JP2003198170A - Cooler - Google Patents

Cooler

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JP2003198170A
JP2003198170A JP2001396413A JP2001396413A JP2003198170A JP 2003198170 A JP2003198170 A JP 2003198170A JP 2001396413 A JP2001396413 A JP 2001396413A JP 2001396413 A JP2001396413 A JP 2001396413A JP 2003198170 A JP2003198170 A JP 2003198170A
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JP
Japan
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fins
cover
heat sink
air
heat transfer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001396413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinobu Uezuru
忍 上鶴
Iku Sato
郁 佐藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001396413A priority Critical patent/JP2003198170A/en
Publication of JP2003198170A publication Critical patent/JP2003198170A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooler of electronic component in which dissipation performance of heat generated from an electronic component can be enhanced. <P>SOLUTION: The cooler comprises a suction fan 5 fixed to the side face of a heat sink having a plurality of fins 3 formed on a heat transfer plate 2, and a cover 4 fixed to the upper surface of the heat sink wherein the cover 4 is positioned only in the region of 1/3 to 2/3 of the width of the heat sink from the left end thereof in the widthwise direction of the heat sink to cover the overall length thereof in the longitudinal direction. Since air from the fan 5 spreads to the fins 3 entirely and pressure loss of air flow is reduced, a sufficient volume of air can be ensured and the flow rate of air can be increased resulting in the enhancement of heat dissipation performance. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、パーソナルコンピ
ュータ等に使われるマイクロプロセッシングユニット
(以下、MPUと略す)等の発熱する半導体、またはそ
の他の発熱部を有する電子部品を冷却するのに用いられ
るヒートシンクとそのヒートシンクにファン等の送風手
段を組み合わせて発熱体の冷却を行う冷却装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat sink used for cooling a semiconductor such as a micro processing unit (hereinafter abbreviated as MPU) used in a personal computer or the like which generates heat, or an electronic component having other heat generating portion. And a cooling device that cools the heating element by combining a fan and other blowing means with the heat sink.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器においては半導体等の電
子部品の高集積化、動作クロックの高周波数化等に伴う
発熱量の増大に対して、電子部品の正常動作の為に、そ
れぞれの電子部品の接点温度を動作温度範囲内に如何に
保つかが大きな問題となってきている。特に、マイクロ
プロセッシングユニット(以下、MPUと略す)の高集
積化、高周波数化はめざましく、動作の安定性、また動
作寿命の確保などの点からも放熱対策が重要な問題とな
ってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, in electronic equipment, in order to ensure normal operation of electronic parts, the electronic parts such as semiconductors have been highly integrated and the operating clock has been increased in frequency to increase the heat generation amount. How to keep the contact temperature of parts within the operating temperature range has become a big problem. In particular, high integration and high frequency of a micro processing unit (hereinafter abbreviated as MPU) are remarkable, and heat dissipation measures have become an important issue in terms of stability of operation and ensuring of operation life.

【0003】一般に、MPU等の発熱体を冷却する冷却
装置の構成は、発熱体に接触し発熱体からの熱を広げ空
気等の冷媒と効率よく熱を交換させるためのヒートシン
クと、このヒートシンクに空気などの冷媒を強制的に送
り込むためのモータ付きのファンとによってなされる。
ヒートシンクにファンを取り付けた冷却装置は、例えば
特開平9−153573号公報に開示されている。ここ
ではファンをヒートシンクの上面に取り付けて、フィン
の外周をカバーすることで効率良く冷却している。
In general, a cooling device for cooling a heating element such as an MPU has a heat sink for contacting the heating element and spreading heat from the heating element to efficiently exchange heat with a refrigerant such as air. It is made by a fan with a motor for forcibly sending a refrigerant such as air.
A cooling device in which a fan is attached to a heat sink is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-153573. Here, a fan is attached to the upper surface of the heat sink to cover the outer periphery of the fins for efficient cooling.

【0004】ここで、他の従来の冷却装置の例を図7〜
図9に示す。
An example of another conventional cooling device is shown in FIGS.
It shows in FIG.

【0005】図7は従来の冷却装置を示す斜視図、図8
は図7(a)に示した従来の冷却装置の空気の速度分布
図、図9は図7(b)に示した従来の冷却装置の空気の
速度分布図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional cooling device, and FIG.
Is a velocity distribution diagram of air of the conventional cooling device shown in FIG. 7A, and FIG. 9 is a velocity distribution diagram of air of the conventional cooling device shown in FIG. 7B.

【0006】そして、図7(a)は上面にカバーを取り
付けない構成の従来の冷却装置を示す斜視図である。ま
た、図7(b)は上面全面にカバーを取り付けた構成の
従来の冷却装置を示す斜視図である。
FIG. 7 (a) is a perspective view showing a conventional cooling device having a structure in which a cover is not attached to the upper surface. Further, FIG. 7B is a perspective view showing a conventional cooling device having a structure in which a cover is attached to the entire upper surface.

【0007】図7(a)、図7(b)において2は発熱
体(図示せず)に接触し発熱体の熱を広げる伝熱プレー
ト、3は伝熱プレート2の発熱体に接触しない面から複
数本樹立したフィンである。ここで、伝熱プレート2と
フィン3の組み合わせをヒートシンクといい、5はヒー
トシンク側面に取り付けられ外部から空気を取り込みフ
ィン間へと空気を送る吹き込みファン、6はフィン間か
ら空気を取り込み外部へと空気を送る吸い出しファン、
4はヒートシンクの上面に取り付けられたカバーであ
る。
In FIGS. 7 (a) and 7 (b), reference numeral 2 is a heat transfer plate that contacts a heat generating element (not shown) to spread the heat of the heat generating element, and 3 is a surface of the heat transfer plate 2 that does not contact the heat generating element. It is a fin that has been established from multiple. Here, the combination of the heat transfer plate 2 and the fins 3 is referred to as a heat sink, 5 is a blower fan attached to the side surface of the heat sink to take in air from the outside and send air to between the fins, and 6 take air from between the fins to the outside. A suction fan that sends air,
Reference numeral 4 is a cover attached to the upper surface of the heat sink.

【0008】なお、以降は説明を容易にするために、図
に示すように部分的な名称の表現の他に、ヒートシンク
幅方向をX方向、ヒートシンク長さ方向をY方向、ヒー
トシンクの高さ方向をZ方向というような表現も併用す
る事にする。
In order to facilitate the description, the heat sink width direction is the X direction, the heat sink length direction is the Y direction, and the heat sink height direction is shown in addition to the partial representation as shown in the drawings. We will also use expressions such as Z direction.

【0009】一般にヒートシンクは、主にアルミニウム
や、銅等の高い熱伝導率を示す材料を主成分としてな
り、押出し成形(あるいは引抜き成形と呼ばれる)、冷
間鍛造、ダイキャストおよび薄板積層等の方法で製造さ
れている。このヒートシンクにファンやカバー他を組み
合わせたものを冷却装置という。
Generally, a heat sink is mainly composed of a material having a high thermal conductivity such as aluminum or copper, and is subjected to a method such as extrusion molding (also called pultrusion molding), cold forging, die casting and thin plate lamination. Is manufactured in. A combination of this heat sink with a fan and a cover is called a cooling device.

【0010】このような冷却装置では、伝熱プレート2
の下面に発熱体を接触させて使用される。実際の冷却装
置の冷却原理は、発熱体で発生した熱が、アルミニウム
等の高い伝熱性を有する伝熱プレート2を経てフィン3
へと伝わり、熱はフィン3の表面でファンから送られて
くる空気へ熱伝達されることで空気中へ放散され冷却さ
れる。
In such a cooling device, the heat transfer plate 2
It is used by bringing a heating element into contact with the lower surface of the. The cooling principle of the actual cooling device is that the heat generated in the heating element passes through the heat transfer plate 2 having a high heat transfer property such as aluminum and the fins 3
The heat is transferred to the air sent from the fan on the surfaces of the fins 3 to be dissipated into the air and cooled.

