模塊式LED燈結構的製作方法

2023-04-30 23:04:41 2

本發明涉及一種模塊式燈結構。

更具體地說，本發明涉及一種使用發光二極體(led)的模塊式燈結構。

更具體地說，本發明涉及一種安裝在板或平板上的led，更好地稱為smd，是表面安裝裝置的縮寫。

背景技術：

近年來，由於led優於傳統白熾燈，霓虹燈和滷素燈的很多優點，因此在照明系統中越來越廣泛地使用led。

儘管led燈泡的平均價格高於傳統燈泡，但它們的平均壽命明顯更長，很容易超過50,000小時。

而且，與白熾燈泡不同(該白熾燈泡在燈絲斷裂時突然停止工作)，led的工作壽命逐漸結束，有可察覺但不過多的光強度損失，從而能夠計劃替代，而沒有突然完全失去光線的危險。

不過顯然，由於它們的能量效率，led燈泡幾乎必然將廣泛使用：實際上，它們比燈絲(或者甚至滷素)燈泡的效率高得多，因為與傳統的燈泡相比，成向環境釋放的紅外輻射和熱量的形式而浪費的能量少得多。

因此，燈泡製造商開始生產具有標準連接器的led燈泡，從而使它們適合代替傳統燈泡來安裝。

不過，由於led技術的不斷發展，工業生產不能跟上新的發展，不僅由於需要的投資，還由於將新產品投入生產所需的最短時間。

實際上，新的和越來越多使用的led的產生使得市場上存在的led燈泡快速地過時。

這個缺點又導致在燈設計領域的強烈問題，準確地說是由於很難預測可能使用的led燈泡的技術發展(不僅在功能方面，而且還特別是在尺寸方面)。

換句話說，在設計燈或照明設備時，例如，非常難預測在該燈或照明設備投入生產後只一年就可能在市場上出現的更好性能或更大功率的led燈泡的尺寸。

類似地，例如根據燈的具體計劃用途，可能需要具有等效特徵的led燈，有時還取決於用於調節由燈發出的光束的其它元件的存在，其它元件例如濾波器、擴散器等。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種模塊式led燈結構，該模塊式led燈結構能夠克服現有技術的缺陷，並將立即使用和簡單製造。

本發明的還一目的是提供一種模塊式led燈結構，該模塊式led燈結構有通用性，且很容易適應用戶的不同需要。

附圖說明

參考上述目的，本發明的技術特徵將在下面的權利要求中清楚介紹，且由隨後的詳細說明並參考附圖，將更清楚本發明的優點，該附圖通過示例來表示了本發明的非限定實施例，附圖中：

