(57)【要約】【課題】複数の回路基板を備えた電子回路装置において、外力によって２つの回路基板の両方に応力が発生することを防止できると共に、製造効率の向上も図ることができるようにする。【解決手段】相互に電気的に接続される２つの回路基板５，７と、これら２つの回路基板５，７を底面９ａ側から順次重ねて収容する箱状のケース部材３とを備える電子回路装置１であって、該ケース部材３に、前記底面９ａから一体的に延びる支柱１５が形成され、該支柱１５の延出方向の中途部に、前記支柱１５の先端側に面する段差面１５ｂが形成され、一方の回路基板５が、その厚さ方向に貫通して前記支柱１５を挿通させる挿通孔２１を備えると共に前記段差面１５ｂに当接するように構成され、他方の回路基板７が、前記支柱１５の先端に固定されることを特徴とする電子回路装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に電気的に接続される少なくとも２つの回路基板と、これら少なくとも２つの回路基板を底面側から順次重ねて収容する箱状のケース部材とを備える電子回路装置であって、
該ケース部材に、前記底面から一体的に延びる支柱が形成されており、
該支柱の延出方向の中途部に、先端側と面する段差面が形成され、
一方の回路基板が、その厚さ方向に貫通して前記支柱を挿通させる挿通孔を備えると共に前記段差面に当接するように構成され、
他方の回路基板が、前記支柱の先端側に固定されることを特徴とする電子回路装置。
【請求項２】
前記底面と同じ方向に面する前記他方の回路基板の上面に、押下操作可能な操作スイッチが搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置。
【請求項３】
前記他方の回路基板に対向する前記一方の回路基板の対向面から、前記他方の回路基板まで延びる棒状の接続部材が設けられ、
該接続部材によって前記２つの回路基板が相互に電気接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記ケース部材が、前記接続部材の線膨張係数と略等しい樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品を搭載した複数の回路基板を備える電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大電力電子部品モジュールとして使用される電子回路装置としては、例えば、パワートランジスタモジュールやスイッチング電源モジュール等がある。
従来、この種の電子回路装置においては、多数の電子部品を搭載する必要がある一方で搭載面積の制約があるため、上記多数の電子部品を搭載した２つの回路基板をその厚さ方向に隙間を介して相互に連結することが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。これら２つの回路基板の連結は、２つの回路基板の間に支柱を配すると共に各回路基板と支柱とをネジで締結することで行われている。
なお、従来の電子回路装置は、連結された２つの回路基板を箱状のケース部材に収容して構成されるが、この収容の際には別個のネジを用いて一方の回路基板をケース部材に固定している。
【特許文献１】特開平５−１７５６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の電子回路装置においては、他方の回路基板が一方の回路基板を介してケース部材に固定されているため、外力によって他方の回路基板を撓ませるような応力が発生した際には、この外力が他方の回路基板及び支柱を介して一方の回路基板に伝達される。そして、この外力に基づいて一方の回路基板にも応力が発生する虞がある。
また、上記従来の電子回路装置においては、２つの回路基板及びケース部材の他に、２つの回路基板の間に配置される支柱や、各回路基板を支柱に固定するためのネジが必要となるため、電子回路装置を構成する部品点数が多くなり、電子回路装置を製造する工程数が多くなるという問題もある。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、外力によって２つの回路基板の両方に応力が発生することを防止できると共に、製造効率の向上も図ることができる電子回路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】
【０００５】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、相互に電気的に接続される少なくとも２つの回路基板と、これら少なくとも２つの回路基板を底面側から順次重ねて収容する箱状のケース部材とを備える電子回路装置であって、該ケース部材に、前記底面から一体的に延びる支柱が形成されており、該支柱の延出方向の中途部に、先端側と面する段差面が形成され、一方の回路基板が、その厚さ方向に貫通して前記支柱を挿通させる挿通孔を備えると共に前記段差面に当接するように構成され、他方の回路基板が、前記支柱の先端側に固定されることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載した発明は、前記底面と同じ方向に面する前記他方の回路基板の上面に、押下操作可能な操作スイッチが搭載されていることを特徴とする。
