专利名称：用于机动车辆的头灯组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于机动车辆的头灯组件，其安装有一个或多个能辐射由一个或多个光源产生的热能的散热元件。
背景技术：
具有安装至机动车辆的装备有发光二极管的各种类型头灯组件。例如，日本专利 No. JP 4观9268公开了这种由头灯和发光二极管构成的头灯组件。在头灯组件中，依次布置光投影透镜、遮光器和光源，并且布置反射器以使得其面向光源。反射器将由光源产生的光线反射至前进方向。一个或多个散热元件安装至光源以便辐射由光源产生的热能。在头灯组件中，光源由第一光源和第二光源构成。第一光源具有第一光线发射部分，其竖直地放置于从光源的光学轴线观察的上部。第二光源具有第二光线发射部分，其竖直地放置于从光源的光学轴线观察的下部。也就是，头灯组件产生两个光束模式。通常，发光二极管具有内在缺点，因为具有高的表面放热率。例如，当发光二极管的温度增大时，光线发射效率降低，并且其使用寿命变短。因此，当发光二极管彼此靠近布置并且使用较小尺寸的散热元件以降低头灯组件的整体尺寸时，热量产生密度变高并且头灯组件的热辐射能力降低。为了避免上述常规缺点，具有一种常规技术。例如，日本专利公开出版物No. JP 2005-190825公开了这种其中头灯组件装配有电扇的常规技术。电扇使得空气从光室的后侧流动至光室的前侧。因而，风扇迫使热空气从光室的后侧流动至光室的前侧以便冷却光室内部。而且，日本专利公开出版物No. JP2009-147175公开了一种常规技术，其中冷却剂在一个或多个发光二极管布置于其上的印刷电路板上流动以便冷却发光二极管，并且冷却剂由泵通过冷却管道供应至辐射板以便从辐射板辐射热能。这种常规技术提高热辐射性能。然而，前述常规技术需要光室中的电扇和/或泵以及冷却管道以便强制性地冷却发光二极管。这增大了头灯组件的整体尺寸，并且增大电源消耗，因为常规头灯组件还需要具有另外的电能以驱动上述电扇和泵。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于车辆的头灯组件，其具有增大的辐射能力而不增大头灯组件的尺寸和电能消耗。根据本发明的一个方面，提供了一种用于机动车辆的头灯组件。该头灯组件由外壳、透镜盖、光源、投影透镜、散热元件和热交换室构成。外壳的前部开口。透镜盖安装至外壳前部以形成光室。光室是由透镜盖和外壳形成的闭合空间。光源产生和发射光线。光源放置于光室中。投影透镜放置于光室中。投影透镜将从光源发射的光线朝着头灯组件的前侧投影。散热元件放置于光室中。散热元件由多个用来辐射由光源产生的热能的散热片构成。热交换室在光室中形成于散热元件上方的外壳中。热交换室朝着光室的底壁开口。优选地，热交换室形成于外壳的顶壁中以使得热交换室具有朝着外壳上侧的凸形形状。还优选地，热交换室由肋部分形成。肋部分从外壳的顶壁朝着外壳的底部伸出。还优选地，外壳的顶壁具有顶孔。顶孔由盖单元覆盖以形成热交换室以使得热交换室具有朝着外壳的上侧的凸形形状。还优选地，盖单元具有比外壳高的导热率。还优选地，肋部分形成于外壳的顶孔周围。肋部分从外壳的顶壁朝着外壳的底壁伸出。还优选地，头灯组件具有密封元件。密封元件放置于盖单元和外壳之间。阳螺纹部分形成于盖单元的外周边上。阴螺纹部分形成于在外壳的顶孔周围形成的肋部分的内周边上。盖单元的阳螺纹部分螺旋至外壳的肋部分的阴螺纹部分。还优选地，热交换室具有中心热交换室和热交换子室。中心热交换室形成于热交换室的中心部分处。热交换子室形成于中心热交换室的周围，并且朝着光室的底壁开口。尤其，热交换子室能具有圆形、矩形和六边形之一的横截面。还优选地，气流孔形成于肋部分的外周边上并且朝着头灯组件的前侧开口。还优选地，从外壳顶壁伸出的肋部分的底部具有倾斜形状并且朝着光室的前底侧开口。如前所述以及将在下面第一至第八实施例所解释的，根据本发明的头灯组件具有由此暖空气和外部环境空气之间的热交换高效地执行的长空气流路。光室中的内部暖空气和透镜盖的外部环境空气之间的热交换也通过灯盖的壁表面执行。根据本发明的头灯组件的结构在没有增大头灯组件的整体尺寸和电能消耗之下促进热交换并且增大辐射性能。肋部分和子肋部分的存在进一步增大头灯组件的辐射性能。
