JP5670447B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発熱部品が実装される回路基板を備える電子機器に関する。

従来、回路基板に実装されるとともに通電状態になると熱を発生する電子部品（発熱部品）の放熱対策が種々、提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の電子機器は、Ｌ形状の断面を有する金属板と、金属板に貼り付けられた絶縁シートと、絶縁シートを介して金属板に平行に取り付けられた回路基板とを備えている。この電子機器では、回路基板の表面にコネクタ等が実装され、回路基板の裏面に複数の面実装抵抗が実装されている。また、面実装抵抗が絶縁シートに密着するように回路基板が金属板に固定されており、面実装抵抗で発生した熱は、絶縁シートを介して金属板に伝導して、金属板の背面から放散される。

特開２００３−８２６２号公報

特許文献１に記載の電子機器では、金属板に貼り付けられた絶縁シートに面実装抵抗を密着させることで、面実装抵抗で発生した熱を絶縁シートを介して金属板の背面から放散している。そのため、この電子機器では、厚さの異なる様々な電子部品が回路基板の裏面に実装されると、面実装抵抗を絶縁シートに密着させることができず、発熱部品である面実装抵抗で発生した熱を効率的に放散させることが困難になるおそれがある。

そこで、本発明の課題は、厚さの異なる電子部品が回路基板の裏面に実装されたとしても、回路基板に実装される発熱部品で発生した熱を効率的に放散させることが可能な電子機器を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の電子機器は、発熱部品が実装される回路基板と、回路基板が固定される基板固定部材とを備え、回路基板の裏面には、発熱部品で発生した熱を放散するための放熱部が形成され、基板固定部材は、回路基板の裏面と所定の間隔をあけた状態で配置されるベース部と、ベース部から回路基板に向かって突出するとともに放熱部が固定される固定部とを備え、放熱性を有する放熱性材料で形成され、基板固定部材には、放熱性を有する放熱性材料で形成される放熱部材が、ベース部の、固定部が形成される面と反対側の面である反基板側面に着脱可能となっており、反基板側面には、固定部の突出方向と反対の方向へ突出するとともに、放熱部材が当接するように取り付けられる放熱部材取付部が形成されていることを特徴とする。

本発明の電子機器では、回路基板の裏面に、発熱部品で発生した熱を放散するための放熱部が形成されており、放熱性材料で形成された基板固定部材の固定部に放熱部が固定されている。そのため、発熱部品で発生した熱を、放熱部を介して基板固定部材に伝達して、基板固定部材から効率的に放散させることが可能になる。また、本発明では、基板固定部材の固定部は、ベース部から回路基板に向かって突出しており、回路基板の裏面とベース部との間に所定の隙間が形成されている。そのため、厚さの異なる様々な電子部品を回路基板の裏面に実装することが可能になる。このように、本発明では、厚さの異なる電子部品が回路基板の裏面に実装されたとしても、発熱部品で発生した熱を効率的に放散させることが可能になる。

また、本発明では、回路基板の裏面とベース部との間に隙間が形成されているため、回路基板の表面に実装される電子部品の端子が回路基板の裏面から突出している場合であっても、端子の先端とベース部との距離を確保することが可能になる。したがって、本発明では、たとえば、基板固定部材が金属材料で形成されている場合であっても、電子機器の耐電圧性を確保することが可能になる。また、本発明では、基板固定部材に、放熱性を有する放熱性材料で形成される放熱部材が着脱可能となっているため、共通の基板固定部材を使用しつつ、発熱部品の発熱量に応じて、基板固定部材に放熱部材を取り付けたり、基板固定部材から放熱部材を取り外したりすることが可能になる。また、共通の基板固定部材を使用しつつ、発熱部品の発熱量に応じて、放熱性能の異なる種々の放熱部材を基板固定部材に取り付けることが可能になる。さらに、本発明では、放熱部材は、ベース部の、固定部が形成される面と反対側の面である反基板側面に着脱可能となっており、反基板側面には、固定部の突出方向と反対の方向へ突出するとともに、放熱部材が当接するように取り付けられる放熱部材取付部が形成されているため、反基板側面の全面を放熱部材に当接させようとする場合と比較して、ベース部の、放熱部材に当接させようとする部分の面積を低減することができる。したがって、反基板側面の全面を放熱部材に当接させようとする場合と比較して、比較的容易に、放熱部材に当接させようとする部分の平面度（すなわち、放熱部材取付部の平面度）を確保することが可能になる。その結果、基板固定部材と放熱部材とを確実に当接させることが可能になり、基板固定部材から放熱部材に効率良く熱を伝達することが可能になる。

本発明において、基板固定部材は、たとえば、金属材料で形成され、放熱部と固定部との間には、絶縁性材料で形成される絶縁シートが配置されている。この場合には、絶縁シートは、放熱性を有する絶縁性材料で形成され、放熱部と絶縁シートとの間、および／または、固定部と絶縁シートとの間には、放熱性を有する放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されていることが好ましい。このように構成すると、放熱ゲルまたは放熱グリースによって、放熱部と絶縁シートとの密着性、および／または、固定部と絶縁シートとの密着性を高めて、放熱部と絶縁シートとの間の熱抵抗や固定部と絶縁シートとの間の熱抵抗を低減することが可能になる。したがって、放熱部と固定部との間に絶縁シートが配置されていても、発熱部品で発生した熱を基板固定部材に効率的に伝達して、基板固定部材から効率的に放散させることが可能になる。

本発明において、絶縁シートは、放熱性を有する絶縁性材料で形成されるとともに、弾力性を備えていることが好ましい。このように構成すると、放熱部と固定部との間に圧縮された状態の絶縁シートを配置することで、放熱部と絶縁シートとの密着性、および、固定部と絶縁シートとの密着性を高めて、放熱部と絶縁シートとの間の熱抵抗、および、固定部と絶縁シートとの間の熱抵抗を効果的に低減することが可能になる。したがって、放熱部と固定部との間に絶縁シートが配置されていても、発熱部品で発生した熱を基板固定部材により効率的に伝達して、基板固定部材からより効率的に放散させることが可能になる。

