(57)【要約】【課題】曲げ加工等による折り曲げによって生じた電子部品等の取付けにおける不具合を低減するヒートシンクを提供する。【解決手段】電子部品１０を取り付けるための取付け部１３２と、取付け部１３２に隣接した曲げ加工部１１０とを有する板材を含み、曲げ加工部１１０は、曲げられた内側に凹み部１２０を有するヒートシンク。電子部品１０は、例えばパワースイッチング素子である。ヒートシンクは、金属製、または、熱伝導樹脂製であってもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を取り付けるための取付け部と、前記取付け部に隣接した曲げ加工部とを有する板材を含み、
前記曲げ加工部は、曲げられた内側に凹み部を有するヒートシンク。
【請求項２】
請求項１において、前記電子部品は、パワースイッチング素子であるヒートシンク。
【請求項３】
請求項１または２において、金属製、または、熱伝導樹脂製であるヒートシンク。
【請求項４】
電子部品を取り付けるための取付け部を有する板材に、曲げ加工を施して前記取付け部に隣接した曲げ加工部を形成する曲げ加工工程と、
前記曲げ加工部の曲げられた内側に凹み部を形成する凹み加工工程とを有するヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等から発生した熱を放熱するためのヒートシンクおよび該ヒートシンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、サーミスタ、半導体素子が使用されるパワースイッチング素子などの電子部品から発生した熱を放熱する目的で、ヒートシンクと呼ばれる放熱器がそれら電子部品に接触して使用されている。ヒートシンクが電子部品からの熱を放熱することで、電子部品が熱により故障、破損等することを防ぐことができる。例えば、特許文献１には、ベースプレートと、このベースプレートに複数取り付け可能な放熱用のフィンとを有するヒートシンクが開示されている。ベースプレートはフィン取付け用のスリット状の挿入孔を有しており、当該挿入孔に複数のフィンが挿入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８６７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術は、部品点数が多くなり、構造も複雑になる。そこで、本発明は、単一の板材の曲げ加工によって形成することで、部品点数が少なく、構造も簡単なヒートシンクとしながら、曲げ加工によって生じた電子部品等の取付けにおける不具合を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。
【０００６】
すなわち、本発明にかかるヒートシンクは、電子部品を取り付けるための取付け部と、前記取付け部に隣接した曲げ加工部とを有する板材を含み、前記曲げ加工部は、曲げられた内側に凹み部を有する。このヒートシンクは、単一の板材の曲げ加工により形成できるので、部品点数が少なくなり、構造も簡単である。
【０００７】
曲げ加工部は、曲げ加工を施した箇所周辺において、平面だった部分が、曲げ加工時の外力によって、例えば横断面において円弧状の曲面が形成されている部分である。例えば、曲げ加工部に電子部品を取り付けるための取付け部が存在する場合に、曲げ加工により発生した曲面を避けて電子部品を取り付けようとすると、取付け部が曲げ加工部から離して設定されるために、ヒートシンクの寸法が大きくなってしまう。また、この曲げ加工により発生した曲面に電子部品が重なると、電子部品に前記曲面との当たりによる曲げ力が作用し、部品破壊を起こす可能性がある。しかし、本発明のヒートシンクは、曲げ加工部の、曲げられた内側に凹み部を有するので、前記曲面の曲率が低減される結果、ヒートシンクをコンパクトなものにすることができる。また、電子部品をその一部が曲げ加工部に重なるように配置しても、凹み部の存在により部品破壊も回避することができる。
【０００８】
前記電子部品は、例えばパワースイッチング素子である。これによれば、前記ヒートシンクは、上記効果を奏しつつ、大電力における半導体素子等を含むスイッチング素子の使用が可能となる。
【０００９】
上記のヒートシンクは、金属製、または、熱伝導樹脂製であることが好ましい。これによれば、ヒートシンクは、効果的に放熱することができる。
【００１０】
本発明にかかるヒートシンクの製造方法は、電子部品を取り付けるための取付け部を有する板材に、曲げ加工を施して前記取付け部に隣接した曲げ加工部を形成する曲げ加工工程と、前記曲げ加工部の曲げられた内側に凹み部を形成する凹み加工工程とを有する。
