CN115451380A - 调角组件、led灯具以及调角设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调角组件，用于调节LED灯具中灯体与面环的相对位置，所述调角组件包括转动连接的第一调角件和第二调角件，所述第一调角件固定连接于灯体底部，所述第一调角件设有遮光块；所述第二调角件固定连接于面环内侧，所述第二调角件设有一弧形缺口；所述第一调角件相对于所述第二调角件完成转动时，所述遮光块覆盖住所述弧形缺口。这种调角组件，同时具有角度调节和遮光的功能，在调节LED灯具中灯体与面环的相对位置时，第一调角件的遮光块覆盖住第二调角件的弧形缺口，使光线不从缺口溢出，提升出光效能。本发明还提供了具有该调角组件的LED的灯具，以及调角设计方法。

Description

调角组件、LED灯具以及调角设计方法

技术领域

本发明涉及可调节照明角度的照明装置的技术领域，尤其是涉及一种调角组件、LED灯具以及调角设计方法。

背景技术

嵌入式安装的灯具，如天花灯通过加装转动模组，可获得照明角度可调的功能。为了与转动的灯体进行适配，在面环处通常需要开设有一缺口来容纳倾斜转动的灯体，但这样通常会存在缝隙，产生漏光的现象。

在一些嵌入式灯具中，为了避免灯体转动时漏光，还会加装具有遮光片的防漏光模组，这些遮光片为具有弹性的弧形塑料件或金属件。但是这种遮光片在灯体转动时，通过卡片可滑动安装在遮光板限位槽内，即需要转动时，该遮光板需要发生变形从而适配灯体的的倾斜。长期以往，遮光板有可能会出现复位/变形不顺畅的情况，不能很好的进行遮光。

在转动机构中，现有的嵌入式灯具大多采用上灯体和下灯体间配合进行，比如现有技术公开了一种LED筒射灯，包括光源、旋转支架、反光杯固定架，所述反光杯固定架相对两侧设置有旋转柄；所述旋转支架相对的两侧各设有一卡口以及与所述卡口连通的旋转孔；所述旋转柄能对应经卡口进入并滞留在旋转孔中使所述旋转支架和所述反光杯固定架铰接连接在一起。LED筒射灯通过旋转支架和反光杯固定架两者之间至少一者存在坡度面让两者形成缺口以使两者铰接能相对转动。但是该灯具设置的缺口应还是存在漏光的问题。

为此，对现有LED灯具的转动结构和遮光结构进行优化，是角度可调灯具技术领域的技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种调角组件，同时具有角度调节和遮光的功能，其在调节LED灯具中灯体与面环的相对位置时，第一调角件的遮光块覆盖住第二调角件的弧形缺口，使光线不从缺口溢出，提升出光效能。本发明还提供了具有该调角组件的LED的灯具，以及调角设计方法。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

调角组件，用于调节LED灯具中灯体与面环的相对位置，

所述调角组件包括转动连接的第一调角件和第二调角件，

所述第一调角件固定连接于灯体底部，所述第一调角件设有遮光块；

所述第二调角件固定连接于面环内侧，所述第二调角件设有一弧形缺口；

所述第一调角件相对于所述第二调角件完成转动时，所述遮光块覆盖住所述弧形缺口。

进一步地，所述第一调角件包括顶板以及设置于所述顶板下侧的转动部；

所述第二调角件包括基座以及设置于所述基座上侧的转动座，所述转动座内部设有转动槽，所述转动部位于所述转动槽中、并与所述转动座滑动抵接。

调角组件可对灯体与面环的相对位置进行调节，具体来说，调角组件中的第一调角件与灯体的底部连接，第二调角件与面环的内侧连接，在第一调角件相对于第二调角件转动时，也会带动灯体相对于面环进行转动，进而发生照明角度的调节，获得出光方向调节的效果。在调节过程中，第一调角件设置的遮光块会覆盖住第二调角件的弧形缺口，这样光线不会从弧形缺口溢出，可确保光线远着第二调角件和面环出射，可同时具备角度调节和遮光，具有良好的出光效能。

进一步地，所述转动部包括第一圆弧块和环形体，所述第一圆弧块与所述环形体之间设有一间隙；

所述环形体设有第二圆弧块，所述第二圆弧块位于远离所述第一圆弧块的环形体弧面上。

在第一圆弧块和环形体留有的间隙，可为第一圆环块发生弹性变形提供形变空间。而第二圆环块用于与弧形缺口配合，进而可遮挡和覆盖住弧形缺口，使光线不漏出。

进一步地，所述环形体还设有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面由外侧朝至内侧斜向下形成，所述第一斜面靠近所述第一圆弧块；所述第二斜面由内侧朝向外侧斜向下形成，所述第二斜面靠近所述第二圆弧块；所述第一斜面和所述第二斜面的底端终止于所述环形体底部设有的凸台。

