JP4475101B2 - 電子部品ユニット - Google Patents

Description

本発明は、基板上で半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子とを締結部品で締結した電子部品ユニットおよびその電子部品ユニットを備えた炊飯器に関するものである。

従来、この種の電子部品ユニットを備えた炊飯器は、鍋を加熱する加熱手段に電力を供給する制御手段を含む回路部品を有する基板を搭載している。この回路部品を搭載する基板には、半導体素子のように大電流が流れ自己発熱する回路部品が搭載されているが。この部品の発熱を放熱させるために放熱板が使用されている。放熱板は半導体素子と締結させる締結部品で締め付けられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−９４４８号公報

しかしながら、このような従来の構成では、半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子を締結させる締結部品が締め忘れやトルク力不足など、何らかの衝撃や振動で外れてしまい、基板上の導電部と接触しショートすることにより基板を破損してしまうという問題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、締結部品が外れないようにし、基板上の導電部と接触するのを防止して基板が破損するのを防止することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の電子部品ユニットは、基板上で半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子とを金属製ねじにより締結し、半導体素子と金属製ねじに対向して樹脂外装電子部品を配置し、金属製ねじは、その長さを半導体素子と樹脂外装電子部品の空間距離よりも長くしたものである。

これにより、半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子を締結させる締結部品が締め忘れまたはトルク力不足など、何らかの衝撃や振動で外れるのを防止することができ、基板上の導電部と接触するのを防止できて基板が破損するのを防止することができる。

本発明の電子部品ユニットは、半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子を締結させる金属製ねじが締め忘れまたはトルク力不足など、何らかの衝撃や振動で外れるのを防止することができ、基板上の導電部と接触するのを防止できて基板が破損するのを防止することができるので、故障を少なくすることができる。

第１の発明は、基板上で半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子とを締結させる金属製のねじと、前記半導体素子と前記金属製のねじに対向して配置した樹脂外装電子部品とを備え、前記金属製のねじは、その長さを半導体素子と樹脂外装電子部品の空間距離よりも長くした電子部品ユニットであり、半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子を締結させる締結部品が締め忘れ、またはトルク力不足などで何らかの衝撃や振動で外れるのを防止することができ、基板上の導電部と接触するのを防止できて基板が破損するのを防止することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、樹脂外装電子部品は、長手方向を金属製のねじ貫通方向とドライバーが入らない構成とすべく略垂直方向になるように配置した電子部品ユニットであり、斜め方向からドライバーが入らない構成となり、締結部品を故意にゆるめることができなくなり、安全で信頼性の高い電子部品ユニッを提供することできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の電子部品ユニットの側面図である。なお、図面を簡潔にするために、電子部品の一部は省略している。

図１に示すように、基板１は、銅製のフレームを難燃性の樹脂材料で外装した構成となっている。半導体素子２、３は高周波スイッチングできるＩＧＢＴで構成し、半導体素子４は交流電源を整流するダイオードブリッジである。放熱板５は、熱伝導率の高いアルミ材を用いている。締結部品６、７、８は強度を確保するために金属製のねじを用いている。樹脂外装電子部品９、１０、１１は、後述するように、コンデンサを用いている。

図１では、半導体素子２、３、４の自己発熱を放熱させるために放熱板５と半導体素子２、３、４を締結部品６、７、８を使用して締結するが、締結部品６、７、８を挟んで半導体素子２、３、４と対向して樹脂外装電子部品９、１０、１１を配置する。ここで、締結部品６、７、８は半導体素子２、３、４と樹脂外装電子部品９、１０、１１の空間距離よりも長くしている。

上記構成において作用を説明する。半導体素子２、３、４を放熱させる放熱板５と半導体素子２、３、４とを締結部品６、７、８により締結し、半導体素子２、３、４と締結部品６、７、８に対向して樹脂外装電子部品９、１０、１１を配置し、締結部品６、７、８は、その長さを半導体素子２、３、４と樹脂外装電子部品９、１０、１１の空間距離よりも長くしているので、半導体素子２、３、４を放熱させる放熱板５と半導体素子２、３、４を締結させる締結部品６、７、８が締め忘れまたはトルク力不足など、何らかの衝撃や振動で外れるのを防止することができ、基板上の導電部と接触するのを防止できて基板が破損するのを防止することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２の電子部品ユニットの側面図である。なお、図面を簡潔にするために、電子部品の一部は省略している。

図２に示すように、樹脂外装電子部品９、１０、１１は、長手方向を締結部品６、７、８貫通方向と略垂直方向になるように配置している。他の構成は上記実施の形態と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

上記構成において作用を説明する。樹脂外装電子部品９、１０、１１の長手方向を締結部品６、７、８貫通方向と略垂直方向になるように配置しているので、斜め方向からドライバーが入らない構成となり、締結部品６、７、８を故意にゆるめることができなくなり、安全で信頼性の高い電子部品ユニッを提供することできる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における炊飯器の要部回路図である。

図３に示すように、鍋２１は磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成している。第１の加熱コイル２２は鍋２１を誘導加熱するもので、複数の銅線を束ねたリッツ線をさらに２０数本で撚った線で構成しており、高周波電流が流れたときの電流分布を均一にしている。

樹脂外装電子部品１０は第１の共振用コンデンサで構成し、第１の加熱コイル２２に並列接続しており、第１の加熱コイル２２と並列共振回路を構成している。半導体素子３はＩＧＢＴとこのＩＧＢＴに逆接続したダイオードで構成している。ＩＧＢＴは耐圧が高く、高周波のスイッチングが可能で、大電流を流すことができるという利点がある。

