JP3996338B2 - Fan cooling device - Google Patents

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JP3996338B2
JP3996338B2 JP2000318810A JP2000318810A JP3996338B2 JP 3996338 B2 JP3996338 B2 JP 3996338B2 JP 2000318810 A JP2000318810 A JP 2000318810A JP 2000318810 A JP2000318810 A JP 2000318810A JP 3996338 B2 JP3996338 B2 JP 3996338B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品などの発熱体を冷却するファン冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CPUなどの電子部品に装着するファン冷却装置におけるヒートシンクは、これまでAlなどの熱伝導率の高い金属をダイカスト成型して作製していたが、ダイカストによる成型では成型可能な放熱フィンの肉厚や形状が制限されるため、近年におけるCPUの演算処理の高速化に伴い増大の一途をたどる発熱を充分には除去することができなかった。そこで、Al板を薄く削り起こして多数の放熱フィン(スカイブフィン)を一体的に形成したヒートシンクや、薄板状のAlをプレス加工などによりアコーディオン状に折り曲げて放熱フィン(コルゲートフィン)とし、これをCu基板上に蝋付けしたヒートシンクなどが提案されている。例えば前者のヒートシンクとして特開平8−130276号公報記載のもの、後者のヒートシンクとして特開平10−92986号公報記載のものがそれぞれ挙げられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスカイブフィンやコルゲートフィンは、放熱フィンの肉厚を薄くでき、また単位面積当たりの放熱フィン数を増やすことができ、さらには放熱フィンの形状を自由に設計することができる。これにより、放熱面積を増大でき、ヒートシンクの放熱量および放熱効率を飛躍的に大きくすることができる。
【0004】
しかしながら、スカイブフィンやコルゲートフィンは、寸法精度、特に高さ方向の寸法精度を厳密に制御することが難しく、また部材強度が弱く外力により簡単に変形するため、このような放熱フィンを用いた従来のファン冷却装置では、ヒートシンクにファンケースを装着したときに、ファンケースの上壁内面に放熱フィンが接触して変形することがあった。このため、高さ方向の寸法精度が特に要求される小型・薄型の電子部品にはこのようなファン冷却装置はこれまで一般にはほとんど用いられていなかった。
【0005】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、スカイブフィンやコルゲートフィンをヒートシンクに用いたファン冷却装置であっても、これらの放熱フィンを変形させることなくファンケースをヒートシンクに装着でき、高さ方向の寸法精度が要求される小型・薄型の電子部品にも用いることができるようにすることをその目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のファン冷却装置では、発熱体に装着される、放熱フィンを有するヒートシンクと、該ヒートシンクに対し冷却用の空気流を供給する冷却ファンを支持するファンケースとを備えたファン冷却装置において、
前記ファンケースは、上壁と、該上壁の対向側端から垂下する少なくとも一対の係合部とを有し、該係合部の基部近傍の上壁にスリットを形成して上壁の前記基部側を斜め上方に屈曲させて、前記基部を上壁に対して上側に位置させ、前記一対の係合部により前記ファンケースを前記ヒートシンクに装着する構成とした。
【0007】
ここで、ファンケースの弾性変形可能幅を大きくし、またファンケースとヒートシンクの係脱を容易にする観点からは、ファンケースを樹脂材料で形成し、係合部の端部に爪部を形成し、ヒートシンクに凹部又は突起を形成し、係合部の爪部を凹部又は突起に係合することによって、ヒートシンクにファンケースを係脱自在に装着するのが好ましい。
【0008】
また、ファンケースの弾性変形を一層容易にする観点からは、上壁の基部側を上壁に対し10〜20°の範囲で上方に屈曲させることが望ましい。
【0009】
ファンケースとヒートシンクとの係合をより確実なものとする観点からは、係合部を上壁の対向側端の両端に形成することが推奨される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、高さ方向の寸法精度の厳密な制御が困難なスカイブフィンやコルゲートフィンを備えたヒートシンクであっても、これらの放熱フィンを変形させることなくファンケースをヒートシンクに装着できないか検討を重ねた結果、ファンケースを弾性変形可能な状態としておけば、ファンケースをヒートシンクに装着したときに放熱フィンがファンケースにたとえ当接しても、ファンケースが変形することにより放熱フィンの変形を回避できることを見出し本発明をなすに至った。
【0011】
