專利名稱：光源單元以及使用此光源單元的照明器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用了發(fā)光二極管(Light Emitting Diode， LED)等的發(fā)光元件 且適合于照明器具(Lighting A卯a(chǎn)ratus)的光源單元及使用此光源單元的照明器具。
背景技術(shù)：
LED等發(fā)光元件隨著其溫度上升，而光的輸出下降，且耐用年數(shù)也縮短。因此，對(duì) 于以LED或電致發(fā)光(Electro Luminescent, EL)元件等固體發(fā)光元件為光源的照明器具 而言，為了延長耐用年數(shù)或者改善發(fā)光效率的特性，重要的是抑制發(fā)光元件的溫度上升。采 用LED作為光源的照明器具在日本公開專利公報(bào)編號(hào)、日本專利特開2006-172895號(hào)公報(bào) (J即.Pat. KOKAI Applin. No. JP2006-172895A)中有所揭示。此照明器具中，在具有散熱性 的安裝板上安裝著基板。安裝板在點(diǎn)對(duì)稱地設(shè)置在周緣的安裝部中，固定在照明器具的本 體上?；迳纤a(chǎn)生的熱經(jīng)由安裝板向照明器具的本體傳遞。由此，基板的散熱率得到提 高。 然而，日本公開專利公報(bào)編號(hào)、特開2006-172895號(hào)公報(bào)(Jap. Pat. KOKAI Applin. No. JP2006-172895A)中所示的照明器具是從基板的周緣向本體傳遞熱。如果光源 點(diǎn)亮后經(jīng)過固定時(shí)間，那么基板的發(fā)熱與散熱均衡。因此，基板的溫度整體而言溫度分布成 為均勻。 但是，存在于剛點(diǎn)亮光源之后，基板的中央部的溫度變高的傾向。于此種條件時(shí)， 如果反復(fù)進(jìn)行點(diǎn)亮與熄滅，那么剛點(diǎn)亮之后的溫度分布不均勻成為引起安裝在基板的中央 部的發(fā)光元件的耐用年數(shù)縮短或特性下降的原因。例如，導(dǎo)致安裝在基板的中央部的發(fā)光 元件的亮度比安裝在基板的周圍部的發(fā)光元件的亮度下降。另外，基板的中央部所產(chǎn)生的 熱原本就具備難以散熱、溫度易于上升的條件，而不論點(diǎn)亮光源之后經(jīng)過多長時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光源單元、以及使用此光源單元的照明器具，所述光源單元具有 促進(jìn)安裝著多個(gè)發(fā)光元件的基板的溫度分布達(dá)到均質(zhì)的功能。 本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)的光源單元具備基板與散熱機(jī)構(gòu)?；宓闹醒氩考捌渲車?安裝著多個(gè)發(fā)光元件。散熱機(jī)構(gòu)與多個(gè)發(fā)光元件的各個(gè)相對(duì)應(yīng)。而且，與安裝在中央部的 發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)的散熱能力大于與安裝在周圍部的發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī) 構(gòu)的散熱能力。 在本發(fā)明中，只要無特別指定，用語的定義及技術(shù)性含義如下。所謂發(fā)光元件是指 LED或有機(jī)EL等固體發(fā)光元件。發(fā)光元件的安裝優(yōu)選以板上芯片封裝(Chip On Board, COB)方式或表面安裝方式來安裝。但是，就本發(fā)明的性質(zhì)而言，安裝方式并無特別限定。另外，發(fā)光元件的安裝個(gè)數(shù)或基板的形狀并無特別限制。"中央部"、"周圍部"并非無變化地表 示"中央部"、"周圍部"本身。"中央部"、"周圍部"是表示根據(jù)基板或發(fā)光元件的配置形態(tài) 來把握的相對(duì)性的概念的部位。 例如，與各發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)的散熱效率也能夠以如下方式而構(gòu)成，即，
效率隨著比外周部更接近內(nèi)周而提高。此外，散熱機(jī)構(gòu)也可以由反射體或電極等的配線圖
案而構(gòu)成。另外，也可以特別設(shè)置構(gòu)件來構(gòu)成。此外，還可以改變與安裝在中央部的發(fā)光元
件相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)、以及與安裝在周圍部的發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)的材質(zhì)。
當(dāng)散熱機(jī)構(gòu)為反射體時(shí)，反射體具備隔壁與反射面。隔壁形成與多個(gè)發(fā)光元件的
各個(gè)相對(duì)應(yīng)的投光開口。反射面包括相對(duì)于安裝在中央部的發(fā)光元件的各個(gè)由隔壁而形
