DE112014004286B4

DE112014004286B4 - Beleuchtungsvorrichtung und Beleuchtungsgerät mit dieser Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112014004286B4
Application number: DE112014004286.2T
Authority: DE
Inventors: Koichi Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: WO2015040805A1; US20160131349A1; JP6098457B2; JP2015060709A; US10054301B2; DE112014004286T5

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung, welche an einer Wärmesenke (200 bis 240) angeordnet ist und aufweist:eine Lichtquelle (21);eine Treiberschaltung (10), welche die Lichtquelle antreibt, um Licht zu emittieren, und welche ein Schaltungselement (11 bis 19) und eine Schaltungsplatine (30, 30a, 30b) beinhaltet, auf der das Schaltungselement und die Lichtquelle angeordnet sind; undein Gehäuse (60, 60a bis 60d), welches die Treiberschaltung abdeckt; undeine Abdeckung (70, 70a), wobei:die Schaltungsplatine ein Abstrahlteil (31, 31a, 31b) aufweist, welches in einem Bereich angeordnet ist, wo sich die Lichtquelle befindet, um von der Lichtquelle erzeugte Wärme abzuführen;das Gehäuse mit dem Schaltungselement in Verbindung ist und vom Schaltungselement erzeugte Wärme abführt;das Gehäuse eine Fläche in Verbindung mit dem Schaltungselement und einen Öffnungsteil aufweist, der zu der Fläche weist;die Abdeckung ein Verbindungsfenster (71, 71a) an einer Position aufweist, die zum Abstrahlteil weist, die Abdeckung zwischen der Wärmesenke und der Schaltungsplatine angeordnet ist, und die Abdeckung den Öffnungsteil abdeckt; unddas Abstrahlteil über das Verbindungsfenster mit der Wärmesenke verbunden ist.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-193395 , angemeldet am 18. September 2013; auf den dortigen Offenbarungsgehalt wird vollinhaltlich Bezug genommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Beleuchtungsgerät mit dieser Beleuchtungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Bislang gibt es eine Beleuchtungsvorrichtung, wie sie in Patentliteratur 1 beschrieben ist. In dieser Beleuchtungsvorrichtung sind eine Lichtquelle (beispielsweise eine LED) und eine Treiberschaltung (beispielsweise eine LED-Treibereinheit, eine Steuereinheit) zum Betrieb der Lichtquelle, damit diese Licht emittiert, an einer Wärmesenke angeordnet. Die Wärmesenke strahlt Wärme, welche während der Lichtabgabe von der Lichtquelle erzeugt wird, ab und strahlt auch Wärme ab, die in der Treiberschaltung erzeugt wird.
Wie oben beschrieben, kann die Beleuchtungsvorrichtung durch die Wärmesenke nicht nur die Wärme abstrahlen, welche während der Lichterzeugung von der Lichtquelle erzeugt wird, sondern auch die Wärme, die in der Treiberschaltung erzeugt wird. Jedoch sind bei der Beleuchtungsvorrichtung die Lichtquelle und die Treiberschaltung an der gleichen Wärmesenke angeordnet. Aus diesem Grund wird in der Beleuchtungsvorrichtung die von der Lichtquelle während der Lichterzeugung erzeugte Wärme von der Wärmesenke auf Schaltungselemente übertragen, welche die Treiberschaltung bilden. Somit neigt die Beleuchtungsvorrichtung dazu, dass die Wärmeabstrahlung der Schaltungselemente verschlechtert ist.
DRUCKSCHRIFTLICHER STAND DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2012 - 138 294 A
Weiterer relevanter Stand der Technik ergibt sich aus der DE 10 2011 004 746 A1 und der JP 2012 - 174 436 A .
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Beleuchtungsgerät mit dieser Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, bei der eine Verringerung der Wärmeabstrahlung eines Schaltungselements unterdrückt ist, während die von einer Lichtquelle erzeugte Wärme abgestrahlt wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Beleuchtungsvorrichtung auf: eine Lichtquelle; eine Treiberschaltung, welche die Lichtquelle betreibt, damit diese Licht emittiert, und welche ein Schaltungselement und eine Schaltungsplatine enthält, auf welcher das Schaltungselement und die Lichtquelle angeordnet sind; und ein Gehäuse, welches die Treiberschaltung abdeckt. Die Schaltungsplatine enthält ein Abstrahlteil, welches sich in einem Bereich befindet, wo die Lichtquelle angeordnet ist, um von der Lichtquelle erzeugte Wärme abzustrahlen. Das Gehäuse ist mit dem Schaltungselement verbunden und strahlt von dem Schaltungselement erzeugte Wärme ab.
Gemäß der obigen Erläuterung sind sowohl die Lichtquelle als auch das Schaltungselement auf der Schaltungsplatine angeordnet. Die Lichtquelle ist auf dem Wärmeabstrahlteil angeordnet, das sich auf der Schaltungsplatine befindet. Aus diesem Grund kann von der Lichtquelle erzeugte Wärme über das Wärmeabstrahlteil abgestrahlt werden. Andererseits ist das Schaltungselement mit dem Gehäuse verbunden. Aus diesem Grund wird von dem Schaltungselement erzeugte Wärme über das Gehäuse abgestrahlt.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der obigen Darlegung ein Strahlungsweg von Wärme, die von der Lichtquelle erzeugt wird, von einem Strahlungsweg der Wärme getrennt, die vom Schaltungselement erzeugt wird. Somit kann gemäß der Erfindung von der Lichtquelle erzeugte Wärme daran gehindert werden, auf das Schaltungselement überzugehen. Folglich lässt sich gemäß dieser Erfindung eine Verringerung der Wärmeabstrahlung des Schaltungselements unterdrücken, während von der Lichtquelle erzeugte Wärme abgestrahlt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Beleuchtungsgerät auf: die Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt; und die Wärmesenke. Die Wärmesenke ist eine luftgekühlte Wärmesenke, der eine Luftströmung über ein Kühlgebläse zugeführt wird. Die luftgekühlte Wärmesenke enthält eine Blasöffnung, durch welche die von dem Kühlgebläse gelieferte Luftströmung läuft und die sich an einer Position befindet, welche zu dem Schaltungselement zeigt, und einen Spalt, der mit der Blasöffnung in Verbindung ist und zwischen der luftgekühlten Wärmesenke und der Beleuchtungsvorrichtung liegt.
Bei dem obigen Beleuchtungsgerät ist der Wärmestrahlungsweg der Wärme, die von der Lichtquelle erzeugt wird, von dem Strahlungsweg der Wärme getrennt, die vom Schaltungselement erzeugt wird. Somit kann gemäß dieser Erfindung von der Lichtquelle erzeugte Wärme daran gehindert werden, auf das Schaltungselement überzugehen. Folglich kann gemäß dieser Erfindung eine Verringerung der Wärmeabstrahlung vom Schaltungselement unterdrückt werden, während von der Lichtquelle erzeugte Wärme abgestrahlt wird.
