JP5609596B2 - 熱源素子と熱伝導性部材との固定構造、及び熱源素子と熱伝導性部材との固定方法 - Google Patents
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Description
また、熱伝導性部材は、熱源素子と熱伝導性部材とを狭持する位置に弾性部材が配置される際の弾性部材の移動方向に略直交する放熱フィンを備え、弾性部材の移動方向に沿って、放熱フィンに弾性部材の幅より大きい幅の切欠き部を設けたので、放熱フィンにより放熱能力を向上しつつ、熱源素子と熱伝導性部材とを弾性部材により確実に固定することができる。
また、複数枚の放熱フィンの内、熱源素子と熱伝導性部材とを狭持する位置に弾性部材が移動される際に弾性部材が最初に接近する放熱フィンにおける切欠き部の幅を、他の放熱フィンにおける切欠き部の幅より小さくしたので、弾性部材が最初に接近する放熱フィンにおける切欠き部の周縁部によって、弾性部材の移動方向以外の方向の弾性部材の動きを規制することができると共に、弾性部材が最初に接近する放熱フィン以外の放熱フィンには弾性部材が引っ掛からないようにすることができ、容易に弾性部材を狭持位置に配置することができる。
最初に、オーディオ装置の基本構成について説明する。図1は、オーディオ装置の斜視図である。図1に示すように、オーディオ装置1は、筺体10、基板20、クリップ30(弾性部材)、ヒートシンク40(熱伝導性部材)、及びファン50を備えている。
筺体10は、底面部11と、当該底面部11に略直交するように立設された側面部12とを備えている。この底面部11と側面部12とは、例えば1枚の鋼板をプレス加工することで形成される。底面部11には、後述するヒートシンク40のフランジ部を固定するためのフランジ固定部11aが、フランジ部に対応する位置に設けられている。このフランジ固定部11aには、ヒートシンク40のフランジ部に設けられた長孔に挿入される突起部(図示省略)、及びヒートシンク40を底面部11に固定するためのねじが螺入されるねじ孔(図示省略)が設けられている。なお、筺体10の内部に各種の部品を収容した後、筺体10の開放部分を覆うカバー(図示省略)を取り付けることにより、筺体10の内部が外部から閉鎖される。
基板20は、筺体10の底面部11と略並行になるように当該筺体10に固定されたプリント配線基板であり、筺体10に収容されている。この基板20には、例えば、アンプICや電源レギュレータ等のように通電されることで熱を発生して熱源となる熱源素子21、コンデンサ、抵抗、コイル、車両用コネクタ22等の各種の部品が実装されている。熱源素子21は、当該熱源素子21におけるヒートシンク40との当接面が、筺体10の側面部12と略平行になるように、基板20に実装される。図1の例では、基板20における+X側の端部に2つの熱源素子21が並んで配置されており、各熱源素子21におけるヒートシンク40との当接面(図1では+X側の面)が筺体10の+X側の側面部12と略平行になるように基板20に実装されている。また、車両用コネクタ22には、オーディオ装置1とナビゲーション装置等の他の車載装置とを相互に接続するための接続ケーブルのコネクタ(図示省略)が挿入される。
クリップ30は、熱源素子21とヒートシンク40とを狭持することにより、熱源素子21とヒートシンク40とを相互に固定するための弾性部材である。図2は本実施の形態に係るクリップ30を示した三面図であり、図2(a)はクリップ30の正面図、図2(b)はクリップ30の平面図、図2(c)はクリップ30の側面図である。図2に示すように、クリップ30は、鋼板等の弾性材料を用いて、断面形状が略コ字状となるように形成されている。このクリップ30の両端部の間に、熱源素子21とヒートシンク40とが狭持され、クリップ30の弾性力により熱源素子21とヒートシンク40とが相互に固定される。また、クリップ30は、図2(a)に示すように、熱源素子21とヒートシンク40とを狭持した状態において熱源素子21とヒートシンク40とに当接する凸部31を備えている。
図1に戻り、ヒートシンク40は、熱源素子21から発生した熱を、当該熱源素子21から他の場所に放熱するための熱伝導性部材であり、筺体10に収容されている。このヒートシンク40は、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導率の高い材料を用いて形成することができる。また、ヒートシンク40に代えて、他の位置に設けられた放熱部に熱を伝達するための伝熱板やヒートパイプ等を熱伝導性部材として用いてもよい。本実施の形態では、熱伝導性部材として、複数枚の放熱フィン41を備えたヒートシンク40を用いた場合を例として説明する。
図1に戻り、ファン50は、気流を強制的に放熱フィン41の表面に供給することにより、放熱フィン41からの放熱を促進するためのものであり、筺体10に収容されている。本実施の形態では、図1に示すように、各放熱フィン41に略平行な方向(図1では−Y方向)に沿って気流を発生させるように、ヒートシンク40の側方において筺体10の外部に内気を放出可能な位置に、ファン50が配置されている。
