專利名稱：照明器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為光源、利用了 LED的照明器具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，采用比其他光源耗電少的節(jié)能照明-LED基板單元。另外，LED基板單元與白熾燈、熒光燈等其他光源相比，由于小巧，所以作為設(shè)計性 優(yōu)良的薄型照明器具。但是，上述LED基板單元在發(fā)光時，產(chǎn)生相當(dāng)多的熱量，由此因為熱量使LED溫度 升高時，電能轉(zhuǎn)化為光能的變換效率會降低，不但不能體現(xiàn)LED低耗能的特征，且LED的壽 命也會變短。專利文獻(xiàn)1中公開的照明器具解決了這樣問題。這樣的照明器具是在一對鋁制 箱體內(nèi)直接裝入LED安裝基板，這樣有效發(fā)揮高導(dǎo)熱性的鋁的特性，使散熱性變好。另外， 在上述箱體、LED安裝基板上形成通氣孔、切槽。目前著力研究通過這些通氣孔、切槽，提高 散熱效果。專利文獻(xiàn)1 特開2006-179443號公報 專利文獻(xiàn)2 專利第39659 號公報。

發(fā)明內(nèi)容
上述現(xiàn)有技術(shù)的照明器具中，由于鋁的散熱效果有限，所以作為照明器具，存在還 不能有效地散熱的問題。另外，構(gòu)成箱體的鋁的熱導(dǎo)率高，所以一旦手等物體直接接觸高溫的鋁時，高熱將 被向因手的接觸而流失熱量的部分接連不斷地持續(xù)供給。因此，使用者直接接觸鋁時，比起 接觸熱傳導(dǎo)率低的箱體時感覺到更熱，使使用者感覺不舒服。還有，在專利文獻(xiàn)1中公開了也可用樹脂構(gòu)成上述箱體。的確，如果用樹脂構(gòu)成上 述箱體，像壓鑄鋁箱體，即使直接接觸也不感覺那么熱。但是，樹脂雖然散熱性好，但導(dǎo)熱性差，所以LED發(fā)光時的熱很難傳送到箱體全表 面，相應(yīng)地產(chǎn)生散熱性差的問題。另外，用樹脂構(gòu)成箱體，同時接觸的內(nèi)側(cè)全部面采用鋁的LED安裝基板也被考慮 過。如此采用鋁板構(gòu)成LED安裝基板，鋁熱傳導(dǎo)率高，所以能夠使LED發(fā)光時的熱迅速地擴(kuò) 散到箱體全表面，通過樹脂制的箱體有效地放出熱量。但是，如上所述，如果想讓LED安裝基板兼有散熱功能，就必須使LED安裝基板的 面積與樹脂制的箱體相同大小，原因在于為了使LED發(fā)光時的熱高效地傳送到樹脂制的箱 體表面，就必須使上述鋁制LED安裝基板緊貼箱體全面。這樣，由于使LED安裝基板緊貼箱 體全面，每當(dāng)箱體大小、形狀變化時，鋁板的大小、性質(zhì)也必須改變。而且，采用大板組成的鋁板作為LED安裝基板使用時，除絕緣處理外，還需要作 為電路的特別處理，用于在基板上配置LED。但是目前市售的LED安裝基板沒有那么大的，而且如上所述如果要想根據(jù)箱體在大鋁板上實施電處理，需要定制物品，會產(chǎn)生制造成本 增加的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種照明器具，其成本低、高效散熱，而且人直接接觸也 不會燙傷。第1發(fā)明，其特征在于，在熱傳導(dǎo)率高的金屬制導(dǎo)熱板上安裝LED基板單元，在 上述導(dǎo)熱板兩面當(dāng)中，除上述LED基板單元的安裝部分以外的露出面上，緊貼散熱率高、熱 傳導(dǎo)率低的樹脂制散熱板，形成上述導(dǎo)熱板的其兩面上設(shè)置散熱板的三層構(gòu)造，使上述LED 基板單元放出的熱在上述導(dǎo)熱板內(nèi)擴(kuò)散，傳送到上述樹脂制的散熱板上，從上述樹脂制的 散熱板向外部空氣排放被傳送的熱量。第2發(fā)明，其特征在于，第1發(fā)明中的導(dǎo)熱板是鋁板。還有，上述LED基板單元是將LED芯片安裝到基板上，單元化的部件。發(fā)明效果通過第1、第2發(fā)明，用樹脂制的散熱板覆蓋了安裝LED基板單元的金屬制導(dǎo)熱板的兩 面，所以能夠使LED發(fā)光時產(chǎn)生的熱量在上述導(dǎo)熱板上快速擴(kuò)散，同時通過上述散熱板放 出擴(kuò)散的熱。