成的反射面；以及相對(duì)于安裝在周圍部的發(fā)光元件的各個(gè)由隔壁而形成的反射面。各個(gè)反
射面從配置有發(fā)光元件的入射側(cè)向射出發(fā)光元件的光的出射側(cè)展開。而且，位于中央部的
反射面的面積大于位于周圍部的反射面的面積。例如，當(dāng)多個(gè)反射面配置成放射狀時(shí)，也可
以形成如面積從位于周圍部的反射面向位于中央部的反射面逐漸增大的構(gòu)成。 或者，散熱機(jī)構(gòu)也可以是由銅箔而形成在安裝有發(fā)光元件的基板的表面處的電
極。此時(shí)的電極具備分別對(duì)應(yīng)于安裝在中央部的發(fā)光元件而熱耦合的區(qū)塊(block)，以及
分別對(duì)應(yīng)于安裝在周圍部的發(fā)光元件而熱耦合的區(qū)塊。與安裝在中央部的發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)
的區(qū)塊的面積大于與安裝在周圍部的發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的區(qū)塊的面積。 另外，本發(fā)明的照明器具至少由所述光源單元與具備此光源單元的本體而構(gòu)成。
本發(fā)明的另外的目的及優(yōu)勢(shì)將以下列描述來闡述，且一部分從描述中將顯而易 見，或者可以通過實(shí)施本發(fā)明來得知。本發(fā)明的目的及優(yōu)勢(shì)將通過下文所特定指出的工具 及組合來實(shí)現(xiàn)及獲得。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的照明器具的立體圖。 圖2是圖1中所示的照明器具的分解立體圖。 圖3A是從出射側(cè)觀察圖2中所示的反射體的立體圖。 圖3B是從入射側(cè)觀察圖3A中所示的反射體的立體圖。 圖4A是從出射側(cè)觀察圖2中所示的反射體的平面圖。 圖4B是圖4A中所示的反射體的內(nèi)周側(cè)的反射面的一個(gè)區(qū)段的平面圖。 圖4C是圖4A中所示的反射體的外周側(cè)的反射面的一個(gè)區(qū)段的平面圖。 圖5是沿圖4A中的A-A線的側(cè)視圖。 圖6是圖2中所示的基板的表面的平面圖。 圖7是圖6中所示的基板的電極的圖案圖。 圖8是將圖2中所示的基板、反射體以及配光體組裝于本體上而成的照明器具的 剖面圖。 圖9是將本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的照明器具中的基板、反射體以及配光體組裝于 本體上的剖面圖。 圖10是表示將本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的照明器具中的基板嵌入到本體的安裝部 中的狀況的立體圖。
1 :筒燈2 :本體2a:底壁2b :中央螺孔2c :散熱片2d:周圍貫穿孔3 :配光體3a :法蘭4:基板4a:中央貫穿孔4b、4c、4d :外周貫穿孔4s :槽5 :電源單元6 :反射體6a:投光開口6b :外周緣部6c :放射狀隔壁6d:內(nèi)周隔壁6e :分割隔壁6f、6fc、6fm :反射面6g :螺孔6h :柄6i :入射側(cè)60 :出射側(cè)6ai、6ao :邊緣部7 :遮罩8 :端子臺(tái)9:板簧10、10-1 10-12 :LED11 :中央螺釘12 :周圍螺釘13 :安裝螺釘20:電路模塊20a、20b :電路基板20c :保持板21 :電氣零件22 :蓋子23 :頂板24 :安裝部26卡合區(qū)塊31 :基座32 :成形鋼絲彈簧
33 :金屬零件40電極40-1 40-12 :區(qū)±央40-a、40-b :引線圖案41 :切口部42 :爪
100 :光源單元261:凹部C :天花板H:外罩
Hl :滑塊H2 :外殼
H3:吊掛托架Sl、S2 :投影面積Sc、Sm :表面積
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的光源單元以及使用此光源單元的照明器具其具體 實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。 有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。 本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的光源單元IOO及照明器具是以埋入天花板C中的類型的
