JP2015511370A

JP2015511370A - 略全方位発光型ｌｅｄランプ

Info

Publication number: JP2015511370A
Application number: JP2014553600A
Authority: JP
Inventors: 高鞠
Original assignee: SUZHOU JINGPIN OPTOELECTRONIC CO LTD
Current assignee: SUZHOU JINGPIN OPTOELECTRONIC CO LTD
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2015-04-16
Also published as: EP2799758A4; WO2014043964A1; US20140369034A1; EP2799758A1

Abstract

略全方位発光型LEDランプにおいて、ランプホルダー（１）、LED電源（２）、円柱体LEDチップ式光源（３）、カバー（４）、金属コネクタ、金属散熱部（５）、難燃性プラスチックコネクタ（7）を含み、前記LED電源（2）が難燃性プラスチックコネクタ（7）内に固定され、難燃性プラスチックコネクタ（7）の上部はランプホルダーに機械的に固定され、下部が金属散熱部（6）によりカバー（4）に機械的に固定され、金属コネクタ（5）の一端が環金属散熱部（6）に固定され、他端がカバー（4）内に延伸される。円柱体LEDチップ式光源（3）は金属コネク（5）のカバー（4）の内部分に延伸する外側面に接着する。ランプホルダー（1）、LED電源（2）及び円柱体LEDチップ式光源（3）が回路接続される。前記略全方位発光型LEDランプ（3）は、全体のLEDランプの散熱性能、従来のLEDの丸い電球における発光角度が小さい問題を改善した。

Description

本発明はLED照明の設備に関し、特に略全方位発光型LEDのチップ（SMD）式の光源、及びそれを含むLEDランプの全体に関する。

発光ダイオードは電気エネルギーを光エネルギーに変更できる、効率の高い冷光発光素子であり、また、電気消費量が低く、寿命が長いなどの長所を有するため、照明分野において、LEDランプを用いて照明を行う傾向が進んでいる。
LEDランプの芯の寿命はPN接続ノードの運転温度と緊密な関係を有し、現在、LEDランプは作動中約50%の電気エネルギーのみ光エネルギーに転換され、残りの電気エネルギーがほとんど熱エネルギーに変換されるため、LEDランプの温度が高く、LEDランプの温度が10℃ごと上がる場合、信頼性は半分減少する。特にハイ・パワーのLEDランプにおいて、散熱は大きな問題になっている。散熱性がよくないと、LEDランプの芯が急速に老朽化して、安定性が低下すると同時に、散熱性がよくないため、光のフェード現象が深刻になって、ランプの寿命に悪影響を与える。

パッケージされたLEDランプビーズは固定方向に発光し、その発光タイプは従来の光源の全方位発光のタイプと異なり、多くの場合には応用が不適切であり、光源の使用目的を達成するため、配光または2次光学方法を利用する必要がある。

本発明の目的は、従来技術における不足を解決するため、散熱性能は良く、かつ、適応範囲が広い略全方位発光型LEDチップ式光源を提供する。

上述の目的を達成するため、本発明は下記の技術的な解決策を利用する。
本発明により、略全方位発光型LEDランプを提供する。前記ランプは、ランプホルダー、LED電源、円柱体LEDチップ式光源、カバー、金属コネクタ、金属散熱部、難燃性プラスチックコネクタを含み、前記LED電源は難燃性プラスチックコネクタ内に固定され、難燃性プラスチックコネクタの上部はランプホルダーに機械的に固定され、下部は金属散熱部によりカバーに機械的に固定され、金属コネクタの一端が環金属散熱部に固定され、他端がカバー内に延伸される。円柱体LEDチップ式光源は金属コネクのカバー内部分に延伸される外側面に接着する。ランプホルダー、LED電源及び円柱体LEDチップ式光源が回路接続する。

前記構造のLEDランプでは、円柱体LEDチップ式光源が金属コネクタの周側に取付けられて、立体の光源を形成することにより、従来のチップ式LED光源を超えている。従来のLEDランプの発光角度の180°を300°以上に更新することで、発光効果が良く、従来の白熱灯の効果と近く、現在市販の白熱灯の理想的な代替品になる。また、金属の熱伝導効果が良いため、円柱体LEDチップ式光源の使用により発生する熱量は迅速に金属コネクタと金属散熱部に伝導され、かつ金属コネクタと金属産熱部材が即時に散熱するため、散熱効果が極めて高くなる。また、難燃性プラスチックコネクタの使用により、LED電源と金属部との接触を有効に回避することができ、製品の失効を回避できる。また、LED電源が容易に散熱するため、難燃性プラスチックコネクタの側壁にスルーホール（Through-hole）を設けることができ、そのカバーの形状は従来の白熱灯のカバーの形状と同じである。

