JP2001135960A - ヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヒートシンクがアンテナとなり、電流が流れる
ことによる磁界の発生を防止する。 【解決手段】金属で成形された放熱用のヒートシンク
と、ヒートシンクの両端を電気的にショートさせる接続
部材とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放熱用のヒートシ
ンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】音響機器におけるパワーアンプは、パワ
ートランジスタから発生する熱を放熱するため、複数の
フィンからなるヒートシンクをパワーアンプの外部に露
出するよう配置したものが一般的である。特にＡ級アン
プにおいては、その発熱量が大きいため、これに比例し
て大きなヒートシンクをパワーアンプの外部空間に露出
するよう設ける必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ヒートシンクは一般的
に材質がアルミからなる複数のフィンから構成される
が、その形状から高周波的にアンテナと成り得る。その
場合、両端で電位差が発生することにより、ヒートシン
クに電流が流れ、これが磁界の発生源となり、音質劣化
の原因となる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属で成形さ
れた放熱用のヒートシンクと、ヒートシンクの両端を電
気的にショートさせる接続部材とからなる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施例
を、図面を参照して説明する。

【０００６】図１はモノラルのパワーアンプ１の斜視図
を示す。円筒状の電源部２内には、１００Ｖの交流電源
を数十Ｖの直流電源に変換するための電源トランス、コ
ンデンサ、チョークコイル等の電源用回路素子や電源ス
イッチが収納されている。パワーアンプ１を構成する回
路部品中、これらの電源関係のパーツが最も重いため、
パワーアンプ１の最下部にこれらのパーツを配置するこ
とにより重心位置が下がり、パワーアンプ１が安定に載
置される。

【０００７】図２はトランスの取り付け方法を示すため
のトランスの垂直断面図である。トランス５１はコア５
２にコイル５３が所要回数巻回され、このコア５２がケ
ース５４の内部で充填材５５により封入される。このケ
ース５４に巻線端部を外部に出すための孔５６が形成さ
れた板状の蓋５７が取り付けられる。本実施例における
トランス５１は、ケース５４にネジ孔が形成され、ネジ
５８によってケース５４がボトムベースシャシ５０に取
り付けられている。

【０００８】また、ボトムベースシャシ５０とケース５
４との間には断面形状が円錐であるドーナツ状の皿バネ
５９が介在することにより、十分な重さを持つボトムベ
ースシャシ５０に対してトランス５１が軽く載置された
のと同様な状態とされる。従って、トランス５１に通電
されたときにトランス５１に発生する振動は、ボトムベ
ースシャシ５０との間で摩擦エネルギーに変換されるた
め、ボトムベースシャシ５０を介して他の部品に振動が
伝わらない。

【０００９】また蓋５７ではなく、充填材が充填された
ケース５４がボトムベースシャシ５０に取り付けられて
いるため、トランス５１がボトムベースシャシ５０に安
定して取り付けられる。また、蓋５７に形成された孔２
６が上部に位置するため、線材６６を引き出すためにト
ランス５１をボトムベースシャシ５０から若干浮かせて
配置したり、ボトムベースシャシ５０に線材を引き出す
ための孔を開ける必要がない。

【００１０】電源部２の上側には、アルミで形成され、
その水平断面が略々四角形状のセンタースリーブ３が設
けられている。センタースリーブ３内には、後述する４
枚の基板が配置されている。また、センタースリーブ３
の外側の各面に対して１枚１枚のフィンの長さを異なら
せることにより、共振を防止したヒートシンク４がそれ
ぞれ配置されている。

【００１１】センタースリーブ３の水平断面図を図３
に、ヒートシンク４を下側から見た背面図を図４に、ま
たその展開図を図５に示す。センタースリーブ３にヒー
トシンク４を取り付けるべく、ヒートシンク４に孔３３
が形成され、またセンタースリーブ３には、このネジ孔
３３に対応する位置にネジ孔４１が設けられている。ネ
ジ４２とヒートシンク４との間にはコイルバネ４５が介
在することにより、コイルバネ４５の圧縮力によってヒ
ートシンク４がセンタースリーブ３に一定の圧力で押圧
されている。

