JP2015015180A - Heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばLED(発光ダイオード)光源を備えたLED照明装置等に適用されて、LED光源から発する熱をその配設基板を介して冷却するためのヒートシンク関するものである。 The present invention is applied to, for example, an LED lighting device including an LED (light emitting diode) light source, and relates to a heat sink for cooling the heat generated from the LED light source through the arrangement substrate.
従来から、例えばIC等の発熱電子部品の冷却用として、様々なヒートシンクが用いられている。ヒートシンクは被冷却用の部品(発熱部品)から熱を受ける受熱面と、受熱面で受けた熱を放熱するための放熱フィンとを有しており、その放熱フィンの形成方法としては、押し出し成形、鍛造、切削切り起こし、冶金等、様々なものが提案されている(例えば特許文献1、参照)。 Conventionally, various heat sinks are used for cooling a heat generating electronic component such as an IC. The heat sink has a heat receiving surface that receives heat from the component to be cooled (heat generating component) and a heat radiating fin for radiating the heat received by the heat receiving surface. The method of forming the heat radiating fin is extrusion molding. Various things such as forging, cutting and raising, and metallurgy have been proposed (for example, see Patent Document 1).
ところで、近年、LED光源を用いた様々なLED照明装置が提案されるようになり、このようなLED照明装置においては、基板のLED光源配設面に複数のLED光源を点在して(分散して)配設することが行われている。このように複数のLED光源を基板に点在配設すると、LED光源から発する熱によって基板が基板面方向全域に渡ってほぼ均一に加熱されるが、従来のヒートシンクは、例えばIC等の発熱部品を局所的に冷却するように形成されていたため、大面積の基板を均一に冷却するための構成を備えていなかった。 By the way, in recent years, various LED lighting devices using LED light sources have been proposed. In such LED lighting devices, a plurality of LED light sources are scattered (dispersed) on the LED light source arrangement surface of the substrate. Arrangement). When a plurality of LED light sources are scattered on the substrate in this manner, the substrate is heated almost uniformly over the entire substrate surface direction by the heat generated from the LED light sources. Therefore, a configuration for uniformly cooling a large-area substrate was not provided.
すなわち、従来のヒートシンクは、熱源の熱を受ける受熱機能、熱を熱源面積から拡大するヒートスプレッド機能、また、その熱を空気中などに放熱する機能が、その構成要素として重要とされており、そのヒートスプレッド機能を確保するために、ヒートシンクの受熱面を形成する受熱用の板部の厚みが厚くなり、その結果、ヒートシンクの重量が増していた。しかしながら、LED照明装置用のLED用ヒートシンクにおいては、点光源が比較的広い面積に配設されるため、ヒートスプレッド機能に関しては重要ではなく、そのためのヒートシンクの底板部の厚みも機能的には薄いもので十分であり、むしろ軽量であることが重要となると本発明者は考えた。 That is, in the conventional heat sink, the heat receiving function that receives the heat of the heat source, the heat spread function that expands the heat from the heat source area, and the function that dissipates the heat to the air or the like are regarded as important components. In order to ensure the heat spread function, the thickness of the heat receiving plate portion forming the heat receiving surface of the heat sink is increased, and as a result, the weight of the heat sink is increased. However, in the LED heat sink for the LED lighting device, since the point light source is disposed in a relatively large area, the heat spread function is not important, and the thickness of the bottom plate portion of the heat sink is also functionally thin. The present inventor has thought that it is important to be sufficient, but rather lightweight.
本発明は、前記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、例えばLED照明装置に設けられるLED光源の点在配設基板を、ファン等を用いずに効率的に冷却できる軽量化が可能なヒートシンクを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is to efficiently cool, for example, an LED light source interspersed substrate provided in an LED lighting device without using a fan or the like. The object is to provide a heat sink that can be reduced in weight.
