JP2010118398A - 放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オーディオ用アンプ装置３６内に収容されて、パワートランジスタ２０を冷却する放熱装置１０において、送風機２５の冷却風に因る風切り音を抑制する。
【解決手段】放熱装置１０は、左右対称構造であり、左右の放熱器１１ａ，１１ｂを左右から相互に接合することにより組立てられ、前端に送風機２５を接合される。左右の筒壁部１２は、その内側に冷却風の通過空間を画定し、帯板状フィン１３が筒壁部１２の側壁部内面から左右方向へ張り出している。帯板状フィン１３の前縁１６は、放熱器１１ａ，１１ｂの前端から所定距離、後方へ離れた位置に規定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気素子等を冷却する放熱装置に関するものである。

特許文献１は、左右の放熱器が、そのフィン側を向かい合わせにした状態で、取付金具を介して相互に結合されて、内側に筒状空間を形成し、送風機からの冷却風を該筒状空間に流して、フィンを冷却することを開示する（特許文献１の図１）。
特開２００４−５５９４２号公報

特許文献１の放熱装置では、フィンの送風機側の側縁は、放熱装置の送風機側の端面に揃えられており、冷却風の乱流が該側縁に衝突し、風切り音を発生している。オーディオ装置のような静粛性が要求される使用環境では、小さな騒音でも、ユーザの耳障りとなる。

本発明の目的は、送風機の冷却風を筒部内に通して、筒部内のフィンを冷却する放熱装置において、騒音としての風切り音を抑制することである。

本発明によれば、放熱装置の筒部におけるフィンの送風機側の側縁の位置を冷却風の流れ方向へ筒部の送風機側の端から適当な距離、離す。

本発明の放熱装置は、一端側に送風機が結合されて該送風機からの冷却風が内周側を通過する筒部と、張出し方向を前記冷却風の流れ方向に対してほぼ直角にして筒部の内周から前記筒部内へ張り出す複数のフィンとを備える。前記フィンは、前記筒部の前記一端側と該一端側から他端側の方へ所定距離離れた箇所との間の範囲を避けて、配置されている。

本発明によれば、放熱装置の筒部におけるフィンの送風機側の側縁の位置を冷却風の流れ方向へ筒部の送風機側の端から適当な距離、離すことにより、フィンの送風機側の側縁に当たる乱流が弱まり、結果、風切り音を抑制することができる。

図１はオーディオ用アンプ装置３６内に収容されている放熱装置１０を、放熱装置１０から送風機２５を外した状態で示す斜視図である。説明の便宜上、放熱装置１０を送風機２５側から見たときの左右を放熱装置１０の左右とするとともに、放熱装置１０に対して送風機２５側及びオーディオ用アンプ装置３６の背面壁３７側をそれぞれ放熱装置１０の前及び後ろとする。

放熱装置１０は、左右対称の構造となっており、左右の半部を放熱器１１ａ，１１ｂにより構成され、該放熱器１１ａ，１１ｂを左右から相互に接合したものから成っている。放熱装置１０の横断面の周輪郭は正方形となっている。放熱器１１ａ，１１ｂは、相互に左右反転した形状となっているので、左側の放熱器１１ａを選択して、それについて構成を説明することにし、放熱器１１ｂについての構成の説明は省略する。

放熱器１１ａは、熱伝導性の高いアルミニウムの押出し成形品から成り、筒壁部１２及び２枚の帯板状フィン１３を備えている。筒壁部１２は、さらに、上壁、側壁及び下壁を有し、それら３つの壁により「コ」字状の横断面を形成している。２枚の帯板状フィン１３は、筒壁部１２の側壁の内面からそれに直角に張り出している。ねじ穴１４は、筒壁部１２の上下のコーナー部に穿設されている。

複数のパワートランジスタ２０は、筒壁部１２の側壁の外面に固定され、パワートランジスタ２０の作動に伴う発熱は筒壁部１２へ伝導する。なお、図１では、放熱器１１ｂの筒壁部１２の側壁の外面に固定されているパワートランジスタ２０は見えるが、放熱器１１ａの筒壁部１２の側壁の外面に固定されているパワートランジスタ２０は隠れている。例えば、放熱器１１ａのパワートランジスタ２０は、左フロントチャネル及び左サラウンドチャネルのオーディオ信号の増幅用であり、放熱器１１ｂのパワートランジスタ２０は、右フロントチャネル及び右サラウンドチャネルのオーディオ信号の増幅用となっている。センターチャネルのオーディオ信号の増幅は、放熱器１１ａ，１１ｂのどちらか一方のパワートランジスタ２０が受け持つことになる。

送風機２５は、中心部に円形穴２６をもつ周枠部２７と、円形穴２６内に配設されてモータ（図示せず）により回転駆動される羽根２８とを有している。４個の通孔２９は、周枠部２７の各コーナー部に穿設されている。図示しないビスは、送風機２５の前面側から通孔２９に挿通してから、筒壁部１２の各ねじ穴１４に螺着し、送風機２５を放熱装置１０の前端面に接合する。

