(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱性素子を有する電子回路基板を電気製品に組入れ、上記発熱性素子を冷却用のヒートシンクに接触させ、上記発熱性素子から上記ヒートシンクへ熱伝達を行う電子回路基板の冷却構造において、上記ヒートシンクを上記電子回路基板と別体に形成し、かつ、上記電気製品の内部に上記電子回路基板に接近して取付け、上記発熱性素子の電極端子を上記ヒートシンク側に屈曲して上記発熱性素子を上記電子回路基板の外方に突き出し、上記発熱性素子を偏平形状に形成し、上記ヒートシンクに上下両端が開放した扁平形状のポケット部を設け、上記ポケット部の上部に該発熱性素子の位置決め用のブロックを嵌着し、上記ポケット部の下端から上記発熱性素子を差込んで該発熱性素子を上記ヒートシンクに実質的に接触させ、上記ブロックにより該ポケット部下面と発熱性素子の上記電極端子の間に所定の絶縁距離を確保したことを特徴とする電子回路基板の冷却構造。
【請求項２】
発熱性素子を有する２枚の電子回路基板を電気製品に組入れ、上記発熱性素子を冷却用のヒートシンクに接触させ、上記発熱性素子から上記ヒートシンクへ熱伝達を行う電子回路基板の冷却構造において、上記ヒートシンクを上記２枚の電子回路基板と別体に形成し、かつ、上記電気製品の内部に上記２枚の電子回路基板に接近して取付け、上記発熱性素子を有する上記２枚の電子回路基板を上記電気製品に組入れ、上記ヒートシンクの扁平形状で内部に仕切り板を設けた上記ポケット部の対向する面にそれぞれ開口を設け、扁平形状に形成した上記の各発熱性素子を上記の各開口からそれぞれ上記ポケット部に挿入し、上記発熱性素子を上記ヒートシンクに実質的に接触させたことを特徴とする電子回路基板の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はＩＨ炊飯ジャーなどの電気製品に組込まれた発熱性素子を有する電子回路基板の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＩＨ炊飯ジャーでは、高周波電流の制御などのために、一般に、電子回路基板（以下回路基板と記す）には、ダイオードブリッジやスイッチング用トランジスタなど、高温になる発熱性素子が搭載されている。この発熱性素子を冷却するために、ヒートシンクが用いられる。
【０００３】
図５（ａ）は一例として、ＩＨ炊飯ジャーに用いられている従来の回路基板セットを示したもので、その回路基板３１には、ダイオードブリッジなどの発熱性素子３２、３３及びその他の各種電子部品３４が搭載されている。発熱性素子３２、３３は回路基板３１上に取付けられたヒートシンク３５に密着されている。
【０００４】
上記の発熱性素子３２、３３はその電極端子３６、３７を屈曲して回路基板３１に平行になっている。ヒートシンク３５は、図５（ｂ）に示すように、フィン３８の底部のヒートシンク基部３９に形成された凹部に上記の発熱性素子３２、３３を収めて、回路基板３１にビス４０によって取付けられている。発熱性素子３２、３３とヒートシンク３５は、その間にシリコーングリース４１等の熱伝達媒体を介して密着されている。
【０００５】
ヒートシンク３５は所定の放熱能力を発揮するため、多数の広幅の放熱用フィンを有する構造であることから、回路基板３１上で最も大型の部品であるにもかかわらず、従来は回路基板セットの組立て時に他の小型の部品と同様に回路基板３１上に取付けられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ヒートシンク３５を回路基板セットの組立て時に他の部品と同様に回路基板に取付ける構造では、回路基板３１にヒートシンク３５を取付けるスペースが必要なために回路基板３１の小型化の妨げとなり、また、回路基板セットの組立て時の自動化率が低下する問題があった。