CN1737420A - 带支架的白炽灯转换为发光二极管灯 - Google Patents

带支架的白炽灯转换为发光二极管灯 Download PDF

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K·S·威廉斯
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Abstract

公开了一种发光二极管(LED)灯固定组件，可用于机动车辆车灯。LED灯固定组件连接LED灯到预先存在的机动车辆的白炽灯座。因此LED灯固定组件使得LED灯可在白炽灯硬件上工作。在一个实施例中，LED灯固定组件包括LED灯组件，热汇，支架，印制电路板和电连接件。电连接件可***白炽灯座并连接到印制电路板。印制电路板向LED灯组件供电，热汇吸收LED灯组件的过多热量。可不改变任何现有的白炽灯硬件使机动车辆车灯变为LED灯。

Description

带支架的白炽灯转换为发光二极管灯
技术领域
本发明的装置涉及汽车的照明，具体地但非排它地，涉及发光二极管LED固定组件，使得可以从白炽灯座向LED灯供电。
背景技术
目前，发光二极管LEDs作为光源正得到越来越多的应用。选择LED是因为其可提供类似于白炽灯泡的照明，并具有优越的特性。例如，LED不会因烧坏而损坏。不同于白炽灯照明，LED不存在固定时刻的丧失功能。只是随时间缓慢地丧失功能。LED照明持续的时间比白炽灯长得多，其性能随时间只有少量下降。此外，与白炽灯不同，LED不会因振动而损坏。LED有更好的密封以防止腐蚀。此外，LED比白炽灯有快得多的上升时间。因此，LED照明成为选择的照明器具。
对于汽车工业这是完全正确的。汽车工业中的照明损坏是灾难性的。损坏的制动灯，头灯或尾灯可导致事故，可造成严重的身体伤害或死亡。此外，LED的快速上升时间使得其他驾驶员有更多的时间来制动，因为快速的上升时间使得对驾驶员的警告更快速。出于这些原因，以及其他原因，LED灯越来越多地用于机动车辆。
但大多数机动车辆设置了只能用于白炽灯泡的固定件。因为LED技术是相对新的技术，大多数现有的和目前生产的机动车辆只设置汽车白炽灯固定组件。因为要更换硬件灯座，从白炽灯泡转换到LED光源对于机动车辆是代价高和困难的事情。
因此这个技术领域存在着需求。
发明内容
本发明的一个方面是LED灯固定件组件。该组件包括：支架，设置成可固定到汽车白炽灯固定组件，所述汽车白炽灯固定组件包括白炽灯泡灯座；包括连接件的LED灯，和包括基体的电连接件，所述电连接件可连接到LED灯的连接件，基体设置成可***白炽灯灯座。
本发明的另一方面是一种装置，可用LED灯更换机动车辆白炽灯。装置包括：白炽灯座；包括基体的电连接件，其中所述基体设置成可***白炽灯灯座；支架，包括外沿和槽件，所述槽件形成凹部，并包括电路板腔，所述外沿可固定到所述机动车辆；热汇，形成了凹部，其中所述槽件的凹部容纳热汇，牌照灯印制电路板，其中牌照灯印制电路板位于热汇和支架之间；驱动印制电路板，其中驱动印制电路板容纳于槽件的印制电路板腔；和LED灯，可连接到电连接件，LED灯可容纳于热汇的凹部内。
本发明的另一方面是一种安装LED灯的方法。方法包括步骤：提供汽车灯固定组件，其包括灯保护玻璃和白炽灯泡，其中所述白炽灯泡固定到灯座；从所述固定组件取下保护玻璃和白炽灯泡；用LED灯固定组件替换白炽灯泡，固定组件设置成可***灯座；在安装LED灯固定组件后用将保护玻璃放回原处。
附图说明。
图1是根据本发明一个实施例的LED灯固定组件的分解前视图；
图2是图1的LED灯固定组件的分解后视图；
图3是安装好的图1的LED灯固定组件的前视图；
图4是安装好的图1的LED转换灯的后视图；
图5是从现有技术的白炽灯***取下灯泡的分解图；
图6是将图1的LED灯固定组件***到图5的现有技术的白炽灯***的分解图。
具体实施方式
为了促进对本发明的原理的了解，现在参考附图中显示的实施例，将采用特定的语言来介绍本发明的实施例。应当知道，不想对本发明的范围加以限制，对于本发明所属领域的技术人员，对所显示的本发明原理的变化，改进和进一步的应用当然会发生。
一般地，先介绍将白炽灯光源转换成LED光源的组件。该组件可使购买者快速和容易地取下现有的白炽灯泡并进行更换。使用LED光源的好处因此可以不通过高成本和花时间更换现有灯泡来得到。
现在参考附图，图1和2显示本发明一个实施例的分解前和后视图。将参考图1和图2进行下面的讨论及同时从两侧对实施例的不同部分特征进行完整介绍。尽管本发明的这个实施例是车灯，带有整体的牌照板灯，但这只是为了进行说明，应当理解本发明可应用于任何照明场合。
