(57)【要約】  電子部品を搭載する制御基板と、ベースユニット２００に対してグランド接続可能に形成され、制御基板内のフレーム接地パターンに接続された、フレーム接地プレート１２と、フレーム接地プレート１２に対して離間して設けられ、制御基板の接地パターンに接続された第１の放熱プレート１１とを有し、第１の放熱プレート１１は、フレーム接地プレート１２とは独立して、ベースユニット２００に当接される。これにより放熱性が良好でノイズ耐性の高い電子機器を得ることができる。
2016103490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載する制御基板と、
前記制御基板内のフレーム接地パターンに接続された、フレーム接地プレートと、
前記フレーム接地プレートに対して離間して設けられ、前記制御基板の接地パターンに接続された第１の放熱プレートと、
を有し、
前記第１の放熱プレートと前記フレーム接地プレートとは、電気的に独立して、ベースユニットに装着されることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第１の放熱プレートは、前記制御基板の端部に設けられた第２の放熱プレートを介して前記ベースユニットに当接されたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第２の放熱プレートは、前記ベースユニットにネジ止めされたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２の放熱プレートが、前記ベースユニットに接続される第１の領域と、
前記フレーム接地プレートが前記ベースユニットに接続される第２の領域とは、
同一辺上の異なる端部に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１の領域は、ベースユニット上で、前記制御基板の上方に位置することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１の領域は、ベースユニット上で、前記制御基板の下方に位置することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項７】
前記第２の放熱プレートは、導電性の棒状体であり、
一端にビス挿通穴を有することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項８】
前記制御基板は、筐体内に収納されており、
前記第２の放熱プレートは、前記筐体に設けられた溝部に挿通せしめられて固定されたことを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記第１の放熱プレートは、前記制御基板の第１面側に、前記制御基板の前記第１面に対向するように設けられ、
前記第２の放熱プレートに当接する当接片を有し、
前記当接片は、絶縁性伝熱シートを介して前記第２の放熱プレートに当接せしめられることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記第１の放熱プレートは、平板であることを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記当接片は、前記第１の放熱プレートの一端から連続的に延設された、一体成形体であることを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
【請求項１２】
前記当接片は、前記筐体端部に沿うように、前記第１の放熱プレートに対して９０度曲げ加工せしめられて形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記第１の放熱プレートは、前記制御基板の第１面側を覆う第１面部と、前記第１面に対向する第２面側を覆う第２面部とを有し、前記制御基板の両面に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記第１の放熱プレートの前記第１および第２面部は一体的に形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１５】
前記第１の放熱プレートの前記第１および第２面部は別途形成され、前記当接片で電気的に接続されたことを特徴とする請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１６】
前記制御基板は、第１基板部と、前記第１基板部と並行して設けられた第２基板部とを有し、
前記第１の放熱プレートは、前記第１基板部の接地パターンに接続された第１接地プレートと、前記第２基板部の接地パターンに接続され、前記第１接地プレートに対向して設けられた第２接地プレートとを有し、
前記第１接地プレートと前記第２接地プレートは、それぞれ前記第１および第２基板部上の前記接地パターンに電気的に接続されるとともに、
前記第１基板部から前記第１接地プレートおよび前記第２接地プレートを貫通し前記第２基板部に当接する導電柱で接続固定されたことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１７】
フレーム接地部と前記フレーム接地部とは離間して設けられた信号線接地部とを備えた電子機器装着部を有するベースユニットと、
電子部品を搭載する制御基板と、前記制御基板内のフレーム接地パターンに接続された、フレーム接地プレートと、前記フレーム接地プレートに対して離間して設けられ、前記制御基板の接地パターンに接続された第１の放熱プレートと、
