專利名稱：電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子設(shè)備，更具體地涉及一種諸如電源裝置等的電子設(shè)備，其中發(fā)熱部件和用于散發(fā)發(fā)熱部件的熱量的散熱器設(shè)置在印刷電路板上并且容納在殼體內(nèi)。
背景技術(shù)：
在其殼體內(nèi)具有發(fā)熱部件的電子設(shè)備中，散熱器與相應(yīng)的發(fā)熱部件一起使用以防止發(fā)熱部件過(guò)熱。來(lái)自發(fā)熱部件的熱量從發(fā)熱部件向外散發(fā)并且經(jīng)由散熱器進(jìn)入殼體內(nèi)部，在殼體中產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)由風(fēng)扇從殼體排出。然而，當(dāng)由發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱量與電功率的增加成比例地增加時(shí)，用于散熱的散熱器的面積變得不夠用。在為相應(yīng)的發(fā)熱部件提供散熱器并且殼體中的氣體由風(fēng)扇從殼體排出的情況下，空氣流充分地通過(guò)殼體內(nèi)部的一部分而流過(guò)其他部分時(shí)不夠充足?？傮w上，空氣未能充分地圍繞對(duì)應(yīng)于用于發(fā)熱部件的散熱器的所有部位流動(dòng)。
日本專利No.2594274公開(kāi)了一種具有外殼的不間斷電源，在該外殼中容納主電路單元、輸出變壓器、電池、輸入/輸出元件和風(fēng)扇。主電路單元包括其上安裝有半導(dǎo)體、電子零件和散熱塊的印刷電路板，和通過(guò)散熱塊連接到印刷電路板的冷卻片。在不間斷電源中，作為發(fā)熱源的輸出變壓器61和主電路單元62在形成于外殼63中的入口64和冷卻風(fēng)扇65之間平面配置地對(duì)齊，如圖5所示。矩形的空氣通道由主電路單元62的印刷電路板66和殼體67形成。主電路單元62的半導(dǎo)體、散熱塊和冷卻片設(shè)置在空氣通道中。
日本專利申請(qǐng)No.2005-142379中公開(kāi)了一種具有殼體和安裝在殼體中的印刷電路板的電子設(shè)備。散熱部件、電子零件和風(fēng)扇安裝在印制電路板的表面上。散熱部件(或散熱器)用來(lái)有效地冷卻電子零件以及當(dāng)外力施加于電子設(shè)備時(shí)支持印刷電路板和殼體。在電子設(shè)備中，散熱部件72、風(fēng)扇73和電子零件74安裝在印刷電路板71的表面上，如圖6所示。散熱部件72基本上垂直地安裝到印刷電路板71，并且具有基本上為U形的橫截面。散熱部件72在寬度方向上位于印刷電路板71的中心，產(chǎn)生大量熱量的電子零件74設(shè)置在印刷電路板71上與散熱部件72接觸。風(fēng)扇73鄰近于散熱部件72的一端設(shè)置從而將氣體從散熱部件72的內(nèi)部排出殼體(未示出)。
當(dāng)將被冷卻的部件的數(shù)量大時(shí)，如在日本專利No.2594274中所公開(kāi)的其中將要被冷卻的部件在入口64和冷卻風(fēng)扇65之間對(duì)齊的散熱結(jié)構(gòu)中，對(duì)于除了面對(duì)入口64和冷卻風(fēng)扇65設(shè)置的部件之外的部件的冷卻效率下降。
如在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2005-142379中公開(kāi)的散熱結(jié)構(gòu)中，設(shè)置成與散熱部件72接觸的電子零件74被有效地冷卻。然而，對(duì)于設(shè)置在印刷電路板71上且不與散熱部件72接觸的部件的冷卻效率低。因此，在采用諸如發(fā)熱元件、變壓器、線圈等許多發(fā)熱部件的電源中很難有效地散熱和使散熱器小型化。
基于上述的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種提高對(duì)諸如發(fā)熱元件、變壓器、線圈等發(fā)熱部件進(jìn)行散熱的效率并且使散熱器小型化的電子設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電子設(shè)備，包括殼體；散熱器，容納在殼體中并且形成為具有空氣通道的的形狀；容納在殼體中并鄰近于散熱器的一個(gè)端部的風(fēng)扇；以及其上安裝有發(fā)熱元件和線圈部件的電路板。該電路板容納在殼體中。設(shè)置發(fā)熱元件，以使發(fā)熱元件的熱量可傳送到散熱器，以及線圈部件設(shè)置在散熱器的相對(duì)于風(fēng)扇來(lái)說(shuō)的相反側(cè)的空氣通路中。
