CN101858505A - 发光二极管灯具 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管灯具，包括一灯壳及设于灯壳内的一光学部、一电气部及一散热部。光学部位于灯壳的前端，包括至少一发光二极管光源及一出光通道；电气部位于灯壳的后端，包括一电路板；散热部位于光学部与电气部之间，包括一散热器、一风扇及一筒状的导风罩。散热器包括一实心体及若干鳍片，发光二极管光源设于实心体朝向光学部一端的一吸热面上；风扇设于散热器朝向电气部的一端；导风罩罩设于散热器与风扇的***，包括一环形的基部及由基部周缘沿轴向延伸的若干翼片，相邻两翼片的间形成一气流通道，灯壳的壁面对应翼片的两端分别设有进风窗与排风窗。

Description

发光二极管灯具
技术领域
本发明涉及一种半导体照明装置，特别是关于一种发光二极管灯具。
背景技术
人们由于长期过度依赖石化燃料，除造成能源短缺及石油价格高涨而牵绊经济发展，更使全球二氧化碳与有害气体的排放浓度日益增加，导致地球暖化所引起的气候反常、生态环境的破坏、以及对人类生存的危害日益显现，为永续经营人类赖以生存的地球生态环境，必须同时解决能源危机与环境污染问题，开发新能源及再生能源是推动节约能源及高效率使用能源最重要的策略，而传统照明所消耗的能源极为可观，发展照明节能将是最重要的新能源科技，而半导体照明采用高功率高亮度的发光二极管(LED)为光源，该新光源以其高发光效率、节能、长寿、环保(不含汞)、启动快、指向性、耐冲击、耐震动等优点，具有广泛取代传统照明光源的潜力。
LED由于将输入电能的80％～90％转变成为热量，只有10％～20％转化为光能，且由于LED芯片面积小发热密度高，因此发展LED照明的关键必须先解决散热问题；优良的LED灯散热***可在同等输入功率下得到较低的工作温度，延长LED的使用寿命，或在同样的温度限制范围内，增加输入功率或芯片密度，从而增加LED灯的亮度；结点温度(Junction temperature)是衡量LED灯散热性能的重要技术指标，由于散热不良导致的结点温度升高，将严重影响到发光波长、光强、光效和使用寿命。
应用高功率高亮度LED在照明的新光源上，必须配合高效率的散热机构以尽量降低LED的结点温度，才能发挥上述诸多优点，否则照明装置的发光亮度、使用寿命将大打折扣，影响所及将使该照明装置的节能效果不彰，并直接冲击该照明装置的可靠度，引发严重的光衰甚至使照明装置失效。
欲使该半导体照明装置能持续自外界引进较低温气流，必需在照明装置中建立一低流阻的冷却气流通道；在不使用风扇的状况下，低输出功率的照明应用除利用低气流驱动力的自然循环散热外，也能通过大的散热面积达成；然而，在高功率高亮度的照明应用中，常因空间或重量的限制及成本的考虑下，使用风扇冷却对轻化与缩小照明装置、降低成本及提升散热效率具有显著的效益；现有半导体照明装置虽已见使用风扇的产品，但由于并未对冷却气流的导引、冷却流道的通畅及风扇与电气部的安全防护作深入的研究，致风扇所建立的冷却流场无法充分发挥散热的效果，从而影响照明质量的稳定性且无法达到预期的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有高散热效率的发光二极管灯具。
一种发光二极管灯具，包括一灯壳、一光学部、一电气部及一散热部。该灯壳为一中空的壳体，该光学部设于该灯壳内并位于灯壳的前端，包括至少一发光二极管光源及一出光通道，用以提供所需要的照明亮度与发光特性及对发光二极管光源的保护；该电气部设于灯壳内并位于灯壳的后端，包括一电路板，用以提供发光二极管光源所需要的驱动电源、控制电路及电源管理；该散热部设于灯壳内并位于光学部与电气部之间，包括一散热器、一风扇及一筒状的导风罩。该散热器包括一实心体及分布于该实心体上的若干鳍片，该实心体朝向光学部的一端具有一吸热面，发光二极管光源设于该吸热面上并与该吸热面紧密热接触；该风扇设于散热器靠近电气部的一端；该导风罩罩设于该散热器与风扇的***以导引进出灯壳的气流，包括一环形的基部及由该基部的周缘沿轴向延伸的若干翼片，相邻两翼片之间形成一气流通道，所述灯壳的壁面对应翼片的两端分别设有进风窗与排风窗，风扇运行时自进风窗引入冷却空气至灯壳内，由风扇所产生的气流吹向散热器并由排风窗排出灯壳外以将发光二极管光源所产生的热量散发。