(57)【要約】【課題】効率的な放熱効果を得ると共に重量を軽量化すること。【解決手段】  ヒートシンク１０は、四角形の金属鋼板１１の表面にポリエステル樹脂または水酸化アルミニウムAl（OH）3またはブラックカーボンまたはグラファイト粉末の少なくとも1つが添加されて混合された放熱コーティング剤１２が0.009mm〜0.025mm厚の薄膜コーティングされて、金属鋼板１１の両側には、点灯ユニット１から発散される熱の放熱面積を広げ、空気の対流の流れを誘導するトンネル型の第1空気流路部１３と溝形の第2空気流路部１４が凹凸形状になるように板金曲げ加工されて、第1空気流路部１３の上部には、空気の流れのための通気口１３ａが多数個穴開けされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点灯ユニットの上部に貼付されて点灯ユニットから発散される熱を伝導させ放熱させるＬＥＤ照明用ヒートシンクにおいて、
上記ヒートシンクは、四角形の金属鋼板の表面にポリエステル樹脂または水酸化アルミニウムAl（OH）3またはブラックカーボン（Black Carbon）またはグラファイト粉末の少なくとも1つが添加されて混合された放熱コーティング剤が0.009mm〜0.025mmの厚さの薄膜コーティングされて、
上記金属鋼板の両側には、点灯ユニットから発散される熱の放熱面積を広げ、空気の対流の流れを誘導するトンネル型の第1空気流路部と溝形の第2空気流路部が凹凸形状になるように板金曲げ加工され、
上記第1空気流路部の上部には、空気の流れのための通気口が多数個の穴開けされた事を特徴とする対流の流れを誘導するヒートシンク。
【請求項２】
第1項において、上記第1空気流路部は、その断面が空気の対流が容易な形状である台形の形で板金曲げ加工されたことを特徴とする対流の流れを誘導するヒートシンク。
【請求項３】
第1項において、上記金属鋼板は、0.5mm〜3mmの厚さを有することを特徴とする対流の流れを誘導するヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンクに関するもので、より具体的には、ヒートシンクとこれに適用される放熱コーティング剤を改善し、効率的な放熱効果とともにヒートシンクの重量の軽量化と曲げ加工時の外部コーティング剤の毀損を防止して、効率的な放熱効果となるヒートシンクと関連する電気製品の寿命を大幅に向上させることができる対流の流れを誘導するヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に放熱方式は、熱源（発熱素子）とヒートシンクなどの放熱体の間の熱界面材料（Thermal Interface Material）である熱伝導性グリース、熱伝導性アクリルフォ−ムテープ、シリコンパッド、グラファイト、PCM、ヒートパイプ（Heat pipe）などの内在されている方法がある。
上記したような熱界面材料は、熱源とヒートシンクの間の熱伝達の役割をするだけで、放熱、熱放出は実質的にヒートシンクが行うため、優れた放熱システムの構築のためにはヒートシンクの体積を増やす形であるピン型が主流を成している。
【０００３】
上記ヒートシンクと関連した製品である例として、最近ではエルイーディー照明に関連した電気製品が多様に発売されて使用されている。
ちなみに放熱技術と関連しているエルイーディ（LED）は、半導体のp-n接合構造を利用して、注入された少数キャリア（電子またはホール）を作成して、これらの再結合によって発光させることで、様々な産業分野でＬＥＤを応用した様々な製品が開発され、適用されているが、特に高輝度のＬＥＤランプは寿命が半永久的でありながら、消費電力が非常に低いという利点があり、従来の蛍光灯や白熱灯、ナトリウム灯、水銀灯などの様々な照明を代替しているのが実情である。
ＬＥＤランプを使用して、様々な有害物質が含まれ寿命が短い既存の電灯を交換することにより、環境汚染を減らすことができる効果があり、ＬＥＤランプの低消費電力で省エネ効果も得ることができる。
【０００４】
しかし、上記の照明用に使用される高輝度のＬＥＤはＬＥＤの駆動時に発生する高温の熱が適切に放熱されない場合は、光量の低下やランプの寿命が短縮される致命的な問題を持つようになる。
これには、上記高輝度のＬＥＤランプには様々な形態の放熱板（ヒートシンクなど）が適用されているが、上記ＬＥＤランプは、その使用時の設置環境に応じて多様に設置されることがあるので、上記のＬＥＤランプの放熱構造は垂直または水平状態に関係なく、一定の放熱性能が保証されるべきである。
従来用いられていたヒートシンクの一例としては、特許文献１に示されるようなヒートシンクが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７５４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４に特許文献１と同様のヒートシンクを示す。添付された図４に示したように、従来のヒートシンク１００は、アルミ素材押出成形した製品で板１０１上に多数のフィン１０２が多数個設けられた形態を有しており、点灯ユニット（図示せず）に付着して放射される熱を伝導して外部に放熱させるようにした構造である。
