JP3237179U - Led照明装置 - Google Patents
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
【解決手段】本考案は、照明装置に関し、第一部分、第二部分と第三部分の三つの部分が備え、第一部分がエンドキャップを備え、第二部分が筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置し、第三部分では、熱交換ユニットと発光ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続し、第一部分、第二部分、および第三部分は順次に設定され、前記エンドキャップは、第一方向に沿って延びて配置され、前記発光ユニットは発光体と基板を備え、前記基板は第一方向に平行に配置された取付面を提供し、前記発光体は前記取付面に設置し、前記第二部分から、LED照明装置の重心のある平面までの距離bは、(L2+L3)/5<b<3(L2+L3)/7との関係を満たし、ここで、L2は第二部分の長さであり、L3は、第三部分の長さであるLED照明装置を開示する。
Description
本願は、照明装置に関し、特にLED照明装置に関する。
LEDランプは省エネ、高効率、環境保護、長寿命などの利点があるため、多くの照明分野に採用されている。LEDランプは省エネグリーン光源として、ハイ・パワーLEDの放熱問題がますます重視され、高すぎる温度は発光効率を減衰させ、ハイ・パワーLEDの稼動による熱がうまく発散できないと、LEDの寿命に直接に致命的な影響を与えるため、近年のハイ・パワーLEDの放熱問題の解決は多くの関係者の研究開発の重要な課題となっている。
いくつかの応用において、LEDランプは横方向に設置されており、LEDランプが特定の規格のエンドキャップを採用すると、LEDランプの重量が制限され、重量分布も同様に制限される(不合理な重量分布はエンドキャップの受容力を増加させる)。つまり、LEDランプの電源、放熱器の部品の重量及び重量分布が制限される。いくつかのハイ・パワーLEDランプについては、電力が100 Wを超えると、その光束は10000ルーメン以上に達する。つまり、放熱器はその重量制限及び重量分布制限内で、少なくとも10000ルーメンを出すLEDライトから生じる熱を散逸する必要がある。
LEDランプはいくつかの応用において、照明装置と協力して使用する必要がある。LEDランプを照明装置に取り付ける過程で、LEDランプの体積が大きすぎる(主に放熱器の体積)と、LEDランプの設置に影響を及ぼす。特に放熱器はランプにぶつかりやすく、さらに照明装置を壊す恐れがあり、ランプの正常な使用に影響する。また、LEDランプの体積が大きすぎると、製品の包装箱の運送に影響する。
現在のLEDランプの放熱部品は、ファン、熱管、放熱シート、またはその組み合わせの設計を採用しており、熱伝導、対流及び/または輻射を通してLEDランプから発生する熱エネルギーを散逸する。放熱方式が非主動式だけを採用する場合(扇風機なし)、全体の放熱効果は放熱器本体の材料の熱伝導率と放熱面積に依存し、同じ熱伝導率の条件下では、どの放熱器も対流と放射の二つの方法で発熱量を発散するしかない。これらの二つの方法の放熱能力は、放熱器本体の放熱面積に比例しており、放熱器には重量制限があるという前提で、放熱器の放熱効率をいかに向上させるかが、LEDランプの品質を向上させ、LEDランプ全体のコストを低減させる方法である。
いくつかのハイ・パワーLEDランプについては、例えば電力が100Wを超える時、電源の放熱に対して同様に重要であり、もしLEDランプが作動する時、電源から発生した熱量が適時に散逸できないなら、電子素子(特に熱感度の高い素子、例えばコンデンサー)の寿命に影響し、ランプ全体の寿命に影響する。既存の技術では、ハイ・パワーを制限するLEDライトの要因の一つは電源の放熱であり、既存の技術ではLEDランプの電源は効果的な放熱設計がない。また、従来技術では放熱器と電源の間に効果的な熱管理がないため、放熱器の熱と電源の熱の間の相互影響が生じる。
上記の従来技術の欠点と不足に鑑みて、以下に本願及びその実施例を提出する。
本願は、上記の従来技術の欠点に対して、LED照明装置を提供する。
本考案は、照明装置に関し、
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニットと発光ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記第一部分、前記第二部分、および前記第三部分は順次に設定され、
前記エンドキャップは、第一方向に沿って延びて配置され、前記発光ユニットは発光体と基板を備え、前記基板は第一方向に平行に配置された取付面を提供し、前記発光体は前記取付面に設置し、
前記第二部分から、LED照明装置の重心のある平面までの距離bは、(L2+L3)/5<b<3(L2+L3)/7との関係を満たし、ここで、L2は第二部分の長さであり、L3は、第三部分の長さであることを特徴とするLED照明装置を開示する。
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニットと発光ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記第一部分、前記第二部分、および前記第三部分は順次に設定され、
前記エンドキャップは、第一方向に沿って延びて配置され、前記発光ユニットは発光体と基板を備え、前記基板は第一方向に平行に配置された取付面を提供し、前記発光体は前記取付面に設置し、
前記第二部分から、LED照明装置の重心のある平面までの距離bは、(L2+L3)/5<b<3(L2+L3)/7との関係を満たし、ここで、L2は第二部分の長さであり、L3は、第三部分の長さであることを特徴とするLED照明装置を開示する。
本考案の実施形態は、LED照明装置に110ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、LED照明装置に少なくとも15000lmの光の量を発生させる。
本考案の実施形態は、LED照明装置に80ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、LED照明装置に少なくとも12000lmの光の量を発生させる。
本考案の実施形態は、LED照明装置に60ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、LED照明装置に少なくとも9000lmの光の量を発生させる。
本考案の実施形態は、LED照明装置に40ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、LED照明装置に少なくとも6000lmの光の量を発生させる。
本考案の実施形態におけるLED照明装置は、水平方向に取り付けられた後、エンドキャップ装着後のモーメントF=d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2となり、前記モーメントは以下の条件を満たす。
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<2N・M 。
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<2N・M 。
本考案の実施形態におけるエンドキャップのモーメントは、以下の条件を満たす。
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<1.6N・M 。
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<1.6N・M 。
本考案の実施形態における第二部分の重量は、ランプ全体の重量の30%以上を占める。
本考案の実施形態における第三部分の重量は、ランプ全体の重量の60%を超えない。
本考案の実施形態における第二部分の長さは、ランプ全体の長さの25%を超えない。
本考案の実施形態における第三部分の長さは、ランプ全体の長さの70%を超えない。
本考案の実施形態におけるLED照明装置の長さはLであり、前記エンドキャップ端部から前記LED照明装置の重心がある平面までの直線距離はaであり、Lとaは以下の関係を満たす。a/L=0.2~0.45。
本考案は、照明装置に関し、
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニットと発光ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記第一部分、前記第二部分、および前記第三部分は順次に設定され、
前記エンドキャップは、第一方向に沿って延びて配置され、前記発光ユニットは発光体と基板を備え、前記基板は第一方向に平行に配置された取付面を提供し、前記発光体は前記取付面に設置し、
前記第二部分は、第一領域と第二領域と第三領域とを有し、前記第三領域は、筐体外部の領域であり、電源は第二領域と第一領域とを通して熱伝導経路を形成し、第一領域と第二領域の導熱係数は、いずれも第三領域よりも大きいことを特徴とするLED照明装置を開示する。
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニットと発光ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記第一部分、前記第二部分、および前記第三部分は順次に設定され、
前記エンドキャップは、第一方向に沿って延びて配置され、前記発光ユニットは発光体と基板を備え、前記基板は第一方向に平行に配置された取付面を提供し、前記発光体は前記取付面に設置し、
前記第二部分は、第一領域と第二領域と第三領域とを有し、前記第三領域は、筐体外部の領域であり、電源は第二領域と第一領域とを通して熱伝導経路を形成し、第一領域と第二領域の導熱係数は、いずれも第三領域よりも大きいことを特徴とするLED照明装置を開示する。
本考案の実施形態における前記第一領域の熱伝導率は、前記第三領域の熱伝導率の8倍以上である。
本考案の実施形態における前記第二領域の熱伝導率は、前記第三領域の熱伝導率の5倍以上である。
本考案の実施形態では、第二領域に熱伝導材料を配置する。
本考案の実施形態における電源は、外部に露出する表面面積の少なくとも80%以上が熱伝導材料を付着する発熱素子を含む。
本考案の実施形態における電源は、第一面を有する電源プレートを含む。前記第一面には第一平面と電子素子が設けられる第二平面がある。
本考案の実施形態における第二平面は環状領域であり、電子素子が第一平面を囲むように設けられる。
本考案の実施形態における第一平面の面積は、少なくとも第一面の総面積の1/20を占める。
本考案の実施形態における熱伝導材料の一部は、第一平面の対応する部分に充填され、これにより第一熱伝導部を形成し、前記熱伝導材料の一部は、前記電源と前記筐体の内壁との間の領域に充填され、第二熱伝導部を形成し、前記第一熱伝導部と第二熱伝導部は前記電気素子でわける。
本考案の実施形態は、第二領域の外側に位置する電子素子と、第二領域の内側に位置する電子素子とが動作中に発生する熱を異なる経路で伝導する。
本考案は、照明装置に関し、
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニット、発光ユニットと光出力ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記発光ユニットは、発光体および基板を含み、前記光出力ユニットは、第一出光領域と第二出光領域とを含み、第一出光領域は、前記発光体が動作するときに直接出射される光を受信するように構成されて、前記第二出光領域は、反射された光のみを受信し、反射された光の少なくとも一部を前記第二出光領域から出射するように構成されていることを特徴とするLED照明装置を開示する。
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニット、発光ユニットと光出力ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記発光ユニットは、発光体および基板を含み、前記光出力ユニットは、第一出光領域と第二出光領域とを含み、第一出光領域は、前記発光体が動作するときに直接出射される光を受信するように構成されて、前記第二出光領域は、反射された光のみを受信し、反射された光の少なくとも一部を前記第二出光領域から出射するように構成されていることを特徴とするLED照明装置を開示する。
本考案の実施形態では、前記第二出光領域から出射する全光束は、前記発光体から発せられる全光束量の0.01%~40%を占める。
本考案の有益な効果は、従来技術に比べて、本考案は以下のいずれかの効果またはそれらの任意の組合せを含むことである。
(1)第二部分と第三部分の重心位置関係の設定により、LED照明装置の全体的な重量が確定した場合(LED照明設備の全体的な重量が1kg~1.7kgに制限されている)、エンドキャップにかかるモーメントを低減しつつ、第二部分と第三部分の十分な重さを持って部品を設置することを保証し、放熱設計を行う。
(2)第二部分の重さは、給電素子(電源)と、給電素子を放熱する部品の重さを含み、第三部分の重さは発光ユニットの重さと発光ユニットを放熱する部品の重さを含む。第二部分IIの長さは、給電素子(電源)を収容する縦方向の空間を提供するために設けられ、第三部分の長さは、発光体の縦方向の空間及び放熱部材の縦方向の空間を提供するために設けられている。モーメントの設計によって、エンドキャップのモーメントがエンドキャップの許容範囲を超えないように確保する前提で、部分ごとの電力供給、発光、放熱の機能を保証する。
(3)第一領域、第二領域、及び第三領域の熱伝導率の設定により、LED照明装置が動作する時、電源から発生する熱は、熱伝導によってLED照明装置の外部に急速に拡散することができる。
(4)第一出光領域、第二出光領域の出光設計により、光出力ユニットの局所的な強い光によるグレア問題が解決され、光がより均一になる。
