CN102047028A

CN102047028A - Led灯

Info

Publication number: CN102047028A
Application number: CN2009801192701A
Authority: CN
Inventors: 大泽英治; 水野泰
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2011-05-04
Also published as: WO2009145247A1; TW201013096A; JPWO2009145247A1; JP5401454B2; US20110073883A1

Abstract

本发明提供一种LED灯(A1)，其沿轴向x延伸，具备多个LED模块(30)，从各LED模块(30)射出的光的主照射方向朝向与轴向x成直角的径向的外方，从轴向x观察，多个LED模块(30)的所述主照射方向彼此不同。通过这样的构成，从轴向x观察，能够使光的照射范围形成更大的范围。

Description

LED灯

技术领域

本发明涉及一种LED灯。

背景技术

图20通过剖面图表示现有的LED灯的一例(参照专利文献1)。LED灯X例如用作安装于通常用荧光灯照明器具的荧光灯的替代品。LED灯X具备圆筒形的透光罩93、基板91、LED模块92、端子94。基板91及LED模块92被收纳在透光罩93中。基板91为沿LED模块92的轴向x延伸的长方形平板。在基板91上安装有多个LED模块92。端子94以能够嵌入荧光灯照明器具的插座的插入口中的方式构成。经由端子94，电力从LED灯X的外部供给到LED模块92。另外，所谓通常用荧光灯照明器具是指主要广泛用于室内的通常照明的照明器具，例如在日本国内，是使用商用100V或200V电源，指安装有依据JIS C7617制作的直管形荧光灯或依据JIS C7618制作的环形荧光灯的照明器具。

但是，现有的LED灯X，在从轴向x看时，LED模块92以朝向同一方向的方式配置，所以只能够向一个方向照射光。因此，在使用LED灯X时，会导致在某一方向上存在光不能充分照射的不明亮的部分这样的故障。

专利文献1：日本实开平06-54103号公报

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而提出的，其课题为提供一种从轴向观察，能够使光的照射范围形成更大范围的LED灯。

为了解决所述课题，本发明采用以下的技术方法。

由本发明提供的LED灯沿轴向延伸，具备多个LED芯片，从各所述LED芯片射出的光的主照射方向朝向与所述轴向成直角的径向的外方，从所述轴向观察，所述多个LED芯片的所述主照射方向彼此不同。

在本发明的最佳实施方式中，还具有支承所述多个LED芯片，且相对于所述多个LED芯片配置于所述径向的内方的金属支承部件。

在本发明的最佳实施方式中，具有反射面，该反射面形成为，随着远离所述径向中通过所述LED芯片中之一的第一方向，在与所述第一方向成直角的第二方向上与所述LED芯片远离。

在本发明的最佳实施方式中，具有金属制的反射部件，该反射部件具备所述反射面，该反射部件和所述金属支承部件连结。

在本发明的最佳实施方式中，具有所述多个LED芯片中所述主照射方向彼此不同的两个以上的LED芯片在所述轴向上配置于同一部位的一个以上的多光源部。

在本发明的最佳实施方式中，在所述轴向上具有彼此离开的多个所述多光源。

本发明的其它的特征及优点参照附图，通过以下进行的详细说明，能够进一步明了。

附图说明

图1是基于本发明的第一实施方式的LED灯的主要部分立体图；

图2是图1的II-II线的剖面图；

图3是基于本发明的第二实施方式的LED灯的主要部分侧视图；

图4是基于本发明的第三实施方式的LED灯的局部剖切俯视图；

图5是图4所示的LED灯的局部剖切立体图；

图6是表示图4所示的LED灯的主要部分的俯视图；

图7是表示用于图4所示的LED灯的制造工序的原板的立体图；

图8是表示图4所示的LED灯的制造工序中将LED模块安装于原板的工序的立体图；

图9是表示图4所示的LED灯的制造工序中切断原板的工序的立体图；

图10是表示图4所示的LED灯的制造工序中将切断的原板折弯的工序的立体图；

图11是表示基于本发明的第四实施方式的LED灯的主视图；

图12是沿图11的XII-XII线的剖面图；

图13是从图11所示的LED灯的轴向看的侧视图；

图14是表示在金属板上形成冲孔的工序的俯视图；

图15是表示形成支承部件的工序的立体图；

图16是表示在支承部件的端部形成圆筒部的工序的俯视图；

图17是表示在两端部形成圆筒部后的支承部件的俯视图；

图18是表示设置有珀耳帖元件的工序的主视图；

图19是表示在侧板部设置基板的工序的剖面图；

图20是现有的LED灯的主要部分剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，具体说明本发明最佳的实施方式。

