基板保持構造及びスイッチング電源装置
【課題】実装領域を確保しつつ、回路基板と筐体との密着性を向上する。
【解決手段】基板保持構造１００では、実装部品９が実装されたコイル基板１１０が放熱板１３０に載置されている。バネ支持具１６０によって実装部品９が押圧されることで、放熱板１３０に対しコイル基板１１０がその厚さ方向に押圧されている。コイル基板１１０の貫通孔４３にトランスコア１４０が挿通されることで、トランスコア１４０のみによってコイル基板１１０のずれが規制されている。よって、コイル基板１１０は、主面方向に沿うずれが許容されつつ放熱板１３０に固定されることになる。さらに、トランスコア１４０が回路構成部品であることから、トランスコア１４０と実装部品９との間に絶縁距離を確保する必要性が少ないため、コイル基板１１０を保持するに際して実装領域が縮小されるのも抑制されることになる。
【解決手段】基板保持構造１００では、実装部品９が実装されたコイル基板１１０が放熱板１３０に載置されている。バネ支持具１６０によって実装部品９が押圧されることで、放熱板１３０に対しコイル基板１１０がその厚さ方向に押圧されている。コイル基板１１０の貫通孔４３にトランスコア１４０が挿通されることで、トランスコア１４０のみによってコイル基板１１０のずれが規制されている。よって、コイル基板１１０は、主面方向に沿うずれが許容されつつ放熱板１３０に固定されることになる。さらに、トランスコア１４０が回路構成部品であることから、トランスコア１４０と実装部品９との間に絶縁距離を確保する必要性が少ないため、コイル基板１１０を保持するに際して実装領域が縮小されるのも抑制されることになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持構造、及びこの基板保持構造を具備するスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板保持構造としては、回路基板と、回路基板が載置された筐体と、回路基板に実装された実装部品と、実装された実装部品を筐体に向けて押圧する押圧部材と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平０１−１３９４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、上述したような基板保持構造では、通常、ねじ等の固定具によって回路基板が筐体に固定されていることから、その固定に起因して回路基板を撓ませるような応力が生じる場合がある。そのため、回路基板に反りや撓みが生じ易く、回路基板と筐体との密着性が低下するおそれがある。さらに、ねじ等の固定具によって回路基板が固定されると、回路基板と筐体との熱膨張係数の違いから、温度変化に起因する回路基板の反りや撓みが生じ易いため、この点からも回路基板と筐体との密着性が低下するおそれがある。
【０００４】
また、近年のコイル基板構造においては、さらなる小型化が要求されている。そのため、かかる要求に伴って、例えば小型化された場合であっても実装領域（すなわち、回路基板において実装部品を実装可能な領域）を確保できるものが求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、実装領域を確保しつつ、回路基板と筐体との密着性を向上することができる基板保持構造及びスイッチング電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る基板保持構造は、所定回路を構成する回路基板を具備し、当該回路基板を保持する基板保持構造であって、回路基板が載置された筐体と、回路基板に実装された実装部品と、実装された実装部品を筐体に向けて押圧する押圧部材と、所定回路を構成し、回路基板を貫通すると共に筐体に係止された貫通部材と、を備え、回路基板は、その主面に沿う方向のずれが貫通部材によってのみ規制されることを特徴とする。
【０００７】
この基板保持構造では、押圧部材によって実装部品が押圧されることで、筐体に対し回路基板がその厚さ方向に押し付けられている。また、貫通部材が回路基板を貫通しており、この貫通部材のみによって回路基板の主面に沿う方向のずれ（以下、単に「ずれ」という）が規制されている。よって、回路基板にあっては、貫通部材と間の隙間分のずれが許容されながら筐体に固定されることとなる。従って、回路基板に生じる応力を開放して反りや撓みが発生するのを防止することができ、回路基板と筐体との密着性を高めることが可能となる。その結果、例えば回路基板の振動を抑制したり、回路基板からの熱を筐体へと好適に熱伝導させたりすることができる。さらに、貫通部材が所定回路を構成するものであることから、回路基板の固定の際にねじやピン等の固定具を別途設けることが不要になるため、かかる固定具によって実装領域が縮小されることを抑制することもできる。その結果、本発明によれば、実装領域を確保しつつ、回路基板と筐体との密着性を向上することが可能となる。
【０００８】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、貫通部材は、所定量の隙間を有して回路基板を貫通する構成が挙げられる。また、回路基板は、１次側トランスコイル部を有する第１コイル基板と、当該第１コイル基板に重ねられ２次側トランスコイル部を有する第２コイル基板と、を有し、貫通部材は、１次側及び２次側トランスコイル部を磁気的に互いに接続するためのトランスコアである構成が挙げられる。
【０００９】
このとき、第１及び第２コイル基板は、１次側及び２次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられていることが好ましい。この場合、第１及び第２コイル基板が互いに一致するように重ねられたものに比べ、第１及び第２コイル基板の外表面、すなわち放熱面の面積を増大させることができ、放熱性を高めることが可能となる。
【００１０】
また、筐体は、回路基板からの熱を放熱させるための放熱部材であることが好ましい。この場合、上記作用効果によって回路基板と筐体との密着性が高まっていることから、実装された実装部品の熱が第１及び第２コイル基板を介して放熱部材へと一層熱伝導される。よって、放熱性を一層高めることが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係るスイッチング電源は、上記基板保持構造を具備することを特徴とする。このスイッチング電源装置においても、実装領域を確保しつつ回路基板と筐体との密着性を向上するという上記効果を奏する。なお、スイッチング電源装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやＡＣ−ＤＣコンバータが挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実装領域を確保しつつ、回路基板と筐体との密着性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。図１に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものであり、高圧バッテリ等から供給される高圧の直流入力電圧Ｖｉｎを低圧の直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換し、低圧バッテリ等へ供給する。
【００１５】
このスイッチング電源装置１は、１次側高圧ライン２１と１次側低圧ライン２２との間に設けられたスイッチング回路２及び入力平滑コンデンサ３と、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２を有するトランス４と、２次側トランスコイル部４２に接続された整流回路５と、整流回路５に接続された平滑回路６と、を備えている。
【００１６】
スイッチング回路２は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４で構成されたフルブリッジ型の回路構成とされている。スイッチング回路２は、例えば駆動回路（不図示）から供給される駆動信号に応じて、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される直流入力電圧Ｖｉｎを入力交流電圧に変換する。
【００１７】
