(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面側に装着されている発熱性の電子部品を箱状のケースに収容した電子部品ユニットであって、
前記電子部品は、当該電子部品の先端面が前記ケースの底面に対向するとともに、前記底面との間に所定の間隙を有するように前記ケースに収容され、
前記ケースの底面の側には、前記間隙を埋めることが可能で、かつ、前記基板との間に空間部を形成可能な厚みを有する放熱シートからなる底面側放熱部材が設けられ、前記電子部品の側面の少なくとも一部は前記空間部に面しており、
前記底面側放熱部材は、前記電子部品の側面のいずれの部分とも接することなく、前記電子部品の先端面が当該底面側放熱部材の表面に圧接した状態となるように配置され、前記電子部品の先端面と前記ケースの底面との間の所定の間隙をｔ１とし、前記電子部品の先端面と接していない部分における前記底面側放熱部材の厚みをｔ３としたとき、ｔ１＜ｔ３の関係となっていることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項２】
基板の一面側に装着されている発熱性の電子部品を箱状のケースに収容した電子部品ユニットであって、
前記電子部品は、当該電子部品の先端面が前記ケースの底面に対向するとともに、前記底面との間に所定の間隙を有するように前記ケースに収容され、
前記ケースの底面の側には、前記間隙を埋めることが可能で、かつ、前記基板との間に空間部を形成可能な厚みを有する放熱シートからなる底面側放熱部材が設けられ、前記電子部品の側面の少なくとも一部は前記空間部に面しており、
前記底面側放熱部材は、前記電子部品の側面のいずれの部分とも接することなく、前記電子部品の先端面が当該底面側放熱部材の表面に接触した状態となるように配置され、前記電子部品の先端面と前記ケースの底面との間の所定の間隙をｔ１とし、前記電子部品の先端面と接していない部分における前記底面側放熱部材の厚みをｔ４としたとき、ｔ１＝ｔ４又はｔ１＜ｔ４の関係となっていることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子部品ユニットにおいて、
前記電子部品の先端面の外周縁を全周に渡って囲むような突出壁を前記ケースの底面に設け、前記突出壁で囲まれた空間内に前記底面側放熱部材が設けられていることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品ユニットにおいて、
前記底面側放熱部材は、放熱性樹脂であることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品ユニットにおいて、
前記基板の他面側と前記ケースの蓋板との間には、蓋側放熱部材が設けられていることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品ユニットにおいて、
前記電子部品は、電源用の電子部品であることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の電子部品ユニットにおいて、
前記電子部品は、チョークコイルであることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の電子部品ユニットにおいて、
前記ケースは、アルミニウム製のケースであることを特徴とする電子部品ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に装着した電子部品を箱状のケース内に収容した電子部品ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気器具等には、基板に装着した電子部品を箱状のケース内に収容した電子部品ユニットが組み込まれている。このような電子部品ユニットに収容された電子部品に電流を供給して作動させると、電子部品から熱が発生する。この熱がケース内に蓄熱されると、電子部品ユニットとしての性能を満足することができない。このため、電子部品から発生した熱を効率よく放熱させることが必要である。電子部品から発生した熱を効率よく放熱可能とした電子部品ユニットは従来から種々提案されている（例えば、特許文献1参照。）。
【０００３】
図６は、特許文献１に開示されている電子部品ユニット９００を説明するために示す図である。特許文献１に開示されている電子部品ユニット９００（従来の電子部品ユニット９００という。）は、図６に示すように、基板９１０の一面側に装着された発熱性の電子部品９２０が金属製の箱状のケース９３０内に収容され、当該ケース９３０内には放熱性部材としての放熱性樹脂９４０が充填されている。このため、個々の電子部品９２０は全周に渡って放熱性樹脂９４０で覆われた状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９４７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電子部品ユニット９００によれば、個々の電子部品９２０から発生した熱は放熱性樹脂９４０を介してケース９３０に効率よく伝熱される。このため、ケース９３０内に熱が蓄熱されにくくなり、電子部品９２０の温度が異常に高くなることを防止できる。