好ましくは、前記円柱体LEDチップ式光源は前記長方形のフレキシブル回路基板と円形の回路基板を含み、長方形のフレキシブル回路基板と円形の回路基板にはプリント回路が設けられ、プリント回路にはLED結合領域が設けられ、前記LEDランプビーズはLED結合領域に配置されている。前記長方形のフレキシブル回路基板が内側に巻かれて円柱形に固定され、前記円形の回路基板は円柱形の底側面に固定される。

上述の構造では、フレキシブル回路基板を用いるため、四角形のフレキシブル回路基板を必要な形状に容易に巻くことができ、本発明は最も好ましい円柱形の構造を採用する。当然、横断面を他の規則的または不規則な星型、多角形、楕円形などに設計することができ、もし非円柱形である場合には、星型、多角形、楕円形などの形状に合わせるため、別の回路基板の形状を再び選択する必要がある。どの形の横断面を利用しても、その発光効果が同一で、加工難度と生産コストを考慮すると、本発明は円柱形の設計を利用する。その構造では、発光角度の範囲の全角が90-145°であり、かつ、円柱形と底側面の発光空間が互いに重なり、略全方位発光になる。

好ましくは、前記円形の回路基板の中心部にはスルーホール（Through Hole）が設けられ、使用する時に、長方形のフレキシブル回路基板と円形の回路基板が包囲する空間内の熱がスルーホールにより放出されて、光源全体の散熱性能を向上し、使用寿命を延ばしている。

好ましくは、前記長方形のフレキシブル回路基板が内側に巻かれた後に、接触する側面は溶接、縫製、または固定クランプにより固定され、前記円形の回路基板と長方形のフレキシブル回路基板が接触する側面は溶接、縫製、ねじ、リベット、または固定クランプにより固定される。いずれにしても、プリント電気回路の有効な回路接続を確保する必要があり、普通はすべてのプリント回路を一体構造にする必要がある。これにより、一回の通電により全てのLED結合領域の受電が確保でき、前記LED結合領域はプリント回路の配置により直列および並列接続を実現する。

好ましくは、前記LED結合領域はプリント回路の配置により直列および並列接続を実現する。
好ましくは、前記長方形のフレキシブル回路基板が前記金属コネクタの側面を被覆し、前記円形のフレキシブル回路基板が前記金属コネクタの底面を被覆する。
好ましくは、前記長方形のフレキシブル回路基板と円形の回路基板は熱伝導粘着材料を用いて金属コネクタの外側面に取り付けられる。

好ましくは、前記LEDランプビーズがリフローはんだ付け、レーザー溶接、共晶はんだ付け、または通電加熱の方法によりLED結合領域に固定される。ディスペンス（Dispensing、point gum）やグループリンティング（Glue printing）にリフローはんだ付けを加える方法を使用することが好ましい。前記方法により、溶接過程において、LEDランプビーズの各種の性能が容易に壊れない。
好ましくは、前記ビーズはSMD(Surface Mount Device)式であり、通常、SMDの発行角度は80°〜150°の間である。

好ましくは、前記金属散熱部は円環部と一つ以上のサイドバー（Side bar）を含み、かつ、サイドバーが均一に円環部の外側に配置され、サイドバーの腰部と円環部の外側面は相互に固定され、サイドバーとの間は隙間を有し、難燃性プラスチックコネクタが円環部の上方に置かれており、カバーが円環部の下方に置かれており、金属コネクタの一端が円環部の中間孔内に固定され、他端がカバー内に延伸され、すべてのサイドバーの腰部以下の部分がカバーに固定され、腰部以上の部分は難燃性プラスチックコネクタに固定される。サイドバーの腰部以下の部分とサイドバーの腰部以上の部分は、接続されるカバー及び難燃性プラスチックコネクタの形状に基づいて具体的に設計される。固定方法はねじ、クランプ構造（clamped structure）を利用することができ、連結が便利で円滑になる。また、サイドバーとの間の隙間により、有効に散熱し、使用中の製品が高温により失効される悪影響を回避する。

好ましくは、金属コネクタにより熱が迅速に外へ伝導されて、散熱性能を向上するため、前記金属コネクタは中実棒（Solid rod）または管状構造である。
前記金属散熱部及び金属コネクタはアルミニウムまたは銅質の材料であることが好ましい。アルミニウムの材料は散熱効果がよく、かつ、安価のため、最も好ましい。
金属コネクタの散熱効果を向上するため、前記金属散熱部及び金属コネクタの表面に対し、陽極化処理し、コーティング処理し、またはその表面に溝孔を設けることが好ましい。

