(57)【要約】  上部に付勢される冷却表面によって冷却する対象である電子部品を有する印刷回路基板であって、ＰＣＢを歪ませたり又は折り曲げたりすることのないように、付勢部材は、ＰＣＢではなく、ＰＣＢに装着された更に剛性の部材と当接する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品をその上部に有する第１ＰＣＢを有する組立体であって、
前記第１ＰＣＢは、第１面と、第２面と、を有し、１つ又は複数の第１電子部品が前記第１ＰＣＢの前記第１面に配置され、
前記組立体は、冷却面と、前記冷却面を前記第１電子部品のうちの少なくとも１つの第１電子部品の上部表面に向かって付勢するための付勢手段と、を更に有し、
前記付勢手段は、少なくとも３つの弾性部材を有し、
前記組立体は、前記第１ＰＣＢに対して又はこれとの関係において固定された１つ又は複数の部材を更に有し、
前記付勢手段は、前記固定された部材に前記第１ＰＣＢの平面内において前記少なくとも１つの電子部品の中心からの距離が異なる位置において係合し、
前記固定された部材は、作用する前記力が前記ＰＣＢに印加されず、その結果、前記ＰＣＢが曲がらないように、剛性を提供する、
ことを特徴とする組立体。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記平面上で互いに直行する２つの軸のそれぞれに沿って、前記電子部品の中心から前記中心との関係において前記軸に沿って一方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第１結合距離が、前記中心から前記中心との関係において前記軸に沿って反対方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第２結合距離から所定の距離内になるように、配置されている、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
第１面と、第２面と、を有する第２ＰＣＢであって、１つ又は複数の第２電子部品が前記第２ＰＣＢの前記第１面に配置され、前記第１ＰＣＢの前記第１面は、前記第２ＰＣＢの前記第１面と対向している、第２ＰＣＢと、
前記１つ又は複数の固定された素子を有し、前記第１及び第２ＰＣＢの前記第１面の少なくとも一部分と共に、第１端部及び第２端部を有するチャネルを形成するチャネル形成部と、
前記第１端部から前記第２端部に向かって前記チャネルを通じて空気を強制流通させるように配置された空気強制流通部と、を有し、
前記付勢部材は、前記チャネル形成部に当接する、請求項１又は２に記載の組立体。
【請求項４】
前記チャネルの前記第２端部又はその近傍に配置された１つ又は複数の開口部を更に有する、請求項３に記載の組立体。
【請求項５】
前記第１ＰＣＢは、その平面内において第１の輪郭を有し、
前記第２ＰＣＢは、前記平面内において第２の輪郭を有し、前記第１及び第２の輪郭の少なくとも一部は重なっており、前記チャネル形成部は、前記第１及び第２の輪郭のうちの前記重なっている部分の境界の少なくとも一部において前記第１ＰＣＢと第２ＰＣＢとの間の開口部を遮断又は閉鎖する、請求項３又は４に記載の組立体。
【請求項６】
前記第１ＰＣＢは、その平面内において第１領域をカバーしており、前記第２ＰＣＢは、前記平面内において第２領域をカバーしており、前記第２領域は、前記第１領域内に位置し、且つ、前記空気強制流通部は、前記平面内において第３領域をカバーしており、前記第３領域は、前記第２領域によってカバーされていない前記第１領域の一部分内に位置する、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項７】
前記平面内において、前記空気強制流通部は、前記チャネルの前記第２端部よりも前記チャネルの前記第１端部の近くに配置されている、請求項６に記載の組立体。
【請求項８】
前記第１及び第２ＰＣＢは、少なくとも実質的に平行である、請求項３乃至７のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項９】
前記弾性部材は、少なくとも実質的に同一のばね定数を有する、請求項１に記載の組立体。
【請求項１０】
前記付勢部材は、互いに直交すると共に１つの平面内に配置された２つの軸のそれぞれに沿って、前記少なくとも１つの部品の中心から、前記中心との関係において前記軸に沿って一方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第１総計距離が、前記中心から、前記中心との関係において前記軸に沿って反対方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第２総計距離から所定の距離内になるように、配置されている、請求項９に記載の組立体。
【請求項１１】
請求項３に記載の前記組立体を動作させる方法であって、
前記第１ＰＣＢの前記電子部品に電力を供給するステップと、
前記第２ＰＣＢの前記電子部品に電力を供給するステップと、
前記空気強制流通部を動作させて空気を前記空気強制流通部から前記チャネルの前記第１端部を通じて前記チャネルの前記第２端部に向かって強制流通させるステップと、
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却用空気が流通するチャネルを使用する装置内などにおいて電子部品を冷却する方法に関する。このような技術は、例えば、ファンが冷却用空気を駆動しているチャネルに向かって内向きに方向付けされた冷却フィンを有する冷却素子が配置されているＨｉＦｉアンプで知られている。電子部品は冷却素子の外側に配置される。
【背景技術】
【０００２】
現在、冷却は、ＰＣＢに配置された又はこれに固定された部品に対して行われ、特に、部品を冷却するために空気を強制流通させるチャネルの形成はＰＣＢを使用して行われている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
第１の態様においては、本発明は、電子部品をその上部に有する第１ＰＣＢを有する組立体（ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関し、第１ＰＣＢは、第１面と、第２面と、を有し、且つ、１つ又は複数の第１電子部品が第１ＰＣＢの第１面上に配置され、組立体は、冷却面と、この冷却面を第１電子部品のうちの少なくとも１つの第１電子部品の上部表面に向かって付勢するための付勢手段と、を更に有し、付勢手段は、少なくとも３つの弾性部材を有し、組立体は、第１ＰＣＢに対して又はこれとの関係において固定された１つ又は複数の部材（ｅｌｅｍｅｎｔ）を更に有し、付勢手段は、この固定された部材と第１ＰＣＢの平面内において少なくとも１つの電子部品の中心からの距離が異なる位置において係合し、固定された部材は、作用する力がＰＣＢに印加されず、その結果、ＰＣＢが曲がらないように、剛性を提供する組立体に関する。
【０００４】
これに関連して、組立体は、共に動作すると共に／又は相互に固定される等、相互に接続された複数の部材である。必然的に、固定は、着脱自在としてもよく、ワイヤを介して、ワイヤレスで、機械的結合を介して、或いは、これらに類似した方式により、任意の相互動作を実行してもよい。
【０００５】
電子部品は、単純な抵抗器から任意の種類のチップに至る、任意のタイプの部品であってもよい。従って、部品は、プロセッサ、ＦＰＧＡ、メモリ回路、抵抗器、コンデンサ、コイル／インダクタ、又はこれらに類似したものであってもよい。
【０００６】