本发明的优选非限制性的实施例将参照附图以示例的方式描述，其中图1是示出根据本发明第一实施例的安装至车辆的头灯组件的竖直横截面的示意图；图2是示出头灯组件沿着图1的A-A线的横截面的视图；图3是示出根据本发明第二实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图，其相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图；图4是示出根据本发明第三实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图，其相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图；图5是示出根据本发明第四实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图，其相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图；图6是示出根据本发明第五实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图，其相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图；图7是示出根据本发明第六实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图，其相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图8A是示出在沿着图7所示的箭头B观察时头灯组件中的次肋部分的横截面的视图；图8B是示出在沿着图7所示的箭头B观察时具有另一形状的次肋部分的横截面的视图；图8C是沿着图7所示的箭头B观察时具有另一形状的次肋部分的横截面的视图；图9是示出根据本发明第七实施例的安装至车辆的头灯组件的竖直横截面的示意图；图10是示出头灯组件沿着图9所示C-C线的横截面的视图；图11是示出根据本发明第八实施例的安装至车辆的头灯组件的竖直横截面的示意图；图12是示出头灯组件沿着图11所示D-D线的横截面的视图；并且图13是示出安装至车辆的常规头灯组件的横截面的视图。
具体实施例方式下面，将参照附图描述本发明的多个实施例。在以下多个实施例的描述中，同样的参考符号或数字在数个附图中始终标识相同或等同的部件。第一实施例将参照图1和图2给出根据本发明第一实施例的头灯组件的描述。图1是示出根据本发明第一实施例的安装至车辆的头灯组件的竖直横截面的示意图。如图1所示，根据第一实施例的头灯组件由外壳1、前透镜盖4和其他各种类型的部件构成。外壳1的前部2开口。前透镜盖4装配并且固定至外壳1的前部以便大致闭合外壳1的内部。也就是，外壳1和前透镜盖4构成光室6。光室6容纳各种类型的部件。在光室6中，当从头灯组件的前侧朝着后侧观察时，投影透镜8、遮光器10和光源 12沿着光源12的光学轴线Z依次布置。反射器14面向光源12。反射器14反射从光源12 发射的光线。在根据第一实施例的头灯组件的结构中，投影透镜8由平面凹透镜构成。投影透镜8和反射器14布置于外壳1中以使得它们具有大致相同的焦点。反射器1具有内反射表面，其具有曲面比如旋转抛物线表面。遮光器10切断由反射器14反射的一部分光线。由反射器14反射的光线的剩余部分由投影透镜8照射至头灯组件的前部。在根据第一实施例的头灯组件的结构中，遮光器10还作为能支撑投影透镜8的支撑元件。光源12安装有发光二极管(LED)。光源12安装并且固定至散热元件16的水平板 18。水平板18具有平面状板并且在水平方向上放置于头灯组件中。散热元件16的竖直板20放置于水平板18的后侧处。水平板18和竖直板20组装在一起。竖直板20与光源12的光学轴线Z大致竖直。竖直板20竖直地放置于根据第一实施例的头灯组件中。水平板18大致固定于竖直板20的中心部分处。水平板18的前端固定至支撑元件22，支撑元件22竖直地放置并且固定至外壳1 的底壁la。遮光器10的后端固定至支撑元件22。
间隙形成于竖直板20的底侧和外壳1的底壁Ia之间。这个间隙允许空气在头灯组件中充分地流动并且循环。而且，间隙形成于竖直板20的上侧和外壳1的顶壁Ic之间。 这个间隙允许空气在头灯组件中充分地流动并且循环。水平板18和竖直板20由高导热材料例如铝制成。多个散热片M布置于竖直板20的后表面上。每个散热片M具有板形形状，并且朝着外壳1的后侧竖直地固定至竖直板20的后表面上。也就是，如图1所示，每个散热片 24从竖直板20的后表面朝着竖直板20的后侧延伸。散热片M彼此间以预定间隔布置以便空气穿过其中流动。每个散热片M沿着竖直方向具有与竖直板20相同的长度。每个散热片M的后端和外壳1的后壁Ib形成具有预定间隔的间隙。散热片M由高导热材料比如铝制成。水平板18、竖直板20和散热片M通过铝锻造一体地制成。还可接受的是，通过作为金属接合工艺的铜焊将由铝板制成的散热片24固定至竖直板20的后表面上。顶孔沈在散热片M上方形成于外壳1的顶壁中。顶孔沈由盖单元观覆盖。顶孔沈和盖单元观组装在一起。盖单元观具有凸形形状并朝着外壳1的上部伸出。如图 1所示，热交换室30形成于盖单元观中。