CN102913859A - 一种led矿灯壳体及其制备方法以及使用其的led矿灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED矿灯壳体及其制备方法以及使用其的LED矿灯，所述壳体为包括金属散热部件的一体式注塑壳体；所述金属散热部件为整体部件，由散热部分和导热部分组成；所述散热部分嵌设在所述壳体外表面，所述导热部分穿透壳体并且伸入所述壳体壳腔内部，并且所述导热用金属片的端部与所述光机模组中的电路板背面面接触。金属散热部件中的导热部分直接与热源面接触，而且散热部分设置在壳体外侧，散热效果好。而且，金属散热部件设置在壳体上，使得矿灯结构简单、结构紧凑。

Description

一种LED矿灯壳体及其制备方法以及使用其的LED矿灯

技术领域

本发明涉及LED矿灯的照明领域，尤其是散热效果好的一种LED密闭型矿灯。

背景技术

LED（Light Emitting Diode的缩写，意思为发光二极管）矿灯主要用于矿井开采、野外作业、库房等场所的照明，而这些环境下大多对照明用具的安全要求非常严格。由于工作环境比较恶劣，外壳不密封往往会造成漏水漏气的现象，从而会导致产生雾气、彩虹的现象，严重的会发生电路短路，使灯熄灭，从而给生产和工作造成不便；而且，在富含甲烷气体的环境中，当其浓度达到5%-15%时，遇明火就会发生爆炸，因此，增加矿灯的密封性具有非常重要的意义。传统矿灯采用金卤灯或节能灯为光源，但是在亮度、能耗、体积及使用寿命上远不及使用LED灯作为光源的矿灯。LED灯采用发光半导体制成，LED灯发光时会产生大量热量，120摄氏度以上的高温会严重影响LED灯的亮度和使用寿命，也会影响与之相连的电路板的使用寿命。为此，LED灯的散热技术一直是LED灯研发的难点和热点，随着LED灯功率的增加，LED灯产生的热量更多，快速散热变得更迫切。

传统的矿灯灯壳一般为通过压延或铸造成型的金属灯壳，金属灯壳不但制备工艺复杂、成本高，而且质量重，更重要的是无法达到密封的要求，所以逐渐被工艺简单、成本低、质量轻的塑料灯壳所替代。但是塑料灯壳的散热性差，使得现有技术中的LED矿灯必须安装散热结构。

现有技术中，LED灯散热结构主要有两种：一种是将散热片做在灯头内，热量扩散慢，散热效果不好，直接影响散热LED灯的寿命；另一种如中国专利CN202118679U所公开的，将散热片做成灯座的一部分，通过散热器中间的柱状结构将热源的热能导出，再通过裸露在外部的散热片将热能散发到空气中。该矿灯中导热的柱状结构跟热源间接接触，而且导热面积小，散热效果差；而且该金属散热部件结构复杂，体积大。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有技术中LED矿灯散热效果差，结构复杂的问题，提供一种散热效果好的包括金属散热部件的一体式注塑壳体及其制备方法，以及使用该壳体的散热效果好且结构简单的LED矿灯。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种LED矿灯壳体，所述壳体包括金属散热部件及塑壳，所述金属散热部件与所述塑壳注塑粘接为一体；所述金属散热部件由散热部分和导热部分组成；所述散热部分贴合嵌设在所述注塑壳体外表面，所述导热部分穿透所述壳体并且伸入所述壳体壳腔内部。

至少所述金属散热部件的所述散热部分为薄片状，所述散热部分边缘的侧面为斜面，使得所述散热部分的外表面小于所述散热部分的内表面，所述散热部分边缘的侧面全部嵌入所述壳体内。

所述壳体上还注塑成型有用于固定电路板或连接充电接头的金属螺柱，所述金属螺柱一端露出壳体外，另一端伸入所述壳体内部。

所述金属散热部件的数量为两个，且对称设置。

所述导热部分还包括形成在其端部的用于与电路板贴合的受热面。

一种LED矿灯壳体的制造方法，包括如下步骤：

S1：制备注塑模具，所述注塑模具包括凸模和凹模，所述凸模与所述凹模扣合后形成与所述壳体形状一致的注塑腔体，所述凸模包括用于夹持所述金属散热部件的所述导热部分的夹持腔体；

