電源装置
【課題】長短辺比の大きいプリント配線板においても効果的に反りを防止し、チップ部品の実装面積を広く確保しつつ、効率的に放熱することができる、電源装置を提供する。
【解決手段】交流回路部品が実装される第１領域および直流回路部品が実装される第２領域を含み、長手方向を有するように形成されるプリント配線板１と、プリント配線板１上の第１領域に立設される第１放熱板２と、プリント配線板上の第２領域に立設される第２放熱板３とを備える。
【解決手段】交流回路部品が実装される第１領域および直流回路部品が実装される第２領域を含み、長手方向を有するように形成されるプリント配線板１と、プリント配線板１上の第１領域に立設される第１放熱板２と、プリント配線板上の第２領域に立設される第２放熱板３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関するものであり、特に、放熱板の形状および放熱板のプリント配線板への取り付け構造に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
電源回路基板は設置する場所により形状および大きさの制約を受けるので、機械的強度が安定する正方形の基板だけではなく長方形の基板も存在する。その中には、たとえば、長短辺比が６：１程度の長細い形状の基板も存在する。このような基板の場合、基板の長辺方向において反りが発生しやすい。反りが発生すると、基板上に搭載されたチップ状の部品はストレスを受けて、割れが発生するため問題となる。そのため、基板の反りの影響を受けにくい挿入部品(リード付き部品)のみを使用する場合もあった。図１０は、従来の電源装置において、基板上に一枚の放熱板を配置した状態を示した平面模式図である。図１０に示すように、基板の反りを低減するために、基板１上の長辺方向に一枚の長い放熱板７０を配置する場合もあった。
【０００３】
放熱板を基板上に配置して基板の反りを低減する実装装置を開示した先行文献として、特許文献１および特許文献２がある。特許文献１に記載された発熱部品の実装装置は、配線基板の上面に所定幅の空間を介して放熱板を略平行に配設し、放熱板の上面に発熱素子を平行に実装している。特許文献２に記載された高周波加熱装置用インバータ電源ユニットは、プリント配線基板に対し、肉厚壁を垂直方向に立てる。その肉厚壁に垂直にフィンブレードを形成した放熱フィンを取付けている。さらに、肉厚壁にインバータ電源回路の発熱部品である整流素子、スイッチング素子およびフライホイールダイオードを取付けている。
【特許文献１】特開平６−１９６８３７号公報
【特許文献２】実開平５−３３４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板上に搭載する部品に挿入部品のみを使用した場合には、挿入部品はチップ状の部品に比べて部品の大きさが大きいため、基板のコンパクト化の妨げになる。また、基板の長辺方向に一枚の長い放熱板を配置する場合には、電気用品安全法(以下、電安法と称す)により絶縁シートを介して放熱板と搭載部品とを接続するなどの処置が必要であった。具体的には、電源装置においては、入力側と出力側とが絶縁されていなければならないという要請があるため、通常、トランスの１次側と２次側とを絶縁することにより、電安法の要件を満たしていた。しかし、交流回路部品と直流回路部品とを同一の放熱板に接続すると、それらは放熱板を介して導通しているとみなされる。そのため、放熱板と交流回路部品または直流回路部品とが直接接続されないように、絶縁シートを介して接続されたいた。この場合には、放熱板からの放熱性が低下してしまう問題があった。
【０００５】
特許文献１に記載された発熱部品の実装装置は、放熱板を基板に略平行に配置しているため、基板面積に制限がある場合には、配置できる放熱板の面積も小さくなり、十分な放熱性を確保することができなくなる。特許文献２に記載された高周波加熱装置用インバータ電源ユニットにおいても、基板面積に制限がある場合には、放熱フィンを配置できるスペースが小さくなり、十分な放熱性を確保できなくなる。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、長短辺比の大きいプリント配線板においても効果的に反りを防止し、チップ部品の実装面積を広く確保しつつ、効率的に放熱することができる、電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電源装置は、交流から直流への変換を行なう電源装置である。この電源装置は、交流回路部品が実装される第１領域および直流回路部品が実装される第２領域を含み、長手方向を有するように形成されるプリント配線板と、プリント配線板上の第１領域に立設される第１放熱板と、プリント配線板上の第２領域に立設される第２放熱板とを備える。第１放熱板および第２放熱板はそれぞれ、平面的に見て、直線状の第１直線部およびこの第１直線部の両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部を有する。また、第１放熱板および第２放熱板の第１直線部同士およびそれぞれの１本の第２直線部同士の少なくとも一部が対向し、かつ、プリント配線板の長手方向に第２直線部がそれぞれ配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、プリント配線板上に所定の形状を有する放熱板を立設することにより、長短辺比の大きいプリント配線板においても効果的に反りを防止するとともに、チップ状の部品が実装される面積を広く確保することができる。さらに、放熱板と交流回路部品および直流回路部品とを直接接続することにより、交流回路部品および直流回路部品から発生する熱を効率的に放熱することができる、電源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に基づいた実施の形態に係る電源装置について、図を参照しながら説明する。