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第1の発明は、複数のLED光源を点在配設した基板のLED光源配設面とは反対側の面に設けられて前記基板に熱的に接続される受熱用底板部と、該受熱用底板部の前記基板との熱的接続面とは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けられた複数の板状の放熱フィンとを有し、該放熱フィンの間隔を該放熱フィンの立ち上がり方向の空気の温度差によって空気が流れることにより放熱が行われる自然対流放熱機能を有し、前記受熱用底板部と前記放熱フィンとが熱的・構造的に一体的に形成されて、トング比が15以上30以下に形成されている構成をもって課題を解決するための手段としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, the first invention is a heat receiving bottom plate portion that is provided on the surface opposite to the LED light source arrangement surface of the substrate in which a plurality of LED light sources are arranged and is thermally connected to the substrate, A plurality of plate-like radiating fins provided on the surface opposite to the thermal connection surface with the substrate of the heat-receiving bottom plate portion, with a space between the radiating fins. It has a natural convection heat radiation function in which heat is dissipated by the flow of air due to the temperature difference of the air in the rising direction of the heat radiation fin, and the heat receiving bottom plate portion and the heat radiation fin are integrally formed thermally and structurally Thus, a configuration in which the tong ratio is formed to be 15 or more and 30 or less serves as means for solving the problem.
また、第2の発明は、前記第1の発明の構成に加え、隣り合う放熱フィン同士の間隔を維持するスペーサが設けられていることを特徴とする。 The second invention is characterized in that, in addition to the structure of the first invention, a spacer is provided for maintaining the interval between adjacent heat dissipating fins.
さらに、第3の発明は、前記第1または第2の発明の構成に加え、前記受熱用底板部の厚みをtとして該受熱用底板部の径をDとしたときにt/Dが0.2以下に形成され、放熱フィンの厚みは0.7mm以下に形成されていることを特徴とする。 Further, in the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, when the thickness of the heat receiving bottom plate portion is t and the diameter of the heat receiving bottom plate portion is D, t / D is 0. 2 or less, and the thickness of the radiating fin is 0.7 mm or less.
さらに、第4の発明は、前記第1または第2または第3の発明の構成に加え、前記受熱用底板部は円盤形状または円形状の中央部に貫通穴が形成されたドーナツ型円盤状を呈しており、放熱フィンが前記受熱用底板部の中心部を中心として放射状に設けられていることを特徴とする。 Furthermore, in a fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first, second, or third aspect, the heat receiving bottom plate has a disk shape or a donut-shaped disk shape in which a through hole is formed in a central portion of the circular shape. The heat dissipating fins are provided radially from the center of the heat receiving bottom plate.
さらに、第5の発明は、前記第1乃至第4のいずれか一つの発明の構成に加え、前記受熱用底板部と放熱フィンとが蝋付けにより冶金的に一体的に形成されていることを特徴とする。 Furthermore, the fifth invention is characterized in that, in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the bottom plate portion for heat reception and the heat radiation fin are integrally formed metallurgically by brazing. Features.
本発明のヒートシンクは、受熱用底板部と複数の板状の放熱フィンとを有して形成され、受熱用底板部は、複数のLED光源を点在配設した基板のLED光源配設面とは反対側の面に設けられて前記基板に熱的に接続され、放熱フィンは、受熱用底板部の前記基板との熱的接続面とは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けられているが、トング比(放熱フィンの高さ/放熱フィンの間隔)が15以上30以下に形成されていることから、ファン等を設けて強制的に放熱を行わなくても、放熱フィンの間隔を該放熱フィンの立ち上がり方向の空気の温度差によって空気が流れることにより放熱が行われる自然対流放熱機能により、LED光源配設基板の基板面全体のほぼ均一な熱を効率的に放熱できる。 The heat sink of the present invention is formed having a heat receiving bottom plate portion and a plurality of plate-like heat radiating fins, and the heat receiving bottom plate portion includes an LED light source arrangement surface of a substrate on which a plurality of LED light sources are arranged. Is provided on the opposite surface and is thermally connected to the substrate, and the radiating fins are spaced apart from each other on the surface opposite to the thermal connection surface of the bottom plate for heat reception with the substrate. Although it is provided, the tong ratio (the height of the radiating fins / the interval between the radiating fins) is formed to be 15 or more and 30 or less. With the natural convection heat radiation function that heat is released by the air flowing due to the temperature difference of the air in the rising direction of the heat radiation fin, it is possible to efficiently dissipate substantially uniform heat over the entire substrate surface of the LED light source mounting substrate. .
