(57)【要約】【課題】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。【解決手段】ヒートシンク３０には、凸部３１が形成され、素子１０には、凸部３１が挿入される凹部１３が形成されている。凹部１３と凸部３１との間には、紫外線硬化樹脂を含む光硬化樹脂、又は嫌気性樹脂等の樹脂が充填硬化される。これにより、素子１０がヒートシンク３０に固定されるようになっている。凹部１３は、素子１０の樹脂部分を貫通する無底の孔として構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクに素子を取り付ける取付構造であって、
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、前記凸部が挿入される凹部が形成され、
前記凹部と前記凸部との間に、紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂又は嫌気性樹脂からなる樹脂が充填硬化されることにより、前記素子が前記ヒートシンクに固定されるようになっていることを特徴とする素子の取付構造。
【請求項２】
前記凹部と前記凸部との間のクリアランスが、前記凸部の挿入方向入り口側よりも出口側で大きく確保されている請求項１記載の素子の取付構造。
【請求項３】
前記凹部と前記凸部との間に前記嫌気性樹脂が充填硬化される場合、前記嫌気性樹脂の表面を覆うキャップが、前記ヒートシンク又は前記素子に取り付けられている請求項１又は２記載の素子の取付構造。
【請求項４】
前記凸部の外周面には、前記樹脂が入り込む凹溝が形成されている請求項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４のいずれか１項記載の素子の取付構造。
【請求項６】
前記素子の樹脂部分の弾性係数が、前記樹脂の弾性係数よりも大きくされている請求項１ないし５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】
素子（発熱素子）のヒートシンクへの取付構造が、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の軸部を差し込み、軸部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、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、上記の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２００９−２３８９２３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の場合に、位置決め構造等がなく、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、位置決め構造等が別に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となり、コストが高くつくという事情がある。
【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、ヒートシンクに素子を取り付ける取付構造であって、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、前記凸部が挿入される凹部が形成され、前記凹部と前記凸部との間に、紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂又は嫌気性樹脂からなる樹脂が充填硬化されることにより、前記素子が前記ヒートシンクに固定されるようになっ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、前記凹部と前記凸部との間のクリアランスが、前記凸部の挿入方向入り口側よりも出口側で大きく確保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、前記凹部と前記凸部との間に前記嫌気性樹脂が充填硬化される場合、前記嫌気性樹脂の表面を覆うキャップが、前記ヒートシンク又は前記素子に取り付けら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、前記凸部の外周面には、前記樹脂が入り込む凹溝が形成され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。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のものにおいて、前記素子の樹脂部分の弾性係数が、前記樹脂の弾性係数よりも大きくされているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
＜請求項１の発明＞
凹部と凸部との間に、紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂又は嫌気性樹脂からなる樹脂が充填硬化されることにより、素子がヒートシンクに固定されるようになっているから、素子の取り付けに際し、ねじ止めに代わる固定手段が提供される。また、凸部に位置決め機能を兼備させることが可能で、かつ、ヒートシンクにねじ孔を形成する必要もないため、ヒートシンクの成形金型の構造を簡素化できる。その結果、コストを低く抑えることができる。
