JP2008294096A - 放熱板の固定部材及びそれを備えた放熱板並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で放熱板の基板への固定状態を安定させる放熱板の固定部材及びそれを備えた放熱板並びに電子機器を提供する。
【解決手段】固定部材１は復元性を有する金属板で形成されており、平板状の本体部と、本体部の一端を円弧状に湾曲させて形成された脚部３とから成る。放熱板１００に固定された固定部材１の脚部３を基板１０に穿設された取り付け穴１１に位置合わせし、脚部３及び返し片４を弾性変形させながら取り付け穴１１に挿入していくと、側板１００ａ、１００ｂの下端部が基板１０の表面に当接するまで脚部３が挿入されたとき、脚部３及び返し片４は弾性により元の形状に復元して基板１０に強固に固定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子基板上に放熱板を固定する固定部材及びそれを備えた放熱板並びに電子機器に関するものである。

電子機器の基板に配置される発熱部品を冷却する放熱板として、熱伝導性が良く加工も容易なアルミニウム製の放熱板が広く用いられている。このようなアルミニウム製の放熱板は半田付けにより基板に直接固定することができないため、従来は図８に示すような板金製の固定部材１０１を用いていた。固定部材１０１は、放熱板が固定される本体部２と、本体部３の下端に延設され基板１０の取り付け穴１１（図１０参照）に挿入される脚部３とから成り、本体部２には放熱板をリベットでカシメ固定するためのリベット穴２ａが形成されている。また、脚部３にはコ字状の切り込み３ａを起こして形成された抜け止め用の返し片４が設けられている。

図９は、図８に示した固定部材を放熱板に固定した状態を示す斜視図であり、図１０は、図９に示した放熱板を基板に固定した状態を図９の左方向から見た側面図である。図９及び図１０に示すように、放熱板１００は基板１０に対し略垂直な対向する側板１００ａ、１００ｂと、側板１００ａ、１００ｂの上端を橋渡し状に連結する天板１００ｃとから成る側面視コ字状であり、側板１００ａ、１００ｂにはコンデンサやトランジスタ等の電子部品を装着するためのビス穴１００ｄが設けられている。側板１００ａ、１００ｂの下端部には複数箇所（ここでは４箇所）に固定部材１０１がリベット５によりカシメ固定されている。そして、固定部材１０１の脚部３を基板１０の所定箇所に形成された取り付け穴１１に挿入することにより放熱板１００が基板１０上に固定される。

しかし、従来の固定部材１０１は、一回圧延加工により成型された復元力のほとんどない電気メッキブリキ（ＳＰＴＥ）等で形成されていたため、脚部３を基板１０の取り付け穴１１に挿入する際に返し片４が塑性変形してしまうことがあった。その結果、返し片４の抜け止め効果が低下し、放熱板１００に引っ張り力や振動、衝撃が加えられた時に、固定部材１０１の角度によっては脚部３が取り付け穴１１から抜けてしまうという不具合があった。これを回避するため、従来は脚部３を取り付け穴１１に挿入した上で基板１０の裏面側から半田付けを行っており、放熱板１００の固定作業が煩雑なものとなっていた。

そこで、放熱板を基板に簡易且つ確実に固定する方法が提案されており、例えば特許文献１には、脚部に逆Ｕ字状の二股部を形成し、この二股部の先端に返り面部を形成することにより、二股部の弾性力で返り面部の抜けを防止する自立形端子及びそれを用いて放熱板を固定する方法が記載されている。しかしながら、特許文献１の方法では、放熱板の固定部材である自立形端子の形状が複雑なものとなり、自立形端子の加工に手間がかかるという問題があった。
特開平１１−５４９７０号公報

本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構成で放熱板の基板への固定状態を安定させる放熱板の固定部材及びそれを備えた放熱板並びに電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、放熱板を基板上に固定する固定部材であって、放熱板に固定される平板状の本体部と、該本体部の一端を円弧状に湾曲させて成り基板に穿設された取り付け穴に挿入される脚部と、該脚部の湾曲面の内側から前記本体部方向に突出する返し片と、を備え、復元性を有する金属で形成された放熱板の固定部材である。

また本発明は、基板に対し略垂直な対向面を有する放熱板であって、上記構成の固定部材を、前記脚部の湾曲方向が対称となるように前記対向面の下端部に複数個配置した放熱板である。

