CN102635791A - Led基板按压构件及使用该led基板按压构件的led灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能防止供电导线从电路图案的端子脱落，即使长期使用也能避免发生LED不能点亮的情况的LED基板按压构件。LED基板按压构件(20)是用于将表面(16a)侧上安装有LED(14)及向LED(14)供电用的端子(40)的LED基板(16)固定在灯本体(12)上的构件，其中，供电导线(38)被焊锡连接在端子(40)上。该LED基板按压构件(20)设有：表面安装部(50)，其避开LED(14)及端子(40)从LED基板(16)的表面(16a)侧将LED基板(16)按压固定在灯本体(12)上；弹性按压部(52)，其从表面安装部(50)延伸出来，能够具有弹性地相对于表面(16a)接近、离开，利用其弹性把将供电导线(38)焊锡连接在端子(40)上的焊锡连接部Z朝表面(16a)按压。

Description

LED基板按压构件及使用该LED基板按压构件的LED灯

技术领域

本发明涉及用于包覆安装有LED(发光二极管)的LED基板的LED基板按压构件及使用该LED基板按压构件的LED灯。

背景技术

与以往的白炽灯泡相比，发光二极管(以下称为“LED”)具有消费电力低且寿命长这样的优点。需求者的生态学意识提高，同时，作为节能对策之一，LED的使用范围急速扩展，近年来，使用该LED的LED灯的产量正在急剧增加。

与白炽灯泡相比，作为LED的优势之一，能够举出低的电力消费。然而，与白炽灯泡不同，在LED中，消费电力中被转换为可见光的为百分之几十(数十％)，其他直接变为热，所以作为小型光源的LED具有自身容易发生热集中的特性。

虽然LED一般被认为寿命长，但是为了达到长的寿命，需要将芯片连接部温度(被称为接合温度)抑制在规定温度以下，一旦超过该温度其寿命则加速变短。此外，不仅仅是接合温度，荧光体、封装材料温度高的场合，也会招致加速劣化，妨碍维持光的输出，所以需要尽可能降低LED的温度。

在其另一方面，在照明用途的LED中，为了增加发光量，有进一步的高输出功率化要求，采用高输出功率型LED(被称为“大功率LED”等)，或者将许多LED组合起来进行使用正在普及。一旦实施高输出功率化，LED的温度当然也升高，使其长寿也就变得不可能，因此，“热对策”成为了非常重要的因素。

作为施行了这样的“热对策”的LED灯，能够举出例如记载在专利文献1中的LED灯。

该LED灯设有安装有LED的LED基板和与该LED基板的背面及外周连接且被传递来自LED基板的热的散热构件，来自LED的热，从LED基板向散热构件传递，然后，从散热构件的外表面向外部散热。

专利文献1：日本特开2009-93926号公报

发明内容

然而，作为LED灯的“热对策”，仅仅将来自LED的热向外部散热是不够的。

即：在安装有LED的LED基板的表面上，还安装有用于向该LED供电的电路图案，在该电路图案的电力端部设有端子(通常设有正负一对端子)，该端子用于与从收容在LED灯内部的电源电路供电的供电导线进行电连接，供电导线相对于该端子用焊锡被固定。

来自发光时的LED的热，当然也传到供电导线与端子的连接部分，因此，LED灯经长期使用后，焊锡会因该热而软化，发生蠕变现象(在物体上作用了持续应力时，随着时间的经过应变增大的现象。塑性变形不依存于时间，而蠕变则随着时间的经过其变形量增加(具有时间依存性)。此外，温度越高蠕变速度越快)，或焊锡产生裂纹(龟裂)，而且有焊锡从端子剥落的情况。

那么，一般来说，由于供电导线是在由焊锡固定在端子上的前提下被塞进LED灯内的，所以该供电导线处于始终加载有从端子上脱落方向的应力的状态。因此，如上所述，由于焊锡发生了蠕变或龟裂，所以当由焊锡形成的固定力变得比上述应力弱时，就有供电导线从端子脱落致使LED不能点亮的可能。

本发明是鉴于这样的现有技术的问题点而开发出来的。因此，本发明的主要课题是，提供一种技术用来防止供电导线从电路图案的端子脱落，即使长期使用也能避免发生LED变得不能点亮的情况。

技术方案1中所记载的发明为，

“一种LED基板按压构件20，其把在表面16a侧安装有LED14及用于向所述LED14供电的端子40的LED基板16固定在灯本体12上，供电导线38被焊锡连接在所述端子40上，

该LED基板按压构件20的特征在于，具有：表面安装部50，该表面安装部50从所述LED基板16的所述表面16a侧避开所述LED14及所述端子40，将所述LED基板16按压固定在所述灯本体12上；

