TWI363850B - Illuminating device and heat-dissipating structure thereof - Google Patents

Description

1363850 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種照明裝置及 二合錐狀散熱結構與導熱元ί的、=裝i別是 屬锻製广方式多“播型、_鑄或金 方“作’但以上述方法製作常有 # 重莖過重、製作不i體積過大、自然對流效率差等等 基於以上的問題’另—種設計為利用機械沖床製 作韓片堆疊方式的散熱器，但大部分皆為利用平面式的 鰭片堆疊’此種方式的散熱器受限於其形狀，以致氣产 流動的方向必須與㈣堆叠方向平行，無法達到多方向 自然對流散熱的設計。 【發明内容】 有鑑於上述課題，本發明之目的生 置及其散熱結構。的為k供—種照明裝 、’彖是，為達上述目的，本發明之一種散熱結構，其 包括至少一導熱元件及複數個散熱單元，各該散孰單元 包括-錐狀籍片結構，具有一開孔；以及複數個突出 部’連接於該錐狀鰭片結構，其中該散熱單元之複數個 突出部與相鄰散熱單元之複數個突出部彼此相互搞合 形成一或多個帶狀平面，以供該導熱元件之一端貼合於 其上’該i數個散熱單元之開孔相i串連形成一氣流通 5 1363850 道。 該導熱元件係直接連接一熱源，或連接一載體，此 載體具有一平面供熱源貼合於其上。該導熱元件之截面 可為方形、圓形、橢圓形、矩形或多邊形，内部可為實 “或二〜，其較佳為一熱導管或一導熱棒，該導熱元件 及該載體係為一金屬或非金屬之高熱傳導材料所製成。 玄複數個散熱單元係堆疊組合成一傘形結構，此傘 形結構具有一凸端及一凹端，該熱源可配合導熱元件設 置於傘形結構之凸端或凹端，此散熱結構另具有一風 扇，此風扇與熱源係分別設置於傘形結構之兩端，風扇 係透過散熱單元之開孔所串連成之氣流通道將氣流 送至熱源。 該散熱單元係利用金屬沖壓方式成型，較佳為一角 椎體或圓錐體之傘型斜面結構或一非對稱性錐體。 该突出部具有一扣合件，以供定位與組接。該突出 部之表面具有一孔洞，以加速熱氣流流動，但此扣合件 牙孔洞之有無可依實際需要而定。該突出部較佳為一階 梯狀或平面狀之折腳。該複數個突出部係以對稱或非對 稱方式配置於該錐狀鰭片結構之周緣。 ▲該散熱單元之表面經物理或化學處理，以增加熱輻 射效應，例如該散熱單元之表面經陽極處理或於其表 面鍍上一高熱輻射率的材料。該散熱單元之表面亦可： 有一微結構。 x、 該散熱單元更包括複數個破孔。該錐狀鰭片結構係 1363850 由複數個鰭片所組合而成 成。 或是由單—環形鰭片所構 該熱源為—發光二極體（LED)、雷射 機電激發光二極體（0LED)或半導體熱源;體或有 一導i達ί述目的’本發明提供一種照明裝置，其包括 一 ㈣結構’其係、由—或多個散執單元 所堆豐組合而成，該散熱單元包括—錐狀韓片結構，且

有一開孔；以及複數個連接於該錐狀鰭片結構之 部，.該導熱元件之-端係設置於突出部所形成之一平面 上，以及一熱源，係連接該導熱元件。 其中該熱源係直接連接該導熱元件，或連接一載 體’此載體具有—平面供熱源貼合於其上，且載體斑導 接。該傘形結構具有一凸端及-凹端，該熱 源可配a導熱元件設置於傘形結構之凸 =結構另具有-風扇，此風扇與熱源係分別設置於伞$ 結構之兩端，風扇係透過散熱單元之開孔 流通道將氣流傳送至熱源。 成之乱 、…其中該熱源可為-個或多個發光元件所組成，該發 光元件為一發光二極體（LED)、雷射二極體或有機； 激發光二極體（OLED)或半導體熱源。 ^該照明裝置更包括一透明罩，設置於該散熱結構及 °玄熱源外，該透明罩具有〆或多個孔洞，但此孔洞之有 無可依實際需要而定。 