JP5155293B2 - Manufacturing method of heat radiating part of LED bulb and heat radiating part of LED bulb - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード(LED)素子を発光源とするLED電球のヒートシンク(放熱部)を製造するLED電球の放熱部の製造方法と、その製造方法により製造されたLED電球の放熱部、より詳しくは、アルミニウム合金製ブランク材からプレス加工等によりLED電球のヒートシンク(放熱部)を製造するLED電球の放熱部の製造方法と、その製造方法により製造されたLED電球の放熱部に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a heat sink of an LED bulb that manufactures a heat sink (heat sink) of an LED bulb using a light emitting diode (LED) element as a light source, and a heat sink of an LED bulb manufactured by the manufacturing method. Specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a heat sink of an LED bulb that manufactures a heat sink (heat sink) of an LED bulb from a blank material made of aluminum alloy by pressing or the like, and a heat sink of an LED bulb manufactured by the manufacturing method. .
発光ダイオード(LED)素子を発光源とする照明は、低消費電力であり且つ長寿命であることから徐々に市場に浸透し始めている。その中でも、近年特に注目を集めているのが、白熱電球や蛍光ランプといった既存の電球からの置き換えを狙って開発された一般電球型のLED電球である。 Lighting that uses a light emitting diode (LED) element as a light source is gradually penetrating the market due to its low power consumption and long life. Among them, a general light bulb type LED light bulb developed to replace existing light bulbs such as incandescent light bulbs and fluorescent lamps has attracted particular attention in recent years.
しかしながら、このLED電球のLED素子は熱に非常に弱く、許容温度を超えると発光効率が低下し、また、その寿命にも影響を及ぼすという問題がある。この問題を解決するためには、LED素子の発光時の熱を周囲に放熱する必要があるため、LED電球には大型のヒートシンク(放熱部)が備えられている。この放熱部から熱を効率性良く放熱するためには放熱部の表面積を出来る限り大きくする必要があるが、放熱部はLED電球本体と一体に形成されるため、その外形寸法を大きくするにしても限界がある。従って、現状では放熱部の外表面に多くの放熱フィンを形成すること等で、放熱部の表面積を出来る限り大きくし、対応している。 However, the LED element of this LED bulb is very vulnerable to heat, and there is a problem that when the temperature exceeds the allowable temperature, the light emission efficiency is lowered and the life is also affected. In order to solve this problem, it is necessary to dissipate heat at the time of light emission of the LED element to the surroundings, and thus the LED bulb is provided with a large heat sink (heat dissipating part). In order to efficiently dissipate heat from this heat radiating part, it is necessary to increase the surface area of the heat radiating part as much as possible, but since the heat radiating part is formed integrally with the LED bulb body, There is a limit. Therefore, at present, the surface area of the heat radiating portion is made as large as possible by forming many heat radiating fins on the outer surface of the heat radiating portion.
この外表面に多くのフィンを形成した放熱部の多くは、アルミニウム合金でなるダイキャスト製であるため、製造コストが高くなり、また、放熱部の外表面に多くの放熱フィンを形成するために、複雑な形状の金型が必要になるという問題があった。 Many of the heat dissipating parts with many fins formed on the outer surface are made of die-cast aluminum alloy, so the manufacturing cost is high, and many heat dissipating fins are formed on the outer surface of the heat dissipating part. There is a problem that a mold having a complicated shape is required.
このLED素子を発光源とする照明に関する技術は、近年多く提案されており、LED電球と一体に形成された放熱部も、例えば、特許文献1や、特許文献2等に開示されている。これらの特許文献に開示された放熱部もその外表面に多くの放熱フィンを形成することで構成されており、また特許文献1には、放熱部がアルミニウム製であり、一体形成されているとの記載もある。
Many technologies related to illumination using the LED element as a light source have been proposed in recent years, and a heat dissipating part formed integrally with an LED bulb is also disclosed in, for example,
本発明は、アルミニウム合金製ブランク材に、絞り加工とローレット加工を施すことによってLED電球の放熱部を製造することができ、製造コストの低減を図ることができ、しかも、アルミニウム合金でなるダイキャスト製の放熱部と比べて遜色のない放熱性を得ることができるLED電球の放熱部の製造方法と、その製造方法により製造されたLED電球の放熱部を提供することを課題とするものである。 The present invention can produce a heat-radiating part of an LED bulb by performing drawing and knurling on a blank made of aluminum alloy, can reduce the production cost, and is die-cast made of an aluminum alloy. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a heat radiating part of an LED bulb capable of obtaining a heat dissipation comparable to that of a heat radiating part made of LED, and a heat radiating part of an LED bulb manufactured by the manufacturing method. .
