(57)【要約】【課題】立ち基板が実装されたプリント基板上の電子部品を効率的に冷却する電子回路装置を提供する。【解決手段】本発明に係る電子回路装置は、風入口５１と風出口５２を有する筐体５０と、前記筐体５０内に配置され第一電子部品１が第一実装面１０ａに実装された第一基板１０と、前記第一実装面１０ａの前記第一電子部品１と異なる位置に立てて実装され、前記第一電子部品にと対向する対向面２０ａに対して垂直な方向から見て前記第一電子部品１の少なくとも一部が重なる開口部３０を有する第二基板２０と、を備えたものである。【選択図】      図１
2019110178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風入口と風出口を有する筐体と、
前記筐体内に配置され第一電子部品が第一実装面に実装された第一基板と、
前記第一実装面の前記第一電子部品と異なる位置に立てて実装され、前記第一電子部品と対向する対向面に対して垂直な方向から見て前記第一電子部品の少なくとも一部が重なる開口部を有する第二基板と、
を備えた電子回路装置。
【請求項２】
前記対向面は第二電子部品が実装された第二実装面である請求項１に記載の電子回路装置。
【請求項３】
前記風入口から入り前記第一実装面に送られ前記風出口から出る風の流れを生じさせる送風部を備えた請求項１または２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記第一電子部品は前記第一基板の端面よりも前記対向面に近い位置に実装される請求項１から３のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項５】
前記第一実装面には前記第一電子部品よりも発熱量が少ない第三電子部品が更に実装され、前記第三電子部品は前記第一実装面上の前記風が流れる風路における第一電子部品よりも上流側に設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項６】
前記風出口は前記第二基板を挟んで前記風入口と反対側に設けられた請求項１から５のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項７】
前記対向面は、前記風入口が形成された筐体の風入口面と前記風出口が形成された筐体の風出口面のいずれか一方と対向し、前記対向面と反対側の前記第二基板の面が、いずれか他方と対向する請求項１から６のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項８】
前記開口部の高さは前記第二基板の高さよりも低く、かつ、前記開口部の横幅は前記第二基板の横幅よりも短い請求項１から７のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項９】
前記第一電子部品によって構成され、入力された電力を変換して出力する電力変換回路の主回路と、
前記第二電子部品によって構成され、前記主回路を制御する制御回路と、
を備えた請求項２から８のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のプリント基板に対して第２のプリント基板を立てて実装するプリント基板の実装構造を備えた電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント基板が搭載される筺体の省スペース化・小型化が求められている。これに伴い、電子部品が実装されるプリント基板に、電子部品が実装される別のプリント基板（以下立ち基板と呼ぶ）をほぼ垂直に立てて取り付ける技術が開示されている。（特許文献１、２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５３１７８
【特許文献２】特開２００７−１２３４５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、立ち基板を採用し筺体の省スペース化・小型化を進めると、電子部品間の熱の影響が大きくなり、電子部品や基板の放熱性が不十分になる可能性があった。
【０００５】
本発明は立ち基板が実装されたプリント基板上の電子部品を効率的に冷却する空冷技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子回路装置は、風入口と風出口を有する筐体と、筐体内に配置され第一電子部品が第一実装面に実装された第一基板と、第一実装面の第一電子部品と異なる位置に立てて実装され、第一電子部品と対向する対向面に対して垂直な方向から見て第一電子部品の少なくとも一部が重なる開口部を有する第二基板と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電子回路装置は、第一基板に実装された第二基板に開口部を設けることにより、電子部品に対し、効率的に冷却風を通過させることができ、従来に比べて電子部品を効率的に冷却する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる電子回路装置１００を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかるプリント基板（第一基板）１０とプリント基板（第二基板）２０を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１にかかる電子回路装置１００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図である。