弹性按压部52，该弹性按压部52从所述表面安装部50延伸出来，其能够具有弹性地相对于所述表面16a接近、离开，利用其弹性把将所述供电导线38焊锡连接在所述端子40上的焊锡连接部Z朝所述表面16a按压”。

此外，技术方案2中所记载的发明为，

“一种LED基板按压构件20，所述LED基板按压构件20被安装在LED基板16上，LED基板16被固定在灯本体12上，所述LED基板16在表面16a侧安装有LED14及用于向所述LED14供电的端子40，在所述端子40上锡焊连接着供电导线38，

该LED基板按压构件20的特征在于，其具有：表面安装部50，该表面安装部50避开所述LED14及所述端子40安装在所述LED基板16的所述表面16a上；

弹性按压部52，该弹性按压部52从所述表面安装部50延伸出来，其能够具有弹性地相对于所述表面16a接近、离开，利用其弹性把将所述供电导线38焊锡连接在所述端子40上的焊锡连接部Z朝所述表面16a按压”。

根据这些LED基板按压构件20，由于将LED基板16的表面16a按压固定在灯本体12上(对应于技术方案1、图1至图4)，或者被安装在固定于灯本体12的LED基板16的表面16a上(对应于技术方案2、图6)，其弹性按压部52能够把将供电用的端子40与供电导线38焊锡连接起来的焊锡连接部Z朝该表面16a按压，所以，即使由于来自发光时的LED14的热量长期地连续或断续地向用于将供电导线38固定在端子40上的焊锡连接部Z传递，而万一导致在该焊锡连接部Z发生蠕变、龟裂及焊锡的剥离，也能避免供电导线38或焊锡连接部Z从端子40脱落而出现LED14变得不能点亮的情况。

技术方案3中所记载的发明涉及技术方案1或2中所记载的LED基板按压构件20的改良，

其特征在于，“进一步设有按压力加载部54，该按压力加载部54从所述表面安装部50延伸出来，能够具有弹性地相对于所述表面16a接近、离开，该按压力加载部54通过从反射器24的下端24a接受按压力而将对所述表面16a的按压力施加到所述表面安装部50上，其中，所述反射器24用于使来自所述LED14的光反射”。

根据该发明，通过使反射器24的下端24a抵靠并按压在设于LED基板按压构件20的按压力加载部54上，按压力加载部54相对于表面安装部50进行弹性变形而接近LED基板16的表面16a，由于该变形而产生的反作用力，表面安装部50被按在LED基板16上。由此，就没有必要使用粘合剂，或者在LED基板按压构件20上形成与LED基板16卡合的卡合部等，并且，能够将LED基板按压构件20容易地固定在LED基板16上。

技术方案4中所记载的发明为，

“一种LED灯10，具有：LED基板16，该LED基板16在表面16a上安装有LED14及向所述LED14供电用的端子40；

反射器24，该反射器24配设在所述LED基板16的所述表面16a侧，用于将来自所述LED14的光反射；和

根据技术方案1至3中的任意一项所记载的LED基板按压构件20”。

通过用技术方案1至3中的任意一项中所记载的LED基板按压构件20构成LED灯10，能够提供一种即使长期使用LED14也不易出现不能点亮的情况的LED灯10。

根据本发明，即使来自发光的LED的热，长期连续或断续地传递给用于将供电导线相对于端子进行固定的焊锡连接部，而万一导致该焊锡连接部产生蠕变或龟裂，也能避免供电导线或焊锡连接部自身从端子脱落、出现LED变得不能点亮的情况。

附图说明

图1是表示适用了本发明的LED灯的剖视立体图及其局部放大图。

图2是表示适用了本发明的LED灯的分解立体图。

图3是表示LED基板与LED基板安装构件的关系的立体图。

图4是表示LED基板按压构件的立体图。

图5是示意性地表示弹性按压部按压供电导线的状态的图。

图6是表示与LED基板和LED基板安装构件有关的其他实施例的立体图。

具体实施方式

以下，关于适用了本发明的实施例，用附图进行说明。如图1至图4所示，适用了本发明的LED灯10，大致由灯本体12、LED14、LED基板16、LED基板按压构件20、供电电路22、反射器24、前面罩26构成。

灯本体12用例如铝合金等导热率高的材料形成，是LED灯10的箱体，其大致由如下部分构成：其内侧形成为碗状的LED收容部28；与该LED收容部28邻接形成、其内部收容有供电电路22的插口部30；与该插口部30邻接形成、安装有用于接受来自外部的电力的灯头32的灯头部34；和LED基板安装构件18。

