WO2012098668A1 - Ｌｅｄ電球 - Google Patents

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一志 古谷
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light bulb using an LED as a light source, and more particularly to an LED light bulb having a structure for protecting an LED driver from heat.
  • the LED bulb shown in Patent Document 1 has a substrate mounted with an LED mounted on a heat sink, and a hollow heat sink having a plurality of heat sink fins on a side surface is provided below the heat sink.
  • a lighting circuit having a driver for lighting the LED is incorporated in the hollow portion of the LED, and heat generated by the lighting of the LED is transmitted from the heat radiating plate to the heat radiating portion and radiated from the heat radiating fin of the heat radiating portion.
  • the LED light bulb of the present invention has the LED mounted on the surface of the heat transfer portion of the heat sink having the heat dissipating fins, provided with a heat insulating material on the surface of the heat transfer portion excluding the LED mounting portion, and a lighting circuit having an LED driver.
  • the circuit board configured as described above is supported so as to be lifted from the surface of the heat transfer section.
  • heat generated when the LED 1 generates heat is transmitted from the heat transfer portion constituting the heat sink to the heat radiating fin, radiated to the surrounding air by the heat radiating fin, and provided on the surface of the heat transfer portion. Since heat is prevented from being transferred to the space on the circuit board side by the heat insulating material, it is possible to protect the driver, which is a circuit component on the circuit board, from the heat of the LED. The life is not significantly impaired, and the effect that the life of the driver or the like can be extended is obtained.
  • a perspective view showing a first embodiment The side view which made the cross section into a part which shows a 1st Example Perspective view showing the second embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view showing the first embodiment
  • FIG. 2 is a side view of the first embodiment with a part in cross section
  • 1 is an LED
  • 2 is a heat sink.
  • the heat sink 2 has a small diameter that penetrates the thickness of, for example, a disk-shaped carbon material (graphite) having excellent thermal diffusivity, in which heat spreads quickly in the plate surface direction (direction perpendicular to the plate thickness direction).
  • a large number of through holes are formed at almost uniform intervals over the entire plate surface, and a large number of metal pillars are formed in the carbon material by filling each through hole with a metal such as aluminum, copper, or silver having high thermal conductivity.
  • the LED 1 is formed by a plurality of heat radiating fins 5 made of the same metal material as the metal plate part 4 on one side of the opposite side, and the LED 1 is the center of the surface of the heat transfer part 3 (the side opposite to the radiating fin 4 side) It is mounted on.
  • 6 is a sheet-like or thin plate-like heat insulating material provided so as to cover the surface of the heat transfer part 3 except for the LED 1 mounting part.
  • 7 is a substantially disc-shaped circuit board made of an aluminum plate as a base material, and has a hole in the center.
  • an LED driver 8 is mounted together with necessary circuit components, and is used for LED lighting. This circuit is configured.
  • the circuit board 7 is supported by a plurality of posts 9 erected so as to reach the heat transfer unit 3 so as to float from the surface of the heat transfer unit 3 by a predetermined dimension.
  • Reference numeral 10 denotes a lens.
  • the lens 10 is integrally provided in a fixing member 11 including, for example, a cylindrical portion 11a and a flange-shaped portion 10b provided at the tip of the cylindrical shape 11a.
  • the lens 10 is disposed so as to face the light emitting surface of the LED 1 by inserting the shaped portion 11 a into the hole of the circuit board 6.
  • a cover (globe) 12 has a shape in which one end surface of a cylinder is closed by a disk-shaped flat surface, and an end on the open surface side is a metal plate so as to contain the LED 1, the circuit board, and the lens 10.
  • the front end of the hook-shaped portion 10 b of the fixing member 11 is fixed to the flat surface of the cover 12.