通常、ＰＣＢとは、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）であり、これは、２つの主面と、周縁部と、を有する平らな部材である。ＰＣＢは、１つ又は複数の導体層を有してもよく、その一方の面上に、又は、その２つの主面上に、電子部品を有してもよい。通常、電子部品は、電力及び／又は信号を互いにＰＣＢ内の導体を介して送受信することにより、相互動作可能となる。通常、これらの部品は、導体等を介してＰＣＢに固定される。
【０００７】
組立体は、ＰＣＢに固定され、あるいは関連付けられた１つ又は複数の素子を有し、付勢手段は、ＰＣＢ平面内において電子部品の中心から距離が異なる位置において固定された素子を係合する。従って、１つの距離は、その他の距離のうちの１つの距離よりも少なくとも１０％だけ大きくてもよい。
【０００８】
冷却面は、どのようなタイプの面であってもよく、好ましくは、熱伝導材料の面である。この面又は素子は、周囲の空気、強制空気流、冷却液、或いは、冷却フィン、冷却素子（ペルチェ素子など）等、その他の冷却手段によって単純に冷却してもよい。
【０００９】
付勢部材は、好ましくは、平面上で互いに直行する２つの軸のそれぞれに沿って、電子部品の中心からこの中心との関係において軸に沿って一方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第１結合距離が、この中心からこの中心との関係において軸に沿って反対方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第２結合距離から所定の距離内になるように、配置されている。これについては、更に詳細に後述する。
【００１０】
好適な一実施形態においては、組立体は、更に、第１面と、第２面と、を有する第２ＰＣＢであって、１つ又は複数の第２電子部品が第２ＰＣＢの第１面に配置され、第１ＰＣＢの第１面は、第２ＰＣＢの第１面と対向している、第２ＰＣＢと、１つ又は複数の固定された素子を有し、第１及び第２ＰＣＢの第１面の少なくとも一部分と共に、第１端部及び第２端部を有するチャネルを形成するチャネル形成部と、その第１端部からその第２端部に向かってチャネルを通じて空気を強制流通させるように配置された空気強制流通部と、を有し、付勢部材は、チャネル形成部と当接する。
【００１１】
本実施形態においては、少なくとも１つの電子部品の中心からの距離は、同一であってもよいことに留意されたい。
【００１２】
本実施形態は、部品の冷却を緩和することなしにスペースを節約できるという点において、多くの利点を提供する。従って、ＰＣＢの第１面を使用してチャネルを成形又は形成する際に、チャネル内に配置された部品の直接的な冷却が実現され、且つ、冷却チャネルを形成するための追加の素子が不要である。更に、チャネル形成部は、ある程度の剛性を有するように設けてもよく、それゆえ、組立体を強固にする役目を果たすことができる。これは、更に後述するように、この素子が付勢手段に係合するためにも使用されるとき、特に適している。
【００１３】
ＰＣＢの第１面が互いに対向している際には、これらの面は、第１面に配置された電子部品が空気強制流通部によって生成される空気流によって冷却されるように配置されたチャネルの面を形成する。
【００１４】
好ましくは、第１及び第２ＰＣＢは、平行であり、これは、これらが平らな部材であるという状況の下でＰＣＢの主要平面となるその基本平面が平行であることを意味している。この場合には、チャネルが形成される位置においてチャネル形成部が同一の厚さを有するように、ＰＣＢの端部をそれらの間の距離が同一となるように配置してもよい。
【００１５】
これに関連して、チャネル形成部は、ＰＣＢ、例えばＰＣＢの第１面、及びチャネルを形成するＰＣＢの部分において第１面に配置された電子部品と共にチャネルを形成するように構成されている。
【００１６】
当然のことながら、チャネルは、第１面の平面内又はこれらに垂直の平面内の一方又は両方において、直線的であってもよく、湾曲していてもよく、或いは、蛇行していてもよい。その内部の空気流が影響を受けるように、第１面に配置された部品が、チャネルの内部寸法を不規則なものにしてもよいことに留意されたい。
【００１７】
また、ＰＣＢ（ＰＣＢが平らな部材である際の主要平面）が平行である場合には、チャネル形成部をＰＣＢの直線的な面に配置する必要はなく、チャネル形成部は、第１端部から第２端部までのチャネルの基本的な方向に対して垂直であるチャネルの幅に渡るとともに第１表面の一部分のみにわたってチャネルを規定してもよいことに留意されたい。
【００１８】
チャネルの形成とは、空気が第１端部から第２端部まで全般的に流れるようにする部材を設置することである。当然のことながら、チャネル形成部は、チャネルの長さの全体に沿って気密にチャネルを封止する必要はない。望ましい空気流をチャネル内に維持可能である限り、空気がチャネルに出入り可能となる小さな開口部も許容可能であり、これらの小さな開口部は、換気及び冷却を実質的に補助することができる。
【００１９】
チャネルは、好ましくは、空気がチャネルに出入り可能となる第１端部及び第２端部を有する。空気のチャネルへの流入、または空気のチャネルからの排出は、１つ又は複数の開口部を介してもよい。チャネル内に望ましい空気流を実現するために、その他の開口部を端部以外に配置してもよい。
【００２０】
チャネルを形成する最も単純な方法は、チャネル形成部によってＰＣＢの端部間に封止を提供し、これにより、チャネルの基本的な方向にわたって（例えば、第１端部から第２端部まで）ＰＣＢの幅全体を使用してチャネルを形成するというものである。但し、チャネル形成部を一方又は両方のＰＣＢの１つ又は複数の端部において係合又は封止させるのではなく、その第１表面において係合又は封止させることにより、チャネルは、これよりも狭くしてもよい。従って、チャネルが、ＰＣＢのうちの１つのＰＣＢの幅全体を占有することは可能であるが、他方のＰＣＢの幅全体を占有しないように、１つのＰＣＢが、チャネルの基本的な方向を横断する方向において、他方のＰＣＢよりも幅広であってもよく、或いは、チャネル形成部が両方のＰＣＢの第１表面において係合又は封止し、且つ、これにより、チャネルの基本的な方向に渡って、両方のＰＣＢの幅よりも狭くなってもよい。
【００２１】
通常、端部が１つ又は両方のＰＣＢの端部において１つ又は両方のＰＣＢのエッジに又はその近傍に位置するように、チャネルは、１つ又は両方のＰＣＢの長手方向の軸に沿った基本的な方向を有することになる。
【００２２】
例えばチャネル内に空気を強制流通させるために、いくつかの手段及び方法が存在している。ファンや、圧縮空気等を使用することができる。チャネルの一端を吸引すれば、チャネルを通じて一方向に空気が強制流通することになり、加圧すれば（例えばファンを反対方向に動作させる）、チャネルを通じて空気が他の方向に強制流通することになる。空気の望ましい方向は、チャネル内の部品の位置に依存し、特に、チャネル内の部品のうちの最も熱を生成する部品及び最も熱の影響を受け易い部品の位置に依存する。
【００２３】
最も熱の影響を受け易い素子の冷却を最優先に保証するために、最も冷たい空気、即ち、複数の部品の冷却に使用されていない空気が、これらの素子に最初に提供されることが望ましい。或いは、その代わりに、最も熱を生成する部品をチャネルからの空気の排出地点の近くに配置することも望ましく、その目的は、これらの部品によって生成される加熱された空気がその他の部品に提供されないようにするためであり、その理由は、この加熱された空気は、その他の部品を冷却する代わりに、それらを加熱しうるからである。
【００２４】
従って、チャネル内における空気の流れの方向及び個別の部品の位置を使用し、個々の部品の冷却を調整してもよい。
【００２５】