すなわち本発明のファン冷却装置の大きな特徴は、ヒートシンクに係合させる、ファンケース側の係合部の基部近傍の上壁にスリットを形成し、上壁の一部を斜め上方に屈曲させて前記基部を上壁に対して上側に位置させ、前記一対の係合部により前記ファンケースを前記ヒートシンクに装着する点にある。このような構成により、ファンケースをヒートシンクに装着する際に放熱フィンがファンケースの上壁内面に接触しても、ファンケースが弾性変形し放熱フィンの高さ方向の寸法誤差を吸収するとともに、放熱フィンの変形も防止される。
【0012】
以下、図に基づき本発明のファン冷却装置についてさらに詳述する。図1は、本発明のファン冷却装置の一実施態様を示す斜視図である。図1のファン冷却装置1は、ヒートシンク2とこれに係脱自在に装着されるファンケース3とを備える。ヒートシンク2は長方形状のCu基板21を有し、この基板21の上面には、薄板状のAlをプレス加工によりアコーディオン状に折り曲げた放熱フィン(コルゲートフィン)22が蝋付けされている。放熱フィン22の中央部には矩形状の切り欠き部23が設けられている。ヒートシンク2にファンケース3を装着したときに、この切り欠き部23にファンケース3に設けられた冷却ファン(不図示)の下部が収容される。この切り欠き部23は、例えばプレス加工により放熱フィン22を形成した後、切削加工により形成すればよい。
【0013】
また、基板21の両側面には全面わたって水平方向に凹部24が形成されている。この凹部24は、後述するファンケース3に設けられた係合部32,32’の端部の爪部35と係合して、ファンケース3をヒートシンク2に係脱自在に装着可能とする。凹部24の深さは、前記爪部35が確実に係合できる深さとする。なお、図1では基板21の側面の全面にわたって凹部24が形成されているが、ファンケース3の係合部端部の爪部35が係合する部分のみ凹部24を形成しても構わない。またファンケース3に凹部を設け、ヒートシンク2に爪部あるいは突起を設けて両者を係合可能としてももちろん構わない。
【0014】
このヒートシンク2は、例えば発熱体としてのマイクロプロセッサなどの半導体素子に取付けられる。例えばヒートシンクの基板21の裏面に接着剤を塗布し半導体素子などに固定する。ヒートシンクの平面形状を冷却する半導体素子などの発熱体の平面形状とほぼ等しくして、発熱体表面のほぼ全域を覆うようにヒートシンクを取付けることが放熱の点から推奨される。発熱体へのヒートシンクの固定は接着剤によるものの他、ネジや固定ピンによるものであってもよい。
【0015】
ファンケース3は、略正方形状の上壁31と、この上壁31の対向側端の四隅から垂下する2対の係合部32,32’とを有する。係合部32,32’の基部34の近傍の上壁にはスリット33が形成され、上壁31の基部側を斜め上方に屈曲させて各基部34を上壁31に対して上側に位置させている。図1のファンケースでは、上壁に対し約15°の角度で基部34を上方に屈曲させているが、一般に上壁に対し10〜20°の角度で上方に屈曲させると、ファンケースの弾性変形をより容易にすることができる。このような構成により、ヒートシンク2に設けられた放熱フィン22の先端部がファンケースの上壁31の下面と接触した場合には、基部34の弾性変形により上壁31が弧状に変形し、放熱フィン先端部の変形が防止される。上壁31に形成するスリット33の長さ及び係合部の基部34の幅は、ヒートシンクに対して垂直方向に数mm程度係合部が変形するように設計すればよく、具体的にはファンケースの材料や係合部の垂下方向の長さなどから適宜決定すればよいが、一般にスリットの長さはファンケースのスリット形成方向(図1の左右方向)の幅の10〜20%の範囲が好ましく、また係合部の基部の幅はファンケースの幅(図1の上下方向)の15〜25%の範囲が好ましい。
【0016】
このようなファンケースの材質としては、エンジニアプラスチックなど耐熱性を有し、熱膨張係数が低く寸法安定性に優れたものが好ましい。中でも加工・成形の容易さの点から飽和ポリエステルが好ましく、ガラス繊維で強化したポリブタジエンテレフタレート(PBT)やポリエチレンテレフタレート(PET)が特に好ましい。ガラス繊維の含有量は、必要とする機械的強度や寸法安定性などから適宜決定すればよいが、一般に10〜40重量%の範囲、特に25〜35重量%の範囲が好ましい。このような材料を用いてファンケースを作製する方法としては特に限定はなく、射出成形など従来公知の成形方法を用いることができる。
【0017】
上壁31の四隅から垂下する係合部32,32’の長さは、ヒートシンク2に設けられた放熱フィン22がファンケース3の上壁31の下面に設計上接触しない範囲で適宜決定すればよい。係合部32,32’の先端部には、内側に突出する爪部35が一体的に形成されている。この爪部35は、図1から理解されるとおり、係合部の基部34の弾性変形によって揺動可能であり、幾分外側に向けて弾性変形することによって、ヒートシンク2の基板側面に形成された凹部24に係合し、ファンケース3をヒートシンク2に係脱可能に装着させる。
【0018】
上壁31の中央部には、中空円筒状の冷却ファン支持部36がファンケース3と一体形成されている。冷却ファン支持部36の中心部内側には支持円筒壁37が設けられている。支持円筒壁37は冷却ファン支持部36の周壁から周方向に間隔を置いて形成された桟38により支持され、隣接する桟38の間には冷却用空気を吸入する吸入開口39が形成されている。この冷却ファン支持部36には冷却ファン(不図示)を着脱可能に装着でき、冷却ファンの交換により本発明のファン冷却装置1は半永久的に使用することができる。
【0019】