在第一调角件中，环形体设置的第一斜面和第二斜面，分别与第一圆弧块和第二圆弧块配合，使得第一圆弧块和第二圆弧块可在转动槽中顺畅形变，并沿着转动槽的侧壁进行滑动。

进一步地，所述第一斜面与所述凸台所在平面的法线具有一夹角θ1，所述天花灯的最大转动角度为θ2，所述θ1与所述θ2具有以下关系式：

其中，D为所述环形体顶部开口的内径。

经过优化，夹角θ1由最大转动角度θ2和顶部开口的内径D计算得出，确保该斜面夹角可为第一圆弧块提供优良的转动效果。

进一步地，所述环形体还设有筋条，所述筋条的两端分别连接于所述第一圆弧块和所述环形体。环形体设有连接第一圆弧块和环形体的筋条，可确保第一圆弧块的结构强度。

进一步地，所述遮光块由所述顶板朝所述第二圆弧块方向水平延伸形成。顶板的中线与转动部的中线不重合，在转动部相对于转动座转动时，顶板延伸出来的遮光块可有效覆盖弧形缺口。

进一步地，所述转动座包括连接在一起的第一弧形片和第二弧形片，所述转动槽由所述第一弧形片和所述第二弧形片共同围绕形成，所述弧形缺口开设于所述第二弧形片中；所述第一弧形片的内侧壁固定连接于所述第二弧形片的内侧壁。

第一弧形片的内侧壁与第一圆弧块配合连接，第二弧形片的内侧壁与第二圆弧块配合连接。

本发明还提供了一种LED灯具，包括灯体、面环、光源组件、透镜和反光杯，以及上述的调角组件，所述灯体内部形成一安装腔体，所述光源组件和所述透镜安装于所述安装腔体中；所述面环内部形成一面环腔体，所述反光杯安装于所述面环腔体中；

所述灯体通过所述第一调角件和所述第二调角件，相对于所述面环进行转动。

本发明还提供了一种调角设计方法，其是在上述的LED灯具中，对所调节的转动角度涉及的参数进行设计，具体包括以下步骤：

101.确定LED灯具的最大转动角度θ2，透镜的高度Lp；

102.确定环形体顶部开口的内径，以及透镜的出光孔的内径均为D；

θ2、Lp和D均为已知数值；

103.由于环形体与透镜为不同轴设置，透镜的中轴将环形体顶部开口的内径划分为S1和S2，有D＝S1+S2，可得S1＝D-S2；

104.透镜位于第一调角件的高度为L2，未位于第一调角件的高度为L1，有Lp＝L1+L2，可得L1＝Lp-L2；

105.根据正弦定律和余弦定律，有：

sinθ2＝L2/0.5D，L2＝0.5D*sinθ2； ①

cosθ2＝S2/0.5D，S2＝0.5D*cosθ2； ②

又由于S1＝D-S2，L1＝Lp-L2；

求算得；S1＝D-0.5D*cosθ2； ③

L1＝Lp-0.5D*sinθ2； ④

106.根据正切定律，以及以上①②③④有：

tanθ1＝(S1-0.5D)/L2＝(D-0.5D*cosθ2)/0.5D*sinθ2。

求算得到夹角θ1为：

θ1＝arctan(D-0.5cosθ2)/(0.5D*sinθ2)；

θ1为第一斜面与凸台所在平面的法线的夹角。

基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：

(1)本发明提供的调角组件中，第一调角件相对于第二调角件转动时，也会带动灯体相对于面环进行转动，进而发生照明角度的调节，获得出光方向调节的效果。在调节过程中，第一调角件设置的遮光块会覆盖住第二调角件的弧形缺口，这样光线不会从弧形缺口溢出，可确保光线远着第二调角件和面环出射，可兼具角度调节和遮光，具有良好的出光效能。

(2)本发明提供的LED灯具和相应的调角设计方法，环形体的第一斜面与凸台所在平面的法线具有夹角θ1，由最大转动角度θ2和顶部开口的内径D计算得出，经过该优化设计，确保该斜面夹角可为第一圆弧块提供优良的转动效果。

