(57)【要約】【課題】表面に電子部品がはんだ付けされた基板をケースに固定するブラケットにおいて、はんだへの応力の集中を緩和すると共にケース内での基板の振動を抑制する。【解決手段】ブラケット２０の接続部３０ａ〜３０ｊを、通常使用される温度範囲におけるケースの熱膨張と基板の熱膨張とにより生じる応力を緩和することができる弾性係数の薄板ばねとして形成し、所定の温度でケースの内側の方向に所定の形状で湾曲するよう形成し、基板の表面に略垂直な垂直方向の厚さＤｖが基板の表面に略平行な平面方向の厚さＤｐより厚くなるよう形成する。これにより、はんだへの応力の集中を緩和すると共に基板の振動を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電子部品がはんだ付けされた基板をケースに固定するブラケットであって、
前記基板に固定される基板固定部と、
前記ケースに固定されるケース固定部と、
前記基板固定部と前記ケース固定部とに接続され、前記基板の表面と略平行な平面方向に湾曲した形状になり且つ前記基板の表面と略垂直な垂直方向の厚さが前記平面方向の厚さより厚くなるよう形成された湾曲接続部と、
を備えるブラケット。
【請求項２】
請求項１記載のブラケットであって、
前記湾曲接続部は、前記ケースの熱膨張と前記基板の熱膨張とによる応力の集中を緩和可能な弾性率を有する材料から形成されてなる
ブラケット。
【請求項３】
請求項１または２記載のブラケットであって、
前記基板に固定される第２基板固定部と、
前記基板固定部と前記第２基板固定部とに接続され、前記平面方向に湾曲した形状であり且つ前記垂直方向の厚さが前記平面方向の厚さより厚くなるよう形成された第２湾曲接続部と、
を備えるブラケット。
【請求項４】
請求項３記載のブラケットであって、
前記第２湾曲接続部は、通常動作時に前記基板に生じる熱膨張による応力の集中を緩和可能な弾性率を有する材料から形成されてなる
ブラケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラケットに関し、詳しくは、表面にチップ部品がはんだ付けされた基板をケースに固定するブラケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のブラケットとしては、シャーシとなる金属板の四辺を折り曲げて底面から立設する形状に形成され、四隅が内側にクランク状に凹まされると共に凹まされた四隅にシャーシの底面と平行なスリットが形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このブラケットでは、角形の板状部材の各隅角を等脚台形に切り欠いて四隅に斜辺を形成した配線基板の切り欠き部をスリットに差し込むことにより、配線基板をシャーシへ固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８６０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のブラケットでは、配線基板とスリットとの間に若干の空隙があるため、シャーシが底面に垂直な方向に振動すると、シャーシ内で配線基板が振動してスリットに当たってしまう場合がある。こうした配線基板の振動を抑制する手法として、シャーシと配線基板とをボルトで固定する方法もあるが、この手法では、配線基板とシャーシ（ブラケット）との熱膨張差が生じると、配線基板に応力が集中して何らかの不具合が生じる場合がある。特に、配線基板上に電子部品がはんだ付けされている場合、はんだに応力が集中してはんだ不良などの不具合が生じてしまうことがある。
【０００５】
本発明のブラケットは、表面に電子部品がはんだ付けされた基板をケースに固定するブラケットやこうしたブラケットを備える電子機器において、はんだへの応力の集中を緩和すると共にケース内での基板の振動を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のブラケットは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のブラケットは、
表面に電子部品がはんだ付けされた基板をケースに固定するブラケットであって、
前記基板に固定される基板固定部と、
前記ケースに固定されるケース固定部と、
