(57)【要約】【課題】放熱性の高いヒートシンクを提供する。【解決手段】ヒートシンク１は、熱発生源で発生した熱が伝達されるヒートシンクベース１１と、ヒートシンクベース１１に設けられ、凹凸が熱発生源の使用状態における上下方向に繰り返される波形を有し、互いに離間して配置される複数の放熱フィン１２と、を備える。【選択図】図１
2014203534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱発生源に熱的に接続されるヒートシンクであって、
前記熱発生源で発生した熱が伝達されるヒートシンクベースと、
前記ヒートシンクベースに設けられ、凹凸が前記熱発生源の使用状態における上下方向に繰り返される波形を有し、互いに離間して配置される複数の放熱フィンと、
を備えたことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートシンクであって、
前記複数の放熱フィンは、前記凹凸が前記ヒートシンクベースの表面に平行な左右方向に凹又は凸となる向きで前記ヒートシンクベースに設けられる、
ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のヒートシンクであって、
前記複数の放熱フィンは、隣接する放熱フィンが平行になるように配置される、
ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載のヒートシンクであって、
前記ヒートシンクベースと前記複数の放熱フィンとは一体成形される、
ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項５】
前記熱発生源がマウントされる台座部と一体成形されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱発生源で発生する熱を放熱するためにヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱発生源として、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子がある。ＬＥＤ素子は、素子温度が上昇すると抵抗値が下がって素子に流れる電流が増大し、輝度変化、色調の変化等を招く。また、電流の増大は素子温度のさらなる上昇を招き、ＬＥＤ素子を劣化させる原因となる。
【０００３】
したがって、ＬＥＤ素子を光源とする照明装置においては、放熱設計を適切に行い、ＬＥＤ素子の温度上昇を抑制することが重要である。
【０００４】
特許文献１は、ＬＥＤ素子を光源とする自動車用前照灯において、ＬＥＤ素子が発生する熱をヒートシンクで放熱する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６６５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ヒートシンクを用いたとしても、無風状態含めヒートシンクに十分な風が当たらない状況では、ヒートシンク周辺にヒートシンクからの熱伝達によって温度が高くなった空気が滞留し、ヒートシンクの放熱性が低下する。
【０００７】
例えば、特許文献１に開示されるような自動車用前照灯の場合、走行風又は電動ファンの送風によってエンジンルーム内に導入される外気はもっぱらエンジンのラジエータ、空調装置のコンデンサ等に導かれ、自動車用前照灯のヒートシンクには導かれないため、このような状態となりやすい。
【０００８】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、放熱性の高いヒートシンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様によれば、熱発生源に熱的に接続されるヒートシンクであって、前記熱発生源で発生した熱が伝達されるヒートシンクベースと、前記ヒートシンクベースに設けられ、凹凸が前記熱発生源の使用状態における上下方向に繰り返される波形を有し、互いに離間して配置される複数の放熱フィンと、を備えたことを特徴とするヒートシンクが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、ヒートシンクには、フィン間の隙間に発生する上方向の自然対流によって温度の低い空気が隙間の下側から継続的に流入し、かつ、空気が蛇行しながらフィン間の隙間を流れることで放熱フィンの表面に温度境界層が発達するのが抑制されるので、高い放熱性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るヒートシンクを有する照明装置の全体斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るヒートシンク１を有する熱発生源としての照明装置２の全体斜視図である。図中ｚ軸方向は照明装置２の使用状態における上下方向に対応する。
【００１４】
