(57)【要約】【課題】時間が経過しても良好な電気的接触を維持する。【解決手段】導電性のシャーシ２の取付面５に、発熱部品４の接触面４ａが接触している。この接触面４ａは導電性である。シャーシ２の取付面５と発熱部品４の接触面４ａとの間に熱伝導シリコン８が介在する。発熱部品４の接触面４ａを取付面５にねじ１０が押圧固定する。取付面５に、微少な凸部を形成した溝１２が形成されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の部品取付部と、
この取付部の取付面に、接触面が接触し、少なくともこの接触面が導電性である発熱部品と、
前記部品取付部の取付面と前記発熱部品の接触面との間に介在する熱伝導性粘性物質と、
前記発熱部品の接触面を前記部品取付部の取付面に押圧固定する固定手段とを、
具備し、前記取付部の取付面または前記発熱部品の接触面に、微少な凸部を形成した電気機器。
【請求項２】
請求項１記載の電気機器において、前記凸部は、前記取付部の取付面または前記発熱部品の接触面に形成された溝の縁に形成されている電気機器。
【請求項３】
請求項２記載の電気機器において、前記固定手段は、前記取付部の取付面に穿設された孔に、前記発熱部品を貫通して挿通されるねじであり、前記取付部は、前記ねじによる前記発熱部品の固定によって撓む材質によって構成され、前記溝は、前記孔を横切るように形成されている電気機器。
【請求項４】
請求項３記載の電気機器において、前記溝は、前記孔を中心として放射状に複数形成されている電気機器。
【請求項５】
請求項２乃至４いずれか記載の電気機器において、前記溝は、前記取付部または前記発熱部品に刻印することによって形成される電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電気機器に関し、特に、例えばシャーシやヒートシンクのような取付部に発熱部品が固定されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気機器には、図８に示すように、取付部、例えば平坦なシャーシ２に外囲器が導電性である発熱部品４を取り付けたものがある。この取り付けは、例えば次のように行われる。シャーシ２における発熱部品４が接触する取付面５の所定位置に、ねじ孔６、６が穿設される。この取付面５に熱伝導性粘性物質、例えば熱伝導性シリコン８が塗布される。或いは、発熱部品４の接触面４ａに熱伝導性シリコン８が塗布される。この接触面４ａを取付面５に接触させ、発熱部品４のねじ挿通孔４ｂ、４ｂにねじ１０、１０を挿通し、ねじ孔６、６に螺合させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような電気機器では、発熱部品４を取り付けるシャーシ２は、熱伝導及び発熱部品４のシャーシ２への電気的接触の観点から、できる限り平坦であることが望ましいと考えられていた。もし、シャーシ２に凹凸があると、熱伝導性シリコン８の厚みが増し、伝熱性が悪くなると考えられ、鋳造等の成型により形成されるシャーシでは、高額な機械加工によって取付面５を平滑に仕上げることも頻繁に行われていた。しかし、シャーシ２の取付面５をどのように平坦に仕上げても、熱伝導性シリコン８を塗布した発熱部品４を取り付けると、取り付け直後は、発熱部品４とシャーシ２との電気的接触が良好であっても、時間が経過すると、上記電気的接触が不安定となり、最後には接触不良を生じ、電気機器が動作不良を起こすことがあった。
【０００４】
これは、板金製のシャーシにおいてよく発生する問題であり、さらに鋳造等の成型によるシャーシであっても、薄肉部に発熱部品４を取り付ける場合によく発生する問題である。
【０００５】