本発明において、放熱部材には、複数の放熱用のフィンが形成され、フィンの厚みは、フィンの基端からフィンの先端に向かうにしたがって狭くなっていることが好ましい。このように構成すると、フィンの表面積を大きくして、放熱部材の放熱効率を高めることが可能になる。

本発明において、放熱部材取付部は、固定部に対応するように形成されていることが好ましい。このように構成すると、固定部と放熱部材取付部との距離を短くすることが可能になる。したがって、ベース部の、放熱部材に当接させようとする部分の面積を低減しても、放熱部が固定される固定部に伝達された熱を、放熱部材取付部を介して効率良く放熱部材に伝達することが可能になる。

本発明において、基板固定部材には、複数の放熱用の第２のフィンが形成されていることが好ましい。この場合には、たとえば、複数の第２のフィンは、反基板側面の、放熱部材取付部が形成されていない部分の全部または一部に形成されている。このように構成すると、基板固定部材の放熱効率を高めることが可能になる。

本発明において、第２のフィンの厚みは、第２のフィンの基端から第２のフィンの先端に向かうにしたがって狭くなっていることが好ましい。このように構成すると、第２のフィンの表面積を大きくして、基板固定部材の放熱効率を高めることが可能になる。

本発明において、固定部とベース部との境界は、曲面状に形成されていることが好ましい。このように構成すると、固定部からベース部へ熱が伝達される部分の面積を広くして、固定部からベース部へ効率良く熱を伝達することが可能になる。

本発明において、発熱部品は、回路基板の表面に面実装され、回路基板の表面と裏面との間に形成される放熱用パターンを介して放熱部に接続されていることが好ましい。回路基板に形成されるスルーホールに発熱部品の端子が差し込まれて、発熱部品が回路基板に実装される場合には、手作業で発熱部品を実装する必要があるが、このように構成すると、発熱部品が回路基板に面実装されるため、機械による発熱部品の実装が可能となり、発熱部品の実装作業を簡素化することが可能になる。

本発明において、放熱部と固定部との間には、放熱性を有する絶縁性材料で形成される絶縁シートが配置され、放熱部と絶縁シートとの間には、放熱性を有する放熱グリースが配置され、回路基板には、回路基板を貫通する貫通孔が形成され、放熱用パターンは、貫通孔の内周面に形成され、放熱グリースは、貫通孔の中に入り込んでいることが好ましい。このように構成すると、貫通孔の中に入り込んでいる放熱グリースによって、貫通孔における熱抵抗を低減することが可能になる。したがって、発熱部品で発生した熱を放熱部へ効率的に伝達することが可能になる。

本発明において、回路基板には、発熱部品が実装される高電圧用回路と、高電圧用回路よりも低い電圧が印加される低電圧用回路とが形成されていることが好ましい。このように構成すると、高電圧用回路と低電圧用回路とがそれぞれ別個の回路基板に形成されている場合と比較して、電子機器の部品点数を低減することができる。したがって、電子機器の構成を簡素化することが可能になる。

本発明において、たとえば、高電圧用回路は、モータを駆動するためのモータ駆動回路であり、低電圧用回路は、モータを制御するためのモータ制御回路である。

以上のように、本発明の電子機器では、厚さの異なる電子部品が回路基板の裏面に実装されたとしても、回路基板に実装される発熱部品で発生した熱を効率的に放散させることが可能になる。

本発明の実施の形態１にかかる電子機器の斜視図である。 図１に示す電子機器を裏面側から示す斜視図である。 図１に示す回路基板を裏面側から示す斜視図である。 図１に示す基板固定部材の斜視図である。 図１に示す電子機器に放熱部材を取り付けた状態の斜視図である。 図１に示す電子機器に他の放熱部材を取り付けた状態の斜視図である。 図５に示す放熱部材の斜視図である。 図６に示す放熱部材の斜視図である。 本発明の実施の形態２にかかる電子機器の斜視図である。 図９に示す基板固定部材の斜視図である。 図１０に示す基板固定部材を裏面側から示す斜視図である。 図９に示す電子機器に放熱部材を取り付けた状態の側面図である。 図９に示す電子機器に放熱部材を取り付けた状態の斜視図である。 図９に示す電子機器に他の放熱部材を取り付けた状態の斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

［実施の形態１］
（電子機器の構成）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電子機器１の斜視図である。図２は、図１に示す電子機器１を裏面側から示す斜視図である。図３は、図１に示す回路基板２を裏面２ｄ側から示す斜視図である。図４は、図１に示す基板固定部材３の斜視図である。図５は、図１に示す電子機器１に放熱部材５を取り付けた状態の斜視図である。図６は、図１に示す電子機器１に放熱部材６を取り付けた状態の斜視図である。図７は、図５に示す放熱部材５の斜視図である。図８は、図６に示す放熱部材６の斜視図である。

本形態の電子機器１は、産業用のサーボモータ（図示省略）を駆動するための機器であり、回路基板２と、回路基板２が固定される基板固定部材３とを備えている。基板固定部材３には、図５、図６に示すように、放熱部材（ヒートシンク）５、６が着脱可能となっている。

回路基板２は、たとえば、ガラスエポキシ基板であり、長方形の板状に形成されている。この回路基板２には、サーボモータを駆動するためのモータ駆動回路と、サーボモータを制御するためのモータ制御回路とが形成されている。モータ駆動回路は、長方形状に形成される回路基板２の短手方向で分割される２個の領域２ａ、２ｂのうちの一方の領域２ａに形成され、モータ制御回路は、他方の領域２ｂに形成されている。モータ駆動回路は、サーボモータを駆動するための駆動電流をサーボモータへ供給する。そのため、モータ駆動回路には高い電圧が印加される。本形態のモータ駆動回路は、高い電圧が印加される高電圧用回路である。一方、本形態のモータ制御回路は、モータ駆動回路よりも低い電圧が印加される低電圧用回路である。

回路基板２の表面２ｃには、モータ駆動回路を構成する複数の発熱部品７が、長方形状の回路基板２の長手方向に所定のピッチで実装されている。発熱部品７は、通電状態になると熱を発生する電子部品である。具体的には、本形態の発熱部品７は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＩＧＢＴ））である。また、本形態の発熱部品７は、面実装部品であり、回路基板２の表面２ｃに面実装されている。また、回路基板２の表面２ｃおよび回路基板２の裏面２ｄには、モータ駆動回路を構成するその他の電子部品（図示省略）やモータ制御回路を構成する電子部品（図示省略）等が実装されている。