次に、上述した構成のファン冷却装置の組付け方法の一例を説明する。発熱体としての半導体素子にファン冷却装置を装着するにはまず、ヒートシンクを半導体素子の上面に取付ける。この取付は接着剤または接着テープを用いて行ってもよいし、取付をより確実・強固にするためにはネジ止めにより行ってもよい。
【0020】
次に、ヒートシンクにファンケースを取付ける。図1において、ファンケース3の取付の際には、2対の係合部32,32’をヒートシンク2の基板21の両側端上に位置させ、この状態でファンケース3をヒートシンク2に向けて下方に移動させて装着すればよい。このように装着すると、係合部の先端の爪部35がまず基板21の側面の当接して外側に幾分広がり、爪部35が凹部24に達すると係合部32,32’の弾性復元力によってその爪部35が凹部24に係合する。こうしてファンケース3がヒートシンク2に係脱自在に取付けられる。
【0021】
この装着状態において冷却ファンが所定方向に回転駆動されると、羽根の作用によってファンケースの吸入開口39から吸入された空気は放熱フィン22に沿って流れる。半導体素子などの発熱体からの熱はヒートシンクの基板21を介して複数個の放熱フィン22に伝導し、吸入された空気が放熱フィン22に沿って流れる際に、放熱フィン22から空気へ熱が移動する。このようにして発熱体での熱は、ヒートシンク2から空気流へと移動し除去される。なお、ヒートシンク2からファンケース3を取外す場合には、係合部32,32’を幾分外側に押圧して爪部35と凹部24との係合を解除し、ヒートシンク2に対してファンケース3を上方に移動すればよい。
【0022】
図1のファン冷却装置では、ファンケース3の上壁31に2対の係合部32,32’を設けているが、係合部の個数に限定はなく、係合部を1対としてもよいし、3対以上としてももちろん構わない。
【0023】
図2に、Al板を薄く削り起こして多数の放熱フィン(スカイブフィン)25を一体的に形成したヒートシンクを用いた場合の一例を示す。なお、図1と同じ部材および部分は同一の符号を付している。図2のファン冷却装置に用いるヒートシンク2では、正面視略正方形で側面視湾曲した放熱フィン25が4列形成されているが、放熱フィンの配列や形状については特に限定はなく、放熱フィンの材質や発熱体からの除去すべき熱量などを考慮し適宜決定すればよい。
【0024】
図2のヒートシンク2の基板両側面には、図1に示したヒートシンクと同様に、凹部24が水平方向に形成されている。ファンケース3の2対の係合部32,32’をヒートシンク2の基板上に位置させ、この状態でファンケース3をヒートシンク2に向けて下方に移動させると、係合部の先端の爪部がまず基板側面の当接して外側に幾分広がり、爪部35が凹部24に達すると、係合部の弾性復元力によってその爪部35が凹部24に係合する。こうしてファンケース3がヒートシンク2に係脱自在に取付けられる。
【0025】
冷却ファンを交換する場合などファンケース3をヒートシンク2から取り外す場合には、係合部先端部分を外方向に幾分押圧して爪部35と凹部24との係合を解除し、ヒートシンク2に対してファンケース3を上方に移動すればよい。
【0026】
図3に、本発明のファン冷却装置の他の実施態様を示す。なお、図1と同じ部材および部分は同一の符号を付している。図3のファンケースの構成の大部分は図1に示したものと同じである。図1のファンケースと唯一異なる点は、係合部の先端に形成された爪部35が外側に向いている点である。一方、図3のヒートシンク2は、薄板状のAlをプレス加工によりアコーディオン状に折り曲げ、そしてその中央部に冷却ファンの下部を収容するための切り欠き部23を設けた放熱フィン22が、平面視長方形状のCu基板21の表面に蝋付けされている。そして基板21の両側端に第1の側壁26が基板21に対して略垂直に形成され、第1の側壁26と放熱フィン22の外側のフィンとの間にさらに第2の側壁27が基板21に対し略垂直に設けられている。第1の側壁26の内面には下方向に徐々に大きくなる突起28が形成されている。また側壁が形成されていない側の基板21の両側端にはフランジ部29が延設され、フランジ部29の中央端部には矩形状の切り欠き部20が形成されている。
【0027】
このようなヒートシンク2にファンケース3を装着するには、ヒートシンク2の第1の側壁26と第2の側壁27との間に係合部32,32’が挿入可能なように、ヒートシンク2上にファンケース3を位置させる。次にこの状態でファンケース3を下方に移動させる。このとき、係合部の先端に形成された爪部35は主に第1の側壁26の内面に沿って下降して行き、やがて第1の側壁26に形成された突起28に摺接しながら下降する。このため係合部32,32’は徐々に内方へ弾性変形する。そして爪部35が突起28を越えると、係合部32,32’の弾性復元力によって爪部35は元の状態に戻り、これにより爪部35と突起28とが係合する。こうしてファンケース3がヒートシンク2に取付けられる。一方、ファンケース3をヒートシンク2から取り外す場合には、ファンケースの係合部32,32’を内方に押圧して、爪部35と突起28との係合を解除し、ファンケース3をヒートシンク2に対して上方に移動させればよい。
【0028】
また図3のヒートシンクを半導体素子などの発熱体に装着するには、フランジ29の中央端部に形成された切り欠き部20を、発熱体に形成された孔(不図示)に一致させてネジ止めあるいはピン止めすればよい。このときヒートシンク2の装着をより確実・強固なものとするために接着剤を併用してもよい。