【０００６】
しかしながら、従来の電子部品ユニット９００においては、個々の電子部品９２０が全周に渡って放熱性樹脂９４０で覆われた状態となっている。このため、発熱量の多い電子部品の場合、放熱性樹脂の膨張・収縮の度合いが大きく、放熱性樹脂９４０が膨張・収縮を繰り返すと、電子部品に悪影響を及ぼす場合もある。特に、電子部品がチョークコイルの場合、チョークコイルのコア部は脆い素材であるのが一般的であるため、当該チョークコイル全体を樹脂で覆ってしまうと、放熱性樹脂９４０が膨張・収縮を繰り返すことにより、コア部が破損してしまうといった不具合が生じる可能性もある。このような不具合は、チョークコイルだけではなく、放熱性樹脂９４０の膨張・収縮の影響を受けやすい素材を用いた電子部品には共通に生じる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、電子部品に悪影響を及ぼすことなく当該電子部品から発生する熱を効率よく放熱可能とする電子部品ユニット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】
［１］本発明の電子部品ユニットは、基板の一面側に装着されている発熱性の電子部品を箱状のケースに収容した電子部品ユニットであって、前記電子部品は、当該電子部品の先端面が前記ケースの底面に対向するとともに、前記底面との間に所定の間隙を有するように前記ケースに収容され、前記ケースの底面側には、前記間隙を埋めることが可能で、かつ、前記基板との間に空間部を形成可能な厚みを有する底面側放熱部材が設けられ、前記電子部品の側面の少なくとも一部は前記空間部に面していることを特徴とする。
【０００９】
［２］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記底面側放熱部材は、前記電子部品の先端面が前記底面側放熱部材に埋設した状態となるような厚みとすることが好ましい。
【００１０】
［３］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記底面側放熱部材は、前記電子部品の先端面が前記底面側放熱部材の表面に圧接した状態となるような厚みとすることもまた好ましい。
【００１１】
［４］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記底面側放熱部材は、前記電子部品の先端面が前記底面側放熱部材の表面に接触した状態となるような厚みとすることもまた好ましい。
【００１２】
［５］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記電子部品の先端面の外周縁を全周に渡って囲むような突出壁を前記ケースの底面に設け、前記突出壁で囲まれた空間内に前記底面側放熱部材が設けられていることが好ましい。
【００１３】
［６］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記底面側放熱部材は、放熱性樹脂であることが好ましい。
【００１４】
［７］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記基板の他面側と前記ケースの蓋板との間に蓋側放熱部材が設けられていることが好ましい。
【００１５】
［８］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記電子部品が電源用の電子部品であることが好ましい。
【００１６】
［９］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記電子部品がチョークコイルであることが好ましい。
【００１７】
［１０］本発明の電子部品ユニットにおいては、前記ケースがアルミニウム製のケースであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電子部品ユニットによれば、電子部品の全周が放熱性部材で覆われることがないため、「放熱性部材が膨張・伸縮を繰り返すことにより、コア部を破損させてしまう」といった悪影響を電子部品に及ぼすことがなくなる。また、電子部品により発生した熱は、当該電子部品の先端面が当接している底面側放熱部材を介してケースに放熱させることがきるため、電子部品により発生する熱を効率よく放熱することができる。
【００１９】
また、電子部品の全周を放熱性部材で覆わないため、放熱性部材の量を減らすことができることから、電子部品ユニットを軽量化できるといった効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａを説明するために示す分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおける電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。
【図３】実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂにおける電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。
