CN102017817B - 电路连接部件的安装结构 - Google Patents

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Abstract

为使用连接部件以使印刷电路板上安有电路元件的印刷电路板组件能承受比现有技术更大的电流,并简化连接部的结构以防止组件大型化,本发明提供一种连接部件的安装结构,其用于将连接电路的电路元件与电气布线的连接部件安装在印刷电路板上,其中连接部件包括与电路元件的端子引脚直接连接的端子连接部、与电气布线连接的布线连接部;布线连接部具有底座板、从底座板向下延伸并固定在印刷电路板上以使底座板与印刷电路板成为非接触的腿部;端子连接部从腿部板状延伸出去;印刷电路板上形成有配置端子连接部的孔部;该孔部形成为:使端子连接部整体不位于孔部外,端子连接部配置在孔部内;孔部的大小形成为:使在端子连接部的周围形成空隙。

Description

电路连接部件的安装结构
技术领域
本发明涉及一种用于连接具备印刷电路板的电路的电路元件与电气布线的电路连接部件的安装结构。
背景技术
通常,在上述印刷电路板组件中在印刷电路板上安装电源模块等电源系电路元件(以下将电源模块作为电源系电路元件的代表例进行说明)的情况下,电源模块的端子引脚与印刷电路板主电路的印刷布线(铜箔)接合。例如,在制冷装置(此处所说的制冷装置也包括空调装置)中使用变频模块(inverter module)作为电源模块,该电源模块连接在外部电源与变频压缩机(驱动对象)之间。在该结构中,自电源模块的端子引脚供给的电流流过印刷电路板主电路的铜箔,供向驱动对象即压缩机。
近年来,伴随着半导体元件性能的提高,即使是大容量的上述电源模块也一直在小型化。因此,设置在电源模块上的端子引脚相互间的间隔也有变窄的倾向。而且,即使是在印刷电路板上直接进行钎焊的类型也有额定电流为50~100A的大电流的电源模块,而在小型电源模块中端子引脚的横截面积也减小,因此端子引脚由于模块内芯片的热量也变为高温。并且,印刷电路板与端子引脚的连接部分也变为高温。结果,可想象出超过了印刷电路板的耐热温度,这样一来就无法在额定电流下使用。
另一方面,例如在用于上述空调机的变频器控制的布线基板组件中,如果想让印刷电路板组件承受上述大电流,则包括上述连接部分在内需要增大印刷布线(铜箔)的横截面积以降低电阻值。但是,不能为了降低铜箔的电阻值而极端地增加铜箔的厚度,因此需要增加铜箔的宽度。
增加铜箔的宽度与使电源模块的端子引脚相互间的间隔变窄是矛盾的。因此,在使用了端子引脚相互间的间隔窄的大容量电源模块的印刷电路板组件中,增加铜箔的宽度以便能够承受大电流的方法并不实用。
在专利文献1中公开了一种使用接合在印刷电路板上的端子台作为电路连接部件,用螺钉将电源模块的端子引脚固定在该端子台上的结构。
专利文献1:日本公开特许公报特开平06-302932号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
在专利文献1的结构中,从端子引脚供给的电流流过连接部件即端子台。由于如果使用该端子台则能够增大电流路径的横截面积,因此可以想到对于端子台可以降低电阻值减少发热量这一方法。并且,专利文献1的发明内容涉及螺钉接头式模块,由于端子引脚的横截面积很大,因此可以想到发热会被抑制得很低。
此处,专利文献1的端子台在其与主电路的印刷布线(铜箔)接触的位置被焊接接合,以使电流流过该铜箔,但由于是大型的电源模块因此可以增加铜箔的宽度。但是,如果将模块小型化,则难以极端地增加铜箔的宽度,这就成了对印刷电路板在设计上的制约。并且,如果增加主电路的印刷布线(铜箔)的宽度,则印刷电路板本身也会被大型化。
而且,例如在通用的印刷电路板中,铜箔的厚度仅为35μm左右,通常认为1mm宽度只能让1A左右的电流流过,因此在该厚度的铜箔中如果要流过30A的电流,则需要约30mm的箔宽;如果要流过50A的电流,则需要约50mm的箔宽。与之相对,电源模块端子间的距离的狭窄部分约为5~10mm左右,如果考虑到端子间的绝缘距离,则实际问题是大电流化的实现不可能只靠对布线图案下工夫。
因此,当以现有的印刷电路板组件承受大电流时,为了降低温度而在图案上设置散热片、使用铜箔厚度厚且成本高的印刷电路板或者紧邻端子钎焊专用的粗跨接线,但是这些方法不但成本高,而且由于大电流从印刷布线的图案上流过,因此虽然流过大电流但大电流的极限值为30A左右。
本发明是鉴于上述观点而完成的,其目的在于,使用连接部件以使印刷电路板上已安装有电源模块等电路元件的印刷电路板组件能够承受比现有技术更大的电流,并且简化连接部的结构以防止组件的大型化。
-用以解决技术问题的技术方案-
第一方面的发明以一种用于将连接电路的电路元件(3)与电气布线(8)的连接部件(10、20)安装在印刷电路板(2)上的安装结构为前提。
所述连接部件(10、20)包括端子连接部(11、21)和布线连接部(12、22),所述电路元件(3)的端子引脚(3a)直接与所述端子连接部(11、21)连接、所述电气布线(8)与所述布线连接部(12、22)连接。
所述布线连接部(12)具有:底座板(13)以及从该底座板(13)向下延伸并固定在印刷电路板(2)上以使该底座板(13)与印刷电路板(2)成为非接触的腿部(14、24);所述端子连接部(11)从所述腿部(14、24)板状延伸出去。
在所述印刷电路板(2)上形成有配置所述端子连接部(11)的孔部(2c)。
该孔部(2c)形成为:使得所述端子连接部(11)整体不位于所述孔部(2c)外,所述端子连接部(11)配置在所述孔部(2c)内;并且所述孔部(2c)的大小形成为:使得在所述端子连接部(11)的周围形成空隙。
在该第一方面的发明中,例如连接部件(10、20)的端子连接部(11、21)与电源模块(3)等电源系电路元件(3)的端子引脚(3a)相连接,电气布线(8)与连接部件(10、20)的布线连接部(12、22)相连接,因此由电路元件(3)供给的电流从连接部件(10、20)经电气布线(8)供向驱动对象。即,可以不让电源系电路元件的大电流流过布线图案。连接部件(10、20)只要是直接将端子引脚(3a)与电气布线(8)电气连接的部件,则形状可以任意设定。
电路元件(3)的端子引脚(3a)与配置在与形成于印刷电路板(2)上的孔部(2c)相对应的位置上的端子连接部(11、21)接合,电气布线(8)与布线连接部(12、22)相连接,来自电路元件(3)的电流通过连接部件流向电气布线(8)。
所述布线连接部(12)构成为底座状,所述端子连接部(11)从布线连接部(12)板状延伸出去。此处所说的“底座状”,例如是从侧面看呈“コ”形且开口朝下的形状等。
即,连接部件(10)呈所谓的“端子台”形状。并且,由于端子连接部(11)连接在电源模块(3)等电路元件(3)的端子引脚(3a)上,电气布线(8)安装在端子台的布线连接部(12)上,因此自电源模块(3)等电路元件(3)供给的电流从连接部件(10)经电气布线(8)供向驱动对象。
第二方面的发明是,在第一方面的发明中,所述腿部(14)上形成有固定爪(14b),通过将所述固定爪(14b)插入形成于印刷电路板(2)上的安装孔(2b)内,以将该腿部(14)安装在所述印刷电路板(2)上;所述端子连接部(11)的最小宽度尺寸设定为大于所述固定爪(14b)的宽度尺寸。
在该第二方面的发明中,由固定爪(14b)将作为连接部件(10)的端子台接合在印刷电路板(2)上。因此,通过将端子台安装在没有形成印刷布线图案的位置,可以确保不让电流流过印刷布线图案中的状态。另外,此处所说的“不让电流流过的状态”是指,不让电源用主电路的大电流流过印刷电路板(2)的意思,为了对电源模块(3)进行驱动或控制,需要用于电源模块(3)等电路元件(3)的驱动信号或控制用信号等的微弱电流,因而并不是连该微弱电流也不让流过的意思。因此,有时在该端子上连接用于在控制用电源中使用的布线图案即不让主电路大电流流过的布线图案(包括控制系电路的布线图案、驱动用电路的布线图案),或者在该端子上连接用于保护电源模块(3)的电容器、电压尖脉冲缓冲电路或压敏电阻(varistor)等这样的不让大电流流过的部件类。这样一来,可以将连接部件安装在控制系电路中,从而使控制系电路的微弱电流也流过印刷电路板(2)。
第三方面的发明是,在第一或第二方面的发明中,所述电路元件(3)构成为电源模块。
第四方面的发明,其特征在于,在第一至第三方面任一方面的发明中,在所述布线连接部(12)上表面的底座板(13)上,设置有用于利用安装部件(9)安装所述电气布线(8)的布线安装部(12b)。
