JPH07249885A

JPH07249885A - 冷却構造

Info

Publication number: JPH07249885A
Application number: JP4007094A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sakida; 浩一崎田
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】冷却ファンから離れた部位においても、十分
な放熱効果を得る。【構成】冷却ファン７の風の吹き出し方向Ｆに沿っ
て、各モジュール１Ａ〜１Ｆを並設する。これらのモジ
ュール１Ａ〜１Ｆをヒートシンク４の部品取り付け部５
に取付ける。そして、ヒートシンク４を後端部11に向か
うにしたがって高く傾斜形成する。【効果】冷却ファン７からの強制風は、ヒートシンク
４の前端部８側で遮られずに、ヒートシンク４の後端部
11側にも直接当接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱体、特に直流安定
化電源を各機能毎に分割した各モジュールを強制的に冷
却するための、冷却ファンと放熱体とを備えた冷却構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電源モジュールなどの発熱体を強制的に
冷却するための構造は、一般にアルミニウム製ヒートシ
ンクなどの放熱体の部品取付け部に発熱体を取付け、放
熱体の前端部に対向して冷却ファンを配設することで、
冷却ファンからの風によって放熱体を強制空冷するよう
にしているが、冷却ファンからみて放熱体の左右方向に
は、冷却ファンの風が流れない自然対流部が発生し、冷
却効率が低下するという問題点が従来有った。このよう
な問題点を考慮して、特開平６−３８５４６号公報に
は、冷却ファンと放熱用のリブ部を有する放熱体を備え
たインバータ装置において、リブ部の両端部以外の部分
を風流出側で低く形成して、放熱体の風流出側で負圧を
生じさせることにより、発熱体の全面に強制風を起こさ
せるようにしたものが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
冷却構造は、放熱体の左右方向に対する冷却効率の低下
を負圧によって改善することは可能であるが、冷却ファ
ンからの強制風はこの冷却ファンに対向する放熱体の前
端部付近では強いものの、冷却ファンから離れた放熱体
の後端部側では、大部分の風が放熱体の前端部側で遮ら
れて弱くなるため、冷却ファンの近傍に比べて後側の放
熱体は十分な放熱効果が得られなくなる。こうした現象
は、複数の発熱体が冷却フィンの風の吹出し方向に沿っ
て前後方向に長く並設された場合に一層顕著になり、特
に、直流安定化電源を各機能毎に分割した各モジュール
を冷却する場合には、冷却ファンに近いモジュールと冷
却ファンから離れたモジュールとの温度差が著しく拡が
って、電源装置としての信頼性を低下させる要因とな
る。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、冷却
ファンの近傍のみならず、冷却ファンから離れた部位に
おいても、十分な放熱効果を得ることの可能な冷却構造
を提供することを目的とする。

【０００５】また、本発明の他の目的は、冷却ファンか
ら離れた部位における放熱効果を一層向上させることに
ある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、冷却ファンの
近傍のみならず、冷却ファンから離れた部位において
も、十分な放熱効果を得るとともに、発熱体の個数およ
び形状に応じて放熱体を容易に製造することの可能な冷
却構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、発熱体に取付
けられる放熱体と、この放熱体の前端部に対向して設け
られる冷却ファンとを有し、前記放熱体の形状を前記冷
却ファンから離れるにしたがって高く形成したものであ
る。

【０００８】この場合、前記放熱体は前記発熱体に取付
けられる部品取付け部と、この部品取付け部の一側に形
成される放熱用のリブ部とからなり、前記部品取付け部
を前記冷却ファンから離れるにしたがって高く形成する
ことが好ましい。さらに、前記放熱体の形状を前記冷却
ファンから離れるにしたがって扇状に形成することが好
ましい。

【０００９】また、本発明は、複数の発熱体に各々放熱
体を取付け、これらの放熱体を冷却ファンの風の吹出し
方向に沿って並設するとともに、前記各放熱体の形状を
前記冷却ファンから離れるにしたがって高く形成したも
のである。この場合、前記放熱体の形状を前記冷却ファ
ンから離れるにしたがって扇状に形成することが好まし
い。

