CN102759020B - 发光二极管球型灯泡 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管球型灯泡包括散热座、设于散热座顶端的发光二极管模块、灯罩、容纳于散热座内的驱动元件、及连接散热座底端的接头。驱动元件包括电路板、及至少一设于电路板的第一电连接器；接头包括第一及第二电极、绝缘环体、至少一位于绝缘环体内侧的第二电连接器。绝缘环体包括顶部环壁、内侧壁、及外侧壁。顶部环壁覆盖第一及第二电极的顶部且接触散热座的底端，外侧壁覆盖第一电极的外侧。第一及第二电极局部外露于第二电连接器内，第一电连接器可分离地插设于第二电连接器，以此使驱动元件电性连接于接头。

Description

发光二极管球型灯泡
技术领域
本发明涉及一种发光二极管球型灯泡，特别是指一种灯泡设有多颗发光二极管作为光源，其内部设有一用以转换电源且电连接于接头的驱动元件。
背景技术
由于节能减碳的发展趋势，发光二极管已普遍地被应用于照明灯具。目前常见的E27型发光二极管球型灯泡，其内部通常具有一驱动元件以将交流电转成合适的电源供发光二极管使用。驱动元件通常是通过两条电线连接于接头上的两个电极。接头内部设有一层塑料材料与散热鳍片连接。
上述发光二极管球型灯泡需要焊接加工将电线连接驱动元件的电路板与接头，在组装上耗费工时而不方便，不易更换电子元件。此外，发光二极管产生的热传导路径有限，仅能传导至散热鳍片，余热因接头内的塑料材料，无法有效的由散热鳍片再传导至接头。
因此如何解决上述的缺陷，是业界所需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管球型灯泡，使得灯泡内用以驱动发光二极管的驱动元件能以插接的方式即可电性连接于接头，以加快灯泡的组装速度。
此外，本发明的另一目的在于提供一种发光二极管球型灯泡，能利用接头内的绝缘环体延伸灯泡的热传导路径，以增加散热效果。
为了达到上述所描述的，根据本发明的其中一种方案，提供一种发光二极管球型灯泡，包括一散热座、一发光二极管模块、一灯罩、一驱动元件及一接头。发光二极管模块，设于该散热座的顶端。该灯罩覆盖该发光二极管模块；该驱动元件容纳于该散热座内，且包括一电路板、及至少一设于该电路板的第一电连接器；该接头连接于该散热座的底端，且包括一绝缘环体、一第一及第二电极及至少一第二电连接器。该绝缘环体包括有一顶部环壁、一内侧壁、及一外侧壁。内侧壁的形状较佳为一筒壁结构，故可为一内筒壁。该第一及第二电极相对地位于该内侧壁的外侧，该顶部环壁覆盖该第一及第二电极的顶部且接触该散热座的底端，该外侧壁覆盖于该第一电极的外侧；该至少一第二电连接器位于该绝缘环体的内侧，其中该第一电极及该第二电极各局部外露于该第二电连接器内，该第一电连接器可分离地插设于该第二电连接器，藉此使该驱动元件电性连接于该接头。
本发明具有以下有益效果：驱动元件以机械式插接于接头而产生电性连接，组装快速、免焊接过程、容易更换电子元件。绝缘环体可以采用热传导良好的材料，使散热座的热可以经过绝缘环体而延伸至接头底部，或经由绝缘环体再传导至电极，热传导路径通过电极与接头直接连接而继续延伸。电极与接头中还具有一高导热性材料(如陶瓷材料)，将散热路径从散热鳍片延伸至接头。再者，灯泡安装于E27的灯座，余热可通过E27灯座的外部金属散热至外部空气。本发明串连由散热座至灯座的热传导路径，使热阻抗降低，并且提供更大的散热面积。
为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而附图与附件仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的发光二极管球型灯泡的立体分解图。
图2为本发明的发光二极管球型灯泡的另一立体分解图。
图3为本发明的发光二极管球型灯泡的局部组合图。
图4为本发明的发光二极管球型灯泡的组合图。
图5为本发明的发光二极管球型灯泡的第一实施例的局部剖视放大图。
图5A为本发明的接头第二实施例的局部剖视放大图。
图5B为本发明的接头第三实施例的剖视图。
图5C为本发明的接头第四实施例的剖视图。
图5D为本发明的接头第五实施例的剖视图。
图6为本发明的发光二极管球型灯泡的剖视图。
