CN113167465A - 车辆用灯具以及车辆 - Google Patents
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Abstract
车辆用灯具(1)具备:灯具主体(2),其具有光源部(10)和对光源部(10)进行支承的框体主体(11);以及通风部(3),其与灯具主体(2)相邻设置,并供来自外部的风(W)通过。光源部(10)具有:光源元件部(20),其射出光(L);以及散热构件(30),其对由光源元件部(20)产生的热进行散热。光源元件部(20)设置在框体主体(11)的内部,散热构件(30)设置为在通风部(3)的内部露出。
Description
技术领域
本公开的实施方式涉及车辆用灯具以及车辆。
背景技术
以往,已知一种车辆用灯具,该车辆用灯具具备光源部、对由该光源部产生的热进行散热的散热构件、以及使风扇旋转而向散热构件送风的送风装置(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-62885号公报
发明内容
实施方式的一个方案的车辆用灯具具备:灯具主体,其具有光源部和对该光源部进行支承的框体主体;以及通风部,其与所述灯具主体相邻设置,并供来自外部的风通过。所述光源部具有:光源元件部,其射出光;以及散热构件,其对由所述光源元件部产生的热进行散热。所述光源元件部设置在所述框体主体的内部,所述散热构件设置为在所述通风部的内部露出。
另外,实施方式的一个方案的车辆具备在上述中记载的车辆用灯具。
附图说明
图1是实施方式的车辆的立体图。
图2是实施方式的车辆用灯具的立体图。
图3是图2所示的A-A线的向视剖视图。
图4是实施方式的散热构件的立体图。
图5是实施方式的其他方案的散热构件的立体图。
图6是实施方式的变形例1的车辆用灯具的剖视图。
图7是实施方式的变形例2的车辆用灯具的剖视图。
图8是实施方式的变形例3的车辆用灯具的立体图。
具体实施方式
实施方式的一个方案的目的在于,提供能够降低储存于车辆的电力的消耗量的车辆用灯具以及车辆。以下,参照附图对本申请所公开的车辆用灯具以及车辆的实施方式进行说明。
<车辆>
首先,参照图一对实施方式的车辆100的概要进行说明。如图1所示,实施方式的车辆100例如是具备四个轮的轮胎的机动车。该车辆100在前侧设置有一对车辆用灯具1。
并且,通过使该一对车辆用灯具1动作,能够照亮车辆100的行进方向。该车辆用灯具1具备灯具主体2和通风部3。对于车辆用灯具1的详细情况将进行后述。
需要说明的是,在图1的例子中,作为车辆100的例子,示出了具备四个轮的轮胎的机动车,但车辆100也可以是具备三个轮或多于四个轮的轮胎的机动车。另外,车辆100不限于机动车,也可以是自行车、摩托车、电车等轨道车辆、航空机、船舶这样的各种移动体。
<车辆用灯具>
接着,参照图2~图5对实施方式的车辆用灯具1的详细情况进行说明。如图2所示,车辆用灯具1由灯具主体2和通风部3依次上下层叠而构成。通风部3与灯具主体2相邻设置,并利用槽形状的槽构件3a而在内部形成有通风路3b。槽构件3a例如由铁系的金属材料构成,并由螺栓、螺母等固定构件固定于灯具主体2。
如图3所示,灯具主体2具有光源部10和框体主体11。在图3中,在用单点划线围起的区域设置的光源部10具有光源元件部20和散热构件30。光源元件部20向规定方向(例如,车辆100的前方)射出光L。散热构件30对由该光源元件部20产生的热进行散热。
框体主体11具有透光构件12、支承构件13、以及框体构件14。在该框体主体11中,通过由螺栓、螺母等固定构件将透光构件12、支承构件13及框体构件14相互固定,从而形成内部空间S。
透光构件12例如由透明的塑料、玻璃等使光L通过的材料构成,且成形为适合于车辆100的所希望的形状。支承构件13例如由铁系的金属材料,且对光源部10进行支承。框体构件14例如由铁系的金属材料构成,且与透光构件12及支承构件13一起形成内部空间S。
