(57)【要約】【課題】従来に比して実装時の作業性を一段と向上することができる放熱機構等を提案する。【解決手段】放熱板４にパワー素子Ｑ１〜Ｑ６を押圧するクリップ５であって、略長方形形状による背板部分５Ａと、背板部分５Ａの対向する両辺の部位よりそれぞれ延出して先端に向かうに従って間隔が狭くなり、パワー素子Ｑ１〜Ｑ６を放熱板４に押圧する部位である脚部５Ｂ、５Ｃと、脚部５Ｂ、５Ｃより背板部分５Ａの長辺の延長方向に延出し、間隔を広げる治具７が当接する操作部５Ｇとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板にパワー素子を押圧するクリップであって、
矩形形状による背板部分と、
前記背板部分の対向する両辺の部位よりそれぞれ延出して先端に向かうに従って間隔が狭くなり、前記パワー素子を前記放熱板に押圧する部位である脚部とを備え、
前記脚部は、
両端部よりそれぞれ延出し、前記間隔を広げる治具が当接する操作部を備える
クリップ。
【請求項２】
前記背板部分は、
前記放熱板に設けられたストッパーに係合して前記放熱板に対する変位を制限する開口を備える
請求項１に記載のクリップ。
【請求項３】
前記脚部は、
少なくとも先端側より前記背板部分側に向かうスリットが設けられた
請求項１又は請求項２に記載のクリップ。
【請求項４】
スリットは、
前記背板部分側の最も奥まった部位が、前記操作部の前記背板部分側縁部より前記脚部の先端側となるように形成された
請求項３に記載のクリップ。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のクリップによりパワー素子を放熱板に押圧した
放熱機構。
【請求項６】
請求項５に記載の放熱機構を備えた
電子機器。
【請求項７】
放熱板にパワー素子を押圧するクリップの実装に供する治具であって、
前記クリップは、
矩形形状による背板部分と、
前記背板部分の対向する両辺の部位よりそれぞれ延出して先端に向かうに従って間隔が狭くなり、前記パワー素子を前記放熱板に押圧する部位である脚部とを備え、
前記脚部は、
両端部よりそれぞれ延出し、前記間隔を広げる前記治具が当接する操作部を備え、
前記治具は、
把持部と当接部とをそれぞれ有する１対の操作部品が、前記把持部と前記当接部との間に設けられた回動軸により回動可能に一体に連結された
治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーＦＥＴ等のパワー素子の放熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの駆動制御回路等の回路基板では、発熱量の大きなパワー素子（ＦＥＴ等のスイッチング素子）を使用しており、このようなパワー素子の放熱に放熱板を使用している。ここで放熱板は、通常、配線基板に設けられた貫通孔を使用して配線基板にネジ留めして配置される。パワー素子は、この放熱板にネジ留めして密着固定される。しかしながらこのような実装方法では、作業、組立に時間を要し、作業性が悪い欠点がある。
【０００３】
このため近年、放熱板を平板形状により形成し、クリップ形状の板バネを使用して放熱板にパワー素子を密着させて固定する方法が提案されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−２００３４６号公報
【特許文献２】特開平１０−３３５８６１号公報
【特許文献３】特開２００７−２７３８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこれらに提案の固定具は、実装時における作業性が悪い問題があり、これにより使い勝手の点で実用上未だ不十分な問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの点を考慮してなされたもので、従来に比して実装時の作業性を一段と向上することができる放熱機構等を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、治具により取り扱い容易なクリップを構成するとの着想により、本発明を完成するに至った。
【０００８】
（１）  放熱板にパワー素子を押圧するクリップであって、
矩形形状による背板部分と、
前記背板部分の対向する両辺の部位よりそれぞれ延出して先端に向かうに従って間隔が狭くなり、前記パワー素子を前記放熱板に押圧する部位である脚部とを備え、
