(57)【要約】【課題】本発明は、放射による効率的な放熱が可能な車載ＬＥＤランプ用ヒートシンクを提供することを目的とする。【解決手段】基板にＬＥＤ素子を取付け、このＬＥＤ素子の周囲に板状放熱面を一体かつ連続して形成してなり、特定の熱伝導率λであるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、特定の表面放射率εであり、板厚を０．８〜６ｍｍの範囲とした上で、このヒートシンクの各放熱面の合計投影面積を１９０００〜６００００ｍｍ２の範囲とすることで，熱抵抗値Ｒを４．０（Ｋ／Ｗ）の小さい値とする。【選択図】図１
2014096254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表裏いずれかの面にＬＥＤ素子を取付け、このＬＥＤ素子の周囲に板状放熱面を前記ＬＥＤ素子取付面と一体かつ連続して形成してなり、これら基板と板状放熱面とが熱伝導率λが１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるとともに、前記基板と板状放熱面との表面放射率εが０．８０以上であるヒートシンクであって、前記基板と板状放熱面の板厚を０．８〜６ｍｍの範囲とした上で、前記基板と板状放熱面の各放熱面の三次元空間の互いに直交する３平面に対する各投影面積の合計を１９０００〜６００００ｍｍ２の範囲としたことを特徴とするＬＥＤ照明用ヒートシンク。
【請求項２】
前記アルミニウムまたはアルミニウム合金の熱伝導率λが１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、前記基板と板状放熱面との表面放射率εが０．８３以上であり、前記基板と板状放熱面との板厚を０．８〜４.０ｍｍの範囲とした上で、このヒートシンクの前記合計投影面積を１９０００〜５００００ｍｍ２とした請求項１に記載のＬＥＤ照明用ヒートシンク。
【請求項３】
消費電力１３Ｗ以下のＬＥＤ素子ないしＬＥＤ基板をヒートシンクに取り付け、発光させたときの定常時の温度Ｔと、前記ヒートシンク周囲の雰囲気温度Ｔ０との差ΔＴを、前記ＬＥＤ素子の消費電力Ｗで割った（Ｔ−ΔＴ）／Ｗの値として定義される熱抵抗値が、４．０Ｋ／Ｗ以下である請求項１または２に記載のＬＥＤランプ照明用ヒートシンク。
【請求項４】
前記板状放熱面が前記ＬＥＤ素子取付面の面方向とは異なる面方向の平板状放熱フィンからなり、これら放熱フィンの、互いに同じ方向に向いて延在する放熱フィンの枚数が、前記基板の表裏いずれかの面に直交する任意の断面において２枚以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明用ヒートシンク。
【請求項５】
前記ヒートシンクが車載ＬＥＤランプ用ヒートシンクである請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明用ヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を発光源とするＬＥＤランプが発光時に発生する熱を、閉空間からなる周囲の空間に放射により放熱するための、車載ＬＥＤランプ用ヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、自動車のヘッドライトなどの車載ＬＥＤランプ（車両用灯具、車両用前照灯）であり、ＬＥＤ素子への置き換えが始まっている。また、この車載ＬＥＤランプ(ＬＥＤ照明)を応用して、建物等その他の分野の埋め込み照明でも、ＬＥＤランプへの置き換えが始まっている。
【０００３】
しかしながら、このＬＥＤランプの発光源であるＬＥＤ素子は熱に非常に弱く、例えば１００℃などの許容温度を超えると発光効率が低下し、更には、その寿命にも影響を及ぼしてしまうという問題がある。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の空間に放熱する必要があるため、ＬＥＤランプには大型のヒートシンクが備えられている。
【０００４】
このＬＥＤランプ（ＬＥＤ照明）用ヒートシンクには、従来から、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）を材料とした、アルミダイキャストや押出形材によるものが多く採用されている。（特許文献１〜４参照）。これら従来のヒートシンクは、図１１に斜視図で例示するように、共通して、ＬＥＤ素子（光源）Ｌが正面側に配置固定された基板部３０と、その基板部３０の背面側に間隔を置いて突出する複数枚の平行に配置されたフィン部４０を有してなる。
【０００５】
これらＬＥＤランプ用ヒートシンクを車載ＬＥＤランプ（車両用灯具）に組み込む場合の、灯具ユニット（ＬＥＤランプユニット）の構造は、一般的に前面レンズとハウジングとによって灯室が形成され、その灯室内に光源となるＬＥＤが支持される（例えば特許文献５、６参照）。これらの灯具ユニットは、具体的には、図１２に例示するように、車両用ＬＥＤ灯具５１は前面レンズ５２とハウジング５３によって灯室５４が形成され、灯室５４内に灯具ユニット５５が支持されている。
【０００６】
灯具ユニット５５は光学系と放熱系を備えており、光学系はＬＥＤ素子（光源）５６、ＬＥＤ素子５６の実装基板が載置されたマウントプレート５７、この基板７に連接されたリフレクタ（反射板）５８、このリフレクタ５８に連接されたレンズホルダ５９、レンズホルダ５９内底面から上方に延びる遮蔽体６０およびレンズホルダ５９に支持された投影レンズ６１で構成され、プロジェクタランプを形成している。
【０００７】
一方、放熱系はＬＥＤ素子５６の実装基板が載置されたマウントプレート５７、このマウントプレート（基板５７）に固定されたヒートシンク６２、およびマウントプレート５７とヒートシンク６２とが一体化された放熱部材６３に接続されたリフレクタ５８で構成されている。これら、基板５７、ヒートシンク６２およびリフレクタ５８はいずれもＡｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、およびＣｕ合金のうちいずれかの金属からなっている。
【０００８】
次に、光学系は、ＬＥＤ素子（光源）５６が点灯して光を発すると、ＬＥＤ素子５６からリフレクタ５８の光反射面６４に向かう光は、この光反射面６４で反射されて前方の投影レンズ６１方向に向かい、その一部は遮蔽体６０によって光路が遮られる。一方、リフレクタ５８の光反射面６４で反射された光のうち遮蔽体６０に遮られることのない光は、レンズホルダ５９内を導光されて投影レンズ６１に至り、投影レンズ６１で所望の配光に制御されて、車両の前面レンズ５２を介して車両用ＬＥＤ灯具５１の前方に照射される。
【０００９】
また、放熱系における熱については、ＬＥＤ素子５６が点灯すると、光を発すると共に熱も発生する。そこで、ＬＥＤ素子５６で発生した熱（自己発熱）はＬＥＤ素子５６が実装された基板（図示せず）に移動し、この基板を伝導されて、この基板が載置されたマウントプレート５７に移動する。そして、マウントプレート５７を伝導された熱は、マウントプレート５７に固定されたヒートシンク６２に移動する。そして、ヒートシンク６２に移り、ヒートシンク６２内を伝導されて、ヒートシンク６２の表面に達した熱は、表面近傍の空気に熱伝達されて移動し、空気を媒体としてヒートシンク６２外に放散される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１９３９６０号公報
【特許文献２】特開２００８−７５５８号公報
【特許文献３】特開２００９−２７７５３５号公報
【特許文献４】特開２０１０−２７８３５０号公報
【特許文献５】特開２００８−１３０２３２号公報
【特許文献６】特開２００９−７６３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ただ、このようなヒートシンクを自動車のヘッドライトやテールランプなどの車載照明としてハウジングに組み込んで適用する場合には、前記図１２のように、必然的に、限られた狭い空間乃至閉鎖空間のなかに設置され、使用されることになる。このような車載照明用のハウジングの狭い空間内乃至閉鎖空間内では、放熱空間も小さく限定され、図１１で前記した従来のヒートシンクの基板部３０やフィン部４０が位置する周囲の放熱空間（容積）も小さくなり、空気の対流がほとんどない。このような使用環境下では、空気の対流による放熱効果がほとんど期待できず、放射による放熱が必要とされる。
【００１２】
しかし、従来のヒートシンクは、記載した通り、前記図１１のフィン部４０や前記図１２のヒートシンク６２などの放熱面の面積を増加させた、この放熱面からの空気の対流による放熱効果を主体としており、前記放射による放熱が考慮されていない。このため、従来のヒートシンクは、必然的に、前記放射による放熱が不十分となり、車載照明用のハウジングの狭い空間内乃至閉鎖空間内では、効率的な放熱が達成できない問題を抱えていた。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、放射による効率的な放熱が可能なＬＥＤ照明用ヒートシンクを提供することにある。言い換えると、空気による対流がないか少ない閉鎖された空間内に設置される場合であっても、ＬＥＤ発光源からの熱を放射主体で効率的に放熱できる、ＬＥＤ照明用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】
