JP2022133106A

JP2022133106A - 電子機器の放熱構造及び電子機器

Info

Publication number: JP2022133106A
Application number: JP2021031984A
Authority: JP
Inventors: 元河本; Hajime Kawamoto
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2022-09-13

Abstract

【課題】放熱性能と装置の小型化とのバランスのとれた電子機器の放熱構造を提供する。【解決手段】電子機器１の放熱構造は、筐体２の外部に突出する第１フィン４１と、筐体の内部に収容され発熱する部品３２及び第１フィン４１と熱的に接続され、筐体２の内部に配設される第２フィン４２とを有する。第２フィン４２は、部品の側面から当該発熱部品３２の外側に向かって延在する。第２フィン４２は、少なくとも前記部品３２の第１の側面及び当該第１の側面とは反対側の第２の側面から、夫々部品３２の外側に向かって延在し、部品３２側の端部に、部品３２の側面の形状に沿った凹凸を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器の放熱構造及び電子機器に関する。

従来、ヒートシンクの反りを矯正して低減することによって、電子部品からの発熱をヒートシンクから放熱することで、冷却効率を高めることを目的とした電力変換装置が提案されている（例えば、特許文献１）。当該技術では、ヒートシンクおよび基板を固定する締結部材を備え、該締結部材は、基板に設けられた貫通孔を通ってフィン部の内部に位置して固定される。

特開２０１７－１６９３５７号公報

小型化や薄型化が要求される装置のために、放熱性能を担保しつつ装置の小型化を実現できる放熱構造が求められていた。そこで、本技術は、放熱性能と装置の小型化とのバランスのとれた電子機器の放熱構造を提供することを目的とする。

電子機器の放熱構造は、筐体の外部に突出する第１フィンと、筐体の内部に収容され発熱する部品及び第１フィンと熱的に接続され、筐体の内部に配設される第２フィンとを有し、第２フィンは、部品の側面から当該部品の外側に向かって延在する。

第２フィンによれば、部品の側面から筐体の内部へも放熱することができる。これにより、所望の放熱性能を得るために必要な、筐体の外部に突出する第１フィンの大きさを小さくすることができる。したがって、放熱性能と装置の小型化とのバランスのとれた電子機器の放熱構造を提供できるといえる。

また、第２フィンは、少なくとも部品の第１の側面及び当該第１の側面とは反対側の第２の側面から、それぞれ部品の外側に向かって延在するようにしてもよい。第２フィンによって、より多くの側面から放熱させることにより、放熱性能を向上させることができる。

また、第２フィンは、部品側の端部に、部品の側面の形状に沿った凹凸を有するようにしてもよい。このようにすれば、部品に生じた熱が第２フィンへ効率よく伝達される。

また、部品の底面と、部品が実装される基板との間に、部品の底面と熱的に接続される第３フィンをさらに有するようにしてもよい。部品の底面からも放熱させることにより、放熱性能をさらに向上させることができる。

また、上述した放熱構造を有する電子機器を提供するようにしてもよい。

なお、課題を解決するための手段に記載の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、放熱性能と装置の小型化とのバランスのとれた電子機器の放熱構造を提供できる。

図１は、第１の実施形態に係る電子機器を模式的に表す分解斜視図である。図２は、電子機器を模式的に表す断面図である。図３は、第２の実施形態に係るヒートシンクの一例を示す斜視図である。図４は、第３の実施形態に係るヒートシンクの一例を示す斜視図である。図５は、第３の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。図６は、第３の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。図７は、第５の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。図８は、第６の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。図９は、第７の実施形態に係るヒートシンク、発熱部品及び基板を模式的に表す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

＜実施形態１＞
図１は、第１の実施形態に係る電子機器を模式的に表す分解斜視図である。図２は、電子機器を模式的に表す断面図である。電子機器１は、例えば自動車のシート下等に搭載される装置であり、筐体２と、部品３と、ヒートシンク４とを備える。筐体２は、その内部に部品３を収容するケースである。収容される部品３は、プリント配線板等の基板３１と、基板３１上に実装される発熱部品３２とを含む。発熱部品３２は、例えばインテリジェントパワーモジュールのように、比較的発熱量の大きい部品である。なお、部品３は例示であり、その数や種類は特に限定されない。

ヒートシンク４は、特に発熱部品３２から効率的に放熱するための部材である。ヒートシンク４は、例えばアルミニウム等の金属や熱伝導性樹脂を用いて形成され、筐体２の外側に突出する第１フィン４１と、筐体２の内側に配設される第２フィン４２とを有する。また、第１フィン４１及び第２フィン４２は、それぞれ平板４３の表裏に設けられる。

第１フィン４１は、筐体２の外側に突出すると共に、筐体２の外面に沿った第１の方向に延在する平面状の壁部であり、複数設けられる。第１の方向は、例えば電子機器１が搭載される車両の前後方向であり、空調による空気の流れ又は窓から導入される外気による空気の流れが想定される方向に沿っているものとする。

第２フィン４２は、筐体２の内側に突出すると共に、筐体２の内面に沿った第２の方向に延在する平面状の壁部であり、複数設けられる。本実施形態では、第２フィン４２の中央部には発熱部品３２を収容するためのコ字状の欠け部が設けられている。換言すれば、第２フィン４２は、発熱部品３２の外側の一方向と、その逆方向とにそれぞれ向かって発熱部品３２の側面から延在する。また、第２の方向は、発熱部品３２の熱が第２フィン４２に伝達されると、第２フィン４２同士の間の空気に熱が伝達され、対流により空気の流れが生じる方向といえる。

