JP5157978B2

JP5157978B2 - ヒートシンク取付装置

Info

Publication number: JP5157978B2
Application number: JP2009063472A
Authority: JP
Inventors: 慎一小林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: JP2010219250A

Description

本発明は、プリント基板に実装する部品を冷却するためのヒートシンクを固定するためのヒートシンク取付装置に関する。

近年、情報処理装置は高機能、高性能を要求されている。
そのために情報処理装置に使用される電子部品は高機能化、高速化になっている。このため、電子部品は発熱量が増加し、この熱が電子回路の誤動作を招き、性能を低下させる原因となっている。そのため、この熱を効率良く放熱し冷却することが求められている。この対策として、電子部品とヒートシンクとを当接して、電子部品が発生した熱をヒートシンクに伝導し、ヒートシンクから空気中に放熱している。

図９に従来例のプリント基板上のヒートシンク取付構造を示す。
図９（ａ）は、従来の取付構造の斜視図である。
図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ方向からみた従来の取付構造図である。
従来の取付構造は、電子部品５０上のヒートシンク５１のヒートシンク固定部５２にバネ５３付きのクリップ５４ａ、５４ｂを差し込み、その先端部をプリント基板６１の取り付け孔５５に差し込むことで固定している。ヒートシンク５１の対角線上の２か所の隅に設けられたヒートシンク取付部５２は、ヒートシンク本体と一体構造になってヒートシンク５１を形成している。
また、ヒートシンク固定部５２とクリップ５４ａ、５４ｂの頭部との間に組み込まれたバネ５３の反力によりヒートシンク５１をプリント基板６１に固定している。
図９上のクリップ５４ａは、プリント基板６１にヒートシンク５１を取り付けた状態であり、クリップ５４ｂは、クリップ５４をヒートシンク固定部５２に通し、取付け孔５５に押し込む前の状態を示している。

特開２０００−２３６０５３号公報

このような従来の方法では、プリント基板の部品実装、配線条件等の設計要件によりヒートシンクを固定するための取付け用の穴位置が決まるため、その位置に合わせた新たなヒートシンクをプリント基板の開発毎に用意する必要がある。

このため、ヒートシンクを任意の位置からプリント基板に固定することが可能であるヒートシンク取付装置を提供することを目的とする。

ヒートシンク取付装置は、プリント基板に搭載され、電子部品の発熱を電子部品に当接して冷却するヒートシンクをプリント基板に固定する装置である。そして、ヒートシンク取付装置は、プリント基板に固定されるベース部と、前記ベース部上に立設された回転可能な支柱部と、前記支柱部に接続された水平方向に伸縮可能であり、かつ前記支柱部に沿って上下移動可能なスライドバー部と、前記スライドバー部から下方に突出し、前記ヒートシンクと係合するヒートシンク取付部と、を有する構成である。

ヒートシンク取付部を上下方向、水平方向、回転方向に移動可能なため、ヒートシンク周辺の配線を避けた任意の位置からヒートシンクを固定することができる。このため、ヒートシンクを固定するためにプリント基板に取付穴を設ける必要がないためプリント基板の開発毎に新たなヒートシンクを用意する必要がなくなる。

実施例１のヒートシンク取付装置の説明図実施例１のプリント基板に搭載されたヒートシンク取付装置の説明図ベース部と支柱の説明図サイドバーの説明図実施例２のヒートシンク取付装置の説明図実施例２のヒートシンク取付装置の断面図実施例２のプリント基板上のヒートシンク取付装置の説明図実施例２のヒートシンク取付部の説明図従来例のプリント基板上のヒートシンク取付構造

図１に実施例１のヒートシンク取付装置の説明図を示す。
図１（ａ）は、ヒートシンク取付装置１の斜視図であり、図１（ｂ）は、正面図である。
ヒートシンク取付装置１は、ベース部２１、支柱２２、サイドバー２３、サイドバー２４、ヒートシンク取付部２５、ネジ３１、ネジ３２、ネジ３３、バネ１４を有する。ヒートシンク取付装置１は、ネジ３１、ネジ３２、ネジ３３、バネ１４およびベース部２１の下部を除いて樹脂で形成されている。

ベース部２１はヒートシンク取付装置１を搭載するプリント基板６１（図２参照）に設けられたランドにハンダ付けされる。ベース部２１の下部は、半田で固定するため金属で形成されている。ベース部２１を固定するための穴は、形成されていない。ベース部２１を固定するための穴をプリント基板６１（図２参照）上に設けないことにより、プリント基板６１の配線設計の自由度を増すことができる。

