JP3143732U - 発光ダイオードランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】製造コストを削減でき、効率的に放熱できる発光ダイオードを提供する。
【解決手段】発光ダイオードランプは、ラジエータと、ベースと、発光モジュールと、固定座と、およびレンズとを含み、該ベースおよび固定座は、該ラジエータの対向する両側にそれぞれ設けられ、該発光モジュールは、該ラジエータに結合されかつ発光ダイオードユニットを有し、該レンズは、発光ダイオードユニットの上方に設けられかつ該固定座に結合され、その特徴は、該ラジエータが、基板部材と複数の放熱フィンとを備え、該基板部材は複数の延出アームを設置し、隣接の２つの延出アーム間にスリットを有し、これらの放熱フィンは、対応するスリットに挿着され、延出アーム毎の対向の両側壁面の一方の側壁面が、該放熱フィンを形成した対向の両表面の一方の面に強く当接することにある。
【選択図】図１

Description

本考案は、発光ダイオードランプに係り、特に、ＭＲ−１６規格に符合しかつ発光ダイオードユニットが発する熱量を効率的に放熱できる発光ダイオードランプに関るものである。
照明科技の進歩に伴い、発光ダイオードユニットを照明に適用する技術は、既に成熟しており、その体積が小さく、電力消費が低くかつ寿命が長いため、交通信号や、懐中電灯またはランプに広く使用されるようになっている。
従来の発光ダイオードランプは、発光ダイオードユニットが発光の時に発生する熱量を発散するため、いずれもラジエータを設けている。通常に、該ラジエータは、半田によりかつ溶接の方式で複数の放熱フィンを結合し、これらの放熱フィンは、導熱金属材料、特にアルミニウム金属材で作製され、その重量が比較的に軽く放熱効率がよい特性を有するため、業界において広く使われている。
しかし、上記のアルミニウム材で作製した放熱フィンが、溶接の時に先にアルミニウム製の放熱フィン上に化学ニッケルを電気めっきしておかなければ溶接できないため、化学アルミニウムの購入コストが増加され、ひいてラジエータを製造するコストが向上され、かつ、製造プロセスも複雑化になり、所要工数もより長くなる。
また、放熱フィンは、半田により溶接され、半田の熱伝導係数が、放熱フィンとは異なるため、熱源が放熱フィンに伝導される時に、半田による熱伝導ロスの場合があり、熱源が放熱フィンに伝導される時の効果が劣ることになる。
そのため、本考案者は、前記欠点を改良することを目的として、長年以来この領域で積み立てた経験により、専念な観察かつ研究をし、さらに学術理論の運用に合せ、やっと合理な設計且つ前記の欠点を有効に改良できた本考案を提案した。
本考案の目的は、溶接方式を使用する必要はなく、製造コストを削減でき、発光ダイオードユニットの熱量を効率的に放熱できる発光ダイオードランプを提供することにある。
前記目的を達成するため、本考案は、ベース部および前記ベース部から延び出した複数の延出アームを含み、延出アーム毎が隣接の他の２つの延出アームとの間にスリットを有する少なくとも１枚の基板部材と、前記基板部材の対応するスリットに挿着され、前記基板部材の延出アーム毎を形成した対向の両側壁面の一方の側壁面が、放熱フィン毎を形成した対向の両表面の一方の面に強く当接し、かつ放熱フィン毎が所有する頂端部および底端部が前記基板部材が所有する上面および底面から突出し、これらの放熱フィンと前記基板部材の上面とは収容空間を囲むように形成する複数の放熱フィンとを備えるラジエータと、
これらの放熱フィンの底端部を係合するベースと、
前記ラジエータの基板部材上に設けられた導熱板と、前記導熱板上に設けられた少なくとも一つの発光ダイオードユニットと、前記発光ダイオードユニットに電気的に接続された回路基板と、前記回路基板に電気的に接続され、かつベースから外部へ貫通する２つのチューブピンとを備える発光モジュールと、
前記ベースに対して前記収容空間内に収容され、かつこれらの放熱フィンが固定座に係合される固定座と、
前記発光ダイオードユニットの上方に対応して設けられ、かつ該固定座内に結合されたレンズと、を含む発光ダイオードランプとした。
本考案は、以下の利点がある。基板のスリットを経由して放熱フィンを挿着させ、かつ、かしめの方式でスリットの両側壁面により放熱フィンを直接的に固定させることができるので、従来の溶接で放熱フィンを固定する方式と比べ、本考案は、放熱フィン上に先に化学ニッケルを電気めっきしておく必要はなく、かつ半田を使用しないため、製造コストを低下できるだけでなく、工数も短くなり、同時に熱伝導がロスされる場合を避けることができる。
