電源装置
【課題】回路基板の広い領域に電子部品を配置することができ、電子部品の熱を逃がす放熱板の放熱効率が調整自在なオンボード型の電源装置を提供する。
【解決手段】電子部品が搭載された回路基板２４を備える。回路基板２４の裏面２４ａ側に立設されたオンボード型の入出力端子２６を有する。表面２６ｂ側が相手方の放熱用構造物と当接する取付面であり、取付用のネジ孔４８が厚み方向に貫通形成された放熱板２８を備える。ネジ孔４８の一方の開口端を塞ぐ閉鎖部５４と、回路基板２４の端部に側方から係合可能な係合部５６とを有した樹脂構造体３０を備える。樹脂構造体３０は、ネジ孔４８の一方の開口端を閉鎖部５４により塞いで、放熱板２８の裏面側に固定される。回路基板２４の端部に係合部５６が係合して回路基板２４を放熱板２８側に対面させて保持する。放熱板２８は、絶縁物を介して放熱対象の電子部品に接触する。
【解決手段】電子部品が搭載された回路基板２４を備える。回路基板２４の裏面２４ａ側に立設されたオンボード型の入出力端子２６を有する。表面２６ｂ側が相手方の放熱用構造物と当接する取付面であり、取付用のネジ孔４８が厚み方向に貫通形成された放熱板２８を備える。ネジ孔４８の一方の開口端を塞ぐ閉鎖部５４と、回路基板２４の端部に側方から係合可能な係合部５６とを有した樹脂構造体３０を備える。樹脂構造体３０は、ネジ孔４８の一方の開口端を閉鎖部５４により塞いで、放熱板２８の裏面側に固定される。回路基板２４の端部に係合部５６が係合して回路基板２４を放熱板２８側に対面させて保持する。放熱板２８は、絶縁物を介して放熱対象の電子部品に接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ユーザ側の装置等に組み込まれる基板に実装されるオンボード型の電源装置に関し、特に、内部の電子部品を放熱するための放熱板を備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源装置内部の電子部品のうち、発熱の大きい複数の電子部品を一括放熱する一枚の放熱板が設けられたオンボード型の電源装置がある。例えば、図８（ａ）に示す電源装置１０は、図示しない電子部品が搭載された矩形の回路基板１２と、回路基板１２の裏面１２ａ側に立設され、ユーザ装置の基板ボードの基材である実装用基板のスルーホールに挿入されて接続される入出力端子１４と、回路基板１２の表面１２ｂ側に対面し特定の電子部品の熱を逃がす放熱板１６とを備えている。放熱板１６は、回路基板１２とほぼ同外形の金属板であり、裏面１６ａが放熱用シール材１８を介して放熱対象の電子部品に接触し、回路基板１２とほぼ平行に対面した状態で固定されている。電源装置１０は、放熱板１６の表面１６ｂを空冷して使用することができる。
【０００３】
この種の電源装置は、特定の電子部品の温度上昇により出力可能な電力が制限される。従って、放熱板１６からの放熱効率を高め、放熱板１６の温度を一定以下に抑えることによって、電源装置１０からより大きな電力を取り出すことが可能になる。
【０００４】
例えば、電源装置１０をユーザ側の装置に組み込んだとき、放熱板１６をその装置の大きな金属筺体の内面に固定したり、その装置が有する水冷システムを利用した冷却ヘッド面に放熱板１６を固定したりすることによって、放熱効率を高めることができる。また、複数のフィンを有したヒートシンクを放熱板１６に取り付ける場合もある。そこで、電源装置１０の放熱板１６は、表面１６ｂが相手方の放熱用構造物の平坦面に密着可能なように平坦に形成され、四隅にネジ止め可能に貫通したネジ孔２０が設けられている。
【０００５】
また、特許文献１に開示されているスイッチング電源装置は、電子部品が実装された回路基板（プリント基板）と、回路基板の裏面側に立設されたオンボード型の入出力端子と、回路基板の表面側に対面する放熱板と、放熱板のやや内側の四隅に貫通固定され裏面側に突設された固定用ロッドと、各固定用ロッドの先端部が嵌合する圧入孔が形成されたプラスチック製の固定部材とを備えている。放熱板は、回路基板に設けた貫通孔に固定用ロッドが挿通されて水平方向の位置決めがされ、裏面側が絶縁シートを介して回路基板の表面に当接している。そして、固定用ロッドの先端部が固定部材の圧入孔に嵌合することによって、放熱板と固定部材との間に回路基板を挟持し、一体化している。回路基板に実装された電子部品は、放熱板の裏面側の凹部内に収容され、凹部内に充填された放熱用の樹脂を介して凹部の内面に接触している。また、固定用ロッドの内側に、ヒートシンク等を固定するためのネジ孔が設けられている。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている薄型ＤＣ−ＤＣコンバータは、電子部品が実装された回路基板と、回路基板の裏面側に立設されたオンボード型の入出力端子（ピン）と、外向きに突出する複数のフィンを有したヒートシンク（放熱器）と、各構成部材を保持する固定部材とを備えている。ヒートシンクは、放熱用のシール剤等によって回路基板の電子部品が実装されていない表面側に接着固定されている。固定部材は上面が開口した略矩形の箱体であり、底面の端部から下向きに立設された爪部と底面との間でインダクタンス素子を保持し、側面上端部の内側に形成した支持部と側面上端部から上向きに立設された爪部との間に、回路基板及びヒートシンクを挿入して保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４４９５９号公報
【特許文献２】特開平７−２８８２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図８（ａ）に示す従来の電源装置の場合、放熱板１２を回路基板に対して位置決めする機構がないので、組み立てる際、回路基板１２に塗布した放熱用シール材１８が硬化するまでの間、何らかの治具等を用いて放熱板１２を位置決めして保持しなければならず、手間が掛かる。また、ユーザ装置の筺体等に放熱板１６をネジ締めする際、作業者が誤って規格より長いネジを使用すると、金属製のネジ部の先端が回路基板の導電部に近接又は接触し、所定の絶縁が確保できなくなり危険である。また、放熱板１６をユーザ装置の筺体等にネジ締めする際、ネジ孔２０内のネジ溝が削られ、金属屑が発生して回路基板上に付着することもあり得る。
【０００９】
これらの問題を回避するため、例えば、図８（ｂ）に示すように、ネジ孔２０の裏面側にも放熱用シール材２８を塗布し、回路基板１２側の開口端を塞ぐという方法が考えられる。しかし、放熱用シール材２８の塗布量が多すぎるとネジ孔２０内に深く侵入しネジが入らなくなり、反対に塗布量が少なすぎるとネジ孔２０の開口端を確実にふさぐことができなくなるので、放熱用シール材の粘度や塗布量の管理を厳格に行わなければならず現実的ではない。
【００１０】
また、特許文献１のスイッチング電源装置の場合、回路基板に固定用ロッドを挿通するために複数の貫通孔が設けなければならず、電源装置内部の電子部品を実装したり配線パターンを設けることが可能なスペースが非常に狭くなるという問題がある。固定用ロッドは、内側にネジ孔が設けられる程に太いので、回路基板の貫通孔の径も大きくなる。また、固定用ロッドが金属であれば、固定用ロッドと電子部品等との間に一定の絶縁距離を確保する必要がある。さらに、このスイッチング電源装置は、放熱板の下端部を回路板の表面に当接させる構造のため、放熱板と電子部品等との間にも一定の絶縁距離を確保しなければならない。従って、電源回路を構成する電子部品の数や形状、配線パターンのレイアウト等について、電源装置を設計する上で非常に大きな制約を受けることになる。
【００１１】