また本発明は、上記構成の放熱板が基板上に固定された電子機器である。

本発明の第１の構成によれば、固定部材を復元性のある金属材料で形成することにより、脚部を基板の取り付け穴に挿入する際に弾性変形した返し片が元の形状に復元するため、基板からの抜けを効果的に防止できる。また、脚部を円弧状に湾曲させることにより、取り付け穴に挿入された脚部が復元力で取り付け穴の内縁に圧接され、より抜けにくい構造となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の固定部材を脚部の湾曲方向が対称となるように放熱板の対向面に複数個配置することにより、放熱板を引き抜く力の方向によらず基板に強固に固定可能な放熱板となり、半田付け作業を行う必要がなくなる。また、半田付けを行う場合は半田付け作業までの仮固定が確実となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の放熱板を基板上に固定することにより、電子機器の製造工程において放熱板の固定作業が簡素化されるとともに製造工程中の振動や衝撃等で放熱板が抜け落ちることもなくなる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の固定部材を用いて基板上に放熱板が固定されたプロジェクタの外観を示す斜視図である。プロジェクタ２０は、テレビジョン受像機、ビデオテープレコーダ、ＤＶＤプレーヤ及びパソコン等から入力される画像データを基に画像を生成し、その画像をスクリーンに拡大して投影表示する装置である。プロジェクタ２０の外装ケース２１の前面には画像を投影するための投影レンズ２３と、リモコン装置（図示せず）からの操作信号を透過させて内部のリモコン受光モジュール２５（図２参照）に到達させるための受光窓２７とが設けられ、外装ケース２１の側面には装置内部のランプの冷却に使用される空気を装置外部に排出する排気口２９が設けられている。

次に、プロジェクタ２０の内部構造について図２を参照して説明する。外装ケース２１内には、ランプボックス３０と、このランプボックス３０内に格納されたランプ３１（光源）からの光に基づいて画像を生成して投影するキャスティングエンジン３３（投射光学部）とが配設されている。ランプボックス３０は、光源となるランプ３１と、ランプ３１から発せられた光を反射して集光させるランプリフレクタ３５と、ランプリフレクタ３５から出射された光から赤外線と紫外線を除去するカットフィルタ３７とを保持している。

キャスティングエンジン３３は、このエンジン３３内に入射する光に対して波長等の影響を補正するためのタブレットレンズ４０（集光光学部）、タブレットレンズ４０から出射された光を反射する反射ミラー４１、反射ミラー４１等により導かれた光に基づいて、画像を生成するＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）４３、ＤＭＤ４３により生成された画像を投射する投影レンズ２３等を保持している。また、キャスティングエンジン３３は、ＤＭＤ４３と投影レンズ２３との間にＤＭＤ４３を光熱から保護するためのＤＭＤカバー４５を有している。また、ランプボックス３０とキャスティングエンジン３３との間には、４枚の板ガラスを張り合わせて筒状に構成したライトトンネル４７（集光光学部）と、色分解用のカラーホイール４９とが配設されている。

上記ＤＭＤ４３は、多数のマイクロミラーからなるＤＭＤミラーを有し、このＤＭＤミラーを構成する各マイクロミラーは、外部から入力される映像信号に基づいて、ランプ３１から反射ミラー４１等を介して入射される光を投影レンズ２３に向けて反射する白画素の状態、又はこの光を投影レンズ２３以外の方向に向けて反射する黒画素の状態に切り替えられる。この白画素と黒画素との切り替えはマイクロミラーの角度を変更することにより行われる。これにより、映像信号が光信号に変換され、投射画像が得られる。

装置前面の受光窓２７には所定波長域の赤外線のみを透過する赤外線フィルタ５０が嵌め込まれており、リモコン装置からの操作信号は赤外線フィルタ５０を透過してリモコン受光部２５の受光素子２５ａに入射する。受光素子２５ａで受信した操作信号はリモコン受光部２５でデジタル信号に変換され、配線５１を介して基板１０（図５参照）に送信される。

図３は、放熱板の固定に用いられる本発明の固定部材を示す斜視図である。従来例の図８と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。固定部材１は、剛性、強度に優れ、復元力を有する金属板で形成された平板状の本体部２と、本体部２の一端を円弧状に湾曲させて形成された脚部３とから成り、本体部２にはリベット穴２ａが形成されている。また、脚部３にはコ字状の切り込み３ａを湾曲面の内側に起こして形成された返し片４が設けられている。

次に、固定部材１の製造方法について説明する。先ず、金属板を矩形状に打ち抜くと同時にリベット穴２ａ及び切り込み３ａを所定の位置に設けておく。次に、切り込み３ａ側の端部を湾曲させて脚部３を形成するとともに切り込み３ａを起こして返し片４を形成する。即ち、固定部材１は一枚の金属板の打ち抜き及び折り曲げ加工により簡単に製造することができる。

図４は、本実施形態の固定部材が装着された放熱板の斜視図である。放熱板１００の形状は従来例の図９と同一であるため説明を省略する。左右の側板１００ａ、１００ｂの下端部の複数箇所（４箇所）には固定部材１がリベット５によりカシメ固定されている。側板１００ａ、１００ｂの下端部と返し片４（図３参照）の先端との間隔は、放熱板１００が固定される基板１０（図５参照）の厚みと略同一若しくはそれよりも若干広めに設定されている。

図５は、放熱板を基板に固定した状態を図４の左方向から見た側面図であり、図６は、脚部３付近（図５の破線円内）の拡大図である。なお、図６では側板１００ａ側のみを示しているが、脚部３の湾曲方向が異なる以外は側板１００ｂ側も全く同様の構成である。基板１０には放熱板１００に装着された固定部材１の位置に合わせて取り付け穴１１が穿設されている。固定部材１が装着された図４に示す放熱板１００を基板１０に固定する場合、各固定部材１の脚部３を取り付け穴１１に位置合わせし、脚部３及び返し片４を弾性変形させながら取り付け穴１１に挿入していく。返し片４は脚部３に近づく方向に弾性変形しながら取り付け穴１１を通過する。

