WO2019064929A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2019064929A1
WO2019064929A1 PCT/JP2018/029240 JP2018029240W WO2019064929A1 WO 2019064929 A1 WO2019064929 A1 WO 2019064929A1 JP 2018029240 W JP2018029240 W JP 2018029240W WO 2019064929 A1 WO2019064929 A1 WO 2019064929A1
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main surface
stud member
stud
heat
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Inventor
隆行 三輪
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device provided with a heat sink that dissipates heat generated from a heat-generating component to the outside.
  • an electronic device such as a power conditioner for solar power generation
  • various electric components are accommodated in a housing.
  • Electrical components generate heat due to their operation.
  • such electronic devices generally include a heat sink that dissipates the heat of the electrical component to the outside (see, for example, Patent Document 1).
  • the heat sink is attached to the outside of the housing to enhance heat dissipation.
  • the heat sink is fixed to the housing by screwing a screw into a screw hole formed in the base portion of the heat sink.
  • Patent No. 5896833 gazette
  • electronic devices such as a power conditioner
  • a power conditioner may be installed outdoors.
  • An object of the present invention is to provide an electronic device capable of suppressing an increase in size.
  • An electronic device includes: a base plate having a first main surface and a second main surface, and a plurality of first through holes and a plurality of second through holes penetrating in a thickness direction;
  • the first stud member which is driven into the plurality of first through holes and protrudes from the first main surface
  • the second stud which is driven into the plurality of second through holes and protrudes from the second main surface
  • a heat generating component attached to the first main surface by the stud member, the first fastening member, the second fastening member, the first stud member and the first fastening member, and the second
  • the heat sink attached to the second main surface by the stud member and the second fastening member, and the first main surface of the base plate are attached so as to ensure hermeticity, and accommodate the heat-generating component And a cover member.
  • the heat of the heat generating component is transmitted to the heat sink via the base plate and is dissipated from the heat sink.
  • the heat sink is attached to the base plate by a second stud member and a second fastening member driven into the base plate. Therefore, the heat sink can be made thinner than the one in which the heat generating member and the casing are fixed to the heat sink by the screw screwed into the heat sink, and the enlargement of the electronic device can be suppressed.
  • the stud member does not have a groove or the like for inserting a tool for attaching and detaching a driver or the like to the head, and refers to a member capable of ensuring the sealing property with the fixed base plate.
  • the liquid can be prevented from infiltrating from the side to which the heat sink is attached to the inside of the electronic device having the base plate to which the heat sink is attached.
  • the stud member is driven into the through hole is not limited to driving the head of the stud member with a tool such as a hammer and pressing the head into the through hole. It also includes pressing and pressing the head of the
  • the first stud member has a main body portion to be inserted into the first through hole, and a head having an outer diameter larger than the inner diameter of the first through hole, and the head is
  • the first stud member is plastically coupled to the base plate by being driven into the first through hole, and the second stud member is inserted into the second through hole, and the second stud member is inserted into the second through hole.
  • the second stud member is plastically connected to the base plate by having a head with an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole, and the head is driven into the second through hole.
  • the first stud member and the base plate, and the second stud member and the base plate are plastically coupled to each other by the driving of the first stud member and the second stud member into the base plate. Infiltration of etc. is prevented.
  • the second stud member does not protrude from the first main surface of the base plate.
  • the member can be disposed on the first main surface of the base plate with respect to the portion into which the second stud member is punched, and the degree of freedom in design such as the arrangement of the member is increased.
  • the first stud member does not protrude from the second main surface of the base plate. According to this configuration, the heat sink can be brought into close contact with the second main surface of the base plate, and the thermal conductivity from the base plate to the heat sink is improved.
  • the electronic device further include a packing disposed between the cover member and the first main surface of the base plate. According to this configuration, the internal sealability of the electronic device can be further enhanced.
  • the heat-generating component is preferably a component used in a conversion circuit that converts a DC voltage into an AC voltage. According to this configuration, the waterproofness of the electronic device can be secured, and the heat generated from the conversion circuit included in the electronic device can be easily dissipated to the outside.
  • the heat generating component is at least one of a power semiconductor element and a reactor. According to this configuration, the waterproofness of the electronic device can be ensured, and the power semiconductor element having a large amount of heat generation and the reactor heat can be efficiently dissipated to the outside.
  • the heat-generating component includes a circuit board and a power semiconductor element mounted on the circuit board, and the circuit element is the first stud member and the semiconductor element is the base plate.
  • the base plate is preferably fixed apart from the first main surface so as to be in close contact with the first main surface.
  • the wiring substrate is fixed at a position separated from the base plate, the power semiconductor element mounted on the wiring substrate is brought into close contact with the base plate, and the heat of the power semiconductor element is externally transmitted through the base plate and the heat sink. Can dissipate heat.
  • (A) is a perspective view of a power conditioner
  • (b) is sectional drawing of a power conditioner.
  • (A) is the perspective view which looked the base board and the stud member from the cover side
  • (b) is the perspective view which looked the base board and the stud member from the heat sink side.
  • (A)-(c) is an outline sectional view explaining driving of a stud member to a base board.
  • (A)-(c) is an outline sectional view explaining driving of a stud member to a base board. Explanatory drawing which shows the assembly
  • FIG. 1A is a schematic perspective view of a power conditioner 1 which is an example of an electronic device
  • FIG. 1B is a schematic cross sectional view of the power conditioner 1
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power conditioner 1. is there.
  • FIG. 8 is a schematic block circuit diagram of a power conditioner.
  • the power conditioner 1 has a base member 10, a cover member 30 attached to the base member 10, and a heat sink 40.
  • the base member 10 has a base plate 11.
  • the cover member 30 is attached to the base plate 11 so as to ensure hermeticity.
  • the cover member 30 is attached to the base plate 11 via a packing 31 as a frame-like elastic member.
  • the elastic member is, for example, rubber.
  • the power conditioner 1 is connected to the solar panel 71. Further, an AC load 73 is connected to the power conditioner 1 via the power line 72.
