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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6182449
(24)【登録日】2017年7月28日
(45)【発行日】2017年8月16日
(54)【発明の名称】ＬＥＤ照明用放熱装置
(51)【国際特許分類】
F21V 29/503 20150101AFI20170807BHJP
F21V 29/51 20150101ALI20170807BHJP
F21V 29/76 20150101ALI20170807BHJP
F28D 15/02 20060101ALI20170807BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20170807BHJP
【ＦＩ】
F21V29/503
F21V29/51
F21V29/76
F28D15/02 L
F28D15/02 101H
F21Y115:10
【請求項の数】14
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2013-258064(P2013-258064)
(22)【出願日】2013年12月13日
(65)【公開番号】特開2015-115273(P2015-115273A)
(43)【公開日】2015年6月22日
【審査請求日】2016年9月13日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002004
【氏名又は名称】昭和電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079038
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 彰
(74)【代理人】
【識別番号】100106091
【弁理士】
【氏名又は名称】松村 直都
(74)【代理人】
【識別番号】100060874
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 瑛之助
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 広仲
【審査官】
田中 友章
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−４１２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０００−３１５４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１３８４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／０３１７４２０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ２１Ｖ ２９／５０３
Ｆ２１Ｖ ２９／５１
Ｆ２１Ｖ ２９／７６
Ｆ２８Ｄ １５／０２
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱伝導性材料からなり、かつ片面がＬＥＤ照明が取り付けられる照明取付面となされるとともに他面が伝熱面となされたＬＥＤ照明取付板と、平板状ベース部およびベース部に上方突出状に一体に設けられた放熱部よりなり、かつ放熱部どうしが互いに間隔をおくようにＬＥＤ照明取付板の伝熱面に配置された複数の放熱フィンとを備えており、ＬＥＤ照明取付板に複数のフィン取付溝が互いに間隔をおいて形成され、放熱フィンの放熱部に中空状作動液封入回路が形成されるとともに、作動液封入回路内に作動液が封入されることによってヒートパイプ部が設けられ、各放熱フィンが、ヒートパイプ部がフィン取付溝外に位置するとともに、ベース部、および放熱部におけるベース部寄りの部分がフィン取付溝内に嵌め入れられた状態でＬＥＤ照明取付板に固定されているＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項2】
放熱フィンのベース部がフィン取付溝の底面に接触するとともに、放熱部におけるフィン取付溝内に嵌め入れられた部分がフィン取付溝の側面に接触している請求項１記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項3】
ＬＥＤ照明取付板の伝熱面が凹ませられることによって、複数の凹溝が互いに平行になるように形成され、各凹溝がフィン取付溝となっている請求項１または２記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項4】
ＬＥＤ照明取付板の伝熱面に、互いに対をなす２つの上方突出状凸条からなる複数の凸条対が、全凸条が平行となるように互いに間隔をおいて設けられ、各凸条対の２つの凸条と、ＬＥＤ照明取付板における当該凸条対の２つの凸条間の部分とによって各フィン取付溝が形成されている請求項１または２記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項5】
