LED H/L ヒートシンク」熱対策」

2012年6月27日 (水)

第147話、ダウンバースト現象だってシミュレーション出来る?

 前回のようなヒートシンクの絵を示すと、『天井に穴を開ければ、熱は篭らなくなるではないか?』という意見がすぐ出て来るでしょう? なるほど、そうすると、熱は篭りにくく、冷却効果は増します。そういうモデルを前回示さなかったのには、ある意図があったのです。
放熱フィンの製造のし易さ・ランプ内部に開けた穴が外観上問題にならないようにする・・なども、ありますが、それ以外にも、冷却ベッドの目的があったのです。それは、
寒冷地で付着する雪対策のため なのでした
 HID 電球でも”雪が解けない(解け難い)”という問題がありましたが、LED ヘッドランプの場合は(赤外放射熱がほとんど発生しないため)、その光でレンズに付着した雪を融かすことは不可能なのです。
 そこで、冷却ベッドの排熱通路をレンズ近辺にまで延ばして、出て来た暖かい空気に前面レンズを内側から舐めさせるようにしてみたのです。( 排熱の積極活用であり、京都議定書にも貢献出来るアイディアかな?)
 おふざけは別として、単純な形状をしている電子部品用のフィンに関して、この進歩した時代に、まだ、かような面白い展開があるとは、私も想像していませんでした!
---------------------------
[参考] の方が長いという変ったお話です。( 興味ある方はどうぞ!)
(1)、密着? 冷却ベッドの上辺はランプ内部の空気も暖めます。これも雪を融かすのには有効です。が、それにも増して、レンズ内面を舐めるように這わす方が効果的でしょう。 穴を開けると外観上は、困りものなのです。
 穴を隠そうと思うと隙間が小さくなりすぎる。隠す部品が必要になって来る。と、大変です。その隠す部品が、ともすると、光の通路さえも邪魔してしまう・・といった具合です。
 LEDの発光箇所とヒートシンクとは出来るだけ近づけたい(出来れば埋め込みたい位)です。 なお、LED素子とヒートシンクとは、密着がベストです。標準仕様はハンダ付けです。
(2)、ランプ内で、ダウンバースト現象? ジェット機がダウンバースト現象にあって、数百メートル急下降して、ヒヤリとする事故で有名ですが、このダウンバースト現象も、ランプの中で起こし得るのではないか?
 その方法は、フィンの埋め込みピッチを広め(20mm程度以上)にしてLEDへの電流供給を止め、上辺が少しだけ冷えると起きるのです。天井方向は塞がっていて、その部分が少し冷えると、その内部に隣接した空気は、天井に張り付いているよりも、左右両脇から「どけどけ」と言われて下方に移動した方が安定になるので、下降を始める。
 一旦下降が始まれば、急激にそれが加速して、大量の空気が、両側のドーナツ状の流れの一部として、大挙下方移動するようになるはずです。これは遊びですが、ピッチを広く取ると、冷却効率が下がるのは、道理です。
 一番良くないのは、金属ヒダの割合が下がり(断面積比率が減少して)、ヒダ内部での熱の移動速度(温度差)が大きくなって来きます。(従来のフィンは、このことに重点を置いてフィン間隔を狭く設定してありましたが)、この発想に於いては、広め(境界層の2~3倍以上≒6mm程度以上)に設定しています。
 しかし、広すぎても冷却効率が下がります。その上限は、境界層の厚さの5倍程度と予想されます。即ち、升目で仕切られた空気の塊が入れ替わる範囲を越えると、かみ合った歯車の歯が隣の歯車を”逆転”させる如くに、なってしまうのです。(これがダウンバースト現象)。
なお、ちょっとモデルを変更すると、竜巻や台風まがいも、ランプ内部で再現できそうです。広い板を準備しておいて、その板をそろりと過熱し、周囲に冷たい空気の層を重ね置くと、突如として竜巻が起きるのです。暇な時に考えて見て下さい。
(3)、サイズを小さくするには、? 前回示した冷却ベッドの絵は、随分と馬鹿でかいフィンでした。どこまで小型化することが出来るかは、実験とか、熱シミュレーションとかを実施して調査する必要があります。めったやたらと、条件ばかり増やしても、結論が散漫になるだけでしょう。 肉厚とか隙間・長さなど、パラメーターをシッカリ押さえた(第14話)上で、”実験計画法(第21話)”に基づくシミュレーションが有効でしょう。
それらを実施する事前の頭の作業として、四角い升目での試行錯誤で絵を描いてみる作業は、有効的と、(我田引水的ですが)思う次第です。
以上    2007年 7月 21日  大山宏

