CN114868464A - 冷却构造体和电气装置 - Google Patents

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CN114868464A CN202080089798.5A CN202080089798A CN114868464A CN 114868464 A CN114868464 A CN 114868464A CN 202080089798 A CN202080089798 A CN 202080089798A CN 114868464 A CN114868464 A CN 114868464A
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尾下庆明
日高秀彦
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Abstract

冷却构造体(50)具备：主体部(10)，其使从发热源接受到的热经过散热面(12)和多个散热片(13)放出；盖构件(20)，其具有空气导入口(21H)和紧固于主体部(10)的紧固部(22a～22d)；以及风扇机构(30)。盖构件(20)通过配置为盖构件(20)从末端(13b)侧覆盖多个散热片(13)而形成流路(18)。风扇机构(30)具有：风扇主体(31)，其产生气流；和台座部(32)，其保持风扇主体(31)并且将风扇主体(31)安装于盖构件(20)。台座部(32)接受从主体部(10)相对于台座部(32)的作用力)，或者通过紧固件(29)紧固于主体部(10)。冷却构造体(50)具备：能够抑制在形成流路的盖构件产生振动的结构。

Description

冷却构造体和电气装置
技术领域
本说明书涉及冷却构造体和电气装置。
背景技术
如日本特开平10-145079号公报(专利文献1)所公开的那样，在电气装置中，在壳体内收容有各种元件(发热源)。在壳体中为了散热而设置有冷却构造体。冷却构造体具备多个散热片和用于促进由多个散热片形成的散热的风扇机构。
专利文献1：日本特开平10-145079号公报
冷却构造体还具备盖构件。通过以覆盖多个散热片的方式配置有盖构件，从而在它们之间形成有具有隧道形状的流路。通过驱动风扇机构，使空气等制冷剂在流路内通过，促进由散热片形成的散热。存在风扇机构不是在设置有多个主体鳍片的主体部侧固定，而是在形成上述流路的盖构件固定这种情况。在这样的情况下，通过风扇旋转容易使盖构件振动，容易产生因盖构件的振动引起的噪声等。
发明内容
本说明书的目的在于公开具备能够抑制在形成流路的盖构件产生振动的结构的冷却构造体和具备这样的冷却构造体的电气装置。
基于本公开的冷却构造体具备：主体部，其具有散热面和从上述散热面起突出且从上述散热面侧的基端朝向末端在高度方向上延伸的多个散热片，并使从发热源接受到的热经过上述散热面和多个上述散热片放出；盖构件，其具有空气导入口和紧固于上述主体部的紧固部；以及风扇机构，其固定于上述盖构件，上述盖构件通过配置为上述盖构件从上述末端侧覆盖多个上述散热片，从而上述盖构件与上述散热面和多个上述散热片一起形成流路，上述风扇机构具有：风扇主体，其通过被旋转驱动而产生上述空气导入口这侧成为上游且上述流路这侧成为下游的气流；和台座部，其保持上述风扇主体，并且将上述风扇主体安装于上述盖构件，上述台座部接受从上述主体部相对于上述台座部的作用力，或者通过紧固件紧固于上述主体部。
基于本公开的电气装置具备壳体和收容于上述壳体内的发热源，在上述壳体设置有基于本公开的上述的冷却构造体。
根据本说明书公开的结构，能够获得具备能够抑制在形成流路的盖构件产生振动的结构的冷却构造体和具备这样的冷却构造体的电气装置。
附图说明
图1是表示具备实施方式1的冷却构造体50的电气装置100的立体图。
图2是表示实施方式1的冷却构造体50所具备的主体部10的俯视图。
图3是表示实施方式1的冷却构造体50分解的状态的立体图。
图4是沿着图1中的IV-IV线的箭头方向的剖视图，且示出实施方式1中的冷却构造体50的截面构造。
图5表示比较例的冷却构造体50Z的截面构造。
