一种散热壳体结构及LED灯的制作方法

文档序号:15266170发布日期:2018-08-28 21:44阅读:174来源:国知局

本发明涉及照明领域,尤其涉及的是一种散热壳体结构及led灯。



背景技术:

在现有技术中,led灯包括灯珠组件(包括基板和固定在基板上的灯珠)、驱动器和散热器,驱动器连接灯珠组件并控制其开关。实际应用中,led灯的壳体一般采用导热金属制造,最常用的是采用铝合金压铸成型。而为了提高led灯的散热效率,现有技术中会在壳体中设置真空导热铜管,利用真空导热铜管将led灯所产生的热量快速导走。但是由于led灯体积的限制,真空导热铜管只能采用较小的尺寸,导热效果不佳;并且,由于采用壳体将真空导热铜管包裹,而壳体的材质要求导致壳体与真空导热管的热交换能力不强,即使真空导热铜管可以快速吸收led光源的热量,也难以快速的通过与壳体进行热交换将热量散发出去,因此整体散热效果不够理想。

因此,现有技术还有待改进和发展。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种散热壳体结构。

本发明的方案如下:

一种散热壳体结构,包括壳体,其中,所述壳体内部设置有密封空腔,所述密封空腔真空密封并填充有导热介质。通过这种设置方式,将整个壳体结构变成了一个大型真空导热管结构,不但增大了真空导热管的尺寸,提高导热效率;而且解决了传统的真空导热铜管与壳体的热传递效率慢的问题,将壳体变形了真空导热管的一部分,使热传递效率提高,散热效率得到优化。

优选的,密封空腔内部设置有至少一根导热管道和回流管道,所述导热管道的两端分别与所述回流管道的两端连通;所述导热管道倾斜设置;所述导热管道的一端靠近热源,所述导热管道的另一端远离热源,且靠近热源一端的水平高度小于远离热源的一端的水平高度。这种设置方式,使密封空腔中受热的导热介质可以在密封空间中循环流动,进一步提高壳体的散热效率。

本发明的另一个目的在于提供一种使用该散热壳体结构的led灯,该led灯散热效果好,安全性和稳定性高,使用寿命长。

具体的,在本发明已经公开详细的散热壳体结构的前提下,本领域技术人员结合现有的技术手段,可以实施使用该散热壳体结构制作led灯,在此不再赘述。并且,led灯的其他部件结构,例如led灯珠结构、导线的连接方式、led灯驱动器的结构、连接方式和驱动方式等均为现有技术,在此不再赘述。

本发明的有益效果:本发明提供一种散热壳体结构,在壳体内部设置密封空腔,将密封空腔真空密封并填充导热介质,使壳体变成一个大型的真空导热管结构,提高壳体的散热效率。利用本发明公开的散热壳体结构制造的led灯,散热效果好,安全性和稳定性高,使用寿命长。

