(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性を有する矩形の板状材料の曲げ加工により放熱板ベースの両端に一対の放熱フィンを形成したサイズの異なるコの字形の放熱板を複数枚組み合わせた放熱装置に於いて、
前記放熱フィンの全てまたは一部について先端側を更に鈍角に曲げ加工してフィンを少くとも２段階に屈曲形成したことを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の放熱装置に於いて、サイズの大きな放熱板の放熱板ベースの内側に、サイズの小さな１又は複数の放熱板の放熱板ベースを重ね合せて配置し、２段階に屈曲形成した複数枚のフィンを同一方向に配列したことを特徴とする放熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の放熱装置に於いて、前記２段階に屈曲形成した複数枚のフィンは、フィンの屈曲位置、フィンの屈曲角度及びフィンの間隔を必要に応じて同一又は異なる値に設定したことを特徴とする放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチングレギュレータ電源装置等の半導体素子の放熱に使用する放熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スイッチングレギュレータ電源装置等の半導体素子の放熱に使用する放熱装置としては、例えば図８のものがある。
【０００３】
図８において、従来の放熱装置は、アルミ等の熱伝導性のよい板状材料を矩形に切り出し、コの字形に曲げ加工を行ったサイズの大きな放熱板１０１とサイズの小さな放熱板１０２を組み合わせたものがある。
【０００４】
即ち、放熱板１０１は、放熱板ベース１０４の両端に曲げ加工によって放熱フィン１０５ａ，１０５ｂを形成する。放熱板１０２は、横幅が小さく、同じく放熱板ベース１０６の両端に曲げ加工によって放熱フィン１０７ａ，１０７ｂを形成する。そして放熱板１０２の放熱板ベース１０４の内側に放熱板１０２の放熱板ベース１０４を配置し、放熱板ベース１０６の反対側に半導体等の発熱体１０３を配置してビス等で一体に固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の放熱装置の形状にあっては、放熱板１０１，１０２を組み合わせることで放熱板ベース１０４，１０６に対し略直向する方向に４枚の放熱フィン１０５ａ，１０５ｂ，１０７ａ，１０７ｂを張り出して並べた形状であり、放熱面が特定の方向に向いているため、放熱フィンの放熱空間に対する配置方向によっては、放熱効率が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、放熱フィンの形状を工夫することで、配置方向によって放熱効率が悪くならないようにした放熱装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は次のように構成する。まず本発明は、熱伝導性を有する矩形の板状材料の曲げ加工により放熱板ベースの両端に一対の放熱フィンを形成したサイズの異なるコの字形の放熱板を複数枚組み合わせた放熱装置であって、放熱フィンの全てまたは一部について先端側を更に鈍角に曲げ加工してフィンを少くとも２段階に屈曲形成したことを特徴とする。
【０００８】
また本発明の放熱装置は、サイズの大きな放熱板の放熱板ベースの内側に、サイズの小さな１又は複数の放熱板の放熱板ベースを重ね合せて配置し、各放熱板に設けている２段階に屈曲形成した複数枚のフィンを同一方向に配列する。更に、２段階に屈曲形成した複数枚のフィンは、フィンの屈曲位置、フィンの屈曲角度及びフィンの間隔を必要に応じて同一又は異なる値に設定する。
【０００９】