通過(guò)下面結(jié)合附圖以舉例的方式說(shuō)明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


本發(fā)明的被認(rèn)為是新的特征在所附權(quán)利要求中具體地闡述。本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)參考下列結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明而被最好地理解，其中圖1是將蓋移除時(shí)根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電子設(shè)備的內(nèi)部透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的散熱器的透視圖；圖3是優(yōu)選實(shí)施例的電子設(shè)備的平面圖；
圖4是優(yōu)選實(shí)施例的電子設(shè)備的正視圖，示出了散熱器和在散熱器下面的電子零件，圖5是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不間斷電源的平面圖；以及圖6是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電子設(shè)備的內(nèi)部的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電源。參考圖1，作為電子設(shè)備的電源11包括殼體12，其上安裝有發(fā)熱元件13(如圖2和圖3所示)和線圈部件14的電路板15，多個(gè)散熱器16和17(在此優(yōu)選實(shí)施例中是兩個(gè))，以及多個(gè)風(fēng)扇18(在此優(yōu)選實(shí)施例中是兩個(gè))。電路板15，散熱器16、17和風(fēng)扇18容納在殼體12中。一印刷電路板被用作電路板15。
殼體12包括主體12a和蓋12b，分別設(shè)置成由鐵片形成為預(yù)定形狀。主體12a和蓋12b由螺紋件(未示出)彼此固定。蓋12b還由螺紋件(未示出)固定到散熱器16和17。主體12a以四邊形箱的形狀形成，其中一個(gè)側(cè)壁被移除。蓋12b以基本上L的形狀形成以致于蓋12b覆蓋主體12a。蓋12b具有第一側(cè)壁12c，當(dāng)蓋12b被固定到主體12a時(shí)，該側(cè)壁垂直于主體12a的底壁設(shè)置。第一側(cè)壁12c具有通風(fēng)孔19，其通過(guò)狹縫形成在該側(cè)壁的整個(gè)表面上。主體12a具有面對(duì)通風(fēng)孔19的第二側(cè)壁12d。第二側(cè)壁12d具有通風(fēng)孔20，其通過(guò)狹縫形成在該側(cè)壁的整個(gè)表面上。每個(gè)狹縫由這樣的寬度形成以使得防止1mm直徑的電線從中通過(guò)。電路板15通過(guò)螺紋件15a(在圖1中示出)固定到主體12a的底壁。
參考圖2和4，散熱器16以具有空氣通道的形狀形成。更具體地，散熱器16具有基本上U形的橫截面，并且具有側(cè)壁16a、16b和連接側(cè)壁16a和16b上端部的上壁16c。散熱器16具有設(shè)置在側(cè)壁16a和16b之間并與上壁16c平行的多個(gè)片21。如圖4所示，在片21之中，最靠近電路板15的片21設(shè)置成在片21和電路板15之間提供用于容納電子零件的空間S，即片21垂直地連接到側(cè)壁16a和16b的內(nèi)表面，并且設(shè)置成沿著由風(fēng)扇18吹送的氣流延伸，且提供用于容納電子零件的空間S。除了長(zhǎng)度比散熱器16更短以外，散熱器17具有基本上與散熱器16相同的結(jié)構(gòu)。
參考圖1和3，散熱器16和17設(shè)置成其空氣通道彼此平行。風(fēng)扇18分別設(shè)置在散熱器16和17的端部。風(fēng)扇18設(shè)置成通過(guò)通風(fēng)孔19從殼體12的外部進(jìn)氣并且將空氣吹入散熱器16和17的空氣通道。風(fēng)扇18通過(guò)螺栓22固定到散熱器16和17。
參考圖3和4，在電路板15上的電子零件中，產(chǎn)生大量熱量的發(fā)熱元件13通過(guò)螺紋件23固定到散熱器16和17的側(cè)壁的外表面。換句話說(shuō)，發(fā)熱元件13設(shè)置成其熱量可傳送到散熱器16和17。發(fā)熱元件13包括開(kāi)關(guān)裝置、二極管等。