  • the AC load 73 is, for example, an indoor load connected to a distribution board. As an example of indoor load, for example, there are electric appliances of general house such as lighting, refrigerator, washing machine, air conditioner, microwave oven and the like.
  • the AC load 73 may be an electrical device in a commercial facility or a factory.
  • the power conditioner 1 converts the DC power generated by the solar panel 71 into AC power and outputs it. The AC power is supplied to an AC load 73.
  • the power conditioner 1 is connected to the commercial power system 74 via the power line 72.
  • the commercial power system 74 is a distribution system in which a power company transmits power.
  • the power conditioner 1 can connect or disconnect the solar panel 71 and the commercial power system 74.
  • the power conditioner 1 includes a PV converter 81, an inverter 82, a filter 83, a relay 84, a DC-DC converter 85, and a control unit 86.
  • the PV converter 81, the inverter 82 and the DC-DC converter 85 are connected to one another via a DC voltage bus 87.
  • the PV converter 81 is a step-up chopper circuit including a power semiconductor element and a reactor.
  • the PV converter 81 operates in accordance with a control signal from the control unit 86, boosts the DC voltage input from the solar panel 71, and outputs the DC voltage to the DC voltage bus 87.
  • the DC-DC converter 85 is, for example, a step-down circuit, and converts the DC voltage of the DC voltage bus 87 into a DC voltage suitable for the operation of the control unit 86.
  • the control unit 86 operates based on the DC voltage supplied from the DC-DC converter 85, and controls the PV converter 81, the inverter 82, and the relay 84.
  • the inverter 82 is a DC-AC conversion circuit including at least one bridge circuit formed of a pair of power semiconductor elements connected in series and a reactor.
  • the inverter 82 operates in accordance with a control signal from the control unit 86, and converts the output voltage of the PV converter 81 into an AC voltage.
  • the filter 83 reduces high frequency components of the AC power output from the inverter 82.
  • the relay 84 is, for example, a normally open electromagnetic relay, and the control unit 86 controls the closed state and the open state according to a control signal.
  • the closing operation of the relay 84 the AC voltage generated based on the output voltage of the solar panel 71 is supplied to the AC load 73.
  • the power line 72 is connected to the commercial power system 74, the solar panel 71 and the commercial power system 74 can be interconnected / disconnected by the closing operation / opening operation of the relay 84.
  • power semiconductor elements and reactors included in the PV converter 81 and the inverter 82 are heat generating components that require heat radiation.
  • the heat of such a heat-generating component is dissipated to the outside of the power conditioner 1 by the heat sink 40.
  • the base plate 11 of the base member 10 has a first major surface 11a and a second major surface 11b opposite to the first major surface 11a. .
  • the base plate 11 has a flange portion 12 at an end.
  • the base plate 11 is made of a material having high thermal conductivity.
  • aluminum (Al), an aluminum alloy, etc. can be used, for example.
  • the base member 10 has a plurality of stud members 21 and 22 projecting to the side of the first major surface 11 a of the base plate 11. There is.
  • the plurality of stud members 21 and 22 are used to attach various electric components included in the power conditioner 1 to the base plate 11.
  • the stud member 21 is a fixing member used to directly fix the electrical component to the first major surface 11 a of the base plate 11.
  • the stud member 21 is, for example, a stud bolt (embedded bolt) having a thread on the outer peripheral surface.
  • the electrical components 51 and 52 shown in FIGS. 1B and 2 are directly fixed to the first main surface 11 a of the base plate 11 using the stud members 21. These electric components 51 and 52 are heat generating components that require heat radiation, for example, reactors.
  • the electric components 51 and 52 have insertion holes through which the stud members 21 are inserted with a margin. Electrical components 51, 52 are fixed to first main surface 11a in a state of being in contact with first main surface 11a of base plate 11 by fastening members (for example, nuts) 26 screwed to stud members 21. Ru.
  • the stud member 22 is a fixing member used to fix the electrical component at a position separated from the first major surface 11 a of the base plate 11.
  • the stud member 22 is, for example, a spacer member (embedded spacer) having a thread groove on the inner peripheral surface.
  • the circuit board 53 shown in FIG. 2 is fixed at a position separated from the base plate 11 by using the stud member 22.
  • Electrical components 54 are mounted on the circuit board 53.
  • the electric component 54 is a heat generating component requiring heat radiation, such as a power semiconductor element.
  • the circuit board 53 is fixed at a position separated from the first major surface 11 a of the base plate 11 by a fastening member (for example, a bolt) 27 screwed to the stud member 22.
  • the electrical component 54 mounted on the circuit board 53 is in contact with the first major surface 11 a of the base plate 11.
  • a heat dissipation sheet 55 is interposed between the electrical component 54 and the base plate 11.
  • the heat dissipation sheet 55 is, for example, a silicone sheet. The heat dissipation sheet 55 efficiently transfers the heat of the electrical component 54 to the base plate 11.
  • the base member 10 has a plurality of stud members 23 projecting to the side of the second main surface of the base plate 11.
  • the plurality of stud members 23 are fixing members used to directly fix the heat sink 40 to the second major surface 11 b of the base plate 11.
  • the stud member 23 is, for example, a stud bolt (embedded bolt) having a thread on the outer peripheral surface.
  • the heat sink 40 has a base portion 41 and a plurality of heat dissipating fins 42 supported by the base portion 41.
  • the base portion 41 is formed with a through hole 41 ⁇ / b> X through which the stud member 23 is inserted with a margin.
  • the base portion 41 and the radiation fin 42 are integrally formed.
  • the heat sink 40 is made of a highly thermally conductive material.
  • aluminum (Al), an aluminum alloy, or the like can be used as a material of the heat sink 40.
  • the heat sink 40 has the second main surface 11 b of the base plate 11 by the stud member 23 inserted into the through hole 41 X of the base portion 41 and the fastening member (for example, a nut) 28 screwed to the stud member 23. It is fixed to
  • the base plate 11 is formed with a plurality of through holes 13X, 14X, 15X opening to the first main surface 11a and the second main surface.
