JP2022177406A - 伝熱構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的熱伝導率の低い遮蔽部材を挟んで伝熱対象との間にて伝熱させることが可能となる伝熱構造体を提供する。【解決手段】伝熱構造体５４０は、シート状に形成され、取付先部材（底部）１１ｂの被接着部１１ｄに接着可能である接着部３２ｂを有するシート部材３２と、取付先部材（底部）１１ｂより熱伝導率が高い部材で形成され、シート部材３２の配設部３２ｃに一体的に設けられ、かつ、取付先部材（底部）１１ｂに厚み方向に貫通するように形成された取付先貫通穴１１ｂ１内に伝熱対象２１ａに熱伝導可能な状態にて接触可能に収容可能である伝熱部材３１と、を備えている。【選択図】 図１Ｂ

Description

本発明は、伝熱構造体に関するものである。

伝熱構造体の一形式として、特許文献１には、１または２以上の熱源１１，１２，１３の表面を被覆する板であって熱源１１，１２，１３の表面の凹凸に対応する第一内表面３５を備えた放熱板３０と、放熱板３０の第一内表面３５に付着するシートであって熱源１１，１２，１３から放熱板３０に熱を伝える機能を有する熱伝導シート２０と、を備える放熱構造体１が開示されている。

特開２０１９－１４０２６２号公報

上述した特許文献１に開示されている放熱構造体においては、熱源の表面の凹凸に対応するとともに高い放熱性（伝熱性）を有することができる。しかし、伝熱対象（熱源）が比較的熱伝導率の低い遮蔽部材で遮蔽された場合に、遮蔽部材を挟んで伝熱対象との間にて伝熱することは容易ではなく、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材を挟んで伝熱対象との間にて伝熱させることが要請されている。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材を挟んで伝熱対象との間にて伝熱させることが可能となる伝熱構造体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る伝熱構造体は、シート状に形成され、取付先部材の被接着部に接着可能である接着部を有するシート部材と、前記取付先部材より熱伝導率が高い部材で形成され、前記シート部材の配設部に一体的に設けられ、かつ、前記取付先部材に厚み方向に貫通するように形成された取付先貫通穴内に伝熱対象に熱伝導可能な状態にて接触可能に収容可能である伝熱部材と、を備えたことを特徴とする。

この発明に係る伝熱構造体によれば、取付先部材に備えられた取付先貫通穴内に、伝熱対象に熱伝導可能な状態にて接触するように伝熱部材を収容して、取付先部材に伝熱構造体を取り付けることが可能となり、その結果、伝熱対象の熱を、伝熱部材を介してすなわち取付先部材を挟んで伝熱対象の反対側に伝熱させることが可能となる。換言すると、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材にて伝熱対象が遮蔽された場合において、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材を取付先部材とし、遮蔽部材に伝熱部材を設けることにより、伝熱対象の熱を、伝熱部材を介してすなわち取付先部材を挟んで伝熱対象との間にて伝熱させることが可能となる。

本発明による伝熱構造体においては、前記接着部は前記配設部を囲むように設けられていることが好ましい。これによれば、取付先貫通穴をシート部材によってシール（密閉）することが可能となる。

本発明による伝熱構造体においては、前記シート部材との間に空間を形成し、前記空間に前記伝熱部材を封入する封入部材を、さらに備えたことが好ましい。これによれば、伝熱構造体を比較的容易に製造することが可能となる。

本発明による伝熱構造体においては、前記伝熱部材は、前記シート部材の一方側に設けられる第１伝熱部材と、前記シート部材の他方側に設けられる第２伝熱部材と、を備えており、前記第１伝熱部材及び第２伝熱部材は、前記シート部材に密着されていることが好ましい。これによれば、伝熱構造体を比較的容易に製造することが可能となる。

本発明による伝熱構造体においては、前記シート部材は、厚み方向に貫通する１または複数のシート部材貫通孔を備えており、前記伝熱部材は、前記シート部材の一方側に設けられた第１伝熱部材と、前記シート部材の他方側に設けられた第２伝熱部材と、前記シート部材貫通孔内に設けられ前記第１伝熱部材と前記第２伝熱部材とを連結する連結部と、を備えていることが好ましい。これによれば、熱伝導性が比較的高い伝熱構造体を比較的容易に製造することが可能となる。

この発明によれば、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材を挟んで伝熱対象との間にて伝熱させることが可能となる伝熱構造体を提供することを目的とする。

本発明の第１実施形態に係る伝熱構造体５４０を適用した筐体１０を示す断面図である。 図１Ａに示す伝熱用一体構造体３０を示す断面図である。 図１Ａに示す第１ケーシング１１を示す外観斜視図である。 図１Ａに示す第１ケーシング１１を示す断面図である。 図１Ａに示す伝熱構造体５４０を示す断面図である。 第２実施形態に係る伝熱構造体４０を適用した伝熱用一体構造体５３０を示す断面図である。 図２Ａに示す伝熱構造体４０を示す断面図である。 第３実施形態に係る伝熱構造体１４０を示す断面図である。 第４実施形態に係る伝熱構造体２４０を示す断面図である。 第４実施形態に係る伝熱構造体２４０の変形例を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明による第１実施形態の伝熱構造体５４０を適用した筐体１０について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