图6是表示实施方式2的冷却构造体50A的剖视图。
图7是表示实施方式2的变形例的冷却构造体所具备的主体部10A的立体图。
图8是表示实施方式3的冷却构造体50B的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施发明的形式进行说明。在以下的说明中对相同的部件和相当部件标注相同的参照编号，存在不反复重复的说明的情况。
[实施方式1]
(电气装置100)
图1是表示具备冷却构造体50的电气装置100的立体图。电气装置100具备壳体40和收容于壳体40内的发热源42。发热源42由各种元件构成，并因工作而发热。在壳体40为了散热而设置有冷却构造体50。
(冷却构造体50)
图2是表示冷却构造体50所具备的主体部10的俯视图。图3是表示冷却构造体50分解的状态的立体图。图4是沿着图1中的IV-IV线的箭头方向的剖视图，且示出冷却构造体50的截面构造。如图1～图4(主要为图3)所示，冷却构造体50具备主体部10、盖构件20和风扇机构30。
(主体部10)
主体部10具备平板状的基座部11和立设在基座部11上的多个散热片13。基座部11的表面(基座部11的位于基座部11的厚度方向端部侧的面)形成散热面12(图4)。多个散热片13从散热面12起突出，从散热面12侧的基端13a(图3)朝向末端13b而在高度方向H上(图3)延伸。本公开的高度方向H也可以称为基座部11的厚度方向。
在基座部11上还设置有俯视时沿着基座部11的3条边以大致U字状延伸的比较大的部位。形成于该部位的具有U字状的内周面也形成后述的流路18，因此，该部位也能够具有作为散热片13的功能。
散热面12包括没有设置有多个散热片13的平坦区域12a，多个散热片13配置为从四周的局部或整体包围平坦区域12a(参照图2)。此外，此处所说的“没有设置有多个散热片13的平坦区域12a”不包含通过细长地延伸的多个散热片13划分出的流路的下表面的部分。在俯视时，平坦区域12a具有比由多个散热片13划分出的流路的下表面(由散热面12形成的表面)大的表面积，并且具有比后述的风扇机构30的风扇主体31大的表面积。
在主体部10的上表面14设置有4个螺孔17a～17d。上表面14是沿着基座部11的外周缘立设的上述U字状的部位(散热片13)中的与基座部11相反一侧的面。上表面14是散热片13的在与从基端13a朝向末端13b的方向交叉的方向上延伸的面中的构成末端13b的面。不是必须使螺孔17a～17d设置于主体部10的作为散热片发挥功能的部位。螺孔17a～17d能够设置于主体部10的任意位置，也可以在不作为散热片发挥功能的部位设置有螺孔17a～17d。
主体部10还具有：从散热面12起在高度方向H上突出的突起部15。与散热片13相同，突起部15从散热面12起突出，并从散热面12侧的基端15s(图4)朝向末端15t在高度方向H上延伸。突起部15是供后述台座部32紧固的部分。突起部15的上端面15a(若详述，则为突起部15的在与从基端15s朝向末端15t的方向交叉的方向上延伸的面中的构成末端15t的面)在高度方向H上设置于比上表面14的位置低一级的位置。在上端面15a设置有螺孔15b。
由壳体40内的发热源42(图1)产生的热向基座部11传递。主体部10使经由基座部11从发热源42接受到的热经过散热面12和多个散热片13放出。也可以是，主体部10与壳体40相互独立制作，在壳体40上安装有主体部10。也可以是，主体部10被作为壳体40的构成要素之一而预先与壳体40一体地形成。
(盖构件20)
盖构件20具有平板状的形状，并具有紧固于主体部10的紧固部22a～22d。盖构件20配置为从末端13b侧覆盖多个散热片13，从而盖构件20与散热面12和多个散热片13一起形成多个流路18(图1)。
紧固部22a～22d设置于盖构件20的外周缘。本实施方式的紧固部22a～22d设置于盖构件20四角的位置。在盖构件20四角的位置分别形成有贯通孔23a～23d。盖构件20以使贯通孔23a～23d与主体部10的螺孔17a～17d分别连通的方式配置在主体部10上。此外，此处的4个(四角)这样的数字是例示，也可以是3个、5个等任意的多个。盖构件20的外形形状也不局限于矩形状，可以是多边形、椭圆形、圆形等任意形状。
