CN104246963A - 到灯具壳体的接地连接 - Google Patents

Abstract

描述了一种灯具(10)，该灯具(10)包括固定到灯具底座(12)的燃烧器(14)。灯具底座(12)包括金属壳体部分(40)。金属壳体部分(40)包括由不同金属材料制成的接触片材元件(82)。包括电气接地接触(70)的电气接触提供在底座(12)内。接触弹簧(76)被提供用于将电气接地接触(70)接触到金属壳体部分(40)。接触弹簧(76)被布置成压靠接触片材元件(82)以提供到金属壳体部分(40)的电气接地连接。

Description

到灯具壳体的接地连接

技术领域

本发明涉及灯具领域，并且更具体地涉及包括固定到灯具底座的燃烧器的灯具。具体地，本发明涉及用在车辆头灯中的灯具，其中燃烧器包括放电容器以从电极之间所产生的电弧放电来产生光。

背景技术

在电气灯具中，具体地在高强度放电（HID）灯具中，壳体部分到带电体（electrical mass）或地的可靠连接是期望的，这既是出于安全的原因也是出于降低电磁干扰（EMI）的原因。这特别适用于放电灯具，其中灯具底座包括至少工作电子器件的一部分，即用于操作燃烧器的驱动器电路和/或用于点火电弧放电的起动装置。

US 2006/0119282 Al描述了具有带集成起动装置的灯具底座的高压放电灯具。提供有电磁屏蔽，该电磁屏蔽连接到操作设备的接地基准电位。电磁屏蔽被提供为包围灯具底座的金属壳体，并且具有用于放电容器和用于灯具的电气连接的小孔。金属壳体由铝制成，或者由铝/镁合金制成，或者由镀锌的钢片材制成。在内部，提供具有起动装置的电气组件的引线框架，其包括嵌入在电气绝缘塑料中的金属腹板（web）。金属舌片从引线框架并从灯具底座的内部突出。在安装状态，金属腹板的金属舌片与金属壳体的壁部电气且机械接触。金属腹板以与叶片弹簧类似的方式通过夹紧配合支靠金属壳体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有到壳体部分的可靠接地连接的灯具，其制造简单。

该目的通过根据权利要求1的灯具解决。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。

根据本发明的灯具包括固定到灯具底座的燃烧器，优选地HID燃烧器。灯具底座包括至少金属壳体部分。优选地，灯具底座包括在侧面至少部分地包围灯具底座的金属壳体。进一步优选地，灯具底座被完全围封在金属壳体中，除向着燃烧器的开口以及电气插头/插座连接之外。

在底座内，提供有电气接触，其可以是操作电路或燃烧器的一部分。电气接触之一是电气接地接触。

根据本发明，电气接地接触通过接触弹簧电气连接到金属壳体部分。但是，金属壳体部分包括由不同金属材料制成的接触片材元件，并且接触弹簧被布置成压靠接触片材以提供到金属壳体部分的电气接地连接。

由此，壳体内的电气接地接触到金属壳体部分的电气连接经由接触弹簧和接触片材元件来建立。

根据本发明的该构造允许根据它们的目的来不同地选择金属壳体部分和接触片材元件的不同部分，例如关于金属材料及其厚度。接触片材元件可以被选择以便实现高的接触可靠性和低的接触电阻。合适的材料包括例如钢、铜或具有良好接触性质的其它金属材料。优选地，接触片材可以是薄（例如，0.1-0.4mm厚度）的钢片材。

金属壳体部分在另一方面用于稳定性并且用于热传导和/或辐射。例如，铝材料可以是优选的。可能引起不利的接触性质的铝材料氧化并不是问题，这是因为电气接触是经由接触片材元件建立的。

借助于本发明，可能提供适用于灯具底座的金属壳体，而同时通过接触片材元件可靠地提供电气接触。

根据本发明的优选实施例，接触片材元件和金属壳体部分被提供为平坦金属材料，其中它们的表面在彼此的顶部上。这允许接触片材元件和金属壳体部分的紧密连接，从而确保可靠接触。优选地，金属壳体部分的厚度大于接触片材元件的厚度。

优选的是通过接触片材元件和金属壳体部分的变形来连接这两个元件，从而机械地锁定接触片材和金属壳体部分。例如，这两个元件可以通过压接或者铆接连接相连。该类型的连接可以在制造期间容易地制成，从而确保机械和电气二者上的可靠连接。

