JP2003060135A - Radiation fin - Google Patents

Radiation fin

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JP2003060135A
JP2003060135A JP2001250581A JP2001250581A JP2003060135A JP 2003060135 A JP2003060135 A JP 2003060135A JP 2001250581 A JP2001250581 A JP 2001250581A JP 2001250581 A JP2001250581 A JP 2001250581A JP 2003060135 A JP2003060135 A JP 2003060135A
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fin
cooling fluid
vertical
fins
vertical fins
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Japanese (ja)
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Minoru Suzuki
実 鈴木
Kimiharu Yuyama
公春 湯山
Masakazu Nakanishi
正和 仲西
Yasuto Sueki
靖人 末木
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MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small radiation fin of high efficiency, provided with a substrate and a plurality of vertical fins held by the substrate, which couses less pressure loss of a cooling fluid, sufficient cooling fluid is introduced into even deep part of the fin, and uniform cooling effect is obtained for the entire radiation fin. SOLUTION: Vertical fins are placed so that tip positions of vertical fins are shifted back and forth in the circulating direction of a cooling fluid. When a tapered part is provided to the tip of the vertical fin, a higher effect is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放熱フィンに係わ
り、さらに詳しくはファン等によって流動する空気等の
冷却流体により発熱部位を強制冷却する放熱フィンに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat radiating fin, and more particularly to a heat radiating fin for forcibly cooling a heat generating portion with a cooling fluid such as air flowing by a fan or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、インバータ、工作機械等の各
種発熱部位には、ヒートシンクと称される放熱フィンを
設け、その放熱フィンにファン等により空気等の冷却流
体を強制的に流通させて冷却するようにしたものが知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, heat radiating fins called heat sinks have been provided at various heat generating parts of inverters, machine tools, etc. It is known to do so.

【0003】以下、従来のこの種の放熱フィンの一例に
ついて説明する。図9は従来の放熱フィンの要部を示す
斜視図である。図9に示すように、従来の放熱フィン1
はサイリスタ、トランジスタ等の電子部品(図示省略)
等が固着された平面ほぼ矩形形状の基板2と、基板2上
に立設されている平板状の多数の縦フィン体3aを有す
るフィン本体3とから構成されている。そして各縦フィ
ン体3aは、各側面を相互に対向するようにしてファン
(図示省略)等により強制的に送風される、空気等の所
望の冷却流体の流通方向(図の矢印Aの方向)に対し
て、適度な間隔Gを保ってほぼ並行に整列配置されてい
る。
An example of this type of conventional radiation fin will be described below. FIG. 9 is a perspective view showing a main part of a conventional heat radiation fin. As shown in FIG. 9, the conventional radiation fin 1
Are electronic components such as thyristors and transistors (not shown)
It is composed of a substrate 2 having a substantially rectangular shape to which the above are fixed, and a fin body 3 having a large number of flat plate-shaped vertical fin bodies 3a standing on the substrate 2. The vertical fin bodies 3a are forced to be blown by a fan (not shown) or the like so that their side surfaces face each other, and the desired cooling fluid such as air flows in the direction (arrow A in the figure). On the other hand, they are aligned in parallel with each other with an appropriate gap G maintained.

【0004】ところで、近年種々の製品の小型化・高性
能化が進み、放熱フィンも一層の小型化・高性能化が求
められている。放熱フィンの小型化・高性能化を図るた
めには、縦フィン体3aの表面積を拡大したり、各縦フ
ィン体3aの間隔Gを狭くして、縦フィン体3aの数を
増加させて縦フィン体3aを高密度配置する方法が考え
られる。さらに、各縦フィン体3aの間に熱伝導性の良
い金属薄片からなる横フィンを設ける方法等が提案され
ている。縦フィン体3aを高密度配置するような構造に
しても、縦フィン体3aの数を増加させるには限界があ
り、各縦フィン体3aの間隔Gを狭くすると、各縦フィ
ン体3aの間隙Gを通過する空気等の冷却流体の通風抵
抗(圧力損失)が大きくなり、結果として風量が減少
し、冷却効率を向上させることができないという問題点
があった。
By the way, in recent years, various products have been reduced in size and improved in performance, so that the radiation fins are required to be further reduced in size and improved in performance. In order to reduce the size and improve the performance of the radiation fins, the surface area of the vertical fin bodies 3a is increased, or the interval G between the vertical fin bodies 3a is narrowed to increase the number of the vertical fin bodies 3a. A method of arranging the fin bodies 3a at a high density can be considered. Furthermore, there has been proposed a method of providing horizontal fins made of metal flakes having good thermal conductivity between the vertical fin bodies 3a. Even with a structure in which the vertical fin bodies 3a are arranged at a high density, there is a limit to increasing the number of the vertical fin bodies 3a, and if the interval G between the vertical fin bodies 3a is narrowed, the gap between the vertical fin bodies 3a is reduced. There is a problem that ventilation resistance (pressure loss) of a cooling fluid such as air passing through G is increased, resulting in a decrease in air volume, which makes it impossible to improve cooling efficiency.

