(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
第１本体部と該プリント基板に接続されるリード部とを有すると共に、前記第１本体部に設けられた固定孔を有し発熱するモジュールと、
前記第１本体部の上面に取付けられると共に、前記モジュールの発熱を放散するための放熱フィンと、
前記プリント基板と前記第１本体部との間に介挿されると共に、樹脂製の絶縁性の遮熱部材と、
該遮熱部材と前記モジュールと前記放熱フィンとを固定する固定部材とを備え、
前記遮熱部材には、前記リード部を挿通させるリード孔と、前記固定部材を貫通させる第１固定用孔とが設けられ、
プリント基板には、前記固定部材を貫通させる第２固定用孔が設けられたモジュールの放熱構造を用いた制御装置において、
前記プリント基板に固定されると共に、前記第１本体部の下に配置されたチップ部品を備え、
前記遮熱部材には、前記チップ部品を遊挿するスリット又は凹部が設けられている、
ことを特徴とするモジュールの放熱構造を用いた制御装置。
【請求項２】
プリント基板と、
第１本体部と該プリント基板に接続されるリード部とを有すると共に、前記第１本体部に設けられた固定孔を有し発熱するモジュールと、
前記第１本体部の上面に取付けられると共に、前記モジュールの発熱を放散するための放熱フィンと、
前記プリント基板と前記第１本体部との間に介挿されると共に、樹脂製の絶縁性の遮熱部材と、
該遮熱部材と前記モジュールと前記放熱フィンとを固定する固定部材とを備え、
前記遮熱部材には、前記リード部を挿通させるリード孔と、前記固定部材を貫通させる第１固定用孔とが設けられ、
プリント基板には、前記固定部材を貫通させる第２固定用孔が設けられたモジュールの放熱構造を用いた制御装置において、
前記モジュールの駆動源となる電源部品と、
前記プリント基板、前記モジュール、前記電源部品、前記遮熱部材を収納すると共に、前記モジュールの上面が開放された開放孔を有するケースとを備えた制御装置であって、
前記ケースには、前記放熱フィン及び前記モジュールと前記電源部品とを隔離する仕切り部を有している、
ことを特徴とするモジュールの放熱構造を用いた制御装置。
【請求項３】
前記仕切り部は、前記ケースに設けられると共に、前記放熱フィンの側面に沿って設けられた第１の仕切り部と、前記遮熱部材に設けられると共に、該第１の仕切り部に当接又は近接した第２仕切り部とを備え、
前記第２仕切り部は、略Ｕ形状である、
ことを特徴とする請求の範囲２に記載のモジュールの放熱構造を用いた制御装置。
【請求項４】
前記ケースは、樹脂から成っており、
前記ケースの前記開放孔は、前記第１本体部よりも僅かに大きく形成されており、
前記ケースには、前記開放孔の周囲に前記放熱フィンの底面と近接して対向する天部を設けた、
ことを特徴とする請求の範囲３に記載のモジュールの放熱構造を用いた制御装置。
【請求項５】
プリント基板と、
第１本体部と該プリント基板に接続されるリード部とを有すると共に、前記第１本体部に設けられた固定孔を有し発熱するモジュールと、
前記第１本体部の上面に取付けられると共に、前記モジュールの発熱を放散するための放熱フィンと、
前記プリント基板と前記第１本体部との間に介挿されると共に、樹脂製の絶縁性の遮熱部材と、
該遮熱部材と前記モジュールと前記放熱フィンとを固定する固定部材とを備え、
前記遮熱部材には、前記リード部を挿通させるリード孔と、前記固定部材を貫通させる第１固定用孔とが設けられ、
プリント基板には、前記固定部材を貫通させる第２固定用孔が設けられたモジュールの放熱構造を用いた制御装置において、
前記プリント基板にリード部が固定されると共に、長方形体状で立設された第２本体部を有し、発熱するスタックと、
前記スタックの第２本体部を突出させる孔を有すると共に、ひだ部を有する放熱フィンと、
前記ひだ部と前記第２本体部とを接触すると共に、開閉方向に弾性を有するクリップ部材と、
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
前記遮熱部材には、前記スタックの前記第２本体部を挿通する孔が設けられると共に、該孔の長手方向に該第２本体部を支持する隆起部が設けられている、
