JPH07273480A - 発熱電気部品用ヒートシンクの取り付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートシンクの取り付けを考慮していない場
合でも、熱対策を行うことが可能な発熱電気部品用ヒー
トシンクの取り付け構造を得る。 【構成】 プリント基板８に装着されたヒートシンク１
を、プリント基板８側の所定箇所に設けたヒートシンク
取り付け位置に、ヒートシンク１に設定された固定用ブ
ラケット６を介して取り付け固定する構成とし、ヒート
シンク１に設けた固定用ブラケット６に中間に圧縮ばね
１１を有し上下に回転レバーを備えた回転レバーを挿入
し、回転レバーの通る大きさの穴１４を固定用ブラケッ
トの上部から回転レバーの下部を穴に押し入れヒートシ
ンクをプリント基板８に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空冷式放熱板を有して
使用されているヒートシンクを発熱電気部品に適用する
発熱電気部品用ヒートシンクの取り付け構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えばパワートランジスタ・
モジュールのような発熱電気部品には、効果的に熱を逃
がしてやる空冷放熱板型のヒートシンク（冷却フィンと
もいう）が部品の外側に取り付けられていて、特性の安
定化及びデバイスの超寿命化が図られている。そして、
その取り付け方法は、直接両者を接着剤によって接着し
てやるものや、発熱電気部品の上部に設けられたねじに
ヒートシンクをナット等によって固定するのが一般的な
ものである。いずれにしても、発熱電気部品とヒートシ
ンクを熱伝導性よく結合して１つの複合部品として一体
化した上で、発熱電気部品のリード端子をこの部品の支
持部材の所定位置に溶着（半田付け等）することによっ
て、例えばプリント基板（支持部材）に装着するように
なっている。つまり、このようなヒートシンクの取り付
け構造が、従来の発熱電気部品に対する熱対策として実
施されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来型の
発熱電気部品へのヒートシンク取り付け構造において
は、発熱電気部品上部への加工（ねじの取り付け等）も
しくは接着剤による取り付け等が必須使用条件となって
いる。このため、例えばヒートシンクの取り付けを考慮
して設計していない発熱電気部品や、例えば応急対策時
等で使用され、高さ等の部品サイズが変更になっている
発熱電気部品を熱対策をしなければならない場合等に
は、臨機応変的に適宜な対策を行うことが難しいという
ことが問題となっていた。

【０００４】本発明は上述のような問題点を解決するた
めになされたもので、ヒートシンクの取り付けを考慮し
ていない発熱電気部品や発熱電気部品の高さ等が変更に
なった場合であっても、タイムリーな熱対策を行うこと
が可能で、かつ汎用性のあるような発熱電気部品用ヒー
トシンクの取り付け構造を提供することを目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る発熱電気部
品用ヒートシンクの取り付け構造は、プリント基板に装
着されている発熱電気部品に搭載したヒートシンクを、
プリント基板側の所定箇所に設けたヒートシンク取り付
け位置に、ヒートシンクに設定された固定部を介して取
り付け固定する構成としたものである。そして、この場
合ヒートシンクの固定部にヒートシンクとプリント基板
との固定密着力を与えるストレス緩和用板ばねを有する
ことが望ましい構造である。

【０００６】まず、ヒートシンクに設けた固定部を固定
用ブラケットとした場合は、中間に圧縮ばねを有し上下
に回転レバーを備えた回転レバー固定子と、回転レバー
の通る大きさの穴をプリント基板の固定部に形成し、固
定部の上部から回転レバーの下部を穴に押し入れ、回転
レバーの上部を９０°回転してヒートシンクをプリント
基板に固定するものが一般的で好ましい。

【０００７】その他、固定用ブラケット構造であって
も、上述のような回転レバー固定子を使用しない構造と
しては、一体成形型つめ付きスタッド、係止スタッド、
複数のつめを有する係止スタッドや頭を有するつめ付き
スタッド等の種々の態様のスタッドを使用して、プリン
ト基板とブラケットに設けた穴を介して挿入・係止して
取り付けてもよい。

【０００８】さらに、上述のような固定用ブラケット構
造を用いず、ヒートシンクの立壁の下部に設定した固定
部に、スタッド頭を有するつめ付きスタッドが格納可能
な形状のつめ付きスタッド格納溝を設け、プリント基板
の取り付け位置に設けられつめ付きスタッドが挿通可能
な挿入穴を設け、ヒートシンクの逆方向からつめ付きス
タッドを挿入してつめ付きスタッド格納溝に格納して固
定するものであってもよい。

