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【発明の名称】 電子機器の放熱構造とこの放熱構造を用いた電源装置
【発明者】 【氏名】大伴 高敏

【氏名】坪田 康弘

【氏名】大場 恒俊

【氏名】田邊 勝隆
【要約】 【課題】合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる電子機器の放熱構造を提供する。

【解決手段】ケース２内に設けられて、このケース２の内部の発熱部品１７から伝導された熱を放熱する中空なヒートシンク１５と、ケース２の下方からヒートシンク１５の内部を経てケース２の上方に抜ける空気の流動経路とを備え、この空気の流動経路を、ケース２の上、下面部２Ｃ、２Ｄに、ケース側スリット３、３−１を所定の方向に所定の間隔をおいて複数個形成して成るケース側スリット列Ａ、Ｂを設けると共に、ヒートシンク１５の上、下面部１５Ｅ、１５Ｆに、ケース側スリット列Ａ、Ｂと同じ大きさで同じ形状のヒートシンク側スリット列Ｃ、Ｄを設けて、このヒートシンク側スリット列Ｃ、Ｄをケース側スリット列Ａ、Ｂに一致させて構成した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ケース内に設けられて、このケースの内部の発熱部品から伝導された熱を放熱する中空なヒートシンクと、前記ケースの一方から前記ヒートシンクの内部を経て前記ケースの他方に抜ける空気の流動経路とを備えたことを特徴とする電子機器の放熱構造。
【請求項２】 前記空気の流動経路を、前記ケースの一方及び他方の面部にそれぞれケース側開口部を設けると共に、前記ヒートシンクの、前記ケースの一方及び他方の面部に対向する面部にヒートシンク側開口部をそれぞれ設け、前記一方のヒートシンク側開口部を前記一方のケース側開口部に一致させると共に、前記他方のヒートシンク側開口部を前記他方のケース側開口部に一致させて構成した請求項１に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項３】 前記一方及び他方のケース側開口部が、前記ケースの上、下面部に形成されたケース側スリットを所定の方向に所定の間隔をおいて複数個並べたケース側スリット列であり、前記一方及び他方のヒートシンク側開口部が、前記ヒートシンクの上、下面部に形成されて、前記ケース側スリット列と同じ大きさで同じ形状のヒートシンク側スリット列である請求項２に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項４】 前記ヒートシンクの上、下面部を前記ケースの上、下面部に密着させた請求項３に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項５】 前記ケース内に複数個の前記ヒートシンクを収容して、それぞれのヒートシンクにおいて前記ケースと共に、前記空気の流動経路を構成し、前記ヒートシンクを機器本体の補強部材として使用した請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項６】 請求項１乃至請求項５の電子機器の放熱構造のいずれかを使用した電源装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の放熱構造とこの放熱構造を用いた電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電源装置２０にあっては、例えば、図５に示すようにケース２１に内蔵された基板２２には電解コンデンサ２３、トランス２４、半導体のような発熱部品２５等の多数の電子部品が搭載してある。そして、この発熱部品２５は発熱量が大きく、この発熱部品２５が発生させる熱を放熱する必要がある。
【０００３】従来の電源装置における放熱構造としては、図５及び図６に示すように、例えば、電源装置２０のケース２１を金属製にして、このケース２１に発熱部品２５を接触させるか、または、別個に、ケース２１に金属性のヒートシンク２７を取り付けて、このヒートシンク２７の内面に半導体２５を接触させるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来の電源装置における放熱構造にあっては、ケース２１が合成樹脂製である場合には、このケース２１に放熱させることができず、別個に、ケース２１にヒートシンク２７を取り付ける対応になってしまい、このヒートシンク２７がケース２１の内部の大気の循環を妨げ、放熱効果を向上させることができないという問題点があった。