本考案を理解しやすくするために、以下、かかる図面を参照しながら本考案をより全面的に説明する。図面では、本考案の好ましい実施例が示されているが、本考案は、下記の実施例に限定されず、多くの異なる形態で実現してもよい。逆に、これらの実施例は、本願の開示内容をより明らかで完全に理解する目的で提供される。以下、「軸方向」、「上方」、「下方」などのような方向は、本考案を制限することなく、いずれも構造の位置関係をより明らかに表すためのものである。本考案に記載されている「等しい」、「垂直」、「水平」、「平行」は、標準定義に基づいて±10%とする場合を含むと定義されている。例えば、垂直とは、通常、基準線に対して90度をなす角度を意味しているが、本考案では、垂直とは、80度以上100度以下をなす場合を含む。なお、本考案に記載されているLEDランプの使用状況及び使用状態とは、LEDランプを、ランプカバーを鉛直方向において下向きに吊り下げるように使用する状況であるが、その他の例外がある場合は、別に説明する。
図1を参照すると、本考案の実施形態は、第一部分I、第二部分II及び第三部分IIIを含むLED照明装置に関する。図1に示すように、第一部分I、第二部分II及び第三部分IIIは、点線で示されており、第一部分I、第二部分II及び第三部分IIIは順次設けられている。
図1および図2を参照し、第一部分Iは、外部の給電装置(例えば、ランプホルダー)と接続するために主に使用され、第一部分Iは、エンドキャップモジュール7を含み、エンドキャップモジュール7は、少なくともエンドキャップ71を含み、前記エンドキャップ71は、外部ランプホルダーと接続するため、外部のネジを有している。エンドキャップモジュール7は、外接ランプホルダー用の外部ネジ712と内部ネジ713とを有してもよいことが理解してもよい。
図1、図4、図5を参照し、第2の部分IIは主にLED照明装置の電子部品を設置するために用いられており、第二部分IIは筐体3、電源4を含み、筐体3は第一部分Iの外形寸法を限定し、筐体3内は空洞301を限定して、電源4を空洞301内に設置することができる。図10を参照し、電源4は、電源プレート41と電源プレート41に設けられる電子素子42とを含んでもよい。ここで、電源プレート41は、第一方向Xに垂直またはほぼ垂直である。
図1、図3、図4及び図5を参照し、第三部分IIIは主にLED照明装置の放熱(光出力ユニット5に対する放熱)と光出力機能を提供するために用いられ、第三部分IIIには熱交換ユニット1、発光ユニット2及び光出力ユニット5が設けられている。発光ユニット2は熱交換ユニット1に接続されて第三部分IIIの熱伝導経路を形成しており、LED照明装置が動作する場合、発光ユニット2から発生する熱は熱伝導によって熱交換ユニット1に伝達され、熱交換ユニット1によって放熱される。電源4は、発光ユニット2と電気的に接続され、発光ユニット2に電力を供給する。光出力ユニット5は、発光ユニット2の外側に設けられており、LED照明装置が動作すると、発光ユニット2から発生した光の少なくとも一部が光出力部5に入射し、その後、前記光出力ユニット5から出射して、LED照明装置の外部に投射される。光出力ユニット5は、反射、屈折、および/または散乱の程度を構成して、反射、屈折、および/または散乱の任意の適切な組み合わせを提供してもよい。また、光学装置は、光出力ユニット5を通過する光の量を増加させるように構成されてもよい。
図1を参照し、第一部分Iと第二部分IIは、エンドキャップモジュール7と筐体3との接続面(照明装置長さ方向の接続面)を境界として、具体的には、エンドキャップ71軸の端面7101を接続面としてもよく、第二部分II及び第三部分IIIは、筐体3と熱交換ユニット1の接続面(照明装置長さ方向の接続面)を境界として、筐体3のLEDランプ長さ方向の端面301を接続面としてもよい。
特に、本実施の形態では、第一部分I、第二部分II及び第三部分IIIは、LED照明装置の長さ方向に沿って順次設定されているが、他の実施形態では、LED照明装置の設計要求に応じて、第一部分から第三部分が異なる方向に重複して配置されてもよく、本考案はこれに限定されない。
図1、図4、図5を参照し、エンドキャップ71は、第一方向X(LEDランプの長さ方向)に沿って延びる設定される。発光ユニット2は、取付面221に取り付けられた発光体21と基板22とを備えている。取付面221は、第一方向Xと平行に設けられている。使用の観点から、LED照明装置が横方向に設置される場合(第一方向Xと取付面221が水平面に平行)、LED照明装置の発光ユニット2は、LED照明装置の下方の領域を明るくするための下方の出光を提供する。つまり、本実施形態におけるLED照明装置は、横方向に設置されている。また、LED照明装置が横方向に設置された後、第一方向Xまたは取付面221は、水平面との間に鋭角を形成してもよく、この鋭角角度は45度以下であり、主に下向きの出光を提供する。LED照明設備は、路面照明(街灯)のような屋外照明にも用いることができ、また、壁式の設置(壁に設置)を採用するように、倉庫、駐車場、運動場などのような室内にも用いることができる。本考案の全ての実施形態で称される「発光体」は、LED(発光ダイオード)を主体とする発光源とすることができ、LEDビーズ、LEDランププレート、またはLEDフィラメントなどを含むが、これらに限定されない。
いくつかの応用では、LED照明装置全体について重量制限があり得る。例えば、LED照明装置がE39エンドキャップを採用する場合、LED照明装置の最大重量は1.7kg以内に制限される。ある実施形態においては、LED照明装置が横方向に設置され、各部の重量分布が制限されている場合には、LED照明装置に150ワットを超えない電気エネルギーを提供し、発光ユニット2(特に発光ユニット2に設けられた発光体21)が点灯し、LED照明装置に少なくとも15000ルーメンの光束量を発生させる。さらに、140ワットの電気エネルギーを提供すると、LED照明装置は少なくとも15000ルーメン、16000ルーメン、17000ルーメン、18000ルーメン、19000ルーメン、20000ルーメン、またはより高いルーメン(40000ルーメン以下)の光束量を発生する。他の実施形態においては、熱交換ユニット1の重量は0.9kgを超えないように制限され、LED照明装置が点灯されると、少なくとも15000ルーメン、16000ルーメン、17000ルーメン、18000ルーメン、19000ルーメン、20000ルーメン、またはより高いルーメン(40000ルーメン以下)の光束量が発生されることが可能である。すなわち、熱交換ユニット1は、0.9kgを超えない重量制限の下で、少なくとも15000ルーメンを発生するLED照明装置から生じる熱を散逸することができる。他の実施形態では、熱交換ユニット1の重量は0.8kg以下に制限され、LED照明装置が点灯されると、少なくとも20000ルーメンの光束量を放出することができる。上記の例では、LED照明装置の全体的な光束量は、全体的な重量制限により、40000ルーメンより小さい。他の実施形態においては、LED照明装置が横方向に設置され、各部分の重量分布が制限されている場合には、LED照明装置には、発光ユニット2に設けられた発光体21が点灯し、LED照明装置に少なくとも15000ルーメンの光束量の点灯量(24000ルーメンを超えない)が供給される。他の実施形態においては、LED照明装置が横方向に設置され、各部分の重量分布が制限されている場合には、LED照明装置に80ワットを超えない電気エネルギーを提供し、発光ユニット2(特に発光ユニット2に設けられた発光体21)が点灯し、LED照明装置が少なくとも12000ルーメンの光束量を放出する(20000ルーメンを超えない)。他の実施形態においては、LED照明装置が横方向に設置され、各部分の重量分布が制限されている場合には、LED照明装置に60ワットを超えない電気エネルギーを提供し、前記発光ユニット2(特に発光ユニット2に設けられた発光体21)が点灯し、LED照明装置が少なくとも9000ルーメンの光束量を放出する(18000ルーメンを超えない)。他の実施形態においては、LED照明装置が横方向に設置され、各部分の重量分布が制限されている場合には、LED照明装置に40ワットを超えない電気エネルギーを提供し、発光ユニット2(特に発光ユニット2に設けられた発光体21)が点灯し、LED照明装置が少なくとも6000ルーメンの光束量を放出する(15000ルーメンを超えない)。他の実施形態においては、LED照明装置が横方向に設置され、各部分の重量分布が制限されている場合には、LED照明装置に20ワットを超えない電気エネルギーを提供し、発光ユニット2(具体的には発光ユニット2に設けられた発光体21)が点灯し、LED照明装置が少なくとも3000ルーメンの光束量を放出する(10000ルーメンを超えない)。また、上記実施形態におけるLED照明装置は、動作環境温度-20度から70度の間、50000時間の寿命を満たしている。
図1と図5を参照し、第一部分I、第二部分II及び第三部分IIIの重量分布及び長さの設計には、エンドキャップ71モーメントの問題を考慮すべきだ。
LED照明装置の重量が固定されている場合(重さが一定の値または一定の範囲内で、例えば、重さが1kg~1.7kgで)、LED照明装置の重心は、エンドキャップ71にかかるモーメントに影響を及ぼす。図1及び図5を参照して、ある実施形態において、LED照明装置の長さはLであり、エンドキャップ71端部からLED照明装置の重心がある平面(LED照明装置のエンドキャップの軸線に垂直な平面)までの直線距離はaである。LED照明装置の長さLと、エンドキャップ71端からLED照明装置の重心がある平面までの直線距離aは、a/L=0.2~0.45との関係を満たす。好ましくは、LED照明装置の長さLと、エンドキャップ71端からLED照明装置の重心までの平面の直線距離aは、a/L=0.2~0.4との関係を満たす。上記の関係式を満たす場合、LED照明装置の全体的な重量が確定した場合(LED照明装置の全体的な重量は1kg~1.7kgに制限される)、エンドキャップ71にかかるモーメントを低減するとともに、第二部分IIと第三部分IIIは部品を設置するため、及び放熱設計を設定するため十分な重量を持つ。
図1および図5を参照して、第二部分IIの開始からLED照明装置の重心のある平面(前記平面はLED照明装置のエンドキャップの軸線に垂直する)までの距離bは、(L2+L3)/5<b<3(L2+L3)/7との関係を満たす。ここで、L2は第二部分IIの長さである。L3は第三部分IIIの長さである。
LED照明装置が十分な放熱面積を有していることを考慮して、同時にLEDが水平に取り付けられた状態で、接続部(例えば、エンドキャップ71)に対するモーメントの影響を低減するために、実施形態では熱交換ユニット1の形態に対して非対称設計をしてもよい(熱交換ユニット1の異なる設計は、いずれも以下の式を満足する)。図1および図6を参照して、LED照明装置が水平に取り付けられた後、エンドキャップ71の装着後のモーメントは、F=d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2となる。
ここで、d1は、第一部分Iから第二部分の重心のある平面(この平面垂直のエンドキャップの軸方向)までの距離である。
gは9.8N/kgである
W1は第二部分IIの重量である。
d2は第二部分IIの長さである。
d3は、第二部分IIから第三部分IIIの重心がある平面(この平面はエンドキャップの軸方向に垂直する)までの距離である。
W2は第三部分IIIの重さである。
ここで、d1は、第一部分Iから第二部分の重心のある平面(この平面垂直のエンドキャップの軸方向)までの距離である。
gは9.8N/kgである
W1は第二部分IIの重量である。
d2は第二部分IIの長さである。
d3は、第二部分IIから第三部分IIIの重心がある平面(この平面はエンドキャップの軸方向に垂直する)までの距離である。
W2は第三部分IIIの重さである。
LED照明装置の全体的な重量が確定した場合(またはランプ全体の重量が制限され、重量が1kgから1.7kgまで)、エンドキャップ71のモーメントは以下の条件を満たす。
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<2N・M
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<2N・M
本実施の形態では、第二部分IIの重さは、給電素子(電源4)と、給電素子を放熱する部品の重さを含み、第三部分IIIの重さは、発光ユニット2の重さと、発光ユニット2を放熱する部品の重さを含む。第二部分IIの長さは、給電素子(電源4)を収容する縦方向の空間を提供するためのものであり、第三部分IIIの長さは、発光体21の縦方向の空間及び放熱部材を配置する縦方向の空間を提供するためのものである。上記の設計は、エンドキャップ71のモーメントがエンドキャップ71の許容範囲を超えないように確保することを前提として、各部分の電力供給、発光、放熱の機能を保証する。
他の実施形態では、エンドキャップ71のモーメントは、以下の条件を満たす。
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<1.6N・M
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<1.6N・M
図7を参照すると、LED照明装置が取り付けられた後、水平面との間に角度(エンドキャップ71の軸方向と水平面との間に45度以下の鋭角がある)がある。このとき、エンドキャップ71のモーメントは、F=d1×g×W1×cosA+(d2+d3)×g×W2×cosAとなる。Aは、エンドキャップ71の軸と水平面との間の角度である。
LED照明装置のランプ全体の重量が確定した場合(またはランプ全体の重量が制限され、重量が1kg~1.7kg場合)、エンドキャップ71のモーメントも以下の条件を満たす必要がある。
1N・M<d1×g×W1×cosA+(d2+d3)×g×W2×cosA<2N・M
1N・M<d1×g×W1×cosA+(d2+d3)×g×W2×cosA<2N・M
他の実施形態では、
1N・M<d1×g×W1×cosA+(d2+d3)×g×W2×cosA<1.6N・M
1N・M<d1×g×W1×cosA+(d2+d3)×g×W2×cosA<1.6N・M