次に、このように構成されたオーディオ装置1における、熱源素子21とヒートシンク40との固定構造、及び熱源素子21とヒートシンク40との固定方法について説明する。なお、以下の説明では、熱源素子21が実装された基板20とファン50とが既に筺体10に収容されているものとする。
図4は、熱源素子21とヒートシンク40とを当接させる当接工程を例示した図であり、図4(a)はヒートシンク40を筺体10に収容する工程を示した側断面図、図4(b)は熱源素子21とヒートシンク40とを当接させる工程を示した拡大側断面図である。なお、この当接工程の開始前に、熱源素子21におけるヒートシンク40との当接面、あるいはヒートシンク40における熱源素子21との当接面に、熱伝導性グリースを塗布し、あるいは熱伝導性シートを貼付しておく。
図5は、熱源素子21とヒートシンク40とを固定する固定工程を例示した図であり、図5(a)はクリップ30を熱源素子21とヒートシンク40とに向かって移動させる工程を示した斜視図、図5(b)はクリップ30を熱源素子21とヒートシンク40とに向かって移動させる工程を示した拡大側面図である。また図6は、固定工程を行った後の状態を示した拡大側断面図である。
このように本実施の形態によれば、ヒートシンク40は、ヒートシンク40における熱源素子21との当接面と略直交する方向に沿って、熱源素子21に向かって移動することで当該熱源素子21に当接し、当接した熱源素子21とヒートシンク40とをクリップ30で狭持することにより、熱源素子21とヒートシンク40とを固定したので、熱源素子21やヒートシンク40の寸法公差や組立公差に起因する固定位置のばらつきを、クリップ30の変形により吸収しつつ、クリップ30で狭持するという容易な作業により熱源素子21とヒートシンク40とを確実に固定することができる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。
上述の実施の形態では、アンプICや電源レギュレータ等が熱源素子21である場合を例として説明したが、例えばCPU等の他の部品が熱源素子21である場合にも、本発明を適用することができる。
上述の実施の形態では、熱伝導性部材が、複数枚の放熱フィン41を備えたヒートシンク40である場合を例として説明したが、他の位置に設けられた放熱部に熱を伝達するための伝熱板やヒートパイプ等を用いてもよい。この場合でも、上述の実施の形態と同様に、相互に当接した熱源素子21と伝熱板やヒートパイプとをクリップ30で狭持することにより、当該熱源素子21と伝熱板やヒートパイプとを容易且つ確実に固定することができる。
上述の実施の形態では、各熱源素子21を、別個のクリップ30でヒートシンク40に固定する場合を例として説明したが、複数の熱源素子21を1つのクリップ30でヒートシンク40に固定するようにしてもよい。また、1つの熱源素子21を、複数のクリップ30を用いてヒートシンク40に固定するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、ヒートシンク40の側方において筺体10の外部に内気を放出可能な位置に、ファン50が配置されている場合を例として説明したが、ヒートシンク40の側方において筺体10の内部に外気を導入可能な位置に、ファン50を配置してもよい。
(付記)
付記1に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造は、筐体に収容された基板に実装された熱源素子と、当該筐体に収容された熱伝導性部材とを、相互に当接した状態で固定するための、熱源素子と熱伝導性部材との固定構造であって、前記熱伝導性部材は、当該熱伝導性部材における前記熱源素子との当接面と略直交する方向に沿って、当該熱源素子に向かって移動することで当該熱源素子に当接し、当接した前記熱源素子と前記熱伝導性部材とを弾性部材で狭持することにより、当該熱源素子と当該熱伝導性部材とを固定した。
また、付記2に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造は、付記1に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造において、前記筐体は、底面部と、当該底面部に略直交するように立設された側面部とを備え、前記基板は、前記筐体の前記底面部と略平行になるように当該筐体に固定され、前記熱源素子は、当該熱源素子における前記熱伝導性部材との当接面が、前記筐体の前記側面部と略平行になるように、前記基板に実装され、前記弾性部材は、前記底面部と略直交する方向に沿って、前記熱源素子と前記熱伝導性部材とに向かって移動されることで、当該熱源素子と当該熱伝導性部材とを狭持する位置に配置される。
また、付記3に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造は、付記2に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造において、前記熱伝導性部材は、前記熱源素子と当該熱伝導性部材とを狭持する位置に前記弾性部材が配置される際の当該弾性部材の移動方向に略直交する放熱フィンを備え、当該弾性部材の移動方向に沿って、当該放熱フィンに当該弾性部材の幅より大きい幅の切欠き部を設けた。
