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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlstruktur für eine elektronische Vorrichtung zum Kühlen eines im Innern einer Ummantelung aufgenommenen Schaltungssubstrats.
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Beschreibung des Stands der Technik:
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Eine elektronische Vorrichtung ist beispielsweise in einem Bedienpult einer Werkzeugmaschine integriert und wird als eine numerische Steuerungsvorrichtung verwendet. Diese Art von elektronischer Vorrichtung wird gebildet, indem im Innern einer Ummantelung ein Schaltungssubstrat aufgenommen wird, auf dem elektronische Bauteile wie Kondensatoren, Transistoren, elektromagnetische Spulen usw. vorgesehen sind. Außerdem wird während deren Nutzung Strom an die elektronischen Bauteile geführt, was mit dem Aufnehmen von Wärme durch die elektronischen Bauteile einhergeht. Um eine derartige Wärme abzuführen, um einen Temperaturanstieg zu vermeiden, wie beispielsweise in der Japanischen Patent-Auslegeschrift
JP 2009 -295 626 A offenbart, wird zusammen mit dem Vorsehen eines Wärmeabfuhrelements auf dem Schaltungssubstrat ein Kühlgebläse in der Ummantelung angeordnet, um dem Wärmeabfuhrelement Kühlluft zuzuführen.
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Des Weiteren wird in der Japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift
JP H05 - 69 953 U eine Kühlstruktur vorgeschlagen, in der zwei einzelne Wärmeabfuhrelemente übereinander angeordnet sind. Da in diesem Fall ein Antriebsmechanismus zum Rotieren eines Kühlgebläses unnötig ist, wird ein Vorteil dadurch erreicht, dass die Struktur vereinfacht werden kann.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Mit der in der Japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift
JP H05- 69 953 U offenbarten herkömmlichen Technologie werden eine Vielzahl von ringförmigen Lamellenteilen konzentrisch in unteren und oberen Wärmeabfuhrelemente angeordnet, und das unteren Wärmeabfuhrelement und das obere Wärmeabfuhrelement sind durch Schrauben verbunden. Insbesondere sind Innengewinde an den ringförmigen Lamellenelementen des unteren Wärmeabfuhrelements vorgesehen, während eine Vielzahl von Außengewindeelementen so ausgebildet sind, dass sie konzentrisch auf einer unteren Endfläche der oberen Wärmeabfuhrelemente vorstehen. Außerdem sind die Außengewindeelemente mit den Innengewinden in Eingriff.
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Das konzentrische Vorsehen der Vielzahl von Außengewindeelementen und Innengewinden, wie oben beschrieben, geht jedoch mit einem hohen Grad an Bearbeitung einher. Wenn beispielsweise Gewinde eingeprägt werden, oder anders ausgedrückt, wenn spiralförmige Nuten an den inneren ringförmigen Vorsprüngen ausgebildet werden, muss berücksichtigt werden, dass das Bearbeitungswerkzeug die äußeren Vorsprünge (Außengewindeelement) störend beeinträchtigen können.
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Ferner wird in diesem Fall ein Freiraum zwischen den Innenumfangswänden der Außengewindeelemente und den Außenumfangswänden der ringförmigen Lamellenelemente, die sich auf deren Innenseite befinden, gebildet. Aufgrund des Vorhandenseins eines solchen Freiraums wird die Übertragung von Wärme von dem unteren Wärmeabfuhrelement zu dem oberen Wärmeabfuhrelement behindert. Aus diesem Grund ist es nicht einfach, Wärme effizient aus den elektronischen Bauteilen oder dem Schaltungssubstrat zu entfernen.
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Es ist eine grundsätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kühlstruktur für eine elektrische Vorrichtung bereitzustellen, die eine einfache Ausgestaltung aufweist und in Bezug auf Wärmeabfuhrleistung überlegen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kühlstruktur für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Modifikationen dieses Ausführungsbeispiels sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Insbesondere wird in der vorliegenden Erfindung die in dem Schaltungssubstrat erzeugte Wärme anfangs zu dem ersten Wärmeabfuhrelement übertragen und wird des Weiteren von dem ersten Wärmeabfuhrelement zu dem zweiten Wärmeabfuhrelement übertragen. Danach wird die Wärme von dem zweiten Wärmeabfuhrelement zum Außenbereich der Ummantelung abgeführt.
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In diesem Fall umfasst das erste Wärmeabfuhrelement das erste Wärmeabfuhrlamellenelement, und das Wärmeeintragslamellenelement des zweiten Wärmeabfuhrelements ist in das erste Wärmeabfuhrlamellenelement eingefügt. Die Form des Wärmeeintragslamellenelements stimmt mit der Form des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements überein und daher sind die Lamellen von beiden Lamellenelementen vom Nahbereich der oberen Abschnitte von Scheitelpunkten zum Nahbereich von unteren Abschnitten von Senken in engem Kontakt miteinander. Dadurch ist es möglich, die Bildung eines Freiraums zu vermeiden, der eine Übertragung von Wärme zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement, das Wärme liefert, und dem Wärmeeintragslamellenelement, an das diese Wärme geliefert wird, verhindert.
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Folglich wird Wärme, die dem ersten Wärmeabfuhrelement zugeführt wird, hocheffizient von dem ersten Wärmeabfuhrelement zu dem zweiten Wärmeabfuhrelement übertragen. Anders ausgedrückt ist es möglich, die in dem Schaltungssubstrat erzeugte Wärme effizient zu entfernen. Oder mit anderen Worten, obwohl die Kühlstruktur für die elektronische Vorrichtung eine einfache Ausgestaltung aufweist, ist sie überlegen in Bezug auf Wärmeabfuhrleistung.
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Das erste Wärmeabfuhrlamellenelement kann derart aufgebaut sein, dass sich dessen Lamellen in eine horizontale Richtung erstrecken. In diesem Fall ist eine Auskraglänge der Lamellen vorzugsweise so festgelegt, dass sie in einer vertikalen Aufwärtslage größer als in einer vertikalen Abwärtslage ist. Wenn bei einer solchen Ausgestaltung ein Aufwärts-Luftstrom von unten in der Ummantelung auftritt, ist es einem Teil des Luftstroms möglich, die unteren Lamellen zu kontaktieren, wohingegen der übrige Luftstrom die oberen Lamellen kontaktiert. Folglich kann der Luftstrom in Kontakt mit dem gesamten ersten Wärmeabfuhrlamellenelement gebracht werden und dadurch das erste Wärmeabfuhrlamellenelement abkühlen.
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Das erste Wärmeabfuhrlamellenelement, das Wärmeeintragslamellenelement und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement erstrecken sich bevorzugt in dieselbe Richtung. Obwohl das erste Wärmeabfuhrelement und das zweite Wärmeabfuhrelement beispielsweise durch Strangpressen hergestellt werden, können beide Lamellenelemente, wenn die Richtungen, in die sich das Wärmeeintragselement und das zweite Wärmeabfuhrelement erstrecken, gleich sind, durch einen einzigen Strangpressprozess ausgebildet werden. Der Grund dafür ist, dass die Richtung des Strangpressens die Richtung ist, in die sich die Lamellen erstrecken. Mit anderen Worten, es wird besonders einfach, die zweiten Wärmeabfuhrelemente herzustellen.
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Wenn außerdem die Richtungen fluchten, in die sich die Wärmeeintragslamellenelemente und die ersten Wärmeabfuhrlamellenelemente erstrecken, ist es einfach, die beiden Lamellenelemente zusammenzufügen.
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Des Weiteren wird das zweite Wärmeabfuhrelement bevorzugt durch die Ummantelung abgestützt. In diesem Fall werden das Gewicht des zweiten Wärmeabfuhrelements selbst und die auf das zweite Wärmeabfuhrelement wirkende äußere Kraft auf die Ummantelung übertragen. Mit anderen Worten, die Ummantelung nimmt das Gewicht des zweiten Wärmeabfuhrelements und die externe Kraft auf. Infolgedessen ist es möglich, die Last, die auf das auf dem Schaltungssubstrat vorgesehene erste Wärmeabfuhrelement wirkt, zu reduzieren, und es ist somit möglich, die Möglichkeit einer Beschädigung der elektronischen Bauteile und dergleichen zu eliminieren.
