灯泡形灯及照明器具的制作方法
【专利摘要】本发明是有关于一种灯泡形灯及照明器具。该灯泡形灯，包括：基板，所述基板上可导热地形成有LED模块；金属制的散热体，具有与所述基板可导热地连接的一端侧、散热外围部、及与所述一端侧相反的另一端侧，在所述另一端侧具有开口；电路固定器，插通所述散热体的另一端侧的开口；点灯电路，收容于所述电路固定器；以及灯座，嵌合固定于所述电路固定器的外周部。
【专利说明】灯泡形灯及照明器具
[0001]本申请是中国申请号为201010188500.4，发明名称为“灯泡形灯及照明器具”的专利申请的分案申请，原申请的申请日是2010年5月25日。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种将半导体发光元件作为光源的灯泡形灯、以及使用此灯泡形灯的照明器具。
【背景技术】
[0003]先前，在将发光二极管(Light Emitting Diode，LED)元件作为光源的灯泡形灯中，在散热体的一端侧安装着安装了 LED元件的基板，并且安装着覆盖此基板的灯罩(globe)，在散热体的另一端侧经由绝缘构件而安装着灯座，在绝缘构件的内侧收纳着点灯电路。
[0004]例如，如日本专利特开2009-37995号公报中所记载般，散热体以可高效地传导LED元件的热并将它散热至外部的方式,而由招压铸(aluminum die-cast)制造来一体成形。
[0005]但是，如果灯泡形灯的散热体为铝压铸制造，那么散热体的形状限定于可通过压铸法而成形的范围内，因此存在散热性优异的形状的采用有界限，散热性能难以进一步提高的问题。
[0006]另外，如果灯泡形灯的散热体为铝压铸制造，那么存在制造成本变高，并且重量增大的问题。如果此灯泡形灯的重量较大，那么施加于使用此灯泡形灯的照明器具的负荷也变大，因此存在必须谋求提高照明器具的支撑强度的问题。
[0007]由此可见，上述现有的灯泡形灯及照明器具在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的灯泡形灯及照明器具，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，克服现有的灯泡形灯及照明器具存在的缺陷，而提供一种新型结构的灯泡形灯以及使用此灯泡形灯的照明器具，所要解决的技术问题是使其具有散热性能高、轻量且廉价的优点，非常适于实用。
[0009]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种灯泡形灯包括:基板，在一端侧的表面上安装着半导体发光元件；金属制的散热体，通过压制加工而形成，且一端侧与所述基板的另一端侧的表面可导热地接触；灯座，设置在此散热体的另一端侧；以及点灯电路，收纳在所述散热体与所述灯座之间。
[0010]在本发明及以下的发明中，只要无特别指定，则用语的定义及技术性含义如下。[0011]半导体发光元件例如包括LED元件或电致发光(Electroluminescence, EL)元件。当为LED元件时，可以形成为将多个LED元件安装在基板上的载芯片板(Chip On Board,COB)模块，也可以是将搭载着I个LED元件的带有连接端子的表面安装元件(SurfaceMount Device, SMD)封装体安装在基板上的模块。
[0012]基板例如利用铝等导热性优异的金属材料或陶瓷材料而形成为平板状，并通过螺丝止动等与散热体进行面接触而能够导热。
[0013]散热体是对金属板进行压制加工而形成的，它可以由I个零件而构成，也可以将分成2个零件或2个零件以上进行压制加工的零件组合为一体而构成。另外，在基板与散热体之间也可以插入有效地进行导热的导热构件。
[0014]灯座例如可以使用能够连接于E17形或E26形等的一般照明灯泡用的插座的灯座。
