CN102017047B - 具有用于安装和连接电路板的卡夹的整体式hid反射灯 - Google Patents

Abstract

整体式HID灯组件(10)包括：具有前侧和后侧的反射镜(12)；具有第一引线和第二引线的灯舱(14)；具有第一侧和第二侧的内部元件(16)；导电卡夹(110)；电路板(18)；以及外盖(22)；-所述内部元件包括第一侧和第二侧，以及用于灯引线的从所述第一侧延伸到所述第二侧的至少一个贯通通道，以及在所述第二侧上形成的至少一个壁面(104)；所述卡夹具有位于邻近所述贯通通道的第一部分和与所述壁面相对的第二部分；所述灯引线被插入到所述贯通通道内并且电联接到所述卡夹的所述第一部分，所述电路板具有位于所述壁面和所述卡夹的所述第二部分之间且电联接到所述卡夹的所述第二部分的部分；以及所述外盖被定位成包围所述内部元件和所述电路板。

Description

具有用于安装和连接电路板的卡夹的整体式HID反射灯

技术领域

本发明涉及电灯并且具体地涉及电HID灯。更具体地，本发明涉及用在螺纹插座中的具有反射镜的HID灯。

背景技术

高强度放电(HID)灯可具有100或更高的流明/瓦系数而非常有效。HID灯还可提供出色的显色性。以前，HID灯需要单独的启动与镇流设备，且因此而不能在标准插座中与白炽灯可互换地使用。这样就将它们的市场用途限制在专业应用场合，并且基本上将可受益于该技术的公众拒之门外。随着小型化电路的出现，镇流器与启动电路变得更小，但其性能会受环境工作温度的影响。公知的是，HID灯会放出大量的热，并且此因素和其他因素通常会使启动与镇流器件保持与灯体分离。于是，就需要一种具有一体化控制电路的整体式HID灯，该控制电路不受邻近的HID灯所发出热的影响。由于整体式HID灯使用高电压，故电气安全性就妨碍了消费者普遍使用它们。所需要的是一种对于普通使用来说很少或者没有安全问题的整体式HID灯。因此，就需要一种在白炽灯插座中安全使用的整体式HID灯。

发明内容

整体式HID灯组件可以被形成为具有：反射镜，其具有前侧和后侧；具有灯的第一引线和第二引线的灯舱；具有第一侧和第二侧的内部元件；导电卡夹；电路板；以及外盖。所述内部元件包括第一侧和第二侧、以及用于灯引线的从所述第一侧延伸到所述第二侧的至少一个贯通通道，以及在所述第二侧上形成的至少一个壁面。卡夹具有邻近于所述贯通通道定位的第一部分和与所述壁面相对定位的第二部分。灯引线被插入到所述贯通通道内并且电联接到所述卡夹的所述第一部分。所述电路板具有位于所述壁面和所述卡夹的所述第二部分之间且电联接到所述卡夹的所述第二部分的部分。所述外盖被定位成包围所述内部元件和所述电路板。

附图说明

图1示出了HID反射灯的优选实施例的侧部透视图。

图2示出了整体式HID灯、支承环和接触卡夹的组件的优选实施例的侧部透视图。

图3示出了整体式HID灯反射镜的优选实施例的前视图。

图4示出了图3中的优选反射镜的优选实施例的截面图。

图5示出了图4中的优选反射镜的优选实施例轴向旋转90度后的截面图。

图6示出了内盖的优选实施例的正面透视图。

图7示出了图6中的内盖的优选实施例的后部透视图。

图8示出了联接到电路板的优选实施例上的内盖的优选实施例的后部透视图。

图9示出了内盖的优选实施例的截面图，其中内盖联接到图8中的散热器和EMI护罩的优选实施例所部分围住的电路板的优选实施例。

图10示出了外盖的优选实施例的截面图。

图11示出了导电弹簧片的优选实施例的透视图。

图12示出了图3中的HID灯反射镜的优选实施例的后视图。

具体实施方式

图1示出了HID反射灯10的优选实施例的侧部透视图。HID反射灯组件10由反射镜12、灯舱14、诸如内盖16的内部元件、电路板18、散热器20、外盖22以及螺纹底座24制成。前盖透镜也可用于封闭反射镜12的前端。

