| 权利要求书 1、 一种 LED照明灯， 包括有： 散热片 （3) 和灯芯， 灯芯包括有 LED芯 （1 ) 和导热芯 ( 2)， 导热芯 （2 ) 上设有接触传热面， 散热片 （3 ) 上也有相对应的接触传热面， 其特征 在于： 灯芯与散热片（3)之间采用了安装旋转角不超过 180°的扣接机构， 并且还设置有轴 向弹性拉紧机构。 2、根据权利要求 1所述的 LED照明灯，其特征在于：导热芯（2)上设置有轴向杆（4)， 轴向杆（4)从导热芯（2)上的接触传热面中心伸出；轴向杆（4)上设置有横向锁扣杆（5)， 散热片 (3)上开有横向锁扣杆的长条形通孔 （10); 轴向弹性拉紧装置设置在轴向杆 （4) 上 或散热片 （3) 上、 或横向锁扣杆 （5) 为弹性杆。 3、 一种 LED照明灯具， 包括有散热片 （3)， 其特征在于： 散热片 （3) 上开有与圆锥 体导热芯相配的圆锥形孔， 并设置有安装旋转角不超过 180°的锁扣器 （12)， 锁扣器 （12) 采用插入式旋转锁扣结构或螺旋式旋转锁扣结构； 锁扣器（12)与散热片 （3)之间采用了轴 向弹性位移连接机构、 或锁扣器上的扣舌 （15) 采用了弹片式结构。 4、 根据权利要求 3所述的 LED照明灯具， 其特征在于： 散热片采用了肋片 （9) 从导 热柱 （8) 侧面伸出的太阳花式结构。 5、 根据权利要求 3所述的 LED照明灯具， 其特征在于： 在散热片 （3) 上的圆锥形孔 内， 中心轴上设置有温度探头 （17)。 6、 一种灯芯， 包括有导热芯（2)和 LED芯（1 )、 导热芯（2)采用了圆锥体结构， LED 芯 （1 ) 设置在导热芯 （2) 前端， 圆锥体侧面为接触传热面， 其特征在于， 导热芯 （2) 的 圆锥体的锥度为 1 : 5至 1 : 30; 导热芯 （2) 的后端设有扣钩 （4)， 该扣钩 （4) 与插入式旋 转锁扣结构或螺旋式旋转锁结构的锁扣器相配。 7、 根据权利要求 6所述的灯芯， 其特征在于： 导热芯 （2) 的圆锥体的锥度为 1 : 9至 1 : 20。 8、 根据权利要求 6所述的灯芯， 其特征在于： 扣钩 （14) 与导热芯 （2) 为采用了热 压铸工艺制造的一体结构部件。 9、 根据权利要求 6所述的灯芯， 其特征在于： 扣钩 （14) 与导热芯 （2) 为两个部件， 通过连接机构装配成一体。 10、 根据权利要求 9所述的灯芯， 其特征在于： 扣钩 （14) 与导热芯 （2) 之间采用了 轴向弹性位移连接机构， 或扣钩上的钩采用了弹片式结构。 |
LED照明灯及其灯芯和灯具
技术领域
[0001] 本发明属于 LED照明技术领域， 特别涉及到散热片为灯具内的部件， 灯芯与散热 片可便捷拆装的 LED照明灯。
技术背景
[0002] 中国发明专利申请《LED照明灯及其 LED灯芯》， 申请号： 200900108927. 6， 公开 了一种 LED照明灯， 提出 LED灯芯与散热片（灯具）为可拆分部件， LED灯芯包括有 LED芯 和导热芯， LED灯芯将被设计制成系列标准部件， 并公开了解决 LED灯芯（导热芯）和散热 片之间的热传导问题的技术方案， 其中结构最简单， 加工最容易， 造价低的是圆锥体导热 芯方案。 虽然圆锥柱和孔加工容易， 精度容易保证， 但任何加工都有误差存在， 比如锥度 为 1 : 10， 如果圆锥孔径和圆锥柱外径有 0. 05mm误差 （非常小）， 则反应到导热芯的轴向位 移差别是 0. 5mm， 就非常大了。导热芯与散热片之间的传热热阻 与两者的接触传热面之间的 接触压力密切相关， 压力大， 热阻则小。 照明灯用户是广大的民众， 灯芯应该设计制造成 普通民众都能， 不用任何工具、 不用培训， 就可正确地将灯芯安装到位， 保证导热芯与散 热片之间的接触热阻不成问题。 