CN108916800B - 具有led照明模块的车辆用照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种旋转照明模块(5)，其被设计为装备车辆用照明装置(1)，包括至少一个第一LED光源(6)；至少一个第一反射器(7)；以及至少一个第一致动器(8)，其使第一反射器相对于第一LED灯旋转，其中，框架式支撑件(4)将至少一个第一LED光源(6)刚性地保持在固定位置并且以空转的方式承载所述第一反射器(7)；至少一个第一LED光源(6)与框架式支撑件可操作性地关联，以便通过热传导将第一LED光源在操作中产生的热流(F)的至少大部分转移到框架式支撑件；框架式支撑件(4)完全由导热金属或金属合金制成，并设计为充当散热器。

Description

具有LED照明模块的车辆用照明装置
相关申请的交叉引用
本申请要求了在2017年1月31日提交的欧洲专利申请No.17154083.4的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种装备有一个或多个照明模块的照明装置，该照明模块使用LED作为光源并且具有旋转能力以便选择性地提供一个以上的光学功能，诸如信号功能和照明功能，信号功能例如位置灯、方向灯、欢迎灯、DRL(日间行车灯)，照明功能例如最终设置有与AFS(自适应功能系统)和DBL(动态弯曲光)一样的高级自适应功能的前向的短焦距光(交叉光束)或雾光束。
背景技术
本领域中已知设置有旋转LED照明模块的车辆用照明装置。
例如，EP2902701公开了一种装置，其中照明模块包括光源和至少一个反射器，并且其中反射器被机动化，光源为LED；反射器由具有两个相对面的旋转支撑件组成，一个构成反射器，而另一个实现第二功能，例如，一个方面的功能；固定马达相对于固定LED光源旋转支撑件，以便选择性地使设备前侧上的两个面朝向车辆的运动方向；支撑件还在其相对的面上承载与第二LED可操作性地关联的两个导光件。
然而，在像EP2902701中的装置那样的装置中，很难借助于与承载LED的印刷电路板热耦合的通常具有散热片的散热元件来消散由LED光源产生的热量。这种散热元件，通常都相当的大，事实上可能会干扰照明模块的移动部件，并且在某种情况下可能会大大地增加照明模块的体积，以至于不切实际。实际采用的替代解决方案为使用较小的散热元件，但是其不能够将LED的温度保持在足够低的值来避免LED的效率显着降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆用照明装置，其具有使用LED作为光源的一个或多个照明模块，该照明模块结构紧凑、简单、成本低，并且可靠性高，同时确保最佳地消散LED产生的热量。
因此，根据本发明，提供了一种旋转的照明模块，其被设计为装备用于车辆的照明装置，包括：至少一个第一LED光源；至少一个第一反射器；以及至少一个第一致动器，其使第一反射器围绕第一轴线相对于第一LED光源旋转，其中，框架式支撑件将所述第一LED光源刚性地保持在固定位置并且以空转的方式承载所述第一反射器。至少一个第一LED光源与框架式支撑件可操作性地关联，以便通过热传导将第一LED光源在操作中产生的热流的至少大部分转移到框架式支撑件；以及组合地，框架式支撑件完全由导热金属或金属合金制成，并设计为充当散热器；框架式支撑件由两个镜面对称结构元件通过可移除的横向固定元件并排连接形成，每个镜面对称结构元件包括第一端部分、具有C形实心横截面的中间部分以及与第一端部分相对且形状呈半壳体的第二端部分，两个结构元件的第一端部分在接合时形成框架式支撑件的第一部分，所述第一部分接近第一LED光源并且具有双T形横截面，所述双T形横截面由相接合的、彼此相对设置的两个结构元件的两个C形横截面形成，同时两个结构元件的中间部分在接合时形成框架式支撑件的中间部分，所述框架式支撑件的中间部分也具有双T形横截面，所述双T形横截面由相接合的、彼此相对设置的两个结构元件的两个C形横截面形成，两个结构元件的第二端部分在接合时形成框架式支撑件的第二部分，所述第二部分离第一LED光源最远并且具有箱形形状以便空转地容纳所述第一反射器。