| | コメント (0) | トラックバック (0)

2009年7月 8日 (水)

第49話、金蒸着・銀蒸着・アルミ蒸着。白色LEDヘッドランプ

 ヘッドランプを開発するに当って、ターゲットを大衆車とするか、高級車種とするかでは、いつも議論の分かれる所です。
とかく目立つのは、スポーツ系とラグジュアリー系(*1)です。
 どちらも、利益率は高いのですが、何せ高級車種は月産数量が少ない傾向があり、受注効率が本当に良いかどうか、と意見の分かれるところです。

 一方、大衆車(*2)は、月産数量は大きいのですが、一台辺りの利益率は低くなり、生産工場の確保も大変なのだそうです。
 ランプ開発者としては、その辺を どう考えておいたら いいのでしょうか。

 一番良いのは、中身の構造はほとんど一緒なのだけど、外見から見ると、大きく差別化が図れるというランプでしょう。1つの車種であっても、これを”グレード対応”として求められることがあります。
即ち、同じボディースタイルを持っていても、最高級車種は、600万円位、大衆グレード車種では、200~300万円と大きな差があるのは、皆さんが良くご存知の通りです。

 差別化の一つの手段として「銀蒸着や金蒸着」が時々議題に上ります。
最近、『LEDのヘッドランプを高級車種向けに!』 というもくろみの最中で、この話題になりました。
そこでは高価なLEDの意匠価値を高める方向で、金や銀の蒸着を!と考えられている訳です。
 ただ、ちょっと気になることがあります。私がタイに旅行した時の事です。仏像に金箔を張ろうとした時、透かして見たら青く見えた記憶があります。

 取り立ててそれを持ち出したのは、金蒸着はLED反射面には向いていないようなのです。( 金が金色に見えるのは、黄色付近の波長の反射率は高いのだけれど、青や紫辺りの光の反射率が低い から。)
 青色出力が得意なLEDで、その青が反射率が低くては、せっかくの白色LED が生きてきません。
LEDに対しては、銀蒸着が良いでしょう。(銀反射面は、赤~紫全体に対して、良好で一様な反射率を持っています。)
 金は高いからLEDに、アルミ蒸着や銀蒸着は安価に行えるので、ハロゲンに、という使い分けではなく、あくまで、車スタイルの見栄えの良い方向で使い分けて行く方向で、探って行くべきでしょうね。

----- 2006年 9月 30日 記 ------
(*1)、ラグジュアリー系: レクサスLS,フーガ、アルファード、etc
(*2)、大衆車 : カローラ、フィット、ボクシー、カムリ、、セダン系も含まれる。
(*3)、ある方から、車のボデー色を金色に見せるため、塗装色を・・・にするのだそうだ。という話を聞いたことがあります。
 頂いた原文を転記する形で、敬意を表します。
『・・昔のF1カーで、黒地に金のラインが入ったように「写真では見えていた」ものがあったのですが、実はそのクルマは写真でみたときに「黒地に金のラインに見える」ようにするために、実際には「黒地にベージュのライン」を入れていたことを知って、色の錯覚(?)のようなものもあるのだなと思いました・・・』

| | コメント (0) | トラックバック (0)

第48話、LEDヘッドランプのサクセス・ストーリー?