【００１４】
上記目的達成のために、本発明ＬＥＤ照明用ヒートシンクは、基板の表裏いずれかの面にＬＥＤ素子を取付け、このＬＥＤ素子の周囲に板状放熱面を前記ＬＥＤ素子取付面と一体かつ連続して形成してなり、これら基板と板状放熱面とが熱伝導率λが１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるとともに、前記基板と板状放熱面との表面放射率εが０．８０以上であるヒートシンクであって、前記基板と板状放熱面の板厚を０．８〜６ｍｍの範囲とした上で、前記基板と板状放熱面の各放熱面の三次元空間の互いに直交する３平面に対する各投影面積の合計を１９０００〜６００００ｍｍ２の範囲としたことである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、上記のようにアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるＬＥＤ照明用ヒートシンクの熱伝導率λや各放熱面の表面放射率εを規定した上で、このヒートシンクの各放熱面の板厚および三次元空間における各投影面積の合計値を規定している。これは、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるヒートシンクでは、その板厚と各放熱面の三次元空間における投影面積の合計（合計投影面積）とが、放射による放熱に大きく影響するためである。本発明では、この放射による放熱性の評価の指標（目安）として、ヒートシンクの熱抵抗を選択した。このヒートシンクの熱抵抗は、ヒートシンクの放射を主体とする放熱性能を表わし、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒの値が小さいほど、放射を主体とする放熱効率が高くなる。
【００１６】
本発明によれば、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるヒートシンクの板厚範囲と、放熱面の前記合計投影面積とを規定して、放射を主体とする放熱効率を格段に向上させ、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒを小さくすることができる。このため、素材アルミニウムまたはアルミニウム合金のムダをなくして、素材使用量を最小限にし、ヒートシンクの小型化及び薄型化が可能で、デザインの自由度が高く、製造コストが廉価なＬＥＤ照明用ヒートシンク、特に車両用ＬＥＤ灯具を提供できる。
【００１７】
また、このヒートシンクの熱抵抗値Ｒを用いれば、ヒートシンクの仕様として熱抵抗値Ｒが規定されれば、これに対して、前記基板および板状放熱面の必要な板厚と放熱面の合計投影面積、ひいては放熱面の表面積とを求めることができる。このためヒートシンクの設計も容易となる。また、放射を主体とする放熱効率を格段に向上させる、ヒートシンクのサイズや形状、放熱面の枚数や配置などの設計も容易となる。言い換えると、放射を主体とする放熱効率を格段に向上させたヒートシンクの設計方法も提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】放熱面の放射率０．８の場合の、熱抵抗値Ｒとヒートシンクの板厚と各放熱面の合計投影面積との関係を示す説明図である。
【図２】本発明ヒートシンクの一態様を示す斜視図である。
【図３】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図４】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図５】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図６】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図７】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図８】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図９】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図１０】本発明ヒートシンクの他の態様を示す斜視図である。
【図１１】従来のヒートシンクの一態様を示す斜視図である。
【図１２】従来のヒートシンクを組み込んだ車載ＬＥＤランプの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
ヒートシンクの基本構造：
図２〜１０を用いて、ＬＥＤ素子発光源からの熱を放射主体で効率的に放熱するための、本発明ヒートシンク１の好ましい基本構造の態様を、先ず以下に説明する。
【００２１】
図２〜１０において、本発明ヒートシンク１は、基板２の表裏いずれかの面３、４にＬＥＤ素子９を取付け（実装し）、このＬＥＤ素子９の周囲に、基板２自身の表裏いずれかの面３、４も含めて、平板状の放熱フィン１０〜１７などの板状の放熱面を前記ＬＥＤ素子取付面と一体かつ連続して形成してなる。ここで、基板２や放熱フィン１０〜１７における放熱面あるいは板状の放熱面（放熱面積）とは、基板２の表裏面３、４や、その板状放熱面１０〜１７の表裏面（表裏面積）だけでなく、これらの各四周囲の板厚方向の各側面などの表面（表面積）も含まれる。
【００２２】
なお、以下の記載では、平板状の放熱フィンと、この放熱フィンが有する平板状の放熱面とを、便宜上、同じ符号で表現する場合がある。
【００２３】
これら図２〜１０では、共通して、ＬＥＤ素子を取りつける平面視が四角形（矩形）である平板状の基板２を有している。この基板２は、各図のＹ方向（上下方向）側に表裏２つの面を各々有し、これらの面は各図のＸ、Ｚ方向に延在している。この平板状の基板２は、これら表裏２つの面のいずれか一方の面にＬＥＤ素子を取り付けて支持しており、図１〜７では、便宜的に各図の上側の面をＬＥＤ素子９の取付面３とし、その平面の中央部に取り付けている。そして、各図の下側の他方の面を、これも便宜的に裏面４としている。
【００２４】
更に、基板２の表裏面３、４は、いずれかあるいは両方の面に直交して（面の延在方向＝各図のＸ、Ｚ方向に直交して）、各図のＹ方向（上下方向）に張り出して延在する、平板状の放熱フィン１０〜１７を有する。これら平板状の放熱フィン１０〜１７は、基板２の表裏面３、４に外方に向かう形で立設されているが、必ずしも図１〜７のように基板２の表裏面３、４に９０度の角度で平板状の放熱フィンが直交する必要は無い。例えば、放熱フィンが９０度未満や９０度を超える角度で、基板２の表裏面３、４に対して傾斜して外方に向かって立設しても良い。
【００２５】
ただ、いずれの場合でも、これら平板状の放熱フィン１０〜１７は、基板２と、材料的に一体かつ連続して形成されてなる。すなわち、これら平板状の放熱フィン１０〜１７の少なくとも平板状の各表裏面は、これらの各四周囲の板厚方向の各側面の表面とともに、基板２の面３、４や四周囲の板厚方向の各側面５、６、７、８の表面と、途切れることなく連続して形成されている。すなわち、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元のいずれの方向へも向いた放熱面を有する。
【００２６】
このため、ＬＥＤ素子９からの熱が、基板２のＬＥＤ素子取付側の面（表面）３を介して、裏面４や、各放熱フィンの周囲の側面や板厚方向の面へ連続して伝熱される連続伝熱面を形成している。また、これら連続伝熱面から連続して熱を放射する連続放熱面も形成されている。
【００２７】
なお、基板２の形状につき、図２〜１０では、平面視で矩形（四角形）の平板状乃至平面形状を例示している。ただ、この基板２の形状は、ＬＥＤ照明用ヒートシンクの用途に応じて、平面視で円形、三角形、多角形、不定形などの平面形状、あるいは全体が，Ｓ字状やＶ字状、Ｕ字状に湾曲した形状や、円筒形、角筒形や段差、凹凸、切り欠き、スリット等を有するなどの３次元形状などが適宜選択できる。
【００２８】
また、図２〜１０では、共通して、基板２の表面３の中央部にＬＥＤ素子９を取付け（実装し）ているが、その取り付け位置は、設計に応じて自由に選択できる。
【００２９】
図２〜１０において、平板状の放熱フィン１０〜１７は、水平方向に延在する基板２の平坦面（平面）３、４に対して、全て９０度の角度で直交している。ただ、平板状の放熱フィン１０〜１７は、水平方向に延在するとは限らない基板２の平坦面（平面）３、４に対して、必ずしも９０度の角度で直交したり、全て同じ立設角度とする必要はない。すなわち、ヒートシンク１の用途や設計に応じて、９０度よりも大きく立設しても、９０度よりも小さく立設しても良い。
【００３０】
アルミニウムの熱伝導率λ：
以上の基本構造を前提に、本発明では、ヒートシンク１の前記した放射主体の放熱効率を高めるために、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるヒートシンク１の熱伝導率λや各放熱面の表面放射率εを規定する。すなわち、ヒートシンク１を構成する基板２および板状放熱面１０〜１７の熱伝導率λや各放熱面の表面放射率εを規定する。
