説明

増幅器用の放熱機構及び増幅器

【課題】熱源からの熱量が左右の放熱器においてアンバランスな状態においても、支障なく放熱を行うことができる放熱機構を提供することにある。
【解決手段】主に左チャンネル用の部品が発する熱を放散させる左放熱器1、及び主に右チャンネル用の部品が発する熱を放散させる右放熱器2を備えた増幅器用の放熱機構において、左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材3を設け、これにより、左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量が、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きい場合においても、支障なく、かつ効果的に各部品が発する熱を放散させるようにする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、左右チャンネル用の各放熱板を備えた増幅器用の放熱機構、及び該放熱機構を備えた音響装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図4は従来の2チャンネルアンプにおける放熱器の一例を示す斜視図である。この放熱器は、同図に示すように、左チャンネル用のパワーアンプ9が発する熱を放散する左放熱器7、及び右チャンネル用のパワーアンプが発する熱を放散する右放熱器8を備える。左放熱器7は、矩形平板状のベース71、及びベース71に対して一端が結合している矩形平板状の複数の放熱フィン72を有する。右放熱器8も同様の構成を有しており、左放熱器7とは、ベース71側を対向させ、面対象をなす位置に配置される。左放熱器7及び右放熱器8の各ベース71の対向面上にそれぞれ左チャンネル用のパワーアンプ9及び右チャンネル用のパワーアンプが配置される。各パワーアンプの駆動時には、左チャンネル用のパワーアンプ9が発する熱は、左放熱器7のベース71及び放熱フィン72を経て空気中に放散される。右チャンネル用のパワーアンプが発する熱も同様にして、右放熱器8を経て空気中に放散される。
【0003】
一方、ドルビーデジタルやDTS(デジタル・シアタ・システムズ)に代表される多チャンネルアンプを搭載し、空冷ファンを使用した放熱機構を有する従来の音響装置においては、放熱機構の構成として、筒状の放熱構造部の左右に熱源を配置し、筒状の放熱構造部の中に送風して熱源を冷却するようにしたものも用いられている。筒状の放熱構造部を構成する方法としては、(1)完全に筒状の放熱器(チムニ形放熱器)を使用するか又は(2)筒状の放熱器を半分に割ったような形状の放熱器を2つ用い、これらを向かい合わせて筒状に構成するという2つの方法がある。(1)の方法はコスト面や、加工上の制約が多いことから採用が難しいので、(2)の方法を採用する場合が多い。ただし、(2)の方法においては、同形状の2つの放熱器を向かい合わせるようにしているため、向かい合わせた左右の放熱器に対し、熱源(熱量)をバランスよく配置することが重要であり、難しくもある。
【0004】
たとえば5チャンネルアンプの場合、たとえば左放熱器に対して左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネル用のパワーアンプを配置し、右放熱器に対して右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネル用のパワーアンプを配置するといったように、左右の放熱器に対してそれぞれ2チャンネルずつの発熱部品を配置し、センタチャンネルの発熱部品等については別途放熱板を設けてこれに設置するようにしている場合が多い。あるいは、図5のように、左放熱器91に対しては左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネル用のパワーアンプ92を配置し、右放熱器93に対しては、右フロントチャンネル、右サラウンドチャンネル、及びセンタチャンネル用のパワーアンプ94を配置するといったように、左右の放熱器91及び93に対しそれぞれ2チャンネル分及び3チャンネル分等に分けて発熱部品を配置するようにしている場合が多い。
【0005】
なお、パワーアンプ等の半導体素子に適用し得る放熱器に関する技術として、ヒートシンク本体に対し、半導体素子の熱損失量に応じた数のヒートシンクをねじ止めすることができるようにすることによって、熱損失量の異なる各種半導体素子について適用し得るヒートシンクを安価に提供することができるようにした技術が知られている(たとえば特許文献1参照)。また、オーディオ用アンプに用いられるヒートシンクとして、放熱用フィンの共鳴によりノイズ音が発生するのを抑制するために、各放熱用フィンの先端部を丸棒状の部材で結合するようにしたものが知られている(たとえば特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】特開平10−189847号公報
【特許文献2】特願2004−111727号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上述の同一形状を有する2つの放熱器を備えた5チャンネルアンプによれば、左右の放熱器に加えてセンタチャンネル分の放熱板を別に設けることは、放熱効率や設置スペース、部品点数等の面からも不利である。また、別の放熱板を設置しない場合には、左右のチャンネルのいずれでもないセンタチャンネル等の熱源を左右どちらかの放熱器に配置しなければならないので、左右の放熱器において、処理する熱源(熱量)のバランスが悪くなる。
【0008】
