JP4269631B2

JP4269631B2 - 電子回路モジュール

Info

Publication number: JP4269631B2
Application number: JP2002300997A
Authority: JP
Inventors: 田中　　渉; 務塩見
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP2004140034A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置のランプ点灯用回路等の電子回路を筐体内に収容した電子回路モジュールに係り、特に、電子回路の振動耐性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、照明装置にはランプ点灯用回路等の電子回路が備えられており、電子回路を保護するために筐体の内部に収容してモジュール化している。照明装置の用途が拡大するに連れて、電子回路モジュールが比較的環境条件の悪い場所に設置されるケースが増大しつつある。例えば、自動車の前照灯の場合、ランプ点灯用の電子回路モジュールも自動車の前部近傍に設置されることになるが、空気中の塵埃や水分にさらされるだけでなく、走行中の振動やはね水などの影響を直接受けることになる。従って、このような環境条件の悪い場所で使用される電子回路モジュールの分野では、従来からこのような厳しい使用環境に対応可能な筐体が望まれていた。
【０００３】
また、上記のような環境条件の悪い場所で使用される電子回路モジュールの分野では、筐体内部の電子部品を振動から保護すると共に、防湿性・熱拡散性を向上させて、電子回路の長期的な信頼性を向上させる目的で、筐体と電子回路との隙間に有機系（主にシリコン系）の充填剤を充填することが行われている。ところが、上記の隙間を満たすには、多量の充填剤を要するため、近年高まりつつある電子回路モジュールの軽量化及びコストダウンの要求の実現を妨げる大きな原因の１つとなっていた。これに対して、振動に対する電子回路の長期的な信頼性を確保しつつ、電子回路モジュールを軽量化するためには、充填剤を用いることなく、振動が電子回路に与える悪影響を減ずる手段を講じる必要がある。
【０００４】
そこで、ガスの着火に用いる点火装置の分野において、装置本体が受ける振動により装置内蔵の回路基板の外部接続線が切れるのを防止する目的で、ケース本体に設けた仕切壁（突起部）とケース底板に設けられたリブ（突起部）とで回路基板を挟持して、装置本体が受ける振動に起因する回路基板の振動を減ずるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、携帯電話等の形態通信端末の分野において、電磁波の遮蔽・吸収機能の向上、筐体の剛性保持、筐体の軽量化等を目的として、上側及び下側の筐体をマグネシウム合金で成形したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６０−７１８５９号公報（第１−６頁、第１乃至第３図）
【特許文献２】
特開２００１−１８５８６５号公報（第１−５頁、第１図、第２図）
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に示される発明には、回路基板を筐体に固定する効果はあっても、回路基板の振動自体を減衰させる効果はない。また、筐体を合成樹脂で成形しているので、筐体の剛性を高めるには筐体を厚肉にする必要があり、放熱性も悪く、筐体による電磁波シールドの効果も少ない。
【０００７】
また、上記特許文献１に示されるような従来の電子回路モジュールの筐体を鉄系の板金で成形した場合には、加工方法による制限から筐体形状の自由度が低く、部品の複合化を図ることが困難であるという問題や、金属とはいえ、薄板を加工しているため、必ずしも充分な剛性が得られないという問題があった。また、板金製の筐体では、大きな振動減衰機能を得ることが望めない。
【０００８】
さらにまた、上記特許文献１に示される電子回路モジュールの筐体をアルミニウム合金でダイキャスト成形した場合には、ダイキャスト成形時における溶融したアルミニウム合金の流動性の低さから、筐体の肉厚を薄くすることが困難であり、筐体の小型化および軽量化を図ることが困難であるという問題や、肉厚を薄くできたとしても、筐体の剛性が低下するという問題があった。また、アルミニウム合金製の筐体では、大きな振動減衰機能を得ることが望めない。
【０００９】
