技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于通過輻射而將以發(fā)光二極管(LED)元件作為發(fā)光源的LED燈發(fā)光時產(chǎn)生的熱向由密閉空間構(gòu)成的周圍的空間散熱的LED照明用及車載LED燈用散熱器。

背景技術(shù)：

以發(fā)光二極管(LED)元件作為發(fā)光源的照明由于為低耗電量且為長壽命因而逐漸開始向市場滲透。其中，近年來尤其受到關(guān)注的是機動車的頭燈等車載LED燈(車輛用燈具、車輛用前照燈)，開始向LED元件替換。此外，應(yīng)用該車載LED燈(LED照明)，在建筑物等其他領(lǐng)域的埋入式照明中也開始替換成LED燈。

然而，該LED燈的發(fā)光源即LED元件非常不耐熱，在超過例如100℃等的允許溫度時，其發(fā)光效率降低，進而存在影響其壽命的問題。為了解決這一問題，需要使LED元件的發(fā)光時的熱向周圍的空間散出，因此在LED燈中具備大型的散熱器。

在該LED燈(LED照明)用散熱器中，以往以來大多使用以鋁(包括鋁合金)為材料的由鋁壓鑄件或擠壓形材形成的散熱器(專利文獻1～4參照)。如圖14中以立體圖示出的那樣，這些以往的散熱器均具有：在正面?zhèn)扰渲霉潭ㄓ蠰ED元件(光源)L的基板部30、在該基板部30的背面?zhèn)雀糸_間隔而突出的多片平行配置的片部40。

在將所述LED燈用散熱器裝入車載LED燈(車輛用燈具)的情況下的燈具單元(LED燈單元)的結(jié)構(gòu)中，通常由前面透鏡和殼體形成燈室，在該燈室內(nèi)支承有成為光源的LED(例如專利文獻5、6參照)。具體而言，如圖15所示，在所述燈具單元中，車輛用LED燈具51由前面透鏡52和殼體53形成燈室54，并在燈室54內(nèi)支承有燈具單元55。

燈具單元55具備光學(xué)系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)由LED元件(光源)56、載置有LED元件56的安裝基板的安裝板57，與該安裝板57連接的反射體(反射板)58、與該反射體58連接的透鏡支架59、從透鏡支架59內(nèi)底面向上方延伸的遮擋體60及支承于透鏡支架59的投影透鏡61構(gòu)成，由此形成投影燈。

另一方面，散熱系統(tǒng)由載置有LED元件56的安裝基板的安裝板57、固定在該安裝板(基板57)上的散熱器62、以及與安裝板57和散熱器62一體化形成的散熱構(gòu)件63連接的反射體58構(gòu)成。所述的基板57、散熱器62及反射體58均由Al、Al合金、Cu及Cu合金中的任一種金屬構(gòu)成。

接下來，在光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)LED元件(光源)56點亮而發(fā)光時，從LED元件56朝向反射體58的光反射面64的光由該光反射面64反射而朝向前方的投影透鏡61方向，其一部分由遮擋體60被遮擋光路。另一方面，由反射體58的光反射面64反射的光中的未被遮擋體60遮擋的光在透鏡支架59內(nèi)被導(dǎo)光而到達投影透鏡61，由投影透鏡61控制成所希望的配光，并經(jīng)由車輛的前面透鏡52向車輛用LED燈具51的前方照射。

此外，對于散熱系統(tǒng)中的熱，當(dāng)LED元件56點亮，則在發(fā)光的同時也產(chǎn)生熱。因此，由LED元件56產(chǎn)生的熱(自發(fā)熱)移動到安裝LED元件56的基板(未圖示)上，在該基板傳導(dǎo)而向載置該基板的安裝板57移動。然后，在安裝板57上傳導(dǎo)的熱向固定在安裝板57上的散熱器62移動。然后，向散熱器62轉(zhuǎn)移、在散熱器62內(nèi)被傳導(dǎo)而到達散熱器62的表面的熱向表面附近的空氣進行熱傳遞而移動，并以空氣為介質(zhì)而向散熱器62外擴散。

【先行技術(shù)文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2007－193960號公報

【專利文獻2】日本特開2008－7558號公報

【專利文獻3】日本特開2009－277535號公報

【專利文獻4】日本特開2010－278350號公報

【專利文獻5】日本特開2008－130232號公報

【專利文獻6】日本特開2009－76377號公報

【發(fā)明的概要】

【發(fā)明要解決的課題】

然而，在將這樣的散熱器作為機動車的頭燈或尾燈等車載照明裝入殼體而應(yīng)用的情況下，如所述圖15所示，必然設(shè)置在有限的狹窄空間或封閉空間中設(shè)置而進行使用。在這樣的車載照明用的殼體的狹窄空間內(nèi)或封閉空間內(nèi)，散熱空間被限制得小，圖14中的所述以往的散熱器的基板部30、片部40的位置周圍的散熱空間(容積)變小，幾乎不存在空氣的對流。在這樣的使用環(huán)境下，基本無法期待通過空氣的對流產(chǎn)生的散熱效果，需要基于輻射進行散熱。

然而，對于以往的散熱器而言，如所記載的那樣，以增加所述圖14的片部40、所述圖15的散熱器62等的散熱面的面積而基于空氣的對流進行從該散熱面散熱的散熱效果為主體，并沒有考慮基于所述輻射的散熱。因此，以往的散熱器的所述基于輻射的散熱必然不充分，存在在車載照明用的殼體的狹窄空間內(nèi)或封閉空間內(nèi)中難以實現(xiàn)高效的散熱的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于這樣的問題而做出的，其目的在于提供一種能夠進行基于輻射的高效的散熱的LED照明用散熱器。換言之，提供一種在設(shè)置于空氣產(chǎn)生的對流沒有或較少的封閉的空間內(nèi)設(shè)置的情況下也能夠通過輻射主體高效地將來自LED發(fā)光源的熱散出的LED照明用散熱器。

【用于解決課題的手段】

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明為一種LED照明用散熱器，通過在基板的表背任一面上安裝LED元件，并在該LED元件的周圍與所述LED元件安裝面一體且連續(xù)地形成板狀散熱面而構(gòu)成，所述基板和板狀散熱面由導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上的鋁或鋁合金構(gòu)成，并且所述基板和板狀散熱面的表面輻射率ε為0.80以上，其中，所述基板和板狀散熱面的板厚在0.8～6mm的范圍內(nèi)，并且所述基板和板狀散熱面的各散熱面相對于三維空間的相互正交的三個平面的各投影面積的合計在19000～60000mm²的范圍內(nèi)。提供一種在設(shè)置于空氣產(chǎn)生的對流沒有或較少(無法期待基于空氣的對流進行的散熱)的封閉的空間內(nèi)的情況下，也能夠以輻射主體高效地使來自LED發(fā)光源的熱散出的LED照明用散熱器。

【發(fā)明效果】

在本發(fā)明中，如上述那樣在規(guī)定了由鋁或鋁合金構(gòu)成的LED照明用散熱器的導(dǎo)熱系數(shù)λ和各散熱面的表面輻射率ε的基礎(chǔ)上，規(guī)定該散熱器的各散熱面的板厚及三維空間中的各投影面積的合計值。這是因為，在由所述鋁或鋁合金構(gòu)成的散熱器中，其板厚和各散熱面的三維空間中的投影面積的合計(合計投影面積)對基于輻射進行的散熱產(chǎn)生較大的影響。在本發(fā)明中，作為該基于輻射的散熱性的評價指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn))選擇了散熱器的熱阻。該散熱器的熱阻表示散熱器的以輻射為主體的散熱性能，散熱器的熱阻值R的值越小，則以輻射為主體的散熱效率越高。此外，本發(fā)明的LED照明用散熱器在安裝有LED元件的基板的側(cè)面一體且連續(xù)地具有以該基板為頂部的板狀散熱面，其中，所述板狀散熱面的互不相同的兩個方向的投影面積為通過從相對于所述板狀散熱面分別成直角的方向照射的平行光而被投影的各投影面積P，所述各投影面積P相對于通過所述LED元件的安裝位置且為與所述投影面相互平行的剖面的所述基板的各剖面積S分別滿足P≧8×S。在此，所述板狀散熱面的互不相同的兩個方向的投影面積P分別滿足所述P≧8×S是指，只要具有滿足該關(guān)系的互不相同的兩個方向的所述板狀散熱面，則也允許還具有不滿足P≧8×S的其他的所述板狀散熱面。如此，在本發(fā)明中LED照明用散熱器中的板狀散熱面的互不相同的兩個方向的投影面積P為以與所述基板的剖面積S的關(guān)系進行了規(guī)定的、恒定以上的大小。在所述基板的側(cè)面上一體并且連續(xù)地形成有以該基板為頂部的板狀散熱面的立體形狀類型的散熱器中，在車載LED燈用等的空氣產(chǎn)生的對流沒有或較少的封閉的空間內(nèi)使用的情況下，作為與其散熱面形狀和立體形狀的共同作用時產(chǎn)生的特有的問題，其板狀散熱面的投影面積對基于輻射進行的散熱產(chǎn)生較大影響。

根據(jù)本發(fā)明，通過規(guī)定由所述鋁或鋁合金構(gòu)成的散熱器的板厚范圍和散熱面的所述合計投影面積，使以輻射為主體的散熱效率顯著地提高，能夠減小散熱器的熱阻值R。因此，不存在原料鋁或鋁合金的浪費，能夠提供將原料使用量限制成最小限度，可以實現(xiàn)散熱器的小型化及薄型化，且外觀設(shè)計的自由度高，制造成本低價的LED照明用散熱器、尤其是車輛用LED燈具。

此外，若使用該散熱器的熱阻值R，作為散熱器的規(guī)格來規(guī)定熱阻值R，則與此相對地，能夠求出所述基板及板狀散熱面的必要板厚、散熱面的合計投影面積以及散熱面的表面積。因此，散熱器的設(shè)計也變得容易。此外，顯著提高以輻射為主體的散熱效率的散熱器的尺寸和形狀、散熱面的片數(shù)及配置等的設(shè)計也變得容易。換言之，還能夠提供使以輻射為主體的散熱效率得以顯著提高的散熱器的設(shè)計方法。

附圖說明

圖1是表示散熱面的輻射率為0.8的情況下的，熱阻值R與散熱器的板厚和各散熱面的合計投影面積的關(guān)系的說明圖。

圖2是表示本發(fā)明散熱器的一個形態(tài)的立體圖。

圖3是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖4是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖5是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖6是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖7是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖8是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖9是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖10是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖11是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖12是表示本發(fā)明散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖13是表示比較例散熱器的另一形態(tài)的立體圖。

圖14是表示以往的散熱器的一個形態(tài)的立體圖。

圖15是表示裝入有以往的散熱器的車載LED燈的一個例子的剖視圖。【符號說明】

1：散熱器；2：基板；3：基板的LED元件安裝面；4：基板的背面；5、6、7、8：基板的板厚方向側(cè)面；9：LED元件；10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23：散熱片(或散熱片的板狀散熱面)；P：板狀散熱面的投影面積；C：基板的剖面；S：剖面C的剖面積

具體實施方式

以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細說明。

散熱器的基本結(jié)構(gòu)：

首先，以下使用圖2～12對用于通過輻射主體高效地將來自LED元件發(fā)光源的熱散出的、本發(fā)明散熱器1的優(yōu)選基本結(jié)構(gòu)的形態(tài)進行說明。

