JP2018078206A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】実装される電子部品の種類や実装位置に応じて、適切な放熱器を配置することが可能な放熱装置を備えた、電子機器を得る。【解決手段】インバータ装置１のベース３０の表側に、インバータ素子１０とコンバータ素子２０を実装し、放熱装置５０を、ベース３０の背面側に着脱可能とする。そして、放熱装置５０を、ベース３０の表側に実装される、インバータ素子１０及びコンバータ素子２０の種類や数、実装位置に応じて、放熱器の種類や配置の異なる、最適な放熱効果が得られる放熱装置５０に交換する。【選択図】図２

Description

この発明は、発熱する電子部品と、電子部品の熱を放出する放熱装置とを備えた電子機器に関する。

従来より、発熱する電子部品が実装された電子機器では、ヒートパイプなどの放熱器を備えた放熱装置に電子部品を固定し、電子部品から発生する熱を放出して、電子部品の冷却をおこなっている（例えば特許文献１参照）。

特開平６−２６８１２３号公報

従来の電子機器の放熱装置には、発熱する電子部品が実装されている。このため、電子機器の仕様が変更されて、実装される電子部品の種類や数、実装位置などに変更が生じ、放熱器の種類や配置を変更する必要が生じた場合には、新たな放熱装置を製作する必要があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電子機器の仕様が変更されても、新たな放熱装置を製作することなく、電子部品の種類や数、実装位置に応じた、最適な放熱効果が得られる放熱装置に交換することができる。

この発明に係る放熱装置を備えた電子機器は、ベースと、電子部品と、放熱装置とを有し、電子部品をベースに実装し、放熱装置を、ベースに着脱可能に取付けるものである。

この発明は、電子機器のベースに電子部品を実装し、このベースに対して放熱装置を着脱可能とすることにより、放熱器の種類や配置の異なる放熱装置に、交換することが可能である。これにより、ベースに実装される電子部品の種類や数、実装位置に応じて、最適な放熱効果が得られる放熱装置を取付けることが可能となる。

この発明の実施の形態１におけるインバータ装置を備えた、エレベータ装置の構成を示す概略図である。 この発明の実施の形態１におけるインバータ装置の上面図である。 この発明の実施の形態１におけるインバータ装置の正面図である。 この発明の実施の形態１におけるインバータ装置の側面図である。 インバータ装置のベースに、放熱装置を取付ける様子を示す図である。 この発明の実施の形態２におけるインバータ装置の正面図である。 この発明の実施の形態２におけるインバータ装置の上面図である。

以下、本発明の放熱装置を備えた電子機器の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１によるインバータ装置１を、図１から図５に基づいて説明する。図１は、電子機器であるインバータ装置１と、このインバータ装置１を用いたエレベータ装置を示す模式図である。図２ないし図４は、それぞれ、図１のインバータ装置の上面図、正面図及び側面図である。また、図５は、インバータ装置１のベース３０の背面側に、放熱装置５０を取付ける様子を示す図である。

図１に示すように、インバータ装置１は、エレベータ装置の制御部９に含まれ、第１の電子部品であるインバータ素子１０と、第２の電子部品であるコンバータ素子と、コンデンサ３とを有している。

コンバータ素子２０は、交流電源２から供給される交流電圧を、直流電圧に変換する。コンデンサ３は、コンバータ素子２０から出力される直流電圧を平滑化する。インバータ素子１０は、コンデンサ３が平滑化した直流電圧を、任意の周波数と電圧の交流電源に変換する。実施の形態１では、インバータ素子１０と、コンバータ素子２０が、発熱する電子部品である。

エレベータ装置は、インバータ装置１を有する制御部９と、インバータ装置１により駆動されるモータ４と、モータ４により回転される巻上機５を有する。また、巻上機５には、ロープ６が巻き掛けられ、ロープ６の一端には、かご室８が固定され、他端には、釣合錘７が固定されている。

次に、図２ないし図４を用いて、インバータ装置１について、さらに詳しく説明する。図２の上面図に示すように、インバータ装置１は、インバータ素子１０及びコンバータ素子２０が実装された略直方体のベース３０と、ヒートパイプユニット５２及び放熱フィンユニット５４で構成された放熱装置５０とを有している。図２及び図４において、一点鎖線で囲まれた部分は、放熱装置５０を示している。

図３の正面図に示すように、インバータ素子１０及びコンバータ素子２０は、アルミや銅など、熱伝導率の高い材料により形成された、ベース３０の正面に実装されている。また、放熱装置５０を構成するヒートパイプユニット５２及び放熱フィンユニット５４は、図２及び図４に示すように、ベース３０の背面側に取付けられている。

