CN203731145U - 灯及照明装置 - Google Patents
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Abstract
一种灯,具有半导体发光元件(22)及散热器(30)、将点亮时的半导体发光元件(22)的热通过散热器(30)散热的结构,散热器(30)具有在与灯轴(J)正交的截面中、以灯轴(J)为中心以放射状延伸的多个散热片(32),多个散热片(32)通过第1散热片部(32a)和第2散热片部(32b)构成,第1散热片部(32a)由具有热传导性的第1材料构成,第2散热片部(32b)由具有比第1材料高的电绝缘性的第2材料构成,并以将第1散热片部(32a)的至少延伸方向上的与灯轴(J)相反侧的端部(32a1)覆盖的方式形成。
Description
技术领域
本实用新型涉及以LED(Light Emitting Diode)等半导体发光元件为光源的灯以及具备这样的灯的照明装置。
背景技术
近年来,从节能的观点来看,作为代替白炽灯的灯泡形灯,提出了利用高效率、长寿命的LED的灯(以下记作LED灯)。
LED灯中,例如将安装许多LED的安装基板装配到一端具备灯头的壳体的另一端侧,将从灯头受电而使LED点亮的点亮电路单元收容在壳体内(专利文献1~2)。
LED在点亮时产生热。如果通过该热将LED过度地加热,则LED的发光效率下降,LED的寿命变短。因此,为了防止发光时的LED的过度的温度上升而实施了各种对策。
在专利文献2中,在金属制的壳体的表面设置散热槽,使在发光时从安装基板向壳体传递的热高效率地散热。即,利用壳体作为散热器。
专利文献1:日本特开2006-313717号公报
专利文献2:日本特开2010-003580号公报
非专利文献1:《灯综合目录2010》发行:松下株式会社照明社等(「ランプ総合カタログ2010」発行:パナソニック株式会社ライティング社他)
灯通常被实施电绝缘对策,在通常的使用中确保充分的制品可靠性。但是,作为灯被在设想外的状态下使用的情况,例如有水中的使用及将曾经没水的灯干燥而使用等。在设想外的状态下使用的情况下,可以想到通过上述通常的电绝缘对策不能确保充分的可靠性的情况。因而,希望在这样的设想外的使用状况下也确保电绝缘性而充分地确保制品可靠性。
特别是,由于散热器是在灯的安装、拆卸时用户用手接触的可能性较 高的部分,所以在散热器由金属材料构成的情况下,要求更可靠的电绝缘对策。
相对于此,如果将散热器使用树脂等电绝缘性的材料形成,则由于树脂与金属相比热传导性较低,所以不能得到充分的散热效果。
此外,在将使金属填料分散到树脂中而提高了热传导性的热传导性树脂用在散热器中的情况下,由于热传导性树脂与通常的树脂相比导电性较高,所以不能得到充分的电绝缘效果。
实用新型内容
本实用新型是鉴于上述问题而做出的,目的是提供一种具备良好的散热性、并且能够确保充分的制品可靠性的灯。
为了达到上述目的,本实用新型的一技术方案的灯,该灯的结构中具有半导体发光元件及散热器,将点亮时的上述半导体发光元件的热通过上述散热器进行散热,其特征在于,上述散热器具有多个散热片,在与灯轴正交的截面中,上述多个散热片以上述灯轴为中心呈放射状延伸;上述多个散热片由第1散热片部和第2散热片部构成,上述第1散热片部由具有热传导性的第1材料构成,上述第2散热片部由具有比上述第1材料高的电绝缘性的第2材料构成,上述第2散热片部以如下方式形成,即:将上述第1散热片部的至少上述延伸方向上的与上述灯轴相反侧的端部即外侧端部覆盖。
此外,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述第1材料是金属,上述第2材料是树脂。
进而,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述第1材料是第1树脂;上述第2材料是具有比上述第1树脂高的电绝缘性的第2树脂。
这里,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述第1材料具有比上述第2材料高的热传导性。
此外,这里,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述多个散热片,在上述灯轴侧的端部,没有形成上述第2散热片部,上述第1散热片部露出到外部。
进而,这里,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述第2散热片部 以将上述第1散热片部的上述外侧端部及两侧面覆盖的方式形成。
此外,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述第2散热片部以仅将上述第1散热片部的与上述灯轴相反侧的端部覆盖的方式形成。
这里,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述第2散热片部形成为,从上述第1散热片部的与上述灯轴相反侧的端部起覆盖到上述灯轴侧的端部。
进而,在另一技术方案的灯中,上述第1散热片部及第2散热片部也可以通过一体成形而一体地形成。
进而,这里,在另一技术方案的灯中,也可以是,该灯还具有:安装基板,安装有上述半导体发光元件;电路单元,用来对从外部接受的电力进行变换而使上述半导体发光元件点亮;以及壳体,将上述电路单元收容;上述散热器的上述灯轴方向上的一端形成圆板状的基部,另一端安装着上述壳体;上述基部的上述一端侧的面搭载有上述安装基板;上述多个散热片从上述基部的上述另一端侧的面起向上述壳体侧延伸设置。
进而,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述多个散热片,在上述另一端侧端部,没有形成上述第2散热片部,上述第1散热片部的上述另一端侧端部与上述壳体相接。
此外,这里,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述第2散热片部的厚度在1.0mm以上1.2mm以下。
这里,进而,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述散热器,在上述灯轴和上述灯轴的周围,具有未形成有上述多个散热片的中央空间;存在于上述多个散热片中的邻接的一对散热片间的第1空间、和夹着上述灯轴而存在于与该邻接的一对散热片相反侧的邻接的一对散热片间的第2空间都与上述中央空间连通。
这里,在另一技术方案的灯中,也可以是,上述散热器,在上述中央区域,还具有在上述灯轴方向上延长的筒状部;上述中央空间是上述筒状部的筒内空间;上述多个散热片的上述灯轴侧的端部,连接设置在上述筒状部的周壁部分;上述周壁部分的将连接设置上述多个散热片的上述灯轴侧的端部的部位避开的部位上,设有在厚度方向上贯通的连通孔;上述中央空间与上述第1空间、以及上述中央空间与上述第2空间,经由上述连 通孔而连通。
此外,在另一技术方案中,是一种照明装置,其特征在于,具备上述灯和装配上述灯并使其点亮的照明器具,上述灯具有上述结构。
为了达到上述目的,有关本实用新型的另一技术方案的灯,具备半导体发光元件、和将点亮时的上述半导体发光元件的热进行散热的散热器,其特征在于,具备以下结构,即:上述散热器具备由金属材料构成、设有对上述半导体发光元件进行搭载的载置面的内轮廓部;除了上述载置面以外的上述内轮廓部,在将上述散热器从上述半导体发光元件侧俯视时,被与上述内轮廓部一体成型的由树脂材料构成的外轮廓部将外周覆盖;进而,除了上述载置面以外的上述内轮廓部的外周的至少一部分中,上述内轮廓部的外周从上述外轮廓部的内周离开。
此外,在另一技术方案中,也可以是具备以下特征的结构,即:除了上述载置面以外的上述内轮廓部的整周中,上述内轮廓部的外周从上述外轮廓部的内周离开。
此外,在另一技术方案中,也可以是具备以下特征的结构,即:在将上述散热器从上述载置面的方向俯视时,上述外轮廓部具有在周向上间断的狭缝,通过了该狭缝的从上述外轮廓部的外周到上述内轮廓部的空间距离在2mm以上。
此外,在另一技术方案中,也可以是具备以下特征的结构,即:上述内轮廓部的外周上的上述狭缝附近,具有朝向上述内轮廓部的内方凹陷的凹陷部。
此外,在另一技术方案中,也可以是具备以下特征的结构,即:将上述散热器从上述半导体发光元件侧俯视时,上述狭缝是曲柄形状。
此外,在另一技术方案中,也可以是具备以下特征的结构的灯,即:具备半导体发光元件、和将点亮时的上述半导体发光元件的热进行散热的散热器,上述散热器具备由金属材料构成、设有对上述半导体发光元件进行搭载的载置面的第1基部;该第1基部,当从上述载置面侧俯视时,被与上述第1基部一体成型的由树脂材料构成的第2基部将外周覆盖;上述第1基部的外周的至少一部分中,上述第1基部的外周从上述第2基部的内周离开。
此外,作为另一技术方案,也可以是具备以下特征的结构,即:上述内轮廓部是第1基部,上述外轮廓部是第2基部。
此外,在另一技术方案中,也可以是一种照明装置,其特征在于,具备上述灯和接受上述灯的装配并使该灯点亮的照明器具。
实用新型效果
根据上述结构,以将由具有热传导性的第1材料构成的第1散热片部的至少与灯轴相反侧的端部覆盖的方式来形成由具有电绝缘特性的第2材料构成的第2散热片部。散热片的与灯轴相反侧的端部是用户用手触摸的部分,但由于该端部被由电绝缘性的材料构成的第2散热片部覆盖,所以能够使用户的安全性更可靠。
此外,做成了使散热器部为通过在内轮廓部中使用金属材料而具备更良好的散热性并具有树脂的外轮廓部的2重构造的结构。由此,能够提供一种具备良好的散热性、并且能够确保充分的制品可靠性的灯。
附图说明
图1是实施方式1的灯1的外观立体图。
图2A是灯1的正视图。图2B是灯1的仰视图。
图3是灯1的剖视图。
图4是灯1的分解立体图。
图5是表示将壳体盖52从图4的状态上下反转后的状态的立体图。
图6A是将散热器30从与图4不同的角度观察的立体图。图6B是散热器30的仰视图。
图7A是沿着图4的B-B线的散热器30的立体剖视图。图7B是从与图7A不同的角度观察的散热器30的立体剖视图。
图8是散热器30的分解立体图。
图9是与灯轴J正交的平面的灯1的剖视图。
图10是变形例5的散热器的外观立体图,是基部成为下侧的状态的立体图。
图11是变形例6的散热器的外观立体图,是基部成为下侧的状态的立体图。
图12是变形例7的散热器的外观立体图,是基部成为下侧的状态的立体图。
图13是变形例8的散热器的外观立体图,是基部成为下侧的状态的立体图。
图14是表示实施方式2的照明装置的概略结构的部分剖开侧视图。
图15是表示实施方式3的LED灯100的外观的从斜上方观察的立体图。
图16是实施方式3的LED灯100的侧视图。
图17是表示将实施方式3的LED灯100用图1的AA-AA线切开的截面的剖视图。
图18是将实施方式3的LED灯100从斜上方观察的分解立体图。
图19A是将实施方式3的LED灯100的外壳130的散热器部131从与图18不同的角度观察的立体图。图19B是外壳130的散热器部131的仰视图。
图20A是表示实施方式3的LED灯100的用图18的BB-BB线切开的截面的、外壳130的散热器部131的立体剖视图。图20B是从与图20A不同的角度观察的外壳130的散热器部131的立体剖视图。
图21是实施方式3的LED灯100的外壳130的散热器部131的分解立体图。
图22是实施方式3的LED灯100的外壳130的散热器部131的俯视图。
图23是将实施方式3的LED灯100的外壳130的一部分和点亮电路单元150以从图18的状态上下反转后的状态表示的分解立体图。
图24是表示实施方式3的LED灯100的外壳130的散热器部的变形例131’的俯视图。
图25A是将实施方式4的LED灯在与沿着图18的BB-BB线的截面同样的位置上切开的外壳的散热器部231的立体剖视图。图25B是从与图25A不同的角度观察的外壳的散热器部231的立体剖视图。
图26是实施方式4的LED灯的外壳的散热器部231的分解立体图。
