(57)【要約】【課題】  電子機器の放熱に使用される放熱構造に関し、ファンによる送風を効率よく高温になるヒートシンクならびに基板に送ると共に、ファンを停止させる場合にも自然対流による冷却ができる放熱構造を提供する。【解決手段】  電子機器の放熱構造は、筐体と、筐体に取り付けられるファンと、ファンの送風口に取り付けられるダクトと、基板に取り付けられる発熱する電子部品に連結するヒートシンクと、を備える電子機器の放熱構造であって、ダクトが、ファンの送風口の一部を覆うドーム部と、ドーム部を通過した送風をヒートシンクの下部に導く導風路部と、を有し、ファンが動作する場合には、ヒートシンクが、ファンの送風口から直接にその一方面に送風を受け、かつ、ヒートシンクの他方面側に配置される基板が、ダクトの導風路部を介して送風を受ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、該筐体に取り付けられるファンと、該ファンの送風口に取り付けられるダクトと、基板に取り付けられる発熱する電子部品に連結するヒートシンクと、を備える電子機器の放熱構造であって、
該ダクトが、該ファンの該送風口の一部を覆うドーム部と、該ドーム部を通過した送風を該ヒートシンクの下部に導く導風路部と、を有し、
該ファンが動作する場合には、該ヒートシンクが、該ファンの該送風口から直接にその一方面に送風を受け、かつ、該ヒートシンクの他方面側に配置される該基板が、該ダクトの該導風路部を介して送風を受ける、
電子機器の放熱構造。
【請求項２】
前記ダクトの前記導風路部が、前記ドーム部側とは反対側の端部に該導風路部を通過する送風を上向きにするフィンをさらに有し、
前記ヒートシンクならびに前記基板が、該ダクトの該導風路部を介して送風を受ける、
請求項１に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項３】
前記筐体が、前記ダクトの前記導風路部に対峙する位置に該導風路部に連通する貫通孔を有し、
該ダクトの該導風路部が、該筐体の該貫通孔と上下方向に連通するスリットをさらに有し、
前記ファンが動作停止する場合には、前記ヒートシンクが、該筐体の該貫通孔ならびに該ダクトの該導風路部の該スリットを通過する自然対流風を受ける、
請求項１または２に記載の電子機器の放熱構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の電子機器の放熱構造を含む電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像音響機器、または、電子計算機、等の電子機器の放熱に使用される放熱構造に関し、特に、ファンと、ファンに取り付けられるダクトと、ファンから直接に、ならびに、ダクトを介して間接的に送風を受けるヒートシンクと、ダクトを介して送風を受ける基板と、を備える放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像音響機器、または、パーソナルコンピューター等の電子計算機を構成する電子機器に使用される半導体素子においては、その半導体素子での電力損失を原因として発熱が生じる。これらの半導体素子の発熱による破壊を防止するために、一般的には放熱器としてのヒートシンクが設けられる。例えば、音声信号等の小電力信号を大電力信号に増幅する電力増幅器においては、半導体素子での電力損失による発熱が多くなり、ヒートシンクには表面積ならびに体積の大きなものが必要となる。半導体素子と密着して設置されるヒートシンクは、多くの場合にはアルミニウム等の金属から構成され、発生した熱を放熱する。ヒートシンクは、押出成形または引抜成形により形成される部材を、所望の長さに切断して構成するものが多い。今日の電子機器では、発熱するヒートシンクを冷却するために、送風するファンをさらに備える場合がある。
【０００３】
従来には、例えば、複数枚の放熱フィンが並べて配置され、発熱部品の熱が伝導されるヒートシンクを備えた放熱手段と、前記ヒートシンクに送風を行う送風手段とを備えた冷却装置において、前記送風手段による空気の流れに対して流入部となる前記ヒートシンクの端面に、各放熱フィンの端部を同じ方向に傾斜させて傾斜部を備えたことを特徴とする冷却装置がある。（特許文献１）。
【０００４】
また、従来には、筐体内に配設した発熱素子からの熱を上記筐体の外部に放熱するための冷却機構であり、ヒートシンクと、上記ヒートシンクに対して上記発熱素子の熱を伝えるヒートパイプと、上記ヒートシンクに冷却風を当てるためのファンモータと、上記ヒートシンクと上記ヒートパイプと上記ファンモータを収容している筐体とを有し、上記発熱素子の発生する熱量に応じて上記ファンモータを駆動して上記ヒートシンクに対して冷却風を当てて強制冷却を行なうとき及び上記ヒートシンクの自然冷却を行なうときに、上記発熱素子の熱を上記筐体の外部に排出するために上記筐体に設けられている熱放出部とを備えていることを特徴とする冷却機構がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２１２８７号公報  （第１図〜第１０図）