图2示出了整体式HID灯舱14、支承环74以及接触卡夹52的组件的优选实施例的侧部透视图。HID灯舱14具有限定封闭空间28的壁26，以及带有至少两个电连接件即第一引线32和第二引线34的密封端30。优选的舱14为具有压合密封端30的管形灯舱。优选的灯舱14包括陶瓷灯36如Power Ball(功率球)，但任何相似的小型陶瓷或石英HID灯结构也可适于在本HID灯舱14结构中使用。在优选实施例中，陶瓷灯36沿轴向37延伸，其中第一端38在密封端30附近电联接到第一引线32，而第二端40联接通过引线42从而电联接到第二引线34，该引线42沿陶瓷灯36的长边向回延伸但与其偏离。该第二联接通路40、42、34在轴向上比另一通路(38、32)更长，并且将两通路中较好的通路提供来用于抑制EMI。

图11示出了导电弹簧卡夹52的优选实施例的透视图。在优选实施例中，与第二引线34电联接的是与形成在反射镜12上的金属层44相接触的电接头。优选的接头为弹簧钢卡夹52，其利用弹簧臂54、56而卡夹到灯舱14的压合密封端30。卡夹52包括形成有突片60的孔洞58，以便在第二引线34上滑动且之后与其闭锁，同时卡夹52的其余部分与灯舱14的压合密封端30紧密配合(卡夹)。突片60作为弹簧臂从卡夹52延伸，以实现从第二引线34到形成在反射镜12上的金属层44的电连接。

图3示出了整体式HID灯反射镜12的优选实施例的前视图。图4示出了相同优选反射镜12的优选实施例的截面图。图5示出了相同优选反射镜12的优选实施例轴向旋转90度的截面图。反射镜12的外形为具有前侧62和后侧64的凹壳。颈部66沿反射镜的轴线37向后延伸，并且限定了从前侧62延伸至后侧64的贯通通道68。颈部66的优选后侧64形成有一个或更多个对准面，例如侧部斜平面70，用以与形成在诸如内盖16的内部元件内侧上的对应面紧密配合。反射镜12具有位于前侧62上的反射金属层44。在优选实施例中，反射金属层44由诸如铝的金属制成，该金属延伸进贯通通道68，在此例如利用具有弹簧臂即突片60的卡夹52，可形成与金属层44的电接触。在优选实施例中，金属层44大致围绕或尽可能可实施地围绕灯舱14的主体延伸，例如进入颈部66和通道68的区域并到反射镜12前端处的外部边缘。于是，金属层44限定大致围绕陶瓷灯36延伸的EMI俘获罩。为了允许在颈部66区域中实现充分的电接触，在反射镜12的颈部66和通道68的区域中形成足够厚的金属层44，这对于电连接相当有用。如果在颈部66中的金属层44是薄的，则其可能被完全刮掉，或不能提供充分的传导性连接。申请人发现，将一小段导电条(未示出)放置在与金属层44形成电接触的颈部66的内部是有用的。该导电条避免了在实现与通道68中的覆盖层44进行充分传导且持久的电连接方面的问题。希望的是，对颈部66内部(通道68)的附加镀铝将会使得导电条变得多余。HID灯舱14定位成使其光产生区域面对或暴露于反射金属层44，以及以别的方式沿轴向37定位成对准在反射镜颈部66中。在优选实施例中，反射镜12的前侧62还形成有台阶和/或突出的凸块72，其围绕贯通通道68的开口而形成，用以将隔离环74定位成在灯舱14的外壁与反射镜12的前侧62之间进行支撑。隔离环74在反射镜12中沿轴向放置并支撑灯舱14。灯舱14的电连接件32、34定位成暴露在外面，以便在邻近反射镜12后侧64的颈部66的端部处进行电连接。