図１Ａに示すように、筐体１０は、第１ケーシング１１と、第２ケーシング（蓋部材）１２と、を備えている。筐体１０内には、基板２０が収容されている。基板２０は、電子部品２１が実装されており、電子部品２１は、抵抗、コンデンサ、トランジスタ、マイクロプロセッサなどのＩＣ（集積回路；integrated circuit）などが挙げられる。電子部品２１のうちマイクロプロセッサなど比較的高温となる電子部品が伝熱対象である電子部品２１ａである。尚、電子部品２１ａは、マイクロプロセッサ以外のＩＣでもよく、トランジスタ、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ；field-effect transistor）、ＩＧＢＴ(絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ；insulated gate bipolar transistor)などのパワーデバイス（スイッチング素子）でもよい。また、本実施形態では、筐体１０内にマイクロプロセッサを実装した基板２０を収容するようにしたが、これに限定されず、伝熱対象２１ａとなる他の部材を収容するようにしてもよい。

伝熱対象２１ａとは、伝熱部材３１を介して放熱したり吸熱したり熱を伝える対象となる物である。すなわち、伝熱には、放熱及び吸熱を含んでいる。伝熱対象２１ａを降温（冷却）する場合には、伝熱対象２１ａの熱が伝熱部材３１を伝わり伝熱対象２１ａが放熱し冷却される。また、伝熱対象２１ａを冷却する場合には、伝熱対象２１ａより低温の熱源の低温の熱（低熱）が伝熱部材３１を伝わり伝熱対象２１ａが吸熱し冷却される。さらに、伝熱対象２１ａを昇温（加熱）する場合には、伝熱対象２１ａより高温の熱源の高温の熱（高熱）が伝熱部材３１を伝わり伝熱対象２１ａが吸熱し昇温される。尚、熱は、本来高温物体から低温物体へと移動し、その移動現象を伝熱というが、本明細書においては低温物体から高温物体への熱の移動も伝熱としている。

第１ケーシング１１は、図１Ｂ～図１Ｄに示すように、開口１１ａを有する箱状に合成樹脂材で形成されている。第１ケーシング１１は、底部１１ｂと壁部１１ｃとを有している。底部１１ｂと壁部１１ｃとは、一体的に形成されている。尚、合成樹脂材は、合成した高分子化合物により形成される材料であり、合成樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、第１ケーシング１１は、合成樹脂材以外の材料、例えば、木材、パラフィン、ナフタレンなどの有機固体材、セラミックス材、ガラスセラミックス材などで形成するようにしてもよい。

底部１１ｂは、多角形状（本実施形態では、四角形状である）に形成されており、底部１１ｂの上面周縁部には、壁部１１ｃの下端部が接続されている。尚、底部１１ｂは、多角形状に限定されず、円形状、楕円形状に形成されてもよく、この場合、壁部１１ｃは底部１１ｂの形状に応じた形状に形成される。

底部１１ｂは、上述した合成樹脂材で板状に形成されている。底部１１ｂは、厚み方向に貫通する貫通穴１１ｂ１が設けられている。このように、底部１１ｂは、板状に形成され、厚み方向に貫通する貫通穴１１ｂ１を備えた板状部である。貫通穴１１ｂ１の形状は、伝熱対象２１ａまたは熱伝導可能部材（後述する）の形状に応じて設定されるのが好ましい。例えば、伝熱対象２１ａが四角形状である場合には、貫通穴１１ｂ１の形状は、図１Ｃに示すように、四角形状に形成される。

図１Ｂに示すように、底部１１ｂひいては第１ケーシング１１には、伝熱構造体５４０が設けられている。すなわち、底部１１ｂひいては第１ケーシング１１は、伝熱構造体５４０が取り付けられる対象となる部材である取付先部材である。尚、貫通穴１１ｂ１は、取付先部材に形成された貫通穴である取付先貫通穴である。

伝熱構造体５４０は、図１Ｂに示すように、伝熱部材３１とシート部材である樹脂フィルム３２とを備えている。貫通穴１１ｂ１には、伝熱部材３１が設けられている。伝熱部材３１は、底部１１ｂより熱伝導率が高い部材で形成され、伝熱対象２１ａに熱伝導可能な状態にて接触可能に貫通穴１１ｂ１内に収容可能である。伝熱部材３１は、樹脂フィルム３２の配設部３２ｃに一体的に設けられている。尚、伝熱部材３１は、樹脂フィルム３２に接着剤などによる接着されてもよく、熱溶着などにより融着されてもよい。また、伝熱部材３１は、接着材を介さないで樹脂フィルム３２の配設部３２ｃに直接密着（粘着）させるようにしてもよい。

尚、伝熱部材３１は、底部（板状部）１１ｂより熱伝導率が高い部材で形成され、伝熱対象２１ａに熱伝導可能な状態にて接触できるように貫通穴１１ｂ１内に設けられ伝熱対象２１ａとの間にて伝熱する伝熱部であると言える。また、底部１１ｂと伝熱部材３１とは、一体的に形成されており、伝熱用一体構造体３０を形成する。ひいては、伝熱用一体構造体３０は、第１ケーシング１１と伝熱部材３１とにより形成することが可能となる。尚、熱伝導可能な状態（熱伝導可能状態）とは、本実施形態のように、基板２０など熱伝導可能な部材を介して伝熱対象２１ａと伝熱部材３１との間で間接的に伝熱する状態だけでなく、熱伝導可能な部材（熱伝導可能部材）を介さないで伝熱対象２１ａと伝熱部材３１との間で直接的に伝熱する状態を含む。換言すると、本実施形態のように、伝熱部材３１が直接接触する接触先が熱伝導可能部材である場合もあれば、接触先が伝熱対象２１ａである場合もある。

