JP2011066261A

JP2011066261A - 電子機器

Info

Publication number: JP2011066261A
Application number: JP2009216448A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nagao; 敏男長尾
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-31

Abstract

【課題】作業性の改善を図るとともに、実装・配線領域の削減を最小限に留めるようにプリント配線板をパワーモジュール上に取り付けることができる電子機器を提供する。
【解決手段】ヒートシンクと、ヒートシンクにねじにより固定されるパワーモジュールと、パワーモジュール上に固定され、パワーモジュールを駆動させる回路を有するプリント配線板とを有する電子機器において、一端にはパワーモジュール取り付け部に取り付けることができるねじ取り付け部と、他端には取り付けねじの頭部を挿入させることができるように開口し、その周囲にプリント配線板の保持部が設けられた開口部とを有する構成のスペーサを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートシンクと、ヒートシンクにねじにより固定されるパワーモジュールと、パワーモジュール上に固定され、パワーモジュールを駆動させる回路を有するプリント配線板とを有する電子機器に関するものである。

ヒートシンクと、ヒートシンクにねじにより固定されるパワーモジュールと、パワーモジュール上に固定され、パワーモジュールを駆動させる回路を有するプリント配線板とを有する電子機器において、従来は、パワーモジュール上にプリント配線板を固定するために、ヒートシンクにスペーサのような固定部材を取り付け、この固定部材にプリント配線板を取り付ける構造が採られていた（例えば、特許文献１参照）。
図６は第１の従来技術における電子機器を示す分解斜視図である。
図６において、電子機器１の概略を説明すると、パワーモジュール２はヒートシンク３に取り付けねじ６にて固定されると共に、一部は両端にねじ部を有するスペーサ５により固定される。スペーサはパワーモジュール上にプリント配線板４が取り付けられるように予め高さが調整されている。
このスペーサにプリント配線板の取り付け穴４６を合わせ、取り付けねじ６で固定することで取り付けが完了する。
なお、図には示されていないが、一般的にはパワーモジュールのヒートシンクからの着脱を容易にするために、パワーモジュールの取り付けねじの直上には、プリント配線板にねじの挿入孔が設けられ、プリント配線板をパワーモジュールから取り外すことなく、パワーモジュールを取り外すようにしている。

また、ねじを用いることなくプリント配線板を固定させる方法として、クランプ部を有する樹脂製のスペーサをプリント配線板に取り付ける方法も採られていた（例えば、特許文献２参照）。
図７は第２の従来技術における電子機器を示す側面図である。
図７において、プリント配線板の固定方法を説明すると、プリント配線板４には、それぞれ取り付け穴４６が設けられている。一方、スペーサ５は、両端にクランプ部５８、もしくは一端にクランプ部５８、他端に突起部５９が設けられており、クランプ部をプリント配線板の取り付け穴に挿入することで複数のプリント配線板を互いに固定することができる。
なお、図７ではプリント配線板４に挿入されたクランプ部に他のスペーサの突起部を挿入することで、複数のプリント配線板の保持が可能となる。

特開２００８−１０３５７７公報（図１）特開平７−２４５４５９公報（図１）

しかしながら、従来の電子機器は、ねじを多用するために、ねじ止め作業が多くなり、工数の増加や作業不良の原因となるという問題があった。また、プリント配線板に取り付け穴を設ける必要があり、プリント配線板上の部品実装領域や配線領域が削減されるという問題があった。さらに、プリント配線板上にねじ頭部やスペーサのクランプ部が突出するため、この空間に部品を設けることができないという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、作業性の改善を図るとともに、実装・配線領域の削減を最小限に留めるようにプリント配線板をパワーモジュール上に取り付けることができる電子機器を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、ヒートシンクと、ヒートシンクにねじにより固定されるパワーモジュールと、パワーモジュール上に固定され、パワーモジュールを駆動させる回路を有するプリント配線板とを有する電子機器において、一端にはパワーモジュール取り付け部に取り付けることができるねじ取り付け部と、他端には取り付けねじの頭部を挿入させることができるように開口し、その周囲にプリント配線板の保持部が設けられた開口部とからなるスペーサを有することを特徴とする電子機器である。
請求項２に記載の発明は、前記電子機器において、前記スペーサは、開口部の円周方向に設けられた縁部と、円周方向外側に広げられたツメ部とからなる保持部を有することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記電子機器において、前記プリント配線板は、スペーサが挿入される挿入孔に段差部が設けられていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記電子機器において、前記スペーサは、保持部にツメ部が複数設けられていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、前記電子機器において、前記スペーサは回り止め部を有することを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記電子機器において、前記スペーサは金属製であることを特徴とするものである。

