WO2019171941A1

WO2019171941A1 - 放熱装置および発電装置

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Publication number: WO2019171941A1
Application number: PCT/JP2019/006193
Authority: WO
Inventors: 久詞加納; 利夫光安; 熊野　豊; 高原　一郎
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-09-12
Also published as: JP2021073403A

Abstract

放熱装置は、冷却対象物（熱電変換器）が設置される設置面を有する放熱部と、放熱部の側面に対向して設けられ、回路基板を収容するための収容部と、を備える。放熱部は、設置面に対して立ち上がり、互いに対向する２つの第１放熱壁と、２つの第１放熱壁の間を連結する第２放熱壁と、を有し、２つの第１放熱壁と第２放熱壁は、一体形成される。収容部は、回路基板の２つの表面にそれぞれ対向する２つの内側面を有する。

Description

放熱装置および発電装置

　本開示は、対象物を冷却するための放熱装置および当該放熱装置を用いて放熱を行いながら熱源で生じた熱を電力に変換する発電装置に関する。

　従来、エンジン等の熱源で生じた熱を電力に変換する発電装置が開発されている。この種の発電装置には、熱を電力に変換するための熱電変換器が搭載される。また、熱電変換効率を高めるために、熱電変換器の放熱面を冷却するための放熱装置が発電装置に装備される。

　以下の特許文献１には、基板に実装された電子部品からの熱を、ヒートシンク兼用のケースを用いて放熱する構成が記載されている。この構成では、絶縁性を保ちながら、高い放熱効果が得られるように、熱を発する電子部品とケースとの間に熱伝導樹脂が充填される。

特開２００８－２７７３３０号公報

　本開示の第１の態様に係る放熱装置は、冷却対象物が設置される設置面を有する放熱部と、放熱部の側面に対向して設けられ、回路基板を収容するための収容部と、を備える。ここで、放熱部は、前記設置面に対して立ち上がり、互いに対向する２つの第１放熱壁と、互いに対向する２つの第１放熱壁を連結する第２放熱壁とを有し、２つの第１放熱壁と第２放熱壁は、一体形成されている。収容部は、回路基板の２つの表面にそれぞれ対向する２つの内側面を有する。

　本態様に係る放熱装置によれば、第１放熱壁と第２の放熱壁とが一体形成されて放熱部が構成されるため、放熱部の放熱面積を広くでき、高い放熱効果を実現できる。また、互いに対向する２つの第１放熱壁が第２放熱壁により連結されるため、放熱部の機械的強度を高めることができる。さらに、収容部が回路基板の２つの表面にそれぞれ対向する２つの内側面を有するため、回路基板の各表面とこれに対向する２つの内側面とを接着剤や充填物により連結することにより、回路基板の面振動を抑制できる。このため、放熱装置がエンジン等の振動が激しい設備に設置される場合も、振動により回路基板に損傷が生じることを防ぐことができる。

　このように、本態様に係る放熱装置によれば、高い機械的強度を実現できるとともに、回路基板を振動から適切に保護することができる。

　本開示の第２の態様に係る発電装置は、第１の態様に係る放熱装置と、冷却対象物に含まれる熱電変換器と、発電に関連する回路が実装され、収容部に収容される回路基板と、を備える。

　本態様に係る発電装置によれば、上記第１の態様と同様、放熱装置が、高い機械的強度を有し、且つ、回路基板を振動から適切に保護する効果を有するため、発電装置がエンジン等の振動が激しい設備に設置される場合も、放熱部および回路基板が振動により破損することを防ぐことができる。よって、安定的に、発電に関連する動作を実行することができる。

　以上のとおり、本開示によれば、高い機械的強度を有するとともに、回路基板を振動から適切に保護可能な放熱装置および発電装置を提供することができる。

　本開示の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本開示を実施化する際の一つの例示であって、本開示は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１Ａは、実施例１に係る、組み立て前の発電装置の構成を示す分解斜視図である。図１Ｂは、実施例１に係る、組み立て後の発電装置の構成を示す斜視図である。図２Ａは、実施例１に係る、組み立て前の発電装置の構成を示す側面図である。図２Ｂは、実施例１に係る、組み立て後の発電装置の構成を示す側面図である。図３は、実施例１に係る発電装置の作用を示す図である。図４Ａは、実施例２に係る、発電装置の構成を示す斜視図である。図４Ｂは、実施例２に係る、発電装置の構成を示す側面図である。図５Ａは、実施例３に係る、発電装置の構成を示す斜視図である。図５Ｂは、実施例３に係る、発電装置の構成を示す側面図である。図６Ａは、実施例４に係る、発電装置の構成を示す斜視図である。図６Ｂは、実施例４に係る、発電装置の構成を示す側面図である。図７Ａは、実施例５に係る、発電装置の構成を示す斜視図である。図７Ｂは、実施例５に係る、発電装置の構成を示す側面図である。図８Ａは、実施例６に係る、発電装置の構成を示す斜視図である。図８Ｂは、実施例６に係る、発電装置の構成を示す側面図である。図９Ａは、実施例７に係る、発電装置の構成を示す上面図である。図９Ｂは、実施例７に係る、発電装置の構成を示す側面図である。図１０Ａは、実施例８に係る、組み立て前の放熱装置の構成を示す斜視図である。図１０Ｂは、実施例８に係る、組み立て後の放熱装置の構成を示す斜視図である。図１０Ｃは、実施例８に係る、回路基板を収容部に設置した状態の放熱装置の構成を示す斜視図である。図１１Ａは、実施例９に係る、回路基板を収容部に設置した状態の放熱装置の構成を示す斜視図である。図１１Ｂは、実施例１０に係る、回路基板を収容部に設置した状態の放熱装置の構成を示す斜視図である。図１２Ａは、実施例１１に係る、発電装置の構成を示す側面図である。図１２Ｂは、実施例１２に係る、発電装置の構成を示す側面図である。

