JP2015118985A - 固定金具 - Google Patents

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【課題】複数の電子部品を確実に押圧可能な固定金具を提供する。【解決手段】筐体10に固定される固定金具30は、トランジスタ25〜28をそれぞれ押圧部51〜54によって固定する。押圧部51〜54と固定部に相当するネジ穴41,43との経路が互いに異なる構成としているので、固定部により近い押圧部(例えば押圧部51)にかかる力の影響を、固定部から離間した押圧部(例えば押圧部52)が受けにくい構造とされている。したがって、複数の電子部品であるトランジスタ25〜28を確実に押圧することができる。【選択図】図1

Description

本発明は、主に電子機器において用いられる固定金具に関する。
一般的な電子機器において用いられる半導体は高温に発熱する電子部品であるため、例えばヒートシンク等の放熱部材に対して固定金具で押圧固定を行っている。複数の電子部品を一度に固定する金具としては、例えば特許文献1に示されるように、電子部品の配列に沿って延びる固定部と、固定部に対して櫛歯状に複数突設された弾性を有する弾性部を備える当接片とを備える構成が知られている。
国際公開第2010/119546号
ここで、特許文献1記載の固定金具は例えばヒートシンクに固定されて使用されるが、固定金具が固定される固定位置付近に設けられた当接片と、固定位置から離間して設けられた当接片とを比較すると、当接片が固定位置から離間するにつれて電子部品に対する押圧力が弱くなる可能性がある。そのため、固定位置から離間した電子部品を確実に押圧固定できない可能性がある。
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、複数の電子部品を確実に押圧可能な固定金具の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る固定金具は、筐体に対して固定される固定部と、弾性を有するバネ部を含み、複数の電子部品をそれぞれ前記筐体に対して押圧する複数の押圧部と、を備える固定金具であって、前記押圧部と前記固定部との間を接続する経路の少なくとも一部が前記複数の押圧部によって異なることを特徴とする。
特許文献1記載の固定金具では、電子部品の配列方向と同方向に延びる基部が両端部側で固定され、基部から複数の電子部品を押圧する押圧部が延びる構成を有している。この従来の固定金具の場合、基部を固定する位置が両端部の場合、端部側の電子部品は好適に押圧されていた一方で、内側の電子部品、すなわち固定部から離間した電子部品を押圧するための押圧部は、端部側の押圧部と比較して下方への押圧力が弱くなり、電子部品を押圧する力が十分ではなくなる可能性があった。これに対して、本発明に係る固定金具では、押圧部と固定部との経路が複数の押圧部によって異なる構成としているので、固定部により近い押圧部にかかる力の影響を、固定部から離間した押圧部が受けにくい構造とされている。したがって、複数の電子部品を確実に押圧することができる。
また、前記複数の電子部品は一方向に配列され、前記固定金具は、前記複数の電子部品の配列方向に沿って延びる基部を備え、前記固定部は、前記複数の電子部品の中央から離間した位置に設けられ、前記複数の電子部品のうち前記固定部から遠方の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記基部を介して接続される態様とすることができる。
上記のように、固定部から遠方の電子部品を押圧する押圧部が、より剛性を高めることが可能な基部を介して接続されている構成とすることで、遠方であってもより確実に電子部品を押圧することができる。
また、前記固定部は、前記基部の両端側に設けられ、前記複数の電子部品のうちの内側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記基部から前記基部と交差する方向に突出する態様とすることができる。
上記の構成の場合、両端側の固定部で筐体に固定される基部の安定性を利用して、押圧部によって電子部品をより確実に押圧することができる。
また、前記複数の電子部品のうちの両端側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記固定部から前記基部が延在する方向とは異なる方向に延びる側縁部を介して前記固定部と接続される態様とすることができる。
