JP3171377U - 発光ダイオード防爆灯 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオード光源と外カバー間の高速でなく不十分な熱伝達、及び照明の外カバー間の放熱効果不足等の技術的問題を解決させる発光ダイオード防爆灯を提供する。【解決手段】前カバー８と、前カバーに囲われる空間の中央に設けられる光源ベースと、前カバーと光源ベースの間に設けられると共に柵状を呈する放熱板８１を含み、電源と光源ベース中の発光部材は電気的に接続する。発光部材は、金属基板５１の正面に集積されて封入される発光ダイオードチップ５を含み、金属基板の後面と光源パッドは緊密に貼り合わされ、また接触面上には高性能の放熱グリスが塗布され、発光ダイオードチップの前方にはレンズ部材３が設けられる。【選択図】図１

Description

本考案は、防爆照明に関し、より詳しくは、発光ダイオード防爆灯に関する。

半導体材料と封入技術の進歩に伴い、高輝度発光ダイオードにとっては特に照明用ハイパワー白色発光ダイオードの発展が大きな技術背景として寄与した。発光ダイオードの光束と光取り出し効率を高め、その製造コストを削減させ、環境保護にも繋がるといった長所を有するため、これが社会で段々と受け入れられ、特に近年、発展が加速している。

発光ダイオード照明の構造は一般にランプハウス、光源（発光ダイオードモジュール）、レンズ、電源等の構成になっており、発光ダイオードチップの節点熱は照明の使用寿命に影響を与える主要な要素の一つであり、このため、発光ダイオード照明は一般的に熱伝導部材と放熱部材によりチップの熱を導出させて発散させる設計をとり、ハイパワー発光ダイオード照明、特に長時間連続点灯させるハイパワー発光ダイオード照明にとっては、熱伝導部材と放熱部材は特に重要である。このため、如何に熱伝導能力と放熱効果を高め、チップの節点の熱を下げ、照明の使用寿命を延ばすかが、現在ハイパワー発光ダイオード照明が乗り越えねばならない鍵となる技術となっている。

しかしながら、前述した従来の技術では、発光ダイオード光源と外カバー間が高速でなく熱伝導が不十分であり、照明の外カバー間の放熱効果も不足であるといった問題があった。

本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本考案は、発光ダイオード光源と外カバー間の高速でなく不十分な熱伝導、及び照明の外カバー間の放熱効果不足等の技術的問題を解決させる発光ダイオード防爆灯を提供することを主目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係る発光ダイオード防爆灯は、
前カバー8と、
前カバー8に囲われる空間の中央に設けられ発光部材の納置に用いられる光源ベースと、
前カバー8と光源ベースの間に複数設けられ、それは光源ベースを中心として放射状に分布され、また前カバー8の前後方向に沿って通気性のある放熱板81と、
前カバー8の後側に設けられて電源15を内設させ、電源15と発光部材は電気的に接続される電源ケース12を含み、
発光部材はさらに、
熱伝導率の高い金属基板51の正面に集積されて封入され、金属基板51の後面は熱伝導率の高い光源パッド6に緊密に貼り合わされ、また接触面上には高性能の放熱グリスが塗布され、それの前方にはレンズ部材が設けられる発光ダイオードチップ5を含むことを特徴とする。

また、本考案に係る発光ダイオード防爆灯は光源パッド6は第一ねじ7と第一バネワッシャー34により光源ベース上へ固定され、金属基板51は他の第一ねじ7と第一バネワッシャー34により光源パッド6上へ固定されることを特徴とする。

本考案に係る発光ダイオード防爆灯は、光源パッド6の厚さは１〜１０ｍｍ、直径は６０〜１００ｍｍであり、その上には複数の貫通孔が設けられ、金属基板51の厚さは１〜１０ｍｍであることを特徴とする。

本考案に係る発光ダイオード防爆灯は、光源パッド6の厚さは１〜５ｍｍ、金属基板51の厚さは１〜５ｍｍであることを特徴とする。

本考案に係る発光ダイオード防爆灯は、レンズ部材は、前から後ろへ順に設置されるレンズリング2、レンズ3及びレンズ防水リング4を含み、レンズ防水リング4は光源ベースに接触され、装飾リング1と光源ベースはねじ山により螺合され、レンズリング2、レンズ3、レンズ防水リング4を密着に密封させることを特徴とする。

本考案に係る発光ダイオード防爆灯は、レンズ部材は、前から後ろへ順に設置されるレンズリング2、レンズ3、レンズ防水リング4を含み、レンズ防水リング4は光源ベースに接触され、装飾リング1はレンズリング2、レンズ3、レンズ防水リング4を密着に密封させ、装飾リング1は第二バネワッシャー9と第二ねじ10により前カバー8上へ固定されることを特徴とする。

