(57)【要約】【課題】形状の異なる複数の発熱体を具備する構成に対して、新規な放熱構成体によって発熱体の発熱を放熱することで、高温かつ広い温度領域で使用される場合においても、長期信頼性を確保し、高性能な放熱構成体を具備する回路モジュール及び電動機を提供すること。【解決手段】ＩＣ１０やコンデンサ１１ａ、チップ部品１２といった一般的な回路素子１６を印刷配線板１５へ実装したものを含む回路モジュール４を有する電動機を、回路素子１６と筐体９の空間に熱伝導成形体１３を配置する。固定子は、巻線２が巻き込まれた鉄芯コア１を、フレーム３の内周面に圧入して固定している構成である。また回路モジュール４は、巻線２と軸受５ａを収納した軸受け収納部を有する筐体９の間に配された構成になっている。固定子の鉄芯コア１の内周面よりも内側は、ロータ６を収納するために空間になっている。【選択図】図１
2016136578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱体と、この発熱体と接する熱伝導通路部と、前記熱伝導通路部を一主面に具備する熱伝導成型体と、この熱伝導成型体の他方面と接する筐体とを含む放熱構成体において、前記熱伝導成型体の外形形状は板状であり、前記熱伝導通路部の外形形状は前記放熱構成体の一主面から突出する突起形状であり、かつ前記熱伝導通路部及び前記熱伝導成型体の材質性状は弾性体であり、更に前記熱伝導成型体の他方面と前記筐体とが接する箇所には成形固着面を有する放熱構成体。
【請求項２】
複数の回路素子と、この回路素子を実装する印刷配線板と、前記回路素子と接する熱伝導通路部と、前記熱伝導通路部を一主面に具備する熱伝導成型体と、この熱伝導成型体の他方面と接する筐体とを含む放熱構成体において、前記熱伝導成型体の外形形状は板状であり、前記熱伝導通路部の外形形状は前記放熱構成体の一主面から突出する突起形状であり、かつ前記熱伝導通路部及び前記熱伝導成型体の材質性状は弾性体であり、更に前記熱伝導成型体の他方面と前記筐体とが接する箇所には成形固着面を有する放熱構成体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の放熱構成体において、熱伝導成型体と筐体とが接する面のうち、前記筐体の側の面には固着増強部としての突起部、窪み部、畝部、溝部又は非平坦面のいずれかを少なくとも具備する放熱構成体。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の放熱構成体において、熱伝導成型体の一部に応力緩和構造を具備する放熱構成体。
【請求項５】
請求項４に記載の放熱構成体において、応力緩和構造は、熱伝導成型体の一部分に配置する空孔部、空間部、穴部、溝部又はエンボス構造のいずれかを少なくとも含む放熱構成体。
【請求項６】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の放熱構成体を製造する放熱構成体の製造方法において、熱伝導成型体の他方面と筐体とが接する箇所に具備する成形固着面は、熱伝導通路部及び前記熱伝導成型体を樹脂材料にて成形する際に、前記筐体をインサート成形することで前記成形固着面を形成する工程を含む放熱構成体の製造方法。
【請求項７】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の放熱構成体において、熱伝導通路部の突起形状の頭頂中央部に凹み形状を具備する放熱構成体。
【請求項８】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の放熱構成体において、熱伝導通路部及び熱伝導成型体の材質は、シリコーンゴム又はアクリルゴムである放熱構成体。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載の放熱構成体において、筐体の熱伝導率の値は、熱伝導通路部及び熱伝導成型体の熱伝導率の値よりも大きな値である放熱構成体。
【請求項１０】
請求項２に記載の放熱構成体において、回路素子と、熱伝導通路部の頭頂中央部の凹み形状の底部及び凹み形状の内壁とが接する構成を含む放熱構成体。
【請求項１１】
請求項２に記載の放熱構成体において、回路素子の外部接続端子と印刷配線板の端子接続ラウンドとの接続箇所と、熱伝導通路部の頭頂淵部とは、互いに離間する非接触の構成を含む放熱構成体。
【請求項１２】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の放熱構成体を含む電動機。
【請求項１３】
複数の回路素子と、この回路素子を実装する印刷配線板と、前記回路素子と接する熱伝導成型体と、この熱伝導成型体の一方面と接する筐体とを含む放熱構成体において、前記熱伝導成型体の材質性状は弾性体であり、前記熱伝導成型体と前記筐体とが接する箇所、前記熱伝導成型体と前記印刷配線板とが接する箇所又は前記熱伝導成型体と前記回路素子とが接する箇所の少なくともいずれかに成形固着面を有する放熱構成体。
【請求項１４】
請求項１３に記載の放熱構成体において、熱伝導成型体と筐体とが接する面のうち、前記筐体の側の面には固着増強部としての突起部、窪み部、畝部、溝部又は非平坦面のいずれかを少なくとも具備する放熱構成体。
【請求項１５】
請求項１３に記載の放熱構成体において、熱伝導成型体の一部に応力緩和構造を具備する放熱構成体。
【請求項１６】
