冷却构造体和电气装置的制作方法

1.本说明书涉及冷却构造体和电气装置。


背景技术：

2.如日本特开平10-145079号公报(专利文献1)所公开的那样，在电气装置中，在壳体内收容有各种元件(发热源)。在壳体上为了散热而设置有冷却构造体。专利文献1公开的冷却构造体具备风扇机构。以覆盖风扇马达的方式配置有风扇罩，在风扇罩的内侧沿着风扇罩的内壁以环状配置有屏蔽构件。在风扇马达上连接有线束。
3.专利文献1：日本特开平10-145079号公报
4.在专利文献1公开的冷却构造体中，仅风扇设置为主要的散热单元，在提高散热性能方面存在改善的余地。另外，连接于风扇马达的线束的大致整体以在风扇罩的内侧暴露的状态配置，在提高屏蔽性能方面存在改善的余地。


技术实现要素：

5.本说明书目的在于公开具备能够提高散热性能和屏蔽性能双方的结构的冷却构造体和具备这样的冷却构造体的电气装置。
6.基于本公开的冷却构造体具备：主体部，其具有形成有散热面的基座部、从上述散热面起突出并从上述散热面侧的基端朝向末端在高度方向上延伸的多个散热片以及由具有导电性的构件形成且从上述散热面起在上述高度方向上突出的突出部，并使从发热源接受到的热经过上述散热面和多个上述散热片而放出；盖构件，其具有空气导入口，并配置为从上述末端侧覆盖上述突出部和多个上述散热片，并与上述散热面和多个上述散热片一起形成流路；以及风扇机构，其通过被旋转驱动，产生上述空气导入口这侧成为上游且上述流路这侧成为下游的气流，上述盖构件中至少以覆盖上述突出部的方式配置的部分具有导电性，上述风扇机构具有叶片部、使上述叶片部旋转的驱动部以及用于对上述驱动部供给电力的布线，上述突出部具有第1贯通孔，上述基座部具有与上述第1贯通孔连通的第2贯通孔，上述布线具有：第1部分，其与上述驱动部连接，并且配置于上述盖构件与上述主体部之间；和第2部分，其与上述第1部分连续，并且插通于上述第1贯通孔和上述第2贯通孔。
7.基于本公开的电气装置具备壳体和收容于上述壳体内的发热源，在上述壳体设置有基于本公开的上述的冷却构造体。
8.根据本说明书公开的结构，能够获得具备能够提高散热性能和屏蔽性能双方的结构的冷却构造体和具备这样的冷却构造体的电气装置。
附图说明
9.图1是表示具备实施方式1的冷却构造体50的电气装置100的立体图。
10.图2是表示实施方式1的冷却构造体50所具备的主体部10的俯视图。
11.图3是表示实施方式1的冷却构造体50分解的状态的立体图。
12.图4是沿着图1中的iv-iv线的箭头方向的剖视图，且示出实施方式1的冷却构造体50的截面构造。
13.图5是沿着图1中的v-v线的箭头方向的剖视图，且示出实施方式1的冷却构造体50的其他截面构造。
14.图6是表示实施方式2的冷却构造体所具备的主体部10a的俯视图。
15.图7是表示实施方式3的冷却构造体所具备的主体部10b的俯视图。
具体实施方式
16.以下，参照附图对用于实施发明的形式进行说明。在以下的说明中对相同的部件和相当部件标注相同的参照编号，存在不反复重复的说明的情况。
17.[实施方式1]
[0018]
(电气装置100)
[0019]
图1是表示具备冷却构造体50的电气装置100的立体图。电气装置100具备壳体40和收容于壳体40内的发热源42。发热源42由各种元件构成，并因进行驱动而发热。在壳体40为了散热而设置有冷却构造体50。
[0020]
(冷却构造体50)
[0021]
图2是表示冷却构造体50所具备的主体部10的俯视图。图3是表示冷却构造体50分解的状态的立体图。图4是沿着图1中的iv-iv线的箭头方向的剖视图，图5是沿着图1中的v-v线的箭头方向的剖视图。如图1～图5(主要为图3)所示，冷却构造体50具备主体部10、盖构件20和风扇机构30。
[0022]
(主体部10)
[0023]
主体部10具备平板状的基座部11、立设在基座部11上的多个散热片13、立设在基座部11上的突出部13t。基座部11的表面(基座部11的位于基座部11的厚度方向端部侧的面)形成散热面12(图4)。
[0024]
