JP2012023151A - 基板の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】重量物を基板に搭載した場合でも、別途の補強構造を設けることなく基板強度を十分に向上させることができる基板の補強構造を提供する。
【解決手段】基板４７の上に、コンデンサ６１、コイル６３、抵抗６５、リレー６７、コイル７３、ダイオード７５等の重量部品を搭載し、該重量部品の近傍における基板４７の部位に、第１補強部材５３、第２補強部材５５および第３補強部材５７からなる補強部材を取り付けている。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板の補強構造に関する。

従来から、基板上にスイッチング電源等の電子部品を搭載し、正面視コ字状に形成されたヒートシンクを前記電子部品を覆うように基板に取り付けたバッテリ充電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このヒートシンクを取り付けることによって基板の剛性を向上させることができる。

実用新案登録第３００６９３９号公報

しかしながら、前記背景技術のヒートシンクによる基板の剛性向上対策では、コンデンサ等の重量物を基板に搭載した場合に、基板強度を十分に高めることが困難となるため、基板の振動等を防止すべく別途の補強構造を設ける必要がある。

そこで、本発明は、重量物を基板に搭載した場合でも、別途の補強構造を設けることなく基板強度を十分に向上させることができる基板の補強構造を提供するものである。

本発明にあっては、重量部品を設けた基板について、前記重量部品の近傍における基板の部位に補強部材を取り付けたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、基板が補強部材によって面剛性が向上し、振動等を効率的に抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る基板の補強構造を採用した充電装置を設けた車両後部を斜め前方から見た斜視図である。 図２は、図１の充電装置を下から見た底面図である。 図３は、図１の充電器の内部を示す正面図である。 図４は、図３の基板の主要部を抜き出して見た正面図である。 図５は、第１コンデンサの取付状態を示す斜視図である。 図６は、図５の正面図である。 図７は、第１コンデンサ用取付板を示す斜視図である。 図８は、図７のＡ−Ａ線による断面図である。 図９は、図７のＢ−Ｂ線による断面図である。 図１０は、第２コンデンサの保持状態を示す斜視図である。 図１１は、図１０の正面図である。 図１２は、図１０の保持台を示す斜視図である。 図１３は、図１２の保持台を示す平面図である。 図１４は、図１０の第２コンデンサ用取付板を示す斜視図である。 図１５は、図１４のＣ−Ｃ線による断面図である。 図１６は、図１４のＤ−Ｄ線による断面図である。 図１７は、ノイズフィルターを分解した斜視図であり、蓋は省略している。 図１８は、コイルケースの正面図である。 図１９は、コイルケースの側面図である。 図２０は、コイルケースの底面図である。 図２１は、ノイズフィルターの筐体の正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１〜図２１は、本発明の実施形態にかかる基板の補強構造を採用した充電装置の一実施形態を示している。なお、本実施形態においては、電動車両の一例として電気自動車を例にとって説明するが、電気自動車以外にも、いわゆるハイブリッド車等にも適用可能である。

図１に示すように、車両室内の後部には、本実施形態に係る充電装置１が配設されている。車体の側部には、車内側に突出する左右一対のホイールハウス３，３が配設されており、これらのホイールハウス同士３，３を円筒状の取付バー５，５を介して車幅方向に沿って連結している。

前記充電装置１は、充電器７と、該充電器７を車体のフロアパネル９に取り付ける側部側取付プレート１１および中央側取付プレート１３と、電源およびハーネスから発生するノイズを除去するノイズフィルター１５と、を備えている。

前記充電器７は、内部に基板等が配設される充電器本体１７と、該充電器本体１７の車両前方側の開口部を封鎖する蓋１９と、充電器本体１７の左右両端部の蓋１９近傍に設けられた取手２１とを備えている。また、充電器本体１７の上面１７ａの車幅方向両側における車両後方端部付近には、円柱状の取付部２３が上方に向けて突出しており、該取付部２３とその後方に位置する取付バー５のブラケット２５とを平面状の支持プレート２７およびボルト２９を介して連結している。この支持プレート２７は、弾性を有する金属から形成されている。なお、取付部２３の上面と取付バー５のブラケット２５の上面とは、略同一高さに構成されている。

