(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンと該ファンに対置しているヒートシンクとから成っており、該ヒートシンクの前記ファンから離れた面に回路部品を密着保持している矩形形状のヒートシンクファンであって、前記密着保持する手段が前記ヒートシンクファンから垂下し下端に前記回路部品を係止めするための係止め部を有している脚部であり、該脚部がヒートシンクファンを構成しているファンに一体的に形成されていることを特徴とするヒートシンクファン。
【請求項２】
該脚部がヒートシンクファンの対角線上の２隅にのみ設けてあることを特徴とする請求項１のヒートシンクファン。
【請求項３】
該脚部がヒートシンクファンの４隅に設けてあることを特徴とする請求項１のヒートシンクファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は種々のＯＡ機器、研究実験器具、医療機器等に広く使用されている回路部品を冷却するためのヒートシンクを備えた小型ファンモータ（以下、ヒートシンクファンという）に関し、より詳細には回路部材を備えたヒートシンクファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
長時間通電し連続作動することにより多くの回路部品例えばパワートランジスタ等は、発熱しそれ自体高温状態となり、作動不良を発生することがある。そのためこのような回路部品において正常な作動を得るためには、回路部品を常時常温状態におく必要がある。このため、多くの場合、通電中の回路部品にはファンによって周辺大気を送り込み該回路部品を冷却している。通常、このような回路部品の冷却に際しては、その回路部品の面にヒートシンクを密着して固定し、このヒートシンクへ前記ファンによって風を送り込み、該ファンの送風作用によってヒートシンクを冷却し、これにより、ヒートシンクへ固定された回路部品に放熱効果を提供している。
【０００３】
このような放熱効果をより効率的に行うため、これまでは、例えば、図６に示すように、矩形形状を有するファン１の４隅に円形断面の突起２を下向きに設け、更に該ファン１の中心に対して相対する２隅にフランジ部分３を設け、このフランジ部分３の外周縁から下向きに垂下部４を形成しかつ該垂下部４の下端から内方に向かって僅かに伸びているつめ５を一体的に形成している。一方、同様に矩形形状を有するヒートシンク６のくし状の放熱板７を互いに連結している４隅の連結部８には盲孔９が設けてあり、更に前記ファン１のフランジ部分３を有する２隅に対応する２つの連結部８には、該フランジ部分３のつめ５を受け入れる突縁１０が設けてある。これによりファン１の突起２をヒートシンク６の盲孔９に差し込むと同時に、ファン１のつめ５をヒートシンク６の突縁１０下方に嵌め合わせることによりファン１とヒートシンク６とを一体化したヒートシンクファン１１を形成し、その後、該ヒートシンクファン１１の下面に例えば両面テープのような適当な接合手段１２の一面を接合し、さらに、この接合手段１２の他面に回路部品１３を接合し、こうして、回路部品１３をヒートシンク６に間接的に連結し、回路部品１３を冷却していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法においては、初めにヒートシンク６とファン１とを一体的に組みつけヒートシンクファン１１を形成し、その後に、このヒートシンクファン１１の裏面へ又は回路部品１３の片面に両面テープのような適当な接合手段１２を貼り付け、次いで該ヒートシンクファン１１と回路部品１３とを互いに整合させながらヒートシンクファン１１へ回路部品１３を固定するという工程を経るため、工程的に非常に手間がかかるという課題があった。
【０００５】
