WO2013089090A1 - Ｌｅｄ電球用放熱部及びその製造方法 - Google Patents

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WO2013089090A1
WO2013089090A1 PCT/JP2012/082044 JP2012082044W WO2013089090A1 WO 2013089090 A1 WO2013089090 A1 WO 2013089090A1 JP 2012082044 W JP2012082044 W JP 2012082044W WO 2013089090 A1 WO2013089090 A1 WO 2013089090A1
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aluminum plate
led
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cylindrical
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成富　正徳
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大成プラス株式会社
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a heat radiating part for an LED bulb using an LED (Light Emitting Diode) as a light emitting element and a method for manufacturing the same.
  • LED Light Emitting Diode
  • Patent Document 1 discloses an LED bulb heat dissipation part obtained by drawing and knurling an aluminum blank. Not limited to this example, the LED bulb heat radiating section is usually manufactured by drawing, stretching, or die casting.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and achieves the following object.
  • the objective of this invention is providing the thermal radiation part for LED bulbs which can be manufactured by a simple and low-cost method.
  • the heat radiation part for LED bulbs of the present invention 1 A cylindrical LED bulb heat dissipation part (1, 1b), It is configured by combining a plurality of aluminum plates (plate members 110, 150), Each aluminum plate is joined to another aluminum plate via a resin molded product (30, 30b).
  • the heat radiation part for LED bulbs of the present invention 2 A tubular LED bulb heat dissipation part (1a), It is composed of one aluminum plate material (plate-like member 120) that is bent into a cylindrical shape, The both ends (engagement part 123) of the said aluminum plate material are mutually joined via the resin molded product (35).
  • the heat radiation part for LED bulbs of the present invention 3 is It is the heat radiation part for LED bulbs of the present invention 1 or 2 (1, 1b),
  • the resin molded product is a glove fixing part (40) for fixing a translucent glove (50) covering an LED.
  • the heat radiation part for LED bulbs of the present invention 4 is It is the heat radiation part (1b) for LED bulbs of the present invention 1 or 2,
  • the resin molded product is a base fixing portion (180) for fixing the base (60).
  • the heat radiation part for LED bulbs of the present invention 5 It is the heat radiation part for LED bulbs (1, 1a, 1b) of the present invention 1 or 2,
  • the surface of the aluminum plate (plate members 110, 120, 150) is covered with ultra fine irregularities with a period of 20 to 80 nm, or ultra fine concaves or convexes with a diameter of 20 to 80 nm
  • the said resin molded product is comprised by the resin composition containing 1 or more types selected from polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, and a polyamide resin, It is characterized by the above-mentioned.
  • the manufacturing method of the heat radiation part for LED bulbs of this invention 6 is as follows. A plurality of aluminum plate materials are immersed in a water-soluble amine compound aqueous solution, and the surface is covered with ultrafine irregularities having a period of 20 to 80 nm, or ultrafine concaves or convexes having a diameter of 20 to 80 nm, and the amine is formed on the surface.
  • An etching process for adsorbing a chemical compound Combining a plurality of aluminum plates that have undergone the etching process, inserting them into a mold for injection molding as a cylinder, and at least one selected from polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, and polyamide resin on the surface of the plurality of aluminum plates
  • the manufacturing method of the heat radiation part for LED bulbs of this invention 7 is One aluminum plate material that has been bent into a cylindrical shape is immersed in an aqueous solution of a water-soluble amine compound, and the surface thereof is ultrafine irregularities with a period of 20 to 80 nm, or ultrafine recesses or ultrafine protrusions with a diameter of 20 to 80 nm.
  • FIG. 1 is a diagram showing a processing step of an aluminum blank.
  • FIG. 2 is a diagram showing a processing step of an aluminum blank.
  • Drawing 3 is a figure showing the process of manufacturing the heat sink for LED bulbs using a plurality of aluminum board materials.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process of joining a plurality of aluminum plate members by injection joining.
  • FIG. 5 is a view showing the LED bulb heat dissipation portion according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the LED bulb heat dissipation portion according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a process of fixing a translucent glove to the LED bulb heat dissipation part.
  • FIG. 8 is a diagram showing a process of manufacturing a heat radiating part for an LED bulb using one aluminum plate material.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a process of joining both end portions of one aluminum plate member with a resin molded product.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an LED bulb heat dissipation portion according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a processing step of an aluminum blank.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a process of manufacturing a heat radiating part for an LED bulb using a plurality of aluminum plate materials.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a process of joining a plurality of aluminum plate members by injection joining.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a process of fixing the base to the LED bulb heat dissipation portion.
  • FIG. 1A shows a flat aluminum blank material (hereinafter referred to as “blank material”) 100.
  • the blank material 100 for example, a commercially available aluminum plate made of A1050 or A5052 can be used.
  • the blank material 100 is subjected to die press molding to form a fan portion 112 having a concavo-convex shape including a convex portion 112a and a concave portion 112b as shown in FIG.
  • the mold press molding performed here is not drawing or stretch molding using punches and dies, but, as shown in FIG. 2, a lower mold 3 and an upper mold 4 obtained by processing a hard metal such as steel.
  • the blank material 100 is sandwiched between the upper mold 4 and the upper mold 4 is pushed to the deepest position of the lower mold 3 to be plastically deformed into a desired shape.
  • the lower mold has a recess 3b that is recessed downward from the upper surface 3a
  • the upper mold 4 has a protrusion 4b that protrudes downward from the lower surface 4a. Yes.
  • FIG. 2A the lower mold has a recess 3b that is recessed downward from the upper surface 3a
  • the upper mold 4 has a protrusion 4b that protrudes downward from the lower surface 4a. Yes.
  • the blank material 100 is sandwiched between the convex portions 4b and the concave portions 3b, and the convex portions 4b are pushed to the deepest position of the concave portions 3b, as shown in FIG. 2 (c).
  • the fan 112 having the concave portions 112b and the convex portions 112a alternately arranged in a fan shape is formed.
  • the concavo-convex shape is formed by die press molding.
  • the concavo-convex shape may be formed by knurling.
  • a knurling process may be performed by a cutting knurling tool, or a knurling process by stamping and rolling may be performed.
  • the outer peripheral surface A knurled process may be applied to form a concavo-convex shape.
  • corrugated shape in the range used as the outer peripheral surface of the cylindrical body shown above is not an essential process.
  • the blank member 100 is trimmed by a trim die without performing die press molding or the like, and a plate-like member having no uneven shape (for example, a rectangular shape)
  • a plate-like member made up of the portion 111 and a fan portion that does not have a concavo-convex shape may be used to create a heat sink for an LED bulb.
  • the plate material formed with the fan part 112 by the above-described die press molding is trimmed with a trim die (not shown) to obtain the plate-like member 110 composed of the fan part 112 and the flat rectangular part 111 connected to the fan part 112. .
  • the rectangular part 111 is located in the center part of a fan, and is a part which comprises the cylindrical part 10 in the thermal radiation part 1 for LED bulbs.
  • the fan part 112 is a part which comprises the taper part 20 in the thermal radiation part 1 for LED bulbs.
  • V-bending is performed to incline the rectangular portion 111 by a predetermined angle from the root (boundary portion with the fan portion 112) to the convex portion 112a side of the fan portion 112. 2) Further, an R-bending process is performed so that the rectangular portion 111 subjected to the V-bending process has a semicylindrical shape.
  • the entire plate-like member 110 including the fan part 112 is made into a semi-cylindrical part.
  • the order of the V bending process and the R bending process may be reversed.
  • two semi-cylindrical plate-like members 110 are used, A cylindrical body is formed by bringing both end portions of the two members into close contact with each other.
  • a thermoplastic resin for injection molding is injected into a region including the joint portion (boundary line between the plate-like members 110 and 110) on the inner peripheral surface of the cylindrical body configured as described above, and is shown in FIG. As described above, the plate-like members 110 and 110 are joined and integrated by the resin molded products 30 and 30.
  • the present inventors firmly joined the surfaces of the resin molded product 30 and the plate-like member 110 by NMT (Nano molding technology) described later.
  • NMT Nemo molding technology
  • the globe fixing portion 40 is also molded on the outer peripheral surface of the cylindrical body.
  • the globe fixing portion 40 is also firmly joined to the surface of the plate-like member 110 by NMT.
  • the globe fixing part 40 is a ring-shaped resin molded product surrounding the outer peripheral surface of the cylindrical body. Since the inner peripheral surface of the ring is formed of a body that is in close contact with the outer peripheral surfaces of both plate-like members 110, the two plate-like members 110 are integrated with each other through the globe fixing portion 40.
  • NMT is a technology developed by the present inventors, and is a known technology as shown in Patent Documents 2 and 3.
