DE212013000276U1

DE212013000276U1 - LED-Lampe

Info

Publication number: DE212013000276U1
Application number: DE212013000276.9U
Authority: DE
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: CMC Magnetics Co
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-10-09
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: US9638409B2; CN205037079U; JP2015038855A; WO2014119169A1; US20150323169A1; JP6244893B2

Abstract

Lampe, die aufweist: ein lichtemittierendes LED-Modul mit einer LED: ein Linsenmodul, das vor dem lichtemittierenden LED-Modul bereitgestellt ist; ein Gehäuse, das das lichtemittierende LED-Modul aufnimmt und eine Schnittfläche hat, die in Richtung eines Sockels, der auf einem hinteren Abschnitt der Lampe angeordnet ist, abnimmt; und eine Wärmesenke, die wenigstens einen Teil des Gehäuses aufbaut und von der LED emittierte Wärme abführt, wobei die Wärmesenke aufweist: eine Unterseite, auf der das lichtemittierende LED-Modul und das Linsenmodul installiert sind, einen Außenzylinderteil, der auf einer Rückseite der Unterseite angeordnet ist, mehrere Wärmeabführungsrippen, von denen jede ein Plattenform hat, die auf einem Außenumfangsrand der Unterseite angeordnet sind und sich von der Unterseite in Vorder- und seitliche Richtungen erstrecken, und die mit einer Außenumfangsoberfläche des Außenzylinderteils verbunden sind und sich in seitliche Richtungen der Außenumfangsoberfläche erstrecken, und einen Wärmeabführungskörper mit einer gurtartigen Form, der Abschnitte auf einer Außenumfangsseite der Wärmeabführungsrippen miteinander verbindet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lampe, die eine LED verwendet.
Hintergrundtechnik
Es wurden verschiedene LED-Lampen unter Verwendung eines lichtemittierenden Halbleiterelements, wie etwa einer LED (Leuchtdiode), mit einem hohen Wirkungsgrad und einer langen Lebensdauer anstelle eines allgemeinen Beleuchtungskörpers, wie etwa einer Halogenlampe, entwickelt. Es gibt Probleme, dass der Lichtemissionswirkungsgrad abnimmt, wenn eine LED aufgrund der von der LED erzeugten Wärme eine hohe Temperatur erreicht, und somit die Lichtausgabe einer Lampe abnimmt und die Lebensdauer der LED kurz wird. Daher war bekannt, dass die LED-Lampe dieser Art eine Wärmesenke umfasst, die von der LED emittierte Wärme abführt (siehe Patentdokumente 1 bis 4).
Referenzliste
Patentdokument

Patentdokument 1: Nationale Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung Nr. 2006-502551
Patentdokument 2: Nationale Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung Nr. 2004-528698
Patentdokument 3: Japanisches offengelegtes Patent Nr. 2011-60754
Patentdokument 4: Japanisches offengelegtes Patent Nr. 2012-169274

Zusammenfassung der Erfindung
Probleme, die von der Erfindung gelöst werden sollen
Eine Norm (zum Beispiel C7527-JIS-6320-2), die einen maximalen Außendurchmesser, eine Gesamtlänge und ähnliches definiert, wird in einem allgemeinen Beleuchtungskörper, wie etwa einer Halogenlampe festgelegt. Auch in dem Fall, in dem die Halogenlampe durch eine LED-Lampe ersetzt wird, ist es notwendig, dass ein maximaler Außendurchmesser, eine Gesamtlänge und ähnliches der LED-Lampe die existierende Norm erfüllen, und somit ist die Bereitstellung einer großen Wärmesenke schwierig. In dem Fall, in dem die Halogenlampe durch die LED-Lampe ersetzt wird, kann daher Wärme, die von einer LED emittiert wird, nicht vollständig abgeführt werden, und somit erreicht die LED eine hohe Temperatur, die den Lichtemissionswirkungsgrad verringern kann.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Probleme gemacht und es ist eine ihrer Aufgaben, eine LED-Lampe bereitzustellen, die die Verringerung des Lichtemissionswirkungsgrads auch in dem Fall wirksam verhindern kann, in dem die LED-Lampe eine existierende Norm erfüllt.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die vorstehenden Probleme zu lösen, verwendet eine LED-Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Einrichtungen. Das heißt, die LED-Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein lichtemittierendes LED-Modul mit einer LED; und ein Gehäuse, das das lichtemittierende LED-Modul aufnimmt und eine Schnittfläche hat, die in Richtung eines Sockels abnimmt. Wenigstens ein Teil des Gehäuses umfasst eine Wärmesenke, die von der LED emittierte Wärme abführt, und die Wärmesenke umfasst eine Unterseite, auf der das lichtemittierende LED-Modul installiert ist, mehrere Wärmeabführungsrippen, von denen jede ein Plattenform hat, die auf einem Außenumfangsrand der Unterseite angeordnet sind und sich in Vorder- und seitliche Richtungen der Unterseite erstrecken, und einen Wärmeabführungskörper mit einer Plattenform, der derart bereitgestellt ist, dass er das Gehäuse derart bedeckt, dass er eine Fläche von 10% oder mehr bis 40% oder weniger eines äußersten Durchmessers des Gehäuses von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses in Richtung der Unterseite abdeckt, wenn das Gehäuse von einer Sockelseite betrachtet wird.
Mit dem vorstehenden Aufbau können sowohl die Wärmeabführung durch Konvektion als auch die Wärmeabführung durch Wärmestabstrahlung, die durch die mehreren Wärmeabführungsrippen und den Wärmeabführungskörper erzeugt werden, maximiert werden. Ferner können die Konvektion in eine Richtung und die stabile Konvektion erreicht werden. Folglich kann die von der LED emittierte Wärme vollständig abgeführt werden, und es kann wirksam verhindert werden, dass die LED eine hohe Temperatur erreicht.
Hier kann in der LED-Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Behandlung zur Verbesserung einer Wärmeabstrahlungsrate jeweils auf die Unterseite, die Wärmeabführungsrippen und den Wärmeabführungskörper der Wärmesenke angewendet werden. Als Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate gibt es verschiedene Verfahren, wie etwa ein Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenbehandlung jeweils auf die Unterseite, die Wärmeabführungsrippen und den Wärmeabführungskörper der Wärmesenke, um die Wärmeabstrahlungsrate zu verbessern, ein Verfahren zum Beschichten und Ausbilden einer dünnen Schicht zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate jeweils auf die Unterseite, die Wärmeabführungsrippen und den Wärmeabführungskörper der Wärmesenke und ein Verfahren zum Ausbilden der dünnen Schicht zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate jeweils auf der Unterseite, den Wärmeabführungsrippen und dem Wärmeabführungskörper der Wärmesenke, indem sie in eine Flüssigkeit zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate getaucht werden. Auf diese Weise kann durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate jeweils auf die Unterseite, die Wärmeabführungsrippen und den Wärmeabführungskörper der Wärmesenke die Wärmeabführung von den mehreren Wärmeabführungsrippen und dem Wärmeabführungskörper weiter verbessert werden.
