JP4752314B2 - ヒートシンクの取付構造及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明はヒートシンクの取付構造及び電子機器についての技術分野に関する。詳しくは、押さえ板の制御回路基板への接触面積を発熱体の外形内に制限して制御回路基板に対する負荷の低減を図る技術分野に関する。

電子機器、例えば、パーソナルコンピューター、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等の情報処理装置は、内部に制御回路基板が配置されて所定の処理を行う装置本体を有している。

このような電子機器にあっては、その駆動時に制御回路基板に配置されたＣＰＵ（中央演算処理装置）や各種の電子部品等の発熱体における発熱による装置本体の内部の温度上昇を抑制する必要がある（例えば、特許文献１参照）。

この温度上昇の抑制は、例えば、ヒートシンクと称される冷却手段を発熱体に接触させ、発熱体に発生した熱をヒートシンクから放出することにより行っている。

以下に、従来の電子機器におけるヒートシンクの取付構造の一例を説明する（図９参照）。

電子機器の内部には制御回路基板ａが配置され、該制御回路基板ａの上面ｂにＣＰＵ等の発熱体ｃが搭載されている。制御回路基板ａには、発熱体ｃを挟んだ反対側の位置に、それぞれネジ挿通孔ｄ、ｄが形成されている。

発熱体ｃ上にはヒートシンクｅが接した状態で配置されている。ヒートシンクｅは熱伝導性の高い金属材料等によって形成され、外形が発熱体ｃの外形より大きくされている。ヒートシンクｅには挿通孔ｆ、ｆが形成されている。

ヒートシンクｅに形成された挿通孔ｆ、ｆには、それぞれ上側から取付ネジｇ、ｇが挿入され、該取付ネジｇ、ｇはそれぞれ制御回路基板ａに形成されたネジ挿通孔ｄ、ｄを挿通されている。ネジ挿通孔ｄ、ｄを挿通された取付ネジｇ、ｇには、それぞれ制御回路基板ａの下面ｈ側からナットｉ、ｉが螺合され、ヒートシンクｅが制御回路基板ａに対して固定されている。

特開２００１−７５６７７号公報

ところが、上記した従来の電子機器にあっては、ナットｉ、ｉを制御回路基板ａの下面ｈに接触させた取付構造とされているため、ナットｉ、ｉが螺合された部分において制御回路基板ａにヒートシンクｅに近付く方向への力（図９に示す力Ｆ、Ｆ）が付与され、制御回路基板ａに力Ｆ、Ｆによって不必要な負荷が付与されてしまう。

従って、この力Ｆ、Ｆによって制御回路基板ａに反りが生じ、各電子部品等を制御回路基板ａ上に搭載するための半田の剥離やクラックが発生したり、制御回路基板ａ上の回路パターンの剥離等の不具合を生じ易く、電子機器の動作不良を引き起こすおそれがあった。

そこで、本発明ヒートシンクの取付構造及び電子機器は、上記した問題点を克服し、制御回路基板に対する負荷の低減を図ることを課題とする。

本発明ヒートシンクの取付構造は、上記した課題を解決するために、所定の各部品が搭載された制御回路基板と、該制御回路基板に搭載された発熱体と、該発熱体に接し発熱体からの放熱を行うヒートシンクと、制御回路基板における発熱体が搭載された面と反対側の面に接触される接触部を有する第１の押さえ板と、一部がヒートシンクに接し第１の押さえ板とともに制御回路基板、発熱体及びヒートシンクを制御回路基板の厚み方向において挟持して押さえる第２の押さえ板とを設け、第１の押さえ板と第２の押さえ板を制御回路基板の厚み方向において結合し、第１の押さえ板の接触部の制御回路基板に対する接触面積を発熱体の制御回路基板への取付面積より小さくすると共に接触部が発熱体の外形内に対応して位置され、第１の押さえ板又は第２の押さえ板に第２の押さえ板又は第１の押さえ板側に突出された結合用突部を設け、制御回路基板に結合用突部が挿通され該結合用突部の外径より径が大きい挿通孔を形成し、該挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合し、結合用突部には上方に開口された螺穴が形成され、取付ネジが結合用突部の螺穴に螺合されることにより第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合されるものである。