伝熱部材３１は、シリコーン系、ウレタン樹脂系、ゴム系などのベース材料に熱伝導性を有するフィラー（熱伝導性フィラー）を添加した材料（伝熱材）にて形成されている。シリコーン系の材料としては、１液硬化型シリコーン、２液硬化型シリコーンが挙げられる。例えば、１液硬化型シリコーンは、末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンを含有する主成分に、架橋材としての架橋性シリル基含有低分子化合物を含有したものである。１液硬化型シリコーンとしては、加熱脱水縮合型、湿気硬化型、脱オキシム型、脱酢酸型、過酸化物硬化反応型などのシリコーンが挙げられる。また、２液硬化型シリコーンは、末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンを含有する主剤と硬化剤の混合により硬化するものである。２液硬化型シリコーンとしては、付加重合型、脱アルコール縮合型などのシリコーンが挙げられる。

熱伝導性フィラーは、熱伝導率が高い材質にて粒子、粉状、粒状に形成されたものである。材質としては、金属や、酸化物系（アルミナ、チタン酸バリウム）、水酸化物系（ハイドロキシアパタイト）、窒化物系（窒化ケイ素）などのセラミックスなどが挙げられる。尚、伝熱部材３１が電気的絶縁性を要求される場合には、絶縁性の高い（電気伝導性の低い）材質を選択するのが好ましい。

伝熱部材３１の熱伝導率は、板状部である底部１１ｂの熱伝導率より大きい値に設定されるのが好ましい。例えば、底部１１ｂの熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ未満である場合には、伝熱部材３１の熱伝導率は、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるのが好ましく、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるのがより好ましく、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるのがさらに好ましい。

伝熱部材３１の硬度は、底部１１ｂの硬度より低いことが好ましい。底部１１ｂの硬度は、例えば、ショアＡ硬度１００以上であり、伝熱部材３１の硬度は、例えば、ショアＡ硬度５０以下であることが好ましい。これによれば、伝熱部材３１を、伝熱対象２１ａに接触している熱伝導可能部材や伝熱対象２１ａにより密着させることができ、すなわち伝熱部材３１の密着性をより向上させることができる。その結果、伝熱部材３１による放熱性（伝熱性）をより向上させることが可能となる。

伝熱部材３１の厚みは、底部１１ｂの厚みより大きい値に設定されていることが好ましい。伝熱部材３１が底部１１ｂから突出する突出量は、伝熱部材３１の上面及び下面（接触面）が接触先の被接触面とそれぞれ接触できる値に設定されている。例えば、突出量は、伝熱部材３１の接触面と対向する被接触面との距離に伝熱部材３１の潰し代を加算した値に設定するのが好ましい。これによれば、伝熱部材３１が底部１１ｂの表面及び裏面より突出させて配置することが可能となるので、伝熱部材３１を熱伝導可能部材である基板２０に直接的に接触（密着）させることができ、ひいては、伝熱部材３１を伝熱対象２１ａである電子部品２１ａに熱伝導可能な状態にて接触させることができる。その結果、伝熱部材３１による放熱性（伝熱性）をより向上させることが可能となる。また、他の部品を設けることなく、簡便な構造または低コストにて、伝熱部材３１を伝熱対象２１ａに接触させることが可能となる。

尚、伝熱部材３１の厚みが底部１１ｂの厚みより大きい値に設定されている場合であっても、伝熱部材３１の上面及び下面（接触面）が底部１１ｂから突出する場合もあれば、いずれか一方の接触面のみが底部１１ｂから突出する場合もある。この場合には、他方の接触面は底部１１ｂの表面より凹んでいるため、少なくともその凹んでいる量だけ被接触面を伝熱部材３１に向けて突出するように設定するのが好ましい。

また、伝熱部材３１の厚みは、底部１１ｂの厚みより小さい値に設定されるようにしてもよい。この場合、伝熱部材３１の接触面が底部１１ｂの表面より凹んでいるので、少なくともその凹んでいる量だけ被接触面を伝熱部材３１に向けて突出するように設定するのが好ましい。これにより、接触先である伝熱対象２１ａまたは伝熱対象２１ａに接触する熱伝導可能な部材（熱伝導可能部材）の被接触面を伝熱部材３１の表面に確実に接触させることができ、伝熱部材３１と接触先（伝熱対象２１ａや熱伝導可能部材）との接触性（密着性）を確実に確保することが可能となる。

図１Ｂに示すように、底部１１ｂの下面には、樹脂フィルム３２が貫通穴１１ｂ１を塞ぐように設けられている。樹脂フィルム３２は、シート状に形成され、取付先部材である底部１１ｂの被接着部１１ｄに接着可能である接着部３２ｂを有するシート部材である。樹脂フィルム３２の大きさは、貫通穴１１ｂ１の大きさより大きくなるように設定されている。樹脂フィルム３２の周縁部は、接着剤、両面テープなどの接着部材３２ａを介して貫通穴１１ｂ１の開口周縁部（被接着部１１ｄである。）に接着されている。また、樹脂フィルム３２の周縁部は、貫通穴１１ｂ１の開口周縁部と溶着されるようにしてもよい。樹脂フィルム３２の周縁部は、第１ケーシング１１の底部１１ｂの被接着部１１ｄに接着可能である接着部３２ｂである。これによれば、貫通穴１１ｂ１を樹脂フィルム３２によってシール（密閉）することが可能となる。接着部３２ｂは、樹脂フィルム３２にて伝熱部材３１が配設される配設部３２ｃを囲むように設けられるのが好ましい。これによれば、貫通穴１１ｂ１に配設された伝熱部材３１によって高い伝熱性を確保しながら、貫通穴１１ｂ１を樹脂フィルム３２によってシール（密閉）することが可能となる。また、樹脂フィルム３２は、貫通穴１１ｂ１に形成された伝熱部材３１を支持するためのものである。また、樹脂フィルム３２は、平面状に形成されるのが好ましい。

