JPH11233979A - 電子機器の放熱構造とこの放熱構造を用いた電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装面に実装された複数の他のディスクリー
ト部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート
部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置（電子機
器）の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源
装置全体の信頼性が向上する電子機器の放熱構造を提供
する。 【解決手段】 基板５の実装面にトランス６を実装し
て、基板５の実装面とは反対側の面部側にトランス６の
放熱手段を設け、この放熱手段を、基板５の実装面に開
口部７を設け、この開口部７にヒートシンク９を挿入し
て、このヒートシンク９を電熱シート１１を介してトラ
ンス６に当てて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の放熱構
造とこの放熱構造を用いた電源装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電源機器２０にあっては、例えば、図６
に示すようにケース３１に内蔵された基板３２には電解
コンデンサ３３、トランス３４等の多数の電子部品が搭
載してある。そして、このトランス３４は発熱部品であ
り、その発熱量は大きく、このトランス３４が発生させ
る熱を放熱する必要がある。

【０００３】従来の電源機器２０における放熱構造とし
ては、例えば、電源機器３０のケース３１に多数の放熱
用のスリット（図示せず）を形成すると共に、ケース３
１の端部に金属性のヒートシンク３６を取り付けて構成
されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電源機器２０におい
て、トランス３４は大きなディスクリート部品の１つで
あり、電源機器２０全体の小形化を図るにはトランス３
４の小形化が重要な要因になっていた。すなわち、トラ
ンス３４の小形化の妨げになっている要素に１つにトラ
ンス３４の温度上昇があり、特に、高容量の電源機器に
おいては、その放熱を効果的にできなければ、トランス
３４を小さくすることが難しい。

【０００５】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、その第１の目的とするところは、実装
面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度
影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計
が楽になるし、また、電子機器の使用温度の範囲を広げ
ることが可能になるばかりか、発熱体（トランス）の小
形化を可能にする電子機器の放熱構造を提供することに
ある。

【０００６】また、本発明の第２の目的とするところ
は、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品
への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の
温度設計が楽になるし、また、機器本体の使用温度の範
囲を広げることが可能になるばかりか、発熱体（トラン
ス）の小形化を可能にする電源装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、請求項１の発明に係る電子機器の放熱構造
は、基板の実装面に発熱体を実装して、前記基板の前記
実装面とは反対側の面部側に前記発熱体の放熱手段を設
けたことを特徴とする。

【０００８】かかる構成により、基板において、発熱体
が実装されている実装面とは反対側に、放熱手段により
発熱体の放熱を行うようにしてあることから、実装面に
実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響
が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽
になるし、また、電子機器の使用温度の範囲を広げるこ
とが可能になり、電子機器全体の信頼性が向上すること
になる。

【０００９】また、上記の第１の目的を達成するため
に、請求項２の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求
項１に記載の電子機器の放熱構造において、前記放熱手
段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口
部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを電熱
シートを介して前記発熱体に当てて構成した。

【００１０】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、発
熱体が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに
伝わり、このヒートシンクから放熱される。このよう
に、発熱体が発生する熱は確実に放熱されることによ
り、この発熱体の温度上昇を押さえることができる。こ
のために、発熱体の放熱面積が小さくて済むようになっ
て、発熱体の小形化が可能になる。

【００１１】また、上記の第１の目的を達成するため
に、請求項３の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求
項１に記載の電子機器の放熱構造において、前記放熱手
段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口
部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを電熱
シートを介して前記発熱体に当てると共に、前記ヒート
シンクを金属性のケースに接触させて構成した。

【００１２】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、発
熱体が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに
伝わり、このヒートシンクから金属性のケースに伝わり
放熱される。このように、発熱体が発生する熱は確実に
放熱されることにより、この発熱体の温度上昇を押さえ
ることができる。このために、発熱体の放熱面積が小さ
くて済むようになって、発熱体の小形化が可能になる。

