JP4299796B2 - ヒートシンク固定構造 - Google Patents
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Description
本発明は、放熱のため発熱素子に取り付けるヒートシンクの固定構造に関するものである。
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む半導体等の電子部品（以下ＣＰＵ等とする。）においては、内部部品の高集積化、動作クロックの高周波数化に伴い、発熱量が増大化傾向にある。当該電子部品は、発熱による高温化が進むと電子部品の動作が安定しなくなったり、製品寿命が短くなるといった問題があった。
したがって、従来から電子部品の放熱には重点的な対策が取られている。例えば、ＣＰＵ等の発熱素子においては、プリント基板に当該ＣＰＵ等の発熱素子を半田付け等により取り付けた後、ヒートシンクをＣＰＵ等の電子部品の表面に密着させ、ヒートシンクにより放熱を促す方法が一般的に取られている。
したがって、従来から電子部品の放熱には重点的な対策が取られている。例えば、ＣＰＵ等の発熱素子においては、プリント基板に当該ＣＰＵ等の発熱素子を半田付け等により取り付けた後、ヒートシンクをＣＰＵ等の電子部品の表面に密着させ、ヒートシンクにより放熱を促す方法が一般的に取られている。
ここで、従来のヒートシンクをＣＰＵ等の発熱素子に密着させ固定する方法として、発熱素子を搭載するソケット等にヒートシンクを固定する構造を有するものであって、弾性ワイヤーからなる取り付け金具をソケット等にある係止部に引っ掛けることにより、ヒートシンクを発熱素子に固定する方法がある。かかる方法では、ヒートシンクの着脱を工具を使用せずに手指で簡単に行え、且つ確実にヒートシンクを保持でき、狭いフィン間等を利用した取り付けが可能で冷却性能を悪化させない固定構造を提供できるとされている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の例としては、ＣＰＵ等の発熱素子に直接ヒートシンクを取り付け固定するための構造を有するものや、プリント基板にヒートシンクを取り付け固定するための構造を有するものも考えられる。
特開２００１−３３２６７１（第１−５ページ、第１−７図）
また、他の例としては、ＣＰＵ等の発熱素子に直接ヒートシンクを取り付け固定するための構造を有するものや、プリント基板にヒートシンクを取り付け固定するための構造を有するものも考えられる。
特許文献１記載の発明では、ヒートシンクの着脱を工具を使用せずに手指で簡単に行え、且つ確実にヒートシンクを保持でき、狭いフィン間等を利用した取り付けが可能で冷却性能を悪化させない固定構造を提供できるとされている。しかし、ソケット等にヒートシンクを固定する構造を有する方式を採用すると、ソケット等にヒートシンクを固定するための余計な構造物が必要となり、当該ソケット等に当該構造物を設けるための設計上および製造上の手間が必要になる。
また、ＣＰＵ等の発熱素子に直接ヒートシンクを固定するための構造を有する方式も考えられる。しかし、その方式を採用しても、ソケット等に固定する構造を有する場合と同様に、ＣＰＵ等にヒートシンクを固定するための構造物が必要となり、当該ＣＰＵ等に当該構造物を設けるための設計上および製造上の手間が必要となるとともに、当該ＣＰＵ等の当該構造物自体に負荷がかかるためＣＰＵ等の当該構造物部分が変形する危険性があった。
また、ＣＰＵ等の発熱素子に直接ヒートシンクを固定するための構造を有する方式も考えられる。しかし、その方式を採用しても、ソケット等に固定する構造を有する場合と同様に、ＣＰＵ等にヒートシンクを固定するための構造物が必要となり、当該ＣＰＵ等に当該構造物を設けるための設計上および製造上の手間が必要となるとともに、当該ＣＰＵ等の当該構造物自体に負荷がかかるためＣＰＵ等の当該構造物部分が変形する危険性があった。
また、プリント基板にヒートシンクを取り付け固定する構造を有する方式も考えられるる。しかし、その方式を採用しても、ソケット等に固定する構造を有する場合と同様に、プリント基板にヒートシンクを固定するための構造物が必要となり、当該プリント基板に当該構造物を設けるための設計上および製造上の手間が必要になるとともに、当該プリント基板の当該構造物自体に負荷がかかりプリント基板の当該構造物部分が変形する可能性があった。
また、パチンコ、スロットマシン業界では、プリント基板に対する不正行為防止のため、プリント基板を基板ケースに入れるという方策がとられている。そのような構造を用いている電子機器については、当該基板ケースを有効に利用してヒートシンクを取り付ける細工をすることができれば、かかる課題を解決することができることとなる。
また、パチンコ、スロットマシン業界では、プリント基板に対する不正行為防止のため、プリント基板を基板ケースに入れるという方策がとられている。そのような構造を用いている電子機器については、当該基板ケースを有効に利用してヒートシンクを取り付ける細工をすることができれば、かかる課題を解決することができることとなる。
そこで本発明は、上記状況に鑑み以下の点を目的とする。
（請求項１）
すなわち、請求項１記載の発明は、ベースと、ベースに固定されるプリント基板と、プリント基板に取り付けられる発熱素子と、発熱素子の熱を発散するためのヒートシンクとを備えたヒートシンク固定構造であって、当該ヒートシンクはベースに固定するようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を必要としないようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子にかかる構造を有するための設計上および製造上の手間を省き、加えて、ソケット等、プリント基板および発熱素子に余計な負荷をかけずに、ヒートシンクをＣＰＵ等の発熱素子に密着させ固定することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
さらに、請求項１記載の発明は、ヒートシンクにはベースに固定される被固定部を設け、ベースには底板と、被固定部を固定可能に形成されている固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを設け、固定部は、ヒートシンクを発熱素子に載置した状態では被固定部まで達しないようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子に、強い負荷が加わった場合に弾性変形部が弾性変形するようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
（請求項１）
すなわち、請求項１記載の発明は、ベースと、ベースに固定されるプリント基板と、プリント基板に取り付けられる発熱素子と、発熱素子の熱を発散するためのヒートシンクとを備えたヒートシンク固定構造であって、当該ヒートシンクはベースに固定するようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を必要としないようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子にかかる構造を有するための設計上および製造上の手間を省き、加えて、ソケット等、プリント基板および発熱素子に余計な負荷をかけずに、ヒートシンクをＣＰＵ等の発熱素子に密着させ固定することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
さらに、請求項１記載の発明は、ヒートシンクにはベースに固定される被固定部を設け、ベースには底板と、被固定部を固定可能に形成されている固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを設け、固定部は、ヒートシンクを発熱素子に載置した状態では被固定部まで達しないようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子に、強い負荷が加わった場合に弾性変形部が弾性変形するようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
（請求項２）
すなわち、請求項２記載の発明は、ベースと、ベースに固定されるプリント基板と、プリント基板に取り付けられる発熱素子と、発熱素子の熱を発散するためのヒートシンクと、発熱素子とヒートシンクとの間に介在して発熱素子とヒートシンクとの間で熱伝達を行うための熱伝導シートとを備えたヒートシンク固定構造であって、当該ヒートシンクはベースに固定するようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を必要としないようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子にかかる構造を有するための設計上および製造上の手間を省き、加えて、ソケット等、プリント基板および発熱素子に余計な負荷をかけずに、ヒートシンクをＣＰＵ等の発熱素子に密着させ固定することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
さらに、請求項２記載の発明は、ヒートシンクにはベースに固定される被固定部を設け、ベースには底板と、被固定部を固定可能に形成されている固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを設け、固定部は、熱伝導シートを発熱素子の表面に載置するとともにヒートシンクを熱伝導シート上に載置した状態では、被固定部まで達しないようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子に、強い負荷が加わった場合に弾性変形部が弾性変形するようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