图1及图2表示基于本发明的第一实施方式的LED灯。图1是本实施方式的LED灯A1的主要部分立体图。图2是图1的沿II-II线的剖面图。

LED灯A1，例如用作荧光灯的替代品。LED灯A1具备：圆筒形的透光罩3、金属支承部件20、基板10A、10B、10C、LED模块30及反射部件40。金属支承部件20、基板10A、10B、10C、LED模块30被收纳于圆筒形的透光罩3中。

图1、图2所示的金属支承部件20，例如由Al形成，为细长状。金属支承部件20也可以为环状。金属支承部件20具有圆柱部21、腿部22A、22B、22C、板部23A、23B、23C。圆柱部21沿一定方向延伸。在本实施方式中，通过圆柱部21的中心且圆柱部21延伸的方向为本发明所说的轴向。

腿部22A、22B、22C为沿轴向x延伸的平板状的形状。腿部22A、22B、22C从轴向x看，从圆柱部21的中心向与轴向x成直角方向的径向上，呈放射状延伸。腿部22A、22B、22C彼此形成120度的角。板部23A、23B、23C相对于腿部22A、22B、22C分别配置在上述径向的外方。板部23A、23B、23C分别与腿部22A、22B、22C正交。

基板10A、10B、10C分别固定在板部23A、23B、23C的径向的外方的部分。基板10A、10B、10C，例如为环氧玻璃制，为长方形平板。这些基板具备形成于表面(图中，基板10A的上侧)及里面(图中，基板10A的下侧)且彼此离开的金属配线层(图示略)、通孔等。另外，基板10A、10B、10C也可以使用由绝缘膜覆盖的Al。

详见图1所示，多个LED模块30沿轴向x分别彼此离开配置在各基板10A、10B、10C上。详见图2所示，LED模块30安装于基板10A、10B、10C的上述径向的外方的表面。LED模块30具备：LED芯片(发光二极管)、彼此离开的引线、导线、及树脂封装。

LED芯片为将n型半导体层及p型半导体层、和夹于这些之间的活性层层叠而成的结构。LED芯片在由GaN系半导体形成时，能够发出蓝色光。在树脂封装内混入有荧光体。根据该荧光体的种类，LED模块能够发出彼此不同的色温度的光。

LED模块30射出白色光时，上述荧光体，例如为通过蓝色光激励而发出黄色光的黄色发光体。LED模块30通过来自LED芯片的蓝色光、来自上述黄色荧光体的黄色光，能够射出白色光。

另一方面，上述荧光体也可以不是黄色荧光体，而为混合荧光体。该混合荧光体由通过蓝色光激励而发出红色光的红色荧光体、和通过蓝色光激励而发出绿色光的绿色荧光体构成。LED模块30通过来自LED芯片的蓝色光、来自上述混合荧光体的红色光及绿色光，能够射出白色光。此时，与将上述黄色荧光体混入树脂封装的情况相比较，LED模块30能够射出色调效果更好的白色光。

通过改变树脂封装中的上述荧光体的混入比例，LED模块30能够发出色温度3000K的白色光(电灯泡色)或色温度6700K的白色光(日光色)等白色光。

在本实施方式中，LED模块30配置成能够从圆柱部21的中心向上述径向的外方照射光。例如，安装于基板10A上的LED模块30配置成能够向图2的上方照射光。另一方面，在图2中，安装于基板10B、10C上的LED模块30配置成能够分别向右斜下方向、左斜下方向照射光。LED模块30照射光的方向分别用箭头表示。这些方向为本发明所说的从LED芯片射出的光的主照射方向。在此，所谓从本发明所说的LED芯片射出的光的主照射方向为从轴向x看朝向来自LED模块30的光照射的范围的中央的方向。