さらに、回路基板セットが大型化することにより梱包箱内でのデッドスペースが増大して運搬効率が低下し、また、運搬過程でヒートシンク３５が他の部材と接触するなどして不良発生率が増加するなど問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、上記のような問題点に鑑み、ヒートシンクによる冷却効果を損なうことなく、回路基板を小型化することにより、回路基板セットの組立て効率を向上させ、かつ、回路基板の運搬効率の向上及び不良率の低減を図ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、発熱性素子を有する電子回路基板を電気製品に組入れ、上記発熱性素子を冷却用のヒートシンクに接触させ、上記発熱性素子から上記ヒートシンクへ熱伝達を行う電子回路基板の冷却構造において、上記ヒートシンクを上記電子回路基板と別体に形成し、かつ、上記電気製品の内部に上記電子回路基板に接近して取付け、上記発熱性素子の電極端子を上記ヒートシンク側に屈曲して上記発熱性素子を上記電子回路基板の外方に突き出し、上記発熱性素子を偏平形状に形成し、上記ヒートシンクに上下両端が開放した扁平形状のポケット部を設け、上記ポケット部の上部に該発熱性素子の位置決め用のブロックを嵌着し、上記ポケット部の下端から上記発熱性素子を差込んで該発熱性素子を上記ヒートシンクに実質的に接触させ、上記ブロックにより該ポケット部下面と発熱性素子の上記電極端子の間に所定の絶縁距離を確保した構成を採用したのである。
【０００９】
ここで、実質的な接触とは、上記発熱性素子と上記ヒートシンクとが直接的に接触している状態及び熱伝達媒体を介して間接的に接触している状態を含む概念である。
【００１０】
上記の構造によれば、回路基板セットの組立時にヒートシンクを他の部品と同様に回路基板セットに取付ける必要がなくなるので、回路基板の小型化が実現でき、回路基板セットの組立て効率が向上し、運搬上の問題点が解消される。
【００１３】
上記の構成によれば、上記発熱性素子と上記ヒートシンクとは両面で接触することになり、熱伝達性が向上する。
【００１４】
上記ヒートシンクの上記ポケット部の内面と上記発熱性素子との空隙部に熱伝達媒体を充填又は挿入した構成をとることができる。
【００１５】
上記の構成によれば、この熱伝達媒体を通じて、発熱性素子からヒートシンクへより効果的に熱伝達されて所望の冷却効果が得られる。また、上記ヒートシンクと上記電子回路基板との組立て誤差を吸収できて製品組み立て効率が向上し、かつ、発熱性素子の電極端子への負荷がかかり難くなり、回路基板上のランドの半田にクラックを誘発する危険性もなくなる。
【００１６】
上記の課題を解決するために、この発明は、発熱性素子を有する電子回路基板を電気製品に組入れ、上記発熱性素子を冷却用のヒートシンクに接触させ、上記発熱性素子から上記ヒートシンクへ熱伝達を行う電子回路基板の冷却構造において、上記ヒートシンクを上記電子回路基板と別体に形成し、かつ、上記電気製品の内部に上記電子回路基板に接近して取付け、上記発熱性素子を有する上記複数の電子回路基板を上記電気製品に組入れ、上記ヒートシンクの上記ポケット部の対向する面にそれぞれ開口を設け、上記の各発熱性素子を上記の各開口からそれぞれ上記ポケット部に挿入し、上記発熱性素子を上記ヒートシンクに実質的に接触させた構成をとることができる。
【００１７】
上記の構成によれば、複数の回路基板を１つのヒートシンクで冷却することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）は、電気製品の一例としてＩＨ炊飯ジャーを示す。図示のようにＩＨ炊飯ジャーは、ジャー本体１とこれに取付けられた蓋２から成っており、ジャー本体１には釜３が取出し可能に収容されている。ジャー本体１を構成する肩部材４に設けられた一対の取付け用つめ５、５’にヒートシンク６が支持される。ジャー本体１の底面に設けられた一対の支持部材１０によって回路基板１１が上記のヒートシンク６と接近して釜３の前面側に縦向きに取付けられている。