更には、使用される回路部品１３によっては、比較的発熱量が多く、かなり高温になる回路部品も存在する。しかるに、一般的に、接合手段１２は高温に弱い傾向にあることが多い。このためこれまでの方法においてはヒートシンクファン１１と回路部品１３と間の接合力が容易に低下し、両者間の熱伝達が不十分となり、このため冷却効果が短時間で劣化するという課題があった。更には回路部品１３がヒートシンクファン１１から容易に分離するという課題もあった。
【０００６】
その上、また、これまでの方法においては、ヒートシンクファン１１と回路部品１３との間に、例えば両面接着テープのような接合手段１２の層が介在するため、ヒートシンクファン１１と回路部品１３とが間接的に接続される結果となり、このため両者間における熱伝導性が悪く、冷却効率が好ましくないという課題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらの諸課題を解決するため、これまでのヒートシンクファン１１と回路部品１３とを直接的に接合するため、両者間に介在する接合手段１２を一切不要とし、その代わりに、ヒートシンクファン１１と回路部品１３とを容易かつ確実に直接接触した状態で固定するためにヒートシンクファン１１から垂下し下端に回路部品１３を係止めするための係止め部を有している脚部を設けた。
【０００８】
【作用】
本発明では、固定手段を回路部品に掛け止めすることにより、ヒートシンクファンと回路部品との組つけを非常に容易にしている。またヒートシンクファンと回路部品との間に熱に弱い両面接着テープのような接合手段が存在せず、回路部品が発熱してもその粘着力が低下することなく常に一定の力で両部材を保持することが出来る。その上、ヒートシンクファンと回路部品とが直接接触した状態で固定されるため、ヒートシンクファンと回路部品との間の熱伝導性がよく、冷却効率を著しく改良している。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明を具体化した第１の実施例に係るヒートシンクファン２０と回路部品２１とを示す。図から明らかなように、本発明のヒートシンクファン２０は、図６に示す公知のヒートシンクファンと同様に矩形形状を有するファン２２と、ヒートシンク２３と、から構成されている。ファン２２の４隅には円形断面の突起２４が下向きに設けてあり、更に該ファン２２の中心に対して相対する２隅にフランジ部分２５が設けてあり、このフランジ部分２５の外周縁から下向きに垂下部２６を形成しかつ該垂下部２６の下端から内方に向かって僅かに伸びているつめ２７を一体的に形成している。更に、該ファン２２の中心に対して相対する別の２隅には、前記突起２４の外側に該ファン２２からほぼ垂直に伸びている脚部２８が設けてある。これらの脚部２８は前記垂下部２６より長く、かつそれらの脚部２８の下端には前記つめ２７と同様の係止め部２９が互いに対向するよう内方に向かって設けてある。脚部２８の長さは、実質的にヒートシンク２３の高さと回路部品２１の厚みとを合わせた寸法に等しく、また係止め部２９は、該係止め部２９が回路部品２１の下側に入り込み、該回路部品２１をヒートシンク２３へ密着保持出来るような寸法を有している。
【００１０】
一方、同様に矩形形状を有するヒートシンク２３のくし状の放熱フィン３０を互いに連結している４隅の連結部３１には盲孔３２が設けてある。更に前記ファン２２のフランジ部分２５を有する２隅に対応する２つの連結部３１には、該フランジ部分２５のつめ２７を確実に受け入れる大きさを有する突縁３３が設けてある。ここで、突起２４は盲孔３２に完全にかつガタを生じることなく入り込むことが出来る寸法を有しており、さらに、つめ２７と突縁３３とは、一方を他方に対して押圧することにより、両者が互いに弾性的に嵌合するよう斜面係合状態になっているのが好ましい。
【００１１】
これによりファン２２の突起２４をヒートシンク２３の盲孔３２に差し込むと同時に、ファン２２のつめ２７がヒートシンク２３の突縁３３に嵌合し、ファン２２とヒートシンク２３とを一体化し、ヒートシンクファン２０が形成される。
【００１２】
