JP5606287B2 - 素子の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、素子の取付構造に関する。

特許文献１には、ヒートシンクに素子を取り付ける構造が開示されている。このものは、素子に取付用の貫通孔が形成され、ヒートシンクにねじ孔が形成されている。素子の取付時には、ヒートシンクの載置面に素子を載せて、貫通孔とねじ孔とを互いに整合させ、その状態で貫通孔からねじ孔にかけてねじをねじ込む。ねじの締め付けが完了すると、ねじの頭部とヒートシンクとの間に素子が挟持されて、素子がヒートシンクに固定されるようになっている。

特開２００７−３２４２２４号公報

ところで、素子の取付時に、貫通孔とねじ孔との位置合わせが適正になされていないと、ねじの先端部がねじ孔の開口縁を削る等して、削り粉等の異物が発生するおそれがある。また、ヒートシンクにねじ孔を開けるための加工が必要とされ、その加工に伴って発生する切粉等の異物を除去するために十分な洗浄が必要とされるという事情もある。こうしたことから、素子の取付手段として、ねじ止めに代わる固定手段が希求されている。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、素子の取付手段として、ねじ止め以外の固定手段を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、素子を載せる載置面を有し、かつ前記載置面を挟んだ幅方向両側に一対の取付孔を有するヒートシンクと、前記素子に対し前記載置面と略直交する方向から跨るように装着されるクリップとを備え、前記クリップは、前記素子の天面に沿って配置される基部と、前記基部の幅方向両端から前記素子の幅方向両側面に対向して突出し、かつ前記各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止される一対の弾性係止部とを有し、前記載置面が幅方向に複数並んで配置され、幅方向で隣接する前記載置面間の前記取付孔には、この取付孔を挟んで幅方向両側に配置されたそれぞれの前記クリップにおける前記弾性係止部が挿入されるところに特徴を有する。

請求項２の発明は、素子を載せる載置面を有し、かつ前記載置面を挟んだ幅方向両側に一対の取付孔を有するヒートシンクと、前記素子に対し前記載置面と略直交する方向から跨るように装着されるクリップとを備え、前記クリップは、前記素子の天面に沿って配置される基部と、前記基部の幅方向両端から前記素子の幅方向両側面に対向して突出し、かつ前記各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止される一対の弾性係止部とを有し、前記弾性係止部が、前記基部の幅方向一側縁の前方に対応して配置される前方係止部と、前記基部の幅方向他側縁の後方に対応して配置される後方係止部とからなり、幅方向で隣接する前記載置面間の前記取付孔に、前記前方係止部及び前記後方係止部が前後に位置ずれして挿入されるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、素子を載せる載置面を有し、かつ前記載置面を挟んだ幅方向両側に一対の取付孔を有するヒートシンクと、前記素子に対し前記載置面と略直交する方向から跨るように装着されるクリップとを備え、前記クリップは、前記素子の天面に沿って配置される基部と、前記基部の幅方向両端から前記素子の幅方向両側面に対向して突出し、かつ前記各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止される一対の弾性係止部とを有し、前記ヒートシンクは、複数の前記取付孔の底部を連通し、かつ前記取付孔の深さ方向と交差する方向に延びてこのヒートシンクの外面に開口する連通孔を有し、前記弾性係止部の先端部が前記連通孔内に収容されるところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のものにおいて、前記ヒートシンクは、前記素子の前面に沿って突出し、前記素子の前方への遊動を規制する前方規制部を有し、前記クリップは、前記素子の後端から前記素子の後面に沿って突出し、前記素子の後方への遊動を規制する後方規制部を有しているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
クリップが素子に跨るように装着されることにより、基部が素子の天面に沿って配置されるとともに、弾性係止部が素子の幅方向両側面に対向して配置され、かつ弾性係止部が各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止されるため、素子がクリップを介してヒートシンクに固定される。したがって、素子の取付手段として、ねじ止め以外の固定手段が提供される。この場合、ヒートシンクからの素子の浮き上がりが基部によって規制されるとともに、ヒートシンクに対する素子の幅方向への遊動が弾性係止部によって規制される。また、幅方向で隣接する載置面間の取付孔には、この取付孔を挟んで幅方向両側に配置されたそれぞれのクリップにおける弾性係止部が挿入されるため、取付孔が２つの弾性係止部によって共用される。したがって、弾性係止部毎に個別に取付孔を設けるよりも、構成が簡素化される。

