JP4737639B2 - COOLING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、主に高圧電源で動作するインバータ装置やサーボアンプなどの電子機器に関するものであり、特に電子機器の発熱部品を高効率に冷却するための冷却装置およびこれを備えた電子機器に関するものである。 The present invention relates to electronic devices such as inverter devices and servo amplifiers that mainly operate with a high-voltage power supply, and more particularly to a cooling device for efficiently cooling heat-generating components of electronic devices and an electronic device including the same. It is.
近年、電子機器の高密度化に伴い、冷却装置の高性能化と小型化が求められている。従来の冷却装置では、冷却能力を向上させるために、ファンの冷却風をヒートシンクのベースプレート面に直接吹き付ける構成のものがある。ヒートシンクで最も高温となる発熱部品を取り付けている箇所に、ファンの冷却風を直接導くことにより、高効率に冷却することが可能である(例えば、特許文献1参照)。
図5は、従来の強制空冷式の冷却装置を備えた電子機器であって、(a)は全体斜視図、(b)は平面図であり、例えばインバータ装置やサーボアンプなどが相当する。
図5において、101は電子機器、102はヒートシンク本体、103はベースプレート、104は放熱フィン、105はファン、106はファン吸気口、107はケース本体、108は発熱部品、109は通風路、Fは冷却風の流れを示している。
電子機器101の冷却装置は、基本的にヒートシンク本体102とケース本体107で構成される。ヒートシンク本体102は、ベースプレート103の一方の面に発熱部品108を密着するように取り付け、ベースプレート103の該発熱部品108が取り付けられる面の反対側の背面に複数の放熱フィン104を有している。また、ケース本体107は、該放熱フィン104の先端部に対向する部位を覆い、ヒートシンク本体102に取り付けられている。このヒートシンク本体102とケース本体107により、放熱フィン104の長手方向に沿って冷却風の通風路109が形成されており、冷却風の通風路109の内部にはファン105が配置されている。また、ケース本体107は、冷却風Fを通風路109内に強制導入するためのファン吸気口106が設けられている。
In recent years, with the increase in the density of electronic devices, there has been a demand for higher performance and smaller size of the cooling device. Some conventional cooling devices have a configuration in which cooling air from a fan is blown directly onto a base plate surface of a heat sink in order to improve cooling capacity. It is possible to cool with high efficiency by directing the cooling air of the fan directly to the place where the heat generating component having the highest temperature is attached in the heat sink (for example, see Patent Document 1).
5A and 5B show an electronic apparatus provided with a conventional forced air-cooling type cooling device. FIG. 5A is an overall perspective view and FIG. 5B is a plan view, which corresponds to, for example, an inverter device or a servo amplifier.
In FIG. 5, 101 is an electronic device, 102 is a heat sink body, 103 is a base plate, 104 is a radiating fin, 105 is a fan, 106 is a fan inlet, 107 is a case body, 108 is a heat generating component, 109 is a ventilation path, F is The flow of cooling air is shown.
A cooling device for the
次に電子機器の動作については、ファン105を回転させると、冷却風Fは電子機器101の側面にあるファン吸気口106からファン105に吸気し、ヒートシンク本体102のベースプレート103面に冷却風Fが吹き付けられる。ベースプレート103面に衝突した冷却風Fは放熱フィン104の長手方向に沿って流れ、発熱部品108から放熱フィン104へ伝熱した熱を熱交換し、ヒートシンク本体102とケース本体1により形成された開口部から熱交換された冷却風を排出する。
しかしながら従来の冷却装置を備えた電子機器では、電子機器の側面に接近して他の構造物や別の電子機器を配置した場合、側面のファン吸気口を塞ぐことになる。これによりファンからの冷却風が減少し、冷却能力が著しく低下する。ファンに円滑に吸気させるためには電子機器の周囲に、ファンの厚み程度の間隔を開けて他の構造物や別の電子機器を取り付けることになる。そのため、電子機器を取り付けるためのスペースが余分に必要になる。
また、一方で市場では電子装置の取り付けスペースの縮小が求められており、改善すべき課題となっている。
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、電子機器を他の構造物や別の電子機器に接近して配置した場合にも、電子機器の側面に取り付けられたファンに効率良く吸気することにより冷却能力を確保し、その結果電子機器の取り付けスペースを小型化することができる冷却装置およびこれを備えた電子機器を提供することを目的とする。
However, in the electronic device provided with the conventional cooling device, when another structure or another electronic device is arranged close to the side surface of the electronic device, the fan inlet on the side surface is blocked. As a result, the cooling air from the fan is reduced and the cooling capacity is significantly reduced. In order to allow the fan to suck air smoothly, another structure or another electronic device is attached around the electronic device with an interval of about the thickness of the fan. For this reason, an extra space for mounting the electronic device is required.