ＬＥＤ照明取付板の伝熱面に、熱伝導性材料によりＬＥＤ照明取付板とは別個に形成され、かつ平板および平板の両側縁に一体に設けられた互いに平行な１対の凸条よりなる複数の横断面Ｕ字状溝形成部材が、全凸条が平行となるように互いに間隔をおいて固定され、各溝形成部材の両凸条および平板によって各フィン取付溝が形成されている請求項１または２記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項6】
放熱フィンの放熱部におけるフィン取付溝内に嵌め入れられた部分と、フィン取付溝の凸条とを合わせた厚みが１．５ｍｍ以上である請求項４または５記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項7】
放熱フィンのベース部が縦長方形であり、放熱部がベース部の２つの長辺に設けられ、放熱フィンが全体としてＵ字状となり、両放熱部におけるベース部寄りの部分がフィン取付溝内に嵌め入れられている請求項１〜６のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項8】
ＬＥＤ照明取付板のフィン取付溝の両側面、および放熱フィンの両放熱部におけるフィン取付溝内に嵌め入れられた部分のフィン取付溝外側を向いた面のうちいずれか一方に、前後方向にのびる凸部が一体に設けられ、同他方に前後方向にのびるとともに凸部が嵌る凹部が形成されている請求項７記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項9】
放熱フィンの２つの放熱部に互いに独立したヒートパイプ部が設けられている請求項７または８記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項10】
放熱フィンが、２枚の金属板を積層状に接合することによりつくられた基板をＵ字状に曲げることによって形成されており、放熱部のヒートパイプ部の作動液封入回路が、基板を形成する２枚の金属板のうちの少なくともいずれか一方の金属板が外側に膨出することにより設けられている請求項９記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項11】
放熱フィンの両放熱部間の間隔が７ｍｍ以上である請求項７〜１０のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項12】
放熱フィンのベース部の長辺の長さが２００ｍｍ以上であるとともに放熱部がベース部の長辺の全長にわたって設けられており、ベース部から放熱部の先端までの直線距離が５０ｍｍ以上である請求項７〜１１のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項13】
ＬＥＤ照明取付板における放熱フィンのベース部の長手方向と直交する方向の寸法が２００ｍｍ以上である請求項１２記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【請求項14】
請求項１〜１３のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置と、ＬＥＤ照明用放熱装置のＬＥＤ照明取付板の照明取付面に取り付けられ、かつ発光源として複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明とを備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、植物栽培工場用育成照明装置や、工事現場用サーチライトなどの照明装置に使用されるＬＥＤ照明において、発光源として用いられるＬＥＤや電源から発生する熱を放熱する放熱装置に関する。
【0002】
この明細書および特許請求の範囲において、図２、図６〜図８の上下を上下というものとする。
【背景技術】
【0003】
ＬＥＤを有する発光源を備えたＬＥＤ照明は、従来の白熱電球などと比べて、発光効率が高く、低消費電力で明るいという優れた特徴があるが、現在の技術では、消費電力の約８０％が熱になり、また、ＬＥＤを取り巻く樹脂材料が熱によって劣化し、発光効率が低下するとともに、寿命が短くなる。特に、消費電力が１００Ｗ以上の高消費電力型ＬＥＤ照明おいて、上述した問題が顕著である。
【0004】
一般的な放熱装置として、熱伝導性材料からなり、かつ片面が発熱体が取り付けられる発熱体取付面となされるとともに他面が平坦な伝熱面となされた発熱体取付板と、発熱体取付板の伝熱面に、互いに間隔をおいて並列状に一体に設けられた複数の放熱フィンとを備えたもの（以下、周知放熱装置というものとする）が広く知られている。
【0005】
