CN101398159A - 发光二极管灯具 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管灯具，包含：一金属灯杯、一可拆卸地连接于该金属灯杯的透镜座与电路基座、一发光装置，及一外镜片。该金属灯杯具有一固定壁、一第一围绕壁，及一第二围绕壁，并与该透镜座及该电路基座相互配合界定出一第一容置空间与一第二容置空间。该第一围绕壁上设有多个散热槽，并配合该金属制成的透镜座及电路基座来增加散热面积以帮助散热。该发光装置具有一设置于该第一容置空间中的一发光二极管单元，及一设置于该第二容置空间中，用于驱动该发光二极管单元的电路板。

Description

发光二极管灯具

技术领域

本发明涉及一种灯具，特别是涉及一种散热良好的高功率发光二极管灯具。

背景技术

如图1、2所示，现有的高功率发光二极管(Light Emitting Diode，LED)照明装置包含一灯杯1及一发光二极管单元2，该灯杯1由金属材质所制成，并具有一开设有穿孔110的固定壁11、一连接于该固定壁11的围绕壁12，及一设置于该围绕壁12端缘的镜片13，该固定壁11具有一位于该穿孔110周围的固定壁接触面112，该围绕壁12的外侧面设有多个散热片121，而该围绕壁12的内侧面则镀有反射镀膜114。该固定壁11、该围绕壁12，及该镜片13三者相互配合地界定出一容置空间14。

该发光二极管单元2具有一由可导热材质所制成的基板21，一固定于该基板21上的高功率发光二极管晶片22、多个与该高功率发光二极管晶片22电连接的接脚23，及一用于控制驱动该高功率发光二极管晶片22的电路板24，该基板21具有一面向该固定壁接触面112的基板接触面211。

该发光二极管单元2的高功率发光二极管晶片22可经由该固定壁11的穿孔110而伸入该容置空间14中，且令该发光二极管单元2锁固于该固定壁11上，并使该发光二极管单元2的基板接触面211与该固定壁11的固定壁接触面112紧密贴合。当该高功率发光二极管晶片22通电导通时，所放射出的光线大部分经由该镜片13发射出去，少部分散射于该围绕壁12内侧面上的光线，则可借由其上的反射镀膜114反射，再借由该镜片13投射出，进而达到发光照明的目的。

此类照明装置大都是被应用于高照度照明设备中(例如投射灯等)，使用的高功率发光二极管晶片22在运作中时常会产生高热，所以散热的设计是很重要的一环。在现有技术中，散热方式是借由该基板21的基板接触面211与该固定壁11的固定壁接触面112紧密贴合，进而将热能传导至该固定壁11以及连接于该固定壁11的围绕壁12，再借由该固定壁11、围绕壁12，及散热片121将热能传导至周遭空气中以达到散热的目的。

然而，现有的发光二极管装置还具有一卡合固定于该灯杯1上，且用于封闭该发光二极管单元2的电路板24的塑胶壳体3(见图2)，并借此使该电路板24的电子元件不会曝露在外而造成危险，但是由于塑胶材料并不能很有效地传导热能，所以并不具散热功效，进而致使容纳该电路板24的容置空间内的温度升高，如温度超过该电路板24上电子元件的正常工作温度范围，很容易导致所述电子元件运作不正常，甚至损坏。

由于发光二极管的发光度并不如传统灯泡，当应用于高照射度的照明设备时，则会需要采用多个该发光二极管照明装置以达到所需要的发光度，而像这样多组式的配置方式则会需要对每一发光二极管照明装置的光型及聚焦角度进行调整。因为该镜片13是固定地黏设于该围绕壁12的端缘，且该镜片13为一平面镜片，其聚焦角度及投射出的光型必须在该发光二极管照明装置的设计阶段时就预先设定好，如在成品出厂后要调整其光型及聚焦角度则会非常不容易，甚至可能必须进行破坏性的改装，相当不利于应用在多组式的模组上，进而降低其实用性。

