CN102650415B - 具有应力消除构件的固态照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种固态照明装置(100)包括构造成保持固态照明模块(104)的壳体(102)。该壳体具有空腔(120)。触头(190)定位在空腔内。该触头具有接线端(192)和配合端(194)。接线端构造成联接至电线(130)的插入段(128)。电线从空腔延伸至壳体的外部(146)。应力消除构件(150)自壳体的外部延伸。应力消除构件构造成接合电线的插入段上游的电线的一部分。

Description

具有应力消除构件的固态照明装置
技术领域
本文的主题总体上涉及固态照明装置。
背景技术
固态照明装置通常包括具有基板的固态照明模块，其中基板具有配置其上的照明元件。例如，照明元件可以是发光二极管(LED)。基板包括电联接至照明元件的触头垫。触头垫包括正极触头垫和负极触头垫。正极触头垫和负极触头垫构造成分别电联接至正极电线和负极电线。正极电线和负极电线形成了通过固态照明模块为照明元件供电的电路。
然而，传统的固态照明装置不是没有缺点。一般，电线(正极的和负极的)焊接至基板的触头垫。将电线焊接至触头垫通常需要专门工具、额外的材料、以及额外的组装步骤，这些都增加了装置的总成本。此外，焊接、超时和部件的处理可能易使装置被不正确地电连接。而且，焊接的电线可能易于从基板的触头垫移开。具体地，施加至电线的力可以将电线从触头垫断开。
发明内容
所要解决的问题是仍然存在对能够实现电线和触头垫之间快速和无工具连接(tool-less connection)的固态照明装置的需求。仍然存在的另一个需求是为电线提供应力消除以防止电线从触头垫断开的固态照明装置。
一种固态照明装置提供了解决方案。该装置包括构造成保持固态照明模块的壳体。该壳体具有空腔。触头定位在空腔内。该触头具有接线端(wire end)和配合端。接线端构造成联接至电线的插入段。电线从空腔延伸至壳体的外部。应力消除构件自壳体的外部延伸。应力消除构件构造成接合电线的插入段上游的电线的一部分。
附图说明
图1为根据一个实施例形成的固态照明装置的顶侧透视图。
图2为图1所示的固态照明装置的底侧透视图。
图3为根据一个实施例形成的固态照明模块的顶侧透视图。
图4为图1所示的固态照明装置的局部顶侧透视图。
图5为图1所示的固态照明装置的局部剖视图。
图6为根据一个实施例形成的应力消除构件的顶侧透视图。
图7为根据另一个实施例形成的应力消除构件的顶侧透视图。
图8为根据再一个实施例形成的应力消除构件的顶侧透视图。
图9为图1所示的固态照明装置的顶侧透视图，该固态照明装置具有根据一个实施例形成的并联接其上的光学元件(optic)。
具体实施方式
一个实施例中提供了一种固态照明装置。该装置包括构造成保持固态照明模块的壳体。壳体具有空腔。触头定位在该空腔内。触头具有接线端和配合端。接线端构造成联接至电线的插入段。电线从空腔延伸至壳体的外部。应力消除构件自壳体的外部延伸。该应力消除构件构造成接合电线的插入段上游的电线的一部分。
另一个实施例中提供了一种固态照明装置。该装置包括具有空腔的壳体。触头定位在该空腔内。触头具有接线端和配合端。接线端构造成联接至电线的插入段。电线从空腔延伸至壳体的外部。触头的配合端具有末端和远离该末端的配合接口。所述末端接合壳体。固态照明模块定位在壳体内。固态照明模块具有基板，该基板具有配置在其上的触头垫。触头的配合接口接合触头垫。触头在末端和配合接口之间弯曲以将触头弹性偏置(spring bias)靠在触头垫上。
再一个实施例中提供了一种固态照明装置。该装置包括构造成保持固态照明模块的壳体。壳体具有有空腔轴的空腔。触头定位在该空腔内。触头具有接线端和配合端。触头的接线端形成为插入式电线连接，其具有沿着空腔轴轴向地延伸的管套(barrel)和沿相对于空腔轴倾斜的角度延伸入管套内的倒刺部(barb)。该倒刺部接合沿装载方向插入管套内的电线的插入段的导体。倒刺部响应沿相反于装载方向的方向施加到电线的力将电线的插入段保持在管套中。电线从空腔延伸至壳体的外部。应力消除构件自壳体的外部延伸。该应力消除构件构造成接合电线的插入段上游的电线的一部分。
当结合附图阅读时将更好地理解以上的概要及以下的特定实施例的详细描述。这里使用的以单数表述的和前行有“一”或“一个”的元件或步骤应当理解为不排除多个所述的元件或步骤，除非明确声明了这样的排除。而且“一个实施例”中提及的特征不应意图解释为排除了也结合了所引用特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确地声明了相反的内容，“包括”或“具有”有特定属性的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有该属性的额外的这样的元件。