支柱２２は、ベース部２１とともにネジが切ってあり、ベース部２１に対して回転可能であり、ベース部２１のネジ３１により任意の位置に固定可能である。この結果、サイドバー２３、サイドバー２４を任意の方向に向けて固定可能である。また、支柱２２は、上下方向にスライド可能なサイドバー２３をサイドバー２３の側面のネジ３２により固定する。

サイドバー２３は、支柱２２上を上下に移動可能のための孔部４１を有し、かつネジ３２により支柱２２に固定される。また、サイドバー２３は、内部にサイドバー２４の移動のための収納スペースを有し、かつサイドバー２４を固定するネジ３３を有する。

サイドバー２４は、サイドバー２３の内部方向にスライド可能であり、サイドバー２４上の任意の位置でネジ３３により固定される。サイドバー２３およびサイドバー２４により伸縮可能なスライドバー部を構成する。

ヒートシンク取付部２５は、サイドバー２４の端部に固定されている。ヒートシンク取付部２５は、中空の円柱状の形状を有しており、サイドバー２４の端部から下方に突出している。そして、ヒートシンク取付部２５の外周には、ヒートシンク５１（図２参照）を固定するためのバネ１４が巻かれている。バネ１４の一端は、サイドバー２４に接着されている。また、ヒートシンク取付部２５は、ベース部２１を固定部として支柱２２およびサイドバー２３、サイドバー２４を用いることで、上下方向および左右方向および回転方向に移動可能である。その結果、プリント基板６１（図２参照）上の固定位置ではなく、広い範囲の任意の位置でヒートシンク取付装置１の設置が可能となる。

図２に、実施例１のプリント基板に搭載されたヒートシンク取付装置の説明図を示す。
図２（ａ）は、プリント基板６１上にヒートシンク取付装置１が搭載された状態の斜視図を示す。プリント基板６１上の電子部品５０に取り付けられたヒートシンク５１をヒートシンク取付装置１が固定している図を示す。５６は、ヒートシンク５１のフィンを示す。

ヒートシンク５１は、対角線上にヒートシンク固定部５２が設けられている例である。
ヒートシンク固定部５２には、ヒートシンク５１を固定するための孔が設けられている。ヒートシンク取付装置１は、ヒートシンク取付部２５をヒートシンク５１のヒートシンク固定部５２の孔に挿入することで、ヒートシンク５１を固定する。このとき、ヒートシンク５１の対角線上にヒートシンク固定部５２が２つあるので、ヒートシンク取付装置１は、２台必要である。

また、ヒートシンク取付装置１は、プリント基板６１の表面層のランドに半田付けされている。そのため、プリント基板６１にヒートシンク取付装置１の取り付け用の孔は不要である。
図２（ｂ）は、プリント基板６１上にヒートシンク取付装置１が搭載された状態を図２（ａ）のＡ方向から見た図を示す。
図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＤの部分の部分拡大図を示す。
図２（ｃ）は、ヒートシンク固定部５２にヒートシンク取付部２５が取り付けられた部分を拡大して示している。ヒートシンク取付部２５には、バネ１４が巻かれている。サイドバー２４とヒートシンク固定部５２との間にバネ１４が来るようにヒートシンク固定部５２の孔にヒートシンク取付部２５を挿入している。

また、ヒートシンク取付装置１をヒートシンク５１に取付ける方法は、次のとおりである。まず、ヒートシンク取付装置１の支柱２２を回転し、支柱２２に取り付けられたサイドバー２３を上下方向に、またサイドバー２４を水平方向に調整してヒートシンク取付部２５をヒートシンク固定部５２の孔に挿入する。そして、ネジ３１、３３（図１参照）を固定する。次に下方向に力を加えて、バネ１４を圧縮させてからネジ３２（図１参照）を固定することで、バネ１４の反力によりプリント基板６１にヒートシンク５１を固定する。
図３〜図６にヒートシンク取付装置１の各部の詳細の説明図を示す。

図３にベース部と支柱の説明図を示す。
図３（ａ）にベース部２１と支柱２２の結合前の図を示す。
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＥ部の部分拡大図である。
支柱２２の下端部４２とベース部２１の内部には、係合のためのネジが切られており、支柱２２の下端部４２をベース部２１に差込み回転しながら、ベース部２１と支柱２２とを係合する。そして、ネジ３１を締めることで、任意の回転位置に支柱２２を固定できる。支柱２２は、３６０度の回転が可能である。その結果、サイドバー２３およびサイドバー２４を任意の方向に向けることができる。

