JP2012151072A - Ｌｅｄ照明具用放熱具とその成型方法 - Google Patents

Abstract

【課題】量産に適し、軽量で、製造コストの低廉な放熱具とその製造方法を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明具用放熱具は金属板をプレス機で絞り加工して底板と周壁と開口部を設けた本体と、本体の周壁をプレス機で絞り加工してその周壁の周方向に交互に成型された二本以上の絞り溝と放熱フィンを備え、絞り溝は周壁の内側に突設され、放熱フィンは絞り溝と反対側に突設され、絞り溝と放熱フィンは周壁の軸方向に縦長であり、絞り溝は本体の開口部側が閉塞面であり、二本以上の絞り溝の絞り方向終端側の閉塞面を基板設置部とした。周壁の開口部側をプレス機で絞り加工して、周壁の開口部側周縁に、前記基板設置部の外周先方に突出するリング状のフランジを備えたものとすることも、本体の底面がプレス加工で貫通開口されてその貫通開口部の周縁に口金取付け片を備えたものとすることも、プレス加工で平面状に成型して基板設置部とする。
【選択図】図１

Description

本願発明はＬＥＤ照明具（ＬＥＤ電球）用放熱具（ヒートシンク）と、その成型方法に関する。

近年、既存の白熱電球、ハロゲンランプ等の各種口金付き電球に代わって、ＬＥＤを光源に用いたＬＥＤ照明具（ＬＥＤ電球）が普及し始めている。ＬＥＤは省電力、長寿命といった長所を有する一方で放熱量が多いという難点があるため、ＬＥＤを利用する多くの照明具には放熱対策が施されている。放熱対策が施されたＬＥＤ照明具として、ＬＥＤ照明具の口金の先にラッパ状に広がる金属製の放熱カバー（ヒートシンク）を設けたもの（特許文献１）がある。

特開２０１０−１０３０２８号公報

特許文献１のＬＥＤ照明具の放熱カバーはアルミダイキャスト製であるため重い、製造に金型を必要とするためコスト高になる、金型での製造後に切削加工等が必要であるため製造が面倒である、生産性が低い、コスト高になる、といった各種難点があった。

本願発明の課題は量産に適し、軽量で、製造コストの低廉な放熱具とその製造（成型）方法を提供することにある。

本願発明のＬＥＤ照明具用放熱具（以下「放熱具」という。）は、金属板をプレス機で絞り加工して底板と周壁と開口部を設けた本体と、本体の周壁をプレス機で絞り加工してその周壁の周方向に交互に成型された二本以上の絞り溝と放熱フィンを備え、絞り溝は周壁の内側に突設され、放熱フィンは絞り溝と反対側に突設され、絞り溝と放熱フィンは周壁の軸方向に縦長であり、絞り溝は本体の開口部側が閉塞面であり、二本以上の絞り溝の絞り方向終端側の閉塞面を基板設置部としたものである。

本願発明の放熱具は、前記放熱具において、周壁の開口部側をプレス機で絞り加工して、周壁の開口部側周縁に、前記基板設置部の外周先方に突出するフランジを備えたものとすることも、本体の底面がプレス加工で貫通開口されてその貫通開口部の周縁に口金取付け片を備えたものとすることも、プレス加工で平面状に成型して基板設置部とすることもできる。

本願発明の放熱具の成型方法は、金属板をプレス機で絞り加工して底板と周壁と開口部を備えた本体を成型する工程と、本体を所望回数繰返し絞り加工して所望の深さとサイズの有底筒状の本体に成型する工程と、その本体の周壁の周方向二以上の箇所を本体の軸方向に絞り加工して周壁の内側に突出する二本以上の絞り溝に成型すると共に絞り溝と反対方向に突出する放熱フィンを交互に二本以上成型する工程と、その絞り溝を所望回数繰返し絞り加工して所望の深さと横幅と長さの絞り溝及び所望の高さと横幅と長さの放熱フィンを成型すると共に、絞り溝の絞り方向終端閉塞部を、ＬＥＤ搭載基板を設置可能な基板設置部を成型する工程を備えた方法である。

本願発明の放熱具の成型方法は、前記放熱具の成型方法において、周壁の開口部周縁をプレス機により絞り加工して、基板設置部の外周上方に突出するフランジを成型する工程を設けることも、絞り溝の絞り方向終端閉塞部をプレス機で平坦化して基板設置部を成型する工程を設けることも、本体の底面をプレス機で貫通開口して口金取付け部を成型し、その開口部周縁に口金を取付け可能な取付け部を成型する工程を設けることもできる。