【０００７】
これらの発明に係る電子回路装置を製造する際には、一方の回路基板を支柱に挿通させると共にケース部材の底面に対向する裏面を段差面に当接させ、その後、他方の回路基板を支柱の先端に固定すればよい。すなわち、ケース部材に形成された同一の支柱によってケース部材に対する２つの回路基板の位置決めが行われることになる。なお、２つの回路基板同士の間隔は、支柱の先端から段差面までの長さを適宜調整することで容易に設定することが可能である。
また、２つの回路基板は各々ケース部材の支柱に取り付けられているため、操作スイッチを押下操作する等して、この押下操作に基づく外力によって他方の回路基板を撓ませるような応力が発生しても、上記外力が一方の回路基板に伝達されることがない。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、前記他方の回路基板に対向する前記一方の回路基板の対向面から、前記他方の回路基板まで延びる棒状の接続部材が設けられ、該接続部材によって前記２つの回路基板が相互に電気接続されることを特徴とする。
この発明に係る電子回路装置によれば、他方の回路基板を支柱の先端に固定した状態においては、接続部材の一端が他方の回路基板に到達するため、他方の回路基板と接続部材の一端とを半田付け等で接合するだけで２つの回路基板を電気接続することができる。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、前記ケース部材が、前記接続部材の線膨張係数と略等しい樹脂材料により形成されていることを特徴とする。
この発明に係る電子回路装置によれば、ケース部材が熱に応じて膨張収縮した際には、支柱も伸縮してその先端と当接面との距離が変化する、すなわち、２つの回路基板同士の間隔が変化するが、ケース部材は接続部材の線膨張係数と略等しい樹脂材料により形成されているため、接続部材も支柱と同様に伸縮する。したがって、支柱の伸縮に基づいて接続部材と各回路基板との接合部分や接続部材自体に応力が発生することを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１及び請求項２に係る発明によれば、２つの回路基板はそれぞれケース部材に形成された同一の支柱に取り付けられているため、外力によって他方の回路基板を撓ませるような応力が発生しても、一方の回路基板に応力が発生することを防止できる。
また、２つの回路基板を各々ケース部材に固定するだけでケース部材に形成された同一の支柱に対する２つの回路基板の位置決めができ、相互に隙間を介して配置された２つの回路基板を備える電子回路装置を製造することが可能となる。したがって、電子回路装置の製造効率向上を図ることができる。すなわち、従来のように、２つの回路基板の間に配される別途支柱や各回路基板を支柱に締結するネジが不要となり、電子回路装置の構成部品点数を削減することができるため、電子回路装置の製造工程数の削減を図ることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、一方の回路基板の対向面に立設された棒状の接続部材の一端と、支柱の先端に固定された他方の回路基板とを接合するだけで２つの回路基板を電気接続することができるため、さらに簡便に電子回路装置を製造することが可能となる。
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、熱に応じた支柱の伸縮に基づいて接続部材と各回路基板との接合部分や接続部材自体に応力が発生することが無いため、上記接合部分で破断したり接続部材が断線することを防止できる。したがって、２つの回路基板間の電気接続を確実に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明に係る一実施形態を示す。この実施の形態に係る電子回路装置１は、図１に示すように、上方に開口する箱状のケース部材３と、ケース部材３内に収容される２つの回路基板５，７とを備えている。ケース部材３は、略板状に形成された底壁部９と、底壁部９の底面９ａから一体的に立設して該底面９ａを取り囲む側壁部１１とを備えている。また、底壁部９には、その底面９ａから一体的に延びる２種類の支柱１３，１５が相互に間隔をおいて複数形成されている。
【００１４】
複数の第１の支柱１３は、それぞれ底面９ａの周縁に配されており、底面９ａから各第１の支柱１３の先端面１３ａまでの高さ寸法は互いに略等しい。各第１の支柱１３の先端には、第１の回路基板（一方の回路基板）５を固定するための雌ねじ部１７が設けられている。この雌ねじ部１７は、第１の支柱１３の先端面１３ａから窪んだ穴に固定された金属製の筒状部材（不図示）によって構成されている。すなわち、上記筒状部材の内周面に雌ねじ部１７が形成されている。