＜請求項２の発明＞
クリップが素子に跨るように装着されることにより、基部が素子の天面に沿って配置されるとともに、弾性係止部が素子の幅方向両側面に対向して配置され、かつ弾性係止部が各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止されるため、素子がクリップを介してヒートシンクに固定される。したがって、素子の取付手段として、ねじ止め以外の固定手段が提供される。この場合、ヒートシンクからの素子の浮き上がりが基部によって規制されるとともに、ヒートシンクに対する素子の幅方向への遊動が弾性係止部によって規制される。また、ヒートシンクの取付孔に前方係止部及び後方係止部が前後に位置ずれして挿入されるため、弾性係止部同士の干渉を回避できるとともに、ヒートシンクの幅寸法を詰めることができる。

＜請求項３の発明＞
クリップが素子に跨るように装着されることにより、基部が素子の天面に沿って配置されるとともに、弾性係止部が素子の幅方向両側面に対向して配置され、かつ弾性係止部が各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止されるため、素子がクリップを介してヒートシンクに固定される。したがって、素子の取付手段として、ねじ止め以外の固定手段が提供される。この場合、ヒートシンクからの素子の浮き上がりが基部によって規制されるとともに、ヒートシンクに対する素子の幅方向への遊動が弾性係止部によって規制される。また、ヒートシンクが、複数の取付孔の底部を連通し、かつ取付孔の深さ方向と交差する方向に延びてこのヒートシンクの外面に開口する連通孔を有し、弾性係止部の先端部が連通孔内に収容されるため、連通孔内に弾性係止部の先端部の収容空間を広く確保することができる。また、連通孔が複数の取付孔に共用されているため、構成が簡素化される。

＜請求項４の発明＞
ヒートシンクに対する素子の前方への遊動がヒートシンクの前方規制部によって規制され、ヒートシンクに対する素子の後方への遊動がクリップの後方規制部によって規制されるため、素子がヒートシンクにしっかりと固定される。

本発明の実施形態１に係る素子の取付構造の分解斜視図である。 取付孔にクリップの弾性係止部が挿入される直前の状態をあらわすヒートシンクの断面図である。 取付孔にクリップの弾性係止部が挿入された状態をあらわすヒートシンクの断面図である。 実施形態２に係る素子の取付構造において、ヒートシンクの斜視図である。 素子の展開図である。 取付孔にクリップの弾性係止部が挿入された状態をあらわすヒートシンクの断面図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図３によって説明する。実施形態１に係る素子の取付構造は、素子１０と、素子１０が取り付けられるヒートシンク３０と、ヒートシンク３０に素子１０を固定するためのクリップ６０とを備えている。

素子１０は、発熱源としての素子本体（図示せず）と、素子本体の周りを覆う扁平角ブロック状の樹脂部１１とを有している。樹脂部１１の上面（天面）は、ほぼ水平な平坦面とされ、その前端に、複数のリード部１２が起立して形成されている。各リード部１２は、幅方向に３つ並んで配置され、樹脂部１１内で素子本体に接続されている。

ヒートシンク３０は、アルミニウム等の金属製であって、例えば、アルミダイカストからなる。このヒートシンク３０は、比較的大きな厚みをもって構成されている。ヒートシンク３０の上面には、ほぼ水平で平坦な素子１０の載置面３１が幅方向及び前後方向に複数整列して配設されている。