【００３１】
ヒートシンク１を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金の熱伝導率λは１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とする。この熱伝導率λが低いと、前記した通り、ヒートシンク１の構造として、ＬＥＤ素子９からの熱が基板２のＬＥＤ素子取付側の面（表面）３を介して、裏面４や各放熱フィンの周囲の側面や板厚方向の面へ連続して伝熱される連続伝熱面を形成したとしても、高い放熱性能が達成できない。
【００３２】
熱伝導率λのＷ／（ｍ・Ｋ）の単位の意味は、1メートルにつき1度の温度勾配があるとき、1平方メートルの断面を通って1秒間に1ジュールの熱が移動することである。代表的な金属の２７℃の熱伝導率は、化学便覧改訂４版によれば、銅：４０２、アルミニウム：２３７、ステンレス(Cr 18%, Ni 9%, C 0.05% 残りFe)：１５、真鍮(Cu 70%, Zn 30%)：１１９となっている。
【００３３】
ヒートシンク１を、鋳造材（鋳物）、冷延板材（圧延板材）、押出形材などのアルミニウムまたはアルミニウム合金展伸材から構成すれば、前記熱伝導率λを１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができる。この点、アルミダイキャストは鋳造性の関係から、熱伝導率λが８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、前記熱伝導率を達成できないため、不適である。また、使用するアルミニウムの合金種は、高熱伝導率化の点では、ＪＩＳ規格内の組成や、この規格に相当する組成である純アルミニウムが好ましい。ただ、熱伝導率は低くなるものの、ヒートシンクへの成形性や加工性の向上、あるいは強度、剛性の向上の点から、ＪＩＳ規格内の組成や、この規格に相当する組成である、種々のアルミニウム合金も、薄板でも高強度である特性を活かして利用可能である。
【００３４】
各放熱面の表面放射率ε：
以上の基本構造や熱伝導率λを前提にした、ヒートシンク１の前記した放射主体の放熱効率を高めるためには（ヒートシンク１の高い放熱性を得るためには）、ヒートシンク１、すなわち、ヒートシンク１を構成する基板２および板状放熱面１０〜１７の各放熱面の表面放射率εは高い方が好ましい。この表面放射率εが高いほど、ヒートシンクとしての放射による伝達熱量を増大することができる。この点で、前記表面放射率εは０．８０以上とする。
【００３５】
この放射率εとは、実際の物体の熱放射の理論値（理想的な熱放射体である黒体の熱放射）に対する割合であって、実際の測定は、特開２００２−２３４４６０号公報に記載された方法でもよく、市販のポータブル放射率測定装置によって測定してもよい。
【００３６】
本発明のヒートシンク１をアルミニウム（純アルミニウム）またはアルミニウム合金から構成すれば、表面放射率εは比較的低い値にとどまる。ただ、この表面放射率εを０．８０以上の高い値とするために、基板および板状放熱面の各放熱面の表面に、放熱率が高い、黒色、グレー、白色などの塗料のプレコート処理（塗装皮膜）を施しても良い。このプレコート処理は、絞り加工前に予め素材金属薄板に施せば、絞り加工における潤滑剤の役割も果たす。また所定の形状の成形した後、電着塗装やスプレー塗装などのアフターコートや、アルマイト処理などを施しても良い。
【００３７】
投影面積：
以下に、本発明が規定するヒートシンクの投影面積の意義を熱抵抗値Ｒとの関係で説明する。
【００３８】
図１は、ヒートシンクの板厚と、各放熱面の合計投影面積と、熱抵抗値Ｒとの関係を示している。この図１では、ヒートシンクの放熱面の表面放射率が０．８０の場合の熱抵抗値Ｒ（実験で実測）を、ヒートシンクの板厚（横軸：但し単位をｍで表示）と、各放熱面の合計投影面積（縦軸：但し単位をｍ２で表示）との関係で、等高線図にして示している。
【００３９】
図１は、後述する図８のヒートシンク１の例であって、図８のヒートシンク１における板厚と各放熱面の合計投影面積を種々変えた上で、図８のようにＬＥＤ素子９を共通の条件で実装して製作したものである。そして、定常発光させた時のＬＥＤ素子９の各温度Ｔと、各雰囲気温度Ｔ０の差を実測し、ＬＥＤの消費電力Ｗで割り算して（前記式にて）、前記各ヒートシンク１における熱抵抗値Ｒを各々求めて、これらを等高線に各々表わしたものである。
【００４０】
図１では、図８のヒートシンク１の板厚を０．３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で変化させている。また、基板２の表裏面３、４および板状放熱面１０、１１の放熱面の合計のサイズ（合計の面積）を、ヒートシンクの合計投影面積が５０００〜３０００００ｍｍ２の範囲になるように変化させている。
【００４１】
そして、図１の測温試験の前提条件として、ヒートシンク１を構成するアルミニウムをＪＩＳ１０５０とした。このとき熱伝導率λは２３１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。また、ヒートシンク１（基板２および板状放熱面１０、１１）の表面放射率εを、市販の黒色のカチオン系樹脂皮膜を電着塗装した上で、宇宙航空研究開発機構が開発した市販のポータブル放射率測定装置で測定した結果、どの部位も同じ０．８３であった。実装ＬＥＤ素子９は、消費電力が１３Ｗのものを用いた。そして、前記車載ＬＥＤランプの閉鎖空間を模擬した３００×３００×３００ｍｍの木製の箱の中に、ＬＥＤとヒートシンクからなる前記試験体を収容し、前記放熱試験を実施した。
【００４２】
ここで、図１の横軸の板厚とは、板厚を同じとした基板２と放熱フィンの板状放熱面１０、１１の板厚である。また、図1の縦軸の放熱面の合計投影面積とは、基板２の表裏面３、４と、４枚の板状放熱面１１、１２とからなる、図８のＸ、Ｙ、Ｚ軸に垂直な各平面に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸にそれぞれ平行な平行光線で各々投影した時の、各投影面積の合計である。すなわち、互いに異なるＸ、Ｙ、Ｚ方向に各々向く、３つの方向の各投影面積の合計となる。
【００４３】
そして、これは、各放熱フィン１０、１１が有する板厚方向の各面（上面、下面、両側端部面）がつくる投影面積分も含まれた合計投影面積である。ちなみに、この図８の場合、基板２の四周囲の板厚方向の各側面は各放熱フィンと一体化しているので、これら板厚方向の各側面の投影面積は、放熱フィン１０、１１の各板状放熱面の投影面積に各々含まれる。
【００４４】
図１において、下方の四角で囲んだ領域が、ヒートシンク１の熱抵抗値Ｒを４.０Ｋ／Ｗ以下とする、本発明で規定するヒートシンクの板厚と各放熱面の合計投影面積の範囲である。大きい方の四角で囲んだ範囲が、ヒートシンクの板厚を０．８〜６ｍｍの範囲とした上で、このヒートシンクの各放熱面の合計投影面積を１９０００〜６００００ｍｍ２の範囲とした領域である。そして、小さい方の四角で囲んだ領域が、ヒートシンクの板厚を０．８〜４.０ｍｍの範囲とした上で、このヒートシンクの合計投影面積を１９０００〜５００００ｍｍ２とした、好ましい領域である。
【００４５】
前記ヒートシンク１の板厚やこれら各放熱面の合計投影面積と、ヒートシンクの放熱効率を表わす指標である熱抵抗値Ｒはよく相関する。すなわち、ヒートシンク１を構成する、基板２および板状放熱面（平板状放熱フィン）１０〜１７の板厚やこれら各放熱面の合計投影面積と、この熱抵抗値Ｒはよく相関する。
【００４６】
この熱抵抗値Ｒは、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるヒートシンク１の、前記放射による放熱性の評価の指標（目安）とでき、ヒートシンク１の熱抵抗値Ｒの値が小さいほど、放射を主体とする放熱効率が高くなる。
【００４７】
また、ヒートシンクの用途に応じた放熱性能の仕様（要求）がヒートシンクの熱抵抗値Ｒとして与えられる場合、前記基板および板状放熱面の必要（最適）板厚と、必要な（最適な）放熱面の合計投影面積，さらには必要な放熱面の表面積とを求めることができる。このため、アルミニウムまたはアルミニウム合金の使用量を最小化させるなどして軽量化させたヒートシンクの設計も容易となる。また、車載ＬＥＤランプなど、空気による対流が少ない閉鎖された空間内で、放射を主体とする放熱効率を格段に向上させる、ヒートシンクの前記基板や板状放熱面のサイズや形状、板状放熱面の枚数や基板やＬＥＤ素子周囲への配置などの構造の設計も容易となる。言い換えると、車載ＬＥＤランプなどの閉鎖空間内で、放射を主体とする放熱効率を格段に向上させたヒートシンクの設計方法も提供できる。
【００４８】
本発明では、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるヒートシンク１（基板２および板状放熱面１０〜１７）の板厚範囲と各放熱面の合計投影面積とを規定して、このヒートシンク１の熱抵抗値Ｒを小さく、前記図１の４.０Ｋ／Ｗ以下にすることで放射を主体とする放熱効率を格段に向上させる。
【００４９】
