CN106030189A - 带有散热装置的半导体灯 - Google Patents

带有散热装置的半导体灯 Download PDF

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Abstract

一种带有散热装置(2,3)的半导体灯(1)，该散热装置具有借助压装配合相互连接且共同界定用于驱动器(5)的容纳空间(10,12)的第一部分(2)和第二部分(3)，其中所述第一部分(2)具有用于装入所述第二部分(3)中的由能被向内压的装入部段(8)构成。本发明尤其对改型灯、尤其是白炽灯改型灯或卤素灯改型灯有用。

Description

带有散热装置的半导体灯
本发明涉及带有散热装置的半导体灯，该散热装置具有借助压装配合相互连接且共同界定用于驱动器的空腔的第一部分和第二部分。本发明尤其可被用于改型灯，尤其是白炽灯改型灯或卤素灯改型灯。
已经知道了作为常见白炽灯的替代品的改型灯，它们具有包括驱动器空腔的金属主体，其中，在该主体的后端上有灯座并且多个发光二极管被安装在该主体的前端上。为了使发光二极管散热，给该主体覆上由铝构成的压铸散热体，其随后覆盖该主体的侧面。该驱动器空腔衬有塑料罩以保证主体和散热体的电接触安全性。此时不利的是，散热体大面积接合至该主体只能在加工零部件具有高精度的情况下有效实现。采用导热膏来补偿容许误差造成的散热差并且灯还可能看上去不太高档。另外，这种白炽灯改型灯制造成本高。
本发明的任务是至少部分克服现有技术的缺点并且尤其提供一种可高效冷却的半导体灯，其可以在采用廉价材料情况下简单构成。
该任务将通过根据独立权利要求的特征来完成。尤其可以由从属权利要求中得到优选实施方式。
该任务通过一种具有散热装置的半导体灯来完成，该散热装置具有第一部分和第二部分，其中这两个部分借助压装配合相互联接并且共同界定或构成用于驱动器的容纳空间，并且所述第一部分具有用于装入所述第二部分中的装入部段，该装入部段由弹簧件构成。
该半导体灯有以下优点，即，可以很简单地实现压装配合而不必遵守用于装入部段的严格的容许误差。因此，可以放弃用于保证这两个部分之间的有效连接的胶或导热膏。这种联接允许在两个部分之间的良好导热。所述第二部分已经可以在其制造时针对有效向环境散热来形成。所述第一部分可以利用简单手段由廉价原材料制造，如由铁片或铝片制造。
所述装入例如也可以被称为导入、插入或移入。此时，装入运动可以通过这两个部分中的其中一个部分运动到相应的保持固定不动的另一个部分上或者通过这两个部分相对运动来获得。
所述第一部分和第二部分也可称为“盖”或“杯体”。在无普遍性限制的情况下，以下假定所述第二部分尤其在其后侧末端具有用于连接至匹配灯头的灯座，例如爱迪生灯座或双销灯座。所述第二部分在其前端上尤其具有朝向位于第二部分内的空腔的开口。所述第一部分或盖于是可以被压装配合装入该开口中并封闭所述空腔。所述第一部分尤其可以向前突出，从而总体借助所述第二部分的空腔和所述第一部分的隆起形成用于驱动器安装的容纳空间。例如驱动器(如驱动器电路)可以首先至少部分装入该空腔中，接着第一部分被套装。
所述第一部分尤其作为用于至少一个半导体光源的承载体。所述至少一个半导体光源优选包括至少一个发光二极管。在有许多发光二极管的情况下，它们能以相同的颜色或不同的颜色发光。颜色可以是单色的(例如红、绿、蓝等)或者杂色(例如白)。由所述至少一个发光二极管发出的光也可以是红外光(IR发光二极管)或紫外光(UV发光二极管)。多个发光二极管可以产生混光如白光。所述至少一个发光二极管可以包含至少一种变换波长的荧光物质(变换发光二极管)。该荧光物质可以替代地或补充地从发光二极管中取出地设置(远程荧光粉)。所述至少一个发光二极管能以至少一个单独壳装的发光二极管或以至少一个发光二极管芯片形式存在。多个发光二极管芯片能安装在同一个基底(次基台)上。所述至少一个发光二极管能配备有至少一个自身的和/或共同的光线引导用光学元件，例如至少一个菲涅尔透镜、准直镜等等。作为例如基于InGaN或AlInGaP的无机发光二极管的替代或补充，一般也可以采用有机发光二极管(OLED，例如聚合物OLED)。或者，所述至少一个半导体光源例如可以具有至少一个发光二极管激光器。
所述第一部分优选由金属如铝制造，这允许有效将热从所述至少一个半导体光源散发至第一部分。所述第一部分尤其可以是是金属片件，其例如通过加工成形来形成。但它也可以是铸造件或压制件。驱动器的电接线尤其可以被引导穿过所述第一部分。