を有する電子機器とを備え、
前記フレーム接地プレートは、前記ベースユニットの前記フレーム接地部に接続され、
前記第１の放熱プレートは、前記ベースユニットの前記信号線接地部に接続されたことを特徴とする電子機器システム。
【請求項１８】
前記フレーム接地部および前記信号線接地部は、前記電子機器と係合する係合部を兼ねるように構成されたことを特徴とする請求項１７に記載の電子機器システム。
【請求項１９】
前記電子機器は、前記ベースユニットに対して、一辺を固定されており、前記一辺で前記フレーム接地プレートおよび前記第１の放熱プレートが前記ベースユニットの前記フレーム接地部および信号線接地部に接続されたことを特徴とする請求項１８に記載の電子機器システム。
【請求項２０】
前記電子機器のフレーム接地プレートは、板ばね接合部を備え、前記板ばね接合部が前記フレーム接地部にばね接合されたことを特徴とする請求項１９に記載の電子機器システム。
【請求項２１】
前記第１の放熱プレートは、絶縁性伝熱シートを介して第２の放熱プレートに接続され、前記第２の放熱プレートが前記ベースユニットの前記信号線接地部にネジ止めされたことを特徴とする請求項１９に記載の電子機器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用制御機器を実装した電子機器および電子機器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マザーボードとマザーボードを保護する筐体からなるベースユニットすなわちユニット取付装置に対して電子機器ユニットが取り付けられた電子機器システムが用いられる。このような電子機器システムのうち、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などの産業用制御機器を用いたシステムでは、多数のユニットを、マザーボードとなるベースユニットに装着することにより、電子機器システムを構成する。このような電子機器システムにおいては、ユニット取付装置への電子機器ユニットの取付構造の安定性に加え、制御機器のノイズ耐性および放熱性が求められている。【０００３】
例えば特許文献１では、工業用制御機器の入出力ユニットにおいて、シールド金属板を、プリント基板を覆うように設置し、金属板を介してベースユニット板金に接地する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４６０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、シールド金属板を、プリント基板を覆うように設置するため、プリント基板あるいはプリント基板上の電子部品がノイズの影響を受けやすくなるという問題があった。また、放熱性についても十分ではなかった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放熱性が良好でノイズ耐性の高い電子機器および電子機器システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電子部品を搭載する制御基板と、制御基板内のフレーム接地パターンに接続された、フレーム接地プレートと、フレーム接地プレートに対して離間して設けられ、制御基板の接地パターンに接続された第１の放熱プレートとを有し、第１の放熱プレートと、フレーム接地プレートとは、電気的に独立してベースユニットに装着されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放熱性が良好でノイズ耐性の高い電子機器および電子機器システムを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる電子機器の外観を示す斜視図
【図２】実施の形態１にかかる電子機器の分解斜視図
【図３】（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面模式図、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面模式図
【図４】実施の形態１にかかる電子機器の要部拡大斜視図
【図５】実施の形態１にかかる電子機器の上面図
【図６】実施の形態１にかかる電子機器の第１の制御基板を示す斜視図
【図７】実施の形態１にかかる電子機器の第１の制御基板の分解斜視図
【図８】実施の形態１にかかる電子機器の第２の制御基板の斜視図
【図９】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１にかかる電子機器のベースユニットへの装着工程を示す斜視図
【図１０】実施の形態１にかかる電子機器のベースユニットへの装着時の要部拡大図
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１にかかる電子機器のベースユニットへの装着部の支持構造の要部拡大断面図
【図１２】実施の形態２にかかる電子機器の断面模式図であり、（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図
【図１３】実施の形態３にかかる電子機器の断面模式図であり、（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図
【図１４】実施の形態４にかかる電子機器の断面模式図であり、（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図