在根据第一实施例的头灯组件中，顶孔沈形成于散热片M上方。然而，能在外壳 1的顶壁Ic的另一部分中形成顶孔26，除非这部分定位于散热片M上方。而且，顶孔沈具有圆形形状并且大致具有散热片M的外切圆的尺寸。而且，顶孔 26能具有矩形形状或六边形形状，并且具有与散热片M的外切圆相比较大的尺寸。盖单元观的外轮廓具有朝着上侧伸出的截头圆锥体形状，类似于凹形形状。顶孔沈由盖单元28密封。盖单元28具有其中热交换室30形成于盖单元28内部的尺寸。也就是，热交换室30的底部朝着散热片M—侧开口。在光室6容纳由投影透镜8、遮光器10、光源12和散热元件16构成的单个单元时， 光室6需要单组顶孔沈、盖单元观以及热交换室30。然而，光室6能具有多个所述组。当光室6安装有多个单元时，每个单元由投影透镜8、遮光器10、光源12以及散热元件16构成，能将这组顶孔沈、盖单元观以及热交换室30放置于每个单元的散热片M上方。而且，能将具有大直径的所述单组顶孔沈、盖单元观以及热交换室30放置于多个散热片组上方。另一方面，如图1所示，连接至光源12的导线34穿过外壳1的后壁Ib延伸至外壳1的外侧，并且通过连接器36电连接至驱动电路38。驱动电路36是将电能供应至光源12的已知电路。现在将给出根据本发明第一实施例的头灯组件的动作的描述。在机动车辆开始驱动并且光源打开时，从光源12发射的光线由反射器14反射。遮光器10切断由反射器14反射的一部分光线，并且投影透镜8将光线的剩余部分(或未切断部分)朝着前进方向辐射。由光源12产生的热量通过水平板18传导至竖直板20，并且最终通过竖直板20传导至散热片对。来自散热片M的辐射使散热片M的环境空气变暖，并且空气从而膨胀。膨胀的环境空气在相邻的散热片M之间朝着外壳1的顶壁Ic上升。多个散热片24中相邻散热片M之间的空气持续地变暖并且上升。图2是示出头灯组件沿着图1所示A-A线的横截面的视图。如图2所示，由散热器M的热能变暖的空气上升并且然后在光室6中通过外壳1 的顶孔沈进入热交换室30。在热交换室30中，暖空气与外部环境空气之间的热交换通过盖单元观执行。这种热交换冷却热交换室30中的暖空气。也就是，光室6的暖空气和外部环境空气之间的热交换在暖空气沿着盖单元观的内表面流动时执行。如图2所示，当热交换通过盖单元观在热交换室30中执行时，暖空气沿着盖单元 28的内表面流动至前、后、右和左方向。当暖空气在热交换之后沿着盖单元观的内表面到达盖单元观的外周部分时，暖空气从热交换室30流出并且通过顶孔沈流入光室6内部。当暖空气从散热片M —侧进入热交换室30之后热交换室30中的暖空气再次流入光室6时，暖空气的流动具有较长冷却路径。与如图13所示的常规头灯组件中的平状类型顶壁提供的较短冷却路径相比，这种较长冷却路径具有提高的性能以通过顶壁Ic执行暖空气和外部环境空气之间的热交换。图13是示出具有平状类型顶壁的常规头灯组件的横截面的视图。在光室6中产生以下不同气流 (a)当在热交换室30中执行热交换之后暖气流从热交换室30流入光室6时，该暖气流由于从散热片M —侧上升的暖气流而导致翻滚，并且因此一部分暖气流再次进入热交换室30的内部；并且(b)通过热交换室30中的盖单元观借助于热交换而冷却的暖气流由从散热片M 一侧上升的暖气流推入光室6。当从热交换室30流入光室6内部的暖气流与从散热片M —侧上升的暖气流碰撞时，湍流出现在热交换室30和顶孔沈周围。所产生的湍流促进暖空气和盖单元观的内壁之间的热交换，因为湍流增大了热交换室30和光室6的内部空气(作为暖空气)与外壳1 的外部环境空气之间的温差。这增大了头灯组件的辐射性能。根据第一实施例具有上述结构的头灯组件的结构促进光室6中的暖空气与光室6 的外部环境空气之间的热交换并且提高辐射性能。因此能抑制光源12和散热元件16的温度增大。例如，当光室6中没有湍流出现时，温度边界层在光室6中产生以使得空气与盖单元观的内壁越多地分离，空气的温度就增大的越多。另一方面，根据本发明的头灯组件的结构能产生湍流。所产生的湍流断开并且干扰空气的温度边界层。这使得暖空气与盖单元观的内壁接触。由于在暖空气和盖单元观的内壁表面之间具有较大温差，因此根据本发明的头灯组件的这种结构促进热交换并且提高通过由光源12产生的热能所变暖的空气的辐射性能。从热交换室30流出至光室6的一部分空气如图1的箭头所示沿着外壳1的顶壁 Ic朝着前透镜盖4流动。热交换通过后壁lb、顶壁lc、侧壁和前透镜盖4在光室6中的空气与头灯组件的外部环境空气之间执行。热交换使光室6中的空气冷却。而且，空气然后沿着前透镜盖4下落，并且然后沿着外壳1的底壁Ia从前透镜盖4 的底侧流动，并且然后穿过遮光器10的底面与外壳1的底壁Ia之间的间隙。在上述空气流动期间，热交换在外壳1的底壁Ia与头灯组件的外部空气之间执行。