　実施形態の説明に先立ち、従来の技術における問題点について説明する。エンジン等の振動が激しい設備に発電装置が設置される場合、放熱装置は、高い放熱効果とともに、激しい振動に耐え得る高い機械的強度が求められる。また、発電に関連する回路を実装した回路基板が発電装置に組み込まれる場合、熱源で生じた振動により回路基板が共振して破損する虞がある。したがって、基板を振動から保護する構成がさらに必要となる。

　上記特許文献１の放熱装置は、振動や、高い温度の熱源を想定するものではないため、これらの要求を満たす構成とはなっていない。

　かかる課題に鑑み、本開示は、高い機械的強度を有するとともに、回路基板を振動から適切に保護することが可能な放熱装置および当該放熱装置を用いた発電装置を提供する。

　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸正方向は、発電装置の高さ方向である。

　＜実施例１＞
　図１Ａは、実施例１に係る、組み立て前の発電装置１０の構成を示す分解斜視図、図１Ｂは、実施例１に係る、組み立て後の発電装置１０の構成を示す斜視図である。また、図２Ａは、実施例１に係る、組み立て前の発電装置１０の構成を示す側面図、図２Ｂは、実施例１に係る、組み立て後の発電装置１０の構成を示す側面図である。

　発電装置１０は、放熱装置２０と、熱電変換器３０と、伝熱板４０とを備えている。放熱装置２０の下面である設置面２１０に熱電変換器３０が設置される、具体的には、設置面２１０と伝熱板４０との間で熱電変換器３０を挟むようにして、伝熱板４０が、４つのネジ５０で、設置面２１０に固定される。この状態において、熱電変換器３０の上面と下面が、それぞれ、設置面２１０と伝熱板４０の上面に面接触する。その後、伝熱板４０の下面が、熱源に設置される。これにより、熱源の熱が、伝熱板４０を介して熱電変換器３０に伝導する。伝導した熱が、熱電変換器３０により電力に変換されて、発電が行われる。電力は、図示しないケーブルにより、回路基板６０に供給される。

　熱電変換器３０は、所定の厚みの直方体形状を有する。熱電変換器３０は、ペルチェ素子等の熱電変換素子が集積されて構成されている。たとえば、熱電変換器３０は、複数の熱電変換素子が上下から２つの基板に挟まれた構成となっている。各熱電変換素子は、各基板に設定されたパターン配線によって直列に接続される。熱電変換器３０の上下面に温度差がある場合に、各熱電変換素子に電力が生じる。本実施例１では、熱電変換器３０の下面に熱源からの熱が供給され、熱電変換器３０の上面が放熱装置２０により冷却される。これにより、熱電変換器３０の上下面に大きな温度差を持たせることができる。

　伝熱板４０は、所定の厚みの平板形状を有する。伝熱板４０は、銅などの熱伝導性に優れた材料から構成されている。伝熱板４０には、四隅にネジ５０を通すための孔が設けられている。これらの孔をそれぞれ貫通するネジ５０によって、伝熱板４０が、放熱装置２０の設置面２１０に固着される。

　放熱装置２０は、熱電変換器３０が設置される設置面２１０を有する放熱部２２０と、放熱部２２０の側面に対向して設けられ、回路基板６０を収容するための収容部２３０と、を備える。本実施例１では、設置面２１０、放熱部２２０および収容部２３０が、熱伝導性に優れ、剛性が高い材料により一体形成されている。たとえば、放熱装置２０を構成する材料として、アルミニウムが用いられる。この他、銅により、放熱装置２０が構成されてもよい。

　放熱部２２０は、設置面２１０に対して立ち上がり、互いに対向する２つの第１放熱壁２２０ａと、互いに対向する２つの第１放熱壁２２０ａを連結する第２放熱壁２２０ｂとが、一体形成されて構成されている。設置面２１０は、Ｘ－Ｙ平面に平行な平面であり、２つの第１放熱壁２２０ａは、Ｙ－Ｚ平面に略平行に延びている。第１放熱壁２２０ａおよび第２放熱壁２２０ｂは、所定の厚みを有する。

　第２放熱壁２２０ｂは、収容部２３０に収容された回路基板６０の厚み方向（Ｘ軸方向）に交差する方向に延びている。本実施例１では、上段の２つの第２放熱壁２２０ｂが、互いに交差するように設けられている。

　第１放熱壁２２０ａおよび第２放熱壁２２０ｂにより区切られた空間は、Ｙ軸方向に貫通する開口２２０ｃとなっている。放熱部２２０は、収容部２３０と反対側の外側面、すなわち、Ｘ軸正側の外側面に、波状に起伏した形状の起伏部２２０ｄを有する。

　収容部２３０は、内側面２３０ａ～２３０ｅにより区画された収容室２３０ｆを有する。収容室２３０ｆは、Ｙ軸方向に貫通した空間となっている。内側面２３０ａと内側面２３０ｂ、２３０ｃは、Ｘ軸方向に互いに対向する。内側面２３０ａおよび内側面２３０ｂは、Ｙ－Ｚ平面に平行である。内側面２３０ｃは、Ｙ－Ｚ平面に対して傾いている。内側面２３０ｄと内側面２３０ｅは、Ｚ軸方向に互いに対向する。内側面２３０ｄと内側面２３０ｅは、Ｘ－Ｙ平面に平行である。収容部２３０は、放熱部２２０と反対側の外側面、すなわち、Ｘ軸負側の外側面に、波状に起伏した形状の起伏部２３０ｇを有する。

