JP5849987B2 - 板状金属部材及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、主に電子機器において用いられる板状金属部材及び電子機器に関する。

一般的な電子機器において用いられる板状の金属部材としては、例えば、特許文献１に示すように、機器内の電子部品をヒートシンクに固定するための固定金具が挙げられる。また、電子機器内の電子部品間を接続するために、特許文献２に示すように、板状の金属部材がバスバーとして用いられる場合もある。

実開平０１−１２０３４８号公報 特開平０８−０６４９７６号公報

しかしながら、上記特許文献１，２で示した金属部材は、いずれも容易に重ね合わせることができる。板状金属部材の重ね合わせが容易であると、電子機器の組み立ての際に板状金属部材を重ね合わせた状態であることに気付かず電子機器に対して取り付けてしまい、押圧する電子部品がずれてしまうこと等による電子機器の不良を導く可能性がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、容易に重ね合わさることを防止した板状金属部材及びこの板状金属部材を用いた電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る板状金属部材は、電子機器内に固定される固定部と、前記固定部と連続して設けられて当該電子機器内の部品を弾性によって押圧する弾性押圧部と、を備え、平板状の金属からなる板状金属部材であって、その一部を折り曲げ加工することによって形成された、前記板状金属部材の本体表面から突起する突起部を有することを特徴とする。

上記の板状金属部材によれば、折り曲げ加工によって形成された突起部が設けられることによって、板状金属部材同士が隙間なく重なり合うことを防止することができる。したがって、電子機器の組み立て時においても板状金属部材を重ね合わせた状態で取り付けることが抑制され、電子機器の不良の発生を低減することができる。

ここで、前記弾性押圧部は、前記固定部の周縁から所定の間隔を有して延びる少なくとも２つの押圧部によって形成され、前記２つの押圧部のそれぞれにおいて、他方の押圧部と近接する側の周縁から当該他方の押圧部側に突出する突出領域が設けられ、前記突起部は、前記２つの押圧部のそれぞれに設けられた前記突出領域を折り曲げることで形成されている態様することができる。

このように２つの押圧部の間の突出領域を折り曲げることで突起部が形成されている場合、従来は使用されない２つの押圧部間の領域の金属材料を使用して突起部を製造していることから、追加の材料コストの削減・製造コストの低減が期待できる。

また、前記突起部は、前記板状金属部材の厚さ方向に貫通するように切り込まれた切り込み線の端部と交差する折り曲げ線に沿って、前記切り込み線によって切り込まれた領域以外を折り曲げることで形成されている態様とすることができる。

このような構成を有する場合、折り曲げ線に沿って折り曲げた場合に折り曲げられなかった領域が突起部となる。

また、前記突起部は、前記固定部又は前記弾性押圧部において厚さ方向に貫通する切り込みを設けることによって区切られた切込部を折り曲げることで形成されている態様とすることができる。

このような構成を有する場合、切込部を折り曲げることで突起部が形成されることから、作業的にも容易に突起部を形成することができ、板状金属部材が容易に重なり合うことを防止することができる。

また、本発明に係る板状金属部材は、電子機器内で用いられて、平板状の金属からなる板状金属部材であって、裏面側から絞り加工することによって形成された、前記金属の本体表面から突起する突起部を有することを特徴とする。

上記の板状金属部材によれば、裏面側の絞り加工によって形成された突起部が設けられることによって、板状金属部材同士が隙間なく重なり合うことを防止することができる。したがって、電子機器の組み立て時においても板状金属部材を重ね合わせた状態で取り付けることが抑制され、電子機器の不良の発生を低減することができる。

ここで、電子機器内に固定される固定部と、前記固定部と連続して設けられて当該電子機器内の部品を弾性によって押圧する弾性押圧部と、を備える態様とすることができる。

また、本発明に係る電子機器は、上記の板状金属部材と、前記板状金属部材の弾性押圧部によって押圧固定される電子部品と、を備えることを特徴とする。

上記の電子機器によれば、金属の本体表面から突起する突起部を備える板状金属部材が用いて電子部品を押圧固定することから、電子機器の組み立て時においても板状金属部材を重ね合わせた状態で取り付けることが抑制され、電子機器の不良の発生を低減することができる。

