CN101884259B

CN101884259B - 用于电气部件的壳体

Info

Publication number: CN101884259B
Application number: CN200780101814.2A
Authority: CN
Inventors: 亚历山德罗·斯科尔迪诺; 亚历山德罗·布里达; 乔瓦尼·希拉
Original assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Current assignee: Osram GmbH; PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: US20110026231A1; US8665603B2; EP2225922A1; WO2009072148A1; EP2225922B1; CN101884259A; ATE544326T1

Abstract

一种用于电气部件的壳体(10)，该壳体具有用以在组装状态中与电路板(12)配合的口部分(14)，其中抵靠壳体(10)的口部分(12)施加所述电路板(12)。该壳体(10)包括至少一个弹簧形成物(201)，其位于壳体的口部分(14)处，用来与电路板(12)配合以弹性驱使所述电路板(12)远离壳体的口部分(14)。至少一个钩状形成物(202)被提供为从所述口部分(14)向壳体(10)的远方延伸，该钩状形成物(202)适于与电路板(12)配合以对抗由弹簧形成物(201)施加的力而使电路板(12)保持组装到壳体(10)。

Description

用于电气部件的壳体

技术领域

本发明涉及用于电气部件的壳体，并且是在特别关注于其提供用于高功率LED(发光二极管)照明应用的壳体的可能用途的情况下开发的。

然而，对该示例性应用领域的提及不被解释为限制本发明。

背景技术

用于电气部件的壳体可以包括杯状或盘状体，该杯状或盘状体包括预期用以与电路板(诸如例如，印刷电路板或PCB)配合的口部分。在安装状态中，可以抵靠壳体的口部分施加电路板，从而壳体可以覆盖和保护安装在电路板上的电气部件。

前文所考虑的类型的壳体可能需要大量的多交互部件，具有复杂的机械连接和另外的固定部件，诸如例如，螺钉、胶合等。这些布置几乎不可避免地导致相当大体积的且复杂的解决方案，而这对于例如LED光源而言不是所期望的。

发明内容

因此需要适于集成壳体***结构的壳体布置，其同时提供：

-稳定的安装结构，

-针对正在组装的零件的公差容易调整，

-所组装的元件之间的集成(还考虑例如电子部件、光学部件、产生热耗散的部件这些部件的不同的性质)，

-壳体的容易组装/拆卸。

本发明的目的在于完全满足该需要。

根据本发明，借助于具有所附权利要求中阐述的特征的用于电气部件的壳体，满足了该需要。

权利要求是如此处提供的本发明的公开内容的组成部分。

在实施例中，该壳体包括：

至少一个弹簧形成物，位于壳体的口部分处，与电路板配合以弹性驱使电路板远离壳体的口部分，以及

至少一个钩状形成物，从口部分向壳体的远方(即，远离)延伸；钩状形成物适于与电路板配合(直接地或间接地，可能***另外的元件，诸如例如散热器)，以用作对抗由弹簧形成物施加的力而使电路板保持组装到壳体的钩子。

在实施例中，钩状形成物提供了主压扣(snap-in)***，其提供三明治状组件，电路板被夹在壳体和诸如例如散热器的另一部件之间。

在实施例中，弹簧形成物形成了用于容忍所组装的零件的公差的集成弹簧***，可能确保例如，LED照明***元件的自动光学定中心。

在实施例中，包括次压扣元件，其提供机械作用(即，组装零件)和流体动力作用(即，形成用于冷却空气流动的通道)。

在实施例中，提供了圆柱形凹入元件，以允许容易地与冷却风扇集成以及固定壳体。

本发明的实施例在以下方面提供了优于现有技术的改进的性能：

机械稳定性，

紧凑性，

在容忍所安装/组装的零件的公差方面的组装灵活性，

多功能固定结构，

从外部不可见的固定布置，

避免另外的固定元件，以及

较简单的制造工艺和改进的质量保证。

附图说明

现将参照附图，仅借助于示例描述本发明，其中：

图1是如此处描述的用于电气部件的壳体的总体透视图；

图2是图1的壳体的使用状态的图示；

图3是图2中示出的某些元件的剖面视图；

图4是图1～3中示出的元件中的一个的几何特征的图示；以及

图5和6详细地描述了此处描述的客体的另外的特征。

具体实施方式

在下面的描述中，给出了许多具体的细节以提供对实施例的全面的理解。可以在没有一个或更多个这些具体细节的情况下，或者可以利用其他的方法、部件、材料等，来实践实施例。在其他情形中，公知的结构、材料或操作未被示出或详细描述，以避免使实施例的各方面不清晰。

