JP2003060375A - 電子部品の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却効率が良く、したがってコンパクト化の
容易な電子部品の冷却装置を提供する。 【解決手段】 外箱９の内部に、冷却用流体を流す中空
ユニット２と、その冷却用流体に熱を奪われて間接冷却
される電子部品５とが格納された電子部品の冷却装置に
おいて、前記外箱９の壁部のうち、少なくとも、高温箇
所に近い壁部が熱伝導性の低い素材で形成された断熱材
１０で断熱されている。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、演算素子などの
電子部品もしくは機能素子を組み合わせて構成した電子
部品を冷却するための装置に関し、特に密閉構造の通路
に冷却用空気を流通させるとともに電子部品からその冷
却用空気に対して放熱させて電子部品を冷却する装置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】最近では、各種の分野で電子装置が使用
され、その電子装置を構成している電子部品の集積度が
ますます高くなってきており、かつ動作周波数も高くな
って来ている。そのために、その電子部品の発熱密度が
高くなって高温になり易く、温度上昇に伴う誤動作を回
避するために、より容量の大きい冷却装置が必要になっ
てきている。 【０００３】電子装置あるいは電子部品を冷却する方法
として、大気中に放熱させる空冷が最も一般的であり、
空冷ファンを使用して冷却風を生じさせて電子部品から
熱を奪う強制空冷や、自然対流による冷却風で電子部品
から熱を奪ういわゆる自然冷却などが従来おこなわれて
いる。 【０００４】電子部品を空冷する場合、電子部品を冷却
用空気に直接曝せば、電子部品から冷却用空気に対する
熱伝達率が高くなるので、効率の良い空冷をおこなうこ
とができる。しかしながら、電子部品が塵埃などによっ
て汚染され、さらには回路の短絡が生じたりすることを
防止するために、冷却用空気を電子部品に直接接触させ
る場合には、冷却用空気をフィルタに通すなどのことに
より、予め清浄化する必要がある。このような条件ある
いは制約を回避して電子部品を空冷できる装置が、特開
平９−２０７６９１号公報に記載されている。 【０００５】この公報に記載された冷却装置は、送風用
の中空ユニットを使用した装置である。その中空ユニッ
トは、断面コ字状をなすように構成され、電子部品ある
いは電子回路を収容した密閉チャンバーをその中空ユニ
ットに挟み込んだ状態に配置し、その状態で中空ユニッ
トに冷却用空気を流通させることにより、電子部品から
密閉チャンバーおよび中空ユニットを介して冷却用空気
に熱を伝達して、電子部品を間接的に空冷するようにし
たものが外箱に格納された構成となっている。この種の
冷却装置であれば、電子部品もしくは電子回路などの電
子装置を、冷却用空気に直接接触させる必要がないの
で、比較的劣悪な環境下におかれる電子部品などの電子
装置にも好適に使用することができる。 【０００６】上記の公報に記載された冷却装置は、車両
のエンジンルーム等に設置されている。周知の通り、エ
ンジンルームにはエンジンやラジエータなどの高温を発
する部品がある。そのため、電子回路等の冷却を行う場
合に、前記冷却装置の外部における高温の影響を受け、
十分な冷却ができないおそれがあった。 【０００７】この問題点の解決方法として、断熱を行う
という手段がある。これには前記外箱において、底面な
どの壁部を二重構造にして通風路を設け、ファンからの
冷却空気を流通させて外部を断熱する方法などがある。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上記の方法において、
断熱効果を向上させるためには、通風路を流通する冷却
空気の量を増加させる必要がある。しかしながら、その
ためにはファンの性能を向上させる必要があり、コスト
アップになるという不都合があった。また通風路を流通
する冷却空気も外部からの熱の影響を受け高温になるお
それがあるため、十分な断熱ができず、冷却装置として
の性能が不十分となるおそれがあった。 【０００９】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、冷却能力もしくは冷却効率に優
れ、したがって小型化の可能な電子部品の冷却装置を提
