(57)【要約】【課題】筐体内に埃が取り込まれにくくするとともに、騒音の発生をなくし、かつ、基板に搭載された電子部品を永続的に安定して冷却することが可能な基板ユニットを提供する。【解決手段】この基板ユニットでは、筐体４に空気の流出口４ｄと流入口４ｅとが上下に分かれて設けられており、複数の基板２は、筐体４内において流入口４ｅと流出口４ｄとの間でそれぞれ鉛直方向に延びるとともに水平方向に間隔をあけて互いに平行に配置され、筐体４は、複数の基板２を囲む複数の側壁４ｃを有していて、これら複数の側壁４ｃのうち基板２に沿う方向においてその基板２の一方側に位置する放熱壁４ｆの外面には、熱の放射を促進する塗装が施されており、電子部品８に取り付けられた熱伝達促進部材６は、電子部品８から放熱壁４ｆへの熱の伝達を促進するように配置される。【選択図】図１
2010245315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電時に発熱する電子部品が搭載された複数の基板と、その複数の基板を収容する筐体とを備えた基板ユニットであって、
前記各基板に搭載された電子部品にそれぞれ取り付けられ、その電子部品から前記筐体への熱の伝達を促進させるための熱伝達促進部材を備え、
前記筐体には、所定の位置に空気の流入口が設けられているとともに、その流入口から上側に離間した位置に空気の流出口が設けられており、
前記複数の基板は、前記筐体内において前記流入口と前記流出口との間でそれぞれ鉛直方向に延びるとともに水平方向に間隔をあけて互いに平行に配置され、
前記筐体は、前記複数の基板を囲む複数の側壁を有していて、これら複数の側壁のうち前記基板に沿う方向においてその基板の一方側に位置する第１の側壁の外面には、熱の放射を促進する塗装が施されており、
前記熱伝達促進部材は、前記電子部品から前記第１の側壁への熱の伝達を促進するように配置される、基板ユニット。
【請求項２】
前記熱伝達促進部材は、前記筐体の内面から離間して設けられているとともに、放射伝熱により前記第１の側壁へ熱を伝達可能な部材からなり、
前記第１の側壁の内面には、熱の吸収を促進する塗装が施されている、請求項１に記載の基板ユニット。
【請求項３】
前記熱伝達促進部材は、前記電子部品に取り付けられるとともに前記基板に沿って前記第１の側壁へ向かって延びる第１延設部と、その第１延設部の先端部に繋がり、前記第１の側壁に対面するように設けられた第１放熱部とを有し、
前記第１放熱部のうち少なくとも前記第１の側壁に対向する面には、熱の放射を促進する塗装が施されている、請求項２に記載の基板ユニット。
【請求項４】
前記筐体は、当該筐体内に収容される前記基板に沿う方向において前記第１の側壁と対向する位置に設けられ、外面に熱の放射を促進する塗装が施されているとともに内面に熱の吸収を促進する塗装が施された第２の側壁を有し、
前記熱伝達促進部材は、前記電子部品に取り付けられるとともに前記基板に沿って前記第２の側壁へ向かって延びる第２延設部と、その第２延設部の先端部に繋がり、前記第２の側壁に対面するように設けられた第２放熱部とを有し、
前記第２放熱部のうち少なくとも前記第２の側壁に対向する面には、熱の放射を促進する塗装が施されている、請求項３に記載の基板ユニット。
【請求項５】
前記熱伝達促進部材は、熱伝導可能な材料からなり、前記電子部品に取り付けられるとともに前記第１の側壁に接触している、請求項１に記載の基板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱体である電子部品が搭載された複数の基板と、その複数の基板を収容する筐体とを備えた基板ユニットが知られており、このような基板ユニットの一例が下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された基板ユニットでは、箱形の筐体内に複数の基板がそれぞれ水平に配置されているとともに上下に間隔をあけて配設されている。また、筐体には、吸気口が設けられており、筐体内には、冷却ファンが設置されている。そして、この冷却ファンが駆動することにより、吸気口を通じて筐体内に外気を取り込んでその筐体内に強制対流を生じさせ、それによって筐体内に収容された基板上の電子部品が冷却されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６３６６０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の構成では、冷却ファンにより外気を筐体内に強制的に取り込んで筐体内で強制対流を生じさせるので、筐体の外部から電子基板にとって有害な埃等が筐体内に取り込まれやすくなるという問題点がある。さらに、この特許文献１の構成では、冷却ファンの駆動により騒音が発生するという問題点があるとともに、冷却ファンを長期間に亘って駆動させることに起因して冷却ファンに故障が発生した場合に電子部品を冷却できなくなる虞がある。