图1和图2显示了根据本发明实施例的发光二极管LED灯固定组件20。LED灯固定组件20包括LED组件22。LED组件22点亮汽车灯。LED灯固定组件20还包括固定件24，可结合LED灯固定组件20的所有不同部件到一起。LED灯固定组件20还包括热汇26，可吸收和扩散LED组件22产生的热量。牌照灯印制电路板28提供对机动车辆牌照板的照明，其上固定有LED灯固定组件20。支架30连接到机动车辆，并保持LED灯固定组件20的所有其他部件。驱动PCB 32控制输入LED灯固定组件20的电压，将电能传递到LED组件22和牌照灯PCB 28。最后，LED灯固定组件20包括电连接件34。电连接件34连接到驱动PCB 32，提供能量给LED组件22和牌照灯PCB28，并连接LED灯固定组件20到白炽灯座。
LED组件22为机动车辆车灯发光照明。在一个实施例中，LED组件22是LUXEONTM STAR/C发光二极管。LUXEONTM STAR/C发光二极管是由美国加利福尼亚州的San Jose市的Lumileds Lighting，LLC生产。可使用其他类型的适合于机动车辆车灯照明的LED的实施例对于所属领域的技术人员是很明显的。LED组件22包括LED印制电路板PCB 36，用于固定LED灯38和帮助固定LED组件到热汇26。LED PCB 36包括连接件40，其通过PCB36上的迹线，如现有技术已知的，可连接输入能量到LED灯38。LED PCB 36形成有第一孔42和第二孔44，其大小可容纳固定件24。连接件40包括正极销46和负极销48，使带有负极和正极端子的电源固定到连接件40。在一个实施例中，连接提供了单回路***。在可选实施例中，连接提供了双回路***。LED组件22的不同部件一起工作，从电连接件34得到能量，将能量变成可见光，使机动车辆灯工作。
LED组件22固定到热汇26。热汇26吸收LED灯38产生的热量。一个实施例的热汇包括铝。另一个实施例的热汇包括钛。在还有的实施例中，热汇包括复合材料。在其他的实施例中还可以包括能够导热的其他材料，如所属领域的技术人员都知道的。图1显示出，热汇26包括基体52，代表热汇26的上部。热汇26还包括延伸部分54，其从基体52横向向外突出，符合支架30的对应形状。凸缘56在基本平行于基体52的平面从延伸部分54延伸。凸缘56覆盖和固定牌照灯PCB 28。热汇26的基体52形成窗口58，使用者可通过LED灯固定组件20进行观察。窗口58还使得驱动PCB32可连接到LED组件22。热汇26的基体52形成凹部60，可容纳LED组件22。热汇26的基体52还包括突起62，进一步形成了容纳LED组件22的凹部60。
牌照灯PCB28照亮了车辆的牌照板。牌照灯PCB28包括前表面64，其是平面的，很容易被热汇26的凸缘56夹靠到支架30。现在参考图2。后表面66靠到支架30上，面对支架30上形成的开口160。牌照灯PCB28包括提供照明的LED灯68，第一连接点72和第二连接点74，其可连接牌照灯PCB 28到驱动PCB 32。LED灯68提供的照明照亮了车辆的牌照板。连接点72，74提供了来自驱动PCB 32的线路固定的区域。
支架30支承LED灯固定组件20所有的不同部件。支架30还固定整个LED灯固定组件20到车辆上。图1显示出支架30包括5个不同的主要部分。第一部分是外沿78，用于固定LED灯固定组件20到车辆。此外，支架30包括第一翼片80，其连接支架30的内部件到外沿78。支架30还包括第二翼片82，位于与第一翼片80相对的侧面。支架30还包括槽84，提供了对支架30的内部件的进一步支承，并容纳牌照灯PCB28。最后，支架30包括槽件86，可容纳热汇26、LED组件22和驱动PCB 32。组合的支架30的所有部分共同工作，支承LED灯固定组件20的其他部件，和固定组件20到车辆。
用于固定LED灯固定组件20到车辆上的外沿78包括内表面88。外沿78实际上安装在现有的灯反射体基部和相关的可花样翻新的灯玻璃之间。其不固定到车辆上。图1和图2显示了一个实施例，其中，内表面88在外沿78的上半部形成八角形的形状，在外沿78的下半部形成圆形形状。其他实施例包括的内表面88可形成不同形状的不同类型的车辆固定板。在一个实施例中，内表面具有圆形形状。在另外的实施例中，内表面具有正方形形状。所属领域的技术人员应认识到，其他实施例可具有不同形状的内表面88。
外沿78包括外表面90，其形成了外沿78的外部边界。图1和图2显示出外沿78具有不规则矩形形状的外表面90。在可选实施例中，外表面90形成椭圆形状。所属领域的技术人员应当认识到，其他实施例可具有其他形状的外表面90。外沿78还包括前表面92，如图1所示，和后表面94，如图2所示。后表面94压到灯反射器基体表面，LED灯固定组件20可固定到所述基体表面。前表面92从安装支架30的车辆部分面向外。槽96可容纳固定件，用于固定组装好的LED灯固定组件20到车辆。
