JP4438526B2 - パワー部品冷却装置 - Google Patents

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Description

本発明は例えばサーボアンプ内部の基板に実装されたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）、整流ダイオード、シャント抵抗等のパワー部品の冷却装置に関するものである。
従来のパワー部品冷却装置は、パワー部品の放熱をヒートシンクで行う場合、ヒートシンクの一面にパワー部品の数個を配置する構成としていた（例えば、特許文献１および２を参照）。
特開２００３−１５２３６８号公報 特開２００２−１８４９２０号公報
特許文献１記載の発明は、高発熱電子部材から発生する熱をケースの外部に効率良く放熱できるようにするもので、そのために、複数の電子部品が搭載された回路基板をケース内に収納し、これらの電子部品のうち、発熱量の大きな高発熱電子部品と発熱量が小さい低発熱電子部品とに区分けし、高発熱電子部品とケースとの間に両者間を物理的に接合する熱伝導部材を個別に介在させ、回路基板の一方面には高発熱電子部品のみを、これとは反対の他方面に低発熱電子部品のみをそれぞれ実装するようにしている。
また、特許文献２記載の発明は、ＣＰＵなどの発熱部品に対する過負荷を防ぎつつ高い放熱効果を得ることのできる放熱装置を得るもので、そのために、弾性を有する薄板状の金属製放熱板を二枚重ねにし、ＣＰＵと金属製放熱板との間に高熱伝導性ラバーを設けるようにしている。
そして、これらの特許文献１および２記載の従来のパワー部品冷却装置は、共通して図３および図４に示すようになっている。
図３は従来のパワー部品冷却装置の上面図、図4は正面図である。
図３および図４において、１１はユニット構成部品であり背面に冷却フィン１１ａを備えたヒートシンクで、１２はヒートシンクに固定されたパワー基板、１３はパワー基板１２に実装される例えばＩＰＭ等の高発熱のパワー部品、１５はパワー基板１２に実装される例えば整流ダイオード等の中発熱のパワー部品、１６はパワー基板１２に実装される例えばシャント抵抗等の中発熱のパワー部品である。これらの構成において、各パワー部品の冷却をパワー部品放熱面に密着するヒートシンクにて行っていた。
しかしながら従来のパワー部品冷却装置では、パワー部品の放熱をヒートシンクで行う場合、ヒートシンクの一面にパワー部品数個を配置するため多大なスペースを必要とし、ヒートシンクのサイズが大きくなるという問題があった。
また、高発熱部品、中発熱部品を同一面に配置するため、温度分布が均一とならずヒートシンクの能力を効率良く利用できない問題も抱えていた。
そこで本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、省スペースでヒートシンクにパワー部品を配置するとともにヒートシンク能力の効率的利用を可能とするパワー部品冷却装置を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するため、本発明の請求項1記載の発明は、ヒートシンクベースと該ヒートシンクベースに設けられた冷却フィンとからなるヒートシンクと、前記ヒートシンクベースに固定された発熱パワー部品と、前記冷却フィンに固定され、前記発熱パワー部品とは発熱パワーの弱い別の発熱パワー部品と、から成ることを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のパワー部品冷却装置に係るもので、前記冷却フィンが複数個、前記ヒートシンクベースに垂直に立設していることを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のパワー部品冷却装置に係るもので、前記発熱パワー部品を固定する冷却フィンを前記発熱パワー部品を固定していない他の冷却フィンよりも肉厚としたことを特徴としている。
さらに、請求項４記載の発明は、請求項２記載のパワー部品冷却装置に係るもので、前記ヒートシンクベースに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板と、前記冷却フィンに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板と、を別々にしたことを特徴としている。
そして、請求項５記載の発明は、請求項４記載のパワー部品冷却装置に係るもので、前記ヒートシンクベースに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板に対して前記冷却フィンに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板が垂直関係になるように前記２つのパワー基板が前記ヒートシンクに配置されることを特徴としている。
以上、請求項1記載の発明によれば、ヒートシンクベースに発熱パワー部品を固定し、その発熱パワー部品とは発熱パワーの弱い別の発熱パワー部品を冷却フィンに固定したので、ヒートシンク能力の効率的利用が可能となる。
