JP2015176384A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化を図るとともに、放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な電子機器を提供する。【解決手段】電源装置100は、ケースと、アルミ電解コンデンサ35と、トランス34と放熱板2bとを備えている。ケースは、樹脂で形成されている。アルミ電解コンデンサ35は、ケース内に配置されている。トランス34は、ケース内に配置され、アルミ電解コンデンサ35より発熱量が大きい。放熱板2bは、ケースの外表面に配置され、ケースを形成する樹脂より熱伝導率が高い。放熱板2bには、トランス34が発生する熱を放熱する第1放熱部24と、アルミ電解コンデンサ35が発生する熱を放熱し、第1放熱部24と熱的に分離されている第2放熱部25が形成されている。【選択図】図8

Description

本発明は、電源装置等の電子機器に関する。
電源装置として、例えばスイッチング電源装置が用いられており、このスイッチング電源装置の内部にはトランスやコイル、アルミ電解コンデンサ等の電子部品が設けられている。これらの電子部品のうち例えばトランスやコイル等は発熱量が多い発熱部品であり、これらの部品による発熱を外部へ放熱するために金属製の筐体が用いられる場合がある。
しかしながら、金属製の筐体を用いた場合、筐体と電気部品との間に絶縁距離を確保する必要があるため、電源装置の小型化が困難という課題がある。
一方、例えば、特許文献1に示すように電源装置の筐体として樹脂製のものを用いた構成が開示されており、このような樹脂製の筐体を用いることによって、電気部品との絶縁性を考慮する必要がないため、絶縁性の観点からは小型化を図ることが可能となる。
また筐体を樹脂成形で大量生産できるためコストも下げることが出来る。
特開2000−208968号公報
しかしながら、上記従来の構成では以下の問題点を有している。
すなわち、小型化を図ろうとすると、熱が装置内にこもりやすくなるため、金属よりも熱伝導率の低い樹脂によって筐体を形成した場合、十分に放熱し難いという課題がある。更に、近年の高容量化の要望に対応しようとすると発熱量が増大することになるため、より放熱が困難になる。
また、電源装置内に設けられている電子部品のうち特にアルミ電解コンデンサは温度が上昇し過ぎると寿命が短くなるため、高容量化及び小型化を図ろうとすると、従来と同等の適切な電源装置の寿命を確保できなくなるおそれがある。
本発明の課題は、小型化を図るとともに、放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な電子機器を提供することにある。
第1の発明に係る電子機器は、筐体と、アルミ電解コンデンサと、発熱部品と、放熱部材を備えている。筐体は、樹脂で形成されている。アルミ電解コンデンサは、筐体内に配置されている。発熱部品は、筐体内に配置され、アルミ電解コンデンサよりの発熱量が大きい。放熱部材は、筐体の外面に配置され、筐体を形成する樹脂より熱伝導率が高く、板状である。放熱部材には、発熱部品から熱を放熱する第1放熱部と、アルミ電解コンデンサから熱を放熱し、第1放熱部と熱的に分離されている第2放熱部が形成されている。
ここで、発熱部品は、電気的に駆動されることで熱を発する部品である。また、当該電子機器に用いられる部品のうち、発熱量の多い順にみたときに上位半数に含まれる部品であってもよい。トランス、半導体部品、及びコイルのいずれかのひとつを含む。
このように筐体を樹脂で形成することによって発熱部品との絶縁距離を確保する必要がないため小型化を図ることが可能となる。
また、筐体の外面に沿って放熱板を配置することによって、発熱部品によって発生した熱は、放熱部材の面方向に広がり、放熱部材の全体から外部へと放出されるため、良好な放熱性を得ることが出来る。
また、第1放熱部と第2放熱部が熱的に分離されていることにより、発熱部品の発熱が伝達された第1放熱部からアルミ電解コンデンサへと伝熱が行われず、更にアルミ電解コンデンサの熱は第2放熱部から放熱されるため、アルミ電解コンデンサの寿命が短くなることを抑制でき、従来と同等若しくはそれ以上の電子機器の寿命を実現することが出来る。尚、ここで、放熱板の機械的強度を保つ程度に第1放熱部と第2放熱部が繋がっていることは、熱的に分離されていることに含まれる。
このため、小型化を図るとともに放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な電気気を提供することが出来る。
第2の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、放熱部材は、少なくとも前記アルミ電解コンデンサと前記発熱部品とを単一の部材で覆い、放熱部材には、放熱部材に対して垂直な方向から視てアルミ電解コンデンサの発熱部品と離れている側以外を少なくとも取り囲むようにスリットが形成されている。第1放熱部と第2放熱部は、スリットによって分けられている。
このようにスリットを形成することによって、1枚の放熱部材に、発熱部品の発熱を放熱する第1放熱部と、アルミ電解コンデンサの発熱を放熱する第2放熱部を形成することが出来る。
第3の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、スリットは、放熱部材に溝状に形成されている。
これにより、プレス加工等により簡易に第1放熱部と第2放熱部を形成することが出来る。
第4の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、筐体は、第1面及び第2面を有している。放熱部材は、第1面と第2面のそれぞれに配置されている。第1放熱部は、第1面に配置されている放熱部材であり、第2放熱部は、第2面に配置されている放熱部材である。
これにより、筐体の別々の面に放熱部材を配置し、一方をアルミ電解コンデンサからの放熱を行う放熱部材とし、他方をアルミ電解コンデンサよりも発熱量の大きい発熱部品からの放熱を行う放熱部材とすることが出来る。
第5の発明に係る電子機器は、第4の発明に係る電子機器であって、アルミ電解コンデンサ及び発熱部品が設けられ、筐体内に配置された基板を備えている。第1面は、第2面と平行な方向に沿って第2面と対向して配置されている。基板は、第1面と第2面の間に第1面及び第2面と平行な方向に沿って配置されている。アルミ電解コンデンサ及び発熱部品は、基板の第1面側の面に設けられている。
これにより、アルミ電解コンデンサと発熱部品からの放熱が、基板を挟んで一方の面と他方の面から別々に行われる。
第6の発明に係る電子機器は、第5の発明に係る電子機器であって、基板には、貫通孔が形成されており、貫通孔を介して、アルミ電解コンデンサに直接的に接触して配置された伝熱部材を更に備えている。伝熱部材は、直接的に又は筐体を介して間接的に第2放熱部に接触している。
ここで、伝熱部材は、空気などの筐体内部にある気体よりも熱伝導率が高い部材である。これにより、伝熱部材を配置せずに空間を設けるよりも熱を効率よく筐体に放熱することができるようになる。また、間接的に接触するとは、2つの部材の間に他の部材が介在し、これらの2つの部材は互いに直接接触していないが、いずれの部材も当該他の部材と直接接触している状態をいう。他の部材は複数の部材が順に直接接触しながら連なった部材であっても良い。他の部材は、空気などの筐体内部にある気体よりも熱伝導率が高い部材である。
これにより、基板を挟んでアルミ電解コンデンサが配置されている側とは反対側に配置されている放熱部材から、アルミ電解コンデンサの放熱を行うことが出来る。
第7の発明に係る電子機器は、第5の発明に係る電子機器であって、アルミ電解コンデンサの端子に直接的に接触し、基板の第2面側の面に配置された伝熱部材を更に備えている。伝熱部材は、直接的に又は筐体を介して間接的に第2放熱部に接触している。
これにより、基板を挟んでアルミ電解コンデンサが配置されている側とは反対側に配置されている放熱部材から、アルミ電解コンデンサの放熱を行うことが出来る。
第8の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、アルミ電解コンデンサの耐熱温度は、発熱部品よりも低い。
このように耐熱温度がアルミ電解コンデンサよりも高い発熱部品の熱を放熱する放熱部と、アルミ電解コンデンサの放熱部を分けることで、アルミ電解コンデンサの寿命を適切に確保することが出来る。
第9の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、発熱部品は、トランス、又は半導体部品である。
