JP2007221063A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 組み立て性を確保しつつ、発熱部品の配置や発熱量に応じて高効率の冷却を行うことができると共に、小形で安価な電子機器を提供する。
【解決手段】 ベース２１上面に発熱部品１１を取り付け、ベース２１の背面に複数の冷却フィン２２を有してなるヒートシンク２と、冷却風の通風空間となる風洞を形成し冷却フィン２２を収納するコ字状断面のケース３と、ケース３に設けられ冷却風を冷却フィン２２に強制導入するための冷却ファン１２と、を備えた電子機器において、フィン２２を構成する複数のフィン列間に、ケース３の底部からベース２１の背面側に向かって湾曲した整流板４が配置されており、整流板４の湾曲部４２はベース２１に搭載された発熱部品１１と対向するように配置されていることにより電子機器の冷却を効率よく行える。
【選択図】 図１

Description

発熱部品を取り付けたベースの背面にフィンを有してなるヒートシンクと、風洞を形成し冷却フィンを収納するケースとを備え、冷却フィンに冷却ファンによる冷却風を流通させる電子機器に関する。

従来、発熱部品を取り付けたベースの背面にフィンを有してなるヒートシンクと、風洞を形成しフィンを収納するケースとを備え、フィンに冷却ファンによる冷却風を流通させる電子機器は、図４に示すようになっている（例えば、特許文献１参照）。
図４は従来の電子機器を示す分解斜視図である。
図において、１０１はケース、１０２は底板、１０３、１０４は切り欠き穴、１０５はカバー、１１０は覆板、１２０は風洞、１３０は吸気口、１４０は排気口、１５０は整流板、１６０は案内板、２００は第１のヒートシンク、２０１は冷却フィン、２１０は第２のヒートシンク、２１１は冷却フィン、３００および３１０は発熱部品、３２０は冷却ファンである。なお、発熱部品３００はトランジスタ等の発熱量の大きい半導体素子、発熱部品３１０は整流ダイオード等の発熱量の小さい半導体素子で構成されている。
電子機器においては、上面にカバー１０５を取付け、底板１０２に切り欠き穴１０３、１０４を形成してなるコ字状断面を有するケース１０１と、表面に発熱量の大きい発熱部品３００を複数個取り付け、裏面に複数の冷却フィン２０１を有した第１のヒートシンク２００と、表面に発熱量の小さい発熱部品３１０を複数個取り付け、裏面に複数の冷却フィン２１１を有した第２のヒートシンク２１０と、風洞１２０を形成するコ字状の覆板１１０と、冷却風を導く整流板１５０とを備え、第１のヒートシンク２００と第２のヒートシンク２１０を空間を介してそれぞれ切り欠き穴１０３、１０４に配設し、覆板１１０によりケース１０１の底板１０２との間に風洞を形成するように両ヒートシンクを覆い、斜辺部を有する部材からなる整流板１５０を第１のヒートシンク２００の側面と第２のヒートシンク２１０の側面に跨がって配置すると共に一方端を第２のヒートシンク２１０の側面に取り付け、他方端を第１のヒートシンク２００の側面に取り付け、冷却ファン３２０により冷却フィン間を冷却する構造がとられている。

次に、電子機器の冷却作用について説明をする。
冷却フアン３２０を始動すると、風洞１２０の一端の吸気口１３０から吸入した冷却風が第２のヒートシンク２１０の冷却フィン２１１間を流通する。冷却フィン２１１の間を冷却風が流通すると、第２のヒートシンク２１０に発熱量の比較的小さい発熱部品３１０からの熱で高温になった冷却フィン２１１との間で熱交換を行い、冷却フィン２１１を介して発熱量の比較的小さい発熱部品を冷却する。冷却フィン２１１間を流通して温められた冷却風の熱は、整流板１５０と案内板１６０および底板１０２で囲われた空間に流入して、温められていない冷却風に拡散されて冷却風の温度が低下する。この温度が低下した冷却風を第１のヒートシンク２００の冷却フィン２０１の間を流通させて第１のヒートシンク２００に取り付けた発熱量の大きい発熱部品３００により高温となった冷却フィン２０１との間で熱交換を行い、冷却フィン２０１を介して発熱量の大きい発熱部品３００を冷却して排気口１４０より冷却風を外部に排出する。このように、第１のヒートシンク２００と第２のヒートシンク２１０との間に整流板１５０と案内板１６０とケース１０１の底板１０２とにより区画された空間を設け、この空間の断面積を第２のヒートシンク２１０の冷却フィン２１１を流通する流通路の断面積より広くしている。このため、第２のヒートシンク２１０の冷却フィン２１１で温められた冷却風と温められていない冷却風とがこの空間に流れこむと温められた冷却風と温められていない冷却風とが混合されて冷却風の温度を下げる。
特開平１０−１５０２８４号公報（明細書第４頁、図１）