【0029】
以上、本発明のファン冷却装置の実施態様について説明したが、本発明はこれらの実施態様に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形・修正が可能である。
【0030】
【発明の効果】
本発明のファン冷却装置では、ファンケース上壁の対向側端から垂下する少なくとも一対の係合部をファンケースに設け、係合部の基部近傍の上壁にスリットを形成して上壁の前記基部側を斜め上方に屈曲させて、前記基部を上壁に対して上側に位置させ、前記一対の係合部により前記ファンケースを前記ヒートシンクに装着する構成としたので、スカイブフィンやコルゲートフィンをヒートシンクに用いたファン冷却装置であっても、これらの放熱フィンを変形させることなくファンケースをヒートシンクに装着でき、高さ方向の寸法精度が要求される小型・薄型の電子部品にも用いることができるようになった。
【0031】
またファンケースを樹脂材料で形成し、係合部の端部に爪部を形成し、ヒートシンクに凹部又は突起を形成し、係合部の爪部を凹部又は突起に係合するようにすると、ファンケースの弾性変形可能幅が大きくなり、またファンケースとヒートシンクの係脱が容易に行えるようになる。
【0032】
さらに、上壁の基部側を上壁に対し10〜20°の範囲で上方に屈曲させると、ファンケースの弾性変形を一層容易にすることができる。
【0033】
係合部を上壁の対向側端の両端に形成すると、ファンケースとヒートシンクとの係合をより確実なものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のファン冷却装置の一実施態様を示す斜視図である。
【図2】 本発明のファン冷却装置の他の実施態様を示す斜視図である。
【図3】 本発明のファン冷却装置のさらに他の実施態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ファン冷却装置
2 ヒートシンク
3 ファンケース
20 切り欠き部
21 基板
22,25 放熱フィン
24 凹部
28 突起
31 上壁
32,32’ 係合部
33 スリット
34 基部
35 爪部
36 冷却ファン支持部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fan cooling device for cooling a heating element such as an electronic component.
[0002]
[Prior art]
Heat sinks in fan cooling devices to be mounted on electronic components such as CPUs have been produced by die casting of metals with high thermal conductivity such as Al, but the thickness of heat radiation fins that can be molded by die casting is Since the shape is limited, it has been impossible to sufficiently remove the heat generation that continues to increase with the recent increase in the speed of CPU processing. Therefore, a heat sink in which a large number of heat dissipating fins (skive fins) are integrally formed by shaving and raising an Al plate, or a thin plate-like Al is bent into an accordion shape by pressing or the like to form a heat dissipating fin (corrugated fin). A heat sink brazed onto a Cu substrate has been proposed. For example, the former heat sink is described in JP-A-8-130276, and the latter heat sink is described in JP-A-10-92986.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Such skive fins and corrugated fins can reduce the thickness of the radiating fins, increase the number of radiating fins per unit area, and can freely design the shape of the radiating fins. Thereby, the heat radiation area can be increased, and the heat radiation amount and heat radiation efficiency of the heat sink can be greatly increased.
