JP2010056385A - ヒートシンク - Google Patents

Abstract

【課題】寿命が長く、保守を行う間隔を長くすることができるフィルタが取り付けられたヒートシンクを提供する。
【解決手段】本発明のヒートシンクは、複数の放熱フィンが設けられたヒートシンクにおいて、このヒートシンクの吸気側の端部に着脱可能に取り付けられ、前記ヒートシンクの端部の断面形状と同じ断面形状に形成されたフィルタを備えている。この結果、従来技術のヒートシンクのスポンジ等で形成されたフィルタは、目が細かいので、定期的に清掃する必要があったが、本発明のヒートシンクのフィルタは、塵埃が詰まる目が粗いので、保守を行う間隔を長くすることができ、保守費用を低減することができる。また、本発明のヒートシンクのフィルタは、機器に搭載されたヒートシンクと同じ寿命であり、フィルタ効果が低減することがなく、従来技術のスポンジ等で形成されたフィルタと比べて寿命が著しく長い。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器の発熱部品を冷却するために設けられたヒートシンクに関するものである。

従来から、インバータ装置など発熱部品を有する装置には、その発熱を冷却するためにヒートシンクが設けられている。このヒートシンクには、複数の放熱フィンが設けられていて、この放熱フィンから発熱部品の熱を大気に放熱させて冷却している。

発熱部品が小型化されることによって、それに取り付けられるヒートシンクも小型化されてきたために、放熱フィンの枚数を増やして表面積を増加させたり、ヒートシンクに冷却ファンを取り付けたりして、放熱効率を向上させていた。（例えば、特許文献１参照。）。

塵や埃の多い環境で、冷却ファン付きヒートシンクを内部に設けた装置を使用する場合、ヒートシンクの吸気側の端部に塵埃の粒子や繊維が引っかかって、大気の通過風量が減少して、放熱効率が低下していた。さらに、周辺雰囲気中に水溶液や油類の霧、蒸気又は湿気を多く含む場合、ヒートシンクに付着した塵埃がこれらを吸収して粘性のある硬い粘土質となって、ヒートシンクの端部を目詰まりするように張り付き、簡単に除去することができなかった。
特開２０００−１５１１６７号公報

そこで、ヒートシンクの内部に塵埃が蓄積することを防止するために、発熱部品を有する装置の吸気口に網や繊維を積層したり、スポンジ状のフィルタを取り付けたりしていた。これらの場合、空気抵抗が増加して大気の通過風量が減少して、放熱効率が低下していた。さらに、フィルタが目詰まりすると、通過風量がさらに減少し、冷却性能を満たすことができなくなるために、網や繊維又はフィルタの洗浄や交換を頻繁に行う必要があった。

本発明は、寿命が長く、保守を行う間隔を長くすることができるフィルタが取り付けられたヒートシンクを提供することを目的としている。

第１の発明は、
複数の放熱フィンが設けられたヒートシンクにおいて、
このヒートシンクの吸気側の端部に着脱可能に取り付けられ、前記ヒートシンクの端部の断面形状と同じ断面形状に形成されたフィルタを備えることを特徴とするヒートシンクである。

第２の発明は、
ヒートシンクの排気側の端部に排気用冷却ファンが取り付けられたことを特徴とする請求項１記載のヒートシンクである。

第３の発明は、
複数の放熱フィンが設けられたヒートシンクにおいて、
このヒートシンクの吸気側の端部の断面形状と同じ断面形状に形成されたフィルタと、
吸気用冷却ファンと、
前記フィルタを前記ヒートシンクと前記吸気用冷却ファンとの間に挿入するためのガイドレールとを備え、
前記フィルタを前記ガイドレールに沿って挿入して着脱可能に固定させることを特徴とするヒートシンクである。

従来技術のヒートシンクのスポンジ等で形成されたフィルタは、目が細かいので、定期的に清掃する必要があったが、本発明のヒートシンクのフィルタは、塵埃が詰まる目が粗いので、保守を行う間隔を長くすることができ、保守費用を低減することができる。また、本発明のヒートシンクのフィルタは、機器に搭載されたヒートシンクと同じ寿命であり、フィルタ効果が低減することがなく、従来技術のスポンジ等で形成されたフィルタと比べて寿命が著しく長い。

［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１（Ａ）は、本発明の実施の形態１のヒートシンクを示す図であり、図１（Ｂ）は、本発明の実施の形態１のヒートシンクに取り付けられたフィルタに塵埃が付着した状態を示す図である。図１（Ａ）において、複数の放熱フィンが設けられたヒートシンク１の片端部に、フィルタ２が取り付けられている。このフィルタ２は、ヒートシンク１の片端部の断面形状と同じ断面形状に形成され、金属又は樹脂で形成されている。例えば、このフィルタ２は、フィルタ２のみの金型で成形したり、又は、ヒートシンクを長手方向に余分に長く成形しておき、その片端部を切断してフィルタとして使用してもよい。例えば、ヒートシンクのフィルタ側の形状が１２０［ｍｍ］×１２０［ｍｍ］の正方形である場合、フィルタの幅を１０［ｍｍ］に成形しても良い。

