JP3134602U

JP3134602U - 発光ダイオード照明器具

Info

Publication number: JP3134602U
Application number: JP2007001845U
Authority: JP
Inventors: 金松蔡
Original assignee: 鴻坤科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2017-03-20

Abstract

【課題】発光ダイオード照明器具を提供する。
【解決手段】発光ダイオードユニット２１、導熱柱２２、放熱モジュール２３、少なくとも１つの金属基盤２４、少なくとも１つのレンズ２５、少なくとも１つの反射カップ２６、カバ２７、底座２８および回路板２９からなる。放熱モジュール２３は複数の放熱片２３１からなり、導熱柱２２の外側に接合して、放射状を呈する。カバ２７を放熱片２３１の外縁に嵌め込む。発光ダイオードユニット２１は金属基盤２４上に配置され、放熱片２３１の凹階２３２上に固定される。発光ダイオードユニット２１が放射する光線は反射カップ２６の弧状集光面２６１により集光され、レンズ２５を介して外部に照射される。発光ダイオードユニット２１が発生する熱は、金属基盤２４を介して導熱柱２２に伝導され、導熱柱２２により複数の金属放熱片２３１からなる放熱モジュール２３を介して外界に放出される。
【選択図】図２

Description

本考案は、発光ダイオード照明器具に関し、特に発光ダイオードの外縁に配置された複数の放熱片により熱を迅速に放出することができる発光ダイオード照明器具に関する。

市販されている多様な照明器具において、スポットライトは長期にわたり、ある程度の割合を占めている。特に,各種の節電型照明器具が従来の蛍光灯に取って代わった際、スポットライトはその特殊な照明効果により、市場において一定の地位を得ている。家庭、各種展示空間またはレストランのインテリアデザインなど、スポットライトは様々な場所で用いられ、雰囲気を醸し出し、展示される商品や装飾を際立たせる効果を持つ。スポットライトは市場が大きく、サイズが規格化されており、最もよく見かけるスポットライトは110ワットのハロゲンスポットライトである。電気消費が大きく、発熱しやすいため、寿命は相対的に短く、平均して数ヵ月しかない。電気料金が高い現在において、消費電力が大きいという欠点以外に、環境にも良くなく、発熱による熱がショートを起こすなどの危険性を孕んでいる。

従来のスポットライトは以上に挙げた欠点を有するため、低電力という発光ダイオードの特性を活用して、従来のハロゲンスポットライトを改善した発光ダイオードスポットライトを発売する業者も現れた。図１は従来の発光ダイオードスポットライトを示す斜視図である。図１に示すように、従来の発光ダイオードスポットライト１はカバ１１、整流器１２および発光ダイオードユニット１３からなる。発光ダイオードユニット１３および整流器１２は、金属製のカバ１１内に配置される。整流器１２が110ワットの交流電流を発光ダイオードユニット１３の使用に提供できる直流電流に変換して、発光ダイオードユニット１３を発光させ投射効果を生み出す。

従来の発光ダイオードスポットライト１は構造上、従来のハロゲンスポットライトと異なり、節電効果および環境への配慮を有するが、発光ダイオードユニット１３を使用するとやはり放熱に関する問題を避けることができなかった。スポット投射の効果を得るため、発光ダイオードユニット１３自体一定の照度に達しなければならない。テクノロジが急速に進歩している現在、発光ダイオードユニット１３の照度は絶えず向上しているが、放熱問題はやはり存在するのである。特に、発光ダイオードユニット１３は、耐熱温度が従来のハロゲンスポットライトよりさらに低く、温度が許容範囲を超えた場合、発光ダイオードユニット１３の照度は減少し、期待された効果を発揮できず、場合によっては使用寿命を短縮してしまう恐れもあった。

従来の発光ダイオードスポットライト１は構造上、放熱構造において一切改善を施していない。発光ダイオードユニット１３が発生する熱は金属製のカバ１１によって、徐々に空気中に放熱する以外に方法はなく、放熱効果は決して望ましいものではない。市販されている従来の発光ダイオードスポットライト１は、１ワットの発光ダイオードユニット１３を使用するものが一般的で、照度は一定の制限を受けてしまうため、効率的に質を向上させて、従来のハロゲンスポットライトに取って代わることなど到底無理である。そのため、消費電力が高く、高熱を発生する従来のハロゲンスポットライトが、相変わらず市場において一定の地位を占め続け、エネルギは浪費され続けるのである。
特開２００７−４８７２７号公報

