JPS62108501A - 抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野〕 本発明は複数の抵抗素子が相互に間隔を持って並列に保
持された抵抗器に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の抵抗器として例えばグリッド抵抗器と呼ばれる
ものがある。第５図（ａ）および（ｂ）は特開昭５３−
５５６５１号公報に開示された従来のグリッド抵抗器の
概略構成を示す斜視図および側面図である。同図におい
て、平面形状が蛇行した板体でなる多数の抵抗素子１が
、絶縁スタッド２によって１対のフレーム３．３間に保
持されている。ここで、抵抗素子１は一般に鉄クロム系
あるいはステンレス系の鋼板でなり通常３００〜４５０
℃もの高温で使用される。絶縁スタッド２は金属棒でな
り、その両端にはナツトを介してフレーム３に固定する
ねじが形成され、さらに、これを抵抗素子１の孔に通し
たとき、抵抗素子１との絶縁が保たれるように外周面に
絶縁膜が形成されている。なお、この絶縁スタッド２に
は抵抗素子１の相互間隔を略一定に保つための絶縁カラ
ー４と、抵抗素子１およびフレーム３間に必要な距離を
保つための絶縁カラー５とが：嵌装され、多数の抵抗素
子１はこれら絶縁カラー４．５と共にフレーム３に締付
けられる。

このように構成されたグリッド抵抗器の各抵抗素子１の
板面は大地に対して垂直になっており、発熱に伴う対流
空気の流れを円滑化することによって放熱効果が高めら
れる。しかしながら、スペースファクタの関係で対向す
る板面の間隔が狭く、熱放射による冷却は殆んど行なわ
れていなかった。

すなわち、第６図に示すように、抵抗索子１ａと１ｂと
が対峙しているとき、抵抗素子１ａの表面から放散され
る熱唇は対流空気による放熱量ｑａと、温度放射による
放射熱ｆｆ１Ｑｅ１との和となり、同様に、抵抗素子１
ｂの表面から放散される熱量は対流空気による放熱ｆｆ
１ａａと温度放射による放射熱Ｉｑ。２との和になって
いる。ここで、両抵抗素子１ａ、１ｂの表面温度が等し
いとき、これらの抵抗素子は放射熱ｆｆ１ａ　　　Ｑ　
　を互いに授受する関係にあり、放射熱量は等測的に零
になっている。

なお、絶縁スタッド２、絶縁カラー４および５は熱抵抗
が極めて大きく抵抗素子１の伝導放熱は殆／υど期待で
きなかった。

このことはグリッド抵抗器に限らず複数の抵抗素子が相
互に間隔を持って並列に保持された抵抗器に共通する現
象でもあった。

かくして、従来の抵抗器は、実質的に対流放熱のみに依
存する構成であったがために、対流の必要スペースを確
保するべくある程度までしか外形形状を縮めることがで
きず、コスト的にも高価になってしまうという欠点があ
った。

〔発明の目的〕

本発明は上記の欠点を除去するためになされたもので、
抵抗素子を高効率で冷却し得３、これによって外形形状
の著しい小形化、原価の大幅な低廉化を図り得る抵抗器
の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、相互に間隔を持って並列に保持された複数の
抵抗素子と、機器室および冷却室を有し、前記機器室に
前記抵抗素子を収納した箱体と、前記抵抗素子の放射熱
を吸収するように前記抵抗素子間に配置された集熱板と
、吸熱部が前記集熱板に熱結合され、放熱部が前記冷却
室に突出せしめられたヒートバイブと、このヒートバイ
ブの放熱部に嵌装された放熱フィンと前記冷却室を強制
換気するファンとを備えたことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示す縦断面図、第２
図はこの実施例の主要素の詳細な構成を示す斜視図であ
る。これら各図において、フレーム３に組付けられた多
数の抵抗索子１が大地に対して垂直な状態で対向し、且
つ、天地の方向に複数段重ねた状態で箱体１０に収納さ
れている。箱体１０は空気が流通する程度の簡単な間仕
切りを有し、その上方が冷却室１０ａとなり、その下方
が機器室１０ｂとなっており、抵抗素子１は機器室１０
ｂに収納されている。なお、冷ｕ１室１０ａの上部側壁
および機器室１０ｂの下部側壁にはそれぞれ通風孔が形
成されている。

一方、対向する各抵抗素子間には、それぞれ抵抗素子の
放射熱を吸収するための集熱板１１が配置されている。

この集熱板１１は第２図に示したように水平方向の適当
な箇所で樋状に曲げられており、その窪みにヒートバイ
ブ１２が挿入されている。そして、ヒートバイブ１２の
上端部はヒートジヨイント１３を介してもう１つのヒー
トバイブ１４と結合され、このヒートバイブ１４は冷却
室１０ａに突出している。この場合、ヒートバイブ１２
が本発明に言う吸熱部になり、ヒートバイブ１４が本発
明に言う放熱部になっている。

また、ヒートバイブ１４にはそれぞれ放熱フィン１５が
嵌装され、さらに、放熱フィン１５の周囲を強制換気す
るために、冷却室１０ａの通風孔にファン１６が設けら
れている。

