TW201510429A

TW201510429A - 具散熱與防水氣之led燈具與燈泡

Info

Publication number: TW201510429A
Application number: TW102133055A
Authority: TW
Inventors: Wen-Sung Hu
Original assignee: Wen-Sung Hu
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2015-03-16
Also published as: TWI531758B

Abstract

一種具散熱與防水氣之LED燈泡，包含一燈頭座、結合於燈頭座的燈座及一透光殼。透光殼與燈座的內部界定一容室，容室內安裝有散熱體及發光模組，發光模組包含基板及設於基板上的至少一LED。其特徵在於透光殼與燈座上個別設有可作為進氣口或出氣口的透氣口，且在基板與散熱體上設有一個以上的透氣穿孔，此等透氣穿孔可與進氣口與出氣口形成煙囪效應，讓散熱體之內部與外部的熱氣可進行排氣與進氣的散熱。再者，在進氣口與出氣口的外部或內部設有防水透氣布，達成防水氣的效果。

Description

具散熱與防水氣之LED燈具與燈泡

本發明關於一種LED燈具與燈泡，特別是關於一種具散熱與防水氣的LED燈泡。

LED燈泡的散熱結構構成可否減少光衰的最大原因，因而，業者無不透過各種導熱及散熱結構設計，希望解決LED燈泡的散熱問題。
圖1至圖5所示的習用LED燈泡1A、1B、1C、1D、1E雖然個別設有透氣口11及/或對流口12，以對散熱件13之外圍作外部散熱，但仍有以下缺失：
1、由於燈泡內腔14無空氣對流，所以無法藉由熱氣上升來吸入冷空氣以產生循環散熱效果，造成內腔壁會產生積熱。
2、LED 15產生的熱度傳遞到基板16，由基板16的外端面來散熱。但因為透光殼17的殼腔171為密閉，造成基板16外端面之熱度只能在殼腔171內遊走，無法逸出而會積熱。殼腔171內的積熱會加重LED 15承受溫昇的風險，導致光衰的加劇。
3、部分習用LED燈泡的透氣口11與內腔14之間雖有氣道18相通以提供散熱功能，然而，當LED燈泡無作動時，冷空氣會經由透氣口11侵入內腔14。當空氣中之溼氣加重時，侵入內腔14的溼氣會逐漸讓燈泡/燈具內部的驅動器電子元件之外漏金屬導件及焊位產生氧化，以致減短驅動器之壽命。這也就是高端之LED燈泡（如圖6的1F所示）至今仍罕見使用透氣口作為散熱結構之原因。
為使LED燈泡能兼容於傳統的燈頭向上燈具，例如立燈（見圖7）、檯燈（見圖8）、壁燈7（見圖9）或景觀燈（見圖10）等，眾多業者均將LED燈泡的整體長度（見圖11的L1）縮短、透光殼長度（見圖11的L2）加長、散熱座長度（見圖11的L3）縮短，及將LED 15光源高置於透光殼底緣19上方（見圖11）。此設計使用於燈頭向上燈具之目的有二：
1、燈泡長度的縮短可讓直射光（見圖12的B1）直射在透光殼或是反光罩上的面積加大，進而使反射光（見圖12的B2）下射的面積加多。
2、如圖13所示，LED 15光源高置於透光殼底緣19上可增加光源在透光殼內緣反射所形成之向左、右下斜的反射暈光，讓視覺感覺透光殼的透光角度加大。
然而，光源高置會造成光源基板的基座凸出於殼腔171內。當LED作動時，殼腔171內承受之溫度將隨著凸出的基座表面積的多寡疊加，讓LED承受之溫度加高，光衰增加的風險加劇。根據實驗數據顯示，光源高置的設計再加上外散熱面的縮小會使散熱體的溫度約升高12-15度或更多，造成需尋求導熱散熱之新材料作為燈體結構。但此會增加成本，對於LED燈泡之普及為一大障礙。
圖14顯示另一種習用LED燈具2，該LED燈具2的燈頭座21上端設有數個透氣口22，透氣口22上覆蓋有防水透氣布23，使得水氣不會由上而下進入燈具2內（水氣比空氣重，會由上向下沉）。然而，燈體的腔室24為密閉，LED 光源產生的熱度無法逸出。因而，該LED燈具2雖有向上逸氣的透氣口22設計，但因為沒有進氣來做循環，無法形成煙囪效應，造成LED會承受溫昇，導致光衰的加劇。
緣此，如何將LED燈泡/燈具設計成能具有散熱與防水氣效果，實為LED業者當急之務。

