(57)【要約】【課題】  本発明は発熱体の放熱構造に係り、電子機器の筐体内に収容した発熱体の良好な放熱を可能とした発熱体の放熱構造を提供することを目的とする。【解決手段】  電子機器の筐体の内周に溶着した支持金具を介して、該筐体の内周に放熱板挿通穴が開口する板材を離間配置すると共に、発熱体を取り付ける放熱板を、前記放熱板挿通穴から筐体の内周に面接触可能に形成し、発熱体が取り付く前記放熱板を前記放熱板挿通穴から筐体の内周に面接触させて、該放熱板を放熱板挿通穴周縁の板材に取り付けたことを特徴とする。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器の筐体の内周に溶着した支持金具を介して、該筐体の内周に放熱板挿通穴が開口する板材を離間配置すると共に、
発熱体を取り付ける放熱板を、前記放熱板挿通穴から筐体の内周に面接触可能に形成し、
発熱体が取り付く前記放熱板を前記放熱板挿通穴から筐体の内周に面接触させて、該放熱板を放熱板挿通穴周縁の板材に取り付けたことを特徴とする発熱体の放熱構造。
【請求項２】
前記放熱板は、弾性部材を介して板材に取り付き、放熱板は該弾性部材の弾性力で筐体の内周に圧接していることを特徴とする請求項１に記載の発熱体の放熱構造。
【請求項３】
前記放熱板は、前記弾性部材を介して板材に揺動可能に取り付いていることを特徴とする請求項２に記載の発熱体の放熱構造。
【請求項４】
前記板材に複数の放熱板挿通穴が形成され、各放熱板挿通穴周縁の板材に、筐体の内周に面接触する放熱板が取り付いていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発熱体の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発熱体の放熱構造に係り、詳しくは電子機器の筐体内に収容した発熱体の良好な放熱を図った発熱体の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、従来、半導体素子は素子本体の下側に複数のリード端子が同一ピッチで並設されており、プリント基板への半導体素子の取付けは、リード端子のピッチに合わせてプリント基板にスルーホールを設け、該スルーホールにリード端子を差し込んでプリント基板の裏側からリード端子を夫々半田付けしている。
【０００３】
ところで、電子機器の構造設計に於て、発熱体の放熱が重要な課題となっており、従来では放熱対策として発熱体を放熱板や放熱フィンに取り付ける構造が広く採用されている。
【０００４】
そして、発熱体としての半導体素子も、これを放熱フィンに取り付けることでその放熱が図られており、従来、電子機器の筐体内に収容された半導体素子の放熱対策として、筐体の内周にスポット溶接した支持金具を介してアルミニウム製の板材を筐体の内周に離間配置し、この板材に半導体素子が取り付く放熱フィンが実装されたプリント基板を取り付け、筐体内の空間体積を利用して半導体素子の放熱，冷却を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−４６１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし乍ら、昨今の電子機器の小型化，高密度化に伴い、筐体内に収容された発熱体の放熱が大きな課題となっており、筐体内の空間体積を利用した放熱構造では対応が難しくなっているのが実情である。
【０００７】
また、斯かる放熱対策として、半導体素子が取り付く放熱板を筐体の内周に接触させて取り付ければ、筐体と放熱板との広い面接触領域が確保できて放熱効果を上げることが可能となるが、筐体には穴を空けてはならない規制があるため、斯かる放熱板を筐体の内周にネジ止めして半導体素子の放熱を図ることができないのが実情であった。
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、電子機器の筐体内に収容した発熱体の良好な放熱を可能とした発熱体の放熱構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発熱体の放熱構造は、電子機器の筐体の内周に溶着した支持金具を介して、該筐体の内周に放熱板挿通穴が開口する板材を離間配置すると共に、発熱体を取り付ける放熱板を、前記放熱板挿通穴から筐体の内周に面接触可能に形成し、発熱体が取り付く前記放熱板を前記放熱板挿通穴から筐体の内周に面接触させて、該放熱板を放熱板挿通穴周縁の板材に取り付けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発熱体の放熱構造に於て、前記放熱板は、弾性部材を介して板材に取り付き、放熱板は該弾性部材の弾性力で筐体の内周に圧接していることを特徴とし、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発熱体の放熱構造に於て、前記放熱板は、前記弾性部材を介して板材に揺動可能に取り付いていることを特徴とする。