在圖2～12中，本發(fā)明散熱器1通過在基板2的表背任意一面3、4上安裝(貼裝)LED元件9，并在該LED元件9的周圍使包括基板2自身的表背任意一面3、4在內(nèi)的、平板狀的散熱片10～17等板狀的散熱面與所述LED元件安裝面一體且連續(xù)形成而成。在此，基板2、散熱片10～17中的散熱面或板狀的散熱面(散熱面積)不僅包括基板2的表背面3、4、該板狀散熱面10～17的表背面(表背面積)，還包括它們的各四周的板厚方向的各側(cè)面等的表面(表面積)。

需要說明的是，在以下的記載中，為了便于說明，存在將平板狀的散熱片和該散熱片所具有的平板狀的散熱面通過相同的符號來表示的情況。

在所述圖2～12中，均具有安裝LED元件的俯視呈四邊形(矩形)的平板狀的基板2。該基板2在各圖的Y方向(上下方向)側(cè)分別具有表背兩個面，所述面沿各圖的X、Z方向延伸。該平板狀的基板2在所述表背兩個面中的任一方的面上安裝并支承LED元件，在圖1～7中，為了方便而將各圖的上側(cè)的面作為LED元件9的安裝面3，將其安裝在該平面的中央部。并且，為了方便而將各圖下側(cè)的另一面作為背面4。

進而，基板2的表背面3、4具有與任一方或兩方的面正交(與面的延伸方向＝各圖的X、Z方向正交)而向各圖的Y方向(上下方向)伸出并延伸的平板狀的散熱片10～17。所述平板狀的散熱片10～17在基板2的表背面3、4以朝向外側(cè)的形態(tài)豎立設(shè)置，但并非必須如圖1～7那樣使平板狀的散熱片以90度的角度與基板2的表背面3、4正交。例如，也可以使散熱片以小于90度或超過90度的角度相對于基板2的表背面3、4傾斜而朝向外側(cè)地豎立設(shè)置。

但是，在哪一種情況下，所述平板狀的散熱片10～17均與基板2以相同材料一體并連續(xù)形成。即，所述平板狀的散熱片10～17的至少平板狀的各表背面與所述各四周的板厚方向的各側(cè)面的表面一起與基板2的面3、4、四周的板厚方向的各側(cè)面5、6、7、8的表面無間斷地連續(xù)形成。即，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

因此，形成來自LED元件9的熱經(jīng)由基板2的LED元件安裝側(cè)的面(表面)3而向背面4、各散熱片的周圍的側(cè)面、板厚方向的面連續(xù)導(dǎo)熱的連續(xù)導(dǎo)熱面。此外，還形成從所述連續(xù)導(dǎo)熱面連續(xù)地輻射熱的連續(xù)散熱面。

需要說明的是，對于基板2的形狀，在圖2～12中示出了俯視下為矩形(四邊形)的平板狀或平面形狀。但是，該基板2的形狀可以根據(jù)LED照明用散熱器的用途而適當(dāng)?shù)剡x擇俯視下為圓形、三角形、多邊形、不定形等的平面形狀、或整體彎曲成S字狀、V字狀、U字狀的形狀、或圓筒形、棱筒形、或具有階梯差、凹凸、切口、狹縫等的形狀等的三維形狀等。

此外，在圖2～12中，均在基板2的表面3的中央部安裝(貼裝)LED元件9，但該安裝位置可以根據(jù)設(shè)計自由選擇。

在圖2～12中，平板狀的散熱片10～17相對于沿水平方向延伸的基板2的平坦面(平面)3、4均以90度的角度正交。但是，平板狀的散熱片10～17相對于不局限于沿水平方向延伸的基板2的平坦面(平面)3、4并非必須以90度的角度正交或均采用相同的豎立設(shè)置角度。即，也可以根據(jù)散熱器1的用途或設(shè)計而豎立設(shè)置成大于90度或小于90度。

鋁的導(dǎo)熱系數(shù)λ：

在以上的基本結(jié)構(gòu)的前提下，在本發(fā)明中，為了提高散熱器1的所述輻射主體的散熱效率，規(guī)定由鋁或鋁合金構(gòu)成的散熱器1的導(dǎo)熱系數(shù)λ和各散熱面的表面輻射率ε。即，規(guī)定構(gòu)成散熱器1的基板2及板狀散熱面10～17的導(dǎo)熱系數(shù)λ和各散熱面的表面輻射率ε。

構(gòu)成散熱器1的鋁或鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上，優(yōu)選為140W/(m·K)以上。若該導(dǎo)熱系數(shù)λ低，則如上所述，作為散熱器1的結(jié)構(gòu)，即使形成有使來自LED元件9的熱經(jīng)由基板2的LED元件安裝側(cè)的面(表面)3向背面4、各散熱片的周圍的側(cè)面或板厚方向的面連續(xù)導(dǎo)熱的連續(xù)導(dǎo)熱面，也無法實現(xiàn)高散熱性能。

導(dǎo)熱系數(shù)λ的W/(m·K)的單位的意思是，在每1米具有1度的溫度梯度時，通過1平方米的剖面在1秒鐘移動1焦耳的熱。根據(jù)化學(xué)便覽改訂4版，有代表性的金屬的27℃的導(dǎo)熱系數(shù)為，銅：402，鋁：237，不銹鋼(Cr 18％、Ni 9％、C 0.05％、剩余Fe)：15，黃銅(Cu 70％、Zn 30％)：119。

若由鑄造材料(鑄物)、冷軋板材(軋制板材)、擠壓形材等的鋁或鋁合金展伸材料構(gòu)成散熱器1，則可以使所述導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上，優(yōu)選為140W/(m·K)以上。而對于這一點，鋁壓鑄件由于鑄造性的關(guān)系，導(dǎo)熱系數(shù)λ為80W/(m·K)左右，所以無法實現(xiàn)所述導(dǎo)熱系數(shù)，不適合使用。此外，對于使用的鋁的合金種類而言，從高導(dǎo)熱系數(shù)化的方面考慮，優(yōu)選為JIS規(guī)格內(nèi)的組成或相當(dāng)于該規(guī)格的組成的純鋁。但是，雖然導(dǎo)熱系數(shù)變低，但從成形散熱器的成形性、加工性的提高或強度、剛性的提高的方面考慮，對于為JIS規(guī)格內(nèi)的組成或相當(dāng)于該規(guī)格的組成的各種鋁合金，也可以活用其即使為薄板也具有高強度的特性來加以利用。

各散熱面的表面輻射率ε：

為了提高以以上的基本結(jié)構(gòu)和導(dǎo)熱系數(shù)λ為前提的散熱器1的所述輻射主體的散熱效率(為了獲得散熱器1的高散熱性)，優(yōu)選散熱器1、即構(gòu)成散熱器1的基板2及板狀散熱面10～17的各散熱面的表面輻射率ε較高。該表面輻射率ε越高，則越能夠增大作為散熱器的基于輻射進行的傳遞熱量。根據(jù)這一點，所述表面輻射率ε為0.65以上，更優(yōu)選為0.80以上。

該輻射率ε是指實際的物體的熱輻射相對于理論值(理想的熱輻射體即黑體的熱輻射)的比例，實際的測定可以通過日本特開2002－234460號公報所記載的方法測定，也可以通過市售的便攜式輻射率測定裝置進行測定。

若由鋁(純鋁)或鋁合金構(gòu)成本發(fā)明的散熱器1，則表面輻射率ε被限制為比較低的值。然而，為了使該表面輻射率ε為0.65以上，更優(yōu)選為0.80以上的較高的值，可以在基板及板狀散熱面的各散熱面的表面上實施散熱率高的黑色、灰色、白色等的涂料的預(yù)涂處理(涂裝皮膜)。若在壓制加工前預(yù)先在原料金屬薄板上實施該預(yù)涂處理，則也可以實現(xiàn)壓制加工中的潤滑劑的作用。另外，在成形規(guī)定的形狀后，也可以實施電鍍涂裝、噴射涂裝等后續(xù)涂敷或鋁陽極氧化處理等。

投影面積：

以下，通過與熱阻值R的關(guān)系來說明本發(fā)明規(guī)定的散熱器的投影面積的意義。

圖1表示散熱器的板厚、各散熱面的合計投影面積和熱阻值R的關(guān)系。在該圖1中，將散熱器的散熱面的表面輻射率為0.80的情況下的熱阻值R(通過實驗實際測量)以與散熱器的板厚(橫軸：其中單位由m表示)、各散熱面的合計投影面積(縱軸：其中單位由m²表示)的關(guān)系通過等高線圖來表示。

圖1為后述的圖8的散熱器1的示例，是在對圖8的散熱器1中的板厚和各散熱面的合計投影面積進行了各種變更的基礎(chǔ)上，如圖8那樣以共同的條件貼裝LED元件9而制作而成的。并且，實際測量穩(wěn)定發(fā)光時的LED元件9的各溫度T與各氣氛溫度T0之差，并除以LED的耗電量W(通過所述算式)，分別求出所述各散熱器1中的熱阻值R，并將它們分別表示成等高線。

在圖1中，使圖8的散熱器1的板厚在0.3mm～10mm的范圍內(nèi)變化。此外，使基板2的表背面3、4及板狀散熱面10、11的散熱面的合計的尺寸(合計的面積)以散熱器的合計投影面積成為5000～300000mm²的范圍的方式變化。

并且，作為圖1的測溫試驗的前提條件，使構(gòu)成散熱器1的鋁為JIS1050。此時，導(dǎo)熱系數(shù)λ為231W/(m·K)。此外，在電鍍涂裝上市售的黑色的陽離子系樹脂皮膜的基礎(chǔ)上，通過宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)開發(fā)的市售的便攜式輻射率測定裝置對散熱器1(基板2及板狀散熱面10、11)的表面輻射率ε進行測定的結(jié)果是，在哪一部位均為相同的0.83。安裝LED元件9使用耗電量為13W的元件。并且，在模擬了所述車載LED燈的封閉空間的300×300×300mm的木制的箱中收容由LED和散熱器構(gòu)成的所述試驗體，并實施了所述散熱試驗。

在此，圖1的橫軸的板厚為板厚相同的基板2和散熱片的板狀散熱面10、11的板厚。此外，圖1的縱軸的散熱面的合計投影面積為，對由基板2的表背面3、4和4片板狀散熱面11、12構(gòu)成的、與圖8的X、Y、Z軸垂直的各平面以各自平行的平行光線向X、Y、Z軸分別進行投影時的、各投影面積的合計。即，為分別朝向互不相同的X、Y、Z方向的三個方向的各投影面積的合計。

并且，該合計投影面積是也包含了各散熱片10、11所具有的板厚方向的各面(上表面、下表面、兩側(cè)端部面)所產(chǎn)生的投影面積量的合計投影面積。此外，在該圖8的情況下，由于基板2的四周的板厚方向的各側(cè)面與各散熱片一體化，因此所述板厚方向的各側(cè)面的投影面積分別包含在散熱片10、11的各板狀散熱面的投影面積中。

在圖1中，由下方的四角包圍的區(qū)域為使散熱器1的熱阻值R在4.0℃/W以下的、在本發(fā)明中規(guī)定的散熱器的板厚和各散熱面的合計投影面積的范圍。較大的由四角包圍的范圍是使散熱器的板厚為0.8～6mm的范圍且該散熱器的各散熱面的合計投影面積為19000～60000mm²的范圍的區(qū)域。并且，較小的由四角包圍的區(qū)域是使散熱器的板厚為0.8～4.0mm的范圍且該散熱器的合計投影面積為19000～50000mm²的優(yōu)選的區(qū)域。

