JP2019057656A - Electronic equipment with air cooling mechanism - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構造で冷却効果の高い空冷機構付き電子機器の提供。
【解決手段】本発明に係る空冷機構付き電子機器2は、ヒートシンク4、このヒートシンク4の内側面26上に搭載される電気的素子10、このヒートシンク4とともに上記電気的素子10を収容する収容体24を形成する筐体6、この収容体24の内部に冷媒を送り出す送風機12及びこの収容体24からこの冷媒を排出する通気孔16を備えている。上記通気孔16がスリット状であり、この通気孔16の延在方向は上記送風機12が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している。
【選択図】図3An electronic device with an air cooling mechanism having a simple structure and high cooling effect is provided.
An electronic apparatus with an air cooling mechanism according to the present invention includes a heat sink, an electrical element mounted on an inner side surface of the heat sink, and a housing for housing the electrical element together with the heat sink. A housing 6 that forms a cooling medium 24, a blower 12 that sends a refrigerant into the housing 24, and a vent hole 16 that discharges the refrigerant from the housing 24. The vent hole 16 has a slit shape, and the extending direction of the vent hole 16 is inclined with respect to the direction in which the blower 12 sends out the refrigerant.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、空冷機構付き電子機器に関する。詳細には、車載用の空冷機構付き電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device with an air cooling mechanism. Specifically, the present invention relates to an on-vehicle electronic device with an air cooling mechanism.
近年、ハイブリッド車や電気自動車の普及により、自動車にはリチウムイオン電池等の高電圧を発生するバッテリーが搭載されてきている。一方で、自動車には、電動ミラーやパワーステアリング等の低電圧で動作する機器も多く搭載されている。また、自動車のバッテリーにより家電機器を動かすことや、家庭用の交流電源から自動車のバッテリーを充電することも行われる。自動車には、これらに対応するために、DC−DCコンバータ、DC−ACインバータ等の電力変換機器が搭載されている。 In recent years, with the spread of hybrid vehicles and electric vehicles, vehicles that generate high voltage such as lithium ion batteries have been mounted on vehicles. On the other hand, many devices that operate at a low voltage such as an electric mirror and a power steering are mounted on the automobile. In addition, home appliances are moved by a car battery, and a car battery is charged from a home AC power source. In order to cope with these, automobiles are equipped with power conversion devices such as a DC-DC converter and a DC-AC inverter.
電力変換機器は、トランスやパワートランジスタ等の電気的素子を含む。これらの電気的素子は、動作時に多くの電流が流れることにより、発熱する。バッテリーも発熱する。これら電力変換機器やバッテリーモジュールの多くは、温度の上昇を抑えるため、冷却機構を有している。例えば、空冷機構を有する電力変換機器では、送風機により冷媒が電気的素子の周囲に強制的に送られる。この冷媒が電気的素子から熱を奪いこれを排出することで、この機器の温度の上昇が抑えられている。空冷機構を有する電子機器についての検討が、特開2014−229560公報で報告されている。 The power conversion device includes electrical elements such as a transformer and a power transistor. These electric elements generate heat when a large amount of current flows during operation. The battery also generates heat. Many of these power conversion devices and battery modules have a cooling mechanism in order to suppress an increase in temperature. For example, in a power conversion device having an air cooling mechanism, a refrigerant is forcibly sent around an electrical element by a blower. This refrigerant removes heat from the electrical element and discharges it, so that the temperature rise of the device is suppressed. The examination about the electronic device which has an air cooling mechanism is reported by Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-229560.
空冷で電子機器の温度を効果的に下げるには、冷媒の流れを適切に制御して、放熱の効率を上げる必要がある。このために、内部構造が複雑になることがある。例えば、特開2014−229560公報で開示された電池パックでは、内部に複数のダクトを設けることで、冷媒の流れを制御している。内部構造の複雑化は、電子機器の大型化やコストの増加の要因となりうる。 In order to effectively lower the temperature of the electronic device by air cooling, it is necessary to appropriately control the flow of the refrigerant to increase the heat radiation efficiency. This can complicate the internal structure. For example, in the battery pack disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-229560, the flow of the refrigerant is controlled by providing a plurality of ducts inside. The complexity of the internal structure can increase the size of electronic equipment and increase costs.
本発明の目的は、簡易な構造で冷却効果の高い空冷機構付き電子機器の提供である。 An object of the present invention is to provide an electronic device with an air cooling mechanism having a simple structure and a high cooling effect.
