CN101788113A - 一种led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED灯具，包括灯体、装在灯体上的散热座(10)、位于散热座(10)中心且与灯体电连接以实现通电/断电的LED(20)以及具有聚光反射面(S31)以反射LED(20)发出的光线的反射器(30)，反射器(30)与散热座(10)通过螺纹装配，且螺纹的中心线与聚光反射面(S31)和LED(20)的中轴线重合。本发明利用螺纹配合的同轴性，将反射器和散热座螺纹装配，而反射器的螺纹与聚光反射面共轴，散热座的螺纹与LED共轴，使得加工参照少误差小，反射器与散热座的同轴度高；当LED的位置有轴向误差时，旋转螺纹即可调整LED至合适的位置。因此，本发明对同轴度和轴向位移均可校正，提高了中心光斑的光照强度和真圆度。

Description

一种LED灯具
技术领域
本发明涉及一种LED灯具，更具体地说，涉及对LED灯具中的反射器和散热座之间的连接结构的改进。
背景技术
LED作为一种新型的灯具光源具有很多明显的优势，例如节能环保、光效高、抗震动、寿命长等特点。现在，LED已经普遍应用在灯具领域，如聚光手电筒、头戴式灯具等。
但LED同样存在一些缺点，即其应用在聚光灯具中时，容易出现中心圆斑不够均匀，真圆度不高，即便是同一型号同一批次的灯具，其中心光强相差较大，在相同距离下获得的照明光斑也大小不一。这使得灯具的一致性不高，影响产品的照明效果。
其主要原因在于，现有的LED通常通过反射器进行反射聚光，而反射器与LED的相对位置不准确则必然削弱中心光强的均匀和集中分布。这种相对位置不准确包括两个方面，一是反射器与LED不同轴，存在角度差，也就是说反射器的中心轴与LED的中心轴之间具有一个偏角，从而使反射光线未按既定的平行方向出射；二是LED的发光中心没有位于反射器的焦点位置，而是相对于反射器中心轴上的焦点位置具有轴向或者径向偏置，同样会引起中心光强分布的缺陷。由于在LED聚光灯具中，通常LED直接安装到散热座上，因此这种相对于反射器的位置不准确即转化到反射器与散热座的上述相对定位不准确的问题上来。
现有技术为解决这一缺陷所设计的结构，主要有两种：
第一种结构如图1所示，利用支架固定，即反射器a30的背面设置有三根或多根平行于反射器反射面的中心轴的定位柱，散热座a10上相应设置有三个或多个孔，将定位柱从散热座a10正面分别插入孔内，并在散热座a10的背面将伸出的定位柱末端通过螺母或者焊接等方式固定。但是由于定位柱本身是否与中心轴平行即存在一定的误差；而企图通过三点确定一个面来使反射器a30底部表面与散热座a10表面平行也是有误差的，因为三个定位柱在插入散热座a10中的长短也不能保证完全相等，例如三个定位柱伸出散热座a10并通过螺母旋紧定位，但是每个螺母的拧紧程度不同就会引起散热座一侧的定位柱部分的长短不一，从而使三点所确定的表面并不与反射器a30底端面平行从而也不与反射器a30的中轴线垂直；而每根定位柱的长短在加工时也会存在误差，即使其伸出散热座a10背面的长度能限定相等，仍不能保证反射器a30与散热座a10之间的定位柱长度和方向的均衡。诸多误差累加起来，使得这种结构的反射器a10与散热座a30上的LED a20的相对定位依然容易不准确。
第二种现有结构是如图2所示，其采用圆筒结构，即将装有LED b20的散热座b10和用来聚光的反射器b30均装于一个圆筒b40内，通过散热座b10和反射器b30的外表面与圆筒b40的内圆柱表面配合以实现同轴配合。这种结构的缺陷在于，同轴度有赖于圆筒b40内表面、散热座b10外表面和反射器b30外表面三者对各自轴线的同轴度，如果任何两者的同轴度存在误差，经过三者的多级装配会使误差放大，将影响到最终的配合。在批量生产时，生产质量存在不稳定性，如果存在反射器b30的外表面真圆度不高、反射器长度与设计值有偏差等情况，都会导致反射器的焦点位置不一致，LED偏离最佳聚焦点，使灯具中心的光强不能达到最佳效果。同时，这种结构安装后结构固定、不可调节，即使发现LED位置偏离只能更换部件，为使用带来不便。
另外，上述两种结构均只涉及针对同轴度的调整，但当LED与反射器，也即散热座与反射器即使同轴还可能存在LED的发光中心沿轴向偏离反射器反射面的焦点的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述反射器与中心装有LED的散热座二者的同轴度不高和轴向偏差的缺陷，提供一种同轴度高，轴向偏差可调整改善的LED灯具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED灯具，包括灯体、装在所述灯体上的散热座、位于所述散热座中心且与所述灯体电连接以实现通电/断电的LED以及具有聚光反射面以反射所述LED发出的光线的反射器，所述反射器与所述散热座通过螺纹装配，且所述螺纹的中心线与所述聚光反射面和LED的中轴线重合。
在本发明所述的LED灯具中，所述螺纹包括设置在所述反射器表面上的外螺纹和所述散热座上的内螺纹。