光源元件部20设置于框体主体11的内部(即内部空间S),且经由透光构件12而向外部射出光L。
在此,在实施方式的车辆用灯具1中,对由光源元件部20产生的热进行散热的散热构件30设置为在通风部3的内部(即通风路3b)露出。并且,在实施方式的车辆用灯具1中,能够随着车辆100的行驶而将风W吸入至通风部3的通风路3b。
由此,在实施方式中,能够使用在通风路3b流动的风W来高效地冷却散热构件30。因此,根据实施方式,由于光源部10的冷却不需要电力,因此能够降低储存于车辆100的电力的消耗量。
另外,在实施方式中,由于光源元件部20设置于框体主体11的内部,因此能够保护由电气部件构成的光源元件部20免受各种外部环境的影响。因此,根据实施方式,能够提高车辆用灯具1的可靠性。
接下来,对车辆用灯具1的详细结构进行说明。
如图3所示,光源元件部20具有发光元件21、元件搭载用基板22、以及盖体29。发光元件21例如可以使用激光二极管(也称为半导体激光器)等。
元件搭载用基板22由陶瓷形成,且具有平板状的基板部23、以及在该基板部23的正面23a设置的堤部24。另外,在基板部23的正面23a设置有底座23A。在底座23A的上表面设置有搭载部25,在该搭载部25搭载有发光元件21。
堤部24以将搭载部25的周围(即发光元件21的周围)包围的方式设置,且在发光元件21射出光L的方向上具有开口部24a。另外,在基板部23的背面23b设置有散热构件30。
这样,通过在设置于基板部23的正面23a的底座23A上搭载发光元件21,并在基板部23的背面23b侧设置散热构件30,从而能够缩短从作为发热部的发光元件21到作为散热部的散热构件30的距离。因此,根据实施方式,能够提高光源部10的散热性。
另外,在实施方式中,如图3所示,可以使基板部23的背面23b整体与散热构件30抵接。由此,能够增大基板部23与散热构件30的接触面积,因此能够进一步提高光源部10的散热性。
另外,在实施方式中,可以使散热构件30的体积比元件搭载用基板22的体积大。这样,通过增大热容量更大的散热构件30的体积,能够进一步提高光源部10的散热性。
散热构件30是对铝、铜等金属材料进行切削加工或浇铸成形而成的构件。如图4所示,散热构件30具有基材部31和凸部32。需要说明的是,在图4及图5中,示出了从背面观察散热构件30的情况。基材部31例如为具有凸部30a(参照图3)的板状,且是与基板部23的背面23b(参照图3)相接的部位。
凸部32设置于基材部31中的与基板部23的背面23b相接一侧的相反侧。在实施方式中,由于能够利用该凸部32增加散热构件30的表面积,因此能够提高散热构件30的散热性。即,该凸部32能够作为散热构件30的散热片发挥功能。
需要说明的是,实施方式的凸部32既可以如图4所示那样是由多个柱状体33排列而构成的剑山型,也可以如图5所示那样是由多个壁构件34排列而构成的壁并列型。
需要说明的是,在图4的例子中,示出了柱状体33为圆柱状的情况,但柱状体33的形状不限于圆柱状,例如也可以是棱柱状等。
另外,在图5的例子中,壁构件34可以以在通风部3的通风路3b(参照图3)中沿着风W的流动方向的方式设置。由此,在通风路3b中风W的流动变得顺畅,因此能够进一步提高散热构件30的散热性。
需要说明的是,在图5的例子中示出了壁构件34沿着风W的流动而呈笔直的情况,但壁构件34的形状不限于该形状,例如壁构件34也可以沿着风W的流动方向而呈锯齿形。由此,能够进一步增加壁构件34的表面积,因此能够进一步提高散热构件30的散热性。
返回至图3的说明。元件搭载用基板22由基板部23和堤部24通过陶瓷一体地形成。即,在元件搭载用基板22上,在该基板部23与堤部24之间未设置由异种材料彼此构成的、产生大的热阻的界面。