発熱量が多いトランス、半導体部品からの放熱を、アルミ電解コンデンサとは別の放熱部に放熱することによって、トランスや半導体部品の発熱が放熱部を介してアルミ電解コンデンサへと伝達することを防ぐことが出来るため、アルミ電解コンデンサの温度が上昇しすぎることを抑制することが出来る。
第10の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、発熱部品は、筐体及び発熱部品と直接的に接触して配置される伝熱部材の少なくとも一方を介して間接的に、又は直接的に第1放熱部に接触している。
これにより、発熱部品は、直接的又は間接的に第1放熱部と接触することが出来る。
第11の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、アルミ電解コンデンサは、筐体及び発熱部品と直接的に接触して配置される伝熱部材の少なくとも一方を介して間接的に、又は直接的に第2放熱部に接触している。
これにより、アルミ電解コンデンサは、直接的又は間接的に第2放熱部と接触することが出来る。
第12の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、第1伝熱部材と、第2伝熱部材とを備えている。第1伝熱部材は、発熱部品と筐体との間に配置され、発熱部品と直接接触し、筐体と直接又は間接的に接触する。第2伝熱部材は、アルミ電解コンデンサと筐体との間に配置され、アルミ電解コンデンサと直接接触し、筐体に直接又は間接的に接触する。筐体は、発熱部品及びアルミ電解コンデンサを共に覆っている。第1放熱部は、第1伝熱部材を筐体越しに覆っている。第2放熱部は、第2伝熱部材を筐体越しに覆っている。第1放熱部と第2放熱部は、分離若しくは熱的に分離されている。
これにより、発熱部品の発熱が伝達された第1放熱部からアルミ電解コンデンサへと伝熱が行われず、更にアルミ電解コンデンサの熱は第2放熱部から放熱されるため、アルミ電解コンデンサの寿命が短くなることを抑制でき、従来と同等若しくはそれ以上の電子機器の寿命を実現することが出来る。
第13の発明に係る電子機器は、第1の発明に係る電子機器であって、第1放熱部と第2放熱部は、筐体の1つの面上に分離して配置されている。
これにより、1つ面から発熱部品の発熱を放熱し、アルミ電解コンデンサの発熱を放熱することができる。
第14の発明に係る電子機器は、第13の発明に係る電子機器であって、筐体は、第1放熱部及び第2放熱部が配置された第1面と、第1面に垂直な方向に沿って配置された第3面と、第1面に垂直な方向に沿って配置された第4面とを有している。第3面と第4面は、対向して配置されている。第3面及び第4面のそれぞれには、気体が流入又は流出する通気孔が形成されている。
これにより、第3面の通気孔と第4面の通気孔を通過する空気の流れによって、発熱部品及びアルミ電解コンデンサの放熱を行うことが出来るとともに、それぞれを別々の放熱部から放熱することができる。尚、本明細書における「垂直」との記載は、厳密な意味を示しているものではない。
第15の発明に係る電子機器は、第13の発明に係る電子機器であって、筐体を支持レールに取り付けるための取付け部を更に備えている。筐体は、第1放熱部及び第2放熱部が配置された第1面と、第1面に垂直な方向に沿って配置された第5面とを有している。取付け部は、第5面に配置されている。第1面は、筐体が支持レールに取り付けられた場合に、支持レールの長手方向に垂直な方向に沿うように筐体に配置されている。
これにより、支持レールに取り付けられた状態において、その側面から発熱部品およびアルミ電解コンデンサの放熱を行うことができる。
第16の発明に係る電子機器は、第14又は15の発明の電子機器であって、第1面が鉛直方向に沿うように電子機器を配置した状態において、第1放熱部と第2放熱部は、上下に分離されており、第1放熱部は、第2放熱部の上側に配置されている。
発熱部品の方が、アルミ電解コンデンサによる発熱よりもおおいため、第1放熱部の方が第2放熱部よりも温度が高くなる。そのため、例えば第1放熱部を第2放熱部の下側に配置すると、第1放熱部の熱が上昇して第2放熱部に影響を与えることをになり、アルミ電解コンデンサの放熱効率が低減するが、上記のように第1放熱部を第2放熱部の上側に配置することで、第1放熱部の熱が第2放熱部に与える影響を低減することができる。
本発明によれば、小型化を図るとともに、放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な電子機器を提供することが出来る。
本発明に係る実施形態1における電源装置の正面側の斜視図。 図1の電源装置の背面側の斜視図。 図1の電源装置の分解図。 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)図1の電源装置のケース本体の正面図、右側面図、左側面図、上面図、底面図 図1の電源装置の電源回路ユニットを示す斜視図。 図1の電源装置の内部構成を示す左側面図。 図6のAA間の矢示断面図。 図1の電源装置の製造方法を説明するための分解図。 (a)〜(c)本発明に係る実施形態1のスリットの変形例を示す図。 本発明に係る実施形態1のスリットの変形例を示す図。 本発明に係る実施形態1のスリットの変形例を示す図。 本発明に係る実施形態1のスリットの変形例を示す図。 本発明に係る実施形態1の放熱板の変形例を示す図。 本発明に係る実施形態2における電源装置の正面側の斜視図。 図12の電源装置の電源回路ユニットを示す斜視図。 図12の電源装置の内部構成を示す左側面図。 図14のBB間の矢示断面図。 本発明に係る実施形態2の変形例の電源装置の内部構成を示す左側面図。 図16のFF間の矢示断面図 (a)、(b)本発明に係る実施形態の変形例の電源装置の斜視図。 図18の電源装置の正断面図。 図18の電源装置の分解図。 本発明に係る実施形態の変形例の電源装置の斜視図。 図21の電源装置の正断面図。 図21の電源装置の分解図。 本発明に係る実施形態の変形例の電源装置の斜視図。 図24の電源装置の内部構成を示した左側面図。 (a)図25のDD間の矢示断面図、(b)図25のEE間の矢示断面図。
以下、本発明の実施形態に係る電源装置について図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
<1.電源装置100の構成>
図1は、本実施形態1に係る電源装置100の正面側の斜視図である。図2は、図1の電源装置100の背面側の斜視図である。図3は、図1の電源装置100の分解図である。
本実施形態1の電源装置100は、スイッチング電源装置であって、入力された商用電源を半導体のスイッチング作用を利用して高周波電力に変換し、所定の直流を得ることが出来る。
図1〜図3に示すように、本実施形態1の電源装置100は、ケース1と、ケース1の両側面の外側に配置された放熱板2a、2bと、ケース1に収納された電源回路ユニット3と、電源回路ユニット3のトランス34及びアルミ電解コンデンサ35に配置された放熱ゲルシート4a、4b(後述する図5、図7参照)及びスライドシート5a、5b(後述する図5、図7参照)とを備えている。尚、図1には、本実施形態1の電源装置100を取り付ける支持レール9が点線で示されている。
以下、各構成について順に説明する。
(1−1.ケース1)
ケース1は、図3に示すように、ケース本体10と、ケース前部11とを有している。
図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(d)及び図4(e)は、それぞれケース本体10の正面図、右側面図、左側面図、上面図、及び底面図である。
図3及び図4(a)〜図4(e)に示すように、ケース本体10は、前面側に開口17を有する箱形状であり、右側面12、左側面13、上面14、底面15、及び背面16を有している。尚、本明細書では、支持レール9に取付けられた状態の電源装置100を基準として、上下左右及び前後を規定する。左右方向は、ケース前部11を正面に見た場合の左右方向を示している。また、前方はケース前部11側であり、後方は背面16側を示している。
(1−1−1.ケース本体10)
(1−1−1−1.右側面12)
図4(b)に示すように、右側面12にはケース前部11の爪部11a、11b(後述する)が嵌合する嵌合孔12a、12bが形成されている。この嵌合孔12a、12bは、右側面12の前端12f側の上下2箇所に形成されている。
(1−1−1−2.左側面13)
図4(c)に示すように、左側面13にはケース前部11の爪部11c、11d(後述する)が嵌合する嵌合孔13a、13bが形成されている。この嵌合孔13a、13bは、左側面13の前端13f側の上下2箇所に形成されている。
(1−1−1−3.上面14)