その理由としては、次のようなものが考えられる。シャーシ２に発熱部品４を接触させた状態では、シャーシ２は平坦であるが、取り付けねじ１０、１０を締め付けて、発熱部品４をシャーシ２に押圧固定した状態では、発熱部品４とシャーシ２との間に熱伝導性シリコン８が挟まっているため、図９に示すようにシャーシ２におけるシリコン塗布面は、撓んで変形する。そのため、シャーシ２は平面ではなく、曲面となる。従って、シャーシ２と発熱部品４との電気的接触は、図１０に拡大して示すように、発熱部品４の取り付けねじ１０の外側の角部と取り付けねじ１０と接触している部分でのみ保たれている。この変形は、シリコン８の粘度が高いほど大きくなる。しかし、熱伝導性シリコン８は高い粘度を持っていても、接着剤のように硬化せずに、流動性を持つ物質である。一方、シャーシ２も剛性を持つ鉄やアルミによって作成されている。そのため、発熱部品取り付け直後、シャーシ２が撓んで大きく変形していても、シャーシ２には平坦に戻ろうとする力が絶えず加わっているので、時間が経過するに連れて、熱伝導性シリコン８が流動しながら、シャーシ２が図１１に示すように徐々に平坦に戻っていく。すると、組み立て直後には強く接触していた発熱部品４の角部とシャーシ２との接触が徐々に弱くなり、両者の電気的接触が不安定になり、ついには図１２に拡大して示すように接触しなくなり、発熱部品４は、完全に熱伝導性シリコン８の上に浮いた状態になる。
【０００６】
本発明は、時間が経過しても発熱部品とシャーシとの電気的接触を良好に維持することができる電気機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による電気機器は、取付部を有している。取付部としては、例えばシャーシを使用することもできるし、ヒートシンクを使用することもできる。いずれにしても、取付部は、発熱部品が取り付けられる取付面を有している。この取付面に、発熱部品の接触面が接触される。発熱部品は、少なくとも接触面が導電性である。取付部の取付面と発熱部品の接触面との間に熱伝導性粘性物質が介在する。この熱伝導性粘性物質は、例えば取付面または接触面に塗布される。発熱部品の接触面を取付部の取付面に固定手段が、押圧固定する。取付部の取付面または発熱部品の接触面に、凸部が形成されている。
【０００８】
このように構成された電気機器では、取付面と接触面とを接触させた状態において、取付面または接触面にある凸部が、接触面または取付面に接触する。そして、固定手段によって取付面と接触面とが強固に固定されたとき、凸部が強固に接触面または取付面に接触し、両者の強固な電気的接触を維持する。
【０００９】
凸部は、取付部の取付面または発熱部品の接触面に形成された溝の縁に形成することができる。
【００１０】
このように構成すると、取付面と接触面とを接触させて、部品取付部の取付面に発熱部品の接触面を固定手段によって押圧固定していくと、取付面と接触面との隙間から溝内に熱伝導性粘性物質が流れ出しやすくなる。特に、固定手段による押圧固定が完了する寸前であって、取付面と接触面との間にごく僅かな隙間しかなくなってからでも、溝を通って熱伝導性粘性物質がスムーズに流れる。また、この状態では、取付面及び接触面の一方にある溝の凸部が、取付面及び接触面の他方に、熱伝導性粘性物質を介在させないで、直接に接触する。即ち、この溝の凸部によって、熱伝導性粘性物質が分断される。この状態において、固定手段によって発熱部品が取付面に押圧固定しているので、凸部と取付面または接触面との接触がより強固になり、たとえ熱伝導性粘性物質が流動しても、取付部と発熱部品との電気的接触状態が変化することはない。
【００１１】
固定手段を、取付面に穿設された孔に、発熱部品を貫通して挿通されるねじとすることができる。この場合、取付面の孔をねじ孔とすることもできるし、単にねじの挿通孔として、ねじはナットによって固定することもできる。この場合、取付部は、ねじによる発熱部品の固定によって撓む材質によって構成することができる。溝は、孔を横切るように形成されている。
【００１２】
このように構成すると、ねじを強く締め付けると、溝の縁は発熱部品の接触面または取付部の取付面に食いこみ、押しつぶされて、強い接触が取付面と接触面との間で得られる。凸部の高さ分だけ発熱部品が取付面から浮き上がることによって広がっていた取付面と接触面との隙間もねじの締め付けによって小さくなっていく。従って、凸部及び溝を形成しない場合よりも、熱伝導性粘性物質が多量に残ることがなく、熱伝導性が大きく低下することはない。なお、孔の周囲以外の取付面または接触面に溝を形成することもできる。
【００１３】
さらに、溝は、孔を中心として放射状に複数形成することができる。このように構成すると、孔の周囲において、多数の凸部による強固な電気的接触が形成される。
【００１４】
