(57)【要約】【課題】放熱効率の高い発熱部品収納体を提供する。【解決手段】フュージブルリンク２の接続端子２１が収納体本体１Ａに直接、当接するように、フュージブルリンク２を発熱部品収納体に収納し、発熱部品収納体の収納体本体１Ａおよび蓋体１Ｂを高熱伝導材料で形成し、フュージブルリンク２で発生した熱が、内部空気を介さずに、接続端子２１を介して収納体本体１Ａに直接的に熱伝導して、フュージブルリンク２から収納体本体１Ａへ熱を効率的に伝導させることができる。したがって、この筐体から外部空気に放散される熱量も大きくなり、放熱効率の高い発熱部品収納体となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子を備える発熱性電子部品と、前記接続端子が当接するように、前記発熱性電子部品を収納する筐体とを備え、
前記筐体は、電気絶縁性を有するベースポリマーに、熱伝導性の高い無機成分を配合してなる高熱伝導材料で形成されていることを特徴とする発熱部品収納体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発熱部品収納体に関し、さらに詳しくは、発熱性を持つ電子部品が内蔵された収納体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱性部品を内蔵する収納体としては、ブタンや水などの冷媒が封入された蛇行細管を内蔵した熱輸送平板に発熱性部品を固定し、熱輸送平板の放熱器により筐体外へあるいは筐体内へ自然対流により放熱するランプ冷却システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このランプ冷却システムでは、ランプベースと熱輸送平板との接合面に、高熱伝導率でかつ弾力性を有するクッション材を熱伝導シートとして配置してランプベースと熱輸送平板との密着性を高め、熱抵抗を更に低減させることが考えられている。この他に、発熱性部品が内蔵された放熱構造において、内部空間に発熱性部品の熱を放熱させる放熱シートを備えるもの（例えば、特許文献２参照）や、複数の端子部間を熱的に伝達可能とする伝熱部材を設けたもの（例えば、特許文献３参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６２３７３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２９１３号公報
【特許文献３】特開２００５−３０４１６３号公報
【特許文献４】特開２００２−３０５２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、図９に示すように、筐体１００の内部に配置された発熱性部品（熱源）から生じた熱は、順次、内部空気、筐体壁部１０１、外部空気へと伝わって行く。しかしながら、図１０に示すように、筐体１００には内部空気層が存在するため、熱源からの熱が筐体壁部１０１との境界で反射したり、内部空気層で対流したりすることで、熱が筐体壁部１０１まで効率よく届いているとは言えない。そのため、筐体１００内を伝導する熱量も熱源からの熱量よりも大幅に少なく、外部空気まで伝わる熱量が少ない。このように、筐体壁部１０１へ伝導する熱量が元々小さいため、筐体１００の構成材料を汎用樹脂から高熱伝導材料に変更しても、あまり放熱効果の向上は見られないものであった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、構成部材の点数を増加させることなく、放熱効率の高い低コストの発熱部品収納体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特徴は、発熱部品収納体であって、接続端子を備える発熱性電子部品と、接続端子が当接するように、前記発熱性電子部品を収納する筐体と、を備え、筐体は、電気絶縁性を有するベースポリマーに、熱伝導性の高い無機成分を配合してなる高熱伝導材料で形成されていることを要旨とする。
【０００７】
本発明では、発熱性電子部品で発生した熱が、内部空気を介さずに、接続端子を介して筐体壁部に直接的に熱伝導して、筐体へ発熱性電子部品からの熱を効率的に伝導させることができる。したがって、この筐体から外部空気に放散される熱量も大きくなり、放熱効率の高い発熱部品収納体となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発熱性電子部品で発生した熱を、内部空気で停滞させることなく、円滑に外部空気へ伝導させて熱を放散させることができ、発熱性電子部品の信頼性を高めることができる。
