(57)【要約】【課題】放熱性を向上させる。【解決手段】電子ユニット１０は、導電路を有する回路基板１１と、回路基板１１に実装される電子部品１６と、回路基板１１に重ねられる板状部３６と当該板状部３６の板面と交差する方向に並んで配された複数の放熱フィン３９とを有する放熱部材３５と、隣り合う放熱フィン３９間の複数の開口部４０に送風するファン２８と、を備え、複数の開口部４０のうち少なくとも１つは、他の開口部４０よりも開口面積が小さい小開口部４２とされている。【選択図】図５
2015096010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電路を有する回路基板と、
前記回路基板に実装される電子部品と、
前記回路基板に重ねられる板状部と当該板状部の板面と交差する方向に並んで配された複数の放熱フィンとを有する放熱部材と、
隣り合う前記放熱フィン間の複数の開口部に送風する送風手段と、を備え、
前記複数の開口部のうち少なくとも１つは、他の開口部よりも開口面積が小さい小開口部とされている電子ユニット。
【請求項２】
前記板状部には、当該板状部を厚肉にすることで前記小開口部の開口面積を小さくする厚肉部が形成されている請求項１に記載の電子ユニット。
【請求項３】
前記小開口部は、前記電子部品寄りの位置に形成されている請求項１又は請求項２に記載の電子ユニット。
【請求項４】
前記電子部品は、複数備えられ、前記複数の電子部品は、低発熱部品と、前記低発熱部品よりも発熱する高発熱部品とからなり、
前記小開口部は、前記低発熱部品よりも前記高発熱部品に近い位置に形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電子ユニット。
【請求項５】
前記電子部品は、選択的に通電する複数のＳＭＤコイルであって、前記選択的に通電する複数のＳＭＤコイルは、前記回路基板上における互いに離れた位置に実装されている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電子ユニット。
【請求項６】
前記放熱部材には、前記放熱フィンの先端側を閉鎖するフィンカバーが装着されている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電子ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板の熱を放熱部材を介して外部に放熱する電子ユニットが知られている。
特許文献１は、ＦＥＴが導電板を介して放熱部材に接続された車両用パワーディストリビュータが記載されている。この特許文献１は、放熱部材の一方の面側に複数のＦＥＴが並んで配されており、前記一方の面とは反対側に設けられたフィンからＦＥＴや導電板の熱を外部に放熱するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１５１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の構成では、放熱部材に伝わった熱は、フィン間の空気に放熱されるが、フィン間の空気が移動しないため、フィン間の空気の熱が外部に逃げにくく、放熱性を高めるための障害となっていた。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、放熱性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子ユニットは、導電路を有する回路基板と、前記回路基板に実装される電子部品と、前記回路基板に重ねられる板状部と当該板状部の板面と交差する方向に並んで配された複数の放熱フィンとを有する放熱部材と、隣り合う前記放熱フィン間の複数の開口部に送風する送風手段と、を備え、前記複数の開口部のうち少なくとも１つは、他の開口部よりも開口面積が小さい小開口部とされている。
【０００７】
このようにすれば、送風手段により送風されることで放熱フィン間の開口部内を空気が流通して、放熱性を向上させることができる。
ここで、送風手段で送風された空気のうち、小開口部に送風された空気は、開口面積が小さい小開口部内で、他の開口部よりも流速を早くすることができるため、回路基板が部分的に高温になったとしても、高温部分の熱を小開口部で放熱することが可能になり、より一層、放熱性を向上させることができる。
【０００８】
上記構成に加えて以下の構成を備えれば好ましい。
・前記板状部には、当該板状部を厚肉にすることで前記小開口部の開口面積を小さくする厚肉部が形成されている。
このようにすれば、厚肉部によって板状部が厚くなれば、その部分の熱容量を増やすことができるため、瞬間的な出力増加時の温度上昇を抑制することができる。
【０００９】
・前記小開口部は、前記電子部品寄りの位置に形成されている。
このようにすれば、電子部品の熱を効果的に放熱できると共に電子部品の温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