また、前記側部側取付プレート１１の前後両端部には取付部３１が下方に凹んで形成され、該取付部３１は、図２にも示すように、取付部３１に形成されたボルト孔３３にボルト２９を挿入してフロアパネル９に締結されている。

前記中央側取付プレート１３の前部には、下方に凹んだ取付部３５が形成され、該取付部３１は、取付部３５に形成されたボルト孔３３にボルト２９を挿入してフロアパネル９に締結されている。さらに、図２に示すように、中央側取付プレート１３には、ノイズフィルター１５に接続されたアース線３７が接地されており、その接地点Ｐは、取付部３５のボルト孔３３を通り車両前後方向に延びる直線Ｌよりも車幅方向内側（即ち、直線Ｌを挟んで充電器７の反対側）に配置されている。なお、充電器７には、冷却部が設けられており、該冷却部内に冷却水を導入する冷却水入口３９、冷却水を排出する冷却水出口４１およびエア抜き口４３が配設されている。

図３に示すように、充電器本体１７内には、左端部に第１コンデンサ４５が配置され、該第１コンデンサ４５の右側に基板４７が配置されている。

前記基板４７は、図３，４に示すように、角部に複数の取付部４９が配置され、これらの取付部４９を介して充電器本体１７（筐体）、具体的には、充電器本体１７の縦壁面５１に取り付けられている。基板４７の左側上部には、第１補強部材５３が取り付けられ、右側には上下方向に沿って第２補強部材５５が取り付けられ、左側の下端には、左右方向に沿って第３補強部材５７が取り付けられている。

図３，４に示すように、前記第１補強部材５３には、周囲が囲まれた囲い部５８，５９，６０が複数設けられており、これらの囲い部５８，５９，６０の内部に、コンデンサ６１、コイル６３、抵抗６５およびリレー６７などの各種の電子部品（重量部品）が配置されている。また、前記第２補強部材５５にも、複数の囲い部６８，６９，７０，７１が設けられており、これらの囲い部６８〜７１の内方に、コンデンサ６１、コイル７３、抵抗６５およびダイオード７５等の各種の電子部品が配置されている。なお、第２補強部材５５の下側には、第２コンデンサ７７が取り付けられている。

第２補強部材５５の右上端部５５ａは、基板４７の充電器本体１７への取付部４９近傍に配置され、第２補強部材５５の下端部５５ｂも取付部４９近傍に配置されている。また、第３補強部材５７は、左端部５７ａが基板４７の取付部４９近傍に配置され、右端部５７ｂも取付部４９近傍に配置されている。このように、第２および第３補強部材５５，５７は、基板４７の取付部４９近傍同士を結ぶように延設されている。

図５，６に示すように、電子部品の一例である第１コンデンサ４５は、略円筒状（筒状）に形成されており、互いに同一形状に形成された一対の第１コンデンサ用取付板（保持部材）７９，７９によって上下から挟持されている。