反射部件40连结于板部23A、23B、23C的两端。反射部件40和板部23A、23B、23C形成的角分别大约为150度左右。反射部件40，例如由Al形成。反射部件40具备反射面41。反射面41用于将从LED模块30射出的光向上述径向照射。详见图2所示，反射面41形成为，随着在上述径向中通过LED模块30的方向上从圆柱部21远离，在与该方向成直角的方向上与LED模块30远离。在本实施方式中，反射面41为平面，但也可以为凹面等。

透光罩3由透明的材质构成。因此，透光罩3能够使来自LED模块30的光透过。

接着，对LED灯A1的作用进行说明。

根据本实施方式，从轴向x看的LED灯A1的光的照射范围扩大。能够将上述LED芯片产生的热从金属支承部件20排放到LED灯A1的外部。由此，能够促进LED灯A1的散热。从LED模块30射出的光的一部分通过反射面41进行反射，向上述径向的外方发射。由此，能够提高LED灯A1照射的光的亮度。反射部件40也能够将上述LED芯片产生的热排放到LED灯A1的外部。由此，能够进一步促进LED灯A1的散热。

图3～图19表示本发明的LED灯的其它实施方式。在这些图中，与上述实施方式相同或类似的要素使用与上述实施方式相同的符号。

图3表示基于本发明的第二实施方式的LED灯。本实施方式的LED灯A2构成为将安装有LED模块30的光带60卷绕于圆筒状的圆棒50上。该LED灯A2从轴向x看，能够遍及周向全体照射光。

本发明的LED灯并不限定于上述的实施方式。本发明的LED灯各部的具体的构成可以自由进行各种设计变更。例如，也可以在一个基板的两面设置多个LED模块。此时，为了制造一个LED灯，就不需要准备多个上述基板。因此，能够抑制上述LED灯的制造成本。

图4～6表示基于本发明的第三实施方式的LED灯。本实施方式的LED灯A3具备多个发光模块1、金属支承部件20、透光罩3、托架4、以及管头5。该LED灯A3安装于与环形荧光灯对应的未图示的照明装置中。

发光模块1由将基板10的多个形成为长边连结状的筒状体形成。基板10例如由环氧玻璃树脂形成，形成为长矩形状。相邻的基板10，其长边经由薄壁部连结。在各基板10上，沿长度方向以朝向外方的姿势等间隔安装有多个LED模块30。LED模块30通过透光性的树脂(图示略)密封与金属制的引线(图示略)连接的LED芯片(图示略)。这些LED模块30与形成于基板10上的线路图案(图示略)连接。多个发光模块1安装于金属支承部件20上。

在本实施方式中，作为一例由五个基板10构成的发光模块1安装于金属支承部件20上。在金属支承部件20及托架4上形成有与基板10电连接的线路图案(图示略)。由此，在LED模块30中，通过托架4、金属支承部件20、及基板10供给来自管头5的电源电力。发光模块1被收纳于透光罩3的内部。整体观察发光模块1和金属支承部件20时，呈大致六角形的截面形状。因此，根据其多个发光模块1，内藏于LED模块30的LED芯片(图示略)的光能够向各基板10朝向的各方向照射。

金属支承部件20例如由Al形成，与成为发光模块1的两端的基板10接合。在该金属支承部件20上设有多个凸部24。这些凸部24从透光罩3及托架4向中心方向露出。根据这样的金属支承部件20，由LED模块30产生的热通过基板10高效传递到金属支承部件20。金属支承部件20通过露到外方的多个凸部24扩大与空气的接触面积，因此，能够迅速进行散热。另外，例如也可以用不同的金属材料形成散热部件的主体部和凸部，通过在这些的接合部分设置珀耳帖元件来提高散热效果。

透光罩3例如由玻璃或聚碳酸酯形成，使来自发光模块1的光透向外方，且能够保护收纳于内部的发光模块1。在透光罩3的内周侧设有开口部。在透光罩3的一个部位设有管头5，未图示的照明装置的电源接头连接于该管头5。