【図４】実施の形態１にかかる電子部品１と開口部３０との位置関係を説明するための筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。
【図５】断面積Ａと風量Ｑの関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態１にかかる立ち基板２０の開口部３０を示す断面図である。
【図７】実施の形態１にかかる電子部品１の発熱部分とプリント基板（第二基板）２０の開口位置との関係を示す斜視図と筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。
【図８】実施の形態１にかかる電子部品１の発熱部分とプリント基板（第二基板）２０の開口位置との関係を示す斜視図と筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。
【図９】実施の形態１にかかる電子回路装置１００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図である。
【図１０】実施の形態１にかかる電子回路装置１００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図である。
【図１１】実施の形態１にかかるプリント基板（第一基板）１０とプリント基板（第二基板）２０の接続部分を説明する図である。
【図１２】実施の形態１にかかるプリント基板（第一基板）１０とプリント基板（第二基板）２０の接続部分を説明する図である。
【図１３】実施の形態１にかかるプリント基板（第一基板）１０とプリント基板（第二基板）２０の接続部分を説明する図である。
【図１４】プリント基板（第二基板）２０の無い比較例の電子回路装置９９の斜視図と電子回路装置９９の筺体５０の上面１５０を透視した透視図である。
【図１５】プリント基板（第二基板）２０が２つある比較例の電子回路装置の筺体の上面を透視した透視図と開口を示すための側面１１０を透視した透視図である。
【図１６】実施の形態２にかかる電子回路装置２００を示す斜視図である。
【図１７】実施の形態２にかかる電子回路装置２００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図と筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。
【図１８】実施の形態２にかかる電子回路装置２００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図と筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。
【図１９】実施の形態２にかかる電子回路装置２００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図である。
【図２０】プリント基板（第二基板）２０の無い比較例の電子回路装置１９９の筺体の上面を透視した透視図である。
【図２１】一般的な電力変換回路基板の回路図である。
【図２２】電力変換回路基板の回路をプリント基板（第一基板）１０とプリント基板（第二基板）２０とに実装した一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１にかかる電子回路装置の構成について図１〜図１５を用いて説明する。
【００１０】
図１は、実施の形態１にかかる電子回路装置１００を示す斜視図である。図１において、電子回路装置１００は、風入口５１と風出口５２を有する筺体５０と、筺体５０内に配置された電子部品（第一電子部品）１が実装されたプリント基板（主基板）１０と、電子部品１と同じ実装面（第一実装面）１０ａに立てて実装され、一部に開口部３０を有するプリント基板（立ち基板）２０から構成される。
【００１１】
筺体５０は六面体で構成され、それぞれの面は樹脂材料の板で構成される。図１では筺体５０の形状が直方体の例を示しているが、筺体５０の形状は立方体等であってもよい。また板材料は、絶縁性が必要な場合は樹脂材料を用いるとよい。筺体周囲への電磁波ノイズの悪影響を抑制する必要がある場合は、電磁波を遮蔽する金属材料を用いるとよい。
【００１２】
図１に示すように、筺体５０は、筺体５０内に入る風（例えば空気）の入り口である風入口５１と、筺体５０内から出る風の出口である風出口５２とを備える。風出口５２には、風入口５１から筺体５０内に入り実装面１０ａに送られ、風出口５２から筺体５０の外へ出る風の流れを生じさせるファン（送風部）５３を備える。ファン５３は、実装面１０ａに風を送ることで、電子部品１を強制空冷により冷却し、電子部品１より吸熱し熱をもった風を筺体５０外へ放出する。ここでは風出口５２に、風入口５１から風を吸入し風出口５２から排出するファン５３を備えた例を示したが、例えば風入口５１に、筺体５０外部から風を吸入し、筺体５０内へ風を送り、風出口５２から排出するファン５３を備えた構成としてもよい。また、筺体５０の外部に設置された送風部により送られた風を筺体５０に取込む構成としても良い。