根据本发明进一步优选的实施例，用于燃烧器的保持元件被提供在灯具底座的顶表面上。金属壳体部分至少提供在朝向燃烧器定向的底座顶表面处。燃烧器保持元件（优选地燃烧器保持环）可以用来机械地保持燃烧器和/或用来将灯具机械地固定到反射器，例如经由卡口连接。燃烧器保持元件优选地通过金属壳体部分和接触片材元件的变形而固定到顶表面。由此，通过可以是例如压接、铆接、弯曲等等的同一变形，实现了固定燃烧器保持元件以及将接触片材元件连接到金属壳体部分的目的。

根据本发明的优选实施例，在壳体内设置非导电保持器元件，并且接触弹簧固定到保持器元件。优选地，电气绝缘保持器元件由塑性材料制成并且设置在金属壳体内。保持器元件优选地用以保持用于燃烧器的操作电路的组件，诸如像引线框架的接触引线以及驱动器电路和/或点火器的组件。进一步优选的是，保持器元件形成从外部可接近的插头/插座连接的外壳（enclosure）以提供灯具到诸如机动车辆的板载电源的外部电源的电气连接。

优选地，非导电保持器元件包括开口，并且接触弹簧延伸通过该开口以经由接触片材元件接触金属壳体部分。这允许在距金属壳体的绝缘距离处将接触引线和/或电气组件容易地固定到保持器。

优选的是，灯具底座包括具有多个电气接触的电气插头/插座连接器，其中一个电气接触是电气连接到接触弹簧的电气接地/带电体接触。连接器进一步优选地包括电源电压接触，并且可以包括用于传送控制信号的其它接触。

接触弹簧优选地由平坦弹簧材料制成，诸如像带有镀镍的黄铜材料，或者钢。其优选地包括压靠接触片材的至少一个弹簧舌片。进一步优选的是提供多个元件，诸如至少两个弹簧舌片，以同样改进在不利机械条件下的电气接触。

附图说明

本发明的这些及其它方面将根据下文中的实施例变得清楚，并且将参考下文中的实施例进行阐明。

在图中，

图1示出了机动车HID灯具的实施例的透视图；

图2以沿着图1中的A..A的截面示出了图1的灯具的截面视图；

图3示出了图1、图2的灯具的分解视图；

图4以部分剖切的壳体示出了图1至3的灯具的侧视图；

图5以沿着图1中的B..B的截面示出了图1至4的灯具的局部放大截面视图；

图6示出了图1至5的灯具的各部分的分解透视图；

图7示出了图1至6的灯具的各部分的透视图；

图8示出了图1至7的灯具的局部截面视图；

图9以沿着图1中的A..A的截面示出了图1至8的灯具的各部分的截面透视图；

图10示出了包括电磁屏蔽的图1至9的灯具的各部分的透视图。

具体实施方式

图1示出了包括灯具底座12的灯具10，燃烧器14从灯具底座12突出。

如特别地从图2的截面视图可见的，燃烧器14包括形成带有围封的放电空间的放电容器18的燃烧器管16以及围绕放电容器18布置的外泡体20。外泡体20和带有放电容器18的燃烧器管16由石英玻璃材料制成。在包括金属卤化物和氙的填充物的放电空间内，提供有第一和第二电极。第一电极电气连接到在燃烧器管16内延伸到壳体12中的第一中央接触引线22。第二电极连接到平行于燃烧器14的纵向轴线X延伸的返回接触引线24。陶瓷管26围绕返回接触引线24布置以用于绝缘。

燃烧器14通过保持环结构32相对于灯具帽壳体12机械地保持，保持环结构32围绕燃烧器14提供并通过点焊的弹簧舌片固定到燃烧器14的套环。

灯具底座12包括金属外壳体40、内壳体保持器元件30和底板44。所有的外壳体壁元件40、44由作为具有良好热传导性质的金属材料的铝制成。内保持器元件30由塑性材料制成。

在灯具底座12内，布置有灯具操作电路50的电气组件。从向着灯具底座12的一侧开口的电气插头/插座连接器52来为灯具操作电路50供给电力。对于在机动车辆头灯中的使用，灯具10经由连接器52电气连接到板载电源并接地。集成在灯具底座12内的灯具操作电路50提供了使连接器52处所供给的电压适应于燃烧器14在点火、接下来的起动和稳态操作期间的操作需要的电气驱动电压和电流的类型所需要的所有电路。灯具操作电路50包括在印刷电路板58上的且与之相连的用于灯具10的点火和操作的电路和电气组件以及用于控制燃烧器14的操作的微控制器。

