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JP5597099B2 - Heat sink for in-vehicle LED lamp - Google Patents

Heat sink for in-vehicle LED lamp Download PDF

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JP5597099B2
JP5597099B2 JP2010238666A JP2010238666A JP5597099B2 JP 5597099 B2 JP5597099 B2 JP 5597099B2 JP 2010238666 A JP2010238666 A JP 2010238666A JP 2010238666 A JP2010238666 A JP 2010238666A JP 5597099 B2 JP5597099 B2 JP 5597099B2
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Description

本発明は、車に搭載される、発光ダイオード(LED)素子を発光源とするLEDランプから熱を放熱するためのアルミニウム合金製ヒートシンク(放熱部)に関する。   The present invention relates to an aluminum alloy heat sink (heat dissipating part) for dissipating heat from an LED lamp mounted on a vehicle and using a light emitting diode (LED) element as a light source.

発光ダイオード(LED)素子を発光源とする照明は、低消費電力で長寿命であることから、徐々に市場に浸透し始め、白熱電球や蛍光ランプといった既存の電球から置き換えが進んでいる。   Illumination using a light emitting diode (LED) element as a light source has a low power consumption and a long life, so that it gradually begins to penetrate the market and is replacing existing light bulbs such as incandescent bulbs and fluorescent lamps.

一方、自動車のヘッドライトなどの車載ランプ(車両用灯具、車両用前照灯)においても、例えば特許文献1〜4などに示される通り、このLED素子への置き換えが始まっている。ただ、LEDランプの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。   On the other hand, in-vehicle lamps (vehicle lamps, vehicle headlamps) such as automobile headlights have started to be replaced with LED elements as disclosed in Patent Documents 1 to 4, for example. However, the LED element of the LED lamp is very vulnerable to heat, and there is a problem that when the temperature exceeds the allowable temperature, the light emission efficiency is lowered and the life is also affected.

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ランプには大型のヒートシンク(放熱部)が備えられることとなる。このため、LEDを光源とする車載ランプは、通常、光源としてのLED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と、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。   In order to solve this problem, it is necessary to dissipate the heat at the time of light emission of the LED element to the surroundings, and thus the LED lamp is provided with a large heat sink (heat dissipating part). For this reason, an in-vehicle lamp using an LED as a light source usually includes an LED substrate on which the LED as a light source is mounted, a reflector that reflects light from the LED forward in the light irradiation direction, and the LED substrate and the reflector. The housing includes an enclosing housing, an outer lens made of a transparent material that closes the open front end of the housing, and a heat sink disposed in thermal contact with the LED substrate.

ヒートシンクは、通常、外表面に多くのフィンを形成して放熱面積をかせいでおり、その複雑なフィン形状を、前記LED支持部、リフレクタ、リブ及び連結部などとともに、一体に効率よく製造するために、特許文献2、4などにも開示されている通り、アルミニウム合金ダイキャスト鋳造品が用いられてきた。   A heat sink usually has a large number of fins formed on the outer surface to increase the heat dissipation area, and the complicated fin shape, together with the LED support portion, reflector, rib, connecting portion, etc., is manufactured efficiently and integrally. In addition, as disclosed in Patent Documents 2 and 4 and the like, an aluminum alloy die cast product has been used.

特開2006−164967号公報JP 2006-164967 A 特開2007−193960号公報JP 2007-193960 A 特開2007−324042号公報JP 2007-324042 A 特開2009−277535号公報JP 2009-277535 A

ただ、ヒートシンクとしては、フィンの放熱性を高めるために、最終的には、フィン表面を平滑化して、各種塗装や陽極酸化処理を施す必要がある。これに対して、アルミニウム合金ダイキャスト鋳造品は、バリなどの発生により、平滑な表面を得ることができないため、この平滑な表面を得るための表面研磨や塗装などの表面処理に多大な手間ひまを要する。具体的には、ダイカスト製品表面のバフ仕上げ、洗浄、脱脂、表面の放射率を高めるための表面処理(アルマイト処理あるいは塗装処理)などが必要となる。   However, as a heat sink, in order to improve the heat dissipation of the fin, it is finally necessary to smooth the fin surface and perform various coatings and anodizing treatment. In contrast, aluminum alloy die-cast products cannot obtain a smooth surface due to the occurrence of burrs, etc., so much effort is required for surface treatment such as surface polishing and painting to obtain this smooth surface. Cost. Specifically, the surface of the die-cast product is required to be buffed, cleaned, degreased, and surface treatment (alumite treatment or coating treatment) to increase the surface emissivity.

