专利名称：一种led照明灯及其灯芯和灯具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于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。
背景技术：
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。
发明内容本实用新型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。本实用新型的技术方案是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。本实用新型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。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，插入散热片 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。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。[0007]
图1是一种本实用新型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。图2是
图1的俯视图。图3是一种本实用新型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。图4是一种本实用新型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。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。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。图7是一种本实用新型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。图8是图7中的扣钩的视图。图9是一种本实用新型LED照明灯的特征剖面示意图，采用螺旋式旋转锁扣机构。
图10是图9中的扣钩视图。
图11是
图10中的锁扣器视图。
图12是一种太阳花式结构特征示意图。
图13是一种太阳花式结构特征示意图。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
图1示出一种本实用新型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⑵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)。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。图4和图5所示的本实用新型的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，可以采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。图7所示的本实用新型的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。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。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。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。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。图9所示本实用新型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。
5[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。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。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。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实用新型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，本实用新 型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。本实用新型认为导热芯更 为合理的锥度应是1 9至1 20。特别说明本实用新型中的LED芯包括了 OLED芯。
权利要求一种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⑷， 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⑶上、或横向锁扣杆(5)为弹性杆。
3.—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 热芯相配的园锥形孔，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。
专利摘要本实用新型公开了一种LED照明灯及其灯芯和灯具，散热片(3)为灯具中的部件，灯芯包括有LED芯(1)和导热芯(2)。灯芯与散热片之间采用安装旋转角不超过180°的扣接机构，并且设置有轴向弹性拉紧机构，使得导热芯(2)与散热片(3)之间的传热面的接触压力有保证，解决了由于制造误差所致的接触传热不可靠的问题，用户安装方便，并容易保证准确到位。
文档编号F21V29/00GK201706295SQ20102023205
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者秦彪 申请人:秦彪