(57)【要約】【課題】ＬＥＤ光源の点在配設基板を効率的に冷却できる安価なヒートシンクとＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】発熱体が熱的に接続される熱的接続面２６ａを有する受熱用底板部２３と、該受熱用底板部２３の熱的接続面２６ａとは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けた複数の板状の放熱フィン２４とを有して、該放熱フィン２４と受熱用底板部２３とが一体的に形成されたヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄを複数設ける。該複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの熱的接続面２６ａが同一面を形成するように配設して隣り合う受熱用底板部２３の側面同士を接合し、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの接合により形成される同一面状の熱的接続面２６を、互いに間隔を介して配設された複数のＬＥＤ光源と直接的または間接的に熱的に接続される接合面とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体が熱的に接続される熱的接続面を有する受熱用底板部と、該受熱用底板部の前記熱的接続面とは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けられた複数の板状の放熱フィンとを有して、該放熱フィンと前記受熱用底板部とが一体的に形成されたヒートシンク形成用ブロックを複数有し、該複数のヒートシンク形成用ブロックの前記熱的接続面が同一面を形成するように配設されて隣り合う受熱用底板部の側面同士が接合され、前記複数のヒートシンク形成用ブロックが接合されて形成される同一面状の熱的接続面が、互いに間隔を介して配設された前記発熱体としての複数のＬＥＤ光源と直接的または間接的に熱的に接続される接合面として形成されていることを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
個々のヒートシンク形成用ブロックに形成された複数の放熱フィンは互いに平行状に同一方向に伸長形成されていることを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項３】
複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成された熱的接続面は該面内の中央部に貫通孔を有する態様に形成され、個々のヒートシンク形成用ブロックに複数配列されている放熱フィンのうち少なくとも配列中央部の複数の放熱フィンは前記貫通孔の縁と前記熱的接続面の外周縁とを結ぶ方向に形成されていることを特徴とする請求項２記載のヒートシンク。
【請求項４】
ヒートシンク形成用ブロックはダイキャストにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載のヒートシンク。
【請求項５】
放熱フィンは、複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成された熱的接続面の中央部から外周縁部に向かうにつれて厚みが薄く形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のヒートシンク。
【請求項６】
隣り合うヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部は機械的に結合され、かつ、受熱用底板部の側面同士の接合部は封止材により封止されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のヒートシンク。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のヒートシンクを有し、該ヒートシンクの複数のヒートシンク形成用ブロックが接合されて形成される同一面状の熱的接続面に、互いに間隔を介して配設された複数のＬＥＤ光源が直接的または間接的に熱的に接続されて形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）光源を備えたＬＥＤ照明装置等に適用されて、ＬＥＤ光源から発する熱をその配設基板を介して冷却するためのヒートシンクおよび、そのヒートシンクを用いたＬＥＤ照明装関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばＩＣ等の発熱電子部品の冷却用として、様々なヒートシンクが用いられている。ヒートシンクは被冷却用の部品（発熱部品）から熱を受ける受熱面（熱的接続面）と、受熱面で受けた熱を放熱するための放熱フィンとを有しており、その放熱フィンの形成方法としては、押し出し成形、鍛造、切削切り起こし、冶金等、様々なものが提案されている（例えば特許文献１、参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、ＬＥＤ光源を用いた様々なＬＥＤ照明装置が提案されるようになり、このようなＬＥＤ照明装置においては、基板のＬＥＤ光源配設面に複数のＬＥＤ光源を点在して（分散して）配設することが行われている。このように複数のＬＥＤ光源を基板に点在配設すると、ＬＥＤ光源から発する熱によって基板が基板面方向全域に渡ってほぼ均一に加熱されるが、従来のヒートシンクは、例えばＩＣ等の発熱部品を局所的に冷却するように形成されていたため、大面積の基板等から熱を均一に放熱して冷却するための構成を備えていなかった。
【０００５】
すなわち、従来のヒートシンクは、熱源の熱を受ける受熱機能、熱を熱源面積から拡大するヒートスプレッド機能、また、その熱を空気中などに放熱する機能が、その構成要素として重要とされており、そのヒートスプレッド機能を確保するために、ヒートシンクの受熱面を形成する受熱用の板部の厚みが厚くなり、その結果、ヒートシンクの重量が増していた。
