JP2011199044A - ヒートシンク - Google Patents

Abstract

【課題】容易に組み立てることができ効率よく冷却することができるヒートシンクを提供する。
【解決手段】ヒートシンク２０は、発熱素子１０を冷却する。ヒートシンク２０は、基板１２に配設され、発熱素子１０が窪み部３１に載置する凹形状のベース部３０と、窪み部３１及びベース部３０の一端３０ａ側を覆うＬ字形状を有し、発熱素子１０を押さえ込み、発熱素子１０をベース部３０と共に挟み込み、ベース部３０と共に発熱素子１０を冷却するホルダー部５０とを有している。ベース部３０は、基板１２に形成される開口部１２ａを挿通して基板１２の裏面１２ｅに引っ掛かる爪部３２と、ホルダー部５０の一端５０ａが嵌め込まれる開口部３３とを、他端３０ｂ側に有している。ホルダー部５０は、開口部３３に嵌め込まれる嵌込部５１を一端５０ａに有し、基板１２に形成される切り欠きまたは図示しない開口部に嵌め込まれる嵌込部を他端に有している。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、放熱する電子機器の基板に嵌め込まれるヒートシンクに関する。

一般に筐体の内部には基板が配設されており、この基板には筐体を駆動させる電子機器が実装されている。このような電子機器は、放熱するために、電子機器を冷却する必要がある。そのために基板には、ヒートシンクが配設される必要がある。

例えば図２Ａと図２Ｂとに示すように、ヒートシンク２００は、基板１２０に配設され、電子機器において特に放熱する放熱部である発熱素子１００が載置するベース部３００と、発熱素子１００に載置され、発熱素子１００をベース部３００と共に挟み込みベース部３００と共に冷却するホルダー部５００とを有している。ヒートシンク２００は、発熱素子１００とベース部３００との間と、発熱素子１００とホルダー部５００との間とに配設され、発熱素子１００を冷却するクールシート１１３を有していても良い。

ベース部３００と発熱素子１００とホルダー部５００とには、基板１２０の裏面１２０ｃ側からビス等の固定部材１１４が貫通し、固定部材１１４によって固定される。ホルダー部５００を貫通した固定部材１１４の先端には、ワッシャー１１５とスプリングワッシャー１１６とナット１１７とが嵌合し、基板１２０からの固定部材１１４の抜けが防止されている。なお図２Ａでは、図示の明瞭化のために、ワッシャー１１５やスプリングワッシャー１１６などの一部の図示を省略している。

例えば特許文献１には、改良された放熱装置が開示されている。

特開２００５−２５９８６７号公報

上述したヒートシンク２００において、固定部材１１４は基板１２０の裏面１２０ｃ側から配設され、ナット１１７等は基板１２０の表面１２０ｄ側（ホルダー部５００側）に配設される。そのため固定部材１１４にナット１１７を嵌合する際に、基板１２０を傾ける必要があるが、このときクールシート１１３が、発熱素子１００とベース部３００との間と、発熱素子１００とホルダー部５００との間とから脱落する虞が生じる。

またワッシャー１１５やスプリングワッシャー１１６やナット１１７等を取り外す際に、ワッシャー１１５やスプリングワッシャー１１６やナット１１７等が表面１２０ｄに転がり、基板１２０を傷つけてしまう虞が生じる。またワッシャー１１５やスプリングワッシャー１１６やナット１１７等は、図２Ａに示すように並んで配設されているヒートシンク２００間に脱落すると、拾うことが容易ではない。

またベース部３００とホルダー部５００とが発熱素子１００とクールシート１１３とを挟み込む際、作業者によってベース部３００やホルダー部５００の位置ずれを起こす虞があり、発熱素子１００を効率よく冷却できない虞が生じる。

