CN102168817A - 灯泡型灯以及照明器具 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种灯泡型灯以及照明器具，灯泡型灯具备发光模块、基体、绝缘材料、螺丝、绝缘体、灯头以及点灯电路。发光模块具有在金属制的基板的一面安装着半导体发光元件的发光部。基体为金属制，且在基体的一端侧配置发光模块。绝缘材料介在于发光模块的基板与基体之间。螺丝将发光模块的基板固定于基体。绝缘体介在于螺丝与发光模块的基板之间。灯头设在基体的另一端侧。点灯电路收纳于基体内。

Description

灯泡型灯以及照明器具
技术领域
本发明的实施方式涉及一种使用半导体发光元件来作为光源的灯泡型灯(lamp)以及使用该灯泡型荧光灯的照明器具。
背景技术
先前，在使用发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)组件来作为半导体发光组件的灯泡型灯中，在金属制的基体的一端侧安装着具有LED组件的发光模块(module)，并且覆盖该发光模块而安装灯罩(globe)，并在基体的另一端侧安装灯头，且在基体内收纳有点灯电路。
发光模块是将多个LED元件直接安装于基板上的板上芯片(Chip OnBoard，COB)模块，当使用向基体的导热性好的金属制的基板时，以下述方式构成。在基板的一面形成绝缘层，在该绝缘层上形成配线图案(pattern)，并且通过粘接剂来安装多个LED元件，通过引线接合(wirebonding)来将这些LED元件与配线图案电性连接，并用混入有荧光体的密封树脂来覆盖多个LED元件整体。
而且，为了使从发光模块的基板向基体的导热性变得良好，利用螺丝将基板紧固地固定于基体，以使基板密接于基体。
然而，在COB模块方式的发光模块中，作为LED元件对基板的安装方法，是在基板的一面形成绝缘层，并在该绝缘层上利用粘接剂来安装多个LED元件，但是为了提高从LED元件向基板的导热性以及简化发光模块的制造工序以廉价地构成发光模块，可考虑省略绝缘层的形成，而在金属制的基板的一面利用粘接剂来安装多个LED元件。
此安装方法的情况下，基板将与基体电性接触，并且将基板固定于基体的金属制的螺丝将与基板和基体电性接触，但在通常的使用状况下，基板与LED元件或引线接合的引线之间的绝缘距离得以确保而无问题。但是，例如在点灯电路的异常发生等时，有高电压施加于LED元件或引线接合的引线且在与基板之间引起放电的情况下，漏电有可能会流经基板以及螺丝，且漏电会从该基板以及螺丝而流至露出于外部的基体。
由此可见，上述现有的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，而一般产品照明器具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
本发明的目的在于提供一种即使在基板上流动有漏电的异常发生时，也能够确实地防止漏电流至基体的灯泡型灯以及使用该灯泡型灯的照明器具，非常适于实用。
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型灯，其包括：发光模块，具有在金属制的基板的一面安装着半导体发光元件的发光部；金属制的基体，在一端侧配置着发光模块；绝缘材料，介在于所述发光模块的基板与所述基体之间；螺丝，将所述发光模块的基板固定于所述基体；绝缘体，介在于所述螺丝与所述发光模块的基板之间；灯头，设在所述基体的另一端侧；以及点灯电路，收纳于所述基体内。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的灯泡型灯，其中所述的灯罩，覆盖所述发光模块而安装于所述基体的一端侧，且在所述绝缘体上，设有包围所述基板的发光部的周围的壁部。
前述的灯泡型灯，其中所述的在所述绝缘体上，设有与所述基板的发光部的周围相向并使来自所述发光部的光受到反射的反射部。
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，其包括：器具本体；以及灯泡型灯，安装于所述器具本体。
借由上述技术方案，本发明灯泡型灯以及照明器具至少具有下列优点及有益效果：提供一种即使在基板上流动有漏电的异常发生时，也能够确实地防止漏电流至基体的灯泡型灯以及使用该灯泡型灯的照明器具。
综上所述，本发明灯泡型灯以及照明器具，灯泡型灯具备发光模块、基体、绝缘材料、螺丝、绝缘体、灯头以及点灯电路。发光模块具有在金属制的基板的一面安装着半导体发光元件的发光部。基体为金属制，且在基体的一端侧配置发光模块。绝缘材料介在于发光模块的基板与基体之间。螺丝将发光模块的基板固定于基体。绝缘体介在于螺丝与发光模块的基板之间。灯头设在基体的另一端侧。点灯电路收纳于基体内。本发明在技术上有显着的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
