CN104566107A - 光源装置和车用灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热性优良的光源装置和车用灯具。光源装置(1)包括：包含LED(发光二极管)(32)的LED构架(发光元件构架)(3)；被安装在灯体(101)上的基体部件(2)；被设置在基体部件(2)上并搭载LED构架(3)的搭载部(22)，其中，该光源装置(1)在搭载部(22)的内部形成有与光源装置(1)的外部连通的散热室(24)。还形成有与散热室(24)连通的散热孔(25)。通过使与灯室(103)的前侧室(103f)相比、相对低温的后侧室(103r)的空气流过散热孔(25)，且在散热室(24)内循环，从而提高在搭载部(22)的散热效果，改善所搭载的LED构架(3)的散热效果。

Description

光源装置和车用灯具

技术领域

本发明涉及装备在汽车等车辆上的灯具的光源装置，尤其涉及提高了散热效果的光源装置、和使用了该光源装置的车用灯具。

背景技术

作为车用灯(灯具)的光源，目前提供使用了LED等半导体发光元件的光源装置。这种光源装置、特别是使用了LED的光源装置具有的问题是：在LED自身由于LED所产生的热量而过热时会产生所谓的热失控，LED的发光特性劣化、或者LED的寿命缩短。在专利文献1中提出了如下技术：在包含LED地构成的光源模块的灯基座中内装有散热部件，且在与该散热部件相对应的灯基座上设置有散热孔。根据该技术，LED所产生的热量被传导至散热部件，进一步通过灯基座的散热孔被散热到外部空气。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型登记第3182007号公报

发明内容

本发明欲解决的问题

专利文献1的技术的光源模块是以安装在另行设置的灯座上为前提的。因此，例如在将该光源模块安装在具有由灯体和前表面透镜构成的封闭式的灯壳的车用的灯中时，光源模块会被配设在与外部空气隔绝的灯壳的内部。因此，在该光源模块发光时，即使利用流过在灯基座上开口的散热孔的空气来进行散热部件的散热，该空气也仅在灯壳的内部循环，灯壳内的空气的温度随着时间的经过而上升，散热效果会缓缓下降。这样，专利文献1的光源模块即使具有散热部件、散热孔，光源模块的散热效果也不充分，难以有效防止LED的过热。

本发明的目的是提供一种光源装置和车用灯具，即使在光源装置安装于灯的状态下，也能够用温度低的空气进行散热，散热性优良。

用于解决问题的方案

本发明是一种光源装置，包括：发光元件构架，发光元件构架包含发光元件；基体部件，基体部件安装在灯具上；搭载部，搭载部被设置在基体部件上并搭载发光元件构架，光源装置的特征在于，在该搭载部的内部形成有在该基体部件中与装置外部连通的散热室。

在本发明中，优选的是在所述散热室中内插或填充有高热传导性部件，该高热传导性部件的一部分暴露在所述装置外部。另外，优选的是在基体部件上开口有使散热室与装置外部连通的散热孔。特别是，在本发明中，优选的结构的是：基体部件被安装在将灯具的灯室划分为前侧室与后侧室的部件的一部分，在被安装的状态下，发光元件位于灯具的前侧室，散热室与灯具的后侧室连通。

本发明的车用灯具的特征在于，是具有本发明的光源装置的车用灯具。

发明的效果

根据本发明，在发光元件发光时产生的热量从发光元件构架传导至搭载部。搭载部在内部形成有散热室，该散热室在基体部件中与光源装置的外部连通。因此，内表面与散热室相接的搭载部通过流过散热室的空气、即与发光元件所存在的区域相比、相对低温的区域的空气进行散热。即使灯室内部的温度由于光源装置的发光而上升，由于搭载部由与该温度相比低温的空气进行散热，因此提高了发光元件的散热效果。

