JP2021114508A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部品の放熱効率を高めることができる電気機器を提供する。【解決手段】電気機器１は、発熱部品６と、基板４と、放熱部２と、伝熱部８と、を備える。基板４は、第１の面４１と、第１の面４１とは反対側の第２の面４２と、を有する。第１の面４１には、発熱部品６が配置されている。放熱部２は、発熱部品６の熱を基板４を介して第２の面４２から受け取る。放熱部２は、熱を放熱する。伝熱部８は、対象部から熱を受け取る。伝熱部８は、熱を放熱部２に渡す。対象部は、発熱部品６と、基板４の第１の面４１に形成された導電体５と、の少なくとも一方からなる。放熱部２の熱容量は、伝熱部８の熱容量よりも大きい。【選択図】図１

Description

本開示は一般に電気機器に関し、より詳細には、熱を発生する発熱部品を備える電気機器に関する。

特許文献１は、ヒートシンクをデバイスパッケージに取り付ける技術を開示している。特許文献１において、フレームは、中央に開口部を有する。デバイスパッケージをフレームの中に入れ、次にデバイスパッケージの上面にヒートシンクの平らな面を合わせてアッセンブリを形成する。デバイスパッケージからヒートシンクにより放熱がなされる。

特開平０７−１５３８７９号公報

しかしながら、特許文献１で開示された技術では、デバイスパッケージ（発熱部品）の放熱効率が不十分である場合がある。

本開示は、発熱部品の放熱効率を高めることができる電気機器を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る電気機器は、発熱部品と、基板と、放熱部と、伝熱部と、を備える。前記発熱部品は、熱を発生する。前記基板は、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する。前記第１の面には、前記発熱部品が配置されている。前記放熱部は、前記発熱部品の熱を前記基板を介して前記第２の面から受け取る。前記放熱部は、熱を放熱する。前記伝熱部は、対象部から熱を受け取る。前記伝熱部は、熱を前記放熱部に渡す。前記対象部は、前記発熱部品と、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、の少なくとも一方からなる。前記放熱部の熱容量は、前記伝熱部の熱容量よりも大きい。

本開示の別の一態様に係る電気機器は、発熱部品と、基板と、放熱部と、伝熱部と、を備える。前記発熱部品は、熱を発生する。前記基板は、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する。前記第１の面には、前記発熱部品が配置されている。前記放熱部は、前記発熱部品の熱を受け取る。前記放熱部は、熱を放熱する。前記伝熱部は、対象部から熱を受け取る。前記伝熱部は、熱を前記放熱部に渡す。前記対象部は、前記第２の面と、前記基板の前記第１の面又は前記第２の面に形成された導電体と、の少なくとも一方からなる。前記放熱部と前記伝熱部とのうち一方は、前記第１の面に対向し、他方は、前記第２の面に対向する。前記伝熱部は、前記基板とは別体である。

本開示は、発熱部品の放熱効率を高めることができるという利点がある。

図１は、実施形態１に係る電気機器の要部の側面図である。 図２Ａは、同上の電気機器の要部の正面図であって、２つの伝熱部を省略した図である。図２Ｂは、同上の電気機器の要部の正面図である。 図３は、同上の電気機器の斜視図である。 図４は、変形例１に係る電気機器の要部の斜視図である。 図５は、変形例２に係る電気機器の要部の斜視図である。 図６は、変形例３に係る電気機器の要部の斜視図である。 図７は、変形例４に係る電気機器の要部の斜視図である。 図８は、変形例５に係る電気機器の要部の斜視図である。 図９は、変形例６に係る電気機器の要部の斜視図である。 図１０は、実施形態２に係る電気機器の要部の側面図である。

（実施形態１）
以下、実施形態１に係る電気機器１について、図面を用いて説明する。ただし、下記の各実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎない。下記の各実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の各実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（１）概要
図１に示すように、本実施形態の電気機器１は、発熱部品６と、基板４と、放熱部２と、伝熱部８と、を備える。発熱部品６は、熱を発生する。基板４は、第１の面４１と、第１の面４１とは反対側の第２の面４２と、を有する。第１の面４１には、発熱部品６が配置されている。放熱部２は、発熱部品６の熱を基板４を介して第２の面４２から受け取る。放熱部２は、熱を放熱する。伝熱部８は、対象部から熱を受け取る。伝熱部８は、熱を放熱部２に渡す。対象部は、発熱部品６と、基板４の第１の面４１に形成された導電体５と、の少なくとも一方からなる。放熱部２の熱容量は、伝熱部８の熱容量よりも大きい。

上記の構成によれば、伝熱部８から放熱部２へ熱が渡されるので、電気機器１が伝熱部８を備えていない場合と比較して、発熱部品６の放熱効率を高めることができる。また、伝熱部８と放熱部２とが空気等により熱的に絶縁されている場合と比較して、発熱部品６の放熱効率を高めることができる。

さらに、放熱部２の熱容量が伝熱部８の熱容量よりも大きいので、放熱部２の熱容量が伝熱部８の熱容量以下の場合と比較して、伝熱部８から放熱部２への熱伝導効率を高められる。

