JP5153275B2

JP5153275B2 - ヒートシンク付ファンモータ

Info

Publication number: JP5153275B2
Application number: JP2007244602A
Authority: JP
Inventors: 晃花塚; 義久香川
Original assignee: Nidec Servo Corp
Current assignee: Nidec Servo Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: JP2009076704A

Description

本発明は、発熱の大きい電子部品やパワーモジュールを冷却するヒートシンク構造を改良したヒートシンク付ファンモータに関する。例えば、電磁調理器に使用されている発熱の大きい電子部品の冷却や、電子制御機器等のなどに利用される発熱の大きい電子部品やパワーモジュールを冷却するもの、方法に関する技術分野に属する。

近年、電磁調理器は高出力化により発熱の大きい電子部品の発熱量が増加する傾向にある。又、電子制御機器等は小型軽量化、大出力制御化の市場要求がある。発熱の大きい電子部品やパワーモジュールは、一定温度まで冷却しないと充分な出力が得られないし、安定的な動作が保証できない。

そこで、発熱の大きい電子部品の温度上昇を抑えるために、特許第３４５８５２７号に見られるように冷却ファンを用いて発熱の大きい電子部品を冷却する方法が、一般的に採用されている。
特許第３４５８５２７号公報

特許文献１（特許第３４５８５２７号）に見られる冷却機構は、回路基板上に搭載された発熱の大きい電子部品の1つの面に、ヒートシンクを密着させて取付け、このヒートシンクを、ファンモータにより回路基板面に添った方向から冷却することで、発熱の大きい電子部品の冷却を行うように構成されている。

ところで、最近では電磁調理器の高出力化の要請が高まっていることから、筐体内部の限られたスペースを合理的に活用しつつ発熱の大きい電子部品の冷却機構を如何にして構成するかが、このような電磁調理器を設計する上で重要な項目となる。

前述したように、最近の発熱の大きい電子部品は、高出力化が図られ発熱量が大きくなっているので、単に発熱の大きい電子部品の片側の面に取付けられたヒートシンクを冷却する、たとえば図４に示す従来の冷却機構では、大きなヒートシンクと高出力のファンモータが必要になり、スペースと価格の面で問題があった。

そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、発熱の大きい電子部品に対する優れた冷却機能を備え、しかも、小型且つ安価な冷却機構を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明の冷却装置は、回路基板に実装された発熱の大きい電子部品を挟んでそれぞれ対向し、且つフィンが一定の間隙を持って噛み合う形に設けられた一対のヒートシンクとを備えることを特徴とする。

本発明は、発熱の大きい電子部品を挟み込む位置に設けられた一対のヒートシンクにより発熱の大きい電子部品の両面から冷却を行うことができる。したがって、本発明によれば、比較的狭いスペースの中で発熱の大きい電子部品の冷却機構を構成することができ、また効率良く発熱の大きい電子部品から放熱を行うことができるので、発熱の大きい電子部品に対する優れた冷却機能を提供することができる。

また、本発明の冷却装置は、請求項２に記載されているように、請求項１記載の冷却装置において、対向する他方のヒートシンク側に突出するように少なくとも一方のヒートシンクに設けられた複数のフィンと、対向する前記一対のヒートシンクの間に設けられ、更に前記フィンを冷却するファンモータを備えることを特徴とする。

また請求項４及び５によれば、各ヒートシンクをダイカストにより製作する事で、ヒートシンク部分の冷却風路を風の入口から出口まで滑らかに結んだ形状にする事で、圧力損失を抑え効率良く放熱でき、しかも比較的狭いスペースの中で冷却機構が構成できると共に、ファンのケーシングもヒートシンクと一体でダイカスト成形する事により従来品よりも安価で提供することができる。

以上説明したように、請求項１にかかる発明は、電磁調理器の発熱の大きい電子部品が発熱の大きい場合でも、発熱の大きい電子部品を挟み込む位置に設けられた一対のヒートシンクにより発熱の大きい電子部品の両面から冷却を行うことができる。このことの妥当性を確かめるべく、同一サイズの冷却装置で本発明と従来方式の冷却装置の冷却性能をシミュレーションした結果を図５に示す。これによれば、本発明による冷却装置は従来装置よりも冷却性能が高いことが予想される。

したがって、本発明によれば、比較的狭いスペースの中で発熱の大きい電子部品の冷却機構を構成することができ、また効率良く発熱の大きい電子部品から放熱を行うことができるので、発熱の大きい電子部品に対して充分な冷却機能を有し、しかも、小型で低価格の冷却装置を提供することができる。

また、請求項２にかかる発明によれば、特別な加工法を用いる事無く、ピッチの狭い冷却フィンを構成することが可能で、冷却性能の向上が図られている。さらに、請求項３にかかる発明によれば、押出し加工によりヒートシンクを成形した場合でも、組付け性に優れた冷却装置を構成することが可能である。