【0005】縦フィン体3aの配置を高密度にし、しか
も各縦フィン体3aの間を通過する空気等の冷却流体の
通風抵抗(圧力損失)を少なくして風量を確保する方法
として、本出願人は先に図10に示すように、フィン本
体3を冷却流体の流通方向に対してほぼ並行に配置する
とともに、フィン本体3の先端の冷却流体に面した部分
にテーパー部7を形成することを提案した(特開平7−
218174号公報参照)。
As a method for ensuring the air volume by making the arrangement of the vertical fins 3a high density and reducing the ventilation resistance (pressure loss) of the cooling fluid such as air passing between the vertical fins 3a to secure the air volume. As shown in FIG. 10, a person arranges the fin body 3 substantially parallel to the flowing direction of the cooling fluid, and forms the tapered portion 7 at the end of the fin body 3 facing the cooling fluid. (Japanese Patent Laid-Open No. 7-
218174).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ただ単
に縦フィン体3aの先端の冷却流体に面した部分にテー
パー部7を形成したのでは、冷却流体がフィン本体に当
たった部分で乱流を発生し、通風抵抗を減少させること
ができず、十分な風量を確保することが困難であること
が判明した。本発明の目的は、基板とこの基板に保持さ
れた縦フィンを有する放熱フィンにおいて、冷却流体が
フィン本体に当たった際に乱流の発生を抑制し、フィン
本体の深部においても通風抵抗(圧力損失)の上昇を抑
えて十分な風量を確保し、結果として放熱フィン全体の
放熱機能を高め、冷却効率を向上させることを目的とす
る。
However, if the tapered portion 7 is simply formed at the end of the vertical fin body 3a facing the cooling fluid, turbulent flow is generated at the portion where the cooling fluid hits the fin body. However, it has been found that it is difficult to secure a sufficient air volume because the ventilation resistance cannot be reduced. An object of the present invention is to suppress the generation of turbulent flow when a cooling fluid hits the fin body in a radiating fin having a substrate and vertical fins held by the substrate, and to provide ventilation resistance (pressure) even in a deep portion of the fin body. The purpose of the present invention is to suppress an increase in (loss) and secure a sufficient amount of air flow, and as a result, to enhance the heat dissipation function of the entire heat dissipation fin and improve the cooling efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、基板とこの基板に保持された複数の縦フィンを有す
る放熱フィンにおいて、前記各縦フィンの先端位置を冷
却流体の流通方向に対して前後にずらして配置した放熱
フィンとした。このような構造の放熱フィンとすること
により、冷却流体がフィン本体に当たったときに乱流が
発生するのを抑制し、フィン本体における通風抵抗(圧
力損失)が上昇するのを抑制し、十分な冷却流体を放熱
フィン本体内に呼び込んで冷却効率を向上させることが
可能となる。前後にずらした縦フィンは、冷却流体の流
通方向に対して前方(風上側)及び後方(風下側)に設
けるが、特に前方の風上側に設けた縦フィンの効果が大
きい。
In order to solve the above-mentioned problems, in a radiation fin having a substrate and a plurality of vertical fins held by the substrate, the tip positions of the vertical fins are arranged with respect to the flow direction of the cooling fluid. The heat radiation fins are arranged in a staggered manner. By using a heat radiation fin with such a structure, turbulence is suppressed from occurring when the cooling fluid hits the fin body, and ventilation resistance (pressure loss) in the fin body is suppressed from increasing, It is possible to improve the cooling efficiency by drawing in such a cooling fluid into the radiation fin body. The vertical fins that are offset from each other in the front and rear are provided in the front (windward) and in the rear (windward) with respect to the flow direction of the cooling fluid.