つまり、放熱フィンの間隔が狭すぎると放熱フィンの間隔を流れる空気の流れを良好に生じさせることができず、放熱フィンの間隔が広すぎると放熱フィンの配設数が少なくなってヒートシンクの放熱効率が悪くなることから、本発明者は、放熱フィンの間隔を流れる空気の流れを良好にし、かつ、放熱フィンの数を多くして伝熱面積を多くできるといった優れた効果を発揮できるようにするためのヒートシンクのトング比を検討し、その結果、トング比を15以上30以下とすることにより、前記効果を発揮できることを見いだした。 In other words, if the spacing between the radiating fins is too narrow, the air flow that flows through the spacing between the radiating fins cannot be generated satisfactorily. If the spacing between the radiating fins is too wide, the number of radiating fins is reduced, and the heat sink is dissipated. Since the efficiency is deteriorated, the present inventor can achieve an excellent effect of improving the flow of air flowing between the radiating fins and increasing the heat transfer area by increasing the number of radiating fins. As a result, it was found that the above-mentioned effect can be exhibited by setting the tongue ratio to 15 or more and 30 or less.
そして、この検討に基づき、トング比を15以上30以下としてヒートシンクを形成しており、従来のヒートシンクが、例えばIC等の電子部品のような発熱部品の熱を放熱するために形成されていて、基板を均一に冷却するための構成を備えていなかったのに対し、本発明は、複数のLED光源が点在配設されていて基板面方向全域に渡ってほぼ均一に加熱される基板の熱を、受熱用基板を介して均一的に放熱でき、効率的に放熱できる。 Based on this study, the heat sink is formed with a tong ratio of 15 or more and 30 or less, and the conventional heat sink is formed to dissipate the heat of a heat generating component such as an electronic component such as an IC, Whereas the configuration for uniformly cooling the substrate was not provided, the present invention provides a heat of the substrate in which a plurality of LED light sources are scattered and heated almost uniformly throughout the substrate surface direction. Can be uniformly dissipated through the heat receiving substrate, and can be efficiently dissipated.
また、本発明は、フィン等を設けない分だけヒートシンクの軽量化も可能となり、しかも、受熱用底板部と放熱フィンとを熱的・構造的に一体的に形成することにより、受熱用底板部と放熱フィンとが連接されていて両者の間で大きな熱抵抗が生じることなく、熱が伝わりやすく、前記のような良好な特性を発揮できる。特に、受熱用底板部と放熱フィンとを蝋付けにより冶金的に一体的に形成することにより、本発明のヒートシンクの製造をより容易に行うことができ、より一層の低コスト化を図ることができる。 In addition, the heat sink can be reduced in weight by providing no fins and the like, and the heat receiving bottom plate portion and the heat radiating fins are integrally formed thermally and structurally, thereby making the heat receiving bottom plate portion. The heat radiation fins are connected to each other so that a large thermal resistance does not occur between them, heat is easily transmitted, and the above-described good characteristics can be exhibited. In particular, the heat sink of the present invention can be manufactured more easily and the cost can be further reduced by integrally forming the bottom plate for heat reception and the heat radiating fins by metallurgical integration. it can.
したがって、複数のLED光源を基板に点在配設して形成されるLED照明装置に本発明のヒートシンクを適用することにより、製造が容易で、軽量化、低コスト化が可能なLED照明装置を実現可能とすることができ、特に、受熱用底板部と放熱フィンとを蝋付けにより冶金的に一体的に形成することにより、本発明のヒートシンクの製造をより容易に行うことができ、より一層の低コスト化を図ることができる。 Therefore, by applying the heat sink of the present invention to an LED lighting device formed by arranging a plurality of LED light sources on a substrate, an LED lighting device that is easy to manufacture, can be reduced in weight, and cost can be reduced. In particular, the heat sink of the present invention can be more easily manufactured by metallurgically integrally forming the heat receiving bottom plate and the heat radiation fin by brazing, and even more. The cost can be reduced.