在该第四方面的发明中,利用安装螺钉等安装部件(9)将电气布线(8)安装在设置于连接部件的布线连接部(12)上的布线螺纹固定部等布线安装部(12b)上。
第五方面的发明,其特征在于,在第一至第四方面任一方面的发明中,所述端子连接部(11)经由弯折部(14a)连接在所述腿部(14)上;所述弯折部(14a)相对于所述腿部(14)倾斜。
在该第五方面的发明中,构成为端子台的连接部件连接部件(10)的布线连接部(12)通过腿部(14)固定在印刷电路板(2)上。并且,电路元件(3)的端子引脚(3a)与通过将部件相对于所述腿部(14)弯折所形成的端子连接部(11)连接,电流从该电路元件(3)的端子引脚(3a)通过连接部件(端子台)流向与布线连接部(12)连接的电气布线(8)。
并且,由于使弯折部(14a)倾斜,因此当在印刷电路板(2)上形成孔部(2c)并让端子连接部(11)位于其中时,弯折部(14a)会从印刷电路板(2)上突出。因此,产生由弯折部(14a)产生的放热作用。
第六方面的发明,其特征在于,在第五方面的发明中,所述弯折部(14a)与所述端子连接部(11)宽度相同。
第七方面的发明,其特征在于,在第一至第六方面任一方面的发明中,所述端子连接部(11、21)具有用于对所述电路元件(3)的端子引脚(3a)进行钎焊接合的端子钎焊接合部(11a、21a)。
在该第七方面的发明中,电源模块(3)等电路元件(3)的端子引脚(3a)通过钎焊与连接部件的端子连接部(11、21)接合。
第八方面的发明,其特征在于,在第一至第六方面任一方面的发明中,所述连接部件(10)整体由弯折成形部件构成,该弯折成形部件由一块导电性金属板材料形成。
在该第八方面的发明中,通过将一块导电性金属板材料弯折,来形成连接部件(10)的端子连接部(11)和布线连接部(12)。
第九方面的发明,其特征在于,在第一至第六方面任一方面的发明中,所述连接部件(20)包括:具有所述端子连接部(21)和布线连接部(22)的第一部件(20a)、支承第一部件(20a)且安装在印刷电路板(2)上的第二部件(20b)。
在该第九方面的发明中,第一部件(20a)的端子连接部(21)与电源模块(3)等电路元件(3)的端子引脚(3a)相连接,电气布线(8)与第一部件(20a)的布线连接部(22)相连接,并且支承第一部件(20a)的第二部件(20b)安装在所述印刷电路板(2)上,因此由电路元件(3)供给的电流从第一部件(20a)经电气布线(8)供向驱动对象。
第十方面的发明是一种制冷装置,其具备印刷电路板组件(1),所述印刷电路板组件(1)在印刷电路板(2)上安装有连接电路的电路元件(3)与电气布线(8)的连接部件(10、20),其特征在于,用于将所述连接部件(10、20)安装在印刷电路板(2)上的安装结构由第一至第九方面的发明中任一项的安装结构构成。
-发明的效果-
根据本发明,由于通过将连接部件(10、20)的端子连接部(11、21)连接在电源模块(3)等电源系电路元件(3)的端子引脚(3a)上,并且将电气布线(8)安装在连接部件(10、20)的布线连接部(12、22)上,来将由所述电源系电路元件(3)供给的电流从连接部件(10、20)经电气布线(8)供向驱动对象,因此可以不让电源系主电路的电流流过印刷电路板(2)的布线图案(铜箔)。因此,不需要增加印刷电路板(2)的铜箔的厚度或宽度,也不需要在布线图案上设置散热片,因而不用将印刷电路板组件大型化即可承受大电流,还可以防止成本提高。而且,为了既抑制温度上升又全面优化热传导,通过利用厚壁的材料制作连接部件,能够在可流过电源模块内置芯片的电流极限值下使用印刷电路板(2)。此外,在本发明中,可以任意设定连接部件的具体形状。
端子连接部(11、21)配置在与印刷电路板(2)的孔部(2c)相对应的位置上,端子连接部(11、21)可构成为露出到周围的空气中,因此能促进从连接部件放热。而且,印刷电路板(2)与端子连接部(11、21)不接触,因此可以使用低耐热温度的印刷电路板材料。
电路元件(3)的端子引脚(3a)与配置于形成在印刷电路板(2)上的孔部(2c)中的端子连接部(11、21)接合,电气布线(8)与布线连接部(12、22)相连接,来自电路元件(3)的电流通过连接部件流入电气布线(8)。端子连接部(11、21)配置在印刷电路板(2)的孔部(2c)中,并且端子连接部(11、21)可构成为露出到周围的空气中,因此能促进从连接部件放热。
构成连接部件(10)的布线连接部(12)的腿部(14)以从印刷电路板(2)上立起的状态固定,底座板(13)位于腿部(14)上。因而,布线连接部(12)处于几乎与印刷电路板(2)不接触的状态。因此,即使布线连接部(12)因电流流过端子台而发热,也可以从布线连接部(12)效率良好地释放热量。而且,将部件相对于所述腿部(14)进行弯折而形成端子连接部(11),因此易于在端子台形状的连接部件上形成端子连接部(11)。
根据上述第二方面的发明,通过由固定爪(14b)将连接部件(10)接合在印刷电路板(2)的规定安装位置上,可以易于防止大电流从印刷电路板(2)的铜箔中流过。
根据上述第四方面的发明,是利用安装螺钉等安装部件(9)将电气布线(8)安装在设置于连接部件(10)的布线连接部(12)上的布线螺纹固定部等布线安装部(12b)上的,因此能够可靠地将连接部件(10)与电气布线(8)连接起来。
根据上述第五方面的发明,由于使弯折部(14a)倾斜,因此在印刷电路板(2)上形成孔部(2c)并在其中设置端子连接部(11)时,弯折部(14a)会从印刷电路板(2)上突出。因此,可以通过弯折部(14a)效率良好地将热量放出。
而且,在该发明中,不需要焊料阻止区(10s),因而可以获得较宽的从端子连接部(11)到弯折部(14a)的导体宽度。因此,发热少放热良好,可以流过更大的电流。
根据上述第七方面的发明,电源模块(3)等电路元件(3)的端子引脚(3a)通过钎焊与连接部件(10、20)的端子连接部(11、21)接合,因此与例如使用螺钉进行接合的情况相比,可以使接合部小型化。因此,能够使印刷电路板组件整体小型化。另外,因为将端子引脚钎焊在连接部件(11、21)上,所以电阻小,并且即使是大电流也能抑制温度上升。
根据上述第八方面的发明,通过将一块导电性金属板材料弯折,可以形成具有端子连接部(11)和布线连接部(12)的连接部件(10),因此可以容易地进行制造。
根据上述第九方面的发明,连接部件(20)呈两片式结构,第一部件(20a)的端子连接部(21)连接在电源模块(3)等电源系电路元件(3)的端子引脚(3a)上,电气布线(8)安装在第一部件(20a)的布线连接部(22)上,并且支承第一部件(20a)的第二部件(20b)安装在所述印刷电路板(2)上,由此将自电源模块(3)等电源系电路元件(3)供给的电流从第一部件(20a)经电气布线(8)供向驱动对象,因而电源系主电路电流不会从印刷电路板(2)的布线图案(铜箔)中流过。因此,不需要增加印刷电路板(2)的铜箔的厚度或宽度,也不需要在布线图案上设置散热片(11b),因而不必使印刷电路板组件大型化即可承受大电流,并且能够防止成本提高。
附图说明
图1是本发明第一实施方式涉及的印刷电路板组件的俯视图。
图2是端子台的放大立体图。
图3是表示图1的主要部分的侧视图。
图4是表示印刷电路板的电路结构的方框图。
图5是表示电源模块与端子台的连接位置关系的俯视图。
图6是图1的印刷电路板组件的端子台周围的俯视图。
图7是具备包括图1的印刷电路板组件的控制装置的空调装置的制冷剂回路图。
图8是第一变形例涉及的印刷电路板组件的侧视图。
图9(A)和图9(B)表示第二变形例,图9(A)为端子台的俯视图、图9(B)为侧视图。
图10是第三变形例涉及的端子台的放大立体图。
图11是表示使用参考变形例涉及的端子台的连接结构的侧视图。
图12(A)和图12(B)表示第二实施方式涉及的端子台,图12(A)为连接状态的主要部分剖视图、图12(B)为俯视图。
图13(A)和图13(B)表示第二实施方式的变形例涉及的端子台,图13(A)为连接状态的主要部分剖视图、图13(B)为俯视图。
图14(A)和图14(B)表示参考例1涉及的端子板,图14(A)为连接状态的主要部分剖视图、图14(B)为俯视图。
图15(A)和图15(B)表示参考例1的变形例1涉及的端子板,图15(A)为连接状态的主要部分剖视图、图15(B)为俯视图。