本願発明の放熱具の成型方法は、前記放熱具の成型方法において、金属板及び本体をプレス機内で移動しながら行うことができ、その移動は順送方式或いはトランスファー方式とすることができる。金属板はコイル状に巻かれている原反から引き出したものでもブランク材でもよい。いずれの場合も、金属板に位置決め用の孔や突起等を設けて加工するのが望ましい。絞り加工は上向き絞りでも下向き絞りでもよい。

本願発明の放熱具は次のような効果がある。
（１）金属板をプレス機で絞り加工して本体、絞り溝、放熱フィンを成型したものであるため、軽量であり、安価である。
（２）金属板製であるため放熱性も良い。
（３）基板設置部を備えているため、ＬＥＤ搭載基板を設置し易い。
（４）フランジを備えているため、放熱具へのバルブの取付けが容易になる。
（５）口金取付け部を備えているため、放熱具への口金の取付けが容易になる。
（６）本体内に空間部ができるため、その内部にＬＥＤの発光に必要な電源回路や電子部品等を収容したり、電気配線したりして、内部空間を有効利用することができる

本願発明の放熱具の成型方法は次のような効果がある。
（１）本体、絞り溝、放熱フィンを、プレス機による絞り加工で成型するため、放熱具を一枚の金属板から成型することができ、放熱具の製造が容易である。
（２）プレス機による絞り加工で、本体の形状や深さ、絞り溝の本数、形状、幅、深さ、放熱フィンの本数、形状、幅、高さ等を成型することができるため、所望形状、構造の放熱具を量産することができる。
（３）本体、絞り溝、放熱フィン、フランジ、口金取付け片を一枚の金属板から成型できるため金属板を有効活用できる。

本願発明の放熱具の一例を示すものであり、（ａ）は内面側斜視図、（ｂ）は底面側斜視図。 （ａ）は図１（ａ）に示す放熱具のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）は図１（ａ）に示す放熱具の部分平面図。 本願発明の放熱具の成型工程の一例であり、金属板を絞り加工して、底面と周壁と開口部を備えた本体の初期成型状態の説明図であり、（ａ）は内面側斜視図、（ｂ）は底面側斜視図。 図３のように絞り加工した本体の周壁に、絞り溝と放熱フィンを絞り加工により成型した状態の説明図であり、（ａ）は内面側斜視図、（ｂ）は底面側斜視図。 図４のように絞り加工した絞り溝を更に絞り加工した状態の説明図であり、（ａ）は内面側斜視図、（ｂ）は底面側斜視図。 図５のように絞り加工した後に、絞り溝の外周上方にフランジを成型した状態の説明図であり、（ａ）は内面側斜視図、（ｂ）は底面側斜視図。 図６のようにフランジ成型後に、本体の底面を十字状に打ち抜いた状態の説明図であり、（ａ）は内面側斜視図、（ｂ）は底面側斜視図。 図７のように十字状に打ち抜いた底面を押し出して貫通口を成型した状態の説明図であり、（ａ）は内面側斜視図、（ｂ）は底面側斜視図。 口金の説明図。

（放熱具の実施形態）
本願発明の放熱具の一例として図１（ａ）（ｂ）に示すものは、プレス機で絞り加工したり、切断加工したりして成型されたものであり、周壁１の内側に突出する絞り溝２と、絞り溝２と反対側に突出する放熱フィン３が交互に成型され、絞り溝２の上面に基板設置部４を備え、周壁１の上縁であって基板設置部４の外周上方にリング状のフランジ５を備え、周壁１の下端に口金２０（図９）の嵌合溝２２に差込可能な口金取付け部６（図１（ｂ））が開口され、口金取付け部６の外周に口金２０（図９）に差込み可能な差込み片７を数枚備えている。放熱フィン３は絞り溝２を成型することによりその反対側に突出して成型される外側突出部であり、基板設置部４は絞り溝２を成型することによりその絞り方向終端部に形成される閉塞面である。

