CN102777784A

CN102777784A - Led灯组件以及制造该组件的方法

Info

Publication number: CN102777784A
Application number: CN2011101640181A
Authority: CN
Inventors: I.福蒂; T.阿尔曼
Original assignee: Individual
Current assignee: Max Green LED Ltd.
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-11-14
Also published as: RU2011127013A; SG185861A1; GB201107822D0; US20140078758A1; WO2012152783A1

Abstract

本发明涉及一种LED灯组件，包括铝挤压件，其被切割为形成散热件（20）的长度，该散热件（20）带有中空内部，其横截面可以是半圆形或任意其它方便的横截面，以允许空气流过散热件，并包括安装表面（21），用于支撑安装在该表面上的LED光源（62）并传递来自该LED光源（62）的热量。挤压件具有带有翅片（27）的热耗散表面（24），用于接收和耗散来自安装表面（21）上的LED光源（62）的热量。诸如支座（45）、支架（37）和壳体（28,35）的翅片（27）支撑件也由不同长度的相应挤压件和散热件（20）上的滑动配合件形成。

Description

LED灯组件以及制造该组件的方法

技术领域

本发明涉及LED灯组件以及制造该组件的方法。

背景技术

当设计LED灯组件时，一个最重要的考虑就是由组件承载的LED光源产生的热量的耗散。由源产生的热量的很大一部分传递到组件，并在组件中耗散。LED光源必须不能超过某个温度，因此组件必须耗散足够的热量以保持源低于该温度。如果LED光源超过最大额定操作温度，则寿命和性能都将降低。寿命和性能的降低直接与超过的温度和源暴露于超过温度的持续时间成比例。

为了耗散热量，组件需要一定的表面积，该表面积取决于所用的LED光源的瓦数。例如，100瓦的LED光源可能需要至少10000cm²的表面积。50瓦的LED光源可能需要至少6000cm²的表面积。

对于现有的LED灯组件，组件由铸造或机械加工的部件和分开的组件形成，因此对于每种类型的LED光源及其瓦数需要不同的工具加工。例如，100瓦的路边LED光源将需要与100瓦的LED泛光源不同的组件。类似地，50瓦的路边LED光源将需要又一种组件。

当然，对于50瓦的LED光源，可以使用与100瓦LED光源相同的组件，但反之不可以。然而，这是不实际的，由于多用了材料，100瓦组件比50瓦组件昂贵得多，整体灯组件在价格上没有竞争力。另外，与专用的50瓦组件相比也是很重的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种LED灯组件，其包括金属挤压件（extrusion）部分，其形成带有中空内部的散热件，该散热件包括安装表面，该安装表面用于支撑安装在该表面上的LED光源并传递来自该LED光源的热量，还包括用于接收和耗散来自安装表面的热量的热耗散表面和支撑件。

通过将组件形成为挤压件的一部分，就可以由相同的挤压部件来制造任何期望长度的组件（以及因此任何期望的热耗散能力）。

根据本发明的第二方面，提供了一种形成LED灯组件的方法，包括：形成中空的金属挤压件，该挤压件包括安装表面、热耗散表面和支撑件；切割一段长度的所述挤压件；将LED光源安装在所述挤压件部分的安装表面上。

附图说明

以下是通过举例并参考附图对本发明的一些实施例的更详细描述，其中：

图1是用于LED灯组件并由挤压件形成的散热件的透视图；

图2是由挤压件形成并与图1的散热件一起使用的壳体的透视图；

图3是由挤压件形成并与图1的散热件一起使用的支架的透视图；

图4是包括两个LED光源并由图1的散热件、图2的壳体和图3的支架形成的第一LED灯组件的透视图；

图5是图4的LED灯组件的分解视图；

图6是由挤压件形成并与图1的散热件一起使用的支座的透视图；

图7是由挤压件形成并与图6的支座一起使用的连接部件的透视图；

图8是由挤压件形成并与图7的连接件一起使用的安装件的透视图；

图9是包括两个LED光源并由图1的散热件、图2的壳体、两个图6的支座、两个图7的连接件和图8的安装件形成的第二LED灯组件的透视图；

图10是图9的LED灯组件的分解视图；以及

图11是图9和图10的LED灯组件的侧视图。

具体实施方式

图4和图5所示的第一LED灯组件由两个模挤压部件形成。它们显示在图1和图2中，现在将详细描述。这些图中的部件由使用传统挤压技术的挤压形成，并且由导热金属（例如铝）制成。

