CN113960734A - 应用uv胶固定的光学***及其灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涉及汽车灯具技术领域的应用UV胶固定的光学***及其灯具，包括电路板装置和透镜装置，电路板装置和透镜装置通过UV胶粘结成一个整体；电路板装置包括支架和PCB板，PCB板与支架匹配连接；透镜装置包括透镜组件、适配器以及弹簧，透镜组件通过弹簧连接于适配器上；将UV胶填充入支架上的存胶柱中，电路板装置和透镜装置通过工装夹具进行限位工装，使安装角通过UV胶固定于存胶柱中。本发明通过采用工装定位的方式，解决了零件变形对定位***的影响，直接从测试终端确定分装相对位置。本发明通过UV胶紫外固化方式，解决了传统紧固方案中精度难以保证的问题，保证了安装过程中和安装完成后都不会产生位置变化，达到了满足高精度装配需求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车灯具技术领域，具体地，涉及应用UV胶固定的光学***及其灯具。
背景技术
光学***的两个分装***之间的传统定位方式为分总成产品结构定位，但两个分装***各自的尺寸链累积起来会导致尺寸链长，LED发光二极管与光学透镜之间的总成精度难以保证。随车灯技术不断革新及发展，车灯光学***的精度要求以数量级增长，ADB自适应远光功能的出现更是加速光学***对高精度需求，而上述的现有的定位方式因为尺寸链等问题应对高精度光学***时更加无法实现其需求。
在完成定位后还需考虑紧固方式，传统紧固方式包括螺钉安装和卡扣安装，安装过程中，产品会发生相对位移，安装过程中和安装完成后零件仍存在飞粉缺陷，影响总成产品精度。常用的安装方式的螺钉在安装过程中会造成两个分装的相对运动，不能满足本场景的精度要求。并且螺钉安装需要产品有足够的空间进行操作。当空间存在限制时不能实现螺钉安装，尤其是车灯发展趋势灯内空间越来越小，结构设计越来越紧凑，空间限制问题越发突出。常用的机械结构安装的卡扣也无法适应本场景。由于卡扣安装是由产品本身的变形来实现的，无论安装时或者安装后都存在精度无法保证问题，卡扣安装无法满足精度要求，同时卡扣安装过程易产生碎屑，附着在电子件上更是会影响产品性能。即使为保证产品定位和安装精度可通过对产线工人培训和提高操作能力，但从本质上仍然未解决，并且会提高工时和生产成本。
传统安装方式需要产品本身有足够的空间来设计匹配结构，对产品本身的设计有限制。安装过程中，产品结构对安装可操作性影响大，满足产品性能的结构的同时，很难再保证可操作性。尤其光学***的光精度要求特别越高的***，现有定位和紧固方式弊端很越明显，即使是小偏差最终呈现效果缺陷会被严重放大。
经现有技术专利文献检索发现，中国发明专利公开号为CN107193097A，公开了一种光学固定装置，属于光学固定技术领域，可以夹紧固定不同规格厚度的光学部件，使用方便。包括固定块和三处夹紧机构，所述三处夹紧机构分别位于所述固定块三个侧面的外侧，所述夹紧机构包括丝杆座和丝杆，所述丝杆座固定，所述丝杆穿过丝杆座指向所述固定块的侧面，所述丝杆与丝杆座相配。而本发明通过UV胶进行高精度光学***的固定，解决传统固定过程中精度不高、定位不准的问题。因此，该文献与本发明所介绍的方法是属于不同的发明构思。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用UV胶固定的光学***及其灯具。
根据本发明提供的一种应用UV胶固定的光学***，包括电路板装置和透镜装置，电路板装置和透镜装置通过UV胶粘结成一个整体；
电路板装置包括支架和PCB板，PCB板与支架匹配连接；
透镜装置包括透镜组件、适配器以及弹簧，透镜组件通过弹簧连接于适配器上；
将UV胶填充入支架上的存胶柱中，电路板装置和透镜装置通过工装夹具进行限位工装，使安装角通过UV胶固定于存胶柱中。
一些实施例中，安装角上设有倒钩，倒钩与固化后的UV胶进行限位。
一些实施例中，当安装角定位于存胶柱中时，UV胶的上平面在存胶柱上平面以下。
一些实施例中，电路板装置通过支架侧工装定位圆孔和支架侧工装定位腰孔限位于工装夹具上；透镜装置通过透镜装置工装定位圆孔和透镜装置工装定位腰孔限位于工装夹具上。
一些实施例中，透镜装置工装定位腰孔和透镜装置工装定位圆孔呈三角型分布于适配器上；支架侧工装定位圆孔和支架侧工装定位腰孔分别对称连接于支架底部两侧。