【0011】一般的には、ヒートシンクの側面にファン
を取り付けた冷却装置において、図7(a)のようにフ
ァンが吹き込みファンの場合はヒートシンク上面にカバ
ーを取り付けず、図7(b)のように吸い出しファンの
場合はヒートシンク上面にカバーを全面に覆う構成が多
い。
Generally, in a cooling device in which a fan is attached to the side surface of a heat sink, if the fan is a blow-in fan as shown in FIG. 7 (a), a cover is not attached on the upper surface of the heat sink, but as shown in FIG. 7 (b). In the case of a suction fan, the cover is often entirely covered on the upper surface of the heat sink.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
等の電子部品では、更なる高速化の進展等によって益々
発熱が大きくなる傾向にあり、従来の構成の冷却装置を
用いた場合では、十分な冷却等を行うことができにくく
なって来ており、特にMPUなどの高発熱電子部品で
は、その性能を十分に発揮することができなかったり、
あるいは熱暴走などを起こし、電子機器に異常が生じる
等の問題が生じている。また発熱量の増加に伴って冷却
装置そのものを大きくして冷却能力を高める方法も考え
られるが、電子機器自体の大きさから、自ずと冷却装置
の大きさや重さに制限を受けるという状況である。
However, in the case of electronic parts such as semiconductors, the heat generation tends to increase more and more due to the further increase in speed, and when the cooling device of the conventional structure is used, sufficient cooling is achieved. It has become difficult to perform the above, and especially with high heat-generating electronic components such as MPU, the performance cannot be fully exhibited,
Alternatively, thermal runaway or the like occurs, causing problems such as abnormalities in electronic devices. Although a method of increasing the cooling capacity by increasing the cooling device itself as the amount of heat generation increases can be considered, the size and weight of the cooling device are naturally limited by the size of the electronic device itself.

【0013】ここで冷却装置の性能を高めるには、ファ
ンから発生した空気の流れがフィン全体に行き渡り、全
てのフィンから放熱を行える状態とするのが最も望まし
い。
In order to improve the performance of the cooling device, it is most desirable that the air flow generated by the fan be spread over the entire fins so that heat can be radiated from all the fins.

【0014】図8は、図7(a)に示した従来の冷却装
置の空気の速度分布図である。
FIG. 8 is an air velocity distribution chart of the conventional cooling device shown in FIG. 7 (a).

【0015】図8(a)は、図7(a)に示したヒート
シンク側面に吹き込みファンを取り付けた従来の冷却装
置の正面図と、正面図の上のグラフはヒートシンク上面
でフィン前部(ファン側)におけるフィン間から外部へ
と流れ出る空気のX座標位置におけるZ方向の速度分布
図である。
FIG. 8 (a) is a front view of a conventional cooling device in which a blower fan is attached to the side surface of the heat sink shown in FIG. 7 (a), and the graph above the front view shows the fin front part (fan FIG. 8 is a velocity distribution diagram in the Z direction at the X coordinate position of the air flowing out from between the fins on the side).

【0016】ここで、説明を簡略にするために以下の表
現では図8(a)に示すように、ヒートシンクの左端か
らヒートシンクの幅(X方向)の1/3未満までの領域
が位置しているフィン間をXL領域、左端から1/3以
上で2/3未満までをXM領域、ヒートシンクの右端か
ら1/3までをXR領域と呼ぶことにする。
Here, in order to simplify the description, in the following expression, as shown in FIG. 8A, a region from the left end of the heat sink to less than 1/3 of the width (X direction) of the heat sink is located. The space between the fins is referred to as an XL region, the left end to 1/3 or more and less than 2/3 is referred to as an XM region, and the heat sink right end to 1/3 is referred to as an XR region.

【0017】図8(b)は図7(a)に示した従来の冷
却装置のY方向のY−1断面図であり、XL領域のフィ
ン間の空気の流れを示す図である。上のグラフはヒート
シンク上面でのフィン間から外部へと流れ出る空気のY
座標位置のZ方向の速度分布図であり、右のグラフはヒ
ートシンク後面(ファン取付部と反対側部)でのフィン
間から外部へと流れ出る空気のY方向の速度分布図であ
る。
FIG. 8 (b) is a Y-1 sectional view of the conventional cooling device shown in FIG. 7 (a) in the Y direction, showing the flow of air between the fins in the XL region. The graph above shows Y of air flowing out from between the fins on the top of the heat sink.
FIG. 7 is a velocity distribution diagram in the Z direction of coordinate positions, and the right graph is a velocity distribution diagram in the Y direction of air flowing out from between the fins on the rear surface of the heat sink (on the side opposite to the fan attachment portion) to the outside.

【0018】図8(c)は図7(a)に示した従来の冷
却装置のY方向のY−2断面図であり、XR領域のフィ
ン間の空気の流れを示す図である。上のグラフはヒート
シンク上面でのフィン間から外部へと流れ出る空気のZ
方向の速度分布図であり、右のグラフはヒートシンク後
面でのフィン間から外部へと流れ出る空気のY方向の速
度分布図である。
FIG. 8C is a Y-2 cross-sectional view in the Y direction of the conventional cooling device shown in FIG. 7A, showing the flow of air between the fins in the XR region. The graph above shows the Z of air flowing out from between the fins on the top of the heat sink.
It is a velocity distribution diagram in the direction, and the graph on the right is a velocity distribution diagram in the Y direction of the air flowing out from between the fins on the rear surface of the heat sink to the outside.

【0019】ここで、ファンからフィン間に流れ込む空
気の流入方向を図7(a)を用いて考える。ファンの回
転方向は矢印で図示した時計回り方向で外部から空気を
取り込み、フィン間に吹き込むファンである。ファンか
らフィン間へと流れ込む空気の方向はフィンがファンの
どの領域に位置するかで考えると、大まかにXL、X
M、XRの3つの領域に分類される。
Here, the inflow direction of the air flowing between the fan and the fin will be considered with reference to FIG. The rotation direction of the fan is a clockwise direction shown by an arrow, and air is taken in from the outside and blown between the fins. The direction of air flowing from the fan to the space between the fins is roughly XL, X when considering where the fins are located in the fan.
It is classified into three areas, M and XR.

【0020】XL領域では、ここに位置したファンの回
転方向がフィン下部からフィン上部へと向かうので、こ
の領域のフィン間へと流れ込む空気はフィン下部から上
部へと向かう方向になる。また、XM領域では、ここに
位置したファンの回転方向がフィン壁面に略垂直方向
(X方向)へと向かうので、この領域のフィン間へと流
れ込む空気はヒートシンク長さ方向(Y方向)へと向か
う方向であるが、フィン壁面に衝突を繰り返し、流速が
極端に小さくなる。さらに、XR領域では、ここに位置
したファンの回転方向がフィン上部からフィン下部へと
向かうので、この領域のフィン間へと流れ込む空気はフ
ィン上部から下部へと向かう方向になる。
In the XL region, the direction of rotation of the fan located here is from the lower fins to the upper fins, so the air flowing between the fins in this region is in the direction from the lower fins to the upper fins. Further, in the XM region, the direction of rotation of the fan located here is in the direction substantially perpendicular to the fin wall surface (X direction), so the air flowing between the fins in this region is in the heat sink length direction (Y direction). Although it is in the heading direction, the collision with the fin wall surface is repeated and the flow velocity becomes extremely small. Furthermore, in the XR region, the direction of rotation of the fan located here is from the upper fins to the lower fins, so the air flowing between the fins in this region is in the direction from the upper fins to the lower fins.

【0021】ここで、ヒートシンク上面でのフィン前部
におけるフィン間から外部へと流れ出る空気のZ方向の
速度を考えると、図8(a)に示すようにXL領域では
流速が特に高く、XM領域では流速が急激に減少し、X
R領域では若干流れ込む方向である。このように吹き込
みファンの吹き出し口側では、部分的に流速が大きく指
向性の強い不均一な流れを生じる。
Considering the velocity in the Z direction of the air flowing outward from between the fins at the front of the fins on the upper surface of the heat sink, the flow velocity is particularly high in the XL region as shown in FIG. Then, the flow velocity suddenly decreases, and X
In the R region, there is a slight inflow direction. In this way, on the outlet side of the blowing fan, a nonuniform flow having a high flow velocity and a strong directivity is partially generated.