【００１３】
図１に示すように、風入口５１と風出口５２は、開口部３０に風が通る風路が形成されるように配置され、風出口５２はプリント基板２０を挟んで風入口５１と反対側に設けられる。但し、風入口５１と風出口５２は必ずしも筺体５０内で対向する面に形成する必要はなく、開口部３０に風が通る風路が形成されるように配置されていればよい。なお、図１では風入口５１と風出口５２以外の開口がない例を示しているが、風路が形成される範囲であれば、例えば筺体の一部に、コネクタ接続用の開口などが設けられていてもよい。
【００１４】
図２（ａ）は、筺体５０内に配置された主基板１０に立ち基板２０が実装される前の状態、図２（ｂ）は、主基板１０に立ち基板２０が実装された後の状態を示す斜視図である。主基板１０は、例えばガラスコンポジット基板を用いる。その他の材料として、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板がある。また、セラミック基板に配線導体が形成された基板等を用いてもよい。図２（ａ）に示すように、主基板１０には、立ち基板２０を立てて実装するためのスリット１５が形成されている。
【００１５】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、主基板１０上には、電子部品１が実装面１０ａ上に実装されている。主基板１０には、例えばインバータ回路などのパワー回路を構成する電子部品１が実装される。電子部品１の中には、強制冷却が必要な発熱部品がある。本明細書中では、強制冷却が必要な電子部品を発熱部品とし、例えば、レギュレータ、トランジスタなどのスイッチング素子、パワー回路用のダイオード、シャント抵抗、コイル、トランスなどが発熱部品に該当する。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、立ち基板２０は、電子部品１と対向する面２０ａを有する。尚、電子部品１と対向する対向面２０ａは、電子部品（第二電子部品）を実装可能であり、実装面（第二実装面）２０ａとしても使用可能である。（以下、電子部品２の有無にかかわらず、対向面を実装面２０ａとする。）ここでは、電子部品を実装していない場合を説明する。また、立ち基板２０は、主基板１０のスリット１５に挿入するための実装部２０ｃを有する。実装部２０ｃは、スリット１５に挿入できるように突出した形状となっている。なお、実装面１０ａに対する立ち基板２０の実装方法は、挿入して接合する実装方法に限定されず、立ち基板２０が立てて実装されていればよい。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、立ち基板２０は、主基板１０に垂直に実装されている。なお、立ち基板２０は、主基板１０に対して、必ずしも垂直に実装される必要はなく、風路が形成できる範囲で傾いていてもよい。風路形成の観点から、主基板１０と立ち基板２０のなす角度は、例えば、４５度以上９０度以下の範囲とすればよい。
【００１８】
図１に示すように、立ち基板２０の実装面２０ａは、風入口５１が形成された筐体の側面１１０（風入口側の側面）と風出口５２が形成された筐体の側面１２０（風出口側の側面）のいずれか一方と対向し、実装面２０ａと反対側の立ち基板２０の裏面２０ｂが、いずれか他方と対向する構成とすることで、開口部３０を有する立ち基板２０を風路形成に寄与させることができる。また、立ち基板２０には、実装面（第二実装面）２０ａ上に電子部品（図示せず）を実装することができ、例えば後述のように、インバータ回路、コンバータ回路や整流器回路などと比べて駆動電圧が低い制御回路を構成する部品が実装される。このように、立ち基板２０に電子部品を実装する場合は、実装面２０ａと風入口５１が形成された筐体の側面１１０（風入口側の側面）とが対向する構成にすると、実装面２０ａ上に実装された電子部品が効率的に冷却されるため好ましい。
【００１９】
立ち基板２０は主基板１０と同じく、ガラスコンポジット基板を用いる。なお、主基板１０と同じ基板とする構成としてもよいし、異なる基板を組みあわせた構成としてもよい。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、立ち基板２０は、一端面側から切欠いた切欠き２０ｄを有する。また図２（ｂ）に示すように、立ち基板２０が実装面１０ａに実装された状態において、切欠き２０ｄのうち実装面１０ａ側の部分、すなわち実装面１０ａと立ち基板２０とで囲われた部分が開口部３０となる。つまり、立ち基板２０の切欠き２０ｄの一部が開口部３０となる。
【００２１】
図３は、実施の形態１にかかる電子回路装置１００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図である。図３に示すように、風出口５２は立ち基板２０を挟んで風入口５１と反対側に設けられる。図３中に風の流れを表す矢印で示すように、ファン５３により実装面１０ａに送られた風が、開口部３０を通るため、開口部３０付近に風が集中する。
【００２２】
