JP5575042B2 - 電子回路、及びモータ - Google Patents

Description

本発明は、電子回路、及びモータに関する。

特許文献１には、火災感知器において、感知器ボディにより隠蔽される基板ブロックの一方側から導出されたリード線の基端部が感知器ボディ内部の第１の張力止め固定部により固定され、そのリード線の後端部が感知器ボディ内部の第２の張力止め固定部により固定されることが記載されている。具体的には、リード線は、第１の張力止め固定部の複数の起立片の間隙に嵌め入れられ、その状態で複数の起立片の上端のみをコテなどを用いて加熱、溶融させることで橋絡部を形成し、その橋絡部内にリード線を閉じ込めて固定するとされ、第２の張力止め固定部についても同様にリード線を閉じ込めて固定するとされている。これにより、特許文献１によれば、押さえ板やネジなどの部品を使用せず、簡単な作業でリード線の張力止めが固定できるとされている。

特許文献２には、電子部品の放熱構造において、複数のフィンが設けられた放熱部本体とこの上端に取り付けられた上部カバーと電磁波のシールドケースとシールドケースを本体に取り付けるためのベース部とで構成される放熱器を、多層基板上に搭載された電子部品の上面に取付フックで取り付けることが記載されている。このとき、シールドケースがそのスプリング接触部で多層基板のグランドパターンに接触するので、シールドケースが多層基板のグランドに接続された状態になるとされている。これにより、特許文献２によれば、電子部品から発生する熱を複数のフィン及びシールドケースにより周囲の空間に放出できるとともに、電子部品から発生する電磁波をシールドケース及び上部カバーにより周囲の空間への放出を抑制できるとされている。

特開２００６−２０９３３０号公報 特開平１０−１３０６６号公報

特許文献１に記載の技術では、リード線を１本ずつ起立片の間隙に挟み込むという作業が必要であり、リード線の本数が増えるほど作業時間がかかってしまう傾向にある。また、リード線を起立片の間隙に嵌め入れた後に起立片の上端のみを熱溶融させるという特殊な工程が必要であり、その熱によりリード線の被覆まで溶かしてしまったり、感知器ボディ自体を熱変形させてしまうおそれがある。

特許文献２に記載の技術では、多層基板のグランドパターンとシールドケースとをスプリング接触部により接触させるため、接触不良のおそれがあるとともに、多層基板に密着する平板上の電子部品にしか適用できない可能性が高い。また、多層基板の部品面側にパターン配置するものであり、多層基板に適用することが前提で安価な片面基板が使えないという課題もある。さらに、多層基板では、搭載される電子部品の周囲にグランドパターンがループ状に形成されているため、グランドパターンに電流が流れると、電子部品を貫通する方向に磁力が発生してしまい、電子部品が誤動作しやすくなる。また、ループ状のグランドパターンに存在するインピーダンスにより、電流が流れると電圧が発生してグランドパターンの電位が不安定になるため、電子部品が発生する自己ノイズや、電源線から侵入する外来ノイズに対して誤動作しやすくなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電子部品の放熱を行いながら電子部品の誤動作を低減できる電子回路及びモータを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる電子回路は、グランドパターンを有するプリント基板と、前記プリント基板に搭載された電子部品と、前記電子部品に接触して前記電子部品の放熱を行うように前記プリント基板に取り付けられたヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、前記プリント基板の前記グランドパターンと電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、プリント基板のグランドパターンと電気的に接続されたヒートシンクを電子部品に接触させるので、電子部品内のグランドラインのインピーダンスを低下させることができる。これにより、電子部品内のグランド電位の振動を抑制でき、電子部品の誤動作を低減できる。すなわち、電子部品の放熱を行いながら電子部品の誤動作を低減できる。

図１は、実施の形態１にかかる電子回路の構成を示す写真である。 図２は、実施の形態１にかかる電子回路の構成を示す写真である。 図３は、実施の形態１にかかる電子回路の構成を示す写真である。 図４は、実施の形態１にかかる電子回路の構成を示す図である。 図５は、実施の形態２にかかる電子回路の構成を示す図である。

以下に、本発明にかかる電子回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
実施の形態１にかかる電子回路１００について図１〜４を用いて説明する。図１は、電子回路１００をリード線固定部３側の斜め上から見た写真である。図２は、実施の形態１にかかる電子回路を電子部品側の斜め上から見た写真である。図３は、実施の形態１にかかる電子回路を上面（電子部品の側面）側から見た写真である。図４は、実施の形態１にかかる電子回路を側面（電子部品の正面）側から見た図である。

電子回路１００は、プリント基板８、電子部品１、複数のリード線５、及びヒートシンク２を備える。以下では、プリント基板８の上面側を電子回路１００の上面側とし、プリント基板８の側面側を電子回路１００の側面側とする。

プリント基板８は、その上に電子部品１等が搭載されるための基板である。また、プリント基板８は、その上面又は下面に、グランド電位に接続されるグランドパターン１１を有している。プリント基板８は、片面基板または多層基板いずれでも良い。