上記のようなヒートシンクは、別の後加工なしのアルミ素材で押出成形された製品で、横73mm、縦73mm、高さ12mmで製作されたヒートシンクにおいて、発熱される点灯ユニットのサイズが横30mm、縦30mmの面積で発熱が行われた時、入力電圧は5Wを与えて基準温度25℃（常温）でチェックした結果、最高温度が63.16℃でのテストは実際の温度は62.94℃で0.5℃の誤差範囲で温度が低下することが分かった。
【０００７】
一方、添付された図５は、従来のもう一つの例ではヒートシンク１００’を図示したもので、抜粋して拡大した図で示す様に、0.5〜5mmの厚さを持つ金属鋼板１０３の表面に放熱効果を高めるために、鉱物セラミックコーティング剤１０４を0.03mm〜0.06mmの厚さでコーティングし、放熱面積に高めるために両側を曲げて使用している。しし、セラミックコーティング剤の特性上、塗布されたコーティングの厚さが比較的厚いため、金属鋼板を曲げている過程で、曲げ部位からセラミックコーティング剤１０４が毀損される不良が発生するため、ヒートシンクの効果が低下する問題点があった。
【０００８】
これもまた実験結果によって分かったところ、ヒートシンクは金属鋼板の両側にコーティング剤のコーティング後に板金曲げ加工した製品で横73mm、縦73mm、高さ12mm、厚さ0.6mmで製作されたヒートシンクにおいて、発熱される点灯ユニットのサイズが横30mm、縦30mmの面積で発熱が行われたとき、入力電圧は5Wを与えて基準温度25℃（常温）でチェックした結果、最高温度が64.99℃でのテスト条件での実際の温度は64.8℃で0.5℃以内の減少となり、むしろ図４のヒートシンクに比べて1.83℃も放熱性能が落ちることが分かった。
これは、放熱コーティング剤が実施された金属鋼板の両側を曲げ加工する中で、上述したように、コーティング剤の破壊（クラックや剥離）が発生して、その分、放熱効果が落ちたためと思われる。
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、ヒートシンク及びこれに適用される放熱コーティング剤を改善して効率的な放熱効果を得ると共に、ヒートシンクの重量を軽量化し、曲げ加工時の外部コーティング剤の毀損を防止することにある。また、ヒートシンクと関連する電気製品の寿命を大幅に向上させることができる、対流の流れを誘導するヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するために本発明が採用する手段を以下に説明する。なお、本発明の理解を容易にするために以下では図面の参照符号を便宜的に括弧書で付記するが、本発明を図示の形態に限定する趣旨ではない。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明によれば、点灯ユニット（１）の上部に貼付されて点灯ユニットから放射される熱を伝導させて放熱させるヒートシンク（１０）において、上記ヒートシンク（１０）は、四角形の金属鋼板（１１）の表面にポリエステル樹脂または水酸化アルミニウムAl（OH）3またはブラックカーボン（Black Carbon）またはグラファイト粉末の少なくとも1つが添加されて混合された放熱コーティング剤（１２）が0.009mm〜0.025mmの厚さの薄膜コーティングされて、上記金属鋼板（１０）の両側には、点灯ユニットから発散される熱の放熱面積を広げ、空気の対流の流れを誘導するトンネル型の第1空気流路部（１３）および第2空気流路部（１４）が凹凸形状になるように板金曲げ加工され、上記第1空気流路部（１３）の上部には、空気流動のための多数の穴（１３ａ）が開けられたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る上記第1空気流路部（１３）は、その断面が空気の対流が容易な形状である台形の形で板金曲げ加工されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る上記金属鋼板（１１）は0.05mm〜3mmの厚さを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るヒートシンクは、既存のセラミック素材である放熱コーティング剤に比べてポリエステル樹脂または水酸化アルミニウムAl（OH）3またはブラックカーボン（Black Carbon）またはグラファイト粉末の少なくとも1つが添加されて混合された放熱コーティング剤を金属鋼板の表面に超薄膜にコーティング実施することにより、第1空気流路部と第2空気流路の曲げ加工時にも、板金曲げ部分からコーティング剤が剥離されて放熱効果が落ちることを防ぐことができるのはもちろん、全体的なヒートシンクの重量と体積とコストを削減することができる利点があり、円滑な放熱効果としてヒートシンクと関連する電子製品の使用寿命を大幅に延長することができる効果を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のヒートシンクを図示した斜視図である。
【図２】本発明に係るヒートシンクを図示した断面図である。
【図３】本発明に係るヒートシンクが点灯ユニットに適用されて放熱される状態を示す断面図である。
【図４】従来のヒートシンクを図示した斜視図である。