また、アルミニウム合金ダイキャスト鋳造品は、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。更に、放熱性を高めるための各種塗装や陽極酸化処理を施す場合にも、ダイキャスト鋳造品では複雑な形状の塗装を均一に行うことが困難であり、個々のダイキャスト鋳造品ごとにいちいち行う必要があるため生産効率が悪い。   Moreover, in order to form many heat radiation fins on the outer surface of the heat radiating part, an aluminum alloy die cast product requires a complicated mold. Furthermore, even when performing various coatings and anodizing treatments to improve heat dissipation, it is difficult to uniformly coat complex shapes with die-cast castings. Production efficiency is poor because it is necessary.

したがって、アルミニウム合金ダイキャスト鋳造品は、ヒートシンクとしては、結果的あるいは総合的に、製造コストが高くなるという問題があった。   Therefore, the aluminum alloy die cast product has a problem that the manufacturing cost becomes high as a heat sink as a result or comprehensively.

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、生産性の高い車載用LEDランプのヒートシンクを提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a problem, The place made into the objective is to provide the heat sink of the vehicle-mounted LED lamp with high productivity.

上記目的達成のために、本発明の車載LEDランプ用のヒートシンクの要旨は、アルミニウム合金薄板がコルゲート加工によって連続する波形の放熱フィン形状に成形されてなり、前記波形にこの波形の一部が潰し加工されて成形された段部が設けられ、この段部がLED素子の取り付け部となっていることである。 For the purposes achieved, the gist of the heat sink for automotive LED lamp of the present invention, Ri Na aluminum alloy sheet is formed into a heat dissipating fin-shaped waveform that continuously by corrugating, a portion of the waveform to the waveform A step portion formed by crushing is provided, and this step portion is an attachment portion of the LED element .

ここで、前記アルミニウム合金薄板の表面に放射率εが0.7以上であるプレコート処理がコルゲート加工前に予め施されていることが好ましい。
Here, it is not preferable that precoating treatment emissivity ε is 0.7 or more on the surface of the aluminum alloy sheet is previously subjected before corrugation.

アルミニウム合金薄板を素材とし、この板のコルゲート加工により、連続する波形である放熱フィンの全体形状を作成することにより、薄肉で間隔の比較的狭いフィンを多数設けることができ、伝熱面積の増加および放熱性の向上が図れる。   By using the aluminum alloy thin plate as a raw material and corrugating the plate to create the overall shape of the radiating fin, which is a continuous waveform, many thin fins with relatively narrow intervals can be provided, increasing the heat transfer area In addition, heat dissipation can be improved.

また、アルミニウム合金薄板を素材とすることで、放熱性を高める処理として、コルゲート加工前に、素材アルミニウム合金薄板に予めプレコート処理を施しておくことが可能になる。このため、従来のアルミニウム合金ダイキャスト鋳造品製ヒートシンクで必要であった、ダイカスト表面のバフ仕上げ,洗浄工程,脱脂工程,表面の放射率を高めるための表面処理工程などが省略、あるいは短縮でき、ヒートシンクの製造コストの大幅な低減が可能になる。   In addition, by using an aluminum alloy thin plate as a raw material, it is possible to pre-treat the raw material aluminum alloy thin plate in advance before corrugating as a process for improving heat dissipation. For this reason, it is possible to omit or shorten the die casting surface buffing, cleaning process, degreasing process, surface treatment process to increase the emissivity of the surface, etc., which were necessary for the heat sink made of conventional aluminum alloy die cast products, The manufacturing cost of the heat sink can be greatly reduced.

更に、素材板のコルゲート加工によれば、LED素子を取付ける部品取付部や、剛性を向上させる補強のための凹凸などの段部を、連続する波形である放熱フィンの全体形状の成形とともに、この成形工程に連続する潰し加工などによる一連のコルゲート加工工程によって形成できる。この際、これら段部を部分的にフィンの幅よりも広幅に設計して、成形することも可能である。したがって、LED素子の取付面積を確保しつつ、多数のフィンを設けて放熱性を確保したヒートシンクを、同一の素材板から一体に製造することが出来る。   Furthermore, according to the corrugation processing of the material plate, the component mounting portion for mounting the LED element and the stepped portion such as the unevenness for reinforcement to improve the rigidity are formed along with the molding of the overall shape of the radiating fin which is a continuous waveform. It can be formed by a series of corrugating processes such as a crushing process that is continuous with the molding process. At this time, it is also possible to design these stepped portions so as to be partially wider than the width of the fin. Therefore, a heat sink in which a large number of fins are provided to ensure heat dissipation while securing the mounting area of the LED element can be integrally manufactured from the same material plate.

本発明のヒートシンクの一態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the one aspect | mode of the heat sink of this invention. 図1の平面図である。It is a top view of FIG. 本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of the heat sink of this invention. 図3の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 3. 本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of the heat sink of this invention. 本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of the heat sink of this invention. 本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of the heat sink of this invention. 本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of the heat sink of this invention. 本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of the heat sink of this invention. 本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of the heat sink of this invention. 本発明のヒートシンクを車載LEDランプに取り付けた態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the aspect which attached the heat sink of this invention to the vehicle-mounted LED lamp. 放射率測定装置の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of an emissivity measuring apparatus.