また、上記特許文献２に示される電子回路モジュールでは、マグネシウム合金製の筐体自体は大きな振動吸収性を有していても、回路基板を螺子止めで筐体に固定しているに過ぎないため、筐体により回路基板の振動を充分に減衰させることができない。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、外部からの振動に起因する回路基板の振動を充分に減衰させることができるようにして、外部からの振動に対する電子回路の長期的な信頼性を維持することができ、しかも、筐体を小型化、軽量化することが可能な電子回路モジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、電子回路が構成された回路基板と、この回路基板に対して略平行に設けられた第１及び第２の平板と、これらの平板のうち少なくとも一方の平板の周縁部から延在する側壁とを有し、第１及び第２の平板と側壁とで形成された空洞部に回路基板が配された電子回路モジュールであって、平板から延在する突起部を有し、この突起部により回路基板が固定され、上記平板のうち少なくとも一方の平板がマグネシウムを主成分とする材料から成り、回路基板にスルーホール又は凹部が設けられ、スルーホールに突起部が挿入されて、又は凹部に突起部が嵌合されて、回路基板が平板に固定されたものである。
【００１２】
上記構成においては、第１及び第２の平板のうち少なくとも一方の平板を振動吸収性の高いマグネシウムを主成分とする材料で成形して、この平板から延在する突起部で回路基板を固定するようにしたので、外部からの振動に起因する回路基板の振動を突起部を介して上記平板のうち少なくとも一方の平板で減衰させることができる。これにより、外部からの振動に対する電子回路の長期的な信頼性を維持することができる。また、上記平板の成形に用いられるマグネシウムを主成分とする材料は、金属類の中では軽量でありながら、充分な強度を有し、成形性が良く、寸法精度を高めることが可能であるため、上記平板の薄型化、小型化及び軽量化を図ることができる。また、回路基板にスルーホール又は凹部が設けられ、スルーホールに突起部が挿入されて、又は凹部に突起部が嵌合されて、回路基板が平板に固定されるようにしたことにより、回路基板を第１及び第２の平板から構成される筐体に確実に固定することができる。
【００１６】
また、上記の電子回路が放電灯点灯用の電子回路であってもよい。これにより、外部からの振動を受けやすい放電灯点灯用の電子回路モジュールにおいて、上記の作用を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の電子回路モジュールは、高圧放電ランプ（ＨＩＤ：High Intensity Discharge lamp）の点灯用電子回路を内蔵したものである。第１の実施形態による電子回路モジュールの概略構成について図１を参照して説明する。この電子回路モジュール１は、上記の点灯用電子回路２（以下、電子回路という）が構成された回路基板３と、この回路基板３を収納する筐体を構成するマグネシウム合金製のケース本体４（第１の平板）及びケース底板５（第２の平板）を有しており、ケース本体４の天板とケース底板５とは回路基板３に対して略平行になるように配設されている。ケース本体４は、その天板の周縁部から延在する側壁６を有しており、また、その天板上における回路基板３と対峙する位置に複数の突起部７を持つ。また、ケース底板５は、回路基板３との対面上に複数の突起部８を持つ。
【００１８】
上記の回路基板３上には、ＩＣ、小型トランジスタ、コンデンサ、ダイオード等から成り、高圧放電ランプの点灯制御を行う制御部２１と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、トランス、コンデンサ等から成るスイッチング回路部２２と、電気入力側及び電気出力側のノイズを除去するための電気入力側ノイズフィルタ２３及び電気出力側ノイズフィルタ２４とが配設されている。
【００１９】
次に、図２及び図３を参照して、上記回路基板３上の制御部２１等の回路を構成する電子部品２０とケース本体４側の突起部７とケース底板５側の突起部８との位置関係について説明する。図２は、ケース底板５側の突起部８が回路基板３を挟んでケース本体４側の突起部７に対向する位置に配設されている例を示す。図３は、ケース底板５側の突起部８が回路基板３を挟んで電子部品２０の略中央に相当する位置に配設されている他の例を示す。これらいずれの例においても、ケース本体４側の突起部７は、回路基板３上における各電子部品２０の間の部分に当接しており、また、ケース底板５側の突起部８も回路基板３に当接している。この構成においては、ケース本体４側の突起部７とケース底板５側の突起部８とで回路基板３を挟み込むことにより、回路基板３がケース本体４とケース底板５とからなる筐体９に固定される。
【００２０】
