TW201335531A - 燈具及照明裝置 - Google Patents

燈具及照明裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201335531A
TW201335531A TW101143509A TW101143509A TW201335531A TW 201335531 A TW201335531 A TW 201335531A TW 101143509 A TW101143509 A TW 101143509A TW 101143509 A TW101143509 A TW 101143509A TW 201335531 A TW201335531 A TW 201335531A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
led
lamp
container
light
support member
Prior art date
Application number
TW101143509A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsugihiro Matsuda
Toshio Mori
Toru Okazaki
Minako Akai
Naoki Tagami
Koji Omura
Masahiro Miki
Takaari Uemoto
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Publication of TW201335531A publication Critical patent/TW201335531A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • F21V19/003—Fastening of light source holders, e.g. of circuit boards or substrates holding light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

LED燈具(100)包含：LED模組(5)，具有LED；燈球(7)，包覆LED模組(5)；殼體(9)，裝附在燈球(7)的後方側；燈頭(11)，覆接於殼體(9)後方側的開口端部；蓋板構件(13)，封塞住燈球(7)後方側的開口；電路單元(15)，用於從燈頭(11)接電並使LED發光；支持構件(17)，將LED模組(5)支持在燈球(7)的內部。藉由蓋板構件(13)來封塞住燈球(7)的開口而成的容器(14)之容積係在250[cm3]以下。

Description

燈具及照明裝置
本發明係關於以LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等半導體發光元件作為光源的燈具及照明裝置。
近年來有人出自節能的觀點而提案利用高效率、長壽命的LED之燈具(以下記為LED燈具)來作為代替白熾燈泡的電燈泡形燈具。
LED燈具係例如將安裝多數之LED的安裝基板裝設至殼體的端部，並將包覆LED的燈球(globe)裝設至殼體的端部(專利文獻1~2)。
LED在發光時產生熱。此熱將LED過度地加熱時，LED的發光效率降低、LED之壽命縮短。
因為此種情況，所以實施用來防止發光時的LED之過度的溫度上昇之各種對策。在專利文獻2中，係在殼體的表面設置散熱溝槽，使發光時從安裝基板傳遞往殼體的熱有效率地散熱。在非專利文獻1中，利用金屬即良熱傳導材料來形成殼體，將發光時的LED之熱從殼體傳遞往燈頭使得熱不累積於殼體。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2006-313717號公報
專利文獻2：日本特開2010-003580號公報
【非專利文獻】
非專利文獻1：「燈具總合型錄2010」發行：Panasonic Corporation Lighting Company(株式会社社)等
近年，對於LED燈具之高輝度化期望有所提昇，無法藉由上述技術來回應此種期望。亦即，LED的發熱量伴隨著高輝度化而增大，殼體為了將此熱放出、傳熱而大型化。殼體大型化時，連帶著LED燈具的大型化，變得無法應用於既存的照明裝置。
本發明目的在於提供一種新式構成之燈具，能對應於高輝度化而不導致大型化。
為了達成上述目的，本發明之燈具係在藉由蓋板構件封塞住燈球開口而成的容器內藉由支持構件來支持作為光源的半導體發光元件，其特徵在於，該容器內封入具有比空氣更高之熱傳導性的流體，該容器的容積係在250cm3以下。
在此所稱的「容積」係意指，在容納半導體發光元件及支持構件的狀態下之容器內可裝入的1氣壓狀態之流體的量。具體而言係從容器(以內面為基準)的體積，減去半導體發光元件及支持構件的體積。
又，「半導體發光元件受到支持構件所支持」包含半導體發光元件直接安裝在支持構件而受到支持之情況，以及半導體發光元件隔著其他構件(例 如安裝基板)而受到支持構件所支持之情況。
