CN102057217A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种具有低成本、散热性好且人直接接触也不会烫伤等优点的照明器具。上述照明器具构成如下：在热传导率高的金属制导热板（3）上安装LED基板单元（1），在除上述LED基板单元（1）的安装部分外的上述导热板（3）的全露出的两面上，紧贴散热率高、热传导率低的树脂制散热板（4、5），由上述导热板和在其两面上设置的散热板形成三层构造，使从上述LED基板单元（1）中放出的热在上述导热板（3）内扩散，传送到上述树脂制的散热板（4、5）上，从上述树脂制的散热板（4、5）向户外空气排放。

Description

照明器具

技术领域

本发明涉及作为光源、利用了LED的照明器具。 

背景技术

 现有技术中，采用比其他光源耗电少的节能照明- LED基板单元。

另外，LED基板单元与白炽灯、荧光灯等其他光源相比，由于小巧，所以作为设计性优良的薄型照明器具。

但是，上述LED基板单元在发光时，产生相当多的热量，由此因为热量使LED温度升高时，电能转化为光能的变换效率会降低，不但不能体现LED低耗能的特征，且LED的寿命也会变短。

 专利文献1中公开的照明器具解决了这样问题。这样的照明器具是在一对铝制箱体内直接装入LED安装基板，这样有效发挥高导热性的铝的特性，使散热性变好。另外，在上述箱体、LED安装基板上形成通气孔、切槽。目前着力研究通过这些通气孔、切槽，提高散热效果。

专利文献1：特开2006-179443号公报

专利文献2：专利第3965929号公报。

发明内容

上述现有技术的照明器具中，由于铝的散热效果有限，所以作为照明器具，存在还不能有效地散热的问题。

另外，构成箱体的铝的热导率高，所以一旦手等物体直接接触高温的铝时，高热将被向因手的接触而流失热量的部分接连不断地持续供给。因此，使用者直接接触铝时，比起接触热传导率低的箱体时感觉到更热，使使用者感觉不舒服。

还有，在专利文献1中公开了也可用树脂构成上述箱体。的确，如果用树脂构成上述箱体，像压铸铝箱体，即使直接接触也不感觉那么热。

但是，树脂虽然散热性好，但导热性差，所以LED发光时的热很难传送到箱体全表面，相应地产生散热性差的问题。

 另外，用树脂构成箱体，同时接触的内侧全部面采用铝的LED安装基板也被考虑过。如此采用铝板构成LED安装基板，铝热传导率高，所以能够使LED发光时的热迅速地扩散到箱体全表面，通过树脂制的箱体有效地放出热量。

但是，如上所述，如果想让LED安装基板兼有散热功能，就必须使LED安装基板的面积与树脂制的箱体相同大小，原因在于为了使LED发光时的热高效地传送到树脂制的箱体表面，就必须使上述铝制LED安装基板紧贴箱体全面。这样，由于使LED安装基板紧贴箱体全面，每当箱体大小、形状变化时，铝板的大小、性质也必须改变。

 而且，采用大板组成的铝板作为LED安装基板使用时，除绝缘处理外，还需要作为电路的特别处理，用于在基板上配置LED。但是目前市售的LED安装基板没有那么大的，而且如上所述如果要想根据箱体在大铝板上实施电处理，需要定制物品，会产生制造成本增加的问题。

 本发明的目的在于提供一种照明器具，其成本低、高效散热，而且人直接接触也不会烫伤。

 第1发明，其特征在于，在热传导率高的金属制导热板上安装LED基板单元，在上述导热板两面当中，除上述LED基板单元的安装部分以外的露出面上，紧贴散热率高、热传导率低的树脂制散热板，形成上述导热板的其两面上设置散热板的三层构造，使上述LED基板单元放出的热在上述导热板内扩散，传送到上述树脂制的散热板上，从上述树脂制的散热板向外部空气排放被传送的热量。

 第2发明，其特征在于，第1发明中的导热板是铝板。

还有，上述LED基板单元是将LED芯片安装到基板上，单元化的部件。

发明效果

 通过第1、第2发明，用树脂制的散热板覆盖了安装LED基板单元的金属制导热板的两面，所以能够使LED发光时产生的热量在上述导热板上快速扩散，同时通过上述散热板放出扩散的热。而且，由于散热板用散热率高的树脂构成，所以能够达到充分的散热效果。这样，由于散热效果高，可提高LED的耐久性。

而且，如上所述，由于用热传导率低的树脂制散热板覆盖导热板的两面，所以即使人直接接触也不会感到由热引起的不适感。

 另外，由于在导热板上安装了LED基板单元，所以即使不使用特订的铝制安装基板，也能在导热板上的任意位置上配置LED，能够维持作为照明器具的特性，所以像以往那样根据箱体的形状、LED的配置，在铝板上设计电路，成本也不会增加。

