WO2014013573A1 - ヒートシンクおよびパワーコンディショナ - Google Patents

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heat sink
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政弘 古谷
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三菱電機株式会社
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    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H—ELECTRICITY
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Definitions

  • the present invention relates to a heat sink and a power conditioner including the heat sink.
  • a heat sink In a power conditioner that converts electric power generated by a solar cell module into electric power that can be used at home, a heat sink is often used to air-cool internal heating elements.
  • Various devices have been devised in order to reduce the size of the inverter, such as the arrangement of components inside the inverter. Therefore, the conventional power conditioner is configured to reduce the size of the power conditioner while suppressing a decrease in cooling performance, for example, by configuring the heat sink with a plurality of heat radiators.
  • the cooling structure shown in Patent Document 1 below includes a first heat radiating body on which electrical components are mounted, a second heat radiating body joined to the first heat radiating body, and a joint between these heat radiating bodies. It is comprised from the sealing material provided and the fastening member which fastens these heat radiators.
  • a first heat radiator, a second heat radiator, one end is connected to the first heat radiator by a fastening member, and the other end is a fastening member. Some of them are composed of a metal member connected to the second radiator.
  • the power conditioner installed outdoors is configured to introduce outside air from the outside air introduction port using a fan for forced air cooling, and to allow the outside air to flow through the heat sink and then exhaust it from the exhaust port. Therefore, there is a risk that rainwater may enter the power conditioner from an exhaust port or the like.
  • the sealing material in order to ensure the waterproof property of the power conditioner, not only the operation of applying a sealing material to the coupling part in the production process is required, but also the coupling part needs to be closely attached with a fastening member such as a screw. is there.
  • the present invention has been made in view of the above, and obtains a heat sink and a power conditioner capable of further reducing the cost while suppressing a decrease in waterproof performance at a coupling portion of a plurality of radiators. For the purpose.
  • the present invention is a heat sink formed by combining a plurality of heat radiators, and one of the heat radiators has a protruding shape toward the other heat radiator side.
  • the ant tenon-like convex part provided in the above-mentioned is formed, and the other heat sink is formed with a dovetail-shaped concave part that fits into the convex part, and the convex part is an end part facing the concave part.
  • the concave portion has a cross-sectional trapezoid shape in which the width of the bottom portion of the concave portion is larger than the opening portion of the concave portion.
  • one said heat radiator and another said heat radiator are couple
  • the ant tenon-like convex part formed in one radiator is fitted to the dovetail-shaped concave part formed in the other radiator, so that the projection from the mating surface of the convex part and the concave part Since the intrusion of water is prevented, there is an effect that the cost can be further reduced while suppressing the deterioration of the waterproof performance at the joint portion of the plurality of radiators.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a power conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side sectional view of the power conditioner.
  • FIG. 3 is a front sectional view of the power conditioner.
  • 4 is a view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating each heat radiating body viewed from the arrow A side in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which each heat radiator is assembled.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a first modification of each radiator.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a second modification of each radiator.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a main part of each radiator before assembly.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a main part of each radiator after being assembled.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional cooling structure in which a sealing material is used for the mating surfaces of two radiators.
  • FIG. 12 is a view for explaining a conventional cooling structure in
  • Embodiment. 1 is an external perspective view of a power conditioner according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side sectional view of the power conditioner
  • FIG. 3 is a front sectional view of the power conditioner.
  • the casing 1 of the power conditioner 100 is provided on the side of the blower chamber 8 through a heating element 5 (such as an IGBT or a reactor) that constitutes an orthogonal transformation circuit, a blower chamber 8 through which outside air flows, and a partition plate 7.
  • a heat sink 4 that cools the heat generating element 5, an outside air intake port 3 provided on the lower surface 1 c of the housing 1, a fan 6 that forcibly takes outside air into the blower chamber 8, and an upper side of the housing 1.
  • an exhaust port 2 provided on the side surface 1b for exhausting air inside the housing 1.
  • the casing 1 includes a booster for boosting the power generation voltage of the solar cell, an inverter unit for converting direct current boosted by the booster to alternating current, and an inverter.
  • a filter unit that prepares an AC waveform from the unit and outputs it to a commercial system, a control circuit for controlling the fan motor of the fan 6, and the like are also mounted.
  • two exhaust ports 2 are formed on the side surface 1b of the housing 1 and one outside air intake port 3 is provided on the lower surface 1c of the housing 1.
  • the number of outside air intake ports 3 is not limited to these.
  • FIG. 4 is a view taken along the line AA in FIG. 3.
  • FIG. 4 shows a state before the plurality of heat dissipating bodies 4-1 and 4-2 constituting the heat sink 4 are assembled.
  • the radiator 4-1 is provided on the surface of the partition plate 7 on the air blowing chamber 8 side in parallel with the base plate 4 a 1 and the partition plate side surface 4 c 1 of the base portion 4 a 1 and protrudes toward the partition plate 7 side.
  • a plurality of fins 4b1 provided on the side surface and a dovetail-like convex portion 40 provided on the side surface 4d1 of the non-partition plate.
