PL67262Y1 - Lampa robocza - Google Patents

Description

2 PL 67 262 Υ1

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest lampa robocza, mająca diody mocy LED jako źródło światła.

Lampy robocze mające diody mocy LED jako źródło światła są znane. Diody mocy w tych lampach są osadzone na płytkach montażowych, którymi są płytki drukowane, typowo wykonane z laminatu o grubości 0,5-3,0 mm pokrytym folią miedzianą, na której jest wykonany obwód elektryczny. Ze względu na znaczną emisję ciepła przez diody mocy i opór termiczny laminatu płytki drukowanej, obudowy tych lamp są wykonane z aluminium lub jego stopów dla zapewnienia wystarczającego stopnia odprowadzania ciepła z otoczenia diod mocy. W innych rozwiązaniach diody mocy są osadzone na płytkach drukowanych wyposażonych w metalowy rdzeń oddzielony od folii miedzianej jedynie cienką warstwą dielektryka. Rdzeń metalowy płytki styka się z użebrowanym korpusem, co zapewnia skuteczne rozpraszanie ciepła. Stosowane do tego celu płytki PCB z rdzeniem metalowym (MCPCB) sąjednak kosztowne.

Celem wzoru użytkowego jest przedstawienie lampy roboczej z diodami mocy LED, której konstrukcja zapewnia skuteczne rozpraszanie ciepła, a nie wymaga stosowania metalowej obudowy lampy ani płytek PCB z rdzeniem metalowym.

Lampa robocza, mająca diody mocy LED zaopatrzone w kolimatory, osadzone na płytce drukowanej umieszczonej w obudowie z przezroczystym kloszem, według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że w obudowie lampy są umieszczone diody mocy LED wraz z kolimatorami osadzone na pierwszej powierzchni płytki drukowanej, przy czym płytka drukowana ma liczne przelotowe otwory w sąsiedztwie miejsca osadzenia diody mocy LED, poprowadzone od pierwszej powierzchni płytki drukowanej do drugiej powierzchni płytki drukowanej przeciwległej do pierwszej powierzchni płytki drukowanej, w których to otworach znajduje się materiał o dobrej przewodności cieplnej, a ponadto w obudowie lampy jest umieszczony radiator metalowy przylegający do drugiej powierzchni płytki drukowanej. Materiałem o dobrej przewodności cieplnej znajdującym się w otworach jest niskotopliwy stop metaliczny, korzystnie stop lutowniczy. Elementy obudowy obejmujące ramkę i korpus, są wykonane z termoplastycznego tworzywa sztucznego. Radiator jest mocowany do drugiej powierzchni płytki drukowanej z użyciem dwustronnie klejącej dielektrycznej taśmy termoprzewodzącej. Radiator jest wykonany ze stopu aluminium. Na folii miedzianej pokrywającej drugą powierzchnię płytki drukowanej, jest wykonany obwód elektryczny poza obszarem mocowania radiatora, który to obwód elektryczny jest przeznaczony do zamocowania nie-diodowych elementów elektronicznych.

Lampa robocza według wzoru użytkowego zawiera diody mocy LED osadzone na płytce drukowanej wykonanej na bazie typowej płytki, takiej jak FR-4, które to płytki FR-4 są znacznie mniej kosztowne od płytek MCPCB. Zarazem otwory w płytce drukowanej zawierające materiał o dobrej przewodności cieplnej wraz z radiatorem przylegającym do otworów po przeciwległej stronie płytki zapewniają dobre odprowadzania ciepła z otoczenia diod mocy LED. Dzięki skutecznemu odprowadzaniu ciepła, obudowa lampy roboczej może być wykonana z materiału niewykazującego dobrego przewodnictwa ciepłego, takiego jak termoplastyczne tworzywo sztuczne, co stanowi istotną zaletę, gdyż z jednej strony prowadzi do obniżenia kosztów wytwarzania lampy, a z drugiej strony zapewnia większą funkcjonalność lampy, na przykład umożliwiając łatwe montowanie na/w obudowie opcjonalnych elementów (uchwytów, osłon, zaczepów, filtrów, odbłyśników itp.) z wykorzystaniem samogwintujących elementów złącznych. Co więcej, płytka drukowana typowo jest pokryta folią miedzianą także na powierzchni przeciwległej do powierzchni, na której są osadzone diody mocy LED, w związku z czym na tej powierzchni przeciwległej, na folii miedzianej, może być wykonany obwód elektryczny do zamocowania nie-diodowych elementów elektronicznych, takich jak stateczniki, przekaźniki, sterowniki, rezystory itp.