この場合、固定部から押圧部への力の伝達方向を、基部を介して接続される押圧部とは異ならせることができるため、固定部からの力の伝達をより好適に行うことができ、電子部品を好適に押圧することができる。
さらに、前記複数の押圧部の幅は、前記固定部からの距離に応じて互いに異なる態様とすることができる。
押圧部の幅を固定部からの距離に応じて変動することで、複数の電子部品をより均等な力で押圧することができる。具体的には、押圧部が固定部から遠方になるほど押圧部の幅を大きくすることが好ましい。
また、位置決め用の貫通孔を備える態様としてもよい。この場合、固定金具の筐体への固定をより正確に行うことができ、電子部品の固定についてもより高い精度で行うことができる。
本発明によれば、複数の電子部品を確実に押圧可能な固定金具が提供される。
本実施形態に係る固定金具を含む電子機器の一部を示す斜視図である。 本実施形態に係る固定金具の斜視図である。 本実施形態に係る固定金具の正面図である。 本実施形態に係る固定金具の取付け時の分解斜視図である。 変形例に係る固定金具を含む電子機器の斜視図である。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
まず、本実施形態に係る固定金具について図1〜4を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る電子機器の一部を示す斜視図である。図1では、電子機器として、電源装置(スイッチング電源装置)の一部を破断して示している。また、図2は、固定金具の斜視図であり、図3は固定金具の正面図である。また、図4は、図1に示す電源装置1の分解斜視図である。なお、各図においては、構成の説明のため、必要に応じてXYZ軸を記載している。
電源装置1は、例えば入力端子に接続された高圧バッテリから入力された直流電圧を電圧変換(降圧)することによって直流の出力電圧を生成し、これを出力端子から低圧バッテリへ出力するDC−DCコンバータとして機能を有する。なお、本発明に係る板状金属部材を適用することが可能な電子機器としては、スイッチング電源装置の他、例えばオーディオ機器等が挙げられるが、特に限定されない。
スイッチング電源装置の一般的な構成としては、筐体内に入力平滑コンデンサ、スイッチング回路、トランス、整流回路、平滑回路、制御部等が設けられている構成が挙げられる。図1では、電源装置1を構成する部品として、筐体10と、スイッチング回路等が収容された回路基板20と、回路基板20の端部に接続される発熱部品である電子部品25〜28(トランジスタ)と、を備える。また、電源装置1では、本発明の特徴をなす固定金具30を備える。
筐体10は、電源装置1の金属製ケースの一部を構成する。電源装置1では、筐体10の内部に上記の電子部品を収容した後にこれがカバー(図示せず)により覆われる。なお、図1では、電源装置1のケース側面を構成する筐体10の側壁についても省略している。筐体10の底面側には、例えば筐体10を冷却するための放熱フィンが設けられて、空冷により放熱フィンが冷却されることで筐体10が冷却され、上面側に載置された電源装置1の各部品が冷却される。すなわち、筐体10は、電源装置1の外形の一部を構成すると共に、電源装置1を構成する電子部品からの熱を放熱するヒートシンクとして機能する。
筐体10の上に載置される回路基板20は、平板状のプリント基板であり、内部には電源装置の回路が設けられている。また、回路基板20には、トランス、インダクタ、コンデンサ等の各部品が搭載される。回路基板20の下面側には、回路基板20と筐体10とを絶縁し、かつ回路基板20からの熱を筐体10に伝熱するための熱伝導性材料が必要に応じて設けられて、熱伝導性材料を介して回路基板20の下面側は、筐体10の底面部に対して熱的に接続される。
トランジスタ25〜28は、回路基板20の端部に沿って一方向(Y軸方向)において、回路基板20から外方へ突出するように取り付けられている。トランジスタ25〜28は高温に発熱するため、回路基板20と同様に熱伝導性材料を介して筐体10と熱的に接続して放熱する必要がある。このトランジスタ25〜28からの放熱を確実に行うために、固定金具30が設けられている。固定金具30は、筐体10の底面から突出する突出部11,12に対してネジ止め固定されている。この点は後述する。
図2、図3を参照しながら固定金具30について説明する。固定金具30は、熱伝導性を有する金属材料により構成され、例えば、金属板を打ち抜いて折り曲げ加工することにより製造される。固定金具30は、図2及び図3等に示すように、トランジスタ25〜28の配列方向(Y軸方向)に沿って延びる基部31と、基部31の両端部から、基部31の延在方向(Y軸方向)とは直交する方向(X軸方向)に延びる2つの側縁部33,34と、を備える。基部31は、剛性を高めるためにトランジスタ側とは逆側が、基部31の延在方向に沿って延びる折り曲げ線32によって下方に折り曲げられている。
