JP2013162036A - Heat sink and illuminating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、ベース板とフィン部材と押さえ板とにより組み立てられるヒートシンク及びヒートシンクを用いた照明装置に関するものである。 The present invention relates to, for example, a heat sink assembled by a base plate, a fin member, and a pressing plate, and a lighting device using the heat sink.
従来では、埋め込み型照明装置に用いられるヒートシンクには、金型を用いたアルミダイカスト製が多くみられる(例えば、特許文献1参照)。また、ベース板、コルゲートフィン、及び押圧板からなるヒートシンクは存在する(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, aluminum die-casting using a mold is often used as a heat sink used in an embedded illumination device (see, for example, Patent Document 1). Further, there is a heat sink composed of a base plate, a corrugated fin, and a pressing plate (see, for example, Patent Document 2).
照明機器の大型化に伴う光源発熱量の増加を受け、ヒートシンクの大型化が進むと、従来の押し出し加工や鍛造加工、その他鋳造法を用いたヒートシンクではその重量が増加するという課題がある。例えば、金型を用いて製造する場合には、成形性を上げるためにフィンの厚みやフィン間ピッチを広くすることや抜き勾配を大きく設ける必要がある。そのため、ヒートシンク形状が制約され、本来必要なヒートシンク体積を超える形状を製造せざるを得なくなり、重量の増加を招くことになる。 When the heat sink is increased in size due to an increase in the heat generation amount of the light source accompanying the increase in the size of the lighting device, there is a problem that the weight of the heat sink using the conventional extrusion process, forging process, and other casting methods increases. For example, when manufacturing using a metal mold, it is necessary to increase the thickness of the fins and the pitch between the fins and to provide a large draft in order to improve moldability. For this reason, the shape of the heat sink is restricted, and a shape exceeding the originally required heat sink volume must be manufactured, resulting in an increase in weight.
また、ベース板に形成された凹部または凸部に板状のフィンをかしめやろう付けによって接合するヒートシンクにおいては、薄肉、狭ピッチが可能となり、押し出し加工や鍛造、鋳造法で製造するヒートシンクに比べ軽量なヒートシンクが製造できる。しかし、接合方法にかしめやろう付けを用いる場合には、大型のプレス機および電気炉といった大型設備を必要とするので、製造コストが高くなるという課題がある。 In addition, the heat sink that joins plate-like fins by caulking or brazing to the concave or convex portions formed on the base plate enables thin wall and narrow pitch, compared to heat sinks manufactured by extrusion, forging, and casting methods. A lightweight heat sink can be manufactured. However, when caulking or brazing is used for the joining method, a large-scale facility such as a large press and an electric furnace is required.
この発明は、上記のような課題を解決するために、大型設備がなくても組み立てられ、軽量で放熱性に優れたヒートシンクを得ることを目的としている。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to obtain a heat sink that is assembled without a large facility and is lightweight and excellent in heat dissipation.
本発明に係るヒートシンクは、板状のベース板と、板状の押さえ板と、前記ベース板と前記押さえ板とに取り付けられるフィン部材とを備えるヒートシンクにおいて、前記ベース板は、ベース板表面とベース板裏面とを有し、前記フィン部材は、前記ベース板表面に配置される当接板であって前記ベース板表面に当接する当接板裏面と前記当接板裏面の裏側の当接板表面とを有する当接板と、前記当接板表面から突き出した板状のフィンとを備え、前記押さえ板は、前記当接板表面と当接する押さえ板裏面と前記押さえ板裏面の裏側の押さえ板表面とを有し、板状の一部が前記押さえ板表面側に切り起こされて形成された切り起こし片と、前記フィンを前記押さえ板裏面側から挿入させる貫通孔であって前記切り起こし片が切り起こされることにより形成される貫通孔とを備えることを特徴とする。 A heat sink according to the present invention includes a plate-like base plate, a plate-like pressing plate, and a fin member attached to the base plate and the pressing plate. The base plate includes a base plate surface and a base. And the fin member is a contact plate disposed on the surface of the base plate, the contact plate back surface contacting the surface of the base plate, and the contact plate surface on the back side of the back surface of the contact plate And a plate-like fin protruding from the surface of the contact plate, and the pressing plate has a pressing plate back surface that contacts the contact plate surface and a pressing plate on the back side of the pressing plate back surface. A cut-and-raised piece formed by cutting and raising a part of the plate shape on the surface side of the pressing plate, and a through-hole for inserting the fin from the back surface side of the pressing plate. Is cut and raised Characterized in that it comprises a through-hole formed by.