図４は、実施の形態１にかかる電子回路装置１００の筺体５０の側面１１０を透視した透視図であり、実施の形態１にかかる電子部品１と開口部３０との位置関係を説明する図である。図４に示すように、風入口５１側から立ち基板２０を見た場合、すなわち、立ち基板２０の実装面（対向面）２０ａに対して垂直な方向から見た場合、電子部品１の少なくとも一部が、開口部３０と重なって見える位置に配置することで、開口部３０に集中する風により電子部品１が効率的に冷却される。また、立ち基板２０の裏面２０ｂに対して垂直な方向から見た場合、電子部品１の少なくとも一部が、開口部３０と重なって見える位置することで、開口部３０に集中する風により電子部品１が効率的に冷却される。
【００２３】
図４では、電子部品１の断面積が開口部３０の断面積よりも小さい例を示しているが、少なくとも一部が重なっていれば、冷却の効果が得られるため、例えば、電子部品１の幅が開口部３０の幅よりも大きい構成や、電子部品１の高さが開口部３０の高さよりも高い構成であってもよい。図４に示す例のように、立ち基板２０の実装面２０ａに対して垂直な方向から見た場合に、開口部３０の断面積よりも小さい断面積を有する電子部品１を、開口部３０の内側に配置することで、より効率的に冷却効果を得ることができる。
【００２４】
また、電子部品１を効率的に冷却するためには、図３に示すように、電子部品１は開口部３０の近傍に実装するとよく、また、電子部品１は主基板１０の端面１１よりも立ち基板２０の実装面２０ａに近い位置に実装するとよい。
【００２５】
図４に示すように筺体５０の断面積（筺体の上面１５０、下面１６０、側面１３０及び側面１４０により囲まれた断面積）をＡ５０、電子部品１の断面積をＡ１、開口部３０の断面積をＡ３０とする。筺体５０の断面積Ａ５０が大きくなるほど、筺体５０内での送風される風の圧損（圧力損失）が低減できる。また、開口部３０の断面積Ａ３０が大きくなるほど、開口部３０内での送風される風の圧力損失が低減できる。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、断面積Ａと風量Ｑの関係は、断面積Ａが増加するとファンが供給できる風量Ｑは増加するが、断面積Ａに対する風量Ｑの関係は飽和特性の関係を有し、断面積Ａが増加するにつれて、風量Ｑの増加量は徐々に減少し０となる。
【００２７】
一方、図５（ｂ）に示すように、電子部品１の冷却に寄与する風量Ｑｐは、開口部３０の断面積Ａ３０が小さい場合は、風量Ｑの増加量が支配的になり、結果として冷却に寄与する風量Ｑｐは増加するが、開口部３０の断面積Ａ３０を増やしていくと、図５（ａ）の関係に従い、徐々に風量Ｑが飽和する。開口部３０の断面積Ａ３０がある値より大きくなると、風量Ｑｐ＝（Ａ１／Ａ３０）×Ｑの関係から、１／Ａ３０に従いＱｐは減少する。図５（ｂ）に示す関係を用いて、開口部３０の断面積Ａ３０を変化させることにより、冷却に寄与する風量Ｑｐが最大になるように設計するとよい。
【００２８】
また、図４に示すように、筺体５０の上面１５０、下面１６０、側面１３０及び側面１４０と、立ち基板２０との間に隙間がある構成でも良い。別のいい方をすれば、筺体５０の内面と、立ち基板２０の上端面２５（筺体５０の上面１５０側の端面）、側端面２３（筺体５０の側壁１３０側の端面）や側端面２４（筺体５０の側壁１４０側の端面）との間に隙間がある構成でもよい。隙間がある場合は、開口部３０における風の圧損が小さく、風が流れやすいように、開口部３０の形状の設計に加えて、風入口５１、風出口５２や送風機５３との位置関係などを設計すればよい。
【００２９】
電子部品１の形状を考慮し、電子部品１を効率的に冷却するための開口部３０の形状としては、冷却に寄与する風量Ｑｐの観点から、開口部３０の高さ（筺体５０の上面１５０と下面１６０方向の長さ）は、立ち基板２０の高さ（筺体５０の上面１５０と下面１６０方向の長さ）よりも低い形状とするとよい。また、開口部３０の幅（筺体５０の側面１３０と側面１４０方向の長さ）は、立ち基板２０の幅（筺体５０の側面１３０と側面１４０方向の長さ）よりも短い形状とすると良い。例えば、切欠き２０ｄの高さは、立ち基板２０の下側（筺体の下面１６０側）から６ｍｍ以上立ち基板２０の高さ未満、また、切欠き２０ｄの幅は、１ｍｍ以上立ち基板２０の横幅未満として、開口部３０を形成すると良い。
【００３０】
図６は、立ち基板２０の開口部３０を示す断面図である。図１〜図４では、図６（ａ）に示すように、立ち基板２０の開口部３０が立ち基板２０の下側、すなわち筺体の下面１６０側に形成した例を示したが、電子部品１の形状や配置箇所により、図６（ｂ）〜（ｄ）に示す形状としてもよい。
【００３１】
図７は、電子部品１の発熱部分と立ち基板２０の開口位置との関係を示す斜視図と筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。例えば図７（ａ）の斜視図や図７（ｂ）の透視図に示すように、電子部品１が３端子レギュレータのような高さのある部品である場合、端子の上に形成された発熱部分を冷却する必要がある。図７（ａ）、（ｂ）のような立ち基板２０の下側の開口部３０では、端子が風路に入るが、冷却すべき電子部品の発熱部分が風路に入らない場合がある。
【００３２】
