CN105121945A - 冷却部件以及包括该部件的机动车辆照明或信号指示装置 - Google Patents

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CN105121945A CN201480022216.6A CN201480022216A CN105121945A CN 105121945 A CN105121945 A CN 105121945A CN 201480022216 A CN201480022216 A CN 201480022216A CN 105121945 A CN105121945 A CN 105121945A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置(1)的冷却部件(15)，所述部件(15)包括被配置为支撑所述装置的光源(9)的基座(17)和与所述基座(17)热传导连接的至少一个散热装置(21)，所述散热装置(21)包括多个散热翅片(19、23)，所述基座(17)具有由基片(34)连接的大表面(30、32)，所述翅片(19、23)中的每一个从所述大表面(30、32)中的一个延伸，所述基座(17)在形状上延伸成使得所述翅片(19、23)中的至少两个与所述基座(17)接合的接合区域(35)在不同的平面中延伸。

Description

冷却部件以及包括该部件的机动车辆照明或信号指示装置
技术领域
本发明涉及冷却部件以及包括该部件的用于机动车辆的照明或信号指示装置。
背景技术
机动车辆照明或信号指示装置总体上由被透明壁封闭的壳体组成，一条或多条光束通过该透明壁发出。该壳体容纳至少一个光学模块和光学系统，该至少一个光学模块主要包括光源，该光学系统能够改变由光源产生的光的至少一个参数，用于由光学模块产生的光束的发射。光学系统包括诸如反射器、透镜、扩散元件或准直器等光学部件、或能够改变由光源产生的光的至少一个参数的任何其它部件。
由于LED(发光二极管)的低能耗和所获得的照明的质量，技术的发展趋于支持由至少一个LED构成的光源的使用。LED不以全方向的方式辐射，而是比其它光源更有方向性。LED的紧凑尺寸以及它们的有方向性的光辐射允许降低尺寸并且允许简化光学模块的结构，具有便于其集成于壳体内部的优点。然而，在LED的工作过程中，它们生热，这不利于它们的性能，因为LED的温度上升越大则其光通量下降越大。所释放的热量甚至可能引起与向LED充分供电有关的问题。因此有必要作出安排以允许构成光学模块的光源的一个或多个LED冷却，以便阻止LED的温度上升超过可接受的工作阈值。
为此目的，习惯上为光学模块配备翅片式散热器。以这种方式，在热交换的基础上，利用形成散热器的翅片的表面区域，光源产生的热量被朝向壳体的内部容积空间和/或朝向壳体的外部排放。可以通过冷却部件的翅片的尺寸和/或数量的增大而扩大表面区域来获得被LED加热的翅片式散热器和空气之间的热交换的优化。然而，该方案利用增大平面支撑基座的尺寸实现。这具有导致光学模块的表面尺寸增大的缺点，而这应当被避免以便于其植入壳体的内部。此外，考虑到能够用于容纳一个或多个光学模块的空间的受限制的属性和/或考虑到与灯单元的总体布置(关于当它安装在车辆上时它的直接环境)有关的约束，可能很难进行这种植入。因此，适于以不会阻碍它们在壳体内部中的植入的方式安排一个或多个光学模块的冷却。
还需要考虑到，用于包含在光学模块中的LED的冷却的装置的体积取决于它们在其运行功率下产生的热量，然后它还取决于由相应的光束所产生的光的发射所必须的发光强度。然而，照明装置的体积有时可能较大，并且限制它们的尺寸很重要。
此外，重要的是确定允许交换表面增大而不会牺牲其可靠性(特别是机械上的可靠性)的并且低成本的方案。
发明内容