【００１１】
そして、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発熱体の放熱構造に於て、前記板材に複数の放熱板挿通穴が形成され、各放熱板挿通穴周縁の板材に、筐体の内周に面接触する放熱板が取り付いていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、ネジ止めができない電子機器の筐体に、発熱体が取り付く放熱板をネジ止めせずに面接触させて放熱させることができるため、構造設計の自由度が向上すると共に、従来に比し筐体内に収容した発熱体の良好な放熱が可能となった。
【００１３】
そして、請求項２に係る発明によれば、弾性部材を用いて放熱板を放熱板挿通穴から筐体の内周に弾性的に圧接させたため、放熱板を筐体の内周に均等に面接触させることができる利点を有する。
【００１４】
更に、請求項３に係る発明は、弾性部材を介して放熱板を板材に揺動可能に取り付けたため、例えば板材の組み付け精度の問題で板材と筐体との間の寸法に設計誤差が生じても、また、筐体全体が若干歪んでいても、斯かる誤差や歪み追従するように放熱板全体が弾性部材の弾性力で付勢され乍ら揺動して、放熱板挿通穴から放熱板が筐体の内周に均等に面接触するため、放熱板を筐体の内周に常時面接触させることができる利点を有する。
【００１５】
そして、請求項４に係る発明によれば、板材１１に複数の放熱板挿通穴を形成して、各放熱板挿通穴に発熱体が取り付く放熱板を取り付けることで、筐体内に収容する多くの発熱体の放熱が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】請求項１乃至請求項３の一実施形態に用いる筐体内部の正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】放熱板の正面図である。
【図４】請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る放熱構造の断面図である。
【図５】放熱板の平面図である。
【図６】板材に対する放熱板の取付構造の断面図である。
【図７】放熱構造の正面図である。
【図８】放熱板の変形例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１乃至図７は請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る発熱体の放熱構造を示し、図１及び図２に於て、１は電子機器の筐体で、その背面３の内周５に、両端に取付フランジ７が形成された断面コ字状の支持金具９が上下に並列してスポット溶接されている。そして、両支持金具９に１枚のアルミニウム製の板材１１がネジ止めされて、該板材１１が背面３の内周５に沿って離間配置されており、図示するように板材１１の中央近傍に、正面視矩形状の放熱板挿通穴１３が設けられている。尚、図示しないが筐体１の前面側には蓋体が開閉自在に取り付けられている。
【００１９】
一方、図３乃至図６に於て、１５は放熱板で、図示するように放熱板１５は、前記放熱板挿通穴１３を挿通して背面３の内周５に面接触可能に形成された断面コ字状の面接触部１７と、該面接触部１７の左右に断面Ｌ字状に形成されて放熱板挿通穴１３周縁の板材１１の表面に当接可能な支持フランジ１９と、前記面接触部１７の一端側に支持フランジ１９と同方向へ直角に折曲して形成された平坦なプリント基板固定部２１とで構成されている。
【００２０】
そして、前記プリント基板固定部２１に、３つの半導体素子（発熱体）２３が実装されたプリント基板２５が４本の間隔ボルト２７を介して固定されている。
【００２１】
