JP2014093440A - 放熱促進装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便に発熱部品の取付け、取外しが可能な放熱促進装置を提供すること。
【解決手段】 収納容器の内壁と同じ曲率を持つ第１接触面、及び、傾斜面の第１テーパ面を有する第１プレートと、発熱体の外壁と同じ曲率を持つ第２接触面、及び、第１テーパ面と接する第２テーパ面を有する第２プレートと、を備え、第１プレートと第２プレートとが、交互に複数並置されて、第１プレートが第２プレートから力を受けた際に、第１テーパ面が第２テーパ面に対して摺動して、当該第１プレートの第１接触面が収納容器の内壁に熱接触するように移動すると共に、第２プレートが第１プレートから力を受けた際に、第２テーパ面が第１テーパ面に対して摺動して、第２プレートの第２接触面が発熱体の外壁に熱接触するように移動して、発熱体で発生した熱が、第２プレート、第１プレートを経て、収納容器に伝達される熱伝達路を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、放熱促進装置に関する。

電子装置は、水密容器に収納して用いられることがある。このとき、電子装置で発生した熱を放熱する必要がある。そこで、例えば、特開平７−２３５７８８号公報においては、図１０に示すような放熱構造が提案されている。

この放熱構造は、発熱部品１０３を四分割された伝熱金具１０２に取り付け、伝熱金具１０２のテーパ部１１１にはめられたテーパ部を具備する１本の締付ねじ１１２を、円筒型水密容器１０１の中心に位置する嵌合部１１３にはめてルーズ（移動）ねじ機構１１５によりねじ込むと、四つの伝熱金具１０２が円筒型水密容器１０１の中心から放射四方向に移動し、円筒型水密容器１０１の内壁周囲に均一に密着する。密着後、放射四方向に移動した四つの伝熱金具１０２をプレート１０９と小ねじ１１４とにより固定し、発熱部品１０３の熱を、伝熱金具１０２を介し、円筒型水密容器１０１の外壁を通して水中に放熱するものである。

特開平７−２３５７８８号公報

しかしながら、特開平７−２３５７８８号公報に係る構成では、複数の伝熱金具１０２が複数のプレート１０９を介して複数の子ネジ１１４により固定されているため、発熱部品１０３の取付け、取外しの際には、これら複数の子ネジ１１４の取付け、取外しが必要となり、作業性が悪い問題があった。

そこで、本発明の主目的は、簡便に発熱部品の取付け、取外しが可能な放熱促進装置を提供することである。

上記課題を解決するため、収納容器と該収納容器に収納された発熱体との間に挿着されて、発熱体からの熱を収納容器に伝達する放熱促進装置であって、収納容器の内壁と同じ曲率を持つ第１接触面、及び、傾斜面の第１テーパ面を有する第１プレートと、発熱体の外壁と同じ曲率を持つ第２接触面、及び、第１テーパ面と接する第２テーパ面を有する第２プレートと、を備え、第１プレートと第２プレートとが、交互に複数並置されて、第１プレートが第２プレートから力を受けた際に、第１テーパ面が第２テーパ面に対して摺動して、当該第１プレートの第１接触面が収納容器の内壁に熱接触するように移動すると共に、第２プレートが第１プレートから力を受けた際に、第２テーパ面が第１テーパ面に対して摺動して、第２プレートの第２接触面が発熱体の外壁に熱接触するように移動して、発熱体で発生した熱が、第２プレート、第１プレートを経て、収納容器に伝達される熱伝達路を形成することを特徴とする。

本発明によれば、他のプレートの重み等の力を受けて第１プレートと第２プレートとが、密接しながら、収納容器や発熱体と密接するため、かかる密接状態を維持するためのねじ等が不要になり、容易に発熱部品の取付け、取外しが行えるようになる。

