(57)【要約】【課題】発熱量の大きい複数のプリント基板を収納するプリント基板ユニットにおいて、温度上昇を低減することができるプリント基板ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】プリント基板ユニット５０は、複数枚のプリント基板２０を各々平行になるように配置して収納するケース１０と、ケース１０に収納された発熱量の小さい第１のプリント基板２０Ａと、ケース１０に収納され第１のプリント基板２０Ａを挟んで収納された第１のプリント基板２０Ａより発熱量の大きい第２のプリント基板２０Ｂおよび第３のプリント基板２０Ｃとを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のプリント基板を各々平行になるように配置して収納するケースと、
前記ケースに収納された発熱量の小さい第１のプリント基板と、
前記ケースに前記第１のプリント基板を挟んで収納された該第１のプリント基板より発熱量の大きい第２のプリント基板および第３のプリント基板と
を備えたことを特徴とするプリント基板ユニット。
【請求項２】
前記ケース内の前記複数枚のプリント基板が並ぶ列上から外れた位置に収納された電源ユニットをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板ユニット。
【請求項３】
前記ケースに通風口が形成されており、前記電源ユニットは前記通風口に面するように前記ケースに収納されている
ことを特徴とする請求項２に記載のプリント基板ユニット。
【請求項４】
前記第２のプリント基板および第３のプリント基板は、各々演算装置を実装し相互にデータバスにより接続されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプリント基板ユニット。
【請求項５】
前記第２のプリント基板および第３のプリント基板が、ＳＣＰ基板カードおよびＭＰＵ基板カードである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプリント基板ユニット。
【請求項６】
前記ケース、前記第１のプリント基板、前記第２のプリント基板および前記第３のプリント基板が、車両用のインバータ装置に搭載されるものである
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプリント基板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚のプリント基板（基板カード）を収納するプリント基板ユニットに関するものであり、特に発熱の大きい電子部品を搭載するプリント基板を収納するプリント基板ユニットの熱低減対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリント基板ユニットの熱低減対策としては、プリント基板（基板カード）を、高発熱部、断熱部、および低発熱部となるように部分的に分けて作製しておき、さらに断熱部に沿って隔壁を設け、断熱部と隔壁とにより高発熱部と低発熱部とを隔てることにより、高発熱部から低発熱部への熱伝達を遮断して、この遮断した熱を高発熱部から直接外気に放出して温度上昇を低減する提案がされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９０７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プリント基板は、すべてが高発熱部、断熱部、および低発熱部に分けて作製できるものではないし断熱部や隔壁を設けると構造が複雑になりコストも増大する。一方、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）のように消費電力が大きい演算装置を実装するＳＣＰ（System Control Processor）基板カードやＭＰＵ（Main Processing Unit）基板カードは、演算装置から発生した熱が基板全体に伝導し高温となる。そして、このような演算装置を実装するプリント基板は、相互にデータバスにより接続される必要上、従来、隣接して配置されていた。そのため、ユニット内のＳＣＰ基板カードとＭＰＵ基板カードとが並んだ場所においては、温度が非常に高くなり、実装部品やハンダの寿命低下を引き起こすので問題であった。
【０００５】
さらに、従来のプリント基板ユニットにおいては、プリント基板に電力を供給する電源が、複数のプリント基板でなる列に他のプリント基板と同じように並んで配置される電源基板カードとして設けられていたので、上述の演算装置を実装するプリント基板からの熱と電源基板カードからの熱の相乗作用によりユニット内がさらに高温になるので改善が望まれていた。
【０００６】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、発熱量の大きい複数のプリント基板を収納するプリント基板ユニットにおいて、温度上昇を低減することができるプリント基板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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明に係るプリント基板ユニットは、複数枚のプリント基板を各々平行になるように配置して収納するケースと、ケースに収納された発熱量の小さい第１のプリント基板と、ケースに第１のプリント基板を挟んで収納された第１のプリント基板より発熱量の大きい第２のプリント基板および第３のプリント基板とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るプリント基板ユニットによれば、発熱量の大きい第２のプリント基板および第３のプリント基板から発生した熱は、発熱量の小さい第１のプリント基板に阻まれて相互に高めあうことがないので、温度上昇を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明にかかるプリント基板ユニットの実施の形態を、車両用インバータ装置に搭載されるゲート制御ユニットに適用されたものを例に挙げて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１はこの発明のプリント基板ユニットの一例であるゲート制御ユニットの斜視図である。図１においては、複数のプリント基板２０のうちケース１０の端部に収納される１枚のプリント基板２０をケース１０から引き抜いた様子を示している。ゲート制御ユニット５０は、概略矩形箱状のケース１０と、ケース１０内の前側に収納された複数枚のプリント基板２０と、ケース１０内の後側に収納された電源ユニット３０とを有している。ケース１０の前部は全面にわたって開口とされており、各プリント基板２０はこの開口からケース１０内に挿入される。ケース１０の上部内面と下部内面にはプリント基板２０の挿入方向に延びる複数のガイド溝１１，１２が設けられており。複数のプリント基板２０は、このガイド溝１１，１２に各々案内されて、相互の主面が各々平行となるように１列に並んで収納される。