請求項１３に記載の放熱構成体において、応力緩和構造は、熱伝導成型体の一部分に配置する空間部、空孔部、穴部、溝部又はエンボス構造である放熱構成体。
【請求項１７】
請求項１３に記載の放熱構成体を製造する放熱構成体の製造方法において、成形固着面は熱伝導成型体を樹脂材料にて成形する際に、筐体、回路素子及び印刷配線板をインサート成形することで前記成形固着面を形成する放熱構成体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の放熱構成体において、筐体の非成形固着面の側の面の一部分又は全部に放熱器を具備する放熱構成体。
【請求項１９】
請求項１３に記載の放熱構成体を含む電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、電動機に搭載される回路モジュールを含む放熱構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の電動化、高機能化に伴い、スロットルバルブ、吸気バルブ等のバルブ制御等への要望が高まりつつあり、車両のエンジンルーム周辺（周辺温度９０℃以上の環境）で使用可能な回路モジュールの需要が高まっている。
【０００３】
エンジン付近での使用に要求される回路モジュールは、例えば１２０℃を超える温度でのヒートショック試験を実施した際に、印刷配線板と回路素子の電気接合部であるはんだ部にクラックが生じないことが必要とされている。これに伴い、回路素子及びはんだ組成の耐熱性向上に関する開発は進められ、車両のエンジンルーム周辺でも使用可能な回路素子及びはんだ組成が新規に開発されてきた。
【０００４】
しかし、今後の車載用機器を考えた際、更なる高出力化・小型化が必要とされることが予想されるため、回路モジュールの構成要素である回路素子の発熱についても課題となる。このため、回路モジュールの回路素子等の放熱性の向上が必須である。
【０００５】
従来、家電用機器等に用いられる回路モジュールにおいて、印刷配線板上に実装する回路素子の数の増加や回路素子の実装密度の高密度化に伴う回路素子の温度上昇に対する対策として、印刷配線板の放熱性向上を目的として、後述の放熱構成体の構成など複数の試案が散見される。
【０００６】
特許文献１などには、高さの異なる複数の発熱体である回路素子を熱伝導率の高いモールド樹脂により封止した放熱特性の高い電子回路装置の放熱構成の様態が記されている。
【０００７】
特許文献２などには、複数の発熱体である回路素子に対して、ダイカスト成形にて成形した金属製の吸熱部材を回路素子に対向して近接させることにより、印刷配線板上の回路素子の発熱を放熱する、電子部品の冷却装置の放熱構成の様態が記されている。
【０００８】
特許文献３などには、複数の発熱体である回路素子に対して、熱伝導率の高い四角台錐形状の柱状突起を有するゴム弾性シートを押し当てて、回路素子の発熱に対してゴム弾性シートを介してヒートシンクに放熱する電子部品の冷却構造（放熱構成）の様態が記されている。
【０００９】
特許文献４などには、複数の発熱する電子部品に対して、印刷配線基板と線膨張係数をマッチングさせたエポキシ樹脂からなる注型用の樹脂材料を用いて、回路モジュールを樹脂封止することにより、回路モジュールの放熱特性を向上させた放熱構造の様態が記されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１２９８２０号公報
【特許文献２】特開２００１−５３４８０号公報
【特許文献３】特開平１１−２８９１８４号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１５２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１などに記された電子回路装置の放熱構成の様態は、熱硬化性のモールド樹脂で回路素子を実装した印刷配線板をモールド成形しているために、成形時に回路素子に多大な応力を受け回路素子及び回路素子と印刷配線板の電気接合部へのストレスを与えてしまうこともあり、電子回路装置の長期信頼性の維持に更なる一考察を要する。
【００１２】
また、車載用途等の様な周囲温度が大きく変化する環境下では、成形後のモールド樹脂の熱膨張及び熱収縮作用により、回路素子及び回路素子と印刷配線板との電気接合部に大きな応力を受けるために、電子回路装置の長期信頼性の維持に更なる一考察を要する。
【００１３】
更に、モールド樹脂をモールド成形するためには、モールド用金型及びモールド成形用装置が必要となり、大きな設備投資も必要となり、事業経営的観点での課題も一考察を要する。
【００１４】
また、特許文献２などに記された電子部品の冷却装置の放熱構成の様態は、回路素子の発熱を吸熱する部材としての役割を有する筐体が、ダイカスト成形した金属体に限定されることにより、機器本体の設計自由度が大きく制限される。また、筐体をダイカスト成形した金属体は、金属薄板をプレス成形した筐体や樹脂成形で成形された筐体と比較してコスト高となる。
【００１５】
更に、回路素子の発熱を効果的に放熱するには、機器組み立て時に回路素子と筐体のクリアランスの設定には高精度な製造技術を要する。例えば、回路素子と筐体のクリアランスが広い場合には、充分な放熱特性が得られず回路素子の熱劣化について一考察を要する。
【００１６】
