JP2005072530A - 固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被固定物を固定対象体に固定する際、被固定物が損傷するのを防止でき、さらに、作業効率が優れた固定装置を提供する。
【解決手段】 被固定物２を固定対象体３の側に押圧して固定する固定装置１であって、固定装置１は、被固定物２を押圧する押圧部１１と、固定対象体３に固定される固定部１２とを備え、被固定物２を固定対象体３に位置決めする仮固定時には、押圧部１１と固定部１２との弾性力により、固定装置１のみで被固定物２を押圧し、被固定物２を固定対象体３に押し付ける本固定時には、押圧部１１のみの弾性力により、被固定物２を押圧する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被固定物を固定対象体側に押圧して固定する固定装置に関する。

従来、この種の固定装置としては、例えば、特許文献１に示すような、被固定物として半導体素子を、固定対象体として前記半導体素子の熱を逃がす放熱体を適用したものがあった。つまり、当該特許文献１には、図８に示したように、半導体素子２０を、放熱体３０に取付ける半導体素子固定装置に於いて、半導体素子２０を収容する凹部を形成した絶縁保持部材２２と、絶縁保持部材２２の凹部２２ａ内に配置し、絶縁保持部材２２を放熱体３０に装着した時に半導体素子２０を放熱体３０に押圧する為の板ばね１０と、絶縁保持部材２２の凹部２２ａ内に突出させて半導体素子２０の取付け孔２０ａに挿入して半導体素子２０を支持する支持棒２３とを備えたことを特徴とするものが開示されている。

この半導体素子固定装置によると、板ばね１０により半導体装置２０を放熱体３０側に圧接することができるから、狭い場所に於いても半導体素子２０の取付けが極めて容易となるという利点があった。

その他、半導体素子を放熱体に固定するために、半導体素子と放熱体に取り付け穴（雌ネジ）を設け、雄ネジにより両者を固定する固定装置が知られていた。
特開平９−１３４９８５号公報（特許請求の範囲、段落００３０、図１）

特許文献１に記載の板ばねを使用する固定装置では、例えば、半導体素子を、制御コンピュータである車載用ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）に固定する場合、振動などの衝撃によって半導体素子（被固定物）と放熱体（固定対象体）とが位置ずれするのを防止するため、板ばねのばね定数が６０Ｎ程度の強い押圧力が必要となる。

この押圧力の強い板ばねで半導体素子を放熱体に固定（本固定）するときに、半導体素子の固定位置がずれた場合、固定位置を再調整する必要がある。この再調整作業は、押圧力の強い板ばねを開く必要があり、手間がかかるため、作業効率が悪い。さらに、何度も再調整作業を繰り返すことにより、強いばね定数を有する板ばねが半導体素子に損傷を与える虞があった。

また、他の従来の固定装置であって、雄ネジにより半導体素子を放熱体に固定する装置では、雌ネジのネジ穴を作製する工程や、雄ネジにより両者を固定する工程が必要となる。さらに、多数の半導体素子を放熱体に固定するには、半導体素子の数に対応した固定時間を要する。そのため、ネジにより固定する固定装置は、作業効率が悪いという問題点があった。

従って、本発明の目的は、被固定物を固定対象体に固定する際、被固定物が損傷するのを防止でき、さらに、作業効率が優れた固定装置を提供することにある。

〔構成１〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、
被固定物を固定対象体の側に押圧して固定する固定装置であって、
当該固定装置は、前記被固定物を押圧する押圧部と、前記固定対象体に固定される固定部とを備え、
前記被固定物を前記固定対象体に位置決めする仮固定時には、前記押圧部と前記固定部との弾性力により、前記固定装置のみで前記被固定物を押圧し、
前記被固定物を前記固定対象体に押し付ける本固定時には、前記押圧部のみの弾性力により、前記被固定物を押圧する点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果１〕
被固定物を固定対象体に固定した一体構造において、一体構造が車載部品等であれば、振動の発生を考慮する必要がある。このとき、被固定物と固定対象体との固定は振動による位置ずれを避けるため強固であるのが好ましい。しかし、被固定物を押圧する力が強い固定装置では、被固定物の固定位置の再調整時に大きな力が必要になる、或いは、被固定物が損傷する等の不都合を有する。

