CN108700280B - 具有互锁附接特征的塑料筒灯装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种筒灯装置，其包括限定了至少一个透镜开口的透镜、反射器和壳体。反射器限定了至少一个第一保持特征和至少一个第二保持特征。所述至少一个透镜开口成形为接收所述反射器的相应的第一保持特征，以使透镜和反射器彼此互锁。壳体限定了至少一个壳体开口，所述至少一个壳体开口成形为接收相应的第二保持特征，以使壳体和反射器彼此互锁。透镜、反射器和壳体均由塑料构成。

Description

具有互锁附接特征的塑料筒灯装置
技术领域
本公开总体上涉及一种筒灯装置，更特别地涉及一种具有透镜、反射器和壳体的筒灯装置，透镜、反射器和壳体均由塑料构成并且彼此互锁。
背景技术
基于发光二极管(LED)的照明系统相比其他类型的照明系统(例如，白炽灯或荧光灯)可以提供若干能量和可靠性优势。因此，基于LED的照明系统越来越多地用来替代其他现有的照明技术。此外，还应该理解，由于筒灯装置的美学吸引力、光输出和多功能性，筒灯装置也越来越普及。
虽然筒灯装置具有许多优点，但也存在一些缺点。例如，用于制造筒灯的工序可能是耗时的，昂贵的，并且在某些情况下甚至可能需要相对熟练的人员和工具。此外，目前可用的筒灯装置通常包括由金属构成的壳体。壳体可能需要涂上特定的颜色，例如白色或米色，以满足消费者的喜好。然而，在制造期间涂漆壳体需要额外的步骤，这增加了筒灯装置的成本和复杂性。最后，筒灯装置典型地包括许多用于将各个部件连接在一起的紧固件。这些紧固件也增加了筒灯装置的总体成本和复杂性。因此，本领域一直需要一种易于组装的具有成本效益的筒灯装置。
发明内容
在一个实施例中，公开了一种筒灯装置，其包括限定了至少一个透镜开口的透镜、反射器和壳体。反射器限定了至少一个第一保持特征和至少一个第二保持特征。所述至少一个透镜开口成形为接收反射器的相应的第一保持特征，以使透镜和反射器彼此互锁。壳体限定了至少一个壳体开口，该壳体开口成形为接收相应的第二保持特征，以使壳体和反射器彼此互锁。透镜、反射器和壳体均由塑料构成。
在另一个实施例中，公开了一种发光二极管(LED)筒灯装置，其包括限定了至少一个透镜开口的透镜、反射器、壳体和位于壳体内的LED灯引擎。反射器限定了至少一个第一保持特征和至少一个第二保持特征。所述至少一个透镜开口成形为接收反射器的相应的第一保持特征，以使透镜和反射器彼此互锁。壳体限定了至少一个壳体开口，该壳体开口成形为接收相应的第二保持特征，以使壳体和反射器彼此互锁。透镜、反射器和壳体均由塑料构成。
在另一个实施例中，公开了一种组装筒灯装置的方法。该方法包括：通过由透镜限定的透镜开口接收反射器的第一保持特征，其中透镜开口成形为接收反射器的第一保持特征，以使透镜和反射器彼此互锁。该方法还包括：通过由壳体限定的壳体开口接收反射器的第二保持特征，其中壳体开口成形为接收第二保持特征，以使壳体和反射器彼此互锁。
附图说明
图1是所公开的筒灯装置的透视横截面视图，所述筒灯装置包括壳体、透镜、反射器、散热器、发光二极管(LED)灯引擎和驱动器板；
图2是图1所示的筒灯装置的另一视图；
图3是图1所示的壳体和驱动器板的横截面立视图；
图4A是壳体和驱动器板的另一个立视图；
图4B是图4A所示的保持特征的放大视图；
图5是彼此互锁的透镜和反射器的图示；
图6是壳体、散热器和LED灯引擎的俯视图；
图7是彼此互锁的壳体和反射器的横截面视图；
图8是彼此互锁的透镜和反射器的横截面视图；
图9示出了筒灯组件的底部，其中两个偏压元件和两个夹具被组装到壳体上；和
图10是图9所示的壳体、透镜、偏压元件之一和夹具之一的放大横截面视图。
具体实施方式