フィルタ２は、ヒートシンク１の片端部に、ねじ止めしても良い。又は、発熱部品を有する装置の内部にヒートシンク１が設けられているとき、装置のケースに開閉自在のパネルを設け、そのパネルの内面にフィルタ２を取り付ける。そして、パネルを閉じたときに、フィルタ２がヒートシンク１の片端部に密着するように設けても良い。

このヒートシンク１には、冷却ファンが取り付けられていないが、通常、このヒートシンク１が取り付けられた電子機器を内蔵する装置のケースに冷却ファンが取り付けられている。そのため、ヒートシンク１の吸気側の片端部にフィルタ２を取り付ける。

以下、動作を説明する。本発明の実施の形態１のヒートシンク１は、通常、このヒートシンク１が取り付けられた電子機器を内蔵する装置のケースに冷却ファンが取り付けられていて、ヒートシンク１の吸気側の端部にフィルタ２が取り付けられている。そのために、フィルタ２が取り付けられている側から空気が流れる。塵埃が冷却ファンによって運ばれると、塵埃はフィルタ２に達する。このとき、多くの塵埃は、フィルタ２の隙間を通過して、ヒートシンク１へ達する。

このとき、フィルタ２とヒートシンク１との断面形状は同じであるので、フィルタ２の隙間を通過した塵埃の流れを遮る障害物がヒートシンク１の隙間には無いために、これらの塵埃は、ヒートシンク１の吐き出し側に達して、排気される。そして、冷却ファンによってフィルタ２に運ばれた塵埃の一部が、フィルタ２の吸気側の端部に衝突したり、引っかかったりして、フィルタ２に堆積していく。そして、装置の運転時間の経過とともに、図１（Ｂ）に示すように、フィルタ２の吸気側の端部に塵埃３が付着する。

そして、塵埃３が堆積して清掃が必要になったとき、フィルタ２をヒートシンク１から取り外して、フィルタ２を洗浄する。本発明の実施の形態１のフィルタ２は、従来技術のヒートシンクのスポンジ等で形成されたフィルタと異なり、例えば金属で形成されていて硬いので、ヘラなどを使用して固着した塵埃を削ぎ取ることができる。また、熱湯や蒸気や薬品を使用して洗浄することも可能であり、また、繰り返し使用することができる。洗浄後は、フィルタ２をヒートシンク１に取り付ける。

この結果、従来技術のヒートシンクのスポンジ等で形成されたフィルタは、目が細かいので、定期的に清掃する必要があったが、本発明の実施の形態１のヒートシンク１のフィルタ２は、塵埃が詰まる目が粗いので、保守を行う間隔を長くすることができ、保守費用を低減することができる。また、本発明の実施の形態１のヒートシンク１のフィルタ２は、機器に搭載されたヒートシンク１と同じ寿命であり、フィルタ効果が低減することがなく、従来技術のスポンジ等で形成されたフィルタと比べて寿命が著しく長い。さらに、従来技術のスポンジ等で形成されたフィルタを清掃するには、技術教育を受けたサービスマンによる分解清掃が必要であったが、本発明のフィルタ２は、分解清掃が不要であるので、ユーザがフィルタ２を容易に清掃することができる。

さらに、従来技術のヒートシンクのスポンジ等で形成されたフィルタは、熱交換率が低下するために、機器の負荷を定格よりも低減させたり、電子機器の発熱部品の冷却効率を向上させる必要があった。しかし、本発明の実施の形態１のヒートシンク１のフィルタ２は、ヒートシンク１と同じ形状であるので、外気が挿入されたときの挿入損失がほとんど発生しないので、機器の負荷を定格よりも低減させたり、電子機器の発熱部品を冷却効率を向上させる必要がない。また、本発明のフィルタ２は、既存のヒートシンクに、フィルタを取り付ける場所があれば、容易に取り付けることができる。

図１に示した本発明の実施の形態１のヒートシンクにおいて、冷却効果をさらに上昇させる場合は、ヒートシンクの排気側の端部に排気用冷却ファンを取り付けると良い。

［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の形態２のヒートシンクを示す図である。同図において、ヒートシンク１及びフィルタ２の形状は、図1に示した本発明の実施の形態１のヒートシンク１及びフィルタ２と同じ形状であるので、詳細を省略している。図２において、複数の放熱フィンが設けられたヒートシンク１の片端側に、フィルタ２を挟んで吸気用冷却ファン４が設けられている。ヒートシンク１と吸気用冷却ファン４との間には、フィルタ２を挿入するためのガイドレール５が取り付けられている。このフィルタ２は、ヒートシンク１の片端部の断面形状と同じ断面形状に形成されている。