為了達成上述目的，本發明之照明裝置包含：燈具；以及照明器具，裝設並點亮該燈具；其特徵在於，該燈具係具有上述構成的燈具。
依據上述構成，因為將具有比空氣更高之熱傳導率的流體封入到容器內，能將從發光元件產生的熱藉由流體而傳導往容器。藉此，能提升散熱特性，對應於高輝度化，而不導致燈具大型化。尤其，因為將容器內的容積定為250[cm3]，能有效率地抑制發光元件的溫度上昇。
並且其特徵在於，該支持構件之中與該流體相接觸的部分之表面積係在18cm2以上，或者特徵在於該流體係氦氣，再者，特徵在於該支持構件之中與該流體相接觸的部分係利用金屬材料所構成。
1、100、200、300‧‧‧LED燈具
3‧‧‧LED
5、81、169‧‧‧LED模組
7、157、159‧‧‧燈球
7a‧‧‧球狀部
7b‧‧‧筒狀部
9、171‧‧‧殼體
9a‧‧‧小直徑部
9b‧‧‧大直徑部
9c、9e‧‧‧臺階部
9d‧‧‧溝槽
11、173‧‧‧燈頭
13、85、111、155‧‧‧擋板(蓋板構件)
13a‧‧‧熔融、熔合部
13b‧‧‧擋板頭
14、86、112、151、153‧‧‧容器
15‧‧‧電路單元
17、83‧‧‧支持構件
17a‧‧‧凸部
17b‧‧‧圓柱部
17c‧‧‧扁平部
19、57、89‧‧‧黏接劑
21、91‧‧‧安裝基板
22‧‧‧配線圖案
22a、22b‧‧‧供電端子
23‧‧‧封裝體
24、87‧‧‧銲料
25、26‧‧‧貫穿孔
27‧‧‧外殼部
29‧‧‧絕緣材料
31‧‧‧小島部
33、35、49、51‧‧‧導線
41‧‧‧電路基板
43‧‧‧電容器
45‧‧‧二極體電橋
47‧‧‧卡止部
59‧‧‧排氣管
61‧‧‧開口
83b‧‧‧圓柱部
83c‧‧‧扁平部
111a‧‧‧凹部
163‧‧‧支持構件(X型)
163a‧‧‧大直徑部分
163b‧‧‧小直徑部分
165‧‧‧支持構件(Y型)
167‧‧‧支持構件(Z型)
167a‧‧‧圓柱部分
167b‧‧‧圓錐台部分
401‧‧‧照明裝置
402‧‧‧天花板
403‧‧‧照明器具
405‧‧‧器具本體
407‧‧‧燈罩
409‧‧‧插槽
411‧‧‧反射膜
D1、D2‧‧‧直徑
H1‧‧‧高度
J‧‧‧燈具軸
圖1係顯示第1實施形態之LED燈具的構造之立體圖。
圖2係圖1所示的LED燈具之A-A’線段箭頭方向剖視圖。
圖3係LED燈具的B-B’線段箭頭方向剖視圖。
圖4(a)~(b)係顯示LED模組之構造。
圖5係顯示容器的容積、與點亮時的LED之溫度(即接面溫度)之關係的分析結果。
圖6(a)~(b)係說明分析中使用的容器。
圖7(a)~(c)係說明分析中使用的支持構件。
圖8係顯示點亮時的燈具之溫度分布的分析結果。
圖9係顯示第2實施形態之LED燈具的構造之立體圖。
圖10係圖9所示的LED燈具之D-D’線段箭頭方向剖視圖。
圖11係顯示第3實施形態之LED燈具的構造之立體圖。
圖12係圖11所示的LED燈具之E-E’線段箭頭方向剖視圖。
圖13係圖11所示的LED燈具之F-F’線段箭頭方向剖視圖。
圖14係第4實施形態之照明裝置的概略圖。
【實施發明之最佳形態】 ≪第1實施形態≫
1.全體構成
圖1係顯示第1實施形態的LED燈具100之構造的立體圖。圖2係圖1所示的LED燈具100之A-A’線段箭頭方向剖視圖，圖3係LED燈具100的B-B’線段箭頭方向剖視圖。另，圖3係作為LED燈具100的部分剖視圖。
圖2、3中沿著紙面上下方向描繪的單點鏈線係顯示LED燈具100的燈具軸J，紙面上方係LED燈具100的前方(亦有時表現為「上方」或「上」)，紙面下方係LED燈具100的後方(亦有時表現為「下方」或「下」)。在此，「燈具軸」係指一假想線，其通過從前方側俯視燈球7時的燈球7之中心、以及從後方側俯視燈頭11時的燈頭11之中心。
如圖1~3所示，LED燈具100，就其主要構成而言，包含：LED模組5，具有LED；燈球7，包覆LED模組5；殼體9，裝附在燈球7的後方側；燈頭11，覆蓋於殼體9的後方側之開口端部；擋板(相當於本發明的「蓋板構件」)13，封塞住燈球7的後方側之開口；電路單元15，用來從燈頭11接電並使LED發光；支持構件17，將LED模組5支持在燈球7內部。在此，係以藉由擋板(蓋板構件)13封塞住燈球7開口者來成為容器14，容器14的容積在250[cm3]以下。
以下，說明圖1~3中的各部分。
2.各部構成
(1)LED模組
圖4係顯示LED模組5之構造。圖4(a)係從LED燈具100的前方側觀 察的LED模組5之俯視圖，圖4(b)係圖4(a)中的C-C’線段箭頭方向剖視圖。
如圖1、2、4所示，LED模組5包含：安裝基板21；多數之LED3，安裝於安裝基板21之前方側的面；及封裝體23，包覆著LED3。
安裝基板21如圖4(a)所示，俯視形狀為矩形。安裝基板21在基板本體的表面具有用來將多數之LED3加以電連接(為串聯連接或/及並聯連接)或與電路單元15連接的配線圖案22。
