CN104806987A - 电源装置及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种电源装置及其组装方法。电源装置包含外壳基座、电源模块、顶盖、密封片以及填充材。电源模块设置于外壳基座中。顶盖设置于外壳基座上。密封片至少部分设置于外壳基座与顶盖之间。填充材填充于外壳基座与密封片之间。

Description

电源装置及其组装方法
技术领域
本发明是有关于一种电源装置，特别是有关于一种发光二极管灯具的户外用电源装置。
背景技术
近年来，发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)技术提高，高功率、高光度的LED陆续上市，再加上LED作为灯泡具有寿命长的优点，使得这类灯泡渐有取代其他传统光源之势。LED可应用于众多灯具，如交通号志、路灯、手电筒，甚至汽车的头灯。
关于LED灯具的户外用电源，目前其成本占了整个灯具系统相当高的比例，而在电源内部，外壳和灌胶的成本则是占了很高的比例。一种常用的户外用电源使用铝挤模具作为外壳，并在内部灌满硅胶，然而硅胶的成本较高，将使整个电源的成本提高。
发明内容
本发明提供一种电源装置及其组装方法，用以提升其外壳防护等级(Ingress Protection，IP)。
根据本发明一实施方式，一种电源装置，包含外壳基座、电源模块、顶盖、密封片以及填充材。电源模块设置于外壳基座中。顶盖设置于外壳基座上。密封片至少部分设置于外壳基座与顶盖之间。填充材填充于外壳基座与密封片之间。
于本发明的一或多个实施方式中，外壳基座具有多个内部角落顶点。且这些顶点均设置有对应的密封材。
于本发明的一或多个实施方式中，密封材的材质为硅胶。
于本发明的一或多个实施方式中，顶盖包含本体以及多个第一卡扣部。第一卡扣部设置于顶盖的本体上。外壳基座包含本体以及多个第二卡扣部。第二卡扣部设置于外壳基座的本体上，并对应第一卡扣部。第一卡扣部扣合于第二卡扣部。
于本发明的一或多个实施方式中，第一卡扣部向外凸出于顶盖的本体，第二卡扣部向外凸出于外壳基座的本体。
于本发明的一或多个实施方式中，外壳基座的本体具有内侧面。电源装置包含多个挡片，设置于内侧面上。
于本发明的一或多个实施方式中，外壳基座的本体具有内侧面。电源装置包含多个挡片，设置于内侧面上，并对应于第二卡扣部。
于本发明的一或多个实施方式中，挡片包含本体以及凸起部。凸起部设置于挡片的本体上。
于本发明的一或多个实施方式中，电源装置还包含多个紧固件。紧固件固定顶盖于外壳基座。
于本发明的一或多个实施方式中，紧固件的数量为二，且紧固件设置于顶盖的两个对角角落。
于本发明的一或多个实施方式中，外壳基座包含至少一凹槽、至少一外引线以及护线环。凹槽设置于外壳基座的一端。外引线与电源模块电性相连。护线环与外引线一体连接，并设置于凹槽上。
于本发明的一或多个实施方式中，填充材的材质为沥青。
于本发明的一或多个实施方式中，密封片的材质为硅胶。
于本发明的一或多个实施方式中，外壳基座在密封片上的正投影面积小于密封片的面积，且密封片在顶盖的正投影面积小于顶盖的面积。
于本发明的一或多个实施方式中，外壳基座具有高度与长度，高度小于长度。
根据本发明另一实施方式，一种电源装置的组装方法，包含：提供外壳基座；设置电源模块于外壳基座中；填充填充材于外壳基座中；设置密封片于外壳基座上；以及覆盖顶盖于密封片上，并组合顶盖于外壳基座上。
于本发明的一或多个实施方式中，组装方法包含设置多个密封材于外壳基座的内部角落顶点上。
于本发明的一或多个实施方式中，组装方法包含设置多个挡片于外壳基座的内侧面上。
于本发明的一或多个实施方式中，顶盖包含本体与多个第一卡扣部，外壳基座包含本体与对应第一卡扣部的多个第二卡扣部。覆盖顶盖于密封片上，并组合顶盖于该外壳基座上的步骤包含：以治具扣合第一卡扣部于第二卡扣部。
于本发明的一或多个实施方式中，组装方法包含设置多个挡片于外壳基座的内侧面上，其中挡片对应于第二卡扣部。
于本发明的一或多个实施方式中，覆盖顶盖于密封片上，并组合顶盖于外壳基座上的步骤包含：以多个紧固件将顶盖组合于外壳基座上。
于本发明的一或多个实施方式中，组装方法包含：提供至少一外引线；将外引线放入模具；注入成模材料于模具中，以一体形成环绕外引线的护线环；分离一体的外引线及护线环与模具；以及设置护线环与外引线于位在外壳基座的一端的凹槽，并使外引线电性连接电源模块。
于本发明的一或多个实施方式中，覆盖顶盖于密封片上，并组合顶盖于外壳基座上的步骤包含：以顶盖与外壳基座挤压密封片，使密封片密封顶盖与外壳基座之间的空隙。
于本发明的一或多个实施方式中，填充填充材于外壳基座中的步骤包含：由外壳基座的上方填入填充材。
于本发明的一或多个实施方式中，填充填充材于外壳基座中的步骤包含：预填入部分的填充材于外壳基座；设置电源模块于预填入的部分的填充材上，以透过部分的填充材支承电源模块；以及填入另一部分的填充材于电源模块上。