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In diesem Fall kann ferner ein Positionsabstimmelement vorgesehen werden, das die relative Positionierung des zweiten Wärmeabfuhrelements in Bezug auf das erste Wärmeabfuhrelement in der Ummantelung verschieben kann. Demzufolge ist es selbst in einem Zustand, in dem das zweite Wärmeabfuhrelement durch die Ummantelung abgestützt wird, aufgrund des Vorhandenseins des Positionsabstimmelements möglich, das erste Wärmeabfuhrlamellenelement und das Wärmeeintragslamellenelement durch Abstimmen der Einbauposition der Ummantelung präzise auszurichten.
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Anders ausgedrückt kann durch Vorsehen des Positionsabstimmelements die Einbauposition der Ummantelung bis zu einer Position abgestimmt werden, in der das erste Wärmeabfuhrlamellenelement und das Wärmeeintragslamellenelement passend zusammengefügt sind. Demzufolge können beispielsweise selbst dann, wenn Fertigungsfehler in dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement und dem Wärmeintragslamellenelement auftreten, oder ferner, wenn Fehler in der Einbauposition des Schaltungssubstrats oder Abmessungsfehler in der Ummantelung usw. vorkommen, das erste Wärmeabfuhrlamellenelement und das Wärmeeintragslamellenelement leicht zusammengefügt werden.
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Ein Langloch kann als ein passendes Beispiel des Positionsabstimmelements vorgeschlagen werden. In diesem Fall wird eine Schraube zum Befestigen der Ummantelung an einem vorbestimmten Bauelement durch das Langloch geführt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Einbauposition der Ummantelung beliebig durch Verschieben der Position abgestimmt werden, während die Schraube entlang der Erstreckungsrichtung des Langlochs entlang läuft.
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Eine Belüftungsöffnung zum Abführen von Wärme kann in der Ummantelung ausgebildet werden. In diesem Fall kann bevorzugt die Anzahl von einzelnen Belüftungsöffnungen beliebig festgelegt werden. Zu diesem Zweck können entnehmbare Teile in der Ummantelung angeordnet werden. Insbesondere werden die Belüftungsöffnungen durch Entnehmen der entnehmbaren Teile aus der Ummantelung gebildet.
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In dem Fall, in dem beispielsweise die abzuführende Wärmemenge klein ist, ist es nicht unbedingt nötig, die entnehmbaren Teile zu entnehmen. Andererseits werden in dem Fall, in dem die abzuführende Wärmemenge groß ist, durch Entnahme der entnehmbaren Teile Belüftungsöffnungen durch die Überbleibsel deren Entnahme geschaffen. Infolgedessen wird Wärme durch die Belüftungsöffnungen abgeführt.
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Des Weiteren kann ein Ablösewerkzeug umfasst sein, das dazu eingerichtet ist, das Wärmeeintragslamellenelement in eine Richtung zu pressen, um es von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement abzutrennen und weg davon abzulösen. Infolge einer solchen Presswirkung wird es einfach, den Eingriffszustand zwischen dem Wärmeeintragslamellenelement und dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement zu lösen. Folglich können beispielsweise Wartungs- und Prüfarbeiten mühelos ausgeführt werden.
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Das Ablösewerkzeug kann beispielsweise durch einen Flansch gebildet werden, der in einer diametrischen Richtung nach außen absteht und der an einem Schaftabschnitt einer Befestigungsschraube zum Befestigen des zweiten Wärmeabfuhrelements an dem ersten Wärmeabfuhrelement vorgesehen ist. In diesem Fall ist der Flansch zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement und dem Wärmeeintragslamellenelement positioniert. Wenn außerdem die Befestigungsschraube durch Schraubendrehung in eine Richtung weg von dem Schraubenloch gedreht wird, presst der Flansch das Wärmeintragslamellenelement in eine Richtung, um es in einer Richtung weg vom dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement abzutrennen. Infolge einer solchen Presswirkung wird der Eingriffszustand zwischen dem Wärmeintragslamellenelement und dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement gelöst.
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Ein Hebelelement kann als ein weiteres Beispiel des Ablösewerkzeugs angeboten werden. In diesem Fall kann das Hebelelement zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement und dem Wärmeeintragslamellenelement eingeführt werden und danach kann das Hebelelement so betätigt werden, dass das Hebelelement das Wärmeeintragslamellenelement in eine Richtung presst, um es von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement weg abzutrennen.
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Des Weiteren wird bevorzugt ein Schenkelteil vorgesehen, das an dem Schaltungssubstrat anliegt und das an dem Schaltungssubstrat abgestützt wird. Da in diesem Fall das Gewicht des zweiten Wärmeabfuhrteils selbst und die darauf wirkende äußere Kraft verteilt werden, ist es möglich, die auf die elektronischen Bauteile wirkende Last weiter zu reduzieren.
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Andererseits kann ein Stützelement im Innenraum der Ummantelung vorgesehen werden, und das zweite Wärmeabfuhrelement kann durch das Stützelement abgestützt werden. In diesem Fall werden das Gewicht des zweiten Wärmeabfuhrelements selbst und die darauf wirkende äußere Kraft ebenfalls auf das Stützelement verteilt. Folglich ist es in gleicher Weise wie oben beschrieben möglich, die auf die elektronischen Bauteile wirkende Last zu reduzieren.
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Weiterhin kann ein Wärmerohr in dem Wärmeübertragungsteil vorgesehen werden, das das zweite Wärmeabfuhrelement bildet. In diesem Fall wird die Geschwindigkeit erhöht, mit der Wärme über das Wärmeübertragungsteil von dem Wärmeeintragselement zu dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement übertragen wird. Folglich ist es möglich, in dem Schaltungssubstrat erzeugte Wärme schneller zu eliminieren.
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In der obengenannten Struktur kann das zweite Wärmeabfuhrelement von der Ummantelung abgelöst werden und ein Kühlgebläse, das ein leichteres Gewicht aufweist als das zweite Wärmeabfuhrelement kann bevorzugt an einer Anbringungsstelle des zweiten Wärmeabfuhrelements angeordnet werden. In diesem Fall kann das Mittel zum Abführen von Wärme angemessen modifiziert werden. Insbesondere kann entsprechend der abzuführenden Wärmemenge ein erwünschter Typ von Wärmeabfuhrmittel in der Ummantelung installiert und das Gewicht der elektronischen Vorrichtung reduziert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden das erste Wärmeabfuhrlamellenelement, das das erste Wärmeabfuhrelement bildet, und das Wärmeeintragslamellenelement, das das zweite Wärmeabfuhrelement bildet, zusammengefügt. Daher wird Wärme, die dem ersten Wärmeabfuhrelement zugeführt wird, hocheffizient durch das erste Wärmeabfuhrlamellenelement und das Wärmeeintragslamellenelement zu dem zweiten Wärmeabfuhrelement übertragen. Weiterhin bewegt sich diese Wärme zu dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement des zweiten Wärmeabfuhrelements. Da das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement dem Außenbereich der Ummantelung ausgesetzt ist, wird Wärme von dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement schnell außerhalb der Ummantelung abgeführt.
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In der vorgenannten Weise kann durch Übernehmen der oben beschriebenen Struktur in einem in dem Innenraum einer Ummantelung aufgenommenen Schaltungssubstrats erzeugte Wärme schnell entfernt werden. Insbesondere kann trotz einer einfachen Ausgestaltung eine Kühlstruktur für eine elektronische Vorrichtung erhalten werden, die in Bezug auf Wärmeabfuhrleistung überlegen ist.
