(57)【要約】【課題】  熱をヒートシンクから筐体へ伝導するための熱伝導スペーサ。【解決手段】  熱伝導スペーサ１０は、スナップ２５にて筐体３２に取り付けられ、スナップ２６にてヒートシンク３１に取り付けられる。スナップ２５、２６と熱伝導剛性材１２にて筐体３２、ヒートシンク３１、熱伝導弾性材１６を挟持するので、筐体３２、熱伝導弾性材１６、熱伝導剛性材１２、熱伝導弾性材１６、ヒートシンク３１が互いに密着状態になるから、熱がヒートシンク３１から筐体３２へと効率よく伝導されて筐体から放熱される。熱伝導弾性材１６の厚みが４ｍｍ程度を上限にするとしても、熱伝導剛性材１２の厚みは制約されないので、ヒートシンク３１と筐体３２との隙間が大きくても確実に対応できる。熱伝導スペーサ１０の取付はスナップ２５、２６によるので作業性は良好である。【選択図】  図２
2006019403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体と第２物体間に介装される熱伝導スペーサであって、
少なくとも２平面を有する熱伝導剛性材と、
前記２平面それぞれに接触配置される熱伝導弾性材と、
前記熱伝導弾性材を貫通して前記熱伝導剛性材の前記２平面の少なくとも一方に立設された挟持手段と
を備えることを特徴とする熱伝導スペーサ。
【請求項２】
請求項１記載の熱伝導スペーサにおいて、
前記熱伝導弾性材を貫通して前記熱伝導剛性材の前記２平面それぞれに１以上立設された前記挟持手段
を備えることを特徴とする熱伝導スペーサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱伝導スペーサにおいて、
前記挟持手段は合成樹脂製のスナップであり、インサート成形にて前記熱伝導剛性材と一体化されている
ことを特徴とする熱伝導スペーサ。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の熱伝導スペーサにおいて、
前記熱伝導剛性材は金属製であることを特徴とする熱伝導スペーサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載の熱伝導スペーサにおいて、
前記熱伝導剛性材は直方体状である
ことを特徴とする熱伝導スペーサ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか記載の熱伝導スペーサにおいて、
前記熱伝導剛性材の前記熱伝導弾性材で覆われない部分に放熱フィンが設けられている
ことを特徴とする熱伝導スペーサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導スペーサの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン等の電子機器においては、例えばＣＰＵ等の発熱するデバイスには放熱のためにヒートシンクが取り付けられている。このヒートシンクの熱を筐体に直接伝えて筐体外に放出させれば、筐体に冷却用のスリット等を設けなくてもよくなる。
【０００３】
ヒートシンクの熱を筐体に直接伝えるために、例えば特開平１１−８７５７８号公報（特許文献１）に開示されるような熱伝導パッドを用いる方法がある。
【特許文献１】特開平１１−８７５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されるような熱伝導パッドは、最大厚みが４ｍｍ程度であるので、ヒートシンクと筐体との隙間が大きいと対応しきれないという問題があった。このような熱伝導パッドを取付ける際の作業性も、位置決めや固定の面からあまりよいとは言えなかった。また、熱伝導パッドを挟み込まなければ密着させられないので、熱伝導パッドの上下に筐体とヒートシンクが配置される必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の熱伝導スペーサは、
第１物体と第２物体間に介装される熱伝導スペーサであって、
少なくとも２平面を有する熱伝導剛性材と、
前記２平面それぞれに接触配置される熱伝導弾性材と、
前記熱伝導弾性材を貫通して前記熱伝導剛性材の前記２平面の少なくとも一方に立設された挟持手段と
を備えることを特徴とする。
【０００６】