以供該散熱結構固 §玄照明裝置更包括一固定結構， 7 I363850 定於其上。該固定結構由一第一固定件和一第二固定件 所組成。 該照明裝置更包括一電子元件，設置於該第一固定 件和該第二固定件組合所形成之一容置空間内。當然， 若熱源為交流通電之發光二極體，則不需要此電子元 件。該第一固定件具有複數個孔洞，但此孔洞之有無可 依實際需要而定。 … 該照明裝置更包括一電源接頭，該電源接頭可為 E10/EU、E26/E27 或 E39/E40 之電源接頭。 ♦’ 【實施方式】 从F將參照相關圖式 巩明依锞本發明之較佳實 施例’其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。 本發明之散熱結構係由至少一個可供多方向氣流 對流之立體結構賴片式散熱單元所組合而成，並結合= 熱傳導性之導熱元件’該散熱單元係利用金屬沖虔= 成型’可依照不同的條件選用不同的材料及厚度加以成 形。该散熱單元包括-錐狀鰭片結構n，呈有一開孔 及複數個突出部13分別連接於該錐狀鰭片結構 ^周^該散熱單元可為角椎體或圓錐體之傘型斜面 ::，如第1a圖和第1B圖所示。該散熱單元亦可為 非對稱性錐體，如第2A圖和第2B圖所示。穿了為 於第1A圖所示之散執星分忐 〈欢熱早該突出部13之兩側 牛131 ’該突出部丨3為-階梯狀（即有 问度差）之折聊’其表面具有—孔洞132，可加速熱氣 8 1363850 流流動，但#合件和孔洞可依實際需要而可有可益。此 外，該折腳可根據使用的需求設計成對稱或非對稱之結 構如形成2面折腳、3面折腳或6面折腳等多面折腳。 該折腳的功能係為貼附連接熱源之導熱元件，並利 屬熱傳導的特性將熱源產生的熱迅速傳遞到錐狀之散 熱面。而於第⑺圖所示之散熱單元的突 階梯狀之折腳^ @ 此外，該散熱單元表面也可增加表面處理及微社 可用表面物理及化學處理方式製作，例如 鑛上高熱輻射率的材料，除了可增加散 熱面積外，也可以增加熱輻射效應。 另外，該散熱單元之表面也可增加複數個破孔14， 如第1A圖所示’除可增加散熱面積外 :::::開孔。該雜㈣片結構η可由複二； 所、、且5而成，如第1Α圖所· 構成，如第圖所示所不，或疋由早—環形韓片所 卽可=複數個第1A圖所示之散熱單元堆疊組合後， 時:折示之煙囱狀之伞形結構^於堆疊

相罪近形成一平面A’如第4A或4B Γ二？Λ可作為供導熱元件貼合之平面，也是熱 腳，此古二4 Γ腳可设計成有高度差或階梯狀之折 腳亦二又差谷納另-個折腳，如第4Α圖所示。折 ”：：：：之平面’如第4Β圖所示。該折腳也可被 …成Ά位及組接功能的扣合件13卜如第3圖所 9 1363850 示，使得複數個散熱單元於堆疊時能互相定位及扣合在 一起0 將複數個散熱單元依照上述方法結合形成組合結 構後，在複數個散熱單元之開孔串連形成一個t央之氣 流通道P，如第3圖所示。而兩相鄰之錐狀籍片結構u 之，可形成間隙，供氣流通過。因此，冷空氣將流過散 熱單兀之表面而將熱源帶走β此氣流通道p由於結構的 特性，將加速熱對流的空氣流過散熱單元之錐狀面。 另請參閱第5A和5B圖，複數個散熱單元堆疊組 合而成之傘形結構1，藉由堆叠時折腳上下互相靠近形 成平面。複數個具N邊折腳可形成複數個帶狀平面，可 將複數個導熱元件51分別貼附於折腳所形成之各帶狀 平面上，而導熱元件51之另-端連接熱源52,其中該 熱源52可直接貼附於該導熱元件51，或是藉由一載體 平台連接於該導熱元件5卜另外，傘形結構i具有一 =二端’熱源52可配合導熱元件”設置於傘形 結構1之凸端（如第5A图私-、 餅1）或凹端（如第5B圖 所不）。該熱源52可為—半導體_， (LED)、雷射二極體或有 發先-極體 51 Γη LED)， ,.