图12示出了整体式HID灯反射镜12的优选实施例的后视图。优选的反射镜12的后侧64形成为包括两个或更多个咬合凹部76、两个或更多个对准凸块77以及定位突出物84。咬合凹部76可形成为具有凹口78，用以收容并保持形成在内盖16上的对应闭锁件82的闭锁面90。优选的凹口78朝向反射镜12的中心轴线37向内延伸。在咬合凹部76旁边的外部面可为邻近凹口78的平面部分，然后朝向远离反射镜轴线37的方向，并且优选的是与轴线37平行。优选的反射镜12包括圆形凸棱或突出物84，其形成在后侧64上围绕轴线37延伸，并在径向上位于咬合凹部76的外部，外盖22的前部轮缘86可安装在圆形凸棱或突出物84上或抵靠其被支撑。优选的反射镜12还包括凸块88，其沿凸棱或突出物84形成，用以与形成在外盖22上的槽口140进行锁合。

图6示出了位于优选形状的内盖16中的元件的优选实施例的正面透视图。图7示出了图6中的内盖16的相同优选实施例的后部透视图。优选的内部元件如内盖16，可由模制塑料树脂制成并且具有凹壳形状，该凹壳联接到反射镜12，以覆盖反射镜12的后部。优选的内盖16形成为具有至少一个带有闭锁面90的闭锁件82。内盖16类似地形成为具有两个或更多个对准引导件，例如槽缝96，其尺寸和间距形成为与形成在反射镜12的后侧64上的对准凸块77相配合。内盖16还包括对准面98，其尺寸和间距形成为以便在颈部66的对准面70附近进行紧密配合。优选的内盖16咬合安装到凹部76，并且通过槽缝96而抗旋转地键槽连接到凸块77。

内盖16形成为具有至少一条贯通通道100，容许灯舱14的电引线32、34沿内盖16的后侧102露出，以便于电连接。方便的是，电引线32、34延伸穿过并超出内盖16的厚度。于是，内盖16可装配到反射镜12的后侧64，与一个或更多个对准面70、凸块77抵靠对接并且咬合装配到凹部76中。优选的内盖16还形成为具有至少两根竖立支柱104，其为在邻近贯通通道100的后部面102上具有面106的块状凸起。内盖16的后侧形成为具有一个或更多个闭锁件，例如弹簧突片闭锁件108，其可与形成在外盖22内壁上的对应闭锁面136相联接。在优选实施例中，内盖16形成为具有围绕内盖16的前部轮缘以90度定位的四个弹簧突片闭锁件108。

在优选实施例中，一个或更多个电卡夹110延伸穿过内盖16，其中第一面112邻近电引线32、34中相应的一根，而由弹簧张紧的第二面114在电路板18的联接垫122中的相应一个联接垫附近露出并形成为具有弹簧张力，以与面106一起形成夹持圈。在优选实施例中，对于各电引线32、34存在对应的电卡夹110。各卡夹110在内盖颈部区域中联接到内盖16，其中第一面112邻近相应的一根电引线32、34，而第二面114沿线性槽缝区域116露出并定位成与支柱104的正面106相对。优选的卡夹110的第二面114形成为具有沿支柱104方向的弹簧张力。相应的电卡夹110沿第一面112电联接到对应的电引线32、34，例如通过沿第一面112将相应的电引线32、34分别焊接、钎焊或压接到卡夹110。电卡夹110电联接到电引线32、34中对应的电引线，并且形成用于电路板18的插座式联接器。在优选实施例中，电接触面114对准为在相对的方向上相面对，并且与限定沟槽的线性槽缝116隔开并与之偏置，电路板18的边缘沿该沟槽插入。

图8示出了联接到电路板18的优选实施例的内盖16的优选实施例的后部透视图。具有用于控制提供到HID灯舱36的电功率的控制电路118的平面电路板18被定位成使电路板18具有机械地联接到内盖16的边缘120，并且该边缘120定位成与被支承在内盖16上的电联接面114电接触。在优选实施例中，电路板18形成为平面体，其厚度对应于竖立支柱面106与卡夹110的由弹簧张紧的第二面114之间的距离，故电路板18的边缘120可牢固地插槽连接并夹在卡夹110与支柱104之间。