樹脂フィルム３２は、オレフィン系であるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ウレタン系、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（四フッ素化樹脂、ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（三フッ素化樹脂、ＰＣＴＦＥ））などの材料で形成されている。樹脂フィルム３２の厚みは、熱伝導性を考慮して例えば０．１～１．０ｍｍの範囲に設定されるのが好ましい。

壁部１１ｃは、底部１１ｂと同様に、合成樹脂材で板状に形成されている。壁部１１ｃは、底部１１ｂの辺の数に応じた数の複数の壁１１ｃ１～１１ｃ４により形成されている。壁１１ｃ１～１１ｃ４は、一体的に枠状に形成されている。

第２ケーシング１２は、図１Ａに示すように、第１ケーシング１１の開口１１ａを覆うように形成された蓋部材である。第２ケーシング１２は、第１ケーシング１１の底部１１ｂと同様な形状（すなわち、本実施形態では、四角形状）に形成されている。第２ケーシング１２は、第１ケーシング１１と同様に合成樹脂材で形成されている。第２ケーシング１２の下面周縁部は、第１ケーシング１１の壁部１１ｃの上端部に気密的ないし液密的に取り付けられている。筐体１０は、第１ケーシング１１及び第２ケーシング１２により形成されるシール性（気密性）の高い筐体である。

筐体１０には、図１Ａに示すように、ヒートシンクなどの放熱部材１３が設けられている。放熱部材１３は、支柱１３ｂを介して第１ケーシング１１（例えば、第１ケーシング１１の底部１１ｂ）に取り付けられている。これによれば、放熱部材１３が底部１１ｂに取り付けられることにより、樹脂フィルム３２が放熱部材１３の上面（裏面）と底部１１ｂの下面との間に挟持可能となり、樹脂フィルム３２に接着（固着）されている伝熱部材３１を貫通穴１１ｂ１により強固かつ確実に固定することが可能となる。尚、放熱部材１３は、支柱１３ｂなどの別部材を介することなく、樹脂フィルム３２に直接接着するようにしてもよい。また、放熱部材１３は、ＧＡＰフィラー、放熱シートなど密着性を有する放熱材を介して樹脂フィルム３２に接触するようにしてもよい。

放熱部材１３は、取付先や接触先（本実施形態では、樹脂フィルム３２）などに対して放熱・吸熱するための部材であり、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、銅などの金属材で形成されている。また、放熱部材１３は、金属材に限定されず、熱伝導率が高い材料（例えば、熱伝導率が７Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料）であればカーボン（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、カーボンナノチューブ（Ｃ）、水晶（ＳｉＯ_２）など他の材料で形成してもよい。放熱部材１３は、放熱・吸熱性能を増大するために表面積を増大させるような形状に形成されるのが好ましく、例えば、表面積増大部として板状または棒状のフィン１３ａを設ければよい。また、表面積増大部は、蛇腹状に形成してもよい。

尚、伝熱部材３１は、伝熱対象２１ａと熱伝導（熱交換）する相手（本実施形態では、放熱部材１３）に熱伝導可能状態にて接触できるように設けられるのが好ましい。この場合、伝熱部材３１は樹脂フィルム３２を含んで形成されているので、本実施形態では、熱伝導可能状態とは、熱伝導可能部材を介さないで伝熱対象２１ａと伝熱部材３１（樹脂フィルム３２）との間で直接的に伝熱する状態であると言える。尚、ＧＡＰフィラー、放熱シートなどの熱伝導可能部材を介する場合、この熱伝導可能部材を介して伝熱対象２１ａと伝熱部材３１（樹脂フィルム３２）との間で間接的に伝熱する状態であると言える。

前述した伝熱用一体構造体３０の製造工程（製造方法）について説明する。最初に伝熱構造体５４０を製造する（図１Ｅ参照）。伝熱構造体５４０は、伝熱部材３１を樹脂フィルム３２に接着剤などによる接着や融着などにより接着して製造される。その後、別に成形された第１ケーシング１１（図１Ｄ参照）に伝熱構造体５４０を取り付けることにより伝熱用一体構造体３０を製造する。このとき、伝熱構造体５４０の伝熱部材３１が取付先貫通穴１１ｂ１に挿入（収容）され、樹脂フィルム３２の周縁部（接着部３２ｂ）が、接着部材３２ａを介して貫通穴１１ｂ１の開口周縁部（被接着部１１ｄ）に接着される。

（第２実施形態）
さらに、図２Ａ，図２Ｂを参照して第２実施形態に係る伝熱構造体４０を適用した伝熱用一体構造体５３０を説明する。伝熱用一体構造体５３０は、伝熱構造体５４０に代えて伝熱構造体４０を備えた点で、上述した第１実施形態に係る伝熱用一体構造体３０と相違する。図２Ａに示すように、伝熱用一体構造体５３０は、第１実施形態と同様である第１ケーシング１１と伝熱構造体４０とを含んで形成されている。