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、筐体内に埃が取り込まれにくくするとともに、騒音の発生をなくし、かつ、基板に搭載された電子部品を永続的に安定して冷却することが可能な基板ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の基板ユニットは、通電時に発熱する電子部品が搭載された複数の基板と、その複数の基板を収容する筐体とを備えた基板ユニットであって、前記各基板に搭載された電子部品にそれぞれ取り付けられ、その電子部品から前記筐体への熱の伝達を促進させるための熱伝達促進部材を備え、前記筐体には、所定の位置に空気の流入口が設けられているとともに、その流入口から上側に離間した位置に空気の流出口が設けられており、前記複数の基板は、前記筐体内において前記流入口と前記流出口との間でそれぞれ鉛直方向に延びるとともに水平方向に間隔をあけて互いに平行に配置され、前記筐体は、前記複数の基板を囲む複数の側壁を有していて、これら複数の側壁のうち前記基板に沿う方向においてその基板の一方側に位置する第１の側壁の外面には、熱の放射を促進する塗装が施されており、前記熱伝達促進部材は、前記電子部品から前記第１の側壁への熱の伝達を促進するように配置される。
【０００８】
この基板ユニットでは、筐体内に収容された複数の基板が、筐体に上下に分かれて設けられた流出口と流入口との間で鉛直方向に延びるとともに水平方向に間隔をあけて互いに平行に配置されているので、各基板に搭載された電子部品が発熱した場合に各基板間の空気が暖められてその空気が各基板に沿って上昇し、筐体内で自然対流が生じる。この自然対流が生じるのに伴って、流入口を通じて外部から筐体内に空気が流入するとともに、電子部品の発熱によって暖められた空気が各基板に沿って筐体内を上昇し、流出口を通じて筐体の外部へ流出するという空気の流れが生じ、これによって電子部品が冷却される。そして、この時の空気の流れは、冷却ファンによって強制的に筐体内に外気を取り込む場合に比べて弱い空気の流れとなるため、その冷却ファンを用いる場合に比べて筐体内に埃が取り込まれにくくすることができる。
【０００９】
さらに、この基板ユニットでは、電子部品から筐体の第１の側壁への熱の伝達を促進するように配置される熱伝達促進部材が各基板の電子部品にそれぞれ取り付けられているため、各基板の電子部品が発する熱を熱伝達促進部材により良好かつ集中的に筐体の第１の側壁に伝達することができる。換言すれば、各基板の電子部品が発する熱を共通の第１の側壁に集めることができる。そして、この第１の側壁の外面に熱の放射を促進する塗装が施されているため、第１の側壁に集められた熱を筐体の外部へ良好に放射することができる。すなわち、電子部品から発する熱が分散して多方向から筐体の外部へ放射される場合に比べて、効率の高い電子部品の冷却を行うことができる。この基板ユニットでは、以上のような電子部品の冷却が行われるため、筐体内に強制的に外気を取り込んで強制対流を生じさせる冷却ファンを用いることなく、電子部品の冷却を行うことができ、そのような冷却ファンの長期駆動に伴う故障の心配も生じない。従って、この基板ユニットでは、筐体内に埃が取り込まれにくくするとともに、冷却ファンによる騒音の発生をなくし、かつ、基板に搭載された電子部品を永続的に安定して冷却することができる。
【００１０】
上記基板ユニットにおいて、前記熱伝達促進部材は、前記筐体の内面から離間して設けられているとともに、放射伝熱により前記第１の側壁へ熱を伝達可能な部材からなり、前記第１の側壁の内面には、熱の吸収を促進する塗装が施されていてもよい。
【００１１】
この構成では、熱伝達促進部材が筐体の内面から離間した状態で、電子部品から発する熱をその熱伝達促進部材による放射伝熱により筐体の第１の側壁へ良好に伝達することができる。ところで、電子部品が発する熱の第１の側壁への伝達を促進するためには、熱伝達促進部材の一部を第１の側壁の内面に接続して当該熱伝達促進部材を通じての熱伝導により電子部品の熱を第１の側壁に伝達させることも考えられる。これに対して、本構成では、筐体内で熱伝達促進部材を第１の側壁の内面に接続する作業を省略することができ、なおかつ、電子部品から第１の側壁への熱の伝達を促進することができる。従って、本構成では、熱伝達促進部材の取り付け作業を簡略化しながら、電子部品から発する熱を筐体の第１の側壁へ良好に伝達することができる。
