低型面挤出型材的制作方法

专利名称：低型面挤出型材的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电子元件和/或器件的壳体，更具体地说，涉及容纳发光电子元 件和/或器件的低型面挤出型材。
背景技术：
近几年，发光器件的壳体在数量和类型上都有明显的提高。将器件和/或芯片的 壳体装到电路板上的频率同样也在增长。对此类器件的壳体的改进有助于促进加入壳装器 件的最终产品的发展，并大幅度减小产品的成本和复杂性。通常，装在电路板上的发光二极管(LED)是这些改进的壳体内所用的器件。LED 是将电能转换成光的固体器件，它一般包括夹在相对的掺杂层之间的一或多层半导体材料 活性层。当在掺杂层上施加偏压时，空穴和电子被注入活性层，它们在那里重新组合而生成 光。自活性层和LED全表面发出光。LED技术的发展结果使器件更光亮、更有效和更可靠。LED现正应用于以前是白炽 荧光或氖灯的很多领域；其中一些领域包括展示、架照明，冷冻照明，石油天篷照明，外部 照明，凹圆形天棚照明(cave lighting)以及任何其它想要或需要照明的应用。结果，装有 LED和/或其它类似器件的电路板可以在经受可使器件降级并反过来影响其功能和性能的 环境条件下应用。Scheib的美国专利4，439，818公开了一种利用LED作为光源的照明光条。该光条 是三维柔性的，有利于形成文字，而且不论选作展示的文字如何，都能够提供均衡的照明。 该光条包括柔性多层式感压胶带，该胶带的每一侧上具有多个三角形剪切部分，LED以串接 方式与电阻器连接。其一个缺点在于，这种配置在户外条件下使用会不耐用。在持续暴露 于自然环境的情况下，柔性胶带及其粘着性容易退化。此外，这种胶带不能切成不同的长度 以便于不同的定做应用。Duarte的美国专利5，559，681公开了一种可切成至少两件的柔性自黏性发光材 料。该发光材料包括多个光电耦合的发光器件，如发光二极管。该材料还包括将来自电源 的电力传导到每个发光器件的导电体。当这种照明装置可切成不同的长度时，其在户外条 件下使用会不耐用。柔性胶带及其粘着性容易退化。LED已经应用于周边照明。国际专利申请号PCT/AU98/00602公开了使用LED作 为其光源的外围灯，该外围灯包括光管结构，其中，多个LED设置在长型半透明管内，该半 透明管漫射或分离来自LED的光。外围灯用于突出或点缀一或多个结构特征，例如，屋脊边 缘、窗、门或墙与屋顶区之间的角落。然而，这种灯装置不能剪切以配合建筑物结构特征的 长度。外围照明反而必须定制，或者在没有完全掩盖结构特征的情况下进行安装。另外，灯 管大大削弱了 LED发出的光，因而大大减小了灯的亮度。此外，该灯不包括相邻灯之间扩展和缩进的补偿机构。Gomi等人的美国专利5，678，335公开了一种具有多个光源的展示器件，所述多个 光源沿展示图样设置，以便自这些光源发光来展现图样。每个光源的开口和长型单元件中 都有发光二极管(LED)。该单元件具有分离来自LED的至少纵向上的光的透镜。展示图样 包括一连串开口凹槽，光源附着到这些凹槽上，以致于光源可以照亮，从而照明展示图样。Hannah等人的美国专利6，042，248公开了一种标记照明用的LED组件，所述标记 具有由半透明板封盖的壳体。每个标记在其壳体底部有多条轨道造型，沿着壳体的纵轴具 有造型线路(molding running)。安装在印刷电路板(PCB)上呈线性阵列的LED装在该造 型线路中。每条轨道造型可以保持两块平行的PCB，而每块PCB设置在纵向边缘上，LED则 定向向外。理想的是有一种可保持发光电子元件和/或器件的装置，它能够使改进光漫射， 同时增强壳装部件的环境保护。此外，理想的是提供一种相当低型面的保持电子元件的装 置，它能够定做成适合及安装在各种不同的结构上；作为这种定做能力部分，理想的是提供 一种保持装置和电子元件，能够在不损害下面的保持件或电子设备的功能的情况下在现场 剪切。另外，理想的是提供一种密封防自然环境的环保型保持件，该密封能够经得住因电子 元件产生的热导致保持件的变动。

发明内容
本发明提供用于容纳发光电子元件和/或器件的低型面挤出型材的制造装置及 方法，能够改善光漫射，同时增强所容纳部件的环境保护，增加所容纳器件的寿命，以及减 少制造的成本和复杂性。本发明的一个实施例提供一种低型面壳体，该壳体包括具第一表 面、大致上与第一表面相对的第二表面、以及至少一个侧面的壳件。该壳件大致上是漫射光 的。设置至少一个端盖来密封壳件的一端，所述至少一个端盖的尺寸做成补偿所述壳件的 变化。一或多个电子器件装在壳件内，该一或多个器件邻接壳件的至少第一表面。另一个实施提供了一种具有空心长型壳件的低型面挤出型材，所述壳件包括第一 表面，与所述第一表面大致上相对且大体上没有线条和用刀具加工的痕迹的第二表面，以 及至少一个侧面。壳件大体上是漫射光的。设置端盖来密封壳件的端部，至少一个端盖包 括用于接纳电缆的通孔。该通孔的直径小于电缆的直径。一或多个发光二极管(LED)装在 壳件内，设置安装件来安装所述挤出型材并相应于安装表面以低型面方式固定挤出型材。再一个实施例提供了一种具有长型空心的第一壳件的低型面壳体，所述第一壳件 包括顶表面和底表面发射，该壳件大体上是漫射光的。还设置长型且大体上空心的第二壳 件，第二壳件围绕除第一壳件的顶表面之外的所有部分。此外，设置至少一个用于密封第一 壳件的端部的端盖，以及一或多个装在第一壳件内的发光器件。又一个实施例提供了一种低型面壳体，其包括具有顶表面和底表面发射的长型空 心的第一壳件，围绕除第一壳件的顶表面之外的所有部分的长型且大体上空心的第二壳 件，装在第一壳件内的一或多个双面印刷电路板，以及设置在一或多个双面电路板的每一 面上的多个发光二极管。从电路板的上面发出的光透过第一壳件的顶表面，而从电路板的 下面发出的光透过第一壳件的底表面发射并穿过第二壳件发射，从顶表面发出的光的波长 与从第二壳件发出的光的波长不同。