すなわち、請求項２記載の発明は、ベースと、ベースに固定されるプリント基板と、プリント基板に取り付けられる発熱素子と、発熱素子の熱を発散するためのヒートシンクと、発熱素子とヒートシンクとの間に介在して発熱素子とヒートシンクとの間で熱伝達を行うための熱伝導シートとを備えたヒートシンク固定構造であって、当該ヒートシンクはベースに固定するようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を必要としないようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子にかかる構造を有するための設計上および製造上の手間を省き、加えて、ソケット等、プリント基板および発熱素子に余計な負荷をかけずに、ヒートシンクをＣＰＵ等の発熱素子に密着させ固定することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
さらに、請求項２記載の発明は、ヒートシンクにはベースに固定される被固定部を設け、ベースには底板と、被固定部を固定可能に形成されている固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを設け、固定部は、熱伝導シートを発熱素子の表面に載置するとともにヒートシンクを熱伝導シート上に載置した状態では、被固定部まで達しないようにすることにより、ソケット等、プリント基板および発熱素子に、強い負荷が加わった場合に弾性変形部が弾性変形するようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
（請求項３）
すなわち、請求項３記載の発明は、上記の請求項１又は２記載の発明の目的に加えて、底板に、２本の長孔と当該２本の長孔の端部を連結する連結孔とを形成し、両長孔の間を弾性変形部としたことにより、ベースの底板に簡単な構造を加えることのみで固定部の変位を可能とするようにするようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
すなわち、請求項３記載の発明は、上記の請求項１又は２記載の発明の目的に加えて、底板に、２本の長孔と当該２本の長孔の端部を連結する連結孔とを形成し、両長孔の間を弾性変形部としたことにより、ベースの底板に簡単な構造を加えることのみで固定部の変位を可能とするようにするようにして、ソケット等、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができるようなヒートシンク固定構造を提供することを目的とする。
各請求項にそれぞれ記載された発明は、前述の目的を達成するためになされたものである。
なお、符号は、発明の実施の形態において用いた符号を示し、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
（請求項１）
（特徴点）
請求項１記載の発明は、次の点を特徴とする。
すなわち、請求項１記載の発明は、ベース（10）と、ベース（10）に固定されるプリント基板（30）と、ベース（10）と反対側に位置するようにプリント基板に（30）取り付けられる発熱素子（50）と、発熱素子（50）の熱を発散するためのヒートシンク（70）とを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンク（70）は、受熱面と放熱部（71）とを備え、受熱面が発熱素子（50）の表面に圧接するようにベース（10）に固定され、ヒートシンク（70）は、ベース（10）に固定される被固定部（74）を有し、ベース（10）は、底板（11）と、この底板（11）からヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて突出し、かつ、被固定部（74）を固定可能なように形成されている固定部（24）と、この固定部（24）をヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位可能な弾性変形部（15）とを有し、前記固定部（24）は、ヒートシンク（70）を発熱素子（50）の表面に載置した状態では被固定部（74）まで達しないように形成されていることを特徴とする。
（請求項２）
（特徴点）
請求項２記載の発明は、次の点を特徴とする。
すなわち、請求項２記載の発明は、ベース（10）と、ベース（10）に固定されるプリント基板（30）と、ベース（10）と反対側に位置するようにプリント基板に（30）取り付けられる発熱素子（50）と、発熱素子（50）の熱を発散するためのヒートシンク（70）と、発熱素子（50）とヒートシンク（70）との間に介在して発熱素子（50）とヒートシンク（70）との間で熱伝達を行うための熱伝達シート（60）とを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンク（70）は、受熱面と放熱部（71）とを備え、受熱面が熱伝達シート（60）に圧接するようにベース（10）に固定され、ヒートシンク（70）は、ベース（10）に固定される被固定部（74）を有し、ベース（10）は、底板（11）と、この底板（11）からヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて突出し、かつ、被固定部（74）を固定可能なように形成されている固定部（24）と、この固定部（24）をヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位可能な弾性変形部（15）とを有し、前記固定部（24）は、熱伝導シート（60）を発熱素子（50）の表面に載置するとともにヒートシンク（70）を熱伝導シート（60）上に載置した状態では、被固定部（74）まで達しないように形成されていることを特徴とする。
なお、符号は、発明の実施の形態において用いた符号を示し、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
（請求項１）
（特徴点）
請求項１記載の発明は、次の点を特徴とする。
すなわち、請求項１記載の発明は、ベース（10）と、ベース（10）に固定されるプリント基板（30）と、ベース（10）と反対側に位置するようにプリント基板に（30）取り付けられる発熱素子（50）と、発熱素子（50）の熱を発散するためのヒートシンク（70）とを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンク（70）は、受熱面と放熱部（71）とを備え、受熱面が発熱素子（50）の表面に圧接するようにベース（10）に固定され、ヒートシンク（70）は、ベース（10）に固定される被固定部（74）を有し、ベース（10）は、底板（11）と、この底板（11）からヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて突出し、かつ、被固定部（74）を固定可能なように形成されている固定部（24）と、この固定部（24）をヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位可能な弾性変形部（15）とを有し、前記固定部（24）は、ヒートシンク（70）を発熱素子（50）の表面に載置した状態では被固定部（74）まで達しないように形成されていることを特徴とする。
（請求項２）
（特徴点）
請求項２記載の発明は、次の点を特徴とする。
すなわち、請求項２記載の発明は、ベース（10）と、ベース（10）に固定されるプリント基板（30）と、ベース（10）と反対側に位置するようにプリント基板に（30）取り付けられる発熱素子（50）と、発熱素子（50）の熱を発散するためのヒートシンク（70）と、発熱素子（50）とヒートシンク（70）との間に介在して発熱素子（50）とヒートシンク（70）との間で熱伝達を行うための熱伝達シート（60）とを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンク（70）は、受熱面と放熱部（71）とを備え、受熱面が熱伝達シート（60）に圧接するようにベース（10）に固定され、ヒートシンク（70）は、ベース（10）に固定される被固定部（74）を有し、ベース（10）は、底板（11）と、この底板（11）からヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて突出し、かつ、被固定部（74）を固定可能なように形成されている固定部（24）と、この固定部（24）をヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位可能な弾性変形部（15）とを有し、前記固定部（24）は、熱伝導シート（60）を発熱素子（50）の表面に載置するとともにヒートシンク（70）を熱伝導シート（60）上に載置した状態では、被固定部（74）まで達しないように形成されていることを特徴とする。
ここで、「ベース（10）」は、プリント基板（30）を取り付けるための部材である。「ベース（10）」は、例えば、ＡＢＳ等の樹脂を用い一体的に形成できる。
また、「プリント基板（30）」は、ベース（10）に固定されている。また、「プリント基板（30）」は、ベース（10）側の面と反ベース（10）側の面とを有している。ここで、反ベース（10）側の面は、電子部品が取り付けられる面であり、ベース（10）側の面は、取り付けた電子部品が半田付け等をされることにより固定される面である。
また、「発熱素子（50）」は、ＣＰＵ等の電子部品を示す。「発熱素子（50）」は、内部部品の高集積化、動作クロックの高周波数化に伴い発熱量が増大し、動作の安定化および製品寿命を長く保つため放熱が必要になる。また、「発熱素子（50）」は、プリント基板（30）の反ベース（10）側の面に取り付けられる。「発熱素子（50）」は、一方の面をプリント基板側に取り付けられる取り付け面とし、他方の面は、外部に露出する表面としている。