本発明電子機器は、上記した課題を解決するために、発熱体に接し発熱体からの放熱を行うヒートシンクと、制御回路基板における発熱体が搭載された面と反対側の面に接触される接触部を有する第１の押さえ板と、一部がヒートシンクに接し第１の押さえ板とともに制御回路基板、発熱体及びヒートシンクを制御回路基板の厚み方向において挟持して押さえる第２の押さえ板とを設け、第１の押さえ板と第２の押さえ板を制御回路基板の厚み方向において結合し、第１の押さえ板の接触部の制御回路基板に対する接触面積を発熱体の制御回路基板への取付面積より小さくすると共に接触部が発熱体の外形内に対応して位置され、第１の押さえ板又は第２の押さえ板に第２の押さえ板又は第１の押さえ板側に突出された結合用突部を設け、制御回路基板に結合用突部が挿通され該結合用突部の外径より径が大きい挿通孔を形成し、該挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合し、結合用突部には上方に開口された螺穴が形成され、取付ネジが結合用突部の螺穴に螺合されることにより第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合されるものである。

従って、本発明ヒートシンクの取付構造及び電子機器にあっては、発熱体の取付面積内においてのみ第１の押さえ板から制御回路基板に対して負荷が生じる。

本発明ヒートシンクの取付構造は、所定の各部品が搭載された制御回路基板と、該制御回路基板に搭載された発熱体と、該発熱体に接し発熱体からの放熱を行うヒートシンクと、制御回路基板における発熱体が搭載された面と反対側の面に接触される接触部を有する第１の押さえ板と、一部がヒートシンクに接し第１の押さえ板とともに制御回路基板、発熱体及びヒートシンクを制御回路基板の厚み方向において挟持して押さえる第２の押さえ板とを備え、第１の押さえ板と第２の押さえ板を制御回路基板の厚み方向において結合し、第１の押さえ板の接触部の制御回路基板に対する接触面積を発熱体の制御回路基板への取付面積より小さくすると共に接触部が発熱体の外形内に対応して位置され、第１の押さえ板又は第２の押さえ板に第２の押さえ板又は第１の押さえ板側に突出された結合用突部を設け、制御回路基板に結合用突部が挿通され該結合用突部の外径より径が大きい挿通孔を形成し、該挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合し、結合用突部には上方に開口された螺穴が形成され、取付ネジが結合用突部の螺穴に螺合されることにより第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合されることを特徴とする。

従って、制御回路基板に反りが生じるような負荷が付与されることがなく、各部品等を制御回路基板上に搭載するための半田の剥離やクラック、制御回路基板上の回路パターンの剥離等の不具合の発生を防止することができ、制御回路基板の動作の適正化を図ることができる。また、挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合したので、第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合された状態において結合用突部が制御回路基板に接触せず、第１の押さえ板から制御回路基板への負荷の軽減を図ることができる。

本発明電子機器は、内部に発熱体が搭載された制御回路基板が配置された電子機器であって、該発熱体に接し発熱体からの放熱を行うヒートシンクと、制御回路基板における発熱体が搭載された面と反対側の面に接触される接触部を有する第１の押さえ板と、一部がヒートシンクに接し第１の押さえ板とともに制御回路基板、発熱体及びヒートシンクを制御回路基板の厚み方向において挟持して押さえる第２の押さえ板とを備え、第１の押さえ板と第２の押さえ板を制御回路基板の厚み方向において結合し、第１の押さえ板の接触部の制御回路基板に対する接触面積を発熱体の制御回路基板への取付面積より小さくすると共に接触部が発熱体の外形内に対応して位置され、第１の押さえ板又は第２の押さえ板に第２の押さえ板又は第１の押さえ板側に突出された結合用突部を設け、制御回路基板に結合用突部が挿通され該結合用突部の外径より径が大きい挿通孔を形成し、該挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合し、結合用突部には上方に開口された螺穴が形成され、取付ネジが結合用突部の螺穴に螺合されることにより第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合されることを特徴とする。

従って、制御回路基板に反りが生じるような負荷が付与されることがなく、各部品等を制御回路基板上に搭載するための半田の剥離やクラック、制御回路基板上の回路パターンの剥離等の不具合の発生を防止することができ、電子機器の動作の適正化を図ることができる。また、挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合したので、第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合された状態において結合用突部が制御回路基板に接触せず、第１の押さえ板から制御回路基板への負荷の軽減を図ることができる。