図２Ａに示すように、伝熱構造体４０は、伝熱部材４１が第１ケーシング１１の底部１１ｂに設けられた貫通穴１１ｂ１に収容されるように、伝熱構造体４０が取り付けられる取付先部材である第１ケーシング１１に取り付けられている。貫通穴１１ｂ１には、伝熱構造体４０（特に第１伝熱部材４１ａ）が一体的に設けられている。底部１１ｂ（ひいては第１ケーシング１１）と伝熱構造体４０とは、一体的に形成されており、伝熱用一体構造体５３０を形成する。

伝熱構造体４０は、主として図２Ｂに示すように、シート部材４２と伝熱部材４１とを備えている。シート部材４２は、シート状に形成され、取付先部材である第１ケーシング１１の被接着部１１ｄ（図２Ａ参照）に接着可能である接着部４２ａを有する。シート部材４２は、平面状に形成されるのが好ましい。シート部材４２は、上述した樹脂フィルム３２と同様に、貫通穴１１ｂ１を塞ぐように設けられている。シート部材４２の大きさは、貫通穴１１ｂ１の大きさより大きくなるように設定されている。シート部材４２の周縁部は、接着剤、両面テープなどの接着部材３２ａを介して貫通穴１１ｂ１の開口周縁部に接着されている。シート部材４２の周縁部は、第１ケーシング１１の底部１１ｂの被接着部１１ｄに接着可能である接着部４２ａである。これによれば、貫通穴１１ｂ１をシート部材４２によってシール（密閉）することが可能となる。接着部４２ａは、シート部材４２にて伝熱部材４１が配設される配設部４２ｂを囲むように設けられるのが好ましい。これによれば、貫通穴１１ｂ１に配設された伝熱部材４１によって高い伝熱性を確保しながら、貫通穴１１ｂ１をシート部材４２によってシール（密閉）することが可能となる。

伝熱部材４１は、第１ケーシング１１（取付先部材）より熱伝導率が高い部材（例えば、上述した伝熱部材３１と同様の部材）で形成され、シート部材４２の配設部４２ｂに一体的に設けられ、かつ、第１ケーシング１１に厚み方向に貫通するように形成された取付先貫通穴である貫通穴１１ｂ１内に収容可能である伝熱部材である。

伝熱部材４１は、上述した伝熱部材３１と同様の伝熱材にて形成されている。伝熱部材４１は、シート部材４２の一方側（上側）に設けられた第１伝熱部材４１ａと、シート部材４２の他方側（下側）に設けられた第２伝熱部材４１ｂと、を備えている。第１伝熱部材４１ａ及び第２伝熱部材４１ｂは、シート部材４２に密着されている。具体的には、第１伝熱部材４１ａは、接着部材４１ａ１を介してシート部材４２の配設部４２ｂに接着により固定されている。第２伝熱部材４１ｂは、接着部材４１ｂ１を介してシート部材４２の配設部４２ｂに接着により固定されている。第１伝熱部材４１ａ及び第２伝熱部材４１ｂは、接着部材４１ａ１、接着部材４１ｂ１及びシート部材４２を挟んで対向するように配置されている。

接着部材４１ａ１、接着部材４１ｂ１及びシート部材４２は、伝熱部材４１全体として熱伝導率が所定値（例えば、２Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に維持可能である厚み、材料に設定されるのが好ましい。所定値は、伝熱部材３１の熱伝導率と同程度に設定されるのが好ましい。換言すると、伝熱部材４１は、接着部材４１ａ１、接着部材４１ｂ１及びシート部材４２も含めた伝熱部材４１全体として底部１１ｂ（板状部）より熱伝導率が高くなるように形成されるのが好ましい。尚、第１伝熱部材４１ａ及び第２伝熱部材４１ｂは、接着部材４１ａ１及び接着部材４１ｂ１をそれぞれ介さないでシート部材４２の配設部４２ｂに直接密着（粘着）させるようにしてもよい。

前述したように、伝熱部材４１は、底部１１ｂより熱伝導率が高い部材で形成され、伝熱対象２１ａに接触可能に貫通穴１１ｂ１内に設けられ伝熱対象２１ａとの間にて伝熱する伝熱部（上述した伝熱部材３１と同様の伝熱部）であると言える。尚、伝熱部材４１のうち貫通穴１１ｂ１に設けられている部分（本実施形態では、第１伝熱部材４１ａ）は、貫通穴１１ｂ１には接着されていない。また、第１伝熱部材４１ａは、接着剤などで貫通穴１１ｂ１に接着したり、シール剤などで貫通穴１１ｂ１に密着したりしてもよい。

尚、伝熱用一体構造体５３０の製造工程（製造方法）については、最初に伝熱構造体４０を製造し、その後、別に成形された第１ケーシング１１に伝熱構造体４０を取り付けることにより伝熱用一体構造体５３０を製造する。伝熱構造体４０は、第１伝熱部材４１ａ及び第２伝熱部材４１ｂをシート部材４２に接着して製造される。

（第３実施形態）
さらに、図３を参照して第３実施形態に係る伝熱用一体構造体の伝熱構造体１４０を説明する。第３実施形態に係る伝熱用一体構造体は、伝熱構造体４０に代えて伝熱構造体１４０を備えた点で、上述した第２実施形態に係る伝熱用一体構造体５３０と相違する。第３実施形態に係る伝熱用一体構造体は、第１実施形態と同様である第１ケーシング１１と伝熱構造体１４０とを含んで形成されている。