本実施形態では、対象部は、発熱部品６である。すなわち、伝熱部８は、発熱部品６から熱を受け取る。

なお、電気機器１は、伝熱部８を複数備えていてもよい。１つの放熱部２が複数の伝熱部８から熱を渡される場合は、「放熱部２の熱容量は、伝熱部８の熱容量よりも大きい」とは、上記１つの放熱部２の熱容量が複数の伝熱部８の熱容量の合計よりも大きいことを指す。

また、電気機器１は、次の第１条件又は第２条件を満たす放熱部２を、複数備えていてもよい。第１条件は、放熱部２は、１つの伝熱部８から熱を渡され、熱容量が上記１つの伝熱部８の熱容量よりも大きいという条件である。第２条件は、放熱部２は、複数の伝熱部８から熱を渡され、熱容量が上記複数の伝熱部８の熱容量の合計よりも大きいという条件である。

（２）構成
電気機器１は、電力変換部Ｐ１を備えている。電力変換部Ｐ１は、入力電力を所定の出力電力に変換して出力する。すなわち、電気機器１は、電力変換装置である。より詳細には、電気機器１は、直流電力を交流電力に変換する機能と、交流電力を直流電力に変換する機能と、を有するパワーコンディショナである。なお、電気機器１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ又はＡＣ／ＡＣコンバータであってもよい。

発熱部品６は、熱を発生する部品であり、例えば、半導体スイッチング素子等のパワーデバイスである。パワーデバイスは、電力変換部Ｐ１の一構成である。

発熱部品６の別の一例は、リアクトル又はトランスである。リアクトル又はトランスは、電力変換部Ｐ１の一構成である。リアクトルは、例えば、直流リアクトル、交流リアクトル、又は、フィルタ回路のリアクトルである。

図１〜図３に示すように、電気機器１は、複数（６つ）の発熱部品６と、複数（２つ）の基板４と、放熱部２と、複数（２つ）の伝熱部８と、を備えている。また、電気機器１は、複数（２つ、ただし、図１では１つのみを図示）の絶縁シート３と、複数（２つ、ただし、図１では１つのみを図示）の絶縁シート７と、複数（６つ）の導電体５と、を更に備えている。

放熱部２には２つの基板４が固定されており、１つの基板４につき、３つの発熱部品６と、１つの伝熱部８と、１つの絶縁シート３と、１つの絶縁シート７とが対応し、基板４に重なって配置されている。つまり、各基板４に３つの発熱部品６が配置されている。また、放熱部２には２つの伝熱部８が固定されており、各伝熱部８は、対応する基板４上の３つの発熱部品６に熱的に結合されている。本開示において、複数の構成が「熱的に結合されている」状態とは、複数の構成が互いに接している状態、複数の構成が１つの部材からなる状態、及び、複数の構成の間に熱伝導性の部材が挟まれている状態を含む。

各伝熱部８は、３つの発熱部品６から熱を受け取る。各伝熱部８は、熱を放熱部２に渡す。より詳細には、各伝熱部８は、３つの発熱部品６から熱伝導により熱を受け取る。また、各伝熱部８は、熱を放熱部２に熱伝導により渡す。以下では、特に断りの無い限り、放熱部２と、２つの基板４のうち一方と、この基板４に対応する各構成（３つの発熱部品６及び１つの伝熱部８等）と、に着目して説明する。

放熱部２は、ヒートシンクである。放熱部２は、例えば、アルミニウム又は鉄を材料として形成されている。図３に示すように、放熱部２は、ベース２１と、複数のフィン２２と、を含んでいる。ベース２１は、発熱部品６の熱を受け取る。より詳細には、ベース２１は、発熱部品６の熱を基板４を介して第２の面４２から熱伝導により受け取る。ベース２１は、長方形状の板である。ベース２１は、厚さ方向の両側に、第１の面２１１と、第２の面２１２と、を有している。第２の面２１２は、第１の面２１１とは反対側の面である。ベース２１は、その厚さ方向において複数の発熱部品６と重なっている。複数のフィン２２は、長方形状の板である。複数のフィン２２は、ベース２１の第２の面２１２からベース２１の厚さ方向に突出している。複数のフィン２２は、向きを一致させて、各フィン２２の厚さ方向に並んでいる。放熱部２は、少なくとも複数のフィン２２において、熱を放熱する。より詳細には、放熱部２は、熱輻射により熱を放熱する。

以下では、ベース２１と複数のフィン２２とが並んでいる方向を前後方向と規定し、複数のフィン２２から見てベース２１側を前と規定し、ベース２１から見て複数のフィン２２側を後と規定する。また、ベース２１の第１の面２１１の短手方向を上下方向と規定する。また、第１の面２１１の長手方向を左右方向と規定する。複数のフィン２２が並んでいる方向は、左右方向に一致する。本実施形態では、電気機器１の使用方向が上記規定の通りの方向であることを想定しているが、電気機器１は、別の方向に向いて使用されてもよい。

電気機器１は、２つの基板４を収容する筐体を更に備えており、筐体は、後面に貫通孔を有している。この貫通孔には、ベース２１が挿入されている。そして、複数のフィン２２は、筐体の外部に露出している。複数のフィン２２は、複数の発熱部品６から熱を受け取り、熱を熱輻射により筐体の外部に放熱する。

