JP3936874B2 - 電子機器の放熱構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーIC等の発熱量の大きな電子部品(発熱素子)が筐体内で発生する熱をヒートシンクによって筐体外へ放出する必要のある電子機器、例えばディスクプレーヤを内蔵している音響機器などに用いて好適な電子機器の放熱構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
筐体内にCDプレーヤやMDプレーヤあるいはDVDプレーヤ等のディスクプレーヤを内蔵している車載用音響機器においては、ディスクプレーヤに電源を供給するパワーICのような消費電力の大きい発熱素子が必要になるため、この発熱素子から放出される熱によって筐体内の温度が過度に上昇しないように、適切な放熱対策を講じる必要がある。これは、パワーIC等の熱源が発生する熱によって筐体の内部温度が高くなり過ぎると、筐体内に配設されている各種電子部品の性能や信頼性に悪影響が及ぶ危険性が増大するからである。
【0003】
このような車載用音響機器の放熱対策としては、筐体内の回路基板に実装されたパワーICを、筐体の端部に取り付けたヒートシンク(放熱部材)に圧接させておくという手法が一般的である。ヒートシンクはアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料で形成されているので、圧接状態にあるパワーICの発生する熱を効率よく筐体の外部へ放出することができる。
【0004】
かかる放熱効果を考慮した電子機器の放熱構造の従来例を図9と図10に基づいて説明すると、図9はパワーICの取付状態を示す断面図、図10は図9のA矢視図である。これらの図において、回路基板1上に実装されたパワーIC2は、その端子2a群が図示せぬ回路パターンに半田付けされている。これらの回路基板1やパワーIC2は、図示せぬ筐体の内部に配設されており、熱源であるパワーIC2の放熱を行うためのヒートシンク3が該筐体の端部に取り付けられている。金属板製のブラケット4はその一対の脚部4aを回路基板1に係合させた状態で支持板部4b等によりパワーIC2を抱持しており、このブラケット4をヒートシンク3にねじ止め固定することにより、パワーIC2がヒートシンク3に圧接されている。すなわち、ブラケット4には予めパワーIC2に弾接する複数の板ばね部4cと、パワーIC2の両側面よりも外側に位置する一対のねじ孔4dとが設けられているので、ヒートシンク3に挿通せしめた一対の取付ねじ5をそれぞれねじ孔4dに螺合させて締結すれば、板ばね部4cに付勢されるパワーIC2がヒートシンク3に圧接された状態となり、パワーIC2からヒートシンク3への熱伝導が効率よく行われることとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブラケット4や取付ねじ5を用いてパワーIC2等の発熱素子をヒートシンク3に圧着させるという上述した従来の放熱構造を採用すると、各発熱素子ごとに、長寸な2本の取付ねじ5を用意して煩雑なねじ止め作業を2回行わなければならないので、組立作業性が悪くなるという問題があった。また、ねじ止め作業は締結力にばらつきを生じやすいので、過度に締め付けて発熱素子を損傷する危険性もあった。
【0006】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、発熱素子をヒートシンクに圧接させておく放熱構造において、組立作業性を損なわず発熱素子を損傷する危険性も少ない電子機器の放熱構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヒートシンクを筐体に取り付ける際に、まず、発熱素子を支持するブラケットの係合片をヒートシンクの切欠き内に挿入し、次いで、ヒートシンクの押圧係止部で該係合片をその突出方向へ徐々にずらしていき、もってブラケットを介して発熱素子をヒートシンク側へ引き寄せるようにした。