JP5708390B2 - 電子回路装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品とその電子部品を収容するケースとを備えた電子回路装置に関する。

従来、電子回路装置としては、例えば、電子部品と、その電子部品を収容すると共に冷媒を流通させる冷媒流路を形成したケースとを備えたものがある。
例えば、特許文献１では、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成する電子部品と、その電子部品を収容すると共に冷媒を流通させる冷媒流路を形成したケースとを備えたスイッチング装置（電源装置）が開示されている。

このスイッチング装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成する電子部品がベースプレート上に搭載されており、そのベースプレートの台座部の内部に冷媒流路が形成されている。また、台座部上には、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成する電子部品のうち、通電による発熱が大きいスイッチング素子や整流素子が搭載されている。そして、台座部の内部に形成された冷媒流路を流通する冷媒によって、発熱の大きいスイッチング素子や整流素子を冷却している。

特開２００４−２９７８８７号公報

しかしながら、上記構造のスイッチング装置では、次のような問題があった。
すなわち、ベースプレート上には、発熱の大きいスイッチング素子や整流素子の他にもコイル、コンデンサ、トランス等が搭載されており、これらの電子部品も通電により発熱する。そのため、ケース内部の雰囲気温度が上昇し、ケースに収容されている電子部品等に影響を与えるおそれがある。

ここで、冷媒流路は、ベースプレートのうち、発熱の大きいスイッチング素子や整流素子が搭載された台座部にのみ形成されている。よって、台座部周辺については、冷媒流路を流通する冷媒によってスイッチング素子や整流素子を冷却することができ、ケース内部の雰囲気温度の上昇を抑制することができるが、それ以外の部分については、特に台座部から離れれば離れるほど、ケース内部の雰囲気温度の上昇を十分に抑制することができなかった。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ケース内部の雰囲気温度の上昇を効果的に抑制することができる電子回路装置を提供しようとするものである。

本発明の一の態様は、通電により発熱する発熱電子部品と、
該発熱電子部品を収容するケースとを備え、
該ケースは、上記発熱電子部品を搭載する搭載部と、該搭載部に対向配置され、該搭載部とは反対側に外部電子部品が配設される対向部とを有し、
上記搭載部は、上記発熱電子部品が搭載され、該発熱電子部品を冷却する冷媒を流通させる第１冷媒流路が形成された第１の流路形成部と、上記第１冷媒流路が形成されていない第１の非流路形成部とを有し、
上記対向部の一部には、冷媒を流通させる第２冷媒流路が形成されており、
上記対向部は、上記第２冷媒流路が形成された第２の流路形成部と、上記第２冷媒流路が形成されていない第２の非流路形成部とを有し、
上記第２冷媒流路は、上記対向部における上記搭載部の上記第１の非流路形成部に対向する対向領域に形成されており、
上記第１冷媒流路は、上記搭載部における上記対向部の上記第２の非流路形成部に対向する対向領域に形成されており、
上記第１冷媒流路と上記第２冷媒流路とは、上記搭載部と上記対向部とが対向する方向において、互いに重ならないように配されていることを特徴とする電子回路装置にある（請求項１）。

上記電子回路装置において、発熱電子部品を収容するケースは、搭載部と該搭載部に対向配置された対向部とを有する。搭載部は、発熱電子部品が搭載され、該発熱電子部品を冷却する第１冷媒流路が形成された流路形成部と、第１冷媒流路が形成されていない非流路形成部とを有する。また、対向部において、搭載部の非流路形成部に対向する対向領域には、第２冷媒流路が形成されている。

すなわち、ケースにおいて、搭載部と該搭載部に対向配置された対向部との両方にそれぞれ冷媒流路（第１冷媒流路及び第２冷媒流路）が形成されている。そのため、第１冷媒流路及び第２冷媒流路を流通する冷媒によって、ケースの搭載部側及び対向部側からケース内部の雰囲気温度を低減することができる。これにより、ケース内部の雰囲気温度の上昇を効果的に抑制することができる。