另一个实施例提供了一种低型面壳体的制造方法，空心的漫射光的第一壳件是挤 出成型，第一壳件包括第一表面和大致上与第一表面相对的第二表面。第一和第二表面大 体上都没有挤出线和用刀具加工的痕迹。至少一个电子和/或光电子器件定位在所述第一 壳件内。至少一个端盖固定在第一壳件的至少一端上以密封该壳件。通过下文参照附图作出的详细描述，将会使本领域的技术人员明白本发明的这些 和其它更多的特征及优点。


图1为本发明的低型面挤出型材的一个实施例的侧平面图，其相对侧大致上与该 侧相似；图2为本发明的安装夹件的一个实施例的俯视图；图3为图1和图2所示实施例的组合的侧平面图；图4为本发明的安装夹件的一个实施例的立体图；图5为本发明的安装夹件的一个实施例的立体图；图6为本发明的端盖的一个实施例的立体图；图7为图6中所示实施例的前侧视图；图8为图6中所示实施侧的俯视图；图9为图6中所示实施例的左侧视图，其右侧大致上相似；图10为本发明的端盖的一个实施例的立体图；图11为图10中所示实施例的前侧视图；图12为图10中所示实施例的俯视图；图13为图10中所示实施例的左侧视图，其右侧大致上相似；图14为沿图10和11中所示实施例的A-A剖面线得到的左侧平面图，其相对侧大 致上与该侧相似；图15为使用本发明的新颖低型面挤出型材的多个连接在一起的发光器件的立体 图；图16为使用图15中所示实施例的架单元的立体图；图17为本发明的低型面挤出型材的另一个实施例的侧平面图，其相对侧大致上 与该侧相似；图18为使用图17中所示实施侧的挤出型材的一端的分解图；图19a为具有如图18中所示的垫圈的端盖的一个实施例的立体图，图19b示出沿 图19a的A-A剖面线得到的垫圈的剖视图；图20a为具有图19a的垫圈的端盖的立体图，图20b示出垫圈与沿图20a的B-B 剖面线得到的端盖结合的剖视图；图21为本发明的安装托架的一个实施例的立体图；图22a为本发明的安装托架未收紧时的剖视图，图22b示出图22a的安装托架收 紧和固定后的剖视图；图23为根据本发明的一个实施例，具有LED的双面电路板的顶部立体图；图24为图23中示出的双面电路板的底部立体图；以及
图25为安装了本发明的串接式挤出型材的结构的立体图。
具体实施例方式下面的描述介绍了较佳的实施例。该描述不是要限制认识，而仅只是为了描述本 发明的一般原理，本发明的保护范围通过所附的权利要求会更明白。电子元件例如发光器件的壳体可设置成消除或减少任何不利的环境影响。但是， 壳体的性能实际上因没有按要求漫射光而降低了发光装置的有效性。另外，壳体的性质例 如制造过程产生的接缝或线条可能会不利地影响发出的光投射到照明表面上的方式。壳体的盖件也可以设置成完全掩盖器件，以进一步保护器件在照明应用时免受外 界干扰。然而，制造过程的结果是壳体相互之间可能稍有不同，或是由于电子元件产生的热 可能使它们的尺寸不稳定，使得盖件不能够与壳体完全相符合以提供适当的密封。另外，可 能需要电线进入壳体以使器材发挥功能。但是，如果在壳体或盖件中设置孔以让电线穿过 的话，会降低由壳体提供的环境防护。本发明提供电子元件的壳体的制造装置和方法，特别是用于容纳发光器件的低型 面挤出型材。一些实施例特别适于在以下应用中容纳光电子元件，例如石油天篷照明，架 照明，冷冻照明，凹圆形天棚照明，外部重点照明，展示，杂志架，以及任何可能需要线性照 明的位置。光电子元件可以包括一或多块电路板，该电路板带有发光二极管(LED)、太阳能 电池、光电二极管、激光器二极管，以及其它光电子元件或光电子元件的组合。本发明的较 佳实施例一般涉及加入LED的壳体，但应该明白，也可使用论述的其它发光器件。壳体的一 些代表性实施例设计成、至少是部分地设计成有效地漫射发出的光和/或保护发光器件免 于环境危害。壳体易于制造，成本低，易于使用和安装，并以精确和美观悦人的方式容纳发光器 件。而且是很低型面，使得其本体的高度较其本体的宽度和长度要小。此外，壳体的重量轻， 可定制成各种不同的长度和形状，而且特别适于应用在需要或要求线性照明的地方。但是， 应该明白，壳体可用在很多不同的应用方面。这类壳体的主体的代表性制造方法可包括，例 如，采用本领域公知的挤出成型或二次挤压工艺形成空心壳体。但是，应该明白，很多其它 的制造方法也可采用。壳体还可包括至少一个端盖，以保护壳内的部件，并允许电缆通到壳体内。壳体一 般由具有内表面以支持发光器件的空心中部构成、或是由内部具有另外的空心挤出型材以 支持发光器件的大体上空心的中部构成。内表面或另外的空心挤出型材特别适于支持带有 LED的印刷电路板，但应该明白，很多其它电子器件和/或光电子器件也可以加到壳体内。在此参照某些实施例对本发明作出描述，但应该明白，本发明可以用很多不同的 方式具体表达，而且不应解释为限制本文所述的实施例。下面将特别描述有关在任一侧带 有端盖的低型面挤出型材中容纳带LED的电路板，但应该明白，本发明可用于以不同的方 法容纳很多不同的器件。还应该明白，当元件或特征被称为在另一个元件或特征“上”时，可以指是直接位 于另一个元件或特征上，或是呈现为介于元件之间。此外，相关术语如“内”、”外”、”上”、” 在…上面”、”下”、”在…之下’、“在…下面”，以及类似的术语，可在本文用于描述一个元件 或特征与另一个的关系。应该明白，这些术语旨在包含壳体及其部件和内容物除附图中示出的方位之外的不同方位。尽管本文可用术语第一、第二等来描述不同的元件、部件、特征和/或部分，但它 们不应被这些术语所限制。这些术语只是用于一个元件、部件、特征或部分与另一个之区 分。因此，在不脱离本发明教示的情况下，下面论述的第一元件、部件、特征或部分可被称为 第二元件、部件、特征或部分。在此参照例子对本发明的实施例作出描述，所述例子是本发明的理想实施例的示 意性例子。