但し、図１の前記四角で囲んだ本発明領域からして、熱抵抗値Ｒを１.０Ｋ／Ｗより小さくすることは困難であることが分かる。これは、アルミニウムまたはアルミニウム合金の物性的な限界や、自動車のヘッドランプなどの有限のスペースにヒートシンクを収めなければならない、ヒートシンクの放熱面を設ける構造的な限界からくるものである。このため、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるヒートシンク１の熱抵抗値Ｒの実質的な下限値は１.０Ｋ／Ｗとなる。したがって、ヒートシンク１の好ましい熱抵抗値Ｒの範囲は４.０Ｋ／Ｗ以下、１.０Ｋ／Ｗ以上である。
【００５０】
このヒートシンク１の熱抵抗値Ｒが前記図１の４.０Ｋ／Ｗを超えて、５.０Ｋ／Ｗ、６.０Ｋ／Ｗなどと大きくなると、ヒートシンクによるＬＥＤの冷却が良好になされなくなり、輝度の低下や素子の寿命の低下を招く。また、使用材料のムダや構造のムダを省いた、軽量化したヒートシンクを提供できなくなる。
【００５１】
合計投影面積：
本発明では、前記したヒートシンクの基本構造や熱伝導率λ、そして後述する板厚を前提にして、放射主体の放熱効率を高め、ヒートシンク１の熱抵抗値Ｒを４.０Ｋ／Ｗ以下を得る。このために、ヒートシンクの三次元空間の互いに直交する３平面に対する各投影面積の合計として、ヒートシンクのＸ、Ｙ、Ｚ軸に垂直な各平面に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸にそれぞれ平行な平行光線で各々投影した時の各投影面積の合計（合計投影面積）を規定する。そして、この合計投影面積を１９０００ｍｍ２以上とする。
【００５２】
ここで、前記各放熱面の投影面積とは、各放熱面の投影面積として、前記した通り、各放熱面に対して直角方向から照射される平行光によって投影される投影面積である。本発明で規定される投影面積は、放熱面が最も効率良く放射伝熱をする場合の放熱面積となり、放熱面の放熱面積の効果（影響）を最も適切に表現する指標として好適である。
【００５３】
前記図１の通り、ヒートシンクの合計投影面積が大きいほど、放射主体の高い放熱効率が得られ，熱抵抗値Ｒは小さくなる。これは、ヒートシンクの合計投影面積が、サイズ効果として、輻射による放熱性を左右し，本発明のヒートシンク１の熱抵抗に大きく影響するからである。基板および板状放熱面の各放熱面の合計投影面積が大きいほど、放射を主体とする放熱効率が高くなり、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒの値が小さくなる。
【００５４】
このため、ＬＥＤ素子９からの熱が基板２のＬＥＤ素子取付側の面（表面）３を介して、裏面４や各放熱フィンの周囲の側面や板厚方向の面へ連続して伝熱される連続伝熱面を形成したヒートシンク１構造となってさえいれば、基板および板状放熱面の各放熱面の合計投影面積が大きいほど（サイズが大きいほど）、高い熱伝導量が期待できる。
【００５５】
ヒートシンク１の三次元空間の互いに直交する３平面に対する各投影面積の合計（合計投影面積）は、前記図８のみならず、後述する図２〜１０のヒートシンクの基板２の表裏面３、４と、放熱フィン１０〜１７の各放熱面を有するヒートシンク１を、図２〜１０中のＸ、Ｙ、Ｚ軸に垂直な各平面に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸にそれぞれ平行な平行光線で各々投影した時の、各投影面積の合計である。すなわち、ヒートシンク１の互いに異なるＸ、Ｙ、Ｚ方向に各々向く、３つの方向の各投影面積の合計となる。
【００５６】
これには、基板２の四周囲の板厚（厚み）方向の各側面５、６、７、８（５は図の左側、６は図の下側、７は図の右側、８は図の上側）も熱の放射面となるので、これらの合計投影面積も加わる。更に、各放熱フィン１０、１１の板厚（厚み）方向の各面（上面、両端部面）も同様で、上面、両端部面とも熱の放射面となるので、これらの合計投影面積も、規定する合計投影面積に加わる。
【００５７】
このような定義のため、規定する合計投影面積とは、ＬＥＤ素子９の取りつけ（実装）面積によらない（この面積を除かずに含めた）、ヒートシンクの投影面積であり、基板２と板状放熱面１０〜１７とを合計した投影面積である。
【００５８】
この各放熱面の合計投影面積が小さすぎると、前記放射を主体とする放熱効率を高くできず、前記熱抵抗値Ｒが大きくなりすぎるが、車載ＬＥＤランプなど、軽量化が要求され、設置される空間が限られる用途では、そのサイズの上限にも自ずと限界がある。また、サイズが大きくなるほど重くなって軽量化が阻害される面も重要である。
【００５９】
したがって、基板および板状放熱フィンの各放熱面の合計投影面積は６００００ｍｍ２以下、好ましくは５００００ｍｍ２以下とし、前記の通り規定した１９０００〜６００００ｍｍ２の範囲、好ましくは１９０００〜５００００ｍｍ２の範囲とする。
【００６０】
熱抵抗値Ｒ：
本発明で言う熱抵抗値Ｒとは、ＬＥＤ素子９の定常時の温度Ｔと、ヒートシンク１の周囲の雰囲気温度Ｔ０との差ΔＴ（Ｔ−Ｔ０）を、ＬＥＤ素子９の消費電力Ｗで割った（Ｔ−Ｔ０）／Ｗの値として、前記図１で説明したように実測で求められる値である。なお伝熱工学で定義される本来の熱抵抗値とは、熱源の定常時の温度Ｔと雰囲気温度Ｔ０の差ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）を，熱源の発熱量Ｑで割った、（Ｔ−Ｔ０）／Ｑである。厳密には、熱源の発熱量Ｑと、ＬＥＤの消費電力Ｗとは異なるものであるが、一般のＬＥＤの発光効率は１０％以下であり、大半の電気エネルギーは熱に変換される事から、上記のような定義を用いた。
【００６１】
ここで、ヒートシンク１においては、自明ではあるが、ＬＥＤ素子９の定常発光運転時あるいは定常発光使用時である、定常時の温度Ｔが、ＬＥＤ素子９周囲の他の部位よりも最も高い。これらＬＥＤ素子９周囲の他の部位の温度は、ＬＥＤ素子９の定常時の温度Ｔが実測、実績などにより決まれば（分かれば）、前記図１の場合は図３のヒートシンク１など、ＬＥＤ素子９を中心とした、周囲の基板２の表裏面や放熱面１０〜１７の放熱面へ、ほぼ同心円状に温度が低下していく温度分布、同心円状に広がる温度低下分布となる。
【００６２】
基板および放熱フィンの板厚：
前記したヒートシンクの基本構造や熱伝導率λを前提にして、前記規定したした投影面積の範囲で、ヒートシンクの放射主体の放熱効率を高め、熱抵抗値Ｒを４.０Ｋ／Ｗ以下とするために、基板２および放熱フィン１０〜１７の板厚は０．８〜６．０ｍｍの範囲、好ましくは０.８〜４.０ｍｍの範囲とする。
【００６３】
前記図１の通り、板厚が大きい（厚い）ほど熱抵抗値Ｒは小さくなり、放射主体の高い放熱効率が得られる。これは、板厚が大きい（厚い）ほど熱伝導量が高くなるためである。このため、ＬＥＤ素子９からの熱が基板２のＬＥＤ素子取付側の面（表面）３を介して、裏面４や各放熱フィンの周囲の側面や板厚方向の面へ連続して伝熱される連続伝熱面を形成したヒートシンク１構造となってさえいれば、大きいサイズの基板および板状放熱面が使えるなど、高い熱伝導率が期待できる。
【００６４】
前記図１から、熱抵抗値Ｒを４.０Ｋ／Ｗ以下にし、放射主体の高い放熱効率を得るためには、基板および板状放熱面の板厚は０．８ｍｍ以上とすることが裏付けられる。これら板厚が小さすぎる（薄すぎる）と前記放射を主体とする放熱が十分起こらず、前記熱抵抗値Ｒが大きくなりすぎる。
【００６５】
ただ、車載ＬＥＤランプなど、軽量化が要求され、設置される空間が限られる用途では、そのサイズや板厚の上限にも自ずと限界がある。したがって、基板および板状放熱面の板厚は６ｍｍ以下、好ましくは４.０ｍｍ以下とし、前記の通り規定した０．７〜６ｍｍの範囲、好ましくは０.８〜４.０ｍｍの範囲とする。
【００６６】
なお、基板および放熱フィンの各板厚は、前記した規定あるいは好ましい範囲内であれば、全て同じであっても、互いに種々変えても良い。
【００６７】
放熱フィンの好ましい態様：
以上説明した本発明ヒートシンクの性能を得るために、板状放熱面としての平板状の放熱フィン１０〜１７の構造（配置）に好ましい態様がある、これら好ましい種々の実施形態を、図２〜図１０を用いて、以下に説明する。これら図２〜１０における本発明ヒートシンク１では、車載照明用のハウジングの狭い空間内乃至閉鎖空間内で必要とされる、放射による放熱を主体とし、この放射による放熱効率を高めるための、放熱フィンの構造や配置の仕方に工夫がある。
【００６８】
先ず、図２〜図１０における本発明ヒートシンク１は、前記ヒートシンクの基本構造を前提として、平板状の放熱フィン１０〜１７を、好ましくは基板２の二つの面３、４に各々設けられた合計で２〜８枚の枚数、基板２の面３、４と連続してかつ一体に、互いに間隔をあけて形成している。これらの形状は、素材のアルミニウムから、押出棒材の機械加工、圧延板材の曲げ加工、鋳造などにより製造できる。
【００６９】
そして、これら放熱フィン１０〜１７のうち、平行な状態を含めて、互いに同じ方向に向いて延在するフィンの枚数が、基板２の二つの面３、４に直交する任意の断面において２枚以下であるものとしている。すなわち、基板２の二つの面３、４に直交する任意の方向の断面で切断した、ヒートシンク１のいずれの断面においても２枚以下としている。
【００７０】
放熱フィン延在方向の規定の意味：