如从图3中所示的分解视图（其中底座内的一些内部部分未被示出以用于更好的理解）可见的，塑性保持器30被围封在铝壳体40内。如将在以下说明的，保持器30用于安装灯具操作电路50的多个组件，诸如变压器和电气插头/插座连接器52。保持器30还保持这些组件的电气接触。保持器30是具有侧壁34和顶壁38的大致盒状的。如图2中所示，顶壁38朝向燃烧器14定向并被金属壳体40覆盖。

如特别地从图2的截面视图可见的，燃烧器14安装在中央开口28处，并且布置成沿着纵向轴线X轴向地突入到灯具底座12中相当一段距离。燃烧器14在灯具底座12内相当深的相应布置的结果引起减小的光中心长度（LCL），即放电容器18的中心相对于保持环32的距离，保持环32包括用于在机动车辆头灯单元的反射器内的相对定位的位置基准元件。

由于燃烧器14由此被安装成突入到灯具帽壳体12中，所以来自燃烧器14的电气接触引线（即中央接触引线22和返回接触引线24）也延伸到灯具帽壳体12中。当灯具10操作时，并且特别地在点火期间，需要提供绝缘以阻止电气接触引线22、24之间以及从任一接触引线22、24到灯具操作电路50的各组件或接触引线或者到灯具帽壳体12的各部分的跳火。为了提供该绝缘，提供了塑性帽60，其轴向地覆盖中央接触引线22和返回接触引线24。帽60用以提供电气绝缘，特别是中央接触引线22和返回接触引线24之间以及接触引线22、24与金属底板44之间的电气绝缘。

灯具操作电路50的组件布置在提供于灯具底座12内的印刷电路板58上，该印刷电路板保持且电气互连提供于其上的电路组件。带有安装在顶表面上的电气组件的印刷电路板（PCB）58直接布置在底板44上。因此，在灯具操作电路50和底板44之间存在紧密热接触，以使得底板44用作散热器。

布置在底座12内的操作电路50包括所有必要的电路，以使得对于所有操作模式而言，灯具10仅需要连接到机动车辆的板载电压，该板载电压可以在插头/插座连接器52处供给。操作电路50包括用于将高电压供给到燃烧器14以用于在放电容器18内点火电弧放电的点火器。操作电路另外包括用于产生交变电流的驱动器电路以用于燃烧器14在点火之后的起动周期中和随后的稳态操作中的操作。操作电路50包括微控制器以用于控制操作电路50和燃烧器14的组件的操作。

如图7中所示，插头/插座连接器52包括三个接触62，这三个接触62在形成于保持器元件30内的插座空腔64内突出。接触62之一是接地接触，其将灯具10连接到车辆板载电气系统的电气接地。其它接触被提供用于电源电压（车辆的板载电压，例如12V）以及用于将通信控制信号从车辆板载的电子控制单元（ECU）传送到操作电路50的微控制器并且反之亦然。

图4至7示出了插头/插座连接器52的电气接触62如何经由接触路径元件70连接到PCB 58，其中接触路径元件70由保持器30保持。

接触路径元件70是平坦的细长形金属条或腹板。对应于插头/插座连接器52的三个接触62，三个接触路径元件70平行地布置在底座12内并从连接器52延伸到PCB 58。接触路径元件70弯曲为大致L形，如图4（其中保持器30未被示出）、图5中所示。接触路径元件70的两端弯曲以形成接触片71a、71b，其用于接触连接器52的电气接触62以及用于接触PCB 58的接触表面。接触路径元件70的每一个接触片71a经由点焊固定到一个插头接触62，并且每一个接触片71b通过焊接固定到一个接触表面72。

如从图4、图5（其中金属外壳体40未被示出）可见的，接触路径元件70在第一部分70a中从连接器52大致平行于朝向燃烧器定向的底座12上表面（即，在图4、图5中水平地）延伸。通过将接触路径元件70的第一部分70a部分地嵌入塑性材料内而使接触路径元件70的第一部分70a固定到保持器30。

接触路径元件70以大约90°的角度弯曲以便作为第二段70b朝向PCB 58继续，即大致平行于灯具10的纵向轴线X继续。接触路径元件70的第二段70b由保持器30保持和引导，但不与之固定。保持器30提供细长形开口，接触路径元件70a的第二段70b突伸通过该开口，以使得每一个金属腹板被保持器30的塑性材料在横向方向上包围。由此，接触路径元件70的第二段70b可滑动地接收在保持器30的开口内，以使得它在纵向方向上可移动而在横向方向上由围封的塑性材料引导。