また、ヒートシンク３０の上面には、各載置面３１を挟んだ幅方向の両側に、取付孔３２が開口して形成されている。幅方向で隣接する載置面３１間には、取付孔３２が１つだけ配置されている。各取付孔３２は、前後方向に延びるとともに、深さ方向（ヒートシンク３０の厚み方向）に延びる形態とされている。より具体的には、取付孔３２は、開口側に位置して深さ方向に延びる挿入孔３３と、底部側に位置して深さ方向と直交する前後方向に延びる連通孔３４とからなる。連通孔３４は、断面円弧状をなし、挿入孔３３よりも拡開されている。そして、連通孔３４は、ヒートシンク３０内において前後方向に延び、同列で並ぶ各取付孔３２の底部を連通するとともに、ヒートシンク３０の後面に開口する形態とされている。連通孔３４の開口は、図示しないボックスの壁面で閉塞される。また、連通孔３４は、各載置面３１を挟んだ幅方向両側に、複数並んで配置されている。挿入孔３３の下端と連通孔３４の上端とは、ヒートシンク３０内における稜線状のエッジ部３５を介して連結されている。

また、ヒートシンク３０の上面には、各載置面３１の直前方に、板壁状の前方規制部３６が立ち上げ形成されている。前方規制部３６の後面は、載置面３１に載せられた素子１０（樹脂部１１）の前面に当接可能とされている。

続いて、クリップ６０について説明すると、クリップ６０は、金属製の鋼板を所定形状に打ち抜いた後、曲げ加工等して一体に成形される。具体的にはクリップ６０は、前後方向及び幅方向に沿って平坦な矩形状の基部６１と、基部６１の幅方向両側縁から下方に突出する一対の弾性係止部６２と、基部６１の後端縁から下方に突出する後方規制部６３とからなる。基部６１は、素子１０の上面を覆うようにして素子１０の上面に沿って配置される。基部６１の前端縁は、各リード部１２の根元部の後方に位置している。

弾性係止部６２は、基部６１の幅方向両側縁に対し略全縁に亘って連結され、かつその前後長をもって垂下する垂下部６４と、垂下部６４の下端縁の前後方向中央部から下方に突出し、かつその下端部で内側へ略Ｕ字形に折り返される係止本体部６５とからなる。係止本体部６５は、ヒートシンク３０の取付孔３２に前後方向への遊動を規制された状態で挿入される。

後方規制部６３は、基部６１の後端縁に対し略全縁に亘って連結され、かつその幅寸法をもって垂下する形態とされている。つまり、後方規制部６３は、垂下部６４とほぼ同形状とされている。

本実施形態に係る素子１０の取付構造は上述の通りであり、次に、ヒートシンク３０に素子１０を取り付ける方法について説明する。
まず、図１に示すように、ヒートシンク３０の載置面３１に素子１０を載せる。続いて、素子１０に対し載置面３１と直交する上方からクリップ６０を跨るようにして装着させる。すると、素子１０の上面に基部６１が被さるとともに、素子１０の幅方向両側面に対向して弾性係止部６２が配置され、かつ素子１０の後面に沿って後方規制部６３が当接可能に配置される。さらに、弾性係止部６２の係止本体部６５が対向する取付孔３２に挿入され、係止本体部６５の下端部が連通孔３４内に収容される。

その後、ヒートシンク３０における上記載置面３１と幅方向で隣接する載置面３１に素子１０を載せ、さらにこの素子１０にクリップ６０を装着するとともに、取付孔３２に弾性係止部６２を挿入する。この場合、図３に示すように、取付孔３２を挟んで幅方向で隣接する一対のクリップ６０のうち、幅方向一側のクリップを第１クリップ６０Ａとし、幅方向他側のクリップを第２クリップ６０Ｂとすると、両クリップ６０Ａ、６０Ｂ間に配置された取付孔３２に対し、第１クリップ６０Ａの幅方向他側縁から突出する第１弾性係止部６２Ａが挿入されるとともに、第２クリップ６０Ｂの幅方向一側縁から突出する第２弾性係止部６２Ｂが挿入される。つまり、１つの取付孔３２が第１、第２弾性係止部６２Ａ、６２Ｂによって共用されることとなる。

