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高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组.pdf

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高效率 LED 芯片 远近 一体化 汽车 大灯 模组
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摘要
申请专利号:

CN201510444021.7

申请日:

2015.07.23

公开号:

太阳城集团CN105020652A

公开日:

2015.11.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权的转移IPC(主分类):F21S 8/10登记生效日:20180130变更事项:专利权人变更前权利人:安徽卡澜特车灯科技有限公司变更后权利人:赵立顶变更事项:地址变更前权利人:230000 安徽省合肥市庐阳区兴庐科技产业园研发楼2号楼5楼变更后权利人:231199 安徽省合肥市长丰县水湖镇长寿居委会小林场宿舍|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F21S 8/10申请日:20150723|||公开
IPC分类号: F21S8/10; F21V7/10; F21V5/04; F21V29/74(2015.01)I; F21V29/67(2015.01)I; F21W101/02(2006.01)N; F21Y101/02(2006.01)N 主分类号: F21S8/10
申请人: 安徽卡澜特车灯科技有限公司
发明人: 赵立顶; 杨洋; 卢传甫
地址: 230000安徽省合肥市庐阳区兴庐科技产业园研发楼2号楼5楼
优先权:
专利代理机构: 合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)34118 代理人: 王挺
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510444021.7

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.02.16|||2017.09.19|||2015.12.02|||2015.11.04

法律状态类型:

太阳城集团专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组。本发明包括LED光源、反光杯、散热器、透镜以及套筒,散热器上设置有用于安置LED光源的定位平台,LED光源采用上LED光源和下LED光源相组合的双光源结构,反光杯采用由上反光杯和下反光杯构成的双反光杯结构;定位平台的上、下两侧分别设有上反光杯定位台和下反光杯定位台;所述散热器在上反光杯定位台和下反光杯定位台的外侧布设有多个并行的、鳍片状的散热片,相邻所述散热片之间设有间隙。本大灯不但光照效果良好,照明度较高,视野清晰,还具有良好的散热效果,保证了汽车大灯处于安全稳定的工作环境中,从而大大地提高了行车的安全性和延长了汽车大灯的使用寿命。

权利要求书

权利要求书
1.  一种高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,包括LED光源、反光杯、散热器(30)、透镜(40)以及套筒(50),所述散热器(30)上设置有用于安置LED光源的定位平台(31),其特征在于:
所述LED光源包括设置在定位平台上台面(31a)上的上LED光源(80a)以及设置在定位平台下台面(31b)上的下LED光源(80b);
所述反光杯分设为与上LED光源(80a)相配合的上反光杯(10)和与下LED光源(80b)相配合的下反光杯(20);
所述定位平台(31)的上、下两侧分别设有用于固定上反光杯(10)的上反光杯定位台(32a)和固定下反光杯(20)的下反光杯定位台(32b),所述上反光杯定位台(32a)和下反光杯定位台(32b)的台面均凸出在定位平台(31)台面的外侧,所述上反光杯定位台(32a)和下反光杯定位台(32b)均呈半圆环状设置,且半圆环的开口一侧与光线的出射方向相同;
所述散热器(30)在上反光杯定位台(32a)和下反光杯定位台(32b)的外侧布设有多个并行的、鳍片状的散热片(35),相邻所述散热片(35)之间设有间隙。

2.  根据权利要求1所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:所述上反光杯(10)包括上反光杯杯体(11),上反光杯杯体(11)在杯口一侧设有竖直状设置的上反光杯加强板(12),上反光杯杯体(11)的底部设有向外突出的、水平状设置的上反光杯定位板(13);上反光杯加强板(12)的中轴线和上反光杯定位板(13)的中轴线相交而得到的平面为上反光杯投影面,所述上反光杯定位板(13)在上反光杯投影面上的投影长度大于上反光杯加强板(12)在上反光杯投影面上的投影长度;
所述上反光杯杯体(11)内部为上反光杯反射面(111),自上反光杯(10)的杯口至远离上反光杯(10)的杯口一侧,所述上反光杯反射面(111)由顺次相连的第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面构成,第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面均为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,第一上反光杯反射面与第二上反光杯反射面之间以及第二上反光杯反射面与第三上反光杯反射面之间的连接处 均为光滑过渡,且第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面的曲率半径依次减小。

3.  根据权利要求2所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:设上反光杯定位板(13)在上反光杯投影面上的投影长度为L1,靠近杯口一侧且长度为2L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板前段部分,远离杯口一侧且长度为L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板后段部分,中间长度为2L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板中段部分;所述第一上反光杯反射面与上反光杯定位板前段部分相对应连接,第二上反光杯反射面与上反光杯定位板中段部分对应连接,第三上反光杯反射面与上反光杯定位板后段部分对应连接。