次に、本電子回路モジュール１の筐体９を構成するケース本体４とケース底板５とが有する制振機能について説明する。本電子回路モジュール１のケース本体４及びケース底板５は、マグネシウムを主成分とする材料であるマグネシウム合金、例えばＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials：アメリカ材料試験協会）規格のＡＺ９１Ｄ，ＡＺ９１Ｂ，ＡＭ６０Ｂ等の合金で成形されている。これらのマグネシウム合金は、電子回路モジュールの筐体に用いられることが多い鋳鉄やアルミニウム展伸材と比較して高い振動吸収性（減衰能：ＳＤＣ）を有している。この振動吸収性は、被検材料に振動を加えたときに、振動の１サイクルで失われるエネルギー損失率（％）を示し、初期の振動エネルギーをＡ₀、１サイクル後の振動エネルギーをＡ₁とすると、下記の式で求められる。
ＳＤＣ＝１００×（Ａ₀ ^２−Ａ₁ ^２）／Ａ₀ ^２
【００２１】
下記の表１は、マグネシウム合金にＡＺ９１Ｄを用い、アルミニウム展伸材に３５６−Ｔ６を用いた場合におけるマグネシウム合金とアルミニウム展伸材と鋳鉄との振動吸収性を比較した表である。この表１に示されるように、マグネシウム合金は、鋳鉄の２倍乃至３倍程度で、アルミニウム展伸材の３０倍乃至４０倍程度の振動吸収性を有している。
【表１】

【００２２】
本電子回路モジュール１においては、上記のような振動吸収性の高いマグネシウム合金で、突起部７を有するケース本体４と突起部８を有するケース底板５とを成型したことにより、外部からの振動に起因する回路基板３の振動を突起部７と突起部８とを介してケース本体４とケース底板５とで減衰させることができる。これにより、外部からの振動に起因する電子部品２０と回路基板３との接合力の低下を防いで、振動に対する電子回路２の長期的な信頼性を維持することができる。
【００２３】
また、本電子回路モジュール１の筐体９は、軽量の金属であるマグネシウム合金をダイカスト成形、射出成形（チクソモールディングを含む）、鋳造等の成形方法を用いて所定の形状に成形したものであるため、薄型化、小型化、軽量化を図ることが容易である。以下に、その理由について説明する。マグネシウム合金の比重は、約１．８であって、一般に電子回路モジュールの筐体に用いられるダイカスト用アルミニウム合金ＡＤＣ１０〜１２（比重が約２．７）よりも軽量であり、同じ肉厚のマグネシウム合金と上記のアルミニウム合金とを比較すると、マグネシウム合金の重量は上記アルミニウム合金の３分の２程度の重量である。マグネシウム合金は、上記のように軽量でありながら、強度が高く、成形性が良く、寸法精度が高いため、マグネシウム合金製の筐体９は、鉄系の板金製の筐体やアルミニウム合金製の筐体よりも薄肉化が可能である。従って、電子回路モジュール１の筐体９をマグネシウム合金で成形することにより、筐体の薄型化、小型化、軽量化を図ることができる。
【００２４】
また、上記のように、マグネシウム合金製の筐体９は、薄肉化が可能であるため、高集積化、高配置密度化された電子部品２０の間に突起部７及び突起部８を配することができ、これらの突起部７及び突起部８により電子部品２０が密集して配された回路基板３を筐体９に確実に固定することができる。なお、筐体９の表面には使用環境に応じて防錆処理（化成処理、塗装、メッキ処理等）を施してもよいし、外観面を考慮して印刷や塗装を施してもよい。
【００２５】
上述したように、第１の実施形態の電子回路モジュール１によれば、振動吸収性の高いマグネシウム合金で、突起部７を有するケース本体４と突起部８を有するケース底板５とを成型したことにより、外部からの振動に起因する回路基板３の振動を突起部７と突起部８とを介してケース本体４とケース底板５とで減衰させることができる。また、ケース本体４とケース底板５とからなる筐体９の成形に用いられるマグネシウムを主成分とする材料は、金属類の中では軽量でありながら、充分な強度を有し、成形性が良く、寸法精度を高めることが可能である。このため、外部からの振動に対する電子回路２の長期的な信頼性を損なうことなく、筐体９の薄型化、小型化及び軽量化を図ることができ、また、プラスチック等の材料を使用した場合と比べて筐体９の剛性を高めることができる。また、マグネシウム合金は、薄肉化が可能であるため、突起部７及び突起部８を含む筐体９をマグネシウム合金で成形することにより、高集積化、高配置密度化された電子部品２０の間に突起部７及び突起部８を配することができる。これにより、筐体９内の空間容積を減少させることができるので、従来のアルミニウム合金製の筐体等と比べて充填剤の使用量を減らすことができ、筐体９が有する上記の制振機能を考慮すると、突起部７と突起部８の配置の仕方によっては、充填剤を使用する必要がなくなる。
【００２６】
