专利名称：电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子设备，更具体地涉及一种诸如电源装置等的电子设备，其中发热部件和用于散发发热部件的热量的散热器设置在印刷电路板上并且容纳在壳体内。
背景技术：
在其壳体内具有发热部件的电子设备中，散热器与相应的发热部件一起使用以防止发热部件过热。来自发热部件的热量从发热部件向外散发并且经由散热器进入壳体内部，在壳体中产生的热空气经由风扇从壳体排出。然而，当由发热部件产生的热量与电功率的增加成比例地增加时，用于散热的散热器的面积变得不够用。在为相应的发热部件提供散热器并且壳体中的气体由风扇从壳体排出的情况下，空气流充分地通过壳体内部的一部分而流过其他部分时不够充足。总体上，空气未能充分地围绕对应于用于发热部件的散热器的所有部位流动。
日本专利No.2594274公开了一种具有外壳的不间断电源，在该外壳中容纳主电路单元、输出变压器、电池、输入/输出元件和风扇。主电路单元包括其上安装有半导体、电子零件和散热块的印刷电路板，和通过散热块连接到印刷电路板的冷却片。在不间断电源中，作为发热源的输出变压器61和主电路单元62在形成于外壳63中的入口64和冷却风扇65之间平面配置地对齐，如图5所示。矩形的空气通道由主电路单元62的印刷电路板66和壳体67形成。主电路单元62的半导体、散热块和冷却片设置在空气通道中。
日本专利申请No.2005-142379中公开了一种具有壳体和安装在壳体中的印刷电路板的电子设备。散热部件、电子零件和风扇安装在印制电路板的表面上。散热部件(或散热器)用来有效地冷却电子零件以及当外力施加于电子设备时支持印刷电路板和壳体。在电子设备中，散热部件72、风扇73和电子零件74安装在印刷电路板71的表面上，如图6所示。散热部件72基本上垂直地安装到印刷电路板71，并且具有基本上为U形的横截面。散热部件72在宽度方向上位于印刷电路板71的中心，产生大量热量的电子零件74设置在印刷电路板71上与散热部件72接触。风扇73邻近于散热部件72的一端设置从而将气体从散热部件72的内部排出壳体(未示出)。
当将被冷却的部件的数量大时，如在日本专利No.2594274中所公开的其中将要被冷却的部件在入口64和冷却风扇65之间对齐的散热结构中，对于除了面对入口64和冷却风扇65设置的部件之外的部件的冷却效率下降。
如在日本专利申请公开2005-142379中公开的散热结构中，设置成与散热部件72接触的电子零件74被有效地冷却。然而，对于设置在印刷电路板71上且不与散热部件72接触的部件的冷却效率低。因此，在采用诸如发热元件、变压器、线圈等许多发热部件的电源中很难有效地散热和使散热器小型化。
基于上述的问题，本发明提出一种提高对诸如发热元件、变压器、线圈等发热部件进行散热的效率并且使散热器小型化的电子设备。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种电子设备，包括壳体；散热器，容纳在壳体中并且形成为具有空气通道的的形状；容纳在壳体中并邻近于散热器的一个端部的风扇；以及其上安装有发热元件和线圈部件的电路板。该电路板容纳在壳体中。设置发热元件，以使发热元件的热量可传送到散热器，以及线圈部件设置在散热器的相对于风扇来说的相反侧的空气通路中。
通过下面结合附图以举例的方式说明本发明的原理，本发明的其他方面和优点将变得明显。
本发明的被认为是新的特征在所附权利要求中具体地阐述。本发明及其目的和优点可以通过参考下列结合附图的优选实施例的说明而被最好地理解，其中图1是将盖移除时根据本发明优选实施例的电子设备的内部透视图；图2是根据本发明优选实施例的散热器的透视图；图3是优选实施例的电子设备的平面图；
图4是优选实施例的电子设备的正视图，示出了散热器和在散热器下面的电子零件，图5是根据现有技术的不间断电源的平面图；以及图6是根据现有技术的电子设备的内部的透视图。
具体实施例方式