これにより、ヒートシンクとブラケットとをねじ止め固定する必要がなくなり、発熱素子はヒートシンクを筐体に取り付ける段階で自動的に該ヒートシンクに圧接されることになる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明による電子機器の放熱構造では、筐体内に配設された回路基板と、この回路基板に実装された発熱素子と、前記筐体の端部に取り付けられたヒートシンクとを備え、前記発熱素子を金属板製のブラケットを介して前記ヒートシンクに圧接した状態となす電子機器の放熱構造において、前記筐体の端部に前記ヒートシンクの押し込み方向とは逆向きに延設されて、前記回路基板の端部を支持する切り起こし部を形成し、前記ブラケットに前記発熱素子の両側部から前記ヒートシンク側へ延びる一対の係合片を突設すると共に、前記ヒートシンクに前記係合片を挿入させる切欠きと該係合片を係止する押圧係止部とを設け、前記ヒートシンクを前記筐体に取り付ける際に、前記切欠き内に挿入せしめた前記係合片と前記押圧係止部とを互いに摺動させて前記ヒートシンクを押し込むことにより、前記ブラケットに支持された前記発熱素子を前記一対の係合片の間で前記ヒートシンクに圧着させると共に、前記押し込みにより押し込まれる前記回路基板を前記切り起こし部によって支持していることとした。
【0009】
このような放熱構造にあっては、ヒートシンクを筐体に取り付ける段階で、該ヒートシンクの押圧係止部をブラケットの係合片に摺動させることにより、発熱素子を支持する該ブラケットを係合片の突出方向へずらすという位置補正が行えるので、発熱素子が該ブラケットを介してヒートシンク側へ引き寄せられることとなる。したがって、筐体に対するヒートシンクの取付位置を考慮して押圧係止部や係合片の形状、形成位置等を適宜定めておけば、ヒートシンクを筐体に取り付ける際に、発熱素子を自動的に適正な圧力で該ヒートシンクに圧接させることができ、わざわざヒートシンクとブラケットとをねじ止め固定する必要がなくなる。その結果、組立作業性が向上すると共に、過大な締結力で発熱素子を損傷する心配がなくなるので、放熱対策に伴うコストが低減して信頼性も高まる。また、ヒートシンク13を押し込むと、回路基板にも該押し込み力が作用するが、回路基板は切り起こし部に支持されているので、この回路基板が傾く心配はない。
【0010】
上記の構成において、ブラケットの係合片とヒートシンクの押圧係止部の互いに摺動する部分のうち、少なくともいずれか一方を傾斜形状もしくは湾曲形状に形成しておけば、押圧係止部と係合片とを円滑に摺動させることができるので、ヒートシンクによるブラケットおよび発熱素子の位置補正を簡単かつ確実に行えることとなって好ましい。
【0011】
また、上記の構成において、ブラケットが一対の係合片を連結する支持板部を有すると共に、この支持板部に発熱素子に当接する突起部を設け、係合片が押圧係止部に係止されたときの支持板部に生じる撓みの反力により、突起部が発熱素子をヒートシンク側へ付勢するようにしておけば、多少の寸法誤差があっても支持板部の撓みを利用して発熱素子を確実にヒートシンクに圧着させることができるので、好ましい。
【0012】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図1はパワーICを支持するブラケットにヒートシンクを係合させる直前の状態を示す断面図、図2は図1を図示上方から見た説明図、図3は図1のブラケットにヒートシンクを係合させた状態を示す断面図、図4は図3を図示上方から見た説明図、図5はブラケットの外観図、図6は該ブラケットの側面図、図7は該ブラケットの平面図、図8はヒートシンクのパワーICとの対向面を示す説明図である。
【0013】
図1〜図4において、回路基板11上に実装されたパワーIC12は、その端子12a群が図示せぬ回路パターンに半田付けされていると共に、金属板製のブラケット14に保持されている。これらの回路基板11とパワーIC12およびブラケット14等は車載用音響機器の筐体(シャーシ)10の内部に配設されており、回路基板11はその縁部が筐体10の端部に形成された切り起こし部10aに支持されている。
【0014】
ヒートシンク13はアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料で形成されており、このヒートシンク13を筐体10の端部に取り付けてパワーIC12に圧接させることにより、熱源であるパワーIC12の放熱を行わせるようになっている。このヒートシンク13には、後述する係合片14bを挿入させる切欠き13aと、この切欠き13a内に臨出して該係合片14bを係止する押圧係止部13bと、回路基板11に立設されているピン15と係合して位置決め機能を果たす位置決め部13cと、パワーIC12が圧接される平坦受け部13dとが形成されている(図8参照)。
【0015】