【図１５】実施の形態５にかかる電子機器の断面模式図であり、（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図
【図１６】実施の形態１の第２の放熱プレートの変形例を示す図
【図１７】実施の形態１の第２の放熱プレートの変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる電子機器および電子機器システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電子機器の外観を示す斜視図である。図２は、同電子機器の分解斜視図、図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面を示す模式的要部断面図、図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面を示す模式的要部断面図、図４は、同電子機器の要部拡大斜視図である。図５は、同電子機器の上面図である。図６は、同電子機器の第１の制御基板を示す斜視図、図７は、同電子機器の第１の制御基板の分解斜視図、図８は、実施の形態１にかかる電子機器の第２の制御基板の斜視図、図９（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１にかかる電子機器のベースユニットへの装着工程を示す斜視図、図１０は、実施の形態１にかかる電子機器のユニット取付装置を兼ねたベースユニットへの装着時の要部拡大斜視図である。図１１は、実施の形態１にかかる電子機器のベースユニットへの装着部の支持構造の要部拡大断面図である。
【００１２】
図１に示すように、実施の形態１にかかる電子機器１００は、ベースユニット２００に接続され、電子機器システムを構成する。本実施の形態は、図２、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、制御基板である第１の制御基板１０が、互いに独立してベースユニット２００に接続される第１の放熱プレート１１とフレーム接地プレート１２とを有することを特徴とする。図３（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態の概念を説明する図であり、要部のみを示している。なお、電子部品を搭載する制御基板である第１の制御基板１０は、第２の制御基板２０と相対向して配置され、図１に示すように、樹脂製のケース筐体５０に収納され、ケース蓋体５１が装着される。ケース蓋体５１の前面を構成する面板５４には、２つのコネクタ用穴５５が形成されている。
【００１３】
図４は、同電子機器の要部拡大斜視図、図５は同電子機器の上面図である。なお、本実施の形態の電子機器では、パワー半導体装置からなる制御用ＩＣ（集積回路：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を構成する電子部品１５を搭載する第１の制御基板１０と、電子部品２５を搭載する第２の制御基板２０が相対向して配置されている。第１および第２の制御基板１０，２０は周縁部で両者を貫通するビス４３で固定される。この時ビス４３が第１および第２の制御基板１０，２０中に埋め込まれている図示しない接地板を貫通するように装着されれば、ビス４３によって第１および第２の制御基板１０，２０の接地電位が共通化される。なおこの接地板については後述するが、第１および第２の制御基板１０，２０を構成する多層配線基板に埋め込まれて、接地電位を維持する導電板である。
【００１４】
第１および第２の制御基板１０，２０は、第１の放熱プレート１１を挟んで、制御用ＩＣなどの電子部品１５搭載面が内側となるように、離間して、固定される。図５に示すように、この固定は、第１および第２の制御基板１０，２０を貫通する導電柱を構成する接続用のビス４１，４２によってなされる。
【００１５】
図４に要部拡大図を示すように、第１の放熱プレート１１は、絶縁性伝熱シート３０を介して第２の放熱プレート４０に固定される。第２の放熱プレート４０は、第１の制御基板１０を収納するケース筐体５０の背面に設けられた溝部５０ｖに挿通され、ケース筐体５０の取付け穴５２にビス５３によってネジ止めされる。
【００１６】
第２の放熱プレート４０は、銅板からなる棒状体で構成され、先端に係止部としてコの字状のビス挿通穴４０ｈを有し、ベースユニット２００に接続する第１の領域ＲAを構成している。第１の制御基板１０の端部に設けられた第２の放熱プレート４０がベースユニット２００に接続される第１の領域ＲAと、フレーム接地プレート１２がベースユニット２００に接続される第２の領域ＲBとは、ケース筐体５０の同一端面上の異なる端部に配置される。このケース筐体５０の端面はベースユニット２００に対向する面である。
【００１７】
第１の領域ＲAは、ベースユニット２００上で第１の制御基板１０の上方となるように装着される。これにより電子部品からの熱を、直接外部に放熱し易い。
【００１８】
第２の放熱プレート４０は、導電性の棒状体であり、一端にビス挿通穴４０ｈを有しており、第１の放熱プレート１１との接続に際し、位置決めも不要で、絶縁性伝熱シート３０を介してビス５３によって止めることで、極めて容易に装着可能である。
【００１９】
