CN106895378A - Led照明用散热片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种LED照明用散热片，其能够用铝板以比较简便的加工方法制作，并且即便在应用、设置于封闭的空间内的情况下也能够高效地进行散热。本发明的LED照明用散热片是通过拉伸加工在一张金属薄板上一体且连续地形成LED元件安装面(2)和散热侧面(3)而成的LED照明用散热片(1)，形成为筒状体，且连续地具有朝向三维的任意方向的散热面。

Description

LED照明用散热片及其制造方法

本申请是国际申请号PCT/JP2012/081769、国家阶段申请号201280054494.0、申请日2012年12月7日、发明名称“LED照明用散热片及其制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于将以发光二极管(LED)元件(包括在基板等安装有多个元件的结构)为发光源的LED照明在发光时产生的热量向周围的空间散热的LED照明用散热片。

背景技术

以发光二极管(LED)元件为发光源的照明因消耗电力低且寿命长而开始逐渐向市场渗透。该LED灯具有以对白炽灯、荧光灯这样的现有灯泡进行替换为目标而开发的普通灯泡型的LED灯泡、机动车的前照灯等车载LED照明、在建筑物或其他领域中的埋设照明等。其中，近年来尤为受到注目的是车载LED照明(车辆用灯具、车辆用前照灯)，开始向LED元件的替换。另外，应用该车载LED照明，建筑物等其他领域的埋设照明也开始向LED照明替换。

然而，作为该LED照明的发光源的LED元件承受热量的能力非常差，当超过允许温度时，存在发光效率降低且其寿命也受到影响这样的问题。为了解决该问题，需要将LED元件的发光时产生的热量向周围的空间散热，因此LED照明具备大型的散热片。

该LED照明用散热片大多以铝(包括铝合金)为材料而通过压铸、挤压成形来形成。例如，专利文献1～3中公开有这些之中的具有代表性的散热片结构。这些散热片具有：LED光源配置固定在正面侧的基板部；以及在该基板部的背面侧隔开间隔地突出的多片平行配置的翅片部，通过增大基板部及翅片部的表面积，使散热增加，能够获得恒定的散热性。

与此相对，一直以来还提出实现更轻型化及低成本化的散热片。例如专利文献4中提出将对铝等高导热率的金属平板进行弯折加工而形成的散热片作为车辆用灯具的散热片。该散热片是将1mm～3mm左右的厚度的金属平板弯折加工成剖面呈勺子状而成的，由纵剖面为コ状的勺子部分的散热部以及纵剖面为勺子的柄部分的对LED元件进行支承的支承部构成。而且，散热片的整体形状为如下的形状：设置多个将所述散热部在其长边方向(或宽度方向)的范围内以恒定间隔切成细条状而成的狭缝状的开口部，多个宽度较窄的开口部与宽度较窄的散热部交替平行地排列的梳齿状。

另外，作为由铝或铝合金等形成的压铸制(以下，也描述为铝压铸构造)的散热片，专利文献5～7中公开有LED灯泡的散热片，专利文献8～10中公开有车载LED照明的散热片，专利文献11、12中公开有埋设照明的散热片。

基于所述压铸、挤压型材的、现有的散热片H的基本结构如图9所示，LED元件(光源)L具有配置固定在正面侧的基板部50以及在该基板部50的背面侧隔开间隔地突出的多片平行配置的翅片部60。在将上述的散热片H作为机动车的前照灯、尾灯等车载照明用而组装于壳体并进行使用的情况下，散热片H设置在有限的狭窄空间内。

因此，基板部50、翅片部60所处的散热空间也成为封闭的容积较小的状态，由于几乎没有空气的对流，因此在上述的设置环境下几乎无法期待基于对流的散热。因此，基于辐射的散热成为中心，如上述以往那样，对通过翅片等而使散热侧面积增加的散热片的构造而言，基于该辐射的散热不充分，存在整体上无法实现高效的散热这样的问题。

即，在基于辐射的情况下，在图9的右下所表示的X、Y、Z轴方向(三维方向)的投影面积的大小左右其效率，该投影面积越大、辐射效率越发提高。关于这点，图9的散热片的Y方向的投影面积成为基板部50的平面与翅片部60的平面的合计，因此是优选的。然而，Z方向的投影面积为基板部50的侧面与翅片部60的侧面的合计且成为梳齿状、空间较多，因此成为不足基板部50的长度乘以翅片部60的高度后的总面积的50％的较小面积。另外，X方向的投影面积成为基板部50的正面与翅片部60的正面的合计，与翅片部60例如为4片无关，这些翅片部重复而具有与1片相同的投影面积，散热侧单位面积的辐射效率低。

与此相对地，比起由所述图9的压铸、挤压型材来形成的现有的散热片H，对所述金属平板进行弯折加工而形成的散热片实现轻型化。另外，在散热部邻接地设置所述狭缝状的开口部，因此在灯室内对流的空气流入所述散热部内，同时产生从所述开口部穿过去这样的空气流，通过产生该空气流(对流)，能够提高散热效率。