由此,能够减小基板部23与堤部24之间的热阻,因此能够高效地从基板部23向堤部24传递热。因此,根据实施方式,能够实现散热性高的元件搭载用基板22。
另外,元件搭载用基板22不需要将该基板部23与堤部24之间接合的工序,并且也不需要焊料等接合材料。因此,根据实施方式,能够实现制造成本低的元件搭载用基板22。
作为构成元件搭载用基板22的陶瓷,例如适合的有氧化铝、二氧化硅、莫来石、堇青石、镁橄榄石、氮化铝、氮化硅、碳化硅或玻璃陶瓷等。并且,从热传导率高且热膨胀率接近发光元件21的观点出发,元件搭载用基板22可以是含有氮化铝(AlN)作为主成分的陶瓷。
在此,“含有氮化铝作为主成分”是指元件搭载用基板22含有80质量%以上的氮化铝。在元件搭载用基板22所含有的氮化铝为80质量%以上的情况下,元件搭载用基板22的热传导率变高,且能够提高散热性。
而且,元件搭载用基板22也可以含有90质量%以上的氮化铝。通过使氮化铝的含量为90质量%以上,能够使元件搭载用基板22的热传导率为150W/mK以上。并且,能够实现散热性优异的元件搭载用基板22。
在元件搭载用基板22的搭载部25设置有由金属构成的元件用端子26。另外,在正面23a中的堤部24的内侧设置有未图示的其他元件用端子。
而且,在正面23a中的堤部24的外侧设置有由金属构成的电源用端子27、以及未图示的其他电源用端子。在此,“由金属构成”是指也可以在一部分含有除金属以外例如陶瓷,以下也是同样的意思。
元件用端子26是搭载发光元件21的端子。发光元件21使用Au-Sn焊料等导电性接合材料而与元件用端子26接合。此时,利用该导电性接合材料将在发光元件21的下表面设置的第一电极(未图示)与元件用端子26电连接。
这样,通过将发光元件21中作为面积较大的面的下表面与元件用端子26接合,能够从发光元件21向元件搭载用基板22传递更多的热。因此,根据实施方式,能够提高光源部10的散热性。
其他元件用端子是利用结合线等与搭载于元件用端子26的发光元件21连接的端子。此时,利用该结合线将在发光元件21的上表面设置的第二电极(未图示)与其他元件用端子电连接。
电源用端子27及其他电源用端子是经由布线40及外部端子41而与未图示的外部电源连接的端子。需要说明的是,布线40是在框体主体11的内部设置的布线,外部端子41是在框体主体11的框体构件14等设置的端子。
元件用端子26、其他元件用端子、电源用端子27以及其他电源用端子只要由对金属粉末进行烧结而成的金属化膜形成即可。由于能够以高强度将该金属化膜粘接于构成元件搭载用基板22的陶瓷的表面,因此能够实现可靠性高的元件搭载用基板22。
另外,也可以在该金属化膜的表面形成Ni等的镀膜。而且,也可以在该镀膜的表面设置焊料、Au-Sn镀膜。
元件用端子26经由在基板部23的内部形成的金属制的布线导体28而与电源用端子27电连接。同样,其他元件用端子经由在基板部23的内部形成的金属制的未图示的其他布线导体而与其他电源用端子电连接。需要说明的是,该布线导体28及其他布线导体可以是对金属粉末进行烧成而成的金属化膜。
需要说明的是,通过将利用对陶瓷生片进行模具成形的模制工法而制作出的模制成形体进行层叠等来制作层叠体,并对该层叠体进行烧成,从而得到实施方式的元件搭载用基板22。需要说明的是,在元件搭载用基板22的内部设置的布线导体28可以通过预先在陶瓷生片印刷导体膏等来形成。
另外,在图3的例子中,在基板部23的正面23a形成有凸部,在该凸部设置有搭载部25。由此,能够抑制从发光元件21射出的光L在基板部23的正面23a发生漫反射。因此,根据实施方式,能够在光源部10中维持高的发光效率。
盖体29设置为与堤部24的上端相接并堵塞该堤部24的上方。盖体29可以由金属材料、陶瓷等构成,且例如从耐热性及散热性高这样的观点出发,盖体29只要由科瓦铁镍钴合金(Fe-Ni-Co合金)构成即可。
