(57)【要約】【課題】高価なメタル基板を使用せずに、冷却対象部品を基板片面実装可能にし、高冷却効率化と小型化が可能となる冷却装置を提供する。【解決手段】変則コ字状板金１を用い、その両脚６を発熱体２の上部より発熱体２の側面に延びて基板３の貫通穴５に挿通した後、曲折部６で基板３の裏側に固着し、この状態で放熱部材４を押さえるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体（２）と該発熱体（２）を載置する基板（３）とから成る被冷却構造物において、前記基板（３）に貫通穴をあけ、両脚先端が互いに曲折した曲折部を有する変則コ字状板金の前記両脚を前記発熱体の上部より前記発熱体の側面に延びて前記基板（３）の貫通穴に挿通した後、前記曲折部で基板（３）の裏側に固着したことを特徴とする板金付き被冷却構造物。
【請求項２】
請求項１記載の板金付き被冷却構造物の前記曲折部に対して放熱部材（４）を押さえるように配置して成ることを特徴とする被冷却構造物の冷却装置。
【請求項３】
前記板金（１）が前記放熱部材（４）に押さえこまれることにより前記曲折部の先端支点（６）より前記板金（１）が変形し、前記発熱体（２）を押し付ける力（Ａ）が発生することを特徴とした請求項２記載の被冷却構造物の冷却装置。
【請求項４】
前記板金（１）の前記放熱部材（４）との接触部分に長さ方向のスリット（７）及び／又は長さ方向のダボ（８）を設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の被冷却構造物の冷却装置。
【請求項５】
前記放熱部材（４）の前記板金（１）との接触部分に伝熱材（９）を用いたことを特徴とする請求項２又は３記載の被冷却構造物の冷却装置。
【請求項６】
前記板金（１）が前記発熱体（２）の上部から押し付ける当該板金押付部分（１０）を前記発熱体（２）側へ凸に曲げたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の被冷却構造物の冷却装置。
【請求項７】
前記板金（１）が前記発熱体（２）の上部から押し付ける当該板金押付部分（１１）を前記発熱体（２）側へ凹凸となるように波状に曲げたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の被冷却構造物の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ、サーボ等の装置に実装される半導体等の発熱体の冷却に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は半導体等の発熱体の冷却装置の従来例で、（ａ）は第１従来例、（ｂ）は第２従来例である。
図７（ａ）において、冷却対象となる発熱体２の実装部品が放熱部材４と実装部品２との間に基板を介している場合に、従来例では、メタル基板２０を使用して実装部品２からの熱がメタル基板２０、伝熱材２２を介して放熱部材４に伝わるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２２８０５３号公報
【０００４】
また、図７（ｂ）のように、装置外形を大きくすることにより基板２１の裏面側に発熱体２を実装して発熱体２を伝熱材２２に接触させ、伝熱材２２を介して放熱部材４に熱を伝えて冷却するものもあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来例１および２では、以下の問題点があった。
１）メタル基板が高価であるので、これを冷却に用いると、装置全体が高価になってしまうこと。
２）冷却装置のために全体装置の外形を大きくしなければならないこと。
３）基板裏面側に部品を実装していたので、基板片面実装化に不利であること。
４）伝熱材等の熱を伝える部材が必須となり、嵩張りかつ高価となること。
そこで、本発明の目的は上記問題を解決するためになされたもので、装置の小型化および冷却装置のコストの低減を図ることのできる冷却装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１記載の板金付き被冷却構造物の発明は、発熱体（２）と該発熱体（２）を載置する基板（３）とから成る被冷却構造物において、前記基板（３）に貫通穴をあけ、両脚先端が互いに曲折した曲折部を有する変則コ字状板金の前記両脚を前記発熱体の上部より前記発熱体の側面に延びて前記基板（３）の貫通穴に挿通した後、前記曲折部で基板（３）の裏側に固着したことを特徴とする。
このような構成にすることにより、簡単に保持できるとともに相手の放熱部材に単に接触させるだけで、有効な熱伝達を行うことができる。
請求項２記載の被冷却構造物の冷却装置の発明は、請求項１記載の板金付き被冷却構造物の前記曲折部に対して放熱部材（４）を押さえるように配置して成ることを特徴とする。