然而，对所述金属平板进行弯折加工而形成的散热片也因在弯折加工中必然产生的回弹等而难以提高尺寸精度，为了确保尺寸精度，还需要追加弯曲加工等。另外，设置所述多个宽度较窄的狭缝状开口部的切削加工中也需要精密度，另外，也需要在以金属板为材料弯折后将一部分面彼此接合这样的工序。因而，与所述图9的压铸、挤压型材相比，反而成本变高。而且，所述狭缝状的开口部的宽度受到用于确保散热片的大小本身、所述散热部一侧的面积的较大制约，必然导致宽度较窄。因此，在应用、设置在车辆用灯具等封闭的空间内的情况下，基于所述空气的对流的散热效率的提高实际上也发挥不到期待的程度。

另外，如图10所示，在基于铝压铸构造的散热片71中，用于安装LED元件L的安装部72通常与散热片主体73一体成形。另外，为了容易确保安装好的LED元件L的发光时的光的轨迹，LED元件L的安装部(台座部)73的周边大多时候形成高度比其他部位(散热片主体73)高的形状。

然而，当想要制造上述那样的由铝或铝合金等形成的压铸制的散热片时，制造成本升高，并且还存在散热片变重这样的问题。尤其是在较重的情况下，不适合用作LED灯泡的散热片。此外，在表面形成较多的散热片等、加工为复杂形状的情况下，还存在需要复杂形状的模具这样的问题。

如此，铝压铸构造的散热片除了较重以外，还具有制造成本变高这样的问题点，因此还研究用铝或铝合金等金属制板材来制造散热片。然而，仅用一张板材难以形成用于安装LED基板的安装部。其结果是具有如下问题，即，变得需要多个部件而部件件数增加，并且需要组装多个部件，从这方面考虑，也增高制造成本。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-193960号公报

专利文献2：日本特开2009-277535号公报

专利文献3：日本特开2010-278350号公报

专利文献4：日本特开2010-146817号公报

专利文献5：日本特开2009-170114号公报

专利文献6：日本特开2009-4130号公报

专利文献7：日本特开2004-296245号公报

专利文献8：日本特开2009-266436号公报

专利文献9：日本特开2010-3621号公报

专利文献10：日本特开2011-28963号公报

专利文献11：日本特开2008-117558号公报

专利文献12：日本特开2009-163955号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述的问题而完成的，其课题在于提供一种具有辐射主体的散热性的LED照明用散热片，其能够用铝板以比较简便的加工方法来制作，并且即便在设置于不存在由空气产生的对流或者由空气产生的对流较少的(无法期待基于空气的对流的散热的)封闭的空间内的情况下，也能够高效地辐射来自LED发光源的热量。

另外，本发明的另一课题在于提供LED照明用散热片及其制造方法，其实现轻型化自不必说，无需额外需要用于安装LED基板的部件，而能够实现部件结构的简化、制造成本的降低。

解决方案

为了实现上述课题，本发明的第一方式的LED照明用散热片的主旨在于，通过拉伸加工在一张金属薄板上一体且连续地形成LED元件安装面以及与该LED元件安装面连续的散热侧面而成，所述LED照明用散热片形成为筒状体，该筒状体以所述LED元件安装面为顶部，以所述散热侧面为躯体部，并且还具有由这些面围起的内部空间的开口部，利用所述LED元件安装面和散热侧面的表面背面而连续地具有朝向三维的任意方向的散热面。

在本发明的第一方式的LED照明用散热片的基础上，优选的是，所述散热侧面形成为圆筒状或方筒状。

在本发明的第一方式的LED照明用散热片的基础上，优选的是，所述金属薄板是板厚为0.4mm～2mm的范围的铝制或铝合金制的薄板。

另外，本发明的第二方式的LED照明用散热片的主旨在于，该LED照明用散热片由金属制板材形成，所述LED照明用散热片由散热片主体部和从所述散热片主体部向表面侧鼓出的LED元件安装用的台座部构成，所述台座部通过压印加工而与所述散热片主体部一体成形。

另外，本发明的第三方式的LED照明用散热片的主旨在于，该LED照明用散热片由金属制板材形成，由散热片主体部和从所述散热片主体部向表面侧鼓出的LED元件安装用的台座部构成，在所述台座部的背面侧层叠有衬板件，

所述台座部通过压印加工而与所述散热片主体部一体成形。

在本发明的第二及第三方式的LED照明用散热片的基础上，优选的是，所述金属制板材为铝制或铝合金制。

在本发明的第二及第三方式的LED照明用散热片的基础上，优选的是，所述金属制板材的板厚在0.3mm～5mm的范围内。

另外，基于本发明的LED照明用散热片的制造方法的主旨在于，通过对金属制板材进行压印加工而一体成形散热片主体部和从所述散热片主体部向表面侧鼓出的LED元件安装用的台座部。

发明效果

根据本发明的第一方式，能够通过拉伸加工而由一张金属薄板获得LED元件安装面与散热侧面连续地一体形成的LED照明用散热片。由此，将通过拉伸加工而成形的散热片的形状设为所述LED元件安装面成为顶部、所述散热侧面成为躯体部的筒状体，由这些LED元件安装面和散热侧面的表面背面形成连续地具有朝向三维的任意方向的散热面的筒状体。而且，能够同时在该筒状体的内部空间设置开口部。