【図５】従来例のヒートシンクが点灯ユニットに適用された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付した図１〜図３を参照して、より詳細に説明すると、次のとおりである。
本実施形態におけるヒートシンク１０は、図３に示すように、点灯ユニット１の上部に貼付されて点灯ユニットから放射される熱を伝導させ放熱させる。
上記ヒートシンク１０は、図２に示すように、四角形の金属鋼板１１の表面にポリエステル樹脂または水酸化アルミニウムAl（OH）3またはブラックカーボン（Black Carbon）またはグラファイト粉末の少なくとも1つが添加されて混合された放熱コーティング剤１２が0.009mm〜0.025mmの厚さの薄膜コーティングされている。
上記金属鋼板１１の両側には、図１に示すように、点灯ユニット１から放射される熱の放熱面積を広げ、空気の対流の流れを誘導するトンネル型の第１空気流路部１３と溝形の第２空気流路部１４が凹凸形状になるように板金が曲げられ、上記第１空気流路部１３の上部には、空気の流れのための多数個の穴が開けられており、通気口１３ａを形成している。
【００１６】
上記通気口１３ａの穴としては、様々な形状の穴をを採用することができる。上記の通気口１３ａが形成される第１空気流路部１３は、その断面が台形形状で曲げられ、第２空気流路１４は、第１空気流路部１３に相次いで上部が開放される形で板金曲げ加工が行われている。
上記の金属鋼板１１は、0.5mm〜3mmの厚さを有している。
【００１７】
このように構成された本発明のヒートシンク１０を点灯ユニット１の後方に取り付けて使用することで、次のような放熱作用を得ることが可能となる。
本発明に係るヒートシンク１０を用いた金属鋼板１１の表面にコーティング処理された放熱コーティング剤１２は点灯ユニット１のプリント回路基板（PCB）の温度を落とす効果を得ることができ、ヒートシンク１０の構造上で薄膜で放熱コーティング剤１２が金属鋼板１１の表面にコーティングされることで、ヒートシンク１０の重量を減らすことができる利点がある。
【００１８】
その結果、ヒートシンク１０と関連する電子製品の全体的な大きさと重さを減らすことができ、特に放熱コーティング剤１２は、超薄膜の0.009mm〜0.025mmでコーティング処理されるため、金属鋼板１１を曲げている過程でも放熱コーティング剤が板金曲げ部位から既存のヒートシンクのようにセラックミックコーティング剤で亀裂が発生して剥離されることを防止することができる利点がある。
【００１９】
また、上記放熱コーティング剤１２による輻射により表面からの熱が更に良く放出されるが、これはヒートシンク１０の形状的な面からの放熱効果でヒートシンク自体が全般的にも熱放出が行われ、また、図３に示すように、凹凸形状に曲げた第１空気流路部１３と第２空気流路部１４の表面に沿って、矢印で示すような対流を自然に誘導し、空気との接触面積が広がることになる。その結果、本発明のヒートシンク１０によれば、対流の流れを自然に誘導することにより、放熱面積がさらに広がった形と対流の流れで円滑な放熱効果を得ることができる。
【００２０】
本実施形態によるヒートシンク１０によれば、図４に示す従来のフィンタイプのヒートシンクが占める面積を10〜20％程度減らすことができる状態で、以下のような放熱効果を得ることが実験を通じて確認することができた
【００２１】
＜実施例１＞
横73mm、縦73mm、高さ12mm、厚さ0.6mmで製作されたヒートシンクおいて、発熱される点灯ユニットのサイズが横30mm、縦30mmの面積で発熱が行われたとき、入力電圧は5Wを与えて基準温度25℃（常温）でチェックした結果、最高温度が58.42℃で、既存のフィンタイプで得られる放熱温度（63℃）に比べて5℃の温度が低下することがわかった。
【００２２】
上記のような放熱効果は特にヒートシンク１０の形状的な面において、上記第１空気流路部１３が、その断面が金属鋼板１１から板金曲げ加工されて台形の形になっており、空気の対流がスムーズに行われることによって得られる。
【００２３】
また、本発明のヒートシンク１０によれば、常温の空気中でトンネルを形成して放熱面積を高めた第１空気流路部１３と第２空気流路１４からの空気の対流による放熱作用が効率的に成り立っていて、ＬＥＤ点灯ユニット１の主要部分の高熱を下げることでヒートシンクに関連する電子製品の寿命を向上させることができる。
【００２４】
一方、上記のような放熱作用は、第1空気流路部１３の上部に穴開けされた多数の通気口１３ａを介して常温の空気の対流現象を助けて、図３で図示した矢印の方向のようにヒートシンクに伝導された熱がより効率的に放出される効果を有する。
【００２５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内での変更は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２６】
１……ＬＥＤ点灯ユニット、１０……ヒートシンク、１１……金属鋼板、１２……放射コーティング剤、１３……第１空気流路部、１３ａ……通気口、１４……第２空気流路部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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