特許文献２のＤＣ−ＤＣコンバータの場合、回路基板に直接ヒートシンクが接着固定されているので、ヒートシンクを取り外したり、フィン形状の異なるヒートシンクに交換したり、ユーザ装置の筺体等に固定したりして放熱効率を調整する、ということができないという問題がある。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータが環境温度の低い場所で使用されたり、出力電力を小さく抑えて使用されたりする場合、図８（ａ）の放熱板１６のようにフィンのない構造であっても十分に放熱が可能であるが、既に取り付けられているヒートシンクに大きなフィンが付いていると、ＤＣ−ＤＣコンバータがユーザ装置内の広い空間を無駄に占有してしまうことになる。反対に、既に取り付けられているヒートシンクの放熱効率では電子部品を十分に放熱することができない場合、フィンの数が多いヒートシンクに交換したり、水冷システムの冷却ヘッド面に熱を逃がしたりする等の方法が使えないので、ヒートシンクの温度が高くなってしまい、ＤＣ−ＤＣコンバータから必要な出力電力を取り出すことができなくなる。
【００１２】
この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、回路基板の広い領域に電子部品を配置することができ、電子部品の熱を逃がす放熱板の放熱効率が調整自在なオンボード型の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】
【００１３】
この発明は、電子部品が搭載された回路基板と、前記回路基板の裏面側に立設され実装用基板に接続される入出力端子と、表面側が相手方の放熱用構造物と当接する取付面であり、前記放熱用構造物に取り付けるためのネジ孔が厚み方向に貫通形成された金属製の放熱板と、前記ネジ孔の一方の開口端を塞ぐ閉鎖部と前記回路基板の端部に側方から係合可能な係合部とを有した樹脂構造体とを備え、前記樹脂構造体は、前記ネジ孔の一方の開口端を前記閉鎖部により塞いで前記放熱板の裏面側に固定されるとともに、前記回路基板の端部に前記係合部が係合して前記回路基板を前記放熱板側に対面させて保持し、前記放熱板は、絶縁物を介して放熱対象の前記電子部品に接触する電源装置である。
【００１４】
前記放熱板は、放熱対象の複数の前記電子部品に接触する裏面側が、当該各電子部品の高さに合わせて凹凸状に形成されていることが好ましい。また、前記絶縁物は、塗布後に硬化した放熱用シール材、又は弾力性のある放熱用シートであってもよい。
【００１５】
また、矩形外形の前記回路基板の互いに平行な一対の端縁部に、内向きに切り欠いた一対の係合受部が複数組設けられ、前記一対の係合受部に対向する前記樹脂構造体の所定位置には、一対の爪状の前記係合部が立設され、前記一対の係合部が、対応する前記一対の係合受部に個々に係合して、前記回路基板を保持している。
【００１６】
前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と前記閉鎖部の端部から立設された一組の前記一対の係合部とが一体に成形されて成り、複数の前記樹脂構造体が個々に前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が、対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合している。
【００１７】
また、前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と、放熱対象の前記電子部品に対応する領域が開口した平板部と、前記平板部の端部から厚み方向に立設された前記係合部とが一体に成形されて成り、前記平板部が前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合しているものでもよい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の電源装置は、放熱板と一体の樹脂構造体に設けた係合部が回路基板の端部に側方から係合し、放熱板が固定される構造なので、回路基板に対する放熱板の位置決めが容易である。しかも、回路基板の内側に位置決め用の大きい貫通孔等を設ける必要がなく、回路基板の広い領域に電子部品を配置することができる。また、矩形外形の回路基板において、回路基板の端部に僅かに内向きに切欠いた係合受部を設けることによって、電源装置の外形を小さくし、かつ放熱板の位置決めの精度を向上させることができる。
【００１９】
また、放熱板と電子部品の接触を仲介する絶縁物として放熱用シール材等を用いることによって、当該接触部分がしっかりと熱結合し、良好な熱伝導性を安定的に得ることができる。
【００２０】
さらに、放熱板にネジ孔が設けられ、ヒートシンク等の様々な放熱用構造物を容易にネジ固定することができるので、放熱板の放熱効率を自在に調整することができる。このとき、ネジ孔の回路基板側の開口端が樹脂構造体で閉鎖されているので、ネジ先端部と電子部品との絶縁が確実に保たれる。また、ネジ締めするときにネジ孔内のネジ溝が削れて金属屑が発生したとしても、回路基板に付着する心配がなく安全である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態である電源装置を示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）、底面図（ｃ）である。
【図２】この実施形態の電源装置を使用される樹脂構造体を示す斜視図である。
【図３】この実施形態の電源装置の右側面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図４】この実施形態の電源装置をユーザ側の装置の筺体に取り付けた様子を示す断面図である。
【図５】この実施形態の電源装置にヒートシンクを取り付けた様子を示す断面図である。
【図６】この発明の樹脂構造体の変形例を示す斜視図である。
【図７】この発明の樹脂構造体の他の変形例を示す部分断面図（ａ）、筐体に取り付けた状態の部分断面図（ｂ）である。
【図８】従来の電源装置の外観を示す斜視図（ａ）、ネジ孔の部分を拡大した断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の一実施形態について、図１〜図５に基づいて説明する。この実施形態の電源装置２２は、図１に示すように、複数の電子部品が実装された回路基板２４と、回路基板２４の裏面２４ａ側に立設された複数の入出力端子２６と、回路基板２４の表面２４ｂとほぼ平行に対面する放熱板２８とを備え、放熱板２８は、樹脂構造体３０を介して回路基板２４に位置決めされ固定されている。
【００２３】
回路基板２４は、略長方形の外形を有し、複数の配線パターン層を有する多層基板である。表面２４ａには、パワートランジスタ３２、コンデンサ３４等が搭載され、裏面２４ｂには、小型インダクタ３６、抵抗３８、コンデンサ３４等が搭載されている。その他のパワートランス４０、パワーインダクタ４２及び信号トランス４４は、それぞれ回路基板２４の図示しない配線パターンで形成されたコイルと、そのコイルの周囲を囲って閉磁路を形成するコアとで構成され、回路基板２４の表面２４ｂ側に、コア上部４０ａ，４２ａ，４４ａが各々突出している。これらの電子部品のうち、電源装置２２を運転したとき電力損失が大きく発熱しやすい部品は、パワートランジスタ３０、パワートランス４０及びパワーインダクタ４２であり、この３つは、放熱板２８に接触して放熱できるように、外形の一部が回路基板２４の表面２４ｂ側に露出するように配置されている。
【００２４】
回路基板２４の長辺側の一対の端部の両端２箇所に、それぞれ僅かに内向きに切り欠いた一対の係合受部４６−１，４６−２が設けられている。一対の係合受部４６−１は、後述する樹脂構造体３０−１の係合部５６と係合し、一対の係合受部４６−２は、後述する他方の樹脂構造体３０−２の係合部５６と係合する部分である。