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该灯壳包括一前壳体与一后壳体，光学部与散热部设于前壳体内，电气部设于后壳体内。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该前壳体呈筒状并于周围壁面环设有若干气孔，所述气孔包括靠近光学部的第一组气孔与靠近电气部的第二组气孔，该第一组气孔与第二组气孔之间通过一环形的中隔板分隔，该前壳体上设有若干沿轴向延伸的间隔板，每一间隔板将第一组气孔与第二组气孔的相邻两气孔分隔，当风扇朝向散热器吹风时，该第一组气孔与第二组气孔分别作为排风窗与进风窗。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，部分间隔板的内表面设有沿前壳体的轴向延伸的凸筋，该导风罩的外周缘对应前壳体的凸筋相应地设有沿轴向延伸的长凹槽以***述凸筋。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该导风罩的外周缘设有至少一沿轴向延伸的汇线槽，所述汇线槽对应前壳体的间隔板设置，由所述间隔板与汇线槽合围形成一汇线通道，该汇线槽对应风扇的位置设有第一汇线孔以将风扇的电线引入汇线通道，该散热部还包括设于风扇与电路板之间的一底板，该底板上对应汇线通道设有一第二汇线孔，与发光二极管及风扇相连的电线沿汇线通道铺设并经第二汇线孔引入电气部以与电路板连接。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该底板朝向电气部的一侧凹设有一收容电线的汇线区。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该散热部还包括设于风扇与电路板之间的一底板，该底板将散热部与电气部相隔离。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该散热部还包括一设有穿孔的定位板，该定位板设于散热器的吸热面并套设于发光二极管光源的周缘。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该底板朝向风扇的一侧于周缘设有一环形的凹槽，导风罩靠近电气部的一端收容于该底板的凹槽内。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该发光二极管灯具还包括若干螺杆，该定位板、散热器、风扇及底板通过所述螺杆结合为一体。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该出光通道包括一光杯、设于该光杯外侧的一卡环及设于该光杯与卡环之间的一导光罩，该光杯罩设于发光二极管光源的外缘并具有由发光二极管光源向外扩散的一锥形反射面，所述光杯及导光罩通过卡环与前壳体锁合而固定。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，该前壳体靠近光学部的一端于内表面沿径向凸设有一凸环，光杯远离发光二极管光源的一端的周缘设有一环状的凸台以供光杯支撑及定位于前壳体的凸环上。
作为该发光二极管灯具的进一步改进，翼片间的气流通道的导引方向与风扇的旋转方向相同。
本发明具有如下优点：
(1)本发明结合模块化与防呆设计的技术手段，提供一种整合光学部、散热部及电气部于一灯壳内的发光二极管灯具，通过一体适用的灯壳对所述三部提供一种在完全不互相干涉的状况下，各自独立进行组装与拆卸，达到简化装配工艺、方便拆卸维修、强化结构的整体性及节省制造成本的功效。
(2)本发明确保不论发光二极管灯具中的任何组件(例如出光通道、散热器、电路板等)改变均可搭配本发明所提供的技术手段，以达发光二极管灯具在设计及工艺上的***化与灵活度，并大幅节省成本及提升量产可靠度。
(3)本发明发光二极管灯具可搭配不同形式的散热器而使用同一定位板及其它相同的灯具组件，达到灯具设计的模块化与防呆化以满足多样化应用的弹性。
