(57)【要約】【課題】充填材の充填量を低減しつつ放熱性を確保した放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】電子部品23の一部に対応する形状の凹凸部13hを有するトレー13に回路モジュール12を収容する。トレー13に第１充填材14を充填する。トレー13をケース体15に収容する。トレー13とケース体15との間のケース体空間部に第２充填材16を充填する。充填材14，16は、凹凸部13hによって、電子部品23の基板21からの突出量に対応して必要最小限の充填量で済むので、充填材14，16の充填量を低減できる。トレー13が第２充填材16を介してケース体15に密着するので、各充填材14，16およびケース体15を介して、放熱性を確保できる。【選択図】図１
2009051034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、および、この基板に実装された電子部品を備えた回路モジュールと；
前記電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有し、前記回路モジュールを収容するトレーと；
前記回路モジュールを収容した前記トレーに充填される第１充填材と；
前記回路モジュールを収容した前記トレーを収容するケース体と；
前記トレーと前記ケース体との間に形成された空間に充填される第２充填材と；
を具備していることを特徴とする電気機器。
【請求項２】
第１充填材と第２充填材とは、同一の材料であり、その少なくとも一部が互いに接触している
ことを特徴とする請求項１記載の電気機器。
【請求項３】
基板、および、この基板に実装された電子部品を備えた回路モジュールを、前記電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有するトレーに収容し、
このトレーに第１充填材を充填し、
この第１充填材を充填したトレーをケース体に収容し、
このトレーとケース体との間に形成された空間に第２充填材を充填する
ことを特徴とする電気機器の製造方法。
【請求項４】
第１充填材と第２充填材とを、同一の材料とし、その少なくとも一部が互いに接触するように充填する
ことを特徴とする請求項３記載の電気機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装した基板を有する回路モジュールを収容したトレーをケース体内に収容する電気機器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気機器として、放電ランプ点灯用の放電灯点灯装置は、電子部品を実装した基板を有する回路モジュールを、ケース体に収容し、流体状の合成樹脂などを充填材として充填し、この合成樹脂を硬化させることで、放熱性を確保するものがある。
【０００３】
しかしながら、このようにケース体に回路モジュールを直接収容して充填材を充填する場合には、回路モジュール全体を充填材中に埋没させるために、基板に実装された電子部品のうち、最も高さが高いものを埋没させるまで充填材を充填する必要があるため、高さが比較的低い電子部品の上部などに、無駄な充填材が生じてその分コストが高くなってしまう。
【０００４】
そこで、電子部品に凹凸に対応した凹凸を形成したトレーに回路モジュールを収容し、トレー内に充填材を充填して硬化させ、このトレーをケース体に収容することで、充填材の充填量を低減したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−８００５５号公報(第６−１３頁、図１−７)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の電気機器は、内部に充填材が充填されたトレーをケース体に収容するものであるため、トレーとケース体との密着性は考慮されていない。このため、トレー内に固定された回路モジュールから発生する熱を、ケース体に伝達することが容易でないので、放熱性の確保が容易でないという問題点を有している。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、充填材の充填量を低減しつつ放熱性を確保した電気機器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の電気機器は、基板、および、この基板に実装された電子部品を備えた回路モジュールと；前記電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有し、前記回路モジュールを収容するトレーと；前記回路モジュールを収容した前記トレーに充填される第１充填材と；前記回路モジュールを収容した前記トレーを収容するケース体と；前記トレーと前記ケース体との間に形成された空間に充填される第２充填材と；を具備しているものである。
【０００８】
回路モジュールは、例えば、絶縁性の部材により板状に形成された基板に電子部品などを実装して所定の回路を形成したものである。
【０００９】
トレーは、例えば耐熱性や絶縁性を有する合成樹脂により形成されている。
【００１０】
第１充填材は、例えばウレタン樹脂、あるいはシリコーン樹脂などの放熱性および絶縁性を有する流体状の部材で、かつ、熱などにより硬化させることが可能なものとする。