On the other hand, in the market, it is required to reduce the installation space for electronic devices, which is a problem to be improved.
The present invention has been made in view of such a problem, and even when an electronic device is disposed close to another structure or another electronic device, the fan is attached to the side surface of the electronic device. It is an object of the present invention to provide a cooling device and an electronic device equipped with the cooling device that can secure a cooling capacity by sucking in well and, as a result, reduce the mounting space of the electronic device.
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項1に記載の発明は、発熱部品を取り付けるためのベースプレートの背面に複数の放熱フィンを有してなるヒートシンク本体と、前記ヒートシンク本体に該放熱フィンの先端部に対向する部位を覆うように取り付けられると共に、前記ヒートシンク本体と組み合わせることで該放熱フィンの長手方向に沿って開口した冷却風の通風路を形成するように構成してなるケース本体と、前記冷却風の通風路の内部に配置されたファンと、前記ファンにより冷却風を前記通風路内に強制導入するためのファン吸気口と、を備えた冷却装置において、前記ケース本体の外形の一部を切り欠いて、前記ケース本体の面位置より内側に凹むようにカバープレートが備えられ、前記カバープレートに前記ファン吸気口が設けられ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に記載の冷却装置において、前記カバープレートは前記放熱フィンの先端部と密着するように設けられた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に記載の冷却装置において、前記ケース本体に設けた前記カバープレートの取付け面の面位置から前記ケース本体における前記放熱フィンと対向しない部位の面位置までの間の距離は、平面視で前記ファンの厚みの1/2倍〜2倍である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に記載の冷却装置において、前記カバープレートは、前記ケース本体に対する取付け部位となる端面の反対側の端面に障壁板を設けた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または2に記載の冷却装置において、前記カバープレートの前記放熱フィンとの反対側に、前記ケース本体における前記放熱フィンと対向しない部位の面位置と同じ位置に配置するように第2のカバープレート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、請求項1〜5の何れか1項に記載の冷却装置を備えた電子機器であることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, a heat sink body having a plurality of heat radiating fins on the back surface of a base plate for attaching a heat-generating component, and a portion of the heat sink body that faces the front end portion of the heat radiating fins are covered. A case main body configured to be attached and combined with the heat sink main body to form a cooling air ventilation path opened along a longitudinal direction of the radiating fin, and disposed inside the cooling air ventilation path in the cooling apparatus having a fan which is, and a fan inlet to force introducing cooling air to the ventilation channel by pre Symbol fans, by cutting out a portion of the outer shape of the case body, the case body A cover plate is provided so as to be recessed inward from the surface position, and the fan intake port is provided in the cover plate .
According to a second aspect of the present invention, in the cooling device according to the first aspect, the cover plate is provided so as to be in close contact with a tip end portion of the radiating fin.
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the cooling device according to the first or second aspect, the cover plate is provided with a barrier plate on an end surface opposite to an end surface serving as an attachment site for the case body. It is a feature.
