JP6007723B2 - ヒートシンクを備える機器 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートシンクを備える機器に関する。

従来、ヒートシンクに雌螺子を形成し、雌螺子を介してヒートシンクを筐体に固定していた（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２０１１−２５８８７４号公報

ヒートシンクは、アルミニウムなどの比較的軟性の材料で構成されることが多い。そのため、ヒートシンクに形成される雌螺子の強度が不十分な場合があった。

本発明に係る機器は、筐体と、筐体からの熱を放熱するヒートシンクと、筐体とでヒートシンクを挟持して固定する固定板とを備える。

上記機器において、ヒートシンクは、放熱フィン部および被固定部を有し、固定板は、筐体とで被固定部を挟持することにより、ヒートシンクを固定してもよい。固定板は、ヒートシンクの一部を外部に露出させる開口を有してもよい。

上記機器において、ヒートシンクは、放熱フィン部および被固定部を有し、固定板は、ヒートシンクの一部を外部に露出させる開口を有し、筐体とで被固定部を挟持することにより、ヒートシンクを固定し、放熱フィン部は、開口から外部に突出していてもよい。

上記機器において、ヒートシンクは、放熱フィン部および被固定部を有し、固定板は、筐体とで被固定部を挟持することにより、ヒートシンクを固定し、放熱フィン部は、開口から外部に突出していてもよい。上記機器において、ヒートシンクは、第１貫通孔を有し、第１貫通孔を挿通する螺子部材により、筐体と固定板とでヒートシンクを挟持してもよい。

上記機器において、筐体は、第２貫通孔を有し、固定板は、雌螺子を有し、筐体の内側から第２貫通孔および第１貫通孔を介して、螺子部材である雄螺子が雌螺子に螺合されることにより、筐体と固定板とでヒートシンクを挟持してもよい。

上記機器において、ヒートシンクは、筐体の背面に設けられ、筐体は、背面に隣接する側面と背面との角部に、凹部を有し、固定板は、凹部に架かる架橋部を有してもよい。上記機器において、固定板は、機器の背面側に配置される取付板に係止される機器側係止部材を有し、機器は、取付板に設けられた取付板側係止部材に機器側係止部材が係止されることにより、取付板に取り付けられてもよい。

上記機器において、固定板は、機器の背面側に立設している柱部をさらに有し、機器側係止部材は、柱部に支持される係止用プレートを有し、係止用プレートは、取付板側係止部材に係止されてもよい。上記機器において、柱部は、複数の柱板を有し、係止用プレートは、複数の柱板の間に配置されてもよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

パワーコンディショナの背面側から見た分解斜視図である。 パワーコンディショナの正面側から見た分解斜視図である。 パワーコンディショナの正面側から見た斜視図である。 パワーコンディショナが備える固定板の正面側から見た斜視図である。 パワーコンディショナが備える固定板の背面側から見た斜視図である。 パワーコンディショナが備える取付板の正面側から見た斜視図である。 凹部および架橋部の背面側から見た拡大斜視図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、パワーコンディショナ１０の背面側から見た分解斜視図である。パワーコンディショナ１０は、太陽電池、燃料電池などの電力源からの直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ１０は、筐体１００、ヒートシンク１５０、固定板２００、および取付板３００を備える。パワーコンディショナ１０は、取付板３００を介して住居の外壁などに固定される。パワーコンディショナ１０は、電子機器、電気機器などの機器の一例である。

筐体１００は、正面側に開口を有する収容箱１０２と、収容箱１０２の開口を覆うカバー１０４とを有する。収容箱１０２は、第１フィルタ回路、インバータ回路および第２フィルタ回路を収容する。第１フィルタ回路は、電力源からの直流電力のノイズを低減する。インバータ回路は、第１フィルタ回路から出力された直流電力を交流電力に変換する。第２フィルタ回路は、インバータ回路から出力された交流電力のノイズを低減する。

収容箱１０２は、背面１１４に隣接する側面１１２と背面１１４との角部１１３に、手差し込み用の凹部１０６を有する。手差し込み用の凹部１０６は、ユーザがパワーコンディショナ１０を持ち運ぶ場合に使用される。