  • the end 4e1 of the radiator 4-1 is, for example, bent at a right angle to the partition plate 7 side, and then parallel to the partition plate 7 at a position on the partition plate 7 side from the tip of the fin 4b1, and opposite to the fin 4b1 side. It is formed to bend to the side.
  • a fastening member 9 is inserted into the end 4 e 1, and the fastening member 9 is screwed into the partition plate 7, whereby the heat radiating body 4-1 is fixed to the partition plate 7.
  • the heating element 5 shown in FIG. 2 is connected to, for example, the end 4e1 of the radiator 4-1. As a result, the heat generated in the heating element 5 is absorbed by the base 4a1.
  • the radiator 4-2 is provided on the surface of the partition plate 7 on the air blower chamber 8 side in parallel with the partition plate 7 and on the partition plate side surface 4c2 of the base portion 4a2 and protrudes toward the partition plate 7 side. And a plurality of fins 4b2 provided on the end 4e2 of the base 4a2 and a dovetail recess 41 that fits with the protrusion 40.
  • the end 4e2 of the base 4a2 is formed so as to be bent at a right angle toward the partition plate 7, for example.
  • the end surface 4f of the end portion 4e2 is formed so as to come into contact with the non-partition plate side surface 4d1 of the base portion 4a1 when the concave portion 41 is fitted to the convex portion 40.
  • the tips of the fins 4b2 are formed such that their tips are located closer to the partition plate 7 than the ends 4e2 and the tips of the fins 4b2 do not come into contact with the partition plate 7 when the recesses 41 are fitted to the projections 40. ing.
  • heat from the heat generating element 5 is transmitted to the end 4e1 of the radiator 4-1, and the heat transmitted to the end 4e1 is radiated from the fins 4b1 and 4b2. Since air flows through the fins 4b1 and 4b2 as shown by the solid lines in FIG. 3, heat is radiated by the fins 4b1 and 4b2 by the air, and the heating elements 5 are effectively cooled.
  • FIG. 5 is a diagram showing the radiators 4-1, 4-2 as viewed from the arrow A side in FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram showing a state where the radiators 4-1, 4-2 are assembled. It is.
  • two heat radiators 4-1 are attached to the air supply chamber 8 side of the partition plate 7 (see FIG. 2).
  • Each heat radiating body 4-1 is installed such that the convex portion 40 is positioned on the extension line of the concave portion 41 formed in the heat radiating body 4-2.
  • the recess 41 of the radiator 4-2 extends, for example, in a straight line in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 5) of the radiator 4-2.
  • the convex portion 40 of the heat radiating body 4-1 extends linearly in the longitudinal direction of the heat radiating body 4-1.
  • the radiator 4-2 is moved in the direction of the arrow in FIG. 5, the convex portion 40 is inserted by sliding with respect to the concave portion 41, and the convex portion 40 engages with the concave portion 41.
  • the radiators 4-1, 4-2 are connected to each other.
  • 4 and 6 are shapes for convenience to explain the difference from the prior art described later, and have the following shapes. Also good.
  • FIG. 7 is a view showing a first modification of each radiator.
  • An end portion 4e3 of the heat radiating body 4-1 shown in FIG. 7 is bent at a right angle to the side opposite to the partition plate 7, and a dovetail-like convex portion 40 is formed at the tip thereof. Further, in the heat dissipating body 4-2 shown in FIG. 7, a dovetail recess 41 is formed on the side surface 4c2 of the base plate 4a2.
  • FIG. 8 is a diagram showing a second modification of each radiator.
  • a plurality of fins 4b1 are formed on the side surface 4d1 of the base portion 4a1, and a dovetail-like convex portion 40 is formed on the side surface 4d1 of the counter partition plate. .
  • FIG. 9 is an enlarged view of a main part of each of the heat radiating bodies 4-1, 4-2 before being assembled
  • FIG. 10 is an enlarged view of a main part of each of the heat radiating bodies 4-1, 4-2 after being assembled. It is.
  • the recess 41 is formed so that the width C1 of the bottom 41b is larger than the width A1 of the opening 41a, and the angle formed between the side surface 41c of the recess 41 and the bottom 41b is an acute angle. That is, the recess 41 has a dovetail groove shape having a trapezoidal cross section (inverted C shape) whose groove width widens from the opening 41a toward the bottom 41b.
  • the convex portion 40 is formed such that the width C2 of the end portion 40a facing the concave portion 41 is larger than the width A2 of the base portion 40b, and the outer peripheral surface (non-partition plate side surface 4d1) of the radiator 4-1 and the side surface of the convex portion 40.
  • the angle formed by 40c is an acute angle. That is, the convex portion 40 has a dovetail tenon shape having a trapezoidal cross section (inverted C shape) whose width increases from the base portion 40b toward the end portion 40a.
  • the relationship among the widths A1, A2, C1, and C2, the height B1 from the opening 41a to the bottom 41b, and the height B2 from the end 40a to the base 40b is as follows. It is formed to satisfy the relationship. C1 ⁇ C2>A1> A2 and B1> B2
  • FIG. 10 shows contact surfaces and spaces generated in the concave portions 41 and the convex portions 40 formed so as to satisfy these relationships. Since the heat sink 4 is formed to satisfy B1> B2, a space X is formed between the end 40a and the bottom 41b.