Further, the invention according to
The invention according to claim 6 is an electronic apparatus including the cooling device according to any one of
請求項1に記載の発明によると、ヒートシンク本体とファンからなる冷却装置の外形を一部切り欠いて内側に配置することにより形成される空間が、ファンの吸気スペースとなり、ファンへの吸気量を効率よく確保することになる。これにより、ファンを有する冷却装置を備えた電子機器の直近に他の構造物を置くことが可能となり、電子機器取り付けに必要なスペースを小型化することができる。
また、請求項2に記載の発明によると、カバープレートをヒートシンクの放熱フィンの先端部と密着するように設けることで、カバープレートと放熱フィン間の熱伝達が良好になり、冷却効率が上がる。
また、請求項3に記載の発明によると、カバープレートの外形を一部切り欠くことで形成される空間の厚さをファンの厚さの1/2倍〜2倍とすることにより、空間の厚さを最適にすることができる。これにより、電子機器の外形の小型化と冷却性能のバランスを取ることができる。
また、請求項4に記載の発明によると、カバープレートのケース本体取付け部位となる端面の反対側の端面に障壁板を設けることで、電子機器に別の電子機器を並行して密着させるように配置する場合においても、電子機器の冷却能力を低下させること無く、複数の電子機器を取り付ける際の取り付けスペースを小型化できる。
また、請求項5に記載の発明によると、電子機器がファン吸気部にカバーを設けることで、吸気スペースにファンの吸気を妨げる障害物が入り込むことを防止することができ、冷却装置の性能が低下すること防ぐことが可能である。
また、請求項6に記載の発明によると、請求項1〜5の何れか1項に記載の冷却装置における効果を有する電子機器を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, the space formed by cutting out the outer shape of the cooling device including the heat sink main body and the fan and arranging the cooling device on the inner side becomes the fan intake space, and the amount of intake air to the fan is reduced. It will be secured efficiently. Thereby, it becomes possible to place another structure in the immediate vicinity of the electronic device provided with the cooling device having a fan, and the space necessary for mounting the electronic device can be reduced in size.
According to the second aspect of the present invention, by providing the cover plate so as to be in close contact with the tip of the heat sink fin of the heat sink, heat transfer between the cover plate and the heat sink fin is improved and the cooling efficiency is increased.
According to the third aspect of the present invention, the thickness of the space formed by partially cutting out the outer shape of the cover plate is set to 1/2 to 2 times the thickness of the fan. The thickness can be optimized. Thereby, it is possible to balance the downsizing of the outer shape of the electronic device and the cooling performance.
According to the invention described in claim 4, by providing a barrier plate on the end surface of the cover plate opposite to the end surface serving as the case main body attachment site, another electronic device is brought into close contact with the electronic device in parallel. Even in the case of arrangement, the mounting space for mounting a plurality of electronic devices can be reduced without reducing the cooling capacity of the electronic devices.
According to the invention described in
Moreover, according to the invention of Claim 6, the electronic device which has the effect in the cooling device of any one of Claims 1-5 can be provided.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施例を示す強制空冷式の電子機器用冷却装置であって、(a)は全体斜視図、(b)は平面図である。
図1において、1は電子機器、2はヒートシンク本体、3はベースプレート、4は放熱フィン、5はファン、6はファン吸気口、7はケース本体、7Aはカバープレート、8は発熱部品、9は障壁板、12は通風路、Sは吸気スペース、Lsは吸気スペースの厚さ、Fは冷却風の流れを示している。
本発明の電子機器1の冷却装置が、発熱部品8が取り付けられたベースプレート3と、ベースプレート3の背面に複数の放熱フィン4を有したヒートシンク本体2と、ヒートシンク本体2に放熱フィン4の先端部に対向する部位を覆い、ヒートシンク本体2と組み合わせることで放熱フィン4の長手方向に沿って開口した冷却風Fの通風路12を形成するように構成してなるケース本体7と、通風路12の内部に配置されたファン5と、ケース本体7の放熱フィン4と対向する面に配置されると共にファン5により冷却風Fを通風路12内に強制導入するためのファン吸気口6と、を備える点は従来技術と同じである。
FIG. 1 shows a forced air-cooling electronic apparatus cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention, wherein (a) is an overall perspective view and (b) is a plan view.
In FIG. 1, 1 is an electronic device, 2 is a heat sink body, 3 is a base plate, 4 is a radiating fin, 5 is a fan, 6 is a fan inlet, 7 is a case body, 7A is a cover plate, 8 is a heat generating component, 9 is The barrier plate, 12 is the ventilation path, S is the intake space, Ls is the thickness of the intake space, and F is the flow of the cooling air.