これを解消するため、本願の固定装置は、被固定物を固定対象体に強固に固定（本固定）する前に、比較的弱い力で被固定物を固定対象体に仮固定可能な固定装置となるように構成してある。

つまり、固定装置の押圧部が被固定物を固定対象体の側に押圧して仮固定し、その後、本固定により、固定装置と被固定物と固定対象体とを一体構造にするものである。

以下に、仮固定時と本固定時とにおける本発明の固定装置の状態を説明する。

前記被固定物を前記固定対象体に位置決めする仮固定時には、前記押圧部と前記固定部との弾性力により、前記固定装置のみで前記被固定物を押圧するように構成する。

さらに、前記被固定物を前記固定対象体に押し付ける本固定時には、前記押圧部のみの弾性力により、前記被固定物を押圧するように構成する。

これにより、仮固定時と本固定時とにおいて、被固定物に作用する固定装置の弾性力をそれぞれ変化させることができる。

ここで、本願発明の固定装置として図３，４に示した板ばねを例にとって説明すると、仮固定時の弾性力は、図３より、中間点Ａから作用点１３ａまでの板ばねの長さＬ１（押圧部１１と固定部１２とを合わせた長さ）により決定される。一方、本固定時の弾性力は、図４より、支点Ｂから作用点１３ｂまでの板ばねの長さＬ２（押圧部１１のみの長さ）により決定される。

この時、本固定時の方が、弾性力を発生させるばねの長さは短くなる（Ｌ２＜Ｌ１）。一般に、支点（中間点）から作用点までのアーム長さが長いほど、作用点にかかる弾性力は小さくなる。つまり、被固定物に作用する弾性力は、アームの長い仮固定時の方が小さくなるため、仮固定時には、本固定時よりも小さい力で被固定物を固定対象体の側に押圧することができる。

ただし、仮固定時の弾性力は、被固定物が固定対象体に対して位置ずれしない程度の力となるようにばねの弾性力を設定してある。このように、本固定時に作用する弾性力より小さい力で被固定物を仮固定するため、被固定物を仮固定する際、或いは、その固定位置を再調整する際に大きな力を必要とせず、作業が容易となる。

また、本固定時のような強い力で固定位置の再調整作業をする場合が少なくなるため、被固定物が損傷する虞が少なくなる。

一方、本固定時には、上記Ｌ２の長さに相当するばねの弾性力で被固定物を固定対象体の側に押圧することになる。仮固定時には、被固定物を挟持するのに必要な変形を押圧部と固定部とで負担しているため、固定装置の各部に生じていた弾性応力は比較的小さいものであった。しかし、本固定時に固定部を固定することで、上記変形は押圧部のみで負担することになり、押圧部に生じる弾性応力は増大する。この結果、被固定物を強固に固定でき、例えば、振動の発生が考えられる車載用ＥＣＵに被固定物を固定したとしても、被固定物の位置ずれを防止できる。

〔構成２〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、
被固定物を固定対象体の側に押圧して固定する固定装置であって、
当該固定装置は、前記被固定物を押圧する押圧部と、前記固定対象体に固定される固定部とを備え、
前記固定部が前記固定対象体に固定されていないときを仮固定時とし、
前記固定部が前記固定対象体に固定されたときを本固定時とし、
前記仮固定時における前記被固定物がない場合の前記押圧部の第１仮想位置より、前記本固定時における前記被固定物がない場合の前記押圧部の第２仮想位置の方が、押圧方向の奥側になるように設定する点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果２〕
本構成の固定装置は、上記構成１と同様に、被固定物を固定対象体に強固に固定（本固定）する前に、比較的弱い力で被固定物を固定対象体に仮固定可能な固定装置となるように構成する。

つまり、固定装置の押圧部が被固定物を固定対象体の側に押圧して仮固定し、その後、本固定により、固定装置と被固定物と固定対象体とを一体構造にするものである。以下に、仮固定時と本固定時とにおける本構成の固定装置の状態を説明する。

まず、前記固定部が前記固定対象体に固定されていないときを仮固定時とし、前記固定部が前記固定対象体に固定されたときを本固定時とする。

そして、本構成の固定装置は、前記仮固定時における前記被固定物がない場合の前記押圧部の第１仮想位置より、前記本固定時における前記被固定物がない場合の前記押圧部の第２仮想位置の方が、押圧方向の奥側になるように設定してある。この様子を後述の図６〜７に示した板ばねに基づいて詳述する。