なお、本発明のヒートシンクは、トング比を15以上と高めに形成することから、放熱フィン同士の間隔が狭くて放熱フィンの高さが高いため、隣り合う放熱フィン同士が触れてしまうといった支障が生じる可能性があるが、隣り合う放熱フィン同士の間隔を維持するスペーサを設けることにより、そのような支障が生じるのを防止できる。 In addition, since the heat sink of the present invention is formed to have a tong ratio as high as 15 or more, since the distance between the radiation fins is narrow and the height of the radiation fins is high, there is a problem that adjacent radiation fins may touch each other. Although it may occur, it is possible to prevent such a trouble from occurring by providing a spacer that maintains the interval between adjacent heat radiation fins.
さらに、放熱フィンの厚みを0.7mm以下に形成することにより、トング比を15以上30以下に形成しやすくできるし、受熱用底板部の厚みをtとして該受熱用底板部の径をDとしたときにt/Dを0.2以下の適宜の値に形成することによって、LED光源配設基板から受熱用底板部が受けた熱を放熱フィンに伝えやすくでき、放熱効率を向上できる。また、放熱フィンや受熱用底板部の厚みを薄く形成することにより、ヒートシンクのより一層の軽量化も可能となる。 Furthermore, by forming the thickness of the heat radiating fins to 0.7 mm or less, the tong ratio can be easily formed to 15 or more and 30 or less. The thickness of the bottom plate for heat reception is t, and the diameter of the bottom plate for heat reception is D. In this case, by forming t / D to an appropriate value of 0.2 or less, the heat received by the bottom plate for heat reception from the LED light source mounting substrate can be easily transferred to the heat radiation fin, and the heat radiation efficiency can be improved. Further, the heat sink can be further reduced in weight by forming the radiating fins and the bottom plate for heat reception thin.
さらに、受熱用底板部を、円盤形状または円形状の中央部に貫通穴が形成されたドーナツ型円盤状に形成し、放熱フィンを受熱用底板部の中心部を中心として放射状に設けることにより、例えば円盤形状または円形状の中央部に貫通穴が形成されたドーナツ型円盤状に形成されたLED光源配設基板の熱を効率的に放熱でき、円盤形状または円形状の中央部に貫通穴が形成されたドーナツ型円盤状に形成されたLED光源配設基板を用いて形成されるLED照明装置の放熱用装置として適用できる。 Furthermore, by forming the bottom plate portion for heat reception into a disk shape or a donut type disk shape in which a through hole is formed in the center portion of the circular shape, and providing the radiation fins radially around the center portion of the bottom plate portion for heat reception, For example, it is possible to efficiently dissipate the heat of the LED light source-arranged substrate formed in a donut-shaped disk shape in which a through hole is formed in the disk-shaped or circular center part, and the through-hole is formed in the disk-shaped or circular center part. The present invention can be applied as a heat radiating device of an LED lighting device formed by using an LED light source provided substrate formed in a formed donut disk shape.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)には、本発明に係るヒートシンクの一実施例が模式的な斜視図により示されている。同図に示されるように、本実施例のヒートシンク8は受熱用底板部23と複数の放熱フィン24とを有しており、同図においては、受熱用底板部23の形成部位を分かりやすくするために、受熱用底板部23の表面に斜線を記している。受熱用底板部23は円形状の中央部に貫通穴22が形成されたドーナツ型円盤状を呈した板により形成されており、その厚みは3mmで均一に形成され、受熱用底板部23の径は例えば250mmに形成されている。