一方、回路素子と筐体が接してクリアランスが無い場合は、電気絶縁性の維持に一考察を要する。更には、回路素子が筐体に押し付けられて多大な応力を受けてしまう場合においては、回路素子自体の損傷について一考察を要する。
【００１７】
更に、特許文献３などに記された電子部品の冷却構造（放熱構成）の様態は、複数の発熱体である回路素子に対して、熱伝導率の高い四角台錐形状の柱状突起を有するゴム弾性シートを押し当てて、ゴム弾性シートを介して回路素子の発熱をヒートシンク等の外部に放熱させる。
【００１８】
このような放熱方法では、回路素子の形状が大きく異なる場合は、放熱性を重視して、最も高さの低い回路素子にまでゴム弾性シートを押し当てる構成とした場合に、ヒートシンクとのクリアランが最小の回路素子、すなわち一番高さの高い回路素子に大きな応力を受け信頼性の低下について一考察を要する。
【００１９】
この様に、複数の回路素子に掛かる応力を均一に制御することに一考察を要する。また、回路素子に掛かる応力を低くして回路素子の信頼性を重視した場合は、最も高さの低い回路素子に対してゴム弾性シートが接触せず、回路素子の発熱を放熱することが出来ない。
【００２０】
更に、印刷配線板上に様々な形態で配置された回路素子に対して、単一形状のゴム弾性シートでは、全ての回路素子に対して、コム弾性シートと発熱体である回路素子の接触面積を確実に確保することに一考察を要し、回路素子の放熱特性についても一考察を要する。
【００２１】
また、特許文献４などに記された回路モジュールの冷却構造（放熱構成）の様態は、液状樹脂を基板の上から注型するため、注型樹脂が漏れないように封止する構造が必要となり、回路基板周辺の構造や材料選定に大きな制約が発生する。加えて、エポキシ樹脂からなる注型樹脂を用いた場合は、硬化時間が長く生産性向上を妨げる可能性があり、経営的観点での課題を招き易い。
【００２２】
また、液状樹脂の注型を実施する工程では真空設備を用いた脱泡処理が必須となるため、生産設備の投資負担が過大となり易く、更なる経営的課題の困難度を高めることが考察される。もし、仮に脱泡処理を施さなかった場合は、樹脂の内部に気泡が多量に残留したままとなり、所要の放熱特性や絶縁特性を確保することを妨げ、信頼性の低下も招くこと考察される。従って、注型工程の導入にはディスペンサーなどの注液装置や脱泡処理のための真空槽などの設備投資は避けられず、当然、経営的観点では負担の大きな設備投資を許容するほかに選択枝はないものである。
【００２３】
本発明は、以上のような種々の課題を解決するものであり、形状の異なる複数の発熱体を具備する構成に対して、新規な放熱構成体によって発熱体の発熱を放熱することで、高温かつ広い温度領域で使用される場合においても、回路モジュールの信頼性を高め、かつ長期信頼性を更に高めた放熱構成体を具備する電動機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決するため、第１の発明の放熱構成体は、複数の発熱体と、この発熱体と接する熱伝導通路部と、前記熱伝導通路部を一主面に具備する熱伝導成型体と、この熱伝導成型体の他方面と接する筐体とを含む放熱構成体において、前記熱伝導成型体の外形形状は板状であり、前記熱伝導通路部の外形形状は前記放熱構成体の一主面から突出する突起形状であり、かつ前記熱伝導通路部及び前記熱伝導成型体の材質性状は弾性体であり、更に前記熱伝導成型体の他方面と前記筐体とが接する箇所には成形固着面を有する。
【００２５】
また、第２の発明の放熱構成体は、複数の回路素子と、この回路素子を実装する印刷配線板と、前記回路素子と接する熱伝導通路部と、前記熱伝導通路部を一主面に具備する熱伝導成型体と、この熱伝導成型体の他方面と接する筐体とを含む放熱構成体において、前記熱伝導成型体の外形形状は板状であり、前記熱伝導通路部の外形形状は前記放熱構成体の一主面から突出する突起形状であり、かつ前記熱伝導通路部及び前記熱伝導成型体の材質性状は弾性体であり、更に前記熱伝導成型体の他方面と前記筐体とが接する箇所には成形固着面を有する。
【００２６】
また、第３の発明の放熱構成体は、第１の発明又は第２の発明の放熱構成体において、熱伝導成型体と筐体とが接する面のうち、前記筐体の側の面には固着増強部としての突起部、窪み部、畝部、溝部又は非平坦面のいずれかを少なくとも具備する。
【００２７】
また、第４の発明の放熱構成体は、第１の発明又は第２の発明の放熱構成体において、熱伝導成型体の一部に応力緩和構造を具備する。
【００２８】
また、第５の発明の放熱構成体は、第４の放熱構成体において、応力緩和構造は、熱伝導成型体の一部分に配置する空孔部、空間部、穴部、溝部又はエンボス構造のいずれかを少なくとも含む構成である。
【００２９】
また、第６の発明は、第１の発明又は第２の発明の放熱構成体を製造する放熱構成体の製造方法であり、熱伝導成型体の他方面と筐体とが接する箇所に具備する成形固着面は、熱伝導通路部及び前記熱伝導成型体を樹脂材料にて成形する際に、前記筐体をインサート
成形することで前記成形固着面を形成する工程を含む放熱構成体の製造方法である。
【００３０】
また、第７の発明は、第１の発明又は第２の発明の放熱構成体において、熱伝導通路部の突起形状の頭頂中央部に凹み形状を具備する。
【００３１】
また、第８の発明は、第１の発明又は第２の発明の放熱構成体において、熱伝導通路部及び熱伝導成型体の材質は、シリコーンゴム又はアクリルゴムである。
【００３２】
また、第９の発明は、第１の発明又は第２の発明の放熱構成体において、