(4)本发明提供一种具有结合前壳体与后壳体的发光二极管灯具，用以整合固设于前壳体内的出光通道、散热器、风扇、导风罩及底板，以及固设于后壳体的电路板，达到充分利用灯壳空间、简化装配工艺、方便拆卸维修、及节省制造成本的功效。
(5)本发明通过罩盖于散热器与风扇的***具有导引气流功效的导风罩，以及在前壳体壁面上对应于导风罩环设的若干气孔，使风扇自外界导引的冷却气流在所述发光二极管灯具内形成一顺畅而有效的散热通道，强化光引擎的散热效果，达到低结点温度、长寿命、高光效的照明效果。
(6)本发明通过罩盖于散热器与风扇的***的导风罩，以及设于导风罩底部用于封闭电气部的底板，以有效阻隔异物入侵及防止人为随意碰触到散热部的散热器与风扇及电气部的电路板，并通过在导风罩上设置汇线槽与第一汇线孔，以及在底板上设置第二汇线孔、导线槽及汇线区，以限定由发光二极管光源及风扇连接至电路板的电线路径，确保灯具操作的安全性并兼顾灯具外观的美化。
(7)本发明通过定位板套接于发光二极管光源的导热基板的周缘，再以若干螺杆将定位板、散热器、风扇、导风罩及底板结合为一体，达到强化光引擎的整体结构、简化装配工艺、方便拆卸维修的功效。
(8)本发明通过定位板所设环形凹槽将散热器的鳍片的端部收容于内，并以定位板边缘的凹口及导风罩的长凹槽使光引擎得以沿前壳体的凸筋滑入，再以定位板的边缘顶住前壳体内壁的定位部，及以螺丝穿设于底板周缘的通孔并与凸筋的端部螺锁，将光引擎固设于前壳体内，从而进一步获致简化装配工艺、方便拆卸维修及强化灯具结构的整体性的功效。
附图说明
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明发光二极管灯具第一实施例的立体组装图。
图2是图1的立体分解图。
图3是图1沿III-III线的部分剖视图。
图4是图2中光引擎的立体组装图。
图5是图2中导风罩的立体图。
图6是图2中底板的立体图。
图7是图2中底板由另一方向所视的立体图。
图8是图2中光引擎与前壳体的立体图。
图9是本发明发光二极管灯具中散热器另一实施例中的立体图。
具体实施方式
以下参照图1至图9，对本发明发光二极管灯具予以进一步说明。
图1是本发明发光二极管灯具100第一实施例的立体组装图，图2是图1的立体分解图，图3是图1沿III-III线的部分剖视图，图4是图2中光引擎31的立体组装图，图5是图2中导风罩34的立体图，图6是图2中底板35的立体图，图7是图2中底板35由另一方向所视的立体图，图8是图2中光引擎31与前壳体11的立体图；该发光二极管灯具100包括一灯壳10、一光学部20、一散热部30及一电气部，所述光学部20、散热部30及电气部设于该灯壳10内。
该灯壳10为一中空的壳体，并于该壳体的壁面上环设有供气流进出灯壳10的进风窗与排风窗。该灯壳10包括一前壳体11及与该前壳体11相接合的一后壳体12，光学部10与散热部30设于该前壳体11内，电气部设于该后壳体12内。
前壳体11为一圆筒状的壳体，其具有一前端111及一后端112，该前壳体11的外径由后端112向前端111递减。该前壳体11的前端111于内表面设有螺牙113，该前端111的内表面于螺牙113的内侧沿径向凸设有一凸环119(图3所示)。该前壳体11的后端112于外表面环设有一凸缘114以与后壳体12接合。如图2及图8所示，该前壳体11的周面环设有若干气孔115，所述气孔115包括靠近前端111的第一组气孔1151及靠近后端112的第二组气孔1152，该两组气孔1151、1152之间通过一环形的中隔板116分隔。该前壳体上设有若干沿轴向延伸的间隔板117，每一间隔板117将第一组气孔1151与第二组气孔1152的相邻两气孔1151、1152分隔。
后壳体12为一中空的杯状罩体，该后壳体12靠近前壳体11的一端于内表面设有一环形的凹槽121以与前壳体11所设凸缘114卡合，从而将前壳体11与后壳体12相接合。该后壳体12远离前壳体11的一端于外表面设有与一商用金属灯头13螺锁的螺牙122。该后壳体12内部的空间用以容置电气部的电子组件，后壳体12的内表面设有若干定位凸柱123以将电气部的电子组件固定至后壳体12内，达到充分利用后壳体12空间的功效。