可选地，所述照明模块可以具有以下一项或多项特征：
框架式支撑件的至少第一部分具有设置有突出的横向延伸部的实心横截面，所述第一部分接近至少一个第一LED光源；
框架式支撑件完全由压制成型的铝合金或另一种轻合金制成；
框架式支撑件完全由包括铜的轻合金制成；
所述照明模块还包括一对第二LED光源和第三LED光源，其中所述第一LED光源、第二LED光源和第三LED光源均组装在印刷电路板上，印刷电路板由所述框架式支撑件以固定的方式直接承载在旋转的第一反射器上方并且位于与所述第一致动器相对的一侧，印刷电路板以与框架式支撑件的所述第一部分热接触的方式组装到其上；
第三LED光源为RGB LED，并且设置在印刷电路板的与一对第二光源相对的后端处，第一LED光源设置在第二LED光源和第三LED光源之间；框架式支撑件在其中部承载第二反射器，该第二反射器与第一反射器间隔开、设置在第一反射器的后方并与第三LED光源可操作性地关联；
第二反射器由金属制成；
框架式支撑件的所述第一部分设置有用于印刷电路板的接收座，该接收座通过使第一部分比所述框架式支撑件的中间部分更薄从而在第一部分与所述框架式支撑件的中间部分之间提供台阶而获得。
根据本发明，还提供一种用于车辆的照明装置，所述照明装置包括至少一个如上所述的旋转的照明模块，其设置在杯形壳体内，该杯形壳体设计为安装在车体上并且面向杯形壳体的前入口开口。
可选地，所述照明装置为前灯。
可选地，所述照明装置包括两个或多个并排设置的旋转的照明模块，每个旋转的照明模块具有其自己的框架式支撑件，框架式支撑件机械地连接到与入口开口的宽度基本平行地设置的横向导轨。
另外，根据本发明，还提供一种车辆，其具有如上所述的照明装置。
附图说明
从下面参照说明书附图对本发明的一个非限制性实施例的描述中，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，其中：
图1示意性地示出了根据本发明所述的照明装置的俯视平面图；
图2示出了根据本发明所述的图1的照明装置中的旋转照明模块的放大侧视图；
图3示意性地示出了图2的旋转照明模块的构造元件的仰视透视图；以及
图4示出了显示图2的照明模块中的温度分布的温度图。
具体实施方式
参考图1，附图标记1总体表示在所示出的非限制性实施例中在车辆前灯中构成的照明装置，其仅部分地且仅示意性地示出。然而，旨在可以将描述的内容应用于任何车辆照明装置中。
照明装置1包括设计为安装在车辆上的大致杯形的壳体2，该杯形的壳体是已知的，且为了简单起见仅部分地示出。壳体2由合成塑料材料通过注射成型制成，并且在具有使用时与车辆对置并沿着车辆的行驶方向的前入口开口3，该前入口开口由透明盖封闭，该透明盖是已知的，且为了简单起见并未示出。
根据本发明，壳体2在其内部承载至少一个旋转照明模块5，具体如图2所示出的。当然，壳体2可以在其内承载可从外部通过入口开口3看见的一个以上的照明模块5(例如，两个或三个，并排设置)，以及优选地，至少一个固定的照明模块11。
在图2中更详细地示出了一个照明模块5，其朝向封闭杯形壳体2的入口开口3的前透明屏幕/盖设置。
照明模块5为旋转类型，并且设计为专门装备与照明装置1一样的车辆用照明装置。
旋转的照明模块5包括至少一个第一光源6、至少一个第一反射器7以及至少一个第一致动器8(图2)，其使第一反射器7围绕第一轴线A相对于第一光源6旋转。
旋转的照明模块5还包括框架式支撑件4，其将第一光源6刚性地保持在固定位置并且以空转的方式承载第一反射器7；框架式支撑件4还承载第一致动器8，其可以由旋转电动马达构成。
旋转的照明模块5还包括透镜9，其放置在第一反射器7前方并与其成角度刚性地组装以与第一反射器7刚性地旋转，并且偏心于轴线A，使得透镜9和第一反射器7一起形成由第一致动器8驱动的旋转单元10。