The cooling device for the
本発明が従来技術と異なる点は、ケース本体7は、ファン吸気口6が取り付けられる部位の外形の一部を切り欠いて、放熱フィン4の先端部と密着するように形成されたカバープレート7Aを有しており、ケース本体7に取付けたカバープレート7Aの取付け面の面位置が、図1(b)における平面視でケース本体7における放熱フィン4と対向しない部位の面位置よりも電子機器1の本体内側に設けた点である。すなわち、図1(b)に示すようにケース本体7の外形の一部が切り欠かれたベースプレートの部位に吸気スペースSを形成する構成となっている。
また、ケース本体7に取付けたカバープレート7Aの取付け面の面位置からケース本体7における放熱フィン4と対向しない部位の面位置までの間の距離(吸気スペースSの厚さLSの寸法)は、図1(b)における平面視でファンの厚さLFの1/2倍〜2倍が好ましい。
具体的には、吸気スペースSの厚さLSがファン5の厚さLFに比べて小さ過ぎると、ファン5の吸気効率が低下して冷却能力が低くなる。また、吸気スペースSの厚さLSがファン5の厚さLFに比べて大き過ぎると、ファン5の吸気効率は良くなるが、電子機器1の外形寸法が大きくなり電子機器1の小型化に悪影響を及ぼす。このような理由から冷却能力と小型化を両立するには、吸気スペースSの厚さLsがファン5の厚さの1/2倍〜2倍程度が最適となっている。
また、カバープレート7Aは、ケース本体7に対する取付け部位となる端面の反対側の端面に障壁板9を設けた構成になっているが、その実施例については、第2および第3実施例にて説明する。
The present invention is different from the prior art in that the
Further, the distance from the surface position of the mounting surface of the
Specifically, the thickness L S of the intake space S is too small relative to the thickness L F of the
Further, the
次に電子機器の動作については、ファン5を回転させると、冷却風Fは電子機器1のケース本体7の外形の一部が切り欠かれたベースプレートの部位における吸気スペースSを介してファン吸気口6から通風路12内に吸気し、ヒートシンク本体2のベースプレート3面に吹き付けられる。ベースプレート3面に衝突した冷却風Fは放熱フィン4の長手方向に沿って流れ、発熱部品8から放熱フィン4へ伝熱した熱を熱交換し、ヒートシンク本体2とケース本体1により形成された開口部から熱交換された冷却風Fが排出される。
また、カバープレート7Aは、ファン吸気口6から吸気される冷却風Fと、ヒートシンク本体2の放熱により温度が上昇して熱交換される冷却風Fとが混ざることを抑制して、冷却特性を向上させる効果がある。
Next, regarding the operation of the electronic device, when the
Further, the
図2は第2実施例における電子機器用冷却装置を構造物に取り付けた状態を示す平面図である。
図2に示すように、電子機器1のカバープレート7Aに設けた障壁板9により、電子機器1のファン取付面に別の構造物10を接近させて取り付けた場合でも、平面視で吸気スペースSが確保され、かつ、吸気スペースSの上下は開放されているため、吸気スペースSを通過して通風路12の方向に向かって入る空気が円滑にファンへ吸気され、ヒートシンクの冷却能力が維持される。これにより、冷却装置の能力を維持することができると共に、電子機器1の取り付けスペースを小型化できる。
FIG. 2 is a plan view showing a state in which the electronic apparatus cooling device according to the second embodiment is attached to a structure.
As shown in FIG. 2, even when another structure 10 is mounted close to the fan mounting surface of the
図3は第3実施例における電子機器用冷却装置を別の電子機器に密着して並べられた状態を示す平面図である。
図3において、11は電子機器1とは別の電子機器である。
電子機器1と別の電子機器11を密着させて並べて配置する場合、電子機器1本体と障壁板9により、電子機器1と別の電子機器11の間に吸気スペースSが確保され、かつ、吸気スペースSの上下は開放されているため、吸気スペースSを通過して通風路12の方向に向かって入る空気が円滑にファン5へ吸気され、ヒートシンク2の冷却能力が維持される。
FIG. 3 is a plan view showing a state in which the electronic apparatus cooling apparatus according to the third embodiment is arranged in close contact with another electronic apparatus.