光学部20是设置于前壳体11内并位于前壳体11的前端111，该光学部20包括一发光二极管光源21及一出光通道22(图3与图4所示)。该发光二极管光源21为一体成型件，包括一导热基板211、设于该导热基板211上的至少一发光体212及若干电极213(图4)，其中所述发光体212是由至少一发光二极管芯片经透明封装所形成。所述发光二极管光源21可经由电线(图未示)电性连接电极213与电气部中的一电路板41以及通过灯头13电性连接该电路板41与外部电源(图未示)而发光，并使该导热基板211与散热部30中的一散热器32紧密热接触，以传输及移除该发光二极管光源21发光时释出的热量。在本实施例中，该导热基板211与散热器32之间的紧密热接触可先在两者之间涂抹一层热界面材料(TIM)，再将已套装电绝缘片的若干螺丝215分别穿过导热基板211上的固定孔214，以便锁固于散热器32上所设螺孔324，也可通过回焊方式将导热基板211直接黏贴(SMT)于该散热器32上。
光学部20的发光二极管光源21也可以为其它形式，如不包含导热基板211，此种形式的发光二极管光源与散热器32之间的紧密热接触可通过先对散热器32的一端面进行电绝缘处理，然后在该经电绝缘处理的端面上铺设金属基板电路如铜铂基板电路，再将发光二极管芯片与所述金属基板电路电连接并于发光二极管芯片外包覆一透明封装体而达成，采用此种方式的发光二极管光源21不包含导热基板211，从而避免导热基板211与散热器32之间接触热阻的产生，发光二极管光源21所产生的热量可直接由散热器32吸收并予以快速散发，可进一步提升散热效率。为方便叙述，本实施例及以下的实施例皆仅以包含有导热基板211的发光二极管光源21予以说明，实际上，各实施例中的发光二极管光源21皆可采用上述不含导热基板211的发光二极管光源替代。
出光通道22包括收容于前壳体11的前端111内的一光杯221及一导光罩222(图3所示)，其中光杯221具有由发光二极管光源21向外扩散的一锥形反射面2211，光杯221于靠近发光二极管光源21的一内端设有一通孔2212以供发光体212凸伸至光杯221内，并使所述光杯221的内端抵靠于导热基板211上。所述光杯221远离发光二极管光源21的一外端周缘设有一环状的凸台2213以供光杯221支撑及定位于前壳体11的内表面所设凸环119上。
导光罩222位于光杯221的外侧，该导光罩222为包括至少一光学透镜的罩盖，其周缘抵压在光杯221的凸台2213上。所述前壳体11的前端111内还设有一卡环224，该卡环224的外周面设有螺牙2241以与前壳体11的内表面所设螺牙113配合。所述卡环224抵压于导光罩222的外侧周缘以将导光罩222及光杯221固定。所述卡环224与导光罩222之间还设有一垫圈223，通过拨动卡环224外端面上沿径向设置的一对凹槽将卡环224旋入螺牙2241，以对导光罩22均匀施压并密封。该卡环224的内周缘开设有沿光杯221的锥形反射面2211延伸的一斜面2242，以避免卡环224对射出光线的阻挡，从而使光学部20提供发光二极管灯具100所需的照明亮度与发光特性及对发光二极管光源21的保护。另外，由于设置有卡环224，在完全不干涉散热部30与电气部的情况下，只需通过对卡环224进行锁紧或旋松，即可独立进行光学部20的装拆。
散热部30位于光学部20与电气部之间，包括设于前壳体11内的散热器32、一风扇33及一导风罩34，发光二极管光源21设于散热器32上，并由所述发光二极管光源21、散热器32、风扇33及导风罩34组成一光引擎31。
散热器32包括一圆柱形的实心体321及由该实心体321靠近后壳体12的一端面沿轴向朝向电气部延伸的若干鳍片322。本实施例中，鳍片322为柱状(pin fin)，所述鳍片322也可为其它形式，例如板形或条状。当散热器32设于前壳体11内时，前壳体11上靠近光学部20所设的第一组气孔1151涵盖散热器32的部分实心体321及大部分鳍片322；该散热器32的实心体321朝向光学部20的一端面为与发光二极管光源21紧密热接触的一吸热面323，用以传输该发光二极管光源21发光时所释放出的热量。该散热器32的实心体321的边缘设有若干沿轴向延伸的通孔325(图3所示)以分别供一螺杆302穿设。