在一較佳實施例中，本發明提供一種具散熱與防水氣之LED燈泡。該LED燈泡包含一燈頭座、一燈座、一透光殼、一散熱體及一發光模組。該燈頭座包含一安裝有燈頭的頭端及一開放端。該燈座結合在該燈頭座的開放端，且該燈座或該燈頭座的外周圍設有複數第一透氣口，該數第一透氣口的外部或內部設有防水透氣布。該透光殼結合於該燈座上，該透光殼與該燈座及該燈頭座共同界定一容室，該透光殼上設有複數第二透氣口，該數第二透氣口的外部或內部設有防水透氣布。該散熱體設在該容室內或是與該燈座形成一體，該散熱體的內部具有一內腔。該發光模組包含結合於該散熱體的基板及設於該基板上的至少一個LED，該基板設有與該散熱體的內腔連通的透氣穿孔。該散熱體的內腔與該基板的透氣穿孔可與該第一與第二透氣口形成煙囪效應，讓該散熱體之內部與外部的熱氣可進行排氣與進氣的散熱。
在另一較佳實施例中，本發明提供一種具散熱與防水氣之LED燈具，該LED燈具包含一燈座、一透光殼、一散熱體及一發光模組。該燈座內部設有至少一驅動器，該燈座上具有一上蓋，該燈座或是該上蓋上設有至少一第一透氣口，該第一透氣口的外部或內部設有防水透氣布。該透光殼結合在該燈座上，該透光殼與該燈座共同界定一容室，該透光殼上設有至少一第二透氣口，該第二透氣口的外部或內部設有防水透氣布。該散熱體設在該容室內或是與該燈座形成一體，該散熱體的內部具有一內腔。該發光模組包含結合該散熱體的一基板及設於該基板上的至少一個LED，該基板設有與該散熱體的內腔連通的透氣穿孔。該散熱體的內腔與該基板的透氣穿孔可與該第一與第二透氣口形成煙囪效應，讓該散熱體之內部與外部的熱氣可進行排氣與進氣的散熱。
關於本發明之其它目的、優點及特徵，將可由以下較佳實施例的詳細說明並參照所附圖式來了解。

〔習知〕
1A、1B、1C、1D、1E‧‧‧燈泡
11‧‧‧透氣口
12‧‧‧對流口
13‧‧‧散熱件
14‧‧‧燈泡內腔
15‧‧‧LED
16‧‧‧基板
17‧‧‧透光殼
171‧‧‧殼腔
18‧‧‧氣道
19‧‧‧透光殼底緣
2‧‧‧燈具
21‧‧‧燈頭座
22‧‧‧透氣口
23‧‧‧防水透氣布
24‧‧‧腔室
〔本創作〕
3、3a‧‧‧LED燈泡/燈具
30‧‧‧燈座
302‧‧‧第一端
304‧‧‧第二端
305‧‧‧第一透氣口
31‧‧‧燈頭座
311‧‧‧開放端
312‧‧‧上蓋
313‧‧‧上蓋對流板
314‧‧‧對流孔
32‧‧‧透光殼
321‧‧‧殼腔
326‧‧‧結合端
327‧‧‧第二透氣口
33‧‧‧散熱體
330‧‧‧內腔
331‧‧‧側壁
332‧‧‧底壁
334‧‧‧透氣穿孔
335‧‧‧透氣穿孔
336、337‧‧‧散熱鰭片
34‧‧‧發光模組
341‧‧‧基板
342‧‧‧LED
343‧‧‧透氣穿孔
35‧‧‧燈頭
36‧‧‧驅動器
361‧‧‧電路板
362‧‧‧逸氣孔
37‧‧‧容室
38‧‧‧支撐板
381‧‧‧透氣穿孔
39‧‧‧線路
4‧‧‧防水透氣布
5‧‧‧反光板
51‧‧‧反光膜
A‧‧‧射角
B1.B2‧‧‧箭頭

