JP2023130256A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効率を高めることができる電子機器を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る電子機器は、基板と、高背部品と、低背部品と、放熱フィンとを備える。高背部品は、基板に実装される。低背部品は、基板に実装され、高背部品より高さが低い。放熱フィンは、基板、高背部品および低背部品を内部に収容する筐体の外部面から突出する。放熱フィンは、低背部品側から高背部品側に亘って延伸するとともに、高背部品および低背部品の間に位置する一部の外部面が傾斜面となっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器に関する。

従来、例えば、車両に搭載される電子機器に関し、低背な電子部品と、高背な電子部品とを同じ基板に実装した場合、高背な電子部品により製品筐体の高さが規定される。また、この種の電子機器では、低背な電子部品と、高背な電子部品とを分けて配置し、それぞれの電子部品の発熱量に応じた長さの放熱フィンが設けられる技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特許第６２２２１２５号公報

しかしながら、従来技術では、放熱効果を高める点で改善の余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって放熱効果を高めることができる電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、基板と、高背部品と、低背部品と、放熱フィンとを備える。前記高背部品は、前記基板に実装される。前記低背部品は、前記基板に実装され、前記高背部品より高さが低い。前記放熱フィンは、前記基板、前記高背部品および前記低背部品を内部に収容する筐体の外部面から突出する。前記放熱フィンは、前記低背部品側から前記高背部品側に亘って延伸するとともに、前記高背部品および前記低背部品の間に位置する一部の前記外部面が傾斜面となっている。

本発明によれば、放熱効果を高めることができる。

図１は、実施形態に係る電子機器の搭載位置を示す図である。 図２は、実施形態に係る電子機器の外観を示す斜視図である。 図３は、電子機器を下方側（Ｙ軸負側）から見た図である。 図４は、電子機器の断面図である。 図５は、電子機器をＸ軸正側から見た図である。 図６は、電子機器の断面図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する電子機器の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る電子機器の搭載位置を示す図である。図１に示すように、実施形態に係る電子機器１は、車両Ｃに搭載される。電子機器１は、例えば、車両Ｃに搭載される駆動用モータに対して電力を供給するインバータであり、例えば、車両Ｃにおける外側の底部に配置される。つまり、電子機器１は、車両Ｃの外部に露出した状態で配置される。

なお、図１を含む以降の図では、３軸の直交座標軸を示している。具体的には、Ｘ軸は、車両Ｃの進行方向（前後方向）に対応しており、正側が前方、負側が後方として規定される。Ｙ軸は、車両Ｃの高さ方向に対応しており、正側が高い側、負側が低い側として規定される。Ｚ軸は、車両Ｃの車幅方向に対応しており、正側が車両右方向、負側が車両左方向として規定される。なお、図２以降において、Ｚ軸が示されていない場合があるが、かかる場合は、Ｚ軸における正負の向きは問わないことを意味する。

次に、図２は、実施形態に係る電子機器１の外観を示す斜視図である。図２に示すように、実施形態に係る電子機器１は、略直方体の外観形状を有している。図２に示すように、電子機器１は、筐体２と、蓋部３と、バスバー４と、グロメット５と、放熱フィン６とを備える。なお、電子機器１の内部構成等の他の構成については後述する。

筐体２は、電子機器１に関する電子部品等の各種部品を内部に収容する。なお、筐体２の内部構造については、図４で後述する。また、筐体２は、上方側（Ｙ軸正側）が開口しており、蓋部３によってかかる開口が覆われる。

また、筐体２は、下方側（Ｙ軸負側）には、ヒートシンクとして機能する複数の放熱フィン６を有する。放熱フィン６は、筐体２の外部面２１（図４参照）から突出する放熱部材であり、筐体２に内蔵された電子部品で発生した熱を外部へ放熱する。

なお、本開示では、複数の放熱フィン６の間の風流を高めるため、筐体２の外部面２１を一部傾斜させているが、かかる点の詳細については図４で後述する。

蓋部３は、筐体２の開口を塞ぐ蓋として機能する。蓋部３は、筐体２の開口を塞ぐことで、筐体２の内部への異物（水分や、塵、埃等）の混入を防止する。なお、本開示では、筐体２および蓋部３をまとめて筐体２と称する場合がある。

バスバー４は、電子機器１により生成された電流を車両Ｃに搭載された駆動用モータへ流す導通部材であり、筐体２の内部から蓋部３（筐体２）に設けられた孔部を通り、孔部から突出するように組付けられる。バスバー４は、筐体２の内部において、基板７（図４参照）に実装されている。