【００２５】
入出力端子２６は金属製のピンであり、回路基板２４の短辺側の一対の端部からやや内側の位置に、裏面２４ａ側に立設されている。電源装置２２をユーザ装置の実装用基板に実装するときは、入出力端子２６の先端部を実装用基板のスルーホールに挿入し、フランジ部２６ａがスルーホールの周縁部に係止された状態ではんだ付けを行って接続固定する。
【００２６】
放熱板２８は、回路基板２４とほぼ同じ外形に加工したアルミ等の金属製の板材である。放熱板２８は、裏面２８ａのパワートランジスタ３２と対面する位置に凸部２８ｃが設けられている。表面２８ｂは、後述する放熱用構造物の平坦面が当接して固定される平坦な取付面になっており、四隅に放熱用構造物をネジ固定するためのネジ孔４８が厚み方向に貫通形成されている。さらに、放熱板２８の短い方の一対の端部からやや内側の位置に、後述する樹脂構造体３０−１，３０−２の嵌合突起５０が各々圧入される嵌合穴５２−１，５２−２が形成されている。
【００２７】
放熱板２８を回路基板２４に固定する樹脂構造体３０−１，３０−２は同一の部材であり、図２に示すように、閉鎖部５４、嵌合突起５０及び一対の係合部５６を備えている。閉鎖部５４は、略矩形の薄板であり、放熱板２８に形成された２つのネジ孔４８を塞ぐことが可能な大きさを有している。嵌合突起５０は、閉鎖部５４のほぼ中央に立設されており、高さは放熱板２８の厚みよりも低く、放熱板２８の嵌合穴５２−１又は５２−２に圧入されると強く嵌合して抜け落ちない外径に設定されている。一対の係合部５６は、閉鎖部５４の両側の端部に、嵌合突起５０と反対向きに立設され、爪状の先端部分が回路基板２４の一対の係合受部４６−１又は４６−２に強く係合可能な形状になっている。
【００２８】
上記の各部材を組み立てるとき、まず、樹脂構造体３０−１を放熱板２８に取り付けるため、嵌合突起５０を放熱板２８の裏面２８ａ側から嵌合穴５２−１に深く圧入し、閉鎖部５４を裏面２８ａに当接させ、２つのネジ孔４８の開口端を塞ぐ。このとき、係合突起５０の先端は放熱板２８の表面２８ｂ側に突出しない。同様に、樹脂構造体３０−２を放熱板２８に取り付けるため、嵌合突起５０を放熱板２８の裏面２８ａ側から嵌合穴５２−２に深く圧入し、閉鎖部５４を裏面２８ａに当接させ、残る２つのネジ孔４８の開口端を塞ぐ。
【００２９】
次に、回路基板２４の電子部品のうち、放熱対象のパワートランジスタ３０の上部に、絶縁物であって弾力性を有した放熱用シート５８を敷き、パワートランス４０及びパワーインダクタ４２のコア上部４０ａ，４２ａに絶縁物である放熱用シール材６０を塗布する。そして、図１、図３に示すように、樹脂構造体３０−１，３０−２と一体化した放熱板２８を、回路基板２４の表面２８ｂ側から取り付ける。放熱板２８は、樹脂構造体３０−１，３０−２の一対の係合部５６と回路基板２４の一対の係合受部４６−１，４６−２とが各々係合して位置決めされ、その後、放熱用シール材６０を硬化させることによって完全に固定され、組み立てが終了する。
【００３０】
組み立てた状態で、放熱板２８の裏面２８ａは、回路基板２４の表面２４ｂから最も突出したコア上部４０ａ，４２ａの上方に近接し、放熱用シール材６０を薄く挟んで接触する。また、放熱板２８の凸部２８ｃの先端面が低背のパワートランジスタ３２の上方に近接し、放熱用シート５８を薄く挟んで接触する。従って、放熱対象の電子部品と放熱板２８とが密に熱結合し、当該電子部品の発熱を効率よく逃がすことができる。また、放熱板２８が回路基板２４と所定の距離を空けて固定されているので、放熱しない電子部品（信号トランス４４、コンデンサ３４等）と放熱板２８との間に十分な絶縁距離が確保され、部品配置や配線パターンのレイアウト等を自由に行うことができる。
【００３１】
また、回路基板２４の係合受部４６−１，４６−２が、一対の端部から内側に切り込んで設けられているため、図１（ｃ）に示すように、樹脂構造体３０−１，３０−２の係合部５６を、回路基板２４の縦横寸法内に収めることも可能である。従って、電源装置２２全体の床面積がほとんど大きくならない。また、放熱板２８が回路基板２４の長手方向にスライドするのを防止し、所定の位置に精度よく位置決めすることができる。
【００３２】
次に、電源装置２２を使用する各種の装置に電源装置２２を組み込み、放熱板２８の表面２８ｂに放熱用構造物を取り付ける実装の例を、図４、図５に基づいて説明する。上述したように、電源装置２２は、図１、図３の状態でも運転することができるが、放熱板２８に所定の放熱用構造物を取り付けることによって、放熱板２８からの放熱効率を向上させ、より大きな出力電力を取り出すことができるようになる。
【００３３】
例えば、図４は、放熱板２８の熱を逃がすための放熱用構造物として、各種装置の金属筺体６２を使用した実装状態を示している。電源装置２２が搭載された実装用基板６４は、図示しない基台等に固定され、その状態で放熱板２８の表面２８ｂが金属筺体６２の内側面にほぼ当接する。そして、金属筺体６２の外側から貫通孔６２ａを通して放熱板２８のネジ孔４８内にネジ６６を締め付け、金属筺体６２と放熱板２８を強く密着させる。
【００３４】
また、図５は、放熱板２８の熱を逃がす放熱用構造物として、ヒートシンク６８を使用した実装状態を示している。電源装置２２が搭載された実装用基板６４は、各種装置の図示しない基台等に固定されて、放熱板２８の表面２８ｂに、複数のフィン６８ａを有するヒートシンク６８が平坦な基板部６８ｂを下向きにして載置されている。そして、ヒートシンク６８の基板部６８ｂの外側から貫通孔６８ｃを通して放熱板２８のネジ孔４８内にネジ６６を締め付け、基板部６８ｂと放熱板２８を強く密着させる。
【００３５】
図４、図５に示すように、この実施形態の電源装置２２は、放熱板２８に様々な放熱用構造物を取り付けることが可能であり、放熱板２８の放熱効率を自在に調整することができる。特に、ネジ孔４８の回路基板２４側の開口端が樹脂構造体３０−１，３０−２で閉鎖されているので、ネジ６６の先端部と電子部品との絶縁が確実に保たれる。また、ネジ締めするときにネジ孔４８内のネジ溝が削れて金属屑が発生したとしても、回路基板２４に付着する心配がなく安全である。
【００３６】
次に、この発明の実施形態の電源装置２２を構成する樹脂構造体の変形例について、図６に基づいて説明する。ここで、上記実施形態に係る電源装置２２と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。変形例に係る樹脂構造体７０は、閉鎖部７２−１，７２−２、嵌合突起７４−１，７４−２、開口部７６ａを有する平板部７６、及び一対の係合部７８−１，７８−２が樹脂により一体に形型されたものである。
【００３７】
閉鎖部７２−１，７２−２は、略矩形の薄板であり、放熱板２８に形成された４つのネジ孔４８を塞ぐことができる。嵌合突起７４−１，７４−２は、閉鎖部７２−１，７２−２の中央部分に各々立設されており、高さは放熱板２８の厚みよりも低く、放熱板２８の嵌合穴５２−１又は５２−２に圧入されると強く嵌合して抜け落ちない外径に設定されている。一対の係合部７８−１，７８−２は、閉鎖部７２−１，７２−２の両側の端部から７４−１，７４−２と反対向きに各々立設され、爪状の先端部分が回路基板２４の一対の係合受部４６−１又は４６−２に強く係合可能な形状になっている。平板部７６は、閉鎖部７２−１，７２−２と平面状に連続する薄板であり、回路基板２４の上面２４ｂ側の放熱熱対象の電子部品に対応する領域に開口部７６ａが設けられている。平板部７６及び閉鎖部７２−１，７２−２による連続面の大きさは、回路基板２４の外形とほぼ同じである。すなわち、樹脂構造体７０は、上述した樹脂構造体３０−１，３０−２を平板部７６を介して連結したような構造になっている。