本発明に係る空冷機構付き電子機器は、ヒートシンク、このヒートシンクの内側面上に搭載される電気的素子、このヒートシンクとともに上記電気的素子を収容する収容体を形成する筐体、この収容体の内部に冷媒を送り出す送風機及びこの収容体からこの冷媒を排出する通気孔を備えている。上記通気孔がスリット状であり、この通気孔の延在方向は上記送風機が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している。 An electronic apparatus with an air cooling mechanism according to the present invention includes a heat sink, an electrical element mounted on the inner surface of the heat sink, a housing that forms a housing for housing the electrical element together with the heat sink, and an interior of the housing A blower for sending the refrigerant to the inside and a vent hole for discharging the refrigerant from the container. The vent hole is slit-shaped, and the extending direction of the vent hole is inclined with respect to the direction in which the blower sends out the refrigerant.
好ましくは、上記送風機が軸流送風機であり、上記軸流送風機の羽根の回転軸が延びる方向と上記通気孔の延在方向とがなす角度θは、60°以上120°以下である。 Preferably, the blower is an axial blower, and an angle θ formed by a direction in which a rotating shaft of a blade of the axial blower extends and an extending direction of the vent hole is 60 ° or more and 120 ° or less.
好ましくは、上記角度θは、80°以上100°以下である。 Preferably, the angle θ is not less than 80 ° and not more than 100 °.
上記送風機が遠心送風機であってもよい。この場合、好ましくは、上記遠心送風機の送風口に垂直な方向と上記通気孔の延在方向とがなす角度は、60°以上120°以下である。 The blower may be a centrifugal blower. In this case, preferably, an angle formed by a direction perpendicular to the blower opening of the centrifugal blower and an extending direction of the vent hole is 60 ° or more and 120 ° or less.
好ましくは、この電子機器は、上記通気孔を通過した冷媒を上記ヒートシンクの外側面に送るガイド板をさらに備える。 Preferably, the electronic device further includes a guide plate that sends the refrigerant that has passed through the vent hole to the outer surface of the heat sink.
好ましくは、上記ヒートシンクが、その一方の面が上記電気的素子を搭載する上記内側面を構成する平板部と、この平板部の他方の面から外向きに突出しこの面に沿って延びる複数の板状の放熱フィンとを備えており、上記放熱フィンの延在方向と上記通気孔の延在方向とがなす角度αは、80°以上100°以下である。 Preferably, the heat sink includes a flat plate portion, one surface of which forms the inner surface on which the electrical element is mounted, and a plurality of plates protruding outward from the other surface of the flat plate portion and extending along the surface. The angle α formed by the extending direction of the heat radiating fin and the extending direction of the vent hole is 80 ° or more and 100 ° or less.
好ましくは、この電子機器は、上記電気的素子を、この電気的素子との間に隙間を有しつつ上記筐体側から覆う伝熱カバーをさらに備えており、上記伝熱カバーは、上記送風機側からその反対側まで貫通する開口を有している。 Preferably, the electronic apparatus further includes a heat transfer cover that covers the electrical element from the housing side with a gap between the electrical element, and the heat transfer cover is provided on the blower side. To the opposite side.
本発明に係る空冷機構付き電子機器では、冷媒は、電気的素子が収容された収容体の内部に送風機により送り出され、通気孔から排出される。これにより、電気的素子の熱は冷媒により奪われ、冷媒とともに外気に放出される。通気孔はスリット状を呈しており、この通気孔の延在方向は、送風機が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している。このようにすることで、冷媒が流れる方向から見た通気孔の幅が大きくできる。電気的素子等により冷媒の流れに乱れが生じても、この通気孔から効率的に冷媒が排出できる。この電子機器では、冷媒が収容体の内部に滞留することが防止されている。電気的素子からの熱は、効果的に外部に排出される。この電子機器の構造は簡易である。この電子機器では、簡易な構造で効果的な冷却が実現されている。 In the electronic apparatus with an air-cooling mechanism according to the present invention, the refrigerant is sent out by a blower into the housing body in which the electrical element is housed, and is discharged from the vent hole. As a result, the heat of the electrical element is taken away by the refrigerant and released to the outside air together with the refrigerant. The vent hole has a slit shape, and the extending direction of the vent hole is inclined with respect to the direction in which the blower sends out the refrigerant. By doing in this way, the width | variety of the vent hole seen from the direction through which a refrigerant | coolant flows can be enlarged. Even if the refrigerant flow is disturbed by an electric element or the like, the refrigerant can be efficiently discharged from the vent hole. In this electronic device, the refrigerant is prevented from staying inside the container. Heat from the electrical element is effectively discharged to the outside. The structure of this electronic device is simple. In this electronic apparatus, effective cooling is realized with a simple structure.
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.