この熱伝導スペーサでは、熱伝導の経路は熱伝導弾性材と熱伝導剛性材とによって構成される。
熱伝導弾性材は弾性の熱伝導材（例えばシリコーンゴム、有機合成ゴム、ＥＰＤＭ（エチレン、プロピレン及び少量のジエンモノマーを構成単位とする三元共重合体）、フッ素ゴム、フッ素アロイゴム）からなり、第１物体を接触させるための第１伝導面及び第２物体を接触させるための第２伝導面を形成する。第１伝導面及び第２伝導面は各々第１物体、第２物体の表面形状に対応させるのが望ましく、通常は平面とされる（熱伝導弾性材としては板状にされる）。
【０００７】
熱伝導弾性材は、第１伝導面を形成する部分と第２伝導面を形成する部分とで分かれていてもよいし、一連であってもよい。
熱伝導弾性材を構成する熱伝導材は弾性を有していれば（できるだけ熱伝導率が高いことが望ましいのは当然として）、特に制限はない。但し、入手し易さや加工性等を考慮するとシリコーンゴムが好ましい。
【０００８】
熱伝導剛性材は少なくとも２平面を有しており、熱伝導弾性材がその２平面に接触配置される。熱伝導弾性材との接触面は熱伝導効率を良好にするために、板状の熱伝導弾性材に対応して平面とされる。そのために、熱伝導剛性材は請求項５に記載のように直方体状にするとよい。
【０００９】
熱伝導剛性材を構成する熱伝導材は剛性でありさえすれば（できるだけ熱伝導率が高いことが望ましいのは当然として）、特に制限はない。但し、入手し易さや加工性等を考慮すると金属（すなわち、請求項４記載の構成）、特にアルミニウム、金、銀、銅等が好ましい。コストを考慮した場合、これらの中でもアルミニウムと銅が好ましい。
【００１０】
熱伝導剛性材の熱伝導弾性材との接触面を互いに平行な２面にすれば、熱伝導弾性材／熱伝導弾性材／熱伝導弾性材の層構造になる。その層構造の片面の熱伝導弾性材を第１物体を接触させ、他面の熱伝導弾性材を第２物体を接触させれば、第１物体から第２物体へと（又はこの逆に）熱を伝導させることができる。
【００１１】
そして、挟持手段にて第１物体又は第２物体を熱伝導弾性材共々熱伝導剛性材の一方の平面との間に挟持するので、上述の熱伝導が良好になる。挟持手段による第１物体又は２物体の挟持は、熱伝導スペーサの取り付けにもなる。
【００１２】
挟持手段を２平面の一方だけに立設した場合、第１物体又は２物体の内で挟持されない方とは熱伝導弾性材との接触だけとなるが、熱伝導スペーサは挟持手段によって他方に取り付けられているから、互いの位置がずれたりするおそれはない。この構成は第１物体と２物体の一方が発熱素子（例えばＣＰＵ）で他方が筐体である場合に適している。
【００１３】
また、請求項２に記載のように、挟持手段を２平面それぞれに１以上立設することもできる。この場合は、第１の挟持手段にて第１物体を上述のように挟持し、第２の挟持手段にて第２物体を熱伝導弾性材共々熱伝導剛性材の他方の平面との間に挟持するので、上述の熱伝導が良好になる。また、２つの挟持手段による第１、２物体の挟持は、熱伝導スペーサを第１、２物体に取り付けることにもなる。構成は第１物体と２物体の一方がヒートシンク、他方が筐体である場合に適している。
【００１４】
熱伝導弾性材の厚みが４ｍｍ程度を上限にするとしても、熱伝導剛性材の厚みは制約されないので、第１物体と第２物体（例えばヒートシンクと筐体）との隙間が大きくても確実に対応できる。
【００１５】
熱伝導剛性材の熱伝導弾性材との接触面を互いに垂直な２面（例えば直方体の隣り合う２面）にすれば、第１物体と第２物体（例えばヒートシンクと筐体）の表面が垂直になる場合に適用できる。この場合も、第１物体に接触させた熱伝導弾性材（第１伝導面）〜熱伝導剛性材〜第２物体に接触させた熱伝導弾性材（第１伝導面）の経路で、第１物体から第２物体へと（又はこの逆に）熱を伝導させることができ、熱伝導弾性材の厚みが４ｍｍ程度を上限にするとしても、熱伝導剛性材の寸法は制約されないので、第１物体と第２物体（例えばヒートシンクと筐体）との隙間が大きくても確実に対応できる。
【００１６】
請求項５記載のように熱伝導剛性材を直方体状にすれば、その２面（平行な２面でも垂直な２面でも）に熱伝導弾性材を被着するのに適している。
また、請求項６記載のように、前記熱伝導剛性材の前記熱伝導弾性材で覆われない部分に放熱フィンを設ければ、熱伝導スペーサ（熱伝導剛性材）自体が放熱部品としても機能するので、例えばヒートシンクからの放熱効率が向上する。
