JP3175343U

JP3175343U - ランプのヒートシンク構造

Info

Publication number: JP3175343U
Application number: JP2012000850U
Authority: JP
Inventors: 宋文恭
Original assignee: 宋文恭
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2022-02-17

Abstract

【課題】放熱効率が向上し、ヒートシンクモジュールのヒートシンクフィンがモジュール化された設計を取り入れることで、再生及び重量低減の効果を有し、コストを削減できるランプのヒートシンク構造を提供する。
【解決手段】本ランプのヒートシンク構造は、筐体１０と、発光モジュール２０と、ヒートシンクモジュール３０と、制御回路モジュール４０とを含み、筐体の両端に口金１２及び凹開口１３がそれぞれ設けられ、発光モジュールは、凹開口に設けられた実装基板２１と実装基板に設けられた複数の発光素子２２とを有し、ヒートシンクモジュールは、実装基板に複数積層されたヒートシンクフィン３１を有し、集中放熱エリア３０ａが形成され、さらに、各ヒートシンクフィンの周縁に複数の傾斜状羽根部が環設され、上下の２層に積層された羽根部が異なる傾斜角度を有し、増幅放熱エリア３０ｂが形成され、制御回路モジュールが筐体内に設けられ、実装基板と口金とにそれぞれ電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

本考案は、ランプのヒートシンク構造に係り、特に、照明器具及び車両用のランプに適用されたランプのヒートシンク構造に関る。

発光ダイオードは、軽量やコンパクトの特性から、現在使われているランプに普及しつつあるが、単一の発光ダイオードは、その照明効果が限られているため、従来のランプでは、その発光モジュールには複数の発光ダイオードが設けられ、その照明輝度を向上するなら、輝度の高い発光ダイオードを用いる必要があるが、照明の範囲を向上するなら、発光ダイオードの装着個数を増やさなければならず、何れかの構造であっても、発生する熱が増加されることになる。しかし、従来のランプのヒートシンク構造は、押出しまたはプレスで一体に成形された構造であり、厚さや重量が低減され難く、ひいては、従来のランプのヒートシンク構造の材料使用量を減少させ難くなり、コストが削減できず、且つ、ランプに装着された後に、重さがより増えることになる。

これを鑑みて、本考案の創作者は、専念に研究や設計、組み立てをし、熱・電分離の効果を有し、さらに、分割放熱で熱伝導が早く放熱性が良いという効果を達成でき、放熱効率が向上し、ヒートシンクモジュールのヒートシンクフィンがモジュール化された設計を取り入れることで、再生及び重量低減の効果を有し、コストを削減できるランプのヒートシンク構造の提供を期する。

本考案は、熱伝導が早く放熱性が良いという効果を有し、ヒートシンク構造を中央部の速やかな熱伝導と周縁の大面積放熱の領域に分けることで、分割放熱を形成し、放熱面積を増加するとともに放熱効率が向上されるランプのヒートシンク構造を提供することを主な目的とする。

本考案は、熱・電分離の仕組みを有し、且つ、熱伝導用のヒートシンクモジュールを個別に設置することで、熱伝導するときに熱による発光モジュール及び制御回路モジュールの電力運行への影響を低下させるランプのヒートシンク構造を提供することを次の目的とする。

本考案は、ヒートシンク構造部分をモジュール化且つ軽薄の特性を有する複数のヒートシンクフィンで積層して設置することにより、一体に成形された従来のヒートシンク構造と異なって、着脱や変更、更新し易くなり、また、再生可能で且つ重量低減の効果を有し、コスト低下の効果を有し、低コストで作製可能なランプのヒートシンク構造を提供することをもう一つの目的とする。

前記目的を達成するため、本考案によるランプのヒートシンク構造は、一端に口金が設けられ、他端に凹開口となっている筐体と、前記筐体の凹開口に設けられた実装基板と、前記実装基板の一方の面に設けられた複数の発光素子とを有する発光モジュールと、前記筐体内において前記実装基板の他方の面に積層して設けられた複数のヒートシンクフィンを有し、前記積層して設けられたヒートシンクフィンの箇所で集中放熱エリアが形成され、前記ヒートシンクフィンごとの周縁に複数の傾斜状羽根部が環設され、前記ヒートシンクフィンごとの左右隣接の両羽根部間に第１の放熱間隔が形成され、上層に積層されたヒートシンクフィンの前記羽根部と下層に積層されたヒートシンクフィンの前記羽根部とが異なる傾斜角度を有し、上下に積層された何れか２層のヒートシンクフィンの羽根部同士間に第２の放熱間隔が形成され、周縁における前記羽根部の箇所で増幅放熱エリアが形成されたヒートシンクモジュールと、前記筐体内に設けられ、両端が前記実装基板と前記口金とにそれぞれ電気的に接続された制御回路モジュールと、を含むことによって、熱・電分離の効果を有し、さらに、分割放熱で熱伝導が早く放熱性が良いという効果が達成でき、放熱効率が向上し、ヒートシンクモジュールのヒートシンクフィンがモジュール化された設計を取り入れたので、再生及び重量低減の効果を有し、コストが低下する。