^ 圓^、擴圓形、矩形 或夕邊形，内部可為實心或空心，盆 -導熱棒。且導Μ件51 _日佳為-熱導管或 、凡幵51的數目不必麸 閱第6Α圖至第6D圖 “、、為兩個參 π勃目莫n 本發明之散熱結構之不 錢目HR·圖’導熱元件Η可設計為複數 丄北3850 而 :其數目之多寡完全視實際產品結構或功能需要 疋。 請參閱第7圖，本發明之散熱結構可包括一載體 埶，此載體71具有一平面供熱源52貼合於其上，而導 件係用以連接載體71與散熱單元所堆疊成之傘 2構卜導熱元件51和載體71皆為金屬或非金屬之 =傳導材料所製成，可將熱源52所產生的熱快速傳 等至散熱單元’再經由錐狀鰭片結構^表面進行散熱。 另外’本發明之散熱結構更可包括—風扇，請參閱 個道备和8B圖該散熱結構係包含一傘形結構卜複數 元件51及一風扇81’第紐圖係為第8A圖之氣 金二έ士之不忍圖’其中風扇81與熱源52係分別設置於 :形、，。構1之兩端，當風扇81設置於傘形結構】之凸 I而熱源52設置於凹端，風扇 過散熱單it之開孔所串連成之m 會穿 52 逆风之軋机通道，而到達熱源 構，2 且氣流亦會由内而外的穿過錐狀縛片結 :將表面的熱空氣帶出散熱結構。另請參閱第料 献源5二：顯不風扇81設置於傘形結構1之凹端，而 里 凸端之示意圖，其與第8A和8B圖之差 達熱源^了風扇81產生之氣流會經由中央氣流通道到 氣泣诵、曾《外’外部之氣流亦會由外而内的進入中央 散:道，將錐狀鰭片結構表面散發的熱經由氣流通道 本發月之傘型椎體散熱結構較傳統平面型散熱器 1363850 有較大的散熱面積，熱源所產生之熱可藉由熱傳導迅速 傳遞至錐狀之散熱面，同時亦可以多方向導引氣流，利 用熱空氣往上流動的物理原理形成對流，將熱散逸至外 界。 另外’請參閱第9A和9B圖，其為本發明之一種 照明裝置實施例，其係由一導熱元件5丨、一傘形結構 卜一風扇81、一熱源52、一透明罩91、一固定結構、 一電子元件93和一電源接頭94所組合而成。該熱源 52可由一個或多個發光元件所組成，該發光元件為一 半導體熱源，如發光二極體（LED)、雷射二極體或有 機電激發光二極體（〇LED )，該電源接頭94可為常用 的E10/E11、E26/E27、E39/E40等之電源接頭，但不限 於此。當然，若熱源52為交流通電之發光二極體，則 不需要此電子元件93。在該透明罩91上有製作一些環 繞的孔洞9U ’這些孔洞911可增加氣流流通量，有效 降低散熱結構的溫度，達到冷卻的效果，但此孔洞911 之有無可依實際需要而定。該固定結構可由一第一固定 件921和一第二固定件922所組成’該電子元件93可 設置於該第一固定件921和該第二固定件922組合所形 成之一容置空間92〇内，該導熱元件51、風扇81、傘 升y、’.β構1與熱源52組合的結構體可固定於該第二固定 件922之表面，兩者可藉由扣合或等效方式組接。該第 一固定件921亦可具有複數個孔洞9211，但此孔洞9211 之有無可依實際需要而定。另外，該導熱元件可連接一 12 1363850 載體’該載體具有一貼附熱源之平面，用以褒載熱源， 熱源可透過載體連接導熱元件進行散熱。 當第9B圖所示之照明裝置成上下直立或上下倒立 時’此時中央氣流通道p會形成一類似”煙囱效應，，的效 果’此效應將有助於提升熱對流及散熱的效果。請來閱 第10A圖，其為該照明裝置正立放置時氣流流動之示奄 圖。冷空氣會先通過透明罩91和第一固定件921之孔 洞，再經過散熱單元之間的間隙，最後匯集於中央之氣 流通道P，因此氣流可通過散熱結構之錐狀面，將自熱 源傳遞至錐狀面的熱可同時藉由熱傳導和熱對流方式 迅速散逸。