JP2021190598A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】黒鉛シートの小片が基板に付着することを抑制可能な冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１は、電子部品７と、電子部品７が実装された回路基板８と、電子部品７よりも上方に位置して外部に対して放熱可能に設けられたヒートシンクとを備える。冷却装置１は、ヒートシンクにおいて電子部品側に位置する面に一体に設けられた黒鉛シート４と、黒鉛シート４の一部と電子部品７との両方に接触する熱伝導部５と、遮蔽部６とを備える。遮蔽部６は、回路基板８における電子部品７が実装されていない部分と黒鉛シート４との間において、黒鉛シート４における被遮蔽面４０ｂを覆うように設けられている。【選択図】図７

Description

この明細書における開示は、冷却装置に関する。

特許文献１は、基板に実装された発熱部品からの熱を黒鉛シートに移動させて放熱する冷却装置を開示している。黒鉛シートは、ケースと発熱部品とに挟まれるように設けられている。黒鉛シートは、発熱部品に接触していない部分において、基板に対面している。

国際公開第２００６／１３４８５８号

黒鉛シートは、強度的に脆く破損しやすい。特許文献１によれば、黒鉛シートが振動などによって破損して小片が基板上に落下し、不具合が生じ得る。

この明細書に開示する目的の一つは、黒鉛シートの小片が基板に付着することを抑制可能な冷却装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示する冷却装置の一つは、発熱部品（７）と、発熱部品が実装されている基板（８）と、外部に対して放熱可能に設けられた外部放熱部（２）と、外部放熱部において発熱部品側に位置する面に一体に設けられた、グラフェンを含む黒鉛シート（４）と、黒鉛シートの一部と発熱部品との両方に接触して、発熱部品の放熱を黒鉛シートに移動可能な熱伝導性を有する熱伝導部（５）と、基板における発熱部品が実装されていない部分と黒鉛シートとの間において、黒鉛シートにおける基板側の面（４０ｂ）を覆うように設けられている遮蔽部（６；５０６）と、を備える。

この冷却装置によれば、発熱部品の熱を、熱伝導部および黒鉛シートを通じて外部放熱部へ移動させて外部に放出する放熱経路を構成できる。黒鉛シートは高い熱伝導性を有しているが、強度的に脆く、振動等の外力によって破損して小片が発生することがある。この冷却装置は、黒鉛シートにおける基板側の面を覆うように設けられた遮蔽部により、黒鉛シートの小片を受け止めることができる。このような技術によれば、黒鉛シートの小片が基板に付着することを抑制可能な冷却装置を提供できる。

第１実施形態の冷却装置を示す斜視図である。 冷却装置の分解図である。 冷却装置を下方にみた平面図である。 図３のIV−IV線における断面図である。 冷却装置の側面図である。 図５のVI−VI線における断面図である。 黒鉛シートと遮蔽部を示す部分断面図である。 第２実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第３実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第４実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第５実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第６実施形態の冷却装置を示す斜視図である。 冷却装置の分解図である。 冷却装置を下方にみた平面図である。 図１４のXV−XV線における断面図である。 冷却装置の側面図である。 図１６のXVII−XVII線における断面図である。 黒鉛シートと遮蔽部を示す部分断面図である。 第７実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第８実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第９実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第１０実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第１１実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 第１２実施形態の遮蔽部を示す部分断面図である。 遮蔽部を上方にみた部分平面図である。 第１３実施形態の遮蔽部を上方にみた部分平面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

＜第１実施形態＞
明細書に開示する目的を達成可能な冷却装置の第１実施形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。冷却装置は、電気機器や電子機器に適用されて、基板に実装された部品の発熱を機器の外部に放熱可能な装置である。冷却装置は、特に、車両に搭載される車載用電子制御装置に適用することが好適である。車両は、例えば、ガソリン車、ディーゼル車、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等である。車載用電子制御装置は、車両を走行させる駆動力を発生する装置の振動や、路面走行による振動の影響を強く受ける。このため、冷却装置は、振動負荷に対する耐久性と信頼性とが求められる。特に車載される冷却装置には、電気機器等の機能停止に至らないような信頼性が求められる。明細書に開示する冷却装置は、このような耐久性と信頼性とを備えている。

図１、図２に示すように、冷却装置１は、ケース３と、電子部品７と、回路基板８と、熱伝導部５と、遮蔽部６と、黒鉛シート４と、ヒートシンク部２とを備えている。ケース３は、冷却装置１の外郭を形成する。ケース３は、複数のケース部材を組み合わせて形成されている。ケース３は、例えば第１ケース部材と第２ケース部材とを含んでいる。例えば、第１ケース部材は、第２ケース部材である下部ケース部材３２の内部空間を覆うように下部ケース部材３２に装着されている上部ケース部材３１である。ケース３は、金属材料によって形成され、または樹脂材料を含んで形成されている。ケース３は、例えば、アルミダイカストによる成形体を含んでいる。

