JP4862142B2 - 増幅器用の放熱機構及び増幅器 - Google Patents

Description

本発明は、左右チャンネル用の各放熱板を備えた増幅器用の放熱機構、及び該放熱機構を備えた音響装置に関する。

図４は従来の２チャンネルアンプにおける放熱器の一例を示す斜視図である。この放熱器は、同図に示すように、左チャンネル用のパワーアンプ９が発する熱を放散する左放熱器７、及び右チャンネル用のパワーアンプが発する熱を放散する右放熱器８を備える。左放熱器７は、矩形平板状のベース７１、及びベース７１に対して一端が結合している矩形平板状の複数の放熱フィン７２を有する。右放熱器８も同様の構成を有しており、左放熱器７とは、ベース７１側を対向させ、面対象をなす位置に配置される。左放熱器７及び右放熱器８の各ベース７１の対向面上にそれぞれ左チャンネル用のパワーアンプ９及び右チャンネル用のパワーアンプが配置される。各パワーアンプの駆動時には、左チャンネル用のパワーアンプ９が発する熱は、左放熱器７のベース７１及び放熱フィン７２を経て空気中に放散される。右チャンネル用のパワーアンプが発する熱も同様にして、右放熱器８を経て空気中に放散される。

一方、ドルビーデジタルやＤＴＳ（デジタル・シアタ・システムズ）に代表される多チャンネルアンプを搭載し、空冷ファンを使用した放熱機構を有する従来の音響装置においては、放熱機構の構成として、筒状の放熱構造部の左右に熱源を配置し、筒状の放熱構造部の中に送風して熱源を冷却するようにしたものも用いられている。筒状の放熱構造部を構成する方法としては、（１）完全に筒状の放熱器（チムニ形放熱器）を使用するか又は（２）筒状の放熱器を半分に割ったような形状の放熱器を２つ用い、これらを向かい合わせて筒状に構成するという２つの方法がある。（１）の方法はコスト面や、加工上の制約が多いことから採用が難しいので、（２）の方法を採用する場合が多い。ただし、（２）の方法においては、同形状の２つの放熱器を向かい合わせるようにしているため、向かい合わせた左右の放熱器に対し、熱源（熱量）をバランスよく配置することが重要であり、難しくもある。

たとえば５チャンネルアンプの場合、たとえば左放熱器に対して左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネル用のパワーアンプを配置し、右放熱器に対して右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネル用のパワーアンプを配置するといったように、左右の放熱器に対してそれぞれ２チャンネルずつの発熱部品を配置し、センタチャンネルの発熱部品等については別途放熱板を設けてこれに設置するようにしている場合が多い。あるいは、図５のように、左放熱器９１に対しては左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネル用のパワーアンプ９２を配置し、右放熱器９３に対しては、右フロントチャンネル、右サラウンドチャンネル、及びセンタチャンネル用のパワーアンプ９４を配置するといったように、左右の放熱器９１及び９３に対しそれぞれ２チャンネル分及び３チャンネル分等に分けて発熱部品を配置するようにしている場合が多い。

なお、パワーアンプ等の半導体素子に適用し得る放熱器に関する技術として、ヒートシンク本体に対し、半導体素子の熱損失量に応じた数のヒートシンクをねじ止めすることができるようにすることによって、熱損失量の異なる各種半導体素子について適用し得るヒートシンクを安価に提供することができるようにした技術が知られている（たとえば特許文献１参照）。また、オーディオ用アンプに用いられるヒートシンクとして、放熱用フィンの共鳴によりノイズ音が発生するのを抑制するために、各放熱用フィンの先端部を丸棒状の部材で結合するようにしたものが知られている（たとえば特許文献２参照）。

特開平１０−１８９８４７号公報 特願２００４−１１１７２７号公報

しかしながら、上述の同一形状を有する２つの放熱器を備えた５チャンネルアンプによれば、左右の放熱器に加えてセンタチャンネル分の放熱板を別に設けることは、放熱効率や設置スペース、部品点数等の面からも不利である。また、別の放熱板を設置しない場合には、左右のチャンネルのいずれでもないセンタチャンネル等の熱源を左右どちらかの放熱器に配置しなければならないので、左右の放熱器において、処理する熱源（熱量）のバランスが悪くなる。