また、製品によっては、6チャンネル入力(6ch INPUT)等のように、それぞれのチャンネルに対して独立して信号を入力できる機能がある場合、必ずしも左フロントチャンネル及び右フロントチャンネルの対、又は左サラウンドチャンネル及び右サラウンドチャンネルの対等のような対の入力ではなく、左フロントチャンネル、左サラウンドチャンネル、及びセンタチャンネルのみを入力する等のような偏った入力もできないわけではない。この場合、どちらか一方の放熱器の温度のみが上昇し、他方の放熱器は温度が上昇しないということになる。
【0009】
また、マイコン等の関係から、右放熱器のみに温度上昇プロテクション用の温度センサが設けられ、左放熱器には温度センサが設けられない場合において、上述のように左放熱器側のアンプだけが駆動される偏った使用がなされた場合には、右放熱器は規定の温度まで上昇することがないので、温度センサが反応することはない。したがって、左放熱器側の熱源が異常に高温になった場合でも、温度プロテクションが効かない状態が生じることになり、安全規格上においても、また製品品質上においても問題となる。
【0010】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、熱源からの熱量が左右の放熱器においてアンバランスな状態においても、支障なく放熱を行うことができる放熱機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この目的を達成するため、第1の発明に係る増幅器用の放熱機構は、主に左チャンネル用の部品が発する熱を放散させる左放熱器、主に右チャンネル用の部品が発する熱を放散させる右放熱器、並びに前記左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材を備え、前記左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量は、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きいことを特徴とする。
【0012】
ここで、左右のチャンネルとしては、たとえば、2チャンネルアンプにおける左右のチャンネルや、5チャンネルアンプにおける左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネル、並びに右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネルが該当する。
【0013】
この構成において、増幅器の動作時には、左チャンネル用の部品が発する熱は左放熱器により放散され、右チャンネル用の部品が発する熱は右放熱器により放散される。このとき、左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量は、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きい。このような状態は、左チャンネル用の部品又は右チャンネル用の部品のうち一方のみが駆動されたり、左放熱器又は右放熱器のうちの一方により左チャンネル及び右チャンネル以外のチャンネル用の部品が発する熱をも放散させるように構成したりした場合に生じる。
【0014】
しかしながら、前記一方の左放熱器又は右放熱器が熱を放散させる部品からの熱は、左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材により他方の左放熱器又は右放熱器に移動し、左放熱器及び右放熱器の温度は極力均一化される。したがって、左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量が、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きいにも拘らず、該一方の左放熱器又は右放熱器のみが高温になることはなく、左チャンネル、右チャンネル、又はその他のチャンネル用の部品からの熱を効率的に放散させることができる。
【0015】
第2の発明に係る放熱機構は、第1発明において、前記一方の左放熱器又は右放熱器が熱を放散させる部品は左チャンネル用又は右チャンネル用の部品であり、前記他方の左放熱器又は右放熱器が熱を放散させる部品は左チャンネル用又は右チャンネル用並びに左チャンネル及び右チャンネルのいずれにも該当しないチャンネル用の部品であることを特徴とする。
【0016】
第3の発明に係る放熱機構は、第1又は第2発明において、前記接続部材は、前記一方の左放熱器又は右放熱器側において、前記他方の左放熱器又は右放熱器側よりも熱容量が大きいことを特徴とする。
【0017】
第4の発明に係る放熱機構は、第1〜第3のいずれかの発明において、前記接続部材は、前記一方の左放熱器又は右放熱器における発熱量の大きい部品の熱を放散させる放熱器側の熱容量が大きいことを特徴とする。
【0018】
第5の発明に係る音響装置は、第1〜第4のいずれかの放熱機構を備え、これにより装置が備える増幅器における各チャンネルの部品が発する熱を放散させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材を設けるようにしたため、左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量が、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きいにも拘らず、該一方の左放熱器又は右放熱器のみが高温になることはなく、各部品からの熱を効率的に放散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
