JP2009259738A

JP2009259738A - 高効率ｌｅｄランプ

Info

Publication number: JP2009259738A
Application number: JP2008109991A
Authority: JP
Inventors: Wen Lung Chin; 秦文隆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2009-11-05

Abstract

【課題】直接に従来のバブルとして適用でき、優れた放熱効果が得られるだけでなく、灯具を交換せず、直接にバブルを交換して使用することができる高効率ＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】主として、ＬＥＤモジュールと実装基板、回路装置及び放熱灯座から構成され、該ＬＥＤモジュールは、実装基板に設けられ、実装基板は、熱伝達性の良い金属から構成され、放熱灯座は、放熱性の良い多孔隙構造である非金属から構成され、直接に、灯座外形に成型され、内凹み部があり、内凹み部の開口端が、実装基板によって封止され、内部に回路装置が設置され、回路装置により、ＬＥＤモジュールと外部電源が連結され、ＬＥＤが点灯する時、生成した熱が、素早く実装基板によって伝達される。
【選択図】図２

Description

本発明は、高効率ＬＥＤランプ技術に関し、特に、照明を提供するだけでなく、優れた放熱効果を有し、灯具を更換することが必要しなく、直接にバブルを交換できるものに関する。

ＬＥＤは、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）の略語で、半導体材料からなる固形発光素子であり、ＩＩＩ−Ｖ族化学元素（例えば、燐化ガリウムＧａＰや砒化ガリウムＧａＡｓ等）が利用され、発光原理は、電気エネルギーを光に変換するもので、即ち、化合物半導体に電流を印加し、電子とホールとを結合させて、エネルギーを光として釈放し、発光の効果が得られ、冷光で、寿命が十万時間以上になる。ＬＥＤは、最大の特長は、アイドリングタイム（ｉｄｌｉｎｇｔｉｍｅ）が要らなく、応答スピードが速く、体積が小さく、省電力、耐震、低汚染、量産に適合し、高信頼度などの利点が得られ、また、必要に応じて、容易に、極めて小さい、アレイ式の素子に作製できる。しかしながら、ＬＥＤが固形照明であるため、チップに通電することや量子励起によりエネルギー（光）を回復できるが、発光する過程において、チップ内の光エネルギーが、完全に、外部へ伝達できず、光エネルギーが、チップの内部やパッケージ内において、吸収されて、熱が形成される。ＬＥＤは、一般として、変換効率が約１０％〜３０％であるため、１Ｗの電力で、０．２Ｗのみ可視光に変換され、残りは、熱になり、そのため、放熱せず、それらの熱量が累積すると、チップの効率や寿命が悪化になる。そのため、高効率ＬＥＤを照明設備として利用するには放熱の問題を解決しなければならない。ＬＥＤ放熱特許を例とし、主として、口金上に、底板が固定され、該底板の上面に少なくとも一つの熱パイプが支持されて固定され、熱パイプに複数の放熱片と天板が嵌設されて固定され、天板の上面に、熱パイプに対応する数である高効率ＬＥＤが設けられ、該高効率ＬＥＤの底面が、熱パイプの上端に粘着されて支持される。発光ダイオードパッケージの放熱モジュール特許を例として、該放熱モジュールは、ＬＥＤ回路板と、複数の放熱片を有する放熱ブロックと、直接に該ＬＥＤ回路板を該放熱ブロック上に固定するための放熱ゴム材と、を備え、また、該ＬＥＤ回路板と該放熱ブロックとの間において、金属基板がない。また、高放熱発光ダイオード特許を例とし、少なくとも、多孔隙材料層と、該多孔隙材料層の表面に設けられる熱伝達層と、該熱伝達層に設けられるチップと、を備え、また、該熱伝達層により、該チップから発した熱を、該多孔隙材料層に伝達し、また、該多孔隙材料層を介して、対流により、該熱を外部へ放熱する。

以上の例から、従来のＬＥＤの放熱は、金属放熱片を利用するか、或いは熱パイプや冷却チップ、均熱板或いは放熱ファンを結合して行うが、放熱効果が良くなく、放熱スピードが遅く、また、放熱モジュールの構造が複雑で、コストが高い等の問題点があり、また、放熱構造が規格化設計ではないため、専用設計の灯具が必要とする。そのため、既存の従来の技術は、解決しなければならない欠点がある。

