TW201413153A - Ｌｅｄ燈具結構 - Google Patents

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Abstract

一種LED燈具結構，主要係透過一光源機構與一殼體的結合以成為主體，其中殼體上更設置有導通槽來結合散熱鰭片，當LED燈具工作產生熱能時，可藉由導通槽形成空氣自然對流，使冷空氣吹向光源機構來逸散熱能，降低LED燈具的工作溫度；同時藉由前述結構可大幅降低燈具設計結構的複雜度，並可選用易於生產的材質製作，進而快速進入量產階段並有效的降低成本。

Description

LED燈具結構
本發明係有關於燈具結構，是一種應用LED為照明光源的燈具結構，特別是一種可降低工作溫度之被動式對流散熱的LED燈具結構，可應用於燈泡、崁燈及路燈等各領域之照明裝置。
傳統的照明裝置，即所謂的燈泡(light bulb)或是球泡燈，係使用鎢絲作為發光源開始，由於鎢絲的發光是全方位性(無指向性)，故並不會對特定方向輸出較多的光源，因此迅速的取代了以蠟蠋或是煤油燈等的光源，但以鎢絲作為發光源的照明裝置消耗功率大，也就是每瓦消耗的功率所能提供的照度在目前的光源當中算是相當的差，因此許多的研發資源投注於提供更省電的光源來取代傳統的鎢絲燈泡。
發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)係屬半導體元件，其發光晶片之材質主要使用化學元素之化合物，例如磷化鎵(GaP)或砷化鎵(GaAs)，發光原理則是將電能轉換為光能，由於LED的壽命長達十萬小時以上，且LED具有反應速度快、體積小、省電、低污染、高可靠度、適合量產等優點，所以很快就成為未來照明市場的新星。
隨著能源節約及環境保護的需求，利用LED來建構人們日常生活中提供照明的燈具已經成為世界趨勢，在目前的技術中，通常會將LED安裝在各式載具(例如印刷電路板)上，來製成照明單元；然而LED在產生光源時同時會產生大量的熱能，因此在上述的照明單元中，LED所產生的熱能往往無法有效地排散至裝置外，因而導致LED的發光效能降低；以LED燈具為例，為了避免LED發光時產生過熱的現象，會在LED 燈具上配置散熱結構，但若LED燈具散熱結構的效率不佳，將使得LED燈具的產生光衰或色變，讓LED燈具的壽命大幅降低；因此如何增加LED燈具的散熱效率來提高使用的可靠性已成為一重要之技術課題。
為解決上述問題，本發明係提出一種LED燈具結構，可有效降低LED燈具發光時所產生的熱能，並達成簡化生產與快速實現量產化的可能性。
本發明之主要目的在於將LED燈具殼體上設置有導通槽，讓導通槽自然形成空氣對流，結合散熱鰭片來逸散LED燈具發光時所產生的熱能，進而降低LED燈具之工作溫度，提升LED燈具的發光效率及使用壽命。
本發明之另一目的在於藉由殼體上導通槽與整體結構簡化的設計，使殼體及其它構件可大量採用塑料套件作為結構之材料，大量節省LED燈泡產品金屬材料之浪費。
根據本發明所揭露之一種LED燈具結構，主要係透過光源機構與殼體的結合以成為主體，其中殼體上更設置有導通槽來結合散熱鰭片，當燈具結構工作產生熱能時，可藉由導通槽自然形成空氣對流來逸散熱能；同時藉由前述結構，可大幅降低燈具設計結構的複雜度，並可選用易於生產的材質製作，進而快速進入量產階段並有效的降低成本。
有關本發明之詳細內容及技術，茲就配合圖式說明如下。
首先請參閱「第1圖」，為本發明LED燈具結構之第一實施例立體示意圖；根據本發明所揭露之LED燈具結構，可應 用於各式情境空間的照明，其包含有光源模組10及殼體20來形成燈具結構的主體，圖中所示意為一球泡燈型態的架構，LED燈具結構可設置不同的連接頭30，來配合安裝在各種的接頭之上，光源模組10上設計有卡扣件來嵌合於殼體20之上，同時藉由嵌合槽21形成至少一個的進氣孔，而殼體20表緣則設置有複數個導通槽22來結合散熱鰭片23，以形成自然對流(Free Convection)，並逸散LED燈具結構發光時所產生的熱能。