側縁部33には、それぞれ筐体10に対してネジ固定するためのネジ穴41と固定金具30の位置決めをするための貫通孔42とが設けられる。同様に、側縁部34には、それぞれ筐体10に対してネジ固定するためのネジ穴43と固定金具30の位置決めをするための貫通孔44とが設けられる。また、側縁部33の基部31側の端部とは逆側の端部からは、Y軸方向に沿って延びる押圧部51が設けられる。押圧部51は、Y軸方向に沿うと共に下方(Z軸負方向)へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部51Aと、バネ部51Aに対して上方に折り曲げられた当接部51Bとを有する。同様に、側縁部34の基部31側の端部とは逆側の端部からは、Y軸方向に沿って延びる押圧部54が設けられる。押圧部54は、Y軸方向に沿うと共に下方(Z軸負方向)へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部54Aと、バネ部54Aに対して上方に折り曲げられた当接部54Bとを有する。押圧部51と押圧部54とは互いに対向し、それぞれトランジスタ25、28に対応する位置に設けられる。押圧部51,54は、それぞれ側縁部33,34に接続する根元部分から当接部51B,54Bの先端部分まで幅が一様である。
基部31からは、基部31の延在方向と直交する方向(X軸方向)に延びる2つの押圧部52,53が設けられる。押圧部52は、トランジスタ26に対応する位置に設けられ、X軸方向に沿うと共に下方(Z軸負方向)へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部52Aと、バネ部52Aに対して上方に折り曲げられた当接部52Bとを有する。押圧部54は、トランジスタ27に対応する位置に設けられ、X軸方向に沿うと共に下方(Z軸負方向)へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部53Aと、バネ部53Aに対して上方に折り曲げられた当接部53Bとを有する。
押圧部52は、バネ部52Aの基部31側の端部の幅が一番大きく、バネ部52Aの当接部52B側の端部に向けて段階的に幅が狭くなっている。すなわち、当接部52Bの幅と比較して基部31との接続部におけるバネ部52Aの幅が大きくなっている。この点は、押圧部53も同様である。当接部52B,53Bの幅は、側縁部33,34にそれぞれ接続する押圧部51の当接部51B及び押圧部52の当接部52Bよりも大きい。
また、バネ部52A,53Aには、それぞれ開口部56,57が設けられている。これはトランジスタ26,27を回路基板20に対して取り付ける際に用いられる治具に対して固定金具30が干渉することを防止するために設けられていて、上方から見たときに、トランジスタ26に設けられた凹部26A(図1参照)と固定金具30とが重ならないように形成されている。同様に、開口部57は、トランジスタ27の凹部27Aと重ならないように形成されている。さらに、バネ部52Aには、トランジスタ25の凹部25Aと重ならないように切欠部55が形成されている。同様に、バネ部53Aには、トランジスタ28の凹部28Aと重ならないように切欠部58が形成されている。
次に、固定金具30の取付け方法について、図4を参照しながら説明する。筐体10の突出部11には、ネジ固定のためのネジ穴111と、位置決め用の凸部112が設けられている。同様に、突出部12には、ネジ穴121及び凸部122が設けられている。固定金具30の側縁部33が突出部11に対応して凸部112が貫通孔42を挿通すると共に、側縁部34が突出部12に対応して凸部122が貫通孔44を挿通するように、固定金具30を筐体10に対して取り付ける。そして、突出部11側のネジ穴111及び固定金具30のネジ穴41をネジ61によって固定すると共に、突出部12側のネジ穴121及び固定金具30のネジ穴43をネジ62によって固定することで、固定金具30が筐体10に対して固定される。すなわち、ネジ61,62により筐体10に対して固定される位置であるネジ穴41,43の周囲が筐体10に対して固定金具30を固定する場合の固定部となる。
