懐中電灯の設計について

質問

私は懐中電灯の設計し自作しうようとしています。

とりあえず、参考に１０個ほど市販の懐中電灯を分解し内部を調べてみました。

そこで気付いたのですが、本体がプラスチックでできているタイプの懐中電灯はどれも、
電池が入っている周りに少し何もないスペースがあり、そこの理由がいまいちわかりません。

もし、この何もないスペースを無くせば、
より小さい懐中電灯ができるのにこのスペースは必要なのかな？と疑問になっています。

もしかしてなんですが、懐中電灯を使用時に電池が熱をもってきた時にその電池の周りのスペースの空気に熱が逃げるから？でしょうかね？

もし、そのスペースが無く、電池の周りがすぐプラスチックの本体になっていると、熱が電池からぜんぜん逃げないからでしょうか？

またこれはまったくの仮説ですが、
もし懐中電灯内で、万が一、電池からガスが出て電池を収納してる箇所の気圧が上昇した場合、スペースが無いよりスペースが初めからあるほうが懐中電灯のボディが気圧の上昇に耐えやすい？からでしょうか？

あとちなみに、設計し自作しようとしている懐中電灯は、
３ＷのＬＥＤと搭載し、ＬＥＤが熱くなるのでＬＥＤの周りはヒートシンクを付け、
電池を収納する箇所は独立して電池だけ入れて密閉し、ＬＥＤやヒートシンクとは空気を接しない設計を考えています。

どなたか、ご教授くれると助かります。
ぜひ、お願いします！

回答No.1

myeyesonly · ベストアンサー

こんにちは。
乾電池の回りにスペースを設けるのは懐中電灯だけではなく、どの機材でも行われます。
理由は、
○ご質問にもあるように、大電流負荷時の放熱と膨張対策。
　膨張は熱膨張だけではなく、大電流時には、化学反応が促進して発生
　するガスによる膨張変形があり、これは冷えても収縮しません。
○電池交換を容易にする為。
○電池が錆びた時に、アルカリ性の液体が漏れますが、隙間がないと
　毛細管現象で一気に全体に液体が回ってしまい、被害が大きくなり、
　加速されます。
　実際問題、さび付いてしまって電池交換不能になります。
○二次電池（ニッカド、ニッケル水素）を使う場合は、ガス対策。

回答No.3

tetsumyi

普通、３WクラスのLEDライトは放熱を良くするためにケースそのものがアルミでヒートシンクになっていると思います。
ＬＥＤの周りにヒートシンクを付けると言う考え方ではなくて、LEDの熱を面積の大きいケースを通して効率よく外気に逃がす方法を取っています。

回答No.2

oneone101

・放熱のため
これは違うと思います。
内部の空気と外部の空気の交換があるなら隙間の対流によって放熱しますが
懐中電灯の場合ほぼ密閉されているので伝導によって放熱するしか
ありません。この場合空気層は逆効果です。

.ガス
これはあるかもしれませんが、そもそも昭和の電池ならいざしらず
現代の電池でそんなにガスが出るのかなと…

・衝撃吸収
私が一番の理由だと思うのがこれ
懐中電灯を落とした場合に衝撃が直接電池に伝わらないように
バネの役目をしている。