ヒートシンク１５０は、収容箱１０２の背面１１４に設けられる。ヒートシンク１５０は、収容箱１０２内の発熱体が発生させる熱を放熱する。発熱体は、第１フィルタ回路、インバータ回路および第２フィルタ回路を構成するスイッチング素子、ダイオードなどの半導体素子を含む。ヒートシンク１５０は、複数の放熱フィンを含む放熱フィン部１５２、および放熱フィン部１５２の周囲に設けられる被固定部１５４を有する。

固定板２００は、筐体１００とともにヒートシンク１５０を狭持して固定する。固定板２００は、ヒートシンク１５０の一部を外部に露出させる開口２０２を有する。固定板２００は、筐体１００とともに被固定部１５４を挟持することにより、ヒートシンク１５０を固定する。固定板２００と筐体１００とで被固定部１５４を狭持している状態において、放熱フィン部１５２は、開口２０２から外部に突出している。

ヒートシンク１５０は、被固定部１５４に複数の貫通孔１５６を有する。ヒートシンク１５０は、固定板２００に対して位置決めをするための複数の位置決め穴１５７をさらに有する。筐体１００は、複数の貫通孔１５６に対向する位置に複数の貫通孔１２０を有する。固定板２００は、複数の貫通孔１５６および複数の貫通孔１２０に対向する位置に複数の雌螺子２０４を有する。貫通孔１５６および貫通孔１２０は、螺子切りされていない単なる穴でもよく、螺子切りされている穴でもよい。そして、貫通孔１５６および貫通孔１２０を挿通する螺子部材を用いて、筐体１００と固定板２００とでヒートシンク１５０を挟持する。より具体的には、筐体１００の内側から貫通孔１２０および貫通孔１５６を介して、螺子部材である雄螺子が雌螺子２０４に螺合されることにより、筐体１００と固定板２００とでヒートシンク１５０を挟持する。

ここで、固定板２００および雌螺子２０４は、ヒートシンク１５０より、硬質な材料で構成されている。固定板２００および雌螺子２０４は、比較的硬質な材料、例えば鉄などで構成されており、ヒートシンク１５０は、例えば、比較的軟質な材料、例えばアルミニウムなどで構成されている。したがって、パワーコンディショナ１０に対して振動または衝撃が加えられた場合でも、固定板２００および雌螺子２０４は、変形しにくい。また、ヒートシンク１５０は、雄螺子で直接固定されていないので、パワーコンディショナ１０に対して振動または衝撃が加えられた場合でも、雄螺子との接触によって変形することがない。

図２は、本実施形態に係るパワーコンディショナ１０の正面側から見た分解斜視図である。収容箱１０２は、収容箱１０２内にケーブルを挿入するための挿入口１１０を背面に有する。また、固定板２００の正面には、ヒートシンク１５０が有する位置決め穴１５７に対応する位置に複数の突起部２０５が形成されている。これより、ヒートシンク１５０を固定板２００に対して正確に位置決めすることができる。また、パワーコンディショナ１０に対して振動または衝撃が加えられたとしても、位置決め穴１５７と貫通孔１５６とに振動または衝撃による力が分散される。よって、振動または衝撃により、位置決め穴１５７および貫通孔１５６が変形することを抑制できる。

図３は、パワーコンディショナ１０の正面側から見た斜視図である。固定板２００、ヒートシンク、収容箱１０２およびカバー１０４は、図１および図２に示す配置で組み合わされる。固定板２００とともにヒートシンク１５０を狭持している筐体１００が、取付板３００に取り付けられる。

図４は、パワーコンディショナ１０が備える固定板２００の正面側から見た斜視図である。図５は、固定板２００の背面側から見た斜視図である。固定板２００は、ヒートシンク１５０が有するそれぞれの放熱フィン部１５２に対向する位置に開口２０２を有する。固定板２００が収容箱１０２の背面に固定される場合に、それぞれの放熱フィン部１５２がそれぞれの開口２０２に挿入され、放熱フィン部１５２が開口２０２から露出する。

固定板２００の背面には、開口２０２を挟んで複数の柱部２３０が立設している。複数の柱部２３０の間には、係止用プレート２３２が配置されている。係止用プレート２３２は、複数の柱部２３０に支持され、複数の柱部２３０の端部に固定されている。係止用プレート２３２は、取付板３００が有する取付板側係止部材に係止される。パワーコンディショナ１０は、取付板側係止部材に係止用プレート２３２が係止されることにより、取付板３００に取り付けられる。

