JP2000183577A - ファン付きヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄型化が可能で発生音が小さく、所定箇所を通
る風量を多く風速を速くして冷却効果を高める。 【解決手段】ヒートシンク１のフィン８、１０を突設し
た基板２の片面中央部付近にファン１９を備え付け、そ
の基板面にファン１９を取り囲む概略円弧状の周囲側壁
３を突設し、その周囲側壁３の一方向にファン１９の風
吹き出し用開口部６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子、ペルチ
ェ素子等の発熱性電子物品の放熱用に使用するファン付
きヒートシンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板等に固定した発熱性
電子部品に対し、ファン付きヒートシンクを接着剤、両
面テープ、スプリング押さえとねじ止等の方法によって
接着し、発生熱の放散を行なわせている。このようなフ
ァン付きヒートシンクはヒートシンク基板の片面中央部
付近にファンを備え付け、その基板面の中央部を囲む４
方向或いは相対する２方向に多数の直線状フィンを突設
したものである。そして、基板の中央部に対し、ファン
はある程度離して備え付け、基板の中心軸とファンの中
心軸とを一致させている。使用時には、ファンの風を基
板の中央部に当て、その４方向を取り囲む放射状に配置
した多数の直線状フィン間を通して外部に吹き出させ、
或いは相対する２方向にそれぞれ平行に配置した多数の
直線状フィン間を通して外部に吹き出させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなファン付きヒートシンクは基板からファンを離し、
ファンの風を基板面に当てる構造のため、全体の厚みを
薄くできない。そして、基板に当てて跳ね返った風が散
らばり、フィン間を通らないでファンの周囲等から外部
に漏れ易い。それ故、発生音が大きくなり、フィン間等
の所定箇所を通る風量が少なく風速が遅くなって各フィ
ン等から多量の熱を持ち去り難く、冷却効果を高めるこ
とができない。又、各フィンを放射状に配置すると、隣
接するフィン間の間隔が外側程広くなるため、フィン間
に流入する風速が放出時に低下する。なお、フィンを平
行に配置すると風速は変わらない。それ故、放出時の風
速を上げて多量の熱を遠くまで運ぶことができず、ヒー
トシンク内に熱が蓄積し易い。

【０００４】又、フィンを直線状にして放射状或いは平
行に配置すると、フィンの長さが短くなって、風がフィ
ンに当たり難いため、フィンから多量の熱を持ち去り難
い。又、ヒートシンクの厚み特に基板の厚みが全体的に
厚く、例えば１〜２ｍｍ時には４〜５ｍｍもあるため、
使用を開始してもヒートシンクの温度が上がり難く冷却
性能が劣っている。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、薄型化が可能で発生音が小さ
く、所定箇所を通る風量を多く風速を速くして冷却効果
を高めることのできるファン付きヒートシンクを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるファン付きヒートシンクでは、ヒート
シンクのフィンを突設した基板の片面中央部付近にファ
ンを備え付ける。そして、その基板面にファンを取り囲
む概略円弧状の周囲側壁を突設し、その周囲側壁の一方
向にファンの風吹き出し用開口部を形成する。

【０００７】又、その基板面の風吹き出し用開口部付近
に、周囲側壁と同一方向に突出する風吹き出し通路形成
用フィンを複数個設けると好ましくなる。又、周囲側壁
の円弧の中心を基板の中心より風吹き出し用開口部と反
対方向にずらせるとよい。

【０００８】又、風吹き出し通路形成用フィンを風吹き
出し用開口部から吹き出す風を受けるように滑らかに弧
状に曲げるとよい。又、隣接する風吹き出し通路形成用
フィンの間隔を風吹き出し通路の出口側へ行く程狭くす
るとよい。

