固定裝置和組裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種固定裝置(100)以及包括發(fā)光二極管模塊(LED模塊，200)和至少一個(gè)用于在安裝位置將該LED模塊固定至安裝表面(300)的固定裝置(100)的組裝結(jié)構(gòu)(10)。該固定裝置包括主體(103)，用于將LED模塊固定至安裝表面的第一固定器件(102)，用于將該固定裝置固定至LED模塊的第二固定器件(106，506)，以及至少一個(gè)彈性部分(107，108)，其被部署為從該主體進(jìn)行延伸并且在安裝位置至少部分靠住LED模塊的預(yù)定承載表面(201，202)以使得利用該彈性部分將獨(dú)立于第一固定器件的受控力施加于LED模塊的承載表面。
【專利說(shuō)明】固定裝置和組裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光二極管模塊(LED模塊)的領(lǐng)域，尤其涉及一種用于將LED模塊安裝到安裝表面上的固定裝置以及包括該LED模塊和這樣的固定裝置的相對(duì)應(yīng)組裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，市場(chǎng)上以LED驅(qū)動(dòng)的照明裝置的數(shù)量越來(lái)越多。這些系統(tǒng)許多都配備以LED模塊，其通常包括設(shè)置在基板上的多個(gè)LED。在許多應(yīng)用中，LED模塊緊靠照明裝置的金屬安裝表面進(jìn)行固定。作為重要的一點(diǎn)，這些LED模塊的性能和壽命取決于LED模塊和照明裝置之間的接口，這是因?yàn)檎彰餮b置的箱體將用作散熱片。
[0003]用于這些LED模塊的非常常見(jiàn)的機(jī)械組裝結(jié)構(gòu)采用了螺栓連接，其直接經(jīng)由LED模塊的外殼擰到安裝表面之中，這在圖1a和Ib中示意性圖示。在圖1a和Ib中，LED模塊I被圖示為處于安裝表面2上的安裝位置，該安裝表面即照明裝置的外殼。LED模塊I包括多個(gè)LED3設(shè)置于其上的例如印刷板卡(PCB)的基板4。塑料外殼5覆蓋了 LED模塊I。LED模塊I進(jìn)一步包括功率連接器(未示出)。這里，六個(gè)螺絲8經(jīng)由LED模塊的外殼5將LED模塊固定到安裝表面2。這種類(lèi)型的螺絲連接具有不同的可能缺陷和風(fēng)險(xiǎn)。首先，由于使得外殼5中的塑料部件破裂的應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)，螺絲8必須以限定的扭矩進(jìn)行安裝。這些扭矩隨箱體而有所不同并且取決于許多方面，如螺絲類(lèi)型，在使用壓紋(thread-forming)螺絲時(shí)照明裝置的安裝表面2中用于容納螺絲的開(kāi)孔尺寸，安裝表面2的材料類(lèi)型，等等。另一種風(fēng)險(xiǎn)在于，由于外殼5的塑料部件中的蠕變效應(yīng)和/或低的所要求初始螺絲扭矩，螺絲在例如街道照明應(yīng)用的發(fā)生振動(dòng)的應(yīng)用中變得松動(dòng)。在這種情況下，LED模塊將會(huì)松動(dòng)、變得過(guò)熱并損壞。為了克服這些風(fēng)險(xiǎn)，消費(fèi)者必須采取如使用鎖定裝置來(lái)鎖定螺絲之類(lèi)的措施。
[0004]而且，LED模塊I和照明裝置的安裝表面2之間的良好熱連接要求二者之間良好限定的接合。通常，在基板4和安裝表面2之間應(yīng)用熱接口材料7以避免安裝表面和LED模塊之間的任意氣隙，以便得到較低且更好限定的耐熱性。如圖1b所示，在來(lái)自螺絲的按壓力F的數(shù)值以及熱接口處不同按壓力Fk的分布均勻性方面，一些熱接口材料(例如，熱填充墊材料)的性能對(duì)于LED模塊I如何固定在安裝表面2非常敏感。通過(guò)使用螺絲，易于引入非常高的峰值力。這會(huì)導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的彎曲的底部表面，如圖1a中利用箭頭B所圖示的，并且還會(huì)在關(guān)鍵的熱接口中導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的氣隙9。這將對(duì)熱可靠性具有負(fù)面影響并且因此對(duì)LED模塊I的壽命具有負(fù)面影響。
[0005]繼續(xù)參考圖1的現(xiàn)有技術(shù)的組件，通過(guò)加熱(LED模塊被開(kāi)啟)和冷卻(LED模塊I被關(guān)閉)，LED模塊I的不同部分將由于它們的不同的熱膨脹表現(xiàn)而相對(duì)彼此移動(dòng)。如以上所描述的，通過(guò)使用在局部向LED模塊I施加以高的峰值力的螺絲8，基板4和外殼5的不同材料不能或僅能相對(duì)彼此移動(dòng)很小。這會(huì)導(dǎo)致超過(guò)塑料外殼5中最大的所允許應(yīng)力水平，或者在這些部件中出現(xiàn)所不希望出現(xiàn)的彎曲效果，如圖1a中利用箭頭B所圖示的。