固定板２００の背面には、中央の開口２０２を挟んで２つの柱部２３４がさらに立設している。２つの柱部２３４の端部には、固定板２００の変形を防止するための補強板として機能するプレート２３６が固定されている。また、固定板２００は、収容箱１０２に設けられた挿入口１１０の上方に配置される固定板側庇板２１０をさらに有する。

また、複数の柱部２３０のうち、パワーコンディショナ１０の両側面側に配置される柱部２３０の外面には、係止用プレート２３２を取付板側係止部材３３０にガイドするためのガイドピン２２０が設けられている。さらに、固定板２００は、収容箱１０２に設けられた手差し込み用の凹部１０６に架かる把持用の架橋部２４０を有する。ユーザは、パワーコンディショナ１０の背面側から凹部１０６に手を差し込んで、架橋部２４０を把持することで、パワーコンディショナ１０を持ち運ぶことができる。

図６は、パワーコンディショナ１０が備える取付板３００の正面側から見た斜視図である。取付板３００は、外壁などに取り付けられる主板３０２を有する。さらに、取付板３００は、副板として、側板３０４、天板３０６、および底板３０８を有する。主板３０２は、パワーコンディショナ１０の背面に対向する位置に配置される。側板３０４は、パワーコンディショナ１０の側面に対向する位置に配置される。天板３０６は、パワーコンディショナ１０の天面に対向する位置に配置される。底板３０８は、パワーコンディショナ１０の底面に対向する位置に配置される。天板３０６および底板３０８は、放熱フィン部１５２に対向する位置に網目状の網部３４０および３４２を有する。網目状に形成されることで、放熱フィン部１５２に異物が混入することを防止できる。

取付板３００は、主板３０２に設けられた取付板側係止部材３３０をさらに有する。取付板側係止部材３３０には、固定板２００に設けられた機器側係止部材である係止用プレート２３２が係止される。取付板側係止部材３３０は、複数のフック部３３２を有し、係止用プレート２３２は、複数のフック部３３２に係止される。

また、取付板３００は、側板３０４に設けられる取付板側ガイド構造としてガイド穴３２０を有する。ガイド穴３２０は、パワーコンディショナ１０が取付板３００に取り付けられる場合に、パワーコンディショナ１０の側面に設けられた機器側のガイド構造と協働することにより、機器側係止部材を取付板側係止部材３３０にガイドする。より具体的には、ガイド穴３２０は、固定板２００の柱部２３０に設けられるガイドピン２２０と協働することにより係止用プレート２３２を取付板側係止部材３３０にガイドする。係止用プレート２３２は、パワーコンディショナ１０の背面に設けられている。したがって、パワーコンディショナ１０を取付板３００に取り付ける場合に、ユーザは、係止用プレート２３２を見にくい。したがって、ユーザは、係止用プレート２３２を取付板側係止部材３３０に係止させづらい。そこで、ガイド穴３２０とガイドピン２２０とが協働して係止用プレート２３２を取付板側係止部材３３０にガイドすることにより、ユーザが、パワーコンディショナ１０を取付板３００に取り付けやすくできる。

取付板３００は、収容箱１０２に設けられた挿入口１１０の上方に配置される取付板側庇板３１０をさらに有する。取付板側庇板３１０は、固定板２００が有する固定板側庇板２１０と鉛直方向において重なる位置に設けられている。固定板側庇板２１０および取付板側庇板は、互いに向かって立設し、鉛直方向において重なる位置に配置される。

固定板２００および取付板３００のいずれか一方の板のみに庇板を設けた場合、庇板の端部と、庇板が設けられていない他方の板との間に隙間が生じる場合がある。このような隙間があると、その隙間からヒートシンク１５０の放熱フィン部１５２を通過して流れる雨水が、挿入口１１０に配置されているケーブルに滴り落ちてくるおそれがある。雨水は、ケーブルを伝って挿入口１１０から筐体１００内に侵入してくるおそれがある。

これに対して、固定板２００および取付板３００の両方に庇板が設けられている場合、一方の庇板と他方の板との間に隙間があったとしても、他方の板に設けられた他方の庇板により、その隙間から滴り落ちた雨水がケーブルにかかることを防止できる。よって、固定板２００および取付板３００の両方に庇板が設けられることにより、雨水が、ケーブルを伝って挿入口１１０から筐体１００内に侵入してくることを防止できる。

