熱量傳輸裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對(duì)至少一個(gè)發(fā)光二極管(302)進(jìn)行冷卻的熱量傳輸裝置(100，400)，其中該熱量傳輸裝置(100，400)包括被配置用于安裝發(fā)光二極管(302)并適于接收在發(fā)光時(shí)從發(fā)光二極管(302)所生成的熱量的中心部分(102，402)，以及多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件(104)，每個(gè)均具有連接至該中心部分(102，402)的第一末端部分(106)以及當(dāng)插入外殼(200)中時(shí)被配置為與外殼(200)的內(nèi)表面(202)鄰接而使得所生成的熱量熱傳輸至外殼(200)的第二末端部分(108)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)至少包括提供了一種無(wú)源熱量傳輸裝置，其可以減少對(duì)外部風(fēng)扇或隔膜以提供充分的冷卻的需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】熱量傳輸裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光二極管的熱量管理領(lǐng)域，尤其涉及用于冷卻發(fā)光二極管的熱量傳 輸裝置。本發(fā)明還涉及一種包括以上熱量傳輸裝置的照明組件。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管LED在大量發(fā)光應(yīng)用中得以被采用。由于LED具有提供明亮照明、適 度廉價(jià)而且低功耗的優(yōu)勢(shì)，所以使用LED作為傳統(tǒng)照明的替代變得越來(lái)越具有吸引力。此 夕卜，LED具有長(zhǎng)的工作壽命。作為示例，LED燈具可以持續(xù)50000小時(shí)，這高達(dá)白熾燈工作壽 命的50倍。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)這樣長(zhǎng)的工作壽命，所要考慮的一個(gè)重要的方面是LED的熱量管理，這 是為了避免LED或LED模塊過(guò)熱。這并非是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的任務(wù)，原因在于與主要通過(guò)光線(xiàn)輻射 來(lái)傳輸所生成熱量的傳統(tǒng)照明相比，LED向后釋放熱量，即以與光束方向相比相反的方向釋 放熱量。特別地，當(dāng)LED安裝在例如屋頂或天花板中時(shí)，這可能會(huì)更加復(fù)雜地來(lái)提供充分的 冷卻，因?yàn)長(zhǎng)ED減少的周?chē)臻g。此外，例如在將LED用于諸如重點(diǎn)照明（accent lighting) 和下照明（down lighting)應(yīng)用之類(lèi)的室內(nèi)應(yīng)用時(shí)，需要允許嚴(yán)格光束角度投射的緊湊且 高流明的封裝。在這種情況下，多個(gè)LED被共同置于小的區(qū)域之中，這提供了獨(dú)立散熱器可 能無(wú)法提供充分冷卻的大量熱量。
[0004] 針對(duì)這一問(wèn)題的解決方案是提供例如風(fēng)扇或隔膜的主動(dòng)冷卻部件以便提供充足 量的冷卻。然而，這些類(lèi)型的解決方案是昂貴的并且有時(shí)由于其有限的工作壽命而并不可 靠。因此，還需要在LED的熱量管理方面進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于發(fā)光二極管的有所改進(jìn)的熱量傳輸裝置以便至少 部分克服以上所提到的問(wèn)題。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于冷卻至少一個(gè)發(fā)光二極管的熱量傳輸裝 置，其中該熱量傳輸裝置包括被配置用于安裝發(fā)光二極管并適于接收在發(fā)光時(shí)從發(fā)光二極 管所生成的熱量的中心部分，以及多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件，每個(gè)均具有連接至該中心部分 的第一末端部分以及當(dāng)插入外殼中時(shí)被配置為與外殼的內(nèi)表面鄰接而使得所生成的熱量 熱傳輸至外殼的第二末端部分。
[0007] 本發(fā)明所基于的洞察力在于，可以提供一種熱量傳輸裝置，當(dāng)被插入在外殼中時(shí)， 其能夠?qū)ED所生成的熱量傳輸至外殼，即該外殼因此用作LED或LED模塊的散熱片。此 夕卜，由于許多應(yīng)用中的LED被布置在外殼的中心，即遠(yuǎn)離外殼的內(nèi)表面，所以本發(fā)明所基于 的洞察力還在于，通過(guò)提供連接至熱量傳輸裝置的中心部分并且以朝向外殼內(nèi)表面的方向 進(jìn)行延伸的伸長(zhǎng)部件，LED所生成的熱量可以在其安裝到外殼時(shí)被熱傳輸至外殼，因?yàn)榈诙?部分在安裝至外殼時(shí)，其與外殼的內(nèi)表面鄰接而使得在外殼和該熱量傳輸裝置之間存在熱 連接。被傳輸至外殼的熱量隨后能夠消散至周?chē)h(huán)境中。因此，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)至少在于，提 供了一種無(wú)源熱量傳輸裝置，其可以減少對(duì)外部風(fēng)扇或隔膜以提供充分的冷卻的需求。而 且，本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，可以通過(guò)向LED模塊提供伸長(zhǎng)熱量傳輸部件，可以將用于諸 如白熾燈、CFL、HID等的經(jīng)典照明技術(shù)的現(xiàn)有照明器材和燈具外殼用作散熱器，因此使得能 夠在LED和經(jīng)典照明技術(shù)的可互換性方面有所改進(jìn)，而且減少了對(duì)于用于熱量管理的額外 散熱器的需求。該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件在下文中以及貫穿整個(gè)描述應(yīng)當(dāng)被解釋為當(dāng)被放置而 與例如外殼的內(nèi)表面鄰接時(shí)能夠彎曲并且針對(duì)外殼的具體幾何形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)的部件。