  • NMT is a joining technique between aluminum and a resin composition. After a predetermined surface treatment is applied to aluminum, it is inserted into an injection mold, and a molten engineering resin is injected into the mold. Thus, the resin part is molded and at the same time, the molded product and aluminum are joined (hereinafter abbreviated as “injection joining”).
  • the aluminum surface is covered with ultra fine irregularities having a period of 20 to 80 nm (preferably 20 to 50 nm), or ultra fine recesses or ultra fine protrusions having a diameter of 20 to 80 nm (preferably a diameter of 20 to 50 nm). thing.
  • ultra fine irregularities having an RSm of 20 nm to 80 nm.
  • RSm is the average length of contour curve elements defined in Japanese Industrial Standards (JIS B 0601: 2001, ISO 4287: 1997)
  • Rz is Japanese Industrial Standards (JIS B 0601: 2001, ISO 4287: 1997) Is the maximum height specified.
  • the surface layer of aluminum is a thin layer of aluminum oxide, and the thickness is preferably 3 nm or more.
  • Ammonia, hydrazine, or a water-soluble amine compound is chemically adsorbed on the aluminum surface before injection joining.
  • the main component is a hard crystalline thermoplastic resin that can react with a broadly defined amine compound such as ammonia, hydrazine, or water-soluble amines at 150 to 200 ° C.
  • a resin composition containing polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide resin or the like as a main component is a resin composition containing polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide resin or the like as a main component.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • polyamide resin polyamide resin
  • a shaped aluminum part (for example, the plate-like member 110 having a semi-cylindrical shape in the present embodiment) is put into a degreasing tank to perform a degreasing operation.
  • the surface layer is dissolved by immersing in a caustic soda aqueous solution having a concentration of several percent, and the dirt that cannot be removed by the degreasing operation is removed together with the aluminum surface layer.
  • it is immersed in an aqueous nitric acid solution having a concentration of several percent to neutralize and remove sodium ions and the like adhering to the surface in the previous operation.
  • the operation up to this point is an operation for making the surface of the aluminum part a clean surface that is structurally and chemically stable. If the aluminum parts are clean and free from dirt and corrosion, these pretreatment operations can be omitted.
  • NMT The important processes in NMT are as follows.
  • an aluminum part is immersed in an aqueous solution of a water-soluble amine compound under suitable conditions, and the surface of the part is etched to form ultrafine irregularities with a period of 20 to 80 nm, and the amine compound is chemisorbed simultaneously.
  • ultra-fine etching in which an aluminum part is immersed in an aqueous hydrazine solution with a concentration of 1 to several percent at 45 to 65 ° C. for 1 to several minutes, ultra fine irregularities with a period of 20 to 40 nm are formed on the aluminum surface. It is formed.
  • the aluminum parts are thoroughly washed with ion-exchanged water and dried at 50 to 70 ° C., so that they are suitable for injection joining in which chemical adsorption of hydrazine is observed.
  • the following surface treatment was performed on the plate-like member 110 made of A5052 having a semi-cylindrical shape.
  • an aqueous solution containing 7.5% of an aluminum degreasing agent “NE-6” liquid temperature 60 ° C.
  • NE-6 liquid temperature 60 ° C.
  • a degreasing tank containing this degreasing solution was prepared. It was immersed and washed with water.
  • an aqueous solution (40 ° C.) containing hydrochloric acid 1% was prepared in another tank, and this tank was used as a preliminary pickling tank. The plate member 110 was immersed in this preliminary pickling tank for 1 minute and washed with ion-exchanged water.
  • an aqueous solution containing 1.5% of caustic soda (liquid temperature 40 ° C.) was prepared in another tank, and the soot was used as an etching tank.
  • the plate member 110 was immersed in this etching tank for 1 minute and washed with ion exchange water.
  • a 3% concentration aqueous nitric acid solution (40 ° C.) was prepared in another tank, and this soot was used as a neutralization tank.
  • the plate member 110 was immersed in this neutralization tank for 1 minute and washed with ion exchange water.
  • an aqueous solution (60 ° C.) containing 3.5% of hydrated hydrazine was prepared in another bowl, and this was used as an NMT treatment tank.
  • the said plate-shaped member 110 was immersed in the NMT processing tank for 1 minute, and was washed with ion-exchange water. Next, it was placed in a hot air dryer at 67 ° C. for 15 minutes and dried. The obtained plate-like member 110 was tightly wrapped with aluminum foil, further sealed in a plastic bag, and stored.
  • the surface of the plate-like member 110 subjected to the above treatment was observed with an electron microscope, the surface was covered with innumerable ultrafine recesses, and the diameter of the recesses was 20 to 40 nm. In addition, the presence of nitrogen could be confirmed by XPS observation.
  • the plate-like members 110 subjected to such surface treatment are paired to form a cylindrical body, and the cylindrical body is inserted into the injection mold 5 as shown in FIG. 4 to perform injection joining.
  • the injection mold 5 in this embodiment is composed of a first lower mold 6a, a second lower mold 6b, and an upper mold 7 having a convex portion 7a as shown in FIG. 4 (a).
  • the two semi-cylindrical plate-like members 110 subjected to the surface treatment are inserted into recesses formed by combining the first lower mold 6a and the second lower mold 6b. .
  • two semi-cylindrical plate-like members 110 are paired to constitute a cylindrical body.
  • the convex portion 7a is inserted into the concave portion, and the upper mold 7 is placed on the top surfaces of the first lower mold 6a and the second lower mold 6b. Accordingly, as shown in FIG. 4A, the first lower mold 6a and the second lower mold 6b, the upper mold 7, and the two plate-like members inserted into the injection mold 5 110 forms a cavity 6c. As shown in FIG. 4A, the formed cavity 6c has an elongated columnar shape along the boundary line of the inner peripheral surface of the plate-like member 110 that is a cylindrical body, and a portion that becomes the maximum diameter of the cylindrical body.
  • the ring shape surrounding the outer peripheral surface of the plate-like members 110 and 110 shown in the drawing has a combined shape.
  • the first lower mold 6a, the second lower mold 6b, and the upper mold 7 are separated from each other in the vertical direction, and the first lower mold 6a and the second lower mold 6b are separated from each other in the left and right directions.
  • a cylindrical LED bulb heat radiation portion 1 having both ends opened is obtained.
  • the LED bulb heat dissipation portion 1 covers two plate-like members 110 that have been bent into a semi-cylindrical shape and a joining line on the inner peripheral surface side of both the plate-like members 110. It consists of a resin molded product 30 joined to the peripheral surface and a ring-shaped glove fixing part 40 surrounding the outer peripheral surface of both plate-like members 110 and joined to the outer peripheral surface of both plate-like members 110.
  • the resin composition constituting the resin molded product 30 is cured in a state where the resin composition penetrates into the ultrafine recesses having a diameter of 20 nm to 40 nm formed on the inner peripheral surfaces of the two plate-like members 110, thereby It is joined.
  • the resin composition constituting the globe fixing portion 40 is cured in a state where the resin composition penetrates into an ultrafine concave portion having a diameter of 20 nm to 40 nm formed on the outer peripheral surface of the both plate-like members 110, whereby the both plate-like members 110.
  • the two plate-like members 110 are joined by the resin molded product 30 and the globe fixing portion 40, but the two plate-like members 110 are only attached by either one of the resin molded product 30 or the globe fixing portion 40. You may make it join.
  • FIG. 5 (a) is a plan view of the heat radiating part 1 for LED bulbs obtained by injection joining
  • FIG. 5 (b) is a front view
  • FIG. 5 (c) is a bottom view.
  • the LED bulb heat dissipating part 1 is a cylindrical body having openings at both ends, and the diameter (hereinafter referred to as “large opening”) of one end (the lower end in FIG. 5B) where the globe fixing part 40 is provided. Is larger than the diameter of the opening (hereinafter referred to as “small opening”) at the other end (the upper end in FIG. 5B).
  • the cylindrical body is a taper in which a cylindrical portion 10 in which two rectangular portions 111 that are R-bent processed in a semi-cylindrical shape are paired and two fan portions 112 that are R-shaped in a semi-cylindrical shape are paired.
  • the taper portion 20 has a predetermined taper angle that decreases in diameter from one end to the other end.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the LED bulb heat radiating section 1 along AA.
  • a resin molded product 30 is molded along the joining line from one end of the inner peripheral surface to the other end.
  • the resin molded product 30 is bent along the taper angle formed by the tapered portion 20 and the cylindrical portion 10, covers the end of the plate-like member 110 that forms an opening at one end, and is integrated with the globe fixing portion 40.
  • the resin molded product 30 and the globe fixing portion 40 are integrally molded injection-molded products, and are obtained by one injection molding.
  • the resin molded product 30 and the globe fixing part 40 may be separated injection molded products.
  • the LED is fixed to the large opening side of the heat radiating part 1 for the LED bulb thus created through a mounting member (not shown).
  • the LED is covered with a globe 50 fixed to the large opening side.