伝熱構造体１４０は、伝熱部材１４１が第１ケーシング１１の底部１１ｂに設けられた貫通穴１１ｂ１に収容されるように、伝熱構造体１４０が取り付けられる取付先部材である第１ケーシング１１に取り付けられている。貫通穴１１ｂ１には、伝熱構造体１４０（特に第１伝熱部材４１ａ）が一体的に設けられている。底部１１ｂ（ひいては第１ケーシング１１）と伝熱構造体１４０とは、一体的に形成されており、第３実施形態に係る伝熱用一体構造体を形成する。

伝熱構造体１４０は、図３に示すように、シート部材１４２と伝熱部材１４１とを備えている。シート部材１４２は、シート状に形成され、取付先部材である第１ケーシング１１の被接着部１１ｄに接着可能である接着部４２ａを有する。シート部材１４２は、上述したシート部材４２と同様に形成されている。シート部材１４２は、上述したシート部材４２と同様に、貫通穴１１ｂ１を塞ぐように設けられている。シート部材１４２の大きさは、貫通穴１１ｂ１の大きさより大きくなるように設定されている。シート部材１４２の周縁部は、接着剤、両面テープなどの接着部材３２ａを介して貫通穴１１ｂ１の開口周縁部に接着されている。シート部材１４２の周縁部は、第１ケーシング１１の底部１１ｂの被接着部１１ｄに接着可能である接着部４２ａである。接着部４２ａは、シート部材１４２にて伝熱部材１４１が配設される配設部４２ｂを囲むように設けられるのが好ましい。シート部材１４２は、厚み方向に貫通する１または複数のシート部材貫通孔１４２ｃを備えている。シート部材貫通孔１４２ｃは、配設部４２ｂの範囲内に設けられるのが好ましい。

伝熱部材１４１は、第１ケーシング１１（取付先部材）より熱伝導率が高い部材（例えば、伝熱部材４１と同様の部材）で形成され、シート部材１４２の配設部４２ｂに一体的に設けられ、かつ、第１ケーシング１１に厚み方向に貫通するように形成された取付先貫通穴である貫通穴１１ｂ１内に収容可能である伝熱部材である。

伝熱部材１４１は、上述した伝熱部材４１と同様の伝熱材にて形成されている。伝熱部材１４１は、シート部材１４２の一方側（上側）に設けられた第１伝熱部材４１ａと、シート部材１４２の他方側（下側）に設けられた第２伝熱部材４１ｂと、シート部材貫通孔１４２ｃ内に設けられ第１伝熱部材４１ａと第２伝熱部材４１ｂとを連結する１または複数の連結部１４１ｃと、を備えている。第１伝熱部材４１ａ及び第２伝熱部材４１ｂは、シート部材１４２を挟んで対向するように配置されている。第１伝熱部材４１ａ及び第２伝熱部材４１ｂは、シート部材１４２に密着（接着）されている。連結部１４１ｃは、１または複数のシート部材貫通孔１４２ｃ内に形成されている。このように、第１伝熱部材４１ａと第２伝熱部材４１ｂとが、１または複数の連結部１４１ｃを介してシート部材１４２を挟み込むことにより、伝熱部材１４１をシート部材１４２に強固に固定することが可能となる。

シート部材１４２及びシート部材貫通孔１４２ｃは、伝熱部材１４１全体として熱伝導率が所定値（例えば、２Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に維持可能である厚み、形状に設定されるのが好ましい。所定値は、伝熱部材３１の熱伝導率と同程度に設定されるのが好ましい。換言すると、伝熱部材１４１は、シート部材１４２も含めた伝熱部材１４１全体として底部１１ｂ（板状部）より熱伝導率が高くなるように形成されるのが好ましい。また、伝熱部材１４１は、伝熱部材４１と同様に、底部１１ｂより熱伝導率が高い部材で形成され、伝熱対象２１ａに接触可能に貫通穴１１ｂ１内に設けられ伝熱対象２１ａとの間にて伝熱する伝熱部（上述した伝熱部材３１と同様の伝熱部）であると言える。

尚、第３実施形態に係る伝熱用一体構造体の製造工程（製造方法）については、最初に伝熱構造体１４０を製造し、その後、別に成形された第１ケーシング１１に伝熱構造体１４０を取り付けることにより第３実施形態に係る伝熱用一体構造体を製造する。伝熱構造体１４０は、第１伝熱部材４１ａを所望の形状に形成するための型（治具）を、シート部材１４２の上面に設置し、第２伝熱部材４１ｂを所望の形状に形成するための型（治具）を、シート部材１４２の下面に設置した後、液状の伝熱材を流し込む。その後、伝熱材が硬化されて、伝熱構造体１４０が形成される（図３参照）。このとき、伝熱部材１４１は、シート部材貫通孔１４２ｃの壁面及びシート部材１４２に接着固定される。

（第４実施形態）
さらに、図４を参照して第４実施形態に係る伝熱用一体構造体の伝熱構造体２４０を説明する。第４実施形態に係る伝熱用一体構造体は、伝熱構造体４０に代えて伝熱構造体２４０を備えた点で、上述した第２実施形態に係る伝熱用一体構造体５３０と相違する。第４実施形態に係る伝熱用一体構造体は、第１実施形態と同様である第１ケーシング１１と伝熱構造体２４０とを含んで形成されている。

伝熱構造体２４０は、伝熱部材２４１が第１ケーシング１１の底部１１ｂに設けられた貫通穴１１ｂ１に収容されるように、伝熱構造体２４０が取り付けられる取付先部材である第１ケーシング１１に取り付けられている。貫通穴１１ｂ１には、伝熱構造体２４０が一体的に設けられている。底部１１ｂ（ひいては第１ケーシング１１）と伝熱構造体２４０とは、一体的に形成されており、第４実施形態に係る伝熱用一体構造体を形成する。