次に、第２の実施形態による電子回路モジュールについて図４を参照して説明する。図４は、上記第１の実施形態の図２又は図３に対応する図である。同図において、第１の実施形態の電子回路モジュール１と同等の部材には同じ番号を付している。本実施形態の電子回路モジュール１は、ケース本体４の天板の周縁部から延在する突起部７とケース底板５周縁部から延在する突起部８とが筐体９の側壁を兼ねるようにしたものである。突起部７の先端部分と突起部８の先端部分とには、それぞれ切欠き７ａと切欠き８ａとが設けられており、これらの切欠き７ａと切欠き８ａとから構成される隙間に回路基板３を挟み込むことにより、回路基板３が筐体９に固定される。この構成においても、外部からの振動に起因する回路基板３の振動を突起部７と突起部８とを介して振動吸収性の高いケース本体４とケース底板５とに伝えることができるので、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００２７】
次に、第３の実施形態による電子回路モジュールについて図５及び図６を参照して説明する。本実施形態の電子回路モジュール１は、回路基板３にスルーホール３１を設けて、このスルーホール３１にケース本体４側の突起部７又は／及びケース底板５側の突起部８を挿入することにより回路基板３を筐体９に固定し得るようにしたものである。図５は、ケース本体４側の突起部７のみを回路基板３のスルーホール３１に嵌入し得るようにした場合を示し、図６は、ケース本体４側の突起部７とケース底板５側の突起部８の両方を回路基板３のスルーホール３１に嵌入し得るようにした場合を示す。図５において、突起部７の先端部７ｂは、突起部７における他の部分よりも左右方向の幅が細くなっており、この先端部７ｂを回路基板３のスルーホール３１に嵌入することにより、回路基板３とケース本体４とが係合されて回路基板３が筐体９に固定される。図６においては、突起部７の先端部７ｂ及び突起部８の先端部８ｂは、突起部７及び突起部８における他の部分よりも左右方向の幅が細くなっており、これらの先端部７ｂ及び先端部８ｂを回路基板３のスルーホール３１に嵌入することにより、ケース本体４及びケース底板５と回路基板３とが係合されて回路基板３が筐体９に固定される。
【００２８】
上記いずれの構成においても、外部からの振動に起因する回路基板３の振動を突起部７と突起部８とを介して振動吸収性の高いケース本体４とケース底板５とに伝えることができるので、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００２９】
次に、第４の実施形態による電子回路モジュールについて図７及び図８を参照して説明する。本実施形態の電子回路モジュール１は、回路基板３に凹部３２を設けて、この凹部３２にケース本体４側の突起部７及びケース底板５側の突起部８が嵌合されて回路基板３が筐体９に固定され得るようにしたものである。図７は、ケース底板５側の突起部８を回路基板３を挟んでケース本体４側の突起部７に対向する位置に配設した場合を示し、図８は、ケース底板５側の突起部８を回路基板３を挟んで電子部品２０の略中央に相当する位置に配設した場合を示す。これらいずれの例においても、ケース本体４側の突起部７とケース底板５側の突起部８とを回路基板３側の凹部３２に嵌入することにより、ケース本体４及びケース底板５と回路基板３とが係合されて回路基板３が筐体９に固定される。このような構成においても、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００３０】
次に、第５の実施形態による電子回路モジュール１について図９を参照して説明する。本実施形態の電子回路モジュール１は、ケース本体４の天板の周縁部から延在する突起部７がリード線３１を介して回路基板３と接続される電子部品２６の固定用部材の役割を兼ねるようにしたものである。一般に、リード線を介して回路基板上の他の電子部品と接続され、筐体内における回路基板から若干離れた位置で自立・固定されて、樹脂被覆されているフィルムコンデンサ、ＨＩＣ（Hybrid IC）等の電子部品は、振動に対して非常に不安定である。このような電子部品２６を振動吸収性の高いマグネシウム合金で成形された突起部７で挟持して固定することにより、外部からの振動に起因する電子部品２６の振動を突起部７を含むケース本体４で減衰させることができる。これにより、外部からの振動に起因する電子部品２６と回路基板３との接合力の低下を防いで、振動に対する電子部品２６の長期的な信頼性を維持することができる。
【００３１】