【００１０】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る、電源装置の放熱板の配置を示した平面模式図である。図１に示すように、プリント配線板１の上面に第１放熱板２と第２放熱板３とが立設されている。第１放熱板２が図示されている、プリント配線板の左側の領域は、交流回路部品が実装される第１領域である。第２放熱板３が図示されている、プリント配線板の右側の領域は、直流回路部品が実装される第２領域である。第１放熱板２は、平面的に見て、直線状の第１直線部２ａおよびこの第１直線部２ａの両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部２ｂを有している。第２放熱板３は、平面的に見て、直線状の第１直線部３ａおよびこの第１直線部３ａの両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部３ｂを有している。第１放熱板２の第１直線部２ｂと第２放熱板３の第１直線部３ｂとの少なくとも一部が対向し、第１放熱板２の１本の第１直線部２ｂと第２放熱板３の１本の第１直線部３ｂとの少なくとも一部が対向するように配置される。さらに、プリント配線板１の長手方向に、第１放熱板２の第２直線部２ｂおよび第２放熱板３の第２直線部３ｂがそれぞれ配置される。
【００１１】
このように、プリント配線板１上に放熱板を立設することにより、プリント配線板１の長手方向および長手方向と垂直方向において、全体にわたり略均等に放熱板を配置することができる。その結果、プリント配線板１の反りを放熱板の剛性により効果的に防止することができる。また、第１放熱板２および第２放熱板３は、プリント配線板１上に立設されているため、プリント配線板１上の占有面積が少ない。よって、プリント配線板１上においてチップ状の部品を実装する面積を広く確保することができる。さらに、第１放熱板２と第２放熱板３とを別々の部品にしているため、第１領域に配置される発熱部品を第１放熱板２に、第２領域に配置される発熱部品を第２放熱板３に直接電気的に接続してもよい。この場合にも、第１放熱板２と第２放熱板３とを互いに絶縁することができるため、電気用品安全法の要件を満たしつつ効率的に放熱することができる。
【００１２】
以下、本実施の形態に係る放熱板のプリント配線板１への取り付け構造について説明する。図２は、本実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。放熱板とプリント配線板１とを固定する箇所は、最もプリント配線板１が反りにくい。逆に言うと、放熱板とプリント配線板１とを固定していない箇所において、半田付け時などにプリント配線板１が反る可能性が高い。そのため、放熱板とプリント配線板１とを固定する箇所が極端に少ない場合、固定されていない部分でプリント配線板１が反りやすくなる。図２に示すように、放熱板の直線部分で数ｃｍのピッチＬで固定箇所５，６を設けると、基板反りを効果的に防止することができる。このように固定した場合、プリント配線板１は長手方向の反りが規制されるため、長手方向と垂直方向に反りが発生しやすくなる。図３は、本実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。図３に示すように、プリント配線板１の長手方向と垂直方向の反りを防止するためには、図中の二点鎖線で囲んだ、第１直線部の両端部近傍において固定することにより、第１直線部とプリント配線板１との一体性が増し、より反りを防止することができる。
【００１３】
実施の形態２
プリント配線板１を長手方向および長手方向と垂直方向のどちらにも反りにくくするためには、放熱板の第２直線部をプリント配線板１の端部に近づけた方がよい。その際、プリント配線板１の下面に形成される回路パターンとの沿面距離が十分にとれない場合がある。図４(Ａ)は、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は、電源装置の一部を示した断面模式図である。図４(Ｂ)に示すように、放熱板７がプリント配線板１の端部に近づくにつれ、プリント配線板１の下面に形成される回路パターン８と放熱板７との沿面距離が短くなる。図４(Ｂ)において、太線で示した区間の間の長さが、回路パターン８と放熱板７との沿面距離である。放熱板７と回路パターン８との電気的絶縁を保つためには、所定の沿面距離を確保する必要がある。図５(Ａ)は、本発明の実施の形態２に係る、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は電源装置の一部を示した断面模式図である。本実施の形態に係る電源装置においては、放熱板９をプリント配線板１の端部に近づけるとともに沿面距離を確保している。図５(Ｂ)において、太線で示した区間の間の長さが、回路パターン８と放熱板９との沿面距離である。図５(Ａ)に示すように、プリント配線板１の下面に形成される回路パターン８の形成位置に対応する位置の、放熱板９のプリント配線板１と接する側の端部に開口部を設けている。この開口部を設けることにより、図５(Ｂ)に示すように、回路パターン８が存在する断面において、沿面距離を確保することができるため、放熱板９と回路パターン８との絶縁を保つことができる。なお、この開口部は第１放熱板および第２放熱板の両方に形成してもよいし、一方にのみ形成してもよい。開口部の形状は、特に限られない。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００１４】
実施の形態３
