球狀led燈和用於生產球狀led燈的方法

2023-09-10 05:02:35

專利名稱：球狀led燈和用於生產球狀led燈的方法
技術領域：
本發明涉及一種球狀LED燈，包括透明球體以及用於從燈插座接收電功率的基底，該基底至少部分地位於該球體的頸狀部分內並且包括一個或多個LED。本發明進一步涉及一種用於製作球狀LED燈的方法。
背景技術：
球狀LED燈是如下燈，其具有白熾燈泡的一般形狀和功能，具有用於連接到燈插座的基底以及透光的透明球體，但其光是從球體內的發光二極體LED而不是從白熾鎢絲髮射的。十分需要生產球狀LED燈的高效方法。US 2006/0050514A1公開了一種球狀LED燈，但沒有給出關於如何高效地製作該球狀LED燈的細節。

發明內容
本發明的目標是提供一種用於生產球狀LED燈的改進方法，該球狀LED燈具有透明球體和用於從燈插座接收電功率的基底。這一目標通過如下方法來實現，該方法包括以下步驟a)提供在頸狀部分中具有開口的透明球體，以及包括至少一個LED的基底；b)向所述基底或向球體的頸狀部分的內表面施加膨脹泡沫構件；c)將所述基底插入球體中；以及d)使膨脹泡沫條構件膨脹，直到其按壓所述基底和球體的頸狀部分的內表面為止。在本發明上下文中的詞語「透明」應當寬泛地解釋，含義為一般地對光輻射透明， 例如該球體可以是清澈的、有色的、漫射的、磨砂的、散射的或者不透明的。在優選實施例中，膨脹泡沫構件可以包括一個或多個膨脹泡沫條。膨脹泡沫構件的使用有助於將基底居中於球體的頸狀部分中並且將其固定到球體。由於泡沫構件的膨脹性，並非必須具有基底在頸狀部分中的完美裝配，或者並非必須將頸狀部分與基底熔接或將其收縮到散熱器上。優選地，膨脹泡沫構件具有大於0. 3W/(m*K)的導熱率k，因為從基底到球體的增加的熱傳遞增加LED的效率。增加的熱傳遞還使得可以在球狀LED燈中使用額定功率更高的 LED。在一個實施例中，膨脹泡沫構件包括粘性膨脹泡沫帶，其在至少一側上具有粘性層。這便於球狀LED燈的組裝，並且增加所得到的球狀LED燈的機械強度。在一個實施例中，在步驟b)之前圍繞膨脹泡沫構件纏繞可變形金屬條。這更進一步增強從基底到透明球體的熱傳遞。優選地，金屬條由鋁製成並且具有10-50 μ m的厚度。在一個實施例中，基底進一步包括LED驅動器、用於LED的第一散熱器以及用於
4LED驅動器的第二散熱器。另外，膨脹泡沫構件包括第一膨脹泡沫件和第二膨脹泡沫件，並且在步驟d)中，使膨脹泡沫構件膨脹，直到所述第一膨脹泡沫件按壓所述第一散熱器和球體的頸狀部分的內表面的第一部分並且所述第二膨脹泡沫件按壓所述第二散熱器和球體的頸狀部分的內表面的第二部分為止。通過使分立的泡沫件連接到分立的散熱器，便於LED 和LED驅動器在不同溫度下的操作，同時仍然維持來自LED以及LED驅動器的充分熱傳遞。 在一個實施例中，在步驟d)中，向膨脹泡沫構件施加熱量以便加速膨脹泡沫構件的膨脹。優選地，膨脹泡沫構件具有至少為因子3的膨脹率。膨脹泡沫構件的膨脹率被定義為當在自由空間中無障礙地膨脹時膨脹泡沫構件以多大的量增加其厚度。例如，膨脹泡沫帶的為因子5的膨脹率意味著該帶在膨脹之後具有為其原始壓縮狀態下的厚度的5倍的厚度。高膨脹率是所希望的，因為其將放寬對球體、基底和對準過程的幾何容限要求。根據本發明的另一方面，提供一種球狀LED燈，包括透明球體以及用於從燈插座接收電功率的基底，該基底至少部分地位於球體的頸狀部分內並且包括LED，其中該球狀 LED燈進一步包括基底與球體的頸狀部分之間的聚合物泡沫構件。優選地，泡沫構件具有大於0.3W/(m*K)的導熱率k。於是，該球體將充當冷卻凸緣，並且將熱量從基底向周圍傳輸。在一個實施例中，該球狀LED燈包括圍繞泡沫構件的金屬條，該泡沫構件將所述金屬條按壓在基底和球體的頸狀部分上。其目的在於改善從基底到球體的熱傳遞。在一個實施例中，基底進一步包括LED驅動器、用於LED的第一散熱器以及用於 LED驅動器的第二散熱器，所述第一和第二散熱器至少部分地位於球體的頸狀部分內；並且該泡沫構件包括在所述第一散熱器與球體的頸狀部分之間的第一泡沫件和在所述第二散熱器與球體的頸狀部分之間的第二泡沫件。