【０００６】
しかしながら、ＬＥＤ照明装置用のＬＥＤ用ヒートシンクにおいては、点光源が比較的広い面積に配設されるため、ヒートスプレッド機能に関しては重要ではなく、そのためのヒートシンクの底板部の厚みも機能的には薄いもので十分であり、むしろ軽量であることが重要となると本発明者は考え、このようなヒートシンクの適用によってＬＥＤ照明装置の軽量化も実現できると考えた。また、ＬＥＤ照明装置の普及のため、その低コスト化も重要であり、ＬＥＤ照明装置に適用されるヒートシンクも低コスト化が図れることが重要であると考えている。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、例えばＬＥＤ照明装置に設けられるＬＥＤ光源の点在配設基板やＬＥＤ光源からの熱をファン等を用いずに効率的に冷却できる軽量化と低コスト化が可能なヒートシンクおよびそのヒートシンクを用いたＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明のヒートシンクは、発熱体が熱的に接続される熱的接続面を有する受熱用底板部と、該受熱用底板部の前記熱的接続面とは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けられた複数の板状の放熱フィンとを有して、該放熱フィンと前記受熱用底板部とが一体的に形成されたヒートシンク形成用ブロックを複数有し、該複数のヒートシンク形成用ブロックの前記熱的接続面が同一面を形成するように配設されて隣り合う受熱用底板部の側面同士が接合され、前記複数のヒートシンク形成用ブロックが接合されて形成される同一面状の熱的接続面が、互いに間隔を介して配設された前記発熱体としての複数のＬＥＤ光源と直接的または間接的に熱的に接続される接合面として形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【０００９】
また、第２の発明のヒートシンクは、前記第１の発明の構成に加え、前記個々のヒートシンク形成用ブロックに形成された複数の放熱フィンは互いに平行状に同一方向に伸長形成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、第３の発明のヒートシンクは、前記第２の発明の構成に加え、前記複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成された熱的接続面は該面内の中央部に貫通孔を有する態様に形成され、個々のヒートシンク形成用ブロックに複数配列されている放熱フィンのうち少なくとも配列中央部の複数の放熱フィンは前記貫通孔の縁と前記熱的接続面の外周縁とを結ぶ方向に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、第４の発明のヒートシンクは、前記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記ヒートシンク形成用ブロックはダイキャストにより形成されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、第５の発明のヒートシンクは、前記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記放熱フィンは、複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成された熱的接続面の中央部から外周縁部に向かうにつれて厚みが薄く形成されていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、第６の発明のヒートシンクは、前記第１乃至第５のいずれか一つの発明の構成に加え、前記隣り合うヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部は機械的に結合され、かつ、受熱用底板部の側面同士の接合部は封止材により封止されていることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のＬＥＤ照明装置は、本発明のヒートシンクを有し、該ヒートシンクの複数のヒートシンク形成用ブロックが接合されて形成される同一面状の熱的接続面に、互いに間隔を介して配設された複数のＬＥＤ光源が直接的または間接的に熱的に接続されて形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のヒートシンクは、発熱体が熱的に接続される熱的接続面を有する受熱用底板部と、該受熱用底板部の前記熱的接続面とは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けられた複数の板状の放熱フィンとを有して、該放熱フィンと前記受熱用底板部とが一体的に形成されたヒートシンク形成用ブロックを複数有しているが、個々のヒートシンク形成用ブロックは簡単な構成であり、生産性が良好なダイキャスト等を用いて生産性良く低コストで製造できる。そして、そのヒートシンク形成用ブロックを組み合わせて、該複数のヒートシンク形成用ブロックの熱的接続面が同一面を形成するようにすることにより、ヒートシンクを生産性良く形成できる。
【００１６】
また、本発明のヒートシンクは、前記同一面状の熱的接続面を、互いに間隔を介して配設された前記発熱体としての複数のＬＥＤ光源と直接的または間接的に熱的に接続される接合面として形成することにより、ＬＥＤ光源装置の熱を均一的に効率的に放熱することができる。例えばヒートシンクの前記熱的接続面を、ＬＥＤ光源を互いに間隔を介して複数配設したＬＥＤ光源配設基板との接合面としてＬＥＤ光源と間接的に熱的に接続される態様とすることにより、該ＬＥＤ光源配設基板の基板面全体のほぼ均一な熱を、たとえ基板面積が広くても効率的に放熱できる。また、前記同一面状の熱的接続面を、複数のＬＥＤ光源を集積したＬＥＤ光源集積体との接合面とした場合には、そのＬＥＤ光源集積体の熱を直接的に効率的に放熱できる。
