JP2000022053A

JP2000022053A - ヒートシンク

Info

Publication number: JP2000022053A
Application number: JP10186597A
Authority: JP
Inventors: Koichi Masuko; 耕一益子; Masataka Mochizuki; 正孝望月; Yuji Saito; 祐士斎藤; Katsuo Eguchi; 勝夫江口; Nuyen Tan; ニューエンタン
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱フィンの熱伝達性能を向上させ、かつ、
放熱フィン同士の入口または出口における騒音を抑制す
ることの可能なヒートシンクを提供する。【解決手段】発熱体１０に接続されるベースプレート
２と、ベースプレート２に複数立設された板形状の放熱
フィン３Ａ，３Ｂとを有し、放熱フィン３Ａ，３Ｂ同士
の間に、空気が通過可能な隙間Ｓが設定されているヒー
トシンクにおいて、隣接する放熱フィン３Ａ，３Ｂの両
端部６，７が、空気の通過方向の異なる位置に配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気機器の電子
部品や電子素子などの発熱体を冷却するために用いられ
るヒートシンクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気機器、例えばパソコンには、多機能
化や処理速度の向上を目的として中央演算処理装置（Ｃ
ＰＵ）などの電子部品や電子素子、つまり発熱体が搭載
されている。これらの電子部品や電子素子は通電抵抗に
よって発熱するため、過熱状態になれば本来の機能が損
なわれる可能性がある。

【０００３】そこで、従来はこれらの電子部品や電子素
子の熱を空気中に放散させるためのヒートシンクが配置
されている。このようなヒートシンクの一例として、板
状のベースプレートの表面に、板状の放熱フィンを複数
立設したものがある。ヒートシンクの構成材料として
は、熱伝導性に優れたアルミニウムや銅などの金属材料
が用いられている。

【０００４】上記構成のヒートシンクは、発熱体の表面
にベースプレートを面接触させた状態で使用される。す
ると、発熱体の熱がベースプレートに伝達されるととも
に、放熱フィンの表面と空気との温度差により、放熱フ
ィンの表面から空気中に熱伝達がおこなわれ、発熱体の
過熱が防止される。したがって、放熱フィンの放熱面積
を増大するほど、熱伝達効率が上昇する。

【０００５】ところで、パソコン、特にノートブック型
パソコンの場合には、小型化・軽量化が要求されてお
り、ヒートシンクの設置空間が制約されている。このた
め、放熱フィンの放熱面積を拡大するための一手段とし
て、放熱フィン同士の隙間を可及的に狭く設定すること
により、ベースプレートの単位面積あたりにおける放熱
フィンの設置枚数を増加させる場合がある。

【０００６】一方、放熱フィン同士の隙間を狭めた場合
は、放熱フィンから空気中に放熱された熱が放熱フィン
付近に滞留しやすく、放熱フィンの表面と空気との温度
差が小さくなって、放熱フィンの熱伝達性能が低下する
可能性がある。そこで、圧縮機や送風機などの空気機械
により、放熱フィン付近の空気を強制的に流動させる、
いわゆる強制対流熱伝達方式の冷却装置が採用されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放熱フ
ィン同士の隙間の入口付近においては、空気の流通面積
が狭められるため、空気の流動圧力（言い換えれば、運
動エネルギー）の損失により空気の流動が阻害され、放
熱フィンの熱伝達性能を充分に向上させることが困難で
あった。また、空気の流通面積が狭められるために、流
れ速度の変動により疎密波が発生し、空気力学的な流れ
騒音が発生する可能性があった。また、放熱フィン同士
の隙間の出口においても、空気の流通面積が拡大される
ために、流れ速度の変動により疎密波が発生し、空気力
学的な流れ騒音が発生する可能性があった。

【０００８】この発明は、上記事情を背景としてなされ
たもので、放熱フィンの熱伝達性能を一層向上させ、か
つ、放熱フィン同士の隙間を流体が通過する場合の騒音
を抑制することの可能なヒートシンクを提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するためこの発明は、複数立設された板形状の
放熱フィンを有し、この放熱フィン同士の間に、流体が
通過可能な隙間が設定されているヒートシンクにおい
て、隣接する放熱フィン同士における前記流体の通過方
向の入口または出口の少なくとも一方の端部同士が、前
記流体の通過方向の異なる位置に設定されていることを
特徴とするものである。

