DE60017826T2

DE60017826T2 - Kühlstruktur eines elektronischen Geräts

Info

Publication number: DE60017826T2
Application number: DE60017826T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Ibaraki-shi Maehara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: TW463541B; CN1295949C; EP1052884A2; MY116078A; EP1052884A3; CN1274258A; EP1052884B1; US6226182B1; DE60017826D1; JP2000323878A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes.
Hintergrund der Erfindung
Ein elektronisches Gerät, das gedruckte Leiterplatten aufnimmt, auf denen verschiedene elektronische Bauteile montiert sind, ist bisher mit einem in dem Gehäuse installierten Entlüftungsventilator, Wärmeableitungsröhren (hegt pipes) oder anderen Wärmetauschern gekühlt worden, oder das kastenförmige elektronische Gerät ist gekühlt worden, indem die Wärme durch natürliche Konvektion nach außen abgeleitet wurde.
Wenn jedoch das Gebläse direkt an dem Gehäuse angebracht ist, verstärkt sich das von dem Gehäuse ausgestrahlte Geräusch aufgrund des Drehgeräusches des Gebläses und der Blasgeräusche. Daher wird, wenn das elektronische Gerät für den allgemeinen Gebrauch im Haushalt ein derartiges Gebläse hat, Geräusch erzeugt, und daher ist das elektronische Gerät mit einem derartigen Gebläse nicht als ein elektronisches Haushaltsgerät geeignet. Andererseits müssen, bei der Struktur, bei der das Gebläse im Inneren des Gehäuses integriert ist, geformte Teile neu hinzugefügt werden, um die Wärme aus dem Gehäuse abzuleiten oder Luft anzusaugen. Dadurch erhöhen sich die Herstellungskosten. Bei dem elektronischen Gerät mit so genannten Heatpipes oder anderen Wärmetauschern sind aufwändige Wärmeschutzteile erforderlich. Daher sind elektronische Geräte mit derartigen Wärmetauschern aufgrund der hohen Erzeugniskosten nicht als elektronische Haushaltsgeräte geeignet.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes mit Wärmeerzeugungsteilen der Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer oberen Platte, seitlichen Platten und einer unteren Platte, eine Ummantelung, die in dem Gehäuse angeordnet ist, eine Leiterplatte, die in der Ummantelung angeordnet ist, und einen Rahmen, der in dem Raum zwischen der oberen Platte und der Ummantelung angeordnet ist, wobei die Leiterplatte wärmeerzeugende Teile hat und der durch die Oberplatte, die Ummantelung und den Rahmen umschlossene Raum einen Luftstromtunnel bildet, der durch die Leiterplatte und die Ummantelung umschlossene Raum einen inneren Raum bildet und die in den wärmeerzeugenden Teilen erzeugte Wärme durch die Luft aus dem Gehäuse abgeleitet wird, die durch den Luftstromtunnel hindurchtritt.
Vorzugsweise umfasst die Kühlstruktur des Weiteren ein Gebläse, das in der Ummantelung angeordnet ist. Was die Ummantelung und die Leiterplatte angeht, so ist die Leiterplatte in dem Gehäuse angeordnet, und eine Abschirmummantelung ist so angeordnet, dass sie die Leiterplatte abdeckt. Der Rahmen hat ein elastisches Element. Wenigstens die obere Platte oder die untere Platte hat ein Kühlloch. Die Ummantelung hat ein erstes Belüftungsloch. Die Leiterplatte hat ein zweites Belüftungsloch.
In dieser Konfiguration wird die von der Leiterplatte erzeugte Wärme leicht aus dem Gehäuse abgeleitet. Dementsprechend wird die Ansammlung von Wärme in dem elektronischen Gerät verhindert. Dadurch wird das elektronische Gerät wirkungsvoll gekühlt. Da der Luftstromtunnel als Leitung dient, ist kein anderes Teil als Leitung erforderlich. Dadurch werden die Kosten verringert. Da sich das Gebläse im Inneren des Gehäuses dreht, wird das Austreten von Drehgeräuschen, die durch Gebläsedrehung erzeugt werden, aus dem Gehäuse verhindert. Dadurch wird der Geräuschpegel verringert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes in einer Ausführung der Erfindung.
