(57)【要約】【課題】放熱性に優れ、軽量の放熱部材を提供すること。【解決手段】複数の折り曲げ起点線１１に沿って折り曲げてコルゲート状にした金属板１０を、折り曲げ起点線１１を軸方向に揃えた状態で全体形状が円筒形状となるように配置した放熱部材１である。放熱部材１は、円筒形状の径方向に放射状に配された複数のフィン部１３を有し、隣り合うフィン部１３は、円筒形状の内周側１０１及び外周側１０２においてそれぞれ交互に連結されている。放熱部材１は、円筒形状の放熱部材１の軸方向Ｘの一端１１５に接合端部１２を有する。放熱部材１は、接合端部１２側を発熱部材に接合して用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の折り曲げ起点線に沿って折り曲げてコルゲート状にした金属板を、上記折り曲げ起点線を軸方向に揃えた状態で全体形状が円筒形状となるように配置した放熱部材であって、
上記円筒形状の径方向に放射状に配された複数のフィン部を有し、隣り合う上記フィン部は、上記円筒形状の内周側及び外周側においてそれぞれ交互に連結されており、
上記円筒形状の上記放熱部材の軸方向の一端に接合端部を有し、該接合端部側を発熱部材に接合して用いられることを特徴とする放熱部材。
【請求項２】
請求項１に記載の放熱部材において、上記フィン部同士の上記内周側及び上記外周側の連結部は、上記円筒形状の周方向に配された平面又は曲面で形成されていることを特徴とする放熱部材。
【請求項３】
請求項２に記載の放熱部材において、上記連結部には貫通孔が形成されていることを特徴とする放熱部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放熱部材において、上記金属板は、アルミニウム合金板又はアルミニウム合金板の少なくとも一方の面に樹脂層を有するプレコートアルミニウム合金板であることを特徴とする放熱部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の放熱部材において、上記円筒形状の上記放熱部材の軸方向の一端には金属板からなるベース板が接合されており、該ベース板を介して上記発熱部材に接合して用いられることを特徴とする放熱部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の放熱部材において、ダウンライト用であることを特徴とする放熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具等の電気機器の放熱を促進させる放熱部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＥＤの高性能化に伴い、ＬＥＤを光源とした照明器具が実用化されてきた。このような照明器具には、例えば、放熱を促進するために放熱フィンを一体的に形成した放熱部材が備えられている。従来の放熱部材は、例えば特許文献１において示されたような放熱フィンを一体的に備えたアルミニウム合金の鍛造品あるいは鋳造品が多く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７３６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アルミニウム合金の鍛造品あるいは鋳造品よりなる従来の放熱部材は、ある程度放熱性を確保できるものの、重量が重く、生産性が低く、比較的コストの高いものとなっている。そのため、従来の放熱部材と同等以上の放熱性を発揮すると共に、軽量で低コストの放熱部材の開発が望まれている。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、放熱性に優れ、軽量の放熱部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、複数の折り曲げ起点線に沿って折り曲げてコルゲート状にした金属板を、上記折り曲げ起点線を軸方向に揃えた状態で全体形状が円筒形状となるように配置した放熱部材であって、
上記円筒形状の径方向に放射状に配された複数のフィン部を有し、隣り合う上記フィン部は、上記円筒形状の内周側及び外周側においてそれぞれ交互に連結されており、
上記円筒形状の上記放熱部材の軸方向の一端に接合端部を有し、該接合端部側を発熱部材に接合して用いられることを特徴とする放熱部材にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
上記放熱部材は、上述のごとく、径方向に放射状に配された複数のフィン部を有し、隣り合う上記フィン部は、上記円筒形状の内周側及び外周側においてそれぞれ交互に連結されている。そのため、上記放熱部材においては、円筒形状の側面の表面積を増大させることができ、側面からの放熱性を高めることができる。また、円筒形状の放熱部材の内部には、空間が形成されるため、空冷性能を向上させることができる。
また、上記放熱部材は、金属板を折り曲げて形成されている。そのため、例えば従来の鍛造品等からなる放熱部材に比べて、軽量化を図ることができる。
