專利名稱：電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子設備，更具體地涉及一種諸如電源裝置等的電子設備，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置在印刷電路板上并且容納在殼體內(nèi)。
背景技術：
在其殼體內(nèi)具有發(fā)熱部件的電子設備中，散熱器與相應的發(fā)熱部件一起使用以防止發(fā)熱部件過熱。來自發(fā)熱部件的熱量從發(fā)熱部件向外散發(fā)并且經(jīng)由散熱器進入殼體內(nèi)部，在殼體中產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)由風扇從殼體排出。然而，當由發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱量與電功率的增加成比例地增加時，用于散熱的散熱器的面積變得不夠用。在為相應的發(fā)熱部件提供散熱器并且殼體中的氣體由風扇從殼體排出的情況下，空氣流充分地通過殼體內(nèi)部的一部分而流過其他部分時不夠充足?？傮w上，空氣未能充分地圍繞對應于用于發(fā)熱部件的散熱器的所有部位流動。
日本專利No.2594274公開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/輸出元件和風扇。主電路單元包括其上安裝有半導體、電子零件和散熱塊的印刷電路板，和通過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和冷卻風扇65之間平面配置地對齊，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的半導體、散熱塊和冷卻片設置在空氣通道中。
日本專利申請No.2005-142379中公開了一種具有殼體和安裝在殼體中的印刷電路板的電子設備。散熱部件、電子零件和風扇安裝在印制電路板的表面上。散熱部件(或散熱器)用來有效地冷卻電子零件以及當外力施加于電子設備時支持印刷電路板和殼體。在電子設備中，散熱部件72、風扇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設置在印刷電路板71上與散熱部件72接觸。風扇73鄰近于散熱部件72的一端設置從而將氣體從散熱部件72的內(nèi)部排出殼體(未示出)。
當將被冷卻的部件的數(shù)量大時，如在日本專利No.2594274中所公開的其中將要被冷卻的部件在入口64和冷卻風扇65之間對齊的散熱結構中，對于除了面對入口64和冷卻風扇65設置的部件之外的部件的冷卻效率下降。
如在日本專利申請公開2005-142379中公開的散熱結構中，設置成與散熱部件72接觸的電子零件74被有效地冷卻。然而，對于設置在印刷電路板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。
基于上述的問題，本發(fā)明提出一種提高對諸如發(fā)熱元件、變壓器、線圈等發(fā)熱部件進行散熱的效率并且使散熱器小型化的電子設備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種電子設備，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端部的風扇；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，以及線圈部件設置在散熱器的相對于風扇來說的相反側(cè)的空氣通路中。
通過下面結合附圖以舉例的方式說明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得明顯。


本發(fā)明的被認為是新的特征在所附權利要求中具體地闡述。本發(fā)明及其目的和優(yōu)點可以通過參考下列結合附圖的優(yōu)選實施例的說明而被最好地理解，其中圖1是將蓋移除時根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電子設備的內(nèi)部透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的散熱器的透視圖；圖3是優(yōu)選實施例的電子設備的平面圖；
圖4是優(yōu)選實施例的電子設備的正視圖，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)有技術的不間斷電源的平面圖；以及圖6是根據(jù)現(xiàn)有技術的電子設備的內(nèi)部的透視圖。
具體實施例方式
下面將參考圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電源。參考圖1，作為電子設備的電源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，多個散熱器16和17(在此優(yōu)選實施例中是兩個)，以及多個風扇18(在此優(yōu)選實施例中是兩個)。電路板15，散熱器16、17和風扇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，分別設置成由鐵片形成為預定形狀。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，當蓋12b被固定到主體12a時，該側(cè)壁垂直于主體12a的底壁設置。第一側(cè)壁12c具有通風孔19，其通過狹縫形成在該側(cè)壁的整個表面上。主體12a具有面對通風孔19的第二側(cè)壁12d。第二側(cè)壁12d具有通風孔20，其通過狹縫形成在該側(cè)壁的整個表面上。每個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。電路板15通過螺紋件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具有設置在側(cè)壁16a和16b之間并與上壁16c平行的多個片21。如圖4所示，在片21之中，最靠近電路板15的片21設置成在片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，并且設置成沿著由風扇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相同的結構。
參考圖1和3，散熱器16和17設置成其空氣通道彼此平行。風扇18分別設置在散熱器16和17的端部。風扇18設置成通過通風孔19從殼體12的外部進氣并且將空氣吹入散熱器16和17的空氣通道。風扇18通過螺栓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，發(fā)熱元件13設置成其熱量可傳送到散熱器16和17。發(fā)熱元件13包括開關裝置、二極管等。
散熱器16和17設置在電路板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之間提供預定的空間。因此，風扇18不面對殼體12的通風孔19的整個區(qū)域，也就是說，通風孔19也形成在第一側(cè)壁12c的除了面對風扇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的相對于風扇18相對側(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)選實施例中殼體12的底壁對應于電源11的下側(cè)，但是也可以不限于使用電源11以致于殼體12的底壁對應于其下側(cè)。例如，電源11固定在適當?shù)奈恢靡灾掠跉んw12的底壁垂直地延伸或呈傾斜狀。