5筒燈(down light) 1為一例，并參照?qǐng)D1 圖8進(jìn)行說明。如圖1及圖2所示，筒燈1具備 本體2、配光體3、基板4、電源單元5、反射體6、以及透光性的遮罩7。另外，在本實(shí)施形態(tài) 中，以使用此筒燈1的姿勢(shì)為基準(zhǔn)來定義"頂部(top)"及"底部(bottom)"。另外，在本說 明書中，也有時(shí)將射出光的方向稱為"前"或"表面"，將其相反側(cè)稱為"后"或"背面"或者 "反面"。 本體2由導(dǎo)熱性的材料而制成具有底壁2a的筒形狀，如圖2及圖8所示，安裝部 24凹設(shè)在底壁2a中。如圖8所示，配光體3安裝于本體2的安裝部24的外周。如圖2及 圖6所示，基板4安裝有作為發(fā)光元件的LED10，且裝配于本體2上所設(shè)置的安裝部24上。 如圖2所示，電源單元5包含收納在本體2的內(nèi)部的電路模塊(circuit module) 20。如圖 2及圖8所示，反射體6夾持著基板4而安裝在本體2上。如圖2及圖8所示，透光性的遮 罩7配設(shè)在反射體6的前方。另外，透光性的遮罩7也可以是白色、半透明或具有擴(kuò)散性的 遮罩。另外，如圖1所示，本體2的外表面具有端子臺(tái)8。配光體3具備一對(duì)用于固定在天 花板C的面板(panel)上的板簧(platespring)9。光源單元100由基板4與反射體6而構(gòu) 成。 本體2由導(dǎo)電性優(yōu)異的材料、例如鋁合金制的壓鑄件(die-cast)而形成。本體2 的外表面由白色的三聚氰胺(melamine)樹脂系涂料而燒接涂裝。另外，只要能保證導(dǎo)熱 性，那么本體2也可以由其他材料而形成。本體2的外表面具有多個(gè)在外鉛直方向上延伸 的散熱片2c。本體2中，在設(shè)置在底壁2a的安裝部24上具有中央螺孔2b與周圍貫穿孔 2d。中央螺孔2b向下方開孔，且在內(nèi)周形成有內(nèi)螺紋(female screw)。周圍貫穿孔2d在 板厚方向上貫穿底壁2a。本體2收納著電源單元5。 如圖2所示，電源單元5具備由兩塊電路基板20a、20b而構(gòu)成的電路模塊20， 與用以安裝這些電路基板20a、20b的保持板20c。此電路模塊20安裝著控制用集成電路 (Integrated Circuit, IC)、變壓器(transfer)、電容器(condenser)等電氣零件21，且 從上方插入本體2內(nèi)。然后，通過從上方蓋上蓋子(cover)22并用螺絲固定在本體2上， 而將電路基板20a、20b以封閉狀態(tài)收納在本體2內(nèi)。此外，從蓋子22的上方安裝頂板 (topplate)23。電路模塊20與安裝著作為發(fā)光元件的LED的基板4電性連接著。電路模 塊20具有電源電路，并對(duì)發(fā)光元件的點(diǎn)亮與熄滅進(jìn)行控制。電源單元5連接在本體2的外 部所露出的端子臺(tái)8上。端子臺(tái)8連接在商用電源上。 如圖2所示，配光體3由丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯(Acrylonitrile-Butadiene-S tyrene，ABS)樹脂而形成為向下方擴(kuò)展的斜面(bevel)形狀。配光體3—體地形成于作為 裝飾框的環(huán)狀的法蘭(flange) 3a所擴(kuò)展而成的開口端部，且上端部固定在本體2上。配光 體3的外周面裝配著一對(duì)板簧9。如圖8所示，此板簧9作為用以將此筒燈1固定在天花板 C的面板上的錨栓(anchor)而發(fā)揮功能。 參照?qǐng)D6及圖7來說明基板4。圖6表示基板4的表面。另外，圖7表示形成在基 板4的表面的電極的圖案與LED10的配置的關(guān)系。如圖6及圖7所示，通過表面安裝方式， 基板4的表面具有多個(gè)成為光源的LED10 (在本實(shí)施形態(tài)中，中央?yún)^(qū)域具有3個(gè)，其周圍部 具有9個(gè)，共計(jì)12個(gè))。基板4是由作為絕緣材的玻璃環(huán)氧樹脂(glass印oxy resin)所 制成的圓形的平板。 如圖7所示，由連接有LED10的電極40而將基板4的幾乎整個(gè)表面覆蓋。各電極40由銅箔而形成，且也具有作為各自所連接的LEDIO的散熱板(散熱機(jī)構(gòu))的功能。因此， 如圖7所示，電極40劃分成區(qū)塊40-l 區(qū)塊40-12，以當(dāng)使各LEDIO所產(chǎn)生的熱散熱時(shí)，基 板4上的溫度分布大致達(dá)到均勻。 另外，基板4的整個(gè)背面由導(dǎo)電性優(yōu)異的材料、例如銅層而覆蓋。銅層是與用于基 板4上所安裝的LED10的電路絕緣LED10點(diǎn)亮期間所產(chǎn)生的熱由此銅層而擴(kuò)散到整個(gè)基板 4，并得以散熱。此銅層通過將熱擴(kuò)散來防止對(duì)基板4局部加熱，從而使對(duì)基板4所施加的 熱應(yīng)力成為均勻。另外，視需要而使基板4形成適當(dāng)積層有光阻層的多層。
基板4通過密接于本體2的底壁2a上所設(shè)置的安裝部24而熱耦合。此時(shí)，基板 4也可以使粘接材介于中間來與本體2的底壁2a耦合。粘接材可使用導(dǎo)熱性良好的材料， 具體而言，可使用有機(jī)硅樹脂(silicone resin)系的粘接材中混合金屬氧化物等所形成的 粘接材。粘接材只要是使基板4密接于底壁2a上的材料即可。因此，粘接材也可以是柔軟 的單一薄片狀構(gòu)件或硬化樹脂等。 此外，當(dāng)基板4的材料采用玻璃環(huán)氧樹脂以外的絕緣材時(shí)，只要是散熱特性比較 良好且耐久性優(yōu)異的材料，那么也可以應(yīng)用陶瓷材料或其他合成樹脂材料。另外，當(dāng)基板4 采用金屬材料時(shí)，較合適的是導(dǎo)熱性良好、散熱性優(yōu)異且輕量的鋁合金。