【０００８】
また、上記放熱部材は、全体形状が円筒形状を呈している。そのため、円筒形状が好適な例えばダウンライトなどの照明器具用の放熱部材へ適用し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における、ベース板を接合した放熱部材の斜視図。
【図２】実施例１における、ベース板を接合した放熱部材の上面図。
【図３】実施例１における、ベース板を接合した放熱部材の側面図。
【図４】実施例１における、円筒形状の放熱部材の径方向の部分断面を拡大して示す説明図。
【図５】実施例１における、コルゲート状にした折り曲げ加工した金属板を折り曲げ起点線の形成方向から観察した状態を示す説明図。
【図６】実施例１における、コルゲート状の金属板を、折り曲げ起点線を軸方向に揃えた状態で円筒状に曲げ加工する様子を示す説明図。
【図７】実施例１における、放熱部材を装着したダウンライトの構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、上記放熱部材の好ましい実施形態について説明する。
上記放熱部材は、複数の折り曲げ起点線に沿って折り曲げてコルゲート状にした金属板を、上記折り曲げ起点線を軸方向に揃えた状態で全体形状が円筒形状となるように配置することにより形成されている。
金属板としては、アルミニウム合金板（純アルミニウム板を含む）、鋼板、銅板など用いることができる。また、金属板としては、金属板よりも優れた放熱性を有する樹脂層が表面に形成されたプレコート金属板を用いることができる。
【００１１】
好ましくは、上記金属板は、アルミニウム合金板又はアルミニウム合金板の少なくとも一方の面に樹脂層を有するプレコートアルミニウム合金板であることがよい（請求項４）。
この場合には、アルミニウム合金板の軽量性及び放熱性をいかして、放熱部材の軽量性及び放熱性を向上させることができる。また、プレコートアルミニウム合金板を用いた場合には、放熱性に優れた樹脂層により、放熱部材の放熱性をより一層向上させることができる。
放熱性は、赤外線の積分放射率によって評価することができる。プレコートアルミニウム合金板の樹脂層は、赤外線の積分放射率が７０％以上となるように調整することが好ましい。これによって、安定した放熱特性が得られる。赤外線の積分放射率は、ＦＴ−ＩＲによって試料と理想黒体の赤外線放射量を比較することにより測定することができる。なお、一般に、アルミニウム合金板の赤外線の積分放射率は、１５〜１８％である。
【００１２】
アルミニウム合金板の材質としては、１０００系、３０００系、５０００系、６０００系など、成形加工に好適な材質を用いることができる。例えば、１０５０、８０２１、３００３、３００４、３１０４、５０５２、５１８２、５Ｎ０１などがある。アルミニウム合金板の板厚は、特に限定されないが、製造しやすさ及び加工しやすさの観点からみれば、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍにすることが好ましい。
【００１３】
上記放熱部材は、上記円筒形状の径方向に放射状に配された複数のフィン部を有する。各フィン部の間の間隔は、通気性を向上させるために、３ｍｍ以上設けることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ以上とするのがよい。各フィン部の間の間隔が均一でない場合には、最短の間隔を上述のように３ｍｍ以上にすることが好ましく、５ｍｍ以上にすることがより好ましい。
【００１４】
隣り合う上記フィン部は、上記円筒形状の内周側及び外周側においてそれぞれ交互に連結されており、上記放熱部材は、１枚の金属板を折り曲げ加工することにより形成することができる。２枚以上の金属板を用いて構成することも可能である。
【００１５】
コルゲート状の金属板は、例えば１枚の金属板を用い、約９０度の折り曲げを複数回組合せることにより、連結部と、隙間を設けて対向した１枚ずつからなるフィン部とをジグザグ状に形成すると共に、各連結部を隙間を介して略面一に並べた構成とすることができる。このコルゲート状の金属板を、折り曲げ起点線を軸方向に揃えた状態で全体形状が円筒形状となるように曲成することにより、上記放熱部材を得ることができる。
【００１６】
上記フィン部同士の上記内周側及び上記外周側の連結部は、上記円筒形状の周方向に配された平面又は曲面で形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、径方向に配されたフィン部及び周方向に配された連結部に放熱性に優れた面が形成される。そのため、多方向への放熱を促すことが可能になる。
【００１７】
また、上記連結部には貫通孔が形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、円筒形状の上記放熱部材の通気性を向上させることができる。
上記内周側の連結部は、円筒形状の放熱部材の内周面を構成し、外周側の連結部は、円筒形状の放熱部材の外周面を構成する。これらの内周面及び外周面に上述のごとく貫通孔を形成することにより、円筒形状の放熱部材の筒状の側面からの通気性が上述のごとく向上し、空冷性能をより向上させることができる。