【０００５】本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その第１の目的とするところは、合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる電子機器の放熱構造を提供することにある。
【０００６】また、本発明の第２の目的とするところは、合成樹脂製のケースを備えていても、その放熱効果を向上させることができる電源装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成するために、請求項１の発明に係る電子機器の放熱構造は、ケース内に設けられて、このケースの内部の発熱部品から伝導された熱を放熱する中空なヒートシンクと、前記ケースの一方から前記ヒートシンクの内部を経て前記ケースの他方に抜ける空気の流動経路とを備えたことを特徴とする。
【０００８】かかる構成により、空気は、ケースの一方からヒートシンクの内部を経てケースの他方に抜ける空気の流動経路を流れるようになって、空気の流動経路が、あたかも煙突のように形成（確保）されることになる。
【０００９】このために、発熱部品により発せられる熱はヒートシンクに伝導されて、このヒートシンクの内方における熱放射によって暖められた空気は、ヒートシンクの内方を流動する空気の流れにより運び出されて、ヒートシンクからは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００１０】また、上記の第１の目的を達成するために、請求項２の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求項１に記載の電子機器の放熱構造において、前記空気の流動経路を、前記ケースの一方及び他方の面部にそれぞれケース側開口部を設けると共に、前記ヒートシンクの、前記ケースの一方及び他方の面部に対向する面部にヒートシンク側開口部をそれぞれ設け、前記一方のヒートシンク側開口部を前記一方のケース側開口部に一致させると共に、前記他方のヒートシンク側開口部を前記他方のケース側開口部に一致させて構成した。
【００１１】かかる構成により、一方のヒートシンク側開口部を一方のケース側開口部に一致させると共に、他方のヒートシンク側開口部を他方のケース側開口部に一致させて空気の流動経路を構成することができる。このために、空気の流れは、一方のケース側開口部、一方のヒートシンク側開口部からヒートシンク内に入り、他方のケース側開口部、他方のヒートシンク側開口部から他方に抜けるようになって、空気の流動経路（通り道）が、あたかも煙突のように形成（確保）されることになる。
【００１２】このために、発熱部品により発せられる熱はヒートシンクに伝導されて、このヒートシンクの内方における熱放射によって暖められた空気は、ヒートシンクの内方を流動する空気の流れにより運び出されて、ヒートシンクからは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００１３】また、上記の第１の目的を達成するために、請求項３の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求項２に記載の電子機器の放熱構造において、前記一方及び他方のケース側開口部が、前記ケースの上、下面部に形成されたケース側スリットを所定の方向に所定の間隔をおいて複数個並べたケース側スリット列であり、前記一方及び他方のヒートシンク側開口部が、前記ヒートシンクの上、下面部に形成されて、前記ケース側スリット列と同じ大きさで同じ形状のヒートシンク側スリット列である。
【００１４】かかる構成により、ヒートシンクの上、下面部のヒートシンク側スリット列がケースの上、下面部のケース側スリット列に一致し、スリット同士が重なり合っているために、空気の流れは、下側のケース側及びヒートシンク側スリット列からヒートシンク内に入り、上側のケース側及びヒートシンク側スリット列から上方に抜けるようになって、空気の流動経路（対流経路）（通り道）が、あたかも煙突のように下から上に形成（確保）されることになる。