図4(d)に示すように、上面14にはケース前部11の爪部11e(後述する)が嵌合する嵌合孔14aが形成されている。この嵌合孔14aは、上面14の前端14f側に形成されている。また、上面14には、図1、図3及び図4(d)に示すように、電源回路ユニット3で発生した熱を外部に放出するための通気孔141が形成されている。通気孔141は、略六角形の通気孔141aと、線状の通気孔141bを有している。上面14の右側面12側の端を右端14cとし、上面14の左側面13側の端を左端14dとし、上面14の背面16側の端を後端14eとすると、通気孔141bは、右端14c寄りと左端14d寄りの位置に、右端14cと左端14dに沿って2つずつ設けられている。また、通気孔141aは、右端14cと左端14dに沿って形成された通気孔141bの間に、前後方向(前端14fから後端14e)に複数個がハニカム構造を形成するように設けられている。
(1−1−1−4.底面15)
図4(e)に示すように、底面15にはケース前部11の爪部11f(後述する)が嵌合する嵌合孔15aが形成されている。この嵌合孔15aは、底面15の前端15f側に形成されている。また、底面15には、図1、図3及び図4(e)に示すように、電源回路ユニット3で発生した熱を外部に放出するための通気孔151が形成されている。通気孔151は、略六角形の通気孔151aと、線状の通気孔151bを有している。底面15の右側面12側の端を右端15cとし、底面15の左側面13側の端を左端15dとし、底面15の背面16側の端を後端15eとすると、通気孔151bは、右端15c寄りと左端15d寄りの位置に、右端15cと左端15dに沿って2つずつ設けられている。また、通気孔151aは、右端15cと左端15dに沿って形成された通気孔151bの間に、前後方向(前端15fから後端15e)に複数個がハニカム構造を形成するように設けられている。
(1−1−1−5.背面16)
背面16には、図2に示すように支持レール9に取り付けるための取付け部160が設けられている。この取付け部160は、上下方向における略中央部分に左右方向に向かって凹状に形成されている。詳しく説明すると、背面16には、上下方向において上端側の面16aと、略中央の面16bと、下端側の面16cとを有している。面16bは、面16aの下端と、面16cの上端よりも前方側に位置している。面16aの下端には、下方に向かって突出するように形成された係止部16dが形成されている。また、面16aと面16bの段差部分には、上方に向かって窪むように形成された凹部16eが形成されている。
一方、面16cの左右方向の中央上端部分には、上方向に向かって形成された係止部16fが設けられており、この係止部16fの先端の表面には傾斜面16gが形成されている。傾斜面16gは、その表面上の位置が上方に向かうにしたがって前方に位置するように傾斜している。また、係止部16fは、前後方向に撓むように弾性を有している。
支持レール9の上端部分9a(図1参照)が凹部16eに嵌められ、下端部分9b(図1参照)が係止部16fの傾斜面16gを乗り越えて嵌められることによって、上端部分9aが係止部16dによって係止され、下端部分9bが係止部16fによって係止される。これによって、電源装置100が支持レール9によって支持される。尚、支持レール9は、左右長く形成されており、図1における左右方向が支持レール9の長手方向の一例となる。
(1―1−2.ケース前部11)
ケース前部11は、図3に示すように、ケース本体10の開口17を塞ぐような蓋状に形成されており、ケース本体10と嵌合する。ケース前部11は、図1〜図3に示すように、前面110、右面112、左面113、上面114、及び下面115を有している。ケース本体10にケース前部11を嵌合した状態では、ケース前部11の右面112、左面113、上面114、及び下面115が、それぞれケース本体10の右側面12、左側面13、上面14と、及び底面15と端面同士で隣接することになる。
ケース前部11には、その後端の左側面13側の縁11kから後方に向かって突出した突出部11g、11hが形成されており、その先端に左側面13の嵌合孔13a、13b内に嵌合する爪部11c、11dが設けられている。この爪部11c、11dは、外側に傾斜面111c、111dを有し、後方に向かって左右方向の幅が狭くなるように形成されている。
また、ケース前部11には、図1及び図2に示すように、その後端の右側面12側の縁11jから後方に向かって突出した突出部(図示せず)が形成されており、右側面12の嵌合孔12a、12b内に嵌合する爪部11a、11bが設けられている(図2参照)。尚、爪部11a、11bが設けられている突出部の形状は、図3に示す突出部11g、11hと同じ形状である。
ケース前部11には、図3に示すように、その後端の上面14側の縁11mから後方に向かって突出した板状の突出部11iが形成されており、この板状の突出部11iの外側の表面に、上面14の嵌合孔14a内に嵌合する爪部11eが設けられている。この爪部11eは、外側に傾斜面111eを有し、後方に向かって上下方向の厚みが小さくなるように形成されている。
また、ケース前部11には、図2に示すように、その後端の底面15側の縁11nから後方に向かって突出した板状の突出部(図示せず)が形成されており、底面15の嵌合孔15a内に嵌合する爪部11fが設けられている(図2参照)。尚、爪部11fが設けられている突出部の形状は、図3に示す突出部11iと同じ形状である。
また、図3に示すように、ケース前部11の内側の上端近傍には、電源回路ユニット3の第1の配線接続部39aが配置される。この第1の配線接続部39aのネジ390を締める又は緩めるための貫通孔11oが、ケース前部11の前面110に設けられている。更に、配線を差し込むための貫通孔11pが上面114に設けられている。
同様に、ケース前部11の内側の下端近傍には、電源回路ユニット3の第2の配線接続部39bが配置される。この第2の配線接続部39bのネジ390を締める又は緩めるための貫通孔11qがケース前部11の前面110に設けられている。更に、配線を差し込むための貫通孔11r(図3参照)が下面115(図2参照)に設けられている。
(1−2.放熱板2a、2b)
本実施形態では、放熱板2a、2bは、アルミニウムによって形成された板状の部材である。放熱板2a、2bは、ケース本体10の右側面12の外表面12s(図4(b)参照、後述する図7参照)及び左側面13の外表面13s(図4(c)参照、後述する図7参照)のそれぞれに接着剤によって貼り付けられており、右側面12側の放熱板を2a、左側面13側の放熱板を2bとする。
放熱板2aは、ケース本体10の右側面12の全体を覆うように右側面12と略同じ外形に形成されている。
放熱板2bは、ケース本体10の左側面13の全体を覆うように左側面13と略同じ外形に形成されており、放熱板2bにはスリット23が形成されている。
スリット23は、放熱板2bを貫通して形成されており、詳しくは後述するが、左側面13に対して垂直な方向から見て、アルミ電解コンデンサ35を略囲むような位置に形成されている(図6参照)。
スリット23は、図1に示すように、前後方向に形成された第1スリット部分23aと、第1スリット部分23aの前端から下方に向かって形成された第2スリット部分23bと、第1スリット部分23aの後端から下方に向かって形成された第3スリット部分23cとを有している。また、第2スリット部分23bの下端23buと第3スリット部分23cの下端23cuは、放熱板2bの下端2buまでは到達していない。
放熱板2bのスリット23の外側の部分が第1放熱部24とされ、スリット23によって囲まれた部分が第2放熱部25とされる。すなわち、スリット23によって熱的に分離された第1放熱部24と第2放熱部25が放熱板2bに形成されている。詳しくは後述するが、第1放熱部24からは、トランス34からの熱が放熱され、第2放熱部25からはアルミ電解コンデンサ35からの熱が放熱される。
尚、第2スリット部分23bと第3スリット部分23cが放熱板2bの下端2buまで形成されていないため、第1放熱部24と第2放熱部25は、第2スリット部分23bの下端23buと下端2buの間の部分(渡り部分26)と、第3スリット部分23cの下端23cuと下端2buの間の部分(渡り部分27)で繋がっているが、これら渡り部分26、27は、放熱板2bの機械的な強度を保つためのものである。
すなわち、本実施形態では、第1放熱部24と第2放熱部25が熱的に分離されているとは、実質上熱的に分離されていればよく、たとえば、放熱板2bの機械的な強度を保つための渡り部分26、27が形成されている構成も熱的に分離されているといえる。
また、放熱板2aには、右側面12に形成された嵌合孔12a、12bを塞がないように切り欠き21、22が形成されており、放熱板2bにも、左側面13に形成された嵌合孔13a、13bを塞がないように切り欠き21、22が形成されている。
また、放熱板2a、2bを右側面12及び左側面13に取り付ける接着剤としては、両面テープ等が挙げられるが、接着硬化した後、ケース本体10よりも熱伝導率が高い方が好ましい。