【００１２】かかる構成により、上述のトランス５１と
同様、ヒートシンク４はセンタースリーブ３に対してネ
ジ４２によって一体的に取り付けられていない。従っ
て、スピーカからの音圧によってヒートシンク４が振動
した場合、センタースリーブ３に対してヒートシンク４
が振動し、熱エネルギーとなって吸収されるため、振動
が直接スリーブ３に伝達されない構造とされている。

【００１３】ヒートシンク４はその高さが約２０ｃｍ、
フィンの長さが約１０ｃｍという比較的大きなものであ
るため、高周波的にアンテナの作用を持ち、電位差が生
じる。電位差が生じると電流が流れるため、そこに磁界
が発生し、パワーアンプ１の内部の回路に悪影響を及ぼ
す。これを防止するため、ヒートシンク４の背面に、そ
の上下方向に亘って３本の溝３６を形成し、この溝に伝
導率の高い銅で形成された網線３７を取り付け、ヒート
シンク４の上下端でネジ止めすることにより、ヒートシ
ンクの上下端を強制的にショートさせることにより、電
位差が生じないよう構成されている。

【００１４】また、このヒートシンク４の背面には、２
個のパワートランジスタ３８と温度検出用のサーミスタ
３９が取り付けられ、トランジスタカバープレート４８
によってシールドされている。このパワートランジスタ
３８と温度検出用のサーミスタ３９の端子はトランジス
タカバープレート４８に形成された孔５７、５８を介し
てセンタースリーブ３内の後述する基板に接続されてい
る。なお、４３はヒートシンク４の共振防止用の連結バ
ーであり、ネジ２１によってヒートシンク４に形成され
た溝２２に取り付けられている。

【００１５】入力端子であるピンジャック５はセンター
スリーブ３の上面に配置されたトッププレート６上に設
けられている。また出力端子であるスピーカ端子７は、
電源部２とヒートシンク４との間に配置されたスピーカ
端子ブラケット８に設けられている。

【００１６】図６はセンタースリーブ３内の基板の配置
を説明するため、センタースリーブ３を省略し、また電
源部２及びヒートシンク４の一部を切り欠いた状態を示
す参考斜視図である。センタースリーブ３の内部には、
４本のシャフト１１が互いに平行に設けられている。こ
のシャフト１１に取り付けられ、シリコンゴムによって
形成されたダンパ１２によってプリアンプ基板１３、パ
ワーステージ基板１４、サーボステージ基板１５、小電
力電源基板１６が互いに平行になるよう支持されてい
る。なお、ダンパ１２の断面図を図９に示す。

【００１７】プリアンプ基板１３はピンジャック５から
入力された信号を前置増幅するものであり、入力信号と
いう最も微弱な信号を処理するため、トランス５１やチ
ョークコイル５２等が収納された電源部２から最も離れ
た場所に位置している。前置増幅された入力信号はパワ
ーステージ基板１４に入力される。パワートランジスタ
３８が取り付けられたヒートシンク４はコイルバネ３５
を介してセンタースリーブ３に取り付けられているた
め、パワートランジスタ３８の足は銅線（図示せず）を
介してパワーステージ基板１４に接続されている。

【００１８】本実施例における増幅器の増幅方法はＡ級
であり、また熱変動によるコレクタ電流の変化を検出す
ることにより、バイアス電圧を制御している。これら制
御のための回路が、パワーステージ基板１４の下に位置
するサーボステージ基板１５に実装されている。