由此，能够从朝向所述三维的任意方向连续的表面背面进行从设置在所述LED元件安装面的LED元件传导来的热量的散热。因此，散热片的三维方向上的投影面积较大，因此，即便在其应用、设置位置(场所)封闭的不存在由空气产生的对流或者由空气产生的对流少的(几乎无法期待基于空气的对流的散热的))空间中，也能够高效地辐射来自LED发光源的热量。因此，能够使散热片不利用空气的对流而使用辐射主体的散热性，从而能够在整体上有利地提高散热性。

另外，本发明是通过对铝薄板等金属薄板进行拉伸加工而一体成形的筒状体构造的散热片。因此，薄片、卷材等轧制薄板、通过挤压等而被加工的薄板仅经过这些薄板的成形所通用的拉伸加工的工序(修边等也包含于一系列的拉伸加工工序中)，便能够比较容易地一体成形、制作成该筒状形状的构造。

此外，由于是使用了冲压模具的金属薄板的拉伸加工，因此不易引起在弯曲加工中产生的回弹，从而能够获得较高的尺寸精度。此外，在本发明中，散热片并无所述现有技术那样的将导热的路线断开的狭缝等的障碍。因此，在散热片内的导热的路线不会断开，而使来自LED元件的热量传递至构成散热片的各部为止，能确保极高的散热性。另外，由于是通过拉伸成形而形成的一体构造，因此也能实现较高的部件刚性、强度。

此外，本发明由轻型的金属薄板构成，因此即便是筒状体构造的散热片，与所述压铸制、铸造制等，能实现轻型化，适于用作车载用等的LED照明用的散热片。

根据本发明的第二及第三方式的LED照明用散热片，由于利用金属制板材来形成，因此实现轻型化自不必说，如压铸制那样制造时也无需使用复杂形状的模具。另外，由于用于安装LED基板的台座部通过压印加工而与散热片主体部一体成形，因此无需额外的用于安装LED基板的部件，从而能够实现部件结构的简化、制造成本的降低。

另外，通过在台座部的背面侧层叠衬板件，能够将台座部的板厚形成得比散热片主体部的板厚厚，从而能够使来自LED基板的发热向周围高效地导热。因而，在台座部的背面侧层叠有衬板件的情况下，能够进一步提高散热性。

附图说明

图1是表示本发明的LED照明用散热片的第一实施方式的立体图。

图2是表示本发明的LED照明用散热片的第二实施方式的立体图。

图3是表示本发明的LED照明用散热片的第三实施方式的立体图。

图4是表示本发明的LED照明用散热片的第四实施方式的立体图。

图5是表示本发明的LED照明用散热片的加工方法的说明图。

图6是表示本发明的LED照明用散热片的第五实施方式的纵向剖视图。

图7是表示通过压印加工来制造本发明的第五实施方式所涉及的LED照明用散热片的状态的纵向剖视图。

图8是表示本发明的LED照明用散热片的第六实施方式的纵向剖视图。

图9是表示具有现有的翅片的LED照明用散热片的立体图。

图10是表示现有的压铸制的LED照明用散热片的纵向剖视图。

附图标记说明如下：

1…LED照明用散热片

2…LED元件安装面

3、4、5、6、7…散热侧面

8…阶梯面

9…顶部面

10、11…开口部

31…LED照明用散热片

31a…散热片主体

32…散热片主体部

33…台座部

34…凹处

35…金属制板材

36…冲模

36a…凹部

37…冲头

38…坯料支架

39…垫板

40…缓冲销

41…衬板件

L…LED元件

具体实施方式

以下，参照附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在本说明书及附图中，对实际上具有相同的功能结构的构成要素标注相同的附图标记并省略重复说明。

(图1，散热片的一实施方式)

图1表示本发明的LED照明用散热片1的第一实施方式。如图1所示，本发明的LED照明用散热片1是将例如铝等的、具有恒定的板厚的金属薄板1一体成形而成，整体上具有中空的圆筒状(圆筒杯状)的立体形状。即，图1的本发明的LED照明用散热片1通过拉伸加工而由一块金属薄板一体且连续地形成LED元件安装面2和散热侧面3而成。

更具体来说，在图1的散热片1的情况下，以LED元件安装面2成为圆盘(圆板)状的顶部、散热侧面3成为与LED元件安装面2相连的圆筒状(圆管状)的躯体部(侧部)的方式成形。因此，由这些LED元件安装面2和散热侧面3分别形成朝向三维的X、Y、Z的任意方向且连续的表面侧的两面(外侧的面＝表面)2a、3a和背侧的两面(内侧的面＝背面)2b、3b的合计四面的散热面。以下，将与LED元件安装面相连的筒状体的侧面称作散热侧面，使该散热侧面与LED元件安装面等可散热的面组合而称作散热面。

筒状体的底部侧的10是散热面不实际存在的空间，由筒状体的LED元件安装面2和散热侧面3围起的内部空间是朝向外部开放的开口部(空间部)。图1的散热片1呈圆筒状，因此例如在LED元件安装面2与散热侧面3所成的角度为90度的情况下，该开口部10形成为与LED元件安装面2相同的面积。因此，相对于散热片1所具有的散热侧面积而具有足够相对大小的面积，从而成为足够供所述内部空间内的空气与外部的空气经由所述开口部10而在散热片1的内外对流的构造。上述的开口部还包含后述的其他实施方式，可以不仅设置在筒状体的底部侧，而是在筒状体的底部侧之外还设于散热侧面侧、或者也可以代替筒状体的底部侧而设于散热侧面侧。然而，在设于LED元件安装面2的情况下，当开口部变得过大时，妨碍从LED元件向散热侧面侧的导热，因此在向LED元件安装面设置开口部的情况下，优选限定地应用。因而，在向LED元件安装面选择性地设置开口部的情况下，优选设为其宽度最大为5mm左右的狭缝状的比较小的开口部。