このような本発明の放熱装置によれば、放熱板ベースの両端に曲げ加工で形成された放熱フィンは、放熱フィンの方向が少なくとも２段階に屈曲されて異なった方向に放熱面を位置させているため、あらゆる配置方向で良好な放熱効果を持つことができ、放熱効率を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による放熱装置の実施形態の斜視図である。図１において、本発明の放熱装置は、サイズの大きな放熱板１とサイズの小さな放熱板２を組み合わせて使用する。放熱板１は、アルミ等の熱導電性の良い板状材料を横に長い矩形部材として切り出し、中央を放熱板ベース４とし、放熱板ベース４の両側を略直角に曲げ加工して放熱ストレートフィン５ａ，５ｂを形成し、更に放熱ストレートフィン５ａ，５ｂの先端を角度θ１，θ４に屈曲して、先端に放熱屈曲フィン６ａ，６ｂを形成し、放熱フィンを２段階に屈曲した形状としている。
【００１１】
放熱板１の内側に配置するサイズの小さな放熱板２も、アルミ等の熱伝導性の良い板状材料を横長の矩形部材に切り出し、中央を放熱板ベース７にすると共に放熱板ベース７の両側に略直交する方向に放熱ストレートフィン８ａ，８ｂを曲げ加工で形成し、この放熱ストレートフィン８ａ，８ｂの先端を更に角度θ２，θ３のように屈曲して、放熱屈曲フィン９ａ，９ｂをもつ２段階に屈曲した放熱フィンの形状としている。
【００１２】
このようにサイズの大きな放熱板１の内側にサイズの小さな放熱板２を配置し、放熱板ベース４の背後に配置した半導体等の発熱体３と一体にビス止め等により固定して印刷配線板に実装する。
【００１３】
この図１の実施形態にあっては、放熱ストレートフィン５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂに対する先端側の放熱屈曲フィン６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂの屈曲角θ１，θ２，θ３，θ４は同じ角度としており、これによって放熱フィンの先端側には放熱屈曲フィン６ａと９ａ、また放熱屈曲フィン６ｂと９ｂの間に、同じ隙間ｄ１，ｄ２が形成される。
【００１４】
また中央の放熱屈曲フィン９ａ，９ｂの間には、フィンの間隔で決まる隙間ｄ３が形成される。更に放熱装置全体の奥行き方向の寸法Ｌも、放熱板１，２に設けている放熱フィンのそれぞれが２段階に屈曲した形状を持っているため、それぞれの放熱フィンの実際の長さに対し奥行き寸法Ｌは小さくできる。
【００１５】
図２は、図１の平面図であり、サイズの大きな放熱板１の内側に配置されたサイズの小さな放熱板２は、背後に設けた発熱体３に対するビス１０のねじ込みで一体に組み合わされている。
【００１６】
ここで４つの放熱フィンにおける放熱ストレートフィン５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂに対する先端側の放熱屈曲フィン６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂの屈曲角θ１，θ２，θ３，θ４は、同一角度としてしいる。この屈曲角θ１〜θ４としては、例えば１２０°〜１５０°程度が望ましい。
【００１７】
もちろん、屈曲角θ１〜θ４を１５０°を超える屈曲角としても良く、θ１〜θ４＝１８０°であれば、図８に示した従来の放熱ストレートフィンとなる。更にθ〜θ４が１８０°を超えた場合には、図２の放熱屈曲フィンの方向即ち左下に対し、逆の右下側に屈曲することを意味する。
【００１８】
このような図１，図２に示した本発明の放熱装置にあっては、スイッチングレギュレータ電源装置等に使用している印刷配線板上に、発熱体３となる半導体と共に固定されて放熱空間に位置する。このような放熱空間に本発明の放熱装置を配置した場合、例えば放熱板１を例にとると、その放熱面は放熱板ベース４の両側、放熱板ベース４に直交する方向に位置する放熱ストレートフィン５ａ，５ｂの両側、更に先端方向に斜めに位置する放熱屈曲フィン６ａ，６ｂの両側の少なくとも周囲６方向に放熱面が位置することとなり、これに内側に配置した放熱板２の同じく６方向の放熱面と合わせると、放熱空間内のあらゆる方向に放熱面が位置することとなり、放熱のための空気の対流が放熱装置の配置方向によらずに良好となり、放熱効率のよい放熱装置を実現することができる。