【0022】一方、ヒートシンク長さ方向(Y方向)で
のフィン間の空気の流れを考えると、図8(b)に示す
ようにXL領域であるY1断面では、ファンからフィン
間へと流れ込む空気の方向は斜め上向きであるためヒー
トシンク上面ではフィン前部から集中的に流れ出る。ま
た、ヒートシンク後面では、フィン上部の流速が大き
く、フィン下部にいくに従って急激に減少する。従っ
て、フィン上部では集中的に空気が流れ易いが、発熱体
に近く温度が高いフィン下部には空気が流れにくくな
り、結果的に放熱フィン全体が有効に機能していないこ
とになる。
On the other hand, considering the flow of air between the fins in the lengthwise direction of the heat sink (Y direction), as shown in FIG. 8B, in the Y1 cross section which is the XL region, the air flowing from the fan to the space between the fins. Since the direction of is diagonally upward, it flows out intensively from the front part of the fin on the upper surface of the heat sink. Further, on the rear surface of the heat sink, the flow velocity at the upper part of the fin is high, and it rapidly decreases as it goes to the lower part of the fin. Therefore, air tends to flow intensively in the upper part of the fin, but it becomes difficult for air to flow in the lower part of the fin near the heating element and at a high temperature, and as a result, the entire radiation fin does not function effectively.

【0023】図8(c)に示すようにXR領域であるY
2断面では、ファンからフィン間へと流れ込む空気の方
向は斜め下向きであり、ヒートシンク上面ではZ方向へ
の速度分布はほとんど小さく、前部では流れ込む方向
で、後部では流れ出す方向である。また、ヒートシンク
後面では、フィン下部の流速が大きく、フィン上部にい
くに従って若干減少する。
As shown in FIG. 8C, Y which is an XR region
In the two cross sections, the direction of the air flowing from the fan to the space between the fins is obliquely downward, the velocity distribution in the Z direction is almost small on the upper surface of the heat sink, the front direction is the flowing direction, and the rear direction is the flowing direction. Further, on the rear surface of the heat sink, the flow velocity under the fins is high and decreases slightly toward the top of the fins.

【0024】次に、ファンを吸い出しで用いた場合の従
来の技術を示す。図9は図7(b)に示した従来の冷却
装置の空気の速度分布図で、図9(a)は、図7(b)
に示した吸い出しファンを用いた従来の冷却装置におい
てカバーを取り付けない場合の正面図で、上のグラフは
ヒートシンク上面でフィン前部における外部からフィン
間へと流れ込む空気のZ方向の速度分布図である。
Next, a conventional technique when the fan is used for suction will be described. FIG. 9 is a velocity distribution diagram of the air of the conventional cooling device shown in FIG. 7B, and FIG.
Fig. 4 is a front view of the conventional cooling device using the suction fan shown in Fig. 7 in the case where the cover is not attached, and the upper graph is a velocity distribution diagram in the Z direction of the air flowing from the outside to the space between the fins on the upper surface of the heat sink. is there.

【0025】図9(b)は図7(b)に示した吸い出し
ファンを用いた従来の冷却装置においてカバーを取り付
けない場合のY方向の断面であり、フィン間の空気の流
れを示す図である。上のグラフはヒートシンク上面での
外部からフィン間へと流れ込む空気のZ方向の速度分布
図であり、右のグラフはヒートシンク後面での外部から
フィン間へと流れ込む空気のY方向の速度分布図であ
る。
FIG. 9B is a cross section in the Y direction when the cover is not attached in the conventional cooling device using the suction fan shown in FIG. 7B, showing the flow of air between the fins. is there. The upper graph is the velocity distribution diagram of the air flowing from the outside to the fins on the top of the heat sink in the Z direction, and the right graph is the velocity distribution diagram of the air flowing from the outside to the fins on the rear face of the heat sink in the Y direction. is there.

【0026】ここで、吸い出しファンを用いた場合は図
8(a)に示した吹き込みファンを用いた場合のXL、
XM、XRのような場所による速度分布の差が小さいこ
とが分かる。
Here, when the suction fan is used, XL when the blower fan shown in FIG. 8A is used,
It can be seen that the difference in velocity distribution depending on the location such as XM and XR is small.

【0027】図9(c)は図7(b)に示した吸い出し
ファンを用いた従来の冷却装置においてカバーを取り付
けた場合のY方向の断面であり、フィン間の空気の流れ
を示す図である。上のグラフはヒートシンク上面での外
部からフィン間へと流れ込む空気のZ方向の速度分布図
であり、右のグラフはヒートシンク後面での外部からフ
ィン間へと流れ込む空気のY方向の速度分布図である。
FIG. 9C is a cross section in the Y direction when a cover is attached to the conventional cooling device using the suction fan shown in FIG. 7B, showing the flow of air between the fins. is there. The upper graph is the velocity distribution diagram of the air flowing from the outside to the fins on the top of the heat sink in the Z direction, and the right graph is the velocity distribution diagram of the air flowing from the outside to the fins on the rear face of the heat sink in the Y direction. is there.

【0028】ここで、外部からフィン間へと流れ込む空
気の流入方向を図9(a)を用いて考える。ファンはフ
ィン間から空気を取り込み外部へと吸い出すので、ヒー
トシンク上面ではフィン前部における空気の速度を考え
ると、図9(a)に示すようにフィンがファンのどの領
域に位置するかによらず、前記した通り全体的に流速は
小さく広範囲で均一な流れを生じる。
Here, the inflow direction of the air flowing from the outside into the space between the fins will be considered with reference to FIG. Since the fan takes in air from between the fins and sucks it out to the outside, considering the velocity of the air in the front part of the fin on the upper surface of the heat sink, it does not depend on which area of the fan the fin is located as shown in FIG. 9A. As described above, the flow velocity is small as a whole and a uniform flow is generated in a wide range.

【0029】また、カバーを取り付けない構成のヒート
シンク長さ方向(Y方向)での空気の流れを考えると、
図9(b)に示すようにヒートシンク上面では、フィン
上部で前部からの流速が比較的大きく広範囲に一様な流
速である。また、ヒートシンク後面では、図に示すよう
にフィン上部から下部まで一様に流速が小さいので発熱
体に近く温度が高いフィン下部に空気が行き渡らないと
いう傾向があり、結果的に放熱フィン全体が有効に機能
していないことになる。
Considering the air flow in the heat sink length direction (Y direction) without the cover attached,
As shown in FIG. 9B, on the upper surface of the heat sink, the flow velocity from the front part is relatively large at the upper part of the fin and is uniform over a wide range. On the rear surface of the heat sink, as shown in the figure, the flow velocity is uniformly low from the upper part to the lower part of the fin, so there is a tendency that air does not spread to the lower part of the fin, which is close to the heating element and has a high temperature. It will not work.

【0030】これに対して上面全面にカバーを取り付け
ると、図9(c)に示すように発熱体に近く温度が高い
フィン下部にも比較的多くの空気の流れを発生させるこ
とができる。しかし、単純にヒートシンク上面をすべて
カバーすると外部からフィン間への空気の流入面積が減
少し、空気の流入総風量自体が減少するため、冷却性能
が低下する。また、ヒートシンク後部にコンデンサー等
の部品が配置されている場合もヒートシンク上面を全面
カバーすると外部からフィン間への空気の流入面積が減
少し冷却性能が低下することになる。つまり、単純にカ
バーを全面に配置するだけでは効果がないことになる。
On the other hand, if a cover is attached to the entire upper surface, a relatively large amount of air flow can be generated even under the fins that are close to the heating element and have a high temperature, as shown in FIG. 9C. However, if the entire surface of the heat sink is simply covered, the inflow area of air from the outside into the space between the fins is reduced, and the total inflow air amount of air itself is reduced, so that the cooling performance is deteriorated. Further, even when components such as a condenser are arranged at the rear of the heat sink, if the upper surface of the heat sink is entirely covered, the area where air flows in from the outside to between the fins is reduced and the cooling performance is reduced. In other words, simply arranging the cover on the entire surface is not effective.

【0031】このように最も重要な要素は、前述したよ
うにフィン間の空気の流速を減少させることなく可能な
限り広範囲のフィンに効率よく行き渡らせることができ
るかということと、フィンと外部間の空気の流入出領域
が十分確保されていることが必要である。
As described above, the most important factor is whether or not the air can be efficiently spread over the widest possible range of fins without reducing the flow velocity of air between the fins as described above. It is necessary that a sufficient air inflow / outflow area is secured.

【0032】したがって、仮にヒートシンク構造として
十分な表面積も確保した場合でも、十分な風量を確保す
るだけの速度分布が得られない構成では、結果的に十分
な放熱性能を得ることができない。
Therefore, even if a sufficient surface area is secured as the heat sink structure, a structure in which a velocity distribution sufficient to secure a sufficient air volume cannot be obtained cannot result in sufficient heat dissipation performance.