[0006]LED模塊以長(zhǎng)壽命保證進(jìn)行銷(xiāo)售，從而它們必須耐受許多的熱循環(huán)，這意味著材料隨時(shí)間出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)很大，尤其是在戶外應(yīng)用之中。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上文，本發(fā)明的目標(biāo)是至少緩解以上所討論的問(wèn)題。具體地，其目標(biāo)是提供一種固定裝置和組裝結(jié)構(gòu)，其提供了一種將LED模塊安裝到不同發(fā)光應(yīng)用之中的有所改進(jìn)的方式，而且其并不要求準(zhǔn)確的扭矩受控的螺絲驅(qū)動(dòng)器并且提高了處于其安裝位置的LED模塊的可靠性和整體產(chǎn)品壽命。
[0008]根據(jù)本發(fā)明概念的第一方面，提供了一種固定裝置，其包括主體，用于將LED模塊固定至安裝表面的第一固定器件，用于將該固定裝置固定至LED模塊第二固定器件，以及至少一個(gè)彈性部分，其被部署為從該主體進(jìn)行延伸并且在安裝位置至少部分靠住LED模塊的預(yù)定承載表面以使得利用該彈性部分將獨(dú)立于第一固定器件的受控力施加于LED模塊的承載表面。
[0009]以這種方式，提供了一種用于將LED模塊安裝至安裝表面的固定裝置，其利用第一固定器件將LED模塊固定至安裝表面，并且該固定裝置同時(shí)利用至少一個(gè)彈性部分對(duì)LED模塊的預(yù)定承載表面提供了限定的且可再生的力。通過(guò)提供彈性部分的預(yù)定受控彈簧力，有利地實(shí)現(xiàn)了 LED模塊的背面和安裝表面之間的改進(jìn)且限定的熱接口。通過(guò)在LED模塊的關(guān)鍵區(qū)域中的限定位置施加彈簧確定的按壓力，LED模塊和安裝表面之間的間隙將被最小化，并且還通過(guò)壓入可以應(yīng)用在LED模塊和安裝表面之間的熱接口材料，任何氣隙都會(huì)被推向一旁。這進(jìn)而改善了 LED模塊在其應(yīng)用之中的熱性能。第二固定器件提供了該固定裝置和LED模塊之間的連接，這例如在運(yùn)輸和用戶處置期間，例如在初始安裝的期間以及LED模塊可能發(fā)生更換的維護(hù)活動(dòng)的期間是有利的，其防止了固定裝置丟失。
[0010]利用本發(fā)明的概念，例如可以是部署在固定裝置主體的孔之中并且延伸到例如燈具固定裝置的安裝表面中的容納螺絲孔的螺絲的第一固定器件能夠在沒(méi)有特殊預(yù)防措施或扭矩的情況下被擰緊，原因在于該擰緊將不會(huì)影響到所提到的關(guān)鍵熱接口。該第一固定器件可以利用其它緊固器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如鉚釘、搭扣連接等。
[0011]另外，與如以上所描述的使用螺絲固定照明模塊并在其上直接施加壓力的現(xiàn)有技術(shù)的解決方案相比，因?yàn)槔弥辽僖粋€(gè)彈性部分而向照明模塊施加以限定的且相對(duì)低的力，所以在彈性部分下允許LED模塊中所使用的不同材料的不同熱膨脹所導(dǎo)致的LED模塊的移動(dòng)，而沒(méi)有例如隨時(shí)間而損壞塑料外殼的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)LED模塊的安裝所引入以及由熱膨脹系數(shù)差異所導(dǎo)致的材料中由熱量所引發(fā)的應(yīng)力因此在相當(dāng)程度上得以被減小。
[0012]與在中間區(qū)域中部署有螺絲的LED模塊相比，本發(fā)明概念進(jìn)一步允許窄且矮的LED模塊設(shè)計(jì)。
[0013]根據(jù)該固定裝置的實(shí)施例，該固定裝置包括以基本上垂直的方向從主體進(jìn)行延伸的垂直部分，至少一個(gè)彈性部分從該垂直部分進(jìn)行延伸。該固定裝置的垂直部分有利地在交叉方向使得該固定裝置變硬以防止由彈性部分的按壓力所導(dǎo)致的所不希望出現(xiàn)的彎曲效果。該垂直部分基本上從主體的主平面垂直延伸。該垂直部分因此位于主體和至少一個(gè)彈性部分之間。
[0014]可選地，該第一固定器件被部署為使得該固定裝置能夠在并未完全卸除第一固定器件的情況下釋放LED模塊。有利地，該固定裝置并不必在LED模塊的維修的情況下被完全卸除。作為示例，當(dāng)利用螺絲作為第一固定器件時(shí)，該螺絲可以僅擰松足以釋放LED模塊上的承載表面上的力，以使得LED模塊可以由維修技師進(jìn)行更換或檢視。由于螺絲不必被完全卸除，所以不會(huì)在維修期間丟失或者甚至更糟地掉出，這在例如對(duì)街道照明燈具進(jìn)行檢視時(shí)是非常危險(xiǎn)的，在這種情況下，經(jīng)過(guò)街道照明燈具下面的人可能會(huì)被擊中。