【図４】実施形態３に係る電子部品ユニット１０Ｃにおける電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。
【図５】実施形態４に係る電子部品ユニット１０Ｄにおける電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。
【図６】特許文献１に開示されている電子部品ユニット９００を説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａを説明するために示す分解斜視図である。図２は、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおける電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。
【００２３】
実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａは、図１に示すように、箱状のケース１６を仕切板１８，１８で仕切ることによって形成された仕切り部２０内に、複数の発熱性電子部品１４（以下、単に電子部品１４という場合もある）が収納されている。なお、電子部品１４は、後端面が基板１２の一面側に装着されており、先端面１４ａが仕切り部２０の底面２０ａ（ケース１６の底面という場合もある）側となるように収容される。このとき、仕切り部２０の底面２０ａと電子部品１４の先端面１４ａとの間には所定の間隙ｔ１が設けられる。
【００２４】
また、仕切板１８，１８の高さｈ１（ケース１６の底面から仕切り板１８，１８の上端までの高さｈ１）は、ケース１６の側板の高さｈ２（ケース１６の底面から側板の上端までの高さｈ２）よりも低くしている。このため、基板１２に取り付けた電子部品１４を仕切り部２０の底面２０ａ側に向けた状態で収容した場合、基板１２はケース１６の上方側に出っ張ることなくケース１６内に収容される。
【００２５】
そして、基板１２とともに電子部品１４が収容されたケース１６の開口面は、蓋板２２によって塞がれる。なお、ケース１６、仕切板１８及び蓋板２２はアルミニウム製である。このように、ケース１６、仕切板１８及び蓋板２２をアルミニウム製とすることによって、電子部品１４から発生する熱の放熱性をより向上させることできる。
【００２６】
また、電子部品１４は、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおいては、電源用の電子部品であるとする。なお、電源用の電子部品としては、パワートランジスタ、トランス、チョークコイルなどを挙げることができるが、ここでは、チョークコイルであるとする。
【００２７】
また、仕切り部２０の底面２０ａと電子部品１４の先端面１４ａとの間には間隙ｔ１を埋めるように底面側放熱部材２４が設けられている。実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおいては、底面側放熱部材２４は放熱性樹脂であり、当該放熱性樹脂によって放熱性樹脂層が形成されている。なお、以下では、底面側放熱部材２４を放熱性樹脂層２４と呼ぶ場合もある。この放熱性樹脂層２４は、電子部品１４を収容したときに、当該電子部品１４の先端面１４ａが放熱性樹脂層２４内にわずかな深さだけ埋設されるような厚みｔ２を有している。このため、放熱性樹脂層２４の表面と基板１２との間には空間部２８が形成される。
【００２８】
電子部品１４の先端面１４ａを放熱性樹脂層２４内に埋設させる際の深さ（埋設深さという。）は、電子部品１４の種類や発熱量によって適宜設定することができ、電子部品１４の種類や発熱量などに応じて最適な埋設深さを解析や実験などによって求めておくことが好ましい。
【００２９】
なお、放熱性樹脂層２４は、ケース１６に電子部品１４を収容したのち、例えば、フィラ入り樹脂を注入して硬化させることによって形成することができる。
【００３０】
実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａは上記のような構成となっている。このため、電子部品１４は、側面１４ｂの少なくとも一部の側面が、ケース１６内に形成された空間部２８に面した状態となる。なお、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおいては、電子部品１４の先端面１４ａが放熱性樹脂層２４にわずかな深さだけ埋設されるようにしているため、電子部品の側面１４ｂはその殆どの部分が空間部２８に面した状態となっている。
【００３１】
このように、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおいては、電子部品１４の全周が放熱性樹脂で覆われることがない。このため、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａによれば、放熱性樹脂が膨張・伸縮を繰り返すことによる電子部品への悪影響を未然に防止することができる。特に、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおいては、電子部品１４はチョークコイルとしているので、放熱性樹脂が膨張・伸縮を繰り返すことによって、コア部を破損させてしまうといった不具合を未然に防止することができる。