圖1是根據本發明的模塊式led燈結構的優選實施例的一部分的示意透視圖；

圖2是圖1的模塊式結構的一部分的分解示意圖；

圖3是圖1的模塊式結構的一部分的示意正視圖；

圖4是圖1的模塊式結構的一部分的示意俯視圖；

圖5是穿過圖4的線v-v的剖視圖；

圖6是裝配根據本發明的模塊式led燈結構的示例實施例的步驟的示意透視圖；

圖7至圖10分別是圖6的模塊式燈結構的變化實施例的示意剖視圖。

具體實施方式

如圖6中所示，在拆卸構造中，標號1整體表示根據本發明製造的模塊式led燈結構。

根據本發明的模塊式結構1設計成集成在簡單或複雜的照明系統(未示出)中，並裝備有能夠支承該結構的部件和裝置。

參考圖6，模塊式結構1包括：第一部件e，該第一部件e包括用於產生光輻射的電部件；以及第二部件d，該第二部件d基本由有助於擴散發光輻射的元件確定。

純粹作為示例，圖6表示了優選是由玻璃製造的球形擴散器元件2。

上述第一部件e在圖1中表示，且在圖2中表示為分解形式。

參考這些附圖，第一部件e包括散熱元件3，該散熱元件3包含未示出的內部電部件。

散熱元件3具有軸對稱的延伸部分，並有中心軸線a1和圓柱形外壁4。

外部圓柱形壁4有縱向平行於上述軸線a1延伸的多個開口5。

開口5設計成使得散熱元件3的內部部分(未示出)與外部環境連通，並因此允許冷卻空氣流動。

如圖2中所示，散熱元件3具有平坦面6，該平坦面6與上述中心軸線a1垂直，led光源7安裝在該平坦面6上。

led光源7優選是安裝在板或平板上，更好地稱為smd，是表面安裝裝置的縮寫。參考圖1至5，模塊式結構1包括用於將光源7鎖定在散熱元件3上的框罩8。

鎖定框罩8設計成將光源7壓靠在散熱元件3上，從而使它保持壓靠在散熱元件3的上述平坦面6上。

從朝向散熱元件3有效傳熱的觀點來看，優選是在光源7和散熱元件3之間實現充分接觸。

只有高效耗散由led光源產生的熱量才可以有效地保證光源的良好持續時間，即發射光的質量和強度不會快速衰減。

優選是，鎖定框罩8由金屬材料製造。

鎖定框罩8通過四個螺釘9來固定在散熱元件3上，螺釘9設計成接合在散熱元件3上製造的相應螺紋孔10中，並從上述平坦面6凸出。螺釘9確定了用於將金屬框罩8可拆卸地固定在散熱元件3上的裝置。

螺釘9優選是防松類型，以便防止交替的熱膨脹在經過一段時間後使得led光源7相對於散熱元件3的平坦面6缺乏支承。如圖2中清楚所示，燈結構1包括插入在光源7和金屬框罩8之間的適配器元件11。

適配器元件11為可互換類型，以使得金屬框罩8與多種形狀(彼此不同)的led照明源7相容。

優選是，適配器元件11由塑料材料製造。

優選是，適配器元件11由電絕緣塑料材料來製造。

換句話說，如下面更詳細所述，適配器元件11使得安裝在散熱元件3上的光源7能夠只通過改變適配器元件11、而並不改變模塊式結構1的其它部件而與不同形狀和尺寸的光源來交換。而且，用於不同led光源7的合適適配器的實施例特別便宜，因為它由塑料材料製造(也利用現代三維印表機)。

金屬鎖定框罩8和適配器元件11有形狀匹配的相應面，該相應面設計成相互接合，從而確定形鎖合。

確定這種形鎖合的形狀(在圖4中表示為相對於散熱元件3在遠側的部分中)具有不對稱的輪廓，以便形成相對於中心軸線a1的單個可能角度鎖合位置。

換句話說，由於這種不對稱輪廓，鎖定金屬框罩8和適配器元件11之間的鎖合允許單個位置，以便簡化操作人員的裝配。

為了本說明書的目的，術語不對稱輪廓是指在任何情況下設計成確定在兩個上述部件之間的唯一角度定位的任何輪廓，需要時也有對稱軸線。

特別參考圖2、5和6，鎖定框罩8包括用於與適配器元件11接合的中心部分8a以及包繞該中心部分8a外部的中心圓柱形部分8b。

中心部分8a有穿透開口，該穿透開口設計成允許由led光源7發射的光束通過。

外部圓柱形部分8b按照相關中心軸線a2來延伸，該中心軸線a2垂直於散熱元件3的平坦支承面6，並與該平坦支承面6的中心軸線a1基本重合。

外部圓柱形部分8b確定了面向外的壁，該壁設計成有助於耗散由光源產生的熱量。

實驗上，在模擬和實驗室測試之後已經注意到，對於由led光源7產生的熱量耗散，框罩8的作用可怎樣定量成大約5℃的溫度。

換句話說，在進行的測試中，框罩8(有它的圓柱形部分8b)的存在意味著燈結構1的溫度降低大約5℃。

如上面已經部分所述，根據本發明的模塊式led燈結構1包括多個元件，這些元件有助於由led光源7發射的發光輻射的擴散，例如，這些元件中的一個在圖6中表示，該元件有球形擴散器元件2的形式。