ことを特徴とする請求の範囲５に記載のモジュールの放熱構造を用いた制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の技術分野】
本発明はモジュールの放熱構造を用いた制御装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモジュールの放熱構造を日本国特開２００２−１１１２５０号公報によって説明する。該公報によれば、制御装置は、プリント基板と、前記プリント基板上に搭載するモジュールと、前記モジュールの発する熱を放熱するための放熱フィンと前記モジュールとを固定するネジと、板状で爪が設けてある形状で、前記プリント基板と前記モジュールの間に挿入して、爪で前記プリント基板と固定され、さらに、前記プリント基板と前記モジュールを固定できるものがある。
【０００３】
かかるモジュールの放熱構造によれば、実装効率の向上などの理由からモジュールをプリント基板から浮かして搭載する場合、モジュールとプリント基板の間に板状の固定筒部材を挟んでプリント基板に搭載することによって、ネジによって固定された放熱板、モジュールの一体品をモジュールのリード部分の半田接着部分のみでなく、板状の固定筒部材全体でモジュールと放熱板の一体品を支えることができる。したがって、より重量の重い放熱板などが搭載されていてもその重量を固定筒部材全体に分散でき、半田接着部分にかかる重量を低減できるために、半田の亀裂の大幅低減が可能になる。その結果、品質向上が図れるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、制御装置内部の高密度化に伴い上記モジュールの取付構造は、モジュールからの下面からの発熱により、プリント基板の熱膨張による変形等を抑制しにくいという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、モジュールの下面からの発熱により、プリント基板の熱膨張による変形等を抑制すると共に、モジュールの天面から発生した熱を、熱伝導により放熱フィンによって外気に放散させるモジュールの放熱構造及びこれを用いた制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るモジュールの放熱構造を用いた制御装置は、プリント基板に固定されると共に、第１本体部の下に配置されたチップ部品を備え、遮熱部材には、チップ部品を遊挿するスリット又は凹部が設けられている、ことを特徴とするものである。
【０００７】
第２の発明に係るモジュールの放熱構造を用いた制御装置は、モジュールの駆動源となる電源部品と、プリント基板、モジュール、電源部品、遮熱部材を収納すると共に、前記モジュールの上面が開放された開放孔とを有するケースを備えたモジュールの放熱構造を用いた制御装置であって、前記ケースには、前記放熱フィン及び前記モジュールと前記電源部品とを隔離する仕切り部を有している、ことを特徴とするものである。
【０００８】
第３の発明に係るモジュールの放熱構造を用いた制御装置における前記仕切り部は、前記ケースに設けられると共に、前記放熱フィンの側面に沿って設けられた第１の仕切り部と、前記遮熱部材に設けられると共に、該第１の仕切り部に当接又は近接した第２仕切り部とを備え、前記第２仕切り部は、略Ｕ形状である、ことを特徴とするものである。
【０００９】
第４の発明に係るモジュールの放熱構造を用いた制御装置におけるケースは、樹脂から成っており、前記ケースの開放孔は、第１本体部よりも僅かに大きく形成されており、前記ケースには、前記開放孔の周囲に放熱フィンの底面と近接して対向する天部を設けた、ことを特徴とするものである。
【００１０】
第５の発明に係るモジュールの放熱構造を用いた制御装置は、プリント基板と、前記プリント基板にリード部が固定されると共に、長方形体状で立設された第２本体部を有し、発熱するスタックと、前記スタックの第２本体部を突出させる孔を有すると共に、ひだ部を有する放熱フィンと、前記ひだ部と前記第２本体部とを接触すると共に、開閉方向に弾性を有するクリップ部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