発熱部品７の実装位置に対応する回路基板２の裏面２ｄには、図３に示すように、発熱部品７で発生した熱を放散するための放熱部２ｅが形成されている。放熱部２ｅは、銅箔等の金属箔によって帯状に形成されており、裏面２ｄに露出している。表面２ｃと裏面２ｄとの間には、発熱部品７の熱を放熱部２ｅへ伝導するための放熱用パターン（図示省略）が形成されている。具体的には、放熱用パターンは、表面２ｃから裏面２ｄまで貫通する複数の貫通孔（図示省略）の内周面に施されたメッキ（すなわち、ビア）であり、発熱部品７が接続される表面２ｃの回路配線パターンと裏面２ｄの放熱部２ｅとを接続している。

回路基板２には、基板固定部材３に回路基板２を固定するための複数の固定孔２ｆが形成されている。固定孔２ｆは、回路基板２を貫通するように形成されている。また、固定孔２ｆは、発熱部品７の実装位置に対応するように形成されている。すなわち、固定孔２ｆは、放熱部２ｅの形成位置に対応するように形成されている。

基板固定部材３は、放熱性を有する放熱性材料で形成されている。具体的には、基板固定部材３は、回路基板２よりも放熱性の高いアルミ等の金属材料で形成されている。この基板固定部材３は、長方形の平板状に形成されるベース部３ａと、回路基板２が固定される直方体状の固定部３ｂと、回路基板２の短手方向の端面を支持する支持部３ｃとを備えており、ベース部３ａ、固定部３ｂおよび支持部３ｃは、一体で形成されている。

固定部３ｂは、ベース部３ａの表面３ｊから回路基板２に向かって突出するように形成されている。この固定部３ｂは、長方形に形成されるベース部３ａの長手方向の全域に形成されている。また、固定部３ｂは、ベース部３ａの短手方向におけるベース部３ａの中間位置に形成されている。ベース部３ａの短手方向における固定部３ｂの幅は、たとえば、放熱部２ｅの幅とほぼ等しくなっている。固定部３ｂの端面（図４の上端面）には、回路基板２を固定するための複数のネジ孔３ｄが形成されている。なお、ベース部３ａの短手方向における固定部３ｂの幅は、放熱部２ｅの幅より広くても良いし、狭くても良い。また、ベース部３ａの裏面３ｋは、平面状に形成されている。

支持部３ｃは、長方形状に形成されるベース部３ａの短手方向の端面から回路基板２に向かって立ち上る平板状に形成されている。支持部３ｃの端面（図４の上端面）には、回路基板２の表面２ｃに当接する当接部３ｅが、支持部３ｃの端面から直角に折れ曲がるように形成されている。

ベース部３ａの裏面３ｋには、図２に示すように、放熱部材５、６を固定するための複数のネジ孔３ｆが形成されている。ネジ孔３ｆは、固定部３ｂの形成位置に対応するように形成されている。

上述のように、回路基板２の固定孔２ｆは、放熱部２ｅの形成位置に対応するように形成されており、放熱部２ｅが固定部３ｂの端面に載った状態で固定部３ｂに固定されている。具体的には、固定孔２ｆに挿通されネジ孔３ｄに螺合されるネジ（図示省略）によって、放熱部２ｅが固定部３ｂに固定されている。固定部３ｂの端面と放熱部２ｅとの間には、絶縁性材料で形成される絶縁シート４が配置されている。

絶縁シート４は、放熱性を有する（伝熱性に優れる）絶縁性材料で形成されている。また、絶縁シート４は、弾力性を備えている。たとえば、絶縁シート４は、放熱性と弾力性とを有するシリコン系の絶縁性材料で形成されている。絶縁シート４には、固定孔２ｆに挿通されネジ孔３ｄに螺合されるネジが挿通される貫通孔が形成されており、絶縁シート４は、固定孔２ｆに挿通されネジ孔３ｄに螺合されるネジによって、放熱部２ｅと固定部３ｂとに挟まれた状態で固定されている。また、絶縁シート４は、圧縮された状態で放熱部２ｅと固定部３ｂとに挟まれている。

放熱部２ｅと絶縁シート４との間には、放熱性を有する（伝熱性に優れる）放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されており、放熱部２ｅは、放熱ゲルまたは放熱グリースを介して絶縁シート４の表面に密着している。また、固定部３ｂの端面と絶縁シート４との間にも、放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されており、固定部３ｂの端面は、放熱ゲルまたは放熱グリースを介して絶縁シート４の裏面に密着している。すなわち、固定部３ｂの端面と放熱部２ｅとは、絶縁シート４を介して密着している。

本形態では、放熱部２ｅと絶縁シート４との間には、放熱グリースが配置されている。この放熱グリースは、たとえば、シリコン系のオイルである。また、放熱グリースは、放熱用パターンがその内周面に形成される回路基板２の貫通孔の中に入り込んでいる。また、固定部３ｂの端面と絶縁シート４との間にも、放熱グリースが配置されている。この放熱グリースは、たとえば、シリコン系のオイルである。

また、上述のように、固定部３ｂは、ベース部３ａの表面３ｊから回路基板２に向かって突出するように形成されており、基板固定部材３に回路基板２が固定された状態では、回路基板２の裏面２ｄとベース部３ａとの間に隙間Ｓが形成されている。また、基板固定部材３に回路基板２が固定された状態では、回路基板２の短手方向の端面に支持部３ｃが当接し、表面２ｃの、回路基板２の短手方向の端面の近傍に当接部３ｅが当接している。なお、支持部３ｃの端面に当接部３ｅが形成されずに、回路基板２の裏面２ｄが支持部３ｃの端面に当接していても良い。また、当接部３ｅに代えて、回路基板２を固定するための第２の固定部が支持部３ｃの端面に形成されても良い。