本考案によるランプのヒートシンク構造を示す断面図である。図１のヒートシンクモジュールと発光モジュールとの組み合わせを示す拡大図である。本考案によるヒートシンクフィンを示す平面図である。図１の平面図である。図１の実装基板が回路基板で構成され且つ基板端縁の位置決め溝と凹開口の周縁のほぞとが対応して設置される状態を示す図である。図２の平面図である。図１においてガラスカバーとカラーとが増設された状態を示す図である。本考案によるカラーを示す平面図である。図３の平面図である。

本考案の特徴、特点及び技術内容のさらなる深い理解は、以下の本考案に係る詳細説明及び添付図面を参照すれば得られるが、これらの添付図面は参考や説明のみに提供され、本考案を局限するものではない。

図１〜図４に示すように、ランプのヒートシンク構造は、筐体１０と、発光モジュール２０と、ヒートシンクモジュール３０と、制御回路モジュール４０と、を含む。

筐体１０の一端に口金１２が設けられ、他端に凹開口１３となっている。

発光モジュール２０は、実装基板２１と複数の発光素子２２とを有し、実装基板２１が筐体１０の凹開口１３に設けられ、これらの発光素子２２が実装基板２１の一方の面に設けられている。

ヒートシンクモジュール３０は、複数のヒートシンクフィン３１を有し、これらのヒートシンクフィン３１が筐体１０内において実装基板２１の他方の面に積層して設けられ、これらの積層して設けられたヒートシンクフィン３１の箇所で集中放熱エリア３０ａが形成され、さらに、ヒートシンクフィン３１ごとの周縁に複数の傾斜状羽根部３３が環設され、ヒートシンクフィン３１ごとの左右隣接の両羽根部３３間に第１の放熱間隔３４ｂが形成され、上層に積層されたヒートシンクフィンのこれらの羽根部３３と下層に積層されたヒートシンクフィンのこれらの羽根部３３とが異なる傾斜角度を有し、上下に積層された何れか２層のヒートシンクフィン３１の羽根部３３同士間に第２の放熱間隔３４ａが形成され、ヒートシンクモジュール３０の周縁におけるこれらの羽根部３３の箇所で増幅放熱エリア３０ｂが形成されている。

制御回路モジュール４０が筐体１０内に設けられ、制御回路モジュール４０の両端が実装基板２１と口金１２とにそれぞれ電気的に接続されている。

本実施例では、本考案は、放熱用のヒートシンクモジュール３０を個別に設置することで、熱伝導部材と導電部材とを離間して設置し、熱・電分離の目的を達する。また、ヒートシンクモジュール３０を集中放熱エリア３０ａと増幅放熱エリア３０ｂとに分けることで、分割放熱の効果を達成する。さらに、ヒートシンクモジュール３０を構成するヒートシンクフィン３１とその羽根部３３とがモジュール化された設計を取り入れることによって、重量低減及び厚さ減少の効果を有し、且つ、ヒートシンクフィン３１ごとがいずれも回収して再生可能となるので、材料が節約され、コストを削減できる。また、本考案によるヒートシンクフィン３１はアルミニウムで作製され、且つ、市販の多くのノーマル作製されたアルミニウムシートを用いても良いので、入手し易く、コストが低く、作成便利、重さが軽いなどの利点を有し、コストを大幅に削減することができる。

