散熱器及應用其的燈具的制作方法

專利名稱：散熱器及應用其的燈具的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種散熱器及應用其的燈具。
背景技術：
傳統照明所消耗的能源極為可觀，發展照明節能將是最重要的新能源科技。現今，半導體照明采用高功率高亮度的發光二極管(Light Emitting Diode, LED)做為光源。發光二極管以其高發光效率、節能、長壽、環保(不含汞)、啟動快、指向性等優點，具有廣泛取代傳統照明光源的潛力。應用高功率高亮度發光二極管做為照明的光源時，必須配合高效率的散熱機構以盡量降低發光二極管的結點溫度，才能發揮上述諸多優點。否則，發光二極管燈具的發光亮度、使用壽命將大打折扣，除了將使發光二極管燈具的節能效果不彰，更直接沖擊發光二極管燈具的可靠度，或引發嚴重的光衰甚至使發光二極管燈具失效。現有的燈具，目前業界通用的被動式散熱方案是在燈具內設置散熱器(heatsink)，并通過散熱器表面與自然對流空氣接觸的方式將熱量散發到周圍空氣中。所以要滿足高功率、高亮度的發光二極管燈具的散熱需求以使其能正常工作防止光衰，就必須提供可增加散熱面積的散熱器。更甚者，若為了更增進燈具整體的解熱能力，目前業界也有采用主動式散熱方案，其是在燈具內增設風扇模塊，并于散熱器上對應地設計進排氣流道。然而，目前采用具有進排氣流道設計的散熱器的已知燈具，往往會因為進排氣流道的布局(layout)設計不佳，使得其必須與光發射器的設置位置或數量的布局設計之間進行取舍，進而影響燈具整體的發光亮度以及光形均勻度。因此，如何在有效提升燈具整體的發光效率以及光形均勻度的前提下于散熱器上設置進排氣流道設計，是此業界必須刻不容緩投入探討與研究的課題。

發明內容
為解決已知技術的問題，本發明的一技術方案是一種散熱器，其是以主結構做為吸收燈具的熱源(亦即，燈具的光發射器)的主要部位，并在設置于主結構外緣的外圍結構上設置的第一流道以及第二流道。由此可知，由于本發明將第一流道以及第二流道等進排氣流道設置于散熱器的主結構外圍(亦即，散熱器中央無出風孔)，因此設置于散熱器的主結構上的光發射器的設置位置與數量的布局設計并不會受到影響，進而可使燈具有效提升燈具整體的發光亮度以及光形均勻度。根據本發明一實施例，上述的散熱器包含主結構以及外圍結構。主結構包含底面以及墻部。墻部環繞于底面外緣。墻部具有多個出風孔。外圍結構環繞于主結構外緣。外圍結構具有多個第一流道以及多個第二流道。每一第一流道位于墻部外。每一第二流道經由對應的出風孔而連通至底面。本發明的另一技術方案是一種燈具，其是通過風扇模塊將燈座外的空氣經由設置于散熱器的主結構外緣的第一流道吸入燈座的容置槽中，并在通過風扇模塊后沿主結構的底面依序經由主結構的出風孔而由第二流道排出燈座外。由此可知，本發明可通過風扇模塊將燈座外的較低溫的空氣經由外圍的第一流道吸入燈座內，并將燈座內的較高溫的空氣經由外圍的第二流道排出燈座外，進而達到完整的氣流循環路徑以確實地將光發射器所產生的熱排出燈具之外。根據本發明一實施例，上述的燈具包含散熱器、風扇模塊以及燈座。散熱器包含主結構以及外圍結構。主結構包含底面以及墻部。墻部環繞于底面外緣。墻部具有多個出風孔。外圍結構環繞于主結構外緣。外圍結構具有多個第一流道以及多個第二流道。每一第一流道位于墻部外。每一第二流道經由對應的出風孔而連通至底面。風扇模塊卡合于墻部內緣并正對底面。燈座具有開口以及容置槽。外圍結構卡合燈座于開口處。風扇模塊位于容置槽中。