本発明によれば、容易に重ね合わさることを防止した板状金属部材及びこの板状金属部材を用いた電子機器が提供される。

本発明の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に示す電源装置の分解斜視図である。 第１固定具の概略斜視図である。 第１固定具の上面図である。 第２固定具の概略斜視図である。 第１の変形例に係る板状金属部材の概略斜視図である。 第２の変形例に係る板状金属部材の概略斜視図である。

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。

（電子機器）
図１は、本発明の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、図１に示す電源装置１の分解斜視図である。

図１及び図２に示す電源装置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、筺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が、図１では、スイッチング電源装置１を構成する部品として、筺体１０と、スイッチング回路等が収容された回路基板２０と、トランス３０と、を備えている。さらに、図１，２に示す電源装置１では、本発明の特徴をなす板状金属部材である第１固定具４０及び第２固定具５０を備える。

筺体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、筺体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。また、図１，２では、電源装置１のケース側面を構成する筺体１０の側壁についても省略している。筺体１０の底面側には、筺体を冷却するための放熱フィン１１が設けられていて、放熱フィン１１は、空冷により冷却される。これにより、筺体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、筺体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。

筺体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接続される。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２５が設けられ、熱伝導性材料２５を介して回路基板２０の下面側は、筺体１０の底面部に対して熱的に接続される。また、回路基板２０は厚さ方向に伸びる貫通孔２１，２２を備える。

トランス３０は、回路基板２０に載置された電子部品である。トランス３０は、回路基板２０に設けられた貫通孔２１，２２に対して一方のコアであるＥ型コア３１の脚部３１Ａ，３１Ｂをそれぞれ貫通させ、筺体１０に載置された他方のコアであるＩ型コア３２と対向配置される。なお、Ｅ型コア３１の脚部３１Ｃは、回路基板２０の貫通孔ではなく、回路基板２０の外側でＩ型コア３２と対向する構成となっている。

第１固定具４０は、筺体１０に対してネジ６１によって固定されると共に、トランス３０のＥ型コア３１を上方から弾性押圧することで、トランス３０を筺体１０に対して固定する機能を有する。また、第２固定具５０は、筺体１０に対してネジ６２によって固定されると共に、回路基板２０に対してネジ６３によって固定されることで、回路基板２０の移動を抑制する機能を有する。

（第１固定具）
次に、第１固定具４０について、さらに図３，４を用いて説明する。図３は、第１固定具の概略斜視図であり、図４は、第１固定具の上面図である。

第１固定具４０は、弾性を有する平板状の金属を切り出した後、折り曲げ加工によって製造されている。この第１固定具４０は、筺体１０に対してネジ固定するための固定部４１と、固定部４１の周縁側から所定の間隔を有して延びる２つの押圧部４５，４６を含んで構成される弾性押圧部４４と、を備える。

固定部４１は、図１，２に示すように、筺体１０に対して固定するための貫通孔４１Ａが形成されている領域であり、貫通孔４１Ａに対してネジが挿通されて筺体１０に対して第１固定具４０が固定されることで、第１固定具４０を構成する金属の特性に基づいて電子部品の弾性押圧がなされる。なお、貫通孔４１Ａに対してネジが挿通される際、第１固定具４０と筐体１０とが電気的に接続しないように、両者の間に絶縁部材を挟む構成とすることもできる。

弾性押圧部４４は、平坦な固定部４１に連続し、固定部４１の周縁から上方に曲げられた第１の領域４４Ａと、第１の領域４４Ａに連続し、第１の領域４４Ａから下方に曲げられた第２の領域４４Ｂと、を備える。そして、押圧部４５，４６は第２の領域４４Ｂに形成されている。

押圧部４５，４６は、固定部４１の周縁側から略平行に伸び、それぞれの先端（固定部４１とは逆側の端部）に、第２の領域４４Ｂに対して上方に折り曲げられた当接部４５Ａ，４６Ａが設けられていて、当接部４５Ａ，４６Ａの下端側が押圧対象となる電子部品（ここではトランス３０のＥ型コア３１）に対して当接することで、電子部品を押圧する。第１固定具４０のように複数の押圧部４５，４６を備える場合、押圧部が１つである場合と比較して、電子部品に対してかかる力を好適に分散することができる。