图1显示出第一翼片80连接槽件86到外沿78。第一翼片80包括顶表面98，其以一定角度倾斜。在所显示的实施例中，倾斜的表面使槽件86偏离外沿78所在的平面。其他实施例具有的倾斜程度可大于或小于图示实施例的倾斜程度，或完全不倾斜。第一翼片80包括外接缝102，其连接外沿78到第一翼片80。第一翼片80还包括内接缝104，其连接第一翼片80到槽件86。
现在参考图2，第一翼片80的后表面106也是倾斜的，对应第一翼片80的顶表面98。第一翼片80还设有升起的脊部108，提供对第一翼片80的额外支承，其带有顶表面110、内表面112和外表面114。这些表面110，112和114形成升起的脊部108，并提供了对第一翼片80的支承。增加的支承还可支承槽件86。
图1显示出支架30还包括第二翼片82，其在与第一翼片80相对的侧面提供了支承，并连接外沿78到槽件86。第二翼片82包括顶表面116。第二翼片82包括外接缝120和内接缝122。外接缝120和内接缝122连接槽件86到外沿78，并使得第二翼片82支承于槽件86。图2显示出在所显示的实施例中第二翼片82后侧的特征与第一翼片80的后侧完全相同。
图1显示出支架30还包括底部84，可提供进一步的支承和提供固定牌照灯PCB28的区域。底部84包括外接缝134，弯曲表面136和底表面138，其形成连接到外沿78的底部84的部分。底部还包括突片140。突片140用来提供突出区域，牌照灯PCB28和凸缘56可在后面滑动，以牢固地保持牌照灯PCB28于适当位置。突片140由顶表面142，侧表面144，前表面146和后表面148构成。突片140的后表面148接触热汇26的凸缘56。设置有底部84形成的开口160，牌照灯PCB28的后表面66面对开口。牌照灯PCB28的照明通过开口160。当LED灯固定组件20安装好后，热汇26的凸缘56覆盖了开口160。底部86还设有保持壁150，可与牌照灯PCB 28的后表面66接触。因此，安装好时，牌照灯PCB28固定到凸缘56下面的突片140和保持壁150之间。
参考图2，底部84设有后脊部152。后脊部152限定了牌照灯PCB28的形状。底部84还包括底部支承154。底部支承154支承底部84也支承槽件86。在图2，底部支承154具有弯曲表面。另一实施例中，底部支承154具有不同的形状。例如，水平的底部支承154用于另一可选实施例。底部支承154具有外表面156和内表面158。
图1显示出支架30还包括槽件86。槽件86是支架30的一部分，可保持LED灯固定组件20的所有其他部分。槽件86与支架30的外沿78稍微偏离。在其他实施例中，支架30具有的槽件86可或多或少些地偏离外沿78。槽件86形成凹部162，可容纳热汇26和LED组件22。凹部162由侧缘164和侧表面166形成。另外形成凹部162的还有第一突起表面168和第二突起表面170。窗口172在第二突起表面170形成。当LED灯固定组件20安装好后，窗口172与热汇26的窗口58对齐。窗口172使得使用者可看到LED灯固定组件22，同时固定LED灯固定组件20。此外，窗口172使得驱动PCB 32可连接到LED组件22。凹部162包括固定件孔174和开口176。固定件孔174提供了穿过支架30的通道，允许固定件24在支架30滑动。从图2看槽件86，显示出开口176形成突部178。突部178使得驱动PCB 32可牢固固定到突部178上。
继续从图2观看槽件86，电路板腔180形成凹部，可放置驱动PCB 32。电路板腔180包括第一侧表面182和第二侧表面184。这些侧表面182，184结合形成电路板腔180，其中可***驱动PCB32。电路板腔180包括在一个侧表面184形成的槽183。电路板腔180还包括突片186，可防止驱动PCB 32位于不适当的位置。此外，电路板腔180还设有越过电路板腔180的中点延伸的凸部188。槽件86还包括围绕窗口172的后表面190。此外，槽件86包括顶表面191，其平行于第一翼片80和第二翼片82的突起的凸部108，126延伸。
LED灯固定组件20还包括驱动PCB 32。驱动PCB 32连接到电连接件34并从汽车传递能量到LED灯组件22和牌照灯PCB 28。驱动PCB 32包括前表面192，如图1所示，和后表面194，如图2所示。驱动PCB32还包括侧表面196，形成驱动PCB 32的外边界。驱动PCB 32还包括接线197，将驱动PCB 32连接到LED灯组件22和牌照灯PCB28。连接牌照灯PCB 28和驱动PCB 32的接线197沿支架30的后表面190延伸。接线197连接到牌照灯PCB28的连接点72，74，并提供能量点亮LED灯68。其他接线197连接到LED灯组件22。其穿过支架30和热汇26的窗口172，58，连接到连接件40的负极销48和正极销46。驱动PCB32还包括槽198，以帮助建立电连接件34和驱动PCB 32之间的连接。此外，驱动PCB 32形成可在突部176上滑动的孔200。在一个实施例中，驱动PCB 32使用粘结剂，如环氧树脂，固定到支架30。
