JP3748733B2

JP3748733B2 - 電子機器の放熱装置

Info

Publication number: JP3748733B2
Application number: JP14271799A
Authority: JP
Inventors: 昭一塚田
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2019-05-24
Also published as: JP2000332472A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用音響機器などの各種電子機器に係り、特にパワートランジスタなどの電子部品が発生する熱を逃がすための電子機器の放熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発熱量の多い電子部品が用いられる電子機器では、電子部品からの熱を逃がすために放熱装置が使用される。図３は、車載用音響機器にて電子部品からの発熱を逃がすための放熱装置の従来例を示す斜視図である。
【０００３】
筐体１の一側面には放熱部材２が設けられている。この放熱部材２はヒートシンク（heat sink）と称されるものであり、アルミニウム合金などの熱伝導率の高い金属材料により形成されている。放熱部材２の外面には、機器の外側へ突出する複数の放熱フィン（放熱リブ）２ａが形成されている。筐体１内に設置された回路基板４には、発熱量の多い２個の電子部品３が実装されている。この電子部品３はオーディオアンプを構成するパワーＩＣであり、１個の電子部品が２チャンネルのオーディオアンプを構成するものとなっている。この電子部品３は、回路基板４上に実装された状態で、放熱部材２の内面２ｂに設置されている。そして、金属板により形成された一対のホルダ５が電子部品３を保持するように設置され、ホルダ５の両端部の固定部５ａ，５ａが前記放熱部材２に対してねじ６により固定されている。
【０００４】
電子部品３は放熱部材２の内面２ｂに密着して設置され、あるいは電子部品３と内面２ｂとの間に熱伝導率の高いシリコンオイルなどが塗布され、電子部品３からの熱が放熱部材２に伝達されて、主に放熱フィン２ａを有する外面から機器外部に放熱されるものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の放熱装置では、ホルダ５の両端部分を放熱部材２にねじ止めすることにより、電子部品３を保持する構成であるため、以下に示すような問題がある。
【０００６】
第１に、各電子部品３ごとにホルダ５をねじ止めする必要があるため、電子部品３の数に比例してねじ６（固定部材）の点数が増大するとともに、その組立て作業も煩雑となる。
【０００７】
第２に、上記従来の構成では、ホルダ５が幅方向に広がる固定部５ａを有するため、１個の電子部品３の取付け領域が左右方向に広く必要になる。よって複数の電子部品３を隣接して配置するのが困難である。
【０００８】
第３に、ねじ６，６の締め付けトルクにより電子部品３と放熱部材２との密着力が相違する。例えば締め付けトルクが小さいと電子部品と放熱部材２との密着力が弱くなりすぎ、締め付けトルクを大きくしすぎると電子部品３に過大なストレスが与えられ、電子部品を破損することも有り得る。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、ねじ締め作業を行うことなく電子部品を放熱部材に密着させることができ、またその密着力を安定させることができる電子部品の放熱装置を提供することを目的としている。
また本発明は、多数の電子部品を隣接して配置することが可能な電子部品の放熱装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機器本体に、発熱性の電子部品と、この電子部品の放熱面が当てられる設置平面を有する放熱部材と、前記電子部品の前記放熱面と逆側の背面を支えるホルダとが設けられた電子機器の放熱装置において、