突出部13t具有侧面13p和与侧面13p相反一侧的侧面13q。突出部13t和多个散热片13从散热面12突出，它们均从散热面12侧的基端13a(图3)朝向末端13b在高度方向h(图3)上延伸。本公开的高度方向h也可以称为基座部11的厚度方向。在基座部11上还设置有俯视时沿着基座部11的3条边以大致u字状延伸的比较大的部位。形成于该部位的具有u字状的内周面也形成后述的流路18，因此，该部位也能够具有作为散热片13的功能。
[0025]
多个散热片13中的至少一个散热片13(此处，与突出部13t相邻的一个热片13)在末端侧具有凹部13d。在凹部13d内配置有后述的布线31c的第1部分31d(图3、图5)。
[0026]
突出部13t由具有导电性的构件形成。包含突出部13t的基座部11的整体也可以由具有导电性的构件形成。本实施方式的突出部13t形成流路18。即，本公开的突出部13t也可以作为散热片发挥功能。在突出部13t上，形成有位于侧面13p、13q之间并沿着高度方向h延伸的第1贯通孔13h(图5)。在本实施方式中，突出部13t具有位于末端侧的顶面13m和在高度方向h上设置于比顶面13m低的高度位置的台阶面13n(图3、图5)。第1贯通孔13h设置为贯通台阶面13n。在基座部11形成有第2贯通孔11h。第2贯通孔11h沿着高度方向h延伸，并与第1贯通孔13h连通。第1贯通孔13h与第2贯通孔11h以同轴状排列配置，形成一个贯通孔10h(图5)。
[0027]
散热面12包含没有设置有突出部13t和多个散热片13的平坦区域12a，突出部13t和多个散热片13配置为从四周的局部或整体包围平坦区域12a(参照图2)。此外，此处所说的“没有设置有突出部13t和多个散热片13的平坦区域12a”，不包含由细长地延伸的多个散热片13划分出的流路的下表面的部分。在俯视时，平坦区域12a具有比由多个散热片13划分出的流路的下表面(由散热面12形成的表面)大的表面积，并具有比后述风扇机构30的风扇主体31大的表面积。
[0028]
主体部10的上表面14(图3)形成平坦的平面。在上表面14的四角位置分别设置有螺孔。上表面14是沿着基座部11的外周缘立设的上述u字状的部位(散热片13)的与基座部11相反一侧的面。上表面14是散热片13的在与从基端13a朝向末端13b的方向交叉的方向上延伸的面中的结构末端13b的面。不是必须使上表面14的螺孔设置于主体部10的作为散热片发挥功能的部位。螺孔能够设置于主体部10的任意位置，也可以在不是作为散热片发挥功能的部位设置有螺孔。
[0029]
主体部10还具有从散热面12起在高度方向h上突出的突起部15。与散热片13相同，突起部15从散热面12突出，从散热面12侧的基端15s(图4)朝向末端15t在高度方向h上延伸。突起部15是供后述台座部32紧固的部分。在高度方向h上，突起部15的上端面15a(若详述，则为突起部15的在与从基端15s朝向末端15t的方向交叉的方向上延伸的面中的构成末端15t的面)设置于比上表面14的位置低一级的位置。在上端面15a设置有螺孔15b。
[0030]
由壳体40内的发热源42(图1)产生的热向基座部11传递。主体部10使经由基座部11从发热源42接受到的热经过散热面12、突出部13t和多个散热片13放出。也可以是，主体部10与壳体40相互独立而作成，在壳体40安装有主体部10。也可以是，主体部10被作为壳体40的结构要素之一而预先与壳体40一体地形成。
[0031]
(盖构件20)
[0032]
盖构件20具有平板状的形状，并紧固于主体部10。盖构件20配置为从末端13b侧覆盖多个散热片13，从而盖构件20与散热面12和多个散热片13一起形成多个流路18(图1)。此处，盖构件20配置为从末端13b侧覆盖突出部13t，由此在突出部13t的两侧也形成有流路18(图1)。突出部13t的侧面13p、13q与盖构件20和散热面12一起形成流路18。突出部13t也能够具有作为散热片的功能。盖构件20中至少以覆盖突出部13t的方式配置的部分21t(图3、图5)具有导电性。包含部分21t的盖构件20的整体也可以由具有导电性的构件形成。
[0033]