图27是实施方式4的LED灯的外壳的散热器部231的俯视图。
图28A是将实施方式5的LED灯在与沿着图18的BB-BB线的截面同样的位置上切开的外壳的散热器部331的立体剖视图。图28B是从与图28A不同的角度观察的外壳的散热器部331的立体剖视图。
图29是实施方式5的LED灯的外壳的散热器部331的分解立体图。
图30是实施方式5的LED灯的外壳的散热器部331的俯视图。
图31是实施方式6的照明装置301的概略图。
具体实施方式
以下,参照附图对用来实施本实用新型的形态详细地说明。另外,各图是示意图,关于在图中表示的零件等的核心构成要素的形状、尺寸及比例等,并不一定严格地是图示那样的。
<<实施方式1>>
首先,参照图1~图4对实施方式1的照明用光源的整体结构进行说明。
1.整体结构
图1是实施方式1的灯1的外观立体图。图2是灯1的正视图。图3是沿着图2B的A-A线的灯1的向视剖视图。图4是灯1的分解立体图。在图3中,沿着纸面上下方向描绘的单点划线表示灯1的灯轴J,纸面上方(Z方向)是灯1的光的主射出方向,是前方。此外,纸面下方(-Z方向:(在沿着Z轴的方向中,Z值减小的方向))是灯1的后方。以下,在各实施方式及各变形例中也是同样的。
另外,在图3中,对于点亮电路单元40与灯头60之间的配线,省略了图示。此外,在图4中,对于各种配线省略了图示。
如图1~图4所示,实施方式1的灯1是代替白炽灯的灯泡型的灯,是在作为光源的半导体发光元件中使用LED的LED灯。灯1中,作为其主要的构成要素而具备:透光性的球壳10、具备作为光源的LED22的LED模组20、用来将来自LED22的热散热的散热器30、用来将从外部接受的电力进行变换而使LED22点亮的点亮电路单元40、收容点亮电路单元40的壳体50、以及从外部接受电力的灯头60。
2.各部结构
(1)球壳
球壳10是将LED模组20的前方侧覆盖的圆顶状的部件,如图4所示,由呈中空的球状的球状部11、和与球状部11连接设置的筒状的筒状部12构成。在筒状部12的与球状部11相反侧的端部存在开口,将该开口存在的一侧的端部设为开口侧端部12a。
球壳10由透光性材料构成。作为透光性材料,有玻璃材料及丙烯等树脂材料等。这里,球壳10例如由玻璃材料构成。
另外,灯1也可以是不具有球壳(10)的所谓D形。
(2)LED模组
LED模组20包括安装基板21、多个LED22和多个封固体。
安装基板21具备:绝缘板、用来将多个LED以规定的连接形态进行安装的配线图案(未图示)、以及用来将配线图案与点亮电路单元40连接的连接端子21a。此外,在安装基板21的中央,形成有用来将连接在连接端子21a上的配线71向点亮电路单元40引绕的中央贯通孔21b、和用来将安装基板21固定到散热器30上的穿通螺钉的贯通孔21c(在本实施方式中是3个)。
另外,作为上述规定的连接形态,例如有串联连接、并联连接、串并联连接等。此外,在本实施方式中,连接端子21a由铝片等金属薄膜构成,通过焊接等连接着配线71的引线。但是,并不限定于此,也可以是连接器型。
LED22发出规定的光色。作为规定的光色,例如有蓝色光、紫外线光等。多个LED22以规定的形态安装在安装基板21上。规定的形态在这里是圆环状。
封固体用来将LED22封固。作为封固体,例如可以使用树脂材料。另外,在将从LED22发出的光的波长进行变换的情况下,可以通过将波长变换材料混入到树脂材料中来实施。
另外,LED22既可以在安装到安装基板21上之后被封固,也可以在由封固体封固后安装到安装基板21上。这里,LED是表面安装(SMD:Surface Mount Device)型,与封固体一体化。因此,在图3及图4中实际图示的是封固体,但将作为SMD的LED用标号“22”表示。
(3)点亮电路单元
点亮电路单元40包括电路基板41和各种电子零件42。电路基板41具备绝缘板、配线图案和连接端子。绝缘板在这里整体上呈圆板状,在夹着圆板的中心的侧缘部上形成有一对缺口部41a。
电子零件42包括对经由灯头60受电的工频电力(交流)进行整流的整流电路、及将整流后的直流电力平滑化的平滑电路等。平滑后的直流电力根据需要而通过升压-降压电路等被变换为规定的电压。这些电子零件42被安装到电路基板41上。另外,在图3、图4中,仅对一部分的电子零件赋予了标号。
(4)壳体
壳体50由树脂等电绝缘性的材料构成,由筒状的壳体主体51、和将壳体主体51的前方侧开口堵塞的壳体盖52构成。壳体50具有用来与灯头60结合的灯头结合部51a、用来收容点亮电路单元40的收容部51b、和用来与散热器30结合的散热器结合部51c。
壳体主体51如图4所示,是整体上为圆筒状的部件,具有随着从前方侧(散热器30侧)朝向后方侧(灯头60侧)而缩径的形状。
图5是将壳体盖从图4的状态上下反转后的状态的立体图。如图4及图5所示,壳体盖52整体上呈圆筒状,由位于壳体主体51侧(后方侧,-Z侧)的有底筒状的大径筒部52a、和位于散热器30侧(前方侧,Z侧)的小径筒部52b构成。在大径筒部52a的底部分52a1的中央部形成有贯通孔52a1a,小径筒部52b和大径筒部52a经由贯通孔52a1a连通。小径筒部52b及贯通孔52a1a构成用来将点亮电路单元40与LED模组20电连接的配线71所穿通的配线路径的一部分。
另外,在图5中,用单点划线表示将散热器30、灯头60等其他部件组装而完成了灯1的情况下的灯轴J。以下,在图6至图13中,关于灯轴J也是同样的。
灯头结合部51a形成在壳体主体51的后方侧端部。在灯头结合部51a的外周面形成有螺纹槽,在该螺纹槽中螺装灯头。
另外,灯头60向壳体主体51的装配并不限于通过螺合的方式。例如也可以通过粘接剂、螺钉、敛缝、压入等进行装配,也可以还包括螺合并通过它们的组合来装配。
收容部51b由壳体主体51和壳体盖52的底部分52a1构成,在由它们包围的空间中收容点亮电路单元40。
散热器结合部51c在本实施方式中夹着灯轴J而形成有一对。散热器结合部51c具有:壳体主体的侧面的一部分向内侧凹入的侧凹部分51c1、以及与侧凹部分51c1的前方侧连接设置的作为平面的前面51c2。前面51c2形成有贯通孔51c2a。
(5)散热器
图6A是将散热器30从与图4不同的角度(斜后方)观察的立体图。图6B是散热器30的仰视图。
散热器30是用来将LED22产生的热散热的部件,由基部31、多个散热片32和装配突部33构成。
基部31是圆板状,形成在散热器30的灯轴J方向(沿着灯轴J的方向)的一端。前面31a1形成有螺孔31a2(在本实施方式中是3个)。(另外,上述“(灯轴J方向的)一端”,在本实施方式中是前方(各图中是Z方向)侧的端部。此外,后方(各图中,-Z方向侧的端部是“(灯轴J方向的)另一端”。以下,在各实施方式及各变形例中也同样。)在形成在安装基板21上的贯通孔21c(在本实施方式中是3个)分别与螺孔31a2对置的状态下,以安装着LED22一侧的主面为前方,将安装基板21载置到前面(一端侧的面)31a1上。并且,通过将螺钉72插通到贯通孔21c中、螺合到螺孔31a2中,将LED模组20固定并搭载到散热器30的前面。
在前面31a1的周缘部分,沿周向形成有环状的插入槽31a3,在球壳10的开口侧端部12a被插入在插入槽31a3中的状态下,将粘接剂73填充到插入槽31a3中并固化,由此,将球壳10固接到散热器30。
散热片32是板状的部件,从基部31的后面31a5朝向装配壳体50的一侧即后方而延伸设置有多个。此外,散热片32在与灯轴J正交的截面中,以灯轴J为中心形成为放射状。此外,散热片32不形成于灯轴J和其周边的中央区域,没有形成该散热片32的部分为中央空间34。
装配突部33用来将壳体50固定于散热器30,夹着灯轴J而形成有一对。装配突部33以从基部31的后面向后方延伸的形态形成。装配突部33在外周面上形成有在与中心轴J平行的方向上延伸的槽33c,以使得当从散 热器30的外侧观察时与散热片32看起来相同。
装配突部33在与壳体50进行了组合时,其后方侧端面抵接于壳体盖52的大径筒部52a的底部分52a1。装配突部33与壳体主体51的前面51c2及壳体盖52的侧凹部分52a3的位置相对应。
(6)灯头
灯头60具有作为用来将灯1装配到照明器具上的装配机构的功能、和作为用来从照明器具的插座受电的受电机构的功能。灯头60利用与通常在灯泡中使用的灯头相同类型的结构。本实施方式的灯头60是爱迪生型(拧入型),由壳部61、孔眼部63、以及用来确保壳部61与孔眼部63之间的电绝缘性的绝缘部62构成。
(电路单元向壳体内的收容及壳体向散热器的装配)
点亮电路单元40,在以电路基板为前方侧、壳体主体51的侧凹部分51c1位于电路基板41的缺口部41a内的状态下,被收容到壳体主体51的收容部51b内。此时,电路基板41的周缘部成为载置在设于收容部51b的前方侧端部的内周面上的阶差51b1上的状态。
接着,将壳体盖52的大径筒部52a的侧面部分52a2嵌合到壳体主体51的前方侧端部(与形成有灯头结合部51a的一侧相反侧的端部)。此时,壳体主体51的侧凹部分51c1的前方侧端部位于大径筒部52a的侧凹部分52a3的凹入空间内。
并且,将散热器30载置到底部分52a1上,以使壳体盖52的一对贯通孔52a3c与散热器30的一对螺孔33a1分别对置。
并且,最后,将螺钉74穿过壳体主体51的贯通孔51c2a和壳体盖52的贯通孔52a3c,并螺合到散热器30的螺孔33a1中。由此,在点亮电路单元40被收容在壳体50内的状态下,将壳体50装配到散热器30。
此时,电路基板41被壳体主体51的阶差51b1和壳体盖52的侧面部分52a2的后方侧端面52a2a夹持固定。此外,缺口部41a的缺口的形状与侧凹部分51c1的侧面51c1a的俯视形状相对应。因而,在壳体盖52被组装到壳体主体51的状态下,侧凹部分51c1成为嵌合于侧凹部分52a3的状态,侧凹部分51c1的侧面51c1a相接于侧凹部分52a3的侧壁52a3a。由此,点亮电路单元40的以灯轴J为中心的旋转方向的移动被限制,防止晃动。 此外,侧凹部分51c1的前面51c2抵接于侧凹部分52a3的抵接面52a3b。
3.散热器30的电绝缘性
接着,对散热器30的结构更详细地说明。
图7A是沿着图4的B-B线的散热器30的立体剖视图。图7B是从与图7A不同的角度(斜后方侧)观察的散热器30的立体剖视图。
如图6各图及图7各图所示,散热器30的基部31由第1基部分31a及第2基部分31b构成。散热片32由第1散热片部32a及第2散热片部32b构成。装配突部33由第1装配突部33a及第2装配突部33b构成。
第2基部分31b形成为:将第1基部分31a的外周面覆盖,进而从该处将第1基部分31a的后面的各散热片32之间的部分覆盖。
第2散热片部32b形成为:将第1散热片部32a的两侧面32a4(参照图8)及作为与灯轴J相反侧的端部的外侧端部32a1覆盖。第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2没有形成第2散热片部32b。即,第1散热片部32a在灯轴J侧的端部露出到外部。
第2装配突部33b形成为:将第1装配突部33a的除了后方侧端面以外的外周面整体覆盖。
第1基部分31a、第1散热片部32a及第1装配突部33a作为连续的部件一体地形成,如图8所示,由它们构成第1散热器部30a。第2基部分31b、第2散热片部32b及第2装配突部33b作为连续的部件一体地形成,如图8所示,由它们构成第2散热器部30b。
另外,图8是散热器30的分解立体图。在本实施方式中,第1散热器部30a及第2散热器部30b通过一体成形而一体地形成。因而,不能将第1散热器部30a及第2散热器部30b分离,但图8中示出了假设它们是可分离的情况下的分解立体图。
第1散热器部30a由热传导性高的材料(第1材料)构成。作为热传导性高的材料,可以使用例如铝、钢、钛、铜等金属、及在树脂中混入金属填料而提高了热传导性的热传导性树脂等。在本实施方式中,第1散热器部30a由金属构成,具体而言,例如由铝构成。