前記ホルダには、前記放熱部材と間隔を開けて対向する支え面と、この支え面の先部に設けられた弾性変形可能な延長部とが金属板で一体に形成され、前記ホルダは、前記電子部品が実装される基板に支持され、
前記放熱部材には前記設置平面から所定の間隔を開けた位置に延びる押付け部が設けられ、前記ホルダの前記延長部が前記押付け部により前記設置平面側へ押さえられることにより、前記電子部品が前記支え面により押圧されて、前記電子部品の放熱面が前記設置平面に密着させられていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、放熱部材に設けられた押付け部がホルダを押圧することで、電子部品の放熱面が放熱部材の設置平面に密着させられる。よって放熱部材とホルダとをねじ締めなどしなくても、電子部品を放熱部材に密着させることができる。また放熱部材の設置平面と押付け部との間隔の寸法精度により電子部品と放熱部材との密着力が決まるため、電子部品と放熱部材との密着力が安定し、電子部品に過大なストレスを与えることもない。
【００１２】
また、前記ホルダには、前記支え面の両側部から前記放熱部材に向けて曲げられた一対の側板が設けられており、前記電子部品は、前記ホルダの支え面と前記側板とで３方向から囲まれていることが好ましい。
【００１３】
本発明では、電子部品を弾性力により放熱部材に密着させることができるため、電子部品と放熱部材との密着力が安定する。
【００１４】
また、前記電子部品の取付け側の基端部に間隔を開けて対向する支持部が設けられ、前記放熱部材が前記電子部品と前記支持部との間に差し込まれて装着され、この差し込み装着の際に、前記ホルダが前記押付け部で押し付けられる位置に挿入されるものとすることができる。
【００１５】
このように構成すると、放熱部材を電子機器の上方から差し込むことにより、放熱部材の取付けを完了でき、且つ電子部品を放熱部材に密着させることができる。
【００１６】
また、前記機器本体には、複数の電子部品とそれぞれの電子部品を支えるホルダとが並べられて設けられ、前記押付け部は、前記複数のホルダのそれぞれを押さえることができるように前記電子部品の並び方向に沿って設けられているものとすることが好ましい。
【００１７】
このように押付け部により複数の電子部品を放熱部材に密着させる構造にすると、電子部品を互いに接近させて多数配置でき、その配置に必要なスペースも狭くて済む。
【００１８】
なお、電子部品から延びるリード部が回路基板に半田付けされていると、複数の電子部品の取付け位置に若干のばらつきがあった場合であっても、押付け部で電子部品が放熱部材に押し付けられるときに、前記リード部が変形することで、前記位置のばらつきを吸収できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態として車載用の電子機器を示す部分斜視図、図２は図１を＋Ｙ方向から見た電子機器の断面図である。
【００２０】
図１は車載用の電子機器１０の側部を示しているものであり、筐体１１の左側板１１Ａが現れている。図１では省略するが、筐体１１Ａの前方（＋Ｙ方向）にはノーズ部が取り付けられており、このノーズ部に各種操作釦および表示装置などが設けられている。また筐体１１内には、テープカセットが装填されるテープ駆動部や、光ディスクが装填されるディスク駆動部などが収納されている。さらには筐体１１内にはチューナやＴＶ受像用などの各種電子回路が備えられている。この車載用の電子機器１０はオーディオアンプ内臓型であり、筐体１１内に設置された回路基板１３に、オーディオ回路や電源回路などを構成する電子部品が実装されている。
【００２１】
回路基板１３の左端部（−Ｘ側）には、発熱性の電子部品１４，１５および１６が実装されている。例えば、電子部品１５は４チャンネルのオーディオアンプを構成するパワートランジスタであり、電子部品１４，１６は電源回路を構成するパワー用ＦＥＴなどである。
