JP5954305B2

JP5954305B2 - 固定金具

Info

Publication number: JP5954305B2
Application number: JP2013260221A
Authority: JP
Inventors: 賢一山口
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: JP2015118985A

Description

本発明は、主に電子機器において用いられる固定金具に関する。

一般的な電子機器において用いられる半導体は高温に発熱する電子部品であるため、例えばヒートシンク等の放熱部材に対して固定金具で押圧固定を行っている。複数の電子部品を一度に固定する金具としては、例えば特許文献１に示されるように、電子部品の配列に沿って延びる固定部と、固定部に対して櫛歯状に複数突設された弾性を有する弾性部を備える当接片とを備える構成が知られている。

国際公開第２０１０／１１９５４６号

ここで、特許文献１記載の固定金具は例えばヒートシンクに固定されて使用されるが、固定金具が固定される固定位置付近に設けられた当接片と、固定位置から離間して設けられた当接片とを比較すると、当接片が固定位置から離間するにつれて電子部品に対する押圧力が弱くなる可能性がある。そのため、固定位置から離間した電子部品を確実に押圧固定できない可能性がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、複数の電子部品を確実に押圧可能な固定金具の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る固定金具は、筐体に対して固定される固定部と、弾性を有するバネ部を含み、複数の電子部品をそれぞれ前記筐体に対して押圧する複数の押圧部と、を備える固定金具であって、前記押圧部と前記固定部との間を接続する経路の少なくとも一部が前記複数の押圧部によって異なることを特徴とする。

特許文献１記載の固定金具では、電子部品の配列方向と同方向に延びる基部が両端部側で固定され、基部から複数の電子部品を押圧する押圧部が延びる構成を有している。この従来の固定金具の場合、基部を固定する位置が両端部の場合、端部側の電子部品は好適に押圧されていた一方で、内側の電子部品、すなわち固定部から離間した電子部品を押圧するための押圧部は、端部側の押圧部と比較して下方への押圧力が弱くなり、電子部品を押圧する力が十分ではなくなる可能性があった。これに対して、本発明に係る固定金具では、押圧部と固定部との経路が複数の押圧部によって異なる構成としているので、固定部により近い押圧部にかかる力の影響を、固定部から離間した押圧部が受けにくい構造とされている。したがって、複数の電子部品を確実に押圧することができる。

また、前記複数の電子部品は一方向に配列され、前記固定金具は、前記複数の電子部品の配列方向に沿って延びる基部を備え、前記固定部は、前記複数の電子部品の中央から離間した位置に設けられ、前記複数の電子部品のうち前記固定部から遠方の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記基部を介して接続される態様とすることができる。

上記のように、固定部から遠方の電子部品を押圧する押圧部が、より剛性を高めることが可能な基部を介して接続されている構成とすることで、遠方であってもより確実に電子部品を押圧することができる。

また、前記固定部は、前記基部の両端側に設けられ、前記複数の電子部品のうちの内側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記基部から前記基部と交差する方向に突出する態様とすることができる。

上記の構成の場合、両端側の固定部で筐体に固定される基部の安定性を利用して、押圧部によって電子部品をより確実に押圧することができる。

また、前記複数の電子部品のうちの両端側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記固定部から前記基部が延在する方向とは異なる方向に延びる側縁部を介して前記固定部と接続される態様とすることができる。

この場合、固定部から押圧部への力の伝達方向を、基部を介して接続される押圧部とは異ならせることができるため、固定部からの力の伝達をより好適に行うことができ、電子部品を好適に押圧することができる。

さらに、前記複数の押圧部の幅は、前記固定部からの距離に応じて互いに異なる態様とすることができる。

押圧部の幅を固定部からの距離に応じて変動することで、複数の電子部品をより均等な力で押圧することができる。具体的には、押圧部が固定部から遠方になるほど押圧部の幅を大きくすることが好ましい。

また、位置決め用の貫通孔を備える態様としてもよい。この場合、固定金具の筐体への固定をより正確に行うことができ、電子部品の固定についてもより高い精度で行うことができる。