各図において、Ｘ方向は冷却装置１の短手方向に相当し、Ｙ方向は冷却装置１の長手方向に相当し、Ｚ方向は上下方向や冷却装置１の高さ方向に相当する。

下部ケース部材３２は、例えば、底壁と、底壁の周縁から立設する４個の側壁と、接合部とを一体に備えている。上部ケース部材３１は、ケース３の天井壁の一部をなす板状部材である。ケース３の天井壁は、電子部品７、回路基板８、熱伝導部５、遮蔽部６、黒鉛シート４等を上方において覆っている。ケース３の天井壁は、上部ケース部材３１とヒートシンク部２によって形成されている。ヒートシンク部２は、上部ケース部材３１に形成された開口部に嵌まって上部ケース部材３１と面一に設置されている。ヒートシンク部２は、上部ケース部材３１に対して熱伝達可能な設置されている。上部ケース部材３１に伝達した熱はヒートシンク部２からも放熱することができる。上部ケース部材３１は、外部に対して放熱可能に設けられた外部放熱部である。上部ケース部材３１と下部ケース部材３２は、互いの接合部同士がねじ等により結合されて箱体を形成している。また、ヒートシンク部２は、上部ケース部材３１に対して、熱的に分離されて熱伝達しない構成であってもよい。

また、冷却装置１には、例えばケース３または回路基板８に一体に、コネクタが設けられている構成でもよい。コネクタは、コネクタピンを内包している。コネクタピンは、導電性を有する回路基板８のパターン等に接続されている。冷却装置１が適用される電気機器と外部機器との間の電力や、制御信号の送受信は、コネクタピンを介して行われる。回路基板８は、パターンが印刷されているプリント基板であり、ケース３の内部においてケース３に固定されている。

ヒートシンク部２は、図４に示すように、平板状の伝熱部２１と、伝熱部２１から突出する複数のフィン２２とを備えている。フィン２２は、外部の雰囲気に接触している部分である。伝熱部２１は、黒鉛シート４に対して面接触している。黒鉛シート４は、グラフェンを含む薄板である。黒鉛シート４は、グラフェンの積層体を含むグラファイトの薄板でもよい。黒鉛シート４は、グラファイト以外のグラフェンを含む薄板で構成されている形態でもよい。黒鉛シート４は、高い熱伝導率を有する方形状の薄板である。黒鉛シート４は、伝達した熱を広範囲に拡散できる、高い熱拡散性を有する部分である。

伝熱部２１、黒鉛シート４、熱伝導部５および電子部品７は、密着して積層された積層体を形成している。この積層体は、上下方向に積層されている。各図のＺ方向は積層方向でもある。伝熱部２１は、フィン２２への熱経路を形成する外部放熱部である。伝熱部２１は、電子部品７の発熱が黒鉛シート４および熱伝導部５を介して伝達する部分である。

伝熱部２１に移動した熱は、複数のフィン２２に伝導し、各フィン２２の表面から外部の雰囲気に放出される。これにより、電子部品７の熱は冷却装置１の外部に放出されて、電子部品７を冷却することができる。ヒートシンク部２は、金属材料によって形成されており、例えば、アルミダイカストによって形成されている。

電子部品７は、自己発熱する発熱部品である。電子部品７は、例えば、抵抗器、半導体集積回路を有する半導体チップなどを含んでいる。電子部品７は、接合材を介して回路基板８に接続されている。電子部品７は、回路基板８との間で、電力、信号等の送受信を行う。

熱伝導部５は、回路基板８や電子部品７よりも、高い熱伝動率を有する材料によって形成されている。熱伝導部５は、黒鉛シート４よりも大きい厚さに形成されており、厚さ方向に作用する圧縮力によって変形する硬度を有する。熱伝導部５は、電子部品７と黒鉛シート４とに挟まれることにより変形して、電子部品７および黒鉛シート４との密着度合を高めることが可能な部材である。熱伝導部５は、非常に柔らかく密着性の高いシート状の部材であり、例えば、シート状に形成されたジェル、グリスなどである。電子部品７で発生した熱は、主に熱伝導部５を介して黒鉛シート４に伝達し、黒鉛シート４の全面から伝熱部２１に移動して、複数のフィン２２に伝わる。

遮蔽部６は、黒鉛シート４において回路基板８側に位置する下面４０のうち、熱伝導部５と接触していない部分を覆うように設けられている。遮蔽部６は、絶縁性を有する材質によって形成されている。遮蔽部６は、例えば、樹脂材料によって形成されている。黒鉛シート４の下面４０は、熱伝導部５に接触している接触面４０ａと、その周囲の被遮蔽面４０ｂとを含んでいる。下面４０は、黒鉛シート４における基板側の面に含まれる。被遮蔽面４０ｂは、熱伝導部５に接触していない部分であり、下方に位置する遮蔽部６に上下方向に重なっている部分である。遮蔽部６は、被遮蔽面４０ｂに対して下方に離れた位置に設けられている。図６に示すように、遮蔽部６の外周縁部６４は、黒鉛シート４の外周縁部４１よりも外側に位置している。遮蔽部６は、黒鉛シート４の下面４０のうち、接触面４０ａよりも外側の範囲全体を覆っている。