本考案に係る発光ダイオード防爆灯は、発光ダイオードチップ5は電源コード32により電源15へ電気的に接続され、電源コード32は絶縁ワニス（insulating varnished sleeving）33内に内装され、また電源コード32が電源ケース12、光源パッド6と発光ダイオードチップ5を貫通する際には密封されて引き出されることを特徴とする。

本考案によれば、発光ダイオードチップを熱伝導率の高い金属基板上に集積させて封入させ、単純に熱伝導率の高い光源パッドを増やす事で、内部の熱量の伝導をさらに円滑にさせて高効率化させ、同時に外カバー間の放射柵状の放熱板の設計を利用し、全ての前カバーの上下を通気させ、空気の対流を形成させ、内外を結合させて、放熱システムの優勢を遺憾なく利用させる。本考案では極僅かなコスト増でより有効的な放熱効果を得、照明の寿命を大幅に延ばす。

本考案の第１実施形態による防爆灯の前カバー部分の分解構造概略図である。 本考案の第１実施形態による防爆灯の電源ケース部分の分解構造概略図である。 本考案の第１実施形態による発光ダイオード光源の概略図である。 本考案の第１実施形態による光源パッドの平面図である。 本考案の第１実施形態による前カバーの正面図である。

以下に図面を参照して、本考案を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

本考案の実施形態に係る発光ダイオード防爆灯は図１、図２、及び図５によると、前カバー8を含み、前カバー8は図１、図５に示すような面取りされた矩形を採用しているが、例えば円形、六角形、八角形等他の適合する形状でもよく、前カバー8に囲われる空間の中央には発光部材の納置に用いられる光源ベースが設けられ、前カバー8と光源ベースの間には複数の放熱板81が設けられ、放熱板81は光源ベースを中心として放射状に分布され、また前カバー8は前後方向に沿って通気性のあるものであり、図５によると、前カバー8の後側には電源15を内設させる電源ケース12が設けられ、電源15は発光部材に電気的に接続される。

前カバー8は熱伝導の高いアルミ板をダイカスト法を採用して製造し、接触面を減少させ、熱抵抗を低下させ、熱伝導を円滑にさせる。前カバー8の中間部分は内部を刳り抜き放射柵状の網状配列を呈する放熱板81とし、外端は前カバー8の内壁に接合させ、内端は光源ベースの外壁に接合させ、高温の空気の上昇と、照明下方の低温の空気を補充により、対流を形成させ、導出される熱量を迅速に発散させる。

図１、図３、及び図４によれば、発光部材は、発光ダイオードチップ5を含み、発光ダイオードチップ5は熱伝導率の高い金属基板51の正面に集積されて封入され、金属基板51の後面と熱伝導率の高い光源パッド6は緊密に貼り合わされ、また接触面上には高性能の放熱グリスが塗布され、金属基板51と光源パッド6の材質は共に赤銅鉱であり、光源パッド6は第一ねじ7と第一バネワッシャー34により光源ベース上へ固定され、金属基板51は他の第一ねじ7と第一バネワッシャー34により光源パッド6上へ固定され、図１の実施形態では金属基板51と光源パッド6の固定には四個の第一ねじ7が各々使用され、光源パッド6の厚さは１〜１０ｍｍ、最も好ましくは１〜５ｍｍであり、直径は６０〜１００ｍｍであり、その上には複数の貫通孔が設けられ、金属基板51の厚さは１〜１０ｍｍ、最も好ましくは１〜５ｍｍであり、発光ダイオードチップ5の前方にはレンズ部材が設けられる。

これは本考案の最も重要な革新要素であり、この構造は赤銅鉱材質の金属基板51と、赤銅鉱材質の光源パッド6を多用するが、熱エネルギーの流動速度と一方向への伝導能力を高め、さらには発光ダイオードチップ5のチップの節点熱を高速吸収させ、導出させて発散させる。

さらに図１と図２によれば、レンズ部材は、前から後ろへ順に設置されるレンズリング2、レンズ3、及びレンズ防水リング4を含み、レンズ防水リング4は光源ベースに接触され、装飾リング1と光源ベースはねじ山により螺合されてレンズリング2、レンズ3、及びレンズ防水リング4を密着に密封させる。或いは、レンズ部材は、前から後ろへ順に設置されるレンズリング2、レンズ3、及びレンズ防水リング4を含み、レンズ防水リング4は光源ベースに接触され、装飾リング1はレンズリング2、レンズ3、及びレンズ防水リング4を密着させて密封させ、装飾リング1は第二バネワッシャー9と第二ねじ10により前カバー8上へ固定される。図２の実施形態中では三個の第二ねじ10を使用する。