第１の制御基板１０は図６に斜視図、図７に分解斜視図を示すように、多層配線基板からなるプリント配線基板からなり、図示しない回路パターンが形成されている。多層配線基板としては、内部に、信号線接地のための接地板および、フレーム接地板を配し、プリプレグと称される樹脂含浸繊維を挟んで積層した、基板が用いられる。フレーム接地プレート１２は、第１の制御基板１０を貫通するビス４４によって、第１の制御基板１０に接続されている。また、第１の放熱プレート１１は、第１の制御基板１０上の接地パターンに接続されるとともに、ビス４２が第１の制御基板１０を貫通することで、内部の接地板にも接続される。そして図示しない回路パターン上に、制御用ＩＣを構成する電子部品１５、他のＩＣ１６、コネクタ１７が搭載されている。
【００２０】
第１の放熱プレート１１は、銅板で構成され、第１の制御基板１０の第１面１０Ａ側に、第１の制御基板１０の第１面１０Ａに対向するように設けられる。そして第１の放熱プレート１１は、プレート本体１１ａとプレート本体１１ａの一端で折り曲げられ第２の放熱プレート４０に当接する当接片１１ｂを有している。この当接片１１ｂは、絶縁性伝熱シート３０を介して第２の放熱プレート４０に当接せしめられる。当接片１１ｂは、第１の放熱プレート１１のプレート本体１１ａの一端から連続的に延設された、一体成形体で構成される。当接片１１ｂは、ケース筐体５０の端面の形状に沿うように、第１の放熱プレート１１に対して９０度曲げ加工せしめられる。
【００２１】
フレーム接地プレート１２は、スチール板からなり、ベースユニット２００に対してグランド接続可能に形成され、図６に示すように、第１の制御基板１０の内のフレーム接地パターン１０ｃに接続される。第１の放熱プレート１１は、フレーム接地プレート１２に対して離間して設けられ、第１の制御基板１０の図示しない接地パターンに接続される。そして、図７（ａ）および（ｂ）に示すように。第１の制御基板１０には、電子部品１５が搭載され、電子部品１５の背面は、絶縁性伝熱シート３１を介して、第１の放熱プレート１１に当接する。
【００２２】
なお、絶縁性伝熱シート３０,３１としては、例えば粘着性の熱伝導性低硬度アクリル層と非粘着性の熱伝導性アクリル層との積層構造体などの、非シリコーン系材料を用いることができる。非シリコーン系材料を用いることでシロキサンガスを発生することなく、良好な放熱性を呈する。また片面粘着性のシートの他、非粘着性の熱伝導性アクリル層の両面を粘着性の熱伝導性低硬度アクリル層で挟み、両面粘着性としたものも適用可能である。
【００２３】
第２の制御基板２０は図８に斜視図を示すように、第１の制御基板１０と同様にプリント配線基板からなり、図示しない回路パターンが形成されている。第２の制御基板２０についても、内部に、信号線接地のための接地板および、フレーム接地板を配し、プリプレグと称される樹脂含浸繊維を挟んで積層した、多層配線基板が用いられる。そして図示しない回路パターン上に、制御用ＩＣを構成する電子部品２５、他のＩＣ２６、コネクタ２７が搭載されている。
【００２４】
第１および第２の制御基板１０，２０は、接続用のビス４１，４２によって第１の放熱プレート１１および第２の制御基板用放熱プレート２１を貫通し、接続固定されているため、小型化および薄型化を図るとともに、第１の制御基板１０と第２の制御基板２０の放熱性およびノイズ耐性がより向上する。
【００２５】
このようにして形成された電子機器１００は、図示しない取付フックを用いて壁面に取り付けられるベースユニット２００に装着され、電子機器システムを構成する。図９は電子機器のベースユニットへの装着工程を示す図である。図９（ａ）は、電子機器１００を装着する前のベースユニット２００を示す斜視図である。図９（ｂ）は、電子機器１００を装着した後のベースユニット２００を示す斜視図である。ベースユニット２００は、金属製のユニット筐体２０１と、ユニット筐体２０１に装着されるマザーボード２０４とで構成される。マザーボード２０４の第１主面２０４Ａにはコネクタ２２０が配列されている。マザーボード２０４の第２主面２０４Ｂである背面は壁面となる。このコネクタ２２０に、電子機器１００のコネクタ１２０がコネクタ接続され、電子機器システムが完成する。図１０に電子機器１００のベースユニット２００への装着時の要部拡大図を示すように、ベースユニット２００のユニット筐体２０１の上側面部２０１ａおよび下側面部２０１ｂには、それぞれユニット筐体と一体形成された金属製の第１および第２の支持片２０２ａ，２０２ｂが設けられ、第１および第２の支持片２０２ａ，２０２ｂが電子機器１００の上端の第１領域ＲAおよび下端の第２領域ＲBを支持固定する。
【００２６】
電子機器１００のベースユニット２００への装着のための支持構造の要部拡大図を図１１（ａ）および（ｂ）に示す。ベースユニット２００のユニット筐体２０１の上側面部２０１ａに設けられた第１の支持片２０２ａは、図１１（ａ）に示すように、電子機器１００の第２の放熱プレート４０上端の第１領域ＲAに設けられた係合片４０ｓと係合され、確実に熱的に接続固定される。第１の放熱プレート１１と絶縁性伝熱シート３０と第２の放熱プレート４０とは、第２の放熱プレートのビス挿通穴４０ｈに挿通されたビス５３で固定されている。一方ベースユニット２００のユニット筐体２０１の下側面部２０１ｂに設けられた第２の支持片２０２ｂは、図１１（ｂ）に示すように、電子機器１００の下端のフレーム接地プレート１２の第２領域ＲBの係合ばね１３に係合され、確実に電気的および熱的に接続固定される。
【００２７】