放熱板に電界効果トランジスタなどの発熱部品が接続されている場合、電界効果トランジスタは高速でスイッチングするためノイズが発生する。放熱板が電気的に浮いた状態にある場合、放熱板がアンテナの役割を果たし、放熱板を介して空間にノイズが放射される。しかし、放熱板を接地電位と等しくすると、放熱板が安定な電位となり電界効果トランジスタのノイズが放熱板に伝わりにくくなるため輻射ノイズが低減される。また、放熱板を接地電位と等しくしている場合、放熱板をプリント配線板に形成される接地パターンの代わりとして使用することができる。その結果、プリント配線板上に形成される接地パターンの面積を削減することが可能となり、プリント配線板の小型化または他のチップ状部品をさらに実装することができる。本実施の形態に係る電源装置においては、第１放熱板の電位がプリント配線板上の第１領域の接地電位と等しく、第２放熱板の電位が、プリント配線板上の第２領域の接地電位と等しくなるように接続される。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００１５】
実施の形態４
図６(Ａ)は、本発明の実施の形態３に係る電源装置において、プリント配線板と放熱板の一部を示した斜視図であり、(Ｂ)は、プリント配線板と放熱板の接合部の一部を下面から示した背面図である。図６(Ａ)に示すように、放熱板１０は、プリント配線板１と接する側の端部に差込み部１１を有している。たとえば、差込み部１１は図６(Ａ)に示すように、くびれ部を有し、先端に突出部を有する形状にしてもよい。プリント配線板１には、放熱板１０の差込み部１１に対応する位置に孔部１２が形成されている。図６(Ｂ)に示すように、放熱板１０の差込み部１１をプリント配線板１の孔部１２に挿入した後、差込み部１１と孔部１２とを係止することにより、放熱板１０をプリント配線板１上に設置している。差込み部１１と孔部１２との係止の方法として、たとえば、半田付けで行なってもよいし、上述のように、差込み部１１にくびれ部が形成されている場合には、差込み部１１の突出部をねじることにより係止してもよい。差込み部１１の突出部をねじって係止した場合、放熱板１０がプリント配線板１に引き付けられて、強固に接続することができる。
【００１６】
放熱板１０の電位を接地電位にするには、プリント配線板１上の孔部１２を含む周囲に接地電位の回路パターンを設けて、この回路パターンに放熱板１０を接続することにより、放熱板１０の電位を接地電位と等電位とする。第２放熱板をプリント配線板上の第２領域に形成される接地パターンと接続することにより、第２放熱板からの輻射ノイズを低減することができる。さらに、第２放熱板が接地パターンの役割も有するため、プリント配線板上の第２領域に形成される接地パターンの面積を削減することが可能である。また、第１放熱板をプリント配線板上の第１領域に形成される接地パターンと接続し、第２放熱板をプリント配線板上の第２領域に形成される接地パターンと接続することで、輻射ノイズをさらに抑えることができる。この場合も、第１領域の接地パターンおよび第２領域の接地パターンの両方の面積を削減することが可能である。第２領域の接地パターンと図示しないシャーシとを接続した場合、シャーシ内に導電性のゴミが入り、シャーシと第２領域の接地パターンとがショートしたとしても、互いに等電位であるため電気的に問題とはならない。よって、電源装置として、信頼性を高めることができる。
【００１７】
実施の形態５
図７は、本発明の実施の形態５に係る電源装置において、放熱板の差込み部を別の部材にした状態を示した図である。図７(Ａ)は、差込み部材の側面模式図、(Ｂ)は、放熱板と差込み部材を一体にした状態を示す側面模式図、(Ｃ)は、一体とした放熱板をプリント配線板に立設した状態を示した平面模式図である。図７(Ａ)に示すように、差込み部材２０には、たとえば、くびれ部を形成し、その先端に突出部を形成してもよい。図７(Ｂ)に示すように、放熱板３０のプリント配線板１と接する側の端部から、差込み部材２０のくびれ部および突出部を含む差込み部２１が延設するように、放熱板３０と差込み部材２０とが接合されている。たとえば、放熱板３０と差込み部材２０とは、半田付けで接合を行なってもよい。
【００１８】
図７(Ｃ)は、第１放熱板を示したものであり、第２放熱板の部分の図示は省略している。図７(Ｃ)に示すように、差込み部材２０は、第１放熱板および第２放熱板よりも薄い板厚で形成されている。そのため、プリント配線板に形成される孔部を小さくすることができ、プリント配線板１の下面において放熱板３０が占めるスペースを削減することができる。また、差込み部材２０の外側に放熱板３０を配置することにより、放熱板３０をプリント配線板１上のさらに端部に配置することができるため、チップ状の部品を実装することができる面積が大きくなる。
【００１９】
図８は、本実施の形態に係る電源装置における、放熱板の一部を示した側面模式図である。放熱板の材質としては、軽く、加工性の高いアルミニウムなどを用いるのがよい。差込み部を別の部材で構成する場合には、差込み部材の材質としては、半田付け性の良い鉄などを用いるとよい。このようにすると、プリント配線板１上の回路パターンと容易に半田付けすることができ、確実に導通が確保される。図９(Ａ)は、本実施の形態に係る電源装置における、放熱板をプリント配線板上にビス止めした状態を示す断面模式図であり、(Ｂ)は、平面模式図である。図９(Ｂ)は、電源装置の一部を図示したものである。プリント配線板１上のスペースに余裕がある場合は、放熱板５０の接続方法として、図９に示すようにビス６０を用いてもよい。放熱板５０には、ビス固定用の孔部を有する平板部が形成され、プリント配線板１には、タップが形成されている。この平板部をプリント配線板１と密着するようにビス６０を用いて締結することにより、プリント配線板１と放熱板５０との接続がより強固にされる。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００２０】
実施の形態６