絶縁シート３、７は、電気絶縁性を有する。絶縁シート３、７は、熱伝導性と、柔軟性と、を更に有する。絶縁シート３、７は、例えば、柔軟性を有する材料であるシリコーンゴムを主材料として形成される。絶縁シート３、７は、例えば、シリコーンゴムに電気絶縁性及び熱伝導性を有する粒子を付加することで形成される。

基板４は、例えば、ガラスエポキシ基板又はシリコン基板等のリジッド基板である。図１に示すように、基板４は、第１の面４１（前面）と、第２の面４２（後面）と、を有している。第２の面４２は、第１の面４１とは反対側の面である。ここで、電気機器１が備える２つの基板４は、上下方向に並んでいる（図３参照）。

導電体５は、例えば、銅箔等の金属箔からなり、基板４上の配線パターンを構成している。導電体５は、基板４の第１の面４１と第２の面４２とのうち少なくとも一方に形成されている。本実施形態では、一例として、導電体５が第１の面４１と第２の面４２とのうち、第１の面４１にのみ形成されているとする。導電体５は、発熱部品６に接している。導電体５は、発熱部品６と、基板４に形成された回路と、から電気的に絶縁されていている。

伝熱部８は、放熱部２に熱的に結合されている。本実施形態では、伝熱部８と放熱部２とが互いに接続されている。伝熱部８と放熱部２との間では、熱伝導が起きる。なお、伝熱部８と放熱部２との間に熱伝導性の部材が挟まれていてもよい。

伝熱部８は、例えば、アルミニウム又は鉄を材料として形成されている。伝熱部８は、突台部８１と、ベース８２と、を含んでいる。突台部８１の形状は、直方体状である。突台部８１において、左右方向の寸法は、上下方向の寸法よりも大きい。突台部８１は、基板４の隣に配置されている。突台部８１は、放熱部２のベース２１の第１の面２１１から前向きに突出している。突台部８１を放熱部２に固定する手段は、例えば、溶接、接着又はねじ止めである。

ベース８２は、長方形状の板である。ベース８２において、上下方向の寸法は、左右方向の寸法よりも大きい。ベース８２は、厚さ方向の両側に、第１の面８２１（前面）と、第２の面８２２（後面）と、を有している。第２の面８２２は、第１の面８２１とは反対側の面である。ベース８２は、突台部８１の前端から上下方向に突出している。ベース８２は、基板４の前方に配置されており、基板４の少なくとも一部を覆っている。

放熱部２の熱容量は、複数（２つ）の伝熱部８の各々の熱容量よりも大きい。また、放熱部２の熱容量は、複数の伝熱部８の熱容量の合計よりも大きい。さらに、放熱部２の体積は、複数の伝熱部８の各々の体積よりも大きい。また、放熱部２の体積は、複数の伝熱部８の体積の合計よりも大きい。

伝熱部８は、基板４とは別体である。本開示において、「伝熱部８は、基板４とは別体である」とは、伝熱部８が、基板４に実装された構成（導電体５又は配線等）とは別に設けられた構成であることを指す。

次に、電気機器１の各構成の配置について詳述する。

図１に示すように、絶縁シート３は、放熱部２と基板４との間に挟まれている。すなわち、絶縁シート３は、放熱部２のベース２１の第１の面２１１と、基板４の第２の面４２との間に挟まれている。絶縁シート３は、例えば、放熱部２及び基板４と接着されている。基板４は、絶縁シート３を介して放熱部２に熱的に結合されている。基板４と放熱部２との間では、熱伝導が起きる。なお、基板４は、放熱部２に接していてもよい。

基板４の第１の面４１には、複数の発熱部品６が配置されている。また、基板４の第１の面４１には、複数の導電体５が形成されている。各導電体５は、少なくとも１つの発熱部品６と第１の面４１との間に配置されている。すなわち、各導電体５は、少なくとも１つの発熱部品６に接している。複数の発熱部品６で発生する熱は、導電体５を介して基板４に伝わる。すなわち、複数の発熱部品６は、導電体５を介して基板４に熱的に結合されている。複数の発熱部品６と基板４との間では、熱伝導が起きる。なお、少なくとも１つの発熱部品６が基板４に接していてもよい。あるいは、複数の発熱部品６と基板４との間に熱伝導性の部材が挟まれていてもよい。

絶縁シート７は、伝熱部８と複数の発熱部品６との間に挟まれている。すなわち、絶縁シート７は、伝熱部８のベース８２の第２の面８２２と、複数の発熱部品６の前面との間に挟まれている。絶縁シート７は、例えば、伝熱部８及び複数の発熱部品６と接着されている。伝熱部８は、絶縁シート７を介して複数の発熱部品６に熱的に結合されている。伝熱部８と複数の発熱部品６との間では、熱伝導が起きる。なお、伝熱部８は、少なくとも１つの発熱部品６に接していてもよい。

（３）機能
各発熱部品６は、熱を発生する。発熱部品６で発生した熱は、次の第１経路と第２経路とにより放熱部２に伝達され、放熱部２の複数のフィン２２は、熱を熱輻射により放熱する。第１経路は、発熱部品６から導電体５、基板４及び絶縁シート３を介して放熱部２に至る経路である。すなわち、発熱部品６で発生した熱の一部は、導電体５を介して基板４に熱伝導され、基板４の第２の面４２から絶縁シート３に熱伝導され、絶縁シート３から放熱部２に熱伝導される。第２経路は、発熱部品６から絶縁シート７及び伝熱部８を介して放熱部２に至る経路である。すなわち、発熱部品６で発生した熱の一部は、絶縁シート７に熱伝導され、絶縁シート７から伝熱部８のベース８２に熱伝導され、ベース８２から突台部８１に熱伝導され、突台部８１から放熱部２に熱伝導される。