图16(A)、图16(B)和图16(C)表示参考例1的变形例2涉及的端子板,图16(A)为第一连接状态的主要部分剖视图、图16(B)为第二连接状态的主要部分剖视图、图16(C)为俯视图。
图17(A)和图17(B)表示参考例1的变形例3涉及的端子板,图17(A)为连接状态的主要部分剖视图、图17(B)为俯视图。
图18(A)和图18(B)表示参考例1的变形例4涉及的端子板,图18(A)为主要部分剖视图、图18(B)为俯视图。
图19(A)和图19(B)表示参考例2涉及的端子板,图19(A)为连接状态的主要部分剖视图、图19(B)为俯视图。
图20(A)和图20(B)表示参考例2的变形例1涉及的端子板,图20(A)为连接状态的主要部分剖视图、图20(B)为俯视图。
图21(A)和图21(B)表示参考例2的变形例2涉及的端子板,图21(A)为主要部分剖视图、图21(B)为俯视图。
图22(A)和图22(B)表示参考例3涉及的端子板,图22(A)为连接状态的局部剖视图、图22(B)为俯视图。
图23是表示连接部件的尺寸与温度上升的关系的图表。
-符号说明-
1    印刷电路板组件
2    印刷电路板
2a   基板部
2b   安装孔
2c   孔部
3    电源模块(电路元件)
3a   端子引脚
8    电气布线
9    固定螺钉(安装螺钉:安装部件)
10   端子台(连接部件)
10s  焊料阻止区
11   端子连接部
11a  端子引脚插入孔(端子钎焊接合部)
11b  散热片
12   布线连接部
12b  内螺纹部(布线螺纹固定部:布线安装部)
13   底座板
14     腿部
14a    弯折部
14b    固定爪
20     端子台(连接部件)
20a    第一部件
20b    第二部件
30     端子板(连接部件)
50     制冷装置
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。
《发明的第一实施方式》
对本发明的第一实施方式进行说明。该第一实施方式涉及在制冷装置(空调装置)的控制装置中使用的印刷电路板组件。
图1是该印刷电路板组件(1)的俯视图。该印刷电路板组件(1)通过在印刷电路板(2)上安装电源模块(与外部电源连接的变频模块)(3)等电源系电路元件或其它电子部件(4、5、6、7)而构成。电源模块(3)相对于印刷电路板(2)位于图的背面,因此虽然实际上应该是虚线部分,但为方便起见在图中用实线来表示。印刷电路板(2)的电子部件(4、5、6、7)包括CPU(中央处理装置)(4)、变压器(5)、电容器(6)、与各机器连接的连接器(7)等。电源模块(3)的端子引脚(3a)贯通印刷电路板(2)向上(识图者跟前一侧)延伸。
该印刷电路板组件(1)具有固定在印刷电路板(2)上的端子台(10)。该端子台(10)构成为将从印刷电路板(2)向上方突出的电源模块(3)的端子引脚(3a)与图1的主要部分侧视图即图3所示的电气布线(8)连接起来。即,该端子台(10)是将具备印刷电路板(2)的电路的电源系电路元件(本例中为电源模块(3))与电气布线(8)连接的连接部件。并且,本实施方式使连接部件形成为端子台(10)的形状(从侧面观察呈“コ”形且下方开口的形状),该连接部件使具备印刷电路板的电路的电路元件(电源模块)(3)与电气布线(8)连接起来。
如图2的放大立体图所示,上述端子台(10)具有:用于直接与电源模块(3)的端子引脚(3a)连接的端子连接部(11)、用于连接电气布线(8)的布线连接部(12)。图2为放大立体图,从上往下观察布线连接部(12),端子台(10)的实际尺寸约为10mm×10mm左右。布线连接部(12)具有:板状的底座板(13)、从该底座板(13)向与该底座板(13)直交的方向向下延伸并固定在印刷电路板(2)上的一对腿部(14)。腿部(14)是为了安装在印刷电路板(2)的基板部(2a)(在本实施方式中,基板部(2a)是指没有设置印刷布线(铜箔)之处。在图1中铜箔的布线图案省略)的规定安装位置上而设置的。
在图4中以方框图表示印刷电路板(2)的电路结构。在该印刷电路板(2)中,设置有电源电路(100)、空调机控制电路(101)、变频器控制电路(102)、驱动电路(103、104)、变频模块(电源模块)(105)。变频模块(105)连接在电源(106)与压缩机(107)(对应于后述图6的制冷剂回路的压缩机(52))之间。上述变频模块(105)通过将包括芯片在内的各种电子部件内部连接而构成。此外,用粗虚线表示的部分是连接变频模块(105)内的电子部件的内部布线(111)。
图5是表示电源模块(3)与端子台(10)的连接位置关系的俯视图,图中符号A~C对应于图4所示的符号A~C。上述端子台(10)可分为A~C三类。由符号A表示的第一端子台是主电路电流只流过电线(110)的端子台(10A);由符号B1~B4表示的第二端子台是主电路大电流流过电线(110)中并且还与驱动电路(103、104)或电压尖脉冲缓冲电路等低电流的布线图案(108)连接的端子台(10B);由符号C1、C2表示的第三端子台是将电线(110)与电源电路(100)的控制用低电流布线图案(109)连接的端子台(10C)。驱动电路(103、104)只表示出了三组中的一组,其它臂省略。这样一来,端子台(10)在各种用途下都可以使用。
图中,由A、B1~B4、C1、C2表示的端子台是将电源模块(3)的端子引脚(3a)与电气布线(8)连接的部件,其中除端子台A以外均与控制电路或驱动电路的布线图案连接。关于这些端子台,驱动系主电路的电流从电源模块(3)通过端子台(10)流向电气布线(8),铜箔中只有微小电流流过。因此,也不会产生铜箔达到高温对基板(2)的热影响增大的问题。
而且,端子台(10)是将金属板材料弯折而形成的部件,可以增大电流流经部分的横截面积,因此与电流从印刷布线的图案(铜箔)中流过的情况相比,发热量减小,对印刷电路板(2)的热影响也减小。
如上所述,在上述结构中,自电源模块(3)供给的电流主要经端子台(10)流入电气布线(8)供向驱动设备。
上述端子台(10)由弯折成形部件构成,该弯折成形部件由一块导电性金属板材料形成。俯视时,该端子台(10)的布线连接部(12)形成为正方形或长方形形状。上述腿部(14)由该布线连接部(12)底座板(13)对置的一对缘部通过弯折部(12a)以约90度的角度向下弯折而形成。弯折部(12a)在图中是直角的角部,而实际上是略微弯曲面(曲面)。而且,上述端子连接部(11)从一个腿部(图右侧的腿部)(14)的下端朝着与之相向的腿部(图左侧的腿部)(14)的反方向延伸,形成为与布线连接部(12)大致平行。这样一来,上述布线连接部(12)就构成底座状,上述端子连接部(11)从布线连接部(12)板状延伸出去。
上述端子连接部(11)通过弯折部(14a)连接到上述腿部(14)上。并且,如图3所示,上述端子台(10)构成为:在已将该端子台(10)安装到印刷电路板(2)上的状态下,端子连接部(11)与印刷电路板(2)平行,并且端子连接部(11)与印刷电路板(2)的间隔距离为规定尺寸。即,根据此结构,端子连接部(11)可以一直支持与印刷电路板(2)平行在图的上下方向上改变位置进行制造。此外,本实施方式中的上述规定尺寸实质上为零,如图3和端子台周围的俯视图即图5所示,上述端子连接部(11)构成为:配置于形成在印刷电路板(2)上的孔部(2c)内。形成该孔部(2c)后,端子连接部(11)的上表面就从印刷电路板(2)的上表面一侧露出,端子连接部(11)的下表面就从印刷电路板(2)的下表面一侧露出。由此促进放热效果。
在本实施方式中,上述端子连接部(11)是形成为板状的部分,形成在与上述印刷电路板(2)的孔部(2c)相对应的位置上。更具体而言,上述端子连接部(11)形成为位于上述孔部(2c)内。这样一来,电路元件(3)的端子引脚(3a)与配置于与在印刷电路板(2)上的孔部(2c)相对应的位置(孔部(2c)中的位置)上的端子连接部(11)接合,电气布线(8)与布线连接部(12)相连接,来自电路元件(3)的电流通过连接部件(第一、第二、第三连接部件(10a、10b、10c))流向电气布线(8)。