Figurenliste
Die obigen und weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. In der Zeichnung ist:

1 eine Draufsicht von oben auf den schematischen Aufbau einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 eine Ansicht von unten auf den schematischen Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform;
3 eine Schnittansicht entlang Linie III-III in 1;
4 eine Schnittdarstellung eines Zustands, bei dem die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform an einer Wärmesenke angebracht ist;
5 ein Schaltungsdiagramm, das schematisch den Aufbau einer Treiberschaltung und einer Lichtemissionseinheit in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
6 eine Draufsicht von oben auf den schematischen Aufbau einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß Abwandlung 1;
7 eine Schnittansicht entlang Linie VII-VII in 6;
8 eine Schnittansicht entlang Linie VIII-VIII in 6;
9 eine Draufsicht von oben auf den schematischen Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Abwandlung 1;
10 eine Draufsicht von oben auf den schematischen Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Abwandlung 2;
11 eine Ansicht von unten auf den schematischen Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Abwandlung 2;
12 eine Schnittansicht entlang Linie XII-XII in 11;
13 eine Schnittansicht eines Zustands, bei dem eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Abwandlung 3 an einer Wärmesenke angebracht ist;
14 eine Schnittansicht eines Zustands, bei dem eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Abwandlung 4 an einer Wärmesenke angebracht ist; und
15 eine Schnittansicht eines Zustands, bei dem eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Abwandlung 5 an einer Wärmesenke angebracht ist.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Mehrzahl von Aspekten zur Ausführung dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Beschreibung erläutert. In den jeweiligen Ausführungsformen kann ein Teil, der einem Gegenstand gemäß einer voranstehenden Ausführungsform entspricht, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sein, und eine nochmalige Erläuterung für diesen Teil kann weggelassen sein. Wenn nur ein Teil einer Ausgestaltung in den jeweiligen Ausführungsformen beschrieben ist, kann eine andere voranstehende Ausführungsform für andere Teile der Ausgestaltung herangezogen werden.
Wie in den 1 bis 5 gezeigt, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Schaltungseinheit 10, eine Lichtemissionseinheit 20, ein Gehäuse 60 und eine Abdeckung 70. Der Erfindungsgegenstand kann die gestellte Aufgabe lösen, auch wenn die Abdeckung 70 nicht vorhanden ist.
Die Schaltungseinheit 10 entspricht einer Treiberschaltung. Wie in 5 gezeigt, ist die Schaltungseinheit 10 elektrisch mit der Lichtemissionseinheit 20 verbunden und betreibt eine LED 21 der Lichtemissionseinheit 20, um Licht abzugeben. Die Schaltungseinheit 10 enthält eine Mehrzahl von Schaltungskomponenten, beispielsweise einen Eingangsfilter 11, einen DC/DC-Wandler 12, einen Ausgangsfilter 13, einen Erkennungswiderstand 14 und einen Steuer-IC 15.
Jede der Schaltungskomponenten enthält Schaltungselemente, beispielsweise eine Schaltvorrichtung (zum Beispiel einen MOSFET), ein Widerstandselement, eine Diode, eine Spule 16 und einen Kondensator. Der Steuer-IC 15 ist ein Teil der Schaltungskomponenten und ist eine integrierte Schaltung in Chipform, so dass der Steuer-IC 15 an sich als ein Schaltungselement betrachtet werden kann. Der Schaltkreisaufbau und die Arbeitsweise der Schaltungseinheit 10 sind allgemein bekannt, und eine detaillierte Beschreibung hiervon erfolgt nicht. LED ist die Abkürzung für „lichtemittierende Diode“.
Nachfolgend wird der Aufbau der Schaltungseinheit 10 beschrieben. Wie in 3 gezeigt, enthält die Schaltungseinheit 10 Schaltungselemente, welche jede Schaltungskomponente bilden, und eine Schaltungsplatine 30, auf der die Schaltungselemente angeordnet sind. Die Schaltungselemente beinhalten beispielsweise den Steuer-IC 15 und die Spule 16. Mit anderen Worten, der Eingangsfilter 11, der DC/DC-Wandler 12, der Ausgangsfilter 13, der Erkennungswiderstand 14 und der Steuer-IC 15 sind auf der Schaltungsplatine 30 angeordnet. In dieser Ausführungsform sind als die Schaltungselemente der Steuer-IC 15 und die Spule 16 dargestellt. In der nachfolgenden Beschreibung werden ein Schaltungselement wie der Steuer-IC 15 oder die Spule 16 einfach als „Schaltungselement“ bezeichnet.
Die Schaltungsplatine 30 enthält eine isolierende Platinenbasis 32 aus einem Harz oder einer Keramik und ein Leitermuster aus Metall, das sich auf der Platinenbasis 32 befindet. Das Leitermuster beinhaltet ein Schaltungsmuster, ein Kissen und eine Anordnungsfläche. Das Schaltungsmuster, das Kissen und die Anordnungsfläche sind in der Darstellung nicht gezeigt.
Die Schaltungselemente sowie die LED 21 sind auf der Schaltungsplatine 30 angeordnet. Das heißt, die Schaltungselemente und die LED 21 sind auf der gleichen Schaltungsplatine 30 angeordnet. Mit anderen Worten, die Schaltungselemente und die LED 21 sind auf der einen Schaltungsplatine 30 angeordnet. Wie im Detail beschrieben wird, sind die Schaltungselemente und die LED 21 auf der gleichen Oberfläche der Schaltungsplatine 30 angeordnet. Hierbei sind die Schaltungselemente und die LED 21 auf einer Oberflächenseite der Schaltungsplatine 30 angeordnet. Aus diesem Grund sind die Beleuchtungsvorrichtung 100, die LED 21 und die Schaltungselemente auf der einen Schaltungsplatine 30 angeordnet, und die LED 21 und die Schaltungseinheit 10 sind integriert.
Wie oben beschrieben, sind die Schaltungselemente und die LED 21 auf der gleichen Oberfläche der Schaltungsplatine 30 angeordnet, was die Implementierung mehr erleichtert als in einem Fall, bei dem die Schaltungselemente und die LED 21 auf unterschiedlichen Oberflächen der Schaltungsplatine 30 angeordnet sind. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform kann der Vorgang des Implementierens der Schaltungselemente und der LED 21 auf der Schaltungsplatine 30 vereinfacht werden.
Die LED 21 ist auf einem Wärmeabstrahlteil 31 über ein isolierendes Bauteil 40 angeordnet, welches höhere Wärmeleitfähigkeit als die Platinenbasis 32 hat. Mit anderen Worten, das isolierende Bauteil 40 befindet sich auf dem Wärmeabstrahlteil 31. Die LED 21 ist auf dem isolierenden Bauteil 40 angeordnet. Das isolierende Bauteil 40 kann beispielsweise aus Aluminiumnitrid sein. In dem isolierenden Bauteil 40 ist sowohl eine Oberfläche, auf der die LED 21 angeordnet wird, als auch eine Oberfläche, die zur Schaltungsplatine 30 weist, teilweise metallisiert. Das isolierende Bauteil 40 ist mit der LED 21 und dem Wärmeabstrahlteil 31 über Verbindungsbauteile, beispielsweise ein Lot, verbunden. Das isolierende Bauteil 40 ist mit einem nicht dargestellten Metallkissen versehen. Die LED 21 und ein Schutzbauteil 22 sind elektrisch mit dem Kissen des isolierenden Bauteils 40 verbunden. Das Kissen des isolierenden Bauteils 40 ist elektrisch mit Leitern 50 verbunden.
Der Grund, warum die LED 21 über das isolierende Bauteil 40 auf dem Wärmeabstrahlteil 31 angeordnet ist, ist der, dass die LED 21 und das Wärmeabstrahlteil 31 elektrisch voneinander isoliert sind. Auf einer Oberfläche der LED 21 entgegengesetzt zur Schaltungsplatine 30 ist eine Elektrode angeordnet. Wenn daher die LED 21 direkt auf dem Wärmeabstrahlteil 31 angeordnet wird, werden die LED 21 und das Wärmeabstrahlteil 31 elektrisch miteinander verbunden. Jedoch ist die LED 21, die auf dem isolierenden Bauteil 40 angeordnet ist, bezüglich der Schaltungsplatine 30 in einem Zustand angeordnet, in dem die LED 21 von dem Wärmeabstrahlteil 31 über das isolierende Bauteil elektrisch isoliert ist. Mit obiger Konfiguration kann, selbst wenn die Elektrode an einer Oberfläche der LED 21 angeordnet ist, die entgegengesetzt zur Schaltungsplatine 30 ist, die LED 21 auf dem Wärmeabstrahlteil 31 angeordnet werden. Das isolierende Bauteil 40 ist aus einem Material wie Aluminiumnitrid, welches höhere Wärmeleitfähigkeit als die Platinenbasis 32 hat. Mit obiger Ausgestaltung kann das isolierende Bauteil 40 die LED 21 und das Wärmeabstrahlteil 31 elektrisch isolieren, wohingegen eine Verringerung der Wärmeabstrahlung von der LED 21 vermieden ist. Der Gegenstand der Erfindung ist jedoch nicht auf die obige Ausgestaltung beschränkt. Die LED 21 kann ohne Verwendung des isolierenden Bauteils 40 auf dem Wärmeabstrahlteil 31 angeordnet werden, wenn die LED 21 nicht in elektrischer Verbindung mit dem Wärmeabstrahlteil 31 ist.