[0015]根據(jù)該固定裝置的實(shí)施例，第二固定器件包括部署在主體的相對(duì)側(cè)面的兩個(gè)固定器件。這在固定裝置和LED模塊之間提供了穩(wěn)固連接。
[0016]可選地，該彈性部分包括部署在該彈性部分面向LED模塊的一例上的突起部分。
[0017]無(wú)論是部署在彈性部分還是以下所描述的LED模塊的上表面上，該突起部分有利地確定了來(lái)自至少一個(gè)彈性部分的按壓力所施加的位置，并且因此優(yōu)選地被部署為使得承載表面位于LED模塊的最為關(guān)鍵的區(qū)域，例如位于LED區(qū)域的中部。
[0018]根據(jù)該固定裝置的實(shí)施例，第一固定器件被對(duì)稱部署在主體上。通過(guò)以對(duì)稱定位的方式部署第一固定器件，實(shí)現(xiàn)了最為穩(wěn)定的構(gòu)造而沒(méi)有不希望出現(xiàn)的傾斜效果。主體的穩(wěn)定位置對(duì)于允許利用彈性部分在相對(duì)應(yīng)承載表面的獨(dú)立按壓力而言是很重要的。另外，第一固定器件的對(duì)稱定位對(duì)于用戶而言更為簡(jiǎn)單，例如非常易于確定用于在匹配LED模塊的對(duì)稱中心線時(shí)將LED模塊安裝在燈具中的鉆孔圖案，并且此外，LED模塊在燈具中可能的左側(cè)和右側(cè)位置之間沒(méi)有差異。
[0019]根據(jù)該固定裝置的實(shí)施例，該主體具有被部署為接納第一固定器件的孔。因此，可以是螺絲等的固定器件有利地位于該孔(即適于接納螺絲的孔)中，并且被檸入安裝表面(經(jīng)由LED中的開(kāi)口)。螺絲頭部在主體上所施加的力在螺絲孔周?chē)膮^(qū)域中對(duì)稱分布。
[0020]根據(jù)該固定裝置的實(shí)施例，該第一固定器件被部署在LED模塊的末端部分。該配置允許僅使用一個(gè)例如螺絲的固定器件。另外，由于固定器件被部署在LED模塊的末端部分，所以用于如LED區(qū)域的反射器的附加光學(xué)組件的最大空間增加。雖然在第一固定器件具有單個(gè)固定點(diǎn)，但是該固定器件例如可以被配置以比如兩個(gè)彈性部分，其在LED模塊的各個(gè)承載表面提供良好限定且均等的力。
[0021]根據(jù)該固定裝置的實(shí)施例，該固定裝置是金屬片夾，由于為根據(jù)本發(fā)明概念的的固定裝置使用了例如彈性鋼的金屬提供了非?？煽康膹椈?，所以這是有利的。與例如塑料的許多其它材料相比，金屬片夾在其壽命內(nèi)并不具有松弛或蠕變效應(yīng)，以使得固定裝置的初始性能將得以被保持。另外，金屬允許具有非常有限的形狀因子的彈簧。由于(彈簧)鋼與如塑料的許多其它材料相比的機(jī)械屬性，所以薄且窄的設(shè)計(jì)是可能的。片狀金屬?zèng)_壓和成形處理的形式帶來(lái)的自由度允許在最為優(yōu)化的位置施加限定的壓力。
[0022]根據(jù)該固定裝置的實(shí)施例，第二固定器件是搭扣連接或任意其它類(lèi)似連接。在該實(shí)施例中，第二固定器件通常僅是諸如搭扣連接的臨時(shí)連接，其因此降低了對(duì)固定器件的機(jī)械要求。該實(shí)施例中的主要功能是例如在由用戶進(jìn)行運(yùn)輸和處置期間(在初始安裝期間以及在通過(guò)更換LED模塊的維護(hù)活動(dòng)期間)將固定裝置穩(wěn)固連接至LED模塊。當(dāng)LED模塊已經(jīng)被安裝在例如燈具的應(yīng)用中時(shí)，該搭扣連接的功能完全被第一固定器件所取代。
[0023]可選地，該彈性部分是鋼絲彈簧等。
[0024]根據(jù)本發(fā)明概念的第二方面，提供了一種組裝結(jié)構(gòu)，其包括發(fā)光二極管模塊(LED模塊)以及至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明概念的固定裝置，其用于在安裝位置將LED模塊固定至安裝表面，這在如以上針對(duì)該固定裝置所描述的類(lèi)似方式上是有利的。
[0025]可選地，該承載表面被部署在LED模塊的上表面上的突起部分上。[0026]根據(jù)該組裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，提供了外殼，其被配置為接納LED模塊的基板，并且其中該固定裝置在安裝位置被部署在外殼的頂部因此將外殼和LED模塊固定至安裝表面。有利地，該實(shí)施例中的固定裝置將外殼和LED模塊都固定至安裝表面。在另外的實(shí)施例中，該外殼延伸得比LED模塊的基板更遠(yuǎn)，因此形成在其中部署孔的延伸部分，該孔被配置為接納固定器件，該固定器件被配置為將LED模塊連同外殼一起固定至安裝表面。
[0027]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該組裝結(jié)構(gòu)包括分布在LED模塊上的多個(gè)固定裝置，其中每個(gè)固定裝置包括以基本上垂直的方向從主體延伸并且至少一個(gè)彈性部分從其進(jìn)行延伸的垂直部分。