図１（ａ）（ｂ）に示した放熱具はプレス加工で成型したヒートシンクの一例であり、本願発明の放熱具はそれ以外の形状、構造であってもよく、周壁１の深さ、絞り溝２や放熱フィン３の本数、サイズ、間隔等はＬＥＤ電球の種類、例えば、豆電球用、ハロゲン電球用といったように、用途に応じて設計することができる。また、周壁１の形状も円筒形ではなく角形や星形、それら以外の形状にすることもできる。フランジ５はその内側にバルブ２３（図９）の円筒状の下端開口部２４を配置して位置決めするものである。図９のフランジ５はバルブ２３の下端開口部２４を差込み可能な大きさ（直径）のリング状にしてあるが、場合によっては、前記下端開口部２４を外側に被せることができるサイズとすることもできる。フランジ５の形状は必ずしもリング状ではなく、周方向に分離された数枚の片状であってもよい。

前記口金取付け部６、差込み片７は不要であれば無くすこともでき、その場合は、口金を取付け可能な他の形状、構造とすることができる。図１に示す以外に必要な構成があれば追加することもできる。

前記基板設置部４に搭載するＬＥＤ基板は、既存のＬＥＤ電球に使用されているものと同じものでも異なるものでもよく、基本的にはＬＥＤの発光に必要な電気回路が形成されており、ＬＥＤの発光に必要な電子部品や電気部品等が搭載されているものである。ＬＥＤ基板は前記基板設置部４の上に配置され、接着剤、接着テープ、ネジ等での固定手段で固定することができる。

前記フランジ５に取付けるバルブも、既存のＬＥＤ電球に使用されていると同じものであっても、異なるものであってもよい。

前記口金取付け部６に取付ける口金には各種形状、構造のものがあるが、その一例としては電球用ソケットに脱着可能なスクリュータイプの口金があり、例えば図９に示すようなものがある。

（放熱具の成型方法１）
本願発明の放熱具は次の工程により成型することができる。
（１）金属板をプレス機で絞り加工（例えば円筒絞り）して、図３（ａ）（ｂ）のように底板１０と周壁１と開口部１１を備えた浅い皿状に絞り、絞り加工を所望回数繰返して周壁１を段階的に所望の深さと径の本体１２に成型する。
（２）本体１２の周壁１の周方向二以上の箇所を絞り加工して、図４（ａ）（ｂ）のように周壁１の内側（内面側）に突出する絞り溝２を成型し、この成型により隣接する絞り溝２の間に絞り溝２と反対側に突出する放熱フィン３を成型する。
（３）前記絞り溝２を所望回数絞り加工して、段階的に、絞り溝２の深さ、幅、長さを所望寸法（設計寸法）にすると共に放熱フィン３の高さ、幅、長さを所望寸法（設計寸法）にする（図５（ａ）（ｂ））。これら絞り加工時に周壁１をも絞り加工して周壁１の高さ（深さ）も所定寸法にする。
（４）前記絞り溝２の絞り加工により絞り方向終端部に成型される閉塞面を、ＬＥＤ搭載基板を配置可能な基板設置部４とする。この閉塞面は絞り加工したままでは上方（本体１２の開口部１１側）に円弧状に盛り上がっているので、プレス機で平面状に成型することができる。
（５）図５（ａ）（ｂ）の周壁１の上縁部１３をプレス加工して、前記基板設置部４の外周上方に立ち上がるリング状のフランジ５を成型する（図６（ａ）（ｂ））。
（６）前記フランジ５の加工後に、底面１のガイド孔１４（図３（ｂ））を、図７（ｂ）のように十字状の抜き穴１５にする。
（７）図７（ｂ）の底面１０を押し抜き加工して図８（ｂ）のように口金取付け部６を開口すると共に口金取付け部６の周縁に差込み片７を成型する。口金取付け部６は図９に示すような口金（既存のＬＥＤ電球に使用されている口金）２０の筒部２１を差込可能な形状、サイズの孔であり、差込み片７は口金２０の嵌合溝２２内に差込み可能な形状、サイズであり、数枚に成型されている。
（８）図８（ａ）（ｂ）のように成型してから、フランジ５の上部外側に突出している不要部分（スクラップ）２５をプレス機で切断して除去し、その切断部を必要に応じて後加工、例えば切断箇所の面取り加工をして図１（ａ）（ｂ）のような放熱具に仕上げる。

前記工程は必ずしも全てが必要ではなく、必要に応じてそれらの１又は２以上の工程を行うことができる。例えば、基板設置部４は絞り加工したままでも良い場合は平面状に成型する必要はない。フランジ５、口金取付け部６、差込み片７等が不要な場合は、それらの成型工程は不要となる。他の構造とする場合は、その成型に必要な工程を追加することができる。前記した各種工程は前記の順番で行う必要はなく、成型し易い順番で行うこともでき、場合によっては、二以上の成型を同時に行うこともできる。