前記基板固定部と前記ケース固定部とに接続され、前記基板の表面と略平行な平面方向に湾曲した形状になり且つ前記基板の表面と略垂直な垂直方向の厚さが前記平面方向の厚さより厚くなるよう形成された湾曲接続部と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のブラケットでは、湾曲接続部を、基板の表面と略平行な平面方向に湾曲した形状としたから、ケースと基板との熱膨張に起因してブラケットに応力が生じると、その応力の集中を緩和するよう湾曲接続部が弾性変形する。これにより、基板や基板の表面のはんだへの応力の集中を緩和することができる。そして、湾曲接続部を、基板の表面と略垂直な垂直方向の厚さが平面方向の厚さより厚くなるよう形成しているから、湾曲接続部の垂直方向の剛性を平面方向の剛性より大きくすることができる。これにより、ケースが垂直方向に振動しても基板がケースと共に振動するから、ケース内での基板の振動を抑制できる。よって、はんだへの応力の集中を緩和すると共に基板の振動を抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のブラケットにおいて、前記湾曲接続部は、前記ケースの熱膨張と前記基板の熱膨張とによる応力の集中を緩和可能な弾性率を有する材料から形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、より適正に基板や基板の表面のはんだへの応力の集中を緩和することができる。
【００１０】
また、本発明のブラケットにおいて、前記基板に固定される第２基板固定部と、前記基板固定部と前記第２基板固定部とに接続され、前記平面方向に湾曲した形状であり且つ前記垂直方向の厚さが前記平面方向の厚さより厚くなるよう形成された第２湾曲接続部と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、基板を複数箇所でブラケットに固定するから、基板が大型化した場合でも確実に基板を固定することができ、基板の振動をより確実に抑制することができる。この場合において、前記第２湾曲接続部は、通常動作時に前記基板に生じる熱膨張による応力の集中を緩和可能な弾性率を有する材料から形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、基板を複数箇所でブラケットに固定するものにおいて、より適正に基板や基板の表面のはんだへの応力の集中を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としてのブラケット２０を備える電子機器１０の構成の概略を示す外観図である。
【図２】電子機器１０の断面の概略を示す断面図である。
【図３】ブラケット２０の構成の概略を示す外観図である。
【図４】変形例のブラケット１２０の要部の概略を示す外観図である。
【図５】変形例のブラケット２２０の要部の概略を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としてのブラケット２０を備える電子機器１０の構成の概略を示す外観図であり、図２は、電子機器１０の断面の概略を示す断面図であり、図３は、ブラケット２０の構成の概略を示す外観図である。電子機器１０は、電気自動車などの車両に搭載され、表面にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor)などの電子部品１１ａがはんだ１１ｂにより取り付けられた配線基板として構成され線膨張係数αｓｕｂ（例えば、線膨張係数は１５×１０-6／℃など）の基板１２と、基板１２を収納し線膨張係数αｓｕｂと異なる線膨張係数αｃａｓｅ（例えば、２３×１０-6／℃など）のケース１４と、基板１２をケース１４へ固定するブラケット２０と、基板１２をブラケット２０に固定するボルト２２ａ〜２２ｈ（ボルト２２ｄ〜２２ｈは図示せず）と、ケース１４をブラケット２０に固定するボルト２６ａ，２６ｂとを備える。
【００１４】
ブラケット２０は、基板１２にボルト２２ａ〜２２ｈによりそれぞれ固定される基板固定部２４ａ〜２４ｈと、ケース１４にボルト２６ａ，２６ｂにより固定されるケース固定部２８ａ，２８ｂと、基板固定部２４ａとケース固定部２８ａとを接続する接続部３０ａと、基板固定部２４ｅとケース固定部２８ａとを接続する接続部３０ｂと、基板固定部２４ｃとケース固定部２８ｂとを接続する接続部３０ｃと、基板固定部２４ｇとケース固定部２８ｂとを接続する接続部３０ｄとを備える。なお、基板固定部２４ａと基板固定部２４ｂ、基板固定部２４ｂと基板固定部２４ｃ、基板固定部２４ｃと基板固定部２４ｄ、基板固定部２４ｅと基板固定部２４ｆ、基板固定部２４ｆと基板固定部２４ｇ、基板固定部２４ｇと基板固定部２４ｈは、それぞれ接続部３０ｅ〜３０ｊにより接続されている。こうして基板１２とブラケット２０とを複数箇所（基板固定部２４ａ〜２４ｈ）で固定したから、基板１２が大型である場合でも確実に基板１２をブラケット２０に固定することができる。