附图说明

图1是本发明实施例中的led灯的一种结构示意图。

图2是本发明实施例中的led灯的侧视图。

图3是本发明实施例中的led灯的爆炸图。

图4是本发明实施例中的led灯的另一种结构示意图。

图5是本发明实施例中的led灯的另一种结构的局部放大图。

图6是本发明实施例中的led灯的另一种结构的剖视图。

图7是本发明实施例中的led灯的另一种结构的侧视图。

图8是本发明实施例中的led灯的另一种结构的局部放大图。

图9是本发明实施例中的壳体的一种结构的剖视图。

图10是本发明实施例中的带有导热管道和回流管道的壳体的剖视图。

图11是本发明实施例中的蜂窝组件的结构示意图。

图12是本发明实施例中的蜂窝组件的剖视图。

图13是本发明实施例中的蜂窝组件的侧视图。

图14是本发明实施例中的采用蜂窝组件的壳体结构的爆炸图。

图15是本发明实施例中的led灯的另一种结构的爆炸图。

图16是本发明实施例中的led灯的另一种结构的剖视图。

图17是本发明实施例中的壳体的另一种结构的爆炸图。

图18是本发明实施例中的壳体的另一种结构的示意图。

图19是本发明实施例中的壳体的另一种结构的剖视图。

图20是本发明实施例中的led灯的另一种结构的爆炸图。

图21是本发明实施例中的led灯的另一种结构的示意图。

图22是本发明实施例中的led灯的另一种结构的爆炸图。

图23是本发明实施例中的led灯的另一种结构的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

参见图1-图3,本实施例的led灯,包括壳体100,壳体100一端设置有led发光组件200,led发光组件200与led灯驱动器电连接并受所述led灯驱动器驱动发光。具体的,led发光组件200包括第一灯珠组件210、第二灯珠组件220和安装座230;第一灯珠组件210固定安装在壳体100的端面上(如图1第一灯珠组件210的安装位置);安装座230与壳体100固定连接;第二灯珠组件220固定安装在安装座230上,并与第一灯珠组件210面对面设置(实际是使第一灯珠组件210的第一灯珠211与第二灯珠组件220的第二灯珠221面对面设置,如图2所示的设置方式)。通过这种设置方式,使两个灯珠组件的距离缩小,使整个led灯的光源更加集中,是led灯的输出光线的汇聚度好。采用本发明的led灯制作的汽车大灯,其光线集中,路面照射效果更好

本实施例中,壳体100设置成圆柱状结构,第一灯珠组件210固定安装在壳体100的端面上:具体为,第一灯珠组件210的第一基板212固定安装在壳体100的端面上,第一灯珠组件210的第一灯珠211固定安装在第一基板212上。壳体100可以采用导热金属(如铝合金、铜)材料制作而成,由于第一灯珠组件210与壳体100的端面紧密接触,因此第一灯珠组件210工作时所产生的热量可以快速传递给壳体100,通过壳体100实现对第一灯珠组件210散热。

本实施例中,安装座230设置有散热连接柱231,安装座230通过散热连接柱231与壳体100固定连接,第二灯珠组件220固定安装在安装座230面向壳体100的安装面上(具体为,第二灯珠组件220的第二基板222固定安装在安装座230面向壳体100的安装面上,第二灯珠组件220的第二灯珠221安装在第二基板222上),实现第二灯珠组件220的第二灯珠221与第一灯珠组件210的第一灯珠211面对面设置。实际应用中,安装座230和散热连接柱231可以采用导热金属(如铝合金、铜)制成,由于第二灯珠组件220与安装座230紧密接触,因此第二灯珠组件220工作时所产生的热量可以快速的传递给安装座230,而安装座230通过散热连接柱231与壳体100固定连接,因此安装座230的热量也会快速向壳体100处传输,实现对第二灯珠组件220散热。

进一步的,参见图1和图3,壳体100上可以设置有插槽110(或者插孔),通过将安装座230的散热连接柱231插入插槽110中实现安装座230和壳体100的固定连接。这种设置方式,一方面便于安装座230和壳体100的组装(直接人手就可以快速完成组装,无需借助其他工具),另一方面可以保证安装座230和壳体100之间的接触面积更大,使两者的热量传递效率更高,提高第二灯珠组件220的散热效率。

当然,第一灯珠组件210和第二灯珠组件220同时还有另外一种散热途径就是向空气中传输热量。

实际应用中,参见图3,散热连接柱231可以设置4个,散热连接柱231可以选择为长条状。散热连接柱231的一端与安装座230固定连接,并且长条状的散热连接柱231侧身设置,使长条状的散热连接柱231的窄面面对第二灯珠组件220;壳体100上设置有与该散热连接柱231对应的插槽110。这种设置方式,一方面可以保证安装座230和壳体100之间的接触面积更大,使两者的热量传递效率更高,提高第二灯珠组件220的散热效率;另一方面可以尽量避免散热连接柱231遮挡第一灯珠组件210和第二灯珠组件220的光向外射出,保证led灯的照射效果。