在本发明所述的LED灯具中，所述反射器为均匀等厚的壳体，其表面具有汇聚光线的聚光反射面和与所述聚光反射面平行的背面。
在本发明所述的LED灯具中，所述反射器的背面设置有凸出的圆环，所述圆环的中心线与所述聚光反射器的中轴线重合，且所述圆环的外表面上设置有与圆环同轴的所述外螺纹。
在本发明所述的LED灯具中，所述散热座为圆筒形，且其内表面设置有与所述圆筒同轴的内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹装配。
在本发明所述的LED灯具中，所述LED连接有一正六边形等厚的铝基板且LED位于铝基板的正中心，所述铝基板安装于所述散热座内且铝基板的中心线与所述散热座的中轴线重合。
在本发明所述的LED灯具中，所述散热座内表面开设有与所述铝基板边缘形状配合的正六边形槽口，所述铝基板位于所述槽口内且所述铝基板的六边形边与槽口的六条边一一配合。
在本发明所述的LED灯具中，所述LED通过SMT工艺安装到所述铝基板正中心上。
实施本发明的LED灯具，具有以下有益效果：利用螺纹配合的同轴性，将反射器和散热座通过螺纹配合，而反射器的螺纹与聚光反射面共轴，散热座的螺纹与LED共轴，使得加工参照少误差小，反射器与散热座的同轴度高；同时。螺纹配合使得反射器的焦点位置与LED发光中心的距离可调，当LED的位置有轴向误差时，旋转螺纹即可调整LED至合适的位置。因此，本发明对同轴度和轴向位移均可校正，从而提高了聚光的中心光斑的光照强度和真圆度。另外，反射器与散热座通过螺纹装配，可增大与散热座的接触面积，提高散热效率；而由于螺纹结构具有可调性，当选用不同型号的LED时只需调节螺纹配合即可，而无需为不同的LED配套相应的反射器和散热座，节省了不必要的设计、加工支出，降低了成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术第一种反射器与散热座的结构示意图；
图2是现有技术第二种反射器与散热座的结构示意图；
图3是本发明LED灯具的优选实施例的零件结构图；
图4是图3所示实施例的装配剖面图。
具体实施方式
本发明涉及一种LED灯具，其发光光源为LED 20。本优选实施例的LED灯具如图3、图4所示，包括灯体(图中未示出)、散热座10、LED 20和反射器30。
其中，反射器30为聚光反射器，这类反射器30具有特定特征的聚光反射面S31，用来将LED 20所发出的光线经反射后汇聚成平行光线。通常聚光反射面S31的母线为一条对称的有限长度的抛物线，抛物线的顶部开口而底部收紧。所述抛物线绕其对称轴旋转180度所扫过的路径而形成的旋转曲面即为聚光反射面S31，抛物线的对称轴即为聚光反射面S31的中轴线，也即反射器30的中轴线。
反射器30为均匀等厚的壳体，其底部开有大于LED 20的圆孔，因此，反射器30的表面包括聚光反射面S31、与聚光反射面S31平行的背面S32、构成底部圆孔的底端面以及连接聚光反射面S31和背面S32两表面的开口的顶端面。
在反射器30的背面S32向外伸出有一个具有一定长度的圆环300，圆环300的中轴线与聚光反射器30的中轴线重合，则聚光反射面S31的底部处于圆环300内部，圆孔的中心位于圆环300的中轴线上。圆环300的外圆柱面上设置有与圆环300同轴的外螺纹301。
如图3所示，LED 20上连有一个正六边形的铝基板50，且通过SMT技术将LED 20装在铝基板50的正中心上。SMT是Surface Mounting Technology的缩写，即表面粘贴技术，而LED 20通过SMT技术中的回流焊工艺来安装到铝基板50上的。回流焊，又称再流焊或再流焊机(Reflow Machine)，它是通过提供一种加热环境，使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的工艺方法。本发明中的铝基板50在制版时留有和LED 20尺寸相同的焊接位，当涂有锡膏并粘有LED 20的组件经过再流焊接机时，锡膏融化，LED 20和铝基板50通过和液态焊锡的亲和力自动找准正位。
铝基板50为均匀厚度的片体。散热座10为圆筒形，且内表面一端开设有与圆环300外螺纹301配合的内螺纹302，内螺纹302与外螺纹301即为反射器30与散热座10装配所构成的螺纹。散热座10内表面的另一端开设有与铝基板50边缘形状配合的正六边形槽口。将铝基板50固定到散热座10的槽口内，通过铝基板50的六边形边与槽口的六条边一一配合，可以保证铝基板50的中心线、内螺纹302的中轴线以及LED 20发光中心共线，且均位于散热座10的中心轴上。当LED 20工作发光时，LED 20发出的热量经铝基板50传递到散热座10到而散发出去，从而起到为LED 20散热的作用，以延长LED 20和整个灯具的寿命。
根据以上所述及图4可知，装有LED 20的铝基板50固定到散热座10上后，反射器30和散热座10通过内螺纹302和外螺纹301的螺纹装配实现连接，使得反射器30的底端面抵在铝基板50表面上，LED 20从反射器30的底部圆孔伸入到聚光反射面S31内。将散热座10与装有电池的灯体连接，LED 20与电池电连接，灯体上还可设置有开关来控制LED 20的发光与熄灭。当LED20发光，所发出的光线照射到聚光反射面S31上被反射而平行出射，从而起到聚光的作用。
