JP3621602B2 - 発熱電子部品の放熱装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は発熱電子部品の放熱装置に係り、特に電子部品の発熱を、この電子部品を取付ける筐体に逃して冷却効率を高めるとともに、その端子を基板上のパターンに直接半田付可能にして作業性の向上を高めるとともに、部品点数の削減を図るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、使用中に発熱する電子部品、例えばダイオード、トランジスタ等に対しては、放熱器により放熱して、電子部品の温度上昇を押さえることが行われている。これらの電子部品では、当初から放熱に対する考慮がなされているため、各種の放熱器が市場においても用意されている。
【0003】
しかし整流ブリッジ・ダイオード等のワイヤー配線端子例えばファストン端子を備えたものの発熱に対しては、電子部品を放熱器あるいは筐体に固定していた。即ちこの方法の多くは、例えばファストン端子からワイヤーによって配線され、他の電子部品が搭載された基板に電気接続されることになる。
【0004】
従来の発熱電子部品の放熱装置について、図4(A)、(B)にもとづき説明する。図4(A)は従来の発熱電子部品の放熱装置の説明図、同(B)はその分解説明図である。図中、2は整流ブリッジ・ダイオードの如き発熱電子部品、6は端子付きワイヤー、7は固定ねじ、8は端子、9は固定ねじ、10は基板、11は端子板、12は金属筐体である。
【0005】
発熱電子部品2は金属筐体12に対して、固定ねじ7によりその全面が接触する状態で取り付けられている。この金属筐体12には基板10が固定ねじ5Dにより固定されている。発熱電子部品2は、基板10に形成された、図示省略した回路パターンに接続されるものであり、端子8により基板10上の回路パターンと接続される。
【0006】
そして一端には端子板11が取り付けられ、他端が前記発熱電子部品2のワイヤー配線端子2Aと巻回固定された端子付きワイヤー6を用いて、発熱電子部品2の4個のワイヤー配線端子2Aと、基板10上に設けられた4個の端子8とが、固定ねじ9により端子板11を端子8に固着することにより電気接続されることになる。したがて作業が複雑となり、部品点数も多くなるという欠点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、本来基板上の回路パターンに半田で電気的接続できるものが、ワイヤー配線しなければならないため、この発熱電子部品2を金属筐体に取り付けるときに作業性や部品点数等の点で問題があった。
【0008】
従って本発明の目的は、このような問題を改善するために、発熱する電子部品を筐体に取り付けて放熱する構造の放熱装置において、電子部品の配線端子を基板上の回路パターンと直接半田付けできるように構成することにより作業性のすぐれた放熱装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明では、図1(A)(B)に示す如く、金属筐体5と一体に延出された立設部5Aと、発熱電子部品2とをその間に熱伝導性弾性部材4を介して配置する。そして発熱電子部品2のワイヤー配線端子2A上に金属支柱部材3を介して基板1を搭載し、図1(B)に示す如く、ねじ2Cにより金属支柱部材3を発熱電子部品2上に固定する。また基板1は固定ねじ5Dにより金属筐体5の突起状部に固定される。
【0010】
このとき、金属支柱部材3により、必要とされる距離が保持され、ワイヤー配線端子2Aの先端が基板1よりわずかに突出されるので、この距離の保持された状態で他の電子部品と一緒にワイヤー配線端子2Aの先端が基板1上の回路パターン(図示省略)と半田付けされる。
【0011】
しかもこのようにして基板1に搭載された発熱電子部品の放熱面2Bと金属筐体5から延出された立設部5Aの接触面5Bとは、熱伝導性弾性部材4を介して密接しているので、発熱電子部品2の発熱が金属筐体5から効率的に放熱される。さらに端子付ワイヤーを使用することなく、ワイヤー配線端子2Aの先端を基板1上の回路パターンに簡単に半田接続することができ、部品点数が少なくなるのみでなく、作業性を大きく向上することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図1及び図2により説明する。図1は本発明の一実施の形態を示す構成図、図2はその分解状態を示す斜視図である。図中、1は基板、2は発熱電子部品、3は金属支柱部材、4は熱伝導性弾性部材、5は金属筐体である。