入力平滑コンデンサ３は、入力端子Ｔ１、Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖｉｎを平滑化する。トランス４は、スイッチング回路２で生成された入力交流電圧を変圧し、出力交流電圧を出力する。１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２の巻数比は、変圧比によって適宜設定されている。ここでは、１次側トランスコイル部４１の巻数を、２次側トランスコイル部４２の巻数よりも多くしている。２次側トランスコイル部４２は、センタータップ型のものであり、接続部Ｃ及び出力ラインＬＯを介して出力端子Ｔ３に導かれている。
【００１８】
整流回路５は、整流ダイオード５Ａ，５Ｂからなる単層全波整流型のものである。各整流ダイオード５Ａ，５Ｂのカソードは、２次側トランスコイル部４２に接続されている一方、アノードは、接地ラインＬＧに接続され、出力端子Ｔ４に導かれている。これにより、整流回路５は、トランス４からの出力交流電圧の各半短波期間を、個別に整流して直流電圧を生成する。
【００１９】
平滑回路６は、チョークコイル６１と出力平滑コンデンサ６２とを含んで構成されている。チョークコイル６１は、出力ラインＬＯに挿入配置されている。出力平滑コンデンサ６２は、出力ラインＬＯにおいてチョークコイル６１と接地ラインＬＧとの間に接続されている。これにより、平滑回路６は、整流回路５で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖｏｕｔを生成し、この直流出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ等へ供給する。
【００２０】
以上のように構成されたスイッチング電源装置１では、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖｉｎがスイッチングされて入力交流電圧が生成され、トランス４の１次側トランスコイル部４１へと供給される。そして、生成された入力交流電圧が変圧され、２次側トランスコイル部４２から出力交流電圧として出力される。そして、この出力交流電圧が整流回路５によって整流されると共に平滑回路６によって平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖｏｕｔとして出力されることとなる。
【００２１】
次に、スイッチング電源装置１においてコイル基板を保持するための基板保持構造について説明する。
【００２２】
図２は図１のスイッチング電源装置における基板保持構造の要部を示す斜視図、図３は図２の基板保持構造の分解斜視図である。図２，３に示すように、本実施形態の基板保持構造１００は、互いにずれて積層された（重ねられた）第１及び第２コイル基板（回路基板）１１０，１２０と、筐体としての放熱板（放熱部材）１３０と、トランスコア（貫通部材）１４０と、チョークコア（貫通部材）１５０と、第１及び第２バネ支持具（押圧部材）１６０，１７０と、を備えている。
【００２３】
図３に示すように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、長尺平板状のプリント基板であって、スイッチング電源装置１の上記回路を構成するものである。
【００２４】
第１コイル基板１１０は、当該第１コイル基板１１０の長手方向（以下、単に「長手方向」という）の一端部にて貫通するように設けられた貫通端子１１１，１１１を有している。この貫通端子１１１，１１１は、上記入力端子Ｔ１，Ｔ２を構成するものであり、第１コイル基板１１０の上面１１０ａにおけるパッド（不図示）にハンダ１１（図２参照）で固定されて電気的に接続されている。
【００２５】
また、第１コイル基板１１０には、基板厚さ方向（積層方向）から見たとき（上面１１０ａ側から見たとき）、その長手方向の略中央から他端に亘る領域に、上記１次側トランスコイル部４１が設けられている。１次側トランスコイル部４１は、基板厚さ方向から見たとき、長手方向の幅が第１コイル基板１１０の短手方向（以下、単に「短手方向」という）の幅よりも狭くなっている。
【００２６】
この１次側トランスコイル部４１の略中央位置には、トランスコア１４０が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔４３が形成されている。この１次側トランスコイル部４１は、貫通孔４３を中心として矩形渦巻状に延び、例えば銅等で形成された導体パターン４４を含んで構成されている。
【００２７】
第２コイル基板１２０は、その長手方向の他端部にて貫通するように設けられた貫通端子１２１，１２１を有している。この貫通端子１２１，１２１は、上記出力端子Ｔ１，Ｔ２を構成するものであり、第２コイル基板１２０の上面１２０ａにおけるパッド（不図示）にハンダ１１（図２参照）で固定されて電気的に接続されている。
【００２８】
また、第２コイル基板１２０には、基板厚さ方向から見たとき、その長手方向における一端から略中央に亘る領域に、上記２次側トランスコイル部４２が設けられている。２次側トランスコイル部４２は、上記１次側トランスコイル部４１と同様に、基板厚さ方向から見たとき、長手方向の幅が短手方向の幅よりも狭くなっている。
【００２９】
この２次側トランスコイル部４２の略中央位置には、トランスコア１４０が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔４５が形成されている。この２次側トランスコイル部４２は、貫通孔４５を中心として矩形渦巻状に延び、例えば銅等で形成された導体パターン４６を含んで構成されている。また、第２コイル基板１２０において長手方向の他端部には、チョークコア１５０が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔１２５が形成されている。
【００３０】
これら第１及び第２コイル基板１１０，１２０にあっては、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２のみが基板厚さ方向に重なるようにして（すなわち、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２のみを積層領域として）互いに重ねられると共に、貫通孔４３，４５が互いに連通するように長手方向に互いにずれて重ねられている。ここでは、第２コイル基板１２０が放熱板１３０側（下側）に位置するように積層されている。
【００３１】
そして、第１及び第２コイル基板１１０，１２０のそれぞれでは、各上面１１０ａ，１２０ａにおいて積層領域以外の領域を実装領域として、半導体部品等の実装部品９がそれぞれ実装されている。具体的には、図２に示すように、第１コイル基板１１０の実装領域に上記スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４が載置されて搭載されると共に、第２コイル基板１２０の実装領域に上記整流ダイオード５Ａ，５Ｂが載置されて搭載されている。
【００３２】
なお、スイッチング素子としては、例えば電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（InsulatedGate Bipolar Transistor）等が挙げられる。
【００３３】
図３に戻り、放熱板１３０は、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の熱を放熱すると共に、実装された実装部品９の熱を第１及び第２コイル基板１１０，１２０を介して放熱するためのものである。この放熱板１３０は、例えばアルミニウムで形成されており、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。
【００３４】
この放熱板１３０は、第１コイル基板１１０の下面（他主面）１１０ｂを当接させる放熱面１３１と、第２コイル基板１２０の下面（他主面）１２０ｂを当接させる放熱面１３２と、を有している。これら放熱面１３１，１３２は、第２コイル基板１２０の厚さと等しい高さの段差部１３３で連続するように構成されている。
【００３５】
また、放熱面１３２には、凹部１３４，１３５が形成されている。凹部１３４は、トランスコア１４０を係止するためものであり、トランスコア１４０の形状に沿って窪むように設けられている。凹部１３５は、チョークコア１５０を係止するためのものであり、チョークコア１５０の形状に沿って窪むように設けられている。
【００３６】
