TWI616615B - 燈裝置以及照明裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種燈裝置及照明裝置。燈裝置具備：圓環狀的框體，中央部朝前後方向開口；發光體，具有基板及安裝於基板上的發光元件；及散熱體，一端側的端面比基板的安裝有發光元件的區域的最大直徑大，且在另一端側的端面上形成散熱面，並且以發光體朝框體的前側出射光的方式而安裝於框體，當將自一端側的端面至另一端側的端面為止的厚度設為T、在一端側的端面的基板上的安裝有發光元件的區域對應的大小設為A、在另一端側的端面上形成的散熱面的大小設為B時，散熱體以滿足B>A、T=(B-A)/2及T≧A/4的關係式的方式形成。

Description

燈裝置以及照明裝置

本發明的實施例是有關於一種使發光體所產生的熱經由散熱體而散發的燈裝置以及具備該燈裝置的照明裝置。

以往，提出有例如使用GH76p型燈頭的燈裝置等扁平(flat)形的燈裝置。該燈裝置是在一端側設有開口部且在另一端側設有燈頭部的框體內配置有發光模組(module)(發光體)。發光模組熱連接於燈頭部。並且，燈裝置是以燈頭部與照明器具形成面接觸的方式而安裝。即，使發光模組所產生的熱傳導至燈頭部，並自燈頭部熱傳導至照明器具側而散熱。

發光模組是具有基板及安裝於該基板上的發光元件、例如發光二極體(Light Emitting Diode，LED)而形成。並且，為了極力減小自基板至照明器具為止的燈頭部的熱阻，而減小燈頭部的高度(例如參照專利文獻1)。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2012-216307號公報(第4頁-第5頁，第1圖)

然而，若燈頭部的高度小，儘管熱容易自熱源傳至照明器具，卻無法將燈頭部與照明器具的接觸面充分用作散熱路徑，使自燈頭部的接觸面朝向照明器具側的熱傳導變得無效率。

本發明的目的在於提供一種使發光體的熱有效地散發的燈裝置及安裝有該燈裝置的照明裝置。

本發明一實施例的燈裝置是具有框體、發光體及散熱體而構成。

框體形成為中央部朝前後方向開口的圓環狀。發光體是具有基板及安裝於該基板上的發光元件而形成。散熱體的一端側的端面比基板的安裝有發光元件的區域的最大直徑大，且在另一端側的端面上形成散熱面，並且所述散熱體以發光體朝框體的前側出射光的方式而安裝於框體。並且，當將一端側的端面至另一端側的端面為止的厚度設為T、在一端側的端面的基板上的安裝有發光元件的區域對應的大小設為A、在另一端側的端面上形成的散熱面的大設小為B時，散熱體以滿足B>A、T=(B-A)/2及T≧A/4的關係式的方式而形成。