在说明书通篇中提到的“一个实施例”或“实施例”意指，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇的各个位置处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全部意指同一实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以通过任何适当的方式组合在一个或更多个实施例中。

在图1中，附图标记10表示作为整体的用于电气部件的壳体。

在实施例中，壳体10包括诸如塑料材料的模制材料的单体。

在所示出的示例性实施例中，壳体10实质上包括倒置桶形体(即，杯状或盘状形状)，以限定用于电气部件(例如电子或光电子部件，诸如一个或更多个LED光源)的容纳空间，这些电气部件可以通过本质上已知的方式安装在诸如印刷电路板或PCB 12的电路板上。

为了使说明简单，仅在图2至4中呈现了电路板12。

在壳体10的组装状态中，抵靠壳体10的口部分14施加印刷电路板12以便于形成一种盒。在实施例中，安装在印刷电路板12的上表面上的部件延伸到由壳体10形成的“盒”的内腔中。

在所示出的示例性实施例中，壳体10整体具有平行六面体的形状，并且口部分14因此具有矩形的形状。本领域的技术人员将认识到，壳体10及其口部分14的该通用形状决不是强制性的。其他实施例可以包括例如，具有例如圆柱、半球、卵形形状(此列表决不是穷举性的)的壳体10并且口部分14可以呈现例如，圆形、多边形、叶形的形状(再次地，此列表决不是穷举性的)。

壳体10可以在其底部封闭或者是有孔的，例如，仅包括外周壁和/或在杯形状的底部分处仅部分封闭：在图6中示出了如下实施例，其中壳体10的底壁设置有呈弓形裂缝形式的孔，以提供用于由冷却风扇推进的冷却空气的通路。

在所示出的示例性实施例中，口部分14由从壳体10的外周壁至少部分地向外突出的凸缘限定。可以向该凸缘14提供开口16(在图2和图5中可见)，这些开口16赋予凸缘10一种格栅状的外观。

在图2和3所涉及的实施例中，印刷电路板12是抵靠壳体10的口部分14施加的平坦板，作为还包括另外的部件的三明治状布置的中间元件，另外的部件诸如是散热器18，其为安装在印刷电路板12上的部件提供热耗散。

此另外的部件例如散热器18可以包括：

平坦的腹板部分，适于抵靠电路板12的面安置，以及

鳍状物或其他突出部18a，从腹板部分延伸远离壳体10(即，向位于最终组装位置的壳体10的远方延伸)。

如在图2和3中更好地认识到的，前文涉及的三明治状布置将因此包括壳体10和散热器18，在壳体10的口部分处印刷电路板12夹在它们之间。

多个锁紧组件20沿口部分14的周边分布。

在这里所示出的示例性实施例中，4个锁紧组件20布置在壳体10的口部分14的四个边中的各个边上。

在所示出的示例性实施例中，每个锁紧组件20位于口部分14的相应边上的至少略微偏离中心的位置，要不然各个锁紧组件20几乎均匀地分布在口部分14的整个展开长度上。

尽管示出了多个该锁紧组件20，但是本领域的技术人员将认识到，由于仅一个锁紧组件20即可以良好地服务于此处的目的，因此多个该组件的存在不是强制性的。

该组件20或每个组件20包括至少两个元件，其确保抵靠壳体10的口部分14适当地组装印刷电路板12(以及可能地，组装散热器18)。如下文中更好地详细描述的，可选地可以存在第三元件。

锁紧组件20中的第一元件是舌状弹簧元件201，其具有图4中更详细示出的整体形状。在实施例中，弹簧201是与壳体10一体成型的。

具体地，图4示出了从壳体10的口部分14悬臂状延伸的示例性弹簧元件201的几何特性。这些几何特征将在下文中被详细描述。

实质上，(每个)弹簧201的任务可以是，与印刷电路板12的外周配合以便于弹性驱使电路板12远离壳体10的口部分14。换种方式来说，由于板12(可能与散热器18关联)是抵靠壳体10的口部分14放置的，因此弹簧201将在板12施加的压力下弹性变形并且因此施加反作用力，该反作用力将趋向于“推动”板12(和散热器18)远离壳体10的口部分14。