4.  根据权利要求3所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:所述下反光杯(20)包括下反光杯杯体(21),下反光杯杯体(21)在杯口一侧设有竖直状设置的下反光杯加强板(22),下反光杯杯体(21)的底部设有向外突出的、水平状设置的下反光杯定位板(23);下反光杯加强板(22)的中轴线和下反光杯定位板(23)的中轴线相交而得到的平面为下反光杯投影面,所述下反光杯定位板(23)在下反光杯投影面上的投影长度大于下反光杯加强板(22)在下反光杯投影面上的投影长度;
所述下反光杯杯体(22)内部为下反光杯反射面(222),自下反光杯(20)的杯口至远离下反光杯(20)的杯口一侧,所述下反光杯反射面(222)由顺次相连的第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面构成,第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面均为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,第一下反光杯反射面与第二下反光杯反射面之间以及第二下反光杯反射面与第三下反光杯反射面之间的连接处均为光滑过渡,且第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面的曲率半径依次减小。

5.  根据权利要求4所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:设下反光杯定位板(23)的板面在下反光杯投影面上的投影长度为L,靠近杯口一侧且长度为L2/6的下反光杯定位板为下反光杯 定位板前段部分,远离杯口一侧且长度为L2/6的下反光杯定位板为下反光杯定位板后段部分,中间长度为2L2/3的下反光杯定位板为下反光杯定位板中段部分;所述第一下反光杯反射面与下反光杯定位板前段部分相对应连接,第二下反光杯反射面与下反光杯定位板中段部分对应连接,第三下反光杯反射面与下反光杯定位板后段部分对应连接。

6.  根据权利要求5所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:所述上反光杯定位板(13)在上反光杯投影面即下反光杯投影面上的投影长度L1大于下反光杯定位板(23)在上反光杯投影面即下反光杯投影面上的投影长度L2。

7.  根据权利要求1所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:所述透镜(40)为平凸透镜,包括平面状的入射面(42)和供光出射的外凸面(41);透镜(40)在靠近所述入射面(42)的一侧设置有凸出在外凸面(41)外侧的定位凸环(43),所述外凸面(41)与所述定位凸环(43)的回转轴线彼此重合;所述入射面(42)和供光出射的外凸面(41)之间为透明的镜体;设所述透镜(40)的外凸面(41)的厚度为B,自外凸面(41)顶部向定位凸环(43)一侧的厚度为B/3的前段部分为椭球面,厚度为2B/3的后段部分为抛物面;所述椭球面状的前段部分与抛物面状的后段部分之间的连接处圆滑过渡。

8.  根据权利要求1所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:所述散热片(35)的翅片高度自定位平台(31)的中部至定位平台(31)的两侧逐渐变小,处于定位平台(31)中部的散热片(35)的高度与上反光杯(10)杯顶和下反光杯(20)杯底之间的间距相吻合。

9.  根据权利要求1所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:处于定位平台(31)中部的若干组散热片(35)在背离定位平台(31)一侧设置有风扇安装孔(351),风扇(100)通过风扇安装孔(351)安装固定在散热器(30)的背面;所述定位平台(31)上设置有散热通道(34),散热通道(34)沿着光线的出射方向在定位平台(31)的两端均设置有开口,所述散热通道(34)在靠近散热器(30)一侧的开口 设置为朝向风扇(100)。

10.  根据权利要求1所述的高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,其特征在于:本模组还包括设置在上反光杯(10)和下反光杯(20)的光线出射前方的挡光机构(60),所述挡光机构(60)包括与散热器(30)固定联接的定位板(61),定位板(61)上设置有挡光板(63)以及驱动挡光板(63)动作的驱动机构(62);
所述挡光板(63)包括便于其自身与定位板(61)构成铰接配合的转动轴孔(631);挡光板(63)在转动轴孔(631)的旁侧分别设置有用于形成明暗截止线的挡光臂(632)和拨动臂(633);
所述挡光臂(632)呈板状,且板状挡光臂(632)的板面与光线出射方向垂直,挡光臂(632)的上边沿在靠近转动轴孔(631)一侧设置有第一直边(6321),在远离转动轴孔(631)一侧设置有第二直边(6323),所述第一直边(6321)和第二直边(6323)二者不平行且通过向上凸起的弧形边(6322)连接在一起,所述弧形边(6322)的最高点突出在第一直边(6321)的上侧;
所述拨动臂(633)上设置有拨动孔(6331),驱动机构(62)的输出端即拨动轴(621)的端部伸入拨动孔(6331)中,所述驱动机构(62)的拨动轴(621)通过拨动孔(6331)驱动挡光板(63)的挡光臂(632)绕转动轴孔(631)上下转动,以使得大灯模组发出近光光型或远光光型。