在另一种实施方式中,参见图4,散热连接柱231可以设置2个,分别对称设置在第二灯珠组件220的两侧。散热连接柱231设置成长条状,散热连接柱231的一端与安装座230固定连接,且散热连接柱231的宽面面向第一灯珠组件210和第二灯珠组件220;壳体100上设置有与该散热连接柱231对应的插槽110。这种设置方式,一方面可以尽量避免散热连接柱231遮挡第一灯珠组件210和第二灯珠组件220的光向外射出(该实施例中,光线可以从没有遮挡的两侧大量射出),保证led灯的照射效果;另一方面可以通过散热连接柱231进行走线,即导线可以通过散热连接柱231延伸至安装座230上并与第二灯珠组件220电连接,不但便于led灯的布线,同时可以降低高温的第一灯珠211和第二灯珠221对导线的影响,避免导线因高温而外皮受损发生短路,提高led灯的安全性和可靠性。

在某些优选的实施方式中,参见图4和图5,壳体100、散热连接柱231和安装座230的外表面设置有导线槽300,连接led灯驱动器与第一灯珠组件210和第二灯珠组件220的导线10可以设置在该导线槽300中,并沿着该导线槽300延伸至第一灯珠组件210和第二灯珠组件220处,实现与第一灯珠组件210和第二灯珠组件220电连接。

具体的,参见图5和图6,壳体100的外表面设置有导线槽300,连接第一灯珠组件210的导线可以通过壳体100外表面的导线槽300延伸至第一灯珠组件210的第一基板212的管脚上,实现与第一灯珠组件210电连接。同时,散热连接柱231和安装座230的外表面同样设置有导线槽300,并且安装座230的外端面设置有导线孔232(参见图6),连接第二灯珠组件220的导线10可以通过壳体100外表面的导线槽300延伸至散热连接柱231,再经过散热连接柱231和安装座230外表面的导线槽300延伸至安装座230的外端面,最后从导线孔232中延伸至第二灯珠组件220的第二基板222的管脚上,实现与第二灯珠组件220电连接。

在其他实施方式中,壳体100也可以设置成其他形状,例如长方体状,本申请中并不对壳体100的形状进行限定。

在其他实施方式中,第一灯珠组件210也可以固定安装在壳体100的其他地方(例如侧面),这时需要对安装座230的安装位置进行调整(例如调整至壳体100的侧面),使第一灯珠组件210与第二灯珠组件220面对面设置,以保证led灯光的汇聚度和光线效果。

在一个优选的实施方式中,参见图7和图8,可以在第一灯珠组件210的第一灯珠211与第二灯珠组件220的第二灯珠221之间设置一个玻璃体240,该玻璃体240的作用是将第一灯珠211和第二灯珠221所产生的光汇聚在玻璃体240上,再通过玻璃体240发射出去。这种设置方式,可以进一步提高led灯的光线的汇聚度,使led灯的光线更集中,效果更好。实际应用中,玻璃体240可以采用如图7所示的梭形玻璃体结构,可以采用如图8所示的圆柱形玻璃体结构。本申请并不对玻璃体240的结构进行限定,凡是可以实现提高led灯的光线汇聚度的玻璃体结构都在本申请的保护范围内。另外,玻璃体240与第一灯珠211和第二灯珠221的固定方式采用现有技术的固定方式即可(例如将玻璃体240的一端嵌入灯珠中固定),在此不做赘述。

实际应用中,第一灯珠组件210和第二灯珠组件220的结构为已知的led灯珠结构,在此不再赘述。led发光组件200与led灯驱动器电连接的方式、led灯驱动器的具体结构以及led灯驱动器驱动led发光组件发光的方式均为现有技术,在此不再赘述。另外,本方案已经公开了个部件的详细结构,本领域的技术人员在实施本发明的技术方案时,根据需要对各部件的型号和尺寸进行合理选择,在此不再赘述。

在某些实施方式中,为了将led灯安装在汽车大灯总成中,参见图1-图4,可以在壳体100上设置一个安装件120,该安装件120一般设计成圆环结构,在安装件120上设置有卡扣结构或者螺孔,实现通过安装件120将led灯安装在汽车大灯总成中。该安装件120的结构可以采用市售的安装件结构,在此不再赘述。

