冷却单元以及车辆用灯具的制作方法

本发明涉及冷却单元以及使用了该冷却单元的车辆用灯具。

背景技术：

以往，公知有使用led(lightemittingdiode)等半导体发光元件作为光源的车辆用灯具。在使用半导体发光元件作为车辆用灯具的光源的情况下，需要通过最大限度利用半导体发光元件的发光来满足车辆用灯具所要求的光量级别。

一般地，若为了获得高输出而对半导体发光元件供给较大的电流则发热会增加，但是若因发热而使元件处于高温则发光效率会降低。因此，为了对来自半导体发光元件的热量高效地进行散热，提出了各种车辆用灯具的散热构造(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2006-286395号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

以往，虽然提出了大量的对来自半导体发光元件的热量进行散热的技术，但是在车辆用灯具的灯室内，除半导体发光元件以外，还有可能配置耐热温度较低的装置。因此，希望能够冷却车辆用灯具的灯室内的温度。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供能够对壳体的内部空间的温度进行冷却的冷却单元以及使用了该冷却单元的车辆用灯具。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的一个方式的冷却单元，其是对壳体的内部空间的温度进行冷却的冷却单元，该冷却单元具备外侧散热器以及珀耳帖元件，该外侧散热器配置为局部向壳体的外部露出，该珀耳帖元件具有从壳体的内部空间吸收热量的吸热面及将通过吸热面吸收的热量向外侧散热器散发的散热面。

可以还具备内侧散热器，该内侧散热器接收壳体的内部空间的热量并将该热量向珀耳帖元件的吸热面传导。

可以还具备对外侧散热器和内侧散热器之间的导热进行阻断的隔热构件。

可以还具备朝向珀耳帖元件的吸热面吹送壳体的内部空间的空气的内侧风扇。

可以还具备吸入壳体的内部空间的空气并将该空气向规定的方向进行吹送的内侧风扇。

可以还具备朝向外侧散热器的外部露出部吹送壳体的外部的空气的外侧风扇。

可以还具备对在壳体的内部空间产生的凝结水进行吸湿的吸湿体。

吸湿体可以配置于内侧散热器中的与珀耳帖元件侧的表面相反一侧的表面的周缘部上。

本发明的其他方式涉及一种在包括外透镜和灯主体而形成的灯体内部容纳有灯具单元的车辆用灯具。该车辆用灯具具备对灯体内部的温度进行冷却的上述冷却单元。

发明效果

根据本发明，能够提供可以对壳体的内部空间的温度进行冷却的冷却单元以及使用了该冷却单元的车辆用灯具。

附图说明

图1是装配有本发明的实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

图2是装配有本发明的其他实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

图3是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

图4是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

图5是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

图6是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

图7是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

图8是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元的车辆用灯具的概要剖视图。

附图标记说明

10、20、30、40、50、60、70、80：冷却单元；12：外侧散热器；14：珀耳帖元件；22：内侧散热器；30：冷却单元；32、62：内侧风扇；52：外部风扇；64：风道；73：吸湿体；82：隔热构件；100、200、300、400、500、600、700、800：车辆用灯具；102：灯主体；104：外透镜；106：灯室；108：灯具单元；110：led；120：平板散热片。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的冷却单元进行详细地说明。该冷却单元能够对封闭的壳体的内部空间的温度进行冷却。在以下说明中，对将冷却单元应用于车辆用灯具的情况进行说明。此外，在本说明书中使用“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等表示方向的用语的情况下，上述用语是指车辆用灯具被装配于车辆时的姿态下的方向。

图1是装配有本发明的实施方式所涉及的冷却单元10的车辆用灯具100的概要剖视图。如图1所示，车辆用灯具100构成为在灯室106内容纳有以半导体发光元件为光源的灯具单元108，该灯室106构成为包括前方开放的树脂制的灯主体102、以及由透光性材料形成并将灯主体102的前方气密性覆盖的外透镜104。

灯具单元108是所谓的投射型的灯具单元，使用led作为光源。在图示的例子中，在灯室106内具有一个灯具单元108，但是也可以在灯室106内设置多个灯具单元108。

灯具单元108具备led110、反射件114、支承构件116、以及投影透镜118。led110是led芯片113安装在电路基板112上而成的白色led。led110设置为在使光射出方向朝向与灯具单元108的光轴ax成直角的方向的状态下位于光轴ax上。经由在电路基板112上形成的配线图案来对led110供电。