就構成安裝基板21的基板本體及配線圖案22之材料而言，採用具有透光性的材料。藉此，從LED3發出的光線，不僅往LED燈具100的前方側射出，也能穿透安裝基板21而往後方側射出。
就安裝基板21的基板本體之材料而言，舉例如有玻璃、氧化鋁、藍寶石、樹脂等，就配線圖案22之材料而言，舉例如有ITO等。
LED3係以裸晶的狀態，取出既定間隔來安裝多個於安裝基板，在此係沿著安裝基板21的長邊方向直線狀地配置成2列。另，LED3的個數、排列等係依據對於LED燈具100要求的輝度等來適當決定。
封裝體23具有防止空氣、水分侵入LED3之功能，再者，在此具有轉換來自LED3的光線之波長的波長轉換功能。封裝體23包覆1列份量的LED3。
封裝體23主要藉由透光性材料所構成。在此，封裝體23的透光性材料可採用例如矽酮樹脂。又，例如在LED3發出藍色光時，例如藉由將使藍色光轉換成黃色光的螢光體粒子混入於透光性材料作為波長轉換材料，而從LED模組5(LED燈具100)發出白色光，該白色光由從LED3射出的藍色光與藉由螢光體粒子而波長轉換的黃色光所混色。
安裝基板21如圖4(a)、(b)所示，在供電端子22a、22b的周面(周邊)具有貫穿孔26，貫穿孔26係用來讓從電路單元15往LED3供電用的導線49、51(圖1、2)所插穿。
安裝基板21(LED模組5)與導線49、51之連接係藉由將導線49、51的一端利用銲料24而與配線圖案22之供電端子22a、22b連接來進行。另，導線49、51的另一端如圖2所示，連接至電路單元15。
安裝基板21在大致中央具有貫穿孔25，貫穿孔25係用於其與支持構件17的凸部17a(圖2、3)之結合。
在本實施形態之LED燈具100中，係於燈球7內且對應於白熾燈泡的光源(燈絲)位置之位置(例如為大致相同的位置)，設有LED模組5。藉此，可獲得與裝設白熾燈泡時之配光特性相近的特性。
(2)燈球
回到圖1~3，燈球7係與白熾燈泡之燈泡(bulb)相同的型式，亦即為A型。燈球7係藉由透光性材料所構成。就可使用的透光性材料而言，例如有玻璃材料或樹脂材料等，在本實施形態係採用玻璃材料。
燈球7如圖2所示，包含：為中空球狀的球狀部7a；及為筒狀的筒狀部7b。筒狀部7b直徑隨著遠離球狀部7a而縮小，並在與球狀部7a相反側的端部(燈球7之後方側的端部)開口。
(3)殼體
殼體9如圖1~3所示，為與靠近白熾燈泡的燈泡之燈頭側的部分相同的形狀。殼體9係藉由例如金屬材料、樹脂材料等所構成，在此係藉由樹脂材料(例如係聚對苯二甲酸丁二酯(PBT))所構成。
殼體9在內部容納電路單元15的功能之外，還具有將點亮時從電路單元15產生的熱散出至外部的功能，並具有將經由擋板13傳達來的發光時的LED模組5之熱散出的功能。另，散熱係藉由從殼體9往外氣或燈頭11 的熱傳導、外氣所致之對流、及輻射來進行。
殼體9如圖2所示，分別在燈具軸J方向之前方側的一半具有大直徑部9a，在後方側的一半具有小直徑部9b。又，在大直徑部9a與小直徑部9b之間，如顯示於圖2左下的放大圖，形成有臺階部9c。
殼體9的大直徑部9a如圖2所示，包覆著由燈球7與擋板13一體化而成的容器14之下端部，而與該下端部相接合。接合在此係採用黏接劑57來固接。就黏接劑57而言，可使用例如樹脂等有機系黏接劑或無機系黏接劑。
殼體9的大直徑部9a為了以穩定的狀態來固持著容器14的下端部而形成有臺階部9e。
殼體9的小直徑部9b，亦即，殼體9上開口在與燈球7相反側的端部，覆接有愛迪生式的燈頭11。如圖2所示，小直徑部9b的外周為陽螺紋，並藉由將該螺紋部分旋進燈頭11內而將燈頭11與殼體9結合。
又，殼體9的小直徑部9b形成有與殼體9之中心軸平行地延伸的溝槽9d。此溝槽9d係對於後述將燈頭11與電路單元15加以連接的導線33進行固定(限制導線33的移動)。
(4)燈頭
燈頭11係用來從照明器具之插槽承接電力。燈頭11的種類並無特別限定，但在本實施形態中係使用愛迪生式。燈頭11如圖2所示係由下列者構成：外殼部27，為筒狀且周壁為螺紋狀；以及小島部31，隔著絕緣材料29而裝設於外殼部27。
燈頭11與電路單元15之電連接分別為：外殼部27經由導線33來進行、小島部31經由導線35來進行。另，導線33在從殼體9的小直徑部9b之內側起經由下端的開口往外側拉出並嵌於殼體9之溝槽9d的狀態下，受 到外殼部27所覆蓋。藉此，殼體9的外周與外殼部27的內周夾住導線35，而將導線35與燈頭11電連接。
(5)擋板
擋板13與燈球7同樣藉由透光性材料所構成(例如係玻璃材料)，並與燈球7構成容器14。亦即，在將擋板的外周部分抵接於燈球7之開口周邊的狀態下，將抵接部分加熱熔融、熔合，使擋板13與燈球7一體化而構成容器14。另，熔融、熔合的部分的元件符號圖示為「13a」。
容器14的內部封入具有比空氣更高之熱傳導性的流體。藉此，能將LED3點亮時產生的熱從LED模組5有效率地傳導往燈球7。
在此，係採用氦(He)氣作為流體。另，就採用氦氣的優點而言，舉例如有惰性、廉價、對於其他構件的腐蝕性、還原性極小等。