図1に、本発明の一実施形態に係る空冷機構付き電子機器2が示されている。この電子機器2は、電力変換装置である。図2は、図1の電子機器2の分解斜視図である。図3は、図1のIII−III線に沿った断面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿った断面図である。図5は、図3のV−V線に沿った断面図である。この電子機器2は、ヒートシンク4、筐体6、回路基板8、電気的素子10、送風機12、伝熱カバー13、コネクタ14、通気孔16及びガイド板18を備える。なお、図3及び4では、コネクタ14は省略されている。
FIG. 1 shows an
この明細書では、図1の矢印Xが示す方向がこの電子機器2の前方とされ、この逆の方向が後方とされる。送風機12が位置する方向が、前方である。矢印Zが示す方向が上方向とされ、この逆の方向が下方向とされる。ヒートシンク4が位置する方向が、下方向である。矢印Yが示す方向が右方向とされ、この逆の方向が左方向とされる。これらの矢印X、Y及びZは、図2−6においても同じ意味を表す。
In this specification, the direction indicated by the arrow X in FIG. 1 is the front of the
図2、4及び5に示されるとおり、ヒートシンク4は、平板部20と放熱フィン22とを備える。平板部20は板状である。この実施形態では、平板部20は上面視において矩形状である。複数の放熱フィン22が、平板部20の下面から下方向に突出している。それぞれの放熱フィン22は、板状である。放熱フィン22は、前後方向に延びている。複数の放熱フィン22が左右方向に並列されている。
As shown in FIGS. 2, 4 and 5, the
平板部20及び放熱フィン22は、熱伝導性に優れた金属よりなる。平板部20及び放熱フィン22の典型的な材料は、アルミニウム合金及びスチールである。この実施形態では、平板部20と放熱フィン22とは一体として形成されている。平板部20と放熱フィン22とが別々に形成されていてもよい。平板部20と放熱フィン22とが異なる材料で形成されていてもよい。
The
筐体6は、下側の面が開口した箱状を呈する。筐体6は、ヒートシンク4の内側面に被せられる。筐体6とヒートシンク4とにより、電気的素子10が収容される収容体24が形成される。筐体6は、熱伝導性及び導電性に優れた金属からなる。この筐体6は、放熱及び電磁ノイズのシールドに寄与する。筐体6が、絶縁性で低熱伝導性の材料からなっていてもよい。例えば筐体6が、樹脂よりなっていてもよい。樹脂からなる筐体6は、電子機器2の低コスト化に寄与する。
The
ヒートシンク4の平板部20の上面は、収容体24の内側に向いている。この面は、ヒートシンク4の内側面26と称される。この反対側の面は、ヒートシンク4の外側面28と称される。ヒートシンク4の前面及び後面は、平板部20の端面と、複数の放熱フィン22の端面とからなる。これらは、ヒートシンク4の端面30と称される。
The upper surface of the
回路基板8は、ヒートシンク4の内側面26上に位置する。回路基板8は、ヒートシンク4の内側面26に積層されている。図示されないが、回路基板8は、導電性の金属からなるパターンを有する。典型的には、パターンは銅からなる。典型的には回路基板8は、ガラスエポキシ基板である。回路基板8として、紙フェノール基板等の他の基板が使用されてもよい。
The
電気的素子10は、回路基板8に実装されている。電気的素子10は、回路基板8を介して、ヒートシンク4の内側面26上に搭載されている。図2では、電気的素子10として、トランス10a及びパワートランジスタ10bが示されている。これらの電気的素子10は、動作時に多くの電流が流れることにより、発熱する。図示されていないが、回路基板8に、制御回路用のトランジスタ、抵抗、コンデンサ等のほとんど発熱をしない素子が実装されていてもよい。
The
図示されないが、これらの電気的素子10は、回路基板8のパターンにより、互いに電気的に接続される。これらは、パターンにより、コネクタ14と電気的に接続される。これにより、所望の機能を有する回路が構成される。この実施形態では、電力変換の回路が構成される。
Although not shown, these
図6は、筐体6を前方から見た正面図である。図2及び6に示されるように、送風機12は、筐体6の前面に取り付けられている。送風機12は、冷媒を収容体24の内部に取り込み、前方から後方に向けて冷媒を送り出す。図3に示されるように、送風機12の後方のほぼ正面に、電気的素子10が位置している。送風機12は、電気的素子10に向けて冷媒を送り込む。冷媒は、例えば外気である。
FIG. 6 is a front view of the
この実施形態では、送風機12は軸流送風機である。図6で示されるように、この送風機12は、内部に羽根32を有する。この羽根32が回転することで、冷媒が送り出される。図3の二点鎖線CWは、この羽根32の回転軸が延びる方向を表す。これは、回転軸方向CWと称される。この実施形態では、回転軸方向CWは前後方向である。冷媒は、回転軸方向CWとほぼ同じ方向に流れる。
In this embodiment, the
