(57)【要約】【課題】ヒートパイプによる部品レイアウトへの制限が小さく、熱源周辺の電気回路部品及び半田実装面への熱ストレスを軽減できる電気回路装置の提供。【解決手段】電気回路基板１５と、電気回路基板１５に実装された電気回路部品３，３ａと、電気回路部品３，３ａが発生させた熱を放散する１又は複数のヒートシンク５，５ａとを備える電気回路装置。電気回路部品３，３ａ及びヒートシンク５，５ａ間を接続する１又は複数のヒートパイプ１，１ａ、又は電気回路部品３，３ａ及び複数のヒートシンク５，５ａ間を接続する複数のヒートパイプ１，１ａを備え、該ヒートパイプ１，１ａは、電気回路基板１５と離隔して配設された構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路基板と、該電気回路基板に実装された電気回路部品と、該電気回路部品が発生させた熱を放散する１又は複数のヒートシンクとを備える電気回路装置において、
前記電気回路部品及びヒートシンク間を接続する１又は複数のヒートパイプ、又は前記電気回路部品及び複数のヒートシンク間を接続する複数のヒートパイプを備え、該ヒートパイプは、前記電気回路基板と離隔して配設されてあることを特徴とする電気回路装置。
【請求項２】
前記電気回路基板に、前記ヒートシンクと１又は複数のヒートパイプとの組合せ、及び／又は前記複数のヒートシンクと複数のヒートパイプとの組合せを複数実装して構成してある請求項１記載の電気回路装置。
【請求項３】
前記電気回路基板、電気回路部品、ヒートシンク及びヒートパイプを収納し、開口部を有する筺体を更に備え、前記ヒートシンクは開口部付近に収納されている請求項１又は２記載の電気回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路基板と、電気回路基板に実装された電気回路部品と、電気回路部品が発生させた熱を放散する１又は複数のヒートシンクとを備える電気回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気回路部品の中には発熱するものがあり、そのまま放置しておくと、高熱による破損の他、高熱による動作不良、部品寿命の短縮、他の部品への悪影響等、不具合の原因となる。その為、従来から、電気回路部品からの放熱をより促すことができる回路構成及び部品が考案され、さまざまな手法が提案されて来た。
一般的な放熱手法としては、ヒートパイプをヒートシンクで挟み込むことにより、ヒートパイプによる熱伝導を更に高めることが実施されている。
また、ヒートパイプを電気回路基板に沿わせて、電気回路基板の冷却を促す装置も考案されている。
【０００３】
特許文献１には、表面に回路パターンを有する基板上部の放熱プレートに、ヒートパイプの扁平部を端子により接続し、ヒートパイプを基板に這わせることで基板の板厚を薄くすることを可能とした回路基板のヒートパイプ式冷却装置が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、表面に回路パターンを有する基板内にヒートパイプの吸熱部を埋込んでなるヒートパイプ埋込み回路基板が提案されている。ヒートパイプの吸熱部が、横断面で基準厚さ方向の寸法より、それに直角な方向の寸法が大きくなるように、扁平に成形されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８１３９７号公報
【特許文献２】特開平３−２５５６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述したヒートパイプ式冷却装置のように、ヒートパイプを回路基板に這わせて設置する場合、ヒートパイプを這わせた箇所には、他の部品を実装できないので、部品レイアウトが制限されるという問題がある。
また、上述したヒートパイプ埋込み回路基板のように、回路基板内にヒートパイプを埋め込む方法においても、ヒートパイプが埋め込まれた箇所には、他の部品を実装できないので、回路基板の面積を有効に使用できず、熱源が一点に偏ってしまう場合があるという問題がある。
また、ヒートパイプの熱が回路基板の反対面に伝わることにより、ヒートパイプと接続していない部品、及び半田実装している面に熱ストレスが加わる虞があるという問題もある。
【０００７】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、ヒートパイプによる部品レイアウトへの制限が小さく、熱源周辺の電気回路部品及び半田実装面への熱ストレスを軽減できる電気回路装置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】
【０００８】