所述散熱器1的板厚和所述各散熱面的合計投影面積與作為表示散熱器的散熱效率的指標(biāo)的熱阻值R十分相關(guān)。即，該熱阻值R與構(gòu)成散熱器1的基板2及板狀散熱面(平板狀散熱片)10～17的板厚和所述各散熱面的合計投影面積十分相關(guān)。

該熱阻值R作為由鋁或鋁合金構(gòu)成的散熱器1的、基于所述輻射的散熱性的評價的指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn))，散熱器1的熱阻值R的值越小，則以輻射為主體的散熱效率越高。

此外，在與散熱器的用途相適應(yīng)的散熱性能的規(guī)格(要求)作為散熱器的熱阻值R被給出的情況下，能夠求出所述基板及板狀散熱面的必要(最佳)板厚、必要的(最佳的)散熱面的合計投影面積、以及必要的散熱面的表面積。因此，能夠使鋁或鋁合金的使用量最小化等而容易進行輕型化的散熱器的設(shè)計。此外，在車載LED燈等空氣產(chǎn)生的對流少的封閉的空間內(nèi)，顯著提高以輻射為主體的散熱效率的散熱器的所述基板、板狀散熱面的尺寸、形狀、板狀散熱面的片數(shù)、向基板、LED元件周圍的配置等的結(jié)構(gòu)設(shè)計也變得容易。換言之，還能夠提供在車載LED燈等封閉空間內(nèi)顯著提高了以輻射為主體的散熱效率的散熱器的設(shè)計方法。

在本發(fā)明中，規(guī)定由鋁或鋁合金構(gòu)成的散熱器1(基板2及板狀散熱面10～17)的板厚范圍和各散熱面的合計投影面積，減小該散熱器1的熱阻值R，使其成為所述圖1的4.0℃/W以下，由此顯著地提高以輻射為主體的散熱效率。

但是，由圖1的所述由四角包圍的本發(fā)明區(qū)域可知，使熱阻值R小于1.0℃/W是困難的。這是因為，在鋁或鋁合金的物性上的極限、必須在機動車的頭燈等的有限的空間內(nèi)收納散熱器、設(shè)置散熱器的散熱面的結(jié)構(gòu)上的極限基礎(chǔ)上進行制造。因此，由鋁或鋁合金構(gòu)成的散熱器1的熱阻值R的實際的下限值為1.0℃/W。因此，散熱器1的優(yōu)選的熱阻值R的范圍為4.0℃/W以下，1.0℃/W以上。

若該散熱器1的熱阻值R超過所述圖1的4.0℃/W而大到5.0℃/W、6.0℃/W等，則基于散熱器的LED的冷卻變差，導(dǎo)致亮度的降低和元件的壽命的降低。此外，無法提供節(jié)省了使用材料的浪費和結(jié)構(gòu)的浪費的輕型化的散熱器。

合計投影面積：

在本發(fā)明中，以所述的散熱器的基本結(jié)構(gòu)和導(dǎo)熱系數(shù)λ、以及后述的板厚為前提，提高輻射主體的散熱效率，得到散熱器1的熱阻值R為4.0℃/W以下。因此，作為散熱器的相對于三維空間的相互正交的三個平面的各投影面積的合計，規(guī)定相對于與散熱器的X、Y、Z軸垂直的各平面以分別與X、Y、Z軸平行的平行光線分別投影時的各投影面積的合計(合計投影面積)。并且，使該合計投影面積為19000mm²以上。

在此，所述各散熱面的投影面積是指，作為各散熱面的投影面積，如所述那樣通過從相對于各散熱面呈直角的方向照射的平行光而被投影的投影面積。在本發(fā)明中規(guī)定的投影面積是散熱面進行最高效的輻射導(dǎo)熱時的散熱面積，適合作為最適當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)散熱面的散熱面積的效果(影響)的指標(biāo)。

如所述圖1那樣，散熱器的合計投影面積越大，越能夠獲得輻射主體的高散熱效率，熱阻值R越變小。這是因為，散熱器的合計投影面積作為尺寸效果影響基于輻射的散熱性，對本發(fā)明的散熱器1的熱阻產(chǎn)生較大的影響?；寮鞍鍫钌崦娴母魃崦娴暮嫌嬐队懊娣e越大，則以輻射為主體的散熱效率越高，散熱器的熱阻值R的值越變小。

因此，只要為形成有使來自LED元件9的熱經(jīng)由基板2的LED元件安裝側(cè)的面(表面)3向背面4、各散熱片的周圍的側(cè)面和板厚方向的面連續(xù)導(dǎo)熱的連續(xù)導(dǎo)熱面的散熱器1的結(jié)構(gòu)，則基板及板狀散熱面的各散熱面的合計投影面積越大(尺寸越大)，則越能夠期待高熱傳導(dǎo)量。

散熱器1的相對于三維空間的相互正交的三個平面的各投影面積的合計(合計投影面積)為，使具有所述圖8、以及后述的圖2～10的散熱器的基板2的表背面3、4和散熱片10～17的各散熱面的散熱器1以分別與X、Y、Z軸平行的平行光線分別對圖2～10中的與X、Y、Z軸垂直的各平面進行投影時的各投影面積的合計。即，散熱器1的分別朝向互不相同的X、Y、Z方向這三個方向的各投影面積的合計。

其中，基板2的四周的板厚(厚度)方向的各側(cè)面5、6、7、8(5為圖中的左側(cè)，6為圖中的下側(cè)，7為圖中的右側(cè)，8為圖中的上側(cè))也成為熱的輻射面，因此還加上這些合計投影面積。進而，各散熱片10、11的板厚(厚度)方向的各面(上表面、兩端部面)也同樣地，上表面、兩端部面也成為熱的輻射面，因此這些合計投影面積也加入規(guī)定的合計投影面積。

由于這樣的定義，規(guī)定的合計投影面積為不受LED元件9的安裝(貼裝)面積(包括除去該面積的面積)的影響的散熱器的投影面積，為合計了基板2和板狀散熱面10～17的投影面積。

當(dāng)該各散熱面的合計投影面積過小時，無法提高所述以輻射為主體的散熱效率，所述熱阻值R變得過大，在車載LED燈等要求輕型化且設(shè)置空間有限的用途中，其尺寸的上限自然存在極限。此外，尺寸越變大則越重，在阻礙輕型化的方面也很重要。

因此，基板及板狀散熱片的各散熱面的合計投影面積為60000mm²以下，優(yōu)選50000mm²以下，采用如所述那樣規(guī)定的19000～60000mm²的范圍，優(yōu)選19000～50000mm²的范圍。

熱阻值R：

在本發(fā)明中言及的熱阻值R為，通過在所述圖1中說明那樣實際測量將LED元件9的穩(wěn)定時的溫度T與散熱器1的周圍的氣氛溫度T0之差ΔT(T－T0)除以LED元件9的耗電量W而得到的(T－T0)/W的值而得到的值。需要說明的是，在導(dǎo)熱工學(xué)中定義的本來的熱阻值為，熱源的穩(wěn)定時的溫度T與氣氛溫度T0之差ΔT＝(T－T0)除以熱源的發(fā)熱量Q而得到的(T－T0)/Q。嚴(yán)格來說，熱源的發(fā)熱量Q與LED的耗電量W不同，但通常的LED的發(fā)光效率為10％以下，多半的電能轉(zhuǎn)換成熱，因此使用了上述那樣的定義。

在此，在散熱器1中，不言而喻的是，在LED元件9的穩(wěn)定發(fā)光運轉(zhuǎn)時或穩(wěn)定發(fā)光使用時即穩(wěn)定時的溫度T與LED元件9周圍的其他部位相比最高。對于所述LED元件9周圍的其他部位的溫度而言，在根據(jù)實際測量、實際結(jié)果等確定(知曉)LED元件9的穩(wěn)定時的溫度T時，在所述圖1的情況下，圖3的散熱器1等成為溫度以LED元件9為中心而向周圍的基板2的表背面、散熱面10～17的散熱面基本呈同心圓狀地降低的溫度分布、呈同心圓狀擴大的溫度降低分布。

基板及散熱片的板厚：

在所述的散熱器的基本結(jié)構(gòu)和導(dǎo)熱系數(shù)λ的前提下，為了在所述規(guī)定的投影面積的范圍，提高散熱器的輻射主體的散熱效率而使熱阻值R為4.0℃/W以下，使基板2及散熱片10～17的板厚為0.8～6.0mm的范圍，優(yōu)選為0.8～4.0mm的范圍。

如所述圖1那樣，板厚越大(厚)則熱阻值R越小，能夠獲得輻射主體的高散熱效率。這是因為，板厚越大(厚)則熱傳導(dǎo)量越高。因此，只要成為形成有使來自LED元件9的熱經(jīng)由基板2的LED元件安裝側(cè)的面(表面)3向背面4、各散熱片的周圍的側(cè)面和板厚方向的面連續(xù)導(dǎo)熱的連續(xù)導(dǎo)熱面的散熱器1的結(jié)構(gòu)，則能夠使用大尺寸的基板及板狀散熱面等，可以期待高導(dǎo)熱系數(shù)。

由所述圖1可以證明，為了使熱阻值R為4.0℃/W以下，得到輻射主體的高散熱效率，基板及板狀散熱面的板厚為0.8mm以上。若所述板厚過小(過薄)，則所述以輻射為主體的散熱無法充分進行，所述熱阻值R變得過大。

然而，在車載LED燈等要求輕型化且設(shè)置空間有限的用途中，其尺寸、板厚的上限自然存在極限。因此，使基板及板狀散熱面的板厚為6mm以下，優(yōu)選為4.0mm以下，滿足所述那樣規(guī)定的0.7～6mm的范圍，優(yōu)選為0.8～4.0mm的范圍。

需要說明的是，基板及散熱片的各板厚只要在所述的規(guī)定或優(yōu)選的范圍內(nèi)，可以均相同，也可以進行各種變更。

散熱片的優(yōu)選的形態(tài)：

為了獲得以上說明的本發(fā)明散熱器的性能，作為板狀散熱面的平板狀的散熱片10～17的結(jié)構(gòu)(配置)中存在優(yōu)選的形態(tài)。以下使用圖2～圖12對這些優(yōu)選的各種實施方式進行說明。在所述圖2～12中的本發(fā)明散熱器1中，對于在車載照明用的殼體的狹窄空間內(nèi)或封閉空間內(nèi)必要的、以基于輻射進行的散熱為主體且用于提高該基于輻射進行的散熱的效率、散熱片的結(jié)構(gòu)和配置的方式進行了研究。

首先，圖2～圖12中的本發(fā)明散熱器1以所述散熱器的基本結(jié)構(gòu)為前提，優(yōu)選在基板2的兩個面3、4上分別設(shè)置合計2～8片平板狀的散熱片10～17，散熱片10～17與基板2的面3、4連續(xù)而一體地形成，且散熱片10～17相互隔開間隔而形成。所述的形狀可以由作為原料的鋁通過擠壓棒材的機械加工、軋制板材的彎曲加工、鑄造等制造。

并且，所述散熱片10～17中的、包括平行的狀態(tài)在內(nèi)而朝向彼此相同的方向延伸的片的片數(shù)在與基板2的兩個面3、4正交的任意的剖面內(nèi)為兩片以下。即，在以與基板2的兩個面3、4正交的任意的方向的剖面切斷得到的散熱器1的任一剖面內(nèi)，散熱片10～17均為兩片以下。

