正交插接超薄螺口灯头的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种连接器，是一种符合国家标准的螺口灯头。省去了传统螺口灯头上面的金属螺纹外皮，特别适用于新一代全贴片器件超薄型LED灯泡。专利任务是对传统螺口灯头的结构进行改进，极大的降低LED灯泡的产品厚度，节约金属材料，降低生产成本，并使其能稳定的固定在传统的标准螺口灯座内并与之进行可靠的电气连接。
【技术背景】
[0002]大部分灯泡设有灯头。灯头(Lamp cap)的主要作用是将灯泡固定在灯座(Lampholder)内并与之进行电气连接。更换灯泡时灯头可以与灯座轻松地连接或分离。我国曾经使用过一种B22卡口灯头，由于精度要求高成本高，与国际标准不兼容等原因未能流行至今，已濒临淘汰。目前市场上绝大多数普通照明灯泡采用螺口灯头(又名螺旋式灯头)近年来已逐渐成为使用最为广泛的灯头形式。
[0003]螺口灯头就是采用螺纹的方式将灯泡旋入灯座内实现固定和电气连接的灯泡接头。灯头在旋入时与灯座内具有相同凹凸外形和螺距的铜制圆筒螺纹内壁相互啮合，完成灯泡的固定。灯头螺纹外壁为一电极与灯座内壁铜制圆筒接触电连接，灯头底部中心位置有另一电极，旋入时与灯座底部的弹性金属片接触电连接，二电极间有玻璃支柱彼此绝缘。灯头的螺纹外皮采用黄铜，铁镀镍，铝镀镍，等导电金属薄片制成，加工方法为滚压成形，制灯过程中焊接引线，最后用胶水将金属灯头与灯泡壁的玻璃进行粘接完成灯泡的制造。
[0004]几乎所有的白炽灯泡都采用螺口灯头，常见的规格有E27灯头、E14灯头和E40灯头。字母E表示采用爱迪生螺纹标准，E后面的数字表示灯座螺纹外径的近似值，螺旋式灯头的螺距和详细外形尺寸等标准早在1969年由国际电工委员会IEC颁布，标准号IEC60061-1:1969，世界上绝大多数国家均沿用国际标准或建立与之兼容的国家标准，如我国最早的GB 1406-1989和之后的GB 1406-2001标准，至目前的GBT 1406.1-2008中规定的螺口式灯头的型式和尺寸高度相容于国际标准IEC 60061-1:1969o由于各国标准均尽量遵守IEC标准，国产灯泡能够直接兼容国外生产的灯座，因此符合国家标准的螺口灯头具有相当程度的国际通用性。
[0005]螺口灯头的结构和外形在一个世纪以前被托马斯爱迪生发明之后一直沿用至今，没有改变。螺口灯头在最近几年进行过的技术改进都是从材料及工艺上开展的，灯头结构并无变化。早期使用的铁镍灯头由于易生锈改为黄铜灯头，铜成本高又改为铝灯头。由于焊接引线的焊锡中含铅，迫于R0HS认证压力，无铅产品改为免焊式塑料灯头。塑料灯头用压紧器将导线压在金属螺纹壳和塑料内壁之间省去焊锡焊线，中心电极绝缘体由玻璃改为塑料，利用塑料弹性将导线和电极帽压在一起形成电气连接。由于塑料的耐热性不好，高温会变形，免焊灯头只适用于发热量较低的LED灯泡和节能灯，功率较大的白炽灯、金卤灯及高压汞灯均不能用免焊灯头。
[0006]近年来LED灯泡以其优异的性能正在逐渐成为光源市场主流。LED发光效率高且不含汞，节能环保。在恒流驱动且散热良好的使用环境下寿命超长，预计能达到5万小时以上，完全超越以往任何一种光源产品，且LED驱动电压低使用安全，没有启动过程容易调光，是目前最具发展前景的第三代光源。
[0007]但LED灯泡的理论寿命在实际使用中很少能达到。寿命后期容易出现频繁闪烁，时亮时灭时，光衰甚至不亮等故障，这并不全是LED本身损坏，而是恒流驱动电路故障。恒流电路为LED提供恒定的直流电流，但220V交流电源存在过零点的状态，此时必须依靠滤波电容提供稳定供电，目前普遍使用电解电容，寿命约8000小时，高温时寿命缩短，远低于LED元件的寿命，固态电解电容耐压不高无法使用。目前最佳的解决方案是采用不需要电解电容的新型驱动1C芯片，其特点是省去了高压电容后电路仍可正常工作而不会出现明显的周期性闪烁。无电解电容驱动是将完全依赖电容储能改为部分靠电感续流储能。电感的寿命几乎是无限的，这种驱动方案的工作寿命更接近LED器件的设计寿命。并且提高了输入功率因数，可适用于可控硅调光，是下一代LED灯泡的发展方向。由于驱动电路中全部采用半导体器件和陶瓷贴片电容，这种方案又称为一体化无电容贴片式LED灯泡。
[0008]—体化LED灯泡全部采用贴片封装器件将驱动IC、M0S管、贴片电感、整流桥、LED、阻容元件等全部元器件焊接在同一块电路板上，不再分为“驱动电路”和“LED组件”等部分，所有元件焊接其上，通常用铝基电路板实现高效散热，一块电路板完成电源转换和发光等全部功能。新型一体化产品在尺寸上实现了突破，由于没有了电解电容，最大的表贴元件厚度只有几毫米，算上电路板和外壳这种LED灯的整体厚度也仅为数毫米，但由于传统螺口灯头的外形尺寸限制，产品的最小厚度必须符合GBT 1406.1-2008标准中规定的约27毫米(以E27为例)使其成为制造超薄LED灯泡的一个技术瓶颈。
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【发明内容】
