JP2002344185A - 有向気流による能動ヒート・シンク構造 - Google Patents
有向気流による能動ヒート・シンク構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒート・シンクの冷却性能、特に、幾つかの
発熱装置が互いに横方向に隣接して取り付けられている
ときの冷却性能を向上させる。 【解決手段】 各ヒート・シンク（２２）は、上部表面
周辺部（２８）及び上部表面中心（３０）を有する上部
表面（２６）とその反対側に位置する底部表面（４０）
とを備えたヒート・シンク・ベース（２４）と、前記ヒ
ート・シンク・ベース（２４）の上部表面（２６）上に
形成されて、そのほぼ全てが、前記上部表面の中心（３
０）から前記上部表面の周辺部（２８）に向かうよう
に、かつ、共通空気流方向（３４）とほぼ平行をなすよ
うに、空気流の方向づけを行う複数の空気流路（５２、
５４、５６）と、前記上部表面の中心（３０）付近の位
置から前記複数の空気流路（５２、５４、５６）に空気
を送り込む空気流源（４６）とを備える。
発熱装置が互いに横方向に隣接して取り付けられている
ときの冷却性能を向上させる。 【解決手段】 各ヒート・シンク（２２）は、上部表面
周辺部（２８）及び上部表面中心（３０）を有する上部
表面（２６）とその反対側に位置する底部表面（４０）
とを備えたヒート・シンク・ベース（２４）と、前記ヒ
ート・シンク・ベース（２４）の上部表面（２６）上に
形成されて、そのほぼ全てが、前記上部表面の中心（３
０）から前記上部表面の周辺部（２８）に向かうよう
に、かつ、共通空気流方向（３４）とほぼ平行をなすよ
うに、空気流の方向づけを行う複数の空気流路（５２、
５４、５６）と、前記上部表面の中心（３０）付近の位
置から前記複数の空気流路（５２、５４、５６）に空気
を送り込む空気流源（４６）とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、能動ヒート・シン
ク構造に関するものであり、特に、いくつかの個別ヒー
ト・シンクを並べて配置すると冷却性能が最適化される
能動ヒート・シンク構造に関するものである。
ク構造に関するものであり、特に、いくつかの個別ヒー
ト・シンクを並べて配置すると冷却性能が最適化される
能動ヒート・シンク構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発熱する電子、電気、及び、他の装置の
性能は、使用中に発生する熱によって制限される場合が
多い。熱を放散することができなければ、装置の温度
が、その動作限界を超えて、停止または故障することに
なる。さらに、多くの装置の信頼性が、温度上昇につれ
て低下する。いくつかの発熱装置は、互いに近接して配
置されている場合、熱放散問題がさらに深刻化すること
になる。
性能は、使用中に発生する熱によって制限される場合が
多い。熱を放散することができなければ、装置の温度
が、その動作限界を超えて、停止または故障することに
なる。さらに、多くの装置の信頼性が、温度上昇につれ
て低下する。いくつかの発熱装置は、互いに近接して配
置されている場合、熱放散問題がさらに深刻化すること
になる。
【０００３】発熱装置は、熱放散を助けるため、ヒート
・シンク構造に取り付けられる場合が多い。ヒート・シ
ンク構造は受動式でも能動式でもかまわない。ターボ・
クーラと呼ばれる場合もある、典型的な能動ヒート・シ
ンクの場合、ヒート・シンク・ベースの上部表面にファ
ンが固定されて、その表面に空気流が送られる。一般に
は、発熱装置はヒート・シンク・ベースの反対側の底部
表面に取り付けられる。熱は、発熱装置からヒート・シ
ンク・ベースに流入して、上部表面に達し、そこから周
囲空気に放散される。ファンからの空気流によって、上
部表面から周囲空気内への熱伝達率が増すことになる。
・シンク構造に取り付けられる場合が多い。ヒート・シ
ンク構造は受動式でも能動式でもかまわない。ターボ・
クーラと呼ばれる場合もある、典型的な能動ヒート・シ
ンクの場合、ヒート・シンク・ベースの上部表面にファ
ンが固定されて、その表面に空気流が送られる。一般に
は、発熱装置はヒート・シンク・ベースの反対側の底部
表面に取り付けられる。熱は、発熱装置からヒート・シ
ンク・ベースに流入して、上部表面に達し、そこから周
囲空気に放散される。ファンからの空気流によって、上
部表面から周囲空気内への熱伝達率が増すことになる。
【０００４】このタイプの能動ヒート・シンク構造は、
ヒート・シンクが他のヒート・シンクから相対的に分離
されている場合にうまく機能する。しかし、発明者の知
見によれば、それぞれのヒート・シンクに取り付けられ
た発熱装置のいくつかが、互いに横方向に隣接して配置