[0004]
However, skive fins and corrugated fins are difficult to precisely control the dimensional accuracy, especially the dimensional accuracy in the height direction, and the strength of the members is weak and they can be easily deformed by external force. In this fan cooling device, when the fan case is mounted on the heat sink, the heat dissipating fin may come into contact with the inner surface of the upper wall of the fan case to be deformed. For this reason, such a fan cooling device has not been generally used until now for small and thin electronic components that particularly require dimensional accuracy in the height direction.
[0005]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and even in a fan cooling device using skive fins and corrugated fins as heat sinks, the fan case can be used as a heat sink without deforming these radiating fins. It is an object of the present invention to be able to be used for small and thin electronic components that can be mounted and require dimensional accuracy in the height direction.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the fan cooling device of the present invention includes a heat sink having a heat radiating fin attached to a heating element, and a fan case for supporting a cooling fan for supplying a cooling air flow to the heat sink. In the fan cooling device
The fan case has an upper wall and at least a pair of engaging portions depending from the opposite side end of the upper wall, and a slit is formed in the upper wall near the base of the engaging portion to form the upper wall. The base side is bent obliquely upward, the base is positioned above the upper wall, and the fan case is attached to the heat sink by the pair of engaging portions.
[0007]
Here, from the viewpoint of increasing the elastically deformable width of the fan case and facilitating the engagement and disengagement of the fan case and the heat sink, the fan case is formed of a resin material and a claw portion is formed at the end of the engaging portion. Then, it is preferable that the fan case is detachably mounted on the heat sink by forming a recess or protrusion on the heat sink and engaging the claw portion of the engaging portion with the recess or protrusion.
[0008]
Further, from the viewpoint of facilitating the elastic deformation of the fan case, it is desirable to bend the base side of the upper wall upward within a range of 10 to 20 ° with respect to the upper wall.
[0009]
From the viewpoint of ensuring the engagement between the fan case and the heat sink, it is recommended that the engaging portions be formed at both ends of the opposite end of the upper wall.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Even if the present inventors are heat sinks having skive fins or corrugated fins that are difficult to strictly control the dimensional accuracy in the height direction, can the fan case be mounted on the heat sink without deforming these heat radiating fins? As a result of repeated studies, if the fan case is made elastically deformable, even if the radiating fin comes into contact with the fan case when the fan case is attached to the heat sink, the radiating fin is deformed by the deformation of the fan case. Has been found to be able to be avoided, and the present invention has been made.
[0011]
That is, the major feature of the fan cooling device of the present invention is that a slit is formed in the upper wall near the base of the engaging part on the fan case side that is engaged with the heat sink, and a part of the upper wall is bent obliquely upward. The base portion is positioned above the upper wall, and the fan case is attached to the heat sink by the pair of engaging portions. With such a configuration, when the fan case is attached to the heat sink, even if the radiating fin contacts the inner surface of the upper wall of the fan case, the fan case elastically deforms and absorbs the dimensional error in the height direction of the radiating fin. The deformation of the radiating fin is also prevented.
[0012]
Hereinafter, the fan cooling device of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the fan cooling device of the present invention. A fan cooling device 1 in FIG. 1 includes a heat sink 2 and a fan case 3 that is detachably attached to the heat sink 2. The heat sink 2 has a rectangular Cu substrate 21, and heat radiation fins (corrugated fins) 22 obtained by bending thin plate-like Al into an accordion shape by pressing are brazed on the upper surface of the substrate 21. A rectangular notch 23 is provided at the center of the heat radiation fin 22. When the fan case 3 is attached to the heat sink 2, a lower portion of a cooling fan (not shown) provided in the fan case 3 is accommodated in the notch 23. The notch 23 may be formed by, for example, cutting after forming the radiation fins 22 by pressing.
[0013]
In addition, concave portions 24 are formed on both sides of the substrate 21 in the horizontal direction over the entire surface. The concave portion 24 engages with a claw portion 35 at an end portion of an engaging portion 32, 32 ′ provided in the fan case 3 described later, so that the fan case 3 can be detachably attached to the heat sink 2. The depth of the recess 24 is set to a depth that allows the claw portion 35 to be reliably engaged. In FIG. 1, the concave portion 24 is formed over the entire side surface of the substrate 21, but the concave portion 24 may be formed only in a portion where the claw portion 35 at the end of the engaging portion of the fan case 3 is engaged. Of course, the fan case 3 may be provided with a recess, and the heat sink 2 may be provided with a claw or protrusion so that both can be engaged.
