JPH05327251A - 電子機器の放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外筐の設計の自由度が大きく、外筐の脱着性
が良く、しかも、発熱部品の熱を外筐に効率良く伝える
ことができるようにすること。 【構成】 １つのベース板１７ａ上に互いに独立して可
動できる複数の圧着片１７ｂを一体に形成した伝熱性を
有する板ばねからなる伝熱ばね１７を用い、この伝熱ば
ね１７のベース板１７ａをプリント基板７に並べて実装
された複数のトランジスター１０上に伝熱台１４を介し
て結合させ、この伝熱ばね１７の複数の圧着片１７ｂを
外筐４に互いに独立して圧着させるように構成したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばスタジオ用ビデ
オカメラのカラービューファインダーに適用するのに最
適な電子機器におけるトランジスターやＩＣ等の発熱部
品を放熱するための放熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子機器におけるトランジス
ターやＩＣ等の発熱部品の放熱装置として、筐体内部に
ヒートシンクを取り付けたものがあるが、ヒートシンク
は著しくコスト高につく上に、筐体の内部温度が高いた
めに、巨大なヒートシンクを使用しなければならず、電
子機器が大型化すると言う問題があった。

【０００３】また、発熱部品を外筐に直接取り付けて、
発熱部品の熱を外筐に放熱させるものがあるが、外筐の
脱着が困難であり、メンテナンス性が非常に悪いと言う
問題があった。

【０００４】また、プリント基板全体を押圧するばねで
発熱部品を外筐の内面に圧着させるものがあるが、重量
の重いプリント基板全体をばねで支える構造は、衝撃や
振動に対して非常に弱いと言う問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】また、特開昭６０−１
８９４２号公報に見られるように、プリント基板上に並
べて実装した複数の発熱部品をこれらの形状に合せて金
型によって成形された厚さの厚い伝熱性を有する複数の
伝熱ラバーを介して金属製放熱器に圧着させたものがあ
るが、発熱部品の形状に合せて金型によって成形する伝
熱ラバーは著しくコスト高につく。そして、同じプリン
ト基板上にコンデンサー等の背の高い部品が実装された
ために、プリント基板と金属製放熱器との間隔を大きく
とらなければならない時には、金属に比べて熱伝導率が
約１／１００と低い伝熱ラバーの厚さを厚くしなければ
ならなくなって、伝熱ロスが非常に大きくなると言う問
題があった。

【０００６】また、特開昭５３−１０６５７９号公報に
見られるように、発熱部品１個づつに取り付けたスプリ
ング形状の放熱フィンを外筐に圧着させたものがある
が、発熱部品１個づつに放熱フィンを取り付ける構造は
著しくコスト高につく上に、スプリング形状の放熱フィ
ンは外筐に対する接触面積が非常に小さく、放熱効果が
低いと言う問題があった。

【０００７】また、特開昭６０−１８５０号公報に見ら
れるように、伝熱性を有する板ばねからなる伝熱ばねを
シャーシにビス止めし、この伝熱ばねをプリント基板上
に実装された発熱部品上に圧着させたものがあるが、シ
ャーシに対する伝熱ばねの接触面積が非常に小さく、放
熱効果が低い。そして、プリント基板が取り付けられる
シャーシだから伝熱ばねをビス止めすることが可能であ
るが、シャーシに対して脱着される外筐に伝熱ばねをビ
ス止めしようとすると、外筐の脱着によって発熱部品に
対する伝熱ばねの位置ずれや変形等が発生し易い上に、
外筐をプリント基板とほぼ平行な方向に脱着するのは困
難であって、外筐の脱着方向が制限されてしまう。ま
た、外筐を３次元曲面形状に設計するのが困難になる
等、外筐の設計の自由度が小さいと言う問題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、外筐の設計の自由度が大きく、外
筐の脱着性が良く、しかも、発熱部品の熱を外筐に効率
良く伝えることができるようにした電子機器の放熱装置
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電子機器の放熱装置は、プリント基板上に
並べて実装してある複数の発熱部品の熱を放熱性を有す
る外筐に放熱させる電子機器の放熱装置において、１つ
のベース板上に互いに独立して可動できる複数の圧着片
を一体に形成した伝熱性を有する板ばねからなる伝熱ば
ねを設け、上記伝熱ばねのベース板を上記複数の発熱部
品上に熱的に結合させ、上記伝熱ばねの複数の圧着片を
上記外筐に圧着させたものである。この際、伝熱性を有
する伝熱台を上記複数の発熱部品上に圧着させて上記プ
リント基板上に取り付け、上記伝熱台上に上記伝熱ばね
のベース板を圧着して取り付けるのが好ましい。また、
上記外筐に弾性及び伝熱性を有する弾性伝熱ラバーを接
着し、上記伝熱ばねの複数の圧着片を上記弾性伝熱ラバ
ーに圧着させること、上記伝熱ばねのベース板を押え板
を用いて上記伝熱台上に圧着して取り付けること、上記
伝熱台上に上記伝熱ばねを複数列に取り付けることが好
ましい。