図７は、収容箱１０２に設けられた手差し込み用の凹部１０６および固定板２００に設けられた把持用の架橋部２４０を背面側から見た拡大斜視図である。ユーザは、図７に示す矢印方向から、凹部１０６内に手を差し込み、架橋部２４０を把持できる。ユーザは、凹部１０６だけでパワーコンディショナ１０を支えるよりも、安定してパワーコンディショナ１０を持ち運ぶことができる。また、固定板２００は、鉄などの比較的硬質な材料で構成することができるので、パワーコンディショナ１０を持ち運ぶ場合に、筐体１００が変形することも防止できる。

なお、上記の実施形態では、固定板２００に雌螺子２０４を形成する例について説明した。しかし、雌螺子は、筐体１００に形成してもよい。また、雌螺子は、筐体１００、ヒートシンク１５０、および固定板２００のそれぞれに形成してもよい。あるいは、筐体１００、ヒートシンク１５０、および固定板２００のそれぞれに螺子山が形成されていない貫通孔を形成し、ボルトとナットとにより、ヒートシンク１５０を狭持してもよい。さらに、ヒートシンク１５０は、放熱フィン部１５２を有さない放熱板でもよい。

加えて、上記の実施形態では、取付板側係止部材３３０がフックを有する形態について説明した。しかし、取付板側係止部材３３０と固定板側係止部材とが互いに係止される構造であれば、他の構造でも構わない。例えば、固定板側係止部材である係止用プレート２３２がフックを有し、取付板側係止部材３３０がフックを引掛ける取付穴を有してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ パワーコンディショナ
１００ 筐体
１０２ 収容箱
１０４ カバー
１０６ 凹部
１１０ 挿入口
１１２ 側面
１１３ 角部
１１４ 背面
１２０，１５６ 貫通孔
１５０ ヒートシンク
１５２ 放熱フィン部
１５４ 被固定部
２００ 固定板
２０２ 開口
２１０ 固定板側庇板
２２０ ガイドピン
２３０ 柱部
２３２ 係止用プレート
２４０ 架橋部
３００ 取付板
３０２ 主板
３０４ 側板
３１０ 取付板側庇板
３２０ ガイド穴
３３０ 取付板側係止部材
３３２ フック部

Claims (8)

1. 機器であって、
   筐体と、
   前記筐体の背面に設けられ、前記筐体からの熱を放熱するヒートシンクと、
   前記ヒートシンクより硬質な材料で構成され、前記筐体とで前記ヒートシンクを挟持して固定する固定板と
   を備え、
   前記固定板は、前記機器の背面側に立設している柱部と、前記柱部に支持される係止用プレートとを有し、
   前記機器は、前記機器の背面側に配置される取付板に設けられた取付板側係止部材に前記係止用プレートが係止されることにより、前記取付板に取り付けられる、機器。
2. 前記ヒートシンクは、放熱フィン部および被固定部を有し、
   前記固定板は、前記筐体とで前記被固定部を挟持することにより、前記ヒートシンクを固定する、請求項１に記載の機器。
3. 前記固定板は、前記ヒートシンクの一部を外部に露出させる開口を有する、請求項１または請求項２に記載の機器。
4. 前記ヒートシンクは、放熱フィン部および被固定部を有し、
   前記固定板は、前記ヒートシンクの一部を外部に露出させる開口を有し、前記筐体とで前記被固定部を挟持することにより、前記ヒートシンクを固定し、
   前記放熱フィン部は、前記開口から外部に突出している、請求項１に記載の機器。
5. 前記ヒートシンクは、第１貫通孔を有し、
   前記第１貫通孔を挿通する螺子部材により、前記筐体と前記固定板とで前記ヒートシンクを挟持する、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の機器。
6. 前記筐体は、第２貫通孔を有し、
   前記固定板は、雌螺子を有し、
   前記筐体の内側から前記第２貫通孔および前記第１貫通孔を介して、前記螺子部材である雄螺子が前記雌螺子に螺合されることにより、前記筐体と前記固定板とで前記ヒートシンクを挟持する、請求項５に記載の機器。
7. 前記筐体は、前記背面に隣接する側面と前記背面との角部に、凹部を有し、
   前記固定板は、前記凹部に架かる架橋部を有する、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の機器。
8. 前記柱部は、複数の柱板を有し、
   前記係止用プレートは、前記複数の柱板の間に配置される、請求項１から７のいずれか1つに記載の機器。

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