このように、電気機器１では、発熱部品６で発生した熱が第１経路のみにより放熱部２に伝達される場合と比較して、発熱部品６の放熱効率を高めることができ、発熱部品６の温度を低下させることができる。

さらに、電気機器１では、放熱部２の熱容量が複数（２つ）の伝熱部８の熱容量よりも大きいので、放熱部２の熱容量が複数の伝熱部８の各々の熱容量以下の場合と比較して、各伝熱部８から放熱部２への熱伝導効率を高められる。また、放熱部２の熱容量は、複数の伝熱部８の熱容量の合計よりも大きいので、各伝熱部８から放熱部２への熱伝導効率を更に高められる。

さらに、電気機器１では、伝熱部８から放熱部２への熱伝導が起きるので、基板４の第１の面４１側（基板４の前方）の雰囲気温度が伝熱部８からの輻射により上昇する可能性を低減できる。

また、伝熱部８と放熱部２とにより発熱部品６の放熱効率を高めることができるので、電気機器１は、発熱部品６の冷却用のファンを要さない、あるいは、電気機器１が備えるファンの個数を減らすことができる。また、ファンにより発熱部品６を冷却する場合は、発熱部品６で発生する熱が電気機器１の筐体内に拡散する。これにより、電気機器１のうち発熱部品６以外の構成（例えば、コンデンサ等の電子部品）の温度が上昇する可能性があるが、ファンを用いない又はファンの個数を減らすことでこれを抑制できる。

また、伝熱部８を設けるのではなく放熱部２を大型化することで発熱部品６の放熱効率を高める場合と比較して、電気機器１の小型化及び軽量化を図ることができる。

ところで、本実施形態の電気機器１において、シミュレーションによる実験結果から、次のことが分かった。すなわち、放熱部２の材料が決まっている場合に、伝熱部８の熱伝導率が高いほど、伝熱部８に対応する発熱部品６の温度が低くなる。例えば、伝熱部８の材料が鉄であるよりも、より熱伝導率が高いアルミニウムである方が、発熱部品６の温度が低くなり、伝熱部８の材料がアルミニウムであるよりも、より熱伝導率が高い銅である方が、発熱部品６の温度が低くなる。なお、放熱部２の熱伝導率が、伝熱部８の熱伝導率よりも高くてもよいし、放熱部２の熱伝導率が、伝熱部８の熱伝導率以下であってもよい。

（変形例１）
以下、変形例１に係る電気機器１Ａについて、図４を用いて説明する。実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本変形例１の電気機器１Ａは、固定治具９１と、複数（図４では３つ）のねじ９２と、を更に備えている。また、伝熱部８Ａは、固定部８３を含んでいる。固定部８３は、長方形状の板である。固定部８３は、突台部８１の後端から、放熱部２のベース２１の第１の面２１１に沿った方向に突出している。固定部８３は、ねじ９２を用いてベース２１にねじ止めされている。

固定治具９１の形状は、前後方向から見て長方形状である。固定治具９１の長手方向の両端はそれぞれ、ねじ９２を用いて基板４にねじ止めされている。固定治具９１の長手方向の両端の間の部位は、伝熱部８Ａのベース８２の第１の面８２１（前面）に接している。伝熱部８Ａのベース８２は、固定治具９１と発熱部品６との間に挟まれている。これにより、固定治具９１は、伝熱部８Ａを位置決めしている。本変形例１により、伝熱部８Ａのがたつきを抑制できる。

なお、伝熱部８Ａを放熱部２に固定する手段は、ねじ止めに限定されず、例えば、溶接又は接着であってもよい。また、固定治具９１を基板４に固定する手段は、ねじ止めに限定されず、例えば、溶接又は接着であってもよい。また、固定治具９１は、基板４ではなく放熱部２に固定されていてもよい。

また、固定治具９１を省略してもよい。あるいは、電気機器１Ａは、伝熱部８Ａに代えて、実施形態１の伝熱部８を備えていてもよい。

（変形例２）
以下、変形例２に係る電気機器１Ｂについて、図５を用いて説明する。実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本変形例２の伝熱部８Ｂは、２つの突台部８１と、２つのベース８２と、２つの固定部８３と、を含んでいる。２つの突台部８１と、２つのベース８２とは、一対一で対応している。各固定部８３は、長方形状の板である。各固定部８３は、ねじ９２を用いてベース２１にねじ止めされている。各固定部８３からは、突台部８１が前向きに突出しており、各突台部８１の前端からは、対応するベース８２が突出している。２つのベース８２は、互いに交差する向きに突出している。すなわち、一方のベース８２は、対応する突台部８１から上下方向に突出しており、他方のベース８２は、対応する突台部８１から左右方向に突出している。２つのベース８２はつながっており、２つのベース８２からなる部位の形状は、前後方向から見てＬ字状である。