另外，在本发明中，通过在散热室中内插或填充高热传导性部件，从而搭载部的热量能够被高热传导性部件散热到装置外部，因此与散热室是空洞的情况相比，能够提高散热效果。并且，通过设置与散热室连通的散热孔，从而能够由流过散热孔的空气流来促进散热室的空气的循环，并提高散热效果。

附图说明

图1是将本发明适用于示廓灯的实施方式的水平剖视图。

图2是实施方式1的光源装置的外观立体图。

图3是实施方式1的光源装置的局部分解立体图。

图4是图2的IV-IV线放大剖视图。

图5是图2的V-V线放大剖视图。

图6是实施方式2的光源装置的局部分解立体图。

图7是图6的VII-VII线放大剖视图。

附图标记说明

1、1A光源装置

2 基体部件

3 LED构架(发光元件构架)

4 连接器部

5 卡口部

6 外部连接器

22 搭载部

24 散热室

25 散热孔

27 高热传导性部件

31 FPC基板

32 LED(发光元件)

34 电子元器件

35 触点部

41 连接器筒

42 连接器端子

51 卡口片

100 灯壳

101 灯体

103 灯室(灯室)

103f 前侧室

103r 后侧室

104 扩展件

105 反射体

106 光源安装孔

CLL 示廓灯

HL 头灯

具体实施方式

(实施方式1)

接下来，参照附图说明本发明的实施方式。图1是将本发明的光源装置应用于与汽车的头灯一体化的示廓灯的实施方式1的水平剖视图。图1示出左头灯HL的例子，具有由灯体101和前表面透光盖102构成的灯壳100，在该灯壳100的内部、即灯室(车灯室)103内配设有近光灯单元LoL和远光灯单元HiL，并且构成了示廓灯CLL。该示廓灯CLL中，内装在所述灯壳100中的、称作扩展件的伪反射体(日文：疑似リフレク夕)104的一部分被构成为示廓灯的反射体105，在该反射体105的大致中央开口有光源安装孔106，在该光源安装孔106上够能装拆地安装有作为示廓灯CLL的光源的光源装置1。在所述灯体101的背表面的与该光源安装孔106对应的部位设置有用于装拆该光源装置1的开口107，被能够装拆的后盖108封盖。而且，在光源装置1发光时，射出的光的一部分被反射体105反射，其他一部分直接朝向前方，分别透过透光盖102并以所需的配光朝向汽车的前方照射，示廓灯CLL成为点亮状态。

图2是将所述光源装置1从所述反射体105取下并从灯壳100取出的状态的外观立体图。光源装置1被以树脂成形为圆柱状的基体部件2为主体地构成，并在该基体部件2上搭载有作为本发明的发光元件构架的LED构架3，其中，该圆柱状以安装在所述灯壳100时朝向沿着所述示廓灯CLL的灯光轴的方向的轴线为中心。另外，在基体部件2的周壁面的一部分设置有如后所述那样能够与外部连接器6连接的连接器部4，其中，该外部连接器6连接于外部电源(车载电池等)。而且，光源装置1能够在设置于基体部件2的卡口部5处相对于所述反射体105的光源安装孔106装拆。

图3是所述光源装置1的局部分解立体图，另外，图4和图5是图2的IV-IV线放大剖视图和V-V线放大剖视图。在所述基体部件2的前表面，即，在将光源装置1安装在所述反射体105时朝向灯前方这一侧的端面(图3的上侧的面，以下，对于前后方向同样以灯前后方向为基准)，形成有分别沿着基体部件2的轴线向后方凹设的一对槽部21L、21R。这些槽部21L、21R分别为沿着基体部件2的外周面的圆弧状的截面形状，在图3中，左侧的槽部21L(以下为了方便称作左槽部)设置在配设有所述连接器部4的圆周方向的部位，另一个槽部21R(以下为了方便称作右槽部)设置在与该槽部21L在径向上对置的部位。而且，在径向上被这些槽部21L、21R夹着的所述基体部件2的中心区域的部位形成为用于搭载所述LED构架3的搭载部22。在该搭载部22的前表面突出设置有在与所述两个槽部21L、21R垂直的径向上对峙的一对定位销23。

