JP4775591B2 - 電気機器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を実装した基板を収納したケース体内に充填材を充填する電気機器の製造方法に関する。

従来、電子部品を実装した基板を、金属製などの箱状のケース体に収納する場合には、電子部品の温度低減や外部からの水気の侵入の防止のために、ケース体内に液状の充填材として樹脂を盛り上げ、この樹脂を押し広げるように基板をケース体に取り付けた後、この樹脂を熱硬化させる製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１４１６７６号公報(第３−４頁、図１−２)

しかしながら、上述の電気機器の製造方法では、樹脂を押し広げるように基板をケース体に取り付けることから、基板の周辺部などに樹脂が充填されない部分が形成されるおそれがある。このように樹脂が充填されない部分が形成されないようにするためには、ケース体内に樹脂を予め多めに盛り上げておかなければならない。

また、上方に開口を有する箱状のケース体を組み立てる工程は複雑であり、さらには、品種が多くなってケース体の箱形状を変更する場合には、その都度金型を製作する必要があり、多品種に対応する場合には製造コストが高くなっていた。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、汎用性のあるケース体を用いる場合でも充填材の使用量を抑制しつつ基板の両主面を充填材に確実に埋没させることができる電気機器の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の電気機器の製造方法は、中空筒状に形成され、両端側に開口部を有するケース体内に、電子部品を実装した板状の基板を、前記ケース体の軸方向に沿って保持し、前記開口部のうち一端側を上側とし他端側を閉塞した状態でこの一端側の開口部から液状の充填材を前記ケース体内に所定量注入し、前記ケース体を、前記一端側の開口部を閉塞し、前記基板の面方向が上下方向に向く状態に倒した状態で、前記ケース体に注入された充填材を硬化させるものである。

ケース体は、例えば、アルミニウムの押出し材などにより両端に開口部を有する中空筒状に形成されたものが用いられる。

基板は、例えば、電子部品を両面に実装した両面実装基板などが用いられる。

充填材は、例えば、ウレタンやシリコーン樹脂などの流動性、放熱性および絶縁性に優れた熱硬化性の部材が用いられる。

そして、基板を軸方向に沿って保持した筒状のケース体を、一端側の開口部を上側とし他端側の開口部を閉塞した状態で、この一端側の開口部から液状の充填材を所定量注入した後、一端側の開口部を閉塞して基板の面方向が上下方向に向く状態にケース体を倒して充填材を硬化させることにより、長さを変更することで寸法を容易に変更できる筒状のケース体を用いても充填材の使用量を抑制しつつ基板の両主面を確実に充填材に埋没させることが可能となる。

請求項２記載の電気機器の製造方法は、請求項１記載の電気機器の製造方法において、ケース体を倒す際に、このケース体の内面との距離が近い側の基板の主面を下側とするものである。

そして、ケース体を倒す際に、このケース体の内面との距離が近い側の基板の主面を下側とすることで、充填材の使用量を、より抑制しつつ、基板を確実に充填材に埋没させることが可能になる。

請求項１記載の電気機器の製造方法によれば、基板を軸方向に沿って保持した筒状のケース体を、一端側の開口部を上側とし他端側の開口部を閉塞した状態で、この一端側の開口部から液状の充填材を所定量注入した後、一端側の開口部を閉塞して基板の面方向が上下方向に向く状態にケース体を倒して充填材を硬化させることにより、汎用性のある筒状のケース体を用いる場合でも充填材の使用量を抑制しつつ基板の両主面を確実に充填材に埋没させることができる。

請求項２記載の電気機器の製造方法によれば、請求項１記載の電気機器の製造方法の効果に加えて、ケース体を倒す際に、このケース体の内面との距離が近い側の基板の主面を下側とすることで、充填材の使用量を、より抑制しつつ、基板を確実に充填材に埋没させることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１ないし図５に第１の実施の形態を示し、図１は電気機器の製造方法の説明図、図２は電気機器の分解斜視図、図３は電気機器の側面断面図、図４は電気機器の一部を除いた平面図、図５は電気機器の正面断面図である。

図２ないし図５に、電気機器としての放電灯点灯装置11を示し、この放電灯点灯装置11は、ケース体12に基板13を収納して構成され、高輝度放電ランプ(ＨＩＤ)などの放電灯を点灯させるものである。

ケース体12は、例えばアルミニウムなどの金属の押し出し成形などにより角筒状に形成されたケース本体15と、このケース本体15の両端部に取り付けられたシール部材であるパッキン16，17および蓋部18，19とを備えている。