本考案の特徴および技術内容をより詳しく了解するために、以下に本考案に関わる詳細な説明及び添付図面を参照すれば、深くかつ具体的に理解できると確信しているが、それらの添付図面が参考及び説明のみに使われ、本考案の主張範囲を狭義的に局限するものではないことは言うまでもないことである。
図１〜図５に示すように、本考案に係る発光ダイオードランプは、ラジエータ１０と、ベース２０と、発光モジュール３０と、固定座４０と、レンズ５０と、保護リング６０とを含む。
図６に示すように、該ラジエータ１０は、１枚の基板部材１１と複数の放熱フィン１２とを備え、該基板部材１１は、ベース部１１１および複数の延出アーム１１２を含む。該ベース部１１１は、円形板または多角形板であればよく、本考案の図面では円形板を例とする。該ベース部１１１は、上面１１１１、底面１１１２（図２参照）、側壁１１１３および前記上面１１１１、底面１１１２を貫通する２つの貫通孔１１１４を有する。
各延出アーム１１２は、間隔をおいて該ベース部１１１の側壁１１１３から延出して成形され、延出アーム１１２毎と隣接の他の２つの延出アーム１１２との間は、スリット１１３を有する。
放熱フィン１２毎は、多角形板または円形板（図略）であればよい。放熱フィン１２毎は、ともに、対向する頂端部１２１および底端部１２２を有し、かつ対向する２つの表面１２３を有する。これらの放熱フィン１２の底端部１２２は、それぞれ、下へ斜め向きに延びて差込部１２４（図５参照）を形成し、かつ、放熱フィン１２毎は、基板部材１１のベース部１１１の一側の上端に近い処に、切欠き１２５が凹設される。
放熱フィン１２毎は、基板部材１１の対応するスリット１１３に挿着し、該基板部材１１の延出アーム１１２毎に形成した両側壁面１１２１の一方の側壁面１１２１が、放熱フィン１２毎に形成した両表面１２３の一方の面１２３に強く当接することによって、放熱フィン１２毎を固定させ、かつ放熱フィン１２毎の頂端部１２１および底端部１２２が、それぞれ、該基板部材１１の上面および底面から突出する。これらの放熱フィン１２が該基板部材１１に近い周縁部にリング状配列され、これらの放熱フィン１２と該基板部材１１の上面とは収容空間１３を囲むように形成する（図１参照）。
本実施例では、放熱フィン１２毎と該基板部材１１との間の結合は、かしめの方式で該基板部材１１の延出アーム１１２毎を押圧し、対応する放熱フィン１２の表面１２３に強く当接させる。
図７に示すように、上記のかしめの技術方式は、複数の刃物１００で双方向に加圧し、該基板部材１１の対応の延出アーム１１２の上面および底面をそれぞれ押圧し、該延出アーム１１２を塑性的に変形させることで、延出アーム１１２毎の両側壁面１１２１を対応する放熱フィン１２の表面１２３に強く当接させる。
該ベース２０は、中空のケースで、該ベース２０の底面に２つの貫通孔２１が設けられ（図２参照）、かつ、該ベース２０の周縁に複数の溝２２が設けられ（図１参照）、これらの放熱フィン１２の底端部１２２の差込部１２４が、これらの溝２２内に挿着し位置決められ（図５参照）、ベース２０がこれらの放熱フィン１２の底端部１２２に係止されるようになる。
該発光モジュール３０は、導熱板３１と、少なくとも一つの発光ダイオードユニット３３と、回路基板３４と、２つのチューブピン３５とを備え、該導熱板３１は、該ラジエータ１０の基板部材１１の上面に貼り付けて設けられる。該導熱板３１と該基板部材１１の上面との間に、放熱ペーストなどのような導熱媒介が塗布され熱伝導効果を向上させるようにしてもよい。該導熱板３１には２つの導電ピン３２が電気的に接続され（図１参照）、該２つの導電ピン３２が基板部材１１の貫通孔１１１４に対応する。
該発光ダイオードユニット３３は、該導熱板３１上に設けられ、該導熱板３１を介して該発光ダイオードユニット３３が発生した熱量を該基板部材１１およびこれらの放熱フィン１２に伝導し、また、空気によるこれらの放熱フィン１２間の対流により冷却効果を発生する。該発光ダイオードユニット３３と該導熱板３１との間に、該発光ダイオードユニット３３がショートされることを避けるために、コロイド（例えば、エポキシ樹脂）を充填できる。
