JP4100660B2

JP4100660B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP4100660B2
Application number: JP2001104664A
Authority: JP
Inventors: 知幸大沢
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2021-04-03
Also published as: JP2002299870A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートシンクを含む射出成形機に関し、特に強制冷却用のファンを備えたファン付きヒートシンクを含む射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動射出成形機のモータ制御部では、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）と呼ばれる回路部品が使用されている。このＩＰＭは、制御ＩＣを始め、多くの電気・電子素子を含むため、動作時の発熱が大きい。ＩＰＭの温度が高くなり過ぎると、ＩＰＭに含まれるＩＧＢＴ（insulated-gate bipolar transistor)チップの接合面温度の上昇による破壊や、構成素子又は部品間の熱膨張係数の違いによる不具合等が生じる。そこで、この様な不具合の発生を防止するために、ＩＰＭには、その放熱面積を大きくするためのヒートシンクが取り付けられる。
【０００３】
従来のヒートシンクは、図３に示すように、被冷却物であるＩＰＭ３１を取り付けるためのベース３２と、そのベース３２の裏面（図の下側の面）に取り付けられた複数の放熱フィン３３とを有している。ＩＰＭ３１にて生じた熱は、ベース３２を通じて放熱フィン３３へと伝わり、そこから放熱される。
【０００４】
また、従来のヒートシンクには、その放熱効率をより高めるために、強制冷却用の通風路を形成するヒートシンクカバー３４と、その通風路内に強制的に通風を行う冷却ファン３５が取り付けられている。冷却ファン３５は、図に矢印で示すような風の流れを通風路内に発生させることによって、放熱フィン３３を強制的に冷却する。これによってヒートシンクの冷却効率が高められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ファン付きヒートシンクを安価に構成するには、既製のヒートシンクと既製の冷却ファンとを組み合わせればよい。ところが、ＩＰＭの冷却に用いられるようなサイズのヒートシンクには、それ専用の冷却ファンが存在しない。このため、ヒートシンクの放熱フィンの高さと冷却ファンの高さとは、通常一致しない。その一方で、ヒートシンクカバーが形成する通風路に効率よく風を通すには、ヒートシンクカバーの高さを冷却ファンの高さに合わせる必要がある。以上のことから、従来のファン付きヒートシンクでは、図３に示すように、ヒートシンクカバー３４の高さが放熱フィン３３の高さよりも高くなっている。つまり、放熱フィン３３の上端（図では下端）とヒートシンクカバー３４との間には、隙間が存在する。この結果、ヒートシンクカバー３４が形成する通風路内には、放熱フィン３３が存在し圧力損失が大きい領域３６と、放熱フィン３３が存在せず圧力損失が小さい領域３７とが存在する。
【０００６】
冷却ファン３５によって作り出された通風路内の風は、圧力損失の大きい領域３６よりも圧力損失の小さい領域３７の方を高速で流れる。一方、放熱フィン３３から周囲の空気への熱伝達率は、その空気の移動速度（風の速度）に依存する。従って、従来のファン付きヒートシンクでは、冷却ファン３５が生み出す風が、放熱フィン３３間よりも、放熱フィン３３とヒートシンクカバー３４との間の隙間を流れ易く、放熱フィン３３の冷却に有効に利用されていないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、ヒートシンクのサイズと冷却ファンのサイズが一致しない場合であっても、冷却ファンが生み出す風を、ヒートシンクの冷却に有効に利用できるファン付きヒートシンクを含む射出成形機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、窓を備えたフレームと、該フレーム内に配置されかつモータ制御部のＩＰＭがその表面に固定されるベースと、該ベースの裏面に並設された複数の放熱フィンと、該複数の放熱フィンを覆い通風路を形成するヒートシンクカバーと、前記通風路内に強制的に通風を行い前記放熱フィンの放熱を促す冷却ファンとを備えた射出成形機において、前記放熱フィンは、前記窓及び前記ベースの裏面に対して直交して設けられるとともに、前記冷却ファンは、前記放熱フィン間を通じて前記ベースの裏面に向かって送風し、かつ、空気を前記窓より外部へ排出するように前記ヒートシンクカバーに取り付けられていることを特徴とする射出成形機が得られる。
【０００９】
この射出成形機においては、前記冷却ファンは複数配置されてよい。
【００１０】
また、この射出成形機においては、前記冷却ファンを、前記通風路の一方の端部近傍に配置することができる。
【００１１】
さらに、この射出成形機においては、前記通風路の一方の端部を閉じてもよいし、開口部を形成していてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１に本発明の一実施の形態に係るファン付きヒートシンクを示す。図１のファン付きヒートシンクは、その表面（図の奥側）に被冷却物（図示せず）が取り付けられるベース１１と、ベース１１の裏面（図の手前側）に、所定の方向（図の左右方向）に沿って延在するよう並べられ固定された複数の放熱フィン１２と、これら放熱フィン１２を覆うようにベース１１の裏面側に取り付けられたヒートシンクカバー１３と、ヒートシンクカバー１３の背面に形成された冷却風入口１４に取り付けられた冷却ファン１５とを有している。
【００１４】
ベース１１と放熱フィン１２からなるヒートシンクは、従来と同一のものであり、ベース１１に取り付けられる被冷却物のサイズや放熱量に応じて、既製品の中から選択される。
【００１５】
