JP2002076661A

JP2002076661A - 電子機器

Info

Publication number: JP2002076661A
Application number: JP2000256823A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Matsushita; 祐造松下; Masashi Isozumi; 正志五十棲
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-28
Also published as: JP3931543B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表面実装型の発熱部品の放熱性を高めること
ができる電子機器を提供する。【解決手段】ケーシング１における壁面の隣接する２
面を、Ｌ形に屈折形成した金属板のシャーシ１２で構成
し、面実装型の電子部品を搭載した金属基板３を、シャ
ーシ１２の一方の壁面の内面に面接合するとともに、挿
入実装型の電子部品を搭載した樹脂基板２を、シャーシ
１２の他方の壁面の内面に面対向して配置してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱部品を備えた
基板をケーシングに組込んだ、電源装置、温度調節装
置、等の各種の電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、上記電子機器の一例である電
源装置としては、例えば、特開平８−３７３８６号公報
で開示されたものが知られている。図１９は、この電源
装置の要部の断面図であり、同図において、５０，５１
はプリント基板であり、各基板５０，５１には、ＩＣ５
２，ダイオード５３およびその他の電子部品が実装され
ている。プリント基板５０の上方および両側方には、天
板部５４および両側板部５５，５６からなる熱伝導率が
良好な熱伝導部材５７が配設されている。発熱部品であ
る前記ＩＣ５２およびダイオード５３が、各側板部５
６，５５に弾性部材５８，５９の弾性力で面接合されて
その発熱を側板部５６，５７側へ伝導して放熱させるよ
うに構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構造においては、
プリント基板５０，５１に挿入実装される挿入実装型の
発熱部品は、放熱板としての側板部５５，５６に面接合
して効率よく直接放熱させることができるのであるが、
側板部５５，５６に接合させることができない表面実装
型の発熱部品については直接放熱することができないも
のであった。

【０００４】本発明は、表面実装型の発熱部品の放熱性
を高めることができる電子機器を提供することを主たる
目的とし、さらには、挿入実装型の発熱部品の放熱性も
高めることができる電子機器を提供し、また、その電子
機器の小型化を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。

【０００６】すなわち、本発明の電子機器は、樹脂基板
と金属基板とを収容したケーシングの壁の一部を、金属
製の放熱体で構成し、この放熱体の内面に前記金属基板
を面接合している。

【０００７】ここで、ケーシングとは、樹脂基板と金属
基板とを収容するものであり、筺体、ハウンジング等の
用語を用いて表現することもできる。

【０００８】また、面接合とは、放熱体と金属基板とが
面でつながっていることをいい、直接面接触している状
態はもとより、他の熱伝導部材等を介して間接的に面接
触している状態を含むものである。

【０００９】本発明によると、金属基板に装着された表
面実装型の発熱部品から発生した熱は金属基板から放熱
体に伝導され、放熱体の大きい放熱面から機外に効率よ
く放熱される。

【００１０】本発明の一実施態様においては、前記金属
基板には、発熱部品を含む電子部品が表面実装されるも
のである。

【００１１】本発明によると、金属基板には、発熱部品
を含む電子部品が表面実装されるので、この金属基板の
裏面側を直接放熱体に面接合して発熱部品から発生した
熱を、効率よく機外に放熱できる。

【００１２】本発明の他の実施態様においては、前記放
熱体は板状であって、Ｌ形に屈折形成されてケーシング
の隣接する２つの壁を構成するものである。

【００１３】本発明によると、Ｌ形に屈折形成された放
熱体は強度の高いものとなり、ケーシング全体の剛性が
高まるとともに、放熱面積が大きなものとなる。

【００１４】なお、Ｌ形に限らず、屈曲形成される２つ
の壁の面積がほぼ等しくなるようにほぼ直角に屈曲形成
されてもよく、また、２つの壁のみを構成するのではな
く、さらに、屈曲形成されて、例えば、コの字状のよう
に３つ以上の壁を形成するようにしてもよい。