在此，LED元件安装面2与散热侧面3所成的角度、即圆筒的躯体部(侧部)的倾斜根据散热片1的设计条件而决定，不一定需要90度，散热片1的筒状体的纵剖面也可以形成为LED元件安装面2或开口部10中任一者较大的梯形。但是，无论在何种情况下，都需要在作为开口部10的功能的励起或引起空气在所述散热片1的内外的对流所需要的足够面积。

在该图1的情况下，成为具有平板的圆盘状的LED元件安装面2和呈圆筒状曲面的散热侧面3的形状，通过对一张铝板进行拉伸加工而形成两者，因此LED元件安装面2与散热侧面3随着LED元件安装面2端部(角部)的棱线而一体连续。换言之，这些LED元件安装面2与散热侧面3的表面背面2a、2b、3a、3b通过一块金属薄板与设置在顶部的LED元件安装面2的LED元件L连续。

在此，LED元件安装面2朝向图1的Y方向，LED元件安装面2的表面2a朝向附图的上方，LED元件安装面2的背面2b朝向附图的下方。另外，散热侧面3为圆筒状，因此散热侧面3的表面3a、背面3b皆朝向X方向和Z方向(横向)。因此，LED元件安装面2和散热侧面3合起来构成朝向三维的X、Y、Z的任意方向的散热面。

根据以上的结构，本发明的LED照明用散热片1能够从LED元件L向这些2a、3a、2b、3b的各面直接传导热量，并且能够实现该热量分别向上述各面朝向的三维的X、Y、Z中任意方向的散热。

(散热的原理、作用效果)

对具有上述的圆筒杯状形状的散热片1设置在无空气对流的空间而进行LED照明的情况下的散热的原理(作用)进行说明。当使安装于LED元件安装面2的LED元件L发光时，与此相伴地，LED元件L发出的热量通过LED元件L底部的安装部(未图示)而传导至LED元件安装面2。接着，传导至LED元件安装面2的热量向散热侧面3传导。

传递至该LED元件安装面2的热量Q从安装面2的平面部的表面2a、背面2b的整面分别向周围的封闭空间(散热空间)辐射。如上所述，LED元件安装面2朝向图1的Y方向(上下方向)，LED元件安装面2的表面2a朝向附图的上方，LED元件安装面2的背面2b朝向附图的下方。因而，所述热量Q相对于导热方向(安装面2所延伸的图1的X、Z方向)而沿着其直角方向(图1的Y方向＝上下方向)分别向圆筒状构造的外侧和内侧的各周围的封闭空间(散热空间)辐射。

另外，散热侧面3如上所述呈圆筒状，散热侧面3的表面3a、背面3b皆朝向X方向和Z方向(图1的横向)。因而，传递至散热侧面3的热量Q从散热侧面3的平面部的表面3a、背面3b的整面相对于导热方向(散热侧面3所延伸的图1的Y方向)而沿着其直角方向(图1的X、Z方向＝横向)分别向圆筒状构造的外侧和内侧的周围的封闭空间(散热空间)辐射。

因而，LED元件L产生的热量向三维的X、Y、Z中的任意方向散热。需要说明的是，来自LED元件安装面2的背面2b、散热侧面3的背面3b的散热成为向由圆筒(杯)状的散热侧面3围起的内部空间的散热。因此，基于来自这些面的对流的散热自不必说，基于所述筒状体的内部空间内的空气与外部的空气之间的、经由所述开口部10在散热片1的内外进行对流的向散热片1外部的散热也得以保障。但是，向内部空间辐射的热量被对向的散热侧面3的背面部分吸收，因此与从散热侧面3的表面侧(外侧)的表面3a的散热相比，其散热量变少。

如此，具有图1的圆筒状(杯状)且具备构成该杯状的LED元件安装面2、散热侧面3的散热片1，即便在其散热的效率被辐射支配的空气对流少的照明器具内被封闭的散热空间，相对于X、Y、Z的方向即三维的方向的投影面积也非常大。因此辐射效率高，具有优异的散热性。另外，该散热片1中的投影面积不在向散热空间辐射的辐射方向上重复，因此拉伸加工(成形)为容易简单的构造，并且每散热单位面积的散热效率良好。

即，本发明散热片在周围的散热空间封闭且容积小的几乎无空气对流那样的使用(设置)状态下，在几乎无法期待基于空气的对流的散热的使用(设置)环境中最佳。在上述使用环境中，为了散热而需要以基于辐射的散热为中心，在具有通过增加翅片等的散热面表面积而以空气的对流为主的散热性能的、所述现有的散热片构造中，基于该辐射的散热变得不充分，整体上无法实现高效的散热。与此相对地，本发明散热片可以说是最适于以基于来自所述散热侧面等散热面的热量辐射的散热为主体、几乎无法期待基于空气对流的散热的使用(设置)环境的散热片。