一般の電子機器においては、通風経路を狭めることによりフィン間の風速が増し、効率の良い冷却ができる。しかしながら、従来技術は、整流板１５０により吸気口１３０側の通風経路が狭められているのは、発熱量の比較的小さい発熱部品３１０の冷却部であって、効率の良い冷却が必要とされる発熱量の大きい発熱部品３００の冷却部では、通風経路が大きくなっているため、風速が発熱量の比較的小さい発熱部品３１０の冷却部よりも遅くなり、効率の良い冷却ができないという問題があった。そのため、発熱部品の配置や発熱量に応じた効率の良い冷却構造が望まれていた。
また、発熱部品の熱はヒートシンクの発熱部品を取り付けた面からフィンへ熱が拡散するため、可能な限り冷却風はフィンの根元を冷却風が通過する方が効率よく冷却ができるが、従来技術はフィンと覆板の間に冷却風が偏ってしまい、局所的に冷却性能を高めることができないという問題があった。
さらに、従来技術は第１のヒートシンクおよび第２のヒートシンクを用いて熱源を分離する構成のため、複数の部材が必要で構造が複雑になるため、小型化、製作性、コスト性の面で問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、組み立て性を確保しつつ、発熱部品の配置や発熱量に応じて高効率の冷却を行うことができると共に、小形で安価な電子機器を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ベースの上面に発熱部品を取り付け、前記ベースの背面に複数の冷却フィンを有してなるヒートシンクと、冷却風の通風空間となる風洞を形成し前記冷却フィンを収納するケースと、前記ケースに設けられ冷却風を冷却フィンに強制導入するための冷却ファンと、を備えた電子機器において、前記フィンを構成する複数のフィン列間に、前記ベースの背面側に向かって湾曲した整流板が配置されていることを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、前記整流板の湾曲部は前記ベースに搭載された発熱部品と対向するように配置されていることを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子機器において、前記整流板を前記ケースと一体化したことを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子機器において、前記整流板は前記冷却フィンのフィン列と互いに緩やかにかみ合うように内部を短冊状に切り欠いた切り欠き穴を有することを特徴としている。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、前記フィンと前記ケースの底部との間に緩衝材を設けたことを特徴としている。
また、請求項６に記載の発明は、ベースの上面に発熱部品を取り付け、前記ベースの背面に複数の冷却フィンを有してなるヒートシンクと、冷却風の通風空間となる風洞を形成し前記冷却フィンを収納するケースと、前記ケースに設けられ冷却風を冷却フィンに強制導入するための冷却ファンと、を備えた電子機器において、前記フィンを構成する複数のフィン列は、前記ベースの背面側に向かって湾曲した切り欠き部を有しており、前記ケースの底部は、風洞を狭めるように前記フィンの切り欠き部の形状に沿うように成形してなるケース補助部材を設けてあることを特徴としている。
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電子機器において、前記フィンの切り欠き部は前記ベースに搭載された発熱部品と対向するように配置されていることを特徴としている。
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の電子機器において、前記フィンと前記ケースの底部との間に緩衝材を設けたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によると、整流板の湾曲部により通風経路を狭めることができ、ヒートシンクのフィン間の風速を高めることができる。その結果、フィンの根元へ冷却風を送ることができるので、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。
また、請求項２に記載の発明によると、発熱部品を搭載したヒートシンクの放熱部位のうち、放熱により最も熱せられているフィン位置に応じて整流板の湾曲部を適宜配置することができるため、このフィン間の風速を高めることができ、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。
また、請求項３に記載の発明によると、整流板を別途取り付ける必要がなく、ケースに一体化することで組み立て性を損なうことなく、部品点数を削減することができ、原価低減と組み立て性を向上させることができる。
また、請求項４に記載の発明によると、整流板の湾曲部に形成した切り欠き穴の中に冷却フィンを挿設することで、省スペースで小型な通風路を確保した電子機器を得ることができる。
また、請求項５に記載の発明によると、フィンとケースの隙間を埋めることができ、ヒートシンクのフィン間に確実に冷却風を送り込むことができるので、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。
また、請求項６に記載の発明によると、整流板を別途取り付ける必要がなく、ケースの一部が整流板を兼ねることで部品点数を削減することができ、原価低減と組み立て性を向上させることができる。
また、請求項７に記載の発明によると、発熱部品を搭載したヒートシンクの放熱部位のうち、放熱により最も熱せられているフィン位置に応じて湾曲した切り欠き部を適宜配置することができるため、このフィン間の風速を高めることができ、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。
また、請求項８に記載の発明によると、フィンとケースの隙間を埋めることができ、ヒートシンクのフィン間に確実に冷却風を送り込むことができるので、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施例を示す電子機器の分解斜視図である。
図において、１は電子機器で冷却構造に関する部位のみを図示しており、１１は発熱部品、１２は冷却ファン、２はヒートシンク、２１はベース、２２は冷却フィン、３はケース、３１はファン取り付け板、４は整流板、４１は切り欠き穴、４２湾曲部、５は緩衝材である。
本発明の特徴は以下のとおりである。
ずなわち、ベース２１上面に発熱部品１１を取り付け、ベース２１の背面に複数の冷却フィン２２を有してなるヒートシンク２と、冷却風の通風空間となる風洞を形成し冷却フィン２２を収納するコ字状断面のケース３と、ケース３に設けられ冷却風を冷却フィン２２に強制導入するための冷却ファン１２と、を備えた電子機器において、フィン２２を構成する複数のフィン列間に、ケース３の底部３ａからベース２１の背面側に向かって湾曲した整流板４が配置されている点である。
また、整流板４の湾曲部４２はベース２１に搭載された発熱部品１１と対向するように配置されている。
また、整流板４は冷却フィン２２のフィン列と互いにギャップを介して緩やかにかみ合うように内部を短冊状に切り欠いた切り欠き穴４１を有している。
また、フィン２２とケース３の底部３ａとの間に密着するように緩衝材５を設けるようになっている。