図5〜図7に示すように、ブラケット14には、回路基板11の取付孔11a(図1参照)に挿着される一対の脚部14aと、ヒートシンク13の押圧係止部13bと係合する一対の係合片14bと、これら一対の係合片14bを連結してパワーIC12の片面と対向する支持板部14cと、この支持板部14cに突設されてパワーIC12の前記片面に当接する一対の突起部14dと、支持板部14cの下端に設けられてパワーIC12が搭載される一対の舌片14eと、支持板部14cの両側部の上端に設けられて内側に折曲された一対の抜け止め部14fとが1つの金属板から折曲形成されている。このブラケット14は、回路基板11上に実装されるパワーIC12を位置決めして、支持板部14cと舌片14eおよび抜け止め部14fとにより該パワーIC12を抱持するという機能を有する。両係合片14bは側面視で略L字状に形成されており、上方を向く先端の内側の縁部は曲面14gとなっている。なお、曲面14gの代わりに、先端から図1における右下方へ傾斜する傾斜面を形成しておいても良い。また、ヒートシンク13の押圧係止部13bの先端に、図1における左側面において図示上方側が肉厚となるような曲面もしくは傾斜面を形成しても良い。
【0016】
次に、パワーIC12をヒートシンク13に圧接させる取付構造について説明する。まず、パワーIC12をブラケット14で位置決めしながら回路基板11上の所定位置に実装(端子12a群の半田付け)し、このパワーIC12をブラケット14で抱持した状態となす。しかる後、回路基板11を筐体10内にセットし、次に図1に示すように、ヒートシンク13を矢印Bに沿って移動させることにより、該ヒートシンク13を筐体10の端部に取り付けると共に、パワーIC12に圧接させる。具体的には、図2,4に示すように、位置決め部13cをピン15と係合させることにより、回路基板11に沿う方向でのヒートシンク13の位置を規定すると共に、切欠き13a内にブラケット14の係合片14bを挿入した状態となし、この後、ヒートシンク13を図1の図示下方へ押し込むことにより、押圧係止部13bを係合片14bの曲面14gに対して摺動させていく。
【0017】
これにより、図3に示すように、押圧係止部13bによって係合片14bがその突出方向(矢印C方向)へずれていくので、パワーIC12がブラケット14を介して同方向へ引き寄せられる。つまり、ヒートシンク13を筐体10に取り付ける際に、押圧係止部13bが係合片14bを介してブラケット14の位置補正を行い、このブラケット14を介してパワーIC12も位置補正されるようになっている。その結果、パワーIC12は一対の係合片14bの間でヒートシンク13の平坦受け部13dに押し付けられ、これらパワーIC12と平坦受け部13dとが面接触状態に保持されることとなる。なお、ヒートシンク13を図1の図示下方へ押し込んで押圧係止部13bを係合片14bに摺動させているとき、脚部14aを介して回路基板11にも図示下方への該押し込み力が作用するが、回路基板11は筐体10の切り起こし部10aに支持されているので、この回路基板11が傾く心配はない。なお、特に図示しないが、ヒートシンク13は最終的に筐体10に対してねじ止めあるいはフックによる嵌合等の手段で固定されている。
【0018】
このように本実施例においては、筐体10に対するヒートシンク13の取付位置を考慮して押圧係止部13bや係合片14bの形状、形成位置等を適宜定めておきさえすれば、ヒートシンク13を筐体10に取り付ける際に、パワーIC12を自動的に適正な圧力でヒートシンク13に圧接させることができる。そのため、前述した従来例のようにわざわざヒートシンク13とブラケット14とをねじ止め固定する必要がなくなり、組立作業性が大幅に向上すると共に、過大な締結力でパワーIC12を損傷する心配もなくなる。つまり、パワーIC12をヒートシンク13に圧接した状態となす放熱対策を講じても、製品の組立作業性に悪影響を及ぼすことはなく、パワーIC12自体の信頼性も損なわれない。
【0019】
また、本実施例では、ブラケット14の支持板部14cに複数の突起部14dを突設してあるので、係合片14bがヒートシンク13の押圧係止部13bに係止された図3,4に示す状態で、支持板部14cに生じている撓みの反力が突起部14dを介してパワーIC12に付与されるようになっている。つまり、ヒートシンク13の取り付けが完了すると、パワーIC12はブラケット14の突起部14dによりヒートシンク13の平坦受け部13dに向けて付勢された状態に保たれるので、多少の寸法誤差があったとしても、パワーIC12を確実に平坦受け部13dに圧着させることができ、パワーIC12からヒートシンク13への熱伝導を効率よく行わせることができる。