請求項1記載の発明は、アルミニウム合金製ブランク材からLED素子を発光源とする電球の放熱部を製造するLED電球の放熱部の製造方法であって、板厚0.3〜2.5mmのアルミニウム合金製ブランク材に複数回のプレス加工による絞り加工を施すことにより開口を有する容器状の放熱部に成形する予備工程と、前記予備工程で成形した前記放熱部の外周面に複数本の並列する溝を形成するローレット加工を含む仕上工程とよりなり、前記ローレット加工で、前記放熱部の外周面に形成される溝の深さは0.2〜2.0mm、幅は1.0〜5.0mm、本数は30本以上であることを特徴とするLED電球の放熱部の製造方法である。
Invention of
請求項2記載の発明は、請求項1記載のLED電球の放熱部の製造方法により製造されたことを特徴とするLED電球の放熱部である。
The invention according to
本発明のLED電球の放熱部の製造方法によると、アルミニウム合金製ブランク材に複数回のプレス加工による絞り加工とローレット加工を施すことによってLED電球の放熱部を製造することができ、複雑な形状の金型が不要で、また、従来の金型鋳造に比べて製造にかかるコストの低減を図ることができる。しかも、アルミニウム合金ダイキャストに比べて高い熱伝導率を有するアルミニウム合金板材を用いることで、放熱性は高められ、アルミニウム合金でなるダイキャスト製の放熱部と比べて遜色のない放熱性を得ることができる。 According to the manufacturing method of the heat dissipation part of the LED bulb of the present invention, the heat dissipation part of the LED bulb can be manufactured by subjecting the aluminum alloy blank material to a drawing process and a knurling process by a plurality of press processes, and a complicated shape. No metal mold is required, and the manufacturing cost can be reduced as compared with conventional mold casting. Moreover, by using an aluminum alloy plate material having a higher thermal conductivity than aluminum alloy die-casting, heat dissipation is enhanced, and heat dissipation comparable to that of die-casting heat-radiating parts made of aluminum alloy is obtained. Can do.
本発明のLED電球の放熱部によると、アルミニウム合金製ブランク材から製造した放熱部であるに関わらず、従来のダイキャスト製の放熱部と比べて遜色のない放熱性を確保することができる。 According to the heat radiating part of the LED bulb of the present invention, it is possible to ensure a heat dissipation comparable to that of a conventional die-casting heat radiating part regardless of the heat radiating part manufactured from the aluminum alloy blank.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1〜5は本発明の一実施形態のLED電球の放熱部を示し、図1はLED電球の放熱部の外周面を示す斜視図、図2はLED電球の放熱部の内周面を示す斜視図、図3はLED電球の放熱部の平面図であって、図4はLED電球の放熱部に蓋板を介してLED素子を取り付けた縦断面図、図5はLED電球の全体形状を示す正面図である。 1 to 5 show a heat radiating portion of an LED bulb according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing an outer peripheral surface of the heat radiating portion of the LED bulb, and FIG. 2 shows an inner peripheral surface of the heat radiating portion of the LED bulb. FIG. 3 is a plan view of the heat radiation part of the LED bulb, FIG. 4 is a longitudinal sectional view in which the LED element is attached to the heat radiation part of the LED bulb via a cover plate, and FIG. 5 is the overall shape of the LED light bulb. FIG.
