CN102725584B - Led灯单元 - Google Patents

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Abstract

公开了一种LED灯单元，其中LED本体与端子（汇流排）之间的电接触以良好的接触压力可靠地进行，并且简化了组装工作和透镜形状的改变。LED灯单元（1）由如下部件组成：扁平状LED本体，在其前表面侧上具有发光单元（7），并在其后表面侧上具有一对端子部分（9）；一对汇流排（3、4），其中用于锁定LED本体的锁定片（12-14）以及用于与端子部分进行接触的接触弹簧片（11）安装在汇流排本体（10）上，并且其中使接触弹簧片的自由端侧处的锁定部分（19）贯穿汇流排本体的孔部分（17）；以及容纳LED连接本体（5）并具有被锁定部分（29）和内壁表面（26a）的透镜构件（6），LED连接本体通过使LED本体安装到一对汇流排上而构成，锁定部分要被锁定到被锁定部分（29），在锁定状态下，内壁表面在与端子部分相对的方向上压制锁定部分。穹顶形的透镜本体（30）一体地安装在面向发光单元（7）的透镜构件（6）上。

Description

LED灯单元
技术领域
本发明涉及一种LED灯单元，包括LED本体、汇流排和透镜构件，并可安装在例如车辆的内部中。
背景技术
图16示出了传统的LED灯单元（参照专利文献1）。
在LED灯单元61中，芯片型LED 64容纳在插槽65中，并且插槽盖66关闭，该芯片型LED包括LED元件、覆盖该LED元件的平面透镜62和外罩63。采用该结构，外罩63内的LED端子（图中未示出）可制成与端子67弹性接触，该端子67在插槽65中倾斜向上突出。该端子67压接到电线68上。该LED是发光二极管。
在专利文献2中公开了与上述不同的LED灯单元（图中未示出），它使得LED的一对端子将通过滑动而与模制板上电力供应部分的装配部分接合并连接，所述LED包括发光部分、本体部分和所述一对端子，所述装配部分具有L形横截面。
引用列表
专利文献
［专利文献1］日本专利公开JP-A-2008-71968（图1）
［专利文献2］日本专利公开JP-A-2004-172032（图1）
发明内容
技术问题
然而，在上述传统的LED灯单元61中存在下述问题。端子67和芯片型LED（LED本体）64的接触压力改变或者可能下降。在芯片型LED 64容纳在插槽中之后，插槽盖66必须关闭，从而组装操作较为麻烦。由于平面透镜62设置在该芯片型LED 64中，所以难以符合透镜62的形状的变化。由于平面透镜62具有平面形状，所以光不能漫射，并且不可能符合多样性的应用。
鉴于上述各点，本发明意在提供一种LED灯单元，它能够使得LED本体和端子（汇流排）以较高接触压力可靠地电连接，使得组装操作容易，使得透镜的形状改变容易，并且使得可以符合多样性的应用。
技术方案
为了解决上述问题，根据第一发明，提供一LED灯单元，包括：
扁平的LED本体，在该LED本体的前表面侧具有发光部分，并且在该LED本体的后表面侧具有一对端子部分；
一对汇流排，每个该汇流排都包括：设置有锁定所述LED本体的锁定片的汇流排本体；以及与所述端子部分接触的接触弹簧片；其中设置在所述接触弹簧片的自由端侧处的锁定部分插过形成在所述汇流排本体中的孔；以及
透镜构件，该透镜构件容纳LED连接本体，其中所述LED本体组装到所述一对汇流排；并且所述透镜构件包括与锁定部分接合的被锁定部分，以及内壁表面；其中所述锁定部分构造成：在所述被锁定部分与所述锁定部分接合的状态下，在与所述端子部分相对的方向上压接触到所述内壁表面。
采用上述结构，该LED本体被这对汇流排的锁定片锁定，并且同时，接触弹簧片的自由端（锁定部分）通过汇流排本体的孔，并向LED本体的端子部分的相对侧伸出。通过将此状态下的LED连接本体***到透镜本体中，锁定部分与被锁定部分接合并锁定，并且同时该锁定部分弹性接触（通过压力接触）透镜本体的内壁表面，该接触弹簧片因内壁表面的反作用力而有力地压靠在LED本体的端子部分上，并且可靠地确保了电接触。
根据第二发明，在根据第一发明所述的LED灯单元中，穹顶形透镜本体整体设置在所述透镜构件中，从而与所述发光部分相对。
采用上述结构，不需要将透镜本体设置在LED本体中，并且该LED本体可在多样性的应用中通用。由于透镜构件与透镜本体整合，所以减少了部件的数量。采用穹顶形透镜本体，来自发光部分的光在多个方向上漫射。