本考案の図１と図２によれば、発光ダイオードチップ5は電源コード32と電源15が電気的に接続されると、電源コード32は絶縁ワニス（insulating varnished sleeving）33内に内装され、また電源コード32が電源ケース12、光源パッド6と発光ダイオードチップ5を貫通する際には密封されて引き出される。電源コード32が密封されて引き出される方式を呈する目的は防爆灯の安全性を確保する為である。

現有の放熱技術と比較した場合、本考案の発光ダイオード光源のチップの封入される底部は緊密に金属基板51に粘着されて熱伝導基板となり、また金属基板51と前カバーの放熱板81の間には熱伝導に関し鍵となる作用を有する材質である赤銅鉱の光源パッド6を増やし、この方法を利用することで熱量を伝導させ、チップと放熱板の間は一本の高速道路を舗装したかの様に、チップの熱はこの経路を高効率で高速に放熱板上へと伝導されて発散される。前カバーの構造上、熱伝導の高いアルミ板をダイカスト法により製造させ、この他に空気対流の原理と組み合わせ、前カバー周囲を刳り抜き放射柵状を呈する放熱板とし、放熱板の一端は前カバーの前端面の内壁へ接合され、他端は前カバーの後端面の光源ベースの外壁へ接合され、発散面積を増やすと同時に、高温の空気の上昇と、照明下方の低温の空気を補充により、対流を形成させ、チップから導出される熱量の迅速な発散を確保する。

金属基板51と光源パッド6を単純に増加させることで、内部の熱量の伝導をさらに円滑にさせて高効率化させると同時に、外カバー間の放射柵状の放熱板の設計を利用し、内外を結合させて、放熱システムの優勢を存分に利用させる。ハイパワー発光ダイオード防爆灯のトータルコストから言えば、本考案では極僅かなコスト増によって更に有效な放熱効果を得、照明の寿命を大幅に延ばす。

図3は発光ダイオード光源の概略図である。発光ダイオード光源のチップの封入される底部の金属基板は赤銅鉱材質の金属基板51であり、金属基板51のサイズは封入されるサイズの変化に合わせて改変され、金属基板51と光源パッドは緊密に接触される。上述の種のチップの封入される底部を金属基板51或いは他の熱伝導の高い金属片に接合させて一体構造とする技術は本考案の保護範囲に入る。

図４は光源パッドの平面図である。実施形態によると光源パッドは円形であり、直径は６８ｍｍ、厚さは２ｍｍ、材質は赤銅鉱であり、これは図１と図２のような前カバーの位置へ固定され、光源パッドの一面は光源ベースに緊密に接触され、他面は金属基板51に緊密に接触される。

図５は前カバーの正面図である。前カバーは熱伝導の高いアルミ板をダイカスト法により製造し、この他に空気対流の原理と組み合わせて、周囲を刳り抜いて放射柵状を呈する放熱板とし、放熱板の一端は前カバーの前端面の内壁へ接合させ、他端は前カバーの後端面の光源ベースの外壁へ接合させ、発散面積を増やすと同時に、高温の空気の上昇と、照明下方の低温の空気の補充により、対流を形成させ、チップから導出される熱量の迅速な発散を確保させる。

本考案のキーとなる革新点は発光ダイオードチップを金属基板51上に集積させて封入させ、同時にこれと放熱板の間に赤銅鉱材質の光源パッドを増やし、赤銅鉱の高い熱吸収能力と高い熱伝導能力の特性を利用して、高速にチップの熱量を吸収させて放熱板上へ伝導させ、同時にカバーの放射柵状の網状配列を呈する放熱板の好ましい放熱能力を利用して、熱量を高速に発散させる点である。本考案に類似するトンネル照明、投光照明及び街路照明等ではハイパワー発光ダイオード照明は共に上述の技術を採用して放熱能力を高めるが、但し、発光ダイオード光源と外カバー間の赤銅鉱材料或いは他の熱伝導の高い金属材料を増加させる各種の方法を利用してチップの熱量を放熱板へ伝導させる技術により製作される発光ダイオード照明は皆本考案の保護範囲に入る。同時に外カバー間に放射柵状の網状配列を呈する放熱板を設計し、また放熱板の間は上下に通気されるようにする技術により製作される発光ダイオード照明も本考案の保護範囲に入る。

本考案の図２によれば、電源ケース12は電源コードの防水リング11、第三ねじ13と第三バネワッシャー14により前カバー8の後側（後端面）へ固定され、電源15は第四ねじ16により電源ケース内12へ固定され、2P接続端子17は第五ねじ18により電源ケース12内の凸状台上へ固定され、電源コード32を2P接続端子17内へ挿入させて電源15と発光部材の電気的な接続による導通を達成させる。電源15は2本の導線（図示せず）を有し2P接続端子17に接続される。