上述のように、空気は、一端においてチャネル内に強制流入させ、他端において排出させてもよい。通常、チャネルは、この空気の流れを促進させるために、その端部に１つ又は複数の開口部を有する。必要に応じて、その他の開口部を設けてもよい。
【００２６】
一実施形態において、組立体は、チャネルの第２端部又はその近傍に配置された１つ又は複数の開口部を更に有する。上述のように、これらの開口部のうちの１つ又は複数の開口部をチャネル形成部内に配置してもよい。
【００２７】
本実施形態又は他の実施形態において、第１ＰＣＢは、その平面内において第１の輪郭を有し、第２ＰＣＢは、この平面内において第２の輪郭を有し、第１及び第２の輪郭の少なくとも一部は重なっており、チャネル形成部は、これら第１及び第２の輪郭のうちの重なっている部分の境界の少なくとも一部において第１ＰＣＢと第２ＰＣＢとの間の開口部を遮断又は閉鎖している。
【００２８】
従って、第１及び第２ＰＣＢの輪郭は重なっており、チャネル形成部はＰＣＢの重なっている部分を使用してチャネルを形成してもよい。
【００２９】
特に興味深い実施形態においては、第１ＰＣＢは、その平面内において第１領域をカバーしており、第２ＰＣＢは、この平面内において第２領域をカバーしており、第２領域は、第１領域内に位置し、且つ、空気強制流通部は、この平面内において第３領域をカバーしており、第３領域は、第２領域によってカバーされていない第１領域の一部分内に位置している。従って、空気強制流通部は、第２ＰＣＢに隣接して、或いは、第１ＰＣＢの第１表面の一部分上に、配置してもよい。この場合にも、第１及び第２領域が重なっている領域にチャネルが形成されることになり、空気の排出／流入用の開口部を第２領域と第３領域との間の境界面に配置してもよい。これにより、更に後述するように、利点が得られる。
【００３０】
好ましくは、第２及び第３領域は重なっていないが、組立体の空間を可能な限り最適に利用するために、一緒に第１領域をカバーするか又はこれに対応している。
【００３１】
本実施形態においては、平面内において、空気強制流通部は、好ましくは、チャネルの第２端部よりもチャネルの第１端部の近くに配置されている。従って、空気強制流通部は、空気を組立体の外部から空気強制流通部を通じてチャネル内に強制流通させるために使用される。次いで、空気は、チャネル及びその内部に配置された部品を通じて流れ、チャネルの他端で排出される。
【００３２】
構成が容易な一実施形態は、第１及び第２ＰＣＢが少なくとも実質的に平行なものである。この状況においては、チャネル形成部は、その機能を実現するために、ＰＣＢの平面に対して垂直の方向に同一の厚さ又は範囲を有してもよい。
【００３３】
一実施形態において、空気強制流通部は、冷却面と、この冷却面を第１部品のうちの少なくとも１つの部品に対して付勢する付勢部材と、を有し、例えば、第１及び第２ＰＣＢが重なっている部分によって形成されたチャネル内の部品は、チャネルを通じて流れる空気によって冷却される。しかしながら、いくつかの部品は、この代わりに又はこれに加えて、その上部に付勢された冷却面によって直接的に冷却される。冷却面は、通常、部品のうちの最も背の高い部品上にのみ付勢されることになり、（ＰＣＢの平面に対して垂直の方向において）背の低い部品の冷却は、空気流により、或いは、それらの部品と冷却面の間に熱伝導性の素子又は材料を提供することにより、実現してもよいことに留意されたい。
【００３４】
一般に、付勢部材は、少なくとも実質的に同一のばね定数を有する少なくとも３つの弾性部材を有し、これらの弾性部材は、付勢部材及び空気強制流通部によって少なくとも１つの部品に対して作用する力がその少なくとも１つの部品が配置されているＰＣＢの平面に対して垂直になるように、配置されることが好ましい。
【００３５】
この観点において、弾性部材は、スプリング、つる巻きばね、又は板ばね、発泡体、ゴム、プラスチック、及びポリマーなどの非中空材料、或いは、これらに類似したものなどの任意のタイプの弾性部材であってもよい。当然のことながら、必要に応じて、圧縮可能なガスシリンダ又はこれらに類似したものなどの更に複雑な技術を使用してもよい。弾性部材のばね定数又は弾性定数は、通常、その部材の特定の方向における所定の変形／圧縮を実行するのに必要とされる力を表すことになる。
【００３６】
力が平面に対して垂直である場合には、冷却面は、部品の上部表面の少なくとも実質的に全てに対して接触することが可能となり、この部品は、通常はＰＣＢの平面と平行な上部表面を有する平らな部品である。この結果、この部品の冷却が最適化される。
【００３７】
更には、ＰＣＢの平面に対して垂直の力を提供することにより、付勢によってＰＣＢに対する部品の装着に応力が生じないことが保証される。
【００３８】
非常に興味深い一実施形態においては、付勢部材は、互いに直交すると共に１つの平面内に配置された２つの軸のそれぞれに沿って、少なくとも１つの部品の中心から、この中心との関係において軸に沿った一方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第１総計距離（ｆｉｒｓｔ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）が、この中心から、この中心との関係において軸に沿った反対方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第２総計距離（ｓｅｃｏｎｄ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）から所定の距離内になるように、配置されている。理想的には、且つ、好ましくは、所定の距離は、ゼロであるが、製造の不完全性及びその他の考慮事項に起因し、ゼロからの多少の逸脱を許容することが必要となろう。従って、この距離は、任意の弾性手段から部品の中心までの最大距離の最大で１０％であってもよい。
【００３９】
従って、２つの軸のそれぞれごとに、部品の中心からこれらの方向を判定し、これら２つの方向に沿った距離を単純に合計する。
【００４０】
これらの軸を選択する方法は問題ではない。問題となるのは、部品に作用する力は、中心から弾性部材及び作用する力までの距離に関係しているという点にあり、この作用する力は、好ましくは、すべての弾性部材について同一である。
【００４１】
この実施形態は、付勢部材を部品の中心までの同一の距離において部品の周りに対称的に配置することができない場合に特に適している。これには、電子部品、空気強制流通部、又はこれらに類似したものにより、これが妨げられるか又は困難になっている場合が該当することになろう。この場合には、付勢部材が同一の弾性定数、又は、ばね定数を有する必要があるという選択肢により、これらの位置の選択が困難になる。
【００４２】
但し、上述の位置の判定により、ばね定数が同一である場合にも、力がＰＣＢの平面に対して垂直の状態に留まることが保証される。従って、その結果、弾性手段の非対称的な位置についても、同一の有利な効果が実現されることになる。
【００４３】
ＰＣＢの平面に対する垂直状態からの力の方向の多少の逸脱を許容することができることに留意されたい。従って、製造の不完全性によって通常生じる所定の量又は所定の百分率だけ、ばね定数が互いに変化してもよい。
【００４４】
上述のように、力の方向が垂直方向からの許容可能な角度内に留まっている限り、所定の量又は所定の百分率だけ、部品の中心までの距離は逸脱してもよい。
【００４５】
従って、通常、ばね定数が、弾性部材の定数の平均値の最大で１０％だけ変化することを許容することができよう。また、中心までの個々の付勢部材の距離が、最適な又は完璧な位置から最大で１０％だけ変化することも通常は許容することができよう。
【００４６】