说明书

说明书高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组
技术领域
本发明属于汽车照明技术领域,具体涉及一种高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组。
背景技术
现有技术中,汽车前照大灯一般采取反光杯进行聚光,经反光杯聚光后的光线在出射时采用透镜进行再次聚光,并使得汽车前方的光线达到一定的照度值,从而为驾驶人员提供照明。但是现有技术中存在以下缺陷:反光杯聚光后存在光线不均匀的缺陷,现有技术中,通常会在反光杯在内表面增加凸点来改善出光效果,但是这种结构会导致产生亮斑,光照效果不佳。
此外,汽车车灯内部是一个密闭的环境,当汽车大灯处于照明状态时,车灯所处的密闭环境将由于热量聚集而产生较高的温度,这种较高的温度不但容易在车灯内部产生雾气,影响照明效果,还容易使得汽车大灯中的零部件受热变形,甚至出现零部件烧熔的现象;由于因高温而产生的热气在封闭的环境中流动不畅,还会造成汽车大灯内部的电子产品寿命缩短,严重影响了汽车大灯的正常使用。
因此,如何获得一种光照效果良好且散热效果良好的汽车大灯,是目前汽车照明技术领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的为克服上述现有技术的不足,提供一种高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,本大灯不但光照效果良好,照明度较高,视野清晰,还具有良好的散热效果,保证了汽车大灯处于安全稳定的工作环境中,从而大大地提高了行车的安全性和延长了汽车大灯的使用寿命。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组,包括LED光源、反光杯、散热器、透镜以及套筒,所述散热器上设置有用于安置LED光源的定位平台,所述LED光源包括设置在定位平台上台面上的上LED光源以及设 置在定位平台下台面上的下LED光源;
所述反光杯分设为与上LED光源相配合的上反光杯和与下LED光源相配合的下反光杯;
所述定位平台的上、下两侧分别设有用于固定上反光杯的上反光杯定位台和固定下反光杯的下反光杯定位台,所述上反光杯定位台和下反光杯定位台的台面均凸出在定位平台台面的外侧,所述上反光杯定位台和下反光杯定位台均呈半圆环状设置,且半圆环的开口一侧与光线的出射方向相同;
所述散热器在上反光杯定位台和下反光杯定位台的外侧布设有多个并行的、鳍片状的散热片,相邻所述散热片之间设有间隙。
优选的,所述上反光杯包括上反光杯杯体,上反光杯杯体在杯口一侧设有竖直状设置的上反光杯加强板,上反光杯杯体的底部设有向外突出的、水平状设置的上反光杯定位板;上反光杯加强板的中轴线和上反光杯定位板的中轴线相交而得到的平面为上反光杯投影面,所述上反光杯定位板在上反光杯投影面上的投影长度大于上反光杯加强板在上反光杯投影面上的投影长度;
所述上反光杯杯体内部为上反光杯反射面,自上反光杯的杯口至远离上反光杯的杯口一侧,所述上反光杯反射面由顺次相连的第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面构成,第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面均为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,第一上反光杯反射面与第二上反光杯反射面之间以及第二上反光杯反射面与第三上反光杯反射面之间的连接处均为光滑过渡,且第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面的曲率半径依次减小。
进一步的,设上反光杯定位板在上反光杯投影面上的投影长度为L1,靠近杯口一侧且长度为2L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板前段部分,远离杯口一侧且长度为L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板后段部分,中间长度为2L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板中段部分;所述第一上反光杯反射面与上反光杯定位板前段部分相对应连接,第二上反光杯反射面与上反光杯定位板中段部分对应连接,第三上反光杯反射面与上反光杯定 位板后段部分对应连接。
优选的,所述下反光杯包括下反光杯杯体,下反光杯杯体在杯口一侧设有竖直状设置的下反光杯加强板,下反光杯杯体的底部设有向外突出的、水平状设置的下反光杯定位板;下反光杯加强板的中轴线和下反光杯定位板的中轴线相交而得到的平面为下反光杯投影面,所述下反光杯定位板在下反光杯投影面上的投影长度大于下反光杯加强板在下反光杯投影面上的投影长度;