上記の位置で固定金具30を固定したとき、固定金具30の押圧部51のうち当接部51Bがトランジスタ25に対して当接してトランジスタ25を押圧する。同様に、押圧部52の当接部52Bがトランジスタ26に対して当接してトランジスタ26が押圧される。また、押圧部53の当接部53Bがトランジスタ27に対して当接してトランジスタ27が押圧される。そして、押圧部54の当接部54Bがトランジスタ28に対して当接してトランジスタ28が押圧される。
ここで、本実施形態に係る固定金具30では、4つのトランジスタ25〜28を押圧する方法がそれぞれ異なる。ここでは固定部であるネジ穴41,43のいずれかからの距離との関係をふまえて説明する。まず、トランジスタ25は、ネジ穴41に近接する電子部品であり、ネジ穴41が設けられる側縁部33からY軸方向に延びる押圧部51によって押圧固定される。すなわち、押圧部51と固定部とを結ぶ経路は側縁部33の一部となる。また、押圧部51はY軸方向に延び、Y軸方向からトランジスタ25を押圧する。
次に、トランジスタ26は、トランジスタ25と比較してネジ穴41からの距離が大きく離間した電子部品であり、ネジ穴41から側縁部33及び基部31を介して接続される押圧部52によって押圧固定される。すなわち、押圧部52と固定部とを結ぶ経路には側縁部33及び基部31の一部が含まれる。また、押圧部52はX軸方向に延び、X軸方向からトランジスタ26を押圧する。
次に、トランジスタ27は、トランジスタ26と同様にネジ穴43からの距離が大きく離間した電子部品であり、ネジ穴43から側縁部34及び基部31を介して接続される押圧部53によって押圧固定される。すなわち、押圧部53と固定部とを結ぶ経路には側縁部34及び基部31の一部が含まれる。また、押圧部53はX軸方向に延び、X軸方向からトランジスタ27を押圧する。
また、トランジスタ28は、トランジスタ25と同様にネジ穴43に近接する電子部品であり、ネジ穴43が設けられる側縁部34からY軸方向に延びる押圧部54によって押圧固定される。すなわち、押圧部54と固定部とを結ぶ経路は側縁部34の一部となる。また、押圧部54はY軸方向に延び、Y軸方向からトランジスタ25を押圧する。このように、トランジスタ25〜28を押圧固定する押圧部51〜54は固定部に相当するネジ穴41,43からの経路が互いに異なっている。
従来の固定金具では、電子部品の配列方向と同方向に延びる基部が両端部側で固定され、基部から複数の電子部品を押圧する押圧部が延びる構成が知られていた。この従来の固定金具の場合、基部を固定する位置が両端部の場合、端部側の電子部品は好適に押圧されていた一方で、内側の電子部品、すなわち固定部から離間した電子部品を押圧するための押圧部は、端部側の押圧部と比較して下方への押圧力が弱くなり、電子部品を押圧する力が十分ではなくなる可能性があった。これは、固定部により固定されることによる力が押圧部に対して同一の経路(基部)を介して伝わるため、より近接する押圧部に対しては力が十分に伝わる一方で遠方の押圧部に対してはその力が十分に届かないためであると考えられる。
これに対して、本実施形態に係る固定金具30では、押圧部51〜54と固定部に相当するネジ穴41,43との経路が押圧部51〜54によって異なる構成としているので、固定部により近い押圧部(例えば押圧部51)にかかる力の影響を、固定部から離間した押圧部(例えば押圧部52)が受けにくい構造とされている。したがって、複数の電子部品であるトランジスタ25〜28を確実に押圧することができる。
また、上記の固定金具は、トランジスタ25〜28の配列方向に沿って延びる基部31を備えると共に、固定部たるネジ穴41,43は、4つのトランジスタ25〜28の中央から離間した位置に設けられている。ここで、ネジ穴41、43から離間した、すなわち固定部から遠方のトランジスタ26,27を押圧する押圧部52,53は、基部31を介して接続されている。より遠方のトランジスタ26,27を押圧する際には、トランジスタ25〜28の配列方向に沿って延び、且つ剛性が高められた基部31を介して力を伝達する構成とすることで、遠方であってもより確実にトランジスタを押圧することができる。
また、固定部たるネジ穴41,43は、基部31の両端側である側縁部33,34に設けられ、内側のトランジスタ26,27を押圧する押圧部52,53は、基部31から基部31の延びる方向と交差する方向に突出している。これにより、基部31の安定性を利用して、押圧部52,53によりトランジスタ26,27をより確実に押圧することができる。