図２、図７に示すように、遮蔽部６は、被遮蔽面４０ｂに離間して対向する主体部６１と、複数の脚部６３とを備えている。主体部６１は、開口部を形成する内周縁部６２ａを有する平板状である。主体部６１は、黒鉛シート４に沿うように設けられている。主体部６１は、黒鉛シート４に下方において落下物を受け止める機能を有する。脚部６３は、主体部６１から下方に延び出している部分であり、回路基板８に固定されている。したがって、遮蔽部６は、回路基板８に対して複数の箇所で固定されている。図６に示すように、内周縁部６２ａは、電子部品７の外周縁部を取り囲むように形成されている。内周縁部６２ａは、熱伝導部５の外周縁部５１よりも内側に位置して、電子部品７の外周縁部と外周縁部５１との両方に沿うように設けられている。

遮蔽部６は、熱伝導部５の下面を下方から支持する支持部６２を有する。内周縁部６２ａは支持部６２に形成されている。支持部６２は、遮蔽部６の開口部を取り囲む環状の部分である。支持部６２は、内周縁部６２ａから熱伝導部５の外周縁部５１にかけて外側に延び出している部分であって、熱伝導部５に接触している部分である。支持部６２は、主体部６１よりも下方に位置している。支持部６２には、黒鉛シート４側に突出する突部６２ｂが形成されている。突部６２ｂは、外周縁部５１の近傍において熱伝導部５に食い込んでいる。このため、支持部６２は熱伝導部５を確実に把持することができ、熱伝導部５と黒鉛シート４と伝熱部２１とを密着した一体物の状態に保持している。

図６、図７に示すように、脚部６３の下端部には、回路基板８に係合する係合部６３ａが設けられている。遮蔽部６は、複数の係合部６３ａを備えている。複数の脚部６３は、遮蔽部６の外周縁部６４における角部から下方に突出している。係合部６３ａは、この角部の下方に対応する位置において回路基板８と係合している。係合部６３ａは、脚部６３の下端部を熱溶融して固化することにより形成された部分である。係合部６３ａは、熱を加えて形成された熱かしめ部である。脚部６３の下端部が回路基板８の貫通穴に挿通された状態における、回路基板８から突き出た部分を熱溶融して、貫通穴よりも外径の大きい頭部形状に形成する。この頭部形状部分を固化することにより、頭部形状部分と脚部６３とで回路基板８を挟み込むことができる。このように回路基板８を挟持する構成により、遮蔽部６は回路基板８と一体化して一つの構造体を形成する。

遮蔽部６は、ヒートシンク部２または上部ケース部材３１に固定されている被固定部を有する構成でもよい。被固定部は、主体部６１に設けられている。被固定部は、ヒートシンク部２または上部ケース部材３１に対して、ねじ締め構造または接着構造によって固定されている。

第１実施形態の冷却装置１がもたらす作用効果について説明する。冷却装置１は、発熱部品と、発熱部品が実装された基板と、発熱部品よりも上方に位置して外部に対して放熱可能に設けられた外部放熱部と、発熱部品側に位置する外部放熱部の面に一体に設けられた黒鉛シート４とを備える。冷却装置１は、黒鉛シート４の一部と発熱部品との両方に接触する熱伝導部５と、遮蔽部６とを備える。遮蔽部６は、基板における発熱部品が実装されていない部分と黒鉛シート４との間において、黒鉛シート４における基板側の面を覆うように設けられている。

冷却装置１は、発熱部品の熱を、熱伝導部５および黒鉛シート４を通じて外部放熱部へ移動させて外部に放出する放熱経路を構成する。黒鉛シート４は強度的に脆く、振動等の外力によって破損して小片が落下したり上方に舞い上がったりする、という懸念がある。小片が基板に付着した場合、短絡などの不具合が発生することがある。冷却装置１の遮蔽部６は、黒鉛シート４における基板側の面を覆うように設けられているため、黒鉛シート４の小片を受け止めることができる。この冷却装置１は、発熱部品の放熱を促進でき、さらに黒鉛シート４の小片が基板に付着することを抑制できる。

遮蔽部６は、発熱部品の外周縁部を取り囲むように形成された内周縁部６２ａを備えている。この構成によれば、発熱部品の周囲全体にわたって黒鉛シート４の基板側の面を覆う遮蔽部６を提供できる。これにより、基板において発熱部品が実装されていない部分全体に、黒鉛シート４の小片が付着することを抑制できる。

内周縁部６２ａは、熱伝導部５の下面を下方から支持する支持部６２に形成されている。この構成によれば、熱伝導部５に接触していない黒鉛シート４の部分を覆う遮蔽部６を提供でき、黒鉛シート４から分離された小片を確実に受けることができる。さらに、支持部６２が熱伝導部５を上方に押すため、熱伝導部５と黒鉛シート４と伝熱部２１との密着度合が高まり、これら相互間における熱抵抗を抑制できる。

遮蔽部６は、基板に固定されている被固定部を有する。この構成によれば、基板と遮蔽部６とが一体物になるため、遮蔽部６の剛性が高まり、例えば外力や振動等に対して遮蔽部６の位置を安定させることができる。

遮蔽部６は、外部放熱部に固定されている被固定部を有する。この構成によれば、外部放熱部と遮蔽部６とが一体物になるため、遮蔽部６の剛性が高まり、例えば外力や振動等に対して遮蔽部６の位置を安定させることができる。