【００１５】
複数の第２の支柱１５は、第１の支柱１３の内側に配置されており、底面９ａから各第２の支柱１５の先端面１５ａまでの高さ寸法は互いに略等しい。
また、これら第２の支柱１５は、第１の支柱１３よりも高く形成されている。そして、各第２の支柱１５の先端には、第２の回路基板（他方の回路基板）７を固定するための雌ねじ部１９が設けられている。この雌ねじ部１９は、第１の支柱１３の雌ねじ部１７と同様に、第２の支柱１５の先端面１５ａから窪んだ穴に固定された金属製の筒状部材（不図示）によって構成されている。
【００１６】
各第２の支柱１５の延出方向の中途部には、第２の支柱１５の先端側に面する段差面１５ｂが形成されている。すなわち、この段差面１５ｂよりも底壁部９の底面９ａ側に位置する第２の支柱１５の基端部は、段差面１５ｂよりも先端面１５ａ側に位置する第２の支柱１５の先端部よりも大きく形成されている。なお、底壁部９の底面９ａから段差面１５ｂまでの高さ寸法は、第１の支柱１３の先端面１３ａの高さ寸法と略等しくなっている。
以上のように構成されたケース部材３は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のように線膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃となる樹脂材料によって形成されている。
２つの回路基板５，７は、ケース部材３の底面９ａ側から順次重ねて収容されており、ケース部材３内において相互に隙間を介して配されている。なお、各回路基板５，７は、その両面に各種電子部品（不図示）等を搭載して構成されている。
【００１７】
ケース部材３の底面９ａ側に配置される第１の回路基板５は、第１の支柱１３の先端面１３ａ及び第２の支柱１５の段差面１５ｂに当接して配置されている。すなわち、第１の回路基板５には、その厚さ方向に貫通して第２の支柱１５を各々挿通させる複数の挿通孔２１が形成されている。各挿通孔２１は、第２の支柱１５の先端部を挿通させる程度の大きさを有しており、段差面１５ｂに当接するように第２の支柱１５の基端部よりも小さく形成されている。
また、第１の支柱１３の先端面１３ａに当接する第１の回路基板５の周縁には、雌ねじ部１７に対応する固定用孔２３が貫通して形成されている。そして、固定用ネジ２５を上記固定用孔２３に挿通させると共に第１の支柱１３の雌ねじ部１７に螺合させることで、第１の回路基板５がケース部材３に固定されることになる。この状態において、第１の回路基板５はケース部材３の底面９ａとの間に隙間を介して配置されている。
【００１８】
ケース部材３の開口側に配置される第２の回路基板７は、第１の回路基板５よりも小さく形成されており、その周縁が第２の支柱１５の先端面１５ａに当接して固定されている。すなわち、雌ねじ部１９に対応する位置に厚さ方向に貫通する固定用孔２７を形成して構成されている。そして、固定用ネジ２９を上記固定用孔２７に挿通させると共に第２の支柱１５の雌ねじ部１９に螺合させることで、第２の回路基板７がケース部材３に固定されることになる。この状態において、第２の回路基板７は第１の回路基板５との間に隙間を介して配置されている。
なお、ケース部材３の底面９ａと同じ方向に面する第２の回路基板７の上面７ａには、押下操作可能な操作ボタン３１ａを有する操作スイッチ３１が搭載されている。この操作スイッチ３１の搭載位置は、第２の支柱１５の近傍とすることが好ましい。また、第２の回路基板７を固定する固定用ネジ２９には、ケース部材３の開口側に雌ねじ部３３が形成されている。
【００１９】
これら２つの回路基板５，７は、略棒状に形成した接続部材３５を介して相互に電気接続されている。この接続部材３５は、第２の回路基板７に対向する第１の回路基板５の対向面５ａに立設されており、その一端が第２の回路基板７まで延びている。接続部材３５の両端は、半田付け等により各回路基板５，７に接合されている。
さらに、接続部材３５の中途部には屈曲部３５ａが形成されている。この屈曲部３５ａは、接続部材３５の両端を各回路基板５，７に接合した状態で２つの回路基板５，７の隙間に変化が生じた際に弾性変形するようになっており、各回路基板５，７と接続部材３５との接合部分に応力が発生することを抑制する役割を果たしている。
この接続部材３５は、導電性の良好な黄銅によって形成されている。すなわち、上述したケース部材３の線膨張係数は黄銅からなる接続部材３５と略等しくなっている。
【００２０】