附图说明

图1为本发明的调角组件的分解图。

图2为本发明的调角组件、灯体和面环的结构示意图。

图3为本发明的调角组件装配至LED灯具时的截面图。

图4为本发明的LED灯具的爆炸分解图。

图5为本发明的LED灯具转动时的截面图。

图6为本发明的调角设计方法对应的LED灯具截面图。

图7为本发明的调角设计方法的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

图1为本实施例的调角组件的爆炸分解图，图2为本实施例的调角组件、灯体和面环的结构示意图，图3为本实施例的调角组件装配至LED灯具时的截面图，结合参考图1-图3，一种调角组件2，用于调节LED灯具的灯体1与面环3的相对位置，即灯体1通过调角组件2相对于面环3进行转动，从而可进行角度调节，这样光线可按使用者的需求进行投射。

调角组件2包括位于上方的第一调角件21和位于下方的第二调角件22，其中，第一调角件21固定连接于灯体1的底部，第二调角件22固定连接于面环3的内侧。在第二调角件22与面环3的连接结构中，可通过紧固件7，如螺钉将第二调角件22与面环3固定在一起。

第一调角件21可相对于第二调角件22进行转动，这样，灯体1也可相对于面环3进行转动。

此外，第一调角件21设置有遮光块210，第二调角件22设置有弧形缺口220，在完成转动后，遮光块210覆盖住弧形缺口220，避免光线从弧形缺口220漏出。

需要说明的是，第一调角件21包括顶板211和转动部212，转动部212为具有开口的类球状结构，其位于顶板211下侧。在本实施例中，转动部212与顶板211为一体成型结构。

第二调角件22包括基座221和转动座222，转动座222为开设有弧形缺口220的环状结构，其位于基座221上侧。其中，基座221也具有环状结构。在转动座222内部设有转动槽223。在天花灯装配完成后，第一调角件21的转动部212位于转动槽223中，并与转动座222滑动抵接。具体来说，是转动部212的外侧壁与转动座222的内侧壁抵接着进行滑动。

转动部212又包括第一圆弧块2121和环形体2122。本实施例的第一圆弧块2121和环形体2122为分体式设置，即在第一圆弧块2121与环形体2122之间设有一间隙2123。由于第一圆弧块2121的外侧壁滑动抵接于转动座222的内侧壁，在第一圆弧块2121发生弹性变形时，间隙2123可为该弹性变形提供形变空间。

环形体2122在远离第一圆弧块2121的弧面上还设有第二圆弧块2124，第二圆弧块2124的外侧壁经过弧形缺口220插入到转动槽223中，并且第二圆弧块2124的外侧壁也滑动抵接于转动座222的内侧壁。

需要说明的是，本实施例的环形体2122还设置有第一斜面2125和第二斜面2126，如图3所示，第一斜面2125由环形体2122的外侧朝至内侧斜向下内收形成第二斜面2126由内侧朝向外侧斜向下延伸形成，其中，第二斜面2126靠近第二圆弧块2124；第一斜面2125靠近第一圆弧块2121。第一斜面2125和第二斜面2126的底端终止于环形体2122底部设置的凸台2127，凸台2127用于放置透镜5。

在本实施例中，第一斜面2125与凸台2127所在平面的法线具有一夹角θ1，其中，θ1与该天花灯的最大转动角度θ2具有以下关系式：

θ1＝arctan(D-0.5cosθ2)/(0.5D*sinθ2)，D为环形体2122顶部开口的内径。

本实施例的调角组件装配至LED灯具中，LED灯具的转动角度设置为40°，相比较于现有的嵌入式灯具的最大转动角度30°，可增大调节范围。关于该关系式将在本文后续的实施例进行说明。

回到图1，环形体2122还设置有筋条2128，该筋条2128的一端与第一圆弧块2121连接，另一端与环形体2122的底部连接，可确保第一圆弧块2121乃至转动部212的结构强度。

还需要说明的是，在转动时对弧形缺口220进行覆盖遮挡的遮光块210是由顶板211朝第二圆弧块2124的方向水平延伸形成。可以理解的是，顶板211的中线与转动部212的中线不重合，在第一调角件21的转动部212相对于第二调角件22的转动座222转动时，从顶板211延伸出来的遮光块210可有效覆盖住弧形缺口220。