[0015]点灯电路例如是具有输出恒定电流的直流电流的电源电路，并通过所期望的供电机构而将电力供给至半导体发光元件。
[0016]此外，也可以具备覆盖基板的一端侧的具有透光性的灯罩等，但并非是本发明的必需的构成。
[0017]另外，在本发明的灯泡形灯中，所述散热体包括:筒状的覆盖部，在另一端侧设置着所述灯座；基板接合部，设置在此覆盖部的一端侧且与所述基板的另一端侧的表面可导热地接触；以及散热部，热连接于此基板接合部。
[0018]如此，散热体使散热部热连接于基板可导热地接触的基板接合部，因此可以提高散热性能。
[0019]散热部例如形成为在直径方向上成为凹凸状的波形、或将前端侧形成为梳齿状、或以包围覆盖部的外周部的大致整体的方式而形成等，以扩大表面积，由此可以提高散热性能。
[0020]热连接于基板接合部的散热部包括基板接合部与散热部非一体的情况与一体的情况。
[0021]另外，在本发明的灯泡形灯中，所述散热体包括:筒状的覆盖构件，在另一端侧设置着所述灯座；以及环状的散热构件，与此覆盖构件的外周部可导热地接触并嵌合；所述基板的另一端侧的表面与这些覆盖构件及散热构件的至少一者的一端侧可导热地接触而
设置着。
[0022]如此，散热体分成筒状的覆盖构件与嵌合于此覆盖构件的外周部的环状的散热构件来构成，由此易于使散热构件形成为散热性能优异的形状，可以提高散热性能。
[0023]在覆盖构件与散热构件的接触部分也可以插入散热片、树脂材料及油脂(grease)等来提高导热性，或者也可以通过焊接将覆盖构件与散热构件固定为一体来提高导热性。
[0024]散热构件例如形成为波形、或形成为具有多个狭缝(slit)的梳齿状、或以包围覆盖部的外周部的大致整体的方式而形成等，以扩大表面积，由此可以提高散热性能。
[0025]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种照明器具包括:器具主体，具有插座；以及所述的灯泡形灯，安装在器具主体的插座中。
[0026]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明灯泡形灯及照明器具至少具有下列优点及有益效果:
[0027]本发明由于通过压制加工来形成金属制的散热体，因此与压铸制造相比，易于使散热体形成为散热性能优异的形状，可以提供散热性能高、轻量且廉价的灯泡形灯。
[0028]并且，由于本发明的灯泡形灯较轻，可以减少施加于照明器具的器具主体的负荷。
[0029]综上所述，本发明是有关于一种灯泡形灯及照明器具。本发明提供是一种散热性能高、轻量且廉价的灯泡形灯。在散热体的一端侧设置安装着LED元件的基板，在散热体的另一端侧设置灯座，在散热体与灯座之间收纳点灯电路。散热体具有筒状的覆盖构件与嵌合于此覆盖构件的外周部的环状的散热构件，且将这些覆盖构件与散热构件组合而构成。覆盖构件及散热构件是利用金属通过压制加工而形成。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0030]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是表示本发明的第I实施形态的灯泡形灯的截面图。
[0032]图2是所述灯泡形灯的基板及散热体的分解状态的立体图。
[0033]图3是所述灯泡形灯的散热体的组装状态的立体图。
[0034]图4是使用所述灯泡形灯的照明器具的截面图。
[0035]图5是表示本发明的第2`实施形态的灯泡形灯的截面图。
[0036]图6是表示本发明的第3实施形态的灯泡形灯的截面图。
[0037]图7是所述灯泡形灯的散热体的分解状态的立体图。
[0038]11:灯泡形灯12:散热体
[0039]13:模炔基板14:固定器
[0040]15:灯座16:灯罩
[0041]17:点灯电路21:覆盖构件