[0008] 該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第一末端部分可以以多種方式連接至中心部分。例如，該 第一末端部分可以與中心部分進(jìn)行集成。由此，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件和中心部分可以同一 片的材料來(lái)提供，例如一塊鋁片或石墨片。該第一末端部分還可以單獨(dú)提供至中心部分，即 通過(guò)連接手段而連接至中心部分。這樣的連接手段例如可以是螺絲接合、焊接、粘合等。在 利用連接手段將該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第一末端部分連接至中心部分的情況下，第一末端 部分或者中心部分意于接納該末端部分的位置可以被提供以熱界面材料，這將在以下進(jìn)一 步進(jìn)行描述。因此，中心部分和伸長(zhǎng)熱量傳輸部件之間的導(dǎo)熱特性與沒(méi)有熱界面材料的情 況相比可以有所改進(jìn)。
[0009] 表達(dá)"傳輸熱量"在下文中應(yīng)當(dāng)被解釋為在熱量傳輸裝置的中心部分所生成并且 隨后進(jìn)一步通過(guò)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件而傳輸至外殼的熱量。
[0010] 此外，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件優(yōu)選地可以由諸如鋁的導(dǎo)熱材料制成。顯然能夠想到 其它材料，例如銅或石墨等。因此，在選擇用于伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的材料時(shí)重要的方面在 于，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件易于以所期望的方式傳輸熱量。
[0011] 根據(jù)一個(gè)不例實(shí)施例，多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分形成比外殼的內(nèi)表 面的橫截面區(qū)域更大的幾何區(qū)域，而使得當(dāng)該熱量傳輸裝置插入外殼中時(shí)，該多個(gè)伸長(zhǎng)熱 量傳輸部件抵靠外殼的內(nèi)表面發(fā)生彎曲。以上所描述的伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的幾何區(qū)域應(yīng) 當(dāng)被解釋為被第二末端部分所界定的非物理區(qū)域。例如，如果伸長(zhǎng)熱量傳輸部件形成在總 體上成圓形的中心部分上，則它們可以為彎曲形狀并且共同形成類(lèi)似花朵的配置。在這樣 的情況下，該幾何區(qū)域因此是第二末端部分的邊界所界定的基本上為圓形的區(qū)域，并且其 中該基本上為圓形的區(qū)域的直徑大于該熱量傳輸部件適于插入其中的外殼的直徑。另一 方面，如果該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件例如形成于針對(duì)總體上成矩形的外殼而布置的總體上成矩 形的中心部分上，則該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分可以形成基本上成矩形的幾何區(qū) 域，即該幾何區(qū)域由伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分所形成的四個(gè)"壁"所界定。在后者 的示例中，基本上為矩形的區(qū)域的區(qū)域因此應(yīng)當(dāng)大于總體上成矩形的外殼區(qū)域。因此，從以 上示例提出了，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的相互配置可以根據(jù)該熱量傳輸部件適于裝配于其中 的具體外殼而以不同方式進(jìn)行布置。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所描述的矩形形式的幾何區(qū) 域可以同樣地被提供用于總體上為圓柱形的中心部分，反之亦然。以上示例僅是為了清楚 而描述。
[0012] 提供以上所提到的大于外殼橫截面區(qū)域的第二末端部分的幾何區(qū)域的優(yōu)勢(shì)在于， 當(dāng)該熱量傳輸裝置被提供于外殼中時(shí)，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件將與外殼的內(nèi)表面形成接觸并 且同時(shí)關(guān)于其之前的配置稍有彎曲。因此在該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分與外殼內(nèi) 表面之間出現(xiàn)了壓縮力，即該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分將在裝配至外殼時(shí)與其內(nèi) 表面相鄰接，由此使得熱量能夠通過(guò)該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件傳輸至外殼。
[0013] 此外，多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分可以包括熱界面材料，其具有比伸 長(zhǎng)熱量傳輸部件的其余部分更低的摩擦系數(shù)。因此，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件和該熱量傳輸裝 置要插入其中的外殼之間的界面被提供以導(dǎo)熱材料以便進(jìn)一步改進(jìn)熱量到外殼的傳輸。而 且，通過(guò)提供同樣具有低摩擦特性的材料，該熱量傳輸裝置在外殼中的裝配可以進(jìn)一步有 所改善和簡(jiǎn)化，因?yàn)橄啾染哂信c伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的其余部分相同材料的末端部分的情 形，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分可以更為容易地抵靠外殼的內(nèi)表面進(jìn)行滑動(dòng)。該 熱界面材料可以包括石墨。石墨材料是公知的并且易于應(yīng)用，原因在于其可以具有用于接 合至第二末端部分的粘性側(cè)面，相對(duì)順從（conformable)并且可以利用相對(duì)低的摩擦系數(shù) 而被布置在面朝外殼的側(cè)面，同時(shí)還具有良好的熱特性。顯然還能夠想到其它材料或材料 組合。例如，第二末端部分可以在一側(cè)被提供以具有塑料薄膜的順從（conformable)熱襯 墊，它們共同形成用于接合至第二末端部分的粘性側(cè)面，以及用于抵靠外殼滑動(dòng)接觸的低 摩擦側(cè)面。因此，可以用作具有與第二末端部分相接觸的粘性側(cè)面以及適于與外殼內(nèi)表面 可滑動(dòng)接觸的低摩擦側(cè)面的熱界面材料的任何材料或材料組合都可以被使用。