請求項２記載の発明によれば、冷却フィンが複数個、ヒートシンクベースに垂直に立設しているので、省スペースでヒートシンク能力の効率的利用が可能となる。
また、請求項３記載の発明によれば、発熱パワー部品を固定する冷却フィンを前記発熱パワー部品を固定していない他の冷却フィンよりも肉厚としたので、発熱パワー部品の冷却が効率よく行われる。
さらに、請求項４記載の発明によれば、２つのパワー基板を別々にしたので、省スペースとなる位置にそれぞれを設けることができる。
そして、請求項５記載の発明によれば、２つのパワー基板が互いに垂直関係になるようにヒートシンクに配置することで、最も省スペースに寄与することとなる。
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例を示すパワー部品冷却装置の上面図である。
図２は本発明の実施例を示すパワー部品冷却装置の正面図である。
図１および図２において、１はユニット構成部品であり複数枚の冷却フィン１ａを取付基部（ヒートシンクベース）１ｂとから構成されたヒートシンク、２はＩＰＭ等の高発熱のパワー部品を実装している高発熱用パワー基板、３は高発熱用パワー基板２に実装された例えばＩＰＭ等の高発熱のパワー部品、４は高発熱用パワー基板２と垂直方向にヒートシンクに固定された中発熱用パワー基板、５は中発熱用パワー基板４に実装された例えば整流ダイオード等の中発熱のパワー部品、６は中発熱用パワー基板４に実装された例えばシャント抵抗等の別の中発熱のパワー部品である。
本構成において、ヒートシンク１の冷却フィン１ａの一部をヒートシンクベース１ｃとして利用し、ここに中発熱部品５および６を取付けるようにしている。
また、冷却フィン１ｃを他の冷却フィン１ａよりも肉厚として、ヒートシンクベース１ｂの肉厚に近くし、又は必要に応じてそれ以上としている。
また従来のパワー基板を高発熱用パワー基板２と中発熱用パワー基板４の２枚に分割し、これらを互いに垂直置き構成としているため、ヒートシンクサイズを小型化することができる。
また、高発熱のパワー部品３の放熱は主としてヒートシンク１の背面に垂直に立設された冷却フィン１ａで行い、中発熱のパワー部品５および６の冷却は主としてヒートシンクベース１ｃの平板で行うため、ヒートシンク冷却性能のバランスがとれるためヒートシンクの冷却能力を効率的に利用できる。
以上述べたように本発明によれば、ヒートシンクベースに高発熱のパワー部品を固定し、冷却フィンに中発熱のパワー部品を固定したので、ヒートシンク能力の効率的利用が可能となり、また、冷却フィンが複数個、ヒートシンクベースに垂直に立設しているので、省スペースでヒートシンク能力の効率的利用が可能となる。
さらに、ヒートシンクベースとして利用する冷却フィンの一部を他の冷却フィンよりも肉厚としたので、中発熱のパワー部品の冷却が効率よく行われ、高発熱用パワー基板と、中発熱用パワー基板とを別々にし、これらが互いに垂直関係になるようにヒートシンクに配置したので、省スペースに寄与することとなる。
このように、本発明によれば、ヒートシンクの小型化が可能となるとともにヒートシンク能力の効率的利用ができる等の効果が得られる。
本発明の実施例に係るパワー部品冷却装置の上面図である。 本発明の実施例に係るパワー部品冷却装置の正面図である。 従来のパワー部品冷却装置の上面図である。 従来のパワー部品冷却装置の正面図である。
符号の説明
１．ヒートシンク
１ａ 冷却フィン
１ｂ ヒートシンクベース
２．高発熱用パワー基板
３．高発熱パワー部品
４．中発熱用パワー基板
５．中発熱パワー部品
６．別の中発熱パワー部品

Claims (5)

  1. ヒートシンクベースと該ヒートシンクベースに設けられた冷却フィンとからなるヒートシンクと、
    前記ヒートシンクベースに固定された発熱パワー部品と、
    前記冷却フィンに固定され、前記発熱パワー部品とは発熱パワーの弱い別の発熱パワー部品と、
    から成ることを特徴とするパワー部品冷却装置。
  2. 前記冷却フィンは複数個が前記ヒートシンクベースに垂直に立設していることを特徴とする請求項１記載のパワー部品冷却装置。
  3. 前記発熱パワー部品を固定する冷却フィンを前記発熱パワー部品を固定していない他の冷却フィンよりも肉厚としたことを特徴とする請求項２記載のパワー部品冷却装置。
  4. 前記ヒートシンクベースに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板と、前記冷却フィンに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板と、を別々にしたことを特徴とする請求項２記載のパワー部品冷却装置。
  5. 前記ヒートシンクベースに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板に対して前記冷却フィンに固定された発熱パワー部品を実装したパワー基板が垂直関係になるように前記２つのパワー基板が前記ヒートシンクに配置されることを特徴とする請求項４記載のパワー部品冷却装置。
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