CN102159872A - 球状led灯和用于生产球状led灯的方法 - Google Patents

球状led灯和用于生产球状led灯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制作球状LED灯(10)的方法，该球状LED灯(10)具有透明球体(14)和用于连接到灯插座的基底(12)。通过在将基底(12)***球体(14)的颈状部分(16)中之前将基底(12)缠绕在密封带类型或类似的膨胀泡沫带(38)中，可以获得基底(12)在球颈(16)中的自动对准。另外，可以在围绕基底(12)缠绕带(38)之前围绕带(38)缠绕软金属条(36)。带(38)用作可膨胀垫，其将金属条(36)向基底(12)和球体(14)按压。由此，可以获得球体(14)与基底(12)之间的改善的热传递。

Description

球状LED灯和用于生产球状LED灯的方法
技术领域
本发明涉及一种球状LED灯，包括透明球体以及用于从灯插座接收电功率的基底，该基底至少部分地位于该球体的颈状部分内并且包括一个或多个LED。本发明进一步涉及一种用于制作球状LED灯的方法。
背景技术
球状LED灯是如下灯，其具有白炽灯泡的一般形状和功能，具有用于连接到灯插座的基底以及透光的透明球体，但其光是从球体内的发光二极管LED而不是从白炽钨丝发射的。
十分需要生产球状LED灯的高效方法。
US 2006/0050514A1公开了一种球状LED灯，但没有给出关于如何高效地制作该球状LED灯的细节。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于生产球状LED灯的改进方法，该球状LED灯具有透明球体和用于从灯插座接收电功率的基底。这一目标通过如下方法来实现，该方法包括以下步骤：
a)提供在颈状部分中具有开口的透明球体，以及包括至少一个LED的基底；
b)向所述基底或向球体的颈状部分的内表面施加膨胀泡沫构件；
c)将所述基底***球体中；以及
d)使膨胀泡沫条构件膨胀，直到其按压所述基底和球体的颈状部分的内表面为止。
在本发明上下文中的词语“透明”应当宽泛地解释，含义为一般地对光辐射透明，例如该球体可以是清澈的、有色的、漫射的、磨砂的、散射的或者不透明的。
在优选实施例中，膨胀泡沫构件可以包括一个或多个膨胀泡沫条。膨胀泡沫构件的使用有助于将基底居中于球体的颈状部分中并且将其固定到球体。由于泡沫构件的膨胀性，并非必须具有基底在颈状部分中的完美装配，或者并非必须将颈状部分与基底熔接或将其收缩到散热器上。
优选地，膨胀泡沫构件具有大于0.3W/(m*K)的导热率k，因为从基底到球体的增加的热传递增加LED的效率。增加的热传递还使得可以在球状LED灯中使用额定功率更高的LED。
在一个实施例中，膨胀泡沫构件包括粘性膨胀泡沫带，其在至少一侧上具有粘性层。这便于球状LED灯的组装，并且增加所得到的球状LED灯的机械强度。
在一个实施例中，在步骤b)之前围绕膨胀泡沫构件缠绕可变形金属条。这更进一步增强从基底到透明球体的热传递。优选地，金属条由铝制成并且具有10-50μm的厚度。
在一个实施例中，基底进一步包括LED驱动器、用于LED的第一散热器以及用于LED驱动器的第二散热器。另外，膨胀泡沫构件包括第一膨胀泡沫件和第二膨胀泡沫件，并且在步骤d)中，使膨胀泡沫构件膨胀，直到所述第一膨胀泡沫件按压所述第一散热器和球体的颈状部分的内表面的第一部分并且所述第二膨胀泡沫件按压所述第二散热器和球体的颈状部分的内表面的第二部分为止。通过使分立的泡沫件连接到分立的散热器，便于LED和LED驱动器在不同温度下的操作，同时仍然维持来自LED以及LED驱动器的充分热传递。
在一个实施例中，在步骤d)中，向膨胀泡沫构件施加热量以便加速膨胀泡沫构件的膨胀。
优选地，膨胀泡沫构件具有至少为因子3的膨胀率。膨胀泡沫构件的膨胀率被定义为当在自由空间中无障碍地膨胀时膨胀泡沫构件以多大的量增加其厚度。例如，膨胀泡沫带的为因子5的膨胀率意味着该带在膨胀之后具有为其原始压缩状态下的厚度的5倍的厚度。高膨胀率是所希望的，因为其将放宽对球体、基底和对准过程的几何容限要求。