下文的详细描述将说明本发明的总体原理，其示例另外示出在附图中。在附图中，类似的附图标记表示相同或功能相似的元件。
图1是示例性筒灯装置10的透视横截面视图。筒灯装置10可以包括壳体20、透镜22、反射器26、散热器28、发光二极管(LED)灯引擎30和驱动器板32。如下面更详细解释的，壳体20、透镜22和反射器26均可以由塑料构成。尽管图1所示的筒灯装置10包括LED灯引擎30，但是应该理解，本公开不限于LED照明。实际上，本公开也可以应用于其他类型的照明，例如但不限于场致聚合物电致发光(FIPEL)照明和有机LED(OLED)照明。
壳体20容纳透镜22、反射器26、散热器28、LED灯引擎30和驱动器板32。壳体20可以由塑料构成，例如聚碳酸酯。壳体20可以限定边缘40，该边缘围绕壳体20的圆周C延伸。应当理解，一旦安装好筒灯装置10，边缘40就可以为可见的。壳体20还包括第一渐缩部分42和第二渐缩部分44。壳体20的第一渐缩部分42可以由大体环形的壁45限定，该壁朝向壳体20的底壁48向内渐缩。壳体20的第二渐缩部分44也可以由大体环形的壁46限定，该壁朝向壳体20的底壁48向内渐缩。
如在图1和图2两者中可见的那样，多个定位销50可以从壳体20的底壁48的内表面54向外突出。定位销50均可以包括限定了表面53的台阶部分51。尽管图1和图2示出了两个定位销50，但是应该理解，该图示本质上仅是示例性的，也可以使用任何数量的定位销。定位销50可用于定位和支撑散热器28和LED灯引擎30两者。参照图2，散热器28和LED灯引擎30都限定了相应的孔56、58，所述孔成形为接收定位销50。定位销50可以消除对用以定位和支撑散热器28和LED灯引擎30的紧固件的需要。
图3是壳体20的横截面立视图，其中透镜22、反射器26、散热器28和LED灯引擎30都已被省略，以便示出壳体20的底壁48和驱动器板32。图4A是壳体20和驱动器板32的另一视图。如图4A所示，驱动器板32可以包括用于电操作LED灯引擎30和筒灯装置10所需的各个电力电子器件59。
参照图3和图4A，多个保持特征60、多个定位特征62和一对相对的壁63可以沿着壳体20的底壁48的内表面54定位。壁63限定了空腔65，其中驱动器板32被放置在空腔65内。在一个实施例中，两个保持特征60可以位于驱动器板32的相对两侧64上，但是应当理解，可以使用任何数量的保持特征60。如图4A和图4B所示，每个保持特征60为从壳体20的底壁48的内表面54向外突出的柔性指状物70。凸缘72可以沿着每个指状物70的自由端76定位(见图4B)。每个指状物70的凸缘72限定了表面78。在组装筒灯装置10期间，当驱动器板32固定到壳体20时，壳体20的指状物70可以在驱动器板32上弯曲或屈曲。指状物70的表面78则可以抵接驱动器板32的上表面80。指状物70和驱动器板32之间的抵接形成卡扣配合互锁，其将驱动器板32固定在壳体20内的适当位置。参照图3、图4A和图4B，定位特征62可以成形为与驱动器板32的相应拐角82对应。在一个实施例中，提供四个定位特征62用于驱动器板32的各个拐角82。
回到图1-2和图4A，散热器28可以坐置在相对的壁63的上表面84和由定位销50限定的表面53上。驱动器板32、反射器26和LED灯引擎30均可以容纳在壳体20的第二渐缩部分44内。散热器28可以由金属构成，或者替换地由导热塑料构成。一种市场上可买到的导热塑料的例子以商品名THERMA-TECH售卖，并且可以从俄亥俄州Avon Lake的PolyOneCorporation得到。参照图2，在组装筒灯装置10期间，可以沿着散热器28的下表面88施加导热油脂(未示出)。然后可以将LED灯引擎30放置在沿着散热器28的下表面88定位的导热油脂上。本领域普通技术人员将理解，导热油脂可以用作热导体，并且通常用作散热器与热源(即LED灯引擎30)之间的界面。