筐体の熱伝導率の値は、熱伝導通路部及び熱伝導成型体の熱伝導率の値よりも大きな値である。
【００３３】
また、第１０の発明は、第２の発明の放熱構成体において、回路素子と、熱伝導通路部の頭頂中央部の凹み形状の底部及び凹み形状の内壁とが接する構成を含む。
【００３４】
また、第１１の発明は、第２の発明の放熱構成体において、回路素子の外部接続端子と印刷配線板の端子接続ラウンドとの接続箇所と、熱伝導通路部の頭頂淵部とは、互いに離間する非接触の構成を含む。
【００３５】
また、第１２の発明は、第１の発明又は第２の発明の放熱構成体を含む電動機である。
【００３６】
また、第１３の発明は、複数の回路素子と、この回路素子を実装する印刷配線板と、前記回路素子と接する熱伝導成型体と、この熱伝導成型体の一方面と接する筐体とを含む放熱構成体において、前記熱伝導成型体の材質性状は弾性体であり、前記熱伝導成型体と前記筐体とが接する箇所、前記熱伝導成型体と前記印刷配線板とが接する箇所又は前記熱伝導成型体と前記回路素子とが接する箇所の少なくともいずれかに成形固着面を有する放熱構成体である。
【００３７】
また、第１４の発明は、第１３の発明の放熱構成体において、熱伝導成型体と筐体とが接する面のうち、前記筐体の側の面には固着増強部としての突起部、窪み部、畝部、溝部又は非平坦面のいずれかを少なくとも具備する。
【００３８】
また、第１５の発明は、第１３の発明の放熱構成体において、熱伝導成型体の一部に応力緩和構造を具備する。
【００３９】
また、第１６の発明は、第１３の発明の放熱構成体において、応力緩和構造は、熱伝導成型体の一部分に配置する空間部、空孔部、穴部、溝部又はエンボス構造である。
【００４０】
また、第１７の発明は、第１３の発明の放熱構成体を製造する放熱構成体の製造方法であり、成形固着面は熱伝導成型体を樹脂材料にて成形する際に、筐体、回路素子及び印刷配線板をインサート成形することで前記成形固着面を形成する。
【００４１】
また、第１８の発明は、第１３の発明の放熱構成体において、筐体の非成形固着面の側の面の一部分又は全部に放熱器を具備する。
【００４２】
また、第１９の発明は、第１３の発明の放熱構成体を含む電動機である。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、形状の異なる複数の発熱する回路素子を有する回路モジュールにおいて、印刷配線板上の発熱する回路素子に沿うような形で形成したゴム弾性を有する熱伝導
成形体と筐体を一体形成したものを発熱する回路素子に当接させて放熱することにより、形状の異なる複数の発熱する回路素子に対しても、放熱に必要な接触面積を確保することが可能となり、効率的に回路素子の熱を熱伝導成形体経由で放熱することが可能である。
【００４４】
また、本発明によれば、前記回路モジュールにおいて、ゴム弾性を有する熱伝導成形体と印刷配線板を一体形成したものを筐体の形状に沿うように形成し、回路モジュールを構成することでも同様の効果を得ることが可能になる。
【００４５】
この場合、回路素子が実装されている面からだけでなく、印刷配線板の両面から放熱することが可能になり、より効率よく回路素子の熱を放熱することができる。
【００４６】
さらに、印刷配線板の全周を熱伝導成形体により封止することで、オイルミスト環境や粉塵の舞う環境などの悪条件下でも印刷配線板の信頼性を確保することができ、信頼性の高い回路モジュールを提供可能である。
【００４７】
本発明においては、ゴム弾性を有した材料を用いて印刷配線板上の回路素子の形状に則して成形した成形体を、回路素子に当接させているため、周囲温度が大きく変化する環境下であっても、温度変化に伴う回路素子と熱伝導成形体の線膨張係数の差により発生する電気的接合部への応力を低く抑えることができ、回路素子を実装した印刷配線板の信頼性を確保することが可能である。
【００４８】
また、組み立て作業性の高い、安価な回路モジュールを提供することが可能である。
【００４９】
また、本発明によれば、ゴム弾性を有する熱伝導形成体の少なくとも一箇所以上に空間層などからなる応力緩和構造を備えることで、車載用途等のような周囲温度が大きく変化する環境下でも熱伝導体の熱膨張及び熱収縮により回路素子及び回路素子と印刷配線板の電気接合部に大きな応力が掛かりにくいように応力を緩和することが可能になり、信頼性の高い回路モジュールを提供可能である。
【００５０】
特に、電解コンデンサのような高背な回路素子が印刷配線板上に存在する場合は、熱伝導体の熱膨張・収縮により回路素子と印刷配線板の電気接合部に応力を受け易いため、高背な回路素子の周辺の熱伝導成形体の一部に空間層からなる応力緩和構造を具備させることにより、経年変化に対して安定して良好な電気的な接続を維持することが可能である。
【００５１】
また、本発明によれば、筐体とゴム弾性体を有する熱伝導成形体と当接する面に、少なくとも１箇所以上の凸部又は凹部を設けることにより、筐体と熱伝導成形体の接触面積を増加させると同時に、筐体から外部に放熱する面積を増加することで回路素子から発生する熱をより効率良く放熱可能でわる。
【００５２】
また、本発明によれば、筐体又は印刷配線板の少なくとも一方に対してゴム弾性を有する熱伝導成形体をインサート成形により成形することにより、熱伝導成形体と筐体又は印刷配線板とが接する箇所の少なくとも一方に対して成形固着面を形成している。上記のインサート成形によって、部品点数及び組み立て工数を削減可能である。