另請參閱第1 〇B圖，其為該照明裝置倒立放 置時氣流流動之示意圖，其氣流方向與第1〇A圖所示相 反。當該照明裝置水平放置時，氣流也可以順利通過散 熱結構之錐狀面，氣流自照明裝置之下方側進入中央之 氣流通道，再由照明裝置之上方側排出，如第1〇c圖所 不。故本發明之照明裝置中的散熱結構可適用於所有方 向之散熱。 ^ >綜合以上所述，本發明之照明裝置及其散熱結構的 設計可使氣流以任何方向流動，故在任何方向放置皆可 散熱。再者，因具有令央氣流通道，此通道可形成類似，， 煙函效應#效果，以加速氣流通過，使熱氣流排放加 速此外，本發明之散熱結構係由薄片金屬成型並堆疊 而成，f相同重量下可比擠型、鍛造、壓鑄等製造的傳 統散熱器更大幅增加散熱面積’且可減少材料使用，節 13 1363850 :能源及價格。再者，該散熱結構更包括風屬及導埶元 件’更可大幅提昇其散熱效果。 ’ 更甚者’本發明之散熱結構係由複數個具有折腳之 政熱皁70所堆疊組合而成，該多面折腳於堆疊時上下互 相靠近形成供熱源貼合之複數個平面，使得：數個導熱 凡件環設於該散熱結構表面，以連接熱源，而達 向對流散熱效果。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫 離本發明之精神與料，而對其進行之等效修改或變 更，均應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第1Α和IB ®為本發明散熱結射不同態樣之散熱單 元之立體圖。 … 第2Α和2Β圖為本發明散熱結構令 散熱單元之俯視圖。 種不嶋之 第3圖為複數個如第1Α圖所示之散熱單元所組合而成 之傘形結構立體圖。 第4Α和4Β圖為第3圖所示之伞形結構的複數個折腳 堆疊組合的不同態樣示意圖β f 5Α和5Β圖分別為本發明之散熱結構之不同 合方式之立體圖。 第6A至6D圖分別為本發明之散熱結構包含不同數目 導熱元件之俯視圖。 第7圖為本發明散熱結構包含载體之立體圖。 1363850 第8A和8C圖分別為本發明之散熱結構之不同風扇組 合方式之示意圖。 第8B和8D圖為第8A和8C圖所示之本發明散熱結構 之不同風扇組合方式之氣流流動之示意圖。 第9A和9B圖分別為本發明之照明裝置於組合前和組 合後之立體圖。 第10A圖為第9A和9B圖所示之本發明照明裝置於正 立放置時氣流流動之示意圖。 第10B ®為® 9A和9B ®所示之本發明照明裝置於倒 立放置時氣流流動之示意圖。 第10C圖為第9A和9B圖所示之本發明照明裝置於水 平放置時氣流流動之示意圖。 【主要元件符號說明】 11 :錐狀鰭片結構 U :突出部 131 :扣合件 51 :導熱元件 71 :載體 91 :透明罩 921 :第一固定件 93 :電子元件 P:氣流通道 1 :傘形結構 12 :開孔 14 :破孔 132,911，9211 :孔洞 52 :熱源 81 :風扇 920 :容置空間 922 :第二固定件 94 :電源接頭 A :平面 15

Claims (1)

1. “63850 100年8月】5日補充修正—替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種散熱結構，其包括： 至少一個導熱元件；以及 複數個散熱單元堆疊組合，每__ _ Λ 母该散熱早兀包括： 一錐狀鰭片結構，續锆壯 再这錐狀鰭片結構具有一開孔 以及 瓌錐狀鰭片結構遠離該開 ) ::=面：提供一平面’以供該導熱元件貼 -氣流通道。’该些散熱單元之該些開孔形成 2·如申請專·圍第丨項所述之散 熱元件係連接一熱源。 /、甲忑導 3.如申請專利範圍第2項所述之散熱結構，其中該熱 源係直接貼附於該導敎元# …、 導熱元件。 