第６の発明に係るモジュールの放熱構造を用いた制御装置は、遮熱部材には、スタックの第２本体部を挿通する孔が設けられると共に、該孔の長手方向に該第２本体部を支持する隆起部が設けられている、ことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の一実施例を図１乃至図３によって説明する。図１は本発明の一実施例によるモジュールの放熱構造を用いた制御装置の分解斜視図、図２は図１に示す制御装置の内部結線図、図３は図１に示すモジュールの放熱構造の分解斜視図である。図１において、モジュールの放熱構造を用いた制御装置１は、プリント基板３と、該プリント基板３に実装されるチップ部品１１及び電解コンデンサ１５と、遮熱部材９を介してプリント基板３に固定されると共に、発熱するトランジスタが封入されたパワーモジュール５と、パワーモジュール５の熱を放散させる放熱フィン７と、電解コンデンサ１５、チップ部品１１、遮熱部材９を収納する二段の階段状に形成されたカバー２２と底板２４とから成るケース２０とを有している。
【００１３】
そして、制御装置１の結線は図２に示すように、入力された交流電圧を直流電圧に変換するダイオードスタック２５の直流側に電解コンデンサ１５が接続され、上記直流電圧を任意の周波数を有する交流電圧に変換し得るインバータを成すパワーモジュール５が接続されており、該パワーモジュール５を駆動するチップ部品１１を有する駆動部１２が接続されている。
【００１４】
図３において、モジュールの放熱構造は、平板状のプリント基板３と、第１本体部５ａと該プリント基板３に半田付けして接続されるリード部としてのリード線５Ｌとを有すると共に、略板状の第１本体部５ａに設けられた固定孔５ｅ，５ｅを有し発熱するパワーモジュール５と、第１本体部５ａの上面（天面）に取付けられ、モジュール５の発熱を放散するための板状のひだ７ｂを有すると共に、ネジ孔７ｅが設けられた放熱フィン７と、プリント基板３と第１本体部５ａとの間に介挿されると共に、板状の樹脂製で且つ絶縁性の遮熱部材９と、パワーモジュール５と放熱フィン７とを固定する固定部材としてのネジ１３とを備えている。
【００１５】
遮熱部材９には、リード線５Ｌを挿通させる貫通されたスリット状のリード孔９Ｌ，９Ｌと、ネジ１３を貫通させる第１固定用孔９ｅ，９ｅと、チップ部品１１を収納する凹状の窪み９ｋが設けられており、その厚さは、パワーモジュール５の底面からの発熱を抑制すると共に、リード線５Ｌの鉛直方向の長さに、プリント基板３の厚さを差し引いた厚さよりも薄く形成されている。ここで、チップ部品１１を収納するには窪み９ｋではなく、貫通孔でも良いが、窪み９ｋしたのはパワーモジュール５の底面からの発熱が多数のチップ部品１１及び、該底面に位置するプリント基板３に放射されることを防止するためである。プリント基板３には、ネジ１３を貫通させる第２固定用孔３ｅ，３ｅとが設けられている。
【００１６】
このように構成されたモジュールの放熱構造はプリント基板３に実装されたチップ部品１１の上に、窪み９ｋが位置するように遮熱部材９を載せて、遮熱部材９のリード孔９Ｌ，９Ｌにパワーモジュール５のリード線５Ｌを通し、リード線５Ｌをプリント基板３のスルホール（図示せず）に通して半田付けした後、パワーモジュール５の天面に放熱フィン７の下面を重ねて、ネジ１３，１３をプリント基板３の第２固定用孔３ｅ，３ｅ、遮熱部材９の第１固定用孔９ｅ，９ｅ、パワーモジュール５の固定孔５ｅ，５ｅを通して放熱フィン７のネジ孔７ｅ，７ｅに螺合して得られる。
【００１７】
そして、制御装置１が駆動されると、パワーモジュール５が動作してパワーモジュール５が発熱する。そうすると、該発熱がパワーモジュール５の本体部５ａの天面から放熱フィン７に伝導されて放熱フィン７の表面から放散される。一方、パワーモジュール５の本体部５ａの底面から発生した放射熱が遮熱部材９により遮蔽される。これにより、パワーモジュール５の本体部５ａからの発熱のほとんどが伝導されて放熱フィン７によって外気に放散すると共に、遮蔽部材９によりチップ部品１１、プリント基板３に放射される熱が低減される。よってプリント基板３の熱変形が緩和されることとなる。
【００１８】
実施の形態２．
本発明の他の実施例を図１、図４及び図５によって説明する。図４は、図１に示す制御装置の横断面図（ａ）、遮熱部材，プリント基板，電解コンデンサを組み立てたユニットの斜視図（ｂ）、図５は、図４に示す制御装置の底面から見た分解斜視図である。図４及び図５中図１乃至図３と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。