图6A为本发明的发光二极管球型灯泡的热传导路径示意图。
其中，附图标记说明如下：
散热座10
顶板12
中空容置部14
容置空间140
散热鳍片16
发光二极管模块20
金属基板21发光二极管23
灯罩22
驱动元件30
电路板31
第一电连接器32、32a,32b
导电端子321
导电垫片322
接头40
隔离片41
第一电极42a
第二电极42b
本体部421,422
导电臂423
突出部424
接触部425
绝缘环体44
顶部环壁442
内侧壁443
外侧壁444
半圆筒状壁4442
半圆底壁4444
第二电连接器45、45a,45b
侧壁451
插槽452
螺旋壳体46
金属螺旋部462
电极部464
空气A
具体实施方式
请参考图1及图2，为本发明的发光二极管球型灯泡的立体分解图。本实施例的发光二极管球型灯泡，包括一散热座10、一发光二极管模块20、一覆盖该发光二极管模块的灯罩22、一驱动元件30、一接头40。为描述相对位置，本实施例的发光二极管球型灯泡以下的描述，以灯罩22为顶端，以接头40为底端。
上述散热座10具有一顶板12、一位于顶板12下方的中空容置部14、及多个由该中空容置部14向外延伸的散热鳍片16。中空容置部14内部形成一容置空间140且于其底部形成一开口。
上述发光二极管模块20设于散热座10的顶端，亦即设置于该顶板12上。发光二极管模块20具有一金属基板21、及多个设于金属基板21上的发光二极管23。金属基板(MCPCB)可以是铜基板或铝基板，其优点在于导热系数与散热能力较好，可将发光二极管的热良好地传导至散热座10。
上述驱动元件30容纳于散热座10的中空容置部14内，驱动元件30包括一电路板31、及一对设于电路板31一端的第一电连接器32a,32b。该对第一电连接器32a,32b局部外露于该散热座10的底端，本实施例中第一电连接器32a,32b均包括由电路板31侧边向外突出的三个导电端子321。然而并不限于此，或者也可以是形成于电路板31表面的导电金属垫片。
请参考图1，上述接头40位于驱动元件30下方并且连接于散热座10的底端，接头40包括一第一电极42a、一第二电极42b、一绝缘环体44、及一对位于绝缘环体44内侧的第二电连接器45a,45b。本图中第一及第二电极42a、42b与绝缘环体44是以示意的方式将元件分开表达。
接着再详述接头40的各个元件，请参考图2至图3，上述第一电极42a与第二电极42b分别具有一呈半圆筒状的本体部421,422。第一电极42a还具有一由该本体部421底部延伸的导电臂423、及一形成于导电臂423末端的接触部425。由于第一电极42a与该第二电极42b具有特殊形状，较佳的成型方式可以是金属粉末经烧结而成、或以石墨经加工成型。
请继续参考图2至图3，本实施例可以进一步包括一对隔离片41，其位于第一电极42a及第二电极42b之间，且固定于绝缘环体44内。隔离片41也是以绝缘材料制成，使第一电极42a及第二电极42b之间电性绝缘。此外，隔离片41还可以在绝缘环体44的成型过程中，协助固定第一电极42a及第二电极42b，也可增加机构强度。隔离片41并非本发明的必要元件，只要第一电极42a与第二电极42b并非电性接触即可，第一与第二电极42a与42b间隔设置即可。
请参考图1并配合图2及图3，本实施例中绝缘环体44包括顶部环壁442、内侧壁443、及外侧壁444（如图1及图2所示）。绝缘环体44为绝缘材料制成，上述顶部环壁442、内侧壁443可以是分开成型的，也可以是连接的。外侧壁444含有半圆筒状壁4442及一半圆底壁4444。第一及第二电极42a、42b相对地位于该内侧壁443的外侧，该顶部环壁442覆盖该第一及第二电极42a、42b的顶部，该外侧壁444覆盖于该第一电极42a的外侧及其部分底部。关于其组合连接的方式容后再述。
绝缘环体44的成型方法可以是由陶瓷粉末制成，步骤包括混合陶瓷粉末加上黏结剂(binder)后、成型、脱腊(debinding,dewaxing etc.)、烧结(sintering)而成型。或者可以通过模内射出成型(injection molding)制成。其中由于陶瓷具有良好的导热性，是一种较佳的方式，可供传导上述散热座30的热。