遮蔽部６は、基板、発熱部品および熱伝導部５を収容するケース３に一体に設けられている。この構成によれば、ケース３と遮蔽部６とが一体物になるため、遮蔽部６の剛性が高まり、例えば外力や振動等に対して遮蔽部６の位置を安定させることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について、図８を参照して説明する。第２実施形態の冷却装置は、第１実施形態に対して、遮蔽部１０６が相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図８に示すように、遮蔽部１０６は、主体部６１と、複数の脚部６３と、黒鉛シート４の外周縁部４１を支持する外周支持部１６４とを備えている。遮蔽部１０６の主体部６１は、開口部を形成する内周縁部１６２ａを有する平板状である。外周支持部１６４は、主体部６１から上方に延び出している部分であり、外周縁部４１に外側から接触している。外周支持部１６４は、外周縁部４１の全周において外側から取り囲んでいることが好ましい。外周支持部１６４は、欠けやすい外周縁部４１において黒鉛シート４の小片が剥がれ落ちないように保護している。

内周縁部１６２ａは、熱伝導部５の外周縁部５１よりも内側に位置して、外周縁部５１と黒鉛シート４の下面４０との間に入り込むように設けられている。内周縁部１６２ａは、外周縁部５１の全周において、外周縁部５１よりも内側に位置して黒鉛シート４を下方から支持している。内周縁部１６２ａは支持部１６２に形成されている。支持部１６２は、遮蔽部１０６の開口部を取り囲む環状の部分であり、熱伝導部５よりも厚さの薄い部分である。遮蔽部１０６は、内周縁部１６２ａから黒鉛シート４の外周縁部４１にかけて外側に延び出している部分において黒鉛シート４に接触して黒鉛シート４を支持している。このため、遮蔽部１０６は、熱伝導部５と接触していない広範囲において黒鉛シート４を確実に把持することができ、黒鉛シート４と伝熱部２１とを密着した一体物の状態に保持する。遮蔽部１０６は、黒鉛シート４における基板側の面と外周縁部４１との両方において、黒鉛シート４の小片が飛散することを抑制している。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について、図９を参照して説明する。第３実施形態の冷却装置は、第１実施形態に対して、遮蔽部２０６が相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図９に示すように、遮蔽部２０６は、被遮蔽面４０ｂに離間して対向する主体部６１と、熱伝導部５の外周縁部５１に接触する接触部２６２と、複数の脚部６３とを備える。内周縁部２６２ａは、遮蔽部２０６に設けられた開口部を形成している。内周縁部２６２ａは、熱伝導部５の外周縁部５１を取り囲むように形成されている。内周縁部２６２ａは、外周縁部５１に接触している。遮蔽部２０６の主体部６１は、黒鉛シート４において熱伝導部５に接触していない部分の面を覆っている。遮蔽部２０６によれば、熱伝導部５の外周全体から放射状の広範囲にわたって黒鉛シート４の基板側の面を覆うことができる。

接触部２６２は、主体部６１における内周縁部２６２ａ側の端部である。接触部２６２は、遮蔽部２０６の開口部を取り囲む環状の部分である。接触部２６２によれば、熱伝導部５と遮蔽部２０６との隙間を抑えている。この遮蔽部２０６によれば、黒鉛シート４の小片を基板に付着させることなく遮蔽部２０６によって受け止めることができる。また、遮蔽部２０６によれば、熱伝導部５の外周縁部５１と接触するため、熱伝導部５の小型化が図れる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について、図１０を参照して説明する。第４実施形態は、前述の実施形態に対して、遮蔽部３０６に係る構成と、コーティング部４２を備える構成とが相違する。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。

図１０に示すように、コーティング部４２は、黒鉛シート４の下面４０において熱伝導部５に接触していない部分を少なくとも被覆している。コーティング部４２は、被遮蔽面４０ｂを被覆している。コーティング部４２は、黒鉛シート４における基板側の面を覆うように設けられているため、黒鉛シート４の小片が基板上に落下することを抑制できる。

コーティング部４２は、内周縁部４２ａが熱伝導部５の外周縁部５１よりも内側に位置するように設けられている。コーティング部４２における内周縁部４２ａ側の部分は、黒鉛シート４と熱伝導部５との間に介在している。コーティング部１４２は、外周縁部４２ｂが黒鉛シート４の外周縁部４１を被覆するように設けられている。

コーティング部４２は、薄い金属や樹脂などの材質によって形成されている薄い層である。コーティング部４２は、ポリエチレン、ポリビニル、ゴムの材質であってもよい。コーティング部４２は、シート状体を黒鉛シート４の下面４０に貼り付けることにより構成してもよい。コーティング部４２は、前述の材質を塗布して固化することにより形成してもよい。コーティング部４２は、薄いシート状であるため、部品としての薄型化が図れ、製造コストを抑制することに寄与する。