本発明に係る電気回路装置は、電気回路基板と、該電気回路基板に実装された電気回路部品と、該電気回路部品が発生させた熱を放散する１又は複数のヒートシンクとを備える電気回路装置において、前記電気回路部品及びヒートシンク間を接続する１又は複数のヒートパイプ、又は前記電気回路部品及び複数のヒートシンク間を接続する複数のヒートパイプを備え、該ヒートパイプは、前記電気回路基板と離隔して配設されてあることを特徴とする。
【０００９】
この電気回路装置では、電気回路部品が電気回路基板に実装され、１又は複数のヒートシンクが、電気回路部品が発生させた熱を放散する。１又は複数のヒートパイプが、電気回路部品及びヒートシンク間を接続する、又は複数のヒートパイプが、電気回路部品及び複数のヒートシンク間を接続する。ヒートパイプは、電気回路基板と離隔して配設されている。
これにより、電気回路部品及びヒートシンク間にヒートパイプを設置し、ヒートシンクを電気回路部品から遠ざけて配置できるので、熱放散が効率的に行われ、電気回路基板表面からヒートパイプを浮かせて配設することにより、熱源が電気回路基板に接触する面積が減少し、半田実装を行っている面への熱ストレスを軽減することができる。
【００１０】
本発明に係る電気回路装置は、前記電気回路基板に、前記ヒートシンクと１又は複数のヒートパイプとの組合せ、及び／又は前記複数のヒートシンクと複数のヒートパイプとの組合せを複数実装して構成してあることを特徴とする。
【００１１】
この電気回路装置では、電気回路基板に、ヒートシンクと１又は複数のヒートパイプとの組合せ、及び／又は複数のヒートシンクと複数のヒートパイプとの組合せを複数実装して構成してあるので、熱放散を効率的に行うことができる。
【００１２】
本発明に係る電気回路装置は、前記電気回路基板、電気回路部品、ヒートシンク及びヒートパイプを収納し、開口部を有する筺体を更に備え、前記ヒートシンクは開口部付近に収納されていることを特徴とする。
【００１３】
この電気回路装置では、開口部を有する筺体が、電気回路基板、電気回路部品、ヒートシンク及びヒートパイプを収納し、ヒートシンクは筺体の開口部付近に収納されているので、筺体内部に蓄積する熱を、開口部から放散し易くし低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電気回路装置によれば、ヒートパイプによる部品レイアウトへの制限が小さく、熱源周辺の電気回路部品及び半田実装面への熱ストレスを軽減できる電気回路装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る電気回路装置の実施の形態の要部外観を示す透視図である。
【図２】図１に示す発熱部品へのヒートパイプの取付け状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示すヒートシンク及びヒートパイプの取付け状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る電気回路装置の実施の形態の要部外観を示す透視図であり、Ａはその上面図、Ｂはその側面図である。
この電気回路装置は、シーリングライト用の方形形状を有する電源基板（電気回路基板）１５の例であり、電源基板１５を収納する筺体１９を透明に図示してある。尚、実際の使用時には、上下が逆になり、ライト（ＬＥＤ等）（図示せず）が、電源基板１５を中心としてその周囲に配設される。
【００１７】
電源基板１５の中央部には、シーリングライト（図示せず）を天井へ取り付ける為の引掛シーリング（コンセント）用の穴７が開いており、筺体１９の下面の対応箇所にも穴２０が設けられている。尚、電源基板１５自体を筺体１９の下面としても良い。
電源基板１５の一隅には、トランジスタ等の発熱部品（電気回路部品）３がスルーホールを通じて裏面で半田付けされている。発熱部品３には、ヒートパイプ１の一端（高温部）が、クリップ状の取付金具２により接続されている。
【００１８】
ヒートパイプ１は、発熱部品３から遠く、また、他の実装された部品が少ない電源基板１５の他の隅に配置されたヒートシンク５迄、電源基板１５の縁部を引き回され、他端（低温部）が取付金具６により接続されている。
電源基板１５の穴７の近傍には、トランジスタ等の他の発熱部品（電気回路部品）３ａが、スルーホールを通じて裏面で半田付けされ、発熱部品３ａにはヒートパイプ１ａの一端（高温部）が、クリップ状の取付金具２ａにより接続されている。
【００１９】
ヒートパイプ１ａは、発熱部品３ａから遠く、ヒートシンク５の隣に設けられたヒートシンク５ａ迄、ヒートパイプ１に並行して引き回され、他端（低温部）が他の取付金具６により接続されている。ヒートパイプ１，１ａは、電源基板１５から１５ｍｍ程度浮かせた状態で引き回している。
電源基板１５上のヒートシンク５，５ａから離隔した位置には、熱に弱いコンデンサ（アルミ電解コンデンサ）４、及びその他の部品８等が実装されている。
【００２０】