また、第２フィン４２は、放熱部材４４を介して発熱部品３２と熱的に接続される。放熱部材４４は、熱伝導率が比較的高い材料で形成された放熱シート、グリス、接着剤等である。放熱部材４４により、発熱部品３２に生じた熱が第２フィン４２へ効率よく伝達される。

＜効果＞
以上のような放熱構造を採用することにより、送風ファンの搭載や放熱フィンの黒体化を行うことなく、自然空冷である程度の放熱性能を得ることができる。すなわち、ヒートシンク４が形成する放熱構造によれば、発熱部品３２の上面だけでなく側面から第２フィン４２を介して筐体２の内部へも放熱することができる。したがって、所定の放熱性能を実現するために必要な、筐体２の外部に設ける第１フィン４１の大きさを小さくすることができ、電子機器１の小型化、低背化が容易になる。よって、放熱性能と装置の小型化とのバランスのとれた電子機器の放熱構造を提供できる。

＜実施形態２＞
図３は、第２の実施形態に係るヒートシンクの一例を示す斜視図である。本実施形態では、第１の実施形態と対応する構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１フィン４１が延在する第１の方向と、第２フィン４２が延在する第２の方向とが一致している。すなわち、第１の方向は、例えば電子機器１が搭載される車両の前後方向であり、空調による空気の流れ又は窓から導入される外気による空気の流れが想定される方向に沿っているところ、電子機器１が搭載される向きや、筐体２の内部の部品３の配置によっては、第１の方向と第２の方向とが同じであってもよい。

＜実施形態３＞
図４は、第３の実施形態に係るヒートシンクの一例を示す斜視図である。図５は、第３の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。本実施形態でも、他の実施形態と対応する構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、発熱部品３２は側面に段差を有している。すなわち、基板３１に平行な方向の発熱部品３２の断面積は、基板３１に近い、図中における下方の方が、基板３１から遠い、図中の上方よりも小さくなっている。そして、第２フィン４２の発熱部品３２側の端部は、発熱部品３２の側面の形状に沿って突出する突出部４２１を有する。

このように第２フィン４２の発熱部品３２側の端部の形状は、発熱部品３２の側面の形状に沿った凹凸を有していてもよい。第２フィン４２と発熱部品３２とが接する面を大きくすることで、放熱性能が向上する。

＜実施形態４＞
図６は、第３の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。本実施形態でも、他の実施形態と対応する構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、発熱部品３２の底面と、第２フィン４２の下端とに接続される第３フィン４５をさらに備える。第３フィン４５は、平板状の部材であり、第１フィン４１及び第２フィン４２とは別体として形成されたものである。また、第３フィン４５は、発熱部品３２が備える端子を通過させるための貫通孔（図示せず）を備えるものとする。

このようにヒートシンク４と発熱部品３２とが接する面積をさらに大きくすることで、放熱性能が向上する。

＜実施形態５＞
図７は、第５の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。本実施形態でも、他の実施形態と対応する構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第２フィン４２は、発熱部品３２の側面の一方のみに設けられている。このように、第２フィン４２は、発熱部品３２の外側の少なくとも一方向に配置されるものであってもよい。このようにすれば、例えば基板３１上に実装される他の部品（図示せず）との干渉を避けることができる。なお、第２フィン４２は、発熱部品３２の側面の四方に配置される
ものであってもよい（図示せず）。

＜実施形態６＞
図８は、第６の実施形態に係る電子機器を模式的に表す断面図である。本実施形態でも、他の実施形態と対応する構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第２フィン４２の高さは、発熱部品３２に近いほど高く、発熱部品３２から遠ざかるにつれて低くなっている。本実施形態によっても、例えば基板３１上に実装される他の部品（図示せず）との干渉を避けることができる。

＜実施形態７＞
図９は、第７の実施形態に係るヒートシンク、発熱部品及び基板を模式的に表す図である。本実施形態でも、他の実施形態と対応する構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第２フィン４２は、発熱部品３２の側面に沿った平板部４２２と、平板部４２２に対しほぼ垂直に設けられた複数のピン型のフィン４２３とを含む。このように、第２フィン４２は筐体２の内部に放熱できるものであれば形状は特に限定されない。

＜その他＞
上述したヒートシンク４は、筐体２と一体に成形されていてもよい。また、各実施形態に示した構成は、適宜組み合わせることができる。例えば、図３に示した向きの第１フィン４１と、図４に示した形状の第２フィン４２とを組み合わせてもよい。また、図１等に示した壁状の第２フィン４２は、図９に示した、発熱部品３２の側面に沿った平板部４２２を備えていてもよい。

１：電子機器
２：筐体
３：部品
３１：基板
３２：発熱部品
４：ヒートシンク
４１：第１フィン
４２：第２フィン
４２１：突出部
４３：平板
４４：放熱部材
４５：第３フィン

Claims

筐体の外部に突出する第１フィンと、
前記筐体の内部に収容され発熱する部品及び前記第１フィンと熱的に接続され、前記筐体の内部に配設される第２フィンとを有し、
前記第２フィンは、前記部品の側面から当該部品の外側に向かって延在する
電子機器の放熱構造。
前記第２フィンは、少なくとも前記部品の第１の側面及び当該第１の側面とは反対側の第２の側面から、それぞれ前記部品の外側に向かって延在する
請求項１に記載の放熱構造。
前記第２フィンは、前記部品側の端部に、前記部品の側面の形状に沿った凹凸を有する
請求項１又は２に記載の放熱構造。
前記部品の底面と、前記部品が実装される基板との間に、前記部品の底面と熱的に接続される第３フィンをさらに有する
請求項１から３のいずれか一項に記載の放熱構造。
請求項１から４のいずれか一項に記載の放熱構造を有する電子機器。