遮蔽部３０６は、コーティング部４２に離間して対向する主体部６１と、支持部３６２とを備える。主体部６１と脚部６３は、結合された別部材であるか、二色成形によって一体に形成された構成である。主体部６１は、開口部を形成する内周縁部３６２ａを有する平板状である。遮蔽部３０６は、回路基板８に対して複数の箇所で固定されている。支持部３６２は、コーティング部４２の下面に接触して、コーティング部４２と黒鉛シート４の一体物を下方から支持する。内周縁部３６２ａは支持部３６２に形成されている。内周縁部３６２ａは、熱伝導部５の外周縁部５１を取り囲むように形成されている。内周縁部３６２ａは、熱伝導部５の外周縁部５１よりも外側に位置している。あるいは、内周縁部３６２ａは、熱伝導部５の外周縁部５１に接触している構成でもよい。

第４実施形態の遮蔽部３０６は、基板における発熱部品が実装されていない部分とコーティング部４２の基板側の面との間に設けられている。この構成によれば、コーティング部４２によって強化された部分の黒鉛シート４が欠けた場合でも、小片を遮蔽部３０６によって受け止めることができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態について、図１１を参照して説明する。第５実施形態は、第４実施形態に対して、遮蔽部４０６に係る構成が相違する。第５実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。

図１１に示すように、遮蔽部４０６は、脚部６３とは別体の部材である。遮蔽部４０６は、回路基板８に固定されている被固定部４６３を備えている。被固定部４６３は、主体部６１から下方に延び出している壁状部分である。被固定部４６３には、例えば、端部が回路基板８に溶着されて固定された溶着部が形成されている。

＜第６実施形態＞
第６実施形態について、図１２〜図１８を参照して説明する。第６実施形態の冷却装置は、第１実施形態に対して、遮蔽部５０６と上部ケース部材１３１とが相違する。第６実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図８に示すように、上部ケース部材１３１は、ケース１０３の天井壁の一部をなす板状部材とヒートシンク部２とが一つの部品として一体に形成されたものである。上部ケース部材１３１は、電子部品７、回路基板８、熱伝導部５、遮蔽部５０６、黒鉛シート４等を上方において覆っている。

遮蔽部５０６は、遮蔽部６と同様の材料で形成されている。遮蔽部５０６は、黒鉛シート４の被遮蔽面４０ｂを覆うように設けられている。遮蔽部５０６の主体部６１は、被遮蔽面４０ｂに接触している。また、遮蔽部５０６は、被遮蔽面４０ｂに対して下方に離れた位置に設けられている構成でもよい。図１７に示すように、遮蔽部５０６の外周縁部６４は、黒鉛シート４の外周縁部４１よりも外側に位置している。遮蔽部５０６は、黒鉛シート４の基板側の面のうち、接触面４０ａよりも外側の範囲全体を覆っている。

遮蔽部５０６は、ヒートシンク部２または上部ケース部材１３１に固定されている被固定部６１ａを有する構成でもよい。被固定部６１ａは、ヒートシンク部２または上部ケース部材１３１に対して、ねじ１２等の固定具による結合構造または接着構造によって固定されている。遮蔽部５０６は、外部放熱部に固定されている被固定部６１ａを有している。

図１５、図１８に示すように、遮蔽部５０６は、主体部６１と、熱伝導部５の下面を下方から支持する支持部６２とを備えている。遮蔽部５０６の支持部６２は、構成、機能、作用効果等について、第１実施形態の支持部６２と同様である。内周縁部６２ａと電子部品７の外周縁部と熱伝導部５の外周縁部５１との位置関係は、第１実施形態と同様である。遮蔽部５０６の主体部６１は、黒鉛シート４に下方において落下物を受け止めるとともに黒鉛シート４に面接触して保護する機能を有する。

回路基板８は、ケース１０３または上部ケース部材１３１に対して複数の箇所で固定されている。この構成によれば、回路基板８、電子部品７、熱伝導部５、黒鉛シート４、およびケース１０３等を一体化して一つの構造体として構成できる。回路基板８は、ケース１０３は、例えば、ケース１０３に設けられたボス部に螺合するねじ１１の固定具によって結合されている。

第６実施形態の冷却装置１０１がもたらす作用効果について説明する。遮蔽部５０６は、ケース１０３に一体に設けられている。この構成によれば、ケース１０３と遮蔽部５０６とが一体物になるため、遮蔽部５０６の剛性が高まり、外力や振動等に対して遮蔽部５０６の位置を安定させることができる。さらに、遮蔽部５０６に伝達する熱をケース１０３の表面から外部に放出する熱経路を構築できる。

遮蔽部５０６は、外部放熱部に固定されている被固定部６１ａを有する。この構成によれば、外部放熱部と遮蔽部５０６とが一体物になるため、遮蔽部５０６の剛性が高まり、外力や振動等に対して遮蔽部５０６の位置を安定させることができる。さらに、遮蔽部５０６に伝達する熱を外部放熱部から外部に放出する熱経路を構築できる。

＜第７実施形態＞
第７実施形態について、図１９を参照して説明する。第７実施形態の冷却装置は、第６実施形態に対して、遮蔽部６０６が相違する。第７実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第６実施形態と同様であり、以下、第６実施形態と異なる点について説明する。

図１９に示すように、遮蔽部６０６は、熱伝導部５の外周縁部５１に接触する接触部２６２を備える。内周縁部２６２ａは、遮蔽部６０６に設けられた開口部を形成している。内周縁部２６２ａは、熱伝導部５の外周縁部５１を取り囲んでいる。遮蔽部６０６の内周縁部２６２ａは、外周縁部５１に接触している。遮蔽部６０６によれば、熱伝導部５の外周全体から放射状の広範囲にわたって黒鉛シート４の基板側の面を覆うことができる。