本発明に係るヒートシンクは、板状のベース板と、板状の押さえ板と、前記ベース板と前記押さえ板とに取り付けられるフィン部材とを備えるヒートシンクにおいて、前記ベース板は、ベース板表面とベース板裏面とを有し、前記フィン部材は、前記ベース板表面に配置される当接板であって前記ベース板表面に当接する当接板裏面と前記当接板裏面の裏側の当接板表面とを有する当接板と、前記当接板表面から突き出した板状のフィンとを備え、前記押さえ板は、前記当接板表面と当接する押さえ板裏面と前記押さえ板裏面の裏側の押さえ板表面とを有し、板状の一部が前記押さえ板表面側に切り起こされて形成された切り起こし片と、前記フィンを前記押さえ板裏面側から挿入させる貫通孔であって前記切り起こし片が切り起こされることにより形成される貫通孔とを備えるので、大型設備がなくても組み立てられ、軽量で放熱性に優れたヒートシンクを得ることができるという効果を奏する。 A heat sink according to the present invention includes a plate-like base plate, a plate-like pressing plate, and a fin member attached to the base plate and the pressing plate. The base plate includes a base plate surface and a base. And the fin member is a contact plate disposed on the surface of the base plate, the contact plate back surface contacting the surface of the base plate, and the contact plate surface on the back side of the back surface of the contact plate And a plate-like fin protruding from the surface of the contact plate, and the pressing plate has a pressing plate back surface that contacts the contact plate surface and a pressing plate on the back side of the pressing plate back surface. A cut-and-raised piece formed by cutting and raising a part of the plate shape on the surface side of the pressing plate, and a through-hole for inserting the fin from the back surface side of the pressing plate. Is cut and raised Because and a through-hole formed by the assembled even without large-scale facilities, an effect that it is possible to obtain an excellent heat sink to heat dissipation lightweight.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るヒートシンク800を示す分解斜視図である。図2は、本実施の形態に係るヒートシンク800を示す斜視図である。図3は、本実施の形態に係るヒートシンク800を側面から見た平面図である。図4は、本実施の形態に係る1枚のフィン部材300を示す図であり、(a)がフィン部材300の斜視図、(b)がフィン部材300が折り曲げられていない状態のアルミニウム板301の平面図である。本実施の形態におけるヒートシンク800の構成について、図1から図4に基づいて以下に説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a
図1に示すように、ヒートシンク800は、ベース板100と押さえ板200とフィン部材300とを備える。ベース板100と押さえ板200とフィン部材300とは、熱伝導性の高いアルミニウム等により形成されている。ベース板100と押さえ板200とフィン部材300とは、熱を伝達し易く、成型し易い材質であればアルミニウムに限られない。ヒートシンク800は、例えば、LED(発光ダイオード)を光源とするLED照明装置等において、LED、点灯装置等の電気・電子部品等から発熱する熱を放熱するために用いられる。
As shown in FIG. 1, the
ベース板100は、板状(平板)であり、例えば、アルミニウム板である。ベース板100は、熱を伝達し易く、成型し易い材質であればアルミニウムに限られない。図には示していないが、ベース板100において、フィン部材300が設置される面(ベース板表面101)の反対側の面(ベース板裏面102)には、例えば、LEDモジュール(光源)、点灯回路、電源回路等の発熱する電気・電子部品が取り付けられる。
The
ベース板100は、図1に示すように、1辺の長さL8×1辺の長さL9の矩形形状のアルミニウム板である。しかし、ベース板100の形状は、このような矩形に限られず、使用態様によってどのような形状としてもよい。例えば、ベース板100の形状は、円形やその他の多角形でもよい。
As shown in FIG. 1, the
フィン部材300は、当接板320と、当接板320から略垂直に突き出した板状のフィン310とを備える。当接板320は、ベース板表面101に配置され、ベース板表面101に当接する当接板裏面322と当接板裏面322の裏側の当接板表面321とを有する。フィン部材300は、1枚のアルミニウムの平板を所定の角度(例えば、直角)に折り曲げることにより形成される。フィン部材300は、断面形状がL字形状である。
The
フィン部材300の折り曲げられた一方の側の平板部分が当接板320となり、他方の側の平板部分がフィン310となる。本実施の形態では、図1に示すように、3つのフィン部材が並べて配置される。
The flat plate portion on one side of the
フィン部材300は、当接板320が幅(P1−P2方向の長さ)L6、当接板320の長手方向(フィン310の幅方向、Q1−Q2方向)の長さL5の矩形形状である。フィン310は、フィン幅L4、フィン高さL7の矩形形状である。フィン部材300は、当接板320を隙間なく並べてベース板表面101に並べられる。このように配置することにより、フィン310はベース板表面101からベース板表面101の方向に垂直に立設されることになる。
The