【００１７】
また、ヒートシンク形成用ブロックは、前記の如く、例えばダイキャスト等により成形によって形成することができるが、ヒートシンク形成用ブロックの成形に用いられるダイキャストマシン等の成形マシンは、ヒートシンク全体を一度に成形するために用いられるダイキャストマシン等の成形マシンよりも小型のものとすることができる。そのため、安いコストでヒートシンク形成用ブロックを製造でき、そのヒートシンク形成用ブロックを接合してヒートシンクを製造するによりヒートシンクの製造コストを安くでき、コストダウンを図ることができる。さらに、本発明のヒートシンクによれば、ヒートシンク形成用ブロックを成形等により形成するときに用いる金型の大きさも従来の一体成型金型よりも小さなサイズにすることができるため、金型費も低減することができる。
【００１８】
また、ダイキャスト等の成形の際には、金属や樹脂等の材料溶かした液体を成型用の型に注入して凝固させた後に型（成型用型）を外す作業が行われるが、個々のヒートシンク形成用ブロックに形成された複数の放熱フィンを互いに平行状に同一方向に伸長形成することにより、ダイキャスト等による成形に用いられる成形用型を放熱フィンの伸長方向にスライド移動させて容易に抜くことができるため、ヒートシンク形成用ブロックを容易に効率良く形成でき、ヒートシンク形成用ブロックを良好な形状に歩留まり良く形成できる。
【００１９】
さらに、複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成された熱的接続面を該面内の中央部に貫通孔を有する態様に形成し、個々のヒートシンク形成用ブロックに複数配列されている放熱フィンのうち少なくとも配列中央部の複数の放熱フィンは前記貫通孔の縁と前記熱的接続面の外周縁とを結ぶ方向に形成することにより、例えば貫通孔にＬＥＤ光源の電源やケーブルなどを収容する収容部を設けてＬＥＤ照明装置を形成することができる。
【００２０】
また、このように個々のヒートシンク形成用ブロックに複数配列されている放熱フィンのうち少なくとも配列中央部の複数の放熱フィンは前記貫通孔の縁と前記熱的接続面の外周縁とを結ぶ方向に放熱フィンを配設形成すると、複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成された受熱用底板部に、貫通孔を中心とした放射状に近い態様に放熱フィンを配設することができる。そのため、ＬＥＤ光源を配設した基板からの熱を特に均一に冷却しやすくなり、また、たとえＬＥＤ照明装置が水平方向から傾けて設けて配置されても放熱フィンの間を空気が自然対流で流れやすくすることができ、ＬＥＤ光源の熱を放熱フィンを介して効率的に放熱できる。
【００２１】
さらに、ヒートシンク形成用ブロックをダイキャストにより形成することにより、例えば０．５秒といった瞬時に各ヒートシンク形成用ブロックを形成でき、そのヒートシンク形成用ブロックを接合して生産性良くヒートシンクを形成できる。
【００２２】
さらに、放熱フィンを、複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成された熱的接続面の中央部から外周縁部に向かうにつれて厚みが薄くなるように形成することにより、以下のような効果を奏することができる。つまり、前記の如く、ダイキャスト等の成形の際には、金属や樹脂等の材料溶かした液体を型に注入して凝固させた後に型（成型用型）を外す作業が行われるが、個々のヒートシンク形成用ブロックにおいて、例えば複数のヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部の接合によって形成される同一面状の熱的接続面の中央部側になる側から、ヒートシンク形成用ブロック形成時にダイキャスト等の成形用の材料となる金属や樹脂等を溶かした液体を成型用型に注入することにより、成形用材料の成形用型への注入充填を良好に効率良く行うことができる。
【００２３】
そして、成形用型に良好に充填された成形用材料が凝固した後に型を外す（例えば液体の注入先端側から型をスライド移動させる）ことにより、ヒートシンク形成用ブロックを良好な状態に歩留まり良く形成できるため、その形成したヒートシンク形成用ブロックを用いて、ヒートシンクを良好な状態で、効率良く、かつ、歩留まり良く形成できる。
【００２４】
さらに、隣り合うヒートシンク形成用ブロックの受熱用底板部を機械的に結合し、受熱用底板部の側面同士の接合部を封止材により封止することにより、ヒートシンク形成用ブロック同士の接合を強固にすることができると共に、その接合部から水分等が侵入することを防ぐことができる。ＬＥＤ照明装置においてＬＥＤ光源の配設領域に水の浸入があると支障が生じてしまうので、ＬＥＤ光源の配設領域には防水構成が重要となるが、前記の如く、ヒートシンク形成用ブロック同士の接合部を封止材により封止することによってＬＥＤ光源の配設領域へのヒートシンク側からの水分等の侵入を防ぐことができるようにすることで、前記支障が生じることを確実に防止できる。
【００２５】
さらに、本発明のＬＥＤ照明装置は、本発明のヒートシンクを有しており、該ヒートシンクの複数のヒートシンク形成用ブロックが接合されて形成される同一面状の熱的接続面に、互いに間隔を介して配設された複数のＬＥＤ光源が直接的または間接的に熱的に接続されるように形成することにより、製造が容易で、軽量化、低コスト化が可能なＬＥＤ照明装置を実現可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るヒートシンクの一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図２】実施例のヒートシンクを分解状態で示す模式的な斜視説明図である。
【図３】実施例のヒートシンクを、分解状態でＬＥＤ光源配設基板との熱的接続面側から見た模式的な斜視説明図である。