[0014] 根據(jù)另一個(gè)不例實(shí)施例，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第一末端部分和該熱量傳輸裝置 的中心部分之間的界面可以被提供以第二熱界面材料。由此，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件和和中 心部分之間的導(dǎo)熱特性可以有所改進(jìn)。該第二熱界面材料與在多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第 二末端部分所提供的熱界面材料相比可以有所不同。該第二熱界面材料例如可以是熱油脂 或相變材料。然而，本發(fā)明并不局限于使用這些材料，并且也可以由于其良好的導(dǎo)熱特性而 使用石墨。然而，由于第一末端部分如以上所描述的或多或少地緊密固定至中心部分，因此 并非特別需要具有比伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的其余部分更低摩擦系數(shù)的材料。
[0015] 此外，中心部分的區(qū)域可以小于包括發(fā)光二極管的LED模塊的區(qū)域，其中該LED模 塊適于被連接至中心部分的區(qū)域。該中心部分的區(qū)域應(yīng)當(dāng)被解釋為被伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的 第一末端部分所形成的邊界所界定的區(qū)域。因此，當(dāng)LED模塊例如利用螺絲等連接至中心 部分時(shí)，該LED模塊抵壓該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第一末端部分，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件因此 從中心部分向外發(fā)生彎曲。其優(yōu)勢(shì)至少在于，當(dāng)該熱量傳輸裝置被布置在外殼中時(shí)將在伸 長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分和外殼之間提供有所增加的壓力。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例，至少一個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件可以包括以朝向 中心部分的方向從第二末端部分進(jìn)行延伸的伸長(zhǎng)凹部。其優(yōu)勢(shì)至少在于，該伸長(zhǎng)熱量傳 輸部件的柔性可以進(jìn)一步有所改進(jìn)。例如，在要從LED模塊向其傳輸熱量的外殼是例如 MR16Halogen反射器外殼的玻璃外殼的情況下，這樣的外殼的內(nèi)表面可以被雙曲以形成拋 物面反射器。因此，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件例如可以根據(jù)光學(xué)解決方案是否為單個(gè)準(zhǔn)直器、多 個(gè)準(zhǔn)直器、反射器等，而且還根據(jù)玻璃外殼內(nèi)的可用空間而瞄向照明組件上的基座或出光 窗口。具有布置到其的伸長(zhǎng)凹部的伸長(zhǎng)熱量傳輸部件因此在被插入外殼中時(shí)可以與外殼的 內(nèi)表面相接觸，并且因此順從地與雙曲表面相鄰接。此外，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件可以均被 提供以多個(gè)伸長(zhǎng)凹部。這可以進(jìn)一步改善其柔性。而且，多個(gè)伸長(zhǎng)凹部可以減少每個(gè)伸長(zhǎng) 熱量傳輸部件的塑性變形，因此提高將已經(jīng)使用的熱量傳輸部件提供到新的外殼之中的概 率，即熱量傳輸部件的循環(huán)利用概率有所提高。此外，減少塑性變形還可以增加第二末端部 分和外殼內(nèi)表面之間的接觸力。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件可以由具有導(dǎo)熱材料的刷 子所形成。詞語(yǔ)"刷子"應(yīng)當(dāng)被解釋為使得該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件由類(lèi)似刷子的秸桿（straw) 所形成，它們每個(gè)均將LED模塊所生成的熱量傳輸至外殼。該刷子之所以有利是因?yàn)樗鼈?可以符合幾乎任何可能的外殼幾何配置。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種照明組件，其包括至少一個(gè)發(fā)光二極管，以 上所描述的熱量傳輸裝置，以及用于接納該熱量傳輸裝置的外殼。該至少一個(gè)發(fā)光二極管 例如可以是LED模塊。
[0019] 此外，該發(fā)光組件可以進(jìn)一步包括整形部件，其被配置為接收由發(fā)光二極管所發(fā) 射的光線(xiàn)并且根據(jù)預(yù)先確定的形式提供光束。再進(jìn)一步地，該整形部件可以是反射器、準(zhǔn)直 器或透鏡中的至少一個(gè)。因此，該發(fā)光二極管所發(fā)射的光線(xiàn)可以以具體的所期望形式進(jìn)行 布置。該方面的效果和特征在很大程度上類(lèi)似于以上關(guān)于本發(fā)明的其它方面所描述的那些 效果和特征。
[0020] 根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，該照明組件可以進(jìn)一步包括布置在該熱量傳輸裝置頂部的 壓力盤(pán)。因此，該壓力盤(pán)可以被配置為在該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件上提供額外壓力以便進(jìn)一步 確保該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件與外殼鄰接。這在該熱量傳輸裝置由石墨材料制成的情況下是特 別有利的，該石墨材料具有比例如鋁更低的柔性特性。然而，該壓力盤(pán)對(duì)于用于該熱量傳輸 裝置的所有材料都可能是有利的，而不僅是石墨，因?yàn)槠湓谠摕崃總鬏斞b置和例如外殼的 內(nèi)表面之間提供了額外的接觸壓力。因此，在這樣的情況下，該壓力盤(pán)向石墨熱量傳輸裝置 上提供壓力從而實(shí)現(xiàn)了熱量傳輸裝置和外殼之間的充分鄰接。因此，從中心部分向外殼的 熱量傳輸可以進(jìn)一步得到確保。還應(yīng)當(dāng)注意的是，該照明組件可以包括多于一個(gè)的熱量傳 輸裝置，例如彼此疊置的兩個(gè)熱量傳輸裝置。在這樣的情況下，例如可以在兩個(gè)熱量傳輸部 件之間提供壓力盤(pán)。
