JP2007243051A - 放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント板に搭載される電子部品が発生する熱を効率よく放熱しうる放熱装置に関し、高い放熱効率を実現しつつ、かつ複数の電子部品の高さの誤差を確実に吸収する手段を提供する。
【解決手段】電子部品４３Ａ，４３Ｂが搭載されるプリント基板４０上に対向離間して配置されると共に電子部品載位置と対応する位置に開口部が形成されてなる放熱板４１と、この放熱板４１に形成された開口部に挿通されると共に電子部品４３Ａ，４３Ｂと熱的に接続するネジ部４８Ａ，４８Ｂ及び放熱板４１と熱的に接続される熱接続部とを有してなる熱伝導ブロック４２Ａ、４２Ｂと、放熱板４１に配設されておりネジ部４８Ａ，４８Ｂと螺合する板バネ４５とを有しており、前記ネジ部４８Ａ，４８Ｂの長さを電子部品４３Ａ，４３Ｂと放熱板４１との離間距離に対応した長さとする。
【選択図】図２

Description

本発明は放熱装置に係り、特にプリント板に搭載される電子部品が発生する熱を効率よく放熱しうる放熱装置に関する。

従来から、プリント板に搭載される電子部品（例えば、ＬＳＩ；Large Scale Integration）が発生する熱を外部に放熱するために、放熱フィンを用いる技術があり、この技術は、通信装置においても適用されている。図２０に示す通信装置１は、電子部品が搭載されたプリント板２ａを有する複数のプラグインユニット２と、これらプラグインユニット２が挿設されるサブラック３とからなり、このサブラック３はサブラック搭載架４に格納される。なお、サブラック３は、冷却用のファン３ａをそなえており、このファン３ａによってサブラック３内には空気が流れ、これによりプラグインユニット２が冷却されるようになっている。

この通信装置１では、プラグインユニット２がサブラック３に挿入され、プラグインユニット２のコネクタ２ｂとサブラック３の内部にそなえられたバックプレーンコネクタ（図示略）とが接続され、プラグインユニット２とサブラック３とが電気的に結合される。

図２１は、プラグインユニット２を示す正面図である。同図に示すように、プラグインユニット２のプリント板２ａには複数の電子部品２ｃが搭載されており、これらの電子部品２ｃの中でも熱を発生する電子部品（以下、ＬＳＩともいう）２ｃ上には、破線で示すごとく、放熱用の放熱フィン５が配設されている。

ここで、図２２及び図２３を参照しながら、従来の放熱フィン５のＬＳＩ２ｃへの設置構造について説明する。図２２（Ａ），（Ｂ）に示す例では、リード２ｄを介してプリント板２ａに搭載されたＬＳＩ２ｃ上に、接着剤によって放熱フィン５が直接装着されている。

このように、ＬＳＩ２ｃの上面に接着剤で放熱フィン５を直接取り付ける場合には、放熱効率が高められる効果がある反面、ＬＳＩ２ｃの上面に印字もしくは貼り付けられている当該ＬＳＩ２ｃの型番や製造メーカ名等の文字を識別することができず、プリント板２ａの改造を行なう場合や故障が発生した場合等、係る文字を識別する必要が生じた場合には、ＬＳＩ２ｃ上に接着剤で装着された放熱フィン５を取り外さなくてはならず、作業が困難になる。

そこで、図２３（Ａ），（Ｂ）に示す例では、リード２ｄを介してプリント板２ａに搭載されたＬＳＩ２ｃに、放熱フィン固定用金具５ａを介して放熱フィン５が装着されている。なお、この例では、放熱フィン固定用金具５ａがＬＳＩ２ｃの上面に密接しながら、ＬＳＩ２ｃを覆うようにプリント板２ａに固着される。

このように、ＬＳＩ２ｃに放熱フィン固定用金具５ａを介して放熱フィン５を装着する場合には、放熱フィン５を容易に着脱することができ、放熱フィン固定用金具５ａによってＬＳＩ２ｃ上の文字が隠れていない限りは、ＬＳＩ２ｃ上の文字を容易に確認することができる。

しかしながら、この図２３に示す例では、放熱フィン固定用金具５ａをプリント板２ａに設置するための穴やスペースが必要になると共に、放熱フィン固定用金具５ａに放熱フィン５を着脱するためのスペースが必要になり、電子部品２ｃの高密度実装が困難になるという課題がある。

ところで、近年、各種電子部品の小型化や高密度集積化等が進んでおり、例えば、上述した通信装置１におけるプラグインユニット２においても、プリント板２ａ上の電子部品２ｃの高密度実装化が進み、これに伴ってプリント板２ａの高消費電力化が進む傾向にあり、プリント板２ａからの発熱量が増大している。更に、プリント板２ａに搭載されるＬＳＩ２ｃ自体も動作速度の高速化に伴って消費電力が益々増大しており、各ＬＳＩ２ｃからの発熱量自体も増大している。

そのため、図２２及び図２３に示した各ＬＳＩ２ｃに個別に放熱フィン５を装着するだけの技術では、放熱フィン５による放熱量がプリント板２ａの複数のＬＳＩ２ｃから発生される熱量に追いつかず、プリント板２ａ及び電子部品２ｃを十分に冷却することが困難になっている。

更に、プラグインユニット２のシートピッチが小さい場合や、プラグインユニット２をシールドカバーで覆う場合には、放熱フィン５の高さが制限されてしまうため、各ＬＳＩ２ｃに個別に放熱フィン５を装着する技術では、ＬＳＩ２ｃのジャンクション温度の許容値を満足することが困難になっている。