供することを目的とするものである。 【００１０】 【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、外箱の内部
に、冷却用流体を流す間接冷却用流通箱と、その冷却用
流体に熱を奪われて間接冷却される電子部品とが格納さ
れた電子部品の冷却装置において、前記外箱の壁部のう
ち、少なくとも、高温箇所に近い壁部が熱伝導性の低い
素材で断熱されていることを特徴とする電子部品の冷却
装置である。 【００１１】したがって、請求項１の発明では、外箱の
内部に格納されている間接冷却用流通箱の流入口から冷
却用空気を供給すると、隔壁によって密閉状態に構成さ
れた冷却用空気通路の内部を流出口に向けて冷却用空気
が流通する。その流通の過程で冷却用空気が、前記間接
冷却用流通箱を介して熱を奪うことによって、電子部品
が冷却される。その際、前記外箱の高温箇所に近い壁部
が、熱伝導性の低い素材で断熱されているので、外部の
熱が前記外箱の内部に伝達されることがなく、その結
果、効率のよい冷却が行われる。 【００１２】 【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照してこの発明
の具体例を説明する。図１は、車両のエンジンルームに
配置された電子部品を冷却するように構成した一例を示
す縦断面図である。ここに示す例では、外箱本体１の一
つの側面から内部の中空ユニット２の流入口３および、
流出口４を貫通させて固定された構造となっている。外
箱本体１の底面は、ほぼ正方形をなす直方体状になって
いる。 【００１３】外箱本体１においては、上記のように流入
口３および流出口４が、外箱から外部に露出した形とな
っている。そのため、中空ユニット２は外箱本体１の底
面と非接触の状態で中空に固定されている。中空ユニッ
ト２は、熱伝導性の良好な金属や合成樹脂などによって
形成された中空体であって、断面が「コ」の字状を内容
に折れ曲がった形状に構成されている。中空ユニット２
において、連通部６の外面は受熱面７とされている。言
い換えれば、流入口３と流出口４とは反対側の端部に受
熱面７が形成されており、外箱本体１の底面に対して直
交方向に位置している。この受熱面７は電子部品５の上
面と熱伝達可能に接触されている。この電子部品５は、
集積回路やパワートランジスタなどの通電して動作する
ことにより不可避的に熱を発する部品である。 【００１４】このような状態で中空ユニット２と、中空
ユニット２に接触している電子部品５とを内蔵した前記
外箱本体１の上に、外箱蓋８が被せられて外箱９とされ
ている。外箱９の外周面は、熱伝導率の低い断熱材１０
で覆われている。 【００１５】上記の冷却装置において、この発明の断熱
材の一具体例は断熱材１０であり、その素材としては、
発砲スチロールが採用されている。断熱材１０は、外箱
本体１と外箱蓋が被さった状態で外面に固着され、固着
方法としては接着剤が採用されている。 【００１６】また、上記の断熱材１０においては、射出
成形法によって成形されている。具体的には、外箱９の
外面に沿った特定の形状の金型に、溶融させた発砲スチ
ロールが流し込まれて成形されている。 【００１７】上記の図１示す冷却装置では、電子部品５
の上面が受熱面７に接触しており、したがってこれらの
電子部品５が動作して生じた熱は、受熱面７に伝達され
る。一方、外気すなわち冷却用空気は、流入口３から供
給される。その冷却用空気は、先ず下側の平板状部分を
流れ、連通部６を介して上側の平板状部分に流れ、ここ
から流出口４に排出される。その途中に連通部６の外面
すなわち受熱面７から熱を奪い、その結果、電子部品５
が間接的に空冷される。その場合、電子部品５は、最も
温度の高い上面から熱が奪われるので、効率よく冷却さ
れる。 【００１８】このような一連の冷却過程の間、外箱９が
熱伝導性の少ない断熱材１０によって断熱されているの
で、外部の熱が外箱９内部に伝達されない。そのため、
外箱９の内部の空気の温度が上昇することを抑制するこ
とができる。その結果、中空ユニット２の内部の冷却用
空気が低温に保持されるので、効率よく電子部品の冷却
が行われる。 【００１９】上述の冷却装置においては、断熱材１０が
外箱９の外面に固着されていることにより、従来の断熱
方法である冷却空気を通風路に流通させて断熱する方法
を廃止することができる。そのため、外箱９に断熱のた
めの通風路を設けなくてもよいので、部品点数を減少す