电路板18形成为具有用于控制提供给HID灯舱14的电功率的控制电路118。各种控制电路为本领域中所公知，并且可根据使用者的喜好而使用任一常规的电路。电路板18形成为具有相应的电触点，例如金属垫122或痕迹线，其形成在电路板18上，用以接触相应的卡夹110的第二面114。优选的触点122形成在电路板18的相对侧上。由于灯舱14通过高压电源运行，故优选的是通过绝缘和距离来偏置引线的输入和输出。在优选实施例中，电触点形成为金属垫122，其位于电路板18的相对侧上，并且沿电路板18的边缘120线性地分开。这种高电阻材料在引线联接器之间形成高电阻路径，从而提供了高的蠕变及触点间隙。这就允许更紧密地定位电路板。另外，电路板18优选的是向后延伸，其中电路板18平面平行于灯轴线37而远离灯舱14和内盖16进行延伸。另外，电路板18优选形成为所有电路118构件间隔开，以便在边缘区域周围留下开放迹线124，并且在必要时穿过电路板118的中心区域，电路板118的宽度足以使散热器20的边缘壁126可夹住电路板18，而并不干扰电路板18的工作。散热器20在起到散热器作用的同时，还围住了相关的电路板18构件，以提供相对于电路板18的浮动接地或假接地EMI护罩。

图9示出了内盖16的优选实施例的截面图，内盖16联接到由散热器和EMI护罩20的优选实施例部分地围住的电路板18的优选实施例。在优选实施例中，电路板18由导电散热器20所包绕。优选的散热器20具有凹壳形状，该凹壳形成为跨越电路板18的至少一侧。在优选实施例中，散热器20形成为对电路板18进行托架支承的两个半部。优选的是，电路板18的两侧然后均装入形成散热器20结构的两个半部外壳中。散热器20具有内侧128，其中该内侧128优选包括定位成邻近于电路板18或形成于其上的构件的机械触点130，以便与电路板18或构件相接触进而将热导出电路板18或构件。优选的散热器20具有形成有散热特征如散热片134的外侧132，并且以其它方式限定了至少围绕任何承载在电路板18上的显著EMI发射构件的导电且大致完整的外罩。显著EMI发射构件是一种发射足够的EMI以使得最终产品不受用户欢迎的构件，这样的构件干扰附近的无线电或电视接收器、电话、CRT计算机或类似装置。于是，电路板18由形成了大致封闭的电磁干扰(EMI)阻隔外壳的散热器20的组件所包围。组合的散热器与EMI护罩20之后为电路板118提供浮动接地或假接地。当然，可存在一些作为非显著EMI发射体的电连接件或电路板构件，其伸出散热器20结构的封闭空间，并且在电路板18与散热器20结构之间可不存在严格的密闭式密封，但可将这些开口限制为狭窄的开口，从而为EMI从封闭腔室138的泄漏提供最小的可能。优选的散热器20包括沿其外表面132的一个或更多个轴向延伸的锁合特征，例如用以与外盖22对准并锁合的轴向延伸的槽缝。申请人发现，利用与外盖22的相邻内壁的紧密接触可方便地夹住形成散热器20的两个半部外壳。

图10示出了外盖22的优选实施例的截面图。外盖22包围由内盖16、电路板18以及散热器20组成的组件。外盖22联接到底座24或由底座24封闭，底座24具有外部电连接件130、132，以便在电插座(未示出)如典型的螺纹灯插座中联接到穿过电路板18的内部电连接件32、34。底座24可以压接、螺纹连接、铆接、胶合或以其它方式附接到外盖22的端部。