【０００９】

【作用】本発明においては、プリント基板に装着されて
いる発熱電気部品に搭載したヒートシンクを、プリント
基板側の所定箇所に設けたヒートシンク取り付け位置
に、ヒートシンクに設定された固定部を介して取り付け
固定する構成とし、この場合ヒートシンクの固定部にヒ
ートシンクとプリント基板との固定密着力を与えるスト
レス緩和用板ばねを有する発熱電気部品用ヒートシンク
の取り付け構造であるから、固定方法のいずれの態様に
おいても、回転レバー固定子又は種々の形態の係止スタ
ッドを挿通して係止することにより、発熱電気部品のヒ
ートシンク取り付け時、板ばねの復元力が密着力のスト
レスを緩和する。そして、発熱電気部品へのヒートシン
クの搭載が接着剤等による接着固定でないので、ヒート
シンクの着脱が容易に実施できて、この容易さにも拘ら
ず、ばねの反力と密着力が釣り合った状態で固定される
ので、ヒートシンクは無理のない適度の力で取り付けら
れる。

【００１０】

【実施例】

［実施例１］図１、図２は本発明の第１の実施例を示す
拡大模式説明図である。図１は発熱電気部品をカバーし
てプリント基板にヒートシンクを取り付けた有様を示す
側面図であり、図２は図１に示したヒートシンクを上部
からみた拡大平面図である。なお、本実施例は本発明の
主要構成に関するものである。また、図３、図４は図１
の回転レバー固定子による固定方法を示す模式説明図で
あり、図３は固定部分の取り付け説明図、図４はプリン
ト基板側からみた固定部分の説明図である。図１〜図４
において、放熱フィン２を含むヒートシンク１は発熱電
気部品５の長さ、幅及び高さと同等かもしくは若干大き
いコの字状の凹部を有する本体と、この本体の天井部の
外側に形成された放熱フィン２と、ヒートシンク１の下
側四隅につば状に設けられた固定用ブラケット６とから
なっている。そして、発熱電気部品５が支持されるプリ
ント基板と対する側の固定用ブラケット６には板ばね７
が設けられていて、発熱電気部品５とヒートシンク１と
の密着性を高めるようになっている。

【００１１】図３にみられるように、回転レバー固定子
は、回転レバー上１２、圧縮ばね（スプリング）１１、
ストッパ１０、回転レバー下１３及び回転レバー上１２
と回転レバー下１３とを同じ方向にセットして連結する
芯棒９からなっている。そして、特に回転レバー下１３
は図４の回転レバー挿入穴１４に挿通可能な長細形状に
形成されている。そして、回転レバー固定子は、固定前
は回転レバー上１２、圧縮ばね１１及びストッパ１０が
固定用ブラケット６の上側に、回転レバー下１３が固定
用ブラケット６の下側にあるようにそれぞれ４つの固定
穴３６に芯棒１５が挿通した状態で保管されている。

【００１２】ヒートシンク１のプリント基板への取り付
け方法は、まずヒートシンク１を、熱伝導樹脂３を介在
させて所定の相関関係位置に固定することにより、発熱
電気部品５に搭載する。そして、ヒートシンク１の四隅
に取り付けられた回転レバー上１２を押し下げ、あらか
じめプリント基板８の回転レバー下１３が下がってくる
位置に設けられ、回転レバー下１３が挿通可能な大きさ
・形状の回転レバー挿入穴１４に回転レバー下１３を挿
入する。この操作によって、回転レバー下１３がプリン
ト基板８の下側に首を出した時、回転レバー上１２を９
０°回転してやれば、発熱電気部品５を密着固定した状
態で、ヒートシンク１をプリント基板８に装着すること
ができる。そして、上述のようなヒートシンク１のプリ
ント基板への取り付け方法が可能なヒートシンクの取り
付け構造により、圧縮ばね１１による押圧力と板ばね７
の押圧力に対する反発力とのバランス状態で装着される
ので、適度の押付け力でヒートシンクが取り付けられ、
無理のない良好な装着が可能となる。

【００１３】なお、上述の取り付け手段で、回転レバー
上１２を押し下げる際、発熱電気部品５のリード端子５
ａをプリント基板８の所定位置に設けられた発熱電気部
品５の装着用スルーホール（図示せず）に挿通しながら
実施する必要があることはいうまでもない。ただし、上
述のようにヒートシンク１と発熱電気部品５とを熱結合
よく介在させるのに用いた熱伝導樹脂３の代りに、例え
ばいくらか弾力性のある熱伝導シート（符号付けしな
い）を用いてもよい。この場合も、発熱電気部品５をプ
リント基板８に半田付けした後、この熱伝導シートを介
在させて、上からヒートシンク１を上述と同じ方法でプ
リント基板８に冠着することが可能となる。