Przedmiot wzoru użytkowego jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia lampę roboczą według wzoru użytkowego w widoku perspektywicznym, fig. 2 przedstawia lampę roboczą według wzoru w widoku z boku, fig. 3 przedstawia lampę roboczą według wzoru w widoku od czoła, fig. 4 pokazuje lampę roboczą w widoku zespołu rozebranego, fig. 5 pokazuje lampę w przekroju w płaszczyźnie A-A wskazanej na fig. 3, fig. 6 przedstawia szczegół B wskazany na fig. 5 w powiększeniu, fig. 7 pokazuje przekrój ideowy fragmentu płytki drukowanej wraz z diodą i fragmentem radiatora.

Fig. 1 przedstawia lampę roboczą 1 według wzoru użytkowego w widoku perspektywicznym od czoła. Lampa robocza 1 posiada obudowę zewnętrzną 2, z wycięciem od czoła osłoniętym przez przezroczysty klosz 3. Na fig. 2 widoczny jest występ 4 umieszczony u spodu obudowy 2 lampy 1, 3 PL 67 262 Υ1 przeznaczony do osadzenia lampy 1 w uchwycie 5, zapewniającym możliwość mocowania lampy 1 do ściany lub powierzchni płaskiej z użyciem dodatkowych odpowiednich elementów mocujących (stopek, wieszaków itp.). Uchwyt 5 jest połączony z lampą 1 za pomocą sworznia 6 przebiegającego przez poziomy otwór wykonany w występie 4 lampy 1 oraz przez otwory wykonane w uchwycie 5, co jest lepiej uwidocznione na fig. 3. Takie zamocowanie lampy 1 w uchwycie 5 umożliwia - w ograniczonym zakresie kątowym - ruch obrotowy lampy 1 względem osi poprowadzonej przez sworzeń 6, wskutek czego zapewniona jest możliwość regulacji pochylenia lampy 1. Korzystnie, uchwyt jest wykonany z metalu, takiego jak stal ocynkowana lub stal nierdzewna.

Fig. 4 pokazuje, że obudowa 2 lampy jest złożona z ramki 2.1 i korpusu 2.2. Ramka 2.1 jest mocowana elementami złącznymi 7 od strony frontowej do korpusu 2.2 obudowy 2. We wnętrzu obudowy 2, za przezroczystym kloszem 3 lampy 1, znajdują się diody mocy LED wraz z kolimatorami 8 osadzone na płytce drukowanej 9, do której przylega radiator 10. Rozmieszczenie płytki drukowanej 9 z diodami mocy LED 11 i kolimatorami 8 oraz radiatora 10 w obudowie 2 lampy 1 jest uwidocznione na fig. 5, gdzie pokazano lampę 1 w przekroju poprzecznym w płaszczyźnie A-A, a także na fig. 6, która przedstawia szczegół B (wskazany na fig. 5) w powiększeniu. Diody mocy LED 11 są zamontowane na pierwszej powierzchni 12 płytki drukowanej 9 (zob. fig. 7). Do drugiej powierzchni 13 płytki drukowanej 9, przeciwległej do pierwszej powierzchni 12 płytki drukowanej 9, przylega radiator 10. Radiator 10 jest wykonany z metalu, korzystnie ze stopu aluminium. Między radiatorem 10 a drugą powierzchnią 13 płytki drukowanej 9 może być umieszczona cienka warstwa materiału dielektrycznego 14. Korzystnie między radiatorem 10 a drugą powierzchnią 13 płytki drukowanej 9 jest umieszczona dwustronnie klejąca dielektryczna taśma 14 termoprzewodząca, która pełni nie tylko funkcję taśmy izolacyjnej, ale także taśmy mocującej radiator 10 do powierzchni 13 płytki 9.

Jak pokazano na fig. 7, płytka drukowana 9 jest zmodyfikowana w stosunku do typowej płytki, na przykład płytki FR-4 - poprzez dostarczenie mostków przewodzących termicznie przebiegających od pierwszej powierzchni 12 płytki drukowanej 9 do drugiej powierzchni 13 płytki drukowanej 9 (która to druga powierzchnia 13 płytki drukowanej typowo jest pokryta folią miedzianą).

Przygotowuje się płytkę drukowaną, taką jak FR-4, mającą przelotowe otwory 15 od powierzchni pierwszej 12, tj. tej na której zostaną zamocowane diody mocy 11, do powierzchni drugiej 13, tj. przeciwległej do powierzchni pierwszej 12. Korzystnie wnętrza otworów 15 w trakcie wytwarzania obwodu drukowanego są metalizowane.

Pastę lutowniczą zawierającą niskotopliwy stop metaliczny, taki jak lut cynowy, nanosi się w żądanych miejscach, na przykład z użyciem szablonu z blachy kwasoodpornej mającego wykonane otwory o takim profilu rozmieszczenia otworów, który odpowiada rozmieszczeniu otworów 15 w płytce 9. Pasta rozprowadzana jest po szablonie odpowiednimi raklami. Po usunięciu blachy na płytce drukowanej 9 rozmieszcza się diody mocy LED 11 oraz ewentualnie pozostałe elementy elektroniczne, i całość umieszcza się w piecu rozpływowym. W wyniku topnienia stopu lutowniczego następuje rozpływanie się metalu w otworach i co najmniej częściowe wypełnianie otworów 15 metalem, a zarazem i lutowanie końcówek przyłączeniowych diod mocy LED 11 i innych elementów elektronicznych na płytce drukowanej 9.