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它目的、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。
附图说明
图1是表示灯泡型灯以及照明器具第1实施方式的灯泡型灯的分解立体图。
图2是所述灯泡型灯的剖面图。
图3是所述灯泡型灯的侧面图。
图4是所述灯泡型灯的基体以及发光模块的端面图。
图5是所述灯泡型灯的发光模块的一部分的剖面图。
图6是使用所述灯泡型灯的照明器具的剖面图。
图7是表示灯泡型灯以及照明器具第2实施方式的灯泡型灯的剖面图。
11：灯泡型灯                12：基体
13：发光模块单元            14：盖
15：灯头                    16：灯罩
17：点灯电路                21：主体部
22：散热片                  23：安装面
24：定位突起                25、27：安装孔
26：配线孔                  28：孔部
29：槽部                    30：灯罩安装部
31：卡止槽                  32：止转槽
41：发光模块                42：螺丝
43：绝缘片材                44：绝缘环
47：基板                    48：发光部
49：LED芯片                 50：粘接剂
51：引线                    52：密封树脂
53：发光面                  54：连接器
55、63、71、78：插通孔      58：头部
59：螺丝轴部                60：垫圈
65：环本体                  66：开口部
67：壁部                    68：切口部
69：螺丝卡合部              70：凹部
72：定位突部                75：凸缘部
76：螺合部                  77：配线孔
79：基板安装槽              81：外壳
82：绝缘部             83：金属眼
85：嵌合部             86：止转突起
87：卡止爪             89：电路基板
90：连接器             91：导线
100：照明器具          101：器具本体
102：灯座              103：反射体
111：反射部            112：反射面
a：虚线
具体实施方式
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型灯以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。
本实施方式的灯泡型灯具备发光模块、基体、绝缘材料、螺丝、绝缘体、灯头以及点灯电路。发光模块具有在金属制的基板的一面安装着半导体发光元件的发光部。基体为金属制，且在基体的一端侧配置发光模块。绝缘材料介在于发光模块的基板与基体之间。螺丝将发光模块的基板固定于基体。绝缘体介在于螺丝与发光模块的基板之间。灯头设在基体的另一端侧。点灯电路收纳于基体内。
发光模块的基板例如也可以为铝等的金属制，此时，也可以不在安装半导体发光元件的一面上形成绝缘层。半导体发光元件例如包括LED元件或电致发光(Electroluminescence，EL)元件等。例如当半导体发光元件为LED元件时，发光模块既可以是将多个LED元件直接安装于基板上的COB(Chip On Board)模块，也可以是将表面安装元件(SurfaceMount Device，SMD)型的封装(package)安装于基板上的模块。
基体例如为铝等的金属制，也可以在外周面设置用于提高散热性的散热片(fin)。
绝缘材料例如优选硅酮(silicone)树脂或硅酮橡胶(silicone rubber)等的具有绝缘性、导热性以及弹性的片材(sheet)，但并不限定于此。在片材的情况下，可借助其弹性来提高基板与基体的密接性。
螺丝例如为金属制，具有头部以及形成有螺纹的螺丝轴部，可使用1个或多个。
绝缘体例如为具有绝缘性的合成树脂制，只要至少在螺丝的卡合部分以介在于螺丝与基板之间的方式而设即可，而且，当螺丝为多个时，也可以通过一体地形成多个卡合部分而由一个零件构成。
灯头例如包括E26型或E17型等的可连接于普通照明灯泡用灯座(socket)的灯头。