2 ist eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht der in der 1 dargestellten Kühlstruktur.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Eine Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes in einer Ausführung der Erfindung umfasst ein Gehäuse, eine Abschirmummantelung, die elektronische Wellen im Inneren des Gehäuses verhindert, sowie ein elastisches Element, das zwischen dem Gehäuse und der Abschirmummantelung angeordnet ist, wobei der Raum, der durch das Gehäuse, die Abschirmummantelung und das elastische Element umschlossen wird, einen Luftstromtunnel bildet und der Luftstromtunnel als eine Kühlleitung wirkt.
Das elastische Element wirkt als ein Rahmen. Die Kühlstruktur umfasst des Weiteren eine Leiterplatte, die in dem Gehäuse angeordnet ist. Die Abschirmummantelung ist so angeordnet, dass sie die Leiterplatte abdeckt. Das Gehäuse hat seitliche Platten, eine obere Platte und eine untere Platte, und wenigstens in der oberen Platte oder der unteren Platte ist ein Kühlloch an der Oberfläche ausgebildet. Die Abschirmummantelung hat ein erstes Belüftungsloch. Die Leiterplatte hat ein zweites Belüftungsloch. Die Abschirm ummantelung verhindert elektromagnetische Wellen. Die Leiterplatte weist eine Steuerschaltung auf. Die Leiterplatte weist des Weiteren verschiedene elektronische Bauteile, wie beispielweise wärmeerzeugende Bauteile, auf. Die Leiterplatte weist beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte auf.
Das elastische Element weist ein Schwammelement, ein Gummielement, ein hohles Gummielement, ein hohles Harzelement, einen Harzring und einen Gummiring auf.
Die Kühlstruktur enthält des Weiteren ein Kühlgebläse, das an der Abschirmummantelung angebracht ist. Die Abschirmummantelung hat eine umschlossene Form, die auf der Leiterplatte angeordnet ist. Dieses Gebläse dient dazu, die in den wärmeerzeugenden Teilen erzeugte Wärme über den Luftstrorntunnel aus dem Gehäuse abzuleiten. Das heißt, die von dem Gebläse freigesetzte Warmluft wird aus dem Gehäuse abgeleitet, ohne dass sie in Richtung der wärmeerzeugenden Teile zurückgeführt wird.
Dieser Aufbau verhindert das Austreten von Geräuschen aus dem Gehäuse. Des Weiteren ist es nicht erforderlich, neue geformte Teile für die Leitung herzustellen, und die Struktur ist einfach. Aufgrund dieser einfachen Struktur kann die Hochtemperaturluft in dem Gehäuse wirkungsvoll aus dem Gehäuse abgeleitet werden.
Das heißt, die Abschirmummantelung ist umschlossen ausgebildet, und ohne dass die von dem Gebläse geleitete Luft im Inneren umgewälzt wird, kann die erzeugte Wärme wirkungsvoll aus dem Gehäuse abgeleitet werden. Dadurch wird das elektronische Gerät wirkungsvoll gekühlt. Indem das Gebläse in dem Gehäuse installiert wird, kann das Austreten von Geräuschen nach außen verringert werden.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird die Kühlstruktur des elektronischen Gerätes der Erfindung im Folgenden in beispielhaften Ausführungen beschrieben.
Beispielhafte Ausführung 1
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes in einer beispielhaften Ausführung der Erfindung. 2 ist eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht von 1.