ることができる。その結果、製造コストを低廉すること
ができる。 【００２０】また、断熱に冷却空気を使用しないので、
送風用のファンを使用する必要がなくなる。そのため、
ファンなどの動作に依存されない断熱が可能となる。さ
らに、断熱効果を向上させる場合等にも、冷却用空気の
流量を増加する必要がないので、ファンの性能を向上さ
せる必要がなくなる。その結果、ファン等の開発費等を
低廉することができ、経済性を向上させることができ
る。 【００２１】また、断熱材１０が熱伝導性の少ない素材
で形成されていることにより、冷却空気と比較して外部
の高温の影響を受けにくく、安定した断熱を行うことが
できる。そのため、冷却装置としての性能を十分に発揮
することができるので、冷却効率を向上させることがで
きる。 【００２２】また、この発明に係る上記の冷却装置で
は、冷却用空気は中空ユニット２の内部、すなわち冷却
用空気通路の内部を流動するのみであって、電子部品５
に直接接触することがないので、電子部品５が冷却用空
気によって汚染されるなどの影響を受けることがない。 【００２３】また、上記の冷却装置では、電子部品５
は、冷却用空気は、流入口３から下側の平板状部分の内
部に供給された後、連通部６を介して上側の平板状部分
に流れ、ここから流出口４に排出されるので、その流動
方向が上向きになる。その結果、冷却用空気通路がその
流動に沿った形状となっていることにより、冷却用空気
の流動が円滑になり、冷却効率を向上させることができ
る。 【００２４】なお、上述の具体例においては、断熱方法
の一例として発砲スチロールを断熱材１０として使用し
たが、これは上記に限定されず、グラスウールやウレタ
ンなどの素材でもよい。要は、熱伝導性が小さく断熱で
きる素材ならばよい。また、断熱材１０を外箱９の外面
に固着する方法として接着剤による固着手段を使用した
が、これは上記に限定されず、振動溶着や熱溶着による
溶着手段、ボルトおよびナットによる固定手段などを用
いてもよい。要は、固定できる方法ならよい。 【００２５】また、上述の具体例においては、射出成形
および、押出成形の後、打ち抜きによる成形によって断
熱材１０を成形したが、これは上記に限定されず、発砲
性の樹脂を外箱の壁部に充填して成形を行ってもよい。
要は、断熱材で所定の形状を成形できればよい。 【００２６】また、上述の具体例においては、断熱材１
０を外箱９の外側に固着したが、これは上記に限定され
ず、内側でもよい。また、断熱材１０は外箱９の全面に
設置されていなくてもよく、例えば高温箇所に対向する
一部のみでもよい。要は外箱９の周囲における高温を断
熱できればよい。 【００２７】また、上記の具体例では、中空ユニット２
を断面コ字状としたが、この発明における中空ユニット
２の断面形状は、上述した形状に限定されず、必要に応
じて適宜に形状とすることができる。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電子部品の冷却装置において、外箱に熱伝導率の小
さい断熱材を設けることにより、外箱に収納されている
電子機器および、これを冷却するために流通される冷却
流体に対する外部からの影響を阻止もしくは、抑制する
ことができ、その結果、冷却能力の高い冷却装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 この発明の一具体例を示した縦断面図であ
る。 【符号の説明】 ２…中空ユニット、 ５…電子部品、 ７…受熱面、
９…外箱、 １０…断熱材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝亦 孝明 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Ｆターム(参考） 5E322 AA11 BB06 CA02 CA04 CA06 FA02 5F036 AA01 BA04 BA24 BB35

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 外箱の内部に、冷却用流体を流す間接冷
   却用流通箱と、その冷却用流体に熱を奪われて間接冷却
   される電子部品とが格納された電子部品の冷却装置にお
   いて、 前記外箱の壁部のうち、少なくとも、高温箇所に近い壁
   部が熱伝導性の低い素材で断熱されていることを特徴と
   する電子部品の冷却装置。