図１、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、ヒートシンクフィン３１ごとの羽根部３３のそれぞれは、笠貝形状となり、第１の放熱間隔３４ｂが、ヒートシンクフィン３１ごとの左右隣接の両羽根部３３間に内（中央に近いヒートシンクフィン３１）から外（羽根部３３の外縁）へ序次収束状になり、複数のヒートシンクフィン３１が積層された後に、同一縦方向の列における複数の第１の放熱間隔３４ｂが空気流動用の縦方向放熱通路（図示せず）となった。また、ヒートシンクモジュール３０のうち異なる層におけるこれらの羽根部３３が異なる傾斜角度（例えば、より下層にあるヒートシンクフィン３１の羽根部３３の方が、その傾斜角度が大きく、すなわち、下へ弯曲する角度が大きくなり）を有するので、第２の放熱間隔３４ａが、上下に積層された何れか２層のヒートシンクフィン３１の羽根部３３同士間に外（増幅放熱エリア３０ｂの外側）から内（集中放熱エリア３０ａの近傍）へ序次収束状になり、集中放熱エリア３０ａにあるこれらのヒートシンクフィン３１が密接に重ね合わせられ、最も短い熱伝導経路が形成され、発光モジュール２０からの熱を直接的に伝達して放出できる。また、増幅放熱エリア３０ｂにあるこれらのヒートシンクフィン３１が、拡散状になり、各層の羽根部３３間の第２の放熱間隔３４ａが空気流動用の横方向放熱通路となり、これらの横方向放熱通路が上記複数の縦方向放熱通路と集合してネット状（図示せず）になることによって、放熱面積が増加され、空気流動がし易くなり、集中放熱エリア３０ａ内の熱を側方から輻射して放出でき、放熱効果が向上することになる。

さらに、図１、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、実装基板２１には位置決め部２３が設けられ、ヒートシンクフィン３１ごとに貫通孔３１１が設けられ、貫通孔３１１が位置決め部２３に対応して設けられている。ヒートシンクモジュール３０は、さらに、貫通孔３２１を有する固定手段３２を含み、固定手段３２は、実装基板２１の位置決め部２３を挿通して固定されるとともに、これらのヒートシンクフィン３１の貫通孔３１１を挿通する。また、制御回路モジュール４０は、一対の第１導線４１と一対の第２導線４２を有し、一対の第１導線４１が固定手段３２の貫通孔３２１と実装基板２１の位置決め部２３とを介して実装基板２１に電気的に接続され、一対の第２導線４２が筐体１０の口金１２に電気的に接続されている。位置決め部２３は、固定手段３２が速やかに挿通して係止されるよう貫通孔で構成されている。

図１Ａに示すように、固定手段３２は、貫通孔３２１を有する雄接続部材３２２（例えば、ネジやボルト）と、雌接続部材３２３（例えば、ナット）と、座金３２４とを含み、雄接続部材３２２の一端が実装基板２１の一方の面に位置決めされ、雄接続部材３２２の他端が実装基板２１の位置決め部２３とこれらのヒートシンクフィン３１の貫通孔３１１を挿通して、雌接続部材３２３と螺着して位置を決めるまで調整される。また、雌接続部材３２３とヒートシンクフィン３１との間を密接するよう座金３２４が設けられている。本考案は、着脱可能な雄接続部材３２２と雌接続部材３２３との組み合わせにより、ヒートシンクモジュール３０のヒートシンクフィン３１の数を増したり減ったりすることで、組み合わせ可能な発光モジュール２０のタイプを増加できることになる。

実装基板２１は、回路基板２１１と支持板２１２とを含み、発光素子２２が回路基板２１１に設けられるとともに回路基板２１１の回路に電気的に接続され、且つ、回路基板２１１が上記制御回路モジュール４０の第１導線４１に電気的に接続され、支持板２１２が凹開口１３に嵌合して固定されるよう回路基板２１１とヒートシンクフィン３１との間に設けられ、さらに、熱伝導のため、支持板２１２が熱伝導用の材質（例えば、アルミニウム）で作製されている。また、回路基板２１１が複数の接続部材（例えば、ネジ）を介して支持板２１２と結合されている。よって、モジュール化された設計となって、回路基板２１１の着脱や変更、更新をし易くなり、また、実装基板２１の位置決め部２３を形成するよう回路基板２１１と支持板２１２の中央に対応する貫通孔がそれぞれ設けられている。

本考案の実装基板２１が上記実施例に限られず、さらに、図２、図２Ａに示すように、実装基板２１は、回路が設けられた回路基板構造であり、発生する熱をヒートシンクモジュール３０に直接的且つ速やかに伝達する。実装基板２１の周縁近傍に複数の位置決め孔２１３が環状に配列され、さらに、筐体１０の凹開口１３の周縁に複数のほぞ１３３が環状に配列され、実装基板２１が凹開口１３に速やかに嵌合して固定され、位置を決めるまで調整し易くなるようにほぞ１３３ごとが各位置決め孔２１３にそれぞれ対応して設けられている。位置決め孔２１３が支持板２１２の周縁に設けられても良い（図示せず）。