本発明の主な目的は、主として、ＬＥＤモジュールと実装基板、回路装置及び放熱灯座から構成され、該ＬＥＤモジュールが、実装基板上に設けられ、実装基板が、熱伝達性の良い金属から構成され、放熱灯座が、放熱性の良い多孔隙構造で、非金属から構成され、また、内凹み部を有し、内凹み部の開口端が、実装基板によって封止され、その内部に回路装置が設けられ、回路装置により、ＬＥＤモジュールと外部電源が接続され、ＬＥＤを点灯すると、生成した熱が、素早く実装基板によって伝達され、また、実装基板と放熱灯座との熱伝達と熱対流作用により、実装基板上の熱が、素早く放熱灯座に伝達されて放熱される高効率ＬＥＤランプを提供する。

本発明の他の目的は、該放熱灯座外縁に、バブル専用の金属バレルや絶縁バレル及び電源接触シートが設けられ、該金属バレルと電源接触シートが、回路装置に電気的に接続され、従来のバブル灯具に適用される高効率ＬＥＤランプを提供する。

本発明の更の他の目的は、該回路装置に、投射灯座専用の連結端子があり、該連結端子が、放熱灯座の底部外縁から突出して形成され、従来の投射灯具に適用される高効率ＬＥＤランプを提供する。

本発明の更の他の目的は、該実装基板に、凹み部があり、ＬＥＤモジュールが、該凹み部に設けられる高効率ＬＥＤランプを提供する。

本発明の更の他の目的は、該実装基板に、予めに設定された数の貫通穴が設けられ、これにより、対流作用が発生され、放熱効果が向上される高効率ＬＥＤランプを提供する。

本発明の更の他の目的は、該放熱灯座に、放熱の表面積を増大するための図柄が設けられ、また、実装基板が金属からなるため、高構造密度と高比熱の特性が得られる高効率ＬＥＤランプを提供する。

本発明は、主として、実装基板に取り付けられるＬＥＤモジュールと、熱伝達性の良い金属から構成される回路装置で、放熱灯座内に設けられ、ＬＥＤモジュールと外部電源とを接続する実装基板と、放熱性の良い、多孔隙構造で、非金属から構成され、また、一体成型で、内凹み部がある放熱灯座と、を備え、また、内凹み部の開口端が、実装基板によって封止される高効率ＬＥＤランプである。

図１乃至図３を参照しながら、本発明は、主として、従来の規格化商品で、実装基板２に取り付けられるＬＥＤモジュール１と、例えば、金や銀、銅、鉄、アルミニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、チタン、マンガン等である熱伝達性の良い金属から構成される実装基板２と、放熱灯座４内に設けられ、ＬＥＤモジュール１と外部電源を連結する回路装置３と、放熱性が良く、高比表面積構造の多孔隙構造であり、例えば、酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３や酸化ジルコニウムＺｒ_２Ｏ、窒化アルミニウムＡｌＮ、窒化シリコンＳｉＮ、窒化ホウ素ＢＮ、炭化タングステンＷＣ、炭化シリコンＳｉＣ、石墨Ｃ、結晶炭化シリコン、再結晶炭化シリコンＲｅＳｉＣ等である高熱伝達率の非金属粉末から構成され、その中、窒化アルミニウムと炭化シリコンが、好ましく、また、一体成型であり、内凹み部４０があり、内凹み部４０の開口端が、実装基板２に封止される放熱灯座４と、を備え、また、ＬＥＤを点灯すると、生成した熱が、素早く実装基板２によって伝達され、また、実装基板２と放熱灯座４との熱伝達と熱対流作用により、実装基板上２のＬＥＤにより生成された熱が、素早く放熱灯座４に伝達されて放熱される。