Die jeweiligen Schaltungselemente sind elektrisch miteinander über das Schaltungsmuster verbunden, das sich auf der Schaltungsplatine 30 befindet. Wie in 3 dargestellt, ist die Schaltungseinheit 10 elektrisch mit der LED 21 und dem Schutzbauteil 22 über die Leiter 50 verbunden. Mit obiger Ausgestaltung sind die Schaltungseinheit 10 und die Lichtemissionseinheit 20 wie in 5 dargestellt aufgebaut.
Weiterhin ist die Schaltungsplatine 30 mit dem Wärmeabstrahlteil 31 in einem Bereich versehen, wo sich die LED 21 befindet, um von der LED 21 erzeugte Wärme abzustrahlen. Mit anderen Worten, die Schaltungsplatine 30 hat das Wärmeabstrahlteil 31 in der Platinenbasis 32 eingebettet. Das Wärmeabstrahlteil 31 ist aus Metall wie Kupfer oder Aluminium. Im vorliegenden Beispiel ist das Wärmeabstrahlteil 31 aus Kupfer. Jedoch ist das Wärmeabstrahlteil 31 nicht auf Kupfer oder Aluminium beschränkt. Das Wärmeabstrahlteil 31 kann aus einem Metall sein, welches höhere Wärmeleitfähigkeit als das Material der Platinenbasis 32 hat (mit anderen Worten, welches höhere Wärmeleitfähigkeit hat). Das Wärmeabstrahlteil 31 kann aus einem Material sein, das Metall enthält. Weiterhin kann das Wärmeabstrahlteil 31 eine leitfähige Paste sein, die leitfähige Partikel enthält.
Genauer gesagt, das Wärmeabstrahlteil 31 ist so angeordnet, dass es sich von einer Anordnungsoberfläche der Schaltungsplatine 30 aus, wo die LED 21 und der Steuer-IC 15 angeordnet sind, zu einer Seite entgegengesetzt der Anordnungsoberfläche erstreckt. Das Wärmeabstrahlteil 31 kann in der Platinenbasis 32 eingebettet sein, indem ein Kupfereinsatz in eine Öffnung der Platinenbasis 32 eingedrückt wird.
Obgleich nicht gezeigt, hat die Schaltungseinheit 10 einen Eingabe/Ausgabe-Anschluss zur Verbindung der Schaltungseinheit 10 mit außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung 100 liegenden Geräten. Die außerhalb liegenden Geräte sind beispielsweise eine elektronische Steuervorrichtung eines Karosseriesystems. In der Beleuchtungsvorrichtung 100 ist der Eingabe/Ausgabe-Anschluss an der Schaltungsplatine 30 angebracht, und eine Energieversorgungsmasse (nicht gezeigt) seitens der Schaltungsplatine 30 kann mit dem Schaltungsmuster und dem Gehäuse 60 über den Eingabe/Ausgabe-Anschluss verbunden sein. Diese Ausgestaltung stellt eine EMC-Gegenmaßnahme für die Beleuchtungsvorrichtung 100 dar.
Nachfolgend wird die Lichtemissionseinheit 20 beschrieben. Wie in 5 gezeigt, enthält die Lichtemissionseinheit 20 die LED 21 und das Schutzbauteil 22 der LED 21. Die LED 21 entspricht einer Lichtquelle. Die LED 21 und das Schutzbauteil 22 stellen allgemein bekannte Techniken dar, und sie werden nicht näher beschrieben.
Nachfolgend wird das Gehäuse 60 beschrieben. Wie in den 1 und 3 gezeigt, bedeckt das Gehäuse 60 die Schaltungseinheit 10. Genauer gesagt, das Gehäuse 60 deckt die Schaltungseinheit 10 teilweise ab. Das Gehäuse 60 ist aus einem Metall oder einem metallhaltigen Material. Mit anderen Worten, das Gehäuse 60 kann aus Metall wie Kupfer oder Aluminium sein oder kann aus einem gegossenen Gegenstand sein, enthaltend einen leitfähigen gewebten Stoff, bei dem eine gewebte Kunstfaser mit Metall beschichtet ist.
1 ist eine Draufsicht auf die Beleuchtungsvorrichtung 100. Die Oberseite bedeutet hierbei die obere Seite in der Zeichenebene von 3. Mit anderen Worten, 1 ist eine Draufsicht auf eine Seite der Beleuchtungsvorrichtung 100, auf der sich die LED 21 befindet. Im Gegensatz hierzu ist 2 eine Ansicht von unten auf die Beleuchtungsvorrichtung 100. Die untere Seite bedeutet in der Zeichenebene von 3 die untere Seite. Mit anderen Worten, 2 ist eine Draufsicht auf diejenige Seite der Beleuchtungsvorrichtung 100, wo sich die LED 21 nicht befindet, also die Seite, die zur Wärmesenke 200 zeigt.
Das Gehäuse 60 ist ein schachtelförmiges Bauteil mit einer Bodenfläche und einer umlaufenden Seitenwand, die von einem Ende der Bodenfläche vorsteht. Das Gehäuse 60 öffnet sich an einer Position, die zur Bodenfläche weist. Mit anderen Worten, das Gehäuse 60 hat eine Öffnung an der Position, die zur Bodenfläche weist. Die Bodenfläche des Gehäuses 60 ist in beispielsweise 3 oben liegend. Damit ist der in 1 dargestellte Bereich eine Oberfläche entgegengesetzt zur Bodenfläche.
Wie in den 1 und 3 gezeigt, ist das Gehäuse 60 mit einem Abstrahlfenster 63 versehen, durch welches von der LED 21 abgegebenes Licht austritt. Mit obiger Ausgestaltung kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Beleuchtung mit von der LED 21 abgegebenem Licht durch das Abstrahlfenster 63 durchführen, auch wenn die Schaltungsplatine 30, auf der sich die LED 21 befindet, mit dem Gehäuse 60 bedeckt ist. Das Abstrahlfenster 63 kann durch eine Öffnung gebildet sein, welche das Gehäuse 60 in Dickenrichtung durchsetzt, oder durch einen Bereich, in welchem ein transparentes Bauteil in die Öffnung eingesetzt ist. Die LED 21 kann innerhalb des Abstrahlfensters 63 angeordnet sein, welches eine Durchgangsöffnung ist.
Das Gehäuse 60 weist konvexe Abschnitte 61 und einen konkaven Abschnitt 62 entsprechend der Höhe der Schaltungselemente auf. Die konvexen Abschnitte 61 sind Bereiche, welche vom konkaven Abschnitt 62 vorstehen. Somit ist der konkave Abschnitt 62 ein Bereich, der gegenüber den konvexen Abschnitten 61 zurückspringend ist. Der konkave Abschnitt 62 weist zu einem Bereich der Schaltungsplatine 30, wo kein Schaltungselement vorliegt. Andererseits weisen die konvexen Abschnitte 61 zu den jeweiligen Schaltungselementen, die sich auf der Schaltungsplatine 30 befinden.