本変形例２では、伝熱部８Ｂが２つの固定部８３において放熱部２に固定されている。つまり、伝熱部８Ｂが２箇所において支持されている。そのため、伝熱部８Ｂが１箇所で支持されている場合と比較して、伝熱部８Ｂのがたつきを抑制できる。また、伝熱部８Ｂが２箇所から放熱部２に伝熱することができるので、発熱部品６の放熱効率が高まる。

なお、伝熱部８Ｂは、３箇所以上において支持されていてもよい。

また、伝熱部８Ｂは、放熱部２と基板４とに固定されていてもよい。

（変形例３）
以下、変形例３に係る電気機器１Ｃについて、図６を用いて説明する。実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本変形例３の伝熱部８Ｃは、ヒートシンクである。伝熱部８Ｃは、突台部８１と、ベース８２と、複数のフィン８４と、を含んでいる。ベース８２は、発熱部品６から熱を受け取る。より詳細には、ベース８２は、発熱部品６から熱伝導により熱を受け取る。複数のフィン８４は、長方形状の板である。複数のフィン８４は、ベース８２の第１の面８２１（前面）からベース８２の厚さ方向に（前方に）突出している。複数のフィン８４は、向きを一致させて、各フィン８４の厚さ方向に並んでいる。複数のフィン８４は、熱を放熱する。より詳細には、複数のフィン８４は、熱を熱輻射により放熱する。

本変形例３により、伝熱部８Ｃにおける熱輻射の量を増やすことができるので、発熱部品６の放熱効率を高めることができる。

（変形例４）
以下、変形例４に係る電気機器１Ｄについて、図７を用いて説明する。実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本変形例４の伝熱部８は、複数の導電体５のうち少なくとも１つに熱的に結合されている。第１の面４１には、（複数の）発熱部品６が配置されている。放熱部２は、発熱部品６の熱を受け取る。放熱部２は、熱を放熱する。伝熱部８は、対象部から熱を受け取る。伝熱部８は、熱を放熱部２に渡す。対象部は、基板４の第１の面４１に形成された導電体５からなる。伝熱部８は、第１の面４１に対向し、放熱部２は、第２の面４２（図１参照）に対向する。伝熱部８は、基板４とは別体である。

図７では、２つの伝熱部８を図示している。図７において、基板４に形成された３つの導電体５のうち２つの導電体５と、２つの伝熱部８とが一対一で対応している。各伝熱部８は、対応する導電体５に熱的に結合されている。各伝熱部８と対応する導電体５との間では、熱伝導が起きる。各伝熱部８と対応する導電体５との間には、絶縁シート７が挟まれている。なお、各伝熱部８は、対応する導電体５に接していてもよい。

各伝熱部８は、対応する導電体５が有する熱を受け取る。さらに、各伝熱部８は、熱を放熱部２に渡す。これにより、基板４の温度の上昇を抑制できるので、発熱部品６の放熱効率を高めることができる。

なお、電気機器１Ｄは、発熱部品６から熱を受け取る伝熱部８と、導電体５から熱を受け取る伝熱部８と、を備えていてもよい。また、電気機器１Ｄは、発熱部品６と導電体５との両方から熱を受け取る伝熱部８を備えていてもよい。

（変形例５）
以下、変形例５に係る電気機器１Ｅについて、図８を用いて説明する。実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

電気機器１Ｅは、発熱部品６を複数備える。また、電気機器１Ｅは、伝熱部８を複数備える。複数の伝熱部８の各々につき、複数の発熱部品６のうち１つの発熱部品６が対応している。ここでは、一例として、複数（６つ）の発熱部品６と複数（６つ）の伝熱部８とが一対一で対応している。複数の伝熱部８の各々は、複数の発熱部品６のうち対応する発熱部品６から熱を受け取る。より詳細には、複数の伝熱部８の各々は、複数の発熱部品６のうち対応する発熱部品６から熱伝導により熱を受け取る。複数の伝熱部８の各々は、熱を放熱部２に渡す。より詳細には、複数の伝熱部８の各々は、熱を放熱部２に熱伝導により渡す。

つまり、電気機器１Ｅは、１つの発熱部品６と、この発熱部品６から熱を受け取る１つの伝熱部８と、の組を、複数組（図８では、６組）備えている。なお、図８では、６つの伝熱部８のうち２つの伝熱部８（ベース２１の上端にある２つの伝熱部８）が互いに隣り合い、かつ、互いにつながっているが、これら２つの伝熱部８がつながっていなくてもよい。

なお、電気機器１Ｅは、２つ以上の発熱部品６から熱を受け取る伝熱部８と、１つの発熱部品６から熱を受け取る伝熱部８と、を備えていてもよい。

（変形例６）
以下、変形例６に係る電気機器１Ｆについて、図９を用いて説明する。実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

電気機器１Ｆは、変形例５の電気機器１Ｅと同様に、１つの発熱部品６と、この発熱部品６から熱を受け取る１つの伝熱部８と、の組を、複数組（図９では、６組）備えている。そして、各伝熱部８の形状は、ワイヤ状である。伝熱部８は、例えば、銅線である。伝熱部８として銅線のように比較的断面積が小さい部材を用いた場合であっても、伝熱部８が無い場合と比較して、複数の発熱部品６の温度を低下させることができる。

