JP2001515272A - 熱を発生する積み重ね部品に用いるばねクランプ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ばねクランプ装置（１４）は、ばね部材（２８）と、積み重ね体の底部近傍の結合構造体に係合する取り付け構造体を有するブラケット（２６）を有し、積み重ねた部品に圧縮応力を与える。まず、ブラケットが積み重ね体を跨ぐよう結合構造体に係合される。次いで、ばね部材（２８）が組み立てられた配置構成で張力が加わったブラケット（２６）に係止され、ブラケット（２６）の取り付け構造体で結合構造体上に上向きの反力を作用させ、ばね部材（２８）で積み重ね体の上端に下向きの反力を作用させる。前記反対方向の力は、積み重ね体に圧縮応力を作用させ、部材間の熱接触を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、積み重ねられた電子部品に圧縮力を加えるのに用いるばねクランプ
組立体と、本発明のばねクランプ組立体で熱放散装置と近接する回路部品とを一
つにクランプすることによって熱放散装置と近接する回路部品との間の熱接触を
向上させる方法に関する。

【０００２】 回路基板上の電子部品、例えば電力用のトランジスターおよびプロセッサーは
かなりの量の熱を発生し、この熱は、電子部品を確実に作動させるために除かね
ばならない。発生した熱のうちいくらかは、電子部品のリード線によって放散さ
れる。しかし、多量の超過した熱は、周囲の空気に移動する。冷却は、回路部品
に、ピン付き、フィン付きなどのヒートシンクと熱的に取り付けることによって
改善することができる。

【０００３】 いくつもの公知の配置構成では、ピン付きまたはフィン付きのヒートシンクが
取外し可能な重ね板ばね型のばねクリップによって、回路部品の頂面上に取り付
けられている。その回路部品は通常、回路基板に取り付けられたソケットに取り
付けられている。前記クリップの末端は、回路部品またはその回路部品が取り付
けられているソケットの対向する周側面から突出しているボスに連結する懸垂構
造体を有している。前記ヒートシンク上を横切るクリップの部分がヒートシンク
の頂部を押圧して、積み重ね部分に圧縮応力を加えている。

【０００４】 かようなクリップを取り付けたりまたは取り外すのに必要な大きな力によって
、該クリップの取付けまたは取外しを行っている間に、下側にある回路基板が損
傷することがある。二つの“不首尾”のメカニズムが分かっている。第一に、ク
リップの取付けまたは取外しを行っている間に、クリップの末端が回路基板上の
トレースに接触してこれを損傷することである。第二に、いくつかのクリップが
、取付けおよび／または取外しを行うのに工具が必要なことである。特に、工具
が誤用されたりまたは不適正な代替工具が使用されると、これらの工具が回路基
板を曲げたり打撃で損傷させることがある。さらに、ばねクリップを取り付けた
りまたは取り外したりするのに工具が必要であることは、回路基板を損傷する危
険の有無にかかわらず、産業界では好ましくないとされている。

【０００５】 ばねクランプは一般に圧縮力を加えるが、その圧縮力は、クランプされる部品
の積み重ねた高さ寸法を変化させやすい。重ね板ばね型のクリップはばね定数が
一般に高く、通常は５０ポンド／インチの範囲内である。積み重ねの高さがわず
か０．０５０インチ変化しても（この変化は積み重ね部品の総合許容差範囲内で
ある）、クランプ力は約２．５ポンドまで変化する。半導体の部品の目標クラン
プ力が一般に約７．５ポンドであるとすると、積み重ね高さの小さな変化が従来
技術のクリップの性能に重大な影響を与えることが分かる。

【０００６】 本発明のクランプ装置またクランプ組立体は、積み重ねられた電子部品に対し
て圧縮力を加え、取付けと取外しを行うのに要する力が小さく、下側にある回路
基板を損傷する危険性が少ない。本発明のクランプ組立体は、ばね定数の低いば
ねを有し、そのためクランプされる電子部品の積み重ね高さの小さな変動には比
較的影響を受けない圧縮力を加える。

【０００７】 前記電子部品としては、例えば、ピンまたはフィンを取り付けたシンクなどの
熱放散装置、作動中に熱を発生するアナログまたはディジタルの回路装置、その
回路装置のソケットなどがある。好ましい配置構成では、前記熱放散装置が、前
記積み重ね体の最上部の部品となり、ソケットと回路装置は積み重ね体の下部の
部品であり、そして、その熱放散装置は、前記回路装置と接触した面を有してい
る。前記ソケットは回路基板の上に取り付けられている。

【０００８】 本発明のクランプ装置は、ねじりばね部材を備え、このねじりばね部材は一つ
以上のコイルおよびその単一もしくは複数のコイルの末端から延びる一対のアー
ムを有している。上記ばね部材は、ばね定数が比較的低くなるように構築され、
その結果、そのアームのたわみが適度に変化して、ばね張力の変化が小さくなっ
ている。このことは、クランプ力が、クランプされる部品の積み重ね高さの寸法
変化に余り影響されなくなるので有利である。また、本発明のクランプ装置は、
積み重ね体の下部部品、例えばソケットまたは回路装置などの周囲側面に係止し
、かつクランプされた配置構成がコイルに張力をかけて、コイルの周囲端縁が、
積み重ね体の最上部の部品、例えばヒートシンクを、下部部品の方へ押し付ける
ための構造を含む連結構造体を備えている。そのクランプされた積み重ね体は熱
放散組立体を形成する。

