JPH09283883A - パワー制御装置 - Google Patents

パワー制御装置

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JPH09283883A
JPH09283883A JP9235696A JP9235696A JPH09283883A JP H09283883 A JPH09283883 A JP H09283883A JP 9235696 A JP9235696 A JP 9235696A JP 9235696 A JP9235696 A JP 9235696A JP H09283883 A JPH09283883 A JP H09283883A
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    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144Stacked arrangements of planar printed circuit boards

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2枚の回路基板の固定において耐震性を損な
うことなく、ネジ取付工程を少なくでき、回路基板の有
効面積を広くとれることによるパワー制御装置の小型化
の促進を図ることを目的とする。 【解決手段】 平行に配置される2枚の回路基板14,
15、段差17をつけたボス部13を有する放熱器1
2、中空の合成樹脂製スペーサ19、ネジ22で構成す
ることにより2枚の回路基板の固定を耐震性を損なうこ
となく、ネジ取付工程が少なくなる。また上側の回路基
板を支えるものが合成樹脂製スペーサ19であることか
ら絶縁距離を確保するためのスペースを考慮する必要が
なく、回路基板の有効面積を広くとれ、それによりパワ
ー制御装置の小型化の促進を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用機械などに
使用される特にパワー変換器の熱を放熱する放熱器を有
するパワー制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年産業分野において、インバータ,サ
ーボコントローラーなどのパワー変換器などを有するパ
ワー制御装置が、広く使用されるようになってきた。以
下にパワー制御装置の構成について図6〜図8を参照し
て説明する。パワー制御装置は、カバー2,パワー変換
器5,端面にタップ部を設けた固定用ボス部8,9を有
するパワー変換器の熱を放熱する放熱器1、パワー変換
器とコネクタや端子の半田付けにより電気的接続され平
滑コンデンサ・トランス・リレーなどを実装してある第
一回路基板(パワー回路基板)4、第一回路基板とコネ
クタや電線ケーブルなどで電気的接続される第二回路基
板(制御回路基板)3、前記第一,第二回路基板を前記
固定用ボス部に固定するための取付ネジ6などで構成さ
れている。
【0003】同様に図9〜図11も、パワー制御装置の
主要構成を示す説明図であり、図6〜図8との違いは、
第一回路基板4を前記固定用ボス部8にネジ付きスペー
サ7で固定し、さらに第二回路基板3をそのネジ付きス
ペーサのタップ部へ取付ネジ6で固定するように構成さ
れている。パワー制御装置は、その用途上振動のある場
所で使用される場合も多く、前記のように回路基板はネ
ジなどにより強固に固定しておく必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年産業用機
械の小型化にともないパワー制御装置も小型化が望まれ
ている。そのため、使用される回路基板の大きさも小さ
くする必要があり、回路基板の有効面積を少しでも広く
確保するため基板の固定に必要となるネジ穴やネジ・ス
ペーサ等のスペース、さらにそれらが金属の場合には絶
縁距離を確保するためのスペースも最小限に抑えなけれ
ばならなくなる。
【0005】ここで、図6〜図8の回路基板の固定構成
の場合、第一回路基板4には4本の取付ネジ6が、第二
回路基板3にも4本の取付ネジ6が必要となり合計8回
のネジ取付工程が必要となる。また、第一回路基板4に
は4本の第二回路基板3の固定用ボス部8との干渉を避
けるため図7のように空間スペース10が必要となる。
更に、固定用ボス部9が金属の場合は、回路基板との絶
縁距離を確保するためのスペースSも考慮しなければな
らず第一回路基板4の有効面積が小さくなるという問題
点がある。