前記脚部は、
両端部よりそれぞれ延出し、前記間隔を広げる治具が当接する操作部を備える。
【０００９】
（１）によれば、操作部を介して治具により脚部の間隔を広げることができ、これにより専用治具により片手でも装着が可能となり、従来に比して実装時の作業性を一段と向上することができる。
【００１０】
（２）  （１）において、前記背板部分は、
前記放熱板に設けられたストッパーに係合して前記放熱板に対する変位を制限する開口を備える。
【００１１】
（２）によれば、放熱板に対するクリップの変位量を制限することができることにより、この変位が大きくなって放熱の機能を損なうような状況を有効に回避することができる。
【００１２】
（３）  （１）又は（２）において、
前記脚部は、
少なくとも先端側より前記背板部分側に向かうスリットが設けられる。
【００１３】
（３）によれば、このスリットにより、スリットで区分される部位間で、脚部の広がりを異ならせることができ、これにより厚みに異なるパワー素子を纏めて放熱板に押圧することができる。
【００１４】
（４）  （３）において、
スリットは、
前記背板部分側の最も奥まった部位が、前記操作部の前記背板部分側縁部より前記脚部の先端側となるように形成される。
【００１５】
（４）によれば、スリットを設けて厚みの異なるパワー素子を纏めて押圧する場合でも、操作部を介して治具により脚部の間隔を確実に広げることができる。
【００１６】
（５）  （１）、（２）、（３）又は（４）記載のクリップによりパワー素子を放熱板に押圧する放熱機構。
【００１７】
（６）  （５）に記載の放熱機構を備えた電子機器。
【００１８】
（７）  放熱板にパワー素子を押圧するクリップの実装に供する治具であって、
前記クリップは、
矩形形状による背板部分と、
前記背板部分の対向する両辺の部位よりそれぞれ延出して先端に向かうに従って間隔が狭くなり、前記パワー素子を前記放熱板に押圧する部位である脚部とを備え、
前記脚部は、
両端部よりそれぞれ延出し、前記間隔を広げる前記治具が当接する操作部を備え、
前記治具は、
把持部と当接部とをそれぞれ有する１対の操作部品が、前記把持部と前記当接部との間に設けられた回動軸により回動可能に一体に連結される。
【００１９】
（７）によれば、治具の当接部をクリップの操作部に当接させて、把持部を把持して操作部品を回動させれば、クリップの脚部の間隔を広げることができ、これにより簡易な操作でクリップを取り付けることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、従来に比して実装時の作業性を一段と向上することができる放熱機構等を提案することを目的とする
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動ユニットを示す図である。
【図２】図１の駆動ユニットに係るクリップを示す図である。
【図３】クリップの実装に供する治具を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るクリップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器に適用される駆動ユニットを示す斜視図である。この駆動ユニット１は、３相のステッピングモータを駆動するドライバであり、この実施形態の電子機器は、この駆動ユニット１を内蔵して３相のステッピングモータを駆動する。
【００２４】
この駆動ユニット１は、例えばアルミニウム板材を曲げ加工して断面Ｌ字形状にベース材２が形成され、このベース材２に配線基板３が設けられる。駆動ユニット１は、この配線基板３に、ステッピングモータの駆動制御に供する駆動回路、駆動電流を出力するコネクタ、駆動制御に必要な情報等を入力するコネクタＣＮ２、放熱板４、パワー素子Ｑ１〜Ｑ６等が設けられる。
【００２５】
放熱板４は、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属板材を加工して作製され、配線基板３から植立するように、配線基板３にネジにより取り付けられる。なおこの実施形態において、放熱板４は、側方が折り曲げられてベース材２にネジ留めされており、これにより一段と効率良く放熱し、さらには強固に保持される。
【００２６】