  • the heat sink 4 is formed so as to satisfy C1 ⁇ C2> A1> A2, the outer edge portion of the end portion 40a is in contact with the side surface 40c. Therefore, contact surfaces D and E are generated between the outer edge portion of the end portion 40a and both side surfaces 41c of the recess 41 as shown in FIG.
  • the heat sink 4 according to the present embodiment is formed so that C1 ⁇ C2> A1> A2, the side face 4d1 opposite to the partition plate and the end face 4f are in contact with each other. Therefore, contact surfaces F and G are generated between the side face 4d1 and the end face 4f.
  • the heat sink 4 according to the present embodiment is formed so as to satisfy C1 ⁇ C2> A1> A2, spaces Y and Z are formed between the side surface 40c and the side surface 41c.
  • FIG. 11 is a view for explaining a conventional cooling structure in which a sealing material 500 is provided on a mating surface of two radiators.
  • the cooling structure shown in FIG. 11 includes a first radiator 400-1 provided with a semiconductor element 91, a second radiator 400-2 joined to the first radiator 400-1, and these. It is comprised from the sealing material 500 provided in the joint of these heat radiators, and the fastening member 90 which fastens these heat radiators.
  • the sealing material 500 in order to ensure waterproofness, it is necessary to apply the sealing material 500 to the joint portion of each of the radiators 400-1 and 400-2, and the radiators 400-1 and 400-2 are connected by the fastening member 90. Need to adhere. Therefore, compared with the heat sink 4 concerning embodiment of this invention, the extra time and cost in an assembly operation generate
  • FIG. 12 is a view for explaining a conventional cooling structure in which two radiators are connected by a metal member.
  • the first heat dissipating body 400-3, the second heat dissipating body 400-4, one end is connected to the first heat dissipating body 400-3 by the fastening member 92, and the other end is connected to the first heat dissipating member 92 by the fastening member 92.
  • a cooling structure comprising a metal member 93 connected to the second radiator 400-4 is shown. In this cooling structure, it is necessary to integrally fix the heat dissipating bodies 400-3 and 400-4 using the fastening member 92. Therefore, compared with the heat sink 4 concerning embodiment of this invention, the extra time and cost in an assembly operation generate
  • a dovetail-shaped concave portion 41 is formed in the heat radiating body 4-2, a dovetail-shaped convex portion 40 is formed in the heat radiating body 4-1, and the convex portion 40 is formed in the concave portion 41.
  • the heat radiating bodies 4-1 and 4-2 are connected by being slid and inserted. Therefore, the fastening member 90 as shown in FIG. 11 is unnecessary, and extra time and cost in assembly work can be suppressed.
  • the convex part 40 is formed in a dovetail shape and the concave part 41 is formed in a dovetail shape, it is possible to prevent water from entering from the mating surface of the convex part 40 and the concave part 41.
  • the heat sink 4 is formed so that the convex portion 40 and the concave portion 41 satisfy C1 ⁇ C2> A1> A2 and B1> B2. For example, when air is flowing as shown in FIG. 3, it is unlikely that rainwater will enter the heat sink 4 from the top of the heat sink 4, but this rain water is combined with the radiators 4-1, 4-2. Rainwater can enter from the eyes. According to the heat sink 4 according to the present embodiment, since rainwater is blocked by the contact surfaces F and G, the conventional sealing material 500 is unnecessary.
  • the heat sink 4 concerning this Embodiment, when the convex part 40 and the recessed part 41 satisfy
  • the heat radiating body 4-1 is provided with the convex portion 40, and the heat radiating body 4-2 is provided with the concave portion 41.
  • the same effect can be obtained by providing the convex portion 40 at -2.
  • the direction in which the convex portion 40 and the concave portion 41 are provided is not limited to the direction shown in FIG. 5.
  • the concave portion 41 extends in the short direction of the radiator 4-2 (the left-right direction in FIG. 5). The same effect can be obtained even when the projection 40 is extended linearly and the projection 40 is extended linearly in the short direction of the radiator 4-1.
  • the shape of the fin 4b1 is not particularly limited, and a groove-shaped heat dissipation structure formed to increase the surface area of the base 4a1, for example, as long as the heat of the heat generating element 5 can be effectively dissipated. It may be. The same applies to the fin 4b2.
  • the heat sink 4 is a heat sink 4 formed by combining a plurality of heat radiators 4-1 and 4-2.
  • a dovetail-shaped convex portion 40 is formed so as to project toward the heat radiating body 4-2 side, and the other heat radiating body 4-2 has a dovetail-shaped concave portion 41 fitted to the convex portion 40.
  • the convex portion 40 has a trapezoidal cross-sectional shape in which the width C2 of the end portion 40a facing the concave portion 41 is larger than the width A2 of the base portion 40b of the convex portion 40, and the concave portion 41 has a bottom portion 41b.
  • the width C1 of the concave portion 41 is larger than the width A1 of the opening 41a of the concave portion 41, and the one heat radiator 4-1 and the other heat radiator 4-2 have the convex portion 40 fitted with the concave portion 41. Since it was made to couple
  • the convex part 40 is formed in a dovetail shape and the concave part 41 is formed in a dovetail shape, it is possible to prevent water from entering from the mating surface of the convex part 40 and the concave part 41. As a result, it is possible to further reduce the cost while suppressing a decrease in waterproof performance at the joint portions of the plurality of radiators.