(1−3.電源回路ユニット3)
図5は、本実施形態1の電源装置100の電源回路ユニット3の斜視図である。図6は、本実施形態1の電源装置100の内部構成を示す側面図である。図6では、内部の構成を点線で示している。図7は、図6のAA間の矢示断面図である。
図5及び図6に示すように、電源回路ユニット3は、ケース1内に収納され、第1基板31aと第2基板31bを有している。
(1−3−1.第1基板31a)
第1基板31aは、ケース本体10の右側面12に平行な方向に沿って、右側面12の内側全体を覆うように配置されている。第1基板31aは、後述する図7に示すように、上面14と下面15のそれぞれの内側の右側面12近傍に形成された溝状の支持部14m、15mにスライドして挿入され、支持されている。尚、本明細書における「平行」の記載は厳密な意味を示すものではない。
第1基板31aには、主な部品として、スイッチング素子32、ヒートシンク33a、トランス34、アルミ電解コンデンサ35、整流ダイオード30、ヒートシンク33b、ブリッジダイオード36、アルミ電解コンデンサ37、及びコイル38等が配置されている。これらの部品は、第1基板31aの左側面13側の表面に配置されている。
スイッチング素子32は、MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)等であって、第1基板31aの背面16側に配置されている。ヒートシンク33aは、板状であってスイッチング素子32が発する熱を放熱する。ヒートシンク33aは、その板状の表面33asが第1基板31aに垂直且つ、ケース本体10の上面14及び底面15に対して垂直な方向に沿って配置されている。
トランス34及びアルミ電解コンデンサ35は、第1基板31aのヒートシンク33aの開口17側(前側)に配置されている。トランス34が上面14側に配置されており、トランス34の底面15側にアルミ電解コンデンサ35が配置されている。アルミ電解コンデンサ35は、円筒形状であり、側面35aと、端面35b、及び端面35cを有している。端面35bには、図7に示すように端子35dが設けられており、第1基板31aと電気的に接続されている。本実施形態では、アルミ電解コンデンサ35は、端面35bと端面35cが、上面14及び底面15と平行な方向に沿って配置されている。また、アルミ電解コンデンサ35は、その側面35aの一部が第1基板31aと対向するように配置されているともいえる。
ヒートシンク33bは、整流ダイオード30の放熱を行うために設けられている。ヒートシンク33bは、板状の部材をL字状に折り曲げた形状であり、トランス34の開口17側に配置されている。また、ヒートシンク33bは、その板状の表面33bsがケース本体10の上面14及び底面15に対して垂直な方向に沿って配置されている。
ブリッジダイオード36は、ヒートシンク33bの下側に配置されている。このブリッジダイオード36は、板状であり、その表面36a(図6参照)がケース本体10の上面14及び底面15に対して垂直な方向に沿って配置されている。
アルミ電解コンデンサ37は、上下方向(上面14及び底面15の対向方向)に3つ並んで配置されている。各アルミ電解コンデンサ37は、図5及び図6に示すように、円筒形状であり、側面37aと、対向する2つの端面(一方の端面37cのみ図示)を有している。端面37cは、左側面13側を向いて、第1基板31aと平行に設けられている。図示しない端面は、右側面12側を向いて、第1基板31aと平行に設けられている。また、右側面12側を向いた図示されていない端面には、端子が設けられており、第1基板31aと電気的に接続されている。
これらアルミ電解コンデンサ37の底面15側にコイル38が配置されている。
尚、アルミ電解コンデンサの耐熱温度は、一般的に100〜105度であり、トランス34等の耐熱温度110〜130度と比較して低くなっている。
(1−3−2.第2基板31b)
第2基板31bは、3つのアルミ電解コンデンサ37及びコイル38よりもケース前部11側(図5には図示していないが図6には図示)に配置されており、図3に示すようにケース本体10の開口17をほぼ塞ぐように配置される。また、第2基板31bは、第1基板31aの前側に第1基板31aに対して垂直且つ、ケース本体10の上面14及び底面15に対して垂直な方向に沿って配置されている。
第2基板31bには、主に第1の配線接続部39aと第2の配線接続部39bが設けられている。第1の配線接続部39aと第2の配線接続部39bは、第2基板31bの前面110側の表面に設けられており、ケース本体10とケース前部11とを組み合わせると、ケース前部11内に配置される。第1の配線接続部39a及び第2の配線接続部39bはそれぞれ複数の配線を接続できるように区分けされている。
第1の配線接続部39aには、それぞれの区画ごとに配線を固定するためのネジ390が前面110側から挿入されており、上面114側には、ネジ390で固定する配線を挿入する配線挿入部391が設けられている。第2の配線接続部39bは、第1の配線接続部39aと同様の構造であるが、配線挿入部391は下面115側に設けられている。
(1−4.放熱ゲルシート4a、4b)
本実施形態1の放熱ゲルシート4a、4bは、絶縁性、伝熱性、弾力性及び粘着性を有している。
図5〜図7に示すように、本実施形態1の電源装置100では、発熱量の多いトランス34の表面34aに放熱ゲルシート4aが密着して配置される(図5の矢印Y1参照)。この表面34aとは、左側面13側の面である。放熱ゲルシート4aは、図5に示すように直方体形状であり、図7に示すように互いに対向する第1面4aaと第2面4abを有している。放熱ゲルシート4は、第1面4aaにおいて、トランス34の表面34aに直接的に接触している。また、放熱ゲルシート4aは、第2面4abにおいて、後述するスライドシート5aと直接接触し、スライドシート5aは左側面13を介して放熱板2bの第1放熱部24に接触している。
また、アルミ電解コンデンサ35の側面35aに放熱ゲルシート4bが密着して配置される(図5の矢印Y3参照)。放熱ゲルシート4bは、図5に示すように直方体形状であり、図7に示すように互いに対向する第1面4baと第2面4bbを有している。放熱ゲルシート4は、第1面4baにおいて、アルミ電解コンデンサ35の側面35aに直接的に接触している。また、放熱ゲルシート4bは、第2面4bbにおいて、後述するスライドシート5bと直接接触し、スライドシート5bは左側面13を介して放熱板2bの第2放熱部25に接触している。
(1−5.スライドシート5a、5b)
(1−5−1.スライドシート5a、5bの構成と配置)
図5〜図7に示すスライドシート5a、5bは、樹脂等によって形成されている。
スライドシート5aは、放熱ゲルシート4aの第2面4abと左側面13の内表面12iの間に、放熱ゲルシート4aと左側面13と直接的に接触して配置されている(図7及び図5の矢印Y2参照)。また、図6に示すようにスライドシート5aは、左側面13を挟んで放熱板2bの第1放熱部24と対向して配置されている。
また、スライドシート5bは、放熱ゲルシート4bの第2面4bbと左側面13の内表面13iの間に、放熱ゲルシート4bと左側面13と直接的に接触して配置されている(図7及び図5の矢印Y4参照)。また、図6に示すように、スライドシート5bは、左側面13をはさんで放熱板2bの第2放熱部25と対向して配置されている。
このスライドシート5a、5bは、粘着性を有する放熱ゲルシート4a、4bが配置された状態の電源回路ユニット3をケース本体10内に挿入するために用いられる。このため、スライドシート5a、5bは、樹脂等によって形成されており、ケース本体10の内面、特に左側面13の内表面13iに対する摺動性が高い方が好ましく、少なくとも放熱ゲルシート4a、4bの第2面4ab、4bbの内表面13iに対する摺動性よりも高い方が好ましい。
以上のような構成により、トランス34において発生した熱は、放熱ゲルシート4a、スライドシート5a、及びケース1(詳細には左側面13)を介して放熱板2bの第1放熱部24に伝達される。放熱板2bの第1放熱部24に伝達された熱は、放熱板2bの第1放熱部24において面方向に広がり、電源装置100の外部へと放熱される。
また、アルミ電解コンデンサ35の熱は、放熱ゲルシート4b、スライドシート5b、及びケース1(詳細には左側面13)を介して放熱板2bの第2放熱部25に伝達される。放熱板2bの第2放熱部25に伝達された熱は、放熱板2bの第2放熱部25において面方向に広がり、電源装置100の外部へと放熱される。
ここで、第1放熱部24に伝達された熱は、スリット23の存在によって第2放熱部25への伝達は概ね遮断される。そのため、トランス34からの熱が第1放熱部24を介してアルミ電解コンデンサ35へは伝達されない。更にアルミ電解コンデンサ35の熱も第2放熱部25から放熱することが出来る。