  • the globe 50 has translucency, and is formed in a substantially hemispherical shape having an opening at the end 50a, for example, by a material such as transparent glass or synthetic resin.
  • FIG. 7 shows an end view including the top of the globe 50.
  • a thread 50 b is formed along the inner peripheral surface of the end 50 a of the globe 50.
  • the globe 50 When the globe 50 is fixed to the large opening side, the globe 50 is rotated in the circumferential direction, and the thread 50b formed on the inner peripheral surface of the end portion 50a and the outer peripheral surface of the LED bulb heat radiating portion 1 are formed.
  • the thread groove 40a is screwed together.
  • the LED is positioned at the opening of the globe 50 and is covered by the globe 50.
  • the glove fixing part 40 is injection-molded together, so that a mechanism and an adhesive for fixing the glove 40 become unnecessary, and the manufacturing cost is reduced. Can be reduced.
  • the end portions of the two plate-like members 110 are joined by injection joining.
  • the end portions of the two plate-like members 110 are subjected to bending processing or the like. Both ends may be fixed using a resin molded product prepared in advance.
  • the globe 50 is fixed by the thread groove 40a.
  • an insertion hole may be provided to fix the globe 50.
  • injection joining is performed so that the entire outer peripheral surface of the cylindrical portion 10 or the tapered portion 20 is covered with the resin composition, and a resin molded product that covers the entire outer peripheral surface of the cylindrical portion 10 or the tapered portion 20 is formed.
  • the resin composition for injection joining can be used as the coating material for the cylindrical portion 10 and the tapered portion 20.
  • FIG.10 (a) is a top view of the thermal radiation part 1a for LED bulbs concerning 2nd Embodiment
  • FIG.10 (b) is a front view
  • FIG.10 (c) is a bottom view.
  • the LED bulb heat dissipating part 1a according to the second embodiment is composed of one plate-like member 120 as shown in FIG.
  • a blank material 100 similar to that of the first embodiment is trimmed by a trim mold (not shown) to obtain a plate member 120 including a flat fan part 122 and a flat rectangular part 121 connected to the fan part 122.
  • corrugated shape is not provided in the fan part 122, but the whole surface of the plate-shaped member 120 is flat.
  • a U-shaped bending process is performed on both ends of the flat plate-shaped member 120 (the end where no opening is formed in a state where the O-bending process is performed) to provide a hook-shaped engagement portion 123.
  • the rectangular portion 121 is moved from the root (boundary portion with the fan portion 122) to the outer peripheral surface side of the fan portion 122 (when the LED bulb heat radiating portion 1a is completed, the tapered portion 21 is formed.
  • O-bending is performed so that the rectangular portion 121 subjected to the V-bending becomes a cylindrical shape.
  • the plate member 120 is formed into a cylindrical body having openings at both ends by such O bending.
  • the bottom surfaces 123a of the engaging portions 123 and 123 at both ends of the plate-like member 120 are brought into close contact with each other to form a T shape.
  • the resin molded product 35 having a T-shaped groove that has been created in advance by injection molding or the like and the plate-like member 120 that is a cylindrical body are assembled to complete the LED bulb heat dissipation portion 1 a. .
  • the LED bulb heat dissipating part 1a is a cylindrical body having openings at both ends, and the diameter of one end (the lower end in FIG. 10B) (hereinafter referred to as “large opening”) is the other end (FIG. 10). It is larger than the diameter of the opening (hereinafter referred to as “small opening”) in (b).
  • the said cylindrical body consists of the cylindrical part 11 in which the rectangular part 121 was O-bent processed cylindrically, and the taper part 21 in which the fan part 122 was O-bent processed cylindrically.
  • the taper portion 21 has a predetermined taper angle that decreases in diameter from one end to the other end.
  • the LED bulb heat dissipating part 1a among the end parts of one plate-like member 120 that is bent into a cylindrical shape 0, end parts that form openings at both ends The other ends are joined together to form a cylindrical body.
  • An engaging portion 125 that becomes a joint portion of the inner peripheral surface from the cylindrical portion 11 to the tapered portion 21 is fixed by an elongated columnar resin molded product 35.
  • the resin molded product 35 is bent along the taper angle formed by the tapered portion 21 and the cylindrical portion 11.
  • the resin molded product 35 is not limited to an injection molded product, and may be obtained by extrusion molding or pultrusion molding.
  • the resin composition constituting the resin molded product 35 includes a predetermined ratio of elastomer so as to be bent along the taper angle.
  • the end parts may be joined by injection joining as in the first embodiment, or an injection molded ring. You may make it make it join by a glove
  • FIGS. 11 to 13 are diagrams showing a manufacturing process of the LED bulb heat dissipating part 1b according to the third embodiment of the present invention.
  • the LED bulb heat dissipating part 1b according to the third embodiment includes a plurality of plate-like members 150, as in the first embodiment.
  • the plate-like member 150 is not formed with an uneven shape, and the entire surface of the plate-like member 150 is flat.
  • the LED bulb heat dissipation portion 1b according to the third embodiment is different from the LED bulb heat dissipation portions 1 and 1a according to the first embodiment and the second embodiment in order to fix the base 60 as shown in FIG.
  • the base fixing part 180 is provided.
  • the blank material 100 is trimmed by a trim mold (not shown), and is formed of a flat fan portion 113 and a flat rectangular portion 111 connected to the fan portion 113.
  • a shaped member 150 is obtained.
  • the rectangular part 111 is located in the center part of a fan, and is a part which comprises the cylindrical part 10 in the thermal radiation part 1b for LED bulbs.
  • the fan part 113 is a part which comprises the taper part 25 in the thermal radiation part 1b for LED bulbs.
  • the rectangular portion 111 is moved from the root (boundary portion with the fan portion 113) to the outer peripheral surface side of the fan portion 113 (when the LED bulb heat radiating portion 1b is completed, the tapered portion 25 is formed.
  • an R-bending process is performed so that the rectangular part 111 subjected to the V-bending process becomes a semi-cylindrical shape.
  • the order of the V bending process and the R bending process may be reversed.
  • the entire plate-like member 150 including the fan portion 113 is made a semi-cylindrical component.
  • FIG. 12B two semi-cylindrical plate-like members 150 are used, A cylindrical body is formed by bringing both end portions of the two members into close contact with each other.
  • thermoplastic resin for injection molding is injected into a region including a joint portion (boundary line between the plate-like members 150 and 150) on the inner peripheral surface of the cylindrical body configured as described above, and as in the first embodiment, As shown in FIG. 12C, the plate-like members 150 and 150 are joined and integrated by the resin molded products 30b and 30b. Furthermore, in 3rd Embodiment, in the case of injection joining, in addition to the glove
  • an injection mold 5 ′ includes a first lower mold 6a ′, a second lower mold 6b ′, and an upper mold 7 ′ having a convex portion 7a ′.
  • the above-described NMT surface treatment was performed in the recess formed by combining the first lower mold 6a ′ and the second lower mold 6b ′.
  • One half cylindrical plate-like member 150 is inserted.
  • two semi-cylindrical plate members 150 are paired to form a cylindrical body.
  • the convex portion 7a ' is inserted into the concave portion, and the upper mold 7' is placed on the top surfaces of the first lower mold 6a 'and the second lower mold 6b'.
  • a cavity 6 c ′ is formed by the two plate-like members 150.
  • the difference from the injection mold 5 in the first embodiment is that a ring-shaped cavity (a part of the cavity 6c ′) is formed along the inner peripheral surface of the portion (111, 111 in the figure) constituting the cylindrical portion 10. Is formed, and the cavity extends below a portion constituting the cylindrical portion 10.
  • a base fixing portion 180 is formed by the resin flowing into the ring-shaped cavity.
  • the cavity 6c ′ formed in the third embodiment is an outer peripheral surface of a portion (the upper ends of the plate-like members 150 and 150 shown in the figure) that becomes the maximum diameter of the cylindrical body.
  • a resin composition for example, the aforementioned PPS resin “SGX120”
  • the resin composition has a spool 8 a provided in the upper mold 7 ′. Via, it flows into the runner 8b formed by the top surfaces of the first lower mold 6a ′ and the second lower mold 6b ′ and the upper mold 7 ′, and reaches the gate 8c.
  • the resin composition supplied from the gate 8c is molded in the cavity.
  • a resin molded product 30b made of the above resin composition is obtained, and a glove fixing part 40 made of the same resin composition as in the first embodiment is obtained.
  • a base made of the same resin composition is obtained.
  • the fixing part 180 is obtained. As shown in FIG. 14, a thread groove 40 a is formed in the globe fixing portion 40. Further, as shown in FIG. 14, a screw groove 180 a is also formed in the base fixing portion 180.
  • the first lower mold 6a ′, the second lower mold 6b ′, and the upper mold 7 ′ are separated vertically, and the first lower mold 6a ′ and the second lower mold 6b ′ are separated left and right.