　設置面２１０と収容部２３０との間に、Ｘ軸負方向に突出した鍔状の放熱フィン２４１が設けられている。放熱フィン２４１も、一体形成により、放熱装置２０に形成されている。

　回路基板６０には、発電に関連する回路が実装されている。回路基板６０は、図示しないケーブルにより、熱電変換器３０に接続されている。回路基板６０は、Ｚ軸方向に立てられた状態で、収容部２３０の収容室２３０ｆに収容される。こうして、回路基板６０が収容室２３０ｆに収容された状態で、収容室２３０ｆに樹脂等の充填物７０が充填される。これにより、回路基板６０が、収容室２３０ｆ内に固定される。この状態において、回路基板６０の２つの表面に、それぞれ、収容室２３０ｆの内側面２３０ａと、内側面２３０ｂ、２３０ｃが対向する。こうして、図１Ｂおよび図２Ｂに示すように、発電装置１０の組み立てが完了する。

　図３は、実施例１に係る発電装置１０の作用を示す図である。

　図３に示すように、発電装置１０は、伝熱板４０の下面が熱源３００の上面に接するようにして、熱源３００に設置される。ここで、熱源３００は、たとえば、船舶のエンジン等である。熱源３００から伝熱板４０に伝導した熱は、さらに、伝熱板４０から熱電変換器３０へと伝導する。これにより、熱電変換器３０の温度が上昇する。

　熱電変換器３０に伝導した熱は、熱電変換器３０の上面から放熱装置２０へと伝導し、放熱装置２０により外気に放出される。図３において、破線の矢印は、放熱装置２０により放熱される熱を模式的に示している。たとえば、放熱装置２０へと伝導した熱は、放熱部２２０の底面や、第１放熱壁２２０ａの内側面および第２放熱壁２２０ｂの側面から、外気に放出される。このとき、開口２２０ｃを流通する空気により、外気に移動した熱が除去される。さらに、熱は、起伏部２２０ｄ、２３０ｇや、放熱フィン２４１から外気に放熱される。起伏部２２０ｄ、２３０ｇおよび放熱フィン２４１によって放熱面積が増加するため、熱がより効率的に放熱される。

　こうして、熱が放出されることにより、熱電変換器３０の上面が冷却され、熱電変換器３０の上面と下面との間に大きな温度差が維持される。これにより、熱電変換器３０において、効率的に、電力が生成される。

　さらに、本実施例１では、互いに対向する２つの第１放熱壁２２０ａが第２放熱壁２２０ｂで連結されているため、図３に太実線の矢印で示す方向において、放熱部２２０の機械的強度が高められる。このため、船舶のエンジン等、激しい振動が生じる熱源３００に発電装置１０が設置される場合も、放熱装置２０が振動により破損することを抑止でき、また、振動を効果的に抑制できる。

　また、回路基板６０の各表面とこれに対向する強固な内側面２３０ａ、２３０ｂ、２０３ｃとが充填物７０により連結されているため、回路基板６０の面振動が抑制される。このため、船舶のエンジン等、激しい振動が生じる熱源３００に発電装置１０が設置される場合も、振動により回路基板６０に損傷が生じることを防ぐことができる。

　＜実施例２＞
　図４Ａ、図４Ｂは、それぞれ、実施例２に係る、発電装置１０の構成を示す斜視図および側面図である。

　実施例２では、放熱フィン２４１の上側に、放熱フィン２４２が追加されている。また、回路基板６０が、断熱シート６１に包まれた状態で、収容部２３０の収容室２３０ｆに収容されている。その他の構成は、実施例１と同様である。

　本実施例２では、放熱フィン２４１が追加されているため、熱電変換器３０から収容室２３０ｆに向かう熱がより効果的に除去される。これにより、熱による回路基板６０の温度上昇をより効果的に抑制できる。また、回路基板６０が断熱シート６１に包まれているため、熱による回路基板６０の温度上昇をさらに効果的に抑制できる。よって、本実施例２によれば、回路基板６０をより効果的に熱から保護できる。

　なお、放熱フィン２４１、２４２は、２つに限らず、３つ以上設けられてもよい。また、放熱フィンが省略されてもよい。ただし、回路基板６０を熱からより効果的に保護するためには、放熱フィンを設けることが好ましい。

　＜実施例３＞
　図５Ａ、図５Ｂは、それぞれ、実施例３に係る、発電装置１０の構成を示す斜視図および側面図である。

　本実施例３では、収容室２３０ｆの下側（Ｚ軸負側）が開放され、収容室２３０ｆの下端の隙間に、断熱部材２３１が介挿されている。断熱部材２３１は、シリコンゴム、ウレタン、セラミック等の断熱性に優れた材料からなっている。収容室２３０ｆの下端の隙間に、断熱部材２３１が介挿された状態で、収容部２３０の下端外側面からネジ２３２が止められる。ネジ２３２は、断熱部材２３１に形成された孔（図示せず）を通って、Ｘ軸負側の第１放熱壁２２０ａに設けられたネジ孔（図示せず）に留められる。これにより、断熱部材２３１が固定される。また、実施例２と同様、回路基板６０が断熱シート６１に包まれている。その他の構成は、実施例１と同様である。

　本実施例３では、設置面２１０と収容室２３０ｆとの間に断熱部材２３１が設けられているため、熱電変換器３０から収容室２３０ｆにさらに熱が伝導しにくくなる。これにより、熱による回路基板６０の温度上昇をより効果的に抑制できる。また、実施例２と同様、回路基板６０が断熱シート６１に包まれているため、熱による回路基板６０の温度上昇をさらに効果的に抑制できる。よって、本実施例３によれば、回路基板６０をより効果的に熱から保護できる。