有助於由led光源7發射的發光輻射的擴散的元件(例如也是球形擴散器元件2)確定了對於模塊式燈結構1的、用於調節光束的相應裝置。

參考圖6，球形擴散器元件2具有端部部分12，該端部部分12有環形延伸部分。

如圖6中所示，金屬鎖定框罩8有環形空腔8c，該環形空腔8c確定在上述中心部分8a和外部圓柱形部分8b之間的連接部分中。

環形空腔8c(該環形空腔8c形狀合適地設置為在它的內部容納擴散器元件2的端部部分12)確定了框罩8的、通常用於光束調節裝置的接合區域。

更詳細地，擴散器元件2的端部部分12具有多個徑向凸出的圓周扇段13。

端部部分12優選是由金屬材料製造。

鎖定框罩8具有多個圓周徑向扇段14，這些圓周徑向扇段14在上述接合區域處製成，該接合區域由在外部圓柱形部分8b內部的環形空腔8c來確定。

上述圓周扇段13和14形狀合適地設置成以夾緊方式來相互接合。

換句話說，上述接合區域8c和它的圓周扇段14與端部部分12和它的徑向凸出的圓周扇段13一起確定了卡扣聯接件，該卡扣聯接件設計成保證擴散器元件2相對於散熱元件3的穩定定位。

參考圖2，在組件中，彈性環類型的墊圈15優選是置於框罩8和散熱元件3之間。

術語卡扣聯接件的意思是在兩個部件之間的連接，其中，一個部件至少局部插入另一部件中，並進行旋轉，以便確定相互鎖定狀態。

如圖2和圖4中所示，鎖定框罩8支承上述卡扣聯接件的、用於卡扣固定的元件16。

卡扣固定元件16有主體17，該主體17為圓柱形形狀，可滑動地容納在相應孔的內部，該孔製成於框罩8上並在上述接合區域8c處。

在主體17上形成有凹口18。

固定元件16還有螺旋彈簧19。

在使用中，固定元件16的形狀設置為在連接上述卡扣聯接件的步驟中在它的旋轉過程中能夠通過凸輪(未示出)從中性位置朝向軸線a1徑向推動，該凸輪形成於擴散器元件2的端部部分12上。

當完成旋轉時，由彈簧19徑向推壓的固定元件16的主體17返回至中性位置，從而穩定地插入在合適殼體中，該殼體形成於上述未示出的凸輪的上述端部部分12中。

在上述結構中，將防止燈結構1的第一部件e和第二部件d相互旋轉。

為了能夠進行卡扣的脫開，也就是從散熱元件3上拆卸散熱器元件2，這樣就足夠了，即沿徑向方向朝軸線a1人工按壓固定元件16的主體17，從而克服由彈簧19施加的相反力，然後沿相反方向旋轉擴散器元件2，直到從鎖定框罩8中完全取出。圖7至圖10表示了不同於球形擴散器元件2的、用於調節光束的裝置的示例，且在任何情況下都落在本發明的範圍內。

更具體地說，圖7表示了模塊式燈結構1，該模塊式燈結構包括傳送由led光源7發射的光束的元件20，該元件20裝備有透鏡l。

圖8和圖10表示了多種傳送元件20的另外兩個示例，該傳送元件20有分別為圓錐形和拋物面形的內部反射鏡21，還裝備有濾波器f。

圖9表示了用於傳送光束的元件20，該元件20有波導件(waveguide)g。

本發明具有顯著的優點，並達到了預設目的。

根據本發明的模塊式led燈結構使得照明系統能夠以特別靈活和通用的方式來裝配，因為具有非常不同形狀和尺寸的led光源7可以安裝在散熱元件3上，這是由於使用可互換的適配器元件11。

而且，關於接收不同光源的通用性很有利，因為它能夠裝配用於調節光束的多種不同裝置，以便最大可能地製造最適合特殊要求的照明系統。

另外，還一優點是由於在多個部件之間的可拆卸連接，因此能夠很容易地改變燈結構的部件，能改變光源和(需要時)用於調節光束的裝置。這種可能性不僅可以大大節省成本，還可以節省時間，因為能夠快速改變現有的燈結構，以便使它適應新提出的不同需要。