  • the heat sink 4 according to the present embodiment can be applied to various devices other than the power conditioner 100. By using the heat sink 4, the above-described effects can be obtained, and the size of the device can be reduced. Volume reduction can be achieved. Therefore, a preferable apparatus can be provided also from the point of LCA (Life Cycle Assessment).
  • Contact surfaces D and E are formed between the outer edge portion of the end portion 40 a and the concave portion 41 of the convex portion 40. For this reason, the contact surfaces F and G prevent rainwater from entering from the joint of the radiators 4-1 and 4-2.
  • the sealing material 500 is not necessary, and the time and cost associated with the production and assembly work can be suppressed.
  • the power conditioner 100 is a power conditioner 100 that converts electric power generated by N (an integer of 1 or more) solar cell modules (heating elements 5) into alternating current power, Since the heat sink 4 that is thermally connected to the heat generating element 5 and that combines the heat radiating bodies 4-1 and 4-2 and the fan 6 that forcibly cools the heat sink 4 are provided. Thus, the cost can be reduced, and the device can be reduced in size and volume.
  • the heat sink and the power conditioner shown in the present embodiment show an example of the contents of the present invention, and can be combined with other known techniques, and depart from the gist of the present invention. Of course, it is possible to change and configure such as omitting a part within the range.
  • the present invention can be applied to a heat sink and a power conditioner, and in particular, it is possible to further reduce the cost while suppressing a decrease in waterproof performance at a joint portion of a plurality of radiators. It is useful as an invention.

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Abstract

　一の放熱体４－１には、他の放熱体４－２側に向かって突状に設けられた蟻ほぞ状の凸部４０が形成され、他の放熱体４－２には、凸部４０と嵌合する蟻溝状の凹部４１が形成され、凸部４０は、凹部４１と対向する端部４０ａの幅Ｃ２が、凸部４０の基部４０ｂの幅Ａ２より大きく形成された断面台形状を成し、凹部４１は、の底部４１ｂの幅Ｃ１が開口部４１ａの幅Ａ１より大きく形成された断面台形状を成し、一の放熱体４－１と他の放熱体４－２は、凸部４０が凹部４１と嵌合した状態で一体的に結合する。

Description

ヒートシンクおよびパワーコンディショナ
　本発明は、ヒートシンク、およびヒートシンクを備えたパワーコンディショナに関する。
　太陽電池モジュールで発電した電力を家庭で使える電力に変換するパワーコンディショナでは、内部の発熱素子を空冷するためにヒートシンクが用いられることが多い。パワーコンディショナ内部の部品の配置等には、パワーコンディショナの小型化を図るために様々な工夫がなされている。そのため、従来のパワーコンディショナは、例えばヒートシンクを複数の放熱体で構成することにより、冷却性能の低下を抑えながらパワーコンディショナの小型化を図るように構成されている。
