JP2000031677A - 冷却ファンの取付装置及び取付方法ならびにそれに用いるコイルばね押圧拡径取付治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取付ピンに設ける付勢用のコイルばねの装着
が容易で、発熱部品と冷却ファンの接触がよくて良好な
放熱ができる冷却ファンの取付装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 プリント基板１４上のＭＰＵ１５に冷却
ファン１６を重ねて導熱的関係をもたせ、プリント基板
１４に冷却ファン１６の金属フレーム１７を取付ピン１
８で取付ける構成で、取付ピン１８は、プリント基板１
４に係止する係止座１８ａを有するとともに、先端に金
属フレーム１７上面に対し間隔をもつように位置する挿
入頭部１８ｂを有した構成とし、取付ピン１８における
金属フレーム１７上に突出した部分に上部が小径な円錐
状コイルばね１９を嵌め合わせ、円錐状コイルばね１９
の小径部側を取付ピン１８の挿入頭部１８ｂに係止させ
た構成の冷却ファンの取付装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータその他電子機器における発熱部品、たとえばＩ
Ｃ、ＬＳＩ、ＭＰＵ等（以下ＭＰＵと略す）の冷却に用
いる冷却ファンの取付装置および取付方法ならびにコイ
ルばね押圧拡径取付治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にパーソナルコンピュータ等におい
ては、機能部品としてＭＰＵを使用するが、このＭＰＵ
は発熱することから冷却ファンを付設し、その熱を放熱
するようにしている。

【０００３】たとえば図７に示すように、プリント基板
１の上にＭＰＵ２を配置し、ＭＰＵ２の上に冷却ファン
３を重ねるとともに、冷却ファン３におけるヒートシン
クをもつ金属フレーム４をＭＰＵ２に対し導熱的に接触
させ、プリント基板１に金属フレーム４をねじ棒５とナ
ット６を用いて取付けていた。

【０００４】また、図８に示すように、冷却ファン３に
おける金属フレーム４に爪７を設け、この爪７をプリン
ト基板１の孔に挿入した後、折りまげて取付けるように
したものもある。

【０００５】また、図９に示すように、金属フレーム４
にスリット８をもつ取付ピン９を突設し、この取付ピン
９をプリント基板１の取付孔に圧入して取付けたものも
ある。

【０００６】また、図１０に示すように、先端に挿入頭
部１０とスリット１１を有する取付ピン１２を、金属フ
レーム４側よりプリント基板１に挿通するとともに、そ
の挿入頭部１０をプリント基板１に掛け止め、取付ピン
１２の金属フレーム４の上側に突出する部分に、金属フ
レーム４をＭＰＵ２側に押しつけるコイルばね１３を介
在させたものもある。

【０００７】また、図示しないが、冷却ファンの金属フ
レームを、熱伝導性接着剤によってＭＰＵに接着してと
りつけるものもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記図７に
示すプリント基板１に冷却ファン３の金属フレーム４を
ねじ棒５とナット６を用いて取付ける構成では、ナット
６を締めつける作業を要し、作業性が悪く、また、ナッ
ト６が緩んだときにはＭＰＵ２と金属フレーム４の接触
が悪くなり、ヒートシンクを構成する金属フレーム４に
よる放熱が妨げられるという問題がある。

【０００９】また、図８に示す金属フレーム４の爪７を
プリント基板１の孔に挿入して折りまげて取付ける構成
では、爪７の形成が容易でなく、爪７の掛りが緩んだと
きにはＭＰＵ２と金属フレーム４の接触が悪くなり、ヒ
ートシンクを構成する金属フレーム４による放熱が妨げ
られるという問題がある。

【００１０】また、図９に示す金属フレーム４に突設し
たスリット８をもつ取付ピン９をプリント基板１の取付
孔に圧入して取付ける構成では、ワンタッチで取付けが
できる利点があるが、取付ピン９の形成が容易でなく、
前記と同様に取付ピン９の掛りが緩んだときにはＭＰＵ
２と金属フレーム４の接触が悪くなり、ヒートシンクを
構成する金属フレーム４による放熱が妨げられるという
問題がある。