一些实施例中，PCB板包括PCB板本体、LED发光二极管、圆孔以及腰孔，多个LED发光二极管列阵分布在PCB板本体上，圆孔和腰孔分别分布在PCB板本体周边。
一些实施例中，弹簧的两端设有卡扣，卡扣过盈配合于适配器的凸起上。
一些实施例中，透镜组件固定于弹簧和适配器中间。
一些实施例中，适配器还包括定位孔，定位孔与光学透镜一一对应连接。
本发明还提供了一种灯具，包括应用UV胶固定的光学***。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过采用工装定位的方式，保证安装时定位精准，同时实现安装后可靠、定位无法改变、精度高，解决了尺寸链累积对定位***的影响，直接从测试终端确定分装相对位置。
2、本发明通过UV胶紫外固化方式，解决了传统紧固方案中精度难以保证的问题，保证了安装过程中和安装完成后都不会产生位置变化，达到了满足高精度装配需求，可靠性高，空间灵活，操作容易，适用高精度要求光学***。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构正视图；
图2为图1中G的放大图；
图3为图2中H-H的剖视图；
图4为本发明的电路板装置正视图；
图5为本发明的PCB板结构示意图；
图6为本发明的透镜组件结构示意图；
图7为本发明的图6中A-A的剖视图；
图8为本发明的电路板装置的正视图；
图9为本发明的图8中B-B的剖视图；
图10为本发明的图8中C-C的剖视图；
图11为本发明的图8中D-D的剖视图；
图12为本发明的透镜组件与适配器的连接示意图；
图13为本发明的图12中E-E的剖视图；
图14为本发明的适配器的结构示意图；
图15为本发明的透镜装置的正视图；
图16为本发明的透镜装置的后视图；
图17为本发明的弹簧俯视图；
图18为本发明的图15中F-F的剖视图；
图19为本发明的适配器的3D图；
图20为本发明的透镜装置的***图。
图中标号：
电路板装置1、支架11、存胶柱110、第一定位销111、第二定位销112、螺钉柱113、支架侧工装定位圆孔114、支架侧工装定位腰孔115、PCB板12、PCB板本体121、LED发光二极管122、圆孔123、腰孔124、螺钉孔125、透镜装置2、透镜组件21、光学透镜211、适配器22、安装角220、凸起221、定位孔222、透镜装置工装定位圆孔224、透镜装置工装定位腰孔223、弹簧23、卡扣231、UV胶3。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种应用UV胶固定的光学***，包括电路板装置1和透镜装置2，通过UV胶3将电路板装置1和透镜装置2粘结固定，使其呈一个整体形成光学***。
电路板装置1包括支架11和PCB板12，PCB板12包括PCB板本体121、LED发光二极管122、圆孔123、腰孔124以及螺钉柱125，多个LED发光二极管122列阵分布在PCB板本体121上，优选的，采用84个LED发光二极管。圆孔123和腰孔124分别分布在PCB板本体121周边，圆孔123与支架11上的第一定位销111一一适配连接。优选的，圆孔123和第一定位销111作为第一定位基准。腰孔124与支架11上的第二定位销112一一适配连接。优选的，腰孔124和第二定位销112作为第二定位基准，使其电路板装置1满足6个自由度定位原则。多个螺钉柱125均匀分布在PCB板本体121上，螺钉柱125与支架11上的螺钉孔113一一对应连接。优选的，通过螺钉将螺钉柱125固定连接于螺钉孔113中。
其中，支架侧工装定位圆孔114和支架侧工装定位腰孔115分别对称设置于支架11底部两侧，电路板装置1通过支架侧工装定位圆孔114和支架侧工装定位腰孔115与工装夹具进行限位工装。
透镜装置2包括透镜组件21、适配器22以及弹簧23，透镜组件21通过弹簧23连接于适配器22上。优选的，透镜组件21采用硅胶材料，满足耐热条件；弹簧23采用金属弹簧，适配器22使用金属材料，提供结构的牢固性。弹簧23通过整体变形，使卡扣231与适配器22的凸起221对应配合固定。将透镜组件21固定在中间，保证透镜组件21的稳定安装。由此，透镜组件21、适配器22以及弹簧23组成了光学***部分中透镜装置的分装配。
其中，透镜装置工装定位圆孔224和透镜装置工装定位腰孔223呈三角型分布于适配器22上，透镜装置2通过透镜装置工装定位圆孔224和透镜装置工装定位腰孔223与工装夹具进行限位工装。