図１に示したノイズ発生部品配置領域４にノイズを発生する部品を配置した場合、電源入力部とノイズ発生部品との間に第１領域の接地電位の放熱板２が配置されているため、電源入力部にノイズが漏れるのを防ぐ効果がある。ノイズ発生部品配置領域４は具体的には、第１放熱板２および第２放熱板３の第１直線部２ａ，３ａと、第１放熱板２および第２放熱板３の１本の第２直線部２ｂ，３ｂとに囲まれるプリント配線板１上の領域である。また、図１の二点鎖線で示した第１放熱板２の第２直線部２ｂと第２放熱板３の第２直線部３ｂとが対向している部分の長さを適宜調節することにより、空間に放出されるノイズを閉じ込めて軽減する軽減効果と、通風によって放熱する放熱効果との調節を図ることができる。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００２１】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る、電源装置の放熱板の配置を示した平面模式図である。
【図２】同実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。
【図３】同実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。
【図４】(Ａ)は、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は、電源装置の一部を示した断面模式図である。
【図５】(Ａ)は、本発明の実施の形態２に係る、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は電源装置の一部を示した断面模式図である。
【図６】(Ａ)は、本発明の実施の形態３に係る電源装置において、プリント配線板と放熱板の一部を示した斜視図であり、(Ｂ)は、プリント配線板と放熱板の接合部の一部を下面から示した背面図である。
【図７】(Ａ)は、本発明の実施の形態５に係る電源装置において、差込み部材の側面模式図、(Ｂ)は、放熱板と差込み部材を一体にした状態を示す側面模式図、(Ｃ)は、一体とした放熱板をプリント配線板に立設した状態を示した平面模式図である。
【図８】同実施の形態に係る電源装置における、放熱板の一部を示した側面模式図である。
【図９】(Ａ)は、同実施の形態に係る電源装置における、放熱板をプリント配線板上にビス止めした状態を示す断面模式図であり、(Ｂ)は、平面模式図である。
【図１０】従来の電源装置において、基板上に一枚の放熱板を配置した状態を示した平面模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ プリント配線板、２ 第１放熱板、２ａ 第１直線部、２ｂ 第２直線部、３ 第２放熱板、３ａ 第１直線部、３ｂ 第２直線部、４ ノイズ発生部品配置領域、５，６ 固定箇所、７，９，１０，３０，４０，５０，７０ 放熱板、８ 回路パターン、１１ 差込み部、１２ 孔部、２０ 差込み部材、２１，４１ 差込み部、６０ ビス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関するものであり、特に、放熱板の形状および放熱板のプリント配線板への取り付け構造に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
電源回路基板は設置する場所により形状および大きさの制約を受けるので、機械的強度が安定する正方形の基板だけではなく長方形の基板も存在する。その中には、たとえば、長短辺比が６：１程度の長細い形状の基板も存在する。このような基板の場合、基板の長辺方向において反りが発生しやすい。反りが発生すると、基板上に搭載されたチップ状の部品はストレスを受けて、割れが発生するため問題となる。そのため、基板の反りの影響を受けにくい挿入部品(リード付き部品)のみを使用する場合もあった。図１０は、従来の電源装置において、基板上に一枚の放熱板を配置した状態を示した平面模式図である。図１０に示すように、基板の反りを低減するために、基板１上の長辺方向に一枚の長い放熱板７０を配置する場合もあった。
【０００３】
放熱板を基板上に配置して基板の反りを低減する実装装置を開示した先行文献として、特許文献１および特許文献２がある。特許文献１に記載された発熱部品の実装装置は、配線基板の上面に所定幅の空間を介して放熱板を略平行に配設し、放熱板の上面に発熱素子を平行に実装している。特許文献２に記載された高周波加熱装置用インバータ電源ユニットは、プリント配線基板に対し、肉厚壁を垂直方向に立てる。その肉厚壁に垂直にフィンブレードを形成した放熱フィンを取付けている。さらに、肉厚壁にインバータ電源回路の発熱部品である整流素子、スイッチング素子およびフライホイールダイオードを取付けている。
【特許文献１】特開平６−１９６８３７号公報
【特許文献２】実開平５−３３４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板上に搭載する部品に挿入部品のみを使用した場合には、挿入部品はチップ状の部品に比べて部品の大きさが大きいため、基板のコンパクト化の妨げになる。また、基板の長辺方向に一枚の長い放熱板を配置する場合には、電気用品安全法(以下、電安法と称す)により絶縁シートを介して放熱板と搭載部品とを接続するなどの処置が必要であった。具体的には、電源装置においては、入力側と出力側とが絶縁されていなければならないという要請があるため、通常、トランスの１次側と２次側とを絶縁することにより、電安法の要件を満たしていた。しかし、交流回路部品と直流回路部品とを同一の放熱板に接続すると、それらは放熱板を介して導通しているとみなされる。そのため、放熱板と交流回路部品または直流回路部品とが直接接続されないように、絶縁シートを介して接続されたいた。この場合には、放熱板からの放熱性が低下してしまう問題があった。