同样，可预料到源自例子形状的变型是由例如制造技术和/或公差产生的结果。 本发明的实施例不应解释为限制本文举例说明的具体区域形状，而应是包括例如制造产生 的形状偏差。举例说明或描述为方形或矩形的特征由于正常制造公差而可能呈现圆形或曲 形特征。因此，附图中所示的特征并非旨在阐明特征的精确形状，也非旨在限制本发明的保 护范围。图1示出本发明的低型面挤出型材10的一个实施例的侧平面图，该低型面挤出型 材可用于容纳一或多个发光器件，例如带LED的印刷电路板或带LED的双面印刷电路板。低 型面挤出型材10包括长型壳件12，该壳件包括支承器件的底表面14，顶表面16，第一侧 表面18a-18b，第二侧表面20a-20b以及外凸缘22a_22b。如图1所示，某些实施例中的壳件可为普通矩形，其底表面14与顶表面16相对。 然而，第一侧表面18a，18b之间的宽度24较第二侧表面20a，20b之间的宽度26大。这样 形成的高度28a-28b比底表面14与顶表面16之间的高度30要小。当发光器件例如带LED 的印刷电路板装在低型面挤出型材10内时，底表面14定位成与电路板相邻，而电路板至少 部分地保持在由高度28a，28b形成的间隙任一侧上的适当位置中，使得由LED发出的光远 离底表面14射出。作为选择，当发光器件例如双面印刷电路板(两面上都设有LED)定位 在挤出型材中并保持在上述的位置中时，从双面印刷电路板发出的光既可以远离底表面14 射出，也可以穿过底表面14。下面将更详细地论述双面印刷电路板。在不脱离本发明的新 颖性情况下，可以将低型面挤出型材10配置成许多其它相关的形状。尽管电路板可保持在由高度28a，28b形成的间隙之间的适当位置中，底表面14上 还可设置供一或多个电子和/或光电子器件例如带LED的印刷电路板进一步固定在上面的 表面。也可以采用焊接、粘接、和/或其它相关的安装方法或这些方法的组合将这样一种装 置安装在和/或固定在底表面14上。最好是用具光漫射特性的纯净材料(如，压克力)制造壳件12，应该明白，具类似 特性的材料也可采用。在挤出成型过程中可将光扩散物质例如散射粒子(例如，氧化钛)或 碳酸钙添加到壳件12材料中，有助于处理挤出成型过程产生的用刀具加工的痕迹和线条， 并辅助壳件12的漫射特性。为了进一步优化壳件12的漫射特性，表面加工应尽可能平滑， 顶表面16内的阴影区的内外表面上都必须大致上没有挤出成型过程产生的用刀具加工的 痕迹和线条。如果使用双面印刷电路板，则大部分底表面14也必須大致上没有挤出成型过 程产生的用刀具加工的痕迹和线条，目的是优化壳件的漫射特性。壳件的漫射特性使电路 板上的光源在发光时呈现为一连续光源。作为壳件12的低型面形状的结果，当与沿壳件12的长度的表面区域相比时，外端 最好包括最小的表面区域。这使得端部的密封较在密封部分具有很大表面区域的壳体更容 易和有效，同时降低了任何外界环境条件可能渗入壳体的可能性。
低型面挤出型材10的尺寸可取决于以下因素将容纳在内的一或多个预期的电 子和/或光电子器件，预期实现的挤出型材10及其部件，将由器件散开的光的量，和/或其 它因素。例如，根据一个实施例，挤出型材10的大约尺寸可以包括由底表面14至顶表面 16的高度为0. 300英吋，表面16的厚度灼0. 050英吋，测得宽度26为0. 550英吋，测得阴 影部分的宽度为0. 50英吋，宽度24为0. 650英吋，高度28a，28b为0. 080英吋，高度30为 0. 200英吋，凸缘22a，22b的最外部之间的宽度为0. 890英吋，凸缘22a, 22b的高度为0. 030 英吋，以及由底表面14至凸缘22a，22b的顶部的高度为0. 080英吋+/-0. 015英吋。挤出 型材10可以剪切成任何不同的长度，视实际使用情况而定。图2-5示出用于安装图1所示的低型面挤出型材10的安装夹件的不同实施例。同 时，图2-5示出用于安装挤出型材10的夹件的一些代表性方法，应该明白，可采用许多安装 方法，包括例如轨道系统，双面胶带，表面粘接，或是简单地放置在支承表面上。图2所示为本发明一个实施例的安装夹件32的俯视图。图3为支承在安装夹件 32内的低型面挤出型材10的侧平面图。安装夹件32包括大致上平的表面40，突出部分 36a, 36b以大致上垂直的方式从该平表面延伸。边缘34a，34b自突出部分36a，36b垂直延 伸并大致上平行于平表面40。孔38贯穿第二表面42，第二表面是平表面40的延伸部分， 它延伸到突出部分36b的右边。表面42的外侧可以邻接外安装表面(图中未示)，使得表面40可以延伸到外安装 表面那一边。作为选择，两表面40和42的部分可以邻接外安装表面，使得突出部分36a， 36b延伸远离外安装表面，应该明白，相对于外安装表面可以有许多种设置。螺钉、钉、柱等 可以穿过孔38，将安装夹件32连接到外安装表面上。突出部分36a，36b邻接凸缘22a，22b的最外表面，而边缘34a，34b在凸缘22a，22b 的顶部上面延伸，以将挤出型材10保持在适当位置。应该明白，安装夹件32可用不同的材 料制成，例如塑料，压克力，金属，或任何其它合适的材料。取决于安装夹件32的材料特 性，挤出型材10可以快速扣入突出部分36a，36b与边缘34a，34b之间的位置，或是沿平表 面40滑到突出部分36a，36b与边缘34a，34b之间的位置。例如，如果安装夹件32是由柔 性塑料或金属制成，可使凸缘22a，22b抵压边缘34a，34b，导致突出部分36a，36b向外扩展， 以致于可将挤出型材10推到适当的位置中。材料的柔性本质可使突出部分36a，36b以及 边缘34a，34b回复到它们的原始位置并固定挤出型材10。另一种方案是，使挤出型材10滑 到适当的位置，而不考虑安装夹件32的材料特性。图4所示为本发明安装夹件的另一个实施例的立体图。安装夹件44包括大致上 平的表面48，从该表面延伸出下边缘52和升高的表面54。上曲臂46延伸远离表面54并 朝向下边缘52，上边缘50自曲臂46的外端向下延伸。螺母56座落在表面54上邻接曲臂 46。孔58贯通螺母56和表面54。表面54的外侧可以邻接外安装表面(图中未示)，以致于表面48可以延伸到外安 装表面那一边。作为选择，两表面48和54的部分都可以邻接外安装表面，以致于曲臂46 延伸远离外安装表面，应该明白，相对于外安装表面可以有许多种设置。螺母56可包括沿 着孔58的圆周设置的螺纹，以致于对应螺纹的螺丝钉(图中未示)可以旋入孔58，可以收 紧螺母56，以将夹件44固定到外安装表面上。然而，螺母56并不是必需的，应该明白，钉或 柱等也可以贯穿孔58使安装夹件44与外安装表面连接。
