具有散熱器的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種為使電路部的元件散熱而具有散熱器的設備。
【背景技術】
[0002]近年來，為了用于電動汽車、混合動力汽車以及燃料電池汽車這種車輛的空調器，而開發了一種由電動機驅動的電動壓縮機。電動機的轉速一般由使用半導體開關元件的電動機驅動電路部來控制。由于該半導體元件發熱量大，因此，必須進行適當的散熱。為此，提出了如下的各種方案。
[0003]專利文獻I記載了電動機及壓縮機構的軸線設定成水平的車輛空調器用的電動壓縮機，在與其殼體上表面一體化的箱狀的逆變器收納部的底面，形成有根據半導體元件的排列而分割的塊狀的散熱器。在設于逆變器收納部底面的凸柱上，當將與設有半導體元件的電路基板一體化的金屬板配置固定成水平時，半導體元件就與散熱器接觸。從半導體元件發出的熱量，通過散熱器而向吸入殼體內的低溫制冷劑散熱。通過分割散熱器，而獲得各半導體元件冷卻的均勻化。
[0004]在專利文獻2的電動壓縮機中，也使半導體元件向吸入殼體內的制冷劑散熱。在該專利文獻2中，相對于設定為水平的電動機及壓縮機構的軸線，電路基板配置成垂直，且使該電路基板的一個面側與殼體的壁緊密接觸。此外，在收納電路基板的收納部上，設有用于對內部的空氣和外部的空氣進行換氣的進氣口及排氣口，通過從排氣口排出收納部內部的溫熱的空氣，從而抑制熱量充滿在收納部內部。
[0005]此外，在專利文獻2中，作為輔助冷卻裝置，而設有與電路基板的另一個面側相對的恒溫模塊。該恒溫模塊具有帕爾帖元件和散熱風扇，通過向帕爾帖元件通電而吸熱的熱量經散熱風扇而向殼體外部放出。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特許第5030551號
[0009]專利文獻2:日本特開號公報
[0010]從搭載空間、行駛距離增加等觀點看，車輛用的電動壓縮機非常需要小型輕量化。因此，電動機驅動電路部如專利文獻I及專利文獻2所示，一般是被收納于與殼體一體化的收納部中，該殼體將電動機及壓縮機構收容。在這種小型的壓縮機中，電路收納部的容積被抑制到最小限度，收納部內的熱密度高。因此，僅使半導體元件的熱量傳導到與元件接觸的部件進行散熱就不充分，希望使半導體元件的熱量更積極地散熱。
[0011]但是，在專利文獻I的構造中，盡管獲得半導體元件冷卻的均勻化，但由于電路基板配置成水平，且與覆蓋逆變器收納部的開口的罩蓋相對，因此，因半導體元件的發熱而溫度上升的空氣容易滯留在電路基板的上表面與罩蓋之間。因此，有可能妨礙半導體元件的散熱。
[0012]另一方面，采用專利文獻2的構造，盡管因采用換氣構造而能抑制熱氣的滯留，但水或塵埃等容易通過用于換氣的開口而進入電路收納部。而且，由于采用了用電的強制冷卻構件，故耗電增大，有可能導致將電作為動力源的車輛的續航距離的減少。

【發明內容】

[0013]發明所要解決的課題
[0014]因此，本發明的目的在于，無需使用電路收納部的內部與外部的換氣和動力的強制冷卻構件，利用電路收納部內的自然對流而高效地對電路元件進行冷卻。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]本發明的設備具有:設備主體；收納設備主體的主體收納部；包含對設備主體進行驅動控制的電路基板的電路部；以及收納電路部并與主體收納部一體化的電路收納部。
[0017]本發明的特點是，在沿鉛垂方向或大致鉛垂方向立起并將主體收納部內和電路收納部內隔開的隔壁的電路部側，形成有與電路基板的元件接觸的散熱器，電路基板與隔壁相對，散熱器的上端部及下端部的至少一方，其寬度逐漸變窄地到達頂端部(頂端)。
[0018]在本發明中，“鉛垂方向”定義為設備所設置的狀態(使用狀態)的方向，這里，根據裝配公差、設置對象(例如車輛)的姿勢等，也允許稍許偏離鉛垂方向。下面，作為對于“鉛垂方向”也包含稍許偏離鉛垂方向的大致鉛垂方向的結構進行說明。