また、製品によっては、６チャンネル入力（６ｃｈ ＩＮＰＵＴ）等のように、それぞれのチャンネルに対して独立して信号を入力できる機能がある場合、必ずしも左フロントチャンネル及び右フロントチャンネルの対、又は左サラウンドチャンネル及び右サラウンドチャンネルの対等のような対の入力ではなく、左フロントチャンネル、左サラウンドチャンネル、及びセンタチャンネルのみを入力する等のような偏った入力もできないわけではない。この場合、どちらか一方の放熱器の温度のみが上昇し、他方の放熱器は温度が上昇しないということになる。

また、マイコン等の関係から、右放熱器のみに温度上昇プロテクション用の温度センサが設けられ、左放熱器には温度センサが設けられない場合において、上述のように左放熱器側のアンプだけが駆動される偏った使用がなされた場合には、右放熱器は規定の温度まで上昇することがないので、温度センサが反応することはない。したがって、左放熱器側の熱源が異常に高温になった場合でも、温度プロテクションが効かない状態が生じることになり、安全規格上においても、また製品品質上においても問題となる。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、熱源からの熱量が左右の放熱器においてアンバランスな状態においても、支障なく放熱を行うことができる放熱機構を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明の増幅器用の放熱機構は、主に左チャンネル用の部品が発する熱を放散させる左放熱器、主に右チャンネル用の部品が発する熱を放散させる右放熱器、並びに前記左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材を備え、前記左放熱器及び前記右放熱器のうちの一方の放熱器が熱を放散させる部品の発熱量は、他方の放熱器が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きく、前記一方の放熱器が熱を放散させる部品は、左チャンネル用の部品又は右チャンネル用の部品と共に、左チャンネルと右チャンネルとのいずれにも該当しないチャンネル用の部品を含むことを特徴とする。

ここで、左右のチャンネルとしては、たとえば、２チャンネルアンプにおける左右のチャンネルや、５チャンネルアンプにおける左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネル、並びに右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネルが該当する。

この構成において、増幅器の動作時には、左チャンネル用の部品が発する熱は左放熱器により放散され、右チャンネル用の部品が発する熱は右放熱器により放散される。このとき、左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量は、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きい。このような状態は、左チャンネル用の部品又は右チャンネル用の部品のうち一方のみが駆動されたり、左放熱器又は右放熱器のうちの一方により左チャンネル及び右チャンネル以外のチャンネル用の部品が発する熱をも放散させるように構成したりした場合に生じる。

しかしながら、前記一方の左放熱器又は右放熱器が熱を放散させる部品からの熱は、左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材により他方の左放熱器又は右放熱器に移動し、左放熱器及び右放熱器の温度は極力均一化される。したがって、左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量が、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きいにも拘らず、該一方の左放熱器又は右放熱器のみが高温になることはなく、左チャンネル、右チャンネル、又はその他のチャンネル用の部品からの熱を効率的に放散させることができる。

さらに、本発明が備えている接続部材は、前記一方の放熱器側において、前記他方の放熱器側よりも熱容量が大きくなってもよい。

本発明の音響装置は、本発明の放熱機構を備え、これにより装置が備える増幅器における各チャンネルの部品が発する熱を放散させるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材を設けるようにしたため、左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量が、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きいにも拘らず、該一方の左放熱器又は右放熱器のみが高温になることはなく、各部品からの熱を効率的に放散させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るパワーアンプ用放熱構造体の構成を示す斜視図である。同図に示すようにこの構造体は、主として左チャンネル用の部品が発する熱を放散させるための左放熱器１、主として右チャンネル用の部品が発する熱を放散させるための右放熱器２、及び左放熱器１及び右放熱器２を熱的に接続するアルミ板の連結部材３を備える。

左放熱器１は略矩形平板状のベース部１１、及びこれと一体的に形成された略矩形平板状のフィン部１２ａ〜１２ｄを備える。フィン部１２ａ及びフィン部１２ｄはそれぞれ、ベース部１１の上側及び下側の長辺において、ベース部１１に結合している。フィン部１２ｃ及びフィン部１２ｂはフィン部１２ａ及び１２ｄ間でベース部１１に結合している。