【図４】実施例のヒートシンクを、分解状態で示す模式的な平面図である。
【図５】実施例のヒートシンクの模式的な平面図である。
【図６】実施例のヒートシンクに適用されている一つのヒートシンク形成用ブロックを示す斜視説明図である。
【図７】実施例のヒートシンクに適用されている一つのヒートシンク形成用ブロックを図６とは異なる角度から見た斜視説明図である。
【図８】ヒートシンク形成用ブロックの製造工程における成形用の型抜き方向によって変わる放熱フィンの厚みを説明するための模式的な説明図である。
【図９】本発明に係るＬＥＤ照明装置の一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図１０】実施例のＬＥＤ照明装置の模式的な断面図である。
【図１１】図１０のＡに示す部分を拡大して示す模式的な説明図である。
【図１２】実施例のＬＥＤ照明装置をＬＥＤ光源配設基板側から見た模式的な平面説明図である。
【図１３】実施例のＬＥＤ照明装置による放熱動作を説明するための模式的な断面図である。
【図１４】本発明に係るＬＥＤ照明装置のその他の実施例を示す模式的な斜視説明図である。
【図１５】図１４に示されている実施例のＬＥＤ照明装置の一部構成を示す模式的な断面説明図（ａ）とＬＥＤ光源の配設例を示す模式的な平面説明図（ｂ）である。
【図１６】ドーナツ状の受熱用底板上に放射状に放熱フィンを配設して形成されるヒートシンクの一例を説明するための模式的な斜視図である。
【図１７】ドーナツ状の受熱用底板上に放射状に放熱フィンを配設して形成されるヒートシンクの別の例を説明するための模式的な斜視図である。
【図１８】図１７に示されるヒートシンクの平面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１には、本発明に係るヒートシンクの一実施例が模式的な斜視図により示されており、図２には、本実施例のヒートシンクが分解状態で模式的な斜視図により示されている。これらの図に示されるように、本実施例のヒートシンク８は、アルミダイキャストにより形成された複数（個々では４個）の同形状のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄを組み合わせて形成されたアルミダイキャスト用合金製のヒートシンクであり、それぞれのヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄは、図２および図６、図７に示されるように、発熱体が熱的に接続される熱的接続面２６ａを有する受熱用底板部２３と、複数の平板状の放熱フィン２４と、曲面板状の筒状壁形成板部３２を有している。
【００２９】
なお、図７（ａ）には、ヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの接合により形成されるヒートシンク８の外周側からヒートシンク形成用ブロック８ａを見た斜視図が示され、図７（ｂ）には、ヒートシンク８の外周側からヒートシンク形成用ブロック８ａを見た斜視図が示されており、図６、図７には、それぞれ１つのヒートシンク形成用ブロック８ａが示されているが、他のヒートシンク形成用ブロック８ｂ〜８ｄも同様に形成されている。
【００３０】
複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄは、図２、図３に示されるように、その熱的接続面２６ａによって同一面を形成するように配設されて組み合わされ、図１に示されるように、隣り合う受熱用底板部２３の側面同士が接合されている。そして、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄが接合されて形成される同一面状の熱的接続面２６（放熱フィン２４の形成面の反対側の面）が、互いに間隔を介して配設された複数のＬＥＤ光源３と直接的または間接的に熱的に接続されるものである。一例として、例えば図１２に示されるような、前記発熱体としての複数のＬＥＤ光源６を点在配設した基板３であるＬＥＤ光源配設基板にヒートシンク８の熱的接続面２６が接合され、ＬＥＤ光源６からの熱を受熱する受熱面と成すようにすることができる。
【００３１】
なお、前記同一面状の熱的接続面２６の径は、その径をＤとして受熱用底板部２３の厚みをｔとしたときにｔ／Ｄが０．２以下の適宜の値になるように形成されている。また、受熱用底板部２３の厚みは例えば約４ｍｍで均一に形成され、熱的接続面２６の外周側となる受熱用底板部２３の縁部は放熱フィン２４の配列側とは反対側に折り曲げられた態様と成している（図２、図３、図７等、参照）。
【００３２】
隣り合うヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの受熱用底板部２３は、一方側のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄのスリット部４７に他方側のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの凸部４８を挿入嵌合し、スリット部４７の下部側に形成されている凸部４４上にヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの凸部４８を重ね合わせ、凸部４８のねじ穴４９と凸部４４のねじ穴４５とに共通に挿入されるねじ（図示せず）を螺合することにより機械的に結合されている。また、受熱用底板部２３の側面同士の接合部は封止材としての半田により封止されており、液密性と気密性を確保している。なお、封止材は、半田とは限らず、例えば樹脂、蝋材等の適宜の封止材が適用できる。
【００３３】
また、図４には、本実施例のヒートシンク８の模式的な平面構成が分解状態で示され、図５には、本実施例のヒートシンク８の模式的な平面図が示されており、これらの図に示されるように、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの受熱用底板部２３の接合によって形成された熱的接続面２６は、円形状の面内の中央部に貫通孔２２を有するドーナツ形状に形成されている。