  • the stud member 21 is driven into the through hole 13X from the side of the second main surface 11b of the base plate 11.
  • the stud member 22 is driven into the through hole 14X from the side of the second main surface 11b of the base plate 11.
  • the stud member 23 is driven into the through hole 15X from the side of the first main surface 11a of the base plate 11.
  • the stud member 23 driven into the through hole 15X of the base plate 11 is expanded in diameter from the fastening portion (screw portion) 23a having a predetermined diameter as the main body portion and the fastening portion 23a as the head. And a fixed portion 23b.
  • An uneven shape such as serration is formed on the circumferential surface of the fixed portion 23b, for example.
  • the fastening portion 23 a of the stud member 23 is inserted into the through hole 15 X from the side of the first main surface 11 a of the base plate 11. Then, as shown in FIG. 5C, the fixing portion 23b is driven into the through hole 15X of the base plate 11. At this time, the fixing portion 23 b of the stud member 23 is plastically coupled to the base plate 11. As a result, no gap is generated between the stud member 23 and the base plate 11 into which liquid or the like infiltrates.
  • the stud member 23 is driven into the through hole 15X so that the fixing portion 23b does not protrude from the first main surface 11a of the base plate 11.
  • the first main surface 11 a of the base plate 11 and the surface of the fixing portion 23 b of the stud member 23 exposed on the side of the first main surface 11 a of the base plate 11 are on the same plane.
  • the exposed surface of the fixing portion 23 b may be located on the inner side of the base plate 11 relative to the first major surface 11 a of the base plate 11.
  • the stud member 22 driven into the through hole 14X of the base plate 11 has a fastening portion 22a having a predetermined diameter as a main body portion and a fixing portion 22b having a diameter increased from the fastening portion 22a as a head.
  • the fastening portion 22a is formed in a tubular shape, and a screw groove is formed on the inner peripheral surface.
  • An uneven shape such as serration is formed on the circumferential surface of the fixed portion 22b, for example.
  • the fastening portion 22 a of the stud member 22 is inserted into the through hole 14 X from the side of the second main surface 11 b of the base plate 11. Then, as shown in FIG. 6C, the fixing portion 22b is driven into the through hole 14X of the base plate 11. At this time, the fixing portion 22 b of the stud member 22 is plastically coupled to the base plate 11. As a result, no gap is generated between the stud member 22 and the base plate 11 in which liquid or the like infiltrates.
  • the stud member 22 is driven into the through hole 14X so that the fixing portion 22b does not protrude from the first main surface 11a of the base plate 11. It is preferable that the first main surface 11 a of the base plate 11 and the surface of the fixing portion 22 b of the stud member 22 exposed on the side of the first main surface 11 a of the base plate 11 be in the same plane.
  • the exposed surface of the fixing portion 22 b may be located on the inner side of the base plate 11 relative to the first major surface 11 a of the base plate 11.
  • FIGS. 6A to 6C although the case where the stud member 22 is driven in has been described, the stud member 21 shown in FIG. 3A or the like is also driven in the same manner. Then, no gap is generated between the stud member 21 and the base plate 11. That is, in the base plate 11, the liquid or the like does not flow between the first major surface 11a and the second major surface 11b.
  • a fastening member (nut) 26 is screwed to the stud member 21, and the electrical components (reactor) 51 and 52 are fixed to the first major surface 11 a of the base plate 11. Further, the fastening member (bolt) 27 is screwed into the stud member 22, and the circuit board 53 is fixed at a position separated from the first main surface of the base plate 11.
  • the electric component 54 which is a power semiconductor element mounted on the circuit board 53, is in close contact with the first major surface 11 a of the base plate 11 via the heat dissipation sheet 55.
  • a fastening member (nut) 28 is screwed to the stud member 23, and the heat sink 40 is fixed to the second major surface 11 b of the base plate 11.
  • the cover member 30 shown in FIG. 2 and the like is fixed to the base plate 11 by a stud member which is driven into the base plate 11 and protrudes from the first main surface 11 a of the base plate 11 similarly to the electric components 51 and 52.
  • the cover member 30 includes a rectangular frame member and a plate member closing the opening of the frame member, and after the frame member is fixed to the base plate 11 by the stud member, the cover member 30 is sealed with respect to the frame member. Plate members are attached to secure.
  • the heat sink 40 has a base portion 41 formed with a through hole 41X through which the stud member 23 is inserted with a margin, and a plurality of radiation fins 42 supported by the base portion 41.
  • the base portion 41 is fixed to the base plate 11 by the stud member 23 and the fastening member 28. Therefore, the thickness of the base portion 41 can be reduced as compared with a heat sink in which screws are screwed and fixed. Therefore, the heat sink 40 can be miniaturized.
  • the heat sink 40 is fixed to the base plate 11 by a fastening member (nut) 28 screwed to the stud member 23 with the stud member 23 inserted through the base portion 41. Therefore, the heat sink 40 can be fixed to the base plate 11 by screwing the fastening member 28 from the side of the heat sink 40. Therefore, as compared with the case where a screw is screwed into the heat sink from the side of the cover member 30, the workability is good and the heat sink 40 can be easily attached and detached.
  • a fastening member (nut) 28 screwed to the stud member 23 with the stud member 23 inserted through the base portion 41. Therefore, the heat sink 40 can be fixed to the base plate 11 by screwing the fastening member 28 from the side of the heat sink 40. Therefore, as compared with the case where a screw is screwed into the heat sink from the side of the cover member 30, the workability is good and the heat sink 40 can be easily attached and detached.
  • the heat of the electrical components 51, 52, 54 as heat generating components fixed to the base plate 11 is transmitted to the heat sink 40 via the base plate 11, and is dissipated from the heat sink 40.
  • the base plate 11 is formed of a material having high thermal conductivity. Therefore, the heat of the electric components 51, 52, 54 can be dissipated to the outside of the power conditioner 1, as in the case where the heat generating component is directly attached to the heat sink.
  • the base plate 11 of the base member 10 has the first major surface 11 a and the second major surface 11 b opposite to the first major surface 11 a.