押さえ板200は、当接板表面321と当接する押さえ板裏面202と、押さえ板裏面202の裏側の面である押さえ板表面201とを有する。押さえ板200の外形は、ベース板100と外形と略同一形状である。また、押さえ板200は、押さえ板200の一部が押さえ板表面201側に切り起こされて形成された切り起こし片220と、フィン310を押さえ板裏面202側から挿入するフィン挿入孔210(貫通孔)を備える。また、フィン挿入孔210の少なくとも一部は切り起こし片220が切り起こされることにより形成される。本実施の形態では、フィン挿入孔210は切り起こし片220が切り起こされることにより形成される。
The
押さえ板200は、フィン幅L4に合わせた長辺の長さL3のフィン挿入孔210が設けられている。フィン挿入孔210は、矩形形状の孔であり、長辺はL3、短辺はL1である。押さえ板200のフィン挿入孔210は、凹凸のないアルミニウムの平板に、フィン挿入孔210の形状(L3×L1の矩形)であって長辺の一つを残した形状に切り込みをいれ、切り込まれた片もち梁状の片を切り起こすことで形成される。板厚等を考慮すると、短辺の切り込みは実際にはL1より長い。
The holding
フィン挿入孔210は、矩形形状であり、長手方向の長さL3、短手方向の長さL1である。フィン挿入孔210の長手方向の長さL3は、フィン幅L4と略同一、あるいはやや長い。
The
図1に示すベース板100、押さえ板200、3つのフィン部材300を組み立てると図2に示すヒートシンク800となる。以下に、ベース板100、押さえ板200、3つのフィン部材300の組み立て方法の一例を示す。
(1)3つのフィン310をそれぞれ3つのフィン挿入孔210に挿入し、フィン挿入孔210のP1側の長辺周縁に沿わせる。当接板320の当接板表面321を押さえ板200の押さえ板裏面202に密着させる。
(2)ベース板100のベース板表面101を当接板320の当接板裏面322に密着させる。
(3)押さえ板200をベース板100に、例えば、ネジ止め等により固定する。押さえ板200とベース板100とによる挟持力により、押さえ板200とベース板100との間に当接板320を固定する。
When the
(1) The three
(2) The
(3) The holding
図3に示すように、フィン部材300はベース板100と押さえ板200とに挟まれる形で固定されている。フィン部材300の当接板320が、ベース板100のベース板表面101と押さえ板200の押さえ板裏面202との間に挟まれることにより固定される(図1参照)。ベース板100のベース板表面101とフィン部材300の当接板裏面322とが密着し、フィン部材300の当接板表面321と押さえ板200の押さえ板裏面202とが密着する。そして、フィン310は、フィン挿入孔210に挿入され、フィン挿入孔210から押さえ板表面201側に露出する。
As shown in FIG. 3, the
押さえ板200は、フィン310を押さえ板裏面202側からフィン挿入孔210に挿入させるとともに押さえ板裏面202とベース板表面101との間に当接板320を挟んだ状態で、ベース板100に固定される。ベース板100と押さえ板200とは、例えば、ネジやリベット、接着剤等により固定、接着される。
The holding
また、本実施の形態では、フィン部材300が3つ(フィン310の枚数が3枚)の例を挙げているが、求められる放熱性能に応じてフィン310の枚数は変えることができる。フィン310を設置する間隔L62(図3参照)も、求められる放熱性能に応じて自由に調整することができる。
In the present embodiment, an example in which the number of
図3に示すように、ベース板100、フィン部材300、押さえ板200の板厚は、それぞれ均一であり、厚みが略一定な平板であるが、その板厚は一定でなくてもよい。
As shown in FIG. 3, the plate thickness of the
例えば、ベース板100において電気・電子部品が取り付けられるベース板裏面102は平面である必要があるが、ベース板100の部品取り付け部分の冷却を促進するために、部品取り付け部分近傍のみベース板100の厚みを厚くしてもよい。この場合、ベース板表面101は、平面ではなく曲面、斜面、あるいは凹凸のある面となる場合がある。
For example, the base plate back
押さえ板200は、フィン幅L4(図1参照)に合わせたフィン挿入孔210が設けられている。フィン挿入孔210の設置位置は、ヒートシンク800の外形、設置するフィン310の枚数(すなわち、フィン部材300の個数)や、フィン310の間隔L62等を考慮して自由に調整できる。
The holding
本実施の形態では、図2及び図3に示すように、3つのフィン部材300のうち、P2側のフィン部材300の当接面端面A323と、ベース板100のP2側の端面であるベース板端面A103と、押さえ板200のP2側の端面A203とは、ほぼそろえて(略一平面上となるように)配置される。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, of the three
図1で示すように、当接板のフィン幅方向(Q1−Q2方向)の長さL5は、ベース板100のフィン幅方向(Q1−Q2方向)の長さL9(図1参照)よりも短く形成されている。したがって、図2に示すように、P2側のフィン部材300の当接面端面A323のQ1側とQ2側には、ベース板100と押さえ板200との間に隙間部A501が形成される。押さえ板200は、この隙間部A501のある位置において、ベース板100に固定される。この位置でネジ止めすることにより、ネジ等は押さえ板200とベース板100とを貫通して固定し、フィン部材300の当接板320は貫通しない。
As shown in FIG. 1, the length L5 of the contact plate in the fin width direction (Q1-Q2 direction) is longer than the length L9 of the
また、図3に示すように、P2側のフィン部材300の当接板320の当接面端面A323の反対側の当接板端面B324と、真ん中のフィン部材300の当接面端面A323とは、当接するか、あるいは極小さい隙間しかできないように、隣り合うフィン部材300同士が並べられる。P1側のフィン部材300の当接板端面B324のP1側は、隙間部B502となる。隙間部A501、隙間部B502は、なくてもよい。また、P1側のフィン部材300の当接面端面A323のP1側にも隙間部が生じるように設計してもよい。隙間部A501、隙間部B502がない場合には、ネジ等は、押さえ板200とベース板100と当接板320とを貫通して固定することになる。
Also, as shown in FIG. 3, the contact plate end surface B324 opposite to the contact surface end surface A323 of the