そして、放熱板１３０では、各放熱面１３１，１３２に第１及び第２コイル基板１１０，１２０がそれぞれ載置されている。これにより、図４に示すように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の下面１１０ｂ，１２０ｂは、放熱板１３０に当接されることとなる。
【００３７】
図３に示すように、トランスコア１４０は、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２を磁気的に互いに接続するためものであり、上記トランス４を構成する回路構成部品である。トランスコア１４０は、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。
【００３８】
このトランスコア１４０は、断面矩形状の環状を呈している。具体的には、トランスコア１４０は、いわゆるＵ型コアである上部コア１４１と、いわゆるＩ型コアである下部コア１４２と、を有し、これらが図示しない固定部材によって互いに連結されて固定されている。
【００３９】
このトランスコア１４０では、その上部コア１４１が貫通孔４３，４５に所定量の隙間Ｍ１（図４参照）を有して内挿（いわゆる、遊嵌）されている。つまり、トランスコア１４０は、所定量の隙間Ｍ１を有して第１及び第２コイル基板１１０，１２０を貫通するように設けられている。
【００４０】
これと共に、トランスコア１４０では、その下部コア１４２が放熱面１３２の凹部１３４に嵌合されて係止され、且つ、その上部コア１４１及び下部コア１４２が互いに連結されている。このように構成されたトランスコア１４０により、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、その主面方向である長手方向及び短手方向のずれが規制されることになる。なお、隙間Ｍ１の上記所定量は、例えば第１及び第２コイル基板１１０，１２０の熱膨張率等に基づいて適宜設定されている。
【００４１】
チョークコア１５０は、上記チョークコイル６１に対応する回路構成部品であり、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。このチョークコア１５０は、断面矩形状の環状を呈している。具体的には、チョークコア１５０は、いわゆるＵ型コアである上部コア１５１と、いわゆるＩ型コアである下部コア１５２と、を有し、これらが図示しない固定部材によって互いに連結されて固定されている。
【００４２】
このチョークコア１５０では、その上部コア１５１が貫通孔１２５に所定量の隙間Ｍ２（図４参照）を有して内挿（いわゆる、遊嵌）されている。つまり、チョークコア１５０は、所定量の隙間Ｍ２を有して第２コイル基板１２０を貫通するように設けられている。
【００４３】
これと共に、チョークコア１５０では、その下部コア１５２が放熱面１３２の凹部１３５に嵌合されて係止され、且つ、その上部コア１５１及び下部コア１５２が互いに連結されている。このように構成されたチョークコア１５０により、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、その主面方向である長手方向及び短手方向のずれが規制されることになる。なお、隙間Ｍ２の上記所定量は、例えば第２コイル基板１２０の熱膨張率等に基づいて適宜設定されている。
【００４４】
第１及び第２バネ支持具１６０，１７０は、実装された実装部品９を放熱板１３０に向けて押圧するものであり、例えば金属板を用いた折板構造とされている。第１バネ支持具１６０は、ねじ１６１で放熱板１３０に固定された支持部１６２と、支持部１６２の先端側に連続する板バネ部１６３と、を有している。この第１バネ支持具１６０は、その板バネ部１６３をスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の上面に当接させることで、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を所定の付勢力（弾性力）で放熱板１３０側に付勢する。
【００４５】
第２バネ支持具１７０は、ねじ１７１で放熱板１３０に固定され第２コイル基板１２０上を短手方向に架け渡すアーチ状の支持部１７２と、支持部１７２に設けられ下方へ膨らむ皿バネ部１７３と、を有している。この第２バネ支持具１７０は、その皿バネ部１７３を整流ダイオード５Ａ，５Ｂの上面に当接させることで、整流ダイオード５Ａ，５Ｂを所定の付勢力で放熱板１３０側に付勢する。
【００４６】
以上、本実施形態では、図４に示すように、第１及び第２バネ支持具１６０，１７０によって実装部品９が押し付けられている。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０に対して実装部品９が押し付けられると共に、放熱板１３０に対して第１及び第２コイル基板１１０，１２０が押し付けられる。また、貫通孔４３，４５にトランスコア１４０が挿通され、貫通孔１２５にチョークコア１５０が挿通されている。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の長手方向及び短手方向のずれがトランスコア１４０及びチョークコア１５０のみによって規制される。これにより、第１及び第２コイル基板１１０，１２０にあっては、放熱板１３０にリジットに固定されず、主面方向に沿った所定量のずれが許容されつつ放熱板１３０に固定されることになる。つまり、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、主面方向に所定量移動可能にして放熱板１３０に固定されている。
【００４７】
従って、第１及び第２コイル基板１１０，１２０に生じる熱応力等の応力（ストレス）を開放し、これらに反り、撓み及び歪みが発生するのを防止することができる。よって、実装部品９と第１及び第２コイル基板１１０，１２０との密着性を高めることができ、且つ、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性を高めながら第１及び第２コイル基板１１０，１２０を確実に保持することが可能となる。
【００４８】
さらに、トランスコア１４０及びチョークコア１５０は、上記回路を構成するものであることから、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の固定の際に、例えば図６に示す従来の基板保持構造１００Ａのようにねじ１５を固定具として別途設けることが不要になる。さらに、トランスコア１４０及びチョークコア１５０と実装部品９との間に、絶縁距離を確保したり絶縁部品を配置したりする必要性が少ない。そのため、第１及び第２コイル基板１１０，１２０を保持するに際して、実装領域が縮小されることも抑制できる。
【００４９】
すなわち、本実施形態によれば、実装領域を確保しつつ、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性を向上することができる。また、上述したように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０と間で所定量のずれが許容されているため、次の効果を奏する。すなわち、第１及び第２コイル基板１１０，１２０において外部からの振動等によって生じる応力を緩和できる。さらに、熱膨張差によって生じる熱応力であって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の反りや撓みの原因となる応力を緩和することができる。特に、スイッチング電源装置１では、その動作時に、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４や整流ダイオード５Ａ，５Ｂ等のパワー半導体素子、トランス４及びチョークコイル６１からの発熱によって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の温度が上昇し易いことから、熱応力を緩和するという上記効果は顕著である。
【００５０】