　＜実施例４＞
　図６Ａ、図６Ｂは、それぞれ、実施例４に係る、発電装置１０の構成を示す斜視図および側面図である。

　実施例４では、収容部２３０が、Ｘ軸負方向に凹んだ構造体２３３と、板状の断熱部材２３４とからなっている。構造体２３３は、放熱部２２０と同様、アルミニウム等の材料からなっている。構造体２３３のＸ軸負側の側面には、波状に起伏した形状の起伏部２３３ａが形成されている。断熱部材２３４は、シリコンゴム、ウレタン、セラミック等の断熱性に優れた材料からなっている。

　構造体２３３と断熱部材２３４とを組み合わせることにより、回路基板６０を収容するための空間である収容室２３０ｆが形成される。収容室２３０ｆは、内側面２３０ａ～２３０ｄを有するが、実施例１における内側面２３０ｅは有していない。断熱部材２３４を介して、構造体２３３を、放熱部２２０のＸ軸負側の側面に装着することにより、収容部２３０が放熱部２２０に一体化される。構造体２３３は、ネジ２３５、２３６により放熱部２２０に固着される。その他の構成は、実施例１と同様である。

　本実施例４では、放熱部２２０と収容室２３０ｆとの間に断熱部材２３４が介在するため、熱電変換器３０から収容室２３０ｆに熱がさらに伝導しにくくなる。これにより、熱による回路基板６０の温度上昇をさらに効果的に抑制できる。よって、本実施例４によれば、回路基板６０をさらに効果的に熱から保護できる。

　＜実施例５＞
　図７Ａ、図７Ｂは、それぞれ、実施例５に係る、発電装置１０の構成を示す斜視図および側面図である。

　実施例５は、実施例４の構成を一部修正したものである。本実施例５では、断熱部材２３４に、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる切欠き２３４ａと、幅方向（Ｙ軸方向）に延びる切欠き２３４ｂとが設けられている。切欠き２３４ａは、高さ方向の両外側面まで延びており、切欠き２３４ｂは、幅方向の両外側面まで延びている。切欠き２３４ａ、２３４ｂの深さは、互いに同じである。切欠き２３４ａ、２３４ｂは、互いに交差している。このように切欠き２３４ａ、２３４ｂを設けることにより、断熱部材２３４と放熱部２２０のＸ軸負側の側面との間に、空気を流通させる空気流通路２３４ｃが形成される。その他の構成は、実施例４と同様である。

　本実施例５では、放熱部２２０と断熱部材２３４との間、すなわち、放熱部２２０と収容部２３０との間に空気流通路２３４ｃが設けられるため、熱電変換器３０から収容室２３０ｆに対してより一層熱が伝導しにくくなる。これにより、熱による回路基板６０の温度上昇をさらに効果的に抑制できる。よって、本実施例５によれば、回路基板６０をより一層効果的に熱から保護できる。

　＜実施例６＞
　図８Ａ、図８Ｂは、それぞれ、実施例６に係る、発電装置１０の構成を示す上面図および側面図である。

　実施例６では、収容部２３０が、放熱部２２０とは別体のケース２３７で構成されている。ケース２３７は、耐熱性に優れ、強度の高い材料から構成される。ケース２３７は、たとえば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）からなる樹脂成形品である。ケース２３７は、内側面２３７ａ～２３７ｄを有する収容室２３７ｅを備える。内側面２３７ａ～２３７ｄは、それぞれ、実施例６の内側面２３０ａ～２３０ｄに対応する。ケース２３７は、実施例４、５と同様、ネジ２３５、２３６により放熱部２２０に固着される。ケース２３７のＸ軸正側の側面に、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる切欠き２３７ｆと、幅方向（Ｙ軸方向）に延びる切欠き２３７ｇとが設けられている。切欠き２３７ｆ、２３７ｇは、それぞれ、実施例５の切欠き２３４ａ、２３４ｂに対応する。切欠き２３７ｆ、２３７ｇにより空気流通路２３７ｈが形成される。その他の構成は、実施例１と同様である。

　本実施例６では、放熱部２２０とケース２３７との間、すなわち、放熱部２２０と収容部２３０との間に空気流通路２３７ｈが設けられるため、上記実施例５と同様、熱電変換器３０から収容室２３７ｅに対してより一層熱が伝導しにくくなる。これにより、熱による回路基板６０の温度上昇をさらに効果的に抑制できる。よって、本実施例６によれば、回路基板６０をより一層効果的に熱から保護できる。

　＜実施例７＞
　図９Ａ、図９Ｂは、それぞれ、実施例７に係る、発電装置１０の構成を示す上面図および側面図である。

　実施例７では、放熱部２２０と収容部２３０に、それぞれ、孔２２０ｅ、２３０ｈが設けられている。孔２２０ｅは、放熱部２２０の上面から放熱部２２０内の底面まで高さ方向（Ｚ軸方向）に延びている。すなわち、孔２２０ｅは、放熱部２２０の上部を貫通し、さらに、放熱部２２０内部の第２放熱壁２２０ｂを貫通している。孔２２０ｅの径は一定である。孔２３０ｈは、収容部２３０の上面から収容室２３０ｆへと貫通している。充填物７０は、収容室２３０ｆの上部を残して収容室２３０ｆに充填されている。これにより、回路基板６０に設置された熱を発する電子部品が露出する。その他の構成は、実施例１と同様である。

　実施例７では、孔２２０ｅが形成されているため、孔２２０ｅによるトンネル効果により上昇気流が発生し、放熱部２２０における空気の流通が促進される。これにより、熱電変換器３０がより効果的に冷却される。また、空気の流通により、放熱部２２０から収容部２３０に移動する熱が減少するため、熱による回路基板６０の温度上昇が抑制される。さらに、収容部２３０に孔２３０ｈが形成されているため、回路基板６０に設置された熱を発する電子部品６０ａからの熱が孔２３０ｈを介して外部に放出される。よって、回路基板６０の温度上昇をより効果的に抑制できる。