第2散热器部30b由电绝缘性的材料(第2材料)构成。所谓电绝缘性的材料,可以使用例如树脂、陶瓷等。在本实施方式中,第2散热器部 30b由树脂构成,具体而言,例如由PBT(Polybutylene terephthalate)构成。
如上述那样,散热片32通过由热传导性高的金属材料形成的第1散热片部32a、和由电绝缘性的树脂材料形成的第2散热片部32b构成。由金属构成的第1散热片部32a的与灯轴J相反侧(即外侧)的端部及两侧面32a4(参照图8)被由电绝缘性的树脂构成的第2散热片部覆盖。因此,即使是在发生了漏电时、用户要从照明器具将灯1拆下而触摸了散热片32的情况下,也能够防止用户的触电,能够有利于用户的安全性。
此外,由于第1散热片部32a由热传导性高的金属材料形成,所以与散热片整体由电绝缘性的树脂形成的情况相比,能够实现高的散热性。
进而,由于第1散热片部32a和第2散热片部32b通过一体成形而一体地形成,所以两者密接,在两者之间不存在空间。因此,与第1散热片部32a和第2散热片部32b作为不同部件来形成并将它们组合的情况相比,能够使从第1散热片部32a向第2散热片部32b的热传导的效率提高。
除此以外,由于第1散热片部32a和第2散热片部32b通过一体成形而形成为1个部件,所以能够减少零件件数及组装工序数、有助于生产性提高。
这里,为了使散热片32发挥充分的电绝缘性及散热性,第2散热片部32b的厚度是1.0~1.2[mm]即可,更优选的是1.05~1.15[mm]。
4.散热器30的散热性
图9是从前方侧观察在散热器30的位置将灯1通过与灯轴J正交的平面切断的情况下的截面的剖视图。如图9所示,多个散热片32以灯轴J为中心以放射状延伸。散热器30具有存在于邻接的散热片32(例如,图9中的散热片32A、32B)间的第1空间(例如,图9中的第1空间35A)。并且,具有存在于夹着中心轴J而与该邻接的散热片32(例如散热片32A、32B)相反侧的散热片32(例如,图9中的散热片32C、32D)间的第2空间(例如,图9中的第2空间35B)。
第1空间35A及第2空间35B都与中央空间34连通。由此,第1空间35A与第2空间35B经由中央空间34连通。
另外,这里的第1空间、第2空间在图9中设为“35A”、“35B”以便说明,但其他任何邻接的散热片间的空间也为第1空间、第2空间。
在散热器30与壳体50结合时,将壳体盖52的小径筒部52b插入到中央空间34内,在前方侧端部52b1(参照图4、图5)抵接于阶差31a4a(参照图6、图7)的状态下进行结合。此时,小径筒部52b的筒轴与灯轴J大致一致。
此外,中央空间34如图9所示,比小径筒部52b的外径大。因此,即使散热器30与壳体50结合、在中央空间34中插入小径筒部52b,在散热片32的灯轴侧端部32c与小径筒部52b之间也存在间隙。因而,在散热器30与壳体50结合了的状态下,第1空间35A与第2空间35B也经由中央空间34连通。
第1空间35A与第2空间35B经由中央空间34连通,能够得到以下这样的效果。即,由于外界气体能够从第1空间35A经过中央空间34向第2空间35B流动,所以散热片32的散热效果提高,能够实现良好的散热性。
进而,在散热片32的灯轴侧端部32c,没有形成第2散热片部32b。即,第2散热片部32b没有将第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2覆盖,第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2为露出到外部的状态。由此,能够从由热传导性高的材料构成的第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2向外部更高效地散热。
此外,相邻的散热片32间的间隔随着从外侧朝向灯轴J而变窄,由于散热片32的灯轴侧端部32c位于较深的地方,所以用户仅以手触摸到散热片32的灯轴侧端部32c的可能性极低,或者实质上等于零。因此,即使第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2露出到外部,用户触电的可能性也极低。
因而,通过做成第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2露出到外部的结构,能够不损害用户的安全性而提高散热器30的散热性。
进而,在散热片32的后方侧端部32d,没有形成第2散热片部32b。即,第2散热片部32b没有将第1散热片部32a的后方侧端部(灯轴方向上的另一端侧端部)32a3覆盖,第1散热片部32a的后方侧端部32a3为露出的状态。
由此,在散热器30与壳体50结合了的状态下,由热传导性高的材料构成的第1散热片部32a的后方侧端部32a3相接于壳体盖52的底部分52a1。由此,与第1散热片部32a的后方侧端部32a3被第2散热片部32b 覆盖的情况相比,能够从散热器30向壳体50更高效地传热。并且,由于能够从壳体50经由灯头60向照明器具侧散热,所以能够实现更高的散热性。
<<实施方式1的变形例>>
以上,对于本实用新型的一形态的灯,基于实施方式1说明了其结构。但是,本实用新型的灯并不限定于实施方式1的结构。例如,可以实施以下这样的变形例。另外,为了避免说明的重复,以下,在各变形例的说明中,对于与实施方式1相同的构成要素赋予相同的标号而省略其说明。
(变形例1)
在实施方式1中,作为形成第1散热片部32a的热传导性高的材料(第1材料)而使用金属材料,作为形成第2散热片部32b的电绝缘性的材料(第2材料)而使用树脂,但并不限定于此。也可以第1材料、第2材料都使用树脂。在此情况下,作为第1材料,可以使用例如在树脂中混入金属填料而提高了热传导性的热传导性树脂等。此外,作为在形成第2散热片部32b的第2材料中使用的树脂材料,可以使用电绝缘性比第1材料高的树脂。由此,与不具备第2散热器部30b的情况相比,能够实现更高的电绝缘性。
(变形例2)
在实施方式1中,第1散热片部32a和第2散热片部32b通过一体成形而一体地形成,但并不限定于此。也可以在将第1散热片部32a和第2散热片部32b作为不同的部件形成后,将两者组合而形成散热器30。
(变形例3)
进而,也可以在形成第1散热片部32a后,将第1散热片部32a的表面通过涂装等用树脂涂敷而形成第2散热片部32b。
(变形例4)
在实施方式1中,在散热片32的灯轴侧端部32c,第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2没有被第2散热片部32b覆盖而露出到外部,但并不限定于此。例如,第1散热片部32a的灯轴侧端部32a2也可以由第2散热片部32b覆盖。在此情况下,由于第1散热片部32a的外侧端部32a1由第2散热片部32b覆盖,所以也能够确保电绝缘性而有助于用户的安全性。除此以外,由于相邻的散热片32间的第1空间35A、和夹着灯轴J位于与其 相反侧的相邻的散热片32间的第2空间35B经由中央空间34连通,所以能够得到良好的散热性。
(变形例5)
在实施方式1中,在散热器30的中央空间34内,用来使配线71在LED模组20与点亮电路单元40之间穿过的小径筒部52b设在壳体50侧,但并不限定于此。例如,也可以是,如图10所示的本变形例的散热器130那样,在基部131的第1基部分131a的后面侧直立设置与中央贯通孔(未图示)连通的筒状部134,使配线71在筒状部134内穿过。在此情况下,筒状部134既可以与第1基部分131a一体地形成,也可以作为不同部件形成并通过螺合或嵌合、粘接剂等结合到第1基部分131a。在筒状部使用金属材料而与第1基部分131a一体地形成的情况下,也由于配线71被树脂等电绝缘覆盖,所以防止了短路等的发生。
(变形例6)
在实施方式1中,第1散热片部32a的外侧端部32a1及两侧面32a4由第2散热片部32b覆盖,但并不限定于此。
虽然也取决于相邻的散热片32间的间隔的大小,但只要是通常的灯泡尺寸的LED灯,在如实施方式1的灯1那样具备14片散热片32和两个装配突部233的结构的情况下,就可以认为相邻的散热片间的间隔比通常大人的手指的大小(粗细)小。因而,如图11所示的变形例6的散热器230那样,只要第1散热片部32a的至少外侧端部32a1被第2散热片部232b覆盖,就能够防止用户的触电,有助于用户的安全性。
此外,根据本变形例的结构,能够将第1散热片部32a的由第2散热片部32b覆盖的部分的比例抑制在最小限度,相应地能够使第1散热片部32a的露出到外部的部分的比例最大化,得到更良好的散热性。
(变形例7)
图12是表示变形例7的散热器330的概略结构的立体图。散热器330在包括灯轴J的中央区域中,从基部331向后方侧(图12中,-Z侧)直立设置有筒状部334。各第1散热片部332a的灯轴J侧的端部被连接设置到筒状部334的外周面。并且,第1散热片部332a的与灯轴J相反侧的端部即外侧端部332a1及两侧面被第2散热片部332b覆盖(在图12中,第1 散热片部332a的两侧面被第2散热片部332b覆盖而看不到)。因而,散热器330为如下结构,即:在俯视下,多个散热片332以灯轴J为中心从筒状部334的外周面以放射状延伸而形成。并且,筒状部334的筒内空间成为中央空间。
并且,在筒状部334的位于各散热片32间的部分即周壁部分334a,分别形成有多个在筒状部334的厚度方向上贯通的贯通孔即连通孔334b。由此,相邻的散热片332A与散热片332B之间的空间即第1空间335A与筒状部334的筒内空间即中央空间经由连通孔334b连通。
此外,夹着灯轴J而位于与相邻的散热片332A和散热片332B的组相反侧的相邻的散热片332的组即散热片332C和散热片332D之间的空间即第2空间335B,经由连通孔334b而与中央空间连通。
因而,第1空间335A与第2空间335B经由连通孔334b及中央空间相互连通。通过本变形例的结构,由于空气能够在第1空间335A与第2空间335B之间流动,所以也能够得到良好的散热性。
除此以外,由于第1散热片部332a的外侧端部332a1及两侧面被电绝缘性的第2散热片部332b覆盖,所以在用户用手触摸的情况下能够防止触电的发生。
另外,在图12中,仅对一部分的连通孔334b赋予了标号。
(变形例8)
在上述实施方式1及各变形例中,散热器的散热片遍及与灯轴J平行的、散热器的前后方向上的两端间而延伸,但并不限定于此。例如,也可以构成为:还具备遍及与灯轴J平行地延伸的多个散热片中相邻的散热片间、在与灯轴J正交的方向上延伸的散热片。
图13是表示变形例8的散热器430的概略结构的立体图。如图13所示,散热器430具有以灯轴J为中心、在与灯轴J平行的方向(以下称作“纵”)上以放射状延伸的多个纵散热片436、和遍及相邻的纵散热片436间以及相邻的纵散热片436与装配突部433间而在与灯轴J正交的方向(以下称作“横”)上延伸的多个横散热片437。
纵散热片436通过第1纵散热片部436a和第2纵散热片部436b构成,第1纵散热片部436a由热传导性的材料(第1材料)形成,第2纵散热片 部436b由电绝缘性的材料(第2材料)形成,将第1纵散热片部436a的与灯轴J相反侧的端部即外侧端部436a1以及两侧面覆盖。
横散热片437由第1横散热片部437a和第2横散热片部437b构成,第1横散热片部437a由热传导性的材料(第1材料)形成,第2横散热片部437b由电绝缘性的材料(第2材料)形成,将第1横散热片部437a的与灯轴J相反侧的端部即外侧端部以及两侧面覆盖。另外,在图13中,第1横散热片部437a的外侧端部由于被第2横散热片部437b覆盖而看不到,所以省略了图示。本变形例中,在俯视中,横散热片437成为形成以灯轴J为中心的圆环的一部分的形状。即,在俯视中,由纵散热片436、横散热片437和装配突部433形成相连的圆环形状。
由纵散热片436及横散热片437构成散热片432。
第1横散热片部437a的横向的两端部,分别连接设置到对应的第1纵散热片部436a,第1纵散热片部436a和第1横散热片部437a一体地形成。此外,第2横散热片部437b的横向的两端部,分别连接设置到对应的第2纵散热片部436b,第2纵散热片部436b和第2横散热片部437b一体地形成。