另外，基板4具有多個(gè)用以穿過中央固定機(jī)構(gòu)及周圍固定機(jī)構(gòu)的固定部位，所述 中央固定機(jī)構(gòu)及周圍固定機(jī)構(gòu)是為了將此基板4固定在本體2上而準(zhǔn)備的。為了裝配中央 固定機(jī)構(gòu)而在基板的中央所準(zhǔn)備的固定部位是中央貫穿孔4a。為了裝配周圍固定機(jī)構(gòu)而在 基板4的周圍所準(zhǔn)備的固定部位在本實(shí)施形態(tài)中設(shè)置有3個(gè)，即外周貫穿孔4b、4c、4d。外 周貫穿孔4b、4c、4d以中央貫穿孔4a為中心且空開120度的間隔而配置著。
基板4的中央貫穿孔4a與各外周貫穿孔4b、4c、4d之間的同心圓上具有以中央部 為中心的平穩(wěn)的圓弧狀的槽(slot)4s。此槽4s是作為用以吸收由熱所引起的基板4的伸 展的熱膨脹吸收機(jī)構(gòu)而準(zhǔn)備的。即，槽4s在分別連結(jié)中央貫穿孔4a與外周貫穿孔4b、中央 貫穿孔4a與外周貫穿孔4c、中央貫穿孔4a與外周貫穿孔4d的線段上，形成在與此線段交 叉的方向上。另外，槽在分別連結(jié)2個(gè)外周貫穿孔4b與4c、4c與4d、4d與4b的線段上，進(jìn) 一步形成在與此線段交叉的方向(此時(shí)為半徑方向)上。 基板4在中央貫穿孔4a與外周貫穿孔4b、4c、4d處，通過中央固定機(jī)構(gòu)及周圍固 定機(jī)構(gòu)而固定在本體2上?；?曝露于所謂的熱循環(huán)(heat-cycle)中，此熱循環(huán)是指在 LED10點(diǎn)亮期間受熱，在LED10熄滅之后放出熱。因此，基板4反復(fù)受到由膨脹與收縮所產(chǎn) 生的應(yīng)力。此時(shí)，通過槽4s來緩和作用于圖6中箭頭所示的方向上的由熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng) 力。由于可以減輕作用于基板4的應(yīng)力，因此基板4的并不令人期待的翹曲或變形得到抑 制。此外，關(guān)于從中央貫穿孔4a朝向外周貫穿孔4b、4c、4d的方向以外的放射方向而言，基 板4因未受到固定而變得自由，所以應(yīng)力作用的程度較小。 如圖7所示，由銅箔所形成的電極40在絕緣性的基板4的表面上，由第1至第 12的12個(gè)區(qū)lfe 40-1 區(qū)lfe 40-12與2個(gè)引線圖案(lead pattern)40-a、40-b而構(gòu)成。 LED10-1 LED10-12跨各區(qū)塊40-l 區(qū)塊40-12及引線圖案40-a、40-b之中的兩者之間 而分別連接著。為了表示電極40的各區(qū)塊40-l 區(qū)塊40-12與LED10-1 LED10-12的 位置關(guān)系，LED10-1 LED10-12由雙點(diǎn)劃線(two-dot chain line)來表示。LED10分成 兩組，每6個(gè)分別串聯(lián)連接。第1組由LED10-1 LED10-6而構(gòu)成，第2組由LED10-7 LED10-12而構(gòu)成。 在第1組中，LED10-1的陽極連接于引線圖案40-a，陰極連接于第1區(qū)塊40_1。以 使LED10-1所產(chǎn)生的熱傳遞到第1區(qū)塊40-l的方式而熱耦合。LED10-2的陽極連接于第1 區(qū)塊40-1，陰極連接于第2區(qū)塊40-2。以使LED10-2所產(chǎn)生的熱傳遞到第2區(qū)塊40_2的 方式而熱耦合。以下同樣地，從LED10-3到10-6為止串聯(lián)連接。 另外，在第2組中，LED10-7的陽極連接于引線圖案40_b，陰極連接于第7的區(qū)塊 40-7。以使LED10-7所產(chǎn)生的熱傳遞到第7區(qū)塊40_7的方式而熱耦合。LED10-8的陽極 連接于第7區(qū)塊40-7，陰極連接于第8的區(qū)塊40-8。以使LED10-8所產(chǎn)生的熱傳遞到第8 區(qū)塊40-8的方式而熱耦合。同樣地，LED10-9 LED10-12在第8區(qū)塊40_8 第12區(qū)塊 40-12之間串聯(lián)連接。 基板4的中央部分容易充滿LED10-1 LED10-12各自所產(chǎn)生的熱。因此，構(gòu)成電 極40的區(qū)塊之中，位于靠近基板4的中心處的區(qū)塊40-4、40-7及40-10的面積比配置在周 圍的其他區(qū)塊的面積形成得更大。即，增大已與位于中央部的LED10-4、10-7及10-10形成 熱耦合的區(qū)塊40-4、40-7及40-10的面積，來使整個(gè)基板4的溫度分布達(dá)到均勻。因此，中 央部的區(qū)塊40-4、40-7、40-10的散熱能力大于其周緣部的區(qū)塊的散熱能力。
