JP5016744B2 - ハイパワーｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明はハイパワーＬＥＤランプに係り、特にハイパワーＬＥＤランプの放熱構造に係る。

近年来、ＬＥＤランプはその優れた低消費電力、長使用寿命及び省エネ・エコなど利点によって、ますます社会に人気を博しているため、非常に速いスピードで発展している。従来のＬＥＤランプは、一般的に、ランプハウジング、ランプホルダー、反射傘、及び電球、レンズ、駆動電源などによって構成され、ＬＥＤ ランプ（発光ダイオード）のノードの過熱による電球の使用寿命に影響を与えることを防止するため、普通、ランプハウジングに異なる形式のヒートシンクがさ らに設けられている。ローパワーＬＥＤランプにとって、その消費電力は低いため、発熱量は少なくて放熱部材をわざわざ配備しなくても構わないが、ハイパ ワーＬＥＤランプの場合、特に連続照明が必要とするハイパワーＬＥＤランプにとっては、放熱部材は欠かせないものである。一般的に、従来の放熱部材の設置 方法及び構造としては、反射傘後部の電球の外囲にシート状のヒートシンクを設置し、またはハウジングの壁に放熱孔を開設することによって、ノードにより発生される熱量を直ちに発散させ、ランプの正常稼動を確保する。

中国特許番号２００５２０１３４３９８４の「ハイパワーＬＥＤランプの放熱モジュール構造」は放熱問題において非常によい試みを行った。その構造はベー ス台、発光素子、スイッチ電源モジュールなどを含み、ベース台の中空部の後部にスイッチ電源モジュールが装着され、該スイッチ電源モジュールは内環を備 え、ベース台の中空部の前部に発光素子が嵌装され、発光素子はヒートシンク、反射傘、ハイパワーＬＥＤ電球及びレンズを含み、ヒートシンクは内環に嵌装さ れる。これは典型的な放熱構造であり、いくつかの技術手段が採用されており：１つは、反射傘の段差係合ベース台の前端口の周辺の間に緊締カバーリングが押 圧され、該緊締カバーリングの雌ネジ及びベース台前端口の雄ネジがヒートシンクの内側に緊圧され、反射傘を緊圧してよい放熱効果をもらうことに用いられ、 もう１つは、放熱ランプホルダーが設けられ、該放熱ランプホルダーの中心孔内にネジによってソケットを取り付ける２つの凸耳を有し、放熱ランプホルダー内に特製の放熱チップが作製される。

これでわかるように、前記タイプの放熱構造は実用において以下のような不足が存在する。
１つは、ヒートシンクはベース台の前端口（すなわちハウジングの前端口）の内部に設置されており、空気がヒートシンクを回って多方向流動できなくなるた め、放熱効果が影響される。もう１つは、放熱ランプホルダーの設置が必要であり、且つ放熱ランプホルダーの内部に特製の放熱チップを設置することが必要で あるため、構造が複雑になるだけでなく、生産コストも向上されてしまう。

中国特許番号２００５２０１３４３９８４

従来の技術に存在する前記不足を克服するため、本発明の目的は、空気がヒートシンクを回って前後左右の多方向において流動することができ、特製の放熱 チップを取り付ける必要がない特徴を有するため、構造が簡単であるだけでなく、特別な放熱効果も具備する新型構造を有するハイパワーＬＥＤランプを提供す ることにある。

前記目的を実現するため、本発明は以下の技術手段を採用する。
該ハイパワーＬＥＤランプは、ハウジングと、反射傘、ＬＥＤ及びレンズを備える発光素子と、ヒートシンクと、を含み、ヒートシンクは放射状にハウジング の通路内に設置され、各ヒートシンクの外端がハウジングの内壁と当接され、内端が１つの環状筒体の外壁と連接され、すべてのヒートシンクの前端面が１つの 凹入する円錐状の環面を形成し、反射傘が該環面に設置され、環状筒体の軸線はハウジングの軸線と重なり合い、環状筒体の前端面は平面状になっており、 ＬＥＤ及びレンズは該平面に装着される。

前記ハイパワーＬＥＤランプは、駆動電源が環状筒体内に装着され、環状筒体の前端に１つのレンズ押圧蓋が設けられ、後部に後端蓋が設けられ、レンズが環状筒体の前端面とレンズ押圧蓋との間に装着される。
前記ハイパワーＬＥＤランプは、ハウジング、ヒートシンク、環状筒体及び反射傘が脱着不可能な集合部材である。
前記ハイパワーＬＥＤランプは、反射傘の枠内及び枠外のエリアにスリット状ヒートシンクからなる放熱通路が分布される。
前記ハイパワーＬＥＤランプは、レンズ押圧蓋、環状筒体及び後端蓋が連結ボルトによって連結され、１つの密封集合体になっている。
前記ハイパワーＬＥＤランプは、ハウジングの形状が筒状である。
前記ハイパワーＬＥＤランプは、ハウジングの形状が多角形状である。
前記ハイパワーＬＥＤランプは、ハウジングに位置決めスタントが設けられる。
前記ハイパワーＬＥＤランプは、ハウジングに放熱貫通孔が設けられる。