[0028]根據(jù)該組裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，該LED模塊包括至少一個(gè)第一固定器件，其被配置為與部署在安裝表面上的相對(duì)應(yīng)的第二固定器件相接合。因此，LED模塊的定位得以被簡(jiǎn)化，并且在將固定裝置部署在LED模塊的末端部分的情況下，例如部署在LED模塊的相對(duì)末端部分上的定位器件提高了安裝LED模塊的定位準(zhǔn)確性。因此，用戶可以以簡(jiǎn)單且直觀的方式安裝LED模塊。而且，由于這種部署形式允許LED模塊在其末端連接器處發(fā)生傾斜，因此提供了用戶的感覺(jué)和簡(jiǎn)易性，以在現(xiàn)場(chǎng)維修的情況下不必完全卸除第一固定器件的同時(shí)移除LED模塊。
[0029]根據(jù)該組裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，部署了至少一個(gè)彈性部分以使得預(yù)定承載表面位于LED模塊的高功率密度區(qū)域。預(yù)定承載表面的位置有利地被選擇在LED模塊與安裝表面的熱接合最為關(guān)鍵的位置，即通常在LED模塊上的中間區(qū)域中。該中間區(qū)域是最為關(guān)鍵的，因?yàn)長(zhǎng)ED通常在PCB上互相接近地密集封裝，并且因此由于相鄰的LED而難以在金屬內(nèi)核的PCB的平面方向分散其熱量，該熱量也對(duì)PCB進(jìn)行加熱。因此，垂直方向中不受干擾的熱量傳輸就變得非常重要，這意味著經(jīng)由熱接口而通過(guò)PCB到達(dá)安裝表面的最短路徑。當(dāng)利用關(guān)鍵位置處的彈性部分提供按壓力時(shí)，熱接口處的熱接觸有所改進(jìn)，而使得垂直方向中到安裝表面的熱量傳輸有所改進(jìn)。
[0030]其它的目標(biāo)、特征和優(yōu)勢(shì)將從以下詳細(xì)公開(kāi)、所附從屬權(quán)利要求以及附圖而得以顯現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]本發(fā)明的以上以及另外的目標(biāo)、特征和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)以下參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的說(shuō)明性和非限制性的詳細(xì)描述而被更好地理解，其中將對(duì)相似要素使用相同的附圖標(biāo)記，其中:
[0032]圖1a-1b是現(xiàn)有技術(shù)的組裝結(jié)構(gòu)的示意性上方透視圖；
[0033]圖2a是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組裝結(jié)構(gòu)的分解透視圖，圖2b是圖2a的組裝結(jié)構(gòu)的上方透視圖，圖2c是該組裝結(jié)構(gòu)的上方和截面?zhèn)纫晥D，而圖2d是例示出現(xiàn)有技術(shù)的組裝結(jié)構(gòu)的上方和截面?zhèn)纫晥D；
[0034]圖3a是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組裝結(jié)構(gòu)的上方透視圖，而圖3b是圖3a的組裝結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；
[0035]圖4是示意性圖示了針對(duì)LED模塊的不同應(yīng)力水平，其中將現(xiàn)有技術(shù)的組裝結(jié)構(gòu)和根據(jù)本發(fā)明概念的組裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較；和
[0036]圖5是根據(jù)本發(fā)明概念的組裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的示意性截面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0037]圖2a是根據(jù)本發(fā)明概念的組裝結(jié)構(gòu)20的實(shí)施例的分解透視圖。組裝結(jié)構(gòu)20包括發(fā)光二極管(LED)模塊200，以及根據(jù)本發(fā)明概念的被配置為將LED模塊200安裝至例如燈箱的安裝表面300的固定裝置100。LED模塊200包括LED或LED封裝形式的光源203安裝于其上并進(jìn)行電氣連線(未示出)的基板204 (PCB)。LED形成LED區(qū)域220，其對(duì)應(yīng)于LED模塊的發(fā)光表面。用于對(duì)LED模塊200進(jìn)行供電和控制的連接器206被部署在基板204的第一末端部分并且處于其上側(cè)。另外，外殼205被部署在基板204的頂部。外殼205是布置為通過(guò)圍繞基板204的上側(cè)和可選側(cè)來(lái)覆蓋基板的塑料外殼。