また、「プリント基板（30）」は、ベース（10）に固定されている。また、「プリント基板（30）」は、ベース（10）側の面と反ベース（10）側の面とを有している。ここで、反ベース（10）側の面は、電子部品が取り付けられる面であり、ベース（10）側の面は、取り付けた電子部品が半田付け等をされることにより固定される面である。
また、「発熱素子（50）」は、ＣＰＵ等の電子部品を示す。「発熱素子（50）」は、内部部品の高集積化、動作クロックの高周波数化に伴い発熱量が増大し、動作の安定化および製品寿命を長く保つため放熱が必要になる。また、「発熱素子（50）」は、プリント基板（30）の反ベース（10）側の面に取り付けられる。「発熱素子（50）」は、一方の面をプリント基板側に取り付けられる取り付け面とし、他方の面は、外部に露出する表面としている。
なお、「発熱素子（50）」は、プリント基板（30）に直に取り付けても良いし、ソケット等を介して取り付けても良い。
また、「ヒートシンク（70）」は、発熱素子（50）が発生する熱を大気中に発散させるための部材を示す。したがって、「ヒートシンク（70）」は、例えば、アルミニウム等の熱伝達性および熱伝導性の良い材料を用いて形成できる。また、「ヒートシンク（70）」は、発熱素子（50）から熱を受け取る受熱面と受け取った熱を発散させるための放熱部（71）とを備えている。「ヒートシンク（70）」は、受熱面を発熱素子（50）の表面に圧接することにより発熱素子（50）の熱を受け取る。放熱部（71）は、表面積を増加させる部分を有することにより放熱効果を高めている。放熱部（71）は、表面積を増加させた形状を有すればその目的を達成できる。表面積を増加させる方法としては、例えば、複数の板状のフィンを備えたものや、複数のピンを備えたものが考えられる。
また、「ヒートシンク（70）」は、発熱素子（50）が発生する熱を大気中に発散させるための部材を示す。したがって、「ヒートシンク（70）」は、例えば、アルミニウム等の熱伝達性および熱伝導性の良い材料を用いて形成できる。また、「ヒートシンク（70）」は、発熱素子（50）から熱を受け取る受熱面と受け取った熱を発散させるための放熱部（71）とを備えている。「ヒートシンク（70）」は、受熱面を発熱素子（50）の表面に圧接することにより発熱素子（50）の熱を受け取る。放熱部（71）は、表面積を増加させる部分を有することにより放熱効果を高めている。放熱部（71）は、表面積を増加させた形状を有すればその目的を達成できる。表面積を増加させる方法としては、例えば、複数の板状のフィンを備えたものや、複数のピンを備えたものが考えられる。
なお、発熱素子（50）とヒートシンク（70）との間には何も介在させずに、発熱素子（50）とヒートシンク（70）とを直に密着させて熱伝達を行っても良いし、発熱素子（50）とヒートシンク（70）との間に熱伝導シート（60）やシリコングリス等を介在させて熱伝達を行っても良い。
またここで、「被固定部（74）」は、ヒートシンク（70）をベース（10）に固定するための構造を有する部分をいう。例えば、固定部（24）にヒートシンク（70）を固定するためのメスネジを形成している場合は、ヒートシンク（70）の所定の位置に固定用の孔を設ける。ヒートシンク（70）を固定するときは、この固定用の孔に、ヒートシンクを固定するためのネジを挿通させながら固定部（24）のメスネジに締結させる。これよりヒートシンクを固定部（24）に固定することができる。このような場合は、この固定用の孔を有する部分を「被固定部（74）」とすることができる。
また、「固定部（24）」は、ベース（10）に設けられる。「固定部（24）」は、ベース（10）の底板（11）から、ヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて突出している。また、「固定部（24）」は、ヒートシンク（70）の被固定部（74）に固定可能に形成されている。例えば、ベース（10）の底板（11）にヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ突出した支柱を設ける。加えて、この支柱の先端部分にヒートシンク（70）を固定するためのメスネジを設ける。この場合、この支柱を「固定部（24）」とすることができる。
また、「固定部（24）」は、ヒートシンク（70）を、発熱素子（50）の表面に載置した状態では、被固定部（74）までは達していない。これは、ヒートシンク（70）を発熱素子（50）の表面方向へ圧接させる力を加えたときに、「固定部（24）」が被固定部（74）まで達するようにするためである。これにより、「固定部（24）」が被固定部（74）まで達した状態で固定された場合には、ヒートシンクと発熱素子の表面が圧接された状態になる。
また、「固定部（24）」は、ヒートシンク（70）を、発熱素子（50）の表面に載置した状態では、被固定部（74）までは達していない。これは、ヒートシンク（70）を発熱素子（50）の表面方向へ圧接させる力を加えたときに、「固定部（24）」が被固定部（74）まで達するようにするためである。これにより、「固定部（24）」が被固定部（74）まで達した状態で固定された場合には、ヒートシンクと発熱素子の表面が圧接された状態になる。
また、「弾性変形部（15）」は、固定部（24）がヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位する機能を有するものをいう。また、このような機能を発揮する機構としては、例えば、板バネやコイルバネ等を用いることができる。
（請求項３）
（特徴点）
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明を限定したものであって、次の点を特徴とする。
すなわち、請求項３記載の発明は、底板（11）に、固定部（24）の両側に位置する２本の長孔（14a）を設けるとともに、一方の長孔（14a）の端部と他方の長孔（14a）の端部とを連結する連結孔（14b）を設け、両長孔（14a）の間を弾性変形部(15)としたことを特徴とする。
（請求項３）
（特徴点）
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明を限定したものであって、次の点を特徴とする。
すなわち、請求項３記載の発明は、底板（11）に、固定部（24）の両側に位置する２本の長孔（14a）を設けるとともに、一方の長孔（14a）の端部と他方の長孔（14a）の端部とを連結する連結孔（14b）を設け、両長孔（14a）の間を弾性変形部(15)としたことを特徴とする。
ここで、２本の「長孔（14a）」は、ベース（10）の底板（11）に設けられている。２本の「長孔（14a）」は、固定部（24）の両側の位置に設けられている。
また、「連結孔（14b）」は、２本の長孔（14a）の一方の長孔（14a）の端部と他方の長孔（14a）の端部とを連結する孔である。「長孔（14a）」および「連結孔（14ｂ）」は、両方ともベース（10）の底板（11）を貫通している。これにより当該２本の長孔（14a）の間は、一端が底板（11）と連結しており、他端が自由端となっている形状になっている。したがって、当該２本の長孔（14a）の間は、板バネ状の形状を有することとなる。請求項３記載の発明では、このような形状を有する当該２本の長孔（14a）の間を弾性変形部（15）としている。
また、「連結孔（14b）」は、２本の長孔（14a）の一方の長孔（14a）の端部と他方の長孔（14a）の端部とを連結する孔である。「長孔（14a）」および「連結孔（14ｂ）」は、両方ともベース（10）の底板（11）を貫通している。これにより当該２本の長孔（14a）の間は、一端が底板（11）と連結しており、他端が自由端となっている形状になっている。したがって、当該２本の長孔（14a）の間は、板バネ状の形状を有することとなる。請求項３記載の発明では、このような形状を有する当該２本の長孔（14a）の間を弾性変形部（15）としている。
この「弾性変形部（15）」は、板バネ状の形状を有している。したがって、底板11に連結している側を支点として、自由端側が揺動可能な状態になっている。したがって、弾性変形部（15）は、固定部（24）をヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位可能な状態になっている。
「弾性変形部（15）」は、固定部（24）をヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位可能であれば良い。したがって、その機能を果たすのであれば、２本の長孔（14a）は、互いに交わらなければ直線状であっても曲線状であっても良い。また、「連結孔（14b）」も同様に、直線状であっても曲線状であっても良い。
「弾性変形部（15）」は、固定部（24）をヒートシンク（70）の被固定部（74）方向へ向けて変位可能であれば良い。したがって、その機能を果たすのであれば、２本の長孔（14a）は、互いに交わらなければ直線状であっても曲線状であっても良い。また、「連結孔（14b）」も同様に、直線状であっても曲線状であっても良い。
また、２本の「長孔（14a）」、「連結孔（14b）」および「弾性変形部（15）」は、底板（11）に設けられている固定部（24）ごとに設けられるものである。したがって、例えば、固定部（24）が２箇所存在すれば、２本の「長孔（14a）」、「連結孔（14b）」および「弾性変形部（15）」も固定部（24）ごとに、２箇所存在する。
なお、ベース（10）は、底板（11）から発熱素子（50）方向へ向けて突出し、プリント基板（30）のベース（10）側の面に当接する支持体（25）を有するようにすることができる。