前記設計モーメントの実施例では、LED照明装置の全体の長さは350mm以下であり、200mm以上である。エンドキャップ71が固定タイプを採用している場合、例えばE39エンドキャップを利用する場合(長さは40mm程度)、第二部分IIと第三部分IIIの長さの和は310mm以下で、160mm以上である。好ましくは第二部分IIと第三部分IIIの長さの和は260mm以下で、しかも180mm以上である。
図10を参照して、電源4とランプ筐体32の端面(この端面はランプ筐体32が第三部分IIIに近い端に設置される)とは間隔を保持し、第三部分III(発光ユニット2)の動作時に発生する熱が電源4に伝導するのを防止するか、または電源4の熱が第三部分IIIの熱と相互に影響するのを防止する。具体的には、電源4の電源プレート41は、ランプ筐体32の端面と間隔を保っている。この間隔内に空気があり、より良い熱の分離を形成する。具体的には、突出ブロック3201に電源プレート41を支えることができるように、ランプ筐体32内に突出ブロック3201を設けて、電源プレート41とランプ筐体32の端面との間隔を保つことができる。また、間隔の設定により、第二部分IIの重心をさらに調整し、最終的にエンドキャップ71のモーメントを下げる。
本実施の形態では、LEDランプは横方向に設置されているので、エンドキャップ71の荷重を考慮して、LEDランプの重量が相対的に決定される場合、モーメントの大きさは、主にモーメントアーム、すなわちランプ全体の重量分布に依存する。エンドキャップ71の荷重及び発光ユニット2、電源4の放熱を総合的に考えると、本実施形態では、第二部分IIはエンドキャップ71により近い部分であり、LEDランプ第二部分IIの重量はランプ全体の重量の30%以上を占めるように配置されている。好ましくは、LED照明装置の第二部分IIの重量は、ランプ全体の重量の35%以上を占めるように配置されており、より好ましくは、LED照明装置第二部分IIの重量は、ランプ全体の重量の35%~50%を占めるように配置されており、第二部分IIは放熱に利用できる重量を多く有しており、この部分の重量は第一部分Iにより近い。したがって、第一部分Iに対しては、そのモーメントアームが短い。第三部分IIIの重さはランプ全体の重さの60%を超えないので、好ましくは、第三部分IIIの重さはランプ全体の重さの55%を超えない、より好ましいのは、第三部分IIIの重さはランプ全体の重さの50%~55%を占め、これにより、発光ユニット2の放熱を満足する一方、第三部分IIIの重さを制御することができ、モーメントを制御することができる。
具体的には、第一部分I、第二部分II及び第三部分IIIまでの重量分布設計の場合、その第二部分IIの長さはLEDランプ全体の長さの25%を超えず、第二部分IIのモーメントアームを制御する(モーメントアームの長さを制御することで、第二部分IIのエンドキャップ71に対するモーメントを制御することができる)。好ましくは、第二部分IIの長さは、LEDランプ全体の長さに対して20%を超えない。より好ましくは、第二部分IIの長さはLEDランプ全体の長さの15%~25%を占め、これにより、モーメントを制御するとともに電源4を入れる十分な空間を提供する。そのうち、第三部分IIIの長さはLEDランプ全体の長さの70%を超えない。好ましくは、第三部分IIIの長さはLEDランプ全体の長さの60~70%を占め、第三部分IIIのモーメントと放熱能力とのバランスをとる(第三部分IIIの長さが長いほど、熱交換ユニット1の設置がより合理的で、放熱のための空間がより多くなり、第三部分IIIの長さが短いほど、第三部分IIIのモーメントがより小さい)。
「第一部分I」
図1を参照し、ある実施形態において、第一部分Iのエンドキャップモジュール7は、外部給電端子とLED照明装置とを電気的接続するポートを提供する。前記エンドキャップモジュール7は、エンドキャップ71を含んでもよい。前記エンドキャップ71は、これに対応するランプホルダーに接続するように構成され、エンドキャップ71は、外部ランプホルダーを接続するための外部ネジを有する。
図1を参照し、ある実施形態において、第一部分Iのエンドキャップモジュール7は、外部給電端子とLED照明装置とを電気的接続するポートを提供する。前記エンドキャップモジュール7は、エンドキャップ71を含んでもよい。前記エンドキャップ71は、これに対応するランプホルダーに接続するように構成され、エンドキャップ71は、外部ランプホルダーを接続するための外部ネジを有する。
エンドキャップ71は、第一方向Xの方向に沿って設定されてもよく、例えばLED照明装置の長さ方向に伸びて設定し、また、エンドキャップ71は、LED照明ランプの具体的な使用環境に従って設定されてもよい。前記エンドキャップ71は、E型のエンドキャップであってもよい。例えば、E39またはE40のエンドキャップのうち、Eはエジソンの螺子の電球を表し、すなわち、ランプホルダーに回り込みねじを持っている。39/40は電球のねじの公称直径を指す。E39は米国の標準規格で、E40はヨーロッパの標準規格で、材質は銅のニッケルめっき、アルミニウム合金などを含むことができる。
エンドキャップ71は、他の特定の使用環境にLED照明装置を使用する場合、挿入式のエンドキャップGU10などの他のタイプのエンドキャップであってもよく、Gはエンドキャップのタイプが挿入式を表し、Uはエンドキャップ部分がU形を表し、後の数字はランプ足穴の中心距離が10mmを示す。また、エンドキャップ71はスナップ式でもよい。
また、エンドキャップモジュール7は、図2に示すように、エンドキャップコンバーター711を備えていてもよく、エンドキャップコンバーター711は、外部のランプホルダーを接続する外部ネジ712と、内部ネジ713とを有していても良い。エンドキャップコンバーター711は、第二部分IIと第一部分Iとの接続を提供してもよく、エンドキャップコンバーター711は、異なるエンドキャップとランプホルダーとの間の適応を容易するように設計してもよい。例えば、エンドキャップコンバーター711によって、E27のエンドキャップはE40のランプホルダーに取り付けることができる。
「第二部分II」
図1及び図5を参照して、第二部分IIの筐体3は電源4を収容し、第二部分IIの外形寸法を限定するために使用され、筐体3はそれぞれエンドキャップモジュール7と熱交換ユニット1と接続されている。絶縁距離の要求を考慮して、筐体3は通常プラスチックの材質を採用する。他の実施例では、筐体3は金属製であっても良いが、電源4から筐体3を電気的に切り離しておくことが必要になる。筐体3は、空洞301を設定し、電源4は、空洞301に設けられている。
図1及び図5を参照して、第二部分IIの筐体3は電源4を収容し、第二部分IIの外形寸法を限定するために使用され、筐体3はそれぞれエンドキャップモジュール7と熱交換ユニット1と接続されている。絶縁距離の要求を考慮して、筐体3は通常プラスチックの材質を採用する。他の実施例では、筐体3は金属製であっても良いが、電源4から筐体3を電気的に切り離しておくことが必要になる。筐体3は、空洞301を設定し、電源4は、空洞301に設けられている。
LED照明設備が動作すると、電源4は熱を発生する。第二部分IIは電源4を放熱でき、電源4が動作する時に発生する熱を散逸させ、電源4の過熱を防止するための放熱装置を設置する。
図10はある局部断面図であり、第二部分IIの断面構造を示す。図1および図10に示すように、ある実施例には、第二部分IIは、第一領域302、第二領域303、および第三領域304を有する。ここで、第三領域304は筐体3外部の領域であり、電源4は、第二領域303と第一領域302とを介して電源4に熱伝導経路を形成し、第一領域302と第二領域303の熱伝導率は、第三領域304の熱伝導率よりも大きい。これにより、LED照明装置が動作すると、電源4から発生した熱は、熱伝導によりLED照明装置の外部に急速に拡散することができる。具体的には、第一領域302の熱伝導率は第三領域304の8倍以上であり、好ましくは、第一領域302の熱伝導率は第三領域304の9~15倍である。第二領域303の熱伝導率は第三領域304の5倍以上であり、好ましくは、第二領域303の熱伝導率は第三領域304の6~9倍である。第一領域302の具体的な熱伝導率は0.2~0.5の間であり、第二領域303の具体的な熱伝導率は0.1~0.3の間である。好ましくは、第一領域302の具体的な熱伝導率は0.25~0.35の間であり、第二領域303の具体的な熱伝導率は0.15~0.25の間である。第三領域304の熱伝導率は0.02~0.05の間である。
上記各領域の熱伝導率は、各領域に含まれる材料の平均熱伝導率の数値として理解されるべきである。
本実施形態では、第二領域303に熱伝導材料305を設け、電源4は、第二領域303の熱伝導材料305を介して第一領域302と熱伝導経路を形成する。例として、熱伝導材料305は熱伝導性接着剤であってもよい。すなわち、前記第二部分IIは放熱装置を設け、前記放熱装置は第二領域302の熱伝導材料305であってもよい。他の実施形態では、例えば、筐体3内の対流によって電源4が発生する熱を放熱する場合、放熱装置は筐体3に設けられた穴であってもよく、またはファンであってもよく、それによって、電源4の対流放熱を加速させる。また、放熱装置は放射層とすることができ、放射層は電源4の表面または筐体3の表面に設けられ、電源で発生する熱を放射の形で消えさせることをはやくさせる。
本実施形態では、電源4は発熱素子を含み、発熱素子がLED照明装置として動作する場合には、抵抗、変圧器、インダクタ、IC、トランジスタ等のより高い熱を発生する電子部品である。熱伝導の基本的な原理によれば、熱伝導の影響要因は主に熱伝導材料305の熱伝導率、熱伝導材料305の熱伝導用の断面面積及び熱伝導材料305の厚さ(発熱ユニットから第一領域302までの距離、最も近い点と点の距離)を含む。熱伝導材料305が決定した場合、熱伝導の主な影響要因は後者の二つである。発熱素子から発生した熱は最短経路(熱伝達経路が短いほど熱伝達効果が良い)に沿って第一領域302に伝達されると仮定すると、熱伝導式はQ=λAΔT/dである;
ここで、Qは熱伝導材料305を通る熱流量である。λは熱伝導性材料305の熱伝導率である。Aは発熱ユニットと熱伝導材料305との接触面積である。ΔTは熱伝導経路の温度差(発熱素子の温度と熱伝導材料305の熱伝導経路の端部の温度の差)である。dは発熱素子から第一領域302までの最短距離である。本実施形態の発熱素子は、トランス、インダクタンス、IC(制御回路)、トランジスタまたは抵抗などである。
ここで、Qは熱伝導材料305を通る熱流量である。λは熱伝導性材料305の熱伝導率である。Aは発熱ユニットと熱伝導材料305との接触面積である。ΔTは熱伝導経路の温度差(発熱素子の温度と熱伝導材料305の熱伝導経路の端部の温度の差)である。dは発熱素子から第一領域302までの最短距離である。本実施形態の発熱素子は、トランス、インダクタンス、IC(制御回路)、トランジスタまたは抵抗などである。
発熱素子から発生する熱を速やかに発散するために、熱伝導材料305を設ける際には、発熱素子表面が熱伝導材料305に付着する面積(Aの値)をできるだけ大きくするようにしなければならない。ある実施形態においては、発熱素子が動作する際に発生する熱量が速く熱伝導材料305の熱伝導によって拡散することを保証するために、発熱体が外部に露出している表面面積(電源プレート取り付け時の接触面を除く)の少なくとも80%が熱伝導材料を付着する。他の実施形態においては、発熱素子が外部に露出している表面面積(電源プレート取り付け時の接触面を除く)の少なくとも90%が前記熱伝導材料を付着する。他の実施形態においては、発熱素子が外部に露出している表面面積(電源プレート取り付け時の接触面を除く)の少なくとも95%が熱伝導材料305を付着する。ある実施形態において、いずれかの発熱素子が外部に露出している表面積(電源プレート取り付け時の接触面を除く)の少なくとも80%、90%または95%が熱伝導材料305を付着する。これにより、熱伝導経路の熱流のボトルネックをできるだけ避けることができる。
発熱素子から発生する熱を第一領域302に速く伝達するため、熱伝導効率を向上させるように、発熱素子を第一領域302までの最短距離に対応して設計することもできる。具体的には、本実施形態における第二部分IIの幅寸法はWで(ここでの第二部分IIの断面形状は円形、多角形または他の不規則形状であり得るが、幅寸法は第二部分IIの断面輪郭線の任意の両点間の最短距離の接続距離を指し、この両点の間の接続線は、エンドキャップ71の軸心線を通る)、発熱素子は、第二部分IIの幅方向から第二部分IIの境界(第一領域302)までの最短距離はd(発熱素子の中心から第二部分IIの境界までの最短距離)である。発熱素子の熱を第一領域302に速く伝達するために、発熱素子から第二部分II境界(第一領域302)までの最短距離dと第二部分IIの幅寸法Wは、d≦5/11Wの関係を満たす。
他の実施形態では、発熱素子は、第二部分IIの幅方向から第二部分IIの境界(第一領域302)までの最短距離dと第二部分IIの幅寸法Wとは、d≦4/11Wの関係を満たす。
また、絶縁距離の要求を満たすために、発熱素子は第二部IIの境界において一定の間隔を保つべきである。したがって、総合的には、発熱素子は、第二部分IIの幅方向から第二部分IIの境界(第一領域302)までの最短距離dと第二部分IIの幅寸法Wとは、1/20W≦d≦4/11Wの関係を満たす。
ある実施形態では、Wの範囲は50~150mmの間である。他の実施形態では、Wの範囲は55~130mmの間である。
上記の発熱素子は、トランス、インダクタ、IC(制御回路)、トランジスタ、または抵抗などであってもよい。
熱抵抗は熱伝導中の抵抗であり、単位の熱流量による温度差を表す。一つの発熱素子が発生する熱は、第二部分IIの幅方向に最短の経路で第三領域304に伝達されると、第二領域303および第一領域302を順次に通過し、その全体の熱抵抗Rは第一領域302の熱抵抗R1に第二領域303の熱抵抗R2を加える。
なお、第二領域303の熱抵抗は、R2=d2/λ2A2 である。ここで、d2は、第二部分IIの幅方向から第二領域303までの界面(第一領域302と第二領域303との接続面)の最短距離である。λ2は第二領域303の熱伝導率であり、A2は発熱素子と第二領域303(熱伝導材料305)の接触面積である。