所述下反光杯杯体内部为下反光杯反射面,自下反光杯的杯口至远离下反光杯的杯口一侧,所述下反光杯反射面由顺次相连的第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面构成,第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面均为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,第一下反光杯反射面与第二下反光杯反射面之间以及第二下反光杯反射面与第三下反光杯反射面之间的连接处均为光滑过渡,且第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面的曲率半径依次减小。
进一步的,设下反光杯定位板的板面在下反光杯投影面上的投影长度为L,靠近杯口一侧且长度为L2/6的下反光杯定位板为下反光杯定位板前段部分,远离杯口一侧且长度为L2/6的下反光杯定位板为下反光杯定位板后段部分,中间长度为2L2/3的下反光杯定位板为下反光杯定位板中段部分;所述第一下反光杯反射面与下反光杯定位板前段部分相对应连接,第二下反光杯反射面与下反光杯定位板中段部分对应连接,第三下反光杯反射面与下反光杯定位板后段部分对应连接。
更进一步的,所述上反光杯定位板在上反光杯投影面即下反光杯投影面上的投影长度L1大于下反光杯定位板在上反光杯投影面即下反光杯投影面上的投影长度L2。
优选的,所述透镜为平凸透镜,包括平面状的入射面和供光出射的外凸面;透镜在靠近所述入射面的一侧设置有凸出在外凸面外侧的定位凸环,所述外凸面与所述定位凸环的回转轴线彼此重合;所述入射面和供光出射的外凸面之间为透明的镜体;设所述透镜的外凸面的厚度为B,自外凸面顶部向 定位凸环一侧的厚度为B/3的前段部分为椭球面,厚度为2B/3的后段部分为抛物面;所述椭球面状的前段部分与抛物面状的后段部分之间的连接处圆滑过渡。
优选的,所述散热片的翅片高度自定位平台的中部至定位平台的两侧逐渐变小,处于定位平台中部的散热片的高度与上反光杯杯顶和下反光杯杯底之间的间距相吻合。
优选的,处于定位平台中部的若干组散热片在背离定位平台一侧设置有风扇安装孔,风扇通过风扇安装孔安装固定在散热器的背面;所述定位平台上设置有散热通道,散热通道沿着光线的出射方向在定位平台的两端均设置有开口,所述散热通道在靠近散热器一侧的开口设置为朝向风扇。
进一步的,本模组还包括设置在上反光杯和下反光杯的光线出射前方的挡光机构,所述挡光机构包括与散热器固定联接的定位板,定位板上设置有挡光板以及驱动挡光板动作的驱动机构;
所述挡光板包括便于其自身与定位板构成铰接配合的转动轴孔;挡光板在转动轴孔的旁侧分别设置有用于形成明暗截止线的挡光臂和拨动臂;
所述挡光臂呈板状,且板状挡光臂的板面与光线出射方向垂直,挡光臂的上边沿在靠近转动轴孔一侧设置有第一直边,在远离转动轴孔一侧设置有第二直边,所述第一直边和第二直边二者不平行且通过向上凸起的弧形边连接在一起,所述弧形边的最高点突出在第一直边的上侧;
所述拨动臂上设置有拨动孔,驱动机构的输出端即拨动轴的端部伸入拨动孔中,所述驱动机构的拨动轴通过拨动孔驱动挡光板的挡光臂绕转动轴孔上下转动,以使得大灯模组发出近光光型或远光光型。
本发明的有益效果在于:
1)、本发明采用双反光杯结构,即本实用性中的反光杯分设为上反光杯和下反光杯,同时本发明中的上反光杯和下反光杯的反射面均为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,这种曲面构成的反射面将使得出射光线的光型更好,亮度和光效也更高,因此本发明在符合标准的前提下,不但有效地提高改善了汽车大灯的出光效果,所得光型符合法规要求,而且确保了行车安全,也 提高了车内乘客的驾乘舒适性。
2)、本发明中的上反光杯和下反光杯均采用三段反射面组合的方式,这种多曲面拟合的设计结构不但使得灯珠即LED光源所发出的光被最大限度的收集利用,而且双光源所发出的的光被有效地叠加在一起,大大提高了出射光线的亮度和光效。相较于普通设计所能达到的64%的光效,本发明的光效高达82.9%,从而本发明极大地提高了能效。
3)、本发明中透镜的外凸面采用多个非球面设计,即外凸面的前段部分即出射端为椭球面,其主要功能为将出射光线打散,外凸面的后段部分即入射端为抛物面,其主要功能为使入射光线汇聚。本发明中透镜的此种设计,不但能实现对入射光线的再次合理分配,而且进一步提高了出射光线的光照效果和照明度,从而更好地满足了乘员的驾乘感。
4)、本发明中散热器的散热片呈环绕状布置在上反光杯定位台和下反光杯定位台的外侧,从而本发明中的散热片距离发热元件较近,能够及时地吸收大灯模组在工作过程中产生的热量,并将吸收到的热量通过辐射的方式向外传热,大大提高了散热效果。
此外,本发明在定位平台中设置有贯通状的散热通道,散热通道的一端开口深入在大灯模组内部,另一端开口朝向大灯模组外侧,从而大灯模组内部产生的大量的热量可以通过对流的方式从散热通道向外传热,因此本发明中的散热片和散热通道彼此配合,在车灯内部的狭小空间中加强了空气的流通性,保证了及时散热,提高了散热效率,实现了良好的散热效果。本发明保证了汽车大灯能够工作于安全稳定的工作环境中,大大地延长了汽车大灯的使用寿命。
5)、本发明将处于定位平台中部的散热片的高度设置为至少等于上反光杯杯顶和下反光杯杯底之间的间距,这种结构设计可以进一步提高车灯所处空间的对流传热性能,有利于提升散热效果。