【００１０】

【作用】上記のように構成された本発明の電子機器の放
熱装置は、１つのベース板上に互いに独立して可動でき
る複数の圧着片を一体に形成した伝熱性を有する板ばね
からなる伝熱ばねを用い、この伝熱ばねのベース板をプ
リント基板上に並べて実装された複数の発熱部品上に熱
的に結合させ、この伝熱ばねの複数の圧着片を外筐に互
いに独立して圧着させるように構成したので、外筐が３
次元曲面形状に形成されていても、複数の圧着片をそれ
ぞれ確実に圧着できる。外筐の脱着時に複数の圧着片は
互いに独立してスムーズに撓むことができる。この際、
伝熱性を有する伝熱台を複数の発熱部品上に圧着させて
プリント基板上に取り付けて、その伝熱台上に伝熱ばね
のベース板を圧着して取り付けるようにすれば、同じプ
リント基板上にコンデンサー等の背の高い部品が実装さ
れたために、プリント基板と外筐との間隔を大きく取ら
なければならない時でも、伝熱台の寸法を変えること
で、同じ伝熱ばねをそのまま流用できる。また、外筐に
接着した弾性及び伝熱性を有する弾性伝熱ラバーに伝熱
ばねの複数の圧着片を圧着したり、伝熱台上に伝熱ばね
を複数列に取り付けるようにすれば、伝熱ばねと外筐と
の接触面積の増大を図ることができる。また、伝熱ばね
のベース板を押え板を用いて伝熱台上に圧着して取り付
ければ、伝熱ばねと伝熱台との良好な接触が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を適用した電子機器の放熱装置
の実施例を図を参照して説明する。

【００１２】まず、この実施例では、図７及び図８に示
すように、スタジオ用ビデオカメラ１のビューファイン
ダー２に適用したものであり、カラービューファインダ
ー２には、本体３の上面及び前面を覆うカバーである外
筐４が本体３に対して矢印ａ、ｂ方向に複数のねじ５に
よって脱着自在に取り付けられている。そして、図５及
び図６に示すように、この外筐４はアルミダイキャスト
等の放熱性、伝熱性の高い金属部品によって成形されて
いる。そして、この外筐４は小型化及びデザイン上の理
由から３次元曲面形状に形成され、かつ、メンテナンス
性を向上させるためにボックス形状に形成されていて、
この外筐４の内面には電子部品が全く取り付けられてい
ない。

【００１３】次に、図１〜図５によって、トランジスタ
ーの放熱装置を説明する。

【００１４】まず、本体３内のシャーシ６上にプリント
基板７が複数のブラケット８及び複数の止めねじ９によ
って水平にねじ止めされている。なお、このプリント基
板７は上下両面に配線パターンが形成された両面基板で
ある。

【００１５】そして、プリント基板７上に発熱部品であ
る複数個（例えば９個）のトランジスター１０がこれら
のリード１０ａによって半田付けされて１列状に実装さ
れている。そして、プリント基板７上にはコンデンサー
１１等のトランジスター１０に比べて背の高い部品も実
装されていて、プリント基板７と外筐４の天板４ａとの
間隔Ｈを大きくとってある。

【００１６】そこで、プリント基板７上に水平に載置し
たアルミニウム等の良伝熱性板金である帯状の補強伝熱
板１３上に複数個のトランジスター１０を水平に倒して
載置し、アルミニウム等の良伝熱性板金でプレス加工し
た伝熱台１４をこれら複数個のトランジスター１０上に
圧着させてプリント基板７上にねじ止めしている。

