説明

ヒートシンク

【課題】基板からの突出量が小さく且つ放熱効率の高いヒートシンクを提供することを課題としている。
【解決手段】電気製品の使用時に起立状態となるように装着される基板7に電気部品とともに取り付けられるヒートシンクが、電子部品を取り付ける装着部1と、基板7の表面7aと装着部1の裏面との間に、空気を上昇方向に流通させる放熱空間を形成した状態でヒートシンクを基板7に取り付ける脚3とを備えた。また装着部1の裏面側に、放熱と空気の上昇放出の案内とを行うフィン2を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板における電子部品の取付面からの突出が抑えられた放熱効果が高いヒートシンクに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電気製品は使用状態において基板が水平状態となるものが多い。この場合は基板の高さ方向(電子部品の取付方向)のスペースが大きい。一方近年の電子部品には発熱量が大きいものが多い。これら発熱量が大きい電子部品には高い放熱能力のヒートシンクが必要となる。上記のように基板の高さ方向に余裕がある場合は、高さが基板の高さ方向に高く、且つ高い放熱能力を持つヒートシンクを使用することができる。
【特許文献1】特開2000−12750号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
近年増加している薄型の電気製品、例えば液晶やプラズマディスプレイを使用した薄型テレビにおいては、奥行きサイズが小さく、当該電気製品の使用状態において水平となるように基板を配置することが困難である。このため基板を当該電気製品の背面に沿って配置している。この場合基板は当該電気製品の使用状態においては起立状態となる。
【0004】
そして上記電気製品の奥行き方向が、基板における電子部品の取り付け方向となる。しかし前述のように、上記電気製品は奥行き方向に余裕が無く、基板の部品取付面から部品を突出させられる量(部品の取付スペース)は限られた小さなものとなる。このため特に上記のように発熱量が大きい電子部品の場合、ヒートシンクを容易に取り付けることができないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するための本発明のヒートシンクは、電気製品の使用時に起立状態となるように装着される基板7に対して電気部品とともに取り付けられるヒートシンクにおいて、該ヒートシンクが、電子部品を取り付ける装着部1と、基板7の表面7aと装着部1の裏面との間に空間を形成した状態でヒートシンクを基板7に取り付ける脚3とを設け、上記空間が空気を上昇方向に流通させる放熱空間であることを第1の特徴としている。
【0006】
第2に、装着部1の裏面側に、放熱と空気の上昇放出の案内とを行うフィン2を設けたことを特徴としている。
【0007】
第3に、フィン2の先端に脚3を設けたことを特徴としている。
【0008】
第4に、フィン2に多数の切欠き12、又は孔11を設けてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【0009】
以上のように構成される本発明の構造によると、基板の表面と装着部の裏面との間に形成される放熱空間によって、ヒートシンクに取り付けられた電子部品の熱は、上昇方向に円滑に流通し、電子部品の冷却が効率よく行われる。これにより装着部を基板表面の近くに配置することができ、且つ装着部の表面から表側(反基板側)にフィン等を突出させる必要がないため、電気部品をヒートシンクとともに、基板からの突出量を小さく取り付けることができるという効果がある。
【0010】
特に装着部の裏面側に、放熱と空気の上昇放出の案内とを行うフィンを設けることによって、フィンにより増加する放熱面積に加え、放熱空間がフィンと基板と装着部とによって囲まれた空間となり、熱(空気)の上昇放出が円滑に且つ効率よく行われ、ヒートシンクの放熱効率が向上する。
【0011】
なおフィンの先端に脚を設けることによって、脚を簡単に設け、ヒートシンクの取付けを簡単に行うことができる。またフィンに多数の切欠き又は孔を設けることによって、切欠き又は孔により増加する放熱面積や、切欠き又は孔を通じた空気の流通により、本ヒートシンクの放熱効率を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1(a),(b)は本発明のヒートシンクの平面斜視図及び底面斜視図である。該ヒートシンクHは、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料からなる。本実施形態においては、アルミニウムからなる部材の表面に、亜鉛、ニッケル、錫を順次メッキしてなるメッキ層を設け、導電性を有するアルミニウム合金板(アルミ板)によって形成されている。なおメッキ層の表面には腐食防止のためにウレタン樹脂による塗装が行われていても良い。
【0013】
本ヒートシンクHは、平板状の電子部品の装着部1と、該装着部の左右両側から同じ方向に向かって突出する板状のフィン部2とを備えたゲート状断面を有した形状となっている。フィン部2の端部からは、フィン部2と同じ方向に向かってヒートシンクHの取付け用の脚3が突出している。装着部1におけるフィン部2の突出側の反対側の面(表面)1aが電子部品の装着面となっている。