本发明的目的是提出一种顾及上述约束、用于机动车辆的照明和/或信号指示装置的冷却部件。
根据本发明提出了一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置的冷却部件，所述部件包括被配置为支撑所述装置的光源的基座和与所述基座热传导连接的至少一个散热装置，所述散热装置包括多个散热翅片，所述基座具有由基片连接的大表面，所述翅片中的每一个从所述大表面中的一个上延伸，所述基座形状延伸成使得所述翅片中的至少两个与所述基座结合的结合区域在不同的平面中延伸。
术语“翅片”被用于表示厚度远小于它们的其它维度尺寸的元件。例如它们为具有两个相互平行的平面的平坦元件。换句话说，每个翅片具有与在所述大表面中的一个上线性(特别是直线)延伸的所述基座的接合区域。
通过提供基座形式的延伸部，冷却部件的尺寸被分布在空间内部。以这种方式，通过限制所述部件在单个平面内的尺寸的扩大能够产生更大的交换表面。此外，使用从一个且仅一个所述大表面延伸的翅片，使得能够避免使用复杂形状的翅片，而允许按照低成本并机械上可靠的技术(尤其是在抗振方面)建立与基座的有效热连接。除此之外，它们可以包括：
-与基座一起挤压成型的翅片；
-沿着其基片单独地附接至基座的翅片；
-与从“U”形折叠的材料板获得成对的翅片相符的翅片；这对翅片可以在连接“U”的两个分支的区段的区域与基座连接，特别是以如下方式，即允许在比翅片的基片大的接触表面上将它们附接至基座，并且由此允许更牢固的附接；作为一个变形，这对翅片可以在“U”的两个分支的端点的区域与基座连接，从而允许交换表面增大，因为连接“U”的两个分支的区段距离基座一段距离；
-从材料板的手风琴式的折叠物获得的翅片；这使得尤其能够组合成对的“U”形翅片的两个变形例的优点，由于存在在连接翅片的区段的区域中与基座的接合，尤其是以如下方式，即允许比在翅片基片上更大的接触表面上附接至基座并因此允许更牢固的附接，并存在由于连接翅片的区段距离基座一段距离而导致的交换表面的增大。
根据本发明的不同的实施方式，它们可以一起考虑或者单独考虑：
-翅片的材料为可变形的金属，例如铝或铝合金；
-所述翅片通过焊接、胶粘和/或钎焊附接至所述基座；
-基座的所述大表面为规则表面，尤其是平面表面；
-所述基座包括基板和至少一个横向翅片；
-一个或多个横向翅片从基板上延伸
-基板被配置为支撑所述光源；
-基板和/或一个或多个横向翅片是平的，并且每个包括两个所述大表面；
-多个第一翅片从所述基板延伸，和/或多个第二翅片从所述横向翅片延伸；
-所述多个翅片中的至少一个与所述基座一起挤压成型和/或模制，如上所述；
-所述多个翅片中的至少一个附接至所述基座；
-附接至所述基座的所述多个翅片中一个或多个的翅片单独地固定至所述基座；
-在所述基座中设置槽以接收所述翅片；
-附接至所述基座的所述多个翅片中的一个或多个中至少一些翅片以折叠板的形式成对固定至所述基座，如上所述；
-附接至所述基座的所述多个翅片中的一个或多个中至少一些翅片以类似手风琴式的折叠板的形式固定至所述基座，如上所述；
-所述板被连续折叠为一系列相邻的空气对流通道；
-所述翅片的厚度介于0.8毫米和1毫米之间，尤其是对于附接至所述基座的一个或多个系列的翅片中的翅片；
-所述翅片之间的距离介于4毫米和6毫米之间，尤其是对于附接至所述基座的一个或多个系列的翅片中的翅片；
-所述翅片被配置为使得允许它们之间的空气对流，这提供了不必依靠驱动的空气循环的优点。
本发明还涉及一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置，包括如上所述的冷却部件。
所述照明和/或信号指示装置具体地包括壳体，所述壳体由用于被一条或多条光束横穿的外透镜封闭，所述壳体容纳包括所述光源和光学系统的至少一个光学模块，所述光学系统能够改变由光源产生的光的至少一个参数，用于由所述照明装置产生的一条或多条光束的发射，所述散热装置在光学模块和/或光学系统周围安装在壳体的可用容积中。