【００３４】
さらに、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの接合によって、各ヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの筒状壁形成板部３２が接合され、貫通孔２２の縁部近傍から上側に立ち上げられた筒状壁が形成されている。筒状壁形成板部３２の厚みは例えば１ｍｍに形成され、筒状壁は上側に向かうにつれて筒径が広くなるように形成されている。
【００３５】
各ヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄにおいて、放熱フィン２４は受熱用底板部２３の熱的接続面２６ａとは反対側の面上に互いに間隔を介して立たせて設けられており、放熱フィン２４同士の間隔（図５のＳ、参照）は、例えば１０ｍｍ程度に形成されている。また、放熱フィン２４と受熱用底板部２３とは一体的に形成されている。それぞれの放熱フィン２４は、受熱用底板部２３の面に沿った方向（図のＸＹ平面方向）の長さよりも受熱用底板部２３からの立ち上がり方向（図のＺ方向）の長さが長く形成されており、その立ち上がり方向の長さ（図６の高さＨ）は例えば１０ｃｍに形成され、トング比（放熱フィンの高さ／放熱フィンの間隔）が５以上２０以下に形成されており、ＬＥＤ光源が複数配設された基板３の熱を効率的に放熱できるようになっている。
【００３６】
さらに、個々のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄに複数の放熱フィン２４は互いに平行状に同一方向に伸長形成されており、個々のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄに複数配列されている放熱フィン２４のうち配列中央部の複数の放熱フィン２４（ここでは筒状壁形成板部３２に連結している放熱フィン２４）は、貫通孔２２の縁と熱的接続面２６の外周縁とを結ぶ方向に形成されている（図４、図５等、参照）。
【００３７】
このように、複数の放熱フィン２４を貫通孔２２の縁と熱的接続面２６の外周縁とを結ぶ方向に形成すると、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの受熱用底板部２３の接合によって形成された受熱用底板部２３に、貫通孔を中心とした放射状に近い態様に放熱フィン２４を配設することができる。そのため放熱効率を高めることができ、たとえ、ＬＥＤ照明装置１が水平方向から傾けて設けて配置されても放熱フィン２４の間を空気が自然対流で流れやすくすることができ、ＬＥＤ光源６の熱を放熱フィン２４を介して効率的に放熱できる。
【００３８】
なお、本実施例において、ヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄに複数配列されている放熱フィン２４のうち配列端部側の放熱フィン２４は互いに連結されており、これらの放熱フィン２４も配列中央部の放熱フィン２４と平行状に同一方向に伸長形成されている。これらの放熱フィン２４の配列により、放熱フィン２４の配列数を増やすことができ、より一層放熱効率を向上できる。
【００３９】
また、放熱フィン２４は、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの受熱用底板部２３の接合によって形成された熱的接続面２６の中央部から外周縁部に向かうにつれて厚みが薄く形成されている（図４等、参照）。
【００４０】
周知の如く、ダイキャストは、成形用型内に材料となる金属を溶かした液（溶湯）を押し入れ、例えば０．５秒といった短時間で冷却凝固させて行われるものであり、溶湯が成形用型の各部、末端まで速やかに流れて届くようにする必要がある。そのため、成形用型において溶湯が流れやすいようにする必要があり、成形用型は、成形時に溶湯を成形用型に流し入れる基端側となる側の幅や厚みを溶湯が流れ着く先端側となる側の幅や厚みよりも大きくなるようにする必要がある。その結果、成形品の厚みは前記基端側から前記先端側に向かうにつれて薄くなるように厚みの傾斜をつけて形成され、その傾斜の角度が例えば１°〜２°といった角度に形成されて先端側が薄くなるように形成される。
【００４１】
また、溶湯が冷却凝固した後に成形用型を外す際は、成形用型を前記先端側からスライド移動させて外すことになるため、ダイキャストによりヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄを形成する場合には、放熱フィン２４の形成方向と成形用型のスライド移動方向（型抜き方向）とに対応させて放熱フィンの厚みが形成されることになる。つまり、型抜き方向に対応させて成形用型に注入される溶湯が流れ着く先端側よりも溶湯の流し入れる基端側の厚みが厚くなり、その先端側と基端側との距離が長いほど基端側の厚みが厚くなることになる。
【００４２】
すなわち、図８に示されているように、図のＸ方向に成形用型５０をスライド移動させて外す場合には、放熱フィン２４のＸ方向の厚みが、その基端側である筒状壁形成板部３２に向かうにつれて厚くなるように形成され、図のＺ方向に成形用型５０をスライド移動させて外す場合には、放熱フィン２４のＺ方向の厚みが、その基端側である受熱用底板部２３に向かうにつれて厚くなるように形成されることになる。そのため、本実施例のように放熱フィン２４のＸ方向よりもＺ方向の長さが長い場合には、図のＺ方向に成形用型５０をスライド移動させて外すようにして形成すると放熱フィン２４の基端側の厚みがかなり厚くなる。
【００４３】