由于该装入部段由弹簧件构成，因此不用遵守严格的制造容许误差也可获得稳定而准确的装入。该弹簧件通过弹性弯曲来适应装入弹簧的第二部分的形状。该弹簧件还造成自定中。所述弹簧件尤其可以被向内压，以使第一部分简单地通过装入该口中而被置入压装配合。
有如下一个可以很简单制造的实施方式，该装入部段以多次单侧开槽的环形装入部段形式构成。因此，提供与第二部分的很大的接触面积。如果没有槽缝，将不会出现装入部段显著向内弹性弯曲，这决定了严格许多的加工容许误差。
环形装入部段的外径尤其可以略大于第二部分的圆形开口的内径，从而该弹簧件在装入该开口时自动弯曲。此时，在开口高度处的所述第二部分的外径可以尤其大于该环形装入部段的外径。有这样一个改进方案，即，这些缝从该装入部段的后侧边缘开始，该装入部段首先以该后侧边缘被朝前装入所述第二部分。这些缝可以平行于环形装入部段的对称轴线取向。这些缝例如可以平行于两个部分的装入方向取向。相邻的缝可以相互等距间隔。这些缝可以从后侧边缘起一直延伸到该环形装入部段的前端。这允许弹簧件大幅度弯曲。但是，这些缝也可以是较短的，例如仅延伸于该环形装入部段的一般高度范围。这允许在相同装入深度情况下相比于较长的缝有较大的弹性回复力。
存在如下的另一个实施方式，该装入部段从其后侧边缘起在其外侧面被斜切。这简化了装入部段装入所述第二部分。
还有如下的另一个实施方式，所述第一部分具有前侧闭合的空心柱体基本形状，其装入部段由侧壁形成。这种形状可以很简单且廉价地制造。缝可以平行于所述第一部分的纵轴线取向，它们的起点尤其在后侧自由边缘处。前侧端面或顶盖面可以被用作用于所述至少一个半导体光源的承载面。
还有如下的实施方式，所述第二部分在其供第一部分装入的开口具有至少一个朝向内侧的斜面，所述第一部分的弹簧件在其装入时可以套置在该斜面上。它也使得将装入部段导入第二部分变得简单。尤其是，所述第一部分的装入部段的外侧斜切的边缘和所述第二部分的内侧斜切的开口可以在装入中相聚，这尤其简化了装入。
另外有如下的实施方式，即，所述第二部分具有部分被电绝缘的塑料罩覆盖的杯形金属体，该金属体在其前侧区域尤其只在内侧敞露以便与所述第一部分的装入部段接合。即，金属体也具有前侧开口。敞露部分可以至少部分用作与所装入的第一部分的接触区。此实施方式的优点是，它是接触稳定的并避免许多空气间隙和爬电距离。因此，可以放弃在容纳前内的单独的电绝缘装入体。另外，可以在外侧将在装入时一般可接触的所有面都电绝缘。金属体在其前侧区域敞露造成与弹簧件的硬碰硬直接接触，进而造成将热很有效地从所述至少一个半导体光源传递至所述第一部分，进一步传递给该金属体且随后经塑料罩散至环境。因此通过简单方式获得很有效的冷却。该金属体例如可以只在该区域且或许在后侧区域中敞露以便与灯座件(如用于爱迪生灯座的帽)连接。
根据此实施方式，第二部分例如可通过用塑料包覆注塑该金属体来获得。
存在如下的改进方案，该金属体在其前侧区域被向外弯曲。由此尤其可以简单形成朝向内侧的斜面，例如不用去除材料。换言之，该杯形金属体的前侧区域可以具有尤其是环绕的凸缘。
还有如下的实施方式，即，杯形金属体的弯曲边缘在其最前方部段处被塑料罩容纳并且该塑料罩对此在内侧作为导入斜面来构成。这还进一步改善了所述第一部分的装入部段或弹簧件的可装入性。因为当该装入部段的后侧边缘碰到塑料罩的导入斜面时它随着继续装入或继续导入第二部分中而已通过塑料罩被向内弯曲。
也还有如下的实施方式，该塑料罩的导入斜面过渡至该金属体的朝向内侧的斜面。因此，所述第一部分的弹簧件在从塑料罩导入斜面起更进一步装入时到达该金属体的朝向内侧的斜面，由此其还被进一步弯曲。这两个在装入方向上指向内侧的斜面的先后使用使得导入过程或装入过程可以极其不易受这两个部分相互侧向错开的影响。
还有如下的实施方式，所述第二部分在内侧具有至少一个用于第一部分的装入部段的止挡。因此，可以通过简单方式确定第一部分在第二部分中的准确装入深度。该止挡例如可以借助该塑料罩来形成。有如下的改进方案，即，该塑料罩具有至少一个突入空腔中的凸起(如凸肋)作为止挡。针对防倾转的止动，最好采用在周向上散布的三个凸起，但在这里原则上也可以只采用一个、两个或多于三个的凸起。
本发明的上述性能、特征和优点以及其实现方式将结合以下对与附图相关所详述的实施例的示意性说明来清楚明确地理解。在此，相同的或作用相同的零部件可带有相同的附图标记以便概览。
图1以剖视斜视图示出组装起来的本发明半导体灯的多个部分；
图2以侧视分解剖视图示出由本发明的半导体灯的第一部分和第二部分构成的局部；
图3局部示出插合的第一部分和第二部分，但没有考虑接触区的变形；
图4局部示出插合的第一部分和第二部分，在此考虑了接触区处的变形。