换句话说，散热装置适于光学模块和/或光学系统，以便能够在所述部件周围安装在壳体的可用容积中，而不妨碍所述部件的运转。
这种设置的结果是扩大了与照明和/或信号指示装置关联的热交换表面，而不必增大其尺寸。该热交换表面的扩大使得能够优化光学模块的冷却并在需要时适于对多个强光源进行冷却。
所述照明和/或信号指示装置可以包括一个或多个光学模块，该光学模块的光源具有能够发射中到高强度的光束的运行功率。有利地，该光源包括LED或电致发光二极管，并且由它们产生的热量需要被移除。LED例如可以发射例如近光和/或远光类型的强光束，或者它们还可以发射用于发出日间位置灯或信号指示灯的中强度照明束。强LED为通常具有至少30流明量级的光通量并释放比用于信号指示的具有中等光通量的LED更多的热量的LED。
翅片尤其被配置为不会妨碍上升的对流气流。
所述散热装置的翅片的热交换表面或平面更具体地沿重力的总体轴线定向。因而，该热交换表面以如下方式确定方向，即当它与翅片接触地被加热时，它被来自壳体的上升的气流自然地扫过，该方向在从光学模块发出的光的总体轴线近似垂直于重力的总体轴线时被考虑。一旦照明和/或信号指示装置被安装到其所用于的车辆上，光的发出的该总体方向近似对应于由照明和/或信号指示装置呈现的方向。因而，翅片在重力的总体轴线的方向上沿着总体平面定向。
有利地，所述基座呈现包括通过中心分支连接的两个横向分支的U形轮廓，并且光学模块位于所述中心分支的水平面上。
附图说明
参考下面所附的附图中的图结合本发明实施方式的如下说明将更清楚地领会本发明的上述特点和其它特点，在附图中：
图1是图示从前面观察的根据本发明的实施例的照明和/或信号指示装置的正面示意图；
图2是从上面示出图1所示的照明和/或信号指示装置的部件的示意图；
图3是图示根据变形实施例的冷却部件的立体示意图，其中冷却部件基本上沿着由装备有所述部件的光学模块发射的光的总体发射轴线；
图4是从上面观察的图3中的冷却部件和光学模块的示意图。
具体实施方式
在下文中相同的附图标记用于指代相同或相似的元件。
如图1-4所示，本发明涉及用于机动车辆的照明和/或信号指示装置1。它包括由外透明封闭透镜5(高度示意性地示出)封闭的壳体3。
在该实例中，壳体3容纳用于通过外透明封闭透镜5发射至少一束全局光束的光学模块7。光学模块7例如包括由一个或多个LED9构成的光源。光学系统11与光学模块7相关联。它用于改变由光源9产生的光的至少一个参数，例如它的平均反射和/或它的方向。在图示的示例中，光学系统11包括反射器13，反射器将由光源9发射的光会聚成沿封闭透镜5朝向图1中的观察者的方向的光束。
本发明还涉及用于这种照明和/或信号指示装置的冷却部件15。该冷却部件15用于散掉由光源9在运行过程中产生的热量。它包括基座17，所述光学模块安装在该基座上。在这里所示的说明性的实施例中，光学模块7被基座的中间段17a支撑。所述基座17包括成对的彼此平行的、由基片34连接的大表面30、32，尤其是大平面表面。该基座17相对结实，例如用铝类型的金属或铝的合金模制。
所述基座17例如包括所述中间段17a和至少一个横向翅片17b，在本实例中在数量上为两个横向翅片。所述中间段17a和一个或多个所述翅片17b例如是平坦的。换句话说，它们每个都包括两个大的平坦的平行的表面30、32，二者通过所述基片34连接在一起。一个或多个所述横向翅片17b例如从基座的所述中间段17a上延伸，尤其是通过由中间段的材料制造来延伸。因而，可以通过模制和/或挤压成型获得所述基座。在本实例中其展示出U形轮廓，所述横向翅片17b限定该U形的横向分支，并且中间段17a限定其中心分支。换句话说，在本实例中，所述横向翅片被转成与基座的中心板17a成直角。