ヒートシンクカバー１３は、その高さＨが、放熱フィン１２の高さと実質的に一致するよう形成されている。即ち、放熱フィン１２の上端（図の手前側、ベース１１から遠い方の端部）は、ヒートシンクカバー１３の内面に接触しているか、又は固定されている。
【００１６】
ヒートシンクカバー１３は、図の左右方向に延在する通風路を形成し、図の右側端部は開口され、図の左側端部は閉じられている。通風路の一方の端部を閉じた代わりに、ヒートシンクカバーの背面には、閉じられた通風路端部の近傍に冷却風入口１４が形成されている。
【００１７】
冷却ファン１５は、ヒートシンクの幅Ｗに合わせて既製品の中から選択される。図ではその外形が円形であるが、従来と同様、方形でも構わない。また、図では２個の冷却ファンを用いているが、その数は、特に限定されるものではない。冷却ファン１５は、冷却風入口１４の位置に対応して、ヒートシンクカバー１３に取り付けられている。
【００１８】
ヒートシンクカバー１３の一方の端部を閉じて、冷却ファン１５をその端部の近傍に設けたのは、以下の理由による。
【００１９】
例えば、このファン付きヒートシンクが、射出成形機のＩＰＭの冷却に用いられるものとする。この場合、ＩＰＭ及びファン付きヒートシンクは、フレーム（筐体）１６内に配置される。この状態では、ヒートシンクから放射された熱を、フレーム１６の外に排出しなければ、熱がフレーム内にこもってフレーム内部の温度上昇を招き、やがてＩＰＭを冷却できなくなる。それゆえ、フレーム１６の内部に熱がこもらないように、フレーム１６内の空気を、フレーム１６に形成された窓１７から外部へと排出するように、上記のような構成としている。
【００２０】
次に、図１のファン付きヒートシンクの動作について説明する。
【００２１】
被冷却物が発した熱は、ベース１１を通して放熱フィン１２に伝わる。放熱フィン１２は、周囲の空気と熱交換し、熱を放出する。冷却ファン１５は、冷却風入口１４からベース１１の裏面に向かって風を送り、通風路内に強制的に風を送り込む。通風路の左側端部は閉じているので、通風路に送り込まれた風のほとんどは、放熱フィン１２との間で熱交換を行いながら、図の右側へと進む。そして、通風路を出た風は、フレーム１６に形成された窓１７からフレーム１６の外部へと排出される。
【００２２】
本実施の形態によれば、冷却ファンをヒートシンクカバー１３の背面に設けたことにより、ヒートシンクカバー１３の高さを、冷却ファンの高さとは無関係に、放熱フィンの高さに一致させることができる。その結果、通風路内における圧力損失が均一となり、通風路内での風の速度分布も均一になる。よって、冷却ファンが作り出した風を効率よくヒートシンクの冷却に利用することができ、ヒートシンクの冷却効率も向上する。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、ヒートシンクカバー１３が形成する通風路の一方の端部を完全に閉じることとしたが、この場合、図２に示すよう、冷却ファン１５が通風路に送り込んだ風の一部が、その通風路の閉じられた端部で渦を巻いて排気されにくくなる。そこで、その通風路の閉じられた端部に小さな開口部２１を設けて、渦状態の発生を防止するようにしてもよい。この場合、開口部２１の大きさ及び位置は、冷却風入口１４から通風路内に進入した空気の多くが開口部２１へ向かうことがないように、配慮する必要がある。
【００２４】
また、上記実施の形態では、通風路の一方の端部のみ開口としたが、その使用形態によっては、通風路の両方の端部をともに開口としてもよい。例えば、ヒートシンクが外部に露出している場合や、フレーム１６が小型で両側に窓を形成することが可能な場合などでは、通風路の両方の端部を開口しすることができる。なお、この場合、冷却ファン１５は、通風路のいずれか一方の端部近傍に寄せることなく、中央に配置してよい。
【００２５】
さらに、上記実施の形態では、ベース１１の裏面に向かって送風するように冷却ファン１５をヒートシンクカバー１３に取り付けているが、通風路の開口された端部側に向かって送風するように、冷却ファン１５をわずかに傾けてヒートシンクカバー１３に取り付けるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ベースに固定された放熱フィンを覆い通風路を形成するヒートシンクカバーの背面に、ベースの裏面に向けて風を送る冷却ファンを設けたことで、放熱フィンの高さと冷却ファンの高さとの関係によらず、冷却風を有効に利用して高い放熱効率を実現できるファン付きヒートシンクが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るファン付きヒートシンクの概略図である。
【図２】図１のファン付きヒートシンクの変形例を示す概略図である。
【図３】従来のファン付きヒートシンクの概略図である。
【符号の説明】
１１ベース
１２放熱フィン
１３ヒートシンクカバー
１４冷却風入口
１５冷却ファン
１６フレーム
１７窓
２１開口部
３１ＩＰＭ
３２ベース
３３放熱フィン
３４ヒートシンクカバー
３５冷却ファン
３６圧力損失が大きい領域
３７圧力損失が小さい領域

Claims

窓を備えたフレームと、該フレーム内に配置されかつモータ制御部のＩＰＭがその表面に固定されるベースと、該ベースの裏面に並設された複数の放熱フィンと、該複数の放熱フィンを覆い通風路を形成するヒートシンクカバーと、前記通風路内に強制的に通風を行い前記放熱フィンの放熱を促す冷却ファンとを備えた射出成形機において、
前記放熱フィンは、前記窓及び前記ベースの裏面に対して直交して設けられるとともに、前記冷却ファンは、前記放熱フィン間を通じて前記ベースの裏面に向かって送風し、かつ、空気を前記窓より外部へ排出するように前記ヒートシンクカバーに取り付けられていることを特徴とする射出成形機。
前記冷却ファンは複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
前記冷却ファンが、前記通風路の一方の端部近傍に配置されていることを特徴とする請求項１又は２の射出成形機。
前記通風路の一方の端部が閉じ、他方の端部が開口していることを特徴とする請求項３の射出成形機。
前記通風路の両方の端部がともに開口していることを特徴とする請求項１，２又は３の射出成形機。