【0008】本発明の放熱フィンでは、前記各縦フィン
の先端位置を図1の外観図及び図2の平面図に示すよう
に、一つおきに交互に冷却流体の流通方向に対して前後
にずらして配置するのが好ましい。冷却流体がフィン本
体13に入る際に、前方にある2枚の縦フィン体13a
が壁の役割を果たし、整流状態を保ったままフィン本体
13に侵入するので、圧損の上昇を抑制する効果を発揮
する。また、本発明の放熱フィンでは、各縦フィン体の
先端位置を図5の平面図に示すように、二つおきに冷却
流体の流通方向に向かって前方にずらして配置しても良
い。二つおきにしてもなお整流状態を保つ効果を維持す
ることができるからである。
In the radiating fin of the present invention, as shown in the external view of FIG. 1 and the plan view of FIG. 2, the tip positions of the vertical fins are alternately arranged in the front-back direction with respect to the flow direction of the cooling fluid. It is preferable to arrange them in a staggered manner. When the cooling fluid enters the fin body 13, the two vertical fin bodies 13a in front of
Plays a role of a wall and enters the fin main body 13 while maintaining the rectified state, and thus exerts an effect of suppressing an increase in pressure loss. Further, in the heat dissipating fin of the present invention, as shown in the plan view of FIG. 5, the tip positions of the respective vertical fin bodies may be arranged so as to be shifted forward every two in the flowing direction of the cooling fluid. This is because the effect of keeping the rectified state can be maintained even if the number is set to two.

【0009】前記縦フィン体を冷却流体の流通方向に対
して前後にずらす距離(D)は、20mmから50mm
であるのが好ましい。流通方向に向かって20mmから
50mm前方にとび出した縦フィン体は、冷却流体に対
して壁の役割を果たし、乱流の発生を抑制することがで
きる。
The distance (D) by which the vertical fin body is displaced back and forth with respect to the flow direction of the cooling fluid is 20 mm to 50 mm.
Is preferred. The vertical fin body protruding 20 mm to 50 mm forward in the flow direction serves as a wall for the cooling fluid, and can suppress the occurrence of turbulent flow.

【0010】本発明の放熱フィンでは、前記各縦フィン
体の先端部に、図3及び図4の平面図に示すように、テ
ーパー部24a,24b,25a,25bを設けるのが
好ましい。縦フィン体の先端部にテーパー部を設けれ
ば、縦フィン体に当たる冷却流体の通風抵抗を和らげ、
圧損が上昇するのを抑えることができるからである。こ
のテーパー部24a,24b,25a,25bは、縦フ
ィン体23a,23bの前後両端に設けるが、冷却流体
の流通方向Aに向かって前にずらして配置された縦フィ
ン体23aにのみ設けただけでも効果がある。壁があれ
ば冷却流体が平面に衝突しても、流通方向が乱れること
を抑制するからである。また、縦フィン体の風上側に設
けるのが特に効果的である。
In the radiating fin of the present invention, it is preferable to provide tapered portions 24a, 24b, 25a, 25b at the tips of the vertical fin bodies as shown in the plan views of FIGS. If a taper is provided at the tip of the vertical fin body, it reduces the ventilation resistance of the cooling fluid that hits the vertical fin body.
This is because it is possible to suppress an increase in pressure loss. The tapered portions 24a, 24b, 25a, 25b are provided on both front and rear ends of the vertical fin bodies 23a, 23b, but only on the vertical fin bodies 23a which are arranged to be shifted forward in the flowing direction A of the cooling fluid. But it works. This is because if there is a wall, even if the cooling fluid collides with a flat surface, the flow direction is prevented from being disturbed. Further, it is particularly effective to provide it on the windward side of the vertical fin body.

【0011】さらに、本発明の放熱フィンでは、前記各
縦フィン間に横フィンを配置することができる。アルミ
ニウムや銅等の熱伝導率の良い金属の薄板からなる横フ
ィンを配置すれば、冷却流体と接触して熱交換する面積
が増え、放熱フィンの冷却効果を一層高めることが可能
となる。以下図面を使用して本発明をさらに詳細に説明
する。
Further, in the radiation fin of the present invention, horizontal fins can be arranged between the vertical fins. By arranging the horizontal fins made of a thin plate of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum or copper, the area for contacting with the cooling fluid and exchanging heat is increased, and the cooling effect of the radiation fins can be further enhanced. The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1及び図2
は本発明の放熱フィンの第1の実施形態を示すものであ
り、図1はその外観斜視図を、図2はその平面図を示し
ている。なお、以下の図においては構造を分かり易く説
明するため、縮尺は必ずしも正確ではない。図1及び図
2に示すように、本実施形態の放熱フィン11はサイリ
スタ、トランジスタ等の電子部品(図示省略)等が固着
される、例えば縦寸法L及び横寸法Wがそれぞれ270
mm程度の正方形状の基板12と、基板12の一方の面
(図1では上方の面)に立設させた多数の縦フィン体1
3a,13bを有するフィン本体13とから形成されて
いる。基板12の形状としては、正方形平板に限らず、
平面矩形形状、平面楕円形状、平面円形形状等が利用で
きる。基板12の材質としては、アルミニウムや銅等の
熱伝導率の良い金属を使用する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIGS. 1 and 2
Shows a first embodiment of the heat dissipation fin of the present invention, FIG. 1 is an external perspective view thereof, and FIG. 2 is a plan view thereof. In the following figures, the scale is not necessarily accurate in order to make the structure easy to understand. As shown in FIGS. 1 and 2, the radiation fin 11 of the present embodiment has electronic components (not shown) such as thyristors and transistors fixed thereto, for example, a vertical dimension L and a horizontal dimension W are 270, respectively.
A square substrate 12 having a size of about mm, and a large number of vertical fin bodies 1 erected on one surface (upper surface in FIG. 1) of the substrate 12.
And a fin body 13 having 3a and 13b. The shape of the substrate 12 is not limited to a square flat plate,
A plane rectangular shape, a plane elliptical shape, a plane circular shape, etc. can be used. As the material of the substrate 12, a metal having a high thermal conductivity such as aluminum or copper is used.

