JP2002111250A - 固定スペーサとその固定スペーサを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板から浮かして搭載するモジュー
ルの接続点をモジュールのリード部分の半田による固定
のみではなく、半田接続部分以外での広範囲にわたる固
定をするものである。 【解決手段】 プリント基板１１１とそのプリント基板
１１１から浮かして搭載するモジュール１２１の間に、
固定スペーサ１４１を挟んでモジュール１２１を搭載し
たものである。したがって、モジュール１２１の放熱板
１３１を搭載した場合でも、モジュール１２１のリード
部分の半田接触部分だけでなく、固定スペーサ１４１で
もモジュール１２１を支えることが出来るので、半田接
触部分にかかる負荷が小さくなり、半田クラックの低減
につながる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモジュールを搭載し
ているプリント基板の取りつけ方と、プリント基板を用
いた空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気製品の電源回路は、回路構
成が複雑でプリント基板が大きくなり、例えば、空気調
和機の室外機のように設置上、大きさ等に制約がある場
合にはプリント基板の収納に何らかの工夫が必要であっ
た。

【０００３】さらに、このような電源回路は熱放射が多
く、熱による影響を受けないように熱を放熱させるため
の放熱板をつける必要がある。

【０００４】さらに、空気調和機の室外機では、実装効
率向上させるため、モジュールをプリント基板から浮か
して搭載している。

【０００５】そして、このモジュールは発熱量が多いた
め、放熱板が必要であり、非常に多くの空間を必要と
し、体積が大きいものになっている。

【０００６】従来の技術を、図４を用いて説明する。図
４は、従来例におけるプリント基板とモジュールと放熱
板との接続の組立図である。

【０００７】従来の技術では、プリント基板１上にモジ
ュール２を搭載して、前記モジュール２の放熱を目的と
して、より放熱効率がよくなる体積の大きい放熱板３を
実装する場合、前記モジュール２と前記放熱板３を前記
プリント基板１に設けた貫通穴４を介してビス５で下方
より固定し、さらに、前記プリント基板１と前記モジュ
ール２の固定は、前記モジュール２のリード部分６を前
記プリント基板１上のスルーホール７に挿入し、半田に
て接続させるのみであった。

【０００８】加えて、場所の制約から２個以上の複数の
モジュールを実装効率の向上を目的としてプリント基板
から浮かして搭載しなくてはならないこともあり、その
場合、各々のモジュール形状が異なるために、モジュー
ルのプリント基板端面からの高さが必ずしも同一となら
ないことが多い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、プリント基板と、モジュールと放熱板の
一体品との固定点は、モジュールとプリント基板のスル
ーホール周辺の半田による固定点のみしかないため、体
積が大きく、重量の重い放熱板と一体になったモジュー
ルをプリント基板に固定する時は、半田による接続部分
にかかる重さが非常に大きくなってしまい、半田クラッ
クが発生しやすいという課題を有していた。

【００１０】加えて、プリント基板から浮かしている２
個以上のモジュールをプリント基板に実装するとき、そ
のモジュールの各々の形状が異なるために、モジュール
の基板端面からの高さが異なり、各モジュールからの放
熱を行うための放熱板は複数個必要になったり、あるい
は、実装効率等を配慮して放熱板の数を減らそうとする
とどうしても放熱板の形状が複雑になってしまうなど問
題があった。

【００１１】加えて、特に空気調和機の室外機において
は、圧縮機やファンなどの継続的あるいは断続的振動に
より空気調和機の室外機自身が振動するために、比較的
重い放熱板が揺さぶられ、より大きなストレスが放熱板
に加わり、プリント基板との接続部分である半田部分に
は、さらに大きな振動が伝わり、半田クラックの大きな
要因となっていた。

【００１２】そこで本発明は、モジュールとプリント基
板との半田接続部分以外での、広範囲にわたる固定を行
なうことにより、半田クラックの防止を実現するもので
ある。

【００１３】またプリント基板から浮かして搭載するモ
ジュールの基板端面からの高さを任意に調節することに
より、放熱板形状の簡素化を行ない工数低減を実現させ
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリント基板
上にプリント基板から浮かして搭載するモジュールを設
置する時、プリント基板とモジュールの間に、その双方
を固定しさらにビスによって固定される部材（固定スペ
ーサ）を設けたものである。