ここで、押圧部４５のうち、略平行に伸びる押圧部４６と近接して対向する側縁４５１には、押圧部４５の幅を狭くするように内側に切り欠かれた切欠き部４５２が形成される。また、押圧部４６においても、略平行に伸びる押圧部４５と近接して対向する側縁４６１には、押圧部４６の幅を狭くするように内側に切り欠かれた切欠き部４６２が形成される。押圧部４５における切欠き部４５２と押圧部４６における切欠き部４６２とは、対向するように形成される。そして、押圧部４５では、切欠き部４５２において、側縁４５１から図示上方に突起する突起部４７が形成される。また、押圧部４６では、切欠き部４６２において、側縁４６１から図示上方に突出する突起部４８が形成される。この突起部４７，４８は、側縁４５１，４６１に沿って互いに異なる位置に設けられる。

上記の突起部４７，４８は、第１固定具４０を板金から切り出す際に押圧部４５と押圧部４６の間に、側縁４５１，４６１間の距離が大きくなるように切欠き部４５２，４６２を形成しつつ、切欠き部４５２，４６２の領域の一部の板金を他方の押圧部側に突出する突出領域として側縁４５１，４６１と共に切り出し、これを折り曲げ加工して形成されている。

このような第１固定具４０では、本体表面から突起する突起部４７，４８を備えることで、複数の第１固定具４０を、平面視において重なるように上下方向に重ね合わせることを困難にしている。また、仮に重ねたとしても、平面視において互いに異なる位置で第１固定具４０同士が重ねられるか、又は、下側の第１固定具に対して上側の第１固定具が浮いた状態で重ねられる。したがって、第１固定具４０を容易に重ね合わせることが防止され、電源装置１を組み立てる際に第１固定具４０が重なった状態で筺体１０に対して取り付けられることを防止することができる。また、仮に電子機器１を製造する際に誤って第１固定具４０を重ねたまま筺体１０に対して取り付けられたとしても、外観検査等によって容易に発見することができ、電源装置１の不良発生率を低くすることもできる。

また、第１固定具４０の場合、容易に重ね合わせることを防止するための突起部４７，４８は、押圧部４５と押圧部４６との間に形成された突出領域の板金を利用して形成されている。突起部４７，４８を形成しない場合には、押圧部４５と押圧部４６との間の板金は利用されない領域の材料を使用して製造していることから、追加の材料コストを必要とせず、また製造コストを抑えて突起部４７，４８を形成することが可能となる。

（第２固定具）
次に、第２固定具５０について、図５を用いて説明する。図５は、第２固定具の概略斜視図である。

第２固定具５０は、弾性を有する平板状の金属を切り出した後、折り曲げ加工及び絞り加工を用いて製造によって製造されている。この第２固定具５０は、筺体１０に対してネジ固定するための固定部５１と、固定部５１に連続して設けられて電子部品に対して取り付けられる支持部５２と、を備える。第２固定具５０が第１固定具４０と異なる点は、第１固定具４０の弾性押圧部４４では、材料となる金属の弾性を利用して電子部品を押圧固定するのに対して、第２固定具の支持部５２では、ネジ止めによって電子部品に対して取り付けることで電子部品を支持する点である。

固定部５１は、図５に示すように、貫通孔５１Ａが形成されていて、貫通孔５１Ａに対してネジが挿通されて筺体１０に対して第２固定具５０が固定される（図１，２参照）。支持部５２には、貫通孔５２Ａが形成されていて、ネジが挿通されて回路基板２０に対して取り付けられる。

また、支持部５２には、第２固定具５０の裏面側（下面側）からの絞り加工によって形成された本体表面から突起する突起部５５を備える。突起部５５の位置は特に限定されない。また、大きさについても特に限定されない。

上記の第２固定具５０においても、第１固定具４０と同様に、本体表面から突起する突起部５５を備えることで、複数の第２固定具５０を上下方向に重ね合わせることを困難にしている。また、仮に重ねたとしても、下側の第２固定具に対して上側の第２固定具が浮いた状態で重ねられる。したがって、第２固定具５０を容易に重ね合わせることが防止され、電子機器１を組み立てる際に第２固定具５０が重なった状態で筺体１０に対して取り付けられることを防止することができる。