擋板13係所謂的喇叭擋板，如圖3所示，氣密狀地設有排氣管59。排氣管59用於使容器14內為真空或封入氦。
另，圖3中的排氣管59係顯示出在位於容器14內的端部具有開口61，並於封入氦氣之後，為了將容器14內予以密閉而將位於容器14外側的端部燒斷(Tip-Off封裝)的狀態。
又，擋板13封裝在具有成對之導線49、51貫穿的狀態下。藉此，從容器14有成對之導線49、51與排氣管59延伸而出，容器14保持為氣密狀。
(6)電路單元
電路單元15將經由燈頭11而承接的市售電力轉換成LED3點亮用電力。電路單元15如圖2所示，係由電路基板41以及安裝於電路基板41的各種電子零件43、45所構成。
就電路單元15的電路構成而言，主要係包含：整流電路，對於市售電力(交流)進行整流；以及平滑電路，將經過整流的直流電力予以平滑化。在 本實施形態中，整流電路係藉由二極體電橋45所構成，平滑電路係藉由電容器43所構成。二極體電橋45安裝於電路基板41的燈球7側之主面。電容器43安裝於電路基板41的燈頭11側之主面，並位於燈頭11的內部。
電路基板41採用卡止構造來固定於殼體9的內部。具體而言，如圖2左下的放大圖所示，電路基板41的背面之周緣部分抵接於殼體9內部的臺階部9c，以藉由大直徑部9a的內面之卡止部47來卡止電路基板41的正面。
卡止部47在周方向取出間隔(例如係等間隔)形成有多數個(例如為4個)。卡止部47係越接近臺階部9c越往殼體9的中心軸側伸出的形狀，卡止部47與臺階部9c之距離相當於電路基板41的厚度。
另，裝設電路基板41(電路單元15)時，係將電路單元15從殼體9的大直徑部9a側插入，電路基板41的底面(燈頭11之側的面)到達卡止部47時，將電路基板41進一步推入而通過卡止部47。藉此，電路基板41受到卡止部47所卡止，將電路單元15裝設於殼體9。
(7)支持構件
支持構件17如圖1~3所示，在容器14內支持LED模組5。支持構件17具有作為LED模組5之支持具的功能，在LED燈具100發光時具有作為散熱構件的功能。
支持構件17係例如棒狀，上端部結合於LED模組5，下端部藉由黏接劑19而裝附於擋板13。
支持構件17的中間區域成為截面為圓形的圓柱部17b。支持構件17的上側區域成為在矩形的安裝基板21之短邊方向扁平的(短邊方向的厚度較薄)形狀之扁平部17c。
藉此構成為在支持構件17的扁平部17c穩定固持LED模組5，並在圓柱部17b盡量不遮擋從LED3往發出的光。
支持構件17係藉由例如金屬材料或樹脂材料等所構成。將支持構件17藉由例如鋁來構成時，可傳達來自LED模組5的熱，而且也能達到LED燈具100的輕量化。
就黏接劑19而言，宜為高熱傳導性者。藉由如此方式，能促進將在LED3產生的熱，經由LED模組5的安裝基板21、支持構件17而傳導往擋板13。往擋板13傳導的熱係傳遞往燈球7，並從燈球7往LED燈具100外部散出。就高熱傳導性的黏接劑而言，舉例如有陶瓷材料、水泥材料等無機材料系的黏接劑，和散熱性矽酮等有機材料系的黏接劑。
支持構件17與LED模組5之結合係利用卡合構造或黏接劑。具體而言，支持構件17的頂面形成有凸部17a，並在此凸部17a插入(嵌合)於LED模組5之安裝基板21的大致中央之貫穿孔25(圖3)的狀態下，將黏接劑充填於凸部17a與貫穿孔25之間，藉以將支持構件17與LED模組5加以結合。
作為散熱構件之功能，係藉由將LED3在點亮時產生的熱、且係傳遞至支持構件17的熱，傳導至燈球7內所含的氦氣或空氣來達成。
另，藉由在支持構件17與擋板13之接合使用黏接劑19，也能對應於支持構件17的下端面及擋板13的擋板頭13b(圖2、3)兩者不是平坦面時的固接。
3.容器的容積
圖5係顯示容器的容積與點亮時的LED之溫度(即接面溫度)之關係的分析結果。圖6係說明分析中使用的容器之圖，圖7細說明分析中使用的支持構件。圖8係顯示點亮時的燈具之溫度分布的分析結果。另，圖8係以10階段來顯示最高溫度與室溫之溫度差，因為最高溫度的區域較小，所以圖中顯示出9階段。
分析試驗中使用的容器之大小，係104[cm3]、181[cm3]、252[cm3]、335[cm3]、426[cm3]5種。另，在此的容積，係從燈球與擋板所構成的容器之容積，減去LED模組與支持構件的各體積。
容器的形狀如圖6所示，容積為104[cm3]的容器151係接近白熾燈泡形狀的A型，容積為426[cm3]的容器153係接近球形的G型，隨著容積增加，容器的形狀從A型逐漸趨近於G型。
構成各容器的擋板(蓋板構件)155如圖6所示，無關於容器的容積，為圓板狀的所謂扁平擋板。另，擋板155的大小在全部容器係相同的。
容器(151、153等)雖然燈球的大小、形狀不同，但如圖6所示，封塞住燈球157、159之開口的擋板155之大小、形狀係相同，隨著容積變大，燈球(157、159)的形狀從A型的茄子形逐漸趨近於G型的球形。
又，分析中使用的支持構件之形狀如圖7所示，有X型(163)、Y型(165)、Z型(167)3種。