パワー素子Ｑ１〜Ｑ６は、スイッチング素子として機能するパワーＦＥＴである。パワー素子Ｑ１〜Ｑ６は、３相であるステッピングモータの各相の駆動の切り替えに供される。このためパワー素子Ｑ１〜Ｑ６は、１対のパワー素子が直列に接続されて３組の直列回路が構成され、各直列回路の接続中点がコネクタを介してステッピングモータに接続される。パワー素子Ｑ１〜Ｑ６は、この対を成す１方の側のパワー素子Ｑ１〜Ｑ３と、他方の側のパワー素子Ｑ４〜Ｑ６が、それぞれ放熱板４の両側に整列して、対を成すパワー素子が背中合わせで放熱板４に密着するように配置される。またクリップ５による押圧により放熱板４に密着して保持される。なおこれらパワー素子Ｑ１〜Ｑ６は、放熱板４との間にシリコンシート等による絶縁シートが設けられる。
【００２７】
ここで図２は、クリップ５を示す図である。クリップ５は、ステンレス等のバネ性を充分に備えた金属板材を加工して作製される。クリップ５は、矩形形状により背板部分５Ａが形成され、この背板部分５Ａの長辺側の対向する両辺の部位が、それぞれほぼ９０度の角度により折れ曲がって垂下し、パワー素子Ｑ１〜Ｑ６を放熱板４に押圧する部位である脚部５Ｂ及び５Ｃを形成するように構成される。ここで脚部５Ｂ及び５Ｃは、先端側に向かうに従ってその間隔が狭くなるように形成される。また脚部５Ｂ及び５Ｃは、先端側の部位では、外側に開くように折り曲げられて導入部５Ｄが形成される。クリップ５は、このように先端側に向かうに従ってその間隔が狭くなるように、また先端に導入部５Ｄを設けるようにして、最も脚部５Ｂ及び５Ｃの間隔が狭くなる部位が、パワー素子Ｑ１〜Ｑ６を押圧する個所に割り当てられる。なおこれによりこの押圧する個所が、パワー素子Ｑ１〜Ｑ６の放熱に供する電極に接触しないように、背板部分５Ａからの距離等が設定されている。
【００２８】
またこの脚部５Ｂ及び５Ｃは、その長手方向（背板部分５Ａの長手方向）の長さが、整列して配置されたパワー素子Ｑ１〜Ｑ６の全体の幅より大きくなるように、換言するならば、脚部５Ｂ及び５Ｃによりパワー素子Ｑ１〜Ｑ６を一体に挟持可能な長さにより形成される。これによりクリップ５は、脚部５Ｂ及び５Ｃの間隔を広げて、放熱板４の上方より持ち来たし、脚部５Ｂ及び５Ｃによりパワー素子Ｑ１〜Ｑ６を挟持するように配置するだけの操作により、充分にパワー素子Ｑ１〜Ｑ６を放熱板４に密着させて保持することができる。
【００２９】
しかしながらこのように配置して、振動等によりクリップ５が上方に徐々に変位し、最終的にクリップが外れてしまう恐れもある。この場合、充分にパワー素子Ｑ１〜Ｑ６を放熱板４に押し付けることが困難になり、放熱板４による放熱の機能が損なわれることになる。
【００３０】
また振動によりクリップが水平方向に変位する恐れもあり、この場合、この変位量が大きくなると、最も外側に配置したパワー素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ４、又はＱ６を押圧できなくなり、当該パワー素子について、放熱板４による放熱の機能が損なわれることになる。
【００３１】
そこでこの実施形態において、クリップ５は、背板部分５Ａのほぼ中央に、矩形形状による開口５Ｆが形成される。またこの開口５Ｆに対応して、放熱板４は（図１）、上端面が上方に突出してほぼ９０度の角度により折れ曲がり、開口５Ｆに係合してクリップ５の変位を防止するストッパー４Ａが形成される。これによりクリップ５にあっては、振動等によっても、充分に放熱板４による放熱の機能を損なわないように構成される。すなわちこの開口５Ｆとストッパー４Ａの係合により、振動によるストッパーの水平方向の変位量は、開口５Ｆの長さにより制限されることになり、これにより著しいクリップ５の水平方向の変位を防止して、水平方向の変位による放熱機能の低下を防止することができる。また垂直方向の変位については、ストッパー４Ａの先端側の折れ曲がった部位がクリップ５の上方への変位を制限することになり、これにより上方の変位による放熱機能の低下を防止することができる。
【００３２】
しかしてこの場合、クリップ５は、脚部５Ｂ及び５Ｃの間隔を広げて、放熱板４の上方より持ち来たし、脚部５Ｂ及び５Ｃの間にパワー素子Ｑ１〜Ｑ６が位置するようにして開口５Ｆにストッパー４Ａを差し込んだ後、ストッパー４Ａが充分に機能するように、全体をスライドさせることが必要である。しかしながら充分にパワー素子Ｑ１〜Ｑ６を放熱板４に押圧できるように構成すると、単純に脚部５Ｂ及び５Ｃの間隔を広げるだけでも、過大な力を要し、これだけでも著しく実装時の作業性が劣化する。さらにこの実施形態では、ストッパー４Ａが充分に機能するように、クリップ５をスライドさせることも必要になる。これにより実装時の作業性が著しく劣化する恐れがある。