下面將描述如此構成的電源11的操作。電源11連接到電源時處于工作狀態(tài)。當電源11被驅(qū)動時，風扇18也被驅(qū)動。當風扇18被驅(qū)動時，空氣通過在第一側(cè)壁12c的第一部分中的那部分通風孔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之上的空間和通風孔20而到達殼體12的外部。一部分空氣流過變壓器24和線圈25之間的空間，同時與電子零件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。此空氣通過通風孔19流出殼體12。
本優(yōu)選實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、多個散熱器16和17以及風扇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。每個散熱器16和17以適當?shù)男螤钚纬梢跃哂锌諝馔ǖ?。散熱?6和17設置成其空氣通道彼此平行。風扇18分別設置在散熱器16和17的端部。發(fā)熱元件13設置成接觸散熱器16或17，以及線圈部件14相對于散熱器16或17位于風扇18相對側(cè)的空氣通路中。因此，當風扇18被驅(qū)動時空氣流過散熱器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的尺寸實現(xiàn)小型化。
(2)風扇18設置成從殼體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。當片21設置在散熱器16和17的空氣通道中并且設置風扇18以從散熱器16和17的空氣通道向殼體12中吸入空氣，并且通過面對風扇18的通風孔19從殼體12抽出空氣時，會發(fā)生風扇18的呼呼聲。然而，當提供風扇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，風扇18的呼呼聲得到抑制。
(3)通風孔19形成在殼體12的除了面對風扇18的部分外的第一側(cè)壁12c的一部分中，并且從風扇18吹出的空氣可以通過通風孔19從殼體12排出。因此，與線圈部件14接觸的風(空氣)改變其方向而流過散熱器16和17的外側(cè)，并且通過除了面對風扇18的部分以外的一部分通風孔19從殼體12排出。風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的效率大于當片21形成在上壁16c上時的效率。
(5)每個散熱器16和17具有基本上U形的截面。片21設置成垂直于散熱器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，同時電子零件26通過利用空間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)殼體由鐵片構成。與殼體12由鋁片構成的情況相比，這使得在形成殼體12的過程中的彎曲工藝和通風孔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。鐵片的導熱率比鋁片的導熱率小。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)選實施例，而是可以以各種替換實施例執(zhí)行，如下面的例子所述。
在優(yōu)選實施例中，風扇18設置成從殼體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，風扇18可以設置成從散熱器16和17的空氣通道吸入空氣，并且通過通風孔19從殼體12排出空氣。通風孔19可以僅形成在殼體12的第一側(cè)壁12c的面對風扇18的第一部分中。
只要發(fā)熱元件13設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)生的熱量通過該傳熱元件比在發(fā)熱元件13通過螺紋件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)選實施例中，設置在散熱器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可以從任何一個側(cè)壁延伸。
設置在散熱器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，與上述替換實施例相比，在側(cè)壁16a和16b上設置片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)選實施例中的形狀。例如，主體12a的形狀也可以是其頂部被打開的箱狀，蓋12b可以是用于覆蓋主體12a的開口的平板。
風扇18可以分別與散熱器16和17隔開間隔。散熱器16和17的數(shù)量不限于兩個，也可以是三個或更多。替代地，也可以僅只一個散熱器設置在電子設備中。
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，給出的例子和實施例被認為是說明性的而非限制性的，并且本發(fā)明不限于在此給出的細節(jié)，而是可以在所附權利要求的范圍內(nèi)改變。
權利要求
1.一種電子設備，包括殼體；容納在殼體中的散熱器；容納在殼體中的風扇；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，風扇鄰近于散熱器的一端，發(fā)熱元件設置成使發(fā)熱元件的熱量可傳送到散熱器，以及線圈部件設置在散熱器的相對于風扇來說的相對側(cè)的空氣通路中。
2.根據(jù)權利要求1的電子設備，其中所述風扇設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)權利要求2的電子設備，其中所述殼體具有鄰近風扇的第一側(cè)壁，該第一側(cè)壁具有形成在第一側(cè)壁的面對風扇的第一部分中的通風孔。
4.根據(jù)權利要求3的電子設備，其中所述通風孔還形成在第一側(cè)壁的除了第一側(cè)壁的第一部分外的第二部分中，從風扇吹出并且與線圈部件接觸以改變方向的空氣通過第二部分中的通風孔的一部分從殼體排出。
5.根據(jù)權利要求3的電子設備，其中所述殼體具有面對第一側(cè)壁的第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁具有通風孔。
6.根據(jù)權利要求1的電子設備，其中所述散熱器具有包括兩個側(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)壁和上壁中的一個并且沿著由風扇吹出的空氣流動的方向延伸的片，以及設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)權利要求6的電子設備，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)權利要求1的電子設備，其中所述殼體由鐵片形成。
9.根據(jù)權利要求1的電子設備，其中多個散熱器和多個風扇容納在殼體中，散熱器的空氣通道基本上相互平行，所述風扇分別設置在散熱器的一端。
10.根據(jù)權利要求1的電子設備，其中所述發(fā)熱元件設置成直接或間接地接觸散熱器。
11.根據(jù)權利要求1的電子設備，其中所述散熱器設置在電路板上。
12.根據(jù)權利要求1的電子設備，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端部的風扇；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，以及線圈部件設置在散熱器的相對于風扇的相對側(cè)上的空氣通路中。
文檔編號G12B15/04GK101072492SQ20071012828
公開日2007年11月14日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權日2006年4月19日
發(fā)明者大見秀朗 申請人:株式會社豐田自動織機