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。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

図1は本発明のヒートシンクの一態様を示す斜視図で、図2は図1の平面図である。また、図3も本発明のヒートシンクの別の態様を示す斜視図で、図4は図3の平面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the heat sink of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 3 is also a perspective view showing another aspect of the heat sink of the present invention, and FIG. 4 is a plan view of FIG.

これら図1〜4は、黒色塗料のプレコート処理9が表面に予め施された、素材アルミニウム合金薄板1を、コルゲート加工することによって、波形2、3が連続する放熱フィン形状に成形されてなるヒートシンクを示している。ここで、コルゲート加工とは、周知の通り、平坦な板あるいは平滑な管の波形加工の意味である。黒色塗料のプレコート処理9は、ごく薄い表面塗膜ゆえに、9の番号のみで示すが、アルミニウム合金薄板1の全表面(両面)あるいは必要な表面部分(片面を含む)に予め塗装(被覆)される。   1 to 4 show a heat sink formed by corrugating the material aluminum alloy thin plate 1 having a black coating pre-coating treatment 9 preliminarily formed on the surface thereof, so that the corrugations 2 and 3 are formed into a continuous radiating fin shape. Is shown. Here, as is well known, corrugating means corrugated machining of a flat plate or a smooth tube. The black paint pre-coating treatment 9 is indicated by only the number 9 because it is a very thin surface coating, but is pre-coated (coated) on the entire surface (both sides) of the aluminum alloy thin plate 1 or the necessary surface portion (including one side). The

図1〜4のヒートシンクは、いずれも波形2、3が交互に連なってつながっている。ただ、図3、4の波形2、3には、ヒートシンク長手方向(図の左右方向)の中央部に段差が設けられており、この中央部を境に、左右の波形のレベルが互いに段違いになっている。ヒートシンクの車載LEDランプにおけるスペースの設計やスペースの都合に合わせて、このような段差を設けるなどして、連続する波形2、3の全体形状を、図1、2の全体が矩形形状のような均一な形状だけでなく、図3、4のような異形な形状とすることも、コルゲート加工では可能である。   The heat sinks shown in FIGS. 1 to 4 are all connected such that waveforms 2 and 3 are alternately arranged. However, the waveforms 2 and 3 in FIGS. 3 and 4 are provided with a step at the center in the longitudinal direction of the heat sink (left and right in the figure), and the levels of the left and right waveforms differ from each other at the center. It has become. According to the design of the space and the convenience of space in the on-vehicle LED lamp of the heat sink, by providing such a step, the entire shape of the continuous waveforms 2 and 3 is like the rectangular shape in FIGS. Not only a uniform shape but also an irregular shape as shown in FIGS.

放熱フィン波形形状:
図1〜4においては、同じ幅と高さの放熱フィン=波形2、3が、交互に同じピッチにて連続的に繰り返されている。ここで、波形2、3は、互いにつながり、その凹凸の向きが180度異なる凸部同士あるいは凹部同士のことであり、より正確には連続する波形の要素あるいは波形の単位であるが、本明細書では単に波形2、3という。
Radiation fin corrugated shape:
In FIGS. 1-4, the radiation fin = waveform 2 and 3 of the same width and height is repeated continuously with the same pitch alternately. Here, the waveforms 2 and 3 are convex portions or concave portions that are connected to each other and whose concave and convex directions are different by 180 degrees, and more precisely, are continuous waveform elements or waveform units. In the book, they are simply called waveforms 2 and 3.

ここで、波形2の幅a、波形3の幅b、波形2、2あるいは波形3、3同士のピッチp、波形2、3(ヒートシンク)の幅w、高さh、連続する波形2、3(ヒートシンク)の長さlなどは、取り付ける車載LEDランプの仕様に合わせて、要求されるヒートシンクの放熱特性を満足するように設計される。   Here, the width a of the waveform 2, the width b of the waveform 3, the pitch p between the waveforms 2, 2 or 3, 3, the width w of the waveforms 2, 3 (heat sink), the height h, the continuous waveforms 2, 3 The length 1 of the (heat sink) is designed so as to satisfy the required heat dissipation characteristics of the heat sink according to the specifications of the in-vehicle LED lamp to be mounted.