有益効果：従来の技術に比べると、前後貫通しており、放射スリット状のヒートシンクをハウジングに設置し、且つＬＥＤ光源及びレンズをハウジング前端の 中部に設置し、反射傘をレンズ周りの凹入する円錐状の環面に設置することによって、それをおおよそファン構造の照明器具を形成させ、且つハウジング、ヒー トシンク、環状筒体及び反射傘が集合体として連接され、空気がヒートシンクを回って前後左右流動すること及び熱量の伝達により有利になり、ＬＥＤノードに より発生される熱量を直ちに排除でき、放熱の効果が向上され、従来の技術において反射傘（または反射板、反射環など）が照明器具を前後阻隔するため、空気 が前後流通できなくなる欠点が解決される。また、ボルトによってレンズ押圧蓋、環状筒体及び後端蓋を一体に連結することは、脱着が便利になるだけでなく、 特に放熱に有利である。さらに、本発明は特製の放熱チップを省略したため、構造がより簡単になり、製造コストを低減した。

本発明の内容をさらに理解するため、以下は添付図面に合わせて実施例によって詳細な説明を行う。

図１は本発明の構造説明図である。
図２は図１の底面構造説明図であり、図中スタントの構造が示されない。
図３は図１の部材の分解構造説明図であり、図中スタントの構造が示されない。

図中それぞれ番号の表示：連結ボルト１、弾力マット２、ガスケット３、位置決めホルダー４、後端蓋５、固定貫通孔５ａ、入力端６、駆動電源７、出力端 ８、環状筒体９、ヒートシンク１０、傘外放熱通路１０ａ、傘内放熱通路１０ｂ、ガスケット１１、固定ボルト１２、スタント１２ａ、ＬＥＤ１３、アノード １３ａ、カソード１３ｂ、アダプター板１４、レンズ１５、反射傘１５ａ、レンズ押圧蓋１６、連結ボルトホルダー１６ａ、密封リング１７、固定孔１８、ハウ ジング１９、密封リング２０、ゴムリング２１、密封ボルト２２。

図１を参照し、ランプの正面は中心から外に向いて、順次にレンズ１５、レンズ押圧蓋１６、ヒートシンク１０、反射傘１５ａ、ハウジング１９になってお り、レンズ１５はレンズ押圧蓋１６によって緊締・位置決められる。ヒートシンク１０は放射状に配列され、ヒートシンク１０の前端がレンズ１５を中心にして １つの凹入する円錐状の環面を形成し、反射傘が該環面に設置される。反射傘の枠内外エリアにヒートシンク１０及びヒートシンク１０に隣接して囲まれる傘外 放熱通路１０ａ、傘内放熱通路１０ｂがともに分布される。このような構造が簡単であるが、空気が前後流動でき、放熱に特に有利である（これは本発明の最も 主要な新規特徴である）ため、この新規特徴に基づき、反射傘１５ａの幅、すべてのヒートシンクの前端により形成される凹入の円錐状環面の円錐度、及び傘外 放熱通路１０ａ、傘内放熱通路１０ｂの設置幅またはすべての設置が必要か否かは、レンズ１５の曲率に合わせて考慮または調節し、一番よい反射効果を達成す ることができる。

ハウジング１９にスタント１２ａを設置するか否かはランプの用途によって定めることができ、例えばトンネル照明にスタント１２ａを設置することは、１つ は固定孔１８によってランプ体をトンネルの適宜な位置に固定することができ、もう１つは、ランプ体が固定ボルト１２を回って３６０°回転することができる ため、ランプ体の照射角度を調節できる。

図２は図１の底面構造説明図である。本実施例中の電源モジュールとランプ体とは集合体式の構造であるため、ハウジング中部の環状筒体は相対的に厚く、駆動電源回路により発生される熱量を発散させるように、ヒートシンク１０の後端面を適当に延長し、全体の環状筒体の外壁を覆わせる。図２から見えるように、 連結ボルト１は固定貫通孔５ａを通って後端蓋５を固定する。密封ボルト２２の中部に、主に密封状態で駆動電源の入力端配線を引出すための１つの貫通孔を具 備する。その詳細な構造は図３に合わせてさらに説明する。

図３は図１の部材の分解構造説明図であり、図中スタントの構造は示されない。

ハウジング１９は環状（無論、場合によって、ハウジング１９を四角状、五角状など多角状に設計することもできる）なっており、壁上の両側に固定ボルト １２を収納し、雌ネジを有するネジ孔が設けられ、スタント１２ａがそれによって緊締・位置決められ、位置決められた後スタント１２ａが固定ボルト１２を 回って３６０°回転できることによって、ランプ体の照射角度を調節することが便利になる。空気の左右方向における流通通路を増加するように、壁上にニーズに合わせて放熱貫通穴を設置することもできる。ハウジング１９内に放射状のヒートシンク１０が設置され、ヒートシンク１０が軸方向に設置され、その外端が ハウジング１９の内壁と連接され、内端が環状筒体９と当接され、スリット状になっており、隣接するヒートシンク１０の間に通風通路が形成される。