透镜组件21上均匀分布有多个光学透镜211，优选的，光学透镜211的数量为84个，采用硅胶材质制成。光学透镜211与LED发光二极管122一一对应连接。光学透镜211与适配器22上的定位孔222一一对应连接。弹簧23的两端设有卡扣231，卡扣231过盈配合于适配器22的凸起221上，使透镜组件21固定于弹簧23和适配器22中间。
实现高精度光学功能的硅胶材料的光学透镜211通过常见的螺钉装配不能满足整体安装的稳定性。需要通过弹簧23过盈配合结构装配，根据图17和图20可知，虚线是弹簧23未装配时的自然放松状态，实线是弹簧23完成装配后的状态，此时弹簧23两端被挤压并且勾住适配器22的凸起221，来满足光学零件的稳定装配。
其中，支架11包括存胶柱110，适配器22包括安装角220，存胶柱110内部填充UV胶3，电路板装置1和透镜装置2通过工装夹具定位连接后，安装角220通过UV胶连接于存胶柱110中。优选的，确保UV胶3的上平线低于存胶柱110的上平线，由于安装角220上设置有倒钩，倒钩将固化后的UV胶3勾住，提高结构的稳定性，确保在震动性况下不松动。
工作原理：
S1、先同时将第一定位销111与圆孔123进行连接、第二定位销112与腰孔124进行连接，再通过螺钉将螺钉孔125固定于螺钉柱113中，实现PCB板12和支架11的限位连接，形成电路板装置1，将电路板装置1通过支架侧工装定位圆孔114和支架侧工装定位腰孔115定位连接于工装夹具上；
S2、将光学透镜211与定位孔222一一对应连接，实现透镜组件21与适配器22的限位连接；
S3、将弹簧23两端的卡扣231过盈配合至适配器22上的凸起221中，使透镜组件21固定在弹簧23和适配器22中间，形成透镜装置2；
S4、将支架11的存胶柱110中填入适量的UV胶3，将电路板装置1通过支架侧工装定位圆孔114和支架侧工装定位腰孔115定位连接于其工装夹具上，将透镜装置2通过透镜装置工装定位圆孔224和透镜装置工装定位腰孔223限位工装于其工装夹具上，使电路板装置1和透镜装置2实现定位工装，此时，安装角220被存胶柱110中的UV胶3包裹住；
S5、通过紫外线光照后使UV胶3完成固化，安装角220粘结固定于存胶柱110中，同时安装角220上的倒钩勾住固化后的UV胶3，实现高精度光学***的整体工装，并将其整体从工装夹具上取出。
更为具体的，由于电路板装置1和透镜装置2两个分装***各自的尺寸链累积起来无法满足LED发光二极管122于光学透镜211之间的精度要求，两个分装的定位需要由光学透镜211和LED发光二极管122直接定位，以消除尺寸链累积，来满足两个***的精确定位。在此基础上，再考虑到现有安装方案无法保证高精度光学***的精确定位，本发明采用工装夹具可以实现精确定位，从而满足高精度要求。
在将两个分装配装到一起的安装过程中，需要安装方式不会对两个分装配的位置产生影响，进而影响精度。常用的安装方式的螺钉在安装过程中会造成两个分装的相对运动，不能满足本场景的精度要求。螺钉安装需要产品有足够的空间进行操作。当空间存在限制时不能实现螺钉安装，尤其是车灯发展趋势灯内空间越来越小，结构设计越来越紧凑，空间限制问题越发突出。常用的机械结构安装的卡扣也无法适应本场景。由于卡扣安装是由产品本身的变形来实现的，无论安装时或者安装后都存在精度无法保证问题，卡扣安装无法满足精度要求。同时两个分装的配合部分是塑料和金属结构的配合，卡扣安装过程会有塑料件刮擦产生碎屑附着在电子元器件上，影响性能。现有结构设计中常规使用螺钉和卡扣，还包括其他例如直接通过挤压安装，仿形设计结构实现安装等，此些形式很常见，对于常规光学设计是存在可行性的，但对于高精度光学***，即那些对光精度要求特别高的结构***设计，需要特别高精度和可靠性安装定位，无论安装时或者安装完成后，常规的螺钉、卡扣等方式弊端很明显。