【００１７】
熱伝導スペーサの取付けは、上述したように２つの挟持手段による第１、２物体の挟持によるので、作業性は良好になる。
その際に、第１、２物体の被挟持部分の板厚に応じて熱伝導弾性材の厚みを変更すれば、第１挟持手段及び第２挟持手段による挟持を確実に行える。
【００１８】
請求項３記載のように、挟持手段を合成樹脂製のスナップにすれば、第１物体、第２物体それぞれに設けられたスナップのための穴を用いてスナップを装着するだけで熱伝導スペーサを取付けできるから、作業性はさらに良好になる。
【００１９】
挟持手段を合成樹脂製のスナップとする場合には、請求項３記載の通り、インサート成形にて熱伝導剛性材と一体化すればよい。
スナップの材質はインサート成形での成形性、材料強度、コスト等を考慮して適宜選択すればよく、例えばナイロン６、ナイロン６６が好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施例等により発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は下記の実施例等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
［実施例１］
図１に示すように、本実施例の熱伝導スペーサ１０は、アルミニウム製の熱伝導剛性材１２、ナイロン製の取付部材１４及び２枚のシリコーンゴム製の熱伝導弾性材１６にて構成されている。
【００２１】
熱伝導剛性材１２は外形が直方体状で、対向状に対をなす１組の面がそれぞれ熱伝導弾性材１６の装着面１７、１８とされる。また熱伝導剛性材１２の内部には、装着面１７から装着面１８にわたって貫通する第１充填孔１９と、これに直交して連通して熱伝導剛性材１２を貫通する第２充填孔２０とが設けられている。第１充填孔１９、第２充填孔２０とも、開口部分１９ａ、２０ａは内部よりも口径が大きい。
【００２２】
取付部材１４には、インサート成形にて第１充填孔１９及び第２充填孔２０内に充填された充填部２２があり、これにより熱伝導剛性材１２と一体化されている。第１充填孔１９と第２充填孔２０とが互いに直交していること、支柱部２３の基部２３ａが開口部分１９ａに充填されていること及び開口部分２０ａに充填された樹脂にて鍔部２４が形成されていることにより、取付部材１４と熱伝導剛性材１２との相対位置が固定されている（ずれやぐらつきは生じない）。
【００２３】
取付部材１４の一部は熱伝導剛性材１２の装着面１７、１８からそれぞれ突出しており、その部分にはそれぞれスナップ２５、２６（挟持手段）が設けられている。詳しくは、スナップ２５は支柱部２３と支柱部２３の頭部から対をなして延出された弾性片２７とによって構成され、スナップ２６も同様に支柱部２３と弾性片２８とによって構成される。弾性片２７、２８は支柱部２３との連結部分を支点として、図示の位置から支柱部２３に近づく側に弾性変形し、また該変形から図示の位置へと弾性復帰できる。弾性片２７、２８の先端部には突起２７ａ、２８ａが設けられており、これに隣接して圧接面２７ｂ、２８ｂが形成されている。圧接面２７ｂ、２８ｂは突起２７ａ、２８ａ側で熱伝導弾性材１６（装着面１７、１８）との間隔が小さく、外縁側で同間隔が大きくなる傾斜面である。
【００２４】
熱伝導弾性材１６は、熱伝導剛性材１２の装着面１７、１８の輪郭に整合する四角形（本例では正方形）の板体である。熱伝導弾性材１６の中央部には取付部材１４の支柱部２３に対応した穴が設けられており、この穴にスナップ２５（又はスナップ２６）をくぐらせるようにして熱伝導剛性材１２の装着面１７、１８に取り付けられている。
【００２５】
熱伝導スペーサ１０は、図２に示すように例えばヒートシンク３１（第１物体）と筐体３２（第２物体）とに取り付けられる。
ヒートシンク３１及び筐体３２には、スペーサ取付穴３１ａ、３２ａが設けられている。
【００２６】