本考案の第１の目的は、特殊な放熱モジュールにより、大幅に放熱面積を増加させ、放熱効果を向上させる発光ダイオード照明器具を提供することにある。
本考案の第２の目的は、カバで放熱モジュールの放熱片の外縁を止め押さえることにより、ユーザの操作上における安全、および放熱モジュールの強度を向上させる発光ダイオード照明器具を提供することにある。
本考案の第３の目的は、レンズを用いて発光ダイオードユニットが放射する光線を均一な光線にして照射すると同時に、防塵効果を備える発光ダイオード照明器具を提供することにある。
本考案の第４の目的は、反射カップにより発光ダイオードユニットが放射する光線を集光すると同時に、光線漏れを防止し、金属基盤を覆い尽くして、外見の美しさを備えた発光ダイオード照明器具を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本考案は発光ダイオード照明器具を提供する。本考案の発光ダイオード照明器具は、ダイオードユニット、導熱柱、放熱モジュール、金属基盤、レンズ、反射カップ、カバ、底座および回路板からなる。導熱柱は筒状で、上端および下端を有し、上端に少なくとも１つの穿孔を有する。放熱モジュールは複数の放熱片からなり、導熱柱の外側に接合して、放射状を呈し、カバにより放熱片の外縁を固定する。放熱片が導熱柱の上端に接合する部分から外側に一定の距離があり、放熱片は導熱柱の上端を囲み、導熱柱と同軸心の凹階を形成する。発光ダイオードユニットは金属基盤上に配置され、放熱片の中央にある凹階に固定される。

反射カップは放熱モジュールの中央にある凹階内に結合され、かつ金属基盤上に配置される。反射カップは弧状集光面の中央に穿孔を有し、金属基盤上に固定された発光ダイオードユニットをその内部に収納する。反射カップは弧状集光面の上端に嵌合部を有し、レンズに嵌合する部分を提供する。
底座は開口部を有し、導熱柱の下端を取り巻く放熱片と互いに固定し合い、回路板を底座内に配置する。回路板は導熱柱の穿孔により金属基盤に配置された発光ダイオードユニットと電気的に接続する。

発光ダイオード照明器具は反射カップにより光線を集光し、レンズを介して外部に放射する。発光ダイオードユニットが発生する熱は金属基板から導熱柱に伝導され、導熱柱はその表面が接触する多数の放熱片よりなる放熱モジュールに熱を伝導させ外部に放出する。

本考案の発光ダイオード照明器具は、多数の放熱片を有する放熱モジュールにより効率良く放熱を行ないことができ、発光ダイオードの熱による寿命低下を極力防止することができた。また、多数の発光ダイオードユニットをも同時に使用できるようになった。次に、カバを放熱片の外縁に嵌め込むことにより、強度が増加して外部からの衝撃に強くなった。ユーザが直接放熱片に触れることがないので、指に怪我をすることがなくなり、カバがあるので、持ちやすくなった。また、内部が密閉されて外部から見えないため、外観を美しく見せるという効果および防塵効果も現れた。反射カップにより発光ダイオードユニットが放射する光線を集光すると同時に、光線漏れを防止し、発光ダイオードユニットの発光効率を十分に発揮することができた。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。図２および図３は本考案の第１実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。図２および図３に示すように、発光ダイオード照明器具２０は発光ダイオードユニット２１、導熱柱２２、放熱モジュール２３、少なくとも１つの金属基盤２４、少なくとも１つのレンズ２５、少なくとも１つの反射カップ２６、カバ２７、底座２８および回路板２９からなる。放熱モジュール２３は複数の放熱片２３１をさらに有する。