点灯电路例如具有输出恒电流的直流电力的电源电路，将连接于该电源电路的输出侧的配线穿过基体内而引出至一端侧，并将配线前端的连接器(connector)连接于基板上配置的连接器，由此可对半导体发光元件进行电力供给。点灯电路被收纳于基体内，但点灯电路的一部分也可以被收纳于灯头内。
其次，参照图1至图6来说明第1实施方式。
图1至图6表示第1实施方式。在图1至图4中，灯泡型灯11具备：金属制的基体12；安装于该基体12的一端侧(灯泡型灯11的灯轴的一端侧)的发光模块单元(unit)13；安装于基体12的另一端侧且具有绝缘性的盖(cover)14；安装于该盖14的另一端侧的灯头15；覆盖发光模块单元13而安装于基体12的一端侧且具有透光性的灯罩(globe)16；以及在基体12与灯头15之间收纳于盖14的内侧的点灯电路17。
首先，基体12是由导热性优异的例如铝等金属材料而一体形成，在中央区域形成有朝向另一端侧开口的主体部21，在该主体部21的周围，呈放射状地突出形成有沿着灯轴方向的多个散热片22。散热片22是以径向的突出量从基体12的另一端侧朝向一端侧逐渐变大的方式而倾斜地形成，在与灯罩16组合时近似于灯泡形的形状。
在基体12的一端侧的面上，形成着安装发光模块单元13的平面状的安装面23。在该安装面23上，形成着用于对发光模块单元13的后述的绝缘片材(sheet)进行定位的多个定位突起24、用于螺固发光模块单元13的多个安装孔25、以及用于使电性连接点灯电路17与发光模块单元13的连接器或导线穿过的配线孔26。进而，在基体12上，贯穿形成着用于从盖14的内侧来螺固主体部21内所配置的该盖14的安装孔27。
在基体12的一端侧，在稍许偏离灯轴中心的位置，沿着灯轴方向而形成着连通基体12的安装面23与另一端侧即主体部21的内侧的孔部28，在基体12的安装面23上，从孔部28朝向基体12的周边区域而连通形成有槽部29。通过这些孔部28以及槽部29，形成用于使电性连接点灯电路17与发光模块单元13侧的连接器或导线穿过的配线孔26。
在基体12的一端侧的周边区域，突出形成着用来安装灯罩16的环状的灯罩安装部30。在该灯罩安装部30的内周部，在靠近远离灯罩安装部30前端的安装面23的位置上，遍及整周而形成着卡止槽31，进而，在灯罩安装部30的周方向的多处即例如在周方向上成为等间隔的4处，沿着灯轴方向而形成着止转槽32。
其次，发光模块单元13具备发光模块41、将发光模块41固定于基体12的多个螺丝42、介在于发光模块41与基体12之间的作为绝缘材料的绝缘片材43、以及配置于发光模块41上且介在于螺丝42与发光模块41之间的作为绝缘体的绝缘环(collar)44。
发光模块41具有例如由铝等的金属材料所形成的长方形状的基板47、以及形成于该基板47的一端侧的一面即安装面的中央区域的圆形的发光部48。
发光部48如图5所示，使用在基板47的金属面上安装有多个作为半导体发光元件的LED元件即LED芯片(chip)49的COB(Chip On Board)方式。即，在基板47的金属面上，与呈矩阵(matrix)状排列而安装的多个LED芯片49的各安装位置对应地，空开规定的间隔来涂布硅酮树脂等的粘接剂50，以按压于所述各粘接剂50的方式来粘接固定各LED芯片49，相邻的LED芯片49利用引线接合处理的引线51而串联地电性连接，且利用混入有荧光体的例如硅酮树脂等的透明树脂即密封树脂52来覆盖并密封多个LED芯片49整体。
对于LED芯片49使用例如发出蓝色光的LED芯片，在密封树脂中混入有受到来自LED芯片49的蓝色光的一部分激发而放射出黄色光的荧光体。因此，由LED芯片49以及密封树脂52等构成发光部48，该发光部48的表面即密封树脂52的表面成为发光面53，从该发光面53放射出白色系的照明光。
在基板47的安装面上，相对于基板47以绝缘状态而形成未图示的配线图案，在该配线图案上，连接着串联连接多个LED芯片49的引线51的各端部，并且连接着安装于基板47上的1个角部的连接器54。
在基板47的角部中的未安装连接器54的位于对角线上的2处角部，形成着螺丝42所插通的插通孔55。这些插通孔55形成在与基体12的各安装孔25成同轴的位置，利用比螺丝42大的直径来确保插通于插通孔55的中心的螺丝42与基板12的绝缘距离。
而且，螺丝42为金属制，且具有头部58以及形成有螺纹的螺丝轴部59。在将发光模块41固定于基体12时，使用插通于螺丝轴部59的垫圈(washer)60。
而且，绝缘片材43例如为硅酮树脂或硅酮橡胶等的具有绝缘性、导热性以及弹性的薄的片材，在与基体12的各安装孔25以及基板47的各插通孔55成同轴的位置，形成着螺丝42的螺丝轴部59所插通的插通孔63。