現在將參考示出本發明的當前優選實施例的附圖來更詳細地描述本發明的這一方面和其他方面。圖1是球狀LED燈的透視圖中的示意性分解視圖。圖2是圖示出用於生產球狀LED燈的方法的流程圖。圖3是球狀LED燈的截面視圖。圖4A和圖4B是球狀LED燈的替代性實施例的細節的一部分為截面的透視圖。圖5是球狀LED燈的又一替代性實施例的細節的截面視圖。圖6A至圖6C是圖示出球狀LED燈的又一實施例的組裝的示意圖。
具體實施例方式LED通常比白熾燈更高效。然而，當今廣泛使用的電壓源和燈插座適合於白熾燈； 消費者受制於其習慣性思維，即燈泡的外觀一般應當如何；並且很多生產設施適合於生產白熾燈泡。理想地，球狀LED燈應當在白熾燈泡生產線上生產，其中僅進行少量改動。另外， 產品應當看起來像白熾燈泡並且能夠像白熾燈泡那樣使用。同時，在燈的球體內使用LED 而不是鎢絲增加了對來自球體內的高效熱傳遞的需要，並且減小了在生產期間燈能夠暴露於的最高溫度。作為示例，白熾燈的玻璃球體通常在高到足以熔化玻璃的溫度下被熔接到基底，而暴露於這種溫度可能損壞LED。 圖1是在使用本發明方法進行組裝之前球狀LED燈10的示例性實施例的分解視圖。該球狀LED燈包括基底12和球體14。球體14具有頸狀部分16，頸狀部分16具有內徑為dl的開口，dl大於基底12的直徑d2。 基底包括LED驅動器M (圖幻和LED 30，LED驅動器M熱連接到LED驅動器散熱器沈，並且LED 30安裝在LED散熱器32上。用於向LED驅動器M供給電功率的兩根引線33從基底12延伸。插座連接器27配備有兩個插座接觸^、29，LED驅動器功率引線33 將會電連接到這兩個插座接觸觀、29。兩個散熱器沈、32由熱隔離體層20隔開。LED 30 布置為經由基底內的電引線(未示出)從LED驅動器M接收驅動電流。圖2是圖示出用於組裝例如圖1的分解視圖中示出的類型的球狀LED燈的方法的流程圖。在步驟50中，提供在頸狀部分16中具有開口的透明球體14以及包括至少一個 LED 30的基底12。在步驟52中，向基底12或向透明球體14的頸狀部分16的內表面施加膨脹泡沫構件。在優選實施例中，該膨脹泡沫構件可以具有條的形狀。在一個特定實施例中，該膨脹泡沫構件包括膨脹泡沫帶；這種膨脹泡沫帶在建築施工行業中用於密封例如混凝土地面中的縫隙，並且有時稱為「密封帶」(Compriband)。在一個實施例中，該帶可以在至少一側上配備有粘性層。在步驟M中，將基底12插入球體14中。在步驟56中，使膨脹泡沫構件膨脹，直到其橋接基底12與球體14之間的縫隙，從而將基底12與球體14互連為止。可以通過將泡沫構件加熱至約120°C達大約1小時來加速泡沫構件的膨脹。優選地，膨脹泡沫構件的膨脹率為至少因子3，即如果允許無障礙的膨脹，則通過該膨脹，該泡沫構件以因子3增加其厚度。更優選地，該膨脹泡沫構件具有大於因子5的膨脹率。典型的「密封帶」的膨脹率一般為因子10的量級。在最後的步驟(其是可選的並且在流程圖中未示出)中，可以以本領域技術人員公知的方式附接插座連接器27並使插座連接器27電連接到基底12。圖3是在組裝之後圖1的球狀LED燈10的截面視圖。球狀LED燈10可能已經使用參考圖2而描述的方法進行了組裝。基底12與球體14的頸狀部分16之間的縫隙利用泡沫38來填充。優選地，泡沫38具有大於0.3W/(m*K)並且更優選地大於3W/(m*K)的導熱率k，以便增加從散熱器32到球體14的熱傳遞。由LED驅動器M生成並由LED驅動器散熱器26傳輸的大部分熱量經由燈插座18來散掉。根據上面參考圖2而描述的方法，圖3的球狀LED燈10可以使用膨脹泡沫條構件來生產，該膨脹泡沫條構件包括例如膨脹泡沫帶。圖3的球狀LED燈10可以替代性地通過在已經將基底12連同散熱器32定位在頸16內之後將泡沫注入散熱器32與頸狀部分16之間的縫隙中來生產。該泡沫例如可以是聚合物或塑料泡沫，優選地具有導熱填充物或添加劑，諸如金屬粉末、石墨、氮化硼、氮化矽、氮化鋁、氮化鈦、氧化鋁、氧化鈹、氧化鋯、碳化矽、 碳化硼、氫氧化鎂、氧化鎂、氫氧化鋁或者其組合。