托架4形成为环状，安装于透光罩3的内周侧开口部。在托架4上接合有金属支承部件20。根据该托架4，多个发光模块1在透光罩3的内部配置成以规定的间隔环状排列。另外，托架4电连接于管头5，也具有作为相对于多个发光模块1的供电路径的功能。

图7～10表示LED灯A3的制造方法的一实施方式。

首先，如图7所示，准备能够安装多个基板10的矩形状的原板100，在该原板100上设定将多个基板10形成为长边连结状的多个连续矩形区域Cr。在该图中，用点划线表示相当于基板10的矩形部分Sr的边界，用虚线表示连续矩形区域Cr整体的外缘。

接着，如图8所示，在原板100上，在每个矩形部分Sr沿长度方向以等间隔并列的方式安装多个LED模块30。

接着，如图9所示，对于原板100通过例如使用切割锯或激光的加工，沿点划线所示的矩形部分Sr彼此的边界线L1形成槽。另一方面，沿与连续矩形区域Cr整体的外缘对应的虚线所示的切断线L2切断原板100。由此，从原板100切出连续矩形区域Cr。各连续矩形区域Cr经由沿多个边界线L1的槽的薄壁部，成为多个矩形部分Sr连结的形式。

而且，如图10所示，从原板100切出的连续矩形区域Cr整体沿着成为基板10(矩形部分Sr)的边界的槽被折弯成筒状。由此，得到使安装于各基板10上的LED模块30朝向外方的形式的发光模块1。

根据本实施方式的LED灯A3，通过在矩形部分Sr的边界将连续矩形区域Cr折弯，形成筒状的发光模块1。将多个发光模块1配置成环状，由此，即使每个LED模块30具有强的指向性，光也能够地沿着各基板朝向的各方向均匀照射。

制造发光模块1时，从矩形状的原板100切出连续矩形区域Cr，只要将该连续矩形区域Cr沿槽折弯，就能够完成筒状的发光模块1。因此，与例如从矩形状的原板切出弯曲的基板的情况相比，更能够尽可能不产生多余的残片，从而能够很容易提高生产性及生产率。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式。本发明的LED灯各部具体的构成可以自由进行各种设计变更。

例如，也可以将上述实施方式的发光模块的一个或多个收纳于直管状的透光罩，将其安装于与直管形荧光灯对应的未图示的照明装置中。

在原板上设定长矩形区域时，也可以不在相邻的长矩形区域彼此之间设间隔，而在它们的边界设定切断线。这样，就能够从原板整体切出更多的为长边连结状的基板。

也可以在基板上直接安装LED芯片。

图11～图13表示基于本发明的第四实施方式的LED灯。图11～图13所示的LED灯A4具备：金属支承部件20、基板10A、10B、10C、多个LED模块30、多个螺栓70、多个螺母80、以及多个珀耳帖元件80。该LED灯A4，例如在被收纳于直管状的透光罩(图示略)的状态下，作为直管形荧光灯的替代品安装于通常用荧光灯照明器具上使用，作为整体，具有沿轴向x延伸为细长的形状。另外，LED灯A4，如图12所示，构成为相对于沿轴向x延伸的未图示的轴旋转120°对称的形状。另外，为了说明上的方便，图11中，不仅表示轴向x，而且表示基板10A的高度方向z，图12及图13表示基板10A的宽度方向y及高度方向z。

金属支承部件20，例如为A1制，具备侧板部25A、25B、25C、接合部28、及圆筒部29，形成为沿轴向x延伸较长的管状。

侧板部25A形成为，在宽度方向y上具有一定宽度，在高度方向z上具有1～2mm左右的一定厚度，沿轴向x延伸较长。侧板部25A的宽度方向y的一个端缘经由弯曲部26a与侧板部25B连结。在弯曲部26a，侧板部25A和侧板部25B形成的角为60°。侧板部25A的宽度方向y的另一端缘经由弯曲部26b与侧板部25C连结。在弯曲部26b，侧板部25A和侧板部25C形成的角为60°。详见图12所示，侧板部25B、14为分别使侧板部25A在不同的方向上旋转120°的形状。另外，侧板部25B的端缘及侧板部25C的端缘在接合部28焊接。在侧板部25A、25B、25C的轴向x的两端附近的内面安装有珀耳帖元件80。在侧板部25A、25B、25C上形成有多个冲孔27。