上述したように、切り起こし片220は、凹凸のない平板に、フィン挿入孔210の形状(L8×L9の矩形)の長辺一辺を残して切り込みをいれ、切り起こすことで形成される。そして、切り起こし片220は、フィン挿入孔210から押さえ板表面201側に露出するフィン310と平行になるように切り起こされる。フィン310が当接板320(あるいはベース板100、押さえ板200)に対して直角に設けられている場合は、切り起こし片220も押さえ板200(あるいはベース板100、当接板320)に対して直角になるように起こされる(曲げられる)。
As described above, the cut-and-raised
図2に示すように、フィン310は、フィン挿入孔210のP1側の長辺に沿って挿入される。これにより、フィン挿入孔210は当接板表面321により塞がれる。また、図3に示すように、フィン310と切り起こし片220とは交互に配置される。このように、隣り合うフィン310の間に、切り起こし片220が配置されることで、切り起こし片220もフィン310と同様の機能を有する。つまり、切り起こし片220の表面から熱を放熱するという機能を有する。
As shown in FIG. 2, the
フィン挿入孔210のフィン長手方向(フィン幅方向、Q1−Q2方向)に垂直な方向の長さ(フィン挿入孔210の幅L1)を大きくすることにより、切り起こし片220の高さL10が高くなる。切り起こし片220は、熱を放熱するというフィンの機能も持ち合わせるので、フィン部材300を固定できる範囲の中で大きくすることが望ましい。
By increasing the length (width L1 of the fin insertion hole 210) in the direction perpendicular to the fin longitudinal direction (fin width direction, Q1-Q2 direction) of the
しかし、フィン挿入孔210の幅L1は、そのフィン挿入孔210に挿入されたフィン310と、そのフィン挿入孔210により形成された切り起こし片220との間隔を示すものである。そして、切り起こし片220と隣のフィン挿入孔210に挿入されているフィン310との間隔L2(図1,図3参照)は隣り合うフィン挿入孔210の間隔L2である。このとき、平行に配置されているフィン310と切り起こし片220との間隔は、等間隔に近い方が放熱効率がよいと考えられる。したがって、放熱性を高めつつ切り起こし片220の高さL10を高くするように、フィン挿入孔210の間隔を設計する必要がある。
However, the width L1 of the
ベース板100の厚みを一定でない形状にした場合には、ベース板100のベース板表面101とフィン部材300の当接板裏面322との密着性、フィン部材300の当接板表面321と押さえ板200の押さえ板裏面202との密着性を損なわないようにする必要がある。フィン部材300の形状、押さえ板200の形状も、ベース板100のベース板表面101との凹凸が埋まるような形状にする必要がある。
When the thickness of the
フィン部材300は、平板を折り曲げることで成形される。フィン部材300において、ベース板100や押さえ板200と接する部分(当接板320)のフィン長手方向に垂直な方向の長さL6は、隣に設置するフィン部材300と重ならない範囲で最大の長さとする。
The
図4は、(a)がフィン部材300の斜視図であり、(b)フィン部材300が折り曲げられる前の状態のアルミニウム板301を示す図である。上述したように、フィン部材300は、1枚のアルミニウム板を略直角に折り曲げた形状である。ただし、折り曲げた箇所(折り曲げ部325)のフィン幅方向の両側には、フィン幅L4より突出した当接板320の部分(当接板突出部326)が設けられている。
4A is a perspective view of the
図4(b)に示すように、フィン部材300は、当接板320の幅L5よりもフィン幅L4の方が短く形成されている。これにより、折り曲げ部325の両側に当接板突出部326が設けられる。この当接板突出部326により、フィン挿入孔210を当接板320が完全に塞ぐことができ、当接板320と押さえ板200との密着性が高まる。図2に示すように、当接板320が当接板突出部326を有することにより、フィン挿入孔210の孔縁部211と当接板320との間に隙間ができにくくなる。
As shown in FIG. 4B, the
次に、ベース板100のベース板裏面102に取り付けられた電気・電子部品で発生した熱の放熱について説明する。
Next, heat radiation generated by the electric / electronic component attached to the base plate back
電気・電子部品で発生した熱はベース板100によって広げられ、ベース板100から空気中へ放熱されるものと、ベース板100(ベース板表面101)に接している当接板裏面322を介してフィン部材300に伝えられる熱に分かれる。
The heat generated in the electric / electronic component is spread by the
フィン部材300に伝えられた熱は、フィン部材300(主に、フィン310)から空気中へ放熱されるものと、フィン部材300(当接板表面321)に接している押さえ板裏面202を介して押さえ板200に伝えられる熱に分かれる。
The heat transferred to the
押さえ板200に伝えられた熱は押さえ板200(主に、押さえ板表面201、切り起こし片220)から空気中へ放熱される。このように、電気・電子部品で発生した熱は最終的に全て空気中へと放熱される。ここで、物体表面から空気へ熱伝達される熱量(単位[W])は、熱伝達率(単位[W/m2/K])と、放熱する面の面積(単位[m2])と、温度差(単位[K])との積で表される。
The heat transmitted to the
押さえ板200に切り起こし片220を形成(設置)することで、切り起こし片220の両面が放熱面として機能し、放熱する面の面積が増える。また、切り起こし片220を切り起こしたことにより生じた孔(フィン挿入孔210)はフィン部材300の当接板320により塞がれるため、穴が開いていることによる放熱面積の損失もない。特に、当接板320が当接板突出部326を備えていることにより、フィン挿入孔210は当接板320により完全に塞がれるので放熱面積の損失がない。
By forming (installing) the cut-and-raised
加えて、フィン挿入孔210を切り起こしにより設けているため、押さえ板200のフィン310の長手方向(Q1−Q2方向)の曲げに対して強度が増す。これにより、押さえ板200を端部や数点箇所でのみベース板100に固定した場合においても、押さえ板200の湾曲を抑えることができる。
In addition, since the