LED ヘッドランプ の現状の問題点は、誤解を恐れず言わせてもらうと、
(A)、コストが高い。(ハロゲン:1に対して、HID:3、LED:30位)
(B)、大きな放熱フィンが不可欠。
    (何せエンジンルーム内は80~100℃)
に集約されます。
( 光束量を稼ぐためチップを多数使う弊害は、(A)(B)の両方に含まれますし、電流を2倍に増やして光束量を稼ぐ弊害は、(B)に含まれて来ます。)

( LED ヘッドランプ開発初期 )に、「ヘッドランプ用のチップは、0.3mm x 30mm程度なら、革命が起きます!」 ということを、周囲の人達にしゃべったことが有りました。
0.3mm巾効果として、①、放熱性がグンと良くなる( 2~3倍 )
        ②、遠方視認性の良いランプになる。
   ③、同じ遠方視認性でいいなら、上下薄さが1インチも可能!
というような内容でした。
 そのままになっていましたが、『 薄さ10mmのランプが欲しい”と要望されている。』というのを お聞きして、《 0.3mm効果は、①の『 放熱性がグンと良くなる。』という観点で使うべき。》 と、改めて認識しました。

 サクセス ストーリーは、以下のようになります。
(1)、灯具屋が、まず、1mm x 4mm の光源サイズ要求を取り下げ、「0.3mm x 24mmで良い。」 と提案する。
   ⇒ すると、放熱効果が、2倍になる。
(2)、その効果に気を良くして、灯具の4隅にLED光源4セットを移動した設計をトライしてみる。
  ⇒ これまた放熱効果が1.5倍で、計、3倍 に改善される。
(3)、これまで発生熱を、背後にしか捨てていなかったのに比べ、周囲3方向に伝わるのみならず、ランプ内部の温度が高くなるという”おまけ”が付いて、”冬季付着の雪まで溶け出した!”
  コストは既に、3分の1にまで下がっている。
   ( 光源サイズは、0.3mm x 8mmになった。)
(4)、そこで更に、
  ハロゲン電球(H4)との併用をしてみた。
  即ち、LEDチップのサイズを、「0.3mm x 6mmでよい。青っぽくても良い。」と、提案してみる。 ⇒ 演色性Ra=60の4セットを組み込めるようになり、コスト同じで、LEDの総光束が2倍に出来た。
ハロゲン( H4すれ違い )出力も合算して見ると、HID の 3000Lmを越えてしまった!
(5)、電流を半分に減らしてみたら、発生熱が”半分”になったので、ヘッドランプの前面レンズから出る光束量が、2000Lm程度に収まるように各部署を調整したところ、コストも、HID並みになってしまった!
 LED光源サイズもどういう訳か、
 0.3 x 4mm程度の”元の長さ”に戻っていた?

 2006年 9月 30日 大山宏 記 

| | コメント (0) | トラックバック (0)

2009年7月 7日 (火)

第45話 LEDとハロゲン電球との役割分担(ECO-ライト) chose to share the role with Halogen-Light and LED.

