JP3694880B2 - Electronic equipment unit - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、制御盤などの収納される電子機器ユニットに関し、特に電子機器ユニットの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インバータユニットなど、制御盤の中に収納される電子機器ユニットは、例えば図５に示すように、上下方向に開口部１３、１４を備えた枠体１の中にフィン４１を備えたヒートシンク４をフィン４１の長手方向が上下方向に向くように取り付け板３を介して配置し、ヒートシンク４には半導体素子ユニット５や主回路基板６などの電子部品を固定するとともに、枠体１にはプリント基板などからなるコントロール部７を固定し、枠体１の下方には、ヒートシンク４の下方からフィン４１に向かって冷却風を送る冷却ファン２を設けたものが開示されている（例えば、実開昭６４−２４９４号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、冷却空気をフィンに沿って下から上に流すため、電子機器ユニットの枠体が上下方向に長くなり、電子機器ユニットを制御盤の中に収納する際、上下に段積みする数が制限されるという問題があった。
本発明は、冷却効率を維持しながら、枠体の高さ寸法を小さくして制御盤への段積み数を増加させることができる電子機器ユニットを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、直方体の枠体と、前記枠体の中に収納され、冷却風の流れに沿うように形成された複数のフィンを有するヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けられた半導体素子ユニットと、前記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとを備えた電子機器ユニットにおいて、前記枠体の互いに対面する一方の側面に吸気窓を設けるとともに、他方の側面に排気窓を設け、さらに、前記冷却ファンを前記枠体の吸気窓に取り付け、また、一方端を冷却ファンの下方の位置に取り付けるとともに、他方端を排気窓側の側面に取り付けた取り付け板を設け、かつ、前記ヒートシンクを、前記フィンが形成されている方向である長手方向が、前記枠体の吸気窓から排気窓へ向かう横方向に向くように配置して前記取り付け板の上面に取り付け、前記フィンを前記ヒートシンクの上面に設けるとともに、前記ヒートシンクを前記冷却ファンが発生する冷却風の進行方向に対して傾斜させ、さらに、前記取り付け板の冷却ファン側の端部とヒートシンクとの間に、冷却ファンからヒートシンクの下面に向かって冷却風が流れるように、通気口を設けものである。
【０００５】
【作用】
上記手段により、ヒートシンクの長手方向を前記枠体の吸気窓から排気窓へ向かう横方向に向け、ヒートシンクのフィンを上向きに配置し、ヒートシンクが冷却ファンによって吹きつけられる冷却風の進行方向に対して傾斜して取り付けられているので、冷却効率を高く維持できると共に、電子機器ユニットの枠体の高さを低くすることができる。また、通気口から送られた冷却風で、ヒートシンクの下方に設けられた主回路基板やコントロール部などを冷却することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す側断面図、２はその平断面図である。
図において、１は形状が立方体の薄板からなる枠体、１１は枠体１の互いに対面する一方の側面に設けた吸気窓、１２は枠体１の他方の側面に設けた排気窓である。２は吸気窓１１に取り付けて、枠体１の中に外気を導入する冷却ファン、３は一方端を冷却ファン２の下方の位置に、他方端を上に持ち上げて排気窓１２側の側面に取り付けた取り付け板で、枠体１の底面に対して１５度程度傾斜させてある。４は取り付け板３の上面に取り付けたヒートシンクで、上面に、冷却風の流れに沿うように形成されるとともに、上方に向かって伸びる複数のフィン４１を設け、かつ、前記フィン４１が形成されている方向である長手方向を枠体１の横方向、つまり前記枠体１の吸気窓１１から排気窓１２へ向かう方向に向けてある。したがって、冷却ファン２から吹き出された冷却風の進行方向に対して、ヒートシンク４は傾斜して取り付けられている。
なお、取り付け板３の冷却ファン２側の端部とヒートシンク４との間には、冷却ファン２からヒートシンク４の下面に向かって冷却風が流れるように、通気口３１を設けてある。
５はヒートシンクの下面に取り付けられたトランジスタなど半導体素子を組み込んだ半導体素子ユニット、６は半導体素子ユニット５に固定された主回路基板、７はヒートシンク４の側面側に配置され、枠体１に固定された基板からなるコントロール部、８は枠体１の中に固定されたトランスなどの内蔵電用品、９は磁気シールド板である。
【０００７】
ここで、枠体内の冷却作用を説明する。
冷却ファン２を回転すると、外気は吸気窓１１から横方向に吸入され、冷却風となって、矢印で示すように、シートシンク４に向かって吹きつけられる。ヒートシンク４が１５度程度傾斜して取り付けられているので、冷却風はヒートシンク４に設けられた複数のフィン４１の表面を洗って排気窓１２側に流れると共に、フィン４１の間の付け根部に向かって約１５度の角度で吹きつけられ、ヒートシンク４の下面に取り付けられた半導体素子ユニット５から伝達された熱を奪う。