根据本发明的另一方面，提供一种球状LED灯，包括透明球体以及用于从灯插座接收电功率的基底，该基底至少部分地位于球体的颈状部分内并且包括LED，其中该球状LED灯进一步包括基底与球体的颈状部分之间的聚合物泡沫构件。
优选地，泡沫构件具有大于0.3W/(m*K)的导热率k。于是，该球体将充当冷却凸缘，并且将热量从基底向周围传输。
在一个实施例中，该球状LED灯包括围绕泡沫构件的金属条，该泡沫构件将所述金属条按压在基底和球体的颈状部分上。其目的在于改善从基底到球体的热传递。
在一个实施例中，基底进一步包括LED驱动器、用于LED的第一散热器以及用于LED驱动器的第二散热器，所述第一和第二散热器至少部分地位于球体的颈状部分内；并且该泡沫构件包括在所述第一散热器与球体的颈状部分之间的第一泡沫件和在所述第二散热器与球体的颈状部分之间的第二泡沫件。
附图说明
现在将参考示出本发明的当前优选实施例的附图来更详细地描述本发明的这一方面和其他方面。
图1是球状LED灯的透视图中的示意性分解视图。
图2是图示出用于生产球状LED灯的方法的流程图。
图3是球状LED灯的截面视图。
图4A和图4B是球状LED灯的替代性实施例的细节的一部分为截面的透视图。
图5是球状LED灯的又一替代性实施例的细节的截面视图。
图6A至图6C是图示出球状LED灯的又一实施例的组装的示意图。
具体实施方式
LED通常比白炽灯更高效。然而，当今广泛使用的电压源和灯插座适合于白炽灯；消费者受制于其习惯性思维，即灯泡的外观一般应当如何；并且很多生产设施适合于生产白炽灯泡。理想地，球状LED灯应当在白炽灯泡生产线上生产，其中仅进行少量改动。另外，产品应当看起来像白炽灯泡并且能够像白炽灯泡那样使用。同时，在灯的球体内使用LED而不是钨丝增加了对来自球体内的高效热传递的需要，并且减小了在生产期间灯能够暴露于的最高温度。作为示例，白炽灯的玻璃球体通常在高到足以熔化玻璃的温度下被熔接到基底，而暴露于这种温度可能损坏LED。
图1是在使用本发明方法进行组装之前球状LED灯10的示例性实施例的分解视图。该球状LED灯包括基底12和球体14。球体14具有颈状部分16，颈状部分16具有内径为d1的开口，d1大于基底12的直径d2。
基底包括LED驱动器24(图3)和LED 30，LED驱动器24热连接到LED驱动器散热器26，并且LED 30安装在LED散热器32上。用于向LED驱动器24供给电功率的两根引线33从基底12延伸。插座连接器27配备有两个插座接触28、29，LED驱动器功率引线33将会电连接到这两个插座接触28、29。两个散热器26、32由热隔离体层20隔开。LED 30布置为经由基底内的电引线(未示出)从LED驱动器24接收驱动电流。
图2是图示出用于组装例如图1的分解视图中示出的类型的球状LED灯的方法的流程图。
在步骤50中，提供在颈状部分16中具有开口的透明球体14以及包括至少一个LED 30的基底12。在步骤52中，向基底12或向透明球体14的颈状部分16的内表面施加膨胀泡沫构件。在优选实施例中，该膨胀泡沫构件可以具有条的形状。在一个特定实施例中，该膨胀泡沫构件包括膨胀泡沫带；这种膨胀泡沫带在建筑施工行业中用于密封例如混凝土地面中的缝隙，并且有时称为“密封带”(Compriband)。在一个实施例中，该带可以在至少一侧上配备有粘性层。
在步骤54中，将基底12***球体14中。
在步骤56中，使膨胀泡沫构件膨胀，直到其桥接基底12与球体14之间的缝隙，从而将基底12与球体14互连为止。可以通过将泡沫构件加热至约120℃达大约1小时来加速泡沫构件的膨胀。优选地，膨胀泡沫构件的膨胀率为至少因子3，即如果允许无障碍的膨胀，则通过该膨胀，该泡沫构件以因子3增加其厚度。更优选地，该膨胀泡沫构件具有大于因子5的膨胀率。典型的“密封带”的膨胀率一般为因子10的量级。
在最后的步骤(其是可选的并且在流程图中未示出)中，可以以本领域技术人员公知的方式附接插座连接器27并使插座连接器27电连接到基底12。