またヒートシンク２００を基板１２０に多数配設する場合、隣り合うヒートシンク２００が邪魔となる。また１つのヒートシンク２００に複数の発熱素子１００を配設する場合、隣り合う発熱素子１００が邪魔となる。これによりナット１１７を固定部材１１４に嵌合することが容易ではなく、ヒートシンク２００を基板１２０に配設することが困難となる。

上記の理由により、ヒートシンク２００の組立が困難となる虞が生じる。

そのため本発明は、上記事情に鑑み、容易に組み立てることができ効率よく冷却することができるヒートシンクを提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、放熱する放熱部を冷却するヒートシンクであって、基板に配設され、前記放熱部が窪み部に載置する凹形状のベース部と、前記窪み部及び前記ベース部の一端側を覆うＬ字形状を有し、前記放熱部を前記ベース部と共に挟み込み、前記ベース部と共に前記放熱部を冷却するホルダー部と、を具備し、前記ベース部は、前記基板に形成される第１の基板側開口部に引っ掛かる爪部と、前記ホルダー部の一端が嵌合する開口部とを、他端側に有し、前記ホルダー部は、前記開口部に嵌め込まれる第１の嵌込部を一端に有し、前記基板に形成される切り欠きまたは第２の基板側開口部に嵌め込まれる第２の嵌込部を他端に有し、バネ性を有していることを特徴とするヒートシンクを提供する。

また本発明は目的を達成するために、前記爪部は、Ｌ字形状を有し、前記基板に当接する前記ベース部の底面において、前記ベース部の他端に配設されていることを特徴とする上記に記載のヒートシンク。

また本発明は目的を達成するために、前記爪部は、前記ベース部の長手方向において前記ベース部の他端から前記ベース部の外側に向ってＬ字に折れ曲がっていることを特徴とする上記に記載のヒートシンク。

また本発明は目的を達成するために、前記開口部は、前記ベース部の他端の上端側に配設されていることを特徴とする上記に記載のヒートシンク。

また本発明は目的を達成するために、前記ベース部は、前記基板に形成される第３の開口部に嵌め込まれる突起部を前記底面に有していることを特徴とする上記に記載のヒートシンク。

また本発明は目的を達成するために、前記突起部は、前記ベース部の一端側に配設されていることを特徴とする上記に記載のヒートシンク。

また本発明は目的を達成するために、前記ベース部は、前記ホルダー部の他端が当接する前記ベース部の一端に面取り部を有していることを特徴とする上記に記載のヒートシンク。

本発明によれば、容易に組み立てることができ効率よく冷却することができるヒートシンクを提供することができる。

図１Ａは、基板に配設された本発明のヒートシンクを一端側から見た際の概略斜視図である。 図１Ｂは、基板に配設されたヒートシンクを他端側から見た際の概略斜視図である。 図１Ｃは、基板の概略斜視図である。 図１Ｄは、ヒートシンクを底面側から見た際の概略斜視図である。 図１Ｅは、発熱素子を挟むヒートシンクを基板に配設する際の側面図である。 図１Ｆは、ヒートシンクの変形例を示す概略斜視図である。 図２Ａは、一般的なヒートシンクの概略斜視図である。 図２Ｂは、発熱素子を挟む図２Ａに示す一般的なヒートシンクを基板に配設する際の側面図である。

以下、図１Ａ乃至図１Ｅを参照して本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
図示しない筐体の内部には基板１２が配設されており、この基板１２には筐体を駆動させる図示しない電子機器が実装されている。このような電子機器は、熱を発生し、放熱する放熱部である発熱素子１０を有しているために、発熱素子１０を冷却する必要がある。そのために基板１２には、発熱素子１０を冷却するヒートシンク２０が配設されている。

ヒートシンク２０は、基板１２に配設され、発熱素子１０が窪み部３１に載置する凹形状のベース部３０と、窪み部３１及びベース部３０の一端３０ａ側を覆うＬ字形状を有し、発熱素子１０を押さえ込み、発熱素子１０をベース部３０と共に挟み込み、ベース部３０と共に発熱素子１０を冷却するホルダー部５０とを有している。