具体的には、図７〜９に示すように、第１コンデンサ用取付板７９は、互いに間隔をおいて配置した当接面８１，８１と、これらの当接面同士８１，８１を半円状に結ぶ２つのバンド８３，８５とが当接面８１，８１に一体形成して構成されている。これらの第１バンド８３および第２バンド８５は細長い金属製板状部材を湾曲させて形成したものである。第１バンド８３の頂部には、下方（内周方向）に突出する凸部８７が１箇所形成され、第２バンド８５の頂部には、２つの凸部８９，８９が内周側（下方）にむけて突出形成されている。第１コンデンサ用取付板７９，７９によって第１コンデンサ４５を保持したときに、前記凸部８７，８９は、第１コンデンサ４５の側面４５ａに当接可能に構成されている。従って、第１コンデンサ用取付板７９を上から見ると合計で３箇所の凸部８７，８９，８９が形成されている。そして、これら一対の第１コンデンサ用取付板７９，７９を上下に組み合わせると、第１バンド８３の下側には、第２バンド８５が配置されると共に、第２バンド８５の下側には、第１バンド８３が配置される。このように、上下方向に沿った断面においても、凸部８７，８９が合計で３箇所配置されるように構成される。即ち、一方側の第１コンデンサ用取付板７９における第１バンド８３と、他方側の第１コンデンサ用取付板７９における第２バンド８５とは、第１コンデンサ４５を挟んで対向して配置されている。また、一方側の第１コンデンサ用取付板７９における第２バンド８５と、他方側の第１コンデンサ用取付板７９における第１バンド８３とは、第１コンデンサ４５を挟んで対向して配置されるように構成されている。

図１０〜１４を用いて、第２コンデンサ７７の保持状態を説明する。

電子部品の一例である第２コンデンサ７７は、略円筒状に形成されており、下側に配置された保持台９１と、上側に配置された第２コンデンサ用取付板（保持部材）９３とを介して挟持されている。前記保持台９１においては、図１２，１３に示すように、収容凹部９５が第２コンデンサ７７の側面７７ａに沿った凹面状に形成され、一端側には２つの突起９７が配設され、他端側には１つの突起９７が配設されている。前記第２コンデンサ７７は、保持台９１の収容凹部９５に収容されている。また、前記突起９７は、保持される第２コンデンサ７７の中心軸方向に沿って延びるように細長く形成されている。また、保持台９１の外側面の一方側の下端部には基板４７に取り付ける基板取付部９９が２箇所形成され、他方側の下端部には基板取付部９９が１箇所形成されている。２箇所の基板取付部９９相互間の上部には、１箇所のバンド取付部１０１が配設され、１箇所の基板取付部９９の両側の上部には、２箇所のバンド取付部１０１が配設されている。従って、図１３に示すように、平面視で、保持台９１の外側面の一方側にはバンド取付部１０１と基板取付部９９が合計で３箇所配設され、他方側にもバンド取付部１０１と基板取付部９９が合計で３箇所配設されている。

なお、図１１に示すように、第２コンデンサ７７の中心軸をＣとすると、第２コンデンサ用取付板９３における後述する第２バンド１０５の凸部１１０と第２コンデンサ７７との２つの当接部１１１，１１１と、第２コンデンサ７７の中心軸Ｃと、を結ぶ線分の中心角θは、９０°以下に設定されている。

また、図１４〜１６に示すように、第２コンデンサ用取付板９３は、互いに間隔をおいて配置した当接面１０３，１０３と、これらの当接面同士１０３，１０３を結ぶ第１バンド１０７および第２バンド１０５と、が一体形成されている。これらの第１バンド１０７および第２バンド１０５は細長い金属製（例えば、銅や鋼板等）の板状部材を湾曲させて形成したものであり、一方側の第１バンド１０７の頂部には、下方（内周方向）に突出する凸部１０９が１箇所形成され、他方側の第２バンド１０５には、前記凸部１０９に対して周方向にずれた位置にある２つの凸部１１０，１１０が下方に向けて突出形成されている。従って、第２コンデンサ用取付板９３を上から見ると合計で３箇所の凸部１０９，１１０が形成されている。そして、第２コンデンサ用取付板９３を保持台９１に組み付けると、第１バンド１０７の下側には、保持台９１の突起９７が２つ配置されると共に、第２バンド１０５の下側には、保持台９１の突起１０９が１つ配置される。このように、第２コンデンサ７７の径方向（上下方向）に沿った断面においても、凸部１０９，１１０と突起９７が合計で３箇所配置されるように構成される。即ち、前記第１バンド１０７に第２コンデンサ７７を挟んで対向する前記収容凹部９５の部位には前記突起９７が２つ形成され、前記第２バンド１０５に第２コンデンサ７７を挟んで対向する前記収容凹部９５の部位には前記突起９７が１つ形成されている。