付勢部材が、例えば、ＰＣＢにではなく、チャネル形成部に係合している場合には、更なる利点が認められることに留意されたい。ＰＣＢに係合し、且つ、弾性部材によって作用する力をＰＣＢから導出する際には、ＰＣＢが、これによって影響を受け、且つ、曲がることになる。その結果、時間の経過に伴って、且つ、通常コンピュータにおいて観察される振動及び温度変動に起因して、ＰＣＢが破壊されることになる。
【００４７】
本発明の第２の実施態様は、第１の実施態様の好適な実施形態の組立体を動作させる方法に関し、この方法は、第１ＰＣＢの電子部品に電力を供給するステップと、第２ＰＣＢの電子部品に電力を供給するステップと、空気強制流通部を動作させて空気を空気強制流通部からチャネルの第１端部を通じて且つチャネルの第２端部に向かって強制流通させるステップと、を有する。
【００４８】
以下、添付の図面を参照し、好適な実施形態について説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】好適な一実施形態について上方から見た図を示す。
【図２】図１の実施形態について側部から見た図からを示す。
【図３】図１の実施形態の断面図を示す。
【図４】図１の実施形態の断面図を示す。
【図５】図１の実施形態の固定手段を示す。
【図６】図１の実施形態の固定手段を示す。
【図７】付勢部材の配置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１には、データ処理組立体１０が上方から示されている。図２には、データ処理組立体１０が、側面図として、図３には、Ａラインに沿った断面図として、示されており、図４には、Ｂラインに沿った断面図が示されている。図５及び図６には、組立体１０の組立に関する詳細が示されている。
【００５１】
組立体１０は、外側の補強部材１６によって相互の関係における位置に維持された２つの印刷回路基板（ＰＣＢ）１２及び１４と、換気装置又はファン１８と、を有する。ＰＣＢ１２／１４の平面内に規定されている領域は、ＰＣＢ１２のみにより、又はＰＣＢ１４及びファン１８により、占有されていることがわかる。
【００５２】
これらのＰＣＢは、少なくともその相互に対向する面上に電子部品２０を有しているが、部品は、相互に対向していない面上に設けてもよい。
【００５３】
組立体１０の電子部品の動作は、部品２０／２０’が、電力供給され、且つ、必要に応じて、データを受信／生成／出力するというものである。又、これらの部品は、参照符号２４によって示されているように、電源と、入出力手段と、を有してもよい。又、ＰＣＢは、それぞれ、電力／信号／情報又はこれらに類似したものを相互交換するために、これらのＰＣＢを電気的に相互接続するように適合されたプラグ２２を有してもよい。
【００５４】
組立体は、外部からアクセス可能な端子１２’を介してＰＣＩカードとして動作してもよい。又、組立体は、ＰＣＩカードに必要とされるブラケット１０’を有してもよい。
【００５５】
この組立体の冷却の動作は、ファン１８が空気を、組立体１０内に、且つ、ＰＣＢ１２／１４及び部材１６（図４参照）によって規定されたチャネル３０内に、強制流通させるというものである。この空気は、部材１６内の開口部１６’などを通じて、組立体１０のもう１つの（図１の下部の）端部において、チャネル３０から排出されることになる。
【００５６】
ファン１８は、好ましくは、その冷却作用を増大させるために、ファン自体とその下方に配置された電子部品２０’の間に下部表面１８’を有する（図３を参照されたい）。当然のことながら、これらの部品２０’は、異なる高さを有してもよく、且つ、ファン１８を、例えば、スプリング付勢により、これらの部品のうちの最も背の高い部品に向かって押圧してもよく、且つ、ペースト、糊、又は発泡体などの熱伝導性を有する材料２８を背の低い部品と下部表面１８’の間に設けてもよい。
【００５７】
更には、ファン１８は、図１に示されている複数の平行なフィン１８’’を有しており、チャネル３０に進入する空気は、これらのフィンを通過し、且つ、これらのフィンは、下部表面の冷却作用を増大させるために下部表面１８’に対して熱的に接続されている。
【００５８】
最も冷却される部品は、部品２０’であり、これらは、通常、最も電力を消費すると共に、従って、最も熱を生成する部品となる。当然のことながら、表面１８’における部品２０’、チャネル３０内の部品２０、又はＰＣＢ１２／１４の外側面上に配置された部品２０などの部品の位置は、動作の際のその部品の熱生成及びその部品の高熱に耐える能力によって左右されることになる。
【００５９】
チャネル３０を通じた空気の流れに起因し、且つ、部材１６内に設けられたスリット１６’’に起因し、空気は、ベンチュリ効果にも起因して、部品２０’が配置されている空間内に、且つ、チャネル３０内に、引き込まれることになる。この結果、部材２０’の冷却作用が増大し、且つ、部材２０’に対向する部材１８’の下面によって冷却された冷たい空気も、チャネル３０内に引き込まれる。
【００６０】
組立体１０の組立は、以下の方式によって実行される（具体的には、図２、図５、及び図６を参照されたい）。
【００６１】
チャネル２６が設けられる部材２４の固定のために使用される中央の切取り部３２及び打ち抜かれたフィン３４を有する複数の領域を補強部材１６に設ける。部材２４は、部材１６の長手方向を横断する方向においてこれらを固定するように、切取り部３２内に嵌合する部分を有しており、且つ、従って、フィン３４は、部材２４を部材１６に固定することになる。次いで、チャネル２６を貫通するボルト及びナットを使用することにより、ＰＣＢ１２／１４を、相互に、且つ、部材２４に対して、且つ、従って、補強部材１６に対して、固定してもよい。
【００６２】
ファン１８は、部材２０’及び熱伝導性を有する材料２８に対する充分な熱的接続を維持するために、スプリング付勢を介して補強部材１６に装着される。従って、ファン１８の上方に位置するように、部材１６の複数の部分３６が折り曲げられ、且つ、ファン１８を部分３６から離れるように且つ部材２０’に向かって押圧するように部分３６とファン１８の間に後から設けられるスプリング４２をガイドするために、ピン４０が、それぞれの部分３６の孔３８内に設けられる。ＰＣＢ１２との関係における固定の代わりに、ファン１８を付勢するために補強部材１６の部分３６を使用することにより、ＰＣＢ１２上における空間が節約される。更には、ＰＣＢ１２から力を導出することを要することなしに、力を部品２０’に対して印加してもよく、これには、スプリング４２が、補強部材１６に対してではなく、ＰＣＢに対して接続される場合が当てはまることになろう。
【００６３】
付勢に起因し、部材３６は、部品２０’のうちの最も背の高い部品の中心との関係において、印加された力が均衡するように、配置されることが好ましい。これが図７に示されている。
【００６４】
これは、複数の方式によって実現されよう。最も背の高い部品２０’の中心との関係における部分３６の位置に応じて、異なるばね定数を有する弾性部材４２を使用してもよく、或いは、同一のスプリング４２又は少なくとも同一のばね定数を有する部材を使用してもよいように、部分３６の位置を選択してもよい。
【００６５】
印加される力及びトルク（最も背の高い部品２０’の中心に対する力及びそれまでの距離）をその部品の中心において下向きに直接的に方向付けることにより、部品２０’に亀裂が発生することが防止される。これには、表面１８’がＰＣＢ１２の平面に対して垂直ではない力を印加する場合が当てはまることになろう。
【００６６】
図７においては、表面１８’は、その下方における部材２０’の範囲及び位置について示されている。表面１８’の中心ｃと部材２０’の中心の判定は容易である。
【００６７】
２つのスプリング部材４２の位置が円１及び２によって示されており、且つ、２つの垂直の方向が矢印ａ及びｂによって示されている。これらの位置から、第３の及び任意の更なる部材４２の最適位置を判定してもよい。