【００１０】この発明によれば、放熱フィン同士の入口
においては、隙間に流体が進入する場合に、流体の流通
面積が段階的に狭められるため、流体の流動圧力の損失
が抑制される。また、放熱フィン同士の入口または出口
においては、流体の流通面積の変動割合が低減されるた
め、流体の流れ速度の変動が抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明を添付図面に基
づいて説明する。図１（Ａ）は、この発明ののヒートシ
ンク１の一実施例を示す平面図、図１（Ｂ）はヒートシ
ンク１の正面図である。このヒートシンク１は、電気機
器、例えばパソコンの部品の冷却に用いられる。ヒート
シンク１は、ほぼ方形の平面形状を備えた板状のベース
プレート２と、ベースプレート２の一方の表面に立設さ
れた複数の放熱フィン３Ａ，３Ｂとを備えている。ベー
スプレート２および複数の放熱フィン３Ａ，３Ｂは、熱
伝導性に優れた金属材料、例えば、アルミニウムまたは
銅などにより構成されている。

【００１２】各放熱フィン３Ａ，３Ｂはベースプレート
２の平面方向に交互に配置されている。また、各放熱フ
ィン３Ａ，３Ｂは所定の厚さ（例えば１mm程度）で板状
に成形され、各放熱フィン３Ａ，３Ｂは相互に平行に配
置されている。そして、各放熱フィン３Ａ，３Ｂ同士の
間には、流体としての空気が通過可能な隙間（例えば、
２mm程度）Ｓが設定されている。

【００１３】このヒートシンク１の適用対象であるパソ
コン、特にノートブック型パソコンは、小型化・軽量化
が要求されており、ヒートシンク１の設置空間が制約さ
れている。そこで、放熱フィン３Ａ，３Ｂの総放熱面積
を増大させるための一手段として、放熱フィン３同士の
隙間Ｓを可及的に狭く設定することにより、ベースプレ
ート２の単位面積あたりの放熱フィン３の設置枚数を増
加させている。

【００１４】また各放熱フィン３Ａ，３Ｂの正面形状は
ほぼ方形に構成され、その上端縁４および下端縁５がほ
ぼ直線状に、かつ相互に平行に構成されている。そし
て、下端縁５がベースプレート２に接続固定されてい
る。

【００１５】さらに、各放熱フィン３Ａ，３Ｂの水平方
向の両端部、すなわち両側縁６，７は、相互に平行に構
成され、かつ、それぞれ直線状に構成されている。そし
て、両側縁６，７が、矢印で示す空気の流通方向におい
て異なる位置に配置されている。

【００１６】まず、一方の放熱フィン３Ａにおいては、
空気の流通方向の上流側（図１の右側）の側縁７と、ベ
ースプレート２の一方の側面８とが、同一平面上に設定
されている。また、放熱フィン３Ａにおいては、空気の
流通方向の下流側（図１の左側）の側縁６と、ベースプ
レート２の他方の側面９とが、非同一平面上に設定され
ている。具体的には、側縁６の方が側面９よりも上流側
に配置されている。

【００１７】また、他方の放熱フィン３Ｂにおいては、
空気の流通方向の上流側の側縁７と、ベースプレート２
の側面８とが、非同一平面上に設定されている。具体的
には、側縁７の方が側面８よりも下流側に配置されてい
る。さらに、放熱フィン３Ｂにおいては、空気の流通方
向の下流側の側縁６と、ベースプレート２の他方の側面
９とが、同一平面上に設定されている。

【００１８】なお、放熱フィン３Ａの上端縁４および放
熱フィン３Ｂの上端縁４の長さは同一に設定され、放熱
フィン３Ａの下端縁５および放熱フィン３Ｂの下端縁５
の長さは同一に設定され、放熱フィン３Ａの側縁６およ
び放熱フィン３Ｂの縁縁６の長さは同一に設定され、放
熱フィン３Ａの側縁７および放熱フィン３Ｂの側縁７の
長さは同一に設定されている。つまり、放熱フィン３Ａ
および放熱フィン３Ｂの正面の放熱面積および背面の放
熱面積は同一に設定されている。

【００１９】上記のように構成された放熱フィン３Ａ，
３Ｂ同士が、ベースプレート２の表面に交互に配置され
ている。言い換えれば、隣接する放熱フィン３Ａと放熱
フィン３Ｂとの両側縁６，７が、空気の流通方向の異な
る位置に配置されている。

