JP2003179324A

JP2003179324A - 基板装置

Info

Publication number: JP2003179324A
Application number: JP2001378141A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tanida; 真一谷田; Tsutomu Inui; 勉乾; Tsutomu Wakitani; 勉脇谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Astom Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Astom Corp
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電流容量の増大と放熱効率の向上により装置
のコンパクト化を効果的に図ることが可能な基板構造を
提供することにある。【解決手段】基板（７１）と、基板上に通電プレート
を介して設置される複数個の電子部品と、複数個の電子
部品上に当接・配置される放熱用ヒートシンク５３と、
を具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば、寒冷地に
おける除雪機等の各種産業機械に使用される電動モータ
制御回路や大電流が必要な回路に使用される基板装置に
係り、特に、基板上に配置される電子部品の取付構造を
工夫することにより、電流容量の不足を防止すると共に
装置のコンパクト化を図ることを可能にしたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板装置は、例えば、図９に示す
ような構成になっている。図９（ａ）は既存の基板装置
の一部を示す正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の
ｂ−ｂ矢視図である。まず、基板２０１があり、この基
板２０１上の一方の端には複数個（図では２個のみ示し
ている）のトランジスタ２０３が金属製のプレート２０
５を介して一列に配置されている。すなわち、横断面形
状がＬ型をなすプレート２０５を基板２０１上に取付・
固定し、そこに複数個のトランジスタ２０３を起こした
状態でねじ部材２０７によって取付・固定するものであ
る。上記トランジスタ２０３は、トランジスタ本体２０
３ａと、このトランジスタ本体２０３ａより延長された
複数本のリード端子２０３ｂとから構成されている。

【０００３】上記プレート２０５を挟んで上記トランジ
スタ２０３の反対側には放熱用のヒートシンク２０９が
取り付けられている。上記ヒートシンク２０９は外側に
複数枚の放熱用フィン２１１を備えた構造になってい
て、上記複数個のトランジスタ２０３から発生する熱を
これら複数個の放熱用フィン２１１を介して外気中に効
果的に放出するようになっている。尚、上記基板２０１
上には上記複数個のトランジスタ２０３以外にも各種電
子部品が実装されていると共に銅箔パターンが設けられ
ていて所定の電子回路が構成されているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と、まず、回路パターンの銅箔厚みが充分でない場合に
は電流容量が不足してしまうおそれがあった。その場合
電流容量を超える電流が流れた場合に発熱が起こり、そ
れによって、基板２０１上に設けられている回路パター
ンの銅箔が基板２０１より剥がれてしまうおそれがあっ
た。このような問題に対しては、例えば、基板２０１を
多層板にすることにより電流容量を増大させることも考
えられるが、それではコストが大幅に高くなってしまう
と共に、装置が大型化してしまうことになる。又、多層
板にしない場合には、図９に示すように、金属板２１３
を設置することにより電流容量を増大させたり、或い
は、電線で電流容量を増大させる方法が採用されてい
た。しかしながら何れの方法も装置のコンパクト化を妨
げる要因になっていた。又、従来の基板装置の場合は、
複数個のトランジスタ２０３を配置する場合、ヒートシ
ンク２０９を介して外気中に放熱しなければならないの
で、基板２０１の何れかの端に複数個のトランジスタ２
０３を一列に並べて配置する必要があり、それが原因し
て基板装置全体が大型化してしまうという問題もあっ
た。