并且，LED元件安装面2和散热侧面3是在其间不夹装接合面的一体构造，因此不会产生在将单独制作的上述两者接合的情况下产生的接触热阻。因此，LED元件安装面2与散热侧面3之间的导热变得容易，其结果是，散热片整体的散热性能显著提高。

另外，散热片1的构造是利用LED元件安装面2和散热侧面3使朝向三维的X、Y、Z中任意方向的散热面连续而构成的，从而刚性较高。因此，即便是在车载照明等中受到振动这样的用途下，也无需使用特别的加强构件等就能够保持其形状，从而能够实现维护自由、高寿命化。上述的散热的原理、作用效果在以下的其他实施方式中也基本相同。

(图2，散热片的第二实施方式)

图2示出本发明所涉及的LED照明用散热片的第二实施方式。该图2所示的LED照明用散热片1与图1相同地，由铝等具有恒定的板厚的金属薄板1一体成形而成，但不是图1那样的整体呈圆筒状，而是具有中空的方筒状(方筒杯状)的立方体形状。其中，图2的本发明的LED照明用散热片1在通过拉伸加工从一张金属薄板而一体形成LED元件安装面2和散热侧面的四面4、5、6、7这点与图1的情况相同。

如图2所示，LED照明用散热片1具有立方体的表面五面连接的形状，成为具有LED元件安装面2和呈平面的四面的散热侧面的四面4、5、6、7的形状。

更具体来说，在图2的LED照明用散热片1的情况下以如下方式成形，即，LED元件安装面2为四边的矩形板状的顶部，散热侧面的四面4、5、6、7成为分别与LED元件安装面2相连的四边的方筒状的躯体部(侧部)。因此，由这些LED元件安装面2和散热侧面的四面4、5、6、7分别形成朝向三维的X、Y、Z中任意方向连续的表面侧的五面(外侧的面＝表面)2a、4a、5a、6a、7a和背侧的五面(内侧的面＝背面)2b、4b、5b、6b、7b的散热面。

筒状体的底部侧的10是散热面实际不存在的、筒状体的内部空间向外部开放的开口部(空间部)。图2的散热片1为方筒状，因此在例如LED元件安装面2与散热侧面的四面4、5、6、7所成的角度分别为90度的情况下，该开口部10成为与LED元件安装面2相同的面积。因此，相对于散热片1所具有的散热侧面积而具有足够相对大的面积，成为对所述内部空间内的空气与外部的空气经由所述开口部10在散热片1的内外进行对流而言足够的构造。在此，LED元件安装面2与散热侧面4、5、6、7所成的角度的选择和用于开口部10的功能发挥的大小、设置位置的关系与图1的情况相同。

在该图2的情况下，成为具有平板的矩形状的LED元件安装面2和呈方筒状矩形面的散热侧面的四面4、5、6、7的形状。其中，与图1相同地，通过对一张铝板进行拉伸加工而形成两者，因此LED元件安装面2和散热侧面的四面4、5、6、7随着LED元件安装面2端部(角部)的棱线而一体连续。换言之，这些LED元件安装面2和散热侧面的四面4、5、6、7的表面背面2a、4a、5a、6a、7a、2b、4b、5b、6b、7b通过一张金属薄板而与设置在顶部的LED元件安装面2的LED元件L连续。

在此，LED元件安装面2与图1的情况相同地，朝向图2的Y方向，LED元件安装面2的表面2a朝向附图的上方，LED元件安装面2的背面2b朝向附图的下方。与此相对地，散热侧面的四面4、5、6、7中，散热侧面的四面4、5、6、7的表面背面4a、5a、6a、7a和4b、5b、6b、7b分别朝向X方向和Z方向(横向)。因此，LED元件安装面2和散热侧面的四面4、5、6、7配合构成朝向三维的X、Y、Z中任意方向的散热面。

根据以上的结构，图2的LED照明用散热片1也从LED元件L向这些LED元件安装面2的表面2a、背面2b、散热侧面的四面4、5、6、7的表面背面4a、5a、6a、7a和2b、4b、5b、6b、7b的各面直接传导热量，并且能够分别实现该热量向朝向这些各散热面的三维的X、Y、Z中任意方向的散热。

在该图2的实施方式的情况下，与图1的圆筒杯形状相比，即便是相同的容积，能够具有更大的表面积。因此，向散热空间辐射的投影面积进一步增大，具有散热性更高这样的效果。

(图3，LED照明用散热片的第三实施方式)

图3示出本发明所涉及的LED照明用散热片的第三实施方式。图3所示的LED照明用散热片1与图2相同地，将铝等具有恒定的板厚的金属薄板1一体成形而成，且如图2那样，整体具有中空的方筒状(方筒杯状)的形状。图2的本发明的LED照明用散热片1在利用拉伸加工从一张金属薄板一体形成LED元件安装面2和散热侧面3这点与所述图1、2的情况相同。

该图3的LED照明用散热片1具有LED元件安装面2和呈平面的四面的散热侧面4、5、6、7，成为具有比该LED元件安装面2高出一截的附图的Y方向(上下方向)上的阶梯面8和平坦且呈矩形的顶部面9的、L字状或台阶状的中空的立方体或杯状形状。