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００３／０６７９４９号公報  （第１図〜第２０図）
【０００６】
しかしながら、上記のような電子機器では、発熱する半導体素子が取り付けられている基板の周囲の空気も高い温度に達する場合があり、ファンを用いて高温度になるヒートシンクを冷却する場合には、ファンによる送風を、ヒートシンクだけでなく基板にも当てる必要がある場合がある、という課題がある。一方で、常にファンを回転させるとファンの騒音が耳障りになって好ましくないような映像音響機器の場合には、ファンを停止させる場合にもヒートシンクを自然対流によって冷却するのが好ましい場合があるので、ファンの送風による冷却と、自然対流による冷却と、を両立できるようにすることが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電子機器の放熱に使用される放熱構造に関し、ファンと、ファンに取り付けられるダクトと、ファンから直接に、ならびに、ダクトを介して間接的に送風を受けるヒートシンクと、ダクトを介して送風を受ける基板と、を備えて、ファンによる送風を効率よく高温になるヒートシンクならびに基板に送ると共に、ファンを停止させる場合にも自然対流による冷却ができる放熱構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子機器の放熱構造は、筐体と、筐体に取り付けられるファンと、ファンの送風口に取り付けられるダクトと、基板に取り付けられる発熱する電子部品に連結するヒートシンクと、を備える電子機器の放熱構造であって、ダクトが、ファンの送風口の一部を覆うドーム部と、ドーム部を通過した送風をヒートシンクの下部に導く導風路部と、を有し、ファンが動作する場合には、ヒートシンクが、ファンの送風口から直接にその一方面に送風を受け、かつ、ヒートシンクの他方面側に配置される基板が、ダクトの導風路部を介して送風を受ける。
【０００９】
好ましくは、本発明の電子機器の放熱構造は、ダクトの導風路部が、ドーム部側とは反対側の端部に導風路部を通過する送風を上向きにするフィンをさらに有し、ヒートシンクならびに基板が、ダクトの導風路部を介して送風を受ける。
【００１０】
また、本発明の電子機器の放熱構造は、筐体が、ダクトの導風路部に対峙する位置に導風路部に連通する貫通孔を有し、ダクトの導風路部が、筐体の貫通孔と上下方向に連通するスリットをさらに有し、ファンが動作停止する場合には、ヒートシンクが、筐体の貫通孔ならびにダクトの導風路部のスリットを通過する自然対流風を受ける。
【００１１】
また、本発明の電子機器は、上記いずれかの記載の電子機器の放熱構造を含む。
【００１２】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１３】
本発明の電子機器の放熱構造は、筐体と、筐体に取り付けられるファンと、ファンの送風口に取り付けられるダクトと、基板に取り付けられる発熱する電子部品に連結するヒートシンクと、を備える。ファンが動作する場合には、ファンは羽根部を回転させて、高温になるヒートシンクならびに電子部品が取り付けられる基板を冷却する送風を発生させる。
【００１４】
ダクトは、ファンの送風口に取り付けられて、ファンからの送風を制御する。具体的には、ダクトは、ファンの送風口の一部を覆うドーム部と、ドーム部を通過した送風をヒートシンクの下部に導く導風路部と、を有する。したがって、ファンが動作する場合には、ヒートシンクがファンの送風口から直接にその一方面に送風を受け、かつ、ヒートシンクの他方面側に配置される基板が、ダクトの導風路部を介して送風を受ける。なお、ダクトは、導風路部を通過する送風を上向きにするフィンを、その導風路部のドーム部側とは反対側の端部にさらに有していてもよい。その結果、電子機器では、ファンを用いて高温度になるヒートシンクを冷却するだけでなく、ファンによる送風を、発熱する半導体素子が取り付けられている基板に当てて、高い温度に達する場合がある基板を冷却することができる。
【００１５】