オーディオ用アンプ装置３６は背面壁３７を有し、プリント基板３８は、その後端を背面壁３７の内面に接触させて、オーディオ用アンプ装置３６内に水平に配設されている。複数の透孔３９は、上下方向及び左右方向へ等間隔で背面壁３７に穿設され、空気の通過を許容する。放熱装置１０及び送風機２５の組付け品は、プリント基板３８に載置、固定され、後端面を背面壁３７に接触している。放熱装置１０の後端開口は、対応位置の複数の透孔３９を介して背面壁３７の外面側へ連通している。

図２は送風機２５と放熱装置１０の帯板状フィン１３との位置関係を示す図である。図３は放熱装置１０の横断面図である。図２では、放熱装置１０は、所定の水平面に沿って切断した縦断面で示されている。図２において、図面の上及び下がそれぞれ放熱装置１０の前及び後ろに対応している。また、図２において、Ｆは送風機２５の羽根２８が生成する冷却風の放熱装置１０内の流れの向きを示している。図２において、送風機２５の後端面と筒壁部１２の前端面との間に隙間が形成されているが、放熱装置１０と送風機２５との組付け状態では、送風機２５の後端面は筒壁部１２の前端面に密着する。

図３において、放熱器１１ａ，１１ｂの各々は、複数（この実施例では２個）の帯板状フィン１３を有し、これら帯板状フィン１３は、筒壁部１２の上壁の内面と下壁の内面との間の空間を上下方向へ（帯板状フィン１３の個数＋１）個に等分割（ここでは３等分割）するように、それぞれの上下方向位置を決められている。なお、図１〜図３では、左右の放熱器１１ａ，１１ｂにおける対応高さの帯板状フィン１３同士は、相互に接触することなく、左右方向へ小さい隙間を保持しているが、張出し端同士を相互に接触させるようにしてもよい。

図２において、帯板状フィン１３は、その後縁は筒壁部１２の後端面に揃えられているものの、その前縁１６は、筒壁部１２の前端面より後方へ引っ込んだ位置になっている。したがって、左右の筒壁部１２により画定される筒状空間の前端部には、帯板状フィン１３が存在しないフィン無し空間部分１５が形成される。放熱装置１０では、前縁１６は、筒壁部１２の側壁に対して直角の直線に形成されている。

羽根２８の回転に伴い、空気は、フィン無し空間部分１５の前方から吸い込まれて、冷却風として放熱装置１０内へ供給される。この冷却風は、筒壁部１２の内面や帯板状フィン１３の表面から熱を奪って、放熱装置１０の後端開口及び背面壁３７の透孔３９を経て、オーディオ用アンプ装置３６の外へ排出される。こうして、放熱装置１０は冷却されるとともに、パワートランジスタ２０も冷却される。

冷却風の流れ方向Ｆへ羽根２８の近辺の下流範囲では、乱流が大きいが、乱流はフィン無し空間部分１５において適当に緩和され、この緩和された冷却風が前縁１６に衝突するようになっているので、前縁１６への冷却風の乱流衝突による風切り音は低下する。

図４は放熱装置の帯板状フィン１３の前縁の種々の形状を示している。図４の放熱装置４０，４５において、放熱装置１０の要素と同一の要素については放熱装置１０の要素と同一の符号で指示して、説明は省略し、主要点についてのみ説明する。

図４（ａ）の放熱装置４０では、帯板状フィン１３の前縁４１は、冷却風の流れ方向Ｆに対して直線で傾斜したものとなっている。すなわち、前縁４１は、帯板状フィン１３の基端としての筒壁部１２側の端から張出し端の方へ向かって放熱装置４０の前端面から徐々に遠ざかる直線となっている。こうして、フィン無し空間部分１５は、筒壁部１２の側壁近辺に対して放熱装置４０の左右方向中心部において後方へ深くなる空間形状となる。羽根２８から放熱装置４０内へ導入される冷却風は、特に左右方向中心部の乱流が、前縁４１の対応部位に衝突するまでに、大きく緩和され、結果、乱流の衝突に因る風切り音が抑制される。

図４（ａ）の放熱装置４０における帯板状フィン１３の前縁４１は、その基端から張出し端の方へ向かって、上方視で所定の傾斜角の直線で放熱装置４０の後端の方へ進むのに対し、図４（ｂ）の放熱装置４５における帯板状フィン１３の前縁４６は、放熱装置４５の基端から張出し端の方へ向かって、湾曲線で放熱装置４０の後端の方へ進んでいる。放熱装置４５においても、フィン無し空間部分１５は、筒壁部１２の側壁近辺に対して放熱装置４０の左右方向中心部において後方へ深くなる空間形状となる。これにより、前縁４６の各部位に当たる冷却風の乱流の強さが均一化され、全体の風切り音が抑制される。