【０００９】 組み立てられた、またはクランプされた配置構成で、ばね部材は、積み重ね体
の上部部品の頂面に対し、下向きの力を加え、そして前記連結構造体が、積み重
ね体の下部部品に上方への反力を与え、その結果、これら部品は、圧縮力によっ
てともにクランプされ、これら部品間の熱接触を改善する。前記ばね部材と連結
構造体は別個の部品であってもよく、または単一の一体構造体として製作しても
よい。

【００１０】 本発明の一つの観点によれば、前記連結構造体は、ばね部材とは別個の部品で
あるクリップ留めブラケットを備えている。そのブラケットは、組み立てられた
配置構成で上部部品を横切ってまたがっている横材を有する。脚部が、上記横材
の末端のそれぞれから垂下している。各脚部は、第一部品の一方の周側面に係止
される面をもっている。またブラケットは、クランプされた配置構成で、前記ア
ームの一方に係合する、横材のそれぞれの末端に連結されるばね係合部材を有し
ている。

【００１１】 本発明のこの配置構成において、ブラケットは、当初、応力のかからない状態
のばね部材によって、規定の位置にクリップ留めされる。次に、ばね部材をたわ
ませてブラケットに係止し、その結果、ばね部材は張力がかかってたわんだ状態
で保持される。横材は、コイルから上部部品へ下向きの力を伝達するのに十分な
可撓性を有している。ばね張力は、一般にヒートシンクである上部部品の頂面に
下向きの力を加え、次いでブラケットの脚部によって、ブラケットがクリップ留
めされている下部部品に上向きの力が加えられる。

【００１２】 本発明の別の観点によれば、ブラケットは、ほぼＨ字形状である。そのばね係
合部材は、脚部から上方に延びるそれぞれの直立アームによって、桶材のそれぞ
れの末端に連結されている。

【００１３】 前記横材は、単一または複数のコイルの周囲端縁が、前記組み立てられた配置
構成で、中央部分に当接するように配置された中央部分を備えていてもよい。他
の配置構成では、単一または複数のコイルは、上部部品に直接当接している。

【００１４】 前記ばね部材はばね線で製造することができる。ブラケットは金属を打抜いた
ものを曲げて製作できる。

【００１５】 本発明の別の観点によれば、ばねクランプ装置は、一本のばね線で製造するこ
とができる。

【００１６】 ばね部材の形態と構造の設計上の制約はブラケットの制約とは大きくかけ離れ
ている。したがって、本発明は、クランプされる部品の形態の変化と、必要なク
ランプ力の変化に十分適応できる。クランプされる部品の大きさまたは形態の変
化は、ばね部材の設計変更を必ずしも必要とせずに、ブラケットの比較的簡単な
変更によって吸収できる。逆に、クランプ力の変更が必要な場合、この変更は、
ブラケットの設計変更を必ずしも必要とせずに、ばね部材の変更で吸収できる。
設計者は、ばね部材またはブラケットを、その他方を損なうことなく自由に変更
できる。

【００１７】 ブラケットを取付けソケットに固定するのに必要な力は比較的小さい。ばね部
材をブラケットに係止するには、ブラケットを取り付けてから、比較的大きな力
を加える。この方法によれば、本発明のクランプ装置を取り付けている間に、下
側の回路基板を損傷する可能性が小さくなる。

【００１８】 図１を参照すると、回路基板１２の上に取り付けられた熱放散組立体１０は、
ばねクランプ装置１４によって保持されている電子部品の積み重ね体を有してい
る。前記積み重ね体の底部部品は回路基板１２に直接、取り付けられたソケット
１６である。積み重ね体の中央の部品は、ソケット１６に装着された集積回路装
置１８である。積み重ね体の上部部品は、回路装置１８の上部に配置されたヒー
トシンク２０である。ヒートシンク２０は、背の低い（lowprofile）ベース２２
と、ベース２２から上方に延びるフィン２４を備えている。フィンの代わりに、
ピンなどの放熱突出部を有する他のタイプのヒートシンクを使用できる。ばねク
ランプ装置１４は二つの部品、すなわちほぼＨ字形状のブラケット２６とねじり
ばね部材２８を備えている。

【００１９】 図１〜４を参照して以下に説明する実施の態様では、ヒートシンクベース２２
の高さが０．１５５インチである場合、高さが０．５インチのヒートシンクのフ
ィンは、その作動高さがフィン２４の上端の下側０．３４５インチである。また
、図２と３に示すブラケット２６は、厚みが０．０１５インチの４１０ステンレ
ス鋼の板を打抜いて曲げ、熱処理することによって製造される。ブラケット２６
は横材３０を備えており、その横材３０は、長さがほぼ２．５３インチであり、
その全長の大部分の幅が約０．１０インチであり幅の広い中央部分３１の幅が０
．２２５インチである。脚部３２，３４は、横材３０の末端からほぼ直角に垂下
している。脚部３２，３４は末端３６，３８が外側に広がっており、外側へ広が
った末端３６，３８の近くに孔部４０，４２それぞれが形成されている。孔部４
０，４２は、ソケット１６の対向する周側面から突出する取付けボス４３（図１
には一つだけを示す）と係合するように設計されている。横材３０の底面から孔
部４０の底部までの距離は約０．４２４インチであり、孔部４０，４２の幅は約
０．２２インチであり、孔部の高さは約０．１５インチである。直立アーム４４
，４６がそれぞれの脚部３２，３４の上方に伸びている。直立アーム４４，４６
は、それぞれの末端に組立てられた配置構成で、ばね部材２８を保持するのに用
いる鈎形部材４８，５０が形成されている。