本発明に係るLED電球の放熱部1は、例えば、JIS5000系の5052規格のアルミニウム合金材でなる板厚が0.3〜2.5mmのアルミニウム合金製ブランク材1A(図6に示す)に、複数回のプレス加工による絞り加工を施すことにより成形されたもので、開口1aを有する容器状、すなわち略コップ形状に成形されている。また、その表面(外周面)にはローレット加工により複数本の並列する溝1bが形成されている。尚、アルミニウム合金製ブランク材1Aからのプレス加工およびローレット加工を含む製造方法については、後述する製造方法の説明で詳しく説明する。
The
放熱部1は、後述するLED電球の発光源である発光ダイオード(LED)素子2で発生する熱を効率性良く放熱するために、その表面積を出来る限り大きくする必要があるが、本発明では、放熱部1の外周面に複数本の溝1bを形成することで表面積を確保している。これら複数本の溝1bの深さは0.2〜2.0mm、幅は1.0〜5.0mm、本数は30本以上である必要がある。尚、複数本の溝1bの深さおよび幅はローレット加工で形成することを考慮すると、全ての溝1bは同じ深さおよび幅であることが望ましいが、必ずしも同一である必要性はない。
In order to efficiently dissipate the heat generated in the light emitting diode (LED)
放熱部1の外周面に形成される溝1bの深さは0.2〜2.0mmとする。その溝1bの深さが0.2mm未満であると、溝1bの本数を出来る限り多くしても放熱のために必要な表面積を確保することができない。一方、溝1bの深さを2.0mmを超えて深くすることは、アルミニウム合金製ブランク材1Aの板厚から考えて不可能である。より好ましい溝1bの深さは、0.3〜1.7mmである。
The depth of the
放熱部1の外周面に形成される溝1bの幅は、1.0〜5.0mmとする。幅が1.0mm未満の溝1bでは、放熱部1の外周面からの放熱が十分に行えなくなる。一方、溝1bの幅を5.0mmを超えて広くした場合、放熱のために必要な表面積を確保することができなくなる。より好ましい溝1bの幅は、1.5〜3.0mmである。
The width | variety of the groove |
放熱部1の外周面に形成される溝1bの本数は、30本以上とする。溝1bの本数が30本未満であれば、放熱のために必要な表面積を確保することができなくなる。一方、放熱部1の外周面に形成される溝1bの本数は多ければ多いほど良く、その上限は限定しない。但し、放熱部1の大きさにもよるが、通常のLED電球の大きさを考慮すると、実際の溝1bの本数の上限は、80本程度であると考えられる。また、より好ましい溝1bの本数の下限は70本である。
The number of
放熱部1の開口1a側の縁部には、等間隔で内側に突出するようにして蓋板3取り付け用の取付下地片1cが設けられており、蓋板3は放熱部1の開口1aを被覆するようにしてこの取付下地片1cに取り付けられる。また、この蓋板3は、放熱部1と同様の材料で形成されていることが好ましく、この実施形態では、蓋板3は、JIS5052のAl−Mg系アルミニウム合金の圧延板の成形材で形成されている。その蓋板3の表面にはLED電球の発光源となるLED素子2が取り付けられている。蓋板3は以上のように構成されるため、放熱部1と一体になり、放熱板として機能する。
An
以上に示すように、LED素子2は、蓋板3を介して放熱部1に取り付けられるので、LED素子2の発光時に発生した熱は、蓋板3を介して放熱部1に伝導され、ローレット加工で表面に複数本の溝1bを形成された放熱部1の表面から外気中に効率性良く放熱される。
As described above, since the
また、この蓋板3には、LED素子2を被覆するようにして、LED素子2から発光する光を透過させて拡散するために、半球状のグローブ4が取り付けられている。このグローブ4は、例えば、乳白色のポリカーボネート樹脂からなる。尚、特に図示はしないが、放熱部1の内部に形成される空洞には、LED素子2を発光させるための駆動部品が収容される。また、図5に示す5はLED電球の口金部である。
In addition, a
次に、図6に基づいて、本発明のLED電球の放熱部の製造方法の一例を、製造工程を追って順に説明する。 Next, based on FIG. 6, an example of the manufacturing method of the thermal radiation part of the LED bulb of this invention is demonstrated in order of a manufacturing process.
(a)は、JIS5052のAl−Mg系アルミニウム合金からなる板厚が0.3〜2.5mmの冷間圧延−熱処理(調質)されたブランク材1Aである。このアルミニウム合金製ブランク材1Aは、以後のプレス加工により、開口1aを有する容器状、すなわち略コップ形状に成形されるため、図6に示すように、円形であることが好ましいが、周囲はトリム加工時に切除されるため、必ずしも円形である必要はない。
(A) is a
尚、このアルミニウム合金製ブランク材1Aは、容器状に成形することや外周面に溝を形成する点で、5000系のアルミニウム合金材であることが好ましいが、3000系のアルミニウム合金材、或いは6000系アルミニウム合金材など、成形性の良いアルミニウム合金材であっても構わない。また、アルミニウム合金製ブランク材1Aの板厚を0.3〜2.5mmとしたが、アルミニウム合金製ブランク材1Aの板厚が2.5mmを超えた場合は、その質量が重くなりすぎてLED電球の放熱部1として用いるには適切でない。一方、板厚が0.3mmより薄い場合は、ローレット加工によって所望の深さおよび幅の溝1bを形成することは困難であり、製造効率等からして好ましくはない。より好ましいアルミニウム合金製ブランク材1Aの板厚は0.5〜2.0mmである。
The
このアルミニウム合金製ブランク材1Aに対して、まず、(b)に示すように、1回目のプレス加工を施して、アルミニウム合金製ブランク材1Aを、その周囲を除きカップ状に形成する。尚、このプレス加工は、公知のポンチ、ダイス、並びにブランクホルダーを用いたプレス成形であり、後述する2回目以降のプレス加工を含め、ポンチ、ダイス、並びにブランクホルダーは特に図示していない。
First, as shown in (b), this