【０００９】又、基板面の周囲側壁より外側領域に、そ
の周囲側壁と同一方向に突出する複数の自然放熱用フィ
ンを設けるとよい。又、基板の厚みを部分的に薄くしダ
イカスト法によって製作したヒートシンクを用いるとよ
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付の図１〜３に基づい
て、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明を適
用したファン付きヒートシンクの平面図、図２はそのヒ
ートシンクの平面図、及び第３図はそのヒートシンクの
Ａ−Ａ断面図である。このヒートシンク１の基板２は正
方形にし、その片面（上面）をファン設置面、他面（下
面）を電子部品（図示なし）との接着面にする。そし
て、ファン設置面の中央部にファンを備え付けた時その
ファンを取り囲むようにするため、その設置面に対して
垂直方向に概略円弧状の高さ一定の周囲側壁３を突設す
る。その際、周囲側壁３の円弧の中心４を基板２の中心
５よりその一辺（右辺）側に少しずらすと共に、その一
辺と相対する他辺（左辺）側にある周囲側壁３の部分に
広くファンの風吹き出し用開口部６を形成する。又、周
囲側壁３にはそれ等の２辺と異なる他の一辺（前辺）側
にある部分にコード設置用の開口部７を形成する。な
お、備え付けるファンの中心軸（回転軸）は周囲側壁３
の円弧の中心軸と一致させ、基板２の中心軸と平行とな
るように配置する。

【００１１】このような基板面（ファン設置面）の風吹
き出し用開口部６付近に、周囲側壁３と同一高さで同一
方向に突出する風吹き出し通路形成用フィン８を複数個
例えば５個設ける。その際、５個の風吹き出し通路形成
用フィン８（８ａ、……８ｅ）を風吹き出し用開口部６
付近にほぼ等間隔を保つように離して設け、いずれも風
吹き出し方向に概略沿うように延ばす。そして、残りの
一辺（後辺）側に設ける端の風吹き出し通路形成用フィ
ン８ａのみ周囲側壁３の一方の端と連続させ、残りの４
本のフィン４（４ｂ、……４ｅ）はいずれも独立したも
のにする。なお、他方の端にある風吹き出し通路形成用
フィン８ｅと周囲側壁３の端部との間にある非連続箇所
９はねじ止箇所である。

【００１２】すると、周囲側壁３の中心４を基板２の中
心５より風吹き出し用開口部６と反対方向へずらしてい
るため、風吹き出し通路形成用フィン８を全体的に長く
することができる。そこで、隣接する風吹き出し通路形
成用フィン８の間隔をいずれも出口側に行く程若干では
あるが狭くする。又、各風吹き出し通路形成用フィン８
をいずれも風吹き出し用開口部６から吹き出す風を受け
るように滑らかな弧状例えば自由曲線形状の弧状に曲げ
る。

【００１３】又、基板面の周囲側壁３より外側領域に、
その周囲側壁３と連続し同一高さで同一方向に突出する
多数の自然放熱を主とする自然放熱用フィン１０を分散
して設ける。しかし、右辺の両隅部付近にある自然放熱
用フィン１０は１本ずつ周囲側壁３との間に非連続箇所
９をそれぞれ設け、そこをやはりねじ止箇所にする。な
お、これ等のフィン８、１０の内、先端部が基板２の左
辺と後辺に達するものはその各先端部付近を周囲側壁３
の高さより更に突出させ、その各突部１１、１２を後述
するファン取付け板の位置決めに使用する。

【００１４】このような構造を有するヒートシンク１は
基板２の厚みを部分的に薄く、そのファン設置面の中央
にある十字状部分１３で区分された４箇所の各分割円部
分１４(１４ａ、……１４ｄ)をいずれも凹所にし、その
各分割円部分１４の厚みを例えば〇．７ｍｍ程にして薄
くし、その他の部分の厚みを最大で１．２ｍｍ程にす
る。又、各フィン８、１０、周囲側壁３等も平均的に薄
くする。それ故、ダイカスト法によりアルミ合金等を用
いてヒートシンク１を一体成形できる。