【0033】本発明は上記の課題を解決するもので、発
熱体から発生した熱の放熱性能を向上させ冷却性能に優
れた冷却装置を提供する事を目的とする。
The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device which improves the heat radiation performance of heat generated from a heating element and is excellent in cooling performance.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】本発明の冷却装置は、発
熱体に接触する受熱面を下面とする伝熱プレートと、前
記受熱面に対して反対側の上面に突出して複数の通風路
を形成する複数のフィンと、を備えたヒートシンクの側
面に送風手段であるファンが設けられ、前記ヒートシン
クの前記上面で前記通風路を塞ぐようにカバーが配され
たことを特徴とする冷却装置であって、前記カバーが前
記ヒートシンクの前記上面の面積の1/3以上で2/3
以下の領域を覆うことを特徴とする。
A cooling device of the present invention comprises a heat transfer plate having a heat receiving surface which is in contact with a heating element as a lower surface, and a plurality of ventilation passages projecting to an upper surface opposite to the heat receiving surface. A cooling device comprising a heat sink provided with a plurality of fins to be formed, a fan serving as an air blower provided on a side surface of the heat sink, and a cover arranged to block the ventilation passage on the upper surface of the heat sink. The cover is ⅔ or more of the area of the upper surface of the heat sink and ⅔.
It is characterized by covering the following areas.

【0035】また、本発明の冷却装置は、前記カバーが
略長方形状であり、前記ファンによる空気流方向となる
ヒートシンク長さ方向または前記空気流方向に直交する
ヒートシンク幅方向に亘って配されていることを特徴と
する。
Further, in the cooling device of the present invention, the cover has a substantially rectangular shape, and is arranged over a heat sink length direction which is an air flow direction by the fan or a heat sink width direction which is orthogonal to the air flow direction. It is characterized by being

【0036】また、本発明の冷却装置は、前記ファンが
前記ヒートシンクの内部に空気の吹き込みを行うファン
であり、前記カバーが、前記ヒートシンク長さ方向の全
長に亘って配されて、かつ前記ヒートシンクの上面の空
気流出量が大きい側の端部から前記ヒートシンクの幅に
対して1/3以上で2/3以下の領域のみを覆うことを
特徴とする。
Further, in the cooling device of the present invention, the fan is a fan for blowing air into the heat sink, the cover is arranged over the entire length in the heat sink length direction, and the heat sink is provided. It is characterized in that it covers only the region of 1/3 or more and 2/3 or less of the width of the heat sink from the end portion of the upper surface on the side where the air outflow amount is large.

【0037】また、本発明の冷却装置は、前記カバー
が、前記ヒートシンクの幅に亘って配されて、かつ前記
ヒートシンク長さ方向の全長に対して前記ファンの取り
付け端部から1/3以上で2/3以下の領域のみを覆う
ことを特徴とする。
Further, in the cooling device of the present invention, the cover is arranged over the width of the heat sink, and is 1/3 or more from the mounting end of the fan with respect to the entire length in the length direction of the heat sink. It is characterized in that it covers only a region of 2/3 or less.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、発熱体
を取付可能とする面を有する伝熱体と、伝熱体の他の面
に立設され通風路を形成する複数のフィンと、通風路方
向に沿って送風するファンと、伝熱体のフィンの立設面
に対向し通風路を覆うカバーとを有し、カバーの面積は
伝熱体のフィンの立設面の面積の1/3以上で2/3以
下であることを特徴とする冷却装置であって、カバーの
面積を1/3以上で2/3以下の領域とすることでフィ
ン間の空気がカバーから受ける圧力損失を少なくでき流
量の低下を防げるため、放熱特性を高めることができ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 has a heat transfer body having a surface to which a heat generating body can be attached, and a plurality of fins standing on the other surface of the heat transfer body to form an air passage. And a fan that blows along the ventilation path direction, and a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation path, and the area of the cover is the area of the standing surface of the fins of the heat transfer body. Is less than 1/3 and less than 2/3, and the air between the fins is received from the cover by setting the area of the cover to less than 1/3 and less than 2/3. Since the pressure loss can be reduced and the decrease in the flow rate can be prevented, the heat dissipation characteristics can be improved.

【0039】請求項2に記載の発明は、発熱体を取付可
能とする面を有する伝熱体と、伝熱体の他の面に立設さ
れ通風路を形成する複数のフィンと、通風路方向に沿っ
て送風するファンと、伝熱体のフィンの立設面に対向し
通風路を覆うカバーとを有し、カバーの配置位置でカバ
ーの一の辺の長さは伝熱体の辺の長さと等しく、他の辺
の長さは伝熱体の辺の長さより短いことを特徴とする冷
却装置であって、フィン間を流れる空気がカバーから受
ける圧力損失を少なくでき空気の流れがスムーズになる
とともに流量の低下を防げるため、放熱特性を高めるこ
とができる。
According to a second aspect of the present invention, a heat transfer body having a surface to which a heating element can be attached, a plurality of fins standing on the other surface of the heat transfer body to form a ventilation path, and a ventilation path. A fan that blows along the direction and a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation passage, and the length of one side of the cover is the side of the heat transfer body at the position where the cover is arranged. Is equal to the length of the heat transfer body and the lengths of the other sides are shorter than the lengths of the sides of the heat transfer body, and the pressure loss that the air flowing between the fins receives from the cover can be reduced and the air flow can be reduced. Since it is smooth and prevents a decrease in the flow rate, it is possible to improve the heat dissipation characteristics.

【0040】請求項3に記載の発明は、カバーの一の辺
がファンと接して配置されることを特徴とする請求項2
記載の冷却装置であって、フィン間の空気がカバーから
受ける圧力損失を少なくでき流量の低下を防げるため、
放熱特性を高めることができる。
The invention according to claim 3 is characterized in that one side of the cover is arranged in contact with the fan.
In the described cooling device, the pressure loss that the air between the fins receives from the cover can be reduced and the flow rate can be prevented from decreasing.
The heat dissipation characteristics can be improved.

【0041】請求項4に記載の発明は、発熱体を取付可
能とする面を有する伝熱体と、伝熱体の他の面に立設さ
れ通風路を形成する複数のフィンと、通風路方向に沿っ
て送風するファンと、伝熱体のフィンの立設面に対向し
通風路を覆うカバーとを有し、カバーの配置位置でカバ
ーの一の辺の長さは伝熱体の通風路方向の辺の長さと等
しく、他の辺の長さは伝熱体の他の辺の長さの1/3以
上で2/3以下であることを特徴とする冷却装置であっ
て、ファンからフィン間へと吹き込んだ空気をフィンの
後部まで行き渡らせることができるため、放熱特性を高
めることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, a heat transfer body having a surface to which a heating element can be attached, a plurality of fins standing on the other surface of the heat transfer body to form a ventilation path, and a ventilation path. It has a fan that blows along the direction, and a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation passage, and the length of one side of the cover is the ventilation position of the heat transfer body at the position where the cover is arranged. A cooling device, characterized in that it is equal to the length of the side in the road direction, and the length of the other side is 1/3 or more and 2/3 or less of the length of the other side of the heat transfer body, Since the air blown into the space between the fins can be spread to the rear part of the fins, the heat dissipation characteristics can be improved.

【0042】請求項5に記載の発明は、ファンの送風方
向は複数のフィンが形成する通風路内に吹き込み方向で
あることを特徴とする請求項4記載の冷却装置であっ
て、ファンからフィン間へと吹き込んだ空気をフィンの
後部まで行き渡らせることができるため、放熱特性を高
めることができる。
The invention according to claim 5 is the cooling device according to claim 4, characterized in that the air blowing direction of the fan is the blowing direction into the ventilation passage formed by the plurality of fins. Since the air blown into the space can be spread to the rear part of the fin, the heat dissipation characteristics can be improved.