本発明によると、次のような効果がある。
請求項１に記載の発明によると、プリント配線の取り付けねじが不要になることで、ねじ止め作業を低減できるとともに、プリント配線板の実装、配線面積を有効に活用することができる。
請求項２に記載の発明によると、スペーサを容易にプリント配線板に取り付けることができるので、工数削減を図ることができる。
請求項３に記載の発明によると、スペーサがプリント配線板の実装面から突出しないので、プリント配線板上部の空間を有効に利用することができる。
請求項４に記載の発明によると、スペーサをプリント配線板に強固に取り付けることができるので、耐振性を向上させることができる。
請求項５に記載の発明によると、スペーサのねじ止め時にスペーサの回転を防止させることができるので、作業性を改善させることができる。
また、請求項６に記載の発明によると、スペーサにてプリント配線板の接地をさせることができるので、別途部材を設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。

本発明の第１実施例における電子機器を示す分解斜視図である。本発明の第１実施例における要部であるスペーサ周りを示す部分断面図である。本発明の第１実施例におけるスペーサを示す斜視図である。本発明の第２実施例における要部であるスペーサ周りを示す電子機器の部分分解斜視図である。本発明の第２実施例における要部であるスペーサ周りを示す部分断面図である。第１の従来技術における電子機器を示す分解斜視図である。第２の従来技術における電子機器を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施例における電子機器を示す分解斜視図であり、図２は本発明の第１実施例における要部であるスペーサ周りを示す電子機器の部分断面図である。また、図３は本発明におけるスペーサを示す斜視図である。
図１ないし図３において、概略を説明すると、１は電子機器であり、本発明にかかわる部分のみ描画している。２はパワーモジュールであり、一方の面がヒートシンク３に取り付けられ、他方の面にはプリント配線板４に取り付けられ、それぞれの主回路電極や信号端子が接続される。また、これらはブスバ４１やコネクタ４２を用いて、他の部品に接続される。
本発明が特許文献１と異なる点は、プリント配線板４に容易に取り付けることができ、パワーモジュール２を固定する取り付けねじを用いて、プリント配線板４を固定することができるスペーサを設けた点である。

このスペーサによるプリント配線板の固定の過程を説明する。
まず、スペーサ５は、一端にはパワーモジュール２の取り付け部２１に取り付けることができ、ねじにてヒートシンク３に共に取り付けられることができるねじ穴５１を有するねじ取り付け部５２と、他端には取り付けねじ６の頭部を挿入させることができるように開口し、その周囲に縁部５３と複数のツメ部５４からなる保持部５５が設けられた開口部５６からなる。スペーサ５のねじ取り付け部から開口部までの距離は、パワーモジュールの取り付け部から主回路電極までの距離、すなわちプリント配線板までの距離と等しくされている。
このスペーサ５をプリント配線板４のパワーモジュール２の取り付けねじを挿入する挿入孔４３に挿入させると、縁部５３とツメ部５４にプリント配線板４が挟み込まれ、スペーサ５がプリント配線板４に固定される。
このプリント配線板４をパワーモジュール２と共にヒートシンク３に配置すると、プリント配線板４の挿入孔４３とパワーモジュール２の取り付け穴２２、およびヒートシンク３のねじ穴３１は同一軸上にあるため、スペーサ５のねじ穴５１もこれに倣い、この軸線上に取り付けねじ６をスペーサ５の開口部５６から挿入し、ヒートシンク３にねじ止めすることでパワーモジュール２およびプリント配線板４の取り付けが完了する。
スペーサ５のねじ作業時にスペーサ５が取り付けねじ６と共に回転し、ツメ部５４がプリント配線板４を傷つけ、また、プリント配線板４に引っ掛かってツメ部５４が破損することを防止するために、スペーサ５に回り止め部５７、プリント配線板４の挿入孔４３には切り欠き４４がそれぞれ設けられ、両者が嵌め合わされることでねじ作業時にスペーサ５が回転することを防止することができる。
また、スペーサ５の素材を金属製とし、プリント配線板４の挿入孔４３の周囲に接地用の電極を設けることにより、プリント配線板４からスペーサ５、取り付けねじ６、ヒートシンク３へ電気的に接続され、プリント配線板４の接地を行うことができる。このとき、スペーサ５はヒートシンク３からの熱をプリント配線板４に伝えやすくなるため、ヒートシンク３の比較的低温であるねじ穴３１、たとえば、強制空冷では風上側、自然空冷では下方に１つ設けることが望ましい。