　なお、孔２２０ｅおよび孔２３０ｈの双方または何れか一方が、上記実施例２～６の構成において設けられてもよい。これにより、これらの実施例２～６においても、本実施例７と同様の効果がさらに奏され得る。

　＜実施例８＞
　図１０Ａは、実施例８に係る、組み立て前の放熱装置２０の構成を示す斜視図、図１０Ｂは、実施例８に係る、組み立て後の放熱装置２０の構成を示す斜視図、図１０Ｃは、実施例８に係る、回路基板６０を収容部２３０に設置した状態の放熱装置２０の構成を示す斜視図である。便宜上、図１０Ａ～図１０Ｃには、熱電変換器３０と伝熱板４０の図示が省略されている。本実施例８においても、上記各実施例と同様の方法により、熱電変換器３０と伝熱板４０が放熱装置２０に設置される。

　実施例８は、上記実施例６における放熱部２２０および収容部２３０の構成を変更したものである。

　放熱部２２０は、上記実施例６に比べて形状がやや異なっているが、基本的な構成は同じである。放熱部２２０には、上記実施例６と同様、２つの第１放熱壁２２０ａと、これら第１放熱壁２２０ａを連結する第２放熱壁２２０ｂが設けられている。放熱部２２０のＸ軸負側の外側面には、収容部２３０（ケース２３８）側の突条２３８ｆと係合する凹部２２０ｆと、６つのネジ孔２２０ｇが設けられている。凹部２２０ｆは、放熱部２２０の幅方向（Ｙ軸方向）に平行に延びている。Ｘ－Ｚ平面で切断したときの凹部２２０ｆの形状は円弧形状である。放熱部２２０は、Ｙ軸方向に対称な形状である。

　収容部２３０は、ケース２３８により構成されている。上記実施例６と同様、ケース２３８は、耐熱性に優れ、強度の高い材料から構成される。ケース２３８は、たとえば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）からなる樹脂成形品である。ケース２３８は、上記実施例６のケース２３７に比べて形状が異なっている。ケース２３８のＹ軸方向の幅およびＺ軸方向の高さは、放熱部２２０のＹ軸方向の幅およびＺ軸方向の高さと同じである。ケース２３８は、Ｙ軸方向に対象な形状である。

　ケース２３８には、互いに対向する内側面２３８ａおよび内側面２３８ｂを有する収容室２３８ｃが形成されている。内側面２３８ａ、２３８ｂは、Ｙ－Ｚ平面に平行である。収容室２３８ｃの上下の内側面には、高さ方向に回路基板６０を挟む位置に、それぞれ、係合部２３８ｄが設けられている。これら係合部２３８ｄは、回路基板６０の上下の端部が嵌合する幅の凹部からなっている。

　ケース２３８のＸ軸正側の側面には、高さ方向に延びる切欠き２３８ｅが形成されている。切欠き２３８ｅは、ケース２３８の上面から下面まで延びている。また、ケース２３８のＸ軸正側の側面には、切欠き２３８ｅを除いた位置に、Ｙ軸方向に延びる突条２３８ｆが設けられている。Ｘ－Ｚ平面で切断したときの突条２３８ｆの形状は半円形状である。突条２３８ｆは、放熱部２２０側の凹部２２０ｆに対応する位置に設けられ、ケース２３８を放熱部２２０に装着する際に、凹部２２０ｆに嵌まり込む。

　ケース２３８のＸ軸負側の外側面には、収容室２３８ｃへと貫通する６つの抜き孔２３８ｇが形成されている。また、収容室２３８ｃの内側面２３８ａには、Ｘ軸正側の外側面へと貫通する６つの孔２３８ｈが形成されている。６つの抜き孔２３８ｇおよび６つの孔２３８ｈは、それぞれ、放熱部２２０の６つのネジ孔２２０ｇに対応する位置に設けられている。

　放熱部２２０に対するケース２３８（収容部２３０）の取り付けは、以下のように行われる。

　まず、ケース２３８のＹ軸正側の面と放熱部２２０のＹ軸正側の面が面一となるようにして、ケース２３８の突条２３８ｆが放熱部２２０の凹部２２０ｆに嵌め込まれる。この状態で、抜き孔２３８ｇと、孔２３８ｈと、ネジ孔２２０ｇが、Ｚ軸方向に並ぶ。次に、抜き孔２３８ｇを介して孔２３８ｈにネジ２３９が挿入され、ネジ２３９をネジ孔２２０ｇに留められる。この作業が、６つのネジ孔２２０ｇに対して、それぞれ行われる。これにより、図１０Ｂに示すように、ケース２３８が放熱部２２０に装着される。こうして、収容部２３０が放熱部２２０に一体化される。この状態において、切欠き２３８ｅにより、放熱部２２０と収容部２３０との間に、上下に貫通する空気流通路２３８ｉが形成される。

　その後、回路基板６０の上下の端部を、それぞれ、収容室２３８ｃの上下の内側面に形成された係合部２３８ｄに係合させながら、Ｙ軸正側から回路基板６０が収容室２３８ｃに挿入される。このとき、回路基板６０の上下の端部と係合部２３８ｄとの間に接着剤が塗布されてもよい。これにより、回路基板６０は、上下の端部が支持された状態で、収容室２３８ｃに収容される。

　その後、図１０Ｃに示すように、回路基板６０と、内側面２３８ａ、２３８ｂとの間に接着剤８０が充填され、回路基板６０が、内側面２３８ａ、２３８ｂに固定される。接着剤８０の充填位置は、回路基板６０の高さ方向（Ｚ軸方向）の中間位置付近とされる。こうして、収容部２３０に対する回路基板６０の取り付けが完了する。放熱部２２０の下面には、上記実施例１～７と同様、熱電変換器３０と伝熱板４０が装着される。