今、普通乗用車の車載LEDランプの仕様から、これらの使用範囲を例示すると、波形2の幅a、波形3の幅bは1〜20mm、波形2、2あるいは波形3、3同士のピッチpは4〜40mm、波形2、3(ヒートシンク)の幅wは50〜250mm、高さhは10〜60mm、連続する波形2、3(ヒートシンク)の長さlは30〜250mmの範囲である。また、これらの波形2、3の設計の限界値(上下限値)は、素材アルミニウム合金薄板1のコルゲート加工による波形の成形限界の側からも規定される。すなわち、これらの波形2、3の設計値が小さすぎる場合や、逆に大きすぎる場合には、コルゲート加工自体ができない。   Now, from the specifications of the vehicle-mounted LED lamps for ordinary passenger cars, these usage ranges are exemplified. The width a of the waveform 2 and the width b of the waveform 3 are 1 to 20 mm, and the pitch p between the waveforms 2 and 2 or the waveforms 3 and 3 is The width w of 4 to 40 mm, the waveforms 2 and 3 (heat sink) is 50 to 250 mm, the height h is 10 to 60 mm, and the length l of the continuous waveforms 2 and 3 (heat sink) is 30 to 250 mm. The design limit values (upper and lower limits) of the waveforms 2 and 3 are also defined from the waveform forming limit side of the raw aluminum alloy thin plate 1 by corrugation. That is, when the design values of these waveforms 2 and 3 are too small, or conversely too large, corrugation processing itself cannot be performed.

プレコート処理:
図1〜4において、素材アルミニウム合金薄板1の全表面には、放射率εが0.7以上の、放熱量が高い、黒色塗料のプレコート処理(塗装皮膜)9が予め施されている。これによって、放熱フィン=波形2、3(ヒートシンク)としての、輻射による伝達熱量あるいは輻射放熱量を増大することができる。
Pre-coat treatment:
1-4, the entire surface of the raw material aluminum alloy thin plate 1 is pre-treated with a black paint pre-coating treatment (coating film) 9 having an emissivity ε of 0.7 or more and a high heat radiation amount. As a result, the amount of heat transmitted by radiation or the amount of radiation heat radiation can be increased as radiating fins = waveforms 2 and 3 (heat sink).

また、このプレコート処理は、素材アルミニウム合金薄板1のコルゲート加工における潤滑剤の役割も果たすために、放熱フィン=波形2、3の成形性を向上する効果もあるため、本発明ではコルゲート加工前に、予め素材アルミニウム合金薄板1に黒色塗料のプレコート処理を行う。   In addition, since this pre-coating process also serves as a lubricant in the corrugating process of the material aluminum alloy thin plate 1, it also has the effect of improving the formability of the radiation fins = waves 2 and 3. The material aluminum alloy thin plate 1 is pre-coated with a black paint in advance.

素材アルミニウム合金薄板の表面に塗布するプレコート処理(塗装皮膜)の放射率εは、放熱フィン=波形2、3の熱放射率を高めるために0.7以上とする。この放射率εが0.7未満では、前記潤滑効果はあるが、放熱フィン=波形2、3(ヒートシンク)としての、輻射による伝達熱量あるいは輻射放熱量が低下して、塗装しない裸のアルミニウム合金薄板1と大差なくなる。   The emissivity ε of the precoat treatment (paint coating) applied to the surface of the material aluminum alloy thin plate is set to 0.7 or more in order to increase the thermal emissivity of the radiation fins = waveforms 2 and 3. If the emissivity ε is less than 0.7, the above-mentioned lubrication effect is obtained, but as the heat radiation fins = waveforms 2 and 3 (heat sinks), the amount of heat transmitted by radiation or the amount of radiation heat radiation decreases, and the bare aluminum alloy is not coated. No big difference from the thin plate 1.

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、宇宙航空研究開発機構が開発したポータブル放射率測定装置によって測定してもよい。前記公報に記載された測定方法を以下に説明する。放射率εは、図12の放射率測定装置によって測定する。図12において、放射率測定装置30は、下面に黒色塗料層32 を被覆した電気ヒータ31 と、この電気ヒータ31の下部に一定距離をおいて配置した冷却床34と、これらを周囲から囲む断熱層33とから基本的に構成される。そして、冷却床34上に、ヒートシンク1の測定対象の波形2外面を上側に配置して 、電気ヒータ8 から放射される一定の熱量Q に対する、ヒートシンク1 の温度と温度上昇量 (通過熱量Q1) を、投入電力または冷却床34中の冷却水35の温度上昇量 (冷却水量と上昇温度) から測定して、次式1 により、ヒートシンク1の波形2外面の本発明で規定する放射率ε2 を測定する。   This emissivity ε is a ratio with respect to a theoretical value of thermal radiation of an actual object (a thermal radiation of a black body which is an ideal thermal radiator), and actual measurement is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-234460. The described method may be used, and measurement may be performed by a portable emissivity measuring apparatus developed by the Japan Aerospace Exploration Agency. The measurement method described in the publication will be described below. The emissivity ε is measured by the emissivity measuring apparatus shown in FIG. In FIG. 12, an emissivity measuring apparatus 30 includes an electric heater 31 whose lower surface is covered with a black paint layer 32, a cooling floor 34 arranged at a certain distance below the electric heater 31, and heat insulation surrounding these from the periphery. It is basically composed of the layer 33. Then, the outer surface of the waveform 2 to be measured of the heat sink 1 is arranged on the cooling floor 34 so that the temperature and the temperature rise of the heat sink 1 with respect to a certain amount of heat Q 1 radiated from the electric heater 8 (heat passing amount Q1). Is measured from the input power or the temperature rise amount of the cooling water 35 in the cooling floor 34 (cooling water amount and rising temperature), and the emissivity ε2 defined by the present invention on the outer surface of the waveform 2 of the heat sink 1 is calculated by the following equation 1. taking measurement.