【００５３】
また、上記の成形固着面を形成しているため、接着剤やグリース等を用いることなく熱伝導成形体と筐体又は印刷配線板とが接する箇所は両者を密着させた構成を得ているため、より効率良く熱を放熱することが可能である。
【００５４】
さらに、印刷配線板とゴム弾性を有する熱伝導成形体を一体成型した場合、ゴム弾性を有する熱伝導成形体の回路素子への凹凸追従性がより高くなり、回路素子の実装バラツキ
や周囲の温度変化があっても回路素子の放熱が確保される。
【００５５】
また、本発明によれば、ゴム弾性を有する熱伝導成形体を印刷配線板とインサート成形する際に、回路基板の接合温度よりも低い温度でインサート成形しているため、インサート成形などの樹脂成型工程の採用に伴う回路素子の電気的接合部の信頼性の低下については回避可能なものとしている。
【００５６】
また、本発明によれば、電動機が、高温かつ広い温度領域で使用される場合でも信頼性が高く、かつ放熱性の高い電動機を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１の電動機要素の断面を示す図
【図２】本発明の実施例１の放熱構成体の断面を示す図
【図３】本発明の実施例２の放熱構成体の断面を示す図
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態又は実施例によって本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００５９】
図１は、ＩＣ１０やコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂ、チップ部品１２といった一般的な回路素子１６を印刷配線板１５へ実装した回路モジュール４を有する電動機において、回路素子１６と筐体９の空間に熱伝導成形体１３を配置する本発明の放熱構成体１８を含む電動機の断面図である。
【００６０】
固定子は、巻線２が巻き込まれた鉄芯コア１を、フレーム３の内周面に圧入して固定している構成である。また回路モジュール４は、巻線２と軸受５ａを収納した軸受け収納部を有する筐体９の間に配された構成になっている。固定子の鉄芯コア１の内周面よりも内側は、ロータ６を収納するために空間になっている。
【００６１】
また、固定子の一方の端面にはロータ６を回転自在に支持するための軸受５ｂを収納する軸受ハウジングがフレーム３に成形されている。固定子のもう一方の端面は開口部となっており、ロータ６を挿入した後に軸受５ａを収納した軸受け収納部を有する筐体９により蓋をされる。
【００６２】
ロータ６は外周に永久磁石８を配しており、ロータ６にはシャフト７が圧入され、シャフト７は軸受５ａと軸受５ｂを介して固定子に回転自在に支持されている。
【００６３】
図２は、図１における本実施例の回路モジュール４及び本発明の放熱構成体１８の断面図である。
【００６４】
印刷配線板１５上に実装された回路素子１６は、ＩＣ１０（発熱電子部品）やコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂ（発熱電子部品）、チップ部品１２（非発熱電子部品）等で構成され、印刷配線板１５上に、はんだ（錫合金）を成分とする電気接合部１４を介して固定されている。
【００６５】
回路モジュール４の印刷配線板１５上に実装された回路素子１６のＩＣ１０及びコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂに接する形状に成形された熱伝導成形体１３はシリコーンゴムである。
【００６６】
このシリコーンゴムの物性は次のとおりである。熱伝導率は１．９Ｗ／ｍ・Ｋであり、デュロメータＡ硬度は６４°であり、絶縁破壊耐圧は１３ｋＶ／ｍｍであり、線膨張係数は７７×１０-6／Ｋである。そして、この熱伝導成形体１３に具備する熱伝導通路部１３ａの構成は、突起形状であり、その突起の頭頂中央部に凹み形状を有する。また、この頭頂中央部の底部及び凹み形状の内壁は発熱体であるＩＣ１０、コンデンサ１１ａ及びコンデンサ１１ｂに当接する構成である。
【００６７】
また、回路モジュール４の印刷配線板１５上に実装された回路素子１６の凹凸形状に合わせて成形した熱伝導成形体１３の熱伝導通路部１３ａを用いる構成を採用することによって、従来例の一体成形などの際に生じていた回路素子１６へ与えられる成形時の成形圧力等によるダメージを回避することが可能となる。
【００６８】
熱伝導成形体１３のもう一方の面は、熱伝導率５０Ｗ／ｍ・Ｋの亜鉛メッキ鋼板をプレス成形した筐体９に接した放熱構造をとっている。
【００６９】
このとき、筐体９と熱伝導成形体１３との接触面積が大きくなるように筐体９は少なくとも一つ以上の凹凸形状の固着増強部２０を有しており、筐体９と熱伝導成形体１３をインサート成形により一体成形することで、両者は隙間なく密着した状態であり、筐体９と熱伝導成形体１３の接する箇所には、成形固着面１９が形成される。
【００７０】
この成形固着面１９が形成されるため、接着剤やシリコーンを基材とした放熱グリース等を塗布して両者の隙間を埋める必要がなく、回路素子１６からの発熱をより効果的に筐体９へと放熱することが可能であり、高い信頼性を有する回路モジュール４を提供することが出来る。
【００７１】
また、筐体９と熱伝導成形体１３がインサート成形により一体成形されているため、部品点数を削減することが可能であり、組み立て作業性の良い回路モジュール４を提供することが可能である。