昨年末、「青っぽい光のLEDと、ハロゲンの黄色っぽい光とを、うまく組み合わせる。」という、新しいヘッドランプ案(第40話)に関してお話しました。今日は、最初の第1歩として、”LEDを4パッケージ+ハロゲン1個”ですれ違いビームを形成した場合の役割分担に関して、考えてみましょう。
At the end of last year, "yellow light bluish light LED and halogen, and combine well. "The new headlamp proposed (episode 40) talk was. Today, as the first step of the first "LED 4 package + Halogen 1" in passing let's think about the roles of the different beams, if.
 ランプ外観のイメージが最初にあると、分り易いでしょう。横幅400mm程度で高さ80mm程度の横に長く伸び、しかも車の流線型(キャンバー角の厳しいボディー)に張り付くようなランプ形状をイメージして下さい。(奥行きは80mm程度)。
First lamp look image and easy to find. Imagine the lamp shape and stick to the sleek car (camber angle hard body), width 400 mm, height approx. 80 mm next to the long stretch. (80 mm) deep.
 そのランプには、上段にLEDパッケージが4個(L1,L2,L3,L4)並んでいます。 下段には、ラジエーター側に Hiビーム用のハロゲン電球が、フェンダー側に Loビーム用のハロゲン電球が配置されています。LEDを使った製品は”ECO”が売りなので、市街地(交差点が沢山あり歩行者も多くて街路照明も充分な道路)での走行時には、ハロゲンは点灯しないで、L1~L4の上段LEDだけを点灯します(消費電力は最小)。
”ライン発光”のイメージ!” 両翼を広げた鳥が飛んで来るイメージが湧いてきませんか?

続きを読む "第45話 LEDとハロゲン電球との役割分担(ECO-ライト) chose to share the role with Halogen-Light and LED."

| | コメント (0) | トラックバック (0)

第44話、LEDのジャンクション部温度を下げるには、?Once you have a lower junction temperature of LED?

LEDのジャンクション部温度を下げるには、、
1)、ヒートシンクを”大きくする”。
”表面積を増す”。”空気の流通が良くなるようにする”
”材質を高導電材料にする(純アルミ化,銅化、、)
2)、強制空冷にする。水冷・油冷にする。
3)、投入W(電力)を下げる。(電流を下げる)。
4)、小さいサイズのチップを多数横に並べる方式に替える(?)。
1) the heat sink to "enlarge". "Increase the surface area". "A good circulation of the air" "material high to conductive materials (pure aluminum, copper,) 2), to the forced-air cooling. A water-cooled, oil-cooled. 3), lower the input W (power). (Low current). 4), change on a number of smaller chips side by side (?). Prior to 'MR' (multi reflector) headlamp comes out into the world, flow of the headlamp was a "retractable system". Where manufacturers, lamp development shop, "it's retractable!" I thought. (But It did not!)

続きを読む "第44話、LEDのジャンクション部温度を下げるには、?Once you have a lower junction temperature of LED?"

| | コメント (0) | トラックバック (0)

第43話、LED だけでは 雪が解けない!LED-Headlamp light alone cannot solve the snow!

 この理由は先日のお話(第42話)の中で、既に糸口が設けてありました。LEDは、可視光しか放出しない(赤外光線が一切出ていない)。というのがその理由です。
雪が解ける・解けないの論議は、HIDの開発当初(今から10年以上前)に さかんに行われました。HIDの場合には、ハロゲンほどではないにしても、赤外光(赤外線:目には見えないけれど波長の長い暖かい光)が放出されており、これがレンズ面の雪を溶かす効果として、少しですが残っていたのです。
( 光束量が多く取れる関係もあって、HID は ハロゲンの50~60wに対して約半分の35wに消費電力が下がったにもかかわらず、雪は解けるか解けないかという辺りの機能は果たしていたのでした)。
Development of HID initially (more than 10 years from now) to was done to not sparing. HID for as the halogen not even infrared light (IR: invisible but warm light) was left a bit as effect has been released, this is the lens surface to melt snow, but it is. (With luminous flux can be hid halogen 50-was played for 60 w 35 w about half down power consumption, even though snow is lost or cannot be dispelled that feature).
 これに対してLEDの場合、(先日もお話したように)、赤外光は全くと言っていいほどしか出て来ないのです。雪が解ける訳はありません。LED のチップの中で発生した熱は、現状ではランプ背後に排出されています。

続きを読む "第43話、LED だけでは 雪が解けない!LED-Headlamp light alone cannot solve the snow!"

| | コメント (0) | トラックバック (0)

第42話、何故 LEDヘッドランプでは放熱フィンが馬鹿でかくなる?Why LED headlamps, radiator fins that idiot gets big?