右放熱器２は左放熱器１と同様の形状を有し、同様にベース部１１及びフィン部１２ａ〜１２ｄを備える。ただし左放熱器１及び右放熱器２は、それぞれのフィン部１２ａ〜１２ｄの各自由端側が丁度対向するように、面対象となる位置関係で配置される。左放熱器１及び右放熱器２は、たとえばアルミの押出し成形によって形成することができる。

連結部材３は、左放熱器１及び右放熱器２の各上面、すなわち各水平板１２ａの上面により形成される長方形と同一の寸法を有しており、各上面を丁度覆うにように各上面に対して固定される。固定は、各上面に、アルミ板間の熱抵抗を下げるためのシリコングリス等を塗布してから、連結部材３を配置し、ねじ止めすることによって行われる。

右放熱器２のベース部１１の外側表面には、発熱部品であるパワーアンプ４が、グリースを介して固定される。左放熱器１のベース部１１の外側表面においても、同様にパワーアンプ４が固定される。右放熱器２に固定されるパワーアンプ４は右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネルに加え、センタチャンネルについての増幅をも行うものである。左放熱器１に固定されるパワーアンプ４は左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネルについての増幅を行うものである。

この構成において、左放熱器１及び右放熱器２に固定された各パワーアンプ４が駆動すると、各パワーアンプ４は発熱する。しかし、各パワーアンプ４が発する熱はそれぞれ、左放熱器１及び右放熱器２のベース部１１及びフィン部１２ａ〜１２ｄを経て大気中に放散される。したがって、各パワーアンプ４の温度は所定値以下に保持され、各パワーアンプ４は支障なく駆動することができる。

その際、右放熱器２に固定されたパワーアンプ４は、右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネルに加え、センタチャンネルについても増幅を行うため、左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネルについての増幅のみを行う左放熱器１のパワーアンプ４よりも、発熱量が多い。したがって、左放熱器１よりも右放熱器２の方がより高い温度となる。しかしながら、この温度の差は、右放熱器２から連結部材３を介して左放熱器１に移動する熱によって緩和される。つまり、左放熱器１及び右放熱器２は連結部材３を介して協働しながら、各パワーアンプ４が発する熱を放散する。

本実施形態によれば、左放熱器１及び右放熱器２を熱的に接続する連結部材３を設けるようにしたため、左放熱器１及び右放熱器２間における熱の移動が自由に行われるので、左右の各パワーアンプ４の温度が極力均一となるようにしながら、放熱構造体全体として放熱を行うことができる。

また、左右のパワーアンプ４のうちいずれか一方のみを使用するような特殊な場合においても、それが発する熱は連結部材３を介して他方のパワーアンプ４の放熱器にも伝達される。したがって、該他方の放熱器だけにしか温度センサ等が設けられていない場合においても、該一方のパワーアンプ４における温度の上昇を検出することができるので、支障なく温度の監視を行い、適切な動作を行うことができる。また、該一方の放熱器のみで放熱するよりも放熱効果が高いので、放熱構造体を含む機器全体の温度上昇を抑制することができる。

また、センタチャンネルについての増幅による発熱に対しても支障なく対処することができるので、センタチャンネル専用の放熱板を別途設ける必要が無い。したがって、放熱効率の向上、部品点数の減少、コストダウン等の面においても有利な効果を得ることができる。

また、同一形状である左放熱器１及び右放熱器２による共振を、連結部材３を設けることによって抑制するという効果もある。

図２は本発明の別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。図１の実施形態の場合と異なるのは、連結部材３の代わりに、連結部材５を設けるようにした点にある。連結部材３は平板状であるのに対し、連結部材５は、左放熱器１側端部から右放熱器２側端部にかけて、厚さが増加している。つまり、連結部材３においては熱容量は均一であるが、連結部材５では、右放熱器２の側において、左放熱器１の側よりも熱容量が大きくなっており、かつ放熱効果が高められている。他の点においては図１の実施形態の場合と同様である。