FIG. 1A is a schematic perspective view showing an embodiment of a heat sink according to the present invention. As shown in the figure, the
受熱用底板部23は、複数のLED光源を点在配設した基板(例えば図9に示されているような、LED光源6が点在配設されている基板3を参照)のLED光源配設面とは反対側の面に設けられて前記基板に熱的に接続されるものであり、受熱用底板部23の基端面26(同図においては下面)が前記基板との熱的接続面と成し、基板からの受熱面と成している。
The heat-receiving
各放熱フィン24は厚みが0.5mmの均一の板状に形成されており、受熱用底板部23の基端面26とは反対側の面(同図では上面)上に、互いに例えば5mmの間隔を介して立たせて設けられ、受熱用底板部23の中心部を中心として放射状に設けられている。それぞれの放熱フィン24は、受熱用底板部23から先端側に向かうにつれて幅が狭く形成されている。
Each radiating
受熱用底板部23はアルミニウム製の板により形成され、放熱フィン24はアルミニウム製の板の表面にシリコン製の膜が形成されたクラッド材により形成されており、受熱用底板部23と放熱フィン24とが蝋付けにより冶金的に一体的に形成され、熱的・構造的に一体的に形成されている。アルミニウムの熱伝導率は250〜270W/m2℃であり、従来、ヒートシンク形成用に一般的に用いられたアルミダイキャスト用合金の熱伝導率が200W/m2℃以下であることに比べて熱伝導率が高い分だけ、受熱用底板23と放熱フィン24とを介して、良好な伝熱が行われ、良好な放熱効果を奏することができる。また、本実施例のヒートシンク8は重さが1Kg程度であり、軽量である。
The heat receiving
なお、受熱用底板部23と放熱フィン24とを一体的に形成する際の詳細な方法は特に限定されるものではないが、例えば受熱用底板部23の上側に放熱フィン24を設けて仮組みし、炉の中に入れることにより容易に形成でき、このようにすると、炉の中でクラッド材のシリコン含有分の多い層が溶けた後に冷却されると固まるため、容易に一体的に形成することができる。
The detailed method for integrally forming the heat receiving
また、本実施例のヒートシンク8は、トング比が15以上30以下に形成されており、図1(b)の矢印Aに示されるように、放熱フィン24の間隔を、放熱フィン24の立ち上がり方向(図1(b)の上下方向)の空気の温度差によって空気が流れることにより放熱が行われる自然対流放熱機能を有している。
Further, the
さらに、本実施例において、隣り合う放熱フィン24同士の間隔を維持するスペーサ40が、ヒートシンク8の全周に渡って設けられている。スペーサ40は放熱フィン24の先端側の位置に設けられており、このように、スペーサ40を放熱フィン24の先端側に設けると、スペーサ40を放熱フィン24の基端側に設ける場合に比べ、放熱フィン24同士の間隔を維持してヒートシンク8の機械的な変形等が生じることを防ぐ効果をより一層良好に発揮でき(構造的に強くなり)、かつ、熱伝導効率も良好になるため、スペーサ40は放熱フィン24の先端側に設けることが好ましい。
Further, in the present embodiment, a
また、本実施例において、スペーサ40は、放熱フィン24とは別の部材によって形成されてヒートシンク8の全周に渡るリング状に形成されているが、例えば図2(a)に示されるように、放熱フィン24に切り欠き39を形成し、その切り欠き39の少なくとも一部を隣の放熱フィン24側に折り曲げてスペーサ40とすることもできる。なお、図2は、図を分かりやすくするために、矩形状の放熱フィン24によりスペーサ40の形成態様を示しており、後述する第2実施例のように、例えば受熱用底板部23を矩形状として、放熱フィン24の形状も同図に示されるように矩形状とすることもできる。
In this embodiment, the
図2に示されるように、各放熱フィン24に形成される切り欠き39を用いてスペーサ40を形成する場合、隣り合う放熱フィン24において、それぞれ同じ位置に切り欠き39を形成し、その切り欠き形成により形成される舌片部を単純に直角に曲げてスペーサ40とすると、図2(e)に示されるように、スペーサ40の先端が隣の放熱フィン24の切り欠き39に入り込んでフィンピッチが一定にならないことがある。
As shown in FIG. 2, when the
そこで、例えば図2(a)、(b)に示されるように、スペーサ40の先端部を隣の放熱フィン24の面に沿うように折り曲げたり、図2(c)に示されるように、スペーサ40の角度θを90°とは異なる角度(ここではθ<90°)に折り曲げたりするとよい。また、図2(d)に示されるように、隣り合う放熱フィン24の切り欠き39の形成位置を互いに異なる位置とすれば、切り欠き39の形成の少なくとも一部分を単純に直角に曲げてスペーサ40とすることもできる。
Therefore, for example, as shown in FIGS. 2A and 2B, the front end of the
次に、本発明に係るヒートシンクの第2実施例について説明する。なお、第2実施例および後述する各実施例において、前記第1実施例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。 Next, a second embodiment of the heat sink according to the present invention will be described. In the second embodiment and each embodiment described later, the same reference numerals are assigned to the same name portions as those in the first embodiment, and the duplicate description is omitted or simplified.