【００２２】
１個で４チャンネルのオーディオアンプを構成する電子部品１５は、他の電子部品に比べて発熱する熱量が多くなる。またオーディオアンプ内臓型の電子機器１０は、上記のようにテープ駆動部、ディスク駆動部、チューナおよびＴＶ受像装置など各種装置を併せもつ多機能型であるため、その消費電力が大きい。よって、これら各種装置に電力を供給する電源回路を構成するパワーＦＥＴなどの電子部品１４，１６の発熱量も多くなる。
【００２３】
前記電子部品１４，１５および１６の基端部にはそれぞれリード端子１４ａ，１５ａ，１６ａが延びている。各リード端子１４ａ，１５ａ，１６ａは、回路基板１３に形成された複数のスルーホール１３ａ内にそれぞれ挿入され、回路基板１３の裏面側に形成された導電パターンに半田付けされている。これら電子部品１４，１５および１６は、図示Ｙ方向に一列に並んだ状態で回路基板１３上に実装されている。
【００２４】
図１および図２に示すように、前記各電子部品１４，１５および１６は、ホルダ２１，２２および２３により背面側から支えられている。各ホルダ２１，２２および２３は、薄い金属板を打抜き加工およびプレス加工することにより形成されている。なお、各ホルダ２１，２２および２３は幅方向の大きさが異なるが、その構成は同一であるため、以下では主に電子部品１４に装着されるホルダ２１について説明する。
【００２５】
電子部品１４の筐体内部側に向く背面（＋Ｘ側の面）は、ホルダ２１の支え面２１ａにより支えられる。この支え面２１ａの両側には、側板２１ｂ，２１ｂが曲げ形成されている。また側板２１ｂ，２１ｂの前縁部には、電子部品１４の放熱面（−Ｘ側の面）を保持する保持片２１ｃ，２１ｃが折り曲げ形成されている。このホルダ２１では、支え面２１ａの上端（＋Ｚ側）に二股形状の延長部２１ｄが設けられ、この延長部２１ｄが弾性変形可能となっている。基板１３に実装された状態でこの延長部２１ｄは電子部品１４の上方へ突出する。また前記支え面２１ａには、電子部品１４の背面方向（図示−Ｘ方向）へ突出する加圧部２１ｅが***形成（エンボス形成）されている。
【００２６】
前記ホルダ２１の下端では、前記側板２１ｂ，２１ｂから下方へ延長して延びる脚部２１f，２１ｆが一体に形成されており、その一部はさらに下方へ延びる支持片２１ｇ，２１gとなっている。各支持片２１ｇ，２１gには、外側方向へ互いにくの字状に曲げられた凸部２１ｈ，２１ｈが形成されている。前記支持片２１ｇ，２１ｇは、回路基板１３において前記スルーホール１３ａの側方に穿設された保持穴１３ｂ，１３ｂにそれぞれ挿通される。前記支持片２１ｇ，２１ｇが前記保持穴１３ｂ，１３ｂ内に上方から差し込まれると、前記凸部２１ｈ，２１ｈは保持穴１３ｂ，１３ｂ内を強制的に通過し、この凸部２１ｈ，２１ｈが基板１３の下面に掛止されることにより、ホルダ２１が基板１３から容易に抜けないように取付けられる。
【００２７】
図１に示すように、筐体１１の左側板１１Ａには切欠部１１Ｂが形成されており、この切欠部１１Ｂに放熱部材３０が取り付けられる。放熱部材３０は、例えばアルミニウム合金などの熱伝導率の高い金属材料により形成されている。
【００２８】
図１に示される放熱部材３０は、断面Ｌ字形状であり、その外側面および上面には、複数のリブ状の放熱フィンが形成されている。また、前記電子部品１４，１５および１６と対向する面には、機器本体内方に延びる押付け部３１が一体に形成されている。放熱部材３０の内面では、押付け部３１の下方に、電子部品１４，１５および１６の放熱面が密着する設置平面３２が形成されている。前記押付け部３１はこの設置平面３２と間隔を開けて設けられており、放熱部材３０の内面と押付け部３１との間には挿入溝３１ａが形成されている。図１に示すように、この押付け部３１は、全てのホルダ２１，２２，２３の延長部２１ｄ，２２ｄ，２３ｄを保持できるように、電子部品１４，１５，１６およびホルダ２１，２２，２３の並び方向（Ｙ方向）に沿って長く延びるように形成されている。