本發明一實施例的照明裝置包括：所述燈裝置；以及裝置本體，具有安裝有所述燈裝置的燈座。

根據本發明一實施例的燈裝置，發光體所產生的熱以自散熱體的一端側的端面側擴散至另一端側的端面的方式而熱傳導，因此可期待發光體的散熱提高。

1‧‧‧燈裝置

2‧‧‧框體

3‧‧‧發光體

4‧‧‧散熱體

5‧‧‧罩

5a‧‧‧罩的外表面

5b‧‧‧罩的內表面

5c‧‧‧罩的外周緣

6‧‧‧周面部

7‧‧‧開口部

8‧‧‧平板部

8b‧‧‧平板部的內表面

9‧‧‧突出部

10‧‧‧安裝孔

11‧‧‧銷榫、凸起

12‧‧‧切口部

13‧‧‧燈腳

14‧‧‧基板

14a‧‧‧基板的一面

14b‧‧‧基板的另一面

15‧‧‧發光元件

16‧‧‧連接器

17‧‧‧導線

18‧‧‧絕緣片材

19‧‧‧本體部

19a‧‧‧本體部的外周面

19b‧‧‧散熱面

19c‧‧‧基板安裝面

20‧‧‧發光體連接部

21‧‧‧散熱部

21a‧‧‧散熱部的表面

21c‧‧‧散熱部的外周面

22‧‧‧凹部

23‧‧‧螺孔

24‧‧‧凸起

25‧‧‧楔子

26‧‧‧楔槽

27‧‧‧散熱片材

28‧‧‧凹部

29‧‧‧燈頭部

30‧‧‧玻璃板

31‧‧‧橡膠減震器

32‧‧‧環形體

33、65‧‧‧照射開口

34‧‧‧圓弧狀壁部

35‧‧‧卡止壁部

36、37‧‧‧嵌合壁部

38‧‧‧爪部

39‧‧‧卡止片部

40‧‧‧手指扣合部

41‧‧‧對位標記

42‧‧‧卡止部

51‧‧‧照明裝置

52‧‧‧裝置本體

52a‧‧‧裝置本體的上表面

53‧‧‧燈座

54‧‧‧裝飾框

54a‧‧‧裝飾框的外表面

55‧‧‧安裝板

56‧‧‧散熱鰭片

57‧‧‧頂板

58‧‧‧接線板

59‧‧‧環狀槽

60‧‧‧凸緣部

61‧‧‧加強片

62‧‧‧安裝彈簧

63‧‧‧燈座本體

64‧‧‧電源線

66‧‧‧區域

A‧‧‧區域的最大直徑/基板安裝面的最大直徑

B‧‧‧散熱面的最大直徑

D‧‧‧基板的安裝有發光元件的區域的最大直徑

T‧‧‧散熱體的厚度/發光體連接部及散熱部的表面間的厚度

圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)是表示本發明一實施例的燈裝置，圖1(a)是圖1(b)的E-E箭頭方向的概略剖面圖，圖1(b)是概略俯視圖，圖1(c)是概略正視圖。

圖2是本發明一實施例的自燈裝置的下側觀察的概略分解立體圖。

圖3是本發明一實施例的自燈裝置的上側觀察的概略分解立體圖。

圖4是表示本發明一實施例的散熱體中的熱傳導的示意圖。

圖5是本發明一實施例的照明裝置的局部剖切概略正視圖。

以下，參照附圖來說明本發明的一實施例。

本實施例的燈裝置1被裝卸於裝置本體上所設的附散熱結構的燈頭，如圖1~圖3所示，燈裝置1是具有框體2、發光體3、散熱體4及罩(cover)5而形成。再者，於各圖中，將燈裝置1的一端側即光照射側作為前側，將另一端側即相對於光照射方向為相反側作為後側來進行說明。

框體2是由合成樹脂例如聚對苯二甲酸丁二酯 (polybutylene terephthalate)樹脂等具有絕緣性的材料而形成為圓環狀，且如圖2所示，框體2具有周面部6、該周面部6前側的開口部7及周面部6後側的平板部8。平板部8形成為平坦狀，且以該平板部的中央部朝前後方向開口的方式，自平板部8朝向後側方向而突出設置有安裝散熱體4的大致圓筒狀的突出部9。在突出部9的內周面側，沿圓周方向以120°的間隔而設置著具有安裝孔10的銷榫(dowel)11。而且，在突出部9的後側，如圖3所示，沿圓周方向以120°的間隔而設置有切口部12。並且，在平板部8上，以朝後側方向垂直地突出的方式而設置有多個燈腳(lamp pin)13。多個燈腳13包含電源用的一對燈腳、感測器(sensor)用的燈腳或虛設(dummy)的燈腳等。並且，在周面部6的內側，配設有發光體3。

發光體3亦被稱作發光模組，如圖2所示，發光體3是具有基板14及安裝於該基板14的一面14a側的多個發光元件15而形成。基板14例如是由金屬、陶瓷(ceramics)或熱傳導性優異的樹脂等材料所形成。並且，在基板14的一面14a側，形成有電性連接發光元件15的未圖示的配線圖案(pattern)，並且安裝有電性連接於該配線圖案的連接器(connector)16、16。在連接器16、16上，連接有導線17、17，該導線17、17電性連接於電源用的一對燈腳13、13。

發光元件15例如使用表面安裝器件(Surface Mount Device，SMD)封裝(package)，且藉由通電而放射白色光，所述 SMD封裝是利用含有螢光體的密封樹脂來密封LED晶片(chip)而成。並且，多個發光元件15是以形成大致圓形的排列而密集配置於基板14的一面14a上。再者，作為發光元件15，既可使用板載晶片(Chip On Board，COB)方式，或者亦可使用電致發光(Electroluminescence，EL)元件等其他半導體發光元件，所述COB方式是在基板14的一面14a上安裝多個LED晶片並利用含有螢光體的密封樹脂而一體地密封。

並且，發光體3在框體2內熱結合於散熱體4。即，如圖3所示，基板14的另一面14b經由具有高熱傳導率的絕緣片材(sheet)18而密接於散熱體4。絕緣片材18例如包含矽酮(silicone)樹脂，且形成為規定厚度的圓盤。