また、上述のごとく、第１冷媒流路は、ケースにおける搭載部の流路形成部に形成されており、第２冷媒流路は、ケースにおける対向部の対向領域、つまり第１冷媒流路が形成されていない搭載部の非流路形成部に対向する位置に形成されている。このように、第１冷媒流路及び第２冷媒流路を搭載部と対向部との間において互い違いとなるような位置関係とすることにより、搭載部の一部及び対向部の一部に冷媒流路を形成する構成であっても、ケース内部の雰囲気温度の上昇を抑制する効果をケース内全体において偏りなく十分に発揮することができる。

また、上述のごとく、ケースの対向部には、第２冷媒流路が形成されている。そのため、対向部に配設される外部電子部品からの熱の影響も抑制することができる。すなわち、対向部に配設される外部電子部品からの熱が対向部を介して伝達され、ケース内部の雰囲気温度が上昇することを、対向部に形成された第２冷媒流路によって抑制することができる。

さらに、上述のごとく、第２冷媒流路は、ケースにおける対向部の全体ではなく、その一部に形成されている。そのため、対向部において第２冷媒流路が形成されていない部分に、対向部に配設される外部電子部品等を配置したり、固定したりするスペースを確保することができる。これにより、ケースの対向部に第２冷媒流路を形成しても、外部電子部品等の配置、固定等を容易に行うことができる。

このように、ケース内部の雰囲気温度の上昇を効果的に抑制することができる電子回路装置を提供することができる。

実施例１における、電子回路装置の構成を示す断面説明図。 図１のＡ−Ａ線矢視断面説明図。 参考例における、電子回路装置の構成を示す断面説明図。

上記電子回路装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等がある。
また、上記発熱電子部品としては、例えば、トランジスタやダイオード等の半導体素子等がある。
また、上記ケースの上記対向部に配設される上記外部電子部品としては、例えば、インバータ、ＥＣＵ（電子制御ユニット）、リレー（継電器）等がある。

また、上記ケースにおける上記搭載部と上記対向部とは、それぞれケースの一部として一体的に形成されていてもよいし、別々に形成されていてもよい。例えば、対向部がその対向部に配設される外部電子部品を収容する別のケース等の一部として構成されていてもよい。

（実施例１）
電子回路装置にかかる実施例について、図を用いて説明する。
本例の電子回路装置１は、図１、図２に示すごとく、通電により発熱する発熱電子部品２１と、発熱電子部品２１を収容するケース３とを備えている。
ケース３は、発熱電子部品２１を搭載する搭載部３１と、搭載部３１に対向配置され、搭載部３１とは反対側に外部電子部品６１が配設される対向部３２とを有する。

搭載部３１は、発熱電子部品２１が搭載され、発熱電子部品２１を冷却する冷媒を流通させる第１冷媒流路４１が形成された流路形成部３１１と、第１冷媒流路４１が形成されていない非流路形成部３１２とを有する。
対向部３２の一部には、冷媒を流通させる第２冷媒流路４２が形成されている。第２冷媒流路４２は、少なくとも、対向部３２における搭載部３１の非流路形成部３１２に対向する対向領域３２２に形成されている。
以下、これを詳説する。

図１に示すごとく、本例の電子回路装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置である。電子回路装置１は、通電により発熱する発熱電子部品２１等を収容するケース３を備えている。
ケース３は、発熱電子部品２１を搭載する搭載部３１と、搭載部３１に対向配置された対向部３２と、搭載部３１と対向部３２との間をつなぐと共にケース３の側面を形成する側面部３３とにより構成されている。対向部３２は、後述する別ケース５の一部を構成している。

搭載部３１は、流路形成部３１１と非流路形成部３１２とを有する。流路形成部３１１は、非流路形成部３１２よりも厚みが大きく、一段高くなっている。
搭載部３１の流路形成部３１１上には、複数の発熱電子部品２１が配設されている。また、搭載部３１の流路形成部３１１の内部には、複数の発熱電子部品２１を冷却する冷媒を流通させる第１冷媒流路４１が形成されている。

