CN103782080A

CN103782080A - 灯泡形led灯

Info

Publication number: CN103782080A
Application number: CN201180072975.XA
Authority: CN
Inventors: 久安武志; 久保田洋; 中田慎二; 酒井诚; 武长拓志
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2014-05-07
Also published as: WO2013042238A1; EP2759760A4; JP5686198B2; JPWO2013042238A1; US20140153249A1; EP2759760A1

Abstract

本发明的实施方式所涉及的LED灯（1）具备LED模块（11）和基体（12）和第1灯罩（131）和第2灯罩（132）和导光体（14）。LED模块（11）将多个LED（112）安装于基板（111）上。基体（12）保持LED模块（11）。第1灯罩（131）被设置为包围在基板（111）的外周，第1接合端（131c）的口径（D2）大于安装部（131b）的口径（D1）。第2灯罩（132）具有安装于第1接合端（131c）的第2接合端（132c），并且覆盖LED（112）的射出侧。导光体（14）的基端（142a）固定在配置有LED（112）的一侧，前端部（142b）的直径比第1灯罩（131）的安装部（131b）的口径（D1）还大。

Description

灯泡形LED灯

技术领域

本发明的实施方式涉及一种具有灯泡用灯头的灯泡形LED灯。

背景技术

随着发光效率的提高，照明器具中已逐步采用发光二极管（LED）。以LED作为光源的灯泡形LED灯逐渐普及，从而取代以灯丝作为光源的白炽灯。LED灯内安装有基板，该基板上安装有作为光源的LED。由于作为光源的LED安装于平坦的基板的单面，因此，在该状态下无法将配光角度扩大到180度以上。而且，LED放射的光的指向性比白炽灯的灯丝放射的光强。因此，感觉LED灯照射的照射范围的中心亮，周围暗。

为了改善配光特性，研发出了通过追加向侧方倾斜的基板而增加向周围扩散的配光量的LED灯，或者内装有光学元件或反射板的LED灯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-73337号公报

专利文献2：日本特开2009-9870号公报

专利文献3：日本特开2010-62005号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

追加向侧方倾斜的基板时，需要将基板立体组合。而且，为了去除LED所产生的热量，需要分别冷却各个基板。而且需要牢固地固定以免反复进行点灯和熄灯而产生的反复应力导致基板脱落。如果有多种基板安装方向，则组装作业变得复杂，制造成本将会上升。

而且，为了安装光学元件或反射板而获得180度以上的配光角度，即为了使光放射到安装有LED的射出面的相反侧，需要迂回基板的外周缘而从射出面侧向背面侧射出光线。但是，如果采用这种结构，朝向背面侧的导光体前端的外径将大于固定于保持基板的基体上的灯罩的口径。

但是，为了使放射光的亮度均匀，灯罩由硬质树脂一体成型，因而无法将比灯罩的安装部的口径大的光学元件或反射板装入灯罩内。而且，为了防止安装光学元件或反射板而引起LED灯的亮度下降，不仅要使LED所产生的光有效地传递扩散，而且还要避免这些光学元件或反射板产生影子。

而且，由于灯泡形LED灯是用于替换白炽灯的，因而尺寸形状必须与白炽灯几乎相同。即，如果为了改善配光特性而使外径尺寸超过白炽灯的尺寸，则可能无法适用于以往的照明器具。

对此，在本发明中，通过采用具有比灯罩的安装部的口径大的外径的导光体，提供配光角度大的LED灯。

解决技术问题的技术手段

本发明一实施方式所涉及的LED灯具备LED模块和基体和第1灯罩和第2灯罩和导光体。LED模块中多个LED环状排列安装于基板。基体保持LED模块。第1灯罩被设置为包围基板的外周，向LED的射出侧延伸的第1接合端的口径大于固定于基体的安装部的口径。第2灯罩具有安装于第1接合端的第2接合端，并且覆盖LED的射出侧。导光体具有固定于LED配置侧的基端、及直径比第1灯罩的安装部的口径还大的前端部。