还有，导热板、散热板由板材组成，且形成了三层构造，所以能够加厚或减薄全体的厚度。这样，能够自由地决定全体厚度，其设计的自由度也提高。特别是，各个板仅具备热传导或放热功能，所以要想减薄其厚度时，也能够减薄到极限。例如，当此照明器具应用到电气台灯时，能够实现以往没有的、完全崭新的超薄型新设计。

 另一方面，如果使该照明器具减薄到极限，也能够实现轻量化。当此轻量化的照明器具应用到台灯上时，即使减小基座部分也能保持其稳定性，这样既能轻量化又能减小基座部分，所以包装效率、运输效率都会提高。

还有，形成从上悬挂该照明器具的构造时，轻量化与安全性相关联。

 另外，由于用树脂制的散热板覆盖导热板的两面，所以这些导热板和散热板组成的三层构造体在热作用下不会弯曲。例如仅在金属制的导热板的一面上设置树脂制的散热板时，由于两者的膨胀率不同，该构造体出现弯曲。但是像上述那样用树脂制的散热板覆盖导热板的两面形成三层构造，用相同膨胀率的散热板夹住导热板的两侧，即使热作用它们也不会弯曲。

另一方面，如果如上所述减薄该照明器具时，常常会用手指捏住其板状器具。然而，如上所述由于用树脂制的散热板覆盖导热板的两面，所以即使用手指接触其器具也不会感到热引起的不适感。

通过第2发明，能够使照明器具全体轻量化。

附图说明

 图1是实施方式的截面图。

图2是其他实施方式的部分截面图。

 

1—LED基板单元

2—LED

3—（金属制）导热板

4、5—（树脂制）散热板 。

具体实施方式

 图1是本发明实施方式的照明器具的截面图。

在此实施方式中，将LED基板单元1安装在此铝制导热板3上，在上述导热板3的全露出的两面当中，除了上述LED基板单元1的安装部分以外的露出面上，紧贴散热率高、热传导率低的ABS树脂（丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物）制的散热板4、5，由这些散热板4、5和导热板3形成三层构造。而且，作为上述导热板3的表面、在安装LED基板单元1的侧面上设置的散热板5上形成对应LED基板单元1的安装部分的开口6。

还有，上述LED基板单元1，是基板上安装LED芯片2、单元化的市售商品。

 另外，构成上述导热板3的铝是传导率为230[W/（m·K）]的高传导性金属，散热率为0.05。与此相对，构成散热板4、5的上述ABS树脂，热传导率为0.1～0.18[W/（m·K）]，散热率为0.6～0.9。尤其与铝相比，可知其热传导率低、散热率非常高。

也就是说，在热传导率高的导热板3的露出部分上紧密贴合热传导率低、散热率高的树脂制散热板4、5。

 此实施方式的照明器具，由于使上述LED基板单元1紧贴热传导率高的铝制导热板3，所以使LED2发光时虽发热，但其热量从LED基板单元1扩散到铝制的导热板3内，快速地传送到散热板4、5上。

在上述导热板3内高速传送的热，到达导热板3和散热板4、5的接触面后，在散热板4、5内传导，从其表面放射到外部空气中。

 也就是说，由于用散热板4、5覆盖导热板3的两面，在导热板3上快速扩散的热，从其表面高效地传送到散热板4、5上。这样，热快速地被传送给散热板4、5，更有有效利用起散热板4、5的高散热率，形成高效的散热。

其结果用散热率高的散热板4、5覆盖热传导率高的导热板3的全体散热性都变得极好，使LED基板单元1保持所需要的低温。

通过此实施方式，使LED基板单元1的温度保持得比以往还低，所以能够保证很高的LED光变换效率，同时也加长LED的寿命。

 另外，如上所述，散热板4、5的热传导率低，所以即使用手等物体接触散热板4、5覆盖的表面，不仅不会烫伤等，连感到不适的热度都没有，原因在于虽然在手等物体接触的地方热量被夺去，使接触地方的温度瞬间下降，但不会像接触以往装置的金属制箱体时那样，上述接触地方的热直接被传递。

因此，此实施方式的照明器具即使放在人能接触的地方也可安心设置。

这样，上述树脂制的散热板4、5的表面与初始状态下相同温度的金属制部件相比，没有烫伤的危险性、产生不适感等，所以即使考虑热对策，也能提高设定LED基板单元1的温度。换而言之，也可增大向LED的供给电流，增加照明的明亮度。

 另外，在上述实施方式中，仅通过导热板3及覆盖其表面的树脂制的散热板4、5实现高效的散热，即在此实施方式的照明器具中，不需要设置散热片、散热风扇等，也不需要设置使手不能接触的罩子，所以能使此安全的照明器具小型化，其使用方便性也更好。