【００１４】［実施例２］図５、図６は本発明の第２の
実施例を示す要部模式説明図であり、図５はヒートシン
クの取り付け部の断面構成図、図６は図５の下側からみ
た平面図である。そして、本実施例は上述の実施例１の
一従属構成を示すものとなっている。図１、図５及び図
６において、ヒートシンク１の固定用ブラケット６の下
側に、先端に弾力性のあるつめ（爪）１５ａを持つ一体
成形型つめ付きスタッド１５を取り付け、さらに、プリ
ント基板８にはこの一体成形型つめ付きスタッド１５の
取り付け予定位置に一体成形型つめ付きスタッド挿入穴
１６を設けたものである。この一体成形型つめ付きスタ
ッド挿入穴１６は、図５にみられるように、一体成形型
つめ付きスタッド１５が挿入されてつめ１５ａの先端部
が完全に穴の外に出た時、縮んでいた先端部が開いて穴
の外にはみだすことのできるだけの大きさ及び形状に形
成されている。

【００１５】従って、本実施例の取り付け構造は、実施
例１の場合と同様にしてヒートシンク１を発熱電気部品
５に搭載した後、一体成形型つめ付きスタッド挿入穴１
６に一体成形型つめ付きスタッド１５を挿入し、つめ１
５ａの先端部でプリント基板８を係止することにより、
ヒートシンク１を発熱電気部品５に密着固定するもので
ある。ヒートシンク１を押し上げる力は板ばね７が担当
することは、実施例１の場合と同様である。本実施例
は、構造の単純さにその特徴を発揮するものであるが、
実施例１と同様の効果を奏する点でもひけをとらない利
点がある。

【００１６】［実施例３］図７、図８は本発明の第３の
実施例を示す要部模式説明図であり、図７はヒートシン
クの取り付け部の断面構成図、図８は図７の下側からみ
た平面図である。なお、本実施例は上述の実施例１の他
の従属構成を示すものとなっている。図１、図７及び図
８において、ヒートシンク１の固定用ブラケット６と、
プリント基板８との取り付け予定の同一位置に、それぞ
れ係止スタッド挿入穴１９、係止スタッド挿入穴１８が
設けられている。そして、多段のつめ１５ａを有する係
止スタッド１７を用意し、これを係止スタッド挿入穴１
９及び係止スタッド挿入穴１８に挿通してやることによ
り、つめ１５ａの係止状態を作って、ヒートシンク１を
発熱電気部品５に密着固定するようになっている。この
構成による効果も、上記の実施例２のそれとほぼ同様な
ものであり、支障なく取り付けが実施できる。

【００１７】［実施例４］図９、図１０は本発明の第４
の実施例を示す要部模式説明図であり、図９はヒートシ
ンクの取り付け部の断面構成図、図１０は図９の下側か
らみた平面図である。なお、本実施例は上述の実施例１
の別の従属構成を示すものとなっている。図１、図９及
び図１０において、ヒートシンク１の固定用ブラケット
６と、プリント基板８の取り付け予定の同一位置に、そ
れぞれつめ付きスタッド挿入穴２２、つめ付きスタッド
挿入穴２１が設けられている。そして、つめ１５ａを有
し、その反対側にストッパ用のスタッド頭２０ａを有す
るつめ付きスタッド２０を用意し、これを上から係止ス
タッド挿入穴１９及び係止スタッド挿入穴１８に挿通し
てやることにより、つめ１５ａの係止状態を作って、ヒ
ートシンク１を発熱電気部品５に密着固定するようにな
っている。この構成による効果も、上記の実施例２のそ
れとほぼ同様なものであり、支障なく取り付けが実施で
きる。

【００１８】［実施例５］図１１、図１２は本発明の第
５の実施例を示す拡大模式説明図である。図１１は発熱
電気部品をカバーしてプリント基板にヒートシンクを取
り付けた有様を示す側面図であり、図１２は図１１に示
したヒートシンクを上部からみた拡大平面図である。ま
た、図１３、図１４は図１１の実施例において、つめ付
きスタッドによる固定方法を示す模式説明図であり、図
１３は固定部分の取り付け説明図、図１４はプリント基
板側からみた固定部分の平面説明図である。なお、本実
施例は本発明の前記実施例１で説明した主要構成の一態
様構成に関するものである。図１１〜図１４において、
放熱フィン２を含むヒートシンク１ａの四隅の固定部９
を除く他の構成部分は、図１の実施例で説明したものと
同様であるので、その説明を省略する。そして、本構成
では、ヒートシンク１ａの四隅の固定部９には、図１、
図２やその他の図で示したようなつば状の固定用ブラケ
ット６を持たない取り付け構造となっている。