反射器26可以由塑料构成，例如，聚碳酸酯。反射器26可以包括第一端部90、第二端部92和截头锥形部分100。唇缘96可以位于反射器26的第一端部90处，并且坐置在LED灯引擎30的上表面98上。反射涂层，例如金属化涂层，可以沿反射器26的截头锥形部分100的内表面102设置。本领域普通技术人员将容易理解，反射层可用于传播和引导由LED灯引擎30产生的光。反射器26的截头锥形部分100设置在反射器26的第一端部90和第二端部92之间。反射器26的第一端部90可以限定第一开口103，反射器26的第二端部92可以限定第二开口105，其中第二开口105的直径大于第一开口103的直径。
图5是组装到透镜22的反射器26的图示。如下面更详细解释的，透镜22可包括一个或多个开口或窗口110。窗口110可以周向地设置在透镜22周围。透镜22的窗口110可以成形为各自接收反射器26的相应的保持特征或指状物112，这形成了将透镜22和反射器26固定在一起的卡扣配合互锁。反射器26还可以包括至少一个保持特征或指状物114，其中指状物114可以围绕反射器26周向地设置。如下面更详细解释的，围绕壳体20周向地设置的相应开口或窗口118(图6)可以成形为各自接收反射器26的相应的指状物114并形成将反射器26和壳体20在一起的卡扣配合互锁(见图7)。因此，应当理解，反射器26既限定了与壳体20互锁的保持特征，又限定了与透镜22互锁的保持特征，这可以消除对用以将壳体20、透镜22和反射器26固定在一起的任何紧固件或其他类型的装置的需要。
图6是壳体20、散热器28和LED灯引擎30的俯视图。在所示的非限制性实施例中，壳体包括彼此等距间隔开的三个开口或窗口118，然而应当理解，也可以使用任何数量的窗口118和任何间隔配置。图。图7是壳体20的窗口118之一和反射器26的指状物114之一彼此互锁的横截面视图。如图6-7所示，反射器26的窗口118可以各自沿着定位于壳体20的第一渐缩部分42与第二渐缩部分44之间的搁架(shelf)119定位。
如图7所示，壳体20的每个窗口118可以成形为接收反射器26的指状物114之一。指状物114可以位于反射器26的第二端部92处。指状物114的自由端124可以限定凸缘120。凸缘120限定了表面126。在组装筒灯装置10期间，当反射器26与壳体20固定时，指状物114可以在由窗口118限定的孔130内弯曲或屈曲。指状物114的表面126则可以抵接壳体20的下表面132。下表面132可以限定在壳体20的第一渐缩部分42和第二渐缩部分44之间。指状物114和壳体20的表面132之间的抵接形成了卡扣配合互锁，该卡扣配合互锁将反射器26和壳体20固定在一起。指状物114还可以限定从指状物114向外突出的突起134。突起134可以抵接壳体20的搁架119。
图8是透镜22的窗口110中的一个和反射器26的指状物112中的一个彼此互锁的横截面视图。窗口110可以由侧壁136限定，该侧壁围绕透镜22周向延伸。指状物112可以位于反射器26的第二端部92处。反射器26的指状物112可以限定自由端140。指状物112可以限定位于反射器26的自由端140处的喇叭形或倾斜部分142。指状物112的倾斜部分142可以逐渐增加壁厚并终止于平坦端148处。在组装筒灯装置10期间，当透镜22和反射器26彼此固定时，指状物112可在由窗口110限定的孔150内弯曲或屈曲。指状物112的平坦端148则可以抵接由透镜22的开口150限定的下表面152，并且指状物112的倾斜部分142被容纳在透镜22的开口150内，以形成将反射器26和透镜22固定在一起的卡扣配合互锁。应当理解，反射器26与透镜22之间的卡扣配合互锁以及壳体20与反射器26(在图7中示出)之间的卡扣配合互锁也可以消除对用以将散热器28和LED灯引擎30固定在壳体20内的适当位置的紧固件的需要。