如该多组式发光二极管装置是被用于室外，每一发光二极管照明装置则必须加装一定位接合件(如图2中虚线所示)以将该塑胶壳体3定位于该灯杯1上，再借由该定位接合件将该发光二极管照明装置螺接在一载具31上。但是，安装有多个发光二极管照明装置的载具31必须多加装一防水罩体4，以将所述发光二极管装置完全封闭以达到防水的目的，如此一来，每一发光二极管装置的固定壁11、围绕壁12，及散热片121所散发出的热能就被局限在一相当有限的密闭空间内，如欲使在该密闭空间的热空气能与外界空气对流以助散热，唯有在防水罩体上开设一进气口及加装一风扇，才能将热空气抽出并与外界形成对流，此不但会提高运作成本，也会增加整体的安装复杂度。如不去考虑密闭空间的散热，在空气不流通的情况下，该空间内的温度会很快地提高，进而大幅度的阻碍到该发光二极管装置的散热，使得该发光二极管装置中的电子元件更容易因过热而损坏。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种散热良好且兼具防水及投射光型调整功能的发光二极管灯具。

为达到上述目的，本发明发光二极管灯具，该发光二极管灯具包括一金属灯杯、一发光装置，及一外镜片，该发光装置具有一发光二极管单元及一用于驱动及控制该发光二极管单元的电路板。

该金属灯杯具有一固定壁，及由该固定壁周缘分别朝远离且相反方向延伸的第一围绕壁与第二围绕壁，该第一围绕壁与该固定壁相互配合界定出一第一容置空间，而该第二围绕壁与该固定壁相互配合界定出一分隔于该第一容置空间的第二容置空间，该固定壁则具有至少一穿孔，以供该第一、二容置空间相连通，该第一围绕壁的外侧面设有相间隔的多个散热槽，该发光二极管单元是置于该金属灯杯的第一容置空间内，并具有一固定于该固定壁上且可导热的基板，及一固定于该基板上的高功率发光二极管晶片，该电路板是置于该金属灯杯的第二容置空间内，并与该高功率发光二极管晶片电连接。

该发光二极管灯具还具有一电路基座，及一透镜座，该电路基座具有一第一基壁，以及一于该第一基壁周缘向远离该第一基壁方向延伸的第三围绕壁，且该第三围绕壁是可拆卸地与于该金属灯杯的第二围绕壁相接合，该透镜座具有一第二基壁，以及一于该第二基壁周缘向远离该第二基壁方向延伸的第四围绕壁，且该第四围绕壁是可拆卸地与该金属灯杯的第一围绕壁相接合，该第二基壁则设有一贯穿的透视孔，以供该外镜片夹设于该透视孔中而封闭该第一容置空间，并且使高功率发光二极管晶片所发出的光线经由该外镜片散出。

本发明的功效在于，利用该发光二极管单元上的基板来增加与该金属灯杯的固定壁的接触面积，以帮助加快热能的传导，且该透镜座及电路基座皆由金属构成且紧密地接合于该金属灯杯，有助于热能传导，再配合形成于金属灯杯围绕壁上的多个散热槽来增加整体散热面积，更能有效地将热能散布至周遭环境中，进而达到散热的目的。

附图说明

图1是一立体分解图，说明现有的发光二极管照明装置。

图2是一剖面图，说明现有发光二极管照明装置加装一塑胶壳体及一防水罩体。

图3是一立体分解图，说明本发明发光二极管灯具的优选实施例。

图4是一剖面图，说明该优选实施例的各构件组合后的状态。

图5是一使用示意图，说明该优选实施例与一载具的组合状态。

具体实施方式

下面通过优选实施例及附图对本发明发光二极管灯具进行详细说明。

如图3、4所示，本发明发光二极管灯具的优选实施例包含一金属灯杯5、一电路基座6、一透镜座7、一发光装置8、一外镜片9，及两个密封件50。

该金属灯杯5是由导热良好的铝所制成，具有一固定壁51，及由该固定壁51周缘分别朝远离且相反方向延伸的第一围绕壁52与第二围绕壁53，该第一围绕壁52与该固定壁51相互配合界定出一第一容置空间54，而该第二围绕壁53与该固定壁51相互配合界定出一分隔于该第一容置空间54的第二容置空间55，该第一围绕壁52的外侧面设有相间隔的多个散热槽521。在本实施例中，该固定壁51设有三穿孔512(图3、4因视角关系只绘出其中两个)，但是穿孔512的数量也可只为一个，其数量可因不同需要而做相对应的改变，所以不应以本实施例为限。该第一围绕壁52的内侧面镀有反射镀膜56，可用来反射该发光装置8所放射出的光线。该第一围绕壁52及第二围绕壁53的外侧面分别设有外螺纹10。