図６に示したように、仮固定時においては、前記固定部１２が前記放熱体３０に固定されていないため、間隙ａが形成されている。このとき、押圧部１１は半導体素子２０の表面上（第１位置ｂ）に位置している。また、半導体素子２０が無い場合（つまり、弾性力が発生していない場合）を想定すると、押圧部１１は第１仮想位置ｃに位置することになる。

従って、仮固定時における半導体素子２０を放熱体３０側に押圧する力は、第１位置ｂと第１仮想位置ｃとのストローク差で決定される。

また、図７に示したように、本固定時においては、押圧部１１は半導体素子２０の表面上（第２位置ｂ’）に位置している。また、半導体素子２０が無い場合（つまり、弾性力が発生していない場合）を想定すると、押圧部１１は第２仮想位置ｃ’に位置することになる。

従って、本固定時における半導体素子２０を放熱体３０側に押圧する力は、第２位置ｂ’と第２仮想位置ｃ’とのストローク差で決定される。

このとき、前記固定部１２が前記放熱体３０に固定されているため、間隙ａが形成されなくなって第２仮想位置ｃ’は、第１仮想位置ｃより押圧方向の奥側に位置することになる。

つまり、本構成の固定装置においては、本固定時は仮固定時に比べて、半導体素子２０に作用する半導体固定装置１０の弾性力が大きくなるように変化させることができる。

ここで、仮固定時の弾性力は、被固定物が固定対象体に対して位置ずれしない程度の力となるようにばねの弾性力を設定してある。このように、本固定時に作用する弾性力より小さい力で被固定物を仮固定するため、被固定物を仮固定する際、或いは、その固定位置を再調整する際に大きな力を必要とせず、作業が容易となる。

また、本固定時のような強い力で固定位置の再調整作業をする場合が少なくなるため、被固定物が損傷する虞が少なくなる。

一方、本固定時のストロークは、仮固定時のストロークよりも大きいため、押圧部に生じる弾性応力は増大する。この結果、被固定物を強固に固定でき、例えば、振動の発生が考えられる車載用ＥＣＵに被固定物を固定したとしても、被固定物の位置ずれを防止できる。

〔構成３〕
本発明の特徴構成は、上記構成１又は２において、
前記押圧部を対向させた状態で一対備えており、これら押圧部を板状の中間部で連結したコの字状に形成すると共に、板ばねで構成してある点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果３〕
つまり、押圧部が対向したコの字状に形成されるため、この対向する押圧部間に被固定物と固定対象体とを挟持することができる。さらに、それぞれの押圧部が被固定物を固定する際に互いに反力を受けることができ、一度に多くの被固定物を挟持することができる。

これにより、板ばねである固定装置が有する弾性力を、被固定物と固定対象体との固定のために効率よく利用することができる。

また、固定装置を、コの字状の板ばねで形成すると、簡単な構造となって固定装置の製造が容易になる。

〔構成４〕
本発明の特徴構成は、上記構成３において、
前記本固定時には、他の押付部材により前記中間部を押圧する点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果４〕
つまり、本固定時に、他の押付部材により前記中間部を押圧することにより、固定部全体を固定対象体に接触させた状態とすることができる。

これにより、支点から作用点までのアーム長さが短くなり、被固定物を挟持するための弾性力をすべてこの短い部分に負担させることができる。

従って、仮固定から本固定に移行する操作を単純な操作で簡便に行うことができると共に、被固定物に作用する弾性力を容易に変化させることができる。

〔構成５〕
本発明の特徴構成は、上記構成４において、
前記押付部材が制御コンピュータのケースである点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果５〕
つまり、前記押付部材が制御コンピュータのケースであれば、本発明の固定装置を用いて制御コンピュータにおける放熱体（固定対象体）に半導体素子（被固定物）を取付ける、といった用途に適用した場合、制御コンピュータを収容するケースで前記中間部を押圧することができる。そのため、前記中間部を押圧するための新たな部材を準備する必要がないため、被固定物を固定対象体の側に押圧して固定するに際し、必要な部品数を減らすことができる。