接下來將就本發明之LED燈具結構細部結構作一詳細介紹，請繼續參閱「第2圖」，為本發明LED燈具結構之第一實施例分解示意(1)圖。
由圖中可看出光源模組10可包含有光源板11及護罩13所組成，光源板11上設置有至少一個LED單元111，此LED單元111負責產生光源，並可選用COB(Chip On Board)或是SMT(Surface Mount Technology)等製程來製作，光源板11的周緣設置有至少一個缺口，可用於對殼體20的組裝；護罩13則可選用具透光性的材質來製作(如：玻璃材質、透光或霧面之塑膠材料等)，使其具有透光性且對LED單元111兼具保護作用，護罩13上設計有卡扣件，恰可卡扣於殼體20之上並包覆光源板11，同時護罩13之適當位置上更設置有穿孔131來增加透氣的功效，藉由前述的兩個部件組合即成為完整的光源模組10。
而殼體20上設置有嵌合槽21及導通槽22，並於底部連接有一連接頭30，殼體20中央具有一容置空間，可用於供空氣對流，而連接頭30則可容置LED燈具的驅動單元50；而嵌合槽21可卡扣著護罩13，使護罩13能牢牢鎖固於殼體20之上。
由圖中可看出連接頭30為一螺牙接頭，與殼體20牢牢 鎖固以成為一體；而殼體20中央具有一容置空間，可容置有中心柱體40及散熱鰭片30，中心柱體40一端可嵌入殼體20底緣中心的柱型槽，另一端則可頂峙住光源板11，以確保光源模組10能穩固的結合在殼體20之上，中心柱體40可選用良導熱的材質來製作(如：鋁等)，並透過與光源板11的接觸面來協助燈具導出熱能，光源板11可透過插栓等方式來固定於殼體20之上，使其不易鬆脫而產生故障，而導通槽22之鏤空處恰可供散熱鰭片23容置並組裝嵌合為殼體20之表緣，前述架構請參閱「第4圖」，為本發明LED燈具結構之第一實施例分解示意(2)圖，此圖面的護罩13上則無設置穿孔131，但仍可藉由卡扣件與嵌合槽21結合的通氣孔來完成進氣散熱。
接下來請繼續參閱「第3圖」，為本發明LED燈具結構之散熱對流示意圖；當光源模組10將光源板11及護罩13完成組裝，則可藉由殼體20上的嵌合槽21，將光源模組10結合於殼體20之上來完成本發明LED燈具結構的主體，當從圖中可以看出當LED單元111工作產生光源時，會使光源板11產生熱度並透過中心柱體40對殼體20內部的空氣加熱以產生溫室效應，讓殼體20內的熱空氣透過與導通槽22結合的散熱鰭片23來向外逸散，當熱空氣逸散出殼體20之外後，殼體20外四周的空氣與殼體20內部空氣的將會產生密度差，可將外部的冷空氣從嵌合槽21所形成的進氣孔抽吸進LED燈具結構中，並藉由護罩13上的穿孔131將冷空氣吹向光源板11，形成冷熱空氣間的自然對流(Free Convection)來降低光源板11所產生的熱度。
而殼體20表緣的導通槽22結合散熱鰭片23型成為多向開口的設計，所以多向通風更容易形成自然對流(Free Convection)，而驅動電路可以設置於連接頭30內的容置空間中，或是將LED燈具結構結合高效控熱系統，直接在光源模組11上透過封裝技術製程，使光源模組具有驅動電路的功 能，使光源模組11可接收交流電力(AC)作為工作電源。
在不違反同一發明精神之下，本發明除了前述之實施例外更具有另一實施方式，請參考「第5圖」，為本發明LED燈具結構之第二實施例立體示意(1)圖；此一實施例同樣包含有光源模組10及殼體20來形成燈具結構的主體，圖中所示意仍為一球泡燈型態的架構，LED燈具結構可設置成不同的連接頭30，來安裝在各種的接頭之上，光源模組10上設計有卡扣件來嵌合於殼體20之上，同時藉由嵌合槽21形成至少一個的進氣孔，同時護罩13上設置有穿孔131來透氣，而殼體20表緣則設置有複數個導通槽22配合內嵌式的散熱鰭片23來形成自然對流(Free Convection)，以逸散LED燈具結構工作時所產生的熱能，此一實施例中的散熱鰭片23係利用底座24固定，並藉由底座24來增加與燈源板11的接觸面積，可使散熱效果更佳的良好。
接下來就本發明LED燈具結構的第二實施例，進一步的加以說明，請參考「第6圖」，係為本發明LED燈具結構之第二實施例分解示意(2)圖。