Ferner kann sich der Wärmeabführungskörper der Wärmesenke in der LED-Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung in der Wärmeabstrahlungsrate von der Unterseite und den Wärmeabführungsrippen unterscheiden. Zum Beispiel ist es denkbar, dass die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nur auf den Wärmeabführungskörper der Wärmesenke angewendet wird und nicht auf die Unterseite und die Wärmeabführungsrippen der Wärmesenke angewendet wird. Auf diese Weise kann durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nur auf den Wärmeabführungskörper der Wärmesenke die Behandlung zu Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate verringert werden, und die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper kann weiter verbessert werden.
Ferner kann in der LED-Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Oberfläche des Wärmeabführungskörpers größer als eine Oberfläche des Wärmeabführungskörpers in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper entlang einer Außenform des Gehäuses ist, sein. Zum Beispiel kann der Wärmeabführungskörper eine Aussparung und einen Vorsprung in einer Dickenrichtung haben, kann in Lücken zwischen den Wärmeabführungsrippen eindringen, oder kann derart aufgebaut sein, dass er in Richtung der Auswärtsrichtung in vorgegebenen Intervallen wellenartig ist. Auf diese Weise kann die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers größer sein, indem die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers größer als die in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper entlang der Außenform des Gehäuses ist, gemacht wird, und die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper kann weiter verbessert werden.
Ferner kann die Unterseite in der LED-Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung eine im Wesentlichen kreisförmige Form haben, und die mehreren Wärmeabführungsrippen können radial auf dem Außenumfangsrand der Unterseite angeordnet sein. Ferner können die mehreren Wärmeabführungsrippen in festen Intervallen auf dem Außenumfangsrand der Unterseite angeordnet sein. Dadurch kann die Wärmeabführung durch die Konvektion, die von den mehreren Wärmeabführungsrippen erzeugt wird, weiter verbessert werden.
Ferner kann in der LED-Lampe gemäß der vorliegenden Ausführungsform die LED in dem lichtemittierenden LED-Modul im Wesentlichen auf der Mitte einer Platine montiert sein, die derart angeordnet werden soll, dass eine optische Achse der LED und eine Mitte der Unterseite einander im Wesentlichen entsprechen. Wie vorstehend beschrieben, kann durch Verwenden des lichtemittierenden LED-Moduls eines sogenannten Ein-Kern-Typs in der LED-Lampe als Ganzes die Punktlichtquelle erreicht werden. Auf diese Weise können durch Verkleinern des lichtemittierenden LED-Moduls die mehreren Wärmeabführungsrippen größer sein und die Wärmeabführung durch die Konvektion und die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung, die durch die mehreren Wärmeabführungsrippen erzeugt werden, können weiter verbessert werden. Ferner können durch Verwenden des lichtemittierenden LED-Moduls des sogenannten Ein-Kern-Typs mehrere Schatten wirksam beseitigt oder verringert werden.
Ferner kann der LED-Chip ein GaN-Substrat umfassen. Selbst wenn eine Stromdichte der LED erhöht wird, wird dadurch nicht ohne Weiteres ein Defekt erzeugt. Als ein Ergebnis kann eine größere elektrische Leistung für die Ansteuerung an die LED geliefert werden, und die LED-Lampe kann Licht mit einem größeren Lichtstrom und größerer Beleuchtungsstärke emittieren.
Es ist zu beachten, dass die Einrichtungen zum Lösen der Probleme der vorliegenden Erfindung soweit wie möglich miteinander kombiniert werden können.
Ergebnisse der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in einer LED-Lampe, in der eine LED als eine Lichtquelle verwendet wird, möglich, eine LED-Lampe bereitzustellen, die eine Verringerung des Lichtemissionswirkungsgrads auch in dem Fall wirksam verhindern kann, in dem die LED-Lampe eine existierende Norm erfüllt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
2 ist eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Schnittansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
4 ist eine Perspektivansicht einer Wärmesenke gemäß dieser Ausführungsform.
5 ist eine Perspektivansicht der Wärmesenke gemäß dieser Ausführungsform.
6 ist eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
7 ist eine Draufsicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
8 ist eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
9 ist eine Draufsicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
10 ist eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
11 ist eine Draufsicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers gemäß dieser Ausführungsform.
12 ist ein Diagramm, das eine Temperatur der Installationsoberfläche des lichtemittierenden LED-Moduls gemäß dieser Ausführungsform darstellt.
Beschreibung einer Ausführungsform
Unter Bezug auf die Zeichnungen wird hier nachstehend eine Ausführungsform beispielhaft und im Detail beschrieben. Es ist zu beachten, dass Abmessungen, Materialien, Formen und relative Positionen von Bestandteilelementen, die in dieser Ausführungsform beschrieben werden sollen, einen technischen Bereich der vorliegenden Erfindung für sie nicht beschränken, es sei denn, die Beschreibung wird spezifisch gegeben.
<Gesamtaufbau der LED-Lampe gemäß dieser Ausführungsform>
Eine LED-Lampe gemäß dieser Ausführungsform ist ein LED-Beleuchtungskörper, der als seine Lichtquelle eine Leuchtdiode (auf die hier nachstehend als „LED” Bezug genommen wird) umfasst, und ihr Gehäuse ist derart aufgebaut, dass es eine Normgröße, die durch Normen, wie etwa JIS (Japanische Industriestandards) definiert wird. Hier wird Bezug auf 1 bis 5 nehmend eine Beschreibung eines Beispiels gegeben, in dem die LED-Lampe gemäß dieser Ausführungsform als ein MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 aufgebaut ist, der durch eine MR16-Halogenlampe mit einem Außendurchmesser von etwa 50 mm ersetzbar ist. Es ist zu beachten. dass die MR16-Halogenlampe, die die existierende Norm erfüllt, eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form hat, so dass ihre Schnittfläche in Richtung eines Sockels abnimmt, und der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 ebenso eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form hat, so dass seine Schnittfläche in Richtung eines Sockels abnimmt.
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 gemäß dieser Ausführungsform. 2 ist eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 gemäß dieser Ausführungsform. 3 ist eine perspektivische Schnittansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 gemäß dieser Ausführungsform.
Der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 umfasst ein lichtemittierendes LED-Modul 2, ein Linsenmodul 3 und ein Gehäuse 4. In dieser Beschreibung ist eine Seite, wo das Linsenmodul 3 bereitgestellt ist, als eine „Vorderseite” der LED-Lampe (MR16-LED-Beleuchtungskörper 1) definiert.