【0006】また、図9〜図11の回路基板の固定構成
の場合、第一回路基板4の有効面積は図6〜図8の場合
より広くなるが、第一回路基板4を固定するために第二
回路基板3のネジ止めも兼ねるネジ付きスペーサ7を4
本ネジ止めすることが必要となる。また、第二回路基板
3にはネジ付きスペーサ7への4本の取付ネジ6が必要
となるので、この場合も合計8回のネジ取付工程が必要
となる。ここで、4本のネジ付きスペーサ7が金属の場
合は、図10のように第一回路基板の絶縁距離を確保す
るためのスペースSを考慮する必要があるので第一回路
基板の有効面積が狭くなり、また合成樹脂製の場合に
は、取付ネジのネジ締め時に合成樹脂製タップ部のネジ
山が破損しやすいなどの問題がある。
【0007】本発明は、上記課題を解決するもので、2
枚の回路基板の固定において耐震性を損なうことなく、
ネジ取付工程を少なくでき、回路基板の有効面積を広く
とれることによるパワー制御装置の小型化の促進を図る
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、段差をつけた複数のボスを有する放熱器と
中空の樹脂スペーサと取付ネジで2枚の回路基板を固定
するように構成したものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、段差をつけた複数のボ
ス部を有するパワー変換器などの熱を放熱する放熱器
と、前記ボス部の段差に載せられ、パワー変換器などを
接続した第一回路基板と、前記ボス部に挿入された中空
の合成樹脂製スペーサと、前記第一回路基板と電気的に
接続され、前記合成樹脂製スペーサの上に載せられる第
二回路基板とを具備し、これら第一,第二回路基板はボ
ス部上端にネジ止めされた取付ネジで固定したもので、
2枚の回路基板の固定において耐震性を損なうことな
く、ネジ取付工程を少なくでき、回路基板の有効面積を
広くとれるという作用を有する。
【0010】また、合成樹脂製スペーサと、第一,第二
回路基板との間に相係合する凹凸部を形成し、ネジ止め
工程時に回路基板を別の治具を使って位置決めする必要
がないという作用を有する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付図面を
参照しつつ説明する。 (実施例1)図1〜4において、パワー制御装置は、パ
ワー変換器11を取り付けた放熱器12と、この放熱器
12より上方へ4本突設したボス部13を介して固定さ
れた第一,第二回路基板14,15と、これらを覆うカ
バー16とから構成されている。上記第一回路基板14
は、パワー変換器5とコネクターや端子を介して半田付
けにより電気的に接続され、平滑コンデンサ,トランス
・リレーなどが実装されている。
【0012】また第二回路基板15は、上記第一回路基
板14とコネクターや電線ケーブルなどを介して電気的
に接続されている。上記ボス部13のそれぞれは、途中
より小径となっていて、その境部に段差17が設定して
ある。そして第一回路基板14はその四隅に形成した孔
18をボス部13に通して段差17で位置決めされる。
さらにボス部13の小径部には、外径がボス部13の外
周径と同一の合成樹脂製の筒状スペーサ19が被せられ
ている。
【0013】このスペーサ19の下端は第一回路基板1
4の上面に接し、また上端はボス部13よりもやや突出
している。第二回路基板15は、スペーサ19の上端で
支持され、四隅に形成した孔20を貫通して、ボス部1
3のタップ部21にネジ22を螺合することで実質的に
同ボス部13に固定され、また第一回路基板14もスペ
ーサ19の押圧力で段差17にしっかりと固定されるこ
ととなる。
【0014】上記構成において、回路基板の固定は、ま
ず第一回路基板14をボス部13の段差17の上に載せ
る。次にボス部13の小径部分に合成樹脂製スペーサ1
9を挿入し、そのスペーサ19の上に第二回路基板15
を載せ、4個のネジ22を締め付ける。ここで、合成樹
脂製スペーサ19の長さは、ボス部13よりやや突出す
る値に設定してあるために、ネジ22を締め付けること
により下側の第一回路基板14は、合成樹脂製スペーサ
19の端面で押さえられて固定され、上側の第二回路基
板15は、合成樹脂製スペーサ19の端面とネジ22で
はさまれて固定される。
【0015】以上の例では、2枚の回路基板の固定を4
回のネジ止め工程で行ったことになる。これにより、2
枚の回路基板の固定を耐震性を損なうことなく、ネジ取
付工程が本来8回必要なところを4回で行え、第二回路
基板15を支えるボス部13が4本の合成樹脂製スペー