图9示出了筒灯组件10的底部，其中两个偏压元件160和两个夹具162被组装到壳体20上。偏压元件160和夹具162可以设置成在壳体20上彼此间隔开约180度。偏压元件160可用于将筒灯装置10安装在建筑物或其他结构内。图10是壳体20、透镜22、反射器26、偏压元件160中的一个、以及夹具162中的一个的放大横截面视图。夹具162可以由金属构成。偏压元件160可以限定多个线圈163以及笔直部分165(在图9中示出)。
如图10中可见的那样，在一个实施例中，夹具162可以包括大体U形的轮廓，其限定了两个大体相对的臂164。夹具162的每个臂164包括柔性构件170，该柔性构件朝向夹具162的另一个臂164向内延伸。夹具162的臂164中的一个可以由壳体20限定的开口172接收。开口172可以沿着壳体20的搁架119定位。臂164的柔性构件170可以被朝向开口172的外壁176偏压。柔性构件170的端部180可以抵接开口172的外壁176并且坐置在该开口的底表面182上。
大体地参照附图，所公开的筒灯组件包括彼此互锁的透镜、反射器和壳体，这继而可以消除对机械紧固件的需要。此外，与当前可用的由金属构成的壳体不同，所公开的壳体可以由彩色塑料构成，使得壳体模制成特定颜色。因此，所公开的壳体可以不需要涂漆，而涂漆在制造期间增加了成本和复杂性。所公开的筒灯组件还可以引起劳动时间和成本的减少。此外，因为所公开的筒灯组件的组装相对容易且简单，所以用于组装筒灯的人员可以不需要像当前组装筒灯的一些人员那样熟练。最后，由于所公开的筒灯组件可以基本上由塑料部件构成，这可以消除包括额外电容器或模扼流圈以抑制电磁干扰(EMI)的需要。
虽然这里描述的装置和方法的形式构成了本发明的优选实施例，但是应该理解，本发明不限于装置和方法的这些精确形式，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以对其进行改变。

Claims (16)

1.一种筒灯装置，包括：
透镜，所述透镜限定了至少一个透镜开口；
反射器，所述反射器限定了至少一个第一保持特征和至少一个第二保持特征，其中，所述至少一个透镜开口成形为接收所述第一保持特征中的相应第一保持特征以使所述透镜和所述反射器彼此互锁；和
壳体，所述壳体限定：内表面；从所述内表面突出的多个定位销；以及至少一个壳体开口，所述至少一个壳体开口成形为接收相应第二保持特征以使所述壳体和所述反射器彼此互锁，其中所述透镜、所述反射器和所述壳体均由塑料构成，并且其中所述至少一个第一保持特征和所述至少一个第二保持特征构造成与所述透镜或所述壳体中的一者互锁；和
散热器，所述散热器限定多个孔，所述多个孔成形为接收从所述壳体突出的所述多个定位销，其中所述透镜、所述反射器和所述散热器都位于所述壳体内，并且其中所述壳体、所述透镜、所述反射器和所述散热器都在不需要紧固件的情况下被固定就位，并且其中所述散热器坐置在由所述多个定位销限定的相应表面上。
2.根据权利要求1所述的筒灯装置，其中，所述反射器的所述至少一个第一保持特征是包括倾斜部分的指状物，并且所述指状物的所述倾斜部分被容纳在所述至少一个透镜开口内。
3.根据权利要求1所述的筒灯装置，其中，所述反射器的所述至少一个第二保持特征是指状物。
4.根据权利要求1所述的筒灯装置，所述筒灯装置还包括位于所述壳体内的发光二极管(LED)引擎，所述发光二极管引擎限定了至少一个第二孔，所述第二孔成形为接收所述多个定位销中的至少一个定位销中的相应定位销。