LED電源コンポーネントは高電圧でのブレークダウンを回避し、製品全体の安全性を向上するため、前記難燃性プラスチックコネクタは難燃性PC材料または難燃性熱伝導PC材料であることが好ましい。
好ましくは、LED電源コンポーネントと円柱体LEDチップ式光源の間は散熱空間を有し、かつ、金属コネクタは円柱体LEDチップ式光源の発光角度をブロックしないようにするため、前記円柱体LEDチップ式光源の上端とカバーの口部の間は隙間を有し、下端は金属コネクタの底部と同一平面になっていることが好ましいい。

前記カバーと金属散熱部は接着剤、ねじ、ロックキャッチ、スプリング圧等の方法で固定して組合わされることが好ましい。
前記カバーは透明または透光ガラス、プラスチック、樹脂の材料であることが好ましい。

カバーの表面に対し噴霧化またはマルチ屈折面（Multi-refracting surface）処理を行うことが好ましく、その形状は従来の普通の電球のランプ、省エネルギーランプの光源の形状に類似する。
前記ランプホルダーは標準的なランプホルダーであることが好ましく、例えば、E26、E27，E14型など、従来のランプカバーにおいて容易に交換するためである。

本発明により提供する略全方位発光型LEDランプは、構造の改善によりLEDランプ全体の散熱性能が向上され、従来のLEDの丸い電球における発光角度が小さいという問題を解決し、また、ランプカバーの全体の発光効果において、従来の白熱灯の効果に近く、現在市販の白熱灯と省エネルギーランプの理想な代替品になる。

図１は、本発明の構造を示す図面である。図２は、難燃性プラスチックコネクタの構造を示す図面である。図3は、金属散熱部の構造を示す図面である。図4は、金属コネクタの構造を示す図面である。図5は、円柱体LEDチップ式光源の構造を示す図面である。図6は、円柱体LEDチップ式光源の展開された構造を示す図面である。

以下、図面を用いて本発明を更に詳しく説明する。
図1に示す略全方位発光型LEDランプは、ランプホルダー1、LED電源2、円柱体LEDチップ式光源3、ランプカバー4、金属コネクタ5、金属散熱部6、難燃性プラスチックコネクタ7を含み、前記ランプカバー4は透明または透光材料であり、前記ランプホルダー1は標準ランプホルダーである。

図2に示すように、難燃性プラスチックコネクタ7は、散熱のため、その側面にスルーホール（Through Hole）を設け、難燃性プラスチックコネクタ7は難燃性PC材料または難燃性熱伝導のPC材料を用いて製造されたものである。

図3に示すように、前記金属散熱部6は、円環部と一つ以上のサイドバー（Side bar）を含み、かつ、サイドバーが均一に円環部の外側に配置され、サイドバーの腰部と円環部の外側面が相互に固定され、サイドバーとの間は隙間を有する。金属散熱部6がアルミニウムの材料を用いて製造され、その表面に対して、陽極化処理し、コーティング処理し、またはその方面に溝孔を設ける。

図4に示すように、前記金属コネクタ5は円管状構造であり、アルミニウムの材料を用いて製造され、その表面に対して、陽極化処理し、コーティング処理し、またはその表面に溝孔を設ける。
図５、６に示すように、前記円柱体LEDチップ式光源3は、長方形のフレキシブル回路基板31と円形の回路基板32を含み、円形の回路基板32の中心部にはスルーホール35が設置され、長方形のフレキシブル回路基板31と円形の回路基板32にはそれぞれプリント回路33が設置され、プリント回路33にはLED結合領域が設けられ、LEDランプビーズまたはLEDチップ34をLED結合領域に配置する。前記長方形のフレキシブル回路基板31が内側に巻かれ、接触する側面はパッド36により溶接して固定されて、円柱状を形成する。前記円形の回路基板32は円柱状の底側面に固定され、かつ、長方形のフレキシブル回路基板31と接触する側面は、パッド36により溶接して固定される。

前記LED電源2が難燃性プラスチック7内に固定される。難燃性プラスチックコネクタ7が円環部の上方に置かれており、その上部はランプホルダー1に機械的に固定され、その下部はサイドバーの腰部以上の部分に固定され、サイドバーの腰部以下の部分はカバー4に固定される。金属コネクタ5の一端が円環部の中間孔内に固定され、他端がカバー4内に延伸されている。円柱体LEDチップ式光源3は金属コネクタ5のカバー4内部分に延伸される側面に接着され、かつ、円柱体LEDチップ式光源3の上端とカバー4の口部の間は隙間を有し、下端は金属コネクタ5の底部と同一平面になっている。金属コネクタ5、金属散熱部6はLED電源2と接触しない。ランプホルダー1、LED電源2及び円柱体LEDチップ式光源3は、回路接続する。