図2に示されるとおり、伝熱カバー13は、上面34、右面36及び左面38を有している。図5に示されるように、伝熱カバー13は筐体6側から、電気的素子10を覆う。この実施形態では、伝熱カバー13は、トランス10aを覆っている。この伝熱カバー13は、トランス10aの上面、左面及び右面を覆っている。伝熱カバー13と電気的素子10との間には、隙間40が設けられている。伝熱カバー13の上面34は、筐体6と接触している。図2及び図5から分かるように、伝熱カバー13は、前面及び後面が開口している。伝熱カバー13は、送風機12側からその反対側まで貫通する、開口を備える。伝熱カバー13は、熱伝導性に優れた金属よりなる。伝熱カバー13の典型的な材料は、錫、アルミニウム合金及びスチールである。
As shown in FIG. 2, the
コネクタ14は、筐体6の前面に取り付けられている。この実施形態では、入力電源用のコネクタ14及び出力電源用のコネクタ14が、筐体6の前面に位置している。コネクタ14の位置は、筐体6の前面に限られない。コネクタ14が、筐体6の左右面又は後面に位置してもよい。コネクタ14の位置は、この電子機器2が使用される状況により、適宜決定される。
The
図3及び4で示されるように、通気孔16は、ヒートシンク4と筐体6との間に形成されている。筐体6の後面(送風機12が位置する面と対向する面)と、ヒートシンク4の平板部20の端面との間に設けられた隙間が、通気孔16である。通気孔16は、左右方向に延びるスリット状を呈している。この実施形態では、通気孔16の長さは、ヒートシンク4の左右方向の幅とほぼ等しい。通気孔16は、収容体24の内部と外部とを繋いでいる。冷媒は、この通気孔16を通して外部に排出される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
この電子機器2では、通気孔16の延在方向は、送風機12が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している。詳細には、スリット状である通気孔16の開口の中心線を含み、送風機12が冷媒を送り出す方向と平行な平面が仮想基準面とされたとき、この仮想基準面に垂直な方向から見た通気孔16の延在方向は、送風機12が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している。図3では、概ねヒートシンク4の内側面26を含む面が、仮想基準面である。この仮想基準面に垂直な方向から見たとき、通気孔16の延在方向は、送風機12が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している。この実施形態では、通気孔16の延在方向の送風機12が冷媒を送り出す方向に対する傾斜角度は、ほぼ90°である。
In the
この電子機器2では、通気孔16の延在方向は、回転軸方向CWに対して傾斜している。すなわち、スリット状である通気孔16の開口の中心線を含み、回転軸方向CWと平行な平面が仮想基準面とされたとき、この仮想基準面に垂直な方向から見た通気孔16の延在方向は、回転軸方向CWに対して傾斜している。図3の符号θは、回転軸方向CWと通気孔16の延在方向とがなす角度である。この実施形態では、角度θは90°である。
In the
ガイド板18は、図2で示されるように、前面及び上面が開口した箱状を呈する。ガイド板18は、第一面42、第二面44、第三面46及び第四面48を備える。
As shown in FIG. 2, the
図4で示されるように、ガイド板18の第一面42は、ヒートシンク4の端面30と対向している。第一面42は、筐体6の通気孔16側の端50から下方向に延びている。第一面42は、ヒートシンク4の端面30との間にスペースを有しつつ、この端面に沿って延びている。ガイド板18の第二面44は、ヒートシンク4の外側面28と対向している。第二面44は、第一面42の端からヒートシンク4の外側面28との間にスペースを有しつつ、この外側面に沿って延びている。図1に示されるように、ガイド板18の第三面46は、ヒートシンク4の右端に位置する放熱フィン22と対向している。図示されないが、ガイド板18の第四面48は、ヒートシンク4の左端に位置する放熱フィン22と対向している。ガイド板18は、ヒートシンク4の後方(送風機12と反対側の方向)の下側部分を覆っている。ガイド板18は、熱伝導性に優れた金属よりなる。ガイド板18の典型的な材料は、アルミニウム合金及びスチールである。
As shown in FIG. 4, the
図4に、冷媒の流れが矢印で示されている。送風機12から収容体24内部に送られた冷媒は、電気的素子10の近辺を通過する。冷媒の一部は、電気的素子10と伝熱カバー13との間を、前方から後方に通り抜ける。冷媒は、通気孔16を通過し、ガイド板18とヒートシンク4との間のスペースに入る。冷媒は、このスペースを通過して、外に放出される。冷媒の一部はこのスペースから出た後も、ヒートシンク4の外側面28に沿って流れる。すなわち、ガイド板18は、このスペースを形成することで、冷媒をヒートシンク4の外側面28に向けて送っている。この冷媒の流れにより、電気的素子10の熱は外に放出される。この電子機器2では、送風機12、ヒートシンク4、筐体6、伝熱カバー13及びガイド板18で、空冷機構が実現されている。
In FIG. 4, the flow of the refrigerant is indicated by arrows. The refrigerant sent from the
この電子機器2は、伝熱カバー13を備えなくてもよい。この電子機器2は、ガイド板18を備えなくてもよい。この電子機器2の空冷機構が、送風機12、ヒートシンク4及び筐体6で実現されていてもよい。この場合、冷媒は通気孔16から直接外に放出される。
The
以下、本発明の作用効果が説明される。 Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described.