【０００５】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、電流容量の不足を防止
すると共に放熱のための構造を改良することにより装置
のコンパクト化を効果的に図ることが可能な基板装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するべく
本願発明の請求項１による基板装置は、基板と、上記基
板上に通電プレートを介して設置される複数個の電子部
品と、上記複数個の電子部品上に当接・配置される放熱
用ヒートシンクと、を具備したことを特徴とするもので
ある。又、請求項２による基板装置は、請求項１記載の
基板装置において、上記複数個の電子部品は横向きに寝
かされた状態で複数列に配列されていることを特徴とす
るものである。又、請求項３による基板装置は、請求項
１又は請求項２記載の基板装置において、上記通電プレ
ートは弾性機能を備えていて、該弾性機能により上記複
数個の電子部品の寸法公差を吸収するように構成されて
いることを特徴とするものである。又、請求項４による
基板装置は、請求項３記載の基板装置において、上記通
電プレートには切起片が切り起こされていてこの切起片
によって弾性機能を発揮するようにしたことを特徴とす
るものである。又、請求項５による基板装置は、請求項
１〜請求項４の何れかに記載の基板装置において、上記
電子部品はトランジスタであることを特徴とするもので
ある。

【０００７】すなわち、本願発明による基板装置の場合
には、基板上に通電プレートを介して複数個の電子部品
を設置することにより電流容量を増大させ、且つ、その
上に放熱用ヒートシンクを当接・配置することにより、
複数個の電子部品を基板の端に一列に配置する必要性を
なくし、それによって、装置のコンパクト化を図ったも
のである。例えば、上記複数個の電子部品を横に寝かせ
た状態で複数列に配列することにより、従来のように、
一列に配置していた場合に比べて全体がコンパクトにな
るものである。又、通電プレートに弾性機能を持たせ、
該弾性機能により上記複数個の電子部品の寸法公差を吸
収するように構成することが考えられ、その場合には、
複数個の電子部品の寸法公差を効果的に吸収して、ヒー
トシンクに対する密着度を高めることができ、それによ
って、放熱効果の向上を図ることができる。その際、通
電プレートには切起片を切り起こし該切起片によって弾
性機能を発揮するように構成することが考えられる。
尚、電子部品としては様々なものが想定されるが、例え
ば、トランジスタが想定される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図７を参照して本
発明の第１の実施の形態を説明する。この第１の実施の
形態は、産業用機械の一種である除雪機を例に挙げて、
該除雪機の走行駆動に使用されている電動モータの制御
回路に組み込まれている基板装置に本願発明を適用した
ものである。

【０００９】まず、図１及び図２を参照して適用機械で
ある除雪機の概略の構成を説明する。図１は除雪機１の
全体構成を示す側面図であり、図２は同上の平面図であ
る。除雪機１の略中央部には除雪装置駆動用のエンジン
３が搭載されている。一方、除雪機１の前部（図１、図
２中左側）には、除雪を行うための除雪装置５が取り付
けられている。上記エンジン３より出力される回転駆動
力が伝達機構を介して上記除雪装置５に伝達され、それ
によって、除雪装置５が駆動されて降雪して積もった雪
を除雪するものである。又、除雪機１の上記除雪装置５
の後方近傍には除雪された雪を外方に排出するためのシ
ュータ９が取り付けられている。

【００１０】上記除雪機１の下部には走行用クローラ機
構１１、１１が左右に１個ずつ取り付けられている。上
記走行用クローラ機構１１は、一対の回転体１３、１３
と、これら一対の回転体１３、１３に巻回された無端状
体１５等から構成されている。上記一対の回転体１３、
１３の内後方に配置されている回転体１３が駆動用回転
体であり、電動モータ１７によって回転駆動されるよう
になっている。尚、これは、左右の走行用クローラ機構
１１、１１で同様の構成になっているので、同一部分に
は同一符号を付して示す。

【００１１】上記左右の走行用クローラ機構１１、１１
の各電動モータ１７、１７には、図２に示すように、ド
ライブユニット１９、１９がそれぞれ接続されている。
又、これら各ドライブユニット１９、１９は、コントロ
ールユニット２１に接続されている。又、上記各電動モ
ータ１７、１７に必要な電力を供給するためのバッテリ
２３が搭載されている。又、上記各ドライブユニット１
９、１９は上記バッテリ２３を取り付けている取付部材
２４に固定されている。