Figure 0005597099

(但し、Q1;Al合金ヒートシンク1の通過熱量、σ; ステファンボルツマン定数 5.67×10-8W/m2K4、T1; 黒色塗料層9 の温度、T2;ヒートシンク1 の温度、ε1;黒色塗料層32 の放射率 0.9、ε2; ヒートシンク1の波形2外面の放射率)
Figure 0005597099

(Where, Q1; passing heat amount of Al alloy heat sink 1, σ; Stefan Boltzmann constant 5.67 × 10-8 W / m2K4, T1; temperature of black paint layer 9, T2; temperature of heat sink 1; ε1; radiation of black paint layer 32 (Rate 0.9, ε2; emissivity of wave 2 outer surface of heat sink 1)

段部の形成:
本発明では、好ましい態様として、前記放熱フィン=波形2、3の一部に、この波形2、3に潰し加工を施して、段部(段差、凹凸)を設ける。この段部は、車載LEDランプ用ヒートシンクとして取り付けの際の、部品取付部や素子の取付け部となる。また、この段部は、例えば図2に記載するヒートシンクの左右側の矢印で示すような,紙面垂直な軸まわりの外力(曲げモーメント)に対して、ヒートシンクとしての剛性を向上させるための凹凸形状を提供する。
Step formation:
In the present invention, as a preferable mode, a step portion (step, unevenness) is provided on a part of the radiating fins = waves 2 and 3 by crushing the waves 2 and 3. This step portion serves as a component attachment portion or an element attachment portion when being mounted as a heat sink for an in-vehicle LED lamp. In addition, this stepped portion has an uneven shape for improving the rigidity as a heat sink against an external force (bending moment) around an axis perpendicular to the paper surface as indicated by arrows on the left and right sides of the heat sink shown in FIG. I will provide a.

図5のヒートシンクは、波形2、3が交互に連なってつながっている基本形状は図1、2と同じであるが、波形のうちの一部の波形2aと、これに隣り合う波形3a、更には波形2aから数ピッチ分離れた波形2bを、他の標準的な波形2、3の幅a、bよりも、より広幅のa1、b1、a2に各々成形している。その上で、これらの波形2a、2b、3aに潰し加工を施して、段部(凹部)4a、4bを設けている。そして、この段部4a、4bに、車載LEDランプ用ヒートシンクとしての部品や素子20a、20bを各々取付けている。このような広幅の波形や段部、あるいは幅は、必要な部品や素子20a、20bの取り付け個数や大きさ、形状、位置など、あるいは剛性などの補強程度に応じて適宜選択される。ここで、部品や素子20a、20bとは具体的にはLED素子に電力を供給するLED基盤及び、その上に装着されたLED素子である。   The heat sink of FIG. 5 has the same basic shape as that of FIGS. 1 and 2 in which the waveforms 2 and 3 are alternately connected to each other. However, a part of the waveform 2a and a waveform 3a adjacent thereto are further provided. The waveform 2b, which is separated from the waveform 2a by several pitches, is formed into wider widths a1, b1, and a2 than the widths a and b of the other standard waveforms 2 and 3, respectively. After that, the corrugations 2a, 2b and 3a are crushed to provide step portions (recesses) 4a and 4b. And the components and elements 20a and 20b as a heat sink for vehicle-mounted LED lamps are attached to the step portions 4a and 4b, respectively. Such a wide waveform, stepped portion, or width is appropriately selected according to the required number of components, the number of attached elements 20a, 20b, size, shape, position, etc., or the degree of reinforcement such as rigidity. Here, the components and elements 20a and 20b are specifically an LED substrate for supplying power to the LED elements and an LED element mounted thereon.

これら段部の成形は、後述する段部も含めて、波形2、3のコルゲート加工による成形後に、オフラインなどの別工程にて行わずとも、波形における、これら段部の成形箇所を、金型を用いて、潰し加工などして行うが、コルゲート加工に付随する加工として、一連のコルゲート加工工程中で成形ができる。   Molding of these stepped parts, including the stepped parts to be described later, after forming by corrugating the corrugated 2 and 3, the molding part of these stepped parts in the corrugated shape is not performed in a separate process such as offline. However, as a process associated with the corrugating process, molding can be performed in a series of corrugating processes.