反射件114例如采用聚碳酸酯来形成半穹顶状，并配置于led110的上方。在反射件114的内侧的表面上，具有使得来自led110的光朝向前方并向光轴ax聚拢地进行聚光反射的反射面。

投影透镜118由前方侧表面为凸面、且后方侧表面为平面的平凸非球面透镜构成，并使形成于后侧焦点面上的光源像成为倒像向前方照射。支承构件116通过对以铝为主成分的金属进行的铸造来形成，在其上表面上固定安装有led110以及反射件114，该反射件114具有以椭圆曲面为基准的反射面。

在支承构件116的后方侧端部上，以规定的间隔平行地竖立设置有多个平板散热片120。平板散热片120形成为延伸设置方向朝向铅垂方向。平板散热片120的延伸设置方向是指平板散热片120的长度方向。平板散热片120使从led110产生的热量向灯室106内的空气中散发。

通过未示出的支承构件将灯具单元108以能够倾动的方式安装于灯主体102上，以使得灯具单元108射出的光向车辆用灯具100的前方照射。在本实施方式中，灯具单元108设置于灯室106的中央附近。

车辆用灯具100具备对灯室106内的温度进行冷却的冷却单元10。如图1所示，冷却单元10具备外侧散热器12、珀耳帖元件14、以及对供给至珀耳帖元件14的电流进行控制的电流控制部(未图示)。在本实施方式中冷却单元10安装于灯主体102的下表面102a上，但是冷却单元10也可以设置于灯主体102的后表面102b、上表面102c上。在灯主体102的下表面102a上形成有孔部102d，将冷却单元10以封堵该孔部102d的方式装配于下表面102a上。

外侧散热器12具备基座部12a、以及竖立设置于基座部12a的下表面12b上的多个平板散热片12c。外侧散热器12以使平板散热片12c向灯室106的外部露出的方式固定于灯主体102的下表面102a上。在本实施方式中，外侧散热器12通过螺钉13固定于灯主体102的下表面102a上，但是固定方法无特别限定。在将外侧散热器12固定于灯主体102的下表面102a后，外侧散热器12的基座部12a的上表面12d经由灯主体102的孔部102d而面向灯室106的内部空间。

珀耳帖元件14配置于外侧散热器12的基座部12a的上表面12d上。珀耳帖元件14是通过流通电流而使得热量从一方的面向另一方的面移动的板状的半导体元件。珀耳帖元件14根据电流流动的方向来规定吸热面和散热面。在本实施方式中，向珀耳帖元件14供电，以使得与灯室106相面对的珀耳帖元件14的上表面形成为从灯室106的内部空间吸收热量的吸热面14a，且与外侧散热器12的基座部12a的上表面12d相面对的珀耳帖元件14的下表面形成为将通过吸热面14a吸收的热量向外侧散热器12散发的散热面14b。珀耳帖元件14的散热面14b可以抵接于基座部12a的上表面12d上，也可以在珀耳帖元件14的散热面14b和基座部12a的上表面12d之间夹有导热性片等。

对如以上那样构成的冷却单元10的工作过程进行说明。在图1中，实线箭头表示热量的流动。若向珀耳帖元件14供电以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b，则珀耳帖元件14通过吸热面14a从灯室106内的空气吸收热量，并将该热量从散热面14b散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并从平板散热片12c向灯室106的外部散发。

这样，通过将本实施方式所涉及的冷却单元10应用于车辆用灯具100，能够对灯室106内的温度进行强制性冷却。伴随着车辆用灯具的高功能化而有可能在灯室内设置摄像机、各种传感器、dmd(digitalmirrordevice)等电子装置，但是这些电子装置的耐热温度有可能并不太高。灯室106内的温度经常因来自灯具单元108的led110的发热、上述电子装置等的发热而形成高温，但是通过使用冷却单元10来使得灯室106内的温度降低，能够将耐热温度并不太高的电子装置也配置于灯室106中。

图2是装配有本发明的其他实施方式所涉及的冷却单元20的车辆用灯具200的概要剖视图。对于与上述实施方式相同或者对应的构成要素，标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。