【００１２】
この場合において、前記熱伝達促進部材は、前記電子部品に取り付けられるとともに前記基板に沿って前記第１の側壁へ向かって延びる第１延設部と、その第１延設部の先端部に繋がり、前記第１の側壁に対面するように設けられた第１放熱部とを有し、前記第１放熱部のうち少なくとも前記第１の側壁に対向する面には、熱の放射を促進する塗装が施されていることが好ましい。
【００１３】
このように構成すれば、熱伝達促進部材において電子部品から第１延設部を通じて第１放熱部に熱を伝達することができるとともに、その第１放熱部のうち筐体の第１の側壁に対向する面から熱を良好に放射してその第１の側壁に良好に伝熱することができる。
【００１４】
さらにこの場合において、前記筐体は、当該筐体内に収容される前記基板に沿う方向において前記第１の側壁と対向する位置に設けられ、外面に熱の放射を促進する塗装が施されているとともに内面に熱の吸収を促進する塗装が施された第２の側壁を有し、前記熱伝達促進部材は、前記電子部品に取り付けられるとともに前記基板に沿って前記第２の側壁へ向かって延びる第２延設部と、その第２延設部の先端部に繋がり、前記第２の側壁に対面するように設けられた第２放熱部とを有し、前記第２放熱部のうち少なくとも前記第２の側壁に対向する面には、熱の放射を促進する塗装が施されていることが好ましい。
【００１５】
このように構成すれば、熱伝達促進部材のうち前記第１放熱部から筐体の第１の側壁への放射伝熱に加えて、第２放熱部から筐体の第２の側壁への放射伝熱が可能となり、電子部品が発する熱を筐体の第１の側壁及び第２の側壁の両方から外部へ放射することができるため、電子部品の冷却効率を向上することができる。
【００１６】
上記基板ユニットにおいて、前記熱伝達促進部材は、熱伝導可能な材料からなり、前記電子部品に取り付けられるとともに前記第１の側壁に接触していてもよい。
【００１７】
この構成では、熱伝達促進部材が電子部品と筐体の第１の側壁との間を直接繋いでいるので、電子部品が発する熱をこの熱伝達促進部材を通じての熱伝導により筐体の第１の側壁へ移すとともに、その熱を第１の側壁の外面から放射することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、筐体内に埃が取り込まれにくくするとともに、騒音の発生をなくし、かつ、基板に搭載された電子部品を永続的に安定して冷却することが可能な基板ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による基板ユニットを示す斜視図であって、その基板ユニットの放熱壁の一部を破断させた状態を示す図である。
【図２】図１に示した基板ユニットの内部構造を上方から見た状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による基板ユニットの効果を調べるためのシミュレーションで用いた比較例による基板ユニットの構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の第１変形例による基板ユニットの内部構造を上方から見た状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の第２変形例による基板ユニットの内部構造を上方から見た状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による基板ユニットの構成について説明する。
【００２２】
本実施形態による基板ユニットは、コンピュータや各種電気製品等に内蔵されたり、付設されたりするものであり、後述する電子部品８が搭載された複数の基板２が筐体４内に納められたものである。
【００２３】
具体的には、この基板ユニットは、図１に示すように、複数の基板２と、筐体４と、複数の熱伝達促進部材６とを備えている。
【００２４】
基板２は、矩形状の平板に形成された電子基板であり、その上にＣＰＵや制御素子等の通電時に熱を発する電子部品８（図２参照）が搭載されている。
【００２５】