なお、第一領域302の熱抵抗は、R1=d1/λ1A1 である。ここで、d1は、第二域303から第一領域302の外側の側面までの最短距離(第一領域302の厚さ)である。λ1は第一領域302の熱伝導率であり、A1は第一領域の表面面積である。
第二領域303の熱は主に第一領域302に伝達され、第一領域302の熱は主に第三領域304に放射され、発熱素子の熱は第二領域303に伝達される必要があり、したがって、本実施の形態では、第二領域303の熱抵抗R2は第一領域302より小さい熱抵抗R1に設定されている。すなわち、d2/λ2A2<d1/λ1A1 である。
ある実施形態においては、第二領域303の熱抵抗R2を低減するために、前記発熱素子は、第二部分IIの幅方向から第二領域303の界面(第一領域302と第二領域303の接続面)までの最短距離及び発熱素子の表面が熱伝導材料305に付着する面積等において、上記の熱設計を採用することができる。つまり、d2は1/20W≦d2≦4/11Wの関係を満たす。発熱素子が外部に露出している表面面積(電源プレートに取り付けられている接触面を除く)の少なくとも80%、90%または95%は熱伝導材料305を付着する。
ある実施の形態では、電源4の電子素子42には電解コンデンサー421が含まれ、電解コンデンサー421の寿命は設置された環境温度に依存する。このため、電解コンデンサー421の設定位置や方式は、その寿命に影響を及ぼす。図44Aを参照して、ある実施形態では、電源プレート41の対向する外側に電解コンデンサー421を設け、電解コンデンサー421は熱伝導材料305を介して第一領域302に直接熱的に接続されている。すなわち、電解コンデンサー421から第一領域302までの最短の経路には他の電子部品がなく、特に発熱素子がないので、電解コンデンサーがより良い熱伝導を保証する。ある実施形態において、電解コンデンサー421から第一領域302までの最短距離d3は、d3≦5/11Wの関係を満たす。他の実施形態では、電解コンデンサー421から第一領域302までの最短距離d3は、d3≦4/d11Wの関係を満たす。
ここでWは第二部分IIの幅寸法(ここでは第二部分IIの断面形状は円形、多角形または他の不規則形状であり、幅寸法は第二部分IIの断面輪郭線上の任意の両点の間の最短距離の連結距離を指す。そして、この両点の間の連続線は、エンドキャップ71軸線を通る)、d3は、電解コンデンサー421が第二部分IIの幅方向から第一領域302までの最短距離(電解コンデンサー421の中心から第一領域302までの最短距離)である。
ある実施形態では、電子素子間の分布容量を低減しつつ放熱要求を満たすために、電源プレート41上の電子素子の位置を対応するように設計することもできる。図44Aに示すように、電源プレート41は、電子素子が設けられている第一面4101を有する。前記第一面4101には、第一平面4102および第二平面4103が設けられており、前記第一面4101の電子素子は、環状領域の第二平面4103に配置されており、すなわち、電子素子は環状領域に分布し、第一平面4102を回って配置され、電子素子間の距離(隣接しない電子素子の間)を相対的に増加させ、分布コンデンサーを低減させることができる。
第一平面4102には熱伝導材料305が設けられているので、電子素子が動作する際に発生する熱の一部は、第一平面4102における熱伝導材料305を通じて放出され、さらに放熱効果を高めることができる。本実施形態では、電子素子には、発熱素子(トランス、インダクタンス、トランジスタ、抵抗など)が含まれており、放熱効率を向上させるために、少なくとも一部の発熱素子は、第一平面4102に対応する(発熱素子の少なくとも片側は、第一平面4102の導熱材料305に直接対応する)。
電子素子では、トランジスタ422は動作中に発熱が多い素子であるため、第二平面4103上の第一平面4102に対応する領域にトランジスタ422が動作する際に発生する熱が第一平面4102の熱伝導材料305を介して急速に拡散するようにトランジスタ422を設けることができる。また、トランジスタ422は、第二平面4103の相対的な外周に配置されてもよく、トランジスタ422がより短い放熱経路(筐体の外へ)を有するようにしてもよい。さらに、トランジスタ422が複数(少なくとも二つ)の場合、第二平面4103の第一平面4102に対応する領域に一部のトランジスタ422が設けられ、他のトランジスタ422は第二平面4103の相対的な外周に設けられ、複数のトランジスタ422を適切に配置し、放熱効果を保証する。トランジスタ422と第一平面4102との間に他の要素が設けられている場合、この素子はトランジスタ422が第一平面4102の片側に面している側面を遮る面積は、トランジスタ422が第一平面4102の片側に面している側面面積の半分を超えないと、前記トランジスタ422は、第一平面4102に対応すると考えられている。
図44Aおよび図44Bに示すように、第一平面4102は、最も電源プレート41の中間位置に近い1周回りの電子素子で構成されている。
第一平面4102の面積は、少なくとも第一面4101の全面積の1/20を占めるように設定され、分布容量を低減し、放熱効果を高める。また、筐体の内部空間の制約により、第一平面4102の面積は、第一面4101の総面積の1/10を超えない。
図44Cに示すように、いくつかの実施形態では、第一平面4102に穴41021が設けられ、これにより熱伝導材料が注入時に、電源プレート41に十分に接触し、穴41021を介して電源プレート41を貫通することができ、さらに放熱効果を向上させることができる一方、熱伝導材料は電源プレート41を貫通し、電源プレート41を補強することもできる。
図1、図5、図10、図44Aに示すように、筐体3内に熱伝導材料305が設けられた後、熱伝導材料305の一部が第一平面4102の対応するところ(第一平面4102の上)に充填され、これにより第一熱伝導部が形成され、熱伝導材料305の一部が電源4と筐体3の内壁との間の領域(電子素子と筐体3の内壁との間の隙間)に充填され、第二熱伝導部が形成される。第一熱伝導部は、第二熱伝導部と電子部品から分離されるため、第一熱伝導部と第二熱伝導部は異なる熱伝導経路を有し、第二平面4103の外側に位置する電子素子と、第二平面4103の内側に位置する電子素子と動作時に発生する熱を異なる経路で伝導させ、放熱効果を高める。
図10、図11及び図12を参照すると、筐体3は、第一部材32と第二部材33とを備えており、エンドキャップ71と第一部材32とが固定的に接続されている。具体的には、第一部材32の外面は、エンドキャップ71のネジ713に対応する構造を有している(第一部材32の外面に設けられた外ねじのように)。第一部材32は、第二部材33と回転可能に接続されている。このため、エンドキャップ71をランプホルダーに取り付けると、第二部材33を回転させることにより、LEDランプの出光方向を調整することができる。
具体的には、第一部材32は環状凹部321を有し、第二部材33は凸部331を有し、凸部331は環状凹部321と嵌合し、両者の間で回転可能であり、最終的には、第一部材32と第二部材33との回転可能の接続を実現する。他の実施形態においては、第一部材32と第二部材33とは従来技術における他の構造により回転も可能であり、例えば第一部材32を凸部として設け、第二部材33を環状凹部として設けても良い。
第一部材32は、第一ストッパ部322をさらに含むことができ、第二部材33は、第二ストッパ部332をさらに含むことができ、第一ストッパ部322は、第二ストッパ部332に対応する。具体的には、第一部材32と第二部材33とが相対的に第一ストッパ部322と第二ストッパ部332に当たって回転している場合には第一部材32と第二部材33の更なる回転を制限して、回転過ぎるによる内部の接続リード線の断裂を防止することができる。ある実施例では、第一ストッパ部322と第二ストッパ部332の設定により、第一部材32と第二部材33との相対的な回転角度の範囲は0~355度である。ある実施形態では、第一部材32と第二部材33との間の相対的な回転角度の範囲は0~350度である。第一部材32と第二部材33との相対的な回転角度の範囲は0~340度である。上記回転角度の制限は、第一ストッパ部322と第二ストッパ部332との周方向の厚さ(すなわち、有する角度である)を設定することにより可能である。ある実施形態においては、第一ストッパ部322は三角形であり、第二ストッパ部332はL形であるが、第一ストッパと第一ストッパの浮き上がる部の形状は限定ではなく、回転中に相互作用して動きを阻止すればよいことが理解できる。他の実施形態では、第一部材32および第二部材33は、従来の技術における他の構成によって回転を実現することができ、ここでは説明を省略する。
第二部材33は、いくつかのロッド部333を含み、いくつかのロッド部333は、円周に沿って均等に分布し、隣接するロッド部333間はピッチを有し、前記凸部331は、ロッド部333に形成される。隣接するロッド部333の間に間隔があるので、第一部材32に挿入するに有利な弾性変形が生じる。
第一部材32には、円周に沿って複数の歯部323が設けられており、歯部323が連続していても良いし、間隔があっても良い。第二部材33には、歯部323に対応する減衰部334が設けられている。減衰部334は、歯部323との嵌合のために第二ストッパ部332、すなわち第二ストッパ部332の一部を形成することができ、他の部分は第一ストッパ部322と合わせる。減衰部334と歯部323と合わせるより、第一部材32が第二部材33に対して相対回転する際の質感を向上させることができる。また、減衰部334と歯部323と合わせるより、第一部材32と第二部材33との外力なしに不要な緩みが生じたり、回転したりすることを防止する。
「第三部分III」
図1、図4及び図9を参照して、ある実施形態では、第三部分IIIに設けられた熱交換ユニット1は、発光ユニット2と接続して熱伝導経路を形成し、LED照明装置が動作している場合、発光ユニット2から発生した熱は熱伝導によって熱交換ユニット1に伝達され、熱交換ユニット1によって放熱される。
図1、図4及び図9を参照して、ある実施形態では、第三部分IIIに設けられた熱交換ユニット1は、発光ユニット2と接続して熱伝導経路を形成し、LED照明装置が動作している場合、発光ユニット2から発生した熱は熱伝導によって熱交換ユニット1に伝達され、熱交換ユニット1によって放熱される。
熱交換ユニット1は、放熱フィン101およびベース102を含む一体型の部材であり、ベース102に放熱フィン101が接続されている。放熱フィン101は、発光体21(例えばLED照明装置のビーズ)が動作する際に発生する熱を散逸するための放熱面積を提供し、発光体21の過熱を防止し(温度が発光体21の正常動作範囲を超え、例えば温度が120度を超えるなど)、発光体21の寿命に影響を与える。
放熱フィン101は、LED照明装置の幅方向の第二方向Yに沿って延び、前記第一方向Xに垂直である。放熱フィン101は、第二方向Yの方向に沿って設定されている場合、より短い長さ(放熱フィン101が第一方向Xに設置状態より)を有しているので、隣接する二つの放熱フィン101間に対流通路が形成されている場合、LED照明装置の幅方向に空気が対流すると仮定すると、より短い対流経路を有しており、放熱フィン101における熱量が速く散逸するのに有利である。ある実施形態では、放熱フィン101間は平行に設けられ、放熱フィン101は第一方向Xに均等に分布している。
熱交換ユニット1は、第一方向X方向において、その質量が均一またはほぼ均一に分布している。ある実施形態では、X方向において、熱交換ユニット1を任意に切り取り部分と、他の任意の切り取り同じ長さの熱交換ユニット1の部分の重量比は1:0.8~1.2(この二つの部分の熱交換ユニットは同じ又はほぼ同じ放熱フィン101の数を含む)である。
放熱フィン101間のピッチ値は8~30mmである。ある実施形態では、放熱フィン101のピッチ値は8~15mmである。間隔の値は放熱時の放射と対流に基づいて決定できる。
LED照明装置が十分な放熱面積を有していることを考慮して、LEDが水平に取り付けられた状態で、モーメントは接続部(例えば、エンドキャップ)への影響を低減できるように、熱交換ユニットの形態に対して非対称的に設計することができる。第一方向Xにおける任意の二つの放熱フィン101は、エンドキャップ71に近いほど放熱フィン101がより多くの放熱面積を有する(エンドキャップ71に近いほど放熱フィン101の高さが高いため、より多くの放熱面積を有する)。
ある実施形態において、放熱フィン101は高さ方向で第一部分と第二部分を有し、第一部分はベース102に近く設けられ、第二部分はベース102に離れて設けられ、第一部分の任意の断面の厚さは第二部分の任意の断面の厚さより厚い。ある実施形態において、放熱フィン101は高さが同じ二つ部分、すなわち第一部分と第二部分に分かれている。放熱フィン101の下部は主に発光ユニット2の動作時に発生する熱量を伝導するために用いられるが、上部は主に熱を周囲の空気に放射するために用いられる。これに基づいて、放熱フィン101を放熱基板に近い部分(すなわち、第一部分)の断面厚さが厚く、放熱基板から離れた放熱フィン部分(すなわち第二部分)の断面厚さが薄く、したがって、第一部分は、発光ユニット2を動作させる際に発生する熱が放熱フィンへの伝導を保証することができ、第二部分は熱放射を保証する前提で、放熱フィン101全体の重さを軽減させる。全体として、上記の設定方式は、良好な放熱効果を実現するだけでなく、LED照明装置全体の重量を軽減することができる。
発光ユニット2が動作している間に発生する熱は放熱フィン101に伝導し、放熱フィン101の下から上に伝導する(仮にLED照明装置が水平に設置されている)。その間、一部の熱は放熱フィン101で伝導過程で、放射によって周囲の空気に伝導する。つまり、上に行くほど、放熱フィン101は伝導する熱の量が少なくなる。フーリエ熱伝導の法則は次の通りで、Q=-λAdT/dxである。λは熱伝導率であり、Aは熱伝導断面面積で、単位はm2であり、dT/dxは熱の流動方向の温度勾配で、単位はK/mである。