されている場合、熱除去の効率が低下する。その結果、
発熱装置の温度が、単独のヒート・シンクが設けられて
いる場合よりも高くなる場合もある。
ヒート・シンクが他のヒート・シンクから相対的に分離
されている場合にうまく機能する。しかし、発明者の知
見によれば、それぞれのヒート・シンクに取り付けられ
た発熱装置のいくつかが、互いに横方向に隣接して配置
されている場合、熱除去の効率が低下する。その結果、
発熱装置の温度が、単独のヒート・シンクが設けられて
いる場合よりも高くなる場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヒー
ト・シンクの冷却性能、特に、幾つかの発熱装置が互い
に横方向に隣接して取り付けられているときの冷却性能
を向上させるヒート・シンクの改良方法を提供すること
である。本発明のさらなる目的は、これに関連する利点
が得られるようにすることである。
ト・シンクの冷却性能、特に、幾つかの発熱装置が互い
に横方向に隣接して取り付けられているときの冷却性能
を向上させるヒート・シンクの改良方法を提供すること
である。本発明のさらなる目的は、これに関連する利点
が得られるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、冷却効
率、特に、２つ以上のヒート・シンクが横方向に互いに
隣接して並べて配置されたときの冷却性能が向上する能
動ヒート・シンク構造が得られる。この方法は、ヒート
・シンクの生産コストをほとんど追加することなく実施
される。
率、特に、２つ以上のヒート・シンクが横方向に互いに
隣接して並べて配置されたときの冷却性能が向上する能
動ヒート・シンク構造が得られる。この方法は、ヒート
・シンクの生産コストをほとんど追加することなく実施
される。
【０００７】本発明によれば、能動ヒート・シンク構造
に、少なくとも１つのヒート・シンクが含まれている。
各ヒート・シンクには、上部表面周辺部及び上部表面中
心を有する上部表面とその反対側に位置する底部表面と
を備えた上部表面を持つヒート・シンク・ベースが含ま
れている。ヒート・シンクの説明は、上部表面にある第
１の基準線と、上部表面にあって、第１の基準線に対し
て垂直な第２の基準線に関連して行うものとする。ヒー
ト・シンク・ベースの上部表面には、複数の空気流路が
形成されている。空気流路は、ヒート・シンク・ベース
の上部表面から外側に延びるフィンによって形成される
のが望ましい。空気流路のほぼ全てが、上部表面の中心
から上部表面の周辺部に向かうように、かつ、第２の基
準線に対してほぼ平行をなすように、空気流の方向づけ
を行う。したがって、第２の基準線は空気流の共通の方
向となる。ヒート・シンク・ベースに固定されたファン
のような空気流源によって、上部表面の中心付近の位置
から複数の空気流路に空気が送り込まれる。一般に、ヒ
ート・シンク・ベースの底部表面には発熱装置が固定さ
れている。
に、少なくとも１つのヒート・シンクが含まれている。
各ヒート・シンクには、上部表面周辺部及び上部表面中
心を有する上部表面とその反対側に位置する底部表面と
を備えた上部表面を持つヒート・シンク・ベースが含ま
れている。ヒート・シンクの説明は、上部表面にある第
１の基準線と、上部表面にあって、第１の基準線に対し
て垂直な第２の基準線に関連して行うものとする。ヒー
ト・シンク・ベースの上部表面には、複数の空気流路が
形成されている。空気流路は、ヒート・シンク・ベース
の上部表面から外側に延びるフィンによって形成される
のが望ましい。空気流路のほぼ全てが、上部表面の中心
から上部表面の周辺部に向かうように、かつ、第２の基
準線に対してほぼ平行をなすように、空気流の方向づけ
を行う。したがって、第２の基準線は空気流の共通の方
向となる。ヒート・シンク・ベースに固定されたファン
のような空気流源によって、上部表面の中心付近の位置
から複数の空気流路に空気が送り込まれる。一般に、ヒ
ート・シンク・ベースの底部表面には発熱装置が固定さ
れている。
【０００８】ヒート・シンク・ベースは、フラットにす
ることも可能であるが、上部表面が、上部表面の中心か
ら下方へ、遠ざかるように傾斜するように湾曲させるの
が望ましい。すなわち、上部表面と底部表面との間の距
離によって測定されるヒート・シンク・ベースの厚さ
は、上部表面周辺部よりも上部表面の中心のほうが厚
い。
ることも可能であるが、上部表面が、上部表面の中心か
ら下方へ、遠ざかるように傾斜するように湾曲させるの
が望ましい。すなわち、上部表面と底部表面との間の距
離によって測定されるヒート・シンク・ベースの厚さ
は、上部表面周辺部よりも上部表面の中心のほうが厚
い。
【０００９】ヒート・シンク構造は、単一ヒート・シン
