JP2531328Y2 - 放熱器の放熱構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は電子機器などの放熱器の
放熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に従来の放熱器の放熱構造について
説明する。

【０００３】図１４及び図１５は放熱器を備えた電子機
器の外観を示すものである。これらの電子機器ａは放熱
器ｂがケーシングｃの一部を成し、放熱用のひれｄが直
接外部に露出する方式である。

【０００４】しかしながら、この方式に於いて、もし発
熱量が放熱器ｂの放熱容量を超えた場合は、図１４に示
すように放熱器ｂの外部に送風機ｆを設けて放熱器ｂに
冷風を当てる必要が生じる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】そこで、この送風機ｆ
を電子機器ａの内部に取り込んで一体化したものとし
て、図１６乃至図１８に示す構造のものが考えられてい
る。

【０００６】即ち図１６の電子機器ａは送風機ｆの排気
を直接発熱部分に当てることで冷却を行なう手法であ
る。しかし、この構造においては、送風機ｆの排気には
ばらつきがあって、その全てが放熱器ｂに当るわけでは
なくて効率的とは言いがたく、また放熱器ｂを送風機ｆ
の正面に配置し、さらにこの間に風を遮るものを配置し
てはならないという制約条件があるため、設計的にむず
かしい問題点がある。

【０００７】また図１７は放熱器ｂ，ｂを２台背中合せ
に配設し、風洞状の形状を成すことで、送風機ｆの排気
を完全に放熱器ｂ，ｂに導入する方式であるが、図１６
の場合と同じように、送風機ｆと放熱器ｂの位置関係に
大きな制約がある。

【０００８】そこで、前述の位置関係の制約をなくすた
めに、送風機ｆの排気口と放熱器ｂとの間を風道ｅで継
いだ構造のものが考えられており、その例を図１８に示
す。しかしながら、この構造では風道ｅを設けること
で、その空間は完全なデッドスペースとなってしまい、
一般に外形寸法で規制される電子機器ａにおいては、こ
のデッドスペースは内部構造上大きな障害となる。

【０００９】しかも、図１６乃至図１８に示すような送
風機ｆをケーシングｃに内蔵する構造においては、電子
機器ａの外部に送風機ｆを設ける手間は省けるが、もし
何らかのトラブルで、送風機ｆが機能停止した時は、電
子機器ａから発生する熱は機外に放出されることがな
く、かえって温度上昇を招いて電子機器ａに致命的なダ
メージを与える可能性があるなどの問題点を有してい
る。

【００１０】本考案は上記の不具合を解決するもので、
送風機と放熱器との位置関係に特に規制もなく、また導
風用の風道も要さず、比較的電子機器の内部設計を自由
に行なえ、なおかつ、高効率で放熱することの可能な放
熱器の放熱構造を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本考案の放熱器の放熱構造は、電子機器の筐体内外に
発熱体を有し、その熱を外部に放熱する放熱器の放熱構
造において、前記熱を放熱するように前記筐体の基部に
多数の放熱用ひれを筐体の外方に平行に延在するように
配設して断面が略凹凸状の放熱部を形成し、前記各放熱
用ひれ間における前記基部に前記放熱用ひれの延在方向
に向かって前記基部を貫通して前記筐体内外を連通させ
る孔を設けると共に、外気を取り込み前記筐体内部で送
風を発生させ、この送風を前記孔を通して外部へ放出す
るように前記筐体に設けられた送風手段を備えている。

【００１２】

【作用】この構成によって送風手段を動作させると、外
気が筺体内に吸入され、電子機器内部の圧力が上昇し、
内部の空気は放熱器の凹凸状の放熱部の間を通って孔か
ら外部へ流出する。従って、放熱器の放熱部を流れる空
気と放熱部との間で効率的な熱交換が行なわれる。

【００１３】

【実施例】以下に本考案の一実施例について図１乃至図
７を参照しながら説明する。

【００１４】図１は本考案に係わる放熱器の放熱構造を
備えた電子機器である電力増幅機（ＡＭＰ）の外観を示
し、図２はその分解斜視図である。図において１は放熱
器、１４は送風機である。

【００１５】この電力増幅機１０は２台の放熱器１、１
を必要とする構造のため、放熱器１、１の各放熱部２、
２が中央連結部３によって連結されており、放熱器１、
１の内側両端には、コ字状断面の端板９及び端板１１が
取り付けられている。そして端板９には送風機用開口部
９ａが設けられており、開口部９ａには送風機１４が取
り付けられている。また、放熱器１、１及び端板９、端
板１１で形成される箱形状に対して下方から底板１２が
取り付けられている。

【００１６】図３乃至図５は放熱器１の詳細を示すもの
である。放熱器１は基部４の両側面に、この両側面の外
方に向かって、多数の平板状の放熱用ひれ５が平行に延
在するように配設されて、断面が略凹凸状に形成されて
いる。また基部４の上端に配設された放熱用ひれ５ａは
そのまま延長されて中央連結部３に接続されており、こ
の中央連結部３の上面には放熱用ひれ７が配設されてい
る。