筐体４は、鉄等の金属材料によって形成された中空の箱体からなり、その内部の空間に前記電子部品８が搭載された複数の基板２を収容するものである。この筐体４は、本実施形態では直方体形状をなし、その内部に収容された複数の基板２の上方を覆う天壁４ａと、その複数の基板２の下方を覆う底壁４ｂと、その複数の基板２の周りを囲む４つの側壁４ｃとを有する。
【００２６】
天壁４ａには、筐体４内から外部へ空気が流出する流出口４ｄが開口されている一方、底壁４ｂには、外部から筐体４内に空気が流入する流入口４ｅが開口されている。すなわち、この筐体４では、流出口４ｄと流入口４ｅとが上下に離間した位置にそれぞれ設けられている。天壁４ａの外面（上面）には、筒状の導出部９ａが取り付けられている。この導出部９ａは、内部の流路の水平断面が流出口４ｄと等しい形状になるように構成されており、その内部の流路が流出口４ｄに完全に重なる位置で天壁４ａに取り付けられている。そして、流出口４ｄ及び導出部９ａ内の流路を通って筐体４内の空気が外部に流出可能となっている。また、底壁４ｂの外面（下面）には、筒状の導入部９ｂが取り付けられている。この導入部９ｂは、内部の流路の水平断面が流入口４ｅと等しい形状になるように構成されており、その内部の流路が流入口４ｅに完全に重なる位置で底壁４ｂに取り付けられている。この導入部９ｂ内の流路及び流入口４ｅを通って外気が筐体４内に流入可能となっている。
【００２７】
筐体４内において、複数の基板２は、流入口４ｅと流出口４ｄとの間でそれぞれ鉛直方向に延びるように設けられているとともに水平方向に間隔をあけて互いに平行に配置されている。また、筐体４内において、各基板２は、４つの側壁４ｃのうち互いに対向する一対の側壁４ｃに対してそれぞれ平行に配置されている。この一対の側壁４ｃに対して垂直に配置された残りの一対の側壁４ｃの内面には、基板２を固定する複数の固定部材１０がそれぞれ設けられている。この複数の固定部材１０は、それが設置される側壁４ｃの内面において水平方向に間隔をあけて配置されており、互いに対向する一方の側壁４ｃの内面と他方の側壁４ｃの内面とにおける各固定部材１０の設置位置はそれぞれ対応した位置となっている。各固定部材１０によって対応する基板２の端部が把持されることにより各基板２が筐体４内で固定されている。
【００２８】
そして、筐体４の４つの側壁４ｃのうち筐体４内に収容された基板２に沿う方向においてその基板２の一方側に位置する側壁４ｃ（図１において紙面手前側の側壁）は、他の側壁４ｃに比べて熱の放射率が高い放熱壁４ｆとなっている。この放熱壁４ｆは、本発明の第１の側壁の概念に含まれるものである。放熱壁４ｆ及び他の側壁４ｃは、同じ金属製の板材からなっているが、放熱壁４ｆだけに熱の放射を促進する塗装が外面に施されているとともに熱の吸収を促進する塗装が内面に施されている。
【００２９】
そして、本実施形態では、放熱壁４ｆの外面に施された塗装と内面に施された塗装とには、同種の材料が用いられている。すなわち、熱の放射率が高い材料は、熱の吸収率も高いため、放熱壁４ｆの外面において熱の放射を促進するための塗装と放熱壁４ｆの内面において熱の吸収を促進するための塗装との両方に同種の材料が用いられている。この塗装の材料は、放熱性を有する添加剤と、塗膜を形成するためのベースとなる樹脂材料とを含有するものである。
【００３０】
放熱性を有する添加剤としては、例えば黒色の添加剤が用いられており、この黒色添加剤としては、黒色を付与し得るものであれば特に限定されず、具体的には、カーボンブラックや、Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｓｎ等の酸化物、硫化物又は炭化物や、黒色の金属微粉等が用いられる。なお、最も好ましいのは、カーボンブラックである。また、ベースとなる樹脂材料の種類は、放熱特性の観点からは特に限定されず、例えばポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、及びこれらの樹脂を適宜混合したもの、又は、これらの樹脂を変性した樹脂等が用いられる。上記のような材料による塗装が施されることによって、放熱壁４ｆの外面及び内面は、共に約０．７以上の熱の放射率を有する。
【００３１】
熱伝達促進部材６は、基板２に搭載された電子部品８から筐体４の放熱壁４ｆへの熱の伝達を促進させるためのものであり、放射伝熱により筐体４の放熱壁４ｆへ熱を伝達可能な部材からなる。なお、この熱伝達促進部材６は、ヒートシンクとしての役割も兼ねている。
【００３２】