与上述结构相配合,本发明在处于定位平台中部的若干组散热片的背面设有风扇安装孔,则当散热器工作时,一方面通过散热片辐射散热,另一方面通过风扇强制空气流通,并通过散热片之间的间隙进行对流散热,由此本 发明较现有技术中的散热器极大地提高了散热效率。
6)、本发明中的挡光臂的上边沿由依次相连的第一直边、弧形边和第二直边构成,这种结构的上边沿能够更精确地控制光型,从而第一直边、弧形边和第二直边彼此配合不但能够使出射光线符合设定光型,而且出射光线的光型和亮度均达到或超过了国标要求。
附图说明
图1是本发明的爆炸分解示意图。
图2、3均是本发明的结构示意图。
图4是图3的剖面结构示意图。
图5、6均是透镜的结构示意图。
图7、8均是套筒的结构示意图。
图9、10均是散热器的结构示意图。
图11是上反光杯的立体状态示意图。
图12是上反光杯的结构示意图。
图13是上反光杯的剖面示意图。
图14是下反光杯的立体状态示意图。
图15是下反光杯的结构示意图。
图16是图15的仰视图。
图17a、17b均是挡光机构在前照大灯发出远光光型时的结构示意图。
图18a、18b均是挡光机构在前照大灯发出近光光型时的结构示意图。
图19是挡光板的结构示意图。
图20是本发明中的光线出射线路图。
图21是由本发明中的大灯模组所发出的近光光型图。
图22是由本发明中的大灯模组所发出的远光光型图。
图中标注符号的含义如下:
10—上反光杯    11—上反光杯杯体    111—上反光杯反射面
12—上反光杯加强板   13—上反光杯定位板   131—上反光杯定位孔
20—下反光杯    21—下反光杯杯体    211—下反光杯反射面
22—下反光杯加强板   23—下反光杯定位板   231—下反光杯定位孔
30—散热器    31—定位平台    31a—上台面    31b—下台面
32a—上反光杯定位台    32b—下反光杯定位台    33—对接板
331—套筒定位柱    332—套筒安装孔    333—模组定位孔
334—挡光机构定位孔    335—挡光机构定位柱    34—散热通道
35—散热片    351—风扇安装孔
40—透镜    41—外凸面    42—入射面    43—定位凸环
50—套筒    51—限位翻边    52—固定座    53—卡爪
54—限位块    55—镂空部    56—工艺安装孔    57—缺口
60—挡光机构    61—定位板    611—挡块    62—驱动机构
621—拨动轴    63—挡光板    631—转动轴孔    632—挡光臂
6321—第一直边    6322—弧形边    6323—第二直边
6324—限位槽    633—拨动臂    6331—拨动孔
70a—上固定弹片    70b—下固定弹片
80a—上LED光源    80b—下LED光源
90—电源转接板
100—风扇
具体实施方式
为便于理解,下面结合附图对本发明中各个组成部分的具体结构作进一步描述。
1.透镜
如图5、6所示,透镜40为平凸透镜,包括平面状的入射面42和供光出射的外凸面41;透镜40在靠近所述入射面42的一侧设置有凸出在外凸面41外侧的定位凸环43,所述外凸面41与所述定位凸环43的回转轴线彼此重合;所述入射面和供光出射的外凸面之间为透明的镜体。
所述透镜40的材质为高硼硅光学级玻璃。
如图6所示,所述透镜40的外凸面41的厚度为B,自外凸面41顶部向定位凸环43一侧的厚度为B/3的前段部分为椭球面,厚度为2B/3的后段部 分为抛物面;所述椭球面状的前段部分与抛物面状的后段部分之间的连接处圆滑过渡。
光线自入射面42首先进入抛物面状的后段部分,此后段部分将进入其中的光线汇聚起来,然后光线进入椭球面状的前段部分,前段部分将光线打散后射出。本发明中的透镜对入射其中的光线再次合理分配后射出,从而使得出射的光线不但符合国标,也可以更好地满足车内乘客的驾乘感。
2.套筒
如图7、8所示,套筒50呈中空状,套筒50包括圆环状的筒体和设置在筒体后侧的固定座52,筒体和固定座52成整体状,筒体的前端部设有向筒体内侧弯折的、环状的限位翻边51,所述筒体的靠近限位翻边的前段筒壁上设有与限位翻边相配合的卡爪部,所述筒体的底部设置有自筒体后端向筒体前端延伸的缺口57。
如图2~4所示,所述缺口57设置在套筒50的正下端,有利于及时散热。
如图7、8所示,所述卡爪部包括沿环向均匀地设置在筒体前段筒壁上的三个卡爪53,所述卡爪53的后端与筒体的前段筒壁连成一个整体,卡爪53的前端沿筒体轴向向前悬伸,即卡爪53的前端与筒体筒壁之间设有镂空部55,且卡爪53自其后端至前端逐渐弹性偏向筒体内侧。任一个卡爪53的前端均设置有向筒体内侧凸起的限位块54,限位块54朝向固定座52一侧设置为斜面,限位块54与所述限位翻边51之间构成限位区域。
如图7所示,所述固定座52的端面上设有工艺安装孔56和紧固螺纹孔。
3.上反光杯