グロメット５は、筐体２（蓋部３）と、バスバー４との間に介在し、バスバー４を電気的に筐体２から絶縁し、筐体２の内部への異物（水分や、塵、埃等）の混入を防止する。グロメット５は、例えば、樹脂材料等で構成される弾性部材である。

次に、図３用いて、電子機器１の構成についてさらに説明する。図３は、電子機器１を下方側（Ｙ軸負側）から見た図である。図４は、電子機器１の断面図である。図４の断面図は、図３におけるＡ－Ａ線で切断した断面を示している。

図３に示すように、放熱フィン６は、筐体２の下方側（Ｙ軸負側）の面全体に亘って配置される。具体的には、各放熱フィン６は、筐体２のＸ軸方向に沿って延伸している。換言すれば、放熱フィン６は、車両Ｃの進行方向に沿って延伸している。また、複数の放熱フィン６における各放熱フィン６は、Ｚ軸（不図示）方向である車幅方向に等間隔で配列される。

また、放熱フィン６が突出する筐体２の外部面２１は、一部が傾斜面２１ｂとなっているが、かかる点の詳細については図４で後述する。

次に、図４を用いて、電子機器１の断面について説明する。図４は、電子機器１の断面図である。図４の断面図は、図３におけるＡ－Ａ線で切断した場合の電子機器１の断面を示している。

図４に示すように、電子機器１は、上述した筐体２、蓋部３、バスバー４、グロメット５および放熱フィン６に加え、第１の基板７と、第２の基板８と、低背部品９と、高背部品１０と、電流センサ１１とをさらに備える。

第１の基板７はパワー基板であり、第２の基板８は制御系基板である。パワー基板とは大電流が流れる基板であり、負荷に大電流を流すスイッチング素子などのパワーICが搭載される。通常、パワーICは発熱量が多いためパワー基板に搭載され、制御系基板には搭載されない。制御系基板とは制御回路に関する電子部品が実装された制御基板である。

低背部品９および高背部品１０は、第１の基板７に実装される電子部品である。低背部品９は、高背部品１０に比べて、部品高さ（図４のＹ軸方向の長さ）が低く、発熱量が多い。例えば、低背部品９は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等のトランジスタであり、高背部品１０は、コンデンサである。

低背部品９および高背部品１０は、第１の基板７において、異なる実装面に実装される。図４に示す例では、高背部品１０は、第１の基板７の主面のうち、一方の面である第１面７１に実装され、低背部品９は、他方の面である第２面７２に実装される。

電流センサ１１は、第２の基板８に実装され、バスバー４を流れる電流を検出する。具体的には、バスバー４は、第２の基板８を貫通して第１の基板７の第２面７２に実装されており、電流センサ１１は、第２の基板８におけるバスバー４の貫通箇所に設けられる。

本開示では、このような電子機器１における放熱フィン６が、高背部品１０側から低背部品側９に向かって（Ｘ軸方向に沿って）延伸する。また、放熱フィン６は、高背部品１０および低背部品９の間に位置する一部の外部面２１が傾斜面２１ｂとなっている。

具体的には、放熱フィン６が設けられる外部面２１は、Ｘ軸方向に沿って第１平坦面２１ａと、傾斜面２１ｂと、第２平坦面２１ｃとが連続することで構成される。また、傾斜面２１ｂは、車両Ｃの進行方向における前方から後方に向かって上り傾斜である。つまり、車両前方に低背部品９が配置されるように筐体２は取り付けられる。これにより、車両Ｃの走行による風が発熱量の多い低背部品９に直接当たり、放熱効果を高めることができる。

このように、実施形態に係る電子機器１では、放熱フィン６の外部面２１に傾斜面２１ｂを設けることで、例えば、車両前方からくる風が傾斜面２１ｂに沿って車両後方に流れるため、放熱フィン６の間の風流を高めることができ、放熱効果を高めることができる。

さらに、傾斜面２１ｂを進行方向における前方から後方に向かって上り傾斜とすることで、放熱フィン６の間において空気が留まる箇所を減らすことができる。仮に、放熱フィン６は傾斜面２１ｂを有せず、第１平坦面２１ａから第２平坦面２１ｃへと延伸する場合は、放熱フィン６の間の空気は第１平坦面２１ａから第２平坦面２１ｃの高さの違いにより生じる段差にぶつかり、段差において空気が留まる。そのため、傾斜面２１ｂを進行方向における前方から後方に向かって上り傾斜とすることで放熱フィン６の間の空気が留まる箇所を減らすことができる。このため、風流を高めることができ、放熱効果を高めることができる。