【００３８】
各部材の組み立て方法は上記とほぼ同様であり、樹脂構造体７０を放熱板２８に取り付けるとき、嵌合突起７４−１，７４−２を放熱板２８の裏面２８ａ側から嵌合穴５２−１，５２−２に深く圧入し、閉鎖部７２−１，７２−２を裏面２８ａに当接させ、４つのネジ孔４８の開口端を塞ぐ。樹脂構造体７０は１つのパーツになっているので、放熱板２８に取り付ける際のハンドリングや位置決めが容易で作業がし易い。この状態で、裏面２８ａの所定領域が開口部７６ａから露出している。
【００３９】
次に、回路基板２４の電子部品のうち、放熱対象のパワートランジスタ３０の上部に、絶縁物であって弾力性を有した放熱用シート５８を敷き、パワートランス４０及びパワーインダクタ４２のコア上部４０ａ，４２ａに、絶縁物である放熱用シール材６０を塗布する。そして、図１、図３と同様に、樹脂構造体７０が一体に固定された放熱板２８を、回路基板２４の表面２８ｂ側から取り付ける。放熱板２８は、樹脂構造体７０の一対の係合部７８−１，７８−２と回路基板２４の一対の係合受部４６−１，４６−２とが各々係合して位置決めされ、その後、放熱用シール材６０を硬化させることによって完全に固定され、組み立てが終了する。
【００４０】
組み立てた状態で、放熱板２８の裏面２８ａの一部、すなわち樹脂構造体７０の開口部７６ａから露出している部分は、回路基板２４の表面２４ｂから最も突出したコア上部４０ａ，４２ａの上方に近接し、放熱用シール材６０を薄く挟んで接触する。また、放熱板２８の凸部２８ｃも開口部７６ａから露出し、その先端面が低背のパワートランジスタ３２の上方に近接し、放熱用シート５８を薄く挟んで接触する。
【００４１】
この樹脂構造体７０によれば、放熱対象の電子部品と放熱板２８とが密に熱結合し、当該電子部品の発熱を効率よく逃がすことができる。また、放熱板２８と放熱しない電子部品（信号トランス４４、コンデンサ３４等）との間に絶縁物である平板部７６が存在する構造になるので絶縁性をさらに向上させることができる。
【００４２】
次に、この発明の樹脂構造体の他の変形例について、図７に基づいて説明する。ここで、上記実施形態に係る電源装置２２と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。変形例に係る樹脂構造体８０も樹脂により一体形型されたもので、放熱板２８の取付用のネジ孔４８に対応する樹脂構造体８０の外側面に、ネジ６６の先端部が位置する凹部８２が形成されている。
【００４３】
凹部８２は、ネジ６６のネジ山が十分に形成されていない先端部が、放熱板２８の雌ネジと螺合しない外側に位置して、ネジ６６の雄ネジ部分が放熱板２８の厚み分しかない雌ネジ４８全体に確実に螺合し、ネジの取付強度を高いものとすることができる。
【００４４】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。放熱対象の電子部品と放熱板の裏面側との間に介在させる絶縁物は、半導体の封止樹脂やトランス類のコア固定用の絶縁テープ等、電子部品自体を構成する絶縁材を含む。従って、必要に応じて上記実施形態の電源装置で使用している放熱用シール材や放熱用シートを省略することができる。また、放熱用シール材と放熱用シートのいずれを使用するかは自由であり、例えば、放熱用シール材を使用すれば、回路基板に対する放熱板の固定強度を向上させることができ、放熱用シートのみを使用すれば、放熱用シール材を硬化させるための工程を省略することができる等、それぞれに利点がある。
【００４５】
また、放熱板の各部の形態も変更することができる。例えば、ネジ孔を設ける場所や数は、放熱板自体の形状や相手方の放熱用構造物の大きさなどに応じて適宜設定することができる。放熱板の表面は、相手方の放熱用構造物の接触面に密接可能な形状であればよく、平坦面に限定されるものではない。放熱板の裏面は、放熱対象の電子部品の高さに合わせて凹状又は凸状に形成することが放熱の面で好ましいが、単なる平坦面にして放熱板の製作コストを下げることもできる。その場合、放熱板と電子部品との間に隙間が生じる可能性があるので、放熱用シール材や放熱用シート等を介して熱結合が確保される構造にするとよい。さらに、放熱板の裏面に絶縁性の被膜を塗布したり、絶縁シートを貼り付けたり固定したりし、回路面との絶縁性をより確実にしてもよい。
【００４６】
また、樹脂構造体の各部の形態も変更することができ、係合部は、回路基板の端部（又は端部に設けた係合受部）に側方から係合可能で、回路基板に搭載する電子部品の配置に与える影響が小さいものであればよい。従って、放熱板の大きさや相手方のヒートシンク等の大きさに合わせ、例えば、爪状の係合部の数を増減したり、係合部を幅広に設け回路基板の端部の広い範囲で係合するようにすることができる。さらに、樹脂構造体をインサート成型によって放熱板と一体に設けるようにすれば、放熱板に樹脂構造体を取り付ける作業を省略できるので、樹脂構造体の各部を小さなパーツに分割したり、各部をより高機能で複雑な形状にすることも可能になる。
【符号の説明】
【００４７】
１０，２２ 電源装置
２４ 回路基板
２４ａ 裏面
２４ｂ 表面
２６ 入出力端子
２８ 放熱板
２８ａ 裏面
２８ｂ 表面
２８ｃ 凸部
３０，３０−１，３０−２，７０ 樹脂構造体
４６−１，４６−２ 一対の係合受部
４８ ネジ孔
５４，７２−１，７２−２ 閉鎖部
５６，７８−１，７８−２ 係合部
５８ 放熱用シート
６０ 放熱用シール材
７６ 平板部
７６ａ 開口部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ユーザ側の装置等に組み込まれる基板に実装されるオンボード型の電源装置に関し、特に、内部の電子部品を放熱するための放熱板を備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源装置内部の電子部品のうち、発熱の大きい複数の電子部品を一括放熱する一枚の放熱板が設けられたオンボード型の電源装置がある。例えば、図８（ａ）に示す電源装置１０は、図示しない電子部品が搭載された矩形の回路基板１２と、回路基板１２の裏面１２ａ側に立設され、ユーザ装置の基板ボードの基材である実装用基板のスルーホールに挿入されて接続される入出力端子１４と、回路基板１２の表面１２ｂ側に対面し特定の電子部品の熱を逃がす放熱板１６とを備えている。放熱板１６は、回路基板１２とほぼ同外形の金属板であり、裏面１６ａが放熱用シール材１８を介して放熱対象の電子部品に接触し、回路基板１２とほぼ平行に対面した状態で固定されている。電源装置１０は、放熱板１６の表面１６ｂを空冷して使用することができる。
【０００３】
この種の電源装置は、特定の電子部品の温度上昇により出力可能な電力が制限される。従って、放熱板１６からの放熱効率を高め、放熱板１６の温度を一定以下に抑えることによって、電源装置１０からより大きな電力を取り出すことが可能になる。
【０００４】
例えば、電源装置１０をユーザ側の装置に組み込んだとき、放熱板１６をその装置の大きな金属筺体の内面に固定したり、その装置が有する水冷システムを利用した冷却ヘッド面に放熱板１６を固定したりすることによって、放熱効率を高めることができる。また、複数のフィンを有したヒートシンクを放熱板１６に取り付ける場合もある。そこで、電源装置１０の放熱板１６は、表面１６ｂが相手方の放熱用構造物の平坦面に密着可能なように平坦に形成され、四隅にネジ止め可能に貫通したネジ孔２０が設けられている。
【０００５】