圖4A至圖4B圖示出參考圖2而描述的方法的替代性實施例，其中，在步驟52之前，將圍繞一條膨脹泡沫帶38而摺疊、環繞或纏繞薄的、可變形的良好導熱體(例如鋁、銅或某種其他軟金屬)條或薄片36。圖4A示出了在帶38膨脹之前球狀LED燈10的細節，而圖4B示出了膨脹之後球狀LED燈10的細節。圖4A的條36圍繞帶38而摺疊以留出間隙 40，以便使得泡沫帶38在步驟56中可以充分膨脹。在膨脹之後，導熱條36與球體14的頸狀部分16和散熱器32兩者接觸，從而允許從散熱器32到球體14的更好的熱量流動。圖5圖示出從上面參考圖2而描述的方法的另一實施例得到的球狀LED燈10的細節，其中膨脹泡沫條構件包括第一條膨脹泡沫帶38和第二條膨脹泡沫帶38』。在步驟52 之前，圍繞這兩條膨脹泡沫帶纏繞可變形鋁條36、36 』。然後，在步驟52中，圍繞LED散熱器 32纏繞所述第一條膨脹泡沫帶38，並且圍繞LED驅動器散熱器26纏繞所述第二條膨脹泡沫帶38』。將基底插入球體中，並且在步驟56中，創建從相應散熱器26、32到球體14的兩條分立的熱通道。使用這一方法，可以從兩個不同的散熱器26、32向球體14的壁的兩個不同位置傳輸熱量，從而減小對從LED驅動器散熱器26經由燈插座移除熱量的需要。一個單獨的膨脹泡沫條還可以結合或不結合可變形金屬條而用於從散熱器26、32兩者向球體14 傳輸熱量。 圖6A至圖6C示意性地圖示出球狀LED燈的又一實施例以及用於製作該球狀LED 燈的方法。圖6A示出了通過將玻璃芯柱31附接到LED單元來形成基底12，該LED單元包括LED驅動器、LED 30、散熱器32以及一條膨脹泡沫帶38。該玻璃芯柱包括用於將LED驅動器與插座連接器互連的導線33。圖6B示出了玻璃球體14如何藉助於氣體燃燒器而熔接到芯柱31。在圖6C中，已經將芯柱31的下面部分掐掉。另外，已經如上文更詳細描述的那樣使膨脹泡沫帶38膨脹。圖6C示出了如何將插座連接器27附接到球狀LED燈，以及如何將導線33彎曲並焊接或焊合到插座連接器27。優選地但並非必須地，在使膨脹泡沫帶38膨脹之前執行芯柱31與球體14的熔接。以這種方式，減少了熔接期間從玻璃球體14到LED 30的熱傳遞，從而減小了損壞LED 的風險。總之，本發明涉及一種用於製作球狀LED燈的方法，該球狀LED燈包括透明球體以及用於連接到燈插座的基底。通過在將基底插入球體的頸狀部分中之前將基底纏繞在密封帶(Compriband)類型或類似的膨脹泡沫帶中，可以獲得基底在球頸中的自動對準。另外， 可以在圍繞基底纏繞該帶之前圍繞該帶纏繞軟金屬條。該帶用作可膨脹墊，其將金屬向基底和球體按壓。由此，可以獲得球體與基底之間的改善的熱傳遞。本領域技術人員能夠意識到，本發明絕不限於上述優選實施例。相反，在所附權利要求的範圍內，很多修改和變型是可能的。例如，上面詳細描述的生產方法並不限於使用膨脹泡沫帶。由膨脹泡沫製成的其他形式的條、帶、繩、0型圈、密封環等，可以被使用並且由所附權利要求所涵蓋。另外，上面詳細描述的球狀LED燈可以使用上面詳細描述的方法之外的其他方法來生產；例如通過將泡沫注入球體與基底之間的縫隙。並且，儘管在上面詳細描述的實施例中，所示燈的基底包括LED驅動器，但該LED驅動器同樣可以位於球狀LED燈之外並且經由燈插座向LED遞送驅動電流。插座連接器可以是常見的螺旋式，如E14、E26 或E27，或者卡扣裝配或另一類型。可以有利地對在以上描述中的分立實施例中公開的特徵進行組合。本公開中對不定冠詞「一」或「一個」的使用並不排除複數。權利要求中的任何參考標號不應當解釋為對範圍的限 制。
權利要求
1.一種用於製作球狀LED燈(10)的方法，所述球狀LED燈(10)具有透明球體(14)和用於從燈插座(18)接收電功率的基底(12)，所述方法包括a)提供在頸狀部分(16)中具有開口的透明球體(14)，以及包括至少一個LED(30)的基底(12)；並且所述方法的特徵在於b)向所述基底(1 或向所述球體(14)的所述頸狀部分(16)的內表面施加膨脹泡沫構件(38,38')；c)將所述基底(12)的一部分插入所述球體(14)中；以及d)使所述膨脹泡沫構件(38，38』)膨脹，直到其按壓所述基底(1 和所述球體(14) 的所述頸狀部分(16)的所述內表面為止。