【００１９】小電力電源基板１６は電源部２から供給を
受けた電源電流の整流と平滑化を行っている。ここで、
サーボステージ基板１５と小電力電源基板１６との間に
はフェライトビーズ保持板１７がダンパ１２によってシ
ャフト１１に支持されている。図７はフェライトビーズ
保持板１７の平面図である。フェライトビーズ保持板１
７はアルミプレートに計６個の孔６１が形成されたもの
であり、この孔６１にフェライトで形成された高周波ノ
イズ除去用の円筒状のフェライトビーズ６２がチューブ
状のダンパ６３を介してはめ込まれている。このフェラ
イトビーズ６２の中心孔６４を電源部からの全ての電源
ラインが通っている。

【００２０】従って、各基板１３〜１６への給電ライン
に混入する高周波ノイズがフェライトビーズ６２によっ
て取り除かれ、またフェライトビーズ６２がパワーアン
プ１の内部でフェライトビーズ保持板１７によって固定
されているため、給電ラインの振動を防止し、またパワ
ーアンプ１の組立時に生じる品質のバラツキを少なくす
ることができる。

【００２１】パワーステージ基板１４の出力は他のステ
ージから出るノイズの影響を受けないように配慮する必
要がある。そのため、図３に示すごとく、センタースリ
ーブ３の内面におけるコーナー部に形成された凹溝４２
内にパワーステージ基板１４とスピーカ端子７とを結ぶ
線材を配置した上で、アルミのシールドプレート６４に
よってこの凹溝４２を閉じ、ノイズの影響を受けないよ
うにされている。

【００２２】プリアンプ基板１３は電源部２から最も離
れた場所にあるため、プリアンプ基板１３へ供給する電
源ラインもまた他のステージからの影響を受けやすい。
そのため、プリアンプ基板１３へ給電するための線材は
フェライトビーズ保持板１７に配置されたフェライトビ
ーズ６２を通過後、凹溝４２と対向するコーナー部に形
成された凹溝４６内に配置され、ノイズの影響を受けな
い配慮がなされている。

【００２３】また、サーボステージ基板１５からプリア
ンプ基板１３へのコントロール信号を伝えるための線材
が凹溝４６に隣接して形成された凹溝４７の内部に配置
され、同様にアルミのシールドプレート６５で凹溝４
６、４７が閉鎖される。

【００２４】以上のごとく、各基板１３〜１６は各回路
ステージ毎に分割された上で、センタースリーブ３内に
互いに平行に配置されている。従って、１枚基板で構成
した場合に生じる信号ラインとサーボ信号ライン及び電
源ラインの交差による音質劣化を避けることが可能とな
る。

【００２５】また、凹溝４２、４６、４７内にノイズの
影響を受けやすい線材を配置し、この凹溝４２、４６、
４７をシールドプレート６４、６５によって閉鎖するこ
とで線材をノイズからシールドすることができる。また
線材の配置位置を固定することができるため、製造時の
線材の位置のバラツキに起因する個体間の音質の変化を
少なくすることができる。

【００２６】ＣＤプレーヤ等に代表されるデジタル機器
が広く普及したことにより、パワーアンプ１の周辺には
高周波ノイズが発生している。この高周波ノイズは周波
数が高いため、表皮効果によりパワーアンプ１の表面を
伝達し、ケーブルや端子等、パワーアンプ１の外部と内
部とを貫通する部材を介してパワーアンプ１の内部に侵
入し、音質劣化の原因となる。

【００２７】この高周波ノイズの侵入を阻止するため、
本実施例においては電源ケーブルの先端に取り付けられ
た電源プラグが接続されるＡＣソケット７４が取り付け
られるＡＣコネクタブロック７１を箱状に形成してい
る。図８はＡＣコネクタブロック７１の断面図である。
ＡＣコネクタブロック７１における外壁７２に露出する
面と外壁７２に形成された孔７３との間には約１ｍｍの
溝７８が形成されている。この結果、外壁７２の表面を
伝達する高周波ノイズが溝７８によってＡＣコネクタブ
ロック７１まで伝達できない。その結果、高周波ノイズ
がＡＣコネクタブロック７１に取り付けられたＡＣソケ
ット７４を介してパワーアンプ１の内部に侵入すること
を防止できる。

