JP6203086B2 - Heat dissipation device - Google Patents
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Description
この発明は、基板上に載置された部品を放熱する構造に関する。例えば、当該部品としては、光通信装置、光交換装置、光情報処理装置等の電気基板に搭載された、高発熱部品を挙げることができる。 The present invention relates to a structure for radiating heat from a component placed on a substrate. For example, examples of the component include a high heat generation component mounted on an electric substrate such as an optical communication device, an optical switching device, and an optical information processing device.
光通信装置、光交換装置、光情報処理装置等に使用される電気基板に搭載される発熱部品は、高速化が進むにつれ、より高発熱なものが採用される傾向にある。搭載装置は小型化される傾向にある。 As heat-generating components mounted on electric boards used in optical communication devices, optical switching devices, optical information processing devices, etc., components with higher heat generation tend to be employed as the speed increases. On-board devices tend to be miniaturized.
一方、発熱部品の上限温度はあまり改善されない傾向がある。よって発熱部品の放熱効率を上げることが、重要となってきている。 On the other hand, the upper limit temperature of the heat generating component tends not to be improved so much. Therefore, it has become important to increase the heat dissipation efficiency of the heat generating components.
高発熱部品を効率よく放熱するためには、放熱器を大きくすることと、発熱部品から放熱器までの間の熱抵抗を下げることが必要である。 In order to efficiently dissipate heat from a high heat generating component, it is necessary to increase the size of the heat sink and lower the thermal resistance between the heat generating component and the heat sink.
放熱器を大きくすることは製品サイズの制約を受けることから限界がある。よって発熱部品から放熱器までの間の熱抵抗を下げることが重要となる。 Increasing the size of the heatsink is limited due to product size constraints. Therefore, it is important to reduce the thermal resistance between the heat-generating component and the radiator.
銅やアルミ等の熱抵抗の小さい固定ブロックを、発熱部品と放熱器の間に密着した状態で配置できる構造が、比較的熱抵抗を低くできる。 A structure in which a fixed block such as copper or aluminum having a low thermal resistance can be arranged in close contact between the heat-generating component and the radiator can relatively reduce the thermal resistance.
一方、通信装置、光交換装置、光情報処理装置等に使用される電気基板では、１つの基板上に複数の高発熱部品が搭載される為、各々の発熱部品を効率よく放熱することも必要となる。 On the other hand, in an electric board used for a communication device, an optical switching device, an optical information processing device, etc., a plurality of high heat-generating components are mounted on one substrate, so it is necessary to efficiently dissipate each heat-generating component. It becomes.
特許文献１における放熱装置の構造では、その図２３に示されるように、一対のシャーシの間に発熱モジュールが挟持される。一方のシャーシは台形状部を有している。台形状部によって発熱モジュールが他方のシャーシへと押し付けられる。発熱モジュールは一対のシャーシで放熱される。この台形状部が押し付ける圧力が調整されることにより、冷却効率が調整される。
In the structure of the heat radiating device in
この調節は一対のシャーシの間に挿入設置される圧力調整部材によって行われる。圧力調整部材において、第１のブロックと第２のブロックには、両端にネジ部が形成された軸部が挿入される。第１のブロックと第２のブロックは軸部のネジ部と螺合する。 This adjustment is performed by a pressure adjusting member inserted between the pair of chassis. In the pressure adjusting member, shaft portions having screw portions formed at both ends are inserted into the first block and the second block. The first block and the second block are screwed with the screw portion of the shaft portion.
第１のブロックと第２のブロックは、それぞれ第１の斜面と第２の斜面を有している。第１の斜面と第２の斜面を一方のシャーシの台形状部を挟み込む。軸部を回転させることで、第１のブロックと第２のブロックの間隔を狭めると、圧力調整部材は台形状部の先端方向に移動して、発熱モジュールとの当接面により大きな圧力が掛かる。これにより、発熱モジュールは他方のシャーシとの当接面圧が大きくなり、冷却効率が向上する。 The first block and the second block have a first slope and a second slope, respectively. The trapezoidal portion of one chassis is sandwiched between the first slope and the second slope. When the distance between the first block and the second block is reduced by rotating the shaft portion, the pressure adjusting member moves toward the tip of the trapezoidal portion, and a large pressure is applied to the contact surface with the heat generating module. . As a result, the heat generating module has a large contact surface pressure with the other chassis, and the cooling efficiency is improved.
特許文献２における放熱装置では、プリント基板に並べて実装された複数のトランジスター上に、伝熱台を介して、伝熱ばねのベース板を結合させる。伝熱ばねの複数の圧着片は、外筐に互いに独立して圧着される。 In the heat dissipation device in Patent Document 2, a base plate of a heat transfer spring is coupled to a plurality of transistors mounted side by side on a printed board via a heat transfer table. The plurality of crimping pieces of the heat transfer spring are crimped to the outer casing independently of each other.
特許文献１に開示された構造では、第１及び第２のブロック自体に放熱機能は無く、発熱モジュールをシャーシに圧着する機能を有するに留まる。また、ネジ部が発熱モジュールに近接した構成となっているので、ネジ部を回転させる作業が困難となる。
In the structure disclosed in
特許文献２に開示された構造では、トランジスターから伝熱台、伝熱台から伝熱ばねのベース板、伝熱ばねから伝熱ラバー、伝熱ラバーから外筐へと、熱的に直列的に連結されている部分が少なくとも４ヶ所存在する。しかも熱伝導効率が悪い弾性伝熱ラバーを使用している。よって大きな熱抵抗が発生する。 In the structure disclosed in Patent Document 2, a transistor is connected to a heat transfer table, a heat transfer table to a heat transfer spring base plate, a heat transfer spring to a heat transfer rubber, and a heat transfer rubber to an outer casing. There are at least four connected parts. In addition, an elastic heat transfer rubber having poor heat conduction efficiency is used. Therefore, a large thermal resistance is generated.
この発明は、放熱する部品を放熱する放熱板を、作業性良く他の放熱機構に接触させ、部品の放熱効率を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to bring a heat radiating plate that radiates a heat radiating component into contact with another heat radiating mechanism with good workability, thereby improving the heat radiating efficiency of the component.