ところで、ＬＥＤ照明は、下方を照らすように設けられることが多く、この場合、上述した周知放熱装置の発熱体取付板が水平な姿勢となり、発熱体取付板の下面にＬＥＤ照明が取り付けられる。しかしながら、このような状態で使用すると、自然対流によっては放熱フィンの長手方向の中央部には低温の空気が流れにくくなるので、放熱フィンの長手方向の中央部付近の温度が他の部分に比べて高くなる。したがって、放熱フィンの長手方向の中央部付近からの放熱性能が低下し、発熱体取付板の伝熱面に配置されたＬＥＤ照明全体から発せられる熱を効果的に放熱することができない。
【0006】
そこで、熱輸送性能が優れたヒートパイプを利用した放熱装置が考えられている。たとえばヒートパイプを利用したＬＥＤ照明用放熱装置として、上面に複数のＬＥＤ照明が取り付けられる水平帯板部および水平帯板部の１つの長辺に全長にわたって下方突出状に一体に形成された鉛直帯板部からなるヒートスプレッダと、ヒートスプレッダの鉛直帯板部の外面と間隔をおいて設けられた鉛直状放熱板と、ヒートスプレッダの鉛直帯板部と鉛直状放熱板とを熱的に接続する放熱体と、ヒートスプレッダの水平帯板部と鉛直帯板部とで挟まれた部分に、両帯板部に熱的に接触した状態で固定され、かつ長手方向が両帯板部の長手方向を向いた第１ヒートパイプとを備えており、放熱体が、ヒートスプレッダの長手方向に間隔をおいて配置されかつ下部がヒートスプレッダの鉛直帯板部と鉛直状放熱板とに挟着された鉛直直線状の第２ヒートパイプと、隣り合う第２ヒートパイプ間に配置されかつ下部がヒートスプレッダの鉛直帯板部と鉛直状放熱板とに挟着された略Ｕ字状の第３ヒートパイプと、両端の第２ヒートパイプの外側に配置されかつ下部がヒートスプレッダの鉛直帯板部と鉛直状放熱板とに挟着された略Ｌ字状の第４ヒートパイプとからなり、第２〜第４ヒートパイプのコンテナが扁平状となっているものが提案されている（特許文献１参照）。
【0007】
特許文献１記載の放熱装置によれば、ＬＥＤ照明から発せられる熱が、第１ヒートパイプに伝わり、ヒートスプレッダの温度が長手方向に均一化される。そして、ヒートスプレッダに伝えられた熱が、鉛直帯板部から第２〜第４ヒートパイプを経て放熱板の全体に伝わり、放熱板から放熱される。
【0008】
しかしながら、特許文献１記載の放熱装置によれば、ヒートスプレッダと放熱板以外に第１〜第４のヒートパイプを必要とし、かつヒートスプレッダと第１〜第４ヒートパイプを固定するとともに放熱板と第２〜第４ヒートパイプを固定する必要があり、部品点数が多くなるとともに組立作業が面倒になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２０１２−４１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
この発明の目的は、上記問題を解決し、十分な放熱性能が得られ、かつ特許文献１記載の放熱装置に比較して部品点数が少なくなるとともに組立作業が簡単であるＬＥＤ照明用放熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【0012】
1)熱伝導性材料からなり、かつ片面がＬＥＤ照明が取り付けられる照明取付面となされるとともに他面が伝熱面となされたＬＥＤ照明取付板と、平板状ベース部およびベース部に上方突出状に一体に設けられた放熱部よりなり、かつ放熱部どうしが互いに間隔をおくようにＬＥＤ照明取付板の伝熱面に配置された複数の放熱フィンとを備えており、ＬＥＤ照明取付板に複数のフィン取付溝が互いに間隔をおいて形成され、放熱フィンの放熱部に中空状作動液封入回路が形成されるとともに、作動液封入回路内に作動液が封入されることによってヒートパイプ部が設けられ、各放熱フィンが、ヒートパイプ部がフィン取付溝外に位置するとともに、ベース部、および放熱部におけるベース部寄りの部分がフィン取付溝内に嵌め入れられた状態でＬＥＤ照明取付板に固定されているＬＥＤ照明用放熱装置。
【0013】
2)放熱フィンのベース部がフィン取付溝の底面に接触するとともに、放熱部におけるフィン取付溝内に嵌め入れられた部分がフィン取付溝の側面に接触している上記1)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0014】
3)ＬＥＤ照明取付板の伝熱面が凹ませられることによって、複数の凹溝が互いに平行になるように形成され、各凹溝がフィン取付溝となっている上記1)または2)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0015】
4)ＬＥＤ照明取付板の伝熱面に、互いに対をなす２つの上方突出状凸条からなる複数の凸条対が、全凸条が平行となるように互いに間隔をおいて設けられ、各凸条対の２つの凸条と、ＬＥＤ照明取付板における当該凸条対の２つの凸条間の部分とによって各フィン取付溝が形成されている上記1)または2)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0016】