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Die obenstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch ein erläuterndes Beispiel gezeigt wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht von grundsätzlichen Bauteilen eines Steuerpults zum Steuern von Betriebsvorgängen einer Werkzeugmaschine;
- 2 ist eine schematische Rückansicht einer elektronischen Vorrichtung, die das Steuerpult von 1 bildet und in der eine Kühlstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 2;
- 4 ist eine schematische Draufsicht der elektronischen Vorrichtung von 2;
- 5 ist eine schematische Seitenschnittansicht von grundsätzlichen Bauteilen einer elektronischen Vorrichtung, in der eine Kühlstruktur gemäß einer ersten Modifikation vorgesehen ist;
- 6 ist eine schematische Seitenschnittansicht von grundsätzlichen Bauteilen einer elektronischen Vorrichtung, in der eine Kühlstruktur gemäß einer zweiten Modifikation vorgesehen ist;
- 7 ist eine Vorderansicht von inneren Wärmeabfuhrrippen, von der Rückseite einer die elektronische Vorrichtung bildende Anzeige aus gesehen;
- 8 ist eine Vorderansicht von inneren Wärmeabfuhrrippen, von einer Vorderseite einer die elektronische Vorrichtung bildende Anzeige aus gesehen;
- 9 ist eine schematische Rückansicht einer elektronischen Vorrichtung, in der eine Kühlstruktur gemäß einer dritten Modifikation vorgesehen wird;
- 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 9;
- 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in 9;
- 12 ist eine schematische Rückansicht einer elektronischen Vorrichtung, in der eine Kühlstruktur gemäß einem ersten Beispiel vorgesehen ist;
- 13 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 12;
- 14 ist eine Schematische Draufsicht der elektronischen Vorrichtung von 12;
- 15 ist eine Rückansicht einer elektronischen Vorrichtung, in der eine Kühlstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 16 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI in 15;
- 17 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVII-XVII in 15;
- 18 ist eine schematische horizontale Schnittansicht von grundsätzlichen Bauteilen einer elektronischen Vorrichtung, in der eine Kühlstruktur gemäß einem zweiten Beispiel vorgesehen ist;
- 19 ist eine schematische Rückansicht einer elektronischen Vorrichtung, in der eine Kühlstruktur gemäß einem dritten Beispiel vorgesehen ist;
- 20 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XX-XX in 19; und
- 21 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXI-XXI in 19.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte Ausführungsformen einer Kühlstruktur für eine elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung kann die Kühlstruktur für eine elektronische Vorrichtung auch einfach als „Kühlstruktur“ bezeichnet werden. Des Weiteren betrifft der Begriff „Vorderfläche“ eine Anzeigenflächenseite der Anzeige, wohingegen der Begriff „Rückfläche“ eine Rückflächenseite der Anzeige betrifft. Weiterhin entsprechen die Begriffe „unterer“ und „oberer“ der unteren Seite und der oberen Seite in den jeweiligen perspektivischen Ansichten, sowie auch in den jeweiligen vertikalen Seitenflächen-Schnittansichten, den jeweiligen Vorderansichten und den jeweiligen Rückansichten.
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Zunächst wird eine erste Ausführungsform in Bezug auf eine Struktur zum Anbringen eines zweiten Wärmeabfuhrelements an einer oberen Fläche einer Ummantelung beschrieben.
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1 ist eine schematische perspektivische Ansicht von grundsätzlichen Bauteilen eines Steuerpults 10 zum Steuern von Betriebsvorgängen einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine. Das Steuerpult 10 umfasst eine elektronische Vorrichtung 12 und eine Gehäuse 14. In diesem Fall besteht die elektronische Vorrichtung 12 aus einer Anzeige 16 und einer Steuereinheit 18, wie in den 2 bis 4 gezeigt. Ein Abschnitt der Anzeige 16 ist aus einer in einer Vorderflache des Gehäuses ausgebildeten Öffnung 19 freigelegt, während die restliche Anzeige zusammen mit der Steuereinheit 18 im Innenraum des Gehäuses 14 aufgenommen ist.
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2 bis 4 sind eine schematische Rückansicht, eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 2 (Seitenschnittansicht) und eine schematische Draufsicht der elektronischen Vorrichtung 12. Die Steuereinheit 18 umfasst eine im Wesentlichen rechtwinkliges parallelepipedförmige Ummantelung 22, in der eine Leiterplatte 20 (Schaltungssubstrat) aufgenommen ist. Eine Öffnung 24 ist in der Ummantelung 22 auf einer Seite derselben ausgebildet, die der Rückfläche der Anzeige 16 zugewandt ist, und die Öffnung 24 wird durch eine Rückfläche der Anzeige 16 geschlossen.
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Nicht dargestellte Innengewinde sind auf der Rückseite der Anzeige 16 ausgebildet. Andererseits sind an vertikal aufwärts gerichteten und vertikal abwärts gerichteten Positionen der Öffnung 24 vorstehende Randabschnitte 26 so ausgebildet, dass sie jeweils vorstehen, und in Ecken solcher Randabschnitte 26 sind in letzteren längliche Befestigungslöcher 28 (Langlöcher), die als Positionsabstimmelemente dienen, ausgebildet und erstrecken sich entlang der vertikalen Richtung.
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Außengewindeschrauben, die als Fixierschrauben 30 dienen, sind durch die länglichen Befestigungslöcher 28 eingeführt und mit den Innengewinden schraubverbunden.
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Eine Vielzahl von Belüftungsöffnungen 32 der Unterseitenfläche (siehe 3) öffnen sich an einer unteren Fläche (Bodenwand) der Ummantelung 22. Ferner, wie in 4 gezeigt, öffnen sich Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche an der oberen Fläche der Ummantelung 22. Wie ausführlich später noch beschrieben, werden die Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche durch Entnahme von entnehmbaren Teilen 36 (siehe 14) aus der oberen Fläche gebildet.
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Ferner öffnet sich ein Montageloch 38a (siehe 2) an einer oberen Fläche an einer Position, die von den Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche umgeben ist. Weiterhin sind in der Nähe des Montagelochs 38a vier Montageschraubenlöcher, die als Durchgangslöcher (von denen keines gezeigt wird) dienen, in der Nähe des Montagelochs 38a ausgebildet.
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Die Leiterplatte 20, die im Innenraum der Ummantelung 22 angeordnet ist, wird durch Stützfüße 41 (siehe 18) abgestützt, die auf der Rückfläche der Anzeige 16 vorgesehen sind. Auf diese Weise abgestützt wird die Leiterplatte 20 in einer aufrechten Haltung im Innenraum der Ummantelung 22 gehalten. Die Stützfüße 41 werden außer für deren in 18 gezeigten Merkmale ansonsten nicht gezeigt.
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Die Leiterplatte 20 ist ein bedrucktes Substrat, auf dem nicht dargestellte leitfähige Bahnen aufgedruckt sind, und verschiedene elektronische Bauteile, wie Kondensatoren, Widerstände, eine elektromagnetische Spule, Transistoren, Dioden (die alle nicht gezeigt werden) und ein Halbleiterchip 44 (siehe 3) oder dergleichen sind an vorbestimmten Positionen der leitfähigen Bahnen befestigt. Der Empfang von Signalen und Ansteuerströmen in Bezug auf diese elektrischen Bauteile wird durch einen (nicht gezeigten) Kabelstrang ausgeführt, der mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluss 42 elektrisch verbunden ist.
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Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist eine Kühlstruktur 50a gemäß der ersten Ausführungsform in Bezug auf die elektronische Vorrichtung 12 angeordnet, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist. Insbesondere umfasst die Kühlstruktur 50a innere Wärmeabfuhrrippen 52a (erstes Wärmeabfuhrelement) und äußere Wärmeabfuhrrippen 54a (zweites Wärmeabfuhrelement). Die inneren Wärmeabfuhrrippen 52a sind in der Nähe des oberen Endes der Leiterplatte 20 angeordnet, und deren Gesamtheit ist im Innern der Ummantelung 22 aufgenommen.
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Die inneren Wärmeabfuhrrippen 52a umfassen ein erstes Wärmeabfuhrlamellenelement 56a, das aus einer Vielzahl von Lamellen besteht. In der ersten Ausführungsform erstreckt sich das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a entlang einer horizontalen Richtung (einer Breitenrichtung der Ummantelung 22). Ferner ist die Auskraglänge der Lamellen, die das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a bilden, so festgelegt, dass sie auf einer vertikalen oberen Seite größer als auf einer vertikalen nach unten gerichteten Seite des ersten Wärmeabfuhrelements 56a ist. Die Auskraglänge kann allmählich geändert werden oder kann stufenweise geändert werden. In 3 ist beispielhaft ein Fall dargestellt, in dem die Auskraglänge stufenweise von unten größer wird und so festgelegt ist, dass sie von im Wesentlichen einer Mittenstellung in der vertikalen Richtung konstant ist.