そのため、放熱フィン以外に放熱板を用いて電子部品（ＬＳＩ）が発生する熱を放熱する技術があり、例えば、プリント板に搭載された各素子（電子部品）に伝熱ピース（放熱フィン）を装着し、更に伝熱ピース上に伝熱板（放熱板）を装着する技術や（例えば、下記特許文献１参照）、プリント板に搭載された電子部品に、熱伝導性のマットを介してベローズを装着し、更にベローズに蓋（放熱板）を装着する技術（例えば、下記特許文献２参照）が提案されている。
特開平５−３１５７７７号公報 実開平５−５３２９３号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、プリント板に搭載される複数の電子部品の高さにばらつきがある場合には、電子部品の上面から放熱板までの距離が各電子部品によって異なってしまうため、複数の電子部品のそれぞれの高さに対応して、各放熱フィンの高さを調整しなければならず、放熱フィンの製造作業が煩雑になり、製造コストが嵩んでしまう。

従って、上記特許文献１には、放熱板における電子部品に対応する位置に板ばねを形成することによって、放熱フィンの高さを同一にした場合でも複数の電子部品の高さの誤差を吸収できるようにした技術が開示されている。

しかしながら、放熱板を加工して板ばねを形成すると、放熱板全体と、放熱板における放熱フィンと接触する部分との接合部分が小さくなり、放熱フィンから放熱板への熱伝導効率が低下してしまうため、放熱効率が低下してしまう。

更に、上記特許文献１には、複数の電子部品の高さの誤差を吸収するために、放熱フィンの代わりに熱伝導性ラバーを用いる技術が開示されているが、この技術は熱伝導性ラバーの圧縮性のみで各電子部品の高さの誤差を吸収するものであるため、各電子部品の高さの誤差が小さい場合にしか適用することができず、各電子部品の高さの誤差が大きい場合には適用することができない。また、上記特許文献２の技術は、放熱フィンではなく中空のベローズを用いているため、放熱板に対する熱伝導効率が低く、放熱効率が低いという課題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板に搭載された電子部品が発生する熱を放熱する際に、高い放熱効率を実現しながら、複数の電子部品の高さの誤差を確実に吸収しうる放熱装置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に本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明に係る放熱装置は、
電子部品が搭載される基板の電子部品実装面上に対向離間して配置されると共に、前記電子部品の搭載位置と対応する位置に開口部が形成されてなる放熱板と、
該放熱板に形成された開口部に挿通されると共に前記電子部品と熱的に接続するネジ部と、前記放熱板と熱的に接続される熱接続部とを有してなる熱伝導ブロックと、
前記放熱板に配設されており、前記熱伝導ブロックの前記ネジ部と螺合する板バネとを有しており、
前記ネジ部の長さを前記電子部品と前記放熱板との離間距離に対応した長さとしたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、熱伝導ブロックは板バネがネジ部と螺合することにより放熱板に装着される。この際、板バネのバネ力により熱接続部は放熱板に密着するため、放熱板と熱伝導ブロックとを確実に熱的に接続することができる。よって、電子部品で発生する熱は、熱伝導ブロックを介して確実に放熱板に熱伝達され、放熱される。

また、ネジ部が電子部品と当接した後に熱伝導ブロックを更に回動しても、板バネは弾性変形することによりネジ部のネジ山を乗り越えるため、それ以上に熱伝導ブロックが電子部品を押し付けるようなことはない。このため、熱伝導ブロックの過剰締め付けにより電子部品が損傷するようなことはない。また、バネ板のバネ力により、熱伝導ブロックの熱接続部は一定の力で放熱板に押し付けられるため安定した熱接続を行なうことができる。

また、ネジ部の長さが電子部品と放熱板との離間距離に対応した長さとされているため、ネジ部が電子部品に熱的に接続した後に更に熱伝導ブロックを締め付けようとしても、それ以上にネジ部は螺進することができないため、これによっても熱伝導ブロックの過剰締め付けにより電子部品が損傷することを防止できる。

また、請求項２記載の発明に係る放熱装置は、
電子部品が搭載される基板の電子部品実装面上に対向離間して配置されると共に、前記電子部品の搭載位置と対応する位置に開口部が形成されてなる放熱板と、
該放熱板に形成された開口部に挿通されると共に前記電子部品と熱的に接続するネジ部と、前記放熱板と熱的に接続される熱接続部とを有してなる熱伝導ブロックと、
前記放熱板に配設されており、前記熱伝導ブロックの前記ネジ部と螺合する板バネと、
前記ネジ部に配設されると共に螺進方向に位置調整可能な構成とされており、前記ネジ部の先端部と前記電子部品とを熱的に接続する補助熱伝導ブロックとを有することを特徴とするものである。

上記発明によれば、熱伝導ブロックは板バネがネジ部と螺合することにより放熱板に装着される。この際、板バネのバネ力により熱接続部は放熱板に密着するため、放熱板と熱伝導ブロックとを確実に熱的に接続することができる。よって、電子部品で発生する熱は、熱伝導ブロックを介して確実に放熱板に熱伝達され、放熱される。

また、ネジ部が電子部品と当接した後に熱伝導ブロックを更に回動しても、板バネは弾性変形することによりネジ部のネジ山を乗り越えるため、それ以上に熱伝導ブロックが電子部品を押し付けるようなことはない。このため、熱伝導ブロックの過剰締め付けにより電子部品が損傷するようなことはない。また、バネ板のバネ力により、熱伝導ブロックの熱接続部は一定の力で放熱板に押し付けられるため安定した熱接続を行なうことができる。

また、螺進方向に位置調整可能な補助熱伝導ブロックをネジ部に設け、この補助熱伝導ブロックによりネジ部の先端部と電子部品とを熱的に接続する構成としたことにより、ネジ部の長さを電子部品の基板からの高さに対応するよう調整する必要がなくなり、同一長さのネジ部を有した熱伝導ブロックを用いることが可能となる。このため、熱伝導ブロックを安価に製造でき、また開口部にネジ部を挿入する処理を容易に行なうことができる。

また、請求項３記載の発明は、
請求項２記載の放熱装置において、
前記電子部品の温度を検出する温度検出器を、前記補助熱伝導ブロック内に設けたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、温度検出器を補助熱伝導ブロック内に設けたことにより、温度検出器を電子部品に近接した位置に配置でき、かつ補助熱伝導ブロックは電子部品で発生した熱の熱伝導経路であるため、電子部品で発生した熱を高精度に検出することができる。