前記工程はワーク（金属板や本体）を移動しながら行うことができる。その移動方式は順送方式、トランスファー方式、その他の移動方式とすることができる。順送方式の場合は、コイル状に巻かれている金属材料の原反から帯状（テープ状）の金属材料を間欠的に送り或いは引き出し（順送し）するのことができ、トランスファー方式の場合は予め円盤状に成型（打ち抜き）されているブランキングを使用することできる。前記何れの移動方式の場合も、ワークに位置決め用のガイド孔１４や突起（図示しない）等を設けることもできる。絞り加工は必要な絞り加工用のダイやパンチ、しわ押さえ等を使用して既存の絞り加工方法で行うことができ、絞り方向は上向き絞りでも下向き絞りのいずれでもよい。いずれの場合もしわや割れ等が生じないようにする。前記成型工程には必要に応じて、アイドルステージ、打ち抜きステージ、加圧ステージ等の必要なステージを用意して、それらステージで必要な工程を行うことができる。

前記絞り加工は、ワークに亀裂が入ったり、皺が寄ったりしないように行うことは当然であり、そのためには絞り加工の繰り返し回数や使用治具等の選定を工夫して行う。

１ 周壁
２ 絞り溝
３ 放熱フィン
４ 基板設置部
５ フランジ
６ 口金取付け部
７ 差込み片
１０ 底板
１１ 開口部
１２ 本体
１３ 上縁部
１４ ガイド孔
１５ 抜き孔
２０ 口金
２１ 口金の筒部
２２ 口金の嵌合溝
２３ バルブ
２４ （バルブの）下端開口部
２５ 不要部分

Claims (9)

1. 金属板をプレス機で絞り加工して底板と周壁と開口部を設けた本体と、本体の周壁をプレス機で絞り加工してその周壁の周方向に交互に成型された二本以上の絞り溝と放熱フィンを備え、絞り溝は周壁の内側に突設され、放熱フィンは絞り溝と反対側に突設され、絞り溝と放熱フィンは周壁の軸方向に縦長であり、絞り溝は本体の開口部側が閉塞面であり、二本以上の絞り溝の絞り方向終端側の閉塞面を基板設置部としたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具。
2. 請求項１記載のＬＥＤ照明具用放熱具において、周壁の開口部側をプレス機での絞り加工により、基板設置部の外周先方に突出するフランジを備えたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具。
3. 請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ照明具用放熱具において、本体の底面がプレス加工で貫通開口されてその貫通開口部の周縁に口金取付け片を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明具用放熱具において、基板設置部がプレス加工で平面状に成型されたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具。
5. 平板金属板をプレス機で絞り加工して底板と周壁と開口部を備えた本体を成型する工程と、
   本体を所望回数繰返し絞り加工して所望の深さとサイズの有底筒状の本体に成型する工程と、
   前記本体の周壁の周方向二以上の箇所を本体の軸方向に絞り加工して周壁の内側に突出する二本以上の絞り溝に成型すると共に絞り溝と反対方向に突出する放熱フィンを交互に二本以上成型する工程と、
   前記絞り溝を所望回数繰返し絞り加工して所望の深さ、横幅、長さの絞り溝及び所望の高さ、横幅、長さの放熱フィンを成型し、絞り溝の絞り方向終端閉塞部をＬＥＤ搭載基板を設置可能な基板設置部を成型する工程、
   を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具製造方法。
6. 請求項５記載のＬＥＤ照明具用放熱具製造方法において、周壁の開口部側周縁をプレス機により絞り加工して、基板設置部の外周上方に突出するフランジを成型する工程を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具製造方法。
7. 請求項５又は請求項６記載のＬＥＤ照明具用放熱具製造方法において、絞り溝の絞り方向終端閉塞部をプレス機で平坦化して基板設置部を成型する工程を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具製造方法。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明具用放熱具製造方法において、本体の底面をプレス機で貫通開口して口金取付け部を成型し、その口金取付け部の開口周縁に口金を取付け可能な取付け部を成型する工程を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具製造方法。
9. 請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明具用放熱具製造方法において、金属板及び本体を順送方式又はトランスファー方式で移動することを特徴とするＬＥＤ照明具用放熱具製造方法。

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