上記は本発明の好ましい実施形態のみであり、当業者は本発明の原理から逸脱しない前提で、いくつかの改善や修飾を行うことができるが、これらの改善や修飾は本発明の保護範囲に属すべきである。

Claims

略全方位発光型LEDランプであって、
前記LEDランプがランプホルダー（1）、LED電源（2）、円柱体LEDチップ式光源LEDチップ式光源（3）、カバー（4）、金属コネクタ（5）、金属散熱部(6)、難燃性プラスチックコネクタ（7）を含み、
前記LED電源（2）が難燃性プラスチックコネクタ（7）内に固定され、難燃性プラスチックコネクタ（7）の上部はランプホルダー（1）と機械的に固定され、下部は金属散熱部（6）によりカバー（4）と機械的に固定されており、
金属コネクタ（5）の一端は金属散熱部（6）に固定され、他端はカバー（4）内に延伸され、
LEDチップ式光源（3）は金属コネクタ（5）のカバー（4）内部分に延伸する外側面に接着されており、
ランプホルダー（1）、LED電源（2）及び円柱体LEDチップ式光源（3）は回路接続されている、
ことを特徴とする略全方位発光型LEDランプ。
前記円柱体LEDチップ式光源（3）は前記長方形のフレキシブル回路基板（31）、円形の回路基板（32）を含み、
前記長方形のフレキシブル回路基板（31）と円形の回路基板（32）には、それぞれプリント回路（33）が設けられており、
前記プリント回路（33）には、LED結合領域が設けられ、
前記LEDランプビーズ（34）はLED結合領域に配置されており、
前記長方形のフレキシブル回路基板（31）は内側に巻かれて円柱状を形成し、
前記円形の回路基板（32）は円柱状の底側面に固定される、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記円形の回路基板（32）の中心部にはスルーホール（35）が設けられる、
ことを特徴とする前記請求項2に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記長方形のフレキシブル回路基板（31）は内側に巻かれた後に、接触する側面が溶接、縫製、または固定クランプにより固定されており、
前記円形の回路基板（32）と長方形のフレキシブル回路基板（31）との接触する側面は溶接、縫製、ねじ、リベット、または固定クランプにより固定される、
ことを特徴とする前記請求項2に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記LED結合領域はプリント回路（33）の配置により、直列および並列接続を実現する、
ことを特徴とする前記請求項1または2に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記長方形のフレキシブル回路基板（31）は前記金属コネクタ（5）の側面を被覆し、
前記円形のフレキシブル回路基板（32）は前記金属コネクタ（5）の底面を被覆する、
ことを特徴とする前記請求項2に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記長方形のフレキシブル回路基板（31）と円形の回路基板（32）は熱伝導粘着材料を用いて金属コネクタ（5）の外側面に取り付けられる、
ことを特徴とする前記請求項2に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記LEDランプビーズ（34）がリフローはんだ付け、レーザー溶接、共晶はんだ付け、または通電加熱の方法によりLED結合領域に固定される、
ことを特徴とする前記請求項2に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記ビーズ（34）がSMD(Surface Mount Device)式のものである、
ことを特徴とする前記請求項8に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記金属散熱部（6）は円環部と一つ以上のサイドバー（Side bar）を含み、
サイドバーは均一に円環部の外側に配置され、かつサイドバーの腰部と円環部の外側面とが相互に固定され、サイドバーとの間は隙間を有し、
難燃性プラスチックコネクタは（7）が円環部の上方に位置し、カバー（4）は円環部の下方に位置し、金属コネクタ（5）の一端は円環部の中間の孔内に固定され、他端はカバー（4）内に延伸され、すべてのサイドバーの腰部以下の部分がカバー（4）に固定され、腰部以上の部分が難燃性プラスチックコネクタ（7）に固定される、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記金属コネクタ（5）は中実棒（Solid rod）または管状構造である、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
金属散熱部（6）及び金属コネクタ（5）はアルミニウムまたは銅質の材料である、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記金属散熱部（6）及び金属コネクタ（5）の表面に対し、陽極化処理し、コーティング処理し、またはその表面に溝孔が設けられている、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記難燃性プラスチックコネクタ（7）は難燃性PCの材料または難燃性熱伝導のPC材料である、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記円柱体LEDチップ式光源（3）の上端とカバー（4）の口部との間は隙間を有し、下端と金属コネクタ5の底部が同一平面になっている、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記カバー（4）と金属散熱件（6）は接着剤、ねじ、ロックキャッチ、スプリング圧等の方法により固定して結合される、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記カバー（4）は透明または透光ガラス、プラスチック、樹脂の材料である、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
カバー（4）の表面に対して噴霧化またはマルチ屈折面（Multi-refracting surface）処理を行う、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。
前記ランプホルダー（1）は標準的なランプホルダーである、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の略全方位発光型LEDランプ。