另外,堤部24的开口部24a通过用Au-Sn焊料等粘贴未图示的玻璃窗而被堵塞。这样,在实施方式中,堤部24的内部由玻璃窗及盖体29气密密封。
对于盖体29与堤部24的接合,可以为电焊接或者使用Au-Sn焊料、银焊料等。通过用这样的方法进行接合,能够提高密封的堤部24内部的气密性,因此能够提高车辆用灯具1的可靠性。
散热构件30在上表面侧具有凸部30a。该凸部30a从支承构件13的下表面侧插入形成于支承构件13的开口部,并在框体主体11的内部露出。并且,在散热构件30的露出于框体主体11的内部的凸部30a安装有光源元件部20。
这样,在实施方式中,由于元件搭载用基板22直接安装于散热构件30,因此即使由于车辆100的行驶而产生了振动,元件搭载用基板22和散热构件30也一体地移动。
因此,根据实施方式,由于能够抑制元件搭载用基板22与散热构件30的位置偏移等,因此能够减小光L的射出方向的偏差。
另外,在实施方式中,不经由支承构件13而将光源元件部20直接安装于散热构件30,由此能够在光源元件部20与散热构件30之间减少产生大的热阻的界面。
由此,由于能够减小光源元件部20与散热构件30之间的热阻,因此能够高效地从光源元件部20向散热构件30传递热。因此,根据实施方式,能够实现散热性高的光源部10。
需要说明的是,光源元件部20与散热构件30之间例如可以由Au-Sn焊料、银焊料等热传导率高的接合材料接合。由此,能够更高效地从光源元件部20向散热构件30传递热,因此能够实现散热性更高的光源部10。
需要说明的是,光源元件部20与散热构件30之间也可以由螺栓、螺母等固定构件固定。
另外,散热构件30配置成上表面中除凸部30a以外的部位与支承构件13的下表面相接。并且,散热构件30与支承构件13之间由螺栓、螺母等固定构件42固定。
这样,在实施方式中,由于在固定于车辆100的支承构件13固定有散热构件30,因此即使在由于车辆100的行驶而产生了振动的情况下,也能够抑制散热构件30的位置偏移。
<各种变形例>
接着,参照图6~图8对实施方式的各种变形例进行说明。需要说明的是,在以下的各种变形例中,通过对与上述实施方式相同的部位标注相同的附图标记,从而省略重复的说明。
图6是实施方式的变形例1的车辆用灯具1的剖视图。在图6所示的变形例1中,元件搭载用基板22及盖体29的结构与实施方式不同。变形例1的元件搭载用基板22具有基板部23及堤部24。在该情况下,基板部23设置为在散热构件30的上表面立起。堤部24的一部分配置成沿着散热构件30的上表面。
具体而言,在从基板部23的正面23a朝向透光构件12突出的底座23A的上表面设置有搭载部25,且在该搭载部25搭载有发光元件21。另外,变形例1的发光元件21是向上发光的发光元件,因此能够从该发光元件21朝向透光构件12射出光L。
在该情况下也是,虽然基板部23的朝向不同,但通过在设置于基板部23的正面23a的底座23A上搭载发光元件21,并在堤部24的侧面侧设置散热构件30,从而能够使来自作为发热部的发光元件21的发热通过堤部24而散热。
元件用端子26经由在基板部23及堤部24的内部形成的金属制的布线导体28而与电源用端子27电连接。同样,其他元件用端子经由在基板部23及堤部24的内部形成的金属制的未图示的其他布线导体而与其他电源用端子电连接。
盖体29设置为将堤部24的上方以及基板部23的前方堵塞。即,变形例1的盖体29在剖视下为三方被堵塞而成的矩形形状。另外,盖体29在发光元件21射出光L的方向上具有开口部29a。
另外,盖体29的开口部29a通过用Au-Sn焊料等粘贴未图示的玻璃窗而被堵塞。这样,在变形例1中,基板部23及堤部24的内部被玻璃窗及盖体29气密密封。
图7是实施方式的变形例2的车辆用灯具1的剖视图。在图7所示的变形例2中,元件搭载用基板22及盖体29的结构与变形例1不同。在变形例2的元件搭载用基板22中,堤部24向后方变短,在该堤部24变短的部位设置有盖体29。即,变形例2的盖体29在剖视下为四方被堵塞而成的矩形形状。