In FIG. 3, reference numeral 11 denotes an electronic device different from the
When the
図4は本発明の第4実施例を示す電子機器用冷却装置であって、(a)は全体斜視図、(b)は平面図である。
図4において、7Bはカバープレートである。
第4実施例が第1〜第3実施例と異なる点は、カバープレート7Aの放熱フィン4との反対側に、ケース本体7における放熱フィン4と対向しない部位の面位置と同じ位置に配置するように第2のカバープレート7Bを設けた点である。
図4において、例えば、電子機器1と他の構造物や電子機器と並べて配置する場合、吸気スペースSよりも小さな部品が吸気スペースS内に入り込み、吸気の効率を低下させる場合があるが、それを防止するため、カバープレート7Bを電子機器1本体に取り付け、吸気スペースSを確保する。
これにより、電子機器1の吸気スペースSにファン5の吸気を妨げる障害物が入り込むことを防止し、冷却装置の性能が低下すること防ぐことが可能である。
4A and 4B show a cooling apparatus for electronic equipment according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4A is an overall perspective view, and FIG. 4B is a plan view.
In FIG. 4, 7B is a cover plate.
The fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that it is disposed on the opposite side of the
In FIG. 4, for example, when the
Accordingly, it is possible to prevent an obstacle that prevents the
本発明は、発熱部品を取り付けたベースプレート背面に複数の放熱フィンを有したヒートシンク本体と、通風路を形成しファンを収納するケース本体と、冷却風を通風路、放熱フィンに強制導入するファンと、を備えた電子機器用冷却装置において、電子機器を他の構造物や別の電子機器に接近して配置した場合にも、電子機器の側面に取り付けられたファンに効率良く吸気することにより冷却能力を確保し、その結果電子機器の取り付けスペースを小型化することにより、あらゆる電子機器すべてに適用できる。 The present invention includes a heat sink body having a plurality of heat radiating fins on the back surface of a base plate to which a heat generating component is attached, a case main body that forms a ventilation path and stores a fan, a fan that forcibly introduces cooling air into the ventilation path and the radiating fin, In the cooling apparatus for electronic equipment provided with the electronic device, even when the electronic equipment is arranged close to another structure or another electronic equipment, cooling is performed by efficiently sucking air into a fan attached to the side of the electronic equipment. It can be applied to all electronic devices by securing capacity and consequently reducing the mounting space of electronic devices.
1 電子機器
2 ヒートシンク本体
3 ベースプレート
4 放熱フィン
5 ファン
6 ファン吸気口
7 ケース本体、
7A カバープレート
7B カバープレート
8 発熱部品、
9 障壁板、
10 構造物
11 別の電子機器
12 通風路
S 吸気スペース、
Ls 吸気スペースの厚さ
F 冷却風の流れ
DESCRIPTION OF
9 Barrier plate,
10 Structure 11 Another
Ls Thickness of intake space F Flow of cooling air
Claims (6)
前記ヒートシンク本体に該放熱フィンの先端部に対向する部位を覆うように取り付けられると共に、前記ヒートシンク本体と組み合わせることで該放熱フィンの長手方向に沿って開口した冷却風の通風路を形成するように構成してなるケース本体と、
前記冷却風の通風路の内部に配置されたファンと、
前記ファンにより冷却風を前記通風路内に強制導入するためのファン吸気口と、
を備えた冷却装置において、
前記ケース本体の外形の一部を切り欠いて、前記ケース本体の面位置より内側に凹むようにカバープレートが備えられ、前記カバープレートに前記ファン吸気口が設けられることを特徴とする冷却装置。 A heat sink body having a plurality of heat dissipating fins on the back surface of the base plate for attaching the heat generating components;
It is attached to the heat sink main body so as to cover a portion facing the tip of the radiating fin, and combined with the heat sink main body so as to form a cooling air ventilation path opened along the longitudinal direction of the radiating fin. A case body configured; and
A fan disposed inside the ventilation path of the cooling air ;
A fan inlet to force introducing cooling air to the ventilation channel by pre Symbol fan,
In a cooling device comprising:
A cooling device , wherein a part of an outer shape of the case body is cut out, a cover plate is provided so as to be recessed inward from the surface position of the case body, and the fan intake port is provided in the cover plate .
The electronic device provided with the cooling device of any one of Claims 1-5.
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