【００６８】
製造のためには、すべての弾性手段４２が（製造の限度内において）同一であることが望ましいということに起因し、円１及び２並びに更なる弾性手段４２の位置は、部品２０’の中心からスプリング４２の位置１、２までの２つの方向に投影された距離により、簡単に判定される。
【００６９】
更に詳しくは、部品２０’の中心から方向ａに沿って一方向に配置されたすべてのスプリング４２における組み合わせられた距離は、部品２０’の中心から方向ａに沿って反対方向に配置されたすべてのスプリング４２における組み合わせられた距離と同一であるか又はそれから所定の距離内にあることを要する。
【００７０】
同じことが、方向ｂに沿っても、当てはまり、これにより、表面１８’に対して垂直に方向付けされた部品２０’上に、且つ、従って、部品２０’の上部表面上に、表面１８’によって作用する力を提供する同一のスプリング４２を使用することにより、付勢が実現される。
【図１】
2013528933.tif 000003
【図２】
2013528933.tif 000004
【図３】
2013528933.tif 000005
【図４】
2013528933.tif 000006
【図５】
2013528933.tif 000007
【図６】
2013528933.tif 000008
【図７】
2013528933.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月14日(2012.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却用空気が流通するチャネルを使用する装置内などにおいて電子部品を冷却する方法に関する。このような技術は、例えば、ファンが冷却用空気を駆動しているチャネルに向かって内向きに方向付けされた冷却フィンを有する冷却素子が配置されているＨｉＦｉアンプで知られている。電子部品は冷却素子の外側に配置される。
【背景技術】
【０００２】
現在、冷却は、ＰＣＢに配置された又はこれに固定された部品に対して行われ、特に、部品を冷却するために空気を強制流通させるチャネルの形成はＰＣＢを使用して行われている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
第１の態様においては、本発明は、請求項１に記載の組立体に関する。
【０００４】
これに関連して、組立体は、共に動作すると共に／又は相互に固定される等、相互に接続された多数の部材である。必然的に、固定は、着脱自在としてもよく、ワイヤを介して、ワイヤレスで、機械的結合を介して、或いは、これらに類似した方式により、任意の相互動作を実行してもよい。
【０００５】
電子部品は、単純な抵抗器から任意の種類のチップに至る、任意のタイプの部品であってもよい。従って、部品は、プロセッサ、ＦＰＧＡ、メモリ回路、抵抗器、コンデンサ、コイル／インダクタ、又はこれらに類似したものであってもよい。
【０００６】
通常、ＰＣＢとは、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）であり、これは、２つの主面と、周縁部と、を有する平らな部材である。ＰＣＢは、１つ又は複数の導体層を有してもよく、その一方の面上に、又は、その２つの主面上に、電子部品を有してもよい。通常、電子部品は、電力及び／又は信号を互いにＰＣＢ内の導体を介して送受信することにより、相互動作可能となる。通常、これらの部品は、導体等を介してＰＣＢに固定される。
【０００７】
組立体は、ＰＣＢに固定され、あるいは関連付けられた１つ又は複数の素子を有し、付勢手段は、ＰＣＢ平面内において電子部品の中心から距離が異なる位置において固定された素子を係合する。従って、１つの距離は、その他の距離のうちの１つの距離よりも少なくとも１０％だけ大きくてもよい。
【０００８】
冷却面は、どのようなタイプの面であってもよく、好ましくは、熱伝導材料の面である。この面又は素子は、周囲の空気、強制空気流、冷却液、或いは、冷却フィン、冷却素子（ペルチェ素子など）等、その他の冷却手段によって単純に冷却してもよい。
【０００９】
特許請求の範囲に記載された発明は、部品の冷却を緩和することなしにスペースを節約できるという点において、多くの利点を提供する。従って、ＰＣＢの第１面を使用してチャネルを成形又は形成する際に、チャネル内に配置された部品の直接的な冷却が実現され、且つ、冷却チャネルを形成するための追加の素子が不要である。更に、チャネル形成部は、ある程度の剛性を有するように設けてもよく、それゆえ、組立体を強固にする役目を果たすことができる。これは、更に後述するように、この素子が付勢手段に係合するためにも使用されるとき、特に適している。
【００１０】
ＰＣＢの第１面が互いに対向している際には、これらの面は、第１面に配置された電子部品が空気強制流通部によって生成される空気流によって冷却されるように配置されたチャネルの面を形成する。
【００１１】
好ましくは、第１及び第２ＰＣＢは、平行であり、これは、これらが平らな部材であるという状況の下でＰＣＢの主要平面となるその基本平面が平行であることを意味している。この場合には、チャネルが形成される位置においてチャネル形成部が同一の厚さを有するように、ＰＣＢの端部をそれらの間の距離が同一となるように配置してもよい。
【００１２】
これに関連して、チャネル形成部は、ＰＣＢ、例えばＰＣＢの第１面、及びチャネルを形成するＰＣＢの部分において第１面に配置された電子部品と共にチャネルを形成するように構成されている。
【００１３】
当然のことながら、チャネルは、第１面の平面内又はこれらに垂直の平面内の一方又は両方において、直線的であってもよく、湾曲していてもよく、或いは、蛇行していてもよい。その内部の空気流が影響を受けるように、第１面に配置された部品が、チャネルの内部寸法を不規則なものにしてもよいことに留意されたい。
【００１４】
また、ＰＣＢ（ＰＣＢが平らな部材である際の主要平面）が平行である場合には、チャネル形成部をＰＣＢの直線的な面に配置する必要はなく、チャネル形成部は、第１端部から第２端部までのチャネルの基本的な方向に対して垂直であるチャネルの幅に渡るとともに第１表面の一部分のみにわたってチャネルを規定してもよいことに留意されたい。
【００１５】
チャネルの形成とは、空気が第１端部から第２端部まで全般的に流れるようにする部材を設置することである。当然のことながら、チャネル形成部は、チャネルの長さの全体に沿って気密にチャネルを封止する必要はない。望ましい空気流をチャネル内に維持可能である限り、空気がチャネルに出入り可能となる小さな開口部も許容可能であり、これらの小さな開口部は、換気及び冷却を実質的に補助することができる。
【００１６】
チャネルは、好ましくは、空気がチャネルに出入り可能となる第１端部及び第２端部を有する。空気のチャネルへの流入、または空気のチャネルからの排出は、１つ又は複数の開口部を介してもよい。チャネル内に望ましい空気流を実現するために、その他の開口部を端部以外に配置してもよい。
【００１７】
チャネルを形成する最も単純な方法は、チャネル形成部によってＰＣＢの端部間に封止を提供し、これにより、チャネルの基本的な方向にわたって（例えば、第１端部から第２端部まで）ＰＣＢの幅全体を使用してチャネルを形成するというものである。但し、チャネル形成部を一方又は両方のＰＣＢの１つ又は複数の端部において係合又は封止させるのではなく、その第１表面において係合又は封止させることにより、チャネルは、これよりも狭くしてもよい。従って、チャネルが、ＰＣＢのうちの１つのＰＣＢの幅全体を占有することは可能であるが、他方のＰＣＢの幅全体を占有しないように、１つのＰＣＢが、チャネルの基本的な方向を横断する方向において、他方のＰＣＢよりも幅広であってもよく、或いは、チャネル形成部が両方のＰＣＢの第１表面において係合又は封止し、且つ、これにより、チャネルの基本的な方向に渡って、両方のＰＣＢの幅よりも狭くなってもよい。