接触部２６２は、遮蔽部６０６の開口部を取り囲む環状の部分である。接触部２６２によれば、熱伝導部５と遮蔽部６０６との隙間を抑えている。この遮蔽部６０６によれば、黒鉛シート４の小片を基板に付着させることなく遮蔽部６０６によって受け止めることができる。また、遮蔽部６０６によれば、熱伝導部５の外周縁部５１と接触するため、熱伝導部５の小型化が図れる。

＜第８実施形態＞
第８実施形態について、図２０を参照して説明する。第８実施形態は、前述の実施形態に対して、遮蔽部７０６に係る構成が相違する。第８実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。

図２０に示すように、遮蔽部７０６は、黒鉛シート４における基板側の面と熱伝導部５の周囲とを埋めるように設けられたポッティング部である。ポッティング部は、黒鉛シート４の下面４０において熱伝導部５に接触していない部分を少なくとも被覆している。遮蔽部７０６は、黒鉛シート４における基板側の下面４０と熱伝導部５の周囲とを埋めるように設けられたポッティング部である。ポッティング部は、欠けやすい黒鉛シート４の小片が剥がれて離脱しないように黒鉛シート４の基板側の面を保護している。ポッティング部は、黒鉛シート４の基板側の面を覆うように設けられているため、黒鉛シート４の小片が基板に付着することを抑制できる。

ポッティング部は、黒鉛シート４の被遮蔽面４０ｂと外周縁部４１とを回路基板８に対して樹脂封止している。封止する樹脂は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。封止樹脂は、被遮蔽面４０ｂと外周縁部４１とが埋まるように充填されている。ポッティング部は、被遮蔽面４０ｂを樹脂封止によって外部から密閉できる遮蔽部７０６を提供する。

＜第９実施形態＞
第９実施形態について、図２１を参照して説明する。第９実施形態は、前述の実施形態に対して、遮蔽部８０６に係る構成が相違する。第９実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。

図２１に示すように、遮蔽部８０６は、回路基板８上において、電子部品７が実装されていない部分を埋めるように設けられたポッティング部である。遮蔽部８０６は、回路基板８の上面を樹脂封止している。遮蔽部８０６は、黒鉛シート４の基板側の面において熱伝導部５に接触していない部分を少なくとも被覆している。遮蔽部８０６は、黒鉛シート４における基板側の下面４０を覆いかつ基板上を埋めるように設けられたポッティング部である。遮蔽部８０６は、黒鉛シート４の小片が剥がれ落ちたとして、基板の導電部などに接触しないように基板の上面を保護している。遮蔽部８０２は第８実施形態の遮蔽部７０６と同様の樹脂材料によって形成されている。ポッティング部は、回路基板８上を樹脂封止によって外部から密閉できるので、小片の落下や浮遊に対して高い信頼性を備える遮蔽部８０６を提供する。

＜第１０実施形態＞
第１０実施形態について、図２２を参照して説明する。第１０実施形態は、前述の実施形態に対して、黒鉛シート４の下面を被覆するコーティング部１４２を備える点が相違する。第１０実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。

図２２に示すように、コーティング部１４２は、黒鉛シート４の基板側の面において熱伝導部５に接触していない部分を少なくとも被覆している。コーティング部１４２は、被遮蔽面４０ｂを被覆している。コーティング部１４２は、黒鉛シート４における基板側の面を覆うように設けられているため、黒鉛シート４の小片が基板に付着することを抑制できる。

コーティング部１４２は、内周縁部４２ａが熱伝導部５の外周縁部５１を囲むように、設けられている。コーティング部１４２の外周縁部１４２ｂは黒鉛シート４の外周縁部４１よりも外側に位置して、コーティング部１４２は外周縁部４１を覆っている。コーティング部１４２は、外周縁部４１よりも外側において上部ケース部材１３１に接触している。コーティング部１４２は上部ケース部材１３１に接着されている構成でもよい。この構成によれば、コーティング部１４２は、黒鉛シート４と上部ケース部材１３１とに一体に設けられている。

コーティング部１４２は、金属や樹脂などの材質によって形成されている薄い層である。コーティング部１４２は、ポリエチレン、ポリビニル、ゴムの材質であってもよい。コーティング部１４２は、シート状体を黒鉛シート４の下面４０に貼り付けることにより構成してもよい。コーティング部１４２は、前述の材質を塗布して固化することにより形成してもよい。コーティング部１４２は、薄いシート状であるため、部品としての薄型化が図れ、製造コストを抑制することに寄与する。また、コーティング部１４２は、黒鉛シート４の下面４０において熱伝導部５に接触している接触面４０ａも被覆する構成でもよい。

＜第１１実施形態＞
第１１実施形態について、図２３を参照して説明する。第１１実施形態の冷却装置は、第７実施形態に対して、遮蔽部９０６が相違する。第１１実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第７実施形態と同様であり、以下、第７実施形態と異なる点について説明する。