由第1纵散热片部436a和第1横散热片部437a构成第1散热片部432a。由第2纵散热片部436b和第2横散热片部437b构成第2散热片部432b。
此外,散热器430在包含灯轴J的中央区域中具有中央空间434。作为由邻接的纵散热片的组(这里,例如是纵散热片436A、436B)及邻接的横散热片(这里,例如是横散热片437A、437B)包围的空间而规定第1空间(这里,例如是第1空间435A)。邻接的纵散热片的组(这里是纵散热片436C、436D)位于夹着灯轴J而与上述邻接的纵散热片的组(这里是纵散热片436A、436B)相反的一侧。邻接的横散热片的组(这里是横散热片437C、437D)位于夹着灯轴J而与上述邻接的横散热片的组(这里是横散热片437A、437B)相反的一侧。并且,作为由纵散热片436C、436D及横散热片437C、437D包围的空间而规定第2空间(这里是第2空间435B)。
第1空间435A及第2空间435B都与中央空间434连通。因而,第1空间435A与第2空间435B经由中央空间434连通。由此,在本变形例的结构中,也由于空气能够在第1空间435A与第2空间435B之间流动,所 以能够得到良好的散热性。
除此以外,由于第1纵散热片部436a及第1横散热片部437a的至少外侧端部被由电绝缘性的材料构成的第2纵散热片部436b及第2横散热片部437b分别覆盖,所以能够防止用户用手触摸时的触电,有助于用户的安全性。
(变形例9)
上述实施方式1及各变形例中,散热片遍及散热器的前后方向的两端而与灯轴J平行地设置。但是,并不限定于此。例如也可以设置为:使散热片在与灯轴J平行的方向上仅存在于散热器的两端间的一部分的区域。
(变形例10)
此外,上述实施方式1及各变形例中,散热片与灯轴J平行地配设,但也可以以相对于灯轴J倾斜的姿势配设,也可以配设成随着从基部侧朝向壳体侧而围绕灯轴J的周围的螺旋状。
(变形例11)
此外,邻接的散热片也可以从基部侧向壳体侧并行地延伸,也可以是在从基部侧向壳体侧延伸的中途交叉那样的形态。
(变形例12)
在上述实施方式1中,由壳体主体51和壳体盖52构成壳体50,但只要能够将点亮电路单元以密闭状(为了防止水等的侵入)收容到壳体内,也可以是其他形态。
作为其他形态,可以是,不具备壳体盖而仅由筒状的壳体主体构成壳体,将壳体的与灯头侧相反侧的开口用散热器的基部堵塞。此外,在能够从壳体的灯头侧的开口将点亮电路单元插入的情况下,也可以将壳体构成为有底筒状,将其底部侧与散热器结合。
(变形例13)
实施方式1中,作为壳体的材料而使用树脂材料,但也可以利用其他材料。例如,在点亮时点亮电路单元的温度变高那样的情况下,也可以使壳体具有散热器功能。在此情况下,例如可以通过利用含有热传导性高的填料、纤维的树脂材料或金属材料构成壳体来实施。
在使壳体具有散热器功能的情况下,例如也可以在壳体的外周面上具 备多个散热片。
在需要在壳体与点亮电路单元之间、壳体与灯头之间确保电绝缘性的情况下,只要进行向壳体的内面涂敷电绝缘材料等电绝缘处理就能够实施。
(变形例14)
在实施方式1中,对在半导体发光元件中使用LED的情况进行了说明,但并不限定于此。例如,作为半导体发光元件,也可以是LD(激光二极管;Laser Diode),也可以是有机EL(电致发光;Electro-Luminescence)元件。此外,也可以将它们组合多个而使用。
(变形例15)
此外,在实施方式1中,LED22是表面安装型的SMD,但并不限定于此。例如,LED22既可以在裸芯片的状态下使用,也可以将炮弹型的LED安装到安装基板上。进而,也可以将它们组合使用。
(变形例16)
在实施方式1中,安装基板21在俯视中呈圆板形状。但是,并不限定于此。安装基板也可以是其他形状,例如三角形、四边形等多边形、椭圆形状、环状等。此外,安装基板的数量也并不限定于1个,也可以将两个以上的多个组合使用。
(变形例17)
在实施方式1中,封固体将LED单独地封固(LED的数量与封固体的数量相同)。但是,并不限定于此。例如也可以将裸芯片型的多个LED安装到安装基板上,将全部的LED通过连续的封固体封固。此外,也可以将LED以每规定的多个进行分组,将各LED组分别通过连续的封固体封固。
(变形例18)
在实施方式1中,多个LED22被配设为1列的圆环状,但并不限定于此。例如,也可以配设为在俯视中呈三角环或四角环等多角环状、或矩阵状、多个平行的列状等形状。在配设为环状的情况下,也可以配设为以同心圆状相互平行的多列的环状。
(变形例19)
在实施方式1中,灯头60是爱迪生型(edison type)的灯头,但并不限定于此。作为灯头60,也可以利用其他类型,例如针型(pin type)(具 体而言是GY、GX等的G型)。
(变形例20)
在实施方式1中,球壳10是圆顶状,但并不限定于此。也可以是其他类型,例如A型、G型、R型等的形状,也可以是与灯泡等的形状完全不同的形状。
(变形例21)
进而,在球壳10的内面,例如也可以实施使从LED模组20发出的光扩散的光扩散处理(例如,基于硅石或白色颜料等的处理)。此外,球壳10只要由透光性材料构成就可以,例如透明/不透明没有特别的关系。
(变形例22)
此外,在实施方式1中,球壳10是一体的1个部件(作为1个部分制造),但并不限定于此。例如也可以将多个零部件组合(接合)而构成球壳。
<<实施方式2>>
在实施方式1中,特别对LED灯进行了说明,但本实用新型也能够应用到利用上述LED灯的照明装置中。
在实施方式2中,对将实施方式1的灯1装配到照明器具的情况进行说明。另外,在本实施方式中,例如对于应用到下照灯(down light)型的照明器具中的情况进行说明。
图14是示意地表示实施方式2的照明装置2的概略结构的部分剖开侧视图。
照明装置2例如装配到天花板4上而使用。
照明装置2如图14所示,具备灯1和装配灯1而使其点亮、熄灭的照明器具3。
照明器具3例如具备安装于天花板4的器具主体5、和装配于器具主体5并且将灯1覆盖的罩6。罩6这里是开口型,内面具有使从灯1射出的光向规定方向(这里是纸面下方,灯1的前方)反射的反射膜7。器具主体5具备安装(螺装)灯1的灯头60的插座8,经由该插座8向灯1供电。
这里的照明器具是一例,例如也可以是不具有开口型的罩6而具有闭塞型的罩的结构,也可以是使LED灯以朝向横向那样的姿势(灯的中心轴为水平那样的姿势)或倾斜的姿势(灯的中心轴相对于照明器具的中心轴 倾斜的姿势)点亮那样的照明器具。
此外,照明装置是在接触在天花板或墙壁上的状态下装备照明器具的直接安装型,但也可以是在埋入到天花板或墙壁中的状态下装备照明器具的埋入型,也可以是通过照明器具的电缆而从天花板悬挂的悬挂型等。
进而,这里,照明器具使装配的1个LED灯点亮,但也可以是装配多个例如3个LED灯那样的结构。
此外,装配到照明器具3中的灯不限于实施方式1的灯1,也可以是具备上述变形例1~11的散热器的灯,也可以是变形例12~22的灯。
<<实施方式1、2的小结>>
以上,对作为本实用新型的一形态的实施方式及变形例进行了说明。本实用新型的一形态的结构及其效果可以如以下这样总结。
本实施方式的灯,具有半导体发光元件及散热器,将点亮时的上述半导体发光元件的热通过上述散热器进行散热,其特征在于,上述散热器具有多个散热片,在与灯轴正交的截面中,上述多个散热片以上述灯轴为中心呈放射状延伸;上述多个散热片由第1散热片部和第2散热片部构成,上述第1散热片部由具有热传导性的第1材料构成,上述第2散热片部由具有比上述第1材料高的电绝缘性的第2材料构成,上述第2散热片部以如下方式形成,即:将上述第1散热片部的至少上述延伸方向上的与上述灯轴相反侧的端部即外侧端部覆盖。
由此,在灯更换时,由于作为用户用手触摸的部分的第1散热片部的至少上述延伸方向上的与上述灯轴相反侧的端部被第2散热片部覆盖,所以能够确保用户的安全性。除此以外,由于第1散热片部由具有热传导性的第1材料构成,所以散热器能够具备良好的散热性。
此外,在另一形态的灯中,也可以是,上述第1材料是金属;上述第2材料是树脂。
由此,第1散热片部由具有高热传导性的金属构成,第2散热片部由具有高绝缘性的树脂构成,所以散热器能够具备良好的散热性和对用户的充分的安全性。
进而,在另一形态的灯中,也可以是,上述第1材料是第1树脂;上述第2材料是具有比上述第1树脂高的电绝缘性的第2树脂。
由此,由于第1散热片部及第2散热片部都由树脂形成,所以能够实现散热器的轻量化、以及灯整体的轻量化。
这里,在另一形态的灯中,也可以是,上述第1材料具有比上述第2材料高的热传导性。
由此,能够提高散热器的热传导性而使散热性提高。
此外,这里,在另一形态的灯中,也可以是,上述多个散热片,在上述灯轴侧的端部,没有形成上述第2散热片部,上述第1散热片部露出到外部。
由于用户用手触摸的可能性低的灯轴侧的端部可以不被绝缘性的第2散热片部覆盖,所以通过使该端部露出到外部,能够使从该端部向外部释放的热量增大而使散热器的散热性提高。进而,这里,在另一形态的灯中,也可以是,上述第2散热片部以将上述第1散热片部的上述外侧端部及两侧面覆盖的方式形成。
由此,即使是较小的儿童等的较细的手指万一进入到相邻的散热片与散热片之间的情况下,由于第1散热片部的两侧面被绝缘性的第2散热片部覆盖,所以也能够更可靠地确保用户的安全性。
此外,在另一形态的灯中,也可以是,上述第2散热片部以仅将上述第1散热片部的上述外侧端部覆盖的方式形成。
由此,用户用手触摸的第1散热片部的与上述灯轴相反侧的端部被第2散热片部覆盖而确保用户的安全性,并且,通过使第1散热片部的除此以外的部分露出到外部,能够实现更高的散热性。
这里,在另一形态的灯中,也可以是,上述第2散热片部以从上述第1散热片部的上述外侧端部起覆盖到上述灯轴侧的端部的方式形成。
由此,即使是用户将较细的金属制的针等从散热片与散热片之间插入到灯的里侧的情况下,由于由绝缘性的第2散热片部覆盖到第1散热片部的灯轴侧的端部,所以也能够使用户的安全性更可靠。
进而,在另一形态的灯中,也可以是,上述第1散热片部及第2散热片部通过一体成形而一体地形成。
由此,能够减少零件件数,并且能够省略将第1散热片部和第2散热片部组装的作业工序,所以能够有助于成本削减及作业效率的提高。
进而,这里,在另一形态的灯中,也可以是,该灯还具有:安装基板,安装有上述半导体发光元件;电路单元,用来对从外部接受的电力进行变换而使上述半导体发光元件点亮;以及壳体,将上述电路单元收容;上述散热器的上述灯轴方向上的一端形成圆板状的基部,上述另一端安装着上述壳体;上述基部的上述一端侧的面搭载有上述安装基板;上述多个散热片从上述基部的上述另一端侧的面起向上述壳体侧延伸设置。
由此,通过将由半导体发光元件产生的热从基部经由多个散热片向壳体侧传递,能够抑制半导体发光元件的过度的温度上升。
进而,在另一形态的灯中,也可以是,上述多个散热片,在上述另一端侧端部,没有形成上述第2散热片部,上述第1散热片部的上述另一端侧端部与上述壳体相接。
由此,从半导体发光元件向第1散热片部传递的热从第1散热片部的上述另一端侧端部向壳体直接传递,从那里再向灯头侧散热,所以能够抑制热局限在第1散热片部中。
此外,这里,在另一形态的灯中,也可以是,上述第2散热片部的厚度在1.0mm以上、1.2mm以下。
由此,第2散热片部为了确保用户的安全性而具备足够的绝缘性,并且能够防止第2散热片部变厚从而浪费材料,能够抑制重量、尺寸及成本增加。
这里,在另一形态的灯中,也可以是,上述散热器,在上述灯轴和上述灯轴的周围,具有未形成有上述多个散热片的中央空间;存在于上述多个散热片中的邻接的一对散热片间的第1空间、和夹着上述灯轴而存在于与该邻接的一对散热片相反侧的邻接的一对散热片间的第2空间都与上述中央空间连通。
由此,空气能够经由中央空间在第1空间与第2空间之间流动,所以能够进一步提高散热片的散热效果。