この電子機器の冷却作用を図２に基づいて説明する。
図２は図１の電子機器を組み立てた後の側断面図である。
図において、ケース３の上部に取り付けた冷却ファン１２が作動することにより、一方の吸気口３２から空気が流入し、風洞内の空気がケース３の上部に向かって排出されるが、冷却風が通る経路は整流板４の湾曲部４２によってベース２１側に狭められているので、吸気口３２から流入した空気はこれに倣ってベース２１側のフィン２２間を通る。通風経路が狭められるとその分だけ風速は増すため、整流板４の湾曲部４２によってベース側２１に狭められた部分の風速は吸気口３２の風速よりも増し、この狭められた通風経路の近くに取り付けられた発熱部品１１は他の場所に取り付けた場合よりも効率の良い冷却が可能となる。

したがって、本発明の第１実施例に係わる電子機器は上記構成にしたので、整流板の湾曲部により通風経路を狭めることができ、ヒートシンクのフィン間の風速を高めることができると共にフィンの根元へ冷却風を送ることができるため、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。
また、電子機器は、整流板の湾曲部に対向した部分のベースに発熱部品が配置されていることにより、ヒートシンクが最も熱せられている位置に整流板の湾曲部を配置することができ、このフィン間の風速を高めることができるため、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。
さらに、電子機器は、フィンとケースの間に緩衝材が設けられていることにより、フィンとケースの隙間を埋めることができ、ヒートシンクのフィン間に確実に冷却風を送り込むことができるため、電子機器の冷却を効率よく行うことができる。

図３は本発明の第２実施例を示す電子機器の分解斜視図である。
図において、２３は切り欠き部、３３はケース補助部材である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、冷却フィン２２を構成する複数のフィン列は、ベース２１の背面側に向かって湾曲した切り欠き部２３を有しており、ケース３の底部は、風洞を狭めるように冷却フィン２２の切り欠き部２３の形状に沿うように成形してなるケース補助部材３３を設けてある点、また、フィンの切り欠き部２３はベース２１に搭載された発熱部品１１と対向するように配置されている点、また、冷却フィン２２とケース３の底部との間に緩衝材５を設けた点である。すなわち、切り欠き部２３は第１実施例の整流板の機能を兼ね備えており、このヒートシンク２とケース３を組み合わせることにより、通風経路の一部が絞り込まれた風洞を形成する。なお、動作については、第１実施例と基本的に同じなので省略する。