此外，LED收容部28的内部空间28a及插口部30的内部空间30a相互连通，如下文将要描述的那样，两内部空间28a、30a的边界处配设有LED基板安装构件18。而且，插口部30的内部空间30a及灯头部34的内部空间34a也相互连通，用于把来自灯头32的电力送给供电电路22的导线(未图示)跨两内部空间30a、34a而被收容。

另外，虽然在本实施例中LED收容部28、插口部30及灯头部34是一体形成的，当然，将各部28、30、34分别分体形成后，通过用粘合或拧合等公知方法组装在一起构成灯本体12也是能够的。

如图3所示，LED基板安装构件18是用于将LED基板16相对于灯本体12进行固定的构件，在本实施例中，该LED基板安装构件18刚好被嵌入在插口部30的内部空间30a的LED收容部28侧端部中得以固定。

此外，LED基板安装构件18的在进行该固定时成为LED收容部28侧的表面上设有：形成为比LED基板16的外形大一些，供该LED基板16嵌入用的LED基板嵌入凹部42；供一对供电导线38插通用的一对供电导线插通孔44(在本实施例中，由于该插通孔44的周缘及至LED基板安装构件18的侧周面18a，所以成为“槽”的样子)；及用于接纳从LED基板按压构件20突出设置的定位突部46的突部接纳孔48。另外，从能够使LED14发光时所产生的热快速传递给灯本体12从而提高散热效率的观点出发，用导热性高的材料形成LED基板安装构件18较为理想。

LED14是通过被施加规定的电压而发光的半导体元件，其被安装保持在LED基板16的上表面。虽然本实施例中的LED14的发光面14a形成为椭圆状，当然，矩形也能够，圆形也能够，形状选择上没有限制。此外，LED14的数量也不限于一个，将多个LED14安装在LED基板16的上表面也是能够的。另外，LED14的配光曲线是所谓的朗伯型，其特征是几乎所有的光都集中在光轴L(＝0°)及其附近，从LED14发射的全光的50％包含在与该光轴L成±30°角度的范围内，全光的70％包含在±45°的范围内，进而全光的90％包含在±60°的范围内。

LED基板16是矩形形状的绝缘性板材，在其上表面安装有LED14及用于给该LED14供电的电路图案36，在电路图案36的端部形成有一对端子40，用于提供来自供电电路22的LED14点亮电力的一对供电导线38被用焊锡与该一对端子40连接。将该焊锡形成的连接部分作为焊锡连接部Z。

在LED基板按压构件20上(图4)，避开LED14及与供电导线38焊锡连接的电路图案36的端子40，在其中央设有供上述元器件进入其内侧的窗部51。并且窗部51周围的部分是用于将LED基板16的表面16a从LED基板16的周缘按压固定的表面安装部50。当然，不是由表面安装部50围起来的窗部51，而是通过在表面安装部50的周缘设置切口来避开LED14等也是能够的。

在窗部51的2条对边上，与将供电导线38焊锡连接到端子40上而隆起的焊锡连接部Z相一致地切有L字状的切口，余下的部分52a以延伸出来的状态且以应该弹性接触所述焊锡连接部Z的方式向表面50a侧折弯成L形(当然，切口并不限于L形，只要从窗部51的内周缘部朝外周设置2条平行的切口，将该切口之间被切出的部分作为弹性按压部52即可，总之，只要该部分为具有弹性的舌片状即可)。

换言之，在被配设在LED基板16的表面16a侧时，相对于基板16的表面16a而言，弹性按压部52能够具有弹性地接近、离开，该弹性按压部52利用其弹性，弹性接触焊锡连接部Z而将该焊锡连接部Z朝该表面16a按压(参照图5)。

另一方面，在表面安装部50的外周缘上朝内侧设有3组(当然，3组以上也能够)2条平行的切口，该切口之间的舌片状的按压力加载部54朝外方一体延伸出来，且伸出到表面安装部50的外周缘的外侧。伸出到外侧的该伸出部分54a的表面比表面安装部50的表面50a高出一截，从伸出部分54a到延伸根部54c之前的中间部54b朝表面安装部50的表面50a向下倾斜，该伸出部分54a的背面能够在相对于LED基板16的表面16a离开状态下具有弹性地进行接近、离开，由于伸出部分54a从安装在LED收容部28内的反射器24的下端接受按压力，由此使中间部54b发生挠曲，所产生的弹力将与按压力加载部54相连的表面安装部50按压在LED基板16的表面16a上。