本实施方式所涉及的冷却单元20在除了外侧散热器12以及珀耳帖元件14以外还具备内侧散热器22这一点与图1所示的冷却单元10不同。内侧散热器22具备基座部22a、以及竖立设置于基座部22a的上表面22b上的多个平板散热片22c。内侧散热器22以使基座部22a的下表面22d抵接于珀耳帖元件14的吸热面14a上的方式配置于珀耳帖元件14上。或者，也可以在基座部22a的下表面22d和珀耳帖元件14的吸热面14a之间夹有导热性片等。

对如以上那样构成的冷却单元20的工作过程进行说明。在图2中，实线箭头表示热量的流动。在本实施方式中，也向珀耳帖元件14供电，以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b。在本实施方式中新设置的内侧散热器22接收灯室106内的空气的热量，并将该热量向珀耳帖元件14的吸热面14a传导。珀耳帖元件14通过吸热面14a从内侧散热器22吸收热量，并将该热量从散热面14b散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并从平板散热片12c向灯室106的外部散发。

这样，在将本实施方式所涉及的冷却单元20应用于车辆用灯具200的情况下，也能够对灯室106内的温度进行强制性冷却。其结果是，能够将耐热温度并不太高的电子装置也配置于灯室106中。

图3是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元30的车辆用灯具300的概要剖视图。对于与上述实施方式相同或者对应的构成要素，标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。

本实施方式所涉及的冷却单元30在除了外侧散热器12以及珀耳帖元件14以外还具备内侧风扇32这一点上与图1所示的冷却单元10不同。内侧风扇32是将从轴向吸入的空气沿轴向排出的轴流风扇。内侧风扇32配置为朝向珀耳帖元件14的吸热面14a吹送灯室106内的空气。内侧风扇32通过未示出的支承构件而支承于珀耳帖元件14的上方。

对如以上那样构成的冷却单元30的工作过程进行说明。在图3中，实线箭头表示热量的流动，空心箭头表示空气的流动。在本实施方式中，也向珀耳帖元件14供电，以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b。在本实施方式中，通过内侧风扇32将灯室106内的空气吹送至珀耳帖元件14的吸热面14a。珀耳帖元件14通过吸热面14a从吹来的空气中吸收热量，并将该热量从散热面14b散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并将该热量从平板散热片12c向灯室106的外部散发。

这样，在将本实施方式所涉及的冷却单元30应用于车辆用灯具300的情况下，也能够对灯室106内的温度进行强制性冷却。其结果是，能够将耐热温度并不太高的电子装置也配置于灯室106中。

另外，在本实施方式中，通过内侧风扇32吹送至珀耳帖元件14的空气通过热交换而冷却。由于该冷却后的空气沿着外透镜104、灯主体102的内表面在灯室106中流动，因此能够对灯室106的较大范围进行冷却。

图4是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元40的车辆用灯具400的概要剖视图。对于与上述实施方式相同或者对应的构成要素，标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。

本实施方式所涉及的冷却单元40在除了外侧散热器12、珀耳帖元件14以及内侧散热器22以外还具备内侧风扇32这一点上与图2所示的冷却单元20不同。内侧风扇32是轴流风扇，并配置为朝向内侧散热器22吹送灯室106内的空气。内侧散热器22配置为平板散热片22c的延伸设置方向朝向车辆用灯具400的前后方向。

对如以上那样构成的冷却单元40的工作过程进行说明。在图4中，实线箭头表示热量的流动，空心箭头表示空气的流动。在本实施方式中，也向珀耳帖元件14供电，以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b。在本实施方式中，通过内侧风扇32将灯室106内的空气吹送至内侧散热器22。内侧散热器22接收通过内侧风扇32吹来的空气的热量，并将该热量向珀耳帖元件14的吸热面14a传导。珀耳帖元件14通过吸热面14a从内侧散热器22吸收热量，并将该热量从散热面14b散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并从平板散热片12c向灯室106的外部散发。

这样，在将本实施方式所涉及的冷却单元40应用于车辆用灯具400的情况下，也能够对灯室106内的温度进行强制性冷却。其结果是，能够将耐热温度并不太高的电子装置也配置于灯室106中。

另外，在本实施方式中，通过内侧风扇32吹送至内侧散热器22的空气通过热交换而冷却。由于该冷却后的空气沿着外透镜104、灯主体102的内表面在灯室106中流动，因此能够对灯室106的较大范围进行冷却。

图5是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元50的车辆用灯具500的概要剖视图。对于与上述实施方式相同或者对应的构成要素，标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。