具体的には、この熱伝達促進部材６は、各基板２に搭載された電子部品８にそれぞれ取り付けられている。各熱伝達促進部材６は、筐体４の内面から離間して設けられており、鉄、アルミ、銅等の熱伝導率の高い金属材料からなる板材によって形成されている。そして、各熱伝達促進部材６は、延設部６ａと、放熱部６ｂとを有する。
【００３３】
延設部６ａは、電子部品８に取り付けられるとともに基板２に沿って放熱壁４ｆへ向かって延びる平板状の部分であり、本発明の第１延設部の概念に含まれるものである。この延設部６ａは、電子部品８の上に被さるように取り付けられており、鉛直方向及び水平方向において電子部品８よりも大きな寸法を有する。放熱部６ｂは、延設部６ａの先端部に繋がり、放熱壁４ｆに対面するように設けられた平板状の部分である。この放熱部６ｂは、本発明の第１放熱部の概念に含まれるものである。鉛直方向におけるこの放熱部６ｂの寸法は、同方向における延設部６ａの寸法と等しくなっている。この放熱部６ｂは、延設部６ａに対して略垂直に配置されているとともに放熱壁４ｆに対して平行に配置されている。１枚の金属平板の端部から所定の長さの部分をそれ以外の部分に対して垂直に屈曲させることによって熱伝達促進部材６が形成されており、その曲げ起こされた部分が放熱部６ｂに相当し、それ以外の部分が延設部６ａに相当する。
【００３４】
そして、放熱部６ｂのうち放熱壁４ｆに対向する面には、熱の放射を促進する塗装が施されている。この熱伝達促進部材６の塗装の材料は、放熱壁４ｆの塗装の材料と同様のものである。この熱伝達促進部材６では、電子部品８の発する熱が延設部６ａに伝えられるとともにその延設部６ａから放熱部６ｂへ熱が伝達され、その放熱部６ｂのうち放熱壁４ｆに対向する面から放熱壁４ｆへ熱が放射されて伝達されるようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態による基板ユニットにおいて、基板２に搭載された電子部品８が冷却されるプロセスについて説明する。
【００３６】
筐体４内において電子部品８が発熱すると、その熱は電子部品８自体とその電子部品８に取り付けられた熱伝達促進部材６とから放射される。それにより、電子部品８及び熱伝達促進部材６の周りの空気が暖められて基板２に沿って上昇し、筐体４内で自然対流が生じる。この自然対流が生じるのに伴って、導入部９ｂ内の流路及び流入口４ｅを通じて筐体４内に外気が流入するとともに、電子部品８の発熱によって暖められた空気が筐体４内の基板２間の空間において上昇し、その空気が流出口４ｄ及び導出部９ａ内の流路を通じて筐体４の外部へ流出するという空気の流れが生じる。この空気の流れが生じることにより、電子部品８が冷却される。そして、この時の空気の流れは、冷却ファンによって強制的に筐体内に外気を取り込む場合に生じる空気の流れに比べて弱い流れとなる。
【００３７】
また、各基板２の電子部品８が発する熱は、各電子部品８に取り付けられた各熱伝達促進部材６の延設部６ａを介して放熱部６ｂに伝えられ、その各熱伝達促進部材６の放熱部６ｂのうち特に放熱を促進する塗装が施された面、すなわち放熱壁４ｆに対向する面からそれぞれ放熱壁４ｆの内面へ向かって良好に放射される。この放射された熱は、放熱壁４ｆの内面側で吸収されるとともに、その放熱壁４ｆの外面側へ伝達され、その放熱壁４ｆの外面から筐体４の外部へ放射される。このように電子部品８から熱伝達促進部材６及び放熱壁４ｆを介しての筐体４外への熱の放出によっても、電子部品８の冷却が行われる。
【００３８】
次に、本実施形態の基板ユニットにおける電子部品８の冷却効果を調べるために行ったシミュレーションの結果について説明する。
【００３９】
このシミュレーションでは、本実施形態と同様の構成の第１実施例による基板ユニットと、図３に示す構成の第１比較例による基板ユニットと、上記した本実施形態の構成から熱伝達促進部材６を省略した構成の第２比較例による基板ユニットとを対象として、基板２及びその基板２に搭載された電子部品８の温度分布を算出した。また、このシミュレーションでは、基板ユニット内を通って流れる空気の流速の分布も算出した。
【００４０】
第１比較例としての基板ユニットでは、図３に示すように、筐体１０４内に電子部品８が搭載された複数の基板２が水平に配置されているとともに、上下に間隔をあけて配置されている。筐体１０４の所定の側壁１０４ｃの下部に空気の流入口１０４ｅが設けられており、筐体１０４の天壁１０４ａのうち流入口１０４ｅから遠い側の端部近傍に空気の流出口１０４ｄが設けられている。そして、流入口１０４ｅが設けられた側壁１０４ｃの外面には、筒状の導入部１０９ｂが内部の流路と流入口１０４ｅとが完全に重なる位置に取り付けられており、天壁１０４ａの上面には、筒状の導出部１０９ａが内部の流路と流出口１０４ｄとが完全に重なる位置に取り付けられている。すなわち、この第１比較例では、筐体１０４の下部の側方から空気が筐体１０４内に流入し、筐体１０４内の空気が上方へ流出するようになっている。また、この第１比較例では、電子部品８に前記熱伝達促進部材６が取り付けられておらず、筐体１０４の各側壁１０４ｃに熱の放射又は吸収を促進させる塗装は施されていない。