(1−5−2.スライドシート5a、5bを用いた電源装置100の製造方法)
図8は、本実施形態1の電源装置100の製造方法を説明するための分解図である。
はじめに、電源回路ユニット3のトランス34の表面34a及びアルミ電解コンデンサ35の側面35aに放熱ゲルシート4a、4bがそれぞれ配置される(図5の矢印Y1、Y3参照)。
次に、放熱ゲルシート4a、4bにスライドシート5a、5bがそれぞれ配置される(図5の矢印Y2、Y4参照)。ここで、放熱ゲルシート4a、4bは粘着性を有しているため、スライドシート5a、5bを放熱ゲルシート4a、4bに押し付けることにより、スライドシート5a、5bは放熱ゲルシート4a、4bに密着し離れ難い状態となる。
次に、図9に示すようにスライドシート5a、5b及び放熱ゲルシート4a、4bが配置された状態の電源回路ユニット3をケース本体10内にスライドさせながら挿入する(矢印E参照)。
次に、各爪部11a、11b、11c、11d、11eが、それぞれ嵌合孔12a、12b、13a、13b、14a、15aに嵌ることによってケース本体10とケース前部11が連結され、ケース1が形成される。尚、爪部11cを例に挙げて詳細に説明すると、ケース本体10に対してケース前部11を矢印E方向から取り付ける際には、前端13fに対して傾斜面111cが当接し、互いにスライドするとともに突出部11gが内側へと撓み、爪部11cがケース本体10の内側に入り込み、爪部11cは嵌合孔13aに嵌る。他の爪部も同様である。
そして、放熱板2a、2bが、ケース本体10の右側面12の外表面12s及び左側面13の外表面13sにそれぞれ接着される。以上のように、本実施形態の電源装置100を製造することが出来る。
上述したように放熱ゲルシート4a、4bは粘着性を有しているため、スライドシート5a、5bを配置せず放熱ゲルシート4a、4bのみを配置して電源回路ユニット3をケース本体10内に挿入しようとすると、放熱ゲルシート4a、4bがケース本体10の内面と密着し、スライドさせることが困難である。
そこで、放熱ゲルシート4a、4bの第2面4ab、4bb側にスライドシート5a、5bを配置することによって、電源回路ユニット3のトランス34及びアルミ電解コンデンサ35に放熱ゲルシート4a、4bを配置した状態で、ケース本体10に挿入することが出来る。
(1−6.スリット23とアルミ電解コンデンサ35の位置関係)
図6に示すように、放熱板2b及び左側面13に対して垂直な方向から見て、スリット23は、アルミ電解コンデンサ35のトランス34とは反対側以外を少なくとも取り囲むように、且つその取り囲まれた内側にトランス34が入り込まないように形成されている。このアルミ電解コンデンサ35のトランス34の反対側の放熱板2bの部分が、反対側部分28として図1及び図6に示されている。
そして、このスリット23に取り囲まれた内側に、放熱ゲルシート4b及びスライドシート4bも配置されている。尚、トランス34に配置されている放熱ゲルシート4a及びスライドシート5aも、スリット23の内側に入り込まないように形成されている。
すなわち、放熱板2bと垂直な方向から見て、第1放熱部24内にトランス34、放熱ゲルシート4a、及びスライドシート5aが配置されており、第2放熱部25内にアルミ電解コンデンサ35、放熱ゲルシート4b、及びスライドシート5bが配置されている。
<2.主な特徴>
以上のように、本実施形態の電源装置100(電子機器の一例)は、ケース1(筐体の一例)と、アルミ電解コンデンサ35と、トランス34(発熱部品の一例)と放熱板2bとを備えている。ケース1は、樹脂で形成されている。アルミ電解コンデンサ35は、ケース1内に配置されている。トランス34は、ケース1内に配置され、アルミ電解コンデンサ35より発熱量が大きい。放熱板2bは、ケース1の外表面13s(外面の一例)に配置され、ケース1を形成する樹脂より熱伝導率が高い。放熱板2bには、トランス34から熱を放熱する第1放熱部24と、アルミ電解コンデンサ35から熱を放熱し、第1放熱部24と熱的に分離されている第2放熱部25が形成されている。
第1放熱部24と第2放熱部25が熱的に分離されていることにより、トランス34の発熱が伝達された第1放熱部24からアルミ電解コンデンサ35へと伝熱が行われず、更にアルミ電解コンデンサ35の熱は第2放熱部25から放熱されるため、アルミ電解コンデンサの寿命が短くなることを抑制でき、従来と同等若しくはそれ以上の電子機器の寿命を実現することが出来る。尚、ここで、熱的に分離されているとは、放熱板の機械的強度を保つ程度に第1放熱部と第2放熱部が繋がっていることは含む。
このため、小型化を図るとともに放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な電気気を提供することが出来る。
<3.実施形態1の変形例>
(A)
上記実施形態では、スリット23は、溝状の一例として放熱板2bを貫通して形成されているが、貫通していなくてもよく、溝状であればよい。図9(a)は、本実施形態の放熱板2bのスリット23の部分を模式的に示す断面図である。なお、外側の面が2bsで示されており、内側の面が2biで示されている。この内側の面2biは、左側面13の外表面13sと接する面を示す。
図9(b)に示すように、放熱板2bが貫通されておらず、外側の面2bsから凹状に形成されているスリット231であってもよい。
また、図9(c)に示すように、図9(b)とは反対側である内側の面2biから凹状に形成されているスリット232であってもよい。要するに、熱が伝達され難ければよい。
(B)
また、上記実施形態では、スリット23の第1スリット部分23a、第2スリット部分23b、第3スリット部分23cは、直線状に形成されているが、これに限られるものではない。
例えば、図10に示すように、湾曲した形状のスリット233であってもよい。尚、図10では、トランス34とアルミ電解コンデンサ35が模式的に示されている。要するに、左側面13に対して垂直な方向から視て、アルミ電解コンデンサ35のトランス34と反対側以外が少なくとも取り囲むように形成されておりさえすればよい。
また、上記実施形態では、スリット23は、第1スリット部分23a、第2スリット部分23b、及び第3部分にわたって放熱部2bが貫通して形成されているが、放熱板2bを左側面13に取り付けやすいように放熱板2bの強度を確保することを目的として、図11Aに示すスリット234のように第1放熱部24と第2放熱部25を連結する連結部23pが形成されていてもよい。
図11Aに示す例では、第1スリット部分23aと第2スリット部分23bの間と、第1スリット部分23aと第3スリット部分23cの間に連結部23pが形成されている。更に図11Bに示すように、連結部23pが複数形成されたスリット235であってもよい。図11Bに示すスリット235は、複数のスリット部分235pから形成されているともいえる。
また、図11Cに示すように、放熱板2bが分離しており、第1放熱部24が、第2放熱部25の上方に配置されていてもよい。図11Cに示す放熱板2bは、2つの放熱板部2000b(第1放熱部の一例)と放熱板部2001b(第2放熱部の一例)に上下方向に分離されている。そして、上側の放熱板部2000bが、左側面13を挟んでトランス34に載置されている放熱ゲルシート4aを覆うように配置されており、下側の放熱板部2001bが、左側面13を挟んでアルミ電解コンデンサ35に配置されている放熱ゲルシート4bを覆うように配置されている。あの、図11cでは、スライドシート5a、5bは省略している。
(C)
上記実施形態では、右側面12にも放熱板2aが配置されていたが、配置されていなくてもよい。
(D)
上記実施形態では、第1放熱部24と第2放熱部25が渡り部分26、27で繋がっていたが、渡り部分26、27が残されておらず、完全に分離されていても良い。
(E)
上記実施形態では、スライドシート5a、5bは樹脂によって形成されていると述べたが、ガラス、紙や他の材料でなどであってもよい。樹脂に限るものではない。固体であって、筐体の内面と接触させながら筐体内に収納しても破れない程度の強度を有することが好ましい。
(実施形態2)
次に、本発明に係る実施形態2の電源装置200について説明する。本実施形態2の電源装置200は、実施形態1の電源装置100と基本的な構成は同じであるが、アルミ電解コンデンサ35の熱が放熱板2aから放熱される点が実施形態1とは異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付している。
<1.構成>
図12は、本実施形態2の電源装置200の斜視図である。図12に示すように、本実施形態2の電源装置200は、実施形態2の電源装置100と比較して、左側面2bの代わりにスリット23が形成されていない左側面2b´を備えている。