・前記電子部品は、複数備えられ、前記複数の電子部品は、低発熱部品と、前記低発熱部品よりも発熱する高発熱部品とからなり、前記小開口部は、前記低発熱部品よりも前記高発熱部品に近い位置に形成されている。
このようにすれば、高発熱部品の熱を小開口部によって放熱することができるため、局所的に高温となる部分の熱を効率的に放熱させることができる。
【００１１】
・前記電子部品は、選択的に通電する複数のＳＭＤコイルであって、前記選択的に通電する複数のＳＭＤコイルは、前記回路基板上における互いに離れた位置に実装されている。
このようにすれば、ＳＭＤコイルの熱を回路基板上に分散することができるため、回路基板が局所的に高温になることを抑制できる。
【００１２】
・前記放熱部材には、前記放熱フィンの先端側を閉鎖するフィンカバーが装着されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放熱性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電子ユニットを示す平面図
【図２】電子ユニットを示す正面図
【図３】回路基板、保持部材、ファン、放熱部材及びフィンカバーの分解斜視図
【図４】回路基板、保持部材、ファン、放熱部材及びフィンカバーを組み付けた状態の平面図
【図５】図４のＡ−Ａ断面図
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図
【図７】放熱部材を示す平面図
【図８】放熱部材を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図８を参照しつつ説明する。
電子ユニット１０（図１）は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両（図示せず）においてバッテリ（電源）から負荷に至る経路上に搭載される。本実施形態は、電子ユニットの一形態としてＤＣ−ＤＣコンバータに適用したものである。以下では、上下方向については、図２の方向を基準とし、前後方向については、図１の下方を前方、上方を後方として説明する。
【００１６】
（電子ユニット１０）
電子ユニット１０は、図３，図４に示すように、導電路を有する回路基板１１と、回路基板１１に実装される電子部品１６と、回路基板１１に重ねられ、回路基板１１の熱を外部に放散する放熱部材３５と、回路基板１１及び放熱部材３５を位置決め状態で保持する保持部材２０と、放熱部材３５に送風するファン２８（「送風手段」の一例）とを備えている。
【００１７】
（回路基板１１）
回路基板１１は、長方形状であって、絶縁材料からなる絶縁板に銅箔等からなる導電路がプリント配線されてなるプリント基板１２と、銅や銅合金等の金属板材を導電路の形状に打ち抜いて形成したバスバー１３とを重ねて貼り合わせて構成されている。
【００１８】
バスバー１３は回路基板１１の周縁部で屈曲されて複数の端子１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを形成している。端子１４Ａは、外部に接続される端子であり、ゴム栓１５に挿通され、ゴム栓１５が保持部材２０に嵌めいれられることで端子１４Ａが位置決めされる。また、真ん中の端子１４Ａには、放熱部材固定部１４Ｄが一体に形成されており、この放熱部材固定部１４Ｄが放熱部材３５の上面にネジ留めされる。
【００１９】
（電子部品１６）
電子部品１６は、ＭＯＳＦＥＴ、キャパシタ１６Ｅ、ＳＭＤ（Surface Mount Device）コイル１６Ａ〜１６Ｄを含んで構成されている。ＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄは、回路基板１１の表面に実装する小型のパワーインダクタであり、直方体状であって、底面に端子を有し、例えば、フェライトのドラムコアに銅線を巻きつけ、シールドコアで覆って形成することができる。このＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄは、通電によりキャパシタ１６Ｅ等の電子部品１６よりも発熱する高発熱部品とされ、キャパシタ１６Ｅ等の電子部品１６が低発熱部品とされる。
【００２０】
また、ＳＭＤコイル１６Ａ，１６Ｂと、ＳＭＤコイル１６Ｃ，１６Ｄとは、回路基板１１上における対角な位置に一対ずつ実装されている。
このように回路基板１１上において最も離間した位置に配置されたＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄは、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作時において選択的に通電される。具体的には、一方のＳＭＤコイル１６Ａ，１６Ｂは、電圧の昇圧時に通電し、他方のＳＭＤコイル１６Ｃ，１６Ｄは、電圧の降圧時に通電する。このように、選択的に通電するＳＭＤコイル１６Ａ，１６ＢとＳＭＤコイル１６Ｃ，１６Ｄの位置を離すことで、ＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄの通電による発熱を分散することができるため、回路基板１１が局所的に高温になることを防止できる。