Das lichtemittierende LED-Modul 2 umfasst eine LED 20 als ein Lichtquelle und eine Modulplatine 21, auf der die LED 20 montiert ist, und ist ein Ein-Kern-Modul, in dem die LED 20 konzentriert auf einer Mitte der Modulplatine 21 angeordnet ist. Die Modulplatine 21 ist zum Beispiel eine metallbasierte Platine, die aus einem metallischen Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie etwa Aluminium, hergestellt ist oder einem isolierenden Material hergestellt ist.
Die LED 20 hat zum Beispiel eine Chip-on-Board-Struktur, in der ein oder mehrere Nahe-Ultraviolett-LED-Chips direkt auf eine Verdrahtung, die auf einer Montageoberfläche der Modulplatine 21 bereitgestellt ist, montiert sind, und wird durch Vergießen oder ähnliches mit einem lichtdurchlässigen Harz, in das ein blauer Leuchtstoff, grüner Leuchtstoff und roter Leuchtstoff gemischt sind, aufgebaut, wobei der blaue Leuchtstoff, der grüne Leuchtstoff und der rote Leuchtstoff mit dem Nahen-Ultraviolett-LED-Chip angeregt werden, um Licht zu emittieren. Es ist zu beachten, dass der LED-Chip nicht auf den Nahen-Ultraviolett-LED-Chip beschränkt ist und verschiedene LED-Chips, wie etwa ein blauer LED-Chip, verwendet werden können und abhängig von dem verwendeten LED-Chip verschiedene Leuchtstoffe verwendet werden können. Ferner umfasst der LED-Chip in dieser Ausführungsform ein GaN-Substrat. In dem Fall, in dem der LED-Chip mit dem GaN-Substrat verwendet wird, kann ein hoher Strom angelegt werden, und somit kann eine Punktlichtquelle mit hohem Lichtstrom erreicht werden.
Es ist zu beachten, dass die LED 20 eine LED-Gehäusestruktur anstelle der Chip-on-Board-Struktur verwenden kann und auf verschiedene Formen angewendet werden kann. Ferner können in dem lichtemittierenden LED-Modul 2 die mehreren LEDs 20 in einer verteilten Weise auf der Modulplatine 21 angeordnet sein. In dem LED-Chip kann ein anderes Substrat als das GaN-Substrat, zum Beispiel ein Saphiersubstrat oder ein Siliziumsubstrat, angewendet werden.
Das Linsenmodul 3 umfasst eine Linse 30 und eine Linsenhalterung 31, an der die Linse 30 angebracht werden kann. Die Linse 30 ist eine Linse mit einem vorgegebenen Lichtverteilungswinkel. Ferner ist die Linse 30 zum Beispiel aus einem Akrylharz, einem Polykarbonatharz oder ähnlichem hergestellt und hat zum Beispiel als Ganzes eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Form. Die Linse 30 umfasst eine Lichtemissionsoberfläche 301, die von der LED 20 erzeugtes Licht emittiert. Wenn eine Seite, wo die Lichtemissionsoberfläche 301 in der Linse 30 ausgebildet ist, als ein „vorderer Abschnitt” definiert wird, ist eine Aussparung 302 zur Aufnahme der LED 20 auf einem hinteren Abschnitt der Linse 30 ausgebildet.
Die Lichtemissionsoberfläche 301 der Linse 30 ist zum Beispiel eine Kollimatorlinse. Ferner ist eine Unterseite der Aussparung 302 in der Linse 30 zum Beispiel mit einer konvexen Linse versehen, die in Richtung des hinteren Abschnitts konvex ist. Die Lichtemissionsoberfläche 301 ist nicht auf die Kollimatorlinse beschränkt. und vielfältige Linsen, wie etwa eine Fresnellinse, können vorzugsweise verwendet werden. Wie ferner in 3 dargestellt, ist die Linse 30 an einer Position bereitgestellt, die der LED 20 zugewandt ist, die auf der Modulplatine 21 montiert ist, und nimmt die LED 20 in der Aussparung 302 auf, wodurch eine Störung zwischen der Linse 30 und der LED 20 verhindert wird. Es ist zu beachten, dass die Form, die Größe, das Material und ähnliches der Linse 30 geeignet geändert werden können.
Die Linsenhalterung 31 umfasst einen Halterungskörper 311, der die Linse 30 darin halten kann und eine im Wesentlichen zylindrische Form hat. Ein Innendurchmesser des Halterungskörpers 311 ist gleich einem Außendurchmesser der Linse 30. Die Linse 30 ist in den Halterungskörper 311 eingepasst, so dass die Linsenhalterung 31 die Linse 30 halten kann. Die Linsenhalterung 31 hat eine Lichtdurchlässigkeitseigenschaft und ist zum Beispiel aus transparentem Harz hergestellt. Die Linsenhalterung 31 umfasst ferner ein Paar von Vorsprungarmen 32, die jeweils von dem Halterungskörper 311 nach unten vorstehen. Ferner ist ein Ende des Vorsprungarms 32 mit einer hakenartigen Verbindungsklaue 33 ausgebildet.
Das Gehäuse 4 ist ein Gehäuse (eine Unterbringung) des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 und nimmt das lichtemittierende LED-Modul 2, das Linsenmodul 3 und ähnliche auf. Ferner umfasst wenigstens ein Teil des Gehäuses 4 eine Wärmesenke, die von der LED 20 emittierte Wärme abführt. Insbesondere umfasst das Gehäuse 4 die Wärmesenke 41, die die von der LED 20 emittierte Wärme abführt, ein Ansteuerungsgehäuse 42, das eine Leiterplatte für eine Leistungsquelle 6 aufnimmt (siehe 2), die von der Leistungsquelle elektrische Leistung für die Ansteuerung an die LED 20 in dem lichtemittierenden LED-Modul 2 liefert.
Als ein Material des Ansteuerungsgehäuses 42 können verschiedene Harze, ein anorganisches Material, wie etwa Keramik, oder Metall, wie etwa Aluminium, angewendet werden, oder diese Materialien können miteinander kombiniert werden, um das Ansteuerungsgehäuse 42 aufzubauen. In dieser Ausführungsform wird PBT (Polybutylenterephthalat) für das Ansteuerungsgehäuse 42 verwendet, aber das Ansteuerungsgehäuse 42 ist nicht auf das PBT beschränkt. Ferner ist das Ansteuerungsgehäuse 42 vorzugsweise aus einem Harzmaterial ohne Leitfähigkeit hergestellt. Das Ansteuerungsgehäuse 42 umfasst einen Platinenaufnahmeteil 421, der die Leiterplatte 6 aufnimmt, um einen Drahtdruckbefestigungsteil 422, der in einer gekoppelten Weise auf einer Rückseite des Platinenaufnahmeteils 421 bereit gestellt ist. Der Platinenaufnahmeteil 421 umfasst ein Paar Fixierteile 423, mit denen Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben, festgeschraubt werden können.