ベース部３０は、例えば銅材によって形成され、熱伝導性を確保している。図１Ａに示すようにベース部３０は、図１Ｃに示すように基板１２に形成される開口部１２ａを挿通して基板１２の裏面１２ｅに引っ掛かる爪部３２と、ホルダー部５０の一端５０ａが嵌め込まれる開口部３３とを、他端３０ｂ側に有している。

図１Ａと図１Ｄとに示すように、爪部３２は、Ｌ字形状を有し、基板１２と当接するベース部３０の底面３０ｃの他端３０ｂに配設されている。爪部３２は、ベース部３０と一体であっても別体であってもよい。
爪部３２は、例えば鉤形状を有している。より詳細には、爪部３２は、基板１２と略同じ厚みを有する段差３２ａを形成するように、ベース部３０の長手方向において他端３０ｂからベース部３０の外側３０ｄに向ってＬ字に折れ曲がっている。

図１Ａに示すように、段差３２ａには、開口部１２ａの内周面と裏面１２ｅが当接する。段差３２ａは、ヒートシンク２０が外側３０ｄ側と上下方向とに移動することを防止するストッパーとして機能し、ヒートシンク２０を位置決めする。

開口部３３は、他端３０ｂの上端３０ｅ側に配設されている。

図１Ｃと図１Ｄとに示すように、ベース部３０は、基板１２に形成される開口部１２ｂに嵌め込まれる突起部３５を底面３０ｃに有していてもよい。突起部３５は、開口部１２ｂに嵌め込まれることで、ヒートシンク２０が前後左右方向に移動することを防止するストッパーとして機能する。突起部３５は、一端３０ａと他端３０ｂとの間に配設され、より詳細には一端３０ａ側に配設されていることが好適である。

また図１Ｂに示すように、ベース部３０は、ホルダー部５０の他端５０ｂが当接する一端３０ａに面取り部３６を有している。

ホルダー部５０は、例えば銅材によって形成され、所望なバネ性と熱伝導性とを確保している。図１Ａと図１Ｂとに示すように、ホルダー部５０は、開口部３３に嵌め込まれる嵌込部５１を一端５０ａに有し、図１Ｃに示すように基板１２に形成される切り欠き１２ｃまたは図示しない開口部に嵌め込まれる嵌込部５２を他端５０ｂに有している。

嵌込部５１は、開口部３３に引っ掛かる鈎爪形状を有している。また嵌込部５１側のホルダー部５０の一辺５０ｃは、図示しない締結部材によって発熱素子１０に密着する。また一辺５０ｃは、図示しない放熱媒体と接触するための接触面積と放熱するための放熱面積とを確保し、放熱するために、図１Ａと図１Ｂとに示すように、例えばＵ字形状を有している。

嵌込部５２は、切り欠き１２ｃと略同一形状を有し、ヒートシンク２０が前後左右方向に移動することを防止するストッパーとして機能し、ヒートシンク２０を位置決めする。

なお図１Ｅに示すように、発熱素子１０とベース部３０の間と、発熱素子１０とホルダー部５０との間とには、発熱素子１０を冷却するクールシート１３が配設されていてもよい。つまり発熱素子１０は、クールシート１３によって挟まれていてもよい。

次に本実施形態の動作方法について説明する。
爪部３２は開口部１２ａを挿通して基板１２の裏面１２ｅに引っ掛かり、段差３２ａは、開口部１２ａの内周面と裏面１２ｅとに当接する。これによりヒートシンク２０は、外側３０ｄ側と上下方向とに移動することを防止され、簡易に位置決めされる。

底面３０ｃが基板１２に載置すると、突起部３５は開口部１２ｂに嵌め込まれる。これにより、ヒートシンク２０は、前後左右方向に移動することを防止され、強固に位置決めされる。