In 1 und 2 umfasst die Kühlstruktur des elektronischen Gerätes ein Gehäuse 20, eine Leiterplatte 6, eine Abschirmummantelung 3, ein Gebläse 4 sowie einen Rahmen für den Luftstromtunnel 2. Das Gehäuse 20 weist ein Chassis 5 in Form eines Behälters mit einem Boden und eine obere Platte 1 zum Abdecken des Chassis 5 auf. Das Abschirmgehäuse 3 wird auf die Leiterplatte 6 aufgesetzt, um die Leiterplatte 6 abzudecken. Das Gebläse 4 dient dazu, die Luft in dem Gehäuse 20 aus dem Gehäuse 20 abzuleiten. Die Leiterplatte 6 weist wärmeerzeugende Teile 7 auf. Ein erstes Kühlloch 8 ist in der oberen Platte 1 ausgebildet. Ein erstes Belüftungsloch 9 ist in dem Abschirmgehäuse 3 ausgebildet. Ein zweites Belüftungsloch 10 ist in der Leiterplatte 6 ausgebildet. Ein zweites Kühlloch 51 ist im Boden des Chassis 5 ausgebildet. Das erste Kühlloch 8, das erste Entlüftungsloch 9, das zweite Entlüftungsloch 10 und das zweite Kühlloch 51 weisen Öffnungen auf, und Luft kann durch die Öffnungen hindurchtreten. Vier vorstehende Füße 24 sind an der Unterseite des Chassis 5 angeordnet. Ein Spalt ist an der Unterseite des Chassis 5 ausgebildet. Die Luft kann durch den Spalt und das zweite Kühlloch 51 hindurchtreten. Wenn das Chassis 5 den Spalt an der Unterseite des Chassis 5 aufweist, müssen die Füße 24 nicht immer notwendigerweise angeordnet sein. Die in der Leiterplatte 6 erzeugte Wärme wird aus dem Gehäuse 20 abgeleitet, indem die Luft von der Frischluft geleitet geführt wird. So wird Ansammlung von Wärme in dem elektronischen Gerät verhindert, und das elektronische Gerät wird gekühlt.
Der Rahmen für Luftstromtunnel 2 dient vorzugsweise dazu, Schwingung zu dämpfen. Der Rahmen für Luftstromtunnel 2 weist ein elastisches Element auf. Das elastische Element ist beispielsweise ein Schwammelement, ein Gummielement, ein hohles Gummielement, ein hohles Harzelement, ein Harzring, ein Gummiring, ein U-förmiges konkaves Kunststoffelement oder ein U-förmiges konkaves Gummielement.
Die Leiterplatte 6 ist am Boden des Chassis 5 angeordnet. Verschiedene elektronische Bauteile, wie beispielsweise Widerstände, Kondensatoren, integrierte Schaltungen und andere wärmeerzeugende Teile 7 sind auf der Leiterplatte 6 montiert. Die Leiterplatte, die diese elektronischen Bauteile enthält, bildet eine gewünschte Steuerschaltung. Der durch die Unterseite der Leiterplatte 6 und das Gehäuse 20 umschlossene Raum bildet einen unteren Raum 23.
Um die Leiterplatte 6 abzuschließen, wird die Abschirmummantelung 3 auf die Leiterplatte 6 aufgesetzt. Die Abschirmummantelung 3 dient dazu, elektromagnetische Wellen zu sperren. Die obere Platte 1 wird in der oberen Richtung der Abschirmummantelung 3 angeordnet. Die obere Platte 1 verschließt die Öffnung des Chassis 5. Das Ableitgebläse 4 ist im Inneren der oberen Platte 1 der Abschirmummantelung 3 vorhanden.
Der Rahmen für Luftstromtunnel 2 ist zwischen der Abschirmummantelung 3 und der oberen Platte 1 angeordnet. Der Rahmen 2 ist an der oberen Platte 1 angebracht. So wird der Raum zwischen der Abschirmummantelung 3 und der oberen Platte 1 durch den Rahmen 2 geteilt. Der von der Abschirmummantelung 3, der oberen Platte 1 und dem Rahmen 2 umschlossene Raum bildet einen Luftstromtunnel 21. Das erste Belüftungsloch 9 sowie das erste Kühlloch 8 stehen mit diesem Luftstromtunnel 21 in Verbindung. Der Rahmen ist in dieser Ausführung ein Schwammelement mit rechteckiger Form. Das Schwammelement befindet sich in einem Zustand, in dem es durch die obere Platte 1 und die Abschirmummantelung 3 gedrückt wird.
Das erste Belüftungsloch 9, das an der Oberseite der Abschirmummantelung 3 ausgebildet ist, ist lediglich im oberen Teil des Gebläses 4 ausgebildet. Der Rahmen für Luftstromtunnel 2 ist so angeordnet, dass er das erste Belüftungsloch 9 und das erste Kühlloch 8 umgibt. Die Warmluft, die von den wärmeerzeugenden Teilen 7 erzeugt wird, wird über das erste Kühlloch 8 oder das zweite Kühlloch 51 durch die Wirkung des Gebläses 4 aus dem Gehäuse 20 abgeleitet. Der Luftstromtunnel 21, der durch die obere Platte 1, die Abschirmummantelung 3 und Rahmen 2 umschlossen ist, wirkt als Leitung zum Ansaugen und Ausstoßen von Luft.