外殼205在該實(shí)施例中進(jìn)一步包括光線輸出區(qū)域215，即開(kāi)口或表面，其針對(duì)LED區(qū)域220進(jìn)行調(diào)適以便允許光線從LED區(qū)域220離開(kāi)LED模塊200。在外殼205的第一末端部分并且對(duì)應(yīng)于基板204上的連接器206的放置，外殼205被提供以連接器開(kāi)口 212以便允許連接器206在處于安裝位置時(shí)伸出外殼205。連接器開(kāi)口 212和連接器206進(jìn)一步共同提供了用于允許將外殼205正確放置到基板204上的定位特征。另外，從外殼向下伸出以便將LED模塊200定位到安裝表面300上的定位部分207被部署在外殼205的第一末端部分?？蛇x地，該定位特征被部署在基板上。定位部分207對(duì)應(yīng)于部署在安裝表面300上的定位開(kāi)口 301。該定位部分和相對(duì)應(yīng)的定位開(kāi)口可以以其它方式進(jìn)行部署，即接納部分可以部署在LED模塊上，而伸出部分部署在安裝表面上?？商鎿Q地，可以從該組裝結(jié)構(gòu)中排除該定位特征。
[0038]此外,外殼205被配置為接納基板204,并且在外殼205的第二相對(duì)末端部分形成基板204在那里終止的階梯222。然而，這里的外殼205延伸得比基板204的長(zhǎng)度更遠(yuǎn)，形成在外殼205的階梯222處使得該外殼得以延續(xù)的延伸部分213。該階梯222垂直于外殼205的延伸進(jìn)行部署。在延伸部分213中，部署以開(kāi)口 209(孔口)以用于接納被部署為將LED模塊200固定至安裝表面300的第一固定器件102。在該示例性實(shí)施例中，第一固定器件102是螺絲，其被部署為與安裝表面300中的相對(duì)應(yīng)的安裝孔302接合。然而，可采用其它固定器件，例如鉚釘、螺栓等。
[0039]外殼205被部署為在外殼第一半具有沿外殼的延伸的第一高度h1;并且被配置為在外殼相對(duì)的第二半具有減小的第二高度h2，參見(jiàn)附圖2b。再次參加附圖2a，兩個(gè)突起201和202被部署在外殼5具有減小的第二高度h2的第二半的上表面221，并且被部署在LED區(qū)域220的相對(duì)側(cè)面，基本上處于對(duì)應(yīng)于LED區(qū)域220的總長(zhǎng)度的一半的位置。
[0040]組裝結(jié)構(gòu)20進(jìn)一步包括固定裝置100，其處于部署在外殼205頂部的安裝位置，參見(jiàn)圖2b。固定裝置100在這里是具有彈簧功能的片狀金屬夾。固定裝置100包括主體103，其被部署為適應(yīng)于外殼205的延伸部分213和階梯222。主體103包括第二固定器件106，其在此是部署在主體103的相對(duì)側(cè)面上的搭扣連接106，并且其被部署為被接納于部署在外殼205的延伸部分213中的相對(duì)應(yīng)接納連接211之中。第二固定器件106被部署為用于至少臨時(shí)將固定裝置100固定至LED模塊200，例如在安裝期間、在固定裝置100的運(yùn)輸期間等。另外，對(duì)應(yīng)于延伸部分213的開(kāi)口 209定位的主體103的開(kāi)口 109(孔)被配置為接納第一固定器件102，即這里的螺絲，以使得當(dāng)關(guān)于安裝表面300中的接納螺絲孔302擰緊該螺絲時(shí)，主體部分103被壓在LED模塊200的延伸部分213上，由此將同時(shí)具有位于安裝表面300的相對(duì)應(yīng)定位孔301中的定位部分207的LED模塊200靠緊安裝表面300固定。[0041]此外，部署在LED區(qū)域220分開(kāi)的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)分開(kāi)的彈性部分107和108形成固定裝置100的彈簧功能。每個(gè)彈性部分從主體部分103的邊緣122延伸，其被部署為使得在安裝位置中與外殼205的階梯222相接合，并且通過(guò)外殼205的第二半的表面221與突起部分201或202中相應(yīng)的一個(gè)相接合。因此，由彈性部分107和108的相應(yīng)彈簧常數(shù)所支配的相應(yīng)受控按壓力被施加于彈性部分107、108和突起部分201、202的相應(yīng)承載表面。
[0042]圖2c和2d圖示了本發(fā)明的概念在其與具有部署在中間區(qū)域中的螺絲的LED模塊相比允許LED模塊窄且矮的設(shè)計(jì)時(shí)如何是有利的。圖2c圖示了如以上所描述的組裝結(jié)構(gòu)20的上方視圖和截面?zhèn)纫晥D，而圖2d圖示了現(xiàn)有技術(shù)的組裝結(jié)構(gòu)的上方視圖和截面?zhèn)纫晥D，該現(xiàn)有技術(shù)的組裝結(jié)構(gòu)利用部署在LED模塊200的LED區(qū)域220的相對(duì)側(cè)面上和中間區(qū)域中的螺絲40?，F(xiàn)在參考圖2d，當(dāng)利用一對(duì)螺絲40將LED模塊200固定至安裝表面時(shí)，該螺絲通常具有例如6mm的螺絲頭部直徑，LED區(qū)域220以外大于12mm的LED模塊區(qū)域?qū)⒈宦萁z頭部所占據(jù)，而利用本發(fā)明的概念，如圖2c所示，所占據(jù)的總體區(qū)域可以被選擇為大約2_3mm。