图1作为剖视斜视图示出呈发光二极管白炽灯改型灯1形式的组装起来的半导体灯的多个部分，即呈盖2状的第一部分、呈杯体3状的第二部分、呈发光二极管次基台4形式的半导体光源模块和呈驱动器电路板5形式的驱动器。灯1具有从后向前延伸的纵轴线L。
盖2具有空心柱体的基本形状，其后侧敞露且在前侧通过端壁6被封闭。呈环形侧壁7形式的周面与该端壁6侧接。侧壁7以其后半部作为装入杯体3中的装入部段8。
为此，杯体3具有长条形的前后都敞露的形状，其在纵轴线L的方向上或向前至少在局部扩宽。例如一个灯座件(未示出，如爱迪生灯座)可以被套装到后侧开口9上并与驱动器电路板5电连接以便其通电。驱动器电路板5部分安装在杯体3的空腔10内，在此，驱动器电路板通过杯体3的前侧开口11伸出。驱动器电路板5具有一个或多个电气元件和/或电子元件(未示出)，其将通过灯座件馈入的电信号(如交流电压信号)转换为适用于驱动发光二极管次基台4的电信号。
盖2如此与杯体3联接，即，盖2以其内部隆起12与杯体3的空腔10一起形成用于驱动器电路板5的容纳空间10、12。因此，盖2和杯体3界定或构成10、12的容纳空间。
盖2的端壁6被穿孔，以允许电线(未示出)从驱动器电路板5穿至在前侧贴靠端壁6的发光二极管次基台4。即，盖2作为用于发光二极管次基台4的承载体。电线将由驱动器电路板5产生的电驱动信号传送至发光二极管次基台4。发光二极管次基台4具有板状的陶瓷基底13，其在前侧装配有多个发光二极管芯片14。发光二极管芯片14例如可以发出白光。
盖2借助压装配合与杯体3联接。为此，盖2以其作为装入部段8的侧壁7的部分被装入杯体3的前侧开口11中，直到它抵靠在该杯体3的突入空腔10的多个止挡区15。止挡区15关于纵轴线L结束在相同高度上。当存在压装配合时，装入部段8接触此外被塑料罩17套住的金属体18的向内或者说朝向空腔10敞露的接触区16。金属体18也呈杯状构成，其具有后侧开口和前侧开口并至少基本上与沿纵轴线L的杯体3的对应部分是基本形状相似的。
塑料罩17在内侧形成肋状止挡区15且在正面具有用于灯泡的环槽形容座24(未示出)。
如图2所示，盖2的侧壁7具有多个平行于纵轴线L延伸的缝20，所述缝的起点在侧壁7的后侧边缘19处。在此，缝20延伸经过侧壁8高度(沿纵轴线L)的绝大部分。通过所述缝20，侧壁7的由此中断的区域成为弹簧件21。弹簧件21可以被向内或向外弹性压迫。即，盖2的装入部段8由多个呈环形沿纵轴线L的周向布置的弹簧件21构成。因为盖2的装入部段8的外径略微大于杯体3的接触区6的内径，故这些弹簧件21在盖2装入时被向内压迫。盖2因此通过其弹力被保持在杯体3内。
一对对置的缝20a分别具有一个缩窄部段20b，以便能使缩窄部段与驱动器电路板5摩擦配合接合。盖2因此也用作驱动器电路板5的支座和或许导向机构。
图3局部示出盖2和杯体3在装上盖2时的图像重合，在这里，弹簧件21被卸除载荷或者说没有因压装配合而被向内压迫。在此情况下，得到了侧向深度I的重合。在如图4所示的实际情况下，弹簧件21以深度I被向内弯曲，由此产生造成压装配合的弹性回复力。
如所有图所示，金属体18在其前边缘22被倒圆地呈凸缘状向外弯曲。由此产生一个针对盖2朝向内侧的斜面23，该斜面使盖2的装入变得容易。为了相同目的，杯形金属体的弯曲边缘22在其最前侧部段25处被塑料罩17容纳。塑料罩17在此区域内在内侧被倒圆并由此也作为导入斜面26形成。导入斜面26过渡到斜面23。另外，为了实现简单而不易出错的导入，装入部段8或者弹簧件21从其后侧边缘19起在其外侧面具有沿纵向L扩宽的另一个斜面27。
虽然已经通过所示的实施例详细示出和描述了本发明的细节，但本发明不局限于此，本领域技术人员可以在不脱离本发明保护范围的情况下由此推导出其它的变型。
一般，“一个”、“一”等可表示单数或复数，尤其按照“至少一个”或“一个或多个”等的意思，除非这例如通过用语“恰好一个”等被明确排除在外。
数字说明也可以恰好包含所指明的数字，也可包含通常的公差范围数字，除非被明确排除在外。
附图标记
1 发光二极管白炽灯改型灯
2 盖
3 杯体
4 发光二极管次基台
5 驱动器电路板
6 端壁
7 侧壁
8 侧壁装入部段
9 杯体的后侧开口
10 杯体的空腔
11 杯体的前侧开口
12 盖的内隆起
13 陶瓷基底
14 发光二极管芯片
15 止挡区
16 金属体的接触区
17 塑料罩
18 金属体
19 装入部段的后侧边缘
20 缝
20a 具有缩窄部段的缝
20b 缝的缩窄部段
21 弹簧件
22 金属体的前边缘
23 斜面
24 环槽形容座
25 金属体边缘的最前部段
26 导入斜面
27 斜面
I 深度
L 纵轴线