第一挤压件是显示在图1中的散热件20，并且包括平的安装表面21，其形式为分别具有隔开的第一和第二侧边缘22、23的壁。这些侧边缘22、23是平行的并且平行于挤压件的轴线延伸。半圆形截面的热耗散表面24在第一和第二侧边缘22、23之间延伸，并且以安装表面21限定了挤压件的中空的内部。

安装表面的内侧承载凸起部25，其沿着安装表面的长度在第一和第二侧边缘22、23之间延伸。四个角向隔开的纵向延伸的分隔表面26在各自大致径向方向上从凸起部25延伸到热耗散表面24的内侧。

热耗散表面24的外侧设置有多个纵向延伸的角向隔开的热耗散翅片27。如图所示，大约有30个以大约6°隔开的翅片，但也可以根据需要而有更多或更少的翅片27。

安装表面21的宽度（以及因此热耗散表面24的直径）可以是160mm。挤压件可以任何方便的长度制造，并且可以是两米或更长。

参考图2，第二挤压件是包括矩形横截面的本体29的壳体28，该本体29具有下表面30和从下表面30以一定角度突出的一对安装臂31、32。每个安装臂31、32包括从下表面30以一定角度延伸的平面部分33，并且终止于一对较近地分开的平行向内成角度的凸缘34a、34b。安装臂31、32以及它们的各自的凸缘34a、34b的间距使得每对凸缘34a、34b是散热件20的各相邻翅片27之间的滑动配合件，其方式在下面描述。各臂31、32带有两个隔开的安装螺钉70，安装螺钉70突出通过相关联的臂31、32，并在相关联的一对凸缘34a、34b之间延伸，使得螺钉70变紧，增加凸缘34a、34b的间隔，其目的在下面描述。

下面参考图3，第三挤压件是由中空管38形成的支架37，其带有沿着管38的上表面延伸的径向延伸的纵向肋39。管38的下端位于板40上，该板40突出至管38的任一侧，然后向下延伸并离开管38以形成两个安装臂41、42。每个安装臂终止于一对分开的向内定向的凸缘43、44。凸缘被布置并隔开为使得它们是散热件20的各对相邻翅片27之间的滑动配合件，其方式如下所述。各臂41、42带有安装螺钉70，该安装螺钉70突出通过相关联的臂41、42并在相关联的一对凸缘43、44之间延伸，以便使螺钉70变紧，以增加凸缘43、44的间隔，其目的在下面描述。

图4和图5的第一LED灯组件用于安装两个LED光源62并且如下地形成。首先，散热件挤压件20被切割为期望长度以允许其耗散由两个LED光源62（见图11）产生的热量。该源62的热量产生能力和散热件20的耗散能力是已知的，因此能够计算需要的长度。例如，安装表面21的宽度是160mm，长度可以是400mm。

LED光源62直接安装在安装表面21的下侧。接着，壳体45被切割为容纳用于控制LED光源62的电子电路的长度。通过将每个安装臂41、42的凸缘43在相应对的翅片27之间滑动而将该长度的壳体35安装在散热件20上。这在图5中可见。然后使螺钉70变紧，以使每对凸缘43膨胀以紧夹住相邻的翅片27，因此将壳体35锁定到散热件20。该布置使得当以这种方式安装后，壳体35的下表面位于翅片上。

接着，利用与以上所述的壳体35相同的方式切割一段长度的支架37并将其滑到翅片27上并与翅片27连接，利用螺钉70来膨胀凸缘34a、34b。然后控制电子装置***第二壳体35并连接到LED光源62，并且支架37用来安装组件。

来自LED光源62的热量由安装表面21传递到分隔表面26和热耗散表面24，从而到达翅片27。该结构能够即使在缺少任何冷却空气流的情况下将LED光源62维持在低温。这增加了LED光源62的寿命。

如图5的虚线所示，散热件挤压件20的长度可以按需要增加以便安装其它LED光源62，并耗散来自其它LED光源62的热量。如果需要用于该LED光源62的其它控制电路，另外的壳体35可以如上所述地安装在翅片27上。其它的支架37也可以如上所述地由翅片27承载。

显示在图9、10和11中的第二LED灯组件由图1和图2的挤压件的部分和三个另外的挤压件部分形成，这三个另外的挤压件部分将参照图6、7和8来描述。

接着参照图6，第一另一挤压件是由管46形成的支座45，设有轴向延伸的开口47。管46由一对隔开的壁49支撑在板48上。板48突出至管46的两侧，然后向下延伸并延伸到管46之外，以形成第一和第二安装臂50、51。每个安装臂50、51终止于一对较近地分开的平行向内成角度的凸缘52a、52b。安装臂50、51以及它们的各自的凸缘52a、52b的间隔使得每对凸缘52a、52b是如上关于壳体35和支架37所述的散热件20的相应相邻的翅片27之间的滑动配合件。每个臂50、51带有两个隔开的安装螺钉70，安装螺钉70突出通过相关联的臂50、51，并在相关联的一对凸缘52a、52b之间延伸，使得螺钉70变紧，增加凸缘52a、52b的间隔，其目的在下面描述。