【００１１】また、図１０に示す先端に挿入頭部１０と
スリット１１を有する取付ピン１２を用い、かつ、取付
ピン１２の金属フレーム４の上側に突出する部分にコイ
ルばね１３を介在させた構成では、ワンタッチ取付けが
できることと、ＭＰＵ２と金属フレーム４の接触を良好
にする利点があるが、取付ピン１２にスリット１１を形
成する作業を必要とし、コイルばね１３の取付けが面倒
であるという問題がある。

【００１２】さらに、金属フレームを熱伝導性接着剤に
よってＭＰＵに接着する構成では、その接着作業が容易
でなく、さらに、ＭＰＵを交換する場合には不都合であ
るという問題がある。

【００１３】本発明は前記従来の問題に留意し、冷却フ
ァンの取付けが容易て、かつ、確実にでき、コイルばね
の装着も容易で、また、発熱部品と冷却ファンの金属フ
レームの接触がよくて良好な放熱がができる冷却ファン
の取付装置および取付方法ならびに治具を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、基板の上にＭＰＵなどの発熱部品と、前記
発熱部品と導熱材で接続または重ねて導熱的に関係をも
たせた冷却ファンを配置し、前記基板側より前記冷却フ
ァンのフレームに取付ピンを挿通させて前記基板に前記
冷却ファンを取付ける構成で、前記取付ピンは、下端に
基板に係止する係止座を有するとともに、先端に前記フ
レーム上面に対し間隔をもつように位置する挿入頭部を
有した構成とし、さらに、前記取付ピンにおけるフレー
ム上に突出した部分に上部が小径で下部が径大な円錐状
コイルばねを嵌め合わせ、前記の円錐状コイルばねの小
径部を取付ピンの挿入頭部に係止させた構成の冷却ファ
ンの取付装置とする。

【００１５】本発明によれば、基板に対する冷却ファン
の取付けが容易て、しかも確実にでき、円錐状コイルば
ねであることからその装着を容易にする。また、発熱部
品と冷却ファンのフレームを重ねた構成では、両者の接
触をよくして良好な放熱をさせることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、基板上に発熱部品および前記発熱部品と導熱的に関
係をもたせた冷却ファンを配置し、前記基板側より前記
冷却ファンのフレームに取付ピンを挿通させて前記基板
に前記冷却ファンを取付ける構成であって、前記取付ピ
ンは、下端に基板に係止する係止座を有するとともに、
先端に前記フレーム上面に対し間隔をもつように位置す
る挿入頭部を有し、前記取付ピンにおけるフレーム上に
突出した部分に円錐状コイルばねを嵌め合わせ、前記円
錐状コイルばねの上部の小径部を取付ピンの挿入頭部に
係止させた冷却ファンの取付装置であり、基板に対する
冷却ファンの取付けが容易て、しかも確実にでき、円錐
状コイルばねの装着も容易にできるという作用を有す
る。

【００１７】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の冷却ファンの取付装置において、発熱部品が
基板と冷却ファンのフレーム間に配置された構成とした
ものであり、常に発熱部品と冷却ファンのフレームの接
触がよく、良好な放熱をさせるという作用を有する。

【００１８】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に記載の冷却ファンの取付装置において、取
付ピンは、挿入頭部の下側に円錐状コイルばねの小径部
が嵌まり合う頚溝を有する形状であり、取付ピンに対す
る円錐状コイルばねの装着状態が安定するという作用を
有する。

【００１９】本発明の請求項４に記載の発明は、基板上
に発熱部品および前記発熱部品と導熱的に関係をもたせ
た冷却ファンを配置し、前記基板側より前記冷却ファン
のフレームに取付ピンを挿通させ、前記取付ピンにおけ
るフレーム上に突出した部分に円錐状コイルばねを嵌め
合わせ、前記円錐状コイルばねの上部の小径部を取付ピ
ンの挿入頭部に係止させて前記基板に前記冷却ファンを
取付ける方法であって、円錐状コイルばねをその大径側
より前記取付ピンにおけるフレーム上に突出した部分に
嵌め込み、円錐状コイルばねの小径部を円錐状コイルば
ねの径方向の弾性に抗して押し広げて取付ピンの挿入頭
部を通過させ、その後に円錐状コイルばねの小径部を弾
性復帰させて取付ピンの挿入頭部に係止させる冷却ファ
ンの取付方法であり、基板に対する冷却ファンの取付け
が容易て、しかも確実にでき、円錐状コイルばねの装着
も容易にできるという作用を有する。