【００１５】さらに、本発明は、複数個のモジュールを
プリント基板から浮かして搭載する場合に、その各々の
モジュールの基板端面からの高さを任意の高さに調節で
きるような形状をした部材（固定スペーサ）を搭載した
ものである。

【００１６】さらに、本発明は、特に空気調和機の室外
機のように、継続的な振動がある場合において、プリン
ト基板から浮かして搭載されている部品をより強度アッ
プして、支えることのできる部材（固定スペーサ）をプ
リント基板とモジュールの間に搭載したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明は、プリント基板とそのプ
リント基板から浮かして搭載するモジュールと、前記モ
ジュールに搭載した放熱板と、前記モジュールと前記プ
リント基板との間に挟まれる板状の固定スペーサから構
成されている。

【００１８】さらに、プリント基板、モジュール、放熱
板、固定スペーサにはそれぞれビスを通すためのビス穴
が設けられており、前記プリント基板側から前記ビスを
通すことによって、これらを固定することを実現するも
のである。

【００１９】さらに、本発明は、プリント基板から浮か
して搭載するモジュールが複数個ある場合に、前記プリ
ント基板と前記モジュールの間に板状の固定スペーサを
挿入することで、前記各モジュールのプリント基板端面
からの高さが等しくなるような構造にしたものである。

【００２０】また、ビスをスプリングワッシャ付とする
ことで半田ディップを行い、固定スペーサ等が若干収縮
しても前記ビスに緩みが発生しないものである。さら
に、前記固定スペーサを前もって熱処理するアニール処
理を施すことで半田ディップ時の熱収縮を小さくするこ
とができる。

【００２１】さらに、本発明は、特に空気調和機の室外
機で、プリント基板上に搭載するモジュールとプリント
基板の間に板状の固定スペーサを挿入して、前記板状の
固定スペーサでモジュールとプリント基板を固定したも
のである。

【００２２】

【実施例】（実施例１）本発明における第１の実施例に
ついて図１を用いて説明する。

【００２３】図１（ａ）は、プリント基板構成の側面図
であり、１１１はプリント基板、１２１は前記プリント
基板１１１の部品面側に装着されたモジュール、１３１
は放熱板、１４１は前記モジュール１２１と前記プリン
ト基板１１１の間に挿入された板状の固定スペーサであ
る。前記固定スペーサ１４１は、前記プリント基板１１
１と前記モジュール１２１の間に挟まれる構造となる。

【００２４】図１（ｂ）は、前記固定スペーサ１４１の
上面図であり、図１（ｃ）は、前記固定スペーサ１４１
の側面図である。

【００２５】前記固定スペーサ１４１は、貫通穴１８１
を両端に２箇所有しており、さらに前記プリント基板１
１１に引っ掛けるための爪１５１が両端の２箇所に設け
られている。前記固定スペーサ１４１は、前記プリント
基板１１１に前記爪１５１を引っ掛けることで仮固定す
ることができ、前記固定スペーサ１４１の位置決めが可
能となる。これによって、ビス１６１を上方より前記貫
通穴１８１に容易に貫通させるための位置合せが可能な
構造となっている。

【００２６】さらに、前記モジュール１２１に密着する
ように放熱板１３１を前記ビス１６１にて固定した後、
半田付けして、前記モジュール１２１のリード部分１７
１、前記放熱板１３１を一体化する。前記ビス１６１は
スプリングワッシャ１９１付としているので、半田ディ
ップを行い、前記固定スペーサ１４１等が若干収縮して
も前記ビス１６１に緩みが発生しない。さらに前記固定
スペーサ１４１はアニール処理を施しているので半田デ
ィップ時の熱収縮を小さくすることが出来る。

【００２７】これにより、前記放熱板１３１等に振動や
衝撃があったときに前記プリント基板１１１と前記モジ
ュール１２１の前記リード部分１７１の半田接着面のみ
だけではなく、前記プリント基板１１１と前記モジュー
ル１２１の間に挟んでいる前記固定スペーサ１４１によ
って前記モジュール１２１と前記放熱板１３１の一体品
を支えることができ、半田接着面にかかるストレスを分
散することが出来る。