【0043】請求項6に記載の発明は、発熱体を取付可
能とする面を有する伝熱体と、伝熱体の他の面に立設さ
れ通風路を形成する複数のフィンと、通風路方向に沿っ
て送風するファンと、伝熱体のフィンの立設面に対向し
通風路を覆うカバーとを有し、カバーは通風路の全幅に
亘りかつ通風路の方向の長さはフィンの長さの1/3以
上で2/3以下でファン側端部より配置されたことを特
徴とする冷却装置であって、吹き込みファンの場合はフ
ァンからフィン間へと吹き込んだ空気をフィン全体まで
行き渡らせることができ、吸い出しファンの場合は空気
を外部からフィン全体へと吸い込むことができるため、
放熱特性を高めることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a heat transfer body having a surface to which a heat generating element can be attached, a plurality of fins standing on the other surface of the heat transfer body to form a ventilation path, and a ventilation path. A fan that blows along the direction, and a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation passage, and the cover covers the entire width of the ventilation passage and the length of the fin in the direction of the ventilation passage. A cooling device characterized in that it is arranged from 1/3 or more of the length and 2/3 or less from the fan side end portion, and in the case of a blower fan, the air blown from the fan to the fins to the entire fins. It can be spread, and in the case of a suction fan, air can be sucked into the entire fin from the outside,
The heat dissipation characteristics can be improved.

【0044】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0045】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1における冷却装置の要部斜視図で、図1(a)は、
吹き込みファンを用いた場合のカバーの構成例であり、
図1(b)は本発明の実施の形態1における別な冷却装
置の要部斜視図でファンの回転方向とカバーの配置位置
が異なる。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view of an essential part of a cooling device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
It is a configuration example of a cover when using a blowing fan,
FIG. 1B is a perspective view of a main part of another cooling device according to the first embodiment of the present invention, in which the fan rotation direction and the cover disposition position are different.

【0046】図2は本発明の実施の形態1における冷却
装置の装置内の空気の流れと外部へと流れ出る空気の速
度分布を示す図で、図2(a)は図1(a)のY方向の
Y1断面図であり、XL領域のフィン間の空気の流れを
示す図である。上のグラフはヒートシンク上面でのフィ
ン間から外部へと流れ出る空気のZ方向の速度分布図で
あり、右のグラフはヒートシンク後面でのフィン間から
外部へと流れ出る空気のY方向の速度分布図である。ま
た、図2(b)は図1(a)のY方向のY2断面図であ
り、XR領域のフィン間の空気の流れを示す図である。
上のグラフはヒートシンク上面でのフィン間から外部へ
と流れ出る空気のZ方向の速度分布図であり、右のグラ
フはヒートシンク後面でのフィン間から外部へと流れ出
る空気のY方向の速度分布図である。
FIG. 2 is a diagram showing the flow of air in the cooling device and the velocity distribution of the air flowing out to the outside in the first embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) shows Y in FIG. 1 (a). It is a Y1 sectional view of the direction, and is a figure which shows the flow of the air between fins of XL area | region. The upper graph is the velocity distribution diagram in the Z direction for the air flowing out from between the fins on the top of the heat sink, and the right graph is the velocity distribution diagram in the Y direction for the air flowing out between the fins on the rear face of the heat sink. is there. Further, FIG. 2B is a Y2 cross-sectional view in the Y direction of FIG. 1A, showing an air flow between the fins in the XR region.
The upper graph is the velocity distribution diagram in the Z direction for the air flowing out from between the fins on the top of the heat sink, and the right graph is the velocity distribution diagram in the Y direction for the air flowing out between the fins on the rear face of the heat sink. is there.

【0047】図1(a)、(b)、図2(a)、(b)
において、1は伝熱プレート2の下面(負のZ軸方向の
面)に取付けられた発熱体である。ここで発熱体1とし
ては、IC、LSI、MPU等の半導体やトランジスタ
等の電子部品の発熱するものである。伝熱プレート2は
熱伝導性の良い材料、例えば、アルミニュウム、アルミ
ニュウム合金、銅、銅合金、セラッミク等で形成され、
発熱体1は伝熱プレート2のほぼ中央部に、ネジ、クリ
ップ、接着剤等により密着接合され(図示せず)、発熱
体1の熱が伝熱プレート2に効率よく伝わるように取り
つけられている。3は伝熱プレート2の上面(発熱体1
が取り付けられた面と逆の面)に形成された複数のフィ
ンで、フィン3は発熱体1の熱が伝熱プレート2を介し
て伝熱され大気中に放熱を行なう。フィン3は板状で同
一方向を向いて形成され、伝熱プレート2と一体形成さ
れても別体で作られたものを一体に取付けても良い。フ
ィン3は熱伝導性の良い材料、例えば、アルミニュウ
ム、アルミニュウム合金、銅、銅合金、セラッミク等で
形成される。この場合、ヒートシンクはフィン3と伝熱
プレート2とで構成されている。4はヒートシンクのフ
ィン3の上端面部を覆うカバーで、カバー4は熱伝導性
の良いアルミニュウム、銅、またはそれらの合金の薄板
状または箔状が好ましいが、プラスチィック等の合成樹
脂などの熱伝導性が特に良くなくても大気が漏れなけれ
ば差し支えない。カバー4は本実施の形態1ではフィン
3の上端面部を長さ方向の全長を覆い、ヒートシンク幅
方向(X方向)にヒートシンクの幅の半分の領域を覆う
ように配置され、ネジ、クリップ、接着剤、かしめ、ま
たは、熔着等で固定される。5は送風手段としてヒート
シンク側面に取り付けらフィン3に沿ってフィン3間に
気体を吹き込む吹き込みファンで、吹き込みファン5は
羽根の外周側が囲われた軸流タイプが用いられ効率よく
複数のフィン3間に大気を送風している。
1A, 1B, 2A, 2B
In the figure, reference numeral 1 is a heating element attached to the lower surface (surface in the negative Z-axis direction) of the heat transfer plate 2. Here, as the heating element 1, a semiconductor such as an IC, an LSI, an MPU, or an electronic component such as a transistor generates heat. The heat transfer plate 2 is made of a material having good heat conductivity, such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, ceramics,
The heat generating element 1 is closely joined (not shown) to the heat transfer plate 2 substantially in the center thereof with a screw, a clip, an adhesive or the like, and is attached so that the heat of the heat generating element 1 can be efficiently transferred to the heat transfer plate 2. There is. 3 is the upper surface of the heat transfer plate 2 (the heating element 1
The fins 3 are formed on the surface opposite to the surface on which the is attached. The fins 3 transfer the heat of the heating element 1 through the heat transfer plate 2 to radiate the heat to the atmosphere. The fins 3 are plate-shaped and formed in the same direction. The fins 3 may be integrally formed with the heat transfer plate 2 or separately formed and attached together. The fins 3 are formed of a material having good thermal conductivity, such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, ceramics, or the like. In this case, the heat sink is composed of the fins 3 and the heat transfer plate 2. Reference numeral 4 is a cover for covering the upper end surface of the fin 3 of the heat sink. The cover 4 is preferably a thin plate or foil of aluminum, copper, or an alloy thereof having good thermal conductivity, but thermal conductivity of synthetic resin such as plastic is used. Although it is not particularly good, it does not matter if the atmosphere does not leak. In the first embodiment, the cover 4 is arranged so as to cover the upper end surface of the fin 3 along the entire length in the length direction and to cover the half of the width of the heat sink in the heat sink width direction (X direction). It is fixed with a chemical, caulking, or welding. Reference numeral 5 is a blower fan that is attached to the side surface of the heat sink as a blower and blows a gas between the fins 3 along the fins 3. The blower fan 5 is an axial flow type in which the outer peripheral side of the blades is enclosed and is used efficiently between the plurality of fins 3. The atmosphere is blown to.

【0048】ヒートシンク長さ方向(Y方向)でのフィ
ン3間の空気の流れを考えると、図2(a)に示される
ように、XL領域であるY1断面では、フィン3の前部
(吹き込みファン5側)で斜め上向きの空気の流れであ
るがヒートシンク上面にカバー4が配置されているた
め、フィン3の後部にいくに従って水平向きの空気の流
れになりヒートシンク上面からの空気の速度分布はゼロ
になる。また、ヒートシンク後面ではフィン3の上部の
流速が大きく、フィン3の下部にいくに従ってなだらか
に減少する。従って、カバー4を配置することで発熱体
1に近く温度が高いフィン3の下部にも流速を生じさせ
ることができ、結果的に放熱フィン全体が有効に機能す
ることになる。
Considering the flow of air between the fins 3 in the heat sink length direction (Y direction), as shown in FIG. 2A, in the Y1 cross section which is the XL region, the front portion of the fin 3 (blow-in) is blown. Although the air flows diagonally upward on the fan 5 side), since the cover 4 is arranged on the upper surface of the heat sink, the air flow becomes horizontal toward the rear of the fin 3, and the velocity distribution of the air from the upper surface of the heat sink is It becomes zero. Further, on the rear surface of the heat sink, the flow velocity at the upper portion of the fin 3 is high, and gradually decreases toward the lower portion of the fin 3. Therefore, by disposing the cover 4, the flow velocity can be generated even in the lower portion of the fin 3 which is close to the heating element 1 and has a high temperature, and as a result, the entire radiation fin can effectively function.