伝熱構造体２４０は、図４に示すように、シート部材４２と伝熱部材２４１と封入部材２４３とを備えている。シート部材４２は、シート状に形成され、取付先部材である第１ケーシング１１の被接着部１１ｄに接着可能である接着部４２ａを有する。シート部材４２は、貫通穴１１ｂ１を塞ぐように設けられている。シート部材４２の大きさは、貫通穴１１ｂ１の大きさより大きくなるように設定されている。

封入部材２４３は、シート部材４２との間に空間Ｓを形成し、空間Ｓに伝熱部材２４１を封入する部材である。封入部材２４３は、シート部材４２と同様の材料で形成されている。封入部材２４３は、空間Ｓを形成し伝熱部材２４１を収容可能である封入部２４３ａと、封入部２４３ａの周縁部に一体的に接続されてシート部材４２に接続するための接続部２４３ｂとを備えている。封入部２４３ａは、伝熱部材２４１が配設される配設部４２ｂを覆うように設定されるのが好ましい。接続部２４３ｂは、シート部材４２の周縁部に接着剤、熱圧着、溶着などにより接着されている。接続部２４３ｂは、接着剤、両面テープなどの接着部材３２ａを介して貫通穴１１ｂ１の開口周縁部に接着されている。シート部材４２の周縁部は、第１ケーシング１１の底部１１ｂの被接着部１１ｄに接着するための接着部４２ａである。接着部４２ａは、シート部材４２にて伝熱部材２４１が配設される配設部４２ｂを囲むように設けられるのが好ましい。

伝熱部材２４１は、第１ケーシング１１（取付先部材）より熱伝導率が高い部材（例えば、伝熱部材４１と同様の部材）で形成され、シート部材４２の配設部４２ｂに一体的に設けられ、かつ、第１ケーシング１１に厚み方向に貫通するように形成された取付先貫通穴である貫通穴１１ｂ１内に収容可能である伝熱部材である。

シート部材４２及び封入部材２４３は、伝熱部材２４１全体として熱伝導率が所定値（例えば、２Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に維持可能である厚み、形状に設定されるのが好ましい。所定値は、伝熱部材３１の熱伝導率と同程度に設定されるのが好ましい。換言すると、伝熱部材２４１は、シート部材４２及び封入部材２４３も含めた伝熱部材２４１全体として底部１１ｂ（板状部）より熱伝導率が高くなるように形成されるのが好ましい。また、伝熱部材２４１は、伝熱部材４１と同様に、底部１１ｂより熱伝導率が高い部材で形成され、伝熱対象２１ａに接触可能に貫通穴１１ｂ１内に設けられ伝熱対象２１ａとの間にて伝熱する伝熱部（上述した伝熱部材３１と同様の伝熱部）であると言える。

尚、第４実施形態に係る伝熱用一体構造体の製造工程（製造方法）については、最初に伝熱構造体２４０を製造し、その後、別に成形された第１ケーシング１１に伝熱構造体２４０を取り付けることにより第４実施形態に係る伝熱用一体構造体を製造する。第４実施形態に係る伝熱構造体２４０の製造工程（製造方法）の一つ目については、最初にシート部材４２に空間Ｓを形成しながら封入部材２４３を取り付け固定し、その後、空間Ｓ内に液状の伝熱材を流し込み、余分な空気を吸引する。その後、伝熱材が硬化されて、伝熱構造体２４０が形成される（図４参照）。このとき、伝熱部材２４１は、シート部材４２及び封入部材２４３に接着固定される。さらに、二つ目については、最初に伝熱部材２４１を所定形状（貫通穴１１ｂ１に応じた形状）に予め成形し、その後、その伝熱部材２４１をシート部材４２と封入部材２４３とにより挟み込んで内部の空気を吸引しながらシート部材４２と封入部材２４３との周縁部を融着する（真空ラミネート）。いずれの場合も、伝熱部材２４１は、シート部材４２と封入部材２４３に密着固定される。

また、上述した第４実施形態においては、平面状に形成したシート部材４２を採用したが、下方に突出する凸部２４２ｃを設けたシート部材２４２を採用するようにしてもよい。この場合、図５に示すように、凸部２４２ｃは、配設部４２ｂの範囲内に設けられるのが好ましく、封入部２４３ａに対応する位置に設けられるのが好ましい。凸部２４２ｃと封入部２４３ａとにより、伝熱部材２４１を収容する空間Ｓが形成されている。この変形例によれば、凸部２４２ｃの突出量を調整することで底部１１ｂの下面からの突出量を調整することが可能となり、伝熱構造体２４０との密着程度を調整することが可能となる。

（実施形態の作用・効果）
上述した実施形態に係る伝熱構造体４０，１４０，２４０，５４０は、シート状に形成され、取付先部材（底部）１１ｂの被接着部１１ｄに接着可能である接着部３２ｂ，４２ａを有するシート部材３２，４２，１４２，２４２と、取付先部材（底部）１１ｂより熱伝導率が高い部材で形成され、シート部材３２，４２，１４２，２４２の配設部３２ｃ，４２ｂに一体的に設けられ、かつ、取付先部材（底部）１１ｂに厚み方向に貫通するように形成された取付先貫通穴１１ｂ１内に伝熱対象２１ａに熱伝導可能な状態にて接触可能に収容可能である伝熱部材３１，４１，１４１，２４１と、を備えている。