また、両端側のトランジスタ25,28を押圧する押圧部51,54は、固定部であるネジ穴41,43から基部31が延在する方向(Y軸方向)とは異なる方向(X軸方向)に延びる側縁部33,34を介して固定部と接続される。これにより、固定部であるネジ穴41,43から押圧部51,54への力の伝達方向を、基部31を介して接続される押圧部52,53とは異ならせることができることから、固定部からの力の伝達をより好適に行うことができ、トランジスタ25〜28を好適に押圧することができる。
また、押圧部51,54の幅は、押圧部52,53の幅よりも小さい。このように、押圧部の幅を固定部からの距離に応じて変動することで、4つのトランジスタ25〜28をより均等な力で押圧することができる。具体的には、押圧部が固定部から遠方になるほど押圧部の幅を大きくすることが好ましい。
また、固定金具30が位置決め用の貫通孔42,44をさらに備えることで、固定金具30の筐体10への固定をより正確に行うことができ、電子部品の固定についてもより高い精度で行うことができる。位置決め用の貫通孔42,44は、固定部の近傍である側縁部33,34にそれぞれ設けることが好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係る巻線部品及び電源装置は上記に限定されず、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記では、4つのトランジスタ25〜28を固定する場合について説明したが、固定する電子部品の数は特に限定されない。基部31をその両端の2か所で固定する場合、例えば、中央(内側)の電子部品と外側の電子部品とでは固定部からの距離が異なるので、押圧部と固定部とを結ぶ経路を変更することで、各電子部品を好適に押圧することができる。
また、固定金具の筐体への固定箇所が1か所であっても本発明に係る作用効果は十分に得られる。図5は、上記実施形態の変形例に係る電源装置1Aを示す斜視図である。図5の電源装置1Aでは、図1の電源装置1に含まれるトランジスタのうち、トランジスタ27,28のみを押圧する固定金具30Aが示されている。固定金具30Aは、図1に示した固定金具30の半分、すなわち、トランジスタ27,28側のみの構成、すなわち、基部31及び側縁部34を備え、基部31から延びてトランジスタ27を押圧する押圧部53と、側縁部34から延びてトランジスタ28を押圧する押圧部54と、を備えていて、ネジ62によって筐体10に対して固定されている。このような固定部が1つの構成であっても、上記の固定金具30と同様に、押圧部53、54と固定部との経路が互いに異なる構成としているので、固定部により近い押圧部54にかかる力の影響を、固定部から離間した押圧部53が受けにくい構造とされている。したがって、複数の電子部品であるトランジスタ27,28を確実に押圧することができる。
1、1A…電源装置、10…筐体、20…回路基板、25〜28…トランジスタ、30,30A…固定金具、31…基部、51〜54…押圧部。

Claims (6)

  1. 筐体に対して固定される固定部と、
    弾性を有するバネ部を含み、複数の電子部品をそれぞれ前記筐体に対して押圧する複数の押圧部と、を備える固定金具であって、
    前記押圧部と前記固定部との間を接続する経路の少なくとも一部が前記複数の押圧部によって異なる固定金具。
  2. 前記複数の電子部品は一方向に配列され、
    前記固定金具は、
    前記複数の電子部品の配列方向に沿って延びる基部を備え、
    前記固定部は、前記複数の電子部品の中央から離間した位置に設けられ、
    前記複数の電子部品のうち前記固定部から遠方の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記基部を介して接続される請求項1記載の固定金具。
  3. 前記固定部は、前記基部の両端側に設けられ、
    前記複数の電子部品のうちの内側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記基部から前記基部と交差する方向に突出する請求項2記載の固定金具。
  4. 前記複数の電子部品のうちの両端側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記固定部から前記基部が延在する方向とは異なる方向に延びる側縁部を介して前記固定部と接続される請求項3記載の固定金具。
  5. 前記複数の押圧部の幅は、前記固定部からの距離に応じて互いに異なる請求項1〜4のいずれか一項に記載の固定金具。
  6. 位置決め用の貫通孔を備える請求項1〜5のいずれか一項に記載の固定金具。

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