すなわち、図７（ｂ）に示すように、立ち基板２０の実装面２０ａ（第二実装面）に対して垂直な方向から見た場合、電子部品１の発熱部分の少なくとも一部が、開口部３０と重ならない場合がある。このような場合に、冷却すべき素子の発熱部分を風路に入れるために、すなわち、電子部品１の発熱部分の少なくとも一部が、開口部３０と重なるようにするために、立ち基板２０の下側（筺体の下面１６０側）から開口２０ｄの面積を大きくすることも可能であるが、冷却効果を低下させる場合がある。また、図７（ａ）において、電子部品１の発熱部分に風があたるように風入口５１を大きくすることも可能であるが、冷却に寄与しない風量が増加するため、冷却効果を低下させる場合がある。
【００３３】
図８は、電子部品１の発熱部分と立ち基板２０の開口位置との関係を示す斜視図と筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。図８（ａ）の斜視図や図８（ｂ）の透視図に示すように、電子部品１の発熱部分が風路に入るように、立ち基板２０の上端面２５側（筺体５０の上面１５０側）に切欠きにより開口部３０を形成する、すなわち、風入口５１側から立ち基板２０を見た場合、換言すると、立ち基板２０の実装面２０ａに対して垂直な方向から見た場合、電子部品１の発熱部分の少なくとも一部が、開口部３０と重なって見える位置に形成することで、効率的な冷却が可能となる。
【００３４】
このように、電子部品１の冷却が必要な箇所により、図６（ｂ）のように開口部３０が、立ち基板２０の上端面２５側（筺体５０の上面１５０側）、図６（ｃ）のように切欠きにより形成された開口部３０を立ち基板２０の側端面２３側もしくは側端面２４側（筺体５０の側壁１３０もしくは１４０側）にする構成や、図６（ｄ）のように、端部に切欠きを有さず、開口部３０の四方が立ち基板２０に囲われている穴部とする構成としてもよく、開口部３０の数は１つに限らず、複数を組み合わせた構成としても良い。図６（ｂ）、（ｃ）に関しては、図６（ａ）の場合とは異なり、切欠きがが開口部３０となる。ここでは、開口部３０の形状を矩形としたが、形状は限定されず、矩形の角にＲ部を有する形状、多角形、楕円など風が通過する形状であればよい。
【００３５】
図３に示すように、電子部品１を効率よく冷却するために、風入口５１、電子部品１、風出口５２、送風部５３を直線状に配置するとよい。また、例えば発熱部品が複数ある場合は、図９に示すように、風入口５１の位置を側面１１０において側面１３０に近い位置に形成し、風出口５２の位置を側面１２０において側面１３０に近い位置に形成し、開口部３０を側壁１４０に近い位置に形成し、風が流れる風路に、電子部品１が並ぶように配置するとよい。
【００３６】
この配置の場合は、風入口５１から風を吸い込む送風部５３を風出口５２に備えた構成とすると、風入口５１側から風を送る構成よりも、風の圧損が小さく風路を形成できるため好ましい。また、筺体５０内での風路をムラなく形成でき、主基板１０上の部品の冷却バラつきを抑制する効果が期待できる。また、図１０に示すように、風入口５１と開口部３０を複数設け、風出口５２から排出する構成としてもよい。風入口５１、電子部品１、開口部３０、風出口５２が直線状に配置され、電子部品１を効率よく冷却できる。
【００３７】
次に、本実施の形態１の電子回路装置の製造方法について図１１を参照しながら説明する。図１１は、主基板１０と立ち基板２０の接続部分を説明する図である。図１１（ａ）に示すように、立ち基板２０を立てて実装するためのスリット１５と、主基板１０の実装面１０ａと対向する面である裏面１０ｂに、後述の立ち基板２０に形成する金属膜２１と電気的に接続するための、導電性回路パターンとしての金属膜１６とが形成された主基板１０を準備する。
【００３８】
また、図１１（ｂ）に示すように、立ち基板２０の実装部２０ｃに、主基板１０の金属膜１６と電気的に接続するための、導電性回路パターンとしての金属膜２１が形成された立ち基板２０を準備する。
【００３９】
主基板１０のスリット１５に立ち基板２０の実装部２０ｃを挿入し、金属膜１６と金属膜２１の金属膜部を溶融したはんだの噴流に浸漬し、はんだ付けすることにより固定され、立ち基板２０が主基板１０に実装される。例えば、図２（ｂ）に示すように、主基板１０のスリット１５に立ち基板２０の実装部２０ｃを挿入した状態をベルトコンベアで搬送し、実装面１０ａと対向する面である裏面１０ｂに溶融したはんだの噴流に浸漬するように、溶融はんだの槽を通過させる方法で固定することができる。はんだ接続工程においては、本願の主基板１０がはんだ槽の液面と水平に配置される。
【００４０】
図１２、１３は、主基板１０と立ち基板２０の接続部分を説明する図である。図１２に示すように、立ち基板２０の切欠き２０ｄが筺体５０の下側にあり、開口部３０が２つ形成される場合は、主基板１０のスリット１５が３箇所形成される。図１３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、開口部３０が立ち基板２０の上端面２５側、側端面２３側もしくは側端面２４側に形成した場合や、開口部３０を穴部とした場合は、図１３（ａ）に示すように、主基板１０のスリットが１つとなる。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態１にかかる電子回路装置１によれば、図１に示すように、筺体５０外部の冷えた空気を風入口５１から筺体内に取り込み、冷えた空気が立ち基板２０に設けられた開口部３０に集中して流れるため、開口部３０の周辺の電子部品の放熱性を向上できる。
【００４２】