【００１７】この際、伝熱台１４は断面形状がほぼコ字
状にプレス加工されていて、その下片１４ａを複数個の
トランジスター１０上にシリコンラバー等の絶縁性及び
伝熱性を有する絶縁伝熱ラバー１５を介して水平に載置
し、プリント基板７及び補強伝熱板１３に下方から挿通
させた複数の止めねじ１６によって補強伝熱板１３と一
緒（共締めすること）にプリント基板７上にねじ止めし
ており、その下片１４ａと補強伝熱板１３との間で複数
個のトランジスター１０が絶縁伝熱カバー１５を介して
サンドイッチ状に圧着されている。

【００１８】またこの際、補強伝熱板１３はプリント基
板７の太いアースパターン７ａ上に圧着されていて、そ
のアースパターン７ａは複数の止めねじ９及びブラケッ
ト８を介してシャーシ６であるグランドに接続されてい
る。従って、この補強伝熱板１３はプリント基板７の補
強板と、複数個のトランジスター１０のグランドへの放
熱部材とを兼用している。

【００１９】そして、伝熱台１４の上片１４ｂは３次元
曲面形状に形成された外筐４の天板４ａとほぼ平行にな
るように下片１４ａに対して所定の角度に傾斜されてい
る。

【００２０】そして、この伝熱台１４の上片１４ｂ上に
ベリリウム銅等の良伝熱性板ばねでプレス加工された伝
熱ばね１７が取り付けられている。この伝熱ばね１７は
帯状の１つのベース板１７ａの両側に沿って複数個（例
えば１０個）の圧着片１７ｂとストッパー片１７ｃとを
一体に形成したものであり、これらの圧着片１７ｂ及び
ストッパー片１７ｃの隣接間は複数のスリット１７ｅに
よって互いに分離されている。そして、これらの圧着片
１７ｂ及びストッパー片１７ｃはベース板１７ａの上方
に互いに反対側から折り返されていて、ほぼ山形に形成
された各圧着片１７ｂの先端が各ストッパー片１７ｃの
先端の下部に係止されている。従って、複数個の圧着片
１７ｂは互いに独立して一定範囲内で上下方向に弾性変
位可能に構成されている。

【００２１】そして、伝熱ばね１７のベース板１７ａが
伝熱台１４の上片１４ｂ上にシリコンラバー等の伝熱性
を有する伝熱ラバー１８（又は放熱グリス）を介して載
置され、そのベース板１７ａ上に載置されて一対の止め
ねじ１９によって上片１４ｂ上にねじ止めされたアルミ
ニウム等の良伝熱性板金からなる帯状の押え板２０によ
って上片１４ｂ上にサンドイッチ状に圧着されて取り付
けられている。

【００２２】そして、外筐４の天板４ａの内面にシリコ
ンラバー等の弾性及び伝熱性を有する適度な厚さの弾性
伝熱ラバー２１がシリコン接着剤等の伝熱性接着剤によ
って接着されている。そして、伝熱ばね１７の複数個の
圧着片１７ｂが互いに独立してその弾性伝熱ラバー２１
に下方から圧着されている。

【００２３】以上のように構成されたトランジスターの
放熱装置によれば、複数個のトランジスター１０から発
生した熱は、絶縁伝熱カバー１５を介して伝熱台１４に
伝えられるが、この際、伝熱台１４の下片１４ｂが絶縁
伝熱カバー１５を介して複数個のトランジスター１０に
弾性的に圧着されているので、複数個のトランジスター
１０と絶縁伝熱カバー１５との良好な接触を得て、伝熱
台１４に効率良く熱が伝えられる。

【００２４】そして、伝熱台１４に伝えられた熱は伝熱
ラバー１８（又は放熱グリース）を介して伝熱ばね１７
に伝えられる。この際にも、伝熱ばね１７のベース板１
７ａが押え板２０によって伝熱ラバー１８（又は放熱グ
リース）を介して伝熱台１４の上片１４ｂに弾性的に圧
着されているので、ベース板１７ａと伝熱台１４の上片
１４ｂとの良好な接触を得て、伝熱ばね１７に効率良く
熱が伝えられる。更にこの際、押え板２０は伝熱ばね１
７が伝熱台１４上から伝熱ばね１７上に不測に落下し
て、プリント基板７上でのショート等の事故が発生する
ことを防いでいる。