　例えば下記特許文献１に示される冷却構造は、電気部品が搭載される第１の放熱体と、この第１の放熱体と接合される第２の放熱体と、これらの放熱体の合わせ目に設けられるシール材と、これらの放熱体を締結する締結部材とから構成されている。また、下記特許文献１に代表される従来技術としては、例えば、第１の放熱体と、第２の放熱体と、一端が締結部材によって第１の放熱体に接続され他端が締結部材によって第２の放熱体に接続される金属製部材とから構成されているものも存在する。
特開２００７－２９４８０６号公報（図４）
　屋外に設置されるパワーコンディショナは、強制空冷用のファンによって外気導入口から外気を導入し、この外気をヒートシンクに通流させた後に排気口から排出させるように構成されている。そのため、雨水が排気口などからパワーコンディショナ内部に浸入する恐れがある。パワーコンディショナ内部の発熱素子が雨水によって悪影響を受けることを防ぐため、複数の放熱体の結合部（合わせ目）には、前述したようなシール材を施す必要がある。上記従来技術では、パワーコンディショナの防水性を確保するため、生産工程において上記結合部にシール材を塗布する作業が必要となるだけでなく、ネジなどの締結部材で結合部を密着させる必要がある。ただし、このようなシール材を施すことにより、シール材を設けない場合に比べて組み立て作業における余分な時間やコストが発生する。さらに、シール材はパワーコンディショナの熱などによって劣化するため、パワーコンディショナを長期間使用することによって十分な防水性が得られなくなる。このように上記特許文献１に代表される従来技術では、複数の放熱体の結合部における防水性能の低下を抑制しながらコストのより一層の低減化を図るというニーズに対応することができないという課題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の放熱体の結合部における防水性能の低下を抑制しながらコストのより一層の低減化を図ることができるヒートシンクおよびパワーコンディショナを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の放熱体を結合させて成るヒートシンクであって、一の前記放熱体には、他の前記放熱体側に向かって突状に設けられた蟻ほぞ状の凸部が形成され、他の前記放熱体には、前記凸部と嵌合する蟻溝状の凹部が形成され、前記凸部は、前記凹部と対向する端部の幅が、前記凸部の基部の幅より大きく形成された断面台形状を成し、前記凹部は、その凹部の底部の幅が、前記凹部の開口部より大きく形成された断面台形状を成し、一の前記放熱体と他の前記放熱体は、前記凸部が前記凹部と嵌合した状態で一体的に結合することを特徴とする。
　この発明によれば、一の放熱体に形成された蟻ほぞ状の凸部が他の放熱体に形成された蟻溝状の凹部に嵌合することで凸部と凹部との合わせ面からの水の浸入を防止するようにしたので、複数の放熱体の結合部における防水性能の低下を抑制しながらコストのより一層の低減化を図ることができる、という効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態に係るパワーコンディショナの外観斜視図である。 図２は、パワーコンディショナの側面断面図である。 図３は、パワーコンディショナの正面断面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ線矢視図である。 図５は、図４の矢印Ａ側からみた各放熱体を表す図である。 図６は、各放熱体が組み付けられた状態を表す図である。 図７は、各放熱体の第１の変形例を示す図である。 図８は、各放熱体の第２の変形例を示す図である。 図９は、組み付けられる前の各放熱体の要部拡大図である。 図１０は、組み付けられた後の各放熱体の要部拡大図である。 図１１は、２つの放熱体の合わせ面にシール材を用いた従来の冷却構造を説明するための図である。 図１２は、２つの放熱体が金属製部材で接続される従来技術の冷却構造を説明するための図である。
　以下に、本発明に係るヒートシンクおよびパワーコンディショナの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態に係るパワーコンディショナの外観斜視図であり、図２は、パワーコンディショナの側面断面図であり、図３は、パワーコンディショナの正面断面図である。パワーコンディショナ１００の筐体１には、直交変換回路を構成する発熱素子５（ＩＧＢＴやリアクトルなど）と、外気を通流させる送風室８と、仕切板７を介して送風室８側に設けられ発熱素子５を冷却するヒートシンク４と、筐体１の下面１ｃに設けられた外気取り込み口３と、機外の空気を強制的に送風室８内へ取り込むファン６と筐体１の上側の側面１ｂに設けられ筐体１内部の空気を排気する排気口２と、を有している。
　なお、本実施の形態では図示を省略しているが、筐体１の内部には、太陽電池の発電電圧を昇圧する昇圧部、昇圧部で昇圧された直流を交流に変換するインバータ部、インバータ部からの交流の波形を整えて商用系統に出力するフィルタ部、およびファン６のファンモータを制御するための制御回路なども搭載されている。また、本実施の形態では、一例として、筐体１の側面１ｂに２つの排気口２が形成され、筐体１の下面１ｃに１つの外気取り込み口３が設けられているが、排気口２および外気取り込み口３の数はこれらに限定されるものではない。
　図４は、図３のＡ－Ａ線矢視図であり、図４にはヒートシンク４を構成する複数の放熱体４－１、４－２が組み付けられる前の状態が示されている。放熱体４－１は、仕切板７の送風室８側の面において仕切板７と平行に設置された基部４ａ１と、基部４ａ１の仕切板側面４ｃ１に設けられ仕切板７側に向かって突状に設けられた複数のフィン４ｂ１と、反仕切板側面４ｄ１に設けられた蟻ほぞ状の凸部４０とを有して構成されている。