次いで、該ヒートシンクファン２０の下面即ちヒートシンク２３の裏面に回路部品２１を配置し、ファン２２の脚部２８を該回路部品２１の角部外方に位置づけると同時に、該脚部２８の下端を互いに引き離して、該脚部２８の下端の係止め部２９を、前記回路部品２１の下面側に係合させ、こうして、回路部品２１をヒートシンクファン２０に一体的に保持する。このような保持方法においては、接着テープのような接合手段を必要とすることなく、簡単に回路部品２１をヒートシンクファン２０に一体的に接触乃至密着保持することが出来る。このため、ヒートシンクファン２０の冷却能力が直接的に回路部品２１へ伝達され、該回路部品２１の冷却効率を非常に高めることが出来るのである。
【００１３】
図２は、本発明の別の具体例を示す側面図である。この実施例は図１の実施例の構成と概ね類似しており、ファン４０とヒートシンク４３とによりヒートシンクファン４５が形成されている。図１の実施例では、ファンの一方の対角線上にある一対の隅部にフランジ部分２５及び垂下部２６を設け、これらの垂下部２６がヒートシンク２３の一対の隅部に設けた突縁３３に係合することにより、ヒートシンク２３とファン２２とを組み合わせたヒートシンクファン２０を形成し、一方、ファン２２の他方の対角線上にある一対の隅部に脚部２８を設け、これらの脚部２８が回路部品２１をヒートシンクファン２０の下面に接触乃至密着保持する作用をしているが、図２の実施例では、図１に示すファンの一方の対角線上にある一対の隅部に設けたフランジ部分２５及び垂下部２６を無くし、その代わりに、ファン４０の４つの隅部全てに図１の脚部２８と同様の脚部４１を設け、更にそれらの脚部４１の下端に互いに内方に向かって伸びている係止め部４２を形成し、これらの係止め部４２がヒートシンク４３の下側に密接して配置した回路部品４４の下面を接触乃至密着保持するようにしたものである。
【００１４】
図２の実施例では、ファン４０とヒートシンク４３とを直接係合保持してヒートシンクファン４５を形成するための手段は存在しないが、ファン４０がヒートシンク４３を介して回路部品４４を係合保持し、ヒートシンク４３は両部材に挟着保持されている。図２の方法では回路部品４４の４隅が脚部４１によって保持されるので、その取り付けが安定している。なお、この実施例において、ファン４０の各隅に図１と同様の突起４６を設け、更にヒートシンク４３の各隅に該突起４６を受け入れる盲孔４７を設け、ファン４０とヒートシンク４３とを組みつけてヒートシンクファン４５を形成することが可能である。これによりファン４０とヒートシンク４３との一体化が図られ、回路部品４４をより安定してヒートシンクファン４５に密着保持することが出来る。
【００１５】
更に、図２においては、ファン４０の４隅から脚部４１が伸長している実施例について開示したが、脚部４１は一方の対角線上の隅にのみ設けてもよい。また、図２において、ファン４０とヒートシンク４３とを互いに固定しない状態でヒートシンクファンを構成することについて記載したが、必要に応じ、糊、ねじその他の物理的又は化学的手段によって両者を互いに固定することも可能である。
【００１６】
図３及び図４は本発明の回路部品付きのヒートシンクファンを形成するために回路部品５９とヒートシンクファン６０とを連結し固定保持するための固定保持具５０を示している。この固定保持具５０は、図１に示す脚部２８又は図２に示す脚部４１と同様の機能を提供するものである。図３から明らかなように、この固定保持具５０は２つの溝形部材５７、５８を互いに直角に連結した構造を有しており、好ましくはプラスチック部材により一体的に成形されている。これらの溝形部材５７、５８は、ヒートシンク６１とファン６２とからなるヒートシンクファン６０の厚み寸法に回路部品の厚み寸法を加えた寸法に等しい寸法ｄ１を有する垂直壁５１と、該垂直壁５１の下部から伸びている下壁５２と、該垂直壁５１の上部から伸びている上壁５３と、がコ字形断面を提供するように成形されている。しかしながら、下壁５２の先端縁と上壁５３の先端縁との距離ｄ２は前記ｄ１より幾分小さくなるように形成されているのが好ましい。
【００１７】