但以上所提的发明专利申请没有涉及到该问题 ， 也没有公 开解决该问题的技术方案。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对以上所述问题， 提出解决方案， 采用轴向弹性拉紧机构， 保 证导热芯与散热片之间的接触传热面有一定的 接触压力， 即保证了两者之间的接触热阻不 超过规定的值， 达到传热可靠的目的， 降低了加工精度即成本。 采用安装旋转角度不超过 180°的扣接机构， 不仅结构简单， 而且便于灯芯安装。
[0004] 本发明的技术方案是： LED照明灯包括有散热片和灯芯， 灯芯包括有 LED芯和导 热芯， 以及与散热片扣接装置， 导热芯上设有接触传热面， 散热片上也有相对应的接触传 热面， 散热片是灯具中的一部件， 灯芯可便捷地从散热片 （灯具） 上拆下和装上， 散热片 与灯芯之间的传热是通过他们的接触传热面传 输。 本发明的特征在于： 灯芯与散热片之间 采用了安装旋转角不超过 180°的扣接机构， 并且设置有轴向弹性拉紧机构。
[0005] 所谓安装旋转角不超过 180°的扣接机构，就是灯芯上的扣接装置，插 散热片中， 只要转动灯芯， 但旋转角度不能超过 180°， 即可将灯芯锁扣在散热片上。 这样扣接机构， 使安装灯芯时不必再用工具， 容易保证普通用户正确安装到位。 采用轴向弹性拉紧机构， 灯芯与散热片之间扣接到位时， 两者的接触传热面之间的接触压力是由轴向弹 性拉紧机构 保证， 因而灯芯与散热片之间的传热热阻 （接触热阻） 得到控制， 解决了由于加工制造误 差导致的传热不可靠的问题， 降低了加工要求， 即成本。
附图说明
[0006] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一 步说明。
[0007] 图 1是一种本发明 LED照明灯的特征剖面示意图， 采用轴向杆和横向锁扣杆的锁 扣机构。
[0008] 图 2是图 1的俯视图。
[0009] 图 3是一种本发明 LED照明灯的特征剖面示意图， 采用轴向杆和横向锁扣杆的锁 扣机构， 接触传热面为圆锥面。
[0010] 图 4是一种本发明 LED照明灯的特征剖面示意图， 采用插入式旋转锁扣机构， 并 采用同轴式电插接器。
[0011] 图 5是图 4所示的 LED照明灯中的灯芯的视图， 灯芯上的扣钩与导热芯为一体式 结构。
[0012] 图 6是图 4中的锁扣器的视图， 锁扣器上的扣舌采用了弹片式结构。
[0013] 图 7是一种本发明 LED照明灯的特征剖面示意图， 采用插入式旋转锁扣机构， 电 的连接采用弹性触点式， 扣钩与导热芯为两个零件。
[0014] 图 8是图 7中的扣钩的视图。
[0015] 图 9是一种本发明 LED照明灯的特征剖面示意图， 采用螺旋式旋转锁扣机构。
[0016] 图 10是图 9中的扣钩视图。
[0017] 图 11是图 10中的锁扣器视图。
[0018] 图 12是一种太阳花式结构特征示意图。
[0019] 图 13是一种太阳花式结构特征示意图。
[0020] 图中： 1、 LED芯， 2、 导热芯， 3、 散热片， 4、 轴向杆， 5、 横向锁扣杆， 6、 弹 性装置， 7、 灯芯罩， 8、 导热柱， 9、 肋片， 10、 长条形通孔， 11、 弹簧， 12、 锁扣器， 13、 后盖， 14、 扣钩， 15、 扣舌， 16、 弹性电极， 17、 温度探头， 18、 电极盘， 19、 对流罩， 20、 弹簧垫片。
具体实施方式