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Die inneren Wärmeabfuhrrippen 52a, die auf die vorgenannte Weise gebildet werden, sind auf der Leiterplatte 20 abgestützt und in Anlage an dem Halbleiterchip 44 angeordnet.
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Andererseits umfassen die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a ein Wärmeeintragslamellenelement 58a, ein zweites Wärmeabfuhrlamellenelement 60a und ein Wärmeübertragungsteil 62a, das zwischen dem Wärmeeintragslamellenelement 58a und dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement 60a positioniert ist. Von diesen Elementen hat das Wärmeeintragslamellenelement 58a eine Form, die der Form des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a entspricht (sich anpasst), das die inneren Wärmeabfuhrrippen 52a bildet. Daher sind das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und das Wärmeeintragslamellenelement 58a gegenseitig in engem Kontakt zusammengefügt. Insbesondere wird die Ausbildung eines Freiraums zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und dem Wärmeeintragslamellenelement 58a vermieden.
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Ein wärmeleitendes Blech oder ein wärmeleitendes Fett kann zwischen die Lamellen des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a und den Lamellen des Wärmeeintragslamellenelements 58a eingefügt werden. Der Grund hierfür ist, dass infolgedessen der Wärmewiderstand zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und dem Wärmeeintragslamellenelement 58a reduziert wird.
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Es ist nicht unbedingt notwendig, dass alle der Lamellen des Wärmeeintragslamellenelements 58a und des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a zusammengefügt sind. Beispielsweise muss in dem Fall, dass die Anzahl von Lamellen des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 58a kleiner als die Anzahl von Lamellen des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a ist, das Wärmeeintragslamellenelement 58a nicht mit einem Abschnitt des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a gefügt werden.
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Des Weiteren besteht keine besondere Notwendigkeit dafür, dass die Breitenmaße (in einer horizontalen Richtung) des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a und des Wärmeeintragslamellenelements 58a miteinander übereinstimmen. Insbesondere kann, wie in 2 gezeigt, das Breitenmaß des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a im Vergleich zu dem des Wärmeeintragslamellenelements 58a größer sein, oder umgekehrt.
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Das Wärmeübertragungsteil 62a bildet eine Wärmeübertragungsstrecke, wenn sich Wärme, die von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a zu dem Wärmeeintragslamellenelement 58a übertragen wird, zum zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement 60a bewegt. In diesem Fall erfüllt das Wärmeübertragungsteil 62a eine Funktion der Übertragung von an das Wärmeeintragslamellenelement 58a zugeführter Wärme an das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a.
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Im Gegensatz zu dem Wärmeeintragslamellenelement 58a und dem Wärmeübertragungsteil 62a, die im Innenraum der Ummantelung 22 aufgenommen sind, ist das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a dem Außenbereich der Ummantelung 22 ausgesetzt. Insbesondere ist im Gegensatz zu dem Wärmeübertragungsteil 62a, das durch das Montageloch 38a geführt wird, das zweite Wärmeabführlamellenelement 60a durch die obere Fläche blockiert (siehe 2 und 3). Der Grund hierfür ist, dass eine Tiefe (in einer Richtung von einer Vorderfläche zur Rückfläche) des Montagelochs 38a im Wesentlichen dem Tiefenmaß des Wärmeübertragungsteils 62a entspricht, jedoch kleiner als das Tiefenmaß des zweiten Wärmeabfuhrlamellenelements 60a ist.
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Das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a hat von oben gesehen eine im Wesentlichen rechtwinklige Form, und das Breitenmaß der vordersten und hintersten Lamellen ist so festgelegt, dass sie im Vergleich zu den anderen Lamellen kleiner sind (siehe 4). Daher weist das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a eine Form auf, bei der an dessen vier Ecken flache Abschnitte vorgesehen sind. In den flachen Abschnitten sind (nicht gezeigte) Schraubeneinführlöcher ausgebildet, die sich in einer vertikalen Richtung erstrecken. Muttern 68 sind im geschraubten Eingriff mit Gewindeabschnitten von Montageschrauben 66, die durch die Schraubeneinführlöcher und die Montageschraubenlöcher geführt sind.
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Aus diesem Grund sind die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a an der Ummantelung 22 montiert und sind infolgedessen durch die Ummantelung 22 abgestützt. Insbesondere wirkt ein Teil des Gewichts der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54 als ein Gewicht (eine Last) in Bezug auf die obere Fläche der Ummantelung 22.
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Die Richtungen, in die sich das Wärmeeintragslamellenelement 58a und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a erstrecken, sind eine horizontalen Richtung (Breitenrichtung), in gleicher Weise wie bei dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a. Anders ausgedrückt, das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a, das Wärmeeintragslamellenelement 58a und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a erstrecken sich in dieselbe Richtung.
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Die Kühlstruktur 50a gemäß der ersten Ausführungsform ist grundsätzlich in der oben beschriebenen Weise aufgebaut. Als Nächstes werden Betriebsvorgänge und Wirkungen der Kühlstruktur 50 beschrieben.
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Die inneren Wärmeabfuhrrippen 52a werden durch Ausführen eines Strangpressens eines Werkstücks aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird das erste Wärmeabführelement 56a so ausgeformt, dass es sich entlang der Strangpressrichtung erstreckt. In gleicher Weise werden die anderen äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a ebenfalls durch Ausführen eines Strangpressens eines Werkstücks aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden das Wärmeeintragslamellenelement 58a und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a zur gleichen Zeit durch ein einmaliges Strangpressen ausgeformt. Wie insbesondere in 3 gezeigt ist dies der Fall, da, weil sich das Wärmeeintragslamellenelement 58a und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a beide in dieselbe Richtung (horizontale Richtung) erstrecken, das Wärmeeintragslamellenelement 58a und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a so ausgeformt werden können, dass sie sich in dieselbe Richtung wie die Strangpressrichtung erstrecken.
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Das erhaltene Wärmeeintragslamellenelement 58a und das Wärmeübertragungsteil 62a der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a werden in dieser Reihenfolge vom Außenbereich in Richtung auf den Innenraum des Montagelochs 38a der Ummantelung 22 durchgeführt. Außerdem werden, nachdem die Montageschrauben 66 durch die in den flachen Abschnitten in den vier Ecken der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a ausgebildeten Schraubeneinführlöcher und die in der Ummantelung 22 ausgebildeten Montageschraubenlöcher geführt wurden, die Muttern 68 mit Gewindeabschnitten der Montageschrauben schraubverbunden. Infolgedessen werden die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a an der Ummantelung 22 in einem Zustand befestigt, in dem die zweiten Wärmeabfuhrlamellenelemente 60a dem Außenbereich der Ummantelung 22 ausgesetzt sind.
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Folglich nimmt die Ummantelung 22 das Gewicht der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a auf und trägt es.
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Die anderen inneren Wärmeabfuhrrippen 52a werden auf der Leiterplatte 20 über den Halbleiterchip 44 abgestützt. Weiterhin ist die Leiterplatte 20 infolge der Abstützung an den Stützfüßen 41 aufrechtstehend im Innenraum der Ummantelung 22 angeordnet. Folglich wird die Leiterplatte 20 an der Anzeige 16 über die Stützfüße 41 abgestützt. Ferner ist das erste Wärmeabführlamellenelement 56a in das Wärmeeintragslamellenelement 58a eingefügt. Da die Richtungen, in die sich das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und das Wärmeeintragslamellenelement 58a erstrecken, dieselben sind, können beide Elemente mühelos zusammengefügt werden. Mit anderen Worten, der Zusammenbau der Kühlstruktur 50a wird mühelos ausgeführt.