【0013】縦フィン体13a,13bは、図1に示す
ように基板12の一方の上面に、矢印で示す冷却流体の
流路方向Aに対してほぼ平行になるように、また一方の
縦フィン体13aを他方の縦フィン体13bよりも風上
側にずらして多数整列配置する。縦フィン体13a,1
3bの大きさは、例えば高さは180mm程度、長さは
基板12と同程度かやや短い250mm程度、厚さは
1.0mmから6.0mm程度に構成する。図1の例で
は、縦フィン体13aを縦フィン体13bよりもやや長
くしてある。そして縦フィン体13a,13bの配置を
平面的に見ると、図2に示すように正方形状の基板12
に垂直に当たる冷却流体の流路方向Aに対して、1枚毎
に前後に距離(D)だけずらして配置してある。ずらす
距離(D)は20mm〜50mm、より好ましくは30
mm〜40mmが適当である。このように縦フィン体1
3a,13bを冷却流体の流路方向Aに対して前後にず
らして配置することにより、冷却流体がフィン本体13
に当たる部分に、縦フィン体13aで挟まれた空間Vが
形成され、冷却流体がフィン本体13に当たった際に横
に逃げるのを防ぎ、乱流の発生を抑制することができ
る。従ってフィン本体13の深部までも圧損の上昇を抑
え、充分な冷却流体の流量を確保することができ、放熱
フィンの冷却効率を高めることが可能となる。
The vertical fin bodies 13a and 13b are provided on one upper surface of the substrate 12 as shown in FIG. 1 so as to be substantially parallel to the flow direction A of the cooling fluid, and one vertical fin body. A large number of bodies 13a are arranged in a line with being shifted to the windward side of the other vertical fin body 13b. Vertical fin bodies 13a, 1
The size of 3b is, for example, about 180 mm in height, about 250 mm in length or slightly shorter than the substrate 12, and about 1.0 mm to 6.0 mm in thickness. In the example of FIG. 1, the vertical fin body 13a is slightly longer than the vertical fin body 13b. When the arrangement of the vertical fin bodies 13a and 13b is seen in a plan view, as shown in FIG.
With respect to the flow path direction A of the cooling fluid that vertically strikes the sheet, the sheets are arranged so as to be shifted front and back for each sheet by a distance (D). The shifting distance (D) is 20 mm to 50 mm, more preferably 30
mm to 40 mm is suitable. Vertical fin body 1
By arranging 3a and 13b so as to be shifted in the front-back direction with respect to the flow direction A of the cooling fluid, the cooling fluid is transferred to the fin body 13
A space V sandwiched by the vertical fin bodies 13 a is formed in the portion that hits the fins, and when the cooling fluid hits the fin body 13, it can be prevented from laterally escaping and the occurrence of turbulence can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress an increase in pressure loss even to a deep portion of the fin body 13, to secure a sufficient flow rate of the cooling fluid, and to improve the cooling efficiency of the radiation fin.

【0014】(第2の実施形態)図3は本発明の放熱フ
ィンの第2の実施形態を示す平面図である。第2の実施
形態の放熱フィンが、図2に示した第1の実施形態と異
なる点は、縦フィン体23a,23bの先端部にテーパ
ー部24a,24b,25a,25bを設けた点であ
る。縦フィン体の先端部にテーパー部を設けることによ
り、縦フィン体による冷却流体の圧損を和らげ、冷却効
率を向上させることができる。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the radiation fin of the present invention. The radiating fin of the second embodiment is different from that of the first embodiment shown in FIG. 2 in that tapered portions 24a, 24b, 25a, 25b are provided at the tips of the vertical fin bodies 23a, 23b. . By providing the tapered portion at the tip of the vertical fin body, it is possible to reduce the pressure loss of the cooling fluid by the vertical fin body and improve the cooling efficiency.