而且，由于散熱板用散熱率高的樹脂構(gòu)成，所以能夠達(dá)到充分的散熱效果。這 樣，由于散熱效果高，可提高LED的耐久性。而且，如上所述，由于用熱傳導(dǎo)率低的樹脂制散熱板覆蓋導(dǎo)熱板的兩面，所以即使 人直接接觸也不會感到由熱引起的不適感。另外，由于在導(dǎo)熱板上安裝了 LED基板單元，所以即使不使用特訂的鋁制安裝基 板，也能在導(dǎo)熱板上的任意位置上配置LED，能夠維持作為照明器具的特性，所以像以往那 樣根據(jù)箱體的形狀、LED的配置，在鋁板上設(shè)計電路，成本也不會增加。還有，導(dǎo)熱板、散熱板由板材組成，且形成了三層構(gòu)造，所以能夠加厚或減薄全體 的厚度。這樣，能夠自由地決定全體厚度，其設(shè)計的自由度也提高。特別是，各個板僅具備 熱傳導(dǎo)或放熱功能，所以要想減薄其厚度時，也能夠減薄到極限。例如，當(dāng)此照明器具應(yīng)用 到電氣臺燈時，能夠?qū)崿F(xiàn)以往沒有的、完全嶄新的超薄型新設(shè)計。另一方面，如果使該照明器具減薄到極限，也能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化。當(dāng)此輕量化的照 明器具應(yīng)用到臺燈上時，即使減小基座部分也能保持其穩(wěn)定性，這樣既能輕量化又能減小 基座部分，所以包裝效率、運輸效率都會提高。還有，形成從上懸掛該照明器具的構(gòu)造時，輕量化與安全性相關(guān)聯(lián)。另外，由于用樹脂制的散熱板覆蓋導(dǎo)熱板的兩面，所以這些導(dǎo)熱板和散熱板組成 的三層構(gòu)造體在熱作用下不會彎曲。例如僅在金屬制的導(dǎo)熱板的一面上設(shè)置樹脂制的散熱 板時，由于兩者的膨脹率不同，該構(gòu)造體出現(xiàn)彎曲。但是像上述那樣用樹脂制的散熱板覆蓋 導(dǎo)熱板的兩面形成三層構(gòu)造，用相同膨脹率的散熱板夾住導(dǎo)熱板的兩側(cè)，即使熱作用它們 也不會彎曲。另一方面，如果如上所述減薄該照明器具時，常常會用手指捏住其板狀器具。然 而，如上所述由于用樹脂制的散熱板覆蓋導(dǎo)熱板的兩面，所以即使用手指接觸其器具也不 會感到熱引起的不適感。通過第2發(fā)明，能夠使照明器具全體輕量化。


圖1是實施方式的截面圖。圖2是其他實施方式的部分截面圖。1—LED基板單元2—LED3—(金屬制)導(dǎo)熱板 4,5-(樹脂制)散熱板。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明實施方式的照明器具的截面圖。在此實施方式中，將LED基板單元1安裝在此鋁制導(dǎo)熱板3上，在上述導(dǎo)熱板3的 全露出的兩面當(dāng)中，除了上述LED基板單元1的安裝部分以外的露出面上，緊貼散熱率高、 熱傳導(dǎo)率低的ABS樹脂(丙烯腈· 丁二烯·苯乙烯共聚物)制的散熱板4、5，由這些散熱板 4、5和導(dǎo)熱板3形成三層構(gòu)造。而且，作為上述導(dǎo)熱板3的表面、在安裝LED基板單元1的 側(cè)面上設(shè)置的散熱板5上形成對應(yīng)LED基板單元1的安裝部分的開口 6。還有，上述LED基板單元1，是基板上安裝LED芯片2、單元化的市售商品。另外，構(gòu)成上述導(dǎo)熱板3的鋁是傳導(dǎo)率為230 [ff/(m ·Κ)]的高傳導(dǎo)性金屬，散熱率 為0.05。與此相對，構(gòu)成散熱板4、5的上述ABS樹脂，熱傳導(dǎo)率為0. 1 0. 18[ff/(m-K)], 散熱率為0. 6 0. 9。尤其與鋁相比，可知其熱傳導(dǎo)率低、散熱率非常高。也就是說，在熱傳導(dǎo)率高的導(dǎo)熱板3的露出部分上緊密貼合熱傳導(dǎo)率低、散熱率 高的樹脂制散熱板4、5。此實施方式的照明器具，由于使上述LED基板單元1緊貼熱傳導(dǎo)率高的鋁制導(dǎo)熱 板3，所以使LED2發(fā)光時雖發(fā)熱，但其熱量從LED基板單元1擴(kuò)散到鋁制的導(dǎo)熱板3內(nèi)，快 速地傳送到散熱板4、5上。在上述導(dǎo)熱板3內(nèi)高速傳送的熱，到達(dá)導(dǎo)熱板3和散熱板4、5的接觸面后，在散熱 板4、5內(nèi)傳導(dǎo)，從其表面放射到外部空氣中。