CN109140263B - Led灯 - Google Patents

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Abstract

一种LED灯，其包括灯头、灯壳、用于安装LED芯片的电路板和用于支撑所述电路板的支撑件。所述灯壳的底部连接于所述灯头。所述灯壳设有位于所述灯头和所述灯壳之间的内腔，所述电路板收容在所述内腔内。所述电路板包括中空结构。所述支撑件的一端安装在所述灯头内，另一端和所述电路板连接。所述电路板的一端凸伸入所述灯头内。

Description

LED灯
技术领域
本发明涉及一种LED灯，尤其涉及一种无须设置散热器结构、结构简单的LED灯。
背景技术
近年来，LED灯因具有能效高、寿命长、体积小巧以及环保等诸多优点而呈现出日新月异的发展态势。一个以LED灯替代荧光灯的时代已经来临。LED灯以质优、耐用、节能为主要特点，投射角度调节范围大，抗高温、防潮防水、防漏电等优势，使其取代现有的荧光灯成为照明领域中的主流已经逐渐形成趋势。
现有的LED灯主要包括灯头、灯头配件、灯壳、LED驱动电源、组装有LED芯片的电路板、电路板夹具、和散热器。其中所述灯头、所述灯头配件和所述灯壳相互连接构成所述LED灯的外部结构。所述LED驱动电源、所述组装有LED芯片的电路板、所述电路板夹具和所述散热器相互连接构成所述LED灯的内部结构。其中所述电路板夹具用于夹持住所述电路板、并固定住所述LED驱动电源和所述散热器。同时所述LED灯的内部结构和所述LED灯的外部结构配合安装固定，所述LED驱动电源用于给所述LED芯片供电，所述散热器用于给LED灯芯散热。
由于现有的LED芯片本身的散热能力有限，为了避免LED芯片长期在高温环境下使用对其寿命和稳定性的影响，所述散热器是必不可少的器件，但是所述散热器的体积大、质量重，因而会影响整个LED灯的造型设计和发光效果，同时大大增加了制造和运输成本。
还有一种现有的用于解决LED灯的散热问题，是在所述LED灯内填充氢气、氦气及氮气中的至少一种的气体，藉此所述LED发光芯片产生的热量传导及辐射到所述LED灯内的所述气体中。这样，能够将在发光模块产生的热量经由所述气体高效率地向框体传导并向灯外部散热。但是需要充气的LED灯制造工艺复杂，需要很好的密封性，制造成本较高。
因此，有必要提供一种新型的LED灯，无需另外设置散热器结构，也不需要填充气体用于散热。
发明内容
一种LED灯，其包括灯头、灯壳和用于安装LED芯片的电路板。所述灯壳的底部连接于所述灯头。所述灯壳设有位于所述灯头和所述灯壳之间的内腔。所述电路板收容在所述内腔内。所述电路板包括中空结构。所述LED灯还包括用于支撑所述电路板的支撑件。所述支撑件的一端安装在所述灯头内，另一端和所述电路板连接。所述电路板的一端凸伸入所述灯头内。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：
图1是本发明一种实施例LED灯的立体图。
图2是图1所示LED灯沿A-A线的剖面图。
图3是图1所示LED灯的立体分解图。
图4是图1所示LED灯的电路板组装在支撑件的示意图。
图5是图4所示圈中部分的局部放大图。
图6是本发明一种实施例LED灯的立体图。
图7是图6所示LED灯沿B-B线的剖面图。
图8是图6所示LED灯的立体分解图。
图9是图6所示LED灯的支撑件的立体示意图。
图10是图6所示LED灯的支撑件的另一角度立体示意图。
图11是图6所示LED灯的电路板组装在支撑件的示意图。
图12是图6所示LED灯的电路板组装在支撑件的另一角度的示意图。
图13是图12所示LED灯的电路板组装在支撑件沿C-C线的剖视图。
图14是本发明一个实施例的LED灯的立体示意图。
图15是图14所示LED灯沿D-D线的剖视图。
图16是图15所示LED灯的立体分解图。
具体实施方式
除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。本文中所使用的近似性的语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”或者“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括直接的或者间接的电性的连接，或者包括热连接、导热连接、及传热连接等。