【００４１】
そして、このシミュレーションは、各電子部品８の発熱量が１Ｗであり、筐体４，１０４の外部の気温が３０℃であるという条件に設定して行った。そして、第１比較例では、筐体１０４内に冷却ファンによって強制的に外気が取り込まれる場合を想定して、導入部１０９ｂ内の流路及び流入口１０４ｅを通じて３０℃の外気が０．７ｍ３／ｍｉｎの風量で筐体４内へ流入する条件に設定してシミュレーションを行った。
【００４２】
このシミュレーションの結果、実施例による基板ユニットでは、電子部品８の表面の平均温度が約５１℃〜約５２℃となり、第１比較例による基板ユニットでは、電子部品８の表面の平均温度が約５６℃〜約６５℃となり、第２比較例による基板ユニットでは、電子部品８の表面の平均温度が約７２℃〜約７４℃となることが判った。すなわち、実施例による基板ユニットでは、第１比較例及び第２比較例による基板ユニットに比べて電子部品８の温度を低下させることができ、電子部品８を良好に冷却できることが判明した。また、このシミュレーションにおける空気の流速分布の算出結果から、実施例及び第２比較例による基板ユニットにおいて筐体４内に流入する空気の流れは、第１比較例による基板ユニットにおいて筐体１０４内に取り込まれる空気の流れに比べて流速が小さいことが判った。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、筐体４内に収容された複数の基板２が、筐体４に上下に分かれて設けられた流出口４ｄと流入口４ｅとの間で鉛直方向に延びるとともに水平方向に間隔をあけて互いに平行に配置されているので、流入口４ｅを通じて外部から筐体４内に空気が流入するとともに、電子部品８の発熱によって暖められた空気が各基板２に沿って筐体４内を上昇し、流出口４ｄを通じて筐体４の外部へ流出するという空気の流れが生じ、それによって電子部品８が冷却される。そして、この時の空気の流れは、冷却ファンによって強制的に筐体内に外気を取り込む場合に比べて弱い空気の流れとなるため、その冷却ファンを用いる場合に比べて筐体４内に埃が取り込まれにくくすることができる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、電子部品８から筐体４の放熱壁４ｆへの熱の伝達を促進するように配置される熱伝達促進部材６が各基板２の電子部品８にそれぞれ取り付けられているため、各基板２の電子部品８が発する熱を熱伝達促進部材６により良好かつ集中的に放熱壁４ｆに伝達することができる。換言すれば、各基板２の電子部品８が発する熱を共通の放熱壁４ｆに集めることができる。そして、この放熱壁４ｆの外面に熱の放射を促進する塗装が施されているため、放熱壁４ｆに集められた熱を筐体４の外部へ良好に放射することができる。すなわち、電子部品８から発する熱が分散して多方向から筐体の外部へ放射される場合に比べて、効率の高い電子部品８の冷却を行うことができる。本実施形態では、基板ユニットにおいて以上のような電子部品８の冷却が行われるため、筐体内に強制的に外気を取り込んで強制対流を生じさせる冷却ファンを用いることなく、電子部品８の冷却を行うことができ、そのような冷却ファンの長期駆動に伴う故障の心配も生じない。従って、本実施形態では、筐体４内に埃が取り込まれにくくするとともに、冷却ファンによる騒音の発生をなくし、かつ、基板２に搭載された電子部品８を永続的に安定して冷却することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、熱伝達促進部材６が、放射伝熱により放熱壁４ｆへ熱を伝達可能な部材からなり、放熱壁４ｆの内面には、熱の吸収を促進する塗装が施されているため、熱伝達促進部材６が筐体４の内面から離間した状態で、電子部品８から発する熱をその熱伝達促進部材６による放射伝熱により放熱壁４ｆへ良好に伝達することができる。このため、本実施形態では、熱伝達促進部材が熱伝導によって放熱壁４ｆに熱を伝達する場合に必要な放熱壁４ｆへの熱伝達促進部材の接続作業を省略することができ、なおかつ、電子部品８から放熱壁４ｆへの熱の伝達を促進することができる。