图3是在组装之后图1的球状LED灯10的截面视图。球状LED灯10可能已经使用参考图2而描述的方法进行了组装。基底12与球体14的颈状部分16之间的缝隙利用泡沫38来填充。优选地，泡沫38具有大于0.3W/(m*K)并且更优选地大于3W/(m*K)的导热率k，以便增加从散热器32到球体14的热传递。由LED驱动器24生成并由LED驱动器散热器26传输的大部分热量经由灯插座18来散掉。
根据上面参考图2而描述的方法，图3的球状LED灯10可以使用膨胀泡沫条构件来生产，该膨胀泡沫条构件包括例如膨胀泡沫带。图3的球状LED灯10可以替代性地通过在已经将基底12连同散热器32定位在颈16内之后将泡沫注入散热器32与颈状部分16之间的缝隙中来生产。该泡沫例如可以是聚合物或塑料泡沫，优选地具有导热填充物或添加剂，诸如金属粉末、石墨、氮化硼、氮化硅、氮化铝、氮化钛、氧化铝、氧化铍、氧化锆、碳化硅、碳化硼、氢氧化镁、氧化镁、氢氧化铝或者其组合。
图4A至图4B图示出参考图2而描述的方法的替代性实施例，其中，在步骤52之前，将围绕一条膨胀泡沫带38而折叠、环绕或缠绕薄的、可变形的良好导热体(例如铝、铜或某种其他软金属)条或薄片36。图4A示出了在带38膨胀之前球状LED灯10的细节，而图4B示出了膨胀之后球状LED灯10的细节。图4A的条36围绕带38而折叠以留出间隙40，以便使得泡沫带38在步骤56中可以充分膨胀。在膨胀之后，导热条36与球体14的颈状部分16和散热器32两者接触，从而允许从散热器32到球体14的更好的热量流动。
图5图示出从上面参考图2而描述的方法的另一实施例得到的球状LED灯10的细节，其中膨胀泡沫条构件包括第一条膨胀泡沫带38和第二条膨胀泡沫带38’。在步骤52之前，围绕这两条膨胀泡沫带缠绕可变形铝条36、36’。然后，在步骤52中，围绕LED散热器32缠绕所述第一条膨胀泡沫带38，并且围绕LED驱动器散热器26缠绕所述第二条膨胀泡沫带38’。将基底***球体中，并且在步骤56中，创建从相应散热器26、32到球体14的两条分立的热通道。使用这一方法，可以从两个不同的散热器26、32向球体14的壁的两个不同位置传输热量，从而减小对从LED驱动器散热器26经由灯插座移除热量的需要。一个单独的膨胀泡沫条还可以结合或不结合可变形金属条而用于从散热器26、32两者向球体14传输热量。
图6A至图6C示意性地图示出球状LED灯的又一实施例以及用于制作该球状LED灯的方法。图6A示出了通过将玻璃芯柱31附接到LED单元来形成基底12，该LED单元包括LED驱动器、LED 30、散热器32以及一条膨胀泡沫带38。该玻璃芯柱包括用于将LED驱动器与插座连接器互连的导线33。
图6B示出了玻璃球体14如何借助于气体燃烧器而熔接到芯柱31。
在图6C中，已经将芯柱31的下面部分掐掉。另外，已经如上文更详细描述的那样使膨胀泡沫带38膨胀。图6C示出了如何将插座连接器27附接到球状LED灯，以及如何将导线33弯曲并焊接或焊合到插座连接器27。
优选地但并非必须地，在使膨胀泡沫带38膨胀之前执行芯柱31与球体14的熔接。以这种方式，减少了熔接期间从玻璃球体14到LED 30的热传递，从而减小了损坏LED的风险。
总之，本发明涉及一种用于制作球状LED灯的方法，该球状LED灯包括透明球体以及用于连接到灯插座的基底。通过在将基底***球体的颈状部分中之前将基底缠绕在密封带(Compriband)类型或类似的膨胀泡沫带中，可以获得基底在球颈中的自动对准。另外，可以在围绕基底缠绕该带之前围绕该带缠绕软金属条。该带用作可膨胀垫，其将金属向基底和球体按压。由此，可以获得球体与基底之间的改善的热传递。
本领域技术人员能够意识到，本发明绝不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，很多修改和变型是可能的。例如，上面详细描述的生产方法并不限于使用膨胀泡沫带。由膨胀泡沫制成的其他形式的条、带、绳、O型圈、密封环等，可以被使用并且由所附权利要求所涵盖。另外，上面详细描述的球状LED灯可以使用上面详细描述的方法之外的其他方法来生产；例如通过将泡沫注入球体与基底之间的缝隙。并且，尽管在上面详细描述的实施例中，所示灯的基底包括LED驱动器，但该LED驱动器同样可以位于球状LED灯之外并且经由灯插座向LED递送驱动电流。插座连接器可以是常见的螺旋式，如E14、E26或E27，或者卡扣装配或另一类型。