本発明の放熱装置（以下、「本装置」という。）とその実施例の放熱装置１０，４０，４５（以下、「放熱装置１０等」という。）との関係について述べる。

本装置は、一端側に送風機が結合されて該送風機からの冷却風が内周側を通過する筒部と、張出し方向を冷却風の流れ方向に対してほぼ直角にして筒部の内周から筒部内へ張り出す複数のフィンとを備える。放熱装置１０等は、オーディオ用アンプ装置３６内に収容されて、パワートランジスタ２０を冷却するものであるが、本装置は、パワートランジスタ２０以外の発熱素子や、オーディオ用アンプ装置３６以外の電気機器用の発熱素子を冷却するものであってもよい。

本装置の筒部は、放熱装置１０等における左右の放熱器１１ａ，１１ｂの筒壁部１２に対応する。本装置の筒部の横断面輪郭は、矩形に限定されず、円形や三角形等のその他の形状であってもよい。本装置の筒部は、放熱装置１０等の左右の筒壁部１２のように、左右に２つ割りの左右対称構造に限定されず、左右非対称の横断面形状であってもよい。本装置の筒部は、水平方向へ延びるものに限定されず、上下方向やその他の方向へ延びるものであってもよい。放熱装置１０等では、筒壁部１２の側壁部の外面に被冷却物としてのパワートランジスタ２０を取付けているが、本装置における被冷却物の取付け部位は、上壁や下壁の外面上の部位であってもよい。

本装置では、フィンは、筒部の一端側と該一端側から他端側の方へ所定距離離れた箇所との間の範囲を避けて、配置されている。該範囲は放熱装置１０等におけるフィン無し空間部分１５の範囲に対応する。

本装置のフィンは放熱装置１０等の帯板状フィン１３に対応しており、帯板状フィン１３は、張出し方向を冷却風の流れ方向に対して直角にし、また、延び方向を冷却風の流れ方向に一致させている。本装置のフィンは、帯板状に限定されず、その他の板状であってもよい。

典型的な本装置では、フィンの送風機側の側縁は、各部位における冷却風の乱流の強さがほぼ均一になるように、冷却風の流れ方向へ筒部の一端側から各部位までの距離が設定されている。本装置におけるフィンの送風機側の側縁は放熱装置１０等における前縁１６，４１，４６に対応する。筒部内の冷却風通過空間では、送風機から遠ざかるほど、乱流が緩和されるので、本装置のこのような構成により、全体の騒音が低下する。

本装置では、例えば、フィンの送風機側の側縁は、筒部の内周から遠い部位ほど、筒部の他端側の方へ偏倚している。この具体例は、図４（ａ）及び（ｂ）の前縁４１，４６である。

本装置では、フィンの送風機側の側縁は、例えば直線又は曲線状に形成されている。直線の具体例は図２の前縁１６及び図４（ａ）の前縁４１であり、曲線の具体例は図４（ｂ）の前縁４６である。

本明細書は様々な範囲及びレベルの発明を開示している。それら発明は、本明細書で説明した様々な技術的範囲及び具体的レベルの各装置だけでなく、拡張ないし一般化の範囲で、各装置から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を拡張ないし一般化の範囲で変更したものや、さらに、各装置間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。

オーディオ用アンプ装置内に収容されている放熱装置を、放熱装置から送風機を外した状態で示す斜視図である。 送風機と放熱装置の帯板状フィンとの位置関係を示す図である。 放熱装置の横断面図である。 放熱装置の帯板状フィンの前縁の種々の形状を示す図である。

符号の説明

１０：放熱装置、１２：筒壁部、１３：（フィン）帯板状フィン、１５：フィン無し空間部分、１６：前縁、２５：送風機、４０：放熱装置、４１：前縁、４５：放熱装置、４６：前縁。

Claims (4)

1. 一端側に送風機が結合されて該送風機からの冷却風が内周側を通過する筒部と、張出し方向を前記冷却風の流れ方向に対してほぼ直角にして筒部の内周から前記筒部内へ張り出す複数のフィンとを備える放熱装置であって、
   前記フィンは、前記筒部の前記一端側と該一端側から他端側の方へ所定距離離れた箇所との間の範囲を避けて、配置されていることを特徴とする放熱装置。
2. 前記フィンの送風機側の側縁は、各部位における冷却風の乱流の強さがほぼ均一になるように、冷却風の流れ方向へ前記筒部の一端側から各部位までの距離が設定されていることを特徴とする請求項１記載の放熱装置。
3. 前記フィンの送風機側の側縁は、前記筒部の内周から遠い部位ほど、前記筒部の他端側の方へ偏倚していることを特徴とする請求項２記載の放熱装置。
4. 前記フィンの送風機側の側縁は、直線又は曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放熱装置。

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