【００１１】
前記ヒートシンクの製造方法は、曲げ加工工程により曲げ加工部を形成した後、凹み加工工程により、曲げ加工部の、曲げられた内側に凹み部を形成するため、曲げ加工によって形成された曲げ加工部の前記曲面の範囲を低減させることができるので、ヒートシンクをコンパクトなものにすることができる。また、前記ヒートシンクの製造方法は、当該曲面との当たりによる電子部品の破壊も回避することができる。通常、曲げ加工を行う場合には、曲げ加工を施した箇所に裂け等が生じることを回避するために、曲げの外側に細い溝を形成してから曲げ加工を行う。しかし、本願の上記構成では、曲げ加工を行った後に、凹み部を形成する流れである上、さらに凹み部は、曲げ加工部の、曲げられた内側に形成されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るヒートシンクおよび該ヒートシンクの製造方法は、部品点数が少なく構造が簡単でありながら、曲げ加工による折り曲げによって生じた電子部品の取付けにおける不具合を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る、電子部品が取り付けられたヒートシンクを含む電源装置を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る、電子部品が取り付けられたヒートシンクの側面断面図である。
【図３】本実施形態に係る、ヒートシンクの側面図である。
【図４】従来の電子部品が取り付けられたヒートシンクの例の側面断面図である。
【図５】従来の電子部品が取り付けられたヒートシンクの他の例の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、特段変更等の説明がない限り、適宜その説明を省略する。
【００１５】
図１に、本実施形態に係る、電子部品１０が取り付けられたヒートシンク１００を含む電気機器の一例である電源装置を示す。複数の電子部品１０がヒートシンク１００の長手方向Ｌに沿って並んで配置され、ヒートシンク１００に対してねじ体１３１によってねじ止めされている。ヒートシンク１００は、ほぼ長方形形状の素材である１枚の金属製の板材Ｐを含み、長手方向Ｌに沿った折り目Ｂで曲げ加工により折り曲げられており、その下端部が電気配線基板２０にはんだ付けで接合されている。
【００１６】
図２は、電子部品１０が取り付けられたヒートシンク１００の側面断面図を示す。上述の金属製の板材は、折り目Ｂに沿ってほぼ直角に折り曲げられて、すなわち曲げ角度θ≒９０°で曲げられて、長手方向Ｌに平行な方向から見た側面視でほぼＬ字形状をしている。なお、曲げ角度θは、直角曲げの９０°に限られず、概ね６０〜１００°でよい。また、ヒートシンク１００は、例えば導電性を有する熱伝導樹脂製であってもよい。Ｌ字状のヒートシンク１００における一方の平板部分１００ａは、下端部である一端部が電気配線基板２０にはんだ付けで接合されてほぼ垂直に立設されており、他方の平状板部分１００ｂは、いわゆる庇（ひさし）状に、一方の平板部分１００ａの上端部である他端部から電気配線基板２０に平行に延びている。
【００１７】
一方の平板部分１００ａと他方の平板部分１００ｂとの間の曲げ加工部１１０には、長手方向Ｌに平行な折り目Ｂに沿って、曲げられた内側に、凹み部１２０が設けられている。具体的には、凹み部１２０は、曲げ加工部１１０の、電子部品１０が取り付けられる平板部分１００ａ側に形成される。凹み部１２０は、前記曲げ加工後に、例えばたがねやポンチ等の工具の打ち込みにより形成される。凹み部１２０は、例えば断面矩形形状である。曲げ加工部１１０は、曲げ加工時の外力によって、横断面が円弧状の曲面が形成されている部分である。この凹み部１２０が前記打ち込みにより形成されることによって、前記曲面の曲率を低減することができるとともに、凹み部１２０に重なるように被取付物を配置してヒートシンク１００に取り付けることができるので、ヒートシンク１００をコンパクトにすることができる。この効果については、後述する製造方法の説明において詳しく述べる。
【００１８】
ヒートシンク１００は、より具体的にはその板厚ｔは２〜５ｍｍであり、凹み部１２０の形成範囲Ｓは、他方の平状板部分１００ｂの内面からおよそｔ〜２ｔの範囲であり、例えば２〜８ｍｍである。範囲Ｓがｔよりも小さいと曲げ加工部１１０の曲率が過小になって折れ易くなり、また範囲Ｓが２ｔよりも大きいと平板部分１００ａの強度が低下する。凹み部１２０の深さＤは、およそ０．２ｔ〜０．４ｔの範囲であり、例えば０．４〜３ｍｍである。深さＤが０．２ｔよりも小さいと、曲げ加工部１１０の剛性が高いために、凹み部１２０の形成後に曲げ加工部１１０の曲率が十分小さくならない。他方、深さＤが０．４ｔよりも大きいと、曲げ加工部１１０の強度が低下する。