風扇模塊將燈座外的空氣經由第一流道吸入容置槽中，并在通過風扇模塊后沿底面依序經由出風孔與第二流道而排出燈座。于本發明的一實施例中，上述的第一流道與第二流道是等距交錯排列。于本發明的一實施例中，上述的每一第一流道位于相鄰兩第二流道之間，或每一第二流道位于相鄰兩第一流道之間。于本發明的一實施例中，上述的主結構進一步包含多個導流凸塊。導流凸塊位于底面上。并且，每一導流凸塊連接墻部于相鄰兩出風孔之間。于本發明的一實施例中，上述的風扇模塊抵靠導流凸塊，進而于底面與風扇模塊之間形成間隙。間隙依序經由風扇模塊與容置槽而連通第一流道。并且，間隙經由出風孔連通第二流道。于本發明的一實施例中，上述的每一導流凸塊的寬度沿朝向墻部的方向漸擴。于本發明的一實施例中，上述的每一導流凸塊大體上呈Y字型、I字型、人字型、V字型或三角形。于本發明的一實施例中，上述的主結構進一步包含導流凸塊。導流凸塊位于底面中央。導流凸塊具有多個延伸部。并且，每一延伸部大體上朝向墻部于相鄰兩出風孔之間。于本發明的一實施例中，上述的導流凸塊大體上呈X字型。于本發明的一實施例中，上述的主結構進一步包含頂面。頂面位于底面的相反側。燈具進一步包含光發射器以及透鏡結構。光發射器設置于頂面。透鏡結構設置于主結構上并與光發射器光耦合。


圖1為繪示依照本發明一實施例的燈具的零件爆炸圖；圖2A為繪示圖1中的散熱器的立體圖；圖2B為繪示圖1中的散熱器的上視圖；圖2C為繪示圖1中的散熱器的側視圖；圖2D為繪示圖1中的散熱器的下視圖；圖3為繪示圖1中的散熱器于另一實施例中的下視圖。主要組件符號說明1:燈具10:散熱器 100:主結構 IOOa:底面
100b:墻部100c:出風孔IOOd:頂面100e、300e:導流凸塊102:外圍結構102a:第一流道102b:第二流道12:風扇模塊14:燈座140a:開口140b:容置槽16:光發射器18:透鏡結構300f:延伸部A1、A2、A3:氣流方向
具體實施例方式以下將以附圖揭露本發明的多個實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一并說明。然而，應了解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些已知慣用的結構與組件在附圖中將以簡單示意的方式繪示。本發明的一技術方案是一種燈具。更具體地說，其是以散熱器的主結構做為吸收燈具的熱源(亦即，燈具的光發射器)的主要部位，并在設置于主結構外緣的外圍結構上設置的第一流道以及第二流道。由此可知，由于本發明將第一流道以及第二流道等進排氣流道設置于散熱器的主結構 外圍(亦即，散熱器中央無出風孔)，因此設置于散熱器的主結構上的光發射器的設置位置與數量的布局設計并不會受到影響，進而可使燈具有效提升燈具整體的發光亮度以及光形均勻度。此外，本發明的燈具系通過風扇模塊將燈座外的空氣經由設置于散熱器的主結構外緣的第一流道吸入燈座的容置槽中，并在通過風扇模塊后沿主結構的底面依序經由主結構的出風孔而由第二流道排出燈座外。由此可知，本發明可通過風扇模塊將燈座外的較低溫的空氣經由外圍的第一流道吸入燈座內，并將燈座內的較高溫的空氣經由外圍的第二流道排出燈座外，進而達到完整的氣流循環路徑以確實地將光發射器所產生的熱排出燈具之外。請參照圖1。圖1為繪示依照本發明一實施例的燈具I的零件爆炸圖。如圖1所不,于本實施例中，燈具I包含散熱器10、風扇模塊12、燈座14、光發射器16以及透鏡結構18。燈具I的風扇模塊12可卡合于散熱器10的底部。