分别插通于贯通孔23a～23d的紧固件27a～27d分别旋合于主体部10的螺孔17a～17d，从而通过紧固件27a～27d，将盖构件20紧固于主体部10(图1)。在本实施方式中，盖构件20中贯通孔23a～23d的周缘部分通过紧固件27a～27d紧固于主体部10，盖构件20中贯通孔23a～23d的周缘部分与紧固部22a～22d抵接。
在盖构件20的大致中央贯通形成有空气导入口21H。在盖构件20中空气导入口21H四周形成有贯通孔24a、24b、25。详情虽将后述，但在贯通孔24a、24b、25分别插通有紧固件28a、28b、29，利用紧固件28a、28b、29将风扇机构30的台座部32紧固于盖构件20。
在盖构件20形成有加强肋26a、26b。加强肋26a、26b从靠台座部32侧的位置(换言之，从盖构件20的安装有台座部32的位置这侧)朝向靠紧固部22c、22d侧的位置延伸。加强肋26a、26b是通过对盖构件20例如实施冲压加工而形成的，提高盖构件20的刚性。
(风扇机构30)
风扇机构30具有风扇主体31和台座部32，并紧固于盖构件20。在盖构件20紧固于主体部10的状态下，风扇主体31配置为与散热面12中的平坦区域12a相向(参照图3中的箭头AR)。在高度方向H(图4)上，风扇主体31配置于盖构件20与散热面12之间。风扇主体31(特别是，下述的叶片部31b)由多个散热片13从四周包围。
风扇主体31包括驱动部31a和叶片部31b，由于叶片部31b被旋转驱动，从而产生空气导入口21H(图1)这侧成为上游且流路18(图1)这侧成为下游的气流。风扇主体31能够由沿着叶片部31b的旋转轴线的方向经由空气导入口21H吸入空气并且能够朝向旋转径向的外侧(排列有多个散热片13那侧)高效地喷出空气的离心风扇等(例如多翼片风扇、涡轮风扇)构成。
台座部32由薄板状的构件形成，保持风扇主体31，并且将风扇主体31安装于盖构件20。台座部32包括环状的外周部33a、设置于外周部33a的内侧的中央部33b、以及3个连接部33c。3个连接部33c沿着径向从中央部33b起以放射状延出，将中央部33b连接于外周部33a。此外，此处的3个这样的数字是例示，也可以是2个、4个等任意的多个。风扇主体31的驱动部31a紧固于中央部33b。
在台座部32的外周部33a形成有螺孔34a、34b和贯通孔35。紧固件28a、28b分别插通于盖构件20的贯通孔24a、24b，分别旋合于台座部32的螺孔34a、34b。紧固件29插通于盖构件20的贯通孔25和台座部32的贯通孔35，并旋合于主体部10(突起部15)的螺孔15b。台座部32通过紧固件28a、28b紧固于盖构件20。台座部32还通过紧固件29紧固于主体部10的突起部15。紧固件29将盖构件20和台座部32共同紧固于突起部15。台座部32由盖构件20和突起部15的上端面15a夹着。
(作用和效果)
在本实施方式中，在形成流路18(图1)的盖构件20紧固风扇机构30。相对于此，还存在风扇机构30例如紧固于主体部10的情况。在这样的情况下，风扇主体31由主体部10稳定地保持，因此，即便风扇主体31被旋转驱动，其影响也几乎不会传递于盖构件20，也几乎不产生因盖构件20的振动引起的噪声等。另一方面，在盖构件20上紧固风扇机构30的情况下，通过叶片部31b旋转而容易使盖构件20振动，容易产生因盖构件20的振动引起的噪声等。
图5示出比较例中的冷却构造体50Z的截面构造。在冷却构造体50Z中，没有采用风扇主体31的台座部32通过紧固件29紧固于主体部10(突起部15)这样的实施方式1(冷却构造体50)的构造。因此，以紧固部22a～22d(参照图3)的位置形成固定端且台座部32的位置形成自由端那样的形式将风扇机构30保持为悬臂梁状(在相对于主体部10浮起的状态下)，形成容易产生振动的状况。
如上述那样，在实施方式1的冷却构造体50下，风扇主体31的台座部32通过紧固件29而紧固于主体部10(突起部15)。紧固部22a～22d(参照图3)的位置形成固定端，并且台座部32中的与突起部15连接的部分也形成固定端。风扇机构30以接近两端支承的形式受到保持，因此，即便在叶片部31b被旋转驱动了时，盖构件20也不易振动，进而也有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。