また、特許文献１に開示されているスイッチング電源装置は、電子部品が実装された回路基板（プリント基板）と、回路基板の裏面側に立設されたオンボード型の入出力端子と、回路基板の表面側に対面する放熱板と、放熱板のやや内側の四隅に貫通固定され裏面側に突設された固定用ロッドと、各固定用ロッドの先端部が嵌合する圧入孔が形成されたプラスチック製の固定部材とを備えている。放熱板は、回路基板に設けた貫通孔に固定用ロッドが挿通されて水平方向の位置決めがされ、裏面側が絶縁シートを介して回路基板の表面に当接している。そして、固定用ロッドの先端部が固定部材の圧入孔に嵌合することによって、放熱板と固定部材との間に回路基板を挟持し、一体化している。回路基板に実装された電子部品は、放熱板の裏面側の凹部内に収容され、凹部内に充填された放熱用の樹脂を介して凹部の内面に接触している。また、固定用ロッドの内側に、ヒートシンク等を固定するためのネジ孔が設けられている。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている薄型ＤＣ−ＤＣコンバータは、電子部品が実装された回路基板と、回路基板の裏面側に立設されたオンボード型の入出力端子（ピン）と、外向きに突出する複数のフィンを有したヒートシンク（放熱器）と、各構成部材を保持する固定部材とを備えている。ヒートシンクは、放熱用のシール剤等によって回路基板の電子部品が実装されていない表面側に接着固定されている。固定部材は上面が開口した略矩形の箱体であり、底面の端部から下向きに立設された爪部と底面との間でインダクタンス素子を保持し、側面上端部の内側に形成した支持部と側面上端部から上向きに立設された爪部との間に、回路基板及びヒートシンクを挿入して保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４４９５９号公報
【特許文献２】特開平７−２８８２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図８（ａ）に示す従来の電源装置の場合、放熱板１２を回路基板に対して位置決めする機構がないので、組み立てる際、回路基板１２に塗布した放熱用シール材１８が硬化するまでの間、何らかの治具等を用いて放熱板１２を位置決めして保持しなければならず、手間が掛かる。また、ユーザ装置の筺体等に放熱板１６をネジ締めする際、作業者が誤って規格より長いネジを使用すると、金属製のネジ部の先端が回路基板の導電部に近接又は接触し、所定の絶縁が確保できなくなり危険である。また、放熱板１６をユーザ装置の筺体等にネジ締めする際、ネジ孔２０内のネジ溝が削られ、金属屑が発生して回路基板上に付着することもあり得る。
【０００９】
これらの問題を回避するため、例えば、図８（ｂ）に示すように、ネジ孔２０の裏面側にも放熱用シール材２８を塗布し、回路基板１２側の開口端を塞ぐという方法が考えられる。しかし、放熱用シール材２８の塗布量が多すぎるとネジ孔２０内に深く侵入しネジが入らなくなり、反対に塗布量が少なすぎるとネジ孔２０の開口端を確実にふさぐことができなくなるので、放熱用シール材の粘度や塗布量の管理を厳格に行わなければならず現実的ではない。
【００１０】
また、特許文献１のスイッチング電源装置の場合、回路基板に固定用ロッドを挿通するために複数の貫通孔が設けなければならず、電源装置内部の電子部品を実装したり配線パターンを設けることが可能なスペースが非常に狭くなるという問題がある。固定用ロッドは、内側にネジ孔が設けられる程に太いので、回路基板の貫通孔の径も大きくなる。また、固定用ロッドが金属であれば、固定用ロッドと電子部品等との間に一定の絶縁距離を確保する必要がある。さらに、このスイッチング電源装置は、放熱板の下端部を回路板の表面に当接させる構造のため、放熱板と電子部品等との間にも一定の絶縁距離を確保しなければならない。従って、電源回路を構成する電子部品の数や形状、配線パターンのレイアウト等について、電源装置を設計する上で非常に大きな制約を受けることになる。
【００１１】
特許文献２のＤＣ−ＤＣコンバータの場合、回路基板に直接ヒートシンクが接着固定されているので、ヒートシンクを取り外したり、フィン形状の異なるヒートシンクに交換したり、ユーザ装置の筺体等に固定したりして放熱効率を調整する、ということができないという問題がある。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータが環境温度の低い場所で使用されたり、出力電力を小さく抑えて使用されたりする場合、図８（ａ）の放熱板１６のようにフィンのない構造であっても十分に放熱が可能であるが、既に取り付けられているヒートシンクに大きなフィンが付いていると、ＤＣ−ＤＣコンバータがユーザ装置内の広い空間を無駄に占有してしまうことになる。反対に、既に取り付けられているヒートシンクの放熱効率では電子部品を十分に放熱することができない場合、フィンの数が多いヒートシンクに交換したり、水冷システムの冷却ヘッド面に熱を逃がしたりする等の方法が使えないので、ヒートシンクの温度が高くなってしまい、ＤＣ−ＤＣコンバータから必要な出力電力を取り出すことができなくなる。
【００１２】
この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、回路基板の広い領域に電子部品を配置することができ、電子部品の熱を逃がす放熱板の放熱効率が調整自在なオンボード型の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】
【００１３】
この発明は、電子部品が搭載された回路基板と、前記回路基板の裏面側に立設され実装用基板に接続される入出力端子と、表面側が相手方の放熱用構造物と当接する取付面であり、前記放熱用構造物に取り付けるためのネジ孔が厚み方向に貫通形成された金属製の放熱板と、前記ネジ孔の一方の開口端を塞ぐ閉鎖部と前記回路基板の端部に側方から係合可能な係合部とを有した樹脂構造体とを備え、前記樹脂構造体は、前記ネジ孔の一方の開口端を前記閉鎖部により塞いで前記放熱板の裏面側に固定されるとともに、前記回路基板の端部に前記係合部が係合して前記回路基板を前記放熱板側に対面させて保持し、前記放熱板は、絶縁物を介して放熱対象の前記電子部品に接触する電源装置である。
【００１４】
前記放熱板は、放熱対象の複数の前記電子部品に接触する裏面側が、当該各電子部品の高さに合わせて凹凸状に形成されていることが好ましい。また、前記絶縁物は、塗布後に硬化した放熱用シール材、又は弾力性のある放熱用シートであってもよい。
【００１５】
また、矩形外形の前記回路基板の互いに平行な一対の端縁部に、内向きに切り欠いた一対の係合受部が複数組設けられ、前記一対の係合受部に対向する前記樹脂構造体の所定位置には、一対の爪状の前記係合部が立設され、前記一対の係合部が、対応する前記一対の係合受部に個々に係合して、前記回路基板を保持している。
【００１６】
前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と前記閉鎖部の端部から立設された一組の前記一対の係合部とが一体に成形されて成り、複数の前記樹脂構造体が個々に前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が、対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合している。
【００１７】
また、前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と、放熱対象の前記電子部品に対応する領域が開口した平板部と、前記平板部の端部から厚み方向に立設された前記係合部とが一体に成形されて成り、前記平板部が前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合しているものでもよい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の電源装置は、放熱板と一体の樹脂構造体に設けた係合部が回路基板の端部に側方から係合し、放熱板が固定される構造なので、回路基板に対する放熱板の位置決めが容易である。しかも、回路基板の内側に位置決め用の大きい貫通孔等を設ける必要がなく、回路基板の広い領域に電子部品を配置することができる。また、矩形外形の回路基板において、回路基板の端部に僅かに内向きに切欠いた係合受部を設けることによって、電源装置の外形を小さくし、かつ放熱板の位置決めの精度を向上させることができる。
