JP2015185625A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板と電子部品の接続部分にかかる応力を低減することができる簡易な構造の電気機器を提供すること。
【解決手段】基板１０と、基板１０に実装された電子部品２０と、電子部品２０が実装された基板１０を収容するケース３０と、を備え、ケース３０には、電子部品２０を支持する支持部３２３が設けられている電気機器１とする。ケース３０が本体部３１および本体部３１の開口３１１を覆う蓋部３２を有するものである場合には、蓋部３２に支持部３２３が設けられているとよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品が実装された基板を備える電気機器に関する。

下記特許文献１に記載される電解コンデンサのように、背の高い電子部品が基板に実装されると、当該電子部品と基板（ランド）の接続部分にかかる応力が大きい。特に、振動環境下に設置される場合には、電子部品の端子部が破断しやすくなる。

特開２０１０−２７８８７号公報

上記問題を解決するために、電子部品と基板の接続箇所を増やす、電子部品実装後にシリコン等の絶縁材料で接続部分を覆う、といった対策が考えられるが、製造コストが増加してしまう。

本発明は、基板と電子部品の接続部分にかかる応力を低減することができる簡易な構造の電気機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明にかかる電気機器は、基板と、前記基板に実装された電子部品と、前記電子部品が実装された前記基板を収容するケースと、を備え、前記ケースには、前記電子部品を支持する支持部が設けられていることを特徴とする。

前記ケースは、前記基板が収容される空間が形成された本体部および当該本体部の開口を覆う蓋部を有し、前記支持部は、前記蓋部に設けられているとよい。

前記電子部品は、所定の方向に沿うように配置された端子部を有し、前記支持部は、前記所定の方向と交差する方向から前記電子部品を挟むように設けられているとよい。

前記支持部は、前記電子部品の所定部位の幅方向外側および上側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気機器。

前記支持部は、前記基板と前記電子部品の接続部分に相対的に遠い個所を支持する第一支持部、および相対的に近い個所を支持する第二支持部を含んでいるとよい。

前記電子部品は、素子部およびこの素子部を支持する台座部を有し、前記本体部および前記台座部の両方が前記支持部に支持されているとよい。

本発明にかかる電気機器は、ケースに設けられた支持部によって電子部品が支持される構造であるため、基板と電子部品の接続部分に生ずる応力を低減することができる。

ケースが本体部と蓋部を有し、支持部が蓋部に設けられた構造とすれば、蓋部を本体部に取り付けるときに支持部に押される等して電子部品の端子部が変形してしまうといった事態が発生しにくい。

電子部品の端子部がある方向に沿って設けられている場合、その方向に交差する方向に電子部品が揺れるときに当該端子部が破損しやすい。そのため、支持部は、当該方向と交差する方向から電子部品を挟むように設けられているとよい。

支持部が電子部品の所定部位における幅方向外側および上側に位置するように設けられていれば、電子部品の幅方向の動きおよび電子部品の上下方向の動きの両方を規制することができる。

基板と電子部品の接続部分に遠い個所とそれよりも近い個所の二箇所が支持された構造とすれば、基板と電子部品の接続部分に生ずる応力をさらに低減することができる。電子部品が素子部および台座部を有するものであれば、素子部と台座部の両方が支持部に支持された構造とすることで、基板と電子部品の接続部分に生ずる応力をさらに低減することができる。