【００１５】本発明の好ましい実施態様においては、Ｌ
形に屈折された前記放熱体の一方の壁の内面に前記金属
基板を面接合するとともに、放熱体の他方の壁の内面に
面対向して前記樹脂基板を配置している。

【００１６】本発明によると、樹脂基板と放熱体の内面
との間隙における熱が広い面積で放熱体に伝達され、機
外に放熱される。また、Ｌ形に屈折された放熱体の他方
の壁に面対向する樹脂基板に電解コンデンサやトランス
などの背の高い部品を搭載する一方、その高さが占有す
るスペースを利用して樹脂基板に直交するように金属基
板を配置することができ、ケーシング内の容積を有効に
利用してスペース効率の高い部品搭載を行うことがで
き、これによって、電子機器の小型化を図ることができ
る。

【００１７】本発明のさらに他の実施態様においては、
Ｌ形に屈折された前記放熱体によって形成される２つ壁
面が、ケーシングにおける背壁面と側壁面である。

【００１８】本発明によると、放熱体によって形成され
る背壁面と側壁面以外のケーシング部分を樹脂成形し
て、その上壁面や下壁面に多数のスリットを形成するこ
とができ、換気放熱の良好なケーシングとすることがで
きる。

【００１９】本発明の好ましい実施態様においては、前
記背壁面の横幅を小さく、前記側壁面の前後幅を大きく
設定している。

【００２０】本発明によると、横幅が薄く奥行きが大き
い外形形状の電子機器が構成され、配電盤や制御盤など
の限られたスペース内に並列設置する際に便利に使用で
きる、利便性の高い電子機器を得ることができる。

【００２１】本発明の他の実施態様においては、前記樹
脂基板に挿入実装された発熱部品を、前記放熱体に面接
合させている。

【００２２】本発明によると、樹脂基板に挿入実装され
た発熱部品からの熱を直接に放熱体に伝えて、放熱体の
広い放熱面を介して機外に効率よく放熱させることがで
きる。すなわち、金属基板に表面実装された発熱部品を
放熱体を介して効率よく放熱することができるのみなら
ず、樹脂基板に挿入実装された発熱部品でも、放熱体を
介して効率よく放熱することができ、全体としての放熱
性を高いものにすることができる。

【００２３】本発明のさらに他の実施態様においては、
前記放熱体の一部を内方に切り起し、この切起し片に、
前記樹脂基板に挿入実装された発熱部品を面接合させて
いる。

【００２４】本発明によると、樹脂基板の任意の箇所に
実装する発熱部品の熱を、切起し片を介して放熱体から
効率よく機外に放熱することができる。

【００２５】本発明の好ましい実施態様においては、前
記樹脂基板に挿入実装された発熱部品と前記放熱体の切
り起し片とをクランプ金具で弾性挟持あるいはネジ連結
して、発熱部品を切起し片に面接合させている。

【００２６】本発明によると、発熱部品と切起し片とを
確実に密着させて効率的な放熱を図ることができる。

【００２７】本発明の他の実施態様においては、前記放
熱体の外面に支持レールへの取付け機構を装着してい
る。

【００２８】本発明によると、金属製の強度の高い放熱
体の任意の箇所に取付け機構を装着することが可能とな
り、支持レールに対する取り付け方向の自由度が高ま
る。

【００２９】本発明のさらに他の実施態様においては、
前記取付け機構を金属材で構成している。

【００３０】本発明によると、放熱体に伝えられた熱は
取付け機構を介して金属製の支持レールに伝えられ、一
層放熱性を高めることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、電源装置に適用
した実施態様を図面に基づいて説明する。図１に本発明
に係る電子機器の一例である電源装置Ａを前方から見た
全体の斜視図が、また、図２にその背部から見た全体の
斜視図が、また、図３にその縦断側面図が、さらに、図
４にその横断平面図がそれぞれ示されている。