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Wie erforderlich werden vor dem Anbringen der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a und der Leiterplatte 20 an der Ummantelung 22 oder nach deren Anbringung eine vorbestimmte Anzahl von in der Ummantelung 22 ausgebildeten entnehmbaren Teilen 36 manuell oder durch einen Stanzprozess oder dergleichen entfernt. In diesem Fall werden die entnehmbaren Teile 36 durch Stellen definiert, die durch umgekehrte U-förmige Nuten 70, zwei geradlinig geformte Nuten 72, 72 und U-förmige Nuten 74 umgeben werden (siehe 14). Wenn beispielsweise eine äußere Kraft auf die Stellen zwischen den geradlinig geformten Nuten 72, 72 ausgeübt wird, breiten sich Risse zwischen den umgekehrten U-förmigen Nuten 70 und den geradlinig geformten Nuten 72, 72 sowie auch zwischen den geradlinig geformten Nuten 72, 72 und den U-förmigen Nuten 74 aus. Infolgedessen werden die umgekehrten U-förmigen Nuten 70 und die U-förmigen Nuten 74 über die geradlinig geformten Nuten 72, 72 und die Risse verbunden und zusammengeführt. Demzufolge werden die Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche ausgebildet.
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Als Nächstes wird die Ummantelung 22 auf der Rückfläche der Anzeige 16 montiert. Insbesondere werden die Fixierschrauben 30 durch vorbestimmte Stellen der länglichen Befestigungslöcher 28 geführt und mit den an den Rückflächen der Anzeige 16 ausgebildeten Innengewinden schraubverbunden. Indem die Fixierschrauben durch die länglichen Befestigungslöcher 28 geführt werden und die Fixierschrauben 30 entlang der Richtungen bewegt werden, in die sich die länglichen Befestigungslöcher 28 erstrecken, ist es möglich, die vertikale (obere und untere) Positionierung der Ummantelung 22 einzustellen. Insbesondere ist es möglich, die Befestigungsposition der Ummantelung 22 in Bezug auf die Rückfläche der Anzeige 16 abzustimmen.
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Einhergehend mit der Bewegung der Ummantelung 22 in einer vertikalen Richtung werden die auf der oberen Fläche der Ummantelung 22 aufgesetzten äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a zusammen mit der Ummantelung 22 bewegt. Daher ändert sich die Positionierung des Wärmeeintragslamellenelements 58a der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a in Bezug auf das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a der inneren Wärmeabfuhrrippen 52a. Demzufolge kann die gegenseitige relative Positionierung zwischen diesen abgestimmt werden, bis das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und das Wärmeeintragslamellenelement 58a zusammengefügt sind. Genauer gesagt können die Positionierung und die Ausrichtung des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a und des Wärmeeintragslamellenelements 58a mit hoher Präzision ausgeführt werden.
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In diesem Fall ist die elektronische Vorrichtung 12 in dem Steuerpult 10 für eine Werkzeugmaschine integriert und wird als eine Betriebssteuerung (numerische Steuerungsvorrichtung) verwendet. Während ihrer Verwendung wird Strom an die elektronischen Bauteile angelegt, wobei damit einhergehend die elektronischen Bauteile und die Leiterplatte 20 Wärme aufnehmen. Eine solche Wärme wird von der Leiterplatte 20 (mit dem Halbleiterchip 44) an die inneren Wärmeabfuhrrippen 52a übertragen.
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In diesem Fall wird das oben beschriebene Wärmeeintragslamellenelement 58a der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a in das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a der inneren Wärmeabfuhrrippen 52a eingefügt. Insbesondere wird ein Freiraum, der die Wärmeübertragung behindern würde, nicht ausgebildet, und die Lamellen von beiden Lamellenelementen 56a, 58a sind vom Nahbereich der oberen Abschnitte von Scheitelpunkten zum Nahbereich von unteren Abschnitten von Senken in engem Kontakt zueinander angeordnet. Daher wird Wärme effizient von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a zu dem Wärmeeintragslamellenelement 58a übertragen. Anders ausgedrückt, ein Eintrag von Wärme wird in Bezug auf die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a effizient ausgeführt. Wenn ein wärmeleitendes Blech oder wärmeleitendes Fett oder dergleichen zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und dem Wärmeeintragslamellenelement 58a positioniert wird, kann der Eintrag von Wärme sogar noch effizienter ausgeführt werden.
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Die Wärme wird über das Wärmeübertragungsteil 62 der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a an das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a übertragen. Da das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a an dem Außenbereich der Ummantelung 22 freigelegt ist, wird eine solche Wärme aus dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement 60a abgeführt. Durch den oben beschriebenen Prozess wird die Wärme aus der Leiterplatte 20 entfernt.
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Auf die vorstehend beschriebene Weise wird durch die Kühlstruktur 50a gemäß der ersten Ausführungsform das Wärmeeintragslamellenelement 58a der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a in Bezug auf das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a der inneren Wärmeabfuhrrippen 52a, die im Innern der Ummantelung 22 aufgenommen sind, eingepasst (die Lamellen beider Lamellenelemente 56a, 58a werden in engem Kontakt angeordnet). Zusammen damit kann dadurch, dass das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a außerhalb der Ummantelung 22 freigelegt ist, die Abfuhr von Wärme, oder anders ausgedrückt, die Entfernung von Wärme, die in der Leiterplatte 20 erzeugt wird, effizient ausgeführt werden. Außerdem wird der Zusammenbau der Kühlstruktur 50a mühelos verwirklicht.
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Des Weiteren werden durch Entnehmen der oben beschriebenen entnehmbaren Teile 36 die Belüftungsöffnungen 23 der Oberseitenfläche auf der oberen Fläche der Ummantelung 22 ausgebildet. Die Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche stellen ferner einen Auslass für Wärme an den Außenbereich der Ummantelung 22 bereit. Demzufolge kann die Wärmeabfuhrwirkung verstärkt werden. Auf diese Weise wird gemäß der ersten Ausführungsform durch Entnehmen der entnehmbaren Teile 36 und Ausbildung der Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche ermöglicht abzustimmen, in welchem Maße Wärme abgeführt wird. Genauer gesagt kann beispielsweise dann, wenn es notwendig ist, eine große Wärmemenge abzuführen, die Anzahl von entnehmbaren Teilen 36, die entnommen werden (die Anzahl von ausgebildeten Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche), erhöht werden, oder umgekehrt, wenn die abzuführende Wärme gering ist, kann die Anzahl von entnehmbaren Teilen 36, die entnommen werden (die Anzahl von ausgebildeten Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche), reduziert werden.
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Weiterhin ist es durch Verschieben der Position, an der die Fixierschrauben 30 in Bezug auf die länglichen Befestigungslöcher 28 der Ummantelung 22 eingeführt werden, und dadurch durch Verschieben der Befestigungsposition der Ummantelung 22 in Bezug auf die Rückfläche der Anzeige 16, möglich, die relative Positionierung des Wärmeeintragslamellenelements 58a in Bezug auf das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a abzustimmen.
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Zu einem Zeitpunkt, zu dem beispielsweise Fertigungsfehler in dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und dem Wärmeeintragslamellenelement 58a auftreten, oder des Weiteren, wenn Fehler in der Montageposition der Leiterplatte 20 oder Maßfehler in der Ummantelung 22 usw., wie oben beschrieben, auftreten, kann die relative Positionierung des Wärmeeintragslamellenelements 58a in Bezug auf das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a passend abgestimmt werden, und das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und das Wärmeeintragslamellenelement 58a können auf Positionen abgestimmt werden, an denen sie miteinander gefügt werden. Auf diese Weise kann durch Ausbilden der länglichen Befestigungslöcher 28 die Positionierung und Ausrichtung zwischen dem ersten Wärmeabführlamellenelement 56a und dem Wärmeeintragslamellenelement 58a mit hoher Präzision ausgeführt werden.
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Außerdem werden mit der Kühlstruktur 50a die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a durch die obere Fläche der Ummantelung 22 abgestützt. Demzufolge wirkt das Gewicht der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54 selbst auf der Ummantelung 22. Ferner wird selbst dann, wenn eine äußere Kraft ausgeübt wird, die das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60a von einer oberen Seite in Richtung auf eine untere Seite desselben drückt, die äußere Kraft auf die Ummantelung 22 verteilt. Demzufolge kann das Gewicht der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a oder die äußere Kraft gemindert werden.