放熱部材５、６は、放熱性を有する放熱材料で形成されている。具体的には、放熱部材５、６は、回路基板２よりも放熱性の高いアルミ等の金属材料で形成されている。図５〜図８に示すように、放熱部材５、６には、複数のフィン５ａ、６ａが形成されている。放熱部材６のフィン６ａは、放熱部材５のフィン５ａよりも長くなっている。すなわち、放熱部材６の放熱性能は、放熱部材５の放熱性能よりも優れている。また、放熱部材５、６には、基板固定部材３のネジ孔３ｆに螺合するネジ（図示省略）が挿通される挿通孔（図示省略）が形成されている。放熱部材５、６は、ネジによって、基板固定部材３の裏面（すなわち、ベース部３ａの裏面３ｋ）に着脱可能となっている。

上述のように、ベース部３ａの裏面３ｋは平面状に形成されている。また、ベース部３ａの裏面３ｋに当接する放熱部材５、６の当接面５ｃ、６ｃ（図７、図８参照）も平面状に形成されている。本形態では、ベース部３ａの裏面３ｋと放熱部材５、６の当接面５ｃ、６ｃとが略同形状に形成されており、ベース部３ａの裏面３ｋの全面は、放熱部材５、６の当接面５ｃ、６ｃの全面に当接可能となっている。

本形態の電子機器１は、比較的容量の小さなサーボモータに用いられても比較的容量の大きなサーボモータに用いられても、その駆動が可能となるように構成されている。たとえば、電子機器１は、５０Ｗ〜７５０Ｗのサーボモータの駆動が可能となるように構成されている。

比較的容量の小さなサーボモータに電子機器１が用いられる場合には、サーボモータに供給される駆動電流が小さいため、発熱部品７の発熱量が小さい。したがって、比較的容量の小さなサーボモータに電子機器１が用いられる場合には、電子機器１は、図１に示すように、放熱部材５、６が取り付けられていない状態で使用される。また、サーボモータの容量が大きくなると、サーボモータに供給される駆動電流が大きくなり、発熱部品７の発熱量が大きくなるため、図５に示すように、電子機器１は、放熱部材５が取り付けられた状態で使用される。また、さらにサーボモータの容量が大きくなると、サーボモータに供給される駆動電流がさらに大きくなり、発熱部品７の発熱量がさらに大きくなるため、図６に示すように、電子機器１は、放熱部材６が取り付けられた状態で使用される。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、回路基板２の裏面２ｄに放熱部２ｅが形成されており、金属材料で形成された基板固定部材３の固定部３ｂに絶縁シート４を介して放熱部２ｅが密着している。そのため、本形態では、発熱部品７で発生した熱を、放熱部２ｅ等を介して基板固定部材３に伝達して、基板固定部材３から効率的に放散させることができる。また、本形態では、基板固定部材３に放熱部材５、６が着脱可能となっているため、発熱部品７の発熱量が大きい場合には、発熱部品７で発生した熱を、放熱部２ｅ等を介して基板固定部材３および放熱部材５、６に伝達して、基板固定部材３および放熱部材５、６から効率的に放散させることができる。

また、本形態では、基板固定部材３に放熱部材５、６が着脱可能となっているため、共通の基板固定部材３を使用しつつ、発熱部品７の発熱量に応じて（すなわち、電子機器１が用いられるサーボモータの容量に応じて）、上述のように、基板固定部材３に放熱部材５、６を取り付けたり、基板固定部材３から放熱部材５、６を取り外したりすることができる。また、共通の基板固定部材３を使用しつつ、発熱部品７の発熱量に応じて、放熱部材５、６のいずれかを選択して、基板固定部材３に取り付けることができる。

本形態では、基板固定部材３の固定部３ｂは、ベース部３ａから回路基板２に向かって突出しており、回路基板２の裏面２ｄとベース部３ａとの間には隙間Ｓが形成されている。そのため、本形態では、隙間Ｓを利用して様々な電子部品を回路基板２の裏面２ｄに実装することが可能になる。また、本形態では、回路基板２の裏面２ｄとベース部３ａとの間に隙間Ｓが形成されているため、たとえば、回路基板２の表面２ｃに実装される電子部品の端子が裏面２ｄから突出している場合であっても、この端子の先端とベース部３ａとの距離を確保することが可能になる。したがって、基板固定部材３が金属材料で形成されている場合であっても、電子機器１の耐電圧性を確保することが可能になる。

本形態では、発熱部品７は、面実装部品である。そのため、機械による発熱部品７の実装が可能になる。したがって、発熱部品７の実装作業を簡素化することが可能になる。

本形態では、モータ駆動回路とモータ制御回路とが１枚の回路基板２に形成されている。そのため、本形態では、モータ駆動回路とモータ制御回路とがそれぞれ別個の回路基板に形成される場合と比較して、電子機器１の部品点数を低減することができ、電子機器１の構成を簡素化することが可能になる。

本形態では、放熱部２ｅと絶縁シート４との間、および、固定部３ｂの端面と絶縁シート４との間に、放熱グリースが配置されている。そのため、放熱グリースによって、放熱部２ｅと絶縁シート４との密着性、および、固定部３ｂと絶縁シート４との密着性を高めることが可能になる。すなわち、本形態では、絶縁シート４は、固定孔２ｆに挿通されネジ孔３ｄに螺合されるネジによって、放熱部２ｅと固定部３ｂとに挟まれた状態で固定されているため、ネジの周辺では、放熱部２ｅと絶縁シート４との密着性、および、固定部３ｂと絶縁シート４との密着性は高くなるが、その他の部分では、放熱部２ｅと絶縁シート４との密着性、および、固定部３ｂと絶縁シート４との密着性が低下しやすい。しかしながら、本形態では、放熱部２ｅと絶縁シート４との間、および、固定部３ｂの端面と絶縁シート４との間に、放熱グリースが配置されているため、放熱部２ｅと絶縁シート４との密着性が低下した部分、および、固定部３ｂと絶縁シート４との密着性が低下した部分に配置される放熱グリースによって、放熱部２ｅと絶縁シート４との密着性、および、固定部３ｂと絶縁シート４との密着性を高めることが可能になる。したがって、放熱部２ｅと絶縁シート４との間の熱抵抗および固定部３ｂと絶縁シート４との間の熱抵抗を低減することが可能になる。その結果、本形態では、放熱部２ｅと固定部３ｂとの間に絶縁シート４が配置されている場合であっても、発熱部品７で発生した熱を基板固定部材３に効率的に伝達して、基板固定部材３から効率的に放散させることが可能になる。