図２３に示すように、遮蔽部９０６は、回路基板８に固定されている被固定部２６４を備えている。被固定部２６４は、主体部６１から下方に延び出している壁状部分である。被固定部２６４には、例えば、端部が回路基板８に溶着されて固定された溶着部が形成されている。

遮蔽部９０６は、基板に固定されている被固定部２６４を有する。この構成によれば、基板と遮蔽部９０６とが一体物になるため、遮蔽部９０６の剛性が高まり、外力や振動等に対して遮蔽部９０６の位置を安定させることができる。

＜第１２実施形態＞
第１２実施形態について、図２４および図２５を参照して説明する。第１２実施形態の冷却装置は、第１実施形態に対して、コーティング部４２を備える点と遮蔽部９０６とが相違する。第１２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

コーティング部４２については、第４実施形態のコーティング部４２と同様であり、第４実施形態における説明を援用する。図２４、図２５に示すように、遮蔽部９０６は、環状保護部１６３ｃと、複数の脚部１６３と、結合部１６３ｂと、黒鉛シート４の外周縁部４１を支持する外周支持部１６３ｄとを備える。脚部１６３は、脚部１６３の下部において回路基板８と係合する係合部６３ａを有している。係合部６３ａの構成や形成方法は、第１実施形態の説明を援用する。

環状保護部１６３ｃは、コーティング部４２において外周縁部４２ｂと外周縁部近傍の環状の下面４２ｃとを下方から覆う環状の部分である。環状保護部１６３ｃは、コーティング部４２における外周縁部近傍の下面４２ｃから離間する構成でもよい。環状保護部１６３ｃは、コーティング部４２の下面４２ｃに接触していることが好ましい。環状保護部１６３ｃは、図２５に示すように、コーティング部４２の外周縁部４２ｂのうち角部を下方から覆う角部保護部分１６３ｅを含んでいる。

角部保護部分１６３ｅは、コーティング部４２の下面４２ｃから離間する構成でもよいが、下面４２ｃに接触している構成が好ましい。角部保護部分１６３ｅは、環状保護部１６３ｃにおける、角部保護部分１６３ｅを除く部分よりも、外周縁部４２ｂからの長さ寸法が長く形成されている。図２５に破線で示す外周縁部４２ｂから角部保護部分１６３ｅの内周縁部までの寸法は、外周縁部４２ｂから環状保護部１６３ｃの内周縁部までの寸法よりも長い。

外周支持部１６３ｄは、環状保護部１６３ｃから上方に延び出している部分であり、外周縁部４１に外側から接触している。外周支持部１６３ｄは、外周縁部４１の全周において外側から取り囲んでいることが好ましい。外周支持部１６３ｄは、欠けやすい外周縁部４１において黒鉛シート４の小片が剥がれ落ちないように保護している。

結合部１６３ｂは、伝熱部２１またはケース３と遮蔽部９０６とを結合する部分である。結合部１６３ｂは、伝熱部２１の一部またはケース３の一部を上下から挟むように保持する部分である。

第１２実施形態の冷却装置がもたらす作用効果について説明する。遮蔽部９０６は、コーティング部４２における外周縁部４２ｂを覆うように設けられている。この構成によれば、コーティング部４２は黒鉛シート４を強化し黒鉛シート４が剥がれることを抑制している。一方、外周縁部４２ｂは、コーティング部４２において外力や振動等によって破損しやすい部分である。遮蔽部９０６は、外周縁部４２ｂを覆うため、外周縁部においてコーティング部４２や黒鉛シート４が剥がれても、小片が基板に付着することを抑制できる。

遮蔽部９０６は、コーティング部４２の外周縁部４２ｂにおける少なくとも角部に下方から接触する環状保護部である。外周縁部４２ｂにおける角部は、外力や振動等によって破損しやすい部分である。遮蔽部９０６は、角部に下方から接触するため、角部を保護でき、角部においてコーティング部４２や黒鉛シート４が剥がれることを抑制できる。

遮蔽部９０６は、コーティング部４２の外周縁部４２ｂと、コーティング部４２における、外周縁部４２ｂの近傍の基板側の面とに接触する環状保護部である。この構成によれば、環状保護部は外周縁部４２ｂと基板側の面とに接触するため、外周縁部近傍におけるコーティング部４２や黒鉛シート４の剥がれを抑制できる。

＜第１３実施形態＞
第１３実施形態について、図２６を参照して説明する。第１３実施形態の冷却装置は、第１２実施形態に対して、遮蔽部として機能する網状部９を備える点が相違する。第１３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１２実施形態と同様であり、以下、第１２実施形態と異なる点について説明する。

図２６に示すように、網状部９は、コーティング部４２の基板側の面を覆うように設けられている。網状部９は、例えば、格子状、網目状、パンチ穴状のネットである。網状部９における開口の大きさは、例えば、外力や振動によって剥がれ得るコーティング部４２の小片よりも小さく設定されている。コーティング部４２は、黒鉛シート４よりも強度が高いため、外力や振動によって剥がれ得る破片が大きくなる。このため、網状部９を遮蔽部として機能させることができる。

第１２実施形態の遮蔽部は、コーティング部４２の基板側の面を覆うように設けられている網状部９である。この構成によれば、網状部９は黒鉛シート４から分離した小片を受け止めることができる。第１２実施形態の冷却装置は、発熱部品の放熱を促進でき、さらに黒鉛シート４の小片が基板に付着することを抑制できる。