該回路基板３４は、電気回路を有し、電圧の変換を行い、該回路基板３４は、２つのクリップ３６を設け（図１参照）、該導熱板３１の２つの導電ピン３２が、該基板部材１１の２つの貫通孔１１１４を挿通し該２つのクリップ３６に結合され（図５参照）、該回路基板３４が該導熱板３１上の該発光ダイオードユニット３３に電気的に接続されるようになる。
該回路基板３４は、本実施例では、該ベース２０の内部に収容されるが、此れに限らず、該回路基板３４は、該ラジエータ１０の収容空間内に設けられ、他の方式で該発光ダイオードユニット３３に電気的に接続してもよい。また、該回路基板３４と該ベース２０との間に、さらに、コロイドを充填し、該回路基板３４を保護しその防水の効果を向上させる。
該２つのチューブピン３５は、該回路基板３４に電気的に接続し、かつ該２つのチューブピン３５は、該ベース２０の底面の２つの貫通孔２１を挿通し該ベース２０の外へ伸び出される。該回路基板３４は該２つのチューブピン３５と配合して設置され、ＭＲ−１６規格に符合する。該２つのチューブピン３５は、外部の電源ソケットに接続し、該回路基板３４を経由して該外部電源を電圧変換し、該発光ダイオードユニット３３が発光する時に必要とする電圧を提供する。
該固定座４０は、中空の筒形ケースであり、その内壁底端部に両当接アーム４１が設けられ（図２参照）、該両当接アーム４１は該導熱板３１の上面に当接し、該導熱板３１が下へ押えられ該基板部材１１の上面に強く当接されるようになり、良好な熱伝導効果を有する。
該固定座４０は、該ベース２０に対して該収容空間１３内に収容され、かつ該固定座４０の周縁表面に複数の係合部４２が凸設され、係合部４２は、その先端から底端へ向くほど幅が縮み、かつ両側に傾斜面を形成する。該固定座４０の係合部４２は、放熱フィン１２の切欠き１２５内に係合し、放熱フィン１２を固定座４０に係合させる。
該固定座４０がラジエータ１０の収容空間１３内に装着される時に、その対応の放熱フィン１２の頂端部１２１は、該係合部４２の両側の傾斜面の案内で弾性変形を発生し、係合部４２が放熱フィン１２の切欠き１２５内に係止されてから、元の位置に自動的に回復できる。
また、該固定座４０と該放熱フィン１２との間に、同様にコロイド（例えば、エポキシ樹脂）を充填でき、該固定座４０と該放熱フィン１２との間の結合強度を増強するとともに、防水の機能を備える。
また、該レンズ５０は、透明材質で作製され、その上端から底端へ向くほど外径が縮み、該レンズ５０は該固定座４０内に結合され、該発光ダイオードユニット３３の上方に対応して設けられる。該レンズ５０は、該発光ダイオードユニット３３の光線がより効率的に発射し、比較的に大きな領域に照射できるような役割をしている。
該保護リング６０は、中空のリング形状をなし、該保護リング６０の底部に複数の凹溝６１が凹設され、これらの放熱フィン１２の頂端部１２１は、これらの凹溝６１内にそれぞれ対応して挿着し位置決められ、該保護リング６０がこれらの放熱フィン１２の上方に嵌合される。
放熱フィン１２毎は、さらに、その頂端部１２１に溝１２６を凹設でき（図５参照）、かつ、該溝１２６内にコロイドを充填し、コロイドで該保護リング６０をこれらの放熱フィン１２の頂端部１２１上に接着させ、該保護リング６０と該放熱フィン１２の結合強度を増強するとともに、該放熱フィン１２を変位のないように保護することができる。本考案の発光ダイオードランプを取付または交換する時に、使用者は、該保護リング６０部を直接的に持つことができ、取付または交換の動作をより便利かつ省力に行える。
そのため、本考案の発光ダイオードランプは、該基板部材１１の延出アーム１１２毎の間のスリット１１３に延出アーム１１２を挿着し、延出アーム１１２毎の両側壁面１１２１が、放熱フィン１２に強く当接し固定させる。従来の溶接で放熱フィンを固定する方式と比べ、本考案は、化学ニッケルを電気めっきする必要はないため、製造コストを低下し、工数も短くなり、かつ製造工程を簡易化できる。
また、本考案は、半田を使用しないため、熱伝導がロスされる場合を避けることができるとともに、半田を使用せず、さらに環境上の機能性を備え（通常に、半田は鉛を含み、また、鉛フリーは、コストを向上させる恐れがある）、ひいて、放熱効率を有効に向上できる。