【００２０】 また、図４に示すばね部材２８は、曲げて所望の配置構成にして熱処理した直
径０．０６３インチのピアノ線で製造されたねじりばねである。ばね部材２８は
、大径が約０．３３インチでかつ中心軸線５４を形成するほぼ２回巻のコイル５
２を有している。ばね部材２８は、一つのコイルを備えているが、望ましい結果
を達成するために二つ以上のコイルを使用してもよい（例えば、図１０と図１１
および以下の関連する説明参照）。アーム５６，５８が、コイルから、中心軸線
５４に対しほぼ直角の方向に伸びている。アーム５６，５８は、弛緩し張力がか
かっていない状態で約１５７°の鈍角の内角をなしている。アーム５６は、中心
軸線５４から約１．３４インチの位置にまっすぐな末端６０を有し、この末端６
０は、アーム５６の他の部分に対してほぼ直角にかつ中心軸線５４にほぼ平行の
方向に曲げられている。まっすぐな末端６０は、鈎形部材４８が形成しているチ
ャネル６１（図２参照）に嵌合して、横材３０の底面の上方約０．２インチの高
さの位置で、ばね部材２８とブラケット２６とを回転可能に連結するヒンジ５７
を形成している（図１参照）。他方のアーム５８は、アーム５８と鈎形部材５０
を係合させたり脱離させる場合に、指圧を下方に加えるのに用いる弯曲末端６２
を備えている。弯曲末端６２の先端６４は、中心軸線５４から約１．５６インチ
離れた位置にある。アーム５８は、組み立てられた配置構成で、鈎形部材５０と
係合させると、横材３０の底面の上方約０．２インチの高さに位置する。

【００２１】 組み立てられた配置構成で、アーム５８を鈎形部材５８と係合させると、コイ
ル５２は、横材３０の中央部分３１を押圧する。横材３０は可撓性なので、コイ
ル５２から下方への力が中央部分３１を通じてヒートシンクベース２２の頂面に
伝達される。同時に、上方に向いた反力が、脚部３２，３４によって前記ソケッ
トに加えられ、ヒートシンク２０を回路装置１８にクランプする。

【００２２】 ばねクランプ装置１４の積み重ね部品への組付けは、工具なしで実施できる。
ソケット１６が回路基板１２に取り付けられ、そして回路装置１８がソケット１
６に取り付けられる。ヒートシンク２０は、通常の方式で、回路装置１８の頂面
に配置される。次に、ブラケット２６が、積み重ね部品を跨いで配置され、横材
３０がヒートシンクベース２２の頂面にかけ渡される。軽い下向きの力をブラケ
ット２６に加えて脚部３２，３４と下方に動かすと、外側に広がった末端３６，
３８が取付けボス４３の上で、外側に排動され、ボス４３が孔部４０，４２にパ
チンと嵌め込まれて係合する。この時点でクランプ力はほとんどまたは全く生成
せず、ブラケット２６が生成する力は、取付けの第二段階の間、積み重ね体を規
定の位置に保持するのに十分な力である。

【００２３】 そのとき、ばね部材２８は、自由状態すなわち応力がかかっていない状態であ
る。アーム５６は、ヒンジ５７によってブラケットに固定されている。もう一つ
のアーム５８は固定されずに、上向きの角度をなしてコイル５２から延びている
。コイル５２の周端縁はヒートシンクベース２２の頂面に当接している。組立て
の第二段階で、アーム５８の弯曲末端６２をフック５０の下方に、少し押し下げ
て、ブラケット２６の鈎形部材５０に捕捉されるように規定の位置に揺動される
。これは、親指またはその外の指を使って下向きの力を加えて行う。

【００２４】 そのとき、ばね部材が保持された、張力がかかっている状態は、脚部３２，３
４に上向きの力を加える。この力は、孔部４０，４２の底部端縁のそれぞれの上
を向いている面６３，６５によってボス４３に伝達される。同時にばね部材２８
はヒートシンクベース２２の上端に押し当てられる。その下向きの力は、横材３
０の中央部分３１を通じてコイル５２から伝達される。横材３０は十分に薄いの
で可撓性を有し、前記下向きの力を伝達する。その反対方向の力が、積み重ね体
の部品をともにクランプし、その結果、ヒートシンク１６と回路装置１８間の熱
接触を増大する圧縮応力が加えられる。

【００２５】 前記のねじりばねは、そのクランプ力をヒートシンクベース２２のほぼ中央に
加えるが、親指／親指以外の指の力を加えてばね部材２８を係止する部位がヒー
トシンクベース２２の周囲の近傍にあることに注目することが重要である。モー
メントのアーム長を、２：１よりわずかに大きくして取り付けると、機械的な利
点が生まれる。クランプ装置を取り付けるのに必要な力は比例的にクランプ力よ
り小さくなる。例えば７．０ポンドのクランプ力を生じさせるには、アーム５８
の弯曲末端６２に前記７ポンドの力の約１／２を加え、ばね部材２８を係止する
必要があるに過ぎない。