【００２９】
図１に示すように、設置平面３２には、電子機器１０の内部と外部との間における空気の出入りを確保する複数の挿通孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，…が穿設されており、放熱部材３０の内外での空気流通を可能とし放熱効果を高めることができるようになっている。
【００３０】
また図２に示すように、放熱部材３０の下端部には、前方（−Ｘ方向）に突出する係止部３３が形成されている。図１に示すように放熱部材３０の両端には、Ｕ字形状の取付け溝３４，３４が形成されている。
【００３１】
図１に示すように、筐体１１の前記左側板１１Ａの前記切欠部１１Ｂの両側部には、左側板１１Ａの一部を折り曲げた取付片１１Ｃ，１１Ｃおよび１１Ｃ′，１１Ｃ′がそれぞれ形成されている。前記取付片１１Ｃ，１１Ｃには、上記放熱部材３０の両端に形成されたＵ字形状の取付け溝３４，３４に対応する雌ねじ穴１１ａ，１１ａが穿設されている。また切欠部１１Ｂの下縁部には、左側板１１Ａの一部を筐体１１の内側に折り曲げた複数の台座部１１Ｅが形成されている。前記基板１３は、前記台座部１１Ｅ上に載せられた状態で筐体１１内に取付けられる。
【００３２】
また切欠部１１Ｂの下縁では、左側板１１Ａの一部をそのまま上方に延長させた支持部（支持片）１１Ｆが設けられている。図２に示すように、前記支持部１１Ｆは、基板１３に実装された各電子部品１４，１５，１６の基端部の前方に設けられている。前記支持部１１Ｆには、電子部品１４，１５，１６の方向へ突出する係止凸部１１Ｇが***形成されている。
【００３３】
次に、前記放熱部材３０の取付け方法を説明する。
各電子部品１４，１５，１６のリード端子１４ａ，１５ａ，１６ａが基板１３のスルーホール１３ａに挿入され、ホルダ２１，２２，２３の各支持片が基板１３の保持穴１３ｂに挿入された状態で、基板１３の裏面で半田付けされ、リード端子１４ａ，１５ａ，１６ａおよび各ホルダ２１，２２，２３が基板１３に固定される。この状態で、基板１３は台座部１１Ｅに設置され、ねじ止めなどにより筐体１１内に固定される。
【００３４】
放熱部材３０は、左側板１１Ａの真上からあるいは図２に示すように筐体１１の外方へやや傾けた姿勢で、切欠部１１Ｂ内へ装着される。
【００３５】
放熱部材３０の下端部は、電子部品１４，１５，１６の基端部とその前方に対向する支持部１１Ｆとの間に差し込まれる。放熱部材３０が図２の鎖線の状態から実線の状態に差し込まれると、放熱部材３０の下端に形成された係止部３３が、支持部１１Ｆから***形成された係止凸部１１Ｇの下側へ掛止される。また放熱部材３０の下端部が電子部品１４，１５，１６と支持部１１Ｆとの間で挟まれ、放熱部材３０が保持される。
【００３６】
放熱部材３０が図２において、実線で示す状態に差し込まれる途中過程で、ホルダ２１の上端の延長部２１ｄ、および他のホルダ２２と２３の延長部２２ｄ，２３ｄが、放熱部材３０の押付け部３１の内側の挿入溝３１ａ内に挿入される。前記延長部２１ｄ，２２ｄ，２３ｄは、いずれも各電子部品１４，１５，１６の上方へ突出しているが、この延長部２１ｄ，２２ｄ，２３ｄが押付け部３１により−Ｘ方向へ強制的に押え込まれる。よってこれら延長部２１ｄ，２２ｄ，２３ｄの変形弾性力により、ホルダ２１，２２，２３の加圧部２１ｅ，２２ｅ，２３ｅにより電子部品１４，１５，１６の背面が放熱部材３０の方向へ加圧され、電子部品１４，１５，１６の放熱面が放熱部材３０の設置平面３２に密着させられる。
【００３７】
なお、各電子部品１４，１５，１６の取付け位置に若干のばらつきがあっても、電子部品１４，１５，１６のリード端子１４ａ，１５ａ，１６ａが変形して、電子部品１４，１５，１６は前記設置平面３２に密着するようにその姿勢が変えられる。
【００３８】
