TW200935685A - Connector for board-mounted LED - Google Patents

Description

200935685 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及-種用於LED電連接的端子元件，所述 led設置在印刷電路板上’該印刷電路板為了與電導體接 點接通而具有接觸區。 【先前技術】 在照明工業中，越來越多地用LED來替代傳統光源， 例如白熾燈和螢光燈’ A的是實現特別節能和小型化的照 明。對於這種照明，舉例來說是樓梯臺階照明、用於逃生 通路標識光源的緊急與方向指示照明，還有置入地下的裝 飾性照明。此外，LED料發光器材替代傳統的室内及建 築物照明更是具有重要意義9例如由DE 1〇 2004 〇〇4 779 A1或US 7，182,627 B1 6知那些利用設置在印刷電路板上 的LED的照明器。 3而led的照明強度在大量使用中具有較高的損失 功率，該損失功率體現為放熱的形式而能夠被感覺得到。 因^ LED對熱非常敏感，尤其是由於強的受熱會降低其使 用壽命，所以必需要保證有效的冷卻。為此人們採用了許 多方法來應對這一點，冑LED裝配在印刷電路板上，其材 料例如結具有良好的導熱性。裝配在這種印刷電路板I的 LED大多在利用所謂導熱膏的情況下被安在適合作為冷卻 體的座架上。這同樣保證有效地排熱並因此用作所謂的散 熱槽（Warmesumpf)。 200935685 • 對於某些使用場合，生產方就已經將單個led安置在 • 所谓的星形印刷電路板上，該星形印刷電路板具有配有焊 錫的接觸區。各個星芒通過基本上呈部分圓形的切口相互 '分開。穿過這些切口可以導入螺釘桿，從而使螺釘頭頂靠 •在印刷電路板上並將印刷電路板固定在支承體上。借助於 • 常用的軟焊技術將端子電纟覽焊接於接觸區。 ' 而使用這種LED進行生產的照明工業優選無焊點地連 接所述端子電纜，因為這意味著大大簡化了裝配工藝，並 且能方便地更換有缺陷的LED。 US 20〇7/〇〇7〇631 A1公開了這種無焊點的連接工藝， 其中，多個設置在印刷電路板上的LED是通過適當的連接 工藝安裝在傳統的螢光燈燈座中。這種解決方案特別適哈 用於替代螢光管，但是不適於其他的使用場合。 US 2003/0183417 A1公開了 LED在汽車領域中的另一 種無焊點電連接，建議採用一種卡口式的LED固定，其中， 0 LED在這裡沒有印刷電路板。 同樣，DE 87 1 1 882 U1也提出了 一種針對於無印刷電 路板的LED的無焊點電連接。 【發明内容】 β本發明的目的是’提供-種用於設置在印刷電路板尤 其是星形印刷電路板上的LED的端子元件，它能夠實現無 焊點的並且作簡單的端子電纜的連接。 μ 上述目的由具有申請專利範圍第1項特徵的，尤其是 200935685 具有特徵部分所述特徵的端子元件得以實現。據此，所述. 端子元件具有用於佈置在接觸區上的接觸元件，它們能夠. 實現端子電緵的無焊點連接。 所述接觸元件例如可以是壓力接點，它們支承在印刷. 電路板的接觸區上並且帶有用於連接所述端子電規的插接 接頭形式的接觸夾子。這種接元件能夠利用照明工業常用_ 的無螺釘和無焊點連接工藝來實現對led供電。 因此一種較佳實施例式的特徵是：所述端子元件至少 在接觸區的區域内罩住印刷電路板’並且端子元件的罩住 C 印刷電路板的區域使接觸元件以壓力接點的形式保持觸靠 在接觸區上’尤其是當接觸元件具有用於無焊點和/或無 螺釘連接所述端子電纜的接觸夾子的時候。 若所述端子元件將印刷電路板保持在該接觸元件與一 個支座尤其是一個冷卻體或者任意支承件之間並因此用來 使LED接電和用來固定LED，其中該端子元件尤其是用來 連接設計為星形印刷電路板的LED印刷電路板，則能夠進 一步簡化燈具的製造。 〇 另一種實施例的特徵是，所述端子元件基本上是環形 的並且具有向著印刷電路板敞開的用於容納接觸元件的外 殼體，該外殼體還構造有用於容納端子電纜的導入孔。在 此，所述外殼體保證了接觸元件在端子元件中的可靠配合 並且還附加地保證電絕緣。 在此，使所述端子元件具有用於容納固定件（尤其是 螺釘）的凹口’借助所述固定件可以固定端子元件。 8 200935685 特別這樣一種實施形式，其中，所述端子元件的各凹 口與星形印刷電路板的各星芒間隙（Strahlzwischenraum) 對齊，從而使得用於固定印刷電路板的固定件直接嵌入到 支座裡面。通過這種端子元件，能夠在一個工序中完成端 子元件與LED印刷電路板接觸區之間的接點接通以及lED 的固定，這便大大簡化了燈具生產。 在本發明的-種進-步特點中’ LED冑過一個基座設 置在印刷電路板上，該基座具有—種綠定的外輪廟，並且 端子元件具有一種至少部分的輪廓重合，用於使端子元件 相對於LED定心對準。纟此保證使端子元件正確地設置在 印刷電路板上。 一在此方面，按進一步的實施形式，可以這樣設計端子 元件’即’使其適配於不同LED基座的多種不同外輪廓， 從而能使同一端子元件在不同的印刷電路板上定心。因 此’對於多種不同的LED，可以製造一個通用的端子元件， 這對於這種端子元件的生產以及配置是非常有利的。 