散熱片延伸方向的規(guī)定的意思：

在此，在本發(fā)明中言及的“朝向彼此相同的方向延伸”當(dāng)然包括平行的狀態(tài)，但其精確的意思不僅包括平行的意思，也可以使散熱片彼此的相互的平板狀側(cè)面的延伸方向的角度略微不同。在本發(fā)明中，在散熱器的三維方向的哪一方向上，均不存在散熱片彼此的過度的重合，不存在材料的浪費，以獲得熱的輻射效率高的性能為目的。因此，在不阻礙該目的和效果的范圍，即使使散熱片彼此的相互的平板狀側(cè)面的延伸方向的角度略微不同，這也可以視為朝向彼此相同的方向延伸。這是因為，即使散熱片彼此的相互的平板狀側(cè)面的延伸方向的角度略微不同，或者嚴(yán)格來說為平行而其角度沒有不同，但如圖14所示，在應(yīng)由本發(fā)明限制的、散熱片彼此朝向相同的方向而相互重合方面，沒有大的差別。

對于該角度不同的標(biāo)準(zhǔn)，只要散熱片彼此的相互的平板狀側(cè)面的延伸方向所成的角度為30度以下，則視為散熱片彼此朝向彼此相同的方向延伸。相反，若散熱片彼此的相互的平板狀側(cè)面的延伸方向所成的角度超過30度，則不視為散熱片彼此朝向彼此相同的方向延伸。

在后述的圖2～7中，兩片散熱片彼此夾著LED元件9，以朝向彼此相同的方向延伸的形態(tài)相互平行地排列，并包圍四周而形成以LED元件9為中心的矩形狀，形成相鄰散熱片彼此相互正交(交叉成直角)的配置。但是，在本發(fā)明中，不局限于這樣的配置，也可以在以LED元件9為中心點的圓周上或圓弧上包圍LED元件9的周圍，例如呈多米諾翻倒?fàn)畹匾来胃淖兤桨鍫顐?cè)面的角度，并隔開間隔地配置散熱片。

此外，將朝向彼此相同的方向延伸的散熱片的片數(shù)規(guī)定為“在與基板2的兩個面3、4正交的任意的剖面中(以該方向的剖面切斷而形成的散熱器的任一剖面中)均為兩片以下”是為了防止在三維空間內(nèi)的某一方向上散熱片彼此過度重合的情況。需要說明的是，如后述那樣，即使為1片散熱片，也存在如L字狀或者コ字狀那樣具有向不同方向延伸的平板狀的散熱面(散熱側(cè)面)的情況。不僅是平板狀的散熱片，對于這樣的具有延伸方向或形狀不同的多個散熱面的形狀的散熱片而言，將形成例如平面形狀為L字狀或者コ字狀的角直線區(qū)間分別視為單一的散熱片，視為相同方向上的片數(shù)(重合的情況)。根據(jù)這樣的認(rèn)定方法，通過使在與基板的表背任一面正交的任意的剖面中沿相同朝向延伸的散熱片的片數(shù)在兩片以下，能夠避免散熱片彼此或散熱片的散熱側(cè)面彼此面向而相互重合的情況。即，這是因為，對于所述規(guī)定，無論是否為相同的片的散熱面，將散熱片的散熱面(散熱側(cè)面)的片數(shù)視為散熱片的片數(shù)，無論基板2的兩個面3、4的位置如何都能夠避免過度的重合，成為所述兩片以下的規(guī)定。

在這一點上，如果作為與所述規(guī)定不同的表現(xiàn)，將朝向彼此相同的方向延伸的散熱片的片數(shù)規(guī)定為“在基板2的任一面3、4中均為兩片以下”，在這種情況下，規(guī)定了散熱片的絕對片數(shù)。因此，不將L字狀或コ字狀的這樣的散熱片的不同方向的散熱面視為片的片數(shù)，根據(jù)基板2的兩個面3、4的位置的不同，存在產(chǎn)生過度重合的可能性。因此，規(guī)定成了所述“在與基板2的兩個面3、4正交的任意的剖面內(nèi)(以該方向的剖面切斷而形成的散熱器的任一剖面內(nèi))均為兩片以下”。

對于該平板狀的散熱片10～17的形狀，在圖2～12中，整體形狀和平板狀側(cè)面例示為矩形(四邊形)的形狀，但可以選擇不局限于該矩形的平面形狀或三維形狀。例如，在使平板狀的散熱面(散熱側(cè)面)沿不同方向(例如90度以上)延伸有多個的情況下，也可以為相鄰的散熱片10、11彼此或者12、13成為一體的L字狀、相鄰的散熱片10、11、10彼此或者12、13、12成為一體的コ字狀。如果能夠制造，則不局限于這些平板狀的散熱面(散熱側(cè)面)，也可以具有圓弧狀或曲線狀的散熱面(散熱側(cè)面)或者整體形狀。此外，也可以使朝向外側(cè)的板厚剖面的形狀、厚度在高度位置上呈L字狀或臺階狀地不同。進而，也可以適當(dāng)?shù)剡x擇將散熱面形成為圓形、三角形、多邊形、不定形等的面形狀。

圖2：

圖2的平板狀的散熱片10、11在基板2的支承有LED元件9的LED元件安裝面3側(cè)上合計設(shè)置有4片，且其平板狀的各側(cè)面與基板2的面3一體并且連續(xù)地設(shè)置。在另一方的背面4側(cè)未設(shè)置散熱片，僅存在平板狀的背面4。所述散熱片10、11在基板2上的延伸長度(寬度)分別比矩形的基板2的各邊(各側(cè)面)5、6、7、8的長度(寬度)短。

所述設(shè)置在LED元件安裝面3側(cè)的散熱片10、11以在其間夾著LED元件9的方式對稱地各設(shè)置兩片，圖中左右側(cè)的散熱片10、10彼此、及圖中上下側(cè)的散熱片11、11彼此形成為朝向彼此相同的方向延伸的形態(tài)，而相互平行地排列設(shè)置。即，相互對置的平板狀的散熱片10、10彼此或11、11彼此在LED元件安裝面3即表面?zhèn)刃纬捎谠谥虚g夾著LED元件9的位置。并且，所述散熱片10、11中的朝向彼此相同的方向延伸的片的片數(shù)在與基板2的面3、4正交的任意的剖面內(nèi)(以該方向的剖面切斷而形成的散熱器1的任一剖面內(nèi))均為兩片。

并且，散熱片10、11以相鄰散熱片彼此相互正交(交叉成直角)的方式形成配置而包圍在其間夾著LED元件9的(以LED元件9為中心的)矩形狀四周，且輻射率大的散熱片10、11的各平板狀側(cè)面分別朝向X方向、Z方向。并且，基板2的、輻射率大的LED元件安裝面3和另一方的背面4朝向Y方向。

此外，基板2的四周的板厚(厚度)方向的各側(cè)面5、6、7、8(5為圖中左側(cè)，6為圖中下側(cè)，7為圖中右側(cè)，8為圖中上側(cè))的面積也比所述各面的面積小，但各側(cè)面5、6、7、8朝向X、Z的各方向，成為向這些方向的熱的輻射面。對于這一點，各散熱片10、11的板厚(厚度)方向的各面(上表面、兩端部面)也同樣，雖然比所述平板狀側(cè)面的面積小，但面數(shù)多，上表面、兩端部面均分別朝向X、Y、Z的各方向合計各4面，成為朝向這些方向的熱的輻射面。即，不僅包括基板、散熱片的各表背面的平板狀散熱面，還包括基板、散熱片的所述板厚方向的各散熱面，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

由此，在散熱片10、11的平面上側(cè)面中，雖然在安裝有LED元件9一側(cè)的相互面向的成對的2面中輻射面相互重合，但在所述X、Y、Z的三維方向的哪一方向上，散熱片的散熱面均無過度重復(fù)，不存在材料的浪費。因此，所述的來自LED元件9的熱經(jīng)由基板2的安裝面3而向背面4、各散熱片的周圍的側(cè)面和板厚方向的面連續(xù)導(dǎo)熱的連續(xù)導(dǎo)熱面的形成、以及從所述連續(xù)導(dǎo)熱面連續(xù)輻射熱的連續(xù)散熱面的形成效果的協(xié)同效應(yīng)下，能夠獲得高熱輻射效率。

散熱片的片數(shù)：

在進一步減少朝向彼此相同的方向延伸的散熱片的片數(shù)，在與基板2的面3、4正交的任意的剖面上僅設(shè)有兩片的情況下，成為將圖2的左右側(cè)的散熱片10、10的任一方或兩方、圖中上下側(cè)的散熱片11、11的任一方或兩方中的僅兩片留下，將其他的散熱片去除的形態(tài)。這種情況下，可以將圖2的左右側(cè)的散熱片10、10彼此留下，或?qū)D2的上下側(cè)的散熱片11、11彼此留下，也可以將散熱片10、11各留下任一方。

與此相對地，在平板狀的散熱片的片數(shù)增多的情況下，在X、Y、Z的三維方向的任一方向上，散熱片的散熱面重復(fù)，產(chǎn)生材料的浪費，占有空間變大，而熱的輻射效率(散熱效率)降低。因此，使設(shè)置的散熱片的片數(shù)在基板2的表背兩個面3、4分別設(shè)置的片數(shù)的合計在8片以下，優(yōu)選在2～8片的范圍內(nèi)。其中，在圖2～10中，在將相同的散熱片10～17各自保持原樣的狀態(tài)下，在散熱側(cè)面的延伸方向上僅分離或分割成多個或者分離或分割得細小這樣的形態(tài)的情況下，視為相同的散熱片1片。

該平板狀的散熱片的合計片數(shù)增多的情況下的問題在如圖14的以往例的那樣朝向彼此相同的方向(平行)延伸的片的片數(shù)在與基板2的表背兩個面3、4正交的任意的剖面上為3片以上(以與基板2的表背兩個面3、4正交的任意的方向的剖面切斷而形成的散熱器1的任一剖面上為3片以上)而過多的情況下也同樣產(chǎn)生。在圖14的以往例中，在基板2的背面4上，沿相互平行的方向延伸的片的片數(shù)存在4片。如此，在X、Y、Z的三維方向的任一方向上，散熱片的散熱面重復(fù)，產(chǎn)生材料的浪費，因此占有空間率增大而熱的輻射效率降低。

圖3：

圖3的平板狀的散熱片示出不僅如圖2那樣在基板2的LED元件安裝面(表面)3這一側(cè)設(shè)置散熱片，而且在基板2的另一方的背面4側(cè)也設(shè)有散熱片的形態(tài)。具體地說，在圖2的基板2的LED元件安裝面3這一側(cè)設(shè)有4片的平板狀的散熱片10、11的基礎(chǔ)上，進而在另一方的背面4側(cè)同樣與LED元件安裝面3對稱地設(shè)置散熱片12、13各兩片而設(shè)有4片，合計設(shè)有8片這一片數(shù)的優(yōu)選上限量。所述散熱片10、11、12、13在基板2上的延伸長度(寬度)分別比矩形的基板2的各邊(各側(cè)面)5、6、7、8的長度(寬度)短。

所述設(shè)置在背面4側(cè)的散熱片12、13與在所述基板2的LED元件安裝面3側(cè)設(shè)有4片的平板狀的散熱片10、11完全相同，且在圖中上下方向?qū)ΨQ配置。即，以圖中左右側(cè)的散熱片12、12彼此及圖中上下側(cè)的散熱片13、13彼此朝向彼此相同的方向延伸的形態(tài)，在其間夾著LED元件9而對稱地設(shè)置相互平行地排列的各兩片。即，在背面4側(cè)同樣地，相互對置的平板狀的散熱片12、12彼此以及13、13彼此與LED元件安裝面3即表面?zhèn)鹊钠桨鍫畹纳崞?0、10彼此以及11、11彼此同樣地，形成在在中間夾著與背面?zhèn)鹊腖ED元件9安裝位置相當(dāng)?shù)奈恢玫奈恢?。換言之，平板狀的散熱片在基板2的表背這兩方的面上形成于在中間夾著LED元件9的位置。此外，所述散熱片12、13中的朝向彼此相同的方向延伸的片的片數(shù)在與基板2的面4正交的任意的剖面上(以該方向的剖面切斷而形成的散熱器1的任一剖面上)為兩片。