还有，如果图1所示的照明器具能小型化，利用此照明器具的装置全体的设计自由度也变高，还能形成设计性优良的装置。

 而且，在此实施方式的照明器具中，由于用树脂制的散热板4、5夹住导热板3的两面，所以即使构成导热板3的铝和构成散热板4、5的ABS树脂的热膨胀率有差别，部件也不会由于热而弯曲。例如，当仅在铝制的导热板3的一面上设置ABS树脂制的散热板时，由于两者膨胀率的不同，该构造体会弯曲。但是，像上述那样用树脂制的散热板4、5覆盖导热板3的两面形成三层构造，由于用相同膨胀率的散热板夹住导热板的两侧，所以即使热作用它们也不会弯曲。因此，还能够减薄各板部件，形成超薄型的照明器具。

 例如，在此实施方式的照明器具上，使上述导热板3、散热板4、5的各个板厚为2[mm]，三层为6[mm]的厚度，在采用安装了10[W]LED基板单元1的上述LED基板单元1时，距光源的照射距离40[cm]的照明度为2000[1x]，确认还能够维持充分的散热性。而且，上述照明度即使作为精细作业用的照明也是充分的明亮度。

还有，为实现此照明度，既可在上述传热板3上设置多个LED基板单元1，得到所需的光亮，也可采用安装了多个LED2的LED基板单元1。

 这样，此实施方式的照明器具，即使是上述那样的薄度，也能实现充分的明亮，使由于LED发光产生的热量顺利地散热。

特别是，使用上述超薄型台灯类型的照明器具时，如果用手指接触照明器具的两面调整光源位置，也不会感到不适或被烫伤。

 另外，在此实施方式的照明器具中，用于将LED2的热快速传递给散热板4、5的导热板3，是与LED基板单元1不同的部件。因此，导热板3不需要考虑电性，根据其上面设置LED单元1，能够自由地设定LED2的配置。

特别地，LED光的直进性高，通过其配置，照射面的明亮度、影子的产生方式等会变化。因此，对照明器具来说，多个LED2的配置很重要，利用此实施方式的照明器具，LED2的配置的变更也很容易。

 还有，在导热板3上，由于在安装了LED基板单元1的侧面上设置的散热板5上形成了开口6，所以比起在相对侧面上设置的散热板4，与上述导热板3的接触面积小，即形成了接触夹住导热板3的两面的散热板4、5的面积差，但如果其差很小，热膨胀上有差别也不会产生三层构造体弯曲那样的情况。但是，当设置多个LED基板单元1等，散热板5上形成的开口面积变大时，需要加厚为比散热板4厚的厚度，取得与设置在相对面上的散热板4的平衡。

 另外，在图1所示的实施方式中，虽然设置在导热板3的两面上的树脂制的散热板4、5，外周与上述导热板3一致，但只要使散热板4、5紧贴覆盖在导热板3的露出面即可。如图2所示，可以将散热板4、5设置成比导热板3更大，散热板4、5的外周比导热板3的外周更加向外侧伸出也可。而且，比上述导热板3的外周伸出的伸出量，上述散热板4、5不需要相同，也可只散热板4或5的一方伸出。另外，也可用散热板4或5覆盖上述导热板3的端面。

还有，虽然上述实施方式的照明器具是可应用到台灯类型装置的形状，此发明的照明器具也可应用到从上挂件类型的装置中。这样既能活用超薄型的优良设计性，也能实现小型、轻量，散热效率高，明亮、寿命也长的照明器具。而且，也没有手接触时热引起的不适感，所以能够使用到手能接触的很低的位置上。特别地，挂件类型由于轻量化，还有安全性高的优点。

 还有，在上述实施方式中，作为本发明的导热板使用了铝板，但导热板的材质不限定于铝。如果是通常的金属，什么样的金属都能满足作为导热板的功能。例如铜的热传导率为420[W/m·K]，比铝还高，其他金属与通常的树脂等相比热传导率也高，但作为导热板使用铝能够更轻量化。而且，如果能够实现小型轻量化，还能实现设计性更优良的照明器具。

另外，构成上述散热板4、5的材质也不限定于上述实施方式的ABS树脂，可采用亚克力（Acrylic）、聚丙烯（polypropylene）、聚苯乙烯（Polystyrene）、丙烯腈-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile-styrene copolymer(see SAN)）等的热传导率低、散热率高的一般树脂。

还有，上述散热板4、5可以是热膨胀率近的材质，也不一定要使用同一材质。

Claims (2)

1.一种照明器具，其特征在于，

在热传导率高的金属制导热板上安装LED基板单元，并在上述导热板的两面当中，除了上述LED基板单元的安装部分以外的露出面上，紧贴散热率高、热传导率低的树脂制散热板，形成上述导热板的两面上设置散热板的三层构造，使上述LED基板单元放出的热在上述导热板内扩散，传送到上述树脂制的散热板上，从上述树脂制的散热板向外部空气排放被传送的热。

2.根据权利要求1所述的LED照明器具，其特征在于，

上述导热板为铝制。

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