若按照一種特佳的實施形式，規定：端子元件具有一 個支承件，它固定著影響LED光線的裝置， 線的，元件，則上述的定心裝置還具有重:的=先 使廷種光線影響裝置正確地設置在LED上。此外，將目前 所，用的各種光學元件（這些光學元件調整LED光線，尤 =是聚束或散對）丨架組合到端子元件中，這樣就大大減 少了構件的數量並且能夠實現預配置單元的製造。 在此規定’所述支承件與端子元件—體地連接或者所 9 200935685 $支承件可拆卸地固定在端子元件上。在後一種情況下規 所述支承件和端子元件構造有用於可拆卸地相互固定 的鎖定機構。 右支承件和端子元件能夠相互拆卸，則存在這種可能 生’即’端子元件包括光學元件支架可以按照組合模組系 統進行預製和提供使用。 【實施方式】 在各附圖中’ LED燈具總體上配有標記符號（丨〇)。該燈 具（1〇)包括一個星形印刷電路板（12)及設置在其上的 LED(13)、一個借助螺釘（14)裝配在燈具座架上的端子元件 15 (匕用於端子電纔（16)的無焊點連接）、一個光學元件支 架（17)和一個光學元件（18)，其裝配在燈具座架（1丨）上。 燈具座架（11)對於燈具（10)具有雙重功能。一方面是使 燈具（10)通過螺釘（14)固定在該燈具座架上，另一方面該燈 具座架用於排放在LED( 13)工作時所產生的熱量。因此，燈 具座架（11)以及星形印刷電路板（12)由良好導熱性能的材料 製成’大多是由鋁製成。孔（20)用於安裝固定螺釘（丨4)的螺 釘幹軸（19)。 星形印刷電路板（1 2)在此為六邊輻射狀設計，其中，星 形印刷電路板（12)的每個星芒（Strahl) (21)通過一個大致 呈部分圓形的凹口（22)與其相應鄰接的星芒間隔開。在星形 印刷電路板的頂面上，LED( 13)設置在一個LED基座（23) 中’並通過接腳（24)和未示出的印製導線與同樣位於星形印 200935685 刷電路板（1 2)頂面上的接觸（25)相連接。 ’ 接觸場（25)通常覆有焊錫，用於以簡單的方式與端子電 瘦釺焊連接。這種接觸場（25)也可以稱為焊接區。 ' 本發明的端子元件（15)基本呈環形地構造，在按照圊2 的組裝燈具狀態置於星形印刷電路板（1 2)上。由一軸環元件 (27)所包圍的環形内腔（26)用於容納led(13)連同基座（23)。 轴環元件（27)首先在對置的圓周區域中構造了兩個外 ❹殼體（28)和位於其間的用於與光學元件支架（17)配合的向内 指向的定位榫（29)形式的卡合元件。每個外殼體（28)向著星 形印刷電路板（1 2)敞開並且向著軸環元件（27)外側具端子電 纜導入孔（30)，穿過它，使去除絕緣皮的端子電纜（1 6)端部 (31)插入到位於外殼體（28)中的接觸夾子裡面。為了使端子 疋件（15)定位在星形印刷電路板（12)上，軸環元件（27)構造 有定位榫（32) ’它們在放置在星形印刷電路板（1 2)上時嵌入 到兩個對置的凹口（22)中。同樣也使端子元件（1 5)構造有呈 Q 部分圓形的凹口（33)，其與所述凹口（22)對齊，在這裡是兩 個凹口（33)。 光學元件支架（17)是一個大致呈圓環形的部件，它在其 指向印刷電路板（12)的底面上首先構造有對應定位榫（34)， 借助它們可使光學元件支架通過軸環元件那側的定位榫（29) 疋位在端子元件（15)上。指向頂面的卡合元件（35)用來固定 光學元件（18)。容納光學元件（18)輪廓的保持件（36)、定位 槽（3 7)或定位框條（38)用於使光學元件（18)正確定位。 在圖3中再一次示出端子元件（15)，其中，朝向觀察者 11 200935685 的外殼體28部分地a丨丨pg ,招+ ? A丄^ 刀也口】開形成了針對内部接觸元件（39)的 可見視圖。 接觸元件（39)具有—個指向星形印刷電路板（i 2)的彈性 腿（40)开y式的壓力接點，它用於觸靠在接觸區域焊接區（25) 上。被置於端子電欖導人孔⑽區域中的接觸元件（39)的甜 緊腿（41)具有一個作為支承座的接觸腿（42)。鉗緊腿（41)相 對於接觸腿（42)彈力重定地彈性預緊，並在插入端子電纜 (1 6)的去除絕緣皮的端部（3丨）時從一個靜止位置被頂開。它 使鈿子電纜（1 6)電接觸地相對插入方向保持固定。 Ο 按照下述方式實現在圖2和4中所示的LED燈具的組 裝： 將星形印刷電路板（12)放置在燈具座架（11)上，使得呈 部分圓形的凹口（22)對齊地設置在燈具座架（1丨）的孔（2〇) 上。在星形印刷電路板（12)上放置端子元件（15)，其中，使 定位榫（32)嵌入到星形印刷電路板（12)的凹口（22)裡面。這 一點保證彈性腿（40)正確地配合在對於所有市場上常見的 星形印刷電路板（12)的接觸區或焊接區（25)上並且負責正確 〇 定位端子元件那側的凹口（33)。穿過相互對齊的凹口（33)和 (22) ’將螺釘（14)的桿（19)插入到燈具座架（1 1)的孔（2〇)中。 在旋緊螺釘（14)時，螺釘頭（43)便將端子元件（15)和星形印 刷電路板（12)固定在它們與燈具座架（11)之間。在裝配端子 元件（15)和星形印刷電路板（12)以後，將光學元件支架（17) 卡鎖在端子元件（15)上，最後安置光學元件（18)。