本实施方式所涉及的冷却单元50在除了外侧散热器12以及珀耳帖元件14以外还具备配置于灯室106的外部的外部风扇52这一点上与图1所示的冷却单元10不同。外部风扇52是轴流风扇，将灯室106的外部的空气朝向外侧散热器12的外部露出部、即朝向平板散热片12c、基座部12a的下表面12b进行吹送。外侧散热器12配置为平板散热片12c的延伸设置方向朝向车辆用灯具500的前后方向。

对如以上那样构成的冷却单元50的工作过程进行说明。在图5中，实线箭头表示热量的流动，空心箭头表示空气的流动。在本实施方式中，也向珀耳帖元件14供电，以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b。在本实施方式中，与图1所示的冷却单元10同样地，通过珀耳帖元件14的吸热面14a从灯室106内的空气吸收热量，并将该热量从散热面14b散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并从平板散热片12c向灯室106的外部散发。在此，在本实施方式所涉及的冷却单元50中，由于通过外部风扇52将灯室106的外部的空气吹送至外侧散热器12的平板散热片12c等，因此能够促进外侧散热器12中的热交换，并提高散热效率。

也可以对图2所示的冷却单元20、图3所示的冷却单元30、以及图4所示的冷却单元40设置外部风扇52。在将外部风扇52设置于上述实施方式的情况下，也能够提高散热效率。

图6是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元60的车辆用灯具600的概要剖视图。对于与上述实施方式相同或者对应的构成要素，标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。

本实施方式所涉及的冷却单元60在除了外侧散热器12、珀耳帖元件14以及内侧散热器22以外还具备内侧风扇62以及风道64这一点上与图2所示的冷却单元20不同。内侧风扇62是离心风扇，吸入灯室106内的空气，并从排气口62a进行送风。在排气口62a连接有风道64。风道64以将来自排气口62a的空气向灯具单元108的平板散热片120进行引导的方式延伸。内侧散热器22配置为平板散热片22c的延伸设置方向朝向车辆用灯具600的前后方向。

对如以上那样构成的冷却单元60的工作过程进行说明。在图6中，实线箭头表示热量的流动，空心箭头表示空气的流动。在本实施方式中，也向珀耳帖元件14供电，以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b。在本实施方式中，通过内侧风扇62吸入灯室106内的空气，并经由风道64将该空气向灯具单元108的平板散热片120输送。在该空气流动的期间，通过热交换将空气的热量向内侧散热器22传导。通过珀耳帖元件14的吸热面14a来吸收内侧散热器22接收的热量，并将其从散热面14b进行散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并从平板散热片12c向灯室106的外部散发。

这样，在将本实施方式所涉及的冷却单元60应用于车辆用灯具600的情况下，也能够对灯室106内的温度进行强制性冷却。其结果是，能够将耐热温度并不太高的电子装置也配置于灯室106中。

另外，在本实施方式中，通过内侧风扇62，将通过热交换进行了冷却的空气经由风道64向灯具单元108的平板散热片120进行吹送。由此，由于能够对平板散热片120进行冷却，因此能够提高灯具单元108的散热效率。

在本实施方式中，将通过热交换进行了冷却的空气向灯具单元108的平板散热片120进行了吹送，但是也可以将冷却后的空气向配置于灯室106中的其他装置进行吹送。

也可以对图1所示的冷却单元10、图5所示的冷却单元50设置内侧风扇62。在将内侧风扇62设置于上述实施方式的情况下，也能够提高散热效率。

图7是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元70的车辆用灯具700的概要剖视图。对于与上述实施方式相同或者对应的构成要素，标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。

与图2所示的冷却单元20同样地，本实施方式所涉及的冷却单元70具备外侧散热器12、配置于外侧散热器12的基座部12a上的珀耳帖元件14、以及配置于珀耳帖元件14上的内侧散热器22。如图7所示，也可以在内侧散热器22的基座部22a和珀耳帖元件14的吸热面14a之间配置有导热性片71。另外，也可以在外侧散热器12的基座部12a和珀耳帖元件14的散热面14b之间配置有导热性片72。

本实施方式所涉及的冷却单元70还具备吸湿体73。该吸湿体73对在灯室106内产生的凝结水进行吸湿。作为吸湿体73，例如可以利用由沸石构成的部件，但是不限于此。

吸湿体73配置于内侧散热器22中的与珀耳帖元件14侧的表面(即下表面22d)相反一侧的表面(即上表面22b)的周缘部上。如图7所示，优选的是，吸湿体73配置为包围多个平板散热片22c的周围。吸湿体73可以配置于基座部22a的上表面22b上，也可以在上表面22b上设置凹槽，并将吸湿体73配置于该凹槽中。凹槽也可以配置于上表面22b的周缘部上。