下面将参考图1至图4描述根据本发明优选实施例的电源。参考图1，作为电子设备的电源11包括壳体12，其上安装有发热元件13(如图2和图3所示)和线圈部件14的电路板15，多个散热器16和17(在此优选实施例中是两个)，以及多个风扇18(在此优选实施例中是两个)。电路板15，散热器16、17和风扇18容纳在壳体12中。一印刷电路板被用作电路板15。
壳体12包括主体12a和盖12b，分别设置成由铁片形成为预定形状。主体12a和盖12b由螺纹件(未示出)彼此固定。盖12b还由螺纹件(未示出)固定到散热器16和17。主体12a以四边形箱的形状形成，其中一个侧壁被移除。盖12b以基本上L的形状形成以致于盖12b覆盖主体12a。盖12b具有第一侧壁12c，当盖12b被固定到主体12a时，该侧壁垂直于主体12a的底壁设置。第一侧壁12c具有通风孔19，其通过狭缝形成在该侧壁的整个表面上。主体12a具有面对通风孔19的第二侧壁12d。第二侧壁12d具有通风孔20，其通过狭缝形成在该侧壁的整个表面上。每个狭缝由这样的宽度形成以使得防止1mm直径的电线从中通过。电路板15通过螺纹件15a(在图1中示出)固定到主体12a的底壁。
参考图2和4，散热器16以具有空气通道的形状形成。更具体地，散热器16具有基本上U形的横截面，并且具有侧壁16a、16b和连接侧壁16a和16b上端部的上壁16c。散热器16具有设置在侧壁16a和16b之间并与上壁16c平行的多个片21。如图4所示，在片21之中，最靠近电路板15的片21设置成在片21和电路板15之间提供用于容纳电子零件的空间S，即片21垂直地连接到侧壁16a和16b的内表面，并且设置成沿着由风扇18吹送的气流延伸，且提供用于容纳电子零件的空间S。除了长度比散热器16更短以外，散热器17具有基本上与散热器16相同的结构。
参考图1和3，散热器16和17设置成其空气通道彼此平行。风扇18分别设置在散热器16和17的端部。风扇18设置成通过通风孔19从壳体12的外部进气并且将空气吹入散热器16和17的空气通道。风扇18通过螺栓22固定到散热器16和17。
参考图3和4，在电路板15上的电子零件中，产生大量热量的发热元件13通过螺纹件23固定到散热器16和17的侧壁的外表面。换句话说，发热元件13设置成其热量可传送到散热器16和17。发热元件13包括开关装置、二极管等。
散热器16和17设置在电路板15上，以致于在发热元件13和主体12a之间以及在固定到散热器16的发热元件13和固定到散热器17的发热元件13之间提供预定的空间。因此，风扇18不面对壳体12的通风孔19的整个区域，也就是说，通风孔19也形成在第一侧壁12c的除了面对风扇18的部分(第一部分)之外的部分(第二部分)中。
变压器24和作为线圈部件14的线圈25位于散热器16和17的相对于风扇18相对侧的空气通路上。空气通路是空气向散热器16和17的空气通道流入和从其中流出的通路。除了发热元件13、变压器24和线圈25以外的电子零件26安装在变压器24或线圈25与通风孔20之间、变压器24和线圈25之间、散热器17和线圈25之间以及散热器16和17之间的电路板15上。电子零件26包括电容器，电阻器，中央处理器(CPU)，存储器等。
参考图4，电子零件26安装在散热器16和17的最下面的片21下面的电路板15上(在空间S中)。虽然在优选实施例中壳体12的底壁对应于电源11的下侧，但是也可以不限于使用电源11以致于壳体12的底壁对应于其下侧。例如，电源11固定在适当的位置以致于壳体12的底壁垂直地延伸或呈倾斜状。
下面将描述如此构成的电源11的操作。电源11连接到电源时处于工作状态。当电源11被驱动时，风扇18也被驱动。当风扇18被驱动时，空气通过在第一侧壁12c的第一部分中的那部分通风孔19从壳体12的外部吸入壳体12内，并且吹向散热器16和17的空气通道。吹向散热器16和17的空气通道的空气一直流向变压器24和线圈25。在与变压器24和线圈25接触之后，一部分空气流过变压器24或线圈25与盖12b之间的空间、在电子零件26之上的空间和通风孔20而到达壳体12的外部。一部分空气流过变压器24和线圈25之间的空间，同时与电子零件26接触，然后流出壳体12。