【0049】また、図2(b)に示されるように、XR
領域であるY2断面では、フィン3の前部で斜め下向き
であるが伝熱プレート2があるので、フィン3の後部に
いくに従って水平向きの空気の流れになりヒートシンク
上面でのZ方向の速度分布はほとんど小さく、フィン3
の前部では吸い込み方向で、フィン3の後部では吹き出
し方向である。また、ヒートシンク後面ではフィン3の
下部の流速が大きく、フィン3の上部にいくに従って若
干減少する。この領域のヒートシンク上面にはカバー4
が配置されていないため、フィン3間から外部への空気
が流出可能な範囲が減少することがなく、カバー4から
の空気の通風抵抗がないので、空気の流出総風量自体が
減少せず、冷却性能が低下しない。
Further, as shown in FIG. 2B, XR
In the Y2 cross section, which is the region, there is the heat transfer plate 2 that is diagonally downward at the front of the fins 3, but since there is a heat transfer plate 2, horizontal air flows toward the rear of the fins 3 and the velocity distribution in the Z direction on the upper surface of the heat sink. Is almost small, fin 3
The front part is in the suction direction, and the rear part of the fin 3 is in the blowing direction. On the rear surface of the heat sink, the flow velocity at the lower portion of the fin 3 is large, and the flow velocity is slightly reduced toward the upper portion of the fin 3. Cover 4 on top of the heat sink in this area
Is not arranged, the range in which air can flow out from between the fins 3 does not decrease, and since there is no ventilation resistance of air from the cover 4, the total outflowing air volume of air itself does not decrease, Cooling performance does not deteriorate.

【0050】図3は本発明の実施の形態1における冷却
装置のヒートシンクの幅に対するカバー長さの割合と発
熱体の温度の関係図で、ヒートシンクの左端の位置から
のヒートンクの幅方向のカバー4長さのヒートシンクの
幅に対する割合と発熱体の温度の関係を示す。カバー4
なしの状態からヒートシンクの幅の1/3の領域では温
度が急激に低下し冷却効率が上がっている。カバー4の
長さが1/3以上で2/3以下の領域では冷却性能が一
定である。さらにカバー4の長さを増やすと通風性が悪
くなるため、2/3以上の領域では温度が若干上昇す
る。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the ratio of the cover length to the width of the heat sink and the temperature of the heating element of the cooling device according to the first embodiment of the present invention. The cover 4 in the width direction of the heat sink from the left end position of the heat sink. The relationship between the ratio of the length to the width of the heat sink and the temperature of the heating element is shown. Cover 4
In the region of 1/3 of the width of the heat sink from the state without the temperature, the temperature sharply drops and the cooling efficiency increases. The cooling performance is constant in a region where the length of the cover 4 is ⅓ or more and ⅔ or less. Further, if the length of the cover 4 is increased, ventilation is deteriorated, so that the temperature slightly rises in the region of 2/3 or more.

【0051】したがって、本発明のようにカバー4の長
さを1/3以上で2/3以下とすることで、通風性が良
く放熱特性に優れているため熱伝導性が高い、小型の電
子機器でも使用可能な小型で軽量な冷却装置を実現する
ことができる。
Therefore, by setting the length of the cover 4 to be 1/3 or more and 2/3 or less as in the present invention, a small electronic device having high heat conductivity due to good ventilation and excellent heat dissipation characteristics. It is possible to realize a small and lightweight cooling device that can be used in equipment.

【0052】以上の説明では、吹き込みファン5の回転
方向が時計回りの場合のカバー4の配置構成であるが、
反時計回りの吹き込みファン5の場合は図1(b)のよ
うにカバー4の位置はヒートシンクのフィン3の上面の
長さ方向の全長を覆い、ヒートシンクの右端からヒート
シンク幅方向(−X方向)にヒートシンクの幅の半分の
領域のみにカバー4を配置することで上述したのと同様
の効果が得られる。カバー4を配置した領域と配置しな
い領域のフィン間の空気の流れは同様である。
In the above description, the cover 4 is arranged when the direction of rotation of the blower fan 5 is clockwise.
In the case of the counterclockwise blower fan 5, as shown in FIG. 1B, the position of the cover 4 covers the entire length of the upper surface of the fin 3 of the heat sink in the length direction, and the heat sink width direction (-X direction) from the right end of the heat sink. By arranging the cover 4 only in a region half the width of the heat sink, the same effect as described above can be obtained. The air flow between the fins in the region where the cover 4 is arranged and the region where the cover 4 is not arranged is similar.

【0053】(実施の形態2)図4は本発明の実施の形
態2における冷却装置の要部斜視図で、図4(a)は、
吐き出し用のファンを用いた場合のカバーの配置構成例
を示す図であり、図4(b)は図4(a)のY方向のY
1断面図であり、XL領域のフィン間の空気の流れを示
す図で、上のグラフはヒートシンク上面でのフィン3間
から外部へと流れ出る空気のZ方向の速度分布図であ
り、右のグラフはヒートシンク後面でのフィン3間から
外部へと流れ出る空気のY方向の速度分布図である。ま
た、図4(c)は図4(a)のY方向のY2断面図であ
り、XR領域のフィン間の空気の流れを示す図である。
上のグラフはヒートシンク上面でのフィン3間から外部
へと流れ出る空気のZ方向の速度分布図であり、右のグ
ラフはヒートシンク後面でのフィン3間から外部へと流
れ出る空気のY方向の速度分布図である。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a perspective view of an essential part of a cooling device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG.
It is a figure which shows the example of a layout of a cover when using the fan for discharge | emission, FIG.4 (b) is Y of the Y direction of FIG.4 (a).
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the flow of air between fins in the XL region, and the upper graph is a velocity distribution diagram in the Z direction of air flowing out from between the fins 3 on the upper surface of the heat sink to the outside. FIG. 4 is a velocity distribution diagram in the Y direction of air flowing out from between the fins 3 on the rear surface of the heat sink. Further, FIG. 4C is a Y2 cross-sectional view in the Y direction of FIG. 4A, showing the flow of air between the fins in the XR region.
The upper graph is the velocity distribution diagram in the Z direction of the air flowing out from between the fins 3 on the upper surface of the heat sink, and the right graph is the velocity distribution in the Y direction of the air flowing out from between the fins 3 on the rear face of the heat sink. It is a figure.

【0054】図4(a)〜(c)において、3は伝熱プ
レート2の上部に形成されたフィンで、1は伝熱プレー
ト2の下部方向(負のZ軸方向)に取付けられた発熱体
である。5は送風手段としてヒートシンク側面に取り付
けられた吹き込みファンである。8はヒートシンクの幅
(X方向)を覆い、吹き込みファン5の取り付け端部か
らヒートシンクのファン3の長さ方向にファン3の長さ
方向の全長の半分の領域のみに配置されたカバーであ
る。上記部品は、実施の形態1と基本的には同様な作用
を行なうもので詳細な説明は省略する。
In FIGS. 4A to 4C, 3 is a fin formed on the upper part of the heat transfer plate 2, and 1 is heat generated by being attached to the lower part of the heat transfer plate 2 (negative Z-axis direction). It is the body. Reference numeral 5 is a blower fan attached to the side surface of the heat sink as a blowing means. Reference numeral 8 denotes a cover which covers the width of the heat sink (X direction) and is arranged only in an area half the total length of the fan 3 in the length direction of the fan 3 from the mounting end portion of the blowing fan 5 in the length direction of the fan 3 of the heat sink. The above-mentioned parts basically operate in the same manner as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【0055】図4(b)に示すように、ヒートシンク長
さ方向(Y方向)でのフィン3間の空気の流れを考える
と、XL領域であるY1断面では、フィン3の前部では
斜め上向きの空気の流れであり、ヒートシンク上面では
フィン3の前部(吹き込みファン5側)にカバー8が配
置されているため空気の速度分布はゼロになり、フィン
3の後部にいくに従って水平向きの空気の流れになりカ
バー8が配置されていないフィン3の後部から流れ出
す。また、ヒートシンク後面ではフィン3の上部の流速
が大きく、フィン3の下部にいくに従ってなだらかに減
少する。従って、カバー8を配置することで発熱体に近
く温度が高いフィン3の下部にも流速を生じさせること
ができ、結果的に放熱にフィン3全体が有効に機能する
ことになる。
As shown in FIG. 4B, considering the air flow between the fins 3 in the lengthwise direction of the heat sink (Y direction), in the Y1 cross section which is the XL region, the front of the fins 3 is directed obliquely upward. Since the cover 8 is arranged in front of the fins 3 (on the side of the blower fan 5) on the upper surface of the heat sink, the velocity distribution of the air becomes zero, and the air horizontally oriented toward the rear of the fins 3. Flows out from the rear part of the fin 3 where the cover 8 is not arranged. Further, on the rear surface of the heat sink, the flow velocity at the upper portion of the fin 3 is high, and gradually decreases toward the lower portion of the fin 3. Therefore, by disposing the cover 8, it is possible to generate a flow velocity in the lower portion of the fin 3 which is close to the heating element and has a high temperature, and as a result, the fin 3 as a whole functions effectively for heat dissipation.