なお爪部３２は他端３０ｂから外側３０ｄに向ってＬ字に折り曲がり、突起部３５は一端３０ａ側に配設されているために、爪部３２が裏面１２ｅに引っ掛かる際に突起部３５は邪魔にならず、また爪部３２が裏面１２ｅに引っ掛かった後、突起部３５は開口部１２ｂに嵌め込まれる。

次に、発熱素子１０は、窪み部３１に載置される。

そして嵌込部５１が開口部３３に嵌め込まれ、一辺５０ｃが発熱素子１０に密着した状態で、嵌込部５２が切り欠き１２ｃに押し込まれて嵌め込まれる。これによりホルダー部５０は、ベース部３０と共に発熱素子１０を挟み込む。
なおホルダー部５０は、所望なバネ性を確保しているために、嵌込部５１は開口部３３に嵌め込まれ、嵌込部５２は切り欠き１２ｃに押し込まれる。また嵌込部５２は、切り欠き１２ｃに押し込まれる際に一端５０ａに当接するが、面取り部３６によって摩耗や損傷を防止される。
また嵌込部５２が切り欠き１２ｃに嵌め込まれることで、ヒートシンク２０は、前後左右方向に移動することを防止され、より強固に位置決めされる。
そしてホルダー部５０は、ベース部３０と共に発熱素子１０を冷却する。なお一辺５０ｃはＵ字形状を有し、ホルダー部５０は例えば銅材によって形成されて熱伝導性を確保しているために、効率よく放熱する。

またクールシート１３が配設されている場合、クールシート１３は発熱素子１０を冷却する。なおクールシート１３は、発熱素子１０が窪み部３１に載置する前に予め窪み部３１に載置され、嵌込部５１が開口部３３に引っ掛かる前に発熱素子１０に載置される。

このように本実施形態では、爪部３２を裏面１２ｅに引っ掛け、開口部３３に嵌込部５１を嵌め込み、切り欠き１２ｃに嵌込部５２を嵌め込み、ホルダー部５０にバネ性を持たせることで、ヒートシンク２０を容易に組み立てることができ、ヒートシンク２０を容易に基板１２に固定することができ、発熱素子１０を効率よく冷却することができる。

また本実施形態では、爪部３２と嵌込部５２とによってヒートシンク２０を基板１２に固定できるために、固定のための部品点数を削減でき、部品の脱落を回避でき、部品の脱落による基板１２の損傷を防止でき、部品点数の削減によってヒートシンク２０をコンパクトにでき、設計の自由度を増加することができる。

つまり本実施形態では、ヒートシンク２０を固定するために、ナットなどを用いず爪部３２と嵌込部５２とを用いるために、基板１２を傾ける必要はなく、クールシート１３が脱落することを防止することができる。

また本実施形態では、爪部３２と嵌込部５２とを用いるために、ワッシャーやスプリングワッシャーなどの部材を用いず、基板１２を傷つけることなくヒートシンク２０を取り外すことができる。また本実施形態では、爪部３２はベース部３０に配設され、嵌込部５２はホルダー部５０に配設されるために、これらは脱落することは無く、ヒートシンク２０が並んで配設されていても、爪部３２と嵌込部５２とを拾うことも不要となる。

また本実施形態では、爪部３２と嵌込部５２とによって、作業者によらずにベース部３０とホルダー部５０との位置ずれを防止でき、発熱素子１０を効率よく冷却できる。

また本実施形態では、ヒートシンク２０を基板１２に多数配設する場合でも、爪部３２と嵌込部５２とによって、隣り合うヒートシンク２０が邪魔とならない。また本実施形態では、１つのヒートシンク２０に複数の発熱素子１０を配設する場合、発熱素子１０が窪み部３１に載置するのみでよいために、隣り合う発熱素子１０は邪魔とならない。これにより本実施形態では、ヒートシンク２０を基板１２に容易に固定することができる。