本発明に係る空冷機構付き電子機器2では、送風機12から収容体24の内部に送られた冷媒は、電気的素子10の周囲を通過し、通気孔16から排出される。この流れにより、電気的素子10の熱は冷媒により奪われ、冷媒とともに外気に放出される。通気孔16はスリット状を呈しており、この通気孔16の延在方向は、送風機12が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している。通気孔16の形状をスリット状とし、かつこれの延在方向を送風機12が冷媒を送り出す方向に対して傾斜させることで、冷媒が流れる方向から見た通気孔16の幅が大きくできる。電気的素子10等により冷媒の流れに乱れが生じても、この通気孔16から効率的に冷媒が排出できる。この電子機器2では、冷媒が収容体24の内部に滞留することが防止されている。電気的素子10からの熱は、効果的に外部に排出される。しかもこの電子機器2の構造は簡易である。この電子機器2では、簡易な構造で効果的な冷却が実現されている。
In the
この電子機器2では、電気的素子10はヒートシンク4の内面上に搭載される。電気的素子10の熱は、ヒートシンク4に伝導し、このヒートシンク4から外部に放出される。このヒートシンク4は、電気的素子10からの熱を効果的に外気に放出する。この電子機器2では、上記の冷媒の流れとこのヒートシンク4とにより、簡易な構造で効果的な冷却が実現されている。
In the
回転軸方向CWと通気孔16の延在方向とがなす角度θは、60°以上120°以下が好ましい。角度θを60°以上120°以下とすることで、冷媒が流れる方向から見た通気孔16の幅を、効果的に大きくできる。冷媒の流れに乱れが生じても、この通気孔16から効率的に冷媒が排出できる。この電子機器2では、冷媒が収容体24の内部に滞留することが防止されている。この観点から角度θは、80°以上100°以下がより好ましく、90°がさらに好ましい。
The angle θ formed by the rotation axis direction CW and the extending direction of the
図3で示されるように、この送風機12は、前方から後方に向けて冷媒を送り込む。電気的素子10は、送風機12の後方に位置し、通気孔16はこの送風機12のさらに後方に位置する。このように、電気的素子10は、送風機12から見て、冷媒の流れの下流方向に位置するのが好ましく、通気孔16は、この電気的素子10のさらに下流方向に位置するのが好ましい。このように送風機12、電気的素子10及び通気孔16を位置させることで、電気的素子10から熱を奪った冷媒が、収容体24内に滞留することが抑えられている。冷媒は、効率的に電気的素子10の熱を外気に放出させることができる。この電子機器2では、効果的な冷却が実現されている。
As shown in FIG. 3, the
前述のとおり、この電子機器2は、電気的素子10を覆う伝熱カバー13を備えている。この伝熱カバー13は、熱伝導性に優れた金属よりなる。電気的素子10からの熱は、この伝熱カバー13に効果的に伝達される。この伝熱カバー13の上面34は、筐体6と接触している。伝熱カバー13に伝達された熱は、筐体6に伝わり、筐体6から放出される。この伝熱カバー13は、電気的素子10からの効果的な放熱に寄与する。さらにこの伝熱カバー13は、電気的素子10との間に隙間40を有している。この伝熱カバー13は、送風機12側からその反対側まで貫通する開口を有している。送風機12から送られた冷媒は、この開口及び隙間40を通して電気的素子10の周囲を通り抜ける。この伝熱カバー13は、電気的素子10の周囲における冷媒の流れの邪魔になりにくい。この冷媒は、効果的に電気的素子10から熱を奪うことができる。この電子機器2では、効果的な冷却が実現されている。
As described above, the
前述のとおり、この電子機器2は、筐体6の通気孔16側の端50から、ヒートシンク4との間にスペースを有しつつヒートシンク4の端面30及び外側面28に沿って延びるガイド板18を有している。通気孔16を通過した冷媒は、このスペースを通過して、外に放出される。このとき、この冷媒は、ヒートシンク4の外側面28から熱を奪う。冷媒の一部はこのスペースから出た後も、ヒートシンク4の外側面28に沿って流れる。この冷媒は、このときもヒートシンク4の外側面28から熱を奪う。冷媒は、収容体24の内部にて直接電気的素子10から熱を奪い、さらに電気的素子10からヒートシンク4に伝達した熱をヒートシンク4の外側面28から奪う。この電子機器2では、電気的素子10からの熱は、効果的に放熱される。しかも、この冷却機構は簡易である。この電子機器2では、簡易な構造で効果的な冷却が実現されている。
As described above, the
図4で示されるように、この実施形態では、ガイド板18は、前後方向において、電気的素子10よりも前方まで延びている。電気的素子10のヒートシンク4を介した外側において、ガイド板18がヒートシンク4の外側面28を覆っている。すなわち、電気的素子10のヒートシンク4を介した外側には、ヒートシンク4の外側面28とガイド板18とで形成されたスペースが存在する。電気的素子10からヒートシンク4に伝達した熱は、このスペースを流れる冷媒により、効果的に放出される。この電子機器2では、電気的素子10からの熱は効果的に放熱される。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the