于一實施例中，為了加強風扇模塊12固定至散熱器10底部的強度，風扇模塊12亦可以螺絲鎖固的方式固定至散熱器10底部，但并不限于此。燈具I的燈座14具有開口 140a以及容置槽140b。燈座14的容置槽140b是由開口 140a向內凹陷形成。燈具I的散熱器10適于以其邊緣卡合于燈座14的開口 140a處，進而使得風扇模塊12容納于容置槽140b中并介于散熱器10與燈座14之間。于一實施例中，為了加強風扇模塊12、散熱器10以及燈座14之間的固定穩定性，風扇模塊12、散熱器10以及燈座14之間亦可以設置定位柱的方式固定三者之間的相對位置，但并不限于此。燈具I的光發射器16設置于散熱器10的頂部。因此，燈具I的光發射器16于運作過程中所產生的熱可直接傳導至散熱器10，并通過散熱器10進行散熱。燈具I的透鏡結構18設置于散熱器10上并與光發射器16光耦合。以下將針對本發明的燈具11其內各部組件做更進一步的詳細介紹。請參照圖2A、圖2B、圖2C以及圖2D。圖2A為繪示圖1中的散熱器10的立體圖。圖2B為繪示圖1中的散熱器10的上視圖。圖2C為繪示圖1中的散熱器10的側視圖。圖2D為繪示圖1中的散熱器10的下視圖。如圖2A至圖2D所示，并配合參照圖1，于本實施例中，燈具I的散熱器10包含主結構100以及外圍結構102。散熱器10的主結構100包含頂面100d、底面IOOa(示于圖2D中)以及墻部100b。頂面IOOd與底面IOOa位于主結構100的相反兩側。主結構100的墻部IOOb環繞形成于頂面IOOd與底面IOOa的外緣。燈具I的光發射器16設置于主結構100的頂面IOOcL燈具I的透鏡結構18設置于主結構100的墻部IOOb上并與光發射器16光耦合。于一實施例中，燈具I的透鏡結構18可通過卡合的方式固定至主結構100的墻部IOOb上，但并不以此為限。于本實施例中，主結構100的墻部IOOb大體上沿垂直頂面IOOd與底面IOOa的方向延伸形成，但于實際應用中并不以此為限。此外，主結構100的墻部IOOb具有多個出風孔100c。散熱器10的外圍結構102環繞形成于主結構100的外緣。散熱器10的外圍結構102具有多個第一流道102a以及多個第二流道102b。外圍結構102的每一第一流道102a皆位于主結構100的墻部IOOb之夕卜。外圍結構102的每一第二流道102b經由墻部IOOb上各自對應的出風孔IOOc而連通至主結構100的底面100a。如圖1所示，并配合參照圖2A至圖2D，于本實施例中，燈具I的風扇模塊12卡合于主結構100的墻部IOOb內緣并正對底面100a。燈具I的光發射器16設置于主結構100的頂面IOOcL因此，當燈具I的光發射器16運作時，其所產生的熱會經由主結構100的頂面IOOd直接傳導至底面100a，以及經由主結構100的墻部IOOb傳導至外圍結構102。散熱器10的外圍結構102卡合燈座14于其開口 140a處。借此，燈具I的風扇模塊12即可將燈座14外較低溫的空氣經由外圍結構102的第一流道102a吸入容置槽140b中(如圖1中所示的氣流方向Al)。吸入容置槽140b中的空氣在沿著圖1中所示的氣流方向A2通過風扇模塊12之后，會吸收光發射器16經由主結構100的頂面IOOd傳導至底面IOOa的熱，并接著沿著底面IOOa依序經由墻部IOOb上的出風孔100c與第二流道102b而排出燈座14之外(如圖1中所示的氣流方向A3)，進而達到完整的氣流循環路徑。換言之，外圍結構102的第一流道102a主要是供進氣的用途，外圍結構102的第二流道102b主要是供排氣的用途。