サ19であることから絶縁距離を考慮する必要がなく、
これら回路基板14,15の有効面積を広くとれるとい
う効果が得られる。
【0016】なお、上記従来例では下側の第一回路基板
14を4カ所で固定し、上側の第二回路基板15も4カ
所で固定する場合の例で説明したが、その他の場合も同
様に以下のように考えることができる。 上側の第二回路基板の必要固定カ所数(U) 下側の第一回路基板の必要固定カ所数(L);ただし、
U≦Lとすると、本来必要なネジ止めカ所数=U+Lで
あるが、本発明によると、 ネジ止めカ所数=L (U<Lの場合、上側(U)カ所、下側(L−U)カ所
のネジ止めを行う。) (U=Lの場合、上側(L)カ所のネジ止めを行う。) 合成樹脂製スペーサの数=合成樹脂製スペーサの挿入工
程回数=U となる。ここで、ネジ止め工程の工数(S)と挿入工程
の工数(I)は、S>>I(I≒0)なのでUカ所のネ
ジ止め工程が削減でき、(U×S)の工数削減ができる
ことになる。
【0017】(実施例2)図5に示すものは、スペーサ
19の下端と上端よりそれぞれ凸部23,24を突設し
て、第一,第二回路基板14,15の凹部25,26に
係合させたものである。この実施例によれば、凹凸係合
によって第一,第二回路基板14,15の位置決めが図
られ、ネジ止め時にこれらが回ることがなくなり、特別
の位置決め用工具を用いる必要性がなくなる。
【0018】なお、以上の説明では、放熱器のボス部と
樹脂スペーサが円筒形の場合の例で説明したが、その他
の場合も同様に実施可能である。また、前記において、
パワー制御装置が−20℃〜80℃などの温度変化の大
きな環境で放置されたり使用される場合に、合成樹脂製
スペーサが温度変化によって伸縮し、結果的にネジがゆ
るみ、回路基板を強固に固定できなくなる場合には、合
成樹脂製スペーサに熱膨張係数が放熱器とほぼ等しい樹
脂材料を用いればよい。これにより環境温度変化により
樹脂スペーサが伸縮しても同様に放熱器も同じだけ伸縮
するので、取付ネジのゆるみが発生しない。
【0019】例えば、放熱器の材料にアルミダイカスト
(ADC12)を用いる場合、その熱膨張係数は、約2
1cm/cm℃×10-6なので、樹脂材料もそれとほぼ同じ
値を示すものを用いれば良い。以上のようにすれば、取
付ネジのゆるみが生じず回路基板を強固に固定したまま
にできる。なお、以上の説明では、放熱器の材料をアル
ミダイカスト(ADC12)の場合の例で説明したが、
その他の場合も同様に実施可能である。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、2枚の回
路基板の固定において耐震性を損なうことなく、ネジ取
付工程を少なくでき、回路基板の有効面積が広くとれ、
それによりパワー制御装置の小型化の促進を図ることが
できるという効果が得られる。また、回路基板のネジ止
め工程時に回路基板を別の治具を使って位置決めする必
要がないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】パワー制御装置の実施例を示す断面図
【図2】要部拡大断面図
【図3】第一回路基板の正面図
【図4】第二回路基板の正面図
【図5】パワー制御装置の他の実施例を示す断面図
【図6】パワー制御装置の従来例を示す断面図
【図7】第一回路基板の正面図
【図8】第二回路基板の正面図
【図9】パワー制御装置の従来例を示す断面図
【図10】第一回路基板の正面図
【図11】第二回路基板の正面図
【符号の説明】
11 パワー変換器 12 放熱器 13 ボス部 14 第一回路基板 15 第二回路基板 17 段差 19 スペーサ 22 ネジ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】段差をつけた複数のボス部を有するパワー
    変換器などの熱を放熱する放熱器と、前記ボス部の段差
    に載せられ、パワー変換器などを接続した第一回路基板
    と、前記ボス部に挿入された中空の合成樹脂製スペーサ
    と、前記第一回路基板と電気的に接続され、前記合成樹
    脂製スペーサの上に載せられる第二回路基板とを具備
    し、これら第一,第二回路基板はボス部上端にネジ止め
    されたネジで固定したパワー制御装置。
  2. 【請求項2】スペーサと、第一,第二の回路基板との間
    に相係合する凹凸部を形成した請求項1記載のパワー制
    御装置。
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