  • Reference numeral 13 denotes a base, which is fixed to several radiating fins 5 positioned at the center of the heat sink 2.
  • the base 13 is connected to a circuit for lighting LEDs provided on the circuit board 7 through a conductor (not shown). Further, this LED lighting circuit is connected to the LED 1 by a lead wire or the like (not shown).
  • the heat is quickly diffused in the plate surface direction on the carbon material surface side of the heat transfer part 3 constituting the heat sink 2 and is opposed through a number of metal columns provided in the carbon material.
  • the heat is conducted to the metal plate portion 4 on the surface side, and further conducted from the metal plate portion 4 to each heat radiating fin 5 to be radiated into the surrounding air.
  • the metal pillar in the carbon material, the metal plate portion 4 and the heat radiating fin 5 are made of aluminum, copper, silver or the like having high heat conductivity, the heat of the LED 1 is efficiently transmitted to the heat radiating fin 5, It can dissipate heat.
  • the heat of the LED 1 is transmitted to the heat radiating fins 5 to be dissipated, and since the surface of the heat transfer part 3 is covered with the heat insulating material 6 except for the LED 1 mounting part, the heat is transferred to the circuit board 7 side. Instead, the driver 8 and the like, which are circuit components on the circuit board 7, can be protected from the heat of the LED 1.
  • the LED 1 is mounted on the surface of the heat transfer portion 3 opposite to the heat dissipating fin 4 and the LED driver 8 and other circuit components are mounted for lighting the LED.
  • the circuit board 7 constituting the circuit is supported so as to be lifted by a predetermined dimension from the LED mounting surface, and heat when the LED 1 generates heat is radiated from the heat transfer part 3 constituting the heat sink 2 through the metal plate part 4. The heat is transmitted to the fin 5 and radiated to the surrounding air by the heat radiating fin 5, and the heat of the LED 1 is covered with the heat insulating material 6 except the mounting portion of the LED 1.
  • the driver 8 which is a circuit component on the circuit board 7, is not affected by the heat of the LED 1. Life can be prevented that is significantly impaired, there is an advantage that it is possible to extend the life of such driver 8.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention.
  • a plurality of LEDs 1 are mounted on the surface of the heat transfer section 3, and the same number of LEDs 1 are mounted on the circuit board 7.
  • a circuit for lighting the LED is configured, and a hole is provided at a position corresponding to each LED 1 of the circuit board 7, and a fixing member 11 having a lens 10 in each hole.
  • the lens 10 is disposed so as to face the light emitting surface of each LED 1, and the surface of the heat transfer portion 3 is covered with the heat insulating material 6 except for the LED 1 mounting portion. It is said.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and each part is denoted by the same reference numeral.
  • the heat generated when each LED 1 generates heat is transmitted from the heat transfer portion 3 constituting the heat sink 2 to each heat radiating fin 5 via the metal plate portion 4.
  • the heat of the LED 1 is not transferred to the space on the circuit board 7 side. Since the driver 8 or the like which is a circuit component on the circuit board 7 is not affected by the heat of the LED 1, it is possible to prevent the life of the LED driver 8 or the like from being significantly damaged by the heat. The effect that it is possible to achieve a long life such as the above is obtained.
  • the cover 12 has been described as having a shape in which one end surface of the cylinder is closed by a disk-shaped plane.
  • the present invention is not limited to this, and a hemispherical shape or any other arbitrary shape is possible. It may be a shape.
  • the tip of the flange portion 10b of the fixing member 11 having the lens 10 is fixed to the plane of the cover 12, the cylindrical portion 10a of the fixing member 11 is fixed on the circuit board and the lens 10 is fixed. It is possible to face the light emitting surface of the LED 1, and the shape of the fixing member 11 is not limited to the shape composed of the cylindrical portion 10a and the flange portion 10b, and may be any shape.