并且，散熱片12、13以相鄰散熱片彼此相互正交(交叉成直角)的形態(tài)包圍這樣的以背面4的LED元件9的安裝對應(yīng)位置為中心的矩形狀四周，輻射率高的散熱片12、13的各平板狀側(cè)面分別朝向X方向、Z方向。此外，基板2的輻射率高的LED元件安裝面3和另一方的背面4朝向Y方向。

除此以外，不僅基板2的四周的板厚方向的各側(cè)面5、6、7、8、設(shè)置在所述基板2的LED元件安裝面3側(cè)的4片平板狀的散熱片10、11的板厚方向的各面(上表面、兩端部面)，背面4側(cè)的各散熱片12、13的板厚方向的各面(下表面，兩端部面)也成為熱的輻射面。所述各散熱片的板厚方向的各面雖然面積較小，但上下表面、兩端部面的面數(shù)均為圖2的2倍，分別朝向X、Y、Z的各方向合計各8面，成為向這些方向的熱的輻射面。即，不僅包括基板、散熱片的各表背面的平板狀散熱面，還包括基板、散熱片的所述板厚方向的各散熱面，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

因此，在圖3的情況下也同樣地，在所述X、Y、Z的三維方向的哪一方向上均沒有特別的散熱片的散熱面重復(fù)，不存在材料的浪費，占有空間小而能夠獲得高輻射效率。

圖4、5、6：

圖4、5、6的平板狀的散熱片示出在片數(shù)為上限的圖3的情況的基礎(chǔ)上省略了基板2的LED元件安裝面3及的一側(cè)以及基板2的另一方的背面4側(cè)的任一散熱片的實施方式。該圖4、5、6的散熱片同樣，即不僅包括基板、散熱片的各表背面的平板狀散熱面，而且包括基板、散熱片的所述板厚方向的各散熱面，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

圖4相對于圖3的散熱片的配置使基板2的LED元件安裝面3側(cè)省略了散熱片11的兩片中的圖中下側(cè)的1片而設(shè)置有3片。并且，對于另一方的背面4側(cè)同樣地，作為在圖中上下方向上非對稱的散熱片的配置，省略了散熱片12的兩片中的圖中左側(cè)的1片而設(shè)置有3片，因此合計設(shè)置有6片的散熱片。

圖5相對于圖3的散熱片的配置使基板2的LED元件安裝面3側(cè)省略了圖中上下側(cè)的散熱片11、11這兩片而僅設(shè)置圖中左右側(cè)的散熱片10、10這兩片。并且，對于另一方的背面4側(cè)同樣地，維持在其間夾著基板而在圖中上下方向上對稱的散熱片的配置，省略了圖中上下側(cè)的散熱片13、13這兩片而僅設(shè)置圖中左右側(cè)的散熱片12、12這兩片，因此合計設(shè)置有4片的散熱片。

圖6相對于圖3的散熱片的配置使基板2的LED元件安裝面3側(cè)省略了圖中上下側(cè)的散熱片11、11這兩片而僅設(shè)置圖的左右側(cè)的散熱片10、10這兩片，這一點與圖5相同。并且，作為在其間夾著基板而在圖中上下方向上非對稱的散熱片的配置，使另一方的背面4側(cè)省略圖中左右側(cè)的散熱片12、12這兩片而僅設(shè)置圖中上下側(cè)的散熱片13、13這兩片，因此合計設(shè)置有4片的散熱片。

圖7、8：

圖7、8所示的LED照明用散熱器1示出了由例如鋁等的具有固定板厚的金屬薄板一體成形基板2(面3、4)、平板狀的散熱片10～12的實施方式。該圖7、8的散熱器同樣，即不僅包括基板、散熱片的各表背面的平板狀散熱面，還包括基板、散熱片的所述板厚方向的各散熱面，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

并且，所述散熱片10～12中的包括平行狀態(tài)在內(nèi)的朝向彼此相同的方向延伸的片的片數(shù)在與基板2的兩個面3、4正交的任意的剖面內(nèi)為兩片以下。即，在以與基板2的兩個面3、4正交的任意的方向的剖面切斷而形成的散熱器1的任一剖面內(nèi)均為兩片以下。

這種情況下，平板狀的散熱片10～12從基板2的端部一側(cè)朝向各自的面的延伸方向即Y方向(圖中上下方向)被折彎加工，從而以相同材料一體形成。圖7中，兩片散熱片10、10和兩片散熱片11、11向圖中上方側(cè)折彎成夾著LED元件9而相互面向的形態(tài)。圖8中，片11、11向圖中上方側(cè)折彎成相互面向的形態(tài)，片12、12向圖中下方側(cè)折彎成相互面向的形態(tài)。此外，對于所述平板狀的散熱片10～12的配置和片數(shù)，圖7與圖2的情況相同，圖8與圖6的情況相同。但是，由于散熱片10、11是將基板2的端部折彎而形成的，因此分別位于基板2的端部的配置結(jié)構(gòu)是不同的。例如，所述散熱片10、11的基板2上的延伸長度(寬度)與矩形的基板2的各邊(各側(cè)面)5、6、7、8的長度(寬度)當(dāng)然相等。

圖9、10：

圖9、10所示的LED照明用散熱器1示出與圖7、8相同地，由例如鋁等的具有固定的板厚的原料金屬薄板一體地成形基板2(面3、4)、平板狀的散熱片10～17的實施方式。在該圖9、10的散熱器中同樣地，不僅包括基板、散熱片的各表背面的平板狀散熱面，還包括基板、散熱片的所述板厚方向的各散熱面，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

在此，圖9是成形圖10所示的散熱器1前的平板狀的展開圖，沿著圖9的原料金屬薄板20的以虛線示出的邊界線(緣部)對基板2的各邊部向圖中X、Y、Z這三維的各方向分別進行彎曲加工，一體地成形平板狀的散熱片10、11及14～17，由此通過相同材料一體形成。

在圖10中，夾著LED元件9而相互面向的兩片散熱片10、10分別朝向圖中上方側(cè)和下方側(cè)的相反方向折彎。并且，所述的散熱片10、10分別具有其兩方的端部(兩側(cè))進一步朝向X方向分別折彎而成的相互平行的兩片散熱片14、15(圖中左側(cè)的散熱片10)、以及相互平行的兩片散熱片16、17(圖中右側(cè)的散熱片10)這合計4片的側(cè)部側(cè)散熱片。此外，所述兩片夾著LED元件9而相互面向的片11、11從基板2的兩側(cè)共同朝向圖中下方側(cè)分別折彎。所述散熱片10、11的基板2上的延伸長度(寬度)與矩形的基板2的各邊(各側(cè)面)的長度(寬度)相等。也可以說該圖10示出所述的具有階梯差的基板形狀例。

圖11：

圖11示出在俯視呈四邊形(矩形)的基板2的表面3上安裝(貼裝)有LED元件9。并且，在該基板2的四周的側(cè)面5、6、7、8中的彼此交叉成直角的兩個側(cè)面(兩個邊)5、6上一體并且連續(xù)地形成有兩個以基板2為頂部且各自俯視呈四邊形(矩形)的板狀散熱面10、11。即，在該圖11的形態(tài)中，若使基板2的平坦面(平面)的朝向為Y方向，則朝向X方向的板狀散熱面10、朝向Z方向的板狀散熱面11的各自的投影面積P成為板狀散熱面的互不相同的兩個方向的投影面積。因此，所述的投影面積相對于基板2的各剖面積S是否滿足P≧8×S成為問題。

圖11的所述板狀散熱面10、11的各長度(寬度)具有與各自對應(yīng)的所述基板2的兩個側(cè)面(兩個邊)5、6的各長度(寬度)分別相同的長度(寬度)。但是，只要所述板狀散熱面10、11中的至少一個能夠獲得規(guī)定的投影面積，則也可以使任一方或者兩方均小于各自對應(yīng)的所述基板2的兩個側(cè)面5、6的長度(寬度)。此外，也可以在相同的板狀散熱面10、11上沿基板側(cè)面5、6的延伸方向設(shè)置間隙或狹縫，將板狀散熱面10、11分割成多個或者改變散熱面的面積(大小)或形狀，從而局部地改變投影面積。

此外，雖然所述兩個板狀散熱面10、11以基板2(表面3)為頂部且交叉成直角，但也可以不正交而隔著間隔(間隙)24豎立設(shè)置。但是，只要所述板狀散熱面10、11中的至少一個能夠獲得規(guī)定的投影面積，則也可以使所述散熱面(散熱片)10、11彼此不隔著間隙24或者局部存在間隔而相互正交地一體化(連續(xù)化)。這些方面在基板2的其他側(cè)面7、8等上一體且連續(xù)地形成有板狀散熱面的情況下也同樣。

圖12：

圖12示出在俯視為正圓形(圓盤)或者橢圓形這樣的圓形基板2的表面3上安裝(貼裝)LED元件9。并且，在該基板2的周圍的連續(xù)成圓弧狀的側(cè)面的全部(整周上)上一體并且連續(xù)地形成有一個以基板2為頂部的圓筒狀的板狀散熱面12作為散熱面。在該圖12的形態(tài)中，若以基板2的平坦面(平面)的朝向為Y方向，則分別朝向互不相同的X、Z方向的兩個方向的投影面積P2、P3成為互不相同的兩個方向的投影面積。該朝向X方向的投影面積P2和朝向Z方向的投影面積P3相對于基板2的各剖面積S是否分別滿足P≧8×S成為問題。

當(dāng)然，只要能夠獲得規(guī)定的投影面積，則也可以僅在基板2的周圍的連續(xù)成圓弧狀的側(cè)面(板厚或厚度方向的側(cè)面)部分5、6、7、8中的一部分一體且連續(xù)地形成以基板2為頂部的圓筒狀的板狀散熱面12。即，即使不在基板2的周圍(圓周)的側(cè)面整個(整周上)上設(shè)置板狀散熱面12，也可以在圓周方向上設(shè)置狹縫或間隙而分割成多個，或不在圓周方向上局部地設(shè)置板狀散熱面12，而使基板側(cè)面5、6、7、8中的任一個局部地露出。

在圖12中，在基板2的周圍(圓周)的側(cè)面整個上設(shè)置的圓筒狀的板狀散熱面12的長度(寬度)當(dāng)然與基板2的圓周相當(dāng)。此外，只要該板狀散熱面12能夠獲得規(guī)定的投影面積，則也可以使所述分割的其他的板狀散熱面、形成為一體的板狀散熱面12的局部不滿足規(guī)定的投影面積，而為較小的投影面積。此外，若基板在俯視下呈三角形、四邊形或多邊形，則板狀散熱面12也成為與該形狀對應(yīng)的三角形、四邊形或多邊形的棱筒狀。在這一點上，圖11也可以說是在基板的俯視下呈四邊形的僅二邊上設(shè)有板狀散熱面10、11的棱筒狀。