【0013】
基板1は発熱電子部品2が機能する電気回路が構成されるものであり、回路パターンが設けられているのみならず、発熱電子部品のワイヤー配線端子2Aの挿入される孔部や、金属支柱部材3の端部が挿入される孔部等が形成されている。
【0014】
発熱電子部品2は、例えば全波整流を構成するダイオードブリッジ回路の如く、その動作により大きく発熱する電子部品である。
【0015】
金属支柱部材3は発熱電子部品2と基板1との距離を正確に保持するものである。そして放熱効果を持たせるため、熱伝導度のよい材料、例えば銅、Al、合金等で構成され、ねじ2Cと螺合するため、内側に螺合溝が形成されている。金属支柱部材3は、図2(B)に示す如く、段付部3Aを設けるときは、更に放熱効果を高めることができる。
【0016】
熱伝導性弾性部材4は、発熱電子部品2から発生した熱を立設部5Aを介して金属筐体5に良好に伝達するのみならず、組立てに際して発熱電子部品2と立設部5Aとの間の距離に誤差が存在しても、発熱電子部品2と立設部5Aとの間でその弾性によりこれらと良好に密接し、熱伝導効果を良好にするものであり、例えばシリコンゴム等の熱伝導性ゴムで作成される。
【0017】
金属筐体5は発熱電子部品2からの発熱を良好に放熱するとともに基板1を保持するものである。発熱電子部品2からの発熱を良好に放熱するために、金属筐体5から延出された立設部5Aが設けられ、立設部5Aに伝達された熱を抵抗なく金属筐体5全体に伝達して放熱効果を向上させる。また基板1を所定位置に保持するための突起状部が形成され、基板1をこれにねじ止め可能にしている。金属筐体5は、例えば軽さと熱伝導率の両方を勘案してマグネシュウム合金で作成しているが、アルミニウム合金やその他の金属で作成することもできる。
【0018】
本発明では、発熱電子部品2にねじ2Cを貫通させたのち、金属支柱部材3をこれに螺合する。それから発熱電子部品2のワイヤー配線端子2Aを基板1の回路パターン内の孔部よりわずかに突出するように基板1に搭載し、基板1との間に必要とされる距離に一定の寸法に介在させた金属支柱部材3の端部が基板1に形成した穴部に係合する。このようにして基板1に発熱電子部品2が所定の位置に固定、載置されることになる。
【0019】
それから基板1の他の電子部品と一緒に、発熱電子部品2のワイヤー配線端子2Aを半田固定する。その後立設部5Aの接触面5Bに熱伝導弾性部材4を置き、基板1を金属筐体5の螺合部5Eに固定ねじ5Dにより固定する。
【0020】
金属支柱部材3は、発熱電子部品2と基板1との距離を決め発熱電子部品2のワイヤー配線端子2Aを基板1に搭載するための支持具の役割を果している。
【0021】
図1(B)の立設部部分断面図に示すように、発熱電子部品2で発生した熱は熱伝導性弾性部材4を通って金属筐体5に伝わり放熱される。この熱は金属支柱部材3により一部その周辺に放出される。図2(B)に示す如く、金属支柱部材3に段付き部3Aが形成されるとき、その放熱効果を更に高めることができる。大部分の熱は発熱電子部品2の放熱面2Bから熱伝導により熱伝導性弾性部材4、立設部5A、金属筐体5に伝わり、金属筐体5から外気へ良好に放熱される。
【0022】
本発明では、図1に示す如く、金属筐体5の立設部5Aは基板1の他の電子部品の高さに合わせる機能を兼ね、発熱電子部品2の発熱を放熱面2Bから熱伝導性弾性部材4を介して金属筐体5へ放熱するものである。
【0023】
立設部5Aの形成は、ダイカスト等金属筐体5と一体化できる方法であればよく、熱伝導性弾性部材4との接触面5Bの他面の垂直方向に放熱フインの役目をするミゾ5Cを形成することもできる。
【0024】
発熱電子部品2のワイヤー配線端子2Aを基板1に搭載し、基板1との間に必要とされる距離に一定の寸法に介在させた金属支柱部材3に、図2(A)に示すねじ2Cで発熱電子部品2を固定する。基板1の電気的接合における配線作業は、基板1の他の電子部品と一緒に発熱電子部品2のワイヤー配線端子2Aを半田固定するだけで済む。この状態で金属筐体5の立設部5Aの接触面5Bに熱伝導性弾性部材4を載せ、基板1を金属筐体5の螺合部5Eにねじ5Dで固定する。