以上のようにして得られた電子機器システムにおいては、ベースユニット２００のマザーボード２０４にコネクタ接続される電子機器１００の制御用ＩＣを構成する電子部品１５からの熱を効率よく、絶縁性伝熱シート３１を介して第１の放熱プレート１１に搬送し、第１の放熱プレート１１から絶縁性伝熱シート３０を介して第２の放熱プレート４０に搬送する。第２の放熱プレート４０は、ベースユニット２００の第１の支持片２０２ａと係合することで、ベースユニット２００に放熱される。一方、フレーム接地プレート１２は係合ばね１３を介して、ベースユニット２００の第２の支持片２０２ｂと係合することで、ベースユニット２００の接地電位に接地される。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、第１の制御基板１０の信号線接地電位に接続され、発熱する電子部品の放熱を行う第１の放熱プレート１１が、フレーム接地プレート１２と、電気的に絶縁しつつ独立して、ベースユニット２００に接続されるため、効率よく接地および放熱がなされ、耐ノイズ性および放熱特性の良好な電子機器を得ることが可能となる。つまり第１の制御基板１０の第１の放熱プレート１１がフレーム接地プレート１２と電気的に独立であるため、互いのノイズの影響を受けることがない。また電子部品の放熱を効率よく行いつつ、外部からのノイズの影響を受けにくい。従って、制御基板に搭載された電子部品からの内部および外部へのノイズ発生を抑制することが容易となる。
【００２９】
また、フレーム接地プレート１２先端の係合ばね１３および第１の放熱プレート１１に接続された第２の放熱プレート４０は、電子機器１００を実装するベースユニット２００と係合する係合部を兼ねるように構成されているため、構成が簡単で実装作業性が良好である。
【００３０】
また、電子機器１００は、ベースユニット２００に対して、上部を第２の放熱プレート４０と当接して係止するとともに、下部をフレーム接地プレート１２の係合ばね１３を係止することで、確実に面固定することができ、装着が容易でかつ安定した固定が可能となる。ここで上部とは、ベースユニット２００への搭載時に上側に位置する部分を言い、下部とは下側に位置する部分を言うものとする。
【００３１】
電子機器１００のフレーム接地プレート１２は、板ばねからなる係合ばね１３を備え、係合ばね１３がベースユニット２００の支持片２０２ｂにばね接合されているため、電子機器の電子機器システムへのさらなる実装作業性の向上をはかることができる。
【００３２】
また、第２の放熱プレート４０は、第１の制御基板１０を収納するケース筐体５０の背面に設けられた溝部５０ｖに挿通され、第１の放熱プレート１１に対しては絶縁性伝熱シート３０を介して当接し固定されているが、第１の放熱プレート１１に絶縁性伝熱シート３０を介してビス５３によってネジ止めされるようにしてもよい。ネジ止めすることで、熱接触性がより強固となり、放熱性が向上する。
【００３３】
また、第１の領域ＲAは、ベースユニット２００への装着状態において、第１の制御基板１０の上方となるように装着されているため、電子部品からの熱を、ベースユニット２００の上方に効率よく放熱し易い。
【００３４】
なお、前記実施の形態では、第１の領域ＲAは、第１の制御基板１０の上方に形成されたが、第１の領域ＲAは、第１の制御基板１０の下方となるように形成されてもよい。これにより耐ノイズ性が向上する。また、第１の制御基板１０の下方に実装されている電子部品からの熱をベースユニット２００の下部から効率よく外部に放熱し易い。
【００３５】
なお、第１の放熱プレート１１は、プレート本体１１ａとプレート本体１１ａに対して９０度起立する当接片１１ｂとで一体形成されているため、組み立てが容易で、部品数が少なくてすむ。また、プレート本体１１ａと当接片１１ｂとを別体で構成し、ビス止めなどの接続法により接続してもよい。
【００３６】
なお、第１の放熱プレート１１は、プレート本体１１ａとプレート本体１１ａに対して９０度起立する当接片１１ｂとで構成したが、平板で構成しても良い。第１の放熱プレート１１は、主としてフィンを持たない平坦面からなる板状体であるため、筐体内部の通気性は良好で、電子部品間の空気の流れが良好となるため、電子部品の冷却効果が高い。また、プレート本体１１ａから起立する当接片１１ｂをなくし、平板とすることで、製造が容易でかつ組み立てが容易となる。
【００３７】
また、第２の放熱プレート４０を銅板からなる導電性の棒状体で構成しているため、組み立てが容易でかつ電子部品からの放熱性が向上する。なお、第２の放熱プレート４０は、銅板に限定されることなく、アルミニウムあるいはアルミニウム合金など他の導電性材料であってもよい。また、第１および第２の放熱プレート１１，４０の間に絶縁性伝熱シート３０を介在させたが、導電性の熱伝導シートを用いることにより、ベースユニット２００と第１の放熱プレート１１を電気的に接続することが可能となり、信号線接地もベースユニット２００に行うことが可能となる。
【００３８】
第２の放熱プレート４０は、ベースユニット２００の第１の支持片２０２ａと係合することで、ベースユニット２００に固定されるため、位置ずれが生じにくく、電子機器１００のベースユニットへの装着が容易である。なお、この第１の支持片２０２ａの形状は、溝状であっても良く、適宜選択可能である。
【００３９】
さらに、第１の放熱プレート１１は、絶縁性伝熱シート３０を介して第２の放熱プレート４０に接続され、第２の放熱プレート４０がベースユニット２００の信号線接地部を兼ねるユニット筐体２０１の第１の支持片２０２ａに係合されているが、耐震対応の場合にはケース耐震のネジ止めを用いることで、より強固に固定されることになり、放熱性の向上をはかることができる。
【００４０】
