(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱すべき回路基板が内部に収容される箱体と、
該箱体内にて前記回路基板を支持する基板支持部と、
前記箱体に形成され該箱体を車体に取り付けるための該車体への取付部と、
を有し、
前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がす基板収納箱の放熱構造であって、
外部の熱影響を最も受ける前記箱体の壁を、外側の層を低熱伝導材とし内側の層を高熱伝導材とした異種金属積層材で構成したことを特徴とする基板収納箱の放熱構造。
【請求項２】
前記基板支持部が前記箱体内にて前記回路基板を熱伝導可能な状態で支持し、
前記基板支持部を介して伝わる前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がすことを特徴とする請求項１に記載した基板収納箱の放熱構造。
【請求項３】
前記外部の熱影響を最も受ける前記箱体の壁を、前記異種金属積層材よりなる平板状の放熱板で構成し、該放熱板の前記箱体からの延長部を前記車体への取付部として、その取付部における前記高熱伝導材側の表面を車体に対する取付接触面とし、更に、前記箱体の壁を構成する放熱板の内側の高熱伝導材に面接触させた状態で、前記箱体と別体に作製した高熱伝導材製の前記基板支持部を取り付け、該基板支持部に前記回路基板をネジ止め固定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載した基板収納箱の放熱構造。
【請求項４】
前記異種金属積層材を構成する外側の低熱伝導材と内側の高熱伝導材との間にシリコンジェルの断熱層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載した基板収納箱の放熱構造。
【請求項５】
前記回路基板のベース基板がメタルコア基板よりなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載した基板収納箱の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路等といった大電流を扱う電気回路を備えた回路基板を収納する基板収納箱の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源回路等を備えた回路基板を車載する場合、箱体に収容した状態で搭載するのが一般的である。但し、電源回路等といった大電流を扱う電気回路を備えた回路基板を箱体に収容する場合、回路基板の発熱量が非常に大きいので、放熱性に十分に配慮しなくてはならない。
【０００３】
その対策を講じた従来例として、発熱部品に直接放熱フィンを取り付け、その放熱フィンを箱体の外部に露出させることで、放熱性の向上を図ったものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、別の従来例として、内側面に熱伝導可能な状態で回路基板を取り付けた箱体の外表面を放熱面とし、更に箱体の車体への取付部からの熱伝導で、回路基板の放熱を図ったものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
図３はその種の一例である基板収納箱の放熱構造を示す分解縦断面図である。この放熱構造は、放熱すべき回路基板１が内部に収容される箱体５０と、箱体５０内にて回路基板１を熱伝導可能な状態で支持する基板支持部５４と、箱体５０に形成されて箱体５０を車体（不図示）に取り付けるためのフランジ状の車体への取付部６０と、を有している。
【０００６】
箱体５０は、アルミダイキャスト製の箱本体（ベース）５２と、この箱本体５２の開口面を塞ぐアルミニウム製の平板状の蓋体５３とからなり、箱本体５２の外部に車体への取付部６０が一体に延設されている。箱体５０は、この車体への取付部６０の底面６０ａを車体に密着させ、その状態で取付部６０に形成した挿通孔６１にネジを通して締め込むことで、車体に取り付けられる。
【０００７】
箱本体５２の内側面には、箱本体５２の内底面５２ａよりも一段高い段部を形成することで基板支持部５４が設けられている。また、箱本体５２の側壁上端には、蓋体５３の取付面５５が設けられている。基板支持部５４と蓋体５３の取付面５５にはそれぞれネジ孔５６、５７が設けられており、回路基板１を箱体５０に収納する場合は、熱伝導シート５５を介して回路基板１を基板支持部５４の上に載せ、その状態で回路基板１の上からネジ６８を基板支持部５４のネジ孔５６にねじ込むことで、回路基板１を基板支持部５４に取り付ける。
