(57)【要約】【課題】  放熱効率を低下させることなく、薄型化することができる電源装置を提供する。【解決手段】  主面を回路基板１０の部品面に対向させて回路基板１０上に配設された放熱板２１と、回路基板１０との間に空間を介在させて、放熱板２１の回路基板側の主面に取り付けられた回路素子２２と、放熱板２１の回路基板とは反対側に取り付けられた回路素子２５とを備え、放熱板２１が、回路基板側に向けて折曲し、回路素子２２が配置されている領域よりも回路基板側に位置する上面素子配置領域２４を有し、回路素子２５が、上面素子配置領域２４内に取り付けられているように構成される。【選択図】  図５
2010068556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を対向させて回路基板上に配設された放熱板と、
上記回路基板との間に空間を介在させて、上記放熱板の回路基板側の主面に取り付けられた第１回路素子と、
上記放熱板の回路基板とは反対側に取り付けられた第２回路素子とを備え、
上記放熱板は、上記回路基板側に向けて折曲し、第１回路素子が配置されている領域よりも回路基板側に位置する上面素子配置領域を有し、
第２回路素子が、上記上面素子配置領域内に取り付けられていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
第２回路素子が、上記放熱板とは反対側からビスを挿通させるビス孔を有し、上記ビス孔を介して第２回路素子を貫通させた上記ビスを放熱板と係合させることによって上記放熱板に取り付けられ、
上記上面素子配置領域は、上記ビスの頭部が上記放熱板の第１回路素子とは反対側の主面よりも上記回路基板側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に係り、さらに詳しくは、複数の回路素子が取り付けられた放熱板が回路基板上に配設された電源装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電源装置を構成する増幅素子や整流素子などの回路素子は、動作中に高温になることから、これらの回路素子にヒートシンクを取り付けることによって、その熱破壊を防止している。一般的なヒートシンクは、表面積が大きくなる複雑な形状のものが多いが、薄型の電源装置の場合、平板状の放熱板を回路基板と平行に配置することによって、装置全体の薄型化を実現している。各回路素子は、その放熱面を回路基板と反対側の主面に密着させるように、放熱板にビス止めされている。このため、これらの回路素子は、その取り付け後も視認することができ、また、容易に取り外すことができる。
【０００３】
しかしながら、最近の電源装置には更なる薄型化が要求されている。例えば、最近の液晶テレビには厚さが８ｃｍ程度のものもあり、このような電子機器の薄型化にともなって、従来２０ｍｍ程度が許容されていた電源装置の厚さをその半分程度にすることが求められている。電源装置を更に薄型化しようとすれば、放熱板及び回路基板の間隔を更に短くせざるを得ず、ヒートシンク及び回路基板の間に十分な風路を確保することが難しくなる。その結果、放熱板の放熱効率が低下し、十分な放熱を行うことができないという問題があった。
【０００４】
そこで、回路素子を取り付ける放熱板の主面を回路基板と対向させることが考えられる。この様に構成すれば、放熱板及び回路基板が回路素子を挟んで反対側に配置され、電源装置を更に薄型化しても、放熱板及び回路基板間に風路を確保し、放熱効率の低下を抑制することができる。しかしながら、放熱板に取り付けられる回路素子には、温度ヒューズなどのように不可逆的な状態変化によって取替えが必要となる回路部品や、安全規格上、出荷検査時などに視認可能であることが要求される回路部品がある。取替えが必要となる回路部品を放熱板の回路基板側に配置した場合、放熱板が回路基板に取り付けられた状態で放熱板から当該回路部品を取り外したり、放熱板に当該回路部品を取り付ける際の作業性が良くないという問題があった。一方、取替えが必要となる回路部品や視認可能であることが要求されている回路部品を放熱板の回路基板とは反対側に配置した場合には、当該回路部品の厚さの分だけ、電源装置の厚さが厚くなってしまう。