更具体来说，在图3的LED照明用散热片1的情况下，具有顶部彼此利用阶梯面8来连续的、作为平坦的矩形状的顶部的LED元件安装面2和比该LED元件安装面2高出一截的平坦且呈矩形状的顶部面9。而且，散热侧面的四面4、5、6、7成形为，两面4、6是与图2相同的矩形的平面形状，两面5、7是与图2不同而呈L字状的平面形状，从而成为方筒状(方管状)的躯体部(侧部)。

因此，由这些LED元件安装面2、平坦且呈矩形状的顶部面9、将这些连结起来的阶梯面8、以及散热侧面的四面4、5、6、7各自形成分别朝向三维的X、Y、Z中任意方向连续的表面侧的七面(外侧的面＝表面)2a、4a、5a、6a、7a、8a、9a和背侧的七面(内侧的面＝背面)2b、4b、5b、6b、7b、8b、9b的散热面。

所述平坦且呈矩形状的顶部面9能够用作LED照明中在固定散热片时供固定件安装的场所。或者，能够用作连接、固定LED照明所需要的其他部件、例如反射板等时的场所。因而，在图3的情况下，虽然作为筒状的顶部的LED元件安装面2具有双层的台阶形状，但只要能够进行拉伸加工，当然也可以根据需要增加阶梯面8、连续的平坦的矩形状的顶部而将LED元件安装面2的层数设为三层以上的台阶状。

筒状体的底部侧的10与图2相同地，是散热侧面实际不存在的、向筒状体的内部空间的外部开放的开口部(空间部)。图3的散热片1呈方筒状，因此在例如LED元件安装面2与散热侧面的四面4、5、6、7所成的角度分别为90度的情况下，该开口部10成为与LED元件安装面2和平坦且呈矩形的顶部面9的合计面积相同的面积。因此，相对于散热片1所具有的散热侧面积而具有足够相对大的面积，成为对所述内部空间内的空气与外部的空气经由所述开口部10在散热片1的内外进行对流而言足够的构造。在此，LED元件安装面2与散热侧面4、5、6、7所成的角度的选择和用于开口部10的功能发挥的大小之间的关系与图2的情况相同。

该图3的情况也与图2相同地，通过对一张铝板进行拉伸加工而形成两者，因此LED元件安装面2、平坦且呈矩形状的顶部面9、将这些连结起来的上下方向(Y方向)的阶梯面8、以及作为散热侧面的四面4、5、6、7随着LED元件安装面2、顶部面9、或阶梯面8的端部(角部)的棱线而一体连续。换言之，这些LED元件安装面2、顶部面9、阶梯面8、散热侧面的四面4、5、6、7的表面背面2a、9a、8a、4a、5a、6a、7a和2b、9b、8b、4b、5b、6b、7b通过一张金属薄板而与设置在顶部的LED元件安装面2的LED元件L连续。

在此，LED元件安装面2、顶部面9朝向图3的Y方向，LED元件安装面2的表面2a、顶部面9的表面9a朝向附图的上方，LED元件安装面2的背面2b、顶部面9的背面9b朝向附图的下方。与此相对地，散热侧面的4面4、5、6、7、阶梯面8及其表面背面4a、5a、6a、7a、8a和4b、5b、6b、7b、8b分别朝向X方向和Z方向(横向)。因此，LED元件安装面2与顶部面9、散热侧面的四面4、5、6、7与阶梯面8合起来构成朝向三维的X、Y、Z中任意方向的散热面。

根据以上的结构，图3的LED照明用散热片1也从LED元件L向这些LED元件安装面2的表面2a和背面2b、顶部面9的表面9a和背面9b、散热侧面的四面4、5、6、7的表面背面4a、5a、6a、7a和4b、5b、6b、7b、阶梯面8的表面背面8a、8b的各面直接传导热量，并且能够分别实现该热量向朝着这些面的三维的X、Y、Z中任意方向的散热。而且，与所述图1、2的圆筒杯形状或长方体状形状的散热片相比，即使是相同的容积，通过具有顶部面9等更多的表面积，向散热空间辐射的投影面积进一步增加，作为散热片的散热性提高。

(图4，散热片的第四实施方式)

图4示出本发明所涉及的LED照明用散热片的第四实施方式。图4所示的LED照明用散热片1是与图2相同的整体形状，但没有图2中的散热侧面6，而与底部侧的开口部10相同地，合起来具有散热侧面实际不存在的、筒状体的内部空间向外部开放的开口部(空间部)11。

该开口部11在不阻碍散热片1的刚性的范围内设置，与底部侧的开口部10配合地，相对于散热片1所具有的散热侧面积而能够具有更大的面积。因而，所述内部空间内的空气与外部的空气经由所述开口部10、11在散热片1的内外的对流功能提高。其结果是，与图2的情况相比，虽然与不具有散热侧面6相应地使散热侧面积变小，但与所述空气的对流功能提高相应地还是具有优异的散热性。

(实施方式的共用事项)

也可以根据散热片1的用途、安装部位，在以上的LED元件安装面与散热侧面上，通过在各面的一部分对这些面进行切口加工、设置凹凸的成形加工而设置部件安装用的空间、狭缝或部分形状等。此外，散热侧面也可以根据部件安装等需要，如所述图4那样省略面自身或面的一部分。