  • the base member 10 has a plurality of stud members 21 and 22 projecting to the side of the first major surface 11 a of the base plate 11. Further, the base member 10 has a plurality of stud members 23 protruding toward the second main surface 11 b of the base plate 11.
  • the electrical components 51 and 52 are directly fixed to the first major surface 11 a of the base plate 11 using the stud members 21.
  • the heat sink 40 has the second main surface 11 b of the base plate 11 by the stud member 23 inserted into the through hole 41 X of the base portion 41 and the fastening member (for example, a nut) 28 screwed to the stud member 23. It is fixed to
  • the heat of the electrical components 51 and 52 is transmitted to the heat sink 40 via the base plate 11 and dissipated from the heat sink 40.
  • the heat sink 40 is fixed to the base plate 11 by the stud member 23 and the fastening member 28. Therefore, the heat sink 40 can be thinner than in the case where the heat generating component and the casing are fixed to the heat sink by screwing a screw into the heat sink, and the enlargement of the power conditioner 1 can be suppressed.
  • the stud members 21 to 23 do not have a groove or the like for inserting a tool for attachment or detachment of a driver or the like in the head, and are members capable of ensuring sealing with the fixed base plate 11 . Therefore, it is possible to prevent the liquid from entering from the side where the heat sink 40 is attached to the inside of the power conditioner 1 having the base plate 11 to which the heat sink 40 is attached. Moreover, desired sealing performance can be secured without using an adhesive or the like.
  • the first main surface 11 a of the base plate 11 and the surface of the fixing portion 23 b of the stud member 23 exposed on the side of the first main surface 11 a of the base plate 11 be in the same plane. For this reason, in the portion of the base plate 11 in which the stud member 23 is inserted, the electrical component can be disposed in contact with the first major surface 11 a. Therefore, the degree of freedom in component arrangement, that is, a high degree of freedom in arrangement design can be obtained.
  • the second main surface 11b of the base plate 11 and the surface of the fixing portion 22b of the stud member 22 exposed on the side of the second main surface 11b of the base plate 11 be in the same plane. Therefore, the entire surface of the heat sink 40 can be in close contact with the second major surface 11 b of the base plate 11.
  • the stud members 21 and 22 are driven into the through holes 13X and 14X formed in the base plate 11. Therefore, when the electric parts fixed to the base plate 11 are changed, it can be coped with by changing the formation positions of the through holes 13X and 14X, that is, it is possible to easily cope with the design change.
  • a heat dissipation sheet such as a silicone sheet may be interposed between the base plate 11 and the heat sink 40.