本发明上述实施方式通过设置密封片于外壳基座与顶盖之间，如此密封了外壳基座与顶盖之间的空隙，因而提升电源装置的外壳防护等级。另外，由于密封片为一整体片状而不易扭曲变形，因而方便组装而不会有密封片不易与外壳基座对位的问题。
附图说明
图1绘示依照本发明一实施方式的电源装置的立体图；
图2绘示图1的分解图；
图3绘示图1的剖面图；
图4绘示依照本发明一实施方式的外壳基座与挡片的立体图；
图5绘示依照本发明另一实施方式的电源装置的分解图；
图6绘示依照本发明一实施方式的一体连接外引线与护线环的方法流程图；
图7绘示依照本发明一实施方式的外引线与护线环的立体图；
图8绘示依照本发明一实施方式的电源装置的组装方法流程图。
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1绘示依照本发明一实施方式的电源装置100的立体图。图2绘示图1的分解图。图3绘示图1的剖面图。本实施方式的电源装置100主要为发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)灯具的户外用电源装置，并且主要由业界惯用的外壳防护等级(Ingress Protection，IP)54的LED灯具户外用电源装置改良而来。
如图2与图3所绘示，电源装置100包含外壳基座200、电源模块300、顶盖400、密封片500以及填充材600。电源模块300设置于外壳基座200中。顶盖400设置于外壳基座200上。密封片500至少部分设置于外壳基座200与顶盖400之间。填充材600填充于外壳基座200与密封片500之间。
由于电源装置100通常需要长时间设置于户外，因此需要具有足够的防尘防水能力，如此才能保护设置于外壳基座200中的电源模块300不会因为粉尘或是水气的入侵而导致损坏。外壳基座200、顶盖400以及填充于外壳基座200中的填充材600可以提供保护的功能。电源装置100通过设置密封片500于外壳基座200与顶盖400之间，用以密封外壳基座200与顶盖400之间的空隙，如此将能更进一步地提升电源装置100的防尘防水能力。
密封片500的材质可为硅胶。应了解到，以上所举的密封片500的材质仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择密封片500的材质。
具体而言，如图3所绘示，外壳基座200在密封片500上的正投影面积小于密封片500的面积，且密封片500在顶盖400的正投影面积小于顶盖400的面积。如此一来，密封片500便能妥善地密封住外壳基座200与顶盖400之间的空隙。
外壳基座200的壁厚约为0.6毫米，外壳基座200的材料为金属，本实施例中，外壳基座200为钣金件折弯而成。应了解到，以上所举的外壳基座200的壁厚与材料仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择外壳基座200的壁厚以及材料。
图4绘示依照本发明一实施方式的外壳基座200与挡片260的立体图。如图4所绘示，外壳基座200具有多个内部角落顶点211。电源装置100还包含多个密封材212，设置于内部角落顶点211上。
由于外壳基座200通常由金属板材弯折制造而成，因此在外壳基座200的角落顶点部分可能会因为板材弯折无法完全密合而产生空隙，将密封材212设置于内部角落顶点211上，将能密封住可能位于外壳基座200的角落顶点的空隙，并且提升电源装置100的防尘防水能力。
密封材212的材质可为硅胶。应了解到，以上所举的密封材212的材质仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择密封材212的材质。
如图3所绘示，填充材600的材质可为沥青。沥青具有低成本的优势，使用沥青作为填充材600的材质，将能有效降低电源装置100的整体成本。
具体而言，如图2与图3所绘示，外壳基座200的外形近似于长方形柱体，外壳基座200具有高度H与长度L，其中长度L为外壳基座200的边长中最长的一个，高度H则是外壳基座200垂直于顶盖400方向的边长，高度H小于长度L。由于沥青的流动性差，将外壳基座200设计为高度H小于长度L，使得外壳基座200的深度不会太深，但考虑到电源装置100的底部难以灌到,所以在灌沥青时，会先灌一部分约3mm厚的沥青于外壳基座200(即填充材610)，然后再放置电源装置100，最后再灌满整个外壳基座200的内部空间(即填充材620)。
如图2与图4所绘示，外壳基座200与顶盖400可以设置相对应的固定装置例如卡扣件或锁固件，以帮助外壳基座200与顶盖400组合固定。
具体而言，顶盖400包含本体410以及多个第一卡扣部420。第一卡扣部420设置于顶盖400的本体410上。外壳基座200包含本体220以及多个第二卡扣部230。第二卡扣部230设置于外壳基座200的本体220上，并对应第一卡扣部420。第一卡扣部420扣合于第二卡扣部230。