[0042]22:散热构件23:覆盖部
[0043]24:法兰部25:基板接合部
[0044]26:边缘部27、63:安装孔
[0045]28:嵌合部29:接合部
[0046]30:散热部30a:外侧的散热部
[0047]30b:内侧的散热部33:基板
[0048]33a、41、62:配线孔33b:插通孔
[0049]34 =LED元件35:连接器
[0050]36:螺丝38:突起部
[0051]39:散热体固定部40:灯座固定部
[0052]42、61:隔离壁部45:外壳
[0053]46:绝缘部47:眼孔
[0054]50:照明器具51:器具主体[0055]52:插座53:反射体
[0056]56:空间部57:狭缝
【具体实施方式】
[0057]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的灯泡形灯及照明器具其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0058]图1至图4表示第I实施形态，图1是灯泡形灯的截面图，图2是灯泡形灯的基板及散热体的分解状态的立体图，图3是灯泡形灯的散热体的组装状态的立体图，图4是使用灯泡形灯的照明器具的截面图。
[0059]在图1中，11是灯泡形灯，此灯泡形灯11包括:金属制的散热体12;模炔基板13，安装在此散热体12的一端侧(灯泡形灯11的轴方向的一端侧)；固定器(holder) 14，安装在散热体12的另一端侧，并具有绝缘性；灯座15，安装在此固定器14的另一端侧；灯罩16，覆盖模炔基板13并安装在散热体12的一端侧，且具有透光性；以及点灯电路17，在散热体12与灯座15之间收纳于固定器14的内侧。
[0060]如图1至图3所示，散热体12包括覆盖构件21与散热构件22，且将这些覆盖构件21与散热构件22组合为一体而构成。
[0061]覆盖构件21是对例如板厚最大为3_左右的铝板等I片金属板进行压制加工而形成，它包括:覆盖部23，为与灯座15的外径大致相同直径的圆筒状，且一端及另一端贯穿而形成开口 ；以及环状的法兰部24，从该覆盖部23的一端向外径方向弯折。法兰部24的一端侧的表面作为可与模炔基板13导热地接触的基板接合部25而构成，在法兰部24的周缘部形成着从基板接合部25起`突出的边缘部26，在基板接合部25形成着用于将模炔基板13螺丝止动的多个安装孔27。
[0062]散热构件22是对例如最大为3_左右的铝板等I片金属板进行压制加工而形成，它包括:圆筒状的嵌合部28，嵌合于覆盖构件21的覆盖部23的外周；环状的接合部29，接合于法兰部24的另一端侧的表面即相对于基板接合部25为相反侧的表面；以及散热部30，从接合部29的周边部起弯折。散热部30以前端侧接近覆盖部23的外周部的方式而向灯座15侧倾斜，并且以相对于覆盖部23的外周部远离，以表面积增大的方式而形成为在直径方向上成为凹凸状的波形。
[0063]而且，散热体12是通过从覆盖构件21的覆盖部23的另一端侧压入至散热构件22的嵌合部28的内侧，并使覆盖构件21的法兰部24接合于散热构件22的接合部29而组装成一体。在组装状态下，通过覆盖构件21的覆盖部23与散热构件22的嵌合部28的压入嵌合而相互固定，覆盖构件21的覆盖部23及法兰部24与散热构件22的嵌合部28及接合部29可有效导热地进行面接触而接合。为了将覆盖构件21与散热构件22可有效导热地接合，则可以在覆盖构件21与散热构件22的接合面间插入散热片或油脂等导热构件、或者也可以将覆盖构件21与散热构件22相焊接。
[0064]另外，模炔基板13包括:圆板状的基板33、以及安装在作为此基板33的一面侧的安装面上的多个作为半导体发光元件的LED元件34。