図３及び図５に示すように間隔ボルト２７はプリント基板２５の四隅に配置されており、プリント基板２５の表面側とプリント基板固定部２１の裏面側から夫々ネジ２９を間隔ボルト２７の両端にネジ込んで、プリント基板２５がプリント基板固定部２１に対向して固定されている。そして、面接触部１７の表面に、半導体素子２３の素子本体３１が皿ネジ３３と押さえプレート３５によって固定されている。
【００２２】
図５に示すように押さえプレート３５には、面接触部１７に設けた３つのネジ挿通穴３７に対応して３つの取付ネジ穴３９が設けられており、面接触部１７の裏面側からネジ挿通穴３７，素子本体３１のネジ挿通穴４１に皿ネジ３３を挿通させて、各皿ネジ３３を取付ネジ穴３９にネジ込むことで、素子本体３１が面接触部１７に圧接，固定されて、発熱体たる半導体素子２３の熱が素子本体３１から面接触部１７（放熱板１５）に伝熱されるようになっている。
【００２３】
そして、図３に示すように左右の支持フランジ１９に、夫々、スペーサ貫通穴４３が上下方向に２つ宛設けられている。
【００２４】
次に、板材１１に対する放熱板１５の取付構造を説明すると、図４及び図６に於て、４５は前記スペーサ貫通穴４３を貫通する円筒状のスペーサで、該スペーサ４３はスペーサ貫通穴４３よりも小径とされている。そして、図１及び図６に示すように放熱板挿通穴１３周縁の板材１１の左右の上下に、夫々、取付ネジ穴４７が設けられており、前記スペーサ４５は、各取付ネジ穴４７に螺着する取付ネジ４９によって板材１１に固定されている。
【００２５】
また、図６及び図７に示すように取付ネジ４９には、リング状の薄肉なバネ止め用座金５１が取り付くと共に、該バネ止め用座金５１と放熱板１５の支持フランジ１９との間のスペーサ４５にコイルスプリング５３が巻装されており、スペーサ４５を板材１１に固定する際の取付ネジ４９の締め付けに伴い、コイルスプリング５３のバネ力が支持フランジ１９に作用することで、放熱板挿通穴１３を挿通する放熱板１５の面接触部１７全体が背面３の内周５に均等に圧接されるようになっている。
【００２６】
そして、スペーサ貫通穴４３はスペーサ４５よりも大径とされて、放熱板１５がコイルスプリング５３を介して板材１１に揺動可能に取り付けられているため、例えば筐体１の背面３に若干の傾きや歪みがあっても、斯かる傾きや歪みに追従するように放熱板１５全体がコイルスプリング５３のバネ力で付勢され乍ら揺動して、面接触部１７全体が背面３の内周５に均等に面接触するようになっている。
【００２７】
尚、図４に示すように板材１１と筐体１の背面３との間の寸法は、放熱板１５の面接触部１７の奥行きよりも短寸とされており、図４の如く面接触部１７全体が背面３の内周５に当接したとき、放熱板１５の支持フランジ１９と板材１１との間に間隙Ｓが確保されるようになっている。そして、図６中、５５はスペーサ４５のネジ挿通穴で、取付ネジ４９はスペーサ４５よりも長尺である。
【００２８】
本実施形態はこのように構成されているから、電子機器の筐体１内に半導体素子２３を収容するに当たり、先ず、図３及び図５に示すように、半導体素子２３を実装したプリント基板２５を間隔ボルト２７を用いて放熱板１５のプリント基板固定部２１に固定し、半導体素子２３の素子本体３３をネジ３３と押さえプレート３５を用いて放熱板１５の面接触部２１の表面に圧接，固定する。
【００２９】
そして、筐体１内の背面３の内周５に取り付く板材１１の放熱板挿通穴１３に、半導体素子２３が取り付く放熱板１５の面接触部１７を挿通させて背面３の内周５に当接させる。
【００３０】
次に、放熱板１５の支持フランジ１９のスペーサ貫通穴４３にスペーサ４５を貫通させて、その挿入側先端を取付ネジ穴４７周縁の板材１１に当接させた後、スペーサ４５の周囲にコイルスプリング５３を巻装する。このとき、コイルスプリング５３の先端は支持フランジ１９に当接している。
【００３１】
そして、コイルスプリング５３のバネ力に抗してバネ止め用座金５１でコイルスプリング５３を圧縮させ乍ら、該バネ止め用座金５１が軸部に取り付く取付ネジ４９をスペーサ４５のネジ挿通穴５５に挿通させて、スペーサ４５から突出する取付ネジ４９の軸部の先端を板材１１の取付ネジ穴４７に締め込んでスペーサ４５を固定すると、バネ止め用座金５１が押し付けの基準面となってコイルスプリング５３のバネ力が支持フランジ１９に作用する。
【００３２】
このようにして、図６及び図７の如く４つのスペーサ４５とコイルスプリング５３，取付ネジ４９，バネ止め用座金５１を用いて放熱板１５の支持フランジ１９の４箇所を板材１１に弾性的に取り付けると、放熱板挿通穴１３を挿通する放熱板１５の面接触部１７全体が、コイルスプリング５３のバネ力で押圧，付勢されて背面３の内周５に均等に面接触するため、発熱体たる半導体素子２３の熱が面接触部１７全体から筐体１の背面３に伝達されて放熱されることとなる。