  • a heat dissipation sheet may be interposed between the base plate 11 and the electrical components 51 and 52.
  • the case where the electrical components 51 and 52, which are reactors as heat generating components, are directly fixed to the base plate 11 using the stud member 21 has been described.
  • electrical components other than the reactor, an electrical cable, etc. may be fixed using the stud member 21.

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Abstract

ベース部材１０のベース板１１は、第１の主面１１ａと、第１の主面１１ａと反対側の第２の主面１１ｂとを有している。ベース部材１０は、ベース板１１の第１の主面１１ａの側に突出する複数のスタッド部材２１，２２を有している。また、ベース部材１０は、ベース板１１の第２の主面１１ｂの側に突出する複数のスタッド部材２３を有している。電気部品５１，５２は、このスタッド部材２１を用いてベース板１１の第１の主面１１ａに直接固定される。ヒートシンク４０は、ベース部４１の貫通孔４１Ｘに挿通されたスタッド部材２３と、そのスタッド部材２３に螺合された締結部材（例えば、ナット）２８とにより、ベース板１１の第２の主面１１ｂに固定される。

Description

電子機器
　本発明は、発熱部品から生じる熱を外部へ放出するヒートシンクを備えた、電子機器に関する。
　従来、例えば太陽光発電用のパワーコンディショナ等の電子機器は、筐体内に種々の電気部品が収容されている。電気部品は、その動作により発熱する。このため、このような電子機器は、一般的に電気部品の熱を外部へ放出するヒートシンクを備えている（例えば、特許文献１参照）。放熱性を高めるため、ヒートシンクは筐体の外に取り付けられる。ヒートシンクは、そのヒートシンクのベース部に形成されたネジ穴にネジを螺合して筐体に固定される。
特許第５８９６８３３号公報
　ところで、パワーコンディショナ等の電子機器は、屋外に設置されることがある。このように設置される電子機器では、筐体の内部への水の浸入を防ぐ必要がある。このため、例えば、ヒートシンクを取り付けるためのネジ穴は、ヒートシンクを貫通しないように形成される。このため、ネジ穴を形成するベース部分が厚くなってヒートシンクが大型化し、ひいては電子機器の大型化を招く虞がある。
　本発明の目的は、大型化を抑制できる電子機器を提供することにある。
　本開示の一態様である電子機器は、第１の主面及び第２の主面と、厚さ方向に貫通する複数の第１貫通孔及び複数の第２貫通孔とを有するベース板と、前記複数の第１貫通孔に打ち込まれ、前記第１の主面から突出する第１のスタッド部材と、前記複数の第２貫通孔に打ち込まれ、前記第２の主面から突出する第２のスタッド部材と、第１の締結部材と、第２の締結部材と、前記第１のスタッド部材と前記第１の締結部材とにより前記第１の主面に取り付けられる発熱部品と、前記第２のスタッド部材と前記第２の締結部材とにより前記第２の主面に取り付けられるヒートシンクと、前記ベース板の前記第１の主面に密閉性を確保するように取り付けられ、前記発熱部品を収容するカバー部材と、を有する。
　この構成によれば、発熱部品の熱は、ベース板を介してヒートシンクに伝達し、そのヒートシンクから放熱される。ヒートシンクは、ベース板に打ち込まれた第２のスタッド部材と第２の締結部材とによりベース板に取り付けられる。従って、ヒートシンクに螺入するねじによりそのヒートシンクに発熱部材や筐体を固定するものと比べ、ヒートシンクを薄型化することができ、電子機器の大型化を抑制できる。スタッド部材は、頭部にドライバ等の着脱のための工具を挿入する溝等を有さず、固定されたベース板との間で密閉性を確保可能な部材をいう。従って、ヒートシンクが取り付けられたベース板を有する電子機器の内部に対して、ヒートシンクを取り付けた側からの液体の浸入が防止される。なお、本明細書等において“スタッド部材が貫通孔に打ち込まれる”とは、ハンマー等の工具でスタッド部材の頭部を打ちこんで貫通孔に圧着させることに限られず、例えば、貫通孔にスタッド部材の頭部を押し付けて圧着させることも含む。
　上記の電子機器において、前記第１のスタッド部材は、前記第１貫通孔に挿通される本体部分と、前記第１貫通孔の内径より大きい外径の頭部とを有し、前記頭部が前記第１貫通孔に打ち込まれることにより、前記第１のスタッド部材は前記ベース板と塑性結合し、前記第２のスタッド部材は、前記第２貫通孔に挿通される本体部分と、前記第２貫通孔の内径より大きい外径の頭部とを有し、前記頭部が前記第２貫通孔に打ち込まれることにより、前記第２のスタッド部材は前記ベース板と塑性結合していることが好ましい。
　この構成によれば、ベース板に対する第１のスタッド部材と第２のスタッド部材の打ち込みにより、第１のスタッド部材とベース板、及び第２のスタッド部材とベース板とが塑性結合して、水分等の浸入が防止される。
　上記の電子機器において、前記第２のスタッド部材は、前記ベース板の前記第１の主面から突出しないことが好ましい。
　この構成によれば、第２のスタッド部材を打ち込んだ部分に対して、ベース板の第１の主面に部材を配置することができ、部材の配置等の設計の自由度が高くなる。
　上記の電子機器において、前記第１のスタッド部材は、前記ベース板の前記第２の主面から突出しないことが好ましい。
　この構成によれば、ヒートシンクをベース板の第２の主面に密着させることができ、ベース板からヒートシンクへの熱伝導性が良好となる。
　上記の電子機器は、前記カバー部材と前記ベース板の前記第１の主面との間に配置されるパッキンをさらに備えることが好ましい。
　この構成によれば、電子機器の内部の密閉性をより高めることができる。
　上記の電子機器において、前記発熱部品は、直流電圧を交流電圧に変換する変換回路に用いられる部品であることが好ましい。
　この構成によれば、電子機器の防水性を確保し、電子機器に含まれる変換回路から発する熱を容易に外部へ放熱できる。
　上記の電子機器において、前記発熱部品は、パワー半導体素子とリアクトルの少なくとも一方であることが好ましい。
　この構成によれば、電子機器の防水性を確保し、発熱量の大きなパワー半導体素子やリアクトル熱を効率よく外部へと放熱できる。
　上記の電子機器において、前記発熱部品は、回路基板と、前記回路基板に実装されたパワー半導体素子を含み、前記回路基板は、前記第１のスタッド部材により、前記半導体素子が前記ベース板の前記第１の主面に密着するように、前記ベース板の前記第１の主面から離間して固定されることが好ましい。