したがって、本発明の第２実施例に係わる電子機器は上記構成にしたので、整流板としての機能をケースの一部が兼ねることにより、整流板を別途取り付ける必要がなく、組立性を損なうことなく、部品点数を削減することができ、原価低減と組み立て性を向上させることができる。

なお、本実施例において、発熱部品１１をベース２１に複数取り付ける場合は、整流板４の湾曲部４２に対向したベース２１の部分に取り付けることが基本的には好ましいが、発熱部品１１を該湾曲部４２に対向するベース部に取付ける場合とは異なる場所に取り付けても構わない。その際、整流板４の湾曲部４２に対向したベース部に取り付ける場合に比べるとその冷却性能は劣るが、従来の冷却性能より劣ることなく冷却することができる。
また、整流板４は湾曲した形状を維持できる材質であれば、材質は特に限定されるものではない。
それから、整流板４はケース３と別体としたが、ケースと一体化として設ける構成でも構わない。
さらに、緩衝材５は冷却フィン２２とケース３の間に隙間を生じないようにすることができ、表面に凹凸のない弾性を有する材質であれば、材質は特に限定されるものではない。
またさらに、ケース補助部材３３はケース３と材質が同一である必要はなく、風洞を容易に形成できれば特に指定はない。

本発明は、発熱部品を取り付けたベースの背面に冷却フィンを有してなるヒートシンクと、風洞を形成しヒートシンクを収納するケースと、冷却風を冷却フィンに強制導入する冷却ファンとを備え、複数のフィン列間に整流板を設ける構成により、組み立て性を確保しつつ、発熱部品の配置や発熱量に応じて高効率の冷却を行うことができるので、小形で安価な、あらゆる電子機器すべてに適用できる。

本発明の第１実施例を示す電子機器の分解斜視図である。 図１の電子機器を組み立てた後の側断面図である。 本発明の第２実施例を示す電子機器の分解斜視図である。 従来の電子機器を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 電子機器
１１ 発熱部品
１２ 冷却ファン
２ ヒートシンク
２１ ベース
２２ 冷却フィン
２３ 切り欠き部
３ ケース
３１ ファン取り付け板
３２ 吸気口
３３ ケース補助部材
４ 整流板
４１ 切り欠き穴
４２ 湾曲部
５ 緩衝材

Claims (8)

1. ベースの上面に発熱部品を取り付け、前記ベースの背面に複数の冷却フィンを有してなるヒートシンクと、
   冷却風の通風空間となる風洞を形成し前記冷却フィンを収納するケースと、
   前記ケースに設けられ冷却風を冷却フィンに強制導入するための冷却ファンと、
   を備えた電子機器において、
   前記フィンを構成する複数のフィン列間に、前記ベースの背面側に向かって湾曲した整流板が配置されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記整流板の湾曲部は前記ベースに搭載された発熱部品と対向するように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. 前記整流板を前記ケースと一体化したことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記整流板は前記冷却フィンのフィン列と互いに緩やかにかみ合うように内部を短冊状に切り欠いた切り欠き穴を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
5. 前記フィンと前記ケースの底部との間に緩衝材を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
6. ベースの上面に発熱部品を取り付け、前記ベースの背面に複数の冷却フィンを有してなるヒートシンクと、
   冷却風の通風空間となる風洞を形成し前記冷却フィンを収納するケースと、
   前記ケースに設けられ冷却風を冷却フィンに強制導入するための冷却ファンと、
   を備えた電子機器において、
   前記フィンを構成する複数のフィン列は、前記ベースの背面側に向かって湾曲した切り欠き部を有しており、
   前記ケースの底部は、風洞を狭めるように前記フィンの切り欠き部の形状に沿うように成形してなるケース補助部材を設けてあることを特徴とする電子機器。
7. 前記フィンの切り欠き部は前記ベースに搭載された発熱部品と対向するように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
8. 前記フィンと前記ケースの底部との間に緩衝材を設けたことを特徴とする請求項６または７に記載の電子機器。

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