導熱柱２２は筒状で、上端２２１および下端２２２を有し、上端２２１に少なくとも１つの穿孔２２１１を有する。導熱柱２２は材料が導熱性が優れた鉄、銅、アルミニウム、銀、金などの金属または合金からの１つにより製造されたものである。放熱モジュール２３は複数の放熱片２３１からなり、導熱柱２２の外側に接合して、放射状を呈し、放熱片２３１が導熱柱２２の上端２２１に接合する部分から外側に一定の距離があり、放熱片２３１は導熱柱２２の上端２２１を囲み、導熱柱２２と同軸心の凹階２３２を形成する。放熱モジュール２３の放熱片２３１は導熱性が優れた鉄、銅、アルミニウム、銀、金などの金属または合金から作られる。

金属基盤２４は発光ダイオードユニット２１に配置される場所を提供し、放熱片２３１の中央に形成された凹階２３２に配置される。金属基盤２４上にＩＣコンデンサを配置して、発光ダイオードユニット２１が発光する際に必要な電圧を調節する。金属基盤２４は発光ダイオードユニット２１が発光時に発生する熱を放熱片２３１から外部に放熱する。金属基盤２４上でエポキシ樹脂（Epoxy）を使用することにより、ＩＣコンデンサと発光ダイオードユニット２１とがショートを起こすのを予防することができる。別の実施形態では、金属基盤２４は耐熱性の良好なプラスチック基板でも良い。

レンズ２５は放熱モジュール２３の中央にある凹階２３２内に配置される。発光ダイオードユニット２１が照射する光線上に位置し、発光ダイオードユニット２１が照射する光線を均一状態にし、光が１ヶ所に集中するのを防止する効果を有する。レンズ２５は凸レンズ、凹レンズおよび拡散板の内の１つでも良い。

反射カップ２６は、放熱モジュール２３の中央にある２３２内に結合され、金属基盤２４上に配置される。反射カップ２６は弧状集光面２６１の中央に穿孔２６１１を有し、金属基盤２４上に固定された発光ダイオードユニット２１をその内部に収納する。発光ダイオードユニット２１が照射する光線は、反射カップ２６が有する弧状集光面２６１により、集光される。また、反射カップ２６が金属基盤２４上に配置され、金属基盤２４を覆い尽くすことにより、防塵が可能になり、金属基盤２４が剥き出しになるのも防ぎ、外観の美しさという要素も満たすことができる。

発光ダイオードユニット２１が反射カップ２６の穿孔２６１１内に配置され、金属基盤２４上に結合されることにより、発光ダイオードユニット２１は照射する光線が放熱モジュール２３の放熱片２３１の中央にある隙間から漏れて、発光ダイオードユニット２１の発光効率を下げてしまうことがない。反射カップ２６は弧状集光面２６１の上端に嵌合部２６１２を有し、レンズ２５に結合する部分を提供する。

カバ２７は放熱モジュール２３の外縁に嵌め込み固定する。ユーザがカバ２７を掴んで発光ダイオード照明器具２０の交換または組立を行なう時、放熱片２３１の鋭利な外縁で指に怪我をすることがなく、カバ２７が放熱モジュール２３の外縁に嵌め込み固定されているため、ユーザが力を加える際に役立つ。また、放熱モジュール２３は強度が増加されるので、放熱片２３１が外部からの衝撃により変形するのを防止することができる。

底座２８は内部が空洞のカバで、上方に開口部２８１を有し、開口部２８１は導熱柱２２の下端２２２が覆われる放熱片２３１と互いに固定し合う。回路板２９は少なくとも１つの電子回路を有し、底座２８内に配置され、導熱柱２２の穿孔２２１１により金属基盤２４に配置された発光ダイオードユニット２１と電気的に接続する。回路板２９は少なくとも１つの端子２９１、および整流器２９２をさらに有する。端子２９１は底座２８を貫通し、外部電源に接続でき、整流器２９２は外部電源から入力された110または220ボルトの交流電圧を、発光ダイオードユニット２１が作動するのに必要な直流電圧に変換する。本実施例における底座２８および回路板２９の組合せは市販されている展示用スポットライトの規格と一致する。

図４は本考案の第２の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。図４に示すように、第２の実施形態は上記の第１の実施形態と類似しているため、同じデバイスおよび構造については、説明を割愛する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる部分は以下の通りである。発光ダイオード照明器具２０ａは電源カバ３０をさらに有する。電源カバ３０は底座２８の開口部２８１の相対するもう一方の端部に結合される。電源カバ３０は外側に螺旋形状２８２を有し、回路板２９と電気的に接続する。螺旋形状２８２を第１の実施形態中の端子２９１に換えることにより、外部電源に電気的に接続する。