曲臂46，表面48以及边缘50，52联合行动将挤出型材10围住并将其保持在适当 的位置。应该明白，安装夹件44可以用不同的材料制成，例如塑料，压克力，金属，或任何 其它合适的材料。如果材料具有柔韧性，可将挤出型材10夹在曲臂46、表面48及边缘50， 52之间的位置中。作为选择，挤出型材10可以滑到曲臂46、表面48及边缘50，52之间的 位置中。图5为本发明的安装夹件的一个实施例的立体图，它是图2和3所示夹件32的变 型。安装夹件60包括大致上平的表面62，突出部分64，66自该表面以大体上垂直的方式延 伸。边缘68，70自突出部分64，66垂直延伸，并大体上平行于平表面62。螺母74座落在第 二表面72上，它是平表面62的延伸部分并延伸到突出部分64的左边。孔76贯通螺母74 和表面72。表面72的外侧可以邻接外安装表面(图中未示)，以致于表面62可以延伸到外安 装表面那一边。作为选择，两表面62和72的部分都可以邻接外安装表面，以致于突出部分 64，66延伸远离外安装表面，应该明白，相对于外安装表面可以有许多种设置。螺母74可 包括沿着孔76的圆周设置的螺纹，以致于对应螺纹的螺丝钉(图中未示)可以旋入孔76， 可以收紧螺母74，以将夹件60固定到外安装表面上。然而，螺母74并不是必需的，应该明 白，钉或柱等也可以贯穿孔76使安装夹件60与外安装表面连接。突出部分64，66邻接凸缘22a，22b的最外表面，而边缘68，70在凸缘22a，22b的 顶部上面延伸，以使挤出型材10保持在适当的位置上。应该明白，安装夹件60可用不同的 材料制成，例如塑料，压克力，金属，或任何其它合适的材料。取决于安装夹件60的材料特 性，挤出型材10可以快速扣入突出部分64，66与边缘68，70之间的位置，或是沿平表面62 滑到突出部分64，66与边缘68，70之间的位置中。本发明的安装夹件的尺寸可取决于挤出型材10的尺寸、所使用的安装夹件的类 型、和/或其它的因素。例如，根据一个具有类似于安装夹件32的特性的实施例，安装夹件 的大约尺寸如下表面40，42的宽度为0. 500英吋，孔38的直径为0. 160英吋，表面40的 长度为1. 000英吋，表面42的长度为0. 375英吋，突出部分36a，36b的高度为0. 240英吋， 表面40，42的高度为0. 060英吋，以及边缘34a，34b的宽度为0. 105英吋。图6-9示出根据一些实施例的端盖78。端盖78设计成密封挤出型材10的至少一 端，以保护壳装器件不受环境条件如湿气影响。本发明的端盖，至少部分是由大体上软的柔 性材料构成，可以抵挡来自壳装器件的热散射以及由制造过程导致的挤出型材的变化。端 盖最好也用防水和防其它可能会渗透壳体的环境条件的材料制成。合适的材料为硅树脂， 但应该明白，其它相关的材料也可以采用。 端盖78包括内盖部分80，外盖部分82，第一接合表面84 (阴影线显示部分)，第 二接合表面86 (阴影显示部分)，内凸缘88a，88b，以及外凸缘90a，90b。内盖部分80设计 成适应挤出型材10的至少一端的内侧，与内凸缘88a，88b结合的第一接合表面84的尺寸 做成分别与挤出型材10的至少一端的内部以及由高度28a，28b形成的间隙吻合。外盖部 分82设计成适应挤出型材10的至少一端的外部，外凸缘90a，90b的形状和尺寸做成大体 上与凸缘22a，22b对应。外盖部分82的尺寸最好做成比挤出型材10的至少一端的外部稍 微大一点，以致于接合表面86可以补偿由制造变化和/或热散射导致挤出型材10的任何 变化。图中示出端盖78为带凸缘的普通矩形，与挤出型材10的带凸缘的普通矩形端一致，应该明白，端盖78可以构造成许多相关的形状，例如，方形，矩形，或椭圆形。当端盖78放置在挤出型材10的至少一端上时，第一接合表面84与挤出型材的端 部内侧吻合，沿表面84和挤出型材10的相应内端部用粘合剂将它们粘合。许多粘合剂都 可以使用，较佳的粘合剂应可抗热并密封挤出型材，以防御环境条件，如湿气。同样，使用合 适的粘合剂将第二接合表面86与挤出型材10的至少一端的外表面粘合。图10-14示出根据一些实施例的另一种端盖92。端盖92设计成密封挤出型材10 的至少一端，以保护壳装器件不受环境条件如湿气影响。端盖92用与端盖78相同的材料 构成。端盖92包括内盖部分94a，94b，外盖部分96，第一接合表面98a，98b (阴影线显 示部分)，第二接合表面100 (阴影显示部分)，内凸缘102a，102b,外凸缘104a，104b,以及 通孔106。内盖部分94a，94b设计成适应挤出型材10的至少一端的内侧，与内凸缘102a， 102b结合的第一接合表面98a，98b的尺寸做成分别与挤出型材10的至少一端的内部以及 由高度28a，28b形成的间隙吻合。外盖部分96设计成适应挤出型材10的至少一端的外部， 外凸缘104a，104b的形状和尺寸做成大体上与凸缘22a，22b对应。外盖部分96的尺寸最 好做成比挤出型材10的至少一端的外部稍微大一点，以致于接合表面100可以补偿由制造 变化和/或热散射导致挤出型材10的任何变化。