さらに、本実施形態のように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０のずれが許容され、その応力が開放されていると、第１及び第２コイル基板１１０，１２０にて熱応力や振動等が発生しても、ハンダ１１に力が加わってハンダ１１が破損するのを防止することも可能となる。その結果、基板保持構造１００の電気的接続を確保することができ、その信頼性を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、上述したように、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられている。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０が互いに一致するように重ねられたものに比べ、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の外表面、すなわち放熱面の面積を増大させることができ、放熱性を高めることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態では、第１及び第２コイル基板１１０，１２０が放熱板１３０に載置されており、上述したように、これら第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性が高まっている。よって、実装された実装部品９の熱を、第１及び第２コイル基板１１０，１２０を介して放熱板１３０へと一層熱伝導させることができる。よって、本実施形態では、放熱性を一層高めることが可能となる。
【００５３】
なお、上述したように、トランスコア１４０及びチョークコア１５０は上記回路を構成するものであることから、従来のようにねじやピン等を別途用いて第１及び第２コイル基板１１０Ａ，１２０Ａを固定する場合（図６参照）に比べ、第１及び第２コイル基板の小型化が可能となり、且つ部品点数の増加及びコストアップを抑制することができる。また、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の端部をねじで固定する場合、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の反りによってその中央部の密着性が特に低下し易いが、本実施形態では、かかる中央部の密着性も高いものとなっている。
【００５４】
ちなみに、本実施形態では、貫通孔４３，４５及びトランスコア１４０がともに矩形形状とされていることから、貫通孔４３，４５にトランスコア１４０を挿通することで、一の主面方向としての長手方向のずれを規制するだけでなく、一の主面方向に直交する他の主面方向としての短手方向のずれを規制する。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の回転ずれも規制されることとなる。この点については、貫通孔１２５及びチョークコア１５０においても同様である。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、上記入力端子Ｔ１〜Ｔ４を構成するものとして貫通端子１１１，１２１（図４参照）を用いたが、例えば図５に示すように、ボンディングワイヤ２１１，２２１を用い、上面１１０ａ，１２０ａのパッド（不図示）にボンディングさせてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性を一層高めるため、押圧部材としての第１及び第２バネ支持具１６０，１７０が付勢力を有して実装部品９を付勢しているが、押圧部材は付勢力を有さずに実装部品を押圧してもよい。
【００５７】
また、上記実施形態は、回路基板として第１及び第２コイル基板１１０，１２０を備えているが、回路基板の数は、１枚でもよいし３枚以上でもよい。また、筐体として放熱板１３０を備えているが、筐体は、板状のでなくとも、箱形状等であってもよい。
【００５８】
また、上記実施形態のトランスコア１４０及びチョークコア１５０では、上部コア１４１，１５１としてＵ型コアを用い、下部コア１４２，１５２としてＩ型コアを用いたが、上部コアとしてＥ型コアを用いてもよく、下部コアとしてＩ型コア或いはＥ型コアを用いてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、トランスコア１４０及びチョークコア１５０が貫通部材を構成するが、これらの一方が貫通部材を構成してもよい。また、貫通部材はこれらに限定されるものではなく、例えば貫通端子等の回路構成部品であればよい。
【００６０】
なお、スイッチング電源装置１としては、上記ＤＣ−ＤＣコンバータに限定されるものではなく、ＡＣ−ＤＣコンバータ等であってもよい。ちなみに、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０と間に弾性樹脂等からなる接着剤を塗布し、これらを弾性的に接着してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、スイッチング電源装置１の上記回路をセンタータップ型のアノードコモンとしているが、例えばセンタータップ型のカソードコモンとしてもよい。さらにまた、上記実施形態では、段差部１３３の高さを第２コイル基板１２０の厚さと等しいものとしたが、第２コイル基板１２０の厚さよりも厚い（高い）ものでもよい。また、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の幅は、互いに異なっていてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、実装部品９としてスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４や整流ダイオード５Ａ，５Ｂ等のパワー半導体素子を、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の上面１１０ａ，１２０ａに表面実装したが、このパワー半導体素子と共に、例えばコイルやコンデンサ等の表面実装型の受動素子を表面実装してもよい。この場合、第１及び第２コイル基板１１０，１２０においてパワー半導体素子の搭載されている部分に対応する下面１２０ａ，１２０ｂが、放熱板１３０に少なくとも当接すればよい。
【００６３】
また、隙間Ｍ１にあっては、トランスコア１４０の全周と第１及び第２コイル基板１１０，１２０との間に形成されている場合の他に、第１及び第２コイル基板１１０，１２０のずれを許容できれば、トランスコア１４０の周囲の少なくとも一部と第１及び第２コイル基板１１０，１２０との間に形成されている（例えば、貫通孔４３，４５内においてトランス１４０が一の主面方向に寄っている）場合もある。隙間Ｍ２についても、チョークコア１５０に関して同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置における基板保持構造の要部を示す斜視図である。
【図３】図２の基板保持構造の分解斜視図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面の模式図である。
【図５】変形例に係る基板保持構造における図４に対応する模式図である。
【図６】従来の基板保持構造における図４に対応する模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…スイッチング電源装置、９…実装部品、４１…１次側トランスコイル部、４２…２次側トランスコイル部、１００…基板保持構造、１１０…第１コイル基板（回路基板）、１２０…第２コイル（回路基板）、１３０…放熱板（筐体，放熱部材）、１４０…トランスコア（貫通部材）、１５０…チョークコア（貫通部材）、１６０…第１バネ支持具（押圧部材），１７０…第２バネ支持具（押圧部材）、Ｍ１…隙間、Ｍ２…隙間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持構造、及びこの基板保持構造を具備するスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板保持構造としては、回路基板と、回路基板が載置された筐体と、回路基板に実装された実装部品と、実装された実装部品を筐体に向けて押圧する押圧部材と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平０１−１３９４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、上述したような基板保持構造では、通常、ねじ等の固定具によって回路基板が筐体に固定されていることから、その固定に起因して回路基板を撓ませるような応力が生じる場合がある。そのため、回路基板に反りや撓みが生じ易く、回路基板と筐体との密着性が低下するおそれがある。さらに、ねじ等の固定具によって回路基板が固定されると、回路基板と筐体との熱膨張係数の違いから、温度変化に起因する回路基板の反りや撓みが生じ易いため、この点からも回路基板と筐体との密着性が低下するおそれがある。