空气由散热片M的热能变暖，并且从散热片M上升至外壳1的顶孔26。另外，从热交换室30流入光室6的一部分空气然后沿着外壳1的侧壁(未示出) 和后壁Ib下降，并且然后沿着外壳的底壁Ia流动。空气然后再流动至散热片对。如上所述，由散热片M的热能所变暖的空气沿着顶壁Ic流动至前透镜盖4的内壁，并且沿着外壳1的侧壁(未示出)和后壁Ib进一步流动。由前述热交换冷却的空气从外壳1的底壁Ia流过相邻的散热片M。在光室6中产生空气的循环路径。第二实施例将参照图3给出根据本发明第二实施例的头灯组件的描述。图3是示出根据本发明第二实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图。图 3所示的横截面相应于图2的示出沿着图1所示A-A线的横截面的视图。图1至图3所示的根据第一和第二实施例的头灯组件的相同部件将用相同的附图标记标识并且为了简洁起见省略它们的解释。在根据第二实施例的头灯组件中，肋部分40形成于外壳1的顶壁Ic上。肋部分 40从顶壁Ic朝着散热片M竖直地伸出预定高度。外壳1的顶壁Ic和肋部分40组装为一体。肋部分40具有圆形、矩形、六边形等之一的形状。肋部分40具有与根据图1所示第一实施例形成于顶部Ia中的顶孔沈大致相同的尺寸。肋部分40放置于散热片M上方。 热交换室42由肋部分40和顶壁Ic形成。热交换室42朝着外壳1的底壁Ia开口，S卩，穿过由肋40的底侧包围的开口部分44朝着散热片M开口。与前描述根据第一实施例的头灯组件的效果类似，从光室6流入热交换室42的内部并且然后流出进入光室6的空气具有其中热交换室42中的空气与外壳1的外部环境空气之间的热交换通过顶壁Ic和肋部分40执行的较长流路。而且，光室6中具有以下空气流动(al)当在热交换室42中执行热交换以后暖气流从热交换室42流入光室6时，暖气流由从散热片M —侧上升的暖气流翻滚，并且因此一部分暖气流再次进入热交换室42 ； 并且(bl)热交换室42中通过顶壁Ic借助热交换冷却的暖气流由从散热片M —侧上升的暖气流推入光室6。在通过顶壁Ic的开口部分44从热交换室42流入光室6内部的暖气流与从散热片对一侧上升的暖气流相碰撞时，湍流出现在热交换室42和开口部分44周围。所产生的湍流促进暖空气和顶壁Ic的内壁之间的热交换，因为湍流增大热交换室42和光室6的内部空气(作为上述暖空气)与外壳1的外部环境空气之间的温差。这增大了头灯组件的辐射性能。第三实施例将参照图4给出根据本发明第三实施例的头灯组件的描述。图4是示出根据本发明第三实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图。图 4所示的横截面相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图。根据图1至图4 所示的第一和第二实施例的头灯组件的相同部件将用相同的附图标记标识并且为了简洁起见省略它们的解释。
在根据第三实施例的头灯组件的结构中，顶孔26形成于外壳1的顶壁Ic中。顶孔26由盖单元46覆盖。盖单元46是没有与外壳1 一体形成的元件。盖单元46具有与顶壁Ic平行地放置的环形凸缘部分48。盖单元46的凸缘部分48通过铜焊或焊接固定至顶壁Ic的外表面。类似于根据第一实施例的盖单元28的外轮廓，盖单元46的外轮廓具有朝着上侧伸出的截头圆锥体形状，类似于凹形形状。盖单元46的内部具有空心形状。盖单元46覆盖顶孔26并且具有其中热交换室 50形成于盖单元46内部的尺寸。也就是，热交换室50的底部通过顶孔26朝着散热片24 开口。类似于前述根据第一实施例的头灯的效果，从光室6流入热交换室50内部并且然后流出进入光室6的空气具有其中热交换室50中的空气与外壳1的外部周围空气之间的热交换通过盖单元46和顶壁Ic执行的较长流路。而且，光室6中具有以下空气流动(a2)在热交换通过盖单元46执行之后暖气流从热交换室50进入光室6时，暖空气由从散热片24 —侧上升的暖气流翻滚，并且因此一部分暖空气再次进入热交换室50 ；并且(b2)在热交换室50中通过盖单元46借助热交换冷却的暖气流由从散热片24 — 侧上升的暖气流推入光室6。当从热交换室50流入光室6内部的暖气流与从散热片24 —侧上升的暖气流相碰撞时，湍流出现在热交换室50和顶孔26周围。所产生的湍流促进暖空气和盖单元46的内壁之间的热交换，因为湍流增大了热交换室50和光室6的内部空气(作为暖空气)与外壳 1的外部环境空气之间的温差。这增大了头灯组件的辐射性能。由于盖单元46是没有与外壳1 一体形成的元件，它们能由不同材料形成。例如， 当盖单元46由导热率高于外壳1的元件制成时，能增大头灯组件的辐射能力。第四实施例将参照图5给出根据本发明第四实施例的头灯组件的描述。