特に本形態では、絶縁シート４は、弾力性を備えており、圧縮された状態で放熱部２ｅと固定部３ｂとに挟まれている。そのため、放熱部２ｅと絶縁シート４との密着性、および、固定部３ｂと絶縁シート４との密着性を効果的に高めて、放熱部２ｅと絶縁シート４との間の熱抵抗および固定部３ｂと絶縁シート４との間の熱抵抗を効果的に低減することが可能になる。したがって、本形態では、放熱部２ｅと固定部３ｂとの間に絶縁シート４が配置されている場合であっても、発熱部品７で発生した熱を基板固定部材３により効率的に伝達して、基板固定部材３からより効率的に放散させることが可能になる。

本形態では、放熱部２ｅと絶縁シート４との間に配置される放熱グリースは、放熱用パターンがその内周面に形成される回路基板２の貫通孔の中に入り込んでいる。そのため、貫通孔の中に入り込んでいる放熱グリースによって、貫通孔における熱抵抗を低減することが可能になる。すなわち、放熱用パターンが形成される貫通孔の内周面の熱抵抗は低いが、貫通孔の中に放熱グリースが入り込んでいないと、貫通孔の中の空気の影響で、貫通孔全体の熱抵抗が高くなる。しかし、本形態では、放熱グリースが貫通孔の中に入り込んでいるため、貫通孔の中の放熱グリースによって、貫通孔における熱抵抗を低減することが可能になる。したがって、本形態では、発熱部品７で発生した熱を放熱部２ｅへ効率的に伝達することが可能になる。

［実施の形態２］
（電子機器の構成）
図９は、本発明の実施の形態２にかかる電子機器２１の斜視図である。図１０は、図９に示す基板固定部材２３の斜視図である。図１１は、図１０に示す基板固定部材２３を裏面側から示す斜視図である。図１２は、図９に示す電子機器２１に放熱部材２５を取り付けた状態の側面図である。図１３は、図９に示す電子機器２１に放熱部材２５を取り付けた状態の斜視図である。図１４は、図９に示す電子機器２１に放熱部材２６を取り付けた状態の斜視図である。

本形態の電子機器２１は、実施の形態１の電子機器１と同様に、産業用のサーボモータ（図示省略）を駆動するための機器であり、回路基板２２と、回路基板２２が固定される基板固定部材２３とを備えている。基板固定部材２３には、図１２〜図１４に示すように、放熱部材２５、２６が着脱可能となっている。

回路基板２２は、たとえば、ガラスエポキシ基板であり、長方形の板状に形成されている。この回路基板２２には、回路基板２と同様に、モータ駆動回路とモータ制御回路とが形成されている。モータ駆動回路は、長方形状に形成される回路基板２２の短手方向で分割される２個の領域２２ａ、２２ｂのうちの一方の領域２２ａに形成され、モータ制御回路は、他方の領域２２ｂに形成されている。回路基板２２の表面２２ｃには、実施の形態１と同様に、面実装部品である発熱部品７が、長方形状の回路基板２２の長手方向に所定のピッチで実装されている。また、回路基板２２の表面２２ｃおよび回路基板２２の裏面には、モータ駆動回路を構成するその他の電子部品（図示省略）やモータ制御回路を構成する電子部品（図示省略）等が実装されている。

発熱部品７の実装位置に対応する回路基板２２の裏面には、回路基板２と同様に、発熱部品７で発生した熱を放散するための放熱部（図示省略）が形成されている。回路基板２２の表面２２ｃと裏面との間には、発熱部品７の熱を放熱部へ伝導するための放熱用パターン（図示省略）が形成されている。この放熱用パターンは、表面２２ｃから裏面まで貫通する複数の貫通孔（図示省略）の内周面に施されたメッキであり、発熱部品７が接続される表面２２ｃの回路配線パターンと裏面の放熱部とを接続している。

回路基板２２には、基板固定部材２３に回路基板２２を固定するための複数の固定孔２２ｆが形成されている。固定孔２２ｆは、回路基板２２を貫通するように形成されている。また、固定孔２２ｆは、発熱部品７の実装位置に対応する位置の２箇所と、回路基板２２の四隅のうちの隣り合う２箇所に形成されている。具体的には、発熱部品７の実装位置に対応する位置として、図９における回路基板２２の左端側と、図９の左右方向における回路基板２２の中間位置との２箇所に固定孔２２ｆが形成されるとともに、図９の右端の２箇所の隅に固定孔２２ｆが形成されている。

基板固定部材２３は、基板固定部材３と同様に、放熱性を有する放熱性材料で形成されており、具体的には、回路基板２２よりも放熱性の高いアルミ等の金属材料で形成されている。この基板固定部材２３は、扁平な略直方体状に形成されるベース部２３ａと、回路基板２２が固定される扁平な略直方体状の固定部２３ｂとを備えており、ベース部２３ａおよび固定部２３ｂは、一体で形成されている。扁平な略直方体状に形成されるベース部２３ａの短手方向の両端には、回路基板２２側へ立ち上る壁部２３ｃが形成されている。

固定部２３ｂは、ベース部２３ａの表面２３ｊから回路基板２２に向かって突出するように形成されている。この固定部２３ｂは、扁平な略直方体状に形成されるベース部２３ａの長手方向の全域に形成されている。また、固定部２３ｂは、ベース部２３ａの短手方向におけるベース部２３ａの中間位置に形成されている。固定部２３ｂの端面（図１０の上端面）には、回路基板２２を固定するための複数のネジ孔２３ｄが形成されている。ベース部２３ａの表面２３ｊと固定部２３ｂの側面とは、凹曲面２３ｅによって滑らかに繋がっている。すなわち、ベース部２３ａと固定部２３ｂとの境界は、曲面状に形成されている。凹曲面２３ｅは、図１２に示すように、１／４円弧状に形成されている。

