专利名称：Led单元安装模块及其制造方法、led照明装置和汽车前照灯的制作方法
技术领域：
本申请涉及LED(发光二极管)照明装置、尤其是大功率LED照明装置中的LED单元安装模块、使用这种安装模块的LED照明装置、以及应用这种LED照明装置的汽车前照灯。本申请还涉及制造LED单元安装模块的方法。
背景技术：
本部分提供了与本申请相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。当前，在汽车的前向照明领域中，LED(发光二极管)作为一种新的光源已经逐渐得到应用。目前在汽车前照灯中通常采用包含LED单元的LED照明装置。其中，LED照明装置还包括有LED单元安装结构，借助于LED单元安装结构实现LED单元在应用环境中的安装。尤其是，在汽车前向照明应用环境下，为了获得适于汽车前向照明的亮度，需要使用大功率的LED单元。然而，使用大功率的LED单元将产生大量的热。因而需要在不给汽车前照灯的其他装置及结构造成热影响的情况下为LED器件和/或LED器件与印刷电路板的组件提供良好的散热。为此，LED照明装置中需要包括有散热装置。在此方面，通常采用由外部塑料壳与中央散热块构成的LED单元安装组件来实现LED单元在应用环境中的安装并同时确保良好的散热。图1和图2示出了目前所使用的一种示例性LED单元安装组件10'。该LED单元安装组件10'包括外部塑料壳14'和中央散热块12'。外部塑料壳14'具有限定有通孔的圆筒部142'和位于圆筒部142'下端处的基部143'。在基部143'上形成有安装孔1431'。中央散热块12'通常由诸如铝或铜的具有良好热传导性的金属材料制成，具有呈大致圆柱形的柱形部121'和设置于柱形部121'下端处的凸缘部122'，凸缘部122'上形成有与基部143'的安装孔1431'配`对的安装孔1221'。安装时，将中央散热块12'的柱形部121'插入外部塑料壳14'的通孔中并使中央散热块12'的凸缘部122'上的安装孔122Γ与外部塑料壳14'的基部143'上的安装孔143Γ对准、然后将螺钉16'拧紧至对准的基部安装孔1431'和凸缘部安装孔1221'中，从而将中央散热块12'固定至外部塑料壳14'上。使用时，LED单元(未图示)附装于中央散热块12'的柱形部121'侧的轴向端部上，通过形成在LED单元安装组件10'的外部塑料壳14'上的连接结构(未标号)与应用环境上的相应连接结构(未图示)的配合实现LED单元在应用环境中的安装。然而在上述情况下，所实现的中央散热块与外部塑料壳之间的固定并不足够稳定。而中央散热块相对于外部塑料壳的微小松动都将导致连接在中央散热块一端处的LED单元中的LED器件偏离所需的位置，进而不能实现所需的光照输出。因而在一些情况下，还可采用适当的胶粘剂将中央散热块固定至外部塑料壳上。此外，还可通过干涉配合的方式将中央散热块固定至外部塑料壳上。然而，通过胶粘或干涉配合的方式将中央散热块固定至外部塑料壳需要特定的程序且需要较大的公差，因而难以进行组装并且制造成本高。
发明内容
鉴于以上问题，根据本申请的一方面，提供了一种LED单元安装模块，用于实现LED单元在应用环境中的安装。所述LED单元安装模块可包括散热块和位于散热块外部的壳体。LED单元可附装于散热块上。壳体上形成有与应用环境中的连接结构相匹配的连接结构。其中，壳体在该壳体的成形过程中与散热块形成为一体。根据这种构造，相比于目前常用的通过螺钉、胶粘剂或干涉配合的连接而言，可实现散热块与壳体之间更稳定、更紧密并且不松动的固定连接。并且，可简化将散热块和壳体固定在一起的工艺，例如可减少对散热块与壳体进行固定连接所需的如螺钉、昂贵的胶粘剂的需求，降低构件的制造公差要求，从而使制造成本大大降低。根据本申请的实施方式，壳体可通过包覆注塑而与散热块形成为一体。根据这种构造，由于可在单独的包覆注塑工序中在对壳体进行模制成形的同时将壳体模制到散热块上，因而壳体与散热块可非常紧密地固定在一起并且不松动。