従って、本実施形態では、熱伝達促進部材６の取り付け作業を簡略化しながら、電子部品８から発する熱を放熱壁４ｆへ良好に伝達することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、熱伝達促進部材６の延設部６ａが電子部品８から基板２に沿って放熱壁４ｆ側へ延びているとともに、その延設部６ａの先端部に繋がる放熱部６ｂのうち放熱壁４ｆに対向する面に熱の放射を促進する塗装が施されているため、熱伝達促進部材６において電子部品８から延設部６ａを通じて放熱部６ｂに熱を伝達することができるとともに、その放熱部６ｂのうち放熱壁４ｆに対向する面から熱を良好に放射して放熱壁４ｆに良好に伝熱することができる。
【００４７】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４８】
例えば、図４に示す上記実施形態の第１変形例のように、熱伝達促進部材１６が基板２に沿う方向において基板２の両側に位置する各側壁４ｃへ放射伝熱により電子部品８の熱をそれぞれ伝達するようになっていてもよい。
【００４９】
具体的には、この第１変形例では、筐体４のうちその内部に収容された基板２に沿う方向において基板２の一方側に位置する側壁４ｃが第１放熱壁４ｈとなっているとともに、基板２に沿う方向において基板２の他方側に位置する側壁４ｃ、すなわち基板２に沿う方向において第１放熱壁４ｈと対向する位置に配置された側壁４ｃが第２放熱壁４ｉとなっている。この第１放熱壁４ｈ及び第２放熱壁４ｉには、それぞれ前記放熱壁４ｆと同様に、熱の放射を促進する塗装が外面に施されているとともに、熱の吸収を促進する塗装が内面に施されている。
【００５０】
そして、各基板２の電子部品８に取り付けられた熱伝達促進部材１６は、電子部品８に取り付けられるとともに基板２に沿って第１放熱壁４ｈへ向かって延びる第１延設部１６ａと、その第１延設部１６ａの先端部に繋がり、第１放熱壁４ｈに対面するように設けられた第１放熱部１６ｂと、電子部品８に取り付けられるとともに基板２に沿って第２放熱壁４ｉへ向かって延びる第２延設部１６ｃと、その第２延設部１６ｃの先端部に繋がり、第２放熱壁４ｉに対面するように設けられた第２放熱部１６ｄとをそれぞれ有する。第１延設部１６ａと第２延設部１６ｃとは、連続した単一の平板からなり、電子部品８に取り付けられる共通の部分から互いに反対側へ向かって延びている。第１延設部１６ａ及び第１放熱部１６ｂと、第２延設部１６ｃ及び第２放熱部１６ｄとは、上記実施形態の熱伝達促進部材６の延設部６ａ及び放熱部６ｂと同様の構造を有している。そして、第１放熱部１６ｂのうち第１放熱壁４ｈに対向する面と、第２放熱部１６ｄのうち第２放熱壁４ｉに対向する面とには、熱の放射を促進する塗装がそれぞれ施されている。
【００５１】
そして、この第１変形例では、電子部品８の発する熱が熱伝達促進部材１６の第１延設部１６ａ及び第２延設部１６ｃに伝えられ、その熱は、第１延設部１６ａから第１放熱部１６ｂに伝えられるとともに、第２延設部１６ｃから第２放熱部１６ｄに伝えられる。そして、第１放熱部１６ｂに伝えられた熱は、第１放熱部１６ｂのうち特に放熱を促進する塗装が施された面、すなわち第１放熱壁４ｈに対向する面から第１放熱壁４ｈの内面へ向かって良好に放射される。この放射された熱は、第１放熱壁４ｈの内面側で吸収されるとともに、その第１放熱壁４ｈの外面側へ伝達され、その第１放熱壁４ｈの外面から筐体４の外部へ放射される。一方、第２放熱部１６ｄに伝えられた熱は、第２放熱部１６ｄのうち特に放熱を促進する塗装が施された面、すなわち第２放熱壁４ｉに対向する面から第２放熱壁４ｉの内面へ向かって良好に放射される。この放射された熱は、第２放熱壁４ｉの内面側で吸収されるとともに、その第２放熱壁４ｉの外面側へ伝達され、その第２放熱壁４ｉの外面から筐体４の外部へ放射される。
【００５２】
この第１変形例では、熱伝達促進部材１６のうち第１放熱部１６ｂから筐体４の第１放熱壁４ｈへの放射伝熱に加えて、第２放熱部１６ｄから筐体４の第２放熱壁４ｉへの放射伝熱が可能となり、電子部品８が発する熱を第１放熱壁４ｈ及び第２放熱壁４ｉの両方から外部へ放射することができるため、電子部品８の冷却効率を向上することができる。
【００５３】
また、図５に示す上記実施形態の第２変形例のように、熱伝達促進部材６が、熱伝導によって電子部品８の熱を放熱壁４ｆに伝達するものであってもよい。
【００５４】