【００１９】
図１、図４及び図５において、制御装置は、ケース２０内に発熱が比較的すくない電解コンデンサ１５等を収納した非発熱部と、パワーモジュール５のように発熱が電解コンデンサ１５に比べて大きい発熱部とに分離されていることを特徴としている。そして発熱部と非発熱部との分離はケース２０の第１段部から第２段部との立ち上がり部となるカバー２２の側壁２２ｔと、遮熱部材１１１の突起片１１１ｔとにより形成された仕切り部が形成されている。ここで、仕切り部はカバー２２の側壁２２ｔ又は突起片１１１ｔのいずれかにより形成しても良い。
なお、放熱フィン７には、パワーモジュール５の底面と密着する凸面部７ｆとを有している。
【００２０】
ケース２０は平板状の底板２４と、カバー２２とより成っており、底板２４には、縁部の全体に亘って四角状に立設された立設片２４が設けられている。カバー２２は、一段部２２ａと二段部２２ｃとを有する階段状で、放熱フィン７のひだ部７ｂを突出させるために、一段部の天面が開放され開放孔２２ｅを有し、底面が開放され、天面に多数のスリット孔２２ｓが設けられている。
【００２１】
遮熱部材１１１には、パワーモジュール５のリード線５Ｌを挿通させる貫通されたスリット状のリード孔１１１Ｌ，１１１Ｌと、ネジ１３を貫通させる第１固定用孔１１１ｅ，１１１ｅと、縁部に立設された突起１１１ｔ，１１１ｔとが設けられている。ここで、該突起１１１ｔは二つ設けてあるが、カバー２２の側壁２２ｔとの近傍側の突起だけでも良い。これにより上記仕切り部が形成されるからである。
【００２２】
このような制御装置によれば、ケース２０内部で仕切り部により発熱部と非発熱部とが区切られることにより、発熱部内のパワーモジュール５で発生した放射熱が非発熱部内の電解コンデンサ１５に伝わりにくくなる。
【００２３】
また、図６に示すように、遮熱部材１１１の一方の縁部に逆Ｕ部１１１ｕを設けることにより発熱部と非発熱部とをより熱的に分離されている。すなわち、遮熱部材１１１の逆Ｕ部１１１ｕ内部に隙間ｇを設けることにより発熱部と非発熱部とが一層分離されるものである。
【００２４】
さらに、ケース２２０は、図７に示すように樹脂から成っており、ケース２２０の開放孔２２０ｅがパワーモジュール５の第１本体部５ａよりも僅かに大きく形成されており、開放孔２２０ｅの周囲に放熱フィン７の底面と近接して対向する天部２２０ｄを設けている。
【００２５】
このようなケース２２０を用いた制御装置によれば、パワーモジュール５から伝導した熱により放熱フィン７が発熱し、該発熱に伴う放射熱がモジュール５などに照射されにくくなる。
【００２６】
実施の形態３．
本発明の他の実施例を図８及び図９によって説明する。図８は、他の実施例による制御装置の斜視図、図９はダイオードスタック、モジュール、遮熱部材、プリント基板から成るユニットの斜視図（ａ）、遮熱部材の斜視図（ｂ）である。図８及び図９中、図４乃至図５と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。
【００２７】
図８及び図９において、制御装置は、プリント基板３と、プリント基板３にリード部としてのリード線２５Ｌが固定されると共に、長方形体状で立設された第２本体部２５ｈを有し、発熱するダイオードスタック２５と、ダイオードスタック２５の第２本体部２５ｈを突出させる孔７ｈを有すると共に、ひだ部７ｂを有する放熱フィン７と、ひだ部７ｂとダイオードスタック２５の第２本体部２５ｈとを接触すると共に、開閉方向に弾性を有するクリップ部材３０１とを備えている。
【００２８】
遮熱部材２１１には、ダイオードスタック２５の第２本体部２５ｈを挿通する孔２１１ｆが設けられると共に、該孔２１１ｆの長手方向に該第２本体部２５ｈを支持する隆起部２１１ｔ，２１１ｔが設けられている。
【００２９】
このような制御装置によれば、開閉方向に弾性を有するクリップ部材３０１により放熱フィン７のひだ部７ｂとダイオードスタック２５の第２本体部２５ｈとを接触するので、ダイオードスタック２５及びパワーモジュール５の放熱フィン７を共用できると共に、クリップ部材３０１によりダイオードスタック２５の第２本体部２５ｈの発熱を放熱フィン７により放散できる。