ある実施形態において、仮にλは一定の値(放熱フィン101の材料が定められている場合、λの値はかわらない)で、熱の量Qは主に熱伝導断面面積及熱の流動方向の温度勾配に決まる。ある実施形態では、温度勾配の変化を考えると熱の量Qは主に熱伝導断面の面積に依存する。放熱フィン101を熱伝導する過程で熱放射の放熱があるため、放熱フィン101の熱の流動方向では、後ろほど熱が少なくなって、放熱フィン101の厚さも調整できる(仮に放熱フィン101の幅が一定の値であり、放熱フィン101の高さ方向の幅寸法のばらつきは30%以下である)。放熱を保証するために、さらにエンドキャップ71のモーメントを低減する。図1および図3を参照し、ある実施形態において、放熱フィン101はいくつかのグループが設けられる。ここでは、一組の放熱フィン101の厚さのみを説明し、座標系を確立し、放熱フィン101の底部の厚さ方向をX軸とし、放熱フィン101の高さ方向をY軸とすると、放熱フィン101の厚さと高さは、y=ax+Kの式を満足する。
ここで、yは放熱フィン101の高さの値である。aは定数であり、aは負の数である。xは放熱フィン101の厚さである。Kは定数である。
ここで、yは放熱フィン101の高さの値である。aは定数であり、aは負の数である。xは放熱フィン101の厚さである。Kは定数である。
aが負の数である場合、放熱フィン101の高さ値yが高いほど、放熱フィン101の厚さxが減少する一方、放熱フィン101の放射熱の関係は、フィン101が上にいくほど、厚さが減少し、依然として熱伝導の要求を満たすことができる。一方、放熱フィン101の上向き時の厚さの減少は、その重量を低減させ、エンドキャップ71のモーメントを低減させ、余裕な重量設計を提供する。
ある実施形態において、aの値は-40~-100の間であり、Kの値は80~150の間である。x及びyの値の単位はいずれもミリである。
ある実施形態において、aの値は-50~-90の間であり、Kの値は100~140の間である。
ある実施形態では、放熱フィン101間に同じ設計を採用し、放熱フィン101の数はnである。放熱フィン101の総厚さ(すべての放熱フィン101の厚さの合計)と高さは、sn=(y-K)n/aの式を満たす。
ここで、yは放熱フィン101の高さ値である。aは定数であり、aは負の数である。xは放熱フィン101の厚さである。Kは定数である。x×nはフィン101の総厚さである。
ここで、yは放熱フィン101の高さ値である。aは定数であり、aは負の数である。xは放熱フィン101の厚さである。Kは定数である。x×nはフィン101の総厚さである。
ある実施形態において、放熱フィン101の断面の厚さ値に幅値を乗じて、断面の面積である。仮に、放熱フィン101の幅値はLがある定値(ここでは放熱フィン101の幅値はある定値であり、放熱フィン101の高さ方向の幅寸法のばらつきは30%以下である)と設定し、放熱フィン101の厚さと高さは、y=ax+K、つまりx=(y-K)/aの式を満足する。
すなわち、放熱フィンの断面面積Lx=(y-K)L/a
ここで、yは放熱フィン101の高さ値である。aは定数で、負の数である。xは放熱フィン101の厚さである。Kは定数である。
すなわち、放熱フィンの断面面積Lx=(y-K)L/a
ここで、yは放熱フィン101の高さ値である。aは定数で、負の数である。xは放熱フィン101の厚さである。Kは定数である。
aが負の数である場合、放熱フィン101の高さ値yが増加するにつれて、放熱フィン101の断面面積が減少する一方、放熱フィン101の放射熱の関係は、放熱フィン101が上に上がると断面面積が減少し、依然として熱伝導の要求を満たすことができる。一方、放熱フィン101の上向き時の断面面積の減少は、その重量を低減させ、エンドキャップ71のモーメントを低減させ、余裕な重量設計を提供する。
ある実施形態において、放熱フィン101の総断面面積(すべての放熱フィン101の断面面積の合計)は、放熱フィン101全体の厚さ値に幅を乗じた値と等しい。すべての放熱フィン101について、仮に放熱フィン101の幅値がLと設定すると(ここでの放熱フィン101の幅値はある定値であり、放熱フィン101の高さ方向の幅寸法のばらつきは30%以下である)、放熱フィン101の総断面面積は、nLx=(y-K)nL/aの式を満たす。nは放熱フィン101の数量である。
aが負の数である場合、放熱フィン101の高さ値yが増加するにつれて、放熱フィン101の全体の断面面積が減少する一方、放熱フィン101の放射熱の関係は、放熱フィン101が上昇すると断面積が減少し、依然として熱伝導の需要を満たすことができる。一方、放熱フィン101の上向き時の断面面積の減少は、その重量を低減させ、エンドキャップ71のモーメントを低減させ、余裕な重量設計を提供する。
上記実施形態では、放熱フィン101の厚さを考慮すると、放熱フィン101の端部の面取りや丸い角の部分を除く必要がある。
ある実施形態において、LED照明装置の放熱フィン101の放熱面積(単位はcm2)とLED照明装置の電力(単位はW)の比は28より小さい。ある実施形態では、熱交換ユニット1の質量0.6、0.7、0.8または0.9kgは、この重量制限の前提で、上記の放熱面積、放熱フィン101の厚さなどを設計する。
ある実施形態において、1枚の放熱フィン101の放熱面積は、放熱フィン101の側面面積と放熱フィン101の厚さ面面積の合計に近い(放熱フィン101の上面面積は比較的小さいので、上面面積はほぼ省略できる)。式が次のように表す。
S=S1+S2;S1=2hLn
S=S1+S2;S1=2hLn
ここで、hは放熱フィン101の高さであり、Lは放熱フィン101の長さである(放熱フィン101の側面が不規則形状であれば、ここの長さは放熱フィン101の平均長さを指すことができる)。Sは一枚の放熱フィン101の総放熱面積であり、S1は放熱フィン101の側面面積であり、S2は放熱フィン101の厚さ面面積であり、nは放熱フィンの数である。
放熱フィン101の厚さ面は台形であり、その面積は放熱フィン101の底部の厚さと、上部の厚さとの合計に放熱フィン101の高さを乗じたものとほぼ同じであり、また放熱フィン101の厚さと高さの公式y=ax+Kと合わせ、底の厚さyが0の時のx値と、上部の厚さyがhの時のx値がわかる。それで、放熱フィン101の厚さの公式はS2=[-K/a+(h-K)/a]hnである。
したがって、S=2hLn+[-K/a+(h-K)/a]hn=2hLn+[(h-2K)/a]hn
したがって、S=2hLn+[-K/a+(h-K)/a]hn=2hLn+[(h-2K)/a]hn
本実施形態では、放熱フィン101の放射効率がLED照明装置への放熱要求の満足を保証するために、、熱交換ユニット1の重量を制御し、LED照明装置の放熱フィン101の放熱面積S(単位:cm2)とLED照明装置の電力P(単位:W)の比を28より小さくし、18より大きくする。つまり、18<S/P<28、すなわち、18<2hLn/P+[(h-2K)/a]hn/p<28である。この比では、LED照明装置の光効果は、少なくとも125Lm/Wになれる。
ある実施形態では、放熱フィン101の重さを制御して、エンドキャップ71のモーメントを制御する必要がある。ある実施形態において、放熱フィン101の重量は0.4、0.5、0.6、0.7、0.8または0.9kg以下であり、つまり、上記重量制限で、放熱フィン101の厚さと放熱面積が上記の式を満たすことを確保する必要がある。
図13に示すように、いくつかの実施形態では、放熱フィン101の形状は、四角形、扇形、弧形、曲線型などの一つまたは複数の組合せから選択することができる。放熱フィン101の形状は、中が高く両側が低い凸形状、または中が低く両側の高い凹形形状から選択することもできる。少なくとも一つの放熱フィン101は、連続した一つの構造であってもよく、連続しない複数の小さな放熱フィンの組合せ構造であっても良い。少なくとも一つの放熱フィン101の表面には導流溝と/または通孔が設けられ、流体の撹乱作用を強化し、熱伝達効果を強化することができる。図19を参照すると、(a)~(d)は、本実施形態による放熱フィンの任意の形状を示す概略図であり、(e)~(h)は、さらに、通流孔と導流溝を有する概略図である。
ある実施形態では、放熱フィンの放射率または放射係数を向上させるために(放熱フィン表面の放射率を向上させるために)、放熱フィンの表面に対応する処理を行うこともでき、例えば、放熱フィンの表面に放熱フィンの放射率を高めるための放熱ユニットを設置し、放熱ユニットはペンキまたは放熱塗料(炭化ケイ素系やナノカーボン系などを主に使用する)であり、放射熱の効率を向上させ、放熱フィンの熱を急速に発散させる。また、放熱ユニットは、熱フィンの表面に陽極酸化によって電解液中にナノ構造の多孔質アルミナ層を形成することにより、放熱フィンの表面にアルミナナノホールを形成することができ、放熱フィンの数を増加させずに放熱フィンの放熱能力を向上させることができる。最後に、放熱ユニットは熱フィンの表面にグラフェンをコーティングすることもできる。グラフェンは炭素原子からなる六角形のハニカム格子をなす二次元炭素ナノ材料で、優れた光学的、電気的、力学的な特性を持ち、熱伝導率は5300W/m・kに達するから、LED照明装置の放熱を助けるのに非常に適している。ある実施形態では、放熱フィン表面に放熱ユニットを設置した後、その表面の放射率は0.7より大きくなり、それによって放熱フィン表面の熱放射効率が向上する。
図1、図4、図14に示すように、ある実施形態では、基板22は熱交換ユニット1のベース102に固定され、熱伝導経路が形成される。放熱効果を高めるために、基板22には穴2201が設けられており、使用状態において基板22の両側が穴2201を介して連結されており、熱交換ユニット1の対流放熱に有利である。従って、熱交換ユニット1のベース102には、穴2201に対応する対流口1021が設けられている。他の実施形態では、放熱性能がLED照明装置の放熱を満たしている場合、基板22に上記のような穴2201を設けなくても良い。
図1、図4及び図5に示すように、ある実施形態においては、発光体21は基板22に設けられ、電源4に電気的に接続されている。ある実施形態においては、発光体21間は、並列、直列、又は並列に接続されてもよい。ある実施形態では、基板22はアルミニウム基板を採用し、主な材料成分はアルミニウムである。一方、熱交換ユニット1のベース102はアルミニウムの材質を採用している。基板22と熱交換ユニット1とは同じ材質を採用すると、両者は同じ又はほぼ同じ伸縮率を有し、つまりLED照明装置が長時間で使用されると、基板22と熱交換ユニット1は繰り返しの冷熱交代によって異なる伸縮率を生じさせず、緩みを防止する。
図8及び図9に示すように、ある実施形態においては、複数の発光体21は基板22に設置されている。第三部分IIIは、平面Aで(この平面はエンドキャップ71の軸方向に垂直である)第一領域と第二領域(第一領域又は第二領域のLED照明装置の長さ方向の長さ寸法は、第三部分IIIの全体長さの30%以上であり、極端な場合の影響を除くことができる。例えば第一領域が第三部分IIIの端部に発光体21が設けない領域)を分割される。第一領域に含まれる発光体21の数はX1であり、第二領域に含まれる発光体21の数は X2である。第一領域に含まれる放熱フィン101の放熱面積はY1であり、第二領域に含まれる放熱フィン101の放熱面積はY2であり、放熱面積と発光体21の数の関係は以下の条件を満たす。
X1/X2:Y1/Y2=0.8~1.2
X1/X2:Y1/Y2=0.8~1.2
上記比は0.8~1.2の間で、発光体21が対応しており、十分な放熱面積で放熱されることを確保することができる。特に、発光体21の分布に差がある場合や放熱面積分布に差がある場合には、上記の相違が大きすぎて、一部の発光体21の放熱に影響することを防止することができる。
図8及び図9に示すように、ある実施形態においては、複数の発光体21は基板22に設置されている。第三部分IIIは、平面Aで(この平面はエンドキャップ71の軸方向に垂直である)第一領域と第二領域(第一領域又は第二領域のLED照明装置の長手方向の長さ寸法は、第三部分IIIの全体長さの30%以上であり、極端な場合の影響を除くことができる。例えば第一領域が第三部分IIIの端部に発光体21が設けない領域)を分割される。第一領域の全体の光束量はN1であり、第二領域に含まれる発光体21の数はN2である。第一領域に含まれる放熱フィン101の放熱面積はY1であり、第二領域に含まれる放熱フィン101の放熱面積はY2であり、放熱面積と発光体21の数の関係は以下の条件を満たす。N1/N3:Y1/Y2=0.8~1.2
上記比は0.8~1.2の間にあり、一定の光束を放出する時、十分な対応する放熱面積で放熱することができる。特に、光束が第一領域と第二領域の分布に差がある場合や放熱面積分布に差がある場合には、上記の違いが大きすぎて放熱に影響することを防止することができる。
ある実施形態では、基板22はPCBハードボードであってもよく、FPCソフトプレートであっても良いし、あるいはアルミニウム基板であっても良い。基板22上では、発光体21をさらに制御して、様々な所望の機能を実現する制御回路を備えていても良い。
図14、図15、図16A、図16B、図17に示すように、ある実施形態においては、筐体3及び熱交換ユニット1は、固定ユニット6を介して接続されている。具体的には、固定ユニット6は、第一部材61と、第二部材62と、位置決めユニット63とを備える。第一部材61は、第二部材62とスライド式に接続されている。第一部材61は、筐体3に設けられてもよく、第二部材62は熱交換ユニット1に設けられてもよい。他の実施形態では、第一部材61は熱交換器に設けられてもよく、第二部材62は筐体3に設けられてもよい。第一部材61は、スライド溝として構成されてもよく、第二部材62はガイドレールとして構成されてもよい。
位置決めユニット63は、第一部材61と第二部材62とが嵌合したときに、第一部材61と第二部材62を相対的に固定するためのものであり、熱交換ユニット1と筐体3とが相対的に固定されている。具体的には、第一部材61と第二部材62には、位置決め溝611、621が対応して設けられており、位置決めユニット63は、位置決め溝611、621と共同作用して、第一部材61と第二部材62との間にスライドを制限する。ある実施形態では、位置決めユニット63は、光出力部5に設けられている。
ある実施形態において、光出力ユニット5は、締付装置が設けられている。ある実施形態では、締付装置はスナップ51である。光出力ユニット5は、スナップによって熱交換ユニット1に固定され、光出力ユニット5の固定を完了させる。他の実施形態では、光出力ユニット5は、熱交換ユニット1との固定を実現するために、スナップ接続、ねじ接続などの従来技術の構造を採用することもできる。