また、制御コンピュータのケースを閉じる作業が前記中間部を押圧する作業を兼ねるため、効率よく作業を行うことができる。

〔構成６〕
本発明の特徴構成は、上記構成３〜５の何れかにおいて、
前記押圧部が、複数の被固定物を各別に押圧する複数の分割部を備えている点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果６〕
複数の被固定物を単一の押圧部で固定する場合、各被固定物が有する厚み等の形状のばらつきにより、全ての被固定物を同じ押圧状態に固定できない虞がある。しかし、本構成のように、押圧部が、複数の被固定物を各別に押圧する複数の分割部を備えた構成とすると、それぞれの分割部がある程度独立に動作することができる。従って、複数の被固定物を固定対象体に固定するに際し、複数の分割部により各被固定物を各別に、確実に押圧できる。

〔構成７〕
本発明の特徴構成は、上記構成６において、
前記分割部には、更にスリットを設けてある点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果７〕
つまり、１つの被固定物において、部位によって表面形状が変化している虞がある。この場合、押圧部で被固定物を押さえると、被固定物は、押圧部と接する部位と接しない部位ができる。この時、被固定物は押圧部により均一に押圧されないため、振動などにより、固定対象体に対して位置ずれする虞がある。

しかし、本構成のように押圧部にスリットを設ける（例えばスリットを１つ設ける）と、押圧部に柔軟性が発揮されて、被固定物に対する押圧部のなじみが良くなる。そのため、被固定物の表面形状が変化している場合であっても、被固定物を確実に押さえることができる。従って、振動などにより、固定対象体に対する位置ずれが起こる虞が少なくなる。

〔構成８〕
本発明の特徴構成は、
上記構成１〜７の何れかに記載の固定装置と、被固定物と、固定対象体とを有する被固定物取り付け構造とする点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果８〕
つまり、この被固定物取り付け構造は、上記構成１〜７の何れかに記載の固定装置により固定されているため、被固定物が固定対象体に対して位置ずれの殆どない、正確に固定された取り付け構造となる。また、被固定物の損傷の殆どない取り付け構造となる。

〔構成９〕
本発明の特徴構成は、上記構成８において、
前記被固定物が半導体素子であり、前記固定対象体が前記半導体素子の熱を逃がす放熱体である点にあり、その作用効果は以下の通りである。

〔作用効果９〕
つまり、前記被固定物が半導体素子であり、前記固定対象体が放熱体であれば、例えば、制御コンピュータにおける放熱体に半導体素子を取付ける、といった用途に適用できる。この時、本発明の固定装置は、半導体素子を放熱体に正確に取り付けることが可能で、被固定物に損傷を与える虞が少ないため、半導体素子を、複雑で小さいプリント基板に固定する場合であっても、固定作業を容易に遂行することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は同一又は相当の部分を示している。

図１に本発明の固定装置１の概略図を、図２に本発明の固定装置１を用いて被固定物２を固定対象体３に固定した概略図を示す。

尚、本実施例では、被固定物２として半導体素子２０を、固定対象体３として前記半導体素子の熱を逃がす放熱体３０を例示する。つまり、本発明の固定装置１は、半導体固定装置１０として例示される。この場合、制御コンピュータである車載用ＥＣＵに対する半導体素子の固定等が具体的な用途として挙げられるが、これに限定されるものではない。

以下に、本発明の固定装置１を半導体固定装置１０として使用する場合を例にして構成を詳述する。

図１（イ）（ロ）に示したように、本発明の固定装置１（半導体固定装置１０）は、板ばねで構成されるものを例示してあり、被固定物２である半導体素子２０を押圧する押圧部１１と、固定対象体３である放熱体３０に固定される固定部１２とを備えている。

押圧部１１は、作用部１３と半導体素子２０とが接触して半導体素子２０を放熱体３０の側に押圧して仮固定し、その後、本固定により、半導体固定装置１０と半導体素子２０と放熱体３０とを一体構造（半導体素子取付構造）にすることができる。

また、半導体固定装置１０は、押圧部１１を対向させた状態で一対備えており、これら押圧部を板状の中間部（固定部）１２で連結したコの字状の板ばねとするのが好ましい。

このように構成すると、この対向する押圧部１１間に半導体素子２０と放熱体３０とを挟持することができる。さらに、それぞれの押圧部１１が半導体素子２０を固定する際に互いに反力を受けることができ、簡単な構成ながら、一度に多くの半導体素子２０を挟持することができる。そのため、板ばねである半導体固定装置１０が有する弾性力を、半導体素子２０と放熱体３０との固定のために効率よく利用することができる。