【００１９】
電子部品１０は、本体１１と、リード線１２とを有し、例えば大電力用の半導体素子を含むスイッチング素子である。電子部品１０は、平板部分１００ａの面上に、曲げ加工部１１０に隣接した取付面１３０を有する取付け部１３２に当て付けられ、例えば取付け部１３２に貫通して設けられたねじ孔１３４にねじ体１３１で取り付けられる。なお、電子部品１０は、図１に示すリード線１２が、長さ約３ｍｍ、直径約０．６ｍｍであり、リード線１２を除く本体１１が、縦約１５ｍｍ×横約１０ｍｍ×厚さ約３ｍｍのほぼ直方体である。
【００２０】
次に、本実施形態のヒートシンク１００の製造方法の一例について説明する。まず、ほぼ長方形の１枚の金属製板材Ｐを用意し（図１）、この板材Ｐに長手方向Ｌに沿った折り目Ｂで曲げ加工を施して、図３に示す電子部品１０を取り付けるための取付け部１３２に隣接した二点鎖線で示す曲げ加工部１１０Ａを形成する（曲げ加工工程）。より具体的には、曲げ加工工程では、例えば直角の角部を有する雄金型と直角の隅部を有する雌金型とを含むプレス機械を使用して、前記板材のワークに対して曲げ加工を施す。これにより、比較的大きな曲率半径を持つ曲げ加工部１１０Ａが形成される。
【００２１】
次に、曲げ加工部１１０Ａにおける曲げられた内側、つまり曲率の中心側に、凹み部１２０を形成する（凹み加工工程）。なお、取付け部１３２は、ここでは被取付物の一例である電子部品１０が取り付けられる部分を意味するに過ぎず、電子部品取り付けのための孔１３４は、曲げ加工工程の前に設けられていてもよいし、凹み加工工程の前または後に設けられてもよい。
【００２２】
より具体的には、凹み加工工程では、前述した工具を打ち込んで、一方の平板部分１００ａの曲げられた内側に凹み部１２０を形成する。この工具の打ち込みにより、曲げ加工部１１０の曲率半径が小さくなる（図３の実線部分）。なお、電子部品１０のヒートシンク１００への取付けは、電子部品１０を破損しないために、通常は凹み加工工程後に施される。上記製法により製造されたヒートシンク１００に図２の電子部品１０が取り付けられ、そのリード線１２が電気配線基板２０上の配線パターンにはんだ付けにより取り付けられる。
【００２３】
曲げ加工のみを施した、図３に対応するヒートシンクに電子部品が取り付けられた従来例によると、図４に示すように、ヒートシンク２００の曲げ加工部２１０の内側に生じた曲面に電子部品１０の上端部１０ａを重ねてねじ孔２３４にねじ体２３１で取付けると、当該曲面との当たりにより、上端部１０ａが折れるなどして、部品破壊を起こす可能性がある。こうした不具合を回避するために、図５に示すように、一方の平板部分２００ａに取り付けられる電子部品１０の上端部１０ａを曲げ加工部２１０に重ならないように設定すると、他方の平板部分２００ｂと電子部品１０の上端部１０ａとの間隔Ｇが大きくなり、その分だけヒートシンク２００の寸法、具体的には電子部品１０が取り付けられたヒートシンク２００の高さが大きくなってしまう。
【００２４】
これに対し、図２に示した本実施形態のヒートシンク１００は、曲げ加工部１１０の曲げられた内側に凹み部１２０が形成され、前記曲面の曲率が低減されているので、電子部品１０の一部である上端部１０ａが凹み部１２０に重なるように配置されることで、電子部品１０が他方の平板部分１００ｂに近接しても、曲げ加工部１１０の曲面と電子部品１０とが接触することがない。したがって、電子部品１０と平板部分１００ｂとの間隔Ｇを小さくすることができる。これにより、ヒートシンク１００を背の低いコンパクトなものにすることができるとともに、図４を用いて説明したような部品破壊も回避することができる。
【００２５】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１０                          電子部品
２０                          電気配線基板
１００                        ヒートシンク
１１０                        曲げ加工部
１２０                        凹み部
１３２                        取付け部
【図１】
2016051838.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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