图1至图5所示为本发明一个实施例的一种新型的LED灯100，其包括灯头110、灯壳120、电路板130、集成设置在所述电路板130上的驱动电路140和多个LED芯片150、以及用以支撑和固定所述电路板130的支撑件160。
所述灯头110在本发明的一些实施例中为标准化的螺纹件。所述灯头110设有内螺纹111，用于安装和固定所述支撑件160。
所述灯壳120是中空的结构，本发明实施例中所述灯壳120和现有白炽灯的外形一样，其包括大致是球状的顶部121以及位于所述顶部121下端的大致是中空圆柱形的底部122。所述灯壳120的整体形状是从所述底部122起膨胀成球状的形状。所述灯壳120的所述底部122连接于所述灯头110。所述灯壳120设有一中空的内腔170，位于所述灯头110和所述灯壳120之间，用于收容所述电路板130。所述灯壳120可由透光性材料制成，可使所述LED芯片150发出的光透光到所述LED灯100的外部。在本发明实施例中，所述灯壳120是由透明的塑料制成，制作工艺简单，不容易破碎。另外，所述灯壳120也可以是由玻璃制成，或者由透明陶瓷制成。
请参考图3所示，本发明实施例中，所述支撑件160是由塑料一体成型制成，使得所述支撑件160的加工工艺比较简单。所述支撑件160包括基座161、由所述基座161顶端向上垂直延伸的平板状的支撑部162、以及对称设置于所述支撑部162两侧的卡扣部163。所述卡扣部163和所述支撑部162之间留有间隙，用于收容所述电路板130。所述基座161大致呈圆柱形，收容在所述灯头110中。所述基座161的外表面设有基座螺纹164，用于和所述灯头110的所述内螺纹111配合以将所述支撑件160固定在所述灯头110内。
本发明一些实施例中，所述电路板130是柔性电路板，其包括中空结构，其可以包括中空的多面体结构、或者中空的圆柱体结构或者环空的其他结构。请参考图3至图5所示，本发明一实施例中所述电路板130大致是中空的六面体结构，其包括六个大致是矩形平板状的安装面132。本发明一实施例中的所述电路板130的一端可安装固定到所述支撑件160上，另一端悬空设置在所述灯壳120的内腔170内。所述电路板130固定到所述支撑件160的一端凸伸入所述灯头110内。所述电路板130的所述安装面132垂直于所述支撑件160的所述基座161的上表面。本发明中所述LED灯无须设置散热器，所述整个内腔170用以收容和固定所述电路板130，因此所述电路板130的安装面132相比传统LED灯电路板的安装面更大。所述驱动电路140和所述多个LED芯片150都集成设置在所述电路板130上。所述多个LED芯片150可均匀分布在所述电路板130的六个安装面132的上半部分，这样可以使LED灯100具有较优的发光效果，同时可以比较分散地安装在所述电路板130的多个安装面132上，这样可以使所述多个LED芯片150产生的热量比较容易地分散，无须再另外设置专门的散热器去散热。所述驱动电路140设置在所述电路板130的其中一个安装面132上，且位于该安装面132上所述LED芯片150的下面。将所述驱动电路140集成设置在所述电路板130上，藉此可以简化LED灯的结构，降低生产制造成本。所述电路板130还在相对设置的两个安装面132上对称设有开孔131，用于和所述支撑件160的所述卡扣部163配合以将所述电路板130安装固定在所述支撑件160上。藉此所述电路板130能够竖直安装固定在所述灯壳120内，位于所述灯壳120和所述灯头110的中轴线上，这样可以使LED灯100能够向全方位发光，具有较优透光率。
组装时，先将集成设置有所述驱动电路140和所述若干LED芯片150的所述电路板130安装到所述支撑件160上。所述电路板130固持在所述支撑件160的所述支撑部162和所述卡扣部163之间，且所述支撑件160的卡扣部163卡持在所述电路板160的所述开孔131内。然后将组装有所述电路板130的所述支撑件160安装在所述灯头110内，所述支撑件160通过所述基座螺纹164和所述灯头110的所述内螺纹111相互配合而固定在所述灯头110内。最后将所述灯壳120安装在所述灯头110上，最后通过胶水封装在一起。组装完成后，所述中空的电路板130的一端安装固定在所述支撑件160上且凸伸入所述灯头110内，另一端悬空设置在所述灯壳120的所述内腔170中，这样可以使所述LED灯100的所述电路板130相较传统的电路板具有更大的安装面积，可以让所述LED芯片150比较分散地安装在所述电路板130上，从而使所述LED灯100具有较好的自散热效果，无须再另外设置专门的散热器。同时，所述中空设置的电路板130是沿所述灯头110和所述灯壳120的中轴线的方向竖直安装固定在所述支撑件160上，从而使得所述LED灯100具有较好的发光效果。