また、筐体１０において凹開口１３に連通する受容空間１１を有し、空気を流通し易くなるようヒートシンクモジュール３０と制御回路モジュール４０との間に間隔が開いておき、筐体１０の側壁に複数の放熱孔１６（図１に示すように）が受容空間１１に連通するよう環状に配列され、筐体１０の内外の空気が流通し易くなるとともに、集中放熱エリア３０ａに伝達された熱、増幅放熱エリア３０ｂの隙間に残された熱、さらに制御回路モジュール４０からの熱を筐体１０の外により早く放出することができる。

また、図３、図３Ａ、図４に示すように、筐体１０にはガラスカバー１４とカラー１５とがさらに結合され、ガラスカバー１４のエッジが凹開口１３内に入り込んで実装基板２１の周縁に当接され、カラー１５が筐体１０の凹開口１３にガラスカバー１４を係止させ、また、筐体１０の凹開口１３の周縁に複数の凹溝１３２（例えば、鳩尾状の溝）及び複数のほぞ１３３がさらに環設され、実装基板２１周縁の凹溝に対応して固定され易くように凹溝１３２ごとに突起１３１（図１、図２の符号１３１）が結合され、ほぞ１３３ごとが各凹溝１３２内にそれぞれ対応して設けられ且つ突起１３１上に位置されている。さらに、カラー１５の周縁に複数の突起１５１（例えば、鳩尾状の突起）及び複数のほぞ穴１５２が環設され、ほぞ穴１５２ごとが各突起１５１に対応して貫通されている。上記凹溝１３２が上記突起１５１に対応して結合され、ほぞ１３３をほぞ穴１５２内に挿通させて、ガラスカバー１４のエッジがカラー１５と嵌合して固定されている。

上記説明では、筐体１０は金属筐体またはプラスチック筐体で作製され、そのうち、筐体１０とガラスカバー１４及びカラー１５とがともにプラスチックで作製すれば、重さをより軽減できる。筐体１０の口金１２は、電源に接続し易くなるため、着脱可能な金属スリーブようなものであっても良いが、金属差し込み（または半田用）端子のようなものであっても良い。ヒートシンクフィン３１は、アルミニウム材質や銅材などの金属材料で作製され、アルミニウム材の方が重さをより軽減できる。発光モジュール２０の発光素子２２は、発光ダイオードであり、制御回路モジュール４０は、回路基板と回路基板に接続された電子素子とであり、発光モジュール２０に電力を供給するとともに発光素子２２の点灯・消灯を制御する。

よって、筐体１０と発光モジュール２０とヒートシンクモジュール３０と制御回路モジュール４０との組立設計により、熱・電分離の効果を有し、且つ、ヒートシンクモジュール３０は、分割放熱の効果を有するため、放熱効率が向上し、ヒートシンクモジュール３０のヒートシンクフィン３１がモジュール化された設計を取り入れたので、再生利用及び重量低減の効果を有し、コストが低下する。

以上は本考案の好ましい具体的な実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を局限するものではなく、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家は、本考案の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施が本考案の主張範囲内に含まれるべきことは言うまでもないことである。

１０：筐体
１１：受容空間
１２：口金
１３：凹開口
１４：ガラスカバー
１５：カラー
１６：放熱孔
２０：発光モジュール
２１：実装基板
２２：発光素子
２３：位置決め部
３０：ヒートシンクモジュール
３０ａ：集中放熱エリア
３０ｂ：増幅放熱エリア
３１：ヒートシンクフィン
３２：固定手段
３３：羽根部
３４ｂ：第１の放熱間隔
３４ａ：第２の放熱間隔
４０：制御回路モジュール
４１：第１導線
４２：第２導線
１３１：突起
１３２：凹溝
１３３：ほぞ
１５１：突起
１５２：ほぞ穴
２１１：回路基板
２１２：支持板
２１３：置決め孔
３１１：貫通孔
３２１：貫通孔
３２２：雄接続部材
３２３：雌接続部材
３２４：座金

