(57)【要約】【課題】アルミニウム合金製ブランク材に絞り加工とローレット加工を施すことでＬＥＤ電球の放熱部を製造することができ、製造コストの低減を図ることができ、しかも、アルミニウム合金ダイキャスト製の放熱部と比べて遜色のない放熱性を得ることができるＬＥＤ電球の放熱部の製造方法およびＬＥＤ電球の放熱部を提供することを課題とする。【解決手段】板厚０．３〜２．５ｍｍのアルミニウム合金製ブランク材１Ａを絞り加工により開口を有する容器状の放熱部１に成形する予備工程と、その予備工程で成形した前記放熱部の外周面に複数本の溝を形成するローレット加工を含む仕上工程よりなり、仕上工程で、放熱部１の外周面に形成される溝１ｂの深さは０．２〜２．０ｍｍ、幅は１．０〜５．０ｍｍ、本数は３０本以上である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金製ブランク材からＬＥＤ素子を発光源とする電球の放熱部を製造するＬＥＤ電球の放熱部の製造方法であって、
板厚０．３〜２．５ｍｍのアルミニウム合金製ブランク材に複数回のプレス加工による絞り加工を施すことにより開口を有する容器状の放熱部に成形する予備工程と、前記予備工程で成形した前記放熱部の外周面に複数本の並列する溝を形成するローレット加工を含む仕上工程とよりなり、
前記ローレット加工で、前記放熱部の外周面に形成される溝の深さは０．２〜２．０ｍｍ、幅は１．０〜５．０ｍｍ、本数は３０本以上であることを特徴とするＬＥＤ電球の放熱部の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤ電球の放熱部の製造方法により製造されたことを特徴とするＬＥＤ電球の放熱部。
【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電球のヒートシンク（放熱部）を製造するＬＥＤ電球の放熱部の製造方法と、その製造方法により製造されたＬＥＤ電球の放熱部、より詳しくは、アルミニウム合金製ブランク材からプレス加工等によりＬＥＤ電球のヒートシンク（放熱部）を製造するＬＥＤ電球の放熱部の製造方法と、その製造方法により製造されたＬＥＤ電球の放熱部に関するものである。
【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、白熱電球や蛍光ランプといった既存の電球からの置き換えを狙って開発された一般電球型のＬＥＤ電球である。
【０００３】
しかしながら、このＬＥＤ電球のＬＥＤ素子は熱に非常に弱く、許容温度を超えると発光効率が低下し、また、その寿命にも影響を及ぼすという問題がある。この問題を解決するためには、ＬＥＤ素子の発光時の熱を周囲に放熱する必要があるため、ＬＥＤ電球には大型のヒートシンク（放熱部）が備えられている。この放熱部から熱を効率性良く放熱するためには放熱部の表面積を出来る限り大きくする必要があるが、放熱部はＬＥＤ電球本体と一体に形成されるため、その外形寸法を大きくするにしても限界がある。従って、現状では放熱部の外表面に多くの放熱フィンを形成すること等で、放熱部の表面積を出来る限り大きくし、対応している。
【０００４】
この外表面に多くのフィンを形成した放熱部の多くは、アルミニウム合金でなるダイキャスト製であるため、製造コストが高くなり、また、放熱部の外表面に多くの放熱フィンを形成するために、複雑な形状の金型が必要になるという問題があった。
【０００５】
このＬＥＤ素子を発光源とする照明に関する技術は、近年多く提案されており、ＬＥＤ電球と一体に形成された放熱部も、例えば、特許文献１や、特許文献２等に開示されている。これらの特許文献に開示された放熱部もその外表面に多くの放熱フィンを形成することで構成されており、また特許文献１には、放熱部がアルミニウム製であり、一体形成されているとの記載もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４１３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、アルミニウム合金製ブランク材に、絞り加工とローレット加工を施すことによってＬＥＤ電球の放熱部を製造することができ、製造コストの低減を図ることができ、しかも、アルミニウム合金でなるダイキャスト製の放熱部と比べて遜色のない放熱性を得ることができるＬＥＤ電球の放熱部の製造方法と、その製造方法により製造されたＬＥＤ電球の放熱部を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、アルミニウム合金製ブランク材からＬＥＤ素子を発光源とする電球の放熱部を製造するＬＥＤ電球の放熱部の製造方法であって、板厚０．