【００１５】組立時、ヒートシンク１との結合部品とし
て、枠体の中央部にファンを配置して組み立てた正方形
状の取付け板を有するファン付き枠体を用意する。そし
て、図１に示すようにヒートシンク１に対し、ファン付
き枠体１５を組み合せ、基板２の左辺と後辺付近に設け
た各フィン８、１０の突部１１、１２によって取付け板
１６を位置決めし、更にその取付け板１６の３隅部付近
をねじ１７を用いてそれぞれ結合する。すると、ファン
付き枠体１５がヒートシンク１と一体化できファン付き
ヒートシンク１８が完成する。このようにして、ファン
１９をヒートシンク１の周囲側壁３の内部に嵌めて設置
すると、ファン付きヒートシンク１８の総厚を薄くでき
る。なお、図１ではファン１９に７枚の羽根２０(２０
ａ、……２０ｇ)を備え、外部電源との接続用に２本の
コード２１(２１ａ、２１ｂ)を備え付けた状態を示して
いる。

【００１６】使用時、ファン付きヒートシンク１８の基
板２を電子部品に接着し、ファン１９を始動する。する
と、ファン１９を基板２の片面中央部に突設した概略円
弧状の周囲側壁３内に設置し、そのファン１９の中心軸
を基板２の中心軸と同一方向に向くように配置してある
ため、ファン１９で発生した風を連続した広い周囲側壁
３に沿わせ渦巻状に進ませ、風吹き出し用開口部６から
外部に放出できる。それ故、発生音が小さくなり、風吹
き出し用開口部６を通る風量が多く風速が速くなる。こ
の結果、ファン１９の風により周囲側壁３等から多くの
熱量を持ち去り遠くまで運ぶことができ、冷却効果を高
めることができる。

【００１７】そして、基板面の風吹き出し用開口部６付
近に、周囲側壁３と同一方向に突出する風吹き出し通路
形成用フィン８を５個設けておくことにより、それ等の
フィン８によって風吹き出し方向を設定できると共に、
ファン１９の風により各フィン８から多くの熱量を持ち
去り冷却効果を高めることができる。更に、周囲側壁３
の円弧の中心４を基板２の中心５より風吹き出し用開口
部６と反対方向にずらせておくことにより、それ等の風
吹き出し通路形成用フィン８を全体的に長くして、より
多くの熱量を持ち去り冷却効果を高めることができる。

【００１８】又、一方の端にある風吹き出し通路形成用
フィン８ｅを除く４個の各風吹き出し通路形成用フィン
８ａ、……８ｄをいずれも風吹き出し用開口部６から吹
き出す風を受けるように滑らかに弧状に曲げておくこと
により、それ等のフィン８を全体的により長くでき、風
が各フィン８に良く当たりながら吹き抜けるため、更に
多くの熱量を持ち去り冷却効果を高めることができる。
又、隣接する風吹き出し通路形成用フィン８の間隔をい
ずれも風吹き出し通路の出口側へ行く程狭くしておくこ
とにより、風速を一層上げて、多くの熱量を持ち去り遠
くまで運ぶことができるので冷却効果を高めることがで
きる。

【００１９】又、基板面の周囲側壁３より外側領域に、
その周囲側壁３と連続し同一高さで同一方向に突出する
多数の自然放熱用フィン１０を分散して設けておくこと
により、表面積を多くして自然放熱により更に多くの熱
量を放出できる。又、ヒートシンク１に基板２の厚みを
部分的に薄くしダイカスト法によって製作したものを用
いると、熱を吸収した時厚いものよりもヒートシンク１
の温度が速く上がって、外気温との差が早く大きくなる
ため、優れた冷却効果を発揮できる。なお、ファン付き
枠体１５を構成する取付け板１６をアルミ合金等の金属
板にすると、一層冷却効果が向上する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項１
記載の発明ではファンをヒートシンク基板の片面中央部
に突設した周囲側壁内に設置することにより、ファン付
きヒートシンクを薄型化できる。又、ファンで発生した
風を連続した広い周囲側壁に沿わせ渦巻状に進ませ、風
吹き出し用開口部から外部に放出できる。それ故、風吹
き出し用開口部を通る風量が多く風速が速くなり、ファ
ンの風が周囲側壁等から持ち去る熱量を多くして遠くま
で運ぶことにより、冷却効果を高めることができる。し
かも、発生音が小さくなる。