为了将图3所示的固定螺钉(安装螺钉)(9)紧固在上述布线连接部(12)上以固定电气布线(8),如图2所示,翻边加工部(12c)形成有内螺纹部(12b)。另外,可以采用焊接固定螺母或铆接固定螺母而成的形状来代替翻边加工部(12c)。利用垫片(9a)将固定螺钉(9)紧固在该内螺纹部(12b)内,以在将上述电气布线(8)夹持在布线连接部(12)的上表面和垫片(9a)之间的状态下支持该电气布线(8)。这样一来,上述端子台(10)的布线连接部(12)具有用于利用安装螺钉(固定螺钉:安装部件)(9)安装电气布线(8)的布线螺纹固定部(内螺纹部:布线安装部)(12b)。此外,也可以通过使用固定螺钉(9)以外的方法将电气布线(8)安装在布线连接部(12)上。
上述腿部(14)具有固定爪(第一钎焊接合部)(14b),用于通过钎焊将端子台(10)固定在印刷电路板(2)的基板部(2a)的规定安装位置上,该固定爪(14b)作为用于将端子台(10)安装在印刷电路板(2)上的安装部而发挥作用。
在相向的每个腿部(14)上各形成两个该固定爪(14b),在印刷电路板(2)的上述规定安装位置上,在与这些固定爪(14b)对应的位置上形成安装孔(2b)(参照图3)。上述固定爪(14b)形成为在从上方插入安装孔(2b)内的状态下从上述安装孔(2b)向下方突出的长度,并且从印刷电路板(2)向下方突出的部分被钎焊在印刷电路板(2)的下表面。
为了具有对印刷电路板(2)的防脱落功能和定位功能,在没有形成端子连接部(11)的那一个腿部(14)的两个固定爪(14b)上形成凸部(14c)。这样一来,这些固定爪(14b)构成为:嵌合在安装孔(2b)内的基端部的直径大于从安装孔(2b)内突出的顶端部的直径,该基端部压入安装孔(2b)内。此处有两个固定爪(14b),也可以是一个,还可以是三个以上。
如图6所示,上述固定爪(14b)形成于与上述弯折部(14a)或端子连接部(11)相隔规定间隔的位置上,这样一来,设置了焊料阻止区(10s),以便能够在固定爪(14b)的周围设置图6中用虚线表示的焊料(16)用焊盘。即,焊料阻止区(10s)是用于使印刷电路板存在于“用于配置端子连接部(11)且形成于印刷电路板(2)上的孔部(2c)”和“固定爪(14b)的安装孔(2b)”之间的空隙中的空间。该焊料阻止区形成于弯折部的附近。
在端子连接部(11)靠近顶端的位置形成有为插入电源模块(3)的端子引脚(3a)的端子引脚插入孔(11a)。通过钎焊将插入端子引脚插入孔(11a)内并向上方突出的端子引脚(3a)接合在该端子连接部(11)上。并且,由上述端子连接部(11)的端子引脚插入孔(11a)构成用于接合电源模块(3)的端子引脚(3a)的第二钎焊接合部(端子钎焊接合部)。
图3是表示图1的主要部分的侧视图,示出了印刷电路板(2)、电源模块(3)(半导体模块)和端子台(10)的连接结构。电源模块(3)与散热片(15)连接。如图所示,端子台(10)的腿部(14)利用钎焊连接在印刷电路板(2)的基板部(2a)的背面上。
在端子台(10)的端子连接部(11)上,端子引脚(3a)插入端子引脚插入孔(11a)内,并且在端子引脚(3a)从端子引脚插入孔(11a)向上方突出的部分端子引脚(3a)与端子连接部(11)通过钎焊相接合。这样一来,在本实施方式中,上述端子台(10)配置在印刷电路板(2)的上表面,电源模块(3)配置在印刷电路板(2)的下表面,因此端子台(10)和电源模块(3)配置在印刷电路板(2)的不同表面上。
接着,对具备包括上述印刷电路板组件(1)的控制装置的空调装置(制冷装置)进行说明。
图7是该空调装置(50)的制冷剂回路图。该空调装置(50)的制冷剂回路(51)包括:压缩机(52)、室外换热器(热源侧换热器)(53)、电子膨胀阀(膨胀机构)(54)、室内换热器(利用侧换热器)(55)、四通换向阀(56),由制冷剂配管将这些机构连接构成闭合电路。压缩机(52)由可通过电动机的变频控制来调整工作排量的可变排量压缩机构成。
压缩机(52)的排出侧与四通换向阀(56)的第一通口(P1)连接。四通换向阀(56)的第二通口(P2)与室外换热器(53)的气侧端部连接,室外换热器(53)的液侧端部经由电子膨胀阀(54)连接到室内换热器(55)的液侧端部上。室内换热器(55)的气侧端部与四通换向阀(56)的第三通口(P3)连接。四通换向阀(56)的第四通口(P4)与压缩机(52)的吸入侧连接。
四通换向阀(56)构成为:可以在第一通口(P1)与第二通口(P2)连通且第三通口(P3)与第四通口(P4)连通的第一位置(参照图7的实线)、第一通口(P1)与第三通口(P3)连通且第二通口(P2)与第四通口(P4)连通的第二位置(参照图7的虚线)间进行切换。
该空调装置(50)的控制装置(58)构成为:进行压缩机(52)的起动/停止和由变频器所做的排量控制、或者电子膨胀阀(54)的开度调整等。上述电源模块(变频模块)(3)供给用于驱动压缩机的大电流。
该空调装置(50)进行制冷运转时,四通换向阀(56)切换到图7中用实线表示的第一位置并起动压缩机(52)。压缩机(52)从室内换热器(55)吸入低压气态制冷剂进行压缩。在压缩机(52)压缩已成为高压的气态制冷剂,从压缩机(52)内排出,流入室外换热器(53)。在室外换热器(53)中,制冷剂与室外空气进行热交换而冷凝。从该室外换热器(53)流出的液态制冷剂在电子膨胀阀(54)中减压后流入室内换热器(55)。在室内换热器(55)中,制冷剂与室内空气进行热交换而蒸发,从而冷却室内空气。此时,通过向室内供给冷却后的空气对室内进行制冷。并且,在室内换热器(55)中蒸发后的制冷剂被吸入压缩机(52)内。通过重复以上动作以进行制冷运转。
另一方面,制热运转时,将四通换向阀(56)切换到图7中用虚线表示的第二位置并起动压缩机(52)。压缩机(52)从室外换热器(53)吸入低压气态制冷剂进行压缩。从压缩机(52)内排出用压缩机(52)压缩达到高压后的气态制冷剂,流入室内换热器(55)。在室内换热器(55)中,制冷剂与室内空气进行热交换而冷凝,将室内空气加热。此时,通过向室内供给加热后的空气对室内进行制热。从室内换热器(55)流出的液态制冷剂在电子膨胀阀(54)中减压后流入室外换热器(53)。在室外换热器(53)中,制冷剂与室外空气进行热交换而蒸发。并且,在室外换热器(53)中已蒸发的制冷剂被吸入压缩机(52)内。通过重复以上动作以进行制热运转。
-第一实施方式的效果-
在本实施方式中,由外部电源通过电源模块(3)供向主电路的电流经第一、第二、第三端子台(10a、10b、10c)流入电气布线(8),供向变频驱动的压缩机(52)。此处,在以往的结构中自电源模块(3)供给的主电路大电流流过印刷电路板(2)的铜箔,由于该铜箔的横截面积小因而存在铜箔达到高温且对基板(2)的影响也增大的问题,与之相对,在本实施方式中大电流从电源模块(3)通过端子台(10)流入电气布线(8)所以大电流不会流过印刷电路板(2)的铜箔。
并且,端子台(10)由金属材料板制成,易于形成足够的厚度,因而可以降低端子台(10)的电阻值。因此,可抑制端子台(10)的发热,并且由于端子台(10)本身由金属制成且端子连接部(11)在上下两面都露出,因而还可以期待放热效果。因此,可抑制印刷电路板(2)的温度升高。而且,即便使用以往价格高昂的印刷电路板(2)也以向驱动对象供给30A左右的电流为极限,与之相对,根据本实施方式,即使需要在大排量变频器等中流过45A~60A左右的更大的电流时也可以承受。
这样一来,根据本实施方式,可以使用箔厚度薄且便宜的印刷电路板(2)来应对大电流化。而且,本发明的连接部件即端子台(10)为数厘米程度的非常小的部件,并且即使不增大印刷电路板(2)的铜箔宽度也能够防止大电流流过铜箔,因而还可以防止印刷电路板(2)大型化。因此经济效益非常大。
并且,由于可以将一块金属材料弯折来形成端子台(10),因此可以将制造简化。而且,上述端子台(10)是每个端子的独立部件,可作为通用品使用,因此能够自由改变印刷电路板(2)上的部件配置,并且可以容易地转用到其它印刷电路板上。因此,具有可缩短开发日程的很大优点。
另一方面,为了应对大电流化,虽然可以使用利用树脂固定汇流母线的部件(所谓的电路盘)、或者已将汇流母线埋入印刷电路板(2)中的部件,但是由于此时成本大幅提高且难以转用,因此每个开发印刷电路板的课题都需要大型的专用部件故初期投资也增大。结果,错过了商品化的时机或者产品的价格提高,而本实施方式中不会产生这样的问题。
本实施方式中将端子台(10)制成弯折成形品,如果采用弯折成形,则具有简化端子台(10)的结构的效果,因此在产品化时非常有利。
-第一实施方式的变形例-
(变形例1)