上記構成において、熱伝導ブロックを前記ネジ部の前記電子部品と熱的に接続される端部と反対側の端部に放熱フィンを設けた構成としてもよい。また上記構成において、前記放熱フィンにフィン溝を形成すると共に、前記熱伝導ブロックを回動させることにより前記フィン溝の向きを変更可能な構成としてもよい。また上記構成において、前記放熱板に放熱用の放熱溝を形成した構成としてもよい。更に、上記構成とされた放熱装置をプラグインユニットに設けた構成としてもよい。

本発明によれば、ネジ部が電子部品に熱的に接続した後に更に熱伝導ブロックを締め付けようとしても、それ以上にネジ部は螺進することができないため、熱伝導ブロックの過剰締め付けにより電子部品が損傷することを防止できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図１は、本発明の第１実施例である放熱装置３０Ａを適用したプラグインユニット３６及び通信装置を示している。放熱装置３０Ａを適用したプラグインユニット３６は、サブラック３３に挿設されるものであり、プラグインユニット３６が挿設されたサブラック３３はサブラック搭載架３４に搭載される。

プラグインユニット３６は、電子部品が搭載されるプリント基板４０の前端部にフロントパネル３８が設けられると共に、後端部分にコネクタ３７が設けられている。そして、プラグインユニット３６がサブラック３３に挿設される際に、コネクタ３７がサブラック３３の内部に設けられたバックプレーンコネクタ（図示略）と接続されることによって、プラグインユニット３６とサブラック３３とが電気的に結合される。また、サブラック３３にはファン３３ａが設けられており、このファン３３ａによってサブラック３３内に冷却風（空気）が流れ、サブラック３３内のプラグインユニット３６が冷却される。

ここで、第１実施例である放熱装置３０Ａの詳細説明に先立ち、説明の便宜上、放熱装置３０Ａの参考例となる放熱装置１０ｃについて説明する。図１９は、参考例である放熱装置１０ｃを示している。

図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示すごとく、放熱装置１０ｃは、大略すると共に伝熱性を有した放熱板１１´と熱伝導ブロック２３とにより構成されている。熱伝導ブロック２３は円筒形状をしており、その周面にはねじ溝が形成されている。更に、熱伝導ブロック２３の上面の中央部には、位置調整用の切り込み２３ａが設けられている。従って、放熱装置１０ｃでは、熱伝導ブロック２３自体が雄ねじとして機能するように構成されている。

また、放熱板１１´は、切り欠き１１ｇと、熱伝導ブロック２３を螺嵌するためのねじ穴１１ｈと、ねじ１３によって間隔ボルト１２と結合するための複数（ここでは２つ）の穴１１ａとが形成されている。そして、熱伝導ブロック２３が放熱板１１´のねじ穴１１ｈに螺嵌されることにより、熱伝導ブロック２はプリント板６ａに対しての高さが調整可能な構成となる。また、放熱板１１´が間隔ボルト１２を介してねじ１３によってプリント板６ａと結合されることにより、熱伝導ブロック２３は電子部品６ｃと密接する（熱的に接続する）。

このとき、放熱装置１０ｃの放熱板１１´は、複数のねじ１３がプリント板６ａに結合された間隔ボルト１２に結合する箇所（以下、結合部という）の近傍に切り欠き１１ｇが設けられているため、ねじ穴１１ｈに熱伝導ブロック２３が一定以上締め付けられると上記の結合部を起点として放熱板１１´が上方に撓むように変形する。

これにより発生するばね力は、熱伝導ブロック２３をプリント板６ａに向けて押圧する力となる。このため、熱伝導ブロック２３はプリント板６ａに押し付けられ、熱伝導ブロック２３の下面のいずれの部分においても電子部品６ｃと均一に接触することができる。

なお、熱伝導ブロック２３が電子部品６ｃに密接するよう、放熱板１１´の上面から熱伝導ブロック２３の上面にかけて、例えば粘着テープを貼り付ける構成としてもよい。これにより、熱伝導ブロック２３の緩みを防止することができる。

上記した参考例によれば、プリント板６ａに搭載された電子部品６ｃから発生された熱は、熱伝導ブロック２３から直接外部に放熱されると共に、熱伝導ブロック２３と放熱板１１´とが螺嵌される部分、すなわち、熱伝導ブロック２３の外周面とねじ穴１１ｈとの接触部分において、熱伝導ブロック２３を伝導する熱が、放熱板１１´に伝導されるため、伝熱性が高く、より高い放熱効率を実現することができる。

また、放熱板１１´に切り欠き１１ｇが設けられているため、放熱板１１´が熱伝導ブロック２３をプリント板６ａに向けて押圧するばね力を有することになり、このばね力によって熱伝導ブロック２３が電子部品６ｃに対して均一に接触することができるため、伝熱性が高くなり、より高い放熱効率を実現することができる。

更に、プリント板６ａに搭載された複数の電子部品６ｃの高さが異なる場合であっても、熱伝導ブロック２３を締め付ける、もしくは、緩めることによって、熱伝導ブロック２３を、プリント板６ａと交差する方向に容易に位置調整することができるため、複数の電子部品６ｃの高さの誤差を確実に吸収することができる。

このように、図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示した参考例に係る放熱装置１０ｃによれば、前記した特許文献１，２において発生する従来の問題点を解決することが可能となる。しかしながら、参考例に係る放熱装置１０ｃは上記したような種々の作用効果を実現できるものの、熱伝導ブロック２３が電子部品６ｃに当接した後に更に熱伝導ブロック２３を回動した場合、熱伝導ブロック２３は放熱板１１´に対して螺進してしまう。この場合、電子部品６ｃに対して過剰な加重に印加されるおそれがある。また、放熱板１１´と熱伝導ブロック２３との熱的な接続面積な小さいため、放熱効率も十分に得られないおそれがある。また、熱伝導ブロック２３を放熱板１１´に固定をテープを用いて固定した場合には、放熱の妨げやテープのはがれが起こる可能性ある。