即使是这样的结构,也与变形例1同样,通过在设置于基板部23的正面23a侧的底座23A上搭载发光元件21,并在堤部24的侧面侧设置散热构件30,从而能够使来自作为发热部的发光元件21的发热通过堤部24而散热。
图8是实施方式的变形例3的车辆用灯具1的立体图。如图8所示,在变形例3的车辆用灯具1中,除了灯具主体2之外,LIDAR(Light Detection and Ranging:激光探测及测距系统)传感器4还设置在散热构件30上。
例如,如图8所示,LIDAR传感器4的检测部4a以朝向与透光构件12相同的方向的方式配置。由此,在变形例3的车辆用灯具1中,能够利用灯具主体2向规定方向(例如,车辆100的前方)射出光L,并且能够利用LIDAR传感器4检测位于规定方向上的物体的位置。
并且,在变形例3中,由于将LIDAR传感器4搭载在散热构件30上,因此能够利用在车辆100行驶时通过通风部3的风W,将LIDAR传感器4的散热性维持在稳定的状态。因此,根据变形例3,能够使LIDAR传感器4稳定地动作。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式,可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如,在上述实施方式中,也可以在盖体29的上表面设置热电元件。
这样,通过在位于发光元件21附近的盖体29的上表面设置热电元件,能够以更高的精度实施发光元件21的温度调整。而且,由于热电元件设置于散热构件30的相反侧,因此能够抑制散热构件30的占有区域被削减,因此能够维持高的散热性。
另外,在上述在实施方式中,示出了通风部3设置在灯具主体2的下方的例子,但通风部3既可以设置在灯具主体2的侧方,也可以设置在灯具主体2的上方。
另外,上述在实施方式中,示出了车辆用灯具1设置在车辆100的前侧的例子,但车辆用灯具1既可以设置在车辆100的后侧,也可以设置在车辆100的侧方。在该情况下,只要在车辆100另外设置随着车辆100的行驶而将风W吸入至通风部3的通风路3b的管道等即可。
另外,上述在实施方式中,示出了将电源用端子27、其他电源用端子设置于基板部23的正面23a的例子,但电源用端子27、其他电源用端子所设置的位置不限于基板部23的正面23a,它们只要设置在元件搭载用基板22的表面上即可。
如上所述,实施方式的车辆用灯具1具备:灯具主体2,其具有光源部10和对光源部10进行支承的框体主体11;以及通风部3,其与灯具主体2相邻设置,并使来自外部的风W通过。光源部10具有:光源元件部20,其射出光L;以及散热构件30,其对由光源元件部20产生的热进行散热。光源元件部20设置在框体主体11的内部,散热构件30设置为在通风部3的内部露出。由此,能够降低储存于车辆100的电力的消耗量。
另外,在实施方式的车辆用灯具1中,光源元件部20具有:发光元件21,其射出光L;以及元件搭载用基板22,其设置有搭载发光元件21的搭载部25。元件搭载用基板22具有:平板状的基板部23,其在正面23a设置有搭载部25;以及堤部24,其设置为将搭载部25包围。堤部24在发光元件21射出光L的方向上具有开口部24a,散热构件30设置于基板部23的背面23b。由此,能够提高光源部10的散热性。
另外,在实施方式的车辆用灯具1中,散热构件30的体积比元件搭载用基板22的体积大。由此,能够进一步提高光源部10的散热性。
另外,在实施方式的车辆用灯具1中,框体主体11具有对光源部10进行支承的支承构件13、以及框体构件14,散热构件30固定于支承构件13,元件搭载用基板22固定于散热构件30。由此,能够抑制元件搭载用基板22与散热构件30的位置偏移等,因此能够减小射出的光L的方向的偏差。