本発明に係る放熱灯座４は、直接に一般のバブル外形に形成され、放熱効果が得られ、また、直接に、従来のバブルの代わりに使用でき、それにより、優れた放熱効果が得られるだけでなく、灯具を交換せず、直接にバブルを交換することができる（即ち、本発明は、直接に、従来の灯具に適用できる）。該放熱灯座４の外縁に、例えば、Ｅ−２７やＥ１４等の国際共通規格であるバブル専用の金属バレル５０と絶縁バレル５１及び電源接触シート５２が設けられ、該金属バレル５０と電源接触シート５２が、更に、回路装置３に電気的に接続され、実装基板２上にランプ笠７が設けられ、これにより、ＬＥＤバブルが構成され、そのため、本発明は、直接に従来のバブルの灯具に螺合されて使用でき、元の古い灯具を交換しなくても良い。

図４乃至図６を参照しながら、本発明の回路装置３に、例えば、ＭＲ１６等の国際共通規格である投射灯座専用の連結端子６が設けられ、該連結端子６が、放熱灯座４の底部外縁から突出して形成され、実装基板２上に、反射笠８があり、これにより、ＬＥＤ投射ランプが構成され、これにより、本発明は、直接に、従来の投射灯具上に挿設されて使用でき、元の古い灯具を交換しなくても良い。

図１と図２、図４及び図５のように、本発明は、前記実装基板２に、凹み部２０があり、ＬＥＤモジュール１が、該凹み部２０に設けられ、バブルとして使用する時、該凹み部２０に、ランプ笠７が固定される（図２と図３のように）。投射ランプとして使用する時、該凹み部２０に、反射笠８が固定される（図５と図６のように）。

また、本発明は、実装基板２に、予めに設定された数の貫通穴２１が設けられ、これにより、対流作用が得られて、放熱効果が向上される。また、放熱灯座４に、放熱表面積を増大するための図柄４１が形成される。そのため、本発明は、より進歩的かつより実用的で、法に従って特許請求を出願する。

以上は、ただ、本発明のより良い実施例であり、本発明は、それによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

本発明のバブルの実施例の斜視図本発明のバブルの実施例の斜視分解図本発明のバブルの実施例の組立て断面図本発明の投射ランプの実施例の斜視図本発明の投射ランプの実施例の斜視分解図本発明の投射ランプの実施例の組立て断面図

符号の説明

１ＬＥＤモジュール
２実装基板
２０凹み部
２１貫通穴
３回路装置
４放熱灯座
４０内凹み部
４１図柄
５０金属バレル
５１絶縁バレル
５２電源接触シート
６連結端子
７ランプ笠
８反射笠

Claims

主として、
実装基板に取り付けられるＬＥＤモジュールと、
熱伝達性の良い金属から構成される実装基板と、
放熱灯座内に設けられ、ＬＥＤモジュールと外部電源を連結する回路装置と、
放熱性が良く、非金属から構成され、多孔隙構造であり、直接に、灯座外形に成型され、内凹み部があり、内凹み部の開口端が、実装基板により封止される放熱灯座と、
ことを特徴とする高効率ＬＥＤランプ。
該放熱灯座外縁に、バブル専用の金属バレルや絶縁バレル及び電源接触シートが設けられ、該金属バレルと電源接触シートが、回路装置に電気的に接続され、実装基板上に、ランプ笠が設けられ、これにより、ＬＥＤバブルが構成されて、従来のバブルランプに使用されることを特徴とする請求項１に記載の高効率ＬＥＤランプ。
該回路装置は、投射灯座専用の連結端子があり、該連結端子が、放熱灯座の底部外縁から突出して形成され、実装基板上に、反射笠があり、これにより、ＬＥＤ投射ランプが構成されて、従来の投射ランプに使用されることを特徴とする請求項１に記載の高効率ＬＥＤランプ。
該実装基板は、凹み部があり、ＬＥＤモジュールが、該凹み部に設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の高効率ＬＥＤランプ。
該実装基板は、予めに設定された数の貫通穴が設けられ、これにより、対流作用が発生されて、放熱効果が向上されることを特徴とする請求項２または３に記載の高効率ＬＥＤランプ。
放熱灯座は、放熱の表面積を増大するための図柄が設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の高効率ＬＥＤランプ。