| 【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】大場 恒俊
【氏名】坪田 康弘
【氏名】大伴 高敏
【氏名】村林 陽康
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| 【要約】 |
【課題】実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置（電子機器）の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源装置全体の信頼性が向上する電子機器の放熱構造を提供する。
【解決手段】基板５の実装面にトランス６を実装して、基板５の実装面とは反対側の面部側にトランス６の放熱手段を設け、この放熱手段を、基板５の実装面に開口部７を設け、この開口部７にヒートシンク９を挿入して、このヒートシンク９を電熱シート１１を介してトランス６に当てて構成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板の実装面に発熱体を実装して、前記基板の前記実装面とは反対側の面部側に前記発熱体の放熱手段を設けたことを特徴とする電子機器の放熱構造。
【請求項２】 前記放熱手段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体に当てて構成した請求項１に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項３】 前記放熱手段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体に当てると共に、前記ヒートシンクを金属性のケースに接触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４】 前記放熱手段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを導体モジュールの放熱手段に連ねると共に、前記ヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体に当てて構成した請求項１に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項５】 前記発熱体がトランスであり、このトランスの電熱シート当接面が巻線部である請求項２又は請求項３に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項６】 前記発熱体がトランスであり、このトランスの電熱シート当接面が巻線部に連なる金属部である請求項２又は請求項４に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項７】 請求項１乃至請求項６の電子機器の放熱構造を用いた電源装置。
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【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】電源機器２０にあっては、例えば、図６に示すようにケース３１に内蔵された基板３２には電解コンデンサ３３、トランス３４等の多数の電子部品が搭載してある。そして、このトランス３４は発熱部品であり、その発熱量は大きく、このトランス３４が発生させる熱を放熱する必要がある。
【０００３】従来の電源機器２０における放熱構造としては、例えば、電源機器３０のケース３１に多数の放熱用のスリット（図示せず）を形成すると共に、ケース３１の端部に金属性のヒートシンク３６を取り付けて構成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電源機器２０において、トランス３４は大きなディスクリート部品の１つであり、電源機器２０全体の小形化を図るにはトランス３４の小形化が重要な要因になっていた。すなわち、トランス３４の小形化の妨げになっている要素に１つにトランス３４の温度上昇があり、特に、高容量の電源機器においては、その放熱を効果的にできなければ、トランス３４を小さくすることが難しい。
【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、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電子機器の使用温度の範囲を広げることが可能になるばかりか、発熱体（トランス）の小形化を可能にす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、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、機器本体の使用温度の範囲を広げることが可能になるばかりか、発熱体（トランス）の小形化を可能にす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、基板の実装面に発熱体を実装して、前記基板の前記実装面とは反対側の面部側に前記発熱体の放熱手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】かかる構成により、基板において、発熱体が実装されている実装面とは反対側に、放熱手段により発熱体の放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電子機器の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電子機器全体の信頼性が向上することになる。