２個の壁部２３ｃのうちの一方の壁部（図１２の右側の壁部）２３ｃは、回路基板２２の短手方向の一端を覆うように形成されている。一方、２個の壁部２３ｃのうちの他方の壁部（図１２の左側の壁部）２３ｃには、回路基板２２の短手方向の他端側が載っている。

ベース部２３ａの裏面２３ｋには、放熱部材２５、２６が取り付けられる放熱部材取付部２３ｇが形成されている。放熱部材取付部２３ｇは、ベース部２３ａの裏面２３ｋから、固定部２３ｂの突出方向と反対方向（図１２の下方向）へわずかに突出するように形成されている。この放熱部材取付部２３ｇは、ベース部２３ａの長手方向の全域に形成されるとともに略長方形状に形成されている。また、放熱部材取付部２３ｇは、固定部２３ｂに対応するように、ベース部２３ａの短手方向におけるベース部２３ａの中間位置に形成されている。すなわち、放熱部材取付部２３ｇは、固定部２３ｂの裏側に形成されており、ベース部２３ａの厚さ方向から見たときに、固定部２３ｂと放熱部材取付部２３ｇとが重なっている。本形態では、ベース部２３ａの短手方向における放熱部材取付部２３ｇの幅は、固定部２３ｂの幅よりも広くなっている。放熱部材取付部２３ｇの端面（図１０の下端面）には、図１１に示すように、放熱部材２５、２６を固定するための複数のネジ孔２３ｆが形成されている。

また、ベース部２３ａの裏面２３ｋには、複数の放熱用のフィン２３ｈが形成されている。フィン２３ｈは、ベース部２３ａの裏面２３ｋの、放熱部材取付部２３ｇが形成されていない部分の一部に形成されている。具体的には、フィン２３ｈは、回路基板２２が載っている他方の壁部２３ｃと放熱部材取付部２３ｇとの間に形成されている。また、フィン２３ｈは、ベース部２３ａの裏面２３ｋから表側に向かって窪む複数の凹部がベース部２３ａの短手方向において一定間隔で形成されることで、ベース部２３ａの裏面２３ｋに形成されている。フィン２３ｈの厚み（ベース部２３ａの短手方向における厚み）は、図１２に示すように、フィン２３ｈの基端（図１２の上端）からフィン２３ｈの先端（図１２の下端）に向かうにしたがって狭くなっている。本形態では、フィン２３ｈの２つの側面２３ｍは、平面状に形成されるとともに、フィン２３ｈの基端からフィン２３ｈの先端に向かうにしたがって互いに近づくように傾斜している。

なお、本形態では、ベース部２３ａの裏面２３ｋは、ベース部２３ａの、固定部２３ｂが形成される面（すなわち、ベース部２３ａの表面２３ｊ）と反対側の面である反基板側面である。また、本形態のフィン２３ｈは、第２のフィンである。

回路基板２２の放熱部は、固定部２３ｂの端面に載った状態で固定部２３ｂに固定されている。具体的には、発熱部品７の実装位置に対応する位置の２箇所に形成された固定孔２２ｆに挿通されネジ孔２３ｄに螺合されるネジ（図示省略）と、回路基板２２の四隅のうちの隣り合う２箇所に形成された固定孔２２ｆに挿通されベース部２３ａに形成されるネジ孔に螺合されるネジ（図示省略）とによって、回路基板２２の放熱部が固定部２３ｂに固定されている。回路基板２２の放熱部と固定部２３ｂの端面との間には、絶縁性材料で形成される絶縁シート２４が配置されている。

絶縁シート２４は、絶縁シート４と同様に、放熱性を有する（伝熱性に優れる）絶縁性材料で形成されている。また、絶縁シート２４は、弾力性を備えている。たとえば、絶縁シート２４は、放熱性と弾力性とを有するシリコン系の絶縁性材料で形成されている。絶縁シート２４には、固定孔２２ｆに挿通されるネジが挿通される貫通孔が形成されており、絶縁シート２４は、固定孔２２ｆに挿通されるネジによって、回路基板２２の放熱部と固定部２３ｂとに挟まれた状態で固定されている。また、絶縁シート２４は、圧縮された状態で回路基板２２の放熱部と固定部２３ｂとに挟まれている。

実施の形態１と同様に、回路基板２２の放熱部と絶縁シート２４との間には、放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されており、回路基板２２の放熱部は、放熱ゲルまたは放熱グリースを介して絶縁シート２４の表面に密着している。また、固定部２３ｂの端面と絶縁シート２４との間にも、放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されており、固定部２３ｂの端面は、放熱ゲルまたは放熱グリースを介して絶縁シート２４の裏面に密着している。すなわち、回路基板２２の放熱部と固定部２３ｂの端面とは、絶縁シート２４を介して密着している。

本形態でも、実施の形態１と同様に、回路基板２２の放熱部と絶縁シート２４との間には、放熱グリースが配置されている。この放熱グリースは、たとえば、シリコン系のオイルである。また、放熱グリースは、放熱用パターンがその内周面に形成される回路基板２２の貫通孔の中に入り込んでいる。また、固定部２３ｂの端面と絶縁シート２４との間にも、放熱グリースが配置されている。この放熱グリースは、たとえば、シリコン系のオイルである。

上述のように、固定部２３ｂは、ベース部２３ａの表面２３ｊから回路基板２２に向かって突出するように形成されており、基板固定部材２３に回路基板２２が固定された状態では、回路基板２２の裏面とベース部２３ａとの間に隙間Ｓ１が形成されている。

放熱部材２５、２６は、放熱性を有する放熱材料で形成されている。具体的には、放熱部材２５、２６は、回路基板２２よりも放熱性の高いアルミ等の金属材料で形成されている。図１３、図１４に示すように、放熱部材２５、２６には、複数のフィン２５ａ、２６ａが形成されている。フィン２５ａ、２６ａは、放熱部材２５、２６のベース部２５ｂ、２６ｂから立ち上がるように形成されている。