また、付記4に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造は、付記3に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造において、前記熱伝導性部材は、複数枚の前記放熱フィンを備え、前記熱源素子と当該熱伝導性部材とを狭持する位置に前記弾性部材が移動される際に当該弾性部材が最初に接近する前記放熱フィンにおける切欠き部の幅を、他の前記放熱フィンにおける切欠き部の幅より小さくした。
また、付記5に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造は、付記3又は4に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造において、前記弾性部材は、前記熱源素子と前記熱伝導性部材とを狭持した状態において当該熱伝導性部材に当接する凸部を備え、前記熱伝導性部材は、前記切欠き部において前記凸部が嵌合する凹部を備える。
また、付記6に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造は、付記1から5のいずれか一項に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造において、複数の前記熱源素子が前記基板に実装され、前記複数の熱源素子と1つの前記熱伝導性部材とが当接する。
また、付記7に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造は、付記1から6のいずれか一項に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造において、前記弾性部材を、前記熱源素子の前記基板への接続端子と、前記基板に実装された素子のうち前記熱源素子以外の素子とが存在しない範囲内で可動とした。
また、付記8に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定方法は、筐体に収容された基板に実装された熱源素子と、当該筐体に収容された熱伝導性部材とを、相互に当接した状態で固定するための、熱源素子と熱伝導性部材との固定方法であって、前記熱伝導性部材における前記熱源素子との当接面と略直交する方向に沿って、当該熱源素子に向かって当該熱伝導性部材を移動させ、当該熱源素子と当該熱伝導性部材とを当接させる当接工程と、前記当接工程により当接した前記熱源素子と前記熱伝導性部材とを弾性部材で狭持することにより、当該熱源素子と当該熱伝導性部材とを固定する固定工程と、を含む。
また、付記9に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定方法は、付記8に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定方法において、前記筐体は、底面部と、当該底面部に略直交するように立設された側面部とを備え、前記基板は、前記筐体の前記底面部と略平行になるように当該筐体に固定され、前記熱源素子は、当該熱源素子における前記熱伝導性部材との当接面が、前記筐体の前記側面部と略平行になるように、前記基板に実装され、前記固定工程において、前記弾性部材を、前記底面部と略直交する方向に沿って、前記熱源素子と前記熱伝導性部材とに向かって移動することで、当該熱源素子と当該熱伝導性部材とを狭持する位置に配置する。
(付記の効果)
付記1に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造、及び付記8に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定方法によれば、熱伝導性部材は、当該熱伝導性部材における熱源素子との当接面と略直交する方向に沿って、熱源素子に向かって移動することで当該熱源素子に当接し、当接した熱源素子と熱伝導性部材とを弾性部材で狭持することにより、熱源素子と熱伝導性部材とを固定したので、熱源素子や熱伝導性部材の寸法公差や組立公差に起因する固定位置のばらつきを、弾性部材の変形により吸収しつつ、弾性部材で狭持するという容易な作業により熱源素子と熱伝導性部材とを確実に固定することができる。
また、付記2に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造、及び付記9に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定方法によれば、熱源素子は、当該熱源素子における熱伝導性部材との当接面が、筐体の側面部と略平行になるように、基板に実装され、弾性部材は、底面部と略直交する方向に沿って、熱源素子と熱伝導性部材とに向かって移動されることで、熱源素子と熱伝導性部材とを狭持する位置に配置されるので、弾性部材を狭持位置に配置する場合において、底面部と略直交する方向に沿って弾性部材を筐体内に配置すればよく、底面部と略直交する方向以外の方向から作業を行う必要がない。従って、単純且つ容易な作業手順により熱源素子と熱伝導性部材とを固定することができる。