ここで、本発明でいう「互いに同じ方向に向いて延在する」とは、平行な状態を当然含むものの、厳密な意味での平行だけの意味ではなく、放熱フィン同士の互いの平板状側面の延在方向の角度が多少違っていても良い。本発明では、ヒートシンクの３次元方向のいずれの方向においても、放熱フィン同士の過度な重なり合いを無くして、材料のムダがなく、熱の放射効率が高い性能を得ることを目的としている。したがって、この目的や効果を阻害しない範囲で、放熱フィン同士の互いの平板状側面の延在方向の角度が多少違っていても、それは互いに同じ方向に向いて延在すると見なすことができる。放熱フィン同士の互いの平板状側面の延在方向の角度が多少違っていても、あるいは厳密に平行であってその角度が違っていなくても、図１１のように、本発明で規制すべき、同じ方向に放熱フィン同士が向いて互いに重なり合うことには、大差がないからである。
【００７１】
この角度の違いの目安につき、放熱フィン同士の互いの平板状側面の延在方向のなす角度が３０度以下であれば、放熱フィン同士が互いに同じ方向に向いて延在すると見なす。逆に、放熱フィン同士の互いの平板状側面の延在方向のなす角度が３０度を超えていれば、放熱フィン同士が互いに同じ方向に向いて延在するとは見なさない。
【００７２】
後述する図２〜７では、２枚の放熱フィン同士がＬＥＤ素子９を挟んで、互いに同じ方向に向いて延在する態様として互いに平行に並び、ＬＥＤ素子９を中心とした矩形状に四周囲を取り囲み、隣り合う放熱フィン同士が互いに直交（直角に交差）した配置としている。ただ、本発明では、このような配置に限らず、ＬＥＤ素子９を中心点にした円周上や円弧上に、ＬＥＤ素子９の周囲を取り囲んで、例えばドミノ倒し状に、平板状側面の角度を順次変えながら、放熱フィンを間隔をあけて配置しても良い。
【００７３】
また、互いに同じ方向に向いて延在する放熱フィンの枚数を、「基板２の二つの面３、４に直交する任意の断面において（この方向の断面で切断したヒートシンクのいずれの断面においても）２枚以下」と規定するのは、三次元空間内のある方向に対して、放熱フィン同士が過度に重なりあうことを防止するためである。なお、後述するように、１枚の放熱フィンであっても、Ｌ字状あるいはコの字状のような、異なる方向に延在する平板状の放熱面（放熱側面）を複数有する場合がある。平板状の放熱フィンだけでなく、このような延在方向や形状が異なる複数の放熱面を有する形状の放熱フィンに対しても、例えば平面形状がＬ字状あるいはコの字状を形成する角直線区間がそれぞれ単一の放熱フィンとみなして、同一方向での枚数（重なり具合）をみる。このような見方によって、基板の表裏いずれかの面に直交する任意の断面において、同じ向きに延在する放熱フィンの枚数が２枚以下とすることにより、放熱フィン同士あるいは放熱フィンの放熱側面同士が向いて互いに重なり合うことを避けることが出来る。すなわち、前記規定は、同じフィンの放熱面であるかどうかにかかわらず、放熱フィンの放熱面（放熱側面）の枚数を放熱フィンの枚数と見なして、基板２の二つの面３、４の位置に関わらず、過度な重なり合いを避けて、前記２枚以下の規定とするためである。
【００７４】
この点で、互いに同じ方向に向いて延在する放熱フィンの枚数を、前記規定と違う表現として、仮に「基板２のいずれの面３、４においても２枚以下」と規定した場合には、放熱フィンの絶対的な枚数を規定することとなる。このため、Ｌ字状あるいはコの字状のような放熱フィンの異なる方向の放熱面をフィンの枚数と見なせず、基板２の二つの面３、４の位置によっては、過度な重なり合いが生じる可能性がある。したがって、前記「基板２の二つの面３、４に直交する任意の断面において（この方向の断面で切断したヒートシンクのいずれの断面においても）２枚以下」と規定とした。
【００７５】
この平板状の放熱フィン１０〜１７の形状につき、図２〜１０では、全体形状や平板状側面が矩形（四角形）の形状を例示しているが、この矩形に限らない平面形状や３次元形状が選択できる。例えば、平板状の放熱面（放熱側面）を、異なる方向（例えば９０度以上）に複数延在させる場合として、隣接する放熱フィン１０、１１同士、あるいは１２、１３が一体となったようなＬ字状、隣接する放熱フィン１０、１１、１０同士、あるいは１２、１３、１２が一体となったようなコの字状であっても良い。製造できるならば、これら平板状の放熱面（放熱側面）だけでなく、円弧状や曲線状の放熱面（放熱側面）あるいは全体形状を有していても良い。また、外方へ向かう板厚断面の形状や厚みが高さ位置でＬ字状や階段状に異なるようにしても良い。更に、放熱面を円形、三角形、多角形、不定形などの面形状とすることも適宜選択できる。
【００７６】
図２：
図２の平板状の放熱フィン１０、１１は、基板２の、ＬＥＤ素子９を支持したＬＥＤ素子取付面３側に合計４枚、基板２の面３と、その平板状の各側面が一体かつ連続して設けられている。他方の裏面４側には放熱フィンは設けられておらず、平板状の裏面４のみ存在する。これら放熱フィン１０、１１の基板２上での延在長さ（幅）は、矩形な基板２の各辺（各側面）５、６、７、８の長さ（幅）よりも各々短い。
【００７７】
これらＬＥＤ素子取付面３側に設けられた放熱フィン１０、１１が、ＬＥＤ素子９を間に挟んで対称的に２枚ずつ、図の左右側の放熱フィン１０、１０同士、および図の上下側の放熱フィン１１、１１同士、互いに同じ方向に向いて延在する態様として、互いに平行に並んで設けられている。すなわち、互いに対向する平板状の放熱フィン１０、１０同士が、また１１、１１同士が、ＬＥＤ素子取付面３である表面側に、ＬＥＤ素子９を中間に挟む位置に形成されている。そして、これら放熱フィン１０、１１のうち、互いに同じ方向に向いて延在するフィンの枚数が、基板２の面３、４に直交する任意の断面においても（この方向の断面で切断したヒートシンク１のいずれの断面においても）２枚としている。
【００７８】
そして、ＬＥＤ素子９を間に挟んだ（ＬＥＤ素子９を中心とした）矩形状四周囲を、放熱フィン１０、１１が、隣り合う放熱フィン同士が互いに直交（直角に交差）して、形成、配置されて取り囲み、放射率が大きな放熱フィン１０、１１の各平板状側面がＸ方向、Ｚ方向に各々向いている。そして、基板２の、放射率が大きなＬＥＤ素子取付面３と他方の裏面４がＹ方向を向いている。
【００７９】
この他、基板２の四周囲の板厚（厚み）方向の各側面５、６、７、８（５は図の左側、６は図の下側、７は図の右側、８は図の上側）も、前記各面よりも面積的には比較的小さいが、Ｘ、Ｚの各方向へ向いており、これらの方向への熱の放射面となる。これは、各放熱フィン１０、１１の板厚（厚み）方向の各面（上面、両端部面）も同様で、前記平板状側面よりも面積的には比較的小さいが、面の数は多く、上面、両端部面とも、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向へ各々合計で４面ずつ向いており、これらの方向への熱の放射面となる。すなわち、基板や放熱フィンの各表裏面の平板状放熱面だけでなく、基板や放熱フィンの前記板厚方向の各放熱面も含めて、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元のいずれの方向へも向いた放熱面を有する。
【００８０】
したがって、放熱フィン１０，１１の平面上側面の中で，ＬＥＤ素子９が取り付けられる側の互いに向かい合う対をなす２面では放射面が互いに重なり合うことになるものの、これらＸ、Ｙ、Ｚの３次元方向のいずれの方向においても、放熱フィンの放熱面が過度に重複することが無く、材料のムダがない。このため、前記した、ＬＥＤ素子９からの熱が基板２の取付面３を介して、裏面４や、各放熱フィンの周囲の側面や板厚方向の面へ連続して伝熱される連続伝熱面の形成や、これら連続伝熱面から連続して熱を放射する連続放熱面の形成効果との相乗効果で、高い熱放射効率が得られる。
【００８１】
放熱フィンの枚数：
互いに同じ方向に向いて延在する放熱フィンの枚数を、更に減らして、基板２の面３、４に直交する任意の断面においても、２枚だけ設ける場合には、図２の左右側の放熱フィン１０、１０のいずれかまたは両方、図の上下側の放熱フィン１１、１１のいずれかまたは両方の、２枚のみを残して、他の放熱フィンを除く形にする。この場合、図２の左右側の放熱フィン１０、１０同士を残してもよく、図２の上下側の放熱フィン１１、１１同士を残してもよく、放熱フィン１０、１１のどちらか片方ずつを残しても良い。
【００８２】
これに対して、平板状の放熱フィンの枚数が多くなった場合には、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元方向のいずれかの方向において、放熱フィンの放熱面が重複することとなり、材料のムダが生じ、占有空間が大きい割りに、熱の放射効率（放熱効率）が低くなる。したがって、設ける放熱フィンの枚数を、基板２の表裏二つの面３、４に各々設けられた枚数の合計で８枚以下、好ましくは２〜８枚の範囲とする。但し、図２〜１０において、同じ放熱フィン１０〜１７を、各々そのまま、放熱側面の延在方向で、単にいくつかにあるいは細かく、分離、分割しただけのような態様の場合には、同じ放熱フィン１枚とみなす。
【００８３】