【０００８】
次いで、蓋体５３を箱本体５２の上端の取付面５５上に載せて、蓋体５３の上からネジ６９を蓋体５３の取付面５５のネジ孔５７にねじ込むことで、蓋体５３を箱本体５２に取り付ける。そして、そのように回路基板１を収容した箱体５０の車体への取付部６０をネジ（不図示）で車体に取り付けることで、基板収納箱の放熱構造が完成する。
【０００９】
このように取り付けた状態において、回路基板１に発生した熱は、熱伝導シート５８を介して基板支持部５４に伝わり、基板支持部５４から箱体５０の壁を経て車体への取付部６０に伝わり、その取付部６０から車体へと逃げる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３２５３３６号公報
【特許文献２】特開２００５−１１７８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１に記載のものでは、放熱フィンを多数設けて放熱面積を確保しなければならず、小型化ニーズに十分応えられないという問題がある。また、設置環境の雰囲気温度が低い場合には、放熱性を発揮できるが、エンジンルーム内の熱源の影響を受けやすい場所のように、雰囲気温度が高い場所に設置した場合には、十分な放熱性を発揮できない可能性がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載のものは、回路基板と箱体との温度差が大きくないと、熱伝導による放熱性をあまり期待できない。例えば、図３の例では、アルミニウム板よりなる蓋体５３がエンジンルーム内の熱の影響を受けると、その熱が箱体５０の壁から基板支持部５４に伝わることにより、基板支持部５４と回路基板１の温度差が小さくなるので、熱伝導による放熱性能が低下するという問題がある。
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化ニーズに応えつつ、放熱性能の向上を図った基板収納箱の放熱構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するため、本発明に係る基板収納箱の放熱構造は、下記（１）〜（５）を特徴としている。
（１）  放熱すべき回路基板が内部に収容される箱体と、
該箱体内にて前記回路基板を支持する基板支持部と、
前記箱体に形成され該箱体を車体に取り付けるための該車体への取付部と、
を有し、
前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がす基板収納箱の放熱構造であって、
外部の熱影響を最も受ける前記箱体の壁を、外側の層を低熱伝導材とし内側の層を高熱伝導材とした異種金属積層材で構成したこと。
（２）  上記（１）の構成の放熱構造において、
前記基板支持部が前記箱体内にて前記回路基板を熱伝導可能な状態で支持し、
前記基板支持部を介して伝わる前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がすこと。
（３）  上記（２）の構成の放熱構造において、
前記外部の熱影響を最も受ける前記箱体の壁を、前記異種金属積層材よりなる平板状の放熱板で構成し、該放熱板の前記箱体からの延長部を前記車体への取付部として、その取付部における前記高熱伝導材側の表面を車体に対する取付接触面とし、更に、前記箱体の壁を構成する放熱板の内側の高熱伝導材に面接触させた状態で、前記箱体と別体に作製した高熱伝導材製の前記基板支持部を取り付け、該基板支持部に前記回路基板をネジ止め固定するようにしたこと。
（４）  上記（１）〜（３）のいずれかの構成の放熱構造において、
前記異種金属積層材を構成する外側の低熱伝導材と内側の高熱伝導材との間にシリコンジェルの断熱層を形成したこと。
（５）  上記（１）〜（４）のいずれかの構成の放熱構造において、
前記回路基板のベース基板がメタルコア基板よりなること。
【００１５】
上記（１）の構成の放熱構造によれば、外部の熱影響を最も受ける箱体の壁を、外側の層を低熱伝導材とし内側の層を高熱伝導材とした異種金属積層材で構成したので、外側の低熱伝導材によって、外部からの熱の影響を抑えることができる。従って、箱体や基板支持部と回路基板との温度差を大きくすることができ、熱流速を増大させて、放熱効果を高めることができる。また、箱体の一部の壁を異種金属積層板で構成するだけであり、特別な放熱フィンを設けたりしないから、小型化ニーズに容易に応えることができる。