また、フィン部材300の当接板320により、フィン部材300がベース板100や押さえ板200と接する部分を可能な限り大きくとることができる。これにより、ベース板100とフィン部材300(当接板320)、フィン部材300(当接板320)と押さえ板200の接触面積を増やすことができ、熱の伝導性を上げる効果が得られる。加えて、フィン部材300を安定して固定する効果もある。ベース板100とフィン部材300(当接板320)、フィン部材300(当接板320)と押さえ板200との接触部分にグリースや接着剤を挟むことで接触熱抵抗を抑え、より放熱性能を上げることもできる。
Further, the abutting
また、ヒートシンク800からの熱輻射を増加させるため、ヒートシンク800の表面に塗装、または表面処理加工を施してもよい。
In addition, in order to increase the heat radiation from the
以上のように、本実施の形態に係るヒートシンク800は、ベース板100、フィン部材300、押さえ板200の3部品より構成され、フィン部材300がベース板100と押さえ板200とに挟まれ固定され、押さえ板200にはフィン310を挿入させる穴(フィン挿入孔210)が設けられ、フィン挿入孔210の少なくとも一部は切り起こしによって形成されていることを特徴とする。このように、ヒートシンク800は、押さえ板200に切り起こしによる切り起こし片220を設置することで、切り起こし片220の両面が放熱面として機能し、放熱する面の面積が増え、放熱性能があがる。また、押さえ板200の剛性が上がり、フィン部材300とベース板100とを安定して密着させることができる。
As described above, the
また、本実施の形態に係るヒートシンク800によれば、フィン部材300、ベース板100、押さえ板200を用いてヒートシンク800を構成することができる。それぞれの構成部材(フィン部材300、ベース板100、押さえ板200)は、1枚の平板(アルミニウム板)を切り起こし加工、曲げ加工等により成型することができるものである。また、本実施の形態に係るヒートシンク800は、フィン部材300を押さえ板200を用いてベース板100に固定することにより構成されているので、プレス機や電気炉といった大型設備を使用することなく組み立てることができ、軽量で放熱性に優れたヒートシンク800を容易に製造することができる。
Further, according to the
実施の形態2.
図5は、本実施の形態におけるヒートシンク810を示す斜視図である。図6は、(a)が本実施の形態に係る押さえ板290の斜視図であり、(b)が(a)のフィン挿入孔210を正面から見た正面図、(c)がフィン挿入孔210を正面から見た正面図の他の例を示す図である。本実施の形態におけるヒートシンク810の構成について、図5、図6に基づいて以下に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing
なお、実施の形態1で説明したものと同様の機能及び構成を有する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。 Note that portions having the same functions and configurations as those described in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
ヒートシンク810は、ベース板100と押さえ板290とフィン部材300とを備える。ベース板100のベース板裏面102(図1参照)には、LEDモジュール等の電気・電子部品が取り付けられる。ベース板100と押さえ板290とに挟まれる形でフィン部材300が固定されている。実施の形態1と相違する構成は、押さえ板290のフィン挿入孔210の形状である。
The
図5に示すように、フィン310は、フィン挿入孔210のP1側の長辺に沿って挿入されている。フィン310の折り曲げ部325近傍のQ1−Q2方向の両端部は、フィン挿入孔210の孔縁部211に形成された切り欠き部240に嵌め込まれている。
As shown in FIG. 5, the
図6(b)に示すように、押さえ板290のフィン挿入孔210の形状は、切り起こしとして使われる領域248とフィン310が挿入される領域249とに分けられる。フィン310が挿入される領域249は、フィン310の板厚に合わせた幅L11、フィンの長手方向の幅(フィン幅L4)に合わせた長さL12となっている。
As shown in FIG. 6B, the shape of the
切り起こしとして使われる領域248のフィン長手方向に平行な方向の長さL3は、フィン310の長手方向の長さL4に合わせて形成された領域249の長手方向の長さL12に比べ短くなっている。領域248のフィン310の長手方向に垂直な方向の長さL13は、切り起こす高さL10を増やすために、フィンピッチを考慮した上で、できる限り長くすることが好ましい。
The length L3 in the direction parallel to the fin longitudinal direction of the
図6(c)に示すように、フィン310が挿入される切り欠き部240の位置は、フィン挿入孔210の端部に限らず、フィン挿入孔210の中央等に自由に配置してよい。図6(c)に示すように、フィン310を挿入する領域249は、フィン挿入孔210の中央部に存在する。この場合、領域249のP1側の領域(領域247)を塞ぐために、当該フィン部材300のP1側隣のフィン部材300の当接板320で塞ぐことができるように、当接板320の幅L6(図3参照)を設計する必要がある。
As shown in FIG. 6C, the position of the
以上のように、本実施の形態のヒートシンク810によれば、フィン挿入孔210の孔縁部211にフィン310の一部を嵌め込む切り欠き部240を備えるので、フィン部材300の位置決めが容易になり、フィン310の抜けを防止できる。
As described above, according to the
また、本実施の形態のヒートシンク810によれば、フィン挿入孔210の一部にフィン幅L4に合わせて、切り起こし部分(領域248)よりも幅A(長手方向の長さ)の広い部分(領域249)を設け、フィン挿入孔210の形状を切り起こし部分(領域248)とフィン挿入部分(領域249)とで構成したので、フィン部材300の位置決めが容易になり、フィン310の抜けを防止できる。
Further, according to the
また、押さえ板290では、フィン310の幅L4よりも切り起こし部分(領域248)のフィン長手方向の長さL3を短くしたので、フィン310と押さえ板290の接触面積が増え、より安定して固定することができる。例えば、実施の形態1において説明した押さえ板200の場合よりも、少なくとも図6(a)に示した破線領域250(破線で囲まれた領域)の分はフィン310と押さえ板290の接触面積が増えている。
Further, in the
実施の形態3.