図４は本発明の第２実施例における要部であるスペーサ周りを示す電子機器の部分分解斜視図であり、図５は本発明の第２実施例における要部であるスペーサ周りを示す部分断面図である。
図４および図５において、第１実施例と異なる点は、前記プリント配線板４は、スペーサ５が挿入される挿入孔４３に段差部４５が設けられている点である。
第１実施例と異なる点についてのみ説明すると、プリント配線板４の各々の挿入孔４３には段差部４５が設けられている。段差部４５の深さは、スペーサ５の開口部５６の縁部５３の厚み以上であり、内径は縁部の外径以上である。これによりスペーサ５をプリント配線板４に挿入したときに縁部５３がプリント配線板４の表面から突出することがなく、プリント配線板４の直上にブスバ４１を設けることが可能となる。なお、挿入孔４３に段差部４５を設けることにより、プリント配線板４の厚みが薄くなるが、スペーサ５の保持部５５において、縁部５３とツメ部５４の間隔を調整することで固定が可能である。

このように、ヒートシンク３と、ヒートシンク３にねじにより固定されるパワーモジュール２と、パワーモジュール２上に固定され、パワーモジュール２を駆動させる回路を有するプリント配線板４とを有する電子機器において、一端にはパワーモジュール取り付け部２１に取り付けることができるねじ取り付け部５２と、他端には取り付けねじ６の頭部を挿入させることができるように開口し、その周囲にプリント配線板４の保持部５５が設けられた開口部５６とを備えたスペーサ５を有することにより、プリント配線の取り付けねじが不要になることで、ねじ止め作業を低減できるとともに、プリント配線板４の実装、配線面積を有効に活用することができる。
また、前記電子機器１において、前記スペーサ５は、開口部５６の円周方向に設けられた縁部５３と、円周方向外側に広げられたツメ部５４を備えた保持部５５を有することにより、スペーサ５を容易にプリント配線板４に取り付けることができるので、工数削減を図ることができる。
また、前記電子機器１において、前記プリント配線板４は、スペーサ５が挿入される挿入孔４３に段差部４５が設けられていることにより、スペーサ５がプリント配線板４の実装面から突出しないので、プリント配線板４の上部の空間を有効に利用することができる。
また、前記電子機器において、前記スペーサ５は、保持部５５にツメ部５４が複数設けられていることにより、スペーサ５をプリント配線板４に強固に取り付けることができるので、耐振性を向上させることができる。
また、前記電子機器１において、前記スペーサ５は回り止め部を有することにより、スペーサ６のねじ止め時にスペーサ５の回転を防止させることができるので、作業性を改善させることができる。
また、前記電子機器１において、前記スペーサ５は金属製であることにより、スペーサ５にてプリント配線板４の接地をさせることができるので、別途部材を設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。

１電子機器
２パワーモジュール
２１取り付け部
２２取り付け穴
３ヒートシンク
３１ねじ穴
４プリント配線板
４１ブスバ
４２コネクタ
４３挿入孔
４４切り欠き
４５段差部
４６取り付け穴
５スペーサ
５１ねじ穴
５２ねじ取り付け部
５３縁部
５４ツメ部
５５保持部
５６開口部
５７回り止め部
５８クランプ部
５９突起部
６取り付けねじ

Claims

ヒートシンクと、ヒートシンクにねじにより固定されるパワーモジュールと、パワーモジュール上に固定され、パワーモジュールを駆動させる回路を有するプリント配線板とを有する電子機器において、
一端にはパワーモジュール取り付け部に取り付けることができるねじ取り付け部と、他端には取り付けねじの頭部を挿入させることができるように開口し、その周囲にプリント配線板の保持部が設けられた開口部とを備えたスペーサを有する
ことを特徴とする電子機器。
前記電子機器において、前記スペーサは開口部の円周方向に設けられた縁部と、円周方向外側に広げられたツメ部とを備えた保持部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記電子機器において、前記プリント配線板はスペーサが挿入される挿入孔に段差部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記電子機器において、前記スペーサは保持部にツメ部が複数設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記電子機器において、前記スペーサは回り止め部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記電子機器において、前記スペーサは金属製である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。