また、この電子回路装置１は、ケース部材３内に充填されてケース部材３及び２つの回路基板５，７を一体的に固定する樹脂モールド部３７を備えている。この樹脂モールド部３７は、ウレタン樹脂により形成されており、２つの回路基板５，７やこれらに搭載された各種電子部品を埋設している。すなわち、この樹脂モールド部３７は、回路基板５，７や各種電子部品からなる電子回路装置１の電気回路の防湿対策として形成されるものであり、回路基板５，７や各種電子部品を保護する役割を果たしている。なお、第２の回路基板７を固定する固定用ネジ２９の雌ねじ部３３及び第２の回路基板７に搭載された操作スイッチ３１の操作ボタン３１ａは、樹脂モールド部３７の外側に配置されている。
【００２１】
以下、上記のように構成された電子回路装置１の製造方法について説明する。
はじめに、樹脂材料からなるケース部材３を所定の金型（不図示）を用いて成形する。この際には、第１の支柱１３及び第２の支柱１５の雌ねじ部１７，１９を構成する筒状部材を上記金型内の所定位置に設けた状態で、溶融した樹脂を金型内部に流し込む。これにより、各筒状部材が第１の支柱１３及び第２の支柱１５の先端面１３ａ，１５ａから窪んだ穴に固定されることになる。
また、第１の回路基板５の対向面５ａに接続部材３５の他端を半田付け等により接合させて、接続部材３５を上記対向面５ａに立設させる。
【００２２】
次いで、第１の回路基板５の挿通孔２１に第２の支柱１５を挿通させて、第１の回路基板５を第１の支柱１３の先端面１３ａ及び第２の支柱１５の段差面１５ｂに当接させる。これにより、ケース部材３に対して第１の回路基板５が位置決めされることになる。その後、固定用ネジ２３を第１の支柱１３の雌ねじ部１７に螺合させることで、第１の回路基板５がケース部材３に固定されることになる。
上記第１の回路基板５の位置決めが完了した後には、第２の支柱１５の先端面１５ａに第２の回路基板７を配置すると共に固定用ネジ２９を第２の支柱１５の雌ねじ部１９に螺合させる。これにより、第２の回路基板７がケース部材３に固定される、すなわち、ケース部材３に対して第２の回路基板７が位置決めされることになる。
【００２３】
以上により、２つの回路基板５，７が相互に間隔を隔てた状態でケース部材３に固定されることになる。なお、上記間隔は、第２の支柱１５の先端面１５ａから段差面１５ｂまでの長さを適宜調整することで容易に設定することができる。
また、第２の回路基板７を先端面１５ａに固定した状態においては、接続部材３５の一端が第２の回路基板７に到達しており、この接続部材３５の一端を第２の回路基板７に半田付け等により接合させる。これにより、２つの回路基板５，７が相互に電気接続されることになる。
これら２つの回路基板５，７をケース部材３に取り付けた後には、ケース部材３内にウレタン樹脂を充填して、２つの回路基板５，７やこれらに搭載された各種電子部品を埋設する。以上により、電子回路装置１の製造が終了する。
【００２４】
以上のように製造された電子回路装置１の使用に際して、操作スイッチの操作ボタンを押下した場合には、この押下操作に基づく外力によって第２の回路基板７を撓ませるような応力が第２の回路基板７に発生する。ここで、２つの回路基板５，７は各々独立してケース部材３に固定されているため、また、ウレタン樹脂からなる樹脂モールド部３７が弾性変形してその応力を吸収するため、上記応力が第１の回路基板５に伝達されることはない。
また、第２の回路基板７が撓む際には２つの回路基板５，７の間隔が変化するが、この間隔の変化に追従するように接続部材３５の屈曲部３５ａが弾性変形するため、接続部材３５と各回路基板５，７との接合部分に応力が発生することを防止できる。
【００２５】
また、この電子回路装置１において、ケース部材３が熱に応じて膨張収縮した際には、第２の支柱１５も伸縮するため、その先端面１５ａと段差面１５ｂとの距離が変化する、すなわち、２つの回路基板５，７同士の間隔が変化する。ここで、ケース部材３は、接続部材３５の線膨張係数と略等しい樹脂材料により形成されているため、接続部材３５も第２の支柱１５と同様に伸縮する。したがって、この第２の支柱１５の伸縮に基づいて接続部材３５と各回路基板５，７との接合部分や接続部材３５自体に応力が発生することを防止できる。
【００２６】
上記のように、この電子回路装置１によれば、２つの回路基板５，７はケース部材３に形成された第２の支柱に各々独立して取り付けられているため、外力によって第２の回路基板７を撓ませるような応力が発生しても、第１の回路基板５に応力が発生することを防止できる。
また、２つの回路基板５，７を各々ケース部材３に固定するだけでケース部材３に形成された第２の支柱１５に対する２つの回路基板５，７の位置決めができ、相互に隙間を介して配置された２つの回路基板５，７を備える電子回路装置１を製造することが可能となる。したがって、電子回路装置１の製造効率向上を図ることができる。すなわち、従来のように、２つの回路基板の間に配される別途支柱や各回路基板を支柱に締結するネジが不要となり、電子回路装置１の構成部品点数を削減することができるため、電子回路装置１の製造工程数の削減を図ることができる。
【００２７】