Das Gehäuse 60 strahlt von den Schaltungselementen erzeugte Wärme ab und ist in Verbindung mit den Schaltungselementen. Der Steuer-IC 15, die Spule 16, ein Kondensator, eine Diode und eine Schaltvorrichtung, welche die Schaltungselemente sind, können im Betrieb Wärme erzeugen. Durch die Verbindung der Schaltungselemente mit dem Gehäuse 60 kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 die Wärme abstrahlen, die von den Schaltungselementen erzeugt wird.
Wie oben beschrieben, arbeitet das Gehäuse 60 als Wärmestrahlungsweg für die Schaltungselemente. Bei der vorliegenden Erfindung müssen nicht sämtliche Schaltungselemente mit dem Gehäuse 60 verbunden sein, und der Gegenstand der Erfindung kann erreicht werden, wenn nur ein Teil der Schaltungselemente mit dem Gehäuse 60 verbunden ist. Wie in 3 gezeigt, sind bei dieser Ausführungsform die Schaltungselemente mit der Bodenfläche des Gehäuses 60 verbunden. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Erfindung kann ihre Aufgabe erfüllen, auch wenn die Schaltungselemente mit einer Seitenwand des Gehäuses 60 verbunden sind.
Das Gehäuse 60 ist von dem Wärmeabstrahlteil 31 thermisch isoliert. Mit anderen Worten, das Gehäuse 60 liegt außerhalb des Wärmeabstrahlteils 31 und ist vom Wärmeabstrahlteil 31 beabstandet. Somit liegt zwischen dem Gehäuse 60 und dem Wärmeabstrahlteil 31 ein Abstand vor. Es erübrigt sich zu sagen, dass das Gehäuse 60 und das Wärmeabstrahlteil 31 als unterschiedliche Bauteile vorgesehen sind. Mit obiger Ausgestaltung kann von der LED 21 an das Wärmeabstrahlteil 31 übertragene Wärme daran gehindert werden, über das Gehäuse 60 auf die Schaltungselemente übertragen zu werden.
Bei dieser Ausführungsform sind die Schaltungselemente mit dem Gehäuse 60 über ein Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 verbunden. Das Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 ist ein Wärmeleitfett oder ein Wärmeleitgel. Das Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 ist in einen Spalt zwischen jedem der Schaltungselemente und dem Gehäuse eingebracht und verringert den thermischen Widerstand vom Schaltungselement zum Gehäuse 60. Beispielsweise ist das Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 so angeordnet, dass es die Oberfläche des Schaltungselements gegenüberliegend der Bodenfläche des Gehäuses 60 vollständig bedeckt. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Wie oben beschrieben, sind das Gehäuse 60 und die Schaltungselemente miteinander über das Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 in Verbindung, was zum Ergebnis hat, dass eine Wärmeabstrahlung von den Schaltungselementen verbessert werden kann. Die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Die Erfindung kann ihre Aufgaben auch dann erfüllen, wenn das Gehäuse 60 und die Schaltungselemente in direkter Verbindung miteinander sind.
Nachfolgend wird die Abdeckung 70 beschrieben. In der Abdeckung 70 ist in einer Abdeckungsbasis 72 ein Verbindungsfenster 71 vorgesehen. Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist die Abdeckung 70 an dem Gehäuse 60 angesetzt und deckt eine Öffnung des Gehäuses 60 ab. Das Verbindungsfenster 71 befindet sich an einer Position, welche zu dem Wärmeabstrahlteil 31 weist, wenn die Abdeckung 70 am Gehäuse 60 angesetzt ist. Mit anderen Worten, die Abdeckung 70 hat eine Öffnung, welche die Abdeckung 70 in Dickenrichtung durchsetzt und das Verbindungsfenster 71 ist. Das Verbindungsfenster 71 ist eine Öffnung zur Verbindung des Wärmeabstrahlteils 31 mit einer noch zu beschreibenden Wärmesenke 200. Die Abdeckungsbasis 72 kann beispielsweise aus einem Harz sein, das niedrigere Wärmeleitfähigkeit als Metall hat. Jedoch ist das Material für die Abdeckungsbasis 72 nicht auf ein Harz beschränkt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, wird die Beleuchtungsvorrichtung 100 mit obigem Aufbau bevorzugt mit der Wärmesenke 200 zusammengesetzt. In dieser Ausführungsform wird eine Beleuchtungsvorrichtung 100 verwendet, welche mit einer Wärmesenke 200 zusammengesetzt ist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Der Gegenstand der Erfindung kann auch erreicht werden, wenn die Beleuchtungsvorrichtung 100 nicht an die Wärmesenke 200 angesetzt ist.
Die Wärmesenke 200 ist aus Metall wie Kupfer oder Aluminium und enthält eine Wärmesenkenbasis 201 und einen konvexen Verbindungsabschnitt 202, der hiervon vorsteht. Der konvexe Verbindungsabschnitt 202 ist eine Stelle, die in Verbindung mit dem Wärmeabstrahlteil 31 ist. Daher wird der konvexe Verbindungsabschnitt 202 in das Verbindungsfenster 71 eingesetzt und ist mit dem Wärmeabstrahlteil 31 in Verbindung bringbar, wenn die Beleuchtungsvorrichtung 100 mit der Wärmesenke 200 zusammengesetzt ist. Mit anderen Worten, das Wärmeabstrahlteil 31 ist über das Verbindungsfenster 71 mit der Wärmesenke 200 verbunden. Das Wärmeabstrahlteil 31 gelangt nur in Kontakt mit dem konvexen Verbindungsabschnitt 202, so dass das Wärmeabstrahlteil 31 die von der LED 21 übertragene Wärme auf die Wärmesenke 200 abgeben kann.
Bei einer Verbindung des Wärmeabstrahlteils 31 mit der Wärmesenke 200 gemäß obiger Beschreibung wird von der LED 21 erzeugte Wärme über das Wärmeabstrahlteil 31 auf die Wärmesenke 200 übertragen und von der Wärmesenke 200 abgestrahlt. Daher kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 die Wärmeabstrahlung der LED 21 verbessern.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 ist mit der Wärmesenke 200 in einem Zustand zusammengesetzt, in welchem die Abdeckung 70 zur Wärmesenke 200 weist. Damit liegt die Abdeckung 70 zwischen der Schaltungsplatine 30 und der Wärmesenke 200, wenn die Beleuchtungsvorrichtung 100 mit der Wärmesenke 200 zusammengesetzt ist. Mit anderen Worten, die Abdeckung 70 liegt zwischen der Beleuchtungsvorrichtung 100 und der Wärmesenke 200. Die Abdeckung 70 befindet sich in Bereichen der Schaltungselemente auf der Schaltungsplatine 30 entgegengesetzt zur Wärmesenke 200. Jedoch ist in der Beleuchtungsvorrichtung 100 das Verbindungsfenster 71 in der Abdeckung 70 vorgesehen. Aus diesem Grund kann bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 die Wärmesenke 200 mit dem Wärmeabstrahlteil 31 verbunden werden, obgleich die Abdeckung 70 zwischen den Schaltungselementen und der Wärmesenke 200 liegt. Daher kann bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 mit der Anordnung der Abdeckung 70 zwischen der Wärmesenke 200 und der Schaltungsplatine 30 von der LED 21 auf die Wärmesenke 200 übertragene Wärme daran gehindert werden, über die Schaltungsplatine 30 auf die Schaltungselemente übertragen zu werden. Von daher arbeitet die Abdeckung 70 als ein wärmeisolierendes Bauteil zwischen den Schaltungselementen und der Wärmesenke 200.
In dieser Ausführungsform ist der konvexe Verbindungsabschnitt 202 in das Verbindungsfenster 71 eingesetzt und mit der Wärmeabstrahlteil 31 verbunden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Wenigstens entweder das Wärmeabstrahlteil 31 oder die Wärmesenke 200 können in das Verbindungsfenster 71 für eine Verbindung zwischen Wärmeabstrahlteil 31 und Wärmesenke 200 eingesetzt sein.