ある実施形態では、光出力ユニット5は、反射、屈折、および/または散乱の程度を構成して、反射、屈折、および/または散乱の任意の適切な組み合わせを提供してもよい。例えば、反射装置、拡散装置などを用いる。ある実施形態では、光学装置は、光出力ユニット5を通過する光の量を増加させるようにさらに構成されてもよい。例えば、反射防止膜を採用する。ある実施形態では、光学装置は、レンズ、反射装置などの光の形を調整するように構成されてもよい。
図17に示すように、放熱フィン101と発光体21との関係模式図が表示される。発光体21を有する平面において、任意の発光体21から隣接する放熱フィン101まで(放熱フィン101が発光体21を有する平面に投影されると、前記発光体21からの距離である)の距離は、この発光体21から任意の他の発光体21までの距離よりも大きい。熱伝導経路からは、発光体21によって発生される熱は、隣接する放熱フィン101により速く伝達され、他の発光体21に対する発光体21の影響を低減することができる。
図45及び図46を参照して、ある実施形態において、光出力部5は、第一光領域52及び第二光領域53を含み、第一光領域52は、発光体21の動作時に直接射出される光(反射されていない光)を受信するように構成され、発光体21から直接射出される光の少なくとも一部は、第二光領域52から出射される。第二出光領域53は、反射された光のみを受信し、反射された光の少なくとも一部は、第二出光領域53から出射される。
ある実施形態において、LED照明装置は、発光体21が動作する際に発生する光の少なくとも一部が、反射装置により一回または複数回反射された後、第二出光領域53から出射される反射装置が設けられている。このうち、第二出光領域53から出射される全体の光束量は、発光体21から発せられる全体の光束量の0.01%~40%を占めている。いくつかの実施形態においては、第二出光領域53から出射される全体の光束量は、発光体21から出射される全体の光束量の1%~10%を占めている。これにより、光出力ユニット5の局所的な強い光による眩光問題が解決され、光がより均一になる。ある実施形態では、第二出光領域53の平均照度は、少なくとも第一出光領域52の平均照度の0.01%以上であり、35%以下である。いくつかの実施形態では、第二出光領域53の平均照度は、少なくとも第一出光領域52の平均照度1%~20%である。
ある実施形態において、反射装置は、少なくとも発光体21から直接射出された光の一部を反射するように構成された第一反射面521を含む。ある実施形態において、反射装置は、第一反射面521で反射された光を反射するような第二反射面223を含み、第一反射面521で反射された光の少なくとも一部を第二出光領域53に反射する。
ある実施形態では、第一反射面521は、第一光領域52の内面に設けられている。第一反射面521は、一部の光を透過し、及び一部の光を反射させるために、第一光領域52の内部表面にコーティングされてもよい。他の実施形態では、第一反射面521は、第一出光領域52の内面である。第一反射面521は、第一出光領域52の材料特性として透過及び反射の機能を有してもよい。以上の実施形態では、第一反射面521から反射された光束と、第一反射面521から透過された光束の比は0.003~0.1となっている。第一反射面521が第一光領域52の材料属性で透過及び反射の機能を有する場合、第一光領域52の屈折率は1.4~1.7の間に配置され、第一反射面521の光透過性と反射性能がよりよくなる。
ある実施形態においては、第二反射面223は、発光ユニット2の基板22の表面に設けられている。具体的には、基板22の表面は反射層をコーティングして、第二反射面223を形成する。第二反射面223は、従来技術において反射機能を有する材料であってもよく、ここでは例をあげない。
ある実施形態では、LED照明装置の全体の光の透過率(光出力ユニット5が透過する光と発光体21が発光する光の比)は90%よりも大きい。ある実施形態において、LED照明装置の全体の光の透過率(光出力ユニット5が透過する光と発光体21が発光する光の比)は93%より大きい。ある実施形態において、LED照明装置の光効果は、130lm/wの照明効果よりも大きい。
ある実施形態においては、LED照明装置の光の透過率を向上させるために、光出力部5に反射防止膜を設けてもよい。それにより、光出力ユニット5に光が照射されたときの反射を低減して、光の透過率を向上させ、LED照明装置の光効果が少なくとも135lm/wに達することができる。
図47に示すように、第一発光領域52と第二発光領域53は、具体的には、発光体21の発光角度がaであると、発光体21が直接発光する光が光出力ユニット5に入射する領域が第一発光領域52となり、光出力ユニット5に光を出射する他の領域が第二発光領域52となる。
図48に示すように、ある実施形態において、光出力ユニット5の内面は、LED照明装置の光の透過率を95%以上にするための反射防止膜54を設けている。発光体21の動作時に発生する光は、第一メディア(発光体21と光出力ユニット5との間の空気であっても良い)、反射防止膜54及び光出力ユニット5を順に通過する。本実施の形態では、第一メディアの屈折率はn1であり、光出力ユニット5の屈折率はn2であり、反射防止膜54の屈折率はnである。ここで、反射防止膜54の屈折率は以下の式に適合する。
ある実施形態において、反射防止膜54の厚さはdで、前記厚さd=(2k+1)L/4であり、ここで、kは自然数であり、Lは反射防止膜54の波長である。
ある実施形態では、光出力ユニット5は、ガラス、プラスチックなどの光透過材料を採用する。ある実施形態において、光出力ユニット5は一体構造または複数ブロックのつづり合わせ構造である。
ある実施形態において、光出力ユニット5には、基板22の穴2201に対応する穴を有する。
ある実施形態において、光出力ユニット5の断面形状は波形、円弧形または直線形である。波形または円弧形を採用すると、光出力ユニット5はより良い強度を持つことができる。
発光ユニットが動作する時に発生する熱は、早く熱交換ユニットに伝導し、熱交換ユニットによって放熱する必要がある。発光ユニットの熱が熱交換ユニットに伝導する時、伝導速度に影響する要因の一つが発光ユニットと熱交換ユニットの間の熱抵抗である。
ある実施形態では、発光ユニット2と熱交換ユニット1との間の熱抵抗を低減するために、発光ユニット2(発光ユニット2の基板22)と熱交換ユニット1との接触面積を増加させる必要がある。具体的には、発光ユニット2と熱交換ユニット1との間に熱伝導接着剤が設置されている。熱伝導ゴムは具体的に熱伝導シリコーンやその他の類似の材質を選択できる。熱伝導接着剤の設定により、発光ユニット2と熱交換ユニット1との間の隙間を埋めることができ、発光ユニット2と熱交換ユニット1との接触面積を増やす目的になり、発光ユニット2と熱交換ユニット1との間の熱抵抗が低下する。通常、熱伝導接着剤はまず発光ユニット2にコーティングされ、発光ユニット2は熱交換ユニット1に接続される。他の実施形態では、先に熱交換ユニット1に熱伝導接着剤を塗布しても良い。
図16B、17、図18および図19に示すように、熱交換ユニット1には、発光ユニット2を固定するための固定構造が設けられている。具体的には、熱交換ユニット1は固定ユニット12を備えて、固定ユニット12は発光ユニット2の基板22の外縁と合わせて固定する。
熱交換ユニット1はベース102を有し、固定ユニット12は、熱交換ユニット1の長さ方向に配置され、ベース13に固定されている第一固定部121と第二固定部122とを備える。第一固定部121および第二固定部122は、ベース102の放熱フィン101の反対側に設けられている。第一固定部121および第二固定部122は、基板22の長さ方向の両端とそれぞれ嵌合する。
第一固定部121は第一溝部1211を含み、第二固定部122は第二溝部1221を含み、第一溝部1211は、第二溝部1221の開口方向に対向して設けられ、基板22の長さ方向の一端が第一溝部1211にはめ込まれ、基板22の長さ方向の他端が第二溝部1221にはめ込まれる。
さらに、第一固定部121には第一壁1212が設けられ、第一壁1212とベース13との間には第一溝部1211が形成されている。第二固定部122には第二壁1222が設けられ、第二壁1222とベース13との間には第二溝部1221が形成されている。基板22の両端が第一溝部1211と第二溝部1221にそれぞれはめ込まれれると、第一壁1212と第二壁1222にそれぞれ力をさせ、第一壁1212と第二壁1222を変形させて基板22の表面にそれぞれ圧着されている。基板22はベース13に対して固定されている(図23は、第一壁1212と第二壁1222が変形して基板22の表面にそれぞれ圧着されていることを示す)。
基板22の片側の端部は、第二溝部1221の底部12211に当接し、基板22の取付位置を制御することにより、異なるLED照明装置の基板22の取付位置の整合性を保証する。基板22の反対側は、ベース13によって基板22が押しつぶされて変形するのを防ぐために、第一溝部1211の底部12211とギャップを保持する。具体的には、基板22とベース13は、材質によって異なる収縮率を有し、長時間の冷熱交代を経て、ベース13によって基板22が長さ方向に押し出され、基板22が隆起させる可能性がある。ギャップの設定は、このような状況の発生を効果的に回避させる。
第一壁1212の厚さは、第二壁1222に近い方向で徐々に減少する。これにより、第一壁1212は、その相対的な外側において力により変形しやすい。したがって、第二壁1222の厚さは、同じ設定を採用してもよい。すなわち、第二壁1222の厚さは第一壁1212に近い方向で徐々に減少する。
ある実施形態においては、基板22の両端が横方向に第一溝部1211と第二溝部1221(図示せず)を同時に挿入し、このとき、第一溝部1211と第二溝部1221は、スライド溝やガイドレールに近似した構造を提供し、基板22との取り付け配置を行う。このようにして、基板22の取り付けが簡単になる。
図16B~図23を参照すると、ある実施形態では、基板22の裏側に先に塗布された熱伝導接着剤が取り付け中にオーバーフローしないように、基板22は異なる実装形態を採用することができる。具体的には、ベース13の上から基板22が直接にベース13に密着し、基板22の両端をそれぞれ第一溝部1211と第二溝部1221に挿入する。
図18を参照すると、第一壁1212は第一状態(第一壁1212が力を受けずに変形する前)を有し、第一状態においては、第一壁1212の内側の表面に設置される斜面12121は、ベース13からの距離が第二壁1222への方向に徐々に減少し、第一溝部1211の開口が拡口状になるように配置されている。これにより、基板22が直接にベース13の上方の斜め方向(基板22とベース13との間に一定の角を保持する)に第一溝部1211を挿入することが簡単になる。本実施形態では、第一溝部1211の底部12211から第二壁1222までの端部の距離は、基板22の長さよりも長い。したがって、基板22の一端が第一溝部1211に挿入され、その端部が第一溝部1211の底部12111に達すると、基板22が直接にベース13の下向きに密着することができる。そして、ベース13を平行に移動させて、ベース13の一端を第二溝部1221の底部12211に当てると、第一壁1212の端部と第二壁1222の端部が基板22の厚さ方向に基板22に対応し、最後に第一壁1212と第二壁1222によって基板22を圧着すれば良い。
図16B~図23を参照して、本実施形態における基板22の取付方法は、以下のステップを含む。
基板22を配置し、基板22の表面に熱伝導接着剤を配置し;
ベース13を配置し;
基板22の長さ方向の一端を第一溝部1211に斜めに挿入し(図20を参照する);
基板22をベース13に密着させ(図21を参照する);
基板22を平行に移動させて、基板22の一端を第二溝部1221の底部12211に当て(図22を参照する);
第一壁1212および第二壁1222に力を加えて、第一壁1212および第二壁1222をそれぞれ基板22の表面に圧着する(図23を参照する)。
基板22を配置し、基板22の表面に熱伝導接着剤を配置し;
ベース13を配置し;
基板22の長さ方向の一端を第一溝部1211に斜めに挿入し(図20を参照する);
基板22をベース13に密着させ(図21を参照する);
基板22を平行に移動させて、基板22の一端を第二溝部1221の底部12211に当て(図22を参照する);
第一壁1212および第二壁1222に力を加えて、第一壁1212および第二壁1222をそれぞれ基板22の表面に圧着する(図23を参照する)。
図24および図25を参照すると、他の実施形態では、第一壁1212と第二壁1222は異なる形態をとることができる。具体的には、第一壁1212と第二壁1222は、変形しない前にベース13の表面に垂直な形で配置され、第一壁1212と第二壁1222との間の距離は、基板22の長さよりも長いか、または、やや長い(具体的には、第一壁1212と第二壁1222との距離と基板22の長さの差は0~3mmである)から、基板22をベース13の上方から直接に、第一壁1212と第二壁1222との間に入れられる。図25を参照して、第一壁1212と第二壁1222を折り曲げることによって、第一壁1212と第二壁1222を基板22に圧着する。本実施形態における基板22の取付方法は、以下のステップを含む。
基板22を配置し、基板22の表面に熱伝導接着剤を配置し;
ベース13を配置し、ベース13に第一壁1212と第二壁1222を設置し;
基板22をその厚さ方向にベース13に貼り付け;
第一壁1212及びと第二壁1222に力を加えて、第一壁1212及びと第二壁1222をそれぞれ基板22の表面に圧着する。
基板22を配置し、基板22の表面に熱伝導接着剤を配置し;
ベース13を配置し、ベース13に第一壁1212と第二壁1222を設置し;
基板22をその厚さ方向にベース13に貼り付け;
第一壁1212及びと第二壁1222に力を加えて、第一壁1212及びと第二壁1222をそれぞれ基板22の表面に圧着する。