【００３２】この電源装置Ａは、例えば、左右の横幅が
数十ｍｍ、奥行き幅が１００数十ｍｍ、高さが１００数
十ｍｍ程度の大きさに構成された横幅の薄い箱形のケー
シング１の内部に、樹脂基板２とアルミ板からなる金属
基板３とが組込まれ、樹脂基板２に挿入実装型の所要の
電子部品４群、金属基板３に表面実装型の所要の電子部
品５群がそれぞれ装着されて、図１８に示す入力フィル
タ部、整流部、アクティブフィルタ部、ＤＣ／ＤＣ部、
出力平滑部および出力制御部を有する電源装置が構成さ
れている。なお、図１８の回路図中の各部品に付記した
記号（ｄ）は挿入実装型、（ｓ）は表面実装型であるこ
とを示す。

【００３３】ケーシング１の前端上部と下部に、外部配
線接続用の端子台６，７が露出して配備されている。な
お、樹脂基板２と金属基板３との回路の接続には、図５
に示される樹脂基板２に挿入されてハンダ付けされるピ
ン８ａと金属基板３の回路パターンにハンダ付けされる
接続片８ｂを備えたピン端子８群が利用されている。

【００３４】ケーシング１は、前壁面、上壁面、下壁
面、および、右側壁面を一体形成した樹脂製のケーシン
グ本体１１（図８参照）と、アルミ板をＬ形に屈曲して
背壁面と左側壁面を一体形成した放熱体としてのシャー
シ１２（図６参照）とから構成されて、図２に示すよう
に、ケーシング本体１１における上壁面および下壁面の
端辺から延出した取付け片１１ａを介してケーシング本
体１１がシャーシ１２に４本のネジ１３で結合されてい
る。そして、ケーシング本体１１の上壁面、下壁面、お
よび、右側壁面には多数のスリット１４が形成されて、
ケーシング内の換気放熱が行われるとともに、シャーシ
１２はそれ自体が大きい放熱面を有する放熱板として機
能する。

【００３５】挿入実装型の電子部品４群を装着した樹脂
基板２は、図７にも示されるようにシャーシ１２におけ
る左側壁面に、小間隔をもって面対向するようにスペー
サ１５を介してネジ１６で連結固定されており、この樹
脂基板２の上下の前端角部に端子台６，７が装着支持さ
れている。

【００３６】絶縁処理およびプリント配線された内表面
に面実装型の電子部品５群を搭載した金属基板３は、金
属面が露出された外面がシャーシ１２における背壁面の
内面に全面的に面接合されるようにネジ１７によって連
結され、面実装型の電子部品群から発生した熱が金属基
板３を介してシャーシ１２に直接に伝導され、広い面積
のシャーシ１２全体から機外に効率よく放散されるよう
になっている。

【００３７】また、シャーシ１２における背壁面の一部
を切り起こして形成した切起し片２１が、左側壁面から
ケーシング内方に向けて片持ち状に突出され、樹脂基板
２の部品装着面側に貫通突出されている。そして、樹脂
基板２に装着された発熱部品の一つであるアクティブフ
ィルタ部のＩＣ素子２２が切起し片２１の表面に沿って
配置されるとともに、ばね板材からなるＵ形のクランプ
金具２３で切り起し片１４とＩＣ素子２２とが弾性挟持
されることで両者２１，２２が密着して面接合されてい
る。これによって、ＩＣ素子２２から発生した熱が切起
し片２１に直接に伝導されるとともに、シャーシ１２を
介して機外に効率よく放散されるようになっている。

【００３８】本発明に係る電子機器の一例である電源装
置Ａの本体は以上のように構成されており、配電盤や制
御盤への装着形態を以下に説明する。

【００３９】図９、図１０、および、図１１に示すよう
に、シャーシ１２における背壁面の外面には、汎用的な
ディンレール用の取付け機構３０が装着固定されてい
る。この取付け機構３０は、配電盤や制御盤に横架固定
された支持レールとしてのディンレール３１の上向きフ
ランジ３１ａに上方から係合する溝部３２ａを備えた板
金製の本体３２と、ディンレール３１の下向きフランジ
３１ｂに下方から係合する爪部３３ａを上端に備えた板
金製のスライド係合片３３と、このスライド係合片３３
を上方にスライド付勢するバネ３４から構成されてお
り、本体３２がネジ３５によってシャーシ１２に締付け
固定されている。