第２の加熱コイル２３は、後述するように、炊飯器本体の蓋に配置された蓋加熱板を誘導加熱するもので、この第２の加熱コイル２３の線の構成は第１の加熱コイルと同様である。樹脂外装電子部品９は第２の共振用コンデンサで構成し、第２加熱コイル２３に並列接続しており、第２の加熱コイル２３と並列共振回路を構成している。

交流電源２４は炊飯器に電力を供給するもので、交流電源２４の電源周波数は、東日本地域では５０Ｈｚ、西日本地域では６０Ｈｚとなっている。

半導体素子２は、ＩＧＢＴで構成は半導体素子３と同様であり、半導体素子４は、ダイオードブリッジである。樹脂外装電子部品１１は平滑用コンデンサで構成し、この平滑用コンデンサと半導体素子４で交流電源２４を整流、平滑し、直流電源を構成している。

半導体素子２、３、４は、上記実施の形態１と同様に、基板上で半導体素子２、３、４を放熱させる放熱板５と半導体素子２、３、４とを締結部品により締結し、半導体素子２、３、４と締結部品に対向して樹脂外装電子部品９、１０、１１を配置し、締結部品は、その長さを半導体素子２、３、４と樹脂外装電子部品９、１０、１１の空間距離よりも長くし、図４に示す電子部品ユニット３９を構成している。

図４は、本実施の形態の電子部品ユニットを備えた炊飯器の要部断面構成図である。なお、図面を簡潔にするために、電気的接続のためのリード線や、部品を固定するためのネジは省略している。

図４に示すように、炊飯器本体３１は、その上面を覆う蓋３２を開閉自在に設置している。炊飯器本体３１の収納部３３は、その底部に第１の加熱コイル２２を配設し、第１の加熱コイル２２の外周側にフェライトコア３４を配設している。第１の加熱コイル２２は鍋２１の底部の中心の略真下に中心を有する巻線である。

鍋２１は、上端開口部に外側にせり出したフランジ３５を有し、フランジ３５を収納部３３の上端から浮き上がった状態で載置することにより、収納部３３に着脱自在に収納される。したがって、鍋２１は収納時に収納部３３との間に隙間を有する。

蓋３２には蓋加熱板３６を着脱自在に設定しており、この蓋加熱板３６はステンレスなどの金属で形成している。第２の加熱コイル２３は蓋３２に内蔵し、蓋加熱板３６を誘導加熱する。

回路基板３８にはスイッチ、ＬＣＤ、マイクロコンピュータ３７などを実装している。電子部品ユニット３９は、炊飯器本体３１の後方に配置し、回路基板３８と電気的に接続している。

巻き取り式の電源コード収納部４０は、電子部品ユニット３９にリード線を介して電気的に接続している。この電源コード収納部４０はストッパーとばねを用いて電源コードを巻き取ることを可能にしている。

温度検知手段４１は、サーミスタで構成し、鍋２１の底部の略中心に配置している。冷却手段４２はＤＣブラシレスモータの回転子にファンを取り付けたファンモータで構成している。このファンモータは前記マイクロコンピュータでオンオフ制御されている。

上記構成において動作、作用を説明する。鍋２１内に米と水を入れ、動作を開始すると、マイクロコンピュータ３７は、所定のコースに基づいて、半導体素子２、３を制御し、第１の加熱コイル２２により鍋２１を誘導加熱するとともに、第２の加熱コイル２３により蓋３２に配置された蓋加熱板３６を誘導加熱して炊飯工程と保温工程を実行する。

ここで、樹脂外装電子部品９、１０、１１は、すべて炊飯器を構成する電子部品で実現しているので、締結部品のはずれ防止のために、部品を追加する必要がなく、実装面積も増えることがない。したがって、図４に示すように、炊飯器本体３１の後方の空間を利用して配置することができる。つまり、安価でコンパクトな電子部品ユニットを実現できる。

以上のように、本発明にかかる電子部品ユニットは、半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子を締結させる締結部品が締め忘れまたはトルク力不足など、何らかの衝撃や振動で外れるのを防止することができ、基板上の導電部と接触するのを防止できて基板が破損するのを防止することができるので、基板上で半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子とを締結部品で締結した電子部品ユニットとして有用である。

本発明の実施の形態１における電子部品ユニットの側面図 本発明の実施の形態２における電子部品ユニットの側面図 本発明の実施の形態３における電子部品ユニットを備えた炊飯器の要部回路図 同電子部品ユニットを備えた炊飯器の断面図

１ 基板
２ 半導体素子
３ 半導体素子
４ 半導体素子
５ 放熱板
６ 締結部品
７ 締結部品
８ 締結部品
９ 樹脂外装電子部品
１０ 樹脂外装電子部品
１１ 樹脂外装電子部品

Claims (2)

1. 基板上で半導体素子を放熱させる放熱板と半導体素子とを締結させる金属製のねじと、前記半導体素子と前記金属製のねじに対向して配置した樹脂外装電子部品とを備え、前記金属製のねじは、その長さを半導体素子と樹脂外装電子部品の空間距離よりも長くした電子部品ユニット。
2. 樹脂外装電子部品は、長手方向を金属製のねじ貫通方向とドライバーが入らない構成とすべく略垂直方向になるように配置した請求項１記載の電子部品ユニット。

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