【００１５】このために、発熱部品により発せられる熱はヒートシンクに伝導されて、このヒートシンクの内方における熱放射によって暖められた空気は、ヒートシンクの内方を上昇する空気の流れにより運び出されて、ヒートシンクからは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００１６】また、上記の第１の目的を達成するために、請求項４の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求項３に記載の電子機器の放熱構造において、前記ヒートシンクの上、下面部を前記ケースの上、下面部に密着させた。
【００１７】かかる構成により、上記した請求項３の発明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、ヒートシンクの上、下面部がケースの上、下面部に密着していて、ケースのスリット列形成部分の強度を高めることができる。
【００１８】また、上記の第１の目的を達成するために、請求項５の発明に係る電子機器の放熱構造は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の電子機器の放熱構造において、前記ケース内に複数個の前記ヒートシンクを収容して、それぞれのヒートシンクにおいて前記ケースと共に、前記空気の流動経路を構成し、前記ヒートシンクを機器本体の補強部材として使用した。
【００１９】かかる構成により、上記した請求項１の発明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、複数個のヒートシンクの存在により機器本体の全体の強度を高めることができる。
【００２０】また、上記の第２の目的を達成するために、請求項６の発明に係る電源装置は、請求項１乃至請求項５の電子機器の放熱構造のいずれかを使用した。
【００２１】かかる構成により、合成樹脂製のケースを備えた電源装置であっても、その放熱効果を向上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る放熱構造を有する電源装置の縦断面図である。
【００２３】電子機器である電源装置１は合成樹脂製のケース２を備えており、このケース２は、前、後面部２Ａ、２Ｂ、上、下面部２Ｃ、２Ｄ及び左、右面部２Ｅ、２Ｆを有していて、上面部２Ｃには、左右方向に長いスリット（ケース側スリット）３を前後方向に所定の間隔をおいて複数個形成して成るケース側開口部であるケース側スリット列Ａが３列形成してあり、また、下面部２Ｄには、左右方向に長いスリット（ケース側スリット）３−１を前後方向に所定の間隔をおいて複数個形成して成るケース側開口部であるケース側スリット列Ｂが３列形成してある。また、ケース２の前面部２Ａには、多数の端子１３Ａを有する端子台部１３が設けてある。
【００２４】また、ケース２の後面部２Ｂにはレール係合部Ｆが設けてある。このレール係合部Ｆは、図４に示すようにレール挿入溝部４を備えており、このレール挿入溝部４の下方にはレール係合部材摺動溝部５が形成してあり、このレール係合部材摺動溝部５の左、右側壁部には断面コ字形状の摺動溝部６が形成してあり、レール係合部材摺動溝部６の底面部には、センターＳから左右に等距離に位置させて突起部７Ａ、７Ｂが形成してある。
【００２５】また、レール係合部材８は、部材本体８Ａの左、右縁部にレール部９を形成し、部材本体８Ａの中央部に柱状部１０を、また、この柱状部１０の左右に位置させて逆ハ字状に成るばね片部１１Ａ、１１Ｂをそれぞれ形成し、部材本体８Ａの上縁部に，この部材本体８Ａの上端面部より上方に突出する係合爪部１２を形成して構成してある。
【００２６】そして、レール係合部材８を、その左右のレール部９を摺動溝部６に摺動可能に挿入してレール係合部材摺動溝部５に取り付けて、左のばね片部１１Ａを左の突起部７Ａに、右のばね片部１１Ｂを右の突起部７Ｂにそれぞれ摺接させてある。
【００２７】また、前記ケース２に内蔵される基板１４には、その中央に位置させてヒートシンク１５が配置してある。このヒートシンク１５は中空な四角柱体（ホックス形状）をしていて、その上面部１５Ｅには、左右方向に長いスリット（ヒートシンク側スリット）１６を前後方向に所定の間隔をおいて複数個形成して成るヒートシンク側開口部であるヒートシンク側スリット列Ｃが形成してあり、また、下面部１５Ｆには、左右方向に長いスリット（ヒートシンク側スリット）１６−１を前後方向に所定の間隔をおいて複数個形成して成るヒートシンク側開口部であるヒートシンク側スリット列１Ｄが形成してある。これらのスリット１６、１６−１は、ケース２に設けたスリット３、３−１と同じ寸法であり、また、ヒートシンク側スリット列Ｃ、Ｄにおけるスリット１６、１６−１間の間隔も、ケース側スリット列Ａ、Ｂにおけるスリット３、３−１間の間隔と同じ寸法である。