伝熱部８を発熱部品６に固定する手段は、例えば、接着である。伝熱部８を放熱部２に固定する手段は、例えば、接着又はろう付けである。

なお、図９のように伝熱部８を発熱部品６に直接固定してもよいが、伝熱部８と発熱部品６との間に絶縁シート７（図１参照）が介在してもよい。

また、伝熱部８を、放熱部２ではなく基板４の第１の面４１又は第２の面４２に固定してもよい。伝熱部８を基板４に固定する手段は、例えば、はんだ付けである。

（実施形態１のその他の変形例）
以下、実施形態１のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。

基板４は、リジッド基板に限定されず、フレキシブル基板であってもよい。

導電体５は、発熱部品６又は基板４に実装された発熱部品６以外の部品に備えられた、リード線であってもよい。

導電体５は、発熱部品６と、基板４に形成された回路と、のうち少なくとも一方に電気的に接続されていてもよい。

導電体５が発熱部品６に重なって設けられていることは必須ではない。例えば、導電体５は、発熱部品６の近傍に設けられていてもよい。

放熱部２の比熱が、複数の伝熱部８の各々の比熱よりも大きくてもよい。逆に、放熱部２の比熱が、複数の伝熱部８の各々の比熱よりも小さくてもよい。

複数の伝熱部８が、互いに熱的に結合されていてもよい。

伝熱部８の材料は、アルミニウム及び鉄等の金属に限定されない。伝熱部８の材料は、例えば、樹脂であってもよい。

各伝熱部８は、３つの発熱部品６から熱を受け取ることに限定されず、１つ、２つ又は４つ以上の発熱部品６から熱を受け取ってもよい。

各発熱部品６は、１つの伝熱部８に熱を渡すことに限定されず、複数の伝熱部８に熱を渡してもよい。

放熱部２と伝熱部８とが、１つの部材から構成されていてもよい。

放熱部２と基板４との間に挟まれる部材は、少なくとも熱伝導性を有していればよく、絶縁シート３のように電気絶縁性を有していなくてもよい。また、発熱部品６と伝熱部８との間に挟まれる部材は、少なくとも熱伝導性を有していればよく、絶縁シート７のように電気絶縁性を有していなくてもよい。

（実施形態２）
以下、実施形態２に係る電気機器１Ｇについて、図１０を用いて説明する。実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の電気機器１Ｇは、発熱部品６と、基板４と、放熱部２と、伝熱部８と、を備える。発熱部品６は、熱を発生する。基板４は、第１の面４１と、第１の面４１とは反対側の第２の面４２と、を有する。第１の面４１には、発熱部品６が配置されている。放熱部２は、発熱部品６の熱を受け取る。放熱部２は、熱を放熱する。伝熱部８は、対象部から熱を受け取る。伝熱部８は、熱を放熱部２に渡す。対象部は、基板４の第２の面４２と、基板４の第１の面４１又は第２の面４２に形成された導電体５（又は５２）と、の少なくとも一方からなる。放熱部２と伝熱部８とのうち一方は、第１の面４１に対向し、他方は、第２の面４２に対向する。伝熱部８は、基板４とは別体である。

上記の構成によれば、伝熱部８から放熱部２へ熱が渡されるので、伝熱部８と放熱部２とが空気等により熱的に絶縁されている場合と比較して、発熱部品６の放熱効率を高めることができる。

さらに、伝熱部８が基板４とは別体であるため、基板４に発熱部品６等を実装した後に伝熱部８を配置することができる。これにより、基板４に発熱部品６等を実装する作業において伝熱部８が作業の妨げになることを防ぐことができる。

本実施形態では、対象部は、基板４の第２の面４２である。すなわち、伝熱部８は、第２の面４２から熱を受け取る。より詳細には、伝熱部８は、第２の面４２から熱伝導により熱を受け取る。

以下、本実施形態の電気機器１Ｇの構成についてより詳細に説明する。

基板４の第１の面４１には、複数（図１０では３つ）の導電体５が形成されている。複数の導電体５は、複数の発熱部品６に接している。放熱部２の第１の面２１１は、基板４の第１の面４１に対向している。放熱部２の第１の面２１１と基板４の第１の面４１との間には、複数の発熱部品６が配置されている。複数の発熱部品６と放熱部２の第１の面２１１との間には、絶縁シート７が挟まれている。複数の発熱部品６と放熱部２との間では、熱伝導が起きる。なお、少なくとも１つの発熱部品６は、第１の面２１１に接していてもよい。

放熱部２の第１の面２１１からは、伝熱部８の突台部８１が突出している。突台部８１からは、第１の面２１１に沿った方向に、ベース８２が突出している。

基板４の第２の面４２には、導電体５２が形成されている。第２の面４２は、ベース８２と対向している。第２の面４２とベース８２との間には、絶縁シート３が挟まれている。基板４は、絶縁シート３を介して、ベース８２に熱的に結合されている。なお、基板４は、ベース８２に接していてもよい。