  • the cylindrical LED bulb thermal radiation part 1b which the both ends opened is obtained.
  • the LED bulb heat-radiating part 1b covers the two plate-like members 150 that have been bent into a semi-cylindrical shape and the joining line on the inner peripheral surface side of the tapered part 25, and is joined to the inner peripheral surface of the tapered part 25.
  • the resin molded product 30b, the ring-shaped glove fixing part 40 that surrounds the outer peripheral surfaces of both plate-like members 150 and is joined to the outer peripheral surfaces of both plate-like members 150, and the entire inner peripheral surface of the cylindrical portion 110 It comprises a ring-shaped base fixing part 180 that covers (including the joining line) and extends from the cylindrical part 110 to the outside (upward in FIG. 14).
  • a screw groove 180a is formed on the outer periphery of the portion extending from the cylindrical portion 110 of the base fixing portion 180 by injection molding.
  • the resin composition constituting the resin molded product 30b is bonded to the two plate-like members 150 by curing in a state where the resin composition 30b penetrates into an ultrafine recess having a diameter of 20 nm to 40 nm formed on the inner peripheral surface of the tapered portion 25. ing.
  • the resin composition constituting the globe fixing portion 40 is cured in a state where the resin composition penetrates into the ultrafine recesses having a diameter of 20 nm to 40 nm formed on the outer peripheral surfaces of the both plate-like members 150, whereby the both plate-like members 150. Are joined.
  • the resin composition constituting the base fixing part 180 is cured in a state in which it enters into an ultrafine concave part having a diameter of 20 nm to 40 nm formed on the inner peripheral surface of the cylindrical part 10, so that both plate-like members 150 are formed. It is joined.
  • the resin molded product 30b, the globe fixing part 40, and the base fixing part 180 are integrally formed injection-molded articles, and are obtained by one injection molding.
  • the resin molded product 30b, the globe fixing portion 40, and the base fixing portion 180 may be injection molded products separated from each other.
  • the structure of the LED bulb heat dissipation part 1b according to the third embodiment obtained in this manner is the same as that of the first embodiment except that the fan 113 is not provided with irregularities and the base fixing part 180 is provided. It is the same as that of the heat sink 1 for LED bulbs.
  • the two plate-like members 150 are joined by the resin molded product 30b, the globe fixing portion 40, and the base fixing portion 180, but the two plate-like members 150 are joined by any of these. You may do it.
  • the base 60 is fixed to the ring-shaped base fixing part 180 forming the small opening of the LED bulb heat radiation part 1b.
  • the base 60 is rotated in the circumferential direction, and a screw thread formed on the inner peripheral surface of the base 60 and a screw groove 180a formed on the outer peripheral surface of the base fixing portion 180 Screw together.
  • the globe 40 and the base 60 are fixed by injection molding the globe fixing part 40 and the base fixing part 180 together. This eliminates the need for a mechanism and an adhesive, and reduces the manufacturing cost.
  • injection joining is performed so that the entire outer peripheral surface of the cylindrical portion 10 or the tapered portion 25 is covered with the resin composition, and a resin molded product that covers the entire outer peripheral surface of the cylindrical portion 10 or the tapered portion 25 is formed.
  • the resin composition for injection joining can be used as the coating material for the cylindrical portion 10 and the tapered portion 25.

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Abstract

　ブランク材に対して金型プレス成形を施し、凹凸形状を形成した後にトリミングして板状部材を得る。板状部材に曲げ加工を施して半筒状とし、水溶性アミン系化合物水溶液に浸漬して、表面を直径２０～８０ｎｍの超微細凹部で覆う。表面処理した２つの半筒状の板状部材を組み合わせて筒状とし、射出形成用金型にインサートする。両板状部材の表面にＰＰＳ樹脂を射出し、射出成形を行うと共に樹脂成形品によって両板状部材を接合させる。このような簡易且つ低コストな方法によってＬＥＤ電球用放熱部が製造される。

Description

ＬＥＤ電球用放熱部及びその製造方法
　本発明は、発光素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤ電球用放熱部とその製造方法に関する。