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Abstract

【課題】熱によりＬＥＤドライバ等の寿命が著しく損なわれることを防止し、ドライバ等の長寿命化を図る。 【解決手段】ＬＥＤ１を熱伝達部３の放熱フィン４側と反対側の表面にＬＥＤ１を搭載し、ＬＥＤドライバ８等の回路部品を搭載することでＬＥＤ点灯用の回路を構成した回路基板７をこのＬＥＤ搭載面から所定寸法浮き上がるように支持して、ＬＥＤ１が発熱したときの熱をヒートシンク２を構成する熱伝達部３から金属板部４を介して各放熱フィン５に伝達するようにし、放熱フィン５により周囲の空気中に放熱すると共に、熱伝達部３の表面をＬＥＤ１の搭載部を除いて断熱材６で覆った構造として、熱が回路基板７側の空間に伝達されないようにすることで、回路基板７上の回路部品であるドライバ８等をＬＥＤ１の熱の影響を受けないようにする。

Description

ＬＥＤ電球
　本発明は、ＬＥＤを光源とする電球に関するもので、特にＬＥＤドライバを熱から保護する構造を有するＬＥＤ電球に関するものである。
　ＬＥＤ電球は光源であるＬＥＤの点灯により高熱を発するため、放熱構造が必要であり、このようなＬＥＤからの熱を放熱する構造を有する従来のＬＥＤ電球として例えば、特許文献１に示されるものがある。
　この特許文献１に示されるＬＥＤ電球は、ＬＥＤを実装した基板を放熱板上に取付け、側面部に複数の放熱フィンを有する中空の放熱部を前記放熱板の下側に設けて、その放熱部の中空部にＬＥＤを点灯させるためのドライバを有する点灯回路を内蔵させ、ＬＥＤの点灯により発する熱を放熱板から放熱部に伝えて、放熱部の放熱フィンから放熱するようにしている。
特開２００９－１７０１１４
　しかしながら、上述した従来の技術においては、ＬＥＤの点灯により発する熱を放熱板から放熱部に伝えて、放熱部の放熱フィンから放熱する際、放熱部の中空部に熱がこもり、中空部に内蔵された点灯回路に搭載された部品、例えばＬＥＤのドライバが熱の影響を受けて温度上昇し、ドライバの寿命が著しく損なわれるという問題がある。
　本発明は、このような問題を解決することを課題とする。
　そのため、本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤを放熱フィンを有するヒートシンクの熱伝達部の表面に搭載し、前記ＬＥＤ搭載部を除く熱伝達部の表面に断熱材を設け、ＬＥＤドライバを有する点灯用回路を構成した回路基板を前記熱伝達部の表面から浮き上がるように支持したことを特徴とする。
　このようにした本発明は、ＬＥＤ１が発熱したときの熱をヒートシンクを構成する熱伝達部から放熱フィンに伝達し、放熱フィンにより周囲の空気中に放熱すると共に、熱伝達部の表面に設けた断熱材により熱が回路基板側の空間に伝達されないようにしているため、ず、回路基板上の回路部品であるドライバ等をＬＥＤの熱から保護することができ、そのため、熱によりＬＥＤドライバ等の寿命が著しく損なわれるということがなくなり、ドライバ等の長寿命化を図ることが出来るという効果が得られる。
第１の実施例を示す斜視図 第１の実施例を示す一部を断面とした側面図 第２の実施例を示す斜視図
　以下、図面を参照して本発明によるＬＥＤ電球の実施例を説明する。
　図１は第１の実施例を示す斜視図、図２は一部を断面とした第１の実施例の側面図で、図において１はＬＥＤ、２はでヒートシンクである。このヒートシンク２は、板面方向（板厚方向と直交する方向）に熱が素早く広がる熱拡散性に優れた特性を有する例えば円板状の炭素材料（グラファイト）に、板厚を貫通する小径の透孔を板面全体に渡ってほぼ均一な間隔で多数あけ、各透孔内に熱伝導性の高いアルミニウム、銅、銀等の金属を充填することで炭素材料中に多数の金属柱を形成した熱伝達部３と、この熱伝達部３の片面全体及び炭素材料の周面に前記金属柱と同じ材質の金属で形成した金属板部４と、この金属板部４における熱伝達部３と反対側の片面に該金属板部４と同じ材質の金属で形成した複数の放熱フィン５により形成されており、ＬＥＤ１は熱伝達部３の表面（放熱フィン４側と反対側の面）中央部に搭載されている。
　６はシート状または薄板状の断熱材で、ＬＥＤ１の搭載部を除いて熱伝達部３の表面を覆うように設けられている。７はアルミニウム板を基材とするほぼ円板状の回路基板で、中央部に孔を有しており、この回路基板７上にはＬＥＤドライバ８が必要な回路部品と共に搭載され、ＬＥＤ点灯用の回路が構成されている。この回路基板７は熱伝達部３に達するように立設された複数本のポスト９により熱伝達部３の表面から所定寸法だけ浮き上がるように支持されている。
　１０はレンズで、このレンズ１０は、例えば筒状部１１ａとこの筒状１１ａの先端に設けられた碗状部１０ｂからなる固定部材１１内に一体に設けられており、この固定部材１１の筒状部１１ａを回路基板６の孔に挿入することでレンズ１０はＬＥＤ１の発光面と対向するように配置されている。１２はカバー（グローブ）で、円筒の一端面を円板状の平面で閉止した形状を有しており、ＬＥＤ１、回路基板、及びレンズ１０を内包するように開放面側の端部が金属板部４の周縁部に螺合等により固定され、このカバー１２の平面に固定部材１１の碗状部１０ｂの先端部が固定されている。