Ein Drahtdruckelement 7 ist an dem Drahtdruckbefestigungsteil 422 des Ansteuerungsgehäuses 42 befestigt. Das Drahtdruckelement 7 ist ein isolierendes Element. Ein Paar von Stifteinsetzlöchern 71 ist auf dem Drahtdruckelement 7 in seiner Dickenrichtung gebohrt. Sockelstifte 61 (siehe 2) des Sockels, die auf der Leiterplatte 6 bereitgestellt sind (siehe 2) werden in die Einsetzlöcher 71 eingesetzt. Ferner umfasst das Drahtdruckelement 7 Sperrklauen 72, die mit Sperrteilen 424, die auf dem Drahtdruckbefestigungsteil 422 des Ansteuerungsgehäuses 42 bereitgestellt sind, sperren.
4 und 5 sind jeweils eine Perspektivansicht der Wärmesenke 41 gemäß dieser Ausführungsform. Die Wärmesenke 41 ist ein Gehäuseelement, welches das Gehäuse 4 zusammen mit dem Ansteuerungsgehäuse 42 aufbaut. Ferner ist die Wärmesenke 41 ein Wärmeabführungselement zum Abführen der von der LED 20 emittierten Wärme, wie vorstehend beschrieben. Die Wärmesenke 41 ist ein Element mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und zum Beispiel aus Aluminium oder ähnlichem hergestellt.
Die Wärmesenke 41 umfasst einen Installationsteil 411 zum Installieren des lichtemittierenden LED-Moduls 2 und des Linsenmoduls 3, einen äußeren Zylinderteil 412, der auf einer Rückseite des Installationsteils 411 angeordnet ist, und mehrere Wärmeabführungsrippen 413, die auf einem Umfang des Außenzylinderteils 412 bereitgestellt sind.
Der Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 hat eine im Wesentlichen kreisförmige ebene Form. Ferner kann der Platinenaufnahmeteil 421 des Ansteuerungsgehäuses 42 in den äußeren Zylinderteil 412 eingesetzt werden. Ein Paar von Schraubeinsetzlöchern 414 und ein Paar von Armeinsetzlöchern 415, in die jeweils das Paar von Vorsprungarmen 32 in dem Halterungskörper 311 der Linsenhalterung 31 eingesetzt werden kann, ist auf dem Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 ausgebildet. Der Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 ist mit einer Öffnung für die Verdrahtung 416 ausgebildet, durch welche die Verdrahtung mit jeweiligen Anschlüssen der Leiterplatte 6 und der Modulplatine 21, die in dem Ansteuerungsgehäuse 42 aufgenommen ist, verbunden ist.
Ferner sind in der Wärmesenke 41 die mehreren Wärmeabführungsrippen 413 radial auf einem Außenumfangsrand des Installationsteils 411 angeordnet. Jede der mehreren Wärmeabführungsrippen 413 hat eine Plattenform, und eine Oberfläche der Wärmesenke 41 nimmt zu, so dass die Abführung von Wärme, die von der LED 20 an den Installationsteil 411 übertragen wird, gefördert werden kann. Jede der Wärmeabführungsrippen 413 ist mit einer Außenoberfläche des Außenzylinderteils 412 verbunden und erstreckt sich radial in Richtung eines seitlichen Äußeren des Außenzylinderteils 412 (mit anderen Worten in Richtung eines seitlichen Äußeren des Installationsteils 411). Ferner sind die Wärmeabführungsrippen 413 radial in festen Intervallen von einer Mitte des Installationsteils 411 in der Wärmesenke 41 angeordnet. Die Wärmeabführungsrippen 413 erstrecken sich von dem Installationsteil 411 in der Wärmesenke 41 nach vorn, und Enden der Wärmeabführungsrippen 413 sind mit einer ringförmigen Randzone 417 miteinander verbunden.
<Montage des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1>
Wie in 1 und 3 dargestellt, sind das lichtemittierende LED-Modul 2 und das Linsenmodul 3 auf dem Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 installiert. Insbesondere ist das lichtemittierende LED-Modul 2 mit Befestigungsschrauben 5 an dem Gehäuse 4 befestigt. Auf der Modulplatine 21 des lichtemittierenden LED-Moduls 2 ist ein Paar von Schraubeneinsetzteilen 211, die Ausschnitte sind und in welche die Befestigungsschrauben 5 eingesetzt sind, und ein Paar Armeinsetzteile 212, die Ausschnitte sind und in welche die Vorsprungarme 32 in dem Halterungskörper 311 der Linsenhalterung 31 eingesetzt sind, ausgebildet. Ferner ist auf der Modulplatine 21 ein Ausschnittteil für die Verdrahtung 213 ausgebildet, der ein Ausschnitt ist, durch welchen die Verdrahtung mit den jeweiligen Anschlüssen der Leiterplatte 6 und der Modulplatine 21, die in dem Ansteuerungsgehäuse 42 aufgenommen sind, verbunden ist (siehe 1).
Wenn der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 montiert wird, wird die Befestigungsschraube 5 nacheinander in den auf der Modulplatine 21 ausgebildeten Schraubeneinsetzteil 211 und das auf dem Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 ausgebildeten Schraubeinsetzloch 414 eingesetzt und dann mit einer Schraubnut verschraubt, die auf dem Fixierteil 423 ausgebildet ist, der auf dem Platinenaufnahmeteil 421 in dem Ansteuerungsgehäuse 42 bereitgestellt ist. Dadurch wird das lichtemittierende LED-Modul 2 mit den Befestigungsschrauben 5 an dem Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 befestigt und auch die Wärmesenke 41 und das Ansteuerungsgehäuse 42 werden verbunden.
Indessen ist das Linsenmodul 3 mit den Verbindungsklauen 33, die auf den Enden der Vorsprungarme 32 in der Linsenhalterung 31 ausgebildet sind, an der Wärmesenke 41 befestigt. Insbesondere werden die Vorsprungarme 32 in der Linsenhalterung 31 in die Armeinsetzteile 212, die auf der Modulplatine 21 ausgebildet sind, und die Armeinsetzlöcher 415, die auf dem Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 ausgebildet sind, eingesetzt und dann werden die auf den Enden der Vorsprungarme 32 ausgebildeten Verbindungsklauen 33 mit der Rückseite des Installationsteils 411 verhakt. Dadurch wird das Linsenmodul 3 an der Wärmesenke 41 befestigt, während das lichtemittierende LED-Modul 2 gehalten wird. Ferner sind die Verbindungsklauen 33 der Vorsprungarme 32 derart bereitgestellt, dass sie einer Mittelrichtung (das heißt, dem Inneren) des Installationsteils 411 der Wärmesenke 41 zugewandt sind, und mit den Armeinsetzlöchern 415 sperren, die auf dem Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 ausgebildet sind.