しかし、以上のように単に本考案の好ましい具体的な実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を局限するものではなく、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家は、本考案の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施が本考案の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもないことである。
図１は、本考案の発光ダイオードランプを示す分解斜視図である。 図２は、本考案の発光ダイオードランプの他の角度の分解斜視図である。 図３は、本考案の発光ダイオードランプの斜視図である。 図４は、本考案の発光ダイオードランプの他の角度の斜視図である。 図５は、本考案の発光ダイオードランプの断面図である。 図６は、本考案の発光ダイオードランプのラジエータの分解斜視図である。 図７は、本考案の発光ダイオードランプによる刃物が基板部材の延出アームを押圧し塑性的に変形させる実施状態を示す図である。
符号の説明
１０ラジエータ
２０ベース
３０発光モジュール
４０固定座
５０レンズ
６０保護リング
１１基板部材
１２放熱フィン
１１１ベース部
１１２延出アーム
１１１１上面
１１１２底面
１１１３側壁
１１１４貫通孔
１１３スリット
１２１頂端部
１２２底端部
１２３表面
１２４差込部
１２５切欠き
１２６溝
１１２１側壁面
１３収容空間
１００刃物
２１貫通孔
２２溝
３１導熱板
３２導電ピン
３３発光ダイオードユニット
３４回路基板
３５チューブピン
３６クリップ
４１当接アーム
４２係合部
６１凹溝

Claims (5)

  1. ベース部および前記ベース部から延び出した複数の延出アームを含み、延出アーム毎が隣接の他の２つの延出アームとの間にスリットを有する少なくとも１枚の基板部材と、前記基板部材の対応するスリットに挿着され、前記基板部材の延出アーム毎を形成した対向の両側壁面の一方の側壁面が、放熱フィン毎を形成した対向の両表面の一方の面に強く当接し、かつ放熱フィン毎が所有する頂端部および底端部が前記基板部材が所有する上面および底面から突出し、これらの放熱フィンと前記基板部材の上面とは収容空間を囲むように形成する複数の放熱フィンとを備えるラジエータと、
    これらの放熱フィンの底端部を係合するベースと、
    前記ラジエータの基板部材上に設けられた導熱板と、前記導熱板上に設けられた少なくとも一つの発光ダイオードユニットと、前記発光ダイオードユニットに電気的に接続された回路基板と、前記回路基板に電気的に接続され、かつベースから外部へ貫通する２つのチューブピンとを備える発光モジュールと、
    前記ベースに対して前記収容空間内に収容され、かつこれらの放熱フィンが固定座に係合される固定座と、
    前記発光ダイオードユニットの上方に対応して設けられ、かつ該固定座内に結合されたレンズと、を含む発光ダイオードランプ。
  2. 前記ラジエータの放熱フィン毎と前記基板部材との間の結合は、かしめの方式で前記基板部材の延出アーム毎を押圧し、対応する放熱フィンの表面に強く当接させることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードランプ。
  3. 前記のかしめの技術方式は、複数の刃物で双方向に加圧し、前記基板部材の対応の延出アームの上面および底面をそれぞれ押圧し、前記延出アームを塑性的に変形させることで、延出アーム毎の両側壁面を対応する放熱フィンの表面に強く当接させることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードランプ。
  4. 前記基板部材には２つの貫通孔が開設され、前記導熱板に２本の導電ピンが電気的に接続され、前記回路基板は、２つのクリップを設け、前記２本の導電ピンが、前記基板部材の２つの貫通孔を挿通し前記２つのクリップに結合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ランプ。
  5. さらに該保護リングを備え、前記保護リングの底部に複数の凹溝が凹設され、これらの放熱フィンの頂端部は、これらの凹溝内にそれぞれ対応して挿着し位置決めら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ランプ。
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