また、付記3に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造によれば、熱伝導性部材は、熱源素子と熱伝導性部材とを狭持する位置に弾性部材が配置される際の弾性部材の移動方向に略直交する放熱フィンを備え、弾性部材の移動方向に沿って、放熱フィンに弾性部材の幅より大きい幅の切欠き部を設けたので、放熱フィンにより放熱能力を向上しつつ、熱源素子と熱伝導性部材とを弾性部材により確実に固定することができる。
また、付記4に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造によれば、複数枚の放熱フィンの内、熱源素子と熱伝導性部材とを狭持する位置に弾性部材が移動される際に弾性部材が最初に接近する放熱フィンにおける切欠き部の幅を、他の放熱フィンにおける切欠き部の幅より小さくしたので、弾性部材が最初に接近する放熱フィンにおける切欠き部の周縁部によって、弾性部材の移動方向以外の方向の弾性部材の動きを規制することができると共に、弾性部材が最初に接近する放熱フィン以外の放熱フィンには弾性部材が引っ掛からないようにすることができ、容易に弾性部材を狭持位置に配置することができる。
また、付記5に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造によれば、弾性部材は、熱源素子と熱伝導性部材とを狭持した状態において熱伝導性部材に当接する凸部を備え、熱伝導性部材は、切欠き部において凸部が嵌合する凹部を備えるので、弾性部材を適切な位置に容易且つ確実に配置することができる。
また、付記6に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造によれば、複数の熱源素子が基板に実装され、複数の熱源素子と1つの熱伝導性部材とが当接するので、複数の熱源素子と複数の熱伝導性部材とを個別に位置合わせ等する必要がなく、複数の熱源素子を容易に熱伝導素子に固定することができる。
また、付記7に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造によれば、弾性部材を、熱源素子の基板への接続端子と、基板に実装された素子のうち熱源素子以外の素子とが存在しない範囲内で可動としたので、弾性部材が熱源素子以外の素子や熱源素子の接続端子に接触することを防止しつつ、熱源素子や熱伝導性部材の寸法公差や組立公差に起因する固定位置のばらつきを、弾性部材が動くことにより吸収することができる。
10 筺体
11 底面部
11a フランジ固定部
12 側面部
20 基板
21 熱源素子
22 車両用コネクタ
30 クリップ
31 凸部
40 ヒートシンク
41 放熱フィン
41a 切欠き部
42 凹部
43 フランジ部
43a 長孔
50 ファン
Claims (5)
- 筐体に収容された基板に実装された熱源素子と、当該筐体に収容された熱伝導性部材とを、相互に当接した状態で固定するための、熱源素子と熱伝導性部材との固定構造であって、
前記熱伝導性部材は、当該熱伝導性部材における前記熱源素子との当接面と略直交する方向に沿って、当該熱源素子に向かって移動することで当該熱源素子に当接し、
当接した前記熱源素子と前記熱伝導性部材とを弾性部材で狭持することにより、当該熱源素子と当該熱伝導性部材とを固定し、
前記熱伝導性部材は、前記熱源素子と当該熱伝導性部材とを狭持する位置に前記弾性部材が配置される際の当該弾性部材の移動方向に略直交する複数枚の放熱フィンを備え、
当該弾性部材の移動方向に沿って、当該放熱フィンに当該弾性部材の幅より大きい幅の切欠き部を設け、
前記熱源素子と当該熱伝導性部材とを狭持する位置に前記弾性部材が移動される際に当該弾性部材が最初に接近する前記放熱フィンにおける切欠き部の幅を、他の前記放熱フィンにおける切欠き部の幅より小さくした、
熱源素子と熱伝導性部材との固定構造。 - 前記筐体は、底面部と、当該底面部に略直交するように立設された側面部とを備え、
前記基板は、前記筐体の前記底面部と略平行になるように当該筐体に固定され、
前記熱源素子は、当該熱源素子における前記熱伝導性部材との当接面が、前記筐体の前記側面部と略平行になるように、前記基板に実装され、
前記弾性部材は、前記底面部と略直交する方向に沿って、前記熱源素子と前記熱伝導性部材とに向かって移動されることで、当該熱源素子と当該熱伝導性部材とを狭持する位置に配置される、
請求項1に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造。 - 前記弾性部材は、前記熱源素子と前記熱伝導性部材とを狭持した状態において当該熱伝導性部材に当接する凸部を備え、
前記熱伝導性部材は、前記切欠き部において前記凸部が嵌合する凹部を備える、
請求項1又は2に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造。 - 複数の前記熱源素子が前記基板に実装され、
前記複数の熱源素子と1つの前記熱伝導性部材とが当接する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造。 - 前記弾性部材を、前記熱源素子の前記基板への接続端子と、前記基板に実装された素子のうち前記熱源素子以外の素子とが存在しない範囲内で可動とした、
請求項1から4のいずれか一項に記載の熱源素子と熱伝導性部材との固定構造。
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