図１４は、立ち基板２０の無い比較例の電子回路装置９９の斜視図と電子回路装置９９の筺体５０の上面１５０を透視した透視図である。図１４（ａ）に示すように、風入口５１に電子部品を冷却するファン５３を設けた構成のみでは、図１４（ｂ）に風の流れを矢印で示すように、風路が限定されず発熱部品以外に空気が流れてしまい、効率的な冷却ができない。そのため、発熱部品に必要な冷却の実現するためのファンに求められる能力が高くなる。
【００４３】
図１５は、立ち基板２０が２つある比較例の電子回路装置の筺体の上面を透視した透視図と開口を示すための側面１１０を透視した透視図である。図１５に示すように、例えば主基板１０に２つの立ち基板２０Ｒ、２０Ｌが実装された場合は、図１５（ａ）、（ｂ）中の矢印で示す風の流れ、風路が形成される。しかし、立ち基板が２つの場合、図１５（ｂ）に示すように、主基板１０の実装面１０ａの面内方向の風の流れは制御されるが、主基板１０の実装面１０ａに垂直方向の風の流れは制御されず、電子部品１の上側の風を電子部品１方向へ集める風路の制御はされない。すなわち、電子部品１の冷却に寄与しない風路が構成される。
【００４４】
一方、本実施の形態では、図４に示すような開口部３０を有する構成により、図１５（ｂ）に示す開口３１のうち、電子部品１の上側の風路を遮断し、開口部３０に風の流れを集中させることができる。すなわち、発熱部品の冷却に寄与する位置に風路を制御できるため、発熱部品をより効率的な冷却することができる。
【００４５】
さらに、図４に示すように開口部３０が筺体５０の断面積よりも小さいため、ベルヌーイの定理より開口部３０流速が上昇し、冷却効果が向上する。また、冷却効果の向上により、従来のファンより風量が小さく安価で小型なファンを採用することも可能となる。
【００４６】
開口部３０の断面積Ａ３０を変化させることにより、冷却に寄与する風量Ｑｐが最大になるように設計することで冷却効果が向上し、発熱による部品の特性や寿命の劣化を抑え、発熱部品による基板の寿命劣化を抑えることができる。
【００４７】
図１５（ｃ）に示すように、立ち基板を２つで風路を形成し、例えば制御回路を構成する電子部品を立ち基板に実装する場合、立ち基板の大きさなどの制約より制御回路が２つの立ち基板にまたがり、制御回路の電子部品の一部（例えば、電子部品２Ｒ）が立ち基板２０Ｒ、一部（例えば、電子部品２Ｌ）が別の立ち基板２０Ｌ上に配置される可能性がある。別々の基板に分かれた制御回路の電子部品２を電気的に接続するためには、図１５（ｃ）内の矢印に示す電流の流れが必要となり、立ち基板２０Ｒから主基板１０に電気接続のために配線し、さらに主基板１０からもう片方の立ち基板２０Ｌに電気接続のために配線する方法が考えられる。また、コネクタなどの接続部品を用いてジャンパーする方法などが考えられる。しかし、いずれの方法も部品点数が増え、主基板１０と立ち基板２０を接続する金属膜を多く使用するため好ましくない。
【００４８】
一方、本発明の立ち基板２０は１つのプリント基板で構成され、制御回路の電子部品の実装面積を確保することができる。さらに、実装面積が確保される大きさの立ち基板２０を実装すると、図１に示すように筺体５０の空間が風入口５１側の第一空間５１０と風出口５２側の第二空間５２０とに仕切られる。仮に開口部３０がない場合は、立ち基板２０と筺体５０との隙間以外に第一空間５１０と第二空間５２０を連通する経路がなく、立ち基板２０の陰に隠れて冷却されない第二空間５２０側の電子部品（図示せず）であっても、開口部３０を設け、開口部３０付近に配置することで、冷却することができる。
【００４９】
図１３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、開口部３０が立ち基板２０の上端面２５側、側端面２３側もしくは側端面２４側にある構成や、穴部とする構成は、開口部３０が立ち基板の下側にある構成に比べ、主基板１０と立ち基板２０の接続部分の面積が大きく、接続する金属膜の数をより多く確保できる効果も得られる。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態２にかかる電子回路装置２の構成については、図１６〜２０を用いて説明する。
【００５１】
本実施の形態２かかる電子回路装置２の構成も基本的に実施の形態１にかかる電子回路装置１の構成と同じ構成を有するが、以下の点で相違する。よってここでは、主に相違点について説明を行い、一致点についてはその説明を省略する。
【００５２】
実施の形態１では、主に発熱部品のみに着目し、電子部品１と開口部３０の配置を中心に説明したが、発熱部品よりも発熱量が少ない電子部品（第三電子部品）３も配置された構成とする点で実施の形態１と相違する。以下当該構成につき詳細に説明する。
【００５３】