図１７に示すように、ノイズフィルター１５を構成するフィルターボックス１１２は、樹脂製の箱状部材であり、図１に示す充電器本体１７とは反対側の位置に開口部を備えるボックス本体１１２ａと、ボックス本体１１２ａの前記開口部を封鎖する蓋１１２ｂとを備えている。ボックス本体１１２ａは、基板が取り付けられる側壁面１１３と該側壁面１１３の外周を囲んだ外周側面１１５とを備えている。前記側壁面１１３の四隅には、基板１１７をボルト締結するボルト取付部１１９が形成され、また、側壁面１１３の基板１１７を取り付ける側には、上下方向および左右方向に沿って正面視格子状の補強リブ１２１が側壁面１１３に一体形成されている。そして、基板１１７には、コイル１２３を巻回したコイルケース１２５，１２７等が取り付けられている。

前記基板１１７のボルト孔１２９とフィルターボックス１１２の側壁面１１３のボルト取付部１１９とを対応させ、前記ボルト孔１２９に図外のボルトを挿入してボルト取付部１１９に締結させることにより、基板１１７を側壁面１１３に取り付けている。

図１８〜図２０は、樹脂製の前記コイルケース１２５を示している。コイルケース１２５は、下側に配置された支持部１３１と、該支持部１３１の上側に配置されたコイル保持部１３３と、を備えている。前記コイル保持部１３３は、中心部に貫通孔１３３ａを備えて正面視略円盤状に形成されており、コイル保持部１３３に貫通孔１３３ａを通してコイル１２３が巻回される。

また、支持部１３１の底面は図２０中で左右方向に長い長方形状を呈し、その底面の四隅にはボルト締結部１３７が形成されている。このボルト締結部１３７に対応して基板１１７側にはボルト挿入孔を備え、該ボルト挿入孔にコイルケース１２５と反対側からボルト１３８を挿入してボルト締結部１３７に締結することで、コイルケース１２５を基板１７に取り付ける。

そして、支持部１３１の底面における上記長方形状の各辺（四辺）の中央、即ち、ボルト締結部１３７相互間の中央にそれぞれ１箇所、支持部１３１の底面の中心部に１箇所、合計５箇所の接合部１３９が互いに離間して配置されている。これらの接合部同士１３９は、連結リブ１４１によって連結されている。

また、図２０中で上部側の２つのボルト締結部１３７と、この２つのボルト締結部１３７と同一直線上にある接合部１３９との間の底面には、図１８中で下方に延びる位置決めピン１３５が２本突出している。

なお、図２０に示すように、接合部１３９の底面は、円形状に形成されると共に、図１８，１９に示すように、ボルト締結部１３７の底面から高さＨだけ上側に配置されている。ここで、ボルト締結部１３７を基板１１７の上に締結すると、基板１１７と接合部１３９の底面との間に高さＨ分の隙間が形成される。また、前記接合部１３９の底面には、接着剤が塗布されて接合部１３９と基板１１７の表面とは接着剤を介して接合される。従って、基板１１７と接合部１３９の底面との間の隙間に接着剤が確実に介在することができる。

一方、図２１に示すように、フィルターボックス１１２の側壁面１１３に設けられた補強リブ１２１は、上下方向（縦方向）に延設される縦リブ１４３と、該縦リブ１４３に交差して略水平方向（横方向）に延設される横リブ１４５とから正面視で格子状に形成されている。これらの補強リブ１２１のうち、側壁面１１３に取り付けられるコイルケース１２５の支持部１３１の左右方向中央に配置されて縦方向に延びる中心軸Lに対応する縦リブを第１補強リブ１４７とし、コイルケース１２５の支持部１３１の上下方向中央を通り横方向に延びる中心軸Mに対応する横リブを第２補強リブ１４９とする。すると、コイルケース１２５を側壁面１１３に取り付けたときに、コールケース１２５の支持部１３１に設けた接合部１３９が第１補強リブ１４７上に３箇所配置され、第２補強リブ１４９上にも３箇所配置される。また、４箇所のボルト締結部１３７も縦リブ１４３上に配置される。なお、図２１にも示すように、コイルケース１２５と同形状の下側に配置されたコイルケース１２７も同様に、コイルケース１２５の接合部１３９に相当する接合部１５１は第１補強リブ１４７と横リブ１４５の上に配置される。