【００１９】
また図１，図２の本発明による放熱装置の配置空間が図８の従来の放熱装置と同一体積であった場合、本発明の放熱装置の方がより広い放熱面積を得ることができ、この点においても従来装置に比べ放熱効率の良い放熱装置を実現することができる。
【００２０】
図３は、本発明の放熱装置の他の実施形態であり、この実施形態にあっては、サイズの大きな放熱板の内側にサイズの小さな放熱板を複数枚配置するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
図３において、サイズの大きな放熱板１は、放熱板ベース４の両側を略直交する方向に曲げ加工して放熱ストレートフィン５ａ，５ｂを形成し、その先端側に斜め方向に曲げ加工した放熱屈曲フィン６ａ，６ｂを構成している。
【００２２】
このサイズの大きな放熱板１の内側にはサイズの小さな放熱板２Ａ，２Ｂの２枚が配置される。放熱板２Ａ，２Ｂは同一形状を持ち、放熱板ベース７の両端から略直交する方向に放熱ストレートフィン８ａ，８ｂを曲げ加工し、更にその先端を斜め方向に曲げ加工して放熱屈曲フィン９ａ，９ｂを形成している。
【００２３】
このようにサイズの大きな放熱板１の内側に複数枚のサイズの小さな放熱板２Ａ，２Ｂを配置することで、放熱装置の設置空間における放熱面積を増加させて、より放熱効率の良い放熱装置を実現できる。
【００２４】
尚、図３の実施形態にあっては、放熱板１に対する放熱板２Ａ，２Ｂの固定はスポット溶接や熱伝導性の良い接着剤等による固着としている。もちろんビス止めによる固着であっても良い。
【００２５】
図４は本発明の放熱装置の他の実施形態であり、この実施形態にあっては一部の放熱フィンをストレートフィンとしたことを特徴とする。
【００２６】
図４において、サイズの大きな放熱板１は放熱板ベース４の左右に略直交する方向に曲げ加工で放熱ストレートフィン５ａ，５ｂを形成している。このうち、放熱ストレートフィン５ａの先端側について屈曲角θ１で放熱屈曲フィン６ａを曲げ加工しているが、左側の放熱ストレートフィン５ｂについては先端側の曲げ加工を行わず、そのまま先端までストレートフィンとしている。
【００２７】
放熱板１の内側に配置するサイズの小さな放熱板２は、図１の実施形態と同様、放熱板ベース４の両端を略直交する方向に曲げ加工して放熱ストレートフィン８ａ，８ｂを形成し、更に屈曲角θ２，θ３で曲げ加工して先端側に放熱屈曲フィン９ａ，９ｂを形成している。
【００２８】
このように本発明の放熱装置の実施形態にあっては、複数の放熱フィンの内の一部をストレートフィンとし、残りのフィンを２段階に屈曲した放熱フィンとしてもよい。
【００２９】
図５は本発明の放熱装置の他の実施形態であり、この実施形態にあっては放熱フィンの先端の屈曲角を異ならせるようにしたことを特徴とする。
【００３０】
図５において、放熱板１は放熱ストレートフィン５ａ，５ｂの先端側に異なる屈曲角θ１，θ４による曲げ加工で放熱屈曲フィン６ａ，６ｂを形成している。またサイズの小さな放熱板２の両端の放熱ストレートフィン８ａ，８ｂに続いて、異なる屈曲角θ２，θ３による曲げ加工で先端側に放熱屈曲フィン９ａ，９ｂを形成している。
【００３１】
このため、放熱板１，２を組み合わせて発熱体３とビス１０によりネジ止め固定した状態で、放熱ストレートフィン５ａ，８ａ，８ｂ，５ｂに対し先端側の放熱屈曲フィン６ａ，９ａ，９ｂ，６ｂは、θ１＞θ２＞θ３＞θ４となる屈曲角θ１〜θ４をもって配列される。
【００３２】
この結果、放熱屈曲フィン６ａ，９ａ，９ｂ，６ｂは、この放熱装置を放熱空間に配置した場合にそれぞれ異なった向きに放熱面を位置させることとなり、放熱面が放熱空間に対しランダムに位置することで放熱のための空気の対流が配置方向によらずに良好となって、放熱効率の良い放熱装置が実現できる。
【００３３】
図６は本発明の放熱装置の他の実施形態であり、この実施形態にあっては放熱ストレートフィンに続いて先端側に曲げ加工で形成する放熱屈曲フィンの長さを異ならせるようにしたことを特徴とする。