【００２０】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
４に記載の冷却ファンの取付方法において、円錐状コイ
ルばねの上部の小径部を押し広げて取付ピンの挿入頭部
に係止させるとき、円錐状コイルばねの小径部を押し広
げるコイルばね押圧拡径取付治具を用いるものであり、
取付ピンへの円錐状コイルばねの装着が極めて容易にで
きるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項６に記載の発明は、円錐状
コイルばねをその大径側より取付ピンに嵌め込み、円錐
状コイルばねの上部の小径部を円錐状コイルばねの径方
向の弾性に抗して押し広げて取付ピンの挿入頭部を通過
させ、その後に円錐状コイルばねの小径部を弾性復帰さ
せて取付ピンの挿入頭部に係止させる治具であって、内
底部に逃げ穴部をもつコイル嵌め込み凹部を有し、この
コイル嵌め込み凹部の周筒にスリットを形成し、径方向
に弾性を有し、かつ、内周壁に円錐状コイルばねの小径
部に当たり合う径の押圧部を有するコイルばね押圧拡径
取付治具であり、コイルばね押圧拡径取付治具の押圧で
円錐状コイルばねの小径部を確実に拡径し、簡単に取付
ピンへの円錐状コイルばねの装着ができるという作用を
有する。

【００２２】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
６に記載のコイルばね押圧拡径取付治具において、円錐
状コイルばねの小径部に当たり合う押圧部が着磁された
ものであり、磁性材よりなる円錐状コイルばねがコイル
ばね押圧拡径取付治具に磁気吸着されて保持されるの
で、その装着作業が行いやすくなるという作用を有す
る。

【００２３】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
６に記載のコイルばね押圧拡径取付治具において、保持
板をコイル嵌め込み凹部の周筒の外側に取付けたもので
あり、円錐状コイルばねの安定した装着作業ができると
いう作用を有する。

【００２４】以下、本発明の実施の形態を、図面を参照
して説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１の冷却
ファンの取付装置の上面図、図２は、同冷却ファンの取
付装置の断面図、図３は、同冷却ファンの取付装置にお
ける取付ピンと円錐状コイルばねの断面図、図４は、同
冷却ファンの取付装置における取付ピンと円錐状コイル
ばねの斜視図である。

【００２５】図１〜図４に示すように、プリント基板１
４の上面にはファンモータを駆動させるための回路素子
および発熱部品であるＭＰＵ１５を装着してあり、ＭＰ
Ｕ１５の上面には冷却ファン１６を重ねている。冷却フ
ァン１６は、ヒートシンクとなる金属フレーム１７を有
し（図示のように複数のフィンを形成してもよい）、こ
の金属フレーム１７が冷却ファン１６に密着して導熱的
関係をもっている。

【００２６】プリント基板１４には冷却ファン１６の金
属フレーム１７が取付ピン１８によって取付けられてい
る。具体的には、取付ピン１８は下端にプリント基板１
４に係止する係止座１８ａを有するとともに、先端が丸
い挿入頭部１８ｂを有し、プリント基板１４側から金属
フレーム１７に通し、挿入頭部１８ｂが金属フレーム１
７の上面に対し間隔をもつように位置させている。そし
て、取付ピン１８における金属フレーム１７上に突出し
た部分に円錐状コイルばね１９を、その小径部１９ａが
上方となるように嵌め合わせ、円錐状コイルばね１９の
小径部１９ａを取付ピン１８の挿入頭部１８ｂの下側の
頚溝１８ｃに位置させるとともに挿入頭部１８ｂに係止
させている。