第一光源6是LED；此外，发光模块5还包括全部由不同的LED构成的一对第二光源13和第三光源14，构成第一、第二和第三光源的LED 6、13、14以特定位置全部一起组装在印刷电路板15上，并且印刷电路板15由框架式支撑件4以固定方式直接承载在旋转单元10的上方，并且位于与第一致动器8相反的一侧。
第一光源6设置为与第一轴线A基本上对准并且面向第一反射器7，后者设计为收集由第一光源6发出的光并且通过透镜9将其偏转为成形光束16(在图2中以虚线示意性地示出)。当照明模块5未旋转时，光束16的传播方向设置为平行于照明模块11和整个照明装置1的光轴O(图1)，该光轴O定向为平行于其上安装有照明装置1的车辆的向前行驶方向。
根据本发明的优选实施例，旋转单元10还包括用于第一反射器7的背衬保持器18，该背衬保持器18与反射器7和透镜9成角度刚性地设置并且相对于第一反射器7在与透镜9相反的一侧上设置在第一反射器7的后方；背衬保持器18比第一反射器7宽，以便使第一反射器7置于透镜9的两个横向侧的侧面。
此外，旋转单元10还包括凸缘元件21(图2)，其在与第一致动器8相反的一侧上将透镜的上端22与背衬保持器18机械地连接；凸缘元件21比透镜9宽，以便使第一反射器7置于透镜的两个横向侧的侧面。
透镜9的与上端22和凸缘元件21对置的底端26也与反射器7及其背衬保持器18刚性地连接，从而凸缘元件21、透镜9、反射器7和背衬保持器18实现了构成旋转单元10、可围绕轴线A自由旋转的刚性框架结构。
凸缘元件21还设置有面向第一LED光源6的通孔23。透镜9优选在光学上为中性，使得光束16仅通过反射器9根据所需的配光性能来成形。
可设计光源6和反射器7以产生具有AFS(自适应功能系统)和DBL(动态弯曲光)能力的短焦距(交叉)光束功能，该能力可通过仅使旋转单元10围绕轴线A旋转来获得。
第二光源13可以与在透镜9的周边集成的导光件(未示出)相关联。
印刷电路板15在平面图中为矩形形状并且在其与LED光源6相对的后端29处承载第三LED光源14；LED光源14为RGB LED，并且框架式支撑件4在其中间部分承载第二反射器30，第二反射器30相对于旋转单元10固定，并且与框架式支撑件4是刚性的，框架式支撑件4设置在与第三光源14可操作性地关联的位置；反射器30在横向上比透镜9宽很多，以便在横向上突出到透镜的横向侧之外。
由于第二反射器30，照明模块5除了能够实现具有AFS和/或DBL能力的短焦距光束功能之外还能够借助于RGB光源14和反射器30实现欢迎光功能。
根据本发明的主要方面，至少一个第一LED光源6与框架式支撑件4可操作性地关联，以便通过热传导将LED光源6在操作中产生的热流F的至少大部分转移到框架式支撑件4。特别是，在所示出的优选实施例中，与框架式支撑件4可操作性地关联的是支撑所有LED光源6、13、14的整个印刷电路板15，以便通过热传导将所有LED光源5、13、14在操作中产生的热流F的至少大部分转移到框架式支撑件。
结合该第一特征，框架式支撑件4完全由导热金属或金属合金制成，并设计为充当散热器。优选地，框架式支撑件4完全由压制成型的铝合金或另一种可能包括铜的轻合金制成。
为了增加热传导能力和散热能力(图3)，框架式支撑件4的、至少更接近至少一个第一LED光源6的第一部分31具有设置有突出的横向延伸部32的实心横截面(即，在其周边没有空的部分)。
在所示出的优选实施例中，框架式支撑件4由两个镜面对称结构元件33、34通过可移除的例如销、螺钉、托架等横向固定元件(公知且为了简单起见未示出)并排连接形成，每个镜面对称结构元件33、34包括第一端部分35、具有C形实心横截面的中间部分36以及与第一端部分相对且形状像半壳体的第二端部分37。
两个结构元件33、34的第一端部分35在接合时形成框架式支撑件4的第一部分31，该第一部分为框架式支撑件4的更接近第一LED光源6并且实际上承载印刷电路板15的部分。