如圖2 圖5所示，反射體6配置在基板4的表面?zhèn)?，即安裝著LED10的一側(cè)，由 白色的聚碳酸酯(polycarbonate)或丙烯腈_苯乙烯_丙烯酸酯(Acrylonitrile Styrene Acrylate，ASA)樹脂等而形成。反射體6具有對(duì)從LED10所放射的光進(jìn)行配光控制來使其 有效地照射的功能。如圖3A、圖3B、圖4A及圖5所示，反射體6為圓板形狀，且在與基板4 上所安裝的LED10的各個(gè)相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)置著投光開口 6a。在本實(shí)施形態(tài)中，投光開口 6a有12個(gè)。 如圖8所示，反射體6具有嵌入到本體2的安裝部24中的環(huán)狀的外周緣部6b。另 夕卜，如圖4A所示，各投光開口 6a由放射狀隔壁6c、內(nèi)周隔壁6d以及分割隔壁6e而個(gè)別地隔 開。放射狀隔壁6c從中央部到外周緣部6b為止以穿過分別對(duì)應(yīng)于靠近中央的3個(gè)LED10 的投光開口 6a之間的方式，而空開約120度的間隔配置成放射狀。內(nèi)周隔壁6d在從中央 部到外周緣部6b之間，即在對(duì)應(yīng)于靠近中央的3個(gè)LED10的投光開口 6a與對(duì)應(yīng)于配置在 其外周的9個(gè)LED10的投光開口 6a之間，形成為將放射狀隔壁6c分成兩半的圓形。分割 隔壁6e在從位于各放射狀隔壁6c之間的內(nèi)周隔壁6d到外周緣部6b為止之間，分別各設(shè) 置2個(gè)。 因此，成為反射體6中形成有6個(gè)分割隔壁6e。艮卩，與配置在靠近基板4的外周的 9個(gè)LED10相對(duì)應(yīng)的9個(gè)投光開口 6a之中，分割隔壁6e使由放射狀隔壁6c以每3個(gè)劃分 而成的投光開口 6a進(jìn)一步分成一個(gè)一個(gè)的區(qū)域。 在所述的反射體6中，隔開各投光開口 6a的各個(gè)隔壁，即放射狀隔壁6c、內(nèi)周隔 壁6d及分割隔壁6e如圖5所示，形成從投光開口 6a的入射側(cè)6i朝向出射側(cè)6o面向下方 展開的所謂的扣碗狀的拋物面。形成在各投光開口6a的拋物面構(gòu)成反射面6f。放射狀隔 壁6c、內(nèi)周隔壁6d及分割隔壁6e從出射側(cè)6o觀察形成為山形。各隔壁6c、6d、6e的山脊 所形成的出射側(cè)6o的形狀于平面視時(shí)，內(nèi)周隔壁6d的內(nèi)側(cè)的3個(gè)如圖4B所示為扇形的形 狀，外側(cè)的9個(gè)如圖4C所示呈梯形的形狀。 形成在每個(gè)投光開口 6a上的12個(gè)反射面6f之中，比內(nèi)周隔壁6d更內(nèi)側(cè)即位于中央部的3個(gè)投光開口 6a的反射面6fm的每1個(gè)的表面積Sm，比位于其周圍部的9個(gè)投光 開口 6a的反射面6fc的每1個(gè)的表面積Sc形成得更大。即，反射面6fm與反射面6fc的 每1個(gè)的面積具有Sm > Sc的關(guān)系。另外，如以圖4B及圖4C為代表所示般，在從下方觀察 的平面視時(shí)，與反射面6fm相對(duì)應(yīng)的形成為扇形的投光開口 6a的投影面積Sl也比與反射 面6fc相對(duì)應(yīng)的形成為梯形的投光開口 6a的投影面積S2形成得更大。S卩，具有SI > S2 的關(guān)系。如此，在作為散熱機(jī)構(gòu)的反射體6中，中央部的投光開口 6a的反射面6fm的表面 積及其投影面積Sl大于周圍部的投光開口 6a的反射面6fc的表面積及其投影面積S2。
如圖3B及圖5所示，反射體6的面向基板4的一側(cè)的放射狀隔壁6c的靠近外周 緣部6b的部分具有柄(stem) 6h。各柄6h從面向基板4的一側(cè)起分別一個(gè)一個(gè)地形成有螺 孔6g。如圖3B所示，柄6h及螺孔6g在反射體6上共計(jì)形成在3個(gè)部位。
其次，參照?qǐng)D8，對(duì)將包含基板4與反射體6的光源單元100安裝在本體2的安裝 部24上的方法進(jìn)行說明。另外，在圖8中，省略了板簧9的一部分。如圖8所示，設(shè)置在本 體2的底壁2a上的安裝部24以與基板4的整個(gè)背面密接的方式而形成。反射體6的柄6h 配置在面對(duì)本體2的周圍貫穿孔2d及基板4的外周貫穿孔4b、4c、4d的位置上。面向基板 4的反射體6的背面，特別是反射體6的外周緣部6b的基板4側(cè)的端部、投光開口 6a的邊 緣部6ai、6ao以及柄6h，抵接于安裝著LED10的基板4的表面。 基板4及反射體6以如下的順序固定在安裝部24上。首先，將基板4從本體2的 下方嵌入到安裝部24中。接著，將中央螺釘11從基板4的表面穿過中央貫穿孔4a后旋入 設(shè)置在底壁2a的中央螺孔2b中，借此將基板4的中央部固定在本體2上。然后，利用3根 周圍螺釘12將基板4的周圍固定在本體2上。將周圍螺釘12從本體2的上方起，穿過底 壁2a的周圍貫穿孔2d及基板4的外周貫穿孔4b、4c、4d后，擰入至設(shè)置在反射體6的放射 狀隔壁6c的背面?zhèn)鹊谋?h的螺孔6g中。