图6至图13示出了本发明一个实施例的LED灯200。所述LED灯200包括灯头210、灯壳220、电路板230、安装在所述电路板230上的多个LED芯片250、驱动电路240、以及用于支撑和安装所述电路板230及所述驱动电路240的支撑件260。所述灯头210设有内螺纹211。所述灯壳220包括球状的顶部221和位于顶部下端的底部222。所述底部222大致是中空圆柱形，且连接于所述灯头210。所述灯壳220设有一内腔270，用于收容所述电路板230。所述电路板230也是中空的六面体结构，包括六个大致是矩形平板状的安装面232。所述若干个LED芯片250均匀分布在所述电路板230的六个安装面232上，可以使得LED灯200均匀发光。第二实施例中LED灯200的灯头210、电路板230和灯壳220和上面实施例的LED灯100的总体结构和工作原理类似，在此不再赘述。
请参阅图8所示，本发明一个实施例的LED灯200与上面一个实施例的LED灯100的区别在于，所述LED芯片250和所述驱动电路240分开设置。所述电路板230还在相对设置的四个安装面232的底端向下凸伸设有四个突出部233，用于将所述电路板230固定在所述支撑件260上。所述电路板230的一端安装固定在所述支撑件260上，另一端悬空设置在所述灯壳220的内腔270中。所述电路板230的固定在所述支撑件260的一端凸伸入所述灯头210内。
请参阅图8至图13所示，所述支撑件260由塑料一体成型制成。所述支撑件260是轴向对称的结构，其包括中空环形基座261、设于所述基座261内部的平板部262、以及从所述基座261顶端向外向上延伸的收容部267。所述基座261的外侧设有基座螺纹264，用于和所述灯头210的内螺纹211配合以将所述支撑件260安装固定在所述灯头210。所述收容部267的直径大于所述基座261的直径，用于收容所述灯壳220的底部222。所述平板部262亦是中空环状。所述支撑件260还包括从所述平板部262的顶端向上延伸成对设置的卡持部263。所述卡持部263包括四对相对设置的卡持部，每两对卡持部263相邻设置在所述平板部262的一侧。所述卡持部263包括一对外卡持部2631和一对内卡持部2632。所述内卡持部2632位于所述平板部262的半径轴线上相对靠近圆心的内侧，所述外卡持部2631位于所述平板部262的半径轴线上远离圆心的外侧。所述电路板230固持在相邻设置的所述外卡持部2631和所述内卡持部2632之间。所述电路板230的安装面232垂直于所述支撑件260的所述平板部262的上表面。所述支撑件260还包括设置在相邻的所述内卡持部2631之间，从所述平板部262向内凸伸设置的凸块266。所述支撑件260还包括由所述平板部262的底端向下竖直延伸相对设置的两个导引部268。所述导引部268对称设置于所述平板部262底端的相对两侧，分别对应所述卡持部263的所述内卡持部2632设置。所述导引部268包括平行相对间隔设置的导引板269，所述导引板269分别对应所述卡持部263的所述内卡持部2632设置。所述支撑件260还包括间隔设置于所述平板部262的四个定位孔265。所述四个定位孔265分别对应于所述电路板230的所述四个突出部233设置。所述四个定位孔265贯穿所述支撑件260的所述平板部262，用于安装和固定所述电路板230的所述突出部233。
请参阅图7和图12所示，所述驱动电路240包括大致是矩形平板状的驱动板241，其上设有用于驱动LED灯200的驱动电路(未图示)。所述驱动板241的上半部收容在所述支撑件260的内卡持部2632内，且凸伸超出所述内卡持部2632。所述驱动板241的下半部收容在所述导引部268内。所述驱动板241还在相对两纵向侧边242设有卡槽243，用于和所述支撑件260的所述凸块266配合以将所述驱动板241固定在所述支撑件260上。