5)ＬＥＤ照明取付板の伝熱面に、熱伝導性材料によりＬＥＤ照明取付板とは別個に形成され、かつ平板および平板の両側縁に一体に設けられた互いに平行な１対の凸条よりなる複数の横断面Ｕ字状溝形成部材が、全凸条が平行となるように互いに間隔をおいて固定され、各溝形成部材の両凸条および平板によって各フィン取付溝が形成されている上記1)または2)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0017】
6)放熱フィンの放熱部におけるフィン取付溝内に嵌め入れられた部分と、フィン取付溝の凸条とを合わせた厚みが１．５ｍｍ以上である上記4)または5)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0018】
7)放熱フィンのベース部が縦長方形であり、放熱部がベース部の２つの長辺に設けられ、放熱フィンが全体としてＵ字状となり、両放熱部におけるベース部寄りの部分がフィン取付溝内に嵌め入れられている上記1)〜6)のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0019】
8)ＬＥＤ照明取付板のフィン取付溝の両側面、および放熱フィンの両放熱部におけるフィン取付溝内に嵌め入れられた部分のフィン取付溝外側を向いた面のうちいずれか一方に、前後方向にのびる凸部が一体に設けられ、同他方に前後方向にのびるとともに凸部が嵌る凹部が形成されている上記7)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0020】
9)放熱フィンの２つの放熱部に互いに独立したヒートパイプ部が設けられている上記7)または8)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0021】
10)放熱フィンが、２枚の金属板を積層状に接合することによりつくられた基板をＵ字状に曲げることによって形成されており、放熱部のヒートパイプ部の作動液封入回路が、基板を形成する２枚の金属板のうちの少なくともいずれか一方の金属板が外側に膨出することにより設けられている上記9)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0022】
11)放熱フィンの両放熱部間の間隔が７ｍｍ以上である上記7)〜10)のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0023】
12)放熱フィンのベース部の長辺の長さが２００ｍｍ以上であるとともに放熱部がベース部の長辺の全長にわたって設けられており、ベース部から放熱部の先端までの直線距離が５０ｍｍ以上である上記7)〜11)のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0024】
13)ＬＥＤ照明取付板における放熱フィンのベース部の長手方向と直交する方向の寸法が２００ｍｍ以上である上記12)記載のＬＥＤ照明用放熱装置。
【0025】
14)上記1)〜13)のうちのいずれかに記載のＬＥＤ照明用放熱装置と、ＬＥＤ照明用放熱装置のＬＥＤ照明取付板の照明取付面に取り付けられ、かつ発光源として複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明とを備えた照明装置。
【発明の効果】
【0026】
上記1)〜13)のＬＥＤ照明用放熱装置によれば、熱伝導性材料からなり、かつ片面がＬＥＤ照明が取り付けられる照明取付面となされるとともに他面が伝熱面となされたＬＥＤ照明取付板と、平板状ベース部およびベース部に上方突出状に一体に設けられた放熱部よりなり、かつ放熱部どうしが互いに間隔をおくようにＬＥＤ照明取付板の伝熱面に配置された複数の放熱フィンとを備えており、ＬＥＤ照明取付板に複数のフィン取付溝が互いに間隔をおいて形成され、放熱フィンの放熱部に中空状作動液封入回路が形成されるとともに、作動液封入回路内に作動液が封入されることによってヒートパイプ部が設けられ、各放熱フィンが、ヒートパイプ部がフィン取付溝外に位置するとともに、ベース部、および放熱部におけるベース部寄りの部分がフィン取付溝内に嵌め入れられた状態でＬＥＤ照明取付板に固定されているので、以下に述べるようにＬＥＤ照明取付板の伝熱面に取り付けられたＬＥＤ照明の全体を効率良く冷却することが可能になる。
【0027】
すなわち、ＬＥＤ照明から発せられた熱は、ＬＥＤ照明取付板に伝わり、フィン取付溝の底面および側面を経て放熱フィンにおけるフィン取付溝内に嵌め入れられた部分に伝わり、さらに放熱部のヒートパイプ部における作動液封入回路内の下部に溜まっている作動液に伝って作動液が蒸発して気相となる。その結果、作動液封入回路内の下部の圧力が上昇し、気相作動液が作動液封入回路内の全体に行き渡る。気相作動液が作動液封入回路内の全体に行き渡る間に、気相作動液の有する熱が放熱部に伝わるとともに、放熱部から外部に放熱され、熱を奪われた気相作動液が凝縮する。その結果、放熱フィンの放熱部の全体が均一な温度となり、放熱部の全体から均一に放熱される。一方、再凝縮した液相作動液は重力により下方に流れるので、ヒートパイプ部において、気相作動液の流れと液相作動液の流れとが発生し、作動液の循環が起きる。したがって、ＬＥＤ照明取付板の全体から伝わった熱が均等に放熱され、ＬＥＤ照明取付板の照明取付面に配置されたＬＥＤ照明の全体が効率良く冷却される。