ここで、「支持体（25）」は、ベース（10）の底板（11）のプリント基板（30）が取り付けられている面に突出し、かつ、プリント基板（30）の発熱素子（50）が取り付けられている部分の面の反対面に当接している部分である。例えば、底板（11）から発熱素子（50）方向へ突出し、プリント基板（30）の発熱素子（50）が取り付けられている部分の面の反対面に当接している円筒状の形態を有する部分を「支持体（25）」とすることができる。また、「支持体（25）」は、プリント基板（30）の発熱素子（50）が取り付けられている部分の面の反対面に当接していればその機能を果たす。したがって、「支持体（25）」は特定の形状に限られない。
ここで、「支持体（25）」は、ベース（10）の底板（11）のプリント基板（30）が取り付けられている面に突出し、かつ、プリント基板（30）の発熱素子（50）が取り付けられている部分の面の反対面に当接している部分である。例えば、底板（11）から発熱素子（50）方向へ突出し、プリント基板（30）の発熱素子（50）が取り付けられている部分の面の反対面に当接している円筒状の形態を有する部分を「支持体（25）」とすることができる。また、「支持体（25）」は、プリント基板（30）の発熱素子（50）が取り付けられている部分の面の反対面に当接していればその機能を果たす。したがって、「支持体（25）」は特定の形状に限られない。
以上のように構成されている本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
（請求項１）
すなわち、請求項１記載の発明によれば、ベースと、プリント基板と、発熱素子と、ヒートシンクとを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンクをベースに固定するようにしたので、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を有することを必要としない。したがって、プリント基板および発熱素子に当該構造を有するための設計上および製造上の手間を省くことができる。加えて、当該構造を有するとヒートシンクを固定する際に当該構造に負荷がかかることが考えられるが、これに対し請求項１記載の発明は、当該構造を不要とすることにより当該構造に加わる負荷をかけずにすむことができる。
さらに、請求項１記載の発明によれば、ヒートシンクはベースに固定される被固定部を有し、ベースは底板と、固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを有し、固定部は、ヒートシンクを発熱素子の表面に載置した状態では被固定部まで達しないようにしたので、ヒートシンクをベースに固定する際にプリント基板および発熱素子にある程度強い負荷が加わった場合には、弾性変形部が被固定方向へ向けて変位する。したがって、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができる。また、本発明にかかるヒートシンク固定構造を構成する各部品の寸法に誤差があっても、弾性変形部がその誤差をある程度吸収するため、略均一した押圧力によりヒートシンクと発熱素子とを圧接させることができる。また、各部品の寸法の誤差により圧接時に発熱素子およびプリント基板に歪みが発生し、それにより発熱素子およびプリント基板に負荷がかかることが考えられるが、この場合においても弾性変形部が各部品の寸法の誤差を吸収することができるため、そのような負荷を軽減することができる。
（請求項１）
すなわち、請求項１記載の発明によれば、ベースと、プリント基板と、発熱素子と、ヒートシンクとを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンクをベースに固定するようにしたので、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を有することを必要としない。したがって、プリント基板および発熱素子に当該構造を有するための設計上および製造上の手間を省くことができる。加えて、当該構造を有するとヒートシンクを固定する際に当該構造に負荷がかかることが考えられるが、これに対し請求項１記載の発明は、当該構造を不要とすることにより当該構造に加わる負荷をかけずにすむことができる。
さらに、請求項１記載の発明によれば、ヒートシンクはベースに固定される被固定部を有し、ベースは底板と、固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを有し、固定部は、ヒートシンクを発熱素子の表面に載置した状態では被固定部まで達しないようにしたので、ヒートシンクをベースに固定する際にプリント基板および発熱素子にある程度強い負荷が加わった場合には、弾性変形部が被固定方向へ向けて変位する。したがって、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができる。また、本発明にかかるヒートシンク固定構造を構成する各部品の寸法に誤差があっても、弾性変形部がその誤差をある程度吸収するため、略均一した押圧力によりヒートシンクと発熱素子とを圧接させることができる。また、各部品の寸法の誤差により圧接時に発熱素子およびプリント基板に歪みが発生し、それにより発熱素子およびプリント基板に負荷がかかることが考えられるが、この場合においても弾性変形部が各部品の寸法の誤差を吸収することができるため、そのような負荷を軽減することができる。
（請求項２）
すなわち、請求項２記載の発明によれば、ベースと、プリント基板と、発熱素子と、ヒートシンクと、熱伝達シートとを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンクをベースに固定するようにしたので、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を有することを必要としない。したがって、プリント基板および発熱素子に当該構造を有するための設計上および製造上の手間を省くことができる。加えて、当該構造を有するとヒートシンクを固定する際に当該構造に負荷がかかることが考えられるが、これに対し請求項２記載の発明は、当該構造を不要とすることにより当該構造に加わる負荷をかけずにすむことができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、ヒートシンクはベースに固定される被固定部を有し、ベースは底板と、固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを有し、固定部は、熱伝導シートを発熱素子の表面に載置するとともにヒートシンクを熱伝導シート上に載置した状態では、被固定部まで達しないようにしたので、ヒートシンクをベースに固定する際にプリント基板および発熱素子にある程度強い負荷が加わった場合には、弾性変形部が被固定方向へ向けて変位する。したがって、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができる。また、本発明にかかるヒートシンク固定構造を構成する各部品の寸法に誤差があっても、弾性変形部がその誤差をある程度吸収するため、略均一した押圧力により、熱伝導シートを介して、ヒートシンクと発熱素子とを圧接させることができる。また、各部品の寸法の誤差により圧接時に発熱素子およびプリント基板に歪みが発生し、それにより発熱素子およびプリント基板に負荷がかかることが考えられるが、この場合においても弾性変形部が各部品の寸法の誤差を吸収することができるため、そのような負荷を軽減することができる。
すなわち、請求項２記載の発明によれば、ベースと、プリント基板と、発熱素子と、ヒートシンクと、熱伝達シートとを備えたヒートシンク固定構造であって、ヒートシンクをベースに固定するようにしたので、プリント基板および発熱素子にヒートシンクを固定するための構造を有することを必要としない。したがって、プリント基板および発熱素子に当該構造を有するための設計上および製造上の手間を省くことができる。加えて、当該構造を有するとヒートシンクを固定する際に当該構造に負荷がかかることが考えられるが、これに対し請求項２記載の発明は、当該構造を不要とすることにより当該構造に加わる負荷をかけずにすむことができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、ヒートシンクはベースに固定される被固定部を有し、ベースは底板と、固定部と、この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを有し、固定部は、熱伝導シートを発熱素子の表面に載置するとともにヒートシンクを熱伝導シート上に載置した状態では、被固定部まで達しないようにしたので、ヒートシンクをベースに固定する際にプリント基板および発熱素子にある程度強い負荷が加わった場合には、弾性変形部が被固定方向へ向けて変位する。したがって、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができる。また、本発明にかかるヒートシンク固定構造を構成する各部品の寸法に誤差があっても、弾性変形部がその誤差をある程度吸収するため、略均一した押圧力により、熱伝導シートを介して、ヒートシンクと発熱素子とを圧接させることができる。また、各部品の寸法の誤差により圧接時に発熱素子およびプリント基板に歪みが発生し、それにより発熱素子およびプリント基板に負荷がかかることが考えられるが、この場合においても弾性変形部が各部品の寸法の誤差を吸収することができるため、そのような負荷を軽減することができる。
（請求項３）
請求項３記載の発明によれば、上記した請求項１又は２記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏する。
すなわち、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明に加えて、底板に、固定部の両側に位置する２本の長孔と、当該２本の長孔の端部を連結する連結孔とを設け、両長孔の間を弾性変形部とした。よって、ベースの底板に比較的簡単な構造を加えることのみで固定部の変位が可能となる。これにより、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができる。