如此，因?yàn)樵诶弥醒肼葆?1將基板4定位并 暫時(shí)固定在底壁2a上后，利用周圍螺釘12來固定反射體6的同時(shí)基板4的固定結(jié)束，所以 可容易地進(jìn)行組裝作業(yè)。 中央螺釘11作為中央固定機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。中央固定機(jī)構(gòu)只要可將基板4牢牢 地固定在本體2上，那么作為中央螺釘11的替代品，也可以是豎立在安裝部24的中心上的 雙頭螺栓(stud bolt)及擰入至此雙頭螺栓中的螺帽的組合、或者釘入至安裝部24的中心 的鉚釘(rivet)等。另外，周圍螺釘12作為周圍固定機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。周圍固定機(jī)構(gòu)只要 可將基板4的周圍及反射體6牢牢地固定在本體2上，那么作為周圍螺釘12的替代品，也 可以是豎立在反射體6的柄6h上的雙頭螺栓及擰入至穿過周圍貫穿孔2d后向底壁2a的 上方突出的雙頭螺栓的螺帽的組合，或者穿過周圍貫穿孔2d與基板的外周貫穿孔4b、4c、 4d后釘入至反射體6的柄6h中的鉚釘?shù)取?周圍螺釘12的緊固力在將反射體6向底壁2a側(cè)拉伸的方向上發(fā)揮作用。固定基 板4的中央螺釘11與牽引反射體6的周圍螺釘12的緊固力合力，將基板4牢固地固定在 底壁2a上。在此狀態(tài)下，反射體6的投光開口6a與基板4的各LED10對(duì)向配置著。另外， 安裝有LED10的基板4的表面與受到抵壓的反射體6的背面密接。如圖3B所示，反射體6 的背面以包圍各個(gè)LED10的方式而形成有投光開口 6a的邊緣部6ai、6ao。這些邊緣部6ai、 6ao形成為與柄6h高度相同。因此，反射體6可以對(duì)應(yīng)于基板4上所安裝的LED10的每一 個(gè)，而將基板4的背面?zhèn)鹊謮河诒倔w2的底壁2a的安裝部24。
配光體3由安裝螺釘13而固定在本體2上。法蘭3a的外徑大于天花板C的嵌入 孔的孔徑。在將筒燈l設(shè)置在天花板C上的狀態(tài)下，法蘭3a從下方掛在嵌入孔的周緣。本 實(shí)施形態(tài)的筒燈1在配光體3與反射體6之間具有由丙烯酸樹脂等所制作的透光性的遮罩 7。遮罩7配設(shè)在射出光的反射體6的前方。 在如上所述的構(gòu)成中，如果對(duì)電源單元5通電，那么位于電路模塊20中的點(diǎn)亮電 路運(yùn)作。通過向基板4供給電力，則LED10發(fā)光。從各LED10所射出的光的大部分透過遮 罩7而向前方照射。 一部分的光通過在與各LED10相對(duì)應(yīng)的反射體6的各反射面6f暫時(shí) 被反射而受到配光控制，然后透過透光性的遮罩7而向前方照射。 從LED10所產(chǎn)生的熱主要從基板4的背面向本體2的底壁2a傳遞。此熱向整個(gè) 本體2傳導(dǎo)直至本體2的端部為止，并且在傳導(dǎo)過程中從散熱片2c處散熱。另外，如圖7 所示，LEDIO中所產(chǎn)生的熱也通過以覆蓋基板4的表面的方式而形成的電極40向基板4擴(kuò) 散。反射體6的背面除了邊緣部6ai、6ao及柄6h以外，如圖3B所示，也通過在半徑方向上 延伸的肋部(rib)抵接于基板4的表面。由于基板4與反射體6的密接性得到保持，因此 擴(kuò)散到電極40的熱從基板4向反射體6傳遞，從而從基板4上去除。 由于LEDIO中所產(chǎn)生的熱散逸到本體2及反射體6，因此基板4的溫度分布得以平 均化。另外，此實(shí)施形態(tài)的反射體6的位于中央部的反射面6fm的每1個(gè)的表面積Sm，比位 于周圍部的反射面6fc的每1個(gè)的表面積Sc形成得更大。即，充分地準(zhǔn)備了與基板4的中 央部相對(duì)應(yīng)的散熱面積。因此，在剛點(diǎn)亮LED10之后，在基板4的溫度分布中即使在熱易于 集中在中央部的時(shí)間，基板4的溫度分布也穩(wěn)定。其結(jié)果，此實(shí)施形態(tài)的照明器具即筒燈1 在點(diǎn)亮LEDIO時(shí)，光束可以在較早的階段中穩(wěn)定，并且可以減輕LED10的耐用年數(shù)的下降。
除此以外，與反射面6fm相對(duì)應(yīng)的投光開口 6a的出射側(cè)6o的投影面積Sl，比與反 射面6fc相對(duì)應(yīng)的投光開口 6a的出射側(cè)6o的投影面積S2形成得更大。此點(diǎn)也促進(jìn)基板 4的散熱，且使由基板4的熱散熱所獲得的效果顯著地顯現(xiàn)。在電極40中，使與位于基板4 的中央部的LED10-4、10-7及10-10熱耦合的區(qū)塊40_4、40_7及40-10的面積大于周圍的 面積。此點(diǎn)也促進(jìn)基板4的中央部的散熱，并使基板4的溫度分布的均質(zhì)化得以進(jìn)行。