通过这种方式，第一部分31具有双T形横截面，该双T形横截面由接合的、彼此相对设置的结构元件33、34的两个部分35的两个C形横截面形成。
两个结构元件33、34的中间部分36在接合时形成框架式支撑件4的中间部分38；这样的中间部分38也具有双T形横截面，该双T形横截面由接合的、彼此相对设置的结构元件33、34的两个中间部分36的两个C形横截面形成。
两个结构元件33、34的第二端部分37在接合时形成框架式支撑件4的第二部分39(为了简单起见，在图2中切除了)；第二部分39为框架式支撑件4的离第一LED光源6最远且具有箱形形状的部分，以便空转地接收旋转的第一反射器7。
根据本发明的一个方面，将承载LED 6、13、14的印刷电路板15组装到框架式支撑件4的第一部分31上，抵靠由两个突出的延伸部32形成并且面向第二部分39的框架式支撑件的底面；特别是，印刷电路板15以与第一部分31热接触的方式组装到第一部分31上。
这可以仅通过实现由施加压力获得的非常紧密的机械接触来完成，例如通过使用螺钉(未示出)来组装印刷电路板15抵靠到两个结构元件33、34的底部突出的延伸部32上(例如旋入图3所示的孔40中)；或可将热粘合剂41(图2)插入印刷电路板的与承载LED 6、13、14的面相反的面与两个结构元件33、34的底部突出的延伸部32之间。最后，这两种解决方案(螺钉和热粘合剂41)均可以采纳。
为了进一步改善热传递，可以使用不导电的热粘合剂41，并且可以将用于(例如通过绝缘的柔性扁平导体电缆43)给LED6、13、14供电的导电金属线路42设置在印刷电路板15的与承载LED 6、13、14相对的一面上(即，面向部分31的一面)，并且穿过印刷电路板的厚度连接到LED 6、13、14。
可操作性地与第三LED光源14关联的第二反射器30优选地由金属制成，并且在那种情况下，可安装成与框架式支撑件4的中间部分38热接触以便有助于散热。
如图3所示，框架式支撑件4的第一部分31设置有通过使第一部分31比中间部分38更薄从而在第一部分31与中间部分38之间提供台阶45而获得的用于印刷电路板15的接收座44。
如所述，照明装置1包括固定的照明模块11，以及并排布置的两个或多个旋转的照明模块5(在所示出实施例中为三个)；每个旋转的照明模块5具有自己的框架式支撑件4，该框架式支撑件4机械地连接到优选由金属制成并且与入口开口3的宽度基本平行设置的横向导轨46(图1)。
虽然也使用LED光源的照明模块11设置有设置在照明模块11的后方的通常(有散热片)的散热器，但根据本发明所述的照明模块5不需要像散热器47那样的、设置为与印刷电路板15接触的传统的散热器；事实上，结构元件4也起到了散热器的作用，并且其由导电金属制成的第一部分31和中间部分38中的双T形横截面非常容易通过辐射消散沿其自身传导的热量；因此热量不会积聚，其会沿着由框架式支撑件4的整个外表面构成的非常宽的交换表面有效地分散。
作为散热器的框架式支撑件4的效率已经利用由铝制成的框架式支撑件4进行过实验测试了。图4中示出了所有LED 6、13、14接通的情况下的温度分布：如可以看到的，接近LED的温度，即在部分31中(图4中图的顶部)，低于60℃，因此确保了LED的高效率，并且在框架式支撑件4的底部，即在部分39处，约为40℃。
由此，实现了本发明的所有目的。

Claims (13)

1.一种旋转的照明模块(5)，其被设计为装备用于车辆的照明装置(1)，包括：
至少一个第一LED光源(6)；
至少一个第一反射器(7)；以及
至少一个第一致动器(8)，其使第一反射器围绕第一轴线(A)相对于第一LED光源旋转，
其中，框架式支撑件(4)将所述第一LED光源(6)刚性地保持在固定位置并且以空转的方式承载所述第一反射器(7)，
其中，至少一个第一LED光源(6)与框架式支撑件可操作性地关联，以便通过热传导将第一LED光源在操作中产生的热流的至少大部分转移到框架式支撑件；以及