本発明の一実施形態にかかる電気機器の分解斜視図である。 電子部品が支持部に支持されている状態（ケース内の状態）を示した図である。 電子部品が支持部に支持されている状態を示した平面図である。 電子部品が支持部に支持されている状態を模式的に示した図（前後方向から見た図）である。 本体部に支持部が設けられた電気機器を示した図である。 （ａ）は第一変形例にかかる支持部を模式的に示した図であり、（ｂ）は第二変形例にかかる支持部を模式的に示した図である。 （ａ）は第三変形例にかかる支持部を模式的に示した図であり、（ｂ）は第四変形例にかかる支持部を模式的に示した図である。 （ａ）は第五変形例にかかる支持部を模式的に示した図であり、（ｂ）は第六変形例にかかる支持部を模式的に示した図である。 （ａ）は第七変形例にかかる支持部を模式的に示した図であり、（ｂ）は第八変形例にかかる支持部を模式的に示した図である。 （ａ）は第九変形例にかかる支持部を模式的に示した図であり、（ｂ）は第十変形例にかかる支持部を模式的に示した図である。

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。なお、特に明示した場合を除き、以下の説明における前後方向とは図１に示したＸ方向（本体部３１の開口３１１が形成された側を前、反対側を後とする）をいい、幅方向とは図１に示したＹ方向をいい、上下方向（高さ方向）とは図１に示したＺ方向をいうものとする。

図１および図２に示す本発明の一実施形態にかかる電気機器１は、基板１０、電子部品２０およびケース３０を備える。本実施形態にかかる電気機器１は、車両に搭載される機器（車両用電気機器）である。基板１０は、基材が硬質材料で形成されたいわゆるリジッド基板である。この基板１０に電子部品２０が搭載されている。本実施形態における当該電子部品２０は、背の高い電子部品２０（例えば、電解コンデンサ）である。このような背の高い電子部品２０が搭載されている点を除いては、基板１０に構築された回路等はどのようなものであってもよいため、説明を省略する。

電子部品２０は、素子部２１、台座部２２および端子部２３を有する（図３、図４等参照）。素子部２１は当該部品の本質的な機能をもたらす本体部分である。台座部２２は、素子部２１が設置される板状の部材である。端子部２３は、素子部２１から延びる導電性材料で形成された部分である。端子部２３は、その基端側（素子部２１側）の一部が台座部２２に支持された（圧入された）状態にある。本実施形態における電子部品２０は、二つの端子部２３を有する。電子部品２０は、当該二つの端子部２３が前後方向に沿うように基板１０に実装されている（図３参照）。

本実施形態では、二つの電子部品２０が前後方向に沿うように並べられている。このように複数の電子部品２０（支持部３２３に支持される対象となる電子部品２０）が搭載される場合、電子部品２０は前後方向（ケース３０（本体部３１）に対する基板１０の挿入方向）に沿うように並べて配置するとよい。

ケース３０は、本体部３１および蓋部３２を有する。本体部３１は、一方側に開口３１１が形成され、他方側が封鎖された（他方側に底壁３１ａが形成された）箱型の部分である。本体部３１の内側の空間が、基板１０が収容される収容空間となっている。本実施形態における本体部３１の平面形状は、基板１０の平面形状と略同じ（矩形状）である。本体部３１の幅方向両側壁３１ｂの内面には、開口３１１から挿入される基板１０をガイドする誘導部３１２が形成されている。本体部３１の外面には、後述する引掛片３２２が引っ掛けられる引掛突起３１３が設けられている。本実施形態では、本体部３１の幅方向両側壁３１ｂの外側に当該引掛突起３１３が設けられている。引掛突起３１３は、後方に向かってその突出高さが大きくなるような傾斜面を有する。

蓋部３２は、本体部３１の開口３１１を覆う部材である。蓋部３２は、開口３１１を塞ぐ被覆部分３２１と、その被覆部分３２１の幅方向両側から前方に向かって延びる引掛片３２２を有する。引掛片３２２には、貫通孔が形成されており、当該貫通孔に上記引掛突起３１３が嵌まり込むことによって蓋部３２が本体部３１に取り付けられる。

本実施形態における蓋部３２には、支持部３２３が設けられている。支持部３２３は、被覆部分３２１の後面から後方に向かって突出する二つの突起である。両突起の間隔は、前記部品の素子部２１の間隔と略同じである。本実施形態では、両突起の内側に、前後方向に並べられた二つの電子素子の素子部２１が入り込むことができる領域（幅）が形成される。支持部３２３は、後方に向かって開口した領域を構築する部分であるともいえる。

