JP2004349548A - ヒートシンクとこれを備えた電気制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発熱素子側が密集していて冷却風が十分に通過しなくても、効率よく放熱が可能になる電気制御装置を提供する。
【解決手段】発熱素子１の搭載面とその反対面とを貫通する切欠き穴４−１をヒートシンク４の端部近傍に設け、前記反対面に冷却フィンを設け、この切欠き穴４−１に対向してファン２を設け、発熱素子１と制御基板３を電気的に接続し、発熱素子１をヒートシンク４の発熱素子搭載面に搭載し、ファン２からの冷却風が切欠き穴４−１を通してヒートシンク４の反対面に流れるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】発熱素子１の搭載面とその反対面とを貫通する切欠き穴４−１をヒートシンク４の端部近傍に設け、前記反対面に冷却フィンを設け、この切欠き穴４−１に対向してファン２を設け、発熱素子１と制御基板３を電気的に接続し、発熱素子１をヒートシンク４の発熱素子搭載面に搭載し、ファン２からの冷却風が切欠き穴４−１を通してヒートシンク４の反対面に流れるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンを用いた冷却構造を有する電気制御装置に関するもので、例えばサーボ制御装置のような電気制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子が取付けられたヒートシンクの冷却フィンに冷却風を流通させて冷却することは公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１５０２８４号公報
【０００４】
特許文献１記載の発明は、ヒートシンクを大きくすることなく半導体素子を確実に冷却するもので、半導体素子を取付けた第１のヒートシンクと、半導体素子を取付けた第２のヒートシンクと、風洞を形成する覆板と、冷却風を導く整流板とを有し、第１のヒートシンクは空間を介して第２のヒートシンクを配設され、覆板は両ヒートシンクを覆って底板との間に風洞を形成し、整流板は斜辺部を有する部材からなり第１のヒートシンクの側面と第２のヒートシンクの側面に跨がって配置され、一方端を第２のヒートシンクの側面に取付け、他方端を第１のヒートシンクの側面に取付けるようにしている。
しかしながら、半導体素子のそれぞれに別個のヒートシンクを設けているため、２個のヒートシンクの間に隙間ができ、その隙間を塞ぐための底板が別途必要となり、また、冷却ファンへ通じる風洞を形成する覆板も別途必要となり、部品点数が多くなり、取付工数も増え、コスト高となった。
【０００５】
図５は本発明の前提となった電気制御装置を示すもので、これは特許文献１記載の発明ような底板や覆板は必要としないものである。
図において、１は複数の発熱素子、２はファン、３は制御基板、４はヒートシンクである。複数の発熱素子１、ファン２および制御基板３は共通の大きなヒートシンク４の上に搭載されている。ヒートシンク４のファン２の冷却風は発熱素子１および制御基板３に吹き付けられ、これらを冷却する。
これによれば、複数の半導体素子は共通の大きなヒートシンクに搭載されているため、複数の半導体素子の間に隙間がなく、したがって底板が不要となり、また、冷却ファンへ通じる風洞を形成する覆板も不要となり、部品点数も取付工数も減り、コストダウンとなった。
しかしながら、複数の発熱素子１は周辺部品も含めて密集して配設されているため、発熱素子１への冷却風は十分にあたらず、放熱効果は十分ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の電気制御装置では、発熱素子が装置内部にその他部品と密集して搭載されているような場合、ヒートシンクによる放熱は、熱を拡散するだけにとどまり、装置外部への積極的な放熱は行えず、ファンを利用して放熱する場合も、発熱素子周辺が密集しているため、ファンの冷却風が十分に発熱素子に届かず、放熱効果は発熱素子に対して十分ではなく、温度上昇を効率よく抑えることは出来なかった。
また、放熱効果を上げようとすると発熱素子の間隔を大きくとる必要があり小型化できないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１記載の発明は、発熱素子を搭載するヒートシンクにおいて、該発熱素子搭載面とその反対面とを貫通する切欠き穴を端部近傍に設け、該切欠き穴を冷却風が流れる流路としたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のヒートシンクにおいて、前記反対面に冷却フィンを設けたことを特徴とする。
請求項３記載の電気制御装置の発明は、発熱素子と制御基板とを有する電気制御装置において、請求項１又は２記載のヒートシンクと、該ヒートシンクの切欠き穴に対向して設けられたファンとを備え、前記発熱素子と前記制御基板を電気的に接続し、前記発熱素子を前記ヒートシンクの発熱素子搭載面に搭載し、前記ファンからの風が前記切欠き穴を通してヒートシンクの前記反対面に流れるようにしたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、吸込口と吐出口とを備える制御装置筐体の中に収納された請求項３記載の電気制御装置において、前記切欠き穴を通過した風が前記吐出口へと流れる流路を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の電気制御装置において、前記吸込口にフィルタを設けたことを特徴とする。