【００２７】さらに詳しくは、円錐状コイルばね１９を
その大径側より取付ピン１８における金属フレーム１７
上に突出した部分に嵌め込み、円錐状コイルばね１９の
小径部１９ａを円錐状コイルばねの径方向の弾性に抗し
て押し広げて取付ピン１８の挿入頭部１８ｂを通過さ
せ、その後に円錐状コイルばね１９の小径部１９ａを弾
性復帰させて取付ピン１８の頚溝１８ｃに位置させると
ともに、挿入頭部１８ｂに係止させることで冷却ファン
１６がプリント基板１４に取付けられる。

【００２８】この構成によれば、冷却ファン１６の取付
けが取付ビン１８と円錐状コイルばね１９によってでき
るので、部品点数が少なく、また、取付ピン１８の係止
座１８ａおよび挿入頭部１８ｂをヘッダ打ちにより簡単
に加工でき（なお、頚溝１８ｃ、１８ｂの構成部を小径
としておけばよい）、その製品コストを低廉なものにす
ることができる。さらに、円錐状コイルばね１９の装着
状態は安定しており、この円錐状コイルばね１９の付勢
力による冷却ファン１６の金属フレーム１７と発熱部品
であるＭＰＵ１５の接触は緩むことがなく、ＭＰＵ１５
で発生した熱は確実にヒートシンクを兼ねた金属フレー
ム１７に導熱され、かつ、放熱させることができる。

【００２９】（実施の形態２）図５は、本発明の実施の
形態２の冷却ファンの取付方法の説明図である。

【００３０】プリント基板１４への冷却ファン１６の取
付けは、図５に示すようにして行われる。すなわち、図
５（ａ）のようにプリント基板１４側より冷却ファン１
６の金属フレーム１７に取付ピン１８を挿通させてお
き、取付ピン１８における金属フレーム１７上に突出し
た部分に円錐状コイルばね１９を、その大径側より嵌め
合わせる。そして、図５（ｂ）のように、円錐状コイル
ばね１９の上部の小径部１９ａをコイルばね押圧拡径取
付治具２０に嵌め合わせ、コイルばね押圧拡径取付治具
２０により押し下げる。この作業によって、円錐状コイ
ルばね１９の小径部１９ａは、取付ピン１８の挿入頭部
１８ｂの丸い外面に案内され、円錐状コイルばね１９の
径方向の弾性に抗して押し広げられ、この状態で取付ピ
ン１８の挿入頭部１８ｂを通過させ、その後に円錐状コ
イルばね１９の小径部１９ａを弾性復帰させて取付ピン
１８の頚溝１８ｃに嵌め合わせ、かつ、挿入頭部１８ｂ
に係止させる。

【００３１】このように、取付ピン１８への円錐状コイ
ルばね１９の装着は極めて簡単にできるものであり、し
たがつて、冷却ファン１６のプリント基板への取付けが
容易にできる。

【００３２】（実施の形態３）図６は、コイルばね押圧
拡径取付治具の要部の構成を示す図である。

【００３３】コイルばね押圧拡径取付治具２０は、図６
に示すように内底部に逃げ穴部２０ａをもつコイル嵌め
込み凹部２０ｂを有し、このコイル嵌め込み凹部２０ｂ
の周筒２０ｃにスリット２０ｄを形成し、径方向に弾性
を有している。さらに内周壁に円錐状コイルばね１９の
小径部１９ａに当たり合う径の押圧部２０ｅを有してい
る。この実施の形態では押圧部２０ｅを着磁している。
また、円錐状コイルばね１９の保持板２０ｆを、コイル
嵌め込み凹部２０ｂの周筒２０ｃの外側に取付けてい
る。

【００３４】この構成において、円錐状コイルばね１９
を鉄などの磁性材料としておくことにより、円錐状コイ
ルばね１９はコイルばね押圧拡径取付治具２０における
着磁された押圧部２０ｅに磁力で吸着保持され、次の作
業を容易にする。