【００１０】

【作用】上記構成により、冷却ファンからの強制風は、
この冷却ファンの近傍に位置する発熱体の前端部側で遮
られることなく、冷却ファンから離れた放熱体の後端部
側にも直接当接するようになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は本発明の第１実施例を示し、同図に
おいて、１は安定した直流電圧を出力する発熱体として
の電源装置であり、この電源装置１は出力容量の変更や
形状変更に対する柔軟性を持たせるために、箱状に形成
された複数のモジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１
Ｅ，１Ｆに分割されている。本実施例では、交流入力電
圧のノイズを除去するノイズフィルタモジュール１Ａ
と、入力電流波形を正弦波に近付けるための高調波電流
抑制用の力率改善モジュール１Ｂ，１Ｃと、電力変換機
能を有する並列接続されたＤＣ−ＤＣコンバータモジュ
ール１Ｄ，１Ｅ，１Ｆとにより電源装置１を構成してい
るが、これらの各モジュール１Ａ〜１Ｆの組合わせ、お
よび個数などは自由に変更することができるようになっ
ている。例えば、異なる種類のＤＣ−ＤＣコンバータモ
ジュール１Ｄ〜１Ｆを用いることで、複数の出力電圧を
有する多出力の電源装置１を構成することができる。ま
た、力率改善モジュール１Ｂ，１Ｃに代えて、整流平滑
機能のみを有する整流平滑モジュール（図示せず）を用
いてもよい。これらの各モジュール１Ａ〜１Ｆは、各種
電子部品を実装するメタルコア基板２と、この、メタル
コア基板２の上面を覆う樹脂製のケース本体３とにより
構成され、メタルコア基板２の背面部からモジュール１
Ａ〜１Ｆ内部の熱が放散されるようになっている。

【００１２】４は各モジュール１Ａ〜１Ｆのメタルコア
基板２の背面部に共通して取付けられる放熱体たるヒー
トシンクである。このヒートシンク４は熱伝導性の良好
なアルミニウム製の部材からなり、各モジュール１Ａ〜
１Ｆに取付けられる部品取付け部５と、この部品取付け
部５の上側に形成される放熱用のリブ部６から構成され
る。また、７は強制風を起こす冷却ファンであり、ヒー
トシンク４の前端部８に対向して所定の間隔をおいて設
けられる。部品取付け部５の底面部９は、冷却ファン７
の風の吹き出し方向Ｆに沿って各モジュール１Ａ〜１Ｆ
を並設できるように長方形状に形成され、電源装置１は
モジュール１Ａが冷却ファン７に最も近く、モジュール
１Ｆが冷却ファン７から最も離れた位置に配設される。
また、部品取付け面５の上面部10は、前端部８よりも後
端部11が高く傾斜形成されている。部品取付け面５の上
面部10に同一の高さに形成されたリブ部６は、冷却ファ
ン７の風の吹き出し方向Ｆに沿って等間隔に配設されて
おり、ヒートシンク４の全体形状は、冷却ファン７から
離れた後端部11に向かうにしたがって大きく、かつ部品
取付け部５の底面部９を基準として、後端部11に向かう
にしたがって高く傾斜形成している。

【００１３】そして、電源装置１の運転時には、各モジ
ュール１Ａ〜１Ｆの内部に発生する熱がメタルコア基板
２からヒートシンク４の部品取付け面５に伝導するが、
ヒートシンク４の全体形状は後端部11に向かうにしたが
って大きく形成されているため、前端部８より後端部11
側のほうが、電源装置１からの熱をより多く吸収するこ
とができる。しかも、ヒートシンク４は後端部11に向か
うにしたがって高く傾斜形成されているため、ヒートシ
ンク４の後端部11側に対しても、冷却ファン７からの強
制風がヒートシンク４の前端部８側で遮られることなく
当接することになり、ヒートシンク４の後端部11におけ
る放熱効果が向上する。特に本実施例では、部品取付け
部５の上面部10も後端部11に向かうにしたがって高く傾
斜形成されているため、ヒートシンク４の後端部11側に
位置する上面部10に冷却ファン７からの強制風が当接
し、ヒートシンク４の後端部11における放熱効果が一層
向上する。

【００１４】同一の電源装置１および冷却ファン７を用
いた条件で、本実施例における冷却構造と、ヒートシン
ク４の全体形状を略箱形に形成した従来の冷却構造との
温度上昇を比較した場合、本実施例におけるモジュール
１Ａの温度上昇は２３℃、モジュール１Ｆの温度上昇は
３４℃であったのに対して、従来のヒートシンク４を用
いたモジュール１Ａの温度上昇は１４．６℃、モジュー
ル１Ｆの温度上昇は３９．７℃であった。すなわち、従
来の冷却構造では、冷却ファン７に最も近いモジュール
１Ａと冷却ファン７から最も離れたモジュール１Ｆとの
温度差が２５．１℃にも達するが、本実施例では、この
温度差が１１℃に抑えられており、冷却ファン７の近傍
のみならず、冷却ファン７から離れた部位においても、
十分な放熱効果を得ることができることが実証された。