如图11~13所示,上反光杯10包括上反光杯杯体11,上反光杯杯体11在杯口一侧设有上反光杯加强板12,上反光杯杯体11的底部设有向外突出的上反光杯定位板13,上反光杯定位板13上设有上反光杯定位孔131;所述上反光杯定位板13的板面呈水平面状,上反光杯加强板12的板面呈与上反光杯定位板13的板面相垂直的竖直面状;上反光杯加强板12的中轴线和上反光杯定位板13的中轴线相交而得到的平面为上反光杯投影面,所述 上反光杯定位板13在上反光杯投影面(在图12中即为平行于纸面方向或即为纸面方向)上的投影长度大于上反光杯加强板12在上反光杯投影面上的投影长度。
如图12、13所示,所述上反光杯杯体11内部为上反光杯反射面111,上反光杯定位板13在上反光杯投影面上的投影长度为L1,靠近杯口一侧且长度为2L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板前段部分,远离杯口一侧且长度为L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板后段部分,中间长度为2L1/5的上反光杯定位板为上反光杯定位板中段部分。所述上反光杯反射面111由顺次相连的第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面构成,所述第一上反光杯反射面与上反光杯定位板前段部分相对应连接,第二上反光杯反射面与上反光杯定位板中段部分对应连接,第三上反光杯反射面与上反光杯定位板后段部分对应连接。第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面均为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,第一上反光杯反射面与第二上反光杯反射面之间以及第二上反光杯反射面与第三上反光杯反射面之间的连接处均为光滑过渡,且第一上反光杯反射面、第二上反光杯反射面、第三上反光杯反射面的曲率半径依次减小。
如图11所示,所述上反光杯定位板13设置为两块,两块反光杯定位板13沿上反光杯杯体11的中轴线对称分设在上反光杯杯体11的两侧。
由于上反光杯10的上反光杯反射面111为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,从而上反光杯反射面111使得下方灯珠即LED光源所发出的光最大限度地被收集利用,极大地提高了光效(普通设计只有64%,而本发明中的设计使得光效达到了82.9%),也即本发明中的上反光杯反射面111不但所得光型更好,同时亮度更高,在符合标准的前提下,更确保了行车的安全性。
4.下反光杯
如图14~16所示,下反光杯20包括下反光杯杯体21,下反光杯杯体21在杯口一侧设有下反光杯加强板22,下反光杯杯体22的底部设有向外突出的下反光杯定位板23,下反光杯定位板23上设有下反光杯定位孔232;所述下反光杯定位板23的板面呈水平面状,下反光杯加强板22的板面呈与 下反光杯定位板23的板面相垂直的竖直面状;下反光杯加强板22的中轴线和下反光杯定位板23的中轴线相交而得到的平面为下反光杯投影面,所述下反光杯定位板23在下反光杯投影面(在图16中即为平行于纸面方向或即为纸面方向)上的投影长度大于下反光杯加强板22在下反光杯投影面上的投影长度;
需要指出的是,处于工作位置时的下反光杯20的下反光杯定位板23位于上侧,如图1、3、4所示。图14~16中所示的下反光杯20是为了更好地对其结构进行说明,而没有按照工作位置进行展示。
如图4所示,所述下反光杯杯体22内部为下反光杯反射面222。
如图16所示,下反光杯定位板23在下反光杯投影面上的投影长度为L2,靠近杯口一侧的长度为L2/6的下反光杯定位板为下反光杯定位板前段部分,远离杯口一侧的长度为L2/6的下反光杯定位板为下反光杯定位板后段部分,中间长度为2L2/3的下反光杯定位板为下反光杯定位板中段部分。所述下反光杯反射面222由顺次相连的第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面构成,所述第一下反光杯反射面与下反光杯定位板前段部分相对应连接,第二下反光杯反射面与下反光杯定位板中段部分对应连接,第三下反光杯反射面与下反光杯定位板后段部分对应连接。第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面均为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,第一下反光杯反射面与第二下反光杯反射面之间以及第二下反光杯反射面与第三下反光杯反射面之间的连接处均为光滑过渡,且第一下反光杯反射面、第二下反光杯反射面、第三下反光杯反射面的曲率半径依次减小。
如图22所示,所述下反光杯定位板23设置为两块,两块反光杯定位板23沿下反光杯杯体22的中轴线对称分设在下反光杯杯体22的两侧。
由于下反光杯20的下反光杯反射面222为二次贝塞尔曲线拟合而成的曲面,从而下反光杯反射面222使得下方灯珠即LED光源所发出的光最大限度地被收集利用,极大地提高了光效(普通设计只有64%,而本发明中的设计使得光效达到了82.9%),也即本发明中的下反光杯反射面222不但所得光 型更好,同时亮度更高,在符合标准的前提下,更确保了行车的安全性。