３〜２．５ｍｍのアルミニウム合金製ブランク材に複数回のプレス加工による絞り加工を施すことにより開口を有する容器状の放熱部に成形する予備工程と、前記予備工程で成形した前記放熱部の外周面に複数本の並列する溝を形成するローレット加工を含む仕上工程とよりなり、前記ローレット加工で、前記放熱部の外周面に形成される溝の深さは０．２〜２．０ｍｍ、幅は１．０〜５．０ｍｍ、本数は３０本以上であることを特徴とするＬＥＤ電球の放熱部の製造方法である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のＬＥＤ電球の放熱部の製造方法により製造されたことを特徴とするＬＥＤ電球の放熱部である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＬＥＤ電球の放熱部の製造方法によると、アルミニウム合金製ブランク材に複数回のプレス加工による絞り加工とローレット加工を施すことによってＬＥＤ電球の放熱部を製造することができ、複雑な形状の金型が不要で、また、従来の金型鋳造に比べて製造にかかるコストの低減を図ることができる。しかも、アルミニウム合金ダイキャストに比べて高い熱伝導率を有するアルミニウム合金板材を用いることで、放熱性は高められ、アルミニウム合金でなるダイキャスト製の放熱部と比べて遜色のない放熱性を得ることができる。
【００１１】
本発明のＬＥＤ電球の放熱部によると、アルミニウム合金製ブランク材から製造した放熱部であるに関わらず、従来のダイキャスト製の放熱部と比べて遜色のない放熱性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ電球の放熱部の外周面を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ電球の放熱部の内周面を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ電球の放熱部を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係り、ＬＥＤ電球の放熱部に蓋板を介してＬＥＤ素子を取り付けた状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る放熱部を組み込んだＬＥＤ電球の外観を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ電球の放熱部の製造方法を製造工程の順を追って示す説明図であって、各製造工程ともに、上段は平面図、下段は縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ電球の放熱部の製造方法におけるローレット加工の一例を示す説明図であって、（ａ）は放熱部のみを断面で示した側面図、（ｂ）はダイスの縦断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
【００１４】
図１〜５は本発明の一実施形態のＬＥＤ電球の放熱部を示し、図１はＬＥＤ電球の放熱部の外周面を示す斜視図、図２はＬＥＤ電球の放熱部の内周面を示す斜視図、図３はＬＥＤ電球の放熱部の平面図であって、図４はＬＥＤ電球の放熱部に蓋板を介してＬＥＤ素子を取り付けた縦断面図、図５はＬＥＤ電球の全体形状を示す正面図である。
【００１５】
本発明に係るＬＥＤ電球の放熱部１は、例えば、ＪＩＳ５０００系の５０５２規格のアルミニウム合金材でなる板厚が０．３〜２．５ｍｍのアルミニウム合金製ブランク材１Ａ（図６に示す）に、複数回のプレス加工による絞り加工を施すことにより成形されたもので、開口１ａを有する容器状、すなわち略コップ形状に成形されている。また、その表面（外周面）にはローレット加工により複数本の並列する溝１ｂが形成されている。尚、アルミニウム合金製ブランク材１Ａからのプレス加工およびローレット加工を含む製造方法については、後述する製造方法の説明で詳しく説明する。