[0019]將主體收納部內和電路收納部內隔開的隔壁，根據主體收納部的熱容量及比電路收納部內的溫度低的低溫的主體收納部內流體所進行的冷卻，而成為比散熱器還低的低溫。散熱器利用來自該隔壁的熱傳導，或與利用來自隔壁的輻射而成為低溫的散熱器周邊的空氣之間進行熱交換，而進行散熱。
[0020]這里，為了將散熱器周邊的空氣維持成低溫而促進散熱器的散熱，在本發明中利用自然對流。與沿鉛垂方向立起的隔壁相對的電路基板也沿鉛垂方向立起，因元件的發熱而溫度上升的空氣沿電路基板而通過散熱器的側方，向上方移動。利用基于該上升氣流與比其低的低溫的下降氣流之間的密度差的自然對流，而欲將散熱器周邊的空氣維持成低溫。
[0021]但是，雖然在電路基板與隔壁之間沿散熱器流動的氣流的沿鉛垂方向的區間能順暢地高效地進行自然對流，但在與鉛垂方向交叉的散熱器的上下端部容易滯留空氣，會充滿熱氣而妨礙散熱器的散熱。
[0022]為了避免這種情況，散熱器的上端部及下端部的至少一方的寬度做成逐漸變窄并到達頂端部的結構。如此，通過使散熱器帶有高度的斜度，從而在散熱器的上端部或下端部也可確保基于密度差的自然對流。由此，避免自然對流所產生的散熱器與周邊空氣之間的熱傳遞率在散熱器的上下端部下降，可使散熱器的上下整體發揮自然對流的冷卻效果，可將散熱器周邊的空氣維持成低溫。因此，可使散熱器的熱量轉移到散熱器周邊的低溫空氣并使元件的熱量高效地散熱到散熱器。
[0023]采用本發明，由于電路基板的元件有效地被冷卻，因此，可更高密度地配置元件。由此，可促進設備的小型化。
[0024]另外，采用本發明，通過充分發揮自然對流的冷卻效果，從而即使沒有電路收納部內外的換氣和強制冷卻構件等的其它冷卻構件，也能獲得充分的冷卻效果，故可抑制元件冷卻所需的成本。
[0025]在本發明的設備中，散熱器的鉛垂方向的尺寸，較好的是比與鉛垂方向交叉的方向的尺寸長。
[0026]由此，相對于因自然對流而熱傳遞率高的沿著鉛垂方向的區間的長度，可將熱傳遞率比其差的區間抑制得短，因此，可進一步提高自然對流的冷卻效果。
[0027]在本發明的設備中，較好的是，元件在電路基板上至少沿水平方向排列多個，對于將排列有元件的區域沿鉛垂方向劃分而形成的每個區段，設有散熱器。
[0028]當分割散熱器而由多個散熱器分擔排列有元件的區域時，散熱器的散熱性因與周邊空氣接觸的傳熱面積增大而提高。除此之外，分割的方向是鉛垂方向，故在相鄰的散熱器之間能順暢地進行對流，可進一步提高散熱器的散熱性。
[0029]沿鉛垂方向分割的各個散熱器，由于其寬度比一體的散熱器狹窄，因此，縱橫尺寸比大。由此，可將熱傳遞率相對于縱向(鉛垂方向)的區間的長度而差的區間抑制得比上述結構更短，這一點可有利于散熱器的散熱性提高。
[0030]在本發明的設備中，較好的是，在隔壁的、散熱器的上方，形成有向電路部側突出的突出部。
[0031]這樣，由于突出部與沿散熱器上升的氣流相對，因此，上升氣流由突出部冷卻并轉變成下降。如此促進下降的氣流而促進對流。因此，可更提高散熱器及元件的散熱性。
[0032]在本發明的設備中，也可將與主體收納部內連通的凹部包覆在內地形成突出部。
[0033]通過突出部由流入凹部內的主體收納部內的流體冷卻，從而可將突出部維持成與隔壁同等的溫度。利用該突出部，可產生更多的下降氣流，可促進對流。
[0034]另外，在凹部內，也可收納將電路基板和設備主體予以連接的端子。如此，通過凹部兼作端子收納用的開口，從而減少占有電路收納部內部的部件，故空氣在電路收納部內順暢地循環。由此，可提高冷卻效果。
[0035]在本發明的設備中，在散熱器及突出部的至少一方，較好的是一體地形成有將電路基板固定于隔壁用的固定部。
[0036]由此，進一步使占有電路收納部內部的部件減少。除此之外，由于固定部與散熱器和突出部熱結合而增加熱容量，因此，散熱器和突出部的散熱性提高。此外，由于可期待從電路基板通過固定部的熱移動，因此，可有利于元件的散熱性提高。
[0037]本發明的設備，較好的是做成電動壓縮機。該設備主體具有:電動機；以及由電動機驅動控制、且對吸入主體收納部內的制冷劑進行壓縮的壓縮機構。