CN101808492A - 压缩机用电子电路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压缩机用电子电路装置，其包括：收纳具有散热器的印刷电路基板的收纳箱；封闭收纳箱的开口部的铝板；和从开口部的相反侧支承印刷电路基板的橡胶衬套，由于散热器和铝板通过绝缘片紧贴，散热器的热传递至铝板而被散热。
Description
技术领域
本发明涉及具有将用于驱动压缩机的印刷电路基板收纳入收纳箱的结构的压缩机用电子电路装置。
背景技术
现有的压缩机用电子电路装置，采用下述结构：将安装有半导体元件等电子部件的印刷电路基板，从收纳箱的开口部收纳入收纳箱内并使用盖封闭开口部。作为上述现有的压缩机用电子电路装置中的印刷电路基板的固定结构，例如对日本特开平11-317570号公报(专利文献1)所述的压缩机用电子电路装置进行说明。
图8是专利文献1所述的现有的压缩机用电子电路装置的分解立体图。在图8中，收纳箱100通过将尼龙、ABS树脂等合成树脂注射模塑成形而构成。收纳箱100，为在内部收纳印刷电路基板104，具有比印刷电路基板104的尺寸稍大的开口部108。
在印刷电路基板104，安装有压缩机驱动用的半导体元件112。在半导体元件112，为降低温度，紧贴地安装有由热传导较好的金属制作的散热器116。另外，在印刷电路基板104，安装有连接器120。
在收纳有印刷电路基板104的情况下，收纳箱100的与连接器120相对的位置被开口，形成软线引出部124。在印刷电路基板104的4处角部，设置有孔部128。使用孔部128，利用基板固定用螺栓132，印刷电路基板104被固定在设置于收纳箱100的底部的4处螺栓承受部137。在收纳箱100的开口部108的周围的4处角部，设置有安装孔136。另外，在盖140的4处角部，设置有孔142。使用孔142和安装孔136，利用盖固定用螺栓146，盖140被固定在收纳箱100，封闭收纳箱100的开口部108。
对于具有如上所述的结构的现有的压缩机用电子电路装置，以下说明其装配工序。首先，印刷电路基板104从收纳箱100的开口部108插入。印刷电路基板104的全部4处孔部128，通过基板固定用螺栓132，在板厚方向上紧固，固定在收纳箱100的底部。盖140，使用4个孔142和安装孔136，通过盖固定用螺栓146，按照封闭收纳箱100的开口部108的方式固定。由此，印刷电路基板104被收纳箱100和盖140覆盖。这样，压缩机用电子电路装置被装配完成。连接器120位于与软线引出部124相对的位置。因此，用于与压缩机用电子电路装置的外部通信的软线(未图示)，通过软线引出部124而被连接。
当压缩机用电子电路装置通电时，半导体元件112发热。半导体元件112因为安装有散热器116，所以半导体元件112通过散热器116散热。
不过，在上述现有的结构中，传递至散热器116的来自半导体元件112的热，不能向收纳箱100的外部的空气散热。因此，压缩机驱动用的半导体元件112的热，在收纳箱100的内部积存，不能充分散热。于是存在下述问题：由于半导体元件112的温度上升，半导体元件112的可靠性降低。
另外，伴随着收纳箱100的内部的温度变化，因印刷电路基板104和收纳箱100的线膨胀系数的不同，造成在固定印刷电路基板104的4处孔部128受到应力。其结果为，存在印刷电路基板104破损的问题。
发明内容
本发明解决上述现有的问题，提供防止因收纳箱的温度变化引起的电子部件的可靠性降低、和印刷电路基板的破损的压缩机用电子电路。