【００１６】
放熱部１は、後述するＬＥＤ電球の発光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）素子２で発生する熱を効率性良く放熱するために、その表面積を出来る限り大きくする必要があるが、本発明では、放熱部１の外周面に複数本の溝１ｂを形成することで表面積を確保している。これら複数本の溝１ｂの深さは０．２〜２．０ｍｍ、幅は１．０〜５．０ｍｍ、本数は３０本以上である必要がある。尚、複数本の溝１ｂの深さおよび幅はローレット加工で形成することを考慮すると、全ての溝１ｂは同じ深さおよび幅であることが望ましいが、必ずしも同一である必要性はない。
【００１７】
放熱部１の外周面に形成される溝１ｂの深さは０．２〜２．０ｍｍとする。その溝１ｂの深さが０．２ｍｍ未満であると、溝１ｂの本数を出来る限り多くしても放熱のために必要な表面積を確保することができない。一方、溝１ｂの深さを２．０ｍｍを超えて深くすることは、アルミニウム合金製ブランク材１Ａの板厚から考えて不可能である。より好ましい溝１ｂの深さは、０．３〜１．７ｍｍである。
【００１８】
放熱部１の外周面に形成される溝１ｂの幅は、１．０〜５．０ｍｍとする。幅が１．０ｍｍ未満の溝１ｂでは、放熱部１の外周面からの放熱が十分に行えなくなる。一方、溝１ｂの幅を５．０ｍｍを超えて広くした場合、放熱のために必要な表面積を確保することができなくなる。より好ましい溝１ｂの幅は、１．５〜３．０ｍｍである。
【００１９】
放熱部１の外周面に形成される溝１ｂの本数は、３０本以上とする。溝１ｂの本数が３０本未満であれば、放熱のために必要な表面積を確保することができなくなる。一方、放熱部１の外周面に形成される溝１ｂの本数は多ければ多いほど良く、その上限は限定しない。但し、放熱部１の大きさにもよるが、通常のＬＥＤ電球の大きさを考慮すると、実際の溝１ｂの本数の上限は、８０本程度であると考えられる。また、より好ましい溝１ｂの本数の下限は７０本である。
【００２０】
放熱部１の開口１ａ側の縁部には、等間隔で内側に突出するようにして蓋板３取り付け用の取付下地片１ｃが設けられており、蓋板３は放熱部１の開口１ａを被覆するようにしてこの取付下地片１ｃに取り付けられる。また、この蓋板３は、放熱部１と同様の材料で形成されていることが好ましく、この実施形態では、蓋板３は、ＪＩＳ５０５２のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の圧延板の成形材で形成されている。その蓋板３の表面にはＬＥＤ電球の発光源となるＬＥＤ素子２が取り付けられている。蓋板３は以上のように構成されるため、放熱部１と一体になり、放熱板として機能する。
【００２１】
以上に示すように、ＬＥＤ素子２は、蓋板３を介して放熱部１に取り付けられるので、ＬＥＤ素子２の発光時に発生した熱は、蓋板３を介して放熱部１に伝導され、ローレット加工で表面に複数本の溝１ｂを形成された放熱部１の表面から外気中に効率性良く放熱される。
【００２２】
また、この蓋板３には、ＬＥＤ素子２を被覆するようにして、ＬＥＤ素子２から発光する光を透過させて拡散するために、半球状のグローブ４が取り付けられている。このグローブ４は、例えば、乳白色のポリカーボネート樹脂からなる。尚、特に図示はしないが、放熱部１の内部に形成される空洞には、ＬＥＤ素子２を発光させるための駆動部品が収容される。また、図５に示す５はＬＥＤ電球の口金部である。
【００２３】
次に、図６に基づいて、本発明のＬＥＤ電球の放熱部の製造方法の一例を、製造工程を追って順に説明する。
【００２４】
（ａ）は、ＪＩＳ５０５２のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる板厚が０．３〜２．５ｍｍの冷間圧延−熱処理（調質）されたブランク材１Ａである。このアルミニウム合金製ブランク材１Ａは、以後のプレス加工により、開口１ａを有する容器状、すなわち略コップ形状に成形されるため、図６に示すように、円形であることが好ましいが、周囲はトリム加工時に切除されるため、必ずしも円形である必要はない。