図7は、本実施の形態における押さえ板291を示す斜視図である。図7では、押さえ板291におけるフィン挿入孔210の部分のみを示しており、フィン挿入孔210の数は、実施の形態1及び2と同様に3つでもよい。それ以外の構成は、実施の形態1及び実施の形態2において説明したものと同様であり、本実施の形態に係るヒートシンクも、フィン部材300がベース板100と押さえ板291とに挟まれる形で固定されている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing the
本実施の形態に係るヒートシンクにおいて実施の形態1,2と異なる点は、押さえ板291のフィン挿入孔210及び切り起こし片の形状であり、他の部材は同一である。したがって、実施の形態1及び実施の形態2において説明したものと同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
The heat sink according to the present embodiment is different from the first and second embodiments in the shape of the
本実施の形態に係る押さえ板291は、押さえ板291の一部が押さえ板裏面202側に切り起こされた第2切り起こし片223(押さえ片)であって、切り起こされることによりフィン挿入孔210(貫通孔)の一部が形成される第2切り起こし片223(押さえ片)を備える。押さえ板291は、第2切り起こし片223が切り起こされることによりフィン挿入孔210の中央部が形成される。
The
図7に示すように、押さえ板291には、切り起こしにより形成されたフィン挿入孔210が設けられている。押さえ板291は、フィン挿入孔210を形成するための切り起こしとして、ベース板100(図2参照)の逆側(押さえ板表面201側)に、フィン310(図2参照)とほぼ平行になるように起こされた第1切り起こし片221,222と、ベース板100側に切り起こされた第2切り起こし片223とを備える。
As shown in FIG. 7, the
押さえ板291では、フィン挿入孔210を形成するための切り起こしが3つあり、真ん中の切り起こし片を第2切り起こし片223として押さえ板裏面202側(ベース板100側)に切り起こし、第2切り起こし片223の両側の切り起こし片を第1切り起こし片221,222として押さえ板表面201側に切り起こしている。
The
図8は、比較のためのヒートシンク820であって、ベース板100と、フィン挿入孔210が設けられた比較例の押さえ板299とによりフィン部材300を固定している状態を、フィン310の長手方向に垂直な方向から見た平面図の模式図である。比較例の押さえ板299は、フィン挿入孔210を備えているが切り起こし片は備えていないものとする。図8を用いて、本実施の形態における押さえ板291の効果について説明する。
FIG. 8 shows a
比較例のヒートシンク820のように、ベース板100と押さえ板299とをフィン310の長手方向の両端部でネジ500によりネジ止めした場合、ネジ500の個数は最小限に抑えることができる。しかし、図8に示すように、押さえ板299が湾曲することで押さえ板299の中央が浮いてしまい、フィン部材300の当接板320の中央部においてベース板100からの熱伝導が低下する。
As in the
本実施の形態に係る押さえ板291では、中央の第2切り起こし片223がフィン310の中央部付近においてフィン310をベース板100へ押し付ける側に折り曲げられている。したがって、押さえ板299が湾曲することで押さえ板299の中央が浮いてしまったとしても、第2切り起こし片223はフィン310の中央部でフィン部材300をベース板100に押し付けることができ、フィン部材300の当接板320とベース板100との密着性を高めることができる。
In the
図7に示すように、第2切り起こし片223の第2切り起こし片先端部224は、押さえ板表面201よりも押さえ板裏面202側に位置するように切り起こされている。このとき、P1側の長辺の孔縁部211と第2切り起こし片223の第2切り起こし片先端部224との間にフィン310が挿入しやすいように、第2切り起こし片223の長さL14を短くしてもよい。
As shown in FIG. 7, the second cut and raised
また、本実施の形態に係る押さえ板291では、フィン挿入孔210を切り起こしにより形成しているため、押さえ板291を押さえ板291の端部や押さえ板291の数点箇所でのみ固定した場合においても、押さえ板291の湾曲を抑えることができる。
Further, in the
押さえ板291において、第1切り起こし片221,222と第2切り起こし片223との位置や大きさ、数は自由に調整することができるが、ネジ500等で押さえ板291を数点固定した場合においては、第2切り起こし片223を固定した点の間に設けることでフィン部材300とベース板100との密着性を高めることができるため好ましい。
The position, size, and number of the first cut and raised
以上のように、本実施の形態に係るヒートシンクは、押さえ板291の切り起こした部分の一部をベース板100側に折り曲げることを特徴とする。この構成により、押さえ板291に取り付けられた折り曲げ部分(第2切り起こし片223)でフィン部材300とベース板100とを押さえることができ、フィン部材300とベース板100の密着性が向上する。
As described above, the heat sink according to the present embodiment is characterized in that a part of the cut and raised portion of the
実施の形態4.