図1は、本発明の一実施形態に係るパワーアンプ用放熱構造体の構成を示す斜視図である。同図に示すようにこの構造体は、主として左チャンネル用の部品が発する熱を放散させるための左放熱器1、主として右チャンネル用の部品が発する熱を放散させるための右放熱器2、及び左放熱器1及び右放熱器2を熱的に接続するアルミ板の連結部材3を備える。
【0021】
左放熱器1は略矩形平板状のベース部11、及びこれと一体的に形成された略矩形平板状のフィン部12a〜12dを備える。フィン部12a及びフィン部12dはそれぞれ、ベース部11の上側及び下側の長辺において、ベース部11に結合している。フィン部12c及びフィン部12bはフィン部12a及び12d間でベース部11に結合している。
【0022】
右放熱器2は左放熱器1と同様の形状を有し、同様にベース部11及びフィン部12a〜12dを備える。ただし左放熱器1及び右放熱器2は、それぞれのフィン部12a〜12dの各自由端側が丁度対向するように、面対象となる位置関係で配置される。左放熱器1及び右放熱器2は、たとえばアルミの押出し成形によって形成することができる。
【0023】
連結部材3は、左放熱器1及び右放熱器2の各上面、すなわち各水平板12aの上面により形成される長方形と同一の寸法を有しており、各上面を丁度覆うにように各上面に対して固定される。固定は、各上面に、アルミ板間の熱抵抗を下げるためのシリコングリス等を塗布してから、連結部材3を配置し、ねじ止めすることによって行われる。
【0024】
右放熱器2のベース部11の外側表面には、発熱部品であるパワーアンプ4が、グリースを介して固定される。左放熱器1のベース部11の外側表面においても、同様にパワーアンプ4が固定される。右放熱器2に固定されるパワーアンプ4は右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネルに加え、センタチャンネルについての増幅をも行うものである。左放熱器1に固定されるパワーアンプ4は左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネルについての増幅を行うものである。
【0025】
この構成において、左放熱器1及び右放熱器2に固定された各パワーアンプ4が駆動すると、各パワーアンプ4は発熱する。しかし、各パワーアンプ4が発する熱はそれぞれ、左放熱器1及び右放熱器2のベース部11及びフィン部12a〜12dを経て大気中に放散される。したがって、各パワーアンプ4の温度は所定値以下に保持され、各パワーアンプ4は支障なく駆動することができる。
【0026】
その際、右放熱器2に固定されたパワーアンプ4は、右フロントチャンネル及び右サラウンドチャンネルに加え、センタチャンネルについても増幅を行うため、左フロントチャンネル及び左サラウンドチャンネルについての増幅のみを行う左放熱器1のパワーアンプ4よりも、発熱量が多い。したがって、左放熱器1よりも右放熱器2の方がより高い温度となる。しかしながら、この温度の差は、右放熱器2から連結部材3を介して左放熱器1に移動する熱によって緩和される。つまり、左放熱器1及び右放熱器2は連結部材3を介して協働しながら、各パワーアンプ4が発する熱を放散する。
【0027】
本実施形態によれば、左放熱器1及び右放熱器2を熱的に接続する連結部材3を設けるようにしたため、左放熱器1及び右放熱器2間における熱の移動が自由に行われるので、左右の各パワーアンプ4の温度が極力均一となるようにしながら、放熱構造体全体として放熱を行うことができる。
【0028】
また、左右のパワーアンプ4のうちいずれか一方のみを使用するような特殊な場合においても、それが発する熱は連結部材3を介して他方のパワーアンプ4の放熱器にも伝達される。したがって、該他方の放熱器だけにしか温度センサ等が設けられていない場合においても、該一方のパワーアンプ4における温度の上昇を検出することができるので、支障なく温度の監視を行い、適切な動作を行うことができる。また、該一方の放熱器のみで放熱するよりも放熱効果が高いので、放熱構造体を含む機器全体の温度上昇を抑制することができる。
【0029】
また、センタチャンネルについての増幅による発熱に対しても支障なく対処することができるので、センタチャンネル専用の放熱板を別途設ける必要が無い。したがって、放熱効率の向上、部品点数の減少、コストダウン等の面においても有利な効果を得ることができる。
【0030】
また、同一形状である左放熱器1及び右放熱器2による共振を、連結部材3を設けることによって抑制するという効果もある。
【0031】
図2は本発明の別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。図1の実施形態の場合と異なるのは、連結部材3の代わりに、連結部材5を設けるようにした点にある。連結部材3は平板状であるのに対し、連結部材5は、左放熱器1側端部から右放熱器2側端部にかけて、厚さが増加している。つまり、連結部材3においては熱容量は均一であるが、連結部材5では、右放熱器2の側において、左放熱器1の側よりも熱容量が大きくなっており、かつ放熱効果が高められている。他の点においては図1の実施形態の場合と同様である。
【0032】
これによれば、連結部材5の形状が、放熱効果を連結部材3の場合よりも高めるものとなっているので、左右のパワーアンプの温度を均一化する効果や、全体としての放熱効果をさらに向上させることができる。
【0033】
図2の例では、連結部材5の厚さは、左放熱器1側端部から右放熱器2側端部にかけてリニアに増加している形状としたが、これに限定されず、非線形な増加や、他には板状の部材を左放熱器1側端部から右放熱器2側端部にかけて厚さが増すように積層させても良い。