S2：将所述金属散热部件的所述导热部分插入所述夹持腔体，将所述模具的所述凸模与所述凹模扣合，使所述散热部分的外表面与所述凹模的内表面贴合；

S3：注塑成型；

S4：冷却、脱模。

至少所述金属散热部件的所述散热部分采用薄片状；在S1步骤之前将所述散热部分边缘的侧面制成斜面，使所述散热部分的外表面小于所述散热部分的内表面；步骤S2中，所述散热部分的侧面与所述凸模的内表面之间存在间隙，所述间隙构成所述注塑腔体的一部分。

所述凸模具有与所安装用于连接充电接头的金属螺柱数量对应的螺孔。

所述凸模上对称设置两个用于夹持所述金属散热部件的所述导热部分的所述夹持腔体，在S2步骤中分别将两个所述金属散热部件的所述导热部分加持在所述夹持腔体中，并在注塑前，在两个散热部分之间设置用于密封所述导热部分之间孔隙的密封条。

所述金属散热部件由一片金属片弯折成所述散热部分和所述导热部分制成。

步骤S4之后，还包括向外弯折所述导热部分的端部形成一个受热面的步骤。

一种LED矿灯，包括壳体，设置于所述壳体内的光机模组，设置于所述壳体外并与所述光机模组电连接的非接触式控制开关，设置于所述壳体开口处的密封组件，以及充电接头；所述壳体为所述的LED矿灯壳体，并且所述导热用金属片的端部与所述光机模组中的电路板背面面接触。

所述电路板是金属基板的印刷电路板。

所述非接触式控制开关为磁控开关。

所述密封组件包括防爆镜片和前盖，以及设置在所述壳体与所述防爆镜片间的密封胶圈，与通过灌胶方式形成在所述壳体和前盖连接缝隙内的密封胶层。

所述充电接头固定连接在所述壳体外侧，并通过所述金属螺柱与所述光机模组电连接。

所述充电接头为带标准矿灯插的充电接头。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.所述壳体包括金属散热部件及与其注塑为一体的塑壳，塑料壳体与金属散热部件结合很紧密，外部的可燃气体无法从金属散热部件与塑壳之间的连接部进入壳体内部，保证一体式注塑壳体的绝对密封，进而保证使用的安全；所述金属散热部件为整体部件，保证了良好的导热通道，使得散热效果稳定良好。而且，金属散热部件通过注塑一体成型在壳体上，同时使得矿灯结构简单、结构紧凑。

2.所述散热部分中的所述嵌合在壳体部分的外边缘设置为斜面，所述散热部分的外表面小于所述散热部分的内表面，所述散热部分的厚度小于所述壳体的厚度，可以保证所述金属片边缘完全被所述壳体所包覆，保证了这两个部件之间牢固结合。

3.所述壳体内安装有金属螺柱，用于将固定在所述壳体外部的所述充电接头和所述壳体内部的光机模组，避免在所述壳体上开安装孔通入导线造成的壳体不密封现象，增强了所述矿灯的气密性，而且所述金属螺柱还可以便于固定所述驱动板。

4.所述LED矿灯中的所述驱动板是金属基板的印刷电路板，便于将光源的热量导出，散热效果好。

5.所述的LED矿灯采用磁控开关通过旋钮上磁铁的强磁场穿过所述壳体，控制可腔内的干簧管来进行LED灯的控制，保证了整个矿灯为一个密闭的体系，无论是可燃气体还是水汽、粉尘都无法进入壳体内部，保证了矿灯的安全；同时在整个开关过程中，也不会像接触式开关那样产生火花，避免引燃矿灯外部的易燃易爆气体，保证绝对安全。

6.所述磁控开关设置为多位置磁控开关，可以选择LED灯被点亮的数量，保证了不同工作环境下对灯亮度的需求。

7.置于所述壳体与所述防爆镜片间的所述密封胶圈为硅胶胶圈，利用前盖与所述壳体上的螺纹铜管旋合对防爆镜片压力，并将压力传给所述密封胶圈，所述密封胶圈压在所述壳体的前沿上，实现了有效的密封。

8.所述充电接头与所述壳体通过螺钉固定连接后，灌胶密封，进一步保证了所述矿灯的密封效果。

9.所述充电接头为带标准矿灯插的充电接头，便于所述矿灯的充电和使用。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明一个实施例的LED矿灯装配图；