クで実施可能である。しかし、その最大の利点が実現さ
れるのは、それぞれの上部表面が、第１の基準線に対し
て垂直に延び、かつ、第２の基準線に対して垂直に延び
る第３の基準線に平行な方向を向いている、少なくとも
２つのヒート・シンクが存在する場合である。ヒート・
シンクは、第１の基準線に沿って互いに横方向に隣接し
ている。その場合、空気流は、第２の基準線に対して平
行に送られ、従って、第１の基準線に対して垂直に送ら
れるので、隣接ヒート・シンクの空気流が、互いにぶつ
かることはない。
クで実施可能である。しかし、その最大の利点が実現さ
れるのは、それぞれの上部表面が、第１の基準線に対し
て垂直に延び、かつ、第２の基準線に対して垂直に延び
る第３の基準線に平行な方向を向いている、少なくとも
２つのヒート・シンクが存在する場合である。ヒート・
シンクは、第１の基準線に沿って互いに横方向に隣接し
ている。その場合、空気流は、第２の基準線に対して平
行に送られ、従って、第１の基準線に対して垂直に送ら
れるので、隣接ヒート・シンクの空気流が、互いにぶつ
かることはない。
【００１０】従来の平面アレイをなすように並んだ能動
ヒート・シンクにおいて観測される効率の悪さの原因
は、隣接する能動ヒート・シンクの冷却空気流がぶつか
ることにある。隣接するヒート・シンクの２つの空気流
がぶつかると、２つの空気流の干渉によって、乱流及び
ガス・インピーダンスが生じ、これによって、空気流の
それぞれの流量が減少する。２つのヒート・シンクの影
響を受ける部分に対する冷却空気の有効性がこれによっ
て低下し、ヒート・シンク及び冷却される装置の温度が
上昇する。本発明に係る方法は、互いに平行な（すなわ
ち、第２の基準線に対して平行な）隣接ヒート・シンク
の冷却空気流が、互いにぶつかり合わないように、ま
た、空気流に対するインピーダンスを生じないように、
その方向づけを施すことによって、冷却効率の損失を低
減するものである。その結果、アレイのヒート・シンク
によって、その冷却効率が保持され、従って、その所望
の温度が保持されることになる。
ヒート・シンクにおいて観測される効率の悪さの原因
は、隣接する能動ヒート・シンクの冷却空気流がぶつか
ることにある。隣接するヒート・シンクの２つの空気流
がぶつかると、２つの空気流の干渉によって、乱流及び
ガス・インピーダンスが生じ、これによって、空気流の
それぞれの流量が減少する。２つのヒート・シンクの影
響を受ける部分に対する冷却空気の有効性がこれによっ
て低下し、ヒート・シンク及び冷却される装置の温度が
上昇する。本発明に係る方法は、互いに平行な（すなわ
ち、第２の基準線に対して平行な）隣接ヒート・シンク
の冷却空気流が、互いにぶつかり合わないように、ま
た、空気流に対するインピーダンスを生じないように、
その方向づけを施すことによって、冷却効率の損失を低
減するものである。その結果、アレイのヒート・シンク
によって、その冷却効率が保持され、従って、その所望
の温度が保持されることになる。
【００１１】本発明の他の特徴及び利点については、本
発明の原理を例示する添付の図面に関連づけて検討すれ
ば、望ましい実施態様に関するより詳細な下記の説明か
ら明らかになる。しかしながら、本発明の範囲は、この
望ましい実施態様に制限されるものではない。
発明の原理を例示する添付の図面に関連づけて検討すれ
ば、望ましい実施態様に関するより詳細な下記の説明か
ら明らかになる。しかしながら、本発明の範囲は、この
望ましい実施態様に制限されるものではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１及び２には、少なくとも１つ
の、例示のケースでは、３つのヒート・シンク２２を備
えた能動ヒート・シンク構造２０が例示されている。各
ヒート・シンク２２には、上部表面２６が上部表面周辺
部２８及び上部表面の中心３０を備えたヒート・シンク
・ベース２４が設けられている。ヒート・シンク２２の
機能及びヒート・シンク２２の相互関係については、上
部表面２６、及び、図１の図解ページの平面に位置する
第１の基準線３２、及び、第１の基準線３２に対して垂
直で、図１の図解ページの平面に対して垂直な第２の基
準線３４に関連して説明されている（ページの平面に対
して垂直に延びる基準線は、図中にドットによって表示
されている。）。第２の基準線３４は、例示の実施態様
の場合、上部表面２６の中心３０に位置するが、第１の
基準線３４との交差点から遠い上部表面２６の湾曲に沿
うように曲げてもよい。図１の能動ヒート・シンク構造
２０の場合、ヒート・シンク２２のそれぞれの上部表面
２６は、全て、第１の基準線３２に対して垂直に、か
つ、第２の基準線３４に対して垂直に延びる第３の基準
線３６に平行な方向を向いている。上部表面の中心３０