この発明にかかる放熱装置の第１の態様は、放熱板と調整機構とを備える。前記放熱板は、基板上に載置された部品に対して前記基板とは反対側から対向する第１面と、前記第１面よりも前記部品から遠い第２面とを有し、前記部品を放熱する。前記調整機構は、前記放熱板と前記基板との距離を調節する。 A first aspect of a heat dissipation device according to the present invention includes a heat dissipation plate and an adjustment mechanism. The heat dissipation plate has a first surface facing the component placed on the substrate from the opposite side of the substrate, and a second surface farther from the component than the first surface, To dissipate heat. The adjustment mechanism adjusts a distance between the heat radiating plate and the substrate.
そして、前記第２面のうち前記調整機構と接触する第１部位と、前記調整機構のうち前記第２面と接触する第２部位とが、前記距離が縮まるにつれて、前記放熱板を前記放熱板と前記基板とが対向する方向とは異なる方向へと移動させる摺動構造を形成する。 And as the said 1st site | part which contacts the said adjustment mechanism among the said 2nd surfaces, and the 2nd site | part which contacts the said 2nd surface among the said adjustment mechanisms, the said heat sink is changed to the said heat sink. And a sliding structure that moves in a direction different from the direction in which the substrate and the substrate face each other.
この発明にかかる放熱装置の第２の態様は、その第１の態様であって、前記放熱板は貫通孔を有する。前記調整機構は、前記基板に固定されるナットと、互いに非平行で対応する一対の面を有して前記第２面側に設けられる座金と、前記第２面側から前記座金及び前記貫通孔を介して前記ナットと螺合するボルトとを有する。前記第１部位は前記ナットに対する前記ボルトの進行方向に対して傾斜し、前記座金の前記一対の面の一方が前記第２部位として機能する。 The 2nd aspect of the thermal radiation apparatus concerning this invention is the 1st aspect, Comprising: The said heat sink has a through-hole. The adjustment mechanism includes a nut fixed to the substrate, a washer provided on the second surface side with a pair of non-parallel corresponding surfaces, and the washer and the through hole from the second surface side. And a bolt to be screwed with the nut. The first part is inclined with respect to the traveling direction of the bolt with respect to the nut, and one of the pair of surfaces of the washer functions as the second part.
この発明にかかる放熱装置の第３の態様は、その第１の態様であって、前記放熱板は貫通孔を有する。前記調整機構は、前記基板に固定されるスペーサと、前記第２面側に設けられ、ネジ溝の中心軸に対して傾斜した座面を有するナットと、前記第１面側から前記基板及び前記スペーサ並びに前記貫通孔を介して前記ナットと螺合するボルトとを有する。前記第１部位は前記ナットに対する前記ボルトの進行方向に対して傾斜し、前記座面が前記第２部位として機能する。 The 3rd aspect of the thermal radiation apparatus concerning this invention is the 1st aspect, Comprising: The said heat sink has a through-hole. The adjusting mechanism includes a spacer fixed to the substrate, a nut provided on the second surface side and having a seat surface inclined with respect to a central axis of a thread groove, and the substrate and the substrate from the first surface side. A spacer and a bolt screwed to the nut through the through hole; The first part is inclined with respect to the traveling direction of the bolt with respect to the nut, and the seating surface functions as the second part.
この発明にかかる放熱装置の第４の態様は、その第２または第３の態様であって、前記放熱板は他の複数の放熱要素に接触する。 The 4th aspect of the thermal radiation apparatus concerning this invention is the 2nd or 3rd aspect, Comprising: The said thermal radiation plate contacts another several thermal radiation element.
この発明にかかる放熱装置の第５の態様は、その第２〜第４の態様のいずれかであって、前記調整機構は、前記ボルトと前記ナットとの間に介在するバネを更に有する。 A fifth aspect of the heat dissipation device according to the present invention is any one of the second to fourth aspects, wherein the adjustment mechanism further includes a spring interposed between the bolt and the nut.
この発明にかかる放熱装置の第６の態様は、その第１〜第５の態様のいずれかであって、前記放熱板はその端部に傾斜面を呈する。 A sixth aspect of the heat dissipation device according to the present invention is any one of the first to fifth aspects, and the heat dissipation plate exhibits an inclined surface at an end thereof.
この発明にかかる放熱装置の第１の態様によれば、放熱板を当該放熱板が放熱する部品へ近づける際、その近づく方向とは異なる方向に放熱板が移動する。よって作業性良く当該放熱板を他の放熱機構に接触させることが可能となり、部品の放熱効率が向上する。 According to the first aspect of the heat radiating device of the present invention, when the heat radiating plate is brought close to a component that radiates heat, the heat radiating plate moves in a direction different from the approaching direction. Therefore, the heat dissipation plate can be brought into contact with another heat dissipation mechanism with good workability, and the heat dissipation efficiency of the components is improved.
この発明にかかる放熱装置の第２の態様によれば、放熱板を、放熱する部品へ近づける際の処理を、放熱板側から行うことができる。 According to the 2nd aspect of the thermal radiation apparatus concerning this invention, the process at the time of approaching a thermal radiation board to the component which thermally radiates can be performed from the thermal radiation board side.
この発明にかかる放熱装置の第３の態様によれば、放熱板を、放熱する部品へ近づける際の処理を、基板側から行うことができる。 According to the 3rd aspect of the thermal radiation apparatus concerning this invention, the process at the time of approaching a heat sink to the component which thermally radiates can be performed from the board | substrate side.
この発明にかかる放熱装置の第４の態様によれば、放熱効率がより向上する。 According to the 4th aspect of the thermal radiation apparatus concerning this invention, thermal radiation efficiency improves more.
この発明にかかる放熱装置の第５の態様によれば、放熱板と部品との圧着程度を調整できる。よって放熱板と部品との間に放熱シートを介在させる必要がない。 According to the fifth aspect of the heat dissipation device of the present invention, the degree of pressure bonding between the heat dissipation plate and the component can be adjusted. Therefore, it is not necessary to interpose a heat dissipation sheet between the heat dissipation plate and the component.
この発明にかかる放熱装置の第５の態様によれば、他の放熱機構との接触面積を大きくし、放熱効率が高められる。 According to the fifth aspect of the heat dissipation device of the present invention, the contact area with the other heat dissipation mechanism is increased, and the heat dissipation efficiency is increased.