孔106设置在端盖92的中部，以致于电缆(图中未示)可以穿过孔为壳装器件供 电。孔106的直径小于电缆的直径，使得可以围绕电缆形成密封，以防止环境条件影响挤出 型材10的内部。图中所示的端盖92为带凸缘的普通矩形，与挤出型材10的带凸缘的普通 矩形端一致，应该明白，端盖92可以构造成许多相关的形状，例如，方形，矩形，或椭圆形。当端盖92放置在挤出型材10的至少一端上时，第一接合表面98a，98b与挤出型 材的端部内侧吻合，并如上所述使用粘合剂将它们粘合。同样，使用合适的粘合剂将第二接 合表面100与挤出型材10的至少一端的外表面粘合。本发明的端盖的尺寸视以下情况可以改变挤出型材/壳体的尺寸，电缆是否要 穿过，和/或其它相关的因素。例如，在如图7-10所示的端盖的一些实施例中，尺寸可以如 下部分82的高度为0. 320英吋，外凸缘90a，90b的高度为0. 100英吋，部分82的顶部的 宽度为0. 770英吋，凸缘90a的外边至凸缘90b的外边的宽度为0. 910英吋，部分80的顶 部的宽度为0. 530英吋，凸缘88a的外边至凸缘88b的外边的宽度为0. 630英吋，部分82 的厚度为0. 188英吋，以及部分80的厚度为0. 063英吋。图11-14示出根据另一个实施例 的端盖的尺寸与上述的端盖的尺寸相似，除了通孔106之外，该通孔的直径为0. 156英吋， 稍小于穿过该孔的电缆的直径。图15所示为多个连接的发光器件110，该发光器件具有三个以串接方式连接在一 起的低型面挤出型材10。虽然在该申请中只有三个连接在一起的挤出型材10，应该明白， 在很多构型中可以连接许多个挤出型材。端盖92设置在挤出型材10的端部上，以允许电 线112在挤出型材10和端盖92之间穿过。电源设备(图中未示)与电线112连接，为连接 的器件110供电。应该明白，无论电线是否需要进和出挤出型材10，都可设置端盖92。端 盖78设置在极右侧的挤出型材10的端部上，因为所述挤出型材是在串接端上。应该明白， 端盖78可以设置在不需要电线112的任一端上。图16所示为利用如图15所示的其中两个连接的器件110的架单元114。器件110安装并呈低型面地保持在单元14中的两个架上方的表面上，以致于器件110尽可能与它们 的安装表面齐平，从而占用很少的空间。采用如上述的任一种安装件(图中未示)安装并 固定器件110。器件110定位成这样以致于光漫射出去并向下射到放置在架上的任何物品 上。图17所示为本发明的低型面挤出型材120的另一个实施例的端视图，它用于容纳 一或多个发光器件，例如，带LED的印刷电路板或两面都带有LED的双面印刷电路板。低型 面挤出型材120包括长型壳件122，该壳件包括圆形底表面124，顶表面126，带角的侧表面 128a-128b，第二侧表面130a_130b，以及外部弯曲延伸部分132a_132b。另外，挤出型材120 包括由内部顶表面126整体构成的的第二挤出型材134，该第二挤出型材134包括长型壳件 136，而该壳件包括底表面138，侧表面140a-140b，以及直达顶表面126的顶表面142。采用本领域公知的双重式挤制法，第二挤出型材134与挤出型材120可以共挤成 型。作为选择，挤出型材120和第二挤出型材134可以分别挤出成型，再在后面的制造步骤 中组合在一起。在一实施例中，设置第二挤出型材134来容纳带LED的印刷电路板，而挤出 型材120设置成围绕第二挤出型材134，有助于例如增强LED发出的光。如图17所示，第二挤出型材134的壳件136呈普通矩形，其底表面138与顶表面 142相对，侧表面140a与另一侧表面140b相对。但是，应该明白，在不脱离本发明的新颖方 面的情况下，挤出型材134可以构造成很多其它相关的形状。当发光器件例如带LED的双 面印刷电路板装在挤出型材134内时，该电路板藉与侧表面140a-140b之间的紧配合，至少 部分保持在适当的位置中。另外，侧表面140a-140b可以设置成稍微有些倾斜，以致于它们 朝向顶表面142收窄(或者相反)。这种收窄是在挤出型材134内部和印刷电路板之间形 成紧配合的另一种方法，也可以起作用使电路板保持在适当的位置。尽管可以如上述将电 路板保持在侧表面140a-140b之间的适当位置中，还可以通过焊接、粘接、和/或任何其它 相关的安装方法或这些方法的组合将电路板装在和/或固定在挤出型材134中。当发光器件例如双面印刷电路板如上述般定位在挤出型材中并保持在适当位置 中时，自该双面印刷电路板发出的光可以穿过底表面138和顶表面142。作为选择，如果单 面印刷电路板定位在挤出型材中，它可以配置成发射光穿过底表面138或是顶表面142。此 外，可以使用两块背对背配置的单面印刷电路板，以致于可发射光穿过底表面138和顶表 面 142。挤出型材134的壳件136最好用大致纯净的具有光漫射特性的材料例如压克力制 成，应该明白，具有类似特性的其它材料也可以采用。另外，应该明白，尽管使用非纯净的 材料会较使用纯净的材料吸收更多发射光，壳件136也可以用改变颜色的材料构成。光扩 散杂质例如散射粒子(如氧化钛)或碳酸钙可以在挤出成型过程中加到壳件136的材料 中，有助于处理挤压成型过程形成的用刀具加工的痕迹和线条，并辅助壳件136的漫射特 性。为了进一步优化壳件136的漫射特性，表面加工得越平滑越好，而且其内外表面都应该 没有挤压成型过程形成的用刀具加工的痕迹和线条。壳件136的漫射特性允许电路板上的 光源在发光时呈现为一连续光源。挤出型材120的壳件122最好用带色材料例如透光塑料制成，该种塑料能够进一 步漫射光穿过第二挤出型材134的底表面138。但是，应该明白，具有类似性质的其它材料 也可用于本发明。此外，壳件122的形状可以提供理想的光漫射效果，可定制的形状提供不同的理想光漫射效果。