また、対向する押圧部１１間に半導体素子２０と放熱体３０とを挟持することができるため、半導体固定装置１０と半導体素子２０と放熱体３０とは、バランスよく一体物となっている。そのため、半導体固定装置１０は、ネジなどの他の固定部材を使用することなく、放熱体３０に取り付いている。従って、半導体固定装置１０のみで半導体素子２０を放熱体３０側に押圧可能となり、ネジ固定の工程が不要となって作業効率が向上する。

さらに、図１（イ）（ロ）に示したように、押圧部１１が、複数の半導体素子２０を各別に押圧する複数の分割部１１ａを備えているのが好ましい。

このようにすると、各半導体素子２０が有する厚み等の形状のばらつきがあったとしても、それぞれの分割部１１ａがある程度独立に動作することができるため、複数の半導体素子２０を放熱体３０に固定するに際し、複数の分割部１１ａにより各半導体素子２０を各別に、確実に放熱体３０に押圧できる。

以下、本発明の半導体固定装置１０は、コの字状に形成された板ばねの形態を例にして詳述する。

半導体素子２０を、制御コンピュータである車載用ＥＣＵに固定する場合は、振動の発生を考慮する必要があるため、半導体素子２０と放熱体３０との固定は、振動による位置ずれを避けるため強固であるのが好ましい。しかし、半導体素子２０を押圧する力が強い半導体固定装置１０では、半導体素子２０の固定位置の再調整時に大きな力が必要になる、或いは、半導体素子２０が損傷する等の不都合を有する。

そのため、半導体素子２０を放熱体３０に位置付ける際には、比較的弱い力で仮固定し、半導体素子を放熱体に本固定する際には、強い力で固定できる半導体固定装置１０があれば好ましい。そのため、本発明の半導体固定装置１０は、仮固定時と本固定時で、半導体素子２０を放熱体３０側に押圧する力を変化できるように、以下のように構成したことを特徴とする。

つまり、本発明の半導体固定装置１０は、半導体固定装置１０のみで半導体素子２０を放熱体３０に位置付ける仮固定時には、押圧部１１と固定部１２との弾性力により半導体素子２０を押圧し、半導体素子２０を放熱体３０に押し付ける本固定時には、押圧部１１のみの弾性力により半導体素子２０を押圧するように構成してある。

以下に、本発明の半導体固定装置１０において、仮固定時及び本固定時における態様を詳述する。

このような構成を有する半導体固定装置１０において、半導体素子２０を放熱体３０に位置決めする仮固定時には、図３に示したように、対向した一対の押圧部１１，１１’が、半導体素子２０と放熱体３０とを挟持する。各半導体素子２０は、一対の作用部１３、１３’により放熱体３０側に軽く押し付けられて位置決めされる。

この仮固定時に半導体素子２０に作用する半導体固定装置１０の弾性力は、押圧部１１と固定部１２とで作用する弾性力となる。

つまり、仮固定時における半導体素子２０の押圧に際して、半導体固定装置１０は、固定部１２の中間点Ａにおいて変形する。そのため、仮固定時の弾性力は、中間点Ａから作用点１３ａまでの板ばねの長さＬ１（押圧部１１と固定部１２とを合わせた長さ）、或いは、中間点Ａから作用点１３ａ’までの板ばねの長さＬ１’により決定される。

この時、長さＬ１、Ｌ１’によって決定される半導体固定装置１０の弾性力の値は、板ばねの形状や板ばねが有するばね定数などによって決定されるが、後述の本固定時の半導体固定装置１０の弾性力の値より小さくなり、好ましくは、５〜６分の１程度とするのが好ましい。本実施例では、仮固定時の半導体固定装置１０の弾性力の値を１０Ｎとする。

従って、仮固定時の弾性力は、半導体素子２０は放熱体３０に対して位置ずれしない程度の力となるようにばねの弾性力を設定してある。つまり、後述の本固定時に作用する弾性力より小さい力で半導体素子２０を仮固定するため、半導体素子を仮固定する際、或いは、その固定位置を再調整する際に大きな力を必要とせず、作業が容易となる。