　近年、白熱電球等と比較して長寿命であり、高いエネルギー効率を有するＬＥＤを光源とするＬＥＤ電球の開発が行われている。そのＬＥＤ電球の開発において、ＬＥＤ発光時における放熱性の向上が重要な問題となっており、特に放熱部に関しては放熱性能を向上させるための様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、アルミニウム製ブランク材に絞り成形とローレット加工を施すことによって得られるＬＥＤ電球用放熱部が開示されている。この例に限らず、ＬＥＤ電球用放熱部は通常、絞り成形若しくは張り出し成形、又はダイカスト成形によって製造されるものである。
特開２０１１－１３４６７６号公報 ＷＯ ０３／０６４１５０ Ａ１ ＷＯ ２００４／０４１５３２ Ａ１
　しかしながら絞り成形や張り出し成形では、限界絞り比や限界成形高さを考慮してポンチ形状とストロークの最適化を行わなければならず、成形荷重やポンチの速度、しわ押さえ力等の調整も必要となってくる。また、特許文献１の例のように、目的物の形状によっては複数のポンチを使用して多段成形を行わなければならない場合がある。これらの要因から装置構造や制御方法が複雑化し、製造コストの増大を招くという問題がある。一方、ダイカスト成形は上記絞り成形や張り出し成形よりも更に製造コストが増大するという問題がある。
　本発明は、前記した課題を解決するためになされたもので、下記の目的を達成する。本発明の目的は、簡易且つ低コストな方法によって製造可能なＬＥＤ電球用放熱部を提供することにある。
　本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。なお後述する発明を実施するための最良の形態の説明及び図面で使用した符号を参考のために括弧書きで付記するが、本発明の構成要素は該付記したものには限定されない。
　本発明１のＬＥＤ電球用放熱部は、
　筒状のＬＥＤ電球用放熱部（１，１ｂ）であって、
　複数のアルミニウム板材（板状部材１１０，１５０）を組み合わせることにより構成され、
　各アルミニウム板材が、樹脂成形品（３０，３０ｂ）を介して他のアルミニウム板材と接合されていることを特徴とする。
　本発明２のＬＥＤ電球用放熱部は、
　筒状のＬＥＤ電球用放熱部（１ａ）であって、
　筒状に曲げ加工が施された１のアルミニウム板材（板状部材１２０）により構成され、
　当該アルミニウム板材の両端部（係合部１２３）が、樹脂成形品（３５）を介して相互に接合されていることを特徴とする。
　本発明３のＬＥＤ電球用放熱部は、
　本発明１又は２のＬＥＤ電球用放熱部（１，１ｂ）であって、
　前記樹脂成形品は、ＬＥＤを覆う透光性のグローブ（５０）を固定するためのグローブ固定部（４０）であることを特徴とする。
　本発明４のＬＥＤ電球用放熱部は、
　本発明１又は２のＬＥＤ電球用放熱部（１ｂ）であって、
　前記樹脂成形品は、口金（６０）を固定するための口金固定部（１８０）であることを特徴とする。
　本発明５のＬＥＤ電球用放熱部は、
　本発明１又は２のＬＥＤ電球用放熱部（１，１ａ，１ｂ）であって、
　前記アルミニウム板材（板状部材１１０，１２０，１５０）の表面は、２０～８０ｎｍ周期の超微細凹凸、又は直径２０～８０ｎｍの超微細凹部若しくは超微細凸部で覆われており、
　前記樹脂成形品は、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びポリアミド樹脂から選択される１種以上を含む樹脂組成物により構成されていることを特徴とする。
　本発明６のＬＥＤ電球用放熱部の製造方法は、
　複数のアルミニウム板材を水溶性アミン系化合物水溶液に浸漬し、その表面を２０～８０ｎｍ周期の超微細凹凸、又は直径２０～８０ｎｍの超微細凹部若しくは超微細凸部で覆い、且つその表面に前記アミン系化合物を吸着させるエッチング工程と、
　前記エッチング工程を経た複数のアルミニウム板材を組み合わせ、筒状として射出形成用金型にインサートし、これら複数のアルミニウム板材の表面にポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びポリアミド樹脂から選択される１種以上を含む樹脂組成物を射出して、射出成形を行うと共に、当該樹脂組成物を介して前記複数のアルミニウム板材を接合させる射出接合工程と、
　を含むことを特徴とする。
　本発明７のＬＥＤ電球用放熱部の製造方法は、
　筒状に曲げ加工が施された１のアルミニウム板材を水溶性アミン系化合物水溶液に浸漬し、その表面を２０～８０ｎｍ周期の超微細凹凸、又は直径２０～８０ｎｍの超微細凹部若しくは超微細凸部で覆い、且つその表面に前記アミン系化合物を吸着させるエッチング工程と、
　前記エッチング工程を経たアルミニウム板材を射出形成用金型にインサートし、そのアルミニウム板材の表面にポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びポリアミド樹脂から選択される１種以上を含む樹脂組成物を射出して、射出成形を行うと共に、当該樹脂組成物を介して前記アルミニウム板材の両端部を相互に接合させる射出接合工程と、
　を含むことを特徴とする。
　本発明によれば、簡易且つ低コストな方法によってＬＥＤ電球用放熱部を製造することができる。
図１は、アルミニウム製ブランク材の加工工程を示す図である。 図２は、アルミニウム製ブランク材の加工工程を示す図である。 図３は、複数のアルミニウム板材を使用してＬＥＤ電球用放熱部を製造する工程を示す図である。 図４は、複数のアルミニウム板材を射出接合によって接合させる工程を示す断面図である。 図５は、第１実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部を示す図である。 図６は、第１実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部の断面図である。 図７は、ＬＥＤ電球用放熱部に透光性のグローブを固定する工程を示す図である。 図８は、１のアルミニウム板材を使用してＬＥＤ電球用放熱部を製造する工程を示す図である。 図９は、１のアルミニウム板材の両端部を樹脂成形品によって接合させる工程を示す図である。 図１０は、第２実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部を示す図である。 図１１は、アルミニウム製ブランク材の加工工程を示す図である。 図１２は、複数のアルミニウム板材を使用してＬＥＤ電球用放熱部を製造する工程を示す図である。 図１３は、複数のアルミニウム板材を射出接合によって接合させる工程を示す断面図である。 図１４は、ＬＥＤ電球用放熱部に口金を固定する工程を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ電球について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部］
　図１から図３は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１の製造工程を示す図である。図１（ａ）には、平板状のアルミニウム製ブランク材（以下「ブランク材」と称す）１００を示す。ブランク材１００として、例えばＡ１０５０やＡ５０５２製の市販のアルミニウム板材を使用することができる。このブランク材１００に対して、金型プレス成形を施して図１（ｂ）に示すような凸部１１２ａ及び凹部１１２ｂからなる凹凸形状を有する扇部１１２を成形する。
　ここで実行する金型プレス成形は、ポンチ及びダイスを使用する絞り成形や張り出し成形ではなく、図２に示すように、鋼鉄等の硬質の金属を加工した下金型３と上金型４との間にブランク材１００を挟圧して、上金型４を下金型３の最深位置まで押し込んで所望の形状に塑性変形させるものである。図２（ａ）に示すように、下金型には上面３ａから下方に窪んだ凹部３ｂが形成されていて、上金型４には下面４ａから下方に突出した凸部４ｂが形成されている。図２（ｂ）に示すように、これら凸部４ｂと凹部３ｂとの間にブランク材１００を挟んで、凸部４ｂを凹部３ｂの最深位置まで押し込むことで、図２（ｃ）に示すように凹部１１２ｂと凸部１１２ａが扇状に交互に並んだ扇部１１２が成形される。
　なお、本実施形態では、金型プレス成形によって凹凸形状を形成しているが、特許文献１に示すように、ローレット加工によって凹凸形状を形成するようにしても良い。切削式ローレット工具によりローレット加工を行うようにしても良く、型押転造によるローレット加工を行うようにしても良い。また、ブランク材１００に対して凹凸形状を形成する加工を行わずにトリミングを行い、トリミングによって得られた凹凸形状を有しない板状部材に対して後述する曲げ加工を施した後、その外周面にローレット加工を施して凹凸形状を形成するようにしても良い。
　なお、上記に示した筒状体の外周面となる範囲に凹凸形状を設ける工程は、必須の工程ではない。後述する第２実施形態や第３実施形態に示すように、ブランク材１００に対して金型プレス成形等を施さずにトリム型によってトリミングを行い、凹凸形状を有しない板状部材（例えば、長方形部１１１と凹凸形状を有しない扇部とからなる板状部材）を使用して、ＬＥＤ電球用放熱部を作成するようにしても良い。
　上記の金型プレス成形によって扇部１１２を成形した板材を、トリム型（図示せず）によってトリミングして、扇部１１２及び扇部１１２と連なる平坦な長方形部１１１からなる板状部材１１０を得る。長方形部１１１は扇の中心部分に位置しており、ＬＥＤ電球用放熱部１において円筒部１０を構成する部分である。扇部１１２は、ＬＥＤ電球用放熱部１においてテーパ部２０を構成する部分である。