例如，在一可能的实施例中，可将壳件122的形状做成如图17那 样，并由红色透光塑料制成。从挤出型材134的底表面138射出的光将由红色塑料漫射，以 致于壳件122发出大体上红色的光。在若干实施例中，双面印刷电路板装在第二挤出型材 134中，从电路板另一侧发出的光将会漫射穿过第二挤出型材134的顶表面142，如果第二 挤出型材是由大致透明或磨砂材料制成，则顶表面142会发出白光，或者从LED发出什么颜 色的光就是什么颜色的光。应该明白，壳件122可以使用任意颜色，单面或双面印刷电路板 的LED可以发出任意颜色或颜色组合以取得想要的效果。挤出型材120，134的尺寸和形状可取决于将要容纳在第二挤出型材内的预期电 子和/或光电子器件、期望实现的挤出型材120及其部件、由器件散开的光的量、和/或其 它因素。挤出型材120，134可以剪切成任意不同长度，视实际使用情况而定。另外，多个挤 出型材可以串接在一起，下面将作详细论述。图18为挤出型材120的一端的分解图。如图所示，双面印刷电路板144滑入第二 挤出型材134，通过紧密量度或其它使它进入上述位置的固定方法，该电路板将在第二挤出 型材134中保持紧配合。电路板144面向上的那面具有多个发光器件(图中未示)，该发 光器件将会发射光穿过第二挤出型材134的顶表面142。如图18所示，顶表面142与壳件 122的顶表面126明显不同。顶表面142最好也是透明或磨砂的，并由大体上漫射由发光器 件发出的光的材料制成，以致于它们呈现为一连续光源。此外，由电路板144的顶表面上的 发光器件发出的光最好是透射穿过顶表面142，以致于自发光器件发出的光的波长与自表 面142发出的光的波长相同。例如，如果电路板144的顶表面上的发光器件发射黄光，则顶 表面142的透明或磨砂性质将允许黄光自其上透射。然而，应该明白，其它颜色或颜色组合 也可以透射穿过所述顶表面142。从电路板144的下表面上的发光器件发射的光将会透射穿过第二挤出型材134的 透明或磨砂的底表面138，以致于自发光器件发出的光的波长与透射穿过表面138的光的 波长大体上相同。然而，一旦光到达和通过壳件122的表面时，自壳件122发出的光的颜色 将取决于壳件是何种颜色。例如，如果壳件122是透明红色，而电路板144的下表面上的发 光器件发射白光或红光，则由壳件122发出的光将会大体上为红色。然而，应该明白，任合 其它颜色或颜色组合也可以透射到壳件122外。一旦电路板144装到第二挤出型材134中，端盖146就可以装到挤出型材134的 端部内以封闭该端部，并保护电子元件免受环境元素影响。端盖146可大体上类似于针对 低型面挤出型材10所论述的实施例，或可包括如图18所示的简单矩形形状，使得端盖146 如同简单的插塞那样密封挤出型材134的端部。端盖146的尺寸做成适合紧贴在挤出型材 134内，而且最好是用硅树脂制成。但是，应该明白，其它合适的材料也可以采用。端盖146 还可包含孔148，只要用于电路板144的电力电子元件的电线150待端盖146密封挤出型材 134后可以通到该挤出型材外面即可。一旦第二挤出型材134被端盖146密封，挤出型材120可用端盖152密封。如图 18，19a-19b以及20a_20b所示，端盖152的形状大致上与挤出型材120的端部相同。端盖 152最好用与挤出型材120相同的材料及颜色制成，而塑料或其它合适的材料也可用于本 发明。在端盖152远离挤出型材120的那一侧上，设置锁紧翼片154以及该翼片154下面 的凹槽155。当相邻的挤出型材120彼此紧靠时，端盖152的锁紧翼片嵌入相邻的端盖152的凹槽155。锁紧翼片154和凹槽155的配置很重要，因为它允许邻接的挤出型材120之间 因各种原因而可能产生的移动，例如，挤出型材120因温度变化导致扩展和/或缩进。这些 变化可能是由装在挤出型材120内的电子元件的加热和冷却导致的，或者可能是环境温度 变化的结果。在端盖152面向挤出型材120的那一侧上，设置带有中心凹槽的大体上垂直的凸 缘156。围绕凸缘156的是端盖152的内表面158，该内表面抵靠挤出型材120的边缘。还 设置垫圈160，它适于紧贴地装在凸缘156和挤出型材120的边缘之间。垫圈160最好用 硅树脂制成，应该明白，其它合适的材料也可采用。如图19a和19b所示，垫圈160上的凸 缘161设计成可嵌入凸缘156的槽。最好在表面166 (见图19b)上涂上粘合剂，然后对垫 圈160施加适当压力，以确保垫圈藉垂直力紧贴地嵌入凸缘156的槽。图20a和20b示出 垫圈160藉带槽凸缘156稳固地附着到端盖152上。一旦垫圈160和端盖152固定连接 后，端盖152就可放置在挤出型材120的端部上，而垫圈在挤出型材120上提供密封，防水 和防其它可能会损害挤出型材内的电子元器件的环境元素。另外，端盖152与整体构成的 垫圈160可有助于补偿因挤型过程导致的挤出型材120的变化。可以沿表面158涂上粘合 剂，以在端盖152的内侧和挤出型材120之间提供密封。较佳是使用例如Weld-On 的粘合 剂来提供足够安全的密封，但应该明白，其它粘合剂也适用于本发明。端盖152还包括带槽凸缘156的矩形剪切部分以及带有孔164的矩形表面162，矩 形剪切及表面162设计成配合第二挤出型材134的端部并围绕该第二挤出型材。孔164设 置成接纳电线150，该电线穿过端盖的孔148再进入孔164。虽然端盖152和垫圈160提供 了一个密封挤出型材120的端部的方法的实施例，但应该明白，其它合适的端盖、垫圈、插 塞、或其它适合的密封方法也可用于本发明。图21，22a和22b示出用于安装图17所示的挤出型材120的安装托架的实施例。 虽然图21，22a和22b示出了用于安装挤出型材120的安装托架的一个实施例，但应该明 白，很多安装方法都可以使用，包括例如轨道系统，双面胶带，表面粘合，或是简单放置在 支承表面上。