图5是示出根据本发明第四实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图。图 5所示的横截面相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图。根据图4至图5所示的第三和第四实施例的头灯组件的相同部件将用相同的附图标记标识并且为了简洁起见省略它们的解释。除了根据图4所示的第三实施例的头灯组件的结构以外，根据第四实施例的头灯组件的结构具有肋部分52。肋部分52形成于外壳1的顶壁Ic的顶孔26周围。肋部分52 从顶壁Ic朝着散热片24竖直地伸出预定高度。外壳1的顶壁Ic和肋部分52组装为一体。盖单元46是没有与外壳1 一起形成的元件。盖单元46具有与顶壁Ic平行地放置的环形凸缘部分48。盖单元46的凸缘部分48通过铜焊或焊接固定至顶壁Ic的外表面。例如，肋部分52具有圆形、矩形、六边形等之一的形状。肋部分52具有与形成于顶部Ia中的顶孔26大致相同的尺寸。肋部分52放置于散热片24上方。热交换室50由肋部分52和盖单元46形成。热交换室50通过由肋40的底侧包围的顶孔26朝着外壳1 的底壁Ia(即朝着散热片24)开口。
从而能形成比第三实施例的结构中的气路更长的气路。这个结构还促进湍流的产生并且增大头灯组件的辐射性能。第五实施例将参照图6给出根据本发明第五实施例的头灯组件的描述。图6是示出根据本发明第五实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图。图 6所示的横截面相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图。根据图6至图5 所示的第五和第四实施例的头灯组件的相同部件将用相同的附图标记标识并且为了简洁起见省略它们的解释。在根据第五实施例的头灯组件的结构中，肋部分M形成于外壳1的顶壁Ic的顶孔26周围。肋部分M从顶壁Ic朝着散热片M竖直地伸出预定高度。外壳1的顶壁Ic 和肋部分M组装为一体。阴螺纹部分56形成于肋部分M的内周边上。盖单元58是没有与外壳1 一体形成的元件。盖单元58具有与顶壁Ic平行地放置的环形凸缘部分62。盖单元58的凸缘部分62通过密封元件64固定至顶壁Ic的外表面。顶壁Ic的顶孔沈通过密封元件64由盖单元58覆盖。盖单元58具有圆柱形肋部分60。阳螺纹部分形成于圆柱形肋部分60的外周边上。盖单元58的阳螺纹部分螺旋至肋部分M的阴螺纹部分56。盖单元58由肋部分M的阴螺纹部分56和圆柱形肋部分60的阳螺纹部分通过密封元件64紧密地固定至外壳1的顶壁Ic。类似于盖单元观的外轮廓，盖单元58的外轮廓具有朝着上侧伸出的截头圆锥体形状，类似于凹形形状。顶壁Ic的顶孔沈由盖单元58密封。盖单元58具有其中热交换室66形成于盖单元58内部的尺寸。即，热交换室66的底部朝着散热片M —侧开口。类似于前述根据第一实施例的头灯组件的效果，从光室6流入热交换室66内部并且然后流出进入光室6的空气具有其中热交换室66中的空气和外壳1的外部环境空气之间的热交换通过盖单元58和顶壁Ic执行的较长流路。因而，在根据第五实施例的头灯组件的结构中，空气流路由于肋部分M和圆柱形肋部分60的存在而更加增大。而且，光室6中具有以下空气流动(a3)当热交换在热交换室66中执行以后暖气流从热交换室66流入光室6时，该暖空气由从散热片M —侧上升的暖气流翻滚，并且因此，一部分暖空气再次进入热交换室 66内部；并且(b!3)在热交换室66中借助热交换冷却的暖气流由从散热片M—侧上升的暖气流推入光室6。当从热交换室66流入光室6内的暖气流与从散热片M —侧上升的暖气流碰撞时，湍流出现在热交换室66和顶孔沈周围。肋部分M和圆柱形肋部分60的存在进一步促进湍流的产生。所产生的湍流促进暖空气与盖单元58的内壁和顶壁Ic之间的热交换， 因为湍流增大热交换室66和光室6的内部空气(作为暖空气)与外壳1的外部环境空气之间的温差。这增大了头灯组件的辐射性能。类似于根据第四实施例的头灯组件的结构，由于盖单元58是没有与外壳1 一体形成的元件，它们能由不同的材料形成。例如，当盖单元58由导热率高于外壳1的元件制成时，能增大头灯组件的辐射能力。