　放熱体４－１の端部４ｅ１は、例えば、仕切板７側に直角に屈曲した後に、フィン４ｂ１の先端より仕切板７側の位置で仕切板７と平行、かつ、フィン４ｂ１側とは反対側に屈曲するように形成されている。端部４ｅ１には締結部材９が挿入され、この締結部材９が仕切板７に螺入されることで、放熱体４－１が仕切板７に固定される。なお、図４では、図示を省略しているが、例えば放熱体４－１の端部４ｅ１には、図２に示される発熱素子５が接続される。このことにより発熱素子５で発生した熱が基部４ａ１に吸熱される。
　放熱体４－２は、仕切板７の送風室８側の面において仕切板７と平行に設置された基部４ａ２と、基部４ａ２の仕切板側面４ｃ２に設けられ仕切板７側に向かって突状に設けられた複数のフィン４ｂ２と、基部４ａ２の端部４ｅ２に設けられ凸部４０と嵌合する蟻溝状の凹部４１を有して構成されている。基部４ａ２の端部４ｅ２は、例えば仕切板７側に直角に屈曲するように形成されている。端部４ｅ２の端面４ｆは、凹部４１が凸部４０と嵌合した際に基部４ａ１の反仕切板側面４ｄ１と接触するように形成されている。フィン４ｂ２は、その先端が端部４ｅ２よりも仕切板７側に位置し、かつ、凹部４１が凸部４０と嵌合した際にその先端が仕切板７と接触しない程度の長さに形成されている。
　このように形成されたヒートシンク４では、発熱素子５からの熱が放熱体４－１の端部４ｅ１に伝達し、端部４ｅ１に伝達した熱がフィン４ｂ１およびフィン４ｂ２から放熱される。フィン４ｂ１およびフィン４ｂ２には、図３に示される実線のように空気が通流するため、この空気によってフィン４ｂ１およびフィン４ｂ２による放熱が促され、発熱素子５が効果的に冷却される。
　図５は、図４の矢印Ａ側からみた各放熱体４－１、４－２を表す図であり、図６は、各放熱体４－１、４－２が組み付けられた状態を表す図である。図５において、仕切板７（図２参照）の送風室８側には例えば２つの放熱体４－１が取り付けられている。各放熱体４－１は、凸部４０が、放熱体４－２に形成された凹部４１の延長線上に位置するように設置されている。放熱体４－２の凹部４１は、例えば放熱体４－２の長手方向（図５では上下方向）へ直線状に延設されている。同様に、放熱体４－１の凸部４０は、放熱体４－１の長手方向へ直線状に延設されている。図５の矢印方向に放熱体４－２が移動されたとき、凸部４０が凹部４１に対してスライドして挿入され、凸部４０が凹部４１に係合する。このことにより、図６に示されるように、各放熱体４－１、４－２が相互に連結される。
　なお、図４および図６に示される各放熱体４－１、４－２の形状は、後述する従来技術との相違を説明するための便宜上の形状であり、以下のような形状であってもよい。
　図７は、各放熱体の第１の変形例を示す図である。図７に示される放熱体４－１の端部４ｅ３は、仕切板７側とは反対側に直角に屈曲し、その先端には、蟻ほぞ状の凸部４０が形成されている。また、図７に示される放熱体４－２には、その基部４ａ２の仕切板側面４ｃ２に蟻溝状の凹部４１が形成されている。
　図８は、各放熱体の第２の変形例を示す図である。図８に示される放熱体４－１には、その基部４ａ１の反仕切板側面４ｄ１に複数のフィン４ｂ１が形成され、さらに反仕切板側面４ｄ１に蟻ほぞ状の凸部４０が形成されている。
　図９は、組み付けられる前の各放熱体４－１、４－２の要部拡大図であり、図１０は、組み付けられた後の各放熱体４－１、４－２の要部拡大図である。凹部４１は、その底部４１ｂの幅Ｃ１が開口部４１ａの幅Ａ１より大きく形成され、かつ、凹部４１の側面４１ｃと底部４１ｂとの成す角が鋭角となるように形成されている。すなわち、凹部４１は、その溝幅が開口部４１ａから底部４１ｂに向かって広がる断面台形状（逆ハの字状）の蟻溝（dovetail　groove）形状である。
　凸部４０は、凹部４１と対向する端部４０ａの幅Ｃ２が基部４０ｂの幅Ａ２より大きく形成され、かつ、放熱体４－１の外周面（反仕切板側面４ｄ１）と凸部４０の側面４０ｃとの成す角が鋭角となるように形成されている。すなわち、凸部４０は、その幅が基部４０ｂから端部４０ａに向かって広がる断面台形状（逆ハの字状）の蟻ほぞ（dovetail　tenon）形状である。
　本実施の形態にかかるヒートシンク４では、幅Ａ１、Ａ２、Ｃ１、Ｃ２と、開口部４１ａから底部４１ｂまでの高さＢ１と、端部４０ａから基部４０ｂまでの高さＢ２との関係が、以下の関係を満たすように形成されている。
　Ｃ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２、かつ、Ｂ１＞Ｂ２
　図１０には、これらの関係を満たすように形成された凹部４１および凸部４０に生じる接触面や空間が示されている。ヒートシンク４は、Ｂ１＞Ｂ２となるように形成されているため、端部４０ａと底部４１ｂとの間には、空間Ｘが形成される。
　また、ヒートシンク４は、Ｃ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２となるように形成されているため、端部４０ａの外縁部が側面４０ｃと接触する。そのため、端部４０ａの外縁部と、凹部４１の両側面４１ｃとの間には、図１０に示されるように接触面Ｄ、Ｅが生じる。
　また、本実施の形態にかかるヒートシンク４は、Ｃ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２となるように形成されているため、反仕切板側面４ｄ１と端面４ｆとが接触する。そのため、反仕切板側面４ｄ１と端面４ｆとの間には、接触面Ｆ、Ｇが生じる。