Wie oben beschrieben, sind bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 sowohl die LED 21 als auch die Schaltungselemente auf der Schaltungsplatine 30 angeordnet. Die LED 21 ist auf dem Wärmeabstrahlteil 31 angeordnet, das sich in der Schaltungsplatine 30 befindet. Aus diesem Grund kann von der LED 21 erzeugte Wärme über das Wärmeabstrahlteil 31 abgeführt werden. Demgegenüber sind die Schaltungselemente mit dem Gehäuse 60 verbunden. Aus diesem Grund wird von den Schaltungselementen erzeugte Wärme über das Gehäuse 60 abgeführt.
Wie oben beschrieben, ist in der Beleuchtungsvorrichtung 100 der Strahlungsweg der von der LED 21 erzeugten Wärme von dem Strahlungsweg der von den Schaltungselementen erzeugten Wärme getrennt. Mit anderen Worten, in der Beleuchtungsvorrichtung 100 ist der Wärmestrahlungsweg in den Strahlungsweg der von der LED 21 erzeugten Wärme und den Strahlungsweg der von den Schaltungselementen erzeugten Wärme zweigeteilt.
Aus diesem Grund ist bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Übertragung der von der LED 21 erzeugten Wärme auf die Schaltungselemente unterbunden. Somit kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Verringerung der Wärmeabstrahlung von den Schaltungselementen während einer Abstrahlung der Wärme von der LED 21 unterbinden. Da bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Verringerung der Wärmeabstrahlung der Schaltungselemente unterdrückt werden kann, lässt sich eine Verbesserung der Lebensdauer der Schaltungselemente erreichen. Insbesondere wenn die Beleuchtungsvorrichtung 100 bei hoher Temperatur verwendet wird, kann eine Verbesserung der Lebensdauer der Schaltungselemente erreicht werden. Da die Beleuchtungsvorrichtung 100 in das Wärmeabstrahlteil 31 und das Gehäuse 60 unterteilt ist, kann eine Verbesserung des Trenneffekts erreicht werden.
Weiterhin können durch die Integration der LED 21 in die Schaltungseinheit 10 bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 die Verkabelung und die Verbinderbauteile zur Verbindung der LED 21 mit der Schaltungseinheit 10 verringert werden. Mit anderen Worten, bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 kann die LED 21 mit der Schaltungseinheit 10 über die Leiter 50 und das Leitermuster anstelle einer Verkabelung und der Verbinderbauteile verbunden werden. Somit kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 Einbauraum im Vergleich zu einer Beleuchtungsvorrichtung einsparen, welche zur Verbindung von LED und Schaltungseinheit den Kabelbaum und die Verbinderbauteile hat.
Die LED 21 kann bei einem Fahrzeugscheinwerfer zur Anwendung gelangen. Der Fahrzeugscheinwerfer kann eine Helligkeit erforderlich machen, welche höher als die Helligkeit innerhalb eines Gebäudes ist. Wenn somit die LED 21 bei dem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, wird eine elektrische Leistung von einigen Dutzend Watt der LED 21 zugeführt, und ein Großteil der elektrischen Leistung wird als Wärme verbraucht. Demgegenüber tritt in der Schaltungseinheit 10 auch dann, wenn die LED 21 im Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, ein elektrischer Leistungsverlust von einigen wenigen Watt auf. Jedoch kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Verringerung der Wärmeabstrahlung der Schaltungselemente unterdrücken, wie oben beschrieben, während die von der LED 21 erzeugte Wärme abgestrahlt wird. Aus diesem Grund ist die Beleuchtungsvorrichtung 100 für den Fall geeignet, bei dem die LED 21 bei einem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wurde beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die oben genannte Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Arten abgewandelt werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Abwandlungen 1 bis 5 dieser Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Die obige Ausführungsform und die Abwandlungen 1 bis 5 können voneinander unabhängig umgesetzt werden, können jedoch auch in geeigneter Kombination umgesetzt werden. Die Beschreibung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt, die zur Umsetzung der Erfindung beschrieben worden ist, sondern kann in verschiedenen Kombinationen realisiert werden. Jede der Beleuchtungsvorrichtung 100 und der nachfolgend beschriebenen Beleuchtungsvorrichtungen 110 bis 150 kann Wärmesenken 200 bis 220 und 240 enthalten. Mit anderen Worten, jede der Beleuchtungsvorrichtung 100 und der Beleuchtungsvorrichtungen 110 bis 150 gemäß nachfolgender Beschreibung kann die Wärmesenken 200 bis 220 und 240 als einen Bestandteil enthalten.
(Abwandlung 1)
Bezug nehmen auf die 6 bis 9 wird nachfolgend eine Beleuchtungsvorrichtung 110 gemäß Abwandlung 1 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung 110 wird bei einem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt. Für gewöhnlich reflektiert der Fahrzeugscheinwerfer ein von einer Lichtquelle erzeugtes Licht an einen Reflektor zur Lichtverteilung. Daher ist gemäß den 6 und 7 die Beleuchtungsvorrichtung 110 mit einem Reflektor 300 in Verbindung, der das von der LED 21 erzeugte Licht reflektiert. In 7 sind die Leitungen 50 weggelassen.
Der Reflektor 300 ist von bekannter Art und hat an seiner Innenfläche eine reflektierende Oberfläche. Der Reflektor 300 hat die Form einer Viertelkalotte. Somit hat gemäß 6 der Reflektor 300 eine Halbkreisform von oben gesehen dann, wenn der Reflektor 300 an die Beleuchtungsvorrichtung 110 angesetzt ist. Mit anderen Worten, der Reflektor 300 hat einen Befestigungsabschnitt für die Beleuchtungsvorrichtung 110, und eine Ebenenform des Befestigungsabschnitts hat eine Halbkreisform.
Wie die Beleuchtungsvorrichtung 100 enthält die Beleuchtungsvorrichtung 110 eine Schaltungseinheit 10, eine Lichtemissionseinheit 20 und eine Abdeckung 70. Die Beleuchtungsvorrichtung 110 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 100 hinsichtlich der Form eines Gehäuses 60a. Wie in den 7 und 9 gezeigt, ist bei der Beleuchtungsvorrichtung 110 ein Verbinder 17, der ein Eingabe/Ausgabe-Anschluss für die Beleuchtungsvorrichtung 110 ist, an einer zur Schaltungsplatine 30 entgegengesetzten Fläche angebracht.
Gemäß den 6 bis 8 ist die Beleuchtungsvorrichtung 110 an einer Wärmesenke 210 angebracht. Wie die Wärmesenke 200 ist die Wärmesenke 210 mit einer Wärmesenkenbasis 211 und einem konvexen Verbindungsabschnitt 212 versehen. Weiterhin weist die Wärmesenke 210 Wärmeabstrahlrippen 213, einen vorstehenden Abschnitt 214 und Wärmeabstrahlvorsprünge 215 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlung auf. Die Wärmesenke 210 hat die Mehrzahl von Wärmeabstrahlrippen 213 von der Wärmesenkenbasis 211 vorstehend. In der Wärmesenke 210 ist der vorstehende Abschnitt 214 mit der Mehrzahl von Wärmeabstrahlvorsprüngen 215 von der Wärmesenkenbasis 211 vorstehend ausgebildet. Das Material für die Wärmesenke 210 ist das gleiche wie für die Wärmesenke 200.
Wie in den 6 bis 8 gezeigt, ist das Gehäuse 60a mit einem konvexen Abschnitt 61a, einem konkaven Abschnitt 62a und einem Abstrahlfenster 63a versehen. Das Abstrahlfenster 63a ist gleich dem Abstrahlfenster 63, so dass eine Beschreibung nicht erfolgt. Das Gehäuse 60a ist an dem Reflektor 300 angebracht. Genauer gesagt, der Reflektor 300 ist an einer Fläche des Gehäuses 60a angebracht, die entgegengesetzt zu einer Bodenfläche in Verbindung mit den Schaltungselementen ist.