Claims (10)

1.一种带有散热装置(2,3)的半导体灯(1)，该散热装置具有第一部分(2)和第二部分(3)，所述第一部分(2)和所述第二部分借助压装配合相互连接且共同界定用于驱动器(5)的容纳空间(10,12)，其中所述第一部分(2)具有用于装入所述第二部分(3)中的装入部段(8)，该装入部段由能被向内压的弹簧件(21)构成。
2.根据权利要求1所述的半导体灯(1)，其中，所述装入部段(8)以多次单侧开槽的环形的装入部段(8)形式构成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的半导体灯(1)，其中，所述装入部段(8)从其后侧边缘(19)起在其外侧面被斜切。
4.根据前述权利要求中任一项所述的半导体灯(1)，其中，所述第一部分(2)具有前侧闭合的空心柱形基本形状，所述第一部分的装入部段(8)由侧壁(7)构成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的半导体灯(1)，其中，所述第二部分(3)在其用于供所述第一部分(2)装入的开口(11)处具有至少一个朝向内侧的斜面(23)，该斜面能在所述第一部分装入时套置在所述第一部分(2)的所述弹簧件(21)上。
6.根据权利要求5所述的半导体灯(1)，其中，所述第二部分(3)具有部分被塑料罩(17)覆盖的杯形金属体(18)，该金属体在其前侧区域(16)敞露以接合所述第一部分(2)的所述装入部段(8)并在前侧区域在边缘侧被向外弯曲以形成朝向内侧的斜面(23)。
7.根据权利要求6所述的半导体灯(1)，其中，所述杯形金属体(18)的被弯曲的边缘(22)在其最前方部段(25)处被所述塑料罩(17)容纳，并且所述塑料罩(17)对此在内侧以导入斜面(26)形式构成。
8.根据权利要求6和7所述的半导体灯(1)，其中，所述塑料罩(17)的所述导入斜面(26)过渡至所述金属体(18)的朝向内侧的斜面(23)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的半导体灯(1)，其中，所述第二部分(3)在内侧具有至少一个用于所述第一部分(1)的所述装入部段(8)的止挡(15)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的半导体灯(1)，其中，所述半导体灯(1)是改型灯，所述第二部分(3)在后侧具有灯座，所述第一部分(2)作为用于至少一个半导体光源(14)的承载体。
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