【００１５】以上のように、上記実施例によれば、ヒー
トシンク４の形状を冷却ファン７から離れるにしたがっ
て高く形成して、ヒートシンク４の後端部11側にも冷却
ファン７からの強制風を直接当接できるようにしたこと
により、冷却ファン７の近傍のみならず、冷却ファン７
から離れた部位においても、十分な放熱効果を得ること
が可能となる。したがって、特に発熱体として直流安定
化電源を各機能毎に分割したモジュール１Ａ〜１Ｆを冷
却する場合、冷却ファン７に近いモジュール１Ａと冷却
ファン７から離れたモジュール７Ｆとの温度差が小さく
なり、電源装置１の信頼性を向上させることができる。
また、請求項２に対応して、部品取付け部５の上面部10
を冷却ファン７から離れるにしたがって高く形成したこ
とにより、ヒートシンク４の上部のみならず、部品取付
け部５の上面部10に対しても、後端部11に至るまで冷却
ファン７からの強制風が直接当接するため、冷却ファン
７から離れた部位における放熱効果を一層向上させるこ
とができる。

【００１６】なお、本実施例では、ヒートシンク４およ
び部品取付け部５の上面部10を後端部11側で直線的に高
く傾斜形成しているが、これらを段階的に高く形成して
もよい。但し、直線的に高く傾斜形成したほうが、冷却
ファン７からの強制風が均一にヒートシンク４の上部お
よび部品取付け部５の上面部10に当接する。また、図示
しないが、ヒートシンク４の後端部11に対向して排気用
のファンを設けることにより、ヒートシンク４全体の放
熱効果を一層高めることもできる。本実施例では、発熱
体として複数のモジュール１Ａ〜１Ｆからなる電源装置
１を用いたが、これ以外の電子機器や電子部品などに対
しても適用することができる。この場合、発熱体は図１
に示すように各モジュール１Ａ〜１Ｆ毎に分割されてい
なくてもよく、特に、冷却ファン７の風の吹き出し方向
Ｆに発熱体を配設することが好ましい。

【００１７】次に、本発明の第２実施例を図２を参照し
て説明する。なお、前記第１実施例と同一部分には同一
符号を付し、その共通する部分の説明は省略する。本実
施例は、第１実施例と同じ電源装置１を構成する複数の
モジュール１Ａ〜１Ｆ毎に、各々放熱体としてのヒート
シンク４Ａ〜４Ｆが設けられている点が注目される。こ
れらのヒートシンク４Ａ〜４Ｆは冷却ファン７の吹出し
方向Ｆに沿って一列に並設され、その全体形状は冷却フ
ァン７から離れるにしたがって高く形成されている。各
ヒートシンク４Ａ〜４Ｆは、部品取付け部５と、この部
品取付け部５の上面部10に形成される放熱用のリブ部６
とからなるが、部品取付け部５の上面部10およびリブ部
６は、各ヒートシンク４Ａ〜４Ｆの前後方向に対して同
じ高さに形成されている点が、第１実施例におけるヒー
トシンク４と異なっている。なお、リブ部６が冷却ファ
ン７の風の吹き出し方向Ｆに沿って等間隔に配設されて
いる点は、前記第１実施例と同様である。

【００１８】本実施例では、請求項３に対応して、冷却
ファン７から離れたヒートシンク４Ｆを冷却ファン７の
近傍にあるヒートシンク４Ａよりも高く形成したことに
より、ヒートシンク４Ｆ側に対しても、冷却ファン７か
らの強制風がヒートシンク４Ａ側で遮られることなく当
接するため、ヒートシンク４Ｆ側の放熱効果を向上させ
ることができるとともに、単に高さ方向を変えるだけ
で、複数のモジュール１Ａ〜１Ｆに対応した各ヒートシ
ンク４Ａ〜４Ｆを容易に製造することができる。特に、
実施例上の効果として、機能毎に分割されたモジュール
１Ａ〜１Ｆからなる電源装置１を発熱体として用いた場
合、第１実施例のような各モジュール１Ａ〜１Ｆに共通
したヒートシンク４では、モジュール１Ａ〜１Ｆの組み
合わせを変えると、全く別のヒートシンク４を用意しな
ければならないが、本実施例では、モジュール１Ａ〜１
Ｆの組み合わせを変えても、これに応じた高さのヒート
シンク４Ａ〜４Ｆを取付ければよく、汎用性が極めて高
い。また図示しないが、請求項４に対応して、各ヒート
シンク４Ａ〜４Ｆの形状を冷却ファン７から離れるにし
たがって扇状に形成すれば、冷却ファン７から最も離れ
た部分にあるヒートシンク４Ｆは強制風を受ける面積が
最も広くなり、この部分における放熱効果を一層向上さ
せることができる。さらに、各ヒートシンク４Ａ〜４Ｆ
における部品取付け部５の上面部10およびリブ部６を、
冷却ファン７から離れるにしたがって高く傾斜形成して
もよい。この場合には、冷却ファン７から離れた各ヒー
トシンク４Ａ〜４Ｆの後側にも、冷却ファン７からの強
制風を略均一に当てることができ、各ヒートシンク４Ａ
〜４Ｆで十分な放熱効果を得ることができる。