押し出し成形のケース本体15は、一端部に開口部21を備えるとともに、他端部に開口部22を備えた中空筒状の堅牢な構造体であるが、共通金型にて切り出し長さを変更するだけで容易にサイズ調整が可能であり、汎用性に優れ、製造コストを抑制可能な部品である。また、このケース本体15の内側の両側部には、基板13の両側部が嵌合される溝部23，23が互いに対向して設けられている。これら溝部23，23は、軸方向である長手方向全体に亘って直線状に形成され、両端部が各開口部21，22に臨んでおり、これら溝部23，23間に基板13が嵌合されることで、ケース本体15内には、基板13の一主面である表面側に第１空間部25が区画されるとともに、基板13の他主面である裏面側に第２空間部26が区画される。本実施の形態では、第１空間部25が広く、第２空間部26が狭く形成されている。

また、開口部21は、パッキン16と蓋部18とにより覆われている。パッキン16は、ケース本体15内に充填される充填材である合成樹脂Ｐの隙間からの漏れを防止するもので、弾力性および可撓性を有する部材により形成されている。また、蓋部18は、例えばケース本体15と同様の金属により形成され、ねじS1などによりパッキン16とともにケース本体15に固定可能である。

ここで、合成樹脂Ｐは、例えばウレタン、あるいはシリコーン樹脂などの流動性、絶縁性および放熱性を有する液状の部材で、かつ、熱硬化性の部材とする。

一方、開口部22は、パッキン17と蓋部19とにより閉塞されている。パッキン17は、パッキン16と同様に、ケース本体15内に充填される合成樹脂Ｐの隙間からの漏れを防止するもので、弾力性および可撓性を有する部材により形成されている。また、蓋部19は、例えばケース本体15と同様の金属により形成され、ねじS2などによりパッキン17とともにケース本体15に固定可能である。

また、基板13は、四角形板状の基板本体31と、この基板本体31の表面、あるいは裏面に実装された点灯回路部品である電子部品32と、この基板本体31の表面側に実装された可変抵抗器33などを備えている。

基板本体31は、例えばガラスエポキシなどの絶縁性の部材により形成されている。

また、電子部品32は、例えばコンデンサ、抵抗器、インダクタ、トランジスタ、あるいはＩＣなどであり、基板本体31上に形成された図示しないパターンなどとともに、所定の回路、ここでは図示しない放電灯を点灯させるインバータを備えた点灯回路を、基板本体31上に形成している。なお、各図において、電子部品32は一部のみを記載し、その配置は任意に設定可能である。

そして、可変抵抗器33は、操作片33aが合成樹脂に埋没しない程度の高さをもって基板本体31の表面から台座34を介して開口部21側の基板本体31の端部近傍に実装されている。

次に、上記第１の実施の形態の放電灯点灯装置11の製造方法を説明する。

まず、図１(a)に示すように、開口部22にパッキン17と蓋部19とを固定して開口部22を閉塞したケース本体15を、開口部21を上側とした状態で保持し、各電子部品32を実装した基板13の基板本体31の両側部をケース本体15の溝部23，23に嵌合させ、ケース本体15の軸方向へと摺動させて挿入することで、基板13をケース本体15内に軸方向に沿って収納する。

このとき、基板本体31の下端部がパッキン17に当接することで、ケース本体15の内部において、基板本体31の表面側に第１空間部25が、裏面側に第２空間部26が、それぞれ区画される。

この状態で、図１(b)に示すように、ここでは開口部21からノズルＮなどにより合成樹脂Ｐを第１空間部25へと注入すると、この第１空間部25へと流れ込んだ合成樹脂Ｐの一部が、基板13とケース体12の内面との隙間、あるいは、基板13に設けられた図示しない孔部などを介して第２空間部26へと回り込む。

なお、合成樹脂Ｐを第２空間部26へと注入した場合でも、同様の作用により合成樹脂Ｐが第１空間部25へと回り込む。

さらに、図１(c)に示すように、合成樹脂Ｐが所定量、ここでは合成樹脂Ｐの液面がケース本体15の高さ寸法の半分程度の位置まで充填されると、パッキン16および蓋部18により開口部21を覆い、これらパッキン16および蓋部18をケース本体15に固定する。

なお、ケース本体15内に注入する合成樹脂Ｐの量は、埋没させたい電子部品32などの高さなどに応じて適宜設定可能である。例えば、図２に示すように、基板13にシルク印刷などによって液面の到達基準線Ｌを表示するようにしておけば、注入量を目視によって確認しながら合成樹脂を充填できる。

次いで、この状態で、図１(d)に示すように、ケース体12を、開口部21，22が水平方向に向くように、換言すれば、基板13の面方向が上下方向、ここでは第１空間部25が上側、第２空間部26が下側となるように倒す。