 LEDヘッドヘッドランプが世に出て行きつつあります。その開発推進者の間から、熱問題だ、ヒートシンク(:熱が沈み込んでいく放熱板のこと)だ、と議論されているのを度々耳にします。
従来のヘッドランプしか扱って来ていない者に取って不思議に思えることは、『 放熱フィンが何であんなに馬鹿でかくなるの?』ということであり、もっと言えば、『 そもそも放熱フィンが何故必要なの?』ということでしょう。
 これを説明したいがために、「第41話:嘘の38」の方便でもって、ハロゲン電球の放射効率≒88%( HID電球も似たようなもの )というお話をした訳です。
これら電球に対して、LED光源の放射効率は40程度であり、『使用環境が大きく異なるであろう』事が予想出来ます。
Being LED headlamps went out into the world. Heat sink through the development promotion of heat problems (: heat sink heat sinks that), as has been discussed often hear. Who don't come sell only conventional headlamps seem to wonder "of the fins in what that idiot gets big?' that is, in fact, "begin with fins that why need?' that would be.
In order to explain this "episode 41: 38 lie" of expedient! Radiation efficiency of halogen light bulbs ≈ 88% (HID bulbs are similar things) that is a reason to talk. These light bulbs in about 40% radiation efficiency of the LED light source, can be expected to have "the increase will be different".

続きを読む "第42話、何故 LEDヘッドランプでは放熱フィンが馬鹿でかくなる?Why LED headlamps, radiator fins that idiot gets big?"

| | コメント (1) | トラックバック (0)