【０００４】
また、近年のコイル基板構造においては、さらなる小型化が要求されている。そのため、かかる要求に伴って、例えば小型化された場合であっても実装領域（すなわち、回路基板において実装部品を実装可能な領域）を確保できるものが求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、実装領域を確保しつつ、回路基板と筐体との密着性を向上することができる基板保持構造及びスイッチング電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る基板保持構造は、所定回路を構成する回路基板を具備し、当該回路基板を保持する基板保持構造であって、回路基板が載置された筐体と、回路基板に実装された実装部品と、実装された実装部品を筐体に向けて押圧する押圧部材と、所定回路を構成し、回路基板を貫通すると共に筐体に係止された貫通部材と、を備え、回路基板は、その主面に沿う方向のずれが貫通部材によってのみ規制されることを特徴とする。
【０００７】
この基板保持構造では、押圧部材によって実装部品が押圧されることで、筐体に対し回路基板がその厚さ方向に押し付けられている。また、貫通部材が回路基板を貫通しており、この貫通部材のみによって回路基板の主面に沿う方向のずれ（以下、単に「ずれ」という）が規制されている。よって、回路基板にあっては、貫通部材と間の隙間分のずれが許容されながら筐体に固定されることとなる。従って、回路基板に生じる応力を開放して反りや撓みが発生するのを防止することができ、回路基板と筐体との密着性を高めることが可能となる。その結果、例えば回路基板の振動を抑制したり、回路基板からの熱を筐体へと好適に熱伝導させたりすることができる。さらに、貫通部材が所定回路を構成するものであることから、回路基板の固定の際にねじやピン等の固定具を別途設けることが不要になるため、かかる固定具によって実装領域が縮小されることを抑制することもできる。その結果、本発明によれば、実装領域を確保しつつ、回路基板と筐体との密着性を向上することが可能となる。
【０００８】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、貫通部材は、所定量の隙間を有して回路基板を貫通する構成が挙げられる。また、回路基板は、１次側トランスコイル部を有する第１コイル基板と、当該第１コイル基板に重ねられ２次側トランスコイル部を有する第２コイル基板と、を有し、貫通部材は、１次側及び２次側トランスコイル部を磁気的に互いに接続するためのトランスコアである構成が挙げられる。
【０００９】
このとき、第１及び第２コイル基板は、１次側及び２次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられていることが好ましい。この場合、第１及び第２コイル基板が互いに一致するように重ねられたものに比べ、第１及び第２コイル基板の外表面、すなわち放熱面の面積を増大させることができ、放熱性を高めることが可能となる。
【００１０】
また、筐体は、回路基板からの熱を放熱させるための放熱部材であることが好ましい。この場合、上記作用効果によって回路基板と筐体との密着性が高まっていることから、実装された実装部品の熱が第１及び第２コイル基板を介して放熱部材へと一層熱伝導される。よって、放熱性を一層高めることが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係るスイッチング電源は、上記基板保持構造を具備することを特徴とする。このスイッチング電源装置においても、実装領域を確保しつつ回路基板と筐体との密着性を向上するという上記効果を奏する。なお、スイッチング電源装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやＡＣ−ＤＣコンバータが挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実装領域を確保しつつ、回路基板と筐体との密着性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。図１に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものであり、高圧バッテリ等から供給される高圧の直流入力電圧Ｖｉｎを低圧の直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換し、低圧バッテリ等へ供給する。
【００１５】
このスイッチング電源装置１は、１次側高圧ライン２１と１次側低圧ライン２２との間に設けられたスイッチング回路２及び入力平滑コンデンサ３と、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２を有するトランス４と、２次側トランスコイル部４２に接続された整流回路５と、整流回路５に接続された平滑回路６と、を備えている。
【００１６】
スイッチング回路２は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４で構成されたフルブリッジ型の回路構成とされている。スイッチング回路２は、例えば駆動回路（不図示）から供給される駆動信号に応じて、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される直流入力電圧Ｖｉｎを入力交流電圧に変換する。
【００１７】
入力平滑コンデンサ３は、入力端子Ｔ１、Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖｉｎを平滑化する。トランス４は、スイッチング回路２で生成された入力交流電圧を変圧し、出力交流電圧を出力する。１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２の巻数比は、変圧比によって適宜設定されている。ここでは、１次側トランスコイル部４１の巻数を、２次側トランスコイル部４２の巻数よりも多くしている。２次側トランスコイル部４２は、センタータップ型のものであり、接続部Ｃ及び出力ラインＬＯを介して出力端子Ｔ３に導かれている。
【００１８】
整流回路５は、整流ダイオード５Ａ，５Ｂからなる単層全波整流型のものである。各整流ダイオード５Ａ，５Ｂのカソードは、２次側トランスコイル部４２に接続されている一方、アノードは、接地ラインＬＧに接続され、出力端子Ｔ４に導かれている。これにより、整流回路５は、トランス４からの出力交流電圧の各半短波期間を、個別に整流して直流電圧を生成する。
【００１９】
平滑回路６は、チョークコイル６１と出力平滑コンデンサ６２とを含んで構成されている。チョークコイル６１は、出力ラインＬＯに挿入配置されている。出力平滑コンデンサ６２は、出力ラインＬＯにおいてチョークコイル６１と接地ラインＬＧとの間に接続されている。これにより、平滑回路６は、整流回路５で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖｏｕｔを生成し、この直流出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ等へ供給する。
【００２０】
以上のように構成されたスイッチング電源装置１では、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖｉｎがスイッチングされて入力交流電圧が生成され、トランス４の１次側トランスコイル部４１へと供給される。そして、生成された入力交流電圧が変圧され、２次側トランスコイル部４２から出力交流電圧として出力される。そして、この出力交流電圧が整流回路５によって整流されると共に平滑回路６によって平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖｏｕｔとして出力されることとなる。
【００２１】
次に、スイッチング電源装置１においてコイル基板を保持するための基板保持構造について説明する。
【００２２】
図２は図１のスイッチング電源装置における基板保持構造の要部を示す斜視図、図３は図２の基板保持構造の分解斜視図である。図２，３に示すように、本実施形態の基板保持構造１００は、互いにずれて積層された（重ねられた）第１及び第２コイル基板（回路基板）１１０，１２０と、筐体としての放熱板（放熱部材）１３０と、トランスコア（貫通部材）１４０と、チョークコア（貫通部材）１５０と、第１及び第２バネ支持具（押圧部材）１６０，１７０と、を備えている。