【０００５】
特許文献１に記載された発熱部品の実装装置は、放熱板を基板に略平行に配置しているため、基板面積に制限がある場合には、配置できる放熱板の面積も小さくなり、十分な放熱性を確保することができなくなる。特許文献２に記載された高周波加熱装置用インバータ電源ユニットにおいても、基板面積に制限がある場合には、放熱フィンを配置できるスペースが小さくなり、十分な放熱性を確保できなくなる。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、長短辺比の大きいプリント配線板においても効果的に反りを防止し、チップ部品の実装面積を広く確保しつつ、効率的に放熱することができる、電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電源装置は、交流から直流への変換を行なう電源装置である。この電源装置は、交流回路部品が実装される第１領域および直流回路部品が実装される第２領域を含み、長手方向を有するように形成されるプリント配線板と、プリント配線板上の第１領域に立設される第１放熱板と、プリント配線板上の第２領域に立設される第２放熱板とを備える。第１放熱板および第２放熱板はそれぞれ、平面的に見て、直線状の第１直線部およびこの第１直線部の両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部を有する。また、第１放熱板および第２放熱板の第１直線部同士およびそれぞれの１本の第２直線部同士の少なくとも一部が対向し、かつ、プリント配線板の長手方向に第２直線部がそれぞれ配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、プリント配線板上に所定の形状を有する放熱板を立設することにより、長短辺比の大きいプリント配線板においても効果的に反りを防止するとともに、チップ状の部品が実装される面積を広く確保することができる。さらに、放熱板と交流回路部品および直流回路部品とを直接接続することにより、交流回路部品および直流回路部品から発生する熱を効率的に放熱することができる、電源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に基づいた実施の形態に係る電源装置について、図を参照しながら説明する。
【００１０】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る、電源装置の放熱板の配置を示した平面模式図である。図１に示すように、プリント配線板１の上面に第１放熱板２と第２放熱板３とが立設されている。第１放熱板２が図示されている、プリント配線板の左側の領域は、交流回路部品が実装される第１領域である。第２放熱板３が図示されている、プリント配線板の右側の領域は、直流回路部品が実装される第２領域である。第１放熱板２は、平面的に見て、直線状の第１直線部２ａおよびこの第１直線部２ａの両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部２ｂを有している。第２放熱板３は、平面的に見て、直線状の第１直線部３ａおよびこの第１直線部３ａの両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部３ｂを有している。第１放熱板２の第１直線部２ｂと第２放熱板３の第１直線部３ｂとの少なくとも一部が対向し、第１放熱板２の１本の第１直線部２ｂと第２放熱板３の１本の第１直線部３ｂとの少なくとも一部が対向するように配置される。さらに、プリント配線板１の長手方向に、第１放熱板２の第２直線部２ｂおよび第２放熱板３の第２直線部３ｂがそれぞれ配置される。
【００１１】
このように、プリント配線板１上に放熱板を立設することにより、プリント配線板１の長手方向および長手方向と垂直方向において、全体にわたり略均等に放熱板を配置することができる。その結果、プリント配線板１の反りを放熱板の剛性により効果的に防止することができる。また、第１放熱板２および第２放熱板３は、プリント配線板１上に立設されているため、プリント配線板１上の占有面積が少ない。よって、プリント配線板１上においてチップ状の部品を実装する面積を広く確保することができる。さらに、第１放熱板２と第２放熱板３とを別々の部品にしているため、第１領域に配置される発熱部品を第１放熱板２に、第２領域に配置される発熱部品を第２放熱板３に直接電気的に接続してもよい。この場合にも、第１放熱板２と第２放熱板３とを互いに絶縁することができるため、電気用品安全法の要件を満たしつつ効率的に放熱することができる。
【００１２】
以下、本実施の形態に係る放熱板のプリント配線板１への取り付け構造について説明する。図２は、本実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。放熱板とプリント配線板１とを固定する箇所は、最もプリント配線板１が反りにくい。逆に言うと、放熱板とプリント配線板１とを固定していない箇所において、半田付け時などにプリント配線板１が反る可能性が高い。そのため、放熱板とプリント配線板１とを固定する箇所が極端に少ない場合、固定されていない部分でプリント配線板１が反りやすくなる。図２に示すように、放熱板の直線部分で数ｃｍのピッチＬで固定箇所５，６を設けると、基板反りを効果的に防止することができる。このように固定した場合、プリント配線板１は長手方向の反りが規制されるため、長手方向と垂直方向に反りが発生しやすくなる。図３は、本実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。図３に示すように、プリント配線板１の長手方向と垂直方向の反りを防止するためには、図中の二点鎖線で囲んだ、第１直線部の両端部近傍において固定することにより、第１直線部とプリント配線板１との一体性が増し、より反りを防止することができる。