本発明によれば、複数の電子部品を確実に押圧可能な固定金具が提供される。

本実施形態に係る固定金具を含む電子機器の一部を示す斜視図である。本実施形態に係る固定金具の斜視図である。本実施形態に係る固定金具の正面図である。本実施形態に係る固定金具の取付け時の分解斜視図である。変形例に係る固定金具を含む電子機器の斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本実施形態に係る固定金具について図１〜４を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子機器の一部を示す斜視図である。図１では、電子機器として、電源装置（スイッチング電源装置）の一部を破断して示している。また、図２は、固定金具の斜視図であり、図３は固定金具の正面図である。また、図４は、図１に示す電源装置１の分解斜視図である。なお、各図においては、構成の説明のため、必要に応じてＸＹＺ軸を記載している。

電源装置１は、例えば入力端子に接続された高圧バッテリから入力された直流電圧を電圧変換（降圧）することによって直流の出力電圧を生成し、これを出力端子から低圧バッテリへ出力するＤＣ−ＤＣコンバータとして機能を有する。なお、本発明に係る板状金属部材を適用することが可能な電子機器としては、スイッチング電源装置の他、例えばオーディオ機器等が挙げられるが、特に限定されない。

スイッチング電源装置の一般的な構成としては、筐体内に入力平滑コンデンサ、スイッチング回路、トランス、整流回路、平滑回路、制御部等が設けられている構成が挙げられる。図１では、電源装置１を構成する部品として、筐体１０と、スイッチング回路等が収容された回路基板２０と、回路基板２０の端部に接続される発熱部品である電子部品２５〜２８（トランジスタ）と、を備える。また、電源装置１では、本発明の特徴をなす固定金具３０を備える。

筐体１０は、電源装置１の金属製ケースの一部を構成する。電源装置１では、筐体１０の内部に上記の電子部品を収容した後にこれがカバー（図示せず）により覆われる。なお、図１では、電源装置１のケース側面を構成する筐体１０の側壁についても省略している。筐体１０の底面側には、例えば筐体１０を冷却するための放熱フィンが設けられて、空冷により放熱フィンが冷却されることで筐体１０が冷却され、上面側に載置された電源装置１の各部品が冷却される。すなわち、筐体１０は、電源装置１の外形の一部を構成すると共に、電源装置１を構成する電子部品からの熱を放熱するヒートシンクとして機能する。

筐体１０の上に載置される回路基板２０は、平板状のプリント基板であり、内部には電源装置の回路が設けられている。また、回路基板２０には、トランス、インダクタ、コンデンサ等の各部品が搭載される。回路基板２０の下面側には、回路基板２０と筐体１０とを絶縁し、かつ回路基板２０からの熱を筐体１０に伝熱するための熱伝導性材料が必要に応じて設けられて、熱伝導性材料を介して回路基板２０の下面側は、筐体１０の底面部に対して熱的に接続される。

トランジスタ２５〜２８は、回路基板２０の端部に沿って一方向（Ｙ軸方向）において、回路基板２０から外方へ突出するように取り付けられている。トランジスタ２５〜２８は高温に発熱するため、回路基板２０と同様に熱伝導性材料を介して筐体１０と熱的に接続して放熱する必要がある。このトランジスタ２５〜２８からの放熱を確実に行うために、固定金具３０が設けられている。固定金具３０は、筐体１０の底面から突出する突出部１１，１２に対してネジ止め固定されている。この点は後述する。

図２、図３を参照しながら固定金具３０について説明する。固定金具３０は、熱伝導性を有する金属材料により構成され、例えば、金属板を打ち抜いて折り曲げ加工することにより製造される。固定金具３０は、図２及び図３等に示すように、トランジスタ２５〜２８の配列方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる基部３１と、基部３１の両端部から、基部３１の延在方向（Ｙ軸方向）とは直交する方向（Ｘ軸方向）に延びる２つの側縁部３３，３４と、を備える。基部３１は、剛性を高めるためにトランジスタ側とは逆側が、基部３１の延在方向に沿って延びる折り曲げ線３２によって下方に折り曲げられている。