圖1-6為六種習知LED燈泡的示意圖。
圖7-10為習知立燈、檯燈、壁燈及景觀燈的示意圖。
圖11顯示一種習用燈頭向上之LED燈泡的示意圖。
圖12顯示圖11之燈泡因燈泡長度縮短而加多反光下射面積的示意圖。
圖13顯示圖11之燈泡因光源加高而加多反光下射面積的示意圖。
圖14顯示另一種習用LED燈具的示意圖。
圖15為本發明之LED燈泡的第一實施例的剖視圖。
圖16顯示圖15之LED燈泡的透氣散熱示意圖。
圖17為本發明之LED燈泡的第二實施例的示意圖。
圖18與圖19為本發明之LED燈泡的二變化實施例的示意圖。
圖20-21為本發明之LED燈泡應用於橫向燈的另二實施例的示意圖。
圖22-23為本發明之LED燈泡應用於二向下投光LED燈泡的示意圖。
圖24為本發明之LED燈具應用於路燈的一實施例的示意圖。
圖24a為圖24之LED燈具的側視圖。
圖25為本發明之LED燈具應用於路燈的另一實施例的示意圖。
圖25a為圖25之LED燈具的側視圖。
圖26顯示圖15之LED燈具的防水透氣布設在第一與第二透氣口內部的示意圖。
圖26a係與圖26類似的示意圖，顯示第一透氣口設在燈頭座上。
圖27係與圖24類似的示意圖，顯示燈座的上蓋具有複數散熱鰭片。