【００１２】本実施の形態における除雪機１は、除雪装
置５についてはこれをエンジン３によって駆動し、一
方、走行用クローラ機構１１、１１についてはこれを電
動モータ１７、１７によって駆動するものである。尚、
除雪機１の後方には一対の操作ハンドル２５、２５が延
長・設置されていて、これら一対の操作ハンドル２５、
２５には操作盤２７が橋渡しされた状態で設置されてい
る。上記一対の操作ハンドル２５、２５の内、一方の操
作ハンドル２５には各種操作レバ２９、３１が取り付け
られていると共に、上記操作盤２７にも各種操作レバ３
３、３５、３７、３９が配置されている。

【００１３】さて、以上が本実施の形態における適用機
器としての除雪機１の概略の構成であるが、その内、各
電動モータ１７、１７用に設けられたドライブユニット
１９、１９に本願発明による基板装置が組み込まれてい
るものである。以下、ドライブユニット１９の構成を詳
細に説明していく。

【００１４】まず、上記ドライブユニット１９は図３及
び図４に示すような外観をなしていて、上ケース５１が
あり、この上ケース５１の図３及び図４中右側部分はヒ
ートシンク５３となっている。このヒートシンク５３に
は複数個の放熱フィン５５が形成されている。又、図４
に示すように、上記上ケース５１の下側は開口部５７と
なっていて、この開口部５７を介して上ケース５１内に
基板装置５９が内装されている。又、開口部５７には裏
蓋６１が複数個の固定ねじ６３によって取付・固定され
ており、それによって、上ケース５１の開口部５７が閉
塞されている。

【００１５】又、上記裏蓋６１には３箇所において取付
部６２が設けられており、これら取付部６２を介して図
示しないボルト・ナット締結具により、除雪機１の所定
場所、すなわち、バッテリ２３を取り付けている取付部
材に取付・固定されるものである。又、上ケース５１に
はケーブル取出部６４が設けられていて、該ケーブル取
出部６４を介して各種ケーブル類が引き回されるもので
ある。

【００１６】上記基板装置５９は図５及び図６に示すよ
うな構成になっている。まず、基板７１があり、この基
板７１上には電子部品としての複数個（図６では８個を
示している）のトランジスタ７３が通電プレート７５を
介して取り付けられている。尚、トランジスタとしては
様々なものがあり、例えば、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆ
ｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲ
ート型バイポーラトランジスタ）等がある。又、図７に
示すように、上記通電プレート７５は２個のトランジス
タ７３に対して一枚の割合で設置されている。又、上記
通電プレート７５は銅製（Ｃｕ）或いは銅合金製であ
り、半田付けによって基板７１上に固定されている。
又、上記トランジスタ７３はこの通電プレート７５に対
して密着した状態で取り付けられている。このように、
トランジスタ７３を通電プレート７５を介して設置する
ことにより、電流容量の不足を防止せんとするものであ
る。又、上記各通電プレート７５はそこに密着されてい
る２個のトランジスタ７２３に対してより大きな面積を
備えている。因みに、この実施の形態の場合には、通電
プレート７５は２ｃｍ×３．５ｃｍの大きさであり、こ
れに対して、１個のトランジスタ７３は２ｃｍ×１．６
ｃｍの大きさであるので、２個のトランジスタ７３を並
べて配置しても、通電プレート７５はそれより大きなも
のとなっている。このように、通電プレート７５をより
大きく設定したのは、トランジスタ７３をヒートシンク
５３側に確実に押し付けるためである。

【００１７】上記トランジスタ７３であるが、従来の場
合には、基板７１の一方の端に起こされた状態で一列に
配置されていたが、この実施の形態の場合は特に一列で
はなく、又、横に寝かされた状態で二列で設置されてい
る。上記トランジスタ７３はトランジスタ本体７３ａ
と、このトランジスタ本体７３ａから突出・配置されて
いる複数本のリード端子７３ｂとから構成されている。
又、トランジスタ７３は固定ねじ７７と固定ナット７９
によって通電プレート７５を挟んで基板７１に取付・固
定されている。尚、上記基板７１には、上記トランジス
タ７３以外にも、複数個の電子部品８１、その他の図示
しない様々な電子部品が実装されていると共に、銅箔よ
りなる回路パターンが印刷されているものである。