このように、ヒートシンクに発熱素子搭載面と非発熱素子搭載面とを貫通させる切欠き穴を設けたので、ファンからの冷却風が切欠き穴を通って発熱素子の裏面のヒートシンク面に流れるため、発熱素子からの熱はヒートシンクを介して冷却風に伝わり、その冷却風は密集していない流路を通過でき外部へ放出できるため、効率よく放熱が可能になり温度上昇を抑えることが可能になる。その結果、発熱素子を密集して配置しても効率よく放熱ができるので、ユニットの小型化が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面に基づいて詳しく説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す電気制御装置の分解斜視図、図２は図１の制御基板とヒートシンクを組み立てた電気制御装置の斜視図、図３は図２に示す電気制御装置の冷却風の流れを示す側面断面図である。
図１〜図３において、１は発熱素子、２はファン、３は制御基板、４はヒートシンク、
発熱素子１、ファン２、および制御基板３はヒートシンク４の上に搭載されており、ヒートシンク４には切欠き穴４−１が発熱素子搭載面と非搭載面を貫通するように設けられている。そして、この切欠き穴４−１に対向させてファン２を搭載している。したがって、ファン２からの冷却風は切欠き穴４−１を通って非搭載面側に冷却風を流すことになる。搭載面からの冷却風が非搭載面に流れ込むと、発熱素子１の裏側のヒートシンク面を通過するように冷却風は流れていく。このように、発熱素子１からヒートシンク４に伝わった熱が、この流れの冷却風に伝わり、装置外部へ導かれるため、たとえ発熱素子１の搭載側が部品により密集していたとしても、ヒートシンク４を介して十分に放熱することが可能となる。
【０００９】
図４は第２の実施の形態で、図３記載の電気制御装置を内蔵した制御装置筐体の側面断面図である。
図４において、１は発熱素子、２はファン、３は制御基板、４はヒートシンク、４−１は切欠き穴、５は制御装置筐体、５−１は制御装置筐体における空気の吐出口、５−２は制御装置筐体における空気の吸込口である。
図４から判るように、図３の電気制御装置は制御装置筐体５で覆われており、空気の吸込口５−２には防塵用のフィルタを有している。
この場合、冷却風の流れは、まず吸込口５−２からフィルタを介して塵埃の取り除かれた空気が制御装置筐体５の内に取り込まれ、制御基板３の周辺を通過し切欠き穴４−１へと導かれ、切欠き穴４−１を通過し、発熱素子１の裏側のヒートシンク面を通り、吐出口５−１から装置の外部へと流れ出る。
このような冷却風の流れにより、温度上昇のないフィルタからの冷却風はまず制御基板３を冷却し、切り欠き穴４−１へと流れた後、発熱素子裏側のヒートシンク面を通り発熱素子１からの熱を伝え、装置外部へ放出される。
このように、発熱素子１の熱は吐出口５−１の直前で放熱されるため、内部の温度上昇を防ぐことが可能になる。
また、吐出口５−１に防塵用のフィルタを設けて、吐出口５−１からフィルタを介して塵埃の取り除かれた空気を室内に放出するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、ヒートシンクに発熱素子搭載面と非発熱素子搭載面とを貫通させる切欠き穴を設け、ファンを稼動させると、切欠き穴及び発熱素子を搭載した裏側のヒートシンク面に冷却風が流れるような流路を設けたので、発熱素子側が密集していて冷却風が十分に通過していなくても、発熱素子の裏面のヒートシンク面には冷却風が流れるため、発熱素子からの熱はヒートシンクを介して冷却風に伝わり、その冷却風は密集していない流路を通過でき外部へ放出できるため、効率よく放熱が可能になり温度上昇を抑えることが可能になる。その結果、発熱素子を密集して配置しても効率よく放熱ができるため、ユニットの小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電気制御装置の正面方向の分解斜視図である。
【図２】図１の制御基板とヒートシンクを組み立てた電気制御装置の正面方向の斜視図である。
【図３】図２に示す電気制御装置の冷却風の流れを示す側面断面図である。
【図４】第２の実施の形態で、図３記載の電気制御装置を内蔵した制御装置筐体の側面断面図である。
【図５】本発明の前提となった電気制御装置を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ 発熱素子
２ ファン
３ 制御基板
４ ヒートシンク
４−１ 切欠き穴
５ 制御装置筐体
５−１ 吐出口
５−２ 吸込口