導…疋件或糟由—载體連接於該 如申請專利範圍第2項所述之散熱結構，印亥此 散熱單元堆疊組合成—傘形結構，該傘形結構且^ 一凸端及一凹端，該熱源係配合該導敎元 置 該傘形結構之該凸端或該凹端。 ^ ° 又置於 5.=Γ=第4項所述之散熱結構，其更包括 之= 該熱源.分別設置於該傘形結構 I序目汉兩端。 6·如申4專利範圍第5項所述之散熱結構，1中 扇係透過該些散熱單元之該些開孔所形叙氣㈣ 16 100年8月15日補充ϋΐΕ__ι： 道將氣流導向該熱源。 如申睛專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該導 …、元件係為一金屬或非金屬之高熱傳導材料所製 成。 、 如申凊專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該導 熱元件之截面係為一方形、一圓形、一橢圓形、— 矩形或一多邊形。 女申„月專利範圍第丨項所述之散熱結構，其中該 熱元件係為實心或空心之結構。 如申凊專利範圍第丨項所述之散熱結構，其中該導 熱兀件係為一熱導管或一導熱棒。 如申請專利範圍第1項所述之散熱結構，其更包括 一載體，連接該導熱元件，並具有一平面，以供— 熱源貼合於其上。 如申請專利範圍第η項所述之散熱結構，其中該 載體係為-金屬或非金屬之高熱傳導材料所製成。 如申請專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該散 熱單元係利用金屬沖壓方式成型。 如申請專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該散 熱單兀為一角椎體或圓錐體之傘型斜面結構或一 非對稱性錐體。 ° 如申請專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該突 出部具有一扣合件，以供定位與組接。 如申請專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該突 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. - 中a 、 丨00年8月丨5曰補充修正_替換頁 邻為一階梯狀或平面狀之折腳。 申明專利範圍苐1項所述之散熱結構，其中該突 士。卩之表面具有一孔洞，以加速熱氣流流動。 申。月專利範圍1項所述之散熱結構，其中該突出 邻係以對稱或非對稱方式配置於該錐狀鰭片結構 之周緣。 如申請專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該散 熱早兀之表面係經物理或化學處理，以增加埶輻射 效應。 T申請專利範圍第19項所述之散熱結構，其中該 政熱單元之表面係經陽極處理，或於其表面錄上一 高熱輻射率的材料。 如申請專利範圍第丨項所述之散熱結構，其中該散 熱單兀之表面具有一微結構。 如申凊專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該散 熱單元更包括複數個破孔。 如申睛專利範圍第1項所述之散熱結構，其中該錐 狀轉片結構係由複數個鰭月所組合而成，或由單一 環形轉片所構成。 如申請專利範圍第1項所述之散熱結構，其中兩相 鄰之該錐狀鰭片結構之間形成一間隙，以供氣流通 過。 -種照明裝置，其包括： -導熱元件； ^63850