框架式支撑件(4)完全由导热金属或金属合金制成，并设计为充当散热器；
所述旋转的照明模块的特征在于：
框架式支撑件(4)由两个镜面对称结构元件(33、34)通过可移除的横向固定元件并排连接形成，每个镜面对称结构元件包括第一端部分(35)、具有C形实心横截面的中间部分以及与第一端部分相对且形状呈半壳体的第二端部分(37)，
两个结构元件的第一端部分(35)在接合时形成框架式支撑件的第一部分(31)，所述第一部分接近第一LED光源并且具有双T形横截面，所述双T形横截面由相接合的、彼此相对设置的两个结构元件(33、34)的两个C形横截面形成，同时两个结构元件的中间部分在接合时形成框架式支撑件的中间部分(38)，所述框架式支撑件的中间部分也具有双T形横截面，所述双T形横截面由相接合的、彼此相对设置的两个结构元件的两个C形横截面形成，
两个结构元件的第二端部分在接合时形成框架式支撑件的第二部分(39)，所述第二部分(39)相对于框架式支撑件的所述第一部分(31)离第一LED光源最远并且具有箱形形状以便空转地容纳所述第一反射器(7)。
2.根据权利要求1所述的旋转的照明模块(5)，其特征在于，
框架式支撑件的至少第一部分(31)具有设置有突出的横向延伸部(32)的实心横截面，所述第一部分接近至少一个第一LED光源(6)。
3.根据权利要求1所述的旋转的照明模块(5)，其特征在于，框架式支撑件(4)完全由压制成型的铝合金或另一种轻合金制成。
4.根据权利要求1所述的旋转的照明模块(5)，其特征在于，框架式支撑件(4)完全由压制成型的包括铜的轻合金制成。
5.根据权利要求1所述的旋转的照明模块，其特征在于，还包括一对第二LED光源(13)和第三LED光源(14)，其中所述第一LED光源(6)、第二LED光源(13)和第三LED光源(14)均组装在印刷电路板(15)上，印刷电路板(15)由所述框架式支撑件(4)以固定的方式直接承载在旋转的第一反射器上方并且位于与所述第一致动器(8)相对的一侧，印刷电路板(15)以与框架式支撑件的所述第一部分(31)热接触的方式组装到其上。
6.根据权利要求5所述的旋转的照明模块，其特征在于，第三LED光源(14)为RGB LED，并且设置在印刷电路板(15)的与一对第二LED光源(13)相对的后端(29)处，第一LED光源设置在第二LED光源和第三LED光源之间；框架式支撑件(4)在其中部承载第二反射器(30)，该第二反射器与第一反射器(7)间隔开、设置在第一反射器(7)的后方并与第三LED光源(14)可操作性地关联。
7.根据权利要求6所述的旋转的照明模块(5)，其特征在于，第二反射器(30)由金属制成。
8.根据权利要求5所述的旋转的照明模块(5)，其特征在于，在所述框架式支撑件(4)的第一部分与所述框架式支撑件(4)的中间部分之间提供台阶(45)，框架式支撑件(4)的所述第一部分(31)设置有用于印刷电路板(15)的接收座(44)，该接收座通过使框架式支撑件(4)的第一部分比框架式支撑件(4)的中间部分(38)更薄而获得。
9.一种用于车辆的照明装置(1)，其特征在于，所述照明装置包括至少一个根据权利要求1所述的旋转的照明模块(5)，其设置在杯形壳体(2)内，该杯形壳体设计为安装在车体上并且面向杯形壳体的前入口开口(3)。
10.根据权利要求9所述的照明装置(1)，其特征在于，所述照明装置为前灯。
11.根据权利要求9所述的照明装置(1)，其特征在于，所述照明装置包括两个或多个并排设置的旋转的照明模块(5)，每个旋转的照明模块具有其自己的框架式支撑件(4)，框架式支撑件机械地连接到与入口开口的宽度基本平行地设置的横向导轨(46)。
12.根据权利要求11所述的照明装置(1)，其特征在于，所述横向导轨(46)由金属制成。
13.一种车辆，其具有根据权利要求9-12中任一项所述的照明装置(1)。
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