【００２３】
図３に示すように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、長尺平板状のプリント基板であって、スイッチング電源装置１の上記回路を構成するものである。
【００２４】
第１コイル基板１１０は、当該第１コイル基板１１０の長手方向（以下、単に「長手方向」という）の一端部にて貫通するように設けられた貫通端子１１１，１１１を有している。この貫通端子１１１，１１１は、上記入力端子Ｔ１，Ｔ２を構成するものであり、第１コイル基板１１０の上面１１０ａにおけるパッド（不図示）にハンダ１１（図２参照）で固定されて電気的に接続されている。
【００２５】
また、第１コイル基板１１０には、基板厚さ方向（積層方向）から見たとき（上面１１０ａ側から見たとき）、その長手方向の略中央から他端に亘る領域に、上記１次側トランスコイル部４１が設けられている。１次側トランスコイル部４１は、基板厚さ方向から見たとき、長手方向の幅が第１コイル基板１１０の短手方向（以下、単に「短手方向」という）の幅よりも狭くなっている。
【００２６】
この１次側トランスコイル部４１の略中央位置には、トランスコア１４０が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔４３が形成されている。この１次側トランスコイル部４１は、貫通孔４３を中心として矩形渦巻状に延び、例えば銅等で形成された導体パターン４４を含んで構成されている。
【００２７】
第２コイル基板１２０は、その長手方向の他端部にて貫通するように設けられた貫通端子１２１，１２１を有している。この貫通端子１２１，１２１は、上記出力端子Ｔ１，Ｔ２を構成するものであり、第２コイル基板１２０の上面１２０ａにおけるパッド（不図示）にハンダ１１（図２参照）で固定されて電気的に接続されている。
【００２８】
また、第２コイル基板１２０には、基板厚さ方向から見たとき、その長手方向における一端から略中央に亘る領域に、上記２次側トランスコイル部４２が設けられている。２次側トランスコイル部４２は、上記１次側トランスコイル部４１と同様に、基板厚さ方向から見たとき、長手方向の幅が短手方向の幅よりも狭くなっている。
【００２９】
この２次側トランスコイル部４２の略中央位置には、トランスコア１４０が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔４５が形成されている。この２次側トランスコイル部４２は、貫通孔４５を中心として矩形渦巻状に延び、例えば銅等で形成された導体パターン４６を含んで構成されている。また、第２コイル基板１２０において長手方向の他端部には、チョークコア１５０が挿通されるものとして、矩形状の貫通孔１２５が形成されている。
【００３０】
これら第１及び第２コイル基板１１０，１２０にあっては、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２のみが基板厚さ方向に重なるようにして（すなわち、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２のみを積層領域として）互いに重ねられると共に、貫通孔４３，４５が互いに連通するように長手方向に互いにずれて重ねられている。ここでは、第２コイル基板１２０が放熱板１３０側（下側）に位置するように積層されている。
【００３１】
そして、第１及び第２コイル基板１１０，１２０のそれぞれでは、各上面１１０ａ，１２０ａにおいて積層領域以外の領域を実装領域として、半導体部品等の実装部品９がそれぞれ実装されている。具体的には、図２に示すように、第１コイル基板１１０の実装領域に上記スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４が載置されて搭載されると共に、第２コイル基板１２０の実装領域に上記整流ダイオード５Ａ，５Ｂが載置されて搭載されている。
【００３２】
なお、スイッチング素子としては、例えば電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（InsulatedGate Bipolar Transistor）等が挙げられる。
【００３３】
図３に戻り、放熱板１３０は、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の熱を放熱すると共に、実装された実装部品９の熱を第１及び第２コイル基板１１０，１２０を介して放熱するためのものである。この放熱板１３０は、例えばアルミニウムで形成されており、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。
【００３４】
この放熱板１３０は、第１コイル基板１１０の下面（他主面）１１０ｂを当接させる放熱面１３１と、第２コイル基板１２０の下面（他主面）１２０ｂを当接させる放熱面１３２と、を有している。これら放熱面１３１，１３２は、第２コイル基板１２０の厚さと等しい高さの段差部１３３で連続するように構成されている。
【００３５】
また、放熱面１３２には、凹部１３４，１３５が形成されている。凹部１３４は、トランスコア１４０を係止するためものであり、トランスコア１４０の形状に沿って窪むように設けられている。凹部１３５は、チョークコア１５０を係止するためのものであり、チョークコア１５０の形状に沿って窪むように設けられている。
【００３６】
そして、放熱板１３０では、各放熱面１３１，１３２に第１及び第２コイル基板１１０，１２０がそれぞれ載置されている。これにより、図４に示すように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の下面１１０ｂ，１２０ｂは、放熱板１３０に当接されることとなる。
【００３７】
図３に示すように、トランスコア１４０は、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２を磁気的に互いに接続するためものであり、上記トランス４を構成する回路構成部品である。トランスコア１４０は、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。
【００３８】
このトランスコア１４０は、断面矩形状の環状を呈している。具体的には、トランスコア１４０は、いわゆるＵ型コアである上部コア１４１と、いわゆるＩ型コアである下部コア１４２と、を有し、これらが図示しない固定部材によって互いに連結されて固定されている。
【００３９】
このトランスコア１４０では、その上部コア１４１が貫通孔４３，４５に所定量の隙間Ｍ１（図４参照）を有して内挿（いわゆる、遊嵌）されている。つまり、トランスコア１４０は、所定量の隙間Ｍ１を有して第１及び第２コイル基板１１０，１２０を貫通するように設けられている。
【００４０】
これと共に、トランスコア１４０では、その下部コア１４２が放熱面１３２の凹部１３４に嵌合されて係止され、且つ、その上部コア１４１及び下部コア１４２が互いに連結されている。このように構成されたトランスコア１４０により、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、その主面方向である長手方向及び短手方向のずれが規制されることになる。なお、隙間Ｍ１の上記所定量は、例えば第１及び第２コイル基板１１０，１２０の熱膨張率等に基づいて適宜設定されている。
【００４１】
チョークコア１５０は、上記チョークコイル６１に対応する回路構成部品であり、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。このチョークコア１５０は、断面矩形状の環状を呈している。具体的には、チョークコア１５０は、いわゆるＵ型コアである上部コア１５１と、いわゆるＩ型コアである下部コア１５２と、を有し、これらが図示しない固定部材によって互いに連結されて固定されている。
【００４２】
このチョークコア１５０では、その上部コア１５１が貫通孔１２５に所定量の隙間Ｍ２（図４参照）を有して内挿（いわゆる、遊嵌）されている。つまり、チョークコア１５０は、所定量の隙間Ｍ２を有して第２コイル基板１２０を貫通するように設けられている。
【００４３】