【０００９】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、前記放熱手段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体に当てて構成した。
【００１０】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、発熱体が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクから放熱される。このように、発熱体が発生する熱は確実に放熱されることにより、この発熱体の温度上昇を押さえることができる。このために、発熱体の放熱面積が小さくて済むようになって、発熱体の小形化が可能になる。
【００１１】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１に記載の電子機器の放熱構造において、前記放熱手段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体に当てると共に、前記ヒートシンクを金属性のケースに接触させて構成した。
【００１２】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、発熱体が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクから金属性のケースに伝わり放熱される。このように、発熱体が発生する熱は確実に放熱されることにより、この発熱体の温度上昇を押さえることができる。このために、発熱体の放熱面積が小さくて済むようになって、発熱体の小形化が可能になる。
【００１３】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１に記載の電子機器の放熱構造において、前記放熱手段を、前記基板の前記実装面に開口部を設け、この開口部にヒートシンクを配置して、このヒートシンクを導体モジュールの放熱手段に連ねると共に、前記ヒートシンクを電熱シートを介して前記発熱体に当てて構成した。
【００１４】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、発熱体が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクから導体モジュールの放熱手段により放熱される。このように、発熱体が発生する熱は確実に放熱されることにより、この発熱体の温度上昇を押さえることができる。このために、発熱体の放熱面積が小さくて済むようになって、発熱体の小形化が可能になる。
【００１５】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に記載の電子機器の放熱構造において、前記発熱体がトランスであり、このトランスの電熱シート当接面が巻線部である。
【００１６】かかる構成により、トランスの巻線部が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクから放熱されて金属性のケースに伝わり、ケースから放熱される。
【００１７】このように、トランスの巻線部が発生する熱は確実に放熱されることにより、この巻線部の温度上昇を押さえることができる。このために、トランスの放熱面積が小さくて済むようになって、トランスの小形化が可能になる。
【００１８】また、基板において、トランスが実装されている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電子機器の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電子機器全体の信頼性が向上することになる。
【００１９】また、上記の第１の目的を達成するために、請求項６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４に記載の電子機器の放熱構造において、前記発熱体がトランスであり、このトランスの電熱シート当接面が巻線部に連なる金属部である。
【００２０】かかる構成により、トランスが発生する熱は、このトランスの巻線部に連なる金属部から放熱シートを介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクから導体モジュールの放熱手段により放熱される。
【００２１】このように、トランスが発生する熱は確実に放熱されることにより、この巻線部の温度上昇を押さえることができる。このために、トランスの放熱面積が小さくて済むようになって、トランスの小形化が可能になる。
【００２２】また、基板において、トランスが実装されている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電子機器の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電子機器全体の信頼性が向上することになる。
【００２３】また、上記の第２の目的を達成するために、請求項７の発明に係る電源装置は、請求項１乃至請求項６の電子機器の放熱構造を用いた。
【００２４】かかる構成により、発熱体（トランス）が発生する熱は確実に放熱されることにより、この発熱体（トランス）の温度上昇を押さえることができる。このために、発熱体（トランス）の放熱面積が小さくて済むようになって、発熱体（トランス）の小形化が可能になる。