【0014】
装着部1には、フィン部2の突出側の面(裏面)1bに突出するバーリング部1cにタップが立てられたネジ部が設けられている。図2に示されるように、電子部品4は表面1aに密着され、ネジ部にボルト6を介して取り付けられる。上記脚3を基板7に挿入してハンダ付け等を行うことによって、本ヒートシンクHが基板7に取り付けられる。上記アルミ板はハンダ濡れ性が高いため、ヒートシンクHのハンダ付けは容易である。
【0015】
ヒートシンクHが前記のように基板7に取付けられると、ヒートシンクHの裏面1bとフィン部2と基板7の部品装着面(表面)7aとによって筒状の空間からなる放熱路8が形成される。電子部品4は放熱路8の外側に位置する。放熱路8は基板7に対して略平行となる。電子部品への通電に伴い発生する熱は放熱路8に放出される。
【0016】
上記基板7は、該基板7が装着された電気製品の使用状態において起立状態となる縦型タイプである。例えば薄型テレビ用の基板である。図3に示されるように、電気製品の使用状態(基板7の起立状態)で、上記放熱路8は、基板7に沿って上下方向となる。このため電子部品の熱は、放熱路8を下方から上方に上昇して円滑に流通する。
【0017】
上記のように本ヒートシンクHは、空気が放熱路8を円滑に流通することによって冷却効率が向上し、装着された電子部品4を効率よく冷却する。これによりフィン部2の装着部1からの突出長さを短くし、装着部1を基板7の部品装着面7aに比較的近い位置に配置することができる。
【0018】
以上によりヒートシンクHを必要とする電子部品4を、ヒートシンクHと共に基板7の部品装着面7aからの突出を抑えてコンパクトに装着することができる。例えば基板7の部品装着面7aに沿ってディスプレイユニットが配置され、部品の取付スペースが限られた小さな空間である場合も、電気部品4を容易に取り付けることができる。なお本ヒートシンクHの材料となる前述のアルミ板は高放熱特性を有するため、ヒートシンクHをよりコンパクトにすることができる。
【0019】
図4(a)に示されるように、放熱路8内に他の電子部品9等を配置することもできる。これにより基板7の部品装着面7a上のスペースを有効利用することができる。図4(b)に示されるように、バーリングを装着部1における裏面1bから表面1aに向かって行い、バーリング部1cを表面1a側に形成させ、装着部1の裏面1bを電子部品4の装着面とすることもできる。
【0020】
この場合上記電子部品は放熱路8内に位置する。これにより基板7の部品装着面7aからの突出量をさらに抑えてヒートシンクHを備えた電子部品4を取り付けることができる。なお放熱路8内に電子部品4,9を設ける場合は、放熱路8の熱風の流通を妨げない程度の大きさの部品とする必要がある。
【0021】
図5(a),(b)に示されるように、フィン部2に放熱効率を向上させるための孔11や溝12を設けてもよい。この場合は熱が放熱路8を上下に通過することに加えて、冷却用の孔11や溝12によりヒートシンクHの表面積が増加し、且つ孔11や溝12により空気の流通が行われるため、本ヒートシンクHの冷却効率が向上する。これによりヒートシンクHをさらにコンパクトにすることも可能である。
【0022】
本ヒートシンクHにおける脚は、基板7に向かう方向に突出し、且つ放熱路8の通風を妨げない配置であればどのように設けられていても良い。例えば図6に示されるように、放熱路8の通風を妨げない程度の幅の脚13を、装着部1のフィン部2が設けられていない縁部から突出させるようにすることもできる。
【0023】
なお本ヒートシンクHは導電性を有する金属材料によって形成されているため、端子やアンテナ等として使用することができる。例えば脚3,13をアースラインにハンダ付けし、電子部品4を放熱路8内に配置することによって、ヒートシンクHの表面をアース端子として使用することができる。これにより部品点数を減少させることができる他、配線を容易に行うことが可能となる。
【0024】
一方図7(a),(b),(c)に示されるように、基板7に電子部品14を取り付け、該電子部品14に放熱シート16を貼り付け、該放熱シート16にブロック状の放熱ブロック17を取り付け、該放熱ブロック17に装着部1の裏面1bを密着させてヒートシンクHを脚3によって基板7に取り付け、放熱部1の表面1aをシールドケース18に密着させるようにすることもできる。
【0025】
この場合ヒートシンクHの少なくとも一方のフィン部2と、電子部品14及び放熱シート16及び放熱ブロック17との間にスペースSを設け、該スペースSによって放熱路を形成させる必要がある。なおフィン部2の端部は、基板7の部品装着面7aに必ずしも接する必要はない。
【0026】
上記ケースでは、電子部品14から発生する熱は放熱ブロック17を経由してヒートシンクHに伝導され、ヒートシンクHによって放熱される。このため電子部品14に急激に大きな負荷がかかり、急激に発熱量が増大した場合でも、電子部品14から発生する熱がいったん放熱ブロック17に溜まり(蓄熱され)、放熱ブロック17からヒートシンクHに伝わり放熱されるため、急激な熱の発生に対応し、該熱により電子部品14が破壊される等の不都合を防止することができる。