接着参照图7，第二另一挤压件是由管54形成的连接部件53，轴向凸缘54a承载有槽道部件55。槽道部件55具有平行的侧壁56a、56b，并且槽道部件55的底部形成为部分圆形部57，其直径大于侧壁56a、56b的间隔。管54的直径和槽道部件55的宽度使得管54能够滑入以上参照图6所描述的支座45的部分开口管46，其中凸缘54a突出通过开口47。

接着参考图8，第三另一挤压件是带有支脚59和横架部件60的T形横截面的安装件58。支脚59终止于其头部61的自由端。头部61的尺寸和支脚59的宽度使得头部61能够滑入连接部件53的部分圆形部57中，使支脚59容纳在槽道部件55中。

接着参考图9、10和11，将描述第二LED灯组件。图9、10和11中与图1至图5相同的部分赋予相同的标号并且不详细描述。

参考图9、10和11，第二LED灯组件由承载如上参照图4和图5所述的两个LED光源62的散热件20形成，控制电子装置安装在适当长度的壳体35中，该壳体35通过如上参照图1至图5所述的安装臂31、32而安装在翅片27上。

另外，翅片27承载支座45的两个分开的部分，这些支座45的安装臂50、51滑到第一壳体28的部分的任一侧上的翅片27上，并通过如上所述地使螺钉70变紧而连接到翅片27。

每个支座45承载相应部分的连接部件53，连接部件53的管54容纳在相关联的支座45的开放管46中，凸缘54a通过轴向开口47。

最后，一定长度的安装件58延伸通过两个连接部件53的槽道部件55，安装件58的支脚59和头部61分别容纳在槽道部件55和部分圆形部57中。安装件58通过螺钉71固定到连接部件53（见图11）。连接部件53使安装件58位于第二壳体35的上表面之上。然后通过将控制电子装置***壳体28并利用安装件58支撑组件而完成组装。

第二LED灯组件可以使用安装件58支撑并且连接部件53可以相对于相关联的支架27有限地旋转以允许调整LED光源62的位置。通过使通过管46的螺钉72变紧以及接合连接件53的管54而固定LED光源62的角位置。

在以上参考附图所述的所有实施例中，所有的主要部件都是由挤压件制成的。然后切割这些挤压件，使其长度适合于应用。如果要求更多的热耗散表面，使用合适的更长的长度，如果要求更大的电源或支架，可以切割更长的长度。

挤压工具加工的成本可以是传统的压铸或砂铸成本的大约1%，因此在开发和工具加工方面可以节约。并且在实际部件方面也可以节约成本，因为挤压工艺可以远比铸造工艺便宜。

挤压件还可以远比铸铝的热效率高，因此，如上参考附图所述的组件可以比传统灯需要更少质量的铝。

另外，挤压件的设计也是非常重要的，因为质量和表面积之间的关系会影响散热件的效率，尤其是对于维持高环境温度中的热梯度。

以上参照附图所述的组件可以是有效率的，其仅使用传统灯的推荐表面积的60%，并比传统灯少用50%的材料。

应该理解的是，以上所述的实施例可以多种方式改变。其它挤压件可以切割为安装在散热件20上的多个部分。例如，可以这样安装不同的支架和安装件。

散热件20的横截面形状可以不是以上参照附图所述的形状。只要能够提供所需的热耗散，可以使用其它的横截面。

Claims

1. 一种LED灯组件，包括金属挤压件（20），所述金属挤压件（20）形成带有中空内部的散热件并包括安装表面（21），所述安装表面（21）用于支撑安装在所述表面（21）上的LED光源（62）并传递来自所述LED光源（62）的热量，所述金属挤压件（20）还包括热耗散表面和支撑件（27），所述热耗散表面用于接收和耗散来自所述安装表面的热量。

2. 如权利要求1所述的组件，其中，所述安装表面（21）形成为所述散热件（20）的长度方向上连续延伸的壁，所述壁（21）包括用于容纳LED光源（62）的至少一个孔口。

3. 如权利要求2所述的组件，其中，所述壁（21）是平的。

4. 如权利要求2或3所述的组件，其中，所述壁（21）具有第一和第二纵向延伸的隔开的侧边缘（22,23），所述热耗散表面（24）纵向地沿着所述挤压件（20）并且在所述第一和第二边缘(22,23)之间延伸，以限定所述中空内部。