【００２６】 ばねクランプ装置１４の取外しも、工具の助けなしで実施できる。ばね部材２
８を、親指または親指以外の指の圧力によって、弯曲末端６２とわずかに押し下
げることによって、係止を解除して、アーム５８を鈎形部材５０との係合から外
す。ブラケットは、同時に、ヒンジ５７に対し下方内側に圧力を加えて、取付け
ボス４３を孔部４０から外すことによって取り外すことができる。もう一つの取
付けボス（図示せず）は、次にブラケット２６の自由端を傾けて上方へ上げるこ
とによって孔部４２から外すことができる。

【００２７】 上記実施態様では、ねじりばね部材２８は、ピアノ線の材料強度の限度内にと
どめながら所望のクランプ力が生じるように、コイル５２の大直径とピアノ線の
直径を指定することによって設計される。次に、このクランプ力を生成するのに
必要なたわみの大きさを、コイルの数を指定することによって設定する。したが
って、クランプ力はすでに指定されているので、コイルの数を選択することによ
って、ばねクランプ装置のばね定数が有効に設定される。

【００２８】 ブラケット２６は、設定されたクランプ力よりはるかに小さい、非常に小さい
力でソケット１６の取付けボス４３に容易に取り付けることができるよう、比較
的撓みやすいように設計される。ブラケット２６は、取付け力が小さいから、回
路基板１２と不測の接触が起こる可能性が少ないように設計することができるの
で、万一接触が実際に起こったとしても、小さい力による接触であろう。

【００２９】 また、ブラケット２６は可撓性なので、ばね部材２８が横材３０を直角方向に
撓ませて、下向きのクランプ力をヒートシンク２０の頂面に伝達することができ
る。しかし、本発明の範囲は、コイル５２と横材３０との相互作用によって限定
されない。また、ブラケット２６は、コイル５２がヒートシンクベース２２の頂
面上に直接当接して、横材３０が直角方向に撓む必要がないように設計すること
ができる（図８および図９を参照）。

【００３０】 図５〜７に示す他の実施態様のブラケット１２６は、大部分の点でブラケット
２６と類似しているが、その中央部分１３１は、幅がほぼ同じであり、かつ横材
１３０の他の部分から横方向にずれて約０．０８インチ離れている。中央部分１
３１は直立する側壁１６６，１６８を備え、この側壁は、コイル５２が規定位置
からすべりおちるのを防止するサドルを形成している。

【００３１】 図８に示す他の実施態様のブラケット２２６も、大部分の点でブラケット２６
と類似しているが、横材２３０；孔部２４０，２４２と広がった先端２３６，２
３８をそれぞれ有する脚部２３２，２３４；およびヒンジ２５７とフック２５０
をそれぞれ形成する直立部分２４４，２４６を備えている。図面を簡単にするた
め、ヒートシンクベース２２から上方に延びるピンまたはフィンは図示していな
い。横材２３０の中央部分２３１は、コイル５２の底部の真下部分が除去されて
おり、その結果、コイル５２はヒートシンクベース２２の頂面に直接当接してい
る。図８に示す実施態様では、横材２３０の中央部分２３１に孔部２６９が形成
されている。ブラケット２６とブラケット１２６とを対比すると、ブラケット２
２６はヒートシンク２０に対してクランプ力を生成するために撓む必要がないの
で、比較的剛性を有していてもよい。

【００３２】 また図８は、ブラケット２２６がソケット１６のボス４３にクリップされてい
て、張力がかかっておらず係止されていないばね部材２８の位置を陰線で示して
いる。

【００３３】 図９に示すさらに他の実施態様には、熱放散組立体が、ばね部材２８は張力が
かかっていてブラケット３２６に係止されている組立てられた配置構成として実
線によって示されている。また、前記組立て体が、ばね部材２８は張力がかかっ
ておらずブラケット３２６から外れている係止されていない配置構成として陰線
によって示されている。この図面には、ブラケット３２６とばね部材２８の特徴
を一層よく示すために、ヒートシンクベース２２上のピンまたはフィンは図示し
ていない。ブラケット３２６は、ばね部材２８の上端の上方で延びる横材３３０
を備え、コイル５２はヒートシンクベース２２の頂面に直接当接している。オー
バーヘッド横材３３０は、一方の端部に幅の狭い部分３７０を有し、他方の端部
に幅の広い部分３７２を有している。その幅の狭い部分３７０は、ばね部材２８
のアーム５８が自由でかつ応力がかかっていない状態にある場合、オーバーヘッ
ド横材３３０のレベルの上方に延びる空間を提供する。脚部３７４，３７６は、
オーバーヘッド横材３３０の両端からほぼ直角に垂下している。幅の広い部分３
７２に隣接している脚部３７６は、その脚部３７６からコイル５２に向かってほ
ぼ直角に突出する翼状部３７８，３８０を備えている。翼状部３７８，３８０は
ばね部材２８のまっすぐな末端６０に係合するそれぞれの取付け通孔３８２，３
８４を各々備えている。幅の狭い部分３７０に隣接している脚部３７４は、組み
立てられた配置構成で、ばね部材２８のもう一つのアーム５８を保持するのに用
いる鈎形部材３５０を備えている。脚部３７４，３７６はさらに、外側に広がっ
て末端３３６，３３８および取付けボス４３に係合させるための、広がった末端
３３６，３３８それぞれに隣接して形成された孔部３４０，３４２を備えている
。