このような、補強例の他の態様を、ヒートシンクを横に寝かした形で、図6〜図9に示す。因みに、これらの図のヒートシンクは、波形2、3が交互に連なってつながっている基本形状は図1、2と同じである。   Such other embodiments of the reinforcement example are shown in FIGS. Incidentally, the basic shape of the heat sinks in these figures, in which the waveforms 2 and 3 are alternately connected, is the same as that in FIGS.

図6では、波形2、3のうち、各波形3の途中位置(この場合は中央位置)に、段部5bのような凸部を、波形2の面と同じ高さ(レベル)に設けて、波型の横方向に連続的に段部を設けた形にして補強し、波形2、3=ヒートシンクの剛性を向上させている。このような段部5bの設ける位置や個数、高さは必要に応じて選択される。この段部の成形は、波形2、3のコルゲート加工による成形後に、波形3における段部5bの成形箇所を、波形2の方向に部分的に押し上げる成形加工を行う。   In FIG. 6, of the waveforms 2 and 3, a convex portion such as a stepped portion 5 b is provided at the same height (level) as the surface of the waveform 2 at an intermediate position of each waveform 3 (in this case, the center position). Further, the corrugated shape is reinforced by providing stepped portions in the lateral direction of the corrugated shape, and the rigidity of the corrugations 2, 3 = heat sink is improved. The position, the number, and the height of the stepped portion 5b are selected as necessary. In this step portion forming, after forming by corrugation processing of the waveforms 2 and 3, the forming portion of the step portion 5 b in the waveform 3 is partially pushed up in the direction of the waveform 2.

図7では、各波形3の途中位置(この場合は中央位置)に段部5cのような凸部を、各波形2の途中位置(この場合は中央位置)に段部4cのような凹部を、連続的に設けて補強している。そして、これら段部5cの凸部と段部4cの凹部との面を同じ高さ(レベル)にして、波型の横方向に連続的に段部を設けた形に補強している。このような段部5c、段部4cを設ける位置や個数、高さは必要に応じて選択される。これらの段部の成形は、波形2、3のコルゲート加工による成形後に、波形3における段部5cの成形箇所を、波形2の方向に部分的に押し上げる一方で、波形2における段部4cの成形箇所を、波形3の方向に部分的に潰す(押し下げる)成形加工を行う。   In FIG. 7, a convex portion such as a step portion 5c is provided at an intermediate position (in this case, the center position) of each waveform 3, and a concave portion such as a step portion 4c is provided at an intermediate position (in this case, the central position) of each waveform 2. It is continuously provided and reinforced. And the surface of the convex part of these step part 5c and the recessed part of the step part 4c is made into the same height (level), and it has reinforced in the form which provided the step part continuously in the waveform horizontal direction. The position, number, and height of the stepped portion 5c and the stepped portion 4c are selected as necessary. In forming these step portions, after forming the corrugations of the waveforms 2 and 3, the forming portion of the step portion 5 c in the waveform 3 is partially pushed up in the direction of the waveform 2, while forming the step portion 4 c in the waveform 2. The portion is partially crushed (pressed down) in the direction of the waveform 3 to perform molding.

図8(a)では、波形2、3(ヒートシンク)の周縁部(四周囲)に、各々段部6a、6b、6c、6dのような平坦なフランジを設けている。これらの段部の成形は、波形2、3のコルゲート加工による成形後に、図8(b)に図8(a)のX-X’断面を示す通り、周縁部(四周囲)における波形2を潰す(押し下げる)、並びに波形3を部分的に潰す(押し上げる)成形加工を行う。これらリブあるいはフランジを設けるのはヒートシンクとハウジングとの取り付けを容易にするためである。   In FIG. 8A, flat flanges such as stepped portions 6a, 6b, 6c, and 6d are provided on the peripheral portions (four circumferences) of the corrugations 2 and 3 (heat sinks), respectively. After forming these step portions by corrugation processing of the waveforms 2 and 3, the waveform 2 at the peripheral portion (four surroundings) is shown in FIG. 8 (b) as shown in the XX ′ cross section of FIG. 8 (a). Crushing (pushing down) and partially crushing (pushing up) the waveform 3 are performed. These ribs or flanges are provided to facilitate attachment of the heat sink and the housing.

図9では、波形2の途中位置(この場合は中央位置)を四角に切り欠いた段部7のような凹部を設けるが、その際に、波形2の上部(上辺)部分を切り放なさずに、四角な切片8aとして切り残しておき、この切片8aを8bのように直角に折り曲げている。これら切片8a、8bを設けるのは、段差を設けることなく、素子20や必要な部品を取り付けるためである。   In FIG. 9, a concave portion such as a step portion 7 in which a halfway position of the waveform 2 (in this case, the center position) is cut out in a square shape is provided, but the upper portion (upper side) of the waveform 2 is not cut off at that time. In addition, it is left as a square section 8a, and this section 8a is bent at a right angle like 8b. The reason why the sections 8a and 8b are provided is to attach the element 20 and necessary parts without providing a step.