【００１３】また、上記の第１の目的を達成するため
に、請求項４の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求
項１に記載の電子機器の放熱構造において、前記放熱手
段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口
部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを導体
モジュールの放熱手段に連ねると共に、前記ヒートシン
クを電熱シートを介して前記発熱体に当てて構成した。

【００１４】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、発
熱体が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに
伝わり、このヒートシンクから導体モジュールの放熱手
段により放熱される。このように、発熱体が発生する熱
は確実に放熱されることにより、この発熱体の温度上昇
を押さえることができる。このために、発熱体の放熱面
積が小さくて済むようになって、発熱体の小形化が可能
になる。

【００１５】また、上記の第１の目的を達成するため
に、請求項５の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求
項１又は請求項２又は請求項３に記載の電子機器の放熱
構造において、前記発熱体がトランスであり、このトラ
ンスの電熱シート当接面が巻線部である。

【００１６】かかる構成により、トランスの巻線部が発
生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに伝わり、
このヒートシンクから放熱されて金属性のケースに伝わ
り、ケースから放熱される。

【００１７】このように、トランスの巻線部が発生する
熱は確実に放熱されることにより、この巻線部の温度上
昇を押さえることができる。このために、トランスの放
熱面積が小さくて済むようになって、トランスの小形化
が可能になる。

【００１８】また、基板において、トランスが実装され
ている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行う
ようにしてあることから、実装面に実装された複数の他
のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他の
ディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電
子機器の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電
子機器全体の信頼性が向上することになる。

【００１９】また、上記の第１の目的を達成するため
に、請求項６の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求
項１又は請求項２又は請求項４に記載の電子機器の放熱
構造において、前記発熱体がトランスであり、このトラ
ンスの電熱シート当接面が巻線部に連なる金属部であ
る。

【００２０】かかる構成により、トランスが発生する熱
は、このトランスの巻線部に連なる金属部から放熱シー
トを介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクか
ら導体モジュールの放熱手段により放熱される。

【００２１】このように、トランスが発生する熱は確実
に放熱されることにより、この巻線部の温度上昇を押さ
えることができる。このために、トランスの放熱面積が
小さくて済むようになって、トランスの小形化が可能に
なる。

【００２２】また、基板において、トランスが実装され
ている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行う
ようにしてあることから、実装面に実装された複数の他
のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他の
ディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電
子機器の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電
子機器全体の信頼性が向上することになる。

【００２３】また、上記の第２の目的を達成するため
に、請求項７の発明に係る電源装置は、請求項１乃至請
求項６の電子機器の放熱構造を用いた。

【００２４】かかる構成により、発熱体（トランス）が
発生する熱は確実に放熱されることにより、この発熱体
（トランス）の温度上昇を押さえることができる。この
ために、発熱体（トランス）の放熱面積が小さくて済む
ようになって、発熱体（トランス）の小形化が可能にな
る。

【００２５】また、基板において、発熱体（トランス）
が実装されている実装面とは反対側に、このトランスの
放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装され
た複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なく
なり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になる
し、また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可
能になり、電源装置全体の信頼性が向上することにな
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２７】（実施の形態例１）図１は本発明に係る放
熱構造（実施の形態例１）を有する電子機器としての電
源装置の斜視図、図２は本発明に係る電子機器の放熱構
造（実施の形態例１）の分解状態の斜視図、図３は同放
熱構造（実施の形態例１）の縦断面図である。

【００２８】電子機器である電源装置１は金属性のケー
ス２を備えており、このケース２の前面部２Ｂには端子
台部２−１が設けてあり、ケース２の底面部２Ａにはヒ
ートシンク取付部３を有しており、このヒートシンク取
付部３の中央には取付用孔部４が形成してある。

【００２９】また、ケース２に内蔵される基板５には電
解コンデンサで代表される非発熱部品（図示せず）、半
導体（図示せず）及び発熱体であるトランス６等の多数
の電子部品が搭載してある。