[0043]當(dāng)在燈具中使用附加的以及對(duì)于許多應(yīng)用而所要求的如反射器、透鏡等類(lèi)似的光學(xué)組件以便對(duì)LED模塊所輸出的光線進(jìn)行整形時(shí)，該設(shè)計(jì)有所減小的高度尺寸是另外的優(yōu)勢(shì)所在。利用本發(fā)明的概念，彈性部分可以為遠(yuǎn)小于典型螺絲頭部高度的高度，與現(xiàn)有技術(shù)的組裝結(jié)構(gòu)相比，這允許組裝結(jié)構(gòu)更小得多的設(shè)計(jì)、總高度H1，參見(jiàn)圖2c和2d的截面?zhèn)纫晥D，其中與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)解決方案的總高度H2相比，本發(fā)明概念允許組裝結(jié)構(gòu)的減小的總高度氏。該較低的設(shè)計(jì)進(jìn)而允許將這些附加光學(xué)組件接近于LED區(qū)域進(jìn)行定位。這通過(guò)如圖2c所示的反射器50接近于LED模塊200的LED區(qū)域220的定位而圖示。
[0044]該實(shí)施例另外的優(yōu)勢(shì)在于，第一固定器件102被部署為使得固定裝置100能夠在并不完全將第一固定器件102從安裝表面300卸除的情況下釋放LED模塊200。因此，固定裝置100并不必須在對(duì)LED模塊200進(jìn)行維修時(shí)被完全卸除。作為示例，當(dāng)利用螺絲作為第一固定器件102時(shí)，該螺絲能夠僅被擰松而足以釋放LED模塊200的承載表面上的力，以使得LED模塊200能夠由維修技師通過(guò)將LED模塊200從彈性部分107和108下方滑出或拉出而進(jìn)行更換或檢視。由于螺絲并不必被完全卸除，所以其不會(huì)在維修期間丟失或者甚至更糟地掉出，這在例如對(duì)街道照明燈具進(jìn)行維修時(shí)是非常不利的。
[0045]依據(jù)參考圖3a和3b所描述的本發(fā)明概念的組裝結(jié)構(gòu)30的實(shí)施例，組裝結(jié)構(gòu)30包括具有與以上參考圖2所描述的LED模塊200相類(lèi)似結(jié)構(gòu)的LED模塊400，其中其包括基板404(例如，PCB)、部署在基板404上的LED403，以及用于將電力和可選控制信號(hào)連接至LED403的連接器406。在該示例中為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所制成的透鏡面板的外殼405被部署在基板404的頂部。在該實(shí)施例中，多個(gè)(或者更具體的為三個(gè))固定裝置500分布在LED模塊400上。每個(gè)固定裝置500包括第二固定器件506，其被部署為將該固定裝置固定至外殼405。該第二固定器件在該示例中為部署在每個(gè)固定裝置500上的兩個(gè)搭扣連接，并且其適于被接納于外殼405中的相對(duì)應(yīng)開(kāi)口之中。然而，可以使用任意可應(yīng)用的固定器件。
[0046]現(xiàn)在參考圖3b，其是組裝結(jié)構(gòu)30在安裝于安裝表面300上時(shí)的一部分的截面特寫(xiě)視圖，固定裝置500包括主體503，其包括被部署為用于與安裝表面300相接合的扁平底部511,該底部511被配置有第一固定器件,其在這里被實(shí)施為用于將底部511靠安裝表面300進(jìn)行固定的開(kāi)口 509和螺絲502。另外，兩個(gè)垂直部分512被部署在底部511的相對(duì)側(cè)并且基本上以垂直方向從底部511的主平面進(jìn)行延伸。相應(yīng)彈性部分507和508分別從每個(gè)垂直部分512進(jìn)行延伸。在優(yōu)選實(shí)施例中，固定裝置500是金屬片夾，其通常通過(guò)從金屬片沖壓出而成，并且其基本上被帶以凸緣而成為所期望的形狀。固定裝置500均位于LED模塊400的相應(yīng)開(kāi)口 409中，該開(kāi)口 409通過(guò)外殼405和基板404進(jìn)行延伸。當(dāng)利用螺絲502而被固定至安裝表面300時(shí)，彈性部分507和508承載部署在LED模塊400的外殼405的上表面上的突起部分401和402，并且因此向LED模塊400上提供相應(yīng)按壓力而使得其緊靠安裝表面300而被固定。外殼405例如可以利用具有磨擦肋部的定位銷(xiāo)而被安裝至基板404，該定位銷(xiāo)被接納在基板404中相對(duì)應(yīng)的接納開(kāi)口中(未示出)。