1回目のプレス加工で、その周囲を除きカップ状に形成したアルミニウム合金製ブランク材1Aに対して、(c)に示すように、2回目のプレス加工を施す。2回目のプレス加工で、アルミニウム合金製ブランク材1Aは、更に深い容器状となり、その中央部には隆起したバーリングの下地が形成される。
In the first press work, as shown in (c), the second press work is performed on the
以上の(b)(c)の2度のプレス加工からなる絞り加工によりアルミニウム合金製ブランク材1Aを、開口1aを有する容器状の放熱部1に成形する工程が予備工程である。尚、以上の説明では、予備工程が、合計2度のプレス加工を施して、アルミニウム合金製ブランク材1Aを、開口1aを有する容器状の放熱部1を成形する事例について説明したが、プレス加工は複数回行う必要があるが、所望の形状に放熱部1を成形することができるならば、そのプレス加工の回数は問わない。
The preliminary step is the step of forming the
次いで、予備工程を終了して所望の形状に成形された放熱部1から周囲の不要な部位を切除するために、(d)に示すように、トリム型(図示せず)によりトリム加工を施すが、そのトリム加工の際には、放熱部1の周囲に取付下地片1cとなる部位を複数箇所(図6では等間隔に3箇所)残す。また、そのトリム加工と同時に、取付下地片1cとなる部位(図6では3箇所)への孔加工、放熱部1の中央部の隆起したバーリングの下地となる部位への孔加工も施す。
Next, in order to cut off the surrounding unnecessary portion from the
次に、(e)に示すように、ローレット加工を施して、深さ0.2〜2.0mm、幅1.0〜5.0mmの30本以上の溝を形成する。このローレット加工は、被削材(放熱部1の外周面)の表面にギザギザの切れ込み(溝)を形成する加工で、ダイス6を被削材の外周面に強く押し当てて塑性変形させる型押し転造や切削等で実施することができるが、図7にそのローレット加工の一例を示す。この加工では、以上の工程で容器状に加工された放熱部1の内側に芯金7を嵌入して放熱部1を芯金7と共に回転させ、表面がギザギザの断面凹凸状になったダイス6をその放熱部1の外周面に強く押し当てて塑性変形させることで、ローレット加工が施される。
Next, as shown in (e), knurling is performed to form 30 or more grooves having a depth of 0.2 to 2.0 mm and a width of 1.0 to 5.0 mm. This knurling process is a process of forming a notch (groove) in the surface of the work material (outer peripheral surface of the heat dissipating part 1). The
更に、(f)に示すように、取付下地片1cの端立て(折り曲げ)加工を行った後、(g)に示す取付下地片1cの曲げ(折り曲げ)加工、並びに放熱部1の中央部の隆起した部位に形成した孔へのバーリング加工を順次施して、LED電球の放熱部の製造を完了する。以上が仕上工程である。
Further, as shown in (f), after the mounting
1…放熱部
1A…アルミニウム合金製ブランク材
1a…開口
1b…溝
1c…取付下地片
2…LED素子
3…蓋板
4…グローブ
5…口金部
6…ダイス
7…芯金
DESCRIPTION OF
Claims (2)
板厚0.3〜2.5mmのアルミニウム合金製ブランク材に複数回のプレス加工による絞り加工を施すことにより開口を有する容器状の放熱部に成形する予備工程と、前記予備工程で成形した前記放熱部の外周面に複数本の並列する溝を形成するローレット加工を含む仕上工程とよりなり、
前記ローレット加工で、前記放熱部の外周面に形成される溝の深さは0.2〜2.0mm、幅は1.0〜5.0mm、本数は30本以上であることを特徴とするLED電球の放熱部の製造方法。 It is a manufacturing method of a heat dissipation part of an LED bulb that manufactures a heat dissipation part of a light bulb using an LED element as a light source from an aluminum alloy blank,
A preliminary process for forming a container-shaped heat radiation part having an opening by performing drawing processing by pressing a plurality of times on a blank material made of aluminum alloy having a plate thickness of 0.3 to 2.5 mm, and the above-described preliminary process It consists of a finishing process including knurling that forms a plurality of parallel grooves on the outer peripheral surface of the heat dissipation part,
In the knurling process, the depth of the groove formed on the outer peripheral surface of the heat radiating portion is 0.2 to 2.0 mm, the width is 1.0 to 5.0 mm, and the number is 30 or more. The manufacturing method of the thermal radiation part of a LED bulb.
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