变形例1是在本发明的布线基板组件(1)中使用的端子台(10)中,几个结构互不相同的例子。具体而言,如图8所示,将设置于端子台(10)上的端子连接部(11)的位置设置在各端子台(10)上的不同位置。此时,在端子连接部(11)已安装到印刷电路板(2)上的状态下布线基板组件(1)构成为:与印刷电路板(2)平行,且端子连接部(11)与印刷电路板(2)的间隔尺寸达到规定尺寸。此时的规定尺寸设定成距离正面一侧(上侧)和背面一侧(下侧)数毫米的程度。上述端子连接部(11、21、31)形成为在上述孔部(2c)外与上述印刷电路板(2)平行。
这样一来,如果使图8最右侧的电源模块(3A)与第一实施方式(图3)的电源模块(3)相同,则连接有该电源模块(3A)的端子台(10)采用与第一实施方式相同的结构。另一方面,当使用像图8最左侧的电源模块(3B)那样高度较高的电源模块时,为了使端子连接部(11)不干扰电源模块(3B),端子台(10)构成为将端子连接部(11)设置在比图最右侧的端子台(10)更靠近图上方的位置(上述规定尺寸设定为正的数毫米)。而且,图8中央的例子是与电源模块(3C)高度较低的情况相对应的例子,在图中更低的位置形成端子连接部(11)(上述规定尺寸设定为负的数毫米)。
这样一来,现有技术下在具有多个电源模块(3A、3B、3C)的情况下,有时每个电源模块(3A、3B、3C)在印刷电路板(2)上进行钎焊的高度不同。因此,难以安装到同一块印刷电路板(2)上,有时将印刷电路板(2)分成两块,或者有时采用另一块在性能方面或成本方面较差的电源模块(3A、3B、3C)以配合高度。与之相对,在本发明中,只需准备数种端子连接部(11)的高度方向位置不同的端子台(10)则即使是高度不同的电源模块(3A、3B、3C)也能安装在同一块印刷电路板(2)上。这是因为在安装于印刷电路板(2)上的状态下端子连接部(11)构成为与印刷电路板(2)平行且端子连接部(11)与印刷电路板(2)的间隔尺寸为规定尺寸。
这样一来,即使在将多个电源模块(3)连接到一块印刷电路板(2)上时各模块的高度不同的情况下,也易于承受。
电路元件(3)的端子引脚(3a)与在形成于印刷电路板(2)上的孔部(2c)外平行于印刷电路板(2)配置的端子连接部(11)接合,电气布线(8)与布线连接部(12)相连接,来自电路元件(3)的电流通过连接部件流入电气布线(8)。
此外,在第一实施方式中可获得的效果在本变形例中也同样能够得到。
(变形例2)
上述端子台可具有如图9(A)和图9(B)所示的结构。图9(A)为俯视图,图9(B)为侧视图。在该端子台(10)中,在端子连接部(11)的根部形成散热片(11b)。该散热片(11b)通过将端子连接部(11)根部的两个边缘部弯折而形成。如果这样设置散热片(11b)则可促进从端子台(10)放热。
此外,散热片(11b)可通过将端子连接部(11)顶端侧的两个边缘部弯折而形成于该端子连接部(11)的顶端侧,也可以形成于其它位置。并且,散热片(11)的形成方法并不限于弯折,还可以通过与其它部件接合来形成散热片(11b)。
(变形例3)
端子台(10)可形成如图10所示的结构。在图2的端子台中端子连接部(11)的形状呈顶端部粗而基端部细的形状,在该图10的例子中,通过将弯折部(14a)制成倾斜面,形成去掉端子连接部(11)的细窄部分的形状。这样一来,与图2的端子台(10)相比可以流过更大的电流。
并且,倾斜部分成为与印刷电路板(2)不接触的非接触部,因此通过该非接触部也可以获得与图9(A)和图9(B)端子台的散热片(11b)相同的效果。
(参考的变形例)
与端子台(10)连接的电路元件(3)可以是继电器。此时,例如图11所示,构成为端子台(10)的端子连接部(11)位于印刷电路板(2)下方,并且可以将端子台(10)和继电器(3)安装在印刷电路板(2)的同一面(本例中为上表面)上,将端子引脚(3a)钎焊在端子连接部(11)上。
此外,可以考虑使用电抗器或电容器等作为电路元件。
《发明的第二实施方式》
以下对本发明的第二实施方式进行说明。
图12(A)和图12(B)所示的第二实施方式是将端子台(连接部件)制成2片型结构。图12(A)为连接状态的主要部分剖视图,图12(B)为俯视图。
具体而言,该端子台(20)包括:具有端子连接部(21)和布线连接部(22)的第一部件(20a)、支承第一部件(20a)且安装在印刷电路板(2)上的第二部件(20b)。
第一部件(20a)是将一定宽度的条状平板导电性金属材料弯折形成的部件。该第一部件(20a)由以下各部构成:放置并固定在第二部件(20b)上的布线连接部(22)、从布线连接部(22)的一端以90°的角度向下方延伸的连接部(25)、从连接部(25)的下端以90°的角度向与布线连接部(22)相反的一侧延伸的端子连接部(21)。布线连接部(22)上形成有用于让固定螺钉(9)通过的通孔(22a),在端子连接部(21)上作为端子钎焊接合部形成端子引脚插入孔(21a)。
第二部件(20b)是支承第一部件(20a)的支承部件,是将宽度比第一实施方式的端子台(10)更宽的条状平板金属材料弯折形成的部件。该第二部件(20b)具有:放置并固定第一部件(20a)的布线连接部(22)的支承部(26)、从支承部(26)的两端以90°的角度相互平行地延伸的腿部(安装部)(24)。此外,可以适当决定第一部件(20a)的宽度和第二部件(20b)的宽度。
以上,对上述布线连接部(22)与连接部(25)以及连接部(25)与端子连接部(21)的角度分别为90°的情况进行了记载,对于记载了上述情况之处,在布线连接部(22)与端子连接部(21)(在水平方向上)平行的前提下,连接部(25)与布线连接部(22)的角度以及连接部(25)与端子连接部(21)的角度可以任意设定。
支承部(26),在翻边加工部(26b)上形成有用于将固定螺钉(9)(安装螺钉)紧固以固定电气布线的内螺纹部(26a)。翻边加工部(26b)也可以是焊接固定螺母或铆接固定螺母而成的形状。形成在第一部件(20a)的布线连接部(22)上的通孔(22a)的位置对准内螺纹部(26a)的状态下,通过电气布线(8)的压接端子(8a)和垫片(普通垫圈和弹簧垫圈)(9a)固定螺钉(9)紧固在内螺纹部(26a)上。这样一来,上述电气布线(8)的压接端子(8a)以被夹持在布线连接部(22)的上表面与垫片(9a)之间的状态得以支持。
虽未详细图示,与第一实施方式相同,在每个腿部(24)的下端,各形成有两个固定爪(24b),共计四个。此处,在每个腿部(24)形成两个固定爪(24b),但也可以在能够支承第一部件(20a)和第二部件(20b)的范围内构成任意数量的固定爪(24b)。与第一实施方式相同,该固定爪(24b)形成为在从上方插入形成于印刷电路板(2)的上述规定安装位置上的安装孔(2b)内的状态下从上述安装孔(2b)向下方突出的长度,并且从印刷电路板(2)向下方突出的部分被钎焊在印刷电路板(2)的下表面上。并且,虽未图示,但在固定爪(24b)上形成有凸部(图示省略),用于使第二部件(20b)具有对印刷电路板(2)的防脱落功能和定位功能,在这一点上也与第一实施方式相同。
此外,印刷电路板(2)的结构或空调装置的结构也与第一实施方式相同,故此处省略了说明。
-第二实施方式的效果-
在本第二实施方式中,自电源模块供给的主电路电流经两片式端子台(20)流入电气布线(8),供向变频驱动的压缩机等。即,主电路电流不从印刷电路板(2)的铜箔中流过。并且,端子台(20)由金属材料板制成,易于形成足够的厚度,因而可以降低端子台(20)的电阻值。因此,可抑制端子台(20)的发热,并且由于端子台(20)本身是金属制故还能够期待放热效果。因此,可抑制印刷电路板(2)的温度升高。
这样一来,根据本实施方式,可以使用箔厚度薄且便宜的印刷电路板(2)来应对大电流化。而且,即使不增大印刷电路板(2)的铜箔宽度也能够防止大电流流过铜箔,因此还能够防止印刷电路板(2)大型化。
并且,由于将端子台(20)形成两片结构,因此可以极大程度地简化第一部件(20a)和第二部件(20b)各自的形状。因此,能够易于制造。而且安装也很容易。
而且,通过将端子台(20)两片化,只要调整第一部件(20a)的连接部(25)的长度即可容易地应对电源模块(3)高度不同的情况。
-第二实施方式的变形例-
图13(A)和图13(B)所示的第二实施方式的变形例是第一部件(20a)的形状与图12(A)和图12(B)的例子不同的例子。
本变形例的第一部件(20a)构成为,可对第一部件(20a)本身进行定位以及对电气布线(8)的压接端子(8a)进行定位。