この平板状の放熱フィンの合計枚数が多くなった場合の問題は、図１１の従来例のように、互いに同じ方向に向いて（平行に）延在するフィンの枚数が、基板２の表裏二つの面３、４に直交する任意の断面において３枚以上（基板２の表裏二つの面３、４に直交する任意の方向の断面で切断したヒートシンク１のいずれかの断面においても３枚以上）と、多すぎる場合も同様に生じる。図１１の従来例では、基板２の裏面４において、互いに平行な方向に延在するフィンの枚数が４枚存在する。これでは、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元方向のいずれかの方向において、放熱フィンの放熱面が重複して、材料のムダが生じ、占有空間率が大きい割りに熱の放射効率が低くなる。
【００８４】
図３：
図３の平板状の放熱フィンは、図２のような基板２のＬＥＤ素子取付面（表面）３の片側だけでなく、更に、基板２の他方の裏面４側にも放熱フィンを設けた形態を示している。具体的には、図２の基板２のＬＥＤ素子取付面３の片側に４枚設けた平板状の放熱フィン１０、１１に加えて、更に、他方の裏面４側にも、ＬＥＤ素子取付面３と対称に、放熱フィン１２、１３を２枚ずつ４枚、合計で８枚の枚数の好ましい上限だけ設けている。これら放熱フィン１０、１１、１２、１３の基板２上での延在長さ（幅）は、矩形な基板２の各辺（各側面）５、６、７、８の長さ（幅）よりも各々短い。
【００８５】
これら裏面４側に設けられた放熱フィン１２、１３は、前記基板２のＬＥＤ素子取付面３の側に４枚設けた平板状の放熱フィン１０、１１と全く同様で、かつ図の上下方向で対称な配置をしている。すなわち、ＬＥＤ素子９を間に挟んで対称的に２枚ずつ、図の左右側の放熱フィン１２、１２同士、および図の上下側の放熱フィン１３、１３同士、互いに同じ方向に向いて延在する態様として、互いに平行に並んで設けられている。すなわち、裏面４側でも、互いに対向する平板状の放熱フィン１２、１２同士が、また１３、１３同士が、ＬＥＤ素子取付面３である表面側の平板状の放熱フィン１０、１０同士や１１、１１同士と同様に、裏面側のＬＥＤ素子９取り付け位置に相当する位置を中間に挟む位置に形成されている。言い換えると、平板状の放熱フィンが基板２の表裏の両方の面に、ＬＥＤ素子９を中間に挟む位置に形成されている。そして、これら放熱フィン１２、１３のうち、互いに同じ方向に向いて延在するフィンの枚数が、基板２の面４に直交する任意の断面においても（この方向の断面で切断したヒートシンク１のいずれの断面においても）２枚としている。
【００８６】
そして、このような、裏面４のＬＥＤ素子９の取り付け対応位置を中心とした矩形状四周囲を放熱フィン１２、１３が、隣り合う放熱フィン同士が互いに直交（直角に交差）した形で取り囲み、放射率が高い放熱フィン１２、１３の各平板状側面がＸ方向、Ｚ方向に各々向いている。そして、基板２の、放射率が高いＬＥＤ素子取付面３と他方の裏面４がＹ方向を，向いている。
【００８７】
この他、基板２の四周囲の板厚方向の各側面５、６、７、８や、前記基板２のＬＥＤ素子取付面３の側に４枚設けた平板状の放熱フィン１０、１１の板厚方向の各面（上面、両端部面）だけでなく、裏面４側の各放熱フィン１２、１３の板厚方向の各面（下面、両端部面）も熱の放射面となる。これら各放熱フィンの板厚方向の各面は面積的には比較的小さいが、上下面、両端部面とも、面の数は図１の２倍になり、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向へ各々合計で８面ずつ向いており、これらの方向への熱の放射面となる。すなわち、基板や放熱フィンの各表裏面の平板状放熱面だけでなく、基板や放熱フィンの前記板厚方向の各放熱面も含めて、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元のいずれの方向へも向いた放熱面を有する。
【００８８】
したがって、図３の場合も、これらＸ、Ｙ、Ｚの３次元方向のいずれの方向においても、特に放熱フィンの放熱面が重複することが無く、材料のムダがなく、占有空間が小さい割りに、高い放射効率が得られる。
【００８９】
図４、５、６：
図４、５、６の平板状の放熱フィンは、枚数が上限である図３の場合から、基板２のＬＥＤ素子取付面３の片側、あるいは基板２の他方の裏面４側の、いずれかの放熱フィンを省いた実施形態を示している。この図４、５、６のヒートシンクでも、すなわち、基板や放熱フィンの各表裏面の平板状放熱面だけでなく、基板や放熱フィンの前記板厚方向の各放熱面も含めて、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元のいずれの方向へも向いた放熱面を有する。
【００９０】
図４は、図３の放熱フィンの配置に対して、基板２のＬＥＤ素子取付面３側を、放熱フィン１１の２枚のうち図の下側の１枚を省いた３枚としている。そして、他方の裏面４側も、図の上下方向での非対称な放熱フィンの配置として、放熱フィン１２の２枚のうち図の左側の１枚を省いた３枚とし、合計で６枚の放熱フィンを設けている。
【００９１】
図５は、図３の放熱フィンの配置に対して、基板２のＬＥＤ素子取付面３側を、図の上下側の放熱フィン１１、１１の２枚を省いた、図の左右側の放熱フィン１０、１０の２枚のみとしている。そして、他方の裏面４側も、基板を間にはさんで図の上下方向での対称な放熱フィンの配置を維持して、図の上下側の放熱フィン１３、１３の２枚を省いた、図の左右側の放熱フィン１２、１２の２枚のみとし、合計で４枚の放熱フィンを設けている。
【００９２】
図６は、図３の放熱フィンの配置に対して、基板２のＬＥＤ素子取付面３側を、図の上下側の放熱フィン１１、１１の２枚を省いた、図の左右側の放熱フィン１０、１０の２枚のみとしている点は図４と同じである。そして、基板を間にはさんで図の上下方向での非対称な放熱フィンの配置として、他方の裏面４側を、図の左右側の放熱フィン１２、１２の２枚を省いた、図の上下側の放熱フィン１３、１３の２枚のみとし、合計で４枚の放熱フィンを設けている。
【００９３】
図７、８：
図７、８に示すＬＥＤ照明用ヒートシンク１は、例えばアルミニウムなどの、一定の板厚を有する金属薄板から、基板２（面３、４）、平板状の放熱フィン１０〜１２を一体に成形してなる実施形態を示している。この図７、８のヒートシンクでも、すなわち、基板や放熱フィンの各表裏面の平板状放熱面だけでなく、基板や放熱フィンの前記板厚方向の各放熱面も含めて、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元のいずれの方向へも向いた放熱面を有する。
【００９４】
そして、これら放熱フィン１０〜１７のうち、平行な状態を含めて、互いに同じ方向に向いて延在するフィンの枚数が、基板２の二つの面３、４に直交する任意の断面において２枚以下であるものとしている。すなわち、基板２の二つの面３、４に直交する任意の方向の断面で切断した、ヒートシンク１のいずれの断面においても２枚以下としている。
【００９５】
この場合、平板状の放熱フィン１０〜１２は、基板２の端部側から、それぞれの面の延在方向であるＹ方向（図の上下方向）に向かって折り曲げ加工されて、材料的に一体に形成される。図７は２枚の放熱フィン１０、１０と、２枚の放熱フィン１１、１１とがＬＥＤ素子９を挟んで互いに向き合う形に、図の上方側に折り曲げられている。図８はフィン１１、１１が互いに向き合う形に図の上方側に、フィン１０、１０が互いに向き合う形に図の下方側に、折り曲げられている。そして、これら平板状の放熱フィン１０〜１２の配置や枚数は、図７は図２の場合と、図８は図６の場合と同じである。但し、放熱フィン１０、１１が基板２の端部を折り曲げてできているゆえに、基板２の端部に各々位置している配置構造は異なる。例えば、これら放熱フィン１０、１１の基板２上での延在長さ（幅）は、矩形な基板２の各辺（各側面）５、６、７、８の長さ（幅）と、当然ながら等しい。
【００９６】
図９、１０：
図９、１０に示すＬＥＤ照明用ヒートシンク１は、図７、８と同じく、例えばアルミニウムなどの一定の板厚を有する素材金属薄板から、基板２（面３、４）、平板状の放熱フィン１０〜１７を一体に成形してなる実施形態を示している。この図９、１０のヒートシンクでも、基板や放熱フィンの各表裏面の平板状放熱面だけでなく、基板や放熱フィンの前記板厚方向の各放熱面も含めて、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元のいずれの方向へも向いた放熱面を有する。
【００９７】
ここで、図９は、図１０に示すヒートシンク１への成形前の平板状の展開図であり、図９の素材金属薄板２０の点線で示す境界線（縁部）に沿って、基板２の各辺部を図のＸ、Ｙ、Ｚの３次元の各方向へ各々曲げ加工して、平板状の放熱フィン１０、１１および１４〜１７を一体に成形し、材料的に一体に形成される。
【００９８】
図１０において、ＬＥＤ素子９を挟んで互いに向き合う２枚の放熱フィン１０、１０は、図の上方側と下方側の反対方向に向かって各々折り曲げられている。そして、これらの放熱フィン１０、１０は、各々その両方の端部（両側）が更にＸ方向に向かって各々折り曲げられた、互いに平行な２枚の放熱フィン１４、１５（図の左側の放熱フィン１０）と、互いに平行な２枚の放熱フィン１６、１７（図の右側の放熱フィン１０）の合計４枚のサイド側放熱フィンを有する。また、これらＬＥＤ素子９を挟んで互いに向き合う２枚のフィン１１、１１は、基板２の両側から、ともに図の下方側に向かって各々折り曲げられている。これら放熱フィン１０、１１の基板２上での延在長さ（幅）は、矩形な基板２の各辺（各側面）の長さ（幅）と等しい。この図１０は前記した段差を有する基板形状例を示しているとも言える。