风扇33位于散热器32与电气部的电路板41之间，该风扇33包括一支架331、固设于该支架中心的一定子及与该定子相枢接的一叶轮332。该支架331包括若干支撑柱333及一导线柱334，所述支撑柱333的外端对应散热器32的通孔325相应地设有固定孔335以供螺杆302穿设，从而将风扇33固定于散热器32的鳍片322的端部，所述导线柱334上设有线槽，用以导引由风扇33的定子所引出的电线，以避免该电线干扰叶轮332的转动。
本实施例中，风扇33对应设于前壳体11的中隔板116处，该风扇33为轴流风扇，用于朝向散热器32吹风，该前壳体11上靠近后端112所设的第二组气孔1152即为进风窗以用于进风，前壳体11上靠近前端111所设的第一组气孔1151即为排风窗以用于排风，风扇33由第二组气孔1152吸入冷却空气并吹向散热器32的鳍片322，与鳍片322进行热交换后升温的气流再经第一组气孔1151排出，从而将发光二极管光源21所产生的热量散发。
为进一步强化光引擎31的散热效果，散热部30通过导风罩34罩盖于散热器32与风扇33的***以导引气流。该导风罩34整体呈圆筒状，包括一圆环形的基部341及由该基部341沿轴向朝向电气部延伸的若干翼片342，所述翼片342呈间隔设置且翼片342的横截面呈流线形，在相邻两翼片342之间形成一气流通道343(图5所示)，并与前壳体11壁面环设的若干气孔151相对应。所述气流通道343的导引方向与风扇33的叶轮332的旋转方向相同，使风扇33自外界导引的冷却气流在所述发光二极管灯具100内形成一顺畅而有效的散热通道，从而强化光引擎31的散热效果，达到低结点温度、长寿命、高光效的照明效果。
为进一步强化发光二极管灯具100长期操作的安全性，在导风罩34靠近电气部的一端设置有一底板35以将散热部30与电气部相隔离。该底板35朝向风扇33的一侧于周缘设有一环形的凹槽351，用以供定位并容置翼片342的端部。该导风罩34与底板35构成一护罩，可有效阻隔异物入侵及防止人为随意碰触到散热部30的散热器32与风扇33及电气部的电路板41。该导风罩34与底板35上还设有容置及隐藏由发光二极管光源21及风扇33连接至电路板41的电线的结构。为达上述目的，该导风罩34的外周缘设有至少一沿轴向延伸的汇线槽344，该汇线槽344是通过将相邻的两翼片342的内缘连接所形成，并且可提供导风罩34轴向的结构强度。汇线槽344的中部设置一第一汇线孔345以供将风扇33的电线引入汇线槽344中。当导风罩34安装于前壳体11内时，该汇线槽344与前壳体11的一间隔板117相对设置，从而使前壳体11上的气孔115不受汇线槽344阻挡，并由该间隔板117覆盖汇线槽344的开口侧以形成一密闭的汇线通道。该汇线槽344上所设第一汇线孔345则与风扇33的导线柱334相对设置。所述底板35上于对应导风罩34的汇线槽344的位置设有一贯穿底板35的第二汇线孔352，该底板35朝向电气部的一外侧于中部凹设有一汇线区353，该汇线区353与第二汇线孔352之间通过一导线槽354连通。当汇聚发光二极管光源21及风扇33的电线于汇线槽344后再穿过底板35的第二汇线孔352，并导入底板35的外侧所设的导线槽354即可与电气部的电路板41进行电连接，在与电路板41进行电连接的过程中所需预留作为顺利焊接工作的这段电线可容置于底板35外侧所凹设的汇线区353中。当前壳体11与后壳体12接合时，该底板35还起到对电气部密封的作用。上述由导风罩34与底板35形成护罩可确保发光二极管灯具100长期操作的安全性并兼顾量产的齐一性及外观的美化。