【００２５】また、基板において、発熱体（トランス）が実装されている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源装置全体の信頼性が向上することになる。
【００２６】
【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。
【００２７】（実施の形態例１）図１は本発明に係る放熱構造（実施の形態例１）を有する電子機器としての電源装置の斜視図、図２は本発明に係る電子機器の放熱構造（実施の形態例１）の分解状態の斜視図、図３は同放熱構造（実施の形態例１）の縦断面図である。
【００２８】電子機器である電源装置１は金属性のケース２を備えており、このケース２の前面部２Ｂには端子台部２−１が設けてあり、ケース２の底面部２Ａにはヒートシンク取付部３を有しており、このヒートシンク取付部３の中央には取付用孔部４が形成してある。
【００２９】また、ケース２に内蔵される基板５には電解コンデンサで代表される非発熱部品（図示せず）、半導体（図示せず）及び発熱体であるトランス６等の多数の電子部品が搭載してある。
【００３０】トランス６は外鉄形であって、横型の巻線部を有している。すなわち、このトランス６は鉄心部６Ａにコイル線を巻回した巻線部６Ｂを有していて、この巻線部６Ｂの左右には下方に突出する複数の端子６Ｃが設けてある。
【００３１】基板５にはトランス６の巻線部６Ｂに対向する長方形状の開口部７が形成してある。この開口部７は、点線で囲ったトランス実装時の面積の範囲イ内に位置しており、開口部７の左右にはトランス実装時の面積の範囲イ内に位置してスルーホール８が設けてある。また、基板５の上面側が電子部品の実装側にしてあり、この実装面に複数のディスクリート部品（図示せず）が実装してある。
【００３２】また、ヒートシンク９は、基板５の開口部７に挿入可能な長方形状をなしており、その下面部９Ａは平坦であり、その上面部９Ｂはトランス６の巻線部６Ｂの下部形状に相似した凹状の曲面に形成してある。また、ヒートシンク９の中央部にはねじ孔１０が設けてある。
【００３３】また、放熱シート１１は長方形状であって、ヒートシンク９の上面部９Ｂの曲面に馴染む低硬度を有している。
【００３４】そして、ケース２の底面部２Ａには、そのヒートシンク取付部３上に、平坦な下面部９Ａを接してヒートシンク９が載せてあり、ケース２の裏から取付用孔部４に挿通した止めねじ１２をねじ孔１０に螺合して、ヒートシンク取付部３にヒートシンク９が取り付けてある。
【００３５】また、前記基板５には、そのスルーホール８に端子６Ｃを挿入して半田付けしまた、スペーサ１３を介在させてトランス６が搭載してあり、このトランス６の巻線部６Ｂの下部は基板５の開口部７に対向している。この場合、トランス６は、点線で囲ったトランス実装時の面積の範囲イ内に位置している。
【００３６】そして、ヒートシンク９の上面部９Ｂに放熱シート１１を載置した後に、基板５をケース２に収容して、基板５の開口部７にヒートシンク９及び放熱シート１１を配置（挿入）して、トランス６の巻線部６Ｂの下部を放熱シート１１に接触させて、この巻線部６Ｂの下部を放熱シート１１を介してヒートシンク９の上面部９Ｂに当てる。この場合、巻線部６Ｂの下部の曲面が放熱シート１１を介してヒートシンク９の上面部９Ｂの曲面に沿うようになる。そして、基板５をケース２に固定手段（図示せず）で固定してある。そして、少なくとも放熱シート１１とヒートシンク９とで放熱手段を構成している。
【００３７】次に、上記のように構成されたトランス６の放熱構造による放熱作用を説明する。トランス６の巻線部６Ｂが発生する熱は放熱シート１１を介してヒートシンク９に伝わり、このヒートシンク９から放熱されて金属性のケース２に伝わり、ケース２から放熱される。
【００３８】このように、トランス６の巻線部６Ｂが発生する熱は確実に放熱されることにより、この巻線部６Ｂの温度上昇を押さえることができる。このために、トランス６の放熱面積が小さくて済むようになって、トランス６の小形化が可能になる。
【００３９】また、基板５において、トランス６が実装されている実装面とは反対側に、このトランス６の放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源装置全体の信頼性が向上することになる。
【００４０】（実施の形態例２）本発明の実施の形態例２を図４及び図５に示す。本発明の実施の形態例２にあっては、その放熱構造を、基板１５の実装面に開口部１７を設け、この開口部１７にヒートシンク１７を配置（挿入）して、このヒートシンク１９を導体モジュール２１の放熱手段に連ねると共に、ヒートシンク１９を電熱シート２４を介してトランス１６に当てて構成したものである。
【００４１】トランス１６は外鉄形であって、縦型の巻線部１６Ｂを有している。そして、このトランス１６の巻線部１６Ｂには金属板（金属部）１６Ｄが接触しており、この金属板１６Ｄはトランス１６の下部に回り込んでいる。また、トランス１６の下部の左右には、下方に突出する複数の端子１６Ｃが左右に設けてある。
【００４２】基板１５には、トランス１６の下部に対向する長方形状の開口部１７が形成してある。この開口部１７は、点線で囲ったトランス実装時の面積の範囲イ内に位置しており、開口部１７の左右にはトランス実装時の面積の範囲イ内に位置してスルーホール１８が設けてある。また、基板１５の上面側が電子部品の実装側にしてあり、この実装面に複数のディスクリート部品（図示せず）が実装してある。
【００４３】また、ヒートシンク１９は、基板１５の開口部１７に挿入可能な長方形状をなしており、その上、下面部１９Ｂ、１９Ａは平坦であり、また、ヒートシンク１９にはねじ孔２０が設けてある。