【００１８】
通常、端部が１つ又は両方のＰＣＢの端部において１つ又は両方のＰＣＢのエッジに又はその近傍に位置するように、チャネルは、１つ又は両方のＰＣＢの長手方向の軸に沿った基本的な方向を有することになる。
【００１９】
例えばチャネル内に空気を強制流通させるために、いくつかの手段及び方法が存在している。ファンや、圧縮空気等を使用することができる。チャネルの一端を吸引すれば、チャネルを通じて一方向に空気が強制流通することになり、加圧すれば（例えばファンを反対方向に動作させる）、チャネルを通じて空気が他の方向に強制流通することになる。空気の望ましい方向は、チャネル内の部品の位置に依存し、特に、チャネル内の部品のうちの最も熱を生成する部品及び最も熱の影響を受け易い部品の位置に依存する。
【００２０】
最も熱の影響を受け易い素子の冷却を最優先に保証するために、最も冷たい空気、即ち、複数の部品の冷却に使用されていない空気が、これらの素子に最初に提供されることが望ましい。或いは、その代わりに、最も熱を生成する部品をチャネルからの空気の排出地点の近くに配置することも望ましく、その目的は、これらの部品によって生成される加熱された空気がその他の部品に提供されないようにするためであり、その理由は、この加熱された空気は、その他の部品を冷却する代わりに、それらを加熱しうるからである。
【００２１】
従って、チャネル内における空気の流れの方向及び個別の部品の位置を使用し、個々の部品の冷却を調整してもよい。
【００２２】
上述のように、空気は、一端においてチャネル内に強制流入させ、他端において排出させてもよい。通常、チャネルは、この空気の流れを促進させるために、その端部に１つ又は複数の開口部を有する。必要に応じて、その他の開口部を設けてもよい。
【００２３】
一実施形態において、組立体は、チャネルの第２端部又はその近傍に配置された１つ又は複数の開口部を更に有する。上述のように、これらの開口部のうちの１つ又は複数の開口部をチャネル形成部内に配置してもよい。
【００２４】
本実施形態又は他の実施形態において、第１ＰＣＢは、その平面内において第１の輪郭を有し、第２ＰＣＢは、この平面内において第２の輪郭を有し、第１及び第２の輪郭の少なくとも一部は重なっており、チャネル形成部は、これら第１及び第２の輪郭のうちの重なっている部分の境界の少なくとも一部において第１ＰＣＢと第２ＰＣＢとの間の開口部を遮断又は閉鎖している。
【００２５】
従って、第１及び第２ＰＣＢの輪郭は重なっており、チャネル形成部はＰＣＢの重なっている部分を使用してチャネルを形成してもよい。
【００２６】
特に興味深い実施形態においては、第１ＰＣＢは、その平面内において第１領域をカバーしており、第２ＰＣＢは、この平面内において第２領域をカバーしており、第２領域は、第１領域内に位置し、且つ、空気強制流通部は、この平面内において第３領域をカバーしており、第３領域は、第２領域によってカバーされていない第１領域の一部分内に位置している。従って、空気強制流通部は、第２ＰＣＢに隣接して、或いは、第１ＰＣＢの第１表面の一部分上に、配置してもよい。この場合にも、第１及び第２領域が重なっている領域にチャネルが形成されることになり、空気の排出／流入用の開口部を第２領域と第３領域との間の境界面に配置してもよい。これにより、更に後述するように、利点が得られる。
【００２７】
好ましくは、第２及び第３領域は重なっていないが、組立体の空間を可能な限り最適に利用するために、一緒に第１領域をカバーするか又はこれに対応している。
【００２８】
本実施形態においては、平面内において、空気強制流通部は、好ましくは、チャネルの第２端部よりもチャネルの第１端部の近くに配置されている。従って、空気強制流通部は、空気を組立体の外部から空気強制流通部を通じてチャネル内に強制流通させるために使用される。次いで、空気は、チャネル及びその内部に配置された部品を通じて流れ、チャネルの他端で排出される。
【００２９】
構成が容易な一実施形態は、第１及び第２ＰＣＢが少なくとも実質的に平行なものである。この状況においては、チャネル形成部は、その機能を実現するために、ＰＣＢの平面に対して垂直の方向に同一の厚さ又は範囲を有してもよい。
【００３０】
一実施形態において、空気強制流通部は、冷却面と、この冷却面を第１部品のうちの少なくとも１つの部品に対して付勢する付勢部材と、を有し、例えば、第１及び第２ＰＣＢが重なっている部分によって形成されたチャネル内の部品は、チャネルを通じて流れる空気によって冷却される。しかしながら、いくつかの部品は、この代わりに又はこれに加えて、その上部に付勢された冷却面によって直接的に冷却される。冷却面は、通常、部品のうちの最も背の高い部品上にのみ付勢されることになり、（ＰＣＢの平面に対して垂直の方向において）背の低い部品の冷却は、空気流により、或いは、それらの部品と冷却面の間に熱伝導性の素子又は材料を提供することにより、実現してもよいことに留意されたい。
【００３１】
一般に、付勢部材は、少なくとも実質的に同一のばね定数を有する少なくとも３つの弾性部材を有し、これらの弾性部材は、付勢部材及び空気強制流通部によって少なくとも１つの部品に対して作用する力がその少なくとも１つの部品が配置されているＰＣＢの平面に対して垂直になるように、配置されることが好ましい。
【００３２】
この観点において、弾性部材は、スプリング、つる巻きばね、又は板ばね、発泡体、ゴム、プラスチック、及びポリマーなどの非中空材料、或いは、これらに類似したものなどの任意のタイプの弾性部材であってもよい。当然のことながら、必要に応じて、圧縮可能なガスシリンダ又はこれらに類似したものなどの更に複雑な技術を使用してもよい。弾性部材のばね定数又は弾性定数は、通常、その部材の特定の方向における所定の変形／圧縮を実行するのに必要とされる力を表すことになる。
【００３３】
力が平面に対して垂直である場合には、冷却面は、部品の上部表面の少なくとも実質的に全てに対して接触することが可能となり、この部品は、通常はＰＣＢの平面と平行な上部表面を有する平らな部品である。この結果、この部品の冷却が最適化される。
【００３４】
更には、ＰＣＢの平面に対して垂直の力を提供することにより、付勢によってＰＣＢに対する部品の装着に応力が生じないことが保証される。
【００３５】
本発明によれば、付勢部材は、互いに直交すると共に１つの平面内に配置された２つの軸のそれぞれに沿って、少なくとも１つの部品の中心から、この中心との関係において軸に沿った一方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第１総計距離（ｆｉｒｓｔ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）が、この中心から、この中心との関係において軸に沿った反対方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第２総計距離（ｓｅｃｏｎｄ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）から所定の距離内になるように、配置されている。理想的には、且つ、好ましくは、所定の距離は、ゼロであるが、製造の不完全性及びその他の考慮事項に起因し、ゼロからの多少の逸脱を許容することが必要となろう。この距離は、任意の弾性手段から部品の中心までの最大距離の最大で１０％であってもよい。
【００３６】
２つの軸のそれぞれごとに、部品の中心からこれらの方向を判定し、これら２つの方向に沿った距離を単純に合計する。