圖4再一次以局部剖視的側視圖示出了組裝好的[ED 12 200935685

燈具（ίο)。在這裡再一次看出，接觸元件（39)是如何以其彈 性腿（40)成一個壓力接點並且是如何以其邊腿（41)和接觸腿 (42)構成一個用於電連接LED(13)的夾緊接點。也可以非常 清楚地看到通過定位榫（29)和對應鎖凸頭（34)在端子元件 (15)與光學元件支架（17)之間實現的卡鎖。最後還示出，螺 釘桿（19)是如何穿過星形印刷電路板（12)和端子元件（15)的 未配有標記符號的凹口（22)和（33)。同樣還可非常清楚地看 出光學元件（18)在光學元件支架（17)中的定位。 圖5至7分別以俯視圖示出了帶有LED(13)的星形印刷 電路板02)，LED分別支承在叫固咖基座（23)裡面，其 中，各LED基座（23)具有不同的外輪廓。在俯視圖中分別 相應地示出各端子it件（1 5)，它們的特點在於，容納咖⑽ 的環形内腔（26)有不同的剖面輪廟一眼便可看出，圖5中 環形内腔（26)的内輪廓對應於基座（23)的外輪廓。 而圖6中環形内腔（26)的内輪廊只部分地對應於基座 外輪廓。除了相應的輪«合以外，還構造了用於從基座 伸出的接觸腳㈤的缺口。但是要使環形内腔⑽的輪廊盥 LED基座（23)的外輪廓充分一致，以使端子元件⑴）相對於 L· E D (1 3)光學定心地設置在星平 、 屯印刷電路板（12)上。這樣， 與刖文所述的接元件（15)與星 陸雷> & ;興星形印刷電路板（12)為了單純保 障電虱接點接通之目的而實摊 的對準定位相比，總體上在 所有構件的配合作用方面得到了更高的精度。 而在圖7中則圖示了這樣— ^ 個而子兀件（15)，其環形内 1(26)元全空出，沒有示出與 、基座（23)中任何一個的輪 13 200935685 廓重合。這種端子元件可適用於每個在圖5至7所示的星 形印刷電路板（12)。 在星形印刷電路板（12)的接觸場（25)上和在端子元件 ⑴）的外殼體（28)上存在著極性+/_的標記，在led(i3)通電· 時必須要注意這些標記。必需通過裝配過程保證正嫁的配· 置關係。但是也可以設想，通過—種對星形印刷電路板⑽ 和端子兀件（1 5 )某些輪廓的編碼措施來產生僅僅一種方位 正確的裝配位置，例如，通過在星形印刷電路板。2)中的附 加的孔和在端子元件（15)外殼上的對應的銷子。 〇 總之是示出了 一種非常簡單地構造的用於LED(13)的 端子元件（15)，通過它，能夠實現設置在星形印刷電路板⑽ 上的LED(1 3)的無焊點電連接，並且同時能夠使星形印刷電 路板（12)固定在一個座架部件例如冷卻體上。 【圖式簡單說明】 由下面的附圖描述可得出本發明的其他優點，並且能 夠更好地進行理解。圖中： ◎ 圖τ出具有本發明的端子元件和光學元件支架的 LED燈具的分解圖’裝配在—個平面的座架上， 圖2示出按照圖丨的燈具的組裝狀態， 圖3示出按照圖i的本發明的端子元件， 圖4以局部剖視圖示出按照圖2的燈具， 圖5和6示出具有不同基座外輪麻的LED在各個具有 相應端子元件的星形印刷電路板上， 14 200935685 圖7示出LED在具有萬能端子元件的星形印刷電路板 上。 【主要元件符號說明】 (10) LED 燈具 (11) 燈具座架 (12) 星形印刷電路板 (13) LED (發光二極體）