　次に図３（ａ）に示すように、（１）長方形部１１１を、根元（扇部１１２との境界部）から扇部１１２の凸部１１２ａ側に所定角度傾けるＶ曲げ加工を施し、（２）さらに、Ｖ曲げ加工を施した長方形部１１１が半円筒状となるようにＲ曲げ加工を施す。これらの曲げ加工によって、扇部１１２を含む板状部材１１０全体を半筒状の部品とする。なお、Ｖ曲げ加工とＲ曲げ加工の順序は逆であっても良い。半筒状とした板状部材１１０に対して後述するＮＭＴ用の表面処理を施した後、図３（ｂ）に示すように、半筒状とした板状部材１１０を２つ使用し、各々の両端部を向かい合わせて密着させることにより筒状体を構成する。このようにして構成される筒状体の内周面の接合部分（板状部材１１０，１１０の境界線）を含む領域に射出成形用の熱可塑性樹脂を射出し、図３（ｃ）に示すように、樹脂成形品３０，３０によって板状部材１１０，１１０を接合させて一体化する。
　ここで、何ら表面処理を施していないアルミニウム板材表面に熱可塑性樹脂を射出したとしても、樹脂成形品とアルミニウム板材表面とが容易に接合しないことは明かである。本発明者らは、後述するＮＭＴ（Nano molding technology）によって、樹脂成形品３０と板状部材１１０の表面を強固に接合させた。さらに本実施形態では、樹脂成形品３０を成形する際に、筒状体の外周面に、グローブ固定部４０も併せて成形した。このグローブ固定部４０も、ＮＭＴによって板状部材１１０の表面と強固に接合されている。グローブ固定部４０は、筒状体の外周面を囲うリング状の樹脂成形品である。リングの内周面が、両板状部材１１０の外周面と密着する状体で成形されているため、このグローブ固定部４０を介して２つの板状部材１１０が一体化されている。
　（ＮＭＴの概要）
　ＮＭＴは本発明者らが開発した技術であり、特許文献２及び３に示すように公知の技術である。ＮＭＴとは、アルミニウムと樹脂組成物との接合技術であり、アルミニウムに対して所定の表面処理を施した後、射出成形用金型内にインサートし、当該金型内に溶融したエンジニアリング樹脂を射出して樹脂部分を成形すると同時に、その成形品とアルミニウムとを接合する方法（以下、略称して「射出接合」という。）である。
　ＮＭＴの要件として、アルミニウムに２の条件、樹脂組成物に１の条件がある。アルミニウムの２条件を以下に示す。
　（１）アルミニウム表面が２０～８０ｎｍ周期（好ましくは２０～５０ｎｍ周期）の超微細凹凸、又は直径２０～８０ｎｍ（好ましくは直径２０～５０ｎｍ）の超微細凹部又は超微細凸部で覆われていること。指標としては、ＲＳｍが２０ｎｍ～８０ｎｍである超微細凹凸で覆われていると良い。また、Ｒｚが２０～８０ｎｍの超微細凹部又は超微細凸部で覆われていても良い。さらに、ＲＳｍが２０ｎｍ～８０ｎｍであり、且つＲｚが２０～８０ｎｍの超微細凹凸で覆われていても良い。ＲＳｍは、日本工業規格（JIS B 0601:2001, ISO 4287:1997）に規定される輪郭曲線要素の平均長さであり、Ｒｚは、日本工業規格（JIS B 0601:2001, ISO 4287:1997）に規定される最大高さである。ここで、アルミニウムの表層は酸化アルミニウムの薄層であり、その厚さは３ｎｍ以上であると良い。
　（２）射出接合前のアルミニウム表面に、アンモニア、ヒドラジン、又は水溶性アミン化合物が化学吸着していること。
　一方、樹脂組成物の条件は以下の通りである。
　（３）硬質の結晶性熱可塑性樹脂であって、１５０～２００℃でアンモニア、ヒドラジン、又は水溶性アミン類等の広義のアミン系化合物と反応し得る樹脂を主成分とすること。具体的には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又はポリアミド樹脂等が主成分として含まれている樹脂組成物であること。例えば、市販のＰＰＳ樹脂「ＳＧＸ１２０」（株式会社　東ソー製）を好適に使用できる。
　ＮＭＴにおけるアルミニウムの表面処理法は特許文献２、３に開示されているが、その概要を記載する。形状化したアルミニウム部品（例えば本実施形態における半筒状とした板状部材１１０）を脱脂槽に投入して脱脂操作をする。次いで数％濃度の苛性ソーダ水溶液に浸漬して表層を溶かし、脱脂操作で落とし切れなかった汚れをアルミニウム表層ごと落とす。次いで数％濃度の硝酸水溶液に浸漬して、前操作で表面に付着したナトリウムイオン等を中和し除去する。ここまでの操作はアルミニウム部品の表面を構造的、化学的に安定した綺麗な表面にする操作である。もし汚れや腐食箇所の全くない綺麗なアルミニウム部品であれば、これら前処理操作は省くことができる。
　ＮＭＴにおける重要な処理は以下に示すものである。ＮＭＴでは水溶性アミン系化合物の水溶液にアルミニウム部品を適当な条件で浸漬し、部品表面をエッチングして２０～８０ｎｍ周期の超微細凹凸を形成し、同時にそのアミン系化合物を化学吸着させる。例えば、アルミニウム部品を、４５～６５℃にした１～数％濃度の水和ヒドラジン水溶液に１分～数分浸漬する超微細エッチングを行うことで、２０～４０ｎｍ周期の超微細凹凸がアルミニウム表面に形成される。超微細エッチング後、アルミニウム部品をイオン交換水でよく水洗し、５０～７０℃で乾燥すると、ヒドラジンの化学吸着が認められる射出接合に適したものとなる。これが「ＮＭＴ」の表面処理法である。
　（射出接合による放熱部１の作成）
　図３（ｄ）に示すように半筒状としたＡ５０５２製の板状部材１１０に対して、以下の表面処理を施した。まず、アルミ用脱脂剤「ＮＥ－６」を７．５％含む水溶液（液温６０℃）を脱脂液とし、この脱脂液を入れた脱脂槽を用意し、これに板状部材１１０を５分浸漬し、水洗した。次いで別の槽に塩酸１％を含む水溶液（４０℃）を用意し、この槽を予備酸洗槽とした。この予備酸洗槽に前記板状部材１１０を１分浸漬しイオン交換水で水洗した。
　次いで別の槽に苛性ソーダを１．５％含む水溶液（液温４０℃）を用意し、この漕をエッチング槽とした。このエッチング槽に前記板状部材１１０を１分浸漬し、イオン交換水で水洗した。次いで別の槽に３％濃度の硝酸水溶液（４０℃）を用意し、この漕を中和槽とした。この中和槽に前記板状部材１１０を１分浸漬し、イオン交換水で水洗した。次いで別の漕に水和ヒドラジン３．５％を含む水溶液（６０℃）を用意し、これをＮＭＴ処理槽とした。そしてＮＭＴ処理槽に前記板状部材１１０を１分浸漬し、イオン交換水で水洗した。次いで６７℃とした温風乾燥機内に１５分置いて乾燥した。得られた板状部材１１０はアルミ箔でしっかり包み、更にポリ袋に入れて封じ、保管した。
　上記処理を行った板状部材１１０の表面を電子顕微鏡観察で観察したところ、表面は無数の超微細凹部で覆われており、その凹部の直径は２０～４０ｎｍであった。また、ＸＰＳによる観察では窒素の存在が確認できた。このような表面処理を施した板状部材１１０を対にして筒状体とし、当該筒状体を図４に示すように射出成形用金型５にインサートして、射出接合を行う。
　本実施形態における射出成形用金型５は、図４（ａ）に示すように第１下金型６ａ及び第２下金型６ｂ、並びに凸部７ａを有する上金型７から構成される。射出接合を行うときには、第１下金型６ａと第２下金型６ｂとを組み合わせることで形成される凹部内に、上記表面処理を施した２つの半筒状の板状部材１１０をインサートする。このとき、上記凹部内では、２つの半筒状の板状部材１１０が対となって筒状体を構成している。
　次に凸部７ａを上記凹部内に挿入し、上金型７を第１下金型６ａと第２下金型６ｂの天面に載置する。これにより、図４（ａ）に示すように、第１下金型６ａ及び第２下金型６ｂと、上金型７と、射出成形用金型５内にインサートされた２つの板状部材１１０によってキャビティ６ｃが形成される。図４（ａ）に示すように、形成されるキャビティ６ｃは、筒状体とした板状部材１１０の内周面の境界線に沿った細長い柱形状と、筒状体の最大径となる部分（図中に示される板状部材１１０，１１０の上端）の外周面を囲むリング形状が結合した形状を有している。
　この状態で、注入口から樹脂組成物（例えば前述したＰＰＳ樹脂「ＳＧＸ１２０」）を注入すると、図４（ｂ）に示すように、樹脂組成物は上金型７に設けられたスプール８ａを経由し、第１下金型６ａ及び第２下金型６ｂの天面と、上金型７によって形成されるランナ８ｂに流入して、ゲート８ｃに到達する。そのゲート８ｃから供給された樹脂組成物は、上記キャビティ内で成形される。これによって上記樹脂組成物からなる樹脂成形品３０が得られると共に、同じ樹脂組成物からなるグローブ固定部４０が得られる。このグローブ固定部４０には、後述する図５に示すように、ねじ溝４０ａが形成されている。
　第１下金型６ａ及び第２下金型６ｂと、上金型７とを上下に分離し、第１下金型６ａと第２下金型６ｂとを左右に分離することで、図３（ｃ）及び図５に示すように両端が開口した筒状のＬＥＤ電球用放熱部１が得られる。ＬＥＤ電球用放熱部１は、半筒状にＲ曲げ加工が施された２つの板状部材１１０と、両板状部材１１０の内周面側の接合線を覆い、両板状部材１１０の内周面と接合している樹脂成形品３０と、両板状部材１１０の外周面を囲み、両板状部材１１０の外周面と接合しているリング状のグローブ固定部４０からなる。
　樹脂成形品３０を構成する樹脂組成物は、両板状部材１１０の内周面に形成されている直径２０ｎｍ～４０ｎｍの超微細凹部に侵入した状態で硬化することにより、両板状部材１１０を接合している。また、グローブ固定部４０を構成する樹脂組成物は、両板状部材１１０の外周面に形成されている直径２０ｎｍ～４０ｎｍの超微細凹部に侵入した状態で硬化することにより、両板状部材１１０を接合している。本実施形態では、樹脂成形品３０及びグローブ固定部４０によって２つの板状部材１１０を接合させているが、樹脂成形品３０又はグローブ固定部４０のいずれか一方のみによって２つの板状部材１１０を接合させるようにしても良い。
　図５（ａ）は、射出接合によって得られたＬＥＤ電球用放熱部１の平面図であり、図５（ｂ）は正面図であり、図５（ｃ）は底面図である。ＬＥＤ電球用放熱部１は、両端に開口を有する筒状体であり、グローブ固定部４０が設けられる一端（図５（ｂ）における下端）の開口（以下「大開口」と称する。）の径は、他端（図５（ｂ）における上端）の開口（以下「小開口」と称する。）の径よりも大きい。当該筒状体は、半円筒状にＲ曲げ加工された２つの長方形部１１１が対となった円筒部１０と、半筒状にＲ曲げ加工された２つの扇部１１２が対となったテーパ部２０とからなる。テーパ部２０は一端から他端に向けて径小となる所定のテーパ角を有している。