第2実施例のヒートシンク8は、図3に示されるように、矩形状の板により形成された受熱用底板部23と、該受熱用底板部23の基端面26とは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けられた矩形状の板状の放熱フィン24とを有しており、隣り合う放熱フィン24同士の間隔を維持するスペーサ40が放熱フィン24に切り欠き39を形成することにより形成される舌片部を隣の放熱フィン24側に折り曲げて形成されている(図4、参照)。
As shown in FIG. 3, the
次に、本発明に係るヒートシンクの第3実施例について説明する。図5に示されるように、第3実施例のヒートシンク8は、前記第1実施例とほぼ同様に形成されており、第3実施例が前記第1実施例と異なる特徴的なことは、放熱フィン24の形状を第1実施例における放熱フィン24とは異なる形状としたことである。また、第3実施例のヒートシンク8の放熱フィン24には、その立ち上がり方向の中央部から先端部に至る領域に、複数の貫通の孔部25が互いに間隔を介して形成されている。なお、図5において、スペーサ40の図示は省略されている。
Next, a third embodiment of the heat sink according to the present invention will be described. As shown in FIG. 5, the
第3実施例のヒートシンク8は、例えば図6〜図9に示されるようなLED照明装置1に適用することができるものであり、その配設位置は、図6、図7に示されるように、基板(LED光源配設基板)3のLED光源配設面5とは反対側である。以下、第3実施例のヒートシンク8が適用されているLED照明装置1について簡単に説明する。
The
このLED照明装置1は、略真円形状の貫通穴2が形成されたドーナツ型円盤状の基板3と、基板3の貫通穴2を貫通する態様で設けられた筒状部位4とを有しており、筒状部位4は基板3の片面(図6の下側)から突出した筒状部位4aと反対側の面(図6の上面)から突出した筒状部位4bとを有して基板3の両面から突出している。筒状部位4bは樹脂製の部材により形成されており、軽量さと機械的強度および熱を伝えにくい特性を有している。筒状部位4(4b)の筒内にはLED光源6の電源11が収納可能と成している。
The LED lighting device 1 includes a donut-shaped disk-shaped
また、基板3のLED光源配設面5には、図9に示されるように、複数(例えば99個)のLED光源6が互いに間隔を介して点在して配設されており、LED光源配設面5と反対側の基板面7側に第3実施例のヒートシンク8を設けることにより、ヒートシンク8は、筒状部位4bの外周を覆う態様で設けられ、ヒートシンク8の基端面26(図7、参照)が基板3に熱的に接続されてLED光源6の熱を放熱する構成と成している。ヒートシンク8の外周側には樹脂製のカバー部材32が設けられており、カバー部材32には複数のスリット31が互いに間隔を介して形成され、スリット31は、ヒートシンク8の放熱フィン24同士の間隔の形成位置に対応させて形成されている。
In addition, as shown in FIG. 9, a plurality of (for example, 99)
図6、図8に示されるように、筒状部位4bは、筒軸方向(図のZ軸方向)の一端側がヒートシンク8の先端部よりも先方に突出し、その突出した筒状部位4bの側周壁部には、スリット状の通気口9が形成されている。また、筒状部位4bは、その筒孔の横断面形状(XY断面形状)が真円形状を呈しているが、筒状部位4bは通気口9が形成された部位が先端側(図6の上側)に向かうにつれて連続的に径が小さくなる領域と段階的に径が小さくなる領域とを有して、先端部の径がヒートシンク8の配設領域における径に比べて小さく形成されており、筒状部位4bの先端部にはLED照明装置1をその取り付け箇所に取り付けるための口金30が形成されている。
As shown in FIGS. 6 and 8, the
ここで、口金30を例えばJIS口金E39に規定された大きさに形成し、それの対応する照明装置として50W以上(LED光源の性能によるが最大300W程度)の高ワット数のLED照明装置1を形成する場合でも、第3実施例のヒートシンク8を軽量化することにより、LED照明装置においても軽量化を図ることができる。そのため、LED照明装置1の地震に対する落下の危険性を少なくすることができるし、施工時の作業性を良好にして一人作業を可能とすることもできる。
Here, the
前記筒状部位4aは、基板3のLED光源配設面5側から突出して設けられ、その突出長さは例えば7cm位であり、突出先端部位(筒状部位4の筒軸方向の他端側)から基板3の周縁部にかけて透明カバー部材12が形成されている。透明カバー部材12は、LED光源配設面5と間隔を介してLED光源配設面5を覆う態様で設けられており、透明カバー部材12の内側には筒体15が透明カバー部材12と一体的に設けられている。
The
また、筒体15の内側には筒体15と間隔を介して前記筒状部位4aが設けられ、筒状部位4aと筒体15とは連結板部27を介して連結されて、筒状部位4aと筒体15と透明カバー部材12とが例えば透明性樹脂により一体的に形成されている。筒状部位4aの突出先端部には開口10が形成されており、開口10の径および筒状部位4aの筒内径は30mm以上(例えば80mm)に形成されている。