散熱體4例如是由鋁壓鑄件(aluminum die cast)等金屬、陶瓷或熱傳導性優異的樹脂等材料而一體地形成。散熱體4如圖1及圖2所示，以具有本體部19、圓形狀的發光體連接部20及散熱部21的方式而形成，所述本體部19包含實心的圓錐台，所述圓形狀的發光體連接部20位於該本體部19的一端側的端面且為平坦狀，所述散熱部21位於本體部19的另一端側的端面且為直徑大於發光體連接部20的圓形狀。本體部19的外周面19a例如相對於另一端側的端面而設定為45°的傾斜角度。

而且，在本體部19的外周面19a，沿圓周方向以120°的間隔而形成有凹部22，該凹部22避免與框體2的凸起(boss)11的干涉。並且，在凹部22中，以自散熱部21垂下的方式而形 成有具有螺孔23的凸起24，與散熱部21及凸起24一體化的楔子(key)25以自散熱部21朝外方稍許突出的方式而形成。而且，在散熱部21的外周面21c，形成有多個楔槽26。而且，如圖3所示，在散熱部21的表面21a，形成有供散熱片材27嵌入的淺的凹部28。凹部28如圖1(b)所示，形成為與散熱片材27為相同形狀的正六邊形，且在散熱部21的表面21a上儘可能大地形成。

散熱片材27被嵌入於凹部28內。並且，散熱片材27安裝於散熱部21的表面21a上的位置構成為散熱體4的散熱面19b。如圖1(a)或圖1(c)所示，散熱片材27的厚度被設定成，自散熱部21的表面21a稍許突出。散熱片材27包含具有絕緣性及彈性的樹脂例如矽酮性樹脂。

在圖3中，散熱體4的本體部19被插入框體2的突出部9的內側，且其楔子25被嵌入突出部9的切口部12。此時，框體2的凸起11與散熱體4的凸起24正對地接觸。在此狀態下，未圖示的螺絲自凸起11的安裝孔10完全螺入至凸起24的螺孔23內。藉此，散熱體4被固定於框體2。在散熱體4被安裝於框體2內的狀態下，本實施例中，散熱體4的發光體連接部20及框體2的平板部8的內表面8b(圖2所示)呈大致同一面狀。

在散熱體4的發光體連接部20上，經由絕緣片材18而配置有發光體3。發光體3藉由罩5而使基板14的另一面14b側經由絕緣片材18而密接於發光體連接部20。如此，散熱體4以發光體3朝框體2的前側出射光的方式而安裝於框體2的後側。

並且，散熱體4形成為，一端側的端面即發光體連接部20比基板14的安裝有發光元件15的區域的最大直徑D大。而且，如圖1(a)所示，當設發光體連接部20及散熱部21的表面21a間的厚度為T、發光體連接部20的與基板14上的安裝有發光元件15的區域對應的大小即基板安裝面19c的最大直徑為A、散熱面19b的大小即最大直徑為B時，散熱體4以具有滿足B>A、T=(B-A)/2的關係式的實心圓錐台的方式而形成。而且，散熱體4進而以滿足T≧A/4的關係式的方式而形成。

並且，由框體2的包含突出部9的後側及散熱體4的散熱部21等，構成規定的規格尺寸的燈頭部29(圖1(c)所示)。在發光體3與罩5之間，如圖3所示，介隔有玻璃板30、橡膠減震器(rubber damper)31及環形(ring)體32。

罩5是由聚碳酸酯(polycarbonate)樹脂等合成樹脂而形成為圓形的碟狀，並覆蓋框體2的開口部7而安裝於框體2。在罩5的中央部，形成有圓形的照射開口33。並且，在罩5的內表面5b，在照射開口33的附近朝後側方向突出形成有一對圓弧狀壁部34、34，且在該圓弧狀壁部34、34之間，朝後側方向突出形成有一對卡止壁部35、35。而且，在罩5的內表面5b，在外周緣5c的附近，朝後側方向突出形成有多個嵌合壁部36、37及具有爪部38的卡止片部39。卡止片部39是沿著罩5的圓周方向以120°的間隔而設置。

而且，在罩5的外表面5a上，如圖2所示，分別突出 設置有手指扣合部40及對位標記41，所述手指扣合部40用於使相對於燈頭(燈座)而裝卸的燈裝置1的轉動操作變得容易，所述對位標記41用於使燈裝置1朝向燈頭的插入變得容易。