【００１３】
実施の形態２
プリント配線板１を長手方向および長手方向と垂直方向のどちらにも反りにくくするためには、放熱板の第２直線部をプリント配線板１の端部に近づけた方がよい。その際、プリント配線板１の下面に形成される回路パターンとの沿面距離が十分にとれない場合がある。図４(Ａ)は、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は、電源装置の一部を示した断面模式図である。図４(Ｂ)に示すように、放熱板７がプリント配線板１の端部に近づくにつれ、プリント配線板１の下面に形成される回路パターン８と放熱板７との沿面距離が短くなる。図４(Ｂ)において、太線で示した区間の間の長さが、回路パターン８と放熱板７との沿面距離である。放熱板７と回路パターン８との電気的絶縁を保つためには、所定の沿面距離を確保する必要がある。図５(Ａ)は、本発明の実施の形態２に係る、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は電源装置の一部を示した断面模式図である。本実施の形態に係る電源装置においては、放熱板９をプリント配線板１の端部に近づけるとともに沿面距離を確保している。図５(Ｂ)において、太線で示した区間の間の長さが、回路パターン８と放熱板９との沿面距離である。図５(Ａ)に示すように、プリント配線板１の下面に形成される回路パターン８の形成位置に対応する位置の、放熱板９のプリント配線板１と接する側の端部に開口部を設けている。この開口部を設けることにより、図５(Ｂ)に示すように、回路パターン８が存在する断面において、沿面距離を確保することができるため、放熱板９と回路パターン８との絶縁を保つことができる。なお、この開口部は第１放熱板および第２放熱板の両方に形成してもよいし、一方にのみ形成してもよい。開口部の形状は、特に限られない。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００１４】
実施の形態３
放熱板に電界効果トランジスタなどの発熱部品が接続されている場合、電界効果トランジスタは高速でスイッチングするためノイズが発生する。放熱板が電気的に浮いた状態にある場合、放熱板がアンテナの役割を果たし、放熱板を介して空間にノイズが放射される。しかし、放熱板を接地電位と等しくすると、放熱板が安定な電位となり電界効果トランジスタのノイズが放熱板に伝わりにくくなるため輻射ノイズが低減される。また、放熱板を接地電位と等しくしている場合、放熱板をプリント配線板に形成される接地パターンの代わりとして使用することができる。その結果、プリント配線板上に形成される接地パターンの面積を削減することが可能となり、プリント配線板の小型化または他のチップ状部品をさらに実装することができる。本実施の形態に係る電源装置においては、第１放熱板の電位がプリント配線板上の第１領域の接地電位と等しく、第２放熱板の電位が、プリント配線板上の第２領域の接地電位と等しくなるように接続される。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００１５】
実施の形態４
図６(Ａ)は、本発明の実施の形態３に係る電源装置において、プリント配線板と放熱板の一部を示した斜視図であり、(Ｂ)は、プリント配線板と放熱板の接合部の一部を下面から示した背面図である。図６(Ａ)に示すように、放熱板１０は、プリント配線板１と接する側の端部に差込み部１１を有している。たとえば、差込み部１１は図６(Ａ)に示すように、くびれ部を有し、先端に突出部を有する形状にしてもよい。プリント配線板１には、放熱板１０の差込み部１１に対応する位置に孔部１２が形成されている。図６(Ｂ)に示すように、放熱板１０の差込み部１１をプリント配線板１の孔部１２に挿入した後、差込み部１１と孔部１２とを係止することにより、放熱板１０をプリント配線板１上に設置している。差込み部１１と孔部１２との係止の方法として、たとえば、半田付けで行なってもよいし、上述のように、差込み部１１にくびれ部が形成されている場合には、差込み部１１の突出部をねじることにより係止してもよい。差込み部１１の突出部をねじって係止した場合、放熱板１０がプリント配線板１に引き付けられて、強固に接続することができる。
【００１６】
放熱板１０の電位を接地電位にするには、プリント配線板１上の孔部１２を含む周囲に接地電位の回路パターンを設けて、この回路パターンに放熱板１０を接続することにより、放熱板１０の電位を接地電位と等電位とする。第２放熱板をプリント配線板上の第２領域に形成される接地パターンと接続することにより、第２放熱板からの輻射ノイズを低減することができる。さらに、第２放熱板が接地パターンの役割も有するため、プリント配線板上の第２領域に形成される接地パターンの面積を削減することが可能である。また、第１放熱板をプリント配線板上の第１領域に形成される接地パターンと接続し、第２放熱板をプリント配線板上の第２領域に形成される接地パターンと接続することで、輻射ノイズをさらに抑えることができる。この場合も、第１領域の接地パターンおよび第２領域の接地パターンの両方の面積を削減することが可能である。第２領域の接地パターンと図示しないシャーシとを接続した場合、シャーシ内に導電性のゴミが入り、シャーシと第２領域の接地パターンとがショートしたとしても、互いに等電位であるため電気的に問題とはならない。よって、電源装置として、信頼性を高めることができる。
【００１７】
実施の形態５
図７は、本発明の実施の形態５に係る電源装置において、放熱板の差込み部を別の部材にした状態を示した図である。図７(Ａ)は、差込み部材の側面模式図、(Ｂ)は、放熱板と差込み部材を一体にした状態を示す側面模式図、(Ｃ)は、一体とした放熱板をプリント配線板に立設した状態を示した平面模式図である。図７(Ａ)に示すように、差込み部材２０には、たとえば、くびれ部を形成し、その先端に突出部を形成してもよい。図７(Ｂ)に示すように、放熱板３０のプリント配線板１と接する側の端部から、差込み部材２０のくびれ部および突出部を含む差込み部２１が延設するように、放熱板３０と差込み部材２０とが接合されている。たとえば、放熱板３０と差込み部材２０とは、半田付けで接合を行なってもよい。