照明装置２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子３と、ＬＥＤ素子３が表面にマウントされる金属製（例えば、アルミ合金製）の台座部４、台座部４の端部に設けられる金属製（例えば、アルミ合金製）のヒートシンク１とを備える。照明装置２が自動車用前照灯の場合は、このほか、図示しないリフレクタ、投影レンズ、ランプカバー等を備える。
【００１５】
ＬＥＤ素子３は、発光チップ３ａを中心に有し、図示しない配線によって図示しない駆動回路に接続される。
【００１６】
ヒートシンク１は、円盤形状のヒートシンクベース１１と、ヒートシンクベース１１に設けられる複数の放熱フィン１２とで構成される。
【００１７】
放熱フィン１２は、凹凸が上下方向（図中ｚ軸方向）に繰り返され、さらに、凹凸がヒートシンクベース１１の表面に平行な左右方向（図中ｘ軸方向）に凹又は凸となるように設けられる波形のフィンである。
【００１８】
放熱フィン１２は、隣接する放熱フィン１２が平行になるように左右方向に間隔をおいて複数配置され、隣接する放熱フィン１２の間には上下が開いた一定幅の細長い隙間１３が形成される。放熱フィン１２が波形であるので、隙間１３は、図２に示すように、左右に蛇行する。
【００１９】
また、放熱フィン１２は、図３に示すように、ヒートシンクベース１１側よりも先端側が細くなっている。これは、ヒートシンク１をダイカスティング等で一体成形する場合に、離型性をよくするためである。
【００２０】
なお、本実施形態では、台座部４からヒートシンク１への伝熱効率を考慮し、ヒートシンク１と台座部４とがダイカスティングによって一体成形される。
【００２１】
続いて、上記構造のヒートシンク１を採用することによる作用効果について説明する。
【００２２】
ＬＥＤ素子３で発生した熱は台座部４、ヒートシンクベース１１を介して放熱フィン１２へと伝えられる。放熱フィン１２に伝えられた熱は放熱フィン１２周辺の空気へと伝えられる。
【００２３】
放熱フィン１２周辺の空気はこれによって温度が上昇し、密度が小さくなり、隣接する放熱フィン１２の間の隙間１３を上昇する。すなわち、隙間１３には上方向の自然対流が発生する。これにより、放熱フィン１２との熱交換によって温度が上昇した空気は、隙間１３を上方向に流れ、隙間１３の上方から排出される。そして、温度の低い空気が隙間１３の下方から隙間内に流入する。
【００２４】
また、放熱フィン１２が波形であるので、空気は蛇行しながら隙間１３を上昇する。これにより、放熱フィン１２の表面の空気が攪乱されて放熱フィン１２の表面に温度境界層が発達するのが抑制され、放熱フィン１２から隙間１３を流れる空気への放熱を促進することができる。
【００２５】
したがって、上記構造のヒートシンク１によれば、無風状態を含め、ヒートシンク１に十分な風が当たらない状況であっても、ヒートシンク１に自然対流によって温度の低い空気が継続的に流入するとともに、放熱フィン１２の表面に温度境界層が発達するのが抑制され、高い放熱性を実現することができる。
【００２６】
この結果、ＬＥＤ素子３の温度上昇、それによる電流の増大が抑えられ、ＬＥＤ素子３の輝度、色調を安定させるとともに、ＬＥＤ素子３の劣化を抑え、ＬＥＤ素子３の寿命を長くすることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、熱発生源が照明装置２であるとして説明したが、熱発生源は、モータ、バッテリ、電子部品、熱交換器等であってもよい。
【００２９】
また、台座部４からヒートシンクベース１１への伝熱効率、ヒートシンクベース１１から放熱フィン１２への伝熱効率を考えると、上記実施形態のように、これらを一体成形するのが好ましいが、これらを別個に形成し、機械的に連結する構造であってもよい。連結部には必要に応じて伝熱グリス、伝熱シートを配置し、伝熱効率が低下するのを抑えるようにする。
【００３０】
また、別個に形成されたヒートシンク１と台座部４とを離間して配置してもよく、この場合、両者の間にヒートパイプ、金属板等の伝熱部材を配置し、台座部４からヒートシンク１に熱が伝達されるようにする。
【００３１】
また、放熱フィン１２は、凹凸が左右方向に凹又は凸となるように設けられているが、ヒートシンクベース１１に芯材を立設し、芯材に放熱フィン１２を固定するようにすれば、凹凸がヒートシンクベース１１の表面に直角な方向（図中ｙ軸方向）又はその他の方向に凹又は凸となるように設けることも可能である。ただし、放熱性は、ヒートシンクベース１１から各放熱フィン１２に熱が直接伝達される上記実施形態の構成が優れている。
【符号の説明】
【００３２】
１      ヒートシンク
２      照明装置（熱発生源）
３      発光ダイオード（ＬＥＤ）素子
４      台座部
１１    ヒートシンクベース
１２    放熱フィン
【図１】
2014203534.tif 000003
【図２】
2014203534.tif 000004
【図３】
2014203534.tif 000005