而且，绝缘环44例如为PBT树脂等的具有绝缘性的合成树脂制，具有形成为基板47的外形范围内的大小且粘附于基板47上的环本体65。在环本体65的中央区域，形成着露出发光部48的圆形的开口部66，并且在该开口部66的周围，形成着配置于发光部48上的周边区域的环状的壁部67。
如图2所示，壁部67从基板47的高度尺寸被设定成，连接发光部48的端部与位于相反侧的壁部67的上端的虚线a不会落在连接器54或螺丝42的头部58上，以能够防止配置于基板47上的连接器54或螺丝42的头部58的影子映在灯罩16上。另外，虽然在图2中看到虚线a落在连接器54上，但这只是因为剖面的方向关系而看到这种情况，在穿过连接器54的位置而形成的剖面上，虚线a并未落在连接器54上。
在环本体65的四角中的位于一条对角线上的角部，形成着用于避免与连接器54的干涉的切口部68，而在位于另一对角线上的角部，形成着螺丝42所卡合的螺丝卡合部69。
在螺丝卡合部69的一面侧，形成着螺丝42的头部58以及垫圈60所卡合并收容的凹部70，且形成着螺丝42的螺丝轴部59所插通的插通孔71。在螺丝卡合部69的另一面侧，形成着嵌入至基板47的插通孔55的定位突部72。这些螺丝卡合部69的凹部70、插通孔71以及定位突部72是形成在与基体12的各安装孔25、基板47的各插通孔55以及绝缘片材43的插通孔63成同轴的位置处。
而且，盖14例如是由PBT树脂等的绝缘材料而形成为朝向另一端侧开口的圆筒状。在盖14的另一端侧的外周部，形成着介在于基体12与灯头15之间并使彼此之间绝缘的环状的凸缘部75，从该凸缘部75起形成着具有用于在另一端侧螺合且安装灯头15的螺纹的螺合部76。在盖14的一端侧的面上，与基体12的配线孔26的孔部28同轴连通地形成着用于使连接器或导线穿过的配线孔77，并且与基体12的安装孔27同轴连通地形成着用于螺固的插通孔78。在盖14的内周面，在偏离(offset)盖14中心的位置处，沿着灯轴方向而形成着彼此相向的一对基板安装槽79。
而且，灯头15例如为E17型或E26型等的可连接于普通照明灯泡用灯座的灯头，且具有螺合固定于盖14的螺合部76的外壳(shell)81、设在该外壳81的另一端侧的绝缘部82、以及设在该绝缘部82顶部的金属眼(eyelet)83。
而且，灯罩16为具有光扩散性的合成树脂制或玻璃制等，且形成为半球面形状。灯罩16的另一端侧开口，在该开口缘部形成着嵌合于基体12的灯罩安装部30的内周侧的嵌合部85。在嵌合部85，形成着嵌入于灯罩安装部30的各止转槽32的多个止转突起86，并且形成着在将嵌合部85嵌合于灯罩安装部30时卡止于灯罩安装部30的卡止槽31的多个卡止爪87。
而且，点灯电路17是对发光模块41的LED芯片49供给恒电流的电路，具有安装着构成电路的多个电路元件的电路基板89，该电路基板89***于盖14的基板安装槽79而收纳于盖14内。在点灯电路17的输入侧，利用导线而电性连接着灯头15的外壳81以及金属眼83。在点灯电路17的输出侧，连接着前端具有连接器90的导线91，该连接器90以及导线91穿过盖14的配线孔77以及基体12的配线孔26而被引出至基体12的一端侧，连接器90连接于发光模块41的连接器54。另外，该连接器90的连接作业是在将发光模块41螺固于基体12之前进行。
并且，在组装灯泡型灯11时，首先，将盖14***于基体12的主体部21，且从盖14的内侧穿过插通孔78而螺固于基体12的安装孔27。继而，将点灯电路17的电路基板89***于盖14的内侧，并且将连接器90以及导线91穿过盖14的配线孔77以及基体12的配线孔26而引出至基体12的一端侧。然后，将灯头15螺合于盖14的螺合部76，通过粘接或填缝(caulking)来将灯头15固定于盖14。
接下来，将发光模块单元13安装于基体12。即，将绝缘片材43定位且配置于从基体12的安装面23突出的多个定位突起24间，将发光模块41的基板47配置于绝缘片材43上，使绝缘环44覆盖于基板47上，并且将各定位突部72嵌入且定位于基板47的插通孔55，将穿过垫圈60的各螺丝42的螺丝轴部59穿过绝缘环44的各凹部70以及插通孔71、基板47的插通孔55以及绝缘片材43的插通孔63而螺合于基体12的安装孔25，对螺丝42进行紧固，以将绝缘环44、发光模块41以及绝缘片材43固定于基体12。而且，从配线孔26的槽部29的端部自绝缘片材43以及基板47的缘部露出而开口的部分，预先将引出至基体12的一端侧的连接器90以及导线91予以引出，在发光模块单元13的安装后，将连接器90连接于发光模块41的连接器54。借此，发光模块41的基板47以经由绝缘片材43而与基体12的安装面23形成面接触并密接的状态得以安装，而且，发光模块41的发光部48的中心配置于灯轴的中心。另外，发光模块单元13向基体12的安装顺序并不限于此，也可以是其他安装顺序。