为强化光引擎31的整体结构与多样化应用的弹性，该光引擎31是通过设于散热器32的吸热面323上一的定位板36套设于发光二极管光源21的导热基板211的周缘，再以若干螺杆302将该定位板36、散热器32、风扇33及底板35结合为一体。该定位板36为一圆形的板体，其中心设有一方形的穿孔361以收容发光二极管光源21的导热基板211，发光二极管21安装于散热器32的吸热面323上时，可通过该定位板36准确定位以简化安装过程；所述定位板36的周缘对应散热器32的通孔相应地设有若干通孔362以供螺杆302穿设；所述底板35朝向风扇33一侧于周缘设有对应于螺杆302的若干螺帽303，所述螺帽303镶嵌并胶固于底板35上预设的沉孔中以便与螺杆302锁固，以强化光引擎31的整体结构并精简工艺及成本。由于所述螺帽303沉设于底板35，使螺杆302无须凸伸至底板35的外侧，达到美化并缩减灯具长度的功效。另外，定位板36与散热器32采用分开制造，除可简化散热器32的工艺外，更可搭配不同形式的散热器而使用同一定位板36及其它灯具元件，达到灯具设计的模块化与满足多样化应用的弹性。
为进一步强化光引擎31的整体结构并达简化发光二极管灯具100装配工艺及方便拆卸维修的功效，前壳体11与导风罩34上分别设有相互配合的定位结构。如图8所示，该前壳体11的部分间隔板117的内表面设有沿前壳体11的轴向延伸的凸筋118，所述凸筋118与后壳体12相对的端面上设有螺孔1181。该导风罩34的外周缘对应前壳体11的凸筋118相应地设有沿轴向延伸的长凹槽346，该长凹槽346是通过将相邻的两翼片342的内缘连接所形成，并且可提供导风罩34轴向的结构强度，当导风罩34安装于前壳体11内时，该长凹槽346与前壳体11上相应的间隔板117相对设置，从而使前壳体11上的气孔115不受长凹槽346阻挡。所述定位板36的周缘对应导风罩34的长凹槽346设有凹口363(图3所示)以供前壳体11的凸筋118插设，由所述凹口363、长凹槽346及凸筋118构成具防呆功能的径向定位结构。
该已组装好的光引擎31安装于前壳体11内的方法为：先将定位板36的凹口363及导风罩34的长凹槽346自前壳体11的后端112沿凸筋118滑入前壳体11内，以使定位板36顺利导入前壳体11的前端111，直至该定位板36的边缘顶住凸环119的内侧所设的一定位部1110(图3所示)，在光引擎31定位于前壳体11内之后，再通过螺丝304(图2及图8所示)穿设于底板35周缘的沉头通孔355，并螺锁于该凸筋118端部的螺孔1181，从而将光引擎31固设于前壳体11内。通过所述径向定位结构，在完全不干涉光学部20与电气部的状况下，可独立进行散热部30的装拆，达到进一步使该发光二极管灯具100获致简化装配工艺、美化外观、方便拆卸维修、强化结构的整体性及节省制造成本的功效。
电气部包括设于该后壳体12内的电路板41，该电路板41与发光二极管光源21的电极213及与外部电源电连接，所述电源除可为电池或电瓶等直流电源外，也可透过电源转换器将交流市电转换为适合该发光二极管光源21的直流电源，本实施例为采用灯头13与市电连接的方式，通过电路板41提供该发光二极管光源21及风扇33的驱动电源及发光二极管灯具100的电源管理。该电路板41的周缘对应后壳体12的定位凸柱123分别设有固定孔411，以供电路板41套设于定位凸柱123从而将电路板41固定至后壳体12内。该后壳体12靠近灯头13一端的壁面上还环设有若干开孔124，以便将电路板41产生的热量散出。
该发光二极管灯具100中，前壳体11与后壳体12上分别设有扣合结构以将两者结合，即通过前壳体11的外表面所设凸缘114嵌入后壳体12的内表面所设凹槽121以将两者扣合。该前壳体11与后壳体12上也可设置相配合的定位结构，如沿轴向延伸的定位柱与定位槽以防止两者发生相对转动，确保两壳体内已事先定位的电线不致因扭转而受损或导致电连接的脱落。另外，为有效降低由前壳体11的气孔115及后壳体12的开孔124引入尘埃至灯壳10内，前壳体11及后壳体12可分别在与所述气孔115及开口124相对应的内壁处装设一纱网或低流阻的滤网。
上述发光二极管灯具100通过前壳体11与后壳体12的结合，将光学部20、散热部30及电气部于整合于灯壳10内；由于发光二极管光源21所释放的热量通常远大于电气部的电路板41所释放的热量，为使该两热源负荷的散热匹配，后壳体12上所设开孔124的总面积将小于前壳体11上所设第二组气孔1152(即进风气孔)的总面积，且由于底板35阻隔于散热部30与电气部之间，加上导风罩34的设置，得以充分利用由该风扇33驱动的冷却气流，有效传输及移除发光二极管光源21发光时所释放的热量，以致该光引擎31的散热能力远优于现有技术，从而确保该发光二极管灯具100发挥高效率与稳定的光输出效果。