【００１１】
ケース体は、例えば金属などの放熱性に優れた部材により形成されている。
【００１２】
第２充填材は、第１充填材と同様に、例えばウレタン樹脂、あるいはシリコーン樹脂などの放熱性および絶縁性を有する流体状の部材で、かつ、熱などにより硬化させることが可能なものとする。
【００１３】
そして、電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有するトレーに回路モジュールを収容し、このトレーに第１充填材を充填するとともに、このトレーをケース体に収容し、トレーとケース体との間に形成された空間に第２充填材を充填することで、充填材の充填量が低減されるとともに、トレーが充填材を介してケース体に密着して、放熱性が確保される。
【００１４】
請求項２記載の電気機器は、請求項１記載の電気機器において、第１充填材と第２充填材とは、同一の材料であり、その少なくとも一部が互いに接触しているものである。
【００１５】
そして、第１充填材と第２充填材とを同一の材料とし、その少なくとも一部を互いに接触させるように充填することで、互いに異なる材料を用いる場合と比較して製造性が向上するとともに、硬化させた際に第１充填材と第２充填材とが確実に一体化され、放熱性が確保される。
【００１６】
請求項３記載の電気機器の製造方法は、基板、および、この基板に実装された電子部品を備えた回路モジュールを、前記電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有するトレーに収容し、このトレーに第１充填材を充填し、この第１充填材を充填したトレーをケース体に収容し、このトレーとケース体との間に形成された空間に第２充填材を充填するものである。
【００１７】
そして、電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有するトレーに回路モジュールを収容し、このトレーに第１充填材を充填するとともに、このトレーをケース体に収容し、トレーとケース体との間に形成された空間に第２充填材を充填することで、充填材の充填量が低減されるとともに、トレーが充填材を介してケース体に密着して、放熱性が確保される。
【００１８】
請求項４記載の電気機器の製造方法は、請求項３記載の電気機器の製造方法において、第１充填材と第２充填材とを、同一の材料とし、その少なくとも一部が互いに接触するように充填するものである。
【００１９】
そして、第１充填材と第２充填材とを同一の材料とし、その少なくとも一部を互いに接触させるように充填することで、互いに異なる材料を用いる場合と比較して製造性が向上するとともに、硬化させた際に第１充填材と第２充填材とが確実に一体化され、放熱性が確保される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の電気機器によれば、電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有するトレーに回路モジュールを収容し、このトレーに第１充填材を充填するとともに、このトレーをケース体に収容し、トレーとケース体との間に形成された空間に第２充填材を充填することで、充填材の充填量を低減できるとともに、トレーが充填材を介してケース体に密着して、放熱性を確保できる。
【００２１】
請求項２記載の電気機器によれば、請求項１記載の電気機器の効果に加えて、第１充填材と第２充填材とを同一の材料とし、その少なくとも一部を互いに接触させるように充填することで、互いに異なる材料を用いる場合と比較して製造性を向上できるとともに、硬化させた際に第１充填材と第２充填材とを確実に一体化でき、放熱性を確保できる。
【００２２】
請求項３記載の電気機器の製造方法によれば、電子部品の少なくとも一部に対応する形状の凹凸を有するトレーに回路モジュールを収容し、このトレーに第１充填材を充填するとともに、このトレーをケース体に収容し、トレーとケース体との間に形成された空間に第２充填材を充填することで、充填材の充填量を低減できるとともに、トレーが充填材を介してケース体に密着して、放熱性を確保できる。
【００２３】
請求項４記載の電気機器の製造方法によれば、請求項３記載の電気機器の製造方法の効果に加えて、第１充填材と第２充填材とを同一の材料とし、その少なくとも一部を互いに接触させるように充填することで、互いに異なる材料を用いる場合と比較して製造性を向上できるとともに、硬化させた際に第１充填材と第２充填材とを確実に一体化でき、放熱性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は電気機器を示す断面図、図２は電気機器の一部を切り欠いて示す斜視図、図３は回路モジュールを収容したトレーを示す断面図、図４は回路モジュールを収容したトレーを示す斜視図、図５は回路モジュールを示す斜視図、図６は電気機器の製造方法を示す説明断面図である。
【００２６】
図１および図２において、11は電気機器としての放電灯点灯装置を示し、この放電灯点灯装置11は、回路モジュール12をトレー13に収容して第１充填材14を充填し、さらに、このトレー13を箱状のケース体15に収容して第２充填材16を充填することで構成され、高輝度放電ランプ(ＨＩＤ)などの放電灯を点灯させるものである。