そして、取付孔３２内では、第１、第２弾性係止部６２Ａ、６２Ｂが互いに背合わせ状態に配置される。このとき、第１、第２弾性係止部６２Ａ、６２Ｂの係止本体部６５の先端部の外面が対向するエッジ部３５に弾性的に当接する。また、取付孔３２内では、第１、第２弾性係止部６２Ａ、６２Ｂの係止本体部６５同士も当接して相互に弾性反力を及ぼし合う。これにより、両係止本体部６５がエッジ部３５に緊密に押し当てられ、第１、第２クリップ６０Ａ、６０Ｂが取付孔３２に抜け止め状態で保持されることとなる。

また、各載置面３１に各素子１０が載せられると、ヒートシンク３０の前方規制部３６に素子１０の前面が面当り状に当接し、各素子１０のそれ以上前方への遊動が規制される。さらに、各素子１０に各クリップ６０が取り付けられると、各クリップ６０の後方規制部６３に素子１０の後面が面当り状に当接し、各素子１０のそれ以上後方への遊動が規制される。これにより、各素子１０がヒートシンク３０の載置面３１に位置決め状態で保持されることとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、クリップ６０が素子１０に跨るように装着されることにより、基部６１が素子１０の上面に沿って配置されるとともに、弾性係止部６２が素子１０の幅方向両側面に対向して配置され、かつ係止本体部６５が各取付孔３２のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止されるため、素子１０がクリップ６０を介してヒートシンク３０に弾性的に保持される。したがって、素子１０の取付手段として、ねじ止め以外の固定手段が提供される。この場合、ヒートシンク３０からの素子１０の浮き上がりが基部６１によって規制されるとともに、ヒートシンク３０に対する素子１０の幅方向への遊動が弾性係止部６２によって規制される。

また、ヒートシンク３０に対する素子１０の前方への遊動がヒートシンク３０の前方規制部３６によって規制され、ヒートシンク３０に対する素子１０の後方への遊動がクリップ６０の後方規制部６３によって規制されるため、素子１０がヒートシンク３０にしっかりと固定される。

また、幅方向で隣接する載置面３１間の取付孔３２には、この取付孔３２を挟んで幅方向両側に配置されたそれぞれのクリップ６０における弾性係止部６２が挿入されるため、取付孔３２が両弾性係止部６２によって共用される。したがって、弾性係止部６２毎に個別に取付孔３２を設けるよりも、全体の構成が簡素化される。

さらに、ヒートシンク３０が、複数の取付孔３２の底部を連通し、かつ取付孔３２の深さ方向と交差する方向に延びてこのヒートシンク３０の外面に開口する連通孔３４を有し、弾性係止部６２の先端部が連通孔３４内に収容されるため、連通孔３４内に弾性係止部６２の先端部の収容空間を広く確保することができる。また、連通孔３４が複数の取付孔３２に共用されているため、構成が簡素化される。

＜実施形態２＞
図４ないし図６は、本発明の実施形態２を示す。実施形態２では、クリップ６０Ｅ及び取付孔３２Ｅの各形状が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と概ね同様であり、実施形態１と同様の構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

ヒートシンク３０Ｅの上面には、各載置面３１を挟んだ幅方向両側に、前後方向に細長い取付孔３２Ｅが開口して形成されている。
一方、クリップ６０Ｅの弾性係止部６２Ｅは、下方へ向けて次第に外側に拡開する形態とされている。そして、係止本体部６５Ｅは、弾性係止部６２Ｅの下端部において外側へ略Ｕ字状に折り返された形態とされている。また、係止本体部６５Ｅは、基部６１の幅方向両側縁のそれぞれに対して前後に位置ずれして配置されている。このうち、基部６１の幅方向一側縁の前方には、前方係止部６８が対応して配置され、基部６１の幅方向他側縁の後方には、後方係止部６９が対応して配置されている。