根据第三发明，在根据第一或第二发明所述的LED灯单元中，引导所述汇流排本体和所述接触弹簧片的导向凹槽设置在所述透镜构件中。
采用上述结构，在LED本体组装之后，这对汇流排的汇流排本体和接触弹簧片沿着透镜构件的导向凹槽顺利地***并容纳在透镜构件中。在此情况下，接触弹簧片的锁定部分接触导向凹槽的底表面，或内壁表面，并在其上滑动，并且与内壁表面上的被锁定部分锁定。
根据第四发明，在根据第一至第三发明中任意一个所述的LED灯单元中，所述透镜构件具有盒形，该盒形具有所述LED连接本体所***的开口、容纳空间以及环绕该容纳空间的壁。
采用上述结构，该LED连接本体在一个方向上以良好的可操作性从透镜构件的开口***并容纳在容纳空间中。环绕容纳空间的各壁形成外壳，并且透镜本体与一个壁整体形成。
发明的有益效果
根据第一发明，当该LED本体临时固定（锁定）到这对汇流排上（形成LED连接本体）时，该LED连接本体容纳并锁定在透镜本体中。因此，该LED灯单元的组装可用非常简单的操作可靠地进行。而且，当该LED连接本体容纳在透镜本体中时，锁定部分接触内壁表面，并且接触弹簧片有力地压靠LED本体的端子部分。因此，可以提高LED本体和汇流排的电连接的可靠性。
根据第二发明，由于透镜本体整体设置在容纳该LED本体的透镜构件中，所以该LED灯单元的部件数量可以减少，并且可以降低成本。
根据第三发明，该LED连接本体的汇流排可沿着导向凹槽顺利地***，并可正确地定位在透镜构件中。因此，该LED本体的发光部分和透镜构件的透镜本体可正确定位，并且光可以很好地漫射。
根据第四发明，通过只在一个方向上将LED连接本体***到透镜构件中的操作，该LED灯单元就可简单可靠地完成。通过将扁平的LED本体容纳在盒状透镜构件中，可获得小的扁平的LED灯单元。
附图说明
图1是示出了根据本发明的LED灯单元的一个实施例的分解透视图。
图2是示出了作为该LED灯单元的部件的LED本体的一个实施例的底部的平面图。
图3是示出了作为该LED灯单元的另一部件的汇流排的一个实施例的平面图。
图4是示出该LED本体组装到汇流排的图示，其中图4（a）是其侧视图，并且图4（b）是图4（a）的框架中主要部分的放大视图。
图5是示出该LED本体组装到汇流排（LED连接本体）的图示，其中图5（a）是其侧视图，并且图5（b）是图4（a）的框架中主要部分的放大视图。
图6是示出了该LED本体组装于汇流排的透视图。
图7是示出作为另一部件的透镜构件的一个实施例的图示，其中图7（a）是正视图，图7（b）是图7（a）的A-A剖视图（框架中主要部分的放大透视图），并且图7（c）是从后侧的透视图。
图8是示出了该LED灯单元装接到其上的配对物的一个实施例的透视图。
图9是示出了当LED连接本体组装到透镜构件中时的LED灯单元的透视图。
图10是示出了该LED连接本体组装到透镜构件中的纵向剖视图（图7（a）的A-A相当剖视图）。
图11是示出了该LED连接本体组装到透镜构件中的图示，其中图11（a）是其纵向剖视图，并且图11（b）是图11（a）的框架中主要部分的放大视图。
图12是示出了该LED连接本体组装到透镜构件中的图示，其中图12（a）是其纵向剖视图，并且图12（b）是图11（a）的框架中主要部分的放大视图。
图13是示出了该LED连接本体组装到透镜构件中的图示，其中图13（a）是其纵向剖视图，并且图13（b）是图11（a）的框架中主要部分的放大视图。
图14是类似地示出了处于组装状态的LED灯单元的图示，其中图14（a）是图9的B-B剖视图，并且图14（b）是图14（a）的框架中主要部分的放大视图。
图15（a）至15（c）是示出透镜构件的透镜本体的各种例子的侧视图。
图16是是示出了传统LED灯单元的一个实施例的分解透视图。
图标记列表
1            LED灯单元
2            LED本体
3和4         汇流排
5            LED连接本体
6          透镜构件
7          发光部分
9          端子部分
10         汇流排本体
11         接触弹簧片
12至14     锁定片
17         孔