第２の実施形態における底座２８および電源カバ３０の組合せは、市販されている従来のタングステンライトのソケットの規格と一致する。その規格はＥ１０、Ｅ１２、Ｅ１４、Ｅ１７、Ｅ２７およびＥ４０である。アルファベットのＥの後ろにある数字は、ソケットの直径を表す。例えば、家庭で使用される電球は普通Ｅ２７だが、Ｅ２７のソケットの直径は２７mmである。

図５は本考案の第３の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。図５に示すように、第３の実施形態は上記の第２の実施形態と類似しているため、同じデバイスおよび構造については、説明を割愛する。第３の実施形態が第２の実施形態と異なる部分は以下の通りである。発光ダイオード照明器具２０ｂは複数の発光ダイオードユニット２１を有し、導熱基盤４０をさらに有する。導熱基盤４０は放熱モジュール２３の凹階２３２上に配置される。導熱基盤４０は金属基盤２４に対応する複数の配置部４１を有し、発光ダイオードユニット２１を有する複数の金属基盤２４をそれぞれ配置部４１内に配置する。導熱基盤４０の中央にさらに穿孔４２を設け、上方に配置した複数の金属基盤２４と底座２８内の回路板２９とを導電線を利用して電気的に接続する。導熱基盤４０の裏側の表面には放熱モジュール２３の凹階２３２内の放熱片２３１の上縁が接触する。金属基盤２４上の発光ダイオードユニット２１は導熱基盤４０を介して発生した熱を放熱モジュール２３に伝導することにより、金属基盤２４に結合する放熱モジュール２３の凹階２３２内の導熱面積を増加させ、さらに放熱片２３１により熱を迅速に放出する。

第３の実施形態において、発光ダイオード照明器具２０ｂは金属基盤２４上に反射カップ２６を配置していない。放熱モジュール２３の凹階２３２内に導熱基盤４０を配置し、導熱基盤４０が発光ダイオードユニット２１および金属基盤２４を共に搭載し、レンズ２５が発光ダイオードユニット２１の放射する光線を集光して均等に外部に照射させることにより、発光ダイオード照明器具２０ｂはさらに大きな照度を得ることができた。

図６は本考案の第４の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。図６に示すように、第４の実施形態は上記の第３の実施形態と類似しているため、同じデバイスおよび構造については、説明を割愛する。第４の実施形態が第３の実施形態と異なる部分は以下の通りである。発光ダイオード照明器具２０ｃは金属基盤２４上に複数の反射カップをそれぞれ配置し、反射カップ２６の弧状集光面２６１の穿孔２６１１内に発光ダイオードユニット２１を配置する。そして、反射カップ２６の嵌合部２６１２に複数のレンズ２５をそれぞれ配置することにより、各発光ダイオードユニット２１が２６の弧状集光面２６１内に収納され、反射カップ２６内に配置された発光ダイオードユニット２１がそれぞれ照射する光線を反射カップ２６の弧状集光面２６１が集光し、レンズ２５が集光された光を均等な状態にして外部に照射する。これにより、発光ダイオード照明器具２０ｃは複数の発光ダイオードユニット２１を利用してそれぞれの光線を集光し外部に照射して、複数の光線を１つにするという効果が得られた。

発光ダイオード照明器具２０ｃはさらに保護板５０を有する。保護板５０は上の表面に複数の固定孔５１を有し、レンズ２５および反射カップ２６を共に固定孔５１内に配置し、放熱モジュール２３の凹階２３２内に収納されるが、同時に放熱モジュール２３の凹階２３２を封鎖することになる。これにより、防塵効果を備え、内部の回路やデバイスを覆い尽くし、外観の美しさをも備えることができた。また、別の実施形態では、保護板５０は透明な材料でも良いし、レンズ２５と一体形成されても良いのである。

