(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱電子部品を金属筐体に密接して放熱を行う放熱装置において、
金属筐体に立設部を設け、発熱電子部品の放熱面をこの立設部と熱伝導性弾性部材を介して固定し、
また発熱電子部品と基板との間に金属支柱部材を介在してこの発熱電子部品を保持し、
立設部上に固定された前記発熱電子部品の配線端子を基板上に設けられた電気回路と半田にて電気接続可能にしたことを特徴とする発熱電子部品の放熱装置。
【請求項２】
前記金属支柱部材の側面に段付部を形成し、表面積を大きくして放熱効果を向上させたことを特徴とする請求項１記載の発熱電子部品の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発熱電子部品の放熱装置に係り、特に電子部品の発熱を、この電子部品を取付ける筐体に逃して冷却効率を高めるとともに、その端子を基板上のパターンに直接半田付可能にして作業性の向上を高めるとともに、部品点数の削減を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、使用中に発熱する電子部品、例えばダイオード、トランジスタ等に対しては、放熱器により放熱して、電子部品の温度上昇を押さえることが行われている。これらの電子部品では、当初から放熱に対する考慮がなされているため、各種の放熱器が市場においても用意されている。
【０００３】
しかし整流ブリッジ・ダイオード等のワイヤー配線端子例えばファストン端子を備えたものの発熱に対しては、電子部品を放熱器あるいは筐体に固定していた。即ちこの方法の多くは、例えばファストン端子からワイヤーによって配線され、他の電子部品が搭載された基板に電気接続されることになる。
【０００４】
従来の発熱電子部品の放熱装置について、図４（Ａ）、（Ｂ）にもとづき説明する。図４（Ａ）は従来の発熱電子部品の放熱装置の説明図、同（Ｂ）はその分解説明図である。図中、２は整流ブリッジ・ダイオードの如き発熱電子部品、６は端子付きワイヤー、７は固定ねじ、８は端子、９は固定ねじ、１０は基板、１１は端子板、１２は金属筐体である。
【０００５】
発熱電子部品２は金属筐体１２に対して、固定ねじ７によりその全面が接触する状態で取り付けられている。この金属筐体１２には基板１０が固定ねじ５Ｄにより固定されている。発熱電子部品２は、基板１０に形成された、図示省略した回路パターンに接続されるものであり、端子８により基板１０上の回路パターンと接続される。
【０００６】
そして一端には端子板１１が取り付けられ、他端が前記発熱電子部品２のワイヤー配線端子２Ａと巻回固定された端子付きワイヤー６を用いて、発熱電子部品２の４個のワイヤー配線端子２Ａと、基板１０上に設けられた４個の端子８とが、固定ねじ９により端子板１１を端子８に固着することにより電気接続されることになる。したがて作業が複雑となり、部品点数も多くなるという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、本来基板上の回路パターンに半田で電気的接続できるものが、ワイヤー配線しなければならないため、この発熱電子部品２を金属筐体に取り付けるときに作業性や部品点数等の点で問題があった。
【０００８】
従って本発明の目的は、このような問題を改善するために、発熱する電子部品を筐体に取り付けて放熱する構造の放熱装置において、電子部品の配線端子を基板上の回路パターンと直接半田付けできるように構成することにより作業性のすぐれた放熱装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明では、図１（Ａ）（Ｂ）に示す如く、金属筐体５と一体に延出された立設部５Ａと、発熱電子部品２とをその間に熱伝導性弾性部材４を介して配置する。そして発熱電子部品２のワイヤー配線端子２Ａ上に金属支柱部材３を介して基板１を搭載し、図１（Ｂ）に示す如く、ねじ２Ｃにより金属支柱部材３を発熱電子部品２上に固定する。また基板１は固定ねじ５Ｄにより金属筐体５の突起状部に固定される。
【００１０】
このとき、金属支柱部材３により、必要とされる距離が保持され、ワイヤー配線端子２Ａの先端が基板１よりわずかに突出されるので、この距離の保持された状態で他の電子部品と一緒にワイヤー配線端子２Ａの先端が基板１上の回路パターン（図示省略）と半田付けされる。