这里描述的实施例包括在电线和固态照明模块的触头垫之间具有无工具连接的固态照明装置。该实施例包括接收电线的插入式电线连接，其中电线构造成为固态照明装置的照明元件供电。插入式电线连接包括具有接线端和配合端的触头，其中接线端接收电线，配合端形成了与固态照明模块的触头垫之间的可分离的、可压缩的接口。触头的接线端包括接合电线以反抗可以将电线从触头移开的力的倒刺部。此外，固态照明装置包括构造成接合电线的应力消除构件。应力消除构件进一步反抗可以将电线从触头移开的力。
图1为根据一个实施例形成的固态照明装置100的顶侧透视图。固态照明装置100包括壳体102和固态照明模块104。固态照明模块104包括基板106，基板106具有配置其上的照明元件108。在一个示例性实施例中，照明元件108可以是发光二极管(LED)或任何其它合适的固态照明元件。壳体102包括顶部110和相反的底部112(图2所示)。开口114穿过壳体102从顶部110延伸至底部112。开口114大致位于壳体102的中心。可替代地，开口114可以延伸穿过壳体102的任意部分。
固态照明模块104的基板106接收在壳体102的底部112中。基板106接收在壳体102内使得照明元件108定位在壳体102的开口114内。在一个实施例中，照明元件108可以延伸穿过壳体102的开口114。照明元件108从壳体102的顶部110发射出光。在所示实施例中，壳体102包括环绕开口114形成的凹入部(recesse)116。凹入部116可以构造成接收如图9所示的光学元件(optic)118。光学元件118以特定的照明方式引导从照明元件108发射的光。
空腔120形成在壳体102中。空腔120包括开口122。空腔120从开口122延伸入壳体102内。空腔120沿着空腔轴124从开口122延伸入壳体102内。空腔120的开口122可以接近于壳体102的外周缘126形成。在替代实施例中，空腔120的开口122可以由壳体102的周缘126向内形成。例如，空腔120的开口122可以接近于壳体102的开口114形成。空腔120的开口122远离壳体102的开口114地朝向。在替代实施例中，空腔120的开口122可以面向壳体102的开口114或相对于壳体的开口114成任意合适的角度。
空腔120的开口122构造成在其中接收电线130的插入段128。电线130的插入段128可以包括端接在空腔120内的外露导体148。电线130的插入段128沿装载方向144沿着空腔轴124插入空腔120内。电线130从空腔120延伸至壳体102的外部146。所示实施例包括正极空腔120和负极空腔120。正极空腔120接收具有正极性的正极电线130。负极空腔120接收具有负极性的负极电线130。在所示实施例中，正极空腔120的开口122面向不同于负极空腔120的开口122的方向。例如，正极空腔120的开口122示出为面向与负极空腔120的开口122相反的方向。可选地，正极空腔120的开口122和负极空腔120的开口122可以面向其它的方向，包括相同的方向。
在一个示例性实施例中，电线130包括下游端140和上游端142。电线130的插入段128位于电线130的下游端140处。电线130的下游端140接收在空腔120中。电线130的上游端142从壳体102延伸至其它部件，例如驱动器或电源(未示出)。
应力消除构件150自壳体102的外部146延伸。应力消除构件150可以联接至壳体102。在其它的实施例中，应力消除构件150可以与壳体102一体地形成。应力消除构件150定位成与空腔120间隔开。例如，应力消除构件150与空腔120可以间隔距离D1。在所示实施例中，应力消除构件150接近壳体102的周缘126定位。在替代实施中，应力消除构件150可以由壳体102的周缘126向内定位。例如，应力消除构件150可以接近壳体102的开口114定位。
应力消除构件150构造成接合电线130的一部分。应力消除构件150接合电线130的插入段128上游的电线130。应力消除构件150对施加到电线130的力提供了抵抗。例如，应力消除构件150对趋于将电线130的插入段128从空腔120移开的力提供了抵抗。应力消除构件150可以抵抗电线130上的沿相反于电线130的装载方向144的方向的力。在所示实施例中，应力消除构件150为钩152(如关于图6更详细描述的)。在其它实施例中，应力消除构件150可以是一系列的柱154(如关于图7更详细描述的)或单个的柱156(如关于图8的更详细描述)。可替代地，应力消除构件150可以为抵抗电线130上的力的任意合适的构件。