【００２８】またこのＡＣコネクタブロック７１は、前
述の皿バネ５９を介してネジ７４によってトップベース
シャシ６０に取り付けられている。従って、スピーカか
らの音圧等によって電源ケーブルが振動した場合、ＡＣ
コネクタブロック７１にもかかる振動が伝達されるが、
皿バネ５９が介在しているため、パワーアンプ１の内部
に振動が伝達しない構造とされている。

【００２９】なお、パワーアンプ１においてケーブルが
接続されるのは、上述の電源ケーブルの他にピンケーブ
ルが接続されるピンジャック５及びスピーカケーブルが
接続されるスピーカ端子７であり、これらがパワーアン
プ１の外壁７２を流れる高周波ノイズの侵入口となり得
る。そこで、上述の各接続端子はＡＣコネクタブロック
７１と同様、外壁７２とは別部材のブロックに取り付け
られると共に、別部材の表面が外壁７２に形成された孔
の周囲から約１ｍｍ離間することで、外壁７２の表面を
伝達する高周波ノイズの侵入が防止される。また、各ブ
ロックは皿バネ５９によってシャシ５０に取り付けられ
ているため、ピンケーブルやスピーカーケーブルの振動
がパワーアンプ１の内部に直接伝達しないようになされ
ている。

【００３０】ＡＣソケット７４は反対側に位置する電源
スイッチ（図示せず）と線材７７によって接続される
が、かかる線材７７はＡＣコネクタブロック７１から電
源スイッチまでをアルミのＡＣラインパイプ７６の内部
に配線されるため、電源ラインに混入した高周波ノイズ
が電源部２の内部に放射されないよう、配慮がなされて
いる。

【００３１】なお、９はピンジャック５に接続されるピ
ンケーブル（図示せず）がヒートシンク４に触れないよ
う、ピンケーブルを支持するためのケーブルサポートで
ある。

【００３２】また本発明は音響機器用のパワーアンプ用
のヒートシンクに適用するだけでなく、他の機器に使用
するヒートシンクにも適用可能である。また、ヒートシ
ンクの両端をショートさせるための部材は本実施例にお
ける網線の他、導電率の高い部材であれば適用可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上のごとく、本発明によればヒートシ
ンクの両端を電気的にショートさせることにより、ヒー
トシンクが高周波的にアンテナになるのを防止すること
ができるため、磁界が発生することにより回路部品への
悪影響を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワーアンプ１の斜視図。

【図２】トランス５１の垂直断面図。

【図３】センタースリーブ３の水平断面図。

【図４】ヒートシンク４の背面から見た斜視図。

【図５】ヒートシンク４の展開図。

【図６】センタースリーブ３を省略し、また電源部２及
びヒートシンク４の一部を切り欠いた状態を示す参考斜
視図

【図７】フェライトビーズ保持板１７の平面図。

【図８】ＡＣコネクタブラケット７１の断面図。

【図９】ダンパ１２の断面図。

【符号の説明】

１ パワーアンプ ２ 電源部 ３ センタースリーブ ４ ヒートシンク ７ スピーカ端子 １３ プリアンプ基板 １４ パワーステージ基板 １５ サーボステージ基板 １６ 小電力電源基板 １７ フェライトビーズ保持板 ３７ 網線 ４６ 凹溝 ４７ 凹溝 ５１ トランス ５４ 容器 ５７ 蓋 ５８ ネジ ６２ フェライトビーズ ６４ シールドブロック ７１ ＡＣコネクタブロック ７６ ＡＣラインパイプ ７８ 溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属で成形された放熱用のヒートシンク
   と、 該ヒートシンクの両端を電気的にショートさせる接続部
   材とからなることを特徴とするヒートシンク。