本実施形態にかかる放熱促進装置を用いた収納容器の構成図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。 放熱促進装置の斜視図である。 ブロックの斜視図で、（ａ）は上ブロック、（ｂ）は下ブロックの斜視図である。 連結シャフト及び矯正ピンの構成を示す図で、（ａ）は連結シャフトの側面図、（ｂ）は矯正ピンの側面図である。 第１プレートの構成を示す図で、（ａ）は第１プレートの斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 第２プレートの構成を示す図で、（ａ）は第２プレートの斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 矯正ピンを途中まで挿入した際の状態を示す側面図である。 放熱促進装置を挿着する手順を示す図で、（ａ）は収納容器に発熱体を載置した際の断面図、（ｂ）は放熱促進装置を挿入した際の断面図、（ｃ）は矯正ピンを引抜いた際の断面図である。 矯正ピンを引抜いている最中の第１プレート及び第２プレートの動きを示した図である。 関連技術の説明に適用される放熱構造の説明図である。

本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる放熱促進装置３を用いた収納容器２の構成図で、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は上面図である。発熱体４は収納容器２に収納され、この発熱体４と収納容器２との間に放熱促進装置３が配置されている。

以下の説明では、発熱体４として電子装置４を例に説明し、収納容器２として水密容器２を例にして説明する。また、水密容器２の内壁形状及び発熱体４の外壁形状は、円柱状の場合を例に説明するが、本実施形態はかかる形状に限定するものではない。さらに、放熱促進装置３は、電子装置４の回りに４個設けられているが、かかる個数は例示で、放熱したい熱量に応じた個数を選択することが可能である。

図２は、放熱促進装置３の斜視図である。放熱促進装置３は、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂを複数備えると共に、これらの第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂを挟むように上ブロック１２ａ及び下ブロック１２ｂを備えている。また、第１プレート１１ａ、第２プレート１１ｂ、上ブロック１２ａ及び下ブロック１２ｂを連結する連結シャフト１３を備えている。なお、以下の説明においては、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂを適宜プレート１１と記載し、上ブロック１２ａ及び下ブロック１２ｂを適宜ブロック１２と記載する。

図３は、ブロック１２の斜視図で、図３（ａ）は上ブロック１２ａ、図３（ｂ）は下ブロック１２ｂの斜視図である。上ブロック１２ａ及び下ブロック１２ｂには、連結シャフト１３が挿通する円筒状のシャフト穴１５ａが形成されると共に、このシャフト穴１５ａの左右位置に矯正ピン１４（図４参照）が挿通する円筒状のピン穴１６が形成されている。但し、下ブロック１２ｂのシャフト穴１５ａには、雌ねじ１５ｂが設けられている。

図４（ａ）は連結シャフト１３の側面図であり、図４（ｂ）は矯正ピン１４の側面図である。連結シャフト１３の一端にはシャフト穴１５ａより径の大きなシャフト頭部１３ａが設けられ、他端には雄ねじ１３ｂが設けられている。この雄ねじ１３ｂは、下ブロック１２ｂのシャフト穴１５ａに形成された雌ねじ１５ｂと螺合するようになっている。また、矯正ピン１４の一端にはピン穴１６より径の大きなピン頭部１４ａが設けられ、他端は暫時細くなる針状部１４ｃが形成されて、このピン頭部１４ａと針状部１４ｃとの間が円筒状の矯正部１４ｂとなっている。

図５は、第１プレート１１ａの構成を示す図で、図５（ａ）は第１プレート１１ａの斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。第１プレート１１ａは、水密容器２の内壁と同じ曲率を持つ第１接触面１８ａ、電子装置４側の側面１８ｂ、隣接する他のプレート１１と接する２つの傾斜面である第１テーパ面１８ｃ、及び、これらの面を連結する２つの側面１８ｄにより構成されて、２つの第１テーパ面１８ｃを貫通して第１シャフト長穴１８ｅ及び第１ピン穴１８ｆが形成されている。