图2是图1中所述壳体的剖视图；

图3是图1中所述壳体的模具剖视图；

图中附图标记表示为：1-壳体，21-散热部分，22-导热部分，31-印刷电路板，32-LED灯，33-灯碗，34-导电片，35-绝缘套圈，41-磁铁，42-旋钮，43-第一螺钉，44-垫片，45-弹簧，46-定位球，51-密封胶圈，52-防爆镜片，53-前盖，6-带标准矿灯插的充电接头，61-第二螺钉，62-螺母，7-佩戴座，71-第三螺钉，8-金属螺柱，9-油缸，10-凹模，11-凸模。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本实施例是本发明涉及的一种LED矿灯的实施例。

如图1-2所示，一种LED矿灯，包括壳体1，设置于所述壳体1内的光机模组，设置于所述壳体1外的磁控开关，设置于所述壳体1开口处的密封组件，以及充电接头6；所述壳体1包括金属散热部件及塑壳，所述金属散热部件与所述塑壳注塑粘接为一体；所述金属散热部件为整体部件，本实施例中所述金属散热部件为两个且对称设置，每个所述金属散热部件均包括由同一条形金属片的两部分分别构成的散热部分21和导热部分22；所述金属散热部件的所述散热部分21为薄片状，所述散热部分21边缘的侧面为斜面，使得所述散热部分21的外表面小于所述散热部分21的内表面，所述散热部分21边缘的侧面全部嵌入所述壳体内，所述导热部分22穿透所述壳体1并且伸入所述壳体1的壳腔内部，并且所述导热部分22的端部经弯折形成与所述光机模组中的印刷电路板31的背面面接触的受热面。金属散热部件中的所述导热部分22直接与热源面即印刷电路板31面接触，通过面传导热量，而且散热部分21设置在壳体外侧，散热效果好；而且，所述壳体1包括金属散热部件及与其注塑为一体的塑壳，塑料壳体与金属散热部件结合很紧密，外部的可燃气体无法从金属散热部件与塑壳之间的连接部进入壳体内部，保证一体式注塑壳体的绝对密封，进而保证使用的安全；所述金属散热部件为整体部件，保证了良好的导热通道，使得散热效果稳定良好。而且，金属散热部件通过注塑一体成型在壳体上，同时使得矿灯结构简单、结构紧凑。

本实施例中，所述金属散热部件的厚度为1mm，所述壳体1的厚度为3mm，所述散热部分21的厚度小于所述壳体1的厚度，可以保证所述散热部分21边缘完全被所述壳体1所包覆，保证了这两个部件之间无缝结合。

作为发明的一个具体实施例，所述壳体1采用高强度高分子材料制造，如聚碳酸酯等。

所述光机模组进一步包括印刷电路板31、灯碗33、LED灯32，以及锂电池；所述印刷电路板31的相应孔插入所述金属螺柱8上，再在所述印刷电路板31的背面涂上导热胶，粘合在所述受热面上。将LED灯32所散发的热量通过所述印刷电路板31、导热胶、导热部分22传递到所述散热部分21，进而传导到所述壳体1外部；而且，所述导热部分22同样可以将壳体内腔中的热量传导出所述壳体1外部，受热面积大，散热效果好。

所述壳体1上还注塑成型有两根金属螺柱8，所述金属螺柱8一端露出壳体1外部，另一端伸入所述壳体1内部。所述金属螺柱8用于连接所述充电接头6和所述壳体1内部的锂电池，对锂电池进行充电。这样避免了在所述壳体1上开安装孔通入导线造成的壳体不密封现象，增强了所述矿灯的气密性，而且所述金属螺柱8还可以便于固定所述印刷电路板31。所述金属螺柱8同时起到固定印刷电路板31的作用，即所述金属螺柱8伸入所述壳体1内部的部分固定支撑所述印刷电路板31。