また、筐体が、ダクトの導風路部に対峙する位置に導風路部に連通する貫通孔を有している場合には、ダクトの導風路部が、筐体の貫通孔と上下方向に連通するスリットをさらに有していてもよい。ヒートシンクがあまり高温にならない場合には、筐体の貫通孔と上下方向に連通するスリットとを自然対流風による空気が通過するので、ファンが停止してもヒートシンクは冷却される。したがって、常にファンを回転させるとファンの騒音が耳障りになって好ましくないような映像音響機器の場合であっても、ファンの送風による冷却と、ファンを停止させて自然対流風による冷却と、を両立させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の放熱構造およびこれを用いた電子機器は、ファンによる送風を効率よく高温になるヒートシンクならびに基板に送ると共に、ファンを停止させる場合にも自然対流風による冷却が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい実施形態による放熱構造１について説明する斜視図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態による放熱構造１について説明する平面図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による放熱構造１について説明する一部側面断面図である。（実施例１）
【図４】本発明の他の好ましい実施形態による放熱構造１を構成するダクト４ａを説明する図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態による放熱構造およびこれを用いた電子機器について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の好ましい実施形態による放熱構造１について説明する図であり、放熱構造１を備える映像音響機器であるアンプを斜め前方から見た一部拡大図である。また、図２は、この放熱構造１を上面から見た平面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ’断面による一部側面断面図である。なお、以下では、放熱構造１の動作の説明に不要なアンプの他の詳細な構成については、図示並びに説明を省略する。
【００２０】
本実施例の放熱構造１は、（図示しない）ＡＶレシーバーと呼ばれるアンプ等の映像音響機器において、筐体２の内部において音声信号等の小電力信号を大電力信号に増幅する電力増幅器に使用される半導体素子等で生じる熱を、ファン３、ダクト４、および、ヒートシンク５を含んで放熱する構造である。例えば、筐体２は、所定の厚みを有する金属板を折り曲げて構成され、他の構成部品を取り付ける取付平面２１を有する。
【００２１】
ファン３は、筐体２の取付平面２１に取り付けられるファン装置であり、略直方体形状の枠内に（図示しない）回転翼を有し、この回転翼を（図示しない）モーターで回転させることにより直流的な冷却風を発生させることができる。本実施例のファン３は、点線矢印で図示する吸気風９による送風を、その送風口から発生させる。ファン３は、映像音響機器の（図示しない）電源装置から電源供給され、制御装置である（図示しない）マイコンからオン／オフ、ならびに、回転速度の制御を受けて、回転並びに停止する。ファン３は、少なくともヒートシンク５を直接に冷却する送風９１と、ダクト４を通過させる送風９２と、を含む送風を発生させる。
【００２２】
ヒートシンク５は、アルミニウム等の金属から構成され、押出成形または引抜成形により形成される部材を所望の長さに切断した部材であり、複数の半導体素子７が密着する平板部５１と、平板部５１から半導体素子７が取り付けられるのとは反対側に突出するように形成される複数のフィン５２と、を含む。フィン５２は、ヒートシンク５の表面積を広げて、フィン５２に触れる空気、あるいは、フィン５２の間の空間５３を通過する空気に効率よく熱を伝えることができるので、放熱構造１は、半導体素子７で発生する熱を放熱することができる。
【００２３】
放熱構造１は、ファン３が動作する場合には、ヒートシンク５の複数のフィン５２がファン３の送風口から直接にその一方面に送風９１を受ける。また、ファン３を用いて送風して能動的に放熱を促進させる場合のみならず、筐体２に設けられる複数の貫通孔２２を通じて起こる自然対流風９０による放熱も、可能な構成になっている。筐体２の取付平面２１において、ヒートシンク５がその上側に配置されている位置には、複数の貫通孔２２が設けられている。その結果、ファン３が停止している場合にも、ヒートシンク５のフィン５２の間の空間５３において暖まった空気が、自然対流により上方側に通過するので、放熱構造１は、ファン３を停止させる場合にもヒートシンク５を自然対流風９０によって冷却することができる。
【００２４】
一方で、本実施例の放熱構造１では、ヒートシンク５のフィン５２が、ファン３からの送風９１に対して斜めに面するように筐体２に取り付けられていて、能動的にヒートシンク５を冷却することができる。半導体素子７は、端子等が基板６に電気的・機械的に取り付けられており、その発熱するパッケージがヒートシンク５の平板部５１に固定されている。また、ヒートシンク５の平板部５１の下端には、ヒートシンク５のフィン５２が位置する方向とは反対側に、他の複数の電子部品ならびに基板が取り付けられる基板８が設けられている。