【００３４】 ばね部材２８がブラケット３２６に係止されている組み立てられた配置構成で
、アーム５８の弯曲末端６２は、鈎形部材３５０によって定位置に係止されてい
る。アーム５６は、自由で応力がかかっていない状態で、翼状部３７８，３８０
の取付け通孔３８２，３８４によってブラケット３２６に固定されている。アー
ム５８は、固定されずに、幅の狭い部分３７０に隣接して、上方に角度を有して
延びている。

【００３５】 図１０に示す熱放散組立体の他の実施態様は、ソケット１６の対向する周側面
のボス４３にクリップされているブラケット４２６に係止されたばね部材４２８
を備えている。やはり図面を簡単にするため、ヒートシンクベース２２から延び
るフィンまたはピンは省略してある。ばね部材４２８は、大部分の点で図１〜４
に示す上記ばね部材２８に類似しているが、ばね部材４２８は、一つのコイルの
代わりに二つの連結されたコイル４５２ａと４５２ｂを採用している。そのコイ
ル４５２ａと４５２ｂは、短いまっすぐな連結部分４８６によって連結されてい
る。アーム４５６と４５８がそれぞれコイル４５２ａと４５２ｂから延びている
。アーム４５６はアームの他の部分からほぼ直角に曲げたまっすぐな部分４６０
を有し、アーム４５８はその末端に指圧を加えるためのループ４６２を有する。

【００３６】 ブラケット４２６は、大部分の特徴がブラケット２６に類似しており、横材４
３０、それぞれ孔部４４０，４４２と広がった先端４３６，４３８を有する脚部
４３２，４３４、およびそれぞれヒンジ４５７とフック４５０を形成している直
立部分４４４，４４６を備えている。横材４３０は、幅の広い部分３０より長さ
が大きくて、コイル４５２ａ，４５２ｂの両者を載せることができる幅の広い部
分４３１を備えている。

【００３７】 自由で応力がかかっていない状態（図示せず）では、アーム４５６はヒンジ４
５７によってブラケット４２６に固定され、コイル４５２ａはブラケット４２６
の中央部分４３１に接触し、コイル連結部分４８６は水平から上方に角度を有し
て上方に延びてコイル４５２ｂを中央部分４３１の面より上方に保持し、そして
アーム４５８は連結部分４８６とアーム４５６のなす角とほぼ同じ角度で上方に
延びる。図１１は、自由で応力がかかっていない状態でのアーム４５６、連結部
材４８６およびアーム４５８の角度の関係を示す。その自由で応力がかかってい
ない状態からクランプ力が、図１を参照して先に述べたのと同様の方式で加えら
れる。ばね部材４２８は二つのコイルを有しているので、下方へのクランプ力が
、先に述べた実施態様の場合のような単一点ではなくて二点で加えられる。二つ
以上のコイルを使用する場合、同じクランプ力を得るには、各コイルの巻数を少
なくする必要がある。この特徴は、ヒートシンク上のフィンまたはピンの間の間
隙が狭いときに有利である。

【００３８】 本発明の上記二つの実施態様のいずれにおいてもばね部材は、例えばヒンジに
よってブラケットに永久的に連結されてもよく、またはばね部材とブラケットが
組み立てられたときにばねクランプ装置１４を形成する一組の別個の部品でもよ
い。

【００３９】 図１２に、ばねクランプ装置５１４が一体となった実施態様を示す。 ばねクランプ装置５１４は、ねじりばねコイル５５２を有するばね部材５２８
およびコイル５５２が形成する中心軸線５５４にほぼ直角の方向にコイル５５２
から延出するアーム５５６，５５８を備えている。しかし、アーム５５６の末端
は別個のブラケットに係合するのではなくて、下方にほぼ直角に曲げられて延出
し、脚部５８８を形成し、その脚部５８８は係合ループ５９０で終わっている。
アーム５５８の末端は、上方に曲げられ指ループ５９２になっている。次に、ば
ねクランプ装置５１４を形成するピアノ線が、折り返されアーム５５８からほぼ
直角に下方に曲げられて別の脚部５９４を形成し、この脚部５９４もやはり係合
ループ５９６で終わっている。

【００４０】 ばねクランプ装置５１４は、工具を使わずに積み重ね部品１６，１８，２０に
クランプさせることができる。ソケット１６が回路基板１２に取り付けられ、デ
ィジタル装置／回路パッケージ１８がソケット１６に取り付けられ、そしてヒー
トシンク２０が通常の方式で回路パッケージ１８の頂面に配置されている。ばね
クランプ装置５１４は、係合ループ５９０を取付けボス４３に連結し、コイル５
５２をヒートシンクベース２２と接触させ、そして下向きの力を親指ループ５９
２に加えて、コイル５５２をヒートシンクベース２２に接触させ、次いで係合ル
ープ５９６を、ソケット１６の反対側の周囲側面上のもう一つの取付けボス４３
（図示せず）に固定する。

【００４１】 ばねクランプ装置５１４は、下方向と内方向（コイルに向けて）の圧力をルー
プ５９２に同時に加えることによって、取り外すことができる。ループ５９２の
直立部分５９８がレバーアームとして作動しループ５９６を揺動させて、それが
係合しているボス４３（図示せず）から外れさせる。次いでもう一つのループ５
９０はホズ４３から外して、ばねクランプ装置５１４の取外しを完了することが
できる。