本发明还公开了一种散热壳体结构,参见图9,该散热壳体结构是在壳体100的基础上进行调整,使壳体100的导热性能更好,导热效率更高。具体为,在壳体100内部设置密封空腔130(可以通过将壳体100中空设置,然后利用密封盖131将壳体100的空腔密封,从而形成密封空腔130),该密封空腔130内部填充导热介质,通过这种方式,可以提高壳体100的导热效率。进一步的,对填充导热介质后的密封空腔130进行抽真空,使整个壳体100变成一个真空导热管结构。本实施例的这种散热壳体结构,生产难度低,成本低,同时可以极大提高实心金属壳体的导热效率,值得推广应用。本实施例公开的散热壳体结构可以用于制作上述实施例中的led灯,也可以用于制作传统的led灯(例如两个灯珠组件背对背设置)。

在某些优选的实施方案中,参见图10,在密封空腔130内部设置有至少一根导热管道140和回流管道150,导热管道140的两端分别与回流管道150的两端连通,形成循环管道结构。实际应用中,导热管道140倾斜设置,导热管道140的一端(即图中的a端)靠近热源(即灯珠组件),导热管道140的另一端(即图中的b端)远离热源(即灯珠组件),且a端的水平高度小于b端的水平高度。通过这种设置方式,热源所产生的热量通过热传递的方式传递到a端,并在密封空腔130内部产生气泡20(受热导致),该气泡20比导热介质轻,因此会在密封空腔130内部向上运动,倾斜设置的导热管道140可以使气泡20顺着导热管道140的a端运动到b端;而由于气泡20的运动,使导热管道140内部的导热介质被推动流动,导热介质被气泡20推动从导热管道的a端流动到b端,再经过回流管道150回流至导热管道140的a端,实现导热介质的循环流动(参见图10中的箭头方向)。通过这种结构,实现了导热介质在密封空腔130中循环流动,进一步提高散热壳体结构的散热效率。

更加优选的,在导热管道140的a端设置有导流腔体160,该导流腔体位于密封空腔130内部靠近热源的一端的下部(参见图10中的位置),导流腔体160与导热管道140的a端联通。这种设置方式,可以使气泡更加容易产生,同时更加容易从导热管道140的a端进入导热管道140内部,即有利于保证导热介质的循环流动,保障散热壳体结构的散热效率。

实际应用中,可以通过一体成型的方式在壳体100内部成型导热管道140、回流管道150和导流腔体160结构。

在某些优选的实施方式中,可以在壳体100的密封空腔130内部设置蜂窝组件170(可以通过限位槽或者卡槽等已知的固定方式将蜂窝组件170固定在密封空腔130内部),蜂窝组件170的结构参见图11至图13。蜂窝组件170内部设置有至少一根蜂窝管道171,这些蜂窝管道171倾斜设置(参见图12),蜂窝管道171的下端部靠近热源,蜂窝管道171的上端部远离热源;这种设置方式使蜂窝管道171相当于上述实施例的导热管道140。并且,蜂窝组件170尺寸小于密封空腔130的尺寸,使蜂窝组件170的外壁与密封空腔130的内壁之间形成较大的缝隙,这些缝隙的作用相当于回流管道150。这种设置方式,通过将蜂窝组件170固定置于密封空腔130内部(参见图10和图14),即可实现在密封空腔130内部形成导热管道140和回流管道150结构。

进一步,在蜂窝管道171的下端部设置有凹台172,当蜂窝组件170放入密封空腔130中时,由于凹台172的存在,蜂窝组件170靠近热源的一端的下部与密封空腔130共同形成导流腔体160结构。