は、フラットで、第３の基準線３６に対して垂直に延び
ることが望ましい。第３の基準線３６は、図１及び図２
の説明図の平面内に延びている。基準線３２、３４、及
び、３６は、物理的特徴ではなく、物理的特徴及び気流
方向の説明を助けるために規定された仮想基準線であ
る。これらの基準線によって、交差点における直交軸集
合が規定される。
の、例示のケースでは、３つのヒート・シンク２２を備
えた能動ヒート・シンク構造２０が例示されている。各
ヒート・シンク２２には、上部表面２６が上部表面周辺
部２８及び上部表面の中心３０を備えたヒート・シンク
・ベース２４が設けられている。ヒート・シンク２２の
機能及びヒート・シンク２２の相互関係については、上
部表面２６、及び、図１の図解ページの平面に位置する
第１の基準線３２、及び、第１の基準線３２に対して垂
直で、図１の図解ページの平面に対して垂直な第２の基
準線３４に関連して説明されている（ページの平面に対
して垂直に延びる基準線は、図中にドットによって表示
されている。）。第２の基準線３４は、例示の実施態様
の場合、上部表面２６の中心３０に位置するが、第１の
基準線３４との交差点から遠い上部表面２６の湾曲に沿
うように曲げてもよい。図１の能動ヒート・シンク構造
２０の場合、ヒート・シンク２２のそれぞれの上部表面
２６は、全て、第１の基準線３２に対して垂直に、か
つ、第２の基準線３４に対して垂直に延びる第３の基準
線３６に平行な方向を向いている。上部表面の中心３０
は、フラットで、第３の基準線３６に対して垂直に延び
ることが望ましい。第３の基準線３６は、図１及び図２
の説明図の平面内に延びている。基準線３２、３４、及
び、３６は、物理的特徴ではなく、物理的特徴及び気流
方向の説明を助けるために規定された仮想基準線であ
る。これらの基準線によって、交差点における直交軸集
合が規定される。
【００１３】ヒート・シンク・ベース２４の望ましい構
成においては、上部表面２６は、第２の基準線３４に沿
って下方に、上部表面の中心３０から離れるように傾斜
している。換言すれば、上部表面２６と底部表面４０の
間の距離によって測定される、ヒート・シンク・ベース
２４の厚さは、図２に見受けられるように、上部表面周
辺部２８より上部表面中心３０のほうが厚い（測定が、
第２の基準線３４に沿った一連のポイントで実施され
る）。図３には、ヒート・シンク・ベース２４の望まし
い形状が斜視図で例示されているので、上部表面２６の
平らな部分及び湾曲した部分をよりはっきりと見ること
が可能になる（この後で述べるフィンは、図３では分か
りやすくするために省略されており、また、第２の基準
線３４は、原点の近くに示されているので、その端部近
くは湾曲していない。）。
成においては、上部表面２６は、第２の基準線３４に沿
って下方に、上部表面の中心３０から離れるように傾斜
している。換言すれば、上部表面２６と底部表面４０の
間の距離によって測定される、ヒート・シンク・ベース
２４の厚さは、図２に見受けられるように、上部表面周
辺部２８より上部表面中心３０のほうが厚い（測定が、
第２の基準線３４に沿った一連のポイントで実施され
る）。図３には、ヒート・シンク・ベース２４の望まし
い形状が斜視図で例示されているので、上部表面２６の
平らな部分及び湾曲した部分をよりはっきりと見ること
が可能になる（この後で述べるフィンは、図３では分か
りやすくするために省略されており、また、第２の基準
線３４は、原点の近くに示されているので、その端部近
くは湾曲していない。）。
【００１４】図１の３つのヒート・シンク２２は、互い
に横方向に隣接し、第１の基準線３２に沿って間隔をあ
けて配置されている。図示の実施形態では、３つのヒー
ト・シンク２２は共通支持体３８に取り付けられてい
る。
に横方向に隣接し、第１の基準線３２に沿って間隔をあ
けて配置されている。図示の実施形態では、３つのヒー
ト・シンク２２は共通支持体３８に取り付けられてい
る。
【００１５】ヒート・シンク・ベース２４は、上部表面
２６に対して反対側に配置された底部表面４０を備えて
いる。通常の場合、装置４２は、ヒート・シンク・ベー
ス２４の底部表面４０に固定されている。装置４２は、
ヒート・シンク２２によって放散される熱を発生する。
装置４２は、任意の形態をとることができるが、一般
に、マイクロ電子デバイスまたはディスクリートの発熱
装置とすることが可能である。
２６に対して反対側に配置された底部表面４０を備えて
いる。通常の場合、装置４２は、ヒート・シンク・ベー
ス２４の底部表面４０に固定されている。装置４２は、
ヒート・シンク２２によって放散される熱を発生する。
装置４２は、任意の形態をとることができるが、一般
に、マイクロ電子デバイスまたはディスクリートの発熱