図10は、波形2、3(ヒートシンク)の裏面に補強用のブラケット21を、接着剤により貼り付けた例を示す。図10(a)は波形2、3(ヒートシンク)の裏面全面に一体のブラケット21を貼り付け、図10(b)は波形2、3(ヒートシンク)の裏面に、2分割したブラケット21、21を各々貼り付けている。図10(c)は波型2、3(ヒートシンク)の両端に略コの字型断面を持つブラケット21を取り付けた場合を示しており、ブラケット21には他部品の取り付けに用いるフランジ部22、22が設けられている。なお図10(a)(b)(c)においてブラケット21、22の材質としてはアルミ合金あるいは樹脂材料を用いることができる。   FIG. 10 shows an example in which a reinforcing bracket 21 is attached to the back surfaces of the waveforms 2 and 3 (heat sinks) with an adhesive. FIG. 10A shows that the integrated bracket 21 is attached to the entire back surface of the corrugations 2 and 3 (heat sink), and FIG. 10B shows that the brackets 21 and 21 divided into two are attached to the back surface of the waveforms 2 and 3 (heat sink). Each is pasted. FIG. 10C shows a case where brackets 21 having a substantially U-shaped cross section are attached to both ends of the corrugations 2 and 3 (heat sinks). The bracket 21 has flange portions 22 used for attaching other parts, 22 is provided. In FIGS. 10A, 10B, and 10C, an aluminum alloy or a resin material can be used as the material of the brackets 21 and 22.

車載LEDランプへのヒートシンクの装着:
図11は、車載LEDランプへのヒートシンクの装着の態様を示している。図11aはLEDランプの縦断面を示し、図11bは図11aの断面Y-Y’における上面視である。図11において、車載LEDランプ(車両用灯具)10は、光源としてのLED11aが実装されたLED基板11と、LED11a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12と、これらのLED基板11及びリフレクタ12を包囲するハウジング13と、ハウジング13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14と、LED基板11に熱的に接触して配置されたヒートシンク1とを含んでいる。
Attaching the heat sink to the in-vehicle LED lamp:
FIG. 11 shows an aspect of mounting the heat sink to the in-vehicle LED lamp. 11a shows a longitudinal section of the LED lamp, and FIG. 11b is a top view of the section YY ′ of FIG. 11a. In FIG. 11, an in-vehicle LED lamp (vehicle lamp) 10 includes an LED board 11 on which an LED 11a as a light source is mounted, a reflector 12 that reflects light from the LED 11a forward in the light irradiation direction, and these LED boards. 11 and the housing 12 surrounding the reflector 12, an outer lens 14 made of a transparent material closing the open front end of the housing 13, and the heat sink 1 disposed in thermal contact with the LED substrate 11.

ここで、本発明の、放熱フィン形状として連続する波形2、3形状に成形されてなるヒートシンク1は、段部7a、7bを有している。また段部7aの上面には上記LED基盤11の下面がシート状の熱伝導部材15aを介して熱的に接続されている。また段部7bの下面にはリフレクタ12の上面が接続されている。   Here, the heat sink 1 formed into a continuous wave 2 or 3 shape as a radiating fin shape of the present invention has step portions 7a and 7b. In addition, the lower surface of the LED base 11 is thermally connected to the upper surface of the stepped portion 7a via a sheet-like heat conducting member 15a. The upper surface of the reflector 12 is connected to the lower surface of the stepped portion 7b.

一方、上記LED基板11は、ヒートシンクの段部7の中央部に配置されていて、その上面にLED11aが実装されている。上記リフレクタ12は、樹脂材料から成形されていて、LED基板11上のLED11a付近に焦点を有する放物面系の反射面を備えている。   On the other hand, the LED substrate 11 is disposed at the center of the step 7 of the heat sink, and the LED 11a is mounted on the upper surface thereof. The reflector 12 is formed of a resin material and includes a parabolic reflecting surface having a focal point near the LED 11 a on the LED substrate 11.

上記ハウジング13は前面側(アウターレンズ14の装着側)が開放している。また、その後面側(図の右側)に開口部13aを備えており、この後面側開口部13aを密閉するように、上記ヒートシンク1が取り付けられている。   The housing 13 is open on the front side (the mounting side of the outer lens 14). Moreover, the opening part 13a is provided in the rear surface side (right side of a figure), and the said heat sink 1 is attached so that this rear surface side opening part 13a may be sealed.