側縁部３３には、それぞれ筐体１０に対してネジ固定するためのネジ穴４１と固定金具３０の位置決めをするための貫通孔４２とが設けられる。同様に、側縁部３４には、それぞれ筐体１０に対してネジ固定するためのネジ穴４３と固定金具３０の位置決めをするための貫通孔４４とが設けられる。また、側縁部３３の基部３１側の端部とは逆側の端部からは、Ｙ軸方向に沿って延びる押圧部５１が設けられる。押圧部５１は、Ｙ軸方向に沿うと共に下方（Ｚ軸負方向）へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部５１Ａと、バネ部５１Ａに対して上方に折り曲げられた当接部５１Ｂとを有する。同様に、側縁部３４の基部３１側の端部とは逆側の端部からは、Ｙ軸方向に沿って延びる押圧部５４が設けられる。押圧部５４は、Ｙ軸方向に沿うと共に下方（Ｚ軸負方向）へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部５４Ａと、バネ部５４Ａに対して上方に折り曲げられた当接部５４Ｂとを有する。押圧部５１と押圧部５４とは互いに対向し、それぞれトランジスタ２５、２８に対応する位置に設けられる。押圧部５１，５４は、それぞれ側縁部３３，３４に接続する根元部分から当接部５１Ｂ，５４Ｂの先端部分まで幅が一様である。

基部３１からは、基部３１の延在方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に延びる２つの押圧部５２，５３が設けられる。押圧部５２は、トランジスタ２６に対応する位置に設けられ、Ｘ軸方向に沿うと共に下方（Ｚ軸負方向）へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部５２Ａと、バネ部５２Ａに対して上方に折り曲げられた当接部５２Ｂとを有する。押圧部５４は、トランジスタ２７に対応する位置に設けられ、Ｘ軸方向に沿うと共に下方（Ｚ軸負方向）へ傾斜するように延び、弾性を有するバネ部５３Ａと、バネ部５３Ａに対して上方に折り曲げられた当接部５３Ｂとを有する。

押圧部５２は、バネ部５２Ａの基部３１側の端部の幅が一番大きく、バネ部５２Ａの当接部５２Ｂ側の端部に向けて段階的に幅が狭くなっている。すなわち、当接部５２Ｂの幅と比較して基部３１との接続部におけるバネ部５２Ａの幅が大きくなっている。この点は、押圧部５３も同様である。当接部５２Ｂ，５３Ｂの幅は、側縁部３３，３４にそれぞれ接続する押圧部５１の当接部５１Ｂ及び押圧部５２の当接部５２Ｂよりも大きい。

また、バネ部５２Ａ，５３Ａには、それぞれ開口部５６，５７が設けられている。これはトランジスタ２６，２７を回路基板２０に対して取り付ける際に用いられる治具に対して固定金具３０が干渉することを防止するために設けられていて、上方から見たときに、トランジスタ２６に設けられた凹部２６Ａ（図１参照）と固定金具３０とが重ならないように形成されている。同様に、開口部５７は、トランジスタ２７の凹部２７Ａと重ならないように形成されている。さらに、バネ部５２Ａには、トランジスタ２５の凹部２５Ａと重ならないように切欠部５５が形成されている。同様に、バネ部５３Ａには、トランジスタ２８の凹部２８Ａと重ならないように切欠部５８が形成されている。

次に、固定金具３０の取付け方法について、図４を参照しながら説明する。筐体１０の突出部１１には、ネジ固定のためのネジ穴１１１と、位置決め用の凸部１１２が設けられている。同様に、突出部１２には、ネジ穴１２１及び凸部１２２が設けられている。固定金具３０の側縁部３３が突出部１１に対応して凸部１１２が貫通孔４２を挿通すると共に、側縁部３４が突出部１２に対応して凸部１２２が貫通孔４４を挿通するように、固定金具３０を筐体１０に対して取り付ける。そして、突出部１１側のネジ穴１１１及び固定金具３０のネジ穴４１をネジ６１によって固定すると共に、突出部１２側のネジ穴１２１及び固定金具３０のネジ穴４３をネジ６２によって固定することで、固定金具３０が筐体１０に対して固定される。すなわち、ネジ６１，６２により筐体１０に対して固定される位置であるネジ穴４１，４３の周囲が筐体１０に対して固定金具３０を固定する場合の固定部となる。

上記の位置で固定金具３０を固定したとき、固定金具３０の押圧部５１のうち当接部５１Ｂがトランジスタ２５に対して当接してトランジスタ２５を押圧する。同様に、押圧部５２の当接部５２Ｂがトランジスタ２６に対して当接してトランジスタ２６が押圧される。また、押圧部５３の当接部５３Ｂがトランジスタ２７に対して当接してトランジスタ２７が押圧される。そして、押圧部５４の当接部５４Ｂがトランジスタ２８に対して当接してトランジスタ２８が押圧される。