装置とすることが可能である。
【００１６】空気流は、ヒート・シンク・ベース２４の
上部表面２６に送ることが可能である。図２の矢印４４
によって表示されたこの空気流は、ヒート・シンク・ベ
ース２４を介して装置４２から上部表面２６に拡散され
た熱を、対流によって上部表面２６から除去するのを助
ける。空気流４４は空気流源４６によって発生する。空
気流源４６は、任意の形態をとることができるが、図１
には、２つの例が示されている。空気流源４６は、ヒー
ト・シンク・ベース２４の上部表面中心３０に固定され
たファン４８のようなファンとすることが可能である。
空気流源は、代わりに、共通圧力源（不図示）から空気
流４４を供給するダクト５０とすることも可能である。
上部表面２６に送ることが可能である。図２の矢印４４
によって表示されたこの空気流は、ヒート・シンク・ベ
ース２４を介して装置４２から上部表面２６に拡散され
た熱を、対流によって上部表面２６から除去するのを助
ける。空気流４４は空気流源４６によって発生する。空
気流源４６は、任意の形態をとることができるが、図１
には、２つの例が示されている。空気流源４６は、ヒー
ト・シンク・ベース２４の上部表面中心３０に固定され
たファン４８のようなファンとすることが可能である。
空気流源は、代わりに、共通圧力源（不図示）から空気
流４４を供給するダクト５０とすることも可能である。
【００１７】図１、２、及び、４に示すように、複数の
空気流路が、ヒート・シンク・ベース２４の上部表面２
６上に形成されている。後続の説明のため、図４には、
３つの典型的な空気流路５２、５４、及び、５６が例示
されている。空気流路５２、５４、及び、５６は、それ
ぞれ、上部表面中心３０のあたりから上部表面周辺部２
８に向かって延びている（図示されるヒート・シンク・
ベース２４は、図４の平面図における第１の基準線３２
に関して二回対称性である。この説明は、第１の基準線
３２の左及び右に延びる空気流路にほぼあてはま
る。）。空気流路５２、５４、及び、５６は、全て、ヒ
ート・シンク・ベース２４の上部表面２６から外側に延
びるフィン５８によって形成され、空気がフィン５８間
のスペースに流入するように整形が施されている。フィ
ン５８は、その位置に応じて、まっすぐな場合もあれ
ば、湾曲している場合もあり得る。フィン５８は、例え
ば、衝撃押し出し、薄板金の折曲げ加工によるフィン形
成、機械加工、鋸引き、ヒート・シンク・ベースに対す
る個別ブレードの固定等のような、任意の方法で形成す
ることが可能である。
空気流路が、ヒート・シンク・ベース２４の上部表面２
６上に形成されている。後続の説明のため、図４には、
３つの典型的な空気流路５２、５４、及び、５６が例示
されている。空気流路５２、５４、及び、５６は、それ
ぞれ、上部表面中心３０のあたりから上部表面周辺部２
８に向かって延びている（図示されるヒート・シンク・
ベース２４は、図４の平面図における第１の基準線３２
に関して二回対称性である。この説明は、第１の基準線
３２の左及び右に延びる空気流路にほぼあてはま
る。）。空気流路５２、５４、及び、５６は、全て、ヒ
ート・シンク・ベース２４の上部表面２６から外側に延
びるフィン５８によって形成され、空気がフィン５８間
のスペースに流入するように整形が施されている。フィ
ン５８は、その位置に応じて、まっすぐな場合もあれ
ば、湾曲している場合もあり得る。フィン５８は、例え
ば、衝撃押し出し、薄板金の折曲げ加工によるフィン形
成、機械加工、鋸引き、ヒート・シンク・ベースに対す
る個別ブレードの固定等のような、任意の方法で形成す
ることが可能である。
【００１８】典型的な空気流路５２、５４、及び、５６
を含む空気流路のほぼ全てが、空気流が、上部表面中心
３０から上部表面周辺部２８に向かい、上部表面周辺部
２８に達すると、第２の基準線３４に対してほぼ平行に
なるように、その方向づけを行う。従って、第２の基準
線３４は、第１の基準線３２に対して垂直に延びる共通
空気流方向となる。第１の基準線３２に対して平行な方
向におけるどの空気流も、隣接ヒート・シンク２２から
の対応する空気流にぶつかると、乱流及び空気流インピ
ーダンスを生じることになり、このため、ヒート・シン
ク・ベース２４の上部表面２６の強制空冷の効率が低下
することになる。このため、空気流路５２、５４、及
び、５６を形成するフィン５８は、第２の基準線３４に
対してほぼ平行な方向（共通空気流方向）に空気流を送
り込むように構成されている。空気流路の空気流は、上
部表面２６の上部表面周辺部２８から離れると、隣接ヒ
ート・シンク２２の空気流路の空気流に対してまっこう
から激しく衝突することはない。この結果、複数ヒート
・シンクが、図１に示すように第１の基準線３２に沿っ