【００３０】トランス６は外鉄形であって、横型の巻線
部を有している。すなわち、このトランス６は鉄心部６
Ａにコイル線を巻回した巻線部６Ｂを有していて、この
巻線部６Ｂの左右には下方に突出する複数の端子６Ｃが
設けてある。

【００３１】基板５にはトランス６の巻線部６Ｂに対向
する長方形状の開口部７が形成してある。この開口部７
は、点線で囲ったトランス実装時の面積の範囲イ内に位
置しており、開口部７の左右にはトランス実装時の面積
の範囲イ内に位置してスルーホール８が設けてある。ま
た、基板５の上面側が電子部品の実装側にしてあり、こ
の実装面に複数のディスクリート部品（図示せず）が実
装してある。

【００３２】また、ヒートシンク９は、基板５の開口部
７に挿入可能な長方形状をなしており、その下面部９Ａ
は平坦であり、その上面部９Ｂはトランス６の巻線部６
Ｂの下部形状に相似した凹状の曲面に形成してある。ま
た、ヒートシンク９の中央部にはねじ孔１０が設けてあ
る。

【００３３】また、放熱シート１１は長方形状であっ
て、ヒートシンク９の上面部９Ｂの曲面に馴染む低硬度
を有している。

【００３４】そして、ケース２の底面部２Ａには、その
ヒートシンク取付部３上に、平坦な下面部９Ａを接して
ヒートシンク９が載せてあり、ケース２の裏から取付用
孔部４に挿通した止めねじ１２をねじ孔１０に螺合し
て、ヒートシンク取付部３にヒートシンク９が取り付け
てある。

【００３５】また、前記基板５には、そのスルーホール
８に端子６Ｃを挿入して半田付けしまた、スペーサ１３
を介在させてトランス６が搭載してあり、このトランス
６の巻線部６Ｂの下部は基板５の開口部７に対向してい
る。この場合、トランス６は、点線で囲ったトランス実
装時の面積の範囲イ内に位置している。

【００３６】そして、ヒートシンク９の上面部９Ｂに放
熱シート１１を載置した後に、基板５をケース２に収容
して、基板５の開口部７にヒートシンク９及び放熱シー
ト１１を配置（挿入）して、トランス６の巻線部６Ｂの
下部を放熱シート１１に接触させて、この巻線部６Ｂの
下部を放熱シート１１を介してヒートシンク９の上面部
９Ｂに当てる。この場合、巻線部６Ｂの下部の曲面が放
熱シート１１を介してヒートシンク９の上面部９Ｂの曲
面に沿うようになる。そして、基板５をケース２に固定
手段（図示せず）で固定してある。そして、少なくとも
放熱シート１１とヒートシンク９とで放熱手段を構成し
ている。

【００３７】次に、上記のように構成されたトランス６
の放熱構造による放熱作用を説明する。トランス６の巻
線部６Ｂが発生する熱は放熱シート１１を介してヒート
シンク９に伝わり、このヒートシンク９から放熱されて
金属性のケース２に伝わり、ケース２から放熱される。

【００３８】このように、トランス６の巻線部６Ｂが発
生する熱は確実に放熱されることにより、この巻線部６
Ｂの温度上昇を押さえることができる。このために、ト
ランス６の放熱面積が小さくて済むようになって、トラ
ンス６の小形化が可能になる。

【００３９】また、基板５において、トランス６が実装
されている実装面とは反対側に、このトランス６の放熱
を行うようにしてあることから、実装面に実装された複
数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくな
り、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、
また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可能に
なり、電源装置全体の信頼性が向上することになる。

【００４０】（実施の形態例２）本発明の実施の形態例
２を図４及び図５に示す。本発明の実施の形態例２にあ
っては、その放熱構造を、基板１５の実装面に開口部１
７を設け、この開口部１７にヒートシンク１７を配置
（挿入）して、このヒートシンク１９を導体モジュール
２１の放熱手段に連ねると共に、ヒートシンク１９を電
熱シート２４を介してトランス１６に当てて構成したも
のである。