所述本發(fā)明的散熱器1例如優(yōu)選將鋁等的具有固定的板厚的金屬薄板一體成形而制成，整體具有中空的筒狀的立體形狀。即，所述本發(fā)明的散熱器1優(yōu)選通過對金屬薄板進行彎曲加工或者拉深加工，由一片的金屬薄板一體并且連續(xù)地形成基板2和板狀散熱面10～12的實施方式。

散熱面：

在所述圖11～12的散熱器1的情況下，均與所述那樣各自在基板2的側(cè)面5、6、7、8的任一個上或全部上一體且連續(xù)地形成有以基板2為頂部的板狀散熱面10～12。因此，通過所述基板2和板狀散熱面10～12形成配置在LED元件9的周圍的且分別朝向三維的X、Y、Z這三個方向的全部的連續(xù)的散熱面。即，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

在圖11中，通過分別朝向Y方向的基板2的表背面3、4和分別朝向X方向、Z方向這兩個方向的板狀散熱面10、11的平板狀的表背面構(gòu)成分別朝向X、Y、Z這三個方向的連續(xù)的平板狀散熱面。進而，在圖11中，只要為優(yōu)選的0.7～6mm的范圍的固定的板厚，則基板2的板厚方向(厚度方向)的側(cè)面7、8、板狀散熱面10的板厚方向(厚度方向)的各兩側(cè)面14、15和底面16、板狀散熱面11的板厚方向(厚度方向)的各兩側(cè)面17、18和底面19形成分別朝向X、Y、Z這三個方向的連續(xù)的平板狀散熱面。若在與板狀散熱面10、11之間夾有所述間隙30，則還具有能夠獲得這樣的板狀散熱面10的板厚方向的側(cè)面15、板狀散熱面11的板厚方向側(cè)面17的優(yōu)點。如以上所述，在圖11中，不僅包括基板、板狀散熱面(散熱片)的各表背面的平板狀散熱面，還包括基板、板狀散熱面的所述板厚方向的各散熱面，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。

在圖12的情況下僅為一個板狀散熱面12。但是，該板狀散熱面12遍及基板2的周圍的圓形的(連續(xù)成圓弧狀的)側(cè)面整個(整周上)連續(xù)成圓形(圓弧狀或者圓筒狀)而一體且連續(xù)形成。因此，在圖12中同樣，只要分別朝向Y方向的基板2的表背面3、4和分別朝向X、Z方向的板狀散熱面12的平板狀的表背面為優(yōu)選的0.7～6mm的范圍的固定的板厚，則通過分別朝向Y方向的連續(xù)成圓形(圓弧狀)的底面20形成連續(xù)的散熱面。如以上所述，在圖12中同樣，不僅包括基板、板狀散熱面(散熱片)的各表背面的平板狀散熱面，還包括板狀散熱面12的底面20的各散熱面，具有朝向X、Y、Z這三維的哪一方向的散熱面。因此，形成有使來自LED元件9的熱經(jīng)由基板2的LED元件安裝側(cè)的面(表面)3向背面4、各板狀散熱面10～12連續(xù)導(dǎo)熱的連續(xù)導(dǎo)熱面。此外，形成有從所述連續(xù)導(dǎo)熱面連續(xù)地輻射熱的連續(xù)散熱面。

板狀散熱面的投影面積：

在朝向三維的哪一方向均具有散熱面的散熱片的基本結(jié)構(gòu)的前提下，在本發(fā)明中，使所述板狀散熱面10～12中的互不相同的兩個方向的板狀散熱面彼此的投影面積P分別滿足P≧8×S、即投影面積P所對應(yīng)的基板剖面積S的8倍以上，優(yōu)選滿足P≧12×S、即投影面積P所對應(yīng)的基板剖面積S的12倍以上。換言之，只要互不相同的兩個方向的所述板狀散熱面的投影面積P彼此分別滿足P≧8×S，優(yōu)選滿足P≧12×S的關(guān)系(式)，則當(dāng)然也可以具有不滿足該關(guān)系的其他的板狀散熱面，或在板狀散熱面上局部具有不滿足該關(guān)系的部分。

通過使互不相同的兩個方向的所述板狀散熱面彼此的投影面積P分別(兩個、兩方均)為固定以上的大小以滿足與該基板剖面積S的關(guān)系，從而在封閉空間內(nèi)使用散熱器的情況下，能夠顯著提高以輻射為主體的散熱效率。即，通過使投影面積P為該固定以上的大小，從而能夠使車載LED燈用等空氣產(chǎn)生的對流沒有或較少的封閉空間內(nèi)的、圖11～12的類型的散熱器的LED元件9的散熱成為以輻射為主體的散熱，并顯著地提高其散熱效率。換言之，圖11～12的朝向X、Y、Z這三維哪一方向均具有散熱面的散熱器通過其形狀(結(jié)構(gòu))和所述投影面積P的協(xié)同效應(yīng)，能夠使車載LED燈用等的空氣產(chǎn)生的對流沒有或較少的封閉空間內(nèi)的LED元件9的散熱成為以輻射為主體的散熱，能夠顯著地提高其散熱效率。

另一方面，在所述板狀散熱面10～12中，若互不相同的兩個方向的板狀散熱面彼此的投影面積P不滿足該關(guān)系，每一個或任一個的投影面積P為P＜8×S、即小于投影面積P所對應(yīng)的基板剖面積S的8倍而過小，則在封閉空間內(nèi)使用散熱器的情況下，無法提高以輻射為主體的散熱效率。換言之，即使為圖11～12的朝向X、Y、Z這三維的哪一方向均具有散熱面的散熱器，也無法與其形狀(結(jié)構(gòu))發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，無法使車載LED燈用等的空氣產(chǎn)生的對流沒有或較少的封閉空間內(nèi)的LED元件9的散熱成為以輻射為主體的散熱，或無法提高其散熱效率。這是因為，如所述那樣，圖11～12的朝向X、Y、Z這三維的哪一方向均具有散熱面的類型的散熱器在車載LED燈用等的在所述封閉空間內(nèi)使用的情況下，作為與其散熱面形狀、立體形狀的共同作用時的特有的問題，其板狀散熱面的投影面積對基于輻射進行的散熱產(chǎn)生較大的影響。

在此，板狀散熱面10～12的投影面積P是指，作為各板狀散熱面10～12的投影面積被規(guī)定為通過從相對于各板狀散熱面成直角的方向照射的平行光而投影的投影面積P。若該被照射的平行光的角度相對于各板狀散熱面分別不為直角方向而為直角以外的角度，則無法規(guī)定作為最高效地產(chǎn)生輻射導(dǎo)熱的條件的、兩個導(dǎo)熱面正對的情況下的散熱面積，作為準(zhǔn)確確定板狀散熱面的散熱性能的指標(biāo)不優(yōu)選。這種情況下規(guī)定的投影面積為使導(dǎo)熱面產(chǎn)生最高效的輻射導(dǎo)熱的情況下的散熱面積，作為做適當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)板狀散熱面的散熱面積的影響的指標(biāo)優(yōu)選。

在本發(fā)明中，將所述板狀散熱面10～12的投影面積P作為相對于圖11～12所示的所述基板2的剖面積S的倍率進行規(guī)定，該基板2的剖面積S是指，如在圖11～12的基板2上由虛線表示的那樣，通過基板2的所述LED元件的安裝位置9(與9相交)，并且與所述板狀散熱面10～12的各投影面相互平行的各剖面C的各面積S。

在圖11中，需要板狀散熱面10的投影面積P0和板狀散熱面11的投影面積P1的互不相同的方向的兩個板狀散熱面的投影面積P均滿足規(guī)定。即，需要通過從相對于該板狀散熱面10成直角的方向照射的光而投影的投影面積P0相對于作為基板2的剖面積的、通過LED元件9的安裝位置且與板狀散熱面10的投影面相互平行的剖面C0的面積S0滿足P≧8×S。此外，需要通過從相對于板狀散熱面11成直角的方向照射的光而投影的投影面積P1相對于作為基板2的剖面積的、通過LED元件9的安裝位置且與板狀散熱面11的投影面相互平行的剖面C1的面積S1滿足P≧8×S。

在圖12中，在基板為橢圓狀的情況或為圓弧、長圓形的情況下，長徑側(cè)(或者面積較大的部分側(cè))的板狀散熱面的投影面積P2和方向不同的短徑側(cè)(或者面積較小的部分側(cè))的板狀散熱面的投影面積P3這兩個投影面積的一個以上成為判斷是否滿足規(guī)定的對象。與此相對地，在為正圓狀的情況下，由于任意方向的投影面積均相等，因此在基板2的平坦面(平面)朝向為Y方向時，選擇朝向互不相同的X、Z方向的至少兩個板狀散熱面。該兩個板狀散熱面為具有朝向X方向的投影面積P2的板狀散熱面和具有朝向Z方向的投影面積P3的板狀散熱面。并且，需要使所述板狀散熱面的各投影面積P2、P3相對于基板2的各剖面積S分別滿足P≧8×S。即，需要使通過相對于所述板狀散熱面成直角的方向照射的光而投影的投影面積P2或P3相對于作為基板2的剖面積的、通過LED元件9的安裝位置且與各投影面相互平行的剖面C2、C3的面積S2、S3滿足P≧8×S。

散熱的原理、作用：

對將這樣的本發(fā)明的散熱器1設(shè)置在沒有空氣的對流的空間而進行LED照明的情況下的散熱原理(作用)進行說明。在使安裝在LED元件安裝面3上的LED元件9發(fā)光時，與此伴隨的LED元件9產(chǎn)生的熱(熱通量)Q通過LED元件9的底部的安裝部(未圖示)向基板2的LED元件安裝面3傳導(dǎo)。接著，傳導(dǎo)到LED元件安裝面3上的熱Q不僅向安裝面3側(cè)的散熱片10、11，而且向背面4、該背面4側(cè)的散熱片12、13連續(xù)而迅速地(無遲滯地)并且以大致相等的高效地(level)傳導(dǎo)到所述的各散熱面。因此，來自這些片的散熱表面的尤其是基于輻射進行的散熱以相等的固定等級以上進行，能夠提高散熱效率。

在此，如所述本發(fā)明的規(guī)定那樣，散熱片10～17的朝向彼此相同的方向延伸的片的片數(shù)在與基板2的面3、4正交的任意的剖面內(nèi)均為兩片以下，不會在相同的方向上過度地重合。由此，所述被傳導(dǎo)的熱Q分別朝向X、Y、Z的三維方向且從基板2的安裝面3、背面4、散熱片10～17的所述各散熱面的表面等分別迅速且高效地向周圍的封閉空間(散熱空間)輻射。由此，LED元件9產(chǎn)生的熱向三維的X、Y、Z的哪一方向都以散熱量為固定以上的高輻射效率散出。這是因為，本發(fā)明的散熱器1雖然散熱片10～17的片數(shù)較少，但即使在其散熱的效率由輻射支配的空氣對流較少的照明器具內(nèi)的封閉的散熱空間中，其相對于X、Y、Z的方向的哪一方向的各投影面積均大。本發(fā)明的散熱器1具有雖然為散熱片10～17的片數(shù)較少的簡單的結(jié)構(gòu)，但每散熱單位面積的散熱效率良好的優(yōu)越特性。

在此，在車載照明用的殼體的狹窄空間內(nèi)或封閉空間內(nèi)所必要的基于輻射進行散熱的情況下，在圖2～圖8的左下或者右下表示的X、Y、Z軸方向(三維方向)上的投影面積的大小影響其效率，該投影面積越大，則也提高熱的輻射效率。