(散热片的制作方法)

接着，以图1所示的形状为例，对本发明散热片的制作方法进行说明。

(材料金属薄板)

作为拉伸加工的(或散热片的)材料的金属薄板根据散热片所要求的导热特性和散热特性的大小而优选规定为AA或JIS规格的1000系的纯铝制。其中，根据必要强度、拉伸加工性(成形性)或耐腐蚀性、耐热性等的要求特性而选择相同的1000系、或其他3000系、5000系、6000系等适于其的铝合金、调质条件。另外，还可以根据条件而应用钢板、镁板等。

金属薄板的板厚(厚度)在考虑到散热片的轻型化、必要强度、刚性及拉伸加工性(成形性)时从0.4mm～2mm的范围中选择。当该板厚过薄时，无法确保散热片的必要强度、刚性或拉伸加工性(成形性)。另一方面，当该板厚过厚时，无法实现散热片的轻型化，拉伸加工性(成形性)反而降低。

在采用纯铝或者铝合金为材料的例子的情况下，通过轧制、挤压等通常的板形状的材料制造方法来制造规定的厚度的纯铝板或者铝合金板。接下来，将制造出的铝板切割为制作散热片的外形的大小的板片、或者冲制成平坦的坯料。

(拉伸加工)

如图5所示，对该坯料20实施使用由具有与成形的散热片的形状分别对应的形状的、冲头22、冲模(模具)21、及板压件23构成的冲压成形装置的拉伸加工，并在常温(室温)成形内部成为空间的筒状体(中空的杯型)。图5(a)示出向冲压成形装置组装了坯料20的拉伸加工前的状态。图5(b)示出使冲头22、冲模(模具)21、及板压件23如箭头那样相对上下移动而将坯料20拉伸加工为所述图1的散热片1的形状的加工过程中的状态。需要说明的是，在图5(b)中，作为散热片1(坯料20)周缘的余量部的板压件部分24在该一系列的工序中被修边。

基于上述的冲压成形装置的拉伸加工(拉伸成形)不仅能够制成所述图1的散热片，还同样能够制成图2～图4的散热片1，利用这些通用的、普通的金属板的冲压成形工序及冲压装置，能够容易且廉价地制作。这与所述专利文献4那样的通过对金属平板进行弯折加工来制作的散热片相比，可以说是容易且廉价。另外，由于本发明采用拉伸加工，因此还具有易于确保尺寸精度这样的优点。

(金属薄板的表面辐射率)

本发明的散热片为了获得高散热性，所述金属薄板的表面辐射率ε优选为0.6以上。因此，也可以在材料金属薄板的整个表面，在拉伸加工前实施散热率高的黑色涂料的预涂处理(涂装皮膜)。或者也可以在拉伸加工后实施辐射率高的黑色涂料的后涂处理(涂装皮膜)。由此，能够增大作为散热片的、基于辐射的传递热量。若该预涂处理在拉伸加工前预先向材料金属薄板实施，则还起到拉伸加工中的润滑剂的作用。

该辐射率ε是实际的物体的热辐射相对于理论值(理想的热辐射体即黑体的热辐射)的比例，实际的测定可以是日本特开2002-234460号公报所述的方法，也可以由宇宙航空研究开发机构所开发的手提式辐射率测定装置来测定。

本发明散热片向车载LED灯等的安装能够与至今通用的散热片的安装同样地进行，这一点也是优点。通常，车载LED灯(车辆用灯具)包括：安装有作为光源的LED元件的LED基板；将来自LED的光向光照射方向前方反射的反射片；包围这些LED基板及反射片的壳体；封闭壳体的开放前端的由透明材料形成的外透镜；以及与LED基板热接触地配置的散热片。所述反射片由树脂材料成形，且在LED基板上的LED附近具备具有焦点的抛物面系的反射面。在此，本发明的散热片用作与所述LED基板或LED基板热接触地配置的散热片。

而且，根据上述结构的车载LED灯，上述LED元件被驱动而发光，从该LED元件射出的光被反射片反射而经由外透镜照向光照射方向前方照射。在此，由上述LED产生的热量如上所述向本发明的散热片传递，并向壳体的外侧释放出，LED元件的温度上升被抑制。

以上那样的基于本发明的散热片是最适于以来自所述散热侧面等的散热面的热量的基于辐射的散热为主体、几乎没有空气对流的(几乎无法期待基于空气的对流的散热的)狭窄的使用空间(使用、设置环境)的散热片。因此，除了面向车辆用照明灯具的散热元件以外，除了普通照明装置以外，还能够用于电子元件用散热部件等。

此外，图6示出本发明的第五实施方式所涉及的LED照明用散热片31(以下，有时仅称作散热片而进行说明)。该散热片31通过对例如板厚为0.3～5mm的铝制或铝合金制的一张金属制板材实施压印加工而成形。需要说明的是，作为散热片31的制造所使用的金属制板材，尤其优选使用JIS1000系的纯铝、JIS3000系的铝合金、JIS5000系的铝合金等导热率及成形性优异的金属材料，但也可以使用JIS6000系的铝合金材等其他导热率及成形性良好且高强度的铝合金材、或铜等其他金属制板材。