また、通気口３１から送られた冷却風は、ヒートシンク４の下方に設けられた主回路基板６やコントロール部８などを冷却して、排気窓１２から外部に排出される。
このように、ヒートシンクが冷却ファンによって吹きつけられる冷却風の進行方向に対して１５度程度傾斜して取り付けられているので、横方向に吹きつけられた冷却風が傾斜した角度でヒートシンクに当たり、フィン４１の根元まで接触し、効率よくヒートシンク４を冷却する。
なお、第２の実施例として図３に示すように、ヒートシンク４のフィン４１は、冷却風の入口側を高く、出口側を低くすることによって枠体１の中の空間を有効に利用することができる。
また、第３の実施例として図４に示すように、ヒートシンク４を傾斜させず、冷却ファン２を下方に向かって傾斜させ、冷却ファン２が冷却風をヒートシンク４に向かって傾斜した角度で吹きつけるようにしてもよい。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ヒートシンクの長手方向を前記枠体の吸気窓から排気窓へ向かう横方向に向け、ヒートシンクのフィンを上向きに配置し、ヒートシンクが冷却ファンによって吹きつけられる冷却風の進行方向に対して傾斜して取り付けられているので、冷却効率を高く維持できると共に、１台の電子機器ユニットの枠体の高さを低くすることができ、制御盤への電子機器ユニットの段積み数を増加させることができる効果がある。また、通気口から送られた冷却風で、ヒートシンクの下方に設けられた主回路基板やコントロール部などを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例を示す側断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施例を示す平断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施例を示す側断面図である。
【図４】 本発明の第３の実施例を示す側断面図である。
【図５】 従来例を示す（ａ）側断面図および（ｂ）正面図である。
【符号の説明】
１：枠体、１１：吸気窓、１２：排気窓、２：冷却ファン、３：取り付け板、３１：通気口、４：ヒートシンク、４１：フィン、５：半導体ユニット、６：主回路基板[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an electronic device unit accommodated in a control panel or the like, and more particularly to a cooling structure for an electronic device unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electronic device unit such as an inverter unit housed in a control panel is a heat sink having fins 41 in a frame 1 having openings 13 and 14 in the vertical direction as shown in FIG. 4 is arranged via the mounting plate 3 so that the longitudinal direction of the fin 41 is directed in the vertical direction, and electronic components such as the semiconductor element unit 5 and the main circuit board 6 are fixed to the heat sink 4, and the frame 1 A control unit 7 made of a printed circuit board or the like is fixed, and a cooling fan 2 that sends cooling air from below the heat sink 4 toward the fins 41 is disclosed below the frame body 1 (for example, actual Kaisho 64-2494).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, since the cooling air flows from bottom to top along the fins, the frame of the electronic device unit becomes longer in the vertical direction, and when the electronic device unit is stored in the control panel, it is stepped up and down. There was a problem that the number to be stacked was limited.