実施の形態１．
図１は実施の形態１にかかる放熱装置を示す斜視図である。図２は当該放熱装置を示す上面図である。図３は当該放熱装置を示す、図２の位置ＡＡにおける断面矢視図である。図４及び図５は図３の範囲Ｂ近傍を示す拡大図である。
FIG. 1 is a perspective view of the heat dissipation device according to the first embodiment. FIG. 2 is a top view showing the heat dissipation device. FIG. 3 is a cross-sectional view of the heat radiating device at the position AA in FIG. 4 and 5 are enlarged views showing the vicinity of the range B in FIG.
基板１上に部品７ａ，７ｂが設けられる。部品７ａ，７ｂはいずれも放熱されるべき対象である。
基板１には放熱板２ａ，２ｂが設けられる。放熱板２ａ，２ｂはそれぞれ部品７ａ，７ｂを放熱する機能を有する。
The
放熱板２ａは、部品７ａに対して基板１とは反対側から対向する第１面２９と、第１面２９よりも部品７ａから遠い第２面とを有する。放熱板２ｂも同様にして第１面２９と第２面とを有する。
The
放熱板２ａ（より具体的には第１面２９）と部品７ａとの間には放熱ブロック６ａが配置される。放熱板２ｂ（より具体的には第１面２９）と部品７ｂとの間には放熱ブロック６ｂが配置される。
A
放熱ブロック６ａは、それが部品７ａの真上に来るように、放熱板２ａを設ける際に配置される。放熱ブロック６ｂは、それが部品７ｂの真上に来るように、放熱板２ｂを設ける際に配置される。
The
放熱ブロック６ａ，６ｂの厚さについての詳細は後述するが、ここでは、部品７ａの厚さと放熱ブロック６ａの厚さとの和が、部品７ｂの厚さと放熱ブロック６ｂの厚さとの和と、同程度である、との説明に留める。
Although details of the thickness of the
放熱板２ａ，２ｂはいずれも、放熱効率（あるいは冷却効率）を高めるために、第２面において放熱フィン２８を有する。但し、放熱フィン２８が設けられていない箇所も存在し、当該箇所は放熱フィン２８で囲まれた凹部２１として認識される。
The
放熱板２ａ，２ｂのいずれの凹部２１においても、放熱板２ａ，２ｂの厚み方向に貫通する貫通孔１１が設けられる。凹部２１では、頭部が基板１とは反対側に位置するボルト５が、貫通孔１１を貫通する。ボルト５の軸部の外側にはネジ山が設けられる。図面の繁雑を避けるため当該ネジ山の図示は省略された。
In any of the
凹部２１と対向する位置において、基板１には、その第１面２９側に、インサートナット８が固定される。インサートナット８はその内側にネジ溝が設けられる。図面の繁雑を避けるため当該ネジ溝の図示は省略された。
The
ボルト５が第２面側（つまり放熱フィン２８が設けられた側）からインサートナット８に捻り込まれる。捻りの軸は、インサートナット８に対するボルト５の進行方向に平行である。ここでは、このようなネジ山とネジ溝との捻り込みによる、ボルトとナットとの掛かり合いを「螺合」と表現する。
The
放熱板２ａにおいてボルト５がインサートナット８とが螺合するものの、ボルト５の頭部と放熱板２ａとは直接には接触しない。より具体的には頭部と放熱板２ａとの間には傾斜座金４ａが介在する。
Although the
傾斜座金４ａは、その軸方向に対して垂直な面（以下「通常座面」と称す）４２と、垂直ではない座面（以下「傾斜座面」と称す）４１とを有する。当然ながら通常座面と傾斜座面とは非平行である。
The
放熱板２ａの第２面はその凹部２１において傾斜面２２となっている。傾斜面２２は、インサートナット８に対するボルト５の進行方向（以下、単に「進行方向」と称する）に対して傾斜する。傾斜面２２は傾斜座金４ａを設置する座金設置面であり、傾斜座面４１と接触する。
The 2nd surface of the
傾斜座面４１の法線が進行方向に対して傾斜する角度は、傾斜面２２の法線が進行方向に対して傾斜する角度と同程度に設定される。
The angle at which the normal line of the inclined seat surface 41 is inclined with respect to the traveling direction is set to be approximately the same as the angle at which the normal line of the
放熱板２ｂにおいて、ボルト５がインサートナット８とが螺合するものの、ボルト５の頭部と放熱板２ａとは直接に接触する必要はない。例えば放熱板２ｂは傾斜座金４ａではなく、ボルト５の頭部と放熱板２ａとの間に平座金４ｂを採用できる。放熱板２ｂにおいて平座金４ｂと接触する面２３は、進行方向に対して傾斜せず垂直である。
In the
あるいはボルト５の頭部と放熱板２ｂとは直接に接触してもよい。
Or the head part of the volt |
放熱板２ｂは、ボルト５とインサートナット８との螺合により、基板１との間の距離が調節される。例えばインサートナット８の厚さ（基板１に対して垂直な方向の長さ）は、部品７ｂの厚さと放熱ブロック６ｂの厚さとの和と同程度に設定される。これにより、放熱板２ｂと基板１との間の距離は、部品７ｂの厚さと放熱ブロック６ｂの厚さとの和と同程度に調整される。上記嵌合が強ければ部品７ｂが放熱ブロック６ｂを介して放熱板２ｂに押し付けられる圧力が高められ、放熱効率が向上する。
The distance between the
同様にして、放熱板２ａと基板１との間の距離は、傾斜座金４ａを介したボルト５とインサートナット８との螺合により調節される。よってボルト５及びインサートナット８並びに傾斜座金４ａは、放熱板２ａと基板１との距離を調節する調整機構であると把握できる。
Similarly, the distance between the
傾斜座金４ａとボルト５の頭部との間にはコイルバネ９を設けてもよい。つまりボルト５とインサートナット８との間にコイルバネ９を介在させ、両者間に縮み弾性力を働かせる。上述の調整機構は、その構成要素としてコイルバネ９を更に有する、と把握できる。
A
この場合、傾斜座金４ａの内径はボルト５の軸部の外径より大きくはあるが、ほぼ同値のものを使用することが望ましい。コイルバネ９の内径はボルト５の軸部の外径よりも大きく、外径はボルト５の頭径よりも小さいことが望ましい。
In this case, the inner diameter of the
傾斜面２２は、放熱板２ａの第２面であって当該調整機構と接触する第１部位であると把握される。また傾斜座面４１は当該調整機構であって傾斜面２２と接触する第２部位であると把握される。
The
放熱板２ａにおいて、調整機構が放熱板２ａと基板１との距離を縮めることにより、即ち、ボルト５が螺合しつつインサートナット８に対して進行することにより、傾斜座面４１は傾斜面２２と接触しつつ、互いにずれ合って移動する。ここではこのような移動を「摺動」と称する。かかる摺動により、放熱板２ａと基板１とが対向する方向（ここでは進行方向と一致）とは異なる方向へ放熱板２ａが移動する。
In the
つまり第１部位と第２部位とは、放熱板２ａと基板１との距離が縮まるにつれて、進行方向とは異なる方向へ放熱板２ａを移動させる、摺動構造２０を形成すると把握できる。
That is, it can be understood that the first part and the second part form the sliding
図５はかかる摺動を説明する拡大図である。図５で示された状態は、図４で示された状態よりも、上記距離が短くなった場合を例示している。 FIG. 5 is an enlarged view for explaining such sliding. The state shown in FIG. 5 illustrates a case where the distance is shorter than the state shown in FIG.