关于第一及第二电极42a、42b与绝缘环体44连接的一种的方式可以是先形成第一及第二电极42a、42b，再形成绝缘环体44。以图1说明，先固定第一及第二电极42a、42b，例如以模具固定，然后以陶瓷塑造或塑料射出的方式一体成型顶部环壁442、内侧壁443及外侧壁444而组合连接于第一及第二电极42a、42b。完成后的第二电极42b的该本体部422的外侧外露于该绝缘环体44外。
关于第一及第二电极42a、42b与绝缘环体44连接的第二种的方式，可以是先形成具有顶部环壁442和内侧壁443的绝缘环体44，接着将第一电极42a与第二电极42b（较佳是包括该对隔离片41）组装于绝缘环体44内侧壁443的外侧。接着，再将外侧壁444覆盖于第一电极42a，其中外侧壁444的半圆筒状壁4442覆盖于第一电极42a的外侧，外侧壁444的半圆底壁4444覆盖于第一电极42a的导电臂423，外侧壁444可以避免第一电极42a与螺旋壳体46直接接触。完成后的第二电极42b的该本体部422的外侧外露于该绝缘环体44外。
请参考图3，第一电极42a的接触部425外露于绝缘环体44的外侧壁444底部(亦即整个灯泡的底端)，第二电极42b的本体部422的外侧与螺旋壳体46接触，如图3所示。
绝缘环体44与第一电极42a及第二电极42b组合完成后如图3所示。仅有第二电极42b外露在绝缘环体44外，其位置相对于外侧壁444的一侧。绝缘环体44的顶部环壁442（如图1所示）环状地覆盖第一电极42a与第二电极42b的顶部，并且延伸至第一电极42a与第二电极42b顶端的侧面，使之与散热座10电性隔绝，该顶部环壁442接触散热座10的底端。
本实施例中的第二电连接器45a，45b，请参阅图1，是与绝缘环体44一体成型。第二电连接器45a，45b均包括一由绝缘环体44的顶部环壁442内侧面一体成型地往内延伸一对平行的侧壁451、及一形成于该对侧壁451之间的插槽452，此对侧壁451可用来设置第二电连接器45a、45b，但此对侧壁451并非为本发明的必要元件，只要是驱动元件30的第一电连接器32a、32b通过插设方式设置在第二电连接器45a、45b上皆为本发明所欲保护的范围。例如，该对第二电连接器45a、45b可以各自包括一由该绝缘环体44的内侧面往内形成的一插槽，该第一电极42a及该第二电极42b各自外露于该对插槽内。插槽452可以用导引并定位电路板31。当接头40组合完成后，上述第一电极42a及第二电极42b对应地外露于该对插槽452内。当驱动元件30插设于接头40后，第一电连接器32a,32b插设进入插槽452内，并且导电端子321电性接触第一电极42a及第二电极42b。
请再配合参考图5，其为本发明的接头的第一实施例的局部剖视放大图。所述第一电极42a及第二电极42b分别外露于该对第二电连接器45a,45b内，当该对第一电连接器32a,32b插设于该对第二电连接器45a,45b，第一电连接器32a,32b的导电端子321(参图2)接触于第一电极42a及第二电极42b而产生电性连接。以此，驱动元件30机械式可分离地插接于接头40而产生电性连接，具有组装快速、免焊接电源线、及容易更换电子元件等优点。相较于先前技术，本发明不需以电线连接驱动元件30与接头40。
请参阅图5A，其为本发明的接头第二实施例的局部剖视放大图。此实施例与图5的差别在于，第一及第二电极42a，42b分别包括至少一延伸至该对第二电连接器45a,45b内壁的接触端子426a,426b，本实施例中，第一及第二电极42a，42b分别有三个接触端子426a,426b，通过第二电连接器45a,45b的接触端子426a,426b接触驱动元件30的第一电连接器32a,32b，以产生电性连接。
本发明上述第一及第二电连接器也可以是一个，其中第一电极及第二电极分开且相对地外露于第二电连接器内，其中驱动元件的第一电连接器的数量也可以是一个，而包括两个不同的极性的导电端子，两个导电端子可以设于电路板同一端的两侧面，两个导电端子分别接触于第一电极及第二电极。
请参阅图5B，为本发明的接头第三实施例的剖视图。此实施例显示本发明具有一个第一电连接器32及一个第二电连接器45，第二电连接器45具有一对向内突出的侧壁451及一插槽452，第一电极42a及第二电极42b分开且相对地外露于第二电连接器45内，其中驱动元件30的第一电连接器32的具有位于同一侧的导电端子321。