【００２８】そして、ヒートシンク１５は、その後面部を基板１４に接して、この基板１４に搭載してある。また、基板１４には、半導体のような発熱部品１７、電解コンデンサで代表される非発熱部品等の多数の電子部品が搭載（実装）してあって、発熱部品１７はヒートシンク１５の右面部１５Ｄに接触している。
【００２９】そして、ヒートシンク１５及び発熱部品１７、非発熱部品等の多数の電子部品が搭載（実装）した基板１４は前記ケース２内に挿入固定してある。この場合、ヒートシンク１５の上面部１５Ｅがケース２の上面部２Ｃの下面に密着していて、ヒートシンク１５の上面部１５Ｅのヒートシンク側スリット列Ｃがケース２の上面部２Ｃの中間のケース側スリット列Ａに一致し、スリット１６がスリット３に重なり合い、また、ヒートシンク１５の下面部１５Ｆがケース２の下面部２Ｄの上面に密着していて、ヒートシンク１５の下面部１５Ｆのヒートシンク側スリット列Ｄがケース２の下面部２Ｄの中間のケース側スリット列Ｂに一致していて、スリット１６がスリット３に重なり合っている。
【００３０】このように構成された電源装置１は、そのケース２の後面部２Ｂのレール係合部Ｆでレール（ＤＩＮレール）Ｒに取り付けてある。この場合、ケース１の裏側をレールＲに沿わせて、係合爪部１２の外面をレールＲの下縁部に当てて、電源装置１をレールＲに押し付けることにより、係合爪部１２の外面が傾斜面になっているために、押付け力が係合爪部１２を押し下げる力に変換されて、レール係合部材８が押し下げられ、ばね片部１１Ａ、１１Ｂが左右の突起部７Ａ、７Ｂにより内方に寄せられてばね力を蓄える。
【００３１】上記のようにレール係合部材８が押し下げられることにより、電源装置１のレール用溝部４にレールＲが挿入される。そして、電源装置１を少し下げることにより、レール挿入溝部４の上側壁部に設けた係合爪部１２Ａの内面とレール用溝部４の底面部との間にレールＲの上縁部が挿入され、また、レール係合部材８は、左右のばね片部１１Ａ、１１Ｂの付勢力により押上げられて、レール係合部材８のレール当接面がレールＲの下縁部に当接して、係合爪部１２がレールＲに係合される。このようにして、電源装置１がレールＲに取り付けられている。
【００３２】このようにレール（ＤＩＮレール）Ｒに取り付けられた電源装置１にあっては、ヒートシンク１５の上、下面部１５Ｅ、１５Ｆがケース２の上、下面部２Ｃ、２Ｄに密着していて、ヒートシンク１５の上、下面部１５Ｅ、１５Ｆのヒートシンク側スリット列Ｃ、Ｄがケース２の上、下面部２Ｃ、２Ｄの中間のケース側スリット列Ａ、Ｂに一致し、スリット１６，１６−１がスリット３、３−１に重なり合っているために、空気の流れイは、図１の矢印に示すように、下側のスリット３−１、６−１からヒートシンク１５内に入り、上側のスリット６、３から上方に抜けるようになって、空気の流動経路（通り道）（対流経路）が、あたかも煙突のように下から上に形成（確保）されることになる。
【００３３】このために、発熱部品１７により発せられる熱は、この発熱部品１７が接触しているヒートシンク１５の右面部１５Ｄに伝導されて、このヒートシンク１５の内方における熱放射によって暖められた空気は、ヒートシンク１５の内方を上昇する空気の流れイにより運び出されて、ヒートシンク１５からは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケース２を備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００３４】また、ケース２の上、下面部２Ｃ、２Ｄには、上記したヒートシンク１５に重なるスリット列Ａ、Ｂの他に、このスリット列Ａを挟んだ左右にケース側スリット列Ａ、Ｂがあるために、空気は、下側のケース側スリット列Ｂのスリット３からヒートシンク１５内に入り、上側のケース側スリット列Ａのスリット３から上方に抜けるように流れて、発熱部品１７及びヒートシンク１５の左、右面部１５Ｃ、１５Ｄからの熱放射によって暖められた空気を運び出して、ヒートシンク１５からは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケース２を備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００３５】また、前記ケース１内に複数個のヒートシンク１５を収容して、それぞれのヒートシンク１５においてケース２と共に、上記した空気の流動経路を構成し、ヒートシンク１５を機器本体（ケース２）の補強部材として使用して、機器本体の全体の強度を高めることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子機器の放熱構造によれば、空気の流れは、ケースの一方からヒートシンクの内部を経てケースの他方に抜ける空気の流動経路を抜けるようになって、空気の流動経路が、あたかも煙突のように形成（確保）されることになる。