在该第一部件(20a)中,连接部(25)由竖板部(25a)和横板部(25b)形成为L字形。第一部件(20a)的尺寸构成为:在将布线连接部(22)载置并固定于第二部件(20b)的支承部(26)上的状态下,连接部(25)的横板部(25b)的下表面与印刷电路板(2)的上表面之间形成微小的空隙(图中省略了空隙)。并且,在横板部(25b)的下表面形成有定位销(25c),在印刷电路板(2)上与定位销(25c)相对应的位置上形成有定位孔(2d)。定位销(25c)形成为从印刷电路板(2)向下方突出的长度,从印刷电路板(2)向下方突出的部分通过钎焊固定。
在布线连接部(22)上,在与连接部(25)相反一侧的端部(图右侧的端部)的两个边缘部形成有定位片(22b),用于制止电气布线(8)的压接端子(8a)转动。
如果使两片式端子台(20)具有这样的结构,则用固定螺钉(9)将电气布线(8)固定在端子台(20)上时,操作者可以不用手紧持第一部件(20a)或压接端子(8a),故操作性提高。其它效果与图12(A)和图12(B)的例子相同。
《参考例1》
以下对如图14(A)和图14(B)所示的参考例1进行说明。图14(A)是表示本参考例1中的连接状态的主要部分剖视图,图14(B)是俯视图。
在本参考例1的例子中用大致呈平板状的端子板(30)将具备印刷电路板(2)的电路的电路元件(电源模块)与电气布线(8)连接起来作为连接部件。
该端子板(30)通过对一定宽度的条状平板导电性金属材料进行冲压加工而形成。端子板(30)的一端具备端子连接部(31),该端子连接部(31)直接与电源模块(3)等电路元件的端子引脚(3a)连接;另一端具备布线连接部(32),该布线连接部(32)与电气布线(8)连接。端子连接部(31)与布线连接部(32)的位置在垂直于它们的表面的方向上稍微偏位,阶梯部(33)介于端子连接部(31)与布线连接部(32)之间。端子连接部(31)上形成有用于插入电源模块(3)的端子引脚(3a)并进行钎焊的端子引脚插入孔(31a)。
在布线连接部(32),在翻边加工部(32b)上形成有用于将固定螺钉(安装螺钉)(9)紧固以固定电气布线(8)的内螺纹部(32a)。另外,翻边加工部(26b)也可以是焊接固定螺母或铆接固定螺母而成的形状。在印刷电路板(2)上形成有端子板(30)的翻边加工部(32b)插入其中的端子板安装孔(2e)。该端子板安装孔(2e)形成于端子板(30)与印刷布线图案不接触的位置,端子板(30)安装在印刷电路板(2)的上述规定安装位置。即,通过设置翻边加工部(32b),布线连接部(32)作为用于将端子板(30)安装在印刷电路板(2)上的安装部而发挥作用。
并且,固定螺钉(9)通过电气布线(8)的压接端子(8a)和垫片(普通垫圈及弹簧垫圈)(9a)紧固在上述内螺纹部(32a)内。这样一来,以夹持在布线连接部(32)的上表面与垫片(9a)之间的状态支持上述电气布线(8)的压接端子(8a)。
在本参考例1中,也是自电源模块(3)供给的电流经端子板(30)流向电气布线(8),供向变频驱动的压缩机等。即,不让主电路电流从印刷电路板(2)的铜箔中流过。并且,端子板(30)由金属材料板制成,易于形成足够的厚度,因而可以降低端子板(30)的电阻值。因此,可抑制端子板(30)的发热,并且由于端子板(30)本身由金属制成故还能期待放热效果。因此,可抑制印刷电路板(2)的温度升高。
由以上可知,在本参考例1中,可以使用箔厚度薄且便宜的印刷电路板(2)来应对大电流化。而且,即使不增大印刷电路板(2)的铜箔宽度也能够防止大电流流过铜箔,因而还可以防止印刷电路板(2)大型化。
并且,由于将端子板(30)制成大致平坦的形状,因此可以利用冲压加工容易地制造端子板(30)。
-参考例1的变形例-
(变形例1)
图15(A)和图15(B)所示的参考例1的变形例1是端子板(30)的形状与图14(A)和图14(B)的例子不同的例子,图15(A)是主要部分剖视图,图15(B)是俯视图。
在本变形例1中,与图13(A)和图13(B)所示的第二实施方式的变形例相同,构成为可对电气布线(8)的压接端子(8a)进行定位。因此,在布线连接部(32)上,在内螺纹部(32a)周围的四个位置形成有从布线连接部(32)向上方突出的定位片(32c)用于制止电气布线(8)的压接端子(8a)转动。具体而言,上述定位片(32c)形成于布线连接部(32)顶端(图右侧端)的两侧的边缘,以及内螺纹部(32a)与阶梯部(33)之间的两侧的边缘。
如果使端子板(30)具有这样的结构,则用固定螺钉(9)将电气布线(8)固定在端子板(30)上时,操作者可以不用手紧持压接端子(8a),故操作性提高。其它效果与图14(A)和图14(B)的例子相同。
另外,通过在四个位置设置定位片(32c),可以将电线的方向固定在按图14(A)和图14(B)所示的方向依次各旋转90°的四个方向上。
(变形例2)
图16(A)、图16(B)和图16(C)所示的参考例1的变形例2是端子板(30)的形状与图14(A)和图14(B)、图15(A)和图15(B)的例子不同的例子,图16(A)是表示第一连接图案的主要部分剖视图,图16(B)是表示第二连接图案的主要部分剖视图,图16(C)是俯视图。
在本变形例2中,为了将电气布线(8)连接在端子板(30)上,压接端子(8a)不是采用螺钉固定的方式而是采用使用了金属环(eyelet)(34)的钎焊方式。在此结构中,金属圈(34)作为用于将端子板(30)安装在印刷电路板(2)上的安装部而发挥作用。
与变形例1相同,本变形例2的端子板(30)也在端子连接部(31)和布线连接部(32)之间设置有阶梯部(33)。端子连接部(31)和阶梯部(33)的结构与变形例1相同。而且,布线连接部(32)上形成有第一金属圈通孔(32d)。与之相对应,印刷电路板(2)上也形成有第二金属圈通孔(2f)。布线连接部(32)的第一金属圈通孔(32d)与印刷电路板(2)的第二金属圈通孔(2f)具有相同的内径,在将端子板(30)重叠在印刷电路板(2)上的状态下安装金属圈(34),从而将端子板(30)固定在印刷电路板(2)上。在印刷电路板(2)上没有形成流过大电流的主电路的印刷布线图案,第二金属圈通孔(2f)形成在端子板(30)与这样的印刷布线图案不接触的位置上。
图16(A)所示的第一连接图案中,在印刷电路板(2)的上表面一侧,电气布线(8)的裸线(8b)被钎焊在金属圈(34)上,并且金属圈(34)被钎焊固定在端子板(30)上。此外,可以用电线固定用压接接头(8c)代替裸线(8b)。而且,可以通过钎焊将从端子引脚插入孔(31a)向上方突出的电源模块(3)的端子引脚(3a)固定在端子连接部(31)上。这样一来,可以将电源模块(3)的端子引脚(3a)与电气布线(8)电气连接。
在图16(B)所示的第二连接图案中,通过在印刷电路板(2)的上表面一侧进行钎焊,将金属圈(34)固定在端子板(30)上;通过在印刷电路板(2)的下表面一侧进行钎焊,将电气布线(8)固定在金属圈(34)上。此时,利用剩余的焊料,在印刷电路板(2)的下表面一侧对金属圈(34)和印刷电路板(2)进行钎焊固定。
在本变形例2中,自电源模块(3)供给的电流经端子板(30)流向电气布线(8),供向变频驱动的压缩机等。即,不让主电路电流从印刷电路板(2)的铜箔中流过。并且,端子板(30)由金属材料板制成,易于形成足够的厚度,因而可以降低端子板(30)的电阻值。因此,可抑制端子板(30)的发热,并且由于端子板(30)本身由金属制成故还可以期待放热效果。因此,可抑制印刷电路板(2)的温度升高。
由以上可知,在本变形例中,可以使用箔厚度薄且便宜的印刷电路板(2)来应对大电流化。而且,即使不增大印刷电路板(2)的铜箔宽度也能够防止大电流流过铜箔,因而还可以防止印刷电路板(2)大型化。
(变形例3)
图17(A)和图17(B)所示的参考例1的变形例3是端子板(30)的形状与图14(A)和图14(B)的例子不同的例子,图17(A)是连接状态的主要部分剖视图,图17(B)是俯视图。
本变形例3的端子板(30)的例子构成为可将端子板(30)定位在印刷电路板(2)上。该端子板(30)与图14(A)和图14(B)所示的端子板(30)相同,一端具备端子连接部(31),该端子连接部(31)直接与电源模块(3)等电路元件的端子引脚(3a)连接;另一端具备布线连接部(32),该布线连接部(32)与电气布线(8)连接;阶梯部(33)介于端子连接部(31)与布线连接部(32)之间。端子连接部(31)上形成有用于插入电源模块(3)的端子引脚(3a)并进行钎焊的端子引脚插入孔(31a)。