散熱器16和17設(shè)置在電路板15上，以致于在發(fā)熱元件13和主體12a之間以及在固定到散熱器16的發(fā)熱元件13和固定到散熱器17的發(fā)熱元件13之間提供預(yù)定的空間。因此，風(fēng)扇18不面對(duì)殼體12的通風(fēng)孔19的整個(gè)區(qū)域，也就是說(shuō)，通風(fēng)孔19也形成在第一側(cè)壁12c的除了面對(duì)風(fēng)扇18的部分(第一部分)之外的部分(第二部分)中。
變壓器24和作為線圈部件14的線圈25位于散熱器16和17的相對(duì)于風(fēng)扇18相對(duì)側(cè)的空氣通路上?？諝馔肥强諝庀蛏崞?6和17的空氣通道流入和從其中流出的通路。除了發(fā)熱元件13、變壓器24和線圈25以外的電子零件26安裝在變壓器24或線圈25與通風(fēng)孔20之間、變壓器24和線圈25之間、散熱器17和線圈25之間以及散熱器16和17之間的電路板15上。電子零件26包括電容器，電阻器，中央處理器(CPU)，存儲(chǔ)器等。
參考圖4，電子零件26安裝在散熱器16和17的最下面的片21下面的電路板15上(在空間S中)。雖然在優(yōu)選實(shí)施例中殼體12的底壁對(duì)應(yīng)于電源11的下側(cè)，但是也可以不限于使用電源11以致于殼體12的底壁對(duì)應(yīng)于其下側(cè)。例如，電源11固定在適當(dāng)?shù)奈恢靡灾掠跉んw12的底壁垂直地延伸或呈傾斜狀。
下面將描述如此構(gòu)成的電源11的操作。電源11連接到電源時(shí)處于工作狀態(tài)。當(dāng)電源11被驅(qū)動(dòng)時(shí)，風(fēng)扇18也被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)風(fēng)扇18被驅(qū)動(dòng)時(shí)，空氣通過(guò)在第一側(cè)壁12c的第一部分中的那部分通風(fēng)孔19從殼體12的外部吸入殼體12內(nèi)，并且吹向散熱器16和17的空氣通道。吹向散熱器16和17的空氣通道的空氣一直流向變壓器24和線圈25。在與變壓器24和線圈25接觸之后，一部分空氣流過(guò)變壓器24或線圈25與蓋12b之間的空間、在電子零件26之上的空間和通風(fēng)孔20而到達(dá)殼體12的外部。一部分空氣流過(guò)變壓器24和線圈25之間的空間，同時(shí)與電子零件26接觸，然后流出殼體12。
一部分空氣與變壓器24、線圈25和電子零件26接觸以改變其方向，朝向散熱器16和17之間的空間、散熱器16和殼體12的側(cè)壁之間的空間或散熱器17和殼體12的側(cè)壁之間的空間流動(dòng)。此空氣通過(guò)通風(fēng)孔19流出殼體12。
本優(yōu)選實(shí)施例提供下面有利的效果。
(1)電源11的殼體12中容納電路板15、多個(gè)散熱器16和17以及風(fēng)扇18，在該電路板上安裝有發(fā)熱元件13、線圈部件14(或變壓器24和線圈25)等。每個(gè)散熱器16和17以適當(dāng)?shù)男螤钚纬梢跃哂锌諝馔ǖ馈Ｉ崞?6和17設(shè)置成其空氣通道彼此平行。風(fēng)扇18分別設(shè)置在散熱器16和17的端部。發(fā)熱元件13設(shè)置成接觸散熱器16或17，以及線圈部件14相對(duì)于散熱器16或17位于風(fēng)扇18相對(duì)側(cè)的空氣通路中。因此，當(dāng)風(fēng)扇18被驅(qū)動(dòng)時(shí)空氣流過(guò)散熱器16和17的空氣通道，并且與散熱器16和17接觸的發(fā)熱元件13被有效地冷卻。此外，位于空氣通路中的線圈部件14被有效地冷卻。因此，冷卻發(fā)熱部件的效率得到提高，并且散熱器16和17的尺寸實(shí)現(xiàn)小型化。
(2)風(fēng)扇18設(shè)置成從殼體12的外部吸入空氣，并且分別向散熱器16和17的空氣通道吹入空氣。因此，從殼體12外部吸入的空氣吹向線圈部件14、即變壓器24和線圈25，以致于空氣有效地與線圈部件14接觸，因此提高了冷卻線圈部件14的效率。當(dāng)片21設(shè)置在散熱器16和17的空氣通道中并且設(shè)置風(fēng)扇18以從散熱器16和17的空氣通道向殼體12中吸入空氣，并且通過(guò)面對(duì)風(fēng)扇18的通風(fēng)孔19從殼體12抽出空氣時(shí)，會(huì)發(fā)生風(fēng)扇18的呼呼聲。然而，當(dāng)提供風(fēng)扇18以從殼體12的外部吸入空氣并且向散熱器16和17的空氣通道吹入空氣時(shí)，風(fēng)扇18的呼呼聲得到抑制。