【００２０】
上記の回路基板１１には、図２（ａ）に示すように、各種の電子部品１６が搭載されている。それらの電子部品１６の中で、ダイオードブリッジやスイッチングトランジスタなどの発熱性素子１２、１３は偏平に形成され、回路基板１１のヒートシンク６に近い端部、すなわち、回路基板１１の上端部に、その電極端子１４、１５を上向きに屈曲して、回路基板１１に平行に、かつ、その上端縁よりも外方へ突き出し、ヒートシンク６に向くように取付けられる。
【００２１】
ヒートシンク６はアルミニウム又はアルミニウム合金から成り、放熱能力を発揮するため、多数の広幅のフィン７をヒートシンク基部８に設け、ヒートシンク基部８のフィン７と反対側に上下両端が開口した偏平形状のポケット部９を設けている。そのポケット部９に発熱性素子１２、１３が差込まれる。
【００２２】
ヒートシンク６のポケット部９の幅は、図２（ｂ）に示すように、発熱性素子１２、１３を所要の空隙をもって差込み得る大きさに形成される。
【００２３】
ポケット部９の下面と発熱性素子１２、１３の電極端子１４、１５とは所定の絶縁距離Ｌを確保する必要があるため、図２（ｂ）に示すように、ポケット部９の上部に位置決め用の合成樹脂製のブロック１７が嵌着されている。ポケット部９の内部には熱伝導が良好なシリコーングリース１９が充填され、その中に上記の発熱性素子１２、１３が差込まれる（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
熱伝達媒体としてはシリコーンシートを用い、上記の空隙部に隙間なく差込めるように発熱性素子１２、１３表面に所要の厚さに貼り、これを上記のポケット部９に挿入するようにしてもよい。
【００２５】
なお、発熱性素子１２、１３とヒートシンクの組付け精度が十分高い場合には、上記のシリコーングリース等の熱伝達媒体を省略し、発熱性素子１２、１３の両面をヒートシンク６のポケット部９の内面に、直接接触させる。また、ヒートシンク６のポケット部９を省略し、そのヒートシンク基部８に発熱性素子１２、１３の片面を実質的に接触させる場合もある。
【００２６】
この発明の実施形態は以上のような構成であり、次にその作用について説明する。
【００２７】
発熱性素子１２、１３に生じた熱は、ポケット部９の内面と発熱性素子１２、１３との空隙部に充填されたシリコーングリース１９を経てヒートシンク６へ熱伝達して放熱される（図１（ｂ）、図２（ｂ）参照）。ヒートシンク６のフィン７は、ジャー本体１の内部に取付けられたファン２０によって強制空冷され、温度上昇した空気はジャー本体１の底面に設けられた排気口２１から排気される（図１（ａ）参照）。
【００２８】
発熱性素子１２、１３とヒートシンク６とは、ポケット部９において、熱伝達に支障を来さない程度の大きさの空隙部に充填されたシリコーングリースを介して対向しているため（図１（ｂ）、図２（ｂ）参照）、熱伝達性能を損なうことがない。また、上記の空隙部の存在により、組付けが容易であり、このため、発熱性素子１２、１３の電極端子１４、１５へ負荷がかかり難いために、回路基板１１のランド１８（図２（ｂ）参照）にクラックを誘発する危険性もなくなる。
【００２９】
次に、この発明の他の実施形態を図３及び図４に基づいて説明する。
【００３０】
図３（ａ）に示したものは、ヒートシンク６がジャー本体１の底面に設けられた取付け用つめ５によって支持される。回路基板１１は釜３の前面側に支持部材２２により縦向きに取付けられる。その発熱素子１２、１３の電極端子１４、１５を下向きに屈曲させて回路基板１１と平行に、かつ、その下端縁よりも下方へ突き出すように取付け、ヒートシンク６のポケット部９に差込んでいる。また、図３（ｂ）に示すように、シートシンク６及び回路基板１１は、図３（ａ）と同様の構造で釜３の後面側に取付けてもよい。