【００３７】
これらの軸を選択する方法は問題ではない。問題となるのは、部品に作用する力は、中心から弾性部材及び作用する力までの距離に関係しているという点にあり、この作用する力は、好ましくは、すべての弾性部材について同一である。
【００３８】
これは、付勢部材を部品の中心までの同一の距離において部品の周りに対称的に配置することができない場合に特に適している。これには、電子部品、空気強制流通部、又はこれらに類似したものにより、これが妨げられるか又は困難になっている場合が該当することになろう。この場合には、付勢部材が同一の弾性定数、又は、ばね定数を有する必要があるという選択肢により、これらの位置の選択が困難になる。
【００３９】
但し、上述の位置の判定により、ばね定数が同一である場合にも、力がＰＣＢの平面に対して垂直の状態に留まることが保証される。従って、その結果、弾性手段の非対称的な位置についても、同一の有利な効果が実現されることになる。
【００４０】
ＰＣＢの平面に対する垂直状態からの力の方向の多少の逸脱を許容することができることに留意されたい。従って、製造の不完全性によって通常生じる所定の量又は所定の百分率だけ、ばね定数が互いに変化してもよい。
【００４１】
上述のように、力の方向が垂直方向からの許容可能な角度内に留まっている限り、所定の量又は所定の百分率だけ、部品の中心までの距離は逸脱してもよい。
【００４２】
従って、通常、ばね定数が、弾性部材の定数の平均値の最大で１０％だけ変化することを許容することができよう。また、中心までの個々の付勢部材の距離が、最適な又は完璧な位置から最大で１０％だけ変化することも通常は許容することができよう。
【００４３】
付勢部材が、例えば、ＰＣＢにではなく、チャネル形成部に係合している場合には、更なる利点が認められることに留意されたい。ＰＣＢに係合し、且つ、弾性部材によって作用する力をＰＣＢから導出する際には、ＰＣＢが、これによって影響を受け、且つ、曲がることになる。その結果、時間の経過に伴って、且つ、通常コンピュータにおいて観察される振動及び温度変動に起因して、ＰＣＢが破壊されることになる。
【００４４】
本発明の第２の実施態様は、第１の実施態様の好適な実施形態の組立体を動作させる方法に関し、この方法は、第１ＰＣＢの電子部品に電力を供給するステップと、第２ＰＣＢの電子部品に電力を供給するステップと、空気強制流通部を動作させて空気を空気強制流通部からチャネルの第１端部を通じて且つチャネルの第２端部に向かって強制流通させるステップと、を有する。
【００４５】
以下、添付の図面を参照し、好適な実施形態について説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】好適な一実施形態について上方から見た図を示す。
【図２】図１の実施形態について側部から見た図からを示す。
【図３】図１の実施形態の断面図を示す。
【図４】図１の実施形態の断面図を示す。
【図５】図１の実施形態の固定手段を示す。
【図６】図１の実施形態の固定手段を示す。
【図７】付勢部材の配置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１には、データ処理組立体１０が上方から示されている。図２には、データ処理組立体１０が、側面図として、図３には、Ａラインに沿った断面図として、示されており、図４には、Ｂラインに沿った断面図が示されている。図５及び図６には、組立体１０の組立に関する詳細が示されている。
【００４８】
組立体１０は、外側の補強部材１６によって相互の関係における位置に維持された２つの印刷回路基板（ＰＣＢ）１２及び１４と、換気装置又はファン１８と、を有する。ＰＣＢ１２／１４の平面内に規定されている領域は、ＰＣＢ１２のみにより、又はＰＣＢ１４及びファン１８により、占有されていることがわかる。
【００４９】
これらのＰＣＢは、少なくともその相互に対向する面上に電子部品２０を有しているが、部品は、相互に対向していない面上に設けてもよい。
【００５０】
組立体１０の電子部品の動作は、部品２０／２０’が、電力供給され、且つ、必要に応じて、データを受信／生成／出力するというものである。又、これらの部品は、参照符号２４によって示されているように、電源と、入出力手段と、を有してもよい。又、ＰＣＢは、それぞれ、電力／信号／情報又はこれらに類似したものを相互交換するために、これらのＰＣＢを電気的に相互接続するように適合されたプラグ２２を有してもよい。
【００５１】
組立体は、外部からアクセス可能な端子１２’を介してＰＣＩカードとして動作してもよい。又、組立体は、ＰＣＩカードに必要とされるブラケット１０’を有してもよい。
【００５２】
この組立体の冷却の動作は、ファン１８が空気を、組立体１０内に、且つ、ＰＣＢ１２／１４及び部材１６（図４参照）によって規定されたチャネル３０内に、強制流通させるというものである。この空気は、補強部材１６内の開口部１６’などを通じて、組立体１０のもう１つの（図１の下部の）端部において、チャネル３０から排出されることになる。
【００５３】
ファン１８は、好ましくは、その冷却作用を増大させるために、ファン自体とその下方に配置された電子部品２０’の間に下部表面１８’を有する（図３を参照されたい）。当然のことながら、これらの部品２０’は、異なる高さを有してもよく、且つ、ファン１８を、例えば、スプリング付勢により、これらの部品のうちの最も背の高い部品に向かって押圧してもよく、且つ、ペースト、糊、又は発泡体などの熱伝導性を有する材料２８を背の低い部品と下部表面１８’の間に設けてもよい。
【００５４】
更には、ファン１８は、図１に示されている複数の平行なフィン１８’’を有しており、チャネル３０に進入する空気は、これらのフィンを通過し、且つ、これらのフィンは、下部表面の冷却作用を増大させるために下部表面１８’に対して熱的に接続されている。
【００５５】
最も冷却される部品は、部品２０’であり、これらは、通常、最も電力を消費すると共に、従って、最も熱を生成する部品となる。当然のことながら、表面１８’における部品２０’、チャネル３０内の部品２０、又はＰＣＢ１２／１４の外側面上に配置された部品２０などの部品の位置は、動作の際のその部品の熱生成及びその部品の高熱に耐える能力によって左右されることになる。
【００５６】
チャネル３０を通じた空気の流れに起因し、且つ、補強部材１６内に設けられたスリット１６’’に起因し、空気は、ベンチュリ効果にも起因して、部品２０’が配置されている空間内に、且つ、チャネル３０内に、引き込まれることになる。この結果、部材２０’の冷却作用が増大し、且つ、部材２０’に対向する部材１８’の下面によって冷却された冷たい空気も、チャネル３０内に引き込まれる。
【００５７】
組立体１０の組立は、以下の方式によって実行される（具体的には、図２、図５、及び図６を参照されたい）。
【００５８】
チャネル２６が設けられる入出力部材２４の固定のために使用される中央の切取り部３２及び打ち抜かれたフィン３４を有する複数の領域を補強部材１６に設ける。部材２４は、補強部材１６の長手方向を横断する方向においてこれらを固定するように、切取り部３２内に嵌合する部分を有しており、且つ、従って、フィン３４は、入出力部材２４を補強部材１６に固定することになる。次いで、チャネル２６を貫通するボルト及びナットを使用することにより、ＰＣＢ１２／１４を、相互に、且つ、入出力部材２４に対して、且つ、従って、補強部材１６に対して、固定してもよい。
【００５９】