フィン２５ａの厚み（ベース部２３ａの短手方向における厚み）は、図１２に示すように、フィン２５ａの基端（図１２の上端）からフィン２５ａの先端（図１２の下端）に向かうにしたがって狭くなっている。本形態では、フィン２５ａの２つの側面２５ｄは、平面状に形成されるとともに、フィン２５ａの基端からフィン２５ａの先端に向かうにしたがって互いに近づくように傾斜している。同様に、フィン２６ａの厚み（ベース部２３ａの短手方向における厚み）は、フィン２６ａの基端からフィン２６ａの先端に向かうにしたがって狭くなっている。また、フィン２６ａの２つの側面は、フィン２５ａの２つの側面２５ｄと同様に、平面状に形成されるとともに、フィン２６ａの基端からフィン２６ａの先端に向かうにしたがって互いに近づくように傾斜している。

放熱部材２６のフィン２６ａは、放熱部材２５のフィン２５ａよりも長くなっている。すなわち、放熱部材２６の放熱性能は、放熱部材２５の放熱性能よりも優れている。また、放熱部材２５、２６には、基板固定部材２３のネジ孔２３ｆに螺合するネジ（図示省略）が挿通される挿通孔（図示省略）が形成されている。放熱部材２５、２６は、ネジによって、放熱部材取付部２３ｇに着脱可能となっており、放熱部材２５、２６のベース部２５ｂ、２６ｂの一部が放熱部材取付部２３ｇの端面に当接可能となっている。すなわち、ベース部２３ａの裏面２３ｋと、ベース部２５ｂ、２６ｂとの間には、隙間が形成されている。

電子機器１と同様に、電子機器２１は、比較的容量の小さなサーボモータに用いられても比較的容量の大きなサーボモータに用いられても、その駆動が可能となるように構成されている。また、実施の形態１と同様に、比較的容量の小さなサーボモータに電子機器２１が用いられる場合には、電子機器２１は、図９に示すように、放熱部材２５、２６が取り付けられていない状態で使用される。また、サーボモータの容量が大きくなると、図１３に示すように、電子機器２１は、放熱部材２５が取り付けられた状態で使用される。また、さらにサーボモータの容量が大きくなると、図１４に示すように、電子機器２１は、放熱部材２６が取り付けられた状態で使用される。

（本形態の主な効果）
本形態では、実施の形態１で説明した効果に加え、以下の効果を得ることができる。すなわち、本形態では、放熱部材２５、２６が取り付けられる放熱部材取付部２３ｇが、ベース部２３ａの裏面２３ｋから固定部２３ｂの突出方向と反対方向へ突出するように形成されている。そのため、ベース部２３ａの裏面２３ｋの全面を放熱部材２５、２６に当接させようとする場合と比較して、ベース部２３ａの、放熱部材２５、２６に当接させようとする部分の面積を低減することができる。したがって、ベース部２３ａの裏面２３ｋの全面を放熱部材２５、２６に当接させようとする場合と比較して、比較的容易に、放熱部材２５、２６に当接させようとする部分の平面度（すなわち、放熱部材取付部２３ｇの端面の平面度）を確保することが可能になる。その結果、本形態では、基板固定部材２３と放熱部材２５、２６とを確実に当接させることが可能になり、基板固定部材２３から放熱部材２５、２６へ効率良く熱を伝達することが可能になる。

また、本形態では、放熱部材取付部２３ｇが固定部２３ｂの裏側に形成されており、ベース部２３ａの厚さ方向から見たときに、固定部２３ｂと放熱部材取付部２３ｇとが重なっている。そのため、固定部２３ｂと放熱部材取付部２３ｇとの距離を短くすることが可能になる。したがって、本形態では、ベース部２３ａの、放熱部材２５、２６に当接させようとする部分の面積を低減しても、回路基板２２の放熱部が固定される固定部２３ｂに伝達された熱を、放熱部材取付部２３ｇを介して効率良く放熱部材２５、２６に伝達することが可能になる。

本形態では、ベース部２３ａの裏面２３ｋに、複数のフィン２３ｈが形成されている。そのため、基板固定部材２３の放熱効率を高めることが可能になる。特に本形態では、フィン２３ｈの厚みが、フィン２３ｈの基端からフィン２３ｈの先端に向かうにしたがって狭くなっているため、フィン２３ｈの表面積を大きくすることが可能になる。したがって、本形態では、基板固定部材２３の放熱効率を効果的に高めることが可能になる。また、本形態では、放熱部材２５、２６に形成される複数のフィン２５ａ、２６ａも、フィン２５ａ、２６ａの基端からフィン２５ａ、２６ａの先端に向かうにしたがって狭くなっているため、フィン２５ａ、２６ａの表面積を大きくして、放熱部材２５、２６の放熱効率を効果的に高めることが可能になる。

本形態では、ベース部２３ａの表面２３ｊと固定部２３ｂの側面とは、凹曲面２３ｅによって滑らかに繋がっている。そのため、本形態では、固定部２３ｂからベース部２３ａへ熱が伝達される部分の面積を広くして、固定部２３ｂからベース部２３ａへ効率良く熱を伝達することが可能になる。

［他の実施の形態］
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

実施の形態１では、基板固定部材３に着脱可能な放熱部材として、２種類の放熱部材５、６を説明しているが、基板固定部材３には、放熱部材５、６以外の様々な放熱部材も着脱可能である。また、実施の形態１では、基板固定部材３に放熱部材５、６が着脱可能となっているが、電子機器１が用いられるサーボモータの容量の範囲が限定されているのであれば、基板固定部材３に放熱部材５、６が着脱可能となっていなくても良い。同様に、実施の形態２において、基板固定部材２３には、放熱部材２５、２６以外の様々な放熱部材も着脱可能である。また、電子機器２１が用いられるサーボモータの容量の範囲が限定されているのであれば、基板固定部材２３に放熱部材２５、２６が着脱可能となっていなくても良い。

実施の形態１では、発熱部品７は、回路基板２の表面２ｃに実装されているが、発熱部品７は、回路基板２の裏面２ｄに実装されても良い。同様に、実施の形態２では、発熱部品７は、回路基板２２の表面２２ｃに実装されているが、発熱部品７は、回路基板２２の裏面に実装されても良い。また、上述した形態では、発熱部品７は、面実装部品であるが、発熱部品７は、その端子が回路基板２に形成されるスルーホールに差し込まれて実装されるいわゆる差し部品であっても良い。これらの場合には、たとえば、発熱部品７の端子は直接、回路基板２の放熱部２ｅ、あるいは、回路基板２２の放熱部に接続される。