更具体地，转动座222包括第一弧形片2221和第二弧形片2222，第一弧形片2221和第二弧形片2222连接在一起共同围绕形成了转动槽223。在连接过程中，第一弧形片2221的内侧壁固定连接于第二弧形片2222的内侧壁，弧形缺口220则设置在第二弧形片2222中。这样，第一圆弧块2121的外侧壁滑动抵接于第一弧形片2221的内侧壁，第二圆弧块2124的外侧壁滑动抵接于第二弧形片2222的内侧壁。

本实施例提供的调角组件2中，第一调角件21相对于第二调角件22转动时，也会带动灯体1相对于面环3进行转动，进而调节照明角度，获得出光方向调节的效果。在调节过程中，第一调角件21设置的遮光块210会覆盖住第二调角件22的弧形缺口220，这样光线不会从弧形缺口溢出，可确保光线远着第二调角件和面环出射，可兼具角度调节和遮光，具有良好的出光效能。另外，本实施例的调角组件装配至LED灯具中，可使灯具的最大转动角度可提升至40°，有效增大照明范围。

实施例2

图4为本实施例的LED灯具的爆炸分解图，图5为本实施例的LED灯具转动时的截面图，在图1-图3的基础上参考图4和图5，一种LED灯具100，可嵌入安装至天花板或吊顶中，同时具有角度调节和遮光的功能。

该LED灯具100包括灯体1、调角组件2、面环3、光源组件4、透镜5和反光杯6。其中，灯体1内部具有一安装腔体10，光源组件4和透镜5安装在安装腔体10中。光源组件4包括发光体41和基板42，其中，本实施例的发光体41为COB光源，该发光体41贴合在基板42上，并由透镜5所覆盖。这样，发光体41发出的光线经过透镜5处理后出射。在安装腔体10中还设有电源组件，以及灯体的外侧设有散热器。面环3为光线的最终出光部，在面环3中设有面环腔体30，反光杯6则安装在面环腔体30中。此外，第二调角件22通过紧固件7与面环3固定连接在一起。

发光体41发出的光线，经过透镜5、调角组件2内部的调节腔体后，再经过反光杯6反射后，投射到所需照明位置中。

需要说明的是，本实施例的灯体1通过调角组件2相对于面环3进行转动，从而可进行角度调节，这样光线可按使用者的需求进行投射。如图5所示，在转动时，调角组件的第一调角件21相对于第二调角件22进行转动，当到达最大转动角度时，第一调角件21的第一圆弧块2121的外侧壁抵接于第二调角件22的第一弧形片2221的内侧壁顶部；环形体2122靠近第二圆弧块2124的底部插入反光杯5的内部腔体中，此时第二圆弧块2122的外侧壁抵接于第二弧形片2222的内侧壁。遮光块210覆盖住弧形缺口，且弧形块210的边缘抵接于第二弧形片2222的顶部。

本实施例的LED灯具可在增大照明角度调节范围时，确保不漏光，提升照明效能。

实施例3

图6为本实施例的调角设计方法对应的LED灯具截面图，图7的调角设计方法的示意图，参考图6和图7，在第一调角件21中，环形体设有的第一斜面2125与凸台2127所在平面的法线y形成了夹角θ1，且第一斜面2125与凸台2127相交于f点，夹角θ1也为∠efg，以下为夹角θ1和其他相应参数的求算过程。(由于凸台2127的高度较小，此次求算过程凸台高度值作忽略处理。)

一种对所调节的转动角度涉及的参数进行设计的调角设计方法，具体包括以下步骤：101.确定LED灯具的最大转动角度θ2，透镜的高度Lp；

本实施例的夹角θ2为∠bac，此处的夹角θ2为LED灯具设计的最大转动角度，比如已知的40°。

102.确定环形体顶部开口的内径，以及透镜的出光孔的内径均为D，半径为0.5D；

本实施例的θ2、Lp和D均为已知数值；

103.由于环形体与透镜为不同轴设置，透镜的中轴m将环形体顶部开口的内径划分为S1和S2，有D＝S1+S2，可得S1＝D-S2；

104.透镜位于第一调角件的高度为L2，未位于第一调角件的高度为L1，有Lp＝L1+L2，可得L1＝Lp-L2；

105.根据正弦定律和余弦定律，有：

sinθ2＝L2/0.5D，L2＝0.5D*sinθ2； ①

cosθ2＝S2/0.5D，S2＝0.5D*cosθ2； ②

又由于S1＝D-S2，L1＝Lp-L2；

求算得；S1＝D-0.5D*cosθ2； ③

L1＝Lp-0.5D*sinθ2； ④

106.根据正切定律，以及以上①②③④有：

tanθ1＝(S1-0.5D)/L2＝(D-0.5D*cosθ2)/0.5D*sinθ2。

求算得到夹角θ1为：

θ1＝arctan(D-0.5cosθ2)/(0.5D*sinθ2)；

另外，透镜位于第一调节件的高度L2＝0.5D*sinθ2。

以上内容仅仅为本发明的结构所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.调角组件，用于调节LED灯具中灯体与面环的相对位置，其特征在于，

