照明设备制造技术

一种照明设备，包括在布置在PCB的PCB主表面上的多个LED上方延伸的光学板。在安装的配置中，所述PCB和光学板通过紧固件相互连接。每个紧固件在横向于所述PCB主表面的方向上在平行于所述PCB主表面的平面中以间隙延伸穿过光学板中的通孔。通孔具有宽部，该宽部从背离PCB的光学板的第一主表面朝向面向PCB的光学板的第二主表面延伸深度D，并且所述通孔在所述深度D处变窄为颈部。此外，每个紧固件靠在坐落于所述通孔的宽部中的弹性垫圈上。所述通孔的宽部中的弹性垫圈上。所述通孔的宽部中的弹性垫圈上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明设备

技术介绍

[0001]LED引擎是照明设备，该照明设备通常包括其上布置（例如安装）有LED的印刷电路板（PCB）。为了准直和控制由LED发出的光，具有LED的PCB通常设置有单片透光光学板，例如包括透镜的光学板。典型地，在已知的LED引擎中，透镜借助于紧固件安装在相对于LED的固定的、对准的位置中，以最佳地控制由LED发出的光的光束形状和光束方向。PCB的材料通常包括铝，例如通常用于金属芯PCB（MCPCB），而光学板的材料通常是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚碳酸酯（PC）。然而，铝在20℃时的线性热膨胀系数约为23*10
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‑1，与PC和PMMA的线性热膨胀系数（分别约为70*10
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‑1和77*10
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‑1）显著不同。特别地，在LED引擎的点亮（因此预热（warming up））期间，热膨胀系数的这种差异可能导致LED和光学板的透镜的不对准。不对准通常随着单片光学板尺寸的增加而增加。出于抵消不对准的原因，光学板被固定安装到PCB上。然而，这具有以下缺点：由于PCB和光学板之间的热膨胀差异与LED和透镜的期望对准相结合，对PCB和/或光学板施加了相对高的机械约束。这些高机械约束涉及在PCB和/或光学板中形成裂纹的增强的且相对大的风险，并因此导致LED引擎的早期寿命失效。