【００２０】上記構成のヒートシンク１がパソコンの筐
体（図示せず）の内部に配置され、図１（Ｂ）に示すよ
うに、ベースプレート２の表面が発熱体１０（例えば、
中央演算処理装置（ＣＰＵ）などの電子部品や電子素
子）の表面に密着した状態で使用される。そして、発熱
体１０が発熱した場合は、この熱がベースプレート２を
介して放熱フィン３に伝達され、放熱フィン３の表面と
空気（流体）との温度差により、放熱フィン３の表面か
ら空気中に熱伝達がおこなわれ、発熱体１０の過熱が防
止される。

【００２１】一方、放熱フィン３同士の隙間Ｓが可及的
に狭く設定されているため、放熱フィン３から空気中に
放熱された熱が放熱フィン３付近に滞留しやすく、放熱
フィン３の表面と空気との温度差が小さくなって、熱伝
達性能が低下する可能性がある。

【００２２】そこで、この実施例においては、筐体の内
部もしくは外部に、圧縮機（ファン、ブロワ）や送風機
などの空気機械（図示せず）が設けられており、この空
気機械により放熱フィン付近の空気を強制的に流動させ
る、いわゆる強制対流熱伝達方式の冷却装置が採用され
ている。この空気機械により空気が流動させられた場合
は、図１に矢印で示すように、各放熱フィン３Ａ，３Ｂ
の隙間Ｓに対して、側縁７側、つまり、入口Ａ側から空
気が進入し、各放熱フィン３Ａ，３Ｂの隙間Ｓを通過し
た空気が側縁６側、つまり出口Ｂ側から排出される。

【００２３】この実施例においては、隣接する放熱フィ
ン３Ａと放熱フィン３Ｂとの両側縁６，７が、空気の流
通方向の異なる位置に配置されているため、入口Ａ側に
おいては、まず、空気が放熱フィン３Ａ同士の間に進入
し、ついで、放熱フィン３Ａと放熱フィン３Ｂとの間に
進入する。つまり、空気の流通断面積の減少が２段階に
分けておこなわれる。このため、空気の流動圧力の損失
が抑制されて放熱フィン３Ａ，３Ｂの熱伝達性能、言い
換えれば放熱性能を向上させることができる。また、空
気の流通断面積の減少が２段階に分けておこなわれるた
め、空気の流れ速度の変動割合が抑制され、疎密波が相
互に干渉して空気力学的な流れ騒音が低減される。すな
わち、空気の運動エネルギーが騒音に変換されにくくな
る。

【００２４】一方、出口Ｂ側においては、放熱フィン３
Ａと放熱フィン３Ｂとの間を通過した空気が放熱フィン
３Ｂ同士の間に到達し、ついで、放熱フィン３Ａ，３Ｂ
の外部に流動する。つまり、空気の流通断面積の拡大が
２段階に分けておこなわれる。このため、空気の流れ速
度の急激な増大が抑制され、疎密波が相互に干渉して空
気力学的な流れ騒音が低減される。したがって、パソコ
ンの使用環境の悪化を抑制することができる。

【００２５】なお、この実施例においては、放熱フィン
の端部の位置を、入口側または出口側の一方のみで異な
らせることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、放熱フィン同士の入口においては、隙間に流体が進
入する場合に、流体の流通面積が段階的に狭められるた
め、流体の流動圧力の損失が抑制される。したがって、
流体の流動が円滑におこなわれ、放熱フィンの熱伝達性
能が向上する。また、放熱フィン同士の入口または出口
においては、流体の流通面積の変動割合が低減されるた
め、流体の流れ速度の変動が抑制される。したがって、
流体の流れ速度の急激な増大が抑制され、疎密波が相互
に干渉して流体力学的な流れ騒音が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、この発明のヒートシンクの一実施
例を示す平面図、（Ｂ）は、この発明のヒートシンクの
一実施例を示す正面図である。

【符号の説明】

１…ヒートシンク、２…ベースプレート、３…放熱
フィン、６，７…側縁、１０…発熱体、Ａ…入
口、Ｂ…出口、Ｓ…隙間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤祐士東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者江口勝夫東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者タンニューエン東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA04 BB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数立設された板形状の放熱フィンを有
し、この放熱フィン同士の間に、流体が通過可能な隙間
が設定されているヒートシンクにおいて、隣接する放熱フィン同士における前記流体の通過方向の
入口または出口の少なくとも一方の端部同士が、前記流
体の通過方向の異なる位置に設定されていることを特徴
とするヒートシンク。