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[0009]本发明的任务就是改进传统螺口灯头，以创新的结构极大地降低灯头的厚度，省去金属螺纹壳，节约金属资源，降低生产成本，以期实现灯头超薄化，使像纸一样薄的下一代超薄LED灯泡能够稳妥的安装在使用广泛的螺口灯座内并进行可靠的电气连接。
[0010]本发明灯头由支撑片和灯头本体两个片状部件组成，二者可相互分离。一般情况下灯头本体即扁平片状一体化灯泡，绝缘材料制造的外壳中旋入灯座的部分的外表面有导电涂层电极通过隐藏在外壳缝隙中的导线与内部电路板连接，其上焊有贴片元器件组成的驱动电路和LED实现灯泡的发光功能。一般情况下支撑片上没有电极，只起到分解所受应力支持和固定灯头本体的作用。在要求安全用电防触电的场合(如家用台灯灯泡)建议加入第三个部件:绝缘护片，起到堵住灯头旋入灯座后留下的空隙，防止手指伸入灯座接触内部电极发生触电的情况。在本发明中:灯头本体和支撑片，二者是必须有的部件，绝缘护片并非本灯头所必须，在难以触及的环境下(如路灯灯泡)或者对触电安全防护要求不高的场合(如36v以下的灯泡)绝缘护片可以省略。
[0011]支撑片和灯头本体可使用不同的绝缘材料分开制造。如小功率的LED灯泡工作温度不高，支撑片可采用低成本的硬质塑料注塑制造，灯头本体采用耐高温且强度更高的陶瓷作外壳，以便承受机械应力。置于包装盒内的支撑片和灯头本体可平行放置占用空间极小，便于仓储运输，节约货架空间。成品灯只有在安装使用前才需将支撑片与灯头本体以接近垂直的角度相互插接在一起，并将二者固定后形成所述灯头。插接后形成的十字交叉组合体旋入灯座的部分的外侧表面呈波浪状凹凸起伏样。支撑片和灯头本体上各有2个这样的表面与灯座内壁相接触，这4个波浪状接触表面的凹陷与凸起的出现位置彼此各不相同，每个相邻的接触面上的凹凸出现位置的启始角度彼此相差90度，即四分之一个螺旋。根据国标GBT 1406.1-2008的规定，E27型灯头的螺距为3.629毫米，以此为基础计算，采用本发明的E27灯头在每个相邻的接触片上凹凸牙齿的出现位置彼此相差0.90725毫米，在支撑片或者灯头本体与灯座内壁接触的2个外表面上，凹陷与凸起相差180度，出现位置相差1.8145毫米(以E27为例)这样的设计使得每经过一圈即4个接触片后凹陷与凸起又在同一接触表面重合，形成一条完整的螺旋线，螺旋线的外形尺寸符合E14、E27、E40等型号螺口灯头的国家标准并与灯座内金属螺纹套筒壁的螺纹外形高度相容，使所述灯头可啮合旋入对应灯座并与之形成稳固的物理连接紧密固定灯泡。灯头本体的螺纹接触面表面和灯头本体底部轴心位置外表面均设有接触电极分别与灯座内壁和底部弹性金属片接触实现灯泡与灯座的电气连接，和传统灯头一样，二电极之间彼此电气绝缘。
[0012]支撑片与灯头本体相互垂直插接在一起，形成刚性的牢固的不易分离的组合体。支撑片起到分解应力保持灯头本体不发生倾斜和增强旋入后的组合体与灯座壁的连接强度的作用，十字交叉的支撑片和灯头本体能将灯泡在各个方向上受到的应力进行正交分解，然后传递给灯座内的金属螺纹内壁，使本超薄灯头固定灯泡的机械性能不逊于传统实心灯头。与实心灯头一样，旋紧后灯头本体底部凸出位置的电极会压紧灯座底部中心的弹性金属触片，同时螺纹接触面电极与灯座内的金属螺纹内壁紧密接触实现良好的电气连接。
【【附图说明】】
[0013]图1是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例的组合体的爆炸图
[0014]图2是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例的灯头本体的鸟瞰图
[0015]图3是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例的灯头本体的立体侧视图
[0016]图4是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例中支撑片的鸟瞰图
[0017]图5是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例中支撑片的立体侧视图
[0018]图6是本发明正交插接超薄螺口灯头第一第二实施例的绝缘护片的立体侧视图
[0019]图7是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例的组合体的水平侧视图
[0020]图8是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例的组合体的立体侧视图
[0021]图9是本发明正交插接超薄螺口灯头第一实施例的组合体带绝缘护片的立体侧视图
[0022]图10是本发明正交插接超薄螺口灯头第二实施例的组合体的爆炸图
[0023]图11是本发明正交插接超薄螺口灯头第二实施例的灯头本体的立体侧视图
[0024]图12是本发明正交插接超薄螺口灯头第二实施例的支撑片的立体侧视图
[0025]图13是本发明正交插接超薄螺口灯头第二实施例的支撑片的鸟瞰图
[0026]图14是本发明正交插接超薄螺口灯头第二实施例的支撑片的底视图
[0027]图15是本发明正交插接超薄螺口灯头第二实施例的支撑片的后视图
[0028]图16是本发明正交插接超薄螺口灯头第二实施例的组合体完成组合后的立体侧视图
[0029]图