また、本発明によれば、構成部材の点数の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る発熱部品収納体の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る発熱部品収納体の放熱メカニズムを示す説明図である。
【図４】アルミニウム板を介在した場合の温度測定状態を示す説明図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】アルミニウム板を介在しない場合の温度測定状態を示す説明図である。
【図７】２分間の測定試験の結果を示す図である。
【図８】１０間の測定試験の結果を示す図である。
【図９】従来の発熱部品収納体の説明図である。
【図１０】従来の発熱部品収納体の放熱のメカニズムを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る発熱部品収納体の詳細を図面に基づいて説明する。本実施の形態に係る発熱部品収納体は、フュージブルリンクに本発明を適用したものである。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法比率、部材の数などは現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１１】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る発熱部品収納体１は、接続端子２１を備える発熱性電子部品としてのフュージブルリンク２と、接続端子２１が貫通して固定される配線基板３と、接続端子２１が当接するように、配線基板３および発熱性電子部品２を収納する筐体１とを備える。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態に係る発熱部品収納体１は、直方体容器状の収納体本体１Ａと、収納体本体１Ａの上部開口部を閉塞する蓋体１Ｂと、を備え、収納体本体１Ａ内に複数のフュージブルリンク２などが搭載されたプリント配線基板３が収納されている。
【００１３】
ここで、筐体１の構成材料は、電気絶縁性を有するベースポリマーとしてのポリフェニレンスルフィドに、熱伝導性の高い（１０〜８０Ｗ／ｍＫ）セラミックス（例えば、アルミナ、ジルコニアなど）を高充填（６０％以上）させたものを用いる。
【００１４】
フュージブルリンク２は、一対の接続端子２１を含むフューズエレメントの可溶部をハウジング２２内に組み込んだものである。
【００１５】
図２に示すように、本実施の形態では、フュージブルリンク２におけるハウジング２２から突出する一対の接続端子２１が、配線基板３を貫通するようになっている。これら接続端子２１は、アルミニウムで形成されている。
【００１６】
接続端子２１は、配線基板３にパターン形成されたパッド部３１を貫通して配線基板３が接続端子２１の長さの中央に位置するように設定されている。接続端子２１の先端部２１Ａの端面は、長方形状に形成され、縦横の寸法が２０ｍｍ以上に設定されている。因みに、配線基板３は、その表裏にそれぞれ３ｍｍ程度の長さの接続端子２１が突出する位置で、接続端子２１とパッド部３１とが半田３２で固着、接続されている。なお、パッド部３１は、図示しない回路パターンに接続されている。
【００１７】
そして、図２に示すように、接続端子２１の先端部２１Ａは、収納体本体１Ａの底部（筐体壁部）１Ａｂに当接するように設定されている。このように接続端子２１の先端部２１Ａが収納体本体１Ａの底部１Ａｂに当接する状態を保持するには、配線基板３を収納体本体１Ａに対して固定することが好ましい。
【００１８】
図２および図３に示すように、このような構成の発熱部品収納体１では、発熱性電子部品としてのフュージブルリンク２で発生した熱が、アルミニウムでなる接続端子２１を介して先端部２１Ａから収納体本体１Ａの底部１Ａｂに直接に伝導される。したがって、フュージブルリンク２では発生した熱量のうち、内部空気に伝達する少量の熱量を除く多くの熱量が、底部１Ａｂより収納体本体１Ａへ効率良く伝導する。なお、接続端子２１は、これらの多くの熱量を収納体本体１Ａに伝導させるが、フュージブルリンク２からは熱輻射により、収納体本体１Ａや蓋体１Ｂに熱が移動する。収納体本体１Ａに伝導した熱は、蓋体１Ｂにも伝導して、発熱部品収納体１全表面から外部空気へ熱が放散される。
【００１９】
上述のように本実施の形態に係る発熱部品収納体では、フュージブルリンク２で発生した熱を速やかに外部空気へ放散させることができるため、フュージブルリンク２の特性を乱すことがなく、安全器としての信頼性を高める効果がある。また、本実施の形態に係る発熱部品収納体１では、フュージブルリンク２の接続端子２１の先端部２１Ａを収納体本体１Ａの底部１Ａｂに直接当接させるだけであるため、構成部材の点数の増加を抑えることができる。