そして、側板１００ａ、１００ｂの下端部が基板１０の表面に当接するまで脚部３が挿入されたとき、返し片４は取り付け穴１１を完全に抜け、固定部材１の復元力により再び起立して本体部２方向に突出する。

この構成により、挿入時に変形した返し片４が必ず元の状態に戻るため、返し片４の抜け止め効果を確実にすることができる。また、脚部３は略直線状に弾性変形して取り付け穴１１に挿入された後、再び湾曲形状に復元して取り付け穴１１の内縁に圧接されるため、脚部３がさらに抜けにくくなり、且つ固定部材１の面方向（図６の左右方向）のガタつきも解消される。

従って、本実施形態の固定部材１を用いることにより、従来のように半田付けを行わずに放熱板１００を基板１０に強固に固定可能となる。また、放熱板１００をより強固に固定するために半田付けを行う場合であっても、半田付け作業を行う前に放熱板１００を確実に仮固定することができ、製造工程における振動や衝撃により仮固定された放熱板１００が基板１０から外れるおそれもなくなる。

さらに、図５に示すように、脚部３の湾曲方向が内向きとなるように固定部材１を対向配置したので、固定部材１の揺動し易い方向（返し片４が基板１０の裏面から退避する方向）が側板１００ａ側では図５の反時計回り、側板１００ｂ側では図５の時計回りと逆方向になる。その結果、放熱板１００を引き抜く力が加えられた場合に、力の加えられる方向によらず側板１００ａ側又は１００ｂ側のいずれかで固定部材１の揺動が規制されることとなる。なお、固定部材１は脚部３の湾曲方向が側板１００ａ側及び側板１００ｂ側で対称となるように配置すれば良く、例えば図７に示すように、脚部３の湾曲方向が外向きとなるように配置しても良い。

固定部材１の材料となる金属板としては、適度な剛性、強度を有し、復元性のある金属板であれば特に制限なく使用することができる。例えば、金属板を二回冷間圧延して強度を高めたＤＲ８〜ＤＲ１０（ＪＩＳＧ３３０３）が好適に用いられる。金属板の材質としては、半田付けを行わない場合はブリキやティンフリースチール（ＴＦＳ）等を用いることができ、半田付けを行う場合は電気メッキにより錫がメッキされた金属板が用いられる。また、固定部材１の大きさや厚み、或いは本体部２の形状についても放熱板１００の仕様や要求される固定強度に合わせて適宜変更可能である。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、側面視略コ字型の放熱板１００を固定する場合について記載したが、基板に対し略垂直な対向面を有する他の形状の放熱板も同様に固定することができる。また、基板上に放熱板が固定された電子機器としてプロジェクタを例に挙げて説明したが、本発明の固定部材及び固定部材が固定された放熱板は、テレビ等の他の電子機器にも適用できるのはもちろんである。

本発明は、返し片及び湾曲した脚部の復元性を利用して放熱板を基板に簡易且つ強固に固定する固定部材及びそれを備えた放熱板並びに電子機器である。これにより、放熱板を簡易且つ確実に固定できる固定部材及び固定方法を提供することができ、電子機器の製造工程の簡素化及び製造コストの削減に寄与する。

は、本発明の放熱板が固定されるプロジェクタの外観斜視図である。 は、プロジェクタの内部構造を示す部分断面図である。 は、本発明の放熱板用固定部材の斜視図である。 は、固定部材が装着された本発明の放熱板の斜視図である。 は、本発明の固定部材を用いて放熱板を基板に固定した状態を示す側面図である。 は、図５における脚部付近の拡大図である。 は、本発明の固定部材を用いて放熱板を基板に固定する他の例を示す側面図である。 は、従来の放熱板用固定部材の斜視図である。 は、従来の固定部材を用いて放熱板を基板に固定した状態を示す斜視図である。 は、従来の固定部材を用いて放熱板を基板に固定した状態を示す側面図である。

符号の説明

１ 固定部材
２ 本体部
２ａ リベット穴
３ 脚部
３ａ 切り込み
４ 返し片
５ リベット
１０ 基板
１１ 取り付け穴
２０ プロジェクタ（電子機器）
１００ 放熱板
１００ａ、１００ｂ 側板（対向面）

Claims (3)

1. 放熱板を基板上に固定する固定部材であって、
   放熱板に固定される平板状の本体部と、
   該本体部の一端を円弧状に湾曲させて成り基板に穿設された取り付け穴に挿入される脚部と、
   該脚部の湾曲面の内側から前記本体部方向に突出する返し片と、
   を備え、復元性を有する金属で形成されることを特徴とする放熱板の固定部材。
2. 基板に対し略垂直な対向面を有する放熱板であって、
   請求項１に記載の固定部材を、前記脚部の湾曲方向が対称となるように前記対向面の下端部に複数個配置したことを特徴とする放熱板。
3. 請求項３に記載の放熱板が基板上に固定された電子機器。

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