図26および図27に示すように、ある実施形態においては、熱交換ユニット1に対して、基板22および熱交換ユニット1をさらに固定することができる。ボルトやリベットでさらに接続する。具体的には、放熱フィン101間のベース102に接続穴116を設けて接続する。この場合、基板22には、接続穴116に対応して穴をあける必要があり、ここでは説明を省略する。
基板とベースの密着時の熱伝導接着剤のオーバーフローに対応して、熱伝導接着剤の位置を設計することができる。具体的には、図16B~図19及び図27~図28を参照して、ある実施形態において、熱伝導接着剤23は、基板22の発光体21に対する反対側の面にコーティングされると、熱伝導接着剤23と基板22の外縁とのピッチを持つ。したがって、基板22がベース13に当接する場合には、熱伝導接着剤23は熱伝導率のオーバーフローを避けるために一定の外部への流動空間を有する。ある実施形態において、基板22はベース13に当接された後、熱伝導接着剤23から基板22の外縁までのピッチを保持し、このピッチ値の範囲は0~10mmである。ある実施形態において、熱伝導接着剤は、主に基板22の幅方向の両側からあふれ出て、美観性に影響し、基板22の長さ方向の両側に、第一溝部1211と第二溝部1221が挿入されるので、熱伝導接着剤が溢れても、第一溝部1211と第二溝部1221によって遮断される。このため、熱伝導接着剤を設置する際には、基板22とベース13の取り付けが完了すると、熱伝導接着剤を基板22の幅方向の両側に一定的なピッチを保持するように設定されており、このピッチ値の範囲は0~10mmとなっている。好ましくは、0~5mmである。
熱伝導接着剤のオーバーフロー問題を避けるために、他のオーバーフロー防止する構造を設定することもできる。図28及び図29に示すように、ベース13に第一収容溝131が設けられ、ベース13に基板22が装着されると、第一収容溝131は基板22の外縁に対応し、基板22の外側の境界を超えない。第一収容溝131の断面形状は、四角形、円弧、三角形などに設定することができる。このため、基板22およびベース13の装着時には、余分な熱伝導接着剤のオーバーフローを回避するために、第一収容溝131に熱伝導接着剤を流すことができる。図30に示すように、他の実施形態では、基板22は類似の構成を設けてもよく、具体的には、基板22がベースに対して表面に第二収容溝222を設けても良い。第二収容溝222は、基板22の幅方向の両側を設置してもよい。同様に、第二収容溝222の断面形状は、四角形、円弧、または三角形などに設定されてもよい。他の実施形態では、第一収容溝131と第二収容溝222とを同時に設計してもよい。
図27及び図28に示すように、ある実施形態においては、発光ユニット2が動作する際に、その熱源は主に発光体21に発生し、発光体21は基板22の設定領域221に設けられている(設定領域221は、発光体21を電気的に接続するための接続リード線を含む)。基板22が発光体21にベース13の接触面積にあることを確保するために、基板22の発光体21に対する反対側に熱伝導接着剤を塗布し、熱伝導接着剤23の位置は設定領域221の位置に対応する。(熱伝導接着剤23の設置位置は少なくとも70%が設定領域の位置に対応しており、熱伝導接着剤23の位置は設定領域221の位置に対応していると考えられる。)
他の実施形態においては、熱交換ユニット1はさらに、分体構造を採用することができる。図31、図32、図33、図34、図25に示すように、ある実施形態において、熱交換ユニット1は、第一放熱体11及び第二放熱体12を含む。第一放熱体11と第二放熱体12の基本的な構造は、概ね前記の実施形態の熱交換ユニット1と同一である。第一放熱体11と第二放熱体12は、第二方向Yに配置されている。第二方向Yでは、第一放熱体11と第二放熱体12とは、互い位置の違いによって熱交換ユニット1が収束状態と展開状態とが異なる。熱交換ユニット1は、収束状態と展開状態との間で切り替えることができる。熱交換ユニット1は、収束状態において幅サイズAを有し、展開状態において幅サイズBを有する。熱交換ユニット1の収束状態においての幅サイズAが熱交換ユニット1の展開状態における幅サイズBよりも小さい。熱交換ユニット1が収束状態に、熱交換ユニット1はより小さな体積(またはより小さな幅サイズ)を有し、LED照明装置の包装、輸送及び取り付けに有利である。設置面から言えば、LED照明設備が照明器具に組み込まれて使用する必要がある場合、熱交換ユニット1が収束状態で、LED照明設備が回転して照明器具に入れるのに有利であり、熱交換ユニット1が照明器具に接触しにくくなり、照明器具の損傷を防止させる。熱交換ユニット1が展開状態で、より大きな放熱可能な面積または空間を有し、LED照明装置の放熱に有利である。使用面から考えると、組み合わせする時、まず熱交換ユニット1を閉じて、組み合わせに有利で、組み合わせが完了したら、熱交換ユニット1を展開して、LED照明設備の放熱に有利である。本実施形態の第二方向YはLEDランプ使用状態の幅方向である。他の実施形態では、第二方向Yは、異なる方向であってもよく、例えば、第二方向Yと基板22とが一定の角度を有し、或いは第二方向Yは円周方向に沿っている。
図31及び図35に示すように、本実施形態では、熱交換ユニット1の展開状態における幅寸法Bと熱交換ユニット1の収束状態における幅寸法Aの比は1.1以上であり、2以下である。好ましくは、熱交換ユニット1の展開状態における幅寸法Bと熱交換ユニット1の収束状態における幅サイズAの比は1.2以上であり、1.8以下である。これにより、熱交換ユニット1に十分な調整空間が得られる。熱交換ユニット1が十分な調整空間を持つようにする。
図31に示すように、第一放熱器は第一放熱フィン111を含み、第二放熱器は第二放熱フィン121を含み、収束状態において、第一放熱フィン111と第二放熱フィン121は、第一方向Xに少なくとも部分的に重なる。展開状態において、第一放熱フィン111と第二放熱フィン121は、第一方向Xに重ならないか、または第一放熱フィン111と第二放熱フィン121とが第一方向Xに重なる部分が収束状態より小さい。ある実施形態では、第一放熱フィン111と第二放熱フィン121は、第一方向Xに間隔を有しているので、収束状態または展開状態にかかわらず、熱相互影響を避けるために、第一放熱フィン111と第二放熱フィン121とが接触しない。本実施形態における第一放熱フィン111は、第二放熱フィン121と平行またはほぼ平行に設定されている。
第一放熱フィン111間のピッチ値は8~25mmであり、好ましくは8~15mmであり、ピッチ値は放熱時の放射と対流によって決定されてもよい。第二放熱フィン121間のピッチ値は、第一放熱フィン111間のピッチ値と同じであってもよい。このように、重量を制御する場合には放熱要求を満たすことができるだけでなく、熱交換ユニット1が収束状態と展開状態との間で切り替わるときには、第一放熱フィン111と第二放熱フィン121との間で相互抵抗摩擦が発生しないようにすることもできる。もちろん、第一放熱フィン111と第二放熱フィン121との間に相互抵抗摩擦が発生しない設計範囲で、第二放熱フィン121の間の間隔値が第一放熱フィン111と異なるように設定されてもよい。
図31~図40に示すように、熱交換ユニット1の収束状態と展開状態を実現するために、調整ユニット8を備える。調整ユニット8は、筐体3の熱交換ユニット1に対向する表面に直接設けられ、筐体3と一体に成形されてもよいし、他の方法で形成されて、筐体3に固定されてもよい。調整ユニット8は、第二方向Yに沿って延びるスライドレール81、第一位置決めユニット82、第二位置決めユニット83、および弾性部材84を含む。スライドレール81は、前記第二方向Y沿って延びるように設定されている。第一放熱器11と第二放熱器12は、スライドレール81に対応するためそれぞれの部材を設けて、第一放熱器11と第二放熱器12がスライドレール81(第二方向Y)に沿って方向移動できる。具体的には、第一放熱器11は、第一素子112がスライドレール81に合わせるように設けられており、第二放熱器12は、第二素子122が設けられて、スライドレール81に合わせる。スライドレール81は、接続の安定性を提供するため、複数のグループを設定してもよい。例えば、筐体3の端部は、LED照明装置の厚さ方向の一方側に、第一放熱器11の第一素子112と、第二放熱器12の第二素子122とを共通に使用する長さがより長いスライドレールを設けている。一方、筐体3の端部は、LED照明装置の厚さ方向の他方の側部に、第一放熱器11の第一素子112と第二放熱器12の第二素子122と合わせるため、それぞれ二つの長さの短いスライドレールを設けている。なお、スライドレールの設定は他の任意の数であってもよい。例として、筐体3の上下端部には、それぞれ第一放熱器11の第一素子112と第二放熱器12の第二素子122と一致する二つの短いスライドレールが設けられている。
第一放熱器11及び第二放熱器12のスライド時のストロークは、第一位置決めユニット82及び第二位置決めユニット83によって、制限される。つまり、収束状態と展開状態はそれぞれ第一位置決めユニット82と第二位置決めユニット83によって、実現される。熱交換ユニット1が収束状態にあるとき、第一位置決めユニット82は、第一放熱器11と第二放熱器12を位置決め固定し、熱交換ユニット1が展開状態にあるとき、第二位置決めユニット83は、第一放熱器11と第二放熱器12を位置決めして、第一放熱器11と第二放熱器12の展開サイズを制限する。熱交換ユニット1は、収束状態において、熱交換ユニット1に弾性部材84を設け、その弾性ポテンシャルで第一放熱器11と第二放熱器12に同時に力を加える。第一位置決めユニット82が第一放熱器11と第二放熱器12を位置決め固定することを解除すると、第一放熱器11と第二放熱器12は自動的に展開され、第二位置決めユニット83によって第一放熱器11と第二放熱器12の展開サイズが制限される。
第一位置決めユニット82は、第一嵌合部821と、第二嵌合部822と、弾性アーム部823と、押圧部824とを備えており、前記第一嵌合部821と、第二嵌合部822と、押圧部824とが、前記弾性アーム部823に固定されている。前記弾性アーム部823は、筐体3に固定されている。第一放熱器11は、第一嵌合部821と合わせる第一凹部113を有する。第二放熱器12には、第二嵌合部822と合わせる第二凹部123を有する。収束状態では、第一嵌合部821が第一凹部113にはめ込まれ、第二嵌合部822が第二凹部123にはめ込まれ、押圧部824が押されると、弾性アーム部823は、その弾性変形によって第一嵌合部821、第二嵌合部822の位置を変化させ、第一嵌合部821、第二嵌合部822が第一凹部113及び第二凹部123から脱落させ、このとき、第一放熱器11及び第二放熱器12は、弾性部材84の作動によって自動的に展開される。
第二位置決めユニット83は、第一位置決め部831と第二位置決め部832とを備え、第一位置決め部831と第二位置決め部832は共に筐体3に設けられ、第一放熱器11には第一位置決め孔114が設けられ、第二放熱器12には第二位置決め孔124が設けられている。第一位置決め部831は、第一位置決め孔114と合わせて、第二位置決め部832は、第二位置決め孔124と合わせて、第一放熱器11と第二放熱器12の展開時に位置を制限する。第一位置決め部831及び第二位置決め部832は、外力なしに、筐体3の端面に突出している。他の実施形態では、第一位置決め部831および第二位置決め部832は熱交換ユニット1に設けられてもよく、第一位置決め孔114および第二位置決め孔124は筐体3に設けられてもよい。
第二位置決めユニット83の第一位置決め部831と第二位置決め部832は、それぞれ弾性アーム8311、8321を備えており、第一放熱器11と第二放熱器12を筐体3に組み立てると、第一放熱器11と第二放熱器12の第一素子112及び第二素子122がスライドレール81に沿って筐体3の両側から中軸に移動しながら、第一位置決め部831と第二位置決め部832は、それぞれの弾性アーム8311、8321を先に下押し、第一放熱器11の第一位置決め孔114および第二放熱器12の第二位置決め孔124にそれぞれ飛び上がって、第一放熱器11と第二放熱器12のリミット固定を実現する。
他の実施形態では、熱交換ユニット1の収束状態と展開状態との間の切り替えは、第一放熱器11及び第二放熱器12に非弾性ポテンシャルを施す方法で実現されてもよい。例えば、直接外力を採用して実現する。
図36~図40に示すように、第三位置決めユニット85を筐体3に設けても良い。第一素子112および第二素子122にそれぞれ第一位置決め溝1121と第二位置決め溝1221を設けて、熱交換ユニットが収束状態にある場合には、第三位置決めユニット85は、第一位置決め溝1121と第二位置決め溝1221にそれぞれ当接しており、第一放熱器11と第二放熱器12の収束状態における対向移動を制限する。
具体的には、弾性アーム部823には、第三位置決めユニット85が設けられ、オプションとして、第三位置決めユニット85が突起構造である。ある実施形態においては、第三位置決めユニット85は円柱状に形成されている。第一放熱器11の第一素子112は、第三位置決めユニット85に対応する位置に第一位置決め溝1121が設けられており、第一位置決め溝1121は、第三位置決めユニット85に適合する形状に設定されており、第三位置決めユニット85が円柱状である場合には、第一位置決め溝1121は半円形の溝として設けられている。同様に、第二放熱器12の第二素子122には、第三位置決めユニット85の位置に対応して第二位置決め溝1221が設けられており、第二位置決め溝1221も第三位置決め部85に適合する形状に設定されており、第三位置決めユニット85が円柱状に設定されている場合には、第二位置決め溝1221は、半円形の溝として設定されている。この設計に基づいて、熱交換ユニット1が収束状態にある場合、第三位置決めユニット85の円柱状の突起は、それぞれ第一位置決め溝1121と第二位置決め溝1221に突き当て、第一放熱器11と第二放熱器12の収束状態において互いに移動することをさらに制限する。
他の実施形態では、第三位置決めユニット85は、楕円形、正方形、菱形、球形、任意の多角形など、任意の他の突起形状に形成されてもよく、位置制限の機能を満足させればよい。数は一つ、二つ以上であっても良い。
他の実施形態においては、第三位置決めユニット85の位置は、筐体3の弾性アーム部823以外の適切な位置に設けられてもよく、好ましくは、筐体3の熱交換ユニット1の表面に対する中軸線上に設けられている。