フレーム接地プレートとしては、スチール板の他、ステンレス、リン青銅などの導電性の板状体が適用可能である。また。第１および第２の放熱プレートとしては、銅板の他、アルミニウム板などの導電性の板状体が適用可能である。加工性、組み立て性を考慮して、第１および第２の放熱プレートは同一部材で構成してもよいし、別部材で構成してもよい。
【００４１】
なお前記実施の形態では、第１および第２の制御基板１０，２０で構成したが、１枚の制御基板を用いた場合にも適用可能である。
【００４２】
以上説明してきたように、本実施の形態によれば、以下のような効果を奏功する。
（１）放熱性が良好となるうえ、絶縁距離を大きくとる必要がないため、第１の放熱プレートをより近接して制御基板に装着でき、ケース筐体５０を小さくすることができる。従って、小型サイズのコントローラでもノイズ耐性と放熱性を両立させた構造が可能になる。
（２）ベースユニット２００の金属フレーム部分であるユニット筐体２０１と、電子機器１００とをケース耐震のネジ止めを用いて固定することで、より強固な固定が可能となり、高発熱電子部品の冷却効果を向上させることが可能になる。
（３）第１の放熱プレート１１つまりヒートシンクを接地電位として使用するため、ヒートシンクと制御基板との絶縁距離を短くすることができ、高発熱電子部品である制御用ＩＣを構成する電子部品１５からヒートシンクへの放熱性を向上させることが可能になる。
【００４３】
つまり、ベースユニット２００とフレーム接地をするフレーム接地プレート１２と高発熱電子部品の放熱に利用する第１の放熱プレート１１とを別々に設け、第１の放熱プレート１１は基板のシグナルグランドへ接地するようにしており、第１の放熱プレート１１が接地電位となることにより、電子部品の放熱をしつつ、ノイズの影響を受けにくい構造が実現される。また、第１の放熱プレート１１からの熱をベースユニット２００に放熱することで、放熱できるエリアが広がることにより、電子部品の放熱効果を大幅に向上させることが可能になる。
【００４４】
実施の形態２．
実施の形態２の電子機器は、図１２（ａ）および（ｂ）に模式的断面図を示すように、第１の放熱プレート１１が端部でＵ字状に折り曲げられ第２の制御基板２０と対向する第２放熱部１１Ｓを構成し、第２の制御基板２０の電子部品２５に絶縁性伝熱シート３１を介して接続されている。第１面側と第２面側に別途形成された第１の放熱プレート１１と第２放熱部１１Ｓは、それぞれ、導電柱とビスで第１および第２の制御基板１０，２０の図示しないシグナルグランドパターンに接続される。図１２（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、図１２（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図である。他の構成については前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４５】
かかる構成によれば、製造が容易で組み立て性の高い電子機器を得ることが可能となる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態２では、第１の放熱プレート１１が端部でＵ字状に折り曲げられ第２の制御基板２０と対向する第２放熱部１１Ｓを構成していたのに対し、実施の形態３の電子機器は、図１３（ａ）および（ｂ）に模式的断面図を示すように、第２の放熱部１１Ｓが独立して別途第２の制御基板用放熱プレート２１を構成したものである。第１面側と第２面側に別途形成された第１の放熱プレート１１と第２の制御基板用放熱プレート２１は、それぞれ、導電柱とビスで第１および第２の制御基板１０，２０の図示しないシグナルグランドパターンに接続される。その中の１つの導電柱が第１の放熱プレート１１と第２の制御基板用放熱プレート２１とを貫通して接続するように形成される。このようにして別途形成した放熱プレートは制御基板とともに電気的に接続される。図１３（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、図１３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図である。他は実施の形態２の電子機器と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４７】
かかる構成によれば、製造が容易でかつ取り扱いが容易で組み立て性の高い電子機器を得ることが可能となる。
【００４８】
実施の形態４．
実施の形態４の電子機器は、図１４（ａ）および（ｂ）に模式的断面図を示すように、第１の放熱プレート１１の両面がそれぞれ第１の制御基板１０の電子部品１５、第２の制御基板２０上の電子部品２５に絶縁性伝熱シート３１を介して固着されている点が、実施の形態１と異なる点である。第１の放熱プレート１１は、第１の制御基板１０側で第１の制御基板１０上の電子部品１５に当接するとともに、第２の制御基板２０側で第２の制御基板２０上の電子部品２５に当接する。図１４（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、図１４（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図である。他の構成については前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４９】
かかる構成によれば、１枚の放熱プレートで２枚分の放熱および接地を行っているためより薄型化が可能となる。
【００５０】
実施の形態５．