以下に、本発明ヒートシンクの取付構造及び電子機器を添付図面に従って説明する。以下に示す最良の形態は、本発明電子機器をパーソナルコンピューターに適用し、本発明ヒートシンクの取付構造をパーソナルコンピューターに備えられたヒートシンクの取付構造に適用したものである。

尚、本発明電子機器の適用範囲はパーソナルコンピューターに限られることはなく、本発明電子機器は、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ネットワーク端末、携帯情報端末、ワークステーション等の各種の情報処理装置や音響機器、家庭用家電製品としての電子機器等の制御回路基板を有する各種の電子機器に広く適用することができ、本発明ヒートシンクの取付構造は、これらの各種の電子機器に備えられたヒートシンクの取付構造に広く適用することができる。

電子機器（パーソナルコンピューター）１は表示部２と装置本体３とを備えている（図１参照）。

表示部２は表示用パネル４と該表示用パネル４に配置された表示画面５とを有している。

表示部２は装置本体３の後端部において、軸方向が左右方向とされたヒンジ部６、６を介して回動自在に支持されている。表示部２は装置本体３を閉塞する閉塞位置と装置本体３を開放する開放位置との間で回動可能とされ、表示部２が開放されたときに装置本体３に設けられた後述するキーボードの使用が可能とされる。

装置本体３は本体用パネル７に所要の各部が配置されて成り、該本体用パネル７の上面に横長のキーボード８が配置されている。

装置本体３の内部には制御回路基板９が配置されている（図２及び図３参照）。

制御回路基板９上には、チップセット１０やＣＰＵ１１等の各種の電子部品が搭載されており、これらのチップセット１０とＣＰＵ１１は、その駆動時に大量の熱を発生する発熱体とされる。チップセット１０やＣＰＵ１１等の電子部品は、例えば、半田によって制御回路基板９上に接続される。制御回路基板９上には、所定の回路パターンが形成されている。

制御回路基板９には、それぞれチップセット１０とＣＰＵ１１を挟んだ反対側の位置に挿通孔１２、１２、・・・が形成されている。制御回路基板９上にはメモリーカードやフレキシブルプリント配線板等が接続されるコネクター部１３、１３、・・・が設けられている。

制御回路基板９の下面９ａ側には第１の押さえ板１４が配置される（図４乃至図６参照）。

第１の押さえ板１４は、例えば、剛性の高い金属材料によって形成され、外形が矩形状を為す接触部１５と、該接触部１５の互いに反対側の側縁からそれぞれ外方へ突出されたアーム部１６、１６と、該アーム部１６、１６から上方へ突出された結合用突部１７、１７とから成る。

接触部１５の外形はチップセット１０及びＣＰＵ１１の外形より一回り小さくされ、接触部１５には孔１５ａが形成されている。

アーム部１６、１６は接触部１５に対して一段下方に位置されるように形成され、接触部１５との連続部分が段差部１６ａ、１６ａとして設けられている。

結合用突部１７、１７は、例えば、丸軸状に形成され、結合用突部１７、１７には上方に開口された螺穴１７ａ、１７ａが形成されている。結合用突部１７、１７の外径は、制御回路基板９に形成された挿通孔１２、１２の径より小さくされている（図６参照）。

ＣＰＵ１１上には、例えば、矩形の板状を為すヒートシンク１８が接した状態で配置される。ヒートシンク１８には螺孔１８ａ、１８ａが形成されている。

ヒートシンク１８上にはヒートパイプ１９の一端側の部分が接した状態で配置され、該ヒートパイプ１９の他端部は図示しない放熱部に接続されている。放熱部はＣＰＵ１１で発生する熱を電子機器１の外部へ放出する役割を果たす機能を有する。

ヒートシンク１８及びヒートパイプ１９上には第２の押さえ板２０が配置される。第２の押さえ板２０は、例えば、剛性の高い板状の金属材料によって形成され（図４参照）、押さえ面部２１と該押さえ面部２１の互いに反対側の側縁からそれぞれ外方へ突出された結合片部２２、２２とから成る。押さえ面部２１は中央側の部分が上方へ打ち出された打出部２１ａとして形成されている。