【0056】図4(c)に示すように、XR領域である
Y2断面では、フィン3の前部では斜め下向きの空気の
流れであり、ヒートシンク上面ではフィン3の前部では
カバー8が配置されているためゼロであり、フィン3の
後部では極めて小さい。また、ヒートシンク後面ではフ
ィン3の下部の流速が大きく、フィン3の上部にいくに
従って若干減少する。
As shown in FIG. 4 (c), in the Y2 cross section which is the XR region, there is an oblique downward air flow in the front part of the fin 3, and the cover 8 is arranged in the front part of the fin 3 on the upper surface of the heat sink. Therefore, it is zero and extremely small at the rear part of the fin 3. On the rear surface of the heat sink, the flow velocity at the lower portion of the fin 3 is large, and the flow velocity is slightly reduced toward the upper portion of the fin 3.

【0057】ヒートシンク上面のフィン3の後部にカバ
ー8が配置されていないため、ヒートシンクのフィン3
の後面にコンデンサー等の部品が配置されている場合で
も空気が流出可能な範囲が減少することがなく、カバー
8からの空気の通風抵抗がないので、空気の流入総風量
自体が減少することになく、冷却性能が低下しない。
Since the cover 8 is not arranged behind the fins 3 on the upper surface of the heat sink, the fins 3 of the heat sink are not provided.
Even if components such as a condenser are arranged on the rear surface, the range in which air can flow out does not decrease, and there is no ventilation resistance of air from the cover 8, so that the total inflow air amount of air itself decreases. And the cooling performance does not deteriorate.

【0058】吹き込みファン5の取り付け端部からヒー
トシンクのフィン3の長さ方向の全長に対するカバー8
の長さの割合と発熱体の温度の関係は図3とほぼ同様で
カバーの長さが1/3以上で2/3以下の領域で冷却性
能がもっとも良くなる。
The cover 8 covers the entire length of the fin 3 of the heat sink in the length direction from the mounting end of the blower fan 5.
The relationship between the length ratio and the temperature of the heating element is almost the same as in FIG. 3, and the cooling performance is best in the region where the cover length is 1/3 or more and 2/3 or less.

【0059】したがって、本発明のような構成であれ
ば、通風性が良く放熱特性に優れているため熱伝導性が
高い、小型の電子機器でも使用可能な小型で軽量な冷却
装置を実現することができるのである。
Therefore, according to the structure of the present invention, it is possible to realize a small and lightweight cooling device which has a high heat conductivity because it has good ventilation and excellent heat dissipation characteristics and which can be used even in a small electronic device. Can be done.

【0060】(実施の形態3)図5は本発明の実施の形
態3における冷却装置の要部斜視図で、図5(a)は、
吸い出し用のファンを用いた場合のカバーの構成例であ
り、図5(b)は、本発明の実施の形態3における冷却
装置のY方向のY1断面図であり、XL領域のフィン間
の空気の流れを示す図である。上のグラフはヒートシン
ク上面での外部からフィン間へと流れ込む空気のZ方向
の速度分布図であり、右のグラフはヒートシンクの後面
(ファン取付部側と反対側)での外部からフィン間へと
流れ込む空気のY方向の速度分布図である。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a perspective view of an essential part of a cooling device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG.
FIG. 5B is a configuration example of a cover when a suction fan is used, and FIG. 5B is a Y1 cross-sectional view in the Y direction of the cooling device according to the third embodiment of the present invention, showing air between fins in the XL region. It is a figure which shows the flow of. The upper graph is the velocity distribution diagram in the Z direction of the air that flows into the fins from the outside on the top surface of the heat sink, and the graph on the right is from the outside to the spaces between the fins on the rear surface of the heat sink (the side opposite to the fan mounting side). It is a velocity distribution diagram of the Y direction of the inflowing air.

【0061】図5(a)、(b)において、3は伝熱プ
レート2の上部に形成されたフィンで、1は伝熱プレー
ト2の下部方向(負のZ軸方向)に取付けられた発熱
体、8はヒートシンクの幅を覆い、ファンの取り付け端
部からヒートシンクのファンの長さ方向にファンの長さ
方向の全長の半分の領域に配置されたカバーで、6は送
風手段としてヒートシンク側面に取り付けられた吸い出
しファンである。
In FIGS. 5 (a) and 5 (b), 3 is a fin formed on the upper part of the heat transfer plate 2, and 1 is heat generated attached to the lower part of the heat transfer plate 2 (negative Z-axis direction). A body, 8 is a cover that covers the width of the heat sink and is arranged in a region of half the length of the fan in the length direction of the heat sink from the mounting end of the fan, and 6 is a blower means on the side of the heat sink. It is an attached suction fan.

【0062】図5(b)に示すように、ヒートシンクの
長さ方向(Y方向)でのフィン3間の空気の流れを考え
ると、XL領域であるY1断面では、フィン3の後部か
ら吸い込み斜め下向き方向の空気の流れであるが、カバ
ー8がヒートシンク上面のフィン3の前部側(吸い出し
ファン6側)に配置されているため、水平向きの空気の
流れになる。ヒートシンク上面では、空気の速度分布は
フィン3の前部ではカバー8があるのでゼロ、フィン3
の後部で大きくなる。また、ヒートシンク後面ではフィ
ン3の上部からフィン3の下部に渡って一様に小さい流
速である。従って、カバー8をフィン3の前部側に配置
することで発熱体に近く温度が高いフィン下部にも流速
を生じさせることができ、結果的に放熱にフィン全体が
有効に機能することになる。
As shown in FIG. 5B, considering the flow of air between the fins 3 in the length direction (Y direction) of the heat sink, in the Y1 cross section which is the XL region, suction is performed obliquely from the rear of the fins 3. Although the air flow is in the downward direction, since the cover 8 is arranged on the front side of the fins 3 (the suction fan 6 side) on the upper surface of the heat sink, the air flow is in the horizontal direction. On the upper surface of the heat sink, the air velocity distribution is zero because the cover 8 is in front of the fins 3,
Grows in the rear. On the rear surface of the heat sink, the flow velocity is uniformly low from the upper portion of the fin 3 to the lower portion of the fin 3. Therefore, by disposing the cover 8 on the front side of the fins 3, it is possible to generate a flow velocity even under the fins having a high temperature and close to the heating element, and as a result, the entire fins effectively function for heat dissipation. .

【0063】また、フィン3の後部にはカバー8が配置
されていないため、ヒートシンクの後部にコンデンサー
等の部品が配置されている場合でも空気の吸い込み可能
な範囲を減少させることがない。またカバー8からの空
気の通風抵抗がないので、空気の流入総風量自体が減少
することになく、冷却性能が低下しない。
Further, since the cover 8 is not arranged at the rear portion of the fin 3, even if a component such as a condenser is arranged at the rear portion of the heat sink, the range in which air can be taken in is not reduced. Further, since there is no ventilation resistance of the air from the cover 8, the total inflow air amount of the air itself does not decrease, and the cooling performance does not decrease.