在该示例性实施例中，多个螺钉158延伸穿过壳体102以将壳体102固定至散热部件(未示出)。
图2为固态照明装置100的底侧透视图。固态照明装置100包括底部112。固态照明模块插座160形成在固态照明装置100的底部112上。插座160的大小设计成接收固态照明模块104的基板106。固态照明模块104可以压配合入插座160中。在一个示例性实施例中，插座160包括固位机构162以形成与固态照明模块104的过盈配合。可替代地，插座160可以包括用于将固态照明模块104固定至壳体102的闩、沟槽、凹口和/或任意其它的合适的机构。在一个实施例中，固态照明模块104可以粘结或联结至壳体102。凹入部164可以形成在插座160中以使得固态照明模块104能够从壳体102移除。在一个替代实施例中，固态照明模块104可以固定至散热部件并且壳体102可以装载在固态照明模块104之上。
螺钉158延伸穿过壳体102的底部112。螺钉158构造成将壳体102联接至散热部件(未示出)，使得固态照明模块104被固定在散热部件和壳体102之间。螺钉158延伸穿过形成在基板106上的安装位置166使得螺钉158没有被固定到基板106。可替代地，螺钉158可以固定到基板106。在其它的实施例中，壳体102可以包括自壳体102延伸以将壳体102固定至散热部件的销、柱等。在所示实施例中，壳体102还包括对立特征(polarizationfeature)169，该对立特征169提供了用于将固态照明模块104安装在壳体102内的键配合机构。其它的对立特征168提供了用于将固态照明装置100安装至散热部件的对准机构。
图3为固态照明模块104的顶侧透视图。固态照明模块104包括基板106。基板106可以是电路板，例如印刷电路板。照明元件108位于基板106的中心。可替代地，照明元件108可以位于基板106上任意合适的位置。如以上所说的，照明元件108可以是固态照明元件，例如LED。基板106可以包括单个的照明元件108。在替代实施例中，基板106可以包括多个照明元件108。多个照明元件108可以包括不同颜色的照明元件108，使得从固态照明模块104发射出的光的颜色可以被选择性地调节和/或可以调节照明顺序。在一个实施例中，照明元件108可以被灯罩(lens)等覆盖。
触头垫172设置在基板106上。触头垫172为导电的并且构造成接收电力信号。在一个示例性的实施例中，触头垫172构造成电联接至电线130的导体148(都在图1中示出)。触头垫172通过信号迹线等电联接至照明元件108。触头垫172将电力信号从电线130导向至照明元件108。所示的实施例包括正极触头垫174和负极触头垫176。正极触头垫174构造成电联接至正极电线130(图1所示)。负极触头垫176构造成电联接至负极电线130(图1所示)。
基板106包括前部182和后部184。一对侧部186延伸在前部182和后部184之间。安装位置166形成在基板106的前部182和后部184中。可替代地，安装位置166可以形成在基板106的侧部186中。基板106的前部182和后部184中的每个包括分开距离D2的一对安装位置166。这对安装位置166中的每个定位成距基板106的侧部186距离D3。在其它的实施例中，基板106的前部182和后部184中的每个可以包括彼此分开任意距离D2或距基板106的侧部186距离D3的任意数量的安装位置166。螺钉158(图1所示)构造成延伸穿过安装位置166。在一个实施例中，螺钉158可以在安装位置166处固定至基板106。
基板106的侧部186包括形成在其中的对立凹入部188。可选地，对立凹入部188可以形成在基板106的前部182和/或后部184中。对立凹入部188构造成接收穿过凹入部188的壳体102的对立特征169。
图4为固态照明装置100的局部顶侧透视图。固态照明装置100的壳体102假想地示出以显示空腔120的内部198。触头190位于空腔120内。在所示实施例中，触头190为构造成接收电线130的导体148的插入式(poke-in)电线触头。在替代实施例中，触头190可以是绝缘移位连接器、压接连接器等。在所示实施例中，触头190包括接线端192和配合端194。触头190的配合端194形成了与基板106的触头垫172之间的可分离的、可压缩的接口。