【００１８】上記構成をなす基板装置５９の上には、既
に説明したように、ケース５１が被冠・固定されている
が、その内、ヒートシンク５３の部分は、上記複数個の
トランジスタ７３に対して密着した状態で設置されてい
る。以下詳しく説明すると、図７に拡大して示すよう
に、ヒートシンク５３の内側には平坦面９１が形成され
ている。一方、複数個のトランジスタ７３の上面側に
は、シリコン樹脂からなる絶縁シート９３が設置されて
いる。上記ヒートシンク５３の平坦面９１はこの絶縁シ
ート９３を介して、複数個のトランジスタ７３の上面に
密着した状態で設置されているものであり、それによっ
て、トランジスタ７３より発せられる熱を効果的に放熱
しようとするものである。尚、図６では上記絶縁シート
９３が仮想線で示されている。

【００１９】以上この実施の形態によると次のような効
果を奏することができる。まず、通電プレート７５を基
板７１上に取り付け、その通電プレート７５に対してト
ランジスタ７３を密着した状態で設置することにより、
従来懸念されていた電流容量の不足を防止することがで
きる。そして、電流容量の不足が原因で起こる各種問
題、例えば、発熱による銅箔の剥離等の問題を効果的に
解消することができる。又、従来は電流容量を確保する
ために、基板を多層構造にしたり或いは金属板を実装し
たりしていて、それが原因して装置が大型化していた
が、この種の通電プレート７５の採用によって、そのよ
うな問題も効果的に解消されたものであり、基板装置５
９ひいてはそれを組み込むドライブユニット１９のコン
パクト化を図ることができるようになった。又、このよ
うな装置のコンパクト化に対しては、従来のように、基
板の端に複数個のトランジスタを一列に配置するのでは
なく、多数列に配置することが可能になったことも大き
く寄与している。そして、除雪機１の場合も他の産業用
機械の場合と同様に装置全体のコンパクト化が要求され
ており、当然のことながら、ドライブユニット１９にお
いてもその取付スペースには限界がある。したがって、
ドライブユニット１９自体のコンパクト化を図ることは
除雪機１をコンパクト化する上で大きな意味をもつもの
である。又、トランジスタ７３を直接基板７１上に取り
付けるのではなく、通電プレート７５を介して取り付け
るようにすることにより、トランジスタ７３のヒートシ
ンク５３の平坦面９１に対する密着度が高くなり、熱の
伝達効率が高くなって放熱効果を向上させることができ
るようになった。特に、トランジスタ７３に対して通電
プレート７５の大きさをより大きく設定しているので、
通電プレート７５とヒートシンク５３の平坦面９１とに
よってトランジスタ７３を挟み付けた場合に、トランジ
スタ７３をヒートシンク５３の平坦面９１に確実に押し
付けることができ、それによって、ヒートシンク５３の
平坦面９１に対する高い密着度が得られるものである。
又、従来のように、トランジスタを起こした状態で取り
付ける場合に比べて、この実施の形態のように、横に寝
かせて密着・配置した場合のほうが、トランジスタ７３
のリード端子７３ｂの基板７１側の図示しないランド部
に挿入する作業が容易になるという利点もある。

【００２０】次に、図８を参照して本発明の第２の実施
の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、
通電プレートを単なるプレートとして構成したが、この
第２の実施の形態の場合には、通電プレートに弾性機能
を持たせた構成とし、それによって、複数個のトランジ
スタの寸法公差をより効果的に吸収するようにしたもの
である。