【００１９】図において、四隅の固定部２９でヒートシ
ンク１ａを固定するため、ヒートシンク１ａの固定部２
９の下部に形成した段差のあるつめ付きスタッド格納溝
２５と、プリント基板８に先端が上述の溝の段差にフィ
ットするつめ２３ａを有するつめ付きスタッド２３を挿
入するつめ付きスタッド挿入穴２４とを同一の取り付け
位置に設けている。なお、つめ付きスタッド２３にはス
トッパ用のスタッド頭２３ｂとこのスタッド取り外し用
の小さな取り外しノブ２６が設けられている。

【００２０】取り付け方法は、ヒートシンク１ａが前述
のようにして実装されている側の逆方向から、つめ付き
スタッド２３をつめ付きスタッド挿入穴２４から挿入
し、さらにスタッド格納溝２５に格納するように段差を
利用して係止することにより、発熱電気部品５に熱的に
も密着するヒートシンク１ａを、プンント基板８に取り
付けるものである。なお、この場合も、図示を省略した
板ばね７により、上向きの力が働いて全体を支持してい
ることは前述の実施例の場合と同様である。そして、本
実施例構成により、上記実施例と同様の効果が達成され
るのに加えて、ヒートシンクにつばがない分だけ、取り
付け面積を小さくできる効果が得られる。

【００２１】以上実施例１〜５によって詳細に説明した
ように、発熱電気部品を搭載したヒートシンクのプリン
ト基板への取り付け面にばねを配設し、このばね付近に
設けた固定部で、ばねを介して回転レバー固定子や各種
形状のスタッドを用いてヒートシンクをプリント基板に
圧接・固定するようにしたから、ばねの弾性応力限界内
で取り付け高さに対する許容量が利用でき、発熱電気部
品の高さに依存しないヒートシンクを提供できる。つま
り、汎用性の高いヒートシンクが得られる。また、ヒー
トシンクの発熱電気部品への搭載には、接着剤による固
定は採用しないから、ヒートシンクの着脱が容易で、発
熱電気部品の仕様変化に対しての熱対策をタイムリーに
実施できる利点がある。そして、特に実施例５の構造で
はつば状の取り付け部をなくしたから、取り付け面積を
その分だけ減少できる効果もさらに有効的である。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、発熱電気部品を搭載するヒートシンクの四隅に形成
した固定部又はブラケット状の固定部のプリント基板と
接する底部に板ばねを設けておき、この板ばねの復元力
を密着力のストレス緩和に応用して、回転レバー固定子
又は実施例で呈示したような種々の形態の係止スタッド
を挿通して係止する構造を発熱電気部品のヒートシンク
取り付け構造としたので、簡単な構造で、以下に箇条書
きするような優れた効果が得られる。 （１）発熱電気部品へのヒートシンクの搭載が接着剤等
による接着固定でないので、ヒートシンクの着脱が容易
に実施できる。そして、この容易さにも拘らず、ばねの
反力と密着力が釣り合った状態で固定されるので、無理
のない適度の力でヒートシンクをしっかりと取り付ける
ことができる。 （２）また、上述のようにヒートシンクの着脱が容易な
ところから、その再利用が可能で、使用上の融通性が高
められる。 （３）発熱電気部品のアップグレードによる熱対策をタ
イムリーに行える。 （４）発熱電気部品の高さに依存しないヒートシンクと
することができるので、発熱電気部品に対して汎用性の
広い熱対策構造が確立できる。 （５）取り付け部につばのないヒートシンクの構造で
は、取り付けに必要な面積的スペースを小さくでき、全
体の小形化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す拡大模式説明図
で、プリント基板に発熱電気部品を搭載したヒートシン
クを取り付けた有様を示す側面図である。

【図２】図１に示したヒートシンクを上部からみた拡大
平面図である。

【図３】図１の回転レバー固定子による固定方法を示す
模式説明図であり、固定部分の取り付けを示す説明図で
ある。

【図４】図３のプリント基板側からみた固定部分の平面
説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す要部模式説明図で
あり、ヒートシンクの取り付け部を示す断面構成図であ
る。