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンを用いた冷却構造を有する電気制御装置に関するもので、例えばサーボ制御装置のような電気制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子が取付けられたヒートシンクの冷却フィンに冷却風を流通させて冷却することは公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１５０２８４号公報
【０００４】
特許文献１記載の発明は、ヒートシンクを大きくすることなく半導体素子を確実に冷却するもので、半導体素子を取付けた第１のヒートシンクと、半導体素子を取付けた第２のヒートシンクと、風洞を形成する覆板と、冷却風を導く整流板とを有し、第１のヒートシンクは空間を介して第２のヒートシンクを配設され、覆板は両ヒートシンクを覆って底板との間に風洞を形成し、整流板は斜辺部を有する部材からなり第１のヒートシンクの側面と第２のヒートシンクの側面に跨がって配置され、一方端を第２のヒートシンクの側面に取付け、他方端を第１のヒートシンクの側面に取付けるようにしている。
しかしながら、半導体素子のそれぞれに別個のヒートシンクを設けているため、２個のヒートシンクの間に隙間ができ、その隙間を塞ぐための底板が別途必要となり、また、冷却ファンへ通じる風洞を形成する覆板も別途必要となり、部品点数が多くなり、取付工数も増え、コスト高となった。
【０００５】
図５は本発明の前提となった電気制御装置を示すもので、これは特許文献１記載の発明ような底板や覆板は必要としないものである。
図において、１は複数の発熱素子、２はファン、３は制御基板、４はヒートシンクである。複数の発熱素子１、ファン２および制御基板３は共通の大きなヒートシンク４の上に搭載されている。ヒートシンク４のファン２の冷却風は発熱素子１および制御基板３に吹き付けられ、これらを冷却する。
これによれば、複数の半導体素子は共通の大きなヒートシンクに搭載されているため、複数の半導体素子の間に隙間がなく、したがって底板が不要となり、また、冷却ファンへ通じる風洞を形成する覆板も不要となり、部品点数も取付工数も減り、コストダウンとなった。
しかしながら、複数の発熱素子１は周辺部品も含めて密集して配設されているため、発熱素子１への冷却風は十分にあたらず、放熱効果は十分ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の電気制御装置では、発熱素子が装置内部にその他部品と密集して搭載されているような場合、ヒートシンクによる放熱は、熱を拡散するだけにとどまり、装置外部への積極的な放熱は行えず、ファンを利用して放熱する場合も、発熱素子周辺が密集しているため、ファンの冷却風が十分に発熱素子に届かず、放熱効果は発熱素子に対して十分ではなく、温度上昇を効率よく抑えることは出来なかった。
また、放熱効果を上げようとすると発熱素子の間隔を大きくとる必要があり小型化できないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１記載の発明は、発熱素子を搭載するヒートシンクにおいて、該発熱素子搭載面とその反対面とを貫通する切欠き穴を端部近傍に設け、該切欠き穴を冷却風が流れる流路としたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のヒートシンクにおいて、前記反対面に冷却フィンを設けたことを特徴とする。
請求項３記載の電気制御装置の発明は、発熱素子と制御基板とを有する電気制御装置において、請求項１又は２記載のヒートシンクと、該ヒートシンクの切欠き穴に対向して設けられたファンとを備え、前記発熱素子と前記制御基板を電気的に接続し、前記発熱素子を前記ヒートシンクの発熱素子搭載面に搭載し、前記ファンからの風が前記切欠き穴を通してヒートシンクの前記反対面に流れるようにしたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、吸込口と吐出口とを備える制御装置筐体の中に収納された請求項３記載の電気制御装置において、前記切欠き穴を通過した風が前記吐出口へと流れる流路を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の電気制御装置において、前記吸込口にフィルタを設けたことを特徴とする。
このように、ヒートシンクに発熱素子搭載面と非発熱素子搭載面とを貫通させる切欠き穴を設けたので、ファンからの冷却風が切欠き穴を通って発熱素子の裏面のヒートシンク面に流れるため、発熱素子からの熱はヒートシンクを介して冷却風に伝わり、その冷却風は密集していない流路を通過でき外部へ放出できるため、効率よく放熱が可能になり温度上昇を抑えることが可能になる。その結果、発熱素子を密集して配置しても効率よく放熱ができるので、ユニットの小型化が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面に基づいて詳しく説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す電気制御装置の分解斜視図、図２は図１の制御基板とヒートシンクを組み立てた電気制御装置の斜視図、図３は図２に示す電気制御装置の冷却風の流れを示す側面断面図である。