Claims

一端に口金が設けられ、他端に凹開口となっている筐体と、
前記筐体の凹開口に設けられた実装基板と、前記実装基板の一方の面に設けられた複数の発光素子とを有する発光モジュールと、
前記筐体内において前記実装基板の他方の面に積層して設けられた複数のヒートシンクフィンを有し、前記積層して設けられたヒートシンクフィンの箇所で集中放熱エリアが形成され、前記ヒートシンクフィンごとの周縁に複数の傾斜状羽根部が環設され、前記ヒートシンクフィンごとの左右隣接の両羽根部間に第１の放熱間隔が形成され、上層に積層されたヒートシンクフィンの前記羽根部と下層に積層されたヒートシンクフィンの前記羽根部とが異なる傾斜角度を有し、上下に積層された何れか２層のヒートシンクフィンの羽根部同士間に第２の放熱間隔が形成され、周縁における前記羽根部の箇所で増幅放熱エリアが形成されたヒートシンクモジュールと、
前記筐体内に設けられ、両端が前記実装基板と前記口金とにそれぞれ電気的に接続された制御回路モジュールと、を含むランプのヒートシンク構造。
前記ヒートシンクフィンごとの羽根部のそれぞれは、笠貝形状となり、前記第１の放熱間隔が、ヒートシンクフィンごとの左右隣接の両羽根部間に内から外へ序次収束状になり、前記第２の放熱間隔が、上下に積層された何れか２層のヒートシンクフィンの羽根部同士間に外から内へ序次収束状になることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。
前記集中放熱エリアに位置された前記ヒートシンクフィンが密接に重ね合わせられ、前記増幅放熱エリアに位置された前記ヒートシンクフィンが拡散状になることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。
前記実装基板には位置決め部が設けられ、前記ヒートシンクフィンごとに貫通孔が設けられ、前記貫通孔が前記位置決め部に対応して設けられ、前記ヒートシンクモジュールは、貫通孔を有する少なくとも一つの固定手段をさらに含み、前記固定手段は、前記実装基板の位置決め部を挿通して固定されるとともに前記ヒートシンクフィンの貫通孔を挿通し、前記制御回路モジュールは、一対の第１導線と一対の第２導線とを有し、前記一対の第１導線が前記固定手段の貫通孔と前記実装基板の位置決め部とを介して前記実装基板に電気的に接続され、前記一対の第２導線が前記筐体の口金に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。
前記固定手段は、貫通孔を有する雄接続部材と、雌接続部材と、座金とを含み、前記雄接続部材の一端が前記実装基板の一方の面に位置決めされ、前記雄接続部材の他端が前記実装基板の位置決め部と前記ヒートシンクフィンの貫通孔を挿通して、前記雌接続部材で螺着して位置を決めるまで調整され、前記雌接続部材と前記ヒートシンクフィンとの間に前記座金が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のランプのヒートシンク構造。
前記実装基板は、回路基板と支持板とを含み、前記支持板が前記回路基板と前記ヒートシンクフィンとの間に設けられ、前記支持板の周縁近傍に複数の位置決め孔が環状に配列され、前記筐体の凹開口の周縁に複数のほぞが環状に配列され、前記実装基板の支持板が前記凹開口に速やかに嵌合して固定されるように、前記ほぞが各前記位置決め孔にそれぞれ対応して設けられ、前記回路基板が複数の接続部材を介して前記支持板に結合されていることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。
前記実装基板は、回路が設けられた回路基板構造であり、前記実装基板の周縁近傍に複数の位置決め孔が環状に配列され、前記筐体の凹開口の周縁に複数のほぞが環状に配列され、前記実装基板が前記凹開口に速やかに嵌合して固定されるように、前記ほぞが各前記位置決め孔にそれぞれ対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。
前記筐体の側壁に複数の放熱孔が環状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。
前記筐体にはガラスカバーとカラーとがさらに結合され、前記ガラスカバーのエッジが前記凹開口内に入り込んで前記実装基板の周縁に当接され、前記カラーが前記筐体の凹開口に前記ガラスカバーを係止させ、前記筐体の凹開口の周縁に複数の凹溝及び複数のほぞがさらに環設され、前記凹溝ごとに突起が結合され、前記ほぞが前記突起上に結合されて各前記凹溝内にそれぞれ対応して設けられ、前記カラーの周縁に複数の突起及び複数のほぞ穴が環設され、前記ほぞ穴が各前記突起に対応して設けられ、前記凹溝が前記突起に対応して結合され、前記ほぞを前記ほぞ穴内に挿通させて前記ガラスカバーのエッジが前記カラーと嵌合して固定されていることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。
前記筐体は金属筐体及びプラスチック筐体のうちいずれか一方であり、前記ヒートシンクフィンは、金属製のシート構造物であることを特徴とする請求項１に記載のランプのヒートシンク構造。