【0028】
しかも、放熱フィンの放熱部に設けられたヒートパイプ部が、放熱部に設けられた中空状作動液封入回路内に作動液が封入されることにより形成されているので、特許文献１記載の放熱装置に比べて部品点数が少なくなるとともに、製造作業が容易になる。
【0029】
さらに、各放熱フィンのベース部、および放熱部におけるベース部寄りの部分がフィン取付溝内に圧入されるようになっていると、各放熱フィンをＬＥＤ照明取付板に固定するためのねじ、リベットなどの固定具の数を低減することができ、放熱フィンの固定作業が容易になる。
【0030】
上記2)のＬＥＤ照明用放熱装置によれば、ＬＥＤ照明取付板から放熱フィンへの伝熱性が優れたものになる。
【0031】
上記3)〜5)のＬＥＤ照明放熱装置によれば、ＬＥＤ照明取付板の伝熱面に、フィン取付溝を比較的簡単に形成することができる。
【0032】
上記6)のＬＥＤ照明放熱装置によれば、ＬＥＤ照明取付板から放熱フィンの放熱部のヒートパイプ部への伝熱性能が向上し、ＬＥＤ照明取付板の照明取付面に取り付けられたＬＥＤ照明を効果的に冷却することが可能になる。
【0033】
上記7)のＬＥＤ照明放熱装置によれば、ＬＥＤ照明取付板から放熱フィンの放熱部のヒートパイプ部への伝熱性能が向上し、ＬＥＤ照明取付板の照明取付面に取り付けられたＬＥＤ照明を効果的に冷却することが可能になる。
【0034】
上記8)のＬＥＤ照明放熱装置によれば、放熱フィンをＬＥＤ照明取付板に固定するまでの間に、放熱フィンがＬＥＤ照明取付板に対する位置ずれを抑制することができる。しかも、凸部および凹部が、各放熱フィンのＬＥＤ照明取付板への固定に利用されるので、各放熱フィンをＬＥＤ照明取付板に固定するためのねじ、リベットなどの固定具の数を低減することができ、放熱フィンの固定作業が容易になる。
【0035】
上記9)および10)のＬＥＤ照明用放熱装置によれば、放熱部にヒートパイプ部が設けられた放熱フィンを比較的簡単につくることができる。
【0036】
上記11)〜13)のＬＥＤ照明用放熱装置のような寸法を有する場合、周知放熱装置のような構造であると、ＬＥＤ照明取付板のＬＥＤ照明取付面に取り付けられたＬＥＤ照明から発せられる熱を効果的に放熱することは困難であるが、この場合であっても、上記1)のＬＥＤ照明用放熱装置のように構成されていると、ＬＥＤ照明取付板のＬＥＤ照明取付面に取り付けられたＬＥＤ照明の全体を効率良く冷却することができる。
【0037】
上記14)の照明装置によれば、ＬＥＤ照明取付板の伝熱面に取り付けられたＬＥＤ照明の全体を効率良く冷却することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】この発明のＬＥＤ照明用放熱装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】この発明のＬＥＤ照明用放熱装置の一部分を拡大して示す放熱フィンの長手方向一端側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【0040】
以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【0042】
なお、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付す。
【0043】
図１はこの発明のＬＥＤ照明用放熱装置の全体構成を示し、図２および図３はその要部の構成を示す。また、図４は図１および図２のＬＥＤ照明用放熱装置に用いられる放熱フィンをつくる金属基板を示す。さらに、図５はこの発明のＬＥＤ照明用放熱装置を備えた照明装置の使用態様を示す。
【0044】
図１および図２おいて、ＬＥＤ照明用放熱装置(1)は、たとえばアルミニウム、銅（銅合金を含む。以下、同じ）などの熱伝導性材料からなり、かつ片面（ここでは下面）がＬＥＤ照明が取り付けられる照明取付面(3)となされるとともに他面（ここでは上面）が伝熱面(4)となされたＬＥＤ照明取付板(2)と、たとえばアルミニウム、銅（銅合金を含む）などの熱伝導性材料からなり、かつＬＥＤ照明取付板(2)の伝熱面(4)に配置された複数の放熱フィン(5)とを備えている。
【0045】
ＬＥＤ照明取付板(2)は左右方向に長い方形であり、照明取付面(3)に、たとえば回路基板(6a)、回路基板(6a)に配置されかつ青色ＬＥＤが実装された複数の青色ＬＥＤパッケージ(6b)、同じく回路基板(6a)に配置されかつ赤色ＬＥＤが実装された複数の赤色ＬＥＤパッケージ(6c)、および各ＬＥＤパッケージ(6b)(6c)用の２つのスイッチング電源（図示略）を有するＬＥＤ照明(6)が取り付けられ、ＬＥＤ照明用放熱装置(1)と、ＬＥＤ照明(6)とによって、植物栽培工場用育成照明装置として用いられる照明装置(16)が構成されている。
【0046】