実施の形態１では、放熱部２ｅと絶縁シート４との間、および、固定部３ｂの端面と絶縁シート４との間に放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されているが、放熱部２ｅと絶縁シート４との間、および、固定部３ｂの端面と絶縁シート４との間に放熱ゲルおよび放熱グリースが配置されていなくても良い。同様に、実施の形態２では、回路基板２２の放熱部と絶縁シート２４との間、および、固定部２３ｂの端面と絶縁シート２４との間に放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されているが、回路基板２２の放熱部と絶縁シート２４との間、および、固定部２３ｂの端面と絶縁シート２４との間に放熱ゲルおよび放熱グリースが配置されていなくても良い。

実施の形態２では、放熱部材取付部２３ｇは、固定部２３ｂの裏側に形成されており、ベース部２３ａの厚さ方向から見たときに、固定部２３ｂと放熱部材取付部２３ｇとが重なっている。この他にもたとえば、ベース部２３ａの厚さ方向から見たときに、固定部２３ｂと重ならないように、放熱部材取付部２３ｇが形成されても良い。また、実施の形態２では、フィン２３ｈは、ベース部２３ａの裏面２３ｋの、放熱部材取付部２３ｇが形成されていない部分の一部に形成されているが、フィン２３ｈは、ベース部２３ａの裏面２３ｋの、放熱部材取付部２３ｇが形成されていない部分の全部に形成されても良い。また、ベース部２３ａの裏面２３ｋにフィン２３ｈが形成されていなくても良い。

上述した形態では、絶縁シート４、２４は、放熱性と弾力性とを有するシリコン系の絶縁性材料で形成されている。この他にもたとえば、絶縁シート４、２４は、エポキシ樹脂やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等で形成されても良い。

上述した形態では、モータ駆動回路とモータ制御回路とが１枚の回路基板２、２２に形成されている。この他にもたとえば、モータ駆動回路とモータ制御回路とがそれぞれ別個の回路基板に形成されても良い。また、上述した形態では、電子機器１、２１は、産業用のサーボモータを駆動するための機器であるが、本発明の構成が適用される電子機器は、サーボモータ駆動用以外の他の用途に使用されても良い。

１、２１ 電子機器
２、２２ 回路基板
２ｃ、２２ｃ 表面
２ｄ 裏面
２ｅ 放熱部
３ 基板固定部材
３ａ ベース部
３ｂ 固定部
４、２４ 絶縁シート
５、６ 放熱部材
７ 発熱部品
２３ 基板固定部材
２３ａ ベース部
２３ｂ 固定部
２３ｇ 放熱部材取付部
２３ｈ フィン（第２のフィン）
２３ｊ 表面（固定部が形成される面）
２３ｋ 裏面（反基板側面）
２５、２６ 放熱部材
２５ａ、２６ａ フィン

Claims (14)

1. 発熱部品が実装される回路基板と、前記回路基板が固定される基板固定部材とを備え、
   前記回路基板の裏面には、前記発熱部品で発生した熱を放散するための放熱部が形成され、
   前記基板固定部材は、前記回路基板の裏面と所定の間隔をあけた状態で配置されるベース部と、前記ベース部から前記回路基板に向かって突出するとともに前記放熱部が固定される固定部とを備え、放熱性を有する放熱性材料で形成され、
   前記基板固定部材には、放熱性を有する放熱性材料で形成される放熱部材が、前記ベース部の、前記固定部が形成される面と反対側の面である反基板側面に着脱可能となっており、
   前記反基板側面には、前記固定部の突出方向と反対の方向へ突出するとともに、前記放熱部材が当接するように取り付けられる放熱部材取付部が形成されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記基板固定部材は、金属材料で形成され、
   前記放熱部と前記固定部との間には、絶縁性材料で形成される絶縁シートが配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記絶縁シートは、放熱性を有する絶縁性材料で形成され、
   前記放熱部と前記絶縁シートとの間、および／または、前記固定部と前記絶縁シートとの間には、放熱性を有する放熱ゲルまたは放熱グリースが配置されていることを特徴とする請求項２記載の電子機器。
4. 前記絶縁シートは、放熱性を有する絶縁性材料で形成されるとともに、弾力性を備えていることを特徴とする請求項２または３記載の電子機器。
5. 前記放熱部材には、複数の放熱用のフィンが形成され、
   前記フィンの厚みは、前記フィンの基端から前記フィンの先端に向かうにしたがって狭くなっていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子機器。
6. 前記放熱部材取付部は、前記固定部に対応するように形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子機器。
7. 前記基板固定部材には、複数の放熱用の第２のフィンが形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電子機器。
8. 複数の前記第２のフィンは、前記反基板側面の、前記放熱部材取付部が形成されていない部分の全部または一部に形成されていることを特徴とする請求項７記載の電子機器。
9. 前記第２のフィンの厚みは、前記第２のフィンの基端から前記第２のフィンの先端に向かうにしたがって狭くなっていることを特徴とする請求項８記載の電子機器。
10. 前記固定部と前記ベース部との境界は、曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の電子機器。
11. 前記発熱部品は、前記回路基板の表面に面実装され、前記回路基板の表面と裏面との間に形成される放熱用パターンを介して前記放熱部に接続されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の電子機器。
12. 前記放熱部と前記固定部との間には、放熱性を有する絶縁性材料で形成される絶縁シートが配置され、
    前記放熱部と前記絶縁シートとの間には、放熱性を有する放熱グリースが配置され、
    前記回路基板には、前記回路基板を貫通する貫通孔が形成され、
    前記放熱用パターンは、前記貫通孔の内周面に形成され、
    前記放熱グリースは、前記貫通孔の中に入り込んでいることを特徴とする請求項１１記載の電子機器。
13. 前記回路基板には、前記発熱部品が実装される高電圧用回路と、前記高電圧用回路よりも低い電圧が印加される低電圧用回路とが形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の電子機器。
14. 前記高電圧用回路は、モータを駆動するためのモータ駆動回路であり、
    前記低電圧用回路は、前記モータを制御するためのモータ制御回路であることを特徴とする請求項１３記載の電子機器。

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