【００１９】次に、本発明の第３実施例を図３を参照し
て説明する。なお、前記第１実施例と同一部分には同一
符号を付し、その共通する部分の説明は省略する。本実
施例は、請求項４に対応して、ヒートシンク４の形状が
冷却ファン７から離れるにしたがって扇状に形成され、
これに伴い、リブ部６も冷却ファン７から離れるにした
がって扇状に形成されており、この点以外は第１実施例
と同一の構成となっている。したがって、冷却ファン７
から離れた後端部11側は、冷却ファン７からの強制風を
受ける面積が最も広くなり、この部分における放熱効果
を一層向上させることができる。つまり、放熱体たるヒ
ートシンク４の形状を冷却ファン７から離れるにしたが
って高くかつ放射状に形成するとともに、部品取付け部
５を冷却ファン７から離れるにしたがって高く形成すれ
ば、冷却ファン７から離れた後端部11側の放熱効果が最
も顕著になり、この部分におけるモジュール１Ｆの温度
上昇を抑制することが可能となる。

【００２０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実
施が可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、発熱体に取付けられる放熱体
と、この放熱体の前端部に対向して設けられる冷却ファ
ンとを有し、前記放熱体の形状を前記冷却ファンから離
れるにしたがって高く形成したものであり、冷却ファン
の近傍のみならず、冷却ファンから離れた部位において
も、十分な放熱効果を得ることが可能となる。また、前
記放熱体は前記発熱体に取付けられる部品取付け部と、
この部品取付け部の一側に形成される放熱用のリブ部と
からなり、前記部品取付け部を前記冷却ファンから離れ
るにしたがって高く形成することが好ましく、この場合
には、冷却ファンから離れた部位における放熱効果を一
層向上させることができる。さらに、放熱体の形状を前
記冷却ファンから離れるにしたがって扇状に形成すれ
ば、冷却ファンから離れた部位における放熱効果を、よ
り一層向上させることができる。

【００２２】また本発明は、複数の発熱体に各々放熱体
を取付け、これらの放熱体を冷却ファンの風の吹出し方
向に沿って並設するとともに、前記各放熱体の形状を前
記冷却ファンから離れるにしたがって高く形成したもの
であり、冷却ファンの近傍のみならず、冷却ファンから
離れた部位においても、十分な放熱効果を得るととも
に、発熱体の個数および形状に応じて放熱体を容易に製
造することが可能となる。この場合、前記放熱体の形状
を前記冷却ファンから離れるにしたがって扇状に形成す
ることが好ましく、冷却ファンから離れた部位における
放熱効果を一層向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す全体斜視図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す全体斜視図である。

【符号の説明】１電源装置（発熱体）４，４Ａ〜４Ｆヒートシンク（放熱体）５部品取付け部６リブ部７冷却ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 23/36 23/467

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱体に取付けられる放熱体と、この放
熱体の前端部に対向して設けられる冷却ファンとを有
し、前記放熱体の形状を前記冷却ファンから離れるにし
たがって高く形成したことを特徴とする冷却構造。
【請求項２】前記放熱体は前記発熱体に取付けられる
部品取付け部と、この部品取付け部の一側に形成される
放熱用のリブ部とからなり、前記部品取付け部を前記冷
却ファンから離れるにしたがって高く形成したことを特
徴とする請求項１に記載の冷却構造。
【請求項３】複数の発熱体に各々放熱体を取付け、こ
れらの放熱体を冷却ファンの吹出し方向に沿って並設す
るとともに、前記各放熱体の形状を前記冷却ファンから
離れるにしたがって高く形成したことを特徴とする冷却
構造。
【請求項４】前記放熱体の形状を前記冷却ファンから
離れるにしたがって扇状に形成したことを特徴とする請
求項１，２または３に記載の冷却構造。