請求項３記載の発明によれば、上記した請求項１又は２記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏する。
すなわち、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明に加えて、底板に、固定部の両側に位置する２本の長孔と、当該２本の長孔の端部を連結する連結孔とを設け、両長孔の間を弾性変形部とした。よって、ベースの底板に比較的簡単な構造を加えることのみで固定部の変位が可能となる。これにより、プリント基板および発熱素子に加わる負荷を軽減することができる。
また、弾性変形部は、板バネで構成されている。また、発熱素子およびプリント基板に加わる押圧力の大きさは、弾性変形した板バネがもとに戻ろうとする力の大きさと等しい。ここで、弾性変形した板バネがもとの形状に戻ろうとする力を復元力とすると、この復元力の大きさと等しい大きさの力が、押圧力として、発熱素子およびプリント基板に加わることとなる。したがって、発熱素子およびプリント基板に加わる押圧力は過度にならず、適切な力でヒートシンクと発熱素子とを圧接させることができる。
なお、ベースの底板に、発熱素子方向へ向けて突出する支持体を設け、また、支持体は、プリント基板のベース側の面に当接するようにすると、ヒートシンクと発熱素子とを圧接させる際に、発熱素子およびプリント基板に押圧力が加わっても、押圧力に対して支持体が支える構造になっている。したがって、発熱素子およびプリント基板の撓み防止、すなわち、発熱素子およびプリント基板がベース方向へ向かって凸状になる変形を防止することができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態である一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１〜図５は、本実施形態を示すものである。図１は、本実施形態にかかるヒートシンク固定構造の平面図である。図２は、本実施形態にかかるヒートシンク固定構造の図１のII−II線断面図である。図３は、本実施形態にかかるヒートシンク固定構造の裏面図である。図４は、図２に示すII−II線断面のヒートシンク取り付けネジ締結前の部分拡大図である。図５は、図２に示すII−II線断面のヒートシンク取り付けネジ締結時の部分拡大図である。
図１〜図５は、本実施形態を示すものである。図１は、本実施形態にかかるヒートシンク固定構造の平面図である。図２は、本実施形態にかかるヒートシンク固定構造の図１のII−II線断面図である。図３は、本実施形態にかかるヒートシンク固定構造の裏面図である。図４は、図２に示すII−II線断面のヒートシンク取り付けネジ締結前の部分拡大図である。図５は、図２に示すII−II線断面のヒートシンク取り付けネジ締結時の部分拡大図である。
本実施形態に係るヒートシンク固定構造は、図１〜図３のごとく、ベース10とプリント基板30と基板取り付けネジ40と発熱素子50と熱伝導シート60とヒートシンク70とヒートシンク固定ネジ80とを備えている。
（ベース10）
ベース10は、ＡＢＳ等の樹脂を用い一体的に形成している。ベース10は、四角形の底板11と、底板11の周囲から立設する４枚の側板26とを有し、反底板側が開口している箱型形状をしている。底板11は、外面を筐体取り付け面とし、内面を基板取り付け面としている。
（ベース10）
ベース10は、ＡＢＳ等の樹脂を用い一体的に形成している。ベース10は、四角形の底板11と、底板11の周囲から立設する４枚の側板26とを有し、反底板側が開口している箱型形状をしている。底板11は、外面を筐体取り付け面とし、内面を基板取り付け面としている。
基板取り付け面には、角部付近のそれぞれにボス21が設けられている。つまり、ボス21は基板取り付け面に４箇所設けられている。また、各ボス21は、基板取り付け面から開口方向へ向けて突出して形成されている。各ボス21は、いずれも円筒形状をしている。各ボス21の内周面にはメスネジが形成されている。
また、基板取り付け面には、ヒートシンク70を固定するための固定軸22を２箇所設けている。各固定軸22は所定の位置に設けられている。この所定の位置については後述する。各固定軸22は基板取り付け面から開口方向へ向けて突出している。
また、各固定軸22は固定部24と取り付け部23とを有している。固定部24は基板取り付け面に立設している。取り付け部23は固定部24の先端に連設している。また、固定部24と取り付け部23はいずれも中心を同一とする円筒形状をしている。加えて、固定部24と取り付け部23とは、円筒形状の内径が同一である。したがって、固定部24と取り付け部23は、内面が連続した状態に形成されている。ただし、取り付け部23の外径は固定部24の外径に比べて多少小さく形成している。したがって、固定部24と取り付け部23との連結部分は段差を有している。
また、基板取り付け面には、ヒートシンク70を固定するための固定軸22を２箇所設けている。各固定軸22は所定の位置に設けられている。この所定の位置については後述する。各固定軸22は基板取り付け面から開口方向へ向けて突出している。
また、各固定軸22は固定部24と取り付け部23とを有している。固定部24は基板取り付け面に立設している。取り付け部23は固定部24の先端に連設している。また、固定部24と取り付け部23はいずれも中心を同一とする円筒形状をしている。加えて、固定部24と取り付け部23とは、円筒形状の内径が同一である。したがって、固定部24と取り付け部23は、内面が連続した状態に形成されている。ただし、取り付け部23の外径は固定部24の外径に比べて多少小さく形成している。したがって、固定部24と取り付け部23との連結部分は段差を有している。
また、当該固定部24の外径は、ヒートシンク70を支持するため、後述するヒートシンク70の被固定部74の円孔の径よりも大きく形成している。また、取り付け部23の外径は、ヒートシンク70の被固定部74の円孔の径よりも若干小さく、かつ、嵌め合うのに適するような寸法に形成している。すなわち、取り付け部23の外周面は、後述するヒートシンク70の被固定部74の円孔と印ろうの関係にあるように形成している。また、各固定軸22の内周面にはメスネジが形成されている。
固定軸22が立設している所定の位置とは、ヒートシンク70を発熱素子50に密着させ固定するのに適した位置をいう。したがって、当該所定の位置は、プリント基板30に搭載している発熱素子50の位置等により定めている。
固定軸22が立設している所定の位置とは、ヒートシンク70を発熱素子50に密着させ固定するのに適した位置をいう。したがって、当該所定の位置は、プリント基板30に搭載している発熱素子50の位置等により定めている。
なお、固定軸22の軸方向の長さについては後述する。
また、底板11には、固定軸22の両側の位置に2本の長孔14aが設けられている。２本の長孔14aは平行に形成されている。また、底板11には、両長孔14aの一方の長孔14aと他方の長孔14aの端部を繋いでいる連結孔14ｂが設けられている。連結孔14ｂは、半円状の形状をしている。また、長孔14aおよび連結孔14ｂは底板を貫通している。したがって、２本の長孔14aおよび連結孔14ｂにより、底板11にはU字形の孔が形成されている。本実施例では、当該U字形の孔の両長孔14aの間を弾性変形部15としている。
当該弾性変形部15は、ベース10に連結している基端部分15ａと、自由端になっている先端部分15bとを有している。先端部分15ｂは半円状に形成されている。これにより、当該弾性変形部15は、板バネ状の形状となり、基端部分15aを支点として先端部分15ｂを揺動する。また、先端部分15ｂには固定軸22が立設している。したがって、弾性変形部15は、固定軸22の固定部24をヒートシンク70の被固定部74方向へ向けて変位可能な状態にしている。
また、底板11には、固定軸22の両側の位置に2本の長孔14aが設けられている。２本の長孔14aは平行に形成されている。また、底板11には、両長孔14aの一方の長孔14aと他方の長孔14aの端部を繋いでいる連結孔14ｂが設けられている。連結孔14ｂは、半円状の形状をしている。また、長孔14aおよび連結孔14ｂは底板を貫通している。したがって、２本の長孔14aおよび連結孔14ｂにより、底板11にはU字形の孔が形成されている。本実施例では、当該U字形の孔の両長孔14aの間を弾性変形部15としている。
当該弾性変形部15は、ベース10に連結している基端部分15ａと、自由端になっている先端部分15bとを有している。先端部分15ｂは半円状に形成されている。これにより、当該弾性変形部15は、板バネ状の形状となり、基端部分15aを支点として先端部分15ｂを揺動する。また、先端部分15ｂには固定軸22が立設している。したがって、弾性変形部15は、固定軸22の固定部24をヒートシンク70の被固定部74方向へ向けて変位可能な状態にしている。
底板11には、固定軸22が２箇所設けられている。したがって、上述した２本の長孔14aおよび連結孔14bも各固定軸22ごと２箇所に存在している。固定軸22ごとの２本の長孔14aおよび連結孔14ｂは、その形状が互いに同一である。また、固定軸22ごとの２本の長孔14aおよび連結孔14ｂは、２箇所の固定軸22の間の中心線を軸にして左右対称に設けられている。
また、底板11の基板取り付け面には、２箇所支持体25が立設されている。各支持体25は、基板取り付け面から開口方向へ向けて突出している。各支持体25は円筒形状をしている。
また、底板11の基板取り付け面には、２箇所支持体25が立設されている。各支持体25は、基板取り付け面から開口方向へ向けて突出している。各支持体25は円筒形状をしている。