19         锁定突起（锁定部分）
21至24     壁
25（26，27）导向凹槽
26a        底表面（内壁表面）
29         被锁定突起（被锁定部分）
30         透镜本体
31         空间（容纳空间）
31b        开口
具体实施方式
图1是示出了根据本发明的LED灯单元的一个实施例的图示。
该LED灯单元1包括：矩形板状的扁平的LED本体2，连接并锁定该LED本体2的由导电金属制成的一对汇流排3和4，以及由合成树脂制成的矩形壳状透镜构件（容纳有透镜）6，包括LED本体2和这对汇流排3和4的LED连接本体5（图6）***到该透镜构件中并与之锁定。
该LED本体2包括：在平面图中是圆形的中央发光部分7，覆盖发光部分7周围部分的方形的绝缘树脂部分8，以及一对左右金属端子部分（导电部分）9，该金属端子部分设置在绝缘树脂部分8的后表面上，如图2中所示，并连接到发光部分7。该发光部分7的上表面（发光表面）定位在与绝缘树脂部分8的上表面8a相同的水平面上。这对端子部分9的下表面（导电表面）（图2）优选位于与绝缘树脂部分8的下表面（后表面）8b相同水平面上。
如图1和3中所示，这对汇流排3和4分开并左右对称地设置，并且汇流排3和4中的每一个都包括板状汇流排本体10、通过切割而形成并在汇流排本体10的前半部处向上升高的弯曲的接触弹簧片11、通过在汇流排本体10的前端处升高形成的弹性锁定片12，以及柔性锁定片13和14，柔性锁定片13和14通过分别在汇流排本体10的外侧表面的中间部和内侧表面的后半部处经由延伸片15升高而形成。
前端处的锁定片12具有向后的爪12a，并位于接触弹簧片11的前面。该外锁定片13具有向内的爪13a，并在纵向上与接触弹簧片11的中间部分对向定位。该内锁定片14具有向前的爪14a，并位于接触弹簧片11后面。爪12a至14a中的每一个都定位得略高于接触弹簧片11。
如图1中所示，处于自由状态的锁定片12至14突出成从汇流排本体10的上表面向上弯曲。接触弹簧片11的末端（前端或自由端）18定位在汇流排本体10的裂缝状冲孔17内。接触弹簧片11的基端（后端）11b与汇流排本体10交叉并一体连接。接触弹簧片11的末端18向后弯曲成钩形，如图5中所示，并且变成与透镜构件6相对的锁定突起（锁定部分）19.接触弹簧片11的顶部变成与图2的LED本体2的端子部分9相对的接触部分11a。
当这对汇流排3和4设置成左右对称（平行）时，该LED本体2在厚度方向上从上方***到汇流排3和4的锁定片12至14内部（锁定片12至14向外弯曲，并在***之后恢复）。该接触弹簧片11被LED本体2推动并向下弯曲，并且如图5（a）、5（b）和6中所示，该LED本体2的上端被锁定片12至14的爪12a至14a锁定。同时，如图5（a）和5（b）中所示，接触弹簧片11的末端18和锁定部分19插过所述孔17，并从汇流排本体10的下表面向下突出。接触弹簧片11的顶部11a用弹簧力（弹簧恢复力）向上推动LED本体2，并且该LED本体2临时固定在爪12a至14a之间。因此，如图6中所示，这对汇流排3和4将不从该LED本体朝侧面分离，并且从而形成LED连接本体5。锁定片12至14保持LED本体2，从而环绕LED本体2的前后左右，并且防止该LED本体2移位。
如图1中所示，该透镜构件6包括矩形的盒形外壳20，和与外壳20的上壁21整体设置的透明的穹顶形部分（透镜本体）30。汇流排***其中的一对左右导向凹槽25设置在外壳20的下壁（底壁）22的内表面上。
每个导向凹槽25都包括下半窄沟槽26和上半宽沟槽27，接触弹簧片11的末端侧处的锁定突起19容纳在下半窄沟槽26中，上半宽沟槽27引导汇流排本体10和外锁定片13。该宽沟槽27形成在外壳下壁22的中央凸壁部分28的侧表面28a与外壳20的左右侧壁23的内表面23a之间。汇流排本体10的底表面接触宽沟槽27的底表面27a，并且汇流排本体10的内侧表面10a接触凸壁部分28的侧表面28a。外（中间）锁定片13接触外壳20的左右侧壁23的内表面23a，并且内（后侧）锁定片14接触中央凸壁部分28的后端28b。