第六实施例将参照图7和图8A、8B以及图8C给出根据本发明第六实施例的头灯组件的描述。图7是示出根据本发明第六实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的视图。图 7所示的横截面相应于图2所示的沿着图1所示A-A线的横截面的视图。图8A是示出在沿着图7所示的箭头B观察时头灯组件中的次肋部分72的横截面的视图。根据图7和图6所示的第六和第五实施例的头灯组件的相同部件将用相同的附图标记标识并且为了简洁起见省略它们的解释。在根据第六实施例的头灯组件中，盖单元70具有主肋部分60和次肋部分72。主肋部分60具有圆柱形形状，类似于根据图6所示的第五实施例的盖单元58的圆柱形肋部分60。类似于主肋部分60，次肋部分72具有圆柱形形状。如图8A所示，次肋部分72的直径小于主肋部分60的直径。次肋部分72从盖单元70朝着散热片24竖直地伸出预定高度。外壳1的顶壁Ic和肋部分54组装为一体。在从盖单元70或从外壳1的底壁Ia测量时，次肋部分72具有与主肋部分60相同的高度。换言之，主肋部分60的前端和次肋部分72的前端形成为使得具有从外壳1的底壁Ia测量的相同高度。盖单元70的主肋部分60和次肋部分72的结构形成在盖单元70的中心部分处的热交换室74以及在热交换室74的外周边周围的热交换子室76。即，热交换子室76包围在盖单元70的中心部分处的热交换室74。如图7和8A所示，热交换室74具有圆柱形形状。 热交换子室76具有空心且朝着散热片24开口的环状形状。热交换子室76形成于圆柱形的主肋部分60和次肋部分72之间。热交换室74和热交换子室76朝着底壁Ic和散热片 24 开口。图8B是示出在沿着图7所示的箭头B观察时具有另一形状的次肋部分72_1的横截面的视图。图8C是示出在沿着图7所示的箭头B观察时具有另一形状的次肋部分72-2 的横截面的视图。次肋部分能具有以下形状之一(si)图8A所示由附图标记72指示的圆柱形形状；(s2)图8B所示由附图标记72-1指示的矩形柱体形状；以及(s3)图8C所示由附图标记72-2指示的六边形柱体形状。类似于根据前述第一实施例的头灯组件的效果，从光室6流入热交换室74和热交换子室76内部并且然后流出进入光室6的空气具有其中热交换室74和热交换子室76中的空气与外壳1的外部环境空气之间的热交换通过盖单元70和顶壁Ic执行的较长流路。 因而，在根据第六实施例的头灯组件的结构中，空气流路通过圆柱形状的主肋部分60和次肋部分72的存在而更加增大。而且，光室6中的空气具有以下流动(a4)当在热交换室74和热交换子室76中执行热交换室之后暖气流从热交换室 74和热交换子室76流入光室6时，该暖空气由从散热片24 —侧上升的暖气流翻滚，并且因此一部分暖空气再次进入热交换室74和热交换子室76内部，并且(b4)在热交换室74和热交换子室76中通过盖单元70冷却的暖气流由从散热片 24 一侧上升的暖气流推入光室6。
当从热交换室74和热交换子室76流入光室6内部的暖气流与从散热片M —侧上升的暖气流相碰撞时，湍流出现在热交换室74、热交换子室76和顶孔沈周围。主肋部分 60和次肋部分72的存在进一步促进湍流的产生。所产生的湍流促进暖空气与盖单元70的内壁和顶壁Ic之间的热交换，因为湍流增大了热交换室74、热交换子室76和光室6的内部空气(作为暖空气)与外壳1的外部环境空气之间的温差。这增大了头灯组件的辐射性能。类似于根据第四实施例的头灯组件的结构，由于根据第五实施例的盖单元70是没有与外壳1 一体形成的元件，它们能由不同材料形成。例如，当盖单元70由导热率高于外壳1的元件制成时，能增大头灯组件的辐射能力。第七实施例将参照图9和图10给出根据本发明第七实施例的头灯组件的描述。图9是示出根据本发明第七实施例的安装至车辆的头灯组件的横截面的示意图。 图10是示出头灯组件沿着图9所示C-C线的横截面的视图。在根据第七实施例的头灯组件中，盖单元80具有圆柱形的主肋部分82。圆柱形的主肋部分82朝着散热片M和外壳1的底壁Ia开口。阳螺纹部分形成于盖单元80中的圆柱形主肋部分82的外周边上。形成于主肋部分82上的阳螺纹部分相应于形成于顶壁Ic 的肋部分上的阴螺纹部分的位置，类似于根据图6所示的第五实施例的肋部分M的阴螺纹部分56。如图9所示，形成于主肋部分82上的阳螺纹部分螺旋至形成于顶壁Ic的肋部分上的阴螺纹部分。具有阳螺纹部分的圆柱形主肋部分82放置于散热片M附近并且在其上方。圆柱形主肋部分82朝着散热片M开口并且朝着散热片M竖直地伸出。另外，次肋部分84以预定间隙形成于主肋部分82的内侧。类似于主肋部分82，次肋部分84具有圆柱形状。这个间隙形成热交换子室88。次肋部分84从盖单元80朝着散热片M竖直地伸出。次肋部分84朝着散热片M开口。尤其，当从外壳1的底壁Ia测量时，次肋部分84的高度高于主肋部分82的高度。热交换室86形成于盖单元80的中心部分处。次肋部分84包围热交换室86的外周边。热交换子室88形成于圆柱形状的主肋部分82和次肋部分84之间。热交换室86和热交换子室88在从外壳1的顶壁Ic的顶孔沈观察时朝着散热片M开口。通风孔90形成于圆柱形状的主肋部分82中以使得通风孔90面向根据第七实施例的头灯组件的前端处的前透镜盖4。