図５に示すように、放熱装置５０を構成する、ヒートパイプユニット５２の基部５２ｃは、インバータ素子１０が実装された、ベース３０の背面側の第１の取付面３０ａに、ねじ４０により着脱可能に取り付けられている。ヒートパイプユニット５２は、基部５２ｃから上部に突き出したヒートパイプ５２ａと、ヒートパイプ５２ａに設けられた複数のフィン５２ｂとを有している。

放熱フィンユニット５４の基部５４ｂは、コンバータ素子２０が実装されたベース３０背面側の第２の取付面３０ｂに、ねじ４１により着脱可能に取付けられている。また、放熱フィンユニット５４は、基部５４ｂから、インバータ装置１の背面側に延設された、櫛形の複数のフィン５４ａを有している。

ここで、放熱装置５０の作用を説明する。エレベータ装置の制御部９からの指令信号により、インバータ素子１０がスイッチング動作をして、モータ４に可変周波数の可変電圧を印加する。モータ４により巻上機５が駆動されると、ロープ６を介してかご室８が上下動する。これらの動作に伴い、コンバータ素子２０とインバータ素子１０が発熱する。このとき、インバータ素子１０は、コンバータ素子２０よりも高温となる。

コンバータ素子２０の熱は、放熱フィンユニット５４のフィン５４ａを介して空気中に放熱され、インバータ素子１０の熱は、ヒートパイプユニット５２のヒートパイプ５２ａに伝導し、ヒートパイプ５２ａからフィン５２ｂを介して空気中に放熱される。

インバータ装置１の放熱装置５０は、放熱効果が高いヒートパイプユニット５２を、高温になるインバータ素子１０が実装されたベース３０の背面側に取付けている。そして、放熱効果の低い放熱フィンユニット５４を、コンバータ素子２０が実装されたベース３０の背面側に取付けている。このように、インバータ装置１の放熱装置５０は、電子部品が発する温度に応じた放熱器で構成される。これにより、インバータ装置１の効果的な放熱が行われる。

次に、ヒートパイプユニット５２と、放熱フィンユニット５４の互換性について説明する。ヒートパイプユニット５２と、放熱フィンユニット５４は、インバータ装置１のベース３０に対して着脱可能である。そして、ヒートパイプユニット５２の基部５２ｃにおける、ベース３０への取付部と、放熱フィンユニット５４の基部５４ｂにおける、ベース３０への取付部のねじ穴の配置は同一である。また、ベース３０の背面側における、第１の取付面３０ａに設けられた、ねじ４０を取付ける４つの貫通孔の配置と、第２の取付面３０ｂに設けられた、ねじ４１を取付ける４つの貫通孔の配置も、同一である。

したがって、第１の取付面３０ａに取付けられたヒートパイプユニット５２を、放熱フィンユニット５４に交換することや、第２の取付面３０ｂに取付けられた放熱フィンユニット５４をヒートパイプユニット５２に交換することができる。さらに、ヒートパイプ５２ａの長さや太さの異なる、複数のヒートパイプユニット５２や、フィン５４ａの枚数や形状の異なる、複数の放熱フィンユニット５４を製作しておき、組合せを変えることにより、複数種類の放熱装置５０を構成することができる。

また、例えばインバータ装置１を設置する場所の上部に、十分な空間がなく、ヒートパイプユニット５２を取り付けて設置することができない場合には、ヒートパイプユニット５２の替わりに、放熱フィンユニット５４を取付けることができる。これにより、放熱効果は低下するが、インバータ装置１を設置することが可能となる。逆に、インバータ装置１を設置する場所の奥行きに余裕がなく、放熱フィンユニット５４を取付けて設置することができない場合であっても、放熱フィンユニット５４の替わりに、ヒートパイプユニット５２を取付けることにより、インバータ装置１を設置することが可能となる。

また、エレベータ装置の仕様変更などにより、インバータ装置１のインバータ素子１０、あるいはコンバータ素子２０の仕様や数、実装位置が変更になる場合には、インバータ装置１から放熱装置５０を取り外し、新たな仕様に応じたヒートパイプユニット５２あるいは放熱フィンユニット５４で構成した、新たな放熱装置５０に交換することができる。

このように、実施の形態１によれば、インバータ装置１のベース３０に、インバータ素子１０及びコンバータ素子２０を実装し、このベース３０に対して放熱装置５０を着脱可能とすることにより、ヒートパイプユニット５２や放熱フィンユニット５４の種類や配置を異ならせることができる。したがって、ベース３０に実装されるインバータ素子１０及びコンバータ素子２０の種類や数、実装位置に応じて、最適な放熱効果が得られる放熱装置５０を構成して、ベース３０に取り付けることができる。これにより、インバータ装置１の放熱装置５０の製作コストを削減することができる。