また、各支持体25は、それぞれ、連結孔14ｂから見て各固定軸22とは反対側の左右対称な位置に設けられており、かつ、連結孔14ｂに隣接して設けられている。つまり、連結孔14ｂの一方に隣接して固定軸22が設けられ、連結孔14ｂの固定軸22とは反対側の左右対称な位置に隣接して支持体25が設けられている。
また、支持体25の軸方向の長さは、ボス21の軸方向の長さと同じとしている。また、支持体25は、プリント基板30がベース10に取り付けられた場合に、プリント基板30の発熱素子50が搭載されている箇所の裏面に当接するような位置に立設されている。
（プリント基板30）
プリント基板30は、４角形の板状に作られている。プリント基板30は、反ベース10側の面を、電子部品等を搭載する部品取り付け面としている。プリント基板30は、ベース10側の面を、搭載した電子部品等を半田付けにより固定する半田付け面としている。また、プリント基板30には基板取り付け用孔が４箇所設けられている。各基板取り付け用孔はプリント基板30の各角部近傍に設けられている。各基板取り付け用孔は円孔に作られている。各基板取り付け用孔はプリント基板30を貫通している。
また、支持体25の軸方向の長さは、ボス21の軸方向の長さと同じとしている。また、支持体25は、プリント基板30がベース10に取り付けられた場合に、プリント基板30の発熱素子50が搭載されている箇所の裏面に当接するような位置に立設されている。
（プリント基板30）
プリント基板30は、４角形の板状に作られている。プリント基板30は、反ベース10側の面を、電子部品等を搭載する部品取り付け面としている。プリント基板30は、ベース10側の面を、搭載した電子部品等を半田付けにより固定する半田付け面としている。また、プリント基板30には基板取り付け用孔が４箇所設けられている。各基板取り付け用孔はプリント基板30の各角部近傍に設けられている。各基板取り付け用孔は円孔に作られている。各基板取り付け用孔はプリント基板30を貫通している。
また、各基板取り付け用孔は、プリント基板30をベース10に固定する機能を有している。本実施例では、各基板取り付け用孔に基板取り付けネジを挿通させ、ボス21の内周面に形成されているメスネジに締結することにより、プリント基板30をベースに固定している。したがって、各基板取り付け用孔の径は、ボス21の外直径よりも小さく、かつ、メスネジの直径よりも大きく形成されている。
また、プリント基板30には、挿通孔32が２つ設けられている。各挿通孔32は、円孔に形成されている。各挿通孔32はプリント基板30を貫通している。また、挿通孔32は、底板11に立設している固定軸22を挿通させるためのものである。したがって、各挿通孔32の径は固定軸22の固定部24の外径よりも大きく形成されている。
また、プリント基板30には、挿通孔32が２つ設けられている。各挿通孔32は、円孔に形成されている。各挿通孔32はプリント基板30を貫通している。また、挿通孔32は、底板11に立設している固定軸22を挿通させるためのものである。したがって、各挿通孔32の径は固定軸22の固定部24の外径よりも大きく形成されている。
また、プリント基板30を取り付ける場合は、まず、プリント基板30を各ボス21の先端面に載せる。このとき、各基板取り付け用孔の位置を各ボス21の位置と合致させる。この状態で基板取り付け用ネジ40を各基板取り付け用孔に挿通させる。その後、基板取り付け用ネジ40をボス21の内周面に形成されているメスネジに締結する。このようにして、プリント基板30はベース10に固定される。
（発熱素子50）
発熱素子50は、ＣＰＵ等の部品をいう。発熱素子50は、高度の情報処理を行うことにより熱を発生する部品である。また、発熱素子50は薄い板状の形状をしている。発熱素子50は、プリント基板30の部品取り付け面に取り付けられる面を取り付け面とし、その反対側である面を表面としている。
（発熱素子50）
発熱素子50は、ＣＰＵ等の部品をいう。発熱素子50は、高度の情報処理を行うことにより熱を発生する部品である。また、発熱素子50は薄い板状の形状をしている。発熱素子50は、プリント基板30の部品取り付け面に取り付けられる面を取り付け面とし、その反対側である面を表面としている。
発熱素子50は、その端子（足）をプリント基板30に開けられている端子用の穴に、部品取り付け面から半田付け面方向へ向かって挿通される。その後、この状態で、当該端子における、プリント基板30の半田付け面から突出している部分の半田付けを行っている。これにより、発熱素子50は、プリント基板30の部品取り付け面に固定されている。したがって、発熱素子50は、プリント基板30に固定された状態では、表面が反ベース10側に露出した状態になっている。
（熱伝導シート60）
熱伝導シート60は、シリコン等熱伝導性の良く、かつ、弾性変形可能な板状の材料を用いて形成されている。熱伝導シート60は、発熱素子50の形状に合わせて形作られている。また、熱伝導シート60は、発熱素子50の表面を覆うような位置に載置されている。また、熱伝導シート60は、弾力性を有しており押圧すると凹む性質を有している。
（熱伝導シート60）
熱伝導シート60は、シリコン等熱伝導性の良く、かつ、弾性変形可能な板状の材料を用いて形成されている。熱伝導シート60は、発熱素子50の形状に合わせて形作られている。また、熱伝導シート60は、発熱素子50の表面を覆うような位置に載置されている。また、熱伝導シート60は、弾力性を有しており押圧すると凹む性質を有している。
（ヒートシンク70）
ヒートシンク70は、アルミニウム等の熱伝導性が良く、かつ、他の材料からの熱伝達性も優れた金属性の材料を用いて形成されている。ヒートシンク70は一体的に形成されている。
また、ヒートシンク70は、基部72と放熱部71とを備えている。基部72は長方形の板状の形状をしている。基部72は一方の面を放熱面とし、他方の面を受熱面としている。本実施例にかかるヒートシンク固定構造では、ヒートシンク70は、受熱面を熱伝導シート60に圧接し、熱伝導シート60を介して発熱素子50の熱を受け取る。加えて、放熱面を大気中に露出することにより放熱を促している。
ヒートシンク70は、アルミニウム等の熱伝導性が良く、かつ、他の材料からの熱伝達性も優れた金属性の材料を用いて形成されている。ヒートシンク70は一体的に形成されている。
また、ヒートシンク70は、基部72と放熱部71とを備えている。基部72は長方形の板状の形状をしている。基部72は一方の面を放熱面とし、他方の面を受熱面としている。本実施例にかかるヒートシンク固定構造では、ヒートシンク70は、受熱面を熱伝導シート60に圧接し、熱伝導シート60を介して発熱素子50の熱を受け取る。加えて、放熱面を大気中に露出することにより放熱を促している。
また、基部72は、長辺方向の略中央の位置を、フィン設置部とし、それ以外の部分を、つば部としている。つまり、フィン設置部は、基部72における長辺方向の略中央に位置する部分である。また、つば部は、基部72における長辺方向の両側に位置する部分である。
また、フィン設置部の放熱面側には、フィンを複数立設している。各フィンは、四角い板状に形成されている。各フィンは同一形状に形成されている。また、各フィンは、基部72の短辺方向に平行でフィン設置部の放熱面に垂直に立設されている。各フィンは一定間隔で立設されている。このとき、当該複数のフィンが立設している部分を放熱部71としている。
また、フィン設置部の放熱面側には、フィンを複数立設している。各フィンは、四角い板状に形成されている。各フィンは同一形状に形成されている。また、各フィンは、基部72の短辺方向に平行でフィン設置部の放熱面に垂直に立設されている。各フィンは一定間隔で立設されている。このとき、当該複数のフィンが立設している部分を放熱部71としている。
放熱部71は、表面積を増加させることにより、受熱面から受け取った熱を効率良く大気中に放出する役割を果たす。本実施例にかかるヒートシンク固定構造では、放熱部71は、複数のフィンを備えることにより表面積を増加させている。また、本実施例では、当該放熱部71を、発熱素子50が受熱面に当接している位置に対向する位置に形成している。これは、放熱部71を受熱面の真上に形成することにより、放熱部71と受熱面との距離を短くし、熱伝導の効率を良くするためである。
発熱素子50から受け取った熱がヒートシンク70内の熱伝導する距離を短くし、放熱の効率を良くするためである。
発熱素子50から受け取った熱がヒートシンク70内の熱伝導する距離を短くし、放熱の効率を良くするためである。
また、基部72の受熱面は発熱素子50からの熱を受け取る役割は果たす。したがって、受熱面は、広い範囲で発熱素子50に密着し熱伝達を行い易くするため平らな形状を有するようにしている。
また、つば部の略中央には、つば部を貫通する円孔を設けている。本実施例では、当該円孔をつば部に設けることにより被固定部74を形成している。当該被固定部74は、ヒートシンク固定ネジ80を用いてヒートシンク70をベース10に取り付け固定するために用いられる。また、当該被固定部74の円孔の径は、取り付け部23の外径よりも若干大きく、かつ、嵌めあいに適するような寸法に形成している。すなわち、当該被固定部74の円孔は、固定軸22の取り付け部23と印ろうの関係にあるように形成している。これにより、ヒートシンク70を、略一定の位置に固定することができる。
また、つば部の略中央には、つば部を貫通する円孔を設けている。本実施例では、当該円孔をつば部に設けることにより被固定部74を形成している。当該被固定部74は、ヒートシンク固定ネジ80を用いてヒートシンク70をベース10に取り付け固定するために用いられる。また、当該被固定部74の円孔の径は、取り付け部23の外径よりも若干大きく、かつ、嵌めあいに適するような寸法に形成している。すなわち、当該被固定部74の円孔は、固定軸22の取り付け部23と印ろうの関係にあるように形成している。これにより、ヒートシンク70を、略一定の位置に固定することができる。