【００４１】トランス１６は外鉄形であって、縦型の巻
線部１６Ｂを有している。そして、このトランス１６の
巻線部１６Ｂには金属板（金属部）１６Ｄが接触してお
り、この金属板１６Ｄはトランス１６の下部に回り込ん
でいる。また、トランス１６の下部の左右には、下方に
突出する複数の端子１６Ｃが左右に設けてある。

【００４２】基板１５には、トランス１６の下部に対向
する長方形状の開口部１７が形成してある。この開口部
１７は、点線で囲ったトランス実装時の面積の範囲イ内
に位置しており、開口部１７の左右にはトランス実装時
の面積の範囲イ内に位置してスルーホール１８が設けて
ある。また、基板１５の上面側が電子部品の実装側にし
てあり、この実装面に複数のディスクリート部品（図示
せず）が実装してある。

【００４３】また、ヒートシンク１９は、基板１５の開
口部１７に挿入可能な長方形状をなしており、その上、
下面部１９Ｂ、１９Ａは平坦であり、また、ヒートシン
ク１９にはねじ孔２０が設けてある。

【００４４】２３は半導体モジュール２１の発熱を放熱
するためのモジュール用ヒートシンクであって、導体モ
ジュール２１の放熱手段を構成している。半導体モジュ
ール２１の内面部（上面部）には、モジュール実装無し
のヒートシンク取付部２２が形成してある。

【００４５】そして、半導体モジュール２１の外面部
（下面部）にはモジュール用ヒートシンク２３が配置し
てあって、ねじ止めしてあり、また、半導体モジュール
２１のヒートシンク取付部２２には、ヒートシンク１９
が、そのねじ孔２０を用いてねじ（図示せず）により固
定してあり、ヒートシンク１９の上面部１９Ｂには放熱
シート２４が載置してある。

【００４６】そして、このようにモジュール用ヒートシ
ンク２３、ヒートシンク１９及び放熱シート２４を搭載
した半導体モジュール２１は、基板１５の裏面に実装し
てあり、この場合、基板１５の開口部１７にはヒートシ
ンク１９及び放熱シート２４が配置８挿入）される。

【００４７】そして、前記基板１５には、そのスルーホ
ール１８に端子１６Ｃを挿入して半田付けし、また、ス
ペーサ（図示せず）を介在させてトランス１６が搭載し
てあり、このトランス１６の下部に位置する金属板１６
Ｄは放熱シート２４を介してヒートシンク１９の上面部
１９Ｂに当ててあり、基板１５がケースに固定手段（い
ずれも図示せず）で固定してある。

【００４８】次に、上記のように構成されたトランス１
６の放熱構造による放熱作用を説明する。トランス１６
の巻線部１６Ｂが発生する熱は金属板１６Ｄ、放熱シー
ト２３を介してヒートシンク１９に伝わり、このヒート
シンク１９から放熱されて半導体モジュール２１のヒー
トシンク取付部２２からモジュール用ヒートシンク２３
に伝わり、このモジュール用ヒートシンク２３から放熱
される。

【００４９】このように、トランス１６の巻線部１６Ｂ
が発生する熱は確実に放熱されることにより、この巻線
部１６Ｂの温度上昇を押さえることができる。このため
に、トランス１６の放熱面積が小さくて済むようになっ
て、トランス１６の小形化が可能になる。

【００５０】また、基板１５において、トランス１６が
実装されている実装面とは反対側に、このトランス１６
の放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装さ
れた複数の他のディスクリート部品への温度影響が少な
くなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になる
し、また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可
能になり、電源装置全体の信頼性が向上することにな
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
機器の放熱構造によれば、基板において、発熱体が実装
されている実装面とは反対側に、放熱手段により発熱体
の放熱を行うようになって、実装面に実装された複数の
他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他
のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、
電源装置（電子機器）の使用温度の範囲を広げることが
可能になり、電源装置全体の信頼性が向上することにな
る。