【００２７】
図１および図５に示すように、回路モジュール12は、板状の基板21と、この基板21に取り付けられたサブ基板22と、基板21に実装された点灯回路部品である電子部品23と、ケース体15に固定される放熱板24とを備えている。
【００２８】
基板21は、例えばガラスエポキシなどの絶縁性の部材により、例えば長辺21a，21bと短辺21c，21dとを有する長方形状などに形成されている。なお、以下、この基板21の電子部品23の殆どが突出している側の主面を部品面とし、その反対側の主面をはんだ面とする。また、この基板21の四隅には、回路モジュール12をケース体15に収容した状態でケース体15に対して基板21のはんだ面を収容部の下面から所定距離浮かせるためのスペーサ26がそれぞれ取り付けられている。さらに、この基板21の一部である長辺21aには、第１充填材14をトレー13に充填する際に用いられる第１充填材11の充填用孔部であるトレー充填用穴27が、例えば四角形状に切り欠き形成されている。そして、この基板21の一部である短辺21cには、第２充填材16をケース体15に充填する際に用いられる第２充填材16の充填用孔部であるケース体充填用穴28が、例えば四角形状に切り欠き形成されている。
【００２９】
スペーサ26は、板状に形成され、例えば基板21に対して略垂直となるように取り付けられている。また、このスペーサ26は、基板21に対して、部品面側とはんだ面側とのそれぞれの側に突出している。
【００３０】
トレー充填用穴27およびケース体充填用穴28は、スペーサ26の近傍の基板21の電子部品23が配設されていないデッドスペースに形成されている。すなわち、トレー充填用穴27は、基板21の長手方向の一端寄り、換言すれば、基板21の長手方向の中心位置に対して偏った位置に形成され、ケース体充填用穴28は、基板21の幅方向の一側寄り、換言すれば、基板21の幅方向の中心位置に対して偏った位置に形成されている。
【００３１】
サブ基板22は、例えば図示しない電子部品が実装されて基板21に形成された点灯回路を制御する制御回路などを形成しているもので、基板21よりも小型の四角形状に形成され、例えば基板21の長手方向に沿って、基板21の部品面に配設されている。
【００３２】
電子部品23は、例えばコンデンサ、抵抗器、インダクタ、トランジスタ、あるいはＩＣなどであり、基板21上に形成された図示しないパターンなどとともに、所定の回路、ここでは図示しない放電灯を点灯させるインバータを備えた点灯回路を、基板21上に形成している。なお、各図において、電子部品23は一部のみを記載し、その配置は任意に設定可能である。
【００３３】
放熱板24は、放熱性を有する、例えばアルミニウムなどの金属により細長い四角形状に形成され、電子部品23の一部であるトランジスタ23aに密着して取り付けられ、基板21に対して垂直方向に面方向を向けて基板21のトレー充填用穴27に対向する長辺21bに沿って配置されている。また、放熱板24の長手方向の両端部には、基板21の部品面に固定される被固定部24aが、放熱板24から垂直方向に突出して基板21のはんだ面上に沿って形成されている。さらに、放熱板24の長手方向の両端部近傍には、放熱板24をケース体15に固定するための固定穴であるケース体取付穴24bがそれぞれ形成されている。
【００３４】
また、図１、図３および図４に示すように、トレー13は、例えば耐熱性を有する電気絶縁材、例えばポリプロピレンなどによりフィルム状に成形されており、長手方向に沿う側板13a，13bと、幅方向に沿う端板13c，13dと、これら側板13a，13bおよび端板13c，13dに連続する上げ底部である天板13eとを有している。そして、このトレー13は、回路モジュール12の基板21の外形よりも若干大きく、かつ、ケース体15の内形よりも若干小さい外形に形成されている。
【００３５】
側板13a，13bは、互いに平行に離間されて対向し、天板13eに対して略垂直にそれぞれ折り曲げ形成されている。また、側板13a，13bの長手方向の両端部は、端板13c，13dと連続している。さらに、側板13bは、回路モジュール12をトレー13に収容した状態で放熱板24と密着する部分であり、この放熱板24のケース体取付穴24bのそれぞれに対応する位置に、取付穴13f(一方のみ図示)が形成されている。
【００３６】
端板13c，13dは、互いに平行に離間されて対向し、天板13eに対して略垂直にそれぞれ折り曲げ形成されている。また、端板13cは、回路モジュール12をトレー13に収容した状態で、回路モジュール12のケース体充填用穴28に嵌合する凹部13gが形成されている。この凹部13gは、天板13eまで連続する直線状に形成されている。
【００３７】
そして、天板13eは、電子部品23の一部の形状に対応して凹凸部13hが形成されている。この天板13eの凹部内面に、回路モジュール12の基板21のスペーサ26が接触することで、回路モジュール12をトレー13に収容した状態で、凹凸部13hにより天板13eと電子部品23とが干渉しないように、換言すれば、電子部品23と天板13eの凹凸部13hなどのトレー13との間に空間であるトレー空間部S1(図６)が形成されるように、トレー13が構成されている。なお、この収容状態で、スペーサ26は、トレー13の側板13a，13bと端板13c，13dとにより周縁を囲まれ天板13eに対向する開口から、トレー13の外方に突出している。