【００３３】
そこでこの実施形態において、クリップ５は、脚部５Ｂ及び５Ｃの先端側が、それぞれ長手方向に延出するように形成され、クリップ５を実装する際に治具によりクリップ５を操作する操作部５Ｇが形成される。
【００３４】
図３は、クリップ５の実装に供する治具をクリップ５と共に示す斜視図である。この治具７は、ほぼ同一形状による１対の操作部品７Ａ、７Ｂを、操作部品７Ａ、７Ｂのほぼ中央に設けられた回動軸８により回動自在に一体化して形成される。操作部品７Ａ、７Ｂは、所定板厚の金属板材を加工して作製され、回動軸８の１方の側に、内側よりクリップ５の操作部５Ｇに当接する当接部７Ｃが設けられ、回動軸８の他方の側に、治具７を把持する把持部７Ｄが設けられる。図３では治具７を簡略化して図示しているが、治具７は、所謂洗濯バサミの如く、一対の操作部品７Ａ、７Ｂの把持部７Ｄ間を狭めるように握ることで、操作部品７Ａ、７Ｂを回動させ、操作部品７Ａ、７Ｂのそれぞれの当接部７Ｃ間が拡がるように作用する。
【００３５】
これによりこの実施形態では、治具７の当接部７Ｃをクリップ５の操作部５Ｇに内側より当接させて、治具７の把持部７Ｄを把持して操作部品７Ａ、７Ｂを回動させれば、クリップ５の脚部５Ｂ、５Ｃの間隔を広げることができ、これにより簡易な操作でクリップ５を取り付けることができる。
【００３６】
またさらに放熱板４に設けられたストッパー４Ａに係合して放熱板４に対する変位を制限する開口５Ｆを背板部分５Ａに設けることにより、振動等により放熱の機能を損なうことが無いようにすることができる。
【００３７】
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。
【００３８】
すなわち上述の実施形態では、パワー素子Ｑ１〜Ｑ６の厚みが同一であることを前提に、パワー素子Ｑ１〜Ｑ６を一体に放熱板に押圧する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図４に示すように、脚部にスリットを設け、厚みの異なるパワー素子を押圧できるように構成してもよい。
【００３９】
またこのようにしてスリットを設ける場合に、スリットの最も奥まった部位Ｙが、操作部５Ｇの背板側縁部Ｘより脚部５Ｂの先端側となるように、スリットの深さを設定することにより、操作部５Ｇの治具による操作により、スリットにより区切られた脚部５Ｂの各部については、まとめて間隔を広げることができ、実装時、メンテナンス時の操作性を向上することができる。
【００４０】
また上述の実施形態では、放熱板の両面にパワー素子を配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、放熱板の一方の側の面にのみパワー素子を配置する場合にも広く適用することができる。
【００４１】
また上述の実施形態では、脚部の両端部に操作部を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて両端部以外の部位にも操作部を設けるようにしてもよい。
【００４２】
また上述の実施形態では、３相のステッピングモータの駆動ユニットに適用して、スイッチング素子であるパワーＦＥＴを放熱板に配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各種の出力段のパワーＦＥＴ、パワートランジスタ等を配置する場合に広く適用することができ、例えばオーディオアンプの出力段のパワーＦＥＴを放熱板に配置する場合等に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  駆動ユニット
２  ベース材
３  配線基板
４  放熱板
４Ａ  ストッパー
５  クリップ
５Ａ  背板部分
５Ｂ、５Ｃ  脚部
５Ｄ  導入部
５Ｆ  開口
５Ｇ  操作部
７  クリップ装着用治具
７Ａ、７Ｂ  操作部品
７Ｃ  当接部
７Ｄ  把持部
８  回動軸
ＣＮ１、ＣＮ２  コネクタ
Ｑ１〜Ｑ６  パワー素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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