以下説明する各実施例は、上記した参考例に係る放熱装置１０ｃの利点を保持しつつ、更に放熱装置１０ｃの有する不利な点を改良したものである。以下、本発明の各実施例について説明する。

図１及び図２は、本発明の第１実施例である放熱装置３０Ａを説明するための図である。放熱装置３０Ａは、大略するとプリント基板４０、放熱板４１、及び熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂ等により構成されている。プリント基板４０は例えば樹脂基板であり、その表面には複数の電子部品４３Ａ，４３Ｂが搭載されている。電子部品４３Ａ，４３Ｂは、そのプリント基板４０からの高さは一定ではなく種々の高さを有している。本実施例では、電子部品４３Ａのプリント基板４０からの高さＹ１（図６に示す）は、電子部品４３Ｂのプリント基板４０からの高さＹ２に比べて小さくなっている（Ｙ１<Ｙ２）。この各電子部品４３Ａ，４３Ｂは本実施例ではＬＳＩであり、発熱する部品である。

また、プリント基板４０の所定位置には間隔管５３が設けられている。間隔管５３は、固定ネジ５４によりプリント基板４０に固定されている。この間隔管５３は、後述する放熱板４１をプリント基板４０に対して所定距離だけ対向離間させてプリント基板４０に固定する機能を奏する。

放熱板４１は、熱伝導性の高い金属材（例えば、アルミニウム，銅等）からなる板状部材である。本実施例では、放熱板４１の上面は平坦面とされている。この放熱板４１は、図５に示されるように、開口部４４が形成されると共に板バネ４５が配設されている。開口部４４は円形の孔であり、後述する熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂが有するネジ部４８Ａ，４８Ｂが挿通される構成とされている。また、開口部４４の下端縁には、座繰り部４７が形成されている。なお、放熱板４１は、固定ネジ５２により前記した間隔管５３上に固定される。

図３は、板バネ４５を拡大して示している。図３（Ａ）は放熱板４１に固定された板バネ４５を示す図であり、図３（Ｂ）は板バネ４５のみを拡大して示している。板バネ４５はバネ材により形成されており、放熱板４１の背面で開口部４４の形成位置にネジ４６により固定されている。この板バネ４５の中央部分には中央開口部４５Ｃが形成されており、板バネ４５は中央開口部４５Ｃが開口部４４と対向するよう放熱板４１に固定される。

また、板バネ４５は、中央開口部４５Ｃに向け複数（本実施例では４つ）の板バネ先端部４５Ａが延出した構成となっている。この各板バネ先端部４５Ａの両側部分には凹部４５Ｂが形成されており、これにより板バネ先端部４５Ａは図２における上下方向（後述する４８Ａ，４８Ｂの螺進方向）に弾性変形可能な構成とされている。更に、板バネ４５が放熱板４１に固定された状態において、板バネ先端部４５Ａは放熱板４１に形成された座繰り部４７と対向するよう構成されている。よって、板バネ４５が放熱板４１に固定されても、板バネ先端部４５Ａの弾性変形は保持される。

熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂは熱伝導性の高い金属材からなり、放熱フィン部４９とネジ部４８Ａ，４８Ｂを一体的に形成した構成とされている。放熱フィン部４９は、多数のフィン溝５０が形成されており、これにより冷却風との接触面積が広くなるよう構成されている。また、平面視で放熱フィン部４９はネジ部４８Ａ，４８Ｂよりも大きく設定されており、従って放熱フィン部４９の背面でネジ部４８Ａ，４８Ｂとの間には平坦面が形成されている。この平坦面は、後述すように放熱板４１と熱接続する部位となる（以下、この平坦面を熱接続部５１という）。

ネジ部４８Ａ，４８Ｂは、前記した放熱板４１の開口部４４内に挿通される。また、ネジ部４８Ａ，４８Ｂが開口部４４内に挿入された際、放熱板４１に配設された板バネ４５の板バネ先端部４５Ａは、図４（Ａ）に示すようにネジ部４８Ａ，４８Ｂのねじ山５５に螺合するよう構成されている。このように、板バネ４５（板バネ先端部４５Ａ）がネジ部４８Ａ，４８Ｂに螺合することにより、回動させることにより熱伝導ブロック４２Ａ，４２は放熱板４１に対して上下方向に移動する。

また、本実施例では熱伝導ブロック４２Ａに設けられたネジ部４８Ａの長さＸ１（図５に示す）は、熱伝導ブロック４２Ｂに設けられたネジ部４８Ｂの長さＸ２に比べ長く設定されている（Ｘ１>Ｘ２）。即ち、ネジ部４８Ａ，４８Ｂの長さＸ１，Ｘ２は、放熱板４１をプリント基板４０に固定した状態における、電子部品４３Ａ，４３Ｂの上面と放熱板４１の上面との離間距離に対応した長さとされている。

また、ネジ部４８Ａの長さＸ１と電子部品４３Ａの高さ（Ｙ１）の加算値は、ネジ部４８Ｂの長さＸ２と電子部品４３Ｂの高さ（Ｙ２）との加算値と等しくなるよう構成されている（（Ｘ１＋Ｙ１）=（Ｘ２＋Ｙ２））。

続いて、上記構成とされた放熱装置３０Ａの組み立て手順について説明する。

放熱装置３０Ａを組み立てるには、図５に示すように熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂを放熱板４１の開口部４４に挿入する。開口部４４はネジ部４８Ａ，４８Ｂの直径よりも若干大きな直径を有しているため、ネジ部４８Ａ，４８Ｂは開口部４４を挿通し、板バネ４５の板バネ先端部４５Ａに係合する。そして、図６に示すように、各熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂの放熱フィン部４９を把持して回動させることにより、ネジ部４８Ａ，４８Ｂのねじ山５５は板バネ先端部４５Ａと螺着し、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂは放熱板４１に対して螺進する。図６は、熱接続部５１が放熱板４１に当接する位置まで、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂを螺進させた状態を示している。

この状態において、放熱板４１をプリント基板４０に固定する。具体的には、放熱板４１をプリント基板４０に立設された間隔管５３上に載置し、固定ネジ５２を間隔管５３に螺着することにより固定する。これにより、放熱板４１はプリント基板４０に対して間隔管５３の高さ距離だけ対向離間した状態となる。