所述印刷电路板31为金属基板印刷电路板，即铜箔与铝板或其他金属板材中间夹一层导热绝缘材料所制成的复合材料板材，这样导热效果好。

所述LED矿灯采用磁控开关，所述磁控开关包括磁铁41、旋钮42、第一螺钉43、垫片44、弹簧45、定位球46，通过旋钮42上磁铁41的强磁场穿过所述壳体1，控制壳腔内的干簧管来进行LED灯32的控制，磁控开关为现有技术，其具体结构在此不再赘述，这样保证了整个矿灯为一个密闭的体系，无论是可燃气体还是水汽、粉尘都无法进入壳体内部，保证了矿灯的安全。也避免了现有矿灯中的外部开关在开关过程中接触部分打火，进而点燃周围易燃、易爆气体情况的发生，因为打火的部分其周围可能充满了可燃、易爆气体。当所述LED灯32的数量为多个时，可以采用多位置磁控开关，可以选择LED灯被点亮的数量，保证了不同工作环境下对灯亮度的需求，同样能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

所述灯碗33是抛物面灯碗，可以用高分子材料采用注塑、喷镀的办法获得，也可以用金属板材采用冲压、电镀的方法加工成型。所述灯碗33留有外沿，安装时与所述壳体1的相应圆台接触。所述抛物面的焦平面留有通过所述LED灯32的安装孔，并且所述焦平面的背面与所述印刷电路板31之间还设置有导电片34和绝缘套圈35。

所述LED灯32的数量是一只或多只，可以根据实际使用的需要加以选择，但是为了达到最佳的照明效果，所述LED灯32必须放置在所述灯碗33的焦平面上。当所述LED灯32的数量等于或者多于3只时，所述灯碗33应制为一个圆形平面上具有多个小型抛物面的灯碗，LED灯设置在每一个小型抛物面的焦平面上，同样能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

所述密封组件包括密封胶圈51、防爆镜片52以及前盖53。所述密封胶圈采用硅胶制造，放置在所述壳体1与防爆镜片52之间，同时利用所述前盖53和所述壳体1上的螺纹通过旋合对防爆镜片52施压，再将压力传给所述密封胶圈51，所述密封胶圈51又压在所述壳体1的前沿上，实现有效的密封。最后，在所述前盖53和所述壳体1之间灌胶密封，进一步增强了密封效果，保证了对水汽、可燃气体、易爆气体等的侵入，现实矿灯的使用安全。

其中，所述防爆镜片52采用具有优良光学性能的聚碳酸酯（PC）材料制成，具有高透光率、质轻、抗冲击性强、易成型等优良性能。当所述LED灯32的数量大于等于3个时，可以将所述防爆镜片52制备成非球面曲面，实现二次配光，得到更为理想的出光效果，同样能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

所述带标准矿灯插的充电接头6安装在所述壳体1上预留的方孔中，并通过金属螺柱8与所述锂电池电连接，并在所述壳体1和所述带标准矿灯插的充电接头6之间灌胶密封。

整个矿灯完全是一个密封的体系，可以防止水汽和易燃、易爆气体等的侵入，也可以安全的在水下使用。

佩戴座7通过第三螺钉71、第二螺钉61和螺母62固定在所述带标准矿灯插的充电接头6上，用于将所述LED矿灯在佩戴固定在安全帽上。

作为本发明的其它实施例，所述磁控开关可为现有技术中的其它非接触式控制开关代替，比如声控开关，只要能实现非接触式控制即可，其它同上述实施例，同样能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

作为本发明的其它实施例，所述金属散热部件的数量为可以根据需要设定，比如设定为一个或者三个以上，只要通过一体式注塑成型在壳体上即可，另外，上述实施例中的所述金属散热部件为一个金属片经弯折构成的整体部件，所述金属散热部件也可以为浇注构成的整体部件或者焊接构成的整体部件；其它同上述实施例，同样能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

实施例2

本实施例是上述实施例1中的所述壳体1的制备方法的实施例，具体包括如下步骤：

S1：制备注塑模具，如图3所示，为本实施例的注塑模具的剖视图，所述注塑模具包括油缸9、凸模11和凹模10，所述凸模11与所述凹模10扣合后形成与所述壳体1形状一致的注塑腔体，所述凸模11对称设置两个用于夹持所述金属散热部件的所述导热部分22的夹持腔体；

S2:将两个所述金属散热部件的所述导热部分22插入所述夹持腔体，将所述模具的所述凸模11与所述凹模10扣合，使所述散热部分21的外表面与所述凹模10的内表面贴合；并在两个散热部分21之间设置用于密封所述导热部分22之间孔隙的密封条；目的是防止注塑过程中塑料进入壳体内部的两个导热部分22之间，同时，引导塑料通过密封条的上部与前后的塑料融成一体使每一片散热部分21的伸入壳体部分均与塑料形成很好的密封结合，达到将来装配后不会发生外部有毒，有害，可燃，易爆气体的渗入。