このような構成を有するケース３０に対し、基板１０は次のようにして収容される。まず、基板１０を本体部３１の開口３１１から挿入する。具体的には、基板１０の幅方向両側が誘導部３１２に支持されるように挿入する。そのまま基板１０を押し込めば、誘導部３１２に誘導されつつ基板１０が本体部３１内に入り込んでいく。

基板１０を本体部３１の奥まで挿入した（空間内に位置させた）後、本体部３１に蓋部３２を取り付ける。つまり、蓋部３２の引掛片３２２に形成された貫通孔に、本体部３１の引掛突起３１３を嵌め込む。引掛突起３１３には上述したような傾斜面が形成されているから、本体部３１の開口３１１を覆うように当該本体部３１に対して蓋部３２を押し付ければ、引掛片３２２が弾性変形する。引掛片３２２が引掛突起３１３を乗り越えれば、引掛片３２２がもとの状態に戻り、引掛突起３１３に引っ掛けられた状態となる。つまり、蓋部３２の被覆部分３２１が本体部３１の開口３１１を覆った状態となる。

上述したように、蓋部３２には支持部３２３が設けられている。支持部３２３は、蓋部３２が本体部３１に取り付けられたとき、その二つの突起の間に電子部品２０が入り込む位置に形成されている。したがって、蓋部３２が本体部３１に取り付けられると同時に、基板１０に実装された二つの電子部品２０が、支持部３２３を構成する二つの突起の間の領域に入り込む。具体的には、電子部品２０の素子部２１が、支持部３２３を構成する二つの突起に挟まれた状態となる。このように、本体部３１と蓋部３２によってケース３０を組み立てると同時に、基板１０に実装された電子部品２０がケース３０に設けられた支持部３２３に支持された状態となる（図２〜図４参照）。

以上説明した本実施形態にかかる電気機器１によれば、蓋部３２に設けられた支持部３２３によって電子部品２０が支持された状態となる構造であるため、基板１０と電子部品２０の接続部分に生ずる応力を低減することができる。当該支持部３２３による電子部品２０の支持構造は、ケース３０の組み立てとともに完了するものであるため、従来に比して組み立てが複雑化することもない。また、本体部３１に対して蓋部３２を取り付ける際、蓋部３２は前後方向に沿って移動することになるが、本実施形態における支持部３２３は電子部品２０（素子部２１）を幅方向（蓋部３２の取り付け方向に直交する方向）から支持するものであるため、本体部３１に対する蓋部３２の取り付けが支持部３２３と電子部品２０の接触によって阻害されてしまうこともない。

図５に示すように、支持部３２３は本体部３１に設けることもできる。つまり、本体部３１の底壁３１ａから前方に向かって突出する支持部３２３を設け、本体部３１内の空間に基板１０が収容されることで、支持部３２３による電子部品２０の支持構造が完了する構成としてもよい。つまり、電子部品２０を幅方向（本体部３１に対する基板１０の挿入方向に直交する方向）から挟むように支持する支持部３２３を本体部３１の底壁３１ａに設けてもよい。ただし、上記実施形態のように蓋部３２に支持部３２３を設けた構成とすれば、本体部３１内の空間に基板１０を収容した後、蓋部３２を本体部３１に取り付けるときに支持部３２３が電子部品２０に接触することになる。つまり、蓋部３２に支持部３２３が設けられていれば、本体部３１に対し基板１０が位置決めされた状態で当該本体部３１に蓋部３２を取り付けることになるし、本体部３１の開口３１１側に電子部品２０が位置しており、電子部品２０を見ながら本体部３１を蓋部３２に取り付けることができるため、支持部３２３に押される等して電子部品２０の端子部２３が変形してしまうような事態が発生しにくいという利点がある。