図１６は、電子回路装置２００を示す斜視図である。図１７（ａ）は、電子回路装置２００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図透視図であり、図１７（ｂ）は風の流れを説明するための筺体５０の側面１１０を透視した透視図である。図１６に示す立ち基板２０と開口部３０により、筺体５０内に風路が形成される。図１７（ａ）では、風入口５１から開口部３０を通り、風出口５２へと向かう風の流れを矢印で示しており、図１７（ｂ）では、紙面手前側から紙面奥側に向かう風の流れを示している。本実施の形態２では、図１６に示すように、電子部品１に加えて、発熱部品よりも発熱量が少ない電子部品３、または、強制冷却が必須でない電子部品３も実装面１０ａに実装される。このように、電子部品１と電子部品より発熱量が少ない電子部品３を実装する場合に、電子部品３は、主基板１０の実装面１０ａ上の風が流れる風路における電子部品１よりも上流側、すなわち風入口５１側に設けられる。また、電子部品１を通過し、熱を有する風が流れる風路上に、電子部品３を配置しない構成にするとよい。主基板１０の実装面１０ａ上の風が流れる風路における電子部品１よりも下流側、すなわち風路における電子部品１よりも風出口５２側に、電子部品３を配置しない構成にするとよい。
【００５４】
図１８（ａ）は、電子回路装置２００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図であり、図１８（ｂ）は風の流れを説明するための筺体５０の側面１１０を透視した透視図であり、紙面手前側から紙面奥側に風が流れる。先述の説明と同様の考え方で、図１８に示すように、風入口５１、電子部品１、開口部３０、風出口５２を結ぶ風路以外の位置、すなわち、発熱部品を通過した後の風路を除く位置に電子部品３を配置するとよい。なお図１８（ｂ）では、開口部３０が図６（ｄ）に示す立ち基板２０に形成された穴部である例を示している。
【００５５】
風入口５１が２つある場合は、例えば図１９の電子回路装置２００の筺体５０の上面１５０を透視した透視図に示すように、風入口５１と開口部３０との間に電子部品３が実装され、開口部３０の近傍で、開口部３０と風出口５２との間に電子部品１を実装する構成とすることもできる。この場合、電子部品１は、主基板１０の端面１２よりも開口部３０に近い位置に実装するとよい。また、図１９に示すように、電子部品３のうち、自己発熱量は大きくないが、耐熱温度が低く、冷却が必要なもの（例えば、電界コンデンサ）は、開口部付近に配置する構成が好ましい。
【００５６】
図１６、１７に示すような、風入口５１、開口部３０と風出口５２が直線状に配置されない場合は、風入口５１から風を送る構成よりも、風出口５２側から、風入口５１から風を吸い込む構成とすることで、電子部品１を通過した風が電子部品３側へ流れるのを効果的に抑制できるため好ましい。
【００５７】
以上説明したように、実施の形態２にかかる電子回路装置２００によれば、主基板１０に立てて実装された立ち基板２０と開口部３０により、筺体２内に風路を形成される。
【００５８】
図２０は、立ち基板２０の無い比較例の電子回路装置１９９の筺体の上面を透視した透視図である。立ち基板２０が無く、風の流れが制御されていない場合は、発熱部品１を通過した風が発熱部品１よりも発熱量が少ない電子部品３を通過し、電子部品３の特性を劣化させる可能性があった。
【００５９】
本実施の形態２に係る電子回路装置２００によれば、発熱部品を立ち基板２０の開口部３０付近に配置し、形成された風路において、発熱部品である電子部品１よりも発熱量が少ない電子部品３を、電子部品１を通過した後の風路を除く位置に配置することで、電子部品１を通過し熱せられた風を受けることがなく、電子部品３の寿命や特性の劣化を防止することができる。
【００６０】
実施の形態３．
実施の形態３は、電力変換回路基板の回路を主基板１０と立ち基板２０とに実装した適用例を図２１、２２を用いて説明する。図２１は、一般的な電力変換回路基板の回路図である。図２２は、図２１の電力変換回路基板の電子部品を、風入口５１と風出口５２を有する筺体５０内に設けられた主基板１０と、主基板１０に立てて実装された立ち基板２０とに実装した一例である。
【００６１】
図２１に示すように、入力端子１０５から入力された信号は整流回路１０１で交流から直流に変換され、コンバータ回路１０２で昇圧され、インバータ回路１０３で任意の交流信号に変換され、出力端子１０６から出力される。コンバータ回路１０２のスイッチング素子を駆動する駆動回路１０２ａを含むコンバータ回路１０２や、インバータ回路１０３のスイッチング素子を駆動する駆動回路１０３ａを含むインバータ回路１０３などの制御を、マイコン２０１ａなどの制御ＩＣを搭載した制御回路２０１で行う。
【００６２】
整流回路１０１、コンバータ回路１０２、インバータ回路１０３などの動作電圧が数百Ｖ以上の電力変換回路の主回路は、パワー回路用のダイオードやトランジスタやＭＯＳＦＥＴといったスイッチング素子などの発熱部品を有しており、主基板１０基板に実装される。また、主回路を制御する制御ＩＣが搭載され、数Ｖから数十Ｖ（百Ｖ未満）の電圧を用いて数百Ｖ以上の主回路を制御する制御回路２０１は、発熱部品よりも発熱量が少なく、強制冷却が必須でない電子部品２を有しており、立ち基板２０に実装される。また、これらの回路を動作させる電源回路１０４もレギュレータなどの発熱部品を用いるため、主基板１０に実装する。スイッチング素子を駆動する駆動回路１０２ａ、１０３ａは、主基板１０に実装してもよく、また、立ち基板２０に実装してもよい。
【００６３】
立ち基板２０に電流が大きな電子部品を実装して使用する場合、主基板１０と立ち基板２０の接続箇所が他の配線パターンよりもインピーダンスが高いため、接続箇所において発熱が発生し、後述の接続箇所のはんだの信頼性が低下する。よって、立ち基板２０上には、駆動電流が低い制御回路を構成するとよい。