【００２１】すなわち、図８に示すように、この第２の
実施の形態における通電プレート１０１には複数個の切
起片１０１ａが切り起こされており、これら複数個の切
起片１０１ａが弾性部材として機能するようになってい
る。そして、トランジスタ７３はこれら複数個の切起片
１０１ａの弾性力に抗して、ヒートシンク５３の平坦面
９１側に押圧されることになり、それによって、複数個
のトランジスタ３の寸法公差、すなわち、厚さ方向の寸
法公差が効果的に吸収されることになる。それによっ
て、複数個のトランジスタ３の上面がヒートシンク９の
平坦面９１にシート９３を介して密着されることにな
る。よって、放熱が効果的に行われることになる。尚、
通電プレート１０１以外の構成は前記第１の実施の形態
の場合と同じであるので、同一部分には同一符号を付し
て示しその説明は省略する。

【００２２】尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態
に限定されるものではない。まず、前記第１、第２の実
施の形態では、電子部品としてトランジスタを例に挙げ
て説明したが、トランジスタ以外の様々な電子部品、特
に、発熱が懸念される電子部品の場合に対してもその適
用が考えられる。又、前記第２の実施の形態の場合にお
いて、弾性機能を発揮させるために、例えば、別途バネ
部材を介在させる、導電性ゴム部材を介在させる、等様
々な構成が想定されるものである。又、前記第１、第２
の実施の形態では、基板装置を組み込む対象機器とし、
除雪機の走行用クローラ機構１１に使用されている電動
モータ１７用のドライブユニット１９を想定したが、そ
れ以外にも様々な機器に適用可能であり、例えば、大電
流が必要な回路に組み込まれる基板装置等に対しても同
様に適用可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明による基板
装置によると、まず、基板上に通電プレートを介して複
数個の電子部品を設置することにより電流容量を増大さ
せることができ、且つ、その上に放熱用ヒートシンクを
当接・配置することにより、全体としてコンパクト化を
図ることが可能になった。又、複数個の電子部品を横に
寝かせた状態で複数列に配列した場合には、従来のよう
に、一列に配置していた場合に比べて全体をコンパクト
にすることができる。又、通電プレートに弾性機能を持
たせ、該弾性機能により上記複数個の電子部品の寸法公
差を吸収するように構成した場合には、複数個の電子部
品の寸法公差を効果的に吸収して、ヒートシンクに対す
る密着度を高めることができ、それによって、放熱効果
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、産業機
械の一例としての除雪機の全体構成を示す側面図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、産業機
械の一例としての除雪機の全体構成を示す平面図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ドライ
ブユニットの平面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、一部を
切り欠いて示すドライブユニットの側面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図３の
Ｖ−Ｖ断面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図３に
示すドライブユニットからケースを取り除いた様子を示
す平面図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図５の
ＶＩＩ部を拡大して示す断面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態を示す図で、基盤装
置の一部側面図である。

【図９】従来例を示す図で、図９（ａ）は基板構造の一
部平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のｂ−ｂ矢視図であ
る。

【符号の説明】

１９ドライブユニット５１ケース５３ヒートシンク５９基板装置７３トランジスタ（電子部品）７５通電プレート１０１通電プレート１０１ａ切り起し片

フロントページの続き (72)発明者乾勉埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者脇谷勉埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 2D026 CB00 5E322 AA01 AA11 AB04 5E336 AA01 AA11 AA16 CC56 DD22 DD32 GG03 GG11 5F036 AA01 BB05 BC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、上記基板上に通電プレートを介して設置される複数個の
電子部品と、上記複数個の電子部品上に当接・配置される放熱用ヒー
トシンクと、を具備したことを特徴とする基板装置。
【請求項２】請求項１記載の基板装置において、上記
複数個の電子部品は横向きに寝かされた状態で複数列に
配列されていることを特徴とする基板装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の基板装置に
おいて、上記通電プレートは弾性機能を備えていて、該
弾性機能により上記複数個の電子部品の寸法公差を吸収
するように構成されていることを特徴とする基板装置。
【請求項４】請求項３記載の基板装置において、上記通電プレートには切起片が切り起こされていてこの
切起片によって弾性機能を発揮するようにしたことを特
徴とする基板装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４の何れかに記載の基
板装置において、上記電子部品はトランジスタであることを特徴とする基
板装置。