具体的に実施する場合、前記環状筒体９は２種の設置形式を有し、１種は駆動電源７を環状筒体９内に直接設置し、他種は駆動電源７と環状筒体９とを分割し て単独に設置した後、電源出力線を環状筒体９までに引出し、且つＬＥＤと電気接続させ、このような手段を採用する場合、環状筒体９の直径を小さくすること ができ、その軸方向の長さも短くすることができる。本実施例は前種の手段を採用しており、すなわち、駆動電源７を環状筒体９内に直接設置する。

図３中、環状筒体９は駆動電源７を収納することに用いられ、駆動電源７の出力端８がそれぞれＬＥＤ１３のアノード１３ａ、カソード１３ｂと電気連接され る。ＬＥＤ１３が環状筒体９の前端に固定・位置決められ、円形アダプター板１４の中部にＬＥＤ１３を収納するための貫通孔を有し、レンズ１５の底環辺は環 状筒体９の前端の円周内に嵌置することができる。レンズ押圧蓋１６は環状になっており、レンズ１５はその中部から突出することができ、その連結ボルトホル ダー１６ａは連結ボルト１を収納することに用いられ、密封リング１７がレンズ押圧蓋１６とレンズ１５の底環辺と接触する平面に配置される。

駆動電源７が環状筒体９内に固定された後、電源入力端６の配線は、後端蓋５における位置決めホルダー４、密封ゴムリング２１及び密封ボルト２２中部の貫 通孔から密封式で引出された後電源に接続される。後端蓋５に６つの固定貫通孔５ａを有し、それぞれ６つの連結ボルト１を収納し、６つの連結ボルト１はそれ ぞれ６つの固定貫通孔５ａを通過して連結ボルトホルダー１６ａに枢着され、関連部材を環状筒体９内に密封固定させ、一方、レンズ１５は環状筒体９の前端に 固定される。

本発明の主要な新規特徴はヒートシンク１０の設置形式によって前後左右において共に通風効果を達成させることにある。そのため、本実施例の構造に類似す るトンネル照明、投光照明及び街灯などハイパワーＬＥＤランプは共に前記構造によって設計することができる。無論、本領域の専門業者は本特許を参照して多 種多様な変更の構造を設計することができ、例えば、前後通風通路をアーチ形など構造のように設計し、但し、このような変更されたＬＥＤランプも本特許の保 護範囲内に入れるべきである。

Claims (8)

1. ハウジング（１９）と、
   反射傘（１５ａ）、ＬＥＤ（１３）及びレンズ（１５）を備える発光素子と、
   ヒートシンク（１０）と、を含むハイパワーＬＥＤランプにおいて、
   ヒートシンク（１０）は放射状にハウジング（１９）の通路内に設置され、各ヒートシンク（１０）の外端がハウジング（１０１９）の内壁と当接され、内端が１つの環状筒体（９）の外壁と連接され、すべてのヒートシンク（１０）の前端面が１つの凹入する円錐状の環面を形成し、反射傘（１５ａ）が該環面に設置され、
   環状筒体（９）の軸線はハウジング（１９）の軸線と重なり合い、環状筒体（９）の前端面は面状になっており、ＬＥＤ（１３）及びレンズ（１５）は該面に装着され、
   反射傘（１５ａ）の枠内及び枠外のエリアにスリット状ヒートシンクからなる放熱通路が分布されることを特徴とするハイパワーＬＥＤランプ。
2. 駆動電源（７）が環状筒体（９）内に装着され、環状筒体（９）の前端に１つのレンズ押圧蓋（１６）が設けられ、後部に後端蓋（５）が設けられ、レンズ（１５）が環状筒体（９）の前端面とレンズ押圧蓋（１６）との間に装着されることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーＬＥＤランプ。
3. ハウジング（１９）、ヒートシンク（１０）、環状筒体（９）及び反射傘（１５ａ）は脱着不可能な集合部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のハイパワーＬＥＤランプ。
4. レンズ押圧蓋（１６）、環状筒体（９）及び後端蓋（５）が連結ボルト（１）によって連結され、１つの密封集合体になっていることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーＬＥＤランプ。
5. ハウジング（１９）の形状は筒状であることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーＬＥＤランプ。
6. ハウジング（１９）の形状は多角形状であることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーＬＥＤランプ。
7. ハウジング（１９）に位置決めスタントが設けられることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーＬＥＤランプ。
8. ハウジング（１９）に放熱貫通孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーＬＥＤランプ。

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