在盖构件20的外周缘(此处四角的位置)分别形成有贯通孔。紧固件分别插通于贯通孔，并分别旋合于主体部10四角的螺孔。由此，盖构件20紧固于主体部10(图1)。此外，此处的4个(四角)这样的数字是例示的，也可以是3个、5个等任意的多个。盖构件20的外形形状也不局限于矩形状，也可以是多边形、椭圆形、圆形等任意形状。
[0034]
在盖构件20的大致中央贯通形成有空气导入口21h。在盖构件20中空气导入口21h的四周形成有贯通孔24a、24b、25。详情将后述，但在贯通孔24a、24b、25分别插通有紧固件28a、28b、29，利用紧固件28a、28b、29将风扇机构30的台座部32紧固于盖构件20。
[0035]
(风扇机构30)
[0036]
风扇机构30具有风扇主体31和台座部32，并紧固于盖构件20。风扇主体31包括叶片部31b、使叶片部31b旋转的驱动部31a以及用于对驱动部31a供给电力的布线31c。叶片部31b配置为在盖构件20紧固于主体部10的状态下与散热面12中的平坦区域12a相向(参照图
3中的箭头ar)。在高度方向h(图4)上，驱动部31a和叶片部31b配置于盖构件20与散热面12之间。风扇主体31(叶片部31b)由突出部13t和多个散热片13从四周包围。
[0037]
布线31c例如由具有带状的形状的扁平线缆构成。扁平线缆的技术的概念也包含fpc(flexible printed circuits)、以带状形成(成形)的布线构件。布线31c具有第1部分31d和第2部分31e。第1部分31d与驱动部31a连接，并且，该第1部分31d从驱动部31a起朝向径向外侧延出，配置于盖构件20与主体部10之间(图3、图5)。此处，第1部分31d配置为在盖构件20与台阶面13n之间通过。第1部分31d还配置为进一步在盖构件20与凹部13d之间通过。第2部分31e与第1部分31d连续，并插通于第1贯通孔13h和第2贯通孔11h。第2部分31e的同第1部分31d相反一侧的末端与壳体40内部的控制装置等(未图示)连接。
[0038]
叶片部31b被旋转驱动，由此产生空气导入口21h(图1)这侧成为上游且流路18(图1)这侧成为下游的气流。风扇主体31能够由沿着叶片部31b的旋转轴线的方向经由空气导入口21h吸入空气并且朝向旋转径向的外侧(排列有多个散热片13那侧)高效地喷出空气的离心风扇等(例如多翼片风扇、涡轮风扇)构成。
[0039]
台座部32由薄板状的构件形成，保持风扇主体31，并且台座部32将风扇主体31安装于盖构件20。台座部32包括环状的外周部33a、设置于外周部33a内侧的中央部33b、以及3个连接部33c。3个连接部33c沿着径向从中央部33b起以放射状延出，将中央部33b连接于外周部33a。此外，此处的3个这样的数字是例示的，也可以是2个、4个等任意的多个。风扇主体31的驱动部31a紧固于中央部33b。
[0040]
在台座部32的外周部33a形成有螺孔34a、34b和贯通孔35。紧固件28a、28b分别插通于盖构件20的贯通孔24a、24b，分别旋合于台座部32的螺孔34a、34b。紧固件29插通于盖构件20的贯通孔25和台座部32的贯通孔35，并旋合于主体部10(突起部15)的螺孔15b。台座部32通过紧固件28a、28b紧固于盖构件20。台座部32还通过紧固件29紧固于主体部10的突起部15。紧固件29将盖构件20和台座部32共同紧固于突起部15。台座部32由盖构件20和突起部15的上端面15a夹着。
[0041]
(作用和效果)
[0042]
如图5所示，从基座部11(散热面12)突出设置有具有导电性的突出部13t，突出部13t的第1贯通孔13h和基座部11的第2贯通孔11h形成贯通孔10h(图5)。布线31c的第1部分31d配置于盖构件20与主体部10之间，布线31c的第2部分31e插通于贯通孔10h(第1贯通孔13h和第2贯通孔11h)。盖构件20中至少以覆盖突出部13t的方式配置的部分21t具有导电性。
[0043]