具体的には、この第２変形例による熱伝達促進部材６は、熱伝導可能な材料からなり、延設部６ａと、その延設部６ａの先端部に設けられた接触部６ｄとを備えている。この第２変形例による熱伝達促進部材６の材料は、上記実施形態による熱伝達促進部材６の材料と同様の熱伝導率の高い金属材料である。接触部６ｄは、延設部６ａと一体的に形成されており、延設部６ａに対して垂直に曲げ起こされている。この接触部６ｄのうち放熱壁４ｆ側の面が放熱壁４ｆの内面に接触している。そして、この第２変形例では、放熱壁４ｆの内面に塗装が施されておらず、放熱壁４ｆの金属素地と接触部６ｄの金属素地とが直接接触されている。なお、この第２変形例による熱伝達促進部材６は、電子部品８に取り付けられるとともに、放熱壁４ｆに接触するような構成であれば上記のような構成に限定されない。
【００５５】
この第２変形例の構成によれば、電子部品８が発する熱を熱伝達促進部材を通じての熱伝導により筐体４の放熱壁４ｆへ移すとともに、その熱を放熱壁４ｆの外面から放射することができる。
【００５６】
また、上記第１変形例のように筐体４が第１放熱壁４ｈと第２放熱壁４ｉとを備えている構成において、熱伝達促進部材１６が熱伝導によって電子部品８の熱を第１放熱壁４ｈ及び第２放熱壁４ｉに伝達するものであってもよい。この場合には、熱伝達促進部材１６の第１延設部１６ａの先端部と第２延設部１６ｃの先端部とにそれぞれ上記第２変形例の接触部６ｄと同様の接触部を設ければよい。そして、この場合には、第１放熱壁４ｈ及び第２放熱壁４ｉの内面に塗装を施さないで、第１放熱壁４ｈの金属素地と対応する接触部の金属素地とを直接接触させるとともに、第２放熱壁４ｉの金属素地と対応する接触部の金属素地とを直接接触させる。
【００５７】
また、上記実施形態では、放熱壁４ｆの外面と内面とに同種の材料による塗装を施したが、放熱壁４ｆの外面に施す塗装の材料と内面に施す塗装の材料とは異なっていてもよい。そして、放熱壁４ｆの外面の熱の放射率と内面の熱の放射率とが異なっていてもよい。同様に、前記第１放熱壁４ｈにおいて外面に施す塗装の材料と内面に施す塗装の材料とが異なっていてもよく、前記第２放熱壁４ｉにおいて外面に施す塗装の材料と内面に施す塗装の材料とが異なっていてもよい。
【００５８】
また、筐体４の天壁４ａ、底壁４ｂ及び全ての側壁４ｃのそれぞれの外面に熱の放射を促進する塗装を施すとともにそれらの内面に熱の吸収を促進する塗装を施してもよい。
【００５９】
また、前記熱伝達促進部材６の放熱部６ｂに施す塗装の材料は、放熱壁４ｆの外面に施す塗装の材料及び／又は放熱壁４ｆの内面に施す塗装の材料と異なっていてもよい。同様に、前記熱伝達促進部材１６の第１放熱部１６ｂに施す塗装の材料は、第１放熱壁４ｈの外面に施す塗装の材料及び／又は第１放熱壁４ｈの内面に施す塗装の材料と異なっていてもよく、前記熱伝達促進部材１６の第２放熱部１６ｄに施す塗装の材料は、第２放熱壁４ｉの外面に施す塗装の材料及び／又は第２放熱壁４ｉの内面に施す塗装の材料と異なっていてもよい。
【００６０】
また、筐体４において、空気の流入口の上側に離間した位置に空気の流出口が設けられていれば、それら流入口及び流出口の形状及び配置は様々な形態に変更可能である。例えば、流入口及び／又は流出口が筐体の側壁に設けられていてもよい。また、流入口及び／又は流出口が設けられる筐体の壁部の所定の部分が多孔板状に形成されていて、その部分に形成された筐体の内外を貫通する各孔が流入口又は流出口となっていてもよい。
【００６１】
また、導入部９ｂ及び／又は導出部９ａは、省略してもよい。
【００６２】
また、基板２に搭載されている電子部品８は、ＣＰＵや制御素子に限定されず、それら以外の様々な種類の電子部品であってもよい。すなわち、このような電子部品を冷却したい場合でも本発明による基板ユニットの構成を採用することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
２  基板
４  筐体
４ｃ  側壁
４ｄ  流出口
４ｅ  流入口
４ｆ  放熱壁（第１の側壁）
４ｈ  第１放熱壁（第１の側壁）
４ｉ  第２放熱壁（第２の側壁）
６  熱伝達促進部材
６ａ  延設部（第１延設部）
６ｂ  放熱部（第１放熱部）
８  電子部品
１６ａ  第１延設部
１６ｂ  第１放熱部
１６ｃ  第２延設部
１６ｄ  第２放熱部
【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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