【００６４】
図２２は、図２１の電力変換回路基板の電子部品を実装した一例を示しており、図２２（ａ）が装置の上面を透視した透視図であり、図２２（ｂ）が装置の風出口５２を備えた側面を透視した透視図であり、立ち基板２０を風出口５２側から見た図である。図２２（ｂ）に示す開口部３０では、紙面の奥側から手前側に風が流れる。
【００６５】
図２２（ａ）に示すように、主基板１０の実装面１０ａに、風入口５１側から開口部３０までの間に、風の上流側から、整流回路１０１を構成する電子部品群１０１Ａ、コンバータ回路１０２を構成する電子部品群１０２Ａ、インバータ回路１０３を構成する電子部品群１０３Ａの順に配置される。また、開口部３０と風出口５２との間に、電源回路１０４を構成する電子部品群１０４Ａが配置される。入力端子１０５と出力端子１０６も、主基板１０の実装面１０ａに配置される。
【００６６】
図２２（ａ）に示すように、風入口５１側にインバータ回路１０３を構成する電子部品群１０３Ａの一つで、発熱部品であるシャント抵抗１ａを配置し、風出口５２側に電源回路を構成する電子部品群１０４Ａの一つで、発熱部品であるレギュレータ１ｂを配置する。この例に示すように、開口部３０の周辺の最も冷却効果が期待される箇所に、発熱量が大きい電子部品を配置するとよい。
【００６７】
また、図２２（ｂ）に示すように、立ち基板２０の実装面２０ａに、マイコン２０１ａなどの制御ＩＣを搭載した制御回路２０１を構成する電子部品群２０１Ａを実装する。このとき、電子部品群２０１Ａを実装する位置を、実装面１０ａに実装された発熱量の大きい電子部品群と離れた配置としている。つまり、コンバータ回路１０２を構成する電子部品群１０２Ａやインバータ回路１０３を構成する電子部品群１０３Ａとは、立ち基板２０を挟んで反対側に配置されている。また、立ち基板の実装面２０ａのうち、実装面１０ａに実装された電源回路を構成する電子部品群１０４Ａとは離れた位置、すなわち、開口部３０から離れた位置に配置される。例えば、制御回路２０１を構成する電子部品群２０１Ａは、電子部品群２０１Ａと回路１０２を構成する電子部品群１０２Ａとの距離が、電子部品群１０２Ａと立ち基板２０との距離よりも大きくなる位置に配置するとよい。また、制御回路２０１を構成する電子部品群２０１Ａは、電子部品群２０１Ａとインバータ回路１０３を構成する電子部品群１０３Ａとの距離が、電子部品群１０３Ａと立ち基板２０との距離よりも大きくなる位置に配置するとよい。同様に、制御回路２０１を構成する電子部品群２０１Ａは、電子部品群２０１Ａと電源回路を構成する電子部品群１０４Ａとの距離が、電子部品群１０４Ａと立ち基板２０との距離よりも大きくなる位置に配置するとよい。
【００６８】
以上説明したように、電力変換回路基板の回路を主基板１０と立ち基板２０とに実装する例として、主基板１０に主回路を実装し、主基板１０に立てて実装された立ち基板２０に制御回路を実装する。この配置により、発熱量が大きいシャント抵抗１ａやレギュレータ１ｂを開口部３０付近に配置できるため、効率よく冷却する事ができる。
【００６９】
また、図２２（ａ）に示すように、立ち基板２０に制御回路を構成する電子部品を配置することで、非発熱部品である制御ＩＣを構成する電子部品が、発熱部品を通過し、熱を持った風が通る風路から外すことができる。また、図２２（ｂ）に示すように、電子部品群１０２Ａや電子部品群１０３Ａと、立ち基板２０を挟んで熱的に遮蔽され、電子部品群１０４Ａとも距離をあけていることにより、制御ＩＣの寿命や特性の劣化を防止することができる。
【符号の説明】
【００７０】
電子部品（第一電子部品）  １、シャント抵抗  １ａ、レギュレータ  1ｂ、電子部品（第二電子部品）  ２、電子部品  ２Ｒ、２Ｌ、プリント基板（主基板）  １０、実装面（第一実装面）  １０ａ、裏面  １０ｂ、基板１０の端面  １１、１２、金属膜  １６、２１、スリット  １５、プリント基板（立ち基板）  ２０、２０Ｒ、２０Ｌ、実装面（第二実装面）  ２０ａ、実装部  ２０ｃ、切欠き  ２０ｄ、立ち基板２０の側端面  ２３、２４、立ち基板２０の上端面  ２５、開口部  ３０、開口  ３１、筺体  ５０、風入口  ５１、風出口  ５２、ファン（送風部）  ５３、電子回路装置  ９９、電子回路装置  １００、整流回路  １０１、整流回路を構成する電子部品群  １０１Ａ、コンバータ回路  １０２、コンバータ回路を構成する電子部品群  １０２Ａ、インバータ回路  １０３、インバータ回路を構成する電子部品群  １０３Ａ、電源回路  １０４、電源回路を構成する電子部品群  １０４Ａ、１０５  入力端子、１０６  出力端子、筺体の側面  １１０、１２０、１３０、１４０、筺体の上面  １５０、筺体の下面  １６０、電子回路装置  ２００、制御回路  ２０１、マイコン  ２０１ａ、制御回路２０１を構成する電子部品群  ２０１Ａ、第一空間  ５１０、第二空間  ５２０、断面積  Ａ、電子部品１の断面積  Ａ１、開口部３０の断面積  Ａ３０、筺体５０の断面積  Ａ５０、風量  Ｑ、冷却に寄与する風量  Ｑｐ。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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