5. 如权利要求4所述的组件，其中，所述热耗散表面（24）承载至少一个热耗散翅片（27）。

6. 如权利要求5所述的组件，其中，所述或每个翅片（27）纵向沿着所述热耗散表面（24）并远离所述表面延伸。

7. 如权利要求6所述的组件，其中，所述热耗散表面（24）的横截面是部分圆形的，所述或每个翅片（27）径向地远离所述表面（24）延伸。

8. 如权利要求7所述的组件，其中，提供多个翅片（27），所述翅片（27）围绕所述热耗散表面均等地隔开。

9. 如权利要求1至8中任一项所述的组件，其中，所述挤压件（20）包括在所述挤压件（20）的中空内部中的至少一个分隔壁（26），并且所述分隔壁（26）在所述安装表面（21）和所述热耗散表面（24）之间延伸。

10. 如权利要求9所述的组件，其中，提供多个所述分隔壁（26）。

11. 如权利要求1至10中任一项所述的组件，其中，还包括由另一挤压件的一部分形成并由所述散热件（21）承载的附加件（28,37,45）。

12. 如权利要求11所述的组件，其中，所述附加件（28,37,45）和所述散热件（21）通过平行于相应的挤压件的长度的方向上的相对滑动运动而相互接合。

13. 如权利要求11或12所述的组件，其中，所述附加件包括安装件，所述散热件（20）能够通过所述安装件而安装到表面上，所述安装件包括由一定长度的第二挤压件形成的支座（45），所述支座（45）由所述支撑件承载。

14. 如依赖于权利要求8的权利要求13所述的组件，其中，所述支座（45）包括一对臂（50,51），所述翅片（27）形成所述支撑件，所述臂（50,51）是与所述翅片（27）的滑动配合件，以便将所述支座安装到所述挤压件。

15. 如权利要求13或14所述的组件，其中，所述安装件包括由第三挤压件形成的连接部件（53），所述支座（45）包括第一连接部分（46），所述连接部件（53）包括与所述第一连接部分（46）接合的第二连接部分（54）。

16. 如权利要求15所述的组件，其中，所述第一和第二连接部分（46,54）通过在平行于所述挤压件的长度的方向上的相对滑动运动而接合。

17. 如权利要求15或16所述的组件，其中，所述安装件包括由第四挤压件形成的安装条（58），所述安装条（58）包括第四连接部分（61），所述连接部件（53）包括与所述第四连接部分（61）接合的第三连接部分（55）。

18. 如权利要求17所述的组件，其中，所述第四挤压件是横截面大致T形的长部件（58），所述T形（61）的支脚形成所述第四连接部分。

19. 如权利要求11或12所述的组件，其中，所述附加件包括用于LED控制电路的壳体（28），所述壳体（35）由第五挤压件形成，并由所述支撑件承载。

20. 如依赖于权利要求8的权利要求19所述的组件，其中，所述壳体（28）包括一对臂（31,32），所述翅片（27）形成所述支撑件，所述臂（31,32）是与所述翅片（27）的滑动配合件，以便将所述壳体安装在所述挤压件上。

21. 如权利要求1至20中任一项所述的组件，其中，所述或每个挤压件（21,28,37,45）由铝形成。

22. 如权利要求1至21中任一项所述的组件，其中，所述组件承载至少一个LED光源（62）。

23. 一种形成LED灯组件的方法，包括：

形成中空的金属散热挤压件（20），所述挤压件（20）包括安装表面（21）、热耗散表面（24）和支撑件（27）；

切割一段长度的所述挤压件，以形成散热件；以及

将LED光源（62）安装在所述散热件的所述安装表面（21）上。

24. 如权利要求23所述的方法，其中，还包括：

形成另一金属挤压件（28,37,45）；

切割一段长度的第二挤压件以形成用于所述组件的附加件；以及

将所述附加件安装到所述散热件（20）。

25. 如权利要求24所述的方法，其中，还包括：

形成带有多个翅片（27）的热耗散表面（24），所述翅片（27）围绕所述热耗散表面均等地隔开；以及

形成带有一对臂（31,32,41,42,50,51）的第二挤压件（28,37,45），然后在平行于所述挤压件的长度的方向上使所述壁（31,32,41,42,50,51）滑动为与所述翅片（27）接合，以便将所述附加件安装在所述热耗散表面上，其中，所述翅片（27）形成所述支撑件。

26. 如权利要求23至25中任一项所述的方法，其中，还包括将LED光源（62）安装到所述安装表面（21）上，选择所述散热件的长度以便为所述LED光源（62）提供所需的热耗散。