与图14(A)和图14(B)相同,在布线连接部(32)中,在翻边加工部(32b)上形成用于紧固固定螺钉(9)(安装螺钉)以固定电气布线(8)的内螺纹部(32a)。另外,翻边加工部(32b)也可以是焊接固定螺母或铆接固定螺母而成的形状。在印刷电路板(2)上形成有端子板安装孔(2e)以压入端子板(30)的翻边加工部(32b)。在印刷电路板(2)上没有形成主电路的印刷布线图案,端子板安装孔(2e)形成于端子板(30)与这样的印刷布线图案不接触的位置,以将端子板(30)安装在在印刷电路板(2)的上述规定安装位置上。并且,通过电气布线(8)的压接端子(8a)和垫片(9a)(普通垫圈和弹簧垫圈)将固定螺钉(9)紧固在上述内螺纹部(32a)内。这样一来,以夹持在布线连接部(32)的上表面与垫片(9a)之间的状态支持上述电气布线(8)的压接端子(8a)。
在布线连接部(32)的下表面,形成有从内螺纹部(32a)周围的四个位置向下方突出的定位销(32e),在印刷电路板(2)上与定位销(32e)相对应的位置形成有定位孔(2d)。定位销(32e)形成为从印刷电路板(2)向下方突出的长度,并通过钎焊将从印刷电路板(2)向下方突出的部分固定在印刷电路板(2)上。此时,由于也不存在大电流流过其中的印刷布线图案,因此在将端子板(30)固定在印刷电路板(2)上的状态下,端子板(30)与大电流流过的印刷布线图案不接触。
在本变形例3中也能得到与参考例1相同的效果。并且,由于将端子板(30)定位在印刷电路板(2)上,因此可以容易地进行电气布线(8)的接合操作。另外,此处将定位销(32e)设置在四个位置上,但也可以根据需要增减其数量。
图18(A)和图18(B)所示的参考例1的变形例4的例子构成为在图17(A)和图17(B)的变形例3中可对压接端子(8a)进行定位。
在该端子板(30)的布线连接部(32)上,在内螺纹部(32a)周围的四个位置以向上方突出的形状形成有定位片(32c),用于制止电气布线(8)的压接端子(8a)转动。
其它结构与图16(A)、图16(B)和图16(C)的例子相同,因此省略了具体说明。
如果是这样的结构,则在连接电气布线(8)时,不但不需要操作者手持端子板,而且操作者也可以不用手紧持着压接端子(8a),故操作性进一步提高。其它效果与图17(A)和图17(B)的例子相同。
《参考例2》
以下对图19(A)和图19(B)所示的参考例2进行说明。
本参考例2的连接部件是将参考例1的端子板(30)变形而成的例子,布线连接部(32)构成为不采用固定螺钉(9)或钎焊等连接方法来连接电气布线(8)。
端子板(30)的一端具备端子连接部(31),该端子连接部(31)直接与电源模块(3)等电路元件的端子引脚(3a)连接;另一端具备布线连接部(32),该布线连接部(32)与电气布线(8)连接;阶梯部(33)介于端子连接部(31)与布线连接部(32)之间。端子连接部(31)上形成有用于插入电源模块(3)的端子引脚(3a)并进行钎焊的端子引脚插入孔(31a)。
在布线连接部(32)的下表面形成有从两个位置向下方突出的定位销(32e),在印刷电路板(2)上与定位销(32e)相对应的位置形成有定位孔(2d)。定位销(32e)形成为从印刷电路板(2)向下方突出的长度,通过钎焊将从印刷电路板(2)向下方突出的部分固定在印刷电路板(2)上。另外,此处在两个位置设置了定位销(32e),也可以更加需要增减其数量。此时由于不存在大电流流过的印刷布线图案,因此在将端子板(30)固定到印刷电路板(2)上的状态下,端子板(30)与大电流流过的印刷布线图案不接触。
布线连接部(32)的顶端(图右侧端部)形成为向上方突出的圆筒状引线座(32f)。该引线座(32f)的尺寸构成为圆筒的内径可插入电气布线(8)的裸线(8b)。
在该结构中,利用钎焊将电源模块(3)的端子引脚(3a)固定在端子连接部(31)上,电气布线(8)插入引线座(32f)内并通过压接或钎焊来进行固定。
在本参考例2中,自电源模块(3)供给的主电路电流经端子板(30)流向电气布线(8),供向变频驱动的压缩机等。即,不让主电路电流从印刷电路板(2)的铜箔中流过。并且,端子板(30)由金属材料板制成,易于形成足够的厚度,因而可以降低端子板(30)的电阻值。因此,可抑制端子板(30)的发热,并且由于端子板(30)本身由金属制成故还可以期待放热效果。因此,可抑制印刷电路板(2)的温度升高。
由以上可知,在本参考例2中,可以使用箔厚度薄且便宜的印刷电路板(2)来应对大电流化。而且,即使不增大印刷电路板(2)的铜箔宽度也能够防止大电流流过铜箔,因而还可以防止印刷电路板(2)大型化。
-参考例2的变形例-
(变形例1)
图20(A)和图20(B)所示的参考例2的变形例1是使电气布线(8)的连接方式与图19(A)和图19(B)的例子不同的例子。
在电气布线(8)上,在顶端的裸线(8b)周围固定有电线固定用压接接头(8c)。
端子板(30)的一端具备直接与电源模块(3)等电路元件的端子引脚(3a)连接的端子连接部(31),另一端具备与电气布线(8)连接的布线连接部(32),阶梯部(33)介于端子连接部(31)与布线连接部(32)之间。端子连接部(31)上形成有用于插入电源模块(3)的端子引脚(3a)并进行钎焊的端子引脚插入孔(31a)。
布线连接部(32)的中央设置有翻边加工部(32b)。翻边加工部(32b)的内径与电线固定用压接接头(8c)的外径大致一致,外径与形成于印刷电路板(2)上的端子板安装孔(2e)大致相等。压接接头(8c)从印刷电路板(2)向下方突出,在该突出的部分上通过钎焊接合了端子板(30)的翻边加工部(32b)和印刷电路板(2)。
在布线连接部(32)的下表面形成有从两个位置向下方突出的定位销(32e),在印刷电路板(2)上与定位销(32e)相对应的位置形成定位孔(2d)。定位销(32e)形成从印刷电路板(2)向下方突出的长度,并通过钎焊将从印刷电路板(2)向下方突出的部分固定在印刷电路板(2)上。另外,此处在两个位置设置了定位销(32e),也可以更加需要增减其数量。此时由于没有大电流流过的印刷布线图案,因此在将端子板(30)固定到印刷电路板(2)上的状态下,端子板(30)与大电流流过的印刷布线图案不接触。
在本形例1中,自电源模块(3)供给的电流经端子板(30)流向电气布线(8),供向变频驱动的压缩机等。即,不让主电路电流从印刷电路板(2)的铜箔中流过。并且,端子板(30)由金属材料板制成,易于形成足够的厚度,因而可以降低端子板(30)的电阻值。因此,可抑制端子板(30)的发热,并且由于端子板(30)本身由金属制成故还可以期待放热效果。因此,可抑制印刷电路板(2)的温度升高。
由以上可知,在本参考例2的变形例中,可以与图19(A)和图19(B)的例子同样使用箔厚度薄且便宜的印刷电路板(2)来应对大电流化。而且,即使不增大印刷电路板(2)的铜箔宽度也能够防止大电流流过铜箔,因而还可以防止印刷电路板(2)大型化。
(变形例2)
图21(A)和图21(B)所示的参考例2的变形例2是没有在布线连接部(32)形成定位销(32e)的例子。其它结构与图20(A)和图20(B)的例子相同。
如果将端子板(30)形成这样的结构,则可以简化端子板(30)的结构,从而能够容易地制造端子板(30)。
《参考例3》
以下对图22(A)和图22(B)所示的参考例3进行说明。
本参考例3所涉及的连接部件是在图19(A)和图19(B)所示的参考例2的端子板(30)上,端子连接部(31)的结构不同的例子。
端子板(30)的一端具备直接与电源模块(3)等电路元件的端子引脚(3a)连接的端子连接部(31),另一端具备与电气布线(8)连接的布线连接部(32)。端子连接部(31)通过将布线连接部(32)的顶端(图左侧的端部)向下弯折而形成。该端子连接部(31)构成为通过焊接与电源模块(3)的端子接合。
在布线连接部(32)的下表面形成有从两个位置向下方突出的定位销(32e),在印刷电路板(2)上与定位销(32e)相对应的位置形成定位孔(2d)。定位销(32e)形成从印刷电路板(2)向下方突出的长度,通过钎焊将从印刷电路板(2)向下方突出的部分固定在印刷电路板(2)上。此时由于没有大电流流过的印刷布线图案,因此在将端子板(30)固定到印刷电路板(2)上的状态下,端子板(30)与大电流流过的印刷布线图案不接触。在该结构中,通过设置定位销(32e),布线连接部(32)作为用于将端子板(30)安装在印刷电路板(2)上的安装部而发挥作用。