対向部３２の内部には、冷媒を流通させる第２冷媒流路４２が形成されている。第２冷媒流路４２は、対向部３２における搭載部３１の非流路形成部３１２に対向する対向領域３２２に形成されている。すなわち、第２冷媒流路４２は、搭載部３１の非流路形成部３１２に対向して配置されている。
なお、第１冷媒流路４１及び第２冷媒流路４２に流通させる冷媒としては、例えば、ＬＬＣ（ロングライフクーラント）（株式会社デンソー製、登録商標）等を用いることができる。

また、図２に示すごとく、搭載部３１の流路形成部３１１上に配設された複数の発熱電子部品２１は、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成する電子部品であり、直流を交流に変換するための複数のスイッチング素子２１ａと交流を直流に変換するための整流素子２１ｂとにより構成されている。スイッチング素子２１ａとしては、例えば、トランジスタ等を用いることができる。また、整流素子２１ｂとしては、例えば、ダイオード等を用いることができる。
スイッチング素子２１ａ及び整流素子２１ｂは、ネジ２９等によって搭載部３１の流路形成部３１１に固定されている。そして、発熱量が比較的多いスイッチング素子２１ａ及び整流素子２１ｂは、第１冷媒流路４１を流通する冷媒によって冷却される。

また、ケース３内には、上述した発熱電子部品２１（スイッチング素子２１ａ、整流素子２１ｂ）の他にも、スイッチング素子２１ａのスイッチング動作を制御するための制御基板２２、電圧変換を行うためのトランス２３、出力電圧のノイズ除去を行うためのフィルタ２４等が収容されている。発熱量が比較的少ないトランス２３、フィルタ２４等は、ケース３の非流路形成部３１２側に配置されている。
また、制御基板２２には、入力端子２５、その他にもコイル、コンデンサ等が配設されている。また、フィルタ２４には、ケース３の側面部３３の外側に配設された出力端子２６が接続されている。

また、図１に示すごとく、ケース３の側面部３３には、ケース３とは異なる有底箱型形状の別ケース５がネジ３９等によって固定されている。
別ケース５は、底部５１とその底部５１から立設してなると共に別ケース５の側面を形成する立設部５２とを有する。別ケース５の開口部は、蓋部５３によって閉じられている。蓋部５３は、ネジ５９等によって立設部５２に固定されている。また、別ケース５の底部５１は、ケース３の対向部３２でもある。

また、図２に示すごとく、別ケース５内には、インバータ、ＥＣＵ、リレー（継電器）等の外部電子部品６１が収容されている。外部電子部品６１は、ケース３の対向部３２（別ケース５の底部５１）における搭載部３１とは反対側に配設されている。また、外部電子部品６１は、対向部３２の内部に形成された第２冷媒流路４２を避けるようにして配設されたネジ６９等によって固定されている。

次に、本例の電子回路装置１における作用効果について説明する。
本例の電子回路装置１において、発熱電子部品２１を収容するケース３は、搭載部３１と搭載部３１に対向配置された対向部３２とを有する。搭載部３１は、発熱電子部品２１が搭載され、発熱電子部品２１を冷却する第１冷媒流路４１が形成された流路形成部３１１と、第１冷媒流路４１が形成されていない非流路形成部３１２とを有する。また、対向部３２において、搭載部３１の非流路形成部３１２に対向する対向領域３２２には、第２冷媒流路４２が形成されている。

すなわち、ケース３において、搭載部３１と搭載部３１に対向配置された対向部３２との両方にそれぞれ冷媒流路（第１冷媒流路４１及び第２冷媒流路４２）が形成されている。そのため、第１冷媒流路４１及び第２冷媒流路４２を流通する冷媒によって、ケース３の搭載部３１側及び対向部３２側からケース３内部の雰囲気温度を低減することができる。これにより、ケース３内部の雰囲気温度の上昇を効果的に抑制することができる。