[0021] 此外，該照明組件可以包括可壓縮壓力部件，其中該熱量傳輸裝置被布置在外殼 和該可壓縮壓力部件之間。該可壓縮壓力部件例如可以是海綿狀的盤(pán)片，其與例如由金屬 材料所制成的壓力板相比具有相對(duì)柔軟的表面。其優(yōu)勢(shì)至少在于，該可壓縮壓力部件和熱 量傳輸裝置之間的壓力可以更為一致地得以應(yīng)用，因?yàn)樵摵＞d狀的盤(pán)片可以平滑地與該熱 量傳輸裝置的伸長(zhǎng)熱量傳輸部件相符。而且，與例如金屬的非彈性壓力板相比，熱量傳輸部 件的磨損可以有所減少。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，該照明組件可以進(jìn)一步包括光學(xué)定位于該照明組件中 并且被配置為以該照明組件的光學(xué)方向消散至少一個(gè)發(fā)光二極管所生成的熱量的散熱板。 因此，該散熱板可以位于LED燈具的正常散熱方向的相反方向。該散熱板可以機(jī)械連接至 例如該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的第二末端部分。這例如可以通過(guò)與該散熱板相鄰接地提供第二 末端部分、將第二末端部分的一部分繞該散熱板進(jìn)行彎曲或折疊等來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，可以進(jìn)一 步實(shí)現(xiàn)對(duì)從LED模塊散熱的改進(jìn)，原因在于熱量可以被傳輸至外殼和散熱板兩者，熱量隨 后消散到例如周?chē)諝庵小?br> [0023] 當(dāng)對(duì)所附權(quán)利要求和以下描述進(jìn)行研習(xí)時(shí)，本發(fā)明另外的特征和優(yōu)勢(shì)將會(huì)變得顯 而易見(jiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，本發(fā)明的不同特征可以進(jìn)行組合以形成與以下所描述 的那些實(shí)施例有所不同的實(shí)施例，而并不背離本發(fā)明的范圍。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 現(xiàn)在將參考示出本發(fā)明示例實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明的這些和其它方面進(jìn)行更為 詳細(xì)地描述，其中：
[0025] 圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的安裝之前的熱量傳輸裝置和外殼的透視圖；
[0026] 圖2圖示了處于安裝后配置的圖1的示例實(shí)施例的部分截面透視圖；
[0027] 圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的具有兩層伸長(zhǎng)熱量傳輸部件的熱量傳輸裝 置的截面?zhèn)纫晥D；
[0028] 圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的熱量傳輸裝置的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖；
[0029] 圖5圖示了具有在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件中提供的凹部的熱量傳輸裝置的示例實(shí)施 例；
[0030] 圖6圖不了熱量傳輸裝置的不例實(shí)施例，其中伸長(zhǎng)熱量傳輸部件由刷子形成；
[0031] 圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的照明組件的示例實(shí)施例的分解透視圖；
[0032] 圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的照明組件的又一個(gè)示例實(shí)施例的分解透視圖；
[0033] 圖9圖示了具有光學(xué)定位于照明組件中的散熱板的照明組件的實(shí)施例的透視圖； 和
[0034] 圖10圖示了圖9中的散熱板的另一實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 現(xiàn)在將在下文中參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為全面地描述，附圖中示出了本發(fā)明的 當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式來(lái)實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)被理解為局限于這 里所給出的實(shí)施例，相反，這些實(shí)施例是為了全面性和完整性以及向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面 傳遞本發(fā)明的范圍而提供。同樣的附圖標(biāo)記始終指代同樣的要素。