【００３２】
なお、電子部品１４により発生した熱は、当該電子部品１４の先端面１４ａから底面側放熱部材２４を介してケースに放熱させることができるため、電子部品１４により発生する熱を効率よく放熱することができる。
【００３３】
また、電子部品１４の全周を放熱性樹脂で覆わないようにしているため、使用する放熱性樹脂の量を少なくすることができ、電子部品ユニット１０Ａを軽量化できるといった効果も得られる。
【００３４】
また、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａにおいては、図２に示すように、基板１２の他面側（図２における上面側）と蓋板２２との間には、蓋側放熱部材２６が設けられている。なお、蓋側放熱部材２６は基板１２の他面側と蓋板２２との間で、かつ、電子部品１４に対応する箇所に設けることが好ましい。このような構成とすることにより、電子部品１４で発生した熱を、基板１２及び蓋側放熱部材２６を介して蓋板２２に効率よく放熱することができる。なお、蓋側放熱部材２６としては、シリコンラバーを好ましく用いることができる。
【００３５】
［実施形態２］
図３は、実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂにおける電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。なお、図３は図２に対応するものであり、図３において図２と同一部材には同一符号が付されている。
【００３６】
実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂは、図３に示すように、電子部品１４の先端面１４ａを放熱性樹脂層２４の表面に圧接させた状態としている。このような構成とすることによっても、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａと同様、電子部品１４の全周が放熱性樹脂で覆われることがないため、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａと同様の効果が得られる。
【００３７】
また、実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂにおいては、放熱性樹脂層２４をケース１６の仕切り部２０の底面２０ａ側に予め形成しておくことができる。なお、このときの放熱性樹脂層２４の厚みｔ３は、電子部品１４の先端面１４ａと仕切り部２０の底面２０ａとの間の間隙ｔ１を埋めることができ、かつ、電子部品１４の先端面１４ａが放熱性樹脂層２４の表面に圧接状態となる程度の厚みとすることが好ましい。
【００３８】
このように、実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂによれば、放熱性樹脂層２４の厚みｔ３は、電子部品１４の先端面１４ａが当該放熱性樹脂層２４の表面に圧接する程度の厚みとしているため、放熱性樹脂層２４をケース１６の仕切り部２０の底面２０ａ側に予め形成しておくことができる。これによって、電子部品ユニット１０Ｂの製造工程を簡素化することができる。また、実際に放熱性樹脂を流し込む前の段階において、流し込む放熱性樹脂と同等の熱伝導率を有し、かつ、放熱性樹脂層２４の厚みｔ３と同等の厚みを有するシリコンラバーなどを敷設して電子部品から発生する熱の放熱性を調べるための実験を容易に行うことができる。このような実験を行った結果、良好な結果が得られたら、実際に放熱性樹脂を厚みｔ３になるまで流し込むようにすれば、電子部品ユニット１０Ｂを効率よく製造することができる。
【００３９】
また、実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂにおいては、放熱シート（図示せず。）の使用も可能であり、この場合、放熱性樹脂層２４の厚みｔ３と同等の厚みを有し、かつ、放熱性樹脂層２４と同等の熱伝導率を有する放熱シートを予め敷設しておけばよい。
【００４０】
［実施形態３］
図４は、実施形態３に係る電子部品ユニット１０Ｃにおける発熱性の電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。なお、図４は図３に対応するものであり、図４において図３と同一部材には同一符号が付されている。
【００４１】
実施形態３に係る電子部品ユニット１０Ｃは、図４に示すように、電子部品１４の先端面１４ａを放熱性樹脂層２４の表面に接触させた状態としている。なお、実施形態３に係る電子部品ユニット１０Ｃにおける放熱性樹脂層２４の厚みｔ４は、電子部品１４の先端面１４ａが放熱性樹脂層２４の表面に接触可能となればよいため、電子部品１４の先端面１４ａと仕切り部２０の底面２０ａとの間隙ｔ１と同等であってもよい。
【００４２】
このような構成とすることによっても、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａと同様、電子部品１４の全周が放熱性樹脂で覆われることがないため、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａと同様の効果が得られる。