另外，优选通过在窗部51的内周缘的表面侧角部设置倒角部52m，使从所安装的LED14发出的射出光尽可能不被遮挡。此外，在窗部51的1组对角线上设有供电导线38用的避让槽52p。此外，在LED基板按压构件20的表面安装部50的背面隔着窗部51突出设置有一对定位突部46。

虽然在本实施例中表面安装部50、弹性按压部52及按压力加载部54以树脂一体成形，当然，将它们分体形成，然后，将它们彼此组装而形成LED基板按压构件20也是能够的。此外，作为LED基板按压构件20的材质，出于提高由LED14产生的热的散热性能的观点及存在该构件20接触电路图案36的可能性，使用导热性高的绝缘材料(例如陶瓷、高导热性树脂)较为理想。当然，也能够使用在金属材料的表面涂有树脂涂层的材料等。

此外，虽然按压力加载部54不是LED基板按压构件20必要构成部分，但是在不设置该按压力加载部54的场合，必须用其他手段以使弹性按压部52能够按压供电导线38的程度将表面安装部50相对于LED基板16的表面16a进行固定，而且作为其他手段，能够考虑例如利用粘合剂进行粘合、螺钉固定，或使用卡合构件相互卡合(在图6中是通过从LED基板16的表面16a突出设置螺栓62，将该螺栓62插通在与LED基板按压构件20相对应的位置上设置的螺栓插通孔64中之后，将螺母66拧紧，而将LED基板按压构件20安装在LED基板16的表面16a上的)。

供电电路22(图1)由于是借助于灯头32及导线(未图示)把从外部供给的电力(通常为商用交流电)转换成与LED14的规格相匹配的电力(通常为数瓦特的直流电)，然后，借助于供电导线38及电路图案36向LED14供电的，所以，该供电电路22是将例如电容器、二极管等组合起来构成的电路，如上所述，该供电电路22被收容在灯本体12中的插口部30的内部空间30a里。

反射器24是在其内侧面形成有使来自LED14的光进行反射的反射面56的碗状构件，该反射器24被嵌入到灯本体12的LED收容部28的内部空间28a中。虽然本实施例的反射面56是将许多微小的区段56a进行排列而形成的，但是不分割成这样的区段56a，而以平滑的曲面构成反射面56也是能够的。

此外，反射器24的形状以如下方式确定：在如上所述将反射器24嵌入到LED收容部28的内部空间28a中的时候，该反射器24的下端24a抵靠并按压安装在LED基板16的表面16a上的LED基板按压构件20的按压力加载部54。因此，由于LED基板按压构件20的按压力加载部54受到来自反射器24的下端24a的按压力，该按压力加载部54相对于表面安装部50进行弹性变形而接近LED基板16的表面16a，在由于该变形而产生的反作用力的作用下，表面安装部50被按在LED基板16上。如上所述，通过嵌入反射器24，能够将LED基板按压构件20相对于LED基板16进行固定。

前面罩26是用于覆盖灯本体12的LED收容部28的开口部28b(及反射器24的开口部24b)的聚碳酸酯制(当然并不限于聚碳酸酯，玻璃、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙酯(PET)等也能够)的透明构件，其具有防止使用者误触LED基板16上的高温LED14或电路图案36的作用。在本实施例中，从前面罩26的周缘部朝反射器24侧以120°间隔突出设有3个(当然，3个以上也能够)卡止爪58，通过使该卡止爪58嵌入与灯本体12的LED收容部28的开口部28b内面相对应的位置上设置的卡止槽60，前面罩26相对于灯本体12得以固定。像这样，通过使前面罩26被固定，反射器24的开口部24b侧端抵靠在该前面罩26上，并且，由于下端24a受到来自LED基板按压构件20的按压力加载部54的反作用力，该反射器24也得以固定在前面罩26与LED基板按压构件20之间。此外，虽然在图示实施例中形成有从前面罩26的中央部朝LED14突出设置的实心透明的透镜体27，当然，不设置该透镜体27也是能够的。

关于装配本实施例的LED灯10的步骤简单地进行说明。首先，将供电电路22从灯本体12的LED收容部28的开口部28b收容到插口部30的内部空间30a中，将电连接有未图示的导线的灯头32安装到灯头部34，然后，将LED基板安装构件18从开口部28b插入并嵌入固定在插口部30的内部空间30a的LED收容部28侧端部(此时，使来自供电电路22的供电导线38插通在LED基板安装构件18上形成的供电导线插通孔44并使其顶端伸到LED收容部28的内部空间28a中)。