另外，可减少构件的制造工序并降低构件的制造公差要求，从而可大大降低制造成本。根据本申请的实施方式，散热块的外表面上可具有第一接合部。壳体可成形为具有与散热块的第一接合部互补地接合的第二接合部。根据这种构型，由于壳体上形成有与散热块的外表面上的第一接合部互补的第二接合部，因而散热块与壳体可在接合表面处彼此嵌合，由此可实现散热块与壳体之间更稳定、更紧密并且不松动的固定连接。根据本申请的实施方式，第一接合部可包括一个或多个第一凸部和/或第一凹部，第二接合部可形成为具有与所述一个或多个第一凸部和/或第一凹部互补地接合的一个或多个第二凹部和/或第二凸部。根据本申请的实施方式，一个或多个第一凸部和/或第一凹部的延伸方向可不与散热块的延伸方向平行。根据上述构造，由于壳体上形成有与散热块的外表面上的凸部和/或凹部彼此互补地嵌合的凹部和/或凸部，特别地，在散热块的外表面上的凸部和/或凹部的延伸方向不与散热块的延伸方向平行(即垂直于或倾斜于散热块的延伸方向)的情况下，相比于目前常用的通过螺钉、胶粘剂或干涉配合的连接而言，可实现散热块与壳体之间更稳定、更紧密并且不松动的固定连接。根据本申请的实施方式，散热块上的第一接合部的第一凸部可包括第一纹路，相应地，壳体上的第二接合部的与第一凸部互补地接合的第二凹部上相应地形成有与所述第一纹路互补地接合的第二纹路。根据本申请的实施方式，第一纹路可包括竖向纹路、水平纹路、倾斜纹路或交叉纹路中的一种或其组合。根据本申请的实施方式，第一纹路可包括连续的和/或间断的纹路。根据上述构造，可进一步增大散热块与壳体之间的嵌合面积，从而实现散热块与壳体之间更稳定、更紧密并且不松动的固定连接。根据本申请的另一方面，提供了一种用于汽车前照灯的LED照明装置，其包括根据本申请的任一前述实施方式的LED单元安装模块和安装在所述LED单元安装模块的散热块的一轴向端部处的LED单元。
根据本申请的实施方式，在LED单元安装模块的散热块的另一轴向端部处可附装有翅片式散热器。根据本申请的再一方面，提供了一种汽车前照灯，其可包括根据本申请前述实施方式的LED照明装置。根据本申请的又一方面，提供了制造根据前述任一实施方式的LED单元安装模块的方法。该方法包括如下步骤:步骤A:提供散热块；步骤B:以所述散热块为芯材通过包覆注塑工艺在所述散热块的外部一体地形成壳体。根据本申请的实施方式，步骤A可包括在散热块的外表面上形成第一接合部，相应地，步骤B可包括在壳体上形成与第一接合部互补地接合的第二接合部。根据本申请的实施方式，第一接合部可形成为包括一个或多个第一凸部和/或第一凹部，相应地，第二接合部可形成为包括与所述一个或多个第一凸部和/或第一凹部互补地接合的一个或多个第二凹部和/或第二凸部。根据本申请的实施方式，一个或多个第一凸部和/或第一凹部可形成为使得其延伸方向不与散热块的延伸方向平行。根据本申请的实施方式，散热块上的第一接合部的第一凸部可形成为具有第一纹路，相应地，壳体上的第二接合部的与第一凸部互补地接合的第二凹部可相应地形成为具有与所述第一纹路互补地接合的第二纹路。根据本申请的实施方式，第一纹路可包括竖向纹路、水平纹路、倾斜纹路或交叉纹路中的一种或其组合。根据本申请的实施方式，第一纹路可包括连续的和/或间断的纹路。根据本申请的实施方式，第一纹路可通过滚花工艺而形成在散热块的第一接合部的第一凸部上。根据本申请的制造LED单元安装模块的方法，由于可在单独的包覆注塑工序中在对壳体进行模制成形的同时将壳体模制到散热块上，因而壳体与散热块可非常紧密地固定在一起并且不松动。另外，可减少构件的制造工序并降低构件的制造公差要求，从而可大大降低制造成本。此外，根据本申请的制造LED单元安装模块的方法还允许在散热块上形成比较复杂的结构，以进一步增强与壳体之间更稳定、更紧密并且不松动的固定连接。根据本申请的实施方式，步骤B可包括在壳体上形成与应用环境中的连接结构相匹配的连接结构。