さらに、第１の回路基板５の対向面５ａに立設された接続部材３５の一端と、第２の支柱１５の先端に固定された第２の回路基板７とを接合するだけで２つの回路基板５，７を電気接続することができるため、さらに簡便に電子回路装置１を製造することが可能となる。
また、熱に応じた第２の支柱１５の伸縮に基づいて接続部材３５と各回路基板５，７との接合部分や接続部材３５自体に応力が発生することが無いため、上記接合部分で破断したりや接続部材３５が断線することを防止できる。したがって、２つの回路基板５，７間の電気接続を確実に保持することができる。
【００２８】
さらに、第２の回路基板７を第１の回路基板５よりも小さく形成しておくことにより、第１の回路基板５に操作スイッチ３１を設けた場合と比較して、押下操作に基づく回路基板の撓み量を小さくすることができる。さらに、操作スイッチ３１を第２の支柱１５の近傍に配置することで、第２の回路基板７の撓み量をさらに小さくすることができる。
また、第１の支柱１３の先端面１３ａによって第１の回路基板５の周縁が支持されることに加えて、第２の支柱１５の段差面１５ｂによって第１の回路基板５の周縁の間も支持されているため、ケース部材３に固定された第１の回路基板５がその自重や搭載される各種電子部品によって撓むことも防止できる。
【００２９】
さらに、第２の回路基板７をケース部材３に固定する固定用ネジに樹脂モールド部３７から外方に露出する雌ねじ部３３を形成しておくことにより、電子回路装置１を別個のフレームＦに取り付ける際に、雌ねじ部３３を利用してフレームＦにネジ止めすることが可能となる。すなわち、電子回路装置１をフレームＦに取り付けるための連結機構として雌ねじ部３３を利用することができるため、上記連結機構を電子回路装置１に別個に設ける必要が無くなり、電子回路装置１の構成部品点数をさらに削減することができる。
【００３０】
なお、上記の実施の形態において、第１の支柱１３及び第２の支柱１５の雌ねじ部１７，１９を構成する筒状部材は、ケース部材３を成形すると同時に第１の支柱１３及び第２の支柱１５に固定されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、ケース部材３を成形した後に、第１の支柱１３及び第２の支柱１５の先端面１３ａ，１５ａに形成された穴にそれぞれ圧入するとしても構わない。
また、第１の支柱１３及び第２の支柱１５の雌ねじ部１７，１９は金属製の筒状部材により構成されるとしたが、これに限ることはなく、第１の支柱１３及び第２の支柱１５に直接形成するとしても構わない。
【００３１】
さらに、ケース部材３は、ＰＢＴ等のように線膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃となる樹脂材料により形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも接続部材３５の線膨張係数と略等しい樹脂材料によって形成されていればよい。
また、接続部材３５の中途部には、屈曲部３５ａが形成されるとしたが、これに限ることはなく、特に形成されていなくてもよい。この構成の場合でも、ケース部材３を接続部材３５と略等しい線膨張係数を有する樹脂材料により形成することで、ケース部材３が熱変形しても、各回路基板５，７と接続部材３５との接合部分に応力が発生することを抑制できる。
【００３２】
さらに、第１の回路基板５は、固定用ネジ２５及び第１の支柱１３の雌ねじ部１７によりケース部材３に固定されるとしたが、第１の回路基板５を樹脂モールド部３７内に埋設するだけでもケース部材３に固定することが可能であるため、上記固定用ネジ２５及び第１の支柱１３の雌ねじ部１７を特に設けなくてもよい。
また、樹脂モールド部３７は、ウレタン樹脂により形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも弾性変形可能な樹脂材料により形成されていればよい。また、回路基板５，７や各種電子部品の保護を考慮しない場合には、特に樹脂モールド部３７を形成しなくても構わない。
【００３３】
さらに、電子回路装置１は、２つの回路基板５，７を備えるとしたが、これに限ることはなく、３つ以上の回路基板を備えるとしても構わない。この構成の場合には、上記実施形態の段差面１５ｂと同様に、第２の支柱１５に複数の段差面を形成しておき、第２の支柱１５の先端に固定される１つの回路基板を除いて、各段差面に回路基板を当接させればよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施形態に係る電子回路装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  電子回路装置
３  ケース部材
５  第１の回路基板（一方の回路基板）
５ａ  対向面
７  第２の回路基板（他方の回路基板）
７ａ  上面
９ａ  底面
１５  第２の支柱
１５ｂ  段差面
２１  挿通孔
３１  操作スイッチ
３５  接続部材
【図１】
2007242867.tif 000003