[0065]基板33例如由铝等金属材料或陶瓷等绝缘材料而形成，在安装面上形成着电性连接着多个LED元件34的未图示的配线图案。在基板33的中心部附近形成着用于使从点灯电路17连接至配线图案的导线穿过的配线孔33a，并且配置着连接器35，此连接器35连接着穿过配线孔33a的导线的前端所设置的连接器。此连接器35连接于基板33的配线图案。进而，在基板33上形成着多个插通孔33b，通过使多个螺丝36穿过插通孔33b而螺固在散热体12的各安装孔27中，而将基板33固定在散热体12上。通过此螺丝止动，相对于基板33的安装面为相反侧的表面以面接触状态而压接并可有效导热地接合于散热体12的基板接合部25。此时，也可以在基板33与散热体12的接合面间插入可有效导热的散热片或油脂等导热构件。
[0066]LED元件34使用搭载着LED芯片的带有连接端子的SMD(Surface Mount Device)封装体。此SMD封装体在反射器(reflector)内配置着例如发出蓝色光的LED芯片，且利用混入着由来自LED芯片的蓝色光的一部分激发而放射黄色光的黄色萤光体的例如硅树脂等的萤光体层来密封此LED芯片。因此，萤光体层的表面成为发光面，且从该发光面放射白色系的光。在SMD封装体的侧面配置着以焊接而连接于基板33的端子。此外，也可以是将多个LED元件34直接安装在基板33上并利用萤光体层覆盖的COB (Chip On Board)模块。
[0067]另外，固定器14例如由聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate,PBT)树脂等具有绝缘性的材料而形成为圆筒状，且在外周部形成着插入在覆盖构件21的覆盖部23与灯座15之间并使它们相互间绝缘的环状的突起部38，并形成着从该突起部38至一端侧的外周部嵌合固定着覆盖构件21的覆盖部23的散热体固定部39，且形成着从突起部38至另一端侧的外周部嵌合固定着灯座15的灯座固定部40。在固定器14的一端侧形成着具有使从点灯电路17连接至基板33的配线穿过的配线孔41的隔离壁部42，另一端侧形成着可收纳点灯电路17的开口。
[0068]另外，灯座15例如是可以连接于E17形或E26形等的一般照明灯泡用的插座的灯座，且包括:外壳(shell)45，嵌合并铆接而固定于固定器14;绝缘部46，设置于此外壳45的另一端侧；以及眼孔(eyelet) 47,设置于此绝缘部46的顶部。
[0069]另外，灯罩16是利用具有光扩散性的玻璃或合成树脂等以覆盖模块基板13的方式而形成为球面状，并且以大致连接于散热构件22的散热部30的方式而形成。灯罩16内可以为了防止灰尘或害虫等的侵入而密闭，也可以插入通气过滤器等而向外部开放。
[0070]另外，点灯电路17例如为对LED元件34供给恒定电流的电路，且具有安装着构成电路的多个电路元件的电路基板，此电路基板被收纳并固定于固定器14内。灯座15的外壳45及眼孔47通过配线而电性连接于点灯电路17的输入侧，连接于点灯电路17的输出侧的导线穿过固定器14的配线孔41及基板33的配线孔33a而电性连接于基板33的配线图案。
[0071]另外，图4表示作为使用灯泡形灯11的筒灯(down light)的照明器具50，此照明器具50具有器具主体51，在此器具主体51内配设着插座52及反射体53。
[0072]于是，如果将灯泡形灯11安装于照明器具50的插座52上并通电，那么点灯电路17运作，将电力供给至各LED元件34，各LED元件34发光，此光通过灯罩16而扩散放射。
[0073]在点亮LED元件34时所产生的热传导至基板33，并且从该基板33传导至散热体12，然后从散热体12散热至空气中。即，在点亮LED元件34时所产生的热以基板33、覆盖构件21的基板接合部25及覆盖部23、散热构件22的接合部29及嵌合部28的顺序有效地导热，然后从包含散热构件22的散热部30的覆盖构件21及散热构件22的整体而有效地散热至空气中。尤其，散热构件22的散热部30形成为在直径方向上成为凹凸状的波形并确保表面积较宽广，并且与覆盖部23之间隔开空间而确保通气性，因此更有效地散热。