て並んで配置される構成の場合であっても、ヒート・シ
ンクの空冷効率が維持されることになる。
を含む空気流路のほぼ全てが、空気流が、上部表面中心
３０から上部表面周辺部２８に向かい、上部表面周辺部
２８に達すると、第２の基準線３４に対してほぼ平行に
なるように、その方向づけを行う。従って、第２の基準
線３４は、第１の基準線３２に対して垂直に延びる共通
空気流方向となる。第１の基準線３２に対して平行な方
向におけるどの空気流も、隣接ヒート・シンク２２から
の対応する空気流にぶつかると、乱流及び空気流インピ
ーダンスを生じることになり、このため、ヒート・シン
ク・ベース２４の上部表面２６の強制空冷の効率が低下
することになる。このため、空気流路５２、５４、及
び、５６を形成するフィン５８は、第２の基準線３４に
対してほぼ平行な方向（共通空気流方向）に空気流を送
り込むように構成されている。空気流路の空気流は、上
部表面２６の上部表面周辺部２８から離れると、隣接ヒ
ート・シンク２２の空気流路の空気流に対してまっこう
から激しく衝突することはない。この結果、複数ヒート
・シンクが、図１に示すように第１の基準線３２に沿っ
て並んで配置される構成の場合であっても、ヒート・シ
ンクの空冷効率が維持されることになる。
【００１９】空気流路の説明において「ほぼ」といった
言葉を用いるのは、このアプローチを実際に利用する場
合の現実性を認識してのことである。すなわち、あらゆ
るケースにおいて、第２の基準線３４に対して平行な、
完全に均一な空気流を実現するのは実際的ではない。本
発明のアプローチでは、良好な冷却効率を維持するのに
十分な割合の、第２の基準線３４に対して平行な空気流
が得られる。図４を参照すると、空気流路５２（当初
は、第２の基準線３４に対して平行な）が、空気流路を
ほぼ曲げることなく、第２の基準線３４に対して平行に
延びている。もっと角発散した空気流路５４の場合、フ
ィン５８の湾曲によって空気流路がある程度曲げられ
る。空気流路５６は、さらに曲げなければならず、実
際、空気流路５６は第２の基準線３４に対して平行にな
る配向に達するのがやっとのことである。空気流自体を
曲げるとインピーダンスが生じる。従って、空気流路６
０のような、さらに大きく角発散した空気流路の場合、
空気流を曲げて、第２の基準線３４に対し正確に平行に
流れるようにするのはほぼ不可能である。従って、空気
流路６０の空気流は、隣接ヒート・シンク２２からの対
応する空気流路の空気流とある程度ぶつかることにな
る。しかし、この衝突には、角度があり、真正面からで
はなく、空気流路６０を全く曲げないケースよりもまし
である。もちろん、第１の基準線３２に対して平行な空
気流路の空気流は、隣接ヒート・シンク２２からの対応
する空気流路の空気流に真っ向からぶつかり、インピー
ダンスを生じることになるが、このインピーダンスは全
空気流のごくわずかな部分に相当する。従って、大部分
の冷却空気流が第２の基準線３４に対して平行に（すな
わち、近傍ヒート・シンク２２から離れるように）方向
付けされる、本アプローチの場合、隣接ヒート・シンク
からの空気流を互いにかなり衝突させることになる設計
に比べると、冷却性能が改善される。従って、本アプロ
ーチは、空気が、第３の基準線３６に対して全体に非対
称パターンをなすように、各ヒート・シンクから半径方
向に流れるようにした場合とは対照的である。
言葉を用いるのは、このアプローチを実際に利用する場
合の現実性を認識してのことである。すなわち、あらゆ
るケースにおいて、第２の基準線３４に対して平行な、
完全に均一な空気流を実現するのは実際的ではない。本
発明のアプローチでは、良好な冷却効率を維持するのに
十分な割合の、第２の基準線３４に対して平行な空気流
が得られる。図４を参照すると、空気流路５２（当初
は、第２の基準線３４に対して平行な）が、空気流路を
ほぼ曲げることなく、第２の基準線３４に対して平行に
延びている。もっと角発散した空気流路５４の場合、フ
ィン５８の湾曲によって空気流路がある程度曲げられ
る。空気流路５６は、さらに曲げなければならず、実
際、空気流路５６は第２の基準線３４に対して平行にな
る配向に達するのがやっとのことである。空気流自体を
曲げるとインピーダンスが生じる。従って、空気流路６
０のような、さらに大きく角発散した空気流路の場合、
空気流を曲げて、第２の基準線３４に対し正確に平行に
流れるようにするのはほぼ不可能である。従って、空気
流路６０の空気流は、隣接ヒート・シンク２２からの対
応する空気流路の空気流とある程度ぶつかることにな
る。しかし、この衝突には、角度があり、真正面からで
はなく、空気流路６０を全く曲げないケースよりもまし
である。もちろん、第１の基準線３２に対して平行な空
気流路の空気流は、隣接ヒート・シンク２２からの対応