上記の如く構成された本実施例の作用を第３図をも参照
して以下に説明する。

先ず、抵抗素子１への通電によりジュール熱が発生ずる
と、その一部は対流空気によって放熱される。この場合
、ファン１２によって冷却室１０ａは僅かに負正になる
ので自然冷却よりも対流が盛んになり放熱効果はより一
層高められる。

一方、集熱板１１は第３図に示づように抵抗索子１ａ、
１ｂ相互間の熱干渉を遮断すると共に、抵抗素子の放射
熱ｑＱ　　を吸収する。このよ１１ｅ２ うにして吸収された熱は周知のヒートパイプ１２゜１４
を通して放熱フィン１５に搬送され、次いで、ファン１
６の強制換気によって外部へ放散される。

第１図に示した矢印は、空気冷却に伴う空気の流れを、
第２図に示した矢印は熱放射による熱の移動径路を示し
たもので、抵抗素子１の放射熱の殆んどが集熱板１１に
吸収される。

ちなみに、抵抗索子１の表面からの放射熱量Ｗ　を計算
すると次のようになる。

先ず、ボルツマンの法則等から放射熱量Ｗｅは次式によ
って表わすことができる。

Ｗ。＝５．６７・ε・ ただし、 ε　：放射率 θＲ＝抵抗素子の温度 θ、：集熱板の温度 である。

ここで、ファン１６が十分なＩ！１ｆｆｉを持つものと
すると、抵抗素子の温度θ１を３５０℃、集熱板の温度
θ、を１００℃に保ち得、このときの放射率εを０．９
と仮定すれば放射熱量Ｗ８は６．７［に−／麓］となる
。この値は従来の自然対流による放熱量の約２倍に相当
している。

このことは、従来装置と比較して放熱量が３倍になるこ
とを意味し、その分だけ抵抗素子の温度が下げられると
共に、抵抗蟲の容量を増大させ得る。

かくして、この実施例によれば、ファン１２によって対
流が盛んになった分だけ対流放熱による冷却効果が上げ
られ、また、抵抗素子の放射熱を集熱板に吸収させて対
流放熱を凌賀するほどの冷却効果があげられるため抵抗
素子を高効率で冷却することができる。

第４図は本発明の他の実施例の縦断面図であり、第１図
と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示し
ている。そして、第１図に示した実施例では集熱板１１
にヒートパイプ１２を接触ざ「、このヒートパイプ１２
に対してヒートジヨイントを介して接合したもう−っの
ヒートパイプ１４を突出さＩていたが、ここでは、冷却
室１０ａと機器室１０ｂどの間仕切り部分に熱容量の大
きい蓄熱ベース１７を装着すると共に、この蓄熱ベース
１７に集熱板１１を接合させ、さらに、蓄熱ベース１７
にヒートパイプ１４の吸熱部を結合させている。なお、
間仕切り部分に蓄熱ベース１７を設けた場合でも、ｉ器
室１０ｂ内を上界する空気はそのまま冷却室１０ａに抜
けるようになっている。

かかる構成によれば、ヒートパイプ１４が蓄熱ベース１
７を介して集熱板１７に熱結合されているけれども、集
熱ベース１７の熱容量を大きくすれば、−例としてその
体積を大きぐすれば、第１図に示した実施例と略同様な
冷却効果が得られることは明らかであり実験によっても
確かめられている。

この結果、第１図の実施例と比較して集熱板１１にヒー
トパイプを直結する必要性がなくなった分だけ集熱板１
１の形状が単純化されるほか、ヒートパイプを相互に接
合するという複雑な構成を採る必要性もなくなる。

−なお、上述した２つの実施例を構成する抵抗素子１、
集熱板１１、および、ヒートパイプ１２゜１４の外殻と
してはステンレス系の鋼材を用いているが、これらの表
面にそれぞれ耐熱塗装を施すことによって放射率をさら
に向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明にＪ：って明らかなように、本発明によれば
、抵抗素子を高効率で冷却し得、これによって外形形状
を著しく小形化しくりると共に、原価低減を図ることが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は同実施
例の要部の詳細な構成を示す斜視図、第３図は同実施例
の放熱形態を示す図、第４図は他の実施例の縦断面図、
第５図（ａ）および（ｂ）は従来の抵抗器の斜視図およ
び側面図、第６図はこの抵抗器の放熱形態を示ず図であ
る。 １・・・抵抗素子、１０・・・箱体、１０ａ・・・冷却
室、１０ｂ・・・機器室、１１・・・集熱板、１２．１
４・・・ヒートパイプ、１５・・・冷却フィン、１６・
・・ファン。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 １４　　１５　　１０ａ　１６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相互に間隔を持って並列に保持された複数の抵抗素子と
   、機器室および冷却室を有し、前記機器室に前記抵抗素
   子を収納した箱体と、前記抵抗素子の放射熱を吸収する
   ように前記抵抗素子間に配置された集熱板と、吸熱部が
   前記集熱板に熱結合され、放熱部が前記冷却室に突出せ
   しめられたヒートパイプと、このヒートパイプの放熱部
   に嵌装された放熱フィンと、前記冷却室を強制換気する
   ファンとを備えたことを特徴とする抵抗器。