Wenn das Gebläse 4 so gedreht wird, dass der Luftstrom nach oben gerichtet werden kann, wird die Frischluft über das zweite Kühlloch 51 in das Gehäuse 20 gesaugt und gelangt über das zweite Belüftungsloch 10 in den inneren Raum 22 der Abschirmummantelung 3. Die in den wärmeerzeugenden Teilen 7 erzeugte Wärme tritt zusammen mit der Frischluft, die aus dem inneren Raum 22 eintritt, durch das zweite Belüftungsloch 9 hindurch und gelangt in den Luftstromtunnel 21. Die Warmluft, die in den Luftstromtunnel 21 gelangt, tritt durch das erste Kühlloch 8 hindurch und wird aus dem Gehäuse 20 abgeleitet. Das heißt, die in den wärmeerzeugenden Teilen 7 erzeugte Wärme wird aus dem Gehäuse abgeleitet, ohne wieder in dem Gehäuse 20 zu zirkulieren. So wird das elektronische Gerät gekühlt.
Wenn andererseits das Gebläse 4 so gedreht wird, dass der Luftstrom nach unten gerichtet werden kann, wird die Frischluft über das erste Kühlloch 8 in den Luftstromtunnel 21 angesaugt und gelangt über das erste Belüftungsloch in den Innenraum 22. Wenn sie in den Innenraum gelangt ist, wird die Frischluft durch die Wirkung des Gebläses 4 auf die wärmeerzeugenden Teile 7 geblasen. Nur die kalte Frischluft, die über das erste Kühlloch 8 angesaugt wird, wird direkt auf die wärmeerzeugenden Teile 7 geblasen. Die Frischluft, die auf die wärmeerzeugenden Teile 7 geblasen wird, wird zu Warmluft, die über das zweite Belüftungsloch 10 und das zweite Kühlloch 51 aus dem Gehäuse 20 abgeleitet wird. So wird das elektronische Gerät gekühlt.
Bei diesem Aufbau wird die von der Leiterplatte 6 erzeugte Wärme leicht aus dem Gehäuse 20 abgeleitet. Dementsprechend wird Ansammlung von Wärme in dem elektronischen Gerät verhindert. Dadurch wird das elektronische Gerät effektiv gekühlt. Da der Luftstromtunnel 21 als eine Leitung dient, ist kein anderes geformtes Teil als Leitung erforderlich. Dadurch werden die Kosten verringert. Des Weiteren wird, da sich das Gebläse 4 im Inneren des Gehäuses 20 dreht, das Austreten von Drehgeräuschen durch Drehung des Gebläses 4 aus dem Gehäuse 20 verhindert. Dadurch wird der Geräuschpegel abgesenkt.

1: Obere Platte
2: Rahmen für Luftstromtunnel
3: Abschirmummantelung
4: Gebläse
S: Chassis (Behälter mit einem Boden)
6: Leiterplatte
7: Wärmeerzeugendes Teil
8: Erstes Kühlloch
9: Erstes Belüftungsloch
10: Zweites Belüftungsloch
20: Gehäuse
21: Luftstromtunnel
22: Innenraum
23: Unterer Raum
24: Füße (Vorsprung)
51: Zweites Kühlloch

Claims

Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes, die aufweist: ein wärmeerzeugendes Teil (7), ein Gehäuse (20) mit einer oberen Platte (1), seitlichen Platten und einer unteren Platte (5), eine Ummantelung (3), die in dem Gehäuse angeordnet ist, eine Leiterplatte (6), die in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Leiterplatte das wärmeerzeugende Teil enthält und ein Raum, der durch die Leiterplatte und die Ummantelung umschlossen wird, einen Innenraum (22) bildet, wobei die Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes umfasst: einen Rahmen (2), der in dem Zwischenraum zwischen der oberen Platte und der Ummantelung angeordnet ist, wobei der Raum, der durch die obere Platte, die Ummantelung und den Rahmen umschlossen wird, einen Luftstromtunnel (21) bildet, und die in dem wärmeerzeugenden Teil erzeugte Wärme aus dem Gehäuse abgeleitet wird, indem die Luft durch den Luftstromtunnel geleitet wird.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach Anspruch 1, wobei die Ummantelung und die Leiterplatte die Leiterplatte, die in dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Abschirmummantelung (3) aufweisen, die so angeordnet ist, dass sie die Leiterplatte umschließt.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rahmen ein elastisches Element aufweist.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens die obere Platte oder die untere Platte ein Kühlloch (8, 51) aufweist.