図示されないが、電気的素子10のヒートシンク4を介した外側において、ガイド板18がヒートシンク4の外側面28を覆っていなくてもよい。この場合、ガイド板18は、前後方向において、電気的素子10よりも前方まで延びていない。前後方向において、ガイド板18の前端は、電気的素子10よりも後方に位置する。このようにすることで、電気的素子10の外側において、ヒートシンク4の外側面28の周辺は、広く開けている。このため、ヒートシンク4の外側面28から放出した熱は、ヒートシンク4の外側面28の近辺に滞留しにくい。これは、ヒートシンク4の外側面28からの放熱に寄与する。この電子機器2では、電気的素子10からの熱は効果的に放熱される。
Although not shown, the
図3には、複数の放熱フィン22のうちの一つが、点線で示されている。図2及び図3で示されるように、それぞれのヒートシンク4の放熱フィン22は、前後方向(送風機12側から通気孔16側へ向かう方向)に延びている。放熱フィン22の延在方向は、通気孔16の延在方向とほぼ直交している。このように、放熱フィン22の延在方向は、通気孔16の延在方向に対して傾斜しているのが好ましい。図4で示されるように、送風機12から通気孔16へ流れた冷媒は、通気孔16を通過した後、ヒートシンク4の外側面28に沿って流れる。放熱フィン22の延在方向が通気孔16の延在方向と平行であると、放熱フィン22は冷媒の流れの邪魔になり易い。放熱フィン22の延在方向を通気孔16の延在方向に対して傾斜させることで、冷媒がヒートシンク4の外側面28に沿って流れ易くなる。これは、ヒートシンク4からの効率的な放熱に寄与する。
In FIG. 3, one of the plurality of
図3において、角度αは放熱フィン22の延在方向と、通気孔16の延在方向とがなす角度である。詳細には、これは、ヒートシンクの外側面と垂直な方向から見たときの、放熱フィン22の延在方向と、通気孔16の延在方向とがなす角度である。角度αは80°以上100°以下が好ましい。角度αを80°以上100°以下とすることで、ヒートシンク4の外側面28において冷媒の流れる方向と、放熱フィン22の延在方向とがほぼ平行となる。冷媒は、放熱フィン22に沿ってよりスムーズに流れうる。これは、ヒートシンク4からの効率的な放熱に寄与する。この観点から角度αは85°以上95°以下がより好ましく、90°がさらに好ましい。
In FIG. 3, the angle α is an angle formed by the extending direction of the radiating
以上説明された実施形態では、送風機12は軸流送風機であった。図示されないが、送風機が遠心送風機であってもよい。この場合、この電子機器では、通気孔の延在方向は、遠心送風機の送風口に垂直な方向(送風軸方向と称される)に対して傾斜している。
In the embodiment described above, the
この場合において、送風軸方向と通気孔の延在方向とがなす角度θは、60°以上120°以下が好ましい。角度θを60°以上120°以下とすることで、冷媒が流れる方向から見た通気孔の幅を、効果的に大きくできる。冷媒の流れに乱れが生じても、この通気孔から効率的に冷媒が排出できる。この電子機器では、冷媒が収容体の内部に滞留することが防止されている。この観点から角度θは、80°以上100°以下がより好ましく、90°がさらに好ましい。 In this case, the angle θ formed by the blowing shaft direction and the extending direction of the air holes is preferably 60 ° or more and 120 ° or less. By setting the angle θ to 60 ° or more and 120 ° or less, it is possible to effectively increase the width of the vent hole as viewed from the direction in which the refrigerant flows. Even if the refrigerant flow is disturbed, the refrigerant can be efficiently discharged from the vent hole. In this electronic device, the refrigerant is prevented from staying inside the container. In this respect, the angle θ is more preferably 80 ° or greater and 100 ° or less, and even more preferably 90 °.