在圖3中，在罩5的一對圓弧狀壁部34、34及一對卡止壁部35、35的內側，配置有玻璃板30、橡膠減震器31及環形體32。玻璃板30包含透光性的例如強化玻璃，形成為圓形且被載置於罩5的內表面5b。橡膠減震器31例如包含矽酮樹脂，形成為大致圓筒狀且具有彈性。而且，環形體32例如包含聚碳酸酯樹脂，且形成為大致圓筒狀。環形體32形成為包圍發光體3的發光元件15的大小。

在圖2中，罩5被嵌入框體2的開口部7內，且卡止片部39的爪部38在周面部6的內側被卡止於自周面部6朝向內側突出形成的卡止部42。藉此，罩5被牢固地安裝於框體2。此時，藉由橡膠減震器31的彈性，玻璃板30被按壓至罩5的內表面5b以封閉照射開口33。而且，藉由橡膠減震器31的彈性，環形體32、發光體3的基板14及絕緣片材18受到按壓，從而絕緣片材18密接於散熱體4的發光體連接部20，並且基板14的另一面14b密接於絕緣片材18。

以上述方式構成的本實施例的燈裝置1被裝卸於圖5所示的照明裝置51。照明裝置51是埋設於天花板等中的筒燈(downlight)，且是具有裝置本體52、燈座53、燈裝置1及裝飾框54而形成，所述燈座53被安裝於該裝置本體52的下表面，所 述燈裝置1被安裝於該燈座53，所述裝飾框54以覆蓋燈裝置1的方式而安裝於裝置本體52的下表面側。

裝置本體52例如由鋁壓鑄件所形成，且在壁相對較厚的平板狀的安裝板55上具有多個散熱鰭片(fin)56。並且，在上表面52a上安裝有頂板57，在該頂板57上設置有接線板58，該接線板58連接外部的點燈裝置的輸出線。在安裝板55上，形成有環狀槽59，將裝飾框54嵌合於該環狀槽59而固定。

裝飾框54例如包含丙烯腈-乙烯-苯乙烯(acrylonitrile-ethylene-styrene，AES)樹脂，且形成為具有凸緣(flange)部60的大致圓筒狀。在裝飾框54的外表面54a上，遍及圓周而設置有加強片61，並且設置有多個、本實施例中設置有3個安裝彈簧62，該安裝彈簧62將照明裝置51固定於天花板等。

燈座53具備燈座本體63及未圖示的電源用的一對端子，所述燈座本體63是由具有絕緣性的合成樹脂例如聚碳酸酯樹脂而形成為環狀，所述一對端子被配置於該燈座本體63上。再者，在支援調光的情況下，還具備調光用的多個端子。

在燈座本體63的中央，形成有供燈裝置1的燈頭部29(突出部9)插通的圓形的插通孔。在燈座本體63的下表面，沿著周方向而呈長孔狀地形成有供燈裝置1的燈腳13插入的多個連接孔。在各連接孔的上側配置有端子，插入至連接孔內的燈裝置1的燈腳13電性連接於端子。

在燈座本體63的內周面，突出形成有多個楔子，並且 形成有多個大致L字形的楔槽。燈座53的楔子及楔槽與燈裝置1的楔槽26及楔子25分別設置於對應的位置。並且，藉由將燈裝置1的楔子25及楔槽26對準燈座53的楔槽及楔子而將燈裝置1的燈頭部29插入燈座53，並轉動燈裝置1，從而燈裝置1可裝卸地安裝於燈座53。

燈座53藉由支持機構而支持於裝置本體52的安裝板55。該支持機構構成為，藉由將燈裝置1的燈頭部29安裝至燈座53，從而將該燈頭部29的上表面即散熱體4的散熱部21的表面21a側(散熱片材27)按壓至裝置本體52的安裝板55以進行熱傳導。

而且，燈座53藉由電源線64而連接於接線板58，以將點燈裝置的輸出供給至燈座53的端子。

接下來對本發明的實施例的作用進行敍述。

在圖5中，當自點燈裝置對接線板58輸入規定的電力時，經由燈座53而對燈裝置1的電源用的燈腳13、13供給電力。發光體3的發光元件15流經規定的電流而點燈並發熱，並且放射白色光。白色光透過玻璃板30而自罩5的照射開口33出射，並自照明裝置51的裝飾框54的照射開口65對地板面側的外部空間進行照明。

並且，發光體3所產生的熱自基板14經由絕緣片材18而熱傳導至散熱體4的發光體連接部20。發光體3中，密集配置於基板14的發光元件15的內側的區域成為熱源。並且，如圖4 所示，在發光體連接部20中，自與基板14上的安裝有發光元件15的區域對應的區域66朝向散熱部21的表面21a，以45°的角度擴散並熱傳導。