技术实现思路

[0002]本专利技术的目的是提供一种如开篇段落中所述类型的照明设备，其中至少一个缺点被抵消。为此，根据本专利技术的照明设备包括在布置在PCB的PCB主表面上的多个LED上方延伸的光学板，在安装的配置中，所述PCB和光学板通过多个紧固件相互连接，其中每个紧固件在横向于所述PCB主表面的方向上延伸穿过光学板中相应的、相关联的通孔，其中所述相关联的通孔具有宽部，该宽部从背离PCB的光学板的第一主表面朝向面向PCB的光学板的第二主表面延伸深度D，该通孔在所述深度D处变窄为颈部，以及其中每个紧固件在平行于所述PCB主表面的平面P中以间隙S延伸穿过所述通孔，并且靠在坐落于所述相关联的通孔的宽部中的相应的、相关联的弹性垫圈上，其中宽部包括锥化部分，该锥化部分沿着深度D逐渐锥化、优选连续锥化，并且其中垫圈是带齿的垫圈，优选带有向外延伸的齿。
[0003]宽部形成弹性垫圈的座。紧固件以弹性力靠在垫圈上，而垫圈又弹性地坐落在宽部中。
[0004]变窄可以是逐步的（例如一步）和/或锥化的。优选地，锥化在光学板的第一主表面开始，并且优选逐渐地且平滑地前进（proceed）深度D。因此，在所述深度D处，宽部变窄至颈部的宽度。宽部到颈部的逐渐锥化或逐步变窄形成了用于弹性垫圈的座。紧固件包括头部和细长部分，并且以其头部靠在垫圈上，同时其细长部分穿过垫圈中的中心开口并穿过光学板朝向PCB延伸，在此其紧抓到PCB中，即紧固件相对于PCB处于固定位置，和/或紧抓到PCB可以安装到其上的散热器中。垫圈具有中心孔，该中心孔紧密地装配在紧固件的细长部分周围，基本上没有间隙。此外，垫圈通常具有与宽部的形状/直径紧密匹配的形状，例如外
径。因此，当光学板相对于紧固件偏移——并因此垫圈也偏移——时，垫圈弹性变形，因而将光学板推回到其原始位置。由于PCB和光学板之间的热膨胀差异，光学板可能相对于PCB有局部偏移。然而，由于紧固件在通孔的窄部（也称为颈部）内的间隙以及垫圈由于垫圈的弹性而在宽部中偏移的可能性，在LED引擎的预热期间，使得光学板能够局部地相对于PCB从其原始位置进行所述局部偏移。所述局部偏移在不同的位置可以不同。一旦冷却下来，在LED引擎关闭的情况下，垫圈的弹性使得光学板相对于PCB呈现其原始位置。
[0005]垫圈可以具有圆形周边、多边形周边（例如三角形、正方形、矩形、六边形或八边形）。照明设备可以是任何类型的照明器或照明设备——其包括具有附接到（单片）光学板的LED的PCB——例如街灯照明器、瓦灯照明器、天花板灯、机动车头灯照明器等。光学板可以由各种透明的透光材料——例如玻璃；PET: 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）；环烯烃共聚物（COC）；聚碳酸酯（PC）；高温聚碳酸酯（HTPC）；聚醚酰亚胺（PEI）；聚芳酯（PAR）；聚苯硫醚（PPS）；聚醚砜（PES）；聚醚醚酮（PEEK）；聚酰亚胺（PI）；和聚酰胺酰亚胺（PAI）——制成。
[0006]照明设备可以具有以下特征：间隙S在平行于所述PCB主表面的平面P中的每个方向上。间隙基本上只可以在一个方向上（例如通过细长槽获得的间隙），但是优选地，间隙在所有方向上，并且因此，与延伸穿过所述孔的紧固件的细长部分的直径相比，间隙体现为相对大的孔。为此，照明设备可以具有以下特征：紧固件包括细长部分和在其一端的头部，所述细长部分在平行于主表面的方向上具有直径Df，其中间隙S在通孔的颈部中和紧固件的细长部分处，所述间隙S在0.1*Df≤S≤0.3*Df的范围内。当然，紧固件的头部装配在通孔的宽部内，具有如此多的移动空间，以至于其至少也具有相同的间隙。垫圈的弹性使得它可以至少以0.3*Df的间隙变形，而不发生塑性变形，但仅发生弹性变形。
[0007]仅举一个例子，铝在20℃时的线性热膨胀系数约为23*10
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‑1，与PC和PMMA的线性热膨胀系数（分别约为70*10
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‑1和77*10
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‑1）明显不同。所以，热膨胀的差异大约是50*10
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‑1。因此，对于预热时
∆
T约为50℃的1 m的光学板，光学板和PCB之间的相互膨胀差约为0.5 mm。对于直径为4 mm的M4螺钉，S在0.4
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1.2 mm之间，这与0.5 mm的（最大）计算差非常匹配。
[0008]照明设备可以具有以下特征：光学板在通孔处具有局部厚度T，并且其中宽部是在光学板的第一主表面中延伸深度D的凹槽，其中0.25*T≤D≤0.85*T。凹槽的最小深度是为垫圈提供可靠的座，以抵消垫圈无意中滑出座，并且为垫圈提供足够的深度以弹性弯曲而不从光学板的第一主表面突出。凹槽的最大深度是为了确保光学板局部具有足够的强度来承受弹性垫圈的弹性变形所涉及的（相对低的）机械约束。通常，通孔的位置不在（突出的）透镜的位置处，而是在位于相邻透镜之间中的平坦区域中。厚度T然后与平坦区域中光学板的厚度相关。然而，如果通孔的位置在透镜处，那么厚度T与透镜处的光学板的厚度相关。
[0009]该照明设备具有以下特征：宽部包括锥化部分，该锥化部分沿着其深度D逐渐锥化、优选连续锥化。该锥化优选地延伸整个深度D，从而使得能够使用相对宽范围尺寸的垫圈来装配到逐渐锥化的通孔中。在这种情况下，宽部可以延伸光学板的整个厚度，即D = T。取决于垫圈的尺寸与宽部的最大尺寸的比较——该宽部的最大尺寸变化为颈部的最小尺寸——垫圈沿着宽部的深度的座位置变化。因此，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明设备，包括在布置在PCB的PCB主表面上的多个LED上方延伸的光学板，在安装的配置中，所述PCB和光学板通过多个紧固件相互连接，其中每个紧固件在横向于所述PCB主表面的方向上延伸穿过所述光学板中相应的、相关联的通孔，其中所述相关联的通孔具有宽部，所述宽部从背离所述PCB的所述光学板的第一主表面朝向面向所述PCB的所述光学板的第二主表面延伸深度D，所述通孔在所述深度D处变窄为颈部，以及其中每个紧固件在平行于所述PCB主表面的平面P中以间隙S延伸穿过所述通孔，并且靠在坐落于所述相关联的通孔的宽部中的相应的、相关联的弹性垫圈上，其中所述宽部包括锥化部分，所述锥化部分沿着深度D逐渐锥化、优选连续锥化，并且其中所述垫圈是带齿的垫圈，优选带有向外延伸的齿。2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述间隙S在平行于所述PCB主表面的所述平面P中的每个方向上。3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述光学板在所述通孔处具有局部厚度T，并且其中所述宽部是在所述光学板的第一主表面中延伸深度D的凹槽，其中0.25*T≤D≤0.85*T。4.根据前述任一权利要求所述的照明设备，其中所述紧固件包括细长部分和在其一端的头部，所述细长部分在平行于主表面的方向上具有直径Df，其中所述颈部中的所述间隙S在0.1*Df≤S≤0.3*Df的范围内。5.根据前述任一权利要求所述的照明设备，其中齿处于与基环的法线成角度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：