ボルト５を締めることによりコイルバネ９の縮み弾性力Ｆが発生する。縮み弾性力は、傾斜座金４ａを介して、放熱板２ａに対して進行方向に印加される。
By tightening the
傾斜座面４１、傾斜面２２は進行方向に対して（垂直ではなく）傾斜しているので、弾性力Ｆをこれらの傾斜面に対して垂直な分力Ｆ１と、平行な分力Ｆ２とに分解して考えることができる。
Since the inclined seat surface 41 and the
放熱板２ａには分力Ｆ１が作用し、これは進行方向（基板１に対して垂直方向でもある）に平行な分力Ｆ３と、これに垂直な方向（基板１に対して平行な方向でもある）の分力Ｆ４に分解して考えることができる。
A component force F1 acts on the
分力Ｆ４は放熱板２ａを基板１に対して平行な方向へ移動させる。この移動によって放熱板２ａを放熱板２ｂに接触させることができ、介在物が無く両者間で熱を伝導させることができる。このようにして、ボルト５で放熱板２ａ側から放熱板２ａを基板１に近づける処理を行うことにより、放熱板２ａは放熱板２ｂに接触し、その放熱効率が向上する。
The component force F4 moves the
例えば放熱板２ａ，２ｂの放熱能力が相互に等しい場合、部品７ａ，７ｂのうち、発熱量が多い方の放熱を向上させることができる。
For example, when the heat radiation capacities of the
なお、このような放熱板２ａの移動を確実に行わせるためには、貫通孔１１内でボルト５の軸部が進行方向に対して垂直な方向に移動できる程度に、貫通孔１１はボルト５の軸部の外径よりも大きい径を有する。
In order to surely move the
図６は図４の範囲Ｃ近傍に相当し、本実施の形態の望ましい変形を示す拡大図である。放熱板２ａ，２ｂは上述のように、基板１に平行な方向において相互に接触することができる。よって両者間の熱伝導を高めるため両者の接触面積を増大させることが望ましい。
FIG. 6 corresponds to the vicinity of the range C in FIG. 4 and is an enlarged view showing a desirable modification of the present embodiment. The
そこで図６で例示された構造では、放熱板２ａの放熱板２ｂ側の端部２７ａに傾斜面２７１を設け、放熱板２ｂの放熱板２ａ側の端部２７ｂに傾斜面２７２を設ける。
Therefore, in the structure illustrated in FIG. 6, the
傾斜面２７１，２７２は、基板１に平行な方向に対して同程度に傾斜し、放熱板２ａの上述の移動によって面接触する。これにより、放熱板２ａ，２ｂの接触面積が増大し、放熱効率が高まる。
The
放熱板２ａが、放熱板２ｂへ向かって移動して、放熱板２ｂと接触するためには、基板１からの両者の高さが同程度であることが望ましい。よって上述のように、部品７ａの厚さと放熱ブロック６ａの厚さとの和が、部品７ｂの厚さと放熱ブロック６ｂの厚さとの和と、同程度であることが望ましい。
In order for the
もちろん、放熱ブロック６ａ，６ｂの一方を省略してもよい。部品７ａ，７ｂの高さが同程度であれば放熱ブロック６ａ，６ｂの両方を省略してもよい。
Of course, one of the
なお、通常、傾斜座金はその平面視状の形状が長方形または四角形である。また本実施の形態を示す図面でも、傾斜座金４ａが設けられる凹部２１は四角形の形状を呈している。しかしながら本実施の形態では上述の摺動構造２０が得られれば奏功するのであって、傾斜座金はその平面視状の形状は四角形に限定される必要はない。
In general, the inclined washer has a rectangular or quadrangular shape in plan view. Also in the drawings showing the present embodiment, the
また図１及び図２では、放熱板２ａにおいて傾斜座金４ａとボルト５とが螺合する位置が４箇所である場合が例示されたが、その箇所数は適宜に選定することができる。但し、上記の摺動の観点からは、傾斜座金４ａや傾斜面２２が傾斜する方向は一致することが望ましい。
1 and 2 exemplify the case where there are four positions where the
実施の形態２．
図７は実施の形態２にかかる放熱装置を示す斜視図である。図８は当該放熱装置を示す上面図である。図９は当該放熱装置を示す背面図である。図１０は当該放熱装置を示す、図８の位置ＤＤにおける断面矢視図である。図１１は図１０の範囲Ｅ近傍を示す拡大図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a perspective view of the heat dissipation device according to the second embodiment. FIG. 8 is a top view showing the heat dissipation device. FIG. 9 is a rear view showing the heat dissipation device. FIG. 10 is a cross-sectional view of the heat dissipating device at the position DD in FIG. FIG. 11 is an enlarged view showing the vicinity of the range E in FIG.