図６は、第２プレート１１ｂの構成を示す図で、図６（ａ）は第２プレート１１ｂの斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。第２プレート１１ｂは、水密容器２側の側面１９ａ、電子装置４の外壁と同じ曲率に形成された第２の接触面１９ｂ、隣接する他のプレート１１と接する２つの第２テーパ面１９ｃ、及び、これらの面を連結する２つの側面１９ｄにより構成されて、２つの第２テーパ面１９ｃを貫通して第２シャフト長穴１９ｅ及び第２ピン穴１９ｆが形成されている。

そして、第１シャフト長穴１８ｅ及び第２シャフト長穴１９ｅは、長軸が水密容器２と電子装置４とを結ぶ線分（半径方向の線分）の方向と一致するように形成されている。また、２つの第１ピン穴１８ｆ及び第２ピン穴１９ｆは、それぞれ第１シャフト長穴１８ｅ及び第２シャフト長穴１９ｅを間に挟んで、左右に設けられている。

図５（ｃ）と図６（ｃ）とを比較するとわかるように、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂは、共に側面視形状が略台形状であるが、底辺の長短関係は逆になっている。

なお、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂに形成されている第１及び第２シャフト長穴１８ｅ，１９ｅや第１ピン穴１８ｆ及び第２ピン穴１９ｆは、以下のような関係を満たしている。この関係を第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂの移動状態を示す図７を参照して説明する。なお、図７は、矯正ピン１４を途中まで挿入した際の状態を示す側面図である。

後述するように放熱促進装置３が装着された後、矯正ピン１４を引抜くと、第１プレート１１ａは水密容器２側に移動し、第２プレート１１ｂは電子装置４側に移動する。そして、第１プレート１１ａの水密容器２側接触面が水密容器２の内壁に接触して第１プレート１１ａの移動が停止し、第２プレート１１ｂの電子装置４側接触面が電子装置４の外壁に接触して第２プレート１１ｂの移動が停止する。

しかし、連結シャフト１３は複数の第１プレート１１ａや第２プレート１１ｂが、ばらけないように保持することを目的として設けられているため、矯正ピン１４のように引抜かれることはない。そこで、連結シャフト１３が第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂの移動を規制しないように、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂには長穴の第１及び第２シャフト長穴１８ｅ，１９ｅが設けられている。従って、第１及び第２シャフト長穴１８ｅ，１９ｅの長軸の長さＬｓは、連結シャフト１３の直径をＤ１、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂの移動量をδとしたとき、Ｌｓ≧Ｄ１＋δの関係を満たす。

また、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂが移動した後でも、第１ピン穴１８ｆと第２ピン穴１９ｆとは、オーバーラップする領域Ｋが生じる大きさに形成されている。即ち、矯正ピン１４の直径をＤ２とすると、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂがδだけ移動しても領域Ｋが生じるためには、Ｄ２／２≧δの関係を満たす。以下、この領域Ｋを、連通領域Ｋと記載する。

次に、このような放熱促進装置３の利用方法を、図８を参照して説明する。図８は、放熱促進装置３を挿着する手順を示す図で、図８（ａ）は水密容器２に電子装置４を載置した際の断面図、図８（ｂ）は放熱促進装置３を挿入した際の断面図、図８（ｃ）は矯正ピン１４を引抜いた際の断面図である。なお、図８（ｃ）における拡大図Ａは、矯正ピン１４を引抜いた後の放熱促進装置を詳細にした図であり、拡大図Ｂは、矯正ピン１４を引抜く前の放熱促進装置を詳細にした図である。

先ず、図８（ａ）に示すように、電子装置４を水密容器２に収納する。その後、水密容器２と電子装置４との隙間に放熱促進装置３を挿入する。

放熱促進装置３に矯正ピン１４が挿入された状態では、第１プレート１１ａの第１接触面１８ａと第２プレート１１ｂの第２接触面１９ｂは、略連続した面となっている。即ち、放熱促進装置３ｂは、最も細った状態となっている。