また、放熱板４１がプリント基板４０（間隔管５３）に固定された状態において、ネジ部４８Ａ，４８Ｂの先端部は電子部品４３Ａ，４３Ｂの上面に接触する。この際、前記したように電子部品４３Ａ，４３Ｂはプリント基板４０に対する高さが異なっているが、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂに設けられたネジ部４８Ａ，４８Ｂの長さ（Ｘ１，Ｘ２）及び電子部品４３Ａ，４３Ｂの高さ（Ｙ１，Ｙ２）は、プリント基板４０と放熱板４１との離間距離に対応して設定されている。このため、放熱板４１をプリント基板４０に装着しても、電子部品４３Ａ，４３Ｂが熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂ（ネジ部４８Ａ，４８Ｂ）により過剰に押圧するようなことはなく、電子部品４３Ａ，４３Ｂの損傷を防止することができる。

上記のように放熱板４１がプリント基板４０に装着されると、続いて放熱フィン部４９を若干回動させて、ネジ部４８Ａ，４８Ｂが電子部品４３Ａ，４３Ｂと密着するようにする。これにより、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂは放熱板４１に対して若干量だけ上方に移動し、これにより板バネ先端部４５Ａとネジ部４８Ａ，４８Ｂの関係は、図４（Ｂ）に示すような状態となる（図４では、ネジ部４８Ａ，４８Ｂを総称してネジ部４８という）。即ち、板バネ先端部４５Ａは、若干上方に弾性変位した状態となる。前記したように、放熱板４１には座繰り部４７が設けられているため、この板バネ先端部４５Ａの変位は許容される。

また、板バネ４５が図４（Ｂ）に示すように弾性変形することにより、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂには板バネ４５の弾性変形によるバネ力が作用することとなる。このバネ力は、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂを電子部品４３Ａ，４３Ｂに向け押圧する力となる。このように、板バネ４５のバネ力により熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂが電子部品４３Ａ，４３Ｂと密着するため、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂが電子部品４３Ａ，４３Ｂとの熱的な接続を確実に行なうことができる。
また、電子部品４３Ａ，４３Ｂには、この板バネ４５によりバネ力以外の力は作用しないため、電子部品４３Ａ，４３Ｂを確実に保護することができる。

一方、板バネ４５によりバネ力は、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂに形成された熱接続部５１を放熱板４１の上面に押し付ける機能も奏する。これにより、熱接続部５１は放熱板４１の上面に確実に熱的に接続する。このバネ板４５のバネ力は一定の力であるため、ネジ部４８Ａ，４８Ｂが電子部品４３Ａ，４３Ｂに押し付けられる力、及び熱接続部５１が放熱板４１に押し付けられる力は一定となり、よって各密着部位において安定した熱接続を行なうことができる。

上記構成によれば、電子部品４３Ａ，４３Ｂに熱が発生した場合には、この熱はネジ部４８Ａ，ネジ部４８Ｂを介して放熱フィン部４９に熱伝導し、フィン溝５０が形成された放熱フィン部４９で放熱されると共に、熱接続部５１を介して放熱板４１にも熱伝導し、放熱板４１においても放熱される。この際、熱接続部５１は比較的広い面積を持たせることが可能であるため、熱接続部５１と放熱板４１との間における熱伝導性を高めることができる。

図２に二点差線で示す矢印は、電子部品４３Ａ，４３Ｂで発生した熱の放熱経路を示している。同図に示すように、本実施例に係る放熱装置３０Ａは、電子部品４３Ａ，４３Ｂで発生した熱を広い面積（熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂと放熱板４１）で放熱することができ、よって電子部品４３Ａ，４３Ｂを効率的に放熱することができる。

一方、本実施例では熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂが放熱板４１に対して回動可能な構成であるため、この熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂを過剰に回動してしまうことが考えられる。しかしながら、本実施例のように板バネ４５（板バネ先端部４５Ａ）がネジ部４８Ａ，４８Ｂのねじ山５５に係合（螺合）する構成では、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂを過剰に回動させようとしても、板バネ４５は弾性変形することによりネジ部４８Ａ，４８Ｂのネジ山５５を乗り越えるため、それ以上に熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂが電子部品４３Ａ，４３Ｂを押し付けるようなことはない。このため、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂの過剰締め付けにより電子部品４３Ａ，４３Ｂが損傷することを防止できる。

図７は、上記構成とされた放熱装置３０Ａを有したプラグインユニット３６が、サブラック３３（図１参照）に装着された状態を示す正面図である（サブラック３３等の図示は省略している）。前記ように、プラグインユニット３６にはファン３３ａが設けられており、本実施例では図７に示されるように、下から上に向けて冷却風が流れ構成とされている。

ここで、前記したように熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂは放熱板４１に対して回動可能な構成とされている。更に、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂが有する放熱フィン部４９にはフィン溝５０が形成されている。よって、放熱板４１に対する放熱フィン部４９の回動位置を任意（電子部品４３Ａ，４３Ｂとの熱接続を維持した範囲内において）に設定することが可能となり、これにより同図に示すように冷却風の流れを電子部品４３Ａ，４３Ｂの放熱に適した流れに制御することができる。

次に、図８乃至図１８を用いて、本発明の第２乃至第６実施例について説明する。なお、図８乃至図１８において、図１乃至図７で示した構成と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

図８は、本発明の第２実施例である放熱装置３０Ｂを示している。前記した第１実施例に係る放熱装置３０Ａは、熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂに設けられたネジ部４８Ａ，４８Ｂを高さの異なる電子部品４３Ａ，４３Ｂに密着させるのに、ネジ部４８Ａ，４８Ｂの長さ（Ｘ１，Ｘ２）を電子部品４３Ａ，４３Ｂの高さ（Ｙ１，Ｙ２）に対応させて変化させた構成とした。