本実施の形態でも実施の形態１と同様にして、基板１上に部品７ａ，７ｂが設けられ、基板１には放熱板２ａ，２ｂが設けられ、放熱板２ａと部品７ａとの間には放熱ブロック６ａが配置され、放熱板２ｂと部品７ｂとの間には放熱ブロック６ｂが配置される。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment,
放熱板２ａ，２ｂは放熱フィン２８を有し、放熱フィン２８が設けられていない箇所は、放熱フィン２８で囲まれた凹部２１として認識される。
The
放熱板２ａ，２ｂのいずれの凹部２１においても、放熱板２ａ，２ｂの厚み方向に貫通する貫通孔１１が設けられる。
In any of the
凹部２１と対向する位置において、基板１には、その第１面２９側に、スペーサ１３が固定される。スペーサ１３は中空であり、その内側にネジ溝は設けられない。
The
基板１には、基板１に対して垂直方向に、スペーサ１３の中空部と連通する貫通孔１９が設けられる。
The
放熱板２ａの凹部２１には後述する形状のナット（「座面傾斜ナット」と仮称する）１２ａが設けられる。放熱板２ｂの凹部２１には通常のナット１２ｂが設けられる。
The
座面傾斜ナット１２ａ、ナット１２ｂのいずれにも、第１面２９側から、基板１（の貫通孔１９）及びスペーサ１３並びに貫通孔１１を介してボルト５が螺合する。
The
図面の繁雑を避けるため、ボルト５のネジ山、座面傾斜ナット１２ａ及びナット１２ｂのネジ溝の図示は省略された。
In order to avoid complication of drawing, illustration of the thread of the
座面傾斜ナット１２ａは、そのネジ溝の中心軸（これは上記の「進行方向」に平行である）に対して傾斜した座面１２１を有する。
The seat surface inclined
放熱板２ａの第２面はその凹部２１において傾斜面２２となっており、座面１２１と接触する。
The 2nd surface of the
座面１２１の法線が進行方向に対して傾斜する角度は、傾斜面２２の法線が進行方向に対して傾斜する角度と同程度に設定される。
The angle at which the normal line of the
座面傾斜ナット１２ａのネジ溝は、座面１２１近傍まで設けられていなくても、ボルト５と螺合することができる。よって例えば座面傾斜ナット１２ａは、通常のナットと、傾斜座金とを軸方向に結合して実現することができる。
Even if the thread groove of the seat surface inclined
本実施の形態においても実施の形態１と類似して、ボルト５とナット１２ｂとの螺合によって放熱板２ｂと基板１との間の距離が調節される。またボルト５と座面傾斜ナット１２ａとの螺合によって放熱板２ａと基板１との間の距離が調節される。
In the present embodiment, similar to the first embodiment, the distance between the
よってボルト５及び座面傾斜ナット１２ａ並びにスペーサ１３は、放熱板２ａと基板１との距離を調節する調整機構であると把握できる。
Therefore, it can be understood that the
本実施の形態では基板１及び放熱板２ａ，２ｂを収納する筐体３が更に示されている。筐体３は凹部２１と対向する位置に凹部３１が設けられる。凹部３１には貫通孔３３が設けられている。ボルト５の頭部は凹部３１に収められ、ボルト５の軸部は貫通孔３３、貫通孔１９、スペーサ１３、貫通孔１１をこの順に貫通して、座面傾斜ナット１２ａ（あるいはナット１２ｂ）と螺合する。
In the present embodiment, a
筐体３とボルト５の頭部との間には凹部３１に収まるコイルバネ９を設けてもよい。実施の形態１と同様にボルト５と座面傾斜ナット１２ａとの間にコイルバネ９を介在させ、両者間に縮み弾性力を働かせる。上述の調整機構は、その構成要素としてコイルバネ９を更に有する、と把握できる。
A
この場合、コイルバネ９の内径はボルト５の軸部の外径よりも大きく、外径はボルト５の頭径よりも小さいことが望ましい。
In this case, the inner diameter of the
傾斜面２２は、放熱板２ａの第２面であって当該調整機構と接触する第１部位であると把握される。また座面１２１は当該調整機構であって傾斜面２２と接触する第２部位であると把握される。
The
放熱板２ａにおいて、調整機構が放熱板２ａと基板１との距離を縮めることにより、即ち、ボルト５が螺合しつつ座面傾斜ナット１２ａに対して進行することにより、座面１２１は傾斜面２２と摺動する。かかる摺動により、放熱板２ａと基板１とが対向する方向（ここでは進行方向と一致）とは異なる方向へ放熱板２ａが移動する。
In the
つまり実施の形態１と同様に、本実施の形態でも、第１部位と第２部位とは、放熱板２ａと基板１との距離が縮まるにつれて、進行方向とは異なる方向へ放熱板２ａを移動させる、摺動構造２０を形成すると把握できる。
That is, as in the first embodiment, in this embodiment, the first part and the second part move the
図１２はかかる摺動を説明する拡大図である。図１２で示された状態は、図１１で示された状態よりも、上記距離が短くなった場合を例示している。 FIG. 12 is an enlarged view for explaining such sliding. The state shown in FIG. 12 illustrates the case where the distance is shorter than the state shown in FIG.