なお、図４には、プリント基板８が上面にグランドパターン１１を有する場合が例示されている。この場合、プリント基板８は安価な片面基板であってもよい。

電子部品１は、プリント基板８に搭載されている。例えば、電子部品１は、電子部品１の１つの側面がプリント基板８の上面と対面するように、プリント基板８に搭載されている。例えば、電子部品１は、電子部品１の１つの側面から延びた複数の端子がプリント基板８の例えば下面にはんだ付けされることにより、プリント基板８に搭載されている（図４参照）。

また、電子部品１は、グランドライン及び電源ラインを有するとともに、電流が流れた際に発熱する素子（例えば、抵抗素子）又は寄生成分（例えば、寄生抵抗成分）を有する。なお、電子部品１は、電磁波を受けた際にその電磁波により直接的に誤動作する可能性のある素子（例えば、インダクタンス）又は寄生成分（例えば、寄生インダクタンス成分）を有していることもある。

なお、電子部品１は、ＳＩＰ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎ Ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）形状のものを図１〜図４に例示的に示しているが、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎ Ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）形状でも適用可能であり、使用する製品やコストに応じて適宜選択すれば良い。

複数のリード線５は、プリント基板８と外部負荷（例えば、モータなど）とを電気的に接続する。すなわち、電子部品１を含む、外部負荷を駆動するための複数の部品（例えば、フィルタ回路、電源回路、インバータ回路などの部品）がプリント基板８に搭載されていてもよく、複数のリード線５は、コネクタ部６を介して、複数の部品に電源や信号を供給したり、複数の部品から出力された信号を外部へ伝達したりしても良い。また、リード線５は、後述のように、ヒートシンク２に固定されている。各リード線５は、複数の部品の間で共用されるものであってもよい。

なお、図１〜図３に示すように、複数のリード線５が保護チューブ７により被覆されていても良い。この場合、複数のリード線５の傷付きを防止することができる。

ヒートシンク２は、電子部品１に接触して電子部品１の放熱を行うように、プリント基板８に取り付けられている。例えば、ヒートシンク２は、電子部品１の背面側から電子部品１に接触している。ヒートシンク２は、プリント基板８と反対側の主面２ａを有する。

ヒートシンク２は、リード線５を引っ掛けて固定するためのリード線固定部（突起部）３を有する。リード線固定部３は、ヒートシンク２の主面２ａにおける１つの端部２ａ１−１からプリント基板８へ近づくように延びている。

例えば、リード線固定部３は、後述のヒートシンク固定部４−１との間に複数のリード線５（及び保護チューブ７）を収容可能な隙間３ａを有しているとともに、プリント基板８との間に複数のリード線５（及び保護チューブ７）が通過可能な空間３ｂを有している。これにより、複数のリード線５（及び保護チューブ７）を隙間３ａへ取り外し可能に収容することができる。

ヒートシンク２は、ヒートシンク２をプリント基板８に固定するための複数のヒートシンク固定部４−１、４−２を有する。ヒートシンク２は、例えば、３つ以上のヒートシンク固定部４を有する。各ヒートシンク固定部４−１、４−２は、ヒートシンク２の主面２ａにおける端部２ａ１−１、２ａ１−２からプリント基板８に近づきさらにプリント基板８を貫通するように延びている。各ヒートシンク固定部４−１、４−２は、その下端であるはんだ付部１０−１、１０−２がプリント基板８の例えば下面にはんだ付けされている。これにより、ヒートシンク２は、プリント基板８のグランドパターン１１と電気的に接続されている。すなわち、ヒートシンク２とプリント基板８のグランドパターン１１とを電気的に接続してグランドパターン１１のインピーダンスを低減する。

このように、実施の形態１では、プリント基板８のグランドパターン１１と電気的に接続されたヒートシンク２を電子部品１に接触させる。これにより、電子部品１内のグランドラインのインピーダンスを低下させることができるので、電子部品１がスイッチング動作する際の自己発生ノイズや、電源ラインを介して侵入する外来ノイズに対し、電子部品１内のグランド電位の振動を抑制でき、電子部品１の誤動作を低減できる。すなわち、電子部品の放熱を行いながら電子部品の誤動作を低減できる。

したがって、電子部品を含む電子回路の誤動作も抑制でき、電子部品の放熱を行いながら電子回路のノイズ耐力を向上できる。

また、実施の形態１では、プリント基板８のグランドパターン１１と電気的に接続されたヒートシンク２にリード線５を近づけることで、リード線５から侵入する電磁波等のノイズやリード線５から放出される電磁波等のノイズをグランドパターン１１に逃がすことができ、電子部品１に印加される外来ノイズを抑制でき、リード線５からの放出ノイズを抑制できる。

また、実施の形態１では、上記のノイズ耐力を向上できるという効果とあわせ、電子部品１の放熱が可能であり、更に、別部品や特殊工程を必要とすることなく、リード線５の止め構造も安価に得られるという効果がある。