此外，所述冷却部件包括与所述基座17热传导连接的散热器21。所述散热装置21包括多个冷却翅片19、23，它们间隔布置，用于它们之间空气的对流。
特别地，所述散热器21包括与基座的中心板17a关联的第一系列翅片19，尤其是，其用所述中心板的材料制造并且方便地被挤压成型。第一系列翅片的翅片19彼此平行并且与基座17的所述横向翅片17b平行。
此外，散热器21包括安装在中间段17a的面向反射器13的两侧上的两个系列25的其它翅片23(在本实例中是相同的)，这些侧由形成基座17的翅片的板17b构成。在该实例中，翅片23平行于板17a。所述系列包括正中对称面P。
这些系列25例如被钎焊、焊接和/或利用导热胶粘合到所述板17b上。它们在基座的所述侧17b的每侧上占据平行六面体的长方形体积。因而，它们非常适合集成在壳体3的可用空间中，如图1所示。在该构造中，散热装置参与冷却部件5的作用，并且不影响光学模块7，也不影响来自光学系统11的反射器13的光束的反射。
一个或多个其它翅片系列的翅片23用薄铝板制造，例如0.8毫米厚的薄铝板，连续地在所述系列25的每个上折叠以形成空气对流通道27，如图2所示。这些通道27基本上为U形截面并且在它们的与横向翅片17b相反的侧上交替地两个两个地打开和关闭。翅片23的平面或通道27的轴线基本上平行于重力矢量定向。通道27中翅片23的平面之间的距离被设置为确保空气的自然上升气流，例如包含在4-6毫米之间。
应当注意，基于基座的给定形式，与基座的中间段17a关联的翅片19和与每个横向翅片17b关联的翅片23展示了定位在不同平面中的与所述基座接合的接合区域35。
以这种方式，第一系列翅片的翅片19和一个或多个其它系列的翅片23构成用于与周围空气热交换以获得光学模块7的冷却以及它们所对应的光源9的冷却的总体表面。
由于气流与构成用于冷却的热交换表面的翅片19、23接触地被加热，所以冷却气流通过气流的上升运动自然地产生，该热交换表面的温度大于周围空气的温度。在冷却部件15下面以及在散热器的每个翅片系列25的下面的壳体中的可用空间被配置为使得充分允许空气在所述翅片中循环。
参照图2，可以认识到，横向于平面在给定长度上的一个或多个所述翅片系列的翅片23的数量相对紧密，并且比第一系列翅片的对应数量的翅片19更紧密，这为冷却部件提供了用于光学模块7的冷却的改善的热交换效率。通过使用可以比第一系列翅片的翅片有意地更密的一个或多个其它翅片系列，散热器21的质量被保持在相对低的水平。还应当注意，使用如下两个技术以限定所述翅片19、23提供了使以有限成本获得冷却部件的可能性：例如用于中间段17a的翅片19的模制或挤压成型技术和涉及通过钎焊、胶粘和/或焊接来附接的折叠翅片和/或翅片的技术。类似地，出现在基座的单独的大表面的区域中的连接区域的选择使得能够获得所述冷却部件，而同时允许翅片和基座之间的良好的交换。
图3和4图示了一个变形例。该变形与利用在基座17上植入两个翅片23的系列25的前述实施例不同。与前述实施例的系列相同的这些系列25实际上被设置作为第一系列翅片的翅片19的延伸。在该实例中，基座的横向翅片17b指向下方。
因此，在图1和2所示的实施例中，光学模块位于横向翅片17b之间，而在图3和4所示的实施例中，第一系列翅片的翅片19在该情况下位于所述横向翅片17b之间。
事实是，第一系列翅片19和一个或多个其它系列翅片23可以限定以不同方式定向的通道，如图1和2所示，或者是平行的，如图3和4所示。
应当注意，翅片的形状可以调整成壳体的形状以提供用于空气循环的在翅片的端点和壳体的壁之间的最小空间。所示翅片例如可以呈现光滑和平坦的壁面以便于对流。
这些翅片也可以在它们的区段的一部分上(沿基本上竖直轴线的投影)具有曲面轮廓，例如正弦曲线形，这相对于直线轮廓进一步增大了热交换表面。