[0036] 現(xiàn)在參考示圖尤其是圖1，其描繪了根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的在被插入外 殼200之前的熱量傳輸裝置100的透視圖。如圖1所示，熱量傳輸裝置100包括中心部分 102。中心部分102被配置為用于安裝LED302或LED模塊300,在所圖示的實(shí)施例中，LED 模塊300具有配置到其的LED302。LED模塊300可以以多種方式被安裝至熱量傳輸裝置 100的中心部分102,諸如利用螺絲、螺栓、粘合劑等。在所圖示的實(shí)施例中，LED模塊300被 配置為利用螺絲通過(guò)布置在中心部分102中的相對(duì)應(yīng)螺孔103而連接至中心部分102。此 夕卜，熱量傳輸裝置1〇〇包括多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104,它們?cè)谶@里被圖示為從熱量傳輸裝 置100的中心部分102延伸的伸長(zhǎng)鰭部或指部，其中每個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104具有連接 至中心部分102的第一末端部分106。在圖1所不的實(shí)施例中，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的 每個(gè)第一末端部分106連接至中心部分102的橫向側(cè)面105。然而，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104 的第一末端部分106也可以連接至中心部分102的上側(cè)107或下側(cè)109。伸長(zhǎng)熱量傳輸部 件104的第一末端部分106可以以多種方式和配置連接至中心部分。例如，第一末端部分 106可以利用諸如螺絲連接、螺栓連接、粘合或焊接等的外部固定方式進(jìn)行連接。而且，如果 伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104通過(guò)外部固定方式進(jìn)行連接，則可以在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的第 一末端部分106和中心部分102之間提供熱界面材料以便提高這些部分之間的導(dǎo)熱性。此 夕卜，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的第一末端部分106還可以與中心部分102集成，即伸長(zhǎng)熱量傳 輸部件104和中心部分102可以由同一塊材料所提供。
[0037] 此外，每個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104還包括第二末端部分108,其與第一末端部分 106相比布置在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的相反一側(cè)。在圖1的示例實(shí)施例中，第二末端部分 108包括熱界面材料110,其在這里被圖示為石墨。石墨材料被布置有用于連接至第二末端 部分108的粘性側(cè)面以及與伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104沒(méi)有被提供以熱界面材料的部分相比具 有較低摩擦特性的相對(duì)側(cè)面。石墨具有較低摩擦特性的側(cè)面被配置為當(dāng)熱量傳輸裝置100 插入外殼200中時(shí)與外殼200的內(nèi)表面202相連接，這將在下文中關(guān)于圖2進(jìn)一步描述。而 且，由伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的第二末端部分108所界定的邊界形成的幾何區(qū)域112在所 圖不的實(shí)施例中大于熱量傳輸裝置100要插入其中的外殼200的內(nèi)表面202所形成的橫截 面區(qū)域。在圖1所圖示的實(shí)施例中，該幾何區(qū)域具有圓形形狀，但是顯然也可以具有其它形 式，例如以下將關(guān)于圖4所描述的矩形。
[0038] 更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例以及如圖1所示，被配置為與熱量傳輸裝 置100的中心部分102進(jìn)行連接的LED模塊300的區(qū)域可以大于中心部分102的相對(duì)應(yīng)區(qū) 域。因此，當(dāng)LED模塊300被連接至中心部分102時(shí)，LED模塊300的外圍部分將與伸長(zhǎng)熱 量傳輸部件104相鄰接，由此使得它們關(guān)于其原始配置至少向外稍有彎曲。因此，在LED模 塊300和伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104之間提供有壓力。根據(jù)另一個(gè)示例，中心部分102和伸長(zhǎng) 熱量傳輸部件104可以從同一塊材料提供。
[0039] 為了更為詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，以下描述將主要集中于伸長(zhǎng)熱量傳輸部件 104。如以上所描述的，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104被連接至熱量傳輸裝置100的中心部分102， 并且如圖1所示，在與之安裝時(shí)以圖2中所示的大致垂直于中心部分102的表面并且指向 外殼200的開(kāi)口 204的方向從那里向外延伸。然而，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104也可以?xún)H以相 反方向進(jìn)行延伸（這里并未圖示），即朝向外殼的底部部分206而不是朝向其開(kāi)口 206進(jìn)行 延伸。此外，根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例實(shí)施例，如圖3所示，該熱量傳輸裝置還可以包括兩 "層"伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104,其中第一層306具有朝向外殼200的開(kāi)口 204的延伸，而第二 層308則具有朝向外殼200的底部206的延伸。因此，在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的第二末 端部分108和外殼200的內(nèi)表面202之間可以實(shí)現(xiàn)更大的熱量傳輸區(qū)域。而且，可以通過(guò) 在第一層306和/或第二層308的第二末端部分108可以連接于其中的外殼中具有例如凹 部等而簡(jiǎn)化熱量傳輸裝置100到外殼200的固定。應(yīng)當(dāng)理解的是，該凹部也可以?xún)H被布置 在外殼200的內(nèi)表面202上的附加環(huán)所替代，其中伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的第二末端部分 108可以與該環(huán)相鄰接。此外，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104可以?xún)?yōu)選地由具有令人滿(mǎn)意的導(dǎo)熱特 性且并非過(guò)于剛性的金屬材料所制成，以便能夠在受到來(lái)自外殼200的壓縮時(shí)發(fā)生變形和 彎曲，這將在下文中關(guān)于圖2的描述進(jìn)一步進(jìn)行描述。這樣的材料例如可以是鋁。顯然能 夠想到其它替換形式，例如銅、熱管、扁平熱管等。