図１〜図３において、１は発熱素子、２はファン、３は制御基板、４はヒートシンク、
発熱素子１、ファン２、および制御基板３はヒートシンク４の上に搭載されており、ヒートシンク４には切欠き穴４−１が発熱素子搭載面と非搭載面を貫通するように設けられている。そして、この切欠き穴４−１に対向させてファン２を搭載している。したがって、ファン２からの冷却風は切欠き穴４−１を通って非搭載面側に冷却風を流すことになる。搭載面からの冷却風が非搭載面に流れ込むと、発熱素子１の裏側のヒートシンク面を通過するように冷却風は流れていく。このように、発熱素子１からヒートシンク４に伝わった熱が、この流れの冷却風に伝わり、装置外部へ導かれるため、たとえ発熱素子１の搭載側が部品により密集していたとしても、ヒートシンク４を介して十分に放熱することが可能となる。
【０００９】
図４は第２の実施の形態で、図３記載の電気制御装置を内蔵した制御装置筐体の側面断面図である。
図４において、１は発熱素子、２はファン、３は制御基板、４はヒートシンク、４−１は切欠き穴、５は制御装置筐体、５−１は制御装置筐体における空気の吐出口、５−２は制御装置筐体における空気の吸込口である。
図４から判るように、図３の電気制御装置は制御装置筐体５で覆われており、空気の吸込口５−２には防塵用のフィルタを有している。
この場合、冷却風の流れは、まず吸込口５−２からフィルタを介して塵埃の取り除かれた空気が制御装置筐体５の内に取り込まれ、制御基板３の周辺を通過し切欠き穴４−１へと導かれ、切欠き穴４−１を通過し、発熱素子１の裏側のヒートシンク面を通り、吐出口５−１から装置の外部へと流れ出る。
このような冷却風の流れにより、温度上昇のないフィルタからの冷却風はまず制御基板３を冷却し、切り欠き穴４−１へと流れた後、発熱素子裏側のヒートシンク面を通り発熱素子１からの熱を伝え、装置外部へ放出される。
このように、発熱素子１の熱は吐出口５−１の直前で放熱されるため、内部の温度上昇を防ぐことが可能になる。
また、吐出口５−１に防塵用のフィルタを設けて、吐出口５−１からフィルタを介して塵埃の取り除かれた空気を室内に放出するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、ヒートシンクに発熱素子搭載面と非発熱素子搭載面とを貫通させる切欠き穴を設け、ファンを稼動させると、切欠き穴及び発熱素子を搭載した裏側のヒートシンク面に冷却風が流れるような流路を設けたので、発熱素子側が密集していて冷却風が十分に通過していなくても、発熱素子の裏面のヒートシンク面には冷却風が流れるため、発熱素子からの熱はヒートシンクを介して冷却風に伝わり、その冷却風は密集していない流路を通過でき外部へ放出できるため、効率よく放熱が可能になり温度上昇を抑えることが可能になる。その結果、発熱素子を密集して配置しても効率よく放熱ができるため、ユニットの小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電気制御装置の正面方向の分解斜視図である。
【図２】図１の制御基板とヒートシンクを組み立てた電気制御装置の正面方向の斜視図である。
【図３】図２に示す電気制御装置の冷却風の流れを示す側面断面図である。
【図４】第２の実施の形態で、図３記載の電気制御装置を内蔵した制御装置筐体の側面断面図である。
【図５】本発明の前提となった電気制御装置を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ 発熱素子
２ ファン
３ 制御基板
４ ヒートシンク
４−１ 切欠き穴
５ 制御装置筐体
５−１ 吐出口
５−２ 吸込口
Claims (5)
- 発熱素子を搭載するヒートシンクにおいて、該発熱素子搭載面とその反対面とを貫通する切欠き穴を端部近傍に設け、該切欠き穴を冷却風が流れる流路としたことを特徴とするヒートシンク。
- 前記反対面に冷却フィンを設けたことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
- 発熱素子と制御基板とを有する電気制御装置において、
請求項１又は２記載のヒートシンクと、該ヒートシンクの切欠き穴に対向して設けられたファンとを備え、前記発熱素子と前記制御基板を電気的に接続し、前記発熱素子を前記ヒートシンクの発熱素子搭載面に搭載し、前記ファンからの風が前記切欠き穴を通してヒートシンクの前記反対面に流れるようにしたことを特徴とする電気制御装置。 - 吸込口と吐出口とを備える制御装置筐体の中に収納された請求項３記載の電気制御装置において、前記切欠き穴を通過した風が前記吐出口へと流れる流路を備えたことを特徴とする電気制御装置。
- 前記吸込口にフィルタを設けたことを特徴とする請求項４記載の電気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003146349A JP4269103B2 (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | 電気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003146349A JP4269103B2 (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | 電気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004349548A true JP2004349548A (ja) | 2004-12-09 |