　また、本実施の形態にかかるヒートシンク４は、Ｃ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２となるように形成されているため、側面４０ｃと側面４１ｃとの間には、空間Ｙ、Ｚが形成される。
　図１１は、２つの放熱体の合わせ面にシール材５００を設けた従来の冷却構造を説明するための図である。図１１に示される冷却構造は、半導体素子９１が設けられている第１の放熱体４００－１と、第１の放熱体４００－１と接合される第２の放熱体４００－２と、これらの放熱体の合わせ目に設けられるシール材５００と、これらの放熱体を締結する締結部材９０とから構成されている。この冷却構造では、防水性を確保するため、各放熱体４００－１、４００－２の結合部にシール材５００を施す必要があると共に、締結部材９０で各放熱体４００－１、４００－２を密着させる必要がある。従って、本発明の実施の形態にかかるヒートシンク４に比べて、組み立て作業における余分な時間やコストが発生する。さらに、シール材５００は熱などによって劣化するため長期使用時には十分な防水性が得られなくなる。
　図１２は、２つの放熱体が金属製部材で接続される従来技術の冷却構造を説明するための図である。図１２には、第１の放熱体４００－３と、第２の放熱体４００－４と、一端が締結部材９２によって第１の放熱体４００－３に接続され他端が締結部材９２によって第２の放熱体４００－４に接続される金属製部材９３とから成る冷却構造が示されている。この冷却構造では、締結部材９２を用いて各放熱体４００－３、４００－４を一体的に固定する必要がある。従って、本発明の実施の形態にかかるヒートシンク４に比べて、組み立て作業における余分な時間やコストが発生する。
　本実施の形態にかかるヒートシンク４は、放熱体４－２に蟻溝状の凹部４１が形成され、放熱体４－１に蟻ほぞ状の凸部４０が形成され、凸部４０が凹部４１に対してスライドして挿入されることによって各放熱体４－１、４－２が連結されるように構成されている。そのため、図１１に示されるような締結部材９０が不要であり、組み立て作業における余分な時間やコストを抑制可能である。また、凸部４０が蟻ほぞ状に形成され、凹部４１が蟻溝状に形成されているため、凸部４０と凹部４１との合わせ面からの水の浸入を防止することができる。
　また、ヒートシンク４は、凸部４０および凹部４１がＣ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２、かつ、Ｂ１＞Ｂ２を満たすように形成されている。例えば、図３に示されるように空気が通流している場合、ヒートシンク４の上部からヒートシンク４の内部に雨水が浸入する可能は低いものの、この雨水が放熱体４－１、４－２の合わせ目から雨水が浸入する可能がある。本実施の形態にかかるヒートシンク４によれば、雨水が接触面Ｆ、Ｇによって阻止されるため、従来技術のシール材５００が不要である。
　また、本実施の形態にかかるヒートシンク４では、凸部４０および凹部４１が上記関係を満たすことにより、側面４０ｃと側面４１ｃとの間に空間Ｙ、Ｚが形成され、端部４０ａと底部４１ｂとの間に空間Ｘが形成される。従って、接触面Ｆ、Ｇから空間Ｘ、Ｙ、Ｚに雨水が浸入した場合でも、雨水の表面張力により、雨水を空間Ｘ、Ｙ、Ｚに留まらせることができると共に、この雨水は空間Ｘ、Ｙ、Ｚ内を伝って放熱体４－１および放熱体４－２の合わせ目からヒートシンク４の外部に排出される。このように本実施の形態にかかるヒートシンク４によれば、シール材５００が不要であり、その製作および組み込み作業に伴う時間やコストを抑制可能である。
　なお、本実施の形態では、放熱体４－１に凸部４０が設けられ、放熱体４－２に凹部４１が設けられているが、放熱体４－１に凹部４１を設け、放熱体４－２に凸部４０を設けるように構成しても同様の効果を得ることができる。
　また、凸部４０および凹部４１が設けられる方向は、図５に示される方向に限定されるものではなく、例えば、凹部４１が放熱体４－２の短手方向（図５では左右方向）へ直線状に延設され、凸部４０が放熱体４－１の短手方向へ直線状に延設されている場合でも、同様の効果を得ることができる。
　また、フィン４ｂ１の形状は、特に限定されるものではなく、発熱素子５の熱を効果的に放熱可能な形状であれば、例えば基部４ａ１の表面積を増やすように形成された溝状の放熱構造であってもよい。フィン４ｂ２に関しても同様である。
　以上に説明したように、本実施の形態にかかるヒートシンク４は、複数の放熱体４－１、４－２を結合させて成るヒートシンク４であって、一の放熱体４－１には、他の放熱体４－２側に向かって突状に設けられた蟻ほぞ状の凸部４０が形成され、他の放熱体４－２には、凸部４０と嵌合する蟻溝状の凹部４１が形成され、凸部４０は、凹部４１と対向する端部４０ａの幅Ｃ２が、凸部４０の基部４０ｂの幅Ａ２より大きく形成された断面台形状を成し、凹部４１は、その底部４１ｂの幅Ｃ１が凹部４１の開口部４１ａの幅Ａ１より大きく形成された断面台形状を成し、一の放熱体４－１と他の放熱体４－２は、凸部４０が凹部４１と嵌合した状態で一体的に結合するようにしたので、凸部４０が凹部４１に嵌合することによって各放熱体４－１、４－２が連結される。従って、図１１に示されるような締結部材９０が不要であり、組み立て作業における余分な時間やコストを抑制可能である。また、凸部４０が蟻ほぞ状に形成され、凹部４１が蟻溝状に形成されているため、凸部４０と凹部４１との合わせ面からの水の浸入を防止することができる。その結果、複数の放熱体の結合部における防水性能の低下を抑制しながらコストのより一層の低減化を図ることができる。また、本実施の形態にかかるヒートシンク４は、パワーコンディショナ１００以外の様々な機器にも適用可能であり、ヒートシンク４を用いることにより、上述した効果を得ることができると共に、機器の小型化および減容化を図ることができる。そのため、ＬＣＡ（Ｌｉｆｅ　Ｃｙｃｌｅ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）の点からも好ましい機器を提供可能である。