全ての放熱促進装置３が装着されると、図８（ｃ）に示すように矯正ピン１４を引抜く。矯正ピン１４を引抜くと、プレート１１は上のプレート１１から力を受ける。この結果、第１プレート１１ａには図８（ｃ）の拡大図Ａに示す矢線Ｆａのような力が働き、また第２プレート１１ｂには矢線Ｆｂのような力が働く。

この力Ｆａ，Ｆｂにより第１テーパ面１８ｃと第２テーパ面１９ｃとが互いに滑り合って、第１プレート１１ａは水密容器２側に移動し、第２プレート１１ｂは電子装置４側に移動する。図９は、矯正ピン１４を引抜いている最中の第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂの動きを示した図である。

矯正ピン１４が引抜かれたプレート１１は、順次水密容器２側又は電子装置４側に移動している。但し、先に説明したようにピン穴の寸法条件が満たされているので、第１プレート１１ａの第１ピン穴１８ｆと第２プレート１１ｂの第２ピン穴１９ｆとは連通した領域（図７において示した連通領域Ｋ）が残っている。

そして、第１プレート１１ａの第１接触面１８ａが水密容器２の内壁に接触し、第２プレート１１ｂの第２の接触面１９ｂが電子装置４の外壁に接触するようになる。これにより、電子装置４で発生した熱は、図８（ｃ）の拡大図Ａに示すように矢線ｈのように、第２の接触面１９ｂから第２プレート１１ｂに伝導し、第２テーパ面１９ｃから第１テーパ面１８ｃを経て第１プレート１１ａに伝導する。そして、第１接触面１８ａから水密容器２に伝導して放熱されるようになる。

なお、プレート１１の重さだけでは、第１プレート１１ａの第１接触面１８ａと水密容器２の内壁との接触や、第２プレート１１ｂの第２の接触面１９ｂと電子装置４の外壁との接触が不十分な場合には、最上位のプレートを手等により加圧してもよい。また、連結シャフト１３と下ブロック１２ｂとの螺合量を調整する（上ブロック１２ａと下ブロック１２ｂとの間隔を調整する）ことで、強制的に第１プレート１１ａや第２プレート１１ｂの径方向の移動量を大きくして熱接触度合を向上させることも可能である。なお、連結シャフト１３が下ブロック１２ｂと螺合しているので、この熱接触状態を維持することが可能になる。

次に、放熱促進装置３が水密容器２と電子装置４とに接している上述した状態から、当該放熱促進装置３を引出す場合についての手順を説明する。この放熱促進装置３の引抜き手順は、当該放熱促進装置３の挿着手順の逆手順である。

即ち、放熱促進装置３が装着された状態は、第１プレート１１ａの第１接触面１８ａが水密容器２の内壁に密接し、第２プレート１１ｂの第２の接触面１９ｂが電子装置４の外壁に密接している状態である。この状態のままでは放熱促進装置３を容易に引出すことができない。

そこで、ピン穴１６に矯正ピン１４を挿入する。このとき、第１プレート１１ａの第１ピン穴１８ｆと第２プレート１１ｂの第２ピン穴１９ｆとは、連通領域Ｋを形成している。そして、矯正ピン１４は先端に形成された針状部１４ｃは、連通領域Ｋの中心に位置している。図９における一点鎖線Ｐは矯正ピン１４の中心を示している。

従って、矯正ピン１４を挿入すると、針状部１４ｃがこの連通領域Ｋに侵入して、連通領域Ｋが徐々に拡大される。そして、矯正部１４ｂが侵入することで、第１プレート１１ａ及び第２プレート１１ｂは、元の状態（図８（ｃ）の拡大図Ｂに示す状態）となる。図８（ｃ）の状態は、第１プレート１１ａは水密容器２から離接した状態であり、第２プレート１１ｂは電子装置４から離接であるので、放熱促進装置３を容易に引抜くことが可能になる。