具体而言，电源装置100还包含多个紧固件700。紧固件700固定顶盖400于外壳基座200。更具体地说，紧固件700可为螺丝。
为了使外壳基座200可以稳固地与顶盖400组合，可以在顶盖400的六个部位，也就是四个角落与两个长边的中央部分，以及在外壳基座200的相对应位置设置固定装置以组合外壳基座200与顶盖400。
具体而言，紧固件700的数量为二，且紧固件700设置于顶盖400的两个对角角落，第一卡扣部420则设置于两个长边的中央部分。由于紧固件700会占据外壳基座200的内部空间，仅在顶盖400的两个对角角落设置紧固件700，将能节省外壳基座200的内部空间，并预留这些空间给电源模块300中的电路元件。
但实际应用中，顶盖400与外壳基座200的固定方式并不唯一，紧固件700的数量可以为六，且无需卡扣，如图5所示。图5绘示依照本发明另一实施方式的电源装置100的分解图。紧固件700设置于顶盖400的四个角落与两个长边的中央部分。挡片260设置于内侧面221上，且挡片260包含本体261以及凸起部262。凸起部262设置于本体261上。凸起部262可与电源模块300的接地线连接，因而使金属材质的外壳基座200作为电源模块300的接地部。
如图2-图4所示，第一卡扣部420向外凸出于顶盖400的本体410，第二卡扣部230向外凸出于外壳基座200的本体220。
外壳基座200的本体220具有内侧面221。电源装置100还包含多个挡片260，设置于内侧面221上，其中挡片260可以对应设置于第二卡扣部230。
由于卡扣部通常为将金属板材向外破孔而制成，因此卡扣部会使外壳基座200与顶盖400具有开孔。设置挡片260于外壳基座200的内侧面221上，挡片260将能密封住开孔，因而提升电源装置100的防尘防水能力。
更具体地说，挡片260包含本体261以及凸起部262。凸起部262设置于本体261上。凸起部262可与电源模块300的接地线连接，因而使金属材质的外壳基座200作为电源模块300的接地部。
如图2和图4所绘示，外壳基座200还包含2个凹槽250，设置于外壳基座200的两端,分别作为电源装置100的一次侧和二次侧出线用。其中一次侧会有线材出线和护线环，最后同市电220V相连，而二次侧则会有线材出线和护线环,最后和匹配的灯具相连。具体而言，如图2，电源装置100包括至少一外引线710以及护线环720。一次侧的至少一外引线710的一端与电路模块300相连，另一端与外部电源连接（如市电220V）；二次侧的至少一外引线710的一端与电路模块300相连，另一端与匹配的灯具相连。其中护线环720与外引线710一体连接，并设置在凹槽250中。
图6绘示依照本发明一实施方式的一体连接外引线710与护线环720的方法流程图。如图2与图6所绘示，步骤21为提供至少一外引线710。步骤22为将外引线710放入模具。步骤23为注入成模材料，例如硅胶，于模具中，以一体形成环绕外引线710的护线环720。步骤24为分离一体的外引线710及护线环720与模具。
图7绘示依照本发明一实施方式的外引线710与护线环720的立体图。如图2与图7所绘示，护线环720与外引线710可以透过图6所揭露的方法制作而一体连接，护线环720包含本体721以及凹陷部722，并且护线环720通过凹陷部722嵌入于凹槽250，以提升密封性。
通过设置护线环720于凹槽250上与一体连接护线环720与外引线710的设计，将可有效增加外引线710与外壳基座200之间的密封性，并提升电源装置100的防尘防水能力。
护线环720的材质可为硅胶。应了解到，以上所举的护线环720的材质仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择护线环720的材质。
通过上述设计，电源装置100的防尘防水能力将能有效提升，并且电源装置100可以在填充材600的材质为沥青的情况下，外壳防护等级达到66。电源装置100已经通过IP6X(将待测装置置于气压为20毫巴，且在空气中分布有密度为2kg/m2、尺寸小于0.075mm的滑石粉的腔室中8小时，并在之后测试待测装置是否能正常运作)以及IPX6(使用12.5mm的喷嘴，喷嘴距离待测装置2.5～3米，喷出水量相当于每分钟100升的水柱，从不同方向将水柱喷在待测装置上3分钟，并在之后测试待测装置是否能正常运作)的检验测试。因此，电源装置100兼具低成本与高防护等级的优点。
图8绘示依照本发明一实施方式的电源装置100的组装方法流程图。如图1～图4与图7的电源装置100，其组装方式可如图2、图3与图8所绘示，步骤10为提供外壳基座200。步骤20为设置电源模块300于外壳基座200中。步骤30为填充填充材600于外壳基座200中。步骤40为设置密封片500于外壳基座200上。步骤50为覆盖顶盖400于密封片500上，并组合顶盖400于外壳基座200上。