对如以上那样构成的冷却单元70的工作过程进行说明。在本实施方式中，也向珀耳帖元件14供电，以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b。内侧散热器22接收灯室106内的空气的热量，并将该热量向珀耳帖元件14的吸热面14a传导。珀耳帖元件14通过吸热面14a从内侧散热器22吸收热量，并将该热量从散热面14b散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并从平板散热片12c向灯室106的外部散发。

在此，由于内侧散热器22的温度比灯室106内的空气更低，因此有可能在内侧散热器22的表面(尤其是平板散热片22c的表面)上产生凝结水。在本实施方式中，由于通过吸湿体73对该凝结水进行吸湿，因此能够防止液滴与珀耳帖元件14接触的状况。为了使珀耳帖元件14理想地工作而优选上述内容。另外，通过将吸湿体73配置于上表面22b的周缘部上，能够防止液滴从上表面22b向下方滴下。

图8是装配有本发明的另外的实施方式所涉及的冷却单元80的车辆用灯具800的概要剖视图。对于与上述实施方式相同或者对应的构成要素，标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。

与图4所示的冷却单元40同样地，本实施方式所涉及的冷却单元80具备外侧散热器12、配置于外侧散热器12的基座部12a上的珀耳帖元件14、配置于珀耳帖元件14上的内侧散热器22、以及配置为朝向内侧散热器22吹送灯室106内的空气的内侧风扇32。如图8所示，也可以在内侧散热器22的基座部22a和珀耳帖元件14的吸热面14a之间配置有导热性片71。另外，也可以在外侧散热器12的基座部12a和珀耳帖元件14的散热面14b之间配置有导热性片72。

本实施方式所涉及的冷却单元70进一步地还具备对外侧散热器12和内侧散热器22之间的导热进行阻断的隔热构件82。该隔热构件82是配置于外侧散热器12和内侧散热器22之间的树脂制的隔离件，并形成为包围珀耳帖元件14的周围。如图8所示，通过螺钉84将内侧风扇32、内侧散热器22、隔热构件82以及外侧散热器12紧固在一起。

对如以上那样构成的冷却单元80的工作过程进行说明。在本实施方式中，也向珀耳帖元件14供电，以使得上表面形成为吸热面14a、下表面形成为散热面14b。通过内侧风扇32将灯室106内的空气吹送至内侧散热器22。内侧散热器22接收通过内侧风扇32吹来的空气的热量，并将该热量向珀耳帖元件14的吸热面14a传导。珀耳帖元件14通过吸热面14a从内侧散热器22吸收热量，并将该热量从散热面14b散发。从珀耳帖元件14的散热面14b散发的热量传导至外侧散热器12的基座部12a，并从平板散热片12c向灯室106的外部散发。

在此，本实施方式能够通过隔热构件82对外侧散热器12和内侧散热器22之间的导热进行阻断。由此，由于能够对珀耳帖元件14的吸热面14a和散热面14b理想地进行隔热，因此能够提高散热效率。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明。上述实施方式为示例，通过组合各构成要素、各处理工艺可以产生各种各样的变形例、并且这样的变形例也属于本发明的范围是本领域技术人员能够理解的。例如，上述冷却单元也可以不配置在灯主体的底面而是配置在灯主体的上表面、背面、侧表面上。另外，也可以在灯具内配置多个冷却单元。

在上述的实施方式中，向珀耳帖元件供电以使得珀耳帖元件的灯室内侧的表面形成为吸热面，且珀耳帖元件的灯室外侧的表面形成为散热面。然而，在灯室内的温度比灯室外的温度低且例如为了使得激光光源正常工作而需要提高灯室内的温度的情况下，也可以将向珀耳帖元件流通的电流的方向设为相反，将珀耳帖元件的灯室内侧的表面设定为散热面，且将珀耳帖元件的灯室外侧的表面设定为吸热面。

在上述中，对将冷却单元应用于车辆用灯具的情况进行了说明，但是本发明的实施方式所涉及的冷却单元不仅能够冷却车辆用灯具，而且能够冷却任意壳体的内部空间的温度。