上記（２）の構成の放熱構造によれば、箱体内にて回路基板が基板支持部により熱伝導可能な状態で支持され、基板支持部を介して伝わる回路基板の熱を、箱体の壁および車体への取付部を介して該車体へ逃がすので、熱伝導による放熱効果を高めることができる。
上記（３）の構成の放熱構造によれば、外部の熱影響を最も受ける箱体の壁を、低熱伝導材と高熱伝導材を積層した異種金属積層材よりなる平板状の放熱板で構成し、放熱板の箱体からの延長部を車体への取付部として、その取付部における高熱伝導材側の表面を車体に対する取付接触面とし、更に、箱体の壁を構成する放熱板の内側の高熱伝導材に面接触させた状態で、箱体と別体に作製した高熱伝導材製の基板支持部を取り付け、その基板支持部に回路基板をネジ止め固定するようにしたので、高熱伝導材を通して効率よく回路基板の熱を車体に逃がすことができる。また、異種金属積層材を平板状のままで使用するので、余計な加工をせずに、安価に製作することができる。また、箱体の壁のうち、異種金属積層材よりなる放熱板に対して回路基板を固定するので、他の箱体の壁を単純な形状にすることができ、アルミダイキャストで製作する場合にも、余計な製作コストを抑えることができる。
上記（４）の構成の放熱構造によれば、異種金属積層材を構成する外側の低熱伝導材と内側の高熱伝導材との間にシリコンジェルの断熱層を形成したので、より一層、箱体への外部の熱影響を抑えることができる。
上記（５）の構成の放熱構造によれば、回路基板のベース基板をメタルコア基板としたので、メタルコアと基板支持部との熱伝導を図れるように回路基板を基板支持部に固定することで、より一層の放熱効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型化ニーズに応えつつ、放熱性能の向上を図った基板収納箱の放熱構造を提供することができる。
【００１７】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態の基板収納箱の放熱構造を示す縦断面図である。図１において、参照符号１は放熱すべき回路基板、参照符号２は基板収納箱であり、基板収納箱２の箱体３の中に回路基板１が収容されている。回路基板１は、そのベース基板がメタルコア基板（メタルコアの表面に絶縁体層を設けて熱伝導による均熱化を図ったもの）で構成され、該メタルコア基板上にリレー、ヒューズ、スイッチ素子、等といった電気部品が実装されている。
【００２０】
箱体３は、凹形状の箱本体４と、その開口面を塞ぐ蓋体としての平板状の放熱板５とからなる。放熱板５は、外部（エンジンルーム内）の熱影響（例えば、熱源による輻射熱の影響）を最も受ける箱体３の壁に相当する部分に用いられており、クラッド材と呼ばれる異種金属積層材６で構成されている。異種金属積層材６は、箱体３の外側の層を低熱伝導材６Ａとし、箱体３の内側の層を高熱伝導材６Ｂとした一枚の複合板である。高熱伝導材としては特にアルミニウム、あるいは銅が好適であり、そして低熱伝導材としては鉄が好適である。
【００２１】
この放熱板５の一端は、箱体３を構成する寸法範囲よりも外側へ延長しており、その延長部分が、箱体３を車体へ取り付けるための車体への取付部１１となっている。この構成の場合、取付部１１の高熱伝導材６Ｂ側の表面が、車体に密着する取付接触面１１ａとなっており、取付部１１に形成してある挿通孔１２にネジ（不図示）を通して車体に締め付けることにより、基板収納箱２を車体に取り付けることができるようになっている。
【００２２】
また、箱体３の内部には、箱体３内において回路基板１を熱伝導可能な状態で支持する基板支持部としての熱伝導ナット７が取り付けられている。この熱伝導ナット７は、箱体３と別体に作製された高熱伝導材製（アルミニウムまたは銅製）のものであり、箱体３の壁を構成する放熱板５の内側の高熱伝導材６Ｂに面接触させた状態で、放熱板５の外面側から通したネジ８を熱伝導ナット７の一端側のネジ孔７ａにねじ込むことにより、放熱板５の内面に取り付けられている。また、回路基板１は、この熱伝導ナット７の他端側のネジ孔７ｂに回路基板１の上側から通したネジ９をねじ込むことにより、熱伝導ナット７に取り付けられている。
【００２３】
このように取り付けた状態において、回路基板１に発生した熱は、熱伝導ナット７を介して放熱板５の高熱伝導材６Ｂに伝わり、そこから車体への取付部１１を介して車体へと逃げる。この場合、外部の熱影響を最も受ける箱体３の壁を、外側の層を低熱伝導材６Ａとし内側の層を高熱伝導材６Ｂとした異種金属積層材６で構成しているので、外側の低熱伝導材６Ａによって、外部（エンジンルーム内の熱源）からの熱の影響を抑えることができる。従って、箱体３や基板支持部である熱伝導ナット７と回路基板１との温度差を大きくとることができ、熱流速を増大させて、熱伝導による放熱効果を高めることができる。