【００１８】
貫通孔は、具体的には、放熱部材を構成する金属板を厚み方向に貫通する孔である。貫通孔は、各連結部に一つ又は複数設けることができる。好ましくは、全ての外周側の連結部、及び／又は全ての内周側の連結部に貫通孔を設けることがよい。
また、連結部における放熱面を確保するという観点から、連結部に貫通孔を形成する場合であっても、少なくとも部分的には平面状又は曲面状のプレコートアルミニウム合金板から構成される部分を連結部に残存させておくことが好ましい。
【００１９】
また、円筒形状の上記放熱部材は、その軸方向の一端に接合端部を有する。上記放熱部材は、上記接合端部側を発熱部材に接合して用いられる。
円筒形状の上記放熱部材は、その軸方向の一端を直接発熱部材に接合させることもできるが、例えば円板状の金属板を介して発熱部材に接合させることもできる。
【００２０】
好ましくは、上記円筒形状の上記放熱部材の軸方向の一端には金属板からなるベース板が接合されており、該ベース板を介して上記発熱部材に接合して用いられることがよい（請求項５）。
この場合には、上記ベース板の存在によって、上記発熱部材との接触面積が増大するため、上記放熱部材を密着性よく発熱部材に接合させることが可能になる。
上記円筒形状の放熱部材は、上記ベース板がない状態で市場に流通させ、使用時に上記ベース板を接合させることもできるが、上記ベース板を軸方向の一端に接合させた構成物を放熱部材として市場に流通させることもできる。即ち、本願明細書において、放熱部材は、ベース板を含まないもの、及びベース板を含むものの両方を含む概念である。
【００２１】
上記放熱部材は、照明器具、又はその他の電気機器等の発熱部材の放熱用に用いることができる。
好ましくは、上記放熱部材は、ダウンライト用であることがよい（請求項６）。
この場合には、円筒形状で上述の特徴的な構成を有する放熱部材の特徴を十分にいかすことができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
次に、放熱部材の１例として、照明器具の一種であるダウンライトに適用した例を示す。
本例の放熱部材１は、図１〜図４に示すごとく、複数の折り曲げ起点線１１に沿って折り曲げてコルゲート状にしたアルミニウム合金板１０を、折り曲げ起点線１１を軸方向Ｘに揃えた状態で全体形状が円筒形状となるように配置して形成されている。円筒形状の放熱部材１は、その軸方向Ｘの一端１１５に接合端部１２を有し、接合端部１２側を発熱部材に接合して用いられる。
【００２３】
放熱部材１は、円筒形状の径方向に放射状に配された複数のフィン部１３を有する。放熱部材１において、隣り合うフィン部１３は、円筒形状の内周側１０１及び外周側１０２においてそれぞれ交互に連結されている。フィン部１３同士の内周側１０１及び外周側１０２の連結部１４、１５は、上記円筒形状の周方向に配された平面で形成されている。内周側１０１の連結部１４は円筒形状の放熱部材１の内周面を構成しており、外周側１０２の連結部１５は円筒形状の放熱部材１の外周面を構成している。以下、適宜、内周側１０１の連結部を内周面１４、外周側１０２の連結部を外周面１５という。
【００２４】
図２に示すごとく、本例において、隣り合うフィン部１３同士の間隔は径方向で異なり、内周側１０１から外周側１０２に向けて間隔が大きくなっている。隣り合うフィン部１３同士の間隔は内周側１０１で最小になる。本例においては、内周側１０１の連結部である内周面１４が存在する部位でも、存在しない部位でも内周側１０１の間隔Ｄ３、Ｄ４は同じに設定してあり、いずれも５ｍｍである。即ち、フィン部１３同士の内周側１０１の間隔は全て均一で、５ｍｍとなっている。
また、隣り合うフィン部１３同士の外周側１０２の間隔も、外周側１０２の連結部である外周面１５の存在の有無にかかわらず、全て均一であり、本例においては８ｍｍに設定されている。
なお、本例においては、隣り合うフィン部１３同士の内周側１０１の間隔、及び外周側１０２の間隔をそれぞれ均一にしてあるが、間隔を変えることもできる。放熱性の観点から、隣り合うフィン部１３同士の最短の間隔は３ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００２５】
また、図１及び図３に示すごとく、連結部、即ち平坦な内周面１４及び外周面１５には、放熱部材１を構成するアルミニウム合金板を厚み方向に貫通する貫通孔１４０、１５０がそれぞれ形成されている。本例においては、全ての内周面１４及び外周面１５に貫通孔１４０、１５０が設けられている。なお、フィン部１３に貫通孔を形成することも可能である。本例においては、内周面１４には、円筒形状の軸方向Ｘに直列に配置した２つの貫通孔１４０ａ、１４０ｂをそれぞれ設けてある。同様に、外周面１５にも軸方向Ｘに直列に配置した２つの貫通孔１５０ａ、１５０ｂを設けてある。直列に配置された貫通孔１４０ａ、１４０ｂ、１５０ａ、１５０ｂの間には、アルミニウム合金板から構成される部分を残存させてある。
【００２６】