これと共に、チョークコア１５０では、その下部コア１５２が放熱面１３２の凹部１３５に嵌合されて係止され、且つ、その上部コア１５１及び下部コア１５２が互いに連結されている。このように構成されたチョークコア１５０により、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、その主面方向である長手方向及び短手方向のずれが規制されることになる。なお、隙間Ｍ２の上記所定量は、例えば第２コイル基板１２０の熱膨張率等に基づいて適宜設定されている。
【００４４】
第１及び第２バネ支持具１６０，１７０は、実装された実装部品９を放熱板１３０に向けて押圧するものであり、例えば金属板を用いた折板構造とされている。第１バネ支持具１６０は、ねじ１６１で放熱板１３０に固定された支持部１６２と、支持部１６２の先端側に連続する板バネ部１６３と、を有している。この第１バネ支持具１６０は、その板バネ部１６３をスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の上面に当接させることで、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を所定の付勢力（弾性力）で放熱板１３０側に付勢する。
【００４５】
第２バネ支持具１７０は、ねじ１７１で放熱板１３０に固定され第２コイル基板１２０上を短手方向に架け渡すアーチ状の支持部１７２と、支持部１７２に設けられ下方へ膨らむ皿バネ部１７３と、を有している。この第２バネ支持具１７０は、その皿バネ部１７３を整流ダイオード５Ａ，５Ｂの上面に当接させることで、整流ダイオード５Ａ，５Ｂを所定の付勢力で放熱板１３０側に付勢する。
【００４６】
以上、本実施形態では、図４に示すように、第１及び第２バネ支持具１６０，１７０によって実装部品９が押し付けられている。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０に対して実装部品９が押し付けられると共に、放熱板１３０に対して第１及び第２コイル基板１１０，１２０が押し付けられる。また、貫通孔４３，４５にトランスコア１４０が挿通され、貫通孔１２５にチョークコア１５０が挿通されている。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の長手方向及び短手方向のずれがトランスコア１４０及びチョークコア１５０のみによって規制される。これにより、第１及び第２コイル基板１１０，１２０にあっては、放熱板１３０にリジットに固定されず、主面方向に沿った所定量のずれが許容されつつ放熱板１３０に固定されることになる。つまり、第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、主面方向に所定量移動可能にして放熱板１３０に固定されている。
【００４７】
従って、第１及び第２コイル基板１１０，１２０に生じる熱応力等の応力（ストレス）を開放し、これらに反り、撓み及び歪みが発生するのを防止することができる。よって、実装部品９と第１及び第２コイル基板１１０，１２０との密着性を高めることができ、且つ、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性を高めながら第１及び第２コイル基板１１０，１２０を確実に保持することが可能となる。
【００４８】
さらに、トランスコア１４０及びチョークコア１５０は、上記回路を構成するものであることから、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の固定の際に、例えば図６に示す従来の基板保持構造１００Ａのようにねじ１５を固定具として別途設けることが不要になる。さらに、トランスコア１４０及びチョークコア１５０と実装部品９との間に、絶縁距離を確保したり絶縁部品を配置したりする必要性が少ない。そのため、第１及び第２コイル基板１１０，１２０を保持するに際して、実装領域が縮小されることも抑制できる。
【００４９】
すなわち、本実施形態によれば、実装領域を確保しつつ、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性を向上することができる。また、上述したように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０と間で所定量のずれが許容されているため、次の効果を奏する。すなわち、第１及び第２コイル基板１１０，１２０において外部からの振動等によって生じる応力を緩和できる。さらに、熱膨張差によって生じる熱応力であって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の反りや撓みの原因となる応力を緩和することができる。特に、スイッチング電源装置１では、その動作時に、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４や整流ダイオード５Ａ，５Ｂ等のパワー半導体素子、トランス４及びチョークコイル６１からの発熱によって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の温度が上昇し易いことから、熱応力を緩和するという上記効果は顕著である。
【００５０】
さらに、本実施形態のように、第１及び第２コイル基板１１０，１２０のずれが許容され、その応力が開放されていると、第１及び第２コイル基板１１０，１２０にて熱応力や振動等が発生しても、ハンダ１１に力が加わってハンダ１１が破損するのを防止することも可能となる。その結果、基板保持構造１００の電気的接続を確保することができ、その信頼性を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の第１及び第２コイル基板１１０，１２０は、上述したように、１次側及び２次側トランスコイル部４１，４２が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられている。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０が互いに一致するように重ねられたものに比べ、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の外表面、すなわち放熱面の面積を増大させることができ、放熱性を高めることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態では、第１及び第２コイル基板１１０，１２０が放熱板１３０に載置されており、上述したように、これら第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性が高まっている。よって、実装された実装部品９の熱を、第１及び第２コイル基板１１０，１２０を介して放熱板１３０へと一層熱伝導させることができる。よって、本実施形態では、放熱性を一層高めることが可能となる。
【００５３】
なお、上述したように、トランスコア１４０及びチョークコア１５０は上記回路を構成するものであることから、従来のようにねじやピン等を別途用いて第１及び第２コイル基板１１０Ａ，１２０Ａを固定する場合（図６参照）に比べ、第１及び第２コイル基板の小型化が可能となり、且つ部品点数の増加及びコストアップを抑制することができる。また、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の端部をねじで固定する場合、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の反りによってその中央部の密着性が特に低下し易いが、本実施形態では、かかる中央部の密着性も高いものとなっている。
【００５４】
ちなみに、本実施形態では、貫通孔４３，４５及びトランスコア１４０がともに矩形形状とされていることから、貫通孔４３，４５にトランスコア１４０を挿通することで、一の主面方向としての長手方向のずれを規制するだけでなく、一の主面方向に直交する他の主面方向としての短手方向のずれを規制する。よって、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の回転ずれも規制されることとなる。この点については、貫通孔１２５及びチョークコア１５０においても同様である。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、上記入力端子Ｔ１〜Ｔ４を構成するものとして貫通端子１１１，１２１（図４参照）を用いたが、例えば図５に示すように、ボンディングワイヤ２１１，２２１を用い、上面１１０ａ，１２０ａのパッド（不図示）にボンディングさせてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０との密着性を一層高めるため、押圧部材としての第１及び第２バネ支持具１６０，１７０が付勢力を有して実装部品９を付勢しているが、押圧部材は付勢力を有さずに実装部品を押圧してもよい。