【００１５】
接続部３０ａ〜３０ｊは、電子機器１０が通常使用される温度範囲（例えば、−１０℃〜６０℃など）におけるケース１４の熱膨張と基板１２の熱膨張とにより生じる応力を緩和することができる弾性係数の材料（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、弾性係数は１８６×１０6Ｎ／ｍｍ2 など）からなる薄板ばねとして形成されており、所定の温度Ｔｒｅｆ（例えば、２０℃など）で所定の曲率で湾曲するよう形成されている。接続部３０ａ〜３０ｊは、基板１２の表面に略垂直な垂直方向の厚さＤｖが基板１２の表面に略平行な平面方向の厚さＤｐより厚くなるよう（例えば、厚さＤｐは２〜４ｍｍ，厚さＤｖは５〜１０ｍｍなど）形成されている。このように、垂直方向の厚さＤｖが平面方向の厚さＤｐより厚くなるよう形成されているから、垂直方向の剛性が平面方向の剛性より大きくなっている。ここで、接続部３０ａ，３０ｂ，３０ｅ〜３０ｊは、ケース１４の内側の方向に湾曲するよう形成することにより、外側に膨らむように湾曲させるものに比べて、ブラケット２０の全体の小型化を図ることができる。
【００１６】
こうして構成された電子機器１０では、ブラケット２０の接続部３０ａ〜３０ｊを、電子機器１０が通常使用される温度範囲におけるケース１４の熱膨張と基板１２の熱膨張とにより生じる応力を緩和することができる弾性係数の薄板ばねとして形成し、所定の温度Ｔｒｅｆでケース１４の内側の方向に所定の曲率で湾曲するよう形成しているから、周囲の環境や基板１２に搭載された電子部品で生じる熱などにより電子機器１０全体の温度が変化してケース１４の熱膨張量と基板１２の熱膨張量とに差が生じると、ブラケット２０への応力の集中を緩和するよう接続部３０ａ〜３０ｊが弾性変形する。これにより、基板１２や基板１２の表面のはんだ１１ｂへの応力の集中を緩和することができる。
【００１７】
また、ブラケット２０の接続部３０ａ〜３０ｊを、基板１２の表面に略垂直な垂直方向の厚さＤｖが基板１２の表面に略平行な平面方向の厚さＤｐより厚くなるよう形成し、基板１２の表面に略垂直な垂直方向の剛性を平面方向の剛性を大きくしたから、電子機器１０が搭載された電気自動車の走行による振動等などによりケース１４に垂直方向の振動が生じたときに、基板１２はケース１４と共に動くから、基板１２がケース内で振動することを抑制することができる。さらに、基板１２とブラケット２０を複数箇所（基板固定部２４ａ〜２４ｈ）で固定したから、基板１２が大型である場合でもより確実に固定することができ、基板１２の振動をより確実に抑制することができる。これにより、はんだ１１ｂへの応力の集中を緩和することができると共に基板１２の振動を抑制することができる。
【００１８】
以上説明した実施例の電子機器１０によれば、ブラケット２０の接続部３０ａ〜３０ｊを、電子機器１０が通常使用される温度範囲におけるケース１４の熱膨張と基板１２の熱膨張とにより生じる応力を緩和することができる弾性係数の薄板ばねとして形成し、所定の温度Ｔｒｅｆでケース１４の内側の方向に所定の形状で湾曲するよう形成し、基板１２の表面に略垂直な垂直方向の厚さＤｖが基板１２の表面に略平行な平面方向の厚さＤｐより厚くなるよう形成しているから、はんだ１１ｂへの応力の集中を緩和すると共に基板１２の振動を抑制することができる。また、基板１２とブラケット２０を複数箇所で（基板固定部２４ａ〜２４ｈ）で固定したから、基板１２が大型である場合でも、基板１２の振動をより確実に抑制することができる。
【００１９】
実施例の電子機器１０では、ブラケット２０の接続部３０ａ〜３０ｊを、所定の温度Ｔｒｅｆでケース１４の所定の曲率で湾曲するよう形成するものとしたが、接続部３０ａ〜３０ｊは基板１２の表面に平行な方向で湾曲する形状に形成すればよいから、図４の変形例のブラケット１２０の接続部１３０ａ〜１３０ｊに例示するように（１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｅ，１３０ｈ〜１３０ｊは図示せず）、一部が直線となるよう形成してもよいし、図５の変形例のブラケット２２０の接続部２３０ａ〜２３０ｊに例示するように（２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｅ，２３０ｈ〜２３０ｊは図示せず）、Ｓ字に湾曲するように形成してもよい。また、ブラケット２０が多少大型化することを許容するのであれば、接続部３０ａ，３０ｂ，３０ｅ〜３０ｊをケース１４の外側の方向に湾曲するよう形成するものとしてもよい。