また、上記のような振動に対して不安定な電子部品２６の振動耐性をより向上させるために、筐体９における電子部品２６の近傍の部分に筐体９における他の部分よりも振動吸収性の高いマグネシウム合金を使用してもよいし、筐体９を構成するケース本体４とケース底板５とのうち、電子部品２６側に配されるケース本体４をケース底板５よりも振動吸収性の高いマグネシウム合金で成形してもよい。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記第１乃至第５の実施形態では、筐体９を構成するケース本体４とケース底板５の両方をマグネシウム合金で成形したが、ケース本体４とケース底板５のいずれか一方のみをマグネシウム合金で成形してもよい。また、上記第２の実施形態では、突起部７の先端部分に設けられた切欠き７ａと突起部８の先端部分に設けられた切欠き８ａとから構成される隙間に回路基板３を挟み込むことにより回路基板３を固定したが、ケース本体側の突起部に凹部を設けて、この凹部に回路基板を嵌合することにより回路基板を固定してもよい。また、上記第１乃至第５の実施形態では、筐体９の内部構造の一例を示したが、筐体の内部構造はこれに限定されず、回路基板上における電子部品の配置に応じて突起部の位置、肉厚、形状を変更してもよい。また、筐体の外郭形状は特に限定されない。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１及び第２の平板のうち少なくとも一方の平板を振動吸収性の高いマグネシウムを主成分とする材料で成形して、この平板から延在する突起部で回路基板を固定するようにしたことにより、外部からの振動に起因する回路基板の振動を突起部を介して上記平板のうち少なくとも一方の平板で減衰させることができる。これにより、外部からの振動に対する電子回路の長期的な信頼性を維持することができる。また、上記平板の成形に用いられるマグネシウムを主成分とする材料は、金属類の中では軽量でありながら、充分な強度を有し、成形性が良く、寸法精度を高めることが可能であるため、第１及び第２の平板から構成される筐体の薄型化、小型化及び軽量化を図ることができる。
【００３５】
また、回路基板にスルーホールが設けられ、このスルーホールに突起部が挿入されて回路基板が平板に固定されるようにすることにより、スルーホールに突起部を係合させて回路基板を第１及び第２の平板から構成される筐体に固定することができる。
【００３６】
また、回路基板に凹部が設けられ、この凹部に突起部が嵌合されて回路基板が平板に固定されるようにすることにより、回路基板を第１及び第２の平板から構成される筐体に確実に固定することができる。
【００３７】
また、上記の電子回路を放電灯点灯用の電子回路とすることにより、外部からの振動を受けやすい放電灯点灯用の電子回路モジュールにおいて、上記に記載の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による電子回路モジュールの分解斜視図。
【図２】上記電子回路モジュールの内部構造の一例を示す断面図。
【図３】上記電子回路モジュールの内部構造の他の例を示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態による電子回路モジュールの断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態による電子回路モジュールの内部構造の一例を示す断面図。
【図６】上記電子回路モジュールの内部構造の他の例を示す断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態による電子回路モジュールの内部構造の一例を示す断面図。
【図８】上記電子回路モジュールの内部構造の他の例を示す断面図。
【図９】本発明の第５の実施形態による電子回路モジュールのケース本体内部を示す透視図。
【符号の説明】
１電子回路モジュール
２電子回路
３回路基板
４ケース本体（第１の平板）
５ケース底板（第２の平板）
６側壁
７突起部
８突起部
３１スルーホール
３２凹部

Claims

電子回路が構成された回路基板と、この回路基板に対して略平行に設けられた第１及び第２の平板と、これらの平板のうち少なくとも一方の平板の周縁部から延在する側壁とを有し、前記第１及び第２の平板と前記側壁とで形成された空洞部に前記回路基板が配された電子回路モジュールであって、
前記平板から延在する突起部を有し、この突起部により前記回路基板が固定され、前記平板のうち少なくとも一方の平板がマグネシウムを主成分とする材料から成り、
前記回路基板にスルーホール又は凹部が設けられ、前記スルーホールに前記突起部が挿入されて、又は前記凹部に前記突起部が嵌合されて、前記回路基板が前記平板に固定されたことを特徴とする電子回路モジュール。
前記電子回路が放電灯点灯用の電子回路であることを特徴とする請求項１に記載の電子回路モジュール。