用焊锡把从供电导线插通孔44伸到LED收容部28侧的供电导线38的两端分别与LED基板16的表面16a的端子40固定(该部分为焊锡连接部Z)，然后，把LED基板16嵌入到LED基板安装构件18的LED基板嵌入凹部42(能够在LED基板16与LED基板嵌入凹部42之间涂覆导热性高的硅油脂等)。

把LED基板16嵌入到LED基板嵌入凹部42后，把LED基板按压构件20载置在该LED基板16的表面上(此时，通过把从LED基板按压构件20突出设置的定位突部46插入到设在LED基板安装构件18上的突部接纳孔48中，表面安装部50能够容易地把LED基板按压构件20定位在不与电路图案36、端子40发生干涉的正确位置上)，然后，把反射器24嵌入到LED收容部28的内部空间28a中，最后，把前面罩26的卡止爪58嵌入到形成在LED收容部28的开口部28b的卡止槽60中，把该前面罩26固定在开口部28b。

本实施例的LED灯10通过把LED基板按压构件20安装在LED基板16的表面16a上，其弹性按压部52能够把将供电用的端子40与供电导线38焊锡连接起来的焊锡连接部Z朝该表面16a按压，所以，即使由于来自发光时的LED14的热长期连续或断续地向用于将供电导线38固定在端子40上的焊锡连接部Z传递，万一使得该焊锡连接部Z发生蠕变、龟裂及焊锡的剥离，也能够避免供电导线38或焊锡连接部Z从端子40脱落而发生LED14变得不能点亮的情况。

此外，通过使反射器24的下端24a抵靠并按压在设置于LED基板按压构件20的按压力加载部54上，如上所述，按压力加载部54相对于表面安装部50进行弹性变形而接近LED基板16的表面16a，由于该变形而产生的反作用力，表面安装部50被按在LED基板16上。由此，就没有必要使用粘合剂，或者在LED基板按压构件20上形成与LED基板16卡合的卡合部等，并且，能够容易地将LED基板按压构件20固定在LED基板16上。

附图标记说明

10...LED灯

12...灯本体

14...LED

16...LED基板

18...LED基板安装构件

20...LED基板按压构件

22...供电电路

24...反射器

26...前面罩

27...透镜体

28...LED收容部

30...插口部

32...灯头

34...灯头部

36...电路图案

38...供电导线

40...端子

42...LED基板嵌入凹部

44...供电导线插通孔

46...定位突部

48...突部接纳孔

50...表面安装部

52...弹性按压部

54...按压力加载部

56...反射面

58...卡止爪

60...卡止槽

62...螺栓

64...螺栓插通孔

66...螺母

Z...焊锡连接部

Claims (5)

1.一种LED基板按压构件，所述LED基板按压构件把在表面侧安装有LED及用于向所述LED供电的端子的LED基板固定在灯本体上，在所述端子上锡焊连接着供电导线，其特征在于，具有：

表面安装部，该表面安装部从所述LED基板的所述表面侧避开所述LED及所述端子将所述LED基板按压固定在所述灯本体上；和

弹性按压部，该弹性按压部从所述表面安装部延伸出来，能够具有弹性地相对于所述表面接近、离开，利用其弹性把将所述供电导线焊锡连接在所述端子上的焊锡连接部朝所述表面按压。

2.一种LED基板按压构件，所述LED基板按压构件被安装在LED基板上，所述LED基板被固定在灯本体上，所述LED基板在表面侧安装有LED及用于向所述LED供电的端子，在所述端子上锡焊连接着供电导线，其特征在于，具有：

避开所述LED及所述端子安装在所述LED基板的所述表面的表面安装部，和

弹性按压部，该弹性按压部从所述表面安装部延伸出来，能够具有弹性地相对于所述表面接近、离开，利用其弹性把将所述供电导线焊锡连接在所述端子上的焊锡连接部朝所述表面按压。

3.如权利要求1或2所述的LED基板按压构件，其特征在于，进一步设有按压力加载部，该按压力加载部从所述表面安装部延伸出来，能够具有弹性地相对于所述表面接近、离开，通过从反射来自所述LED的光的反射器的下端接受按压力而将对所述表面的按压力施加到所述表面安装部上。

4.一种LED灯，其特征在于，具有：

在表面安装有LED及向所述LED供电用的端子的LED基板；

被配设在所述LED基板的所述表面侧，用于反射来自所述LED的光的反射器；和

如权利要求1或2所述的LED基板按压构件。

5.一种LED灯，其特征在于，具有：

在表面安装有LED及向所述LED供电用的端子的LED基板；

被配设在所述LED基板的所述表面侧，用于反射来自所述LED的光的反射器；和

如权利要求3所述的LED基板按压构件。

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