请参阅图5C，为本发明的接头第四实施例的剖视图。此实施例显示本发明具有一个第一电连接器32及一个第二电连接器45，第二电连接器45具有一对向内突出的侧壁451及一插槽452，第一电极42a及第二电极42b分开且相对地外露于第二电连接器45内，其中驱动元件30的第一电连接器32的具有位于同一侧的导电垫片322(或称金手指)。
请参阅图5D，为本发明的接头第五实施例的剖视图。此实施例显示本发明具有一个第一电连接器32及一个第二电连接器45，第二电连接器45仅具有一插槽452而没有侧壁，第一电极42a及第二电极42b分开且相对地外露于第二电连接器45内，其中驱动元件30的第一电连接器32具有位于同一侧的导电垫片322(或称金手指)。
补充说明，上述图5B至5D仅示意表达第一电连接器32与第二电连接器45的结构。驱动元件30可以是垂直地由接头40上方插入，驱动元件30未图标的另一侧可抵接于接头40的内缘以固定于接头40内。
请参阅图2，并配合参考图3至图5，其中图5为本发明的发光二极管球型灯泡的局部剖视放大图。本发明可进一步包括包覆绝缘环体44的螺旋壳体46，螺旋壳体46具有一金属螺旋部462及一电极部464。金属螺旋部462接触第二电极42b的本体部422的外侧，本体部422可以突出多个条状的突出部424以接触金属螺旋部46；电极部464接触第一电极体42a，更具体的说，位于导电臂423末端的接触部425延伸至螺旋壳体46的底部，使接触部425接触位于螺旋壳体46底端的电极部464。制作过程，绝缘环体44可直接成型于螺旋壳体46内。本发明的发光二极管球型灯泡完成后如图4所示。
另外说明的一点，本实施例可以省略螺旋壳体46，而直接将绝缘环体44的外围直接形成配合E27灯座的螺旋纹路，以直接螺接于E27灯座上。例如，绝缘环体44的外侧壁444可以形成螺旋纹路，而第二电极42b外露于绝缘环体44的部分可以形成螺旋纹路，以将灯泡接头直接螺接在具有对应上述螺旋纹路的E27灯座上。以此可以不需要螺旋状的金属壳体。
请参考图6及图6A，为本发明的发光二极管球型灯泡的剖视图，及其热传导路径示意图。图6A以波浪状符号代表各元件的热阻，显示本实施例中各元件之间的热传导关系。发光二极管模块20产生的热，一面向上经由灯罩22散热至空气A中，主要的是经过金属基板21向下传导至散热座10。在本实施例中，通过上述描述，绝缘环体44可用热传导良好的材料制成，一面其外露于灯座E27的部分可帮助散热至空气A中，另一面顶部环壁442接触于散热座10的底端。因此本发明不仅可通过散热座10散出发光二极管的热，还可以将散热座10的热通过绝缘环体44的顶部环壁442传导至绝缘环体44的内侧壁443，进而延伸散热路径至灯泡的灯座E27，灯座E27也可以是以陶瓷制成以促进散热至空气中。甚至当本发明的灯泡装设于灯具后，进一步传导至灯具最外面的灯壳。另外，绝缘环体44的外侧壁444与螺旋壳体46接触，亦可延伸散热路径至灯座E27。第一电极42a、第二电极42b也是良好的导热材质，也有扮演热传导的角色而将热传导至螺旋壳体46，再延伸至灯座E27。
另外，热传导路径延伸亦可通过绝环环体44的顶部环壁442、绝环环体44的内侧壁443、电极42b、螺旋壳体46与E27接头直接连接，以将热通过灯座E27的外部金属散热至外部空气(参考图6接头的右侧)。此外，电极42a与E27接头中还具有一高导热性材料(如陶瓷材料)的外侧壁444结构，故散热路径亦可通过绝环环体44的顶部环壁442、绝环环体44的内侧壁443、电极42a、绝环环体44的外侧壁444、螺旋壳体46与E27接头直接连接，以将散热路径从散热鳍片延伸至接头(参考图6接头的左侧)。因此相较之下，本发明串连由散热座10至灯座的热传导路径，使热阻抗降低，并且提供更大的散热面积。
因此，通过本发明的发光二极管球型灯泡，至少具有如下述的特点及功能：驱动元件30以机械式插接于接头40而产生电性连接，以此组装快速、免焊接电源线、并且容易更换电子元件；串连由散热座10至灯座的热传导路径，使热阻抗降低，并且提供更大的散热面积。