图21所示为根据本发明的一个实施例的安装托架170的俯视立体图。安装托架 170包括突出于底部176的倾斜且稍微弯曲的主干部分172。底部176还包括凸缘178，该 凸缘设计成滑入到外部弯曲的延伸部分132b下面。底部176还包括凸缘180，底部的下延 伸部分184设计成当螺丝钉182旋紧时它会滑到外部弯曲的延伸部分132a下面。从图22a 清楚可见，安装托架170定位在外部弯曲的延伸部分132a和132b之间，凸缘178滑到延伸 部分132b下面，而在螺丝钉182固定安装托架170到挤出型材120上之前，凸缘180搁置在 延伸部分132a的顶上。如图22b所示，可以旋紧螺丝钉182，这将使大致呈L形的部分185 朝向外部弯曲的延伸部分132b移动，以致于凸缘184因此滑到延伸部分132a下面，从而将 安装托架170固定到挤出型材120上。作为选择，可预先配置安装托架170，使凸缘184延 伸，然后再将安装托架170从挤出型材120的一端滑到延伸部分132a和132b之间的适当 位置中。安装托架170还包括安装孔174，这些孔设置在主干部分172的与底部176相对的 表面175上。设置这些安装孔174可以将安装托架170固定到外部表面例如建筑物上，旨 在由挤出型材120照明。螺丝钉、钉子、柱等可以穿过这些孔174将安装托架170连接到需要的外部表面上。安装托架170可以用不同的材料制成，例如塑料，压克力，金属，或任何 其它合适的材料。安装托架170的尺寸可以取决于以下因素挤出型材120的尺寸、待安装挤出型材 120的表面类型、将由挤出型材120提供的预期照明效果、和/或其它因素。例如，根据本发 明的一个实施例，安装托架170的主干部分172的长度大约为6英吋，这使挤出型材120能 够从外部表面伸出，以致于当安装挤出型材120后，从挤出型材134的顶表面发出的光实质 上可作为背光。但是，应该明白，其它尺寸的安装托架170也可适用于本发明。图23和24示出根据本发明的一个实施例的在两面都带有发光器件的双面电路 板144。图23所示为电路板144的顶表面186，沿其长度最好包含多个LED188。但是，应 该明白，其它合适的发光器件也可用于本发明。可以按照想要的发射效应加入LED 188来 发出任何颜色或颜色组合。例如，在本发明的一个实施例中，LED 188适合发出黄光。电路 板144的顶表面186是面向第二挤出型材134的顶表面142 (或者是挤出型材10的顶表面 16)的那一面。如果挤出型材134(或挤出型材10)是用透明或磨砂材料制成，从顶表面发 出的光大致上呈现为黄色。作为选择，如果LED 188发出其它颜色或颜色组合，则自挤出型 材10或134的透明或磨砂的顶表面发出的颜色将会与LED188发出的颜色大致上相同。双面电路板144的顶表面和底表面上的黑色线条190表示可沿电路板144的长 度剪切的位置，但不会切到下面的驱动电路。这样，易于在现场根据将要安装挤出型材10 或120的外部表面的情况需要，将电路板144定做成符合任何需要的长度。此外，当电路板 144装在挤出型材10或第二挤出型材134内时可易于剪切，只要挤出型材10，134是由大致 上透明的材料制成，透过挤出型材可以见到黑色线条190即可。以此方式，可以在现场同时 剪切挤出型材10，134和电路板144，这可以减少提供定做最终产品所需的步骤。可以使用 任何器具或工具沿黑色线条190剪切电路板144和相应的挤出型材，这些器具或工具包括 刀，锯，剪刀，激光器，等。作为选择，通过折断、弯曲、弯折、或其它类似动作可以将可剪切的 电路板144与邻接的部分分开。可剪切电路板144的一个重要方面在于，剪切后剩余的分离部分的电子元件的功 能是完整的，不需要再接任何复杂的电线。为了使剪切部分的功能完整，下面的可剪切电路 必须设置在电路板144中。本发明的发明人及权利受让者的美国专利申请12/321，422中描 述了可剪切电路的合适实施例，将其全文引入在此作为参考。应该明白，按照本发明可以设 置单面可剪切电路板或是双面可剪切电路板。此外，可以沿电路板长度在不同的部分分段， 以致于这些分段可以折叠；这种分段允许将电路板折叠和压缩以便于运输，否则，电路板会 很长。图24示出电路板144的底表面194，沿其长度最好包括多个LED 196，当然，其它 合适的发光器件也可使用。可以按照想要的发射效应加入LED 196来发出任何颜色或颜色 组合。例如，在本发明的一个实施例中，LED 196适合发出红光。电路板144的底表面194 是面向第二挤出型材134的底表面138(或者是挤出型材10的底表面14)的那一面。如果 挤出型材134 (或挤出型材10)是用透明或磨砂材料制成，从底表面发射的光大致上呈现为 红色。作为选择，如果LED 196发出其它颜色或颜色组合，则自挤出型材10或134的透明 或磨砂的顶表面发出的颜色将会与LED196发出的颜色大致上相同。但是，在挤出型材120的情况下，一旦发射光穿过第二挤出型材134的底表面138，就会进入挤出型材120形成的腔室。在光穿过壳件122之前，它将被分散穿过挤出型材120。 因此，如果LED 196如上述实施例那样发出红光，且壳件122是由纯净或透明的红色材料制 成的话，穿过壳件122发出的光就会大致上呈现为红色。但是，如果壳件是由不同颜色的材 料制成的话，穿过壳件122发出的光就可能与最初由LED 196发出的光的颜色大致上不同。 例如，如果壳件122是由透明的黄色材料制成的话，穿过壳件122发出的光可能大致上呈现 为橙色。应该明白，依照LED 196发出的颜色组合以及壳件122的颜色，可从挤出型材120 透射任何颜色或颜色组合。电路板144的底表面194还包括供电给发光器件的电线192。将电线192加到导 电支架193的底部，电线贯穿双面电路板144去到电路板144的顶表面186。