　本実施例８においても、上記実施例１～７と同様、高い機械的強度を有するとともに、回路基板６０を振動から適切に保護することが可能な放熱装置２０および発電装置１０を実現できる。また、放熱部２２０と収容部２３０との間に、上下に貫通する空気流通路２３８ｉが形成されているため、放熱部２２０による放熱効果を高めることができ、回路基板６０を熱からより効果的に保護することができる。

　なお、本実施例８では、接着剤８０により、回路基板６０の中間位置が強固な内側面２３８ａ、２３８ｂに固定されるため、上記実施例１～７のように充填物７０が充填される場合と同様、回路基板６０の面振動を抑制できる。よって、振動が激しい振動が生じる熱源に発電装置１０が設置される場合も、回路基板６０を信号から適切に保護することができる。

　本実施例８では、回路基板６０の両側の面に接着剤８０で内側面２３８ａ、２３８ｂに固定されたが、回路基板６０の振動が抑制される限りにおいて、回路基板６０の何れか一方の面のみを対応する内側面に接着剤で固定するようにしてもよい。

　＜実施例９＞
　図１１Ａは、実施例９に係る、回路基板６０を収容部２３０に設置した状態の放熱装置２０の構成を示す斜視図である。

　実施例９では、上記実施例８に比べて、回路基板６０の設置位置、すなわち、２つの係合部２３８ｄの配置位置が、放熱部２２０から遠ざけられ、回路基板６０と内側面２３８ａとの間の隙間が広げられている。その他の構成は、実施例８と同様である。本実施例９においても、上記実施例１～８と同様、放熱部２２０の下面に、熱電変換器３０と伝熱板４０が装着される。

　本実施例９では、回路基板６０と内側面２３８ａとの間の隙間が広いため、放熱部２２０からの熱が回路基板６０にさらに伝導しにくくなる。よって、実施例８に比べて、回路基板６０をより効果的に熱から保護できる。

　＜実施例１０＞
　図１１Ｂは、実施例１０に係る、回路基板６０を収容部２３０に設置した状態の放熱装置２０の構成を示す斜視図である。

　実施例１０では、上記実施例９に比べて、切欠き２３８ｅのＸ軸方向の幅が広げられ、空気流通路２３８ｉの断面積が広くなっている。空気流通路２３８ｉは、内側面２３８ａまで到達している。すなわち、空気流通路２３８ｉと収容部２３０の内部（収容室２３８ｃ）とが開口２３８ｊを介して連通している。その他の構成は、実施例９と同様である。本実施例１０においても、上記実施例１～９と同様、放熱部２２０の下面に、熱電変換器３０と伝熱板４０が装着される。

　本実施例１０では、空気流通路２３８ｉが広げられ、さらに、空気流通路２３８ｉと収容部２３０の内部（収容室２３８ｃ）とが連通しているため、実施例９に比べてトンネル効果に基づく空気の流れが促進される。よって、放熱部２２０のＸ軸負側の側面における放熱効果が高まり、より効果的に放熱を行うことができる。また、トンネル効果により、収容室２３８ｃ内の空気が空気流通路２３８ｉへと引き込まれるため、回路基板６０付近に外気が循環しやすくなる。よって、回路基板６０に対する放熱も促進され、回路基板６０をより効果的に熱から保護できる。

　＜実施例１１、１２＞
　図１２Ａ、図１２Ｂは、それぞれ、実施例１１、１２に係る、発電装置１０の構成を示す側面図である。

　実施例１１、１２では、実施例１に比べて、放熱部２２０の構成が相違している。すなわち、実施例１１、１２では、Ｘ軸方向両側の第１放熱壁２２０ａの略中間位置に、さらに、高さ方向に延びる第１放熱壁２２０ａが設けられ、互いに対向する第１放熱壁２２０ａが、第２放熱壁２２０ｂで連結されている。

　図１２Ａの実施例１１では、高さ方向の全ての範囲に第２放熱壁２２０ｂが設けられている。これに対し、図１２Ｂの実施例１２では、高さ方向の上側の範囲には第２放熱壁２２０ｂが設けられず、下側の範囲のみに第２放熱壁２２０ｂが設けられている。さらに、実施例１２では、最上段の第２放熱壁２２０ｂの交差位置から上方（Ｚ軸正方向）に延びる第３放熱壁２２０ｈが設けられている。その他の構成は、実施例１と同様である。

　実施例１１、１２では、上記実施例１に比べて、第１放熱壁２２０ａが追加され、さらに、互いに対向する第１放熱壁２２０ａが第２放熱壁２２０ｂで連結されているため、放熱部２２０の機械的強度がさらに高まる。また、実施例１１、１２では、上記実施例１に比べて、放熱部２２０内部の表面積が増加するため、放熱部２２０の放熱能力が高まる。

　なお、第１放熱壁２２０ａの数は３つに限らず、４つ以上であってもよい。また、第２放熱壁２２０ｂの数も、実施例１～１０や実施例１１、１２に示した数に限られるものではない。さらに、実施例１１、１２に示した放熱部２２０の構成が、上記実施例２～１０に適用されてもよい。これにより、上記実施例２～１０における放熱装置２０の機械的強度と放熱能力を、さらに高めることができる。