如图7（b）中所示，与接触弹簧片11的前端侧处的锁定突起19相对的被锁定突起（被锁定部分）29设置在窄沟槽26的底表面（内壁表面）26a上。该被锁定突起29在前侧处具有垂直锁定表面29a，在后侧处具有导向斜表面29b，使得被锁定突起29的纵向截面为三角形。窄沟槽26在外壳20的前壁24的前面终结，并且接触弹簧片11的末端18接近端表面26b。宽沟槽27通过前壁24，并变成孔27b，将接触弹簧片11解除锁定的夹具杆（jig rod）***孔27b中。高于孔27b的前端处的锁定片12（图1）突出并与前壁24的内表面接触。在说明书中，上、下、前、后、左、右的方向用于便于解释。
LED本体2（图1）容纳在其中的矩形空间（容纳空间）31形成在导向凹槽25上方。该空间31经由外壳20的薄部分处的透明上壁21与穹顶形透镜本体30相邻。接触外锁定片13的台阶31a（图1）形成在外壳20的左右侧壁23的中间。透镜本体30固定在内部。
如图7（a）和7（c）中所示，一对左右导轨部分33、联接导轨部分33的前端的接触壁34，和设置在这对导轨部分33中间的锁定突起35设置在外壳20的底壁22的外表面上，这对左右导轨33的截面为向内的L形并且与图8的车体侧面处的通过支架（锁定部分）相对。例如，图8的锁定部分32向下（在图8中示出为向上）设置在如车辆的由合成树脂制成的天花板之类的安装部分36中，并包括一对左右向外的导轨部分32a和中央接合突起32b。该例子的LED灯单元1（图9）适合用于车内的室内地图灯。
如图9中所示，作为汇流排3和4与LED本体2的组合体的图6的LED连接本体5从透镜构件6的后开口31b***到容纳空间31中，并且汇流排本体10的平直后半部分10b从后开口31b水平地向外突出。通过焊接、压力焊接、压夹或其它手段，电线（图中未示出）分别连接到汇流排本体10的后半部分10b上。在压力焊接或压夹的情况下，通过在后半部分10b或他们的延伸部（图中未示出）处升高，形成一对压力焊接片或压夹片（图中未示出）。
下面，通过利用图10至13（a）和13（b）来解释该LED连接本体5***到透镜构件6中的过程。图10至13（a）和13（b）是与图7（b）相同截面的图。
如图10中所示，在该LED连接本体5***到透镜构件6中之前，汇流排3和4的接触弹簧片11弯曲并与LED本体2的底表面上的端子部分9弹性接触（在图中，接触弹簧片11示出为处于LED本体2未安装的状态，并且从示出为点划线的顶部部分11a到LED本体2的底表面上的端子部分9的垂直距离起到接触范围的作用）。接触弹簧片11的末端18和锁定突起19通过汇流排本体10的孔17，并向下突出。图10的LED连接本体5处于图5的状态。
通过将LED连接本体5沿着箭头方向***到透镜构件6的空间31中，如图11（a）和11（b）中所示，接触弹簧片11的前端侧处的向后弯曲的钩形锁定突起19的倾斜下表面19a沿着被锁定突起29的倾斜导向上表面29b在导向凹槽25中滑动。同时，如图12（a）和12（b）中所示，该接触弹簧片11向上弯曲成平的。如图13（a）和13（b）中所示，当锁定突起19越过被锁定突起29时，接触弹簧片11向下弹性恢复，并且锁定突起19的后端表面（锁定表面）19b接触被锁定突起29的前端处的锁定表面29a。于是，防止了汇流排3和4，换句话说，防止了该LED连接本体5向后拉动。
同时，接触弹簧片11的锁定突起19的下端19c弹性压接（底装）在窄凹槽26的底表面（内壁表面）26a上，并且接触弹簧片11的顶部11a的接触表面（接触点）因来自底表面的反作用力，而有力地接触LED本体2的底表面上的端子部分9。因此，汇流排3和4与LED本体2的电连接以有力的接触压力而可靠地进行，防止了接触不良等，并且提高了电连接的可靠性。
汇流排3和4的前面和中间处的锁定片12和13的上表面12b和13b接触外壳20的上壁21的内表面。由于通过锁定片12至14的爪12a至14a防止了LED本体2向上移动，所以底接在底表面26a上的接触弹簧片11的弹性力可靠地传递到LED本体2的端子部分9。该LED本体2的上表面，即发光部分7的上表面（图1）定位成使得，在发光部分7的上表面和外壳20的上壁21的内表面之间存在某些间隙。透镜本体30定位在发光部分7的顶部附近，并与该发光部分7相对。当通过导向凹槽25将汇流排3和4定位时，该发光部分7的中央和透镜本体30的中央准确对准。