LED灯固定组件20还包括电连接件34。图2显示出LED灯固定组件20包括电连接件34，其设有提供了正极端子的第一接线202，提供了负极端子的第二接线204，以及作为地线的第三接线206。此外，电连接件34还包括基体208。图2显示了一个实施例，其中基体208安装到卡口白炽灯座。在另一个实施例中，基体208的尺寸可安装到特定的白炽灯座。在其他的实施例中，基体208安装到标准型和楔形基体型白炽灯座。此外，所属领域的技术人员应认识到，可使用许多类型的基体于不同的白炽灯座。这些接线202，204和206连接到驱动PCB 32，并穿过槽198进入槽件86的电路板腔180。在图示的实施例中，接线202，204和206通过驱动PCB 32。来自车辆的能量输入并通过电连接件34，最终点亮LED灯38和LED灯68。
图3显示了组装好的LED灯固定组件20的前视图。如图所示，槽件86容纳热汇26，LED组件22，和牌照灯PCB 28于支架30的前侧。LED灯组件22，热汇26和支架30通过固定件24固定到一起。当通过固定件24连接到一起时，牌照灯PCB 28夹在热汇26和支架30之间。热汇26和支架30的窗口对齐，提供了穿过组装好的LED灯固定组件20的完整窗口210。完整的窗口210允许使用者通过安装好的LED灯固定组件20观察，帮助固定组件20到车辆上。此外，完整的窗口210提供了通道，驱动PCB32的接线197通过连接到LED灯组件22。
热汇26严密地安装到支架30的槽件86，完全充满槽件86。热汇26的凸缘56的形状适合支架30的底部84。凸缘56还封闭牌照灯PCB 28并保护牌照灯PCB28，不受外部的干扰。通过凸缘56覆盖牌照灯PCB 28，使得牌照灯PCB 28发出的光不会在离开牌照板的错误方向上闪耀。凸缘56安装到支架30的突片140的后面。突片140提供了另外的保持壁，以帮助保持凸缘56于适当位置。此外，突片140还提供了引导，指示凸缘56适当定位。LED组件22位于热汇26的凹部60。热汇26的凹部60位于槽件86的凹部162。这样的结构使得LED灯38位于距支架30外沿78的最大距离处。将LED灯38设置在这个距离处可保护LED灯38免于因车辆碰撞或其他外部因素而损坏。此外，LED灯38所在的位置与取下白炽灯泡的位置相同。因此，可得到相同的透镜光学，使用者不必购买整个新透镜组。LED灯38从前视图可看出面朝外，灯发出的光将照亮车辆车灯透镜(未显示)。驱动PCB(未显示)的接线197连接到连接件40的正极销46和负极销48，提供能量点亮LED组件22。
图4显示了组装的LED灯固定组件20的后视图。驱动PCB 32位于电路板腔180。在所显示的实施例中，驱动PCB 32使用环氧树脂连接到电路板腔180。环氧树脂最好有足够的数量，覆盖固定件24延伸通过支架30的端部，以防止固定件24的端部损坏驱动PCB 32。在其他的实施例中，所属领域的技术人员容易认识到，可采用其他的连接方法。驱动PCB 32的孔200安装到从支架30向外延伸的突部178。电连接件34通过接线202，204和206连接到驱动PCB 32。接线202，204和206通过驱动PCB32的槽198和在电路板腔180形成的槽183安装。在所显示的实施例中，电连接件34的接线202，204和206还位于环氧树脂中，树脂用于连接驱动PCB32到电路板腔180中的支架30。此外，环氧树脂形成了对接线202，204，206的保护密封。接线197穿过完整的窗口210连接到LED组件28。此外，接线197连接到牌照灯PCB28。安装时，牌照灯PCB 28面朝外通过开口160。安装了牌照灯PCB28可照亮车辆的牌照板。
一旦LED灯固定组件20安装好，其固定到设有车辆白炽灯固定组件的车辆上。例如在一个实施例中可代替车辆的制动灯。其他的实施例包括但不限于，停车灯，尾灯，转向信号灯，倒车灯，牌照灯，侧面标志灯，宽度及高度位置灯，标志灯，顶灯，门控车室照明灯及宽度和侧面标志灯的组合，等许多。
图5和图6显示了从白炽灯***到LED灯***的转换。图5显示了取下老式的白炽灯***。透镜212从基板214取下。一般地，透镜212使用固定件(未显示)连接到基板214。但是，对于所属领域的技术人员，很明显可采用任何固定透镜212到基板214的方法。白炽灯216也从灯座218取下，如图5所示。如图所示取下是很容易的，由于透镜212和白炽灯根据设计可简单地取下，留下基板214和灯座218。