Genauer gesagt, der Reflektor 300 ist an dem konkaven Abschnitt 62a des Gehäuses 60a angesetzt. Wie in den 6 und 7 gezeigt, ist das Gehäuse 60a so ausgebildet, dass der konvexe Abschnitt 61a entgegengesetzt zu der reflektierenden Oberfläche des Reflektors 300 angeordnet ist. Aus diesem Grund sind gemäß den 6 und 9 die Schaltungselemente auf der Schaltungsplatine 30 so angebracht, dass die Schaltungselemente an der zur reflektierenden Oberfläche des Reflektors 300 entgegengesetzten Seite dann angeordnet sind, wenn der Reflektor 300 an das Gehäuse 60a angesetzt ist.
Wie oben beschrieben, ist bei der Beleuchtungsvorrichtung 110 der Reflektor 300 an dem Gehäuse 60a angebracht. Der Reflektor 300 hat einen Befestigungsabschnitt für die Beleuchtungsvorrichtung 110 und eine Ebenenform des Befestigungsabschnitts hat eine Halbkreisform. Aus diesem Grund ist ein Bereich entgegengesetzt zur reflektierenden Oberfläche des Reflektors 300 ein Totraum immer dann, wenn der Reflektor 300 an der Beleuchtungsvorrichtung 110 angebracht ist. Unter diesen Umständen ist die Beleuchtungsvorrichtung 110 so ausgebildet, dass der konvexe Abschnitt 61a an einer zur reflektierenden Oberfläche des Reflektors 300 entgegengesetzten Seite liegt. Damit kann die Beleuchtungsvorrichtung 110 die gleichen Effekte wie die Beleuchtungsvorrichtung 100 unter effektiver Ausnutzung des Totraums erreichen. Weiterhin kann in der obigen Ausführungsform und den Abwandlungen 3 bis 5 der konvexe Abschnitt des Gehäuses an der entgegengesetzten Seite zur reflektierenden Oberfläche des Reflektors angeordnet sein.
(Abwandlung 2)
Nachfolgend wird anhand der 10 bis 12 die Beleuchtungsvorrichtung 120 der Abwandlung 2 beschrieben. Wie bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 enthält die Beleuchtungsvorrichtung 120 eine Schaltungseinheit 10 und eine Lichtemissionseinheit 20. Die Beleuchtungsvorrichtung 120 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 100 hinsichtlich der Ausgestaltung einer Schaltungsplatine 30a, der Form eines Gehäuses 60a und der Form einer Abdeckung 70a. Weiterhin unterscheidet sich die Beleuchtungsvorrichtung 120 von der Beleuchtungsvorrichtung 100 dadurch, dass die Schaltungselemente an einer Oberfläche der Schaltungsplatine 30a angeordnet sind, die entgegengesetzt zu einer Anordnungsoberfläche liegt, wo die LED 21 angeordnet ist. Wie in 11 gezeigt, sind bei der Beleuchtungsvorrichtung 120 eine Diode 18 und ein Widerstand 19, welche Schaltungselemente sind, auf einer abgewandten Oberfläche der Schaltungsplatine 30a angeordnet.
Die Schaltungsplatine 30a enthält ein Wärmeabstrahlteil 31a, eine Platinenbasis 32a und Durchkontaktierungen 33a. Die Schaltungsplatine 30a unterscheidet sich von der Schaltungsplatine 30 daher dahingehend, dass die Durchkontaktierungen 33a vorgesehen sind, und ist hinsichtlich des Rests identisch zur Schaltungsplatine 30.
Die Durchkontaktierungen 33a sind so angeordnet, dass sie sich von einer Anordnungsfläche der Platinenbasis 32a, wo die LED 21 angeordnet ist, zu einer Oberfläche erstrecken, die entgegengesetzt zur Anordnungsfläche ist. Die Schaltungselemente befinden sich auf der entgegengesetzten Oberfläche der Platinenbasis 32a.
Wie bei dem Wärmeabstrahlteil 31a sind die Durchkontaktierungen 33a aus Kupfer oder Aluminium. Jedoch sind die Durchkontaktierungen 33a nicht auf Kupfer oder Aluminium beschränkt. Die Durchkontaktierungen 33a können aus einem Metall sein, welches höhere Wärmeleitfähigkeit hat als das Material der Platinenbasis 32a (das heißt, höhere thermische Leitfähigkeit hat). Die Durchkontaktierungen 33a können aus einem metallhaltigen Material sein. Weiterhin können die Durchkontaktierungen 33a aus einer leitfähigen Paste sein, die leitfähige Partikel enthält.
Weiterhin sind die Durchkontaktierungen 33a mit einem Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 an einer Anordnungsflächenseite der Platinenbasis 32a in Verbindung und mit den Schaltungselementen an der entgegengesetzten Seite der Platinenbasis 32a in Verbindung. Wie oben beschrieben, sind die Durchkontaktierungen 33a Bauteile zur Verbindung der Schaltungselemente mit dem Schaltungswärmeabstrahlmittel 80. Somit wird von den Schaltungselementen erzeugte Wärme über die Durchkontaktierungen 33a zu dem Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 übertragen. Wie in der obigen Ausführungsform ist das Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 in Verbindung mit einem Gehäuse 60b. Mit der obigen Ausgestaltung wird von den Schaltungselementen erzeugte Wärme über die Durchkontaktierungen 33a und das Schaltungswärmeabstrahlmittel 80 auf das Gehäuse 60b übertragen.
Wie oben beschrieben, sind in der Beleuchtungsvorrichtung 120 die Schaltungselemente an einer Oberfläche der Schaltungsplatine 30a angeordnet, die entgegengesetzt zu einer Anordnungsoberfläche ist, wo die LED 21 angeordnet ist. Somit muss das Gehäuse 60b nicht die konvexen Abschnitte 61 und den konkaven Abschnitt 62 wie das Gehäuse 60 bereitstellen. Das Gehäuse 60b enthält einen Boden 62b und ein Abstrahlfenster 63b. Wie genauer in den 10 und 12 gezeigt, wird das Gehäuse 60b durch ein schachtelförmiges Bauteil mit einem ebenen Boden 62b und einer umlaufenden Seitenwand gebildet, welche von einem Ende der Bodenfläche vorsteht. Das Gehäuse 60 öffnet sich an einer Stelle, welche zum Boden 62b weist. Mit anderen Worten, das Gehäuse 60 hat eine Öffnung, die gegenüber dem Boden 62b liegt. Das Abstrahlfenster 63b ist gleich dem Abstrahlfenster 63, und eine Beschreibung erfolgt nicht.
Der Boden 62b des Gehäuses 60b ist der Ort, an dem der Reflektor 300 angebracht ist. Wie oben beschrieben, ist der Boden 62b flach ausgebildet. Mit anderen Worten, in dem Gehäuse 60b ist ein Umfang des Abstrahlfensters 63b flach ausgebildet.
Wie in den 11 und 12 gezeigt, hat die Abdeckung 70a konvexe Abschnitte 72a, die in Bereichen ausgebildet sind, die zu den Schaltungselementen zeigen, und einen konkaven Abschnitt 73a im verbleibenden Bereich. Mit anderen Worten, die Abdeckung 70a hat die konvexen Abschnitte 72a und den konkaven Abschnitt 73a, der entsprechend der Höhe der Schaltungselemente ausgebildet ist. Die konvexen Abschnitte 72a sind Stellen, welche vom konkaven Abschnitt 73a vorstehen. Damit ist der konkave Abschnitt 73a eine Stelle, die gegenüber den konvexen Abschnitten 72a zurückspringend ist. Die Abdeckung 70a ist mit einem Kontaktfenster 71a wie die Abdeckung 70 versehen. Das Material der Abdeckung 70a ist gleich demjenigen der Abdeckung 70.