また、ＬＥＤ照明取付板(2)の伝熱面(4)に、前後方向にのびる複数のフィン取付溝(10)が左右方向に間隔をおいて形成されている。フィン取付溝(10)は、ＬＥＤ照明取付板(2)の伝熱面(4)が凹ませられることにより形成された凹溝からなり、前後両端はＬＥＤ照明取付板(2)の前後両側面に開口している。たとえばＬＥＤ照明取付板(2)がアルミニウム製の場合、フィン取付溝(10)を含んで全体に押出成形される。
【0047】
図２および図３に示すように、放熱フィン(5)は、前後方向に長い方形の水平平板状ベース部(7)、およびベース部(7)の２つの長辺である左右両側縁部に上方突出状に一体に設けられ、かつベース部(7)から伝えられる熱を放熱する前後方向に長い方形の鉛直平板状放熱部(8)からなる。放熱部(8)はベース部(7)の全長にわたって設けられており、放熱フィン(5)は全体として横断面Ｕ字状となっている。
【0048】
放熱フィン(5)の各放熱部(8)には、ほぼ全体にわたるヒートパイプ部(11)が設けられている。各放熱部(8)のヒートパイプ部(11)は、放熱部(8)の両面側に膨出した１つの中空無端状作動液封入回路(12)内に作動液が封入されたものである。作動液封入回路(12)は、放熱部(8)のほぼ全体にわたって形成された前後方向に長い長方形の格子状である。なお、図１においては、ヒートパイプ部(11)および作動液封入回路(12)の図示は省略されている。放熱フィン(5)は、アルミニウム、銅などからなる２枚の金属板を積層状に接合することによりつくられた基板(13)をＵ字状に曲げることによって形成されており、ヒートパイプ部(11)の作動液封入回路(12)は、基板(13)を形成する２枚の金属板のうちの少なくともいずれか一方、ここでは両方の金属板を外側に膨出させることにより設けられている。
【0049】
各放熱フィン(5)は、ヒートパイプ部(11)がフィン取付溝(10)外に位置するとともに、ベース部(7)および両放熱部(8)におけるベース部(7)寄りの部分がフィン取付溝(10)内に嵌め入れられた状態で、ベース部(7)を貫通したねじ、リベットなどの固定具(9)を利用してＬＥＤ照明取付板(2)に固定されている。したがって、全ての放熱フィン(5)は、放熱部(8)どうしが左右方向に互いに間隔をおくように配置された状態で、ＬＥＤ照明取付板(2)に配置されている。放熱フィン(5)のベース部(7)はフィン取付溝(10)の底面(10a)に接触し、放熱部(8)にフィン取付溝(10)内に嵌め入れられた部分はフィン取付溝(10)の両側面(10b)に接触している。なお、各放熱フィン(5)のベース部(7)および両放熱部(8)におけるベース部(7)寄りの部分がフィン取付溝(10)内に圧入されていることが好ましい。
【0050】
ここで、ＬＥＤ照明取付板(2)の左右方向（放熱フィン(5)のベース部(7)の長手方向と直交する方向）の長さL1が２００ｍｍ以上、放熱フィン(5)のベース部(7)および放熱部(8)の長辺の前後方向の長さL2が２００ｍｍ以上、ベース部(7)から放熱部(8)の先端までの直線距離L3が５０ｍｍ以上、各放熱フィン(5)の両放熱部(8)間の間隔Ｓは７ｍｍ以上であることが好ましい。なお、各放熱フィン(5)の両放熱部(8)間の間隔Ｓの上限は２０ｍｍ程度である。また、隣り合う放熱フィン(5)の近接する放熱部(8)間の間隔は、上記間隔Ｓと同等以上であることが好ましい。
【0051】
Ｕ字状に曲げられる前の基板(13)は、図４に示すように、ベース部(7)を形成する縦長方形の第１部分(14)と、第１部分(14)の両長辺部に一体に設けられ、かつ放熱部(8)を形成する２つの縦長方形の第２部分(15)とよりなり、２つの第２部分(15)に互いに独立したヒートパイプ部(11)が設けられている。第２部分(15)のヒートパイプ部(11)は、基板(13)を形成する２枚の金属板のうちの少なくともいずれか一方、ここでは両方の金属板を外側に膨出させることにより設けられた１つの中空無端状作動液封入回路(12)内に作動液が封入されたものである。そして、基板(13)の両第２部分(15)を第１部分(14)に対して曲げることによって放熱フィン(5)が形成されている。
【0052】
Ｕ字状に曲げられる前の基板(13)は、たとえば２枚のアルミニウム板の合わせ面のうちの少なくともいずれか一方の面に圧着防止剤を所要パターンに印刷し、この状態で２枚のアルミニウム板を圧着して合わせ板をつくり、合わせ板の非圧着部に流体圧を導入する、所謂ロールボンド法によって合わせ板の両面側に膨出した２つの作動液封入回路(12)を形成し、ついで作動液封入回路(12)内に作動液を封入することによって製造される。合わせ板の非圧着部は、２つの作動液封入回路(22)に対応する形状の２つの作動液封入回路用非圧着部と、両作動液封入回路用非圧着部から合わせ板の周縁に至る１つの流体圧導入用非圧着部とからなる。流体圧導入用非圧着部から流体圧を導入すると、作動液封入回路用非圧着部が合わせ板の両面側に膨出した作動液封入回路(12)となり、流体圧導入用非圧着部は、合わせ板の両面側に膨出し、かつ一端が一方の作動液封入回路(12)に連なるとともに他端が合わせ板の周縁に開口した作動液注入部となる。そして、作動液注入部を通して作動液を作動液封入回路(12)内に注入した後、作動液注入部を封止することにより基板(13)がつくられる。封止された作動液注入部を図４に鎖線Ａで示す。