筐体３２のスペーサ取付穴３２ａをスナップ２５に合わせて、筐体３２を図中Ｘで示す方向に沿って熱伝導スペーサ１０に近づけると（又は熱伝導スペーサ１０を筐体３２に近づけると）、スペーサ取付穴３２ａの内周が弾性片２７に接触する。さらに筐体３２（又は熱伝導スペーサ１０）を同方向に移動させると、スペーサ取付穴３２ａの内周から及ぼされる力によって弾性片２７が支柱部２３側に弾性変形する（図中、２点差線で表示）。スペーサ取付穴３２ａの内周面が弾性片２７の圧接面２７ｂの外縁を通過すると、弾性片２７が弾性復帰する。但し、この弾性復帰は突起２７ａがスペーサ取付穴３２ａの内周に当たる位置までに規制される。これにより、筐体３２は熱伝導弾性材１６とスナップ２５の弾性片２７との間に保持される。
【００２７】
このとき圧接面２７ｂが上述の通りの傾斜面であるために、圧接面２７ｂと筐体３２との間には、筐体３２を熱伝導弾性材１６（装着面１７）に押し着ける力が発生する。これにより熱伝導弾性材１６が圧縮され、その反発力により筐体３２と熱伝導弾性材１６とが密着状態になる。また、熱伝導弾性材１６と装着面１７とも密着状態になる。この熱伝導弾性材１６弾性反発に由来する力で、筐体３２は熱伝導弾性材１６とスナップ２５との間に挟持される。
【００２８】
なお、言うまでもないことではあるが、熱伝導弾性材１６の厚みは、上述のように筐体３２に熱伝導スペーサ１０を取り付けた際に圧縮されて弾性反発する厚みに設定されている。また、スペーサ取付穴３２ａの寸法、形状は、弾性片２７を弾性変形させてスナップ２５を通過させる寸法、形状に設定されている。
【００２９】
スナップ２６によるヒートシンク３１と熱伝導スペーサ１０との連結（熱伝導弾性材１６の厚み設定、スペーサ取付穴３１ａの寸法、形状の設定）も上記と同様であり、ヒートシンク３１は熱伝導弾性材１６とスナップ２６の弾性片２８との間に挟持され、ヒートシンク３１と熱伝導弾性材１６、熱伝導弾性材１６と装着面１８はともに密着状態になっている。
【００３０】
ヒートシンク３１が取り付けられているデバイス（例えばＣＰＵ）が発熱すると、その熱はヒートシンク３１に伝導し、ヒートシンク３１から熱伝導弾性材１６に伝わる。熱伝導弾性材１６の熱は装着面１８から熱伝導剛性材１２に伝わり、その装着面１７から熱伝導弾性材１６を経て筐体３２に伝わって、筐体３２から放熱される。
【００３１】
熱伝導弾性材１６がシリコンゴム製、熱伝導剛性材１２がアルミニウム製であるために、熱伝導スペーサ１０としての熱伝導率は高い。しかも、ヒートシンク３１、熱伝導弾性材１６、装着面１８（熱伝導剛性材１２）が互いに密着状態になり、筐体３２、熱伝導弾性材１６、装着面１７（熱伝導剛性材１２）も互いに密着状態になっているので、ヒートシンク３１が取り付けられているデバイス（例えばＣＰＵ）の熱は効率よく筐体３２に伝導して放熱される。
【００３２】
熱伝導弾性材１６の厚みが４ｍｍ程度を上限にするとしても、熱伝導剛性材１２の厚みは制約されないので、ヒートシンク３１と筐体３２との隙間が大きくても確実に対応できる。
【００３３】
熱伝導スペーサ１０の取付けは、上述したようにスナップ２５にて筐体３２を挟持し、スナップ２６にてヒートシンク３１を挟持することでなされ、スペーサ取付穴３１ａ、３２ａを用いてスナップ２５、２６を装着するだけで熱伝導スペーサ１０を取付けできるから、作業性はきわめて良好である。
【００３４】
その際に、ヒートシンク３１、筐体３２の板厚に応じて熱伝導弾性材１６の厚みを設定すれば、スナップ２５、２６による挟持を確実に行える。
［実施例２］
この実施例は、熱伝導剛性材１２にフィンを設けた例である。なお、多くの部分が実施例１と同様であるから、それらは実施例１と同符号を使用して説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、この実施例の熱伝導スペーサ４０においては、熱伝導剛性材１２の２側面にそれぞれ複数のフィン３３が設けられている。
この熱伝導スペーサ４０の取付や使用方法等は実施例１と同様であり、実施例１と同様の効果が得られる。さらに、熱伝導剛性材１２に複数のフィン３３が設けられているので、熱伝導スペーサ４０を介して行われるヒートシンク３１から筐体３２への伝導による放熱だけでなく、フィン３３を備えた熱伝導剛性材１２自体が放熱部品としても機能するので、ヒートシンク３１からの放熱効率が向上する。
［実施例３］
この実施例は、熱伝導剛性材１２の隣り合う２面に熱伝導弾性材１６を配置し、またスナップ２５、２６も熱伝導弾性材１６に対応させて同様に配置した例である。なお、実施例１と共通の部分については実施例１と同符号を使用して説明を省略する。