Wenn ferner der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 montiert wird, wird die Leiterplatte 6 (siehe 2) in dem Platinenaufnahmeteil 421 des Ansteuerungsgehäuses 42 aufgenommen, und die Sockelstifte 61 (siehe 2) werden in die Stifteinsetzlöcher 71 des Drahtdruckelements 7 eingesetzt. Dann werden die Sperrklauen 72 des Drahtdruckelements 7 mit den Sperrteilen 424 des Drahtdruckbefestigungsteils 422 verhakt, so dass das Drahtdruckelement 7 an dem Ansteuerungsgehäuse 42 befestigt werden kann. Es ist zu beachten, dass die Sockelstifte 61, die durch die Stifteinsetzlöcher 71 des Drahtdruckelements 7 nach außen vorstehen, in eine (nicht dargestellte) Fassung eingepasst und damit verbunden werden können. Dadurch kann von der externen Leistungsquelle elektrische Leistung an die Schaltungsplatine 6 geliefert werden.
Die Verdrahtung von der Leiterplatte 6, die in dem Ansteuerungsgehäuse 42 aufgenommen ist, kann durch die Öffnung 416 für die Verdrahtung, die auf den Installationsteil 411 der Wärmesenke 41 ausgebildet ist, und den Ausschnittteil 213 für die Verdrahtung, der auf der Modulplatine 21 ausgebildet ist, zu der Montageoberfläche der LED 20 in der Modulplatine 21 geführt werden und mit dem Anschluss verbunden werden, der auf der Montageoberfläche der LED 20 bereitgestellt ist. Dadurch kann die elektrische Leistung für die Ansteuerung der Leiterplatte 6 an die LED 20, die auf der Modulpatine 21 montiert ist, geliefert werden.
<Charakteristischer Aufbau der Wärmesenke gemäß dieser Ausführungsform>
6 ist eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 gemäß dieser Ausführungsform. 7 ist eine Draufsicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 gemäß dieser Ausführungsform. Wie vorstehend beschrieben, hat der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform die im Wesentlichen halbkugelförmige Form, so dass seine Schnittfläche in Richtung des Sockels abnimmt. Ferner umfasst in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform wenigstens ein Teil des Gehäuses 4 die Wärmesenke 41, die die von der LED 20 emittierte Wärme abgibt, und die Wärmesenke 41 umfasst die Unterseite 411, auf der das lichtemittierende LED-Modul 2 installiert ist, und die mehreren Wärmeabführungsrippen 413, die jeweils die Plattenform haben, die auf dem Außenumfangsrand der Unterseite 411 angeordnet sind und sich in Vor- und seitliche Richtungen der Unterseite 411 erstrecken.
Daneben ist die Wärmesenke 41 in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform als der charakteristische Aufbau mit einem Wärmeabführungskörper 418 versehen, der zu einer gurtartigen zusammenhängenden Form mit einer Plattenform mit einer vorgegebenen Dicke aufgebaut ist. Es ist zu beachten, dass der Wärmeabführungskörper 418 nicht auf die gurtartige zusammenhängende Form beschränkt ist und zum Beispiel einen oder mehrere Schlitze an vorgegebenen Positionen haben kann, ohne zusammenhängend zu sein.
In diesem Fall ist der Wärmeabführungskörper 418 ein Wärmeabführungselement zum Abführen der von der LED 20 emittierten Wärme wie die Wärmesenke 41. Der Wärmeabführungskörper 418 ist ein Element mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und zum Beispiel aus Aluminium oder ähnlichem hergestellt. Ferner verbindet der Wärmeabführungskörper 418 Abschnitte auf der Außenumfangsseite der Wärmeabführungsrippen 413 miteinander und strahlt Wärme nach außerhalb des Gehäuses 4 ab. Daher wird der Wärmeeinfall erneut verringert, so dass der Wirkungsgrad der Wärmeabstrahlung verbessert werden kann. Es ist zu beachten, dass der Wärmeabstrahlungskörper 418 integral mit der Wärmesenke 41 als ein getrenntes Element ausgebildet sein kann.
Der Wärmeabführungskörper 418 steht in Kontakt mit der ringförmigen Randzone 417 und ist derart bereitgestellt, dass er, wie in 6 dargestellt, eine vorgegebene Höhe von der ringförmigen Randzone 417 in Richtung einer Seite der Sockelstifte 61 hat. Das heißt, der Wärmeabführungskörper 418 ist bereitgestellt, um, wie in 7 dargestellt, eine vorgegebene Fläche des Gehäuses 4 von einem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 (Seite der Sockelstifte 61) abzudecken.
Ein äußerster Durchmesser des MR16-LED-Beleuchtungskörpers ist basierend auf der Norm etwa 50 mm, und sein Wärmeabführungskörper hat eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form. Hier ist die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 vorzugsweise 5 mm oder mehr bis 20 mm oder weniger, besser 5 mm oder mehr bis 15 mm oder weniger und am besten 10 mm oder mehr bis 15 mm oder weniger. Unter der Annahme, dass eine Krümmung des Wärmeabführungskörpers mit der im Wesentlichen halbkugelförmigen Form innerhalb der Norm ist, zum Beispiel in dem Fall, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 5 mm oder mehr bis 20 mm oder weniger ist, bedeckt der Wärmeabführungskörper 418 das Gehäuse 4 derart, dass er eine Fläche von 10% oder mehr bis 40% oder weniger des äußersten Durchmessers des Gehäuses von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung des Sockels 411 bedeckt, wenn das Gehäuse von der Seite der Sockelstifte 61 aus betrachtet wird. Ebenso bedeckt der Wärmeabführungskörper 418 in dem Fall, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 5 mm oder mehr bis 15 mm oder weniger ist, das Gehäuse 4 derart, dass er eine Fläche von 10% oder mehr bis 30% oder weniger bedeckt. Ferner bedeckt der Wärmeabführungskörper 418 in dem Fall, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 10 mm oder mehr bis 15 mm oder weniger ist, das Gehäuse 4 derart, dass er eine Fläche von 20% oder mehr bis 30% oder weniger bedeckt. Das heißt, der Wärmeabführungskörper 418 ist vorzugsweise bereitgestellt, um das Gehäuse 4 derart zu bedecken, dass er eine Fläche von 10% oder mehr bis 40% oder weniger des äußersten Durchmessers des Gehäuses von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 bedeckt, besonders bevorzugt derart bereitgestellt, dass er das Gehäuse 4 derart bedeckt, dass er eine Fläche von 10% oder mehr bis 30% oder weniger bedeckt, und noch mehr besonders bevorzugt derart bereitgestellt, dass er das Gehäuse 4 derart bedeckt, dass er eine Fläche von 20% oder mehr bis 30% oder weniger bedeckt, wenn das Gehäuse 4 von der Seite der Sockelstifte 61 betrachtet wird. Es ist zu beachten, dass die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 eine Summe der Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 und der Höhe der Randzone 417 ist.