【0015】テーパー部を有する縦フィン体23a,2
3bの先端部を拡大して示したのが、図4である。図4
に示すとおり、テーパー部24a,24b,25a,2
5bは冷却流体の流路方向Aに対して風上側24a,2
4bと風下側25a,25bとに設けるのがより効果的
である。特に風上側に設けたテーパー部24a,24b
は冷却流体の圧損を和らげる効果が大きい。テーパー部
24a,24b,25a,25bは縦フィン体23a,
23bの長さ(L)方向に於ける中央面を対称面として
ほぼ面対称に形成されており、風上側に設けたテーパー
部24a,24bは冷却流体の流路方向Aに対してその
幅Tが漸増し、また、風下側に設けたテーパー部25
a,25bは冷却流体の流路方向Aに対してその幅Tが
漸減するようにして形成されている。そして、各テーパ
ー部は縦フィン体24a,24bの幅T方向に於ける中
央面を対称面として面対称に形成されており、テーパー
部の各傾き角度θは5〜60度、より好ましくは15度
〜45度の範囲が適当である。なお、冷却流体の流路方
向Aに対して、風上側23cと風下側23dとのテーパ
ー部の各傾き角度θを異ならせて構成しても良い。この
場合は上記の角度の範囲で風上側の傾き角度を小さくす
るのが効果的である。
Vertical fin bodies 23a, 2 having tapered portions
FIG. 4 is an enlarged view of the tip of 3b. Figure 4
As shown in, the taper portions 24a, 24b, 25a, 2
5b is the windward side 24a, 2 with respect to the flow direction A of the cooling fluid.
4b and the leeward side 25a, 25b is more effective. Especially, taper portions 24a and 24b provided on the windward side
Has a large effect of reducing the pressure loss of the cooling fluid. The tapered portions 24a, 24b, 25a, 25b are the vertical fin bodies 23a,
The taper portions 24a and 24b provided on the windward side have a width T with respect to the flow path direction A of the cooling fluid, and are formed substantially symmetrically with respect to the center plane in the length (L) direction of 23b. Gradually increases, and the taper portion 25 provided on the leeward side
The widths T of the a and 25b are formed so as to gradually decrease in the flow direction A of the cooling fluid. Further, each tapered portion is formed in plane symmetry with the center plane in the width T direction of the vertical fin bodies 24a, 24b as a plane of symmetry, and each inclination angle θ of the tapered portion is 5 to 60 degrees, more preferably 15 degrees. A range of degrees to 45 degrees is suitable. It should be noted that the inclination angles θ of the taper portions of the windward side 23c and the leeward side 23d may be different from each other with respect to the flow passage direction A of the cooling fluid. In this case, it is effective to reduce the inclination angle on the windward side within the above range of angles.

【0016】(第3の実施形態)図5は本発明の放熱フ
ィンの第3の実施形態を示す平面図である。第3の実施
実施形態の放熱フィンが第1や第2の実施形態と異なる
点は、縦フィン体33a1枚と縦フィン体33b2枚を
交互に繰り返して配置した点である。つまり、各縦フィ
ン体の先端位置を、二つおきに冷却流体の流通方向Aに
向かって前方にずらして配置してある。縦フィン体の配
置間隔にもよるが、適当な幅の空間が形成されれば、乱
流の発生を抑制することができる。従ってフィン本体の
深部でも圧損の上昇が抑制され、充分な冷却流体の流量
を確保することができ、放熱フィンの冷却効率を高める
ことが可能となる。図5では各縦フィン体33a,33
bの先端にテーパー部34a,34bを設けた例を示し
ている。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of the radiation fin of the present invention. The radiating fins of the third embodiment differ from the first and second embodiments in that one vertical fin body 33a and two vertical fin bodies 33b are alternately and repeatedly arranged. That is, the tip positions of the respective vertical fin bodies are arranged so as to be shifted forward every two in the flowing direction A of the cooling fluid. Although a space having an appropriate width is formed, it is possible to suppress the occurrence of turbulence, although it depends on the arrangement interval of the vertical fin bodies. Therefore, the increase of the pressure loss is suppressed even in the deep portion of the fin body, a sufficient flow rate of the cooling fluid can be secured, and the cooling efficiency of the radiation fins can be improved. In FIG. 5, each vertical fin body 33a, 33
An example is shown in which tapered portions 34a and 34b are provided at the tip of b.