触头190的接线端192包括接收电线130的导体148的管套196。管套196沿着空腔轴124延伸穿过空腔120。电线130的导体148沿装载方向144插入管套196内。
图5为固态照明装置100的局部剖视图。触头190的接线端192包括管套196和倒刺部200。管套196沿着空腔轴124从空腔120的开口122延伸入空腔120内。倒刺部200相对于空腔轴124以倾斜的角度延伸。这里使用的术语“倾斜的角度”可以是锐角、钝角或直角。倒刺部200沿装载方向144的方向从管套196向内延伸。当电线130的插入段128插入管套196内时，倒刺部200的末端202接合电线130。在一个实施例中，倒刺部200的末端202接合电线130的导体148。倒刺部200将电线130保持在管套196中。倒刺部200构造成反抗沿相反于电线130的装载方向144的方向施加至电线130的力。
电线130的导体148接合触头190的接线端192。触头190的配合端194自触头190的接线端192延伸，使得电力信号从电线130被引导至触头190的配合端194。在所示实施例中，触头190的配合端194自管套196延伸。触头190的配合端194构造为简易的支撑杆。触头190的配合端194包括连结至触头190的接线端192的过渡构件206。触头190的配合端194的末端208抵靠壳体102。触头190的配合端194的配合接口210延伸在末端208和过渡构件206之间。
配合接口210构造成接合基板106的触头垫172。配合接口210形成了与基板106的触头垫172之间的可分离的、可压缩的接口。触头190在配合端194的末端208和配合接口210之间弯曲以将触头190弹性偏置靠在触头垫172上。
在所示实施例中，热接口170设置在基板106上。热接口170可以是用于将基板106安装至散热部件(未示出)的任意合适的热接口，例如导热脂。
图6为根据一个实施例形成的应力消除构件150的顶侧透视图，该应力消除构件150具有联接其上的电线130。应力消除构件150在图6中示出为钩152。钩152设置在壳体102的外部146上。钩152可以联接至壳体102或与壳体102一体地形成。钩152包括槽口214，以接合电线130的插入段128上游的电线130。电线130至少部分地环绕钩152延伸。槽口214的大小可以设计为形成与电线130之间的过盈配合。在所示实施例中，槽口214面向不同于空腔120的开口122的方向。槽口214面向与空腔120的开口122相反的方向。可选地，槽口214和空腔120的开口122可以面向相同的方向。
电线130包括从空腔120延伸至壳体102的外部146的插入段128。插入段128大体上沿着空腔120的空腔轴124延伸。电线的主体段216从钩152延伸至电源(未示出)。电线130的中间段218延伸在电线130的主体段216和电线130的插入段128之间。钩152接合电线130使得电线130的中间段218相对于空腔轴124以倾斜的角度延伸。钩152接合电线130使得电线130的主体段216相对于电线130的中间段218以倾斜的角度延伸。电线130的主体段216可以平行于空腔轴124自钩152延伸。可选地，电线130的主体段216可以相对于空腔轴124以倾斜的角度自钩152延伸。
图7为根据一个实施例形成的应力消除构件150的顶侧透视图，该应力消除构件150具有联接其上的电线130。应力消除构件150在图7中示出为一系列的柱154。柱154沿着线220延伸。所示实施例包括3个柱154。替代实施例可以包括任意数量的柱154。电线130的中间段218穿过柱154使得电线130的中间段218在每个柱154处改变方向。例如，电线130的中间段218沿第一方向222行进至第一柱154并且沿第二方向224从第一柱154行进至第二柱154。电线130的中间段218至少部分地环绕每个柱154缠绕。可选地，电线130的中间段218可以完全地环绕每个柱154缠绕一次或多次。
在一个实施例中，柱154可以包括从柱154的顶部延伸的凸缘(未示出)。电线130的中间段218可以被保持在壳体102和该凸缘之间。凸缘可以形成与电线130之间的过盈配合。在另一个实施例中，柱154可以包括绕着柱154延伸的沟槽以接收并相对于柱154定位电线130的中间段218。
柱154接合电线130使得电线130的中间段218相对于空腔轴124以倾斜的角度延伸。柱154接合电线130使得电线130的主体段216相对于电线130的中间段218以倾斜的角度延伸。电线130的主体段216可以平行于空腔轴124自最后的柱154延伸。可选地，电线130的主体段216可以相对于空腔轴124以倾斜的角度自最后的柱154延伸。