また、第２固定具５０の場合、容易に重ね合わせることを防止するための突起部５５は、絞り加工によって形成されていることから、突起部５５を形成するための材料を新たに準備する必要がなく、コスト的にも安価に作成することができる。

なお、第２固定具５０は、回路基板２０を筺体１０に対して固定するために用いられているが、第２固定具と同様の構造を、例えば、平板上の金属を加工して製造され、電子機器内の電子部品間の電気的接続に用いられるバスバーに適用することも可能である。バスバーの場合には、固定部５１は筺体１０に対して固定されるのではなく、電源装置１内の電子部品の端子等に対して接続して固定されることになる。また、支持部５２は、固定部５１が接続される電子部品とは異なる電子部品と接続される。

このように、本実施形態に係る板状金属部材は、平板上の金属から加工され、且つ、その部材の本体表面から突起する突起部を備えている構成であれば、金属の主面の厚さ方向に沿って板状金属部材同士が重なることを防止することができる。そして、突起部が、折り曲げ加工又は裏面からの絞り加工によって形成されることで、突起部を設けるためのコストを抑制することができると共により簡易な方法で突起部を形成することができる。

また、本実施形態に係る板状金属部材の構成をバスバーに適用した場合、突起部５５は絞り加工によって形成されているため、加工前と後での板状金属部材の体積がほぼ同一であることから、突起部５５近辺における抵抗値が増大することなく板状金属部材同士が重なることを防止することができる。

（変形例）
以上、本実施形態に係る電源装置１に用いられる板状金属部材として、第１固定具４０及び第２固定具について説明したが、上述のように板状金属部材の本体表面から突出する突起部の形状等は種々の変更をすることができる。また、板状金属部材が筺体１０内の電子部品を弾性押圧する部材であったとしても、その形状は実施形態に係る電源装置に用いられた第１固定具の形状に限定されない。以下、板状金属部材の変形例について説明する。

図６は、第１の変形例に係る板状金属部材の構成を示す図であり、図６（Ａ）はその概略斜視図であって、図６（Ｂ）は正面図である。

第１の変形例に係る板状金属部材８０は、電子部品を上方から弾性押圧することで、電子部品を固定する固定具として用いられ、弾性を有する平板状の金属を切り出した後、折り曲げ加工によって製造されたものである。この板状金属部材８０では、弾性押圧部８１が中央に設けられ、その両端に固定部８２，８３が形成されている。

固定部８２，８３は、筺体１０等にネジ止め固定するための貫通孔８２Ａ，８３Ａをそれぞれ備える。固定部８２と固定部８３との間に設けられる弾性押圧部８１は、図６に示すように、固定部８２，８３に連続して、固定部８２，８３の端部からそれぞれ上方に伸びる壁部８１Ａ，８１Ｂと、壁部８１Ａ及び壁部８１Ｂの上方側の端部同士を連結すると共にその中央部が下方に向けて撓んでいる当接部８１Ｃと、を含んで形成される。電子部品を弾性押圧して固定する場合には、当接部８１Ｃの下方に電子部品を配置した状態で固定部８２，８３をそれぞれ筺体１０に対してネジ止め固定することで、当接部８１Ｃが電子部品に当接し押圧する。

ここで、板状金属部材８０は、当接部８１Ｃにおいて金属の表面から突出する突起部８５，８６を備える。突起部８５，８６は、いずれも当接部８１Ｃを構成する金属の一部に切り込みを設け、この切り込みによって区切られた切込部８５’，８６’を折り曲げ加工することによって形成したものである。（図６（Ａ）では、切込部であった領域を示している。）

このように、板状金属部材８０は、平板上の金属から加工され、且つ、その部材の本体表面から突起する突起部８５，８６を備えている構成であるので、金属の主面の厚さ方向に沿って板状金属部材８０同士が重なることを防止することができる。

なお、板状金属部材８０のように突起部を複数設けていてもよいし、１つであってもよい。また、板状金属部材８０のように、突起部は周縁部とは異なる位置に設けてもよいし、周縁部に沿って形成することもできる。例えば、金属の周縁に沿って、２本の切り込み線を入れることで他の領域から区切られた切込部を形成し、その切込部を折り曲げることで突起部を形成することもできる。