这里,在另一形态的灯中,也可以是,上述散热器,在上述中央区域,还具有在上述灯轴方向上延长的筒状部;上述中央空间是上述筒状部的筒内空间;上述多个散热片的上述灯轴侧的端部,连接设置在上述筒状部的周壁部分;上述周壁部分的将连接设置上述多个散热片的上述灯轴侧的端 部的部位避开的部位中的、至少面向上述第1空间及上述第2空间的部位上,分别设有在厚度方向上贯通的连通孔;上述中央空间与上述第1空间、以及上述中央空间与上述第2空间,经由上述连通孔而连通。
由此,相比于散热片与散热片之间完全空着的情况,垃圾或灰尘等异物难以侵入到中央空间中,能够降低因异物的侵入而引起难以预测的不良状况的盖然性。
此外,也可以作为具备上述灯的照明装置实现。
<<实施方式3>>
接着,参照附图对实施方式3进行说明。
1.整体结构
图15是表示实施方式3的LED灯2100的外观的从斜上方观察的立体图。图16是实施方式3的LED灯2100的侧视图。图17是表示将实施方式3的LED灯2100用图15中的AA-AA线切开的截面的剖视图。图18是将实施方式3的LED灯2100从斜上方观察的分解立体图。
LED灯2100中,作为其主要的结构,具备:用来从照明器具(参照图31)侧受电的灯头2110、具有作为半导体发光元件的LED2171的LED模组2170、和从灯头2110受电而使LED2171点亮的点亮电路单元2150。还具备由收容点亮电路单元2150的壳体部2135、和用来将LED发光时的热释放的散热器部2131构成的外壳2130。进而,LED灯2100除了上述结构以外,还具有将LED2171覆盖的球壳2140。图15中的球壳2140表示将球壳2140用平行于纸面的截面切断的形状。
这里,沿着图16及图17所示的LED灯2100的中心轴J,将灯头2110的方向称作“灯基端方向”,将球壳2140的方向称作“灯前端方向”。此外,在外壳2130中,将灯轴方向的朝向灯基端方向的端部称作“灯基端侧的端部”,并且,将灯轴方向的朝向灯前端方向的端部称作“灯前端侧的端部”。
外壳2130中的散热器部2131的灯前端侧的端部2131c直接或间接地搭载着LED2171。这里,LED2171有多个,是多个LED2171安装在安装基板2172上的模组型。该LED模组2170直接装配在散热器部2131的灯前端侧的端部2131c。将多个LED2171被安装在安装基板2172上的结构作为LED模组2170。
在外壳2130中的散热器部2131的灯基端侧的端部2131d,收容点亮电路单元2150的壳体部2135与壳体罩部2137一起通过螺钉2191连结于散热器部2131。即,点亮电路单元2150不直接接触于散热器部2131地装配于散热器部2131的灯基端侧的端部2131d。关于外壳2130的详细情况在后面叙述。
2.各部结构
(1)LED模组
LED模组2170包括安装基板2172、多个LED2171和多个封固体。
安装基板2172具备:绝缘板、用来将多个LED以规定的连接形态安装的配线图案、和用来将配线图案与点亮电路单元2150连接的连接端子。作为规定的连接形态,例如有串联连接、并联连接、串并联连接等。
LED2171发出规定的光的颜色。作为规定的光的颜色,例如有蓝色光、紫外线光等。多个LED2171以规定的形态安装在安装基板2172上。规定的形态呈圆环状,但并不限定于此。例如也可以是多边形的环状、矩阵状、列状等。这里,LED模组2170具备俯视呈圆环状的24个LED2171。
安装基板2172例如使用具有由陶瓷基板或热传导树脂等构成的绝缘层和由铝板等构成的金属层的2层构造的铝基板等。在安装基板2172的上表面安装着LED2171。这里,安装基板2172使用圆板状的陶瓷(例如氧化铝)基板。
封固体用来将LED2171封固。作为封固体,例如可以使用树脂材料。从LED2171发出的光的波长变换可以通过使波长变换材料混入到树脂材料中来实施。作为树脂材料,可以使用例如硅树脂、环氧树脂、氟树脂、硅-环氧的混合树脂、尿素树脂等。作为荧光体,可以使用例如以黄色显色的YAG荧光体、Y3Al5O12:Ce、及Eu2+激活的硅酸盐荧光体、Sr2SiO4:Eu等。这里,LED2171发出蓝色光,在作为封固体的树脂材料(例如硅树脂)中混入了对蓝色光进行波长变换的荧光体。
LED2171既可以在安装到安装基板2172上之后封固,也可以在由封固体封固后安装到安装基板2172上。这里,LED是表面安装(SMD)型,与封固体一体化。因此,虽然在图17及图4中实际呈现的是封固体,但将作为SMD的LED用标号“2171”表示。
(2)点亮电路单元
点亮电路单元2150包括电路基板2151和各种电子零件2152、2153。点亮电路单元2150具备将经由灯头2110接受的工频电力(交流)进行整流的整流电路、和将整流后的直流电力平滑化的平滑电路。在需要的情况下,平滑后的直流电力通过升压-降压电路等变换为规定的电压。整流电路由二极管电桥构成,平滑电路由电容器构成。这些电子零件2152、2153安装在电路基板2151上。另外,电子零件不仅仅存在赋予了标号的“2152”、“2153”,这里为了图示的方便,仅对扼流圈2152和电解电容器2153赋予了标号。
电路基板2151具备绝缘板、配线图案和连接端子。这里,绝缘板在整体上呈矩形状。
点亮电路单元2150在比散热器部2131更接近于灯头2110的位置被收容在壳体部2135内。在电路基板2151中的灯头2110侧的朝向灯基端方向的面上,安装着上述扼流圈2152、电解电容器2153、电阻等,在朝向灯前端方向的面上安装着IC等。优选的是,在朝向灯前端方向的面上安装耐热性高的电子零件。
(3)外壳
如上述那样,外壳2130具有用来将来自LED模组2170的热向外部释放的散热器部2131、和收容点亮电路单元2150的壳体部2135。以下,对各部的结构进行说明。
(3-1)散热器部
[散热器部2131的结构的概要]
散热器部2131是用来将LED模组2170产生的热散热的部位,如图17所示,由基部2131a和多个散热片2131b构成。
基部2131a是圆板状,在灯前端侧的端部2131c上搭载LED模组2170。即,散热器部2131的基部2131a的灯前端侧的端部2131c是搭载LED模组2170的载置面。该端部2131c设有:用来将LED模组2170用螺钉2192连结的螺孔2131e、和用来使对LED模组2170供给用于驱动的电信号的配线部件2180穿通的中央孔部2131i。此外,在该端部2131c的外侧,沿周向形成有环状的插入槽2131f。在球壳2140的开口侧的端部2140a插入在 插入槽2131f中的状态下,通过将未图示的粘接剂填充到插入槽2131f中并固化,将球壳2140固接到散热器部2131。
散热片2131b是板状的部件,从基部2131a的下表面起向灯轴基端方向延伸设置多个。此外,散热片2131b在与灯轴J正交的截面中以灯轴J为中心形成为放射状。此外,散热片2131b不形成在灯轴J和其周边的中央区域,没有形成该散热片2131b的部分成为中央空间2131g。该中央空间2131g处于散热器部2131的灯轴方向的一端部与另一端部之间。
散热器部2131具有用来装配壳体部2135及壳体盖部2136的装配机构。装配机构由从基部2131a伸出、其伸出端抵接在壳体盖部2136上的装配突部2131h构成。装配突部2131h形成在散热器部2131的夹着中央空间2131g的两处。装配突部2131h在外周面上形成有沿与灯轴平行的方向延伸的槽,使得当从散热器部2131的外侧观察时与散热片2131b看起来同样。装配突部2131h当与壳体部2135及壳体盖部2136组合时,其突出端面抵接于壳体盖部2136的圆板部2136b。在散热片2131b的装配突部2131h的端面,设有用来装配于壳体部2135及壳体盖部2136的作为结合机构的螺孔2131j。
[关于散热器部2131的一体成型]
接着,对散热器部2131的一体成型进行说明。图19A是将实施方式3的LED灯2100的外壳2130的散热器部2131从与图18不同的角度观察的立体图。图19B是外壳2130的散热器部2131的仰视图。图20A是表示将实施方式3的LED灯2100用图18的BB-BB线切开的截面的、外壳2130的散热器部2131的立体剖视图。图20B是从与图20A不同的角度观察的外壳2130的散热器部2131的立体剖视图。图21是实施方式3的LED灯2100的外壳2130的散热器部2131的分解立体图。
如图19及图20所示,散热器部2131的基部2131a由第1基部2131a1及第2基部2131a2构成。散热片2131b由第1散热片部2131b1及第2散热片部2131b2构成。装配突部2131h由第1装配突部2131h1及第2装配突部2131h2构成。
第2基部2131a2形成在第1基部2131a1的外周面的周围,并将从基部2131a向下方延伸设置了多个的各散热片2131b之间的表面覆盖。
第2散热片部2131b2以将第1散热片部2131b1的两侧面及作为与灯轴J相反侧的端部的外侧端部2131b3覆盖的方式形成,在第1散热片部2131b1的灯轴侧端部2131b4,没有形成第2散热片部2131b2。即,第1散热片部2131b1在灯轴J侧的端部露出到外部。
第1装配突部2131h1以将第2装配突部2131h2的外周面覆盖的方式形成。
第1基部2131a1、第1散热片部2131b1及第1装配突部2131h1作为连续的部件一体地形成,如图21所示,通过它们构成第1散热器部2131z1,该第1散热器部2131z1形成散热器部2131的内轮廓部。第2基部2131a2、第2散热片部2131b2及第2装配突部2131h2作为连续的部件一体地形成,如图21所示,通过它们构成第2散热器部2131z2,该第2散热器部2131z2形成散热器部2131的外轮廓部。
在本实施方式中,第1散热器部2131z1及第2散热器部2131z2通过一体成形一体地形成。因而,不能将第1散热器部2131z1及第2散热器部2131z2分离,但在图21中,表示了假设它们能够分离的情况的分解立体图。
作为内轮廓部的第1散热器部2131z1由热传导性高的材料(第1材料)构成。作为热传导性高的材料,可以使用例如铝、钢、钛、铜等金属、或在树脂中混入金属填料而提高了热传导性的热传导性树脂或陶瓷等。在本实施方式中,第1散热器部2131z1由金属构成,具体而言,例如由铝构成,可以使用铝压铸、加压、拉深等制作。
作为外轮廓部的第2散热器部2131z2由电绝缘性的材料构成。所谓电绝缘性的材料,可以使用例如树脂或陶瓷等。作为树脂材料,可以使用例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、ABS、PET等。在本实施方式中,第2散热器部2131z2由具有电绝缘性的树脂材料构成,具体而言由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)构成。
如上述那样,在本实施方式中,散热片2131b通过由热传导性高的金属材料形成的第1散热片部2131b1、和由电绝缘性的树脂材料形成的第2散热片部2131b2构成。由金属构成的第1散热片部2131b1的与灯轴J相反侧(即外侧)的端面及两侧面被由电绝缘性的树脂构成的第2散热片部2131b2覆盖。因此,通过做成二重绝缘构造,能够有助于作为电气用品的 进一步的安全确保。
此外,由于第1散热片部2131b1由热传导性高的金属材料形成,所以与散热片整体由电绝缘性的树脂形成的情况相比,能够实现高的散热性。
进而,由于第1散热片部2131b1和第2散热片部2131b2通过一体成形一体地形成,所以两者密接,在两者之间不存在空间。因此,与第1散热片部2131b1和第2散热片部2131b2作为不同部件形成并将它们组合的情况相比,能够使从第1散热片部2131b1向第2散热片部2131b2的热传导的效率变高。
除此以外,由于第1散热片部2131b1和第2散热片部2131b2通过一体成形而形成为1个部件,所以能够减少零件件数及组装工序数,有助于生产性提高。
这里,为了使散热片2131b发挥充分的电绝缘性及散热性,第2散热片部2131b2的厚度是0.4~2mm即可,更优选的是1.0~1.5mm即可。