该电路基座6是由铝所构成，该电路基座6具有一第一基壁61、一于该第一基壁61周缘向远离该第一基壁61方向延伸的第三围绕壁62，及一螺接于该第一基壁61上的束线件63。该第一基壁61上设有一接合部611，该接合部611上设有内螺纹10’，该束线件63上设有外螺纹10，并与该接合部611的相啮合的内螺纹10’将该束线件63螺接于该接合部611上。该束线件63本身就因为其将穿过物体束紧的特性而具防水功能，且与该接合部611相螺接的螺接面也贴有防水胶带，使其还具有防水效果。值得注意的是，如该发光二极管灯具是在室内使用，防水则非第一要件，所以可考虑不安装该束线件63，也就是说，是否安装该束线件63，不应以本实施例的说明为限。

该第三围绕壁62的内侧面设有内螺纹10’，并可配合形成于该金属灯杯5的第二围绕壁53上的相啮合的外螺纹10，将该金属灯杯5与该电路基座6可拆卸地相螺合，且可封闭该第二容置空间55。为了加强封闭及防水效果，该第一基壁61及该金属灯杯5的第二围绕壁53的端面间夹设有一密封件50，在本实施例中该密封件50为一橡胶材质的O形环，当该密封件50遭受夹紧挤压时则会变形并填满周遭的微小缝隙，进而让封闭后的第二容置空间55不易进水。

该透镜座7同样是由铝所构成，该透镜座7具有一第二基壁71，以及一于该第二基壁71周缘向远离该第二基壁71方向延伸的第四围绕壁72，该第二基壁71设有一供光线透出的透视孔711。该第四围绕壁72的内侧面设有内螺纹10’，并且该内螺纹10’是可以该第一围绕壁52上的外螺纹10互相对应啮合，将该金属灯杯5与该透镜座7可拆卸地相螺合，且可封闭该第一容置空间54。该第四围绕壁72的外侧面同样地也设有外螺纹10。

该发光装置8具有一发光二极管单元81，及一用于驱动及控制该发光二极管单元81的电路板82。该电路板82是设置于该金属灯杯5的第二容置空间55内，并具有二穿过该电路基座6的束线件63的第一导电件821，而所述第一导电件821为电线，是与外界电源缆线相电连接以提供驱动该发光装置8所需要的能源。

该发光二极管单元81是设置于该金属灯杯5的第一容置空间54内，并具有一可导热的基板812、一设置于该基板812上的高功率发光二极管晶片811，及一包覆该高功率发光二极管晶片811的内透镜814。

该发光二极管单元81是借由该基板812将其固定于该固定壁51上，并借由捆束成一电缆状的二电线穿过该金属灯杯5固定壁51的其中一穿孔512而与该电路板82电连接。该基板812是借由二螺丝将其锁设于该金属灯杯5固定壁51的另外二穿孔512，且在锁设后该基板812是紧密地贴合在该固定壁51上，借此增加热能传导的面积。该外镜片9是可拆卸地夹设于该透镜座7的第二基壁71与该金属灯杯5的第一围绕壁52的外端面之间，且配合一密封件50(在本实施例中为一O形环)将该第一容置空间54予以封闭，并使该发光装置8的高功率发光二极管晶片811所发出的光线透过该外镜片9于该透视孔711散出。在本实施例中，该外镜片9为一凸透镜，但是也可因不同的需要而更换该外镜片9的种类(例如凹透镜或平面镜等)以取得所需要的光型，所以并不应以本实施例的说明为限。而在更换该外镜片时只需旋开该透镜座后就可进行更换，使用上相当方便。

当该发光二极管灯具在使用时，该发光二极管单元81在运作时所发出的热能就借由可导热的基板812传导至整个该金属灯杯5，由于该高功率发光二极管晶片811是安装于该基板812的其中一面，而其另一接触面则可如上述般完全地紧密地贴合在该金属灯杯5的固定壁51上，并不会如现有技术般因其发光二极管晶片的所在位置而牺牲了可供热能传导至另一散热表面的面积，使热能传导更为快速。更由于该透镜座7及电路基座6皆是由具有良好导热特性的铝所制成，热能会进一步传导至螺接于该金属灯杯5上的该透镜座7及电路基座6，再配合形成于该金属灯杯5的第一围绕壁52上的散热槽521，进而能将热能排散至周遭空间的整体散热面积增加。

如图5所示，本实施例可借由形成于其透镜座7的第四围绕壁72的外侧面的外螺纹10与一具有贯穿的螺孔的载具(图中虚线所示)相螺合，而形成一提供高照明度的多组式的发光二极管灯具模组。由于每一安装于该载具上的发光二极管灯具自身已具防水功能，并不需如现有技术般再加装一防水罩体，所以能直接与外界空气接触，热能也可较轻易的散出。