[0021] 图 1示出一种本发明 LED照明灯，导热芯 2与散热片 3之间的接触传热面为平面， LED芯 1设置在导热芯 2的另一面， 轴向杆 4从导热芯 2上的接触传热面中心伸出， 在轴向 杆 4上设置有横向锁扣杆 5， 在散热片 3与横向锁扣杆 5之间设有弹性装置 6， 该弹性装置 6设置在散热片 3上，横向锁扣杆 5受弹性装置 6的推力，这样就构成了轴向弹性拉紧机构， 使得导热芯 2与散热片 3之间的接触传热面的接触压力由弹性装置 6保证， 则可保证两者 之间的传热热阻得到有效控制。 灯芯（包括有导热芯（2 )和 LED芯（1 )、 以及灯芯罩（7 ) ) 安装到散热片 3 (灯具）的过程：在散热片 3上开有横向锁扣杆的长条形通孔 10，参见图 2, 灯芯上的横向锁扣杆 5通过该长条形通孔 10穿过散热片， 旋转一角度 （图 2所示为 90° )， 灯芯就被扣接在散热片 3上， 从图 2可直接看出旋转角度不能超过 180°， 因此这类扣接机 构就被称为安装旋转角不超过 180°的扣接机构。 灯芯罩 7的作用有： 保护 LED芯 1、 便于 用户安装、 二次光学作用 （比如， 散射或聚光）。
[0022] 图 3所示的 LED照明灯， 灯芯与散热片 （灯具） 的扣接机构与图 1所示的一样， 不同之处有： 轴向弹性拉紧机构不一样， 图 3中， 轴向弹性拉紧机构设置在轴向杆 4上， 通过弹簧 11来实现， 轴向弹性拉紧机构还可以采用横向锁扣杆 5为弹性杆的设计； 图 3中 的接触传热面为圆锥面。
[0023] 图 4和图 5所示的本发明的 LED照明灯， 导热芯 2采用了圆锥柱结构， 散热片 3 上开有与圆锥体导热芯相配的圆锥形孔， 此锥面为接触传热面。 在导热芯 2 的前端设置有 LED芯 1， 后端有扣钩 14， 在散热片 3上设置有相应的锁扣器 12， 图 6为图 4中的锁扣器 视图， 在锁扣器 12上有扣舌 15， 以及让导热芯上的扣钩通过的缺口， 扣钩直接插入并穿过 锁扣器， 旋转一定角度， 扣钩 14就被锁扣器 12上的扣舌 15挡住， 即导热芯 （灯芯）就被 扣接在散热片（灯具）上， 该锁扣结构被称为插入式旋转锁扣结构， 旋转角不能超过 180°。 轴向弹性拉紧机构可以通过锁扣器来实现， 如图 6中所示， 锁扣器上的扣舌 15采用了弹片 式结构， 扣舌 15可弹性变形， 通过扣舌 15的弹力， 推顶导热芯上的扣钩 14， 产生轴向拉 紧力， 当然， 锁扣器还可以采用其他轴向弹性拉紧机构。 图 6所示的带轴向弹性拉紧机构 的锁扣器， 结构简单， 用金属板材料， 采用冲压成形工艺生产， 生产效率高。 图 5所示的 扣钩 14与导热芯 2为一体式结构，导热芯采用铝质材料，可以 用热压铸工艺制造导热芯， 生产效率高。 图 4所示的 LED照明灯， 灯芯与灯具的电的连接采用同轴接插式， 插头通过 后盖 13固定在散热片 3上。
[0024] 图 7所示的本发明的 LED照明灯， 与图 4所示类似， 同样采用插入式旋转锁扣结 构， 同样的带轴向弹性拉紧机构的锁扣器。 不同之处有： 图 7中， 采用弹性触点式电连接， 在后盖 13上设置有弹性电极 16， 在导热芯 2后端设有相应的电极盘 18。 可以采用这样的 设计： 只有当导热芯 （灯芯） 旋转到 （或超过） 某设定的角度， 弹性电极 16才能接触到电 极盘 18上的相应的电极， 电才能接通， 因而确保用户安装灯芯时， 灯芯旋转角度到位， 保 证导热芯与散热片之间的接触传热面的接触压 力达到规定值。 同时在锁扣器上设置转角限 位机构， 使安装灯芯旋转角度不超过规定的角度。
[0025] 采用图 7所示的触点式电连接， 如果两电极有正负之分， 为保证安装不出错， 可 将导热芯上的扣钩 14设计成大小不一致， 相对应的锁扣器上的缺口 （扣钩通过口） 大小不 一致， 只有一方向才能将扣钩插入并穿过锁扣器。