その他のカテゴリー

a CATIA 裏技 Intuition Know-how, arcane secret, cheat sheets.相対性原理の真髄 a Wegener's大陸プレート瞬間強制移動説 continental drift theory plate tectonics a プルーム説に異議有. ちょっと考えれば分かる事! a プレート・テクトニクス⇒ 新地球物理学・新地学の創設へ a 地球整形手術の跡」ヒマラヤ山脈もマリアナ海溝も痕跡 a 太平洋プレート瞬間移動の証拠を発見 a 惑星の軌道は楕円』第二焦点の位置に見えない星が存在している! a 断面図でごまかされた「プレートテクトニクス」の嘘 Lied cheated in the section "plate tectonics" a 隕石くらいじゃ恐竜は滅ばない。Meteorite hit much, not about the destruction of dinosaurs. a. 地図(場所)当て遊び。Lied cheated in the section "plate tectonics"(うそ) a. 地磁気⇔プレートテクトニクス⇔見かけのポールシフト a・スノーボール全球凍結は嘘(うそ)空論! a・・ 種の起源と大陸移動説 B エゼキエル書にはUFOがいっぱい!ウソ記事を見分ける方法。ダニエル書~マラキ書 Bible in Acts:使徒行伝の中で天使とUFOを探そう。Search Bible in Mark マルコによる福音書を科学の目で読み解く。Scientific Analysis Bible・・「ヨシュア記」 Bible・・「出エジプト記」 Bible・・改悪された「ルカ書」 Corrupted History・・LUKE Bible内で天使(宇宙人)とUFOを捜せ・・GENESIS、EXODUS B・「マルコ書」新約聖書に在る奇跡の数々。日本語1955版 B・・・天地創造の物語~ヨセフ B・創世記1章~20章、天地創造 Collapse of the Tower of Babelを砂場遊びで確認 CRUSTAL〔地殻存在度〕COSMIC〔宇宙存在度〕Abundances CURL 境界層内での粘性流体計算法:超高速計算理論 d 水銀と白金は金の成り損ね。Mercury, Platinum : detracts from made of Gold. easy Baseball の曲がり方の研究 bends the way research. easy やさしい相対性の説明  easy フィボナッチ実数列。Real Fibonacci numbers easy フィボナッチ数列・Fibonacci sequence real easy 数占いって不思議 easy 算術フィボナッチ easy 簡単な相対性原理説明 easy 音は縦波 光も縦波です electron spin-time Bode's law 電子スピン時間」ボーデの法則」独楽」音階」 F black hole・GPS衛星・時空間・アインシュタイン思想とは f Top 独楽 ブラックホールblack‐hole big-bang-mini fake Dark matter dark energy 暗黒物質 ビッグバン嘘空論 g Arrow of time 時間軸の矢 Equivalent-surface of time : 等時間面 Gravity field 「重力場」 Galaxies colliding.(NASA) Gravity 「重力圏」 schwarzchild Gravitation Heat-island 建白書 Phenomenon. Drastic measures against, Emergency Report K1「氷惑星」目次 K2・灼熱の氷惑星(二章) K3・灼熱の氷惑星(三章) K4・灼熱の氷惑星(四章) K5・灼熱の氷惑星(五章) K6・灼熱の氷惑星(六章) KⅡ氷河・海水準・海進・海退 KⅡ海溝・海嶺・海山・断裂帯 kⅢ・・氷惑星の謎 第Ⅲ部 K・・・氷惑星の解説 LED H/L ヒートシンク」熱対策」 Light 光技術の話・・01-20・「光りと光線はどう違うの?」「楕円」「放物線」「双曲線」 Light 光技術の話・・21-40・「灯具内で光が曲がってる?「演色性・立体角・疑似光源」 Nobel Prize ノーベル賞はあなたでも狙える。[二度とない人生だから]は私の辞書に無い。 o God(神)が最初に吐き出した言葉⇒大和ことば o 「ひらがな・カタカナ」と「ABC」/アラビア文字 o 「ヘボン式分析」アラビア語 French Germany English Chinese Jomon o 「大和ことば」「縄文時代のことば」口承伝説に文字は不要 o 「音声意図学」ヘボン式分析 o ・「アイヌ学」は間違い。日本語にもっと自信を持とう! o. ダビンチコード⇒シュテファンカイザー Political dynamics 政治力学 to give up nuclear weapons President Obama 核宣誓への手紙 Letter from Hiroshima R. ソクラテスの妻・新科学対話 Post Script..あとがき追伸 R・・ 3トン探検団・・宇宙・童話 R・・「楽器達のお昼ね会にて」 S 超能力者 Esper PK 念力 T 哲学・心理学物理学の融合 T 哲学:異常気象の扱い方:心が物を動かしてる物理学 T 心の科学 言霊 音霊 Words; soul; spirit; dwells wavelength T呪殺,言葉で相手を殺す。脅迫。幸せへのノウハウ秘訣 UFOを見る家系, 澄子の回想 U・・田舎の生活・・大人の童話 V・・ギリシャ神話 「ユダヤ人」「トルコ人」(漫画)・・手塚治虫 W ヨーロッパ縦断の旅(前編) W ヨーロッパ縦断の旅(後編) W・ヨーロッパ縦断自転車の旅「僕の前には道はない」(写真) x. 同棲・週末婚・結婚生活 x. 婚活ノウハウ x・・・ボランティア記 x・・東北大震災ボランティア記⇒署名活動(中間報告) Y ジャイアントインパクト「エデンの園があった場所」 Y 古墳の科学的分析、昆虫記 Y 短編 「切腹の美学」「奴隷の手」「時空間疾走(Time-Slip)」 z 「へその館」;高樹のぶ子評 z 「奇妙なゲーム」:Henry Morton Stanley 技術革命 z 「新 ガリバー旅行記」 z てるてる坊主」網戸」 おすすめサイト 心と体 文化・芸術 旅行・地域 日記・コラム・つぶやき 民生委員」介護師」看護師」保健師」目指すべき未来 福祉行政改革と大統領制への移行提案 童話:浜辺のキツネ 趣味 音楽