Es ist zu beachten, dass 6 eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 in dem Fall ist, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 10 mm ist, und 7 eine Draufsicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 in dem Fall ist, in dem der Wärmeabführungskörper 418 das Gehäuse 4 derart bedeckt, dass er eine Fläche von etwa 15% von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 bedeckt. Ferner ist 8 eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 in dem Fall, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 5 mm ist, und 9 ist eine Draufsicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper 418 das Gehäuse 4 derart bedeckt, dass er eine Fläche von etwa 10% von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 bedeckt. Ferner ist 10 eine Seitenansicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 in dem Fall, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 20 mm ist, und 11 ist eine Draufsicht des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper 418 das Gehäuse 4 derart bedeckt, dass er eine Fläche von etwa 40% von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 bedeckt.
Der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 dieser Ausführungsform realisiert die Abführung der Wärme, die von der LED 20 emittiert wird, sowohl durch Konvektion, die durch Lücken zwischen den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418 geht, als auch die Wärmeabstrahlung von den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418.
Jedoch kann die Wärme in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper 418 eine kleine Größe hat, durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper 418 nicht vollständig abgeführt werden. Indessen kann die Wärme in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper 418 eine große Größe hat, durch die Konvektion, die durch die Lücken zwischen den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418 geht, nicht vollständig abgeführt werden, weil eine Fläche einer Öffnung, durch die Luft strömt, abnimmt.
Ferner hat der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform die im Wesentlichen halbkugelförmige Form, so dass seine Schnittfläche in Richtung der Seite der Sockelstifte 61 abnimmt. Folglich nimmt ein Außendurchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Seite der Sockelstifte 61 ab, und es ist möglich, durch eine Krümmung eines äußersten Durchmessers der Wärmeabführungsrippen eine Installationsposition des Wärmeabführungskörpers 418 und die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 zu erreichen, wenn der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 von der Oberseite (Seite der Sockelstifte 61) betrachtet wird.
Hier hat der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform eine kleinere Krümmung, wenn er sich der Mitte des Gehäuses 4 nähert, und hat eine größere Krümmung, wenn er sich dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 nähert. Daher bedeckt der Wärmeabführungskörper 418 in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper 418 nahe der Mitte des Gehäuses 4 bereitgestellt ist, selbst wenn der Wärmeabführungskörper 418 eine kleine Größe hat, eine große Fläche des Gehäuses 4, wenn der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 von der Oberseite (Seite der Sockelstifte 61) aus betrachtet wird. Dadurch nimmt die Fläche der Öffnung, durch die Luft strömt, ab, und somit kann die Wärme durch die Konvektion, die durch die Lücken zwischen den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418 geht, nicht vollständig abgeführt werden.
Da ferner in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper 418 nahe der Mitte des Gehäuses 4 bereitgestellt ist, die Lücken zwischen den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418 eng sind, kann die von dem Wärmeabführungskörper 418 abgestrahlte Wärme von den Wärmeabführungsrippen 413 aufgenommen werden, oder die von der Wärmeabführungsrippe 413 abgestrahlte Wärme kann von einer anderen Wärmeabführungsrippe 413 aufgenommen werden, so dass die Wärme ins Innere des Gehäuses 4 zurückkehren kann. Folglich kann es schwierig sein, die Wärmeabführungswirkung so gut wie möglich zu nutzen.
Um diese Probleme zu lösen, ist der Wärmeabführungskörper 418 in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 dieser Ausführungsform derart bereitgestellt, dass er das Gehäuse 4 derart bedeckt, dass er eine vorgegebene Fläche von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 (10% oder mehr bis 40% oder weniger des äußersten Durchmessers des Gehäuses) bedeckt, wenn das Gehäuse von der Seite der Sockelstifte 61 aus betrachtet wird. Dadurch kann die Wärme durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper 418 vollständig abgeführt werden, und die Wärme kann auch durch Konvektion, die durch die Lücken zwischen den mehreren Wärmeabstrahlungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418 geht, vollständig abgeführt werden. Selbst wenn der Wärmeabführungskörper 418 ferner eine große Größe hat, bedeckt der Wärmeabführungskörper 418 nur eine kleine Fläche des Gehäuses 4, wenn der MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 von der Oberseite (Seite der Sockelstifte 61) betrachtet wird. Daher kann die Fläche der Öffnung, durch die Luft strömt, vergrößert werden, und somit kann die Wärme durch die Konvektion, die durch die Lücken zwischen den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418 geht, vollständig abgeführt werden. Da ferner die Lücken zwischen den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und dem Wärmeabführungskörper 418 breit sind, kehrt die Wärme, die von dem Wärmeabführungskörper 418 und den Wärmeabführungsrippen 413 abgestrahlt wird, nicht ins Innere des Gehäuses 4 zurück, und es ist möglich die Wärmeabführungswirkung bestmöglich zu nutzen. Aus dem Vorstehenden können sowohl die Wärmeabführung durch die Konvektion als auch die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung, die durch die mehreren Wärmeabführungsrippen und den Wärmeabführungskörper erzeugt werden, maximiert werden. Ferner können die Konvektion in eine Richtung und die stabile Konvektion erreicht werden. Folglich kann die von der LED 20 emittierte Wärme vollständig abgeführt werden, und es kann wirksam verhindert werden, dass die LED 20 eine hohe Temperatur erreicht.
Ferner wird eine Behandlung zur Verbesserung einer Wärmeabstrahlungsrate auf eine Oberfläche der Wärmesenke 41 angewendet. Als die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate gibt es verschiedene Verfahren, wie etwa ein Verfahren zur Anwendung einer Oberflächenbehandlung auf die Wärmesenke 41, um die Wärmeabstrahlungsrate zu verbessern, ein Verfahren zur Beschichtung und Ausbildung einer dünnen Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf der Wärmesenke 41 und ein Verfahren zur Ausbildung der dünnen Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf der Wärmesenke 41, indem die Wärmesenke 41 in eine Flüssigkeit zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate getaucht wird. Insbesondere ist in dieser Ausführungsform die Oberfläche der Wärmesenke 41 mit der dünnen Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate versehen. Als die dünne Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate wird zum Beispiel vorzugsweise ein Beschichtungsmaterial, das Siliziumkarbid oder vorgegebene spezielle Keramiken enthält, verwendet. Insbesondere wird als die dünne Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate vorzugsweise Cooltech CT-200 von Okisumo Incorporated oder UNI cool (wasserbasierter Typ II) von GODO PRINTING INK MFG. CO., LTD. verwendet. Auf diese Weise kann durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf die Oberfläche der Wärmesenke 41 die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von der Wärmesenke 41 weiter verbessert werden. Folglich kann die von der LED 20 emittierte Wärme vollständig abgeführt werden, und es kann wirksam verhindert werden, dass die LED 20 eine hohe Temperatur erreicht.