あるいはダイカストによりヒートシンクを製作した場合、請求項４にかかる発明によりヒートシンクから生じる圧力損失を減少させ、効率よく冷却できる。
さらに請求項５の様にファンモータのケーシングをヒートシンクと一体成形する事で、部品数を減らし、組立の簡便性をあげることができる。

以下、本発明を実施する場合の形態について図面に基づき説明する。

図１は本発明の実施形態にかかる冷却装置を示す。同図に示すように、この冷却装置は冷却対象の発熱の大きい電子部品を良熱伝導性シート状部材を介して対向して挟みこむ形で配置された上下各一対のヒートシンクと、ヒートシンクのフィン間の冷却風路に風を送り込むファンモータより構成される。

この冷却機構は、回路基板に対して斜め且つ、回路基板表面より間隔を持たせて配置された発熱の大きい電子部品５の下側の面に良熱伝導性シート状部材６を介してアルミ合金または銅で形成され、発熱の大きい電子部品５の熱良熱伝導性シート６を通じて放熱するための下部ヒートシンク３と、発熱の大きい電子部品５を挟んで下部ヒートシンク３と対向するように設けられた良熱伝導性シート６と、良熱伝導性シート６に密着するように設置され良熱伝導性シート状部材６を介して放熱するためのアルミ合金または銅合金で形成された上部ヒートシンク２とが設けられている。

さらに、下部ヒートシンク３及び上部ヒートシンク２には、対向するヒートシンク側に突出する複数の放熱フィン８及び放熱フィン７がそれぞれ設けられている。また、これら個々のフィンは、各々が対向するヒートシンクのフィンに対し一定の間隙を持って、噛み合う形に設置されている。さらに、この各ヒートシンクの間に冷却風を送り込むファンモータ１が、図示しない筐体部分に保持されたかたちで設置されている。

従って、発熱の大きい電子部品５の熱は発熱の大きい電子部品の両方の面に当接する良熱伝導性シート状部材６を介してヒートシンク２及び３に伝えられ、更にフィン７、８に伝わった熱がファンモータの回転で生じる空気の流れにより冷却される。

さらに、別に実施系では図２の様にファンモータのケーシング９をヒートシンクと一体部品として形成している。

また、別の実施形態の断面図である図３は上下のヒートシンク２ｂ及び３ｂを押出し加工で形成した例である。図１と同様にフィン７ｂ，８ｂは一定の間隙を持って、互いに噛み合うように配置されている。また、各ヒートシンクの一部にはヒンジ構造１０が形成され、特に上部ヒートシンク２ｂの設置が容易になるようにしている。

このように、本実施形態の冷却装置は、発熱の大きい電子部品５を挟み込む位置に設けられたヒートシンクにより発熱の大きい電子部品５を両面から冷却することができる。したがって、この冷却装置は、効率良く発熱の大きい電子部品５の熱を放熱することができる。また、この冷却装置は、比較的狭いスペースの中で発熱の大きい電子部品を冷却する機能をもつため、電磁調理器のデザインに制限を及ぼしにくい。

本発明の実施形態にかかる平面図と断面図。ファンモータとヒートシンクを一体成形した場合の平面図と断面図。押出しでヒートシンクを成形した場合の断面図。従来の冷却装置の断面図。冷却性能シミュレーション結果を表したグラフ

符号の説明

１……ファンモータ
２……上部ヒートシンク
３……下部ヒートシンク
４……回路基板
５……発熱の大きい電子部品
６……良熱伝導性シート状部材
７……上部ヒートシンク冷却フィン
８……下部ヒートシンク冷却フィン
９……ファンモータケーシング
１０……ヒンジ構造部
１１……従来構造のヒートシンク
１２……固定用クリップ

Claims

回路基板に実装した発熱の大きい電子部品に対し、取付け端子が出ている面以外の任意の２つの面にそれぞれ熱伝導で熱エネルギーを受ける２つのヒートシンクを設け、該２つのヒートシンクは、前記電子部品に直接または熱伝導性シートを介して接合する受熱部以外において互いに対向する部位を有し、それぞれの互いに対向する部位には対向する側に突出する複数の放熱フィンが設けられると共に、これら放熱フィンは相互に一定の間隔を持って噛み合う形に設置され、かつ、前記２つのヒートシンクの間に送風しそれぞれの放熱フィンを通して前記電子部品を冷却するファンモータを備えたことを特徴とするヒートシンク付ファンモータ装置。
前記２つのヒートシンクにおける放熱フィンは、前記ファンモータの吐出口から前記ヒートシンクにおける空気流路の末端まで連接し滑らかな曲線と直線を組み合わせた形状とされている請求項１に記載のヒートシンク付ファンモータ装置。
前記２つのヒートシンクと前記ファンモータのケーシングとはダイカストにより一体に形成されている請求項１または２に記載のヒートシンク付ファンモータ装置。