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Als Nächstes wird eine Beschreibung bezüglich Modifikationen der ersten Ausführungsform bereitgestellt. Nach Bedarf werden Bezugsziffern mit angefügten Buchstaben verwendet, um bauliche Elemente zu bezeichnen, die baulichen Elementen der in den 1 bis 4 gezeigten Kühlstruktur 50a entsprechen, und auf eine ausführliche Beschreibung solcher Merkmale wird verzichtet.
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5 ist eine schematische Seitenschnittansicht von grundsätzlichen Bauteilen einer elektronischen Vorrichtung 12, in der eine Kühlstruktur 50b gemäß einer ersten Modifikation vorgesehen ist. Die Kühlstruktur 50b umfasst innere Wärmeabfuhrrippen 52b, die ein erstes Wärmeabfuhrelement 56b aufweisen, und äußere Wärmeabfuhrrippen 54b, die ein Wärmeeintragslamellenelement 58b aufweisen, ein Wärmeübertragungsteil 62b und ein zweites Wärmeabfuhrlamellenelement 60b. Außerdem ist ein Wärmerohr 80 in dem Wärmeübertragungsteil 62b vorgesehen, zusammen mit einem Schenkelteil 82, das aus einem flachen unteren Endabschnitt des zweiten Wärmeabfuhrlamellenelements 60b hervorsteht und an der Leiterplatte 20 anliegt.
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Da das Wärmerohr 80 in dem Wärmeübertragungsteil 62b vorgesehen ist, wird die Geschwindigkeit höher, mit der sich Wärme von dem Wärmeeintragslamellenelement 58b über das Wärmeübertragungsteil 62b zu dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement 60b bewegt. Folglich kann Wärme aus der Leiterplatte 20 mit höherer Effizienz entfernt werden. Das Wärmerohr 80 kann beispielsweise aus einem eingeschlossenen inneren Raum bestehen, der im Inneren des Wärmeübertragungsteils 62b ausgebildet ist.
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Des Weiteren wird das Schenkelteil 82, das von der unteren Endfläche der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54b vorsteht, in Anlage gegen die Leiterplatte 20 gebracht. Daher wird das Gewicht der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54 selbst oder die äußere Kraft ebenfalls auf die Leiterplatte 20 verteilt. Demzufolge kann das Gewicht oder die äußere Kraft effektiver verringert werden.
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Weiterhin sind gemäß der ersten Modifikation die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54b an der Ummantelung 22 über Schnappverschlüsse 84 montiert. Auf diese Weise ist das Montieren der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54b an der Ummantelung 22 nicht auf eine Ausführung mit Montageschrauben 66 beschränkt, und es können außer den Montageschrauben 66 andere Ausgestaltungen übernommen werden.
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6 ist eine schematische Seitenschnittansicht von grundsätzlichen Bauteilen einer elektronischen Vorrichtung 12, in der eine Kühlstruktur 50c gemäß einer zweiten Modifikation vorgesehen ist, 7 ist eine Vorderansicht von inneren Wärmeabfuhrrippen 52c von einer Rückseite der Anzeige 16 aus gesehen, und 8 ist eine Vorderansicht von äußeren Wärmeabfuhrrippen 54c von einer Vorderseite der Anzeige 16 aus gesehen. Bei einer solchen Kühlstruktur 50c sind Abschnitte des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56c der inneren Wärmeabfuhrrippen 52c ausgeschnitten und es sind zwei kreisförmige flache Teile 90 darin ausgebildet, wobei in den kreisförmigen flachen Teilen 90 Innengewinde 92 eingeprägt sind. Weiterhin sind in den äußeren Wärmeabfuhrrippen 54c, die das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 60c aufweisen, durch Ausschneiden von Abschnitten des Wärmeintragslamellenelements 58c zwei U-förmige Nuten 94 ausgebildet.
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Gemäß der zweiten Modifikation sind das Wärmeeintragslamellenelement 58c und das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56c durch mit Flanschen versehene Schrauben 96 (siehe 6), die als Befestigungsschrauben dienen, verbunden. Genauer gesagt befinden sich diametrisch nach außen stehende Flansche mit großem Durchmesser an Schaftabschnitten 97 der mit Flanschen versehenen Schrauben 96, und ein Abschnitt zwischen den Flanschen 98 und Kopfabschnitten 100 ist in die U-förmigen Nuten 94 eingeführt. In diesem Zustand werden durch Drehen eines Schraubenziehers 102, der in Schraubennuten 101 der Kopfabschnitte 100 eingesetzt wird, an distalen Enden der Schaftabschnitte 97 ausgebildete Außengewindeelemente mit den Innengewinden 92 schraubverbunden. Durch einen solchen Schraubverbund sind das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56c und das Wärmeeintragslamellenelement 58c in weiterem engem Kontakt starr miteinander verbunden. Demzufolge wird ein Wärmeintrag (Übertragung von Wärme) mit einer weiter erhöhten Geschwindigkeit von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56c zu dem Wärmeeintragslamellenelement 58c ausgeführt.
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Wenn beispielsweise die Ummantelung 22 von der Anzeige abgelöst wird, um Wartungs- und Überprüfungsarbeit auszuführen, werden die inneren Wärmeabfuhrrippen 52c und die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54c voneinander getrennt. Zu diesem Zweck können die mit einem Flansch versehenen Schrauben 96 in eine Richtung gedreht werden, um zu bewirken, dass sich die Außengewindeelemente weg von den Innengewinden 92 trennen.
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Einhergehend mit der Trennung der Außengewindeelemente weg von den Innengewinden 92, pressen die Flansche 98 das Wärmeeintragslamellenelement 58c und das Wärmeübertragungsteil 62c zur Seite der Kopfabschnitte 100 hin. Da das Wärmeeintragslamellenelement 58c in eine Richtung weg von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56c gedrückt wird, kann daher der Zustand des eingepassten Eingriffs zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56c und dem Wärmeeintragslamellenelement 58c schnell gelöst werden. Infolgedessen trennen sich die inneren Wärmeabfuhrrippen 52c und die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54c gegenseitig voneinander.
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In der vorangehenden Weise wirken die mit Flansch versehenen Schrauben 96 als ein Mittel zum Sicherstellen eines engen und intensiven Kontakts des Wärmeeintragslamellenelements 58c mit dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56c. Ferner wirken zu dem Zeitpunkt, zu dem die inneren Wärmeabfuhrrippen 52c und die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54c veranlasst werden, sich gegenseitig voneinander weg zu trennen, die Flansche 98 der mit Flansch versehenen Schrauben 96 als ein Trennungsmittel, das zum Pressen gegen das Wärmeeintragslamellenelement 58c eingerichtet ist. Demzufolge ist es möglich, Wärme von der Leiterplatte 20 effizienter zu entfernen, wobei gleichzeitig ermöglicht wird, dass der Zustand des eingepassten Eingriffs zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56c und dem Wärmeeintragslamellenelement 58c schnell und leicht gelöst wird.
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Die 9 bis 11 sind eine schematische Rückansicht, eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 9 beziehungsweise eine Schnittansicht entlang der Linie XI-Xi in 9 einer elektronischen Vorrichtung 12, in der eine Kühlstruktur 50d gemäß einer dritten Modifikation vorgesehen ist. Gemäß der dritten Modifikation wird ein L-förmiger Stiftschlüssel 110 (Hebelelement) als ein Mittel zum Erleichtern der Ablösung eingesetzt.
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Insbesondere, wie in 10 gezeigt, wird mindestens entweder eine Lamelle, deren Höhe kleiner als die der anderen ist, an dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a vorgesehen, oder eine Senke, deren Tiefe größer als die der anderen ist, an dem Wärmeeintragslamellenelement 58a vorgesehen. Wenn das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und das Wärmeeintragslamellenelement 58a zusammengefügt sind, wird ein geringer Spalt zwischen dem Scheitelpunkt der Lamelle des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a und dem Bodenabschnitt der Senke des Wärmeeintragslamellenelements 58a ausgebildet. Wie in 11 gezeigt ist ein kurzer Teil des L-förmigen Stiftschlüssels 110 in den Spalt eingeführt. Der kurze Teil des L-förmigen Stiftschlüssels 110 ist in Anlage an dem Scheitelpunkt der Lamelle des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a und dem Bodenabschnitt der Senke des Wärmeeintragslamellenelements 58a angesetzt. Alternativ kann der kurze Teil geringfügig davon getrennt sein.