在這一點上，對于圖14的以往例的散熱器H，其Y方向的投影面積為基板部30的平面與片部40的上側(cè)的平面的合計，因此不存在片部40彼此的重疊，沒有材料的浪費，且投影面積大。然而，Z方向的投影面積為基板部30的側(cè)面與片部40的側(cè)面的合計，因成為梳齒狀的空間較多，因此為小于基板部30的長度乘以片部40的高度所得的總面積的50％這樣的小面積。此外，X方向的投影面積為基板部30的正面與片部40的正面的合計，雖然片部40具有例如4片，但它們重復(fù)而為與1片相同的投影面積，材料的浪費多，與散熱面積對應(yīng)的熱的輻射效率低。即，在X方向上，雖然多個片重復(fù)而占有空間，但該占有空間雖大而投影面積卻小，熱的輻射效率低。進而，該X方向的片的片數(shù)過多，存在為了形成該過多的片而導(dǎo)致材料的浪費增多，重量變重的問題。

換言之，圖14的以往例的散熱器H的X、Y、Z軸方向(三維方向)的任一方向的熱的輻射效率必然變低。其結(jié)果是，由于無法提高三維方向的每一方向的熱的輻射效率，因此總合的熱輻射效率低。此外，在所述的X方向等上片的片數(shù)過多而材料的浪費增多。即，所述以往技術(shù)的共同點在于，無法形成在散熱器的三維的哪一方向上均不存在材料的浪費，占有空間小但熱的輻射效率高的散熱器。

另外，這一點在所述專利文獻5中同樣，在排列有多個的コ字狀的舀狀部分的散熱部重復(fù)的方向上，雖然占有空間大但熱的輻射效率低，從三維的三個方向的總合的熱輻射效率來說，X方向的材料的浪費尤其多。此外，在所述狹縫狀的開口部的寬度方面，為了確保散熱器的大小本身和所述散熱部一側(cè)的面積而存在較大的制約，必然成為窄幅，因此在封閉的空間內(nèi)使用的情況下，實質(zhì)上幾乎無法期待基于空氣的對流的散熱效率的提高。

圖13：

此外，圖13的散熱器25示出比較例，在基板的1側(cè)面上僅既有1個板狀散熱面13，即使該板狀散熱面13的投影面積再大，基于輻射的散熱性也不充分。

在該圖13中，在俯視呈四邊形(矩形)的基板2的表面3上安裝LED元件9，僅在該基板2的四周的側(cè)面5、6、7、8中的側(cè)面5上一體并且連續(xù)地形成以基板2為頂部的1個板狀散熱面13。即，與所述圖11的發(fā)明例的情況相比，除了不具備基板2的側(cè)面6的板狀散熱面11以外基本相同。

此外，在圖13的情況下，基板側(cè)面的板狀散熱面僅為基板側(cè)面5的板狀散熱面13，由分別朝向Y方向的基板2的表背面3、4和分別朝向X方向的板狀散熱面13的平板狀的表背面形成分別朝向X、Y這兩個方向的連續(xù)的平板狀散熱面。此外，只要是為0.7～6mm的范圍的固定的板厚，則基板2的板厚方向(厚度方向)的側(cè)面6、7、8、板狀散熱面13的板厚方向(厚度方向)的各兩側(cè)面21、22以及底面23也形成散熱面。此外，板狀散熱面13的投影面積P4相對于基板2的剖面積C4的剖面積S4滿足P≧8×S。

然而，圖13的Z方向的散熱面僅為基板2的板厚方向(厚度方向)的側(cè)面6和板狀散熱面13的板厚方向(厚度方向)的各兩側(cè)面21、22，不存在平板狀散熱面。其結(jié)果是，想要增大由所述側(cè)面6和21、22構(gòu)成的分別朝向Z方向的散熱面的投影面積P5存在極限，無法使該投影面積P5滿足P≧8×S。因此，即使通過板狀散熱面13的所述投影面積P4滿足了X方向的投影面積，該Z方向的散熱面的投影面積也不足，因此無法使朝向互不相同的方向的至少兩個板狀散熱面分別滿足P≧8×S。因此，基于該Z方向的散熱面的輻射的散熱性小，作為整體無法發(fā)揮足夠的輻射散熱性。

LED的耗電量：

本發(fā)明的散熱器1雖然具有優(yōu)越的散熱效果，但若成為熱源的LED9的耗電量太大，則即使具有該優(yōu)越的散熱效果，也存在散熱性能不足的情況。因此，作為本發(fā)明優(yōu)選使用的范圍，可以說LED9的耗電量為20W以下是適當(dāng)?shù)姆秶Ｐ枰f明的是，在安裝有多個耗電量較小的LED9的情況下，可以說所述多個LED的耗電量的總計為20W以下的范圍為適當(dāng)?shù)臈l件。

原料：

本發(fā)明的散熱器1的優(yōu)越的散熱效果并非通過使散熱器的形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化或增多散熱面的數(shù)量實現(xiàn)，相反地，該優(yōu)越的散熱效果通過使結(jié)構(gòu)簡化，減少散熱面的數(shù)量而實現(xiàn)。其結(jié)果是，能夠選擇各種的原料材料、制造方法或制造工序，能夠提供低價且容易制造的散熱器。在這一點上，原料、材料可以選擇例如鋁(純鋁)、鋁合金、銅(純銅)、銅合金、鋼板、樹脂、陶瓷等各種原料材料、或者以板為原料的拉深加工、折彎加工、壓鑄、鑄造、鍛造、擠壓等制造方法或制造工序。

鋁或鋁合金：

作為兼具備作為散熱器1的必要特性的強度、剛性、輕型化、耐蝕性、熱傳導(dǎo)性、熱傳遞性、熱散出性、加工性等的原料優(yōu)選鋁(純鋁)和鋁合金。鋁(純鋁)和鋁合金的散熱器所需求的熱傳導(dǎo)特性和散熱特性尤其大，優(yōu)選AA或JIS規(guī)格中規(guī)定的1050等、1000系的純鋁。

本發(fā)明散熱器在周圍的散熱空間封閉而容積小且基本不存在空氣的對流的使用(設(shè)置)狀態(tài)下，在基本無法期待基于空氣的對流進行的散熱的使用(設(shè)置)環(huán)境下最適合使用。在這樣的使用環(huán)境下，為了進行散熱，需要以基于輻射進行的散熱為中心，在通過增加片等的散熱面表面積而獲得以空氣的對流為主的散熱性能的所述以往的散熱器結(jié)構(gòu)中，該基于輻射進行的散熱不充分，無法實現(xiàn)整體高效的散熱。與此相對地，本發(fā)明散熱器以基于來自所述散熱側(cè)面等的散熱面的熱的輻射而進行的散熱為主體，可以說是在基本無法期待基于空氣的對流進行的散熱的使用(設(shè)置)環(huán)境下最適合使用的散熱器。

此外，包括LED元件安裝面3和散熱片的各散熱面為在它們之間不存在接合面的一體結(jié)構(gòu)，因此不會產(chǎn)生在將分別制作的所述兩者接合的情況下產(chǎn)生的接觸熱阻。因此，LED元件安裝面3與各散熱面之間的熱傳導(dǎo)容易進行，其結(jié)果是散熱器整體的散熱性能顯著提高。此外，散熱器1的結(jié)構(gòu)為散熱片朝向三維的X、Y、Z的每一方向的結(jié)構(gòu)，因此剛性高。所以，在車載照明等承受振動的用途下，也無需使用特別的加強構(gòu)件等，能夠保持其形狀且能夠?qū)崿F(xiàn)無需維護和高壽命化。

實施方式的共同事項：

在以上說明的基板2的安裝面3、背面4或散熱片10～17的各散熱面上，也可以根據(jù)散熱器1的用途和安裝部位而通過在所述各面的一部分對所述的面進行切口加工或者設(shè)置凹凸或階梯差等的三維的成形加工來設(shè)置元件安裝用的空間或狹縫或者部分形狀等。進而，散熱側(cè)面可以根據(jù)元件安裝等的必要省略各面的一部分或者改變形狀。

本發(fā)明的散熱器1的優(yōu)越的散熱效果并非通過使散熱器的形狀、結(jié)構(gòu)特別是散熱片的形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化或增多散熱片的數(shù)量而實現(xiàn)，相反地，其優(yōu)越的散熱效果可以通過使結(jié)構(gòu)簡化并減少散熱片的數(shù)量而實現(xiàn)。其結(jié)果是，能夠選擇各種的原料材料、制造方法或者制造工序，能夠提供低價且容易制造的散熱器。

(鋁)

其中，作為兼具備作為散熱器1的必要特性的強度、剛性、輕型化、耐蝕性、熱傳導(dǎo)性、熱輻射性、加工性等的原料優(yōu)選鋁(純鋁)和鋁合金。鋁(純鋁)和鋁合金的散熱器所需求的熱傳導(dǎo)特性特別大，優(yōu)選AA或JIS規(guī)格中規(guī)定的1050等、1000系的純鋁。

(向車載燈的安裝)

本發(fā)明散熱器向車載LED燈等的安裝可以與此前通用的散熱器的安裝同樣地進行，這一點也是優(yōu)點。通常，車載LED燈(車輛用燈具)包括：安裝作為光源的LED元件的LED基板、使來自LED的光朝向光照射方向前方而反射的反射體、包圍所述的LED基板及反射體的殼體、封閉殼體的開放的前端的由透明材料構(gòu)成的外部透鏡、與LED基板熱接觸配置的散熱器。所述反射體具有由樹脂材料成形且在LED基板上的LED附近具有焦點的拋物面系的反射面。在此，本發(fā)明的散熱器作為與所述LED基板或者LED基板熱接觸地配置的散熱器使用。

這一點上，本發(fā)明散熱器可以相對于例如所述的圖15的車載LED燈組裝，作為所述燈具單元55在安裝板57上安裝貼裝有本發(fā)明的LED元件的基板2，并將本發(fā)明散熱器作為散熱器裝入。但是，在這種情況下，本發(fā)明散熱器作為車載LED燈，不像以往的散熱器那樣以基于通過向周圍的空氣的熱傳遞而產(chǎn)生的對流進行的散熱為主體，在以基于熱的輻射進行的散熱為主體這一點上大為不同。

【實施例】

在所述圖2、3、7、14的各形狀的散熱器中，在各圖的散熱器彼此中對投影面積作出各種改變而進行了實際制造。并且，在安裝(貼裝)了LED元件并施加電流而使其發(fā)光的情況下，實際測量了LED元件穩(wěn)定時的平均溫度(℃)。在表1中示出它們的結(jié)果。

各例中均通過改變各矩形散熱片的平板狀側(cè)面的Y方向的高度而進行相同的圖(相同的形狀)中的散熱器彼此的投影面積的變更。此時，相同的圖(相同的形狀)中的散熱器的基板2的俯視下的形狀和大小全部彼此相同。此外，在各例中，基板2、散熱片的板厚全部彼此相等。需要說明的是，所述熱阻值R的計算通過所述的要領(lǐng)和公式進行。

所述圖2、3、14的各散熱器通過切削加工等的機械加工而由原料的JIS的1050系鋁的擠壓棒材制造。所述圖7的散熱器通過沖壓成形將JIS的1050系鋁冷軋板的端部折彎加工成散熱片而制造形成。圖2、3、14的各散熱器的導(dǎo)熱系數(shù)λ為230W/(m·K)，圖7的散熱器為231W/(m·K)，在120W/(m·K)以上。