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

前述の実施形態に冷却装置は、上下が逆になって、ヒートシンク部が下方に位置するように設置された構成でもよい。この場合、遮蔽部は、黒鉛シート４に上方において小片を受け止める機能を有する。明細書に記載の目的を達成可能な冷却装置は、各図に記載された冷却装置の上下が逆となるように設置された構成を含んでいる。

前述の実施形態において、一つの部品に含まれる主体部６１と脚部６３は、別部品であって、接着、溶着等により一体に形成された構成でもよい。また、主体部６１と脚部６３は、二色成形等により一体に形成された構成でもよい。

２…ヒートシンク部（外部放熱部）、３，１０３…ケース、４…黒鉛シート
５…熱伝導部、 ６，５０６…遮蔽部、７…電子部品（発熱部品）、８…回路基板（基板）
４０ｂ…被遮蔽面（基板側の面）

Claims (16)

1. 発熱部品（７）と、
   前記発熱部品が実装されている基板（８）と、
   外部に対して放熱可能に設けられた外部放熱部（２）と、
   前記外部放熱部において前記発熱部品側に位置する面に一体に設けられた、グラフェンを含む黒鉛シート（４）と、
   前記黒鉛シートの一部と前記発熱部品との両方に接触して、前記発熱部品の放熱を前記黒鉛シートに移動可能な熱伝導性を有する熱伝導部（５）と、
   前記基板における前記発熱部品が実装されていない部分と前記黒鉛シートとの間において、前記黒鉛シートにおける前記基板側の面（４０ｂ）を覆うように設けられている遮蔽部（６；５０６）と、
   を備える冷却装置。
2. 前記遮蔽部は、前記発熱部品の外周縁部を取り囲むように形成された内周縁部（６２ａ）を備える請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記内周縁部は、前記熱伝導部の下面を下方から支持する支持部に形成されている請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記遮蔽部は、前記熱伝導部の外周縁部（５１）と前記黒鉛シートとの間に入り込んで、前記外周縁部よりも内側に位置する内周縁部（１６２ａ）を備える請求項１に記載の冷却装置。
5. 前記遮蔽部は、前記熱伝導部の外周縁部（５１）を取り囲むように形成された内周縁部（２６２ａ）を備える請求項１に記載の冷却装置。
6. 前記内周縁部は、前記外周縁部に接触して、前記黒鉛シートにおいて前記熱伝導部に接触していない部分の面を覆っている請求項５に記載の冷却装置。
7. 前記黒鉛シートの前記基板側の面において前記熱伝導部に接触していない部分を少なくとも被覆するコーティング部（４２）をさらに備え、
   前記遮蔽部は、前記コーティング部における外周縁部（４２ｂ）を覆うように設けられている請求項１に記載の冷却装置。
8. 前記黒鉛シートの前記基板側の面において前記熱伝導部に接触していない部分を少なくとも被覆するコーティング部（４２）をさらに備え、
   前記遮蔽部は、前記コーティング部の外周縁部（４２ｂ）における少なくとも角部に接触する環状保護部（１６３ｃ）である請求項１に記載の冷却装置。
9. 前記黒鉛シートの前記基板側の面において前記熱伝導部に接触していない部分を少なくとも被覆するコーティング部（４２）をさらに備え、
   前記遮蔽部は、前記コーティング部の外周縁部（４２ｂ）と、前記コーティング部における、前記外周縁部の近傍の前記基板側の面（４２ｃ）とに接触する環状保護部（１６３ｃ）である請求項１に記載の冷却装置。
10. 前記黒鉛シートの前記基板側の面において前記熱伝導部に接触していない部分を少なくとも被覆するコーティング部（４２）をさらに備え、
    前記遮蔽部は、前記コーティング部の前記基板側の面を覆うように設けられている網状部（９）である請求項１に記載の冷却装置。
11. 前記黒鉛シートの前記基板側の面において前記熱伝導部に接触していない部分を少なくとも被覆するコーティング部（４２）をさらに備え、
    前記遮蔽部は、前記基板における前記発熱部品が実装されていない部分と前記コーティング部の前記基板側の面との間に設けられている請求項１に記載の冷却装置。
12. 前記遮蔽部は、前記基板に固定されている被固定部（６３；４６３；２６４）を有する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の冷却装置。
13. 前記遮蔽部は、前記外部放熱部に固定されている被固定部（６３；６１ａ）を有する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の冷却装置。
14. 前記基板、前記発熱部品および前記熱伝導部を収容するケース（３；１０３）を備え、
    前記遮蔽部は、前記ケースに一体に設けられている請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の冷却装置。
15. 前記遮蔽部は、前記黒鉛シートにおける前記基板側の面（４０ｂ）と前記熱伝導部の周囲とを埋めるように設けられたポッティング部（７０６）である請求項１に記載の冷却装置。
16. 前記遮蔽部は、前記黒鉛シートにおける前記基板側の面（４０ｂ）を覆いかつ前記基板上を埋めるように設けられたポッティング部（８０６）である請求項１に記載の冷却装置。

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