【００２５】
尚、このアルミニウム合金製ブランク材１Ａは、容器状に成形することや外周面に溝を形成する点で、５０００系のアルミニウム合金材であることが好ましいが、３０００系のアルミニウム合金材、或いは６０００系アルミニウム合金材など、成形性の良いアルミニウム合金材であっても構わない。また、アルミニウム合金製ブランク材１Ａの板厚を０．３〜２．５ｍｍとしたが、アルミニウム合金製ブランク材１Ａの板厚が２．５ｍｍを超えた場合は、その質量が重くなりすぎてＬＥＤ電球の放熱部１として用いるには適切でない。一方、板厚が０．３ｍｍより薄い場合は、ローレット加工によって所望の深さおよび幅の溝１ｂを形成することは困難であり、製造効率等からして好ましくはない。より好ましいアルミニウム合金製ブランク材１Ａの板厚は０．５〜２．０ｍｍである。
【００２６】
このアルミニウム合金製ブランク材１Ａに対して、まず、（ｂ）に示すように、１回目のプレス加工を施して、アルミニウム合金製ブランク材１Ａを、その周囲を除きカップ状に形成する。尚、このプレス加工は、公知のポンチ、ダイス、並びにブランクホルダーを用いたプレス成形であり、後述する２回目以降のプレス加工を含め、ポンチ、ダイス、並びにブランクホルダーは特に図示していない。
【００２７】
１回目のプレス加工で、その周囲を除きカップ状に形成したアルミニウム合金製ブランク材１Ａに対して、（ｃ）に示すように、２回目のプレス加工を施す。２回目のプレス加工で、アルミニウム合金製ブランク材１Ａは、更に深い容器状となり、その中央部には隆起したバーリングの下地が形成される。
【００２８】
以上の（ｂ）（ｃ）の２度のプレス加工からなる絞り加工によりアルミニウム合金製ブランク材１Ａを、開口１ａを有する容器状の放熱部１に成形する工程が予備工程である。尚、以上の説明では、予備工程が、合計２度のプレス加工を施して、アルミニウム合金製ブランク材１Ａを、開口１ａを有する容器状の放熱部１を成形する事例について説明したが、プレス加工は複数回行う必要があるが、所望の形状に放熱部１を成形することができるならば、そのプレス加工の回数は問わない。
【００２９】
次いで、予備工程を終了して所望の形状に成形された放熱部１から周囲の不要な部位を切除するために、（ｄ）に示すように、トリム型（図示せず）によりトリム加工を施すが、そのトリム加工の際には、放熱部１の周囲に取付下地片１ｃとなる部位を複数箇所（図６では等間隔に３箇所）残す。また、そのトリム加工と同時に、取付下地片１ｃとなる部位（図６では３箇所）への孔加工、放熱部１の中央部の隆起したバーリングの下地となる部位への孔加工も施す。
【００３０】
次に、（ｅ）に示すように、ローレット加工を施して、深さ０．２〜２．０ｍｍ、幅１．０〜５．０ｍｍの３０本以上の溝を形成する。このローレット加工は、被削材（放熱部１の外周面）の表面にギザギザの切れ込み（溝）を形成する加工で、ダイス６を被削材の外周面に強く押し当てて塑性変形させる型押し転造や切削等で実施することができるが、図７にそのローレット加工の一例を示す。この加工では、以上の工程で容器状に加工された放熱部１の内側に芯金７を嵌入して放熱部１を芯金７と共に回転させ、表面がギザギザの断面凹凸状になったダイス６をその放熱部１の外周面に強く押し当てて塑性変形させることで、ローレット加工が施される。
【００３１】
更に、（ｆ）に示すように、取付下地片１ｃの端立て（折り曲げ）加工を行った後、（ｇ）に示す取付下地片１ｃの曲げ（折り曲げ）加工、並びに放熱部１の中央部の隆起した部位に形成した孔へのバーリング加工を順次施して、ＬＥＤ電球の放熱部の製造を完了する。以上が仕上工程である。
【符号の説明】
【００３２】
１…放熱部
１Ａ…アルミニウム合金製ブランク材
１ａ…開口
１ｂ…溝
１ｃ…取付下地片
２…ＬＥＤ素子
３…蓋板
４…グローブ
５…口金部
６…ダイス
７…芯金
【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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