【００３８】
第１充填材14は、例えばウレタン樹脂、あるいはシリコーン樹脂などの流動性を有する流体状すなわち液状で、かつ、熱硬化性の部材であって、放熱性を向上するための図示しないフィラーなどを含み、硬化状態で絶縁性、防水性および放熱性を有するものである。そして、この第１充填材14は、天板13eを下側にしたトレー13内に回路モジュール12の部品面側を下側として収容した状態で、トレー充填用穴27からトレー空間部S1に充填されることで、回路モジュール12の基板21の部品面側とはんだ面側とのそれぞれを埋没させる。なお、回路モジュール12の基板21のはんだ面側は、第２充填材16を充填することでこの第２充填材16に埋没するので、必ずしも第１充填材14に埋没させなくてもよい。
【００３９】
ケース体15は、図１および図２に示すように、長手方向に沿うケース体側板15a，15bと、幅方向に沿うケース体端板15c，15dと、これらケース体側板15a，15bおよびケース体端板15c，15dとに連続する底板15eとを有する四角形箱状に、例えば金属などの部材により形成されている。そして、このケース体15は、トレー13を収容した状態で、このトレー13全体を収容可能な深さに形成されている。
【００４０】
ケース体側板15a，15bは、互いに平行に離間されて対向し、底板15eに対して略垂直にそれぞれ折り曲げ形成されている。また、ケース体側板15a，15bの長手方向の両端部は、ケース体端板15c，15dと連続している。さらに、ケース体側板15bには、トレー13の取付穴13f，13fと対向する位置に、図示しないねじなどがねじ止めされる固定用ねじ穴15f，15fが形成されている。そして、この固定用ねじ穴15f，15fとトレー13の取付穴13f，13fとを介して、放熱板24のケース体取付穴24b，24bにねじが固定されることで、トレー13をケース体15と確実に固定するとともに、放熱板24をケース体15に、トレー13の側板13bを介して密着させることで、トランジスタ23a(図５)からの放熱を可能としている。
【００４１】
また、ケース体端板15c，15dは、互いに平行に離間されて対向し、底板15eに対して略垂直にそれぞれ折り曲げ形成されている。
【００４２】
さらに、底板15eは、回路モジュール12を収容したトレー13を収容した状態で、トレー13から突出したスペーサ26が当接することにより、底板15e、ケース体側板15a，15bおよびケース体端板15c，15dとトレー13との間に、ケース体充填用穴28を介してケース体15の外部と連通する空間であるケース体空間部S2(図６)が形成される。
【００４３】
そして、第２充填材16は、例えば第１充填材14と同一の材料により構成され、ケース体充填用穴28からケース体空間部S2に充填される。この第２充填材16によって、本実施の形態ではトレー13がケース体15に固定されるが、固定は別の手段で行われるものであってもよい。なお、この第２充填材16は、第１充填材14と同様に、流動性を有する液状で、硬化後に絶縁性、防水性および放熱性を有する部材であって、硬化させた状態で第１充填材14の少なくとも一部と互いに接触するようにして一体化できるものであれば、第１充填材14と異なる材料などとしてもよい。
【００４４】
次に、上記一実施の形態の放電灯点灯装置11の製造方法を説明する。
【００４５】
まず、図６(a)に示すように、トレー13の天板13eを下側とし、電子部品23を実装した基板21を有する回路モジュール12を、電子部品23の突出側である部品面を下側として、トレー13に収容する。
【００４６】
このとき、基板21のケース体充填用穴28を、トレー13の凹部13gに嵌合させることで、回路モジュール12がトレー13に対して位置決めされるとともに回路モジュール12がトレー13内にて仮固定され、基板21の各スペーサ26の下部がトレー13の天板13eに当接することで、回路モジュール12がトレー13に支持される。また、回路モジュール12の電子部品23とトレー13の凹凸部13hとの間に、トレー空間部S1が形成される。さらに、トレー13の取付穴13f，13fと、放熱板24のケース体取付穴24b，24bとが位置合わせされる。
【００４７】
次いで、図６(b)に示すように、トレー充填用穴27にノズルN1を挿入して液状の第１充填材14をトレー空間部S1へと充填することで、このトレー空間部S1内の空気が、基板21に形成された図示しない孔部などを介して外部に押し出され、電子部品23が第１充填材14に埋没する。この第１充填材14は、例えば回路モジュール12の基板21のはんだ面が埋没するまで充填する。
【００４８】
この状態で、図６(c)に示すように、トレー13を所定温度下で所定時間熱処理することにより、第１充填材14を硬化させる。
【００４９】
さらに、図６(d)に示すように、この回路モジュール12を収容したトレー13を、天板13e側を上側としてケース体15内に収容する。
【００５０】
このとき、トレー13から突出したスペーサ26がケース体15の底板15eに接触することで、トレー13とケース体15との間にケース体空間部S2が形成される。