２ 収納容器（水密容器）
３ 放熱促進装置
４ 発熱体（電子装置）
１１ プレート
１１ａ 第１プレート
１１ｂ 第２プレート
１２ ブロック
１２ａ 上ブロック
１２ｂ 下ブロック
１３ 連結シャフト
１３ａ シャフト頭部
１３ｂ 雄ねじ
１４ 矯正ピン
１４ａ ピン頭部
１４ｂ 矯正部
１４ｃ 針状部
１５ａ シャフト穴
１５ｂ 雌ねじ
１６ ピン穴
１８ａ 第１接触面
１８ｃ 第１テーパ面
１８ｅ 第１シャフト長穴
１８ｆ 第１ピン穴
１９ｂ 第２接触面
１９ｃ 第２テーパ面
１９ｅ 第２シャフト長穴
１９ｆ 第２ピン穴

Claims (4)

1. 収納容器と該収納容器に収納された発熱体との間に挿着されて、前記発熱体からの熱を前記収納容器に伝達する放熱促進装置であって、
   前記収納容器の内壁と同じ曲率を持つ第１接触面、及び、傾斜面の第１テーパ面を有する第１プレートと、
   前記発熱体の外壁と同じ曲率を持つ第２接触面、及び、前記第１テーパ面と接する第２テーパ面を有する前記第２プレートと、を備え、
   前記第１プレートと前記第２プレートとが、交互に複数並置されて、
   前記第１プレートが前記第２プレートから力を受けた際に、前記第１テーパ面が前記第２テーパ面に対して摺動して、当該第１プレートの前記第１接触面が前記収納容器の内壁に熱接触するように移動すると共に、
   前記第２プレートが前記第１プレートから力を受けた際に、前記第２テーパ面が前記第１テーパ面に対して摺動して、前記第２プレートの前記第２接触面が前記発熱体の外壁に熱接触するように移動して、
   前記発熱体で発生した熱が、前記第２プレート、前記第１プレートを経て、前記収納容器に伝達される熱伝達路を形成することを特徴とする放熱促進装置。
2. 請求項１に記載の放熱促進装置であって、
   前記第１プレートに設けられ、かつ、当該第１プレートの移動方向に長軸を持つ第１シャフト長穴と、
   前記第２プレートに設けられ、かつ、当該第２プレートの移動方向に長軸を持つ第２シャフト長穴と、
   前記第１及び第２シャフト長穴に挿通されて、交互に並置された前記第１プレートと前記第２プレートとが、それぞれ所定の方向に移動できるように連結する円柱状の連結シャフトと、を備えることを特徴とする放熱促進装置。
3. 請求項２に記載の放熱促進装置であって、
   前記第１プレートと前記第２プレートとのそれぞれに形成された、少なくとも２つ以上の円筒状の第１及び第２ピン穴と、
   先端が針状に形成されて、前記第１及び第２ピン穴に挿抜される矯正ピンと、を備え、
   前記第１プレートが前記収納容器に熱接触し、前記第２プレートが前記発熱体に熱接触した際に、前記第１ピン穴と前記第２ピン穴とが連通する連通領域を形成されて、前記矯正ピンの先端位置が、当該連通領域に含まれることを特徴とする放熱促進装置。
4. 請求項３に記載の放熱促進装置であって、
   交互に複数並置された前記第１プレート及び第２プレートを挟むように設けられた上ブロック及び下ブロックを備え、かつ、
   前記上ブロックには、前記連結シャフトが挿通する円筒状のシャフト穴と、前記シャフト穴の左右に前記矯正ピンが挿通する円筒状のピン穴と、が設けられ、
   前記下ブロックには、前記連結シャフトの先端に形成された雄ねじと螺合する雌ねじが設けられていることを特徴とする放熱促進装置。

Images