[0026] 图 7中还有一特点： 中心轴上设有温度探头 17， 通过后盖 13固定在散热片 3上， 温度探头 17插入到导热芯 2内， 直接探测导热芯 2的温度， 这样可以通过探测到的导热芯 温度， 调节功率， 保证 LED芯的温度不超过规定的值。 也可以在散热片上设温度探头， 用 散热片上某特征温度， 监控功率， 保证 LED芯不超温。
[0027] 图 7中， 扣钩 14与导热芯 2为两个部件， 再通过连接机构装配成一体 （图中是 通过螺钉固定）， 这样设计的优点有： 一般导热芯采用铝， 铝的强度不高， 分成两部件， 扣 钩就可采用钢来制作， 强度高， 材料成本低， 同时导热芯的结构被简化， 可采用冷冲压方 法制造， 精度高， 可省去机械切削工序， 提高生产效率。
[0028] 对于扣钩与导热芯为两分离部件的设计， 可以在扣钩和导热芯之间采用轴向弹性 位移连接机构， 实现导热芯与散热片之间有轴向弹性拉紧。 比如图 7 中， 在固定扣钩的螺 钉上， 加设弹簧 （弹片）， 并留有间隙， 扣钩和导热芯之间就可有轴向弹性位移。 或者， 扣 钩上的钩设计成类似于图 6所示的锁扣器中的扣舌 15， 采用了弹片式结构。 [0029] 图 9所示本发明 LED照明灯， 导热芯 2 (灯芯） 与散热片 3 (灯具） 之间采用螺 旋式旋转锁扣机构。 图 10和图 11分别示出了扣钩 14和锁扣器 12的视图， 扣钩 14是， 类 似螺杆与螺丝那样的螺旋丝扣， 通过旋转才能插入锁扣器 12内， 所以将此类机构称为螺旋 式旋转锁扣机构， 该锁扣机构的旋转角度不能超过 180°。 锁扣器和扣钩结构都简单， 都可 以用金属板材， 采用冲压成形工艺生产， 生产效率高。
[0030] 图 9中的锁扣器 12与散热片 3之间采用了轴向弹性位移连接机构， 通过锁扣器 12与散热片 3之间的弹簧垫片 20 (或弹簧）， 使锁扣器 12可轴向弹性位移， 来实现导热芯 与散热片之间轴向弹性拉紧。
[0031] 散热片结构有许多种， 但其中太阳花式结构的散热片： 肋片 9从导热柱 8侧面伸 出的结构， 可采用铝挤压工艺制造， 散热性能最佳， 为首选的散热片结构。 图 2 中的散热 片就是一种太阳花式结构， 图 12、 13所示的结构， 也属太阳花式结构。
[0032] 一个太阳花式散热片， 散热量有限， 则可在灯具中设置多个散热片， 数个太阳花 式散热片拼装在一起， 每个散热片配有灯芯。 为提高散热量， 可在散热片上方设置对流罩 19， 如图 7所示， 利用烟囱抽吸原理， 提高自然对流空气量， 达到提高散热作用。
[0033] 针对采用插入式旋转锁扣结构和螺旋式旋转锁 扣结构的本发明 LED照明灯， 圆锥 体导热芯的锥度 （锥度定义为： 两横截面园的直径之差与两横截面园的距离之 比， 这与机 械工程中的锥度的定义一致） 的取值应从多方面考虑： 锥度太大， 轴向弹性力被放大的接 触压力也小， 另外， 导热芯后端直径也小， 不利于设置扣钩和电的连接装置， 本发明认为 导热芯的锥度最大不应大于 1 : 5; 导热芯的锥度过小， 一、 圆锥柱和圆锥孔的加工精度高， 否则轴向补偿位移就大， 二、 容易出现自锁情况， 即导热芯被抱死在散热片上的锥孔内， 不容易拆卸下来， 因此导热芯的锥度最小不应小于 1 : 30。 本发明认为导热芯更为合理的锥 度应是 1 : 9至 1 : 20。
[0034] 特别说明： 本发明中的 LED芯包括了 0LED芯。
Next Patent: DUAL-STROKE THERMAL PRESSING DEVICE BASED ON SINGLE-STROKE CYLINDER