フィルタ２がガイドレール５に沿って挿入されたときにフィルタ２の位置決めをするために、フィルタ２の奥側に図示を省略したプラグ状の部材が設けられていて、ガイドレール５の奥側には、図示を省略したソケット状の部材が設けられている。このために、フィルタ２がガイドレール５に沿って挿入されたとき、これらのプラグ状の部材がソケット状の部材に挿入されて、フィルタ２の位置決めが行われる。このとき、フィルタ２とヒートシンク１との間に隙間が形成されると、繊維がこの隙間に引っかかるために、フィルタ２は、ヒートシンク１の片端部に密着するように取り付けられている。また、フィルタ２をガイドレール５に沿って取り出すとき、フィルタ２の吸気側についた塵埃が吸気用冷却ファン４に引っかかって脱落しないように、フィルタ２と吸気用冷却ファン４との間には、隙間が形成されている。

以下、動作を説明する。ヒートシンク１の片端側に吸気用冷却ファン４が設けられていて、ヒートシンク１の片端部の断面形状と同じ断面形状に形成されたフィルタ２が、ヒートシンク１と吸気用冷却ファン４との間に取り付けられたガイドレール５に沿って、挿入される。フィルタ２がガイドレール５の奥まで挿入されたとき、フィルタ２の奥側に設けられたプラグ状の部材が、ガイドレール５の奥側に設けられたソケット状の部材に挿入されて、フィルタ２の位置決めが行われる。このとき、フィルタ２は、ヒートシンク１の片端部に密着するように取り付けられている。

塵埃が吸気用冷却ファン４によって運ばれると、塵埃はフィルタ２に達する。このとき、多くの塵埃は、フィルタ２の隙間を通過して、ヒートシンク１へ達する。このとき、フィルタ２とヒートシンク１との断面形状は同じであるので、フィルタ２の隙間を通過した塵埃の流れを遮る障害物がヒートシンク１には無いために、塵埃はヒートシンク１の吐き出し側に達して、排気される。そして、吸気用冷却ファン４によってフィルタ２に運ばれた塵埃の一部が、フィルタの吸気側の端部に衝突したり、引っかかったりして、フィルタ２に堆積していく。

塵埃３が堆積して清掃が必要になったとき、フィルタ２をガイドレール５に沿って引き出してフィルタ２を洗浄する。フィルタ２をガイドレール５に沿って取り出すとき、フィルタ２と吸気用冷却ファン４との間には、隙間が形成されているので、フィルタ２の吸気側についた塵埃が吸気用冷却ファン４に引っかかって脱落することがない。

そして、本発明の実施の形態２のヒートシンク１のフィルタ２は、従来技術のヒートシンクのスポンジ等で形成されたフィルタと異なり例えば金属で形成されていて硬いので、ヘラなどを使用して固着した塵埃を削ぎ取ることができる。また、熱湯や蒸気や薬品を使用して洗浄することも可能であり、また、繰り返し使用することができる。洗浄後は、フィルタ２をガイドレール５に沿って挿入し、フィルタ２を固定する。

この結果、本発明の実施の形態２のヒートシンクは、本発明の実施の形態１のヒートシンクの効果を奏するともに、さらに、フィルタ２をヒートシンク１から取り外すことが容易であるので、フィルタ２の清掃作業の工数を大幅に低減することができる。
［実施の形態３］

図３は、本発明の実施の形態３のヒートシンクを示す図であって、インバータ電源等の大電力用の機器に使用されるフィルタ６を使用した場合である。同図において、ヒートシンクは、フィルタ６と断面形状が同じであり、電子機器を内蔵する装置のケース７内に図２と同様の位置に設けられていて、図示を省略している。固定カバー８がフィルタ６の手前の側に、カバー支持部材９で取り付けられていて、フィルタ６がガイドレール５に沿って挿入されたのち、この固定カバー８が装置のケース７にねじ止めされて、フィルタ６が固定される。また、吸気用冷却ファン４は、電子機器を内蔵する装置のケース７内に、図２と同様の位置に、フィルタ２のヒートシンクと反対側に設けられていて、図示を省略している。

本発明の実施の形態３のヒートシンクの動作及び効果は、図２に示した本発明の実施の形態２のヒートシンクの動作及び効果と同様であるので、説明を省略する。

本発明の実施の形態１のヒートシンクを示す図である。 本発明の実施の形態２のヒートシンクを示す図である。 本発明の実施の形態３のヒートシンクを示す図である。

符号の説明

１ ヒートシンク
２ フィルタ
３ 塵埃
４ 吸気用冷却ファン
５ ガイドレール
６ フィルタ
７ ケース
８ 固定カバー
９ カバー支持部材

Claims (3)

1. 複数の放熱フィンが設けられたヒートシンクにおいて、
   このヒートシンクの吸気側の端部に着脱可能に取り付けられ、前記ヒートシンクの端部の断面形状と同じ断面形状に形成されたフィルタを備えることを特徴とするヒートシンク。
2. ヒートシンクの排気側の端部に排気用冷却ファンが取り付けられたことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
3. 複数の放熱フィンが設けられたヒートシンクにおいて、
   このヒートシンクの吸気側の端部の断面形状と同じ断面形状に形成されたフィルタと、
   吸気用冷却ファンと、
   前記フィルタを前記ヒートシンクと前記吸気用冷却ファンとの間に挿入するためのガイドレールとを備え、
   前記フィルタを前記ガイドレールに沿って挿入して着脱可能に固定させることを特徴とするヒートシンク。

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