【００１１】
プリント基板２０は、パターンが形成され電子部品を実装する概略矩形平板状の基板本体２１と、この基板本体２１の前側端部に設けられた基板前面パネル２２とを有している。ケース１０に全てのプリント基板２０が収納されると各々の基板前面パネル２２は同一平面上に並びケース１０の開口部を密閉する。
【００１２】
複数のプリント基板２０のうち、図１中ハッチングにて示す発熱量の大きいＳＣＰ基板カード２０Ｂ（第２のプリント基板）と図１中他のハッチングにて示すＭＰＵ基板カード２０Ｃ（第３のプリント基板）とは隣り合わないように離れて収納されている。そしてさらにＳＣＰ基板カード２０ＢとＭＰＵ基板カード２０Ｃは、発熱量の小さい基板カード２０Ａ（第１のプリント基板）を挟んで収納されている。ＳＣＰ基板カード２０ＢとＭＰＵ基板カード２０Ｃは、各々ＣＰＵやＰＬＤ等の演算装置を実装し相互にデータバス（図示せず）により接続されている。なお、この３枚のプリント基板以外のプリント基板２０は、基板カード２０Ａと同じように発熱量が小さい。
【００１３】
ケース１０内の複数枚のプリント基板２０が並ぶ列の後方に電源ユニット３０が収納されている。ケース１０の上面および底面に全面にわたって小径の通風口１１が穿孔されている（図１では一部にのみ記載し、他は省略している）。電源ユニット３０は、この通風口１１を介して外気に触れるように、その外面を通風口１１に面するようにしてケース１０に収納されている。
【００１４】
図２はゲート制御ユニット５０が車両７０のインバータ装置６０内に搭載されている様子を示す図である。ゲート制御ユニット５０は、例えば、電車７０等の車両に装備されるインバータ装置６０内に搭載して用いられる。このような車両用インバータ装置６０は特に過酷な条件に曝され熱的にも厳しい場所にて動作しなくてはならないので有効な熱対策が望まれる。
【００１５】
図３はゲート制御ユニット５０が動作中のときのゲート制御ユニット５０内外の温度の様子を示す図である。ゲート制御ユニット５０が動作している際には、インバータ装置６０の周囲の気温４５℃に対して、インバータ装置６０の筐体の下部の温度は６５℃、筐体の上部の温度は７５℃まで上昇する。そして、ゲート制御ユニット５０の内部の温度は、８０℃まで上昇する。
【００１６】
図４はゲート制御ユニット５０内の温度変化を従来のものと比較して示すグラフである。図４において、縦軸はゲート制御ユニット内部の温度変化を表し、横軸は時間の経過を表している。図４中実線は本実施の形態のゲート制御ユニット５０の温度変化を示し、一点鎖線は従来のゲート制御ユニットの温度変化を示す。ここで、従来のゲート制御ユニットは、ＳＣＰ基板カードとＭＰＵ基板カードとが隣り合わせて収納され、電源が複数のプリント基板でなる列内（列の一方の端部）に電源基板カードとして設けられているものである。このような構成のゲート制御ユニットにおいて、内部の温度が８５℃まで上昇したのに対して、本実施の形態のゲート制御ユニット５０においては、ケース１０内部の温度上昇を８０℃にとどめることが出来た。
【００１７】
このように本実施の形態のプリント基板ユニット５０によれば、発熱量の大きいＳＣＰ基板カード２０ＢとＭＰＵ基板カード２０Ｃとが隣り合わないように離れて収納され、さらに両基板カード２０Ｂ，２０Ｃが発熱量の小さい基板カード２０Ａを挟むようにして配置されているので、ＳＣＰ基板カード２０ＢとＭＰＵ基板カード２０Ｃから発生した熱は、発熱量の小さい基板カード２０Ａに阻まれて相互に高めあうことがなく、これにより、温度上昇を低減することができ、実装部品やハンダの寿命を延ばすことができる。
【００１８】
また、各プリント基板２０に電力を供給する電源が、複数枚のプリント基板２０が並ぶ列上から外れた位置に収納された電源ユニット３０にて構成されているので、複数枚のプリント基板２０の列内を流通する熱と電源ユニット３０から発生した熱とが相互に高めあうことがなく、温度上昇をさらに低減することができる。
【００１９】
さらに、電源ユニット３０は、通風口１１に面するように配置されているので、電源ユニット３０から発生した熱が効率良く外気に放出され、温度上昇をさらに低減する。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明のプリント基板ユニットは、発熱量の大きい電子部品を搭載するプリント基板（基板カード）を収納するプリント基板ユニットに適用されて好適なものであり、特に車両用インバータ装置に搭載されるゲート制御ユニットの例のように熱的に過酷な条件の下で使用されるプリント基板ユニットに適用されて最適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明のプリント基板ユニットの一例であるゲート制御ユニットの斜視図である。
【図２】ゲート制御ユニットが車両のインバータ装置内に搭載されている様子を示す図である。
【図３】ゲート制御ユニットが動作中のときのゲート制御ユニット内外の温度の様子を示す図である。
【図４】ゲート制御ユニット内の温度変化を従来のものと比較して示すグラフの図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ケース
１１  通風口
２０  基板カード（プリント基板）
２０Ａ  基板カード（発熱量の小さい第１のプリント基板）
２０Ｂ  ＳＣＰ基板カード（発熱量の大きい第２のプリント基板）
２０Ｃ  ＭＰＵ基板カード（発熱量の大きい第３のプリント基板）
２１  基板本体
２２  基板前面パネル
３０  電源ユニット
５０  ゲート制御ユニット
６０  インバータ装置
７０  電車（車両）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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