在所述基体部件2的外周面的前端部形成有公知的卡口片51，并且在从该卡口片51沿轴线方向离开预定尺寸的基体部件2的外周面形成有圆形的凸缘52。由这些卡口片51和凸缘52形成所述卡口部5，能够通过该卡口部5，相对于设置在所述反射体105的光源安装孔106进行装拆。在该装拆时，在凸缘52的前表面侧嵌入安装防水环53，当将光源装置1安装在光源安装孔106时，通过该防水环53来保持在光源安装孔106处的防水性、气密性。

在所述基体部件2的外周面的靠近后端的一部分，即，对应于所述左槽部21L的部位，一体形成有所述连接器部4的连接器筒41，该连接器筒41在内部与所述左槽部21L连通，其中，该连接器筒41的筒轴线朝向与所述基体部件2的轴线垂直的方向。在所述连接器筒41内，沿着筒轴线以并列状态排列有多个(此处为3个)连接器端子42，连接器端子42由绝缘板部件43内装支撑在该连接器筒41内。连接器端子42是将导电部件、此处为细长的金属板弯曲加工而形成的，前端部42a被构成为朝向所述连接器筒41的开口侧、从而用于与图4的点划线所示的外部连接器6连接的连接端部。另外，基端部42b延长到与所述左槽部21L的连通区域，并且在板厚方向弯曲形成为大致的凹形，如后所述那样能够与LED构架3进行电气连接。

另外，如图4和图5所示，在所述基体部件2上，遍及所述搭载部22的内部区域地形成有散热室24。该散热室24是通过以成为中空形状的方式将所述基体部件2的后表面开口而形成的，其中，该中空形状的所述搭载部22的前表面、和与所述左右槽部21L、21R对置的左右的各面分别成为具有预定的壁厚尺寸的壁。该壁厚尺寸在保持搭载部22所要求的机械强度的条件下尽可能形成得较薄，此处如图5所示，在基体部件2的前表面侧的区域、特别是形成有所述卡口部5的区域，其壁厚尺寸形成得比其他区域厚。而且，在所述基体部件2的比所述卡口部5更靠近后表面侧的位置，且不与所述连接器部4干扰的位置，向着与所述连接器筒41的筒轴线方向垂直的方向，使在径向上贯通该基体部件2的散热孔25开口，并使该散热孔25与所述散热室24连通。

所述LED构架3如图3所示，具有沿板厚方向弯曲加工为大致U形的印制电路基板、此处为FPC(柔性印制电路)基板31，在该FPC基板31的中央片部31C搭载有LED32。在该中央片部31C的宽度方向的两侧缘分别形成有与所述搭载部22的定位销23嵌合的定位凹部33。另外，在将所述FPC基板31的中央片部31C沿长度方向夹着的左片部31L和右片部31R的各片部，分别搭载有构成所述LED32的发光电路的各种电子元器件34。而且，在左片部31L的朝向图3的下方的前端部，由构成了所述FPC基板31的布线电路的导电膜的一部分形成有多个触点部35，如后所述那样，与所述连接器部4的连接器端子42电气导通。该FPC基板31也可以由在该基板的背表面一体形成有薄金属板的、所谓的金属基底FPC基板构成。

该LED构架3从所述基体部件2的前表面侧搭载到所述搭载部22。在该搭载时，将所述FPC基板31的左片部31L和右片部31R分别插入到左槽部21L和右槽部21R，并使中央片部31C的背表面与搭载部22的前表面抵接。此时，中央片部31C的定位凹部33与搭载部22的定位销23嵌合，进行LED构架3相对于搭载部22的定位。之后，LED构架3在背表面通过粘接等来固定于搭载部22。另外，通过这样来搭载LED构架3，从而如图4所示，左片部31L的前端部与连接器部4的连接器端子42的基端部42b嵌合，该FPC基板31的设置在前端部的触点部35与连接器端子42电气导通。