基板4有可能因從LED10所產(chǎn)生的熱而反復(fù)膨脹、收縮，由此而發(fā)生變形。此時(shí)， 反射體6的背面按壓抵接于基板4的表面，作用于基板4的由熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力可以由 槽4s吸收。因此，可以抑制基板4的翹曲或變形。另外，槽4s在基板4的制造過程中的回 流焊(reflow)步驟中，也發(fā)揮著抑制由熱膨脹所引起的變形的功能。 如上所述，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，可以提供一種能夠促進(jìn)安裝著多個(gè)LED10的基板4的 均熱化的光源單元100及使用此光源單元100的筒燈(照明器具)1。另外，根據(jù)本實(shí)施形 態(tài)，由于利用反射體6而將基板4抵壓于本體2上，因此可以使基板4高效地散熱，并且也 可以抑制基板4的變形。 本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的照明器具是以筒燈1為例，并參照?qǐng)D9進(jìn)行說明。此筒 燈1幾乎與第1實(shí)施形態(tài)的筒燈1相同，對(duì)于天花板C的固定方法與第1實(shí)施形態(tài)的情形 不同。因此，在圖中，對(duì)具有與第1實(shí)施形態(tài)的筒燈1相同功能的構(gòu)成標(biāo)注相同的符號(hào)并省 略其說明。 此筒燈l是經(jīng)由外罩(housing)H而安裝在天花板C上。此外罩H固定在保持 天花板C的面板的天花板擱柵(ceiling joist)上。外罩H具備架在天花板擱柵之間的滑塊(slide)Hl，與安裝在此滑塊Hl上的外殼(hull)H2。外殼H2的內(nèi)側(cè)具有吊掛托架 (bracket)H3。 如圖9所示，筒燈1的配光體3的外側(cè)面具有基座(base) 31與成形鋼絲彈簧 (formed wire spring) 32。成形鋼絲彈簧32由金屬零件33而與基座31連結(jié)。成形鋼絲 彈簧32具有在自由狀態(tài)下擴(kuò)展成V字形的彈性力，且穿過設(shè)置在吊掛托架H3中的孔。通 過穿過吊掛托架H3的成形鋼絲彈簧32的前端擴(kuò)展，將法蘭3a掛在天花板C的面板上而固 定筒燈l。 此筒燈1由于經(jīng)由外罩H而固定在天花板C上，因此在與第1實(shí)施形態(tài)的筒燈1 比較下該配光體3在光的射出方向上制作得更長。另外，配光體3與本體2相同，都是導(dǎo)熱 性優(yōu)異的鋁合金制的壓鑄件。由于此配光體3比第1實(shí)施形態(tài)的配光體3大，因此相應(yīng)地 其熱容量較大，而且散熱面積也較廣。配光體3安裝在本體2的底部。配光體3經(jīng)由本體 2而對(duì)LED10中所產(chǎn)生的熱進(jìn)行吸熱并散熱。也優(yōu)選在本體2與配光體3之間夾持熱傳遞 優(yōu)異的銅制墊片(gasket)或漿料(paste)來增加密接面積。由于此筒燈1比第1實(shí)施形 態(tài)的筒燈1可以使更多的熱散逸，因此即使在增加LED10的個(gè)數(shù)等增加發(fā)熱量的情形時(shí)，也 可以使所述熱散逸。 本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的照明器具與第1及第2實(shí)施形態(tài)相同，以筒燈1為例，并 參照?qǐng)D10進(jìn)行說明。本實(shí)施形態(tài)的筒燈1中，基板4相對(duì)于安裝部24的安裝方法與其他 實(shí)施形態(tài)的不同，其他構(gòu)成與第1、第2實(shí)施形態(tài)相同。因此，相同構(gòu)成的說明參考第l及第 2實(shí)施形態(tài)中相對(duì)應(yīng)的說明部分及相對(duì)應(yīng)的圖式，而省略此處的記載。 圖10表示從下方側(cè)觀察時(shí)在設(shè)置在本體2的底壁2a的安裝部24上裝配著基板 4的狀態(tài)。此實(shí)施形態(tài)的本體2中，在安裝部24的內(nèi)周的側(cè)壁具有卡合區(qū)塊26。卡合區(qū)塊 26具有在以設(shè)置在安裝部24上的中央螺孔2b為中心的圓周方向上開口的凹部261。另外， 基板4具備切口部41與爪42。切口部41是將基板4的一部分去除的部分，以使當(dāng)將基板 4嵌入到安裝部24中時(shí)不與卡合區(qū)塊26產(chǎn)生干擾。如圖8所示，爪42從切口部41向圓周 方向延伸，并嵌入到卡合區(qū)塊26的凹部261中。 當(dāng)將基板4裝配在本體2上時(shí)，插入基板4直至抵接于安裝部24的底面的位置為 止。而且，在本實(shí)施形態(tài)中，在將基板4的背面抵壓于安裝部24的底面的狀態(tài)下順時(shí)針地轉(zhuǎn) 動(dòng)，借此使爪42嵌合在卡合區(qū)塊26的凹部261中?？ê蠀^(qū)塊26設(shè)置在與相對(duì)于中央螺孔 2b配置有周圍貫穿孔2d的方位幾乎相同的方位、即3個(gè)部位上。在爪42嵌入到凹部261 中的狀態(tài)下，基板4緊貼在安裝部24的底面。