[0040] 現(xiàn)在參考圖2,其圖示了具有LED模塊300連接至其中心部分102的熱量傳輸裝 置100,該中心部分102利用伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104連接至外殼200的內(nèi)表面202從而形成 被配置為插入到例如軌道燈具、懸垂燈具（pendel)等中的照明組件。當(dāng)LED模塊300已經(jīng) 被連接至中心部分102時(shí)，如以上所描述的，LED模塊的外圍與伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104相鄰 接。因此，以伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104關(guān)于其原始配置至少稍微向外彎曲的方式在LED模塊 300和伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104之間提供了壓力。此夕卜，同樣如以上所描述的，伸長(zhǎng)熱量傳輸 部件104的末端部分108所形成的幾何區(qū)域112在所圖示的實(shí)施例中大于外殼200的內(nèi)表 面202的橫截面區(qū)域。因此，當(dāng)熱量傳輸裝置100被插入外殼中時(shí)，如圖2所示，第二末端部 分108或者更具體地?zé)峤缑娌牧?10將以伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104將至少向內(nèi)稍微彎曲的方 式抵靠外殼的內(nèi)表面202進(jìn)行滑動(dòng)，由此在第二末端部分108和外殼200的內(nèi)表面之間提 供壓力。在一方面，該壓力將使得熱量傳輸裝置能夠被相對(duì)固定于外殼200的內(nèi)表面202， 另一方面，其在第二末端部分108和內(nèi)表面202之間提供了相對(duì)牢固的熱界面。然而，熱量 傳輸裝置100還可以利用與第二末端部分108和外殼200的內(nèi)表面202之間僅有壓力不同 的其它方式連接至外殼200,例如利用外部螺絲接合或掛鉤等方式。顯然還能夠想到其它替 換形式，例如布置在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104內(nèi)并且適于抵靠伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104應(yīng)用壓 力的環(huán)，以便使得它們向外彎曲從而可以在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的第二末端部分108和 外殼200的內(nèi)表面202之間提供有所增大的壓力。
[0041] 此外，當(dāng)LED模塊300被固定至被插入在外殼200中的熱量傳輸裝置100時(shí)，LED 模塊300連接至外部電源（這里未示出）以便為L(zhǎng)ED302提供電力。LED302則可以以朝向 外殼200的開(kāi)口 204的方向發(fā)送光線(xiàn)。LED302在發(fā)光時(shí)所生成的熱量隨后被傳輸至熱量傳 輸裝置100的中心部分102,即以與LED的光束相反的方向被釋放。隨后，該熱量通過(guò)伸長(zhǎng) 熱量傳輸部件104進(jìn)行傳輸，如以上所描述的，該伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104與外殼200的內(nèi)表 面202相鄰接而使得該熱量從伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104經(jīng)由第二末端部分108進(jìn)一步傳輸至 外殼200。外殼200所接收的熱量隨后被釋放至周?chē)h(huán)境，即從照明組件進(jìn)行釋放。然而， 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于直接向周?chē)h(huán)境釋放熱量的外殼200,外殼200顯然可以 進(jìn)而直接或間接地連接至外部熱量傳輸部件，例如散熱器等，該散熱器進(jìn)而釋放所生成的 熱量。
[0042] 現(xiàn)在參考圖4,其圖示了根據(jù)本發(fā)明的熱量傳輸裝置400的另一個(gè)示例實(shí)施例。圖 4中所體現(xiàn)的熱量傳輸裝置具有與之前關(guān)于圖1和2所描述的熱量傳輸裝置相同的功能， 并且那些特征和功能在沒(méi)有這樣指出的情況下將不再進(jìn)一步描述?，F(xiàn)在，如圖4所示，熱量 傳輸裝置400尤其是中心部分402總體上為矩形，其適于連接至總體上為矩形形狀的外殼 (這里未示出）。中心部分402在其每個(gè)邊緣上被提供以多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104,這里 被圖示為位于中心部分402的每條邊緣上的三個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104。如以上所描述的， 第二末端部分208所界定的幾何區(qū)域可以?xún)?yōu)選地大于外殼的內(nèi)表面的橫截面區(qū)域。在圖 4所示的實(shí)施例中，該幾何區(qū)域因此總體上為矩形區(qū)域，其每條邊由伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104 的三個(gè)末端部分208所形成。
[0043] 根據(jù)熱量傳輸裝置100的又另一個(gè)示例實(shí)施例，現(xiàn)在參考圖5和6。圖5圖示了根 據(jù)本發(fā)明的熱量傳輸裝置100的示例實(shí)施例，其中伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104被提供以伸長(zhǎng)凹 部502。如圖5中所描繪的，伸長(zhǎng)凹部502被提供為伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104中的切口并且 以從第二末端部分108朝向伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的第一末端部分106的方向進(jìn)行延伸。 每個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的伸長(zhǎng)凹部502的數(shù)量顯然可以有所變化，并且例如取決于伸 長(zhǎng)熱量傳輸部件所選擇的初始寬度、切口的所期望間隔、用于熱量傳輸裝置的材料選擇和/ 或其它相關(guān)參數(shù)。