| JP4269103B2 JP4269103B2 (ja) | 2009-05-27 |
Family
ID=33533222
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007335669A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置 |
| DE112007002094T5 (de) | 2006-09-07 | 2009-07-16 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Kitakyushu | Motorsteuervorrichtung |
| DE112007002126T5 (de) | 2006-09-13 | 2009-07-23 | K.K. Yaskawa Denki, Kitakyushu | Motorsteuervorrichtung |
| DE112007002035T5 (de) | 2006-09-06 | 2009-07-30 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Kitakyushu | Motorsteuervorrichtung |
| DE112007002019T5 (de) | 2006-09-04 | 2009-10-08 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Kitakyushu-Shi | Motorsteuervorrichtung |
| WO2021193882A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 電子機器 |
| US12075593B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-08-27 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Electronic apparatus |
| US12298823B2 (en) | 2020-03-27 | 2025-05-13 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Electronic apparatus and exterior panel thereof |
| US12324124B2 (en) | 2020-03-27 | 2025-06-03 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Electronic apparatus |
-
2003
- 2003-05-23 JP JP2003146349A patent/JP4269103B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7898806B2 (en) | 2006-09-04 | 2011-03-01 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor controller |
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| DE112007002126T5 (de) | 2006-09-13 | 2009-07-23 | K.K. Yaskawa Denki, Kitakyushu | Motorsteuervorrichtung |
| US7817421B2 (en) | 2006-09-13 | 2010-10-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor controller |
| WO2021193882A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 電子機器 |
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| US12075593B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-08-27 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Electronic apparatus |
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|---|---|
| JP4269103B2 (ja) | 2009-05-27 |
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