當將在發光體連接部20的基板14上的安裝有發光元件15的區域對應的區域66的最大直徑設為A、散熱面19b的最大直徑設為B、散熱體4的厚度設為T時，散熱體4以包含滿足T=(B-A)/2的關係式的實心圓錐台的方式而構成。因此，來自發光體3的熱源的熱朝向散熱面19b的整個區域而擴散。並且，經由散熱片材27(未圖示)而熱傳導至裝置本體52的安裝板55，並自裝置本體52的散熱鰭片56而散熱。藉此，燈裝置1中的發光體3的熱得以有效散發，從而抑制發光體3的溫度上升。

而且，散熱體4進而以厚度T滿足T≧A/4的關係式的方式而形成。即，對於自發光體連接部20的與基板14上的安裝有發光元件15的區域對應的區域66朝向散熱部21的表面21a側而以45°的角度擴散的熱而言，若散熱體4的厚度T為A/4以上，則自區域66的中心擴散的熱與自區域66的周邊擴散的熱會重合而熱傳導至散熱部21的表面21a。藉此，散熱面19b均熱化，熱容易傳導至裝置本體52的安裝板55，從而可使發光體3所產生的熱有效地散發。因此，發光體3的溫度上升進一步得到抑制，LED裝置1長壽命化。

根據本實施例的燈裝置1，當將散熱體4的厚度設為T、在發光體連接部20的基板14上的安裝有發光元件15的區域對應 的區域66的最大直徑設為A、散熱面19b的最大直徑設為B時，散熱體4以具有滿足B>A、T=(B-A)/2的關係式的實心圓錐台的方式而構成，因此發光體3所產生的熱在散熱體4中以自發光體連接部20擴散至散熱部21的表面21a的方式而熱傳導，並自表面21a的整個區域放出，藉此，具有發光體3的散熱性提高的效果。

而且，散熱體4的厚度T進而以滿足T≧A/4的關係式的方式而形成，因此可使發光體3所產生的熱大致均勻地熱傳導至散熱面19b，以使散熱面19b均熱化地散熱，藉此，具有如下效果：發光體3的散熱性進一步提高，可使發光體3及燈裝置1進一步長壽命化。

並且，照明裝置51具有如下效果：藉由燈裝置1的長壽命化，可實現燈裝置1的經年使用，可降低運轉成本(running cost)。

再者，散熱體4若為如下結構，即，發光體3所產生的熱以自發光體連接部20的與基板14上的安裝有發光元件15的區域對應的區域66擴散至散熱面19b的方式而熱傳導，則本體部19的外周面19a的形狀並無特別限制。即，亦可於本體部19的外周面19a上形成有突起等突出部或凹凸部等。

而且，所述實施例僅為例示，並不意圖限定發明的範圍。該新穎的實施例能以其他的各種形態來實施，在不脫離發明的主旨的範圍內，可進行各種省略、替換、變更。該實施例或其 變形包含在發明的範圍或主旨內，並且包含在申請專利範圍所記載的發明及其均等的範圍內。

1‧‧‧燈裝置

2‧‧‧框體

3‧‧‧發光體

4‧‧‧散熱體

5‧‧‧罩

19b‧‧‧散熱面

19c‧‧‧基板安裝面

20‧‧‧發光體連接部

21‧‧‧散熱部

21a‧‧‧散熱部的表面

27‧‧‧散熱片材

A‧‧‧基板安裝面的最大直徑

B‧‧‧散熱面的最大直徑

T‧‧‧散熱體的厚度/發光體連接部及散熱部的表面間的厚度

Claims (2)

1. 一種燈裝置，其特徵在於包括：圓環狀的框體，所述框體的中央部朝前後方向開口；發光體，具有基板及安裝在所述基板上的發光元件；以及散熱體，所述散熱體的一端側的端面比所述基板的安裝有所述發光元件的區域的最大直徑大，且在另一端側的端面上形成散熱面，並且以所述發光體朝所述框體的前側出射光的方式而安裝於所述框體，當將所述散熱體的從一端側的端面至另一端側的端面為止的厚度設為T、在一端側的端面的所述基板上的安裝有所述發光元件的區域對應的大小設為A、將在另一端側的端面上形成的所述散熱面的大小設為B時，所述散熱體以滿足B>A、T=(B-A)/2及T≧A/4的關係式的方式而形成。
2. 一種照明裝置，其特徵在於包括：如申請專利範圍第1項所述的燈裝置；以及裝置本體，具有安裝有所述燈裝置的燈座。