第２の押さえ板２０には、押さえ面部２１の打出部２１ａを挟んだ反対側の位置にそれぞれネジ挿通孔２１ｂ、２１ｂが形成され、結合片部２２、２２にそれぞれ結合用挿通孔２２ａ、２２ａが形成されている。

第２の押さえ板２０は、打出部２１ａにヒートパイプ１９の一端側の部分が配置された状態で、ネジ挿通孔２１ｂ、２１ｂをそれぞれ挿通されたネジ部材２３、２３がヒートシンク１８の螺孔１８ａ、１８ａに螺合されることによりヒートシンク１８に取り付けられる（図４及び図６参照）。

第１の押さえ板１４は、図４、図６及び図７に示すように、結合用突部１７、１７がそれぞれ制御回路基板９の挿通孔１２、１２を下側から挿通され、第２の押さえ板２０の結合用挿通孔２２ａ、２２ａをそれぞれ挿通された取付ネジ２４、２４が結合用突部１７、１７の螺穴１７ａ、１７ａに螺合されることにより第２の押さえ板２０と結合される。

第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０が結合された状態においては、該第２の押さえ板２０によってヒートシンク１８及びヒートパイプ１９が押さえられ、第２の押さえ板２０によってヒートパイプ１９がヒートシンク１８に押し付けられると共にヒートシンク１８がＣＰＵ１１に押し付けられる。このとき第１の押さえ板１４の接触部１５は制御回路基板９に下方から押し付けられた状態とされるが、図６に示すように、接触部１５は発熱体であるＣＰＵ１１の外形（図６に示すＳ１）内に対応して位置される。

電子機器１の駆動時にＣＰＵ１１に発生した熱は、ヒートシンク１８及びヒートパイプ１９から該ヒートパイプ１９に接続されている放熱部に伝達され、該放熱部から電子機器１の外部へ放出されてＣＰＵ１１の温度上昇が抑制される。

以上に記載した通り、電子機器１にあっては、制御回路基板９、発熱体であるＣＰＵ１１、ヒートシンク１８及びヒートパイプ１９を制御回路基板９の厚み方向において挟持する第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０とを設け、第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０を制御回路基板９の厚み方向において結合し、第１の押さえ板１４の接触部１５を制御回路基板９におけるＣＰＵ１１の外形内に対応する部分のみに接するようにしている。

従って、制御回路基板９に反りが生じるような負荷が付与されることがなく、各電子部品等を制御回路基板９上に搭載するための半田の剥離やクラック、制御回路基板９上の回路パターンの剥離等の不具合の発生を防止することができ、電子機器１の動作の適正化を図ることができる。

また、電子機器１に対する外部からの影響、例えば、振動や落下等が生じたときにおいても制御回路基板９に対する負荷が軽減され、動作不良の防止を図ることができる。

さらに、制御回路基板９の反りを防止することができるため、反りによる制御回路基板９の装置本体３への組付性の悪化を防止することができる。

加えて、電子機器１にあっては、第１の押さえ板１４に設けた結合用突部１７、１７の外径を制御回路基板９に形成された挿通孔１２、１２の径より小さくしているため、第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０が結合された状態において結合用突部１７、１７が制御回路基板９に接触せず、第１の押さえ板１４から制御回路基板９への負荷の一層の軽減を図ることができる。

尚、上記には、第１の押さえ板１４に結合用突部１７、１７を設けて第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０を結合した例を示したが、逆に、第２の押さえ板に結合用突部を設けて挿通孔１２、１２に挿通して第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合するようにしてもよい。

また、上記には、取付ネジ２４、２４を用いて第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０を結合した例を示したが、例えば、図８に示すように、第１の押さえ板１４又は第２の押さえ板２０の一方に挿通孔１２、１２にそれぞれ挿通される結合用突片部２５、２５を設けると共に他方に挿入用突部２６、２６を設け、結合用突片部２５、２５にそれぞれ形成された取付孔２５ａ、２５ａに挿入用突部２６、２６をそれぞれ挿入することにより第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０を結合するようにしてもよい。

このように結合用突片部２５、２５と挿入用突部２６、２６を設けて第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０を結合することにより、取付ネジ２４、２４が不要となり、その分、部品点数の削減による電子機器１の製造コストの低減を図ることができる。