これによれば、連結部材５の形状が、放熱効果を連結部材３の場合よりも高めるものとなっているので、左右のパワーアンプの温度を均一化する効果や、全体としての放熱効果をさらに向上させることができる。

図２の例では、連結部材５の厚さは、左放熱器１側端部から右放熱器２側端部にかけてリニアに増加している形状としたが、これに限定されず、非線形な増加や、他には板状の部材を左放熱器１側端部から右放熱器２側端部にかけて厚さが増すように積層させても良い。

図３は本発明のさらに別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。図１の形態の場合と異なるのは、連結部材３の代わりに、連結部材６を設けるようにした点にある。連結部材３は平板状であるのに対し、連結部材６は、連結部材３と同様の平板状のベース部６１に対し、放熱フィン６２を追加した構成となっている。各放熱フィン６２は、同一形状の矩形平板状のものであり、右放熱器２のベース部１１の長辺に対し、平行で、かつ長さが等しくなっている。各放熱フィン６２は、ベース部６１に対し、その上面の右放熱器２側端部において、等間隔で一体的に設けられている。つまり、連結部材６においては、右放熱器２の側において、放熱フィン６２により、左放熱器１の側よりも熱容量が大きくなっており、かつ放熱効果が高められている。他の点においては図１の実施形態の場合と同様である。

これによれば、連結部材６の形状が、放熱効果を連結部材３の場合よりも高めるものとなっているので、左右のパワーアンプの温度を均一化する効果や、全体としての放熱効果をさらに向上させることができる。

なお、本発明は上述の各実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては言及しなかったが、左放熱器１及び右放熱器２により構成された、対向する各フィン部１２ａ〜１２ｄ間の空間内に一方から空気を送り込むファンを設けることにより、冷却効果をより向上させるようにしてもよい。

また、上述の放熱フィン６２は、図３に図示された形状のものに限られることはなく、放熱効果を向上させるものであれば、どのような形状のものであってもよい。例えば放熱フィン６２の高さは、右放熱器２の側を高くしてもよく、さらに、図３においては、放熱フィン６２は右放熱器２のベース部１１の長辺に対して並行に配置されているが、これを右放熱器２のベース部１１の長辺に対して直交するようにして配置しても良い。この場合、放熱フィン６２のそれぞれの高さを右放熱器２の側を高くしても良い。

また、上述においては、左放熱器１及び右放熱器２は、各フィン部１２ａ〜１２ｄの自由端側が対向するようにして配置しているが、この代わりに図４のように、左放熱器１及び右放熱器２の各ベース部側が対向するように配置してもよい。

本発明の一実施形態に係るパワーアンプ用放熱構造体の構成を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。 従来の２チャンネルアンプにおける放熱器の一例を示す斜視図である。 従来の５チャンネルアンプにおける放熱器の一例を示す正面図である。

符号の説明

１：左放熱器、２：右放熱器、３：連結部材、４：パワーアンプ、５：連結部材、６：連結部材、７：左放熱器、８：右放熱器、９：パワーアンプ、１１：ベース部、１２ａ〜１２ｄ：フィン部、６１：ベース部、６２：放熱フィン、７１：ベース、７２：フィン、９１：左放熱器、９２：パワーアンプ、９３：右放熱器、９４：パワーアンプ。

Claims (3)

1. 主に左チャンネル用の部品が発する熱を放散させる左放熱器、
   主に右チャンネル用の部品が発する熱を放散させる右放熱器、並びに
   前記左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材を備え、
   前記左放熱器及び前記右放熱器のうちの一方の放熱器が熱を放散させる部品の発熱量は、他方の放熱器が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きく、
   前記一方の放熱器が熱を放散させる部品は、左チャンネル用の部品又は右チャンネル用の部品と共に、左チャンネルと右チャンネルとのいずれにも該当しないチャンネル用の部品を含むことを特徴とする増幅器用の放熱機構。
2. 前記接続部材は、前記一方の放熱器側において、前記他方の放熱器側よりも熱容量が大きいことを特徴とする請求項１記載の放熱機構。
3. 請求項１又は２記載の放熱機構を備え、これにより装置が備える増幅器における各チャンネルの部品が発する熱を放散させるようにしたことを特徴とする音響装置。

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