図9は、本実施の形態における押さえ板292を示す斜視図である。図10は、本実施の形態における押さえ板292のバリエーションを示す斜視図である。図9及び図10では、押さえ板292のフィン挿入孔210が1つの場合を示している。それ以外の構成は、実施の形態1〜2において説明したものと同様であり、本実施の形態に係るヒートシンクは、フィン部材300がベース板100と押さえ板292とに挟まれる形で固定されている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing the
本実施の形態に係るヒートシンクにおいて実施の形態1〜3と異なる点は、押さえ板292のフィン挿入孔210の形状及び第2切り起こし片の形状であり、他の部材は同一である。したがって、実施の形態1〜3において説明したものと同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
In the heat sink according to the present embodiment, the difference from the first to third embodiments is the shape of the
図9に示すように、押さえ板292の第2切り起こし片225は、両側の第1切り起こし片221,222よりも長い長さL20(P1−P2方向の長さ)で切り起こされている。第2切り起こし片225は、根元は押さえ板表面201側に切り起こされているが、その角度は第1切り起こし片221,222よりも小さい角度である。そして、第2切り起こし片225は、第2切り起こし片先端部226がベース板100の方を向くように、第2切り起こし片225の途中(屈曲部227)から略直角に折り曲げられている。
As shown in FIG. 9, the second cut and raised
図9に示す押さえ板292では、第2切り起こし片225の第2切り起こし片先端部226がフィン310の中央部付近においてフィン部材300(当接板320)をベース板100へ押し付ける側に弾性力を有する。したがって、第2切り起こし片225は、フィン部材300の中央部で、フィン部材300をベース板100に押し付けているので、当接板320とベース板100との密着性を高めることができる。また、第2切り起こし片225を切り起こすことにより形成された切り欠き領域210aは、このフィン挿入孔210に挿入されるフィン部材300のP1側の隣のフィン部材300の当接板320により塞がれるので、熱伝導の損失はない。
In the holding
図10に示すように、押さえ板292の第2切り起こし片225aは、両側の第1切り起こし片221,222よりも長い幅L20で切り起こされている。第2切り起こし片225aは、押さえ板裏面202側に切り起こされている。そして、第2切り起こし片225aは、根元からL21の長さの箇所で折りたたまれている。折りたたまれた角部(第2切り起こし片先端部226a)から第2切り起こし片225aの根元までの長さL21は、フィン挿入孔210の幅L1と同程度かやや短くなるように形成する。
As shown in FIG. 10, the second cut and raised
図10に示す押さえ板292では、真ん中の第2切り起こし片225aの第2切り起こし片先端部226aがフィン310の中央部付近においてフィン部材300をベース板100へ押し付ける側に弾性力を有する。したがって、第2切り起こし片225aは、フィン部材300の中央部で、フィン部材300をベース板100に押し付けているので、フィン部材300の当接板320とベース板100との密着性を高めることができる。
In the holding
以上のように、本実施の形態に係る押さえ板292において、第2切り起こし片225,225aのように、第2切り起こし片225,225aに弾性を持たせることで、よりフィン部材300を押さえ板裏面202方向に押さえつける力が強まり、フィン部材300(当接板320)とベース板100の密着性を高めることができる。
As described above, in the
また、以上のように、本実施の形態に係る押さえ板292では、押さえ板292の切り起こした部分(第2切り起こし片225)を屈曲部227からベース板100側(押さえ板裏面202側)に折り曲げることを特徴とする。この構成により、押さえ板292に取り付けられた折り曲げ部分(第2切り起こし片225の屈曲部227から先の部分)でフィン部材300とベース板100とを抑える(押さえる)ことができ、フィン部材300とベース板100との密着性があがる。
Further, as described above, in the
また、以上のように、本実施の形態に係る押さえ板292では、押さえ板292の切り起こした部分(第2切り起こし片225a)をベース板100側(押さえ板裏面202側)に折り曲げ、さらに、屈曲部227aから先の部分をベース板100側(押さえ板裏面202側)に折りたたむことを特徴とする。この構成により、押さえ板292に取り付けられた折りたたみ部分(第2切り起こし片225a)の先端部である第2切り起こし片先端部226aでフィン部材300とベース板100とを抑える(押さえる)ことができ、フィン部材300とベース板100との密着性があがる。
Further, as described above, in the
また、以上のように、本実施の形態に係る押さえ板292では、押さえ板292に設けられた折り曲げ部分(第2切り起こし片225,225a)はフィン310幅のほぼ中央に設けられていることを特徴とする。この構成により、押さえ板292に取り付けられた折り曲げ部分(第2切り起こし片225,225a)でフィン部材300とベース板100とを抑える(押さえる)ことができ、フィン部材300(当接板320)とベース板100との密着性があがる。
Further, as described above, in the
実施の形態5.
図11は、実施の形態5に係る照明装置900の斜視図である。図12は、実施の形態5に係る照明装置900の断面図である。実施の形態5における照明装置900の構成について、図11と図12とに基づいて以下に説明する。なお、実施の形態1と同様の機能構成部については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 11 is a perspective view of a
実施の形態5における照明装置900は、天井などに取り付ける取り付け部(図示なし)と、電源(図示なし)と、光源を点灯させる点灯装置(図示なし)と、器具本体190とを備えている。器具本体190は、実施の形態1に記載のヒートシンク800と基板160と基板160に実装されたLED170(光源)、LED170からの光を要求される照射範囲を照らすよう集光させるリフレクタ180から構成される。
The
基板160は、ガラスエポキシ基板やアルミ基板、セラミック基板などが使われる。熱の伝導性の高いものを使用することで、より放熱性能を向上させることができる。
As the
リフレクタ180は、白色高反射ポリカなど、反射率の高い材料で成形される。
The
基板160は、ヒートシンク800の光の発光方向側の面に取り付けられる。すなわち、ベース板100のベース板裏面102に基板160が取り付けられる。ベース板裏面102には、基板160の他、電源装置、点灯装置等の電気・電子部品が取り付けられてもよい。
The
ヒートシンク800と基板160の間には、2つの部材を密着させるために、高放熱性のグリースや接着剤、シートを挟んでもよい。
実施の形態1のヒートシンクを照明装置に用いることで軽量な照明装置にすることができる。照明装置に用いるヒートシンクは実施の形態2や3に記載のヒートシンクでもよい。
In order to bring two members into close contact with each other between the
By using the heat sink of Embodiment 1 for a lighting device, a lightweight lighting device can be obtained. The heat sink used in the lighting device may be the heat sink described in the second or third embodiment.