この伝熱構造体４０，１４０，２４０，５４０によれば、取付先部材（底部）１１ｂに備えられた取付先貫通穴１１ｂ１内に、伝熱対象２１ａに熱伝導可能な状態にて接触するように伝熱部材３１，４１，１４１，２４１を収容して、取付先部材（底部）１１ｂに伝熱構造体４０，１４０，２４０，５４０を取り付けることが可能となり、その結果、伝熱対象２１ａの熱を、伝熱部材３１，４１，１４１，２４１を介してすなわち取付先部材（底部）１１ｂを挟んで伝熱対象２１ａの反対側に伝熱させることが可能となる。換言すると、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材にて伝熱対象２１ａが遮蔽された場合において、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材を取付先部材（底部）１１ｂとし、遮蔽部材に伝熱部材３１，４１，１４１，２４１を設けることにより、伝熱対象２１ａの熱を、伝熱部材３１，４１，１４１，２４１を介してすなわち取付先部材（底部）１１ｂを挟んで伝熱対象２１ａとの間にて伝熱させることが可能となる。さらには、比較的熱伝導率の低い遮蔽部材を挟んで伝熱対象２１ａとの間にて伝熱させることが可能となる伝熱構造体４０，１４０，２４０，５４０を提供することが可能となる。

また、伝熱構造体４０，１４０，２４０，５４０においては、接着部３２ｂ，４２ａは配設部３２ｃ，４２ｂを囲むように設けられていることが好ましい。これによれば、取付先貫通穴１１ｂ１をシート部材３２，４２，１４２，２４２によってシール（密閉）することが可能となる。さらには、取付先貫通穴１１ｂ１に配設された伝熱部材３１，４１，１４１，２４１によって高い伝熱性を確保しながら、取付先貫通穴１１ｂ１をシート部材３２，４２，１４２，２４２によってシール（密閉）することが可能となる。

また、伝熱構造体２４０においては、シート部材４２との間に空間Ｓを形成し、空間Ｓに伝熱部材２４１を封入する封入部材２４３を、さらに備えることが好ましい。これによれば、伝熱部材２４１を形成するための治具（型）を設けることなく、伝熱部材２４１を簡便に製造することが可能となり、ひいては、伝熱構造体４０，１４０，２４０，５４０を比較的容易に製造することが可能となる。

また、伝熱構造体４０，１４０においては、伝熱部材１４１，２４１は、シート部材４２，１４２の一方側に設けられる第１伝熱部材４１ａと、シート部材４２，１４２の他方側に設けられる第２伝熱部材４１ｂと、を備えており、第１伝熱部材４１ａ及び第２伝熱部材４１ｂは、シート部材４２，１４２に密着されていることが好ましい。これによれば、伝熱構造体４０，１４０を比較的容易に製造することが可能となる。

また、伝熱構造体１４０においては、シート部材１４２は、厚み方向に貫通する１または複数のシート部材貫通孔１４２ｃを備えており、伝熱部材１４１は、シート部材１４２の一方側に設けられた第１伝熱部材４１ａと、シート部材１４２の他方側に設けられた第２伝熱部材４１ｂと、シート部材貫通孔１４２ｃ内に設けられ第１伝熱部材４１ａと第２伝熱部材４１ｂとを連結する連結部１４１ｃと、を備えていることが好ましい。これによれば、熱伝導性が比較的高い伝熱構造体１４０を比較的容易に製造することが可能となる。

１１ｂ…取付先部材（底部）、１１ｂ１…取付先貫通穴（貫通穴）、１１ｄ…被接着部、２１ａ…伝熱対象、３１，４１，１４１，２４１…伝熱部材、３２…樹脂フィルム、３２，４２，１４２，２４２…シート部材、３２ｂ，４２ａ…接着部、３２ｃ，４２ｂ…配設部、４０，１４０，２４０，５４０…伝熱構造体、４１ａ…第１伝熱部材、４１ｂ…第２伝熱部材、１４１ｃ…連結部、２４３…封入部材、Ｓ…空間。

Claims (5)

1. シート状に形成され、取付先部材の被接着部に接着可能である接着部を有するシート部材と、
   前記取付先部材より熱伝導率が高い部材で形成され、前記シート部材の配設部に一体的に設けられ、かつ、前記取付先部材に厚み方向に貫通するように形成された取付先貫通穴内に伝熱対象に熱伝導可能な状態にて接触可能に収容可能である伝熱部材と、
   を備えたことを特徴とする伝熱構造体。
2. 前記接着部は前記配設部を囲むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の伝熱構造体。
3. 前記シート部材との間に空間を形成し、前記空間に前記伝熱部材を封入する封入部材を、さらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝熱構造体。
4. 前記伝熱部材は、前記シート部材の一方側に設けられる第１伝熱部材と、前記シート部材の他方側に設けられる第２伝熱部材と、を備えており、
   前記第１伝熱部材及び第２伝熱部材は、前記シート部材に密着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝熱構造体。
5. 前記シート部材は、厚み方向に貫通する１または複数のシート部材貫通孔を備えており、
   前記伝熱部材は、前記シート部材の一方側に設けられた第１伝熱部材と、前記シート部材の他方側に設けられた第２伝熱部材と、前記シート部材貫通孔内に設けられ前記第１伝熱部材と前記第２伝熱部材とを連結する連結部と、を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝熱構造体。

Images