放熱部材３０が図２の実線状態に挿入されると、その時点で放熱部材３０は電子部品１４，１５，１６およびホルダ２１，２２，２３との嵌合、および電子部品１４，１５，１６と支持部１１Ｆとの挟持により動くこと無く保持される。この状態で、放熱部材３０の両側部に形成された取付け溝３４，３４に外方から連結ねじを挿入し、左側板１１Ａの雌ねじ穴１１ａ，１１ａに螺着することにより、放熱部材３０と左側板１１Ａとが互いに連結されて固定される。
【００３９】
この放熱装置では、ホルダ２１，２２，２３と放熱部材３０とをねじで互いに固定しなくても、電子部品１４，１５，１６と放熱部材３０とが適度な力で確実に密着する。またホルダ２１，２２，２３と放熱部材３０とのねじ止めスペースが不要であるため、電子部品１４，１５，１６を隣接させて配置できる。
【００４０】
なお、各電子部品１４，１５，１６の放熱面と放熱部材３０の設置平面３２との間に、熱伝導率の高いシリコンオイルなどを塗布することにより、各電子部品１４，１５および１６の放熱をさらに効率良く行うことが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、放熱部材と電子部品の放熱面とが確実に且つ適度な力で密着できる。よって放熱部材と電子部品との密着が不十分になったり、あるいは電子部品に過大なストレスが作用するようなことがない。
【００４２】
また、放熱部材を機器本体（筐体）の切欠部などに上方またはやや斜め上方から差し込むだけで、この放熱部材を固定でき、また放熱部材と電子部品とを密着させることができ、組立作業が簡単である。
【００４３】
また複数の発熱性の電子部品を設ける場合にこの電子部品の間隔を狭めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として車載用の電子機器を示す部分斜視図、
【図２】図１を＋Ｙ方向から見た電子機器の断面図、
【図３】車載用音響機器にて電子部品からの発熱を逃がすための放熱装置の従来例を示す斜視図、
【符号の説明】
１０電子機器
１１Ａ左側板
１１Ｂ切欠部
１１Ｆ支持部
１４，１５，１６電子部品
２１，２２，２３ホルダ
２１ｄ，２２ｄ，２３ｄ延長部
２１ｅ加圧部
３０放熱部材
３１押付け部
３２設置平面

Claims

機器本体に、発熱性の電子部品と、この電子部品の放熱面が当てられる設置平面を有する放熱部材と、前記電子部品の前記放熱面と逆側の背面を支えるホルダとが設けられた電子機器の放熱装置において、
前記ホルダには、前記放熱部材と間隔を開けて対向する支え面と、この支え面の先部に設けられた弾性変形可能な延長部とが金属板で一体に形成され、前記ホルダは、前記電子部品が実装される基板に支持され、
前記放熱部材には前記設置平面から所定の間隔を開けた位置に延びる押付け部が設けられ、前記ホルダの延長部が前記押付け部により前記設置平面側へ押さえられることにより、前記電子部品が前記支え面により押圧されて、前記電子部品の放熱面が前記設置平面に密着させられていることを特徴とする電子機器の放熱装置。
前記ホルダには、前記支え面の両側部から前記放熱部材に向けて曲げられた一対の側板が設けられており、前記電子部品は、前記ホルダの支え面と前記側板とで３方向から囲まれている請求項１記載の電子機器の放熱装置。
前記電子部品の取付け側の基端部に間隔を開けて対向する支持部が設けられ、前記放熱部材が前記電子部品と前記支持部との間に差し込まれて装着され、この差し込み装着の際に、前記ホルダが前記押付け部で押し付けられる位置に挿入される請求項１または２記載の電子機器の放熱装置。
前記機器本体には、複数の電子部品とそれぞれの電子部品を支えるホルダとが並べられて設けられ、前記押付け部は、前記複数のホルダのそれぞれを押さえることができるように前記電子部品の並び方向に沿って設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器の放熱装置。
前記ホルダの前記支え面には、前記電子部品の背面を押圧する押圧部が***形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の電子機器の放熱装置。