【００１９】
また、放熱板と電子部品の接触を仲介する絶縁物として放熱用シール材等を用いることによって、当該接触部分がしっかりと熱結合し、良好な熱伝導性を安定的に得ることができる。
【００２０】
さらに、放熱板にネジ孔が設けられ、ヒートシンク等の様々な放熱用構造物を容易にネジ固定することができるので、放熱板の放熱効率を自在に調整することができる。このとき、ネジ孔の回路基板側の開口端が樹脂構造体で閉鎖されているので、ネジ先端部と電子部品との絶縁が確実に保たれる。また、ネジ締めするときにネジ孔内のネジ溝が削れて金属屑が発生したとしても、回路基板に付着する心配がなく安全である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態である電源装置を示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）、底面図（ｃ）である。
【図２】この実施形態の電源装置を使用される樹脂構造体を示す斜視図である。
【図３】この実施形態の電源装置の右側面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図４】この実施形態の電源装置をユーザ側の装置の筺体に取り付けた様子を示す断面図である。
【図５】この実施形態の電源装置にヒートシンクを取り付けた様子を示す断面図である。
【図６】この発明の樹脂構造体の変形例を示す斜視図である。
【図７】この発明の樹脂構造体の他の変形例を示す部分断面図（ａ）、筐体に取り付けた状態の部分断面図（ｂ）である。
【図８】従来の電源装置の外観を示す斜視図（ａ）、ネジ孔の部分を拡大した断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の一実施形態について、図１〜図５に基づいて説明する。この実施形態の電源装置２２は、図１に示すように、複数の電子部品が実装された回路基板２４と、回路基板２４の裏面２４ａ側に立設された複数の入出力端子２６と、回路基板２４の表面２４ｂとほぼ平行に対面する放熱板２８とを備え、放熱板２８は、樹脂構造体３０を介して回路基板２４に位置決めされ固定されている。
【００２３】
回路基板２４は、略長方形の外形を有し、複数の配線パターン層を有する多層基板である。表面２４ａには、パワートランジスタ３２、コンデンサ３４等が搭載され、裏面２４ｂには、小型インダクタ３６、抵抗３８、コンデンサ３４等が搭載されている。その他のパワートランス４０、パワーインダクタ４２及び信号トランス４４は、それぞれ回路基板２４の図示しない配線パターンで形成されたコイルと、そのコイルの周囲を囲って閉磁路を形成するコアとで構成され、回路基板２４の表面２４ｂ側に、コア上部４０ａ，４２ａ，４４ａが各々突出している。これらの電子部品のうち、電源装置２２を運転したとき電力損失が大きく発熱しやすい部品は、パワートランジスタ３０、パワートランス４０及びパワーインダクタ４２であり、この３つは、放熱板２８に接触して放熱できるように、外形の一部が回路基板２４の表面２４ｂ側に露出するように配置されている。
【００２４】
回路基板２４の長辺側の一対の端部の両端２箇所に、それぞれ僅かに内向きに切り欠いた一対の係合受部４６−１，４６−２が設けられている。一対の係合受部４６−１は、後述する樹脂構造体３０−１の係合部５６と係合し、一対の係合受部４６−２は、後述する他方の樹脂構造体３０−２の係合部５６と係合する部分である。
【００２５】
入出力端子２６は金属製のピンであり、回路基板２４の短辺側の一対の端部からやや内側の位置に、裏面２４ａ側に立設されている。電源装置２２をユーザ装置の実装用基板に実装するときは、入出力端子２６の先端部を実装用基板のスルーホールに挿入し、フランジ部２６ａがスルーホールの周縁部に係止された状態ではんだ付けを行って接続固定する。
【００２６】
放熱板２８は、回路基板２４とほぼ同じ外形に加工したアルミ等の金属製の板材である。放熱板２８は、裏面２８ａのパワートランジスタ３２と対面する位置に凸部２８ｃが設けられている。表面２８ｂは、後述する放熱用構造物の平坦面が当接して固定される平坦な取付面になっており、四隅に放熱用構造物をネジ固定するためのネジ孔４８が厚み方向に貫通形成されている。さらに、放熱板２８の短い方の一対の端部からやや内側の位置に、後述する樹脂構造体３０−１，３０−２の嵌合突起５０が各々圧入される嵌合穴５２−１，５２−２が形成されている。
【００２７】
放熱板２８を回路基板２４に固定する樹脂構造体３０−１，３０−２は同一の部材であり、図２に示すように、閉鎖部５４、嵌合突起５０及び一対の係合部５６を備えている。閉鎖部５４は、略矩形の薄板であり、放熱板２８に形成された２つのネジ孔４８を塞ぐことが可能な大きさを有している。嵌合突起５０は、閉鎖部５４のほぼ中央に立設されており、高さは放熱板２８の厚みよりも低く、放熱板２８の嵌合穴５２−１又は５２−２に圧入されると強く嵌合して抜け落ちない外径に設定されている。一対の係合部５６は、閉鎖部５４の両側の端部に、嵌合突起５０と反対向きに立設され、爪状の先端部分が回路基板２４の一対の係合受部４６−１又は４６−２に強く係合可能な形状になっている。
【００２８】
上記の各部材を組み立てるとき、まず、樹脂構造体３０−１を放熱板２８に取り付けるため、嵌合突起５０を放熱板２８の裏面２８ａ側から嵌合穴５２−１に深く圧入し、閉鎖部５４を裏面２８ａに当接させ、２つのネジ孔４８の開口端を塞ぐ。このとき、係合突起５０の先端は放熱板２８の表面２８ｂ側に突出しない。同様に、樹脂構造体３０−２を放熱板２８に取り付けるため、嵌合突起５０を放熱板２８の裏面２８ａ側から嵌合穴５２−２に深く圧入し、閉鎖部５４を裏面２８ａに当接させ、残る２つのネジ孔４８の開口端を塞ぐ。
【００２９】
次に、回路基板２４の電子部品のうち、放熱対象のパワートランジスタ３０の上部に、絶縁物であって弾力性を有した放熱用シート５８を敷き、パワートランス４０及びパワーインダクタ４２のコア上部４０ａ，４２ａに絶縁物である放熱用シール材６０を塗布する。そして、図１、図３に示すように、樹脂構造体３０−１，３０−２と一体化した放熱板２８を、回路基板２４の表面２８ｂ側から取り付ける。放熱板２８は、樹脂構造体３０−１，３０−２の一対の係合部５６と回路基板２４の一対の係合受部４６−１，４６−２とが各々係合して位置決めされ、その後、放熱用シール材６０を硬化させることによって完全に固定され、組み立てが終了する。
【００３０】
組み立てた状態で、放熱板２８の裏面２８ａは、回路基板２４の表面２４ｂから最も突出したコア上部４０ａ，４２ａの上方に近接し、放熱用シール材６０を薄く挟んで接触する。また、放熱板２８の凸部２８ｃの先端面が低背のパワートランジスタ３２の上方に近接し、放熱用シート５８を薄く挟んで接触する。従って、放熱対象の電子部品と放熱板２８とが密に熱結合し、当該電子部品の発熱を効率よく逃がすことができる。また、放熱板２８が回路基板２４と所定の距離を空けて固定されているので、放熱しない電子部品（信号トランス４４、コンデンサ３４等）と放熱板２８との間に十分な絶縁距離が確保され、部品配置や配線パターンのレイアウト等を自由に行うことができる。
【００３１】