(3)通風(fēng)孔19形成在殼體12的除了面對(duì)風(fēng)扇18的部分外的第一側(cè)壁12c的一部分中，并且從風(fēng)扇18吹出的空氣可以通過(guò)通風(fēng)孔19從殼體12排出。因此，與線圈部件14接觸的風(fēng)(空氣)改變其方向而流過(guò)散熱器16和17的外側(cè)，并且通過(guò)除了面對(duì)風(fēng)扇18的部分以外的一部分通風(fēng)孔19從殼體12排出。風(fēng)有助于冷卻位于散熱器16或17外側(cè)和附近的發(fā)熱元件13和電子零件26。
(4)片21形成在側(cè)壁16a和16b上。因此，冷卻發(fā)熱元件13的效率大于當(dāng)片21形成在上壁16c上時(shí)的效率。
(5)每個(gè)散熱器16和17具有基本上U形的截面。片21設(shè)置成垂直于散熱器16和17的側(cè)壁的內(nèi)表面，以致于沿著從風(fēng)扇18吹出的空氣流延伸，從而提供用于容納電子零件26的空間S。電子零件26安裝在電路板15上的空間S中。因此，冷卻散熱器16和17的效率被提高，同時(shí)電子零件26通過(guò)利用空間S被更有效地安裝。因此，殼體12或電源11以更小的尺寸形成。
(6)殼體由鐵片構(gòu)成。與殼體12由鋁片構(gòu)成的情況相比，這使得在形成殼體12的過(guò)程中的彎曲工藝和通風(fēng)孔19、20的狹縫形成工藝變得容易。此外，與利用鋁片的殼體相比，這降低了材料的成本。鐵片的導(dǎo)熱率比鋁片的導(dǎo)熱率小。然而，由發(fā)熱元件13和線圈部件14產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱器16和17的作用散發(fā)到殼體12的外部。因此，即使蓋12b由鐵片構(gòu)成，發(fā)熱元件13和線圈部件14也被有效地冷卻。
(7)殼體12(或蓋12b)通過(guò)螺紋件固定到散熱器16和17。因此，熱量從散熱器16和17散發(fā)到殼體12。
本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實(shí)施例，而是可以以各種替換實(shí)施例執(zhí)行，如下面的例子所述。
在優(yōu)選實(shí)施例中，風(fēng)扇18設(shè)置成從殼體12的外部吸入空氣，并且向散熱器16和17的空氣通道吹入該空氣。然而，風(fēng)扇18可以設(shè)置成從散熱器16和17的空氣通道吸入空氣，并且通過(guò)通風(fēng)孔19從殼體12排出空氣。通風(fēng)孔19可以僅形成在殼體12的第一側(cè)壁12c的面對(duì)風(fēng)扇18的第一部分中。
只要發(fā)熱元件13設(shè)置成其熱量可傳送到散熱器16或17，發(fā)熱元件13就不必與散熱器16或17直接接觸。替代地，諸如散熱片等的傳熱元件可以設(shè)置在發(fā)熱元件13和散熱器16或17之間。在這種情況下，由發(fā)熱元件13產(chǎn)生的熱量通過(guò)該傳熱元件比在發(fā)熱元件13通過(guò)螺紋件23直接固定到散熱器16或17的情況下更加有效地傳送到散熱器16或17。
在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置在散熱器16和17中的片21連接散熱器16和17的側(cè)壁16a和16b。替代地，該片21可以從任何一個(gè)側(cè)壁延伸。
設(shè)置在散熱器16和17中的片21與散熱器16和17的上壁16c平行。替代地，該片21可以從散熱器16和17的上壁16c向下延伸。然而，與上述替換實(shí)施例相比，在側(cè)壁16a和16b上設(shè)置片21提高了冷卻發(fā)熱元件13的效果。
該片21可以從散熱器16和17移除。該殼體12不限于由鐵片形成，也可以由鋁片形成。
殼體12的主體12a和蓋12b的形狀不限于優(yōu)選實(shí)施例中的形狀。例如，主體12a的形狀也可以是其頂部被打開(kāi)的箱狀，蓋12b可以是用于覆蓋主體12a的開(kāi)口的平板。
風(fēng)扇18可以分別與散熱器16和17隔開(kāi)間隔。散熱器16和17的數(shù)量不限于兩個(gè)，也可以是三個(gè)或更多。替代地，也可以僅只一個(gè)散熱器設(shè)置在電子設(shè)備中。