【００１１】
しかもこのようにして基板１に搭載された発熱電子部品の放熱面２Ｂと金属筐体５から延出された立設部５Ａの接触面５Ｂとは、熱伝導性弾性部材４を介して密接しているので、発熱電子部品２の発熱が金属筐体５から効率的に放熱される。さらに端子付ワイヤーを使用することなく、ワイヤー配線端子２Ａの先端を基板１上の回路パターンに簡単に半田接続することができ、部品点数が少なくなるのみでなく、作業性を大きく向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１及び図２により説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す構成図、図２はその分解状態を示す斜視図である。図中、１は基板、２は発熱電子部品、３は金属支柱部材、４は熱伝導性弾性部材、５は金属筐体である。
【００１３】
基板１は発熱電子部品２が機能する電気回路が構成されるものであり、回路パターンが設けられているのみならず、発熱電子部品のワイヤー配線端子２Ａの挿入される孔部や、金属支柱部材３の端部が挿入される孔部等が形成されている。
【００１４】
発熱電子部品２は、例えば全波整流を構成するダイオードブリッジ回路の如く、その動作により大きく発熱する電子部品である。
【００１５】
金属支柱部材３は発熱電子部品２と基板１との距離を正確に保持するものである。そして放熱効果を持たせるため、熱伝導度のよい材料、例えば銅、Ａｌ、合金等で構成され、ねじ２Ｃと螺合するため、内側に螺合溝が形成されている。金属支柱部材３は、図２（Ｂ）に示す如く、段付部３Ａを設けるときは、更に放熱効果を高めることができる。
【００１６】
熱伝導性弾性部材４は、発熱電子部品２から発生した熱を立設部５Ａを介して金属筐体５に良好に伝達するのみならず、組立てに際して発熱電子部品２と立設部５Ａとの間の距離に誤差が存在しても、発熱電子部品２と立設部５Ａとの間でその弾性によりこれらと良好に密接し、熱伝導効果を良好にするものであり、例えばシリコンゴム等の熱伝導性ゴムで作成される。
【００１７】
金属筐体５は発熱電子部品２からの発熱を良好に放熱するとともに基板１を保持するものである。発熱電子部品２からの発熱を良好に放熱するために、金属筐体５から延出された立設部５Ａが設けられ、立設部５Ａに伝達された熱を抵抗なく金属筐体５全体に伝達して放熱効果を向上させる。また基板１を所定位置に保持するための突起状部が形成され、基板１をこれにねじ止め可能にしている。金属筐体５は、例えば軽さと熱伝導率の両方を勘案してマグネシュウム合金で作成しているが、アルミニウム合金やその他の金属で作成することもできる。
【００１８】
本発明では、発熱電子部品２にねじ２Ｃを貫通させたのち、金属支柱部材３をこれに螺合する。それから発熱電子部品２のワイヤー配線端子２Ａを基板１の回路パターン内の孔部よりわずかに突出するように基板１に搭載し、基板１との間に必要とされる距離に一定の寸法に介在させた金属支柱部材３の端部が基板１に形成した穴部に係合する。このようにして基板１に発熱電子部品２が所定の位置に固定、載置されることになる。
【００１９】
それから基板１の他の電子部品と一緒に、発熱電子部品２のワイヤー配線端子２Ａを半田固定する。その後立設部５Ａの接触面５Ｂに熱伝導弾性部材４を置き、基板１を金属筐体５の螺合部５Ｅに固定ねじ５Ｄにより固定する。
【００２０】
金属支柱部材３は、発熱電子部品２と基板１との距離を決め発熱電子部品２のワイヤー配線端子２Ａを基板１に搭載するための支持具の役割を果している。
【００２１】
図１（Ｂ）の立設部部分断面図に示すように、発熱電子部品２で発生した熱は熱伝導性弾性部材４を通って金属筐体５に伝わり放熱される。この熱は金属支柱部材３により一部その周辺に放出される。図２（Ｂ）に示す如く、金属支柱部材３に段付き部３Ａが形成されるとき、その放熱効果を更に高めることができる。大部分の熱は発熱電子部品２の放熱面２Ｂから熱伝導により熱伝導性弾性部材４、立設部５Ａ、金属筐体５に伝わり、金属筐体５から外気へ良好に放熱される。
【００２２】
本発明では、図１に示す如く、金属筐体５の立設部５Ａは基板１の他の電子部品の高さに合わせる機能を兼ね、発熱電子部品２の発熱を放熱面２Ｂから熱伝導性弾性部材４を介して金属筐体５へ放熱するものである。
【００２３】