也就是說，由于用散熱板4、5覆蓋導(dǎo)熱板3的兩面，在導(dǎo)熱板3上快速擴(kuò)散的熱， 從其表面高效地傳送到散熱板4、5上。這樣，熱快速地被傳送給散熱板4、5，更有有效利用 起散熱板4、5的高散熱率，形成高效的散熱。其結(jié)果用散熱率高的散熱板4、5覆蓋熱傳導(dǎo)率高的導(dǎo)熱板3的全體散熱性都變得 極好，使LED基板單元1保持所需要的低溫。通過此實施方式，使LED基板單元1的溫度保持得比以往還低，所以能夠保證很高 的LED光變換效率，同時也加長LED的壽命。另外，如上所述，散熱板4、5的熱傳導(dǎo)率低，所以即使用手等物體接觸散熱板4、5 覆蓋的表面，不僅不會燙傷等，連感到不適的熱度都沒有，原因在于雖然在手等物體接觸的 地方熱量被奪去，使接觸地方的溫度瞬間下降，但不會像接觸以往裝置的金屬制箱體時那 樣，上述接觸地方的熱直接被傳遞。因此，此實施方式的照明器具即使放在人能接觸的地方也可安心設(shè)置。5
這樣，上述樹脂制的散熱板4、5的表面與初始狀態(tài)下相同溫度的金屬制部件相 比，沒有燙傷的危險性、產(chǎn)生不適感等，所以即使考慮熱對策，也能提高設(shè)定LED基板單元1 的溫度。換而言之，也可增大向LED的供給電流，增加照明的明亮度。另外，在上述實施方式中，僅通過導(dǎo)熱板3及覆蓋其表面的樹脂制的散熱板4、5 實現(xiàn)高效的散熱，即在此實施方式的照明器具中，不需要設(shè)置散熱片、散熱風(fēng)扇等，也不需 要設(shè)置使手不能接觸的罩子，所以能使此安全的照明器具小型化，其使用方便性也更好。還有，如果圖1所示的照明器具能小型化，利用此照明器具的裝置全體的設(shè)計自 由度也變高，還能形成設(shè)計性優(yōu)良的裝置。而且，在此實施方式的照明器具中，由于用樹脂制的散熱板4、5夾住導(dǎo)熱板3的 兩面，所以即使構(gòu)成導(dǎo)熱板3的鋁和構(gòu)成散熱板4、5的ABS樹脂的熱膨脹率有差別，部件也 不會由于熱而彎曲。例如，當(dāng)僅在鋁制的導(dǎo)熱板3的一面上設(shè)置ABS樹脂制的散熱板時，由 于兩者膨脹率的不同，該構(gòu)造體會彎曲。但是，像上述那樣用樹脂制的散熱板4、5覆蓋導(dǎo)熱 板3的兩面形成三層構(gòu)造，由于用相同膨脹率的散熱板夾住導(dǎo)熱板的兩側(cè)，所以即使熱作 用它們也不會彎曲。因此，還能夠減薄各板部件，形成超薄型的照明器具。例如，在此實施方式的照明器具上，使上述導(dǎo)熱板3、散熱板4、5的各個板厚為 2 [mm]，三層為6 [mm]的厚度，在采用安裝了 10 [W] LED基板單元1的上述LED基板單元1時， 距光源的照射距離40[cm]的照明度為2000[lx]，確認(rèn)還能夠維持充分的散熱性。而且，上 述照明度即使作為精細(xì)作業(yè)用的照明也是充分的明亮度。還有，為實現(xiàn)此照明度，既可在上述傳熱板3上設(shè)置多個LED基板單元1，得到所需 的光亮，也可采用安裝了多個LED2的LED基板單元1。這樣，此實施方式的照明器具，即使是上述那樣的薄度，也能實現(xiàn)充分的明亮，使 由于LED發(fā)光產(chǎn)生的熱量順利地散熱。特別是，使用上述超薄型臺燈類型的照明器具時，如果用手指接觸照明器具的兩 面調(diào)整光源位置，也不會感到不適或被燙傷。另外，在此實施方式的照明器具中，用于將LED2的熱快速傳遞給散熱板4、5的導(dǎo) 熱板3，是與LED基板單元1不同的部件。因此，導(dǎo)熱板3不需要考慮電性，根據(jù)其上面設(shè)置 LED單元1，能夠自由地設(shè)定LED2的配置。特別地，LED光的直進(jìn)性高，通過其配置，照射面的明亮度、影子的產(chǎn)生方式等會變 化。因此，對照明器具來說，多個LED2的配置很重要，利用此實施方式的照明器具，LED2的 配置的變更也很容易。還有，在導(dǎo)熱板3上，由于在安裝了 LED基板單元1的側(cè)面上設(shè)置的散熱板5上 形成了開口 6，所以比起在相對側(cè)面上設(shè)置的散熱板4，與上述導(dǎo)熱板3的接觸面積小，即形 成了接觸夾住導(dǎo)熱板3的兩面的散熱板4、5的面積差，但如果其差很小，熱膨脹上有差別也 不會產(chǎn)生三層構(gòu)造體彎曲那樣的情況。