それに対し、本実施例では、個々のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄにおけるダイキャストによる成形用型５０のスライド移動方向を図６の矢印方向となるようにするようにしているため、放熱フィン２４の先端側（受熱用底板部２３の外周縁部側）から基端側（受熱用底板部２３の貫通孔２２の縁側）までの厚みの変化量を小さくできる。つまり、各放熱フィン２４は、その基端側であっても例えば２ｍｍ程度の厚みとなるように、放熱フィン２４の厚み全体を薄肉化している。なお、図８は、放熱フィン２４の製造方法とその厚みとの関係を説明するための模式図であるため、筒状壁形成板部３２の断面を直線的に（つまり筒状壁形成板部３２を平板状に）示しているが、これまでの説明の通り、筒状壁形成板部３２は曲面板状である。
【００４４】
また、図１６には、本実施例のように複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄをダイキャストにより形成した後に接合してヒートシンク８を形成する代わりに、ヒートシンク８の全体をダイキャストにより形成し、成形時に図のＺ方向に成形用型５０をスライド移動させて外す態様として、放熱フィン２４のＺ方向の厚みが基端側に向かうにつれて厚くなるようにしたヒートシンク８の例が示されている。この例のヒートシンク８は、放熱フィン２４が放射状に配列形成されているが、その放熱フィン２４による冷却効率を高めるために放熱フィン２４同士の間隔を例えば１０ｍｍ程度と広くすると、放熱フィン２４の厚みが厚い分、放熱フィン２４の配列数が少なくなってしまい、結果的に放熱効率が低くなってしまう。
【００４５】
そこで、例えば図１７、図１８に示されるように放熱フィン２４の配列数を多くすると、隣り合う放熱フィン２４同士の間隔が狭くなり、受熱用底板部２３の中央側（貫通孔２２の縁側）においては隣り合う放熱フィン２４同士の間隔が殆ど無くなってしまう態様となってしまうため、放熱効率が低くなってしまう（なお、図１８において、図を分かりやすくするために、受熱用底板部２３の放熱フィン２４が形成されていない部分にドットを記している）。
【００４６】
それに対し、本実施例では、放熱フィン２４の厚みを薄肉化することができ、放熱フィン２４同士の間隔も広くとれ、トング比が５以上２０以下に形成されており、放熱フィン２４の間隔を、放熱フィン２４の立ち上がり方向（図１の上下方向）の空気の温度差によって空気が流れることにより放熱が行われる自然対流放熱機能によって、放熱効率の高いヒートシンクを実現できる。
【００４７】
また、本実施例のヒートシンク８は、前記の如く、生産性も良好であり、低コスト化が実現できるし、デザイン性も良好であり、重さが１Ｋｇ程度で軽量であるために、持ち運びも楽であり、例えば図９、図１０に示されるようなＬＥＤ照明装置１にヒートシンク８を適用することによって、ＬＥＤ照明装置の軽量化も図ることができる。なお、図１〜図９の図中、符号４３で示す突起部は、ヒートシンク８をＬＥＤ照明装置１に適用したときに、ＬＥＤ照明装置１を例えば天井などにつり下げるときの鎖や紐や板状部材等の支持手段の接続手段として機能させることができるように設けられているが、突起部４３は省略することもできる。
【００４８】
以下、図９、図１０等に基づき、ＬＥＤ照明装置１の一実施例について説明する。このＬＥＤ照明装置１は、図１２に示されるような略真円形状の貫通穴２が形成されたドーナツ型円盤状の基板３を有しており、図１０、図１１に示されるように、基板３の貫通穴２を貫通する態様で設けられた筒状部位４を有している。筒状部位４は基板３の片面（図１０の下側）から突出した筒状部位４ａと反対側の面（図１０の上面）から突出した筒状部位４ｂとを有して基板３の両面から突出している。筒状部位４ｂは樹脂製の部材により形成されており、軽量さと機械的強度および熱を伝えにくい特性を有している。筒状部位４（４ｂ）の筒内にはＬＥＤ光源６の電源１１やそのケーブル２０を収納可能と成している。
【００４９】
基板３は、複数のＬＥＤ光源を配設したＬＥＤ光源配設基板であり、基板３のＬＥＤ光源配設面５には、図１２に示されるように、複数（例えば４０個）のＬＥＤ光源６が互いに間隔を介して点在して配設されている。ＬＥＤ光源配設面５と反対側の基板面７（図１１、参照）側に前記実施例のヒートシンク８を設けることにより、ヒートシンク８は、筒状部位４ｂの外周を覆う態様で設けられ、ヒートシンク８の熱的接続面２６（図３等、参照）が基板３に熱的に接続され、ＬＥＤ光源６とは間接的に熱的に接続されてＬＥＤ光源６の熱を放熱する構成と成している。
【００５０】
図９〜図１１に示されるように、筒状部位４ｂは、筒軸方向（図のＺ軸方向）の一端側がヒートシンク８の先端部よりも先方に突出し、その突出した筒状部位４ｂの側周壁部には、スリット状の通気口９が形成されている。また、筒状部位４ｂは、その筒孔の横断面形状（ＸＹ断面形状）が真円形状を呈しているが、筒状部位４ｂは通気口９が形成された部位が先端側（図１０の上側）に向かうにつれて連続的に径が小さくなる領域と段階的に径が小さくなる領域とを有して、先端部の径がヒートシンク８の配設領域における径に比べて小さく形成されており、筒状部位４ｂの先端部にはＬＥＤ照明装置１をその取り付け箇所に取り付けるための口金３０が形成されている。
【００５１】
ここで、口金３０を例えばJIS口金E39に規定された大きさに形成し、それの対応する照明装置として５０Ｗ以上（ＬＥＤ光源の性能によるが最大３００Ｗ程度）の高ワット数のＬＥＤ照明装置１を形成する場合でも、前記のようにヒートシンク８を軽量化することにより、ＬＥＤ照明装置においても軽量化を図ることができる。そのため、ＬＥＤ照明装置１の地震に対する落下の危険性を少なくすることができるし、施工時の作業性を良好にして一人作業を可能とすることもできる。
【００５２】
前記筒状部位４ａは、基板３のＬＥＤ光源配設面５側から突出して設けられ、その突出長さは例えば２〜３ｃｍ位であり、突出先端部位（筒状部位４の筒軸方向の他端側）から基板３の周縁部にかけて透明カバー部材１２が形成されている。透明カバー部材１２は、ＬＥＤ光源配設面５と間隔を介してＬＥＤ光源配設面５を覆う態様で設けられており、透明カバー部材１２の内側には筒体１５が透明カバー部材１２と一体的に設けられている。