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Darüber hinaus sind zwei längliche Bedienungslöcher 112a, 112b in der Rückfläche der Ummantelung 22 ausgebildet (siehe 9). Ein distales Ende des langen Abschnitts des L-förmigen Stiftsschlüssels 110 ist durch eines der länglichen Bedienungslöcher 112, 112b geführt. Genauer gesagt ist das distale Ende des langen Abschnitts des L-förmigen Stiftschlüssels 110 von den länglichen Bedienungslöchern 112a, 112b freigelegt.
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Wenn die Ummantelung 22 von der Anzeige 16 abgelöst wird, um eine Wartungs- und Überprüfungsarbeit auszuführen, wird das distale Ende des langen Abschnitts des L-förmigen Stiftsschlüssel „110, das von dem länglichen Bedienungsloch 112a freigelegt ist, so gedrückt, dass es sich entlang der Erstreckungsrichtung (außerhalb der Ummantelung 22) des länglichen Bedienungslochs 112a bewegt. Einhergehend mit dem Drücken und der Bewegung desselben, wie durch den Pfeil in 11 gezeigt, neigt sich der lange Abschnitt in Richtung auf den Innenraum der Ummantelung 22. Andererseits neigt sich der kurze Teil in Richtung auf das Äußere der Ummantelung 22.
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Zu diesem Zeitpunkt presst der kurze Teil gegen den Bodenabschnitt der Senke des Wärmeeintragslamellenelements 58a um eine Anlagestelle in Bezug auf den Scheitelpunkt der Lamelle des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a. In Folge einer solchen Presswirkung bewegt sich das Wärmeeintragslamellenelement 58a in eine Richtung, um zu bewirken, dass sich das Wärmeintragslamellenelement 58a von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a trennt. Daher wird auch bei der dritten Modifikation das Wärmeeintragslamellenelement 58a in eine Richtung weg von dem ersten Wärmeabfuhrlamellen 56a gedrückt, und infolgedessen wird der Zustand des eingepassten Eingriffs zwischen dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 56a und dem Wärmeeintragslamellenelement 58a schnell gelöst, und die inneren Wärmeabfuhrrippen 52a und die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a trennen sich gegenseitig weg voneinander.
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Bei Bedarf kann der L-förmige Stiftschlüssel 110 aus dem länglichen Bedienungsloch 112a herausgezogen werden und als Nächstes kann der L-förmige Stiftschlüssel 110 von dem länglichen Bedienungsloch 112b aus eingeführt werden und der kurze Teil kann in den Spalt eingeführt werden. Danach können die oben beschriebenen Vorgänge ausgeführt werden. Selbstverständlich können L-förmige Stiftschlüssel 110 gleichzeitig von jedem der länglichen Bedienungslöcher112a, 112b aus eingeführt werden und deren kurze Teile können in den Spalt eingeführt werden, woraufhin die oben beschriebenen Vorgänge ausgeführt werden können.
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Die 12 bis 14 sind eine schematische Rückansicht, eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 12 beziehungsweise eine schematische Draufsicht einer elektronischen Vorrichtung 12, in der eine Kühlstruktur 50e gemäß einem ersten Beispiel vorgesehen ist. Gemäß der vierten Modifikation wird anstatt der äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a ein Kühlgebläse 120, das ein leichteres Gewicht als die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a aufweist, an der Ummantelung 22 befestigt.
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In gleicher Weise wie die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54 wird das Kühlgebläse 120 über Montageschrauben 66 an der oberen Fläche der Ummantelung 22 montiert. Insbesondere sind Schraubeneinführlöcher (nicht gezeigt) in den vier Ecken des Kühlgebläses 120 ausgebildet, und Muttern 68 sind an den Montageschrauben 66, die jeweils durch die Einführlöcher und die Montageschraubenlöcher der Ummantelung 22 durchgeführt wurden, schraubverbunden. Durch das Rotieren des Kühlgebläses 120, das an der Ummantelung montiert wurde, strömt auf diese Weise Luft durch das Montageloch 38a und das Kühlgebläse 120 und wird zum Außenbereich der Ummantelung 22 abgeführt.
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Auf die vorgenannte Weise kann durch Ermöglichen, dass die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a von der Ummantelung 22 entfernt werden können, das Mittel zum Abführen von Wärme in geeigneter Weise geändert werden. Genauer gesagt kann ein gewünschter Typ eines Wärmeabfuhrmittels in der Ummantelung 22 entsprechend der abzuführenden Wärme eingebaut werden und es kann eine Reduzierung des Gewichts der elektronischen Vorrichtung 12 erreicht werden.
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Wie oben angemerkt, fließt dann, wenn das Kühlgebläse in Rotation versetzt wird, die Luft im Innenraum der Ummantelung 22 durch das Kühlgebläse 120 und wird zum Außenbereich abgeführt. Da das Kühlgebläse 120 auf der oberen Fläche der Ummantelung 22 montiert ist, tritt ein aufsteigender Luftstrom im Innern der Ummantelung 22 auf. In diesem Fall wird gemäß dem ersten Beispiel die Auskraglänge der Lamellen, die das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a bilden, so festgelegt, dass sie auf einer vertikalen oberen Seite größer ist als auf einer vertikalen Abwärtsseite des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a. Folglich kommt ein Teil des Luftstrom in Kontakt mit den unteren Lamellen, wohingegen der Rest davonaufsteigt und in Kontakt mit den oberen Lamellen kommt. Folglich kommt der Luftstrom mit der Gesamtheit des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements in Kontakt und wird dadurch gekühlt.
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Indem auf diese Weise die Auskraglängen auf der unteren Seite und der oberen Seite jeweils unterschiedlich gemacht werden, ist es insbesondere dann, wenn das Kühlgebläse eingebaut ist, möglich, dass der aufsteigende Luftstrom in Kontakt mit der Gesamtheit des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 56a kommt. Da das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 56a mühelos gekühlt werden kann, ist es demzufolge auch in diesem Fall möglich, dass Wärme aus der Leiterplatte 20 schnell entfernt werden kann.
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Ferner bleiben gemäß dem ersten Beispiel die entnehmbaren Teile 36 an Ort und Stelle, ohne entnommen zu werden. Ob die Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche darin ausgebildet werden oder nicht, kann auf diese Weise in Abhängigkeit davon gewählt werden, ob die entnehmbaren Teile 36 entnommen werden oder nicht. Folglich kann die Anzahl von Belüftungsöffnungen 34 der Oberseitenfläche entsprechend der abzuführenden Wärmemenge festgelegt werden.
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Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform in Bezug auf eine Struktur zum Anordnen eines Wärmeabfuhrelements an einer Rückfläche beschrieben. Bauliche Elemente, die die gleichen sind wie die oben in Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen baulichen Elemente oder diesen entsprechen, werden mit der derselben Bezeichnung gekennzeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung solcher Merkmale wird verzichtet.