また、上述のごとく、第１冷媒流路４１は、ケース３における搭載部３１の流路形成部３１１に形成されており、第２冷媒流路４２は、ケース３における対向部３２の対向領域３２２、つまり第１冷媒流路４１が形成されていない搭載部３１の非流路形成部３１２に対向する位置に形成されている。このように、第１冷媒流路４１及び第２冷媒流路４２を搭載部３１と対向部３２との間において互い違いとなるような位置関係とすることにより、搭載部３１の一部及び対向部３２の一部に冷媒流路を形成する構成であっても、ケース３内部の雰囲気温度の上昇を抑制する効果をケース３内全体において偏りなく十分に発揮することができる。

また、上述のごとく、ケース３の対向部３２には、第２冷媒流路４２が形成されている。そのため、対向部３２に配設される外部電子部品からの熱の影響も抑制することができる。すなわち、対向部３２に配設される外部電子部品からの熱が対向部３２を介して伝達され、ケース３内部の雰囲気温度が上昇することを、対向部３２に形成された第２冷媒流路４２によって抑制することができる。

また、上述のごとく、第２冷媒流路４２は、ケース３における対向部３２の全体ではなく、その一部に形成されている。そのため、対向部３２において第２冷媒流路４２が形成されていない部分に、対向部３２に配設される外部電子部品６１等を配置したり、固定したりするスペースを確保することができる。これにより、ケース３の対向部３２に第２冷媒流路４２を形成しても、外部電子部品６１等の配置、固定を容易に行うことができる。

このように、本例によれば、ケース３内部の雰囲気温度の上昇を効果的に抑制することができる電子回路装置１を提供することができる。

（参考例）
本例は、図３に示すごとく、第２冷媒流路４２の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、第１冷媒流路４１と第２冷媒流路４２とは、ケース３における搭載部３１と対向部３２とが対向する方向において、その一部が重なっている。すなわち、対向部３２に形成された第２冷媒流路４２の一部は、搭載部３１と対向部３２とが対向する方向において、搭載部３１に形成された第１冷媒流路４１に対向している。
その他は、実施例１と同様の構成である。

本例の場合には、第１冷媒流路４１及び第２冷媒流路４２を流通する冷媒によって、ケース３の搭載部３１側及び対向部３２側からケース３内部の雰囲気温度を低減する効果をさらに高めることができる。これにより、ケース３内部の雰囲気温度の上昇をより一層抑制することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

１ 電子回路装置
２１ 発熱電子部品
３ ケース
３１ 搭載部
３１１ 流路形成部
３１２ 非流路形成部
３２ 対向部
３２２ 対向領域
４１ 第１冷媒流路
４２ 第２冷媒流路
６１ 外部電子部品

Claims (1)

1. 通電により発熱する発熱電子部品と、
   該発熱電子部品を収容するケースとを備え、
   該ケースは、上記発熱電子部品を搭載する搭載部と、該搭載部に対向配置され、該搭載部とは反対側に外部電子部品が配設される対向部とを有し、
   上記搭載部は、上記発熱電子部品が搭載され、該発熱電子部品を冷却する冷媒を流通させる第１冷媒流路が形成された第１の流路形成部と、上記第１冷媒流路が形成されていない第１の非流路形成部とを有し、
   上記対向部の一部には、冷媒を流通させる第２冷媒流路が形成されており、
   上記対向部は、上記第２冷媒流路が形成された第２の流路形成部と、上記第２冷媒流路が形成されていない第２の非流路形成部とを有し、
   上記第２冷媒流路は、上記対向部における上記搭載部の上記第１の非流路形成部に対向する対向領域に形成されており、
   上記第１冷媒流路は、上記搭載部における上記対向部の上記第２の非流路形成部に対向する対向領域に形成されており、
   上記第１冷媒流路と上記第２冷媒流路とは、上記搭載部と上記対向部とが対向する方向において、互いに重ならないように配されていることを特徴とする電子回路装置。

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