通过该(或者每个)锁紧组件20中包括的第二元件202施加的钩似作用，防止了板12(和散热器)远离壳体10的口部分14的完全错位以及继而出现的与壳体10分离的风险。

在实施例中，钩状元件202与壳体10一体成型。

如所指示的，弹簧201将趋向于推动板12和散热器18远离壳体10。钩状形成物202具有远端钩部分，其至少略微地径向地向壳体10内部凸出，并且因此如图3中更好地示出的适于与板12和/或散热器18的平坦腹板部分压扣接合，以便于防止(“锁紧”)板12和散热器10远离壳体10的移动。

在实施例中，由于钩状形成物202的弹性回复性质，钩状形成物202与板12的外周和散热器18的平坦腹板部分的配合是“压扣”配合。

在与壳体10的示例性组装步骤期间，板12(具有安装在其上的部件)和散热器18朝向壳体10的口部分14前进。如图3中示意性示出的，由于元件202的柔性性质，至少略微地径向地向壳体10内部突出的元件202的钩(即，“头”)部分将略微张开并且因此允许板12紧靠到壳体10的口部分14。

元件202的长度可以按如下方式被限定为板12和散热器18腹板部分的厚度的函数，如图3中的实线所示出的，允许该元件202或每个元件202的钩部分在散热器18的腹板部分“后面”压扣接合，从而使板12和散热器18将抵靠壳体10的口部分14而被锚定。

在其中未设想存在散热器18(或者要与板12关联的任何其他相似的部件)的那些实施例中，元件202的长度可以按如下方式被限定为(单独地)板12的厚度的函数，允许该元件202或每个元件202的钩部分在板12“后面”压扣接合，从而使板12将抵靠壳体10的口部分14而被锚定。

相似地，尽管在前文中出于简单的目的提到紧靠到壳体10的口部分14，但是对图4的观察示出了，板12将不会严密地紧靠到壳体10的口部分14，而是抵靠到从壳体10的口部分14延伸的弹簧201。

如此实现的弹性耦合将容忍任何公差(包括板12可能略微翘曲)，同时提供了强的锚定力(例如，最小2N)，该锚定力是足够大的，足以赋予包括壳体10和散热器18以及夹在它们之间的板12的三明治结构所需的稳定性。

如图4中更好地详细描述的，在实施例中，弹簧201具有L形悬臂弹簧元件的形式，其包括从口部分14延伸的与口部分14近似垂直的近端部分以及近似平行于(事实上，具有角度)壳体10的口部分14延伸并且终止于向外突出的球形或圆柱形头2012的远端部分或“臂”2010，球形或圆柱形头2012适于与板12配合。

在图4中，X表示臂2010的长度，而

表示由臂2010相对于壳体10的口部分14的平面的方向所形成的变形角度。

Y_h表示就严格压紧而言在被压部件(即压在弹簧201的头2012和元件202的远端钩部分之间的板12和散热器18的腹板部分)之间的干扰。

Y_h通常可被写为：

Y_h＝f(X，φ，σ_material)

其中：

X＝弹簧201的臂

＝变形的角度

σ＝包括弹簧的材料的弹性变形。

根据几何关系

可以通过调整Y_h和

来调节弹簧臂(X)。例如，可以定义如下关系：

其中典型地，n＝(1，...，6)。

Y_h的值还与被压部件的公差分析相关，该关系如下：

\{\begin{matrix} {Y_{h &GreaterEqual;} Th}_{\min <} + Σ_{i = 0}^{n} Y_{i, \min} \\ Y_{h \leq} Σ_{i = 0}^{n} (Y_{i} + y_{i}) \end{matrix}

其中：

Y_i是第i个部件的厚度，

y_i是第i个部件的公差

Th_min是与机械材料特性相关的最小厚度；关于Th_min的典型值可以是100至3000微米。

K是与最大可容许弹性伸长相关的a维因子，K如下：

K &Proportional; \frac{1}{ϵ_{x}} &Proportional; \frac{1}{σelastic}

其中

ε_x＝x方向伸长。

例如，通过参照图4，可以选择如下弹簧参数：

\{\begin{matrix} Y_{h} = 0.2 + y_{0 \min} = 0.45 mm \\ Y_{h \leq \frac{1}{3}} Σ_{i = 0}^{1} (Y_{i} + y_{i}) = 1.08 mm \end{matrix}