In addition, the
なお、このLED照明装置1においては、図7に示されるように、ヒートシンク8の受熱用底板部23の下面(基端面26)と透明カバー部材12の周縁部との接触部にはシール部材であるOリング33が設けられ、ヒートシンク8の底板23と筒体15との接触部にはシール部材であるOリング34が設けられており、透明カバー部材12と筒体15とに覆われたLED光源6の配設領域に水の浸入がないように、液密、かつ、大気に対して気密に形成されている。
In this LED lighting device 1, as shown in FIG. 7, the contact portion between the lower surface (base end surface 26) of the heat receiving
また、筒状部位4aの筒壁は,開口10側から基板3側に向かうにつれて厚みが厚く形成されているが、筒状部位4aの底板23との接触部側には、その接触部側を開口とした溝部35が筒状部位4aの全周にかけて形成されていて、筒状部位4aとヒートシンク8の底板23との接触面積が小さくなるように形成され、ヒートシンク8の底板23側から筒状部位4a側に熱が伝わりにくいように構成されている。
The cylindrical wall of the
このLED照明装置1において、LED光源6の駆動により発熱して基板3の温度が上昇すると、基板3からヒートシンク8の受熱用底板部23に熱が伝わり、さらに放熱フィン24に熱が伝わって、その熱が放熱フィン24から放熱される。また、LED光源6の熱によって基板3の温度が上昇すると、ヒートシンク8の放熱フィン24の間隔に上昇気流が生じて、図10の矢印Aに示されるように、ヒートシンク8の外側からヒートシンク8の基端側(この基端側におけるフィン23同士の間隔)に入り込んだ空気が筒状部位4の外側の壁面側に沿ってヒートシンク8の先端側に流れて、該先端側から外部に導出される構成と成している。なお、フィン24に貫通の孔部25が形成されていることから、孔部25を通しても空気が流れ、ヒートシンク8内を空気がより流れやすくなっている。
In this LED lighting device 1, when heat is generated by driving the
一方、筒状部位4に収納される電源11の温度の上昇により筒状部位4の筒内の空気の温度が上昇すると、図10の矢印Bに示されるように、筒状部位4の筒内に上昇気流が生じて筒状部位4の開口10から筒状部位4の筒内に、外部から筒内の空気よりも低温の空気が導入され、この空気が筒内を流れて通気口9から導出されることにより電源11の冷却が行われる。
On the other hand, when the temperature of the air in the cylinder of the
また、このLED照明装置1には、図7に示されるように、前記筒状部位4bのヒートシンク8に囲まれた部位の外周壁に、断熱層13が設けられ、さらに、筒状部位4の開口10が形成されている先端部位からヒートシンク8の先端部にかけて筒状部位4の外周側に沿って、図10矢印Cに示されるように、筒状部位4の筒軸方向に空気が通るようにする空気通路14が形成されている。この空気通路14は、図7に示されるように、空気通路14aと空気通路14bと、これらの空気通路14a,14bを連通させるために、ヒートシンク8のフィン24の間隔形成位置に対応させて連結板部27に互いに間隔を介して形成された複数の貫通孔16とを有して形成されている。
In addition, as shown in FIG. 7, the LED lighting device 1 is provided with a
なお、本発明は、前記各実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、前記第3実施例では、ヒートシンク8の放熱フィン24に貫通の孔部25を形成したが、孔部25は省略することもできる。また、第1、第2実施例に孔部25を形成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can take various forms. For example, in the third embodiment, the through
また、前記各実施例では、受熱用底板部23の厚みを3mm、放熱フィン24の厚みを0.5mmに形成し、放熱フィン24の間隔を5mmに形成したが、受熱用底板部23や放熱フィン24の厚みおよび放熱フィン24の間隔は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。なお、ヒートシンク8のトング比を15以上30以下に形成し、かつ、ヒートシンク8の軽量化を図るために、受熱用底板部23の厚みを5mm以下(例えば受熱用底板部23の径を250mmとしてt/Dは0.02以下)の機械的強度等が維持できる適宜の厚みとし、放熱フィン24の厚みを0.7mm以下の機械的強度等が維持できる適宜の厚みに形成することが好ましく、放熱フィン24の間隔は5〜10mm程度にすることが好ましい。
In each of the above embodiments, the thickness of the heat-receiving