【特許文献１】特開２００８−１７７１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放熱効率を低下させることなく、薄型化することができる電源装置を提供することを目的としている。特に、放熱板が回路基板に取り付けられた状態で放熱板から回路素子を取り外したり、放熱板に回路素子を取り付ける際の作業性を低下させることなく、薄型化することができる電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明による電源装置は、主面を対向させて回路基板上に配設された放熱板と、上記回路基板との間に空間を介在させて、上記放熱板の回路基板側の主面に取り付けられた第１回路素子と、上記放熱板の回路基板とは反対側に取り付けられた第２回路素子とを備え、上記放熱板が、上記回路基板側に向けて折曲し、第１回路素子が配置されている領域よりも回路基板側に位置する上面素子配置領域を有し、第２回路素子が、上記上面素子配置領域内に取り付けられている。
【０００７】
この様な構成によれば、放熱板が第１回路素子に関して回路基板とは反対側に配置されるので、装置が同じ厚さであるとすれば、放熱板を第１回路素子に関して回路基板側に配置するのに比べて、放熱板及び回路基板間の間隔が広くなり、放熱効率を向上させることができる。従って、放熱効率を確保しつつ、電源装置を薄型化することができる。しかも、放熱板の回路基板とは反対側に取り付けられる第２回路素子は、第１回路素子が配置されている領域よりも回路基板側に位置する上面素子配置領域内に配置されるので、上面素子配置領域以外の放熱板上の領域に配置する場合に比べて、第２回路素子の回路基板からの高さを低くすることができる。さらに、第２回路素子については放熱板の回路基板とは反対側に配置されるので、放熱板が回路基板に取り付けられた状態で容易に取り外すことができる。
【０００８】
第２の本発明による電源装置は、上記構成に加え、第２回路素子が、上記放熱板とは反対側からビスを挿通させるビス孔を有し、上記ビス孔を介して第２回路素子を貫通させた上記ビスを放熱板と係合させることによって上記放熱板に取り付けられ、上記上面素子配置領域が、上記ビスの頭部が上記放熱板の第１回路素子とは反対側の主面よりも上記回路基板側に位置するように形成されている。この様な構成によれば、第２回路素子を放熱板に取り付けているビスの頭部が放熱板の第１回路素子とは反対側の主面よりも回路基板側に位置するように上面素子配置領域が形成されるので、第２回路素子が放熱板の回路基板とは反対側に配置された電源装置の厚さを最大限薄くすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による電源装置によれば、放熱板が第１回路素子に関して回路基板とは反対側に配置されるので、放熱効率を確保しつつ、電源装置を薄型化することができる。しかも、放熱板の回路基板とは反対側に取り付けられる第２回路素子は、第１回路素子が配置されている領域よりも回路基板側に位置する上面素子配置領域内に配置されるので、上面素子配置領域以外の放熱板上の領域に配置する場合に比べて、第２回路素子の回路基板からの高さを低くすることができる。さらに、第２回路素子については放熱板の回路基板とは反対側に配置され、放熱板が回路基板に取り付けられた状態で容易に取り外すことができるので、放熱板が回路基板に取り付けられた状態で放熱板から回路素子を取り外したり、放熱板に回路素子を取り付ける際の作業性を低下させることなく、薄型化した電源装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜回路基板＞
図１は、本発明の実施の形態による電源装置の概略構成の一例を示した平面図であり、ヒートシンク部２０が回路基板１０上に取り付けられた電源装置１が示されている。この電源装置１は、薄型の液晶テレビなどに用いられる電源ユニットであり、トランスやコンデンサーなどの回路素子１１が形成された回路基板１０と、回路素子が放熱板にビス止めされたヒートシンク部２０によって構成される。