【００９９】
放熱の原理、作用：
このような本発明のヒートシンク１を、空気の対流のない空間に設置してＬＥＤ照明を行う場合の放熱の原理（作用）について説明する。ＬＥＤ素子取付面３に装着されたＬＥＤ素子９を発光させると、これに伴ってＬＥＤ素子９の発する熱（熱流束）Ｑが、基板２のＬＥＤ素子取付面３に、ＬＥＤ素子９の底部の装着部（図示せず）を通じて伝導される。これに引き続き，ＬＥＤ素子取付面３に伝導された熱Ｑは、取付面３側の放熱フィン１０、１１だけでなく、裏面４や、この裏面４側の放熱フィン１２、１３にも、前記した各放熱面に連続して速やかに（遅滞無く）、しかもほぼ等しく高いレベルで伝導される。このため、これらフインの放熱表面からの特に放射による放熱が等しく一定レベル以上で行われ、放熱効率を高めることができる。
【０１００】
ここで、前記本発明の規定の通り、放熱フィン１０〜１７は、互いに同じ方向に向いて延在するフィンの枚数が、基板２の面３、４に直交する任意の断面においても２枚以下とされ、同じ方向に過度に重なり合ってはいない。したがって、前記伝導された熱Ｑは、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元方向に各々向くとともに、基板２の取付面３や裏面４、放熱フィン１０〜１７の前記各放熱面の表面などから、周囲の閉鎖空間（放熱空間）に各々速やかで効率的に放射される。したがって、ＬＥＤ素子９の発する熱は３次元のＸ、Ｙ、Ｚのいずれの方向へも、放熱量が一定以上の高い放射効率で放熱される。これは、本発明のヒートシンク１が、放熱フィン１０〜１７の枚数が少ない割には、そして、その放熱の効率が放射によって支配される空気対流の少ない、照明具内の閉鎖された放熱空間においても、Ｘ、Ｙ、Ｚの方向のどの方向に対する各投影面積も大きいからである。本発明のヒートシンク１は、放熱フィン１０〜１７の枚数が少ない簡単な構造でありながら、放熱単位面積当たりの放熱効率が良いという優れた特性を有する。
【０１０１】
ここで、車載照明用のハウジングの狭い空間内乃至閉鎖空間内で必要とされる、放射による放熱の場合には、図２〜図８の左下あるいは右下に表示したＸ、Ｙ、Ｚ軸方向（３次元方向）での投影面積の大きさがその効率を左右することになり、この投影面積が大きいほど、熱の放射効率が向上することになる。
【０１０２】
この点、図１１の従来例のヒートシンクＨは、Ｙ方向の投影面積は、基板部３０の平面とフィン部４０の上側の平面との合計となるので、フィン部４０同士の重なりがないので、材料のムダがなく、投影面積が大きい。しかし、Ｚ方向の投影面積は、基板部３０の側面とフィン部４０の側面との合計となり、櫛歯状となり空間が多いため、基板部３０の長さとフィン部４０の高さを掛けた総面積の５０％に満たない小さな面積となる。また、Ｘ方向の投影面積は、基板部３０の正面とフィン部４０の正面の合計となり、フィン部３０が例えば４枚もあるにもかかわらず、これらが重複して１枚と同じ投影面積であり、材料のムダが多く、放熱面積当りの熱の放射効率が低い。すなわち、Ｘ方向においては、多数のフィンが重複して空間を占有しているが、この占有空間が大きい割には投影面積が小さく、熱の放射効率が低い。更には、このＸ方向フィンの枚数が過剰で、この過剰なフィンのために材料のムダも大きく、重量が重くなる問題もある。                    
【０１０３】
言い換えると、図１１の従来例のヒートシンクＨは、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向（３次元方向）のいずれかの方向の熱の放射効率が必ず低くなる。この結果、３次元方向のいずれの方向の熱の放射効率を高めることができないので、総合的な熱の放射効率が低くなる。また、前記したＸ方向などでフィンの枚数が過剰となって材料のムダも大きい。すなわち、これら従来技術に共通するのは、ヒートシンクの三次元のいずれの方向においても、材料のムダがなく、占有空間が小さい割りに、熱の放射効率が高いヒートシンクとはできなかったという点である。
【０１０４】
ちなみに、この点は、前記特許文献５も同様であって、多数配列されたコの字状のひしゃく部分の放熱部が重複する方向では、占有空間が大きい割に、熱の放射効率が低く、３次元の３つの方向の総合的な熱の放射効率からすると、特にＸ方向の材料のムダが多い。また、前記スリット状の開口部の幅には、ヒートシンクの大きさ自体や前記放熱部の側の面積を確保するための大きな制約があって、必然的に狭幅となるため、閉鎖された空間内に適用される場合、空気の対流による放熱効率の向上も、実際に期待するほどには発揮されない。
【０１０５】
本発明ヒートシンクは、周囲の放熱空間が閉鎖されて容積が小さく空気の対流がほとんどないような使用（設置）状態で、空気の対流による放熱がほとんど期待できない使用（設置）環境で最適である。このような使用環境では、放熱のためには、放射による放熱を中心とする必要があり、フィンなどの放熱面表面積の増加によって空気の対流を主たる放熱性能とする、前記従来のヒートシンク構造では、この放射による放熱が不十分となり、全体として効率的な放熱が達成できない。これに対して、本発明ヒートシンクは、前記放熱側面などの放熱面からの熱の放射による放熱が主体であり、空気の対流による放熱がほとんど期待できない使用（設置）環境に最適なヒートシンクと言える。
【０１０６】
しかも、ＬＥＤ素子取り付け面３と放熱フィンを含めた各放熱面が、その間に接合面を介さない一体構造であるため、別個に製作されたこれら両者を接合する場合に発生するような接触熱抵抗が生じない。このため、ＬＥＤ素子取り付け面３と各放熱面の間の熱伝導が容易で、結果としてヒートシンク全体の放熱性能が著しく高くなる。また、ヒートシンク１の構造が、放熱フィンが３次元のＸ、Ｙ、Ｚのいずれの方向へも向いている構造ゆえに剛性が高い。このため、車載照明等において振動を受けるような用途であっても、特段の補強部材等を用いることなく、その形状を保つことができ、メンテナンスフリーや高寿命化を達成できる。
【０１０７】
実施形態の共通事項：
以上説明した、基板２の取付面３や裏面４、放熱フィン１０〜１７の各放熱面に、ヒートシンク１の用途や取り付け部位に応じて、部品取付け用の空間やスリットあるいは部分形状などが、これら各面の一部に、これらの面を切り欠く加工や、凹凸あるいは段差などを設ける三次元の成形加工によって設けられても良い。更には、放熱側面は、部品取付け等の必要に応じて、各面の一部が省略あるいは形状が変更されていても良い。
【０１０８】
本発明のヒートシンク１は、優れた放熱効果を、ヒートシンクの形状、構造、特に、放熱フィンの形状、構造を複雑化させず、放熱フィンの数を多くせず、逆に、構造を単純化し、放熱フィンの数を少なくすることによって達成できる。この結果、種々の素材材料や製造方法あるいは製造工程を選択することができ、安価でつくりやすいヒートシンクを提供することができる。
【０１０９】
（アルミニウム）
ただ、ヒートシンク１としての必要特性である、強度、剛性、軽量化、耐食性、熱伝導性、熱放射性、加工性などを兼備する素材としては、アルミニウム（純アルミニウム）やアルミニウム合金が好ましい。アルミニウム（純アルミニウム）やアルミニウム合金は、ヒートシンクに求められる熱伝導特性が特に大きく、ＡＡ乃至ＪＩＳ規格に規定される１０５０など、１０００系の純アルミニウムが好ましい。
【０１１０】
（車載ランプへの装着）
車載ＬＥＤランプなどへの本発明ヒートシンクの装着は、これまで汎用されているヒートシンクの装着と同様に行うことができ、この点が利点でもある。
通常、車載ＬＥＤランプ（車両用灯具）は、光源としてのＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、ＬＥＤからの光を光照射方向前方に向かって反射するリフレクタと、これらのＬＥＤ基板及びリフレクタを包囲するハウジングと、ハウジングの開放した前端を閉鎖する透明材料から成るアウターレンズ、ＬＥＤ基板に熱的に接触して配置されたヒートシンクとを含んでいる。前記リフレクタは、樹脂材料から成形されていて、ＬＥＤ基板上のＬＥＤ付近に焦点を有する放物面系の反射面を備えている。ここで、本発明のヒートシンクは、前記ＬＥＤ基板あるいはＬＥＤ基板に熱的に接触して配置されたヒートシンクとして用いられる。
【０１１１】
この点で、本発明ヒートシンクは、例えば、前記した図１２の車載ＬＥＤランプに対しても、前記灯具ユニット５５として、マウントプレート５７上に、本発明のＬＥＤ素子を実装した基板２を装着し、ヒートシンクとして組み込むことができる。ただ、この場合にでも、本発明ヒートシンクは、車載ＬＥＤランプとして、従来のヒートシンクのような周囲の空気への熱伝達で起こる対流による放熱が主体ではなく、熱の放射による放熱が主体である点が大きく異なる。
【実施例】
【０１１２】
前記図２、３、７、１１の各形状のヒートシンクにおいて、各図におけるヒートシンク同士の中で、投影面積を種々変えて実際に製造した。そして、ＬＥＤ素子を装着（実装）して、電流を加えて発光させた上で、ＬＥＤ素子の定常時の平均温度（℃）を実測した。これらの結果を表１に示す。
【０１１３】