【００７２】
なお、熱伝導成型体と筐体とが接する面のうち、前記筐体の側の面に有する固着増強部２０の凹凸形状のほか、凹凸形状に換えて突起部、窪み部、畝部、溝部又は非平坦面のいずれかを適宜に設けても、凹凸形状と同様の効果を発揮し得る。また、非平坦面であるが、例えばシボ加工などのように、平坦面に粗面化を施した構成を採用してもよい。
【００７３】
また、電気・電子機器周辺に用いられるシリコーンゴム製品は成形品内に残留する低分子量シロキサンの揮発により導通不良や接点障害を引き起こす原因となることが知られている。
【００７４】
本実施例の様態を採用した場合においては、筐体９と熱伝導成形体１３をインサート成形により一体形成してなるユニットに二次加硫として熱処理を加えることにより低分子量シロキサンの揮発を促し、残留量の低減化を図る。
【００７５】
例えば、二次加硫として２００℃で８時間以上又は２２０℃で４時間以上熱処理をすることにより、低分子量シロキサンの残留量を大幅に低減することが可能であり、導通不良や接点障害の発生を引き起こす恐れがあるとされる３〜１０量体の低分子量シロキサンを合計５００ｐｐｍ以下に低減可能であり、信頼性の高い回路モジュールを提供可能である。
【００７６】
本実施例では、回路素子１６に掛かる応力を抑制する為に、熱伝導部材としてゴム弾性を有する材料を用いて成形する。このため、周囲温度が大きく変化する環境でも、回路素
子１６と熱伝導成形体１３の線膨張係数の差により発生する応力を吸収可能な構成となり、回路素子１６に掛かること応力を低く抑えることが出来るため、車載用途のような高温環境下でも、回路モジュール４の信頼性を確保できる。
【００７７】
さらに、熱伝導成形体１３の一部に空孔部１７からなる応力緩和構造を設けることにより、印刷配線板１５と熱伝導成形体１３の線膨張係数の差により発生する応力を空孔部１７が吸収し、熱伝導成形体１３が回路素子１６と印刷配線板１５の電気接合部１４へ与える応力を緩和することが可能になる。
【００７８】
例えば、２つの隣接した回路素子の間に空孔部１７を設ける場合には、印刷配線板１５と熱伝導成形体１３の線膨張係数の差に、回路基板にかかる温度差の最大値と隣接した部品間の距離を掛けることで求められる値以上の長さを有する空孔部１７を部品間に設けることで、電気接合部１４に加わる応力を効率的に吸収することが可能である。
【００７９】
本実施の形態では、印刷配線板１５と熱伝導成形体１３の線膨張率は、それぞれ１５×１０-6/Ｋ、７７×１０-6/Ｋであり、発熱部品であるコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂの距離が１５ｍｍであり、回路基板にかかる温度差の最大値が１６０Ｋであった場合、以下の計算式の（１）式から算出される値以上の幅を有する空孔部１７をコンデンサ１１ａ、１１ｂの間に設けることにより、印刷配線板１５の電気接合部１４へ与える応力を緩和することが可能になる。
【００８０】
（７７×１０-6−１５×１０-6）×１６０×１５＝０．１５（ｍｍ）・・・（１）
本実施例では、発熱部品であるコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂの双方から等しい距離の位置に０．２ｍｍの空孔部１７を設け、ヒートショック試験（−４０〜１２０℃、各１時間）を１，０００サイクル実施したところ、電気接合部１４であるはんだ部にクラックの発生は無く、電動機は正常に動作することを確認した。
【００８１】
なお、上記の応力緩和構造として空孔部１７を配置したが、空孔部１７に換えて熱伝導成型体の一部分に空間部、穴部、溝部又はエンボス構造などを配置しても同様の効果を発揮し得るものである。
【００８２】
また、回路素子１６の熱を放熱する為に、ゴム弾性を有する熱伝導成形体１３が、筐体９及び回路素子１６に接触することで、回路モジュール４全体の振動や機器本体の振動を抑制する制振効果も期待でき、静音性向上にも効果がある。
【００８３】
そして、本実施の形態は熱伝導体として成形体を用いることで、発熱する回路素子（例えば、ＩＣ１０や１１ａ、１１ｂ）のみに接する形状にすることが可能となり、発熱する回路素子（例えば、ＩＣ１０やコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂ）の熱を効率よく熱伝導成形体１３を介して筐体９に放熱でき、発熱しない回路素子（例えばチップ抵抗１２）には、不必要な応力が掛からない放熱構造を構成することができる。
【００８４】
さらに、本熱伝導成形体は放熱の目的で各々の回路素子１６に均等に接することができ、必要以上の応力が回路素子１６に掛からない様に均一な応力を掛けることが可能となる。
【００８５】
また、応力に対して特に弱い部品対しては、回路素子１６と熱伝導成形体１３の接触圧力を落としたり、成形体の形状を考慮したりすることにより回路素子１６にかかる応力を調整して放熱することで、信頼性の高い回路モジュール４を提供可能となる。
【００８６】
そして、放熱特性についても、発熱する回路素子と熱伝導成形体１３の接触面積を任意
に設計でき、信頼性の高い安定した放熱特性が期待できる。
【００８７】
なお、本実施例における印刷配線板は、板体状の絶縁体の片面又は両面に箔状の導電体による回路配線を具備するものである。絶縁体は、樹脂系材料、セラミック系材料などや、金属材料に酸化膜などによる絶縁皮膜を具備するものなどから適宜選択される。導電体は、銅を主成分とする箔状のものや、導電性材料による蒸着薄膜や、導電性材料粉体による印刷塗膜などから適宜選択される。