【００３５】つぎに、円錐状コイルばね１９の小径部１
９ａをコイルばね押圧拡径取付治具２０により押し下げ
る作業のとき、取付ピン１８の挿入頭部１９ｂは押し拡
げられた円錐状コイルばね１９の小径部１９ａを通り抜
け、コイル嵌め込み凹部２０ｂの内底部の逃げ穴部２０
ａに逃げ込む。また、取付ピン１８の挿入頭部１９ｂの
外径は、円錐状コイルばね１９の小径部１９ａに当たり
合う押圧部２０ｅの内径より大きいことから、スリット
２０ｄによりコレット形状に形成されている周筒２０ｃ
を取付ピン１８の挿入頭部１９ｂが押し拡げて、逃げ穴
部２０ａへの逃げ込みを助成する。

【００３６】ここで、円錐状コイルばね１９の小径部１
９ａをコイルばね押圧拡径取付治具２０が押し拡げたと
き、その押し拡げ径が過大、すなわち、コイル嵌め込み
凹部２０ｂの径より大きくなると、円錐状コイルばね１
９の小径部１９ａがコイル嵌め込み凹部２０ｂより外れ
て押圧部２０ｅで押圧ができなくなり、また、円錐状コ
イルばね１９が横たわみして押圧部２０ｅで押圧ができ
なくなる。しかしながら、本実施の形態では複数のばね
板よりなる保持板２０ｆを設けているので、円錐状コイ
ルばね１９の外れおよび横たわみを防止することができ
る。したがって、このコイルばね押圧拡径取付治具２０
の使用によって、円錐状コイルばね１９を確実に、か
つ、ワンタッチで取付ピン１８に装着できる。

【００３７】なお、各実施の形態では、冷却ファンを発
熱部品であるＭＰＵに重ねて導熱的関係をもたせている
が、冷却ファンと発熱部品をプリント基板上に並設し、
冷却ファンと発熱部品を導熱部材で接続して導熱的関係
をもたせる構成としてもよく、本発明の作用、効果に差
異を生じない。また、プリント基板は単なる基板として
もよく、金属フレームも合成樹脂製のフレームとしても
よい。さらに発熱部品はＭＰＵに限られるものではな
い。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明
は、基板の上に発熱部品と、発熱部品と導熱材で接続ま
たは重ねて導熱的に関係をもたせた冷却ファンを配置
し、基板側より冷却ファンのフレームに取付ピンを挿通
させてプリント基板に冷却ファンを取付ける構成で、取
付ピンは、下端にプリント基板に係止する係止座を有す
るとともに、先端にフレーム上面に対し間隔をもつよう
に位置する挿入頭部を有した構成とし、さらに、取付ピ
ンにおけるフレーム上に突出した部分に上部が小径で下
部が径大な円錐状コイルばねを嵌め合わせ、円錐状コイ
ルばねの小径部を直接またはコイルばね押圧拡径取付治
具で押圧して取付ピンの挿入頭部に係止させた構成およ
び取付方法、ならびにコイルばね押圧拡径取付治具の構
成としたので、基板に対する冷却ファンの取付けが容易
て、しかも確実にでき、円錐状コイルばねであることか
らその装着を容易にする。また、発熱部品と冷却ファン
のフレームを重ねた構成では、常に両者の接触をよくし
て良好な放熱をさせることができるものであり、その効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の冷却ファンの取付装置
の上面図