X型的支持構件163，係柱狀，且係將靠近擋板155之側的大直徑部分163a與靠近LED模組169之側的小直徑部分163b加以結合的、具有臺階之形狀。Y型的支持構件165為外徑越遠離擋板155而越小的尖細狀之圓柱形狀。Z型的支持構件167係圓柱形狀且將靠近擋板155側的圓柱部分167a與靠近LED模組169側的圓錐台部分167b加以結合的形狀。
分析中使用的支持構件之表面積(即與氦相接的面積)，X型(163)為16.7[cm2]，Y型(165)為18.5[cm2]，Z型(167)24.1[cm2]3種。
各型式的支持構件163、165、167，底面(即擋板側)的直徑D1成為相等，頂面(即與擋板相反側)的直徑D2亦成為相等。亦即，全部型式的支持構件163、165、167的底面及頂面之面積相等。此係為使從LED模組169 傳遞至支持構件163、165、167的熱量，與從支持構件163、165、167傳遞至擋板155(容器)的熱量在各型式均為相等。另，高度H1亦為相等。
分析中使用的LED模組169全部係相同之物，又，如圖6所示，係在與容器(151、153等)接合的殼體171、燈頭173全部為相同之物下進行分析。
LED的接面溫度，在各型式的支持構件163、165、167中隨著容器的容積變大而下降，各型式均於容器之容積變成252[cm3]以上時幾乎不降低。亦即，只要容積未滿252[cm3]，例如係在250[cm3]以下，即可有效降低LED的接面溫度。
此理由被認為是，因為有助於LED之接面溫度降低者，僅有位於LED模組5與支持構件17附近的氣體(氦氣或空氣)，即使設為某個固定容積以上的容器，位於遠離LED模組5之位置的氣體也對於接面溫度降低幾乎無益。
又，LED的接面溫度，係依據支持構件163、165、167為X型、Y型、Z型的順序降低。此順序係支持構件163、165、167之表面積變大的順序。亦即，可知LED的接面溫度隨著支持構件之表面積變大而降低。此理由係因為從支持構件往氦氣的熱傳導係從支持構件的表面往周圍的氦氣進行。
又，容器內的氦氣之溫度分布如圖8所示，熱源即LED模組169周邊的A區域為最高，其次係包含LED模組169與支持構件163的小直徑部分163之大致全體即B區域為較高，越遠離區域B，氦氣的溫度越低。區域B包含LED模組169與支持構件163的上半，區域C包含整個支持構件163。
亦即，在LED模組169產生的熱，在該LED模組169的周邊往氦氣傳熱而使得A區域的溫度提高，傳熱至支持構件163的大致全體。因此在包含支持構件163上部的B區域之溫度變高，又，在包含整體支持構件163的C區域之溫度也變高。
從支持構件169往氦氣的熱傳導係從支持構件169的整個表面進行，D區域、E區域的溫度亦變高，但在H區域或I區域，LED模組的熱幾乎無法傳達。尤其，在相對於LED模組169上方(即與支持構件相反側)遠離的位置，與燈具周圍之大氣溫度差異小，可知LED模組的熱並未傳導。
從上述溫度分布而言，在從LED模組169及支持構件163的外表面起10[cm]以內(此區域係從A區域到E區域)，旺盛地進行對於氦氣的熱傳導，LED模組169與容器之間隔，支持構件163與容器之間隔宜為具有至少10[mm]以上。
再者，LED模組169與支持構件163之中，以溫度最高的位置為中心之半徑(即圖中的「K」)40[mm]的外側，幾乎不傳遞來自LED模組169的熱。因此，LED模組169與支持構件163之中，以溫度最高的位置為中心之半徑40[mm]的內側宜有氦氣存在。
≪第2實施形態≫
圖9係顯示第2實施形態之LED燈具200的構造之立體圖。圖10係圖9所示的LED燈具200之D-D’線段箭頭方向剖視圖。另，在圖9、10中，與第1實施形態相同的標註相同的元件符號並省略說明。
在本實施形態之LED燈具200中，與第1實施形態之LED燈具100不同點係LED模組81、支持構件83、擋板85之構成。另，容器86係藉由燈球7與擋板85所構成，容器86的容積係在250[cm3]以下。
具體說明時，如圖10所示，將支持構件83定為中空構件，使導線49、51插穿支持構件83的內部之構成。支持構件83如圖9、10所示，係將第1實施形態之支持構件17的外觀形狀直接定為中空構造。所以，支持構件83與第1實施形態中的支持構件17同樣地具有圓柱部83b與扁平部83c。
另，使導線49、51插穿支持構件83的內部，並且使擋板85上導線49、51所插穿的位置靠近燈具軸J側。又，構成為將導線49、51收容於支持構件83的內部，並且使將導線49、51與LED模組81之安裝基板91加以連接的銲料87之位置靠近燈具軸J側。
如圖10所示，因為擋板85與燈球7係一體成形，所以擋板85與燈球7的界面係接合(封裝)成氣密狀。
支持構件83與LED模組81之固接係使用黏接劑89。就黏接劑89而言，例如可使用上述黏接劑19所舉例者。
在本實施形態中，導線49、51收容於支持構件83的內部。所以，與第1實施形態相較，從LED模組81發出的光線之中，更加不會遮蔽往後方發出的光線。
≪第3實施形態≫
圖11係顯示第3實施形態的LED燈具300之構造的立體圖。圖12係如圖11所示的LED燈具300之剖視圖。另，圖11、12中，與第1~第2實施形態同樣之構成係標註相同符號並省略說明。