【００３７】このために、発熱部品により発せられる熱はヒートシンクに伝導されて、このヒートシンクの内方における熱放射によって暖められた空気は、ヒートシンクの内方を流動する空気の流れにより運び出されて、ヒートシンクからは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００３８】また、前記空気の流動経路を、前記ケースの一方及び他方の面部にそれぞれケース側開口部を設けると共に、前記ヒートシンクの、前記ケースの一方及び他方の面部に対向する面部にヒートシンク側開口部をそれぞれ設け、前記一方のヒートシンク側開口部を前記一方のケース側開口部に一致させると共に、前記他方のヒートシンク側開口部を前記他方のケース側開口部に一致させて構成することにより、一方のヒートシンク側開口部を一方のケース側開口部に一致させると共に、他方のヒートシンク側開口部を他方のケース側開口部に一致させて空気の流動経路を構成することができる。
【００３９】このために、空気の流れは、一方のケース側開口部、一方のヒートシンク側開口部からヒートシンク内に入り、他方のケース側開口部、他方のヒートシンク側開口部から他方に抜けるようになって、空気の流動経路（通り道）が、あたかも煙突のように形成（確保）されることになる。
【００４０】このために、発熱部品により発せられる熱はヒートシンクに伝導されて、このヒートシンクの内方における熱放射によって暖められた空気は、ヒートシンクの内方を流動する空気の流れにより運び出されて、ヒートシンクからは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００４１】また、前記一方及び他方のケース側開口部が、前記ケースの上、下面部に形成されたケース側スリットを所定の方向に所定の間隔をおいて複数個並べたケース側スリット列であり、前記一方及び他方のヒートシンク側開口部が、前記ヒートシンクの上、下面部に形成されて、前記ケース側スリット列と同じ大きさで同じ形状のヒートシンク側スリット列であることにより、ヒートシンクの上、下面部のヒートシンク側スリット列がケースの上、下面部のケース側スリット列に一致し、スリット同士が重なり合っているために、空気の流れは、下側のケース側及びヒートシンク側スリット列からヒートシンク内に入り、上側のケース側及びヒートシンク側スリット列から上方に抜けるようになって、空気の流動経路（対流経路）（通り道）が、あたかも煙突のように下から上に形成（確保）されることになる。
【００４２】このために、発熱部品により発せられる熱はヒートシンクに伝導されて、このヒートシンクの内方における熱放射によって暖められた空気は、ヒートシンクの内方を上昇する空気の流れにより運び出されて、ヒートシンクからは常に放熱が行われるようになり、合成樹脂製のケースを備えていても、放熱効果を向上させることができる。
【００４３】また、前記ヒートシンクの上、下面部を前記ケースの上、下面部に密着させたことにより、ケースのスリット列形成部分の強度を高めることができる。
【００４４】また、前記ケース内に複数個の前記ヒートシンクを収容して、それぞれのヒートシンクにおいて前記ケースと共に、前記空気の対流経路を構成し、前記ヒートシンクを機器本体の補強部材として使用したことにより、複数個のヒートシンクの存在により機器本体の全体の強度を高めることができる。
【００４５】また、本発明に係る電源装置によれば、請求項１乃至請求項５の電子機器の放熱構造のいずれかを使用したことにより、合成樹脂製のケースを備えた電源装置であっても、その放熱効果を向上させることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００２９４５
【氏名又は名称】オムロン株式会社
【出願日】 平成１０年（１９９８）２月１８日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】青木 輝夫
【公開番号】 特開平１１−２３３９７７
【公開日】 平成１１年（１９９９）８月２７日
【出願番号】 特願平１０−５２９２３