图8为根据一个实施例形成的应力消除构件150的顶侧透视图，该应力消除构件150具有联接其上的电线130。应力消除构件150在图8中示出为柱156。柱156可以与壳体102一体地形成。可替代地，柱156可以是插入壳体102内的螺钉、销等。电线130构造成至少部分地环绕柱156缠绕。可选地，电线130可以完全地环绕柱156缠绕一次或多次。
在所示实施例中，柱156包括从柱156的顶部延伸的凸缘226。电线130的中间段218可以被保持在壳体102和凸缘226之间。凸缘226可以形成与电线130之间的过盈配合。在另一个实施例中，柱156可以包括绕着柱156延伸的沟槽以接收并相对于柱156定位电线130的中间段218。
柱156接合电线130使得电线130的中间段218相对于空腔轴124以倾斜的角度延伸。柱156接合电线130使得电线130的主体段216相对于电线130的中间段218沿倾斜的角度延伸。电线130的主体段216可以平行于空腔轴124自柱156延伸。可选地，电线130的主体段216可以相对于空腔轴124以倾斜的角度从柱156延伸。
图9为具有联接其上的光学元件118的固态照明装置100的顶侧透视图。光学元件118包括顶部228和底部230。光学元件118的底部230联接至固态照明装置100的壳体102。光学元件118的底部230包括从底部230延伸的突出部232。突出部232接收在壳体102的凹入部116中。突出部232可以压配合入凹入部116内和/或通过过盈配合保持在凹入部116内。在一个实施例中，壳体102可以包括保持光学元件118的闩、挚子等。可选地，光学元件118可以粘结或联结至基板106或壳体102。
光学元件118具有圆锥形的形状并且从光学元件118的底部230向外延伸至光学元件118的顶部228。光学元件118构造成引导和/或会聚从固态照明装置100发射的光。

Claims (8)

1.一种固态照明装置(100)，包括：
构造成保持固态照明模块(104)的壳体(102)，所述壳体具有空腔(120)；
定位在所述空腔内的触头(190)，所述触头具有接线端(192)和配合端(194)，所述接线端构造成联接至电线(130)的插入段(128)，所述电线从所述空腔延伸至所述壳体的外部(146)，所述触头的配合端具有末端(208)和远离该末端的配合接口(210)，所述末端接合所述壳体，触头的配合端(194)包括连结至触头的接线端(192)的过渡构件(206)，触头的配合端的配合接口在末端和过渡构件之间延伸；和
自所述壳体的外部延伸的应力消除构件(150)，所述应力消除构件构造成接合所述电线的插入段上游的所述电线的一部分。
2.根据权利要求1的固态照明装置(100)，其中，所述空腔(120)沿着空腔轴(124)延伸，所述电线(130)的插入段(128)沿着所述空腔轴延伸至所述触头(190)，所述应力消除构件(150)定位成与所述空腔间隔开，使得所述电线的中间段(218)相对于所述空腔轴以倾斜的角度延伸在所述空腔和所述应力消除构件之间。
3.根据权利要求1的固态照明装置(100)，其中，所述电线(130)的中间段(218)延伸在所述电线的插入段(128)和所述电线的主体段(216)之间，所述应力消除构件(150)保持所述电线，使得所述电线的主体段从所述电线的中间段以倾斜的角度延伸。
4.根据权利要求1的固态照明装置(100)，其中，所述应力消除构件(150)为钩(152)，所述钩(152)接收电线(130)使得电线至少部分地环绕所述钩缠绕。
5.根据权利要求4的固态照明装置(100)，其中，所述钩(152)包括接收所述电线的槽口(214)，并且所述空腔(120)包括接收所述电线(130)的插入段(128)的开口(122)，所述空腔的开口和所述钩的槽口面向不同的方向。
6.根据权利要求1的固态照明装置(100)，其中，所述应力消除构件(150)为柱(156)，所述电线(130)环绕所述柱缠绕至少一次。
7.根据权利要求1的固态照明装置(100)，其中，所述应力消除构件(150)包括一系列的柱(154)，所述电线(130)穿过所述一系列的柱，使得所述电线在每个柱之间改变方向。
8.根据权利要求1的固态照明装置(100)，其中，所述触头(190)构造成通过插入式触头、绝缘移位连接器或压接连接中的一个端接至所述电线(130)的插入段(128)。
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