一部分空气与变压器24、线圈25和电子零件26接触以改变其方向，朝向散热器16和17之间的空间、散热器16和壳体12的侧壁之间的空间或散热器17和壳体12的侧壁之间的空间流动。此空气通过通风孔19流出壳体12。
本优选实施例提供下面有利的效果。
(1)电源11的壳体12中容纳电路板15、多个散热器16和17以及风扇18，在该电路板上安装有发热元件13、线圈部件14(或变压器24和线圈25)等。每个散热器16和17以适当的形状形成以具有空气通道。散热器16和17设置成其空气通道彼此平行。风扇18分别设置在散热器16和17的端部。发热元件13设置成接触散热器16或17，以及线圈部件14相对于散热器16或17位于风扇18相对侧的空气通路中。因此，当风扇18被驱动时空气流过散热器16和17的空气通道，并且与散热器16和17接触的发热元件13被有效地冷却。此外，位于空气通路中的线圈部件14被有效地冷却。因此，冷却发热部件的效率得到提高，并且散热器16和17的尺寸实现小型化。
(2)风扇18设置成从壳体12的外部吸入空气，并且分别向散热器16和17的空气通道吹入空气。因此，从壳体12外部吸入的空气吹向线圈部件14、即变压器24和线圈25，以致于空气有效地与线圈部件14接触，因此提高了冷却线圈部件14的效率。当片21设置在散热器16和17的空气通道中并且设置风扇18以从散热器16和17的空气通道向壳体12中吸入空气，并且通过面对风扇18的通风孔19从壳体12抽出空气时，会发生风扇18的呼呼声。然而，当提供风扇18以从壳体12的外部吸入空气并且向散热器16和17的空气通道吹入空气时，风扇18的呼呼声得到抑制。
(3)通风孔19形成在壳体12的除了面对风扇18的部分外的第一侧壁12c的一部分中，并且从风扇18吹出的空气可以通过通风孔19从壳体12排出。因此，与线圈部件14接触的风(空气)改变其方向而流过散热器16和17的外侧，并且通过除了面对风扇18的部分以外的一部分通风孔19从壳体12排出。风有助于冷却位于散热器16或17外侧和附近的发热元件13和电子零件26。
(4)片21形成在侧壁16a和16b上。因此，冷却发热元件13的效率大于当片21形成在上壁16c上时的效率。
(5)每个散热器16和17具有基本上U形的截面。片21设置成垂直于散热器16和17的侧壁的内表面，以致于沿着从风扇18吹出的空气流延伸，从而提供用于容纳电子零件26的空间S。电子零件26安装在电路板15上的空间S中。因此，冷却散热器16和17的效率被提高，同时电子零件26通过利用空间S被更有效地安装。因此，壳体12或电源11以更小的尺寸形成。
(6)壳体由铁片构成。与壳体12由铝片构成的情况相比，这使得在形成壳体12的过程中的弯曲工艺和通风孔19、20的狭缝形成工艺变得容易。此外，与利用铝片的壳体相比，这降低了材料的成本。铁片的导热率比铝片的导热率小。然而，由发热元件13和线圈部件14产生的热量通过散热器16和17的作用散发到壳体12的外部。因此，即使盖12b由铁片构成，发热元件13和线圈部件14也被有效地冷却。
(7)壳体12(或盖12b)通过螺纹件固定到散热器16和17。因此，热量从散热器16和17散发到壳体12。
本发明不限于上述优选实施例，而是可以以各种替换实施例执行，如下面的例子所述。
在优选实施例中，风扇18设置成从壳体12的外部吸入空气，并且向散热器16和17的空气通道吹入该空气。然而，风扇18可以设置成从散热器16和17的空气通道吸入空气，并且通过通风孔19从壳体12排出空气。通风孔19可以仅形成在壳体12的第一侧壁12c的面对风扇18的第一部分中。