组装时，先将所述驱动板241通过所述支撑件260的所述导引部268由下往上安装，使所述驱动板241的上半部卡持在所述支撑件260的内卡持部2632之间。同时，通过所述驱动板241的所述卡槽243和所述支撑件260的所述凸块266配合以将所述驱动板241固定在所述支撑件260上。所述驱动板240的下半部收容在所述支撑件260的所述导引部268内。然后，将所述电路板230由上往下安装，所述电路板230固持在所述卡持部263的所述外卡持部2631和所述内卡持部2632之间。同时，所述驱动板241的上半部可以支撑所述电路板230，避免所述电路板230发生晃动。进一步，所述电路板230的突出部233收容在所述支撑件260的所述定位孔265内，且凸伸出所述平板部262的底端，然后将所述凸出的突出部233折弯以将所述电路板230固定在所述支撑件260上。然后将安装有所述电路板230和所述驱动板241的所述支撑件260安装在所述灯头210内，通过所述支撑件260的所述基座螺纹264和所述灯头210的内螺纹211配合而将所述支撑件260固定在所述灯头210内。最后，将所述灯壳220安装在所述支撑件260的所述收容部267内，最后通过胶水密封将所述灯壳220固定在所述支撑件260上。在第二实施例中，也可以先将所述电路板230安装在所述支撑件260上，然后再将所述驱动电路板240由下往上安装固定在所述支撑件260上。所述电路板230和所述驱动电路240安装到所述支撑件260的先后安装顺序不是固定的。
图14至图16示出了本发明一个施例的LED灯300。所述LED灯300包括灯头310、灯壳320、电路板330、以及集成安装在所述电路板330上的多个LED芯片350和驱动电路340。所述灯头310设有内螺纹311。所述灯壳320包括球状的顶部321和位于顶部下端的底部322。所述底部322大致是中空圆柱形，且连接于所述灯头310。所述灯壳320设有中空的位于所述灯头310和所述灯壳320之间的内腔370，用于收容所述电路板330。本实施例中所述LED灯300的所述灯头310、所述电路板330和所述灯壳320和其它实施例的LED灯的总体结构和工作原理类似，在此不再赘述。
在本发明一实施例中所述电路板330也是中空的六面体结构，其包括六个矩形平板状的安装面332。所述安装面332的上半部分均匀分布有所述若干LED芯片350，其中一个安装面332的下半部分集成设有所述驱动电路340。所述LED芯片350和所述驱动电路340集成设置在所述电路板330上，可以简化LED灯300的结构，减少LED灯300的零件数，从而减少LED灯的组装步骤。
请参考图15所示，所述LED灯300还包括用于支撑和固定所述电路板330的支撑件360。所述支撑件360包括中空基座361。所述基座361设有和所述电路板330形状相适应的安装槽362。所述安装槽362大致是六面形的，用于收容和固定所述电路板330的底端。所述电路板330沿所述灯壳320和所述灯头310的中轴线竖直安装于所述安装槽362内。所述基座361的外表面设有基座螺纹364，以和所述灯头310的内螺纹311配合以将所述支撑件360安装和固定在所述灯头310内。本实施例中，所述支撑件360是由导热材料一体成型制成。所述支撑件360可以由导热塑胶、导热塑料或导热树脂一体成型制成。其实，所述支撑件360也可以由其他的导热材料(例如硅胶)制成。再者，所述支撑件360也可以由具有导热性能的金属材料制成。所述支撑件360完全收容在所述灯头310内，可以和所述灯头310螺纹配合，从而将所述电路板330产生的热量通过所述灯头310导出所述LED灯300。本发明实施例LED灯300中，通过所述支撑件360和所述灯头310的配合，可以将所述电路板330产生的热量通过所述支撑件360导出到所述灯头310外面，具有较好的散热效果。
组装时，可以先将集成有所述多个LED芯片350和所述驱动电路340的所述电路板330安装和固定在所述支撑件360的所述安装槽362中。然后，将安装有所述电路板330的所述支撑件360安装和固定在所述灯头310内。接着将所述灯壳320的底部322安装在所述灯头310内，最后通过胶水封装固定。