【００５２】また、発熱体が発生する熱は放熱シートを
介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクから放
熱される。また、ヒートシンクを金属製のケースに取り
付けることにより、発熱体が発生する熱はヒートシンク
からケースに伝わり、放熱される。また、ヒートシンク
を導体モジュールの放熱手段に連ねることにより発熱体
が発生する熱はヒートシンクから導体モジュールの放熱
手段に伝わり、放熱される。

【００５３】このように、発熱体が発生する熱は確実に
放熱されることにより、この発熱体の温度上昇を押さえ
ることができる。このために、発熱体の放熱面積が小さ
くて済むようになって、発熱体の小形化が可能になる。

【００５４】特に、発熱体がトランスである場合には、
トランスの巻線部が発生する熱は確実に放熱されること
により、この巻線部の温度上昇を押さえることができ
る。このために、トランスの放熱面積が小さくて済むよ
うになって、トランスの小形化が可能になる。

【００５５】また、基板において、トランスが実装され
ている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行う
ようにしてあることから、実装面に実装された複数の他
のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他の
ディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電
源装置（電子機器）の使用温度の範囲を広げることが可
能になり、電源装置全体の信頼性が向上することにな
る。

【００５６】また、本発明に係る電源装置によれば、発
熱体（トランス）が発生する熱は確実に放熱されること
により、この発熱体（トランス）の温度上昇を押さえる
ことができる。このために、発熱体（トランス）の放熱
面積が小さくて済むようになって、発熱体（トランス）
の小形化が可能になる。

【００５７】また、基板において、発熱体（トランス）
が実装されている実装面とは反対側に、このトランスの
放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装され
た複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なく
なり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になる
し、また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可
能になり、電源装置全体の信頼性が向上することにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放熱構造（実施の形態例１）を有
する電子機器の斜視図である。

【図２】本発明に係る電子機器の放熱構造（実施の形態
例１）の分解状態の斜視図である。

【図３】同放熱構造（実施の形態例１）の縦断面図であ
る。

【図４】本発明に係る電子機器の放熱構造（実施の形態
例２）の分解状態の斜視図である。

【図５】同放熱構造（実施の形態例２）の縦断面図であ
る。

【図６】従来の放熱構造を有する電子機器（電源装置）
の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 電源装置（電子機器） ２ ケース ５ 基板 ６ トランス ６Ｂ 巻線部 ６Ｃ 端子 ６Ｄ 金属板（金属部） ７ 開口部 ９ ヒートシンク １１ 電熱シート １５ 基板 １７ 開口部 １９ ヒートシンク ２１ 半導体モジュール ２３ モジュール用ヒートシンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村林 陽康 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の実装面に発熱体を実装して、前記
   基板の前記実装面とは反対側の面部側に前記発熱体の放
   熱手段を設けたことを特徴とする電子機器の放熱構造。
2. 【請求項２】 前記放熱手段を、前記基板の前記実装面
   に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置し
   て、このヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体
   に当てて構成した請求項１に記載の電子機器の放熱構
   造。
3. 【請求項３】 前記放熱手段を、前記基板の前記実装面
   に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置し
   て、このヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体
   に当てると共に、前記ヒートシンクを金属性のケースに
   接触させて構成した請求項１に記載の電子機器の放熱構
   造。
4. 【請求項４】 前記放熱手段を、前記基板の前記実装面
   に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置し
   て、このヒートシンクを導体モジュールの放熱手段に連
   ねると共に、前記ヒートシンクを電熱シートを介して前
   記発熱体に当てて構成した請求項１に記載の電子機器の
   放熱構造。
5. 【請求項５】 前記発熱体がトランスであり、このトラ
   ンスの電熱シート当接面が巻線部である請求項２又は請
   求項３に記載の電子機器の放熱構造。
6. 【請求項６】 前記発熱体がトランスであり、このトラ
   ンスの電熱シート当接面が巻線部に連なる金属部である
   請求項２又は請求項４に記載の電子機器の放熱構造。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の電子機器の放熱
   構造を用いた電源装置。