第２の面４２は、基板４の厚さ方向において発熱部品６と重なる領域Ｒ１を含んでいる。図１０では、２つの発熱部品６を図示している。また、図１０では、一方の発熱部品６に重なる領域Ｒ１と、他方の発熱部品６に重なる領域Ｒ１と、を図示している。ベース８２は、基板４の厚さ方向において第２の面４２のうち２つの領域Ｒ１に対向している。さらに、ベース８２は、第２の面４２のうち２つの領域Ｒ１の周囲の領域に対向している。そのため、ベース８２は、第２の面４２のうち２つの領域Ｒ１及びその周囲の領域を介して、２つの発熱部品６から熱を受け取る。

（実施形態２の変形例）
実施形態１の各変形例は、実施形態２に適用されてもよい。

例えば、実施形態１の変形例４のように、伝熱部８は、導電体５２に熱的に結合されていてもよい。すなわち、伝熱部８は、基板４の第２の面４２に形成された導電体５２から熱を受け取ってもよい。また、伝熱部８は、導電体５２と第２の面４２との両方から熱を受け取ってもよい。

（まとめ）
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。

第１の態様に係る電気機器（１、１Ａ〜１Ｇ）は、発熱部品（６）と、基板（４）と、放熱部（２）と、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）と、を備える。発熱部品（６）は、熱を発生する。基板（４）は、第１の面（４１）と、第１の面（４１）とは反対側の第２の面（４２）と、を有する。第１の面（４１）には、発熱部品（６）が配置されている。放熱部（２）は、発熱部品（６）の熱を基板（４）を介して第２の面（４２）から受け取る。放熱部（２）は、熱を放熱する。伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）は、対象部から熱を受け取る。伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）は、熱を放熱部（２）に渡す。対象部は、発熱部品（６）と、基板（４）の第１の面（４１）に形成された導電体（５、５２）と、の少なくとも一方からなる。放熱部（２）の熱容量は、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）の熱容量よりも大きい。

上記の構成によれば、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）から放熱部（２）へ熱が渡されるので、電気機器（１）が伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）を備えていない場合と比較して、発熱部品（６）の放熱効率を高めることができる。また、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）と放熱部（２）とが空気等により熱的に絶縁されている場合と比較して、発熱部品（６）の放熱効率を高めることができる。

さらに、放熱部（２）の熱容量が伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）の熱容量よりも大きいので、放熱部（２）の熱容量が伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）の熱容量以下の場合と比較して、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）から放熱部（２）への熱伝導効率を高められる。

また、第２の態様に係る電気機器（１Ｄ、１Ｇ）は、発熱部品（６）と、基板（４）と、放熱部（２）と、伝熱部（８）と、を備える。発熱部品（６）は、熱を発生する。基板（４）は、第１の面（４１）と、第１の面（４１）とは反対側の第２の面（４２）と、を有する。第１の面（４１）には、発熱部品（６）が配置されている。放熱部（２）は、発熱部品（６）の熱を受け取る。放熱部（２）は、熱を放熱する。伝熱部（８）は、対象部から熱を受け取る。伝熱部（８）は、熱を放熱部（２）に渡す。対象部は、第２の面（４２）と、基板（４）の第１の面（４１）又は第２の面（４２）に形成された導電体（５、５２）と、の少なくとも一方からなる。放熱部（２）と伝熱部（８）とのうち一方は、第１の面（４１）に対向し、他方は、第２の面（４２）に対向する。伝熱部（８）は、基板（４）とは別体である。

上記の構成によれば、伝熱部（８）から放熱部（２）へ熱が渡されるので、伝熱部（８）と放熱部（２）とが空気等により熱的に絶縁されている場合と比較して、発熱部品（６）の放熱効率を高めることができる。

さらに、伝熱部（８）が基板（４）とは別体であるため、基板（４）に発熱部品（６）等を実装した後に伝熱部（８）を配置することができる。これにより、基板（４）に発熱部品（６）等を実装する作業において伝熱部（８）が作業の妨げになることを防ぐことができる。

また、第３の態様に係る電気機器（１、１Ａ〜１Ｇ）では、第１又は２の態様において、放熱部（２）は、ベース（２１）と、複数のフィン（２２）と、を含む。ベース（２１）は、発熱部品（６）の熱を受け取る。複数のフィン（２２）は、ベース（２１）から突出している。

上記の構成によれば、放熱部（２）の放熱効率を高めることができる。

また、第４の態様に係る電気機器（１、１Ａ〜１Ｇ）では、第１〜３の態様のいずれか１つにおいて、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）は、発熱部品（６）に接している。

上記の構成によれば、発熱部品（６）から伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）への熱伝導の効率を高めることができる。

また、第５の態様に係る電気機器（１、１Ａ〜１Ｆ）は、第１〜３の態様のいずれか１つにおいて、絶縁シート（７）を備える。絶縁シート（７）は、電気絶縁性を有する。絶縁シート（７）は、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）と発熱部品（６）との間に挟まれている。

上記の構成によれば、発熱部品（６）と伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）との電気絶縁性を高めることができる。

また、第６の態様に係る電気機器（１、１Ａ〜１Ｆ）では、第５の態様において、絶縁シート（７）は、熱伝導性と、柔軟性と、を有する。

上記の構成によれば、絶縁シート（７）の熱伝導性により、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）から発熱部品（６）への熱伝導の効率を高めることができる。また、絶縁シート（７）の柔軟性により、発熱部品（６）と絶縁シート（７）との接触面積を大きくできるので、発熱部品（６）から伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）への熱伝導の効率を高めることができる。