在专利文献1(日本特开平10-145079号公报)的情况下，与风扇马达连接的线束的大致整体以在风扇罩的内侧暴露的状态配置。与这样的专利文献1的结构不同，上述实施方式1的结构中，与驱动部31a连接的布线31c的大部分由具有导电性的构件包围，能够实现屏蔽性能的提高。为了得到更好的屏蔽效果，突出部13t的顶面13m与盖构件20的部分21t接触较佳。作为为了屏蔽性而采用的具有导电性的构件，不局限于金属制的构件，也可以是在内部分散有金属粒子的树脂构件等。
[0044]
在冷却构造体50中，由壳体40内的发热源42(图1)产生的热向基座部11传递。热经过散热面12、突出部13t和多个散热片13放出。通过风扇机构30来促进散热。由于突出部13t和多个散热片13的存在，能够实现比专利文献1(日本特开平10-145079号公报)的情况提高
散热性能。突出部13t的侧面13p、13q也形成流路18，突出部13t也能够作为散热片发挥功能，因此，能够发挥更高的散热效果。
[0045]
在形成流路18(图1)的盖构件20上紧固有风扇机构30。相对于此，也存在风扇机构30例如紧固于主体部10的情况。在这样的情况下，风扇主体31由主体部10稳定地保持，因此，即便风扇主体31被旋转驱动了，其影响也几乎不会传递于盖构件20，也几乎不产生因盖构件20的振动引起的噪声等。另一方面，在盖构件20上紧固有风扇机构30的情况下，通过叶片部31b旋转而容易使盖构件20振动，容易产生因盖构件20的振动引起的噪声等。
[0046]
如上述那样，在实施方式1的冷却构造体50中，风扇主体31的台座部32通过紧固件29而紧固于主体部10(突起部15)。盖构件20中的设置于四角的紧固部位形成固定端，并且台座部32中的与突起部15连接的部分也形成固定端。风扇机构30以接近两端支承的形式被保持，因此，即便在叶片部31b被旋转驱动了时，盖构件20也不易振动，进而也有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。
[0047]
如上述那样，在冷却构造体50中，风扇主体31的叶片部31b配置为与散热面12中的平坦区域12a相向。不是必须在基座部11(散热面12)形成平坦区域12a，但通过采用该结构，来自风扇主体31的空气等能够与平坦区域12a抵接并以放射状移动，高效地向流路18流入。
[0048]
如上述那样，在冷却构造体50中，在突出部13t形成有台阶面13n，布线31c的第1部分31d配置为在盖构件20与台阶面13n之间通过。第1部分31d的表面中的更多的部分由突出部13t包围，能够起到较高的屏蔽效果。另外，能够将布线31c配置于盖构件20与突出部13t(台阶面13n)之间的狭窄的间隙，能够实现冷却构造体50的轻薄化和小型化等。这对于形成于散热片13的凹部13d也是相同的。布线31c配置为沿着盖构件20而在台阶面13n上和凹部13d内通过，从而也能够有效地抑制空气等在流路18中流动被布线31c的存在阻碍的情况。布线31c配置为在台阶面13n上和凹部13d内通过，从而也能够抑制布线31c的位置偏移。
[0049]
另外，如上述那样，在冷却构造体50中，在高度方向上，风扇主体31的叶片部31b和驱动部31a配置于盖构件20与散热面12之间。该结构不是必须的，但通过采用该结构，能够成为多个散热片13从四周包围风扇主体31(叶片部31b和驱动部31a)这样的配置，能够实现冷却构造体50的轻薄化和小型化等。布线31c由具有带状的形状的扁平线缆构成，由此也能够将布线31c配置于盖构件20与散热面12之间的狭窄的间隙，能够实现冷却构造体50的轻薄化和小型化等。
[0050]
如上述那样，在冷却构造体50中，在主体部10设置有突起部15，风扇主体31的台座部32通过紧固件29紧固于突起部15。不是必须将突起部15设置于主体部10，但由于突起部15的存在，能够容易且简单地实现将台座部32紧固于主体部10侧这样的结构即由盖构件20和突起部15的上端面15a夹着台座部32而形成固定端这样的结构。
[0051]