また、回路基板２４の係合受部４６−１，４６−２が、一対の端部から内側に切り込んで設けられているため、図１（ｃ）に示すように、樹脂構造体３０−１，３０−２の係合部５６を、回路基板２４の縦横寸法内に収めることも可能である。従って、電源装置２２全体の床面積がほとんど大きくならない。また、放熱板２８が回路基板２４の長手方向にスライドするのを防止し、所定の位置に精度よく位置決めすることができる。
【００３２】
次に、電源装置２２を使用する各種の装置に電源装置２２を組み込み、放熱板２８の表面２８ｂに放熱用構造物を取り付ける実装の例を、図４、図５に基づいて説明する。上述したように、電源装置２２は、図１、図３の状態でも運転することができるが、放熱板２８に所定の放熱用構造物を取り付けることによって、放熱板２８からの放熱効率を向上させ、より大きな出力電力を取り出すことができるようになる。
【００３３】
例えば、図４は、放熱板２８の熱を逃がすための放熱用構造物として、各種装置の金属筺体６２を使用した実装状態を示している。電源装置２２が搭載された実装用基板６４は、図示しない基台等に固定され、その状態で放熱板２８の表面２８ｂが金属筺体６２の内側面にほぼ当接する。そして、金属筺体６２の外側から貫通孔６２ａを通して放熱板２８のネジ孔４８内にネジ６６を締め付け、金属筺体６２と放熱板２８を強く密着させる。
【００３４】
また、図５は、放熱板２８の熱を逃がす放熱用構造物として、ヒートシンク６８を使用した実装状態を示している。電源装置２２が搭載された実装用基板６４は、各種装置の図示しない基台等に固定されて、放熱板２８の表面２８ｂに、複数のフィン６８ａを有するヒートシンク６８が平坦な基板部６８ｂを下向きにして載置されている。そして、ヒートシンク６８の基板部６８ｂの外側から貫通孔６８ｃを通して放熱板２８のネジ孔４８内にネジ６６を締め付け、基板部６８ｂと放熱板２８を強く密着させる。
【００３５】
図４、図５に示すように、この実施形態の電源装置２２は、放熱板２８に様々な放熱用構造物を取り付けることが可能であり、放熱板２８の放熱効率を自在に調整することができる。特に、ネジ孔４８の回路基板２４側の開口端が樹脂構造体３０−１，３０−２で閉鎖されているので、ネジ６６の先端部と電子部品との絶縁が確実に保たれる。また、ネジ締めするときにネジ孔４８内のネジ溝が削れて金属屑が発生したとしても、回路基板２４に付着する心配がなく安全である。
【００３６】
次に、この発明の実施形態の電源装置２２を構成する樹脂構造体の変形例について、図６に基づいて説明する。ここで、上記実施形態に係る電源装置２２と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。変形例に係る樹脂構造体７０は、閉鎖部７２−１，７２−２、嵌合突起７４−１，７４−２、開口部７６ａを有する平板部７６、及び一対の係合部７８−１，７８−２が樹脂により一体に形型されたものである。
【００３７】
閉鎖部７２−１，７２−２は、略矩形の薄板であり、放熱板２８に形成された４つのネジ孔４８を塞ぐことができる。嵌合突起７４−１，７４−２は、閉鎖部７２−１，７２−２の中央部分に各々立設されており、高さは放熱板２８の厚みよりも低く、放熱板２８の嵌合穴５２−１又は５２−２に圧入されると強く嵌合して抜け落ちない外径に設定されている。一対の係合部７８−１，７８−２は、閉鎖部７２−１，７２−２の両側の端部から７４−１，７４−２と反対向きに各々立設され、爪状の先端部分が回路基板２４の一対の係合受部４６−１又は４６−２に強く係合可能な形状になっている。平板部７６は、閉鎖部７２−１，７２−２と平面状に連続する薄板であり、回路基板２４の上面２４ｂ側の放熱熱対象の電子部品に対応する領域に開口部７６ａが設けられている。平板部７６及び閉鎖部７２−１，７２−２による連続面の大きさは、回路基板２４の外形とほぼ同じである。すなわち、樹脂構造体７０は、上述した樹脂構造体３０−１，３０−２を平板部７６を介して連結したような構造になっている。
【００３８】
各部材の組み立て方法は上記とほぼ同様であり、樹脂構造体７０を放熱板２８に取り付けるとき、嵌合突起７４−１，７４−２を放熱板２８の裏面２８ａ側から嵌合穴５２−１，５２−２に深く圧入し、閉鎖部７２−１，７２−２を裏面２８ａに当接させ、４つのネジ孔４８の開口端を塞ぐ。樹脂構造体７０は１つのパーツになっているので、放熱板２８に取り付ける際のハンドリングや位置決めが容易で作業がし易い。この状態で、裏面２８ａの所定領域が開口部７６ａから露出している。
【００３９】
次に、回路基板２４の電子部品のうち、放熱対象のパワートランジスタ３０の上部に、絶縁物であって弾力性を有した放熱用シート５８を敷き、パワートランス４０及びパワーインダクタ４２のコア上部４０ａ，４２ａに、絶縁物である放熱用シール材６０を塗布する。そして、図１、図３と同様に、樹脂構造体７０が一体に固定された放熱板２８を、回路基板２４の表面２８ｂ側から取り付ける。放熱板２８は、樹脂構造体７０の一対の係合部７８−１，７８−２と回路基板２４の一対の係合受部４６−１，４６−２とが各々係合して位置決めされ、その後、放熱用シール材６０を硬化させることによって完全に固定され、組み立てが終了する。
【００４０】
組み立てた状態で、放熱板２８の裏面２８ａの一部、すなわち樹脂構造体７０の開口部７６ａから露出している部分は、回路基板２４の表面２４ｂから最も突出したコア上部４０ａ，４２ａの上方に近接し、放熱用シール材６０を薄く挟んで接触する。また、放熱板２８の凸部２８ｃも開口部７６ａから露出し、その先端面が低背のパワートランジスタ３２の上方に近接し、放熱用シート５８を薄く挟んで接触する。
【００４１】
この樹脂構造体７０によれば、放熱対象の電子部品と放熱板２８とが密に熱結合し、当該電子部品の発熱を効率よく逃がすことができる。また、放熱板２８と放熱しない電子部品（信号トランス４４、コンデンサ３４等）との間に絶縁物である平板部７６が存在する構造になるので絶縁性をさらに向上させることができる。
【００４２】
次に、この発明の樹脂構造体の他の変形例について、図７に基づいて説明する。ここで、上記実施形態に係る電源装置２２と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。変形例に係る樹脂構造体８０も樹脂により一体形型されたもので、放熱板２８の取付用のネジ孔４８に対応する樹脂構造体８０の外側面に、ネジ６６の先端部が位置する凹部８２が形成されている。
【００４３】
凹部８２は、ネジ６６のネジ山が十分に形成されていない先端部が、放熱板２８の雌ネジと螺合しない外側に位置して、ネジ６６の雄ネジ部分が放熱板２８の厚み分しかない雌ネジ４８全体に確実に螺合し、ネジの取付強度を高いものとすることができる。
【００４４】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。放熱対象の電子部品と放熱板の裏面側との間に介在させる絶縁物は、半導体の封止樹脂やトランス類のコア固定用の絶縁テープ等、電子部品自体を構成する絶縁材を含む。従って、必要に応じて上記実施形態の電源装置で使用している放熱用シール材や放熱用シートを省略することができる。また、放熱用シール材と放熱用シートのいずれを使用するかは自由であり、例えば、放熱用シール材を使用すれば、回路基板に対する放熱板の固定強度を向上させることができ、放熱用シートのみを使用すれば、放熱用シール材を硬化させるための工程を省略することができる等、それぞれに利点がある。
【００４５】