如图3、4所示,上反光杯定位板13在上反光杯投影面即下反光杯投影面(在图16中即为平行于纸面方向或即为纸面方向)上的投影长度L1大于下反光杯定位板23在上反光杯投影面即下反光杯投影面上的投影长度L2。
5.散热器
本发明中的散热器30由铝合金压铸一体成型,最大程度的减少了热阻,提高了散热效率。
如图9、10所示,散热器30上设置有用于安置LED光源的定位平台31,所述LED光源包括设置在定位平台上台面31a上的上LED光源80a以及设置在定位平台下台面31b上的下LED光源80b,所述上LED光源80a通过上固定弹片70a固定,下LED光源80b通过下固定弹片70b固定。
所述定位平台31的上下两侧分别设有用于固定上反光杯10的上反光杯定位台32a和固定下反光杯20的下反光杯定位台32b,所述上反光杯定位台32a和下反光杯定位台32b的台面均凸出在定位平台31台面的外侧。所述上反光杯定位台32a和下反光杯定位台32b均呈半圆环状设置,且半圆环的开口一侧设置为光线的出射方向。
所述散热器30在上反光杯定位台32a和下反光杯定位台32b的外侧布设有多个并行的、鳍片状的散热片35,相邻所述散热片35之间设有间隙。鳍片状的所述散热片35的伸展方向垂直于所述定位平台31的台面。
所述散热片35的翅片高度自定位平台31的中部至定位平台31的两侧逐渐变小,如图9、10所示,处于定位平台31中部的散热片35的尺寸较大,而处于定位平台31两侧的散热片35的尺寸较小,这种结构形式有利于提高辐射散热和对流散热的效率。
如图3、4所示,处于定位平台31中部的散热片35的上下两端之间的尺寸与上反光杯10杯顶和下反光杯20杯底之间的间距相吻合,即处于定位平台31中部的散热片35的上下两端之间的尺寸至少应当等于上反光杯10杯顶和下反光杯20杯底之间的间距,这样将取得最佳的散热效果。
如图1、2、9所示,处于定位平台31中部的若干组散热片35在背离定 位平台31一侧设置有风扇安装孔351,工作时风扇100通过风扇安装孔351安装固定在散热器30的背面。
如图9、10所示,所述定位平台31上设置有散热通道34,散热通道34沿光线的出射方向贯穿整个定位平台31,即散热通道34沿着光线的出射方向在定位平台31的两端均设置有开口;所述散热通道34在靠近散热器30一侧的开口设置为朝向风扇100。
如图10所示,所述定位平台31在其沿光线出射方向的前侧设置有空缺部,散热通道34在定位平台31前侧的开口开设在空缺部处。所述空缺部的设置有助于形成对流传热,提高了散热效果。
如图1~4所示,本发明中的风扇100的排风方向与光线出射方向重合且反向,此时风扇100的排风方向上有发热量较大的反光杯,在风扇100的抽吸作用下,空气从透镜40一侧向风扇100一侧流动,空气在流动的路程中,依次挟带从套筒50和散热器30间隙中散逸处的热气,空气并流过上反光杯10和下反光杯20的杯面,最后穿过相邻散热片之间的间隙而被排走;与此同时,风扇100还通过散热通道34将大灯模组内部的热空气吸出而排走。因此,本发明中的风扇通过其巧妙的排风途径设计,极大地增强了空气的对流性能,实现了优良的对流散热能力。
如图9、10所示,所述定位平台31的前侧即光线出射一侧设有对接板33,所述对接板33为由两条直立板和一条水平横板构成的U形状;对接板33在其直立板的上下两端部分别开设有模组定位孔333,同一直立板的两个模组定位孔333之间设置有套筒定位柱331和套筒安装孔332;对接板33还在其两个直立板上各自设置有一个挡光机构定位孔334,并在其水平横板上设置有两个挡光机构定位柱335。
两个挡光机构定位孔334和两个挡光机构定位柱335彼此配合,能够确保挡光机构60安装的稳固性,从而有利于挡光机构60中的挡光板63能够可靠地发挥其遮光的功能。
如图1、2所示,所述定位平台31还在风扇100的下侧设置有电源转接板90,电源转接板90的前端自散热片35的下侧穿过并固定在定位平台31 的下台面31b上。
6.挡光机构
如图1、17a~18b所示,本发明还包括设置在上反光杯10和下反光杯20的光线出射前方的挡光机构60,所述挡光机构60包括与散热器30的对接板33固定联接的定位板61,定位板61上设置有挡光板63以及驱动挡光板63动作的驱动机构62;所述驱动机构62驱动挡光板63动作并使得挡光板63处于封挡在上反光杯10和下反光杯20的杯口处以使大灯发射出近光光型或偏离上反光杯10和下反光杯20的杯口处以使大灯发射出远光光型两种位置状态。
如图19所示,所述挡光板63包括便于其自身与定位板61构成铰接配合的转动轴孔631;挡光板63在转动轴孔631的旁侧分别设置有挡光臂632和拨动臂633。所述挡光臂632用于形成明暗截止线。
所述挡光臂632呈板状,且板状挡光臂632的板面与光线出射方向垂直,挡光臂632的上边沿在靠近转动轴孔631一侧设置有第一直边6321,在远离转动轴孔631一侧设置有第二直边6323,所述第一直边6321和第二直边6323二者不平行且通过向上凸起的弧形边6322连接在一起,所述弧形边6322的最高点突出在第一直边6321和第二直边6323的上侧。