(14) 螺釘 (15) 端子元件 (16) 端子電纜 (17) 光學元件支架 (18) 光學元件 (19) 螺釘幹軸 (20) 孔 (21) 星芒 (22) 凹口 (23) LED 基座 (24) 接腳 (25) 接觸場 (26) 環形内腔 (27) 軸環元件 (28) 外殼體 (29) 定位榫 15 200935685 (30) 端子電纜導入孔 (31) 端部 (32) 定位榫 (33) 凹口 (34) 鎖定機構 (35) 卡合元件 (36) 保持件 (37) 定位槽 (38) 定位框條 (39) 接觸元件 (40) 彈性腿 (41) 鉗緊腿 (42) 接觸腿

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Claims (1)

1. 200935685 十、申請專利範圍： 1.一種用於L£D(13)電連接的端子元件（15)，所述LED 設置在印製基上’該印刷電路板為了與電導體接點接通而 具有接觸場（25)，其特徵在於，所述端子元件（15)具有用於 佈置在接觸場（25)上的接觸元件（39)，它們能實現端子電纜 (16)的無焊點連接。 2 ·如申請專利範圍第1項之端子元件，其中所述端子元 件（1 5)至少在接觸場（25)的區域内罩住所述印刷電路板，並 且所述端子元件（1 5)的罩住印刷電路板的區域使接觸元件 (39)以壓力接點（40)的形式保持觸靠在所述接觸場（25)上。 3.如申請專利範圍第1或第2項之端子元件，其中所述 接觸元件（39)具有用於無焊點和/或無螺釘地連接所述端子 電繞（16)的接觸夾子（41，42)。 4 ·如申請專利範圍第1或第2項之端子元件，其中所述 端子元件（15)將所述印刷電路板保持在該端子元件與一個 支座尤其是一個冷卻體之間並因此用來使所述LED( 13)接 電和用來固定所述LED(13)。 5. 如申請專利範圍第1或第2項之端子元件，其中所述 LED(13)的印刷電路板設計為星形印刷電路板（12)。 6. 如申請專利範圍第1或第2項之端子元件，其中所述 端子元件（15)基本上疋形的並且具有向著所述印刷電路 板敞開的用於谷納所述接觸元件（3 9 )的外殼體（2 8 )，該外殼 體（28)還構造有用於容納端子電纜（16)的導入孔（3〇)。 7. 如申請專利範圍第1或第2項之端子元件，其♦所述 17 200935685 端子元件（15)具有用於容納固定尤其是螺釘（14)的凹口 (33)，借助所述固定件可以固定該端子元件（μ)。 8·如申請專利範圍第4、5和7項之端子元件，其中所 述端子元件（15)的各凹口（33)與星形印刷電路板（12)的各星. 芒間隙對齊，以使用於固定印刷電路板（12)的固定件直接嵌 . 入到支座中。 9·如申請專利範圍第1或第2項之端子元件，其中所述 LED(13)通過一基座（23)設置在印刷電路板上，該基座具有 一種確定的外輪廓，並且，所述端子元件（15)具有一種至少 ❹ 邛为的輪廓重合，用於使端子元件（15)相對於LED(1 3)定心 對準。 10.如申請專利範圍第9項之端子元件，其中所述端子 元件（15)的輪廓重合適配於不同LED基座（23)的不同外輪 廓。 1 1.如中凊專利範圍第丨或第2項之端子元件，其中所 述端子元件（15)具有一個支承件，該支承件固定著影響 LED( 1 3)光線的裝置，尤其是調整光線的光學元件（丨。 〇 12.如申請專利範圍第丨丨項之端子元件，其中所述支承 件與所述端子元件（1 5) —體地連接。 1 3 _如申請專利範圍第n項之端子元件，其中所述支承 件可拆卸地固定在所述端子元件（丨5)上。 14 ·如申請專利範圍第1 3項之端子元件，其中所述支承 件和所述端子元件（15)構造有用於可拆卸地相互固定的鎖 定機構（27,34)。 18