　この構成によれば、配線基板をベース板から離間した位置に固定し、配線基板に実装されたパワー半導体素子をベース板に密着させ、そのパワー半導体素子の熱をベース板とヒートシンクを介して外部へ放熱できる。
　本発明の電子機器によれば、大型化を抑制できる。
（ａ）はパワーコンディショナの斜視図、（ｂ）はパワーコンディショナの断面図。 パワーコンディショナの分解斜視図。 （ａ）は、ベース板及びスタッド部材をカバー側から視た斜視図、（ｂ）は、ベース板及びスタッド部材をヒートシンク側から視た斜視図。 ベース板及びスタッド部材を示す分解斜視図。 （ａ）～（ｃ）は、ベース板に対するスタッド部材の打ち込みを説明する概略断面図。 （ａ）～（ｃ）は、ベース板に対するスタッド部材の打ち込みを説明する概略断面図。 ベース板に対する組み付けを示す説明図。 パワーコンディショナの概略ブロック回路図。
　以下、一実施形態を説明する。
　なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、断面図では、理解を容易にするために、一部の構成要素のハッチングを省略している場合がある。
　図１（ａ）は、電子機器の一例であるパワーコンディショナ１の概略斜視図、図１（ｂ）はパワーコンディショナ１の概略断面図、図２は、パワーコンディショナ１の分解斜視図である。図８は、パワーコンディショナの概略ブロック回路図である。
　図１（ａ）に示すように、パワーコンディショナ１は、ベース部材１０と、ベース部材１０に取り付けられたカバー部材３０及びヒートシンク４０を有している。ベース部材１０はベース板１１を有している。カバー部材３０は、ベース板１１に対して密閉性を確保するように取り付けられている。例えば、図１（ｂ）及び図２に示すように、カバー部材３０は、枠状の弾性部材としてのパッキン３１を介してベース板１１に取り付けられている。弾性部材は例えばゴムである。ベース板１１とカバー部材３０とにより形成される空間には、パワーコンディショナ１に含まれる各種の電気部品が収容される。
　ここで、パワーコンディショナ１の電気的構成の一例を説明する。
　図８に示すように、パワーコンディショナ１は、太陽光パネル７１に接続される。また、パワーコンディショナ１には、電力線７２を介して交流負荷７３が接続される。交流負荷７３は、例えば分電盤に接続された屋内負荷である。屋内負荷の例としては、例えば、照明、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機、電子レンジ等の一般家屋の電気機器が挙げられる。なお、交流負荷７３は、商業施設や工場内の電気機器としてもよい。パワーコンディショナ１は、太陽光パネル７１にて発電した直流電力を交流電力に変換して出力する。その交流電力は、交流負荷７３に供給される。
　例えば、パワーコンディショナ１は、電力線７２を介して商用電力系統７４に接続される。商用電力系統７４は、電力会社が電力を伝送する配電系統である。パワーコンディショナ１は、太陽光パネル７１と商用電力系統７４とを連系又は解列することができる。
　パワーコンディショナ１は、ＰＶコンバータ８１、インバータ８２、フィルタ８３、リレー８４、ＤＣ－ＤＣコンバータ８５、制御部８６を有している。ＰＶコンバータ８１とインバータ８２とＤＣ－ＤＣコンバータ８５は、直流電圧バス８７を介して互いに接続されている。
　ＰＶコンバータ８１は、パワー半導体素子とリアクトルとを含む昇圧チョッパ回路である。ＰＶコンバータ８１は、制御部８６からの制御信号によって動作し、太陽光パネル７１から入力される直流電圧を昇圧して直流電圧バス８７に出力する。
　ＤＣ－ＤＣコンバータ８５は、例えば降圧回路であり、直流電圧バス８７の直流電圧を、制御部８６の動作に適した直流電圧に変換する。制御部８６は、ＤＣ－ＤＣコンバータ８５から供給される直流電圧に基づいて動作し、ＰＶコンバータ８１、インバータ８２、リレー８４を制御する。
　インバータ８２は、直列に接続された一対のパワー半導体素子からなる少なくとも１つのブリッジ回路とリアクトルとを含む直流交流変換回路である。インバータ８２は、制御部８６からの制御信号によって動作し、ＰＶコンバータ８１の出力電圧を交流電圧に変換する。フィルタ８３は、インバータ８２から出力される交流電力の高周波成分を低減する。
　リレー８４は、例えば常開型の電磁継電器であり、制御部８６は制御信号によって閉状態と開状態とを制御する。リレー８４の閉動作により、太陽光パネル７１の出力電圧に基づいて生成した交流電圧を交流負荷７３に供給する。また、電力線７２が商用電力系統７４に接続されている場合、リレー８４の閉動作・開動作により、太陽光パネル７１と商用電力系統７４とを連系・解列することができる。
　このようなパワーコンディショナ１において、ＰＶコンバータ８１やインバータ８２に含まれるパワー半導体素子、リアクトルは、放熱が必要な発熱部品である。このような発熱部品の熱は、ヒートシンク４０によりパワーコンディショナ１の外部へと放熱される。
　図１（ｂ）に示すように、ベース部材１０のベース板１１は、第１の主面１１ａと、第１の主面１１ａとは反対側の第２の主面１１ｂとを有している。本実施形態において、ベース板１１は、端部にフランジ部１２を有している。ベース板１１は、熱伝導性の高い材料からなる。ベース板１１の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、等を用いることができる。
　図１（ｂ）、図２及び図３（ａ）に示すように、ベース部材１０は、ベース板１１の第１の主面１１ａの側に突出する複数のスタッド部材２１，２２を有している。複数のスタッド部材２１，２２は、パワーコンディショナ１に含まれる各種の電気部品をベース板１１に取り付けるために用いられる。
　スタッド部材２１は、電気部品をベース板１１の第１の主面１１ａに直接固定するために用いられる固定部材である。スタッド部材２１は、例えば外周面にねじ山を有するスタッドボルト（埋め込みボルト）である。図１（ｂ）及び図２に示す電気部品５１，５２は、このスタッド部材２１を用いてベース板１１の第１の主面１１ａに直接固定される。これらの電気部品５１，５２は、放熱を必要とする発熱部品、例えばリアクトルである。電気部品５１，５２は、スタッド部材２１が余裕を持って挿通される挿通孔を有している。電気部品５１，５２は、スタッド部材２１に対して螺合する締結部材（例えば、ナット）２６により、ベース板１１の第１の主面１１ａに接触した状態で第１の主面１１ａに固定される。
　スタッド部材２２は、電気部品をベース板１１の第１の主面１１ａから離間した位置に固定するために用いられる固定部材である。このスタッド部材２２は、例えば内周面にねじ溝を有するスペーサ部材（埋め込みスペーサ）である。図２に示す回路基板５３は、このスタッド部材２２を用いてベース板１１から離間した位置に固定される。回路基板５３には、電気部品５４が実装されている。この電気部品５４は、放熱を必要とする発熱部品、例えばパワー半導体素子である。回路基板５３は、スタッド部材２２に対して螺合する締結部材（例えば、ボルト）２７により、ベース板１１の第１の主面１１ａから離間した位置に固定される。