また、上記実施形態では、電子部品２０の端子部２３が前後方向に沿って設けられており、その方向に交差する方向に電子部品２０が揺れるときに当該端子部２３が破損しやすい。上記実施形態における支持部３２３は、前後方向と交差する方向（直交する方向、すなわち幅方向）から電子部品２０を挟むように設けられているため、振動による端子部２３の破損が生じにくい。

以下、上記支持部３２３の変形例について説明する。第一変形例にかかる支持部３２３ａおよび第二変形例にかかる支持部３２３ｂは、電子部品２０の素子部２１の上面の少なくとも一部に接触するように設けられるものである。図６（ａ）に示す第一変形例のように複数の突起から構成される支持部３２３ａが素子部２１の上面に接触する構造としてもよいし、図６（ｂ）に示す第二変形例のように一つの突起から構成される支持部３２３ｂが素子部２１の上面に接触する構造としてもよい。図示はしていないが、この場合の支持部３２３ｂには、上方から見て電子部品２０の中心が露出するように当該電子部品２０に接する開口部が形成されていてもよい。このような構成とすることにより、電子部品２０の上下方向の動きを規制することができる。

このように、支持部３２３によって電子部品２０を支持する方向は、幅方向以外の方向であってもよい。ケース３０を組み立てることによって電子部品２０が支持部３２３に支持された状態となる構成であれば、上記支持する方向を変更することができる。つまり、本体部３１に支持部３２３を設ける場合には、本体部３１に対し基板１０を挿入する工程が完了したときに電子部品２０が支持部３２３に支持された状態となり、蓋部３２に支持部３２３を設ける場合には、本体部３１に対して蓋部３２を取り付ける工程が完了したときに電子部品２０が支持部３２３に支持された状態となる構造であればよい。

支持部３２３は、電子部品２０の素子部２１の幅方向（上下方向に直交する方向）外側および上側に位置するように設けられていてもよい。その具体的な構造（支持部３２３の形状）例としては、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すものが挙げられる。図７（ａ）に示す第三変形例は、支持部３２３ｃを構成する二つの突起に、外側から内側に向かうにつれて上方に傾斜する傾斜面３２３１ｃが形成され、当該傾斜面３２３１ｃに電子部品２０の素子部２１の角が接触したものである。図７（ｂ）に示す第四変形例は、支持部３２３ｄを構成する二つの突起の先端側に、電子部品２０の素子部２１の角の形状に合わせた切欠き３２３１ｄが形成され、各突起が素子部２１の上面の少なくとも一部および幅方向外側の面の少なくとも一部に接触するものである。これにより、支持部３２３を構成する各突起が、電子部品２０の素子部２１を幅方向外側から挟みつつ、上方からも押さえる構造となるため、電子部品２０の幅方向の動きおよび上下方向の動きを規制することができる。

支持部３２３が、電子部品２０の素子部２１以外の部位を支持する構造としてもよい。例えば、図８（ａ）に示した第五変形例のように、支持部３２３ｅを構成する二つの突起が、電子部品２０の台座部２２を幅方向（上下方向に直交する方向）外側から挟む構造としてもよいし、図８（ｂ）に示した第六変形例のように、支持部３２３ｆを構成する一または複数の突起が、電子部品２０の台座部２２の上面に接触する構造としてもよい。電気機器１が設置される状況（どのような振動環境下に置かれるか）によっては、電子部品２０と基板１０の接続部分に近い側を支持した方が、電子部品２０と基板１０の接続部分にかかる負荷を低減することができる。