【００２５】
本実施例のダクト４は、樹脂で成型される部材であって、図示するように、ファン３の送風口に取り付けられて、ファン３からの送風を制御する。ダクト４は、ファン３の送風口の一部を覆うドーム部４１と、ドーム部４１を通過した送風をヒートシンク５の下部に導く導風路部４２と、を有する。ドーム部４１は、球面の一部を切り欠いたようなドーム状の構成を有し、筐体２の取付平面２１との間に空間を設けて、ファン３からの送風の一部を導風路部４２に導くことができる。導風路部４２は、一方側がドーム部４１に連通し、他方側がヒートシンク５の反対側に配置される基板８の底面側に連通する矩形断面状の空間を、筐体２の取付平面２１との間に規定する。
【００２６】
したがって、本実施例の放熱構造１では、ファン３により発生する送風のうちで、ダクト４により導かれる送風９２は、ヒートシンク５の他方面側に配置される基板８を冷却することが出来る。基板８に取り付けられている電子部品は、ヒートシンク５により放熱できないものの、ファン３が動作する場合には、ダクト４を介して冷却される。つまり、ファン３が動作する場合には、ヒートシンク５の複数のフィン５２がファン３の送風口から直接にその一方面に送風９１を受け、かつ、ヒートシンク５の他方面側に配置される基板８が、ダクト４のドーム部４１ならびに導風路４２部を介する送風９２を受けるので、アンプの筐体２内部全体を冷却する冷却効果を、さらに高めることが出来る。
【００２７】
なお、放熱構造１では、上記実施例のダクト４に代えて、図４に図示する他のダクト４ａを用いても良い。図４は、他の好ましい実施形態による（図示しない）放熱構造１を構成するダクト４ａを説明する斜視図である。ダクト４ａは、ファン３の送風口の一部を覆うドーム部４１と、ドーム部４１を通過した送風をヒートシンク５の下部に導く導風路部４２と、を有する点でダクト４と共通する。したがって、重複する説明は、省略する。
【００２８】
ダクト４ａは、導風路部４２を通過する送風９２を上向きにするフィン４３を、その導風路部４２のドーム部４１側とは反対側の端部にさらに有している。フィン４３を設けることにより、導風路部４２を通過する送風９２が上向きにされるので、発熱する半導体素子が取り付けられて高い温度に達する場合がある基板８を、さらに効率よく冷却することができる。
【００２９】
また、ダクト４ａの導風路部４２には、筐体２の貫通孔２２と上下方向に連通するスリット４４がさらに設けられている。この放熱構造１では、ヒートシンク５があまり高温にならない場合には、上述のように、筐体２の貫通孔２２と上下方向にダクト４ａの導風路部４２のスリット４４とを介して連通する空気が、ヒートシンク５のフィン５２間の空間５３とを自然対流風９０により通過するので、ファン５が停止してもヒートシンク５は冷却される。したがって、常にファン３を回転させるとファン３の騒音が耳障りになって好ましくないような映像音響機器の場合であっても、ファン３の送風による冷却と、ファン３を停止させて自然対流風９０による冷却と、を両立させることができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施例に限定されない。放熱構造１は、図示するようなアンプ等の映像音響機器の放熱構造に限られない。上記の放熱構造１では、ヒートシンク５のフィン５２が、ファン３からの送風９１に対して斜めに面するように筐体２に取り付けられているが、ダクト４の構成によっては、他の配置方法であっても良い。つまり、ダクト４が、ファン３の送風口の一部を覆うドーム部４１と、ドーム部４１を通過した送風９２をヒートシンク５の下部に導く導風路部４２と、を有していれば、他の構成によるものでも良い。ファン３が動作する場合には、ヒートシンク５が、ファン３の送風口から直接にその一方面に送風９１を受け、かつ、ヒートシンク５の他方面側に配置される基板８が、ダクト４の導風路部４２を介して送風９２を受ける放熱構造であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の放熱構造は、映像音響機器のみならず、パーソナルコンピューター等の電子計算機にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１            放熱構造
２            筐体
３            ファン
４            ダクト
５            ヒートシンク
６、８        基板
７            半導体素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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