本例の放熱部材１の形成にあたっては、材質Ａ１０５０−Ｏ材、厚み０．５ｍｍのアルミニウム合金板を準備した。
次いで、図５に示すごとく、アルミニウム合金板１０を重ね合わせることなく、１枚の状態で複数の折り曲げ起点線に沿ってコルゲート状に折り曲げる。具体的には、アルミニウム合金板１０を約９０度折り曲げることを繰り返してコルゲート状に成形し、略水平状に並んだ連結部１４、１５と、連結部１４、１５から立設させたフィン部１３とを設けた。次いで、コルゲート状に折り曲げたプレコートアルミニウム合金板１０において、最終形状（図１〜３参照）の連結部１４、１５となる部位に貫通孔１４０、１５０を予め形成しておく。次いで、図６に示すごとく、折り曲げ起点線を軸方向Ｘに揃えた状態で全体形状を円筒形状（直径８５ｍｍ、高さ５ｃｍ）に曲げる。このとき、周方向の端部同士は、接着剤等を用いて接合することができる。このようにして、図１〜図３に示すごとく、円筒形状の放熱部材１を形成することができる。図５、図６においては、紙面と垂直な方向が折り曲げ起点線の形成方向（軸方向Ｘ）となっている。
なお、本例においては、上述のように、コルゲート状に成形を行った後に、貫通孔を形成しているが、板状のアルミニウム合金板における連結部となる部位に貫通孔を予め形成した後に、コルゲート状に成形することも可能である。
【００２７】
図１〜図３に示すごとく、円筒形状の放熱部材１は、その軸方向Ｘの一端１１５を発熱部材に接合するための接合端部１２とすることができる。本例の放熱部材１においては、その軸方向Ｘの一端１１５に板状のベース部材８１（ベース板８１）が接合されており、ベース部材８１を介して発熱部材に接合される。ベース部材８１は、アルミニウム合金製の円盤（直径：８５ｍｍ、厚み：３ｍｍ）からなり、ベース部材８１と放熱部材１との接合は、例えば接着剤などにより行うことができる。
【００２８】
放熱部材１を照明器具の一種であるダウンライトに適用した具体的な構成としては、図７に示すごとく、ベース板８１に放熱部材１を接合した構成とすることができる。ベース部材８１と放熱部材１とを組み合わせた全体を放熱部材として認識することも可能である。なお、図７において、ダウンライト本体部８０（発熱部材８０）上に配置される放熱部材１は、図２におけるＡ−Ａ線矢視断面を示す。
【００２９】
また、図７に示すごとく、ＬＥＤ素子からなる光源８２を搭載した基板８３と光源８２から発せられる光を所望方向に反射させるための反射体８４とを組み付けたダウンライト本体部８０を別途準備しておく。そして、放熱部材１と一体化したベース部材８１を、ダウンライト本体部８０の基板８３上に配置して絶縁フィルム８５を介して接合する。これにより、放熱部材１を備えたダウンライト８が完成する。
【００３０】
このダウンライト８０３を点灯させた際には、光源８２が発熱する。この熱は、基板８３、絶縁フィルム８５及びベース部材８１を介して放熱部材１に伝達される。放熱部材１においては、放熱性に優れたその構造により、効率のよい放熱が起きる。それ故、ダウンライト８０３における光源８２の温度が過度に上昇することを抑え、寿命低下の防止及び発光性能の維持を図ることができる。
【００３１】
図１〜図４に示すごとく、本例の放熱部材１は、折り曲げ起点線１１の形成方向の一端側に接合端部１２を有しており、コルゲート状にしたアルミニウム合金板１０を、折り曲げ起点線１１を軸方向Ｘに揃えた状態で全体形状が円筒形状となるように配置して形成されている。そのため、円筒形状の側面の表面積が大きくなり、側面からの放熱性を高めることができる。また、円筒形状の放熱部材１の内部には空間が形成されるため、空冷性能を向上させることができる。また、放熱部材１は、金属板１０を折り曲げて形成されている。そのため、例えば従来の鍛造品等からなる放熱部材に比べて、軽量化を図ることができる。
【００３２】
また、放熱部材１においては、フィン部１３同士の内周側１０１及び外周側１０２の連結部１４、１５が円筒形状の周方向に配された平面又は曲面で形成されており、連結部１４、１５には貫通孔１４０、１５０が形成されている。そのため、円筒形状の放熱部材１の側面からの通気性を向上させることができる。したがって、優れた放熱性能を発揮することができる。
【００３３】
なお、本例においては、上述のごとくアルミニウム合金板を用いて放熱部材を形成したが、アルミニウム合金板の片面又は両面に放熱性に優れた樹脂層が形成されたプレコートアルミニウム合金板を用いて放熱部材を形成することももちろん可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  放熱部材
１０  アルミニウム合金板（金属板）
１１  折り曲げ起点線
１２  接合端部
１３  フィン部
１４  連結部（内周面）
１５  連結部（外周面）
８０  ダウンライト本体（発熱部材）
８１  ベース部材
【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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