以上のように、本考案の発光ダイオード照明器具２０は、放熱モジュール２３が複数の放熱片２３１からなり、導熱柱２２の外側に接合して、放射状を呈する。カバ２７を放熱片２３１の外縁に嵌め込むことにより、強度が増加したり、ユーザが指に怪我をすることがなくなったり、外観を美しく見せるという効果がある。また、ユーザにとって、持ちやすいという利点もある。発光ダイオードユニット２１は金属基盤２４上に配置され、放熱片２３１の凹階２３２上に固定される。発光ダイオードユニット２１が放射する光線は反射カップ２６の弧状集光面２６１により集光され、レンズ２５を介して外部に照射される。発光ダイオードユニット２１が発生する熱は、金属基盤２４を介して導熱柱２２に伝導され、導熱柱２２が複数の金属放熱片２３１からなる放熱モジュール２３を介して外界に放出される。

本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。

従来の発光ダイオードスポットライトを示す斜視図である。本考案の第１の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。本考案の第１の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。本考案の第２の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。本考案の第３の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す斜視図である。本考案の第４の実施形態による発光ダイオード照明器具を示す図である。

符号の説明

１発光ダイオードスポットライト
１１カバ
１２整流器
１３発光ダイオードユニット
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ発光ダイオード照明器具
２１発光ダイオードユニット
２２導熱柱
２２１上端
２２２下端
２２１１穿孔
２３放熱モジュール
２３１放熱片
２３２凹階
２４金属基盤
２５レンズ
２６反射カップ
２６１弧状集光面
２６１１穿孔
２６１２嵌合部
２７カバ
２８底座
２８１開口部
２８２螺旋形状
２９回路板
２９１端子
２９２整流器
３０電源カバ
４０導熱基盤
４１配置部
４２穿孔
５０保護板
５１固定孔

Claims

発光ダイオードユニット、金属基盤、およびレンズを少なくとも１つ備える発光ダイオード照明器具であって、
前記発光ダイオードユニットは導熱柱、放熱モジュールを有し、前記導熱柱は筒状で、上端および下端を有し、前記上端に少なくとも１つの穿孔を有し、前記放熱モジュールは複数の放熱片からなり、前記導熱柱の外側に接合して、放射状を呈し、前記放熱片が前記導熱柱の前記上端に接合する部分から外側に一定の距離があり、前記放熱片は前記導熱柱の前記上端を囲み、前記導熱柱と同軸心の凹階を形成し、
前記金属基盤は前記発光ダイオードユニットに配置される場所を提供し、前記放熱片の中央に形成された前記凹階に配置され、
前記レンズは前記放熱モジュールの中央にある前記凹階内に配置され、前記発光ダイオードユニットを覆い、カバ、底座および回路板を有し、前記カバは前記放熱モジュールの外縁に嵌め込み、前記底座は内部が空洞のカバで、上方に開口部を有し、前記導熱柱の前記下端を取り巻く前記放熱片と互いに固定し合い、前記回路板は少なくとも１つの回路を有し、前記底座内に配置され、前記導熱柱の穿孔により前記金属基盤に配置された前記発光ダイオードユニットと電気的に接続することを特徴とする発光ダイオード照明器具。
前記発光ダイオード照明器具は反射カップを備え、前記反射カップは前記放熱モジュールの中央にある前記凹階内に結合され、かつ前記金属基盤上に配置され、前記反射カップは弧状集光面の中央に穿孔を有し、前記金属基盤上に固定された前記発光ダイオードユニットをその内部に収納し、前記反射カップは弧状集光面の前記上端に嵌合部を有し、前記レンズに嵌合する部分を提供する少なくとも１つの反射カップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード照明器具。
前記レンズは凸レンズ、凹レンズ、平面鏡および拡散板のうちの１つでも良く、前記発光ダイオード照明器具は保護板および導熱基盤をさらに備え、前記導熱基盤は前記放熱モジュールの前記凹階上に配置され、前記導熱基盤は前記金属基盤に対応する複数の配置部を有し、前記金属基盤をそれぞれ前記配置部内に配置し、。前記保護板は上の表面に複数の固定孔を有し、前記反射カップを前記固定孔内に配置し、前記放熱モジュールの前記凹階内に収納するが、同時に前記放熱モジュールの前記凹階を封鎖し、前記回路板は少なくとも１つの端子、および整流器をさらに備え、前記端子は前記底座を貫通し、前記底座内の前記回路板と電気的に接続し、前記整流器は交流電圧を直流電圧に変換することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード照明器具。