【００５３】
また、筒体１５の内側には筒体１５と間隔を介して前記筒状部位４ａが設けられ、筒状部位４ａと筒体１５とは連結板部２７を介して連結されて、筒状部位４ａと筒体１５と透明カバー部材１２とが例えば透明性樹脂により一体的に形成されている。筒状部位４ａの突出先端部には開口１０が形成されており、開口１０の径および筒状部位４ａの筒内径は３０ｍｍ以上（例えば８０ｍｍ）に形成されている。
【００５４】
なお、このＬＥＤ照明装置１においては、図１１に示されるように、ヒートシンク８の受熱用底板部２３の下面（基端面２６）と透明カバー部材１２の周縁部との接触部にはシール部材であるＯリング３３が設けられ、ヒートシンク８の底板２３と筒体１５との接触部にはシール部材であるＯリング３４が設けられており、透明カバー部材１２と筒体１５とに覆われたＬＥＤ光源６の配設領域に水の浸入がないように、液密、かつ、大気に対して気密に形成されている。
【００５５】
また、筒状部位４ａの筒壁は，開口１０側から基板３側に向かうにつれて厚みが厚く形成されているが、筒状部位４ａの底板２３との接触部側には、その接触部側を開口とした溝部３５が筒状部位４ａの全周にかけて形成されていて、筒状部位４ａとヒートシンク８の底板２３との接触面積が小さくなるように形成され、ヒートシンク８の底板２３側から筒状部位４ａ側に熱が伝わりにくいように構成されている。
【００５６】
このＬＥＤ照明装置１において、ＬＥＤ光源６の駆動により発熱して基板３の温度が上昇すると、基板３からヒートシンク８の受熱用底板部２３に熱が伝わり、さらに放熱フィン２４に熱が伝わって、その熱が放熱フィン２４から放熱される。また、ＬＥＤ光源６の熱によって基板３の温度が上昇すると、ヒートシンク８の放熱フィン２４の間隔に上昇気流が生じて、図１３の矢印Ａに示されるように、ヒートシンク８の外側からヒートシンク８の基端側（この基端側におけるフィン２３同士の間隔）に入り込んだ空気が筒状部位４の外側の壁面側に沿ってヒートシンク８の先端側に流れて、該先端側から外部に導出される構成と成している。
【００５７】
一方、筒状部位４に収納される電源１１の温度の上昇により筒状部位４の筒内の空気の温度が上昇すると、図１３の矢印Ｂに示されるように、筒状部位４の筒内に上昇気流が生じて筒状部位４の開口１０から筒状部位４の筒内に、外部から筒内の空気よりも低温の空気が導入され、この空気が筒内を流れて通気口９から導出されることにより電源１１の冷却が行われる。
【００５８】
また、このＬＥＤ照明装置１には、図１１に示されるように、前記筒状部位４ｂのヒートシンク８に囲まれた部位の外周壁に、断熱層１３が設けられ、さらに、筒状部位４の開口１０が形成されている先端部位からヒートシンク８の先端部にかけて筒状部位４の外周側に沿って、図１３矢印Ｃに示されるように、筒状部位４の筒軸方向に空気が通るようにする空気通路１４が形成されている。この空気通路１４は、図１１に示されるように、空気通路１４ａと空気通路１４ｂと、これらの空気通路１４ａ，１４ｂを連通させるために、ヒートシンク８のフィン２４の間隔形成位置に対応させて連結板部２７に互いに間隔を介して形成された複数の貫通孔１６（図１２も参照）とを有して形成されている。
【００５９】
なお、本発明は、前記各実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、前記実施例では、個々のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄをダイキャストにより形成したが、ヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの形成方法は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、ダイキャストと以外の成形等により形成することもできる。ただし、ダイキャストにより個々のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄを形成することによって生産性を向上でき、精度よく各ヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄを形成してヒートシンク８を形成できるため、ダイキャストによるヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの形成が好ましい。
【００６０】
また、前記実施例のヒートシンク８は、受熱用底板部２３の厚みを４ｍｍ、放熱フィン２４の厚みを１．５ｍｍ程度に形成し、放熱フィン２４の間隔を１０ｍｍに形成したが、受熱用底板部２３や放熱フィン２４の厚みおよび放熱フィン２４の間隔は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。なお、ヒートシンク８のトング比を５以上２０以下に形成し、かつ、ヒートシンク８の軽量化を図るために、受熱用底板部２３の厚みｔを８ｍｍ以下（例えば受熱用底板部２３の径Ｄを２５０ｍｍとしてｔ／Ｄは０．０４以下）の機械的強度等が維持できる適宜の厚みとし、放熱フィン２４の厚みを２ｍｍ以下の機械的強度等が維持できる適宜の厚みに形成することが好ましく、放熱フィン２４の間隔は５〜１５ｍｍ程度にすることが好ましい。
【００６１】
さらに、前記実施例では、ヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの各放熱フィン２４においてＺ方向の長さがＸ−Ｙ面の長さより長く形成されていたが、放熱フィン２４の形成態様は適宜設定されるものであり、Ｚ方向の長さがＸ−Ｙ面での長さより短いような放熱フィン２４を形成してもよい。この場合には、例えばヒートシンク形成用ブロックの成形後に成形型をＺ方向に抜くことようにすることにより、放熱フィンの薄肉化を実現でき、前記実施例で述べたような放熱フィン２４の軽量化が実現できる。
【００６２】