An object of the present invention is to provide an electronic device unit capable of reducing the height of a frame body and increasing the number of stacks on a control panel while maintaining cooling efficiency.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cuboid frame, a heat sink having a plurality of fins that are accommodated in the frame and are formed along the flow of cooling air, and is attached to the heat sink. In the electronic device unit provided with the semiconductor element unit and the cooling fan for cooling the heat sink, an air intake window is provided on one side surface of the frame body facing each other, an exhaust window is provided on the other side surface , attaching the cooling fan to the inlet window of the frame, also whereas with attaching the end to the position below the cooling fan, the provided mounting plate attached to the other end to the side of the exhaust window side, and said heat sink, said longitudinal direction in which the fin is formed, the mounting plate is disposed to face the lateral direction to the exhaust window from the inlet window of the frame Mounted on the upper surface, Rutotomoni provided the fins on the upper surface of the heat sink, the heat sink is inclined with respect to the traveling direction of the cooling air the cooling fan is generated, further, cooling fan side of the end portion and the heat sink of the mounting plate The air vent is provided so that the cooling air flows from the cooling fan toward the lower surface of the heat sink.
[0005]
[Action]
By the above means, the longitudinal direction of the heat sink is directed in the lateral direction from the intake window to the exhaust window of the frame , the fins of the heat sink are arranged upward, and the heat sink is directed against the traveling direction of the cooling air blown by the cooling fan. Since it is attached in an inclined manner, the cooling efficiency can be maintained high, and the height of the frame of the electronic device unit can be reduced. In addition, the main circuit board and the control unit provided below the heat sink can be cooled by the cooling air sent from the vent.
[0006]
【Example】
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
In the figure, 1 is a frame made of a thin plate having a cubic shape, 11 is an intake window provided on one side of the frame 1 facing each other, and 12 is an exhaust window provided on the other side of the frame 1. 2 is a cooling fan that is attached to the intake window 11 and introduces outside air into the frame 1, 3 is one end at a position below the cooling fan 2, and the other end is lifted up to the side surface on the exhaust window 12 side. The attached mounting plate is inclined about 15 degrees with respect to the bottom surface of the frame 1. 4 is a heat sink attached to the upper surface of the attachment plate 3. The heat sink 4 is formed on the upper surface along the flow of the cooling air, provided with a plurality of fins 41 extending upward , and the fins 41 are formed. The longitudinal direction, which is the direction in which it is located, is directed in the lateral direction of the frame 1 , that is, in the direction from the intake window 11 to the exhaust window 12 of the frame 1 . Accordingly, the heat sink 4 is attached to be inclined with respect to the traveling direction of the cooling air blown from the cooling fan 2.
A vent 31 is provided between the end of the mounting plate 3 on the cooling fan 2 side and the heat sink 4 so that cooling air flows from the cooling fan 2 toward the lower surface of the heat sink 4.
5 is a semiconductor element unit incorporating a semiconductor element such as a transistor attached to the lower surface of the heat sink, 6 is a main circuit board fixed to the semiconductor element unit 5, and 7 is arranged on the side surface side of the heat sink 4 and fixed to the frame 1 A control unit made of a substrate, 8 is a built-in electric appliance such as a transformer fixed in the frame 1, and 9 is a magnetic shield plate.
[0007]
Here, the cooling action in the frame will be described.
When the cooling fan 2 is rotated, the outside air is sucked laterally from the intake window 11 and is blown toward the seat sink 4 as indicated by the arrows as cooling air. Since the heat sink 4 is mounted with an inclination of about 15 degrees, the cooling air flows to the exhaust window 12 side by washing the surfaces of the plurality of fins 41 provided on the heat sink 4 and toward the base portion between the fins 41. The heat transmitted from the semiconductor element unit 5 attached to the lower surface of the heat sink 4 is taken away at an angle of about 15 degrees.
Further, the cooling air sent from the vent 31 cools the main circuit board 6 and the control unit 8 provided below the heat sink 4 and is discharged to the outside from the exhaust window 12.
Thus, since the heat sink is mounted with an inclination of about 15 degrees with respect to the traveling direction of the cooling air blown by the cooling fan, the cooling air blown in the lateral direction hits the heat sink at an inclined angle, and the fins The heat sink 4 is efficiently cooled by contacting to the base of 41.
As shown in FIG. 3 as a second embodiment, the fins 41 of the heat sink 4 can effectively use the space in the frame 1 by raising the inlet side of the cooling air and lowering the outlet side. Can do.
