(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクと素子のいずれか一方に、凸部が形成され、他方に、凹部が形成され、前記凹部と前記凸部とが互いに嵌合されることにより、前記ヒートシンクに前記素子が固定されるものであって、
前記凹部の内周には、自然状態ではその内径が前記凸部の外径よりも小さくなる締め代を有し、加熱状態では前記凸部が前記凹部に挿入されるのを許容する可塑部が構成されていることを特徴とする素子の取付構造。
【請求項２】
前記凸部が、前記ヒートシンクに形成され、前記凹部が、前記素子に形成されている請求項１記載の素子の取付構造。
【請求項３】
前記他方が、熱可塑性樹脂によって形成されている請求項１又は２記載の素子の取付構造。
【請求項４】
前記凹部及び前記凸部が、前記凹部内における前記凸部の回転を規制可能な円形以外の断面形状を有している請求項１ないし３のいずれか１項記載の素子の取付構造。
【請求項５】
前記凸部の外周面には溝が形成され、前記溝内に前記可塑部の一部が入り込んでいる請求項１ないし４のいずれか１項記載の素子の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートシンクに素子（発熱素子）を取り付ける構造が、特許文献１に開示されている。この種の取付構造では、素子に、貫通孔が形成され、ヒートシンクに、ねじ孔が形成されている。
【０００３】
素子の取り付けに際し、貫通孔とねじ孔とを互いに整合させ、その状態で、貫通孔からねじ孔に向けてねじを差し込み、ねじをねじ孔にねじ込む。すると、ねじの頭部とヒートシンクとの間に素子が挟み込まれ、もって素子がヒートシンクに固定されるようになっている。
【０００４】
また、素子とこれに接続される電子部品との間の位置ずれを防止するべく、ヒートシンクには、素子を位置決めするための位置決め構造が設けられることがある。さらに、例えば、ねじ締めに伴う素子の連れ回りを防止するべく、ヒートシンクには、位置決め構造とともに、回り止め構造が設けられることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２４２２４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の位置決め構造等が省略された場合に、貫通孔とねじ孔との位置合わせが適正になされていないと、ねじの先端部がねじ孔の開口縁に干渉して、削り粉等が発生することがある。また、位置決め構造等が設けられる場合には、その分、ヒートシンクの成形金型の構造が複雑になり、コストが高くつくという事情がある。しかも、ヒートシンクにねじ孔を開けるための加工が必要とされ、さらに、その加工に伴って発生する切粉等の異物を除去するために、十分な洗浄が必要とされるという問題もある。
【０００７】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、素子の取り付けに際し、ねじ止め以外の固定手段を提供した上で、コスト高となるのを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、前記ヒートシンクと前記素子のいずれか一方に、凸部が形成され、他方に、凹部が形成され、前記凹部と前記凸部とが互いに嵌合されることにより、前記ヒートシンクに前記素子が固定されるものであって、前記凹部の内周には、自然状態ではその内径が前記凸部の外径よりも小さくなる締め代を有し、加熱状態では前記凸部が前記凹部に挿入されるのを許容する可塑部が構成されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記凸部が、前記ヒートシンクに形成され、前記凹部が、前記素子に形成されているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記他方が、熱可塑性樹脂によって形成されているところに特徴を有する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のものにおいて、前記凹部及び前記凸部が、前記凹部内における前記凸部の回転を規制可能な円形以外の断面形状を有しているところに特徴を有する。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のものにおいて、前記凸部の外周面には溝が形成され、前記溝内に前記可塑部の一部が入り込んでいるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１３】
＜請求項１の発明＞