Es ist zu beachten, dass die Anwendung der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate in dieser Ausführungsform nicht auf die gesamte Oberfläche der Wärmesenke 41 beschränkt ist, und dass die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nur auf eine Oberfläche des Wärmeabführungskörpers 418 der Wärmesenke 41 angewendet werden kann. Das heißt, der Wärmeabführungskörper 418 der Wärmesenke 41 kann sich in der Wärmeabstrahlungsrate von der Unterseite 411 und den Wärmeabführungsrippen 413 unterscheiden. Auf diese Weise kann in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 dieser Ausführungsform die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nur auf die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers 418 verringert werden, und die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper 418 kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf die gesamte Oberfläche der Wärmesenke 41 angewendet wird, weiter verbessert werden. Folglich kann die von der LED 20 emittierte Wärme vollständig abgeführt werden, und es kann wirksam verhindert werden, dass die LED 20 eine hohe Temperatur erreicht. Ferner kann in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 dieser Ausführungsform die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper 418 leicht weiter verbessert werden, ohne die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf die mehreren Wärmeabführungsrippen 413, die eine komplizierte Behandlung ist, anzuwenden.
<Simulationsergebnis>
12 ist ein Diagramm, das eine Temperatur einer Installationsoberfläche des lichtemittierenden LED-Moduls 2 gemäß dieser Ausführungsform darstellt. In diesem Fall zeigt eine Horizontalachse die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 an, und eine Vertikalachse zeigt die Temperatur der Modulinstallationsoberfläche des lichtemittierenden LED-Moduls 2 an. (1) zeigt ein Simulationsergebnis in dem Fall an, in dem die dünne Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nicht bereitgestellt ist, (2) zeigt ein Simulationsergebnis in dem Fall an, in dem die dünne Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nur auf dem Wärmeabführungskörper 418 bereitgestellt ist, und (3) zeigt ein Simulationsergebnis in denn Fall an, in dem die dünne Schicht 419 zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf der gesamten Oberfläche der Wärmesenke 41 bereitgestellt ist. Es ist zu beachten, dass SolidWorks Flow Simulation als ein Simulator verwendet wurde.
Auf diese Weise wurde in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 dieser Ausführungsform durch Bereitstellen des Wärmeabführungskörpers 418, so dass er die vorgegebene Fläche des Gehäuses 4 von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 (10% oder mehr bis 40% oder weniger des äußersten Durchmessers des Gehäuses) bedeckt, wenn das Gehäuse 4 von der Seite der Sockelstifte 61 betrachtet wird, wirksam verhindert, dass die LED 20 eine hohe Temperatur erreicht, und die Temperatur der Installationsoberfläche des lichtemittierenden LED-Moduls 2 konnte beträchtlich gesenkt werden (12(1)). Ferner wurde in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 dieser Ausführungsform durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf die Oberfläche der Wärmesenke 41 wirksam verhindert, dass die LED 20 eine hohe Temperatur erreicht, und die Temperatur der Installationsoberfläche des lichtemittierenden LED-Moduls 2 konnte beträchtlich gesenkt werden (12(3)). Ferner wurde in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 dieser Ausführungsform durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nur auf die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers 418 wirksam verhindert, dass die LED 20 eine hohe Temperatur erreicht, und die Temperatur der Installationsoberfläche des lichtemittierenden LED-Moduls 2 konnte beträchtlich gesenkt werden, während die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate verringert wurde (12(2)).
<Wirkung und Ergebnis>
Wie vorstehend beschrieben, ist der Wärmeabführungskörper 418 in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform in dem Fall, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 5 mm oder mehr bis 20 mm oder weniger ist und das Gehäuse 4 von der Seite der Sockelstifte 61 betrachtet wird, derart bereitgestellt, dass er die vorgegebene Fläche des Gehäuses 4 von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 (10% oder mehr bis 40% oder weniger) bedeckt. Dadurch können sowohl die Wärmeabführung durch Konvektion als auch die Wärmeabführung durch Wärmeabstrahlung, die durch die mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und den Wärmeabführungskörper 418 erzeugt werden, maximiert werden. Ferner können die Konvektion in eine Richtung und die stabile Konvektion erreicht werden. Folglich kann die von der LED 20 emittierte Wärme vollständig abgeführt werden, und es kann wirksam verhindert werden, dass die LED 20 eine hohe Temperatur erreicht.
Ferner kann in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate auf die Wärmesenke 41 die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 und denn Wärmeabführungskörper 418 weiter verbessert werden.
Ferner kann in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform durch Anwenden der Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate nur auf die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers 418 der Wärmesenke 41 die Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate verringert werden, und die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper 418 kann weiter verbessert werden.
Ferner kann in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform, indem die Unterseite 411 mit der im Wesentlichen kreisförmigen Form hergestellt wird und die mehreren Wärmeabführungsrippen 413 radial und in festen Intervallen auf dem Außenumfangsrand der Unterseite 411 und angeordnet werden, die Wärmeabstrahlung durch die Konvektion, die von den mehreren Wärmeabführungsrippen 413 erzeugt wird, weiter verbessert werden.
Ferner ist in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform die LED 20 im Wesentlichen auf die Mitte der Platine in dem lichtemittierenden LED-Modul 2 montiert, um derart angeordnet zu werden, dass eine optische Achse und die Mitte der Unterseite 411 einander im Wesentlichen entsprechen, so dass das lichtemittierende LED-Modul 2 der sogenannte Ein-Kern-Typ wird und die Punktlichtquelle als ein Ganzes erzielt werden kann. Folglich kann in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform das lichtemittierende LED-Modul 2 verkleinert werden, und somit können die mehreren Wärmeabführungsrippen 413 größer sein, und die Wärmeabführung durch die Konvektion und die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung, die durch die mehreren Wärmeabführungsrippen 413 erzeugt werden, können weiter verbessert werden. Ferner treten in einem LED-Beleuchtungskörper, mit dem mehrere LEDs punktiert sind, mehrere Schatten auf, was angesichts der Beleuchtungswirkung manchmal unerwünscht ist. Um die mehreren Schatten zu beseitigen oder zu verringern, wird im Allgemeinen ein optisches Element, wie etwa eine Diffusionsplatte oder eine Linse verwendet oder kombiniert, oder die LEDs werden optimal angeordnet. Jedoch wird in dem MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 gemäß dieser Ausführungsform die sogenannte Ein-Kern-LED verwendet, so dass das Problem der mehreren Schatten wirksam beseitigt oder verringert werden kann.
Ferner umfasst der LED-Chip der LEDs 20 das GaN-Substrat, so dass, selbst wenn eine Stromintensität der LED 20 erhöht wird, nicht leicht ein Defekt erzeugt wird. Als ein Ergebnis kann eine höhere elektrische Leistung für die Ansteuerung an die LED 20 geliefert werden und Licht mit einem höheren Lichtstrom und einer höheren Beleuchtungsstärke kann emittiert werden.
<Modifikationsbeispiel>
An dem in dieser Ausführungsform beschriebenen MR16-LED-Beleuchtungskörper 1 können vielfältige Modifikationen vorgenommen werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel ist der MR16-LED-Beleuchtungskörper in dieser Ausführungsform beispielhaft als die LED-Lampe gezeigt, die die existierende Norm erfüllt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und kann eine LED-Lampe als einen MR16-LED-Beleuchtungskörper aufbauen, der andere Normen erfüllt, wie etwa einen MR11-LED-Beleuchtungskörper, einen AR111-LED-Beleuchtungskörper und einen PAR-LED-Beleuchtungskörper.