【0025】
図1、図2では、発熱電子部品2と金属支柱部材3とを発熱電子部品2側からねじ2Cにより固定した場合について説明したが、他の形態として図3に示す如く、立設部5Aに螺合部5Fを形成し、発熱電子部品2の固定を基板1側からねじ2Dで固定することもできる。この場合、金属支柱部材3の内部をねじ2Dが通過するものとなる。
【0026】
このように、発熱電子部品2の固定を基板1側からねじ2Dで行うことにより細いねじの部分が立設部5Aと螺合するため、図1、図2に示す如く、太いねじ頭が立設部5A内に位置することがなく、発熱電子部品2の放熱面2Bと金属筐体5の立設部5Aの接触面5Bの接触面積が増し、放熱効果を上げることができる。しかも基板1を発熱電子部品2で保持することができ、金属筐体に基板の保持部分の数を減少させたり、場合によってはこれをなくし、電子部品のみで基板を保持することもできる。
【0027】
このように本発明によれば、組立作業性向上及び部品点数の削減によるコストの低減が可能となる。また確実に金属筐体に放熱することができ、安定した放熱効果を得ることができる。
【0028】
なお本発明の放熱装置に用いられる熱伝導性弾性部材としてはシリコンゴムの如き熱伝導性ゴム等が推奨されるが、弾性を有し、熱伝導性ゴムと比べて熱伝導率が同等以上の材料であればよい。
【0029】
金属支柱部材の材料には、例えばアルミ合金等が推奨されるが、熱伝導性弾性部材と比べて熱伝導率の高いものであればよい。また段付き部の形状も、矩形の他、三角形状、半円形等表面積を大きくできる形状であればよい。
【0030】
また特開昭60−100457号公報に電子部品と、電子部品を配設した金属製ケースとの間に熱伝導部材を介装したものが記載されているが、これは金属製ケースに立設部が設けられたものではないので本発明に比較して放熱効果が大きく劣るものである。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば下記の効果を奏することができる。
(1)発熱電子部品からの発熱を、金属筐体と一体形成された立設部により金属筐体に良好に熱伝達して効率よく放熱することができるのみならず、ワイヤー配線端子に半田付けにより基板の回路パターンと直接接続することができ、作業性の向上と部品点数の削減をはかることができ、コストの低減をもたらすことができる。しかも熱伝導性弾性部材の存在により、部品サイズに多少の誤差があっても発熱電子部品の発熱を立設部に良好に熱伝達することができ、放熱効果を確保することができる。
【0032】
(2)段付き部を有する金属支柱部材を使用することにより発熱電子部品と基板との距離を正確に保持できるのみならず、金属支柱部材からの放熱効果を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である。
【図2】本発明の分解斜視図である。
【図3】本発明の第二の実施の形態である。
【図4】従来例説明図である。
【符号の説明】
1 基板
2 発熱電子部品
2A ワイヤー配線端子
2B 放熱面
2C、2D ねじ
3 金属支柱部材
3A 段付き部
4 熱伝導性弾性部材
5 金属筐体
5A 立設部
5B 接触面
5C ミゾ
5D 固定ねじ
5E、5F 螺合部
6 端子付きワイヤー
7 固定ねじ
8 端子
9 固定ねじ
10 基板
11 端子板
12 金属筐体

Claims (2)

  1. 発熱電子部品を金属筐体に密接して放熱を行う放熱装置において、
    金属筐体に立設部を設け、発熱電子部品の放熱面をこの立設部と熱伝導性弾性部材を介して固定し、
    また発熱電子部品と基板との間に金属支柱部材を介在してこの発熱電子部品を保持し、
    立設部上に固定された前記発熱電子部品の配線端子を基板上に設けられた電気回路と半田にて電気接続可能にしたことを特徴とする発熱電子部品の放熱装置。
  2. 前記金属支柱部材の側面に段付部を形成し、表面積を大きくして放熱効果を向上させたことを特徴とする請求項1記載の発熱電子部品の放熱装置。
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