【００１８】
図７(Ｃ)は、第１放熱板を示したものであり、第２放熱板の部分の図示は省略している。図７(Ｃ)に示すように、差込み部材２０は、第１放熱板および第２放熱板よりも薄い板厚で形成されている。そのため、プリント配線板に形成される孔部を小さくすることができ、プリント配線板１の下面において放熱板３０が占めるスペースを削減することができる。また、差込み部材２０の外側に放熱板３０を配置することにより、放熱板３０をプリント配線板１上のさらに端部に配置することができるため、チップ状の部品を実装することができる面積が大きくなる。
【００１９】
図８は、本実施の形態に係る電源装置における、放熱板の一部を示した側面模式図である。放熱板の材質としては、軽く、加工性の高いアルミニウムなどを用いるのがよい。差込み部を別の部材で構成する場合には、差込み部材の材質としては、半田付け性の良い鉄などを用いるとよい。このようにすると、プリント配線板１上の回路パターンと容易に半田付けすることができ、確実に導通が確保される。図９(Ａ)は、本実施の形態に係る電源装置における、放熱板をプリント配線板上にビス止めした状態を示す断面模式図であり、(Ｂ)は、平面模式図である。図９(Ｂ)は、電源装置の一部を図示したものである。プリント配線板１上のスペースに余裕がある場合は、放熱板５０の接続方法として、図９に示すようにビス６０を用いてもよい。放熱板５０には、ビス固定用の孔部を有する平板部が形成され、プリント配線板１には、タップが形成されている。この平板部をプリント配線板１と密着するようにビス６０を用いて締結することにより、プリント配線板１と放熱板５０との接続がより強固にされる。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００２０】
実施の形態６
図１に示したノイズ発生部品配置領域４にノイズを発生する部品を配置した場合、電源入力部とノイズ発生部品との間に第１領域の接地電位の放熱板２が配置されているため、電源入力部にノイズが漏れるのを防ぐ効果がある。ノイズ発生部品配置領域４は具体的には、第１放熱板２および第２放熱板３の第１直線部２ａ，３ａと、第１放熱板２および第２放熱板３の１本の第２直線部２ｂ，３ｂとに囲まれるプリント配線板１上の領域である。また、図１の二点鎖線で示した第１放熱板２の第２直線部２ｂと第２放熱板３の第２直線部３ｂとが対向している部分の長さを適宜調節することにより、空間に放出されるノイズを閉じ込めて軽減する軽減効果と、通風によって放熱する放熱効果との調節を図ることができる。他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００２１】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る、電源装置の放熱板の配置を示した平面模式図である。
【図２】同実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。
【図３】同実施の形態に係る、電源装置の放熱板とプリント配線板との固定箇所を示した平面模式図である。
【図４】(Ａ)は、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は、電源装置の一部を示した断面模式図である。
【図５】(Ａ)は、本発明の実施の形態２に係る、電源装置の一部を示した側面模式図であり、(Ｂ)は電源装置の一部を示した断面模式図である。
【図６】(Ａ)は、本発明の実施の形態３に係る電源装置において、プリント配線板と放熱板の一部を示した斜視図であり、(Ｂ)は、プリント配線板と放熱板の接合部の一部を下面から示した背面図である。
【図７】(Ａ)は、本発明の実施の形態５に係る電源装置において、差込み部材の側面模式図、(Ｂ)は、放熱板と差込み部材を一体にした状態を示す側面模式図、(Ｃ)は、一体とした放熱板をプリント配線板に立設した状態を示した平面模式図である。
【図８】同実施の形態に係る電源装置における、放熱板の一部を示した側面模式図である。
【図９】(Ａ)は、同実施の形態に係る電源装置における、放熱板をプリント配線板上にビス止めした状態を示す断面模式図であり、(Ｂ)は、平面模式図である。
【図１０】従来の電源装置において、基板上に一枚の放熱板を配置した状態を示した平面模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ プリント配線板、２ 第１放熱板、２ａ 第１直線部、２ｂ 第２直線部、３ 第２放熱板、３ａ 第１直線部、３ｂ 第２直線部、４ ノイズ発生部品配置領域、５，６ 固定箇所、７，９，１０，３０，４０，５０，７０ 放熱板、８ 回路パターン、１１ 差込み部、１２ 孔部、２０ 差込み部材、２１，４１ 差込み部、６０ ビス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流から直流への変換を行なう電源装置であって、
交流回路部品が実装される第１領域および直流回路部品が実装される第２領域を含み、長手方向を有するように形成されるプリント配線板と、
前記プリント配線板上の前記第１領域に立設される第１放熱板と、
前記プリント配線板上の前記第２領域に立設される第２放熱板と
を備え、
前記第１放熱板および前記第２放熱板はそれぞれ、平面的に見て、直線状の第１直線部および該第１直線部の両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部を有し、