Ferner wird in dieser Ausführungsform die Beschreibung des Falls gegeben, in dem die Norm des GU5.3-Sockels des MR16-LED-Beleuchtungskörpers 1 verwendet wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf den Fall angewendet werden, in dem die Normen anderer Sockel, wie etwa EZ10-Sockel, verwendet werden, und in dem Fall, dass der LED-Beleuchtungskörper die anderen Normen erfüllt, können die Normen verschiedener Sockel ebenfalls angewendet werden.
Ferner wird in dieser Ausführungsform die Beschreibung des Falls gegeben, in dem die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 die Summe der Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 und der Höhe der Randzone 417 ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418 kann zum Beispiel die Höhe, die die Höhe der Randzone 417 nicht umfasst, das heißt, nur die Höhe des Wärmeabführungskörpers 418, sein.
Ferner wird in dieser Ausführungsform die Beschreibung des Falls, in dem der Wärmeabführungskörper 418 die vorgegebene Fläche des Gehäuses 4 von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses 4 in Richtung der Unterseite 411 bedeckt, das heißt, des Falls. in dem der Wärmeabführungskörper 418 derart aufgebaut ist, dass er entlang der Außenform des Gehäuses 4 ist, gegeben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers kann größer sein als in dem Fall, in dem der Wärmeabführungskörper entlang der Außenform des Gehäuses ist. Zum Beispiel kann der Wärmeabführungskörper eine Aussparung und einen Vorsprung in einer Dickenrichtung haben, kann in die Lücken zwischen den Wärmeabführungsrippen eintreten oder kann in der Auswärtsrichtung in vorgegebenen Intervallen wellenartig aufgebaut sein. Auf diese Weise kann die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers größer sein und die Wärmeabführung durch die Wärmeabstrahlung von dem Wärmeabführungskörper kann weiter verbessert werden, indem die Oberfläche des Wärmeabführungskörpers größer als die in dem Fall gemacht wird, in dem der Wärmeabführungskörper entlang der Außenform des Gehäuses ist.
Bezugszeichenliste

1: MR
10: LED-Beleuchtungskörper (LED-Lampe)
2: lichtemittierendes LED-Modul
3: Linsenmodul
4: Gehäuse
20: LED
21: Modulplatine
30: Linse
31: Linsenhalterung
41: Wärmesenke
411: Unterseite
413: Wärmeabführungsrippe
418: Wärmeabführungskörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2006-502551 [0003]
WO 2004-528698 [0003]
JP 2011-60754 [0003]
JP 2012-169274 [0003]

Claims

Lampe, die aufweist: ein lichtemittierendes LED-Modul mit einer LED: ein Linsenmodul, das vor dem lichtemittierenden LED-Modul bereitgestellt ist; ein Gehäuse, das das lichtemittierende LED-Modul aufnimmt und eine Schnittfläche hat, die in Richtung eines Sockels, der auf einem hinteren Abschnitt der Lampe angeordnet ist, abnimmt; und eine Wärmesenke, die wenigstens einen Teil des Gehäuses aufbaut und von der LED emittierte Wärme abführt, wobei die Wärmesenke aufweist: eine Unterseite, auf der das lichtemittierende LED-Modul und das Linsenmodul installiert sind, einen Außenzylinderteil, der auf einer Rückseite der Unterseite angeordnet ist, mehrere Wärmeabführungsrippen, von denen jede ein Plattenform hat, die auf einem Außenumfangsrand der Unterseite angeordnet sind und sich von der Unterseite in Vorder- und seitliche Richtungen erstrecken, und die mit einer Außenumfangsoberfläche des Außenzylinderteils verbunden sind und sich in seitliche Richtungen der Außenumfangsoberfläche erstrecken, und einen Wärmeabführungskörper mit einer gurtartigen Form, der Abschnitte auf einer Außenumfangsseite der Wärmeabführungsrippen miteinander verbindet.
Lampe nach Anspruch 1, wobei der Wärmeabführungskörper derart bereitgestellt ist, dass er das Gehäuse derart bedeckt, dass der Wärmeabführungskörper eine vorgegebene Fläche des Gehäuses von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses in Richtung der Unterseite bedeckt, wenn das Gehäuse von einer Sockelseite betrachtet wird.
Lampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein Teil des Wärmeabführungskörpers sich von der Unterseite vorwärts erstreckt.
Lampe nach Anspruch 1 bis 3, wobei der Wärmeabführungskörper derart bereitgestellt ist, dass er das Gehäuse derart bedeckt, dass der Wärmeabführungskörper eine Fläche von 10% oder mehr bis 40% oder weniger eines äußersten Durchmessers des Gehäuses von dem äußersten Durchmesser des Gehäuses in Richtung der Unterseite abdeckt, wenn das Gehäuse von einer Sockelseite betrachtet wird.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Unterseite eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, und wenigstens ein Teil der mehreren Wärmeabführungsrippen radial auf dem Außenumfangsrand der Unterseite angeordnet ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Behandlung zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate jeweils auf die Unterseite, die Wärmeabführungsrippen und den Wärmeabführungskörper der Wärmesenke angewendet wird.
Lampe nach Anspruch 6, wobei eine dünne Schicht zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsrate jeweils auf der Unterseite, den Wärmeabführungsrippen und dem Wärmeabführungskörper der Wärmesenke bereitgestellt wird.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lampe ein MR16-LED-Beleuchtungskörper, ein MR11-LED-Beleuchtungskörper, ein AR111-LED-Beleuchtungskörper oder ein PAR-LED-Beleuchtungskörper ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lampe eine Form und eine Größe hat, die durch eine MR16-Halogenlampe ersetzbar ist, und der Wärmeabführungskörper eine Höhe von 5 mm oder mehr bis 20 mm oder weniger hat.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei sich der Wärmeabführungskörper der Wärmesenke in der Wärmeabstrahlungsrate von der Unterseite und den Wärmeabführungsrippen unterscheidet.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Oberfläche des Wärmeabführungskörpers größer als eine Oberfläche des Wärmeabführungskörpers in dem Fall ist, in dem der Wärmeabführungskörper entlang einer Außenform des Gehäuses ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei wenigstens ein Teil der mehreren Wärmeabführungsrippen in festen Intervallen auf dem Außenumfangsrand der Unterseite angeordnet ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die LED in dem lichtemittierenden LED-Modul im Wesentlichen auf der Mitte einer Platine montiert ist, die derart angeordnet ist, dass eine optische Achse der LED und eine Mitte der Unterseite einander im Wesentlichen entsprechen.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein LED-Chip der LED ein GaN-Substrat umfasst.