【００２１】
なお、回路基板１１には、図示しない他の回路基板が間隔を空けて対向配置されており、他の回路基板の導電路が端子１４Ｂと接続される。他の回路基板は、回路基板１１と共に図示しない金属製のシールドケースで覆われている。シールドケースの上は、図１に示すように、長方形状のアッパーカバー１９で覆われている。アッパーカバー１９には、内圧を調整するための通気性防水弁３４が装着されている。
【００２２】
（保持部材２０）
保持部材２０は、合成樹脂製であって、図３，図４に示すように、長方形状のフレーム部２１と、左右一対のファン２８を固定するファン固定部２４とを備える。フレーム部２１は、回路基板１１の外周に沿う内周を有するとともに、チョークコイル１８が配される部分が区画されている。このフレーム部２１の内側における上面には、端子１４Ｃがネジ留めされて固定される端子固定部２２が形成されている。フレーム部２１の外側には、端子１４Ａを下方から支持する端子支持部２３が形成されている。
【００２３】
ファン固定部２４は、フレーム部２１の前端部に一体に形成されており、ファン２８を嵌めいれる矩形状の一対のファン装着孔２５が形成されている。ファン装着孔２５の奥側には、ファン２８をネジ留めするためのネジ孔を有する留め部２６が形成されている。左右のファン固定部２４は、互いに仕切り壁２７を間に挟んで離間している。
保持部材２０の放熱部材３５側には、シーリング部材（図示しない）が流し込まれる溝（図示しない）が形成されており、保持部材２０と放熱部材３５がシーリング部材を介して密着する。
【００２４】
（ファン２８）
ファン２８は、左右一対設けられて各ファン２８が放熱部材３５の略半分を送風するものであり、図２，図３に示すように、回転して空気を送風するファン本体２９と、ファン本体２９を収容するファンケース３０とを備えている。
【００２５】
ファンケース３０は、やや扁平な矩形状であって、矩形状の外枠の内側に連なるようにファン本体２９を前方側から軸支するファン支持部３１を備え、前後の空間を連通する円形状の通風口３２が形成されている。通風口３２は、ファン本体２９の外径よりわずかに大きい径で開口している。また、ファンケース３０には、保持部材２０の留め部２６にネジ留めするためのネジ孔を有する留め部３３が四隅の位置に設けられている。
【００２６】
（放熱部材３５）
放熱部材３５はアルミニウム合金や銅合金等の熱伝導性が高い金属材料からなり、図７，図８に示すように、回路基板１１に重ねられる板状部３６と、板状部３６の板面と交差する方向に櫛刃状に並んで配された複数の放熱フィン３９とを有し、全体が押し出し成形によって一体に形成されることで、前後方向の全長に亘って同一形状の断面を有している。各放熱フィン３９は、板状部３６の底面に、左右方向に等間隔で下方に延びており、各放熱フィン３９の下端の位置は等しくなっている。
【００２７】
板状部３６の上面は全面に亘って平坦に形成されており、回路基板１１が載置されて絶縁性のある熱伝導性接着剤で回路基板１１に貼り付けられている。板状部３６の上面には、回路基板１１や保持部材２０を固定するための複数のネジ孔３６Ａが形成されている。
【００２８】
ここで、板状部３６は、図５，図６に示すように、左右方向の位置に応じて異なる厚み（Ａ１，Ａ２）を有している。具体的には、板状部３６には、通常の一定の厚み寸法Ａ１の定径部３７と、定径部３７よりも肉厚が厚い厚み寸法Ａ２の厚肉部３８とを備えている。このように厚肉部３８が形成されることで、板状部３６及び隣り合う放熱フィン３９（及びフィンカバー４３）によって仕切られて形成される開口部４０は、定径部３７の位置に設けられる通常の開口面積の定開口部４１と、厚肉部３８の位置に設けられ、定開口部４１よりも開口面積が小さい小開口部４２とを備えている。
厚肉部３８及び小開口部４２の位置は、高発熱部品であるＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄ寄りの位置に形成されている。本実施形態では、ＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄの下に厚肉部３８及び小開口部４２が形成されている。
これにより、ＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄの熱が厚肉部３８に伝わるとともに、ファン２８の送風により通風口３２を通った空気は、開口部４０に流入するが、通常の大きさの定開口部４１よりも小開口部４２の開口面積が小さいため、小開口部４２内における空気の流動が定開口部４１よりも大きくなり、厚肉部３８からの熱を小開口部４２から効率的に外部に逃がすことができる。
【００２９】