根据以下参照附图的详细描述，本申请的前述及另外的特征和特点将变得更加清楚。在附图中，图1和图2是分别示出现有的LED单元安装组件10'的立体图及其分解立体图；图3是示出根据本申请的示例性LED单元安装模块10的立体图；图4是示出图3所示的LED单元安装模块10的分解立体图；图5是示出图3所示的LED单元安装模块10的沿图3中的A-A线剖取的剖视图；图6是示出根据本申请的示例性散热块12的立体图；图7至图10为图6所示散热块12的A区域放大图，分别示出了根据本申请的纹路的示例性表示；图11是根据本申请的示例性LED照明装置I的立体图；以及图12是示出图11所示LED照明装置I的分解立体图。参考标记列表10' -LED单元安装组件；12'-中央散热块；121'-柱形部；122'-凸缘部；122Γ -安装孔；14'-外部塑料壳；142'-圆筒部；143'-基部；143Γ -安装孔；IO-LED单元安装模块；12_散热块；121-凸柱部；122_凸缘部；123-第一接合部；1231_凸部；1232-凹部；1233-纹路；14_壳体；145-第二接合部；1451-凹部；1452-凸部；1-LED M明装置；20-LED单元；30_翅片散热器。
具体实施例方式现在将参照附图对本申请的示例性实施方式进行详细描述。以下的描述在本质上只是示例性的而非意在限制本申请及其应用或用途。以下将参照图3至图12对根据本申请的LED单元安装模块的示例性实施方式进行描述。图3示出了根据本申请的示例性LED单元安装模块10的立体图。参照图3，根据本申请的示例性实施方式的LED单元安装模块10总体包括散热块12和形成于散热块12外部的壳体14,其中，壳体14在其成形过程中与散热块12形成为一体。需要说明的是，在本申请中，用语“形成为一体”意指壳体14与散热块12在成形阶段即形成为不可分离的整体， 其区别于通过将两个或多个分别成形的部件例如借助于螺钉连接、胶粘剂连接、或者干涉配合等方式组装在一起的结合方式。例如，壳体14可通过注塑模制工艺中的包覆注塑(over mold)工艺而在模制成形的同时一体地模制到散热块12上,从而与散热块12形成为一体。进一步参照图4和图5，图4是图3所示的LED单元安装模块10的分解立体图，图5是沿图3中的A-A线剖取的图3所示的LED单元安装模块10的剖视图。需要说明的是，尽管图4中示出了分解开的两个部件，但这仅是为了便于说明，实际上这两个部件在成形阶段是成形为一体的。散热块12由诸如铝或铜的具有良好热传导性的金属材料制成。在图3所示实施方式中，散热块12具有凸柱部121和垂直于凸柱部121的延伸轴线从凸柱部121的一端向外延伸的凸缘部122，凸柱部121的外周面上具有第一接合部123。需要说明的是，本实施方式设置有凸缘部122以期更为稳固地附装诸如翅片式散热器等进一步的散热装置，本实施方式中所示的凸缘部122的结构并不是必须的，其可根据需要而省略或做其他改型。壳体14由塑料材料制成。壳体14在其成形过程中一体地形成于散热块12的外部。例如，壳体14可通过诸如包覆注塑工艺这样的注塑模制工艺而在其成形过程中与散热块12形成为一体。具体地，例如，可在用于成形外壳14的注塑模制工序之前，提供散热块
12。然后以散热块12为芯材通过包覆注塑工艺在散热块12的外部一体地形成壳体14。如此,可在一个包覆注塑工序中，使壳体14在其成形过程中一体地成形于散热块12的外部，从而与散热块12形成为不可分离的整体。相应地，壳体14上形成有与散热块12上的第一接合部123互补地接合的第二接合部145。如图4和图5所示例性示出的，在上述成形过程中还一并在壳体14上形成有与应用环境中的连接结构相匹配的连接结构(未标号)。根据本申请的实施方式，散热块12上的第一接合部123包括环绕外周面的两个凸部1231和位于这两个凸部1231之间的凹部1232，相应地，壳体14上的第二接合部145形成有与第一接合部123的两个凸部1231相对应的两个凹部1451和与第一接合部123的凹部1232相对应的凸部1452。如图5所示，形成为一体的散热块12和壳体14相互嵌合在一起而形成一体式的LED单元安装模块10。