[0047] 圖4是示意性圖示LED模塊的不同應(yīng)力水平的示圖，其中將利用不同尺寸M3、M4和M5的螺絲的現(xiàn)有技術(shù)的組裝結(jié)構(gòu)所施加的應(yīng)力進(jìn)行比較，以及將根據(jù)本發(fā)明概念的利用彈性部分的組裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。在該圖中，y軸上圖示了以MPa所測(cè)量的熱接口中的典型壓力Pth。當(dāng)在螺絲安裝上施加螺絲扭矩τ (X軸)時(shí)，使用不同尺寸的螺絲的現(xiàn)有技術(shù)組裝結(jié)構(gòu)的典型壓力Psraew在IOO-1OOOMPa的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，該螺絲扭矩在標(biāo)準(zhǔn)使用螺絲扭矩范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，對(duì)于M3螺絲為1.17Nm, M4螺絲為2.74Nm,以及M5螺絲為5.49Nm。
[0048]此外，在y軸上指示了通常在LED模塊外殼中使用的不同塑料材料的最大應(yīng)力水平p_—Plastic；s。如圖中所示，標(biāo)準(zhǔn)使用的螺絲扭矩所導(dǎo)致的應(yīng)力水平Pscmw遠(yuǎn)超過(guò)不同塑料的大約IOMPa的最大應(yīng)力水平？_^^?。3。此外，如所圖示的，針對(duì)各種熱接口材料的典型工作窗口，Pthmatoials處于甚至比塑料的最大應(yīng)力水平更低的范圍，大約為0.ΟΙ-lMPa。另外，通過(guò)利用根據(jù)本發(fā)明概念的固定裝置來(lái)固定LED模塊而確定的典型壓力范圍在圖中被圖示并指示為Pdips。如能夠從圖中所推導(dǎo)的，針對(duì)典型固定裝置所確定的壓力范圍處于典型的熱接口材料的工作范圍之內(nèi)，這意味著或多或少地允許該材料的熱移動(dòng)。這顯著減小了 LED模塊中由于材料的熱變化所引發(fā)的應(yīng)力。優(yōu)選地，對(duì)彈性部分的彈簧常數(shù)進(jìn)行調(diào)諧以與所使用的熱接口材料相匹配。
[0049]根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例，參考圖5對(duì)組裝結(jié)構(gòu)60進(jìn)行了描述，這是組裝結(jié)構(gòu)60的一部分安裝在安裝表面300上時(shí)的截面特寫(xiě)視圖。組裝結(jié)構(gòu)60包括具有如之前所描述的主要結(jié)構(gòu)的LED模塊400，以及根據(jù)本發(fā)明概念的用于將LED模塊固定至安裝表面300的固定裝置600。在該示例中，固定裝置600包括圓柱體形狀的主體603，其包括被部署為與安裝表面300相接合的扁平底部609。該主體的形狀并不局限于圓柱體形狀，而是可以被選擇為具有任意可應(yīng)用的形狀。主體603可以被提供以用于接納螺絲602的開(kāi)口，該螺絲602用作用于將LED模塊400靠安裝表面300進(jìn)行固定的第一固定器件，或者可替換地，該主體與螺絲或例如鉚釘?shù)念?lèi)似固定器件相整合。具有大于用于接納LED模塊的固定裝置的開(kāi)口409的外直徑的鋼絲彈簧形式的彈性部分607被部署為圍繞主體603。彈性部分607可以被接合至主體的上部，或者被配置為使得其利用第一固定器件而保持固定，該第一固定器件在這里即螺絲頭部。因此，當(dāng)將固定裝置600部署在開(kāi)口 409中并且擰緊在該實(shí)例中為螺絲602的第一固定器件時(shí)，彈性部分607的下表面緊靠LED模塊的承載表面402。因此，施加于LED模塊400上并因此施加在LED模塊400和安裝表面300之間的接口 450上的按壓力由彈簧部分607的專用彈簧力所確定，而施加于第一固定器件602上的螺絲扭矩則對(duì)于該按壓力沒(méi)有影響。在圖5中，LED模塊的開(kāi)口 409被部署為使得承載表面402被部署在基板404上。在可替換實(shí)施例中，該開(kāi)口或者鋼絲彈簧的尺寸被選擇為使得該承載表面被部署在外殼/透鏡面板405上。
[0050]以上已經(jīng)參考一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了大體描述。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員輕易意識(shí)到的，以上所描述的以外的其他實(shí)施例同樣可能處于如所附權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將LED模塊(200，400)在安裝位置固定至安裝表面(300)的固定裝置(100，500，600)，其中所述固定裝置包括: 主體(103，503，603)； 第一固定器件(102，502，602)，其用于將所述LED模塊固定至安裝表面； 第二固定器件(106，506)，其用于將所述固定裝置固定至所述LED模塊；和 