【００２０】
実施例の電子機器１０では、ブラケット２０の接続部３０ａ〜３０ｊを、薄板ばねとして形成するものとしたが、電子機器１０が通常使用される温度範囲におけるケース１４と基板１２の熱膨張差に起因する応力の集中を緩和することができる弾性係数の弾性部材として形成すれば如何なるものとしても構わない。
【００２１】
実施例の電子機器１０では、ブラケット２０の接続部３０ａ〜３０ｊを、電子機器１０が通常使用される温度範囲におけるケース１４の熱膨張と基板１２の熱膨張とにより生じる応力を緩和することができるばね係数の薄板ばねとして形成し、所定の温度Ｔｒｅｆでケース１４の内側の方向に所定の曲率で湾曲するよう形成するものとしたが、基板固定部とケース固定部とを接続する接続部３０ａ〜３０ｄが電子機器１０が通常使用される温度範囲におけるケース１４の熱膨張と基板１２の熱膨張とにより生じる応力を緩和することができる弾性係数の薄板ばねとして形成し、所定の温度Ｔｒｅｆでケース１４の内側の方向に所定の曲率で湾曲するよう形成するものとすればよいから、基板固定部同士の接続部３０ｅ〜３０ｊは湾曲させなくてもよいし、基板固定部とケース固定部とを接続する接続部３０ａ〜３０ｄを薄板ばねとして形成せずに単に板状部材として形成するものとしてもよいし、基板固定部同士の接続部３０ｅ〜３０ｊを設けないものとしてもよい。
【００２２】
実施例の電子機器１０では、ブラケット２０と基板１２とを複数箇所（基板固定部２４ａ〜２４ｈ）で固定するものとしたが、少なくとも１カ所で固定すればよいから、例えば、基板固定部２４ａのみで固定するものとしてもよい。
【００２３】
実施例の電子機器１０では、ブラケット２０とケース１４とを２カ所（ケース固定部２８ａ，２８ｂ）で固定するものとしたが、少なくとも１カ所で固定すればよいから、例えば、ケース固定部２８ａのみで固定するものとしてもよいし、３個以上のケース固定部を設け３カ所以上で固定するものとしてもよい。
【００２４】
実施例では、本発明を電気自動車に搭載される電子機器１０に適用される場合について説明したが、電気自動車とは異なる装置に搭載される電子機器に適用するものとしてもよい。
【００２５】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、基板固定部２４ａが「基板固定部」に相当し、ケース固定部２８ａが「ケース固定部」に相当し、接続部３０ａが「湾曲接続部」に相当する。
【００２６】
ここで、「基板固定部」としては、基板固定部２４ａに限定されるものではなく、
基板に固定されるものであれば如何なるものとしても構わない。「ケース固定部」としては、ケース固定部２８ａに限定されるものではなく、ケースに固定されるものであれば如何なるものとしても構わない。「湾曲接続部」としては、接続部３０ａに限定されるものではなく、基板固定部とケース固定部とに接続され、基板の表面と略平行な平面方向に湾曲した形状になり且つ基板の表面と略垂直な垂直方向の厚さが平面方向の厚さより厚くなるよう形成されたものであれば如何なるものとしても構わない。
【００２７】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２８】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、ブラケットの製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  電子機器、１１ａ  電子部品、１１ｂ  はんだ、１２  基板、１４  ケース、２０，１２，２２０  ブラケット、２２ａ〜２２ｈ，２６ａ，２６ｂ  ボルト、２４ａ〜２４ｈ  基板固定部、２８ａ，２８ｂ  ケース固定部、３０ａ〜３０ｊ，１３０ａ〜１３０ｊ，２３０ａ〜２３０ｊ  接続部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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