また、本固定時のような強い力で固定位置の再調整作業をする場合が少なくなるため、半導体素子２０は損傷する虞が少なくなる。

上述した仮固定から本固定に移行するに際し、他の押付部材５０により中間部（固定部）１２を押圧する。これにより、半導体素子２０を放熱体３０に押し付け、図４に示したように、固定部１２全体（Ｌ３）が放熱体３０に接した状態となる。

そして、対向した一対の押圧部１１，１１’が、半導体素子２０と放熱体３０とを挟持する。半導体素子２０は、一対の作用部１３ｂ、１３ｂ’により放熱体３０側に強く押し付けられて固定される。

この本固定時に半導体素子２０に作用する半導体固定装置１０の弾性力は、押圧部１１のみで作用する弾性力となる。つまり、固定部１２全てが放熱体３０に接しているため、板ばねである半導体固定装置１０は、固定部１２の端が支点Ｂ、Ｂ’となり、作用部１３ｂ、１３ｂ’が作用点となる。この本固定時に作用点に掛かる力（弾性力）は、支点Ｂから作用点１３ｂまで、或いは、支点Ｂ’から作用点１３ｂ’までの板ばねの長さＬ２、Ｌ２’（つまり、押圧部１１のみで作用する力）によって決定される。

ここで、仮固定時には、半導体素子２０を挟持するのに必要な変形を押圧部１１と固定部１２とで負担しているため、半導体固定装置１０の各部に生じていた弾性応力は比較的小さいものであった。しかし、本固定時に固定部１２を固定することで、上記変形は押圧部１１のみで負担することになり、押圧部１１に生じる弾性応力は増大する。この結果、半導体素子２０を強固に固定できる。

さらに、押付部材５０の押付けにより、押圧部１１の肩部１４等には曲げ力が加わる。この曲げ力の増加と、支点Ｂから作用点１３ｂ（支点Ｂ’から作用点１３ｂ’）までの距離が仮固定時より短くなったことにより、半導体素子２０を強い力で押圧することができる。

この時、長さＬ２、Ｌ２’によって決定される半導体固定装置１０の弾性力の値は、板ばねの形状や板ばねが有するばね定数などに決定されるが、本実施例では、本固定時の半導体固定装置１０の弾性力の値を６０Ｎとする。

本固定時にこの程度の弾性力で半導体素子２０を放熱体３０の側に押圧すると、半導体素子２０は放熱体３０に対して確実に固定される。そのため、振動の発生が考えられる車載用ＥＣＵに半導体素子２０を固定したとしても、半導体素子２０の固定位置がずれる虞は殆どない。

上述した実施形態における半導体固定装置１０は、コの字状に形成された板ばねの形態であって、半導体固定装置１０のみで半導体素子２０を放熱体３０に位置付ける仮固定時には、押圧部１１と固定部１２との弾性力により半導体素子２０を押圧し、半導体素子２０を放熱体３０に押し付ける本固定時には、押圧部１１のみの弾性力により半導体素子２０を押圧するような構成であると説明した。

一方で、本発明の半導体固定装置１０は、前記仮固定時における半導体素子２０がない場合の押圧部１１の第１仮想位置より、前記本固定時における半導体素子２０がない場合の押圧部１１の第２仮想位置の方が、押圧方向の奥側になるように設定してある、と説明することができる。

つまり、図６に示したように、仮固定時においては、前記固定部１２が前記放熱体３０に固定されていないため、間隙ａが形成されている。このとき、押圧部１１は半導体素子２０の表面上（第１位置ｂ）に位置している。また、半導体素子２０が無い場合（つまり、弾性力が発生していない場合）を想定すると、押圧部１１は第１仮想位置ｃに位置することになる。

従って、仮固定時における半導体素子２０を放熱体３０側に押圧する力は、第１位置ｂと第１仮想位置ｃとのストローク差で決定される。

また、図７に示したように、本固定時においては、押圧部１１は半導体素子２０の表面上（第２位置ｂ’）に位置している。また、半導体素子２０が無い場合（つまり、弾性力が発生していない場合）を想定すると、押圧部１１は第２仮想位置ｃ’に位置することになる。

従って、本固定時における半導体素子２０を放熱体３０側に押圧する力は、第２位置ｂ’と第２仮想位置ｃ’とのストローク差で決定される。

このとき、前記固定部１２が前記放熱体３０に固定されているため、間隙ａが形成されなくなって第２仮想位置ｃ’は、第１仮想位置ｃより押圧方向の奥側に位置することになる。