于步骤10中，提供如图2和图4所绘示的外壳基座200的步骤可以透过弯折金属板材形成。为了提升外壳基座200的密封性，步骤10中还可包含设置多个密封材212于外壳基座200的内部角落顶点211上，以及设置多个挡片260于外壳基座200的内侧面221上，其中挡片260可以对应于第二卡扣部230。
如图2所绘示，电源装置100的组装方法可包含在外壳基座200的两端分别设置凹槽250，每个凹槽中设置有一体连接的外引线710与护线环720，设置外引线710与护线环720的步骤可以在步骤20之后进行，然后使外引线710电性连接电源模块300。
如图3所绘示，步骤10中还包含有预填入部分的填充材610于外壳基座200，并且随后进行步骤20，将电源模块300放入外壳基座200中，以通过填充材610支承电源模块300，并且可以避免电源模块300上的电路不慎接触金属材质的外壳基座200而短路。
步骤30具体而言，如图2与图3所绘示，为由外壳基座200的上方填入另一部分的填充材620。填充材610与填充材620的材料可以为相同或是不同，本实施例中，填充材610与填充材620的材料均为沥青，但是不以此为限。填充材620可以用以密封电源模块300，以隔绝外界的粉尘或是水气影响电源模块300。虽然本实施例中的填充材600是分为两次塡入，但是实务操作上亦可以直接将电源模块300置入外壳基座200，接着塡入填充材600。
在步骤40中，由于密封片500为一整体片状的结构，因此在设置时不易扭曲变形，容易与外壳基座200对位而具有方便组装的优点。
组装前的密封片500的厚度大约为1.5毫米。应了解到，以上所举的密封片500的厚度仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择密封片500的厚度。
步骤50中，在组合顶盖400于外壳基座200上的同时，以顶盖400与外壳基座200(以及填充材600)挤压密封片500，使密封片500密封顶盖400与外壳基座200之间的空隙。另外，由于密封片500的材质为具有弹性的硅胶，因此组合顶盖400于外壳基座200后，密封片500会被压缩，密封片500的厚度会从原本的1.5毫米被压缩成大约为1毫米。
在步骤50中，如图2和图4所绘示，组合顶盖400于外壳基座200的方法可为以治具扣合第一卡扣部420于第二卡扣部230或以多个紧固件700将顶盖400组合于外壳基座200上。或者，组合顶盖400于外壳基座200的方法可为先以治具扣合第一卡扣部420于第二卡扣部230，之后再以多个紧固件700将顶盖400组合于外壳基座200上。
本发明上述实施方式通过设置密封片500于外壳基座200与顶盖400之间，如此密封了外壳基座200与顶盖400之间的空隙，因而提升电源装置100的外壳防护等级。另外，由于密封片500为一整体片状而不易扭曲变形，因而方便组装而不会有密封片500不易与外壳基座200对位的问题。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (30)

1.一种电源装置，其特征在于，包含：
一外壳基座；
一电源模块，设置于所述外壳基座中；
一顶盖，设置于所述外壳基座上；
一密封片，至少部分设置于所述外壳基座与所述顶盖之间；以及
一填充材，填充于所述外壳基座与所述密封片之间。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述外壳基座具有多个内部角落顶点，以及多个密封材，设置于所述内部角落顶点上。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述密封材的材质为硅胶。
4.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述外壳基座的本体具有一内侧面，所述电源装置包含多个挡片，设置于所述内侧面上。
5.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，所述挡片包含：
一本体；以及
一凸起部，设置于所述挡片的所述本体上。
6.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述顶盖包含：
一本体；以及
多个第一卡扣部，设置于所述顶盖的所述本体上；
其中所述外壳基座包含：
一本体；以及
多个第二卡扣部，设置于所述外壳基座的所述本体上，并对应所述第一卡扣部，所述第一卡扣部扣合于所述第二卡扣部。
7.根据权利要求6所述的电源装置，其特征在于，所述第一卡扣部向外凸出于所述顶盖的所述本体，所述第二卡扣部向外凸出于所述外壳基座的所述本体。
8.根据权利要求7所述的电源装置，其特征在于，所述外壳基座的所述本体具有一内侧面，所述电源装置包含多个挡片，设置于所述内侧面上，并对应于所述第二卡扣部。
9.根据权利要求8所述的电源装置，其特征在于，所述挡片包含：
一本体；以及
一凸起部，设置于所述挡片的所述本体上。
10.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，包含：