【００４３】
また、実施形態３に係る電子部品ユニット１０Ｃにおいては、放熱性樹脂層２４の厚みｔ４は、電子部品１４の先端面１４ａが当該放熱性樹脂層２４の表面に圧接する程度の厚みとしているため、実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂと同様、放熱性樹脂層２４をケース１６の仕切り部２０の底面２０ａ側に予め形成しておくことができる。これによって、電子部品ユニット１０Ｃの製造工程を簡素化することができる。また、実際に放熱性樹脂を流し込む前の段階において、流し込む放熱性樹脂と同等の熱伝導率を有し、かつ、放熱性樹脂層２４の厚みｔ４と同等の厚みを有するシリコンラバーなどを敷設して電子部品から発生する熱の放熱性を調べるための実験を容易に行うことができる。このような実験を行った結果、良好な結果が得られたら、実際に放熱性樹脂を厚みｔ４になるまで流し込むようにすれば、電子部品ユニット１０Ｃを効率よく製造することができる。
【００４４】
また、実施形態３に係る電子部品ユニット１０Ｃにおいても、実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂと同様、放熱シート（図示せず。）の使用も可能である。
【００４５】
［実施形態４］
図５は、実施形態４に係る電子部品ユニット１０Ｄにおける発熱性の電子部品１４の先端面１４ａと放熱部材との当接状態を示す拡大部分断面図である。なお、図５は図２に対応するものであり、図４において図２と同一部材には同一符号が付されている。
【００４６】
実施形態４に係る電子部品ユニット１０Ｄは、図５に示すように、ケース１６の底面（仕切り部２０側の底面２０ａ）に突出壁３０を有している。環状の突出壁３０は、電子部品１４の先端面１４ａの外周縁を全周に渡って囲むように設けられている。そして、当該環状の突出壁３０で囲まれる空間部に予め放熱性樹脂を所定の厚み（図２と同様にｔ２の厚みとする。）だけ充填しておく。
【００４７】
このような構成とすることにより、電子部品１４の先端面１４ａを環状の突出壁３０で囲まれる空間部に挿入するようにして電子部品１４を収容すると、電子部品１４の先端面１４ａが放熱性樹脂層２４に埋設された状態となる。この状態は、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａと同様であるため、実施形態１に係る電子部品ユニット１０Ａと同様の効果が得られ、さらに、電子部品１４の先端面に対応する部分のみに放熱性樹脂層２４が形成されるため、使用する放熱性樹脂の量を削減できる。
【００４８】
また、電子部品１４の先端面１４ａが放熱性樹脂層２４に埋設された状態とするのではなく、実施形態２に係る電子部品ユニット１０Ｂと同様、電子部品１４の先端面１４ａを放熱性樹脂層２４の表面に圧接させるようにしてもよく、また、実施形態３に係る電子部品ユニット１０Ｃと同様、電子部品１４の先端面１４ａを放熱性樹脂層２４の表面に接触させるようにしてもよい。この場合、放熱シートの使用が可能となる。
【００４９】
なお、図５においては、環状の突出壁３０の内径は電子部品１４の外径よりも少し大きくした場合を例示したが、環状の突出壁３０の内径及び高さは、部品の種類などによって適宜、適切なサイズのものを設けることができる。また、電子部品の種類によっては、必ずしも環状でなくてもよい。
【００５０】
なお、本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施が可能となるものである。例えば、下記に示すような変形実施も可能である。
【００５１】
（１）上記各実施形態においては、底面側放熱部材２４として放熱性樹脂を用いた場合を例示したが、放熱性及び電気的絶縁性に優れた部材であれば、他の部材を使用することも可能である。また、蓋側放熱部材２６としてシリコンラバーなどを用いた場合を例示したが、放熱性及び電気的絶縁性に優れた部材であれば、他の部材を使用することも可能である。また、電子部品１４の先端面からの放熱量が十分であれば、蓋側放熱部材２６はなくてもよい。
【００５２】
（２）上記各実施形態において、電子部品１４の放熱量をさらに増加させるには、例えば、ケース１６の外部にファンを設置し、ケース１６内に空気の流れを生じさせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ・・・電子部品ユニット、１２・・・基板、１４・・・電子部品、１４ａ・・・電子部品の先端面、１４ｂ・・・電子部品の側面、１６・・・ケース、１８・・・仕切板、２０・・・仕切り部、２０ａ・・・仕切り部の底面、２２・・・蓋板、２４・・・放熱性樹脂層（底面側放熱部材）、２６・・・蓋側放熱部材、２８・・・空間部、３０・・・突出壁、ｈ１・・・仕切板１８の高さ、ｈ２・・・側板の高さ、ｔ１・・・間隙、ｔ２，ｔ３，ｔ４・・・放熱性樹脂層２４の厚み
【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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