つまり、半導体固定装置１０においては、本固定時は仮固定時に比べて、半導体素子２０に作用する半導体固定装置１０の弾性力が大きくなるように変化させることができる。

このとき、仮固定時と本固定時の弾性力は、上述したように、それぞれ、１０Ｎ、６０Ｎとすることが例示される。つまり、仮固定時の弾性力は、本固定時の５〜６分の１程度とするのが好ましい。

これにより、仮固定時には、半導体素子２０は放熱体３０に対して位置ずれしない程度の力なるように、或いは、本固定時には、半導体素子２０は放熱体３０に対して確実に固定されるようにばねの弾性力を設定することができる。この結果、例えば、振動の発生が考えられる車載用ＥＣＵに半導体素子２０を固定したとしても、半導体素子２０の位置ずれを防止できる。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

上述した本発明の半導体固定装置１０を用いて、車載用ＥＣＵに半導体素子２０と放熱体３０を取り付ける態様を、図１〜４に基づき、以下に説明する。

本発明の半導体固定装置１０は、上述したように、押圧部１１を対向させた状態で一対備えており、これら押圧部を板状の中間部１２で連結したコの字状に形成された板ばねとする。

また、半導体固定装置１０は、放熱体３０との位置ずれを防止するため、係止部１８を両端に備えることが可能である。

まず、制御コンピュータである車載用ＥＣＵのプリント基板４に、放熱体３０を載置する。そして、この放熱体３０と半導体素子２０とが接触可能となるように、半導体素子２０のリード２１をプリント基板４に装着する。

次に、本発明の半導体固定装置１０を、図３に示したように、対向する押圧部１１間に半導体素子２０と放熱体３０とを挟持する。

この時、半導体素子２０に作用する半導体固定装置１０の弾性力は、押圧部１１と固定部１２とで作用する弾性力となる。

この状態が、半導体素子２０と放熱体３０とを仮固定した態様となる。この時、半導体素子２０は放熱体３０に対して位置ずれしない程度の弾性力（１０Ｎ）で組み付けられている。

尚、予め別の場所で、半導体固定装置１０の対向する押圧部１１間に半導体素子２０と放熱体３０とを挟持するように組み立てて半導体素子取付構造とした後、この半導体素子取付構造をプリント基板４に装着することも可能である。

そして、図４に示したように、放熱体３０の上面と半導体固定装置１０の下面とが完全に密着するように、半導体固定装置１０を放熱体３０の側に押圧する。この時、他の押付部材５０により中間部（固定部）１２を押圧することが可能である。他の押付部材５０とは、例えば、板状部材が適用可能である。また、車載用ＥＣＵを覆うカバー等のケースを押付部材５０として用いてもよいし、複数のネジで固定部１２の両端を締め付け固定する形態であってもよい。

カバー等のケースを押付部材５０とした場合には、中間部１２を押圧するための新たな部材を準備する必要がなく、さらに、カバーを閉じる作業がカバーが中間部１２を押圧する作業を兼ねることになるため、効率よく作業を行うことができる。

板状のカバーを押付けることにより、中間部（固定部）１２は平面化されるため、放熱体３０及び当該カバーとの密着度を増すことができる。さらに、このカバーをネジ穴１６を利用したネジ１７により固定することで、放熱体３０及びカバーと半導体固定装置１０との密着度をさらに高めることができる。

この時、半導体素子２０に作用する半導体固定装置１０の弾性力は、押圧部１１のみで作用する弾性力となる。

この状態が、半導体素子２０と放熱体３０とを本固定した態様となる。この時、振動があったとしても半導体素子２０は放熱体３０に対して位置ずれしない程度の弾性力（６０Ｎ）で組み付けられている。

放熱体３０と半導体固定装置１０との間、及び、半導体固定装置１０とカバーとの間には、グリース等を塗布することが可能である。このように構成することにより、放熱体３０が保持する熱がグリースを介して半導体固定装置１０及びカバーに伝達し易くなる。そのため、半導体素子２０の放熱効率が高くなる。

〔別実施形態１〕
以下に別実施形態を説明する。

上記実施例では、押圧部１１が、複数の分割部１１ａを備えている形態を例示したが、図５に示したように、この分割部１１ａには、更にスリット１５を設けることが可能である。