如图17a、17b所示,所述第一直边6321处于水平状态时,第一直边6321所处的水平面高于第二直边6323的较高端点,也即第一直边6321所处的水平面高于第二直边6323的最高点。
所述驱动机构62驱动拨动臂633动作,挡光臂632绕转动轴孔631上下转动时,使得第一直边6321、弧形边6322和第二直边6323均伸出在定位板61上板沿的上侧以使大灯发射出近光光型(如图18a、18b),或者第一直边6321、弧形边6322和第二直边6323均被定位板61的上板沿遮挡而使大灯发射出远光光型(如图17a、17b)两种位置状态。
具体说来,如图17a、17b所示,此时挡光臂632的第一直边6321呈水平状,第二直边6323被定位板61遮挡,此时所述第一直边6321、定位板61的上板沿与两个反光杯的杯口部共同围合成供光出射的区域,大灯模组发 出远光光型。远光光型图请参见图22所示。
如图18a、18b所示,此时挡光臂632的第二直边6323呈水平状,此时所述第一直边6321、弧形边6322、第二直边6323与两个反光杯的杯口部共同围合成供光出射的区域,汽车前照大灯发出近光光型。近光光型图请参见图21所示。
这种由第一直边6321、弧形边6322和第二直边6323彼此配合而构成上边沿为曲线的挡光臂632能够更精确地控制光型,并使出射光线符合设定光型。
所述拨动臂633上设置有拨动孔6331,驱动机构62的输出端即拨动轴621的端部伸入拨动孔6331中,所述驱动机构62的拨动轴621通过拨动孔6331驱动挡光板63的挡光臂632绕转动轴孔631上下转动,以使得大灯模组发出近光光型或远光光型。
如图17a~19所示,所述第二直边6323的远离转动轴孔631的一侧设置有限位槽6324,所述定位板61的上板沿在相应位置处设置有与限位槽6324相配合的限位挡块611。
由图21和图22可以看出,本大灯模组所照射出的光型不但均匀好看,而且显示的数据和形状也是较为理想的,相较于现有大灯的照射数据和形状具有显著优势。具体说来,本大灯模组所发出的光型,无论宽度、厚度、均匀度还是可视照度均达到乃至超过了国标要求,而且明暗截止线清晰,驾乘感觉安全可靠性高。
驱动机构有多种实现方式,比如可以采用通电磁吸的方式,这种通电磁吸的驱动方式可参考现有技术。
下面结合附图对本发明的结构和工作过程做详细说明。
如图1所示,本高效率LED双芯片远近光一体化汽车前照大灯模组包括上反光杯10、下反光杯20、散热器30、透镜40、套筒50、挡光机构60、上固定弹片70a、下固定弹片70b、上LED光源80a、下LED光源80b、电源转接板90和风扇100。
工作时,先将所述上固定弹片70a(可采用不锈钢张力弹片)将上LED 光源80a压设在散热器定位平台31的上台面31a上,下固定弹片70b将下LED光源80b压设在散热器定位平台31的下台面31b上,则上LED光源80a和下LED光源80b的底部均紧紧地贴靠在散热器30的定位平台31上,从而一方面保证了上LED光源80a和下LED光源80b的位置不会移动,另一方面也有利于提高散热效率。
然后将上反光杯10和下反光杯20分别安置到散热器30上,即采用螺钉依次穿过上反光杯定位板13上的上反光杯定位孔131和散热器定位平台31的上台面31a上的相对应的安装孔,从而将上反光杯10紧紧地固定在散热器30的上台面31a上;同样的,采用螺钉依次穿过下反光杯定位板23上的下反光杯定位孔131和散热器定位平台31的下台面31b上的相对应的安装孔,从而将下反光杯20紧紧地固定在散热器30的下台面31b上;并在散热器30的远离套筒50的后侧固定安装电源转接板90和风扇100,在散热器30的前侧安装挡光机构60。
安装透镜时,透镜40自套筒50的固定座52一侧的开口处进入,并沿筒体内壁向筒体前端移动至限位块54的斜面处,透镜40的后端沿限位块54的斜面继续前移并撑开卡爪53前端的限位块54,最终透镜40进入限位块54和限位翻边51之间的限位区域,此时卡爪53前端弹性回复至原始位置,则透镜40即被紧紧地卡扣在套筒50中。
安装完透镜40的套筒50通过固定座52上的工艺安装孔56和紧固螺纹孔与散热器30的对接板33紧密地固定在一起。
上LED光源80a和下LED光源80b分别通过排线与电源转接板90连接,工作时接通上LED光源80a、下LED光源80b和电源转接板90,上LED光源80a和下LED光源80b均通电发光,且上LED光源80a发出的光经上反光杯10的反射面111反射,而下LED光源80b所发出的光经下反光杯20的反射面211反射,即上LED光源80a、下LED光源80b所发出的光首先经过上、下反光杯的一次反射,反射后的光线经过透镜40二次光学折射后投射出去,最终上LED光源80a、下LED光源80b所发出的光有效地叠加在一起得到光型更理想、亮度和光效更高的出射光。
此外,上反光杯10和下反光杯20固定在散热器30上以后,可通过不同的套筒连接不同尺寸的透镜,整个大灯模组还可以使用不同的安装支架安装在不同的车灯内部,灵活变换的结构能够更加适应不同的汽车大灯。

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