Korzystnie średnica otworów 15 wynosi w przybliżeniu 0,8 mm, ale możliwe są otwory 15 o większej średnicy, jak i o średnicy mniejszej od 0,8 mm np. 0,7 mm. W przypadku otworów o znacznie mniejszej średnicy występuje ograniczenie technologiczne związane z napięciem powierzchniowym płynnego metalu, i utrudnieniem wypełniania otworu przez stopiony lut cynowy.

Otwory 15 są gęsto rozmieszczone w bezpośrednim sąsiedztwie osadzenia diody mocy LED 11, zwykle w promieniu do 10 mm od miejsca osadzenia diody, korzystnie w promieniu do 5 mm od miejsca osadzenia diody. W lampie według wzoru użytkowego można stosować pojedynczą diodę mocy LED 11, ale częściej stosuje się kilka diod mocy LED 11 w symetrycznym rozmieszczeniu, korzystnie na planie prostokąta albo kwadratu, na przykład w układzie diod 2x2, 3x3 4x4 itd. w zależności od żądanej wydajności świetlnej lampy roboczej 1.

Przykładowymi diodami mocy 11, które stosuje się w lampie 1 według wzoru użytkowego, są diody firmy CREE typu XP-C (moc 1W) lub firmy OSRAM typu Osłon SSL (moc 1W). Kolimatory są wykonane z polimetakrylanu metylu (PMMA)

Wskutek zapewnienia wystarczającego rozpraszania ciepła, elementy obudowy 2 lampy 1, tj. albo ramka 2.1 albo korpus 2.2 a korzystnie zarówno ramka 2.1 jak i korpus 2.2, nie muszą być wykonane z metalu, i są wykonane z materiału niewykazującego dobrego przewodnictwa cieplnego,

Claims (6)

1. 4 PL 67 262 Υ1 korzystnie z termoplastycznego tworzywa sztucznego, na przykład z poliamidu PA6. Dzięki temu koszt wytwarzania obudowy jest niższy, a ponadto w obudowie z tworzywa sztucznego łatwiej mocować dodatkowe, opcjonalne elementy, z użyciem samogwintujących elementów złącznych, czego nie udaje się wykonać w przypadku cienkościennej obudowy aluminiowej. Klosz 3 lampy 1 jest wykonany z transparentnego tworzywa sztucznego, takiego jak poliwęglan. Zastrzeżenia ochronne 1. Lampa robocza, mająca diody mocy LED zaopatrzone w kolimatory, osadzone na płytce drukowanej, za którą znajduje się radiator rozpraszający ciepło, a płytka drukowana wraz z diodami mocy LED i radiatorem jest umieszczona w obudowie z przezroczystym kloszem, znamienna tym, że w obudowie (2) lampy (1) diody mocy LED (11) wraz z kolimatorami (8) są osadzone na pierwszej powierzchni (12) płytki drukowanej (9), przy czym płytka drukowana (9) ma liczne przelotowe otwory (15) w sąsiedztwie miejsca osadzenia diody mocy LED (11), poprowadzone od pierwszej powierzchni (12) płytki drukowanej (9) do drugiej powierzchni (13) płytki drukowanej (9) przeciwległej do pierwszej powierzchni (12) płytki drukowanej (9), w których to otworach (15) znajduje się materiał o dobrej przewodności cieplnej stanowiący niskotopliwy stop metaliczny, i do której to drugiej powierzchni (13) płytki drukowanej (9) przylega metalowy radiator (10).
2. 2. Lampa według zastrz. 1, znamienna tym, że niskotopliwym stopem metalicznym znajdującym się w otworach (15) jest stop lutowniczy.
3. 3. Lampa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że elementy obudowy (2) obejmujące ramkę (2.1) i korpus (2.2), są wykonane z termoplastycznego tworzywa sztucznego.
4. 4. Lampa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że radiator (10) jest mocowany do drugiej powierzchni (13) płytki drukowanej (9) z użyciem dwustronnie klejącej dielektrycznej taśmy (14) ter-moprzewodzącej.
5. 5. Lampa według zastrz. 4, znamienna tym, że radiator (10) jest wykonany ze stopu aluminium.
6. 6. Lampa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że na folii miedzianej pokrywającej drugą powierzchnię (13) płytki drukowanej (9), jest wykonany obwód elektryczny poza obszarem mocowania radiatora (10), który to obwód elektryczny jest przeznaczony do zamocowania nie-diodowych elementów elektronicznych.