而且，通风孔92还形成于圆柱形状的次肋部分84中以使得通风孔92和通风孔90面向头灯组件的前端处的透镜盖4。也就是，放置为使得通风孔90面向通风孔92。类似于根据前述第一实施例的头灯组件的效果，从光室6流入热交换室86和热交换子室88内部并且然后流出进入光室6的空气具有其中热交换室86、热交换子室88中的空气与外壳1的外部环境空气之间的热交换通过盖单元80和顶壁Ic执行的较长流路。因而，在根据第七实施例的头灯组件的结构中，空气流路由于圆柱形状主肋部分82以及次肋部分84的存在而更加增大。而且，光室6中具有以下空气流动(a5)在热交换室86和热交换子室88中执行热交换之后暖气流从热交换室86和热交换子室88流入光室6时，该暖空气由从散热片24 —侧上升的暖气流翻滚，并且因此一部分暖空气再次进入热交换室86和热交换子室88内部；并且(b5)在热交换室86和热交换子室88中借助热交换冷却的暖气流由从散热片24 一侧上升的暖气流推入光室6。当在热交换之后从热交换室86和热交换子室88流入光室6内部的暖气流与从散热片24 —侧上升的暖气流相碰撞时，湍流出现在热交换室86、热交换子室88和顶孔26 (其对应于形成于顶壁Ic的肋部分中的阴螺纹部分，但是在图9和图10中没有清楚地示出) 的周围。主肋部分82和次肋部分84的存在进一步促进湍流的产生。所产生的湍流促进了内部空气(作为暖空气)与盖单元80的内壁和顶壁Ic之间的热交换，因为湍流增大了光室6的内部空气与外壳1的外部空气之间的温差。这增大了头灯组件的辐射性能。而且，暖空气从热交换室86和热交换子室88穿过通风孔90和通风孔92朝着透镜盖4流动。暖空气然后沿着前透镜盖4的内壁流动至外壳1的底壁la。暖空气在前透镜盖4处由暖空气和外部环境空气之间的热交换冷却。冷却的空气然后沿着外壳1的底壁 Ia流动。冷却的空气然后再次上升至散热片24。在光室6中形成空气循环。尤其，由于在机动车辆行驶时外部空气直接吹到前透镜盖4的外表面，热在光室6 内部的暖空气和外部空气之间交换，内部空气的对流循环路径在前透镜盖4的内部形成， 促进热交换并且从而冷却暖空气。当车辆在寒冷天气下行驶在道路上时，冰雪经常会附着在头灯组件的前透镜盖4 上。由于前透镜盖4和外壳1的内部空气由光源12所产生的热能变暖，附着在透镜盖4外表面上的冰雪被加热并且然后融化。这保持光线从头灯组件朝着行驶车辆的前方辐射。类似于根据图4和图5所示第三和第四实施例的盖单元46的结构，由于根据第七实施例的盖单元80是没有与外壳1 一体形成的元件，它们能由不同的材料制成。例如，当盖单元80由导热率高于外壳1的元件制成时，能增大头灯组件的辐射能力。而且，类似于根据第七实施例的圆柱形主肋部分82的结构，每个肋部分40、52、54 和60具有朝着散热片24的较长长度并且还具有暖空气由此朝着前透镜盖4流出的通风孔。第八实施例将参照图11和图12给出根据本发明第八实施例的头灯组件的描述。图11是示出根据本发明第八实施例的安装至车辆的头灯组件的竖直横截面的示意图。图12是示出头灯组件沿着图11所示D-D线的横截面的视图。根据第八实施的头灯组件具有盖单元94。如图11和图12所示，这个盖单元94具有阳螺纹部分和圆柱形状的肋部分96。也就是，除了根据图6所示的第五实施例的头灯组件的结构以外，阳螺纹部分形成于盖单元94上。盖单元94的肋部分96从顶壁Ic朝着散热片24竖直地伸出预定高度。圆柱形状的肋部分96的底部(其面向散热片24—侧)具有倾斜形状。肋部分96 的倾斜形状的底部朝着前透镜盖4 一侧开口。盖单元94中的肋部分96的倾斜部分的前部朝着前透镜盖开口并且与散热片24分开。盖单元94中的肋部分96的倾斜部分的后部最靠近散热片24。热交换室98形成于盖单元94的肋部分96中。也就是，如图11和12所示，圆柱形状的肋部分96容纳热交换室98以使得热交换室98在光室6中朝着前部底侧和前透镜盖4倾斜地开口。类似于根据前述第一实施例的头灯组件的效果，从光室6流入热交换室98的内部并且然后流出进入光室6的空气具有其中热交换室98中的空气和外壳1的外部环境空气之间的热交换通过顶壁Ic和具有圆柱形肋部分96的盖单元94执行的较长流路。也就是， 圆柱形状的肋部分96能进一步增大空气流路。而且，光室6中具有以下空气流动(a6)当在热交换之后暖气流从热交换室98流入光室6时，该暖气流由从散热片 24 一侧上升的暖气流翻滚，并且因此一部分暖空气再次进入热交换室98内部；并且(b5)通过盖单元94借助于热交换室中的热交换冷却的暖气流由从散热片M —侧上升的暖气流推入光室6。当从热交换室98流入光室6的暖气流与从散热片M —侧上升的暖气流相碰撞时，湍流出现在热交换室98和顶孔沈(其对应于形成于顶壁Ic的肋部分中的阴螺纹部分， 但是在图11和图12中没有清楚地示出)周围。圆柱形肋部分96的存在进一步促进湍流的产生。