放熱部材３５の下には、板状のフィンカバー４３が装着される。フィンカバー４３は、図３に示すように、放熱部材３５の開口を下方から閉鎖する平板状の閉鎖部４４と、閉鎖部４４の両側端を上方に屈曲させてなり放熱部材３５の側面に取付けられる取付部４６とを備え、閉鎖部４４と取付部４６とが一体に形成されている。閉鎖部４４には、千鳥状に配置された複数の凹部４５が形成されている。閉鎖部４４が放熱フィン３９間の開放された部分を閉鎖することで、筒状の空気の流通経路を形成する。
【００３０】
本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
電子ユニット１０は、導電路を有する回路基板１１と、回路基板１１に実装される電子部品１６と、回路基板１１に重ねられる板状部３６と当該板状部３６の板面と交差する方向に並んで配された複数の放熱フィン３９とを有する放熱部材３５と、隣り合う放熱フィン３９間の複数の開口部４０に送風するファン２８（送風手段）と、を備え、複数の開口部４０のうち少なくとも１つは、他の開口部４０よりも開口面積が小さい小開口部４２とされている。
【００３１】
このようにすれば、ファン２８により送風されることで放熱フィン３９間の開口部４０内を空気が流通して、放熱性を向上させることができる。
ここで、ファン２８で送風された空気のうち、小開口部４２に送風された空気は、開口面積が小さい小開口部４２内で、他の開口部４０よりも流速を早くすることができるため、回路基板１１が部分的に高温になったとしても、高温部分の熱を小開口部４２から外部に逃がして放熱することが可能になり、より一層、放熱性を向上させることができる。
【００３２】
また、板状部３６には、当該板状部３６を厚肉にすることで小開口部４２の開口面積を小さくする厚肉部３８が形成されている。
このようにすれば、厚肉部３８によって板状部３６が厚くなれば、その部分の熱容量を増やすことができるため、瞬間的な出力増加時の温度上昇を抑制することができる。
【００３３】
さらに、小開口部４２は、電子部品１６寄りの位置に形成されている。
このようにすれば、電子部品１６の熱を小開口部４２によって効果的に放熱できると共に電子部品１６の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
また、電子部品１６は、複数備えられ、複数の電子部品１６は、キャパシタ１６Ｅ（低発熱部品）と、キャパシタ１６Ｅよりも発熱するＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄ（高発熱部品）とからなり、小開口部４２は、キャパシタ１６ＥよりもＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄに近い位置に形成されている。
このようにすれば、１６Ａ〜１６Ｄの熱を小開口部４２によって放熱することができるため、局所的に高温となる部分の熱を効率的に放熱させることができる。
【００３５】
さらに、電子部品１６は、選択的に通電する複数のＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄであって、選択的に通電する複数のＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄは、回路基板１１上における互いに離れた位置に実装されている。
このようにすれば、ＳＭＤコイル１６Ａ〜１６Ｄの熱を回路基板１１上に分散することができるため、回路基板１１が局所的に高温になることを抑制できる。
【００３６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、放熱部材３５に厚肉部３８を設けることで小開口部４２を形成したが、これに限られず、厚肉部３８を設けずに小開口部４２を形成してもよい。
（２）上記実施形態では、送風手段はファン２８としたが、ファン２８以外の送風手段を用いて開口部４０に送風するようにしてもよい。
（３）小開口部４２及び厚肉部３８の位置や数は、上記実施形態の位置や数に限られず、小開口部４２や厚肉部３８を異なる位置や数で形成してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０：  電子ユニット
１１：  回路基板
１６：  電子部品
１６Ａ〜１６Ｄ：  ＳＭＤコイル（高発熱部品）
１６Ｅ：キャパシタ（低発熱部品）
２０：  保持部材
２８：  ファン
３５：  放熱部材
３６：  板状部
３７：  定径部
３８：  厚肉部
３９：  放熱フィン
４０：  開口部
４１：  定開口部
４２：  小開口部
４３：  フィンカバー
【図１】
2015096010.tif 000003
【図２】
2015096010.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015096010.tif 000006
【図５】
2015096010.tif 000007
【図６】
2015096010.tif 000008
【図７】
2015096010.tif 000009
【図８】
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