【００１１】
回路基板１０は、回路素子１１やヒートシンク部２０などの部品が固定され、これらの部品間の配線が形成されたＰＷＢ（Printed Wiring Board：プリント配線基板）であり、ここでは、矩形形状のガラスエポキシ基板となっている。
【００１２】
ヒートシンク部２０は、複数の回路素子と、これらの回路素子が発する熱を放熱する放熱板と、この放熱板の温度を検出する温度検出素子とからなる放熱ユニットである。
【００１３】
回路素子１１及びヒートシンク部２０は、回路基板１０の同じ側に配置されている。ここでは、回路素子１１及びヒートシンク部２０が取り付けられている主面を部品面と呼ぶことにする。
【００１４】
＜ヒートシンク部＞
図２は、図１の電源装置１におけるヒートシンク部２０の構成例を示した斜視図である。このヒートシンク部２０は、放熱板２１、固定金具２１ａ、回路素子２２及び２５によって構成される。放熱板２１は、複数の回路素子２２が発する熱を放熱するための共通のヒートシンクであり、熱伝導性の良い金属、例えば、アルミニウムからなる。この放熱板２１は、厚さが概ね一定の矩形形状の平面板であり、主面を部品面に対向させて回路基板１０上に配設される。
【００１５】
より詳しくは、断面がＬ字形状の固定金具２１ａを用いることによって、放熱板２１及び回路基板１０間に空隙が形成されるように回路基板１０と略平行に配設される。固定金具２１ａは、その側面を放熱板２１の主面に密着させた状態で溶着されている。この様な固定金具２１ａは、放熱板２１の両端部に設けられている。
【００１６】
回路素子２２は、増幅回路、整流回路、平滑回路などの電源回路を構成する半導体素子であり、概ね薄型の直方体形状からなる。この回路素子２２は、ビス２３を挿通させるビス孔を有し、ビス孔を介して回路素子２２を貫通させたビス２３を放熱板２１と係合させることによって放熱板２１に締結されている。ここでは、回路素子２２が、間隙が生じないように、主面を放熱板２１に密着させた状態で固定されているものとする。
【００１７】
放熱板２１の回路基板側の主面には、この様な複数の回路素子２２がビス止めされている。ここでは、回路素子２２の一方の端部にビス孔が配置され、他方の端部には、端面から突出させて複数の端子ピン２２ａが形成されているものとする。
【００１８】
回路素子２２は、回路基板側からビス２３をビス孔に挿通し、当該ビス２３を放熱板２１に係合させることによって、放熱板２１に固定されている。また、各回路素子２２は、メンテナンス時の作業性を良くするために、放熱板２１の周縁部に配置されており、端子ピン２２ａが放熱板２１の端面よりも外側に位置している。
【００１９】
回路素子２５は、電源回路を構成する回路部品であり、概ね薄型の直方体形状からなる。この回路素子２５は、放熱板２１の回路基板１０とは反対側に取り付けられ、放熱板２１とは反対側からビス２６を挿通させるビス孔が形成されている。つまり、回路素子２５は、ビス孔を介して回路素子２５を貫通させたビス２６を放熱板２１と係合させることによって放熱板２１に取り付けられる。ここでは、回路素子２５の一方の端部にビス孔が配置され、他方の端部には、端面から突出させて複数の端子ピン２５ａが形成されているものとする。
【００２０】
この様な回路素子２５は、放熱板２１上に形成された上面素子配置領域２４内に配置されている。この上面素子配置領域２４は、回路素子２２が配置されている領域よりも回路基板側に位置する放熱板２１上の領域であり、回路基板側に向けて折曲している折曲領域と、折曲領域に隣接している台座領域とからなる。つまり、上面素子配置領域２４は、放熱板２１の一部を回路基板側に前進させた形状からなる。例えば、放熱板２１の端面から内側に向けて互いに平行な２本の切込み線を形成し、これらの切込み線間の部分を回路基板側に折り曲げることによって形成される。
【００２１】
回路素子２５を上面素子配置領域２４の台座領域内に配置することによって、上面素子配置領域２４以外の放熱板２１上の領域に配置する場合よりも回路基板側に回路素子２５を配置することができる。ここで、上面素子配置領域２４は、回路素子２５を放熱板２１に固定しているビス２６の頭部が放熱板２１の回路素子２２とは反対側の主面よりも回路基板側に位置するように形成されているものとする。