また、放熱板の各部の形態も変更することができる。例えば、ネジ孔を設ける場所や数は、放熱板自体の形状や相手方の放熱用構造物の大きさなどに応じて適宜設定することができる。放熱板の表面は、相手方の放熱用構造物の接触面に密接可能な形状であればよく、平坦面に限定されるものではない。放熱板の裏面は、放熱対象の電子部品の高さに合わせて凹状又は凸状に形成することが放熱の面で好ましいが、単なる平坦面にして放熱板の製作コストを下げることもできる。その場合、放熱板と電子部品との間に隙間が生じる可能性があるので、放熱用シール材や放熱用シート等を介して熱結合が確保される構造にするとよい。さらに、放熱板の裏面に絶縁性の被膜を塗布したり、絶縁シートを貼り付けたり固定したりし、回路面との絶縁性をより確実にしてもよい。
【００４６】
また、樹脂構造体の各部の形態も変更することができ、係合部は、回路基板の端部（又は端部に設けた係合受部）に側方から係合可能で、回路基板に搭載する電子部品の配置に与える影響が小さいものであればよい。従って、放熱板の大きさや相手方のヒートシンク等の大きさに合わせ、例えば、爪状の係合部の数を増減したり、係合部を幅広に設け回路基板の端部の広い範囲で係合するようにすることができる。さらに、樹脂構造体をインサート成型によって放熱板と一体に設けるようにすれば、放熱板に樹脂構造体を取り付ける作業を省略できるので、樹脂構造体の各部を小さなパーツに分割したり、各部をより高機能で複雑な形状にすることも可能になる。
【符号の説明】
【００４７】
１０，２２ 電源装置
２４ 回路基板
２４ａ 裏面
２４ｂ 表面
２６ 入出力端子
２８ 放熱板
２８ａ 裏面
２８ｂ 表面
２８ｃ 凸部
３０，３０−１，３０−２，７０ 樹脂構造体
４６−１，４６−２ 一対の係合受部
４８ ネジ孔
５４，７２−１，７２−２ 閉鎖部
５６，７８−１，７８−２ 係合部
５８ 放熱用シート
６０ 放熱用シール材
７６ 平板部
７６ａ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載された回路基板と、前記回路基板の裏面側に立設され実装用基板に接続される入出力端子と、表面側が相手方の放熱用構造物と当接する取付面であり、前記放熱用構造物に取り付けるためのネジ孔が厚み方向に貫通形成された金属製の放熱板と、前記ネジ孔の一方の開口端を塞ぐ閉鎖部と前記回路基板の端部に側方から係合可能な係合部とを有した樹脂構造体とを備え、
前記樹脂構造体は、前記ネジ孔の一方の開口端を前記閉鎖部により塞いで前記放熱板の裏面側に固定されるとともに、前記回路基板の端部に前記係合部が係合して前記回路基板を前記放熱板側に対面させて保持し、
前記放熱板は、絶縁物を介して放熱対象の前記電子部品に接触することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記放熱板は、放熱対象の複数の前記電子部品に接触する裏面側が、当該各電子部品の高さに合わせて凹凸状に形成されている請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記絶縁物は、塗布後に硬化した放熱用シール材、又は弾力性のある放熱用シートである１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
矩形外形の前記回路基板の互いに平行な一対の端縁部に、内向きに切り欠いた一対の係合受部が複数組設けられ、前記一対の係合受部に対向する前記樹脂構造体の所定位置には、一対の爪状の前記係合部が立設され、前記一対の係合部が、対応する前記一対の係合受部に個々に係合して、前記回路基板を保持している請求項１記載の電源装置。
【請求項５】
前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と前記閉鎖部の端部から立設された一組の前記一対の係合部とが一体に成形されて成り、複数の前記樹脂構造体が個々に前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が、対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合している請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と、放熱対象の前記電子部品に対応する領域が開口した平板部と、前記平板部の端部から厚み方向に立設された前記係合部とが一体に成形されて成り、前記平板部が前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合している請求項４記載の電源装置。
【請求項１】
電子部品が搭載された回路基板と、前記回路基板の裏面側に立設され実装用基板に接続される入出力端子と、表面側が相手方の放熱用構造物と当接する取付面であり、前記放熱用構造物に取り付けるためのネジ孔が厚み方向に貫通形成された金属製の放熱板と、前記ネジ孔の一方の開口端を塞ぐ閉鎖部と前記回路基板の端部に側方から係合可能な係合部とを有した樹脂構造体とを備え、
前記樹脂構造体は、前記ネジ孔の一方の開口端を前記閉鎖部により塞いで前記放熱板の裏面側に固定されるとともに、前記回路基板の端部に前記係合部が係合して前記回路基板を前記放熱板側に対面させて保持し、
前記放熱板は、絶縁物を介して放熱対象の前記電子部品に接触することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記放熱板は、放熱対象の複数の前記電子部品に接触する裏面側が、当該各電子部品の高さに合わせて凹凸状に形成されている請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記絶縁物は、塗布後に硬化した放熱用シール材、又は弾力性のある放熱用シートである１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
矩形外形の前記回路基板の互いに平行な一対の端縁部に、内向きに切り欠いた一対の係合受部が複数組設けられ、前記一対の係合受部に対向する前記樹脂構造体の所定位置には、一対の爪状の前記係合部が立設され、前記一対の係合部が、対応する前記一対の係合受部に個々に係合して、前記回路基板を保持している請求項１記載の電源装置。
【請求項５】
前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と前記閉鎖部の端部から立設された一組の前記一対の係合部とが一体に成形されて成り、複数の前記樹脂構造体が個々に前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が、対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合している請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
前記樹脂構造体は、前記閉鎖部と、放熱対象の前記電子部品に対応する領域が開口した平板部と、前記平板部の端部から厚み方向に立設された前記係合部とが一体に成形されて成り、前記平板部が前記放熱板に固定され、前記一対の係合部が対応する前記回路基板の前記一対の係合受部に個々に係合している請求項４記載の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３９２８３（Ｐ２０１２−２３９２８３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６１５３（Ｐ２０１１−１０６１５３）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００１０３２０８）コーセル株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００１０３２０８）コーセル株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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