5.根据权利要求4所述的筒灯装置，其中，所述反射器限定了第一端部、第二端部和截头锥形部分，一唇缘位于所述反射器的所述第一端部处并且坐置在所述发光二极管引擎上。
6.根据权利要求1所述的筒灯装置，其中，所述筒灯装置包括驱动器板，所述驱动器板被容纳在所述壳体内并包括用于筒灯的电操作的电子器件。
7.根据权利要求6所述的筒灯装置，其中，所述壳体的所述内表面限定底壁，并且其中至少一个板保持特征从所述壳体的所述底壁的所述内表面向外突出并抵接所述驱动器板以将所述驱动器板固定在所述壳体内的适当位置。
8.根据权利要求1所述的筒灯装置，其中，所述透镜、所述反射器和所述壳体由聚碳酸酯构成。
9.一种发光二极管(LED)筒灯装置，包括：
LED灯引擎；
透镜，所述透镜限定了至少一个透镜开口；
反射器，所述反射器限定了至少一个第一保持特征和至少一个第二保持特征，其中，所述至少一个透镜开口成形为接收所述第一保持特征中的相应第一保持特征，以使所述透镜和所述反射器彼此互锁；
壳体，所述壳体至少限定：内表面；从所述内表面突出的多个定位销；至少一个壳体开口，所述至少一个壳体开口成形为接收相应第二保持特征，以使所述壳体和所述反射器彼此互锁，其中所述透镜、所述反射器和所述壳体均由塑料构成，并且其中所述至少一个第一保持特征和所述至少一个第二保持特征构造成与所述透镜或所述壳体中的一者互锁；和
散热器，所述散热器限定多个孔，所述多个孔成形为接收从所述壳体突出的所述多个定位销，其中所述透镜、所述反射器和所述散热器都位于所述壳体内，并且其中所述壳体、所述透镜、所述反射器、所述LED灯引擎和所述散热器都在不需要紧固件的情况下被固定就位，并且其中所述散热器坐置在由上述多个定位销限定的相应表面上。
10.根据权利要求9所述的LED筒灯装置，其中，所述反射器的所述至少一个第一保持特征是包括倾斜部分的指状物，并且所述指状物的所述倾斜部分被容纳在所述至少一个透镜开口内。
11.根据权利要求9所述的LED筒灯装置，其中，所述反射器的所述至少一个第二保持特征是指状物。
12.根据权利要求9所述的LED筒灯装置，其中，所述LED灯引擎限定成形为接收相应锁定销的至少一个第二孔。
13.根据权利要求12所述的LED筒灯装置，其中，所述反射器限定了第一端部、第二端部和截头锥形部分，一唇缘位于所述反射器的所述第一端部处并且坐置在所述LED灯引擎上。
14.根据权利要求9所述的LED筒灯装置，其中，所述LED筒灯装置包括驱动器板，所述驱动器板被容纳在所述壳体内并且包括用于筒灯的电操作的电子器件。
15.一种组装筒灯装置的方法，包括：
通过由透镜限定的透镜开口接收反射器的第一保持特征，其中，所述透镜开口成形为接收所述反射器的所述第一保持特征以使所述透镜和所述反射器彼此互锁；
通过由壳体限定的壳体开口接收所述反射器的第二保持特征，其中所述壳体开口成形为接收所述第二保持特征以使所述壳体和所述反射器彼此互锁，并且其中所述壳体限定内表面和从所述内表面突出的多个定位销；和
接收限定多个孔的散热器，所述多个孔成形为接收从所述壳体突出的所述多个定位销，其中所述透镜、所述反射器和所述散热器都位于所述壳体内，并且其中所述壳体、所述透镜、所述反射器和所述散热器都在不需要紧固件的情况下被固定就位，并且其中所述散热器坐置在由所述多个定位销限定的相应表面上。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法包括用塑料构成所述透镜、所述反射器和所述壳体中的每一个。
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