作为用于将台座部32紧固于主体部10侧的紧固部，也可以采用从台座部32下垂设置托架等并在基座部11、散热面12的任意部位连接该托架这样的结构。通过该结构，台座部32中与突起部15连接的部分形成固定端，有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。如上述那样，在冷却构造体50中，紧固件29将盖构件20和台座部32共同紧固于突起部15。能够通过一个紧固件29实现将盖构件20紧固于突起部15这样的结构和将台座部32紧固于突起部15这样的结构双方。
[0052]
风扇主体31的台座部32通过紧固件29(紧固件28a)紧固于主体部10。作为用于将
台座部32紧固于主体部10侧的紧固部，也可以通过螺栓紧固来实现，也可以通过由粘合剂、焊接形成的紧固来实现，也可以通过铆接构造等来实现。即，盖构件中的紧固于主体部的部位成为紧固部。然而，作为紧固部，不是必须使用这样的紧固件29等的结构，例如，风扇主体31的台座部32也可以以从主体部10接受相对于台座部32的作用力那样的形式装入冷却构造体中。
[0053]
使突起部15的高度变高。根据该结构，即便不使用紧固件28a(图6)，台座部32也由盖构件20和突起部15的上端面15a夹着，风扇机构30以接近两端支承的形式受到保持，因此，即便在叶片部31b被旋转驱动了时，盖构件20也不易振动，进而也有效地抑制产生因盖构件20的振动引起的噪声等。与不使用紧固件28a对应，能够实现部件数量的减少。
[0054]
[实施方式2]
[0055]
图6是表示实施方式2中的冷却构造体所具备的主体部10a的俯视图。来自布线31c的噪声容易从流路18的出口部分13e向外部辐射。因此，为了更加提高屏蔽性能，以不易从出口部分13e视认布线31c或者无法从出口部分13e视认布线31c的方式使散热片13和突出部13t弯曲而构成较佳。
[0056]
采用图6所示那样的散热片13和突出部13t的结构。在这种情况下，例如，即便欲从出口部分13e向箭头dr1的方向观察布线31c，也由于散热片13和突出部13t的存在而被遮挡，实质上无法视认布线31c。通过采用这样的遮挡效果的结构，能够得到更高的屏蔽性能。
[0057]
[实施方式3]
[0058]
图7是表示实施方式3的冷却构造体所具备的主体部10b的俯视图。在上述的实施方式1(图2)中，突出部13t作为散热片发挥功能。另一方面，在实施方式3的主体部10b中，采用图7所示那样的突出部13t。
[0059]
突出部13t从基座部11(散热面12)起在高度方向h上突出这方面在实施方式1、3中共用，突出部13t的侧面13p形成流路18，但突出部13t不具有鳍片形状。突出部13t的顶面13m由主体部10的上表面14形成。即便在采用该结构的情况下，也能够得到与上述的实施方式1相同的作用和效果。
[0060]
以上，对实施方式进行了说明，但上述的公开内容所有方面均为例示且不是限制性的。本发明的技术范围由权利要求书示出，旨在包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。
[0061]
附图标记说明
[0062]
10、10a、10b...主体部；10h、24a、24b、25、35...贯通孔；11...基座部；11h...第2贯通孔；12...散热面；12a...平坦区域；13...散热片；13t...突出部；13a、15s...基端；13b、15t...末端；13d...凹部；13e...出口部分；13h...第1贯通孔；13m...顶面；13n...台阶面；13p、13q...侧面；14...上表面；15...突起部；15a...上端面；15b、34a、34b...螺孔；18...流路；20...盖构件；21h...空气导入口；21t...部分；28a、28b、29...紧固件；30...风扇机构；31...风扇主体；31a...驱动部；31b...叶片部；31c...布线；31d...第1部分；31e...第2部分；32...台座部；33a...外周部；33b...中央部；33c...连接部；40...壳体；42...发热源；50...冷却构造体；100...电气装置；ar、dr1...箭头；h...高度方向。