本发明的压缩机用电子电路装置，包括：具有电子部件和传递电子部件的热的散热器的印刷电路基板；具有开口部，收纳印刷电路基板的收纳箱；和封闭收纳箱的开口部的铝板。另外，本发明还包括：设置在收纳箱的底部，从开口部的相反侧支承印刷电路基板的橡胶衬套；和设置在散热器和铝板间的绝缘片。另外，本发明的散热器、绝缘片、铝板是紧贴着的。
利用该结构，电子部件的热通过散热器和铝板，向收纳箱外散热。另外，当散热器和收纳箱的线膨胀系数不同时，橡胶衬套成为缓冲部件。
于是，本发明的压缩机用电子电路装置，因为将安装在印刷电路基板上的电子部件的热向收纳箱外散热，所以电子部件的可靠性提高。另外，因为橡胶衬套成为缓冲部件，温度变化引起的应力不会对印刷电路基板施加，防止印刷电路基板的破损。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的压缩机用电子电路装置的分解图。
图2是该实施方式中的压缩机用电子电路装置的截面立体图。
图3是该实施方式中的橡胶衬套的立体图。
图4是该实施方式中的橡胶衬套的4-4截面图。
图5是该实施方式中的铝板的上表面图。
图6是该实施方式中的铝板的6-6截面图。
图7是该实施方式中的压缩机用电子电路装置的立体图。
图8是现有的压缩机用电子电路装置的分解图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1中的压缩机用电子电路装置的分解图。图2是本实施方式中的压缩机用电子电路装置的截面立体图。压缩机用电子电路装置61的结构为以下说明。收纳箱1，按照内部能收纳印刷电路基板5的方式，具有比印刷电路基板5的尺寸稍大的开口部9。另外，收纳箱1通过将变性聚苯乙醚树脂等树脂注射模塑成形而构成。印刷电路基板5由玻璃布或玻璃无纺布环氧树脂形成。在印刷电路基板5，安装有连接器13。在收纳有印刷电路基板5的情况下，收纳箱1的与连接器13相对的位置被开口，形成软线引出部17。
在印刷电路基板5的4处角部，各自设置有用于将印刷电路基板5安装在收纳箱1中的孔(共4个)。作为这4个孔之一的基板安装螺纹孔5a，通过基板固定用螺栓21，固定在收纳箱1的底部的螺栓承受部28。另外，印刷电路基板5仅有这1处通过螺栓固定在收纳箱1。
另外，在收纳箱1中，在与印刷电路基板5的设置有基板安装螺纹孔5a的角部的相邻角对应的位置，设置有1处插入部23。插入部23的插入印刷电路基板5的部分的缝隙，比印刷电路基板5的板厚稍大。另外，在本实施方式中，角部5b也设置有孔，但本发明也可以没有角部5b的孔。
在收纳箱1的底部2处，一体成型有向着开口部9突出的突出部1a。在突出部1a，安装有橡胶衬套24。图3是橡胶衬套24的立体图。图4是表示图3中的4-4截面的截面图。如图3和图4所示，橡胶衬套24是具有空洞部24a的筒状形状。橡胶衬套24，按照空洞部24a嵌入突出部1a的方式安装。
突出部1a的高度比橡胶衬套24的高度高。即，当在突出部1a安装橡胶衬套24时，突出部1a的前端，从橡胶衬套24突出。此处，该突出的部分，嵌入用于安装印刷电路基板5的4个孔中剩余的2个孔即基板安装孔5c。像这样，橡胶衬套24由收纳箱1和印刷电路基板5夹着，被压缩。
另外，基板安装孔5c的孔径，按照当突出部1a被插入时存在适度的余隙的方式设计。例如，当突出部1a的直径为3.5mm时，基板安装孔5c的孔径为4mm。
在印刷电路基板5上，由铝合金冲压加工成形的大致为反U字型的散热器25，通过螺栓、铆钉(未图示)固定。在印刷电路基板5的散热器25内，安装有作为电子部件的压缩机驱动用的半导体元件29，半导体元件29和散热器25紧贴着固定。此处，在本实施方式中，将使用半导体元件用印刷电路基板26的结构图示而进行说明。