【００４２】 本発明のばねクランプ組立て体の部品は、先に述べたのと異なる材料で製造す
ることができる。ばね部材とブラケットの両者は、例えばプラスチック／複合材
料で製造することができる。部品は、射出成形法、溶接法、注入成形法などによ
って製造できる。ばね部材とブラケットは、別個に製作した後に連結するか、ま
たはユニットとして製作することができる。

【００４３】 本発明は積み重ね部品の厚みが変わっても、設計限界内に保持できるクランプ
力を提供するものである。目標のクランプ力が約７．５ポンドである場合、クラ
ンプされた界面における見掛けのばね定数は約２０ポンド／インチである。この
ことは、クランプされた部品の積み重ねられた高さの変化が比較的大きくて、例
えば０．０５０インチの場合、生じるクランプ力の変化は約１．０ポンドに過ぎ
ないことを意味する。対照的に従来技術のばねクランプの一般的なばね定数は約
５０ポンド／インチの範囲内にあり、このことはクランプされた部品の積み重ね
られた高さが０．０５０インチ変化すると、クランプ力が約２．５ポンド変化す
ることを意味する。

【００４４】 本発明を特定の実施態様によって説明してきた。しかし本発明は、図示して説
明した諸実施態様に限定されない。そうではなくて、本発明の範囲は前記特許請
求の範囲によって定義される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の熱放散組立体の斜視図であり、ばねクランプ組立体を明示するために
一部を切欠いた図である。