由圖中可看出光源模組10可包含有光源板112及護罩13所組成，此實施例其結構略同於第一實施例故在此不再贅述，殼體20則包含有底座24、導通槽22並連接有連接頭30，殼體20中央具有一容置空間，惟不同之處在於殼體20中並未獨立增設中心柱體，而是將柱體直接與殼體20射出製作為一體成型，而散熱鰭片23恰可嵌入柱體槽內並藉由底座24加以固定，此一實施例中導通槽22之鏤空處恰可供散熱鰭片23容置並組裝嵌合為殼體20之表緣，藉由散熱鰭片23與底座21的貼合來增加與燈源板11的接觸面，使空氣對流時可由散熱鰭片23，快速的將光源板11及散熱鰭片23上的熱能排出於殼體20之外，進一步的增加空氣對流散熱的效能，而此圖示的護罩13上無設置穿孔131，但仍可藉由卡扣件與嵌合點21結 合的通氣孔來完成散熱。
本發明除了前述之實施例外更具有又一實施方式，組裝固定後的態樣可參考「第7圖」，係為本發明LED燈具結構之第三實施例組裝示意(1)圖。
此一實施例同樣包含有光源模組10及殼體20來形成燈具結構的主體，圖中所示意仍為一球泡燈型態的架構，LED燈具結構可設置成不同的連接頭30，來安裝在各種的接頭之上，光源模組10上設計有卡扣件來嵌合於殼體20之上，同時藉由嵌合槽21形成至少一個的進氣孔，同時護罩13上設置有穿孔131來透氣，而殼體20表緣則設置有複數個導通槽22配合內嵌式的散熱鰭片23來形成自然對流(Free Convection)，以逸散LED燈具結構工作時所產生的熱能；此一實施例與第5圖的差異僅在於散熱鰭片23上更設置有複數個對流孔，來提高散熱的效率。
當然此一實施型態也能夠以護罩13上無設置穿孔131的方式製成，仍可藉由卡扣件與嵌合點21結合的通氣孔來完成散熱，由於其它部件同於第7圖所示，在此不再贅述；其實施態樣可參考「第8圖」，係為本發明LED燈具結構之第三實施例組裝示意(2)圖。
本發明除了前述之實施例外更具有再一實施方式，組裝固定後的態樣可參考「第9圖」，係為本發明LED燈具結構之第四實施例組裝示意圖。
此一實施例同樣包含有光源模組10及殼體20來形成燈具結構的主體，圖中所示意仍為一球泡燈型態的架構，LED燈具結構可設置成不同的連接頭30，來安裝在各種的接頭之上，光源模組10上設計有卡扣件來嵌合於殼體20之上，同時藉由嵌合點21形成至少一個的進氣孔，同時護罩13上設置有穿孔131來透氣，而殼體20表緣則設置有複數個導通槽22配 合內嵌式的散熱鰭片23來形成自然對流(Free Convection)，以逸散LED燈具結構工作時所產生的熱能；此一實施例與第5圖的差異僅在於散熱鰭片23設計為一內燈杯的型態，且護罩13上更設置有穿孔131，來提高散熱的效率。
最後請參照「第10圖」，係為本發明LED燈具結構之第五實施例組裝示意圖；此一實施型態略同於第9圖，但差異在於護罩13上無設置穿孔131的方式製成，但卻於內燈杯型態的散熱鰭片23上更設置有複數個對流孔，來提高散熱的效率，由於其它部件同於第9圖所示，故在此不再贅述。
因此，根據本發明所揭露之LED燈具結構，提出一種可利用被動式自然對流(Free Convection)來達成散熱功能的LED燈具結構，可適用於各式LED燈具結構的設計，透過導通槽結合散熱鰭片的設計，尤其適用於各種高功率LED燈具結構的應用；在運用自然對流的散熱助益之下，本發明之LED燈具結構的殼體可大量採用塑料材質作為結構套件，大量節省LED燈具產品金屬材料(鋁金屬等)之浪費，進而解決金屬材質LED燈具的開模費工費時費料的缺點，同時改善其造形之可塑性，比一般市售金屬材質LED燈具可更快達到量產階段。