但是，當(dāng)設(shè)置多個LED基板單元1等，散熱板5上形 成的開口面積變大時，需要加厚為比散熱板4厚的厚度，取得與設(shè)置在相對面上的散熱板4 的平衡。另外，在圖1所示的實施方式中，雖然設(shè)置在導(dǎo)熱板3的兩面上的樹脂制的散熱 板4、5，外周與上述導(dǎo)熱板3 —致，但只要使散熱板4、5緊貼覆蓋在導(dǎo)熱板3的露出面即可。 如圖2所示，可以將散熱板4、5設(shè)置成比導(dǎo)熱板3更大，散熱板4、5的外周比導(dǎo)熱板3的外周更加向外側(cè)伸出也可。而且，比上述導(dǎo)熱板3的外周伸出的伸出量，上述散熱板4、5不需 要相同，也可只散熱板4或5的一方伸出。另外，也可用散熱板4或5覆蓋上述導(dǎo)熱板3的端面。還有，雖然上述實施方式的照明器具是可應(yīng)用到臺燈類型裝置的形狀，此發(fā)明的 照明器具也可應(yīng)用到從上掛件類型的裝置中。這樣既能活用超薄型的優(yōu)良設(shè)計性，也能實 現(xiàn)小型、輕量，散熱效率高，明亮、壽命也長的照明器具。而且，也沒有手接觸時熱引起的不 適感，所以能夠使用到手能接觸的很低的位置上。特別地，掛件類型由于輕量化，還有安全 性高的優(yōu)點。還有，在上述實施方式中，作為本發(fā)明的導(dǎo)熱板使用了鋁板，但導(dǎo)熱板的材質(zhì)不 限定于鋁。如果是通常的金屬，什么樣的金屬都能滿足作為導(dǎo)熱板的功能。例如銅的熱傳 導(dǎo)率為420 [W/m · K]，比鋁還高，其他金屬與通常的樹脂等相比熱傳導(dǎo)率也高，但作為導(dǎo)熱 板使用鋁能夠更輕量化。而且，如果能夠?qū)崿F(xiàn)小型輕量化，還能實現(xiàn)設(shè)計性更優(yōu)良的照明器具。另外，構(gòu)成上述散熱板4、5的材質(zhì)也不限定于上述實施方式的ABS樹脂，可采用 亞克力(Acrylic)、聚丙烯(polypropylene)、聚苯乙烯(Polystyrene)、丙烯腈-苯乙烯共 聚物(Acrylonitrile-styrene copolymer (see SAN))等的熱傳導(dǎo)率低、散熱率高的一般樹脂。還有，上述散熱板4、5可以是熱膨脹率近的材質(zhì)，也不一定要使用同一材質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種照明器具，其特征在于，在熱傳導(dǎo)率高的金屬制導(dǎo)熱板上安裝LED基板單元，并在上述導(dǎo)熱板的兩面當(dāng)中，除 了上述LED基板單元的安裝部分以外的露出面上，緊貼散熱率高、熱傳導(dǎo)率低的樹脂制散 熱板，形成上述導(dǎo)熱板的兩面上設(shè)置散熱板的三層構(gòu)造，使上述LED基板單元放出的熱在 上述導(dǎo)熱板內(nèi)擴(kuò)散，傳送到上述樹脂制的散熱板上，從上述樹脂制的散熱板向外部空氣排 放被傳送的熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明器具，其特征在于， 上述導(dǎo)熱板為鋁制。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種具有低成本、散熱性好且人直接接觸也不會燙傷等優(yōu)點的照明器具。上述照明器具構(gòu)成如下在熱傳導(dǎo)率高的金屬制導(dǎo)熱板(3)上安裝LED基板單元(1)，在除上述LED基板單元(1)的安裝部分外的上述導(dǎo)熱板(3)的全露出的兩面上，緊貼散熱率高、熱傳導(dǎo)率低的樹脂制散熱板(4、5)，由上述導(dǎo)熱板和在其兩面上設(shè)置的散熱板形成三層構(gòu)造，使從上述LED基板單元(1)中放出的熱在上述導(dǎo)熱板(3)內(nèi)擴(kuò)散，傳送到上述樹脂制的散熱板(4、5)上，從上述樹脂制的散熱板(4、5)向戶外空氣排放。
文檔編號F21Y101/02GK102057217SQ20088012971
公開日2011年5月11日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者黑澤英之 申請人:斯萬電器株式會社