図７は、第２の変形例に係る板状金属部材の構成を示す概略斜視図である。第２の変形例に係る板状金属部材９０は、上記実施形態で示した第１の固定具４０と同様に電子部品を弾性押圧する固定具として機能し、筺体等に対してネジ固定するための固定部９１と、固定部９１の周縁側から所定の間隔を有して延びる２つの押圧部９５，９６を含んで構成される弾性押圧部９４と、を備える。

図７に示す板状金属部材９０において弾性押圧部９４は、平坦な固定部９１に連続し、固定部９１の周縁から上方に曲げられた第１の領域９４Ａと、第１の領域９４Ａに連続し、第１の領域９４Ａから下方に曲げられた第２の領域９４Ｂと、を備える。ここで、板状金属部材９０における突起部９７は、第１の領域９４Ａと第２の領域９４Ｂとの境界である折り曲げ線９９に沿って形成されている。

具体的には、突起部９７は、板状金属部材９０の厚さ方向に貫通するように切り込まれた切り込み線９８（突起部９７の外周に相当する）の端部と交差する折り曲げ線９９に沿って、切り込み線９８によって切り込まれた領域以外を折り曲げることで形成されている。これによって、突起部９７は、板状金属部材９０の本体表面である第２の領域９４Ｂに対して突出する突起部となる。

このように、板状金属部材９０は、平板上の金属から加工され、且つ、その部材の本体表面から突起する突起部９７を備えている構成であるので、金属の主面の厚さ方向に沿って板状金属部材９０同士が同じ向きに重なることを防止することができる。

そして上記の板状金属部材９０のように、板状金属部材９０の本体形状を作るための折り曲げ加工（ここでは折り曲げ線９９に沿った折り曲げ加工）を利用して突起部９７を形成する構成とすることもできる。

なお、突起部９７は、図７に示すように板状金属部材９０の略中央に設ける必要はなく、その位置は適宜変更することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、突起部の位置、形状、数等は、適宜変更することができる。また、上記実施形態では、板状金属部材が電子機器内の電子部品を固定する場合について主に説明したが、上述したように板状金属部材の適用は電子機器に用いるのであれば特に限定されず、例えば、電子部品とは異なる部材を固定するための固定具であってもよいし、バスバー等のように部品の固定とは異なる目的に用いられる部材であってもよい。

１…電子機器、１０…筺体、２０…回路基板、３０…トランスコア、４０…第１固定具（板状金属部材）、５０…第２固定具（板状金属部材）、８０，９０…板状金属部材。

Claims (5)

1. 電子機器内に固定される固定部と、前記固定部と連続して設けられて当該電子機器内の部品を弾性によって押圧する弾性押圧部と、を備え、平板状の金属からなる板状金属部材であって、
   前記板状金属部材の表面から前記板状金属部材を重ねる方向へ突起する突起部を有することを特徴とする板状金属部材。
2. 前記弾性押圧部は、前記固定部の周縁から所定の間隔を有して延びる少なくとも２つの押圧部によって形成され、
   前記２つの押圧部のそれぞれにおいて、他方の押圧部と近接する側の周縁から当該他方の押圧部側に突出する突出領域が設けられ、
   前記突起部は、前記２つの押圧部のそれぞれに設けられた前記突出領域から形成されていることを特徴とする請求項１記載の板状金属部材。
3. 前記板状金属部材は、厚さ方向に貫通する切り込み線の端部同士を結び前記板状金属部材の主面に沿って延びる折り曲げ線により区切られ、互いに異なる方向に延びる第１の領域と第２の領域とを有し、
   前記突起部は、前記折り曲げ線から前記板状金属部材を重ねる方向へ突起することを特徴とする請求項１記載の板状金属部材。
4. 前記突起部は、前記固定部又は前記弾性押圧部において厚さ方向に貫通する切り込みによって区切られた切込部から形成されている請求項１記載の板状金属部材。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の板状金属部材と、
   前記板状金属部材の弾性押圧部によって押圧固定される電子部品と、
   を備えることを特徴とする電子機器。

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