本實施形態的LED燈具300中，與第1實施形態之LED燈具100不同點係擋板(即本發明的「蓋板構件」)111之構成。另，容器112係藉由燈球7與擋板111所構成，容器112的容積係在250[cm3]以下。
具體而言，擋板111為圓頂狀，並係在與燈具軸J交叉的附近具有凹部111a的形狀。在此凹部111a中，支持構件17與擋板111受到黏接劑19所固接。
藉由此種構成，相較於如第1實施形態的方式將支持構件17固接於凸狀的擋板頭12b之情況而言，能穩定地將LED模組5支持在燈球7的內部。
另，如圖11、12所示，因為擋板111與燈球7係成形為一體，所以擋板111與燈球7之界面接合成氣密狀。
≪第4實施形態≫
在實施形態等中，特別說明了LED燈具，但本發明亦可應用於採用上述LED燈具的照明裝置。
在第4實施形態中，說明將第1實施形態之LED燈具100裝設於照明器具(為燈具嵌入式)之情況。
圖14係第4實施形態之照明裝置的概略圖。
照明裝置401係裝設於例如天花板402來使用。
照明裝置401如圖14所示，包含：LED燈具(例如係第1實施形態中說明的LED燈具1)100；以及照明器具403，裝設並點亮、熄滅LED燈具100。
照明器具403例如包含：器具本體405，裝附於天花板402；燈罩407，裝設於器具本體405且包覆著LED燈具100。燈罩407在此係開口型，在內面具有使從LED燈具100射出的光線反射至既定方向(在此為下方)的反射膜411。
器具本體405包含裝附(螺接)有LED燈具100之燈頭11的插槽409，並經由此插槽409來供電至LED燈具100。
在本實施形態中，因為LED3(LED模組5)裝設在照明器具403之LED燈具100的配置位置，係接近白熾燈泡的燈絲之配置位置，所以LED燈具100的發光中心，與白熾燈泡的發光中心成為相近。
因此，即使將LED燈具100裝設於原本裝設白熾燈泡的照明器具(403)，也因為作為燈具的發光中心位置相似，而能獲得類似於白熾燈泡的配光特性。
另，在此的照明器具係一例，例如亦可係不具有開口型的燈罩407而具有封閉型的燈罩者，也可係以朝橫向的姿勢(燈具之中心軸成水平的姿勢)或傾斜的姿勢(燈具的中心軸相對於照明器具的中心軸而傾斜的姿勢)下點亮LED燈具的照明器具。
又，照明裝置係將照明器具裝設在接觸於天花板或牆壁的狀態下之直接安裝式，但亦可係將照明器具裝設在埋入於天花板或牆壁的狀態-下之埋入式，也可係藉由照明器具的電纜線而從天花板懸吊下來的懸吊式等。
再者，照明器具在此係點亮所裝設的1個LED燈具，但亦可裝設有多數之LED燈具，例如3個。
≪變形例≫
以上依據第1~第4實施形態來說明本發明之構成，但本發明不限於上述實施形態。例如，亦可係將第1~第4實施形態之LED燈具或照明裝置的部分構成及下述變形例之構成加以適當組合而成的LED燈具。
又，上述實施形態中記載的材料、數值等僅係舉例顯示理想者，並不限定於此。再者，可在不脫離本發明之技術思想範圍的範圍內，LED燈具或照明裝置之構成加上適當變更。
1.容器
在實施形態中，藉由燈球7與蓋板構件(擋板)13、85、111來構成容器14、86、112，並藉由玻璃材料來構成燈球與蓋板構件，但只要能保持容器內的氣密性，亦可使用其他材料。
就其他材料而言，有樹脂材料。此時，例如使用熱塑性材料時，可藉 由將燈球與擋板之接合部分加熱熔融來實施，使用熱固性樹脂時，可藉由利用黏接劑來實施。再者，使用防漏氣用的樹脂時，可更加提高氣密性。
(1)燈球
在實施形態中，將燈球7(容器14、86、112)定為A型的形狀，但亦可係其他形式，例如G型、R型等形狀，也可係與電燈泡等之形狀完全不同的形狀。
在實施形態中，雖未特別說明燈球的內面，但可施加例如使得從LED模組5發出的光線擴散的擴散處理(例如利用氧化矽或白色顏料之處理)。又，燈球只要係藉由透光性材料所構成即可，例如是透明、不透明都沒關係。
在實施形態中，燈球7係一體(製造成1個物品)，但亦可係例如組合(接合)多數構件之物。
(2)蓋板構件
在實施形態中，將蓋板構件(擋板)13、85、111定為喇叭型，但亦可係例如為圓盤狀的平底型等其他型式。又，亦可對於擋板位於容器內的面施加將來自LED模組的光線反射至燈球先端側(即與開口相反側)的反射處理(例如塗布反射膜等之處理)等。
(3)燈球與蓋板構件之接合
在實施形態中，燈球與蓋板構件係藉由玻璃材料所構成，將兩者的接合部分加熱、熔融而接合。此時，接合方法可係所謂的環繞封接法(drop seal)方式，也可係所謂的對頭封接(bat seal)法方式。
2.流體
在實施形態中，係在容器14內封入有氦氣作為流體，但亦可封入其他之熱傳導率比空氣更高的其他種氣體(gas)。就其他氣體而言，有氫、氮、氖等。
又，在氣體(gas)以外，亦可採用液體來作為流體。就熱傳導率比空氣更高的液體而言有矽酮油、水等。另，使用氫氣時，必須使得燈泡內不含 氧。又，使用水時，為了防止生鏽所致劣化，必須利用樹脂等包覆導線49、51。