【００３０】
さらに、ダイオードスタック２５をプリント基板３に固定する際に、パワーモジュール５を、遮熱部材９を介してプリント基板３に固定した後、遮熱部材２１１の孔２１１ｆにダイオードスタック２５のリード線２５Ｌを通し、第２本体部２５ｈを遮熱部材２１１の隆起部２１１ｔ，２１１ｔに挟持しながら、該リード線２５Ｌをプリント基板３に固定する。したがって、遮熱部材２１１の隆起部２１１ｔ，２１１ｔによりダイオードスタック２５の本体部２５ｈを保持できるので、プリント基板３にダイオードスタック２５を固定する際に、ダイオードスタック２５の本体部２５ｈが曲がりにくくなる。
【００３１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、遮熱部材には、チップ部品を遊挿するスリット又は凹部が設けたので、遮熱部材内部にチップ部品を収納できる。したがって、モジュールからの下面からの放射熱を抑制しながら省スペース化を図ることができるという効果がある。
【００３２】
第２の発明によれば、ケースには、放熱フィン及びモジュールと電源部品とを隔離する仕切り部を備えたので、放熱フィン及びモジュールの発生した放射熱が仕切り部により遮蔽される。よって、放熱フィン及びモジュールの放射熱が電源部品に伝播しにくいという効果がある。
【００３３】
第３の発明によれば、仕切り部が簡易に形成できると共に、第２仕切り部が略Ｕ形状であるので、モジュールから発生した放射熱が第２仕切り部によって遮蔽される。よって、該放射熱が電源部品に伝わりにくいという効果がある。
【００３４】
第４の発明によれば、放熱フィンからの発熱がケースの天部によって遮蔽できるので、放熱フィンからモジュールへの熱放射が軽減する。したがって、モジュールの放熱が促進できるという効果がある。
【００３５】
第５の発明によれば、モジュールとスタックとの放熱フィンを共用にできると共に、簡易に放熱フィンにスタックを熱的に結合できるという効果がある。
【００３６】
第６の発明によれば、スタックの第２本体部を挿通する孔が設けられると共に、該孔の長手方向に該第２本体部を支持する隆起部を設けたので、スタックを該隆起部により支持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるモジュールの放熱構造を用いた制御装置の分解斜視図である。
【図２】図１に示す制御装置の内部結線図である。
【図３】図１に示すモジュールの放熱構造の分解斜視図（ａ）、遮熱部材の底面図（ｂ）である。
【図４】図１に示す制御装置の横断面図（ａ）、遮熱部材，プリント基板，電解コンデンサを組み立てたユニットの斜視図（ｂ）である。
【図５】図４に示す制御装置の底面から見た分解斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例による遮熱部材の斜視図である。
【図７】本発明の他の実施例による制御装置の底面から見た分解斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例による制御装置の斜視図である。
【図９】ダイオードスタック、モジュール、遮熱部材、プリント基板から成るユニットの斜視図（ａ）、遮熱部材の斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
１  制御装置、３  プリント基板、５  パワーモジュール、７  放熱フィン、９  遮熱部材、１１  チップ部品、１２  駆動部、１３  ネジ、１５  電解コンデンサ、２０  ケース、２２  カバー、２４  底板、２５  ダイオードスタック
【図１】
0004360404.tif 000002
【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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【図７】
0004360404.tif 000008
【図８】
0004360404.tif 000009
【図９】
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