具有散热器的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种为使电路部的元件散热而具有散热器的设备。
【背景技术】
[0002]近年来，为了用于电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池汽车这种车辆的空调器，而开发了一种由电动机驱动的电动压缩机。电动机的转速一般由使用半导体开关元件的电动机驱动电路部来控制。由于该半导体元件发热量大，因此，必须进行适当的散热。为此，提出了如下的各种方案。
[0003]专利文献I记载了电动机及压缩机构的轴线设定成水平的车辆空调器用的电动压缩机，在与其壳体上表面一体化的箱状的逆变器收纳部的底面，形成有根据半导体元件的排列而分割的块状的散热器。在设于逆变器收纳部底面的凸柱上，当将与设有半导体元件的电路基板一体化的金属板配置固定成水平时，半导体元件就与散热器接触。从半导体元件发出的热量，通过散热器而向吸入壳体内的低温制冷剂散热。通过分割散热器，而获得各半导体元件冷却的均匀化。
[0004]在专利文献2的电动压缩机中，也使半导体元件向吸入壳体内的制冷剂散热。在该专利文献2中，相对于设定为水平的电动机及压缩机构的轴线，电路基板配置成垂直，且使该电路基板的一个面侧与壳体的壁紧密接触。此外，在收纳电路基板的收纳部上，设有用于对内部的空气和外部的空气进行换气的进气口及排气口，通过从排气口排出收纳部内部的温热的空气，从而抑制热量充满在收纳部内部。
[0005]此外，在专利文献2中，作为辅助冷却装置，而设有与电路基板的另一个面侧相对的恒温模块。该恒温模块具有帕尔帖元件和散热风扇，通过向帕尔帖元件通电而吸热的热量经散热风扇而向壳体外部放出。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特许第5030551号
[0009]专利文献2:日本特开2008-163765号公报
[0010]从搭载空间、行驶距离增加等观点看，车辆用的电动压缩机非常需要小型轻量化。因此，电动机驱动电路部如专利文献I及专利文献2所示，一般是被收纳于与壳体一体化的收纳部中，该壳体将电动机及压缩机构收容。在这种小型的压缩机中，电路收纳部的容积被抑制到最小限度，收纳部内的热密度高。因此，仅使半导体元件的热量传导到与元件接触的部件进行散热就不充分，希望使半导体元件的热量更积极地散热。
[0011]但是，在专利文献I的构造中，尽管获得半导体元件冷却的均匀化，但由于电路基板配置成水平，且与覆盖逆变器收纳部的开口的罩盖相对，因此，因半导体元件的发热而温度上升的空气容易滞留在电路基板的上表面与罩盖之间。因此，有可能妨碍半导体元件的散热。
[0012]另一方面，采用专利文献2的构造，尽管因采用换气构造而能抑制热气的滞留，但水或尘埃等容易通过用于换气的开口而进入电路收纳部。而且，由于采用了用电的强制冷却构件，故耗电增大，有可能导致将电作为动力源的车辆的续航距离的减少。
【发明内容】
[0013]发明所要解决的课题
[0014]因此，本发明的目的在于，无需使用电路收纳部的内部与外部的换气和动力的强制冷却构件，利用电路收纳部内的自然对流而高效地对电路元件进行冷却。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本发明的设备具有:设备主体；收纳设备主体的主体收纳部；包含对设备主体进行驱动控制的电路基板的电路部；以及收纳电路部并与主体收纳部一体化的电路收纳部。
[0017]本发明的特点是，在沿铅垂方向或大致铅垂方向立起并将主体收纳部内和电路收纳部内隔开的隔壁的电路部侧，形成有与电路基板的元件接触的散热器，电路基板与隔壁相对，散热器的上端部及下端部的至少一方，其宽度逐渐变窄地到达顶端部(顶端)。
[0018]在本发明中，“铅垂方向”定义为设备所设置的状态(使用状态)的方向，这里，根据装配公差、设置对象(例如车辆)的姿势等，也允许稍许偏离铅垂方向。下面，作为对于“铅垂方向”也包含稍许偏离铅垂方向的大致铅垂方向的结构进行说明。