【００１７】さらに放熱用ひれ５の間で、放熱用ひれ５
の延在方向に向かって基部４の断面が略凹状をなす部分
には、放熱用ひれ５の延在方向に向かって基部４を貫通
して通風口８（孔）が設けられている。また基部４の下
端部には台座６が設けられており、台座６には発熱部品
１３がネジ等で固定されている。

【００１８】これらの基部４、中央連結部３、端板９、
端板１１及び底板１２によって電力増幅機１０の筐体で
あるケーシング１５が形成されており、ケーシング１５
は、端板９に設けられた開口部９ａ及び放熱器１の基部
４に設けられ、ケーシング１５の内外を連通させる通風
口８以外は密閉されていることとなる。

【００１９】以上のように構成された放熱器の放熱構造
について、図６を用いてその動作を説明する。

【００２０】例えばＡＭＰ１０の電源ＯＮにより、送風
機１４が作動して外気がケーシング１５内に吸入される
と、ケーシング１５内の圧力は上昇し、この圧力は放熱
器１の基部４にあけられた通風口８より外部に流出する
ことになる。ここに、この流出する空気は放熱用ひれ５
の間を流れることになり、放熱用ひれ５との間に有効な
熱交換が行なわれることになる。

【００２１】次に上記の電力増幅機について行った各種
の実験結果を説明する。

【００２２】図７に示す電力増幅機を実験装置として使
用し、送風機側の中心をＡ、放熱器の送風機側の端面を
Ｂ、放熱器の側面でＤＣ／ＤＣコンバーター位置、中間
位置、パワートランジスター位置を夫々Ｃ，Ｄ，Ｅと
し、送風機と反対側で放熱器の端面をＦ，中心をＧと
し、放熱用ひれの最下段の位置を１、中間位置を３、最
上段の位置を７として、Ａ乃至Ｇ線と７、３、１線との
交点を温度測定点としてある。そして放熱器の台座に発
熱部品として総計４８０Ｗ分のセラミックヒーターを設
置して、送風機有の場合と送風機無の場合の温度上昇を
測定した結果を（表１）及び（表２）に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】 これらの（表１）及び（表２）から明らかなように、送
風機無の状態で室温２５℃に対して、Ｅ３点において７
９℃の最高温度上昇であったものが、送風機有の状態で
は、同点において最高温度上昇を２５℃までに抑えるこ
とが可能であった。即ち、次式（１）及び（２）に示す
ように、放熱器全体において送風機を用いることで熱抵
抗が1/3 に減少する結果が得られた。

【００２５】 （１０４−２５）℃／４８０Ｗ＝０．１６４６℃／Ｗ （１） （５０−２５）℃／４８０Ｗ＝０．０５２１℃／Ｗ （２） また同実験装置によって送風機の送風方向、送風機に取
付けられたファンネットの材質、放熱器基部の通風口の
数などの条件を変えて、上記の各測定位置における温度
を測定した結果を次に示す。

【００２６】１）ファンネット無の状態で、送風機の送
風方向を吸込方式と吹出方式にして測定した結果を（表
３）及び（表４）に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】 ２）ファンネットにハニカムパンチングメタルを使用し
て、送風方向を吸込方式と吹出方式と送風無にして測定
した結果を（表５）乃至（表７）に示す。

【００２９】

【表５】

【００３０】

【表６】

【００３１】

【表７】 ３）ファンネットにカレンダーメッシュを使用して、送
風方向を吸込方式と吹出方式にして測定した結果を（表
８）及び（表９）に示す。

【００３２】

【表８】

【００３３】

【表９】 ４）ファンネットにハニカムパンチングメタルを使用
し、送風方向を吸込方式として、通風口の数を変化させ
て測定した結果を（表１０）乃至（表１２）に示す。

【００３４】

【表１０】

【００３５】

【表１１】

【００３６】

【表１２】 ５）ファンネットにハニカムパンチングメタルを使用
し、送風方向を吸込方式として、ＡＭＰの電源を３秒間
ＯＮ，９秒間ＯＦＦの疑似トーンバーストにて測定した
結果を（表１３）に示す。

【００３７】

【表１３】 また上記の測定結果から、略最高温度を表示しているＥ
３点における測定結果をまとめた図表を図８及び図９に
示す。

【００３８】以上の実験結果から次の考察が得られる。

【００３９】１）送風機の送風方向は吸込方式の方が吹
出方式よりも放熱効率が良い。

【００４０】２）ファンネットは目の粗い材質の方が放
熱効率は良いが、ファンネットのない方がさらに良い。

【００４１】３）通風口の数は８６個において最良の放
熱効率を得た。

【００４２】４）トーンバーストは有効である。

【００４３】以上の実験結果の考察から放熱用ひれと通
風口の効果は実証されたが、さらにこれらの効率を高め
るために、ファンネットの材質は放熱効率やデザインな
どを考慮して選択されるべきであるし、通風口の数は送
風機の吸入口に対する開口率と空気の流速との関係をさ
らに実証し、トーンバーストの効果をも加味しつつ設計
されるべきものと考えられる。