　＜実施形態の効果＞
　本実施形態によれば、以下の効果が奏される。

　第１放熱壁２２０ａと第２放熱壁２２０ｂとが一体形成されて放熱部２２０が構成されるため、放熱部２２０の放熱面積を広くでき、高い放熱効果を実現できる。また、互いに対向する第１放熱壁２２０ａが第２放熱壁２２０ｂにより連結されるため、放熱部２２０の機械的強度を高めることができる。さらに、収容部２３０が回路基板６０の２つの表面にそれぞれ対向する内側面２３０ａ（２３８ａ）、２３０ｂ（２３８ｂ）、２３０ｃを有するため、回路基板６０の各表面とこれに対向する２つの内側面２３０ａ（２３８ａ）、２３０ｂ（２３８ｂ）とを接着剤８０や充填物７０により連結することにより、回路基板６０の面振動を抑制できる。このため、放熱装置２０がエンジン等の振動が激しい設備に設置される場合も、振動により回路基板６０に損傷が生じることを防ぐことができる。

　このように、本実施形態に係る放熱装置２０によれば、高い機械的強度を実現できるとともに、回路基板６０を振動から適切に保護することができる。

　実施例１～１２に示したように、第２放熱壁２２０ｂは、回路基板６０の厚み方向に交差する方向に延びている。これにより、回路基板６０の厚み方向における振動を効率良く抑制できる。よって、回路基板６０を振動からより効果的に保護することができる。

　実施例８～１０に示したように、収容部２３０は、回路基板６０の表面に平行な方向に回路基板６０を挟む位置に、それぞれ、回路基板６０の２つの端部がそれぞれ嵌まる係合部２３８ｄを備える。これにより、収容部２３０に対して回路基板６０を容易に収容させることができる。また、収容部２３０の内側面２３８ａ、２３８ｂと回路基板６０との間に隙間を設けて空気を介在させることができ、放熱部２２０から回路基板６０に熱が伝導することを効果的に抑制することができる。よって、回路基板６０を確実に収容部２３０に保持させつつ、熱による回路基板６０の温度上昇を抑制することができる。

　実施例１～５、７、１１、１２に示したように、放熱部２２０は、収容部２３０と反対側の外側面に、波状に起伏した形状の起伏部２２０ｄを有している。これにより、放熱装置２０の軽量化を図りつつ、放熱面積を増加させることができ、放熱装置２０の放熱効果を高めることができる。

　実施例１～５、７、１１、１２に示したように、収容部２３０は、放熱部２２０と反対側の外側面に、波状に起伏した形状の起伏部２３０ｇ、２３３ａを有している。これにより、放熱装置２０の軽量化を図りつつ、放熱面積を増加させることができ、放熱装置２０の放熱効果を高めることができる。

　実施例１～７、１１、１２に示したように、放熱装置２０は、設置面２１０と収容部２３０との間に、放熱フィン２４１、２４２を備えている。このように、放熱フィン２４１、２４２を設けることにより、設置面２１０から収容部２３０へと移動する熱を、より効率的に放熱させることができる。よって、回路基板６０をより効果的に熱から保護できる。

　実施例１～３、１１、１２に示したように、収容部２３０と放熱部２２０とが一体形成されている。この構成によれば、収容部２３０を放熱部２２０に取り付ける作業を省略でき、放熱装置２０をより簡素に構成できる。

　実施例４～６、８～１０に示したように、収容部２３０が放熱部２２０とは別の部材からなっており、収容部２３０は、放熱部２２０の側面に設置されることにより、放熱部２２０に一体化される。この構成によれば、収容部２３０を樹脂等の熱伝導性が低い材料により構成することにより、放熱部２２０からの熱が回路基板６０に伝導することを、より効果的に抑制できる。よって、回路基板６０をより適切に熱から保護できる。

　実施例４、５に示したように、収容部２３０は、板状の断熱部材２３４と、断熱部材２３４に組み合わされる熱伝導性の構造体２３３とを備え、断熱部材２３４と構造体２３３とを組み合わせることにより、回路基板６０を収容するための空間（収容室２３０ｆ）が生じ、断熱部材２３４を介して構造体２３３を放熱部２２０の側面に装着することにより、収容部２３０が放熱部２２０に一体化される。このように、収容部２３０の放熱部２２０側に断熱部材２３４を設けることにより、放熱部２２０からの熱が回路基板６０に伝導することを、さらに効果的に抑制できる。よって、回路基板６０をより適切に熱から保護できる。

　実施例６、８～１０に示したように、収容部２３０（ケース２３７、２３８）は、樹脂成形品である。これにより、収容部２３０に対する熱の伝導を容易に抑制できるとともに、回路基板６０に向かう振動が収容部２３０により吸収される。よって、回路基板６０に実装された電気部品の温度上昇を抑制でき、回路動作の信頼性を高めることができる。また、振動による回路基板６０の損傷をより効果的に抑制できる。さらに、収容部２３０（ケース２３７、２３８）を容易に形成できる。

　実施例５、６、８～１０に示したように、収容部２３０は、収容部２３０と放熱部２２０との間に、空気を流通させる空気流通路２３４ｃ、２３７ｈ、２３８ｊを形成するための切欠き２３４ａ、２３４ｂ、２３７ｆ、２３７ｇ、２３８ｅを備えている。これにより、放熱部２２０の収容部２３０側の側面に空気を流通させることができ、放熱部２２０の放熱効果を高めることができる。また、空気の流れにより、放熱部２２０から収容部２３０への熱の移動を効果的に抑制でき、回路基板６０を熱からより適切に保護できる。

　実施例１０に示したように、収容部２３０は、空気流通路２３８ｉと収容部２３０の内部（収容室２３８ｃ）とを連通させる開口２３８ｊを備える。これにより、空気流通路２３８ｉにおける空気の流れが促進される。よって、放熱部２２０のＸ軸負側の側面における放熱効果が高まり、より効果的に放熱を行うことができる。また、トンネル効果により、収容室２３８ｃ内の空気が空気流通路２３８ｉへと引き込まれるため、回路基板６０付近に外気が循環しやすくなる。よって、回路基板６０に対する放熱が促進され、回路基板６０をより効果的に熱から保護できる。