【００２４】
また、箱体の壁のうち、異種金属積層材よりなる放熱板に対して回路基板を固定するので、他の箱体の壁を単純な形状にすることができ、アルミダイキャストで製作する場合にも、余計な製作コストを抑えることができる。
【００２５】
また、例えば、基板収納箱２の前に遮熱板を設けることで、エンジンルーム内の熱影響を低減する場合には、遮熱板を取り付けるための新たなコストがかかるが、箱体３の材料の置換（単層板から異種金属積層板への置換）のみで同様の効果を達成できるので、コスト増を僅かに抑えることができる。
【００２６】
また、外部の熱影響を最も受ける箱体３の壁を、低熱伝導材６Ａと高熱伝導材６Ｂを積層した異種金属積層材６よりなる平板状の放熱板５で構成し、放熱板５の箱体３からの延長部を車体への取付部１１として、その取付部１１における高熱伝導材６Ｂ側の表面を車体に対する取付接触面１１ａとし、更に、箱体３の壁を構成する放熱板５の内側の高熱伝導材６Ｂに面接触させた状態で、箱体３と別体に作製した高熱伝導材製の熱伝導ナット７を取り付け、その熱伝導ナット７に回路基板１をネジ止め固定するようにしたので、高熱伝導材を通して効率よく回路基板１の熱を車体に逃がすことができる。
【００２７】
また、異種金属積層材６を平板状のままで使用するので、余計な加工をせずに、安価に製作することができる。また、箱体３の壁のうち、異種金属積層材６よりなる放熱板５に対して回路基板１を固定するので、他の箱体３の壁を単純な形状にすることができ、アルミダイキャストで製作する場合にも、余計な製作コストを抑えることができる。
【００２８】
また、回路基板１のベース基板をメタルコア基板としているので、メタルコアと熱伝導ナット７との熱伝導を図れるように回路基板１をネジ止めすることで、より一層の放熱効果が期待できる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態を説明する。図２は第２実施形態で使用する放熱板１５を示している。この第２実施形態の放熱構造では、箱体の蓋体として、図２の放熱板１５を使用する。その他の構成は第１実施形態と全く同様である。よって、この第２実施形態の放熱構造に関しては、図１のように実施形態全体を示す図示は省略する。
【００３０】
放熱板１５としては、箱体の外側に位置する低熱伝導材６Ａと、内側に位置する高熱伝導材６Ｂとの間に、シリコンジェルよりなる断熱層６Ｃを形成した異種金属積層材１６を使用している。
【００３１】
このように、外側の低熱伝導材６Ａと内側の高熱伝導材６Ｂの間にシリコンジェルの断熱層６Ｃを形成した異種金属積層材１６を放熱板１５として用いた場合、断熱層６Ｃがあることにより、より一層、箱体３への外部の熱影響を抑えることができる。
【００３２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３３】
例えば、回路基板１と放熱板５、１５との間には、熱伝導ナット７以外の熱伝導性の良好な部材を介在させてもよい。
【００３４】
より詳細に、基板収納箱２の放熱構造では、基板支持部（即ち、熱伝導ナット７および／またはその他の熱伝導性の良好な部材）が、回路基板１と放熱板５、１５とに介在し且つ、箱体３内にて回路基板１を熱伝導可能な状態で支持する。但し、基板支持部をたとえ熱伝導しないか或いは熱伝導し難い部材で構成したとしても、基板収納箱２の放熱構造が回路基板１からの放射熱を箱体３の壁および車体への取付部１１を介して該車体へ逃がすことができることは言うまでもない。
【００３５】
また、図２の断熱層６Ｃを構成する材料として、シリコンジェル以外の樹脂やゴム等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態の基板収納箱の放熱構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態で使用する放熱板を示す断面図である。
【図３】従来の基板収納箱の放熱構造の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  回路基板
２  基板収納箱
３  箱体
５，１５  放熱板
６，１６  異種金属積層板
６Ａ  低熱伝導材
６Ｂ  高熱伝導材
６Ｃ  シリコンジェルの断熱層
７  熱伝導ナット（基板支持部）
８，９  ネジ
１１  車体への取付部
１１ａ  車体接触面
【図１】
0004413850.tif 000002
【図２】
0004413850.tif 000003
【図３】
0004413850.tif 000004