所产生的湍流促进内部空气(作为暖空气)与具有圆柱形肋部分96的盖单元94 的内壁和顶壁Ic之间的热交换，因为湍流增大了光室6中的内部空气和外壳1的外部空气之间的温差。这增大了头灯组件的辐射性能。尤其，圆柱形肋部分96具有朝着前部底侧和前透镜盖4开口的倾斜部分。暖空气从热交换室98朝着前部底侧和前透镜盖4流动。暖空气从热交换室98流出并且然后沿着前透镜盖4的内壁流动。在暖空气与前透镜盖4的外部环境空气之间的热交换之后，冷却的空气沿着外壳1的底壁Ia再次流动至散热片M。这使得光室6中的空气对流。尤其，由于在车辆行驶时外部空气直接吹到前透镜盖4的外表面，所以热在光室6 内部的暖空气和外部空气之间交换，内部空气对流的循环路径在前透镜盖4内部形成，促进热交换并且从而冷却暖空气。当车辆行驶在寒冷地区的道路上时，冰雪经常会附着在头灯组件的前透镜盖4上。由于前透镜盖4(即光室6中)的内部空气由光源12产生的热能所变暖，附着在头灯盖4的外表面上的冰雪就被加热并且然后融化。这保持光线从头灯组件朝着行驶车辆的前方辐射。类似于根据图5所示的第四实施例的盖单元46的结构，由于根据第八实施例的盖单元94是没有与外壳1 一体形成的元件，所以它们能由不同的材料制成。例如，当盖单元 94由导热率高于外壳1的元件制成时，能增大头灯组件的辐射能力。而且，类似于根据第八实施例的圆柱形肋部分96的结构，每个肋部分40、52、讨和 60能具有朝着散热片M的较长长度并且还具有朝着前透镜盖4开口的倾斜形状。虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，本领域技术人员将理解到，在本公开的总体教导之下能对这些细节进行各种变型和替代。因此，所公开的具体布置仅是示例性的并且不限于本发明的由以下权利要求及其所有等同给出的全部范围。
权利要求
1.一种用于机动车辆的头灯组件，其包括外壳，外壳的前部开口 ；安装至外壳前部的透镜盖，并且透镜盖和外壳形成闭合空间的光室；光源，放置于光室中用来发射光线；投影透镜，放置于光室中，用来将从光源发射的光线朝着头灯组件的前侧投影；放置于光室中的散热元件，其由用来辐射由光源产生的热能的多个散热片构成；以及在外壳中形成于光室中的散热元件上方的热交换室，其朝着光室的底壁开口。
2.根据权利要求1的头灯组件，其中热交换室形成于外壳的顶壁中以使得热交换室具有朝着外壳上侧的凸形形状。
3.根据权利要求1的头灯组件，其中热交换室由从外壳的顶壁朝着外壳的底壁伸出的肋部分形成。
4.根据权利要求1的头灯组件，其中外壳的顶壁具有顶孔，并且顶孔由盖单元覆盖以形成热交换室，以使得热交换室具有朝着外壳的上侧的凸形形状。
5.根据权利要求4的头灯组件，其中盖单元具有比外壳高的导热率。
6.根据权利要求4的头灯组件，其中肋部分围绕外壳的顶孔形成，并且肋部分从外壳的顶壁朝着外壳的底壁伸出。
7.根据权利要求6的头灯组件，其中密封元件放置于盖单元和外壳之间，并且阳螺纹部分形成于盖单元的外周边上，并且阴螺纹部分形成于围绕外壳的顶孔形成的肋部分的内周边上，并且盖单元的阳螺纹部分螺旋至外壳的肋部分的阴螺纹部分，并且盖单元和外壳的肋部分由阳螺纹部分与阴螺纹部分连接。
8.根据权利要求4的头灯组件，其中热交换室由中心热交换室和热交换子室构成，并且中心热交换室形成于热交换室的中心部分处，并且热交换子室围绕中心热交换室形成并且朝着光室的底壁开口。
9.根据权利要求3的头灯组件，其中气流孔形成于肋部分的外周边上并且朝着头灯组件的前侧开口。
10.根据权利要求3的头灯组件，其中从外壳顶壁伸出的肋部分的底部具有倾斜形状并且朝着光室的前部底侧开口。
11.根据权利要求1的头灯组件，其中热交换室能暂时阻止暖空气从散热片一侧上升以便通过外壳在暖空气和外部周围空气之间执行热交换。
12.根据权利要求4的头灯组件，其中热交换室能暂时阻止暖空气从散热片一侧上升以便通过盖单元在暖空气与外部周围空气之间执行热交换。
13.根据权利要求8的头灯组件，其中热交换子室具有圆形、矩形和六边形之一的横截
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车辆的头灯组件。在由头灯组件的外壳和透镜盖形成的光室中，投影透镜和光源按顺序从光室的前侧沿着光源的光学轴线布置。板状的散热片竖直地放置于光室中并且辐射由光源产生的热能。热交换室在散热片上方形成于外壳的顶壁中。热交换室具有从外壳顶壁的凹形形状，并朝着散热片一侧开口。
文档编号F21W101/10GK102207274SQ201110085168
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者堀井泰聪, 富永元规, 西井孝仁 申请人:株式会社电装