工具机的照明设备.pdf

一种工具机之照明设备，其是于一工具机中设有一照明设备，且该工具机的照明设备具有利用多颗晶片集成式单模组制成高功率、单光源的LED以提供照明时所需的光源，并借此提高照明设备的使用寿命并兼具有省电与低温的特点，以及光源中并不含有紫外线或红外线，而除了不会对人体造成辐射性伤害外，更可免于多颗LED光源所造成的重影现象，且此设计为冷光源及单光源而可有效避免对加工工件的精度造成影响。

1、  一种工具机的照明设备，其是用以设于一工具机中，其特征在于：
该照明设备具有以多颗晶片集成式单模组所制成的LED灯，而该LED灯设于一铝基板上，以使该LED灯作动时，可构成单颗高瓦数LED光源，并借以提供照明时所需的光源，且该照明设备所产生的光源是直接照射于该工件上。

2、  根据权利要求1所述的工具机的照明设备，其特征在于：该照明设备主要由一底座、一外壳体、一反光罩、一透镜组以及一固定环所构成，该底座一端形成有一安装面，以可供一LED模组装设，且该底座另一端则往外凸伸有复数散热鳍片，而该外壳体内部形成有一容置空间，且该外壳体以其中一端接设于该底座具安装面的端面上，而该反光罩具有一大径端以及一小径端，且该反光罩同轴装设于该外壳体内部的容置空间中，该反光罩是以其小径端相对抵接于该底座的安装面上，而该LED模组恰好容置于该反光罩其小径端的端口处，该透镜组则装设于该反光罩大径端的端缘处，且该固定环对接于该外壳体相反于该底座的另一端上，使该透镜组与该反光罩可受该固定环的卡掣而容置于该外壳体的容置空间中。