このような構成の車載LEDランプ10によれば、上記LED基板11上のLED11aが駆動されて発光し、このLED11aから出射した光が、リフレクタ12により反射して、アウターレンズ14を介して光照射方向前方に向かって照射される。ここで、上記LED11aから発生した熱は、上記LED基板11から熱伝導部材15aを介してヒートシンク1に伝達され、ヒートシンク1からハウジング13の外側に放出される。これにより、LED11aの温度上昇が抑制されるようになっている。   According to the vehicle-mounted LED lamp 10 having such a configuration, the LED 11 a on the LED substrate 11 is driven to emit light, and the light emitted from the LED 11 a is reflected by the reflector 12 and irradiated through the outer lens 14. Irradiated forward in the direction. Here, the heat generated from the LED 11 a is transmitted from the LED substrate 11 to the heat sink 1 via the heat conducting member 15 a and is released from the heat sink 1 to the outside of the housing 13. Thereby, the temperature rise of LED11a is suppressed.

素材アルミニウム合金板:
本発明ヒートシンクで用いる素材アルミニウム合金板は、板厚が2mm〜0.4mmの範囲の薄板として、前記ヒートシンク1形状への成形が可能であり、コルゲート加工性に優れることが最も重要である。この他、伝熱性や耐食性に優れるというヒートシンクの要求特性からすると、できるだけ合金元素量の少ない、AA乃至JIS規格に規定される乃至含まれる、純アルミニウム系の1000系が好ましい。因みに、本発明ではこれら純アルミニウム系も含めて、アルミニウム合金板と表現している。ただ、前記剛性の確保などの強度の面からは、AA乃至JIS規格に規定される乃至含まれる、3000系などから選択されるアルミニウム合金材料が適宜選択される。これらのアルミニウム合金板は、鋳造(DC鋳造法や連続鋳造法)、均質化熱処理、熱間圧延、中間焼鈍、冷間圧延、溶体化および焼入れ処理などの調質処理などの通常の各製造工程にて製造される。
Material aluminum alloy plate:
The material aluminum alloy plate used in the heat sink of the present invention can be molded into the shape of the heat sink 1 as a thin plate having a thickness of 2 mm to 0.4 mm, and it is most important that the corrugate workability is excellent. In addition, in view of the required characteristics of the heat sink, which are excellent in heat transfer and corrosion resistance, a pure aluminum-based 1000 series, which has as little alloying element as possible and is specified or included in the AA or JIS standards, is preferable. Incidentally, in the present invention, these pure aluminum-based materials are also expressed as aluminum alloy plates. However, from the viewpoint of strength such as ensuring the rigidity, an aluminum alloy material selected from 3000 series or the like specified or included in AA to JIS standards is appropriately selected. These aluminum alloy sheets are produced by various ordinary manufacturing processes such as casting (DC casting method or continuous casting method), homogenization heat treatment, hot rolling, intermediate annealing, cold rolling, tempering treatment such as solution treatment and quenching treatment. Manufactured by.

本発明によれば、アルミニウム合金薄板を素材とし、この板のコルゲート加工により、連続する波形である放熱フィンの全体形状を作成することにより、生産性の高いヒートシンクを提供できる。このため、車載用LEDランプのヒートシンクに好適である。   According to the present invention, a heat sink having high productivity can be provided by using an aluminum alloy thin plate as a raw material and creating the entire shape of the radiating fin having a continuous waveform by corrugating the plate. For this reason, it is suitable for the heat sink of a vehicle-mounted LED lamp.

1:ヒートシンク、2、3:波形、4、5、6、7:段部、8:切片、9:プレコート処理皮膜、10:車載LEDランプ、20:素子、21:樹脂ブラケット   1: heat sink, 2, 3: waveform, 4, 5, 6, 7: step, 8: section, 9: precoat treatment film, 10: vehicle-mounted LED lamp, 20: element, 21: resin bracket

Claims (2)

アルミニウム合金薄板がコルゲート加工によって連続する波形の放熱フィン形状に成形されてなり、前記波形にこの波形の一部が潰し加工されて成形された段部が設けられ、この段部がLED素子の取り付け部となっている車載LEDランプ用のヒートシンク。 Aluminum alloy sheet is formed into a heat dissipating fin-shaped waveform that continuously by corrugating Ri name, the waveform stepped portion a part of which is formed is pressed and thinned the waveform is provided, this step portion of the LED element A heat sink for in-vehicle LED lamps that is a mounting part . 前記アルミニウム合金薄板の表面に放射率εが0.7以上であるプレコート処理が前記コルゲート加工前に予め施されている請求項1に記載の車載LEDランプ用ヒートシンク。   The heat sink for vehicle-mounted LED lamps of Claim 1 by which the pre-coating process whose emissivity (epsilon) is 0.7 or more is performed previously on the surface of the said aluminum alloy thin plate before the said corrugating process.
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