在装配灯具10期间，装配后的PCB 58连接到保持器30，如图3中的分解视图所示，以使得接触路径元件70的第二接触片71b变得停靠在PCB 58的接触表面72上。

为了能够建立可靠的焊接连接，保持器30和接触路径元件70以第二段70b的长度被设计用于过盈配合来预装配，即比接触路径元件70的第一段70a和第二段70b之间的准确90°弯曲所需的更长。因此，在装配之前，接触片71b延伸出保持器30以向下突出小的距离。随着PCB 58的配合，力在纵向作用于接触路径元件70的第二段70b上，以使得接触路径元件70的该段在保持器30的引导配合内纵向滑动。在底座12内，保持器30留出弹簧空间74，接触路径元件的第三段70c在其通过施加于接触路径元件70的第二段70b上的力而偏转时接收到弹簧空间74中。

通过提供所提及的加大的、可滑动的接收和弹簧空间74，实现了接触片71b在PCB 58的接触表面72上的夹紧配合，其中接触路径元件70的偏转的第三段70c的弹簧力实现压紧力，从而将接触片71b压紧到接触表面72上。随后，形成焊接连接。

保持器30包括开口45，其允许通向接触片71b和接触表面72以用于焊接。

如已经提及的，提供在连接器52处的接触62之一是电气接地接触，其连接到机动车辆的电气接地。如在图6、8中所示，接触弹簧76与接触路径元件70中的用作电气接地接触的那一个一体地提供，接触弹簧76被提供以建立到金属壳体40的电气接地连接。

保持器30包括提供在顶壁38内的开口78。接触弹簧76固定到保持器30并且延伸通过开口78直至金属壳体40。

如在图8、9的局部视图中所示，底座12的顶表面80是金属片材元件，其是金属壳体40的一部分并且由铝制成。接触片材元件82平坦地布置在金属壳体40的顶表面80之下并与之紧密接触。接触片材元件82是由钢材料制成的薄金属片材件，其比顶表面80的铝片材材料明显更薄。

燃烧器保持环32包括凸缘33，凸缘33向下延伸直至顶表面80。燃烧器保持环32借助于金属壳体40的顶表面80与凸缘33的压接连接固定到底座12。如图9中所示，接触片材元件82的钢材料与金属壳体40的顶表面80的铝材料所形成的夹层结构在用于燃烧器14的中央开口28处弯曲，以包围燃烧器保持环32的凸缘33。由此形成的压接连接围绕顶表面80中的被提供用于燃烧器14的大致圆形开口28延伸并且对于将凸缘33以及由此将燃烧器保持环32固定到顶表面80而言是有效的，而且另外提供了接触片材元件82和金属壳体40的顶表面80之间的紧密机械（且由此另外地电气）连接。

如图6、图8中所示，接触弹簧76提供了以夹紧配合支承于接触片材元件82的下表面的两个接触指84。由此，在连接器52处所提供的电气接地连接经由接触弹簧76和接触片材元件82与金属壳体40电气接触。

如已经说明的，操作电路50包括用于在放电容器18内点火电弧放电的点火器。点火器包括点火变压器54（如图2中所示），其布置在带有与保持器30整体地形成的侧壁的绝缘腔室42内。点火变压器54出于电气绝缘的目的而被嵌入在绝缘合成物43中。

绝缘合成物43是硅树脂绝缘合成物，其以颠倒的定向被填充到绝缘腔室42中，如例如在图6中所示。变压器54放置在绝缘腔室42内，并且绝缘合成物43以液态形式填充到腔室42中。包括填充的绝缘腔室42的保持器30然后被放置于烘箱中，以用于对绝缘合成物43进行热固化处理，使得绝缘合成物43硬化。

在以颠倒的定向填充绝缘腔室42的期间，如图6中所示，可能从绝缘腔室42泄漏到保持器30内部的任意量液态绝缘合成物43被围绕中央开口28所提供的截留（retention）壁46截留。由此，所泄漏量的绝缘合成物43将不会通过开口28泄漏到保持器30的底表面（在图6中的颠倒定向中）上，即泄露到底座12的顶表面（在图2中）上，并暴露于来自燃烧器14的热和辐射。由此，有效地防止了硅树脂的蒸发，并且特别是进入灯具10及灯具10将安装到其中的反射器的前部的硅树脂的蒸发。