【0053】
なお、基板(13)は、作動液封入回路(12)および作動液注入部を形成するための外方膨出部を有する２枚のアルミニウム板を、たとえばろう付することにより形成されていてもよい。
【0054】
図５に示すように、照明装置(16)には、照明装置(16)の全体を覆うカバー(17)が取り付けられており、カバー(17)に設けられた吊り下げ部材(18)を用いて、たとえば植物栽培工場における栽培棚の上方に設けられた取付桟に吊り下げられて使用される。カバー(17)の下壁には、ＬＥＤ照明(6)のＬＥＤパッケージ(6b)(6c)から発せられる光を下方に照射するための照射口（図示略）が形成され、同じく上壁には全放熱フィン(5)を外部に露出するための開口(17a)が形成されている。また、カバー(16)の全側壁のうち放熱フィン(5)の長手方向側の両側壁にはそれぞれ通気口(17b)が形成されており、一方の通気口(17b)を通ってカバー(17)内に流入した空気が、各放熱フィン(5)の両放熱部(8)間および隣り合う放熱フィン(5)の近接した放熱部(8)間を流れた後、他方の通気口(17b)を通ってカバー(17)外に流出するようになっている。
【0055】
なお、照明装置(16)のＬＥＤ照明装置用放熱装置(1)の照明取付面(3)に取り付けられたＬＥＤ照明(6)の基板(6a)に配置された各ＬＥＤパッケージ(6b)(6c)には、０〜７００ｍＡの電流が流されるようになっており、たとえば５００ｍＡの電流が流される場合、基板(6a)の単位面積あたりのＬＥＤ投入電力は６０００Ｗ／ｍ２程度となる。
【0056】
上述したＬＥＤ照明用放熱装置(1)において、照明装置(16)のＬＥＤ照明(6)から発せられた熱は、ＬＥＤ照明取付板(2)の照明取付面(3)に伝わり、ＬＥＤ照明取付板(2)の伝熱面(4)に形成されたフィン取付溝(10)の底面(10a)を経て放熱フィン(5)のベース部(7)に伝わるとともに、フィン取付溝(10)の両側面(10b)を経て放熱フィン(5)の両放熱部(8)に伝わる。放熱フィン(5)に伝わった熱は、放熱部(8)のヒートパイプ部(11)における作動液封入回路(12)内の下部に溜まっている作動液に伝って作動液が蒸発して気相となる。その結果、作動液封入回路(12)内の下部の圧力が上昇し、気相作動液が作動液封入回路(12)内の全体に行き渡る。気相作動液が作動液封入回路(12)内の全体に行き渡る間に、気相作動液の有する熱が放熱部(8)に伝わるとともに、放熱部(8)からカバー(17)内を流れる空気に放熱され、熱を奪われた気相作動液が凝縮する。その結果、放熱フィン(5)の放熱部(8)の全体が均一な温度となり、放熱部(8)の全体から均一に放熱される。
【0057】
一方、再凝縮した液相作動液は重力により下方に流れるので、ヒートパイプ部(11)において、気相作動液の流れと液相作動液の流れとが発生し、作動液の循環が起きる。したがって、ＬＥＤ照明取付板(2)の全体から伝わった熱が均等に放熱され、ＬＥＤ照明取付板(2)の照明取付面(4)に配置されたＬＥＤ照明(6)の全体が効率良く冷却される。
【0058】
上述したＬＥＤ照明用放熱装置(1)において、図２および図３に示す放熱フィン(5)の放熱部(8)に設けられているヒートパイプ部(11)の作動液封入回路(12)は、基板(13)の両方の金属板を外側に膨出させることにより形成されているが、これに代えて、基板(13)を構成する一方の金属板のみを外側に膨出させることにより形成されていてもよい。
【0060】
図６において、ＬＥＤ照明取付板(2)の伝熱面(4)に、ＬＥＤ照明取付板(2)に上方突出状に一体に形成されて互いに対をなす２つの凸条(21)からなる複数の凸条対が、全凸条(21)が平行となるように互いに間隔をおいて設けられ、各凸条対の２つの凸条(21)と、ＬＥＤ照明取付板(2)における当該凸条対の２つの凸条(21)間の部分とによって各フィン取付溝(20)が形成されている。ＬＥＤ照明取付板(2)の伝熱面(4)における各凸条対の両凸条(21)間の部分がフィン取付溝(20)の底面(20a)になり、各凸条対の両凸条(21)の互いに他の凸条(21)側を向いた面がフィン取付溝(20)の側面(20b)になっている。
【0061】
各放熱フィン(5)は、ヒートパイプ部(11)がフィン取付溝(20)外に位置するように、ベース部(7)および両放熱部(8)におけるベース部(7)寄りの部分がフィン取付溝(20)内に嵌め入れられており、放熱フィン(5)のベース部(7)はフィン取付溝(20)の底面(20a)に接触し、放熱部(8)におけるフィン取付溝(20)内に嵌め入れられた部分はフィン取付溝(20)の両側面(20b)に接触している。
【0062】
放熱フィン(5)の放熱部(8)におけるフィン取付溝(20)内に嵌め入れられた部分と、フィン取付溝(20)の凸条(21)とを合わせた厚みｔは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。これは、コンピュータシミュレーション計算の結果から得られたものである。