本发明实施例中，通过所述支撑件(160，260，360)来支撑和固定所述中空多面体的电路板(130，230，330)，藉此所述电路板(130，230，330)的一端固定在所述支撑件(160，260，360)上，且凸伸入所述灯头(110，210，310)，所述电路板(130，230，330)的另一端悬空设置在所述灯壳(120，220，320)内。因而，所述电路板(130，230，330)相较于传统的电路板增大了安装面的面积，可以使所述若干LED芯片(150，250，350)分散地设置在所述电路板(130，230，330)上，增强了所述LED灯(100，200，300)的自散热效果。同时，也简化了LED灯(100，200，300)的结构，无需设置另外的散热器而且也不需要再充入气体至LED灯用以散热。尤其是由导热材料制成的支撑件(160，260，360)通过和灯头(110，210，310)的配合，通过灯头(110，210，310)可以将所述电路板(130，230，330)产生的热量导出LED灯，进一步增强了LED灯的自散热效果。同时减少了LED灯的零件数，简化了LED灯的生产工艺，从而降低了LED灯的生产成本。而且本发明中，所述驱动电路(140，340)可以集成设置在所述电路板(130，230)上，或者通过所述支撑件(260)来固持所述驱动电路240，也简化了LED灯的结构，从而降低了LED灯的生产制造成本。同时，中空的多面体电路板结构，可以增大所述电路板的安装面积，可以使LED芯片比较分散的安装，有利于LED灯的散热，同时优化了LED灯的发光效果。另外，所述支撑件(160，260，360)是由导热材料一体成型制成，因此也简化了LED灯的制造和组装工艺。
本说明书用具体实施例来描述发明，包括最佳模式，并且可以帮助任何熟悉本发明工艺的人进行实验操作。这些操作包括使用任何装置和系统并且使用任何具体化的方法。本发明的专利范围由权利要求书来定义，并可能包括其它发生在本技术领域的例子。如果所述其它例子在结构上与权利要求书的书面语言没有不同，或者它们有着与权利要求书描述的相当的结构，都被认为是在本发明的权利要求的范围中。

Claims (9)

1.一种LED灯，其包括：
灯头；
灯壳，所述灯壳的底部连接于所述灯头,所述灯壳设有位于所述灯头和所述灯壳之间的内腔；
用于安装LED芯片的电路板，所述电路板收容在所述内腔内，所述电路板包括中空结构，所述电路板的第一端凸伸入所述灯头内并且在其上不安装所述LED芯片；以及
用于支撑所述电路板的支撑件，所述支撑件由导热材料制成并且包括：
基座，所述基座收容在所述灯头内；
支撑部，所述支撑部从所述基座的顶端向上垂直延伸并且为平板状，所述支撑部的延伸方向与所述电路板的第一端的凸伸方向反向；以及
卡扣部，所述卡扣部设置在平板状的支撑部两侧并且与所述支撑部同向延伸，
其中，所述电路板被卡持在所述平板状的支撑部和所述卡扣部之间。
2.如权利要求1所述的LED灯，其中，所述电路板包括中空的多面体结构，包括多个安装面，所述安装面垂直于所述基座的所述顶端，所述安装面上设有若干LED芯片。
3.如权利要求1所述的LED灯，其中，所述灯头设有内螺纹，所述基座设有相应的螺纹结构以和所述灯头的内螺纹配合固定。
4.如权利要求1所述的LED灯，其中，所述LED灯还包括集成设置在所述电路板上的驱动电路。
5.如权利要求1所述的LED灯，其中，所述电路板设有与所述支撑件的所述卡扣部配合的开孔。
6.一种LED灯，其包括：
灯头；
灯壳，所述灯壳的底部连接于所述灯头,所述灯壳设有位于所述灯头和所述灯壳之间的内腔；
用于安装LED芯片的电路板，所述电路板收容在所述内腔内，所述电路板包括中空结构，所述电路板的第一端凸伸入所述灯头内并且在其上不安装所述LED芯片；以及
用于支撑所述电路板的支撑件，所述支撑件由导热材料制成并且包括：
基座，所述基座收容在所述灯头内；
平板部，所述平板部设于所述基座内部；
至少一对卡持部，所述至少一对卡持部从所述平板部顶端向上延伸并且包括四对相对设置的卡持部，其中每两对卡持部相邻设置在所述平板部的一侧并且包括一对外卡持部和一对内卡持部；以及
至少一对导引部，所述至少一对导引部从平板部底端向下延伸并对应所述卡持部设置，
其中，所述电路板被固持在相邻设置的所述外卡持部和所述内卡持部之间，并且所述电路板的底端凸伸设置有若干突出部。
7.如权利要求6所述的LED灯，其中，所述支撑件的平板部对应所述电路板的所述若干突出部相应设有若干间隔设置的定位孔。
8.如权利要求6所述的LED灯，其中，所述支撑件的至少一对卡持部包括两对位于平板部径向内侧的内卡持部和两对位于平板部径向外侧的外卡持部，相邻两对内卡持部之间设有凸块，所述LED灯还包括固定在所述导引部和内卡持部之间的驱动电路板，所述驱动电路板对应所述凸块设有相应的卡槽。
9.如权利要求1所述的LED灯，其中，所述支撑件一体成型制成。
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