【0017】(第4の実施形態)図6は本発明の放熱フ
ィンの第4の実施形態を示す平面図である。第4の実施
形態の放熱フィンが第1ないし第3の実施形態と異なる
点は、冷却流体の流通方向Aに向かって前方にとびだし
て配置してある縦フィン体43aの先端部にのみテーパ
ー部44を設け、後方に配置した縦フィン体43bの先
端部にはテーパー部を設けていない点である。先端部に
のみテーパー部44を設けて冷却流体の圧損増加を防止
すれば、空間の効果によって乱流の発生を抑制できるか
らである。前方にとびだした縦フィン体43aと後方に
配置した縦フィン体43bとは交互に配置してある。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a plan view showing a fourth embodiment of the radiation fin of the present invention. The radiating fins of the fourth embodiment differ from the first to third embodiments in that the taper portion is provided only at the tip end portion of the vertical fin body 43a which is arranged so as to project forward in the cooling fluid flow direction A. 44 is provided, and the vertical fin body 43b arranged rearward is not provided with a taper portion. This is because if the tapered portion 44 is provided only on the tip end portion to prevent the pressure loss of the cooling fluid from increasing, the turbulent flow can be suppressed by the effect of the space. The vertical fin bodies 43a protruding forward and the vertical fin bodies 43b arranged rearward are alternately arranged.

【0018】第1の実施形態から第4の実施形態に示し
た本発明の放熱フィンには、各縦フィン体の間に横フィ
ンを配置することもできる。横フィンは、例えばアルミ
ニウムや銅等の熱伝導率の良い金属の薄板又は箔をコル
ゲート加工したものを、ろう付け等の接合方法により縦
フィン体に接合する。横フィンの寸法は特に制限は無
く、できる限り縦フィン体の面積一杯に取りつければよ
い。
In the heat dissipating fins of the present invention shown in the first to fourth embodiments, horizontal fins may be arranged between each vertical fin body. The horizontal fin is formed by corrugating a thin plate or foil of a metal having good thermal conductivity, such as aluminum or copper, and joined to the vertical fin body by a joining method such as brazing. The size of the horizontal fins is not particularly limited, and the vertical fins may be mounted to fill the area as much as possible.

【0019】本発明で使用する放熱フィンは縦フィン・
横フィン共熱伝導率の高いアルミニウムや銅又はそれら
の合金を使用するのが好ましい。例えばアルミニウム合
金を使用する場合、縦フィンは周知の押出し加工や鍛造
等の塑性加工により形成した中間素材に、テーパー加工
のような必要な各種の機械加工(切削、研削等)を施し
たり、ダイキャストの塑性加工により形成した中間素材
に必要な各種の機械加工を施すことにより形成する。さ
らに、基板とフィン体とを一体に成形しても良く、また
は別体として形成した後溶接等適宜な方法で固着させて
形成しても良い。また、横フィンは表面にろう材を塗布
した極薄板ないし箔からなるブレージングシートを所定
の寸法にコルゲート加工したものを、所定の位置にろう
付けして構成すれば良い。
The radiation fin used in the present invention is a vertical fin.
It is preferable to use aluminum, copper, or an alloy thereof, which has a high horizontal fin co-thermal conductivity. For example, when an aluminum alloy is used, the vertical fins can be formed by performing various necessary mechanical processing (cutting, grinding, etc.) such as taper processing on an intermediate material formed by well-known plastic processing such as extrusion or forging. It is formed by subjecting the intermediate material formed by the plastic working of the cast to various necessary mechanical workings. Further, the substrate and the fin body may be integrally formed, or may be formed separately and then fixed by an appropriate method such as welding. Further, the horizontal fins may be constructed by brazing brazing sheets made of ultra-thin plates or foils whose surfaces are coated with a brazing material and corrugated to a predetermined size, and brazing the brazing sheets to predetermined positions.