外盖22成形为包围内盖16、电路板18以及散热器20。外盖22具有内部触点、联接器或壁部分，例如，定位成紧邻内盖咬合件82外侧的直立突片134。这样，外盖22的突片134就抵靠形成在反射镜12上的咬合凹部76而将内盖16的咬合件82扣在适当位置。然后，咬合件82沿其相应后侧(在径向上的外侧)由外盖的内壁所阻挡，例如，由外盖22的突片134所阻挡，且因此咬合件82抵靠咬合凹部76而固定在适当位置并且不可退回，直至移动外盖22而释放受约束的咬合件82。外盖22还包括一个或更多个内部闭锁件或隐藏闭锁件136，其联接到内盖16上的一个或更多个对应闭锁件108。在优选实施例中，外盖22具有四个内部闭锁件136，其围绕轴线成90度地定位，以分别利用在内盖16上的四个闭锁件108而闭合。于是，内盖16由外盖22覆盖，并摸索地闭锁到外盖22。由于摸索地锁住了内盖16和外盖22，故一旦内盖16和外盖22咬合在一起，则不可将它们分开。在优选实施例中，外盖还包括一个或更多个引导件138，例如，与相应的键槽进行锁合的轴向延伸的凸棱，这些相应的键槽例如为形成在散热器20外表面132上的轴向延伸的槽缝(未示出)。当外盖22位于内盖16上方时，引导件138滑动地与散热器20的匹配键槽例如槽缝锁合，使内部组件与外盖22对准。外盖22还包括键槽，例如形成为与对应的锁合特征(例如，形成在反射镜12上的直立凸块88)相匹配的槽口140。于是，反射镜12和外盖22相互锁合，并且在已适当定位时不能分开地轴向旋转。在优选实施例中，外盖22还沿其前部轮缘86抵靠反射镜突出物84而被支撑，以相对于反射镜12更为稳定。作为备选，外盖22可沿反射镜12的前部轮缘85进行联接。外盖22不必胶合到反射镜12。当然，可沿组件的外部面接缝涂敷胶水或防水密封剂以便进行不透水密封，但这并非为组件的机械联接所必需。于是，外盖22由形成在由反射镜12、内盖16以及散热器20结构组成的组件上的闭锁元件定位并且轴向地咬合装配到所述闭锁元件。外盖22还可包括一个或更多个形成在内部的引导件，例如电路板18露出的边缘部分可插入或与之对准的槽缝或槽口。一旦位于适当位置，外盖22就由反射镜、内盖、电路板以及散热器所组成的组件永久地定位并夹住该组件。该外盖不可从由反射镜、内盖、电路板以及散热器所组成的组件上解除夹持或相对于该组件旋转。

底座24可联接到外盖22并且形成为具有外部电连接件130、132，以便联接到灯插座中，例如螺纹插座。可使用典型的螺纹底座联接中的一种。另外，底座24向电路板18提供内部电连接件。

灯可通过将散热器与EMI护罩同电路板宽松地夹紧来组装。然后，将由电路板和隔热罩所组成的组件插入到外盖中，将隔热罩的引导特征(槽缝)与形成在外盖内部上的对应特征(突片)对准。于是，由来自于外盖的楔入压力将散热器EMI护罩与电路板紧密接触地扣住或夹住。内盖由形成在反射镜后部上的对准面及凸块定位，并且夹在形成于反射镜后部上的闭锁特征上。然后，将由灯舱、对准环以及接地卡夹所组成的组件插入反射镜的前侧中，其中灯舱引线穿过内盖中邻近焊点的开口。同时，促使EMI接触臂与反射镜的金属化表面进行传导性接触，并且将定位环设置成使其沿反射镜的前侧对准。然后，将灯引线焊接(钎焊或压接)到在内盖上受到支承的卡夹上的接触点。然后，将外盖组件与反射镜组件对准并且压置到反射镜组件上。然后，将电路板锁固到对准沟槽(槽缝)中，并且通过卡住或夹住电路板边缘的卡夹而电联接到灯引线。然后，将外盖闭锁到内盖，同时紧密地定位在内盖闭锁件的后方，阻止闭锁件从反射镜退回。外盖组件由此永久地闭锁到反射镜组件。然后，将来自电路板的引线联接到螺纹底座，并且将螺纹底座固定到该盖，例如，通过将螺纹底座的边缘压接到外盖。然后，可将盖透镜装配到反射镜的前方，并且例如通过硅酮接合剂、环氧树脂或火焰密封而固定就位。