【0027】
このときヒートシンクHの熱はシールドケース18に伝導されるため、電子部品14の冷却は効率よく行われ、冷却効果が高いが、加えて放熱路(スペースS)によって上記同様に冷却が行われるため、電子部品14の冷却効果はさらに向上する。これにより放熱ブロック17をコンパクトにして基板7からの突出を小さくすることができ、上記同様に電子部品14をヒートシンクHとともに基板7とシールドケース18との間にコンパクトに配置することができる。
【0028】
なお図8に示されるように放熱ブロック17の上方に突起19を設けるとともに、装着部1に突起19に対応する孔20を設け、突起19を孔20に挿入し、突起19のカシメを行うことによって、ヒートシンクHと放熱ブロック17とを一体的に密着固定させることができる。これにより放熱ブロック17からヒートシンクHへの熱伝導効率が向上する。またビス等によってヒートシンクHを共締めして放熱ブロック17とシールドケース18とを固定することもできる。
【0029】
その他放熱ブロック17を装着部1の表面1aに設けることもできる。そして電子部品14をヒートシンクHの放熱部1を挟んだ反対側に取り付けることもできる。この場合は電子部品14から急激に大きな熱が発生した場合は、熱が放熱ブロック17に溜まりながらヒートシンクH等によって放熱されるため、急激な熱の発生に対応し、該熱により電子部品14が破壊される等の不都合を防止することができる。
【0030】
このため放熱ブロック17は、銅等の熱伝導率が高い材料によって形成することが望ましい。またシールドケース18と接しない通常の(例えば図1,図4,図5,図6の)ヒートシンクHに放熱ブロック17を上記のように取り付けてもよい。この場合も上記同様急激な熱の発生に対応することができる。
【0031】
一方図9に示されるように、脚3,13の基板7への挿入部分を「くの字」状に屈曲又は湾曲させることによって、脚3,13の基板7からの抜けを防止することができる。この場合、脚3,13を基板7に必ずしもハンダ付けで固定する必要はない。脚の「くの字」状の屈曲又は湾曲は、前述のいずれのヒートシンクにも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】(a)はヒートシンクの平面斜視図,(b)は底面斜視図である。
【図2】ヒートシンク及び電子部品の基板への取付け状態を示す平面斜視図である。
【図3】電気製品の使用時の起立状態の基板を示す斜視図である。
【図4】(a)は、装着部の裏面に電気部品を取り付けた状態を示す斜視図、(b)は流通路内部に部品を配置した状態を示す断面図である。
【図5】(a)は、フィン部に孔が設けられたヒートシンクの斜視図、(b)はフィン部に溝が設けられたヒートシンクの斜視図である。
【図6】脚が装着部に直接設けられたヒートシンクの底面斜視図である。
【図7】(a)は、ヒートシンクを放熱ブロックを備えた電子部品に取り付けた状態を示す平面斜視図、(b)はA矢視図、(c)はB−B断面図である。
【図8】放熱ブロックに突起を設けた場合のヒートシンクと放熱ブロックとの取付けを示す分解斜視図である。
【図9】「くの字」状に屈曲した脚の側断面図である。
【符号の説明】
【0033】
1 装着部
1b 装着部の裏面
2 フィン部(フィン)
3 脚
7 基板
7a 部品装着面(基板の表面)
8 放熱路(放熱空間)
11 孔
12 溝(切欠き)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気製品の使用時に起立状態となるように装着される基板(7)に対して電気部品とともに取り付けられるヒートシンクにおいて、該ヒートシンクが、電子部品を取り付ける装着部(1)と、基板(7)の表面(7a)と装着部(1)の裏面(1b)との間に空間を形成した状態でヒートシンクを基板(7)に取り付ける脚(3)とを設け、上記空間が空気を上昇方向に流通させる放熱空間(8)であるヒートシンク。
【請求項2】
装着部(1)の裏面(1b)側に、放熱と空気の上昇放出の案内とを行うフィン(2)を設けた請求項1のヒートシンク。
【請求項3】
フィン(2)の先端に脚(3)を設けた請求項2のヒートシンク。
【請求項4】
フィン(2)に多数の切欠き(11)又は孔(12)を設けてなる請求項2又は3のヒートシンク。

【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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【公開番号】特開2006−186218(P2006−186218A)
【公開日】平成18年7月13日(2006.7.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−380162(P2004−380162)
【出願日】平成16年12月28日(2004.12.28)
【出願人】(395023853)
【出願人】(390003193)東洋鋼鈑株式会社 (265)
【Fターム(参考)】