さらに、前記実施例では、板状の受熱用底板部23に板状の放熱フィン24を蝋付けにより一体的に形成したが、蝋付け以外の、レーザ溶接や摩擦抵抗による溶接、半田付け等の他の手法によって冶金的に一体的に形成してもよい。また、例えば図11に示されるように、例えばアルミニウムのクラッド等の板を折り曲げて隣り合う板同士を冶金により合わせて一体的に形成して受熱用底板部23と放熱フィン24を形成してもよい。
Furthermore, in the said Example, although the plate-shaped
さらに、ヒートシンク8の形成材料は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、受熱用底板部23と放熱フィン24は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、あるいは熱伝導性の樹脂により形成することができる。
Furthermore, the material for forming the
さらに、前記第1、第3実施例では、受熱用底板部23は貫通穴22を有する形状としたが、受熱用底板部23は、貫通穴22が形成されていない円盤状としてもよく、その他の形状としてもよい。なお、円盤状とする場合は、その中心部を中心として放射状に放熱フィン24を設けることが好ましい。
Further, in the first and third embodiments, the heat receiving
本発明のヒートシンクは、簡単な構成で、基板面のほぼ均一な熱を放熱できるので、例えば家庭用や産業用分野のLED照明装置の放熱手段として利用できる。 Since the heat sink of the present invention can dissipate substantially uniform heat on the substrate surface with a simple configuration, it can be used, for example, as a heat dissipating means for LED lighting devices in the household and industrial fields.
1 LED照明装置
2 貫通穴
3 基板
4(4a,4b) 筒状部位
5 LED光源配設面
6 LED光源
7 基板面
8 ヒートシンク
9 通気口
10 開口
11 電源
12 透明カバー部材
13 断熱層
14 空気通路
15 筒体
16 貫通孔
23 受熱用底板部
24 放熱フィン
26 基端面
39 切り欠き
40 スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013141759A JP2015015180A (en) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | Heat sink |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013141759A JP2015015180A (en) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | Heat sink |
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Family
ID=52436777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013141759A Pending JP2015015180A (en) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | Heat sink |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015015180A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017129842A (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | Optical device, light source device, and projector |
JP2018010868A (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-18 | アイリスオーヤマ株式会社 | LED lighting device |
US10532879B2 (en) | 2015-10-15 | 2020-01-14 | 3M Innovative Properties Company | Dispenser and shield |
JP7501074B2 (en) | 2020-03-18 | 2024-06-18 | 三菱電機株式会社 | lighting equipment |
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2013
- 2013-07-05 JP JP2013141759A patent/JP2015015180A/en active Pending
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