另外,在实施方式的车辆用灯具1中,散热构件30具有基材部31和凸部32,凸部32是由多个柱状体33排列而成的剑山型、以及由多个壁构件34排列而成的壁并列型中的任一种。由此,能够增加散热构件30的表面积,因此能够提高散热构件30的散热性。
另外,在实施方式的车辆用灯具1中,凸部32为壁并列型,壁构件34以在通风部3中沿着风W的流动方向的方式设置。由此,由于在通风路3b中风W的流动变得顺畅,因此能够进一步提高散热构件30的散热性。
另外,实施方式的车辆用灯具1还具备在散热构件30上与灯具主体2相邻设置的LIDAR(Light Detection and Ranging:激光探测及测距系统)传感器4。由此,能够使LIDAR传感器4稳定地动作。
另外,实施方式的车辆100具备上述车辆用灯具1。由此,能够降低储存于车辆100的电力的消耗量。
本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果、其他方案。因此,本发明的更宽泛的方案不限定于如以上那样表示并表述的特定的详细内容以及代表性的实施方式。因此,在不脱离由技术方案及其等同物定义的概括性的发明的概念的思想或者范围的情况下,能够进行各种变更。
附图标记说明:
1 车辆用灯具
2 灯具主体
3 通风部
4 LIDAR传感器
10 光源部
11 框体主体
12 透光构件
13 支承构件
14 框体构件
20 光源元件部
21 发光元件
22 元件搭载用基板
23 基板部
23a 正面
23b 背面
24 堤部
24a 开口部
25 搭载部
26 元件用端子
30 散热构件
31 基材部
32 凸部
33 柱状体
34 壁构件
100 车辆。
Claims (8)
1.一种车辆用灯具,其中,
所述车辆用灯具具备:
灯具主体,其具有光源部和对该光源部进行支承的框体主体;以及
通风部,其与所述灯具主体相邻设置,并供来自外部的风通过,
所述光源部具有:光源元件部,其射出光;以及散热构件,其对由所述光源元件部产生的热进行散热,
所述光源元件部设置在所述框体主体的内部,
所述散热构件设置为在所述通风部的内部露出。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具,其中,
所述光源元件部具有:发光元件,其射出光;以及元件搭载用基板,其设置有搭载所述发光元件的搭载部,
所述元件搭载用基板具有:平板状的基板部,其在正面设置有所述搭载部;以及堤部,其设置为将所述搭载部包围,
所述堤部在所述发光元件射出光的方向上具有开口部,
所述散热构件设置于所述基板部的背面。
3.根据权利要求2所述的车辆用灯具,其中,
所述散热构件的体积比所述元件搭载用基板的体积大。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用灯具,其中,
所述框体主体具有对所述光源部进行支承的支承构件、以及框体构件,
所述散热构件固定于所述支承构件,
所述元件搭载用基板固定于所述散热构件。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的车辆用灯具,其中,
所述散热构件具有基材部和凸部,
所述凸部是由多个柱状体排列而成的剑山型、以及由多个壁构件排列而成的壁并列型中的任一种。
6.根据权利要求5所述的车辆用灯具,其中,
所述凸部是所述壁并列型,且所述壁构件在所述通风部中沿着风的流动方向设置。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的车辆用灯具,其中,
所述车辆用灯具还具备在所述散热构件上与所述灯具主体相邻设置的LIDAR即激光雷达传感器。
8.一种车辆,其中,
所述车辆具备权利要求1~7中任一项所述的车辆用灯具。
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