筺体１９のヒートシンク５，５ａ近傍には、開口部２１が設けられ、ヒートシンク５，５ａから放射された熱が、筺体１９内にこもるのを防止する。
尚、本実施の形態では、発熱部品３，３ａには各１本のヒートパイプ１，１ａを取付けているが、発熱部品３，３ａの発熱量に合わせて、複数のヒートパイプを取付けることも可能である。
【００２１】
ヒートパイプを取り付けて放熱を行う際は、放熱効率を更に向上させる為、発熱部品及びそれに接続したヒートパイプの一端は、筺体の吸気口（開口部）付近にあることが望ましい。また、放熱部品及びそれに接続したヒートパイプの一端は、筺体の排気口（開口部）付近にあることが望ましい。
電気回路基板上の位置関係では、発熱部品及び放熱部品間は電気回路基板上で最長距離となるようにし、発熱部及び放熱部を接続するヒートパイプの長さは、できる限り短くなるように設置することが放熱構造上望ましい。
【００２２】
ヒートパイプの引き回しに関しては、他の部品への影響を考慮した上で、電気回路基板の外縁部に沿わせるように、他の部品への熱移動が小さくなるように引き回すことが望ましい。ヒートパイプの電気回路基板面からの高さに関しても、各種実装部品の頭上に設置することが望ましい。
【００２３】
このような構成の電気回路装置では、発熱部品３，３ａが発生させた熱は、ヒートパイプ１，１ａの高温部内で、作動液により吸収される。作動液は、熱を吸収することにより蒸発し、蒸発した作動液は、ヒートパイプ１，１ａ内部の空洞を伝って低温部へ移動する。
【００２４】
ヒートパイプ１，１ａの低温部へ移動した蒸気状の作動液は、ヒートシンク５，５ａにより冷却され、凝集して液体へ戻る。凝集して液体へ戻った作動液は、ヒートパイプ１，１ａの内壁に設けられた毛細管に吸収され、毛細管を伝って、ヒートパイプ１，１ａの高温部へ移動する。
蒸気状の作動液を冷却することによりヒートシンク５，５ａへ移動した熱は、ヒートシンク５，５ａから放射され、開口部２１から筺体１９外部へ放散される。
【００２５】
図２は、図１に示す発熱部品へのヒートパイプの取付け状態を示す斜視図である。
図２Ａに示すように、発熱部品１１のヒートパイプ１０への取付けは、電気回路基板面から浮かせた状態で行い、図２Ｂ（側面図）及び図２Ｃ（正面図）に示すような、ヒートパイプ１０を挟む為の膨らみを有するＵ字形のクリップ状の取付金具９を使用する。
【００２６】
取付金具９の膨らみにヒートパイプ１０を挟み込み、取付金具９のＵ字の両端部に設けられた貫通穴１３，１３に挿通させたネジ１２を、発熱部品１１のネジ穴に螺合させることにより、ヒートパイプ１０を発熱部品１１に取付ける。ヒートパイプ１０を発熱部品１１に取付ける際には、取付金具９と発熱部品１１の間でスムーズな熱交換を行う為に、放熱シートを挟むことが望ましい。取付金具９の材質は、金属製（好ましくは熱伝導率の高いアルミ等）が良い。
【００２７】
図３は、図１に示すヒートシンク及びヒートパイプの取付け状態を示す斜視図である。
図３Ａに示すように、ヒートシンク１６のヒートパイプ１７への取付けは、電気回路基板面から浮かせた状態で行い、図３Ｂ（側面図）及び図３Ｃ（正面図）に示すような、ヒートパイプ１７を挟む為の膨らみを有するＵ字形の取付金具１５を使用する。
【００２８】
取付金具１５の膨らみにヒートパイプ１７を挟み込み、取付金具１５のＵ字の両端部に２つずつ設けられた貫通穴１８，１８（合計４つ）を挿通させた２本のネジ１２，１２を、ヒートシンク１６の各ネジ穴に螺合させることにより、ヒートシンク１６にヒートパイプ１７を取付ける。
【００２９】
ヒートシンク１６は、多層フィン構造の一体物であり、フィンの取付面の裏側である平面部に、ヒートパイプ１７を挟み込んだクリップを、図２に示す発熱部品１１と同様に、ネジ穴を利用してネジ止めを行う。この場合も、ヒートパイプ１７とヒートシンク１６との熱交換をスムーズに行う為、放熱シートを挟み込むことが望ましい。取付金具１５の材質は、金属製（好ましくは熱伝導率の高いアルミ等）であることが望ましい。
【００３０】
取付金具とヒートパイプ及び発熱部品の固定には通常、発熱部品に設けられているヒートシンク取付け用のネジ穴を用いる。発熱部品には通常ヒートシンクを取り付ける代わりに、取付金具を使用してヒートパイプを取り付ける。
ヒートシンク及びヒートパイプの取付けに関しても、発熱部品の取付け用のネジ穴を用いて、ヒートパイプ及び取付金具をヒートシンクへ固定する。
【符号の説明】
【００３１】
１，１ａ  ヒートパイプ
２，２ａ，６  取付金具
３，３ａ  発熱部品（電気回路部品）
４  コンデンサ
５，５ａ  ヒートシンク
７，２０  穴
８  部品
１５  電源基板（電気回路基板）
１９  筺体
２１  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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