溝は、取付部または発熱部品に刻印することによって形成することができる。このように構成すると、凸部を有する溝を容易に形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態の電気機器では、図１に示すように、上述した従来の電気機器のシャーシ２に、刻印１２を形成したものである。従来のものと同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１６】
刻印１２は、図１に示すように、取付面５において、２つのねじ孔６、６それぞれに対して、その中心を通るように複数本が放射状に設けられている。さらに、これらねじ孔６、６の間に、ねじ孔６、６の中心を繋ぐ直線に対して直交するように、複数本が設けられている。これら刻印１２は、いずれも、取付面５の幅寸法よりも長く、これらの内部に、熱伝導性シリコン８が侵入可能に形成されている。
【００１７】
図２に拡大して示すように、刻印１２は、Ｕ字状の溝１３を有し、その縁の部分に、溝の長さ方向に沿って連続的に凸部１４、１４を有するものである。これら凸部１４は、シャーシ２に刻印することによって、自然に形成されるもので、その高さ寸法は、刻印１２の溝１３の深さ寸法よりも充分に小さく、例えば約１００分の数ミリ程度の微少なものである。
【００１８】
このように多数の刻印１２をシャーシ２に形成した状態で、例えば発熱部品４の接触面４ａに熱伝導性シリコン８を塗布して、取付面５に接触面４ａを接触させると、取付面５と接触面４ａとの間にある熱伝導性シリコン８が、これら刻印１２の溝１３内に流れ出す。特に、図３に示すように、ねじ１０、１０を発熱部品４のねじ挿通孔４ｂ、４ｂに挿通して、ねじ孔６、６に螺合させ、取付面５と接触面４ａとの間に僅かな隙間しかない状態になっても、この溝１３を通って熱伝導性シリコン８が円滑に流れ出る。
【００１９】
熱伝導性シリコン８は粘性を有するので、熱伝導性シリコン８が流れ出たとしても、取付面５と接触面４ａとの間には、幾らかの熱伝導性シリコン８が残存する。しかし、刻印１２は凸部１４を有しているので、図４に示すように、これら凸部１４と接触面４ａとの間には熱伝導性シリコン８が残ることなく、直接に凸部１４は接触面４ａに接触する。
【００２０】
さらに、ねじ１０、１０を強固にねじ孔６、６に螺合させると、図５に示すように、凸部１４は、接触面４ａに食い込み、圧壊されて、強い電気的接触を接触面４ａとの間に形成する。さらに、凸部１４が圧壊されているので、ねじ１０、１０を締め付ける前には、凸部１４の高さ寸法だけ、発熱部品４がシャーシ２の面よりも浮き上がっていたため、発熱部品４とシャーシ２との間の隙間が大きくなっていたが、ねじ１０、１０の締め付けによってどんどん薄くなり、刻印１２を設けていないシャーシ２に発熱部品４を取り付けた場合と比較して、熱伝導性シリコン８が多量に発熱部品４とシャーシ２との間に残ることがなく、熱伝導性が低下することがない。
【００２１】
図８以降に示した従来の刻印１２を設けていない電気機器と、この実施の形態の刻印１２を設けた電気機器とを比較する。従来のものでは、発熱部品４とシャーシ２との間に残った熱伝導性シリコン８の流動性と、シャーシ２の弾力性、ねじ１０、１０の締め付け力のため、熱伝導性シリコン８は、ねじ１０、１０の中央に近づけば近づくほど、厚く残り、シャーシ２と発熱部品４の角が接触した状態になる。ここで問題となるのは、ねじ１０、１０の周囲での熱伝導性シリコン８の残り方である。熱伝導性シリコン８の抜けが悪い刻印１２の無いシャーシ２では、ねじ１０の周囲にも熱伝導性シリコン８が残りやすく、ねじ１０の周囲においてシャーシ２と発熱部品４とが直接に接触していない。そのため、時間の経過と共に熱伝導性シリコン８が流動すると、シャーシ２に接触していた発熱部品４の角がシャーシ２から離れて、両者の電気的接触が保てなくなり、電気的性能が変化する。これは、例えば時間が経過すると、当初に強固に固定したねじ１０、１０が簡単に締め付けが可能であることからも容易に推測できる。ねじ１０、１０がゆるんでしまうと言うことは、ねじ１０の座面と発熱部品４との間で得られていた電気的接触も不安定になっていることになる。
【００２２】