する空気流路の空気流に真っ向からぶつかり、インピー
ダンスを生じることになるが、このインピーダンスは全
空気流のごくわずかな部分に相当する。従って、大部分
の冷却空気流が第２の基準線３４に対して平行に（すな
わち、近傍ヒート・シンク２２から離れるように）方向
付けされる、本アプローチの場合、隣接ヒート・シンク
からの空気流を互いにかなり衝突させることになる設計
に比べると、冷却性能が改善される。従って、本アプロ
ーチは、空気が、第３の基準線３６に対して全体に非対
称パターンをなすように、各ヒート・シンクから半径方
向に流れるようにした場合とは対照的である。
【００２０】図示する目的で本発明の特定の実施態様に
ついて詳述したが、本発明の精神及び範囲を逸脱するこ
となく、さまざまな修正及び強化を施すことが可能であ
る。従って、本発明は、付属の請求項による場合を除い
て、制限を受けることはない。
ついて詳述したが、本発明の精神及び範囲を逸脱するこ
となく、さまざまな修正及び強化を施すことが可能であ
る。従って、本発明は、付属の請求項による場合を除い
て、制限を受けることはない。
【００２１】なお、この発明は例として次の実施態様を
含む。丸括弧内の数字は添付図面の参照符号に対応す
る。
含む。丸括弧内の数字は添付図面の参照符号に対応す
る。
【００２２】[1] 少なくとも１つのヒート・シンク（２
２）を含む能動ヒート・シンク構造（２０）において、
各ヒート・シンク（２２）が、上部表面周辺部（２８）
及び上部表面中心（３０）を有する上部表面（２６）と
その反対側に位置する底部表面（４０）とを備えたヒー
ト・シンク・ベース（２４）と、前記ヒート・シンク・
ベース（２４）の上部表面（２６）上に形成されて、そ
のほぼ全てが、前記上部表面の中心（３０）から前記上
部表面の周辺部（２８）に向かうように、かつ、共通の
空気流方向（３４）とほぼ平行をなすように、空気流の
方向づけを行う複数の空気流路（５２、５４、５６）
と、前記上部表面の中心（３０）付近の位置から前記複
数の空気流路（５２、５４、５６）に空気を送り込む空
気流源（４６）とを備えたことを特徴とするもの。
２）を含む能動ヒート・シンク構造（２０）において、
各ヒート・シンク（２２）が、上部表面周辺部（２８）
及び上部表面中心（３０）を有する上部表面（２６）と
その反対側に位置する底部表面（４０）とを備えたヒー
ト・シンク・ベース（２４）と、前記ヒート・シンク・
ベース（２４）の上部表面（２６）上に形成されて、そ
のほぼ全てが、前記上部表面の中心（３０）から前記上
部表面の周辺部（２８）に向かうように、かつ、共通の
空気流方向（３４）とほぼ平行をなすように、空気流の
方向づけを行う複数の空気流路（５２、５４、５６）
と、前記上部表面の中心（３０）付近の位置から前記複
数の空気流路（５２、５４、５６）に空気を送り込む空
気流源（４６）とを備えたことを特徴とするもの。
【００２３】[2] 前記[1]に記載の能動ヒート・シンク
構造（２０）において、前記空気流源（４６）がファン
（４８）であることを特徴とするもの。
構造（２０）において、前記空気流源（４６）がファン
（４８）であることを特徴とするもの。
【００２４】[3] 前記[1]に記載の能動ヒート・シンク
構造（２０）において、前記空気流源（４６）が前記ヒ
ート・シンク・ベース（２４）に固定されたファン（４
８）であることを特徴とするもの。
構造（２０）において、前記空気流源（４６）が前記ヒ
ート・シンク・ベース（２４）に固定されたファン（４
８）であることを特徴とするもの。
【００２５】[4] 前記[1]に記載の能動ヒート・シンク
構造（２０）において、前記ヒート・シンク・ベース
（２４）の底部表面（４０）に固定された装置（４２）
をさらに備えたことを特徴とするもの。
構造（２０）において、前記ヒート・シンク・ベース
（２４）の底部表面（４０）に固定された装置（４２）
をさらに備えたことを特徴とするもの。
【００２６】[5] 前記[1]に記載の能動ヒート・シンク
構造（２０）において、前記空気流経路（５２、５４、
５６）が、前記ヒート・シンク・ベース（２４）の上部
表面（２６）から外側に延びるフィン（５８）によって
形成されることを特徴とするもの。
構造（２０）において、前記空気流経路（５２、５４、
５６）が、前記ヒート・シンク・ベース（２４）の上部
表面（２６）から外側に延びるフィン（５８）によって
形成されることを特徴とするもの。
【００２７】[6] 前記[1]に記載の能動ヒート・シンク
構造（２０）において、前記上部表面（２６）の少なく
とも一部が、前記上部表面の中心（３０）から下方へ、
遠ざかるように傾斜していることを特徴とするもの。
構造（２０）において、前記上部表面（２６）の少なく