可塑部を加熱した状態で、凹部に凸部を挿入する。その後、自然状態に戻ると、可塑部の締め代によって凸部と凹部との間の密着性が高められ、素子がヒートシンクに緊密に固定される。したがって、素子の取り付けに際し、ねじ止め以外の固定手段が提供される。この場合、ねじ自体及びねじ孔加工が不要されるため、低コスト化が実現される。また、凸部が位置決め機能を兼備することにより、ヒートシンクに位置決め構造を設ける必要がなくなる結果、さらなる低コスト化が実現される。
【００１４】
＜請求項２の発明＞
ヒートシンクに凸部が形成され、素子に凹部が形成されているから、ヒートシンクに凹部が形成される場合と違って、ヒートシンクの放熱体積が減少することがなく、ヒートシンクの放熱性が良好に発揮される。
【００１５】
＜請求項３の発明＞
他方が熱可塑性樹脂によって形成されているから、加熱によって可塑部が軟化され、場合によっては熱膨張による凹部の内径拡大等も期待できる。その結果、凹部への凸部の挿入時に、他方に過大な負荷を加えることなく、凹部及び凸部の密着性を高めることができる。
【００１６】
＜請求項４の発明＞
凹部及び凸部が、凹部内における凸部の回転を規制可能な円形以外の断面形状を有しているから、ヒートシンクに対して素子が不用意に回転するのが防止される。
【００１７】
＜請求項５の発明＞
凸部の外周面に溝が形成され、溝内に可塑部の一部が入り込んでいるから、ヒートシンクに対して素子が不用意に離脱するのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る素子の取付構造の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】ヒートシンクに素子を取り付ける前の要部断面図である。
【図４】実施形態２に係る素子の取付構造の要部断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】実施形態３に係る素子の取付構造の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図３によって説明する。実施形態１は、素子１０と、素子１０が取り付けられるヒートシンク６０とを備えている。
【００２０】
素子１０は、発熱源としての素子本体（図示せず）と、素子本体の周りを被覆する樹脂部１１とからなる。樹脂部１１は、例えば扁平板状をなし、その底面に、ヒートシンク６０の表面に当接可能なフラット面１２が構成されている。そして、樹脂部１１は、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、又はエンジニアリングプラスチック等の熱可塑性樹脂によって形成されている。素子本体が発熱すると、該熱がヒートシンク６０に放熱されるようになっている。
【００２１】
素子１０の底面には、凹部１３が開口して形成されている。この凹部１３は、素子１０の表面にも開口する無底の円形孔とされている。凹部１３の内周は、樹脂部１１が熱可塑性樹脂であることに起因して、加熱状態では軟化し、自然状態（加熱後の冷却を含む）では硬化する可塑部１４として構成されている。
【００２２】
ヒートシンク６０は、アルミニウム等の金属製であって、例えば、アルミダイカストによって形成されている。
ヒートシンク６０の表面は、素子１０の取り付け時に、樹脂部１１の底面に密着するフラット面６１とされている。そして、ヒートシンク６０の表面には、素子１０の取り付け位置に対応して凸部６２が形成されている。凸部６２は、ヒートシンク６０の表面に対して略直交する向きに起立する円柱状をなしている。また、ヒートシンク６０の表面には、凸部６２の根元周りに、環状の凹溝６３が形成されている。
【００２３】
ここで、凸部６２は、凹部１３に挿入されて嵌合固定されるようになっている。凸部６２の先端部には、凹部１３への誘い込みをなすテーパ状のガイド部６４が周方向に切り欠いて形成されている。上記した可塑部１４は、自然状態では凸部６２の外径よりも小さい内径を有することで凸部６２に対する締め代Ｒを有し、加熱状態で軟化されたときに凸部６２を受け入れ、その後、冷却硬化されることで凸部６２の外周面に緊密に密着されるようになっている。
【００２４】
次に、ヒートシンク６０に素子１０を取り付ける方法について説明する。
まず、凹部１３の内周面を略均等に加熱して、可塑部１４を軟弱状態となす。次いで、ヒートシンク６０の表面側に素子１０を配置させ、その状態で、素子１０を引き下ろす。素子１０が降下する過程で、凹部１３内に凸部６２が圧入される。凹部１３内に凸部６２が正規深さで挿入されると、素子１０とヒートシンク６０の両フラット面１２、６１が面当たりされる。この場合、ヒートシンク６０の表面に凹溝６３が形成されていることにより、両フラット面１２、６１が面接触状態になることが保障される。
【００２５】
凹部１３への凸部６２の挿入（圧入）後、可塑部１４が冷却されると、それに伴って凹部１３が凸部６２を所定の締め代Ｒをもって締め付ける。これにより、凹部１３と凸部６２との密着性が高められるとともに、素子１０がヒートシンク６０に緊密に固定される。