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Die 15 bis 17 sind eine Rückansicht, eine Schnittansicht entlang der Line XVI-XVI in 15 beziehungsweise eine Schnittansicht entlang der Linie WII-XVII in 15 einer elektronischen Vorrichtung 12, in der eine Kühlstruktur 150a gemäß einer zweiten Ausführungsform vorgesehen ist. In diesem Fall erstreckt sich ein erstes Wärmeabfuhrlamellenelement 154 der inneren Wärmeabfuhrrippen 152 entlang einer vertikalen Richtung. Andererseits sind hinsichtlich der äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 ein Wärmeeintragslamellenelement 158, ein Wärmeeintragsteil 160 und ein zweites Wärmeabfuhrlamellenelement 162 linear ausgerichtet, wobei sich dabei das Wärmeeintragslamellenelement 158 und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 162 entlang einer vertikalen Richtung erstrecken.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein im Wesentlichen rechteckförmiges Montageloch 38b in einer Rückfläche der Ummantelung 163 ausgebildet. Das Breitenmaß des Montagelochs 38b ist im Wesentlichen gleich dem Breitenmaß des Wärmeübertragungsteils 160, ist jedoch so festgelegt, dass es kleiner als das Breitenmaß des zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement 162 ist. Wenn demzufolge das Wärmeeintragslamellenelement 158 und das Wärmeübertragungsteil 160 in dieser Reihenfolge von der Rückflächenseite der Ummantelung 163 eingeführt wird, wird das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 162 durch die Ummantelung 163 blockiert. Die äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 sind in einem gestuften Teil 164 aufgenommen, das in der Ummantelung 163 ausgebildet ist und in einer konkaven Form in Richtung auf die inneren Wärmeabfuhrrippen 152 ausgenommen ist.
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In der Nähe des Montagelochs 38b sind vier längliche Befestigungslöcher 165 (Langlöcher), die als Positionsabstimmelemente dienen, so ausgebildet, dass sie an Positionen durchdringen, die in der Form eines Rechtecks verteilt sind und sich entlang einer horizontalen Richtung erstrecken. Ferner sind vier durchgängige Löcher 166 in dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement 162 ausgebildet. Muttern 68 sind mit Außengewindeabschnitten der Montageschrauben 66, die durch die durchgängigen Löcher 166 und die länglichen Befestigungslöcher 165 geführt wurden, schraubverbunden.
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In diesem Fall kann durch Verschieben der Einführpositionen der Montageschrauben 66 in Bezug auf die länglichen Befestigungslöcher 165 der Ummantelung 163 die Befestigungsposition der äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 in Bezug auf die Rückfläche der Ummantelung 163 in einer horizontalen Richtung abgestimmt werden. Infolgedessen kann auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform durch Abstimmen der relativen Positionierung des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 154 und des Wärmeeintragslamellenelements 158 die Positionierung und Ausrichtung von beiden Lamellenelementen 154, 158 mit hoher Präzision ausgeführt werden.
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Auch in der zweiten Ausführungsform erstrecken sich das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 154, das Wärmeeintragslamellenelement 158 und das zweite Wärmeabfuhrlamellenelement 162 bevorzugt entlang derselben Richtung (in diesem Fall, der vertikalen Richtung). Demzufolge kann die Herstellung der inneren Wärmeabfuhrrippen 152 und der äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 sowie der eingepasste Eingriff des ersten Wärmeabfuhrlamellenelements 154 und des Wärmeeintragslamellenelements 158 mühelos ausgeführt werden.
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Ferner wird auch mit dieser Ausgestaltung, in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform, Wärme von der Leiterplatte 20 von dem ersten Wärmeabfuhrlamellenelement 154 über das Wärmeübertragungsteil 160 zu dem zweiten Wärmeabfuhrlamellenelement 162 übertragen, und wird danach zum Außenbereich der Ummantelung verteilt. Infolgedessen kann die Wärme von der Leiterplatte 20 schnell entfernt werden. Mit anderen Worten, mit der zweiten Ausführungsform können dieselben vorteilhaften Wirkungen erzielt werden wie diejenigen der ersten Ausführungsform.
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Als Nächstes wird eine Beschreibung in Bezug auf Beispiele der zweiten Ausführungsform bereitgestellt. 18 ist eine schematische horizontale Schnittansicht von grundsätzlichen Bauteilen einer elektronischen Vorrichtung 12, in der eine Kühlstruktur 150b gemäß einem zweiten Beispiel vorgesehen ist. Bei einer solchen Kühlstruktur 150b sind zwei Abstützstangen 170 (Abstützelemente) im Innenraum der Ummantelung 163 angeordnet.
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Insbesondere sind die Abstützstangen 170 an der Leiterplatte 20 an Positionen angeordnet, an denen die Leiterplatte 20 zwischen den Abstützstangen 170 und den auf der Rückfläche der Anzeige 16 angeordneten Stützfüßen 41 eingeklemmt ist. Die Abstützstangen 170 erstrecken sich zur Ummantelung 163, wobei dabei deren distale Endflächen in Anlage gegen eine innere Fläche der Ummantelung 163 gebracht sind. Nicht dargestellte Innengewinde sind in die distalen Endflächen der Abstützstangen 170 eingeprägt. Andererseits sind eine Vielzahl von einzelnen Schraubeneinführlöchern 172, 173 jeweils in den äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 und dem Gehäuse 163 ausgebildet. Stützschrauben 174, die durch die Schraubeneinführlöcher 172, 173 geführt sind, sind in den Innengewinden schraubverbunden.
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Infolgedessen werden die äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 ferner durch die Abstützstangen 170 abgestützt. Wenn daher eine äußere Kraft auf die äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 wirkt, nehmen die Abstützstangen 170 die äußere Kraft auf und stützen sie ab. Da insbesondere die äußere Kraft auf die Abstützstangen 170 verteilt wird, ist es möglich, dass die äußere Kraft effektiver verringert werden kann.
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Die 19 bis 21 sind eine schematische Rückansicht, eine Schnittansicht entlang der Linie XX-XX in 19 beziehungsweise eine Schnittansicht entlang der Linie XXI-XXI in 19 einer elektronischen Vorrichtung 12, in der eine Kühlstruktur 150c gemäß einem dritten Beispiel vorgesehen ist. In diesem Fall ist ein Kühlgebläse 120 anstatt der äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 an der Ummantelung 163 angebracht.
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Das Kühlgebläse 120 wird in gleicher Weise wie die äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 über Montageschrauben 66 an der Rückfläche der Ummantelung 163 montiert. Genauer gesagt sind (nicht gezeigte) Schraubeneinführlöcher in den vier Ecken des Kühlgebläses 120 ausgebildet, und auf den Montageschrauben 66, die durch die Schraubeneinführlöcher und die Montageschraubenlöcher der Ummantelung 163 geführt wurden, sind Muttern 68 schraubverbunden. Durch das Rotieren des Kühlgebläses 120, das an der Ummantelung 163 montiert wurde, strömt auf diese Weise Luft im Innern der Ummantelung 163 durch das Montageloch 38b und das Kühlgebläse 120 und wird zum Außenbereich der Ummantelung 163 abgeführt.
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Auf die vorgenannte Weise kann durch Ermöglichen, dass die äußeren Wärmeabfuhrrippen 156 von der Ummantelung 163 entfernt werden können, das Mittel zum Abführen von Wärme in geeigneter Weise geändert werden. Genauer gesagt kann, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, ein gewünschter Typ eines Wärmeabfuhrmittels in der Ummantelung 163 entsprechend der abzuführenden Wärme eingebaut werden und es kann eine Reduzierung des Gewichts der elektronischen Vorrichtung 12 erreicht werden.
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Wenn, in gleicher Weise wie zuvor besprochen, das Kühlgebläse 120 rotiert wird, strömt die Luft im Innenraum der Ummantelung 163 durch das Kühlgebläse 120 und wird an den Außenbereich abgeführt. Zu diesem Zeitpunkt tritt ein aufsteigender Luftstrom in der Ummantelung 163 auf. Da gemäß der sechsten Ausführungsform sich das erste Wärmeabfuhrlamellenelement 154 entlang der vertikalen Richtung erstreckt, kontaktiert der Luftstrom jede der Lamelle davon in einem im Wesentlichen gleichen Maß. Demzufolge besteht keine besondere Notwendigkeit, die Auskraglängen der Lamellen unterschiedlich zu machen.
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Es ist beispielsweise nicht besonders notwendig, das Schenkelteil 82 und das Wärmerohr 80 gleichzeitig an den äußeren Wärmeabfuhrrippen 54b vorzusehen. Weiterhin können auch in der ersten Ausführungsform die Abstützstangen 170 im Innern der Ummantelung 22 vorgesehen werden und die äußeren Wärmeabfuhrrippen 54a können durch die Abstützstangen 170 abgestützt werden.
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Ferner kann das Kühlgebläse 120 durch Schnappverschlüsse 84 angeordnet werden.