とも一部が、前記上部表面の中心（３０）から下方へ、
遠ざかるように傾斜していることを特徴とするもの。
【００２８】[7] 前記[1]に記載の能動ヒート・シンク
構造（２０）において、前記上部表面（２６）と前記底
部表面（４０）との間の距離によって測定されるヒート
・シンク・ベース（２４）の厚さが、前記上部表面周辺
部（２８）よりも前記上部表面の中心（３０）のほうが
厚いことを特徴とするもの。
構造（２０）において、前記上部表面（２６）と前記底
部表面（４０）との間の距離によって測定されるヒート
・シンク・ベース（２４）の厚さが、前記上部表面周辺
部（２８）よりも前記上部表面の中心（３０）のほうが
厚いことを特徴とするもの。
【００２９】[8] 前記[1]に記載の能動ヒート・シンク
構造（２０）において、前記少なくとも１つのヒート・
シンク（２２）に、前記上部表面（２６）にあって、前
記共通の空気流方向（３４）に対して垂直になるよう
に、第１の基準線（３２）に沿って、互いに間隔をあ
け、横方向に隣接して配置された、少なくとも２つのヒ
ート・シンクが含まれることを特徴とするもの。
構造（２０）において、前記少なくとも１つのヒート・
シンク（２２）に、前記上部表面（２６）にあって、前
記共通の空気流方向（３４）に対して垂直になるよう
に、第１の基準線（３２）に沿って、互いに間隔をあ
け、横方向に隣接して配置された、少なくとも２つのヒ
ート・シンクが含まれることを特徴とするもの。
【図１】ヒート・シンク構造の立面図である。
【図２】図１のヒート・シンク構造の２−２線拡大断面
図である。
図である。
【図３】空気流路を省略したヒート・シンク・ベースの
斜視図である。
斜視図である。
【図４】空気流路及びフィンのパターンを示す、図２の
ヒート・シンク・ベースの平面図である。
ヒート・シンク・ベースの平面図である。
２０ ヒート・シンク構造 ２２ ヒート・シンク ２４ ヒート・シンク・ベース ２６ 上部表面 ２８ 上部表面周辺部 ３０ 上部表面中心 ４０ 底部表面 ４２ 固定された装置 ４６ 空気流源 ４８ ファン ５２、５４、５６ 空気流路 ５８ フィン
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA11 BA05 BB03 5F036 AA01 BA04 BA24 BB05
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも１つのヒート・シンクを含む能
動ヒート・シンク構造において、各ヒート・シンクが、 上部表面周辺部及び上部表面中心を有する上部表面とそ
の反対側に位置する底部表面とを備えたヒート・シンク
・ベースと、 前記ヒート・シンク・ベースの上部表面上に形成され
て、そのほぼ全てが、前記上部表面の中心から前記上部
表面の周辺部に向かうように、かつ、共通の空気流方向
とほぼ平行をなすように、空気流の方向づけを行う複数
の空気流路と、 前記上部表面の中心付近の位置から前記複数の空気流路
に空気を送り込む空気流源とを備えたことを特徴とする
能動ヒート・シンク構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/836759 | 2001-04-17 | ||
| US09/836,759 US6446707B1 (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Active heat sink structure with directed air flow |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002344185A true JP2002344185A (ja) | 2002-11-29 |
| JP2002344185A5 JP2002344185A5 (ja) | 2005-04-07 |
Family
ID=25272668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002110592A Pending JP2002344185A (ja) | 2001-04-17 | 2002-04-12 | 有向気流による能動ヒート・シンク構造 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6446707B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002344185A (ja) |
| GB (1) | GB2377086B (ja) |
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