由此可知，本發明的散熱器10于其主結構100的頂面IOOd與底面IOOa之間并無設置任何出風孔。因此，相較于已知的散熱器，本發明設置于散熱器10的頂面IOOd上的光發射器16上有更多的面積可增設光源。借此，本發明即可達到提升燈具I整體的發光亮度以及光形均勻度的功效。如圖2A與圖2B所示，于本實施例中，外圍結構102的第一流道102a與第二流道102b是交錯排列。并且較佳地，外圍結構102的第一流道102a與第二流道102b是等距交錯排列，借以使流過第一流道102a與第二流道102b的氣流更均勻。亦即，外圍結構102的每一第一流道102a位于相鄰兩第二流道102b之間，或每一第二流道102b位于相鄰兩第一流道102a之間，然而于實際應用中，并不以此為限，可依據設計時所需而彈性地調整第一流道102a與第二流道102b的布局(layout)設計。于一實施例中，為了增加散熱器10整體的散熱面積，外圍結構102的第一流道102a與第二流道102b的走向可相對主結構100的底面IOOa呈一傾斜角度而環繞排列于墻部IOOb之外。換言之，于本實施例中，燈具I的風扇模塊12空氣經由第一流道102a吸入容置槽140b中的氣流方向Al，以及風扇模塊12由第二流道102b排出燈座14之外的氣流方向A3，并非垂直主結構100的底面IOOa的正向氣流，而是與主結構100的底面IOOa呈一傾斜角度的螺旋狀氣流。如圖2D所示，并配合參照圖1，于本實施例中，散熱器10的主結構100進一步包含多個導流凸塊100e。主結構100的導流凸塊IOOe位于底面IOOa上。并且，主結構100的每一導流凸塊IOOe連接墻部IOOb于相鄰兩出風孔IOOc之間。進一步來說，于本實施例中，主結構100的每一導流凸塊IOOe皆連接墻部IOOb于相鄰兩出風孔IOOc相互較接近的邊緣處。換句話說，墻部IOOb上的每一出風孔IOOc的兩側邊緣會與相鄰兩導流凸塊IOOe相互連接。另外，當燈具I的風扇模塊12卡合于墻部IOOb內緣并抵靠導流凸塊100e，主結構100的底面IOOa與風扇模塊12之間會形成間隙(圖未示)。在燈具I的散熱器10組合至燈座14之后，主結構100的底面IOOa與風扇模塊12之間的間隙依序經由風扇模塊12與燈座14的容置槽140b而連通外圍結構102的第一流道102a，并且主結構100的底面IOOa與風扇模塊12之間的間隙經由墻部IOOb上的出風孔IOOc連通第二流道102b。

借此，吸入容置槽140b中的空氣在沿著圖1中所示的氣流方向A2通過風扇模塊12之后，會在主結構100的底面IOOa與風扇模塊12之間的間隙吸收光發射器16經由主結構100的頂面IOOd傳導至底面IOOa的熱，并接著沿著底面IOOa并受導流凸塊IOOe的導引(如圖2D中粗箭頭所示的氣流方向)而通往墻部IOOb上的出風孔100c，進而經由第二流道102b而排出燈座14之外(如圖1中所示的氣流方向A3)。如圖2D所示，于本實施例中，每一導流凸塊IOOe為了使位于主結構100的底面IOOa與風扇模塊12之間的間隙的空氣導引至相鄰兩出風孔IOOc中，主結構100的每一導流凸塊IOOe的寬度是沿朝向主結構100的墻部IOOb的方向漸擴。進一步來說，于本實施例中，主結構100的每一導流凸塊IOOe大體上呈Y字型或V字型，進而可增加散熱面積，但并不以此為限。于另一實施例中，主結構100的導流凸塊IOOe亦可呈I字型、人字型、V字型、三角形…等形狀。請參照圖3。圖3為繪示圖1中的散熱器10于另一實施例中的下視圖。