【００３３】
このように本実施形態によれば、ネジ止めができない電子機器の筐体１に、発熱体たる半導体素子２３が取り付く放熱板１５をネジ止めせずに面接触させて放熱させることができるため、構造設計の自由度が向上すると共に、従来に比し筐体１内に収容した半導体素子２３の良好な放熱が可能となった。
【００３４】
また、本実施形態は、コイルスプリング５３を用いて面接触部１７全体を背面３の内周５に弾性的に圧接させたため、放熱板１５の支持フランジ１９を放熱板挿通穴１３周縁の板材１１に直接ネジ止めした構造に比し、面接触部１７全体を背面３の内周５に均等に面接触させることができる利点を有する。
【００３５】
而も、本実施形態は、コイルスプリング５３を介して放熱板１５を板材１１に揺動可能に取り付けたため、例えば板材１１の組み付け精度の問題で板材１１と背面３の内周５との間の寸法に設計誤差が生じても、また、筐体１全体が歪んで背面３に若干の傾き等があっても、斯かる誤差や傾きに追従するように放熱板１５全体がコイルスプリング５３のバネ力で付勢され乍ら揺動して、面接触部１７全体が背面３の内周５に均等に面接触するため、面接触部１７全体を背面３の内周５に常時面接触させることができる利点を有する。
【００３６】
尚、前記実施形態では、弾性部材としてコイルスプリング５３を用いたが、例えばゴムや板バネ等のその他の弾性部材を用いてもよい。
【００３７】
また、本実施形態は半導体素子２３の放熱を図ったが、本実施形態の放熱構造は、筐体１内に収容する半導体素子２３以外の発熱体の放熱にも利用可能である。そして、図示しない請求項４の一実施形態の如く、前記板材１１に複数の放熱板挿通穴１３を形成して、各放熱板挿通穴１３に発熱体が取り付く放熱板１５を前記構造によって取り付けることで、筐体１内に収容する多くの発熱体の放熱が可能となる。
【００３８】
また、図８及び図９に示すように前記スペーサ貫通穴４３に代えて放熱板１５-1の左右の支持フランジ１９に、側方へ開口する正面視Ｕ字状のスリット５７を対称に設けてもよい。
【００３９】
而して、この実施形態によれば、板材１１への放熱板１５-1の取り付けに当たり、予めコイルスプリング５３をバネ止め用座金５１と板材１１との間に介装させてスペーサ４５を板材１１に固定（仮止め）しておくことが可能となる。尚、この実施形態では、前記実施形態に比し放熱板挿通穴を横方向に幅広にしておくことが必要である。
【００４０】
そして、板材１１への放熱板１５-1の取り付けは、左右何れか一方の支持フランジ１９のスリット５７内に夫々スペーサ４５を挿通させ乍ら、コイルスプリング５３のバネ力に抗して板材１１とコイルスプリング５３との間に支持フランジ１９を差し込んで、面接触部１７を放熱板挿通穴の片側に寄せて挿通させた後、放熱板１５-1を反対側へスライドさせ乍ら、他方の支持フランジ１９のスリット５７内に夫々スペーサ４５を挿通させて、板材１１とコイルスプリング５３との間に支持フランジ１９を差し込めばよく、取付ネジ４９の締め付けを緩やかにしてコイルスプリング５３のバネ力を弱めに設定しておけばよい。そして、放熱板１５-1を所定の位置に寄せて、取付ネジ４９を強固に締め付けることで、放熱板１５-1の取り付けが終了する。
【００４１】
このように本実施形態によれば、板材１１への放熱板１５-1の取り付けに当たり、予めコイルスプリング５３をバネ止め用座金５１と板材１１との間に介装させてスペーサ４５を板材１１に固定（仮止め）しておくことができるため、前記実施形態に比し、板材１１への放熱板１５-1の取付作業性が良好となる。
【符号の説明】
【００４２】
１  筐体
３  背面
５  内周
９  支持金具
１１  板材
１３  放熱板挿通穴
１５，１５-1  放熱板
１７  面接触部
１９  支持フランジ
２１  プリント基板固定部
２３  半導体素子
２５  プリント基板
２７  間隔ボルト
３１  素子本体
３５  押さえプレート
４３  スペーサ貫通穴
４５  スペーサ
４７  取付ネジ穴
４９  取付ネジ
５１  バネ止め用座金
５３  コイルスプリング
５７  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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