【図２】同冷却ファンの取付装置の断面図

【図３】同冷却ファンの取付装置における取付ピンと円
錐状コイルばねの断面図

【図４】同冷却ファンの取付装置における取付ピンと円
錐状コイルばねの斜視図

【図５】（ａ）本発明の実施の形態２の冷却ファンの取
付方法を示す断面図 （ｂ）同冷却ファンの取付方法におけるコイルばね押圧
拡径取付治具の動作説明図

【図６】（ａ）本発明の実施の形態３のコイルばね押圧
拡径取付治具の要部断面図 （ｂ）同コイルばね押圧拡径取付治具の下面図

【図７】本発明の他の例のコイルばね押圧拡径取付治具
の要部断面図

【図８】従来の冷却ファンの取付装置の側面図

【図９】従来の他の冷却ファンの取付装置の側面図

【図１０】従来の他の冷却ファンの取付装置の断面図

【符号の説明】

１４ プリント基板 １５ ＭＰＵ（発熱部品） １６ 冷却ファン １７ 金属フレーム １８ 取付ピン １８ａ 係止座 １８ｂ 挿入頭部 １８ｃ 頚溝 １９ 円錐状コイルばね １９ａ 小径部 ２０ コイルばね押圧拡径取付治具 ２０ａ 逃げ穴部 ２０ｂ コイル嵌め込み凹部 ２０ｃ 周筒 ２０ｄ スリット ２０ｅ 押圧部 ２０ｆ 保持板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に発熱部品および前記発熱部品と導
   熱的に関係をもたせた冷却ファンを配置し、前記基板側
   より前記冷却ファンのフレームに取付ピン挿通させて前
   記基板に前記冷却ファンを取付ける構成であって、前記
   取付ピンは、下端に基板に係止する係止座を有するとと
   もに、先端に前記フレーム上面に対し間隔をもつように
   位置する挿入頭部を有し、前記取付ピンにおけるフレー
   ム上に突出した部分に円錐状コイルばねを嵌め合わせ、
   前記円錐状コイルばねの上部の小径部を取付ピンの挿入
   頭部に係止させたことを特徴とする冷却ファンの取付装
   置。
2. 【請求項２】発熱部品が、基板と冷却ファンのフレーム
   間に配置されたことを特徴とする請求項１記載の冷却フ
   ァンの取付装置。
3. 【請求項３】取付ピンは、挿入頭部の下側に円錐状コイ
   ルばねの小径部が嵌まり合う頚溝を有することを特徴と
   する請求項１または２記載の冷却ファンの取付装置。
4. 【請求項４】基板上に発熱部品および前記発熱部品と導
   熱的に関係をもたせた冷却ファンを配置し、前記基板側
   より前記冷却ファンのフレームに取付ピンを挿通させ、
   前記取付ピンにおけるフレーム上に突出した部分に円錐
   状コイルばねを嵌め合わせ、前記円錐状コイルばねの上
   部の小径部を取付ピンの挿入頭部に係止させて前記基板
   に前記冷却ファンを取付ける方法であって、円錐状コイ
   ルばねをその大径側より前記取付ピンにおけるフレーム
   上に突出した部分に嵌め込み、円錐状コイルばねの小径
   部を円錐状コイルばねの径方向の弾性に抗して押し広げ
   て取付ピンの挿入頭部を通過させ、その後に円錐状コイ
   ルばねの小径部を弾性復帰させて取付ピンの挿入頭部に
   係止させることを特徴とする冷却ファンの取付方法。
5. 【請求項５】円錐状コイルばねの上部の小径部を押し広
   げて取付ピンの挿入頭部に係止させるとき、円錐状コイ
   ルばねの小径部を押し広げるコイルばね押圧拡径取付治
   具を用いることを特徴とする請求項４記載の冷却ファン
   の取付方法。
6. 【請求項６】円錐状コイルばねをその大径側より取付ピ
   ンに嵌め込み、円錐状コイルばねの小径部を円錐状コイ
   ルばねの径方向の弾性に抗して押し広げて取付ピンの挿
   入頭部を通過させ、その後に円錐状コイルばねの小径部
   を弾性復帰させて取付ピンの挿入頭部に係止させる治具
   であって、内底部に逃げ穴部をもつコイル嵌め込み凹部
   を有し、このコイル嵌め込み凹部の周筒にスリットを形
   成し、径方向に弾性を有し、かつ、内周壁に円錐状コイ
   ルばねの小径部に当たり合う径の押圧部を有することを
   特徴とするコイルばね押圧拡径取付治具。
7. 【請求項７】円錐状コイルばねの小径部に当たり合う押
   圧部が着磁されたことを特徴とする請求項６記載のコイ
   ルばね押圧拡径取付治具。
8. 【請求項８】円錐状コイルばねのコイル嵌め込み凹部の
   周筒の外側に保持板を取付けたことを特徴とする請求項
   ６記載のコイルばね押圧拡径取付治具。