[0074]如此，由于通过压制加工而形成金属制的散热体12，因此与压铸制造相比，易于使散热体12形成为散热性能优异的形状，可以提供散热性能高、轻量且廉价的灯泡形灯11。
[0075]散热体12使散热部30热连接于基板33可导热地接触的基板接合部25，因此可以提闻散热性能。
[0076]通过将散热体12分成筒状的覆盖构件21与嵌合于此覆盖构件21的外周部的环状的散热构件22来构成，易于使散热构件22形成为散热性能优异的形状，可以提高散热性倉泛。
[0077]另外，由于灯泡形灯11较轻，因此使用此灯泡形灯11的照明器具50可以减少施加在器具主体51上的负荷，并可以谋求构造的简单化等。
[0078]其次，图5表示第2实施形态，图5是灯泡形灯的截面图。
[0079]与第I实施形态相同，散热体12由覆盖构件21与散热构件22而构成。但是，散热构件22使用压制成形性更佳的薄金属板，嵌合部28在覆盖构件21的覆盖部23的外周部嵌合于靠近灯座15的另一端侧，接合部29接合于法兰部24的另一端侧的表面即相对于基板接合部25为相反侧的表面，散热部30在嵌合部28的一端侧与接合部29的周边部之间配置成圆锥面状。在散热部30与覆盖部23的外周部之间形成着空间部56，在散热部30上形成着将此空间部56与外部可通气地连通的多个狭缝(slit) 57。
[0080]另外，在覆盖构件21的法兰部24上可导热地接合着圆板状的基板安装板58，在此基板安装板58上可导热地接合着基板33。
[0081]而且，在此灯泡形灯11中，由于将散热部30形成为圆锥形状，因此可一面确保散热性，一面使外观良好。
[0082]此外，在图5中，散热构件22的接合部29的一部分从覆盖构件21的法兰部24分离而形成着间隙，但可在此间隙中插入可有效导热的散热片或油脂等导热构件，或者也可以去除间隙而进行面接触。
[0083]其次，图6及图7表示第3实施形态，图6是灯泡形灯的截面图，图7是所述灯泡形灯的散热体的分解状态的立体图。
[0084]与第I实施形态相同，散热体12由覆盖构件21与散热构件22而构成。但是，在覆盖构件21中形成着阻塞圆筒状的覆盖部23的一端侧的隔离壁部61。隔离壁部61构成基板33可导热地接合的基板接合部25的一部分。在隔离壁部61上形成着用于使从点灯电路17连接至基板33的配线图案的导线穿过的配线孔62。
[0085]散热构件22包括:圆筒状的嵌合部28，嵌合于覆盖构件21的覆盖部23的外周；环状的接合部29，构成可与基板33导热地接合的基板接合部25的一部分；外侧的散热部30a，从接合部29的周边部起弯折；以及内侧的散热部30b，从嵌合部28的另一端起弯折。在接合部29上形成着用于将模块基板13螺丝止动的多个安装孔63。
[0086]外侧的散热部30a以前端侧接近覆盖部23的外周部的方式而向灯座15侧倾斜并形成为梳齿状，而且相对于覆盖部23的外周部而远离，表面积增大并且确保对于散热构件22的内侧的通气性。
[0087]内侧的散热部30b的前端侧朝向外侧的散热部30a的内侧且散热部30b在直径方向上突出并形成为梳齿状，而且远离接合部29或外侧的散热部30a，表面积增大并且确保对于散热构件22的内侧的通气性。
[0088]而且，散热体12从覆盖构件21的覆盖部23的一端侧压入至散热构件22的嵌合部28的内侧，并将覆盖构件21的隔离壁部61与散热构件22的接合部29配置成同一平面而组装为一体。在组装状态下，通过覆盖构件21的覆盖部23与散热构件22的嵌合部28的压入嵌合而相互固定，并且它们可有效导热地进行面接触而接合。