Die Beleuchtungsvorrichtung 120 mit obigem Aufbau kann die gleichen Vorteile wie die Beleuchtungsvorrichtung 100 erreichen. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung 120 die Anbringbarkeit (mit anderen Worten, die Montagefähigkeit) des Reflektors 300 verbessern, da der Umfang des Abstrahlfensters 63b im Gehäuse 60b abgeflacht sein kann. Mit anderen Worten, die Beleuchtungsvorrichtung 120 kann am Gehäuse 60b angebracht werden, ohne dass die Form des Reflektors 300 und eine Anpassung der Form des Reflektors 300 besonders beachtet werden müssen.
In der Abwandlung 2 ist die Wärmesenke nicht dargestellt. Jedoch kann wie bei der obigen Ausführungsform und den verbleibenden Abwandlungen die Beleuchtungsvorrichtung 120 an der Wärmesenke angebracht werden. Das Wärmeabstrahlteil 31a kann mit der Wärmesenke über ein Lichtquellenwärmeabstrahlmittel 81 verbunden sein. Beispielsweise ist das Lichtquellenwärmeabstrahlmittel 81 so angeordnet, dass es vollständig eine Fläche des Wärmeabstrahlteils 31a bedeckt, die zur Wärmesenke zeigt. Unter Verwendung des Lichtquellenwärmeabstrahlmittels 81 gemäß obiger Beschreibung kann bei der Beleuchtungsvorrichtung 120 die Wärmeabstrahlung von der LED 21 verbessert werden. Der Gegenstand der Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Das Lichtquellenwärmeabstrahlmittel 81 ist identisch zum Schaltungswärmeabstrahlmittel 80, so dass eine nochmalige Beschreibung nicht erfolgt. Das Lichtquellenwärmeabstrahlmittel kann auch bei der obigen Ausführungsform und in anderen Abwandlungen angewendet werden. Beispielsweise kann das Wärmeabstrahlteil 31 mit dem konvexen Verbindungsabschnitt 202 der Wärmesenke 200 über das Lichtquellenwärmeabstrahlmittel verbunden werden.
(Abwandlung 3)
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 13 die Beleuchtungsvorrichtung 130 der Abwandlung 3 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung 130 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 100 dahingehend, dass keine Abdeckung vorhanden ist.
Wie beim Gehäuse 60 enthält ein Gehäuse 60c einen konvexen Abschnitt 61c, einen konkaven Abschnitt 62c und ein Abstrahlfenster 63c. Das Gehäuse 60c enthält auch einen Flansch 64c, der ein Anbringabschnitt für eine Schaltungsplatine 30 ist. Somit wird das Gehäuse 60c an der Schaltungsplatine 30 unter Verbindung des Flansches 64 mit der Schaltungsplatine 30 angebracht. Der Flansch 64c kann an der Schaltungsplatine 30 durch eine Verschraubung oder Verklebung angebracht werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung 130 hat keine Abdeckung. Aus diesem Grund muss eine Wärmesenke 220 zur Anbringung an der Beleuchtungsvorrichtung 130 nicht mit einem konvexen Verbindungsabschnitt an einer Wärmesenkenbasis 221 versehen sein. Ein Material der Wärmesenke 220 ist das gleiche wie dasjenige der Wärmesenke 200.
Die Beleuchtungsvorrichtung 130 mit obigem Aufbau kann die gleichen Vorteile wie die Beleuchtungsvorrichtung 100 erzielen. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung 130 die Anzahl von Bauteilen stärker als bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 verringern, da keine Abdeckung vorgesehen ist. Auf ähnliche Weise kann auch in der obigen Ausführungsform und den verbleibenden Abwandlungen die Abdeckung weggelassen werden. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung 110 ihre Aufgabe lösen, auch wenn die Abdeckung 70 nicht vorhanden ist.
(Abwandlung 4)
Anhand von 14 wird ein Beleuchtungsgerät beschrieben, welches mit der Beleuchtungsvorrichtung 140 der Abwandlung 4 versehen ist. Das Beleuchtungsgerät enthält die Beleuchtungsvorrichtung 140 und eine Wärmesenke 230. Die Beleuchtungsvorrichtung 140 ist identisch zur Beleuchtungsvorrichtung 100, und daher erfolgt eine Beschreibung nicht.
Wie in 14 gezeigt, erhält die Wärmesenke 230 eine Luftströmung von einem Wärmeabstrahlgebläse 400. Die Wärmesenke 230 entspricht einer luftgekühlten Wärmesenke. Wie die Wärmesenke 200 enthält die Wärmesenke 230 eine Wärmesenkenbasis 231 und einen konvexen Verbindungsabschnitt 232. Das Material der Wärmesenke 230 ist gleich demjenigen der Wärmesenke 200.
Weiterhin durchtreten Blasöffnungen 233 die Wärmesenke 230 in Dickenrichtung der Wärmesenke 230. Eine von dem Wärmeabstrahlgebläse 400 gelieferte Luftströmung tritt durch die Blasöffnungen 233. Die Blasöffnungen 233 liegen an Positionen, welche zu den Schaltungselementen der Beleuchtungsvorrichtung 140 dann zeigen, wenn die Beleuchtungsvorrichtung 140 mit der Wärmesenke 230 in Verbindung ist.
Die Wärmesenke 230 ist so angeordnet, dass Abstände c1, welche mit den jeweiligen Blasöffnungen 233 in Verbindung stehen, zwischen der Wärmesenke 230 und der Beleuchtungsvorrichtung 140 vorliegen, wenn die Beleuchtungsvorrichtung 140 mit der Wärmesenke 230 zusammengebaut ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 140 enthält die Abdeckung 70. Aus diesem Grund sind die Abstände c1 zwischen der Wärmesenke 230 und der Abdeckung 70 gebildet. Die Luftströmung von dem Wärmeabstrahlgebläse 400 wird somit der Wärmesenke 230 zugeführt und auch der Umgebung der elektronischen Schaltungen über die Abstände c1 und die Blasöffnungen 233 zugeführt.
Die Lagebeziehungen zwischen der Wärmesenke 230 und dem Wärmeabstrahlgebläse 400 und die Positionen der Blasöffnungen 233 in der Wärmesenke 230 sind nicht auf die obige Ausgestaltung beschränkt. Jegliche Lagebeziehung zwischen Wärmesenke 230 und Wärmeabstrahlgebläse 400 ist akzeptabel, solange die Luftströmung von dem Wärmeabstrahlgebläse 400 der Wärmesenke 230 zugeführt werden kann. Jegliche Position der Blasöffnungen 233 in der Wärmesenke 230 ist akzeptabel, solange die Luftströmung von dem Wärmeabstrahlgebläse 400 der Beleuchtungsvorrichtung 140 zugeführt werden kann.
Die Beleuchtungsvorrichtung 140 für das Beleuchtungsgerät mit obigem Aufbau kann die gleichen Vorteile wie die Beleuchtungsvorrichtung 100 erzielen. Da bei dem Beleuchtungsgerät die Wärmesenke 230 die Luftströmung von dem Wärmeabstrahlgebläse 400 empfängt, lässt sich die Wärmeabfuhr für die LED 21 in Verbindung mit der Wärmesenke 230 verbessern. Weiterhin wird in dem Beleuchtungsgerät die von dem Wärmeabstrahlgebläse 400 abgegebene Luftströmung den Umgebungen der Schaltungselemente über die Abstände c1 und die Blasöffnungen 233 in der Wärmesenke 230 zugeführt. Aus diesem Grund kann bei dem Beleuchtungsgerät die Wärmeabfuhr der Schaltungselemente verbessert sein. Daher ist das Beleuchtungsgerät für einen Fall geeignet, bei dem die LED 21 notwendigerweise die gleiche Helligkeit wie eine HID-Lampe (Hochintensitätsentladungslampe) oder Glühbirne liefern muss.