特别是，在实施方式1的冷却构造体50中，紧固部22a～22d设置于朝向外侧离开台座部32的位置。在没有实施任何对策的情况下，形成更容易产生振动的状况。相对于此，在实施方式1中，台座部32中的与突起部15连接的部分也形成固定端，也有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。
如上述那样，在冷却构造体50中，在盖构件20形成有加强肋26a、26b。加强肋26a、26b从台座部32侧的位置(从盖构件20的安装有台座部32的位置)朝向紧固部22c、22d侧的位置延伸。由于加强肋26a、26b的存在而提高盖构件20的刚性，盖构件20不易振动，进而也有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。
如上述那样，在冷却构造体50中，风扇主体31配置为与散热面12中的平坦区域12a相向。不是必须在基座部11(散热面12)形成平坦区域12a，但通过采用该结构，来自风扇主体31的空气等抵接于平坦区域12a并以放射状移动，能够向流路18高效地流入。
另外，如上述那样，在冷却构造体50中，在高度方向上，风扇主体31配置于盖构件20与散热面12之间。该结构不是必须的，但通过采用该结构，能够成为多个散热片13从四周包围风扇主体31(叶片部31b)这样的配置，能够实现冷却构造体50的轻薄化和小型化等。
如上述那样，在冷却构造体50中，在主体部10设置有突起部15，风扇主体31的台座部32通过紧固件29紧固于突起部15。不是必须将突起部15设置于主体部10，但根据突起部15的存在，能够容易且简单地实现将台座部32紧固于主体部10侧这样的结构即由盖构件20和突起部15的上端面15a夹着台座部32而形成固定端这样的结构。为了将台座部32紧固于主体部10侧，也可以采用从台座部32下垂设置托架等并在基座部11、散热面12的任意部位连接该托架这样的结构。通过该结构，台座部32中的与突起部15连接的部分形成固定端，有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。
如上述那样，在冷却构造体50中，紧固件29将盖构件20和台座部32共同紧固于突起部15。能够通过一个紧固件29实现将盖构件20紧固于突起部15这样的结构和将台座部32紧固于突起部15这样的结构双方。
[实施方式2]
图6是表示实施方式2的冷却构造体50A的剖视图。在冷却构造体50A中，突起部15的位置与实施方式1(冷却构造体50)的情况不同。如图6所示，突起部15也可以设置于基座部11中的更接近中央的位置。在本实施方式中，紧固件28a作为紧固件发挥功能。
盖构件20中的距紧固部22a～22d(参照图3)更远的部分能够具有更大的振动的振幅。通过将突起部15设置于基座部11(盖构件20)中的更接近中央的位置，由此台座部32中的与突起部15连接的部分形成固定端，有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。采用图4所示的突起部15和图6所示的突起部15双方也有效。
(变形例)
图7是表示实施方式2的变形例的冷却构造体所具备的主体部10A的立体图。突起部15也可以与多个散热片13中至少一个散热片13一体地形成。以气流更高效地流动且热交换效率变高的方式针对多个散热片13、风扇主体31和突起部15分别使形状、大小和配置结构最佳化是较佳的。存在从小型化和轻薄化的观点出发采用本变形例的结构也有效的情况。
[实施方式3]
图8是表示实施方式3的冷却构造体50B的剖视图。在上述的各实施方式中，风扇主体31的台座部32通过紧固件29(紧固件28a)而紧固于主体部10。作为紧固部，也可以通过螺栓紧固实现，也可以通过由粘合剂、焊接形成的紧固实现，也可以通过铆接构造等实现。即，盖构件的紧固于主体部的部位成为紧固部。然而，不是必须使用这样的紧固件29等作为紧固部的结构，例如图8所示，风扇主体31的台座部32也可以以接受从主体部10相对于台座部32的作用力那样的形式装入冷却构造体中。