さらに、ヒートシンク８の形成材料は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、受熱用底板部２３と放熱フィン２４は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、あるいは熱伝導性の樹脂により形成することができる。
【００６３】
さらに、前記実施例では、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄを接合して形成された熱的接続面２６を有する受熱用底板部２３は貫通穴２２を有する形状としたが、受熱用底板部２３は貫通穴２２が形成されていない円盤状としてもよく、その他の形状（例えば多角形状）としてもよい。また、放熱フィン２４の配列態様等の形成態様も特に限定されるものではないが、複数のヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄの接合により形成される熱的接続面２６の形状に対応させて、熱的接続面２６の中央部側から外周縁側に向けて放熱フィン２４が形成されるようにすることによって、ＬＥＤ光源６が配設された基板３の熱を効率的に放熱できるため、好ましい。
【００６４】
さらに、前記実施例では、４つのヒートシンク形成用ブロック８ａ〜８ｄを設けてヒートシンク８を形成したが、ヒートシンク８を形成するヒートシンク形成用ブロックの数は限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、また、適用されるヒートシンク形成用ブロックの形状も適宜設定されるものであって、複数のヒートシンク形成用ブロックが、その熱的接続面２６ａが同一面を形成するように配設されて組み合わされて接合されるものであれば、必ずしも互いに同一形状とするとは限らない。
【００６５】
さらに、本発明のＬＥＤ照明装置は前記実施例のＬＥＤ照明装置１と同様に形成するとは限らず、本発明のヒートシンクを有し、ヒートシンクの複数のヒートシンク形成用ブロックが接合されて形成される同一面状の熱的接続面に、互いに間隔を介して配設された複数のＬＥＤ光源が直接的または間接的に熱的に接続されて形成されていればよい。例えば前記実施例において、図１３の破線Ｆに示すようなファンを筒状部材４内に設けてもよいし、電源１１が収容可能な筒状部材４等を設けずに電源１１を外部に配置するようにしてもよい。
【００６６】
また、ＬＥＤ照明装置１は、図１４〜図１５に示されるような態様としてもよい。つまり、前記実施例に設けたようなＬＥＤ光源６を点在配設した基板３を省略し、図１５（ｂ）に示されるように、複数のＬＥＤ光源６を集積したＬＥＤ光源集積体であるＣＯＢ（チップオンボード）４０をヒートシンク８の熱的接続面２６に直接接合して互いに間隔を介して配設してもよいし、前記実施例のように筒状部位４ａと筒体１５とを間隔を介して設けて二重筒構造に形成せずに、図１５（ａ）に示されているように、筒体１５を省略してもよい。
【００６７】
なお、図１４、図１５に示す例では、電源１１の下側から引き出されているケーブル２０が筒状部位４ａ側で折り返して配設されており、そのケーブル２０の一部分（折り返し部位）を支持する支持板部４１が設けられて支持板部４１と筒状部位４ａとの間に開口１０が形成されている。図１４、図１５に示されるようにＬＥＤ照明装置１を形成すると、基板３や筒体１５を省略できる分だけ、より一層低コスト化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のヒートシンクは、簡単な構成で、基板面のほぼ均一な熱を放熱できるので、例えば家庭用や産業用分野のＬＥＤ照明装置の放熱手段として利用でき、また、ＬＥＤ照明装置は家庭用や産業分野等の照明装置として利用できる。
【符号の説明】
【００６９】
１                ＬＥＤ照明装置
２                貫通穴
３                基板
４（４ａ，４ｂ）  筒状部位
５                ＬＥＤ光源配設面
６                ＬＥＤ光源
７                基板面
８                ヒートシンク
８ａ〜８ｄ        ヒートシンク形成用ブロック
９                通気口
１０              開口
１１              電源
１２              透明カバー部材
１３              断熱層
１４              空気通路
１５              筒体
１６              貫通孔
２３              受熱用底板部
２４              放熱フィン
２６，２６ａ      熱的接続面
３２              筒状壁形成板部
４０              ＣＯＢ（チップオンボード）
【図１】
2015185331.tif 000003
【図２】
2015185331.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015185331.tif 000008
【図７】
2015185331.tif 000009
【図８】
2015185331.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015185331.tif 000012
【図１１】
2015185331.tif 000013
【図１２】
2015185331.tif 000014
【図１３】
2015185331.tif 000015
【図１４】
2015185331.tif 000016
【図１５】
2015185331.tif 000017
【図１６】
2015185331.tif 000018
【図１７】
2015185331.tif 000019
【図１８】
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