3、  根据权利要求2所述的工具机的照明设备，其特征在于：该透镜组包含有一保护镜片与一透镜。

4、  根据权利要求3所述的工具机的照明设备，其特征在于：该透镜以微透镜结构制成具有正曲率的折射面。

5、  根据权利要求2所述的工具机的照明设备，其特征在于：该外壳体外周围具有复数呈环状排列的导热鳍片。

工具机的照明设备
技术领域
本发明是与工具机设备有关，尤指一种工具机的照明设备。
背景技术
如图5所示，一般工具机1(如CNC车床或其他加工机)在进行工件的加工步骤时，皆会以一卤素灯泡2所产生的光源直接照射于一工件3上，借以提供一照明的功效，而使操作人员得便于观察加工时的情形，然而卤素灯泡2的造价虽然便宜，但由卤素灯泡2所提供的工具机1照明手段却具有以下缺点：
1、传统卤素灯泡耗电量过高，其单一颗平均就需消耗电力50W，因此若长期使用下来所累积的电费相当可观，而不符合经济效益。
2、传统卤素灯泡的寿命并不长，其平均使用寿命仅约为2000小时，意即使用3～5个月就会损坏而需要更换新的卤素灯泡。
3、传统卤素灯泡于发光时，其灯泡表面将会产生高热，因此当工作人员于工具机中进行置放工件或更换刀具的作业时，一不小心将会有被卤素灯泡烫伤。
4、由于传统卤素灯泡系使用交流电，因此如果其功率稍大就会产生有眩光现象，且卤素灯泡的频闪效应相当明显，因此将使工作人员的眼睛容易疲劳。
5、传统卤素灯泡所照射出的光源中，充满着强烈的紫外线以及红外线，因此工作人员若长期于充满辐射线的工作环境下工作，不仅会晒伤之外，甚至会有得到皮肤癌的疑虑；再者，紫外线将大幅提高工作人员的眼睛患白内障的机率，尤其在近距离工作者其病情形更为明显。
一般加工机中所使用的卤素灯泡为了提高其照射在工件上的光源亮度，因此就会缩短卤素灯泡与工件间的距离，以提升照明效果，然而由于传统卤素灯泡于发光时，不仅其灯泡表面会产生高温之外，就连其所照射出的光源也会因为充满着强烈的紫外线以及红外线，而具有相当高的辐射热温度，因此若长期以卤素灯泡所产生的光源近距离照射于加工工件上时，将会因为高温的辐射热影响而导致工件本身产生变质，或是造成热应变而影响工件的精度。
而一般以LED所制成的灯具虽具有省电且使用寿命较长的优点，然而LED所产生的亮度不足，并不适合运用至工件的照明上，而如图6所示，一般LED灯的封装制程是以一晶片4上设有一发光体5，而后再将晶片4与发光体5予以封装而制成，因此目前为改善LED亮度不足的缺点，仅能以多颗LED灯同时架构在一起以达到加强亮度的效果，但当多颗LED灯于发光时，由于各LED灯中的发光体5其发光方向并不一致，因此形成各LED灯间会有相互的光干涉所造成的重影现象，同样不适合运用于工件的照明上，尤其在精密加工上就更为显著。
因此，如何有效改善上述的各项缺陷，即为本发明所要解决的课题。
发明内容
本发明目的之一，在于提供一种工具机的照明设备，其具有可提供照明时充足且均匀的光线来源，而可有效提升其发光效率，并借以消除于照明时所产生的光干涉现象。
本发明目的之二，在于提供一种工具机的照明设备，其具有可有效降低照明设备的耗电量，并大幅延长工具机照明设备的使用寿命。
本发明目的之三，在于提供一种工具机的照明设备，其具有可降低工具机照明设备于使用时所产生的温度，并借以提高工作人员的使用安全性。
本发明目的之四，在于提供一种工具机的照明设备，其照明设备所产生的光源并不含有紫外线或红外线，因此不会对人体造成辐射性的伤害。
本发明目的之五，在于提供一种工具机的照明设备，其照明设备所产生的光源由于并不含有紫外线或红外线，且其所产生的光源为冷光源因此辐射热较低，故更可有效避免照明的辐射热对加工工件的精度造成影响。
本发明目的之六，在于提供一种工具机的照明设备，其可有效将LED灯所产生的离轴光有效收束于出光范围之内，以避免光晕现象的产生。
为达前述之各项目的，本发明系提供一种工具机之照明设备，其系于一工具机中设有一照明设备，且该工具机的照明设备具有利用多颗晶片集成式单模组制成高功率、单光源的LED以提供照明时所需的光源，并借此提高照明设备的使用寿命并兼具有省电与低温的特点，以及光源中并不含有紫外线或红外线，而除了不会对人体造成辐射性伤害外，更可免于多颗LED光源所造成的重影现象，且此设计为冷光源及单光源而可有效避免对加工工件的精度造成影响。
本发明的具体技术方案为：
一种工具机的照明设备，其是用以设于一工具机中，其中：
该照明设备具有以多颗晶片集成式单模组所制成的LED灯，而该LED灯设于一铝基板上，以使该LED灯作动时，可构成单颗高瓦数LED光源，并借以提供照明时所需的光源，且该照明设备所产生的光源是直接照射于该工件上。
上述的工具机的照明设备，其中：该照明设备主要由一底座、一外壳体、一反光罩、一透镜组以及一固定环所构成，该底座一端形成有一安装面，以可供一LED模组装设，且该底座另一端则往外凸伸有复数散热鳍片，而该外壳体内部形成有一容置空间，且该外壳体以其中一端接设于该底座具安装面的端面上，而该反光罩具有一大径端以及一小径端，且该反光罩同轴装设于该外壳体内部的容置空间中，该反光罩是以其小径端相对抵接于该底座的安装面上，而该LED模组恰好容置于该反光罩其小径端的端口处，该透镜组则装设于该反光罩大径端的端缘处，且该固定环对接于该外壳体相反于该底座的另一端上，使该透镜组与该反光罩可受该固定环的卡掣而容置于该外壳体的容置空间中。
上述的工具机的照明设备，其中：该透镜组包含有一保护镜片与一透镜。
上述的工具机的照明设备，其中：该透镜以微透镜结构制成具有正曲率的折射面。
上述的工具机的照明设备，其中：该外壳体外周围具有复数呈环状排列的导热鳍片。
本发明通过LED以提供工具机于进行工件加工时的照明光源，具有以下优点：