[0019]将主体收纳部内和电路收纳部内隔开的隔壁，根据主体收纳部的热容量及比电路收纳部内的温度低的低温的主体收纳部内流体所进行的冷却，而成为比散热器还低的低温。散热器利用来自该隔壁的热传导，或与利用来自隔壁的辐射而成为低温的散热器周边的空气之间进行热交换，而进行散热。
[0020]这里，为了将散热器周边的空气维持成低温而促进散热器的散热，在本发明中利用自然对流。与沿铅垂方向立起的隔壁相对的电路基板也沿铅垂方向立起，因元件的发热而温度上升的空气沿电路基板而通过散热器的侧方，向上方移动。利用基于该上升气流与比其低的低温的下降气流之间的密度差的自然对流，而欲将散热器周边的空气维持成低温。
[0021]但是，虽然在电路基板与隔壁之间沿散热器流动的气流的沿铅垂方向的区间能顺畅地高效地进行自然对流，但在与铅垂方向交叉的散热器的上下端部容易滞留空气，会充满热气而妨碍散热器的散热。
[0022]为了避免这种情况，散热器的上端部及下端部的至少一方的宽度做成逐渐变窄并到达顶端部的结构。如此，通过使散热器带有高度的斜度，从而在散热器的上端部或下端部也可确保基于密度差的自然对流。由此，避免自然对流所产生的散热器与周边空气之间的热传递率在散热器的上下端部下降，可使散热器的上下整体发挥自然对流的冷却效果，可将散热器周边的空气维持成低温。因此，可使散热器的热量转移到散热器周边的低温空气并使元件的热量高效地散热到散热器。
[0023]采用本发明，由于电路基板的元件有效地被冷却，因此，可更高密度地配置元件。由此，可促进设备的小型化。
[0024]另外，采用本发明，通过充分发挥自然对流的冷却效果，从而即使没有电路收纳部内外的换气和强制冷却构件等的其它冷却构件，也能获得充分的冷却效果，故可抑制元件冷却所需的成本。
[0025]在本发明的设备中，散热器的铅垂方向的尺寸，较好的是比与铅垂方向交叉的方向的尺寸长。
[0026]由此，相对于因自然对流而热传递率高的沿着铅垂方向的区间的长度，可将热传递率比其差的区间抑制得短，因此，可进一步提高自然对流的冷却效果。
[0027]在本发明的设备中，较好的是，元件在电路基板上至少沿水平方向排列多个，对于将排列有元件的区域沿铅垂方向划分而形成的每个区段，设有散热器。
[0028]当分割散热器而由多个散热器分担排列有元件的区域时，散热器的散热性因与周边空气接触的传热面积增大而提高。除此之外，分割的方向是铅垂方向，故在相邻的散热器之间能顺畅地进行对流，可进一步提高散热器的散热性。
[0029]沿铅垂方向分割的各个散热器，由于其宽度比一体的散热器狭窄，因此，纵横尺寸比大。由此，可将热传递率相对于纵向(铅垂方向)的区间的长度而差的区间抑制得比上述结构更短，这一点可有利于散热器的散热性提高。
[0030]在本发明的设备中，较好的是，在隔壁的、散热器的上方，形成有向电路部侧突出的突出部。
[0031]这样，由于突出部与沿散热器上升的气流相对，因此，上升气流由突出部冷却并转变成下降。如此促进下降的气流而促进对流。因此，可更提高散热器及元件的散热性。
[0032]在本发明的设备中，也可将与主体收纳部内连通的凹部包覆在内地形成突出部。
[0033]通过突出部由流入凹部内的主体收纳部内的流体冷却，从而可将突出部维持成与隔壁同等的温度。利用该突出部，可产生更多的下降气流，可促进对流。
[0034]另外，在凹部内，也可收纳将电路基板和设备主体予以连接的端子。如此，通过凹部兼作端子收纳用的开口，从而减少占有电路收纳部内部的部件，故空气在电路收纳部内顺畅地循环。由此，可提高冷却效果。
[0035]在本发明的设备中，在散热器及突出部的至少一方，较好的是一体地形成有将电路基板固定于隔壁用的固定部。
[0036]由此，进一步使占有电路收纳部内部的部件减少。除此之外，由于固定部与散热器和突出部热结合而增加热容量，因此，散热器和突出部的散热性提高。此外，由于可期待从电路基板通过固定部的热移动，因此，可有利于元件的散热性提高。
[0037]本发明的设备，较好的是做成电动压缩机。该设备主体具有:电动机；以及由电动机驱动控制、且对吸入主体收纳部内的制冷剂进行压缩的压缩机构。