该构成的光源装置1如图1所示，通过卡口部5来安装在反射体105所设置的示廓灯CLL的光源安装孔106。由于构成该反射体105的扩展件104被配设在遍及所述灯室103内的几乎整个范围，因此该扩展件104将灯室103划分为前侧区域和后侧区域。在本实施方式中，将灯室103划分为与扩展件104相比在前侧区域的前侧室103f、与其相比在后侧的后侧室103r。所以，在将光源装置1安装在反射体105的光源安装孔106的状态下，基体部件2的前表面侧的部位、即配设有LED32的部位、即与卡口部5相比在前表面侧的部位位于前侧室103f，与卡口部5相比在后表面侧的包含连接器部4的部位位于后侧室103r。此外，在图1未示出，但即使在将光源装置1安装在灯壳100内的反射体105上的状态下，外部连接器6也能够相对于连接器部4装拆，并在已安装时能够从外部连接器6对连接器部4进行供电。供电给连接器部4的电力被从连接器端子42，向与其电气导通的LED构架3的触点部35供电。由此，LED32能够发光。

另一方面，在灯壳100内的反射体105上安装有光源装置1的状态下，如图1所示，基体部件2的后表面侧的部位暴露在灯室103的后侧室103r。即，设置在基体部件2上的散热室24通过基体部件2的后表面的开口部、以及通过与散热室24连通的一对散热孔25，与后侧室103r相通。因此，由于在LED32发光时产生的热量会成为LED构架3被加热的状态，但该热量从LED构架3的FPC基板31传导至与其背表面相接的搭载部22，并在搭载部22的内部、即面对散热室24这一侧的面上，被存在于散热室24中的后侧室103r的空气散热。在LED构架3的FPC基板31使用了金属基底结构的FPC基板时，由于能够通过该金属基底将LED32所产生的热量以快速扩散状态传导至LED构架3的整个表面区域，并从此处传导至搭载部22的大片的区域，因此提高了散热室24所带来的LED构架3的散热效果。在示廓灯CLL点亮时，因LED32的发热，与反射体105相比在前侧的前侧室103f的温度会被加热而成为高温状态，但由于后侧室103r因反射体105所进行的遮热，与前侧室103f相比为低温，因此，能够提高该后侧室103r的空气所带来的散热效果。

另外，此时通过使后侧室103r的相对低温的空气流过与散热室24连通的散热孔25的内部，从而如图4的虚线箭头所示，散热室24内的外部空气不停滞地循环，抑制了散热室24内的空气的温度上升，能够进一步提高散热效果。特别是，通过将散热孔25在基体部件2的径向上对置配置，从而流过散热孔25的空气的流路阻力减小，流速变快，利用该空气流所带来的文丘里效应进一步促进了外部空气向散热室24的循环，能够进一步提高散热效果。

这样，在实施方式1的光源装置1中，即使灯室103的前侧室103f的温度因光源装置1所产生的热量而上升，也能够被反射体105、即扩展件104遮热，而由相对低温的后侧室103r的空气来对光源装置1、特别是LED构架3的热量进行散热，能够提高散热效果从而抑制LED构架3的温度上升。

(实施方式2)

图6是将本发明应用于连接器部的筒轴线与基体部件的轴线朝向同一个方向的光源装置的实施方式2的局部分解立体图；图7是其VII-VII线放大剖视图。在与实施方式1等效的部分标注相同的附图标记。本实施方式2的光源装置1A的基体部件2的搭载部22的结构、以及LED构架3的结构基本上与实施方式1大致相同。另一方面，由于连接器部4以在基体部件2的后表面朝向轴线方向的状态配置，因此连接器端子42的形状的一部分被变更，使得连接器端子42的前端部42a在沿着基体部件2的轴线的方向上延长。