1、本发明通过其照明设备由LED来提供所需的照明光源，因此其具有高功率、耗电量低，而可有效节省电费的支出，并兼具有极佳的发光效率，且由LED所产生的光源具有方向性，而可提供良好的照明效果。
2、本发明通过利用多颗晶片集成式单模组(Multi Chip SingleModule)封装技术，而得使复数发光体同时设置于单一铝基板上，因此除了可大幅缩小该LED模组的体积外，更因该各发光体于发光时仅产生同一方向性所构成的单光源，而可提供照明时充足且均匀的光源，并有效避免光干涉所造成的重影现象的产生。
3、本发明照明设备中的LED具有相当长的使用寿命，其平均使用寿命将可达50000小时。
4、本发明于LED进行发光照明动作时，其LED表面仅具有微温而不致于烫手，因此就算工作人员于工具机中进行置放工件或更换刀具的作业时，不慎碰触到LED亦不会有被烫伤，并借此得提高工作人员的安全性。
5、由于本发明是利用LED来提供所需的照明光源，并通过LED所产生的光源并不含有紫外线或红外线，因此不会对人体造成辐射性的伤害，且由于LED是采用低压恒流电源，因此具有无炫光现象以及无频闪效应的特点，且其照射面积集中、亮度均匀而可达到良好的视觉效果，故就算长期观看下眼睛也不易疲劳，且以LED产生的光源其色温可高达5000K以上，因此更具有演色性佳的优点。
6、本发明利用LED所产生的光源由于并不含有紫外线或红外线，且其所产生的光源为冷光源因此辐射热较低，故更可有效避免因为高温的辐射热影响而导致工件本身产生变质，或是造成热应变而影响工件的精度。
7、本发明发光设备的透镜是以微透镜结构(Micro-Lens)制成具有正曲率的折射面，因此可使经过该透镜的光源有效收束集中，以避免LED所照射出的光源会有光晕现象的产生。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明照明设备的分解示意图；
图3为本发明的透镜具有微透镜结构以及不具有微透镜结构的光路对照示意图；
图4为本发明LED灯与传统卤素灯泡的照度分析表；
图5为公知工具机采用卤素灯泡时的结构示意图；
图6为公知多颗LED灯于照明时的示意图。
具体实施方式
首先，如图1所示，本发明所提供的一种工具机的照明设备，其主要是于一工具机10中具有一加工区11，一工件31则用以设置于该加工区11中以可进行一加工步骤，一照明设备21是利用LED(发光二极体Light Emitting Diode)以提供照明时所需的光源，而该照明设备21是用以枢接于该加工区11中一支臂12上，而使该照明设备21可进行一偏摆角度的动作，以可调整该照明设备21所产生的光源照射方向，并使该照明设备21所产生的光源可直接照射于该工件31上。
而LED的发光原理是利用半导体中的电子和电洞结合而发出光子，不同于一般卤素灯泡于作动发光时会产生高温，也不像日光灯需使用高电压激发电子束，LED与一般电子元件相同，其仅需24伏特的电压在常温下即可正常动作。
并请搭配如图2所示，该照明设备21主要是由一底座22、一外壳体23、一反光罩24、一透镜25、一保护镜片26以及一固定环27所构成，其中：
该底座22一端形成有一安装面221，以可供一LED模组28装设，且该底座22另一端则往外凸伸有复数散热鳍片222。
该外壳体23呈筒状，并于其内部形成有一容置空间231，而于该外壳体23外周围具有复数呈环状排列的导热鳍片232，且该外壳体23的两端各与外部连通，而该外壳体23以其中一端接设于该底座22具安装面221的端面上，以使该LED模组28可容设于该外壳体23的容置空间231中。
该反光罩24呈长锥筒状而具有一大径端241以及一小径端242，且该反光罩24同轴装设于该外壳体23内部的容置空间231中，该反光罩24以其小径端242相对抵接于该底座22的安装面221上，而该LED模组28恰好容置于该反光罩24其小径端242的端口处，借此，当该LED模组28作动而产生光源时，该反光罩24可用以折射并汇整较为发散的光源，而使该LED模组28所产生的光源可朝同一方向照射。
而该透镜25与该保护镜片26构成一透镜组，该透镜25与该保护镜片26依序装设于该反光罩24大径端241的端缘处，并如图3所示，本发明的透镜25是以微透镜结构(Micro-Lens)制成具有正曲率的折射面，而使经过该透镜25的光源，更可产生一收束集中的效果，如图3所示，本发明具有微透镜结构的透镜25可将LED模组28所产生的离轴光有效收束于出光范围之内；而不具有微透镜结构的透镜，将会使其离轴光外扩而导致有光晕现象的产生。
而本发明通过该LED模组28所照射出的光源在经过该反光罩24及该透镜25各别提供汇整与收束动作后，该LED模组28所产生的光源即可相当集中且均匀地照射于加工物件上，而该固定环27是用以对接于该外壳体23相反于该底座22的另一端上，并使该保护镜片26、透镜25与该反光罩24可受该固定环27的卡掣而容置于该外壳体23的容置空间231中。
且本发明之LED模组28具有利用多颗晶片集成式单模组(MultiChip Single Module)封装技术所制成的LED灯，而该LED灯设于一铝基板上，且该LED灯上形成有复数的发光体281，以使该LED灯上的各发光体281于通电而作动时，可构成该单颗高瓦数LED灯的光源，并通过该各发光体281同时设置于单一LED灯上因此除了可大幅缩小该LED模组28的体积外，更因该各发光体281于发光时仅产生同一方向性所构成的单光源，而可提供照明时充足且均匀的光源，并有效避免光干涉所造成的重影现象的产生，且其发光柔和、平稳、连续，并接近自然光，而可提供良好的照明功效。
并由表1可知，本发明以LED模组所构成的照明设备其具有耗电量较低，且发光效率及使用寿命皆明显优于习用卤素灯泡或白炽灯泡。
表1为本发明各类灯具的效率分析表