另外，尽管图示实施方式中示出散热块上的第一接合部包括环绕外周面的两个凸部和位于两个凸部之间的一个凹部，但是，本领域技术人员可以理解，凹部和凸部的设置位置、数量、方向、深度、宽度等可有多种变型，只要适于在散热块以及与散热块形成为一体的壳体之间形成相互间稳固结合即可，例如，散热块上的第一接合部也可包括更多个横向的、竖向的或倾斜的凹部，和/或者可包括一个或更多个横向的、竖向的或倾斜的凸部等。优选地，在散热块的外表面上形成的凸部和/或凹部的延伸方向不与散热块的延伸方向平行(即，垂直于或倾斜于散热块的延伸方向)。相应地，壳体上的第二接合部也可形成有对应的多种变型。所有这样的变型和组合都属于本申请的保护范围内。根据本申请的进一步的实施方式，如图6所示，散热块12的第一接合部123的凸部1231的外周面可以是非光滑的，即形成有纹路1233，从而使壳体14在散热块12上形成得更为紧密和牢固而不松动。纹路1233例如可通过滚花等机加工工艺形成于凸部1231的外周面上。相应地，在成形在散热块12外部上的壳体14的第二接合部145上与凸部1231互补地接合的凹部1451上相应地形成有与纹路1233互补地接合的纹路(未示出)。如图7至图10所示，纹路1233可包括竖向纹路(见图7)、水平纹路(见图8)、倾斜纹路(见图9)和交叉纹路(见图10)中的一种或其组合。需要说明的是，图示实施方式仅用于说明的目的而并非意在以任何方式限制本申请的范围。因此，本领域技术人员可以理解，可根据需要选择适当的纹路的间距、纹路的深度、纹路的倾斜角度和/或交叉角度。此外，纹路1233可根据需要选择为包括连续的和/或间断的纹路(未示出)。所有这样的改变和组合都属于本申请的保护范围内。参照图11和图12，图11和图12示出了一种根据本申请的用于汽车前照灯的示例性LED照明装置1，其包括LED单元安装模块10和安装在该LED单元安装模块的散热块的一轴向端部处的LED单元。进一步地，在LED单元安装模块10的散热块的另一轴向端部可附装有翅片式散热器30以增强散热效果。组装好的LED照明装置通过壳体上形成的连接结构与应用环境(例如，汽车前照灯)上的连接结构的接合而实现LED照明装置在应用环境中的安装。需说明的是，本文中所提及的“LED单元”不专指LED器件本身、还包括诸如LED器件与印刷电路板和/或基板的组件等各种含有LED器件的组件。以上参照附图并通过实施方式对本申请进行了说明，但是本申请并不局限于上述实施方式。本领域技术人员可以理解，在不脱离本申请技术思想以及所附权利要求的范围的情况下可以进行各种修改和变型，这些修改和变型同样包含在本申请的保护范围内。
权利要求
1.一种LED单元安装模块(10)，用于实现LED单元在应用环境中的安装，所述LED单元安装模块包括散热块(12)和位于散热块外部的壳体(14)，LED单元附装于所述散热块上，所述壳体上形成有与所述应用环境中的连接结构相匹配的连接结构，其特征在于，所述壳体在该壳体的成形过程中与所述散热块形成为一体。
2.根据权利要求1所述的LED单元安装模块，其中，所述壳体通过包覆注塑与所述散热块形成为一体。
3.根据权利要求1或2所述的LED单元安装模块，其中，所述散热块的外表面上具有第一接合部(123)，所述壳体成形为具有与所述第一接合部互补地接合的第二接合部(145)。
4.根据权利要求3所述的LED单元安装模块，其中，所述第一接合部(123)包括一个或多个第一凸部(1231)和/或第一凹部(1232)，所述第二接合部(145)形成为具有与所述一个或多个第一凸部和/或第一凹部互补地接合的一个或多个第二凹部(1451)和/或第二凸部(1452)。
5.根据权利要求4所述的LED单元安装模块，其中，所述一个或多个第一凸部和/或第一凹部的延伸方向不与所述散热块的延伸方向平行。
6.根据权利要求4所述的LED单元安装模块，其中，所述第一接合部的所述第一凸部包括第一纹路(1233)，所述第二接合部的与所述第一凸部互补地接合的第二凹部上相应地形成有与所述第一纹路互补地接合的第二纹路。