[0089]在此散热体12中，多个螺丝36通过基板33而螺固于散热构件22的各安装孔63，由此固定模块基板13。通过此螺丝止动，相对于基板33的安装面为相反侧的表面以面接触状态而压接并可有效导热地接合于由覆盖构件21的隔离壁部61及散热构件22的接合部29而构成的基板接合部25。此时，也可以在基板33与散热体12的接合面间插入可有效导热的散热片或油脂等的导热构件。
[0090]而且，在此灯泡形灯11中，从LED元件34传导至基板33的热直接传导至散热体12的散热构件22，并且也经由覆盖构件21而导热，进而，有效地传导至此散热构件22的热可由外侧的散热部30a及内侧的散热部30b而有效地散热。由此，散热性能较高，可降低LED元件34的温度，并可长寿命化。
[0091]此外，外侧的散热部30a或内侧的散热部30b的形状并不限定于梳齿状，也可以与第I实施形态相同为波形，要领是，只要确保表面积较宽广，并且确保通气性，可有效地散热即可。
[0092]另外，在各实施形态中，由覆盖构件21与散热构件22的2个零件而构成散热体12，但也可以由将覆盖构件21与散热构件22 —体化而成的I个零件而构成散热体12，或者也可以组合3个零件或3个零件以上来构成散热体12。
[0093]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种灯泡形灯，其特征在于包括: 基板，所述基板上可导热地形成有LED模块； 金属制的散热体，具有与所述基板可导热地连接的一端侧、散热外围部、及与所述一端侧相反的另一端侧，在所述另一端侧具有开口 ； 电路固定器，插通所述散热体的另一端侧的开口 ； 点灯电路，收容于所述电路固定器；以及 灯座，嵌合固定于所述电路固定器的外周部。
2.根据权利要求1所述的灯泡形灯，其特征在于，所述散热外围部具有从一端侧往另一端侧缩径的圆锥状的外表面。
3.根据权利要求1所述的灯泡形灯，其特征在于，所述散热外围部是由I片金属板进行压制加工而形成。
4.根据权利要求1所述的灯泡形灯，其特征在于，所述基板与所述散热体呈面接触。
5.根据权利要求1所述的灯泡形灯，其特征在于，所述LED模块具有由金属材料或绝缘材料形成的模块基板与形成在所述模块基板上的LED元件。
6.根据权利要求5所述的灯泡形灯，其特征在于，所述基板具有安装孔，通过使螺丝螺固于所述安装孔，而使所述模块基板的另一端侧的表面以面接触状态压接于所述基板的一端侧的表面。
7.根据权利要求5所述的灯泡形灯，其特征在于，所述模块基板具有插通孔，且所述基板具有安装孔，通过使螺丝穿过所述插通孔而螺固在安装孔，而使所述模块基板的另一端侧的表面以面接触状态压接于所述基板的一端侧的表面。
8.根据权利要求1所述的灯泡形灯，其特征在于，所述散热外围部具有多个狭缝。
9.根据权利要求1所述的灯泡形灯，其特征在于，所述电路固定器是由绝缘性的树脂材料形成为圆筒状。
10.根据权利要求5所述的灯泡形灯，其特征在于，所述电路固定器具有位于所述点灯电路与所述基板之间的隔离壁部，且所述隔离壁部形成着配线孔，所述配线孔供连接所述点灯电路与所述基板的配线通过。
11.根据权利要求1所述的灯泡形灯，其特征在于，还包括灯罩，以覆盖所述LED模块的方式配置在所述散热体的一端侧。
12.根据权利要求11所述的灯泡形灯，其特征在于，所述灯罩呈球面状，并以与所述散热外围部连续的方式而配置。
13.一种照明器具，其特征在于包括: 具有插座的器具主体；以及 根据权利要求1-12中任一权利要求所述的灯泡形灯，安装在器具主体的插座中。
【文档编号】F21V29/00GK103486464SQ201310311578
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2010年5月25日 优先权日:2009年5月29日
【发明者】酒井诚, 田中敏也, 清水恵一, 河野仁志 申请人:东芝照明技术株式会社, 株式会社东芝