另外，在将该连接器端子42内装在连接器部4时，由于是从基体部件2的前表面侧插入的构造，因此在搭载部22沿轴线方向形成有用于将连接器端子42从前表面朝向后表面插入的连接器插通槽26。由于该连接器插通槽26与连接器端子42的条数相对应设置，此处配设有3条连接器端子42，因此，在所述搭载部22的与右槽部21R相接的面上，沿着与图7的纸面垂直的方向，并列凹设有3个连接器插通槽26。另外，与该连接器部4的结构相符，在LED构架3中触点部35形成在右片部31R的前端部。

在本实施方式2中，在所述搭载部22的内部，在与所述左右槽部21L、21R及连接器插通槽26不干扰的区域，从搭载部22的前表面沿着轴线方向将散热室24开口。该散热室24被延长到基体部件2的后表面附近部位，在与连接器部4的连结部的附近被封闭终止。而且，在基体部件2的外周面的一部分开口有沿径向贯通该基体部件2的散热孔25，该散热孔25与所述散热室24连通。

并且，在本实施方式2中，因形成在搭载部22的连接器插通槽26而使散热室24的形成空间受到制约，难以增大散热室24的容积来增大搭载部22与散热室24相接的面积。因此，从搭载部22的前表面的开口部向散热室24的内部填充有高热传导性部件27，例如金属粉末、金属粒、或者金属板、以及高热传导性树脂等。而且，该散热室24的开口部粘接由另外的部件形成的盖体28等而被封闭。作为将所述高热传导性部件27填充至散热室24的方法，例如能够采用如下方法：将处于熔融状态的高热传导性树脂填充至散热室24，之后将其冷却并固化。该结构可以是高热传导性部件27填充至除了散热孔25外的散热室24内，但此处是，从散热室24填充至遍及散热孔25的区域，如图6所示，高热传导性部件27的一部分在散热孔25中暴露在基体部件2的周面。

在本实施方式2的光源装置1A中，除了外部连接器6(参照图4)相对于连接器部4的嵌合方向是从沿着基体部件2的轴线方向的后表面侧起之外，向灯壳100内的反射体105的安装、LED构架3的发光动作与实施方式1相同。另外，关于在LED32发光时产生的热量的散热，从LED构架3传导至搭载部22，并进一步从存在于该搭载部22的内部的散热室24或散热孔25进行散热也是相同的。只是，在本实施方式2中，参照图1，从LED构架3传导至搭载部22的热量传导至在散热室24填充的高热传导性部件27，并在该高热传导性部件27中传导而传导至散热孔25。而且，从高热传导性部件27的从散热孔25暴露的面通过后侧室103r的空气进行散热。在高热传导性部件27未填充至散热孔25的情况下，由流过散热孔25的后侧室103r的空气进行散热。这样，通过在散热室24中填充高热传导性部件27，与如实施方式1所示那样散热室24是空洞的情况相比，能够提高从搭载部22到散热室24或散热孔25的热传导性，进一步提高散热效果。

此处，在实施方式2中，在散热室24中填充了高热传导性部件27后，用盖体28封闭了在搭载部22的前表面开口的散热室24的开口部，但在高热传导性部件27使用了高热传导性树脂时，由于固化使该开口部被塞住，因此不需要盖体28。另外，即使填充树脂以外的高热传导性部件27且开口部保持打开，之后将LED构架3搭载在搭载部时，通过将FPC基板31的背表面与搭载部22的前表面以紧贴状态抵接，能够将该开口部气密地封闭，因此在该情况下，也能够省略盖体28。