【0020】
なお、上記実施例では、ブラケット14の係合片14bの先端部とその近傍を湾曲形状(曲面14g)となすことで、ヒートシンク13の押圧係止部13bが該係合片14bに対し円滑に摺動でき、この摺動によってブラケット14をヒートシンク13側へ引き寄せるようにしてあるが、係合片14bと押圧係止部13bの互いに摺動する部分のうち、少なくともいずれか一方を傾斜形状もしくは湾曲形状に形成しておけば、ヒートシンク13によるブラケット14およびパワーIC12の位置補正を簡単かつ確実に行わせることができる。
【0021】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0022】
ヒートシンクを筐体に取り付ける際に、パワーIC等の発熱素子を支持するブラケットの係合片にヒートシンクの押圧係止部を摺動させることにより、ブラケットを介して発熱素子をヒートシンク側へ引き寄せることができるので、ヒートシンクとブラケットとをねじ止め固定する必要がなくなり、発熱素子はヒートシンクを筐体に取り付ける段階で自動的に該ヒートシンクに圧接されることになる。したがって、発熱素子をヒートシンクに圧接させておく放熱対策が組立作業性を悪化させず、発熱素子を損傷する危険性も少ない電子機器の放熱構造を提供することができる。また、ヒートシンク13を押し込むと、回路基板にも該押し込み力が作用するが、回路基板は切り起こし部に支持されているので、この回路基板が傾く心配はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係るブラケットに支持されたパワーICを示す断面図である。
【図2】図1を図示上方から見た説明図である。
【図3】該ブラケットにヒートシンクを係合させた状態を示す断面図である。
【図4】図3を図示上方から見た説明図である。
【図5】該ブラケットの外観図である。
【図6】該ブラケットの側面図である。
【図7】該ブラケットの平面図である。
【図8】ヒートシンクのパワーICとの対向面を示す説明図である。
【図9】従来例に係るパワーICの取付構造を示す断面図である。
【図10】図9のA矢視図である。
【符号の説明】
10 筐体(シャーシ)
11 回路基板
12 パワーIC(発熱素子)
13 ヒートシンク
13a 切欠き
13b 押圧係止部
13c 位置決め部
13d 平坦受け部
14 ブラケット
14b 係合片
14c 支持板部
14d 突起部
14g 曲面
Claims (3)
- 筐体内に配設された回路基板と、この回路基板に実装された発熱素子と、前記筐体の端部に取り付けられたヒートシンクとを備え、前記発熱素子を金属板製のブラケットを介して前記ヒートシンクに圧接した状態となす電子機器の放熱構造において、
前記筐体の端部に前記ヒートシンクの押し込み方向とは逆向きに延設されて、前記回路基板の端部を支持する切り起こし部を形成し、
前記ブラケットに前記発熱素子の両側部から前記ヒートシンク側へ延びる一対の係合片を突設すると共に、前記ヒートシンクに前記係合片を挿入させる切欠きと該係合片を係止する押圧係止部とを設け、
前記ヒートシンクを前記筐体に取り付ける際に、前記切欠き内に挿入せしめた前記係合片と前記押圧係止部とを互いに摺動させて前記ヒートシンクを押し込むことにより、前記ブラケットに支持された前記発熱素子を前記一対の係合片の間で前記ヒートシンクに圧着させると共に、前記押し込みにより押し込まれる前記回路基板を前記切り起こし部によって支持していることを特徴とする電子機器の放熱構造。 - 請求項1記載の電子機器の放熱構造において、前記係合片と前記押圧係止部の互いに摺動する部分のうち、少なくともいずれか一方を傾斜形状もしくは湾曲形状に形成したことを特徴とする電子機器の放熱構造。
- 請求項1または2記載の電子機器の放熱構造において、前記ブラケットが前記一対の係合片を連結する支持板部を有すると共に、この支持板部に前記発熱素子に当接する突起部を設け、前記係合片が前記押圧係止部に係止されたときの前記支持板部に生じる撓みの反力により、前記突起部が前記発熱素子を前記ヒートシンク側へ付勢するようにしたことを特徴とする電子機器の放熱構造。
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