[0044] 現(xiàn)在參考圖6,其圖示了根據(jù)本發(fā)明的熱量傳輸裝置100的又另一個(gè)示例實(shí)施例。 如所圖示的，熱量傳輸裝置100包括多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104。在圖6所描繪的熱量傳輸 裝置中，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104被形成為多個(gè)秸桿602,它們共同形成類(lèi)似刷子的熱量傳輸 部件。該類(lèi)似刷子的熱量傳輸部件可以由諸如鋁、銅、石墨等的導(dǎo)熱材料所形成。而且，秸 桿的密度顯然可以有所變化并且取決于具體應(yīng)用，例如取決于照明組件并且因此熱量傳輸 裝置100要被置于其中的外殼的設(shè)計(jì)和幾何形狀。
[0045] 現(xiàn)在關(guān)注圖7-9,它們圖示了根據(jù)本發(fā)明的照明組件700的另外的示例實(shí)施例。圖 7圖示了根據(jù)本發(fā)明的照明組件700的示例實(shí)施例的分解透視圖。照明組件700包括外殼 200、提供到用于電連接LED模塊300的驅(qū)動(dòng)器706上的LED模塊300、熱量傳輸裝置100、 壓縮盤(pán)702和準(zhǔn)直器708。在組裝如圖7所示的照明組件時(shí)，熱量傳輸裝置100被提供到驅(qū) 動(dòng)器706上。LED模塊300隨后被布置到熱量傳輸裝置100上并且電連接至驅(qū)動(dòng)器。熱量 傳輸裝置100可以是以上所描述的任意熱量傳輸裝置。壓縮盤(pán)702隨后連接在熱量傳輸裝 置100的頂部，并且由驅(qū)動(dòng)器706、LED模塊300、熱量傳輸裝置100和壓縮盤(pán)702所構(gòu)成的 組件被插入到照明組件700的外殼200之中。準(zhǔn)直器708隨后可以被提供至該組件以便以 所期望的方式對(duì)LED模塊所發(fā)射的光線(xiàn)進(jìn)行引導(dǎo)。因此，熱量傳輸裝置100被連接至LED 模塊100和驅(qū)動(dòng)器706,并且熱量傳輸部件的末端部分與外殼200的內(nèi)表面202相鄰接從而 LED模塊300在發(fā)光時(shí)所生成的熱量能夠被傳輸至外殼200。然而，應(yīng)當(dāng)注意到的是，以上 所描述的組裝步驟僅作為示例，組裝照明組件的步驟顯然可以以多種方式以及以與以上所 描述的不同順序來(lái)形成。
[0046] 此外，壓縮盤(pán)702被配置為向熱量傳輸裝置100的伸長(zhǎng)熱量傳輸部件上提供附加 壓力而使得在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件和外殼200的內(nèi)表面202之間實(shí)現(xiàn)充分的壓力。更具體地， 在熱量傳輸裝置1〇〇由不如例如鋁柔韌的石墨制成的情況下，為了在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件和 外殼200的內(nèi)表面202之間實(shí)現(xiàn)所期望的接觸，壓縮盤(pán)702可能會(huì)特別重要。
[0047] 雖然圖7所描繪的實(shí)施例圖示了要位于驅(qū)動(dòng)器706上的熱量傳輸裝置100,但是熱 量傳輸裝置100還可以類(lèi)似于所描繪的壓縮盤(pán)702而被提供以貫穿孔。在這樣的情況下，熱 量傳輸裝置可以被定位到LED模塊300上而使得LED模塊300直接位于驅(qū)動(dòng)器706上。而 且，本發(fā)明并不局限于使用在如圖7所描繪的照明組件中所提供的一個(gè)熱量傳輸裝置100， 該照明組件還可以包括第二熱量傳輸裝置100,其例如可以位于壓縮盤(pán)702上而使得熱量 傳輸裝置100位于壓縮盤(pán)702的每一例上。
[0048] 圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的照明組件700的又另一個(gè)示例實(shí)施例的分解透視圖。圖 7中所描繪的照明組件與圖8所示的照明組件之間的主要差異在于圖7中的壓縮盤(pán)702被 可壓縮壓力部件706所替代?？蓧嚎s壓力部件706例如可以是海綿狀的盤(pán)片，其與例如由 金屬材料所制成的壓力板相比具有相對(duì)柔軟的表面。可壓縮壓力部件706因此可以被配置 為提供或多或少的一致的壓力到熱量傳輸裝置100上而使得例如在伸長(zhǎng)熱量傳輸部件和 外殼200的內(nèi)表面202之間實(shí)現(xiàn)充分的壓力。
[0049] 此外，圖8所描繪的照明組件700的配置顯然可以以與關(guān)于圖7所描述的不同配 置相同的方式進(jìn)行布置。因此，熱量傳輸裝置100例如可以被定為到LED模塊300上而使 得LED模塊300直接連接至驅(qū)動(dòng)器706,等等。
[0050] 圖9圖示了本發(fā)明實(shí)施例的透視圖，其中散熱板902被光學(xué)定位在照明組件中。出 于圖示的目的在圖9中省略了例如圖7和8中所描繪的外殼200。在圖9中，LED模塊300 被布置并連接至依據(jù)以上所描述的示例之一的熱量傳輸裝置。散熱板902以該散熱板902 的圓周距離稍小于熱量傳輸裝置100的末端部分108所形成的圓周距離的方式而被布置在 熱量傳輸裝置100中。由此，散熱板902可以定位于熱量傳輸裝置100之內(nèi)。此外，當(dāng)散熱 板902位于熱量傳輸裝置100內(nèi)時(shí)，伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的末端部分108至少部分圍繞 散熱板902的邊緣904發(fā)生彎曲或折疊。熱量傳輸裝置100連同散熱板902 -起能夠在隨 后被定位于外殼200之內(nèi)。利用這種配置，LED模塊300所生成的熱量能夠如以上所描述 的被傳輸至外殼200的內(nèi)表面202以及被傳輸至散熱板902兩者。因此，熱量能夠以光學(xué) 方向消散。
[0051] 圖10圖示了散熱板1002的另一個(gè)實(shí)施例。在圖10所描繪的實(shí)施例中，散熱板 1002基本上是連續(xù)的，并且與如圖9中所描繪的位于熱量傳輸裝置100和散熱板902之內(nèi) 的LED模塊300相比，LED模塊300被接合至散熱板1002。由此，LED模塊300所生成的熱 量通過(guò)散熱板1002進(jìn)行傳輸并進(jìn)一步傳輸至伸長(zhǎng)熱量傳輸部件104的末端部分108。該熱 量隨后在其朝向熱量傳輸裝置100的中心部分的路徑上被傳輸至外殼200的內(nèi)表面202。
[0052] 本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)研習(xí)附圖、公開(kāi)和所附權(quán)利要求能夠在實(shí)踐所請(qǐng)求保護(hù)的發(fā) 明時(shí)理解并實(shí)施針對(duì)所公開(kāi)實(shí)施例的變化。例如，為了插入總體上成矩形的外殼，熱量傳輸 裝置的中心部分可以被形成圓形而使得其伸長(zhǎng)熱量傳輸部件總體上為矩形而不是以上所 描述的圓形。此外，在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)"包括"并不排除其它要素或步驟，并且不定冠詞"一 個(gè)"（"a"或"an"）并不排除多個(gè)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于冷卻至少一個(gè)發(fā)光二極管（302)的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述熱 量傳輸裝置（100,400)包括： 中心部分（102,402)，被配置用于安裝所述發(fā)光二極管（302)并適于從所述發(fā)光二極 管（302)接收在發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱量，和 多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件（104)，每個(gè)具有連接至所述中心部分（102,402)的第一末端 部分（106)以及當(dāng)插入外殼（200)中時(shí)被配置為與所述外殼（200)的內(nèi)表面（202)鄰接而 使得所產(chǎn)生的熱量熱傳輸至所述外殼（200)的第二末端部分（108)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件 (104)的所述第二末端部分（108)形成比所述外殼（200)的所述內(nèi)表面（202)的橫截面區(qū) 域更大的幾何區(qū)域（112)，從而使得當(dāng)所述熱量傳輸裝置（100,400)插入外殼（200)中時(shí)， 所述多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸部件（104)被彎曲抵靠所述外殼（200)的所述內(nèi)表面（202)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述多個(gè)伸長(zhǎng)熱量傳輸 部件（104)的所述第二末端部分（108)包括熱界面材料（110)，其具有比所述伸長(zhǎng)熱量傳輸 部件（104)的其余部分更低的摩擦系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述熱界面材料（110)包括 石墨、順從熱襯墊、塑料薄膜中的至少一種。
5. 根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述伸長(zhǎng)熱量傳輸 部件（104)的所述第一末端部分（106)和所述熱量傳輸裝置（100)的所述中心部分（102) 之間的界面被提供以第二熱界面材料。
6. 根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述中心部分 (102,402)的區(qū)域小于包括所述發(fā)光二極管（302)的LED模塊（300)的區(qū)域，其中所述LED 模塊（300)適于被連接至所述中心部分（102,402)的區(qū)域。
7. 根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述伸長(zhǎng)熱量傳輸 部件（104)中的至少一個(gè)包括從所述第二末端部分（108)沿著朝向所述中心部分的方向延 伸的伸長(zhǎng)凹部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的熱量傳輸裝置（100,400)，其中所述伸長(zhǎng)熱量 傳輸部件（104)由具有導(dǎo)熱材料的刷子（602)形成。
9. 一種照明組件，包括： 至少一個(gè)發(fā)光二極管（302)， 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的熱量傳輸裝置（100,400)，和 用于接納所述熱量傳輸裝置（1〇〇,400)的外殼（300)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明組件，進(jìn)一步包括整形部件，其被配置為接收由所述發(fā) 光二極管所發(fā)出的光并且根據(jù)預(yù)先確定的形式提供光束。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明組件，其所述該整形部件是反射器、準(zhǔn)直器或透鏡中 的至少一個(gè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的照明組件，進(jìn)一步包括布置在所述熱量傳輸 裝置（100,400)的頂部的壓力盤(pán)（702)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的照明組件，進(jìn)一步包括可壓縮壓力部件 (706)，其中所述熱量傳輸裝置（100,400)被布置在所述外殼（200)和所述可壓縮壓力部件 (706)之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的照明組件，進(jìn)一步包括光學(xué)定位于所述照明 組件中并且被配置為沿所述照明組件的光學(xué)方向消散所述至少一個(gè)發(fā)光二極管所產(chǎn)生的 熱量的散熱板（902)。
【文檔編號(hào)】F21V29/00GK104067047SQ201380006111
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月20日
【發(fā)明者】R·I·A·登博爾, J·D·伯納爾, K·N·李, V·S·D·吉倫, M·凱澤 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司