現將僅為例子但非用以限制的具體實施例，並參照所附圖式就本發明之技術內容說明如下：
圖15顯示本發明第一實施例之具散熱與防水氣之LED燈具/燈泡，在本實施例中，本發明為燈泡型式的LED燈泡3且包含一燈頭座31、一燈座30、一透光殼32、一散熱體33、及一發光模組34。
燈頭座31的頭端（圖15中的上端）安裝一燈頭35且燈頭座31具有形成一開口的開放端311。燈頭座31的內部設有一驅動器36，驅動器36位在燈頭35的下方且驅動器36安裝在一電路板（PCB）361上，電路板361的外周圍位在燈頭座31內且設有複數逸氣孔362。
燈座30形成筒狀且包含一具有上開口的第一端302及一具有下開口的第二端304，燈座30的第一端302結合在燈頭座31的開放端311，且燈座30的第一端302的周圍設有複數第一透氣口305。燈座30的內部設有一支撐板38用以提供散熱體33的頂端固定。在本實施例中，支撐板38位在燈座30的第一端302內且支撐板38的中央與周圍個別設有至少一透氣穿孔381，透氣穿孔381與電路板361的逸氣孔362連通。在本實施例中，燈座30與燈頭座31為分離的二元件，第一透氣口305在透光殼32的縱向（高度方向）位於電路板361與支撐板38之間，且燈座30可為透光或是不透光。然而，燈座30與燈頭座31可為形成一體的單一元件。
透光殼32結合在燈座30的第二端304且與燈座30及燈頭座31共同界定一容室37。在本實施例中，透光殼32形成半圓球狀且包含一形成開口的結合端326，結合端326與燈座30的第二端304結合，使得透光殼32內部界定一殼腔321，再者，結合端326周圍設有複數第二透氣口327。在本實施例中，在第一與第二透氣口305、327的外部覆蓋有防水透氣布4；然而，防水透氣布4亦可設在第一與第二透氣口305、327的內部（見圖26）。此外，在一可行的實施例中，第一透氣口305可以設於燈頭座31的周圍且鄰近燈座30的第一端302（見圖26a），亦即，將燈頭座31的開放端311延伸並設有第一透氣口305，第一透氣口305在透光殼32的縱向位於電路板361與支撐板38之間。
散熱體33容納在容室37內且設為具有內腔330的U型狀斷面。散熱體33包含環狀側壁331及一底壁332，散熱體33的上端與支撐板38的中央透氣穿孔381連通，側壁331的下部周圍設有複數呈環狀分隔配置的透氣穿孔334，底壁332的中央設有一透氣穿孔335。再者，散熱體33的外周圍具有散熱鰭片336。
發光模組34容納在容室37內且包含設於散熱體33之底壁332的基板341及設於基板341上的數個LED(SMD/晶片)342，LED 342在透光殼32的縱向（高度方向）位在第一與第二透氣口305、327之間。在本實施例中，LED 342位在透光殼32的結合端326上方，使得透光殼32的第二透氣口327低於LED 342且位在LED 342的射角(A)140度的範圍外。基板341上設有與底壁332的透氣穿孔335連通的透氣穿孔343。LED 342產生的熱能會經由基板341與散熱體33傳導至外界。發光模組34與驅動器36以線路39電性連接，使得LED 342可受驅動而朝透光殼32投射光線。
在圖15的實施例中，第一透氣口305構成出氣口，第二透氣口327構成進氣口。圖16顯示LED燈泡3的散熱示意圖，其中LED 342所產生的熱度將個別透過散熱體33的外部與內部來進行具有煙囪效應的散熱。亦即，LED 342的熱度可經由基板341向下逸出且經由散熱體33的散熱鰭片336向外逸出，再通過支撐板38的周圍透氣穿孔381由第一透氣口305逸出，並與第二透氣口327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱（見圖16的箭頭B1）；另一方面，LED 342的熱度可經由基板341的透氣穿孔343、底壁332的透氣穿孔335、散熱體33的內腔330、支撐板38的中央透氣穿孔381由第一透氣口305逸出，並與第二透氣口327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱（見圖16的箭頭B2），達成完美的散熱效果。再者，藉由防水透氣布4覆蓋在第一、第二透氣口305、327上，可防止LED燈泡3停止運作時，水分空氣進入第一、第二透氣口305、327，達成保護LED 342與驅動器元件不受水氣氧化的效果。