3. LED模組
(1)發光元件
在實施形態中，發光元件係LED3，但例如亦可係LD(雷射二極體)，也可係EL元件(電致發光元件)。
又，LED3係用裸晶的狀態來安裝於安裝基板21，但LED亦可例如藉由表面黏著式(即所謂的SMD)或砲彈式來安裝於安裝基板。再者，多數的LED亦可係裸晶式與表面黏著式之混合。
(2)安裝基板
實施形態中的安裝基板21在俯視中為矩形。但是，安裝基板亦可係其他形狀，例如正方形、5邊形等多邊形(包含正多邊形)、橢圓形、圓形狀、環狀等。
又，安裝基板數並非限定於1個，亦可係2以上的多數個。再者，在實施形態中，係將LED3安裝於安裝基板21的正面，但亦可將LED也安裝於背面。
(3)封裝體
在實施形態中，封裝體23以列為單位來包覆著配置成2列狀的LED3，但亦可一齊包覆2列份量，亦可利用1個封裝體來包覆著多數之固定數的LED群，亦可利用1個封裝體來包覆著全部的LED。
(4)LED之配置
在實施形態中，多數之LED3係配設成2列狀，但亦可配置成在俯視中位於四邊形的4邊上，也可配置成位於橢圓(包含圓)的圓周上。再者，亦可配置成矩陣狀，也可係其他配置。
(5)其他
LED模組5係利用射出藍色光的LED3以及將藍色光波長轉換成黃色光的螢光體粒子來射出白色光，但亦可係將例如紫外線發光之半導體發光元件與發出三原色(紅色、綠色、藍色)的各色螢光體粒子加以組合。
再者，就波長轉換材料而言，亦可採用含有半導體、金屬錯合物、有機染料、顏料等吸收某個波長的光線並發出與所吸收的光線不同波長的光線之物質的材料。
4.殼體
在實施形態等中，殼體9係藉由樹脂材料所構成，但亦可藉由其他材料來構成。就其他材料而言，採用金屬材料時必須確保與燈頭之絕緣性。與燈頭之絕緣性，例如可藉由在殼體的小直徑部塗布絕緣膜，或對於小直徑部實施絕緣處理來確保，此外，也可藉由分別利用金屬材料構成殼體之燈球側、利用樹脂材料構成殼體之燈頭側(將2以上構件加以結合)來確保。
在上述實施形態中，雖未特別說明殼體9的表面，但亦可例如設置散熱鰭片，也可進行用以提升輻射率的處理。
5.容器與殼體之結合
在第1實施形態中，容器14與殼體9係藉由黏接劑57來固接。因此成為在點亮時，容器14的熱亦傳遞至殼體9之構成。但是，容器內封入有高熱傳導率的流體時，容器的溫度上昇，其熱也有可能傳遞至殼體而使殼體的溫度上昇。此時亦可為了削減殼體內給予電路單元的熱負載，而在容器與殼體之間插設低熱傳導率的材料而將兩者加以接合。
6.燈頭
在實施形態中，係採用愛迪生式的燈頭11，但亦可採用其他型式，例如插銷式(具體而言為GY、GX等G型)。
又，在上述實施形態中，燈頭11係利用外殼部的陰螺紋來螺合至殼體9的螺紋部而裝設(接合)至殼體9，但亦可利用其他方法來與殼體接合。就其他方法而言，有利用黏接劑之接合，利用鉚合之接合，利用壓入之接合等，亦可係將此等方法的2種以上加以組合。
7.燈具
在實施形態中，係說明在殼體內容納電路單元的燈具(所謂的電燈泡型燈具)來作為燈具，但亦可應用於殼體內未容納電路單元的燈具，例如代替 緊湊電燈泡的燈具。再者，亦可係習知所未有的燈具，例如直接組入照明器具的燈具。
3‧‧‧LED
5‧‧‧LED模組
7‧‧‧燈球
7a‧‧‧球狀部
7b‧‧‧筒狀部
9‧‧‧殼體
9a‧‧‧小直徑部
9b‧‧‧大直徑部
9c、9e‧‧‧臺階部
9d‧‧‧溝槽
11‧‧‧燈頭
13‧‧‧擋板(蓋板構件)
13a‧‧‧熔融、熔合部
13b‧‧‧擋板頭
14‧‧‧容器
15‧‧‧電路單元
17‧‧‧支持構件
17a‧‧‧凸部
17b‧‧‧圓柱部
17c‧‧‧扁平部
19、57‧‧‧黏接劑
21‧‧‧安裝基板
23‧‧‧封裝體
24‧‧‧銲料
27‧‧‧外殼部
29‧‧‧絕緣材料
31‧‧‧小島部
33、35、49‧‧‧導線
41‧‧‧電路基板
43‧‧‧電容器
45‧‧‧二極體電橋
47‧‧‧卡止部
100‧‧‧LED燈具
J‧‧‧燈具軸

Claims (5)

  1. 一種燈具，係在藉由蓋板構件封塞住燈球開口而成的容器內，藉由支持構件來支持作為光源的半導體發光元件，其特徵在於：該容器內封入具有比空氣更高之熱傳導性的流體，該容器的容積係在250cm3以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中，該支持構件中之與該流體相接觸的部分之表面積係在18cm2以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之燈具，其中，該流體係氦氣。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之燈具，其中，該支持構件中之與該流體相接觸的部分係利用金屬材料所構成。
  5. 一種照明裝置，包含：燈具；以及照明器具，裝設並點亮該燈具；其特徵在於，該燈具係如申請專利範圍第1~4項中任一項之燈具。