【0034】
図3は本発明のさらに別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。図1の形態の場合と異なるのは、連結部材3の代わりに、連結部材6を設けるようにした点にある。連結部材3は平板状であるのに対し、連結部材6は、連結部材3と同様の平板状のベース部61に対し、放熱フィン62を追加した構成となっている。各放熱フィン62は、同一形状の矩形平板状のものであり、右放熱器2のベース部11の長辺に対し、平行で、かつ長さが等しくなっている。各放熱フィン62は、ベース部61に対し、その上面の右放熱器2側端部において、等間隔で一体的に設けられている。つまり、連結部材6においては、右放熱器2の側において、放熱フィン62により、左放熱器1の側よりも熱容量が大きくなっており、かつ放熱効果が高められている。他の点においては図1の実施形態の場合と同様である。
【0035】
これによれば、連結部材6の形状が、放熱効果を連結部材3の場合よりも高めるものとなっているので、左右のパワーアンプの温度を均一化する効果や、全体としての放熱効果をさらに向上させることができる。
【0036】
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては言及しなかったが、左放熱器1及び右放熱器2により構成された、対向する各フィン部12a〜12d間の空間内に一方から空気を送り込むファンを設けることにより、冷却効果をより向上させるようにしてもよい。
【0037】
また、上述の放熱フィン62は、図3に図示された形状のものに限られることはなく、放熱効果を向上させるものであれば、どのような形状のものであってもよい。例えば放熱フィン62の高さは、右放熱器2の側を高くしてもよく、さらに、図3においては、放熱フィン62は右放熱器2のベース部11の長辺に対して並行に配置されているが、これを右放熱器2のベース部11の長辺に対して直交するようにして配置しても良い。この場合、放熱フィン62のそれぞれの高さを右放熱器2の側を高くしても良い。
【0038】
また、上述においては、左放熱器1及び右放熱器2は、各フィン部12a〜12dの自由端側が対向するようにして配置しているが、この代わりに図4のように、左放熱器1及び右放熱器2の各ベース部側が対向するように配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の一実施形態に係るパワーアンプ用放熱構造体の構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。
【図3】本発明のさらに別の実施形態に係る放熱構造体の構成を示す斜視図である。
【図4】従来の2チャンネルアンプにおける放熱器の一例を示す斜視図である。
【図5】従来の5チャンネルアンプにおける放熱器の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
【0040】
1:左放熱器、2:右放熱器、3:連結部材、4:パワーアンプ、5:連結部材、6:連結部材、7:左放熱器、8:右放熱器、9:パワーアンプ、11:ベース部、12a〜12d:フィン部、61:ベース部、62:放熱フィン、71:ベース、72:フィン、91:左放熱器、92:パワーアンプ、93:右放熱器、94:パワーアンプ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
主に左チャンネル用の部品が発する熱を放散させる左放熱器、
主に右チャンネル用の部品が発する熱を放散させる右放熱器、並びに
前記左放熱器及び右放熱器を熱的に接続する接続部材を備え、
前記左放熱器又は右放熱器のうちの一方が熱を放散させる部品の発熱量は、他方が熱を放散させる部品の発熱量よりも大きいことを特徴とする増幅器用の放熱機構。
【請求項2】
前記一方の左放熱器又は右放熱器が熱を放散させる部品は左チャンネル用又は右チャンネル用の部品であり、
前記他方の左放熱器又は右放熱器が熱を放散させる部品は左チャンネル用又は右チャンネル用並びに左チャンネル及び右チャンネルのいずれにも該当しないチャンネル用の部品であることを特徴とする請求項1に記載の放熱機構。
【請求項3】
前記接続部材は、前記一方の左放熱器又は右放熱器側において、前記他方の左放熱器又は右放熱器側よりも熱容量が大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の放熱機構。
【請求項4】
前記接続部材は、前記一方の左放熱器又は右放熱器における発熱量の大きい部品の熱を放散させる放熱器側の熱容量が大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の放熱機構。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかの放熱機構を備え、これにより装置が備える増幅器における各チャンネルの部品が発する熱を放散させるようにしたことを特徴とする音響装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2008−270651(P2008−270651A)
【公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−114171(P2007−114171)
【出願日】平成19年4月24日(2007.4.24)
【出願人】(000003595)株式会社ケンウッド (1,981)
【Fターム(参考)】