圖17顯示本發明的LED燈泡3應用於橫向燈的實施例，在本實施例中，透光殼32的結合端326內設有一反光板5，反光板5在面向發光模組34的一側面設有反光膜51，使得LED 342朝透光殼32的投射光線可被反射以形成下射光。此外，在圖17的實施例中，LED 342在透光殼32的縱向位在第一與第二透氣口305、327之間，且其中位在下方的第一透氣口305與位在下方的第二透氣口327構成進氣口，而位在上方的第一透氣口305與位在上方的第二透氣口327構成出氣口，使得基板341的透氣穿孔343、散熱體底壁332的透氣穿孔335、散熱體33的內腔330、支撐板38的透氣穿孔381可與第一與第二透氣口305、327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱。
圖18與19顯示本發明的LED燈泡3應用於燈頭向上的寬角與窄角之LED燈泡的二實施例。其中圖18中的透光殼32內部設有反光板5，圖19中的透光殼32的內表面設有反光膜51，使得LED 342朝透光殼32的投射光線可被反射以形成下射光。此外，在圖18與19中，LED 342在透光殼32的縱向（高度方向）位在第一與第二透氣口305、327之間，且其中下方的二第一透氣口305構成進氣口，而上方的二第二透氣口327構成出氣口，使得基板341的透氣穿孔343、散熱體底壁332的透氣穿孔335、散熱體33的內腔330、支撐板38的透氣穿孔381可與第一與第二透氣口305、327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱。
圖20與21顯示本發明的LED燈泡3應用於橫向燈之LED燈泡的二實施例。其中圖20中顯示LED燈泡3包括兩組發光模組34。再者，基板341的透氣穿孔343、散熱體33的內腔330、支撐板38的透氣穿孔381可與第一與第二透氣口305、327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱。
圖22-23顯示本發明的LED燈泡3應用於向下投光LED燈泡的二實施例。其中顯示燈座30與散熱體33形成一體，燈座30為散熱材質製成且燈座30的外部設有散熱鰭片336，第一透氣口305設在散熱體33的側壁331上且與散熱體33的內腔330連通，第二透氣口327設在透光殼32上，第一、第二透氣口305、327的外部覆蓋有防水透氣布4。基板341的透氣穿孔343、散熱體33下部的透氣穿孔334、散熱體33的內腔330可與第一與第二透氣口305、327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱。
圖24及圖24a顯示本發明之LED燈具/燈泡應用於路燈之第一實施例，在本實施例中，本發明為路燈型式的LED燈具3a且包含一燈座30、一透光殼32、一散熱體33及一發光模組34。燈座30的上端具有一上蓋312，燈座30的內部設有複數驅動器36，驅動器36安裝在一電路板361上，電路板361上設有複數逸氣孔362。再者，燈座30的側壁上設有複數第一透氣口305，在第一透氣口305的外部覆蓋有防水透氣布4，透光殼32上設有複數第二透氣口327。位在上方的第一透氣口305構成出氣口（出氣口位在燈座30的側壁上，能防止塵埃及雨水閉塞防水透氣布4），而下方的第二透氣口327構成進氣口，使得基板341的透氣穿孔343、散熱體設在容室37內或是與燈座30形成一體，散熱體33的內腔330、電路板361的逸氣孔362可與第一與第二透氣口305、327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱。在一可行的實施例中，燈座30或上蓋312係由散熱材質製成且具有複數散熱鰭片337（見圖27），在圖27中並顯示散熱體33與燈座30貼靠。
圖25及圖25a顯示本發明之LED燈具3a應用於路燈之第二實施例。在本實施例中，該LED燈具3a包含一燈座30、一透光殼32、一散熱體33及一發光模組34。燈座30的內部設有複數驅動器36，驅動器36安裝在一電路板361上，電路板361上設有複數逸氣孔362。再者，燈座30的上端具有一上蓋312。燈座30的上蓋312上設有複數第一透氣口305，透光殼32上設有複數第二透氣口327，在第一與第二透氣口305、327的外部覆蓋有防水透氣布4。位在上方的第一透氣口305構成出氣口，而下方的第二透氣口327構成進氣口，使得基板341的透氣穿孔343、散熱體33的內腔330、電路板361的逸氣孔362可與第一與第二透氣口305、327形成煙囪效應來進行排氣與進氣之散熱。此外，在本實施例中，在上蓋312的頂部設有一上蓋對流板313用以防止塵埃及雨水遮蔽防水透氣布4，且在上蓋對流板313的兩側設有對流孔314用以使第一透氣口305所排放的熱氣向外散出。在一可行的實施例中，燈座30、上蓋312或上蓋對流板313係由散熱材質所製且具有複數散熱鰭片。
在前述說明書中，本發明僅是就特定實施例做描述，而依本發明的特徵仍可有多種變化或修改。是以，對於熟悉此項技藝人士可作之明顯替換與修改，仍將併入於本發明所主張的專利範圍之內。