実施の形態５の電子機器は、図１５（ａ）および（ｂ）に模式的断面図を示すように、第１の放熱プレート１１が第１の制御基板１０の第１面１０Ａ側を覆う第１面部１１Ａと、第１面１０Ａに対向する第２面１０Ｂ側を覆う第２面部１１Ｂとを有し、第１の制御基板１０の両面に絶縁性伝熱シート３１を介して電子部品が設けられたことを特徴とする。第１の放熱プレート１１は、第１の制御基板１０を囲むように、端部でＵ字状に折り曲げられ、第２面部１１Ｂを構成する。第１の制御基板１０の第２面１０Ｂ側に搭載される他の電子部品１８に絶縁性伝熱シート３１を介して接続されている。図１５（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面、図１５（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図である。他の構成については前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
かかる構成によれば、製造が容易で組み立て性の高い電子機器を得ることが可能となる。
【００５２】
変形例．
なお、第２の放熱プレート４０は、一端にコの字状のビス挿通穴４０ｈを有するが、図１６に、実施の形態１で説明した第２の放熱プレート４０の変形例を示すように、両端にコの字状のビス挿通穴４０ｈを有するようにしてもよい。これにより一端側で第１の放熱プレート１１と接続し、他端側でベースユニット２００の第１の支持片２０２ａと接続する構成としてもよい。
【００５３】
また、図１７に、実施の形態１で説明した第２の放熱プレート４０のさらなる変形例を示すように、第２の放熱プレート４０は、第１放熱片４０ａと第２放熱片４０ｂとからなる２分割構造としてもよい。これにより、実施の形態３において、第１の放熱プレート１１に接続される第１放熱片４０ａと電子機器の第２の制御基板用放熱プレート２１に接続される第２放熱片４０ｂとに分離して放熱させることができる。
【００５４】
なお、上記各実施の形態では、制御基板は２枚で構成したが、１枚でもよいし、３枚以上でもよいことはいうまでもない。
【００５５】
さらにまた、上記各実施の形態では、第１および第２の放熱プレート間、および第２の放熱プレートとベースユニットとの間は、絶縁性伝熱シートを介して接続したが、導電性伝熱シートを用いるようにしても良い。これにより接地電位もベースユニットと導電位とすることができる。また、ベースユニットを上下で二分割し、分割されたベースユニット間を絶縁することで、より効率よく、フレーム接地電位と信号線接地電位とを分割することが可能となる。
【００５６】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  第１の制御基板、１０Ａ  第１面、１０Ｂ  第２面、１０ｃ  フレーム接地パターン、１１  第１の放熱プレート、１１Ａ  第１面部、１１Ｂ  第２面部、１１ａ  プレート本体、１１ｂ  当接片、１２  フレーム接地プレート、１３  係合ばね、１５，２５  電子部品、１６，２６  他のＩＣ、１７，２７  コネクタ、２０  第２の制御基板、２１  第２の制御基板用放熱プレート、３０，３１  絶縁性伝熱シート、４０  第２の放熱プレート、４０ａ  第１放熱片、４０ｂ  第２放熱片、４０ｈ  ビス挿通穴、４０ｓ  係合片、４１，４２  ビス、５０  ケース筐体、５０ｖ  溝部、５１  ケース蓋体、５４  面板、５５  コネクタ用穴、１００  電子機器、１２０  コネクタ、２００  ベースユニット、２０２ａ  第１の支持片、２０２ｂ  第２の支持片、２２０  コネクタ、ＲA  第１の領域、ＲB  第２の領域。
【図１】
2016103490.tif 000003
【図２】
2016103490.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月23日(2016.9.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載する制御基板と、
前記制御基板内のフレーム接地パターンに接続された、フレーム接地プレートと、
前記フレーム接地プレートに対して離間して設けられ、前記制御基板の接地パターンに接続された第１の放熱プレートと、
を有し、
前記第１の放熱プレートおよび前記フレーム接地プレートは、それぞれベースユニットと係合する係合部を備え、
前記第１の放熱プレートと前記フレーム接地プレートとは、前記係合部で、電気的に独立して、前記ベースユニットの係合部を兼ねるフレーム接地部および信号線接地部に装着されることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記係合部は、第２の放熱プレートを兼ね、
前記第１の放熱プレートは、前記制御基板の端部に設けられた前記第２の放熱プレートを介して前記ベースユニットに当接されたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第２の放熱プレートは、前記ベースユニットにネジ止めされたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２の放熱プレートが、前記ベースユニットに接続される第１の領域と、
前記フレーム接地プレートが前記ベースユニットに接続される第２の領域とは、
同一辺上の異なる端部に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１の領域は、ベースユニット上で、前記制御基板の上方に位置することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１の領域は、ベースユニット上で、前記制御基板の下方に位置することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項７】