附图说明

图1是切开本发明一实施方式的LED灯的局部的立体图。

图2是图1所示LED灯的分解立体图。

图3是图1所示LED灯的剖视图。

图4是放大了图3所示的灯罩和框体的接合部的剖视图。

具体实施方式

下面，参照图1～图4，对本发明一实施方式的LED灯1进行说明。图1所示LED灯1为具有所谓灯泡形外观的LED灯。在本说明书中，“LED”除了发光二极管（Light-Emitting Diode）以外还包括发光元件（Light-emitting device）。该LED灯1具备图2所示的LED模块11和基体12和灯罩13和导光体14。而且，灯罩13在外径最大的部分且与LED模块11的基板111平行的面处被分割成第1灯罩131和第2灯罩132。

如图2所示，LED模块11包括形成为圆盘状的基板111、安装在该基板上的至少一个LED112、为了向LED提供电力而配置在基板111的中央部的连接器113、用于使与该连接器连接的插件114通过的开口部115。在本实施方式中，如图2所示，24个LED112相对于基板111的中心以相等间隔配置于同一圆上。另外，在本说明书中，有时将通过这些LED112所构成的圆的中心的LED灯1的中心轴简称为“中心”或“中心轴”。

连接器113安装于配置成环状的LED112的内侧且偏离基板111的中心的位置。开口部115设置于连接器113的安装位置附近。插件114与配置于基体12的内部的控制基板连接。控制基板上设置有电源电路及点灯电路。

基体12，如图3所示保持LED模块11，如图2所示具有散热体121和绝缘材料122和灯头123。散热体121由具有优良导热性的部件制成，在本实施方式中由铝合金压铸而制成，具有与LED模块11热连接的接触面121a。接触面121a至少具有与安装有LED112的范围的基板111接触的区域。

散热体121在外侧面具有用于放出LED112所产生的热量的散热片121b。各个散热片121b相对于基板111垂直配置，相对于该LED灯1的中心轴在圆周方向上以相等间隔设置有多个。而且，在基板111侧的端部具有散热片121b的倾斜部121k。倾斜部121k形成为随着靠近基板111而散热片121b的高度变小，即，形成为各个散热片121b的端部沿着相对于与基板111平行的面朝向灯头123侧扩大的圆锥面倾斜。散热片121b的端部除了可以是如同倾斜部121k的直线状之外，还可以形成为端部的边缘为圆形的圆弧。如图3及图4所示，由于在散热片121b的端部形成有倾斜部121k，因而在散热片121b的端部和第1灯罩131之间形成V字形间隙。

绝缘材料122由合成树脂等非导电性部件制成，并且插入安装于散热体121的内部，通过螺钉与散热体121固定。控制LED112的点灯及熄灯的控制基板保持于该绝缘材料122的内部。灯头123形成为适合于白炽灯泡用的螺纹式灯座，通过绝缘材料122相对于散热体121绝缘。该灯头123与控制基板连接。

如图1～图4所示，灯罩13分割成第1灯罩131和第2灯罩132。第1灯罩131被设置成包围LED模块11的基板111的外周，并且包括：沿通过散热体121的散热片121b的顶部的圆锥面的外周壁131a、以与接触面121a平行的方式向内侧延伸并固定在散热体121的凸缘131b、外周壁131a向LED112的射出侧延伸的第1接合端131c。作为安装部的凸缘131b具有继续向内侧延伸的嵌合翼片134。

嵌合翼片134至少设置有1个，在本实施方式中设置有4个。在与设置有嵌合翼片134的位置对应的部位的散热体121上形成有嵌合部124，并且比基板111的外周缘更向内侧凹进。嵌合翼片134通过安装于嵌合部124，成为夹在基板111的外周缘和散热体121之间的状态。因此，在接触面121a和固定凸缘131b的部分之间设置有比凸缘131b的厚度稍大的尺寸的台阶。即，第1灯罩131的凸缘131b相对于LED112的光射出方向在比基板111靠后的位置固定于基体12的散热体121上。

在若干个嵌合翼片134上形成有决定所述嵌合翼片与基板111的相对位置的销135，与形成于基板111的外周缘的切口111b嵌合。而且，在散热体121的配置有嵌合翼片134以外的位置具有用于用小螺钉螺纹固定基板111的孔121c。