3‧‧‧燈具

30‧‧‧燈座

302‧‧‧第一端

304‧‧‧第二端

305‧‧‧第一透氣口

31‧‧‧燈頭座

311‧‧‧開放端

32‧‧‧透光殼

321‧‧‧殼腔

326‧‧‧結合端

327‧‧‧第二透氣口

33‧‧‧散熱體

330‧‧‧內腔

331‧‧‧側壁

332‧‧‧底壁

334‧‧‧透氣穿孔

335‧‧‧透氣穿孔

336‧‧‧散熱鰭片

341‧‧‧基板

342‧‧‧LED

343‧‧‧透氣穿孔

35‧‧‧燈頭

36‧‧‧驅動器

361‧‧‧電路板

362‧‧‧逸氣孔

37‧‧‧容室

38‧‧‧支撐板

381‧‧‧透氣穿孔

39‧‧‧線路

4‧‧‧防水透氣布

A‧‧‧射角

Claims

一種具散熱與防水氣之LED燈泡，包含：
一燈頭座，其包含一安裝有燈頭的頭端及一開放端；

一燈座，其結合在該燈頭座的開放端，且該燈座或該燈頭座的外周圍設有複數第一透氣口，該數第一透氣口的外部或內部設有防水透氣布；

一透光殼，其結合在該燈座，該透光殼與該燈座及該燈頭座共同界定一容室，該透光殼上設有複數第二透氣口，該數第二透氣口的外部或內部設有防水透氣布；

一散熱體，其設在該容室內或是與該燈座形成一體，該散熱體的內部具有一內腔；及

一發光模組，其包含結合於該散熱體的一基板及設於該基板上的至少一個LED，該基板設有與該散熱體的內腔連通的透氣穿孔；

其中該散熱體的內腔與該基板的透氣穿孔可與該第一與第二透氣口形成煙囪效應，讓該散熱體之內部與外部的熱氣可進行排氣與進氣的散熱。
依據申請專利範圍第1項之LED燈泡，其中該燈座包含一具有上開口的第一端及一具有下開口的第二端，該燈座的第一端結合在該燈頭座的開放端，該複數第一透氣口設在該燈座的第一端周圍，該透光殼包含一形成開口的結合端，該結合端與該燈座的第二端結合，該複數第二透氣口設在該透光殼的結合端周圍。
依據申請專利範圍第2項之LED燈泡，其中該燈座為透光或是不透光，該燈座與該燈頭座為形成一體的結合。
依據申請專利範圍第2項之LED燈泡，其中該燈座為散熱材質製成且該燈座的外部設有散熱鰭片。
依據申請專利範圍第1項之LED燈泡，其中該燈頭座內安裝一驅動器，該驅動器安裝在一電路板上，該電路板的外周圍位在該燈頭座內且設有複數逸氣孔，該發光模組與該驅動器以線路電性連接，該散熱體包含一底壁及一環狀側壁，該底壁設有至少一透氣穿孔，該側壁下部周圍設有複數分隔配置的透氣穿孔，該側壁的透氣穿孔與該電路板的逸氣孔連通，該散熱體設在該容室內且該燈座的內部設有一支撐板用以提供該散熱體固定，該第一透氣口在該透光殼的縱向位於該電路板與該支撐板之間。
一種具散熱與防水氣之LED燈具，包含：
一燈座，其內部設有至少一驅動器，該燈座上設有至少一第一透氣口，該至少一第一透氣口的外部或內部設有防水透氣布；

一透光殼，其結合在該燈座上，該透光殼與該燈座共同界定一容室，該透光殼上設有至少一第二透氣口，該至少一第二透氣口的外部或內部設有防水透氣布；

一散熱體，其設在該容室內或是與該燈座形成一體，該散熱體的內部具有一內腔；及

一發光模組，其包含結合該散熱體的基板及設於該基板上的至少一個LED，該基板設有與該散熱體的內腔連通的透氣穿孔；

其中該散熱體的內腔與該基板的透氣穿孔可與該第一與第二透氣口形成煙囪效應，讓該散熱體之內部與外部的熱氣可進行排氣與進氣的散熱。
依據申請專利範圍第6項之LED燈具，其中該燈座上設有複數第一透氣口，該數第一透氣口構成出氣口；該透光殼上設有複數第二透氣口，該數第二透氣口構成進氣口；該驅動器安裝在一電路板上，該電路板上設有複數逸氣孔，該電路板的逸氣孔、該散熱體的內腔與該基板的透氣穿孔可與該數第一與第二透氣口形成煙囪效應，讓該散熱體之內部與外部的熱氣可進行排氣與進氣的散熱。
依據申請專利範圍第6項之LED燈具，其中該燈座的上端具有一上蓋，該至少一第一透氣口設在該燈座的上蓋上；該驅動器安裝在一電路板上，該電路板上設有複數逸氣孔，該電路板的逸氣孔、該散熱體的內腔與該基板的透氣穿孔可與該數第一與第二透氣口形成煙囪效應，讓該散熱體之內部與外部的熱氣可進行排氣與進氣的散熱。
依據申請專利範圍第8項之LED燈具，其中該燈座的上蓋上設有複數第一透氣口，該數第一透氣口構成出氣口；該透光殼上設有複數第二透氣口，該數第二透氣口構成進氣口，該燈座或該上蓋由散熱材質製成且具有複數散熱鰭片。
依據申請專利範圍第8項之LED燈具，其中該上蓋的頂部設有一上蓋對流板，且在該上蓋對流板的兩側設有對流孔用以使該第一透氣口所排放的熱氣向外散出，該燈座或該上蓋或該上蓋對流板由散熱材質製成且具有複數散熱鰭片。