このような台座部２２を支持する支持部３２３は、上記第三変形例や第四変形例のような形状としてもよい。つまり、台座部２２を支持する支持部３２３は、電子部品２０の台座部２２の幅方向（上下方向に直交する方向）外側および上側に位置するように設けられていてもよい。その具体的な構造（支持部３２３の形状）例としては、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すものが挙げられる。図９（ａ）に示す第七変形例は、支持部３２３ｇを構成する二つの突起に、外側から内側に向かうにつれて上方に傾斜する傾斜面３２３１ｇが形成され、当該傾斜面３２３１ｇに電子部品２０の台座部２２の角が接触したものである。図９（ｂ）に示す第八変形例は、支持部３２３ｈを構成する二つの突起の先端側に、電子部品２０の台座部２２の角の形状に合わせた切欠き３２３１ｈが形成され、各突起が台座部２２の上面の少なくとも一部および幅方向外側の面の少なくとも一部に接触するものである。これにより、支持部３２３を構成する各突起が、電子部品２０の台座部２２を幅方向外側から挟みつつ、上方からも押さえる構造となるため、電子部品２０の幅方向の動きおよび上下方向の動きを規制することができる。

電子部品２０の素子部２１を支持する支持部３２３と台座部２２を支持する支持部３２３は、組み合わせて用いることができる。つまり、図１０（ａ）に示す第九変形例のように、支持部３２３が、電子部品２０の支持部３２３を支持する第一支持部３２３ｉと、台座部２２を支持する第二支持部３２３ｊを含む構造としてもよい。第一支持部３２３ｉは上記実施形態や第一変形例〜第四変形例で示した構造、第二支持部３２３ｊは第五変形例〜第八変形例で示した構造とすることができる。電子部品２０は、素子部２１から延びる端子部２３が台座部２２に支持されているものであるため、素子部２１と台座部２２の両方が支持部３２３に支持された構造とすることで、基板１０と電子部品２０の接続部分に生ずる応力をさらに低減することができる。

図１０（ｂ）に示す第十変形例のように、電子部品２０の素子部２１が第一支持部３２３ｋと第二支持部３２３ｌによって支持された構造としてもよい。つまり、支持部３２３が、基板１０と電子部品２０の接続部分に相対的に遠い個所を支持する第一支持部３２３ｋ、および相対的に近い個所を支持する第二支持部３２３ｌを含むものとしてもよい。つまり、第一支持部３２３ｉが素子部２１（接続部分から相対的に遠い個所）を、第二支持部３２３ｊが台座部２２（接続部分から相対的に近い個所）を支持する第九変形例は、この第十変形例の一つである。このように基板１０と電子部品２０の接続部分に遠い個所とそれよりも近い個所の二箇所が支持された構造とすれば、基板１０と電子部品２０の接続部分に生ずる応力をさらに低減することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 電気機器
１０ 基板
２０ 電子部品
２１ 素子部
２２ 台座部
２３ 端子部
３０ ケース
３１ 本体部
３１１ 開口
３１３ 引掛突起
３２ 蓋部
３２１ 被覆部分
３２２ 引掛片
３２３ 支持部

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板に実装された電子部品と、
   前記電子部品が実装された前記基板を収容するケースと、
   を備え、
   前記ケースには、前記電子部品を支持する支持部が設けられていることを特徴とする電気機器。
2. 前記ケースは、前記基板が収容される空間が形成された本体部および当該本体部の開口を覆う蓋部を有し、
   前記支持部は、前記蓋部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記電子部品は、所定の方向に沿うように配置された端子部を有し、
   前記支持部は、前記所定の方向と交差する方向から前記電子部品を挟むように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機器。
4. 前記支持部は、前記電子部品の所定部位の幅方向外側および上側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気機器。
5. 前記支持部は、前記基板と前記電子部品の接続部分に相対的に遠い個所を支持する第一支持部、および相対的に近い個所を支持する第二支持部を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気機器。
6. 前記電子部品は、素子部およびこの素子部を支持する台座部を有し、
   前記素子部は前記第一支持部に支持され、前記台座部は前記第二支持部に支持されていることを特徴とする請求項５に記載の電気機器。

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