7.根据权利要求6所述的LED单元安装模块，其中，所述第一纹路包括竖向纹路、水平纹路、倾斜纹路和交叉纹路中的一种或其组合。
8.根据权利要求6所述的LED单元安装模块，其中，所述第一纹路包括连续的和/或间断的纹路。
9.一种用于汽车前照灯的LED照明装置，其包括如前述权利要求中的任一项所述的LED单元安装模块(10)和安装在所述LED单元安装模块的所述散热块(12)的一轴向端部处的LED单元。
10.如权利要求9所述的LED照明装置，其特征在于，在所述LED单元安装模块(10)的所述散热块(12)的另一轴向端部附装有翅片式散热器(30)。
11.一种汽车前照灯，包括如权利要求9或10所述的LED照明装置。
12.—种制造如权利要求1至8中的任一项所述的LED单元安装模块(10)的方法，包括如下步骤: 步骤A:提供散热块(12)， 步骤B:以所述散热块为芯材通过包覆注塑工艺在所述散热块的外部一体地形成壳体(14)。
13.根据权利要求12所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述步骤A包括在散热块的外表面上形成第一接合部(123)，所述步骤B包括在所述壳体上形成与所述第一接合部互补地接合的第二接合部(145)。
14.根据权利要求13所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述第一接合部形成为包括一个或多个第一凸部(1231)和/或第一凹部(1232)，所述第二接合部形成为包括与所述一个或多个第一凸部和/或第一凹部互补地接合的一个或多个第二凹部(1451)和/或第二凸部(1452)。
15.根据权利要求14所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述一个或多个第一凸部和/或第一凹部形成为使得其延伸方向不与所述散热块的延伸方向平行。
16.根据权利要求14所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述第一接合部的所述第一凸部形成为具有第一纹路(1233)，所述第二接合部的与所述第一凸部互补地接合的第二凹部(1451)相应地形成为具有与所述第一纹路互补地接合的第二纹路。
17.根据权利要求16所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述第一纹路包括竖向纹路、水平纹路、倾斜纹路和交叉纹路中的一种或其组合。
18.根据权利要求16所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述第一纹路包括连续的和/或间断的纹路。
19.根据权利要求16所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述第一纹路通过滚花工艺而形成在所述第一凸部上。
20.根据权利要求12至19中的任一项所述的制造LED单元安装模块的方法，其中，所述步骤B包括在所述壳体上形成与 应用环境中的连接结构相匹配的连接结构。
全文摘要
本申请提供了一种LED单元安装模块(10)，用于实现LED单元在应用环境中的安装，所述LED单元安装模块包括散热块(12)和位于散热块外部的壳体(14)，LED单元附装于所述散热块上，所述壳体上形成有与所述应用环境中的连接结构相匹配的连接结构，其中，所述壳体在该壳体的成形过程中与所述散热块形成为一体。本申请还提供了一种使用这种LED单元安装模块(10)的LED照明装置，以及一种使用这种LED照明装置的汽车前照灯。本申请还提供了一种制造LED单元安装模块(10)的方法。
文档编号F21Y101/02GK103162207SQ20111042122
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者钟海强, 何海翔, 曾思雄, 徐小刚 申请人:欧司朗股份有限公司