TW101143509A 2011-12-06 2012-11-21 燈具及照明裝置 TW201335531A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011266907 2011-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201335531A true TW201335531A (zh) 2013-09-01

Family

ID=48573801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101143509A TW201335531A (zh) 2011-12-06 2012-11-21 燈具及照明裝置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2013084407A1 (zh)
TW (1) TW201335531A (zh)
WO (1) WO2013084407A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108286824A (zh) * 2017-12-29 2018-07-17 浙江英科新能源有限公司 组合式太阳能热水系统
CN108344192A (zh) * 2017-12-29 2018-07-31 浙江英科新能源有限公司 壁挂式太阳能热水系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170314740A1 (en) * 2014-11-17 2017-11-02 Philips Lighting Holding B.V. Lighting device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047383A (ja) * 2006-08-14 2008-02-28 Ichikoh Ind Ltd 車両用灯具
RU2475675C2 (ru) * 2007-09-27 2013-02-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В Осветительное устройство и способ охлаждения осветительного устройства
JP2010199145A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Ushio Inc 光源装置
JPWO2011010535A1 (ja) * 2009-07-22 2012-12-27 帝人株式会社 Ｌｅｄ照明具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108286824A (zh) * 2017-12-29 2018-07-17 浙江英科新能源有限公司 组合式太阳能热水系统
CN108344192A (zh) * 2017-12-29 2018-07-31 浙江英科新能源有限公司 壁挂式太阳能热水系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013084407A1 (ja) 2013-06-13
JPWO2013084407A1 (ja) 2016-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5406347B2 (ja) ランプ
JP5999498B2 (ja) Ｌｅｄおよび照明装置
JP2015053269A (ja) ＬＥＤ電球及び４π出光可能なＬＥＤ発光ストリップ
US8287145B2 (en) Lamp
TWM463801U (zh) 發光二極體燈泡（五）
JP5612800B1 (ja) ランプ及び照明装置
JP2013026053A (ja) ランプおよび照明器具
TW201335531A (zh) 燈具及照明裝置
TWI500881B (zh) 燈具
JP5934947B2 (ja) ランプ及び発光装置
WO2013014822A1 (ja) ランプ及び照明装置
JP5432411B2 (ja) ランプ及び照明装置
JP5074639B1 (ja) ランプ及び照明装置
TWM482691U (zh) 燈具
WO2013121484A1 (ja) ランプ及び照明装置
JP5824680B2 (ja) ランプ及び照明装置
WO2013121495A1 (ja) ランプ及び照明装置
TW201408941A (zh) 燈泡形燈具及照明裝置
JP5374001B1 (ja) ランプ及び照明装置
JP5066304B1 (ja) ランプ
WO2013084389A1 (ja) ランプ及び照明装置
JP2013165040A (ja) ランプ、照明装置及び発光モジュール
JP5134164B1 (ja) Ｌｅｄランプおよび照明装置
JP2013026051A (ja) ランプ及び照明装置
TW201333375A (zh) 發光裝置