散熱器16和17的橫截面不限于基本上U形的橫截面，也可以是上壁偏轉(zhuǎn)或彎曲的形狀。
因此，給出的例子和實(shí)施例被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的，并且本發(fā)明不限于在此給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，包括殼體；容納在殼體中的散熱器；容納在殼體中的風(fēng)扇；以及安裝有發(fā)熱元件和線圈部件的電路板，該電路板容納在殼體中，其特征在于散熱器形成為具有空氣通道的形狀，風(fēng)扇鄰近于散熱器的一端，發(fā)熱元件設(shè)置成使發(fā)熱元件的熱量可傳送到散熱器，以及線圈部件設(shè)置在散熱器的相對(duì)于風(fēng)扇來(lái)說(shuō)的相對(duì)側(cè)的空氣通路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中所述風(fēng)扇設(shè)置成從殼體外部吸入空氣并且將空氣吹入散熱器的空氣通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電子設(shè)備，其中所述殼體具有鄰近風(fēng)扇的第一側(cè)壁，該第一側(cè)壁具有形成在第一側(cè)壁的面對(duì)風(fēng)扇的第一部分中的通風(fēng)孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電子設(shè)備，其中所述通風(fēng)孔還形成在第一側(cè)壁的除了第一側(cè)壁的第一部分外的第二部分中，從風(fēng)扇吹出并且與線圈部件接觸以改變方向的空氣通過(guò)第二部分中的通風(fēng)孔的一部分從殼體排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的電子設(shè)備，其中所述殼體具有面對(duì)第一側(cè)壁的第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁具有通風(fēng)孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中所述散熱器具有包括兩個(gè)側(cè)壁和連接側(cè)壁的上端的上壁的形狀，該散熱器具有基本上垂直于散熱器的側(cè)壁和上壁中的一個(gè)并且沿著由風(fēng)扇吹出的空氣流動(dòng)的方向延伸的片，以及設(shè)置在該片和電路板之間用于容納電子零件的空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電子設(shè)備，其中所述片形成在散熱器的側(cè)壁上，該片基本上與上壁平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中所述殼體由鐵片形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中多個(gè)散熱器和多個(gè)風(fēng)扇容納在殼體中，散熱器的空氣通道基本上相互平行，所述風(fēng)扇分別設(shè)置在散熱器的一端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中所述發(fā)熱元件設(shè)置成直接或間接地接觸散熱器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中所述散熱器設(shè)置在電路板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中所述殼體包括固定到散熱器的蓋。
全文摘要
一種電子設(shè)備，包括殼體；容納在殼體中并且形成一形狀以致于具有空氣通道的散熱器；容納在殼體中鄰近于散熱器的一個(gè)端部的風(fēng)扇；以及其上安裝有發(fā)熱元件和線圈部件的電路板。該電路板容納在殼體中。發(fā)熱元件設(shè)置成使發(fā)熱元件的熱量可傳送到散熱器，以及線圈部件設(shè)置在散熱器的相對(duì)于風(fēng)扇的相對(duì)側(cè)上的空氣通路中。
文檔編號(hào)G12B15/04GK101072492SQ20071012828
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者大見(jiàn)秀朗 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)