【００２２】
つまり、放熱板２１の回路基板側の主面を下面、反対側の主面を上面と呼ぶことにすると、回路素子２２が放熱板２１の下面に取り付けられているのに対して、回路素子２５は、上面における上面素子配置領域２４に取り付けられている。
【００２３】
この様な回路素子２５としては、ヒートシンク部２０が回路基板１０に取り付けられた状態であっても、放熱板２１から容易に取り外すことができることから、不可逆的な状態変化によって取替えが必要となる回路部品、例えば、温度ヒューズが好適である。温度ヒューズは、放熱板２１の温度を検出し、放熱板２１の温度が一定レベルを越えると可溶体が溶断して電流を遮断する安全装置である。
【００２４】
或いは、回路素子２５として、ヒートシンク部２０が回路基板１０に取り付けられた状態であっても、容易に視認することができることから、安全規格上、出荷検査時などに視認可能であることが要求される回路部品が好適である。
【００２５】
ヒートシンク部２０は、固定金具２１ａ、回路素子２２及び２５を放熱板２１に取り付けてから回路基板１０に取り付けられる。
【００２６】
図３は、図１の電源装置１の要部における構成例を示した平面図であり、回路基板１０の裏面が示されている。回路基板１０には、金具用貫通孔１２、ビス用貫通孔１３及びピン用貫通孔１４が形成されている。
【００２７】
金具用貫通孔１２は、固定金具２１ａを挿通させる貫通孔であり、放熱板２１上の固定金具２１ａの先端部を貫通させて当該先端部を回路基板１０に半田付けすることによって、ヒートシンク部２０が回路基板１０に固定される。この金具用貫通孔１２は、放熱板２１上の固定金具２１ａの先端部に対向する位置に形成されている。
【００２８】
ピン用貫通孔１４は、端子ピン２２ａ，２５ａを挿通させる貫通孔であり、放熱板２１上の回路素子２２，２５から延伸している端子ピン２２ａ，２５ａの先端部に対向する位置に形成されている。
【００２９】
ビス用貫通孔１３は、ビス２３が回路基板１０に衝突するのを避けるために、回路素子２２を放熱板２１に固定しているビス２３に対応する位置に形成された貫通孔であり、ビス２３の頭部に対向させて配置されている。ここでは、メンテナンス時の作業性を良くするという観点から、このビス用貫通孔１３の直径がビス２３の頭部の直径よりも大きくなっているものとする。
【００３０】
＜Ａ−Ａ断面図＞
図４は、図１の電源装置１の要部における構成例を示した断面図であり、Ａ−Ａ線による切断面が示されている。回路素子２２は、回路基板１０との間に空間を介在させて、放熱板２１の内面に密着固定されている。つまり、放熱板２１は、回路素子２２及び回路基板１０間に空隙が形成されるように配設されている。
【００３１】
回路素子２２のビス孔２２ｂに挿通されているビス２３は、その首下（軸部）の長さが回路素子２２と放熱板２１とを合わせた厚さよりも長くなっており、先端部が放熱板２１を貫通している。端子ピン２２ａは、回路素子２２の端面から突出して回路基板１０側に曲折し、その先端部がピン用貫通孔１４を介して回路基板１０を貫通している。この先端部は、回路基板１０に半田付け１５されている。
【００３２】
一般に、ビス２３は、回路基板１０よりも硬く、係合状態では回路素子２２の表面から突出している。回路基板１０には、この様なビス２３が回路基板１０に衝突するのを防止するために、ビス２３の頭部２３ａに対向する位置にビス用貫通孔１３が形成されている。
【００３３】
＜Ｂ−Ｂ断面図＞
図５は、図１の電源装置１の要部における構成例を示した断面図であり、Ｂ−Ｂ線による切断面が示されている。回路素子２５は、放熱板２１の上面素子配置領域２４に密着固定されている。
【００３４】
上面素子配置領域２４は、回路基板側に向けて折曲している折曲領域２４ａと、折曲領域２４ａに隣接している台座領域２４ｂとからなる放熱板２１上の領域であり、回路素子２５は、台座領域２４ｂ内に配置されている。この上面素子配置領域２４は、放熱板２１の端面２１ｂから内側に向けて切り込まれた２本の切込み線によって挟まれた部分を回路基板側に折り曲げることによって形成されている。