【００４０】このようにケーシング１の背面に取付け機
構３０を装備した場合、図１２に示すように、複数台の
電源装置Ａを横方向スペース少なくディンレール３１に
並べて装着することができる。

【００４１】なお、ディンレール３１に対する電源装置
Ａの脱着は以下のように行う。装着に際しては、先ず、
電源装置Ａをディンレール３１に対してやや前上がり傾
斜姿勢で接近させて、溝部３２ａを上向きフランジ３１
ａに上方から係合させる。次に、電源装置Ａを振り下げ
るようにディンレール３１に押し付けることで、スライ
ド係合片３３が下向きフランジ３１ｂに当接して一旦押
し下げられた後、上方に付勢スライドして、爪部３３ａ
が下向きフランジ３１ｂに乗り越え係合することにな
り、これで電源装置Ａをディンレール３１の任意の位置
に装着固定できる。また、電源装置Ａを取り外す場合
は、ケーシング１より下方に突出しているスライド係合
片３３の下端に形成した操作孔３６に、ドライバ−等を
差し入れてスライド係合片３３をバネ３４に抗して引き
下げ、下向きフランジ３１ｂに対する係合を解除した
後、上記手順と逆の操作を行えばよい。

【００４２】前記取付け機構は、図１３に示すように、
シャーシ１２における左側壁面の外面にネジ止め装着す
ることもできる。この場合は、図１４に示すように、電
源装置Ａをその右側壁面が前面となる状態でディンレー
ル３１に並列装着することができる。

【００４３】図１５および図１６は、電源装置Ａを配電
盤や制御盤、あるいは、その他の設備のフレームや壁面
に直接ネジ止めできるようにした例であり、強度の高い
シャーシ１２の上辺および下辺に取付け座１２ａを突設
し、ネジ３７およびスペーサ３８を用いて所望の箇所に
設置することができる。

【００４４】なお、本発明は、以下のような形態で実施
することもできる。（１）樹脂基板２と金属基板３との回路の接続には、上
記のようにピン端子８を利用する他に、図１７中に示す
ように、屈曲形成したバラピン３９を利用することもで
きる。（２）図１７中に示すように、金属基板３をシャーシ１
２に面接合する簡易な手段として、ばね板材からなるＵ
形のクランプ金具４０で両者３，１２を弾性挟持するも
よい。（３）シャーシ１２を扁平なものにし、このシャーシ１
２の一部に金属基板３を面接合させるとともに、シャー
シ１２の他の部分に小間隔をもって樹脂基板２を対向配
置して実施することもできる。この場合も、シャーシ１
２から切起し片２１を突設して、樹脂基板２に装着した
発熱部品を切起し片に面接合させることもできる。（４）切起し片２１に発熱部品をネジ連結して両者を面
接合させてもよい。（５）樹脂成形部材で構成した取付け機構を装着して実
施することもできる。（６）上述の実施の形態では、挿入実装型の発熱部品
を、シャーシの切り起こし片に面接合させたけれども、
Ｌ形のシャーシの金属基板が面接合されている壁面の
内、金属基板が面接合されていない領域に、挿入実装型
の発熱部品を、直接あるいは伝熱部材を介して面接合さ
せてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、金属基板に搭載した表面実装型の発熱部品の
発熱を、大きい放熱面を有する放熱体を介して効率よく
放熱することができるようになった。

【００４６】また、本発明によれば、Ｌ形に屈曲した放
熱体は大きい放熱面を有するとともに、ケーシングの剛
性を高める機能をも発揮し、放熱性に優れ、かつ、耐久
性の高い電子機器を構成することができる。