因而，本发明提供优化用于机动车辆的照明和信号指示装置中的光源(尤其是电致发光二极管)的冷却的可能性。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置(1)的冷却部件(15)，所述冷却部件(15)包括被配置为支撑所述照明和/或信号指示装置的光源(9)的基座(17)和与所述基座(17)热传导连接的至少一个散热装置(21)，所述散热装置(21)包括多个散热翅片(19、23)，所述基座(17)具有由基片(34)连接的大表面(30、32)，所述翅片(19、23)中的每一个从所述大表面(30、32)中的一个延伸，所述基座(17)形状延伸成使得所述翅片(19、23)中的至少两个与所述基座(17)接合的接合区域(35)在不同的平面中延伸。
2.根据权利要求1所述的冷却部件(15)，其中所述基座(17)包括基板(17a)和至少一个横向翅片(17b)。
3.根据权利要求2所述的冷却部件(15)，其中所述多个散热翅片中的多个第一翅片(19)从所述基板(17a)延伸和/或所述多个散热翅片中的多个第二翅片(23)从所述横向翅片(17b)延伸。
4.根据权利要求3所述的冷却部件(15)，其中所述多个翅片中的至少一个(19)与所述基座(17)一起挤压成型和/或模制。
5.根据权利要求3或4所述的冷却部件(15)，其中所述多个翅片中的至少一个(23)附接至所述基座(17)。
6.根据权利要求5所述的冷却部件(15)，其中附接至所述基座(17)的所述多个翅片中的一个或多个翅片(23)单独地附接至所述基座(17)。
7.根据权利要求5所述的冷却部件(15)，其中附接至所述基座(17)的一个或多个所述多个翅片中的至少一些翅片(23)以折叠板的形式成对附接至所述基座(17)。
8.根据权利要求5所述的冷却部件(15)，其中附接至所述基座(17)的一个或多个所述多个翅片中的至少一些翅片(23)以像风琴一样折叠的板的形式附接至所述基座(17)。
9.根据权利要求8所述的冷却部件(15)，其中所述板被连续折叠为一系列相邻的空气对流通道(27)。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的冷却部件(15)，其中在所述基座(17)中设置有槽以接收所述翅片(23)。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的冷却部件(15)，其中所述翅片(23)的厚度介于0.8毫米和1毫米之间。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的冷却部件(15)，其中所述翅片(23)之间的距离介于4毫米和6毫米之间。
13.一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置(1)，包括如权利要求1-12中任一项所述的冷却部件。
14.根据权利要求13所述的照明和/或信号指示装置(1)，包括壳体(3)，所述壳体由用于被一条或多条光束横穿的外透镜封闭，所述壳体(3)容纳包括所述光源(9)和光学系统(11)的至少一个光学模块(7)，所述光学系统能够改变由光源(9)产生的光的至少一个参数，用于由所述照明装置产生的一条或多条光束的发射，所述散热装置(21)在光学模块(7)和/或光学系统(11)周围安装在壳体(3)的可用容积中。
15.根据权利要求14所述的照明和/或信号指示装置(1)，其中所述基座(17)呈现包括通过中心分支(17a)连接的两个横向分支(17b)的U形轮廓，并且光学模块(7)位于所述中心分支(17a)的高度处。
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