【0020】(実験例)次に、上記の構成からなる本発
明の放熱フィンと、本発明の放熱フィンと同じ大きさの
放熱面積を有する放熱フィンの冷却性能を比較した実験
結果を示す。実験に使用した放熱フィンの外観構造と寸
法を図7及び図8に示す。図7は外観斜視図を、図8は
図7の線A−A’に沿った断面図である。図7に示すよ
うに放熱フィン51は長さL、幅270mm、厚さ30
mmの純アルミニウムからなる基板52の片面に、長さ
L1、高さ180mm、厚さ2mmの同じくアルミニウ
ムからなる縦フィン体53aを14枚と、同じく長さL
2、高さ180mm、厚さ2mmのアルミニウムからな
る縦フィン体53bを13枚の合計27枚の縦フィン体
を、互いに3mmの間隔をあけて配置した。ここで、縦
フィン体53aの長さL1は210mmから610mm
の間に設定した。また、基板52の長さLは、250m
mから650mmの範囲に設定した。また、縦フィン体
53bの長さL2は、縦フィン体53aの長さL1より
も30mmまたは40mm短く設定した。そして前後に
ずらして配置した縦フィン体53aの先端にのみテーパ
ー部54aを設けた。テーパー部の角度θは30度とし
た。さらに、各縦フィン体53a,53bの間には、厚
さ0.16mmのアルミニウム箔を幅3mm×高さ3m
mにコルゲート加工した横フィン体56を、ろう付け加
工して取りつけた。横フィン体56の長さL3は、縦フ
ィン体53の長さL2よりも短く設定した。
(Experimental example) Next, an experimental result is shown in which the cooling performances of the radiation fin of the present invention having the above-mentioned structure and the radiation fin having a radiation area of the same size as the radiation fin of the present invention are compared. The external structure and dimensions of the radiation fin used in the experiment are shown in FIGS. 7 and 8. 7 is an external perspective view, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 7. As shown in FIG. 7, the radiation fin 51 has a length L, a width of 270 mm, and a thickness of 30.
On one side of the substrate 52 made of pure aluminum of mm, there are 14 vertical fin bodies 53a made of aluminum and having a length L1, a height of 180 mm, and a thickness of 2 mm.
2. A total of 27 vertical fin bodies, that is, 13 vertical fin bodies 53b made of aluminum having a height of 180 mm and a thickness of 2 mm, were arranged at a distance of 3 mm. Here, the length L1 of the vertical fin body 53a is 210 mm to 610 mm.
Set between. The length L of the substrate 52 is 250 m
It was set in the range of m to 650 mm. The length L2 of the vertical fin body 53b is set to be shorter than the length L1 of the vertical fin body 53a by 30 mm or 40 mm. Then, the taper portion 54a is provided only at the tip of the vertical fin body 53a which is arranged so as to be shifted forward and backward. The angle θ of the tapered portion was 30 degrees. Further, between the vertical fin bodies 53a and 53b, an aluminum foil having a thickness of 0.16 mm is formed with a width of 3 mm and a height of 3 m.
The horizontal fin body 56 corrugated to m was brazed and attached. The length L3 of the horizontal fin body 56 is set shorter than the length L2 of the vertical fin body 53.

【0021】このように構成した放熱フィン51の一端
から20℃の冷却用空気を毎秒8.8mの速度で送風
し、冷却用空気の入口側と出口側の静圧をマノメーター
で測定し、放熱フィン51内における圧力損失を測定し
た。これらの結果を表1に示す。
Cooling air at 20 ° C. is blown from one end of the radiation fin 51 thus constructed at a speed of 8.8 m / s, and the static pressure at the inlet side and the outlet side of the cooling air is measured by a manometer to radiate heat. The pressure loss inside the fin 51 was measured. The results are shown in Table 1.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【作用】本発明は、基板とこの基板に保持された複数の
縦フィン体を有する放熱フィンにおいて、前記各縦フィ
ン体の先端位置を、冷却流体の流通方向に対して前後に
ずらして配置することにより冷却流体がフィン本体に当
たったときに乱流が発生するのを抑制して、フィン本体
における通風抵抗(圧力損失)が上昇するのを抑え、十
分な冷却流体を放熱フィン本体内に呼び込んで冷却効率
を向上させるようにしたものである。
According to the present invention, in a radiation fin having a substrate and a plurality of vertical fins held by the substrate, the tip positions of the respective vertical fins are arranged so as to be shifted forward and backward with respect to the flow direction of the cooling fluid. As a result, turbulent flow is suppressed when the cooling fluid hits the fin body, and the ventilation resistance (pressure loss) in the fin body is prevented from rising, and sufficient cooling fluid is drawn into the heat radiation fin body. It is intended to improve the cooling efficiency.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、冷却流体がフィン本体
に当ったときに乱流が発生するのを防止して、フィン本
体における通風抵抗(圧力損失)が上昇するのを防ぎ、
十分な冷却流体を放熱フィン本体内に呼び込んで冷却効
率を向上させることができるので、従来よりも小型化・
高性能化した放熱フィンを提供することが可能となる。
According to the present invention, turbulent flow is prevented from occurring when the cooling fluid hits the fin body, and the ventilation resistance (pressure loss) in the fin body is prevented from increasing.
Since sufficient cooling fluid can be drawn into the radiating fin body to improve cooling efficiency, it can be made smaller than before.
It is possible to provide a high-performance radiating fin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態の係わる放熱フィンの
構造を説明する外観図である。
FIG. 1 is an external view illustrating a structure of a heat dissipation fin according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1実施形態の係わる放熱フィンの
平面配置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a planar arrangement of heat radiation fins according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第2実施形態の係わる放熱フィンの
平面配置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a planar arrangement of heat dissipation fins according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第2実施形態の係わる放熱フィンの
先端部のテーパー部分の形状を詳細に示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing in detail the shape of the tapered portion of the tip end portion of the heat dissipation fin according to the second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第3実施形態の係わる放熱フィンの
平面配置を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a planar arrangement of heat dissipation fins according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第4実施形態の係わる放熱フィンの
平面配置を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a planar arrangement of heat dissipation fins according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実験に使用した放熱フィンの構造を
説明する外観図である。
FIG. 7 is an external view illustrating the structure of a radiation fin used in an experiment of the present invention.