前記第２の放熱プレートは、導電性の棒状体であり、
一端にビス挿通穴を有することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項８】
前記制御基板は、筐体内に収納されており、
前記第２の放熱プレートは、前記筐体に設けられた溝部に挿通せしめられて固定されたことを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記第１の放熱プレートは、前記制御基板の第１面側に、前記制御基板の前記第１面に対向するように設けられ、
前記第２の放熱プレートに当接する当接片を有し、
前記当接片は、絶縁性伝熱シートを介して前記第２の放熱プレートに当接せしめられることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記第１の放熱プレートは、平板であることを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記当接片は、前記第１の放熱プレートの一端から連続的に延設された、一体成形体であることを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
【請求項１２】
前記制御基板は、筐体内に収納されており、
前記当接片は、前記筐体の端部に沿うように、前記第１の放熱プレートに対して９０度曲げ加工せしめられて形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記第１の放熱プレートは、前記制御基板の第１面側を覆う第１面部と、前記第１面に対向する第２面側を覆う第２面部とを有し、前記制御基板の両面に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記第１の放熱プレートの前記第１および第２面部は一体的に形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の電子機器。
【請求項１５】
前記第１の放熱プレートの前記第１および第２面部は別途形成され、当接片で電気的に接続されたことを特徴とする請求項１３に記載の電子機器。
【請求項１６】
前記制御基板は、第１基板部と、前記第１基板部と並行して設けられた第２基板部とを有し、
前記第１の放熱プレートは、前記第１基板部の接地パターンに接続された第１接地プレートと、前記第２基板部の接地パターンに接続され、前記第１接地プレートに対向して設けられた第２接地プレートとを有し、
前記第１接地プレートと前記第２接地プレートは、それぞれ前記第１および第２基板部上の前記接地パターンに電気的に接続されるとともに、
前記第１基板部から前記第１接地プレートおよび前記第２接地プレートを貫通し前記第２基板部に当接する導電柱で接続固定されたことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１７】
フレーム接地部と前記フレーム接地部とは離間して設けられた信号線接地部とを備えた電子機器装着部を有するベースユニットと、
電子部品を搭載する制御基板と、前記制御基板内のフレーム接地パターンに接続された、フレーム接地プレートと、前記フレーム接地プレートに対して離間して設けられ、前記制御基板の接地パターンに接続された第１の放熱プレートと、
を有する電子機器とを備え、
前記フレーム接地プレートは、前記ベースユニットの前記フレーム接地部に接続され、
前記第１の放熱プレートは、前記ベースユニットの前記信号線接地部に接続されており、前記フレーム接地部および前記信号線接地部は、前記電子機器と係合する係合部を兼ねることを特徴とする電子機器システム。
【請求項１８】
前記電子機器は、前記ベースユニットに対して、一辺を固定されており、前記一辺で前記フレーム接地プレートおよび前記第１の放熱プレートが前記ベースユニットの前記フレーム接地部および前記信号線接地部に接続されたことを特徴とする請求項１７に記載の電子機器システム。
【請求項１９】
前記電子機器のフレーム接地プレートは、板ばね接合部を備え、前記板ばね接合部が前記フレーム接地部にばね接合されたことを特徴とする請求項１８に記載の電子機器システム。
【請求項２０】
前記第１の放熱プレートは、絶縁性伝熱シートを介して第２の放熱プレートに接続され、前記第２の放熱プレートが前記ベースユニットの前記信号線接地部にネジ止めされたことを特徴とする請求項１８に記載の電子機器システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電子部品を搭載する制御基板と、制御基板内のフレーム接地パターンに接続された、フレーム接地プレートと、フレーム接地プレートに対して離間して設けられ、制御基板の接地パターンに接続された第１の放熱プレートとを有し、第１の放熱プレートおよび前記フレーム接地プレートは、それぞれベースユニットと係合する係合部を備える。第１の放熱プレートと、フレーム接地プレートとは、係合部で、電気的に独立してベースユニットの係合部を兼ねるフレーム接地部および信号線接地部に装着されることを特徴とする。
【国際調査報告】
2016103490.tif 000020
2016103490.tif 000021
2016103490.tif 000022
2016103490.tif 000023