２つの溝形部材５７、５８の直角連結部には下壁５２と下壁５２及び上壁５３と上壁５３とを連結する三角形の補助壁５４が設けてある。上方の補助壁５４の下面側には短い突出部５５が設けてある。この突出部５５が衝接するファン６２の上側面角部には図４に示すようにこの突出部５５を受け入れるために、適当な凹み又は孔５６が設けてある。
【００１８】
次に図１及び図２及び図４の実施例を参照しながら、この固定保持具５０の使用方法について述べる。初めに図１に示すヒートシンクファン２０においてファン２２の一方の対角線上の隅に設けた突起２４、フランジ部分２５、垂下部２６、つめ２７をそれぞれヒートシンク２３の盲孔３２、突縁３３に対して係合させ、ヒートシンクファン２０を形成する。その後、ヒートシンク２３の下面に回路部品２１を直接接触乃至密着保持する。次いで、ファン２２の他方の対角線上の２隅に、図４に示すように、固定保持具５０の下壁５２が回路部品５９の下面側に係合し、上壁５３がファン６２の上側面に係合するように位置づける。次いで図４に示すように、ファン６２の隅部上面に予め設けた孔５６へ突出部５５を嵌め込む。
【００１９】
この結果、この固定保持具５０はヒートシンクファン６０と回路部品５９とを簡単に一体的に固定保持することが出来るのである。コ字形断面を有する上壁５３と下壁５２との寸法ｄ１とｄ２との関係から、ヒートシンクファン６０に対して回路部品５９は、極めて密着した状態にて保持されるのである。同様に、図２に示すヒートシンクファン４５においてファン４０の４隅を互いに整合させ（必要に応じて、図１と同様に、突起２４及びこれを受け入れる盲孔３２を使用することが出来る）、その後、ヒートシンク４３の下面に回路部品４４を直接密着保持する。次いで、ファン４０の４隅に、図４に示すように、固定保持具５０の下壁５２が回路部品５９の下面側に係合し、上壁５３がファン６２の上側面に係合するように位置づける。次いで図４に示すように、ファン６２の隅部上面に予め設けた孔５６へ突出部５５を嵌め込む。この結果、この固定保持具５０はヒートシンクファン６０と回路部品５９とを簡単に一体的に極めて密着した状態で固定保持することが出来るのである。
【００２０】
しかるに、図１に示す構成においては、ヒートシンクファン２０に回路部品２１を密着保持するため、ファン２２に脚部２８を一体的に設けており、回路部品２１を装着するとき該脚部２８の下端を互いに張り広げ、該脚部２８の下端にある係止め部２９を回路部品２１の下面側に嵌め込むための作業が必要となる。しかしながら、図３の固定保持具５０を使用すれば、脚部２８が不要となるばかりでなく、該脚部２８を回路部品２１の下面側に嵌め込む作業が不要となる。
【００２１】
同様に図２の実施例においては、ヒートシンクファン４５に回路部品４４を密着保持するため、ファン４０に脚部４１を一体的に設けているが、この場合には、回路部品４４を装着するとき該脚部４１の下端を互いに張り広げ、該脚部４１の下端にある係止め部４２を回路部品４４の下面側に嵌め込む作業が必要となる。しかしながら、図３の固定保持具５０を使用すれば脚部４１が不要となるばかりでなく、該脚部４１を回路部品４４の下面側に嵌め込む作業が不要となる。
【００２２】
勿論、図１及び図２に示すヒートシンクファン２０、４５において、脚部２８、４１と、固定保持具５０とを同時に使用することも出来るのである。このときには、ヒートシンクファンの一方の対角線上の２隅に脚部を設け、他方の対角線上の２隅に固定保持具を装着することが適当である。
【００２３】
図５は、別の固定保持具７０を示すものである。即ち図３の固定保持具５０は、熱伝達性をよくするため、ヒートシンクファン６０に対して回路部品５９を密着保持するように、垂直壁５１の寸法ｄ１と上壁の先端縁と下壁の先端縁との間隔ｄ２において間隔ｄ２を小さく形成している。このため該固定保持具５０の装着が困難を伴う場合がある。
【００２４】