所述调角组件包括转动连接的第一调角件和第二调角件，

所述第一调角件固定连接于灯体底部，所述第一调角件设有遮光块；

所述第二调角件固定连接于面环内侧，所述第二调角件设有一弧形缺口；

所述第一调角件相对于所述第二调角件完成转动时，所述遮光块覆盖住所述弧形缺口。

2.根据权利要求1所述的调角组件，其特征在于，所述第一调角件包括顶板以及设置于所述顶板下侧的转动部；

所述第二调角件包括基座以及设置于所述基座上侧的转动座，所述转动座内部设有转动槽，所述转动部位于所述转动槽中、并与所述转动座滑动抵接。

3.根据权利要求2所述的调角组件，其特征在于，所述转动部包括第一圆弧块和环形体，所述第一圆弧块与所述环形体之间设有一间隙；

所述环形体设有第二圆弧块，所述第二圆弧块位于远离所述第一圆弧块的环形体弧面上。

4.根据权利要求3所述的调角组件，其特征在于，所述环形体还设有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面由外侧朝至内侧斜向下形成，所述第一斜面靠近所述第一圆弧块；所述第二斜面由内侧朝向外侧斜向下形成，所述第二斜面靠近所述第二圆弧块；所述第一斜面和所述第二斜面的底端终止于所述环形体底部设有的凸台。

5.根据权利要求4所述的调角组件，其特征在于，所述第一斜面与所述凸台所在平面的法线具有一夹角θ1，所述天花灯的最大转动角度为θ2，所述θ1与所述θ2具有以下关系式：

其中，D为所述环形体顶部开口的内径。

6.根据权利要求5所述的调角组件，其特征在于，所述环形体还设有筋条，所述筋条的两端分别连接于所述第一圆弧块和所述环形体。

7.根据权利要求6所述的调角组件，其特征在于，所述遮光块由所述顶板朝所述第二圆弧块方向水平延伸形成。

8.根据权利要求7所述的调角组件，其特征在于，所述转动座包括连接在一起的第一弧形片和第二弧形片，所述转动槽由所述第一弧形片和所述第二弧形片共同围绕形成，所述弧形缺口开设于所述第二弧形片中；

所述第一弧形片的内侧壁固定连接于所述第二弧形片的内侧壁。

9.LED灯具，其特征在于，包括灯体、面环、光源组件、透镜和反光杯，以及权利要求5-8任一所述的调角组件，所述灯体内部形成一安装腔体，所述光源组件和所述透镜安装于所述安装腔体中；所述面环内部形成一面环腔体，所述反光杯安装于所述面环腔体中；

所述灯体通过所述第一调角件和所述第二调角件，相对于所述面环进行转动。

10.调角设计方法，其特征在于，在权利要求9所述的LED灯具中，对所调节的转动角度涉及的参数进行设计，具体包括以下步骤：

101.确定LED灯具的最大转动角度θ2，透镜的高度Lp；

102.确定环形体顶部开口的内径，以及透镜的出光孔的内径均为D；

θ2、Lp和D均为已知数值；

103.由于环形体与透镜为不同轴设置，透镜的中轴将环形体顶部开口的内径划分为S1和S2，有D＝S1+S2，可得S1＝D-S2；

104.透镜位于第一调角件的高度为L2，未位于第一调角件的高度为L1，有Lp＝L1+L2，可得L1＝Lp-L2；

105.根据正弦定律和余弦定律，有：

sinθ2＝L2/0.5D，L2＝0.5D*sinθ2； ①

cosθ2＝S2/0.5D，S2＝0.5D*cosθ2； ②

又由于S1＝D-S2，L1＝Lp-L2；

求算得；S1＝D-0.5D*cosθ2； ③

L1＝Lp-0.5D*sinθ2； ④

106.根据正切定律，以及以上①②③④有：

tanθ1＝(S1-0.5D)/L2＝(D-0.5D*cosθ2)/0.5D*sinθ2；

求算得到夹角θ1为：

θ1＝arctan(D-0.5cosθ2)/(0.5D*sinθ2)；

θ1为第一斜面与凸台所在平面的法线的夹角。

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