図13は、本実施形態2の電源装置200の電源回路ユニット3´を示す斜視図である。図14は、図13の電源装置200の側面図であり、図15は、図14のBB間の矢示断面図である。
図13に示すように、本実施形態の電源回路ユニット3´の第1基板31a´には、アルミ電解コンデンサ35が配置されている部分に貫通孔31ap´が形成されている。そして、この貫通孔31ap´にアルミ電解コンデンサ35が嵌められている。第1基板31a´のトランス34等が配置されている面を表面31as´とし、その反対側の面を裏面31ab´とすると、図15に示すように、アルミ電解コンデンサ35は、その側面35aの一部が、裏面31ab´から突出している。
本実施形態2では、アルミ電解コンデンサ35の左側面13側に放熱ゲルシート4bが配置されておらず、図15及びC部拡大図に示すように、右側面12側に放熱ゲルシート4cが配置されている。すなわち、第1基板31a´の裏面31ab´から突出しているアルミ電解コンデンサ35の側面35aの部分と接触して、放熱ゲルシート4cが配置されている。ここで、放熱ゲルシート4cは弾性を有しているため、側面25aの形状に合わせて変形し、第1基板31a´の裏面31ab´にも当接することになる。
そして、図15のC部拡大図に示すように、放熱ゲルシート4cと右側面12の間に、それぞれに接触してスライドシート5cが配置されている。このスライドシート5cは、実施形態1と同様に、放熱ゲルシート4cを電源回路ユニット3に配置した状態で
ケース本体10に挿入させるために用いられる。
図15のC部拡大図に示すように、アルミ電解コンデンサ35、放熱ゲルシート4c、スライドシート5c、右側面12、及び放熱板2aの順に直接接触して配置されているため、アルミ電解コンデンサ35の熱は、放熱板2aに伝達され、放熱板2aの面方向に広がり、電源装置200の外部へと放出される。
一方、トランス34の発熱は、実施形態1と同様に、放熱ゲルシート4a、スライドシート5a、及び左側面13を介して放熱板2b´へと伝達され、放熱板2b´において面方向に伝達され、電源装置200の外部へと放出される。
<2.主な特徴>
以上のように、本実施形態2の電源装置200は、トランス34(発熱部品の一例)が発生する熱を放熱する放熱板2b´(第1放熱部の一例)と、アルミ電解コンデンサ35が発生する熱を放熱し、放熱板2b´と熱的に分離されている放熱板2a(第2放熱部の一例)とを備えている。
以上のように、実施形態1では、1枚の放熱板2bにトランス34からの熱を放熱する第1放熱部24とアルミ電解コンデンサ35からの熱を放熱する第2放熱部25が形成されているが、本実施形態2では、2枚の放熱板2a、2b´のうち一方の放熱板2aが、アルミ電解コンデンサ35からの熱を放出する第2放熱部として機能し、他方の放熱板2b´が、トランス34からの熱を放出する第1放熱部として機能することになる。
この場合、実施形態1よりも第1放熱部及び第2放熱部のそれぞれの面積を広く確保できるため、放熱をより効果的に行うことが出来る。
また、第1放熱部と第2放熱部が繋がっている部分がないため、第1放熱部の熱が第2放熱部により伝達され難く、アルミ電解コンデンサ35の熱をより効率的に放熱できる。
<3.実施形態2の変形例>
上記実施形態2では、アルミ電解コンデンサ35の放熱が行われていたが、アルミ電解コンデンサ37の放熱が行われてもよい。
図16は、アルミ電解コンデンサ37の熱を放熱する構成を備えた電源装置300を示す左側面図である。図17は、図16のFF間の矢示断面図である。図16及び図17に示す電源装置300では、実施形態2の電源装置200の第1基板31a´の代わりに実施の形態1と同様の第1基板31aが設けられている。図17に示すように、電源装置300では、放熱ゲルシート4dが、第1基板31aの裏面31abに直接接触して配置されている。そして、放熱ゲルシート4dと右側面12の内表面12iの間には、スライドシート5dが設けられている。ここで、放熱ゲルシート4dは、3つのアルミ電解コンデンサ37の端子37dに直接接触して配置されている。
これにより、アルミ電解コンデンサ37の熱は、その端子37dから放熱ゲルシート4d、スライドシート5d、及び右側面12を介して放熱板2aへと伝達され、放熱板2aにおいて面方向に広がって外部へと放出される。
尚、電源装置300においても、アルミ電解コンデンサ35の放熱を行なっても良い。すなわち、実施形態2のように、第1基板31aに貫通孔を形成してアルミ電解コンデンサ35の放熱を行なっても良いし、貫通孔を形成せずアルミ電解コンデンサ35の端子35d(図15参照)と直接接触して放熱ゲルシート4を配置しても良い。
[実施形態1,2共通の変形例]
(A)
上記実施形態1、2では、トランス34、アルミ電解コンデンサ35、37に配置されている放熱ゲルシート4a、4b、4c、4dは、スライドシート5a、5b、5c、5d及びケース1を介して放熱板2a、2b、2b´に間接的に接触されていたが、このような構成に限らなくても良く、要するに、直接的又は間接的に関わらず発熱部品又はアルミ電解コンデンサが放熱板に接触し、発熱部品又はアルミ電解コンデンサからの熱が放熱板へと伝熱される構成であればよい。
以下に、変形例として、発熱部品、アルミ電解コンデンサと放熱板2bの間接的又は直接的な接触の種々の構成について説明する。
(A1)
上記実施形態では、発熱部品の一例であるトランス34は、放熱ゲルシート4a、スライドシート5a、及びケース1を介して放熱板2bと間接的に接触し、トランス34からの熱が放熱板2bへと伝達されている。又、アルミ電解コンデンサ35は、実施形態1の電源装置100では、放熱ゲルシート4b、スライドシート5b、及びケース1を介して放熱板2bと間接的に接触し、実施形態2の電源装置200では、放熱ゲルシート4c、スライドシート5c、及びケース1を介して放熱板2aと接触し、更に、電源装置300では、放熱ゲルシート4d、スライドシート5d、及びケース1を介して放熱板2aと接触している。これらの構成において、スライドシート5a、5b、5c、5dが設けられていなくてもよい。この構成は、発熱部品又はアルミ電解コンデンサが伝熱部材及び筐体を介して間接的に放熱板と接触している一例に対応する。
図18(a)は、このような構成の電源装置400の斜視図であり、図18(b)は、図18(a)のケース本体410を点線で示し、内部構成を示す斜視図である。また、図19は、図18(a)に示す電源装置400の正断面図であり、図6のAA間と同じ位置における断面図である。図20は、電源装置400の分解図である。
この電源装置400は、実施形態1の電源装置100からスライドシート5a、5bを取り除いた点が異なる。
図19に示すように、電源装置400では、トランス34の表面34aに放熱ゲルシート4の第1面4aaが直接接触し、放熱ゲルシート4aの第2面4abが左側面13の内表面13iに直接接触している。放熱ゲルシート4aは、左側面13を挟んで、放熱板2bの第1放熱部24に対向している。この電源装置400では、トランス34による発熱は、放熱ゲルシート4a、及び左側面13を介して放熱板2bの第1放熱部24へと伝達され、第1放熱部24でその面方向に広がって外部へ放出される。
また、アルミ電解コンデンサ35の側面35aに放熱ゲルシート4bの第1面4baが接触し、放熱ゲルシート4bの第2面4bbが左側面13の内表面13iに直接接触している。放熱ゲルシート4bは、左側面13を挟んで、放熱板2bの第2放熱部25に対向している。アルミ電解コンデンサ35の熱は、放熱ゲルシート4b、左側面13を介して放熱板2bの第2放熱部25へと伝達され、第2放熱部25でその面方向に広がって外部へ放出される。
ここで、放熱ゲルシート4a、4bは粘着性を有しているため、電源回路ユニット3に貼り付けた状態で、電源回路ユニット3を図8で説明したようにスライドさせて挿入しようとすると、放熱ゲルシート4a、4bが左側面13の内表面13iに密着するため、挿入し難い。そのため、電源装置400では、図18に示すように、そのケース401のケース本体410は、2つの部材410aと410bが接合されて形成されている。一方の部材410aは、右側面12を含んでいる。また、他方の部材410bは、左側面13を含んでいる。いいかえると、図18(a)に示すケース本体410は、実施形態1のケース本体10(図4参照)を2つに分割したものともいえる。
ケース本体410は、左側面13及び右側面12と平行な平面で切断されている。この平面は、図18に示すように、左側面13側の通気孔141bと、六角形状の複数の通気孔141aの間を通る平面である。その切断面同士を接合した接合部Sが、図18及び図19に示されている。尚、図18に示すように電源装置400は、放熱板2a、2bをケース401に取り付けた状態では、その外観は接合部Sを除いて図1に示す電源装置100と同様である。