ボルト５を締めることによりコイルバネ９の縮み弾性力Ｆが発生する。縮み弾性力は、座面傾斜ナット１２ａを介して、放熱板２ａに対して進行方向に印加される。
By tightening the
座面１２１、傾斜面２２は進行方向に対して（垂直ではなく）傾斜しているので、弾性力Ｆをこれらの傾斜面に対して垂直な分力Ｆ１と、平行な分力Ｆ２とに分解して考えることができる。そして実施の形態１と同様にして、分力Ｆ１は分力Ｆ３，Ｆ４に分解して考えることができる。
Since the
分力Ｆ４は放熱板２ａを基板１に対して平行な方向へ移動させる。この移動によって放熱板２ａを放熱板２ｂに接触させることができ、介在物が無く両者間で熱を伝導させることができる。このようにして、基板１側からボルト５で放熱板２ａを基板１に近づける処理を行うことにより、放熱板２ａは放熱板２ｂに接触し、その放熱効率が向上する。
The component force F4 moves the
実施の形態１と同様に、放熱板２ａの移動を確実に行わせるためには、貫通孔１１内でボルト５の軸部が進行方向に対して垂直な方向に移動できる程度に、貫通孔１１はボルト５の軸部の外径よりも大きい径を有する。
As in the first embodiment, in order to ensure the movement of the
図１３は図１０の範囲Ｇ近傍に相当し、本実施の形態の望ましい変形を示す拡大図である。実施の形態１と同様に、放熱板２ａの放熱板２ｂ側の端部２７ａに傾斜面２７１を設け、放熱板２ｂの放熱板２ａ側の端部２７ｂに傾斜面２７２を設ける。
FIG. 13 corresponds to the vicinity of the range G in FIG. 10 and is an enlarged view showing a desirable modification of the present embodiment. As in the first embodiment, the
よって実施の形態１と同様にして放熱板２ａ，２ｂの接触面積が増大し、放熱効率が高まる。
Therefore, in the same manner as in the first embodiment, the contact area between the
また、部品７ａ，７ｂの厚さや、放熱ブロック６ａ，６ｂの厚さ（あるいはこれらの少なくとも一方の省略についても実施の形態１と同様にして、種々の変形を想定することができる。
Further, various modifications can be assumed in the same manner as in the first embodiment with respect to the thickness of the
また図７、図８及び図９では、放熱板２ａにおいて座面傾斜ナット１２ａとボルト５とが螺合する位置が４箇所である場合が例示されたが、その箇所数は適宜に選定することができる。但し、上記の摺動の観点からは、座面傾斜ナット１２ａや傾斜面２２が傾斜する方向は一致することが望ましい。
7, 8, and 9 exemplify the case where there are four positions where the seating surface inclined
実施の形態３．
図１４は、実施の形態３を示す上面図である。実施の形態３では、基板１上に一つの放熱板２ａと、二つの放熱板２ｂとが設けられている。図１４では、放熱板２ａ，２ｂを基板１に設けるために、実施の形態１で示された構造（傾斜座金４ａ、平座金４ｂを使用）を採用した場合を例示した。但し、放熱板２ａ，２ｂを基板１に設けるために、実施の形態２で示された構造（座面傾斜ナット１２ａ、ナット１２ｂを使用）を採用してもよい。
FIG. 14 is a top view showing the third embodiment. In the third embodiment, one
放熱板２ａが一方の放熱板２ｂと隣接する第１方向と、放熱板２ａが他方の放熱板２ｂと隣接する第２方向とは非平行である。図１４では第１方向と第２方向とがほぼ直交する場合が例示されている。図中、放熱板２ａは右下に位置し、放熱板２ｂは左下と右上とに一つずつ配置されている。
The first direction in which the
放熱板２ｂが、上述の摺動によって太線矢印の方向に移動すると、当該移動は一対の白抜き矢印の方向に分解して把握することができる。一対の白抜き矢印の方向は、即ち、第１方向及び第２方向を向いている。
When the
このような、放熱板２ａを太線矢印の方向に移動させるための摺動構造は、実施の形態１で示された技術において、傾斜座金４ａや傾斜面２２が傾斜する方向を適宜に設計することで実現できる。あるいは実施の形態２で示された技術において、座面傾斜ナット１２ａや傾斜面２２が傾斜する方向を適宜に設計することで実現できる。
In such a sliding structure for moving the
本実施の形態ではこのようにして放熱板２ａを二つの放熱板２ｂに接触させることができるので、その放熱効率をより高めることができる。
In the present embodiment, since the
あるいは放熱板２ｂに限定されず、複数の放熱要素に対して放熱板２ａを接触させて、その放熱効率をより向上することができる。
Or it is not limited to the
実施の形態４．
実施の形態１、２、３では、放熱板２ａを放熱板２ｂに接触させる場合を例示した。しかし放熱板２ａは、冷却機能を有する他の部材と接触させることができる。本実施の形態では筐体３へ放熱板２ａを接触させ、その放熱効率を高める技術を説明する。
Embodiment 4 FIG.
In
図１５は実施の形態４にかかる放熱装置を示す斜視図である。図１６は当該放熱装置を示す上面図である。図１７は当該放熱装置を示す、図１６の位置ＨＨにおける断面矢視図である。図１８及び図１９は図１７の範囲Ｉ近傍を示す拡大図である。 FIG. 15 is a perspective view of the heat dissipation device according to the fourth embodiment. FIG. 16 is a top view showing the heat dissipation device. FIG. 17 is a cross-sectional arrow view of the heat radiating device at a position HH in FIG. 18 and 19 are enlarged views showing the vicinity of the range I in FIG.
基板１には、実施の形態１と同様にして、部品７ａ、放熱板２ａが設けられ、放熱板２ａと部品７ａとの間には放熱ブロック６ａが配置される。放熱板２ａは放熱フィン２８を有し、放熱フィン２８が設けられていない箇所は、放熱フィン２８で囲まれた凹部２１として認識される。凹部２１と対向する位置において、基板１には、その第１面２９側に、インサートナット８が固定される。
As in the first embodiment, the
放熱板２ａの凹部２１においてこれを厚み方向に貫通する貫通孔１１が設けられる。凹部２１では、頭部が基板１とは反対側に位置するボルト５が、貫通孔１１を貫通し、インサートナット８と螺合する。但し頭部と放熱板２ａとの間には傾斜座金４ａが介在する。コイルバネ９がボルト５とインサートナット８との間、より詳細にはボルト５と傾斜座金４ａとの間に設けられる。
A through
本実施の形態でも、実施の形態１と同様にして、傾斜座金４ａの傾斜座面４１と放熱板２ａの傾斜面２２とは、摺動構造２０を構成し、それぞれが傾斜する角度は同程度に設定される。ボルト５で放熱板２ａを基板１に近づけることにより、放熱板２ａは基板１に対して平行な方向へ移動する。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the inclined seat surface 41 of the
つまり、ボルト５及びインサートナット８並びに傾斜座金４ａ（あるいはさらにコイルバネ９）は、放熱板２ａと基板１との距離を調節する調整機構であると把握できる。そして傾斜面２２は、放熱板２ａの第２面であって当該調整機構と接触する第１部位であると把握される。また傾斜座面４１は当該調整機構であって傾斜面２２と接触する第２部位であると把握される。
That is, it can be understood that the
つまり第１部位と第２部位とは、放熱板２ａと基板１との距離が縮まるにつれて、進行方向とは異なる方向へ放熱板２ａを移動させる、摺動構造を形成すると把握できる。図１８及び図１９はかかる摺動を説明する拡大図である。図１９で示された状態は、図１８で示された状態よりも、上記距離が短くなった場合を例示している。但し実施の形態１とは異なり、その移動方向は筐体３に向かう。