ここで、本実施形態に係る固定金具３０では、４つのトランジスタ２５〜２８を押圧する方法がそれぞれ異なる。ここでは固定部であるネジ穴４１，４３のいずれかからの距離との関係をふまえて説明する。まず、トランジスタ２５は、ネジ穴４１に近接する電子部品であり、ネジ穴４１が設けられる側縁部３３からＹ軸方向に延びる押圧部５１によって押圧固定される。すなわち、押圧部５１と固定部とを結ぶ経路は側縁部３３の一部となる。また、押圧部５１はＹ軸方向に延び、Ｙ軸方向からトランジスタ２５を押圧する。

次に、トランジスタ２６は、トランジスタ２５と比較してネジ穴４１からの距離が大きく離間した電子部品であり、ネジ穴４１から側縁部３３及び基部３１を介して接続される押圧部５２によって押圧固定される。すなわち、押圧部５２と固定部とを結ぶ経路には側縁部３３及び基部３１の一部が含まれる。また、押圧部５２はＸ軸方向に延び、Ｘ軸方向からトランジスタ２６を押圧する。

次に、トランジスタ２７は、トランジスタ２６と同様にネジ穴４３からの距離が大きく離間した電子部品であり、ネジ穴４３から側縁部３４及び基部３１を介して接続される押圧部５３によって押圧固定される。すなわち、押圧部５３と固定部とを結ぶ経路には側縁部３４及び基部３１の一部が含まれる。また、押圧部５３はＸ軸方向に延び、Ｘ軸方向からトランジスタ２７を押圧する。

また、トランジスタ２８は、トランジスタ２５と同様にネジ穴４３に近接する電子部品であり、ネジ穴４３が設けられる側縁部３４からＹ軸方向に延びる押圧部５４によって押圧固定される。すなわち、押圧部５４と固定部とを結ぶ経路は側縁部３４の一部となる。また、押圧部５４はＹ軸方向に延び、Ｙ軸方向からトランジスタ２５を押圧する。このように、トランジスタ２５〜２８を押圧固定する押圧部５１〜５４は固定部に相当するネジ穴４１，４３からの経路が互いに異なっている。

従来の固定金具では、電子部品の配列方向と同方向に延びる基部が両端部側で固定され、基部から複数の電子部品を押圧する押圧部が延びる構成が知られていた。この従来の固定金具の場合、基部を固定する位置が両端部の場合、端部側の電子部品は好適に押圧されていた一方で、内側の電子部品、すなわち固定部から離間した電子部品を押圧するための押圧部は、端部側の押圧部と比較して下方への押圧力が弱くなり、電子部品を押圧する力が十分ではなくなる可能性があった。これは、固定部により固定されることによる力が押圧部に対して同一の経路（基部）を介して伝わるため、より近接する押圧部に対しては力が十分に伝わる一方で遠方の押圧部に対してはその力が十分に届かないためであると考えられる。

これに対して、本実施形態に係る固定金具３０では、押圧部５１〜５４と固定部に相当するネジ穴４１，４３との経路が押圧部５１〜５４によって異なる構成としているので、固定部により近い押圧部（例えば押圧部５１）にかかる力の影響を、固定部から離間した押圧部（例えば押圧部５２）が受けにくい構造とされている。したがって、複数の電子部品であるトランジスタ２５〜２８を確実に押圧することができる。

また、上記の固定金具は、トランジスタ２５〜２８の配列方向に沿って延びる基部３１を備えると共に、固定部たるネジ穴４１，４３は、４つのトランジスタ２５〜２８の中央から離間した位置に設けられている。ここで、ネジ穴４１、４３から離間した、すなわち固定部から遠方のトランジスタ２６，２７を押圧する押圧部５２，５３は、基部３１を介して接続されている。より遠方のトランジスタ２６，２７を押圧する際には、トランジスタ２５〜２８の配列方向に沿って延び、且つ剛性が高められた基部３１を介して力を伝達する構成とすることで、遠方であってもより確実にトランジスタを押圧することができる。