また、第７の態様に係る電気機器（１Ｃ）では、第１〜６の態様のいずれか１つにおいて、伝熱部（８Ｃ）は、ベース（８２）と、複数のフィン（８４）と、を含む。ベース（８２）は、対象部から熱を受け取る。複数のフィン（８４）は、ベース（８２）から突出している。

上記の構成によれば、伝熱部（８Ｃ）からの熱輻射の量が増えるので、発熱部品（６）の放熱効率を更に高めることができる。

また、第８の態様に係る電気機器（１Ｅ、１Ｆ）は、第１〜７の態様のいずれか１つにおいて、発熱部品（６）を複数備える。電気機器（１Ｅ、１Ｆ）は、伝熱部（８）を複数備える。複数の伝熱部（８）の各々につき、複数の発熱部品（６）のうち１つの発熱部品（６）が対応する。複数の伝熱部（８）の各々は、複数の発熱部品（６）のうち対応する発熱部品（６）から熱を受け取る。複数の伝熱部（８）の各々は、熱を放熱部（２）に渡す。

上記の構成によれば、１つの伝熱部（８）により複数の発熱部品（６）を放熱する場合と比較して、複数の発熱部品（６）のうち、一部の発熱部品（６）の放熱効率が相対的に低くなる可能性を低減できる。

また、第９の態様に係る電気機器（１、１Ａ〜１Ｃ）は、第１〜８の態様のいずれか１つにおいて、発熱部品（６）を複数備える。伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）は、複数の発熱部品（６）から熱を受け取る。伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）は、熱を放熱部（２）に渡す。

上記の構成によれば、複数の発熱部品（６）を放熱するために複数の伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）を用いる場合と比較して、伝熱部（８、８Ａ〜８Ｃ）の個数を減らすことができる。すなわち、電気機器（１、１Ａ〜１Ｃ）の部材点数を減らすことができる。

また、第１０の態様に係る電気機器（１、１Ａ〜１Ｇ）は、第１〜９の態様のいずれか１つにおいて、電力変換部（Ｐ１）を備える。電力変換部（Ｐ１）は、入力電力を所定の出力電力に変換して出力する。

上記の構成によれば、電気機器（１、１Ａ〜１Ｇ）としての電力変換装置に用いられる発熱部品（６）（例えば、半導体スイッチング素子等のパワーデバイス、及び、リアクトル）の放熱効率を高めることができる。

第１の態様以外の構成については、電気機器（１、１Ａ〜１Ｇ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１、１Ａ〜１Ｇ 電気機器
２ 放熱部
２１ ベース
２２ フィン
４ 基板
４１ 第１の面
４２ 第２の面
５、５２ 導電体
６ 発熱部品
７ 絶縁シート
８、８Ａ〜８Ｃ 伝熱部
８２ ベース
８４ フィン
Ｐ１ 電力変換部

Claims (10)

1. 熱を発生する発熱部品と、
   第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有し、前記第１の面に前記発熱部品が配置された基板と、
   前記発熱部品の熱を前記基板を介して前記第２の面から受け取り、熱を放熱する放熱部と、
   前記発熱部品と、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、の少なくとも一方からなる対象部から熱を受け取り、熱を前記放熱部に渡す伝熱部と、を備え、
   前記放熱部の熱容量は、前記伝熱部の熱容量よりも大きい、
   電気機器。
2. 熱を発生する発熱部品と、
   第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有し、前記第１の面に前記発熱部品が配置された基板と、
   前記発熱部品の熱を受け取り、熱を放熱する放熱部と、
   前記第２の面と、前記基板の前記第１の面又は前記第２の面に形成された導電体と、の少なくとも一方からなる対象部から熱を受け取り、熱を前記放熱部に渡す伝熱部と、を備え、
   前記放熱部と前記伝熱部とのうち一方は、前記第１の面に対向し、他方は、前記第２の面に対向し、
   前記伝熱部は、前記基板とは別体である、
   電気機器。
3. 前記放熱部は、
   前記発熱部品の熱を受け取るベースと、
   前記ベースから突出している複数のフィンと、を含む、
   請求項１又は２に記載の電気機器。
4. 前記伝熱部は、前記発熱部品に接している、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機器。
5. 電気絶縁性を有し、前記伝熱部と前記発熱部品との間に挟まれた絶縁シートを備える、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機器。
6. 前記絶縁シートは、熱伝導性と、柔軟性と、を有する、
   請求項５に記載の電気機器。
7. 前記伝熱部は、
   前記対象部から熱を受け取るベースと、
   前記ベースから突出している複数のフィンと、を含む、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気機器。
8. 前記発熱部品を複数備え、
   前記伝熱部を複数備え、
   前記複数の伝熱部の各々につき、前記複数の発熱部品のうち１つの発熱部品が対応し、
   前記複数の伝熱部の各々は、前記複数の発熱部品のうち対応する発熱部品から熱を受け取り、熱を前記放熱部に渡す、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気機器。
9. 前記発熱部品を複数備え、
   前記伝熱部は、前記複数の発熱部品から熱を受け取り、熱を前記放熱部に渡す、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気機器。
10. 入力電力を所定の出力電力に変換して出力する電力変換部を備える、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機器。

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