此外,散热器部2131通过上述结构而具有良好的散热性。如图19所示,多个散热片2131b以灯轴J为中心以放射状延伸。散热器部2131在邻接的散热片2131b之间存在空间。此外,在散热片2131b的灯轴侧端部2131b4的内侧存在中央空间2131g。所以,邻接的散热片2131b之间的空间相互经由中央空间2131g连通。因此,外界气体能够从邻接的散热片2131b之间的空间起,经过中央空间2131g,向其他邻接的散热片2131b之间的空间流动。因而,散热片2131b的散热效果提高,能够实现良好的散热性。
[用于防止散热器部2131的第2基部2131a2的树脂破裂的对策]
在本实施方式中,将树脂等电绝缘性的材料与热传导率高的金属组合而形成散热器。如上述那样,第1基部2131a1由热传导性高的金属构成,在本实施方式中由铝构成,其线膨胀系数是约2.4×10-5/℃。另一方面,第2基部2131a2由电绝缘性的材料构成,在本实施方式中由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)构成,其线膨胀系数是约8×10-5/℃。
一般而言,树脂和金属的线膨胀系数较大地不同,所以在受到急剧且过大的温度变化的情况下,有在树脂部分中发生裂痕的情况。特别是,在-40℃以下等低温环境下,由于树脂的收缩量相比金属的收缩量而言过大, 所以有在树脂部分中发生树脂破裂的情况。在此情况下,金属部分有可能露出到外部,有可能难以确保用来确保可靠性的充分的电绝缘性。
图22是实施方式3的LED灯2100的外壳2130的散热器部2131的俯视图。如图20、图21及图22所示,本实施方式的外壳2130的散热器部2131中,基部2131a的第1基部2131a1的外周的外径2131f1遍及整个外周而比第2基部2131a2的内周2131f2的内径小。由此,在基部2131a中,构成为:第1基部2131a1的外周2131f1和第2基部2131a2的内周2131f2相离。在灯轴方向上,对于基部2131a的厚度的70%以上,第1基部2131a1的外周2131f1从第2基部2131a2的内周2131f2离开即可。当然,也可以是,对于基部2131a的厚度整体,第1基部2131a1的外周2131f1从第2基部2131a2的内周2131f2离开。在本实施方式中,从端部2131c到相对于基部2131a的厚度为80%的深度,第1基部2131a1的外周2131f1从第2基部2131a2的内周2131f2离开。对于20%,第1基部2131a1的外周2131f1的外径与第2基部2131a2的内周2131f2接触。
因此,由铝构成的第1基部2131a1和由树脂构成的第2基部2131a2不相互约束,两者能够独立地进行膨胀收缩。结果,在受到急剧且过大的温度变化的情况下,也能够防止由树脂构成的第2基部2131a2发生能够成为金属部分露出的原因的裂痕。
(3-2)壳体部
外壳2130除了散热器部2131以外,还具备收容点亮电路单元2150的筒状的壳体部2135、将壳体部2135的灯前端侧的开口堵塞的壳体盖部2136、和将壳体部2135覆盖的圆锥台形状的壳体罩部2137。
壳体部2135由具有绝缘性的树脂材料、例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)构成。壳体部2135整体上呈圆筒形状,具有用来与灯头2110结合的灯头结合部2135a、用来收容点亮电路单元2150的收容部2135b、和形成有安装用的孔2135d的凸缘部2135c。
壳体盖部2136由具有绝缘性的树脂材料(例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))构成,如图17、图18及图23所示,具有位于灯基端侧的圆板部2136b、和位于灯前端侧的小径筒部2136a。具有将点亮电路单元2150载置的抵接壁部2136c。小径筒部2136a穿过散热器部2131的中央空间2131g, 被插入到中央孔部2131i中。小径筒部2136a内部处于连通状态,将点亮电路单元2150与LED模组2170电连接的配线部件2180插通在小径筒部2136a的内部。因此,不会存在如下情况,即:从散热器部2131之外,经过后述的散热器部2131的邻接的散热片2131b的间隙,辨识出将点亮电路单元2150与LED模组2170连接的配线部件2180。
壳体罩部2137由树脂材料构成,通过未图示的扣合(snap fit)等结合方法嵌插于壳体部,以将壳体部2135的外周部分覆盖。
(4)灯头
灯头2110具有用来将LED灯2100装配到照明器具上的作为装配机构的功能、和用来从照明器具的插座受电的作为受电机构的功能。灯头2110采用与通常在灯泡中使用的灯头相同类型的结构。本实施方式的灯头2110由导电性的金属材料构成,是爱迪生型(拧入型),由壳部2111、孔眼部2113、和用来确保壳部2111与孔眼部2113的绝缘性的绝缘部2112构成。例如,可以利用所谓E26等。
(5)球壳
球壳2140呈圆顶状。球壳2140具有保护LED模组2170并使从LED模组释放的光扩散的功能。因此,球壳2140在将LED模组2170覆盖的状态下装配于散热器部2130。另外,球壳2140由透光性材料构成。作为能够使用的透光性材料,例如有玻璃材料及树脂材料等。在本实施方式中,球壳2140使用玻璃材料。
3.关于组装
(3-1)点亮电路单元2150向壳体部2135的装配
图23是将实施方式3的LED灯2100的外壳2130的一部分和点亮电路单元2150以从图18的状态上下反转后的状态表示的分解立体图。
如图18及图22所示,点亮电路单元2150被收容在由壳体部2135与壳体盖部2136结合而形成的内部空间。形成该空间的部分是收容部2135b。点亮电路单元2150以电路基板2151为灯轴前端侧,在壳体部2135的侧凸部分2135e位于电路基板2151的缺口部2151a内的状态下,被收容在壳体部2135的收容部2135b内。由此,点亮电路单元2150的绕灯轴的旋转被限制。此外,电路基板2151的周缘部成为载置在设于收容部2135b的内周 面的阶差部2135f上的状态。另外,点亮电路单元2150以电子零件2152、2153侧位于灯头2110侧的方式而被插入。
(3-2)壳体盖部2136向壳体部2135的装配
接下来,接着插入壳体盖部2136。将壳体盖部2136的在壳体盖部2136的圆板部2136b形成的抵接壁部2136c沿着壳体部2135的收容部2135b的内周面向壳体部2135缓缓插入。壳体盖部2136的抵接壁部2136c成为将壳体盖部2136向壳体部2135装配时的导引机构,由此进行这里的壳体部2135与壳体盖部2136的对位。
并且,如果被从壳体盖部2136侧的开口向壳体部2135插入,则点亮电路单元2150成为电路基板2151周缘部与位于壳体部2135的内周的阶差部2135f抵接的状态。即,抵接壁部2136c作为限制机构发挥功能,限制收容在壳体部2135内的点亮电路单元2150的电路基板2151在灯轴延伸的方向上移动。
(3-3)壳体盖部2136和壳体部2135向散热器部2131的装配
如图18及图23所示,将壳体部2135及壳体盖部2136向散热器部2131装配。作为用来将壳体部2135及壳体盖部2136向散热器部2131装配的结合机构,这里利用螺钉结合。如上述那样,设有在散热片2131b的装配突部2131h的端面上设置的螺孔2131j。散热器部2131与壳体部2135及壳体盖部2136的结合如图23所示,通过将在壳体部2135的孔2135d和壳体盖部2136的孔2136d中插通的螺钉2191螺合到设在散热器部2131的装配突部2131h的端面上的螺孔2131j中来进行。散热器部2131及壳体部2135以壳体盖部2136的小径筒部2136a被插入到散热器部2131的内部空间2131g中的状态而结合。
通过以上,在点亮电路单元2150被收容在壳体部2135内的状态下,将壳体部2135装配到散热器部2131。
此时,电路基板2151被壳体部2135的阶差部2135f和壳体盖部2136的抵接壁部2136c夹持固定。由此,点亮电路单元2150的灯轴方向的移动被限制。
此外,电路基板2151的缺口部2151a的形状与壳体部2135的侧凸部分2135e的俯视的形状相对应。因而,在壳体盖部2136被组装在壳体部2135 的状态下,点亮电路单元2150的以灯轴J为中心的旋转方向的移动被限制,防止了晃动。
此外,从散热器部2131的灯轴前端侧的端部2131c的中央孔部2131i导出将点亮电路单元2150与LED模组2170电连接的配线部件2180,并使其向壳体盖部2136的小径筒部2136a插通。通过将该作为导出口的中央孔部2131i用硅树脂等封固,确保壳体部2135的气密性,能够保护点亮电路单元2150。
(3-4)LED模组2170向散热器部2131的装配
向散热器部2131的位于灯轴方向的灯前端侧的平面状的端部2131c装配LED模组2170。LED模组2170的装配在这里利用螺钉2192。将在LED模组2170的贯通孔2172b中插通的螺钉2192螺合到端部2131c的螺孔2131e中。
此外,在将LED模组2170向散热器部2131安装时,将配线部件2180从散热器部2131的端部2131c的中央孔部2131i导出。配线部件2180通过未图示的连接器连接于LED模组2170。并且,通过将作为导出口的中央孔部2131i用硅树脂等封固,确保壳体部2135的气密性,能够保护点亮电路单元2150。
(3-5)球壳2140向散热器部2131的装配
球壳2140以将散热器部2131的灯轴方向的灯前端侧的端部2131c覆盖的方式被装配。将球壳2140的开口侧的端部2140a向散热器部2131的位于灯前端侧的端部2131c外周附近的插入槽2131f插入,通过用未图示的粘接剂固接,将球壳2140装配到散热器部2131。
(3-6)灯头向壳体部2135的装配
将壳体部2135的作为灯头侧的端部的灯头结合部2135a向灯头2110的壳部2111的与孔眼部相反侧的端部2111a插入,在此状态下壳体部2135与灯头2110结合。两者的结合例如可以通过粘接剂、螺钉、敛缝、它们的组合等进行。
4.变形例
图24是表示实施方式3的LED灯2100的外壳2130的散热器部2131的变形例的俯视图。
本实施方式的外壳的变形例的散热器部的结构是:基部2131a的第1基部2131a1的外周的外径,在外周的一部分l1中小于第2基部2131a2的内周的内径。由此,基部2131a构成为:第1基部2131a1的外周和第2基部2131a2的内周,在周上断续存在的外周的一部分l1中相离。在外周的一部分l1以外的部分l0中,第1基部2131a1的外周与第2基部2131a2的内周接触。在图24中,l1设有4处,l0设有4处。但是,l1及l0的个数并不限定于图24所示的4处,l1及l0的个数只要分别是1以上就可以。将1个以上的l0合计而得的总的容许尺寸优选的是最大为2131a1的外周的50%以下。如果在该范围内,则两者的膨胀收缩量的差的绝对值较小,在l0的范围中不发生树脂破裂。
此外,在灯轴方向上,对于在l1中相对于基部2131a的厚度在70%以上,第1基部2131a1的外周从第2基部2131a2的内周离开就可以。当然,也可以是,对于基部2231a的厚度整体,第1基部2131a1的外周从第2基部2131a2的内周离开的结构。在本实施方式中,从端部2131c到相对于基部2131a的厚度约80%的深度,第1基部2131a1的外周从第2基部2131a2的内周离开。关于约20%,在l1中第1基部2131a1的外周的外径也与第2基部2131a2的内周接触。
因此,由铝构成的第1基部2131a1和由树脂构成的第2基部2131a2不相互约束,两者能够独立地膨胀收缩,能够防止伴随着急剧且过大的温度变化、由树脂构成的第2基部2131a2发生树脂破裂的情况。
5.效果