[0014]
The heat sink 2 is attached to a semiconductor element such as a microprocessor as a heating element. For example, an adhesive is applied to the back surface of the substrate 21 of the heat sink and fixed to a semiconductor element or the like. It is recommended from the viewpoint of heat dissipation that the heat sink is mounted so as to cover almost the entire surface of the heat generating body by making the flat shape of the heat sink substantially the same as that of the heat generating element such as a semiconductor element for cooling. Fixing of the heat sink to the heating element may be performed by screws or fixing pins in addition to the adhesive.
[0015]
The fan case 3 has a substantially square upper wall 31 and two pairs of engaging portions 32 and 32 ′ that hang down from the four corners of the opposite end of the upper wall 31. A slit 33 is formed in the upper wall in the vicinity of the base portion 34 of the engaging portions 32, 32 ′, and the base portion side of the upper wall 31 is bent obliquely upward so that each base portion 34 is positioned above the upper wall 31. ing. In the fan case of FIG. 1, the base 34 is bent upward at an angle of about 15 ° with respect to the upper wall. However, if the base 34 is bent upward at an angle of 10 ° to 20 ° with respect to the upper wall, the elasticity of the fan case is generally achieved. Deformation can be made easier. With such a configuration, when the front end portion of the heat radiating fin 22 provided on the heat sink 2 comes into contact with the lower surface of the upper wall 31 of the fan case, the upper wall 31 is deformed in an arc shape due to elastic deformation of the base portion 34, Deformation of the fin tip is prevented. The length of the slit 33 formed in the upper wall 31 and the width of the base 34 of the engaging portion may be designed so that the engaging portion is deformed by several mm in the direction perpendicular to the heat sink. What is necessary is just to determine suitably from the material of a case, the length of the hanging direction of an engaging part, etc. Generally, the length of a slit is the range of 10-20% of the width | variety of the slit formation direction (left-right direction of FIG. 1) of a fan case. Further, the width of the base portion of the engaging portion is preferably in the range of 15 to 25% of the width of the fan case (vertical direction in FIG. 1).
[0016]
As a material of such a fan case, a material having heat resistance such as engineer plastic, a low thermal expansion coefficient and excellent dimensional stability is preferable. Of these, saturated polyester is preferable from the viewpoint of ease of processing and molding, and polybutadiene terephthalate (PBT) and polyethylene terephthalate (PET) reinforced with glass fiber are particularly preferable. The glass fiber content may be appropriately determined from the required mechanical strength, dimensional stability, etc., but is generally in the range of 10 to 40% by weight, and particularly preferably in the range of 25 to 35% by weight. A method for producing a fan case using such a material is not particularly limited, and a conventionally known molding method such as injection molding can be used.
[0017]
The length of the engaging portions 32 and 32 ′ depending from the four corners of the upper wall 31 may be determined as long as the radiating fins 22 provided on the heat sink 2 do not contact the lower surface of the upper wall 31 of the fan case 3 in design. Good. A claw portion 35 projecting inward is integrally formed at the distal end portion of the engaging portions 32, 32 ′. As can be understood from FIG. 1, the claw portion 35 can be swung by elastic deformation of the base portion 34 of the engaging portion, and is formed on the side surface of the heat sink 2 by being elastically deformed somewhat outward. The fan case 3 is detachably attached to the heat sink 2 by engaging with the recessed portion 24.
[0018]
A hollow cylindrical cooling fan support 36 is integrally formed with the fan case 3 at the center of the upper wall 31. A support cylindrical wall 37 is provided inside the center of the cooling fan support 36. The support cylindrical wall 37 is supported by a crosspiece 38 formed at a distance from the peripheral wall of the cooling fan support 36 in the circumferential direction, and a suction opening 39 for sucking cooling air is formed between the adjacent crosspieces 38. Yes. A cooling fan (not shown) can be detachably attached to the cooling fan support portion 36, and the fan cooling device 1 of the present invention can be used semi-permanently by replacing the cooling fan.
[0019]
Next, an example of a method for assembling the fan cooling device having the above-described configuration will be described. In order to mount the fan cooling device on the semiconductor element as the heating element, first, a heat sink is attached to the upper surface of the semiconductor element. This attachment may be performed using an adhesive or an adhesive tape, and may be performed by screwing in order to make the attachment more reliable and strong.
[0020]
Next, attach the fan case to the heat sink. In FIG. 1, when the fan case 3 is attached, the two pairs of engaging portions 32 and 32 ′ are positioned on both side ends of the substrate 21 of the heat sink 2, and the fan case 3 faces the heat sink 2 in this state. It only has to be moved downward and attached. When mounted in this manner, the claw portion 35 at the tip of the engagement portion first contacts the side surface of the substrate 21 and spreads outward somewhat, and when the claw portion 35 reaches the recess 24, the elastic restoration of the engagement portions 32 and 32 ′ is performed. The claw portion 35 is engaged with the concave portion 24 by force. In this way, the fan case 3 is detachably attached to the heat sink 2.