【図8】 本発明の実験に使用した放熱フィンの側面構
造を示す図である。
FIG. 8 is a view showing a side structure of a heat dissipation fin used in an experiment of the present invention.

【図9】 従来の放熱フィンの構造の一例を示す外観図
である。
FIG. 9 is an external view showing an example of the structure of a conventional radiation fin.

【図10】 従来の放熱フィンの構造の他の例を示す外
観図である。本発明の第1実施形態の係わる放熱フィン
の構造を説明する外観図である。
FIG. 10 is an external view showing another example of the structure of a conventional radiation fin. It is an external view explaining the structure of the radiation fin concerning 1st Embodiment of this invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,21,31,41,51・・・・・・放熱フィン 2,12,22,32,42,52・・・・・・基板 3,13・・・・・・フィン本体 3a,13a,13b,23a,23b,33a,33
b,43a,43b,53a,53b・・・・・・縦フィン体 7,24a,24b,34a,34b,44a,54a
・・・・・テーパー部 56・・・・・・横フィン
1, 11, 21, 31, 41, 51 ... Radiating fins 2, 12, 22, 32, 42, 52 ... Substrate 3, 13 ... Fin body 3a 13a, 13b, 23a, 23b, 33a, 33
b, 43a, 43b, 53a, 53b ... Vertical fin bodies 7, 24a, 24b, 34a, 34b, 44a, 54a
・ ・ ・ ・ ・ Tapered part 56 ・ ・ ・ ・ ・ Horizontal fin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲西 正和 静岡県裾野市千福194番地 株式会社エム エーファブテック千福工場内 (72)発明者 末木 靖人 静岡県裾野市千福194番地 株式会社エム エーファブテック千福工場内 Fターム(参考) 5F036 AA01 BA04 BA24 BB05 BD03   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masakazu Nakanishi             194 Senfuku, Susono City, Shizuoka Prefecture M Co., Ltd.             A Fab Tech Senfuku Factory (72) Inventor Yasuhito Sueki             194 Senfuku, Susono City, Shizuoka Prefecture M Co., Ltd.             A Fab Tech Senfuku Factory F-term (reference) 5F036 AA01 BA04 BA24 BB05 BD03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、この基板に保持された複数の縦
フィンを有する放熱フィンにおいて、前記各縦フィンの
先端位置を、冷却流体の流通方向に対して前後にずらし
て配置してなることを特徴とする放熱フィン。
1. A radiating fin having a substrate and a plurality of vertical fins held by the substrate, wherein the tip positions of the respective vertical fins are arranged so as to be shifted forward and backward with respect to the flow direction of the cooling fluid. A heat dissipation fin.
【請求項2】 前記各縦フィンの先端位置を、冷却流体
の流通方向に対して一つおきに交互に前後にずらして配
置されてなることを特徴とする請求項1に記載の放熱フ
ィン。
2. The radiating fin according to claim 1, wherein the tip positions of the respective vertical fins are arranged so as to be alternately shifted back and forth with respect to the flow direction of the cooling fluid.
【請求項3】 前記各縦フィンの先端位置を、冷却流体
の流通方向に向かって二つおきに前後にずらして配置し
てなることを特徴とする請求項1に記載の放熱フィン。
3. The radiating fin according to claim 1, wherein the vertical fins are arranged such that every two vertical fins are offset from each other in the front-back direction in the flowing direction of the cooling fluid.
【請求項4】 前記縦フィンを冷却流体の流通方向に対
して前後にずらす距離が20mm以上50mm以下であ
ることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1
項に記載の放熱フィン。
4. The distance from which the vertical fins are displaced forward and backward with respect to the flow direction of the cooling fluid is 20 mm or more and 50 mm or less, according to any one of claims 1 to 3.
The radiation fin according to item.
【請求項5】 前記各縦フィンの先端部にテーパー部を
設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれ
か1項に記載の放熱フィン。
5. The radiating fin according to claim 1, wherein a taper portion is provided at a tip end portion of each of the vertical fins.
【請求項6】 前記テーパー部が冷却流体の流通方向に
向かって前にとびだして配置された縦フィンにのみ設け
られていることを特徴とする請求項5に記載の放熱フィ
ン。
6. The heat dissipating fin according to claim 5, wherein the tapered portion is provided only on a vertical fin that is arranged so as to project forward in the flowing direction of the cooling fluid.
【請求項7】 前記各縦フィン間に横フィンを配置した
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項
に記載の放熱フィン。
7. The radiating fin according to claim 1, wherein a horizontal fin is arranged between the vertical fins.
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