図４に、サイドバーの説明図を示す。
図４（ａ）にヒートシンク取付装置１の平面図を示す。
サイドバー２３には、支柱２２を通す孔部４１、ネジ３２を２本、ネジ３３を各２本有する。ネジ３２は、支柱２２にサイドバー２３を固定するネジであり、ネジ３３は、サイドバー２４をサイドバー２３に固定するためのネジである。サイドバー２４は、サイドバー２３の内部を図４（ａ）上の左右方向に移動する。
図４（ｂ）は、サイドバー２３の側面図である。
サイドバー２３は、側面にネジ３２とネジ３３を有する。
図４（ｃ）にサイドバー２４の側面図を示す。
サイドバー２４の一部は、サイドバー２３に挿入する挿入部４３を有する。
サイドバー２４の挿入部４３と反対側の端部にバネ１４が外周に巻かれたヒートシンク取付部２５が固定されている。

図５に実施例２のヒートシンク取付装置の説明図を示す。
図５（ａ）は、ベース部２１に支柱２２が、ネジ３１により固定され、さらに、支柱２２にサイドバー２３がネジ３２により固定され、さらにサイドバー２３にサイドバー２４がネジ３３により取り付けられたヒートシンク取付装置１を示す図である。
図５（ｂ）に図５（ａ）のＦ部の部分拡大図を示す。
サイドバー２４に固定されているヒートシンク取付部２５には、バネ１４のほかに、内部に内部固定部１５を含む。
図５（ｃ）に内部固定部１５の説明図である。
内部固定部１５は、バネ１６と固定部１７を有する。
内部固定部１５は、ヒートシンク５１のフィン５６に固定部１７を接触させて、バネ１６でヒートシンク５１をプリント基板６１に固定するときに、使用される。

図６に、実施例２のヒートシンク取付装置の断面図を示す。
図６（ａ）にヒートシンク取付装置１の上面図を示す。そして、上面図上に断面図のための切断位置Ｂ−Ｂを示す。
図６（ｂ）に図６（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図を示す。
図６（ｂ）に示すように、サイドバー２４に固定されているヒートシンク取付部２５には、外周にバネ１４を有し、内部の中空に、固定部１７とバネ１６を備える内部固定部１５を有する。バネ１６は、サイドバー２４と固定部１７にバネ１６の両端を接着している。

図７に実施例２のプリント基板上のヒートシンク取付装置の説明図を示す。
実施例２は、ヒートシンク５１に図２のヒートシンク固定部５２がない点およびヒートシンク取付部２５に内部固定部１５を備えている点が実施例１と異なる。
そして、２台のヒートシンク取付装置１がヒートシンク５１のフィン５６の一部をほぼ対角線の位置の２箇所で固定する。これによりヒートシンク取付装置１は、ヒートシンク５１を固定する。
この場合、ヒートシンク取付部２５の外周に巻かれたバネ１４は使用せずに、内部固定部１５（図５（ｃ）参照）が使用される。
図７（ａ）は、プリント基板上にヒートシンク取付装置１が搭載された状態の斜視図を示す。
図７（ｂ）は、プリント基板上にヒートシンク取付装置１が搭載された状態の図７（ａ）のＡ方向から見た図を示す。
プリント基板６１上の電子部品５０にヒートシンク５１が取付けられている状態を示す。
ヒートシンク５１は、実施例１の図２に示すヒートシンク固定部５２を有していない。

また、ヒートシンク取付装置１をヒートシンク５１に取付ける方法は、次のとおりである。まず、ヒートシンク取付装置１の支柱２２を回転し、支柱２２に取り付けられたサイドバー２３を上下方向に、またサイドバー２４を水平方向に調整してヒートシンク取付部２５にヒートシンク５１のフィン５６を挿入する。そして、まず、ネジ３１、３３（図５（ａ）参照）を固定する。次に下方向に力を加えて、内部固定部１５（図５（ｃ）参照）のバネ１６を圧縮させてネジ３２（図５（ａ）参照）を固定することで、バネ１６の反力によりプリント基板６１にヒートシンク５１を固定する。