【図２】 図１に示すばねクランプ組立体の部品を形成するブラケットの斜視図である。

【図３】 図２に示すブラケットの平面図である。

【図４】 ねじりばね部材の斜視図である。

【図５】 ブラケットの他の実施態様の斜視図である。

【図６】 図５に示すブラケットの平面図である。

【図７】 図５に示すブラケットの正面図である。

【図８】 本発明の他の実施態様の斜視図である。

【図９】 本発明の他の実施態様の斜視図である。

【図１０】 本発明の他の実施態様の斜視図である。

【図１１】 図１０に示すばね部材の正面図である。

【図１２】 本発明のさらに別の実施態様の斜視図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年３月３日（２０００．３．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ (71)出願人 Ｏｎｅ Ｋｏｏｌ Ｐａｔｈ，Ｌａｃｏｎ ｉａ，Ｎｅｗ Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ 03247，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (53)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積み重ねた電子部品を一つにクランプするばねクランプ装置
   であって、少なくとも１つのねじりばねコイルを有するばね部材と、周側面を有
   する前記積み重ね体の第一部品と、前記積み重ね体の前記第一部品の前記周側面
   に掛止するための構造を有する結合手段とからなり、 さらに前記ばね部材が、前記周側面の１つで、前記ばねコイルを前記結合手段
   に作動的に接続する第一接続部材と、少なくとも１つの前記コイルの周端縁が前
   記積み重ね体の第二部品を前記第一部品に向かって付勢するよう、クランプされ
   た配置構成で前記コイルの少なくとも１つに張力を加えるための、前記ばねコイ
   ルを他の前記周側面で前記結合手段に作動的に接続する第二接続部材とを備えた
   ばねクランプ装置。
2. 【請求項２】 前記の第一接続部材および第二接続部材が、少なくとも１つ
   の前記コイルの両端から延出した１対のアームからなり、前記結合手段が、横材
   と、この横材のそれぞれの端部から垂下した脚部とからなるブラケットを有し、
   各脚部は、前記周側面の１つに掛止する表面と、クランプされた配置構成で前記
   アームの１つを係合するために、前記横材の端部のそれぞれに結合されたばね係
   合部材とを有する請求項１のばねクランプ装置。
3. 【請求項３】 前記のばね係合部材が、前記脚部から上方に延出したそれぞ
   れの直立アームにより前記横材の両端にそれぞれ結合された請求項２のばねクラ
   ンプ装置。
4. 【請求項４】 それぞれの脚部を掛止する前記表面が、前記脚部に形成され
   た開口の縁部を有し、前記開口が、第一部品の周側面から突出した各ボスを越え
   て配置されるよう構成された請求項２のばねクランプ装置。
5. 【請求項５】 脚部のそれぞれが、外方に開いた端部を有する請求項４のば
   ねクランプ装置。
6. 【請求項６】 前記横材は、前記のクランプされた配置構成で前記コイルの
   少なくとも１つがその中央部に当接するよう位置決めされた中央部を有する請求
   項２のばねクランプ装置。
7. 【請求項７】 前記中央部は、前記中央部に隣接する部分よりも広い幅を有
   する請求項６のばねクランプ装置。
8. 【請求項８】 前記中央部は、前記横材の隣接する部分から横方向にずれて
   いる請求項６のばねクランプ装置。
9. 【請求項９】 前記中央部は、前記のクランプされた配置構成で前記コイル
   の少なくとも１つを固定する構造を有する請求項６のばねクランプ装置。
10. 【請求項１０】 前記横材は、前記のクランプされた配置構成で前記コイル
    の少なくとも１つが前記の第二部品に直に当接するよう構成された請求項５のば
    ねクランプ装置。
11. 【請求項１１】 前記の横材は、前記のクランプされた配置構成で少なくと
    も１つの前記コイルの下方に削り下げられた中央部を有する請求項１０のばねク
    ランプ装置。
12. 【請求項１２】 前記の横材は、前記のクランプされた配置構成で第二部品
    から遠方の少なくとも１つの前記コイルの上に位置する請求項１０のばねクラン
    プ装置。
13. 【請求項１３】 前記の横材が幅の狭い部分と幅の広い部分とを有し、前記
    のばね係合部材が前記の脚部上に形成された請求項１２のばねクランプ装置。
14. 【請求項１４】 前記ばね係合部材の一方が、前記ばね部材のアームの一方
    に離脱可能に係合するための鈎形部材を有する請求項８のばねクランプ装置。
15. 【請求項１５】 前記ばね係合部材の他方が、前記ばね部材のアームの他方
    に回転可能に係合するヒンジを有する請求項１４のばねクランプ装置。
16. 【請求項１６】 前記ばね部材および前記係合手段が、１本のばね線から形
    成されてなる請求項１のばねクランプ装置。
17. 【請求項１７】 積み重ねた状態に組み立てられた配置構成で、積み重ねた
    電子部品の部材間における熱接触を向上させるばねクランプ装置であって、 組み立てられた配置構成で圧縮応力の方向と直交する中心軸をもつコイルおよ
    びコイルの両端から外方へ延出し、鈍角の内角を形成する１対のばねアームを備
    えたねじりばねと、 組み立てられた配置構成で積み重ね体の上部部品を跨ぐよう構成された横材と
    、それぞれの脚部が積み重ね体の下部部品を上部部品の下方に係合させる表面を
    有し、横材の各端部から垂下し、横材によって跨がれた際に積み重ねられた部品
    の側面に隣接する脚部と、組み立てられた配置構成でそれぞれのアームの上端が
    ばねに張力を加えるばねアームの各一方を係合するばね係合部材を形成する、横
    材の各端部から上方に延出した直立アームとを備えた概略「Ｈ」字形状のブラケ
    ットとからなり、 ブラケットが積み重ねられた部品を跨ぎ、脚部が下部部品に係合し、両方のば
    ねアームがばね係合部材と係合し、コイルの周端縁が上部部品を下部部品に向か
    って付勢して積み重ね体に圧縮応力を生じさせ、それによって部品間の熱接触を
    向上させるばねクランプ装置。
18. 【請求項１８】 ばね係合部材の一方が、ばねアームの１つとヒンジ留めさ
    れてなる請求項１７の組立体。
19. 【請求項１９】 ブラケットが、板金型打ち品として構成されピアノ線で構
    成されてなる請求項１７の組立体。
20. 【請求項２０】 作動時に熱エネルギーを生成する電子デバイスと、 電子デバイスの上端に装着されたヒートシンクと、 少なくとも１つのコイルを有するねじりばね部材、１つの電子デバイスの周側
    面に掛止する構造からなる結合手段および電子デバイスが装着され、少なくとも
    １つのコイルの周端縁がヒートシンクを電子デバイスに向かって付勢するようク
    ランプされた配置構成のコイルの少なくとも１つにねじりを与えるためのソケッ
    トを有するばねクランプ装置とからなる熱放散装置。
21. 【請求項２１】 掛止する構造が、１つの電子デバイスの両周側面およびソ
    ケットから突出したボスに掛止する係合構造である請求項２０の熱放散装置。
22. 【請求項２２】 さらにばね部材が少なくとも１つのコイルの両端から延出