【００２５】そして、伝熱ばね１７の複数個の圧着片１
７ｂは外筐４の天板４ａに伝熱性接着剤によって接着さ
れている弾性伝熱ラバー２１に互いに独立して圧着され
ているので、３次元曲面形状に形成されている天板４ａ
と伝熱台１４の上片１４ｂとの間隔が一定でないにも拘
らず、複数個の圧着片１７ｂをそれぞれ天板４ａの３次
元曲面に良く倣わせるようにして確実に圧着させること
ができて、伝熱ばね１７を外筐４に十分な接触面積で接
触させることができる。

【００２６】しかもこの際、弾性伝熱ラバー２１は適度
な厚さと適度な弾性を有していて、複数の圧着片１７ｂ
のそれぞれの形状に良くなじむため、複数個の圧着片１
７ｂと天板４ａとの接触面積を十分に大きくできて、伝
熱ばね１７の熱を外筐４に効率良く伝えることができ
る。

【００２７】従って、このトランジスターの放熱装置に
よれば、複数個のトランジスター１０で発生した熱を外
筐４へ効率良く伝導し、外筐４を放熱器として効果的に
放熱することができる。

【００２８】なお、補強伝熱板１３がプリント基板７の
太いアースパターン７ａ上に圧着されているので、複数
個のトランジスター１０で発生した熱の一部を、補強伝
熱板１３、アースパターン７ａ、複数の止めねじ９、ブ
ラケット８を介してシャーシ６であるグランドにも放熱
することができる。

【００２９】一方、このトランジスターの放熱装置によ
れば、外筐４の内面には電子部品が全く取り付けられて
いない上に、伝熱ばね１７の複数個の圧着片１７ｂが３
次元曲面形状に形成されている天板４ａに倣って互いに
独立してスムーズに撓むことができるので、図７及び図
８に示した本体３に対する外筐４の図１に示すプリント
基板７とほぼ平行な矢印ａ、ｂ方向の脱着操作を安全か
つ容易に行うことができて、メンテナンス性が非常に優
れている。

【００３０】そして、外筐４を３次元曲面形状に形成す
る等、外筐４の設計の自由度を非常に高くすることがで
きる。

【００３１】そして、外筐４を取り外しても、伝熱ばね
１７は伝熱台１４上に固定されており、プリント基板７
のショート等の問題は全く発生しない。

【００３２】また、プリント基板７と外筐４の天板４ａ
との間隔Ｈに応じて伝熱台１４の高さ寸法等を変えるだ
けで、伝熱ばね１７はそのまま流用できる。

【００３３】また、図６に示すように、伝熱台１４の上
片１４ｂの巾寸法を大きくして、その上片１４ｂ上に伝
熱ばね１７を２列以上に取り付けて、外筐４の天板４ａ
に対する伝熱台１４の接触面積を増大し、更に伝熱効率
を高めることが容易である。

【００３４】そして、伝熱台１４はアルミニウム等の板
金で容易に加工でき、ヒートシンクのような高価な押出
成形品を使用する必要がないので、安価である。

【００３５】そして、プリント基板７がシャーシ６上に
固定されていて、伝熱ばね１７の圧着片１７ｂのみが上
下に可動する構造であるから、衝撃や振動に対して非常
に強い。

【００３６】なお、このトランジスターの放熱装置の温
度測定データでは、外筐４を外して、プリント基板７、
トランジスター１０、伝熱台１４、伝熱ばね１７等を外
気にさらした状態でのトランジスター１０の温度上昇値
よりも、外筐４を取り付けた状態でのトランジスター１
０の温度上昇値の方が低いと言うデータが得られてお
り、この放熱装置の放熱効果の高さが実証されている。

【００３７】以上、本発明の実施例に付き述べたが、本
発明は上記の実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の変更が可能である。また本発
明の電子機器の放熱装置は、上記の実施例で示したトラ
ンジスターの放熱装置に限定されることなく、ＩＣその
他の各種の発熱部品の放熱装置に適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の電子機
器の放熱装置は次のような効果を奏する。