このような困難を改良するため、図５の固定保持具７０では上壁７１の先端縁と下壁７２の先端縁とにそれぞれ上方及び下方に逃げる案内部７３、７４を設けた弾性クランプ部材としたものである。これにより、固定保持具７０の装着が著しく容易となっている。固定保持具７０のその他の構造及び使用方法は図３及び図４について述べたと実質的に同様である。しかしながら、この弾性クランプ部材から成る固定保持具７０では図３に示した補助壁５４への突出部５５は不要である。更に、この弾性クランプ部材７０は、図３に示すような鍵形以外に、図３の一方の溝形部材５７又は５８からなるようなストレートタイプの弾性クランプ部材とすることも出来る。
【００２５】
図１及び図２においては、回路部品２１、４４を保持するための脚部２８、４１が、ファン２２、４０に一体的に形成されているが、これは限定事項ではない。なぜなら、これらの脚部２８、４１は、ヒートシンク２３、４３に対して一体的に形成することも出来るからである。更に、ヒートシンク２３、４３の底面に所定の大きさの孔を一個又は複数個打ち抜き、ファンからの送風が直接回路部品へ当たるようにすることも可能である。また、図３及び図５に示すような固定保持具は、ヒートシンクファンの一方の対角線上の隅にのみ使用する以外に４隅全てに使用することも出来ることは当然である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では、固定手段を回路部品に掛け止めするだけなので、ヒートシンクファンと回路部品との組つけが非常に容易であり、またヒートシンクファンと回路部品との間に両面接着テープのような接合手段が存在しないので、部品点数の削減が得られ組み立てが容易となり、また高熱に弱い粘着テープ等のような接合手段が使用されていないので回路部品が発熱してその粘着力が低下するという心配がなく、その上、ヒートシンクファンと回路部品とを直接接触した状態で固定し、また固定手段により回路部品の隅部を確実にヒートシンクファンに対して固着出来るため、ヒートシンクファンと回路部品との間の熱伝導性がよくなり、冷却効率が著しく改善されている。更に、ヒートシンクファンの着脱が出来るので、その保守点検交換等が容易になし得る。
【００２７】
その上、本発明では特殊な固定保持手段を使用することにより、ヒートシンクファンに対して回路部品を強固に固定出来る。このため、上述と同様に優れた組付性、高効率的な冷却作用、保守点検交換等の容易性等の利点を提供することが出来る。更に、ヒートシンクファンに一体的に有する固定手段は、もし何らかの原因により破損した場合にはヒートシンクファン全体を取り替える必要があるが、このような特殊な固定保持手段を使用している場合には、そのような全体の取り替えは必要ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す側面図である。
【図３】ヒートシンクファンと回路部品とを一体的に固定保持するための固定保持手段を示す斜視図である。
【図４】図３の固定保持手段をヒートシンクファンへ組み付けた状態を示す断面図である。
【図５】別の実施例を示す図４と同様の図である。
【図６】ヒートシンクファンへ回路部品を装着するための公知の手段を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
２０、４５、６０  ヒートシンクファン
２１、４４、５９  回路部品
２２、４０、６２  ファン
２３、４３、６１  ヒートシンク
２８、４１  脚部
２９、４２  係止め部
５０、７０  固定保持具
５１  垂直壁
５２  下壁
５３  上壁
５５  突出部
５６  孔
ｄ１  垂直壁の寸法
ｄ２  下壁及び上壁の末端縁間の寸法
７３、７４  案内部
【図１】
0003585556.tif 000002
【図２】
0003585556.tif 000003
【図３】
0003585556.tif 000004
【図４】
0003585556.tif 000005
【図５】
0003585556.tif 000006
【図６】
0003585556.tif 000007