また、実施の形態１では、プリント基板と外部負荷とを電気的に接続する複数のリード線５が一括してヒートシンク２に固定されている。これにより、リード線５が複数あっても複数のリード線５を容易に固定することができ、生産性を容易に向上できる。

具体的には、ヒートシンク２は、リード線５を引っ掛けて固定するためのリード線固定部３を有する。リード線固定部３は、ヒートシンク２の主面２ａにおける１つの端部２ａ１−１からプリント基板８へ近づくように延びている。これにより、複数のリード線５を一括してヒートシンク２に固定するための構成を簡易にかつ安価に得ることができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる電子回路１００ｉについて図５を用いて説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態２は、電子回路１００ｉにおけるヒートシンク２ｉの構成が実施の形態１と異なる。ヒートシンク２ｉは、リード線固定部３（図４参照）を有さない。すなわち、ヒートシンク２ｉでは、複数のヒートシンク固定部４−１ｉ、４−２のうち１つのヒートシンク固定部４−１ｉが、リード線固定部として機能する。言い換えると、１つのヒートシンク固定部４−１ｉは、ヒートシンク２ｉをプリント基板８に固定するためのヒートシンク固定部として機能するとともに、リード線５を引っ掛けて固定するためのリード線固定部としても機能する。

例えば、ヒートシンク固定部４−１ｉは、電子部品１及びヒートシンク本体部２１ｉとの間に複数のリード線５（及び保護チューブ７）を収容可能な空間４−１ｉａを有している。これにより、複数のリード線５（及び保護チューブ７）を空間４−１ｉａへ収容することができる。

なお、ヒートシンク固定部４−１ｉ又はヒートシンク本体部２１ｉは、複数の部材が取り外し可能に嵌合されることなどにより、複数のリード線５（及び保護チューブ７）が通過可能なように構成されていてもよい。この場合、複数のリード線５（及び保護チューブ７）を空間４−１ｉａへ取り外し可能に収容することができる。

また、複数のリード線５（及び保護チューブ７）を収容し固定する箇所は、基板スペースや電子部品形状およびヒートシンク形状にあわせ、適宜決めてもよい。

このように、実施の形態２では、ヒートシンク固定部をリード線固定部として兼用するので、別部品や特殊工程を必要とすることなく、リード線の止め構造が安価な構成で得ることができる。また、プリント基板や電子部品の品種にかかわらず、電子部品の放熱と電子回路のノイズ耐力の向上とを図ることができる。

なお、上記の実施の形態１及び実施の形態２にかかる電子回路は、図１〜３に示すように、モータ９を駆動するための回路（例えば、フィルタ回路、電源回路、複数のスイッチング素子を含むインバータ回路など）としてモータ９の近くに実装されても良い。この場合、安全のため、電子回路は、板金カバーにより覆われ、ヒートシンクと板金カバーとは放熱シートを介して接触させることで、電子部品の熱を基板外に放熱させてもよい。

このように、モータ９上に電子回路を実装することにより、板金カバーを回路カバー兼放熱部材として扱うことができる。また、電子回路を外部に配置する必要がないため、モータとプリント基板とを接続するリード線が不要となる。さらに、例えば、スイッチング素子を含む電子回路を板金カバーの内部に配置するため、板金カバーを電磁波のシールドケースとしても機能させることができ、外部に放出する電磁波等のノイズを低減できる。

以上のように、本発明にかかる電子回路、及びモータは、モータを駆動する電子回路に適している。

１ 電子部品
２、２ｉ ヒートシンク
２ａ 主面
２ａ１−１、２ａ１−２ 端部
３ リード線固定部
３ａ 隙間
３ｂ 空間
４−１、４−１ｉ、４−２ ヒートシンク固定部
４−１ｉａ 空間
５ リード線
６ コネクタ部
７ 保護チューブ
８ プリント基板
９ モータ
１０−１、１０−２ はんだ付部
１１ グランドパターン
２１ｉ ヒートシンク本体部
１００、１００ｉ 電子回路

Claims (5)

1. グランドパターンを有するプリント基板と、
   前記プリント基板に搭載された電子部品と、
   前記電子部品に接触して前記電子部品の放熱を行うように前記プリント基板に取り付けられたヒートシンクと、
   前記プリント基板と外部負荷とを電気的に接続するリード線と、
   を備え、
   前記ヒートシンクは、前記プリント基板の前記グランドパターンと電気的に接続されており、
   前記リード線は、前記ヒートシンクに固定されている
   ことを特徴とする電子回路。
2. 前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクを前記プリント基板に固定するためのヒートシンク固定部を有し、
   前記リード線は、前記ヒートシンク固定部に引っ掛けられて固定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
3. 前記ヒートシンクは、突起部を有し、
   前記リード線は、前記突起部に引っ掛けられて固定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
4. 前記突起部は、前記ヒートシンクにおける前記プリント基板と反対側の主面の端部から前記プリント基板へ近づくように延びている
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子回路。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の電子回路を内蔵したモータ。