図20に示すように、放熱ゲルシート4aをトランス34上に配置し、放熱ゲルシート4bをアルミ電解コンデンサ35上に配置した状態で電源回路ユニット3を、第2部材410b内に収納した後に、接着剤などによって第1部材410aを第2部材410bに接合することによって、放熱ゲルシート4a、4bを貼り付けた状態で電源回路ユニット3をケース本体410に収納できる。
上記第1部材410aと第2部材410bの接合は、接着剤に限らず、ビス等で行ってもよいし、互いに嵌合する構成としてもよい。
尚、図18に示す電源装置400では、スライドシート5a、5bを配置しなくても電源回路ユニット3をケース本体310に収納し易くするために、ケース本体410を2つの部材(第1部材410aと第2部材410b)に分割していたが、図8のように箱形状のケース本体10が用いられてもよい。ただし、この場合、放熱ゲルシート4a、4bの粘着性によって電源回路ユニット3をケース本体10に挿入し難くなるため、製造の際に若干手間がかかることなる。また、このように箱形状のケース本体10を用いる場合、放熱ゲルシート4a、4bとしては粘着性が弱いものを用いるほうが電源回路ユニット3を挿入しやすいため好ましい。
又、実施形態1の変形例として、放熱ゲルシート4がスライドシートを介さずにケース1に直接接触されている構成について説明したが、上記構成は、実施形態2に対しても適用可能である。すなわち、図15に示すスライドシート5cが設けられておらず、放熱ゲルシート4cが直接右側面12の内表面12iに接触していてもよいし、図17に示すスライドシート5dが設けられておらず、放熱ゲルシート4dが直接右側面12の内表面12iに接触していてもよい。
(A2)
上記実施形態では、トランス34又はアルミ電解コンデンサ35は、放熱ゲルシート4(4a、4b、4c、4d)、スライドシート5(5a、5b、5c、5d)、及びケース1を介して放熱板2(2a、2b)と接触しているが、放熱ゲルシート4(4a、4b、4c、4d)が、放熱板2(2a、2b)に直接接触してもよい。この構成は、発熱部品又はアルミ電解コンデンサが伝熱部材を介して間接的に放熱板と接触している一例に対応する。
図21は、このような構成の電源装置500の斜視図であり、放熱板2bを取外した状態を示している。図21の電源装置500は、電源装置100と比較して、スライドシート5が設けられていない点と、ケース501の左側面513に開口部13e、13hが形成されている点が異なる。
図22は、図21に示す電源装置300の正断面図であり、前面110に対して平行であってトランス34及び電解コンデンサ35を通る切断面である。図23は、電源装置500の分解図である。
図21〜図23に示すように、電源装置500のケース501では、ケース本体510の左側面513に、トランス34に対向する開口部13e、アルミ電解コンデンサ35に対向する開口部13hが形成されている。この開口部13e、13hは、左側面513の外側と内側を貫通している。
図22に示すように、電源装置500では、トランス34の表面34aに放熱ゲルシート4aの第1面4aaが直接的に接触し、放熱ゲルシート4aは開口部13eを介して、その第2面4abが放熱板2bの第1放熱部24に直接的に接触している。このような構成により、トランス34による発熱は、放熱ゲルシート4aから放熱板2bへと伝達され、放熱板2bでその面方向に広がって外部へ放出される。
また、アルミ電解コンデンサ35の側面35aに放熱ゲルシート4bの第1面4baが直接接触し、放熱ゲルシート4bは開口部13hを介して、その第2面4bbが放熱板2bの第2放熱部25に直接接触している。
尚、電源装置500を組み立てる際には、放熱ゲルシート4a、4bを配置しない状態で、まず電源回路ユニット3が本体ケース510に挿入される。その後、開口部13、13hを介して、放熱ゲルシート4a、4bが、トランス34及びアルミ電解コンデンサ35に配置される(図23の矢印T1、T2参照)。その後、ケース前部11がケース本体510に取り付けられ、放熱板2a、2bが右側面12及び左側面513に両面テープによって貼り付けられる。
以上のように、放熱ゲルシート4が直接放熱板2に接触する構成について実施形態1の変形例である電源装置500を用いて説明したが、このような構成は実施形態2及びその変形例についても同様に適用可能である。すなわち、右側面12に開口部を形成することによって、放熱ゲルシート4c、4dを直接放熱板2aに接触する構成とすることが出来る。
(A3)
上記(A2)では、発熱部品の一例であるトランス34に伝熱部材の一例である放熱ゲルシート4aが直接接触して配置されており、放熱ゲルシート4aが放熱板2bに直接接触している構成について説明したが、発熱部品がトランス34に限られるものではなく、伝熱部材も放熱ゲルシート4aに限られるものではない。
例えば、整流ダイオード30(発熱部品及び半導体部品の一例)を放熱するためのヒートシンク33b(伝熱部材の一例)が放熱板2bに直接的に接触している構成であってもよい。この構成は、発熱部品が、伝熱部材を介して間接的に放熱板と接触している一例に対応する。
図24は、このような構成の電源装置600の斜視図である。図25は、図24の電源装置600の内部構成を示す左側面図である。図26(a)は図25のDD間の矢示断面図であり、図26(b)は図25のEE間の矢示断面図である。
図24の電源装置600は、図18(a)に示す電源装置400と比較して、ヒートシンク33bが直接放熱板2bに接触するための開口部13gが左側面613に形成されている点が異なる。図24、図26(a)、及び図26(b)に示すように、ヒートシンク33bは、板状の部材をL字状に曲げた形状であって、図26(a)、(b)に示すように、第1基板31aに垂直な方向に沿って配置されている第1部分33baと第1部分33baの先端(左側面613側の端)から第1基板31aと平行な方向に沿って形成された第2部分33bcとを有している。そして、この第2部分33bcが、放熱板2bの第1放熱部24と直接接触している。
尚、この電源装置600では、ヒートシンク33bを開口部13g内に挿入する必要があるため、ケース601のケース本体610は、図18〜図20で示した電源装置400のように第1部材610aと第2部材410bが接合されて構成されている。第1部材610aは、図18〜図20の第1部材410aと比較して開口部13g以外の構成が同じである。
また、このように、ヒートシンク33bが直接放熱板2bに接触する場合は、ヒートシンク33bと整流ダイオード30の間が絶縁されているか、整流ダイオード0自体が絶縁されている必要がある。
尚、電源装置600では、ヒートシンク33bが放熱板2bに直接接触していたが、放熱ゲルシート4が、ヒートシンク33bと放熱板2bの間に、それぞれと直接的に接触して配置されていてもよい。
また、左側面613に開口部13gが形成されておらず、ヒートシンク33bが、放熱ゲルシート4及び左側面613を介して放熱板2bに間接的に接触していてもよい。
更に、ヒートシンク33bが、放熱ゲルシート4を介さず左側面613に直接的に接触していてもよい。
尚、ヒートシンク33aも、上記ヒートシンク33bと同様に伝熱部材の一例として用いて放熱板2bに直接又はケースを介して間接的に接触していてもよい。
また、電子部品自体が絶縁されている場合には、ケースに開口部を形成して電子部品を直接放熱板2bに接触させてもよい。このような構成は、発熱部品が直接的に放熱板と接触している一例に対応する。
又、整流ダイオード30等の半導体部品に加えてトランス34についても放熱板2bからの放熱を行う場合、双方とも発熱量が多いため、アルミ電解コンデンサ35と分けて第1放熱部24に放熱させる方が好ましい。
(B)
上記実施形態及び上記(A3)では発熱部品の一例としてトランス34、整流ダイオード30が挙げられたが、これらに限られるものではない、例えば、コイル38等であってもよい。
(C)
上記実施形態では、放熱板2a、2bは、アルミニウムによって形成されていたが、他の金属であってもよいし、金属に限らなくてもよい。要するに、ケース1、401、501、601(特にケース本体10、410、510、610)を形成する樹脂よりも熱伝導率の高い放熱板が用いられれば良い。
(D)
上記実施形態では、放熱板2a、2bは、右側面12及び左側面13に接着によって取り付けられていたが、嵌合や締結によって取り付けられていても良い。
(E)
上記実施形態では、電子機器の一例としての電源装置について説明したが、電源装置に限られるものではなく、発熱部品を有している電子機器に対して上記説明した構造を適用することが出来る。
本発明の電子機器は、小型化を図るとともに、放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な効果を有し、電源装置、特にスイッチング電源装置等として有用である。
1 ケース(筐体の一例)
2 放熱板