图6显示了LED灯固定组件20连接到基板214。基体208***基板214内侧的插座218。基体208不必进行调节，因为其设置成可安装到灯座218。整个LED灯固定组件20然后紧密安装到基板214。透镜212连接到LED灯固定组件20。透镜212连接到LED灯固定组件20和基板214一般采用原来的连接透镜212的方法。应认识到，不同的连接方法可用于不同的实施例。因此，LED灯固定组件20可使老式的白炽灯***被新的LED灯***快速和简单地替换。
尽管本发明已经在附图和前面的介绍中进行了详细的显示和说明，但这些实施例应认为是说明性的而不是限制性的，应当知道只是显示和介绍了优选的实施例，希望属于本发明精神内的所有变化和改进都得到保护。

Claims (20)

1.一种发光二极管(LED)灯固定组件，包括：
支架，设置成可固定到汽车白炽灯固定组件，所述汽车白炽灯固定组件包括白炽灯座；
LED灯，包括连接件；和
电连接件，包括基体，所述电连接件可连接到所述LED灯的所述连接件，所述基体设置成可***所述白炽灯座。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，通过连接到所述连接件的销的接线，所述LED灯连接到所述电连接件。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述连接提供了单回路***。
4.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述连接提供了双回路***。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述组件还包括固定件，可连接所述支架和所述LED灯。
6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述基体设置成可***楔形基体灯座。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述基体设置成可***卡式基体灯座。
8.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述电连接件还包括连接到所述灯座的地线。
9.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述接线带有环氧树脂涂层。
10.一种用LED灯替换机动车辆白炽灯的装置，包括：
白炽灯座；
电连接件，包括基体，其中所述基体设置成可***所述白炽灯灯座；
支架，包括外沿和槽件，所述槽件形成凹部，并包括电路板腔，其中所述外沿可固定到所述机动车辆；
热汇，形成了凹部，其中所述槽件的凹部容纳所述热汇，牌照灯印制电路板，其中所述牌照灯印制电路板位于所述热汇和所述支架之间；
驱动印制电路板，其中所述驱动印制电路板可容纳于所述槽件的所述印制电路板腔；和
LED灯，可连接到所述电连接件，所述LED灯可容纳于所述热汇的凹部内。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述热汇用铝制成。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述支架用塑料制成。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述驱动电路板用环氧树脂连接到所述槽件。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述基体设置成可容纳于卡式基体灯座。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述基体设置成可容纳于楔形基体灯座。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述热汇包括凸缘，所述牌照灯印制电路板夹在所述凸缘和所述支架之间。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述LED灯，所述支架，所述热汇通过固定件连接。
18.一种安装LED灯的方法，包括步骤：
提供汽车灯固定组件，其包括灯保护玻璃和白炽灯泡，其中所述白炽灯泡固定到灯座；
从所述固定组件取下所述灯保护玻璃和白炽灯泡；
用LED灯固定组件代替所述白炽灯泡，所述固定组件设置成可***所述灯座；和
在安装所述LED灯固定组件后，所述保护玻璃放回原处。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述灯座是楔形基体灯座。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述灯座是卡式基体灯座。
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