　回路基板５３に実装された電気部品５４は、ベース板１１の第１の主面１１ａに接する。電気部品５４とベース板１１との間には、放熱シート５５が介在される。放熱シート５５は、例えばシリコーンシートである。この放熱シート５５により、電気部品５４の熱が効率よくベース板１１に伝達される。
　図１（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、ベース部材１０は、ベース板１１の第２の主面の側に突出する複数のスタッド部材２３を有している。
　複数のスタッド部材２３は、ヒートシンク４０をベース板１１の第２の主面１１ｂに直接固定するために用いられる固定部材である。このスタッド部材２３は、例えば外周面にねじ山を有するスタッドボルト（埋め込みボルト）である。図１（ｂ）に示すように、ヒートシンク４０は、ベース部４１と、ベース部４１に支持された複数の放熱フィン４２とを有している。図１（ｂ）及び図２に示すように、ベース部４１には、スタッド部材２３が余裕を持って挿通される貫通孔４１Ｘが形成されている。例えば、ベース部４１と放熱フィン４２は一体形成されている。ヒートシンク４０は、熱伝導性の高い材料からなる。例えば、ヒートシンク４０の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、等を用いることができる。ヒートシンク４０は、ベース部４１の貫通孔４１Ｘに挿通されたスタッド部材２３と、そのスタッド部材２３に螺合された締結部材（例えば、ナット）２８とにより、ベース板１１の第２の主面１１ｂに固定される。
　図４に示すように、ベース板１１には、第１の主面１１ａと第２の主面とに開口する複数の貫通孔１３Ｘ，１４Ｘ，１５Ｘが形成されている。スタッド部材２１は、ベース板１１の第２の主面１１ｂの側から貫通孔１３Ｘに打ち込まれる。スタッド部材２２は、ベース板１１の第２の主面１１ｂの側から貫通孔１４Ｘに打ち込まれる。スタッド部材２３は、ベース板１１の第１の主面１１ａの側から貫通孔１５Ｘに打ち込まれる。
　図５（ａ）に示すように、ベース板１１の貫通孔１５Ｘに打ち込まれるスタッド部材２３は、本体部分として所定径の締結部（ネジ部）２３ａと、頭部として締結部２３ａより拡径された固定部２３ｂと、を有している。固定部２３ｂの周面には、例えばセレーション等の凹凸形状が形成されている。
　図５（ｂ）に示すように、スタッド部材２３の締結部２３ａは、ベース板１１の第１の主面１１ａの側から貫通孔１５Ｘに挿通される。そして、図５（ｃ）に示すように、固定部２３ｂはベース板１１の貫通孔１５Ｘに打ち込まれる。このとき、スタッド部材２３の固定部２３ｂは、ベース板１１と塑性結合する。これにより、スタッド部材２３とベース板１１との間に液体等が浸入する隙間は生じない。
　そして、スタッド部材２３は、ベース板１１の第１の主面１１ａから固定部２３ｂが突出しないように、貫通孔１５Ｘに打ち込まれる。なお、ベース板１１の第１の主面１１ａと、ベース板１１の第１の主面１１ａの側において露出するスタッド部材２３の固定部２３ｂの面とが同一平面にあることが好ましい。なお、固定部２３ｂの露出する面がベース板１１の第１の主面１１ａよりベース板１１の内部側に位置してもよい。
　図６（ａ）に示すように、ベース板１１の貫通孔１４Ｘに打ち込まれるスタッド部材２２は、本体部分として所定径の締結部２２ａと、頭部として締結部２２ａより拡径された固定部２２ｂとを有している。締結部２２ａは筒状に形成され、内周面にねじ溝が形成されている。固定部２２ｂの周面には、例えばセレーション等の凹凸形状が形成されている。
　図６（ｂ）に示すように、スタッド部材２２の締結部２２ａは、ベース板１１の第２の主面１１ｂの側から貫通孔１４Ｘに挿通される。そして、図６（ｃ）に示すように、固定部２２ｂはベース板１１の貫通孔１４Ｘに打ち込まれる。このとき、スタッド部材２２の固定部２２ｂは、ベース板１１と塑性結合する。これにより、スタッド部材２２とベース板１１との間に液体等が浸入する隙間は生じない。
　そして、スタッド部材２２は、ベース板１１の第１の主面１１ａから固定部２２ｂが突出しないように、貫通孔１４Ｘに打ち込まれる。なお、ベース板１１の第１の主面１１ａと、ベース板１１の第１の主面１１ａの側において露出するスタッド部材２２の固定部２２ｂの面とが同一平面にあることが好ましい。なお、固定部２２ｂの露出する面がベース板１１の第１の主面１１ａよりベース板１１の内部側に位置してもよい。
　図６（ａ）～図６（ｃ）では、スタッド部材２２を打ち込む場合について説明したが、図３（ａ）等に示すスタッド部材２１についても同様に打ち込まれる。そして、スタッド部材２１とベース板１１との間には隙間が生じない。つまり、ベース板１１において、第１の主面１１ａと第２の主面１１ｂとの間において、液体等は流通しない。
　（作用）
　図７に示すように、スタッド部材２１には締結部材（ナット）２６が螺着され、ベース板１１の第１の主面１１ａに、電気部品（リアクトル）５１，５２が固定される。また、スタッド部材２２に締結部材（ボルト）２７が螺入され、ベース板１１の第１の主面から離間した位置に回路基板５３が固定される。この回路基板５３に実装されたパワー半導体素子である電気部品５４は、放熱シート５５を介してベース板１１の第１の主面１１ａに密着する。スタッド部材２３には締結部材（ナット）２８が螺着され、ベース板１１の第２の主面１１ｂに、ヒートシンク４０が固定される。
　なお、図２等に示すカバー部材３０は、電気部品５１，５２と同様に、ベース板１１に打ち込まれそのベース板１１の第１の主面１１ａから突出するスタッド部材によりベース板１１に固定してもよい。例えば、カバー部材３０は、矩形状の枠部材と、枠部材の開口部を閉塞する板部材とを含み、枠部材をスタッド部材によりベース板１１に固定した後、枠部材に対して密閉性を確保するように板部材が取り付けられる。
　ヒートシンク４０は、スタッド部材２３が余裕を持って挿通される貫通孔４１Ｘが形成されたベース部４１と、そのベース部４１に支持された複数の放熱フィン４２とを有している。ベース部４１は、スタッド部材２３と締結部材２８とによりベース板１１に固定される。従って、ネジを螺合して固定するヒートシンクと比べ、ベース部４１の厚さを薄くすることができる。従って、ヒートシンク４０の小型化を図ることができる。
　また、ヒートシンク４０は、ベース部４１にスタッド部材２３が挿通され、そのスタッド部材２３に螺着する締結部材（ナット）２８によりベース板１１に固定される。このため、ヒートシンク４０の側から、締結部材２８の螺着によりヒートシンク４０をベース板１１に固定することができる。したがって、カバー部材３０の側からねじをヒートシンクに螺入するものと比べ、作業性がよく、ヒートシンク４０の着脱が容易である。