しかしながら、この構成では、各電子部品４３Ａ，４３Ｂ毎に放熱板４１に対する熱伝導ブロック４２Ａ，４２Ｂの装着位置を決める必要があり、組み立て作業が面倒となることが考えられる。そこで、本実施例に係る放熱装置３０Ｂでは、熱伝導ブロック４２のネジ部４８は全て同一の長さとし、この長さをプリント基板４０に配設される電子部品４３Ａの内、高さが最も高いもの（図示の例では、電子部品４３Ｂ）に対応するよう設定する。この構成とした場合には、熱伝導ブロック４２が装着された放熱板４１をプリント基板４０に固定しても、ネジ部４８は電子部品４３Ｂに届かない。

そこで、本実施例では、電子部品４３Ａとネジ部４８との間に放熱シート５８を装着したことを特徴とするものである。この放熱シート５８は、樹脂ベースに熱伝導性が高いフィラーを混入したものである。この放熱シート５８は厚みを調整することは容易であり、また安価に製造することができる。

上記構成とされた放熱シート５８を電子部品４３Ａとネジ部４８との間に介装することにより、固定ネジ５２と電子部品４３Ａを確実に熱的に接続することが可能となり、かつ、全ての熱伝導ブロック４２についてネジ部４８を同一の長さとすることができる。よって、本実施例によれば、製品コストを上昇することなく、組み立て作業性を高めることができる。

図９乃至図１３は、本発明の第３実施例である放熱装置３０Ｃを示している。

第２実施例に係る放熱装置３０Ｂでは、放熱板４１に装着される熱伝導ブロック４２の均一化を図るため、放熱シート５８を電子部品４３Ａとネジ部４８との間に介装する構成とした。しかしながら、この構成では、放熱シート５８の厚さは調整することができず、電子部品４３Ａ，４３Ｂとネジ部４８との離間距離に対応して種々の厚さの放熱シート５８を用意する必要がある。具体的には、実際にはプリント基板４０には種々の高さを有する電子部品（半導体装置）が数十個配設されるため、この各々の電子部品の高さが種々存在する場合には、これに応じて放熱シート５８を用意するのは困難である場合がある。

そこで、本実施例に係る放熱装置３０Ｃは、放熱シート５８に代えて、ネジ部４８に対して高さ調整を可能とした補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂを設けたことを特徴とするものである。

補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂは円盤状の形状とされており、銅合金或いはアルミニウム等の熱伝導性の良好な材料により形成さている。この補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂの中央位置には、ネジ部４８と螺合するタップ部６１が形成されている。このタップ部６１は、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂの厚さ方向に対して所定位置まで形成されており、貫通して形成された構成とはされていない。よって、タップ部６１は、底部を有した構成とされている。この構成とすることにより、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂが電子部品４３Ａ，４３Ｂと密着した場合、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂと電子部品４３Ａ，４３Ｂとの接触面積を広くすることができる。

続いて、上記構成とされた放熱装置３０Ｂの組み立て手順について説明する。

放熱装置３０Ａを組み立てるには、図１０に示すように熱伝導ブロック４２を放熱板４１の開口部４４に挿入し、ネジ部４８を板バネ４５の板バネ先端部４５Ａに係合させる。続いて、図１１に示すように、各熱伝導ブロック４２の放熱フィン部４９を把持して回動させると、ネジ部４８のねじ山５５は板バネ先端部４５Ａと螺着し、熱伝導ブロック４２は放熱板４１に対して螺進する。

図１１は、熱接続部５１が放熱板４１に当接する位置まで、熱伝導ブロック４２を螺進させた状態を示している。この状態において、ネジ部４８に補助熱伝導ブロック６０Ａ．６０Ｂを装着する。本実施例では、大なる厚さ（図中Ｘ３で示す）を有する補助熱伝導ブロック６０Ａと、これよりも厚さが薄い（図中Ｘ４で示す）を有する補助熱伝導ブロック６０Ａの二種類を用いた例について説明するが、電子部品の高さバラツキが少ない場合には補助熱伝導ブロックは一つで済み、また高さバラツキが大きい場合には３種類以上の補助熱伝導ブロックを用いる構成としてもよい。

また、ネジ部４８に対する補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂの螺進度は、電子部品４３Ａ，４３Ｂの高さに応じて調整する。この調整は、予め電子部品４３Ａ，４３Ｂの高さは分かっており、またタップ部６１のタップピッチも既知であるため、実際の組み立て時においては、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂのネジ部４８に対する回転数として判断することができる。よって、ネジ部４８に対する補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂの螺進度も容易に設定することができる。図１２は、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂがネジ部４８に装着された状態を示している。

上記のようにネジ部４８に補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂが装着されると、この放熱板４１をプリント基板４０に固定する。これにより、放熱板４１はプリント基板４０に対して間隔管５３の高さ距離だけ対向離間した状態となる。このように、放熱板４１がプリント基板４０（間隔管５３）に固定された状態において、ネジ部４８の先端に設けられた補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂは電子部品４３Ａ，４３Ｂの上面に接触する。

この際、前記したように電子部品４３Ａ，４３Ｂはプリント基板４０に対する高さが異なっているが、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂをネジ部４８に設けたことにより、熱伝導ブロック４２と電子部品４３Ａ，４３Ｂを確実に熱的に接続することができる。また、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂのネジ部４８に対する螺進度は、前記のように電子部品４３Ａ，４３Ｂの高さに応じて行われているため、放熱板４１をプリント基板４０に装着しても、電子部品４３Ａ，４３Ｂが熱伝導ブロック４２により過剰に押圧するようなことはなく、電子部品４３Ａ，４３Ｂの損傷を防止することができる。

また、第１実施例と同様に、熱伝導ブロック４２には板バネ４５によるバネ力が作用するため、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂは電子部品４３Ａ，４３Ｂと確実に熱的に接続し、熱接続部５１も放熱板４１の上面に押し付けられるため安定した熱接続を行なうことができる。また、第２実施例と同様に組み立て作業の容易化を図ることができると共に、補助熱伝導ブロック６０Ａ，６０Ｂは放熱シート５８に比べて熱伝導性が高いため、より効率的に電子部品４３Ａ，４３Ｂに対する放熱処理を行なうことができる。