半导体元件用印刷电路基板26，在散热器25内，与印刷电路基板5通过焊接安装。在半导体元件用印刷电路基板26，安装有半导体元件29。即，作为电子部件的半导体元件29，通过半导体元件用印刷电路基板26安装在印刷电路基板5上。半导体元件29，通过螺栓27紧贴地固定在散热器25的内壁。这样，半导体元件29通过散热器25散热。
在收纳箱1的开口部9的周围的4处角部，设置有安装孔33。另外，在冲压加工的铝合金制的铝板37的4处角部，设置有铝板安装孔41。使用铝板安装孔41和安装孔33，通过铝板固定用螺栓45，铝板37被固定在收纳箱1，封闭收纳箱1的开口部9。
当将铝板37固定在收纳箱1时，在铝板37的向着收纳箱1的内部的面(以下称内侧面)，通过固定用螺栓51，绝缘片49与铝板37紧贴地安装。绝缘片49例如2张重叠地安装。绝缘片49具有满足安全规格的电绝缘性能，例如在1750V下能经受1分钟的绝缘强度试验的性能。
此处，图5是铝板37的上表面图。图6是表示图5中的6-6截面的截面图。如图5和图6所示，在铝板37的内侧面，通过冲压加工等朝下形成有多个突起部37a。绝缘片49设置在由这些多个突起部37a包围的内侧面，位置由突起部37a限制。
在绝缘片49预先涂布有热扩散化合物(compound)55。这样，绝缘片49和铝板37的热接触较好，绝缘片49和铝板37的热传导较好。
对于具有如上所述的结构的压缩机用电子电路装置61，以下说明其装配工序。首先，在收纳箱1的突出部1a插入橡胶衬套24。印刷电路基板5，按照连接器13与收纳箱1的软线引出部17相对的方式，由收纳箱1的开口部9插入。此处，如图7的立体图所示，印刷电路基板5首先从连接器13侧倾斜地插入收纳箱1的开口部9。由此，印刷电路基板5的角5b嵌入插入部23。接着，印刷电路基板5，按照连接器13与收纳箱1平行的方式置于规定的位置。同时，收纳箱1的2处突出部1a，插入印刷电路基板5的基板安装孔5c。之后，印刷电路基板5的基板安装螺纹孔5a，通过基板固定用螺栓21固定在收纳箱1。另外，在散热器25的作为与绝缘片49相对的面的上表面25a(参照图7)，涂布有热传导性粘接剂60。另外，热传导性粘接剂60，也可以不涂布在散热器25的上表面25a，而涂布在绝缘片49的与散热器25的上表面25a相对的面上，也可以涂布在两者上。
另一方面，对在铝板37上安装绝缘片49的工序进行说明。绝缘片49，通过一根固定用螺栓51，安装在由设置于铝板37的内侧面的突起部37a包围的范围。当利用固定用螺栓51紧固绝缘片49时，通常绝缘片49以固定用螺栓51为中心在与固定用螺栓51的紧固旋转方向相同的方向上旋转。不过，在本实施方式中，旋转受到突起部37a的限制，所以绝缘片49在正确的位置安装在铝板37上。另外，在绝缘片49与铝板37相接的面，预先涂布有热扩散化合物55。
铝板37，在涂布于散热器25的上表面25a的热传导性粘接剂60凝固之前，安装在收纳箱1。具体而言，使用铝板安装孔41和安装孔33，铝板37通过铝板固定用螺栓45固定在收纳箱1，封闭收纳箱1的开口部9。这种情况下，散热器25的上表面25a，比收纳箱1的开口部9的上表面稍微高例如2mm左右。因此，散热器25被封闭开口部9的铝板37推压，印刷电路基板5之下的橡胶衬套在垂直方向上被压缩。
另外，在这种情况下，涂布在散热器25的上表面25a的热传导性粘接剂60被夹在安装有绝缘片49的铝板37和散热器25之间，被压缩。此处，散热器25与印刷电路基板5，优选垂直地安装。在不垂直的情况下，绝缘片49和散热器25成为点接触或线接触。在点接触或线接触的情况下，绝缘片49与散热器25之间产生间隙，即，热传导效率降低。但在本实施方式中，例如即使在散热器25与印刷电路基板5不垂直的情况下，热传导性粘接剂60也被压缩，该间隙由热传导性粘接剂60填满。其结果为，从散热器25向铝板37的热传导的效率不降低。