また、固定部たるネジ穴４１，４３は、基部３１の両端側である側縁部３３，３４に設けられ、内側のトランジスタ２６，２７を押圧する押圧部５２，５３は、基部３１から基部３１の延びる方向と交差する方向に突出している。これにより、基部３１の安定性を利用して、押圧部５２，５３によりトランジスタ２６，２７をより確実に押圧することができる。

また、両端側のトランジスタ２５，２８を押圧する押圧部５１，５４は、固定部であるネジ穴４１，４３から基部３１が延在する方向（Ｙ軸方向）とは異なる方向（Ｘ軸方向）に延びる側縁部３３，３４を介して固定部と接続される。これにより、固定部であるネジ穴４１，４３から押圧部５１，５４への力の伝達方向を、基部３１を介して接続される押圧部５２，５３とは異ならせることができることから、固定部からの力の伝達をより好適に行うことができ、トランジスタ２５〜２８を好適に押圧することができる。

また、押圧部５１，５４の幅は、押圧部５２，５３の幅よりも小さい。このように、押圧部の幅を固定部からの距離に応じて変動することで、４つのトランジスタ２５〜２８をより均等な力で押圧することができる。具体的には、押圧部が固定部から遠方になるほど押圧部の幅を大きくすることが好ましい。

また、固定金具３０が位置決め用の貫通孔４２，４４をさらに備えることで、固定金具３０の筐体１０への固定をより正確に行うことができ、電子部品の固定についてもより高い精度で行うことができる。位置決め用の貫通孔４２，４４は、固定部の近傍である側縁部３３，３４にそれぞれ設けることが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係る巻線部品及び電源装置は上記に限定されず、種々の変更を行うことができる。

例えば、上記では、４つのトランジスタ２５〜２８を固定する場合について説明したが、固定する電子部品の数は特に限定されない。基部３１をその両端の２か所で固定する場合、例えば、中央（内側）の電子部品と外側の電子部品とでは固定部からの距離が異なるので、押圧部と固定部とを結ぶ経路を変更することで、各電子部品を好適に押圧することができる。

また、固定金具の筐体への固定箇所が１か所であっても本発明に係る作用効果は十分に得られる。図５は、上記実施形態の変形例に係る電源装置１Ａを示す斜視図である。図５の電源装置１Ａでは、図１の電源装置１に含まれるトランジスタのうち、トランジスタ２７，２８のみを押圧する固定金具３０Ａが示されている。固定金具３０Ａは、図１に示した固定金具３０の半分、すなわち、トランジスタ２７，２８側のみの構成、すなわち、基部３１及び側縁部３４を備え、基部３１から延びてトランジスタ２７を押圧する押圧部５３と、側縁部３４から延びてトランジスタ２８を押圧する押圧部５４と、を備えていて、ネジ６２によって筐体１０に対して固定されている。このような固定部が１つの構成であっても、上記の固定金具３０と同様に、押圧部５３、５４と固定部との経路が互いに異なる構成としているので、固定部により近い押圧部５４にかかる力の影響を、固定部から離間した押圧部５３が受けにくい構造とされている。したがって、複数の電子部品であるトランジスタ２７，２８を確実に押圧することができる。

１、１Ａ…電源装置、１０…筐体、２０…回路基板、２５〜２８…トランジスタ、３０，３０Ａ…固定金具、３１…基部、５１〜５４…押圧部。

Claims

筐体に対して固定される固定部と、
弾性を有するバネ部を含み、一方向に配列された複数の電子部品をそれぞれ前記筐体に対して押圧する複数の押圧部と、を備える固定金具であって、
前記複数の電子部品の配列方向に沿って延びる基部と、
前記基部の両端側に設けられた固定部と、を有し、
前記複数の電子部品のうち内側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記基部から前記基部と交差する方向に突出し、
前記複数の電子部品のうちの両端側の電子部品を押圧する前記押圧部は、前記固定部から前記基部が延在する方向とは異なる方向に延びる側縁部を介して前記固定部と接続される固定金具。
前記複数の押圧部それぞれの幅は、前記押圧部の位置が前記固定部から遠方になるほど大きい請求項１に記載の固定金具。
位置決め用の貫通孔を備える請求項１又は２に記載の固定金具。