【００２１】又、請求項２記載の発明では基板面の風吹
き出し用開口部付近に設けた複数個の風吹き出し通路形
成用フィンによって、風吹き出し方向を設定できると共
に、それ等のフィンから多くの熱量を持ち去り冷却効果
を高めることができる。又、請求項３記載の発明では複
数個の風吹き出し通路形成用フィンを全体的に長くし
て、それ等のフィンからより多くの熱量を持ち去り冷却
効果を高めることができる。

【００２２】又、請求項４記載の発明では風吹き出し通
路形成用フィンを開口部から吹き出す風を受けるように
滑らかに弧状に曲げて長くし、それ等のフィンに当たり
ながら吹き抜ける風によってより多くの熱量を持ち去り
冷却効果を高めることができる。又、請求項５記載の発
明では隣接する風吹き出し通路形成用フィンの間隔を風
吹き出し通路の出口側に行く程狭くし、風速を上げるこ
とによって多くの熱量を遠くまで運び冷却効果を高める
ことができる。

【００２３】又、請求項６記載の発明では基板面の周囲
側壁より外側領域に複数の自然放熱用フィンを設けるこ
とにより、表面積を多くし自然放熱による熱量を多くし
て冷却効果を高めることができる。又、請求項７記載の
発明では基板の厚みを部分的に薄くしダイカスト法によ
って製作したヒートシンクを用いることにより、使用開
始後外気温との温度差が早く大きくなり優れた冷却効果
を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したファン付きヒートシンクの平
面図である。

【図２】同ファン付きヒートシンクのヒートシンクの平
面図である。

【図３】同ヒートシンクのＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１…ヒートシンク ２…基板 ３…周囲側壁 ４…周囲
側壁の円弧の中心 ５…基板の中心 ６…風吹き出し用
開口部 ８…風吹き出し通路形成用フィン １０…自然
放熱用フィン １１、１２…突部 １４…基板の凹所
１５…ファン付き枠体 １６…取付け板 １７…ねじ
１８…ファン付きヒートシンク １９…ファン ２０…
羽根

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートシンクのフィンを突設した基板の
   片面中央部付近にファンを備え付けてなるファン付きヒ
   ートシンクであって、上記基板面にファンを取り囲む概
   略円弧状の周囲側壁を突設し、その周囲側壁の一方向に
   ファンの風吹き出し用開口部を形成することを特徴とす
   るファン付きヒートシンク。
2. 【請求項２】 基板面の風吹き出し用開口部付近に、周
   囲側壁と同一方向に突出する風吹き出し通路形成用フィ
   ンを複数個設けることを特徴とする請求項１記載のファ
   ン付きヒートシンク。
3. 【請求項３】 周囲側壁の円弧の中心を基板の中心より
   風吹き出し用開口部と反対方向にずらせることを特徴と
   する請求項２記載のファン付きヒートシンク。
4. 【請求項４】 風吹き出し通路形成用フィンを風吹き出
   し用開口部から吹き出す風を受けるように滑らかに弧状
   に曲げることを特徴とする請求項２又は３記載のファン
   付きヒートシンク。
5. 【請求項５】 隣接する風吹き出し通路形成用フィンの
   間隔を風吹き出し通路の出口側へ行く程狭くすることを
   特徴とする請求項２、３又は４記載のファン付きヒート
   シンク。
6. 【請求項６】 基板面の周囲側壁より外側領域に、その
   周囲側壁と同一方向に突出する複数の自然放熱用フィン
   を設けることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５
   記載のファン付きヒートシンク。
7. 【請求項７】 基板の厚みを部分的に薄くしダイカスト
   法によって製作したヒートシンクを用いることを特徴と
   する請求項１、２、３、４、５又は６記載のファン付き
   ヒートシンク。