【００２８】尚、前記モジュール１２１と前記固定スペ
ーサ１４１を一体成形しても同様の効果が得られること
は言うまでもない。

【００２９】（実施例２）本発明における第２の実施例
について図２を用いて説明する。尚、第１の実施例と同
様の内容については、説明を省略する。

【００３０】図２は、プリント基板に放熱板を実装した
状態を側面側から見た図である。２１１はプリント基
板、２２１および２３１は夫々形状が異なるモジュール
Ａ、モジュールＢ、２４１は前記プリント基板２１１と
前記モジュールＢ２３１の間に挟んでいる固定スペー
サ、２５１は放熱板、２６１は前記モジュールＡ２２１
と前記放熱板２５１を固定するためのビス、２７１は前
記プリント基板２１１と前記モジュールＢ２３１と前記
放熱板２５１を固定するためのビスである。前記プリン
ト基板２１１、前記固定スペーサ２４１、前記モジュー
ルＡ２２１、前記モジュールＢ２３１には貫通穴、前記
放熱板２５１にはビス穴があいており、それぞれ前記ビ
ス２６１，２７１にて固定されており、図２はそれぞれ
を固定した状態を示すものである。

【００３１】これらの部品を実装する場合、前記固定ス
ペーサ２４１を挟んで前記モジュールＢ２３１、前記プ
リント基板２１１を固定し、前記モジュールＢ２３１の
前記プリント基板２１１端面からの高さを前記モジュー
ルＡ２２１と同じにし、同様前記にモジュールＡ２２
１、前記プリント基板２１１を固定し、半田付けする。
これにより、複数の前記モジュールの前記プリント基板
端面からの高さを均一にすることができる。

【００３２】また、前記プリント基板２１１に複数個の
モジュールを搭載する時に、前記固定スペーサ２４１を
前記モジュールＢ２３１と前記プリント基板２１１の間
に挿入し、複数のモジュールの前記プリント基板２１１
端面からの高さを均一にすることによって前記放熱板２
５１の形状を簡素化して、複数のモジュールの放熱をす
ることができる。

【００３３】（実施例３）本発明における第３の実施例
について図２および図３を用いて説明する。尚、図２の
説明については、前述したためここでは説明を省略す
る。また、第１の実施例および第２の実施例と同様の内
容については、説明を省略する。

【００３４】図３は、空気調和機の室外機本体にプリン
ト基板を搭載した簡易図である。１１１はプリント基
板、３１１は室外機本体、３２１は室外機天板、３３１
は室外ファン、３４１は圧縮機である。前記室外機本体
３１１は前記室外ファン３３１や前記圧縮機３４１が振
動するに伴なって、継続的あるいは断続的に前記室外機
本体３１１も振動する。そのため、前記プリント基板１
１１にも継続的および断続的な負荷がかかり、前記プリ
ント基板１１１と一体になっているさらに重量の重い放
熱板も振動するが、図２における固定スペーサ２４１で
広い範囲にわたって振動を吸収することが出来る。

【００３５】

【発明の効果】本発明においては、実装効率の向上など
の理由からモジュールをプリント基板から浮かして搭載
する場合、モジュールとプリント基板の間に板状の固定
スペーサを挟んでプリント基板に搭載することによっ
て、ビスによって固定された放熱板、モジュールの一体
品をモジュールのリード部分の半田接着部分のみでな
く、板状の固定スペーサ全体でモジュールと放熱板の一
体品を支えることができる。従って、より重量の重い放
熱板などが搭載されていてもその重量を固定スペーサ全
体に分散でき、半田接着部分にかかる重量を低減できる
ために、半田クラックの大幅低減が可能になる。結果、
品質向上が図れる。

【００３６】さらに本発明は、プリント基板から浮かし
て搭載するモジュールが複数個あるプリント基板で、モ
ジュールとプリント基板の間に板状の固定スペーサを挟
んで複数個のモジュールのプリント基板端面からの高さ
を均一にすることができる。従って、モジュールの放熱
を目的とした放熱板を複数個にすることによる部品取り
つけ工数の削減や、放熱板の形状を複雑にすることによ
る加工工数の削減ができ、放熱板の形状を簡素化でき
る。結果、製造工数の低減およびコストアップ抑制が図
れる。