【図６】図５のプリント基板側からみた平面図である。

【図７】本発明の第３の実施例を示す要部模式説明図で
あり、ヒートシンクの取り付け部を示す断面構成図であ
る。

【図８】図７のプリント基板側からみた平面図である。

【図９】本発明の第４の実施例を示す要部模式説明図で
あり、ヒートシンクの取り付け部を示す断面構成図であ
る。

【図１０】図９のプリント基板側からみた平面図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施例を示す拡大模式説明図
であり、プリント基板にヒートシンクを取り付けた有様
を示す側面図である。図１４はプリント基板側からみた
固定部分の説明図である。

【図１２】図１１に示したヒートシンクを上部からみた
拡大平面図である。

【図１３】図１１の実施例において、つめ付きスタッド
による固定方法を示す模式説明図である。

【図１４】図１３の固定部分のプリント基板側からみた
平面図である。

【符号の説明】

１，１ａ ヒートシンク ２ 放熱フィン ３ 熱伝導樹脂（又は熱伝導シート） ４ ブラケット固定部 ５ 発熱電気部品 ５ａ リード端子 ６ 固定用ブラケット ７ 板ばね ８ プリント基板 ９ 芯棒 １０ ストッパ １１ 圧縮ばね １２ 回転レバー上 １３ 回転レバー下 １４ 回転レバー挿入穴 １５ 一体成形型つめ付きスタッド １５ａ つめ １６ 一体成形型つめ付きスタッド挿入穴 １７ 係止スタッド １８，１９ 係止スタッド挿入穴 ２０ つめ付きスタッド ２０ａ スタッド頭 ２１，２２ つめ付きスタッド挿入穴 ２３ つめ付きスタッド ２３ａ つめ ２３ｂ スタッド頭 ２４ つめ付きスタッド挿入穴 ２５ つめ付きスタッド格納溝 ２６ 取り外しノブ ２９ 固定部 ３６ 固定用穴

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板に装着されている発熱電気
   部品に搭載したヒートシンクを、前記プリント基板側の
   所定箇所に設けたヒートシンク取り付け位置に、前記ヒ
   ートシンクに設定された固定部を介して取り付けること
   を特徴とする発熱電気部品用ヒートシンクの取り付け構
   造。
2. 【請求項２】 前記ヒートシンクの固定部に前記ヒート
   シンクと前記プリント基板との固定密着力を与えるスト
   レス緩和用板ばねを有することを特徴とする請求項１記
   載の発熱電気部品用ヒートシンクの取り付け構造。
3. 【請求項３】 前記ヒートシンクに設けた固定部を固定
   用ブラケットとし、中間に圧縮ばねを有し上下に回転レ
   バーを備えた回転レバー固定子と、前記回転レバーの通
   る大きさの穴を有する前記プリント基板の固定部とから
   なり、 前記固定部の上部から前記回転レバーの下部を前記穴に
   押し入れ、回転レバーの上部を９０°回転して前記ヒー
   トシンクを前記プリント基板に固定することを特徴とす
   る請求項２記載の発熱電気部品用ヒートシンクの取り付
   け構造。
4. 【請求項４】 前記ヒートシンクの固定用ブラケットの
   取り付け位置下側にに一体成形型つめ付きスタッドを固
   着し、前記プリント基板の取り付け位置に設けられ前記
   一体成形型つめ付きスタッドが挿通可能な挿入穴を設
   け、 前記一体成形型つめ付きスタッドを前記挿入穴に挿通し
   て前記一体成形型つめ付きスタッドのつめで係止するこ
   とを特徴とする請求項２記載の発熱電気部品用ヒートシ
   ンクの取り付け構造。
5. 【請求項５】 前記固定用ブラケット及び前記プリント
   基板の各取り付け位置にそれぞれ係止スタッド挿入穴を
   設け、 複数のつめを有する前記係止スタッドを前記前記固定用
   ブラケットの上から前記係止スタッド挿入穴に挿通して
   係止することを特徴とする請求項２記載の発熱電気部品
   用ヒートシンクの取り付け構造。
6. 【請求項６】 前記複数のつめを有する係止スタッドの
   代りに、スタッド頭を有するつめ付きスタッドを使用し
   て係止することを特徴とする請求項５記載の発熱電気部
   品用ヒートシンクの取り付け構造。
7. 【請求項７】 前記ヒートシンクの立壁に設定した固定
   部にスタッド頭を有するつめ付きスタッドが格納可能な
   形状のつめ付きスタッド格納溝を設け、 前記プリント基板の取り付け位置に設けられ前記つめ付
   きスタッドが挿通可能な挿入穴を設け、 前記ヒートシンクの逆方向から前記つめ付きスタッドを
   挿入して前記つめ付きスタッド格納溝に格納・固定する
   ことを特徴とする請求項２記載の発熱電気部品用ヒート
   シンクの取り付け構造。