当如上所述地装配的压缩机用电子电路装置61通电时，半导体元件29发热。在半导体元件29产生的热，依次通过散热器25、热传导性粘接剂60、绝缘片49和热扩散化合物55，向铝板37传递。这样，半导体元件29发出的热，效率良好地向收纳箱1的外部放热。因此，半导体元件29的温度不会过度上升，压缩机用电子电路装置61的可靠性提高。
另外，因为在铝板37和散热器25之间设置有绝缘片49，所以即使在铝板37和印刷电路基板5的充电部短路的情况下，也能够确保铝板37的绝缘。当在手会碰触铝板37的环境下设置压缩机用电子电路装置61时，能够得到更为安全的压缩机用电子电路装置61。
另外，印刷电路基板5，通过基板安装螺纹孔5a和基板固定用螺栓21，仅在1处固定于收纳箱1。于是，当印刷电路基板5和收纳箱1的线膨胀系数不同时，在基板安装螺纹孔5a也不会受到热膨胀引起的应力。即，印刷电路基板5不会破损。由此，即使在由于安装在印刷电路基板5上的电子部件的发热、收纳箱1的外部的温度上升，造成压缩机用电子电路装置61自身的温度上升的情况下，也能够确保压缩机用电子电路装置61的可靠性。
另外，在压缩机用电子电路装置61的温度上升的情况下，橡胶衬套24，吸收因收纳箱1和散热器25的线膨胀系数的不同引起的热膨胀的尺寸的不同。因此，散热器25和铝板37可靠地贴紧，半导体元件29发出的热可靠地传递至铝板37。由此，半导体元件29的过度的温度上升得到防止，压缩机用电子电路装置61的可靠性提高。
例如，当压缩机用电子电路装置61的温度因通电、周围的温度上升面上升时，收纳箱1和散热器25在垂直方向上热膨胀。树脂制的收纳箱1的线膨胀系数大致为7×10-5/K。另一方面，铝制的散热器25的线膨胀系数大致为2×10-5/K。于是，当散热器25的垂直方向的尺寸为例如40mm，而压缩机用电子电路装置61的温度上升50K时，收纳箱1的垂直方向的尺寸变得比散热器25的垂直方向的尺寸长0.1mm。此处，因为橡胶衬套24预先在垂直方向上被压缩2mm，将印刷电路基板5在垂直向上方向上推，所以压缩尺寸为1.9mm。即，在散热器25和铝板37之间不产生间隙。
另外，在橡胶衬套24的安装中，橡胶衬套24只是被插入收纳箱1的突出部1a。因此装配较为容易。即，在装配压缩机用电子电路装置61时的操作性得到提高。
另外，印刷电路基板5的安装位置由突出部1a决定。同时，突出部1a防止印刷电路基板5在水平方向上移动。这种情况下，压缩机用电子电路装置61的装配操作性也得到提高。
另外，在向铝板37安装绝缘片49时，利用突起部37a，仅使用1处固定用螺栓51可靠地将绝缘片49安装在规定的地方。因此，安装绝缘片49时操作性得到提高。另外，因为绝缘片49被安装在正确的位置，所以压缩机用电子电路装置61对触电更为安全。
另外，散热器25原本通过与印刷电路基板5垂直地安装，而与散热器25的上表面25a和铝板37和绝缘片49面接触。此处，当散热器25由于装配的偏差而相对印刷电路基板5倾斜地安装时，通常散热器25的上表面25a与绝缘片49成为线接触或点接触。不过，在本实施方式中，在散热器25和绝缘片49之间填满有热传导性粘接剂60。由此，因半导体元件29的发热而产生的热，可靠地从散热器25向铝板37传递。于是，半导体元件29的过度的温度上升得到防止，能够得到可靠性较高的压缩机用电子电路装置61。
另外，因为在绝缘片49和铝板37的接触面涂布有热扩散化合物55，所以即使在铝板37变形的情况下，热扩散化合物55将绝缘片49和铝板37间产生的间隙填满。由此，因半导体元件29的发热而产生的热，可靠地从散热器25向铝板37传递。于是，半导体元件29的过度的温度上升得到防止，能够得到可靠性较高的压缩机用电子电路装置61。