（固定軸22の軸方向の長さ）
ここで、ベース10の固定軸22の軸方向の長さについて記述する。
図４に示すように、本発明にかかるヒートシンク固定構造において、ヒートシンク70取り付け時には、まず、ヒートシンク70を熱伝導シート60上に載置する。ここで、この状態におけるプリント基板30の上面（部品取り付け面）から固定軸22の先端までの距離をEとする。このとき、プリント基板30上の発熱素子50の厚さをBとする。熱伝導シート60の厚さをCとする。ヒートシンク70の基部72の厚さをDとする。
このとき、固定軸22の軸方向の長さEは、E＞B＋CかつE＜B＋C＋Dとなるように形成している。したがって、固定軸22（取り付け部23）の上端は、ヒートシンク70の基部72の上面から突出することはない。また、ヒートシンク70が固定される際は、熱伝シート60が押圧されて弾性変形し、熱伝導シートの厚さCが縮まることになる。したがって、そのことも考慮して固定軸22の軸方向の長さEを定める。
ここで、ベース10の固定軸22の軸方向の長さについて記述する。
図４に示すように、本発明にかかるヒートシンク固定構造において、ヒートシンク70取り付け時には、まず、ヒートシンク70を熱伝導シート60上に載置する。ここで、この状態におけるプリント基板30の上面（部品取り付け面）から固定軸22の先端までの距離をEとする。このとき、プリント基板30上の発熱素子50の厚さをBとする。熱伝導シート60の厚さをCとする。ヒートシンク70の基部72の厚さをDとする。
このとき、固定軸22の軸方向の長さEは、E＞B＋CかつE＜B＋C＋Dとなるように形成している。したがって、固定軸22（取り付け部23）の上端は、ヒートシンク70の基部72の上面から突出することはない。また、ヒートシンク70が固定される際は、熱伝シート60が押圧されて弾性変形し、熱伝導シートの厚さCが縮まることになる。したがって、そのことも考慮して固定軸22の軸方向の長さEを定める。
また、図4に示すように、ヒートシンク70取り付け時には、まず、ヒートシンク70を熱伝導シート上に載置する。ここで、この状態におけるプリント基板30の上面（部品取り付け面）から固定部24の先端までの距離をFとする。
このとき、固定部24の軸方向の長さFは、F＜B＋Cとなるように形成している。したがって、固定部24の上端がヒートシンク70の基部72の下面（受熱面）に当接することはない。すなわち、固定部24は、ヒートシンク70を熱伝導シート60を介して発熱素子50の表面に載置した状態では、被固定部74まで達していない。つまり、ヒートシンク70の基部74の下面（受熱面）と固定部24の上端との間に隙間Aを形成することになる。
このとき、固定部24の軸方向の長さFは、F＜B＋Cとなるように形成している。したがって、固定部24の上端がヒートシンク70の基部72の下面（受熱面）に当接することはない。すなわち、固定部24は、ヒートシンク70を熱伝導シート60を介して発熱素子50の表面に載置した状態では、被固定部74まで達していない。つまり、ヒートシンク70の基部74の下面（受熱面）と固定部24の上端との間に隙間Aを形成することになる。
また、ヒートシンク70固定時には、隙間Aの距離が縮まることにより熱伝導シート60が押圧される。熱伝導シート60が押圧されることにより、熱伝導シート60を介してヒートシンク70と発熱素子50が圧接されることになる。このとき、弾性変形部15は、板バネで構成されている。また、発熱素子50およびプリント基板30に加わる押圧力の大きさは、弾性変形した板バネがもとの形状に戻ろうとする力の大きさと等しい。ここで、弾性変形した板バネがもとの形状に戻ろうとする力を復元力とすると、この復元力は、当該板バネの変位により発生する力であり、その力の大きさは板バネの変位量に基づくものである。この板バネの変位量は隙間Aの距離により定められる。したがって、隙間Ａは、板バネが適切な変位をするような距離にする必要がある。したがって、固定部24の軸方向の長さFは、当該適切な隙間Aを有するように定める。
（ヒートシンク70の取り付け固定手順）
ベース10の底板11に立設している４箇所のボス21の先端面に、半田付け面が底板11の基板取り付け面側になるように、プリント基板30を置く。このとき、すでにプリント基板30には発熱素子50が取り付けられている。また、このとき、プリント基板30に形成されている２箇所の挿入孔32に、ベース10の底板11に形成されている２箇所の固定軸22を挿通させるようにする。また、このとき、プリント基板30の各基板取り付け用孔の位置が、各ボス21の内周面に形成されているメスネジの位置に合致するようにする。
その後、4本の基板取り付けネジ40を、プリント基板30の各基板取り付け用孔に挿通させながら各ボス21の内周面に形成されているメスネジに締結する。これにより、プリント基板30がベース10に固定される。
ベース10の底板11に立設している４箇所のボス21の先端面に、半田付け面が底板11の基板取り付け面側になるように、プリント基板30を置く。このとき、すでにプリント基板30には発熱素子50が取り付けられている。また、このとき、プリント基板30に形成されている２箇所の挿入孔32に、ベース10の底板11に形成されている２箇所の固定軸22を挿通させるようにする。また、このとき、プリント基板30の各基板取り付け用孔の位置が、各ボス21の内周面に形成されているメスネジの位置に合致するようにする。
その後、4本の基板取り付けネジ40を、プリント基板30の各基板取り付け用孔に挿通させながら各ボス21の内周面に形成されているメスネジに締結する。これにより、プリント基板30がベース10に固定される。
次に、発熱素子50の表面の上を覆うように熱伝導シート60を載置する。載置する際は、発熱素子50の表面全体に密着させるようにする。熱伝導シート60を発熱素子50の表面全体に密着させることにより、発熱素子50の熱が熱伝度シート60を介してヒートシンク70に伝りやすくなる。
次に、受熱面が熱伝導シート60に密着するようにヒートシンク70を載置する。このとき、２箇所の被固定部74に形成している円孔と２箇所の固定軸22の取り付け部分23とをそれぞれ嵌め合せる。これにより、発熱素子50に対するヒートシンク70の位置が決められる。その後、２本のヒートシンク固定ネジ80を各被固定部74に形成している円孔に挿通させながらベース10の固定軸22の内周面に形成されているメスネジに締結する。これにより、ヒートシンク70をベース10に固定する。このとき、プリント基板30には、ヒートシンク70からベース11方向へ向けて押圧力が加わった状態になっている。
次に、受熱面が熱伝導シート60に密着するようにヒートシンク70を載置する。このとき、２箇所の被固定部74に形成している円孔と２箇所の固定軸22の取り付け部分23とをそれぞれ嵌め合せる。これにより、発熱素子50に対するヒートシンク70の位置が決められる。その後、２本のヒートシンク固定ネジ80を各被固定部74に形成している円孔に挿通させながらベース10の固定軸22の内周面に形成されているメスネジに締結する。これにより、ヒートシンク70をベース10に固定する。このとき、プリント基板30には、ヒートシンク70からベース11方向へ向けて押圧力が加わった状態になっている。
また、ベース10の底板11に立設している支持体25は、軸方向の長さをプリント基板30を取り付けるボス21と略同じに形成している。したがって、支持体25の先端は、プリント基板30の発熱素子50が搭載されている箇所の裏面に当接している。
このときの発熱素子50およびプリント基板30に加わる押圧力について、図５に基づき説明する。
前述したように、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、ヒートシンク固定ネジ80を締結する前は、ヒートシンク70の基部72の下面（受熱面）と、ベース10の固定軸22の固定部24の上端部との間に隙間Ａを有するように形成している（図４参照）。したがって、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、ヒートシンク固定ネジ80を固定軸22の内周面に形成されているメスネジに締結することにより、隙間Ａが詰まる構造になっている。したがって、その際、熱伝導シート60を介してヒートシンク70と発熱素子50の表面とを圧接させることができる。
このときの発熱素子50およびプリント基板30に加わる押圧力について、図５に基づき説明する。
前述したように、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、ヒートシンク固定ネジ80を締結する前は、ヒートシンク70の基部72の下面（受熱面）と、ベース10の固定軸22の固定部24の上端部との間に隙間Ａを有するように形成している（図４参照）。したがって、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、ヒートシンク固定ネジ80を固定軸22の内周面に形成されているメスネジに締結することにより、隙間Ａが詰まる構造になっている。したがって、その際、熱伝導シート60を介してヒートシンク70と発熱素子50の表面とを圧接させることができる。
このとき、熱伝導シート60、発熱素子50およびプリント基板30には、ヒートシンク固定ネジ80を被固定部74に締結させることにより、ヒートシンク70からベース10方向へ向かう押圧力Ｇが加わっている。また、このとき、熱伝導シート60、発熱素子50およびプリント基板30には、支持体25がプリント基板30の半田付け面に当接することにより、押圧力Ｇに対向する方向へ向かう反発力Ｈが加わっている。