【００４４】２３は半導体モジュール２１の発熱を放熱するためのモジュール用ヒートシンクであって、導体モジュール２１の放熱手段を構成している。半導体モジュール２１の内面部（上面部）には、モジュール実装無しのヒートシンク取付部２２が形成してある。
【００４５】そして、半導体モジュール２１の外面部（下面部）にはモジュール用ヒートシンク２３が配置してあって、ねじ止めしてあり、また、半導体モジュール２１のヒートシンク取付部２２には、ヒートシンク１９が、そのねじ孔２０を用いてねじ（図示せず）により固定してあり、ヒートシンク１９の上面部１９Ｂには放熱シート２４が載置してある。
【００４６】そして、このようにモジュール用ヒートシンク２３、ヒートシンク１９及び放熱シート２４を搭載した半導体モジュール２１は、基板１５の裏面に実装してあり、この場合、基板１５の開口部１７にはヒートシンク１９及び放熱シート２４が配置８挿入）される。
【００４７】そして、前記基板１５には、そのスルーホール１８に端子１６Ｃを挿入して半田付けし、また、スペーサ（図示せず）を介在させてトランス１６が搭載してあり、このトランス１６の下部に位置する金属板１６Ｄは放熱シート２４を介してヒートシンク１９の上面部１９Ｂに当ててあり、基板１５がケースに固定手段（いずれも図示せず）で固定してある。
【００４８】次に、上記のように構成されたトランス１６の放熱構造による放熱作用を説明する。トランス１６の巻線部１６Ｂが発生する熱は金属板１６Ｄ、放熱シート２３を介してヒートシンク１９に伝わり、このヒートシンク１９から放熱されて半導体モジュール２１のヒートシンク取付部２２からモジュール用ヒートシンク２３に伝わり、このモジュール用ヒートシンク２３から放熱される。
【００４９】このように、トランス１６の巻線部１６Ｂが発生する熱は確実に放熱されることにより、この巻線部１６Ｂの温度上昇を押さえることができる。このために、トランス１６の放熱面積が小さくて済むようになって、トランス１６の小形化が可能になる。
【００５０】また、基板１５において、トランス１６が実装されている実装面とは反対側に、このトランス１６の放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源装置全体の信頼性が向上することになる。
【００５１】
【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、基板において、発熱体が実装されている実装面とは反対側に、放熱手段により発熱体の放熱を行うようになって、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置（電子機器）の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源装置全体の信頼性が向上することになる。
【００５２】また、発熱体が発生する熱は放熱シートを介してヒートシンクに伝わり、このヒートシンクから放熱される。また、ヒートシンクを金属製のケースに取り付けることにより、発熱体が発生する熱はヒートシンクからケースに伝わり、放熱される。また、ヒートシンクを導体モジュールの放熱手段に連ねることにより発熱体が発生する熱はヒートシンクから導体モジュールの放熱手段に伝わり、放熱される。
【００５３】このように、発熱体が発生する熱は確実に放熱されることにより、この発熱体の温度上昇を押さえることができる。このために、発熱体の放熱面積が小さくて済むようになって、発熱体の小形化が可能になる。
【００５４】特に、発熱体がトランスである場合には、トランスの巻線部が発生する熱は確実に放熱されることにより、この巻線部の温度上昇を押さえることができる。このために、トランスの放熱面積が小さくて済むようになって、トランスの小形化が可能になる。
【００５５】また、基板において、トランスが実装されている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置（電子機器）の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源装置全体の信頼性が向上することになる。
【００５６】また、本発明に係る電源装置によれば、発熱体（トランス）が発生する熱は確実に放熱されることにより、この発熱体（トランス）の温度上昇を押さえることができる。このために、発熱体（トランス）の放熱面積が小さくて済むようになって、発熱体（トランス）の小形化が可能になる。
【００５７】また、基板において、発熱体（トランス）が実装されている実装面とは反対側に、このトランスの放熱を行うようにしてあることから、実装面に実装された複数の他のディスクリート部品への温度影響が少なくなり、他のディスクリート部品の温度設計が楽になるし、また、電源装置の使用温度の範囲を広げることが可能になり、電源装置全体の信頼性が向上することになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２９４５
【氏名又は名称】オムロン株式会社
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| 【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
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３３９７９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−５２９２１ |
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