【００４７】また、本発明によれば、樹脂基板と金属基
板とを直交状態に配備でき、背の高い部品をケーシング
内に無駄なく収容でき、スペース効率の高いコンパクト
な電子機器を構成する上で有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の前面側から見た斜視図
である。

【図２】本発明に係る電源装置の背面側から見た斜視図
である。

【図３】電源装置全体の縦断側面図である。

【図４】電源装置全体の横断平面図である。

【図５】内部構造の一部を示す斜視図である。

【図６】シャーシ単体の斜視図である。

【図７】基板を装着したシャーシの斜視図である。

【図８】ケーシング本体の斜視図である。

【図９】背面に取付け機構を備えた電源装置の斜視図で
ある。

【図１０】背面に取付け機構を備えた電源装置の背面図
である。

【図１１】背面に取付け機構を備えた電源装置の取付け
状態を示す側面図である。

【図１２】背面に取付け機構を備えた電源装置のディン
レール取付け例を示す斜視図である。

【図１３】側面に取付け機構を備えた電源装置の斜視図
である。

【図１４】側面に取付け機構を備えた電源装置のディン
レール取付け例を示す斜視図である。

【図１５】他の取付け手段を備えた電源装置の背面側か
ら見た斜視図である。

【図１６】他の取付け手段を備えた電源装置の背面側か
ら見た斜視図である。

【図１７】別実施形態における内部構造の一部を示す斜
視図である。

【図１８】電源装置の回路図である。

【図１９】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ケーシング２樹脂基板３金属基板１２シャーシ２１切起し片２３クランプ金具３０取付け機構３１ディンレール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4E360 BA11 CA02 EA24 FA02 GA24 GB99 GC02 5E322 AA03 AB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂基板と金属基板とを収容したケーシ
ングの壁の一部を、金属製の放熱体で構成し、この放熱
体の内面に前記金属基板を面接合してあることを特徴と
する電子機器。
【請求項２】請求項１に記載の電子機器であって、前記金属基板には、発熱部品を含む電子部品が表面実装
されることを特徴とする電子機器。
【請求項３】請求項１または２に記載の電子機器であ
って、前記放熱体は板状であって、Ｌ形に屈折形成されてケー
シングの隣接する２つの壁を構成することを特徴とする
電子機器。
【請求項４】請求項３に記載の電子機器であって、Ｌ形に屈折された前記放熱体の一方の壁の内面に前記金
属基板を面接合するとともに、放熱体の他方の壁の内面
に面対向して前記樹脂基板を配置してあることを特徴と
する電子機器。
【請求項５】請求項３または４に記載の電子機器であ
って、Ｌ形に屈折された前記放熱体によって形成される２つ壁
面が、ケーシングにおける背壁面と側壁面であることを
特徴とする電子機器。
【請求項６】請求項５に記載の電子機器であって、前記背壁面の横幅を小さく、前記側壁面の前後幅を大き
く設定してあることを特徴とする電子機器。
【請求項７】請求項３ないし６のいずれかに記載の電
子機器であって、前記樹脂基板に挿入実装された発熱部品を、前記放熱体
に面接合させてあることを特徴とする電子機器。
【請求項８】請求項７に記載の電子機器であって、前記放熱体の一部を内方に切り起し、この切起し片に、
前記樹脂基板に挿入実装された発熱部品を面接合させて
あることを特徴とする電子機器。
【請求項９】請求項８に記載の電子機器であって、前記樹脂基板に挿入実装された発熱部品と前記放熱体の
切り起し片とをクランプ金具で弾性挟持あるいはネジ連
結して、発熱部品を切起し片に面接合させてあることを
特徴とする電子機器。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれかに記載の
電子機器であって、前記放熱体の外面に支持レールへの取付け機構を装着し
てあることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】請求項１０に記載の電子機器であっ
て、前記取付け機構を金属材で構成してあることを特徴とす
る電子機器。