至少一個(gè)彈性部分(107，108，507，508,607)，其被部署為從所述主體進(jìn)行延伸并且在安裝位置至少部分靠住所述LED模塊的預(yù)定承載表面(201，202，401，402)以使得利用所述彈性部分將獨(dú)立于所述第一固定器件的受控力施加于所述LED模塊的所述承載表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固定裝置，進(jìn)一步包括以基本上垂直的方向從所述主體(103)進(jìn)行延伸的垂直部 分(122，512)，并且至少一個(gè)彈性部分(107，108，507，508)從所述垂直部分(122，512)進(jìn)行延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的固定裝置，其中所述第一固定器件(102)包括螺絲。
4.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的固定裝置，其中所述第二固定器件(106，506)包括部署在所述主體的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)固定器件。
5.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的固定裝置，其中所述第一固定器件(102，502)被對(duì)稱部署在所述主體(103，503)上。
6.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的固定裝置，其中所述主體(103，503)具有被部署為接納所述第一固定器件(102,502)的孔(109) ο
7.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的固定裝置，其中所述第一固定器件(102)在安裝位置被部署在所述LED模塊(200)的末端部分。
8.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的固定裝置，其中所述第二固定器件(106)是搭扣連接。
9.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的固定裝置，其中所述固定裝置是金屬片夾。
10.一種組裝結(jié)構(gòu)(10，30)，包括: 發(fā)光二極管模塊，即LED模塊(200);和 至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的用于將LED模塊在安裝位置固定至安裝表面(300)的固定裝置(100)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的組裝結(jié)構(gòu)(10，30)，進(jìn)一步包括外殼(205)，其被配置為接納所述LED模塊(200)的基板(204)，并且其中所述固定裝置(100)在安裝位置被部署在所述外殼(205)的頂部，從而將所述外殼(205)和所述LED模塊(200)固定至所述安裝表面(300)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的組裝結(jié)構(gòu)，所述外殼(205)延伸得比所述基板(204)遠(yuǎn)以形成延伸部分(213)，孔(209)設(shè)置在所述延伸部分中以用于接納所述固定器件(102)，所述固定器件(102)被布置為將所述LED模塊(200)固定至所述安裝表面(300)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)的組裝結(jié)構(gòu)，包括分布在所述LED模塊(400)上的多個(gè)固定裝置(500)，其中每個(gè)固定裝置(500)包括以基本上垂直的方向從所述主體(103)延伸的垂直部分(122，512)并且至少一個(gè)彈性部分(107，108，507，508)從所述垂直部分(122，512)進(jìn)行延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)的組裝結(jié)構(gòu)，其中所述LED模塊(200)包括至少一個(gè)第一定位器件(207)，其被配置為與部署在所述安裝表面(300)上的相對(duì)應(yīng)的第二定位器件(301)相接合。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)的組裝結(jié)構(gòu)，其中部署所述至少一個(gè)彈性部分(107,108)以使得所述 預(yù)定承載表面(201，202)位于所述LED模塊(200)的高功率密度區(qū)域。
【文檔編號(hào)】H05K7/12GK103635743SQ201280029662
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月17日
【發(fā)明者】W·E·J·范貢佩爾, N·德科寧 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司