多个紧固件，所述紧固件固定所述顶盖于所述外壳基座。
11.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，所述紧固件的数量为二，且所述紧固件设置于所述顶盖的两个对角角落。
12.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述外壳基座包含：
至少一凹槽，设置于所述外壳基座的一端；
至少一外引线，与所述电源模块电性相连；以及
一护线环，与所述外引线一体连接，并设置于所述凹槽上。
13.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述填充材的材质为沥青。
14.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述密封片的材质为硅胶。
15.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述外壳基座在所述密封片上的正投影面积小于所述密封片的面积，且所述密封片在所述顶盖的正投影面积小于所述顶盖的面积。
16.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述外壳基座具有一高度与一长度，所述高度小于所述长度。
17.一种电源装置的组装方法，其特征在于，包含：
提供一外壳基座；
设置一电源模块于所述外壳基座中；
填充一填充材于所述外壳基座中；
设置一密封片于所述外壳基座上；以及
覆盖一顶盖于所述密封片上，并组合所述顶盖于所述外壳基座上。
18.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，还包含：
设置多个密封材于所述外壳基座的内部角落顶点上。
19.根据权利要求18所述的电源装置的组装方法，其特征在于，所述密封材的材质为硅胶。
20.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，包含：
设置多个挡片于所述外壳基座的一内侧面上。
21.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，所述顶盖包含一本体与多个第一卡扣部，所述外壳基座包含一本体与对应所述第一卡扣部的多个第二卡扣部；以及
其中覆盖所述顶盖于所述密封片上，并组合所述顶盖于所述外壳基座上的步骤包含：
以一治具扣合所述第一卡扣部于所述第二卡扣部。
22.根据权利要求21所述的电源装置的组装方法，其特征在于，包含：
设置多个挡片于所述外壳基座的一内侧面上，其中所述挡片对应于所述第二卡扣部。
23.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，覆盖所述顶盖于所述密封片上，并组合所述顶盖于所述外壳基座上的步骤包含：
以多个紧固件将所述顶盖组合于所述外壳基座上。
24.根据权利要求23所述的电源装置的组装方法，其特征在于，所述紧固件的数量为二，且所述紧固件为设置于所述顶盖的两个对角角落。
25.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，包含：
提供至少一外引线；
将所述外引线放入一模具；
注入成模材料于所述模具中，以一体形成环绕所述外引线的一护线环；
分离一体的所述外引线及所述护线环与所述模具；以及
设置所述护线环与所述外引线于位在所述外壳基座的一端的一凹槽，并使所述外引线电性连接所述电源模块。
26.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，所述填充材的材质为沥青。
27.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，所述密封片的材质为硅胶。
28.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，覆盖所述顶盖于所述密封片上，并组合所述顶盖于所述外壳基座上的步骤包含：
以所述顶盖与所述外壳基座挤压所述密封片，使所述密封片密封所述顶盖与所述外壳基座之间的一空隙。
29.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，填充所述填充材于所述外壳基座中的步骤包含：
由所述外壳基座的上方填入所述填充材。
30.根据权利要求17所述的电源装置的组装方法，其特征在于，填充所述填充材于所述外壳基座中的步骤包含：预填入部分的所述填充材于所述外壳基座；
设置所述电源模块于预填入的部分的所述填充材上，以透过部分的所述填充材支承所述电源模块；以及
填入另一部分的所述填充材于所述电源模块上。
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