在顶表面186， 支架193适于接纳电线150(示于图18中)的端部151a-151b，而电线150附着到外部供电 设备(图中未示)上。图25示出使用三个相互连接在一起的挤出型材120的结构200，其中的曲线202 表示至少两个挤出型材120之间的断开，结构标记204将其中两个挤出型材120分开。挤 出型材120连同整体发光器件以低型面方式安装和保持靠在结构200的顶侧表面上，以致 于挤出型材120大致上紧靠在表面上，挤出型材120与由安装托架170的主干部分172的 长度提供的结构200的表面之间有一些间隙。使用上述的安装托架170安装和固定挤出型 材120。挤出型材120定位成这样以致于穿过第二挤出型材134的顶表面142发出的光提 供背光到装好的挤出型材120后面的结构200 (图中箭头所示)的表面上。穿过第二挤出 型材134的底表面138和壳件122发出的光为阴影部分206所表示的安装的挤出型材的前 方提供照明。作为背光208的发射光以及如阴影部分206所示的穿过壳件122发出的光可 以是两种不同的颜色。例如，结构200可以以黄光为背光，而由挤出型材发出的光可以是红 色。任何颜色或颜色组合都可以达到。虽然在本申请中只有三个连接的挤出型材120，但应该明白，在多种构型中可以连 接很多挤出型材。端盖152设置在挤出型材120的端部上，以允许电线150在挤出型材120 和端盖152之间穿过。电源设备(图中未示)与电线150连接，为连接的挤出型材120供 电。应该明白，带电线孔164的端盖152可以设置在电线需要进和出挤出型材的任何地方。 不带电线孔164的端盖152可设置在串接端的挤出型材120的端部上。虽然已经参照本发明的某些优选构型对本发明作了详细的叙述，其它变型是可能 的。壳体/挤出型材、安装夹件、和/或端盖可用于许多不同的器件。挤出型材、安装夹件 和端盖也可具有许多不同的形状，并可以用许多不同的方法相互连接在一起，例如形成广 告条(channel letters)、挤出成型以配合弯曲表面、等等。因此，本发明的精神和保护范围 不应限制到上述发明的较佳方案。
权利要求
一种低型面壳体，其包括长型空心的第一壳件，所述第一壳件包括顶表面和底表面，其中，所述第一壳件大体上是漫射光的；长型和大体上空心的第二壳件，所述第二壳件围绕除所述第一壳件的顶表面之外的所有部分；至少一个端盖，所述端盖用于密封所述第一壳件的一端；以及一或多个发光器件，所述发光器件装在所述第一壳件内。
2.如权利要求1所述的低型面壳体，其特征在于，所述第一和第二壳件是相互共挤出 成型的。
3.如权利要求1所述的低型面壳体，其特征在于，所述低型面壳体还包括把所述壳体 安装到外部表面上的安装件，其中，所述安装件包括具有两个凸缘的底部，所述两个凸缘从 所述底部以相反方向延伸。
4.如权利要求1所述的低型面壳体，其特征在于，所述至少一个端盖是适于防止外部 污染物进入所述第一壳件的硅胶塞。
5.如权利要求1所述的低型面壳体，其特征在于，所述一或多个器件包括带有多个发 光二极管的单面印刷电路板，以致于从所述二极管发出的光可以透过所述顶表面和/或底 表面发射并呈现为一连续光源。
6.如权利要求1所述的低型面壳体，其特征在于，所述一或多个器件包括两面都带有 多个发光二极管的双面印刷电路板，以致于从所述二极管发出的光可以透过所述顶表面和 底表面发射并呈现为一穿过两所述表面的连续光源。
7.如权利要求6所述的低型面壳体，其特征在于，从所述电路板的一面发出的光的波 长与从所述电路板的另一面发出的光的波长可以不同。
8.如权利要求1所述的低型面壳体，其特征在于，所述一或多个器件包括单面或双面 印刷电路板，所述电路板沿其长度是可剪切的。
9.如权利要求8所述的低型面壳体，其特征在于，所述可剪切的印刷电路板包括透过 所述第一壳件可见到的线条，所述线条表示所述电路板可以在该线条处剪切而不会损害所 述电路板的相邻部分下面的驱动电路。
10.如权利要求1所述的低型面壳体，其特征在于，所述第二壳件包括至少一个端盖， 其中，所述端盖的尺寸要相应所述第二壳件的变化。
11.如权利要求10所述的低型面壳体，其特征在于，所述端盖还包括T形垫圈，所述垫 圈藉垂直力与所述端盖形成密封，其中，所述垫圈还在所述第二壳件的端部提供水密封。
12.一种低型面壳体，其包括长型空心的第一壳件，所述第一壳件包括顶表面和底表面；长型和大体上空心的第二壳件，所述第二壳件围绕除所述第一壳件的顶表面之外的所 有部分；装在所述第一壳件内的一或多个双面印刷电路板；多个发光二极管，所述多个发光二极管设置在所述一或多个双面电路板上的每一面 上，其中，从所述电路板的上面发出的光透过所述第一壳件的顶表面发射，而从所述电路板 的下面发出的光透过所述第一壳件的底表面并穿过所述第二壳件发射，从所述顶表面发出的光的波长与从所述第二壳件发出的光的波长不同。
全文摘要
本发明提供用于电子和/或光电子器件的低型面壳体的制造装置及方法的不同实施例。一些实施例提供了具空心壳件的低型面壳体，所述空心壳件包括第一表面，第二表面，以及至少一个侧面。壳体大体上是漫射光的。设置至少一个盖来密封壳件的端部，所述至少一个盖的尺寸做成补偿壳件的变化。至少一个发光器件，例如LED，可以装在壳件内。可以包括安装件来安装壳件。在另一实施例中，可以设置具有第一壳件和第二壳件的低型面壳体，其中第二壳件围绕大部分的第一壳件。至少一个发光器件，例如带有多个LED的双面印刷电路板，可以设置在第一壳件内。可以设置一或多个端盖来密封第一和第二壳件。可以从壳体的任一侧发出两种不同波长的光。
文档编号F21V31/00GK101886782SQ201010177300
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月10日 优先权日2009年5月11日
发明者B·夸尔, T·C·斯隆 申请人:斯洛安莱德股份有限公司