   ο WO年8月15日補充修正_替換Η 一傘形結構，其係由複數個散熱單元所堆疊組合而 成，每一该散熱單元包括一錐狀鰭月結構，該錐 狀鰭片結構具有一開孔；以及自該錐狀鰭片結構 遠離該開孔的一端向外延伸之一突出部，且該導 熱元件之一端係設置於該突出部所形成之一平面 上，該些散熱單it之該㈣孔形成—氣流通道； 熱源，係連接該導熱元件，並設置於該氣流通道； 以及 1尔兴孩热源分別設 π钱羋形結構之相 兩端’並位於該氣流通道 26.如申請專利範圍帛25項所述之照明裝置，盆中、 熱源係直接貼附於該導熱元件或藉由一載體連接 於該導熱元件.。 27·如申請專利範圍第25項所述之照明裝置，其中該 =:,件係為一金屬或非金屬之高熱傳導材料所 導熱元件之截面係為一方形、 矩形或一多邊形。 Ί:!利範圍第25項所述之照明裝置，其中該 .圓形、一橢圓形、 29. 如申請專利範圍第25項所述之 3〇導熱元件係為實心或空心之結I ^ 30. 如申請專利範圍第25 導熱元件係為一熱導明裝置’其中該 3 1如由-主* 導熱棒。 •如申Μ專利範圍第25 員所述之照明裝置，其中該 19 ^ 100年8月15日補充修正—替換頁 二構更包括-载體’連接該導熱元件，並具有 平面，以供該熱源貼合於其上。 η’ 專利範圍第Μ項所述之照明裝置，其甲該 33 一金屬或非金屬之高熱傳導材料所製成。 入申5月專利乾圍苐25項所述之照明裝置，立中該 :形結構具有-㈣及—凹端，該熱源係配合該導 34 於該傘形結構之該凸端或該凹端。 其中該 其中該 極體或 。申凊專利範圍第25項所述之照明裝置，苴中嗜 C透過該氣流通道將氣流導向該熱源 •:申請專利範圍第25項所述之照明裝置 36 “'、_為一或多㈤發光元件所組成。 • t申請專利範圍第35項所述之照明裳置 1光元件為一發光二極體（LED)、雷射二构 =，激發光：極體⑺咖）或半導體二。 tl請專利範圍第25項所述之照明裝置，其更包 %如明罩’設置於該傘形結構及該熱源外。 .透=範=37項所述之照明襄置，其中該 39 月罩具有一或多個孔洞。 9.:申請專利範圍第25項所述之照明裝置 攸結構’以供該余形结構固定於其二 固定固31項所述之照明袭置，其中該 仏如^ 弟一固定件和一第二固定件所组点。 =專利範圍第4G項所述之照明|置， 電子元件’設置於該第-固定件和該第：= 20 件組合所形成之一容置空⑽ 8月-補充修正- 42.置，該 43::=:…所述之照㈣置，其更包 44 範圍第43項所述之照明裝置，其甲該 4e10/e11'e26/e27"—-t, 今：：專利粑圍第25項所述之照明裝置，其中嗦 放熱早兀係利用金屬沖壓方式成型。 D 料利範圍第25項所述之照明裝置，其中兮 -二::::椎體或圓錐體之伞型斜面結構； π =請專鄉㈣25項所述之照 突出部具有—Α宁5亥 48·如卜二扣5件’以供定位與組接。 突出^ 圍第25項所述之照明裝置，其中該 4Q ▲ ’、、’階梯狀或平面狀之折腳。 ./申請專利範圍第25項述明 .突出部之表面具有一孔甸：f置、其中該 Μ· Hi專25項所述之照明:置=:該 結構之7:對%或非對稱方式配置於該錐狀鳍片 51.=::=25項所述之照明裝置’其中該 之表面經物理或化學處理，以增加熱輻射 21 52. 效應 如申請專利範圍第 ^ . 〇σ _ 項所述之照明裝置，JL中兮 f熱早70之表面係經陽極處理，或於其… 兩熱輻射率的材料。 、’、入鍍上 53 其中該 其中該 其中該 或由單 其中兩 如申請專利範圍第25項所述之照 M.L JLi 口口 一 JSL 月，，、、早兀之表面具有一微結構。 沒申。月專利範圍第2S項所述之照明裝置 〕 政熱單元更包括複數個破孔。 55·如申請專利範圍» 25項所述之照明裝置 錐狀鰭片結構係由複數個鰭片所組合而成 —環形鰭片所構成。 6.如申凊專利範圍第25項所述之照明妒置i .該錐議結構之間形成-間隙，以供J )

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