【0063】
すなわち、放熱フィン(5)の放熱部(8)におけるフィン取付溝(20)内に嵌め入れられた部分と、フィン取付溝(20)の凸条(21)とを合わせた厚みｔが１．５ｍｍおよび５ｍｍであるＬＥＤ照明用放熱装置と、フィン取付溝が形成されておらず、放熱フィン(5)のベース部(7)が平板状のＬＥＤ照明取付板の伝熱面に固定されたＬＥＤ照明用放熱装置について、ＬＥＤ照明取付板(2)の照明取付面(3)における放熱フィン(5)のベース部(7)の真下に発熱源を配置するとともに、入熱量を５０Ｗに設定してコンピュータシミュレーション計算を行い、一定時間入熱して発熱源の温度が一定になった時点での発熱源の温度を求めた。なお、雰囲気温度は２５℃に設定した。その結果を表１に示す。【表1】
【0064】
表１から明らかなように、ＬＥＤ照明取付板(2)にフィン取付溝(20)が形成されており、かつ前記厚みが１．５ｍｍ以上である場合に、照明取付面(3)に取り付けられた発熱源が効率良く冷却されることが分かる。
【0065】
図７において、フィン取付溝(20)の構成する各凸条対の両凸条(21)におけるフィン取付溝(20)内側を向いた面、および放熱フィン(5)の両放熱部(8)のフィン取付溝(25)内に嵌め入れられた部分のフィン取付溝(20)外側を向いた面のうちいずれか一方に前後方向にのびる凸部(25)が一体に設けられているとともに、同他方に前後方向にのびるとともに凸部(25)が嵌る凹部(26)が形成されている。ここでは、放熱フィン(5)の両放熱部(8)に凸部(25)が設けられ、各凸条対の両凸条(21)に凹部(26)が形成されている。ここで、凸部(25)および凹部(26)が、各放熱フィン(5)のＬＥＤ照明取付板(2)への固定に利用されるので、各放熱フィン(5)をＬＥＤ照明取付板(2)に固定するためのねじ、リベットなどの固定具の数を低減することができ、放熱フィンの固定作業が容易になる。
【0066】
その他の構成は、図６に示す場合と同じであり、放熱フィン(5)の放熱部(8)におけるフィン取付溝(20)内に嵌め入れられた部分と、フィン取付溝(20)の凸条(21)とを合わせた厚みｔは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【0068】
図８において、ＬＥＤ照明取付板(2)の伝熱面(4)に、たとえばアルミニウム、銅などの熱伝導性材料によりＬＥＤ照明取付板(2)とは別個に形成され、かつ平板(33)および平板(33)の両側縁に一体に立ち上がり状に設けられた互いに平行な１対の凸条(32)よりなる横断面Ｕ字状溝形成部材(31)が固定され、溝形成部材(31)の両凸条(32)および連結部(33)とによってフィン取付溝(30)が形成されている。
【0069】
溝形成部材(31)の平板(33)の上面における両凸条(32)間の部分がフィン取付溝(30)の底面(30a)になり、両凸条(32)の互いに他の凸条(32)側を向いた内面がフィン取付溝(30)の側面(30b)になっている。各放熱フィン(5)は、ヒートパイプ部(11)がフィン取付溝(30)外に位置するとともに、ベース部(7)および両放熱部(8)におけるベース部(7)寄りの部分がフィン取付溝(30)内に嵌め入れられており、放熱フィン(5)のベース部(7)はフィン取付溝(30)の底面(30a)に接触し、放熱部(8)におけるフィン取付溝(30)内に嵌め入れられた部分はフィン取付溝(30)の両側面(30b)に接触している。
【0070】
図示は省略したが、溝形成部材(31)および放熱フィン(5)は、連結部(33)およびベース部(7)を貫通したねじ、リベットなどの固定具を利用してＬＥＤ照明取付板(2)に固定されている。
【0071】
放熱フィン(5)の放熱部(8)におけるフィン取付溝(30)内に嵌め入れられた部分と、溝形成部材(31)の凸条(32)とを合わせた厚みｔは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【0072】
なお、この発明のＬＥＤ照明用放熱装置(1)とＬＥＤ照明とによって工事現場用サーチライトとして用いられる照明装置が構成されることもあるが、この場合、ＬＥＤ照明からは、白色や、電球色の光が照射される。
【産業上の利用可能性】
【0073】
この発明によるＬＥＤ照明用放熱装置は、高消費電力型のＬＥＤ照明において、ＬＥＤから発せられる熱を効率良く放熱するのに用いられる。
【符号の説明】
【0074】
(1)：ＬＥＤ照明用放熱装置(2)：ＬＥＤ照明取付板
(3)：照明取付面
(4)：伝熱面
(5)：放熱フィン
(6)：ＬＥＤ照明
(7)：ベース部
(8)：放熱部
(10)(20)(30)：フィン取付溝
(10a)(20a)(30a)：底面
(10b)(20b)(30b)：側面
(11)：ヒートパイプ部
(12)：作動液封入回路
(16)：照明装置
(21)：凸条
(31)：溝形成部材
(32)：凸条
(33)：平板