以上のように、本実施の形態に係る照明装置900によれば、押し出し加工や鍛造加工、その他鋳造法を用いたヒートシンクに比べ軽量で放熱性に優れたヒートシンク800を有する照明装置900を得ることができる。また、大型設備がなくても組み立てられ、金型を用いたヒートシンクに比べ軽量で放熱性能の優れたヒートシンクを得る。大型設備がなくても組み立てることができ、製造コストの低い照明装置900を得ることができる。
As described above, according to the
以上、実施の形態1〜5について説明したが、これらの5つの実施の形態のうちの複数を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、1つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの5つの実施の形態のうち複数を部分的に組み合わせて実施しても構わない。その他、これらの5つの実施の形態を全体として、あるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。また、本質的でない部分の構成を他の構成で置き換えた構成であってもよい。 Although Embodiments 1 to 5 have been described above, a plurality of these five embodiments may be combined. Alternatively, one of these embodiments may be partially implemented. Alternatively, a plurality of these five embodiments may be partially combined. In addition, these five embodiments may be implemented in any combination as a whole or in part. Moreover, the structure which replaced the structure of the non-essential part with the other structure may be sufficient.
100 ベース板、101 ベース板表面、102 ベース板裏面、103 ベース板端面A、160 基板、170 LED、180 リフレクタ、190 器具本体、200 押さえ板、201 押さえ板表面、202 押さえ板裏面、203 押さえ板端面A、210 フィン挿入孔、210a 切り欠き領域、211 孔縁部、220 切り起こし片、221 第1切り起こし片、222 第1切り起こし片、223 第2切り起こし片、224 第2切り起こし片先端部、225,225a 第2切り起こし片、226,226a 第2切り起こし片先端部、227,227a 屈曲部、240 切り欠き部、247,248,249 領域、250 破線領域、290,291,292,299 押さえ板、300 フィン部材、301 アルミニウム板、310 フィン、320 当接板、321 当接板表面、322 当接板裏面、323 当接板端面A、324 当接板端面B、325 折り曲げ部、326 当接板突出部、500 ネジ、501 隙間部A、502 隙間部B、800,810,820 ヒートシンク、900 照明装置。 100 base plate, 101 base plate surface, 102 base plate back surface, 103 base plate end surface A, 160 substrate, 170 LED, 180 reflector, 190 instrument body, 200 pressure plate, 201 pressure plate surface, 202 pressure plate back surface, 203 pressure plate End face A, 210 Fin insertion hole, 210a Notch region, 211 Hole edge, 220 Cut and raised piece, 221 First cut and raised piece, 222 First cut and raised piece, 223 Second cut and raised piece, 224 Second cut and raised piece Tip part, 225, 225a Second cut and raised piece, 226, 226a Second cut and raised piece tip part, 227, 227a Bent part, 240 Notch part, 247, 248, 249 area, 250 Broken line area, 290, 291, 292 , 299 Presser plate, 300 Fin member, 301 Arminium Plate, 310 fin, 320 contact plate, 321 contact plate surface, 322 contact plate back surface, 323 contact plate end surface A, 324 contact plate end surface B, 325 bent portion, 326 contact plate protrusion, 500 screw , 501 Gap A, 502 Gap B, 800, 810, 820 Heat sink, 900 Lighting device.
Claims (8)
前記ベース板は、
ベース板表面とベース板裏面とを有し、
前記フィン部材は、
前記ベース板表面に配置される当接板であって前記ベース板表面に当接する当接板裏面と前記当接板裏面の裏側の当接板表面とを有する当接板と、前記当接板表面から突き出した板状のフィンとを備え、
前記押さえ板は、
前記当接板表面と当接する押さえ板裏面と前記押さえ板裏面の裏側の押さえ板表面とを有し、板状の一部が前記押さえ板表面側に切り起こされて形成された切り起こし片と、前記フィンを前記押さえ板裏面側から挿入させる貫通孔であって少なくとも一部が前記切り起こし片が切り起こされることにより形成される貫通孔とを備える
ことを特徴とするヒートシンク。 In a heat sink comprising a plate-like base plate, a plate-like pressing plate, and a fin member attached to the base plate and the pressing plate,
The base plate is
It has a base plate surface and a base plate back surface,
The fin member is
A contact plate disposed on the surface of the base plate, the contact plate having a contact plate back surface that contacts the surface of the base plate and a contact plate surface on the back side of the back surface of the contact plate; and the contact plate With plate-like fins protruding from the surface,
The holding plate is
A cut-and-raised piece formed by cutting and raising a part of the plate-like shape on the pressing plate surface side, and having a pressing plate back surface that contacts the contacting plate surface and a pressing plate surface on the back side of the pressing plate back surface A heat sink comprising: a through hole into which the fin is inserted from the back side of the pressing plate, and at least a part of the through hole is formed by cutting and raising the cut piece.
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