【００３７】さらに本発明は、ビスをスプリングワッシ
ャ付とすることで半田ディップを行い、固定スペーサ等
が若干収縮してもビスに緩みを発生させないものであ
り、さらに、固定スペーサを前もって熱処理するアニー
ル処理を施すことで半田ディップ時の熱収縮を小さく
し、ビスの緩みを低減して、放熱効率向上を実現してい
る。結果、より確実な放熱処理を実現した品質確保が図
れる。

【００３８】さらに本発明は、特に空気調和機の室外機
に搭載した際、室外ファンや圧縮機の継続的あるいは断
続的な振動により、より重量の重い放熱板が振動してプ
リント基板とモジュールとの半田接着部分にさらに大き
なストレスがかかることに対して、固定スペーサを挟む
ことでその振動を吸収することが出来る。結果、半田接
着部分にかかるストレスを低減でき、特に半田クラック
低減に効果がある。

【００３９】さらに本発明は、固定スペーサをモジュー
ルとプリント基板の間に挿入することによって、複数個
のモジュールのプリント基板端面からの高さを均一にす
ることができるので、その複数個のモジュールを放熱す
る時に、１つの放熱板で放熱することが可能になり、ま
た放熱板の形状を簡素化することが出来るために、複雑
な形状の放熱板を作る加工工数が削減でき、また、空気
調和機の室外機のように大きさに制限がある場合に特に
有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、第１の実施例におけるプリント基板
構成の側面図 （ｂ）は、同固定スペーサの上面図 （ｃ）は、同固定スペーサの側面図

【図２】第２の実施例におけるプリント基板の側面図

【図３】第３の実施例における空気調和機の室外機簡易
図

【図４】従来例における電装部品をプリント基板から離
して搭載する場合の組立て説明図

【符号の説明】

１１１、２１１ プリント基板 １２１ モジュール １３１、２５１ 放熱板 １４１、２４１ 固定スペーサ １５１ 固定スペーサの爪 １６１ スプリングワッシャ付ビス １７１ モジュールのリード部分 １８１ 貫通穴 １９１ スプリングワッシャ ２２１ モジュールＡ ２３１ モジュールＢ ２６１ モジュールＡ固定用ビス ２７１ モジュールＢ固定用ビス ３１１ 室外機本体 ３２１ 室外機天板 ３３１ 室外ファン ３４１ 圧縮機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 祐二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 福井 誠二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 玄門 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E353 AA06 AA16 AA17 BB05 BB07 CC01 CC04 CC12 CC13 CC32 CC36 DD02 DD05 DD11 DR03 DR08 DR13 DR17 DR27 DR29 DR49 GG09 GG16 5E322 AA01 AB01 AB02 AB04 AB07 5E336 AA01 AA13 CC10 DD22 DD28 DD32 EE02 EE12 GG03 GG10 GG16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板と、前記プリント基板上に
   搭載する電装部品（以下モジュール）と、前記モジュー
   ルの発する熱を放熱するための金属（以下放熱板）と前
   記モジュールとを固定するビスと、板状で爪が設けてあ
   る形状で、前記プリント基板と前記モジュールの間に挿
   入して、爪で前記プリント基板と固定され、さらに、前
   記プリント基板と前記モジュールを固定できることを特
   徴とした固定スペーサ。
2. 【請求項２】 プリント基板と、前記プリント基板上に
   搭載する複数個のモジュールを有し、前記プリント基板
   と前記モジュールの間に挿入して、前記複数個のモジュ
   ールのプリント基板端面からの高さを略均一にすること
   を特徴とした固定スペーサ。
3. 【請求項３】 プリント基板と、前記プリント基板上に
   搭載する電装部品（以下モジュール）と、前記モジュー
   ルの発する熱を放熱するための金属（以下放熱板）と前
   記モジュールとを固定するビスをスプリングワッシャー
   付とする請求項１または請求項２記載の固定スペーサ。
4. 【請求項４】 アニール処理を施した請求項１〜３のい
   づれか一項に記載の固定スペーサ。
5. 【請求項５】 空気調和機の室外機に搭載するプリント
   基板で請求項１〜４のいずれか一項に記載の固定スペー
   サを用いたことを特徴とする空気調和機。