　＜変更例＞
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能である。

　たとえば、上記実施形態では、複数の第１放熱壁２２０ａが互いに平行となるように設けられたが、複数の第１放熱壁２２０ａは、必ずしも、互いに平行でなくてもよい。また、第１放熱壁２２０ａは、必ずしも、設置面２１０に垂直に立ち上がっていなくてもよく、設置面２１０に垂直な状態からやや傾いていてもよい。

　また、放熱部２２０および収容部２３０の形状は、上記実施例１～１２の形状に限られるものではなく、適宜、種々の変更が可能である。また、波形に起伏した形状を設ける位置は、上記実施例１等に示した位置に限られるものではなく、たとえば、第１放熱壁２２０ａの側面や第２放熱壁２２０ｂの側面の波形に起伏した形状を設けてもよい。

　また、上記実施例１等では、起伏部２２０ｄ、２３０ｇがＹ軸方向に見て波形形状であったが、これとともに、あるいは、これに代えて、起伏部２２０ｄ、２３０ｇがＺ軸方向に見て波形形状であってもよい。但し、型抜き加工により放熱装置２０を形成する場合、起伏部２２０ｄ、２３０ｇは、Ｙ軸方向に見て波形形状であることが好ましい。

　さらに、構造体２３３およびケース２３７、２３８を放熱部２２０に装着する方法も上記実施例４～６、８～１０に示した方法に限られるものではない。

　この他、本開示の実施形態は、請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

　　１０　　発電装置
　　２０　　放熱装置
　　３０　　熱電変換器
　　６０　　回路基板
　　７０　　充填物
　　８０　　接着剤
　　２１０　　設置面
　　２２０　　放熱部
　　２２０ａ　　第１放熱壁
　　２２０ｂ　　第２放熱壁
　　２２０ｃ　　開口
　　２２０ｄ　　起伏部
　　２３０　　収容部
　　２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、２３０ｅ　　内側面
　　２３０ｇ　　起伏部
　　２３１　　断熱部材
　　２３３　　構造体
　　２３３ａ　　起伏部
　　２３４　　断熱部材
　　２３４ａ、２３４ｂ　　切欠き
　　２３４ｃ　　空気流通路
　　２３７　　ケース
　　２３７ａ、２３７ｂ、２３７ｃ、２３７ｄ　　内側面
　　２３７ｆ、２３７ｇ　　切欠き
　　２３７ｈ　　空気流通路
　　２３８　　ケース
　　２３８ａ、２３８ｂ　　内側面
　　２３８ｄ　　係合部
　　２３８ｅ　　切欠き
　　２３８ｉ　　空気流通路
　　２３８ｊ　　開口
　　２４１、２４２　　放熱フィン

Claims

　冷却対象物が設置される設置面を有する放熱部と、
　前記放熱部の側面に対向して設けられ、回路基板を収容するための収容部と、を備え、
　前記放熱部は、
　　前記設置面に対して立ち上がり、互いに対向する２つの第１放熱壁と、
　　前記２つの第１放熱壁の間を連結する第２放熱壁と、を有し、
　　前記２つの第１放熱壁と前記第２放熱壁は、一体形成され、
　前記収容部は、
　　前記回路基板の２つの表面にそれぞれ対向する２つの内側面を有する、
　放熱装置。
　請求項１に記載の放熱装置において、
　前記第２放熱壁は、前記回路基板の厚み方向と交差する方向に延びている、
　放熱装置。
　請求項１または２に記載の放熱装置において、
　前記収容部は、前記回路基板の２つの端部のそれぞれが嵌まる係合部を備える、
　放熱装置。
　請求項１ないし３の何れか一項に記載の放熱装置において、
　前記放熱部は、前記収容部と反対側の外側面に、波状に起伏した形状を有する、
　放熱装置。
　請求項１ないし４の何れか一項に記載の放熱装置において、
　前記収容部は、前記放熱部と反対側の外側面に、波状に起伏した形状を有する、
　放熱装置。
　請求項１ないし５の何れか一項に記載の放熱装置において、
　前記設置面と前記収容部との間に、放熱フィンを備える、
　放熱装置。
　請求項１ないし６の何れか一項に記載の放熱装置において、
　前記収容部と前記放熱部とが一体形成されている、
　放熱装置。
　請求項１ないし６の何れか一項に記載の放熱装置において、
　前記収容部は、前記放熱部とは別の部材から構成されており、前記放熱部の前記側面に設置されることにより、前記放熱部に一体化される、
　放熱装置。
　請求項８に記載の放熱装置において、
　前記収容部は、板状の断熱部材と、前記断熱部材に組み合わされる熱伝導性の構造体とを備え、
　前記断熱部材と前記構造体とを組み合わせることにより、前記回路基板を収容するための空間が生じ、
　前記断熱部材を介して前記構造体を前記放熱部の前記側面に装着することにより、前記収容部が前記放熱部に一体化される、
　放熱装置。
　請求項８に記載の放熱装置において、
　前記収容部は、樹脂成形品である、
　放熱装置。
　請求項８ないし１０の何れか一項に記載の放熱装置において、
　前記収容部は、前記収容部と前記放熱部との間に空気を流通させる空気流通路を形成するための切欠きを有している、
　放熱装置。
　請求項１１に記載の放熱装置において、
　前記収容部は、前記空気流通路と前記収容部の内部とを連通させる開口を備える、
　放熱装置。
　請求項１ないし１１の何れか一項に記載の放熱装置と、
　前記冷却対象物に含まれる熱電変換器と、
　発電に関連する回路が実装され、前記収容部に収容される前記回路基板と、を備える、
　発電装置。