【００３４】
図６において、サイズの大きな放熱板１の両端に形成した放熱ストレートフィン５ａ，５ｂは寸法が小さく、これに対しサイズの小さな放熱板２の放熱ストレートフィン８ａ，８ｂは寸法を大きくしており、これら放熱ストレートフィン５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂの先端側に同一角度の屈曲角θ１〜θ４による曲げ加工でそれぞれ長さの異なる放熱屈曲フィン６ａ，６ｂと９ａ，９ｂを形成している。
【００３５】
図７は本発明の放熱装置の他の実施形態であり、この実施形態にあっては、サイズの大きな放熱板の内側に設けるサイズの小さな放熱板の放熱フィンの間隔を狭めるようにしたことを特徴とする。
【００３６】
図７において、サイズの大きな放熱板１の内側にはサイズの小さな放熱板２が配置され、放熱板２は放熱板ベース７の幅を狭め、両端に放熱ストレートフィン８ａ，８ｂとこれに続く放熱屈曲フィン９ａ，９ｂを曲げ加工で形成している。
【００３７】
このような放熱フィンの間隔の狭い放熱板２を放熱板１の内側に配置することで、発熱体３の近くに放熱板２による十分な放熱面積の部分を確保することができ、発熱体３からの放熱板２に対する熱伝導距離が短いことから、その分、放熱効率を高めることができる。ここで、幅の狭い放熱板２の放熱フィンの間隔ｂ３は、少なくとも１ｍｍ程度とする。
【００３８】
尚、上記の実施形態にあっては、放熱装置におけるサイズの大きな放熱板１の放熱板ベース略中央に発熱体３を取り付けているが、発熱体３の取付位置は放熱装置上であれば任意の位置とすることができる。
【００３９】
また上記の実施形態に使用している放熱板はフラットな板を使用しているが、放熱板の任意の場所に必要に応じて穴加工や切欠加工があっても良いことはもちろんである。
【００４０】
更に上記の実施形態は放熱フィンをストレートフィンと屈曲フィンの２段階に屈曲する場合を例にとるものであったが、必要に応じて更に屈曲段数を増加しても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、複数枚の放熱板の組み合わせで構成される放熱装置であって、放熱板ベース両端に曲げ加工で形成された放熱フィンは、放熱フィンの方向が少なくとも２段階に屈曲されて異なった方向に放熱面を位置させているため、放熱空間における放熱のための空気の対流が放熱装置の配置方向によらず良好となり、熱効率の良い放熱装置が実現できる。
【００４２】
また、放熱フィンが２段階に屈曲されているため、ストレートフィンを用いた従来の放熱装置と同一体積であれば、より広い放熱面積を得ることができ、その結果、放熱効率の良い放熱装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示した斜視図
【図２】図１の平面図
【図３】サイズの大きな放熱板の内側にサイズの小さな放熱板を２枚配置した実施形態の平面図
【図４】放熱フィンの一部をストレートとした実施形態の平面図
【図５】放熱フィンの屈曲角度を全て異ならせた実施形態の平面図
【図６】放熱フィンの屈曲部分の長さを異ならせた実施形態の平面図
【図７】サイズの大きな放熱板の内側に配置するサイズの小さな放熱板のフィンの幅を狭めた実施形態の平面図
【図８】従来の放熱装置の説明図
【符号の説明】
１，２，２Ａ，２Ｂ：放熱板
３：発熱体
４，７：放熱板ベース
５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂ：放熱ストレートフィン
６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂ：放熱屈曲フィン
１０：ビス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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