归纳上述，本发明发光二极管灯具，利用皆为铝制的金属灯杯5、该电路基座6，及该透镜座7，再配合形成于该金属灯杯5外周围上的散热槽521，借此增加散热面积以帮助散热，且该电路基座6及该透镜座7皆是紧密地螺接于该金属灯杯5上，加上所述密封件50的辅助，就能有效地防水，而该外镜片9在旋开该透镜座7后就可更换成所需要的镜片类型，以调整投射出的光型及聚焦角度，所以确实能达到有效散热，防水，光型调整的目的。

Claims (11)

1.一种发光二极管灯具，该发光二极管灯具包括一个金属灯杯、一发光装置，及一外镜片，该发光装置具有一发光二极管单元及一块用于驱动及控制该发光二极管单元的电路板，其特征在于：

该金属灯杯具有一固定壁，及由该固定壁周缘分别朝远离且相反方向延伸的第一围绕壁与第二围绕壁，该第一围绕壁与该固定壁相互配合界定出一第一容置空间，而该第二围绕壁与该固定壁相互配合界定出一分隔于该第一容置空间的第二容置空间，该固定壁则具有至少一个穿孔，以供该第一、二容置空间相连通，该第一围绕壁的外侧面设有相间隔的多个散热槽，该发光二极管单元是置于该金属灯杯的第一容置空间内，并具有一块固定于该固定壁上且可导热的基板，及一个固定于该基板上的高功率发光二极管晶片，该电路板是置于该金属灯杯的第二容置空间内，并与该高功率发光二极管晶片电连接；以及

该发光二极管灯具还具有一个电路基座，及一个透镜座，该电路基座具有一第一基壁，以及一于该第一基壁周缘向远离该第一基壁方向延伸的第三围绕壁，且该第三围绕壁是可拆卸地与于该金属灯杯的第二围绕壁相接合，该透镜座具有一第二基壁，以及一于该第二基壁周缘向远离该第二基壁方向延伸的第四围绕壁，且该第四围绕壁是可拆卸地与该金属灯杯的第一围绕壁相接合，该第二基壁则设有一个贯穿的透视孔，以供该外镜片夹设于该透视孔中而封闭该第一容置空间，并且使高功率发光二极管晶片所发出的光线经由该外镜片散出。

2.根据权利要求1所述发光二极管灯具，其特征在于：

该发光二极管单元的基板是配合至少一个螺丝将该发光二极管单元螺接于该固定壁上。

3.根据权利要求2所述发光二极管灯具，其特征在于：

该金属灯杯的第一围绕壁的内侧面镀有反射镀膜。

4.根据权利要求3所述发光二极管灯具，其特征在于：

该发光装置还具有一包覆该高功率发光二极管晶片的内透镜，并与该金属灯杯第一围绕壁的反射镀膜及该外镜片相配合地将该高功率发光二极管晶片所放射出的光线以一独特光型投射出。

5.根据权利要求4所述发光二极管灯具，其特征在于：

该金属灯杯的第一围绕壁的外侧面还设有外螺纹，而该透镜座的第四围绕壁的内侧面也设有相啮合的内螺纹。

6.根据权利要求5所述发光二极管灯具，其特征在于：

该金属灯杯的第二围绕壁的外侧面还设有外螺纹，而该电路基座的第三围绕壁的内侧面也设有相啮合的内螺纹。

7.根据权利要求6所述发光二极管灯具，其特征在于：

该透镜座的第四围绕壁的外侧面设有外螺纹。

8.根据权利要求7所述发光二极管灯具，其特征在于：

该发光装置的发光二极管单元是借由两条电线与该电路板电连接。

9.根据权利要求8所述发光二极管灯具，其特征在于：

该电路基座的第一基壁设有一个接合部，该发光装置的电路板还具有两个与外界电源缆线连接的第一导电件。

10.根据权利要求9所述发光二极管灯具，其特征在于：

该电路基座还具有一束线件，该束线件是设于该电路基座的第一基壁的接合部上，并可供该外界电源缆线穿过。

11.根据权利要求10所述发光二极管灯具，其特征在于：

该发光二极管灯具还包含两个密封件，分别设置于该透镜座与该金属灯杯的第一围绕壁之间，及该电路基座与该金属灯杯的第二围绕壁之间。

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