图9是本发明发光二极管灯具中散热器32a另一实施例中的立体图；本实施例中散热器32a与前一实施例中散热器32的主要区别在于：本实施例中的散热器32a包括一位于中央的实心体321a及沿该实心体321a的周面沿径向向外延伸的若干鳍片322a。由于本实施例的散热器32a采用与前一实施例中散热器32相同的外观尺寸及固定孔325a与螺孔324a，因此可以在第一实施例的发光二极管灯具100中直接替换散热器32，并采用相同的其它灯具元件，且以相同的方式组装成本实施例的发光二极管灯具；其中发光二极管光源21与位于实心体321a一端的一吸热面323a紧密热接触，风扇33设于实心体321a的另一端，并使前壳体11所设第一组气孔1151涵盖散热器32a靠近发光二极管光源21一端的大部分鳍片322a，发光二极管光源21。由于本实施例的散热器32a可以采用挤形工艺，因此适合大量生产而具有节省成本的优势。
由上述的实施方式已进一步清楚说明本发明的技术特征及达成的功效，包括：
(1)本发明结合模块化与防呆设计的技术手段，提供一种整合光学部、散热部及电气部于一灯壳内的发光二极管灯具，通过一体适用的灯壳对所述三部提供一种在完全不互相干涉的状况下，各自独立进行组装与拆卸，达到简化装配工艺、方便拆卸维修、强化结构的整体性及节省制造成本的功效。
(2)本发明确保不论发光二极管灯具中的任何元件(例如出光通道、散热器、电路板等)改变均可搭配本发明所提供的技术手段，以达发光二极管灯具在设计及工艺上的***化与灵活度，并大幅节省成本及提升量产可靠度。
(3)本发明发光二极管灯具可搭配不同形式的散热器而使用同一定位板及其它相同的灯具元件，达到灯具设计的模块化与防呆化以满足多样化应用的弹性。
(4)本发明提供一种具有结合前壳体与后壳体的发光二极管灯具，用以整合固设于前壳体内的出光通道、散热器、风扇、导风罩及底板，以及固设于后壳体的电路板，达到充分利用灯壳空间、简化装配工艺、方便拆卸维修、及节省制造成本的功效。
(5)本发明通过罩盖于散热器与风扇的***具有导引气流功效的导风罩，以及在前壳体壁面上对应于导风罩环设的若干气孔，使风扇自外界导引的冷却气流在所述发光二极管灯具内形成一顺畅而有效的散热通道，强化光引擎的散热效果，达到低结点温度、长寿命、高光效的照明效果。
(6)本发明通过罩盖于散热器与风扇的***的导风罩，以及设于导风罩底部用于封闭电气部的底板，以有效阻隔异物入侵及防止人为随意碰触到散热部的散热器与风扇及电气部的电路板，并通过在导风罩上设置汇线槽与第一汇线孔，以及在底板上设置第二汇线孔、导线槽及汇线区，以限定由发光二极管光源及风扇连接至电路板的电线路径，确保灯具操作的安全性并兼顾灯具外观的美化。
(7)本发明通过定位板套接于发光二极管光源的导热基板的周缘，再以若干螺杆将定位板、散热器、风扇、导风罩及底板结合为一体，达到强化光引擎的整体结构、简化装配工艺、方便拆卸维修的功效。
(8)本发明通过定位板所设环形凹槽将散热器的鳍片的端部收容于内，并以定位板边缘的凹口及导风罩的长凹槽使光引擎得以沿前壳体的凸筋滑入，再以定位板的边缘顶住前壳体内壁的定位部，及以螺丝穿设于底板周缘的通孔并与凸筋的端部螺锁，将光引擎固设于前壳体内，从而进一步获致简化装配工艺、方便拆卸维修及强化灯具结构的整体性的功效。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种发光二极管灯具，包括：
一灯壳，该灯壳为一中空的壳体；
一光学部，设于该灯壳内并位于灯壳的前端，该光学部包括至少一发光二极管光源及一出光通道，用以提供所需的照明亮度与发光特性及对发光二极管光源保护；
一电气部，设于灯壳内并位于灯壳的后端，该电气部包括一电路板，用以提供发光二极管光源所需要的驱动电源与控制电路及电源管理；以及
一散热部，设于灯壳内并位于光学部与电气部之间，包括：
一散热器，包括一实心体及分布于该实心体上的若干鳍片，该实心体朝向光学部一端具有一吸热面，发光二极管光源设于该吸热面上并与该吸热面紧密热接触；
一风扇，设于散热器靠近电气部的一端；及