如以上说明,本实施方式的LED灯2100具有以下的特征。即,一种具备半导体发光元件2171、和将点亮时的半导体发光元件的热散热的散热器2131的灯,散热器2131具备由金属材料构成、设有搭载半导体发光元件2171的载置面2131c的内轮廓部2131a1。并且,除了载置面2131c以外的内轮廓部2131a1,在将散热器2131从半导体发光元件侧俯视时,被与内轮廓部2131a1一体成型的由树脂材料构成的外轮廓部2131a2将外周2131f1覆盖。进而,在除了载置面2131c以外的内轮廓部2131a1的外周2131f1的至少一部分中,内轮廓部2131a1的外周2131f1从外轮廓部2131a2的内周2131f2离开。
如上述那样,由于散热器是在灯的安装、拆卸时用户用手触摸的可能性较高的部分,所以在散热器由金属材料构成的情况下,要求更可靠的电绝缘对策。
对此,本实施方式的LED灯2100通过上述结构,将散热器部2131做成了通过在内轮廓部2131a1中使用金属材料而具备良好的散热性、且具有由树脂构成的外轮廓部2131a2的2重构造。通过该结构,即使在-40℃以下等低温环境下等,也防止了外轮廓部2131a2发生能够成为金属部分露出的原因的裂痕。由此,由金属构成的内轮廓部2131a1不会从外部露出。因此,能够进一步确保电绝缘性,使得例如在水中使用、或将曾经水没的灯干燥而使用的情况等在设想外的状态下使用的情况、或与室外规格、防湿防雨器具、极度高温多湿相对应的情况下,也能确保充分的可靠性。结果,能够提供一种具备良好的散热性且能够确保充分的制品可靠性的灯。
<<实施方式4>>
以上,说明了本实用新型的一形态的LED灯的实施方式,但也可以将例示的LED灯如以下这样变形,本实用新型当然并不限定于在上述实施方式中表示的LED灯。
在上述实施方式3中,如图20、图21及图22所示,在外壳的散热器部2131中,基部2131a的第1基部2131a1的外周的外径在外周的整周或一部分中比第2基部2131a2的内周的内径小。但是,只要是在基部的与灯轴正交的截面中、内轮廓部的外周在内轮廓部的外周的至少一部分中与外轮廓部离开就足够,例如也可以是以下所示的结构。
图25A是将实施方式4的LED灯在与沿着图18的BB-BB线的截面同样的位置上切开的外壳的散热器部2231的立体剖视图。图25B是从与图25A不同的角度观察的外壳的散热器部2231的立体剖视图。图26是实施方式4的LED灯的外壳的散热器部2231的分解立体图。图27是实施方式4的LED灯的外壳的散热器部2231的俯视图。
实施方式4的LED灯是将实施方式3的LED灯的外壳的散热器部2131变更为以下这样的散热器部2231的结构。在散热器部2231中,在基部的与灯轴正交的截面中,在外轮廓部的周缘的至少一部分中,外轮廓部具有在圆周方向上间断的由狭缝构成的不连续部。进而,在内轮廓部的外周上 的狭缝附近,具有朝向内轮廓部的内方凹陷的凹陷部。在本实施方式中,在基部的与灯轴正交的截面中,不连续部中的内轮廓部的外径比外轮廓部的内径小。
关于散热器部2231的材料、基部2231a以外的部分,与实施方式3的散热器部2131的带有下两位相同的号码的部分的结构相同,省略说明。此外,关于外壳的壳体部2135、壳体盖部2136、壳体罩部2137,与实施方式3的各个部分是同样的,省略说明。进而,外壳以外的结构与实施方式3的LED灯相同,省略说明。
如图25、图26及图27所示,实施方式4的散热器部2231,在基部2231a的与灯轴正交的截面中,在第2基部2231a2的周缘的至少一部分中,第2基部2231a2具有在圆周方向上间断的由狭缝构成的不连续部2231k2。此外,优选的结构是,包含第2基部2231a2的不连续部2231k2在内的范围2231k1中的、第1基部2131a1的外径比第2基部2231a2的内径小。在本实施方式中,在第1基部2131a1的外周上的由狭缝构成的不连续部2231k2附近,具有朝向第1基部2131a1的内方凹陷的凹陷部2231k1。由此,构成为:第2基部2231a2的不连续部2231k2的、从第2基部2231a2的外周到第1基部2231a1的空间距离比规定的基准长度大。外表面与金属部分之间的距离,基于电气用品安全法、IEC、UL等安全规格,例如需要比2mm大。因而,在实施方式4中,构成为:作为规定的基准长度,从第2基部2231a2的外周到第1基部2231a1的空间距离比2mm大。
此外,在灯轴方向上,对于相对于基部2231a的厚度在70%以上,在第2基部2231a2中设有狭缝2231k2就可以。当然,也可以是,对于基部2231a的厚度整体而具有狭缝的结构。在本实施方式中,狭缝2231k2设置到80%的深度。对于20%,没有设置狭缝2231k2,第1基部2231a1的外周的外径与第2基部2231a2的内周接触。
通过该结构,实施方式4的LED灯与实施方式3的LED灯同样,由铝构成的第1基部2231a1和由树脂构成的第2基部2231a2不相互约束,两者能够独立地膨胀收缩。所以,在-40℃以下等低温环境下等,也能够防止外轮廓部2231a2发生能够成为金属部分露出的原因的裂痕。
关于从第2基部2231a2的外周到第1基部2231a1的空间距离,也能 够确保安全规格上需要的长度,能够提供一种具备良好的散热性且能够确保充分的制品可靠性的灯。
<<实施方式5>>
图28A是将实施方式5的LED灯在与沿着图18的BB-BB线的截面同样的位置上切开的外壳的散热器部2331的立体剖视图。图28B是从与图28A不同的角度观察的外壳的散热器部2331的立体剖视图。图29是实施方式5的LED灯的外壳的散热器部2331的分解立体图。图30是实施方式5的LED灯的外壳的散热器部2331的俯视图。
实施方式5的LED灯是将实施方式3的LED灯的外壳的散热器部2131变更为以下这样的散热器部2331的结构。在该散热器部2331中,在基部的与灯轴正交的截面中,在外轮廓部的周缘的至少一部分中,外轮廓部具有在圆周方向上间断的由曲柄(crank)形状的狭缝构成的不连续部。由此,不连续部处的沿面距离的总和比外轮廓部的半径方向的厚度大。
关于散热器部2331的材料、基部2331a以外的部分,与实施方式3的散热器部2131的下两位带有相同号码的部分的结构相同,省略说明。此外,关于外壳的壳体部2135、壳体盖部2136、壳体罩部2137,与实施方式3的各个部分是同样的,省略说明。进而,外壳以外的结构与实施方式3的LED灯相同,省略说明。
如图28、图29及图30所示,实施方式5的散热器部2331具有以下的结构。即,散热器部2331中,在基部2331a的与灯轴正交的截面中,在第2基部2331a2的周缘的至少一部分中,第2基部2331a2具有在圆周方向上间断的由曲柄形状的狭缝构成的不连续部2331k2。并且,不连续部2331k2的沿面距离l31、l32及l33的总和l3=l31+l32+l33比规定的基准值大。由此,构成为:第2基部2331a2的不连续部2331k2处的、从第2基部2331a2的外周到第1基部2331a1的沿面距离比规定的基准值大。外表面和金属部分之间的沿面距离,基于电气用品安全法、IEC、UL等安全规格,例如需要比2mm大。因而,在实施方式4中,构成为:作为规定的基准值,从第2基部2331a2的外周到第1基部2331a1的沿面距离比2mm大。
另外,关于图30中的不连续部2331k2的平面形状,除了图示的曲柄状的狭缝以外,只要是沿面距离的总和比规定的基准长度2mm大,则也可 以是其他形态。例如,可以使用将第1基部2331a1倾斜横截的形态的狭缝、或将第1基部2331a1以描绘曲线的方式横截的形态的曲线状狭缝等各种形状的狭缝。
此外,在灯轴方向上,对于相对于基部2331a的厚度在70%以上,在第1基部2331a1的外周设有狭缝2331k2就可以。当然,也可以是对于基部2331a的厚度整体而具有狭缝的结构。在本实施方式中,将狭缝2331k2设置到80%的深度。关于20%,没有设置狭缝2331k2,第1基部2331a1的外周的外径与第2基部2331a2的内周接触。
通过该结构,实施方式5的LED灯与实施方式3的LED灯同样,由铝构成的第1基部2331a1和由树脂构成的第2基部2331a2不相互约束,两者能够独立地膨胀收缩。所以,在-40℃以下等低温环境下等也能够防止外轮廓部2331a2发生能够成为金属部分露出的原因的裂痕。
关于从第2基部2331a2的外周到第1基部2331a1的沿面距离,也能够确保安全规格上需要的长度,能够提供一种具备良好的散热性且能够确保充分的制品可靠性的灯。
<<实施方式6>>
在从第1到第3实施方式中,特别对LED灯进行了说明,但本实用新型也能够应用到利用上述LED灯的照明装置中。
在实施方式6中,对将第1至实施方式5的LED灯装配到照明器具(下照灯)中的情况进行说明。
图31是实施方式6的照明装置的概略图。
照明装置2301例如装配在天花板303上而使用。
照明装置2301如图31所示,具备LED灯2100、和装配LED灯2100而使其点亮、熄灭的照明器具305。
照明器具305例如具备安装于天花板303的器具主体307、和装配于器具主体307且将LED灯2100覆盖的罩309。罩309这里是开口型,在内面具有使从LED灯2100射出的光向规定方向(这里是下方)反射的反射膜313。器具主体307具备安装(螺装)LED灯2100的灯头2110的插座311,经由该插座311对LED灯2100供电。
这里的照明器具是一例,例如也可以是不具有开口型的罩309而具有 闭塞型的罩的结构。也可以是LED灯以朝向横向那样的姿势(LED灯的中心轴为水平那样的姿势)或倾斜的姿势(LED灯的中心轴相对于照明器具的中心轴倾斜的姿势)点亮那样的照明器具。
此外,照明装置是以与天花板或墙壁接触的状态来装配照明器具的直接安装型,但也可以是以埋入在天花板或墙壁中的状态来装配照明器具的埋入型,也可以是通过照明器具的电缆从天花板悬挂的悬挂型等。
进而,这里,照明器具使装配的1个LED灯点亮,但也可以是装配多个例如3个LED灯那样的结构。
<<实施方式3、4、5、6的变形例>>
以上,基于实施方式3至实施方式5进行了说明,但本实用新型并不限定于上述实施方式。例如,也可以是将实施方式3至实施方式5的LED灯及实施方式6的照明装置的部分结构及下述变形例的结构适当组合而成的LED灯。
此外,在上述实施方式中记载的材料、数值等只是例示了优选者,并不限定于此。进而,在不脱离本实用新型的技术思想范围的范围中,能够对LED灯及照明装置的结构适当加以变更。
1.壳体
(1)形态
在实施方式中,由壳体主体和壳体盖构成壳体,但只要能够在壳体内以密闭状(为了防止水等的侵入)收容点亮电路单元,也可以是其他形态。
作为其他形态,也可以是,不具备壳体盖而仅由筒状的壳体主体构成壳体,将壳体的与灯头侧相反侧的开口通过散热器的灯基端侧的端部堵塞。
(2)材料
在实施方式中,作为壳体的材料而使用树脂材料,但也可以利用其他材料。例如,在点亮时点亮电路单元的温度变高那样的情况下,也可以使壳体具有散热器功能。在此情况下,例如可以通过利用含有热传导性高的填料、纤维的树脂材料或金属材料构成壳体来实施。
在使壳体具有散热器功能的情况下,例如也可以在壳体的外周面上具备多个散热片。
在需要在壳体与点亮电路单元之间、壳体与灯头之间确保绝缘性的情 况下,只要进行对壳体的内面涂敷绝缘材料等的绝缘处理就能够实施。
2.散热器
(1)散热片
在实施方式中,散热片在实施方式中遍及散热器的两端而与散热器的中心轴平行地设置。但是,也可以设置散热片使其在散热器的中心轴方向上存在于两端间的一部分区域。
散热片在实施方式中与散热器的中心轴平行地配设,但也可以与中心轴倾斜而配设,也可以配设成一边从基部侧向壳体侧移动一边围绕中心轴旋转的螺旋状。
此外,邻接的散热片既可以从基部向壳体侧并行地延伸,也可以为在从基部向壳体侧延伸的中途交叉那样的延伸。
(2)材料
在实施方式中,作为散热器的金属材料而使用铝,但也可以使用钢、钛、铜等其他金属材料,也可以使用陶瓷材料、树脂材料等。进而,也可以是将散热器用陶瓷材料构成、在该金属材料的表面上涂敷树脂材料那样的2重构造。进而,也可以是将散热器用树脂材料构成、对其表面实施金属镀层加工等而得到的2重构造。