これに対し、この実施の形態のように、刻印１２を施したシャーシ２を使用した場合、ねじ１０の周囲に設けられた複数の刻印１２それぞれの凸部１４が発熱部品４の接触面４ａに食い込んでいる。即ち、熱伝導性シリコンの流動性とシャーシ２の弾力性のため、熱伝導性シリコン８がねじ１０、１０の周囲や、ねじ１０、１０の中間に厚く残るのは、刻印１２が無い場合と同様である。しかし、ねじ１０、１０の締め付けが完了した時点で、ねじ１０、１０の周囲に設けた刻印１２の凸部１４が発熱部品４の接触面４ａに強固に接触しているので、経時変化によって熱伝導性シリコンが流動しても、ねじ１０、１０の周囲のシャーシ２と発熱部品４の接触面４ａとの接触状態は変化しない。そのため、組み立て直後の電気的性能は、時間が経過しても、保持される。また、シャーシ２に対して刻印することによって、凸部１４を有する溝１３を形成しているので、非常に容易に所望数の溝１３を形成することができる。
【００２３】
第１の実施の形態では、発熱部品４は、２本のねじ１０、１０によってシャーシ２に取り付けられている。しかし、図６に示す第２の実施の形態のように、発熱部品が３端子ＩＣ４０であって、１つのねじ１０によってシャーシまたはヒートシンク４２に固定されるものの場合、シャーシまたはヒートシンク４２に形成したねじ孔またはねじ挿通孔４４を放射状に通るように、複数の刻印１２を形成することもできる。なお、図６において、符号４４で示すのは、３端子ＩＣ４０の端子がそれぞれ接続される基板である。
【００２４】
上記の各実施の形態では、複数の刻印１２は、ねじ孔６の中心を通る放射状に形成した。しかし、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、非放射状に溝１２を形成することも可能である。また、上記の各実施の形態では、シャーシ２やヒートシンクに刻印１２を形成したが、逆に発熱部品４や４０の接触面に刻印１２を形成することもできる。
【００２５】
また、上記の各実施の形態では、ねじ孔６を形成し、これにねじ１０を螺合させたが、ねじ孔６ではなく、単にねじ挿通孔を形成し、このねじ挿通孔に挿通されたねじ１０にナットを螺合させて、発熱部品を押圧固定することもできる。また、上記の各実施の形態では、ねじ１０とねじ孔６とによって発熱部品を押圧固定したが、これに限ったものではなく、例えばシャーシのような取付部と発熱部品とにそれぞれ係合用の鈎状体を形成し、これら鈎状体間に牽引用の弾性体を張架することによって発熱部品を取付面に押圧固定することもできる。また、上記の各実施の形態では、発熱部品４は、その外囲器全てが導電性であるものを示したが、少なくとも接触面が導電性であるものであれば使用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、経時変化があっても、取付面への発熱部品の良好な電気的接触を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電気機器の組み立て図である。
【図２】図１の電気機器においてシャーシに形成される溝の拡大縦断面図である。
【図３】図１の電気機器においてねじによってシャーシに発熱部品を取り付けた状態の縦断面図である。
【図４】図１の電気機器においてねじによる締め付け前のシャーシと発熱部品との拡大縦断面図である。
【図５】図１の電気機器においてねじによる締め付け後のシャーシと発熱部品との拡大縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の電気機器の組み立て図である。
【図７】第１及び第２の実施形態における電気機器の各種変形例を示す部分省略斜視図である。
【図８】従来の電気機器の組み立て図である。
【図９】図８の電気機器の組み立て直後の部分省略縦断側面図である。
【図１０】図８の電気機器の組み立て直後の部分拡大縦断側面図である。
【図１１】図８の電気機器の組み立て後かなり時間が経過した後の部分省略縦断側面図である。
【図１２】図８の電気機器の組み立て後かなり時間が経過した後の部分拡大縦断側面図である。
【符号の説明】
２　シャーシ（部品取付部）
４　発熱部品
８　シリコン（熱伝導性粘性物質）
１０　ねじ（固定手段）
１４　凸部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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