实际应用中,参见图15和图16,为利用本发明的散热壳体结构制作上述led灯的结构爆炸图和剖视图。参见图16,可以看出,led发光组件200固定在壳体100的端面上,导热管道140倾斜设置,导热管道140的a端靠近led发光组件200(即热源),导热管道140的b端远离led发光组件200(即热源),并且导热管道140的a端的水平高度小于导热管道140的b端。通过这种设置方式,实现散热介质在壳体100的密封空腔130中循环流动(图16中的箭头表示流动方向),达到了对led发光组件200的快速散热效果(其散热原理在上面内容已经详细描述)。实际应用中,通过合理设置安装件120的结构可以保证led灯在工作时,导热管道140倾斜设置且导热管道140的a端的水平高度小于导热管道140的b端(即如图16的设置状态),使led灯可以达到最好的散热效果。

当然,本发明公开的这种散热壳体结构也可以用来制作传统的led灯(例如灯珠背对背设置的led灯)。

本发明还公开了另外一种散热壳体结构,在壳体100的基础上进行优化,参见图17-图19,在壳体100远离led发光组件200的端部设置有散热风扇400,同时壳体100远离led发光组件200的一端的侧面设置有散热铜带500。通过散热风扇400和散热铜带500的设置,提高壳体100的散热效率。

在某些优选的实施方案中,要求散热铜带500的端面面对散热风扇400的气流输出方向,这种设置方式,可以使散热风扇400所制造的气流流过整个散热铜带500,从而通过气流将散热铜带500内的热量快速带走,达到优异的散热效果。

具体的,参见图18和图19,在壳体100远离led发光组件200的端部设置风扇安装位,散热风扇400安装在风扇安装位上;风扇安装位上同时设置有固定件600,并且固定件600上设置有铜带安装通孔(图中没画出),散热铜带500的一端插入铜带安装通孔中实现与固定件600固定连接。散热铜带500通过固定件600与壳体100固定安装,并且固定件600采用导热材料制作,使壳体100的热量可以快速传递给散热铜带500。同时,散热铜带500的端部稍微穿出固定件600,实现散热铜带500的端面面对散热风扇400的气流输出方向。实际应用中,固定件600可以为弧形件或环形件。当然,本申请并不限定散热风扇400和散热铜带500的具体安装方式,只要是可以实现散热铜带500的端面面对散热风扇400的气流输出方向的结构,均在本申请的保护范围内。

实际应用中,散热铜带500可以采用铜丝编织带结构,即由多根细铜丝编织形成散热铜带结构。这种散热铜带结构内部具有许多缝隙,而由于铜丝的导热性能优异,散热铜带500可以快速的通过热传递的方式从壳体100中吸收热量,此时散热铜带500的铜丝的温度升高。通过利用散热风扇400对散热铜带500的端面进行吹风,使气流从散热铜带500的缝隙中流入散热铜带500内部,实现气流可以快速带走散热铜带500内部的热量,极大的提高散热铜带500的散热效率。

在某些优选的实施方式中,参见图17-图19,散热铜带500上设置有套管510,该套管510的作用是圈套在散热铜带500表面,其目的是约束经过散热铜带500的气流,尽量使散热风扇400输出的气流与散热铜带500的铜丝充分接触,使气流可以与铜丝实现充分的热传递,从而进一步提高散热效率。具体的,管套510圈套在靠近散热风扇400的散热铜带500的表面。

实际应用中,参见图20和图21,是利用上述散热壳体结构制作上述led灯的结构爆炸图和结构示意图,该led灯的散热效率高,安全性和稳定性好,使用寿命长。

当然,上述散热壳体结构也可以用于制作传统的led灯结构(例如制作灯珠背对背设置的led灯),在此不再赘述。

实际应用中,可以将上述公开的两种散热壳体结构结合在一起,制作本申请的led灯,参见图22和图23,为利用上述两种散热壳体结构结合后制作上述led灯的结构爆炸图和剖视图,该led灯的光线汇聚度好,照射效果好,同时具有优异的散热性能,满足汽车大灯的应用要求。

值得说明的是,在本发明所公开的结构图以及说明书说公开的文字描述的基础上,本领域的技术人员在实施本发明时,结合常规技术手段可以根据实际需要对各部件的尺寸、型号、连接方式进行合理的选择,以达到本发明的技术效果,在此不再赘述。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

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