【００１５】
＜請求項２の発明＞
凹部と凸部との間のクリアランスが、凸部の挿入方向入り口側よりも出口側で大きく確保されているから、かかる出口側からクリアランス内に樹脂を円滑に投入することができる。また、凸部の挿入方向入り口側では、凹部と凸部との間のクリアランスをつめることができるので、ヒートシンクに対する素子の位置決めの精度が高められる。
【００１６】
＜請求項３の発明＞
嫌気性樹脂の表面を覆うキャップが、ヒートシンク又は素子に取り付けられているから、嫌気性樹脂の硬化状態が適正に保たれる。また、キャップによって凸部の凹部からの抜け出しが防止される。
【００１７】
＜請求項４の発明＞
凸部の外周面に樹脂が入り込む凹溝が形成されているから、凸部の凹部からの抜け出しが確実に防止される。
【００１８】
＜請求項５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、ヒートシンクに対する素子の回り止め及び位置決めが簡易な構成で実現される。
【００１９】
＜請求項６の発明＞
素子の樹脂部分の弾性係数が樹脂の弾性係数よりも大きくされているから、衝撃・振動によって素子が破損等されるのが回避される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る素子の取付構造の要部破断側面図である。
【図２】凸部の斜視図である。
【図３】実施形態２に係る素子の取付構造の要部側断面図である。
【図４】実施形態３に係る素子の取付構造の要部側断面図である。
【図５】実施形態４に係る素子の取付構造の要部平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１及び図２によって説明する。実施形態１に係る素子の取付構造は、素子１０と、素子１０が取り付けられるヒートシンク３０と、素子１０及びヒートシンク３０を互いに連結させる樹脂硬化部６０とを備える。
【００２２】
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角板状の封止部１１とからなる。封止部１１は、例えば、ポリプロピレン、エンジニアリングプラスチック等の樹脂材で構成されている。素子本体には、複数のリード１２が接続され、接続された各リード１２が封止部１１の表面から並列に起立して配置されている。各リード１２の先端部には、素子１０と略平行に配置されるバスバー（図示せず）が半田付けして接続されるようになっている。
【００２３】
封止部１１の底面（裏面）は、略水平なフラット面とされ、ヒートシンク３０の表面に沿って当接可能とされている。素子本体が発熱すると、該熱が封止部１１等を介してヒートシンク３０側に放熱されるようになっている。そして、封止部１１の底面には、凹部１３が開口して形成されている。凹部１３は、封止部１１を板厚方向に貫通する無底の孔であって、断面円形をなしている。
【００２４】
ヒートシンク３０は、アルミニウム等の金属製の板材であって、例えば、アルミダイキャストで構成されている。ヒートシンク３０の表面には、素子１０の取り付け位置に対応して凸部３１が形成されている。凸部３１は、ヒートシンク３０の表面と略直交する方向に立ち上がる柱状をなし、円柱状の基部３２と、基部３２の上端面から突出する先端突出部３３とからなる。先端突出部３３は、図２に示すように、基部３２の上端面において径方向に沿って配置される断面矩形の板片状をなし、基部３２の上端面に段付き状に連なる形態をなしている。
【００２５】
基部３２は、凹部１３の内径よりも少し小さい外径を有し、その外周面に、環状の凹溝３４が形成されている。本実施形態の場合、凹溝３４は、基部３２において高さ方向に間隔をあけて複数形成されている。
【００２６】
次に、ヒートシンク３０に素子１０を取り付ける方法について説明する。
ヒートシンク３０の表面側に素子１０を配置し、その状態で、素子１０をヒートシンク３０の表面側に引き下ろして、凹部１３に凸部３１を挿入させる。素子１０が正規の取り付け位置に至ると、封止部１１の底面がヒートシンク３０の表面に載置され、かつ先端突出部３３の上端が素子１０の表面側（上面側）に臨む。このとき、凸部３１の凹部１３への挿入方向入り口側となる下方では、基部３２の外周面と凹部１３の内周面との間に小さなクリアランスが保有され、凸部３１の凹部１３への挿入方向出口側となる上方では、先端突出部３３の両面と凹部１３の内周面との間に大きなクリアランスが保有されている。
【００２７】
続いて、凹部１３と凸部３１との間に、上方（クリアランスの大きい方）から紫外線硬化樹脂を流し入れる。この場合、紫外線硬化樹脂としては、アクリル系又はエポキシ系の原料を主成分とする周知のものを用いることができる。
【００２８】
紫外線硬化樹脂の充填後、樹脂に紫外線を照射する。すると、樹脂が硬化されて樹脂硬化部６０が構成され、この樹脂硬化部６０によって凹部１３と凸部３１との間のクリアランスが埋められるとともに、樹脂硬化部６０を介して、素子１０とヒートシンク３０とが緊密に一体化する。このとき、凹溝３４にも樹脂が進入して硬化され、もって凸部３１の凹部１３からの抜け出しが阻止される。