    した１対のアームを有し、結合手段が横材および横材の各端部から独立した脚部
    とを有するブラケットからなり、それぞれの脚部がボスの１つに掛止する縁面を
    有する孔部と、クランプされた配置構成で１つのアームに係合するための横材の
    各端部に係合したばね係合部材とを有する請求項２１の熱放散装置。
23. 【請求項２３】 さらにソケットを装着する回路基板を有する請求項２１の
    熱放散装置。
24. 【請求項２４】 横材は、組み立てられた配置構成で少なくとも１つのコイ
    ルが中央部分に当たっているよう位置決めされた中央部分を有する請求項２２の
    熱放散装置。
25. 【請求項２５】 中央部分が、中央部分に隣接する部分よりも広い幅を有す
    る請求項２４の熱放散装置。
26. 【請求項２６】 中央部分が、横材の隣接する部分から横ずれしている請求
    項２４の熱放散装置。
27. 【請求項２７】 中央部分が、組み立てられた配置構成で少なくとも１つの
    コイルを安定させる構造を有する請求項２４の熱放散装置。
28. 【請求項２８】 横材が、組み立てられた配置構成で前記のコイルの少なく
    とも１つがヒートシンクに直に当たっている請求項２２の熱放散装置。
29. 【請求項２９】 横材が、組み立てられた配置構成で前記のコイルの少なく
    とも１つの下方に削り下げられた中央部分を有する請求項２８の熱放散装置。
30. 【請求項３０】 前記の横材が、組み立てられた配置構成でヒートシンク部
    品の遠方で少なくとも１つのコイルの上に位置決めされている請求項２８の熱放
    散装置。
31. 【請求項３１】 ばね係合部材が脚部上に形成された請求項２８の熱放散装
    置。
32. 【請求項３２】 ばね係合部材の一方が、ばね部材のアームの一方を脱離可
    能に係合する鈎状部材を備え、ばね係合部材の他方が、ばね部材のアームの他方
    を回転可能に係合するヒンジを備えた請求項２６の熱放散装置。
33. 【請求項３３】 ばね部材と結合手段が１本の針金から形成された請求項２
    ３の熱放散装置。
34. 【請求項３４】 電子デバイスの上端にヒートシンクを配置し、電子デバイ
    スの対向する側面にブラケットを取り付け、ねじりばね部材に張力を加えてブラ
    ケットに連結させ、電子デバイス上に上向きの反力を生じさせヒートシンクの上
    端に下向きの反力を生じさせる、電子デバイスとヒートシンクの間の熱接触を向
    上する方法。
35. 【請求項３５】 対向する周側面から突出した装着用ボスを有するソケット
    に電子デバイスを装着し、電子デバイスの上端にヒートシンクを配置し、横材と
    この横材から独立し、横材の対向する両端でばね係合部材どうしを間隔をあけて
    配置させる脚部とからなるブラケットでヒートシンクを跨ぎ、ブラケットをヒー
    トシンクの上端に向かって下方に押圧することにより脚部を装着用ボスに係合さ
    せ、ねじりばね部材に張力を加えてばね係合部材に掛止させ、脚部でソケット上
    に上向きの反力を作用させ、ヒートシンクの上端にばね部材で下向きの反力を作
    用させる、電子デバイスとヒートシンクの間の熱接触を向上する方法。
36. 【請求項３６】 ねじりばね部材を連結する前に回路基板上にソケットを装
    着する工程をさらに備えた請求項３５の方法。
37. 【請求項３７】 脚部を係合する工程が、それぞれの脚部に形成された孔部
    を対応する装着用ボスの１つに係合する工程を備えた請求項３５の方法。
38. 【請求項３８】 ねじりばね部材が、脚部の１つに結合されたアームを有し
    、ねじりばね部材を掛止する工程が、両アームの間のねじりばね部材の中央部分
    に下向きの反力が作用するよう、他方のアームを他の脚部に結合された掛止部材
    に係合する工程を備えた請求項３７の方法。
39. 【請求項３９】 下向きの反力を作用させる工程が、ばね部材から横材を介
    してヒートシンクの上端に下向きの反力を伝える請求項３８の方法。
40. 【請求項４０】 上部部品と前記上部部品の下方の下部部品とを有する積み
    重ねた電子部品を一つにクランプするばねクランプ装置であって、 中心軸および前記コイルの両端のそれぞれから外方に延出したアームを備えた
    コイルを有し、前記ねじりばねが消勢された配置構成で、前記アームが第一角度
    状態にあるねじりばねと、 前記の下部部品の対向する周側面に掛止する第一構造体および前記積み重ね体
    をクランプする組み立てた配置構成で前記アームが前記第一角度状態から相対回
    転して第二角度状態に変位するよう、前記ねじりばねを係止する第二構造体を有
    する結合手段とを有し、 前記の組み立てられた配置構成の前記コイルが、前記の上部部品を前記の下部
    部品に向かって付勢し、それによって前記電子部品の積み重ね体を一つにクラン
    プするばねクランプ装置。
41. 【請求項４１】 前記の結合手段がブラケットからなる請求項４０のばねク
    ランプ装置。
42. 【請求項４２】 前記のブラケットが積み重ね体を跨ぐように形成された横
    材からなり、前記の第一構造が前記の横材の各端部から延出した脚部からなり、
    それぞれの脚部が前記下部部品の前記周側面を係合するよう配置構成された表面
    を有し、前記の第二構造が前記の組み立てられた配置構成で前記アームの各一方
    を係合する、前記横材の各端部に結合されたばね係合部材からなる請求項４１の
    ばねクランプ装置。
43. 【請求項４３】 前記の横材は、前記の組み立てられた配置構成で前記のコ
    イルが前記の中央部分に当たっているように位置決めされた中央部分を備えた請
    求項４２のばねクランプ装置。
44. 【請求項４４】 前記の中央部分が、前記の中央部分に隣接する部分よりも
    広い幅を有する請求項４３のばねクランプ装置。
45. 【請求項４５】 前記の中央部分が、前記の横材の隣接する部分から横ずれ
    している請求項４３のばねクランプ装置。
46. 【請求項４６】 前記の中央部分が、前記の組み立てられた配置構成の前記
    コイルを安定させる構造を有する請求項４３のばねクランプ装置。
47. 【請求項４７】 前記の横材が、前記の組み立てられた配置構成で前記のコ
    イルが前記の上部部品に直に当たっている構造を有する請求項４２のばねクラン
    プ装置。
48. 【請求項４８】 前記の横材が、前記の組み立てられた配置構成で前記コイ
    ルの下方に削り下げられた中央部分を有する請求項４７のばねクランプ装置。
49. 【請求項４９】 前記の横材が、前記の組み立てられた配置構成で前記の上
    部部品の遠方で前記コイルの上に位置決めされている請求項４７のばねクランプ
    装置。
50. 【請求項５０】 前記の横材が、狭められた部分と広げられた部分とを有し
    、前記のばね係合部材が前記の脚部上に形成された請求項４９のばねクランプ装
    置。
51. 【請求項５１】 ばね係合部材のそれぞれが、１つの前記脚部を越えて延出
    した直立アーム上に形成された請求項４２のばねクランプ装置。
52. 【請求項５２】 前記アームの１つが、前記のばね係合部材の１つに回転可
    能に結合された請求項４２のばねクランプ装置。
53. 【請求項５３】 前記のねじりばねが、複数のコイルを有する請求項４０の
    ばねクランプテバイス。