如图14（a）和14（b）（图9的B-B剖视图）中所示，由于接触弹簧片11底接在导向凹槽26的底表面上，所以这对左右汇流排3和4的接触弹簧片11的顶部11a在大的接触范围上可靠地接触LED本体2的底表面上的端子部分9，如表示LED本体2未安装的自由状态的点划线所示。在图14（a）和14（b）中，图标记10表示汇流排本体，图标记15表示外锁定片的接合片，并且窄沟槽26和宽沟槽27分别表示导向凹槽25。透镜本体30具有与外壳20的上壁21的内表面处于相同水平面上的下表面30a，并且透镜本体30的上表面（照射面）30b形成为具有弧形横截面。
图15（a）至15（c）示出了透镜本体30的各种形状的例子。由于透镜本体30与外壳20整体形成，所以通过共同使用LED本体2或汇流排3和4，但是仅仅用相同形状的透镜本体20替换透镜构件6，从ED本体2的发光部分7（图1）到光的外部的照射角可以利用各种形状的透镜本体30适当地设定，并且可以相对应地组装到照射范围不同的车辆上。当不形成透镜本体30时（当只有外壳20的上壁21时），光只在直线方向向上照射，但是通过使用穹顶形透镜本体30，光受到漫射，并且可以扩展照射区域。
图15（a）是形成具有半圆形横截面的透镜本体301，并且来自LED本体2的光在比具有弧形横截面的图14的透镜本体30更宽范围（多方向）内照射的例子。图15（b）是一例子，其中形成半椭圆形的透镜本体302，其中弧形接***面形状，并且光的漫射被抑制在比较窄的范围中。图15（c）是一例子，其中形成将半圆形和半椭圆形组合的形状的透镜本体303，并且光在较宽范围上漫射。
在上述实施例中，接触弹簧片11在宽度方向上在汇流排本体10的中央进行被切割并升高，并且接触弹簧片11的末端18能够在宽度方向上进入中央孔17。然而，例如，当汇流排本体10的宽度宽时，接触弹簧片11可能在一侧而不是中央被切割和升高，并且使接触弹簧片11的末端18进入其一侧开放的切口形的孔（17）。尽管通过向后弯曲而形成接触弹簧片11的锁定突起19，但是也可以不是向后弯曲，而是向下（在90度方向上）弯曲，以形成锁定突起（19）（在此情况下，优选在锁定突起19的前端处设置与被锁定突起29相对滑动的滑动用倾斜表面（19a））。
接触弹簧片11的形状不局限于钩形，而是可以弯曲成倒V形。锁定片12至14不仅局限于位于LED本体2的上端处，而是可以使得爪12a至14a在厚度（高度）方向上与LED本体2的中间部分处的凹口（图中未示出）接合（在此情况下，优选在外壳20的上壁的内表面上提供LED本体2的上表面所接触的肋板等）。
为了使得例如车辆的室内地图灯中的组装操作更容易或者电接触更可靠，可以使用本发明所述LED灯单元。
尽管参照具体实施例详细描述了本发明，但是很明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行各种修改和改进。
本申请基于2010年1月25日提交的日本专利申请（专利申请2010-012895），其内容在此通过引用合并进来。

Claims (5)

1.一种LED灯单元，包括：
扁平的LED本体，在该LED本体的前表面侧具有发光部分，并且在该LED本体的后表面侧具有一对端子部分；
一对汇流排，每个该汇流排都包括：设置有锁定所述LED本体的锁定片的汇流排本体；以及与所述端子部分接触的接触弹簧片；其中设置在所述接触弹簧片的自由端侧处的锁定部分插过形成在所述汇流排本体中的孔；以及
透镜构件，该透镜构件容纳包括所述LED本体和所述一对汇流排的LED连接本体，其中所述LED本体组装到所述一对汇流排；并且所述透镜构件包括与锁定部分接合的被锁定部分，以及内壁表面；其中所述锁定部分构造成：在所述被锁定部分与所述锁定部分接合的状态下，在与所述端子部分相对的方向上压接触到所述内壁表面。
2.如权利要求1所述的LED灯单元，其中，穹顶形透镜本体整体设置在所述透镜构件中，从而与所述发光部分相对。
3.如权利要求1所述的LED灯单元，其中，引导所述汇流排本体和所述接触弹簧片的导向凹槽设置在所述透镜构件中。
4.如权利要求2所述的LED灯单元，其中，引导所述汇流排本体和所述接触弹簧片的导向凹槽设置在所述透镜构件中。
5.如权利要求1至4中任意一顶所述的LED灯单元，其中，所述透镜构件具有盒形，该盒形具有所述LED连接本体所***的开口、容纳空间以及环绕该容纳空间的壁。
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