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記第１直線部同士およびそれぞれの１本の前記第２直線部同士の少なくとも一部が対向し、かつ、前記プリント配線板の長手方向に前記第２直線部がそれぞれ配置される、
電源装置。
【請求項２】
前記第１放熱板が前記第１領域に配置される発熱部品に電気的に接続され、
前記第２放熱板が前記第２領域に配置される発熱部品に電気的に接続される、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記プリント配線板の裏面に形成される回路パターンの形成位置に対応する位置の、前記第１放熱板および前記第２放熱板の少なくとも一方の、前記プリント配線板と接する側の端部に開口部を設ける、請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１放熱板の電位が、前記プリント配線板上の前記第１領域の接地電位と等しく、
前記第２放熱板の電位が、前記プリント配線板上の前記第２領域の接地電位と等しい、請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記プリント配線板と接する側の端部に差込み部を有し、
前記プリント配線板は前記差込み部に対応する位置に孔部が形成され、
前記差込み部と前記孔部を係止することにより、前記第１放熱板および前記第２放熱板が前記プリント配線板に設置される、請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
前記差込み部が前記第１放熱板および前記第２放熱板よりも薄い別の差込み部材で構成され、
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記プリント配線板と接する側の端部から、前記差込み部材の差込み部が延設するように、前記第１放熱板および前記第２放熱板と前記差込み部材が接合される、請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記第１直線部と、前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記１本の第２直線部とに囲まれる前記プリント配線板上の領域に、電磁ノイズを発生するノイズ発生部品が配置される、請求項１に記載の電源装置。
【請求項１】
交流から直流への変換を行なう電源装置であって、
交流回路部品が実装される第１領域および直流回路部品が実装される第２領域を含み、長手方向を有するように形成されるプリント配線板と、
前記プリント配線板上の前記第１領域に立設される第１放熱板と、
前記プリント配線板上の前記第２領域に立設される第２放熱板と
を備え、
前記第１放熱板および前記第２放熱板はそれぞれ、平面的に見て、直線状の第１直線部および該第１直線部の両端において互いに反対方向に屈曲している２本の第２直線部を有し、
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記第１直線部同士およびそれぞれの１本の前記第２直線部同士の少なくとも一部が対向し、かつ、前記プリント配線板の長手方向に前記第２直線部がそれぞれ配置される、
電源装置。
【請求項２】
前記第１放熱板が前記第１領域に配置される発熱部品に電気的に接続され、
前記第２放熱板が前記第２領域に配置される発熱部品に電気的に接続される、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記プリント配線板の裏面に形成される回路パターンの形成位置に対応する位置の、前記第１放熱板および前記第２放熱板の少なくとも一方の、前記プリント配線板と接する側の端部に開口部を設ける、請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１放熱板の電位が、前記プリント配線板上の前記第１領域の接地電位と等しく、
前記第２放熱板の電位が、前記プリント配線板上の前記第２領域の接地電位と等しい、請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記プリント配線板と接する側の端部に差込み部を有し、
前記プリント配線板は前記差込み部に対応する位置に孔部が形成され、
前記差込み部と前記孔部を係止することにより、前記第１放熱板および前記第２放熱板が前記プリント配線板に設置される、請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
前記差込み部が前記第１放熱板および前記第２放熱板よりも薄い別の差込み部材で構成され、
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記プリント配線板と接する側の端部から、前記差込み部材の差込み部が延設するように、前記第１放熱板および前記第２放熱板と前記差込み部材が接合される、請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記第１直線部と、前記第１放熱板および前記第２放熱板の前記１本の第２直線部とに囲まれる前記プリント配線板上の領域に、電磁ノイズを発生するノイズ発生部品が配置される、請求項１に記載の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１１０１７４（Ｐ２０１０−１１０１７４Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８１８８９（Ｐ２００８−２８１８８９）
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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