使突起部15的高度比诸如实施方式2(图6)的情况高。根据该结构，即使不使用紧固件28a(图6)，台座部32也由盖构件20和突起部15的上端面15a夹着，风扇机构30以两端支承的形式受到保持，因此，即便在叶片部31b被旋转驱动了时，盖构件20也不易振动，进而也有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。与不使用紧固件28a对应，能够实现部件数量的减少。
以上，对实施方式进行了说明，但上述的公开内容所有方面均为例示且不是限制性的。本发明的技术范围由权利要求书示出，旨在包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。
附图标记说明
10、10A...主体部、11...基座部、12...散热面、12a...平坦区域、13...散热片、13a、15s...基端、13b、15t...末端、14...上表面、15...突起部、15a...上端面、15b、17a、17d、34a、34b...螺孔、18...流路、20...盖构件、21H...空气导入口、22a、22c、22d...紧固部、23a、23d、24a、24b、25、35...贯通孔、26a、26b...加强肋、27a、27d、28a、28b、29...紧固件、30...风扇机构、31...风扇主体、31a...驱动部、31b...叶片部、32...台座部、33a...外周部、33b...中央部、33c...连接部、40...壳体、42...发热源、50、50A、50B、50Z...冷却构造体、100...电气装置、AR...箭头、H...高度方向。

Claims (8)

1.一种冷却构造体，其特征在于，具备：
主体部，其具有散热面和从所述散热面起突出且从所述散热面侧的基端朝向末端在高度方向上延伸的多个散热片，并使从发热源接受到的热经过所述散热面和多个所述散热片放出；
盖构件，其具有空气导入口和紧固于所述主体部的紧固部；以及
风扇机构，其固定于所述盖构件，
所述盖构件通过配置为所述盖构件从所述末端侧覆盖多个所述散热片，从而与所述散热面和多个所述散热片一起形成流路，
所述风扇机构具有：
风扇主体，其通过被旋转驱动而产生所述空气导入口这侧成为上游且所述流路这侧成为下游的气流；和
台座部，其保持所述风扇主体，并且将所述风扇主体安装于所述盖构件，
所述台座部接受从所述主体部相对于所述台座部的作用力，或者通过紧固件紧固于所述主体部。
2.根据权利要求1所述的冷却构造体，其特征在于，
所述散热面包括没有设置有多个所述散热片的平坦区域，
多个所述散热片配置为从四周的局部或整体包围所述平坦区域，
所述风扇主体配置为与所述平坦区域相向。
3.根据权利要求1或2所述的冷却构造体，其特征在于，
所述主体部还具有：从所述散热面突出的突起部，
所述台座部通过所述紧固件紧固于所述突起部。
4.根据权利要求3所述的冷却构造体，其特征在于，
所述紧固件将所述盖构件和所述台座部共同紧固于所述突起部。
5.根据权利要求3或4所述的冷却构造体，其特征在于，
所述突起部与多个所述散热片中至少一个所述散热片一体地形成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的冷却构造体，其特征在于，
在所述高度方向上，所述风扇主体配置于所述盖构件与所述散热面之间。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的冷却构造体，其特征在于，
所述紧固部设置于朝向外侧离开所述台座部的位置，
在所述盖构件形成有从所述台座部侧的位置朝向所述紧固部侧的位置延伸的加强肋。
8.一种电气装置，其特征在于，具备：
壳体；和
发热源，其收容于所述壳体内，
在所述壳体设置有权利要求1～7中任一项所述的冷却构造体。
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