多个冲孔27分别形成为在厚度方向上贯通侧板部25A、25B、25C。多个冲孔27例如形成为沿侧板部25A、25B、25C的宽度方向各排列五个。

如图13所示，圆筒部29为从轴向x观察形成为圆环状的部分，设于金属支承部件20的轴向x的两端。在圆筒部29例如安装圆筒状的管头(图示略)。

基板10A、10B、10C，例如为环氧玻璃制，分别形成为具有一定宽度且在轴向x上延伸较长的长方形状。基板10A利用三个螺栓70和三个螺母80被固定于侧板部25A的外表面。基板10B利用三个螺栓70和三个螺母80被固定于侧板部25B的外表面。基板10C利用三个螺栓70和三个螺母80被固定于侧板部25C的外表面。如图11所示，固定基板10C的三个螺栓70中的两个用于固定基板10C的轴向x的两端，一个用于固定基板10C的轴向x的中央。另外，固定两端的两个螺栓70和固定中央的螺栓70在基板10C的宽度方向上离开，将基板10C固定于侧板部25C，从而成为最佳方式。基板10A、22也同样优选固定于侧板部25A、13。另外，如图12所示，各螺栓70插通冲孔27中。

各LED模块30具备：LED元件31、彼此离开的金属制的引线32、33、导线34、以及树脂封装35。多个LED模块30以沿轴向x排列的方式分别在各基板10A、10B、10C上安装多个。另外，在以下的说明中，设定安装于基板10A上的LED模块30。

LED元件31，例如为将n型半导体层及p型半导体层、和夹于它们之间的活性层层叠而成的结构。LED元件31，例如由AlGaInP系半导体构成时，能够发出蓝色光。LED元件31安装于配置在基板10A的宽度方向y的一侧的引线32。而且，LED元件31的上表面经由导线34与配置在基板10A的宽度方向的另一侧的引线33连接。

树脂封装35用于保护LED元件31及导线34。树脂封装35使用相对于来自LED元件31的光具有透光性的例如环氧树脂形成。另外，只要在树脂封装35中混入通过蓝色光激励而发出黄色光的荧光材料，就能够使LED模块30射出白色光。

接着，参照图14～图19，对LED灯A4的制造方法进行说明。

首先，如图14所示，准备厚度1～2mm且在宽度方向y具有一定宽度且在轴向x上延伸较长的金属板10。该金属板10，例如为Al制。接着，在金属板10上以相同的分布方式形成多个冲孔27。在本实施方式中，沿宽度方向y排列的冲孔的数量，例如为15个。另外，不在轴向x的金属板10的两端附近形成冲孔27。这样的冲孔27的形成，例如使用冲孔装置能够很容易进行。

接着，进行由金属板10形成金属支承部件20的工序。在该工序中，首先，沿着图14所示的沿轴向x延伸的两条假想线将金属板10折弯60°，形成侧板部25A、25B、25C。接着，将相当于原金属板10的宽度方向y的两端的侧板部25B、14的端缘彼此接合，形成如图15所示的三角管状的金属支承部件20。侧板部25B、14的端缘彼此的接合，例如通过焊接进行。另外，接着如图16所示，在金属支承部件20的一端部形成从轴向x观察为圆环状的圆筒部29。该圆筒部29的形成通过从轴向x观察将圆形的棒沿轴向x压入金属支承部件20的一端部来实现。另外，如图17所示，也在金属支承部件20的另一端部形成圆筒部29。通过以上的工序，LED灯A4的金属支承部件20完成。