このとき、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、ヒートシンク70をベース10に固定しているので、プリント基板30および発熱素子50にヒートシンク70を圧接するための構造を有していない。したがって、プリント基板30および発熱素子50に当該構造を有するための設計上および製造上の手間を省くことができる。加えて、そのような構造を有するとヒートシンクを圧接する際に当該構造に負荷がかかるが、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、プリント基板30および発熱素子50に当該構造を要しないので、当該構造に加わる負荷をかけずにすむことができる。
このとき、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、ヒートシンク70をベース10に固定しているので、プリント基板30および発熱素子50にヒートシンク70を圧接するための構造を有していない。したがって、プリント基板30および発熱素子50に当該構造を有するための設計上および製造上の手間を省くことができる。加えて、そのような構造を有するとヒートシンクを圧接する際に当該構造に負荷がかかるが、本実施例にかかるヒートシンク固定構造は、プリント基板30および発熱素子50に当該構造を要しないので、当該構造に加わる負荷をかけずにすむことができる。
また、このとき、ベース10の底板11には、固定部24を被固定部74方向へ向けて変位可能な弾性変形部15を設けている。したがって、ヒートシンク70をベース10に固定する際、発熱素子50およびプリント基板30にある程度強い押圧力が加わった場合には、当該弾性変形部15がヒートシンク70の被固定部74方向へ向けて変位する。したがって、発熱素子50およびプリント基板30に加わる負荷を軽減することができる。
また、本実施例では、２本のヒートシンク固定ネジ80により、ヒートシンク70をベース10に２箇所で固定している。このとき、構成される各部品の寸法に誤差があり、２箇所の隙間Ａに違いがあっても、弾性変形部15が被固定部74方向へ向けて変位し、誤差をある程度吸収できる。したがって、略均一した押圧力により、熱伝導シート60を介してヒートシンクと発熱素子70の表面とを圧接することができる。また、発熱素子50およびプリント基板30に加わる歪等による負荷を軽減することができる。
また、本実施例では、２本のヒートシンク固定ネジ80により、ヒートシンク70をベース10に２箇所で固定している。このとき、構成される各部品の寸法に誤差があり、２箇所の隙間Ａに違いがあっても、弾性変形部15が被固定部74方向へ向けて変位し、誤差をある程度吸収できる。したがって、略均一した押圧力により、熱伝導シート60を介してヒートシンクと発熱素子70の表面とを圧接することができる。また、発熱素子50およびプリント基板30に加わる歪等による負荷を軽減することができる。
また、このとき、ベース10の底板11に２本の長孔14aと両長孔14aの端部を連結する連結孔14bとを設けることにより弾性変形部15を形成している。このようにすると、新たな部材を取り付ける必要がなく、簡単な構造で固定部24の変位を可能とすることができる。したがって、前述と同様に、ヒートシンク70をベース10に固定する際、発熱素子50およびプリント基板30にある程度強い押圧力が加わった場合には、当該弾性変形部15がヒートシンク70の被固定部74方向へ向けて変位する。したがって、発熱素子50およびプリント基板30に加わる負荷を軽減することができる。
また、前述と同様に構成される各部品の寸法に誤差があり、２箇所の隙間Ａに違いがあっても、弾性変形部15が被固定部74方向へ向けて変位し、誤差をある程度吸収する。したがって、略均一した押圧力により熱伝導シート60を介してヒートシンク70と発熱素子50の表面とを圧接することができる。したがって、発熱素子50およびプリント基板30に加わる歪等による負荷を軽減することができる。
また、前述と同様に構成される各部品の寸法に誤差があり、２箇所の隙間Ａに違いがあっても、弾性変形部15が被固定部74方向へ向けて変位し、誤差をある程度吸収する。したがって、略均一した押圧力により熱伝導シート60を介してヒートシンク70と発熱素子50の表面とを圧接することができる。したがって、発熱素子50およびプリント基板30に加わる歪等による負荷を軽減することができる。
また、弾性変形部15は、板バネで構成されている。また、発熱素子50およびプリント基板30に加わる押圧力の大きさは、弾性変形した板バネがもとの形状に戻ろうとする力の大きさと等しい。ここで、弾性変形した板バネがもとの形状に戻ろうとする力を復元力とすると、この復元力の大きさと等しい大きさの力が、押圧力Ｇとして、発熱素子50およびプリント基板30に加わることとなる。したがって、発熱素子50およびプリント基板30に加わる押圧力は過度にならず、適切な力でヒートシンク70と発熱素子50とを圧接させることができる。
また、このとき、ベース10に、プリント基板30の半田付け面に当接する支持体25を設けている。したがって、ヒートシンク70と発熱素子50とを圧接させる際に、発熱素子50およびプリント基板30に押圧力Ｇが加わっても、押圧力Ｇに対して支持体25が支える構造になっている。これにより、発熱素子50およびプリント基板30の撓み防止、すなわち、発熱素子50およびプリント基板30がベース10方向へ向かって凸状になる変形を防止することができる。
また、このとき、ベース10に、プリント基板30の半田付け面に当接する支持体25を設けている。したがって、ヒートシンク70と発熱素子50とを圧接させる際に、発熱素子50およびプリント基板30に押圧力Ｇが加わっても、押圧力Ｇに対して支持体25が支える構造になっている。これにより、発熱素子50およびプリント基板30の撓み防止、すなわち、発熱素子50およびプリント基板30がベース10方向へ向かって凸状になる変形を防止することができる。
このとき、発熱素子50およびプリント基板30に加わる力は、押圧力Ｇと反発力Ｈである。ここで、発熱素子50およびプリント基板30は一定の位置に固定されているため、押圧力Ｇの力の大きさと反発力Ｈの力の大きさは等しい。このとき、前述のように、板バネの復元力の大きさと等しい大きさの力が、押圧力Ｇとして、発熱素子50およびプリント基板30に加わっている。したがって、支持体25を有する場合でも、発熱素子50およびプリント基板30に加わる押圧力は過度にならず、適切な力でヒートシンク70と発熱素子50とを圧接させることができる。
なお、本実施例では、熱伝導シート60を介して発熱素子50とヒートシンク70との間で熱伝達を行うようにしているが、発熱素子50とヒートシンク70との間にシリコングリス等を用いて密着させ熱伝達を行っても良いし、発熱素子50とヒートシンク70とを直に密着させ熱伝達を行っても良い。
なお、本実施例では、熱伝導シート60を介して発熱素子50とヒートシンク70との間で熱伝達を行うようにしているが、発熱素子50とヒートシンク70との間にシリコングリス等を用いて密着させ熱伝達を行っても良いし、発熱素子50とヒートシンク70とを直に密着させ熱伝達を行っても良い。
１０ ベース
１１ 底板
１４ａ 長孔
１４ｂ 連結孔
１５ 弾性変形部
１５ａ 基端部分
１５ｂ 先端部分
２１ ボス
２２ 固定軸
２３ 取り付け部
２４ 固定部
２５ 支持体
２６ 側板
３０ プリント基板
３２ 挿通孔
４０ 基板取り付けネジ
５０ 発熱素子
６０ 熱伝導シート
７０ ヒートシンク
７１ 放熱部
７２ 基部
７４ 被固定部
８０ ヒートシンク固定ネジ
１１ 底板
１４ａ 長孔
１４ｂ 連結孔
１５ 弾性変形部
１５ａ 基端部分
１５ｂ 先端部分
２１ ボス
２２ 固定軸
２３ 取り付け部
２４ 固定部
２５ 支持体
２６ 側板
３０ プリント基板
３２ 挿通孔
４０ 基板取り付けネジ
５０ 発熱素子
６０ 熱伝導シート
７０ ヒートシンク
７１ 放熱部
７２ 基部
７４ 被固定部
８０ ヒートシンク固定ネジ
Claims (3)
- ベースと、ベースに固定されるプリント基板と、ベースと反対側に位置するようにプリント基板に取り付けられる発熱素子と、発熱素子の熱を発散するためのヒートシンクとを備えたヒートシンク固定構造であって、
ヒートシンクは、受熱面と放熱部とを備え、受熱面が発熱素子の表面に圧接するようにベースに固定され、
ヒートシンクは、ベースに固定される被固定部を有し、
ベースは、底板と、
この底板からヒートシンクの被固定部方向へ向けて突出し且つ被固定部を固定可能なように形成されている固定部と、
この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを有し、
固定部は、ヒートシンクを発熱素子の表面に載置した状態では被固定部までは達しないように形成されていることを特徴とするヒートシンク固定構造。 - ベースと、ベースに固定されるプリント基板と、ベースと反対側に位置するようにプリント基板に取り付けられる発熱素子と、発熱素子の熱を発散するためのヒートシンクと、発熱素子とヒートシンクとの間に介在して発熱素子とヒートシンクとの間で熱伝達を行うための熱伝導シートとを備えたヒートシンク固定構造であって、
ヒートシンクは、受熱面と放熱部とを備え、受熱面が熱伝導シートに圧接するようにベースに固定され、
ヒートシンクは、ベースに固定される被固定部を有し、
ベースは、底板と、
この底板からヒートシンクの被固定部方向へ向けて突出し且つ被固定部を固定可能なように形成されている固定部と、
この固定部をヒートシンクの被固定部方向へ向けて変位可能な弾性変形部とを有し、
固定部は、熱伝導シートを発熱素子の表面に載置するとともにヒートシンクを熱伝導シート上に載置した状態では、被固定部までは達しないように形成されていることを特徴とするヒートシンク固定構造。 - 底板に、固定部の両側に位置する２本の長孔を設けるとともに、一方の長孔の端部と他方の長孔の端部とを連結する連結孔を設け、両長孔の間を弾性変形部としたことを特徴とする請求項１又は２記載のヒートシンク固定構造。
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