[0021]
When the cooling fan is rotationally driven in a predetermined direction in this mounted state, the air sucked from the suction opening 39 of the fan case flows along the radiating fins 22 by the action of the blades. Heat from a heating element such as a semiconductor element is conducted to the plurality of heat radiation fins 22 through the heat sink substrate 21, and when the sucked air flows along the heat radiation fins 22, the heat from the heat radiation fins 22 to the air is transferred. Moving. In this way, the heat in the heating element moves from the heat sink 2 to the air flow and is removed. When removing the fan case 3 from the heat sink 2, the engaging portions 32, 32 ′ are pressed slightly outward to release the engagement between the claw portion 35 and the recessed portion 24, and the fan case is removed from the heat sink 2. 3 may be moved upward.
[0022]
In the fan cooling device of FIG. 1, two pairs of engaging portions 32 and 32 ′ are provided on the upper wall 31 of the fan case 3, but the number of engaging portions is not limited, and the engaging portions may be a pair. Of course, three or more pairs are acceptable.
[0023]
FIG. 2 shows an example in which a heat sink in which a large number of heat dissipating fins (skive fins) 25 are integrally formed by shaving and raising an Al plate is shown. In addition, the same member and part as FIG. 1 are attached | subjected the same code | symbol. In the heat sink 2 used in the fan cooling device of FIG. 2, four rows of heat radiation fins 25 that are substantially square in front view and curved in side view are formed. However, the arrangement and shape of the heat radiation fins are not particularly limited, and the material of the heat radiation fins And the amount of heat to be removed from the heating element may be appropriately determined.
[0024]
Similar to the heat sink shown in FIG. 1, concave portions 24 are formed in the horizontal direction on both sides of the substrate of the heat sink 2 in FIG. When the two pairs of engaging portions 32 and 32 ′ of the fan case 3 are positioned on the substrate of the heat sink 2 and the fan case 3 is moved downward toward the heat sink 2 in this state, the claw portion at the tip of the engaging portion First, when the side surface of the substrate comes into contact and spreads outward somewhat, and the claw portion 35 reaches the recess 24, the claw portion 35 is engaged with the recess 24 by the elastic restoring force of the engagement portion. In this way, the fan case 3 is detachably attached to the heat sink 2.
[0025]
When the fan case 3 is removed from the heat sink 2 such as when a cooling fan is replaced, the engagement portion tip part is pressed slightly outward to release the engagement between the claw portion 35 and the recess 24, and the heat sink 2 On the other hand, the fan case 3 may be moved upward.
[0026]
FIG. 3 shows another embodiment of the fan cooling device of the present invention. In addition, the same member and part as FIG. 1 are attached | subjected the same code | symbol. Most of the configuration of the fan case of FIG. 3 is the same as that shown in FIG. The only difference from the fan case of FIG. 1 is that the claw portion 35 formed at the tip of the engaging portion faces outward. On the other hand, the heat sink 2 shown in FIG. 3 has a heat radiating fin 22 in which a thin plate-like Al is bent into an accordion shape by pressing, and a notch portion 23 for accommodating a lower portion of the cooling fan is provided in the center portion. The surface of the rectangular Cu substrate 21 is brazed. The first side wall 26 is formed substantially perpendicular to the substrate 21 at both ends of the substrate 21, and a second side wall 27 is further provided between the first side wall 26 and the fins outside the heat radiating fins 22. It is provided substantially perpendicular to. On the inner surface of the first side wall 26, a projection 28 that gradually increases downward is formed. Further, flange portions 29 are extended at both ends of the substrate 21 on the side where the side wall is not formed, and a rectangular cutout portion 20 is formed at the center end portion of the flange portion 29.
[0027]
In order to mount the fan case 3 on such a heat sink 2, the engagement portions 32, 32 ′ can be inserted between the first side wall 26 and the second side wall 27 of the heat sink 2. The fan case 3 is positioned on the side. Next, the fan case 3 is moved downward in this state. At this time, the claw portion 35 formed at the tip of the engaging portion descends mainly along the inner surface of the first side wall 26 and eventually descends while sliding on the protrusion 28 formed on the first side wall 26. To do. For this reason, the engaging portions 32 and 32 'are gradually elastically deformed inward. When the claw portion 35 exceeds the projection 28, the claw portion 35 returns to its original state by the elastic restoring force of the engaging portions 32, 32 ', and thereby the claw portion 35 and the projection 28 are engaged. In this way, the fan case 3 is attached to the heat sink 2. On the other hand, when removing the fan case 3 from the heat sink 2, the engaging portions 32 and 32 'of the fan case are pressed inward to release the engagement between the claw portion 35 and the projection 28, and the fan case 3 is removed. What is necessary is just to move upward with respect to the heat sink 2. FIG.