このような構成にすることにより、被冷却構造物の有効な冷却を行うことができる。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の被冷却構造物の冷却装置において、前記板金（１）が前記放熱部材（４）に押さえこまれることにより前記曲折部の先端支点（６）より前記板金（１）が変形し、前記発熱体（２）を押し付ける力（Ａ）が発生することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の被冷却構造物の冷却装置において、前記板金（１）の前記放熱部材（４）との接触部分に長さ方向のスリット（７）及び／又は長さ方向のダボ（８）を設けたことを特徴とする。
このような構成にすることにより、有効な接触点を増やし熱を効率よく伝えることができるようになる。
請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の被冷却構造物の冷却装置において、前記放熱部材（４）の前記板金（１）との接触部分に伝熱材（９）を用いたことを特徴とする。
このような構成にすることにより、板金（１）の接触面積を増やし、熱を効率よく伝えることができるようになる。
請求項６記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項記載の被冷却構造物の冷却装置において、前記板金（１）が前記発熱体（２）の上部から押し付ける当該板金押付部分（１０）を前記発熱体（２）側へ凸に曲げたことを特徴とする。
このような構成にすることにより、板金（１）と発熱体（２）の接触力を上げ、熱を効率よく伝えることができるようになる。
請求項７記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項記載の被冷却構造物の冷却装置において、前記板金（１）が前記発熱体（２）の上部から押し付ける当該板金押付部分（１１）を前記発熱体（２）側へ凹凸となるように波状に曲げたことを特徴とする。
このような構成にすることにより、波状に曲げたため板金（１）と発熱体（２）の接触力を上げ且つ放熱フィンの役割を持ち、熱を効率よく伝え、又発散することができるようになる。
以上のように、本発明によれば冷却対象となる部品を個別に冷却することにより、高価なメタル基板を使用せずに冷却対象部品を基板片面実装可能にし、更に伝熱材の有無にかかわらず冷却可能となり、しかも装置の小型化が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置の概念図で、（ａ）は冷却装置の部分的平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
図１において、１は板金、２は発熱体、３は基板、４は放熱部材、５は基板穴、６は板金の支点である。
発熱体（２）は基板（３）の上に載置され、図（ｂ）に見られるような変則コ字状板金１で発熱体（２）と基板（３）を発熱体（２）の上部より発熱体の側面に延びて基板（３）の貫通穴（５）に挿通した後、コ字状板金１の先端曲折部で基板（３）の裏側において抱え込むようにして発熱体（２）と基板（３）を固着している。この状態をここでは板金付き被冷却構造物と呼んでいる。
そこでこの板金付き被冷却構造物を図（ｂ）のように放熱部材４の上に接触させるだけで、発熱体（２）からの熱は図示矢印の方向に移動する。すなわち、発熱体（２）の上部より板金（１）に伝わり、その熱は板金１の側面に移り、さらに板金（１）の先端曲折部（３ａ）から放熱部材（４）に吸収される。
このように第１の実施の形態によれば、両脚先端部が曲折している変則コ字状板金（１）を用いて発熱体（２）と基板（３）を発熱体（２）の上部より抱え込むようにして発熱体（２）と基板（３）を固着しているので、高価なメタル基板を使用せず、小型でコスト安の冷却装置が得られる。
【０００８】
［第２の実施の形態］
図２は本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の概念図で、（ａ）〜（ｃ）は斜視図で、（ａ）は冷却装置の各部品の分解斜視図、（ｂ）は板金（１）で発熱体（２）と基板（３）を挟んで固定した「板金付き被冷却構造物」と放熱部材（４）の斜視図、（ｃ）はさらに進んで、板金付き被冷却構造物と放熱部材（４）が接触した状態の斜視図である。（ｄ）と（ｅ）は正面図で、（ｄ）は（ｂ）の、（ｅ）は（ｃ）の各正面図である。
図２において、板金（１）、発熱体（２）が実装された基板（３）、放熱部材（４）から構成されており、まず発熱体（２）が実装された基板（３）の基板穴（５）より板金（１）を通して取付け、この後板金（１）、発熱体（２）が取り付いた基板（３）を放熱部材（４）に取付ける。
図（ｄ）および（ｅ）の対比から判るように、板金（１）が放熱部材（４）に取付けられる際に板金（１）の支点（６）に対して（Ｃ）の方向に力が加わることにより発熱体（２）を押し付ける力（Ａ）が働く。