　また、本実施の形態にかかるヒートシンク４は、凸部４０および凹部４１が、Ｃ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２、かつ、Ｂ１＞Ｂ２を満たすように形成されているので、端部４０ａと底部４１ｂとの間には空間Ｘが形成され、反仕切板側面４ｄ１と端面４ｆとの間には接触面Ｆ、Ｇが形成され、側面４０ｃと側面４１ｃとの間には空間Ｙ、Ｚが形成され、端部４０ａの外縁部と凸部４０の凹部４１との間には接触面Ｄ、Ｅが形成される。そのため、接触面Ｆ、Ｇによって放熱体４－１、４－２の合わせ目からの雨水の浸入が阻止される。また、接触面Ｆ、Ｇから空間Ｘ、Ｙ、Ｚに雨水が浸入した場合でも、雨水を空間Ｘ、Ｙ、Ｚに留まらせることができると共に、この雨水を空間Ｘ、Ｙ、Ｚ内に通流させてヒートシンク４の外部に排出されることができる。その結果、シール材５００が不要であり、製作および組み込み作業に伴う時間やコストを抑制可能である。
　また、本実施の形態にかかるパワーコンディショナ１００は、Ｎ（１以上の整数）個の太陽電池モジュール（発熱素子５）で発電された電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ１００であって、発熱素子５に熱的に接続され、かつ、複数の放熱体４－１、４－２を結合させて成るヒートシンク４と、ヒートシンク４を強制的に冷却するファン６と、を備えるようにしたので、コストの低減化を図ることができると共に、機器の小型化および減容化を図ることができる。
　なお、本実施の形態に示したヒートシンクおよびパワーコンディショナは、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。
　以上のように、本発明は、ヒートシンクおよびパワーコンディショナに適用可能であり、特に、複数の放熱体の結合部における防水性能の低下を抑制しながらコストのより一層の低減化を図ることができる発明として有用である。
　１　筐体、１ｂ　側面、１ｃ　下面、２　排気口、３　外気取り込み口、４　ヒートシンク、４ａ１，４ａ２　基部、４ｂ１，４ｂ２　フィン、４ｃ１，４ｃ２　仕切板側面、４ｄ１　反仕切板側面、４ｅ１，４ｅ２，４ｅ３　端部、４ｆ　端面、４－１，４－２　放熱体、５　発熱素子、６　ファン、７　仕切板、８　送風室、９，９０，９２　締結部材、４０　凸部、４１　凹部、９１　半導体素子、９３　金属製部材、１００　パワーコンディショナ、４００－１，４００－３　第１の放熱体、４００－２，４００－４　第２の放熱体。

Claims (4)

  1. 　複数の放熱体を結合させて成るヒートシンクであって、
    　一の前記放熱体には、他の前記放熱体側に向かって突状に設けられた蟻ほぞ状の凸部が形成され、
    　他の前記放熱体には、前記凸部と嵌合する蟻溝状の凹部が形成され、
    　前記凸部は、前記凹部と対向する端部の幅が、前記凸部の基部の幅より大きく形成された断面台形状を成し、
    　前記凹部は、その凹部の底部の幅が、前記凹部の開口部の幅より大きく形成された断面台形状を成し、
    　一の前記放熱体と他の前記放熱体は、前記凸部が前記凹部と嵌合した状態で一体的に結合することを特徴とするヒートシンク。
  2. 　前記開口部の幅をＡ１、前記底部の幅をＣ１、前記端部の幅をＣ２、前記基部の幅をＡ２、前記開口部から前記底部までの高さをＢ１、前記端部から前記基部までの高さＢ２としたとき、
    　前記凸部および前記凹部は、Ｃ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２、かつ、Ｂ１＞Ｂ２を満たすように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
  3. 　Ｎ（１以上の整数）個の太陽電池モジュールで発電された電力を交流電力に変換するパワーコンディショナであって、
    　発熱素子に熱的に接続され、かつ、複数の放熱体を結合させて成るヒートシンクと、
    　前記ヒートシンクを強制的に冷却するファンと、
    　を備え、
    　一の前記放熱体には、他の前記放熱体側に向かって突状に設けられた蟻ほぞ状の凸部が形成され、
    　他の前記放熱体には、前記凸部と嵌合する蟻溝状の凹部が形成され、
    　前記凸部は、前記凹部と対向する端部の幅が、前記凸部の基部の幅より大きく形成された断面台形状を成し、
    　前記凹部は、その凹部の底部の幅が、前記凹部の開口部の幅より大きく形成された断面台形状を成し、
    　一の前記放熱体と他の前記放熱体は、前記凸部が前記凹部と嵌合した状態で一体的に結合することを特徴とするパワーコンディショナ。
  4. 　前記開口部の幅をＡ１、前記底部の幅をＣ１、前記端部の幅をＣ２、前記基部の幅をＡ２、前記開口部から前記底部までの高さをＢ１、前記端部から前記基部までの高さＢ２としたとき、
    　前記凸部および前記凹部は、Ｃ１≧Ｃ２＞Ａ１＞Ａ２、かつ、Ｂ１＞Ｂ２を満たすように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のパワーコンディショナ。
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