【００５１】
さらに、トレー13の取付穴13f，13fが、ケース体15の固定用ねじ穴15fと位置合わせされ、この固定用ねじ穴15fに図示しないねじを挿入して、トレー13を介して放熱板24をケース体15にねじ止めする。
【００５２】
そして、図６(e)に示すように、ケース体充填用穴28にノズルN2を挿入して液状の第２充填材16をケース体空間部S2へと充填することで、このケース体空間部S2内の空気が、トレー13とケース体15との隙間などから押し出され、第２充填材16の一部がトレー13内の第１充填材14と基板21のはんだ面側などで接触する。
【００５３】
この後、図６(f)に示すように、ケース体15を所定温度下で所定時間熱処理することにより、第２充填材16を硬化させ、放電灯点灯装置11を完成する。
【００５４】
以上のように、上記一実施の形態では、電子部品23の一部に対応する形状の凹凸部13hを有するトレー13に回路モジュール12を収容し、このトレー13に第１充填材14を充填するとともに、このトレー13をケース体15に収容し、トレー13とケース体15との間に形成されるケース体空間部S2に第２充填材16を充填する構成とした。
【００５５】
このため、充填材14，16は、凹凸部13hによって、電子部品23の基板21からの突出量に対応して必要最小限の充填量で済むので、第１充填材14の充填量、すなわち、全体として使用する充填材14，16の充填量を低減できるとともに、トレー13が第２充填材16を介してケース体15に密着するので、各充填材14，16およびケース体15を介して、放熱性を確保できる。
【００５６】
この結果、比較的高価な充填材14，16の使用量を低減できるので、放電灯点灯装置11のコストを低減できるとともに、充填材14，16の充填量を低減できることで、充填時間の短縮や放電灯点灯装置11の軽量化をも図ることができる。
【００５７】
そして、各電子部品23は、第１充填材14の充填量を抑制しても、第１充填材14内に確実に埋没させることができるので、水分などの浸入による回路モジュール12への好ましくない影響を防止でき、信頼性を向上できる。
【００５８】
また、第１充填材14と第２充填材16とを同一の材料とし、その少なくとも一部が互いに接触するように充填することで、互いに異なる材料を用いる場合と比較して製造性を向上できるとともに、第２充填材16を硬化させた際に第１充填材14と第２充填材16とを確実に一体化でき、放熱性を確保できる。
【００５９】
さらに、トレー充填用穴27を基板21の角部近傍に形成することで、このトレー充填用穴27から充填された第１充填材14がトレー空間部S1全体へと略均一に拡がるので、第１充填材14を、確実に充填できる。
【００６０】
同様に、ケース体充填用穴28をケース体15内の角部近傍に位置するように基板21に形成することで、このケース体充填用穴28から充填された第２充填材16がケース体空間部S2全体へと略均一に拡がるので、第２充填材16を、確実に充填できる。
【００６１】
そして、ケース体充填用穴28に嵌合する凹部13gをトレー13に設けることで、回路モジュール12をトレー13内に収容する際に、回路モジュール12を容易に位置決めできるとともに、トレー13の取付穴13f，13fと、ケース体15の固定用ねじ穴15fとを、容易に位置合わせできる。
【００６２】
また、回路モジュール12は、放電灯を点灯させる点灯回路部品を基板21に実装したことで、このような放電灯点灯装置11に対しても対応させて用いることができる。
【００６３】
なお、上記一実施の形態において、各充填材14，16は、充填時に流動性を有し、硬化後に絶縁性および放熱性などを有するものであれば、任意のものを選択できる。
【００６４】
また、電気機器は、放電灯を点灯させる点灯回路部品を用いた放電灯点灯装置に限らず、その他の電力変換装置や、別の電気機器などにも適用することもでき、同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態の電気機器を示す断面図である。
【図２】同上電気機器の一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図３】同上回路モジュールを収容したトレーを示す断面図である。
【図４】同上回路モジュールを収容したトレーを示す斜視図である。
【図５】同上回路モジュールを示す斜視図である。
【図６】同上電気機器の製造方法を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
11    電気機器としての放電灯点灯装置
12    回路モジュール
13    トレー
14    第１充填材
15    ケース体
16    第２充填材
21    基板
23    電子部品
S2    空間であるケース体空間部
【図１】
2009051034.tif 000003
【図２】
2009051034.tif 000004
【図３】
2009051034.tif 000005
【図４】
2009051034.tif 000006
【図５】
2009051034.tif 000007
【図６】
2009051034.tif 000008