【実施例２】
【００８８】
図３は、図１における第二の実施例の回路モジュール４の断面図である。
【００８９】
印刷配線板１５上に実装された回路素子１６のＩＣ１０及びコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂからなる回路モジュール４が、シリコーンゴムからなるゴム弾性を有する熱伝導成形体１３により低温低圧でインサート成形されており、亜鉛メッキ鋼板をプレス成形した筐体９と当接した放熱構造をとっている。
【００９０】
このシリコーンゴムの物性は次のとおりである。熱伝導率は１．９Ｗ／ｍ・Ｋであり、デュロメータＡ硬度は６４°であり、絶縁破壊耐圧は、１３ｋＶ／ｍｍである。
【００９１】
このとき、熱伝導成形体１３は回路素子１６が実装された印刷配線板１５の上面・下面の双方の表面の凹凸に追従した形で低温低圧でインサート成形されており、回路素子１６から発生する熱及び回路基板の銅パターンに発生する熱を効率的に放熱することが可能である。
【００９２】
このとき、筐体９と熱伝導成形体１３の接触面積が大きくなるように筐体９は少なくとも一つ以上の凹凸形状の固着増強部２０を有しており、筐体９と熱伝導成形体１３をインサート成形により一体成形することで、両者は隙間なく密着した状態であり、筐体９と熱伝導成形体１３の接する箇所には、成形固着面１９が形成される。
【００９３】
同様に、印刷配線板１５の上面及び下面の双方の表面も熱伝導成形体１３へインサート成形による一体成形によって、両者は隙間なく密着した状態であり、印刷配線板１５と熱伝導成形体１３の接する箇所には、成形固着面１９が形成される。
【００９４】
なお、熱伝導成型体と筐体とが接する面のうち、前記筐体の側の面に有する固着増強部２０の凹凸形状のほか、凹凸形状に換えて突起部、窪み部、畝部、溝部又は非平坦面のいずれかを適宜に設けても、凹凸形状と同様の効果を発揮し得る。また、非平坦面であるが、例えばシボ加工などのように、平坦面に粗面化を施した構成を採用してもよい。
【００９５】
また、本実施例の放熱構成体において、筐体９の非成形固着面の側の面の一部分又は全部に放熱器２１を具備する構成としても良い。例えば、ＩＣ１０の発熱量が高めで温度上昇の抑制が必要なケースでは、ＩＣ１０に相対する箇所の筐体９を部分的に窪ませて、ＩＣ１０と筐体９とを近接させて、さらに、この箇所の筐体９の非成形固着面に放熱器２１を設ける。放熱器２１からの放熱によって温度上昇の低減を図る。
【００９６】
また、印刷配線板１５の全周を熱伝導成形体１３で封止することにより、オイルミスト環境や粉塵の舞う環境などの悪条件下でも基板の信頼性を確保することができ、信頼性の高い回路基板ユニットを提供可能である。
【００９７】
本実施例の様態により、発熱する回路素子の信頼性を確保し、かつ放熱性の高い放熱構造及び回路基板ユニットを提供することができる。
【００９８】
なお、本発明の実施例における印刷配線板は、板体状の絶縁体の片面又は両面に箔状の導電体による回路配線を具備するものである。絶縁体は、樹脂系材料、セラミック系材料などや、金属材料に酸化膜などによる絶縁皮膜を具備するものなどから適宜選択される。導電体は、銅を主成分とする箔状のものや、導電性材料による蒸着薄膜や、導電性材料粉体による印刷塗膜などから適宜選択される。
【００９９】
なお、本発明の実施例における熱伝導通路部及び熱伝導成型体には、シリコーンゴムを採用したが、シリコーンゴムに換えてアクリルゴムを採用してもよい。アクリルゴムを本発明の熱伝導通路部及び熱伝導成型体に採用しても、シリコーンゴムの場合と同様の性能を発揮し得る。ちなみに、シリコーンゴム及びアクリルゴムのほかの樹脂材料として、ＥＰＤＭゴム（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ−Ｄｉｅｎｅ  Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ
ｌｉｎｋａｇｅ  ｒｕｂｂｅｒ、エチレンプロピレンジエンゴム）や、フッ素ゴムなどについても比較したが、シリコーンゴム又はアクリルゴムの場合の方が良好な結果を得られた。
【０１００】
表１は、各種材料にて成形した熱伝導成形体の特性を示す表である。表１に示すように、各特性に関して総合判断の高評価なシリコーンゴム又はアクリルゴムを本発明に用いている。シリコーンゴム又はアクリルゴムを用いて構成する熱伝導成形体１３は、車載用途のような高温環境下でも耐えうる耐熱性を有し、温度変化に伴う回路素子１６と熱伝導成形体１３の線膨張係数の差により発生する応力を緩和して高い信頼性を確保できる。この熱伝導成形体１３によって、発熱体である回路素子１６の発熱を効率よく放熱し、回路モジュール４の信頼性を高め、かつ高い信頼性を有する放熱構成体１８を実現することが可能となる。
【０１０１】
なお、比較のため例示のＥＰＤＭゴム（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ−Ｄｉｅｎｅ  Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｌｉｎｋａｇｅ  ｒｕｂｂｅｒ、エチレンプロピレンジエンゴム）や、フッ素ゴムは、シリコーンゴム又はアクリルゴムよりも、低評価と考察する特性項目を有する。