可以有利地对在以上描述中的分立实施例中公开的特征进行组合。
本公开中对不定冠词“一”或“一个”的使用并不排除复数。权利要求中的任何参考标号不应当解释为对范围的限制。

Claims (11)

1.一种用于制作球状LED灯(10)的方法，所述球状LED灯(10)具有透明球体(14)和用于从灯插座(18)接收电功率的基底(12)，所述方法包括：
a)提供在颈状部分(16)中具有开口的透明球体(14)，以及包括至少一个LED(30)的基底(12)；并且所述方法的特征在于
b)向所述基底(12)或向所述球体(14)的所述颈状部分(16)的内表面施加膨胀泡沫构件(38，38’)；
c)将所述基底(12)的一部分***所述球体(14)中；以及
d)使所述膨胀泡沫构件(38，38’)膨胀，直到其按压所述基底(12)和所述球体(14)的所述颈状部分(16)的所述内表面为止。
2.根据权利要求1的方法，其中在步骤b)之前围绕所述膨胀泡沫构件(38，38’)缠绕可变形金属条(36，36’)。
3.根据前述权利要求中任一项的方法，其中
所述基底(12)进一步包括LED驱动器(24)、用于所述LED(30)的第一散热器(32)以及用于所述LED驱动器(24)的第二散热器(26)；
所述膨胀泡沫构件(38，38’)包括第一膨胀泡沫件(38)和第二膨胀泡沫件(38’)；并且
在步骤d)中，使所述膨胀泡沫构件(38，38’)膨胀，直到所述第一膨胀泡沫件(38)按压所述第一散热器(32)和所述球体(14)的所述颈状部分(16)的所述内表面并且所述第二膨胀泡沫件(38’)按压所述第二散热器(26)和所述球体(14)的所述颈状部分(16)的所述内表面为止。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述膨胀泡沫构件(38，38’)包括粘性膨胀泡沫带，其在至少一侧上具有粘性层。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，在步骤d)中，向所述膨胀泡沫构件(38，38’)施加热量以便加速其膨胀。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述膨胀泡沫构件(38，38’)具有大于0.3W/(m*K)的导热率k。
7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述膨胀泡沫构件(38，38’)具有至少为因子3的膨胀率。
8.一种球状LED灯，包括透明球体(14)以及用于从灯插座(18)接收电功率的基底(12)，所述基底(12)至少部分地位于所述球体(14)的颈状部分(16)内并且包括LED(30)，所述球状LED灯的特征在于所述基底(12)与所述球体(14)的所述颈状部分(16)之间的聚合物泡沫构件(38，38’)。
9.根据权利要求8的球状LED灯，进一步包括围绕所述泡沫构件(38，38’)的金属条(36，36’)，所述泡沫构件(38，38’)将所述金属条(36，36’)按压在所述基底(12)和所述球体(14)的所述颈状部分(16)上。
10.根据权利要求8或9中任一项的球状LED灯，其中
所述基底(12)进一步包括LED驱动器(24)、用于所述LED(30)的第一散热器(32)以及用于所述LED驱动器(24)的第二散热器(26)，所述第一和第二散热器(26，32)至少部分地位于所述球体(14)的颈状部分(16)内；并且
所述泡沫构件(38，38’)包括在所述第一散热器(32)与所述球体(14)的所述颈状部分(16)之间的第一泡沫件(38)和在所述第二散热器(26)与所述球体(14)的所述颈状部分(16)之间的第二泡沫件(38’)。
11.根据权利要求8-10中任一项的球状LED灯，其中所述泡沫构件(38，38)具有大于0.3W/(m*K)的导热率k。
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