図８に、実施例２のヒートシンク取付部の説明図を示す。
図８（ａ）に、図７（ｂ）のＧ部の部分拡大図を示す。
サイドバー２４に固定されているヒートシンク取付部２５には、バネ１４のほかに、内部に内部固定部１５を含む。
またヒートシンク取付部２５にフィン５６が挿入されていることを示す。
図８（ｂ）にヒートシンク取付装置１の上面図を示す。そして、上面図上に断面図のための切断位置Ｃ−Ｃを示す。
図８（ｃ）に図８（ｂ）のＣ−Ｃ間の断面図を示す。
ヒートシンク取付部２５の内部には、バネ１６と固定部１７を有する内部固定部１５があり、サイドバー２４の下方への押下により、バネ１６は、固定部１７を中継して図７に示すフィン５６（図７参照）を押下することで、プリント基板６１（図７参照）にヒートシンク５１（図７参照）を固定する。

また図８（ｄ）にサイドバー２４とヒートシンク取付部２５の変形例を示す。
ヒートシンク取付部２５が、サイドバー２４と着脱可能なタイプの例である。
サイドバー２４には、ヒートシンク取付部２５を、ネジで取り付けるための取付部２６が形成されている。
ヒートシンク取付部２５は、上部を取付部２６に挿入して、ネジで取付部２６に取り付けられる構造である。そして、ヒートシンク取付部２５が取付部２６に取り付けられた後に、図５（ｃ）と同様な内部固定部１５（バネ１６は、予め固定部１７に接着されている）を挿入して、サイドバー２４にバネ１６を接着する。
このようにすることで、ヒートシンク５１のフィン５６の各種形状に対応するために、ヒートシンク取付部２５を交換するだけでよくなる。
また、実施例１に対応するため、ヒートシンク取付部２５の外周に図示を省略しているがバネ１４も取り付け可能である。このようにすれば、ヒートシンク固定部５２の各種穴形状に対応も可能である。

また、実施例２に示す内部固定部１５を使用して実施例１のヒートシンク固定部５２を備えるヒートシンク５１のフィン５６（図２参照）を固定してもよい。

このように、ヒートシンク取付部２５を上下方向、水平方向、回転方向に移動可能なため、ヒートシンク５１周辺の配線、部品を避けて任意の位置からヒートシンク５１をプリント基板６１に固定することができる。
また、ヒートシンク５１をプリント基板６１に固定するために、プリント基板６１上に固定用の穴を設ける必要がない。このため、配線上、ヒートシンク５１の周辺に穴を設けることが困難な場合を避けられる。
また、従来、素子の高さ・プリント基板の厚さが個々に異なるため、ヒートシンク５１の取付用のクリップが個々に必要であり、またヒートシンク固定部５２の位置が異なるヒートシンク５１を用意する必要があったが、ヒートシンク取付装置１は、高さ方向、水平方向、回転方向に位置調整が可能なため、１種類のヒートシンク取付装置１により各種条件の変更に対応可能である。

プリント基板上のヒートシンクを固定する用途に用いることができる。

１ヒートシンク取付装置
１４、１６バネ
１５内部固定部
１７固定部
２１ベース部
２２支柱
２３、２４サイドバー
２５ヒートシンク取付部
２６取付部
３１〜３３ネジ
４１孔部
４２支柱の下端部
４３サイドバーの挿入部
５０電子部品
５１ヒートシンク
５２ヒートシンク固定部
５６フィン
６１プリント基板

Claims

プリント基板に搭載され、電子部品の発熱を電子部品に当接して冷却するヒートシンクをプリント基板に固定するヒートシンク取付装置であって、
プリント基板に固定されるベース部と、
前記ベース部上に立設された回転可能な支柱部と、
前記支柱部に接続された水平方向に伸縮可能であり、かつ前記支柱部に沿って上下移動可能なスライドバー部と、
前記スライドバー部から下方に突出し、前記ヒートシンクと係合するヒートシンク取付部と、を有することを特徴とするヒートシンク取付装置。
前記ヒートシンク取付部は、前記プリント基板に前記ヒートシンクを固定するために設けられている前記ヒートシンクの固定用穴と係合する突出部を有することを特徴とする請求項１記載のヒートシンク取付装置。
前記ヒートシンク取付部は、前記ヒートシンクのフィンと係合する中空の突出部を有することを特徴とする請求項１記載のヒートシンク取付装置。
前記ヒートシンク取付部は、前記プリント基板に前記ヒートシンクを固定するために設けられている前記ヒートシンクの固定用穴および前記ヒートシンクのフィンのいずれとも係合する中空の突出部を有することを特徴とする請求項１記載のヒートシンク取付装置。
前記ヒートシンク取付部は、前記突出部の外周と内周にバネを設けてあることを特徴とする請求項４記載のヒートシンク取付装置。