2a 放熱板(放熱部材の一例、第1放熱部の一例)
2b 放熱板(放熱部材の一例)
2b´ (放熱部材の一例、第2放熱部の一例)
2bu 下端
3 電源回路ユニット
4 放熱ゲルシート(伝熱部材の一例)
4a 放熱ゲルシート(伝熱部材、第1伝熱部材の一例)
4b 放熱ゲルシート(伝熱部材、第2伝熱部材の一例)
4c 放熱ゲルシート(伝熱部材一例)
4d 放熱ゲルシート(伝熱部材の一例)
4aa、4ba 第1面
4ab、4bb 第2面
5、5a、5b、5c、5d スライドシート(シート状部材の一例)
9 支持レール
9a 上端部分
9b 下端部分
10 ケース本体
11 ケース前部
11a、11b、11c、11d、11e、11f 爪部
11g、11i 突出部
11j 右側面側の縁
11k 左側面側の縁
11m 上面側の縁
11n 底面側の縁
11o、11p、11q、11r 貫通孔
12 右側面(第2面の一例)
12a、12b 嵌合孔
12f 前端
12i 内表面
12s 外表面
13 左側面(第1面の一例)
13a、13b 嵌合孔
13e、13g、13h 開口部
13f 前端
13s 外表面(外面の一例)
13i 内表面
14 上面(第3面又は第4面の一例)
14a 嵌合孔
14c 右端
14d 左端
14e 後端
14f 前端
14m 支持部
15 底面(第3面又は第4面の一例)
15a 嵌合孔
15c 右端
15d 左端
15e 後端
15f 前端
15m 支持部
16 背面(第5面の一例)
16a 上端側の面
16b 略中央の面
16c 下端側の面
16d 係止部
16e 凹部
16f 係止部
16g 傾斜面
17 開口
21、22 切り欠き
23 スリット
23a 第1スリット部分
23b 第2スリット部分
23bu 下端
23c 第3スリット部分
23cu 下端
23p 連結部
24 第1放熱部
25 第2放熱部
26、27 渡り部分
30 整流ダイオード
31a、31a´ 第1基板(基板の一例)
31ab´ 裏面
31ap´ 貫通孔(貫通孔の一例)
31as´ 表面
31b 第2基板
32 スイッチング素子
33a、33b ヒートシンク(伝熱部材の一例)
33ba 第1部分
33bc 第2部分
33as、33bs 表面
34 トランス(発熱部品の一例)
34a 表面
35 アルミ電解コンデンサ
35a 側面
35b、35c 端面
35d 端子
36 ブリッジダイオード
36a 表面
37 アルミ電解コンデンサ
37a 側面
37b、37c 端面
37d 端子
38 コイル
39a 第1の配線接続部
39b 第2の配線接続部
100 電源装置
110 前面
111c、111e 傾斜面
112 右面
113 左面
114 上面
115 下面
141、141a、141b 通気孔
151、151a、151b 通気孔
160 取付け部
200 電源装置
201 ケース
210 ケース本体
210a 第1部材
210b 第2部材
231、232、233、234、235 スリット
235p スリット部分
300 電源装置
390 ネジ
391 配線挿入部
400 電源装置
401 ケース
410 ケース本体
410a 第1部材
410b 第2部材
500 電源装置
501 ケース
510 ケース本体
513 左側面
600 電源装置
610 ケース本体
610a 第1部材
613 左側面

Claims (16)

  1. 樹脂で形成された筐体と、
    前記筐体内に配置されたアルミ電解コンデンサと、
    前記筐体内に配置され、前記アルミ電解コンデンサより発熱量が大きい発熱部品と、
    前記筐体の外面に配置され、前記筐体を形成する樹脂より熱伝導率が高い板状の放熱部材と、
    を備え、
    前記放熱部材には、前記発熱部品から熱を放熱する第1放熱部と、前記アルミ電解コンデンサから熱を放熱し、前記第1放熱部と熱的に分離されている第2放熱部が形成されている、
    電子機器。
  2. 前記放熱部材は、少なくとも前記アルミ電解コンデンサと前記発熱部品とを単一の部材で覆い、
    前記放熱部材には、前記放熱部材に対して垂直な方向から視て前記アルミ電解コンデンサの前記発熱部品と離れている側以外を少なくとも取り囲むようにスリットが形成されており、
    前記第1放熱部と前記第2放熱部は、前記スリットによって分けられている、
    請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記スリットは、前記放熱部材に溝状に形成されている、
    請求項2に記載の電子機器。
  4. 前記筐体は、第1面及び第2面を有し、
    前記放熱部材は、前記第1面と前記第2面のそれぞれに配置されており、
    前記第1放熱部は、前記第1面に配置されている前記放熱部材であり、
    前記第2放熱部は、前記第2面に配置されている前記放熱部材である、
    請求項1に記載の電子機器。
  5. 前記アルミ電解コンデンサ及び前記発熱部品が設けられ、前記筐体内に配置された基板を備え、
    前記第1面は、前記第2面と平行な方向に沿って前記第2面と対向して配置され、
    前記基板は、前記第1面と前記第2面の間に前記第1面及び前記第2面と平行な方向に沿って配置され、
    前記アルミ電解コンデンサ及び前記発熱部品は、前記基板の前記第1面側の面に設けられている、
    請求項4に記載の電子機器。
  6. 前記基板には、貫通孔が形成されており、
    前記貫通孔を介して、前記アルミ電解コンデンサに直接的に接触して配置された伝熱部材を更に備え、
    前記伝熱部材は、直接的に又は前記筐体を介して間接的に前記第2放熱部に接触している、
    請求項5に記載の電子機器。
  7. 前記アルミ電解コンデンサの端子に直接的に接触し、前記基板の前記第2面側の面に配置された伝熱部材を更に備え、
    前記伝熱部材は、直接的に又は前記筐体を介して間接的に前記第2放熱部に接触している、
    請求項5に記載の電子機器。
  8. 前記アルミ電解コンデンサの耐熱温度は、前記発熱部品よりも低い、
    請求項1に記載の電子機器。
  9. 前記発熱部品は、トランス、又は半導体部品である、
    請求項1に記載の電子機器。
  10. 前記発熱部品は、前記筐体及び前記発熱部品と直接的に接触して配置される伝熱部材の少なくとも一方を介して間接的に、又は直接的に前記第1放熱部に接触している、
    請求項1に記載の電子機器。
  11. 前記アルミ電解コンデンサは、前記筐体及び前記発熱部品と直接的に接触して配置される伝熱部材の少なくとも一方を介して間接的に、又は直接的に前記第2放熱部に接触している、請求項1に記載の電子機器。
  12. 前記発熱部品と前記筐体との間に配置され、前記発熱部品と直接接触し、前記筐体と直接又は間接的に接触する第1伝熱部材と、
    前記アルミ電解コンデンサと前記筐体との間に配置され、前記アルミ電解コンデンサと直接接触し、前記筐体に直接又は間接的に接触する第2伝熱部材とを備え、
    前記筐体は、前記発熱部品及び前記アルミ電解コンデンサを共に覆い、
    前記第1放熱部は、前記第1伝熱部材を前記筐体越しに覆い、
    前記第2放熱部は、前記第2伝熱部材を前記筐体越しに覆い、
    前記第1放熱部と前記第2放熱部は、分離若しくは熱的に分離されている、
    請求項1に記載の電子機器。
  13. 前記第1放熱部と前記第2放熱部は、前記筐体の1つの面上に分離して配置されている、請求項1に記載の電子機器。
  14. 前記筐体は、前記第1放熱部及び前記第2放熱部が配置された第1面と、前記第1面に垂直な方向に沿って配置された第3面と、前記第1面に垂直な方向に沿って配置された第4面とを有し、
    前記第3面と前記第4面は、対向して配置されており、
    前記第3面及び前記第4面のそれぞれには、気体が流入又は流出する通気孔が形成されている、
    請求項13に記載の電子機器。
  15. 前記筐体を支持レールに取り付けるための取付け部を更に備え、
    前記筐体は、前記第1放熱部及び前記第2放熱部が配置された第1面と、前記第1面に垂直な方向に沿って配置された第5面とを有し、
    前記取り付け部は、前記第5面に配置されており、
    前記第1面は、前記筐体が前記支持レールに取り付けられた場合に、前記支持レールの長手方向に垂直な方向に沿うように前記筐体に配置されている、
    請求項13に記載の電子機器。
  16. 前記第1面が鉛直方向に沿うように前記電子機器を配置した状態において、前記第1放熱部と前記第2放熱部は、上下に分離されており、
    前記第1放熱部は、前記第2放熱部の上側に配置されている、
    請求項14又は15に記載の電子機器。
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