【０１０２】
【表１】
2016136578.tif 000003
（参考例１）
以下では、一参考例として、図１及び図２に示す構成において、従来技術を適用した場合についての考察を記す。例えば、図１及び図２に示す構成において、熱硬化性樹脂等を用いて、回路モジュール４全体をモールド成形することで発熱体である回路素子１６の発熱を外部に放熱する。この構成であると、モールド成形時に回路素子１６に多大な熱と成形圧力を受け回路素子１６及び回路素子１６と印刷配線板１５の電気接合部１４にダメージを与え、回路モジュール４の信頼性の低下を招くことを考察し得る。
【０１０３】
また、車載用途等の様な周囲温度が大きく変化する環境では、成形後のモールド樹脂の熱膨張及び熱収縮作用により、回路素子１６及び回路素子１６と印刷配線板１５の電気接合部１４に大きな熱応力が掛かるために、回路モジュール４の信頼性を低下させることを考察し得る。更に、モールド樹脂をモールド成形するためには、モールド用金型及びモールド成形用装置が必要となり、大きな設備投資も必要となる課題も考察し得る。
【０１０４】
（参考例２）
同じく、一参考例として、図１及び図２に示す構成において、従来技術を適用した場合についての考察を記す。例えば、図１及び図２に示す構成において、回路素子１６に対して、筐体９をダイカスト成形にて成形した金属製の吸熱部材を対向して近接させることにより、回路モジュール４上の回路素子１６の発熱を放熱する。この構成では、回路素子１６の吸熱部材としての役割をする筐体９がダイカスト成形した金属体に限定されることにより、機器の設計自由度が大きく制限される。
【０１０５】
また、筐体９をダイカスト成形した金属体は、金属薄板をプレス成形した筐体９や樹脂成形で成形された筐体９と比較してコスト高となることを考察し得る。更に、回路素子１６の発熱を効果的に放熱するには、機器組み立て時に回路素子１６と筐体９のクリアランスの設定には高精度な製造技術を要する。
【０１０６】
回路素子１６と筐体９のクリアランスが広い場合には、回路素子１６からの発熱の放熱特性が劣り回路素子１６の熱劣化を招くことを考察し得る。これとは反対に、回路素子１６と筐体９が直接接する場合は、回路素子１６の電気絶縁性が維持できない又は回路素子１６が多大な応力を受けてしまい、回路素子１６の損傷を招くことを考察し得る。
【０１０７】
（参考例３）
同じく、一参考例として、図１及び図２に示す構成において、従来技術を適用した場合についての考察を記す。例えば、図１及び図２に示す構成において、回路素子１６に対して、熱伝導率の高い四角台錐形状の柱状突起を有するゴム弾性シートを押し当てて、ゴム弾性シートを介して回路素子１６の発熱をヒートシンク等の外部に放熱する。
【０１０８】
この構成では、回路モジュール４上に複数実装された回路素子１６の形状が大きく異なる場合は、回路素子１６の放熱性を重視して、一番高さの低い回路素子（例えばＩＣ１０）にまでゴム弾性シートを押し当てる構成を採用する。
【０１０９】
当然、この構成では、ヒートシンクとのクリアランが最小の回路素子（例えば高さ寸法の大きなコンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂ）に大きな応力を受け、コンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂの信頼性の低下を招くことを考察し得る。この様に、四角台錐形状の柱状突起を有するゴム弾性シートを用いる方法は、複数の回路素子１６に掛かる応力を均一に制御できない。また、回路素子１６に掛かる応力を低くすることで信頼性を重視した場合、一番高さの低い回路素子（例えばＩＣ１０）にゴム弾性シートが接触することが出来ず、ＩＣ１０発熱を充分に放熱することが出来ないことを考察し得る。
【０１１０】
更に、回路モジュール４上に様々な形態で配置された回路素子１６に対して、ゴム弾性シートでは、全ての発熱する回路素子１６に対して、接触面積を確実に確保することも困難であり、回路素子１６の放熱に関する特性についても満足できないという課題を考察し得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明によれば、車載用の電動機のような高温かつ広い温度領域で使用される場合でも、発熱体及び回路素子の信頼性を確保し、かつ放熱性の高い放熱構造体及び回路モジュー
ルを提案する。また、本発明の放熱性の高い放熱構造体及び回路モジュールは、車載用電動機のみならず、産業用電動機や家電用電動機に適用可能な技術であり、高い放熱性や信頼性が要求される電動機分野に特に有用である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  鉄芯コア
２  巻線
３  フレーム
４  回路モジュール
５ａ、５ｂ  軸受
６  ロータ
７  シャフト
８  永久磁石
９  筐体
１０  ＩＣ
１１ａ  コンデンサ
１１ｂ  コンデンサ
１２  チップ部品
１３  熱伝導成形体
１３ａ  熱伝導通路部
１４  電気接合部
１５  印刷配線板
１６  回路素子
１７  空孔部
１８  放熱構成体
１９  成形固着面
２０  固着増強部
２１  放熱器
【図１】
2016136578.tif 000004
【図２】
2016136578.tif 000005
【図３】
2016136578.tif 000006