【００３６】
図４に示すように、熱伝導スペーサ５０では、隣り合う２面が装着面１７、１８とされて、それぞれ熱伝導弾性材１６が取り付けられ、その熱伝導弾性材１６を貫通した状態でスナップ２５、２６が装着面１７、１８から突出している。
【００３７】
このため、第１充填孔１９の一方の開口部分１９ａは実施例１と同様にスナップ２６の支柱部２３の基部２３ａが充填されているが、他方の開口部分１９ｂは開放状態になり、ここに充填された樹脂にて鍔部２４ａが形成されている。また、第２充填孔２０の一方の開口部分２０ａは実施例１と同様に開放状態で、充填された樹脂にて鍔部２４が形成されているが、他方の開口部分２０ｂにはスナップ２５の支柱部２３の基部２３ａが充填されている。
【００３８】
図示するとおり、この熱伝導スペーサ５０では、隣り合って直交する２面が装着面１７、１８とされて熱伝導弾性材１６が取り付けられ、また装着面１７から突出しているスナップ２５と装着面１８から突出しているスナップ２６の突出方向も直交しているので、第１物体（例えば実施例１で説明したヒートシンク３１）の表面と第２物体（例えば実施例１で説明した筐体３２）の表面とが直交状態にある場合の使用に好適である。
【００３９】
この熱伝導スペーサ５０の第１物体（ヒートシンク３１）と第２物体（筐体３２）への取付は、実施例１と同様であり（但しヒートシンク３１と筐体３２が直交状態であるから、取付方向は変化する。）、実施例１と同様の効果が得られる。
［変形例１］
図５に示すように、スナップ２５、２６の一方（この例ではスナップ２５）を廃した熱伝導スペーサ５１とすることもできる。図示の例ではプリント基板５３に発熱素子（例えばＣＰＵ）５４が実装されており、筐体３２に取り付けられた熱伝導スペーサ５１の熱伝導弾性材１６を発熱素子５４の表面に密接させている。この熱伝導スペーサ５１は、第１物体と２物体の一方が発熱素子（例えばＣＰＵ）５４で、スナップによる挟持が実質上不可能な使用状態に適している。
［変形例２］
図６に示すように、変形例１と同様にスナップ２５、２６の一方（この例ではスナップ２５）を廃した構成において、熱伝導弾性材１６を熱伝導剛性材１２の隣接する２平面に設けることもできる。
［その他］
実施例１〜３では、熱伝導弾性材をシリコーンゴム製、熱伝導剛性材をアルミニウム製、スナップを含む取付部材をナイロン製としているが、それぞれ他の材質にすることもできる。また、熱伝導弾性材、熱伝導剛性材、スナップの形状やサイズ等も適宜に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１の熱伝導スペーサの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図、（ｅ）はＡ−Ａ断面図、（ｆ）はＣ−Ｃ断面図。
【図２】実施例１の熱伝導スペーサの使用状態の説明図
【図３】実施例２の熱伝導スペーサの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はＡ−Ａ断面図。
【図４】実施例３の熱伝導スペーサの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は底面図、（ｆ）はＡ−Ａ断面図。
【図５】変形例１の熱伝導スペーサの説明図。
【図６】変形例２の熱伝導スペーサの説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・熱伝導スペーサ、
１２・・・熱伝導剛性材、
１４・・・取付部材、
１６・・・熱伝導弾性材、
１７、１８・・・装着面、
１９・・・第１充填孔、
２０・・・第２充填孔、
２２・・・充填部、
２３・・・支柱部、
２５、２６・・・スナップ（挟持手段）、
３１・・・ヒートシンク、
３２・・・筐体、
３３・・・フィン、
４０・・・熱伝導スペーサ、
５０、５１、５２・・・熱伝導スペーサ。
【図１】
2006019403.tif 000003
【図２】
2006019403.tif 000004
【図３】
2006019403.tif 000005
【図４】
2006019403.tif 000006
【図５】
2006019403.tif 000007
【図６】
2006019403.tif 000008