通過以所述方式構(gòu)成，使基板4安裝在本體 2上的作業(yè)變得簡單。另外，本實(shí)施形態(tài)的本體2及基板4也可以用于第1實(shí)施形態(tài)及第2 實(shí)施形態(tài)的筒燈1中的任一者。 另外，第1實(shí)施形態(tài)的筒燈1的配光體3為ABS樹脂制，作為替代品，也可以與第2 實(shí)施形態(tài)相同，由鋁合金制的壓鑄件來制造。此外，第1到第3實(shí)施形態(tài)中的反射體6也可 以由導(dǎo)熱性優(yōu)異的鋁合金制的壓鑄件來制作。通過使反射體6為鋁合金制，可以利用基板4 的表側(cè)的幾乎整個(gè)面上所形成的電極40來將從LED10傳遞而來的熱進(jìn)一步積極地傳送到 反射體6。而且，傳遞到反射體6的熱進(jìn)一步向配光體3傳送，借此可以高效地使LED10中 所產(chǎn)生的熱散熱。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光源單元，其包括基板，中央部及其周圍部安裝著多個(gè)發(fā)光元件；以及散熱機(jī)構(gòu)，與所述多個(gè)發(fā)光元件的各個(gè)相對(duì)應(yīng)；且此光源單元的特征在于與安裝在所述中央部的發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的所述散熱機(jī)構(gòu)的散熱能力大于與安裝在所述周圍部的發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)的散熱能力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于 所述散熱機(jī)構(gòu)為反射體，此反射體包括 隔壁，形成與多個(gè)發(fā)光元件的各個(gè)相對(duì)應(yīng)的投光開口；反射面，相對(duì)于安裝在所述中央部的發(fā)光元件的各個(gè)由所述隔壁而形成，且從配置有 所述發(fā)光元件的入射側(cè)向射出所述發(fā)光元件的光的出射側(cè)展開；以及反射面，相對(duì)于安裝在所述周圍部的發(fā)光元件的各個(gè)由所述隔壁而形成，且從配置有 所述發(fā)光元件的入射側(cè)向射出所述發(fā)光元件的光的出射側(cè)展開；且位于所述中央部的所述反射面的面積大于位于所述周圍部的反射面的面積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于所述散熱機(jī)構(gòu)為由銅箔而形成于安裝有所述發(fā)光元件的基板的表面的電極，此電極包括區(qū)塊，分別對(duì)應(yīng)于安裝在所述中央部的發(fā)光元件而熱耦合；以及 區(qū)塊，分別對(duì)應(yīng)于安裝在所述周圍部的發(fā)光元件而熱耦合；且與安裝在所述中央部的發(fā)光元件相對(duì)應(yīng)的區(qū)塊的面積大于與安裝在所述周圍部的發(fā) 光元件相對(duì)應(yīng)的區(qū)塊的面積。
4. 一種照明器具，其特征在于包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元；以及 具備所述光源單元的本體。
5. —種照明器具，其特征在于包括 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源單元；以及 具備所述光源單元的本體。
6. —種照明器具，其特征在于包括 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源單元；以及 具備所述光源單元的本體。
全文摘要
一種光源單元以及使用此光源單元的照明器具。光源單元(100)具備基板(4)與散熱機(jī)構(gòu)(6、40)。基板(4)的中央部及其周圍部安裝著多個(gè)發(fā)光元件(10)。散熱機(jī)構(gòu)(6、40)與多個(gè)發(fā)光元件(10)的各個(gè)相對(duì)應(yīng)。而且，與安裝在中央部的發(fā)光元件(10-4、10-7、10-10)相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)(6fm、40-4、40-7、40-10)的散熱能力大于與安裝在周圍部的發(fā)光元件(10-1、10-2、10-3、10-5、10-6、10-8、10-9、10-11、10-12)相對(duì)應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)(6fc、40-1、40-2、40-3、40-5、40-6、40-8、40-9、40-11、40-12)的散熱能力。
文檔編號(hào)F21V29/00GK101709857SQ20091017374
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者橋本純男, 森山厳與, 樋口一斎, 神代真一 申請(qǐng)人:東芝照明技術(shù)株式會(huì)社