ヒートシンク３０Ｅの各載置面３１に各素子１０が載せられ、各素子１０に各クリップ６０Ｅが取り付けられると、取付孔３２Ｅを挟んだ幅方向両側に配置されたクリップ６０Ｅのうち、幅方向他側に配置されたクリップ６０Ｅにおける前方係止部６８が取付孔３２Ｅの前側に挿入されて係止され、幅方向一側に配置されたクリップ６０Ｅにおける後方係止部６９が取付孔３２Ｅの後側に挿入されて係止される。

実施形態２によれば、ヒートシンク３０Ｅの取付孔３２Ｅに、前方係止部６８及び後方係止部６９が前後に位置ずれして挿入されるため、弾性係止部６２Ｅ同士の干渉を回避できるとともに、ヒートシンク３０Ｅの幅寸法を詰めることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）連通孔が省略され、取付孔がヒートシンクを厚み方向に貫通する形態であってもよい。
（２）後方規制部がヒートシンクの上面に立ち上げ形成されていてもよい。
（３）弾性係止部が、全長に亘って同幅で突出する形態であってもよい。
（４）実施形態２では、ヒートシンクの取付孔が前方係止部及び後方係止部のそれぞれに対応して個別に設けられていてもよい。

１０…素子
３０、３０Ｅ…ヒートシンク
３１…載置面
３２、３２Ｅ…取付孔
３６…前方規制部
６０、６０Ｅ…クリップ
６１…基部
６２…弾性係止部
６３…後方規制部
６８…前方係止部
６９…後方係止部

Claims (4)

1. 素子を載せる載置面を有し、かつ前記載置面を挟んだ幅方向両側に一対の取付孔を有するヒートシンクと、
   前記素子に対し前記載置面と略直交する方向から跨るように装着されるクリップとを備え、
   前記クリップは、前記素子の天面に沿って配置される基部と、前記基部の幅方向両端から前記素子の幅方向両側面に対向して突出し、かつ前記各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止される一対の弾性係止部とを有し、
   前記載置面が幅方向に複数並んで配置され、幅方向で隣接する前記載置面間の前記取付孔には、この取付孔を挟んで幅方向両側に配置されたそれぞれの前記クリップにおける前記弾性係止部が挿入されることを特徴とする素子の取付構造。
2. 素子を載せる載置面を有し、かつ前記載置面を挟んだ幅方向両側に一対の取付孔を有するヒートシンクと、
   前記素子に対し前記載置面と略直交する方向から跨るように装着されるクリップとを備え、
   前記クリップは、前記素子の天面に沿って配置される基部と、前記基部の幅方向両端から前記素子の幅方向両側面に対向して突出し、かつ前記各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止される一対の弾性係止部とを有し、
   前記弾性係止部が、前記基部の幅方向一側縁の前方に対応して配置される前方係止部と、前記基部の幅方向他側縁の後方に対応して配置される後方係止部とからなり、幅方向で隣接する前記載置面間の前記取付孔に、前記前方係止部及び前記後方係止部が前後に位置ずれして挿入されることを特徴とする素子の取付構造。
3. 素子を載せる載置面を有し、かつ前記載置面を挟んだ幅方向両側に一対の取付孔を有するヒートシンクと、
   前記素子に対し前記載置面と略直交する方向から跨るように装着されるクリップとを備え、
   前記クリップは、前記素子の天面に沿って配置される基部と、前記基部の幅方向両端から前記素子の幅方向両側面に対向して突出し、かつ前記各取付孔のそれぞれに挿入されて抜け止め状態に係止される一対の弾性係止部とを有し、
   前記ヒートシンクは、複数の前記取付孔の底部を連通し、かつ前記取付孔の深さ方向と交差する方向に延びてこのヒートシンクの外面に開口する連通孔を有し、前記弾性係止部の先端部が前記連通孔内に収容されることを特徴とする素子の取付構造。
4. 前記ヒートシンクは、前記素子の前面に沿って突出し、前記素子の前方への遊動を規制する前方規制部を有し、前記クリップは、前記素子の後端から前記素子の後面に沿って突出し、前記素子の後方への遊動を規制する後方規制部を有している請求項１ないし３のいずれか１項記載の素子の取付構造。

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