另外，接着如图18所示，进行设置珀耳帖元件80的工序。在该工序中，将6个珀耳帖元件80从圆筒部29插入金属支承部件20的内部，在侧板部25A、25B、25C内面的适当的部位例如各粘接两个珀耳帖元件80。另外，珀耳帖元件80的设置也可以在折弯金属板10之前进行。

另外，接着如图19所示，进行将基板10A安装抑在侧板部25A的工序。另外，在基板10A预先设置多个LED模块30。在该工序中，将3个螺栓70插入基板10A，而且使这些螺栓70插通冲孔27。其后，将螺母80安装于螺栓70的前端，由此将基板10A固定于侧板部25A。螺栓70中的一个插入宽度方向y的一端侧的轴向x的基板10A的中央，其它两个插入宽度方向y的另一端侧的轴向x的基板10A的两端。

另外，与基板10A的安装工序相同，进行将基板10B安装于侧板部25B、将基板10C安装于侧板部25C的工序，由此图11～图13所示的LED灯A4完成。

接着，说明LED灯A4的作用。

上述的LED灯A4中，安装于基板10A、10B、10C的LED模块30构成为分别向不同的方向射出光。因此，LED灯A4能够射出更接近荧光灯的光，可以优选作为管形荧光灯的替代品。

另外，在本实施方式中，由于基板10A、10B、10C直接安装于由比较薄的一个金属板10形成的金属支承部件20上，所以重量比较轻。而且，由于在侧板部25A、25B、25C上形成有多个冲孔27，所以LED灯A4的重量进一步减轻。

另外，在本实施方式中，金属支承部件20具有多个冲孔27，且为中空，因此作为用于冷却多个LED模块30产生的热的散热部件也具有优良的功能。而且，由于在侧板部25A、25B、25C的内面设置有珀耳帖元件80，所以能够更有效对基板10A、10B、10C进行冷却。因此。由于基板10A、10B、10C及LED模块30的温度不会过度上升，不容易发生故障，所以LED灯A4能够提供稳定的照明。

另外，在本实施方式中，由于在金属支承部件20的轴向x的两端形成有圆筒部29，所以容易安装通常用荧光灯照明器具中使用的圆筒状的管头。因此，LED灯A4易于用作直管形荧光灯的替代品。

另外，在本实施方式中，由于折弯金属板10，且将其两端焊接，能够容易形成金属支承部件20，所以制造工序简单，能够抑制制造成本。

另外，在本实施方式中，通过螺栓70将基板10A、10B、10C固定于侧板部25A、25B、25C时，由于使用预先形成的冲孔27，所以能够更容易进行安装作业。

本发明的LED灯并不限定于上述的实施方式。对本发明的LED灯各部的具体构成可以自由进行各种设计变更。例如，在上述实施方式中，金属支承部件20为大致三角管状，但也可以是四角管等更多角的角管状。

另外，在上述的实施方式中，LED灯A4作为直管形荧光灯的替代品构成，但根据本发明，也能够提供成为圆环形荧光灯的替代品的LED灯。该情况下，只要将多个具有比较短的金属支承部件20的LED灯配置成圆环状即可。

Claims

1.一种LED灯，其特征在于：

沿轴向延伸，

具有多个LED芯片，

从各所述LED芯片射出的光的主照射方向朝向与所述轴向成直角的径向的外方，

从所述轴向观察，所述多个LED芯片的所述主照射方向彼此不同。

2.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

还具有支承所述多个LED芯片，且相对于所述多个LED芯片配置于所述径向的内方的金属支承部件。

3.如权利要求2所述的LED灯，其特征在于：

具有反射面，该反射面形成为随着远离所述径向中通过所述LED芯片中之一的第一方向，在与所述第一方向成直角的第二方向上与所述LED芯片远离。

4.如权利要求3所述的LED灯，其特征在于：

具有金属制的反射部件，该反射部件具备所述反射面，

该反射部件与所述金属支承部件连结。

5.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

具有在所述轴向上在同一部位配置有所述多个LED芯片中的所述主照射方向彼此不同的两个以上的LED芯片的一个以上的多光源部。

6.如权利要求5所述的LED灯，其特征在于：

具有在所述轴向上彼此离开的多个所述多光源部。