本发明的结构特点在于，利用螺纹的同轴性来保证反射器30与散热器的同轴度。只要控制好LED 20相对散热座10的同轴定位，即可保证反射器30与LED 20具有较好的同轴度，而无需像现有技术一样需要借助定位柱或者第三方的圆筒来定位。反射器30的内螺纹302与聚光反射面S31加工是采用同一个加工参照，不会引起加工误差累积；同样，散热座10的内外表面同样公用一个加工参照，因此，二者的加工误差小，同轴度高。
另外，反射器30和散热座10上的内外螺纹设置，在保证同轴度的同时，实现LED 20在反射器30中轴线上的位置可调。因此，当LED 20存在轴向误差时，只需旋转反射器30调整到合适的位置即可；工业大批量生产时，可通过光学测量仪器测试灯具中心光强，当测量到的实际光强与设计值有偏差，即LED 20没有恰好地位于聚光反射面S31的焦点处，则旋转螺纹结构，使LED20沿轴向相对移动。当测试的中心光强与设计值吻合，即LED 20处在反射器30的焦点处，此时可获得中心光斑亮度大、真圆度高的最佳照明效果。位置确定后，通过UV胶或其他胶水将此位置状态的反射器30与散热座10固定，当需要调整时，拆除粘胶即可重新调整中心光强。采用这种螺纹配合的结构，可通过旋转螺纹获得最佳照明效果，提高了产品光学参数的稳定性和一致性；同时，本结构与现有的安装后即固定的结构相比，还具有结构可调、反复校准的优势。
LED 20大小不一，有的是1×1mm，有的是2×2mm，不同的LED 20如果使用同一个反射器30，则LED 20的固定位置要做改变，这样才能达到最佳的聚焦效果。本发明中螺纹结构的位置可调节性可任意改变LED 20和反射器30的相对位置，即使更换不同大小的LED 20也不需重新设计加工新的反射器30和装有LED 20的散热座10，节省了不必要的设计和加工开支以及相应的物料管理成本。
随着LED的技术的提高，LED的芯片会越做越小，反射器相应也会做小，因此在LED和反射器的定位结构上更应该使用具有较高精度的固定方案，而本发明的螺纹配合结构可以满足聚光灯具小型化的要求。
同时，采用螺纹配合的结构还可以增大散热座与反射器的接触面积，提高散热效率，从而延长LED即整个灯具的使用寿命。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种LED灯具，包括灯体、装在所述灯体上的散热座(10)、位于所述散热座(10)中心且与所述灯体电连接以实现通电/断电的LED(20)以及具有聚光反射面(S31)以反射所述LED(20)发出的光线的反射器(30)，其特征在于，所述反射器(30)与所述散热座(10)通过螺纹装配，且所述螺纹的中心线与所述聚光反射面(S31)和LED(20)的中轴线重合。
2.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述螺纹包括设置在所述反射器(30)表面上的外螺纹(301)和所述散热座(10)上的内螺纹(302)。
3.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于，所述反射器(30)为均匀等厚的壳体，其表面具有汇聚光线的聚光反射面(S31)和与所述聚光反射面(S31)平行的背面(S32)。
4.根据权利要求3所述的LED灯具，其特征在于，所述反射器(30)的背面(S32)设置有凸出的圆环(300)，所述圆环(300)的中心线与所述聚光反射器(30)的中轴线重合，且所述圆环(300)的外表面上设置有与圆环(300)同轴的所述外螺纹(301)。
5.根据权利要求4所述的LED灯具，其特征在于，所述散热座(10)为圆筒形，且其内表面设置有与所述圆筒同轴的内螺纹(302)，所述内螺纹(302)与所述外螺纹(301)装配。
6.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述LED(20)连接有一正六边形等厚的铝基板(50)且LED(20)位于铝基板(50)的正中心，所述铝基板(50)安装于所述散热座(10)内且铝基板(50)的中心线与所述散热座(10)的中轴线重合。
7.根据权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述散热座(10)内表面开设有与所述铝基板(50)边缘形状配合的正六边形槽口，所述铝基板(50)位于所述槽口内且所述铝基板(50)的六边形边与槽口的六条边一一配合。
8.根据权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述LED(20)通过SMT工艺安装到所述铝基板(50)正中心上。
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