図示されないが、送風機が斜流送風機であってもよい。この電子機器では、気孔の延在方向は、斜流送風機の羽根の回転軸が延びる方向に対して傾斜している。 Although not shown, the blower may be a mixed flow blower. In this electronic apparatus, the extending direction of the pores is inclined with respect to the direction in which the rotating shaft of the blade of the mixed flow fan extends.
図7は、本発明の他の実施形態に係る空冷機構付き電子機器62が示された断面図である。図7には、この電子機器のヒートシンク64、筐体66、回路基板68、電気的素子70及び伝熱カバー72が示されている。この電気的素子70は、トランス70aである。この電子機器62は、伝熱カバー72を除き、図1−6の電子機器2と同じである。図7の矢印Yの方向がこの電子機器62の右方向とされ、この逆の方向が左方向とされる。矢印Zの方向が上方向とされ、この逆の方向が下方向とされる。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an
図7に示されるように、この実施形態では、隣接するトランス70aの一方を覆う伝熱カバー72と他方のトランス70aを覆う伝熱カバー72とは、接続されている。このように、複数の伝熱カバー72が接続されるのが好ましい。電子機器62の動作状態によっては、ある電気的素子70が大きく発熱し、別の電気的素子70がほとんど発熱しないことがある。複数の伝熱カバー72を接続することで、大きく発熱している電気的素子70からの熱は、それを覆う伝熱カバー72を通して他の電気的素子70を覆う伝熱カバー72にも伝わる。これは、効果的な放熱に寄与する。また、大きく発熱している電気的素子70と、これより発熱量が小さい電気的素子70とで、温度上昇の差が小さくできる。この電子機器62では、局所的な温度上昇が抑えられている。
As shown in FIG. 7, in this embodiment, the
伝熱カバーの形状は、図5及び7に示されたもの限られない。例えば伝熱カバーの左右面が、折れ曲がりを有していてもよい。左右面が、凹凸を有していてもよい。伝熱カバーは、筐体面側から電気的素子を覆い、送風機側からその反対側まで貫通する開口を備えていればよい。 The shape of the heat transfer cover is not limited to that shown in FIGS. For example, the left and right sides of the heat transfer cover may be bent. The left and right surfaces may have irregularities. The heat transfer cover only needs to include an opening that covers the electrical element from the housing surface side and penetrates from the blower side to the opposite side.
筐体が金属よりなる場合、筐体と伝熱カバーとが一体として形成されていてもよい。筐体が金属よりなる場合、この電子機器が伝熱カバーを備えず、筐体を折り曲げることで、筐体に伝熱カバーの機能を果たさせてもよい。例えば、電気的素子の左右側において、筐体が下側に折れ曲がり、この折れ曲がりの部分が電気的素子の右面及び左面を覆っていてもよい。 When the casing is made of metal, the casing and the heat transfer cover may be integrally formed. When the casing is made of metal, the electronic apparatus may not be provided with the heat transfer cover, and the casing may be bent to perform the function of the heat transfer cover. For example, the housing may be bent downward on the left and right sides of the electrical element, and the bent portions may cover the right and left surfaces of the electrical element.
以上説明されたとおり、本発明によれば、簡易な構造で効果的な冷却が実現された空冷機構付き電子機器が得られる。このことから、本発明の優位性は明らかである。 As described above, according to the present invention, an electronic device with an air cooling mechanism in which effective cooling is realized with a simple structure can be obtained. From this, the superiority of the present invention is clear.
以上説明された空冷機構付き電子機器は、自動車をはじめ、種々の機器に使用される。 The electronic device with an air cooling mechanism described above is used for various devices including automobiles.
2、62・・・電子機器
4、64・・・ヒートシンク
6、66・・・筐体
8、68・・・回路基板
10、70・・・電気的素子
10a、70a・・・トランス
10b・・・パワートランジスタ
12・・・送風機
13、72・・・伝熱カバー
14・・・コネクタ
16・・・通気孔
18・・・ガイド板
20・・・平板部
22・・・放熱フィン
24・・・収容体
26・・・ヒートシンクの内側面
28・・・ヒートシンクの外側面
30・・・ヒートシンクの端面
32・・・羽根
34・・・上面
36・・・右面
38・・・左面
40・・・隙間
42・・・第一面
44・・・第二面
46・・・第三面
48・・・第四面
50・・・筐体の通気孔側の端
2, 62 ...