このとき、液状の合成樹脂Ｐは、自重により下側の第２空間部26の全てを充填するように流動し、基板13が合成樹脂Ｐに埋没する。

そして、この状態で、図１(e)に示すように、ケース体12を所定温度、例えば８０℃下で所定時間、例えば１時間熱処理することで合成樹脂Ｐを硬化させて、放電灯点灯装置11を完成する。

この後、基板13に接続した配線により、外部から入力された電力を高周波交流電力に変換する点灯回路の出力により放電灯が点灯される。

以上のように、基板13を軸方向に沿って保持した筒状のケース体12を、開口部21を上側とし開口部22を閉塞した状態で、この開口部21から液状の合成樹脂Ｐを所定量注入した後、開口部21を閉塞して基板13の面方向が上下方向に向く状態にケース体12を倒して合成樹脂Ｐを硬化させることにより、合成樹脂Ｐの使用量を抑制しつつ基板13の両主面を確実に合成樹脂Ｐに埋没させることができる。

すなわち、ケース体12に新たな加工などを追加することなく、軸方向に開口部21，22を有する汎用性のある筒状のケース本体15をそのまま用いてコストを抑制しながら、合成樹脂Ｐの使用量を抑制しつつ基板13を確実に合成樹脂Ｐに埋没させることが可能となる。

そして、このように、合成樹脂Ｐの使用量を抑制しつつ基板13を確実に合成樹脂Ｐに埋没させることができるため、製造性が向上するとともに、電子部品32などの発熱を合成樹脂Ｐにより確実に放熱でき、電子部品32などの絶縁性を確保でき、かつ、外部からの水気の侵入などをも防止できるなど、信頼性を向上できる。

また、ケース体12を倒す際に、ケース体12の内面との距離が近い側の基板13の主面、すなわち裏面側を下側とすることで、より少ない合成樹脂Ｐの使用量で基板13の両主面を確実に埋没させることができる。

さらに、合成樹脂Ｐの使用量を抑制できるため、製造時に開口部21を上側に向けた状態でケース体12に振動が加わった場合でも、合成樹脂Ｐがケース体12からこぼれることも防止できる。

そして、注入する合成樹脂Ｐの量を調整することで、使用量を抑制しつつ基板13の両主面だけでなく電子部品32をも確実に埋没させることができる。

また、電子部品32として耐熱性部品を用いれば、電子部品32を合成樹脂Ｐに完全に埋没させなくてもよいから、合成樹脂Ｐの使用量を、より抑制できる。

しかも、可変抵抗器33などの、合成樹脂Ｐに埋没させたくない電気部品については、基板本体31から所定の高さを持って開口部21側の基板本体31の端部に実装しておけば、合成樹脂Ｐに埋没することを確実に避けることができる。

さらに、放電灯を点灯させるインバータ点灯回路などの点灯回路部品としての電子部品32を実装した基板13をケース体12に収納して、このケース体12内にて基板13を合成樹脂Ｐに確実に埋没させた放電灯点灯装置11を構成することができ、放電灯点灯装置11の放熱性および絶縁性を確保して、信頼性を向上できる。

なお、上記一実施の形態において、ケース体12に注入する充填材は、液状で絶縁性および放熱性などを有するものであれば、上記合成樹脂Ｐに限定されるものではない。

そして、電気機器は、放電灯を点灯させる点灯回路部品を用いた放電灯点灯装置に限らず、その他の電力変換装置や、別の電気機器などにも適用することもでき、同様の作用効果が得られる。

本発明の一実施の形態を示す電気機器の製造方法の説明図である。 同上電気機器の分解斜視図である。 同上電気機器の側面断面図である。 同上電気機器の一部を除いた平面図である。 同上電気機器の正面断面図である。

符号の説明

11 電気機器としての放電灯点灯装置
12 ケース体
13 基板
21 開口部
32 電子部品
Ｐ 充填材である合成樹脂

Claims (2)

1. 中空筒状に形成され、両端側に開口部を有するケース体内に、電子部品を実装した板状の基板を、前記ケース体の軸方向に沿って保持し、
   前記開口部のうち一端側を上側とし他端側を閉塞した状態でこの一端側の開口部から液状の充填材を前記ケース体内に所定量注入し、
   前記ケース体を、前記一端側の開口部を閉塞し、前記基板の面方向が上下方向に向く状態に倒した状態で、前記ケース体に注入された充填材を硬化させる
   ことを特徴とした電気機器の製造方法。
2. ケース体を倒す際に、このケース体の内面との距離が近い側の基板の主面を下側とする
   ことを特徴とした請求項１記載の電気機器の製造方法。

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