また、図４に示すように、高背部品１０および低背部品９を第１の基板７における異なる実装面に配置することで、例えば、低背部品９が実装された第２面７２側の空間を低背部品９の高さに合わせて低くできる。すなわち、電子機器１を小型化することができる。

また、図４に示すように、放熱フィン６は、低背部品９側の外部面２１（第１平坦面２１ａ）から先端６１までの高さＨ１が、高背部品１０側の高さＨ２よりも高くなるようにする。言い換えれば、放熱フィン６は、先端６１の位置をＸ軸方向に沿って直線状となるようにし、先端６１から外部面２１までの距離（この場合、放熱フィン６の間の溝の深さに相当）が、低背部品９側の方が高背部品１０側よりも長くなるようにする。

すなわち、低背部品９側の放熱効率を高背部品１０側よりも高くする。これは、低背部品９が高背部品１０に比べて、発熱量が多いためである。これにより、低背部品９の発熱を効率良く放熱できるとともに、発熱量が少ない高背部品１０側の放熱フィン６を小さくことで電子機器１の小型化を実現できる。

次に、図５および図６を用いて、放熱フィン６と傾斜面２１ｂとの関係性について説明する。図５は、電子機器１をＸ軸正側から見た図である。図６は、電子機器１の断面図である。図６の断面図は、図３のＢ－Ｂ線で切断した断面を示す。

図５に示すように、放熱フィン６は、Ｙ軸負方向に沿って真っすぐ突出している。すなわち、放熱フィン６は、車両Ｃの下方に向かって真っすぐ突出している。

また、図６に示すように、放熱フィン６は、傾斜面２１ｂに対して垂直方向に突出している。これにより、放熱フィン６の間を風が留まることなく流れることができる。

上述してきたように、実施形態に係る電子機器１は、基板７と、高背部品１０と、低背部品９と、放熱フィン６とを備える。高背部品１０は、基板７に実装される。低背部品９は、基板７に実装される。放熱フィン６は、基板７、高背部品１０および低背部品９を内部に収容する筐体２の外部面２１から突出する。放熱フィン６は、高背部品１０側から低背部品９側に亘って延伸するとともに、高背部品１０および低背部品９の間に位置する一部の外部面２１が傾斜面２１ｂとなっている。これにより、各放熱フィン６の間の風流を高めることができ、放熱効果を高めることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 電子機器
２ 筐体
３ 蓋部
４ バスバー
５ グロメット
６ 放熱フィン
７ 第１の基板
８ 第２の基板
９ 低背部品
１０ 高背部品
１１ 電流センサ
２１ 外部面
２１ａ 第１平坦面
２１ｂ 傾斜面
２１ｃ 第２平坦面
６１ 先端
７１ 第１面
７２ 第２面
Ｃ 車両

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板に実装される高背部品と、
   前記基板に実装され、前記高背部品より高さの低い低背部品と、
   前記基板、前記高背部品および前記低背部品を内部に収容する筐体の外部面から突出する放熱フィンと、
   を備え、
   前記放熱フィンは、
   前記低背部品側から前記高背部品側に亘って延伸するとともに、前記高背部品および前記低背部品の間に位置する一部の前記外部面が傾斜面となっている
   電子機器。
2. 前記高背部品は、
   前記基板の一方の面である第１面に配置され、
   前記低背部品は、
   前記基板の他方の面である第２面に配置され、
   前記放熱フィンは、
   前記第１面側に配置される
   請求項１に記載の電子機器。
3. 車両に搭載される電子機器であって、
   前記放熱フィンは、
   前記車両の進行方向に延伸し、
   前記傾斜面は、
   前記進行方向における前方から後方に向かって上り傾斜である
   請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記放熱フィンは、
   前記傾斜面に対して垂直方向に突出している
   請求項１～３のいずれか１つに記載の電子機器。
5. 前記低背部品は、
   前記高背部品よりも発熱量が多く、
   前記放熱フィンは、
   前記低背部品側の前記外部面から先端までの高さが、前記高背部品側の前記高さよりも高い
   請求項１～４のいずれか１つに記載の電子機器。
6. 前記高背部品は、
   コンデンサであり、
   前記低背部品は、
   トランジスタである
   請求項１～５のいずれか１つに記載の電子機器。

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