在保持器30的顶壁38中的、燃烧器14通过其突出的中央开口28与顶壁38中的另一开口相连，返回接触24通过该另一开口进入底座12。截留壁46被布置成包围这两个开口。此外，保持器30的顶壁38如已经说明的那样包括用于接地接触弹簧76的开口78。如图8中所示，开口78同样被抬升的截留壁48所包围，截留壁48以与围绕中央开口28的截留壁46相同的方式从保持器30的顶壁38垂直地延伸。因而，甚至更大量的泄漏绝缘合成物43被安全地截留在保持器30内直至固化处理。在固化处理期间，保持器30内部的泄露合成物43将同样固化，以使得不存在硅树脂进入灯具10的前部的进一步风险。

如图中所示，特别是在图2中所示，电气组件和接触在底座12内的封装是特别致密的，以使得电气组件之间的距离是小的。为了降低EMI的风险，特别地因点火器组件（诸如点火变压器54）的EMI，金属屏蔽36布置在底座12内，如图10所示。金属屏蔽36被布置成大致平行于底座12的顶表面和底表面，例如是大致水平的，如图2、图4中所示。金属屏蔽36被布置成部分地覆盖PCB 58，并且特别地将PCB 58上的组件与点火变压器54分离。进一步地，如图2中所示，金属屏蔽36还被布置成将插头/插座连接器52和接触引线70与底座12内的其它组件部分地屏蔽，以便防止EMI经由这些连接在底座12内传播。

虽然在附图和前述说明中已经详细地例示和说明了本发明，但是这些例示和说明将被认为是说明性的或示例性的而非限制性的；本发明不局限于所公开的实施例。

根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践要求保护的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的变体。在权利要求中，词语“包含”或“包括”并不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。仅某些措施在相互不同的从属权利要求中被提及的事实并不表明这些措施的组合不能用来获益。权利要求中的任何附图标记不应被阐释为限制范围。

Claims (11)

1.灯具，包括：

固定到灯具底座(12)的燃烧器(14)，

其中所述灯具底座(12)包括至少金属壳体部分(40)，所述金属壳体部分包括由与所述金属壳体部分(40)的材料不同的金属材料制成的接触片材元件(82)，

并且其中在所述底座(12)内提供电气接触，所述电气接触包括电气接地接触(70)，其中接触弹簧(76)被提供用于将所述电气接地接触接触到所述金属壳体部分(40)，

其中所述接触弹簧(76)被布置成压靠所述接触片材元件(82)以提供到所述金属壳体部分(40)的电气接地连接。

2.根据权利要求1的灯具，其中

所述接触片材元件(82)和所述金属壳体部分(40)是它们的表面被提供在彼此顶部上的平坦元件。

3.根据前述权利要求中一项的灯具，其中

所述接触片材元件(82)和所述金属壳体部分(40)通过二者的变形而相连，由此机械地锁定所述接触片材元件(82)和所述金属壳体部分(40)。

4.根据权利要求3的灯具，其中

所述接触片材元件(82)和所述金属壳体部分(40)通过压接或铆接连接而相连。

5.根据前述权利要求中一项的灯具，其中

所述金属壳体部分(40)包括至少所述底座(12)的顶表面，其朝向所述燃烧器(14)定向，

所述燃烧器(14)包括通过所述金属壳体部分(40)和所述接触片材元件(82)的变形而固定到所述金属壳体部分(40)的燃烧器保持元件(32)。

6.根据前述权利要求中一项的灯具，其中

用于保持灯具操作电路的电气组件和/或电气连接的非导电保持器元件(30)被设置在所述底座(12)内，其中所述接触弹簧(76)固定到所述非导电保持器元件(30)。

7.根据权利要求6的灯具，其中

所述非导电保持器元件(30)包括开口(78)，

并且其中所述接触弹簧(76)延伸通过所述开口(78)。

8.根据前述权利要求中一项的灯具，其中

所述灯具底座(12)包括电气插头/插座连接器(52)，所述电气插头/插座连接器(52)包括至少所述电气接地接触。

9.根据前述权利要求中一项的灯具，其中

所述接触弹簧(76)包括压靠所述接触片材元件(82)的至少两个弹簧舌片(84)。

10.根据前述权利要求中一项的灯具，其中

所述金属壳体部分(40)由铝材料制成。

11.根据前述权利要求中一项的灯具，其中

所述接触片材元件(82)由钢材料制成。