S3:注塑成型。

S4：冷却固化后，脱模，将注塑件取出；

S5:向外弯折所述导热部分的端部形成所述受热面。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (17)

1.一种LED矿灯壳体，其特征在于，所述壳体包括金属散热部件及塑壳，所述金属散热部件与所述塑壳注塑粘接为一体；所述金属散热部件由散热部分和导热部分组成；所述散热部分贴合嵌设在所述注塑壳体外表面，所述导热部分穿透所述壳体并且伸入所述壳体壳腔内部。

2.根据权利要求1所述的LED矿灯壳体，其特征在于，至少所述金属散热部件的所述散热部分为薄片状，所述散热部分边缘的侧面为斜面，使得所述散热部分的外表面小于所述散热部分的内表面，所述散热部分边缘的侧面全部嵌入所述壳体内。

3.根据权利要求1或2所述的LED矿灯壳体，其特征在于，所述壳体上还注塑成型有用于固定电路板或连接充电接头的金属螺柱，所述金属螺柱一端露出壳体外，另一端伸入所述壳体内部。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的LED矿灯壳体，其特征在于，所述金属散热部件的数量为两个，且对称设置。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的LED矿灯壳体，其特征在于，所述导热部分还包括形成在其端部的用于与电路板贴合的受热面。

6.一种如权利要求1所述LED矿灯壳体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备注塑模具，所述注塑模具包括凸模和凹模，所述凸模与所述凹模扣合后形成与所述壳体形状一致的注塑腔体，所述凸模包括用于夹持所述金属散热部件的所述导热部分的夹持腔体；

S2：将所述金属散热部件的所述导热部分插入所述夹持腔体，将所述模具的所述凸模与所述凹模扣合，使所述散热部分的外表面与所述凹模的内表面贴合；

S3：注塑成型；

S4：冷却、脱模。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：至少所述金属散热部件的所述散热部分采用薄片状；在S1步骤之前将所述散热部分边缘的侧面制成斜面，使所述散热部分的外表面小于所述散热部分的内表面；步骤S2中，所述散热部分的侧面与所述凸模的内表面之间存在间隙，所述间隙构成所述注塑腔体的一部分。

8.根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于：所述凸模具有与所安装用于连接充电接头的金属螺柱数量对应的螺孔。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的制造方法，其特征在于：所述凸模上对称设置两个用于夹持所述金属散热部件的所述导热部分的所述夹持腔体，在S2步骤中分别将两个所述金属散热部件的所述导热部分加持在所述夹持腔体中，并在注塑前，在两个所述散热部分之间设置用于密封所述导热部分之间孔隙的密封条。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的制造方法，其特征在于：所述金属散热部件由一片金属片弯折成所述散热部分和所述导热部分制成。

11.根据权利要求6-10任意一项所述的制造方法，其特征在于：步骤S4之后，还包括向外弯折所述导热部分的端部形成一个受热面的步骤。

12.一种LED矿灯，包括壳体，设置于所述壳体内的光机模组，设置于所述壳体外并与所述光机模组电连接的非接触式控制开关，设置于所述壳体开口处的密封组件，以及充电接头；其特征在于：所述壳体为权利要求1-5任一所述的LED矿灯壳体，并且所述导热用金属片的端部与所述光机模组中的电路板背面面接触。

13.根据权利要求12所述的LED矿灯，其特征在于，所述电路板是金属基板的印刷电路板。

14.根据权利要求12或13所述的LED矿灯，其特征在于，所述非接触式控制开关为磁控开关。

15.根据权利要求12-14任意一项所述的LED矿灯，其特征在于，所述密封组件包括防爆镜片和前盖，以及设置在所述壳体与所述防爆镜片间的密封胶圈，与通过灌胶方式形成在所述壳体和前盖连接缝隙内的密封胶层。

16.根据权利要求15所述的LED矿灯，其特征在于，所述充电接头固定连接在所述壳体外侧，并通过所述金属螺柱与所述光机模组电连接。

17.根据权利要求16所述的LED矿灯，其特征在于，所述充电接头为带标准矿灯插的充电接头。

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