【００５７】
また、上記実施形態は、回路基板として第１及び第２コイル基板１１０，１２０を備えているが、回路基板の数は、１枚でもよいし３枚以上でもよい。また、筐体として放熱板１３０を備えているが、筐体は、板状のでなくとも、箱形状等であってもよい。
【００５８】
また、上記実施形態のトランスコア１４０及びチョークコア１５０では、上部コア１４１，１５１としてＵ型コアを用い、下部コア１４２，１５２としてＩ型コアを用いたが、上部コアとしてＥ型コアを用いてもよく、下部コアとしてＩ型コア或いはＥ型コアを用いてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、トランスコア１４０及びチョークコア１５０が貫通部材を構成するが、これらの一方が貫通部材を構成してもよい。また、貫通部材はこれらに限定されるものではなく、例えば貫通端子等の回路構成部品であればよい。
【００６０】
なお、スイッチング電源装置１としては、上記ＤＣ−ＤＣコンバータに限定されるものではなく、ＡＣ−ＤＣコンバータ等であってもよい。ちなみに、第１及び第２コイル基板１１０，１２０と放熱板１３０と間に弾性樹脂等からなる接着剤を塗布し、これらを弾性的に接着してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、スイッチング電源装置１の上記回路をセンタータップ型のアノードコモンとしているが、例えばセンタータップ型のカソードコモンとしてもよい。さらにまた、上記実施形態では、段差部１３３の高さを第２コイル基板１２０の厚さと等しいものとしたが、第２コイル基板１２０の厚さよりも厚い（高い）ものでもよい。また、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の幅は、互いに異なっていてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、実装部品９としてスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４や整流ダイオード５Ａ，５Ｂ等のパワー半導体素子を、第１及び第２コイル基板１１０，１２０の上面１１０ａ，１２０ａに表面実装したが、このパワー半導体素子と共に、例えばコイルやコンデンサ等の表面実装型の受動素子を表面実装してもよい。この場合、第１及び第２コイル基板１１０，１２０においてパワー半導体素子の搭載されている部分に対応する下面１２０ａ，１２０ｂが、放熱板１３０に少なくとも当接すればよい。
【００６３】
また、隙間Ｍ１にあっては、トランスコア１４０の全周と第１及び第２コイル基板１１０，１２０との間に形成されている場合の他に、第１及び第２コイル基板１１０，１２０のずれを許容できれば、トランスコア１４０の周囲の少なくとも一部と第１及び第２コイル基板１１０，１２０との間に形成されている（例えば、貫通孔４３，４５内においてトランス１４０が一の主面方向に寄っている）場合もある。隙間Ｍ２についても、チョークコア１５０に関して同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置における基板保持構造の要部を示す斜視図である。
【図３】図２の基板保持構造の分解斜視図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面の模式図である。
【図５】変形例に係る基板保持構造における図４に対応する模式図である。
【図６】従来の基板保持構造における図４に対応する模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…スイッチング電源装置、９…実装部品、４１…１次側トランスコイル部、４２…２次側トランスコイル部、１００…基板保持構造、１１０…第１コイル基板（回路基板）、１２０…第２コイル（回路基板）、１３０…放熱板（筐体，放熱部材）、１４０…トランスコア（貫通部材）、１５０…チョークコア（貫通部材）、１６０…第１バネ支持具（押圧部材），１７０…第２バネ支持具（押圧部材）、Ｍ１…隙間、Ｍ２…隙間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定回路を構成する回路基板を具備し、当該回路基板を保持する基板保持構造であって、
前記回路基板が載置された筐体と、
前記回路基板に実装された実装部品と、
実装された前記実装部品を前記筐体に向けて押圧する押圧部材と、
前記所定回路を構成し、前記回路基板を貫通すると共に前記筐体に係止された貫通部材と、を備え、
前記回路基板は、その主面に沿う方向のずれが前記貫通部材によってのみ規制されることを特徴とする基板保持構造。
【請求項２】
前記貫通部材は、所定量の隙間を有して前記回路基板を貫通することを特徴とする請求項１記載の基板保持構造。
【請求項３】
前記回路基板は、１次側トランスコイル部を有する第１コイル基板と、当該第１コイル基板に重ねられ２次側トランスコイル部を有する第２コイル基板と、を有し、
前記貫通部材は、前記１次側及び２次側トランスコイル部を磁気的に互いに接続するためのトランスコアであることを特徴とする請求項１又は２記載の基板保持構造。
【請求項４】
前記第１及び第２コイル基板は、前記１次側及び２次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられていることを特徴とする請求項３記載の基板保持構造。
【請求項５】
前記筐体は、前記回路基板からの熱を放熱させるための放熱部材であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の基板保持構造。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項記載の基板保持構造を具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項１】
所定回路を構成する回路基板を具備し、当該回路基板を保持する基板保持構造であって、
前記回路基板が載置された筐体と、
前記回路基板に実装された実装部品と、
実装された前記実装部品を前記筐体に向けて押圧する押圧部材と、
前記所定回路を構成し、前記回路基板を貫通すると共に前記筐体に係止された貫通部材と、を備え、
前記回路基板は、その主面に沿う方向のずれが前記貫通部材によってのみ規制されることを特徴とする基板保持構造。
【請求項２】
前記貫通部材は、所定量の隙間を有して前記回路基板を貫通することを特徴とする請求項１記載の基板保持構造。
【請求項３】
前記回路基板は、１次側トランスコイル部を有する第１コイル基板と、当該第１コイル基板に重ねられ２次側トランスコイル部を有する第２コイル基板と、を有し、
前記貫通部材は、前記１次側及び２次側トランスコイル部を磁気的に互いに接続するためのトランスコアであることを特徴とする請求項１又は２記載の基板保持構造。
【請求項４】
前記第１及び第２コイル基板は、前記１次側及び２次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられていることを特徴とする請求項３記載の基板保持構造。
【請求項５】
前記筐体は、前記回路基板からの熱を放熱させるための放熱部材であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の基板保持構造。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項記載の基板保持構造を具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１５３７２２（Ｐ２０１０−１５３７２２Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３２５９８（Ｐ２００８−３３２５９８）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]