１つの半導体素子２０において、部位によって表面形状が変化している場合がある。この場合、押圧部１１で半導体素子２０を押さえると、半導体素子２０は、押圧部１１と接する部位と接しない部位ができる。この時、半導体素子２０は押圧部１１により均一に押圧されないため、振動などにより、放熱体３０に対して位置ずれする虞がある。

しかし、本構成のように押圧部１１にスリット１５を設ける（例えばスリットを１つ設ける）と、押圧部１１に柔軟性が発揮されて、半導体素子２０に対する押圧部１１のなじみが良くなる。そのため、半導体素子２０の表面形状が変化している場合であっても、半導体素子２０を確実に押さえることができる。従って、振動などにより、放熱体３０に対する位置ずれが起こる虞が少なくなる。

上記スリット１５は、複数設けることが可能である。

尚、このスリット１５は、押圧部１１の先端まで形成して押圧部１１を二股状にするものであってもよいし、押圧部１１の中間部位にだけ形成して、押圧部の先端では、押圧部１１自身が分離していない形状にすることもできる。

〔別実施形態２〕
上述したように、本発明の固定装置は、押圧部１１を対向させた状態で一対備えており、これら押圧部を板状の中間部１２で連結したコの字状の板ばね形状である場合を例示した。しかし、このような形状に限られるものではなく、例えば、単一の押圧部を設けた形状とすることが可能である。

この場合でも、押圧部と放熱体３０の側面とで半導体素子２０を挟持することにより、押圧部が半導体素子２０を放熱体３０側に押圧して、半導体素子２０を放熱体３０に固定することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、同様の作用効果を奏するものであれば、各部構成を適宜変更することが可能である。

本発明の固定装置概略図 （イ）斜視図 （ロ）断面図 本発明の固定装置を用いて被固定物を固定対象体に固定した概略図 本発明の固定装置を用いて被固定物を固定対象体に仮固定した概略図 本発明の固定装置を用いて被固定物を固定対象体に本固定した概略図 本発明の固定装置の別実施形態の要部概略図 本発明の固定装置を用いて被固定物を固定対象体に仮固定した概略図 本発明の固定装置を用いて被固定物を固定対象体に本固定した概略図 従来の固定装置の概略図

符号の説明

１ 固定装置
２ 被固定物
３ 固定対象体
１１ 押圧部
１２ 固定部

Claims (9)

1. 被固定物を固定対象体の側に押圧して固定する固定装置であって、
   当該固定装置は、前記被固定物を押圧する押圧部と、前記固定対象体に固定される固定部とを備え、
   前記被固定物を前記固定対象体に位置決めする仮固定時には、前記押圧部と前記固定部との弾性力により、前記固定装置のみで前記被固定物を押圧し、
   前記被固定物を前記固定対象体に押し付ける本固定時には、前記押圧部のみの弾性力により、前記被固定物を押圧する固定装置。
2. 被固定物を固定対象体の側に押圧して固定する固定装置であって、
   当該固定装置は、前記被固定物を押圧する押圧部と、前記固定対象体に固定される固定部とを備え、
   前記固定部が前記固定対象体に固定されていないときを仮固定時とし、
   前記固定部が前記固定対象体に固定されたときを本固定時とし、
   前記仮固定時における前記被固定物がない場合の前記押圧部の第１仮想位置より、前記本固定時における前記被固定物がない場合の前記押圧部の第２仮想位置の方が、押圧方向の奥側になるように設定してある固定装置。
3. 前記押圧部を対向させた状態で一対備えており、これら押圧部を板状の中間部で連結したコの字状に形成すると共に、板ばねで構成してある請求項１又は２に記載の固定装置。
4. 前記本固定時には、他の押付部材により前記中間部を押圧する請求項３に記載の固定装置。
5. 前記押付部材が制御コンピュータのケースである請求項４に記載の固定装置。
6. 前記押圧部が、複数の被固定物を各別に押圧する複数の分割部を備えている請求項３〜５の何れか一項に記載の固定装置。
7. 前記分割部には、更にスリットを設けてある請求項６に記載の固定装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の固定装置と、被固定物と、固定対象体とを有する被固定物取り付け構造。
9. 前記被固定物が半導体素子であり、前記固定対象体が前記半導体素子の熱を逃がす放熱体である請求項８に記載の被固定物取り付け構造。

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