【００４４】以上のように本実施例によれば、電力増幅
機１０の発熱部品１３の熱を放熱する放熱器１に、放熱
用ひれ５と通風口８とを備え、ケーシング１５に送風機
１４を備えることにより、送風機１４の作動によって、
外気がケーシング１５内に吸入され、内部の空気は放熱
器１の放熱用ひれ５の間を通って通風口８から外部へ流
出する。従って、放熱器１の放熱用ひれ５を流れる空気
と放熱用ひれ５との間で効率的な熱交換が行なわれて放
熱される。

【００４５】また、図１０に示すように放熱器１の両外
側が平面１８で塞がれた場合でも、通風口８より排出さ
れた空気は放熱用ひれ５の間を通りながら、放熱器１の
両端から外気に放出されるのみで放熱効果にほとんど悪
影響はない。

【００４６】もし何らかの原因で送風機１４が機能停止
した場合でも、放熱器１が機器外部に露出しているた
め、従来の内蔵型に比べて内部の温度上昇を少なく抑え
ることが出来る。

【００４７】なお、ケーシング１５内部に温度センサを
設け、内部温度がある値以上になったら送風機１４を作
動させて熱交換させるようにしてもよい。

【００４８】さらに、図１１に示す様に放熱用ひれ５が
電子機器１０に対して上下方向に設けられている場合に
は、送風機を用いなくても自然対流によって通風口８よ
り空気の導入が計られるので、従来の放熱器よりは効率
的な放熱を行なうことが出来る。

【００４９】また本実施例に於いては、放熱器１の基部
４に設ける通風口８の形状は丸孔にて示したが、原理的
には図１２に示すようなスリット１６であっても、また
図１３に示すような放熱用ひれ５の根元部にかかる穴１
７であってもかまわない。

【００５０】

【考案の効果】以上のように本考案は、電子機器の筐体
内外に発熱体を有し、その熱を外部に放熱する放熱器の
放熱構造において、前記熱を放熱するように前記筐体の
基部に多数の放熱用ひれを筐体の外方に平行に延在する
ように配設して断面が略凹凸状の放熱部を形成し、前記
各放熱用ひれ間における前記基部に前記放熱用ひれの延
在方向に向かって前記基部を貫通して前記筐体内外を連
通させる孔を設けると共に、外気を取り込み前記筐体内
部で送風を発生させ、この送風を前記孔を通して外部へ
放出するように前記筐体に設けられた送風手段を備えこ
とにより、筐体内の上昇した圧力が、ほぼ均一に全周に
伝わり放熱器全体でほぼ一様な放熱を行うことが出来る
ため、特に風洞等の導風構造を設ける必要がなく、デッ
ドスペースの発生がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における放熱器の放熱構造を
備えた電力増幅機の斜視図である。

【図２】同電力増幅機の分解斜視図である。

【図３】同電力増幅機の側面図である。

【図４】図１のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。

【図５】同電力増幅機の放熱器の部分斜視図である。

【図６】同電力増幅機の作用説明図である。

【図７】同電力増幅機による実験装置の斜視図である。

【図８】同測定結果の図表である。

【図９】同測定結果の図表である。

【図１０】同電力増幅機の作用説明図である。

【図１１】同本考案の他の実施例における電力増幅機の
放熱部の断面図である。

【図１２】同本考案の他の実施例における電力増幅機の
放熱部の斜視図である。

【図１３】同本考案の他の実施例における電力増幅機の
放熱部の斜視図である。

【図１４】従来の放熱器の放熱構造を備えた電子機器の
斜視図である。

【図１５】同電子機器の斜視図である。

【図１６】同電子機器の斜視図である。

【図１７】同電子機器の斜視図である。

【図１８】同電子機器の斜視図である。

【符号の説明】

１ 放熱器 ２ 放熱部 ３ 中央連結部 ４ 基部 ５ 放熱用ひれ（放熱部） ７ 放熱用ひれ ８ 通風口（孔） １０ 電力増幅機（電子機器） １４ 送風機（送風手段） １５ ケーシング（筺体）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器の筐体内外に発熱体を有し、そ
   の熱を外部に放熱する放熱器の放熱構造において、 前記熱を放熱するように前記筐体の基部に多数の放熱用
   ひれを筐体の外方に平行に延在するように配設して断面
   が略凹凸状の放熱部を形成し、 前記各放熱用ひれ間における前記基部に前記放熱用ひれ
   の延在方向に向かって前記基部を貫通して前記筐体内外
   を連通させる孔を設けると共に、 外気を取り込み前記筐体内部で送風を発生させ、この送
   風を前記孔を通して外部へ放出するように前記筐体に設
   けられた送風手段を備えた ことを特徴とする放熱器の放熱構造。