本發明在造型結構設計上結合空氣對流之概念，在透過護罩周緣之氣流導通槽設計，及塑料殼體結合散熱鰭片沖孔網料的中空結構，於燈具發光時殼體內外溫差達到對流條件時，即可使熱氣流通過燈源板至殼體及散熱鰭片之中空結構，使殼體內外空氣產生對流來達到調節LED燈具溫度之目的，進而發揮輔助散熱之功效，雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，如：穿孔可設置在護罩之上各適當區域(或是不設置)，只要以能達成自然對流(Free Convection)的前提下，並不限於其特定形式；且本發明之LED燈具架構各部件的連接型式在不違反同一發明精神下並不以實施例為限，如驅動電路的位置，又或殼體的材質，只要在不 脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧光源模組
11‧‧‧光源板
111‧‧‧LED單元
13‧‧‧護罩
131‧‧‧穿孔
20‧‧‧殼體
21‧‧‧嵌合槽
22‧‧‧導通槽
23‧‧‧散熱鰭片
24‧‧‧底座
30‧‧‧連接頭
40‧‧‧中心柱體
50‧‧‧驅動單元
第1圖為本發明LED燈具結構之第一實施例立體示意圖；第2圖為本發明LED燈具結構之第一實施例分解示意(1)圖；第3圖為本發明LED燈具結構之散熱對流示意圖；第4圖為本發明LED燈具結構之第一實施例分解示意(2)圖；第5圖為本發明LED燈具結構之第二實施例分解示意(1)圖；第6圖為本發明LED燈具結構之第二實施例分解示意(2)圖；第7圖為本發明LED燈具結構之第三實施例分解示意(1)圖；第8圖為本發明LED燈具結構之第三實施例分解示意(2)圖；第9圖為本發明LED燈具結構之第四實施例分解示意圖；第10圖為本發明LED燈具結構之第五實施例分解示意圖。
10‧‧‧光源模組
20‧‧‧殼體
21‧‧‧嵌合槽
22‧‧‧導通槽
23‧‧‧散熱鰭片
30‧‧‧連接頭

Claims (9)

  1. 一種LED燈具結構，該LED燈具結構包含有：一殼體，該殼體內更具有一容置空間，該殼體更包含有：至少一導通槽，該導通槽設置於該殼體表緣，該導通槽用以形成一自然對流(Free Convection)，來逸散該LED燈具結構工作時所產生之一熱能；一連接頭，該連接頭與該殼體接合以成為一體，該連接頭用以接收一工作電源；及一光源模組，該燈頭模組與該殼體連接，並由接收該工作電源以產生一光源；至少一散熱鰭片，該散熱鰭片設置於該容置空間中並與該殼體合為一體，該散熱鰭片用以輔助逸散該熱能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具結構，其中該光源模組更包含有：一光源板，該光源板用以接收該工作電源以產生一光源；及一護罩，該護罩更設置有至少一卡扣件與該殼體相嵌合，並包覆該光源板以成為一體。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之LED燈具結構，其中該殼體上更設置有至少一嵌合槽來與該護罩嵌合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之LED燈具結構，其中該嵌合槽更形成至少一個進氣孔。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具結構，其中該殼體內之該容置空間中更設置有一中心柱體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具結構，其中該散熱鰭片上更設置有複數個對流孔，該對流孔用以輔助形成該自然對流(Free Convection)。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之LED燈具結構，其中該光源板上更設置有至少一LED單元及一驅動電路，該驅動電路 用以接收該工作電源後，轉換提供予該LED單元產生該光源。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之LED燈具結構，其中該驅動電路更設置於該連接頭之中。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之LED燈具結構，其中該護罩上更設置有至少一個穿孔。
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