【００３１】
図３（ｃ）に示したものは、ヒートシンク６が図３（ａ）、（ｂ）の場合と同様にジャー本体１の底面に取付けられ、回路基板１１は釜３の前面側に支持部材２３により横向きに取付けられる。また、図３（ｄ）に示すように、ヒートシンク６及び回路基板１１は、図３（ｃ）と同様の構造で、釜３の後面側に取付けてもよい。
【００３２】
さらに、ヒートシンク６の冷却効果を増大する必要がある場合には、図４（ａ）に示すように、２つのヒートシンク基部８、８’を対向させてその間にポケット部９を形成するように連結し、各ヒートシンク基部８、８’にフィン７、７’を形成する構造としてもよい。
【００３３】
また、図４（ｂ）に示すように、それぞれに発熱性素子２４、２５を搭載した２枚の回路基板１１、１１’を用いる場合には、ヒートシンク６のポケット部９に仕切り板２６を設けて、各回路基板１１、１１’の発熱性素子２４、２５をそれぞれをポケット部９の両側の開口から挿入することにより、１つのヒートシンク６を２枚の回路基板１１、１１’で共用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、発熱性素子の冷却用ヒートシンクを回路基板上に取付ける必要がないため、回路基板を小型化することができ、回路基板セットの組立て効率が向上し、かつ、梱包箱でのデッドスペースが小さくなって運搬効率が向上し、運搬過程でヒートシンクが他の部材に接触することなどによる回路基板不良率を低減でき、運搬上の問題点を解消することができる。
【００３５】
また、発熱性素子をヒートシンクの偏平形状のポケット部に差込むことにより冷却構造を構成したので、発熱性素子とヒートシンクとは両面で実質的に接触することになり、熱伝達性が向上する効果を発揮する。これにより、ヒートシンクと回路基板との組付け誤差を吸収することができて製品組み立て効率が向上し、且つ、発熱性素子の電極端子へ負荷がかかり難くなるので、回路基板のランドの半田にクラックを誘発する危険性もなくなる。
【００３６】
そのほか、回路基板が２枚に別れている場合に、それらの発熱性素子をヒートシンクのポケット部の両側の開口から差込む構成をとることにより、１つのヒートシンクを２枚の回路基板で共用することができる。これにより、ヒートシンクの数を低減し、取付けスペースを節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施形態の縦断側面図
（ｂ）同上の冷却構造の一部斜視図
【図２】（ａ）同上の冷却構造の一部拡大分解斜視図
（ｂ）同上の冷却構造の一部断面図
【図３】（ａ）他の実施形態の一部縦断側面図
（ｂ）同上
（ｃ）同上
（ｄ）同上
【図４】（ａ）他の実施形態の冷却構造の一部拡大分解斜視図
（ｂ）同上
【図５】（ａ）従来例の回路基板セットの斜視図
（ｂ）同上の一部断面図
【符号の説明】
１  ジャー本体
２  蓋
３  釜
４  肩部材
５、５’  取付け用つめ
６  ヒートシンク
７、７’  フィン
８、８’  ヒートシンク基部
９  ポケット部
１０  支持部材
１１、１１’  回路基板
１２  発熱性素子
１３  発熱性素子
１４  電極端子
１５  電極端子
１６  電子部品
１７  ブロック
１８  ランド
１９  シリコーングリース
２０  ファン
２１  排気口
２２  支持部材
２３  支持部材
２４  発熱性素子
２５  発熱性素子
２６  仕切り板
３１  回路基板
３２  発熱性素子
３３  発熱性素子
３４  電子部品
３５  ヒートシンク
３６  電極端子
３７  電極端子
３８  フィン
３９  ヒートシンク基部
４０  ビス
４１  シリコーングリース
【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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