需要说明的是，在金属制板材为铝制或铝合金制的情况下，该金属制板材的板厚之前例示为0.3～5mm，而其理由是，当金属制板材的板厚超出5mm的情况下，其质量过重而不适于用作LED灯的散热片31，另一方面，在板厚比0.3mm薄的情况下，作为LED灯的构成构件而无法确保足够的强度，不适于用作LED灯的散热片31。更优选的金属制板材的板厚为0.35～2.5mm。

具体来说，本实施方式的LED照明用散热片31由平板状的散热片主体部32、比该散热片主体部32向表面侧(在图6中为上侧)鼓出的纵剖面呈梯形状的台座部33构成，通过在台座部33的表面侧安装LED元件L而构成散热片31。另外，在台座部33的背面侧形成有凹处34。

接下来，基于图7对本发明的第6实施方式所涉及的LED照明用散热片31的制造方法进行说明。

图7示出LED照明用散热片31的制造所使用的模具，35是用于制造散热片31的金属制板材。构成模具的部件中，36是在下表面设有用于形成台座部33的表面的凹部36a的冲模，36是通过在台座部33的背面形成凹处34而用于形成台座部33的冲头，38是坯料支架。另外，39是垫板，40是缓冲销。

首先，在将金属制板材35载置于坯料支架38的上表面之后，冲模36下降，下降后的冲模36与一对坯料支架38、39夹持金属制板材35。此外，冲模36继续下降，冲头37相对于金属制板材35相对接近，金属制板材35的一部分(中间部)被推压至冲模36的凹部36a内。此时，金属制板材35的两侧部保持由冲模36和一对坯料支架38、39夹持的状态。被推压的金属制板材35的一部分被冲模36的凹部36a和冲头37的上表面强力压缩而成形为纵剖面梯形状，成为台座部33。

当由冲模36的凹部36a和冲头37的上表面压缩金属制板材35的一部分时，在台座部33的背面侧形成有凹处34。另外，由冲模36和坯料支架38夹持的金属制板材35的剩余部分成为散热片主体部32。

图8示出本发明的不同实施方式所涉及的LED照明用散热片31。该散热片31也通过对板厚为0.3～5mm的铝制或铝合金制的金属制板材实施压印加工而成形，由散热片主体部32和比该散热片主体部32向表面侧鼓出的纵剖面梯形状的台座部33构成的结构与图6所示的实施方式相同。

需要说明的是，在以下该实施方式的说明中，为了便于说明，将由LED照明用散热片31的散热片主体部32和台座部33构成的部位称作散热片主体31a而进行说明。

图8所示的实施方式与图6所示的实施方式的不同之处在于，以沿着包含台座部33的散热片主体31a的背面侧的方式层叠衬板件41而构成LED照明用散热片31。该衬板件41也与散热片主体31a相同地，优选使用导热率及成形性优良的铝制或铝合金制的金属制板材形成，但也可以使用铜等其他金属制板材形成。

该实施方式所涉及的LED照明用散热片31也通过压印加工来制造，可以采用实施一次成形来制造LED照明用散热片31的方法和实施两次成形来制造LED照明用散热片31的方法中的任一者。

在实施一次成形来制造LED照明用散热片31的情况下，设为在形成散热片主体31a的金属制板材的背面层叠有形成衬板件41的金属制板材的状态，通过使用图7所示的模具来实施压印加工而制造LED照明用散热片31。

在实施两次成形来制造LED照明用散热片31的情况下，利用图7所示的方法，首先，在成形了散热片主体31a之后，在散热片主体31a的背面，以横跨台座部33的背面的凹处34的方式抵住形成衬板件41的金属制板材并再次成形。需要说明的是，在如此实施两次成形的情况下，优选地，第一次成形为预备成形，在第二次成形进行压印加工。

本发明的LED照明用散热片31可以是图6或图8所示那样的简单的板状，也可以加工为散热片主体部32与散热片的形状匹配的各种形状。另外，该LED照明用散热片31能够用作LED灯泡的散热片、车载LED照明的散热片、建筑物等的埋设照明的散热片等、各种LED照明用的散热片。需要说明的是，在本发明中，LED元件的用语并不局限于单独的元件，也包含将多个元件安装于铝合金板等的表面。

Claims (4)

1.一种LED照明用散热片，该LED照明用散热片由金属制板材形成，其特征在于，

所述LED照明用散热片由散热片主体部和从所述散热片主体部向表面侧鼓出的LED元件安装用的台座部构成，

所述台座部通过压印加工而与所述散热片主体部一体成形。

2.一种LED照明用散热片，该LED照明用散热片由金属制板材形成，其特征在于，

所述LED照明用散热片由散热片主体部和从所述散热片主体部向表面侧鼓出的LED元件安装用的台座部构成，在所述台座部的背面侧层叠有衬板件，

所述台座部通过压印加工而与所述散热片主体部一体成形。

3.根据权利要求1或2所述的LED照明用散热片，其中，

所述金属制板材为铝制或铝合金制。

4.一种LED照明用散热片的制造方法，其特征在于，

通过对金属制板材进行压印加工而一体成形散热片主体部和从所述散热片主体部向表面侧鼓出的LED元件安装用的台座部。