また本実施形態では、爪部３２と嵌込部５２とによってヒートシンク２０を基板１２に固定する作業工数を減少させることができる。

また本実施形態では、ホルダー部５０を銅材によって形成することで、所望なバネ性と熱伝導性とを確保できる。よって本実施形態では、嵌合部５１を容易に開口部３３に嵌め込むことができ、嵌合部５２を容易に切り欠き１２ｃに嵌め込むことができ、放熱することができる。

また本実施形態では、爪部３２と嵌込部５２とによって作業者の習熟度に依存することなくワンタッチに容易にヒートシンク２０を基板１２に固定することができる。

また本実施形態では、基板１２に開口部１２ａと切り欠き１２ｃを配設することで、ヒートシンク２０の大きさを自在に調整できるために、ヒートシンク２０の設計の自由度を増すことができる。

また本実施形態では、爪部３２を他端３０ｂから外側３０ｄに向ってＬ字に折り曲げ、突起部３５を一端３０ａ側に配設することで、爪部３２が裏面１２ｅに引っ掛かる際に突起部３５が邪魔にならず、また爪部３２が裏面１２ｅに引っ掛かった後、突起部３５を容易且つスムーズに開口部１２ｂに嵌め込むことができる。これにより本実施形態では、ヒートシンク２０を容易且つ短時間に基板１２に固定することができる。

また本実施形態では、段差３２ａを開口部１２ａの内周面と裏面１２ｅとに当接させることで、ヒートシンク２０が他端３０ｂ側と上下方向とに移動することを防止でき、ヒートシンク２０を簡易に位置決めすることができる。

また本実施形態では、開口部３３を上端３０ｅに配設することで、切り欠き１２ｃに嵌込部５２を容易に嵌め込むことができる。

また本実施形態では、突起部３５を底面３０ｃに配設することで、ヒートシンク２０が前後左右方向に移動することを防止でき、ヒートシンク２０を強固に位置決めすることができる。

また本実施形態では、面取り部３６によって嵌込部５２の摩耗や損傷を防止することができる。

また本実施形態では、嵌込部５２を切り欠き１２ｃに嵌め込むことで、ヒートシンク２０が前後左右方向に移動することを防止でき、ヒートシンク２０をより強固に位置決めすることができる。

なお本実施形態では、窪み部３１に載置する発熱素子１０の数は特に限定することはなく、図１Ｆに示すように、複数であっても良い。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

１０…発熱素子、１２…基板、１２ａ…開口部、１２ｂ…開口部、１２ｃ…切り欠き、１２ｅ…裏面、１３…クールシート、２０…ヒートシンク、３０…ベース部、３０ａ…一端、３０ｂ…他端、３０ｃ…底面、３０ｄ…外側、３０ｅ…上端、３１…窪み部、３２…爪部、３２ａ…段差、３３…開口部、３５…突起部、３６…面取り部、５０…ホルダー部、５０ａ…一端、５０ｂ…他端、５０ｃ…一辺、５１，５３…嵌込部。

Claims (1)

1. 放熱する放熱部を冷却するヒートシンクであって、
   基板に配設され、前記放熱部が窪み部に載置する凹形状のベース部と、
   前記窪み部及び前記ベース部の一端側を覆うＬ字形状を有し、前記放熱部を前記ベース部と共に挟み込み、前記ベース部と共に前記放熱部を冷却するホルダー部と、
   を具備し、
   前記ベース部は、前記基板に形成される第１の基板側開口部に引っ掛かる爪部と、前記ホルダー部の一端が嵌合する開口部とを、他端側に有し、
   前記ホルダー部は、前記開口部に嵌め込まれる第１の嵌込部を一端に有し、前記基板に形成される切り欠きまたは第２の基板側開口部に嵌め込まれる第２の嵌込部を他端に有し、バネ性を有していることを特徴とするヒートシンク。

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