各例とも、同じ図（同じ形状）におけるヒートシンク同士の投影面積の変更は、各矩形放熱フィンの平板状側面のＹ方向の高さと板厚とを変えることによって行った。この際、同じ図（同じ形状）におけるヒートシンクの基板２の平面視での形状や大きさは互いにすべて同じとした。また、各例において、基板２や放熱フィンの板厚は互いに全て等しくした。なお、これらの熱抵抗値Ｒの算出は前記した要領や式にて行った。
【０１１４】
前記図２、３、１１の各ヒートシンクは、素材のＪＩＳの１０５０系アルミニウムの押出棒材から切削加工などの機械加工により製造した。前記図７のヒートシンクは、プレス成形にてＪＩＳの１０５０系アルミニウム冷延板の端部を放熱フィンに折り曲げ加工して製造した。図２、３、１１の各ヒートシンクの熱伝導率λは２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、図７のヒートシンクは２３１Ｗ／（ｍ・Ｋ）で、１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。
【０１１５】
各例とも共通して、基板２の矩形形状の大きさは１００ｍｍ（Ｚ方向）×１００ｍｍ（Ｘ方向）×板厚２ｍｍとした。また、前記図２、３、７の互いに平行な放熱フィン同士、左右側の１０と１０、上下側の１１と１１の間隔は８０ｍｍ以上とした（ＬＥＤ素子中心からの距離は３５ｍｍ以上）。前記図１１の隣り合う放熱フィン４０同士の間隔は１０ｍｍとした。また、放熱フィンの矩形形状は共通して、平板状側面のＸ方向あるいはＺ方向の長さは７０ｍｍとして、平板状側面のＹ方向の高さを３５〜８０ｍｍの範囲で変化させ、ヒートシンクの放熱面の投影面積を変更した。
【０１１６】
各例とも共通して、表面には、市販の黒色のカチオン系樹脂皮膜を電着塗装した。このときのヒートシンク（基板および放熱フィン）の表面放射率εは、前記市販のポータブル放射率測定装置で測定すると、各例とも基板２と放熱フィン１０〜１７の各放熱面はいずれも共通して同じ０．８３であった。
【０１１７】
各例とも共通して、基板に１３Ｗの消費電力の市販のＬＥＤ素子を装着した上で、直流電源より、３．７Ｖ、０．８５Ａの電流を加えてＬＥＤ素子を発光させた。この際、ＬＥＤ素子の温度を熱電対でモニタしながら、車載ＬＥＤランプの空気の対流の無い閉空間を模擬した３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍの木製の筒体内にヒートシンクを密閉して置いた。そして、ヒートシンク周囲の雰囲気温度を車載ＬＥＤランプの閉鎖空間を模擬し、２０℃とした室内雰囲気中で発光させた。そして、一定時間経過後に上昇あるいは下降せずに定常状態となった温度を計測した。計測は各例とも５回行い、その平均温度を求めて、定常時の平均温度（℃）として評価した。
【０１１８】
表１に示す通り、好ましい形状のヒートシンクである図２、図３、図７の発明例１、２、５、６、９、１０は、前記した通り、基板と板状放熱面との熱伝導率λが１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるアルミニウムからなるとともに、前記基板と板状放熱面との表面放射率εが０．８０以上である。その上で、ヒートシンクの板厚が各々０．９〜６ｍｍの規定範囲内の２.０ｍｍで、このヒートシンクの各放熱面の合計投影面積も各々１９０００〜６００００ｍｍ２の規定範囲内である。
【０１１９】
この結果、車載ＬＥＤランプを模擬した空気の対流の無い閉空間の中でも、定常時のＬＥＤ素子温度は、素子の発光効率が低下しない許容温度が例示した前記１００℃以下である、４２℃以下の極めて低温に保持できている。熱抵抗値Ｒも４.０Ｋ／Ｗ以下である．したがって、これら発明例は、熱の放射による優れた放熱性能（冷却性能）を有することが確認できた。
【０１２０】
これに対して、比較例３、７、１１は、前記熱伝導率λが１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、前記表面放射率εが０．８０以上で、好ましい形状の図２、図３、図７であり、板厚が各々０．８〜６ｍｍの規定範囲内の２.０ｍｍである。しかし、ヒートシンクの各放熱面の合計投影面積が１９０００ｍｍ２未満と小さすぎる。
【０１２１】
この結果、これら比較例のヒートシンクは、定常時のＬＥＤ素子温度は、許容温度の１００℃以下ではあるが、共通して前記発明例よりも高温となっており、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒが４.０Ｋ／Ｗを超えている。したがって、これら比較例は、車載ＬＥＤランプのように、空気の対流の無い閉空間の中では、熱の放射による放熱性能（冷却性能）が、前記発明例に比して著しく劣る。
【０１２２】
また、比較例４、８、１２は、前記熱伝導率λが１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、前記表面放射率εが０．８０以上で、好ましい形状の図２、図３、図７であり、ヒートシンクの各放熱面の合計投影面積が規定範囲内の１９０００ｍｍ２以上となっている。しかし、ヒートシンクの板厚が各々０．８〜６ｍｍの規定範囲を外れて薄すぎる０．７ｍｍである。
【０１２３】
このため、これら比較例のヒートシンクも、定常時のＬＥＤ素子温度は許容温度の１００℃以下ではあるが、共通して前記発明例よりも高温となっており、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒが４.０Ｋ／Ｗを超えている。したがって、これら比較例も、車載ＬＥＤランプのように、空気の対流の無い閉空間の中では、熱の放射による放熱性能（冷却性能）が、前記発明例に比して著しく劣る。
【０１２４】
また、比較例１３、１４のヒートシンクは、その図１１の形状が好ましい態様から外れている。このため、ヒートシンクの各放熱面の合計投影面積が１９０００ｍｍ２未満と小さすぎる比較例１３は、定常時のＬＥＤ素子温度は許容温度の１００℃以下ではあるが、前記発明例よりも高温となっており、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒが４.０Ｋ／Ｗを超えている。また、比較例１４も、ヒートシンクの各放熱面の合計投影面積は各々１９０００〜６００００ｍｍ２の規定範囲内であり、定常時のＬＥＤ素子温度は、許容温度の１００℃以下ではあるが、前記発明例よりも高温となっており、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒが４.０Ｋ／Ｗを超えている。したがって、比較例１３、１４も、車載ＬＥＤランプのように、空気の対流の無い閉空間の中では、熱の放射による放熱性能（冷却性能）が劣る。
【０１２５】
なお、これら一連の試験は、実際の車に搭載時に想定されるエンジンや熱交換器、各種の電気機器からの入熱、直射日光による入熱などが考慮されていない。このため、ＬＥＤ素子温度は、実際の車載ＬＥＤ（実車搭載ＬＥＤ）でのＬＥＤ素子温度よりも低めに出ていると考えられる。言い換えると、実際の車載ＬＥＤの使用環境はより厳しくなるが、これら一連の試験は、ヒートシンクの性能比較としては十分な精度と再現性とを有しており、前記発明例の性能は、実際の車載ＬＥＤとしての要求性能を満足しているものである。
【０１２６】
以上の事実から、本発明ヒートシンクの構造、熱伝導率λ、表面放射率ε、ヒートシンクの板厚、各放熱面の合計投影面積、そして、熱抵抗値Ｒを４.０Ｋ／Ｗ以下にする各規定の、放射を主体とする放熱効率の臨界的な意義が裏付けられる。また、放熱フィンの枚数と配置の好ましい規定などの意義も裏づけられる。
【０１２７】
【表１】
2014096254.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上、本発明ヒートシンクは、前記放熱側面などの放熱面からの熱の放射による放熱が主体であり、しかも、この放射を主体とする放熱効率を格段に向上させることができる。このため、空気対流がほとんどない狭い使用空間（使用、設置環境）に最適なヒートシンクである。また、素材アルミニウムまたはアルミニウム合金の使用量を最小限にし、ヒートシンクの小型化及び薄型化が可能で、デザインの自由度が高く、製造コストが廉価なヒートシンクを提供できる。
このため、車載ＬＥＤランプなど車両用照明灯具向け放熱部品あるいはインバーターや各種の電気機器の冷却用の冷却ボックスに使用することができる。
また、ヒートシンクの熱抵抗値Ｒを用いれば、ヒートシンクの仕様に対して、前記基板および板状放熱面の必要な板厚と放熱面の合計投影面積とを求めることができるため、ヒートシンクの設計も容易となる。このため、放射を主体とする放熱効率を格段に向上させたヒートシンクの設計方法に使用できる。
【符号の説明】
【０１２９】
１：ヒートシンク、２：基板、３：基板のＬＥＤ素子取付面、４：基板の裏面、５、６、７、８：基板の板厚方向側面、９：ＬＥＤ素子、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７：放熱フィン（あるいは放熱フィンの板状放熱面）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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