That is, it can be grasped that the first part and the second part form a sliding structure that moves the
このようにして、ボルト５で放熱板２ａを基板１に近づけることにより、放熱板２ａは筐体３に接触し、その放熱効率が向上する。
In this way, by bringing the
一般に筐体３は放熱板よりも広く、その放熱効率も高い。よって部品７ａの放熱を向上させることができる。
Generally, the
図２０は図１８の範囲Ｊ近傍に相当し、本実施の形態の望ましい変形を示す拡大図である。放熱板２ａは上述のように、基板１に平行な方向において筐体３に接触することができる。よって両者間の熱伝導を高めるため両者の接触面積を増大させることが望ましい。
FIG. 20 corresponds to the vicinity of the range J in FIG. 18 and is an enlarged view showing a desirable modification of the present embodiment. As described above, the
そこで図２０で例示された構造では、放熱板２ａの筐体３側の端部２７ａに傾斜面２７１を設け、筐体３の側面３２を傾斜して肉厚とし、傾斜面３２１を設ける。
Therefore, in the structure illustrated in FIG. 20, the
傾斜面２７１，３２１は、基板１に平行な方向に対して同程度に傾斜し、放熱板２ａの上述の移動によって面接触する。これにより、放熱板２ａと筐体３との接触面積が増大し、放熱効率が高まる。
The
図１６では、放熱板２ａにおいて傾斜座金４ａとボルト５とが螺合する位置が４箇所である場合が例示されたが、その箇所数は適宜に選定することができる。但し、上記の摺動の観点からは、傾斜座金４ａや傾斜面２２が傾斜する方向は一致することが望ましい。
In FIG. 16, the case where there are four positions where the
また本実施の形態において、実施の形態２と同様にして、ボルト５及び座面傾斜ナット１２ａ並びにスペーサ１３（あるいはさらにコイルバネ９）を、放熱板２ａと基板１との距離を調節する調整機構として採用することもできる。
Further, in the present embodiment, as in the second embodiment, the
特許文献１，２に対する実施の形態１〜４の利点について．
基板１上に複数の部品７ａ，７ｂが実装されており、それぞれ放熱板２ａ，２ｂが設けられている。放熱板２ａを、これに隣接する放熱板２ｂあるいは筐体３に接触させる。これにより、部品７ａに対して設けられている放熱板２ａを、これと隣接する放熱板２ｂあるいは筐体３へ熱的に並列的に連結することができる、これにより、放熱板２ａの放熱効率が不足する場合に、部品７ａの放熱性を向上させることができる。
Advantages of
A plurality of
特許文献１に記載された技術では、発熱モジュールに平行かつ近接してスクリューを螺合させる必要があるため、作業が困難である。しかし本実施の形態では、放熱板２ａを、放熱板２ａから基板１へ向かう一方向からのネジ締めによって放熱板２ｂあるいは筐体３に接触させる。よって特許文献１に記載された技術と比較して、作業が容易である。
In the technique described in
なお、実施の形態１，２のように放熱板２ａを放熱板２ｂに接触させることは、基板１上に放熱対象となる部品が密集して実装されている場合に好適である。
Note that, as in the first and second embodiments, bringing the
さらに、上記実施の形態の構造は、部品７ａと接触して放熱効率を上げるための放熱板２ａそれ自身が放熱板２ｂあるいは筐体３と接触する。よって放熱板２ａを部品７ａへと押し当てて放熱効率を高める機能と、放熱板２ａそれ自体を放熱させる機能とを併有する点で、特許文献１に記載された技術よりも有利である。
Further, in the structure of the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態の構造は、熱的に直列的に連結されている部分が、放熱の対象たる部品７ａから放熱板２ａ、放熱板２ａから放熱板２ｂあるいは筐体３の二箇所である。よって特許文献２に記載された技術よりも、熱抵抗が大きい部分が少ないという点で優れている。
Further, in the structure of the above-described embodiment, the portions connected in series are the two parts from the
比較例．
以下、上述の摺動機構を用いないとすれば、どのようにして放熱効率を高めるかという観点で、比較例を示す。
Comparative example.
Hereinafter, a comparative example will be shown in terms of how to increase the heat dissipation efficiency if the above-described sliding mechanism is not used.
図２１は一般的な放熱装置を示す側面図である。放熱板２は放熱フィン２８を有し、放熱フィン２８とは反対側に放熱ブロック６１，６２が設けられる。
FIG. 21 is a side view showing a general heat dissipation device. The heat radiating plate 2 has
基板１には放熱対象となる部品７１ａ，７２ａが載置されている。部品７１ａと放熱ブロック６１との間には放熱シート７１ｂが、部品７２ａと放熱ブロック６２との間には放熱シート７２ｂが、それぞれ設けられている。
基板１と放熱板２との間にはインサートナット８が設けられる。基板１とインサートナット８とはボルト５１によって、放熱板２とインサートナット８とはボルト５２によって、それぞれ固定される。このようにして、基板１と放熱板２との間の距離が設定される。
An
複数の部品７１ａ，７２ａに対して放熱板２を１つ設置する場合、放熱ブロック６１，６２の高さを変更し、これらを放熱板２に密着させるべく放熱シート７１ｂ，７２ｂ等の介在物を挟む。
When one heat sink 2 is installed for a plurality of
このようにすると、１つの放熱板２で基板１上の複数の部品７１ａ，７２ａを放熱することが可能である。しかし、挟んでいる放熱シート７１ｂ，７２ｂの熱抵抗が大きく、部品の熱を放熱板２に効率よく放熱できない。このような問題は特許文献２についても説明した。
If it does in this way, it is possible to radiate the some
上記実施の形態ではコイルバネ９を使用することで放熱板２ａと部品７ａとの圧着程度を調整できる。よって放熱ブロック６ａである程度の高さ調節を行えば、他に放熱シート等の介在物を挟む必要がない。
In the said embodiment, the crimping | compression-bonding degree of the
図２２は、比較例の他の放熱装置を示す斜視図である。また図２３は当該放熱装置の一部を拡大して示す断面図である。放熱板２ｃは基板１に設けられ、基板１は筐体３に収められる。
FIG. 22 is a perspective view showing another heat dissipation device of the comparative example. FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the heat dissipation device. The
基板１には放熱板２ｃが設けられる。放熱板２ｃは部品７ｃを放熱する機能を有する。放熱板２ｃと部品７ｃとの間には放熱ブロック６ｃが配置される。放熱ブロック６ｃは、それが部品７ｃの真上に来るように、放熱板２ｃを設ける際に配置される。
The
放熱板２ｃは部品７ｃと反対側に放熱フィン２８を有している。但し、放熱フィン２８が設けられていない箇所も存在し、当該箇所は放熱フィン２８で囲まれた凹部２１として認識される。
The
放熱板２ｃの凹部２１において放熱板２ｃの厚み方向に貫通する貫通孔１１が設けられる。凹部２１では、頭部が基板１とは反対側に位置するボルト５が、貫通孔１１を貫通する。
A through-
基板１と放熱板２ｃとの間にはインサートナット８が設けられる。ボルト５とインサートナット８との螺合により、基板１と放熱板２ｃが固定される。なお、放熱板２ｃとボルト５の頭部との間には平座金４ｃが設けられる。