Das Beleuchtungsgerät kann seine Aufgabe lösen, auch wenn die Beleuchtungsvorrichtungen 100 bis 130 und 150 in Verbindung mit der Wärmesenke 230 sind. Bei dem Beleuchtungsgerät, bei dem die Beleuchtungsvorrichtung 130 in Verbindung mit der Wärmesenke 230 ist, liegen die Abstände c1 zwischen der Wärmesenke 230 und der Schaltungsplatine 30.
(Abwandlung 5)
Nachfolgend wird anhand von 15 die Beleuchtungsvorrichtung 150 von Abwandlung 5 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung 150 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 100 dahingehend, dass die Abdeckung 70 nicht vorhanden ist. Weiterhin ist die Beleuchtungsvorrichtung 150 unterschiedlich gegenüber der Beleuchtungsvorrichtung 100 hinsichtlich einer Schaltungsplatine 30b.
Wie bei der Schaltungsplatine 30 befinden sich eine LED 21 und Schaltungselemente auf der gleichen Oberfläche der Schaltungsplatine 30b. In der Schaltungsplatine 30b ist ein Wärmeabstrahlteil 31b in einer Platinenbasis 32b angeordnet. Wie bei dem Wärmeabstrahlteil 31 ist die LED 21 über ein isolierendes Bauteil 40 über dem Wärmeabstrahlteil 31b angeordnet.
Jedoch ist das Wärmeabstrahlteil 31b in der Schaltungsplatine 30b angeordnet, ohne die Platinenbasis 32b in Dickenrichtung der Platinenbasis 32b zu durchdringen. Mit anderen Worten, das Wärmeabstrahlteil 31b ist in die Platinenbasis 32b eingebettet und liegt zu einer Anordnungsoberfläche der Platinenbasis 32b hin frei, auf der sich die LED 21 befindet. Somit ist das Wärmeabstrahlteil 31b nicht zu einer Oberfläche der Platinenbasis 32b hin frei, die entgegengesetzt zur Anordnungsoberfläche ist.
Ein Gehäuse 60d unterscheidet sich vom Gehäuse 60 dahingehend, dass der konkave Abschnitt 62 und das Abstrahlfenster 63 nicht vorhanden sind. Das Gehäuse 60d enthält einen konvexen Abschnitt 61d entsprechend der Höhe der Schaltungselemente und einen Flansch 62d, der ein Anordnungsabschnitt für die Schaltungsplatine 30b ist. Mit andere Worten, das Gehäuse 60d ist so angeordnet, dass es die Schaltungselemente im Wesentlichen abdeckt. Das Gehäuse 60d kann auch bei den Beleuchtungsvorrichtungen 100, 130 und 140 zum Einsatz gelangen. Wie bei dem Gehäuse 60 kann auch das Gehäuse 60d mit dem Abstrahlfenster 63 verwendet werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung 150 ist bevorzugt an einer Wärmesenke 240 angebracht. Die Wärmesenke 240 enthält eine Wärmesenkenbasis 241 und einen Anbringabschnitt 242, der eine Stelle ist, wo die Beleuchtungsvorrichtung 150 angebracht wird, und welcher in Kontakt mit einem Wärmeabstrahlteil 31d ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 150 wird auf der Wärmesenkenbasis 241 angeordnet und in den Anbringabschnitt 242 eingesetzt, wobei sie teilweise in dem Anbringabschnitt 242 umschlossen ist. Wie oben beschrieben, ist die Beleuchtungsvorrichtung 150 in dem Anbringabschnitt 242 eingeschlossen, und das Wärmeabstrahlteil 31d wird in Kontakt mit der Wärmesenke 240 gebracht. Mit anderen Worten, die Beleuchtungsvorrichtung 150 ist in den Anbringabschnitt 242 eingesetzt und mit der Wärmesenke 240 verbunden.
Die Beleuchtungsvorrichtung 150 mit obigem Aufbau kann die gleichen Vorteile wie die Beleuchtungsvorrichtungen 100 und 130 erzielen. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung 150 problemlos in die Wärmesenke 240 eingesetzt werden. Mit anderen Worten, die Beleuchtungsvorrichtung 150 wird lediglich in den Anbringabschnitt 242 eingeführt, mit dem Ergebnis, dass das Wärmeabstrahlteil 31c in die Wärmesenke 240 eingesetzt und in Kontakt mit der Wärmesenke 240 gebracht wird.
Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen hiervon beschrieben wurde, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und Aufbauten beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen mit umfassen. Obgleich weiterhin verschiedene Kombinationen und Ausgestaltungen beschrieben wurden, sind auch andere Kombinationen und Ausgestaltungen mit mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element ebenfalls im Rahmen und Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung, welche an einer Wärmesenke (200 bis 240) angeordnet ist und aufweist: eine Lichtquelle (21); eine Treiberschaltung (10), welche die Lichtquelle antreibt, um Licht zu emittieren, und welche ein Schaltungselement (11 bis 19) und eine Schaltungsplatine (30, 30a, 30b) beinhaltet, auf der das Schaltungselement und die Lichtquelle angeordnet sind; und ein Gehäuse (60, 60a bis 60d), welches die Treiberschaltung abdeckt; und eine Abdeckung (70, 70a), wobei: die Schaltungsplatine ein Abstrahlteil (31, 31a, 31b) aufweist, welches in einem Bereich angeordnet ist, wo sich die Lichtquelle befindet, um von der Lichtquelle erzeugte Wärme abzuführen; das Gehäuse mit dem Schaltungselement in Verbindung ist und vom Schaltungselement erzeugte Wärme abführt; das Gehäuse eine Fläche in Verbindung mit dem Schaltungselement und einen Öffnungsteil aufweist, der zu der Fläche weist; die Abdeckung ein Verbindungsfenster (71, 71a) an einer Position aufweist, die zum Abstrahlteil weist, die Abdeckung zwischen der Wärmesenke und der Schaltungsplatine angeordnet ist, und die Abdeckung den Öffnungsteil abdeckt; und das Abstrahlteil über das Verbindungsfenster mit der Wärmesenke verbunden ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Abstrahlteil (31, 31a) so angeordnet ist, dass es sich von einer Anordnungsoberfläche der Schaltungsplatine (30, 30a), auf der die Lichtquelle angeordnet ist, zu einer Oberfläche entgegengesetzt zur Anordnungsoberfläche erstreckt.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: das Abstrahlteil mit der Wärmesenke über ein Lichtquellenwärmeabstrahlmittel (81) verbunden ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Schaltungselement mit dem Gehäuse über ein Schaltungswärmeabstrahlmittel (80) verbunden ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Schaltungsplatine eine isolierende Platinenbasis (32, 32a, 32b) hat, auf der das Abstrahlteil angeordnet ist; und die Lichtquelle an dem Abstrahlteil über ein isolierendes Bauteil (40) angeordnet ist, welches eine höhere Wärmeleitfähigkeit hat als die isolierende Platinenbasis.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Lichtquelle und das Schaltungselement auf der gleichen Oberfläche der Schaltungsplatine (30, 30b) angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Schaltungselement an einer Oberfläche entgegengesetzt zu einer Anordnungsoberfläche der Schaltungsplatine (30a) angeordnet ist, auf der sich die Lichtquelle befindet.
Beleuchtungsgerät, aufweisend: die Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und die Wärmesenke, wobei: die Wärmesenke eine luftgekühlte Wärmesenke (230) ist, der eine Luftströmung von einem Kühlgebläse (400) zugeführt wird; und die luftgekühlte Wärmesenke eine Blasöffnung (233) enthält, durch welche die von dem Kühlgebläse gelieferte Luftströmung läuft und die an einer Position angeordnet ist, welche zu dem Schaltungselement zeigt, wobei ein Spalt (c1) in Verbindung mit der Blasöffnung zwischen der luftgekühlten Wärmesenke und der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist.