專利名稱：用于在兩個(gè)可連接構(gòu)件之間導(dǎo)熱的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將第一構(gòu)件可拆卸地連接到第二構(gòu)件的系統(tǒng)，該第一構(gòu)件包括在兩個(gè)構(gòu)件相互連接時(shí)由第二構(gòu)件的部分包圍的部分，所述部分具有用于相互接觸以便在兩個(gè)構(gòu)件之間傳熱的導(dǎo)熱材料表面。
背景技術(shù)：
該系統(tǒng)可以用于其中必須在兩個(gè)互連的構(gòu)件之間傳熱的任何可拆卸連接，但是具體而言，這樣的系統(tǒng)可以用于將LED燈與用于LED燈的插座可拆卸地連接?！癓ED燈”這一表述在本說(shuō)明書中用于一種包括一個(gè)或者更多個(gè)發(fā)光二極管(LED)和基部或者插頭的燈， 其中該基部可以與用于保持LED燈的插座連接。
在US-A-2006/0050514中公開了這樣的系統(tǒng)。這一公布描述了一種形狀為常規(guī)白熾燈的LED燈。該燈包括圍繞LED的梨形燈泡。燈的基部具有金屬外表面，該表面具有螺紋?；靠梢孕雽?duì)應(yīng)插座中，該插座是具有金屬內(nèi)表面的燈保持器，該內(nèi)表面具有螺紋。 LED及其驅(qū)動(dòng)電流生成的熱經(jīng)過燈的基部傳向插座的金屬內(nèi)表面。

發(fā)明內(nèi)容
LED經(jīng)常通過焊接來(lái)附著到印刷電路板(PCB)，從而LED的基部的金屬表面接觸 PCB的如下部分，該部分可以吸收LED生成的熱。然而需要一種LED燈到PCB或者LED燈的另一載體的可拆卸連接，從而LED燈可以例如更換為具有另一顏色的LED燈或者具有另一光強(qiáng)度的LED燈。具體而言，在亮光LED的情況下，傳熱容量必須相對(duì)高從而需要在LED燈的基部與LED燈所連接到的插座之間的相對(duì)大接觸面積或者穩(wěn)健接觸。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于將第一構(gòu)件可拆卸地連接到第二構(gòu)件的系統(tǒng)，該第一構(gòu)件包括在兩個(gè)構(gòu)件相互連接時(shí)由第二構(gòu)件的部分包圍的部分，所述部分具有用于以高度導(dǎo)熱方式相互接觸的金屬表面以便在兩個(gè)構(gòu)件之間傳熱。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于將LED燈與插座可拆卸地連接的系統(tǒng)，從而 LED燈的基部的金屬表面進(jìn)行與插座的對(duì)應(yīng)金屬表面的高度導(dǎo)熱接觸。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的中的一個(gè)或者兩個(gè)目的，第一構(gòu)件的被包圍的部分的材料的熱膨脹系數(shù)大于第二構(gòu)件的包圍部分的材料的熱膨脹系數(shù)，從而金屬表面在所述部分受熱時(shí)相互按壓。由此，顯著增加在兩個(gè)構(gòu)件之間的導(dǎo)熱。相互接觸的表面的部分可以是所述金屬表面，但是可優(yōu)選地，兩個(gè)所述部分的所有接觸表面由金屬制成?？蓛?yōu)選地，兩個(gè)表面具有盡可能大的相互接觸表面，通過使第一和第二構(gòu)件的接觸表面相互對(duì)應(yīng)和服帖配合來(lái)促進(jìn)這一點(diǎn)。表面例如可以具有矩形、方形、圓柱體或者拋物線分支的旋轉(zhuǎn)體的形狀。應(yīng)當(dāng)盡可能多地消除在兩個(gè)構(gòu)件中間出現(xiàn)間隔/空腔，這例如是因?yàn)楸砻婀饣?，或者例如是因?yàn)楸砻嬗绍洸牧现瞥?，因此?yōu)良地適于符合不規(guī)則表面。這樣的軟材料例如是邵氏A硬度為 10士2、厚度范圍為0. 13-15mm而導(dǎo)熱率為2. 2W/mK(適用于范圍為-50到+220°C的溫度) 的來(lái)自MAJR的熱管理箔材料6003系列。軟金屬式材料是熔點(diǎn)約為70°C的Woods金屬、熔點(diǎn)為58°C WhCuBi合金、鎵、銦、銦銀焊料(Indalloy) IE、Indalloy 117。這些金屬化合物都具有范圍為30°C到200°C的熔點(diǎn)并且由于它們的軟度而適應(yīng)于所施加的表面結(jié)構(gòu)，因此保證良好熱接觸。
兩個(gè)構(gòu)件的材料可以例如是任何金屬或者金屬合金、金屬膏或者金屬合金膏如 Galinstan(包括熱膨脹系數(shù)適當(dāng)?shù)慕饘倩|(zhì)化合物)。例如，第一構(gòu)件的被包圍的部分的材料是線性熱膨脹系數(shù)在20°C約為23xl0_6每度(K)的鋁，而第二構(gòu)件的包圍部分的材料是線性熱膨脹系數(shù)在20°C約為17xl0_6每度(K)的銅?？蓛?yōu)選地，兩種材料的熱膨脹系數(shù)之差在20°C多于3xl(T6每度(K)，更可優(yōu)選地在20°C多于6xl(T6每度⑷以進(jìn)一步促進(jìn)在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的緊密接觸。表面可優(yōu)選地由金屬制成，因?yàn)榻饘俦容^易于起作用、 容易獲得并且同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)在兩個(gè)構(gòu)件之間建立電接觸。取而代之，非金屬材料如硅橡膠、 Coolpoly⑥、由硅浸漬的碳化硅或者由SiC、Al203或者BN填充的EPDM(乙烯-丙烯-二烯烴的三元共聚物)適用作為導(dǎo)熱材料。
所有導(dǎo)熱材料可優(yōu)選地具有至少lW/mK的導(dǎo)熱率以促進(jìn)容易的冷卻，更可優(yōu)選地，導(dǎo)熱率至少為2. 5W/mk上至10W/mK或者甚至更高以使它們優(yōu)良地適合于其中生成相對(duì)大量熱的高功率應(yīng)用。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一構(gòu)件的所述被包圍的部分包括錐形外表面，并且第二構(gòu)件的所述包圍部分包括對(duì)應(yīng)錐形內(nèi)表面，這些表面在構(gòu)件相互連接時(shí)相互接觸。錐形意味著第一構(gòu)件的被包圍的部分和第二構(gòu)件的包圍部分的橫截面尺寸在被包圍的部分插入于包圍部分中的方向上減少。
可優(yōu)選地，兩個(gè)表面具有匹配的圓錐形狀或者截頭圓錐形狀，從而兩個(gè)構(gòu)件可以在相對(duì)于彼此的任何旋轉(zhuǎn)位置互連。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)錐形表面的頂角相對(duì)小，從而兩個(gè)部分由于在兩個(gè)部分的錐形表面之間的摩擦而一個(gè)部分留在另一部分以內(nèi)。為此， 頂角可優(yōu)選地在5°與45°之間，更可優(yōu)選地在10°與15°之間。頂角是在錐形表面上的兩條直線之間的最大角度。
基部可以僅通過接觸表面的摩擦來(lái)固定于插座中。然而在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提出用于保持第一部件與第二部件相互連接的可釋放固定裝置。這樣的固定裝置可以是卡口連接或者螺紋連接，但是在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述可釋放固定裝置包括所謂扣合連接，該連接包括附著到構(gòu)件之一的彈性元件，該彈性元件在兩個(gè)構(gòu)件互連時(shí)對(duì)接在另一構(gòu)件的對(duì)應(yīng)元件后面。這是一種簡(jiǎn)易連接裝置，從而使兩個(gè)部件在兩個(gè)部分的表面為圓錐形時(shí)能夠在相對(duì)于彼此的不同旋轉(zhuǎn)位置互連。這簡(jiǎn)化了用于互連兩個(gè)部件的操作。
可優(yōu)選地，所述可釋放固定裝置包括附著到構(gòu)件之一(可優(yōu)選為第一構(gòu)件)并且與另一構(gòu)件的對(duì)應(yīng)元件對(duì)接的彈性元件。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，構(gòu)件之一為L(zhǎng)ED燈。即使在熱膨脹系數(shù)的差異相對(duì)小的情況下，一旦構(gòu)件的所述部分受熱，在兩個(gè)金屬表面之間仍將有密集導(dǎo)熱接觸。因此，LED燈的基部和該基部所連接到的插頭可以相對(duì)小。例如，被包圍的部分可以由主要包括銅和鋁的合金制成，而包圍部分可以由主要包括銅的合金制成，從而實(shí)現(xiàn)熱膨脹系數(shù)的適當(dāng)差異。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，包括被包圍的部分的第一構(gòu)件為L(zhǎng)ED燈，而包括包圍部分的第二構(gòu)件為用于LED燈的插座。LED燈可以具有形成插頭的基部，并且插座可以具有與插頭對(duì)應(yīng)的孔，從而插頭可以插入于插座的孔中。
除了在LED燈與插座之間的導(dǎo)熱接觸之外，也有導(dǎo)電接觸以便向LED燈供應(yīng)電功率。如在US-A-2006-0050514中所述系統(tǒng)中的情況那樣，電接觸元件可以集成于導(dǎo)熱接觸表面中。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，LED燈包括在LED燈與插座相互連接時(shí)與插座的對(duì)應(yīng)電接觸元件接觸的兩個(gè)電接觸元件。
本發(fā)明也涉及一種包括基部的LED燈，該基部具有用于接觸插座的對(duì)應(yīng)金屬內(nèi)表面以便從LED燈向插座傳熱的金屬外表面，該金屬外表面具有錐形形狀，并且該外表面的橫截面尺寸在背離LED燈的LED的方向上減少。
本發(fā)明還涉及一種包括金屬內(nèi)表面的插座，該金屬內(nèi)表面用于接觸LED燈的基部的對(duì)應(yīng)金屬外表面，該金屬內(nèi)表面具有錐形形狀，并且內(nèi)表面的橫截面尺寸在LED燈必須插入于插座中的方向上減少。


現(xiàn)在將借助對(duì)LED燈和用于該LED燈的實(shí)施例的描述來(lái)進(jìn)一步闡明本發(fā)明，其中參照包括示意圖的如下附圖 圖1是LED燈在它的插座中的透視圖；
圖2是其中從插座提起LED燈的視圖； 圖3是LED燈的插頭和插座的截面圖； 圖4示出了從插座提起一些的插頭； 圖5是插頭的截面圖；并且 圖6是插座的截面圖。
附圖為示意表示，僅示出有助于闡明所述實(shí)施例的部分。
具體實(shí)施例方式圖1和圖2示出了 LED燈1和插座2，該插座是用于LED燈1的燈保持器。LED燈 1包括LED 3和基部或者插頭4。插頭4具有圓錐形狀并且由鋁制成。插頭4的圓錐形外表面配合在插座2的對(duì)應(yīng)圓錐形內(nèi)表面5 (參見圖幻中。插座由銅制成并且具有塑料環(huán)6， 該環(huán)具有圓周槽7。插頭4的圓錐形外表面在插頭4插入于插座2中時(shí)接觸插座2的圓錐形內(nèi)表面5。當(dāng)插頭4受熱時(shí)，插頭4的膨脹由于插頭4的材料和插座2的材料的熱膨脹系數(shù)不同而大于插座2的膨脹。
LED燈1包括兩個(gè)彈性元件8，這些單元元件8可以與插座2的塑料環(huán)6的槽7配合，從而將插頭4保持于插座2中。圖1示出了位置相對(duì)于插座2提起一些的LED燈1，而圖2示出了位置進(jìn)一步提起的LED燈1。
圖3-圖5是LED燈1的插頭4和插座2的示意截面圖。圖3示出了完全插入于插座2中的插頭4，而圖4示出了與圖1對(duì)應(yīng)的其中從插座2將插頭4提起一些的位置。在插頭4上面是具有兩個(gè)彈性元件8的金屬構(gòu)件9。構(gòu)件9熔接于插頭4上并且在它的頂側(cè)上載有LED 3，在圖3-圖5中未表示該LED 3。
在圖中未表示用于向LED供應(yīng)電流的接觸元件。這些接觸元件可以集成于兩個(gè)彈性元件8中和塑料環(huán)6中。
插座2可以通過焊接或者旋擰來(lái)附著到印刷電路板(PCB)，從而插座2的下金屬表面接觸PCB的如下部分，該部分可以吸收LED生成的熱。LED生成的熱經(jīng)過插頭4和插座2 的材料傳向PCB。
盡管已經(jīng)在附圖和前文描述中圖示本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述將視為示例或者舉例而非限制；本發(fā)明并不限于公開的實(shí)施例。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載某些措施這僅有的事實(shí)并不表明不能有利地使用這些措施的組合。在權(quán)利要求中的任何標(biāo)號(hào)不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將第一構(gòu)件(1)可拆卸地連接到第二構(gòu)件O)的系統(tǒng)，所述第一構(gòu)件(1) 包括在所述兩個(gè)構(gòu)件(1, 相互連接時(shí)由所述第二構(gòu)件( 的部分( 包圍的部分，所述部分(4，5)具有用于相互接觸以便在所述兩個(gè)構(gòu)件(1，2)之間傳熱的至少部分地由導(dǎo)熱材料制成的表面，其特征在于所述第一構(gòu)件(1)的被包圍的部分的材料的熱膨脹系數(shù)大于所述第二構(gòu)件O)的所述包圍部分(5)的材料的熱膨脹系數(shù)，從而所述金屬表面在所述部分(4，幻受熱時(shí)相互按壓。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述表面完全由所述導(dǎo)熱材料制成。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)熱材料包括金屬。
4.如權(quán)利要求1、2或者3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一構(gòu)件(1)的所述被包圍的部分(4)包括錐形外表面，并且所述第二構(gòu)件O)的所述包圍部分包括對(duì)應(yīng)錐形內(nèi)表面 (5)，所述表面在所述構(gòu)件(1, 相互連接時(shí)相互接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述表面具有圓錐形狀。
6.如權(quán)利要求4或者5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述錐形表面的頂角在5°與45°之間，優(yōu)選地在10°與15°之間。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于存在用于保持所述第一構(gòu)件(1)與所述第二構(gòu)件( 相互連接的可釋放固定裝置(7，8)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述可釋放固定裝置包括附著到所述構(gòu)件之一 (1)并且與另一構(gòu)件O)的對(duì)應(yīng)元件(7)對(duì)接的彈性構(gòu)件(8)。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于所述構(gòu)件之一是LED燈(1)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一構(gòu)件是LED燈(1)而所述第二構(gòu)件包括用于所述LED燈(1)的插座O)。
11.一種用于在如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)中使用的LED燈，包括具有金屬外表面的基部G)，所述外表面用于接觸插座( 的對(duì)應(yīng)金屬內(nèi)表面( 以便從所述LED燈(1)向所述插座( 傳熱，其特征在于所述金屬外表面具有錐形形狀，并且所述外表面的橫截面尺寸在背離所述LED燈(1)的LED(3)的方向上減少。
12.一種用于在如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)中使用的插座，包括用于與LED燈(1)的所述基部(4)的對(duì)應(yīng)金屬外表面接觸的金屬內(nèi)表面(5)，其特征在于所述金屬內(nèi)表面( 具有錐形形狀，并且所述內(nèi)表面的橫截面尺寸在所述LED燈(1)必須插入于所述插座O)中的方向上減少。
全文摘要
一種用于將第一構(gòu)件(1)可拆卸地連接到第二構(gòu)件(2)的系統(tǒng)。第一構(gòu)件(1)包括由第二構(gòu)件(2)的部分(5)包圍的部分(4)。所述部分(4，5)具有用于相互接觸以便在兩個(gè)構(gòu)件(1，2)之間傳熱的導(dǎo)熱材料表面。第一構(gòu)件(1)的被包圍的部分(4)的材料的熱膨脹系數(shù)大于第二構(gòu)件(2)的包圍部分(5)的材料的熱膨脹系數(shù)。具體而言，這樣的系統(tǒng)可以用于將LED燈與用于LED燈的插座可拆卸地連接。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102187149SQ200980140812
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者W·范根尼普, I·R·L·范德維耶恩伯格, J·G·A·布魯納 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司