ファン１８は、部品２０’及び熱伝導性を有する材料２８に対する充分な熱的接続を維持するために、スプリング付勢を介して補強部材１６に装着される。従って、ファン１８の上方に位置するように、補強部材１６の複数の固定部材３６が折り曲げられ、且つ、ファン１８を部分３６から離れるように且つ部品２０’に向かって押圧するように固定部材３６とファン１８の間に後から設けられるスプリング４２をガイドするために、ピン４０が、それぞれの固定部材３６の孔３８内に設けられる。ＰＣＢ１２との関係における固定の代わりに、ファン１８を付勢するために補強部材１６の固定部材３６を使用することにより、ＰＣＢ１２上における空間が節約される。更には、ＰＣＢ１２から力を導出することを要することなしに、力を部品２０’に対して印加してもよく、これには、スプリング４２が、補強部材１６に対してではなく、ＰＣＢに対して接続される場合が当てはまることになろう。
【００６０】
付勢に起因し、固定部材３６は、部品２０’のうちの最も背の高い部品の中心との関係において、印加された力が均衡するように、配置されることが好ましい。これが図７に示されている。
【００６１】
これは、複数の方式によって実現されよう。最も背の高い部品２０’の中心との関係における固定部材３６の位置に応じて、異なるばね定数を有する弾性部材４２を使用してもよく、或いは、同一のスプリング４２又は少なくとも同一のばね定数を有する部材を使用してもよいように、固定部材３６の位置を選択してもよい。
【００６２】
印加される力及びトルク（最も背の高い部品２０’の中心に対する力及びそれまでの距離）をその部品の中心において下向きに直接的に方向付けることにより、部品２０’に亀裂が発生することが防止される。これには、表面１８’がＰＣＢ１２の平面に対して垂直ではない力を印加する場合が当てはまることになろう。
【００６３】
図７においては、表面１８’は、その下方における部品２０’の範囲及び位置について示されている。表面１８’の中心ｃと部品２０’の中心の判定は容易である。
【００６４】
２つのスプリング部材４２の位置が円１及び２によって示されており、且つ、２つの垂直の方向が矢印ａ及びｂによって示されている。これらの位置から、第３の及び任意の更なるスプリング４２の最適位置を判定してもよい。
【００６５】
製造のためには、すべてのスプリング４２が（製造の限度内において）同一であることが望ましいということに起因し、円１及び２並びに更なるスプリング４２の位置は、部品２０’の中心からスプリング４２の位置１、２までの２つの方向に投影された距離により、簡単に判定される。
【００６６】
更に詳しくは、部品２０’の中心から方向ａに沿って一方向に配置されたすべてのスプリング４２における組み合わせられた距離は、部品２０’の中心から方向ａに沿って反対方向に配置されたすべてのスプリング４２における組み合わせられた距離と同一であるか又はそれから所定の距離内にあることを要する。
【００６７】
同じことが、方向ｂに沿っても、当てはまり、これにより、表面１８’に対して垂直に方向付けされた部品２０’上に、且つ、従って、部品２０’の上部表面上に、表面１８’によって作用する力を提供する同一のスプリング４２を使用することにより、付勢が実現される。
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品をその上部に有する第１ＰＣＢであって、第１面と、第２面と、を有し、１つ又は複数の第１電子部品が前記第１ＰＣＢの前記第１面に配置される、第１ＰＣＢと、
冷却面と、
力により、前記第１電子部品のうちの少なくとも１つの第１電子部品の上部表面に向かって前記冷却面を付勢するための付勢手段であって、少なくとも実質的に同一のばね定数を有する少なくとも３つの弾性部材を有する付勢手段と、
第１面と、第２面と、を有する第２ＰＣＢであって、１つ又は複数の第２電子部品が前記第２ＰＣＢの前記第１面に配置され、前記第１ＰＣＢの前記第１面は、前記第２ＰＣＢの前記第１面と対向している、第２ＰＣＢと、
前記第１ＰＣＢに又はこれとの関係において固定された１つ又は複数の固定された部材を有し、且つ、前記第１及び第２ＰＣＢの前記第１面の少なくとも一部分と共に、第１端部及び第２端部を有するチャネルを形成するチャネル形成部であって、付勢部材は、前記チャネル形成部に当接し、前記付勢手段は、前記固定された部材に前記第１ＰＣＢの平面内において前記少なくとも１つの電子部品の中心から異なる距離に位置した位置において係合し、前記固定された部材は、作用する前記力が前記ＰＣＢに印加されず、その結果、前記ＰＣＢが曲がらないように、剛性を提供する、チャネル形成部と、
空気を、前記チャネルを通じてその前記第１端部からその前記第２端部に向かって強制流通させるように配置された空気強制流通部と、を有し、
前記弾性部材は、互いに直交すると共に１つの平面内に配置された２つの軸のそれぞれに沿って、前記少なくとも１つの第１部品の中心から、前記中心との関係において前記軸に沿って一方向に配置されたそれぞれの弾性部材までの第１総計距離が、前記中心から、前記中心との関係において前記軸に沿って反対方向に配置されたそれぞれの弾性部材までの第２総計距離から所定の距離内になるように、配置され、前記所定の距離は、任意の弾性部材から前記中心までの最大距離の１０％以内である、
ことを特徴とする組立体。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記平面上で互いに直行する２つの軸のそれぞれに沿って、前記電子部品の中心から前記中心との関係において前記軸に沿って一方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第１結合距離が、前記中心から前記中心との関係において前記軸に沿って反対方向に配置されたそれぞれの付勢部材までの第２結合距離から所定の距離内になるように、配置されている、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記チャネルの前記第２端部又はその近傍に配置された１つ又は複数の開口部を更に有する、請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
前記第１ＰＣＢは、その平面内において第１の輪郭を有し、
前記第２ＰＣＢは、前記平面内において第２の輪郭を有し、前記第１及び第２の輪郭の少なくとも一部は重なっており、前記チャネル形成部は、前記第１及び第２の輪郭のうちの前記重なっている部分の境界の少なくとも一部において前記第１ＰＣＢと第２ＰＣＢとの間の開口部を遮断又は閉鎖する、請求項１又は３に記載の組立体。
【請求項５】
前記第１ＰＣＢは、その平面内において第１領域をカバーしており、前記第２ＰＣＢは、前記平面内において第２領域をカバーしており、前記第２領域は、前記第１領域内に位置し、且つ、前記空気強制流通部は、前記平面内において第３領域をカバーしており、前記第３領域は、前記第２領域によってカバーされていない前記第１領域の一部分内に位置する、請求項１、２、又は４のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項６】
前記平面内において、前記空気強制流通部は、前記チャネルの前記第２端部よりも前記チャネルの前記第１端部の近くに配置されている、請求項５に記載の組立体。
【請求項７】
前記第１及び第２ＰＣＢは、少なくとも実質的に平行である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項８】
請求項１に記載の前記組立体を動作させる方法であって、
前記第１ＰＣＢの前記電子部品に電力を供給するステップと、
前記第２ＰＣＢの前記電子部品に電力を供給するステップと、
前記空気強制流通部を動作させて空気を前記空気強制流通部から前記チャネルの前記第１端部を通じて前記チャネルの前記第２端部に向かって強制流通させるステップと、
を有する、方法。
【国際調査報告】
2013528933.tif 000010
2013528933.tif 000011