An
基板１と平行に、ここではボルト５の進行方向に対して垂直に、ボルト５０が筐体３の貫通孔５９を貫通して放熱板２ｃに螺合する。これにより、放熱板２ｃは筐体３と接触する。
The
このような放熱装置は、放熱板２ｃが筐体３と接触するので、実施の形態４と同様にして放熱板２ｃによる部品７ｃの放熱効率を高めることができる。
In such a heat radiating device, since the
しかしながら、ボルト５，５０によって放熱板２ｃを固定する作業は以下のように繁雑となる。ボルト５０によって放熱板２ｃを筐体３へ近づける方向と、ボルト５によって放熱板２ｃを基板１に近づける方向とは相互に異なる（ここで例示された場合ではこれら二つの方向は直交する）。よってボルト５，５０をそれぞれインサートナット８、放熱板２ｃへ螺合させる処理は、交互に少しずつ行わなくてはならない。このような作業を行えるようにするためには、ボルト５による螺合の際に、基板１に平行な方向に放熱板２ｃが筐体３へと接触する距離を確保して貫通孔１１の外径を大きくする必要がある。更に、ボルト５０が貫通する部位での筐体３には、ボルト５による螺合の際に、その進行方向に沿って放熱板２ｃが基板１へと向かう距離を確保できるように、貫通孔５９は長穴となる。
However, the operation of fixing the
このような操作に比べ、実施の形態４で示された技術ではボルト５０およびこれが貫通する貫通孔５９を設ける必要が無く、ボルト５の螺合によって放熱板２ｃが基板１に向かうと共に、筐体３と接触する。よって実施の形態４で示された技術では、部品点数が削減され、作業の困難性が大幅に緩和される。
Compared to such an operation, the technique shown in the fourth embodiment does not need to provide the
逆に、当該放熱装置を分解する際の作業よりも、実施の形態４で示された放熱装置を分解する作業の方が容易である。 Conversely, the work for disassembling the heat dissipation device shown in the fourth embodiment is easier than the work for disassembling the heat dissipation device.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、更に変形したり、省略したりすることが可能である。例えば実施の形態１と実施の形態４とを組合せ、放熱板２ａを放熱板２ｂ、筐体３の両方に接触させてもよい。
It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be further modified or omitted as appropriate. For example, the first embodiment and the fourth embodiment may be combined, and the
１ 基板、２ａ，２ｂ 放熱板、２０ 摺動構造、２２ 傾斜面、４ａ 傾斜座金、４１ 傾斜座面、５ ボルト、７ａ，７ｂ 部品、８ インサートナット、１２ａ 座面傾斜ナット、１２１ 座面。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記放熱板と前記基板との距離を調節する調整機構と、
を備え、
前記第２面のうち前記調整機構と接触する第１部位と、前記調整機構のうち前記第２面と接触する第２部位とが、前記距離が縮まるにつれて、前記放熱板を前記放熱板と前記基板とが対向する方向とは異なる方向へと移動させる摺動構造を形成する、放熱装置。 A heat radiating plate having a first surface facing the component placed on the substrate from the side opposite to the substrate and a second surface farther from the component than the first surface, and radiating the component. When,
An adjustment mechanism for adjusting the distance between the heat sink and the substrate;
With
As the distance between the first portion of the second surface that contacts the adjustment mechanism and the second portion of the adjustment mechanism that contacts the second surface decreases, the heat dissipation plate and the heat dissipation plate A heat dissipation device that forms a sliding structure that moves in a direction different from the direction in which the substrate faces the substrate.
前記調整機構は、
前記基板に固定されるナットと、
互いに非平行で対応する一対の面を有して前記第２面側に設けられる座金と、
前記第２面側から前記座金及び前記貫通孔を介して前記ナットと螺合するボルトと、
を有し、
前記第１部位は前記ナットに対する前記ボルトの進行方向に対して傾斜し、
前記座金の前記一対の面の一方が前記第２部位として機能する、請求項１記載の放熱装置。 The heat sink has a through hole;
The adjustment mechanism is
A nut fixed to the substrate;
A washer provided on the second surface side having a pair of non-parallel and corresponding surfaces;
A bolt screwed into the nut from the second surface side through the washer and the through hole;
Have
The first part is inclined with respect to the direction of travel of the bolt relative to the nut;
The heat dissipation device according to claim 1, wherein one of the pair of surfaces of the washer functions as the second portion.
前記調整機構は、
前記基板に固定されるスペーサと、
前記第２面側に設けられ、ネジ溝の中心軸に対して傾斜した座面を有するナットと、
前記第１面側から前記基板及び前記スペーサ並びに前記貫通孔を介して前記ナットと螺合するボルトと、
を有し、
前記第１部位は前記ナットに対する前記ボルトの進行方向に対して傾斜し、
前記座面が前記第２部位として機能する、請求項１記載の放熱装置。 The heat sink has a through hole;
The adjustment mechanism is
A spacer fixed to the substrate;
A nut provided on the second surface side and having a seat surface inclined with respect to the central axis of the thread groove;
A bolt screwed into the nut from the first surface side through the substrate, the spacer, and the through hole;
Have
The first part is inclined with respect to the direction of travel of the bolt relative to the nut;
The heat dissipation device according to claim 1, wherein the seating surface functions as the second portion.
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