【００２９】
以上のように、実施形態１によれば、凹部１３と凸部３１との間に、紫外線硬化樹脂が充填硬化されることにより、素子１０がヒートシンク３０に固定されるようになっているから、素子１０の取り付けに際し、ねじ止めに代わる固定手段が提供される。また、凸部３１に位置決め機能が兼備され、かつ、ヒートシンク３０にねじ孔が形成されていないから、ヒートシンク３０の成形金型の構造が簡素化される。その結果、コストが低く抑えられる。
【００３０】
また、凹部１３と凸部３１との間のクリアランスが、凸部３１の挿入方向入り口側よりも出口側で大きく確保されているから、かかる出口側から前記クリアランスに樹脂を円滑に投入することができる。また、凸部３１の挿入方向入り口側では、凹部１３と凸部３１との間のクリアランスがつめられるので、ヒートシンク３０に対する素子１０の位置決めの精度が高められる。
【００３１】
また、凸部３１の外周面に凹溝３４が形成され、凹溝３４内にも樹脂硬化部６０が形成されているから、凸部３１の凹部１３からの抜け出しが確実に防止される。
【００３２】
さらに、本実施形態の場合、素子１０の封止部１１の弾性係数が樹脂硬化部６０の弾性係数よりも大きくされている。このため、衝撃・振動が加わったときに、素子１０が破損等されるのが回避される。
【００３３】
＜実施形態２＞
図３は、本発明の実施形態２を示す。
実施形態２では、凸部３１Ａの先端部に先端突出部３３が形成されておらず、凸部３１Ａの先端部と基端部とが実質的に同径とされている。
【００３４】
一方、凹部１３Ａは、封止部１１Ａの表面側（凸部３１Ａの凹部１３Ａへの挿入方向出口側）に向けて拡径するテーパ状の誘い込み部１５を有している。このため、上記実施形態１と同様、凹部１３Ａと凸部３１Ａとの間のクリアランスは、凸部３１Ａの挿入方向入り口側よりも出口側で大きく確保されている。
【００３５】
実施形態２によれば、上記実施形態１に記載の効果を享受し得るのに加え、誘い込み部１５によって、凹部１３Ａと凸部３１Ａとの間のクリアランスへの紫外線硬化樹脂の投入をより円滑に行うことができる。
【００３６】
＜実施形態３＞
図４は、本発明の実施形態３を示す。
実施形態３では、凹部１３Ｂと凸部３１Ｂとの間に、紫外線硬化樹脂に代えて、嫌気性樹脂が充填される。そして、嫌気性樹脂の充填後、嫌気性樹脂の表面にはキャップ７０が被せ付けられる。これにより、嫌気性樹脂が空気から遮断された状態で、硬化が進行して、樹脂硬化部６０Ｂが良好に構成されるようになっている。キャップ７０は、Ｃリング等のリング状をなし、例えば、凸部３１Ｂの先端部に形成された環状溝３５に嵌着保持されている。
【００３７】
実施形態３によれば、嫌気性樹脂の表面を覆うキャップ７０が、凸部３１Ｂに取り付けられているから、嫌気性樹脂の硬化状態が適正に保たれる。また、キャップ７０によって凸部３１の凹部１３からの抜け出しが防止される。
【００３８】
＜実施形態４＞
図５は、本発明の実施形態４を示す。
実施形態４の場合、凹部１３Ｃは、断面円形ではなく、互いに対向する直線状の一対の第１対向面１７と、両第１対向面１７と直交する方向で互いに対向する円弧状の一対の第２対向面１８とを有する断面俵状をなしている。
【００３９】
また、凸部３１Ｃの基部３２Ｃも、断面円形ではなく、素子１０の取り付け時に、第１対向面１７に沿って配置される直線状の一対の第３対向面３７と、第２対向面１８に沿って配置される円弧状の一対の第４対向面３８とを有している。
【００４０】
素子１０の取り付け時には、凹部１３Ｃに凸部３１Ｃが挿入されて、両第１対向面１７と両第３対向面３７とが互いに対面するとともに、両第２対向面１８と両第４対向面３８とが互いに対面することにより、凹部１３Ｃ内における凸部３１Ｃの回転が規制される。このため、ヒートシンク３０に対する素子１０の回り止め及び位置決めが簡易な構成で実現される。
【００４１】
＜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）実施形態１とは逆に、凸部が素子に形成され、凹部がヒートシンクに形成されるものであってもよい。
（２）実施形態１、２、４では、紫外線硬化樹脂に代えて、可視光線で硬化する光硬化樹脂を用いてもよい。
（３）実施形態３では、キャップは、素子に固定されるものであってもよい。
（４）実施形態３では、キャップは、かしめ付けにより固定されるものであってもよい。
（５）実施形態４では、凹部及び凸部が円形以外の断面形状を有することによってヒートシンクに対する素子の回り止めがなされるものであればよく、その形態は特に限定されない。
【符号の説明】
【００４２】
１０…素子
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ…凹部
３０…ヒートシンク
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ…凸部
３４…凹溝
６０…樹脂硬化部
７０…キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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