2.根據權利要求1的方法，其中在步驟b)之前圍繞所述膨脹泡沫構件(38，38』)纏繞可變形金屬條(36,36' ) ο
3.根據前述權利要求中任一項的方法，其中所述基底(1 進一步包括LED驅動器(M)、用於所述LED (30)的第一散熱器(32)以及用於所述LED驅動器04)的第二散熱器06)；所述膨脹泡沫構件(38，38』 )包括第一膨脹泡沫件(38)和第二膨脹泡沫件(38』 )；並且在步驟d)中，使所述膨脹泡沫構件(38，38』 )膨脹，直到所述第一膨脹泡沫件(38)按壓所述第一散熱器(3 和所述球體(14)的所述頸狀部分(16)的所述內表面並且所述第二膨脹泡沫件(38』 )按壓所述第二散熱器06)和所述球體(14)的所述頸狀部分(16)的所述內表面為止。
4.根據前述權利要求中任一項的方法，其中所述膨脹泡沫構件(38，38』)包括粘性膨脹泡沫帶，其在至少一側上具有粘性層。
5.根據前述權利要求中任一項的方法，其中，在步驟d)中，向所述膨脹泡沫構件(38， 38』 )施加熱量以便加速其膨脹。
6.根據前述權利要求中任一項的方法，其中所述膨脹泡沫構件(38，38』)具有大於 0. 3W/(m*K)的導熱率k。
7.根據前述權利要求中任一項的方法，其中所述膨脹泡沫構件(38，38』)具有至少為因子3的膨脹率。
8.一種球狀LED燈，包括透明球體(14)以及用於從燈插座(18)接收電功率的基底 (12)，所述基底(12)至少部分地位於所述球體(14)的頸狀部分(16)內並且包括LED(30)， 所述球狀LED燈的特徵在於所述基底(1 與所述球體(14)的所述頸狀部分(16)之間的聚合物泡沫構件(38,38' ) ο
9.根據權利要求8的球狀LED燈，進一步包括圍繞所述泡沫構件(38，38』)的金屬條 (36，36』)，所述泡沫構件(38，38，)將所述金屬條(36，36』 )按壓在所述基底(12)和所述球體(14)的所述頸狀部分(16)上。
10.根據權利要求8或9中任一項的球狀LED燈，其中所述基底(1 進一步包括LED驅動器(M)、用於所述LED (30)的第一散熱器(32)以及用於所述LED驅動器04)的第二散熱器( )，所述第一和第二散熱器06,3 至少部分地位於所述球體(14)的頸狀部分(16)內；並且所述泡沫構件(38，38』 )包括在所述第一散熱器(3 與所述球體(14)的所述頸狀部分(16)之間的第一泡沫件(38)和在所述第二散熱器06)與所述球體(14)的所述頸狀部分(16)之間的第二泡沫件(38' ) ο
11.根據權利要求8-10中任一項的球狀LED燈，其中所述泡沫構件(38，38)具有大於 0. 3W/(m*K)的導熱率k。
全文摘要
本發明涉及一種用於製作球狀LED燈(10)的方法，該球狀LED燈(10)具有透明球體(14)和用於連接到燈插座的基底(12)。通過在將基底(12)插入球體(14)的頸狀部分(16)中之前將基底(12)纏繞在密封帶類型或類似的膨脹泡沫帶(38)中，可以獲得基底(12)在球頸(16)中的自動對準。另外，可以在圍繞基底(12)纏繞帶(38)之前圍繞帶(38)纏繞軟金屬條(36)。帶(38)用作可膨脹墊，其將金屬條(36)向基底(12)和球體(14)按壓。由此，可以獲得球體(14)與基底(12)之間的改善的熱傳遞。
文檔編號F21K99/00GK102159872SQ200980136216
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月11日 優先權日2008年9月16日
發明者H·J·埃吉恩克, J·W·韋坎普 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司