一筒状的导风罩，罩设于该散热器与风扇的***以导引进出灯壳的气流，该导风罩包括一环形的基部及由该基部的周缘沿轴向延伸的若干翼片，相邻两翼片之间形成一气流通道，所述灯壳的壁面对应翼片的两端分别设有进风窗与排风窗，风扇运行时自进风窗引入冷却空气至灯壳内，由风扇所产生的气流吹向散热器并由排风窗排出灯壳外以将发光二极管光源所产生的热量散发。
2.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于：该灯壳包括一前壳体与一后壳体，光学部与散热部设于前壳体内，电气部设于后壳体内。
3.如权利要求2所述的发光二极管灯具，其特征在于：该前壳体呈筒状并于周围壁面环设有若干气孔，所述气孔包括靠近光学部的第一组气孔与靠近电气部的第二组气孔，该第一组气孔与第二组气孔之间通过一环形的中隔板分隔，该前壳体上设有若干沿轴向延伸的间隔板，每一间隔板将第一组气孔与第二组气孔的相邻两气孔分隔，当风扇朝向散热器吹风时，该第一组气孔与第二组气孔分别作为排风窗与进风窗。
4.如权利要求3所述的发光二极管灯具，其特征在于：部分间隔板的内表面设有沿前壳体轴向延伸的凸筋，该导风罩的外周缘对应前壳体的凸筋相应地设有沿轴向延伸的长凹槽以***述凸筋。
5.如权利要求3所述的发光二极管灯具，其特征在于：该导风罩的外周缘设有至少一沿轴向延伸的汇线槽，所述汇线槽对应前壳体的间隔板设置，由所述间隔板与汇线槽合围形成一汇线通道，该汇线槽对应风扇的位置设有第一汇线孔以将风扇的电线引入汇线通道，该散热部还包括设于风扇与电路板之间的一底板，该底板上对应汇线通道设有一第二汇线孔，与发光二极管及风扇相连的电线沿汇线通道铺设并经第二汇线孔引入电气部以与电路板连接。
6.如权利要求5所述的发光二极管灯具，其特征在于：该底板朝向电气部的一侧凹设有一收容电线的汇线区。
7.如权利要求2所述的发光二极管灯具，其特征在于：该散热部还包括设于风扇与电路板之间的一底板，该底板将散热部与电气部相隔离，该后壳体于远离前壳体的一端的壁面上设有若干开口。
8.如权利要求7所述的发光二极管灯具，其特征在于：该散热部还包括一设有穿孔的定位板，该定位板设于散热器的吸热面并套设于发光二极管光源的周缘。
9.如权利要求8所述的发光二极管灯具，其特征在于：该底板朝向风扇的一侧于周缘设有一环形的凹槽，导风罩靠近电气部的一端收容于该底板的凹槽内。
10.如权利要求8所述的发光二极管灯具，其特征在于：还包括若干螺杆，该定位板、散热器、风扇及底板通过所述螺杆结合为一体。
11.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其特征在于：该定位板及散热器于周缘分别设有相对应的通孔，该风扇包括一支架，该支架的外端对应定位板及散热器的通孔设有固定孔，该底板朝向散热器的一侧对应螺杆沉设有螺帽，所述螺杆依次穿过定位板及散热器上的通孔、风扇的支架上的固定孔后与底板所设螺帽锁合。
12.如权利要求2所述的发光二极管灯具，其特征在于：该出光通道包括一光杯、设于该光杯外侧的一卡环及设于该光杯与卡环之间的一导光罩，该光杯罩设于发光二极管光源的外缘并具有由发光二极管光源向外扩散的一锥形反射面，所述光杯及导光罩通过卡环与前壳体锁合而固定。
13.如权利要求12所述的发光二极管灯具，其特征在于：该前壳体靠近光学部的一端于内表面沿径向凸设有一凸环，光杯远离发光二极管光源的一端的周缘设有一环状的凸台以供光杯支撑及定位于前壳体的凸环上。
14.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于：翼片间的气流通道的导引方向与风扇的旋转方向相同。
15.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于：散热器的鳍片是由实心体靠近电气部的一端面沿轴向朝向电气部延伸形成。
16.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于：散热器的鳍片是由实心体的周面沿径向向外延伸形成。
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