尽管已经示出并描述了当前认作是本发明的优选实施例的内容，但本领域的技术人清楚，可在不脱离由所附权利要求所限定的本发明范围的情况下在此做出各种修改和变动。

Claims (9)

1.一种整体式HID灯组件，包括：

具有前侧和后侧的反射镜；

具有灯的第一引线和第二引线的灯舱；

具有第一侧和第二侧的内部元件；

导电卡夹；

电路板；以及

外盖；

所述内部元件包括第一侧和第二侧，以及用于灯引线的从所述第一侧延伸到所述第二侧的至少一个贯通通道，以及在所述第二侧上形成的至少一个壁面；

所述卡夹具有邻近于所述贯通通道定位的第一部分和与所述壁面相对定位的第二部分；所述灯引线被插入到所述贯通通道内并且电联接到所述卡夹的所述第一部分，所述电路板具有位于所述壁面和所述卡夹的所述第二部分之间且电联接到所述卡夹的所述第二部分的部分；以及

所述外盖被定位成包围所述内部元件和所述电路板。

2.根据权利要求1所述的灯组件，其中所述壁面和所述卡夹的所述第二部分被偏置开所述电路板的尺寸，并且所述电路板的一部分位于所述壁面和所述卡夹的所述第二部分之间。

3.根据权利要求2所述的灯组件，其中所述卡夹的所述第二部分包含柔性弹簧张力，并且所述卡夹的所述第二部分在机械张力下被按压成电接触所述电路板。

4.根据权利要求1所述的灯组件，其中所述灯舱具有至少两个近似并排但偏置的灯引线，所述内部元件被形成为具有两个相应贯通通道和两个相应壁面，并且通过两个相应类似卡夹与相应第一部分和相应第二部分将所述两个偏置的灯引线联接到所述内部元件，所述相应两个壁面和所述两个相应卡夹的两个相应第二部分对准以限定槽缝，并且所述电路板具有包括边缘的近似平面形式，所述电路板的所述边缘被定位在所限定的槽缝内并且被所述两个相应卡夹机械地且电性地联接。

5.根据权利要求4所述的灯组件，其中至少两个近似平行的灯引线被相应第一卡夹和相应第二卡夹联接到所述内部元件，并且所述电路板具有近似平面形式并且在所述电路板的第一侧联接到所述第一卡夹并且在所述电路板的第二侧被电联接到所述相应第二卡夹。

6.根据权利要求4所述的灯组件，其中至少两个近似平行的灯引线被相应第一卡夹和相应第二卡夹联接到所述内部元件，并且所述电路板具有近似平面形式并且被联接到所述相应第一卡夹和所述相应第二卡夹，并且所述灯引线的平面近似垂直于所述电路板的平面。

7.根据权利要求1所述的灯组件，其中在所述内部元件上的至少一个电联接器具有邻近所述电引线中的相应电引线的第一面和邻近所述机械联接器露出的且形成为具有弹簧张力的第二面；所述电联接器被电联接到所述电引线中的对应电引线；并且另一面在机械压缩下联接到在所述电路板上形成的电接触点。

8.根据权利要求7所述的灯组件，其中第一触点被形成在所述电路板的第一侧并且被电联接到所述第一引线的第一卡夹电接触，并且第二触点被形成在所述电路板的第二侧并且被电联接到所述第二引线的第二卡夹电接触。

9.根据权利要求7所述的灯组件，其中第一触点沿所述电路板的边缘从所述第二触点偏置开的距离至少等于当所述第一引线和所述第二引线在所述灯舱上分开时在分开所述第一引线和所述第二引线时将所述第一引线从所述第二引线分开的距离。

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