図１３は、上記構成とされた放熱装置３０Ｃを有したプラグインユニット３６が、サブラック３３に装着された状態を示す正面図である。本実施例においても、熱伝導ブロック４２は放熱板４１に対して回動可能な構成であるため、プラグインユニット３６の冷却に適した方向に冷却風を流すことが可能となる。

図１４及び図１５は、本発明の第４実施例である放熱装置３０Ｄを示している。なお、図１５は図１４におけるＡ−Ａ矢視図である。

上記した各実施例では、放熱板４１は平板形状とされていた。これに対して本実施例では、放熱板６５Ａに複数の放熱溝６６Ａを形成したことを特徴とするものである。本実施例では、ファン３３ａからの冷却風が下から上に向け流れるため、この冷却風の流れを円滑化し、電子部品４３Ａ，４３Ｂに対する熱のあおりを低減するため、放熱溝６６Ａは冷却風の流れと同一方向（図１４における上下方向）に延在するよう形成されている。

また、放熱板６５Ａに配設される熱伝導ブロック４２Ｃは、放熱フィン部４９の形状を円形とすると共に、フィン溝５０が放熱溝６６Ａと対応するよう形成されている。この構成とすることにより、放熱フィン部４９の放熱板６５Ａに対する回動位置を調整することにより、フィン溝５０と放熱溝６６Ａとが連続した構成とすることができる。

本実施例のように、放熱板６５Ａにも放熱溝６６Ａを形成し、冷却風との接触面積を増大させることにより、放熱板６５Ａによる放熱量をより大きくすることができ、電子部品４３Ａ，４３Ｂの放熱をより確実に行なうことが可能となる。

図１６は、本発明の第５実施例である放熱装置３０Ｅを示している。

本実施例においても、放熱板６５Ｂに放熱溝６６Ｂを形成した構成とされている。しかしながら、前記した第４実施例に係る放熱装置３０Ｄでは、放熱板６５Ａに形成される放熱溝６６Ａが同一幅の直線形状であったため、この内部を冷却風が下方から上方に向かい流れる際、全長において均一な流れとはならず、上部においては流速が低下して熱が篭ってしまう現象が発生するおそれがある。この場合、冷却風が流入する側（即ち、図における下部）においては効率の高い冷却を行なうことができるものの、冷却風が流出する側（図における上部）では放熱効率が悪くなり、同一の放熱板６５Ａにおいて放熱効率に差が生じてしまう可能性がある。

これに対して本実施例に係る放熱装置３０Ｅは、放熱板６５Ｂに形成された放熱溝６６Ｂの形状を直線形状とはせず、湾曲した形状としている。また、放熱板６５Ｂの中央部分に略三角形状を有する大きな溝部（以下、三角溝部６７という）を形成し、この三角溝部６７から左右に放熱溝６６Ｂが延出するよう構成した。また、放熱溝６６Ｂの延出長さは、放熱板６５Ｂの下方部分では長く、上方部分では短くなるよう設定した。

上記構成とすることにより、冷却風が流入する側と冷却風が流出する側とで放熱効率（冷却効率）を均一化することができる。よって、同一の放熱板６５Ｂ内に放熱むらが発生することを抑制でき、放熱板６５Ｂの全ての位置において、効率の高い放熱処理を行なうことが可能となる。なお、放熱溝６６Ｂの形状は、図１６に示した形状に限定されるものではなく、発熱源となる電子部品４３Ａ，４３Ｂの配設位置や放熱溝６６Ｂの幅等により適宜選定することが望ましい。

図１７及び図１８は、本発明の第６実施例である放熱装置３０Ｆを示している。

本実施例に係る放熱装置３０Ｆは、電子部品４３Ａ，４３Ｂの温度を検出する温度検出器７０を設け、この温度検出器７０が検出する電子部品４３Ａ，４３Ｂの温度によりファン３３ａによる冷却風の風量を制御することにより、放熱装置３０Ｆによる省電力化を図りつつ、電子部品４３Ａ，４３Ｂの放熱を確実に行なうよう構成したものである。

本実施例では、前記した第３実施例に係る放熱装置３０Ｃ（図９乃至図１４参照）で用いた補助熱伝導ブロックに温度検出器７０を組み込んだことを特徴としている。この温度検出器７０を組み込んだ補助熱伝導ブロック６７Ａ，６７Ｂは、図１８（補助熱伝導ブロック６７Ａのみ示す）に拡大して示すように、本体部６９内に形成されたキャビティ内に温度検出器７０を配設した構成とされている。この本体部６９は銅合金或いはアルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料により形成されており、かつ図１７に示すように補助熱伝導ブロック６７Ａ，６７Ｂは直接電子部品４３Ａ，４３Ｂと接触するものである。このため、温度検出器７０で測定される温度は、電子部品４３Ａ，４３Ｂの発熱温度と極めて近い値となる。

この温度検出器７０で測定された温度検出器７０の温度を示す温度信号は、リード７２等を介して制御装置７１に送られる。制御装置７１はマイクロコンピュータであり、予め温度検出器７０の温度に適したファン３３ａの駆動量が記憶されている。そして、制御装置７１は温度検出器７０からの温度信号に基づき、ファン３３ａが電子部品４３Ａ，４３Ｂを最も効率的に冷却しうる冷却風の風量（最適風量）を設定する。そして、ファン３３ａがこの最適風量の冷却風を生成するよう、ファン３３ａを駆動制御する。よって、本実施例に係る放熱装置３０Ｆによれば、放熱装置３０Ｆの省電力化を図りつつ、電子部品４３Ａ，４３Ｂの放熱を確実に行なうことが可能となる。