　ベース板１１に固定された発熱部品としての電気部品５１，５２，５４の熱は、ベース板１１を介してヒートシンク４０に伝達され、ヒートシンク４０から放熱される。ベース板１１は、熱伝導性の高い材料により形成される。従って、発熱部品をヒートシンクに直付けしたものと同様に、電気部品５１，５２，５４の熱をパワーコンディショナ１の外部へと放熱することができる。
　以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（１）ベース部材１０のベース板１１は、第１の主面１１ａと、第１の主面１１ａとは反対側の第２の主面１１ｂとを有している。ベース部材１０は、ベース板１１の第１の主面１１ａの側に突出する複数のスタッド部材２１，２２を有している。また、ベース部材１０は、ベース板１１の第２の主面１１ｂの側に突出する複数のスタッド部材２３を有している。電気部品５１，５２は、このスタッド部材２１を用いてベース板１１の第１の主面１１ａに直接固定される。ヒートシンク４０は、ベース部４１の貫通孔４１Ｘに挿通されたスタッド部材２３と、そのスタッド部材２３に螺合された締結部材（例えば、ナット）２８とにより、ベース板１１の第２の主面１１ｂに固定される。
　電気部品５１，５２の熱は、ベース板１１を介してヒートシンク４０に伝達し、ヒートシンク４０から放熱される。ヒートシンク４０は、スタッド部材２３と締結部材２８とによりベース板１１に固定される。従って、ねじをヒートシンクに螺入してそのヒートシンクに発熱部品や筐体を固定するものと比べ、ヒートシンク４０を薄型化することができ、パワーコンディショナ１の大型化を抑制できる。
　（２）スタッド部材２１～２３は、頭部にドライバ等の着脱のための工具を挿入する溝等を有さず、固定されたベース板１１との間で密閉性を確保可能な部材である。従って、ヒートシンク４０が取り付けられたベース板１１を有するパワーコンディショナ１の内部に対して、ヒートシンク４０を取り付けた側からの液体の浸入を防止できる。また、接着剤等を使用することなく、所望の密閉性を確保することができる。
　（３）ベース板１１の第１の主面１１ａと、ベース板１１の第１の主面１１ａの側において露出するスタッド部材２３の固定部２３ｂの面とが同一平面にあることが好ましい。このため、スタッド部材２３を打ち込んだベース板１１の部分において、第１の主面１１ａに接して電気部品を配置することができる。従って、部品配置の自由度、つまり配置設計において高い自由度が得られる。
　（４）ベース板１１の第２の主面１１ｂと、ベース板１１の第２の主面１１ｂの側において露出するスタッド部材２２の固定部２２ｂの面とが同一平面にあることが好ましい。このため、ヒートシンク４０の全面をベース板１１の第２の主面１１ｂに密着させることができる。
　（５）スタッド部材２１，２２は、ベース板１１に形成された貫通孔１３Ｘ，１４Ｘに打ち込まれる。従って、ベース板１１に固定する電気部品を変更した場合、貫通孔１３Ｘ，１４Ｘの形成位置を変更することで対応することができ、つまり設計変更に容易に対応できる。
　尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
　・上記実施形態に対し、ベース板１１とヒートシンク４０との間に、シリコーンシート等の放熱シートを介在させてもよい。同様に、ベース板１１と電気部品５１，５２との間に放熱シートを介在させてもよい。
　・上記実施形態では、スタッド部材２１を用いて発熱部品としてのリアクトルである電気部品５１，５２をベース板１１に直接固定する場合について説明した。これに対し、スタッド部材２１を用いてリアクトル以外の電気部品や電気ケーブル等を固定するようにしてもよい。
　１１…ベース板、１１ａ…第１の主面、１１ｂ…第２の主面、１３Ｘ，１４Ｘ…貫通孔（第１貫通孔）、１５Ｘ…貫通孔（第２貫通孔）、２１，２２…スタッド部材（第１のスタッド部材）、２３…スタッド部材（第２のスタッド部材）、２６，２７…締結部材（第１の締結部材）、２８…締結部材（第２の締結部材）、３０…カバー部材、４０…ヒートシンク、４１…ベース部、４２…放熱フィン、５１，５２，５４…発熱部品。

Claims (8)

  1. 　第１の主面及び第２の主面と、厚さ方向に貫通する複数の第１貫通孔及び複数の第２貫通孔とを有するベース板と、
    　前記複数の第１貫通孔に打ち込まれ、前記第１の主面から突出する第１のスタッド部材と、
    　前記複数の第２貫通孔に打ち込まれ、前記第２の主面から突出する第２のスタッド部材と、
    　第１の締結部材と、
    　第２の締結部材と、
    　前記第１のスタッド部材と前記第１の締結部材とにより前記第１の主面に取り付けられる発熱部品と、
    　前記第２のスタッド部材と前記第２の締結部材とにより前記第２の主面に取り付けられるヒートシンクと、
    　前記ベース板の前記第１の主面に密閉性を確保するように取り付けられ、前記発熱部品を収容するカバー部材と、
    を有する電子機器。
  2. 　前記第１のスタッド部材は、前記第１貫通孔に挿通される本体部分と、前記第１貫通孔の内径より大きい外径の頭部とを有し、前記頭部が前記第１貫通孔に打ち込まれることにより、前記第１のスタッド部材は前記ベース板と塑性結合し、
    　前記第２のスタッド部材は、前記第２貫通孔に挿通される本体部分と、前記第２貫通孔の内径より大きい外径の頭部とを有し、前記頭部が前記第２貫通孔に打ち込まれることにより、前記第２のスタッド部材は前記ベース板と塑性結合している、
    　請求項１に記載の電子機器。
  3. 　前記第２のスタッド部材は、前記ベース板の前記第１の主面から突出しない、請求項１又は２に記載の電子機器。
  4. 　前記第１のスタッド部材は、前記ベース板の前記第２の主面から突出しない、請求項１～３の何れか１項に記載の電子機器。
  5. 　前記カバー部材と前記ベース板の前記第１の主面との間に配置されるパッキンをさらに備える、請求項１～４の何れか１項に記載の電子機器。
  6. 　前記発熱部品は、直流電圧を交流電圧に変換する変換回路に用いられる部品である、請求項１～５の何れか１項に記載の電子機器。
  7. 　前記発熱部品は、パワー半導体素子とリアクトルの少なくとも一方である、請求項１～６の何れか１項に記載の電子機器。
  8. 　前記発熱部品は、回路基板と、前記回路基板に実装されたパワー半導体素子とを含み、
    　前記回路基板は、前記第１のスタッド部材により、前記パワー半導体素子が前記ベース板の前記第１の主面に密着するように、前記ベース板の前記第１の主面から離間して固定される、
    　請求項１～７の何れか１項に記載の電子機器。
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