3.LED模组
(1)发光元件
在实施方式中,半导体发光元件是LED,但例如也可以是LD(激光二极管),也可以是EL元件(电致发光元件)。
此外,LED是表面安装型的SMD,但也可以是裸芯片的状态或以炮弹型安装在安装基板上。进而,多个LED也可以是裸芯片型与表面安装型的混合。
(2)安装基板
实施方式中的安装基板在俯视中呈圆板形状。但是,安装基板也可以是其他形状,例如三角形、四边形等多边形、椭圆形状、环状等。此外,安装基板数也并不限定于1个,也可以是两个以上的多个。
(3)封固体
在实施方式中,封固体将LED单独地封固(LED的数量与封固体的数 量相同)。但是,封固体也可以是,将裸芯片型的多个LED安装到安装基板上,将全部的LED或多个LED通过1个封固体封固。
(4)LED的配置
在实施方式中,多个LED以1列状(1重状)配设在相同的圆周上,但也可以配设成在俯视中位于四边形的4边上,也可以配设为矩阵状,也可以是其他配置。
(5)其他
LED模组通过利用射出蓝色光的LED和将蓝色光波长变换的荧光体粒子而射出白色光,但例如也可以是,将紫外线发光的半导体发光元件与以三原色(红色、绿色、蓝色)发光的各色荧光体粒子组合的结构。
进而,作为波长变换材料,也可以利用半导体、金属络合物、有机染料、颜料等、含有将某个波长的光吸收并发出与吸收的光不同的波长的光的物质的材料。
4.灯头
在实施方式中,利用爱迪生型的灯头,但也可以利用其他类型,例如针型(具体而言是GY、GX等的G型)。
此外,在上述实施方式中,灯头通过利用壳部的阴螺纹螺合到壳体部的螺纹部中而装配(接合)到壳体部,但也可以通过其他方法与壳体部接合。作为其他方法,有通过粘接剂的接合、通过敛缝的接合、通过压入的接合等,也可以将这些方法组合两个以上。
5.球壳
在实施方式中,使球壳为圆顶形状,但也可以是其他类型,例如A型、G型、R型等的形状,也可以是与灯泡等的形状完全不同的形状。
在实施方式中,没有对球壳的内面特别说明,但是例如也可以实施使从LED模组发出的光扩散的扩散处理(例如,基于硅石或白色颜料等的处理)。此外,球壳只要由透光性材料构成就可以,例如透明、不透明没有特别的关系。
在实施方式中,球壳是一体(作为1个部分制造)的,但例如也可以是将多个部件组合(接合)的结构。
6.LED灯
在实施方式中,作为LED灯,对在壳体内收存电路单元的LED灯(所谓的灯泡型LED灯)进行了说明。但是,也能够应用到在壳体内不收存电路单元的LED灯、例如以紧凑型灯泡为替代的LED灯中。进而,也可以是以往没有的LED灯,例如直接组装在照明器具中的LED灯。
<<实施方式3、4、5、6的小结>>
如以上说明那样,本实用新型的一形态的灯,是具备半导体发光元件、和将点亮时的上述半导体发光元件的热散热的散热器的灯,特征在于,具备以下的结构。即,上述散热器具备由金属材料构成、设有搭载上述半导体发光元件的载置面的内轮廓部。进而,除了上述载置面以外的上述内轮廓部,在将上述散热器从上述半导体发光元件侧俯视时,被与上述内轮廓部一体成型的由树脂材料构成的外轮廓部将外周覆盖。进而,在除了上述载置面以外的上述内轮廓部的外周的至少一部分中,上述内轮廓部的外周从上述外轮廓部的内周离开。由此,能够提供具备良好的散热性且能够确保充分的制品可靠性的灯。
此外,在另一形态中,也可以是具备以下特征的结构,即:在除了上述载置面以外的上述内轮廓部的整周中,上述内轮廓部的外周从上述外轮廓部的内周离开。由此,由金属材料构成的内轮廓部和由树脂构成的外轮廓部不相互约束,两者能够独立地进行膨胀收缩。结果,在受到急剧且过大的温度变化的情况下,也能够防止由树脂构成的外轮廓部发生能够成为金属部分露出的原因的裂痕。
此外,在另一形态中,也可以是具备以下特征的结构,即:在将上述散热器从上述载置面的方向俯视时,上述外轮廓部具有在周向上间断的狭缝,通过了该狭缝的从上述外轮廓部的外周到上述内轮廓部的空间距离是2mm以上。由此,由金属材料构成的内轮廓部和由树脂构成的外轮廓部不相互约束,两者能够独立地进行膨胀收缩。此外,从外轮廓部的外周到内轮廓部的空间距离也能够确保安全规格上需要的长度。
此外,在另一形态中,也可以是具备以下特征的结构,即:在上述内轮廓部的外周处的上述狭缝附近,具有朝向上述内轮廓部的内方凹陷的凹陷部。此外,在另一形态中,也可以是具备以下特征的结构,即:当将上述散热器从上述半导体发光元件侧俯视时,上述狭缝是曲柄形状。由此, 关于外轮廓部的不连续部处的、从外轮廓部的外周到内轮廓部的沿面距离,也能够确保安全规格上需要的长度。
<<补充>>
以上说明的实施方式都是表示本实用新型的优选的一具体例的。在实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、工序、工序的顺序等是一例,并不意欲限定本实用新型。此外,关于实施方式的构成要素中的、表示最上位概念的独权利要求中没有记载的工序,设为构成更优选的形态的任意构成要素而进行说明。
此外,为了容易理解,在上述各实施方式中举出的各图的构成要素的比例尺有与实际情况不同的情况。此外,本实用新型不是由上述各实施方式的记载限定的,在不脱离本实用新型的主旨的范围内能够适当进行变更。
此外,在照明装置中,在基板上还存在电路零件、引线等部件,对于电气配线、电子电路,能够基于照明装置等的技术领域中的通常知识来实施各种各样的形态,由于与说明不直接有关,所以省略说明。另外,上述表示的各图是示意图,并不一定是严格图示的结构。
此外,也可以是将上述各实施方式的灯及照明装置的部分结构、上述各变形例的结构适当组合而成的灯或照明装置。
进而,在不脱离本实用新型的技术思想范围的范围中,能够对灯及照明装置的结构适当加以变更。
标号说明
1 灯
2 照明装置
3 照明器具
21 安装基板
22 LED(半导体发光元件)
30、130、230、330、430 散热器
31、131、231、331 基部
31a1 前面(一端侧的面)
31a5 后面(另一端侧的面)
32、232、332、432 散热片
32a、332a、432a 第1散热片部
32a1、332a1、436a1 外侧端部(与灯轴相反侧的端部)
32a2、32c 灯轴侧端部(灯轴侧的端部)
32a3 后方侧端部(灯轴方向的另一端)
32a4 侧面
32b、232b、332b、432b 第2散热片部
34、434 中央空间
35A、335A、435A 第1空间
35B、335B、435B 第2空间
40 点亮电路单元(电路单元)
50 壳体
134、334 筒状部
334a 周壁部分
334b 连通孔
2100 LED灯
2110 灯头
2130 外壳
2131、2231、2331 散热器部
2135 壳体部
2136 壳体盖
2137 壳体罩
2140 球壳
2150 点亮电路单元
2151 电路基板
2152、2153 电子零件
2170 LED模组(发光模组)
2171 LED(半导体发光元件)
2172 安装基板
2180 配线部件
2301 照明装置。
Claims (20)
1.一种灯,该灯的结构中具有半导体发光元件及散热器,将点亮时的上述半导体发光元件的热通过上述散热器进行散热,其特征在于,
上述散热器具有多个散热片,在与灯轴正交的截面中,上述多个散热片以上述灯轴为中心呈放射状延伸;
上述多个散热片由第1散热片部和第2散热片部构成,
上述第1散热片部由具有热传导性的第1材料构成,
上述第2散热片部由具有比上述第1材料高的电绝缘性的第2材料构成,上述第2散热片部将上述第1散热片部的至少上述延伸方向上的与上述灯轴相反侧的端部即外侧端部覆盖。
2.如权利要求1所述的灯,其特征在于,
上述第1材料是金属;
上述第2材料是树脂。
3.如权利要求1所述的灯,其特征在于,
上述第1材料是第1树脂;
上述第2材料是具有比上述第1树脂高的电绝缘性的第2树脂。
4.如权利要求1所述的灯,其特征在于,
上述第1材料具有比上述第2材料高的热传导性。
5.如权利要求1所述的灯,其特征在于,
上述多个散热片,在上述灯轴侧的端部,没有形成上述第2散热片部,上述第1散热片部露出到外部。
6.如权利要求1所述的灯,其特征在于,
上述第2散热片部以将上述第1散热片部的上述外侧端部及两侧面覆盖的方式形成。
7.如权利要求1所述的灯,其特征在于,
上述第2散热片部以仅将上述第1散热片部的上述外侧端部覆盖的方式形成。
8.如权利要求1~7中任一项所述的灯,其特征在于,
该灯还具有:
安装基板,安装有上述半导体发光元件;
电路单元,用来对从外部接受的电力进行变换而使上述半导体发光元件点亮;以及
壳体,将上述电路单元收容;
上述散热器的上述灯轴方向上的一端形成圆板状的基部,上述灯轴方向上的另一端安装着上述壳体;
上述基部的上述一端侧的面搭载有上述安装基板;
上述多个散热片从上述基部的上述灯轴方向上的另一端侧的面起向上述壳体侧延伸设置。
9.如权利要求8所述的灯,其特征在于,
上述多个散热片,在上述另一端侧端部,没有形成上述第2散热片部,上述第1散热片部的上述另一端侧端部与上述壳体相接。
10.如权利要求1所述的灯,其特征在于,
上述散热器,在上述灯轴和上述灯轴的周围,具有未形成有上述多个散热片的中央空间;
存在于上述多个散热片中的邻接的一对上述散热片间的第1空间、和存在于夹着上述灯轴而与该邻接的一对上述散热片相反侧的邻接的一对上述散热片间的第2空间,都与上述中央空间连通。
11.如权利要求10所述的灯,其特征在于,
上述散热器,在上述中央区域,还具有在上述灯轴方向上延长的筒状部;
上述中央空间是上述筒状部的筒内空间;
上述多个散热片的上述灯轴侧的端部,连接设置在上述筒状部的周壁部分;
上述周壁部分的将连接设置上述多个散热片的上述灯轴侧的端部的部位避开的部位中的、至少面向上述第1空间及上述第2空间的部位上,分别设有在厚度方向上贯通的连通孔;
上述中央空间与上述第1空间、以及上述中央空间与上述第2空间,经由上述连通孔而连通。
12.一种照明装置,具备灯和装配上述灯并使所装配的该灯点亮的照明器具,其特征在于,
上述灯是权利要求1~7、10、11中任一项所述的灯。
13.一种灯,具备半导体发光元件、和将点亮时的上述半导体发光元件的热进行散热的散热器,其特征在于,
上述散热器具备由金属材料构成、设有对上述半导体发光元件进行搭载的载置面的内轮廓部;
除了上述载置面以外的上述内轮廓部,在将上述散热器从上述半导体发光元件侧俯视时,被与上述内轮廓部一体成型的由树脂材料构成的外轮廓部将外周覆盖;
除了上述载置面以外的上述内轮廓部的外周的至少一部分中,上述内轮廓部的外周从上述外轮廓部的内周离开。
14.如权利要求13所述的灯,其特征在于,
除了上述载置面以外的上述内轮廓部的整周中,上述内轮廓部的外周从上述外轮廓部的内周离开。
15.如权利要求13所述的灯,其特征在于,
在将上述散热器从上述载置面的方向俯视时,上述外轮廓部具有在周向上间断的狭缝,通过了该狭缝的从上述外轮廓部的外周到上述内轮廓部的空间距离在2mm以上。
16.如权利要求15所述的灯,其特征在于,
上述内轮廓部的外周上的上述狭缝附近,具有朝向上述内轮廓部的内方凹陷的凹陷部。
17.如权利要求15所述的灯,其特征在于,
将上述散热器从上述半导体发光元件侧俯视时,上述狭缝是曲柄形状。
18.如权利要求13所述的灯,具备半导体发光元件、和将点亮时的上述半导体发光元件的热进行散热的散热器,其特征在于,
上述散热器具备由金属材料构成、设有对上述半导体发光元件进行搭载的载置面的第1基部;
该第1基部,当从上述载置面侧俯视时,被与上述第1基部一体成型的由树脂材料构成的第2基部将外周覆盖;
上述第1基部的外周的至少一部分中,上述第1基部的外周从上述第2基部的内周离开。
19.如权利要求14~17中任一项所述的灯,其特征在于,
上述内轮廓部是第1基部,上述外轮廓部是第2基部。
20.一种照明装置,其特征在于,具备:
权利要求13~18中任一项所述的灯;以及
照明器具,接受上述灯的装配并使该灯点亮。
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