【００２０】
（測定試験）
以下、本発明に係る発熱部品収納体の作用、効果を説明するために発熱部と筐体との間に金属を介在した場合と金属を介在しない場合に行った測定試験について、図４〜図８を用いて説明する。また、この測定試験では、筐体部材１１は、汎用樹脂としてのタルク入りポリプロピレン（商品名：ＣＪ２３３、株式会社プライムポリマー製）と、高熱伝導材料として、ポリフェニレンスルフィドに、熱伝導性の高い（１０〜８０Ｗ／ｍＫ）セラミックス（例えば、アルミナ、ジルコニアなど）を高充填（６０％以上）させた材料（商品名：ＩＤＥＭＩＴＳＵ ＰＰＳ、出光興産株式会社製）と、でそれぞれ形成されたものを用意した。この高熱伝導材料の熱伝導率は３Ｗ／ｍＫである。
【００２１】
まず、図４に示すように、板状の筐体部材１１の上にアルミニウム板（純度９９％、１０００番系）１２を載置し、さらにその上にシリコンラバーヒータ（１００Ｗ、１０Ｗ、２５×５０ｍｍ、株式会社スリーハイ製）１３を載置したものを用意する。筐体部材１１は、厚さが２ｍｍであり縦横寸法が６０ｍｍ×６０ｍｍである。アルミニウム板１２は、厚さが３ｍｍであり、縦横寸法が２０ｍｍ×２０ｍｍである。シリコンラバーヒータ１３は、縦横寸法が２５ｍｍ×５０ｍｍである。このシリコンラバーヒータ１３には、デジタル温度コントローラ（商品名：ＴＨＣ−１５、株式会社スリーハイ製）１４が配線１４ａ，１４ｂを介して接続されている。
【００２２】
そして、シリコンラバーヒータ１３をデジタル温度コントローラ１４にて１００℃に保持し、筐体部材１１におけるアルミニウム板１２が載置された領域の下面中央の温度を測定した。
【００２３】
すなわち、アルミニウム板１２が介在する場合（図５参照）と介在しない場合（図６参照）と、高熱伝導材料と汎用樹脂とした場合について、１０分間測定を行った。
【００２４】
その結果を図７および図８に示す。なお、図７は２分間の温度上昇の結果を示すものであり、図８は１０分間の温度上昇の結果を示す。図７に示すように、アルミニウム板１２を介在させた方が、高熱伝導材料、汎用樹脂ともに熱を伝える速度が速いことがわかる。また、図８に示すように、アルミニウム板１２を介在させた方が、高熱伝導材料、汎用樹脂ともに熱を伝える量が増えることがわかる。そして、図７および図８より、高熱伝導材料の方が熱をよく伝え、また熱を伝える速度も速いことがわかる。
【００２５】
このように、発熱部品収納体１の内部空気を介することなく発熱性電子部品からの熱を筐体側へ直接伝導させることにより、伝導効率が高く、熱を通過させる量が増えた。また、内部空気を介在せずに熱伝導させることにより、熱を伝える速度が速くなった。さらに、汎用樹脂よりも高熱伝導材料を用いる方が熱を多く伝えることができる。また、汎用樹脂よりも高熱伝導材料を用いる方が熱を速く伝えることができる。
【００２６】
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものではない。
【００２７】
例えば、上記実施の形態においては、発熱性電子部品としてフュージブルリンク２を適用して説明したが、フュージブルリンク２に限定されるものではなく、フューズ、コイル、抵抗素子、ランプ、ソレノイド、ＬＥＤパッケージ、ＬＥＤソケットなどの各種の電子部品を適用することが可能である。
【００２８】
また、上記実施の形態においては、筐体１の構成材料として、ポリフェニレンスルフィドに、熱伝導性の高い（１０〜８０Ｗ／ｍＫ）セラミックス（例えば、アルミナ、ジルコニアなど）を高充填（６０％以上）させたものを用いたが、要は熱伝導性が高い電気絶縁性材料であれば、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２９】
１…発熱部品収納体
１Ａ…収納体本体
１Ａｂ…底部
１Ｂ…蓋体
２…フュージブルリンク
３…配線基板
２１…接続端子
２１Ａ…先端部
３１…パッド部
３２…半田
【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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【図６】
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【図７】
2011091167.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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