これによって板金（１）が放熱部材（４）に確実に接触され、熱伝導が良好となる。
【０００９】
［第３の実施の形態］
図３は本発明の第３の実施の形態に係る板金の斜視上瞰図で、（ａ）はスリットタイプ、（ｂ）はダボタイプをそれぞれ示している。
図において、板金（１）と放熱部材（４）の接触部分に（ａ）のようなスリット（７）又は（ａ）のようなダボ（８）を設けているのが特徴である。このようにすることにより、放熱部材４に接触する点を増やして、熱伝導をさらに良くしている。
また、（ａ）と（ｂ）をミックスしたダボつきスリットタイプも有効である。
【００１０】
［第４の実施の形態］
図４は本発明の第４の実施の形態に係る冷却装置で、（ａ）は冷却装置の各部品の分解斜視図、（ｂ）正面図である。第４の実施の形態の特徴は放熱部材（４）に伝熱材（９）を貼付けた点である。
このように、放熱部材（４）に伝熱材（９）を貼付けたことにより、板金（１）と放熱部材（４）の接触面積が増加し、熱伝導が良くなる。
【００１１】
［第５の実施の形態］
図５は本発明の第５の実施の形態に係る説明図で、（ａ）は板金の斜視図、（ｂ）は（ａ）の板金による冷却装置の斜視図をそれぞれ示している。
図（ａ）から判るように、第５の実施の形態の特徴は、板金（１）が発熱体（２）の上部から押し付ける板金押付部分（１０）を発熱体（２）側へ凸に曲げた点である。
このように、板金（１）が発熱体（２）を押し付ける部分（１０）に曲げ
を加えることにより板金（１）と発熱体（２）の接触力を増す働きをするので、熱伝導が良くなる。
【００１２】
［第６の実施の形態］
図６は本発明の第６の実施の形態に係る説明図で、（ａ）は板金の斜視図、（ｂ）は（ａ）の板金による冷却装置の斜視図をそれぞれ示している。
図（ａ）から判るように、第６の実施の形態の特徴は、板金（１）が発熱体（２）の上部から押し付ける板金押付部分（１１）を発熱体（２）側へ凹凸となるように波状に曲げた点である。
このように、板金（１）が発熱体（２）を押し付ける部分（１１）を波状に曲げを加えることにより板金（１）と発熱体（２）の接触力を増す働きをする他に板金（１）の押し付ける部分（１１）が放熱フィンとしての働きをする効果も備えている。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、変則コ字状板金を用い、その両脚を発熱体の上部より発熱体の側面に延びて基板の貫通穴に挿通した後、曲折部で基板の裏側に固着し、この状態で放熱部材を押さえるようにしたので、冷却対象となる部品を個別に冷却することとなり、高価なメタル基板を使用せずに冷却対象部品を基板片面実装可能にし、更に伝熱材の有無にかかわらず冷却可能となり、しかも装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置の概念図で、（ａ）は冷却装置の部分的平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の概念図で、（ａ）〜（ｃ）は斜視図で、（ａ）は冷却装置の各部品の分解斜視図、（ｂ）は板金（１）で発熱体（２）と基板（３）を挟んで固定した「板金付き被冷却構造物」と放熱部材（４）の斜視図、（ｃ）はさらに進んで、板金付き被冷却構造物と放熱部材（４）が接触した状態の斜視図である。（ｄ）と（ｅ）は正面図で、（ｄ）は（ｂ）の、（ｅ）は（ｃ）の各正面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る板金の斜視上瞰図で、（ａ）はスリットタイプ、（ｂ）はダボタイプをそれぞれ示している。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る冷却装置で、（ａ）は冷却装置の各部品の分解斜視図、（ｂ）正面図である。第４の実施の形態の特徴は放熱部材（４）に伝熱材（９）を貼付けた点である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る説明図で、（ａ）は板金の斜視図、（ｂ）は（ａ）の板金による冷却装置の斜視図をそれぞれ示している。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る説明図で、（ａ）は板金の斜視図、（ｂ）は（ａ）の板金による冷却装置の斜視図をそれぞれ示している。
【図７】半導体等の発熱体の冷却装置の従来例で、（ａ）は第１従来例、（ｂ）は第２従来例である。
【符号の説明】
１：板金
２：発熱体
３：基板
４：放熱部材
５：基板穴
６：板金の支点
７：スリット
８：ダボ
９：伝熱材
１０：押付け部
１１：押付け部（波状）
Ａ：押し付ける力
Ｂ：熱伝達方向
Ｃ：放熱部材により加わる力
【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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