上記には、第１の押さえ板１４又は第２の押さえ板２０に２つの結合用突部１７、１７又は結合用突片部２５、２５を設けて第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０を結合する例を示したが、結合用突部１７、１７及び結合用突片部２５、２５の数は２つに限られることはなく、３つ以上の結合用突部１７、１７、・・・又は結合用突片部２５、２５、・・・を設けて第１の押さえ板１４と第２の押さえ板２０を結合するようにしてもよい。

また、上記には、発熱体であるＣＰＵ１１上に配置したヒートシンク１８の取付構造の例を示したが、他の発熱体、例えば、上記チップセット１０上にヒートシンク１８が配置された場合においても、上記と同様の構造を採用することができる。

上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図８と共に本発明の最良の形態を示すものであり、本図は、電子機器の斜視図である。 ヒートシンク等を取り外した状態で示す制御回路基板の斜視図である。 ヒートシンク等を取り付けた状態で示す制御回路基板の斜視図である。 要部の拡大分解斜視図である。 制御回路基板の下面側における要部の状態を示す拡大斜視図である。 要部の拡大断面図である。 要部の拡大斜視図である。 第１の押さえ板と第２の押さえ板の結合手段の別の例を示す拡大斜視図である。 従来の電子機器におけるヒートシンクの取付構造の一例を示す拡大断面図である。

符号の説明

１…電子機器、９…制御回路基板、１０…チップセット（発熱体）、１１…ＣＰＵ（発熱体）、１２…挿通孔、１４…第１の押さえ板、１５…接触部、１７…結合用突部、１７ａ…螺穴、１８…ヒートシンク、２０…第２の押さえ板、２４…取付ネジ

Claims (2)

1. 所定の各部品が搭載された制御回路基板と、
   該制御回路基板に搭載された発熱体と、
   該発熱体に接し発熱体からの放熱を行うヒートシンクと、
   制御回路基板における発熱体が搭載された面と反対側の面に接触される接触部を有する第１の押さえ板と、
   一部がヒートシンクに接し第１の押さえ板とともに制御回路基板、発熱体及びヒートシンクを制御回路基板の厚み方向において挟持して押さえる第２の押さえ板とを備え、
   第１の押さえ板と第２の押さえ板を制御回路基板の厚み方向において結合し、
   第１の押さえ板の接触部の制御回路基板に対する接触面積を発熱体の制御回路基板への取付面積より小さくすると共に接触部が発熱体の外形内に対応して位置され、
   第１の押さえ板又は第２の押さえ板に第２の押さえ板又は第１の押さえ板側に突出された結合用突部を設け、
   制御回路基板に結合用突部が挿通され該結合用突部の外径より径が大きい挿通孔を形成し、
   該挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合し、
   結合用突部には上方に開口された螺穴が形成され、取付ネジが結合用突部の螺穴に螺合されることにより第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合される
   ことを特徴とするヒートシンクの取付構造。
2. 内部に発熱体が搭載された制御回路基板が配置された電子機器であって、
   該発熱体に接し発熱体からの放熱を行うヒートシンクと、
   制御回路基板における発熱体が搭載された面と反対側の面に接触される接触部を有する第１の押さえ板と、
   一部がヒートシンクに接し第１の押さえ板とともに制御回路基板、発熱体及びヒートシンクを制御回路基板の厚み方向において挟持して押さえる第２の押さえ板とを備え、
   第１の押さえ板と第２の押さえ板を制御回路基板の厚み方向において結合し、
   第１の押さえ板の接触部の制御回路基板に対する接触面積を発熱体の制御回路基板への取付面積より小さくすると共に接触部が発熱体の外形内に対応して位置され、
   第１の押さえ板又は第２の押さえ板に第２の押さえ板又は第１の押さえ板側に突出された結合用突部を設け、
   制御回路基板に結合用突部が挿通され該結合用突部の外径より径が大きい挿通孔を形成し、
   該挿通孔に挿通した結合用突部によって第１の押さえ板と第２の押さえ板を結合し、
   結合用突部には上方に開口された螺穴が形成され、取付ネジが結合用突部の螺穴に螺合されることにより第１の押さえ板と第２の押さえ板が結合される
   ことを特徴とする電子機器。

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