如圖3所示，于本實施例中，散熱器10的主結構100進一步包含導流凸塊300e。主結構100的導流凸塊300e位于底面IOOa中央。主結構100的導流凸塊300e具有多個延伸部300f。并且，導流凸塊300e的每一延伸部300f皆大體上朝向墻部IOOb于相鄰兩出風孔IOOc之間。相對地，墻部IOOb上任一出風孔IOOc皆大體上朝向相鄰兩延伸部300f之間。借此，吸入容置槽140b中的空氣在沿著圖1中所示的氣流方向A2通過風扇模塊12之后，會在主結構100的底面IOOa與風扇模塊12之間的間隙吸收光發射器16經由主結構100的頂面IOOd傳導至底面IOOa的熱，并接著沿著底面IOOa中央的導流凸塊300e的導引(如圖3中粗箭頭所示的氣流方向)而通往墻部IOOb上的出風孔100c，進而經由第二流道102b而排出燈座14之外(如圖1中所示的氣流方向A3)。于一實施例中，主結構100的每一導流凸塊IOOe相對底面IOOa的高度較佳地可約為3毫米，但并不以此為限。于一實施例中，燈具I的風扇模塊12高度較佳地可約為7毫米，但并不以此為限。于一實施例中，燈具I可進一步包含電路板(圖未示)。燈具I的電路板可設置于燈座14的容置槽140b中，并與設置于主結構100的頂面IOOd上的光發射器16電性連接。于一實施例中，燈具I的光發射器16所采用的光源可為發光二極管(LightEmitting Diode, LED)或有機發光二極管(Organic Light Emitting Diode, OLED),但并不以此為限。本發明的散熱器10雖以應用于如圖1所示的指向性MR系列的燈具I作為實施例而進行說明，但并不限于此。本發明的散熱器10還可應用于各式全向性燈具(Omnidirectional Lamps)、裝飾燈具(Decorative Lamps)以及指向性燈具(DirectionalLamps)中。由以上對于本發明的具體實施例的詳述，可以明顯地看出，本發明的散熱器系以主結構做為吸收燈具的熱源(亦即，燈具的光發射器)的主要部位，并在設置于主結構外緣的外圍結構上設置的第一流道以及第二流道。由此可知，由于本發明將第一流道以及第二流道等進排氣流道設置于散熱器的主結構外圍(亦即，散熱器中央無出風孔)，因此設置于散熱器的主結構上的光發射器的設置位置與數量的布局設計并不會受到影響，進而可使燈具有效提升燈具整體的發光亮度以及光形均勻度。此外，本發明的燈具是通過風扇模塊將燈座外的空氣經由設置于散熱器的主結構外緣的第一流道吸入燈座的容置槽中，并在通過風扇模塊后沿主結構的底面依序經由主結構的出風孔而由第二流道排出燈座外。由此可知，本發明可通過風扇模塊將燈座外的較低溫的空氣經由外圍的第一流道吸入燈座內，并將燈座內的較高溫的空氣經由外圍的第二流道排出燈座外，進而達到完整的氣流循環路徑以確實地將光發射器所產生的熱排出燈具之外。雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種散熱器，其特征在于，包含: 一主結構，包含一底面及一墻部，該墻部環繞于該底面外緣，該墻部具有多個出風孔；以及 一外圍結構，環繞于該主結構外緣，該外圍結構具有多個第一流道以及多個第二流道，每一該些第一流道位于該墻部外，每一該些第二流道經由對應的該出風孔而連通至該底面。
2.根據權利要求1所述的散熱器，其特征在于，該些第一流道與該些第二流道是等距交錯排列。
3.根據權利要求2所述的散熱器，其特征在于，每一該些第一流道位于相鄰兩該些第二流道之間，或每一該些第二流道位于相鄰兩該些第一流道之間。