立設部５Ａの形成は、ダイカスト等金属筐体５と一体化できる方法であればよく、熱伝導性弾性部材４との接触面５Ｂの他面の垂直方向に放熱フインの役目をするミゾ５Ｃを形成することもできる。
【００２４】
発熱電子部品２のワイヤー配線端子２Ａを基板１に搭載し、基板１との間に必要とされる距離に一定の寸法に介在させた金属支柱部材３に、図２（Ａ）に示すねじ２Ｃで発熱電子部品２を固定する。基板１の電気的接合における配線作業は、基板１の他の電子部品と一緒に発熱電子部品２のワイヤー配線端子２Ａを半田固定するだけで済む。この状態で金属筐体５の立設部５Ａの接触面５Ｂに熱伝導性弾性部材４を載せ、基板１を金属筐体５の螺合部５Ｅにねじ５Ｄで固定する。
【００２５】
図１、図２では、発熱電子部品２と金属支柱部材３とを発熱電子部品２側からねじ２Ｃにより固定した場合について説明したが、他の形態として図３に示す如く、立設部５Ａに螺合部５Ｆを形成し、発熱電子部品２の固定を基板１側からねじ２Ｄで固定することもできる。この場合、金属支柱部材３の内部をねじ２Ｄが通過するものとなる。
【００２６】
このように、発熱電子部品２の固定を基板１側からねじ２Ｄで行うことにより細いねじの部分が立設部５Ａと螺合するため、図１、図２に示す如く、太いねじ頭が立設部５Ａ内に位置することがなく、発熱電子部品２の放熱面２Ｂと金属筐体５の立設部５Ａの接触面５Ｂの接触面積が増し、放熱効果を上げることができる。しかも基板１を発熱電子部品２で保持することができ、金属筐体に基板の保持部分の数を減少させたり、場合によってはこれをなくし、電子部品のみで基板を保持することもできる。
【００２７】
このように本発明によれば、組立作業性向上及び部品点数の削減によるコストの低減が可能となる。また確実に金属筐体に放熱することができ、安定した放熱効果を得ることができる。
【００２８】
なお本発明の放熱装置に用いられる熱伝導性弾性部材としてはシリコンゴムの如き熱伝導性ゴム等が推奨されるが、弾性を有し、熱伝導性ゴムと比べて熱伝導率が同等以上の材料であればよい。
【００２９】
金属支柱部材の材料には、例えばアルミ合金等が推奨されるが、熱伝導性弾性部材と比べて熱伝導率の高いものであればよい。また段付き部の形状も、矩形の他、三角形状、半円形等表面積を大きくできる形状であればよい。
【００３０】
また特開昭６０−１００４５７号公報に電子部品と、電子部品を配設した金属製ケースとの間に熱伝導部材を介装したものが記載されているが、これは金属製ケースに立設部が設けられたものではないので本発明に比較して放熱効果が大きく劣るものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば下記の効果を奏することができる。
（１）発熱電子部品からの発熱を、金属筐体と一体形成された立設部により金属筐体に良好に熱伝達して効率よく放熱することができるのみならず、ワイヤー配線端子に半田付けにより基板の回路パターンと直接接続することができ、作業性の向上と部品点数の削減をはかることができ、コストの低減をもたらすことができる。しかも熱伝導性弾性部材の存在により、部品サイズに多少の誤差があっても発熱電子部品の発熱を立設部に良好に熱伝達することができ、放熱効果を確保することができる。
【００３２】
（２）段付き部を有する金属支柱部材を使用することにより発熱電子部品と基板との距離を正確に保持できるのみならず、金属支柱部材からの放熱効果を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である。
【図２】本発明の分解斜視図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態である。
【図４】従来例説明図である。
【符号の説明】
１  基板
２  発熱電子部品
２Ａ  ワイヤー配線端子
２Ｂ  放熱面
２Ｃ、２Ｄ  ねじ
３  金属支柱部材
３Ａ  段付き部
４  熱伝導性弾性部材
５  金属筐体
５Ａ  立設部
５Ｂ  接触面
５Ｃ  ミゾ
５Ｄ  固定ねじ
５Ｅ、５Ｆ  螺合部
６  端子付きワイヤー
７  固定ねじ
８  端子
９  固定ねじ
１０  基板
１１  端子板
１２  金属筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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