なお、実施の形態１では、インバータ装置１の放熱装置５０を、ヒートパイプユニット５２及び放熱フィンユニット５４で構成したが、これに限らず、他の冷却手段を備えたユニットを用いて構成してもよい。また、実施の形態１では、電子機器としてのインバータ装置１のベース３０に、第１及び第２の電子部品として、インバータ素子１０及びコンバータ素子２０を実装したが、電子部品の数は、これに限るものではない。例えば、第１の電子部品のみであってもよいし、３つ以上であってもよい。さらに、実施の形態１では、放熱装置５０を、ヒートパイプユニット５２及び放熱フィンユニット５４の２つのユニットで構成したが、ユニットの数はこれに限るものではない。例えば、１つのユニットのみでもよいし、３つ以上のユニットで構成してもよい。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２によるインバータ装置１００を、図６及び図７に基づいて説明する。本実施の形態２によるインバータ装置１００は、先の実施の形態１によるインバータ装置１のベース３０に、拡張ベース３２を接続可能としたものである。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図６及び図７は、それぞれ、実施の形態２によるインバータ装置１００の正面図と上面図である。実施の形態２におけるインバータ装置１００は、ベース３０に接続可能な、拡張ベース３２を有している。拡張ベース３２は、ベース３０と同様に、アルミや銅などの、熱伝導率の高い材料で形成されており、４本のねじ４２により、ベース３０に、着脱可能に接続される。

拡張ベース３２の正面側には、発熱部品である第３の電子部品６０が実装されている。そして、拡張ベース３２の背面側には、図７に示すように、放熱器として、放熱フィンユニット５６が、着脱可能に取り付けられている。

実施の形態２のインバータ装置１００によれば、拡張ベース３２により、ベース３０を拡張して、発熱部品である第３の電子部品６０を追加することができる。これにより、第３の電子部品の熱を、拡張ベース３２からベース３０に伝達して、放熱装置５０により放出することができる。

また、拡張ベース３２に、拡張ベース３２に配置された第３の電子部品６０に応じた、放熱フィンユニット５６などを取付け可能としてもよい。これにより、ベース３０に実装されたインバータ素子１０及びコンバータ素子２０の放熱に、大きな影響を与えることなく、発熱部品である第３の電子部品６０を追加して、インバータ装置１の機能を拡張することができる。

なお、実施の形態２では、拡張ベース３２の放熱器として、放熱フィンユニット５６を取付けたが、これに限るものではない。例えば、拡張ベース３２の放熱器は、ヒートパイプで構成したユニットであってもよい。

１ インバータ装置（電子機器）、１０ インバータ素子（第１の電子部品）、２０ コンバータ素子（第２の電子部品）、３０ ベース、３０ａ 第１の取付面、３０ｂ 第２の取付面、３２ 拡張ベース、５０ 放熱装置、５２ ヒートパイプユニット(第１の放熱器）、５４ 放熱フィンユニット（第２の放熱器）、５６ 放熱フィンユニット（第３の放熱器）、６０ 第３の電子部品、１００ インバータ装置。

Claims (6)

1. ベースと、発熱部品である第１の電子部品と、前記第１の電子部品の熱を放出する放熱装置とを有する電子機器であって、
   前記第１の電子部品は、前記ベースの表側に実装され、
   前記放熱装置は、前記ベースの背面側に、着脱可能に取付けられる、電子機器。
2. 前記放熱装置は、
   前記ベースに実装される前記第１の電子部品の仕様に応じた、異なる放熱装置に交換される、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記ベースの表側に実装される、発熱部品である第２の電子部品を有し、
   前記放熱装置は、
   前記第１の電子部品の実装位置に対応する、第１の取付面に取付けられる、前記第１の電子部品の仕様に応じた第１の放熱器と、
   前記第２の電子部品の実装位置に対応する、第２の取付面に取付けられる、前記第２の電子部品の仕様に応じた第２の放熱器とを有する、
   請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記第１の取付面に取付けられる、前記第１の放熱器は、
   前記第２の取付面に取付け可能であり、
   前記第２の取付面に取付けられる、前記第２の放熱器は、
   前記第１の取付面に取付け可能である、
   請求項３に記載の電子機器。
5. 前記ベースに着脱可能に取付けられる、拡張ベースを有し、
   前記拡張ベースの表側には、第３の電子部品が実装される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記第３の電子部品は発熱部品であり、
   前記放熱装置は、前記第３の電子部品の仕様に応じて、前記拡張ベースの背面側に、着脱可能に取り付けられる、第３の放熱器を有する、
   請求項５に記載の電子機器。

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