ここで、第１補強リブ１４７及び第２補強リブ１４９の基板取付面１１３ａからの高さは、ボルト取付部１１９の基板取付面１１３ａからの高さと略同等であって、他の補強リブ１２１の基板取付面１１３ａからの高さよりも高くなっている。

つまり、基板１１７を基板取付面１１３ａに取り付けたときに、基板１１７の裏面はボルト取付部１１９の先端面に当接すると共に、補強部である第１補強リブ１４７及び第２補強リブ１４９の先端面にも当接する。その際、コイルケース１２５，１２７を基板１１７に取り付ける際に使用する前記したボルト１３８の頭部は、第１補強リブ１４７及び第２補強リブ１４９よりも高さの低い他の補強リブ１２１と基板１１７との間に位置する。

このように、本実施形態によれば、フィルターボックス１１２の基板取付面１１３ａに設けた第１補強リブ１４７及び第２補強リブ１４９は、部品であるコイル１２３及びコイルケース１２５（１２７）の前記各中心軸Ｌ，Ｍに対応する位置に設定されている。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）実施形態においては、基板４７の上に、コンデンサ６１、コイル６３、抵抗６５、リレー６７、コイル７３、ダイオード７５等の重量部品を搭載し、該重量部品の近傍における基板４７の部位に、第１補強部材５３、第２補強部材５５および第３補強部材５７からなる補強部材を取り付けている。

従って、基板４７が前記補強部材によって面剛性が向上し、振動等を効率的に抑制することができる。

（２）取付部４９を介して充電器本体１７（筐体）に取り付けられる基板４７の強度を向上させる基板の補強構造であって、前記補強部材の端部５５ａ，５５ｂ，５７ａ，５７ｂを前記取付部４９の近傍に配置している。

このように、補強部材は、基板４７を充電器本体１７に取り付ける取付部４９の近傍まで延設されているため、基板４７の面剛性がさらに向上する。

（３）前記補強部材に、前記重量部品を取り囲む囲い部５８，５９，６０，６８，６９，７０，７１を設けた。

このように、補強部材を重量部品の近傍に配置するだけでなく、重量部品の周囲を取り囲む閉断面構造の囲い部を形成することによって、重量部品近傍の基板４７の面剛性をさらに向上させることができる。

１７ 充電器本体（筐体）
４７ 基板
４９ 取付部
５３ 第１補強部材（補強部材）
５５ 第２補強部材（補強部材）
５５ａ 右上端部（端部）
５５ｂ 下端部（端部）
５７ 第３補強部材（補強部材）
５７ａ 左端部（端部）
５７ｂ 右端部（端部）
５８，５９，６０，６８，６９，７０，７１ 囲い部
６１ コンデンサ（重量部品）
６３ コイル（重量部品）
６５ 抵抗（重量部品）
６７ リレー（重量部品）
７３ コイル（重量部品）
７５ ダイオード（重量部品）

Claims (3)

1. 基板上に重量部品を搭載し、該重量部品の近傍における基板の部位に補強部材を取り付けたことを特徴とする基板の補強構造。
2. 取付部を介して筐体に取り付けられる基板の強度を向上させる基板の補強構造であって、
   前記補強部材の端部を前記取付部の近傍に配置したことを特徴とする請求項１に記載の基板の補強構造。
3. 前記補強部材に、前記重量部品を取り囲む囲い部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の基板の補強構造。

Images