如图3及图4所示，第1灯罩131的安装部即凸缘131b的内周端的口径D1比基板111的外周径稍大。因此，基板111不会与第1灯罩131的凸缘131b卡住而一直到其外周缘完整地与散热体121的接触面121a接触。由于凸缘131b朝向中心形成，并且外周壁131a从凸缘131b到第1接合端131c沿圆锥面扩大，因此，理所当然地，第1灯罩131的第1接合端131c的口径D2大于凸缘131b的口径D1。

第2灯罩132具有与第1接合端131c连接的第2接合端132c，并且形成为覆盖LED112的射出侧的半球形。如图3所示，第2灯罩132沿着曲率几乎恒定的球面形成，在本实施方式中为略微不足半球的球面。第2灯罩132通过注塑成型由合成树脂制成，因此，根据材质和制造过程，可以是一体成型到超过大圆的位置的半球以上。

第1灯罩131的第1接合端131c和第2灯罩132的第2接合端132c通过熔融接合的一例即超声波接合热粘接。还可以利用激光接合进行热粘接从而取代超声波接合。无论采用哪种方法，由于第1接合端131c和第2接合端132c融合而接合，因而透过该部分的光线不会曲折或反射，不易产生亮斑。

如图4所示，第1接合端131c在从LED112射出的光线透过的厚度方向的中央位置具有凹部131d，第2接合端132c具备与凹部131d对应的凸部132d。凸部132d比凹部131d的深度更大地突出，具有与凹部131d的容积相同体积的大小。为了接合在将坡口对齐的状态下，虽然凸部132d碰到凹部131d的底部成为产生间隙的状态，但由于凹部131d的容积与凸部132d几乎相等，因而通过熔融接合成无间隙。

如图1及图3所示，导光体14具备基部141和光引导部142和钩143。如图1及图3所示，基部141在配置成环状的LED112的内侧范围的连接器113及开口部115的范围以外的部分，抵接于配置有LED112的基板111的正面111f。光引导部142具有基端142a和前端部142b。基端142a与基部141的外周的边缘部一体连接，并且以覆盖LED112的射出侧的至少一部分的方式，在本实施方式中以几乎全部覆盖的方式形成入射部142c。

如图1、图3及图4所示，导光体14的光引导部142从基端142a到前端部142b向基板111的外周侧翘曲。光引导部142从基端142a向射出方向延伸，在超过第1接合端131c的附近缓缓折返，前端部142b位于比第1接合端131c更靠近基板111侧。

成为导光体14的最外径部分的前端部142b具有比第1灯罩131的安装部即凸缘131b的口径D1大的外径，因此，外径比基板111的外接圆大，且比保持基板111的散热体121的接触面121a大。在本实施方式中，如图3及图4所示，导光体14的前端部142b的外径D3形成为大于基体12的散热体121的外径，大于散热片121b的顶部的外接圆。另外，灯罩13覆盖导光体14，因而第1灯罩131的第1接合端131c及第2灯罩132的第2接合端132c大于导光体14的前端部142b的外径D3。

如图3及图4所示，钩143连续形成于与基板111的开口部115的边缘对应的位置的基部141上。钩143从基板111的正面111f向背面111r侧通过开口部115延伸，将导光体14保持于基板111上。另外，可以将基部141粘接固定于基板111的正面111f，也可以利用小螺钉或铆钉等进行连结，从而取代设置钩143。

上述结构的LED灯1，组合散热体121、绝缘体122、控制基板、灯头123成为基体12之后，在离灯头123远侧的散热体121的端部上安装第1灯罩131。利用小螺钉等以夹住第1灯罩131的嵌合翼片134的方式固定LED模块11，将插件114与连接器113连接。在利用基板111的开口部115安装导光体14之后，最后利用超声波接合将第2灯罩132安装于第1灯罩。

基端142a中的成为内周侧的第1侧面142d相当于圆环面的外表面，基端142a中的成为外周侧的第2侧面142e相当于圆环面的内表面。从LED112射出的光线从入射部142c进入光引导部142，其一部分光从截至前端部142b之间的第1侧面142d及第2侧面142e放射。而且，引导至光引导部142的前端部142b的残余光越过基板111的外周部111a从正面111f侧向背面111r侧自前端部142b射出。第1侧面142d及第2侧面142e为了有效地放射光线可以施以凹凸加工等加工。