然后，在基体12的灯罩安装部30的内周涂布硅酮树脂或水泥等的粘接剂，将灯罩16的各止转突起86定位于灯罩安装部30的各止转槽32并将灯罩16粘附于基体12，由此将灯罩16的各卡止爪87卡止于灯罩安装部30的卡止槽31，从而使灯罩16嵌合固定于基体12。借此，灯罩16相对于基体12而得以止转并且止脱。如此，灯罩16相对于基体12的固定采用了嵌合卡止构造，因此当并用粘接剂时，与先前相比，能够削减粘接剂的使用量，或者即使不并用粘接剂也能将灯罩16确实地固定于基体12。
而且，图6表示使用灯泡型灯11的聚光(down light)灯即照明器具100，该照明器具100具有器具本体101，在该器具本体101内配设有灯座102以及反射体103。
这样，当对安装在照明器具100的灯座102上的灯泡型灯11进行通电时，点灯电路17工作，对发光模块41的多个LED芯片49供给点灯电力，多个LED芯片49发光，该光穿过灯罩16而得以扩散放射。
发光模块41的多个LED芯片49的点灯时所产生的热主要传导至基板47，并且从该基板47经由绝缘片材43而传导至基体12，并从具有多个散热片22的基体12的表面散发到空气中。
由于发光模块41并未另行介隔绝缘层，而是利用粘接剂50将LED芯片49直接安装在金属制的基板47上，因此能够效率良好地使LED芯片49的热传导至基板47。而且，虽然在基板47与基体12之间介隔着绝缘片材43，但由于能够从比发光部48宽的基板47的整个面经由绝缘片材43而热传导至基体12，因此能够确保高的导热性。
而且，假设点灯电路17发生异常，而有高电压施加于发光模块41的LED芯片49或引线51，从而在这些LED芯片49或引线51与基板47之间产生放电时，考虑漏电可能会流经基板47。此时，由于在基板47与基体12之间介隔着绝缘片材43，在用来将基板47固定于基体12的螺丝42与基板47之间介隔着绝缘环44，因此即使有漏电会流经基板47，也能够确实地防止漏电流至基体12。
而且，由于在绝缘环44上设有嵌合于基板47的插通孔55的定位突部72，因此可以通过组合该绝缘盖44与基板47来对彼此的位置关系进行定位，螺丝42必然会配置于基板47的插通孔55的中心，从而能够确实地确保螺丝42与基板47的绝缘距离。
而且，由于在绝缘环44上设有包围基板47的发光部48的周围的壁部67，因此可利用该壁部67来遮挡从发光部48朝向沿着基板47的一面的方向的光，从而防止基板47上配置的连接器54或螺丝42的影子映在灯罩16上，可将绝缘环44兼用作遮光体。进而，壁部67的内周面作为反射面来发挥功能，从而能够有效利用光并且能够实现配光控制。
其次，图7表示第2实施方式。
为了进一步提高绝缘环44的壁部67的内周面的反射面功能，在壁部67上，与基板47的发光部48的周围相向地形成有使来自发光部48的光受到反射的反射部111。该反射部111为圆筒状，且在与发光部48相向的内周面，形成有朝向一端侧扩开的反射面112。反射面112例如实施铝蒸镀等而确保高的反射率特性。
如此，由于在绝缘环44上，与基板47的发光部48的周围相向地设有使来自发光部48的光受到反射的反射部111，因此当适用于图6所示的聚光灯即照明器具100时，能够实现适合于该照明器具100的正下方向的配光有所增加的配光控制，可将绝缘环44兼用作反射体。
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结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，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。

Claims (4)

1.一种灯泡型灯，其特征在于其包括：
发光模块，具有在金属制的基板的一面安装着半导体发光元件的发光部；
金属制的基体，在一端侧配置着发光模块；
绝缘材料，介于所述发光模块的基板与所述基体之间；
螺丝，将所述发光模块的基板固定于所述基体；
绝缘体，介于所述螺丝与所述发光模块的基板之间；
灯头，设在所述基体的另一端侧；以及
点灯电路，收纳于所述基体内。
2.根据权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于其包括：
灯罩，覆盖所述发光模块而安装于所述基体的一端侧，且
在所述绝缘体上，设有包围所述基板的发光部的周围的壁部。
3.根据权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，
在所述绝缘体上，设有与所述基板的发光部的周围相向并使来自所述发光部的光受到反射的反射部。
4.一种照明器具，其特征在于其包括：
器具本体；以及
根据权利要求1所述的灯泡型灯，安装于所述器具本体。
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