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
電子部品が搭載される基板の電子部品実装面上に対向離間して配置されると共に、前記電子部品の搭載位置と対応する位置に開口部が形成されてなる放熱板と、
該放熱板に形成された開口部に挿通されると共に前記電子部品と熱的に接続するネジ部と、前記放熱板と熱的に接続される熱接続部とを有してなる熱伝導ブロックと、
前記放熱板に配設されており、前記熱伝導ブロックの前記ネジ部と螺合する板バネとを有しており、
前記ネジ部の長さを前記電子部品と前記放熱板との離間距離に対応した長さとしたことを特徴とする放熱装置。
（付記２）
電子部品が搭載される基板の電子部品実装面上に対向離間して配置されると共に、前記電子部品の搭載位置と対応する位置に開口部が形成されてなる放熱板と、
該放熱板に形成された開口部に挿通されると共に前記電子部品と熱的に接続するネジ部と、前記放熱板と熱的に接続される熱接続部とを有してなる熱伝導ブロックと、
前記放熱板に配設されており、前記熱伝導ブロックの前記ネジ部と螺合する板バネと、
前記ネジ部に配設されると共に螺進方向に位置調整可能な構成とされており、前記ネジ部の先端部と前記電子部品とを熱的に接続する補助熱伝導ブロックとを有することを特徴とする放熱装置。
（付記３）
前記電子部品の温度を検出する温度検出器を、前記補助熱伝導ブロック内に設けたことを特徴とする付記２記載の放熱装置。
（付記４）
前記熱伝導ブロックは、前記ネジ部の前記電子部品と熱的に接続される端部と反対側の端部に放熱フィンを設けてなることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の放熱装置。
（付記５）
前記放熱フィンにフィン溝を形成すると共に、前記熱伝導ブロックを回動させることにより前記フィン溝の向きを変更可能な構成としたことを特徴とする付記４記載の放熱装置。
（付記６）
前記放熱板に放熱用の放熱溝を形成したことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の放熱装置。
（付記７）
付記１乃至７のいずれか１項に記載の放熱装置を有することを特徴とするプラグインユニット。

図１は、本発明の第１実施例である放熱装置が適用された通信装置を示す分解斜視図である。 図２は、本発明の第１実施例である放熱装置を示す断面図である。 図３は、本発明の第１実施例である放熱装置に設けられる板バネを示す平面図である。 図４は、板バネとネジ部との螺合位置を拡大して示す図である。 図５は、本発明の第１実施例である放熱装置の電子部品への取り付けを説明するための図である（その１）。 図６は、本発明の第１実施例である放熱装置の電子部品への取り付けを説明するための図である（その２）。 図７は、本発明の第１実施例である放熱装置により冷却風の流れを制御する方法を説明するための図である。 図８は、本発明の第２実施例である放熱装置を示す断面図である。 図９は、本発明の第３実施例である放熱装置を示す断面図である。 図１０は、本発明の第４実施例である放熱装置の電子部品への取り付けを説明するための図である（その１）。 図１１は、本発明の第４実施例である放熱装置の電子部品への取り付けを説明するための図である（その２）。 図１２は、本発明の第４実施例である放熱装置の電子部品への取り付けを説明するための図である（その３）。 図１３は、本発明の第４実施例である放熱装置により冷却風の流れを制御する方法を説明するための図である。 図１４は、本発明の第５実施例である放熱装置の正面図である。 図１５は、図１４におけるＡ−Ａ矢視図である。 図１６は、本発明の第６実施例である放熱装置の正面図である。 図１７は、本発明の第６実施例である放熱装置を説明するための断面図である。 図１８は、本発明の第６実施例である放熱装置の構成図である。 図１９は、本発明の参考例である放熱装置を説明するための図である。 図２０は、従来の一例である放熱装置が適用された通信装置を示す分解斜視図である。 図２１は、従来の放熱装置が適用されたプラグインユニットを示す正面図である。 図２２は、従来の放熱フィンのＬＳＩへの設置構造例を説明するための図である。 図２３は、従来の放熱フィンのＬＳＩへの設置構造例を説明するための図である。

符号の説明

３０Ａ〜３０Ｆ 放熱装置
３３ サブラック
３３ａ ファン
３６ プラグインユニット
４０ プリント基板
４１，６５Ａ，６５Ｂ 放熱板
４２，４２Ａ〜４２Ｄ 熱伝導ブロック
４３，４３Ａ，４３Ｂ 電子部品
４４ 開口部
４５ 板バネ
４８，４８Ａ，４８Ｂ ネジ部
４９ 放熱フィン部
５０ フィン溝
５１ 熱接続部
５８ 放熱シート
６０Ａ，６０Ｂ，６７Ａ，６７Ｂ 補助熱伝導ブロック
６１ タップ部
６６Ａ，６６Ｂ 放熱溝
７０ 温度検出器
７１ 制御装置

Claims (3)

1. 電子部品が搭載される基板の電子部品実装面上に対向離間して配置されると共に、前記電子部品の搭載位置と対応する位置に開口部が形成されてなる放熱板と、
   該放熱板に形成された開口部に挿通されると共に前記電子部品と熱的に接続するネジ部と、前記放熱板と熱的に接続される熱接続部とを有してなる熱伝導ブロックと、
   前記放熱板に配設されており、前記熱伝導ブロックの前記ネジ部と螺合する板バネとを有しており、
   前記ネジ部の長さを前記電子部品と前記放熱板との離間距離に対応した長さとしたことを特徴とする放熱装置。
2. 電子部品が搭載される基板の電子部品実装面上に対向離間して配置されると共に、前記電子部品の搭載位置と対応する位置に開口部が形成されてなる放熱板と、
   該放熱板に形成された開口部に挿通されると共に前記電子部品と熱的に接続するネジ部と、前記放熱板と熱的に接続される熱接続部とを有してなる熱伝導ブロックと、
   前記放熱板に配設されており、前記熱伝導ブロックの前記ネジ部と螺合する板バネと、
   前記ネジ部に配設されると共に螺進方向に位置調整可能な構成とされており、前記ネジ部の先端部と前記電子部品とを熱的に接続する補助熱伝導ブロックとを有することを特徴とする放熱装置。
3. 前記電子部品の温度を検出する温度検出器を、前記補助熱伝導ブロック内に設けたことを特徴とする請求項２記載の放熱装置。

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