　図５（ａ）～（ｃ）に示すように、ＬＥＤ電球用放熱部１では、半筒状にＲ曲げ加工された２つの板状部材１１０の端部のうち、両端の開口を形成する端部以外の端部を相互に接合させて筒状体としている。その円筒部１０からテーパ部２０にかけての内周面の接合部分（他端から一端にかけての２つの板状部材１１０の境界線）を細長い柱形状の樹脂成形品３０で覆い、テーパ部２０の外周面の端部領域（大開口付近の領域であり、図５（ｂ）に示す例では２つの板状部材１１０の下端付近）をリング状のグローブ固定部４０で覆っている。
　図６は、ＬＥＤ電球用放熱部１のＡ－Ａ断面図である。内周面の一端から他端にかけて、接合線に沿って樹脂成形品３０が成形されている。樹脂成形品３０は、テーパ部２０と円筒部１０が成すテーパ角に沿って折れ曲がっていて、一端の開口を形成する板状部材１１０の端部を覆い、グローブ固定部４０と一体となっている。このように、本実施形態では、樹脂成形品３０とグローブ固定部４０とは一体に成形された射出成形物であり、１回の射出成形によって得られるものである。なお、樹脂成形品３０とグローブ固定部４０は分離した射出成形物であっても良い。
　このようにして作成されたＬＥＤ電球用放熱部１の大開口側には、図示しない載置部材等を介してＬＥＤが固定される。このＬＥＤは、図７に示すように、大開口側に固定されるグローブ５０によって覆われる。グローブ５０は、透光性を有しており、例えば透明のガラスや合成樹脂などの材質により、端部５０ａに開口を有する略半球状に形成されている。図７には、グローブ５０の頂部を含む端面図が示されている。グローブ５０の端部５０ａの内周面に沿って、ねじ山５０ｂが形成されている。グローブ５０を大開口側に固定するときには、グローブ５０を円周方向に回転させ、端部５０ａの内周面に形成されたねじ山５０ｂと、ＬＥＤ電球用放熱部１の外周面に形成されたねじ溝４０ａとを螺合させる。これによりＬＥＤは、グローブ５０の開口に位置して、グローブ５０により覆われる。
　このように、板状部材１１０を射出成形する際に、併せてグローブ固定部４０を射出成形しておくようにすることで、グローブ４０を固定するための機構や接着剤が不要となり、製造コストの低減を図ることができる。なお、本第１実施形態では、２つの板状部材１１０の端部を射出接合によって接合したが、第２実施形態に示すように、２つの板状部材１１０の端部に曲げ加工等を施し、両端部を、予め作成した樹脂成形品を用いて固定するようにしても良い。なお、本実施形態では、ねじ溝４０ａによってグローブ５０を固定するようにしているが、例えば挿入孔を設けてグローブ５０を固定するようにしても良い。
　また、円筒部１０やテーパ部２０の外周面全体が樹脂組成物で覆われるように射出接合を行い、円筒部１０やテーパ部２０の外周面全体を覆う樹脂成形品を形成するようにしても良い。すなわち、射出接合用の樹脂組成物を円筒部１０やテーパ部２０の塗料として用いることも可能である。このような形態とすることで、円筒部１０やテーパ部２０の表面保護または着色と、２つの板状部材１１０の接合とを１回の射出接合により達成することが可能となる。なお、このような形態とする場合に、円筒部１０やテーパ部２０の外周面全体を覆う樹脂成形品とグローブ固定部４０とが一体化されるようにしても良い。
［第２実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部］
　図８及び図９は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１ａの製造工程を示す図である。また、図１０（ａ）は、第２実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１ａの平面図であり、図１０（ｂ）は正面図であり、図１０（ｃ）は底面図である。第２実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１ａは、図８（ａ）に示すように、１の板状部材１２０により構成される。第１実施形態と同様のブランク材１００をトリム型（図示せず）によってトリミングして、平坦な扇部１２２及び扇部１２２と連なる平坦な長方形部１２１からなる板状部材１２０を得る。第２実施形態では扇部１２２に凹凸形状を設けておらず、板状部材１２０の全面がフラットである。なお、扇部１２２に第１実施形態と同様の凹凸形状を設けるようにしても良い。
　次にフラット状の板状部材１２０の両端部（Ｏ曲げ加工を施した状態で開口を形成しない端部）に対して、コの字曲げ加工を施して、フック状の係合部１２３を設ける。次に図８（ａ）に示すように、（１）長方形部１２１を、根元（扇部１２２との境界部）から扇部１２２の外周面側（ＬＥＤ電球用放熱部１ａ完成時にテーパ部２１の外周面となる側）に所定角度傾けるＶ曲げ加工を施し、（２）さらに、Ｖ曲げ加工を施した長方形部１２１が円筒状となるようにＯ曲げ加工を施す。これらの曲げ加工によって、扇部１２２を含む板状部材１２０全体を筒状の部品とする。
　このようなＯ曲げ加工によって、板状部材１２０を両端に開口を有する筒状体とする。このＯ曲げ加工のときに、図８（ｂ）（ｃ）に示すように板状部材１２０の両端の係合部１２３，１２３の底面１２３ａ同士を密着させてＴ字状とする。次いで図９に示すように、予め射出成形等によって作成したＴ字状の溝を有する樹脂成形品３５と、筒状体とした板状部材１２０とを組み立ててＬＥＤ電球用放熱部１ａを完成させる。
　樹脂成形品３５の一端を筒状体の一方の開口から差し込み、対としたＴ字状の係合部１２３，１２３と樹脂成形品３５の溝と係合させる。両者を係合させた状態で樹脂成形品３５の一端を筒状体の他方の開口まで摺動させることで、図１０に示すＬＥＤ電球用放熱部１ａが完成する。ＬＥＤ電球用放熱部１ａは、両端に開口を有する筒状体であり、一端（図１０（ｂ）における下端）の開口（以下「大開口」と称する。）の径は、他端（図１０（ｂ）における上端）の開口（以下「小開口」と称する。）の径よりも大きい。当該筒状体は、長方形部１２１が円筒状にＯ曲げ加工された円筒部１１と、扇部１２２が筒状にＯ曲げ加工されたテーパ部２１とからなる。テーパ部２１は一端から他端に向けて径小となる所定のテーパ角を有している。
　図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、ＬＥＤ電球用放熱部１ａでは、筒状に０曲げ加工された１の板状部材１２０の端部のうち、両端の開口を形成する端部以外の端部を相互に接合させて筒状体としている。その円筒部１１からテーパ部２１にかけての内周面の接合部となる係合部１２５を細長い柱形状の樹脂成形品３５によって固定している。樹脂成形品３５は、テーパ部２１と円筒部１１が成すテーパ角に沿って折れ曲がっていている。第２実施形態において、樹脂成形品３５は、射出成形物に限らず、押出成形や引抜成形により得られたものであっても良い。また、樹脂成形品３５を構成する樹脂組成物には、上記テーパ角に沿って折れ曲がるように所定比率のエラストマーが含まれるようにすると良い。
　この第２実施形態に示したように、１の板状部材からＬＥＤ電球用放熱部を作成することも可能である。なお、１の板状部材によってＬＥＤ電球用放熱部を構成するようにした場合でも、第１実施形態と同様に、端部同士を射出接合によって接合させるようにしても良く、射出成形されたリング状のグローブ固定部によって接合させるようにしても良い。また、第１実施形態と同様に、扇部１２２に凹凸形状を設けるようにしても良い。
［第３実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部］
　図１１～図１３は、本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１ｂの製造工程を示す図である。第３実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１ｂは、第１実施形態と同様に、複数の板状部材１５０によって構成される。ただし、第１実施形態と異なり板状部材１５０には凹凸形状が形成されておらず、板状部材１５０の全面がフラットである。また、第３実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１ｂは、第１実施形態及び第２実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１，１ａと異なり、図１４に示すように口金６０を固定するための口金固定部１８０を備える。
　図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ブランク材１００を、トリム型（図示せず）によってトリミングして、平坦な扇部１１３及び扇部１１３と連なる平坦な長方形部１１１からなる板状部材１５０を得る。長方形部１１１は扇の中心部分に位置しており、ＬＥＤ電球用放熱部１ｂにおいて円筒部１０を構成する部分である。扇部１１３は、ＬＥＤ電球用放熱部１ｂにおいてテーパ部２５を構成する部分である。
　次に図１２（ａ）に示すように、（１）長方形部１１１を、根元（扇部１１３との境界部）から扇部１１３の外周面側（ＬＥＤ電球用放熱部１ｂ完成時にテーパ部２５の外周面となる側）に所定角度傾けるＶ曲げ加工を施し、（２）さらに、Ｖ曲げ加工を施した長方形部１１１が半円筒状となるようにＲ曲げ加工を施す。なお、Ｖ曲げ加工とＲ曲げ加工の順序は逆であっても良い。これらの曲げ加工によって、扇部１１３を含む板状部材１５０全体を半筒状の部品とする。半筒状とした板状部材１５０に対して前述したＮＭＴ用の表面処理を施した後、図１２（ｂ）に示すように、半筒状とした板状部材１５０を２つ使用し、各々の両端部を向かい合わせて密着させることにより筒状体を構成する。