这样在散热室24中填充有高热传导性部件27来提高散热效果的构造虽然省略图示，但在实施方式1的光源装置1中也能够同样适用。在实施方式1的散热室24中填充有高热传导性部件27的情况下，从LED构架3传导至搭载部22的热量通过高热传导性部件27从搭载部22传导至暴露的基体部件2的后表面部位，在该后表面部位由后侧室103r的空气进行散热。此外，在该情况下，由于因高热传导性部件27而提高了到基体部件2的后表面部位的热传导效率，因此与散热室24连通的散热孔25可以不用特意开口。

在实施方式1、2中，说明了在内装在灯壳100的反射体105、即扩展件104上开口光源安装孔106，并在该光源安装孔106上安装有光源装置1的构成例，但对于将光源装置1安装在支撑部件的结构的灯，也能够同样适用，其中，支撑部件是与反射体另行设置且配设在灯壳100内的部件，例如与支撑框架、或者与内透镜一体设置的支撑部。即使在该情况下，在灯窒103被反射体、支撑部件划分为前侧室103f和后侧室103r的情况下，通过采用使设置在光源装置的散热室暴露至后侧室的结构，从而也能够提高光源装置1的散热效果，其中，该前侧室103f是LED所在处，该后侧室103r与该前侧室103f被该反射体、支撑部件隔绝。

另外，本发明对于光源安装孔在灯体101的后表面开口，并在该光源安装孔上安装光源装置的结构的灯，也能够适用。在该情况下，光源装置1的前侧室是灯壳100的内部、即灯室103，后侧室是灯壳100的外部、即成为外部空气区域。所以，光源装置1的散热室通过灯壳100外部的外部空气进行散热，能够进一步提高散热效果。

在所述各实施方式中，作为用于将光源装置1、1A相对于光源安装孔106进行安装的构造，示出了具有卡口部5的例子，但只要是相对于光源安装孔106进行安装的结构，则也可以是利用螺钉的安装构造、其他安装构造。另外，在各实施方式中，卡口部5配设在基体部件2的靠近前端的位置，但结构也可以是配设在前后方向的中央位置或者靠近后端的位置。并且，连接器部4不限于将外部连接器6嵌合的构造，也可以是从LED构架3直接用电缆线引出的缆线连接器构造。

在所述各实施方式中，示出了作为本发明的发光元件构架的LED构架在FPC基板上搭载有芯片型的LED的例子，但也可以是分立型的LED、或者也可以是搭载有LED以外的半导体发光元件的光源装置。另外，FPC基板不限于实施方式所示的金属基底FPC、在背表面具有增强板的FPC，也可以由通常的PCB(印制电路基板)构成。

在上述实施方式1中，示出了将本发明应用于示廓灯的光源装置的例子，但只要是将LED等半导体发光元件作为光源的灯的光源装置，则当然能够构成为尾灯(包含刹车灯、倒车灯)、DRL(昼行灯)、TSL(转向信号灯)等其他灯的光源装置。

产业上的可利用性

本发明能够在以半导体发光元件为光源、并将该光源内装于灯室的灯及其光源装置中采用。

Claims (5)

1.一种光源装置，包括：发光元件构架，所述发光元件构架包含发光元件；基体部件，所述基体部件被安装在灯具上；搭载部，所述搭载部被设置在所述基体部件上并搭载所述发光元件构架，所述光源装置的特征在于，

在所述搭载部的内部形成有在所述基体部件中与装置外部连通的散热室。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

在所述散热室中内插或填充有高热传导性部件，该高热传导性部件的一部分暴露在所述装置外部。

3.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

在所述基体部件上开口有使所述散热室与所述装置外部连通的散热孔。

4.如权利要求1至3的任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述基体部件被安装在将灯具的灯室划分为前侧室与后侧室的部件的一部分，在被安装的状态下，所述发光元件构架位于所述灯具的前侧室，所述散热室与所述灯具的后侧室连通。

5.一种车用灯具，其特征在于，

具有权利要求1至4的任一项所述的光源装置，所述灯具是车用灯具。