只要发热元件13设置成其热量可传送到散热器16或17，发热元件13就不必与散热器16或17直接接触。替代地，诸如散热片等的传热元件可以设置在发热元件13和散热器16或17之间。在这种情况下，由发热元件13产生的热量通过该传热元件比在发热元件13通过螺纹件23直接固定到散热器16或17的情况下更加有效地传送到散热器16或17。
在优选实施例中，设置在散热器16和17中的片21连接散热器16和17的侧壁16a和16b。替代地，该片21可以从任何一个侧壁延伸。
设置在散热器16和17中的片21与散热器16和17的上壁16c平行。替代地，该片21可以从散热器16和17的上壁16c向下延伸。然而，与上述替换实施例相比，在侧壁16a和16b上设置片21提高了冷却发热元件13的效果。
该片21可以从散热器16和17移除。该壳体12不限于由铁片形成，也可以由铝片形成。
壳体12的主体12a和盖12b的形状不限于优选实施例中的形状。例如，主体12a的形状也可以是其顶部被打开的箱状，盖12b可以是用于覆盖主体12a的开口的平板。
风扇18可以分别与散热器16和17隔开间隔。散热器16和17的数量不限于两个，也可以是三个或更多。替代地，也可以仅只一个散热器设置在电子设备中。
散热器16和17的横截面不限于基本上U形的横截面，也可以是上壁偏转或弯曲的形状。
因此，给出的例子和实施例被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于在此给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围内改变。
权利要求
1.一种电子设备，包括壳体；容纳在壳体中的散热器；容纳在壳体中的风扇；以及安装有发热元件和线圈部件的电路板，该电路板容纳在壳体中，其特征在于散热器形成为具有空气通道的形状，风扇邻近于散热器的一端，发热元件设置成使发热元件的热量可传送到散热器，以及线圈部件设置在散热器的相对于风扇来说的相对侧的空气通路中。
2.根据权利要求1的电子设备，其中所述风扇设置成从壳体外部吸入空气并且将空气吹入散热器的空气通道。
3.根据权利要求2的电子设备，其中所述壳体具有邻近风扇的第一侧壁，该第一侧壁具有形成在第一侧壁的面对风扇的第一部分中的通风孔。
4.根据权利要求3的电子设备，其中所述通风孔还形成在第一侧壁的除了第一侧壁的第一部分外的第二部分中，从风扇吹出并且与线圈部件接触以改变方向的空气通过第二部分中的通风孔的一部分从壳体排出。
5.根据权利要求3的电子设备，其中所述壳体具有面对第一侧壁的第二侧壁，该第二侧壁具有通风孔。
6.根据权利要求1的电子设备，其中所述散热器具有包括两个侧壁和连接侧壁的上端的上壁的形状，该散热器具有基本上垂直于散热器的侧壁和上壁中的一个并且沿着由风扇吹出的空气流动的方向延伸的片，以及设置在该片和电路板之间用于容纳电子零件的空间。
7.根据权利要求6的电子设备，其中所述片形成在散热器的侧壁上，该片基本上与上壁平行。
8.根据权利要求1的电子设备，其中所述壳体由铁片形成。
9.根据权利要求1的电子设备，其中多个散热器和多个风扇容纳在壳体中，散热器的空气通道基本上相互平行，所述风扇分别设置在散热器的一端。
10.根据权利要求1的电子设备，其中所述发热元件设置成直接或间接地接触散热器。
11.根据权利要求1的电子设备，其中所述散热器设置在电路板上。
12.根据权利要求1的电子设备，其中所述壳体包括固定到散热器的盖。
全文摘要
一种电子设备，包括壳体；容纳在壳体中并且形成一形状以致于具有空气通道的散热器；容纳在壳体中邻近于散热器的一个端部的风扇；以及其上安装有发热元件和线圈部件的电路板。该电路板容纳在壳体中。发热元件设置成使发热元件的热量可传送到散热器，以及线圈部件设置在散热器的相对于风扇的相对侧上的空气通路中。
文档编号G12B15/04GK101072492SQ20071012828
公开日2007年11月14日 申请日期2007年4月18日 优先权日2006年4月19日
发明者大见秀朗 申请人:株式会社丰田自动织机