他の実施形態では、第三位置決めユニット85は、第一放熱器11の第一素子112と第二放熱器12の第二素子122にそれぞれ対応する位置だけに位置決め部材(図示せず)を設けて、第一放熱器11と第二放熱器12が収束状態において移動し続けることをさらに制限してもよい。例えば、第一素子112と第二素子122との対応する位置にそれぞれ突起が設けられ、熱交換ユニットが収束状態にあるとき、第一素子112の突起は、第二素子122の対応する突起に対応しており、さらに第一放熱器11と第二放熱器12の収束状態において互いに移動することを制限する。突起は任意の適切な突起形状に形成可能であり、位置制限の機能を満足させればよい。数は一つ、二つ以上であっても良い。
図33~図37に示すように、ある実施形態においては、第一放熱器11と第二放熱器12の相対滑りの安定性を高めるために、さらに展開時に第一放熱器11と第二放熱器12の互いに傾斜の問題を低減し、対応するガイド構造を設計してもよい。具体的には、第一放熱器11と第二放熱器12にそれぞれガイド穴115、125を設け、そして、位置決め軸がガイド穴115、125を通するによって、第一放熱器11と第二放熱器12の相対滑り時の安定性を向上させ、展開時に第一放熱器11と第二放熱器12の互いに傾斜の問題を回避させる。ある実施形態では、ガイド穴115、125は、第一放熱フィン111及び第二放熱フィン121に設けられ、発光ユニット2の端部に近い。ある実施形態では、弾性部材84はあるガイド穴に設置してもよく、位置決め軸の位置決め部材(例えば、突起)を通して、第一放熱器11及び第二放熱器12に対する弾性ポテンシャルを印加する。ある実施形態では、第一放熱器11と第二放熱器12のいずれに、ガイド穴を設け、他の放熱器にガイド穴に対応する位置には位置決め軸を設け、このように、ガイド軸をガイド穴に通して、第一放熱器11と第二放熱器12の相対滑り時の安定性を向上させ、展開時に第一放熱器11と第二放熱器12の互いに傾斜の問題を回避する。
ある実施形態では、各放熱器に少なくとも一つ前記ガイド穴115、125は設けられている。ある実施形態においては、ガイド穴115、125は、熱交換ユニット1の長さ方向に複数設けられてもよく、例えば、熱交換ユニット1が筐体3に近い端部及び筐体3から離れた端部にそれぞれ一つずつ設けられてもよい。
図32~図35に示すように、ある実施形態においては、第一放熱器11の第一放熱フィン111は、間隔部1111を設置する。間隔部1111に接続孔116を設けることができる一方、間隔部1111において対流を増加させることができる。接続孔116を設置して、基板22を固定させ、基板22の隆起を防止ができ、基板22と熱交換ユニット1との接触面積を低下させ、最終的に熱伝導効率を低下させる。具体的には、接続孔116の設定により、ボルト、リベットなどを用いて接続孔116を通過し、基板22と熱交換ユニット1との接続が可能となる。第一放熱フィン111と第二放熱フィン121の位置関係のため、第二放熱フィン121の接続孔126は二つの第二放熱フィン121間に位置して、接続孔116を設ける必要がない。他の実施形態では、間隔部を設けずに接続孔116を調整することもできるので、第一放熱器11の接続孔116と第二放熱器12上の接続孔126は第一方向X上の位置が異なる。
図32~図35に示すように、ある実施形態においては、熱交換ユニット1が第一放熱器11と第二放熱器12を有している場合には、二組の発光ユニット2と二組の光出力ユニット5が対応して設けられている。具体的には、第一放熱器11は第一ベース117を含み、第二放熱器12は第二ベース127を含み、二組の発光ユニット2はそれぞれ第一ベース117と第二ベース127に設けられている。二組の光出力ユニット5は、それぞれ二組の発光ユニット2をカバーする。
図32~図41に示すように、第一ベース117と第二ベース127のいずれに対応するガイド穴115または125の位置には溝128が設けられており、図17の本実施形態において公開されている内容では、溝128は、第二ベース127に設けられており、ガイド穴115、125に位置決め軸が差し込まれると、外部プレス装置は、溝128を介して位置決め軸をプレスして、位置決め軸を固定し、また、溝128が設けられている場合には、基板22を加工の工程が簡単になる。
図33に示すように、ある実施形態においては、熱交換ユニット1が展開状態にある場合には、二組の発光ユニット2(二組の発光ユニット2の基板22)の間の距離が増加し、LED照明装置の出光範囲がより大きくなる。
図33に示すように、ある実施形態においては、二組の基板22には、孔2211を設け、使用状態で、基板22の両側は上記の穴2211を介して連結され、熱交換ユニット1の対流放熱に有利である。各組の基板22上の穴2211の数は、一つまたは複数に設定することができる。
図42に示すように、ある実施形態においては、二組の基板22の間に、LED照明装置の出光角度を調整するために、互いの角度Cを構成してもよい。具体的には、LED照明装置の出光角度が共に増加する。ある実施形態では、二組の基板の間のサンドイッチCの角度は、120度から170度の間であってもよく、より大きな出光範囲が得られる。つまり、二組の基板22が互いに構成されているサンドイッチCの設定は、LED照明装置の下の明るさとLED照明装置全体の出光角度を確保することができる。
図43に示すように、ある実施形態では、LED照明装置の出光角度を増加させるために、レンズを設定することもできる。具体的には、発光体21にレンズ201をさらに設けて、LED照明装置の出光角度を大きくさせる。例としては、レンズ201の設定は、単一の発光体21に設定することができ、レンズ3211は、複数の発光体21に配置されてもよく、すなわち、単一のレンズ201は、複数の発光体21(図に示せず)に対応する。
発光モジュール3200は熱交換モジュール3100に接続され、熱伝導経路を形成し、LED照明装置が動作するとき、発光モジュール3200から発生される熱は熱伝導によって熱交換モジュール3100に伝達され、熱交換モジュール3100によって放熱される。
以上の説明は、限定するためではなく、図示のための説明であることを理解すべきである。本考案の開示は上記のとおりであるが、本考案はこれに限定されない。当業者は、本考案の範囲を制限するためのものと解釈すべきではないことを理解できる。したがって、本教示の範囲は、上記の説明を参照して決定されるべきではなく、添付の実用新案登録請求の範囲およびこれらの実用新案登録請求の範囲が有する等価物の全ての範囲を参照して決定されるべきである。全面的な目的としては、すべての文章と参考は実用新案登録出願と公告を含む公開を参照によって本明細書に結び付けられている。上記の請求項において、ここに開示された主題を省略するいかなる態様も、この主体コンテンツを放棄するためではなく、考案者がこの主題を公開された考案主題の一部として考慮していないと考えるべきではない。
Claims (24)
- LED照明装置に関し、
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニットと発光ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記第一部分、前記第二部分、および前記第三部分は順次に設定され、
前記エンドキャップは、第一方向に沿って延びて配置され、前記発光ユニットは発光体と基板を備え、前記基板は第一方向に平行に配置された取付面を提供し、前記発光体は前記取付面に設置し、
前記第二部分から、前記LED照明装置の重心のある平面までの距離bは、(L2+L3)/5<b<3(L2+L3)/7との関係を満たし、ここで、L2は第二部分の長さであり、L3は、第三部分の長さであることを特徴とするLED照明装置。 - 110ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、少なくとも15000lmの光の量を発生させることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 80ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、少なくとも12000lmの光の量を発生させることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 60ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、少なくとも9000lmの光の量を発生させることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 40ワットを超えない電力量を提供し、発光ユニットを点灯させ、少なくとも6000lmの光の量を発生させることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 水平方向に取り付けられた後、エンドキャップ装着後のモーメントF=d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2となり、前記モーメントは以下の条件を満たし、
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<2N・M
ここで、W1は、前記第二部分の重さで、
d2は、前記第二部分の長さで、
d3は、前記第二部分から前記第三部分の重心のある平面までの距離で、
W2は、前記第三部分の重量である
ことを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。 - 前記モーメントは、
1N・M<d1×g×W1+(d2+d3)×g×W2<1.6N・M
を満たす
ことを特徴とする請求項6に記載のLED照明装置。 - 第二部分の重量は、ランプ全体の重量の30%以上を占めることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 第三部分の重量は、ランプ全体の重量の60%を超えないことを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 第二部分の長さは、ランプ全体の長さの25%を超えないことを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 第三部分の長さは、ランプ全体の長さの70%を超えないことを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- LED照明装置の長さはLであり、前記エンドキャップ端部から前記LED照明装置の重心がある平面までの直線距離はaであり、Lとaはa/L=0.2~0.45との関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 照明装置に関し、
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニットと発光ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記第一部分、前記第二部分、および前記第三部分は順次に設定され、
前記エンドキャップは、第一方向に沿って延びて配置され、前記発光ユニットは発光体と基板を備え、前記基板は第一方向に平行に配置された取付面を提供し、前記発光体は前記取付面に設置し、
前記第二部分は、第一領域と第二領域と第三領域とを有し、前記第三領域は、筐体外部の領域であり、電源は第二領域と第一領域とを通して熱伝導経路を形成し、第一領域と第二領域の導熱係数は、いずれも第三領域よりも大きいことを特徴とするLED照明装置。 - 前記第一領域の熱伝導率は、前記第三領域の熱伝導率の8倍以上であることを特徴とする請求項13に記載のLED照明装置。
- 前記第二領域の熱伝導率は、前記第三領域の熱伝導率の5倍以上であることを特徴とする請求項13に記載のLED照明装置。
- 前記第二領域に熱伝導材料を配置することを特徴とする請求項13に記載のLED照明装置。
- 前記電源は、外部に露出する表面面積の少なくとも80%以上が熱伝導材料を付着する発熱素子を含むことを特徴とする請求項16に記載のLED照明装置。
- 前記電源は、第一面を有する電源プレートを含み、前記第一面には第一平面と電子素子が設けられる第二平面があることを特徴とする請求項13に記載のLED照明装置。
- 前記第二平面は環状領域であり、電子素子が第一平面を囲むように設けられることを特徴とする請求項18に記載のLED照明装置。
- 前記第一平面の面積は、少なくとも第一面の総面積の1/20を占めることを特徴とする請求項18に記載のLED照明装置。
- 前記熱伝導材料の一部は、第一平面の対応する部分に充填され、これにより第一熱伝導部を形成し、前記熱伝導材料の一部は、前記電源と前記筐体の内壁との間の領域に充填され、第二熱伝導部を形成し、前記第一熱伝導部と第二熱伝導部は電子素子でわけることを特徴とする請求項16に記載のLED照明装置。
- 前記第二領域の外側に位置する電子素子と、第二領域の内側に位置する電子素子とが動作中に発生する熱を異なる経路で伝導することを特徴とする請求項13に記載のLED照明装置。
- 照明装置に関し、
エンドキャップを備える第一部分と、
筐体と電源を備え、前記電源が前記筐体の中に設置する第二部分と、
熱交換ユニット、発光ユニットと光出力ユニットを設け、前記発光ユニットは前記熱交換ユニットと接続され、熱伝導経路を形成し、前記発光ユニットと前記電源とは電気的に接続する第三部分とを備え、
前記発光ユニットは、発光体および基板を含み、前記光出力ユニットは、第一出光領域と第二出光領域とを含み、第一出光領域は、前記発光体が動作するときに直接出射される光を受信するように構成されて、前記第二出光領域は、反射された光のみを受信し、反射された光の少なくとも一部を前記第二出光領域から出射するように構成されていることを特徴とするLED照明装置。 - 前記第二出光領域から出射する全光束は、前記発光体から発せられる全光束量の0.01%~40%を占めることを特徴とする請求項23に記載のLED照明装置。
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