【0064】図6は本発明の実施の形態3における冷却
装置のヒートシンク長さ方向の全長に対するカバー長さ
の割合と発熱体の温度の関係図で、図6にファンの取り
付け端部の位置からのヒートシンク長さ方向のカバー長
さのヒートシンク長さ方向の全長に対する割合と発熱体
の温度の関係を示す。カバーなしの状態から1/3の領
域では温度が急激に低下し冷却効率が上がっている。カ
バーの長さが1/3以上で2/3以下の領域では冷却性
能が一定である。さらにカバーの長さを増やすと通風抵
抗が増すため、2/3以上の領域では温度が若干上昇す
る。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the ratio of the cover length to the total length in the length direction of the heat sink and the temperature of the heating element of the cooling device according to the third embodiment of the present invention. 5 shows the relationship between the ratio of the cover length in the heat sink length direction to the total length in the heat sink length direction and the temperature of the heating element. In the region of 1/3 of the state without the cover, the temperature drops sharply and the cooling efficiency increases. The cooling performance is constant in the region where the length of the cover is 1/3 or more and 2/3 or less. Further, if the length of the cover is increased, the ventilation resistance increases, so that the temperature slightly rises in the region of 2/3 or more.

【0065】したがって、本発明のような構成であれ
ば、通風性が良く放熱特性に優れているため熱伝導性が
高い、小型の電子機器でも使用可能な小型で軽量な冷却
装置を実現することができるのである。
Therefore, with the structure of the present invention, it is possible to realize a small and lightweight cooling device which has a high heat conductivity because it has good ventilation and excellent heat dissipation characteristics and which can be used even in small electronic devices. Can be done.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によれば、ヒートシンクの側面に
ファンを取り付けてヒートシンク上面にカバーを取り付
けた冷却装置において、ファンの回転方向やファンから
の空気の流入出方向に応じて最適な位置にカバーを配置
することで、空気をフィン全体に行き渡らせることが可
能となり、またカバーを配置しない領域での圧力損失を
少なくすることで十分な風量を確保し、放熱性能が向上
し冷却性能に優れた電子部品の冷却装置を提供する事が
可能となる。
According to the present invention, in the cooling device in which the fan is attached to the side surface of the heat sink and the cover is attached to the upper surface of the heat sink, the cooling device is placed at the optimum position according to the rotating direction of the fan and the inflow / outflow direction of air from the fan. By arranging the cover, it is possible to distribute the air to the whole fin, and by reducing the pressure loss in the area where the cover is not arranged, sufficient air volume is secured, heat dissipation performance is improved and cooling performance is excellent. It is possible to provide a cooling device for electronic components.

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

【図1】本発明の実施の形態1における冷却装置の要部
斜視図
FIG. 1 is a perspective view of essential parts of a cooling device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1における冷却装置の装置
内の空気の流れと外部へと流れ出る空気の速度分布を示
す図
FIG. 2 is a diagram showing a flow of air inside the cooling device and a velocity distribution of air flowing out to the outside according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1における冷却装置のヒー
トシンクの幅に対するカバー長さの割合と発熱体の温度
の関係図
FIG. 3 is a relationship diagram of the ratio of the cover length to the width of the heat sink of the cooling device and the temperature of the heating element in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2における冷却装置の要部
斜視図
FIG. 4 is a perspective view of a main part of a cooling device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態3における冷却装置の要部
斜視図
FIG. 5 is a perspective view of a main part of a cooling device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態3における冷却装置のヒー
トシンク長さ方向の全長に対するカバー長さの割合と発
熱体の温度の関係図
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the ratio of the cover length to the total length in the heat sink length direction of the cooling device and the temperature of the heating element in the third embodiment of the present invention.

【図7】従来の冷却装置を示す斜視図FIG. 7 is a perspective view showing a conventional cooling device.

【図8】図7(a)に示した従来の冷却装置の空気の速
度分布図
FIG. 8 is a velocity distribution diagram of air in the conventional cooling device shown in FIG.

【図9】図7(b)に示した従来の冷却装置の空気の速
度分布図
9 is a velocity distribution diagram of air in the conventional cooling device shown in FIG. 7 (b).

【符号の説明】 1 発熱体 2 伝熱プレート 3 フィン 4 カバー 5 吹き込みファン 6 吸い出しファン 7 空気の流れ[Explanation of symbols] 1 heating element 2 Heat transfer plate Three fins 4 cover 5 blowing fan 6 sucking fan 7 Air flow

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発熱体を取付可能とする面を有する伝熱体
と、前記伝熱体の他の面に立設され通風路を形成する複
数のフィンと、前記通風路方向に沿って送風するファン
と、前記伝熱体のフィンの立設面に対向し前記通風路を
覆うカバーとを有し、前記カバーの面積は前記伝熱体の
フィンの立設面の面積の1/3以上で2/3以下である
ことを特徴とする冷却装置。
1. A heat transfer body having a surface to which a heating element can be attached, a plurality of fins standingly provided on the other surface of the heat transfer body to form a ventilation path, and air blown along the ventilation path direction. And a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation passage, and the area of the cover is 1/3 or more of the area of the standing surface of the fins of the heat transfer body. The cooling device is 2/3 or less.
【請求項2】発熱体を取付可能とする面を有する伝熱体
と、前記伝熱体の他の面に立設され通風路を形成する複
数のフィンと、前記通風路方向に沿って送風するファン
と、前記伝熱体のフィンの立設面に対向し前記通風路を
覆うカバーとを有し、前記カバーの配置位置で前記カバ
ーの一の辺の長さは前記伝熱体の辺の長さと等しく、他
の辺の長さは前記伝熱体の辺の長さより短いことを特徴
とする冷却装置。
2. A heat transfer body having a surface to which a heating element can be attached, a plurality of fins standingly provided on another surface of the heat transfer body to form a ventilation path, and air blown along the ventilation path direction. And a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation passage, and the length of one side of the cover at the position where the cover is arranged is the side of the heat transfer body. And a length of the other side is shorter than a length of the side of the heat transfer body.
【請求項3】カバーの一の辺がファンと接して配置され
ることを特徴とする請求項2記載の冷却装置。
3. The cooling device according to claim 2, wherein one side of the cover is arranged in contact with the fan.
【請求項4】発熱体を取付可能とする面を有する伝熱体
と、前記伝熱体の他の面に立設され通風路を形成する複
数のフィンと、前記通風路方向に沿って送風するファン
と、前記伝熱体のフィンの立設面に対向し前記通風路を
覆うカバーとを有し、前記カバーの配置位置で前記カバ
ーの一の辺の長さは前記伝熱体の通風路方向の辺の長さ
と等しく、他の辺の長さは前記伝熱体の他の辺の長さの
1/3以上で2/3以下であることを特徴とする冷却装
置。
4. A heat transfer body having a surface to which a heating element can be attached, a plurality of fins standingly provided on the other surface of the heat transfer body to form a ventilation path, and air blown along the ventilation path direction. And a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation passage, and the length of one side of the cover at the position where the cover is arranged is the ventilation of the heat transfer body. A cooling device, which is equal to the length of a side in the road direction, and the length of the other side is 1/3 or more and 2/3 or less of the length of the other side of the heat transfer body.
【請求項5】ファンの送風方向は複数のフィンが形成す
る通風路内に吹き込み方向であることを特徴とする請求
項4記載の冷却装置。
5. The cooling device according to claim 4, wherein the air blowing direction of the fan is a blowing direction into an air passage formed by a plurality of fins.
【請求項6】発熱体を取付可能とする面を有する伝熱体
と、前記伝熱体の他の面に立設され通風路を形成する複
数のフィンと、前記通風路方向に沿って送風するファン
と、前記伝熱体のフィンの立設面に対向し前記通風路を
覆うカバーとを有し、前記カバーは前記通風路の全幅に
亘りかつ前記通風路の方向の長さは前記フィンの長さの
1/3以上で2/3以下で前記ファン側端部より配置さ
れたことを特徴とする冷却装置。
6. A heat transfer body having a surface to which a heat generating element can be attached, a plurality of fins standingly provided on the other surface of the heat transfer body to form a ventilation path, and air blown along the ventilation path direction. And a cover that faces the standing surface of the fins of the heat transfer body and covers the ventilation passage, and the cover extends over the entire width of the ventilation passage and the length in the direction of the ventilation passage is the fin. The cooling device is arranged at a position of 1/3 or more and 2/3 or less of the length from the fan side end portion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006117962A1 (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Sony Corporation Cooler, heat sink and electronic apparatus
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