Further, as shown in FIG. 4 as a third embodiment, the heat sink 4 is not inclined, the cooling fan 2 is inclined downward, and the cooling fan 2 blows the cooling air toward the heat sink 4 at an inclined angle. You may make it attach.
[0008]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the longitudinal direction of the heat sink is oriented in the lateral direction from the intake window to the exhaust window of the frame body , the fins of the heat sink are arranged upward, and the heat sink is blown by the cooling fan. Since the cooling air is attached to be inclined with respect to the traveling direction, the cooling efficiency can be maintained high, and the height of the frame of one electronic device unit can be reduced, and the electronic device to the control panel can be reduced. There is an effect that the number of units stacked can be increased. In addition, the main circuit board and the control unit provided below the heat sink can be cooled by the cooling air sent from the vent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing a third embodiment of the present invention.
5A is a side sectional view and FIG. 5B is a front view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1: Frame, 11: Intake window, 12: Exhaust window, 2: Cooling fan, 3: Mounting plate, 31: Vent, 4: Heat sink, 41: Fin, 5: Semiconductor unit, 6: Main circuit board

Claims (4)

直方体の枠体と、前記枠体の中に収納され、冷却風の流れに沿うように形成された複数のフィンを有するヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けられた半導体素子ユニットと、前記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとを備えた電子機器ユニットにおいて、
前記枠体の互いに対面する一方の側面に吸気窓を設けるとともに、他方の側面に排気窓を設け、
さらに、前記冷却ファンを前記枠体の吸気窓に取り付け、
また、一方端を冷却ファンの下方の位置に取り付けるとともに、他方端を排気窓側の側面に取り付けた取り付け板を設け、
かつ、前記ヒートシンクを、前記フィンが形成されている方向である長手方向が、前記枠体の吸気窓から排気窓へ向かう横方向に向くように配置して前記取り付け板の上面に取り付け、前記フィンを前記ヒートシンクの上面に設けるとともに、前記ヒートシンクを前記冷却ファンが発生する冷却風の進行方向に対して傾斜させ、
さらに、前記取り付け板の冷却ファン側の端部とヒートシンクとの間に、冷却ファンからヒートシンクの下面に向かって冷却風が流れるように、通気口を設けたことを特徴とする電子機器ユニット。A rectangular parallelepiped frame, a heat sink housed in the frame and having a plurality of fins formed along the flow of cooling air, a semiconductor element unit attached to the heat sink, and the heat sink In an electronic device unit equipped with a cooling fan,
Providing an intake window on one side of the frame facing each other and an exhaust window on the other side;
Further, the cooling fan is attached to the intake window of the frame,
Moreover, while attaching one end to the position below the cooling fan and providing the attachment plate with the other end attached to the side surface on the exhaust window side,
And the heat sink is arranged on the upper surface of the mounting plate so that the longitudinal direction, which is the direction in which the fins are formed, is oriented in the lateral direction from the intake window to the exhaust window of the frame , Is provided on the upper surface of the heat sink, and the heat sink is inclined with respect to the traveling direction of the cooling air generated by the cooling fan,
Further, an electronic device unit, wherein a vent is provided between an end of the mounting plate on the cooling fan side and the heat sink so that cooling air flows from the cooling fan toward the lower surface of the heat sink. 前記ヒートシンクを前記枠体の底面に対して傾斜して配置した請求項１記載の電子機器ユニット。  The electronic device unit according to claim 1, wherein the heat sink is disposed to be inclined with respect to a bottom surface of the frame body. 前記ヒートシンクに設けたフィンは、冷却風の入口側を高く、出口側を低く形成した請求項２記載の電子機器ユニット。  The electronic device unit according to claim 2, wherein the fins provided on the heat sink are formed such that the inlet side of the cooling air is high and the outlet side is low. 前記ヒートシンクの長手方向を水平に配置し、前記冷却ファンを前記ヒートシンクに対して傾斜して配置した請求項１記載の電子機器ユニット。  The electronic device unit according to claim 1, wherein a longitudinal direction of the heat sink is horizontally arranged, and the cooling fan is inclined with respect to the heat sink.
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