然而以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此即局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效技术变化，均同理皆包含于本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种发光二极管球型灯泡，包括：
一散热座；
一发光二极管模块，设于该散热座的顶端；
一灯罩，覆盖该发光二极管模块；
一驱动元件，容纳于该散热座内，该驱动元件包括一电路板；及
一接头，连接于该散热座的底端；
其特征在于，该驱动元件还包括至少一设于该电路板的第一电连接器；
该接头包括：
一绝缘环体，包括有一顶部环壁、一内侧壁、及一外侧壁；
一第一电极及第二电极，相对地位于该内侧壁的外侧，该顶部环壁覆盖该第一电极及第二电极的顶部且接触该散热座的底端，该外侧壁覆盖于该第一电极的外侧；及
至少一第二电连接器，位于该绝缘环体的内侧，其中该第一电极及该第二电极均局部外露于该第二电连接器内，该第一电连接器可分离地插设于该第二电连接器，以此使该驱动元件电性连接于该接头。
2.如权利要求1所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该散热座具有一中空容置部、及多个由该中空容置部向外延伸的散热鳍片，其中该驱动元件容纳于该散热座的该中空容置部内。
3.如权利要求1所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该发光二极管球型灯还包括一对位于该第一电极及该第二电极之间隔离片，且该对隔离片固定于该绝缘环体的该内侧壁的外侧。
4.如权利要求1所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该发光二极管球型灯泡具有一对该第一电连接器、及一对该第二电连接器，该对第一电连接器均包括至少一导电端子，该对第二电连接器各自包括一由该绝缘环体的内侧面往内形成的一插槽，该第一电极及该第二电极各自外露于该对插槽内；
以此当该驱动元件插设于该接头时，该对第一电连接器插设进入该对插槽内，并且该导电端子电性接触该第一电极及该第二电极。
5.如权利要求1所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该第一电连接器及第二电连接器的数量均为一个，该第一电极及该第二电极分开且相对地外露于该第二电连接器内，该第一电连接器包括两个不同的极性的导电端子，所述两个导电端子设于该电路板同一端的两侧面，所述两个导电端子分别接触于该第一电极及该第二电极。
6.如权利要求4或5所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该第一电极及第二电极均包括至少一延伸至该对第二电连接器的接触端子以与该驱动元件的该第一电连接器电性连接。
7.如权利要求1所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该绝缘环体为陶瓷材料制成。
8.如权利要求1所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该第一电极与该第二电极均具有一呈半圆筒状的本体部，该第一电极具有一由该本体部延伸的导电臂、及一形成于该导电臂末端的接触部，该第二电极的该本体部的外侧外露于该绝缘环体外。
9.如权利要求8所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该绝缘环体的该外侧壁含有半圆筒状壁及一半圆底壁，该外侧壁的半圆筒状壁覆盖于该第一电极的外侧，该外侧壁的半圆底壁覆盖于该第一电极的该导电臂。
10.如权利要求8所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该发光二极管球型灯泡还包括一包覆该绝缘环体的螺旋壳体，该螺旋壳体具有一接触该第二电极的该本体部的外侧的金属螺旋部，该导电臂的该接触部延伸至该螺旋壳体的底部。
11.如权利要求1所述的发光二极管球型灯泡，其特征在于，该绝缘环体的该外侧壁与该第二电极外露于该绝缘环体的部分形成一螺旋纹路，以将该接头直接螺接在具有对应该螺旋纹路的灯座上。
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