4.根據權利要求1所述的散熱器，其特征在于，該主結構進一步包含多個導流凸塊，該些導流凸塊位于該底面上，并且每一該些導流凸塊連接該墻部于相鄰兩該些出風孔之間。
5.根據權利要求4所述的散熱器，其特征在于，每一該些導流凸塊的寬度沿朝向該墻部的方向漸擴。
6.根據權利要求5所述的散熱器，其特征在于，每一該些導流凸塊的形狀是選自于由Y字型、I字型、人字型、V字型以及三角形所組成的群組。
7.根據權利要求1所述的散熱器，其特征在于，該主結構進一步包含一導流凸塊，該導流凸塊位于該底面中央，該導流凸塊具有多個延伸部，并且每一該些延伸部朝向該墻部于相鄰兩該些出風孔之間。
8.根據權利要求7所 述的散熱器，其特征在于，該導流凸塊呈X字型。
9.一種燈具，其特征在于，包含: 一散熱器，包含: 一主結構，包含一底面及一墻部，該墻部環繞于該底面外緣，該墻部具有多個出風孔；以及 一外圍結構，環繞于該主結構外緣，該外圍結構具有多個第一流道以及多個第二流道，每一該些第一流道位于該墻部外，每一該些第二流道經由對應的該出風孔而連通至該底面； 一風扇模塊，卡合于該墻部內緣并正對該底面；以及 一燈座，具有一開口及一容置槽，其中該外圍結構卡合該燈座于該開口處，該風扇模塊位于該容置槽中， 其中該風扇模塊將該燈座外的空氣經由該些第一流道吸入該容置槽中，并在通過該風扇模塊后沿該底面依序經由該些出風孔與該些第二流道而排出該燈座。
10.根據權利要求9所述的燈具，其特征在于，該些第一流道與該些第二流道是等距交錯排列。
11.根據權利要求10所述的燈具，其特征在于，每一該些第一流道位于相鄰兩該些第二流道之間，或每一該些第二流道位于相鄰兩該些第一流道之間。
12.根據權利要求9所述的燈具，其特征在于，該主結構進一步包含多個導流凸塊，該些導流凸塊位于該底面上，并且每一該些導流凸塊連接該墻部于相鄰兩該些出風孔之間。
13.根據權利要求12所述的燈具，其特征在于，該風扇模塊抵靠該些導流凸塊，進而于該底面與該風扇模塊之間形成一間隙，該間隙依序經由該風扇模塊與該容置槽而連通該些第一流道，并且該間隙經由該些出風孔連通該些第二流道。
14.根據權利要求12所述的燈具，其特征在于，每一該些導流凸塊的寬度沿朝向該墻部的方向漸擴。
15.根據權利要求14所述的燈具，其特征在于，每一該些導流凸塊的形狀是選自于由Y字型、I字型、人字型、V字型以及三角形所組成的群組。
16.根據權利要求9所述的燈具，其特征在于，該主結構進一步包含一導流凸塊，該導流凸塊位于該底面中央，該導流凸塊具有多個延伸部，并且每一該些延伸部朝向該墻部于相鄰兩該些出風孔之間。
17.根據權利要求16所述的燈具，其特征在于，該導流凸塊呈X字型。
18.根據權利要求9所述的燈具，其特征在于，該主結構進一步包含一頂面，位于該底面的相反側，該燈具進一步包含: 一光發射器，設置于該頂面；以及 一透鏡結構，設置于該主結構上并與該光發射器光耦合。
全文摘要
本發明提供一種散熱器及應用其的燈具。散熱器包含主結構以及外圍結構。主結構包含底面及墻部。墻部環繞于底面外緣。墻部具有多個出風孔。外圍結構環繞于主結構外緣。外圍結構具有多個第一流道以及多個第二流道。每一第一流道位于墻部外。每一第二流道經由對應的出風孔而連通至底面。
文檔編號F21V29/02GK103090344SQ20111035398
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者李宣賢, 蘇怡嘉 申請人:艾笛森光電股份有限公司