　１３は口金で、ヒートシンク２の中央部に位置する数枚の放熱フィン５に固定されており、この口金１３は図示しない導体を介して回路基板７上に設けられたＬＥＤ点灯用の回路に接続され、更にこのＬＥＤ点灯用の回路は図示しないリード線等によってＬＥＤ１に接続されている。
　上述した構成の作用について説明する。まず、図示しない電源に接続された図示しないソケットに口金１３を螺合した状態で、図示しないスイッチをオンにすると回路基板７上に設けられたＬＥＤ点灯用の回路によりＬＥＤ１に駆動電流が供給され、ＬＥＤ１が点灯する。
　この点灯によりＬＥＤ１が発熱すると、その熱はヒートシンク２を構成する熱伝達部３の炭素材料表面側で板面方向に素早く拡散され、そして炭素材料中に設けられた多数の金属柱を介して反対面側の金属板部４に伝導し、更に金属板部４から各放熱フィン５に伝導して周囲の空気中に放熱される。この場合、炭素材料中の金属柱、金属板部４及び放熱フィン５は熱伝導性の高いアルミニウム、銅、銀等が用いられているので、ＬＥＤ１の熱は効率良く放熱フィン５に伝達され、放熱することができる。
　つまり、ＬＥＤ１の熱は殆どが放熱フィン５に伝達されて放熱され、しかも熱伝達部３の表面はＬＥＤ１の搭載部を除いて断熱材６覆われているため、熱は回路基板７側に伝達されず、回路基板７上の回路部品であるドライバ８等をＬＥＤ１の熱から保護することができる。
　以上説明したように、第１の実施例では、ＬＥＤ１を熱伝達部３の放熱フィン４側と反対側の表面にＬＥＤ１を搭載し、ＬＥＤドライバ８等の回路部品を搭載することでＬＥＤ点灯用の回路を構成した回路基板７をこのＬＥＤ搭載面から所定寸法浮き上がるように支持して、ＬＥＤ１が発熱したときの熱をヒートシンク２を構成する熱伝達部３から金属板部４を介して各放熱フィン５に伝達するようにし、放熱フィン５により周囲の空気中に放熱すると共に、熱伝達部３の表面をＬＥＤ１の搭載部を除いて断熱材６で覆った構造として、ＬＥＤ１の熱が回路基板７側の空間に伝達されないようにすることで、回路基板７上の回路部品であるドライバ８等をＬＥＤ１の熱の影響を受けないようにしているため、熱によりＬＥＤドライバ８等の寿命が著しく損なわれることを防止することができ、ドライバ８等の長寿命化を図ることができるという効果が得られる。
　図３は本発明の第２の実施例を示す斜視図であり、この第２の実施例は熱伝達部３の表面に複数のＬＥＤ１を搭載し、また回路基板７上にはＬＥＤ１と同数のＬＥＤドライバ８を必要な回路部品と共に搭載することでＬＥＤ点灯用の回路を構成すると共に、回路基板７の各ＬＥＤ１と対応する位置には孔を設けて、各孔にレンズ１０を有する固定部材１１の筒状部１１ａを挿入することで、各レンズ１０を各ＬＥＤ１の発光面と対向するように配置し、更に熱伝達部３の表面をＬＥＤ１の搭載部を除いて断熱材６で覆った構造としている。この他の構成は上述した第１の実施例と同様であり、各部分は同一の符号により示している。
　このような構成による第２の実施例でも、各ＬＥＤ１が発熱したときの熱をヒートシンク２を構成する熱伝達部３から金属板部４を介して各放熱フィン５に伝達し、放熱フィン５により周囲の空気中に放熱すると共に、熱伝達部３の表面をＬＥＤ１の搭載部を除いて断熱材６で覆った構造として、ＬＥＤ１の熱が回路基板７側の空間に伝達されないようにすることで、回路基板７上の回路部品であるドライバ８等をＬＥＤ１の熱の影響を受けないようにしているため、熱によりＬＥＤドライバ８等の寿命が著しく損なわれることを防止することができ、ドライバ８等の長寿命化を図ることができるという効果が得られる。
　尚、上述した第１、第２の実施例では、カバー１２を円筒の一端面を円板状の平面で閉止した形状として説明したが、これに限られるものではなく半球形や、その他任意の形状であってもよい。また、レンズ１０を有する固定部材１１の碗状部１０ｂの先端部をカバー１２の平面に固定するものとしたが、固定部材１１の筒状部１０ａを回路基板上に固定して、レンズ１０をＬＥＤ１の発光面と対向させることも可能であり、更に固定部材１１の形状も筒状部１０ａと碗状部１０ｂからなる形状に限らず、任意の形状でよい。
　１　　ＬＥＤ
　２　　ヒートシンク
　３　　熱伝達部
　４　　金属板部
　５　　放熱フィン
　６　　断熱材
　７　　回路基板
　８　　ＬＥＤドライバ
　９　　ポスト
　１０　レンズ
　１１　固定部材
　１１ａ　筒状部
　１１ｂ　碗状部
　１２　カバー
　１３　口金

Claims (2)

  1. 　ＬＥＤをヒートシンクの熱伝達部の表面に搭載し、前記ＬＥＤ搭載部を除く熱伝達部の表面に断熱材を設け、ＬＥＤドライバを有する点灯用回路を構成した回路基板を前記熱伝達部の表面から浮き上がるように支持したことを特徴とするＬＥＤ電球。
  2. 　請求項１記載のＬＥＤ電球において、
    　前記断熱部側から熱伝達部に達するように複数本のポストを立設し、このポストにより前記回路基板を前記熱伝達部の表面から浮き上がるように支持したことを特徴とするＬＥＤ電球。
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