[0028]
In order to attach the heat sink shown in FIG. 3 to a heating element such as a semiconductor element, the notch 20 formed at the center end of the flange 29 is aligned with a hole (not shown) formed in the heating element. It can be stopped or pinned. At this time, an adhesive may be used in combination to make the mounting of the heat sink 2 more reliable and strong.
[0029]
Although the embodiments of the fan cooling device of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and corrections can be made without departing from the scope of the present invention. .
[0030]
【The invention's effect】
In the fan cooling device of the present invention, the fan case is provided with at least a pair of engaging portions depending from the opposite end of the upper wall of the fan case, and a slit is formed in the upper wall near the base of the engaging portion to Since the base side is bent obliquely upward, the base is positioned above the upper wall, and the fan case is attached to the heat sink by the pair of engaging portions. Even if it is a fan cooling device used for a heat sink, the fan case can be mounted on the heat sink without deforming these radiating fins, and it can also be used for small and thin electronic components that require dimensional accuracy in the height direction. I can do it now.
[0031]
Also, when the fan case is formed of a resin material, a claw portion is formed at the end of the engaging portion, a concave portion or a protrusion is formed on the heat sink, and the claw portion of the engaging portion is engaged with the concave portion or the protrusion, The elastic width of the fan case can be increased, and the fan case and the heat sink can be easily engaged and disengaged.
[0032]
Furthermore, if the base side of the upper wall is bent upward in the range of 10 to 20 ° with respect to the upper wall, the elastic deformation of the fan case can be further facilitated.
[0033]
When the engaging portions are formed at both ends of the opposite side end of the upper wall, the engagement between the fan case and the heat sink can be made more reliable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a fan cooling device of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the fan cooling device of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing still another embodiment of the fan cooling device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fan cooling device 2 Heat sink 3 Fan case 20 Notch part 21 Substrate 22, 25 Radiation fin 24 Recess 28 Protrusion 31 Upper wall 32, 32 'Engagement part 33 Slit 34 Base part 35 Claw part 36 Cooling fan support part

Claims (4)

発熱体に装着される、放熱フィンを有するヒートシンクと、該ヒートシンクに対し冷却用の空気流を供給する冷却ファンを支持するファンケースとを備えたファン冷却装置において、
前記ファンケースは、上壁と、該上壁の対向側端から垂下する少なくとも一対の係合部とを有し、該係合部の基部近傍の上壁にスリットを形成して上壁の前記基部側を斜め上方に屈曲させて、前記基部を上壁に対して上側に位置させ、前記一対の係合部により前記ファンケースを前記ヒートシンクに装着することを特徴とするファン冷却装置。
In a fan cooling device comprising a heat sink having a heat radiation fin attached to a heating element, and a fan case for supporting a cooling fan for supplying a cooling air flow to the heat sink,
The fan case has an upper wall and at least a pair of engaging parts depending from the opposite end of the upper wall, and a slit is formed in the upper wall near the base of the engaging part to form the upper wall. A fan cooling apparatus, wherein a base side is bent obliquely upward, the base is positioned above an upper wall, and the fan case is attached to the heat sink by the pair of engaging portions.
前記ファンケースが樹脂材料で形成され、前記係合部の端部に爪部が形成され、前記ヒートシンクに凹部又は突起が形成され、前記係合部の爪部を前記凹部又は突起に係合することによって、ヒートシンクにファンケースを係脱自在に装着する請求項1記載のファン冷却装置。The fan case is formed of a resin material, a claw is formed at an end of the engaging portion, a recess or a projection is formed on the heat sink, and the claw of the engaging portion is engaged with the recess or the projection. The fan cooling device according to claim 1, wherein the fan case is detachably attached to the heat sink. 前記上壁の基部側を上壁に対し10〜20°の範囲で上方に屈曲した請求項1又は2記載のファン冷却装置。The fan cooling device according to claim 1 or 2, wherein a base side of the upper wall is bent upward within a range of 10 to 20 ° with respect to the upper wall. 前記係合部が上壁の対向側端の両端に形成された請求項1〜3のいずれかに記載のファン冷却装置。The fan cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the engaging portions are formed at both ends of opposite side ends of the upper wall.
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