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ummantelung ein erstes Belüftungsloch (9) aufweist.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Leiterplatte ein zweites Belüftungsloch (10) aufweist.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Rahmen wenigstens ein Element aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Schwammelement, einem Gummielement, einem hohlen Gummielement, einem hohlen Kunststoffelement, einem Kunststoffring und einem Gummiring besteht.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die des Weiteren ein Gebläse (4) umfasst, das in der Ummantelung installiert ist, wobei die Wärme durch die Wirkung des Gebläses aus dem Gehäuse abgeleitet wird.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die des Weiteren ein Gebläse (4) umfasst, das in der Ummantelung installiert ist, wobei die Ummantelung ein erstes Belüftungsloch aufweist, das mit dem Luftstromtunnel in Verbindung steht, und das Gebläse an einer Position installiert ist, die dem ersten Belüftungsloch entspricht.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die des Weiteren ein Gebläse (4) umfasst, das in der Ummantelung installiert ist, wobei das Gehäuse ein erstes Kühlloch (8), das mit dem Luftstromtunnel in Verbindung steht, und ein zweites Kühlloch (51) aufweist, das mit einem unteren Raum (23) an der Unterseite der Leiterplatte in Verbindung steht, die Ummantelung ein erstes Belüftungsloch (9) aufweist, das mit dem Luftstromtunnel in Verbindung steht, das Gebläse in einer Unterseite mit dem ersten Belüftungsloch übereinstimmend installiert ist, und das Gebläse dazu dient, die Luft so zu bewegen, dass sie durch den inneren Raum, das erste Belüftungsloch, den Luftstromtunnel und das erste Kühlloch hindurchtritt.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach Anspruch 1, 3 oder 7, die des Weiteren ein Gebläse (4) umfasst, das in dem Gehäuse installiert ist, wobei die Ummantelung die Leiterplatte, die in dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Abschirmummantelung (3) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie die Leiterplatte umschließt, das Gehäuse ein erstes Kühlloch (8), das mit dem Luftstromtunnel in Verbindung steht, und ein zweites Kühlloch (51) aufweist, das mit einem unteren Raum (23) an der Unterseite der Leiterplatte in Verbindung steht, und die Abschirmummantelung ein erstes Belüftungsloch (9) aufweist, das mit dem Luftstromtunnel in Verbindung steht, die Leiterplatte ein zweites Belüftungsloch (10) aufweist, und Frischluft in den Luftstromtunnel (21) über das erste Kühlloch gelangt und in den inneren Raum über das erste Belüftungsloch eintritt, dann über das zweite Belüftungsloch, den unteren Raum und das zweite Kühlloch aus dem Gehäuse abgeleitet wird.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach Anspruch 1, 3 oder 7, die des Weiteren ein Gebläse (4) umfasst, das in der Ummantelung installiert ist, wobei die Ummantelung die Leiterplatte, die in dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Abschirmummantelung (3) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie die Leiterplatte umschließt, das Gehäuse ein erstes Kühlloch (8), das mit dem Luftstromtunnel in Verbindung steht, und ein zweites Kühlloch (51) aufweist, das mit einem unteren Raum (23) an der Unterseite der Leiterplatte in Verbindung steht, die Abschirmummantelung ein erstes Belüftungsloch (9) aufweist, das mit dem Luftstromtunnel in Verbindung steht, die Leiterplatte ein zweites Belüftungsloch (10) aufweist, und Frischluft in den inneren Raum über das zweite Kühlloch und das zweite Belüftungsloch gelangt, in den Luftstromtunnel über das erste Belüftungsloch eintritt und über das erste Kühlloch aus dem Gehäuse abgeleitet wird.
Kühlstruktur eines elektronischen Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Ummantelung dazu dient, elektromagnetische Wellen zu verhindern.