导光体14的前端部142b大于去除散热片121b的基体12的外径，在本实施方式中，如图3及图4所示，位于比散热片121b的顶部更靠近外周侧的位置。因此，从导光体14的前端部142b放射的光不会被基体12挡住而射向基板111的背面侧的宽范围。而且，由于散热片121b的端部上设置有倾斜部121k，因而不会因从导光体14的前端部142b射出的光而产生散热片121b的影子。

而且，导光体14的前端部142b位于比第1接合端131c和第2接合端132c热粘接的位置更靠近基板111侧的位置，从前端部142b向基板的背面侧射出的光透过第1灯罩131的外周壁131a。由于外周壁131a沿着通过散热片121b的顶部的圆锥面而形成，因而相对于从前端部142b射出的光线是均匀的，所以透过灯罩13的光线不会产生亮斑。

如上所述，LED灯1采用将灯罩13分割成第1灯罩131和第2灯罩132的结构，因而能够采用比将灯罩13固定于基体12的安装部的口径D1更大的外径D3的导光体14、并安装于灯罩13内。其结果，从LED112放射的光也可以向LED模块11的基板111的背面侧配光。

符号的说明

1-LED灯，11-LED模块，111-基板，112-LED，12-基体，131-第1灯罩，131a-外周壁，131b-凸缘（安装部），131c-第1接合端，131d-凹部，132-第2灯罩，132c-第2接合端，132d-凸部，14-导光体，142a-基端，142b-前端部，142c-入射部，D1-（灯罩的安装部的）口径，D2-（第1接合端的）口径，D3-（导光体的前端部的）外径。

Claims

1.一种LED灯，其特征在于，具备：

LED模块，多个LED环状排列安装于基板；

基体，保持所述LED模块；

第1灯罩，其被设置为包围所述基板的外周，向所述LED的射出侧延伸的第1接合端的口径大于固定于所述基体的安装部的口径；

第2灯罩，具有安装于所述第1接合端的第2接合端，并且覆盖所述LED的射出侧；

导光体，其具有固定于所述LED的配置侧的基端及直径比所述第1灯罩的所述安装部的口径还大的前端部。

2.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

所述导光体从所述基部到所述前端部向所述基板的外周侧翘曲，

所述前端部配置在比所述第1接合端更靠近所述基板侧。

3.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

所述导光体具有入射部，其覆盖所述LED的射出侧的至少一部分。

4.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

所述导光体的前端部具有比所述基板的外接圆更大的外径。

5.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

所述导光体的前端部具有比保持所述基板的基体的座部的外径更大的外径。

6.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

所述第1灯罩的安装部沿所述LED射出光的方向在比所述基板更靠后的位置固定于所述基体。

7.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

所述第1灯罩的第1接合端及所述第2灯罩的第2接合端具有比所述导光体的前端部的外径更大的外径。

8.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：

所述第1接合端在所述LED所射出光透过的厚度方向中央位置具有凹部，

所述第2接合端具有与所述凹部对应的凸部，

所述凹部与所述凸部嵌合。

9.一种LED灯，其特征在于，具备：

LED模块，多个LED环状排列安装于基板；

基体，保持所述LED模块并与其热连接；

第1灯罩，包围所述基板的外周而配置，向所述LED的射出侧延伸的第1接合端的口径大于固定于所述基体的安装部的口径；

导光体，其具有基端固定于所述LED的配置侧的基端及直径比所述第1灯罩的所述安装部的口径还大且配置于比所述第1接合端更靠近所述基板侧的位置的前端部；

散热片，相对于所述基板垂直配置于所述基体的外周，在所述基板侧的端部具有高度随着靠近所述基板而变小的倾斜部，并且放出所述LED所产生的热量。

10.根据权利要求9所述的LED灯，其特征在于：

所述第1灯罩包括沿通过所述散热片的顶部的曲面的外周壁。