　このようにして構成される筒状体の内周面の接合部分（板状部材１５０，１５０の境界線）を含む領域に射出成形用の熱可塑性樹脂を射出し、第１実施形態と同様、図１２（ｃ）に示すように樹脂成形品３０ｂ，３０ｂによって板状部材１５０，１５０を接合させて一体化する。さらに、第３実施形態においては射出接合の際に、グローブ固定部４０に加え、口金６０を固定するための口金固定部１８０を射出成形している。
　本実施形態における射出成形用金型５’は、図１３（ａ）に示すように第１下金型６ａ’及び第２下金型６ｂ’、並びに凸部７ａ’を有する上金型７’から構成される。第１実施形態と同様、射出接合を行うときには、第１下金型６ａ’と第２下金型６ｂ’とを組み合わせることで形成される凹部内に、前述したＮＭＴ用表面処理を施した２つの半筒状の板状部材１５０をインサートする。このとき、上記凹部内では、２つの半筒状の板状部材１５０が対となって筒状体を構成している。
　次に凸部７ａ’を上記凹部内に挿入し、上金型７’を第１下金型６ａ’と第２下金型６ｂ’の天面に載置する。これにより、図１３（ａ）に示すように、第１下金型６ａ’及び第２下金型６ｂ’と、上金型７’と、射出成形用金型５’内にインサートされた２つの板状部材１５０によってキャビティ６ｃ’が形成される。第１実施形態における射出成形用金型５と異なる点は、円筒部１０を構成する部分(図中の１１１，１１１)の内周面に沿ってリング形状のキャビティ（キャビティ６ｃ’の一部）が構成されていて、そのキャビティは円筒部１０を構成する部分の下方に延出しているという点である。このリング形状のキャビティに流入した樹脂によって口金固定部１８０が形成される。
　図１３（ａ）に示すように、第３実施形態において形成されるキャビティ６ｃ’は、筒状体の最大径となる部分（図中に示される板状部材１５０，１５０の上端）の外周面を囲むリング形状と、テーパ部２５を構成する部分（図中の１１３，１１３）の内周面の境界線に沿った細長い柱形状と、円筒部１０を構成する部分(図中の１１１，１１１)の内周面に沿っており、その下端よりも下方に演出したリング形状とが結合した形状を有している。
　この状態で、注入口から樹脂組成物（例えば前述したＰＰＳ樹脂「ＳＧＸ１２０」）を注入すると、図１３（ｂ）に示すように、樹脂組成物は上金型７’に設けられたスプール８ａを経由し、第１下金型６ａ’及び第２下金型６ｂ’の天面と、上金型７’によって形成されるランナ８ｂに流入して、ゲート８ｃに到達する。そのゲート８ｃから供給された樹脂組成物は、上記キャビティ内で成形される。これによって上記樹脂組成物からなる樹脂成形品３０ｂが得られると共に、第１実施形態と同様に同じ樹脂組成物からなるグローブ固定部４０が得られ、さらに本実施形態では同じ樹脂組成物からなる口金固定部１８０が得られる。グローブ固定部４０には、図１４に示すように、ねじ溝４０ａが形成されている。また、口金固定部１８０にも、図１４に示すように、ねじ溝１８０ａが形成されている。
　第１下金型６ａ’及び第２下金型６ｂ’と、上金型７’とを上下に分離し、第１下金型６ａ’と第２下金型６ｂ’とを左右に分離することで、図１２（ｃ）及び図１４に示すように両端が開口した筒状のＬＥＤ電球用放熱部１ｂが得られる。ＬＥＤ電球用放熱部１ｂは、半筒状にＲ曲げ加工が施された２つの板状部材１５０と、テーパ部２５の内周面側の接合線を覆い、テーパ部２５の内周面と接合している樹脂成形品３０ｂと、両板状部材１５０の外周面を囲み、両板状部材１５０の外周面と接合しているリング状のグローブ固定部４０と、円筒部１１０の内周面全体（接合線を含む）を覆い、円筒部１１０から外部（図１４では上方）に延出したリング状の口金固定部１８０からなる。口金固定部１８０の円筒部１１０から延出した部分の外周には、射出成形によって、ねじ溝１８０ａが形成されている。
　樹脂成形品３０ｂを構成する樹脂組成物は、テーパ部２５の内周面に形成されている直径２０ｎｍ～４０ｎｍの超微細凹部に侵入した状態で硬化することにより、両板状部材１５０を接合している。また、グローブ固定部４０を構成する樹脂組成物は、両板状部材１５０の外周面に形成されている直径２０ｎｍ～４０ｎｍの超微細凹部に侵入した状態で硬化することにより、両板状部材１５０を接合している。さらに、口金固定部１８０を構成する樹脂組成物は、円筒部１０の内周面に形成されている直径２０ｎｍ～４０ｎｍの超微細凹部に侵入した状態で硬化することにより、両板状部材１５０を接合している。本実施形態では、樹脂成形品３０ｂ、グローブ固定部４０、及び口金固定部１８０は一体に成形された射出成形物であり、１回の射出成形によって得られるものである。なお、樹脂成形品３０ｂ、グローブ固定部４０、及び口金固定部１８０は互いに分離した射出成形物であっても良い。
　このようにして得られた第３実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１ｂの構造は、扇部１１３に凹凸が形成されていない点と、口金固定部１８０を備える点以外は第１実施形態に係るＬＥＤ電球用放熱部１と同様である。本実施形態では、樹脂成形品３０ｂ、グローブ固定部４０、及び口金固定部１８０によって２つの板状部材１５０を接合させているが、これらのうちのいずれかによって２つの板状部材１５０を接合させるようにしても良い。
　このようにして作成されたＬＥＤ電球用放熱部１ｂの小開口を形成するリング状の口金固定部１８０には、図１４に示すように、口金６０が固定される。口金６０を小開口側に固定するときには、口金６０を円周方向に回転させ、口金６０の内周面に形成されたねじ山と、口金固定部１８０の外周面に形成されたねじ溝１８０ａとを螺合させる。
　このように、２つの板状部材１５０を射出接合によって一体化する際に、併せてグローブ固定部４０及び口金固定部１８０を射出成形しておくようにすることで、グローブ４０及び口金６０を固定するための機構や接着剤が不要となり、製造コストの低減を図ることができる。
　また、円筒部１０やテーパ部２５の外周面全体が樹脂組成物で覆われるように射出接合を行い、円筒部１０やテーパ部２５の外周面全体を覆う樹脂成形品を形成するようにしても良い。すなわち、射出接合用の樹脂組成物を円筒部１０やテーパ部２５の塗料として用いることも可能である。このような形態とすることで、円筒部１０やテーパ部２５の表面保護または着色と、２つの板状部材１５０の接合とを１回の射出接合により達成することが可能となる。なお、このような形態とする場合に、円筒部１０やテーパ部２５の外周面全体を覆う樹脂成形品と、グローブ固定部４０や口金固定部１８０が一体化されるようにしても良い。
　１…ＬＥＤ電球用放熱部
１０…円筒部
２０…テーパ部
３０…樹脂成形品
４０…グローブ固定部
５０…グローブ
１１０…板状部材
１１１…長方形部
１１２…扇部

Claims (7)

  1. 　筒状のＬＥＤ電球用放熱部であって、
    　複数のアルミニウム板材を組み合わせることにより構成され、
    　各アルミニウム板材が、樹脂成形品を介して他のアルミニウム板材と接合されていることを特徴とするＬＥＤ電球用放熱部。
  2. 　筒状のＬＥＤ電球用放熱部であって、
    　筒状に曲げ加工が施された１のアルミニウム板材により構成され、
    　当該アルミニウム板材の両端部が、樹脂成形品を介して相互に接合されていることを特徴とするＬＥＤ電球用放熱部。
  3. 　請求項１又は２に記載したＬＥＤ電球用放熱部であって、
    　前記樹脂成形品は、ＬＥＤを覆う透光性のグローブを固定するためのグローブ固定部であることを特徴とするＬＥＤ電球用放熱部。
  4. 　請求項１又は２に記載したＬＥＤ電球用放熱部であって、
    　前記樹脂成形品は、口金を固定するための口金固定部であることを特徴とするＬＥＤ電球用放熱部。
  5. 　請求項１又は２に記載したＬＥＤ電球用放熱部であって、
    　前記アルミニウム板材の表面は、２０～８０ｎｍ周期の超微細凹凸、又は直径２０～８０ｎｍの超微細凹部若しくは超微細凸部で覆われており、
    　前記樹脂成形品は、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びポリアミド樹脂から選択される１種以上を含む樹脂組成物により構成されていることを特徴とするＬＥＤ電球用放熱部。
  6. 　複数のアルミニウム板材を水溶性アミン系化合物水溶液に浸漬し、その表面を２０～８０ｎｍ周期の超微細凹凸、又は直径２０～８０ｎｍの超微細凹部若しくは超微細凸部で覆い、且つその表面に前記アミン系化合物を吸着させるエッチング工程と、
    　前記エッチング工程を経た複数のアルミニウム板材を組み合わせ、筒状として射出形成用金型にインサートし、これら複数のアルミニウム板材の表面にポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びポリアミド樹脂から選択される１種以上を含む樹脂組成物を射出して、射出成形を行うと共に、当該樹脂組成物を介して前記複数のアルミニウム板材を接合させる射出接合工程と、
    　を含むことを特徴とするＬＥＤ電球用放熱部の製造方法。
  7. 　筒状に曲げ加工が施された１のアルミニウム板材を水溶性アミン系化合物水溶液に浸漬し、その表面を２０～８０ｎｍ周期の超微細凹凸、又は直径２０～８０ｎｍの超微細凹部若しくは超微細凸部で覆い、且つその表面に前記アミン系化合物を吸着させるエッチング工程と、
    　前記エッチング工程を経たアルミニウム板材を射出形成用金型にインサートし、そのアルミニウム板材の表面にポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びポリアミド樹脂から選択される１種以上を含む樹脂組成物を射出して、射出成形を行うと共に、当該樹脂組成物を介して前記アルミニウム板材の両端部を相互に接合させる射出接合工程と、
    　を含むことを特徴とするＬＥＤ電球用放熱部の製造方法。
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