本考案の図２によれば、電源ケース12には電源カバー20が設けられ、電源ケース12の端面上には電源防水リング19が設けられ、電源15は3本の導線（図示せず）を有し電源カバー20を貫通させて3P接続端子21へ接続され、電源カバー20は他の第三ねじ13と第三バネワッシャー14により電源カバー20を電源ケース12の端面上に固定させて密封させ、3P接続端子21は他の第五ねじ18により電源カバー20上へ固定され、電源カバー20上の表面には円形の凹状台が設けられ、電源ケースカバー防水リング22は電源カバー20の円形凹状台内へ環装され、ケーブル31はねじ24、ねじ防水リング25、弾力パッド26を通過し電源ケースカバー23を経て貫通孔へ進入し、3P接続端子21の他方に接続され、電源コードと電源15を外部に接続させて導通させ、電源ケースカバー23は他の第三ねじ13と第三バネワッシャー14により電源カバー20上へ固定されて電源ケースカバー防水リング22を密着させて密封させ、円形ワッシャー30はカバー側面の二つの孔内へ環装され、支持体27は第四バネワッシャー28と第六ねじ29により前カバー8へ接合される。

上述の実施形態は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本考案の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本考案の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１ 装飾リング
２ レンズリング
３ レンズ
４ レンズ防水リング
５ 発光ダイオードチップ
６ 光源パッド
７ 第一ねじ
８ 前カバー
３２ 電源コード
３３ 絶縁ワニス
３４ 第一バネワッシャー
５１ 金属基板
８１ 放熱板

Claims (7)

1. 発光ダイオード防爆灯であって、
   前カバー(8)と、
   前カバー(8)に囲われる空間の中央に設けられ発光部材の納置に用いられる光源ベースと、
   前カバー(8)と光源ベースの間に複数設けられる放熱板(81)、
   前記放熱板(81)と、
   前カバー(8)の後側に設けられて電源(15)を内設させ、電源(15)と発光部材は電気的に接続される電源ケース(12)を含み、
   前記放熱板は光源ベースを中心として放射状に分布され、また前カバー(8)の前後方向に沿って通気性のあるものであり、
   前記発光部材はさらに、
   熱伝導率の高い金属基板(51)の正面に集積されて封入され、金属基板(51)の後面は熱伝導率の高い光源パッド(6)に緊密に貼り合わされ、また接触面上には高性能の放熱グリスが塗布され、それの前方にはレンズ部材が設けられる発光ダイオードチップ(5)を含むことを特徴とする発光ダイオード防爆灯。
2. 光源パッド(6)は第一ねじ(7)と第一バネワッシャー(34)により光源ベース上へ固定され、金属基板(51)は他の第一ねじ(7)と第一バネワッシャー(34)により光源パッド(6)上へ固定されることを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオード防爆灯。
3. 前記光源パッド(6)の厚さは１〜１０ｍｍ、直径は６０〜１００ｍｍであり、その上には複数の貫通孔が設けられ、前記金属基板(51)の厚さは１〜１０ｍｍであることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の発光ダイオード防爆灯。
4. 前記光源パッド(6)の厚さは１〜５ｍｍ、前記金属基板(51)の厚さは１〜５ｍｍであることを特徴とする、請求項３に記載の発光ダイオード防爆灯。
5. 前記レンズ部材は、前から後ろへ順に設置されるレンズリング(2)、レンズ(3)及びレンズ防水リング(4)を含み、レンズ防水リング(4)は光源ベースに接触され、装飾リング(1)と光源ベースはねじ山により螺合され、レンズリング(2)、レンズ(3)、レンズ防水リング(4)を密着に密封させることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の発光ダイオード防爆灯。
6. 前記レンズ部材は、前から後ろへ順に設置されるレンズリング(2)、レンズ(3)、レンズ防水リング(4)を含み、レンズ防水リング(4)は光源ベースに接触され、装飾リング(1)はレンズリング(2)、レンズ(3)、レンズ防水リング(4)を密着に密封させ、前記装飾リング(1)は第二バネワッシャー(9)と第二ねじ(10)により前カバー(8)上へ固定されることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の発光ダイオード防爆灯。
7. 発光ダイオードチップ(5)は電源コード(32)により電源(15)へ電気的に接続され、電源コード(32)は絶縁ワニス（insulating varnished sleeving）(33)内に内装され、また電源コード(32)が電源ケース(12)、光源パッド(6)と発光ダイオードチップ(5)を貫通する際には密封されて引き出されることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の発光ダイオード防爆灯。