因此可以选择0.5毫米的Y_h的值。

在附图中，附图标记203表示该锁紧组件20或每个锁紧组件20中可以包括的另外的元件。

元件203是具有与元件202的钩状配置互补的钩状配置的另一钩状形成物。换种方式来说，在元件202的远端钩部分径向地向壳体10内部突出以与板12压扣接合(如果存在散热器18，还与散热器18压扣接合)的情况下，元件203具有径向地向壳体10外部延伸的远端钩部分。在实施例中，元件203与壳体10一起成型。

元件203可以形成另外的压扣***以提供用于诸如另外的壳体零件的组件的外部部件的夹合位置，该另外的壳体零件包括和/或覆盖所有上文提及的固定结构。

在所示出的实施例中，另外的钩状元件203被布置在构成壳体10的口部分的凸缘14的外缘处，以便于与预期形成便于冷却该布置的气流通路的开口/孔16对应地延伸。

元件203的“体”或“根”部分优选地呈现通道状形状，从而使其位于凸缘14处的近端部分不会成为穿过孔或开口16的气流的障碍。

图6是在壳体10的一个或更多个角处提供加厚部分22的可能性的示例，该加厚部分22具有延伸穿过其的轴向通孔24。这些孔24允许诸如螺钉的安装固定元件将风扇固定到壳体10以完成其组装。

在不损害本发明的基本原理的情况下，在不偏离如所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，对此处已描述的内容，细节和实施例可以变化，甚至可以显著地变化。

Claims

1.一种用于电气部件的壳体(10)，所述壳体具有用以在组装状态中与电路板(12)配合的口部分(14)，其中，抵靠所述壳体(10)的所述口部分(14)施加所述电路板(12)，所述壳体(10)的特征在于其包括：

至少一个弹簧形成物(201)，位于所述口部分(14)处，与所述电路板(12)配合以弹性驱使所述电路板(12)远离所述口部分(14)，以及

至少一个钩状形成物(202)，从所述口部分(14)向所述壳体(10)的远方延伸，所述钩状形成物(202)适于与所述电路板(12)配合以对抗由所述弹簧形成物(201)施加的力而使所述电路板(12)保持组装到所述壳体(10)。

2.如权利要求1所述的壳体，包括多个锁紧组件(20)，每个组件包括一个所述弹簧形成物(201)和一个所述钩状形成物(202)，所述锁紧组件分布在所述口部分(14)的周边上。

3.如权利要求1或2所述的壳体，其中，所述至少一个弹簧形成物(201)和所述至少一个钩状形成物(202)与所述壳体(10)一体形成。

4.如权利要求1或2所述的壳体，其中，所述至少一个弹簧形成物(201)具有柔性悬臂梁的形式。

5.如权利要求1或2所述的壳体，其中，所述至少一个弹簧形成物(201)是L形形成物。

6.如权利要求1或2所述的壳体，其中，所述至少一个弹簧形成物(201)包括远端头(2012)，用以与所述电路板(12)配合。

7.如权利要求1或2所述的壳体，为了与具有给定厚度的所述电路板(12)组装，所述电路板(12)与具有相应厚度的腹板部分的另外的元件(18)耦合，其中，所述至少一个钩状形成物具有对应于所述电路板(12)和所述另外的元件(18)的所述腹板部分(18)的组合厚度的长度。

8.如权利要求1或2所述的壳体，其中，所述至少一个钩状形成物(202)包括径向地向所述壳体(10)内部凸出的远端钩部分。

9.如权利要求1或2所述的壳体，包括位于所述口部分(14)处并具有径向地向所述壳体(10)外部凸出的远端钩形成物的至少一个另外的钩状形成物(203)。

10.如权利要求9所述的壳体，包括：限定所述壳体(10)的所述口部分(14)的凸缘，所述凸缘配备有开口(16)，所述开口(16)赋予所述凸缘形成冷却空气的通路的格栅状结构，以及其中，所述另外的钩状形成物(203)具有限定所述冷却空气的流动路径的通道状结构。

11.如权利要求9所述的壳体，其中，所述另外的钩状形成物(203)与所述壳体(10)一体形成。

12.如权利要求10所述的壳体，其中，所述另外的钩状形成物(203)与所述壳体(10)一体形成。

13.如权利要求1或2所述的壳体，其中，所述壳体包括加厚部分(22)，所述加厚部分(22)具有延伸穿过其的用于固定螺钉的开口(24)。