【００２６】
以上説明したように、実施形態１によれば、加熱された可塑部１４が自然状態に戻る際に、可塑部１４の締め代Ｒによって凸部６２が凹部１３に締め付けられることにより、素子１０がヒートシンク６０に固定される。したがって、素子１０の取り付けに際し、ねじ止め以外の固定手段が提供される。また、凸部６２が位置決め機能を兼備するため、ヒートシンク６０に位置決め構造を設ける必要がなく、コスト高となるのが抑えられる。
【００２７】
ヒートシンク６０に凸部６２が形成され、素子１０に凹部１３が形成されているから、ヒートシンク６０に凹部が形成される場合と違って、ヒートシンク６０の放熱体積が減少することがなく、ヒートシンク６０の放熱性が良好に発揮される。
【００２８】
さらに、素子１０の樹脂部１１が熱可塑性樹脂によって形成されているから、凹部１３への加熱によって可塑部１４が軟化され、場合によっては熱膨張による凹部１３の内径拡大等も期待できる。その結果、凹部１３への凸部６２の挿入時に、樹脂部１１に過大な負荷を加えることなく、凹部１３及び凸部６２の密着性を高めることができる。
【００２９】
＜実施形態２＞
図４及び図５は、本発明の実施形態２を示す。実施形態２では、凸部６２Ａの形状が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様である。
凸部６２Ａの外周面には、溝６５が切り欠いて形成されている。溝６５は、凸部６２Ａの外周面における径方向の両端部に、対をなして略対称に配置されている。そして、溝６５の底面は、互いに略平行なストレート面６６として構成されている。
【００３０】
素子１０の取り付けに際し、可塑部１４を加熱した状態で、凹部１３内に凸部６２Ａが挿入される。その後、可塑部１４が冷却硬化されると、可塑部１４の一部が溝６５内に食い込み状態で進入する。この溝６５内に入り込んだ可塑部１４が一部が引っ掛かりとなり、凹部１３内における凸部６２Ａの高さ方向（上下上方）への遊動が規制される。
【００３１】
このように、実施形態２によれば、凸部６２Ａの外周面に溝６５が形成され、溝６５内に可塑部１４の一部が入り込んでいるから、ヒートシンク６０に対して素子１０が不用意に離脱するのが防止される。また、溝６５の高さ位置では、凹部１３及ぶ凸部６２Ａの断面形状が円形以外となるため、凹部１３内における凸部６２Ａの回転が規制される。その結果、ヒートシンク６０に対して素子１０が不用意に回転するのが防止される。
【００３２】
＜実施形態３＞
図６は、本発明の実施形態３を示す。実施形態３では、凹部１３Ｂ及び凸部６２Ｂの形状が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様である。
【００３３】
凹部１３Ｂの内周（可塑部１４Ｂ）は、その全体が円形以外の断面形状を有し、互いに対向する直線状の一対の第１対向辺１７と、両第１対向辺１７に直交して、互いに対向する円弧状の一対の第２対向辺１８とによって区画されている。一方、凸部６２Ｂの外周面も、その全体が円形以外の断面形状を有し、素子１０の取り付け時に、両第１対向辺１７に密着する直線状の一対の第３対向辺６７と、両第２対向辺１８に密着する円弧状の一対の第４対向面６８とによって区画されている。
【００３４】
したがって、実施形態３によれば、凹部１３Ｂ及び凸部６２Ｂの全体が、凹部１３Ｂ内における凸部６２Ｂの回転を規制可能な円形以外の断面形状を有しているから、ヒートシンク６０に対して素子１０が不用意に回転するのが確実に防止される。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）場合によっては、凹部がヒートシンクに形成され、凸部が素子に形成されるものであってもよい。
（２）凹部が、素子の底面のみに開口する有底の孔であってもよい。
（３）実施形態２、３では、凹部内における凸部の回転が規制可能となるように、凹部及び凸部が円形以外の断面形状を有していればよく、その形状自体を特に限定するものではない。
（４）実施形態１では、ヒートシンクの表面に、素子の外縁と当接して素子の回転を規制する回り止め構造を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０…素子
１３、１３Ｂ…凹部
１４、１４Ｂ…可塑部
６０…ヒートシンク
６２、６２Ａ、６２Ｂ…凸部
６５…溝
Ｒ…締め代
【図１】
0005441825.tif 000002
【図２】
0005441825.tif 000003
【図３】
0005441825.tif 000004
【図４】
0005441825.tif 000005
【図５】
0005441825.tif 000006
【図６】
0005441825.tif 000007