Claims (7)
上記通気孔がスリット状であり、この通気孔の延在方向が、上記送風機が冷媒を送り出す方向に対して傾斜している空冷機構付き電子機器。 A heat sink, an electrical element mounted on the inner surface of the heat sink, a housing forming a housing for housing the electrical element together with the heat sink, a blower for sending a refrigerant into the housing, and the housing from the housing With vents to discharge the refrigerant,
The electronic device with an air cooling mechanism, wherein the vent hole is slit-shaped and an extending direction of the vent hole is inclined with respect to a direction in which the blower sends out the refrigerant.
上記軸流送風機の羽根の回転軸が延びる方向と上記通気孔の延在方向とがなす角度θが、60°以上120°以下である請求項1に記載の空冷機構付き電子機器。 The blower is an axial blower,
2. The electronic device with an air cooling mechanism according to claim 1, wherein an angle θ formed by a direction in which a rotating shaft of a blade of the axial flow fan extends and an extending direction of the vent hole is 60 ° or more and 120 ° or less.
上記遠心送風機の送風口に垂直な方向と上記通気孔の延在方向とがなす角度が、60°以上120°以下である請求項1に記載の空冷機構付き電子機器。 The blower is a centrifugal blower,
2. The electronic device with an air cooling mechanism according to claim 1, wherein an angle formed between a direction perpendicular to the blower opening of the centrifugal blower and an extending direction of the vent hole is 60 ° or more and 120 ° or less.
上記放熱フィンの延在方向と上記通気孔の延在方向とがなす角度αが、80°以上100°以下である請求項5に記載の空冷機構付き電子機器。 The heat sink has a flat plate portion that constitutes the inner surface on one surface of which the electrical element is mounted, and a plurality of plate-like heat dissipations that protrude outward from the other surface of the flat plate portion and extend along the surface. With fins,
The electronic device with an air cooling mechanism according to claim 5, wherein an angle α formed by the extending direction of the heat dissipating fins and the extending direction of the vent holes is 80 ° or more and 100 ° or less.
上記伝熱カバーが、上記送風機側からその反対側まで貫通する開口を有している請求項1から6のいずれかに記載の空冷機構付き電子機器。 A heat transfer cover that covers the electrical element from the housing side with a gap between the electrical element and the electrical element;
The electronic device with an air cooling mechanism according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat transfer cover has an opening penetrating from the blower side to the opposite side.
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0237504U (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-13 | ||
| JPH0795771A (en) * | 1993-09-20 | 1995-04-07 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | Cooling structure of power unit |
| JPH10108323A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Yaskawa Electric Corp | switchboard |
| JP2001057493A (en) * | 1999-03-31 | 2001-02-27 | Toshiba Home Technology Corp | Fan motor |
| JP2003280101A (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Plus Vision Corp | Cooling mechanism for heating body and projector using the same |
| JP2004014957A (en) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Elpida Memory Inc | Cooling structure of electronic component and electronic apparatus having the same |
| JP2009033910A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Power converter |
| JP2009266222A (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Apparatus for thermal management, and thermal management method |
| JP2010165761A (en) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Meidensha Corp | Electronic component cooling structure |
| JP2011192897A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Denso Wave Inc | Cooling device |
| JP2012160533A (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Hitachi Ltd | Cooling mechanism and electronic apparatus |
| JP2013527615A (en) * | 2010-05-19 | 2013-06-27 | トムソン ライセンシング | Set-top box with distributed heat load |
-
2017
- 2017-09-22 JP JP2017181918A patent/JP2019057656A/en active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0237504U (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-13 | ||
| JPH0795771A (en) * | 1993-09-20 | 1995-04-07 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | Cooling structure of power unit |
| JPH10108323A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Yaskawa Electric Corp | switchboard |
| JP2001057493A (en) * | 1999-03-31 | 2001-02-27 | Toshiba Home Technology Corp | Fan motor |
| JP2003280101A (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Plus Vision Corp | Cooling mechanism for heating body and projector using the same |
| JP2004014957A (en) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Elpida Memory Inc | Cooling structure of electronic component and electronic apparatus having the same |
| JP2009033910A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Power converter |
| JP2009266222A (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Apparatus for thermal management, and thermal management method |
| JP2010165761A (en) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Meidensha Corp | Electronic component cooling structure |
| JP2011192897A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Denso Wave Inc | Cooling device |
| JP2013527615A (en) * | 2010-05-19 | 2013-06-27 | トムソン ライセンシング | Set-top box with distributed heat load |
| JP2012160533A (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Hitachi Ltd | Cooling mechanism and electronic apparatus |
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