布线连接部(32)的顶端(与端子连接部(31)相反的一侧的端部)形成有向上方突出的圆筒状引线座(32f)。该引线座(32f)的尺寸构成为圆筒的内径可插入电气布线(8)的裸线(8b)。
在该结构中,通过焊接将电源模块(3)的端子引脚(3a)固定在端子连接部(31)上,电气布线(8)插入引线座(32f)内并通过压接或钎焊来进行固定。
在本参考例3中,自电源模块(3)供给的电流经端子板(30)流向电气布线(8),供向变频驱动的压缩机等。即,不让主电路大电流从印刷电路板(2)的铜箔中流过。并且,端子板(30)由金属材料板制成,易于形成足够的厚度,因而可以降低端子板(30)的电阻值。因此,可抑制端子板(30)的发热,并且由于端子板(30)本身由金属制成故还可以期待放热效果。因此,可抑制印刷电路板(2)的温度升高。
这样一来,在本参考例3中,可以使用箔厚度薄且便宜的印刷电路板(2)来应对大电流化。而且,即使不增大印刷电路板(2)的铜箔宽度也能够防止大电流流过铜箔,因而还可以防止印刷电路板(2)大型化。
另外,在本参考例3中将端子引脚(3a)焊接到端子连接部(31)上,但也可以形成端子连接部(31)以便用弹力将端子引脚(3a)以略弯曲的状态压接到端子连接部(31)上。并且,除钎焊或焊接以外,还可以采用铆接等连接结构。
《其它实施方式》
关于上述发明的实施方式,还可以采用以下结构。
在上述实施方式中,例如在上述第一实施方式中,在将腿部(14)接合在印刷电路板(2)的基板部(2a)上的部分、或者将电源模块(3)的端子引脚(3a)接合在端子连接部(11)上的部分使用了钎焊。钎焊对小型化有利,但如果只以承受大电流为目的,则也可以采用除钎焊以外的接合方法。
关于将电气布线(8)安装在布线连接部(12)上的部分,可以不一定是螺钉固定。例如,除螺钉固定以外,也可以采用利用上述金属圈的结构、使用了所谓的紧固片(FASTON tabs)的结构(在插座中插入插头进行连接的结构)、铆接、焊接等各种连接结构。
端子台(10)可以在腿部(14)设置连接布线的内螺纹部(12b)。此时,可以在腿部(14)形成翻边加工部和内螺纹部。可以在布线连接部(12)和腿部(14)两个部分均形成有翻边加工部和内螺纹部,从而根据模块的端子形状来选择使用。
由于端子形状因所用的电源模块(3)而不同,因此端子引脚插入孔(11a)的位置或形状及个数可以根据所用的电源模块(3)进行设计。
在上述各实施方式中,作为连接部件对端子台(10、20)和端子板(30)进行了说明,但连接部件也可以是除此之外的任意形状。
并且,在上述实施方式中,对空调装置中应用印刷电路板组件的例子进行了说明,但应用对象并不限于空调装置,通常可应用于制冷装置。
另外,以上实施方式是本质上优选的示例,并没有限制本发明、本发明的应用对象或本发明的用途范围等意图。
实施例
接着,用图23对连接部件的实施例中尺寸与温度上升的关系进行说明。
通常认为印刷电路板的实用温度上升值在20K以内。从图23所示的电流密度与温度上升的图表中可知,温度上升至20K时印刷电路板的铜箔宽度以铜箔厚度35μm换算为26mm(30A通电)、70mm(60A通电),如果使用双面基板,则宽度为上述铜箔宽度的一半,每一面为13mm(30A通电)、35mm(60A通电)。实际上,由于不受电源模块内部的半导体的发热(约50K)或者端子引脚的发热(60A通电下约80K)的影响,因此可以考虑不需要更宽的铜箔宽度。
此处作为一例,当使用市售的100A模块中端子引脚剖面尺寸为1.15mm×0.8mm的模块时,端子引脚的横截面积约为0.95mm2。当紧邻该模块的端子引脚间的距离为7.6mm时,如果考虑到端子引脚间的绝缘距离,则在安装到印刷电路板上时可设置的最大铜箔宽度为每一面6mm左右。因此,即便使用通用性高的印刷电路板中铜箔最厚的70微米双面基板,只要是以往的结构则极限值为30A通电。
与之相对,如果使用上述实施方式的连接部件,则以厚度1.2mm进行制造时在60A通电下所需的电路宽度为2.5mm,与上述6mm相比具有足够的余裕,可以在使用时没有实用上的问题。
这样一来,安装在印刷电路板上的电源模块中包括额定电流为100A左右的电源模块,具有进一步大电流化的趋势。并且,即便使用在通用性高的印刷电路板中铜箔最厚的70μm双面基板,现有技术在超过30A的用途中也无法承受。本发明的连接部件是承受这种大电流电源模块的连接部件,因此通过在超过30A的用途中使用,既可以在完全达到电源模块额定电流的情况下使用,又在小型化、布线简化方面有用。而且,也不会妨碍在印刷电路板上安装模块。
-产业实用性-
综上所述,本发明作为将具备印刷电路板的电路的电路元件与电气布线连接的连接部件有用。

Claims (10)

1.一种连接部件的安装结构,该安装结构用于将连接电路的电路元件(3)与电气布线(8)的连接部件(10、20)安装在印刷电路板(2)上,其特征在于:
所述连接部件(10、20)包括端子连接部(11、21)和布线连接部(12、22),所述电路元件(3)的端子引脚(3a)直接与所述端子连接部(11、21)连接、所述电气布线(8)与所述布线连接部(12、22)连接;
所述布线连接部(12)具有:底座板(13)以及从该底座板(13)向下延伸并固定在印刷电路板(2)上以使该底座板(13)与印刷电路板(2)成为非接触的腿部(14、24);
所述端子连接部(11)从所述腿部(14、24)板状延伸出去;
在所述印刷电路板(2)上形成有配置所述端子连接部(11)的孔部(2c);
该孔部(2c)形成为:使得所述端子连接部(11)整体不位于所述孔部(2c)外,所述端子连接部(11)配置在所述孔部(2c)内;并且所述孔部(2c)的大小形成为:使得在所述端子连接部(11)的周围形成空隙。
2.根据权利要求1所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
所述腿部(14)上形成有固定爪(14b),通过将所述固定爪(14b)插入形成于印刷电路板(2)上的安装孔(2b)内,以将该腿部(14)安装在所述印刷电路板(2)上;
所述端子连接部(11)的最小宽度尺寸设定为大于所述固定爪(14b)的宽度尺寸。
3.根据权利要求1所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
所述电路元件(3)为电源模块。
4.根据权利要求1所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
在所述布线连接部(12)上表面的底座板(13)上,设置有用于利用安装部件(9)安装所述电气布线(8)的布线安装部(12b)。
5.根据权利要求1所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
所述端子连接部(11)经由弯折部(14a)连接在所述腿部(14)上;
所述弯折部(14a)相对于所述腿部(14)倾斜。
6.根据权利要求5所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
所述弯折部(14a)与所述端子连接部(11)宽度相同。
7.根据权利要求1所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
所述端子连接部(11、21)具有用于对所述电路元件(3)的端子引脚(3a)进行钎焊接合的端子钎焊接合部(11a、21a)。
8.根据权利要求1所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
所述连接部件(10)整体由弯折成形部件构成,该弯折成形部件由一块导电性金属板材料形成。
9.根据权利要求1所述的连接部件的安装结构,其特征在于:
所述连接部件(20)包括:具有所述端子连接部(21)和布线连接部(22)的第一部件(20a)、支承第一部件(20a)且安装在印刷电路板(2)上的第二部件(20b)。
10.一种制冷装置,其具备印刷电路板组件(1),所述印刷电路板组件(1)在印刷电路板(2)上安装有连接电路的电路元件(3)与电气布线(8)的连接部件(10、20),其特征在于:
用于将所述连接部件(10、20)安装在印刷电路板(2)上的安装结构由权利要求1至9中任一项所述的安装结构构成。
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