根据图1-20可知，而本发明中将UV胶3置于存胶柱110中，完成适配器22和其工装夹具的直接定位以及支架11和其工装夹具的直接定位后，能够确定好透镜装置2和线路板装置1两个分装配的相对位置，保证透镜组件21和PCB板12精确定位，此时适配器22的安装角220分别放在支架11的存胶柱110中后，通过光照使UV胶3固化。在这个过程中，电路板装置1和透镜装置2装配的相对位置不会发生变化。装配稳定可靠，满足产品精度需求。相较于卡扣和螺钉安装，UV胶3固化的紧固方案，不需要额外的安装工具。一方面产品本身的结构设计更加灵活，不需要螺钉和螺钉配合结构所需要的空间。另一方面，从可操作性角度而言，解决了螺钉和卡扣紧固方案中，操做过程中人无法将手容易地或者精准地接触安装结构，尤其是深、窄结构，装配操作性难度高的问题。光照射，既解决了设计结构空间受限，也大大提高了装配过程的可操作性。即使装配空间狭小，操作员手或设备无法伸入，只需保证光能照到，就可完成紧固过程。UV胶3光照固化时间对比螺钉安装过程，也能大大节约操做工时。适配器22的安装角220上有倒钩，能够保证固化后的适配器22不会从支架11的存胶柱110的结构中脱出，进一步保证了产品的安装可靠。
实施例2
本发明还提供了一种灯具，包括应用UV胶固定的光学***。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种应用UV胶固定的光学***，其特征在于，包括电路板装置(1)和透镜装置(2)，所述电路板装置(1)和所述透镜装置(2)通过UV胶(3)粘结成一个整体；
所述电路板装置(1)包括支架(11)和PCB板(12)，所述PCB板(12)与所述支架(11)匹配连接；
所述透镜装置(2)包括透镜组件(21)、适配器(22)以及弹簧(23)，所述透镜组件(21)通过所述弹簧(23)连接于所述适配器(22)上；
将所述UV胶(3)填充入所述支架(11)上的存胶柱(110)中，所述电路板装置(1)和所述透镜装置(2)通过工装夹具进行限位工装，使所述安装角(220)通过所述UV胶(3)固定于所述存胶柱(110)中。
2.根据权利要求1所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，所述安装角(220)上设有倒钩，所述倒钩与固化后的所述UV胶(3)进行限位。
3.根据权利要求2所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，当所述安装角(220)定位于所述存胶柱(110)中时，所述UV胶(3)的上平面在所述存胶柱(110)上平面以下。
4.根据权利要求3所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，所述电路板装置(1)通过支架侧工装定位圆孔(114)和支架侧工装定位腰孔(115)限位于所述工装夹具上；所述透镜装置(2)通过透镜装置工装定位圆孔(224)和透镜装置工装定位腰孔(223)限位于所述工装夹具上。
5.根据权利要求4所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，所述透镜装置工装定位腰孔(223)和所述透镜装置工装定位圆孔(224)呈三角型分布于所述适配器(22)上；所述支架侧工装定位圆孔(114)和所述支架侧工装定位腰孔(115)分别对称连接于所述支架(11)底部两侧。
6.根据权利要求5所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，所述PCB板(12)包括PCB板本体(121)、LED发光二极管(122)、圆孔(123)以及腰孔(124)，多个所述LED发光二极管(122)列阵分布在所述PCB板本体(121)上，所述圆孔(123)和所述腰孔(124)分别分布在所述PCB板本体(121)周边。
7.根据权利要求6所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，所述弹簧(23)的两端设有卡扣(231)，所述卡扣(231)过盈配合于所述适配器(22)的凸起(221)上。
8.根据权利要求7所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，所述透镜组件(21)固定于所述弹簧(23)和所述适配器(22)中间。
9.根据权利要求8所述的应用UV胶固定的光学***，其特征在于，所述适配器(22)还包括定位孔(222)，所述定位孔(222)与所述光学透镜(211)一一对应连接。
10.一种灯具，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的应用UV胶固定的光学***。
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