【００３９】請求項１は、１つのベース板上に互いに独
立して可動できる複数の圧着片を一体に形成した伝熱性
を有する板ばねからなる伝熱ばねを用い、この伝熱ばね
のベース板をプリント基板に並べて実装された複数の発
熱部品上に熱的に結合させ、この伝熱ばねの複数の圧着
片を外筐に互いに独立して圧着させるように構成して、
外筐が３次元曲面形状に形成されていても、複数の圧着
片をそれぞれ確実に圧着できるようにしたので、伝熱ば
ねを外筐に十分な接触面積で接触させることができて、
発熱部品の熱を外筐に効率良く伝えて、効果的に放熱で
きる。

【００４０】請求項１は、外筐の脱着時に複数の圧着片
は互いに独立してスムーズに撓むことができるから、外
筐の脱着を安全かつ容易に行えて、メンテナンス性に優
れている。

【００４１】請求項１は、外筐を３次元曲面形状に形成
する等、外筐の設計の自由度が高い。

【００４２】請求項１は、プリント基板をシャーシに固
定し、伝熱ばねの圧着片のみを可動させるようにできる
から、衝撃や振動に対して非常に強い。

【００４３】請求項２は、伝熱性を有する伝熱台を複数
の発熱部品上に圧着させてプリント基板上に取り付け
て、その伝熱台上に伝熱ばねのベース板を圧着して取り
付けるようにすれば、同じプリント基板上にコンデンサ
ー等の背の高い部品が実装されたために、プリント基板
と外筐との間隔を大きく取らなければならない時でも、
伝熱台の寸法を変えることで、同じ伝熱ばねをそのまま
流用できので、伝熱ロスが大きくなることが全くない。

【００４４】請求項３及び５は、外筐に接着した弾性及
び伝熱性を有する弾性伝熱ラバーに伝熱ばねの複数の圧
着片を圧着したり、伝熱台上に伝熱ばねを複数列に取り
付けるようにすれば、伝熱ばねと外筐との接触面積の増
大を図ることができて、伝熱効率を更に向上できる。

【００４５】請求項４は、伝熱ばねのベース板を押え板
を用いて伝熱台上に圧着して取り付ければ、伝熱ばねと
伝熱台との良好な接触が得られるので、伝熱効率を更に
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるトランジスターの放熱装
置の要部を示す図２のＡ−Ａ矢視での側面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ矢視での断面側面図である。

【図３】図１のＣ−Ｃ矢視での平面図である。

【図４】伝熱ばね及び伝熱台の斜視図である。

【図５】外筐の透視斜視図である。

【図６】伝熱ばね及び伝熱台の変形例を示す外筐の透視
斜視図である。

【図７】スタジオ用ビデオカメラの側面図である。

【図８】スタジオ用ビデオカメラの背面図である。

【符号の説明】

４ 外筐 ６ シャーシ ７ プリント基板 １０ トランジスター（発熱部品） １３ 補強伝熱板 １４ 伝熱台 １５ 絶縁伝熱ラバー １７ 伝熱ばね １７ａ 伝熱ばねのベース板 １７ｂ 伝熱ばねの圧着片 ２０ 押え板 ２１ 弾性伝熱ラバー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板上に並べて実装してある複数
   の発熱部品の熱を放熱性を有する外筐に放熱させる電子
   機器の放熱装置において、 １つのベース板上に互いに独立して可動できる複数の圧
   着片を一体に形成した伝熱性を有する板ばねからなる伝
   熱ばねを設け、 上記伝熱ばねのベース板を上記複数の発熱部品上に熱的
   に結合させ、上記伝熱ばねの複数の圧着片を上記外筐に
   圧着させたことを特徴とする電子機器の放熱装置。
2. 【請求項２】伝熱性を有する伝熱台を上記複数の発熱部
   品上に圧着させて上記プリント基板上に取り付け、 上記伝熱台上に上記伝熱ばねのベース板を圧着して取り
   付けたことを特徴とする請求項１記載の電子機器の放熱
   装置。
3. 【請求項３】上記外筐に弾性及び伝熱性を有する弾性伝
   熱ラバーを接着し、 上記伝熱ばねの複数の圧着片を上記弾性伝熱ラバーに圧
   着させたことを特徴とする請求項１又は２記載の電子機
   器の放熱装置。
4. 【請求項４】上記伝熱ばねのベース板を押え板を用いて
   上記伝熱台上に圧着して取り付けたことを特徴とする請
   求項２記載の電子機器の放熱装置。
5. 【請求項５】上記伝熱台上に上記伝熱ばねを複数列に取
   り付けたことを特徴とする請求項２記載の電子機器の放
   熱装置。