以上说明的本发明，包括：具有电子部件和传递电子部件的热的散热器的印刷电路基板；具有开口部，收纳印刷电路基板的收纳箱；和封闭收纳箱的开口部的铝板。另外，本发明还包括：设置在收纳箱的底部，从开口部的相反侧支承印刷电路基板的橡胶衬套；和设置在散热器和铝板间的绝缘片。另外，本发明的散热器、绝缘片、铝板是紧贴着的。
由此，电子部件的热传递至铝板，向收纳箱外散热。另外，因为不会被施加因温度变化引起的过度的应力，所以能够得到可靠性较高的压缩机用电子电路装置。另外，因为散热器和铝板通过绝缘片绝缘，所以即使当散热器在收纳箱的内部与充电部接触时，也能保持铝板的绝缘性。
另外在本发明中，橡胶衬套是具有空洞部的筒状的形状，印刷电路基板具有基板安装孔，收纳箱具有从底部向开口部突出的突出部。另外在本发明中，橡胶衬套的空洞部和印刷电路基板的基板安装孔，一起被收纳箱的突出部插入。
由此，印刷电路基板被配置在收纳箱内的规定的位置。另外，将橡胶衬套向收纳箱的安装操作变得容易。即，能够得到装配操作性较好、廉价的压缩机用电子电路装置。
另外在本发明中，在印刷电路基板还具有基板安装螺纹孔，在收纳箱底部还具有螺栓承受部。另外在本发明中，印刷电路基板和收纳箱，使用印刷电路基板安装螺纹孔和螺栓承受部，在1处通过螺栓固定。由此，即使在印刷电路基板和收纳箱的线膨胀系数不同的情况下，热膨胀引起的应力也不会向印刷电路基板作用。于是，能够得到确保可靠性的压缩机用电子电路装置。
另外，在本发明中，在铝板的向着收纳箱的内侧的面上设置有多个突起部，在被突起部包围的范围内设置绝缘片。由此，绝缘片在铝板的规定的位置准确地定位而进行配置。能够得到装配操作性更好、廉价且安全性高的压缩机用电子电路装置。
另外，在本发明中，在绝缘片和散热器之间具有热传导性粘接剂。由此，热可靠地在散热器、铝板和绝缘片间传递。
另外，在本发明中，在绝缘片和铝板之间具有热扩散化合物。由此，铝板与绝缘片间的热阻得到降低。
Claims (6)
1.一种压缩机用电子电路装置，其特征在于：
包括：
具有电子部件和传递所述电子部件的热的散热器的印刷电路基板；
具有开口部，收纳所述印刷电路基板的收纳箱；
封闭所述收纳箱的所述开口部的铝板；
设置在所述收纳箱的底部，从所述开口部的相反侧支承所述印刷电路基板的橡胶衬套；和
设置在所述散热器和所述铝板间的绝缘片，
使所述散热器、所述绝缘片、所述铝板贴紧。
2.如权利要求1所述的压缩机用电子电路装置，其特征在于：
所述橡胶衬套是具有空洞部的筒状的形状，
所述印刷电路基板具有基板安装孔，
所述收纳箱具有从所述底部向所述开口部突出的突出部，
所述橡胶衬套的所述空洞部，和所述印刷电路基板的所述基板安装孔一起插到所述收纳箱的突出部。
3.如权利要求2所述的压缩机用电子电路装置，其特征在于：
所述印刷电路基板还具有基板安装螺纹孔，所述收纳箱在底部还具有螺栓承受部，
所述印刷电路基板和所述收纳箱，使用所述基板安装螺纹孔和所述螺栓承受部，仅在1处通过螺栓固定。
4.如权利要求1所述的压缩机用电子电路装置，其特征在于：
在所述铝板的向着所述收纳箱的内侧的面上，设置有多个突起部，
在被所述突起部包围的范围内设置绝缘片。
5.如权利要求1所述的压缩机用电子电路装置，其特征在于：
在所述绝缘片和所述散热器之间具有热传导性粘接剂。
6.如权利要求1所述的压缩机用电子电路装置，其特征在于：
在所述绝缘片和所述铝板之间具有热扩散化合物。
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