各例中均使基板2的矩形形狀的大小為100mm(Z方向)×100mm(X方向)×板厚2mm。此外，所述圖2、3、7的相互平行的散熱片彼此、即左右側(cè)的10與10、上下側(cè)的11與11的間隔為80mm以上(距LED元件中心的距離為35mm以上)。所述圖14的相鄰散熱片40彼此的間隔為10mm。此外，散熱片的矩形形狀均使平板狀側(cè)面的X方向或者Z方向的長度為70mm，使平板狀側(cè)面的Y方向的高度在35～80mm的范圍內(nèi)變化，由此變更散熱器的散熱面的投影面積。

各例中均在表面上電鍍涂裝有市售的黑色的陽離子系樹脂皮膜。通過所述市售的便攜式輻射率測定裝置測定此時的散熱器(基板及散熱片)的表面輻射率ε，各例中基板2和散熱片10～17的各散熱面均為相同的0.83。

各例中均在基板上安裝有13W的耗電量的市售的LED元件的情況下由直流電源施加3.7V、0.85A的電流而使LED元件發(fā)光。此時，通過熱電偶監(jiān)視LED元件的溫度，并將散熱器封閉地設(shè)置在模擬了車載LED燈的沒有空氣對流的密閉空間的300mm×300mm×300mm的木制的筒體內(nèi)。并且，使散熱器周圍的氣氛溫度模擬車載LED燈的封閉空間，使LED元件在20℃的室內(nèi)氣氛中發(fā)光。然后，計測經(jīng)過固定時間后不會上升或下降而成為穩(wěn)定狀態(tài)的溫度。在各例中均進行5次計測，求出其平均溫度，評價作為穩(wěn)定時的平均溫度(℃)。

如表1所示那樣，作為優(yōu)選形狀的散熱器的圖2、圖3、圖7的發(fā)明例1、2、5、6、9、10如所述那樣由基板和板狀散熱面的導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上的鋁構(gòu)成，并且所述基板和板狀散熱面的表面輻射率ε為0.80以上。在此基礎(chǔ)上，散熱器的板厚分別為0.9～6mm的規(guī)定范圍內(nèi)的2.0mm，該散熱器的各散熱面的合計投影面積也分別在19000～60000mm²的規(guī)定范圍內(nèi)。

其結(jié)果是，即使在模擬了車載LED燈的沒有空氣對流的密閉空間中，穩(wěn)定時的LED元件溫度也能夠保持在為元件的發(fā)光效率不降低的允許溫度所例示的所述100℃以下的、42℃以下這樣極低的溫度。熱阻值R也為4.0℃/W。因此，確認(rèn)了所述發(fā)明例具有基于熱的輻射的優(yōu)越的散熱性能(冷卻性能)。

與此相對地，在比較例3、7、11中，所述導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上，所述表面輻射率ε為0.80以上，且為優(yōu)選形狀的圖2、圖3、圖7，板厚分別為0.8～6mm的規(guī)定范圍內(nèi)的2.0mm。但是，散熱器的各散熱面的合計投影面積小于19000mm²而過小。

其結(jié)果是，所述比較例的散熱器雖然穩(wěn)定時的LED元件溫度為允許溫度的100℃以下，但均為比所述發(fā)明例溫度高的高溫，散熱器的熱阻值R超過4.0℃/W。因此，所述比較例在車載LED燈那樣的沒有空氣對流的密閉空間中，基于熱的輻射的散熱性能(冷卻性能)明顯差于所述發(fā)明例。

此外，在比較例4、8、12中，所述導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上，所述表面輻射率ε為0.80以上，且為優(yōu)選形狀的圖2、圖3、圖7，散熱器的各散熱面的合計投影面積為規(guī)定范圍內(nèi)的19000mm²以上。但是，散熱器的板厚分別為0.8～6mm的規(guī)定范圍以外的過薄的0.7mm。

因此，所述比較例的散熱器同樣雖然穩(wěn)定時的LED元件溫度為允許溫度的100℃以下，但均為比所述發(fā)明例溫度高的高溫，散熱器的熱阻值R超過4.0℃/W。因此，所述比較例同樣，在車載LED燈那樣的沒有空氣對流的密閉空間中，基于熱的輻射的散熱性能(冷卻性能)明顯差于所述發(fā)明例。

此外，比較例13、14的散熱器為圖14的形狀，脫離了優(yōu)選的形態(tài)。因此，散熱器的各散熱面的合計投影面積小于19000mm²而過小的比較例13雖然穩(wěn)定時的LED元件溫度為允許溫度的100℃以下，但為比所述發(fā)明例溫度高的高溫，散熱器的熱阻值R超過4.0℃/W。此外，比較例14同樣散熱器的各散熱面的合計投影面積分別在19000～60000mm²的規(guī)定范圍內(nèi)，穩(wěn)定時的LED元件溫度在允許溫度的100℃以下，但為比所述發(fā)明例溫度高的高溫，散熱器的熱阻值R超過4.0℃/W。因此，比較例13、14也如車載LED燈那樣，在沒有空氣對流的密閉空間中，基于熱的輻射的散熱性能(冷卻性能)較差。

【表1】

進而，在圖11、12、13的各形狀的散熱器中對板狀散熱面的投影面積作出各種而進行了實際制造，并在模擬了車載LED燈的密閉空間內(nèi)向安裝的LED元件施加電流而使其發(fā)光，在此基礎(chǔ)上實際測量了LED元件的溫度。在表2中示出它們的基于熱的輻射的散熱性能的評價結(jié)果。

各散熱器的各自的板狀散熱面的投影面積的變更通過僅改變矩形的板狀散熱面10～12的面積＝尺寸(Y方向的高度)而進行?；?的形狀、大小全部相同，基板2和散熱面10～12的板厚為2.0mm而全部相同，導(dǎo)熱系數(shù)λ也均為210W/(m·K)。圖11、13的基板2的矩形形狀(俯視)的大小均為100mm(Z方向)×100mm(X方向)，圖12共同形成板厚2mm×直徑100mm的正圓形(俯視)的基板2。

圖11、13的各散熱器通過沖壓成形而將JIS的1050系鋁冷軋板的端部折彎加工成各板狀散熱面，圖12的散熱器通過沖壓成形對JIS的1050系鋁冷軋板進行拉深加工而進行制造。

各例中均在表面電鍍涂裝了市售的黑色的陽離子系樹脂皮膜。通過宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)開發(fā)的市售的便攜式輻射率測定裝置測定此時的表面輻射率，各例中基板2和板狀散熱面10～12的各散熱面的任意一個均為相同的0.85。

此外，各例中均在基板上安裝有市售的LED元件的情況下由直流電源施加3.7V、0.85A的電流(3.145W)而使LED元件發(fā)光。此時，通過熱電偶監(jiān)視LED元件的溫度，并將散熱器封閉地設(shè)置在模擬了車載LED燈的沒有空氣對流的密閉空間的300mm×300mm×300mm的木制的筒體內(nèi)。并且，使散熱器周圍的氣氛溫度模擬車載LED燈的封閉空間，并使LED元件在20℃的室內(nèi)氣氛中發(fā)光。然后，計測經(jīng)過固定時間后不會上升或下降而成為穩(wěn)定狀態(tài)的溫度。在各例中均進行5次計測，求出其平均溫度而進行評價。

如表2所示那樣，作為優(yōu)選形狀的散熱器的圖11、12的發(fā)明例21、22、24、25如所述那樣，基板和板狀散熱面由導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上的鋁構(gòu)成，并且所述基板和板狀散熱面的表面輻射率ε為0.65以上。在此基礎(chǔ)上，散熱器的板厚分別為0.7～6mm的規(guī)定范圍內(nèi)的2.0mm，板狀散熱面10～12的互不相同的兩個方向的投影面積P0、P1(單位mm²)均分別滿足P≧8×S，或者P2、P3(單位mm²)均分別滿足P≧8×S。

其結(jié)果是，即使在模擬了車載LED燈的沒有空氣對流的密閉空間中，穩(wěn)定時的LED元件溫度也能夠保持在為元件的發(fā)光效率不降低的允許溫度所例示的所述100℃以下的、42℃以下這樣極低的溫度。因此，確認(rèn)了所述發(fā)明例具有基于熱的輻射的優(yōu)越的散熱性能(冷卻性能)。

與此相對地，比較例23、26為作為優(yōu)選形狀的散熱器的圖11、12，所述導(dǎo)熱系數(shù)λ為120W/(m·K)以上，且所述表面輻射率ε為0.65以上，散熱器的板厚分別為0.7～6mm的規(guī)定范圍內(nèi)的2.0mm。然而，比較例23的板狀散熱面的投影面積P0、P1(單位mm²)相對于基板的剖面積S均沒有滿足P≧8×S，比較例26的P2、P3(單位mm²)相對于基板的剖面積S均沒有滿足P≧8×S，投影面積P0、P1、P2、P3過小。因此，未形成為板狀散熱面10～11的互不相同的兩個方向的投影面積P分別滿足P≧8×S。

此外，如圖13所示那樣，比較例27雖然朝向X方向的板狀散熱面13的投影面積P4(單位mm²)滿足P≧8×S，但朝向Z方向的散熱面6、22的投影面積P5(單位mm²)未滿足P≧8×S，基于Z方向的散熱面的輻射的散熱性能不足。因此，未形成為板狀散熱面12的互不相同的兩個方向的投影面積P分別滿足P≧8×S。

其結(jié)果是，所述比較例雖然散熱器的穩(wěn)定時的LED元件溫度為允許溫度的100℃以下，但成為比所述發(fā)明例溫度高的高溫，在模擬了車載LED燈的沒有空氣對流的密閉空間中，基于熱的輻射的散熱性能(冷卻性能)較差。

【表2】

需要說明的是，所述一系列的試驗沒有考慮來自向?qū)嶋H車輛搭載時想定的發(fā)動機、熱交換器和各種的電氣設(shè)備的輸入熱以及直射日光產(chǎn)生的輸入熱等。因此，可以認(rèn)為LED元件溫度比實際的車載LED(實車搭載LED)中的LED元件溫度低。換言之，實際的車載LED的使用環(huán)境更為嚴(yán)峻，但所述一系列的試驗作為散熱器的性能比較具有足夠的精度和再現(xiàn)性，所述發(fā)明例的性能能夠滿足作為實際的車載LED的要求性能。

根據(jù)以上的事實證明了本發(fā)明散熱器的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱系數(shù)λ、表面輻射率ε、散熱器的板厚、各散熱面的合計投影面積以及使熱阻值R為4.0℃/W以下的各規(guī)定對于以輻射為主體的散熱效率的臨界性的意義。此外，也證明了散熱片的片數(shù)和配置的優(yōu)選的規(guī)定等的意義。

【工業(yè)上的可利用性】

以上，本發(fā)明散熱器以基于來自所述散熱側(cè)面等的散熱面的熱的輻射進行的散熱為主體，并且，能夠顯著地提高該以輻射為主體的散熱效率。因此，是最適于基本不存在空氣對流的狹小的使用空間(使用、設(shè)置環(huán)境)的散熱器。此外，能夠提供將原料鋁或鋁合金的使用量限制在最小限度，可以實現(xiàn)散熱器的小型化及薄型化，外觀設(shè)計的自由度較高且制造成本低價的散熱器。

因此，能夠在車載LED燈等面向車輛用照明燈具的散熱元件或變頻器、各種的電氣設(shè)備的冷卻用的冷卻箱中使用。

此外，若使用散熱器的熱阻值R，則對于散熱器的規(guī)格能夠求出所述基板及板狀散熱面的必要的板厚和散熱面的合計投影面積，因此散熱器的設(shè)計也變得容易。因此，能夠在顯著提高以輻射為主體的散熱效率的散熱器的設(shè)計方法中使用。