【００３５】
回路素子２５のビス孔２５ｂに挿通されているビス２６は、その首下（軸部）の長さが回路素子２５と放熱板２１とを合わせた厚さよりも短くなっている。端子ピン２５ａは、回路素子２５の端面から突出して回路基板１０側に曲折し、その先端部がピン用貫通孔１４を介して回路基板１０を貫通している。この先端部は、回路基板１０に半田付け１５されている。
【００３６】
この様な上面素子配置領域２４内に回路素子２５を配置することによって、放熱板２１の上面における配置領域２４以外の領域に配置する場合に比べて、回路素子２５の回路基板１０からの高さを低くすることができる。
【００３７】
この例では、回路素子２５を放熱板２１に固定しているビス２６の頭部が放熱板２１の上面における配置領域２４以外の領域よりも回路基板側に位置するように配置領域２４が形成されている。また、台座領域２４ｂが回路基板１０の部品面に沿って延伸するように配置領域２４が形成されているが、配置領域２４の台座領域２４ｂ及び回路基板１０間に空隙が形成されていても良い。
【００３８】
＜Ｃ−Ｃ断面図＞
図６は、図１の電源装置１の要部における構成例を示した断面図であり、Ｃ−Ｃ線による切断面が示されている。ヒートシンク部２０は、放熱板２１に溶着固定された固定金具２１ａの先端部を金具用貫通孔１２に挿通させて半田付け１５することによって、回路基板１０に固定される。
【００３９】
放熱板２１は、回路基板１０との間に空隙が形成されるように回路基板１０の部品面と平行に配設されている。
【００４０】
本実施の形態によれば、放熱板２１が回路素子２２に関して回路基板１０とは反対側に配置されるので、放熱効率を確保しつつ、電源装置１を薄型化することができる。しかも、放熱板２１の回路基板とは反対側に取り付けられる回路素子２５は、回路素子２２が配置されている領域よりも回路基板側に位置する上面素子配置領域２４内に配置されるので、上面素子配置領域以外の放熱板２１上の領域に配置する場合に比べて、回路素子２５の回路基板１０からの高さを低くすることができる。さらに、回路素子２５については放熱板２１の回路基板とは反対側に配置されるので、放熱板２１が回路基板１０に取り付けられた状態で容易に取り外すことができる。
【００４１】
また、回路素子２５を放熱板２１に取り付けているビス２６の頭部が放熱板２１の回路素子２２とは反対側の主面よりも回路基板側に位置するように上面素子配置領域２４が形成されるので、回路素子２５が放熱板２１の回路基板とは反対側に配置された電源装置１の厚さを最大限薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態による電源装置の概略構成の一例を示した平面図であり、ヒートシンク部２０が回路基板１０上に取り付けられた電源装置１が示されている。
【図２】図１の電源装置１におけるヒートシンク部２０の構成例を示した斜視図である。
【図３】図１の電源装置１の要部における構成例を示した平面図であり、回路基板１０の裏面が示されている。
【図４】図１の電源装置１の要部における構成例を示した断面図であり、Ａ−Ａ線による切断面が示されている。
【図５】図１の電源装置１の要部における構成例を示した断面図であり、Ｂ−Ｂ線による切断面が示されている。
【図６】図１の電源装置１の要部における構成例を示した断面図であり、Ｃ−Ｃ線による切断面が示されている。
【符号の説明】
【００４３】
１  電源装置
１０  回路基板
１１  回路素子
１２  金具用貫通孔
１３  ビス用貫通孔
１４  ピン用貫通孔
１５  半田付け
２０  ヒートシンク部
２１  放熱板
２１ａ  固定金具
２２，２５  回路素子
２２ａ，２５ａ  端子ピン
２２ｂ，２５ｂ  ビス孔
２３，２６  ビス
２４  上面素子配置領域
【図１】
2010068556.tif 000003
【図２】
2010068556.tif 000004
【図３】
2010068556.tif 000005
【図４】
2010068556.tif 000006
【図５】
2010068556.tif 000007
【図６】
2010068556.tif 000008