JP2004104112A - 受動冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気流源から気流を受け入れ低騒音、効率的廃熱放散可能な受動冷却装置の提供。
【解決手段】部品から放熱する受動冷却装置（１０）は、ヒートマスと、　該ヒートマスに接続されて外延するステム（１３）を備える。ステムはステムフィン（２４）とステムフィン間のステムスロット（ＳＳ）とを備える。フィン（２３）を有する複数のベイン（２１）がステムを囲んでチャンバー（３０）を形成する。ベインの上面（２９）にダクトが接続され、気流源から正負の気流が導入される。部品は熱伝導ベース（１７）取り付け面（１９）に取り付けられ、熱伝導ベース（１７）を介して前記ヒートマスに接続される。ステムスロット（ＳＳ）、一次スロット（Ｐ）、および前記二次スロット（Ｓ）を流れる気流により、部品から放熱される。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、概して接続された部品から放熱するための受動冷却装置に関し、より詳細には、気流源と受動冷却装置との間に気流を導くダクトを含む受動冷却装置に関する。

　電子装置と接触させてヒートシンクを配置して、該電子装置の動作により発生した廃熱をヒートシンク内に熱的に転送し、それによって電子装置を冷却することは電子技術分野で既知である。マイクロプロセッサ（μＰ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、および特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのクロック速度が速い電子装置の出現に伴い、それらの電子装置により発生する廃熱量とそれらの電子装置の動作温度とは、クロック速度に正比例している。したがって、より高速のクロック速度により、廃熱の発生が増大し、これは次に、電子装置の動作温度を上昇させることとなる。しかしながら、電子装置の効率的な動作には、廃熱が継続的かつ効果的に除去されることが必要である。

　ヒートシンク装置は、上述の電子装置からの廃熱を放散するのに好ましい手段として、一般的に用いられるようになった。通常の用途では、冷却すべき部品は、プリント基板上に取り付けられたコネクタにより保持されている。ヒートシンクは、たとえばクリップまたはファスナを用いてコネクタに取り付けられて部品に取り付けられる。あるいは、ヒートシンクは、電子装置を保持するプリント基板に取り付けられ、ファスナなどが、プリント基板にあけられた穴を介してヒートシンクをプリント基板に接続するために用いられる。

　通常、クロック速度が速い現代の電子装置とともに用いられるヒートシンクは、ヒートシンクの上部か、またはヒートシンクの冷却フィン／ベインにより形成されるキャビティ内かに取り付けられる電気ファンを含む。冷却フィンは、ヒートシンクの面積を増大させ、ヒートシンクからヒートシンクを取り巻く周囲空気への熱伝達を最大にする。ファンは、冷却フィンの周囲を空気が循環するようにし、それによって、冷却フィンから周囲空気へ熱が伝達される。

　上述のように、クロック速度が増加し続けることにより、電子装置により発生する廃熱量も増加してきた。したがって、これらの電子装置を十分に冷却するためには、より大きいヒートシンクおよび／またはより大きいファンが必要である。ヒートシンクのサイズを増大させることにより、吸蓄熱材と、放熱され得る面積とがより大きくなる。より大きなファンにより、冷却フィンを通る気流が増大する。

　ファンおよびヒートシンクのサイズを増大させることには欠点がある。第１に、ヒートシンクのサイズが垂直方向（すなわち、プリント基板を横断する方向）に増大すると、ヒートシンクの高さが増し、デスクトップコンピュータのシャーシなどの多くの用途における上下空間内にはまることができない。第２に、プリント基板が垂直の向きである場合、背が高く重いヒートシンクは、プリント基板および／または電子装置を機械的に圧迫し、装置またはプリント基板の故障をもたらす。

　第３に、背が高いヒートシンクは、ファンから十分な気流を出入りさせるために、ヒートシンクとヒートシンクが収容されるシャーシとの間に垂直方向のクリアランスの追加を必要とする。第４に、ヒートシンクのサイズが水平方向に増大すると、他の電子装置を取り付けるためにプリント基板上で利用可能な面積が減少する。第５に、ヒートシンクの形状が、フィンにより円筒形に形成される場合、このようなヒートシンクをいくつか互いに近接して取り付けることが不可能であることが多い。これは、フィンから出入りする気流が、隣接するヒートシンクにより遮断され、その結果冷却効率が低下するからである。

　最後に、冷却能力を増大させるためにファンのサイズを増大させると、ファンにより発生する騒音が増大する。デスクトップコンピュータまたはポータブルコンピュータなどの多くの用途では、騒音の発生を最小限に抑えることが極めて望ましい。電力供給をバッテリに依存するポータブル用途では、より大きなファンの電力消費増大は、廃熱の除去のために許容可能な解決策ではない。

　冷却フィンを有する上述のヒートシンクには、フィンにより形成されるキャビティ内にファンを取り付ける際のさらなる欠点がある。第１に、ファンがヒートマス（heat mass：吸熱、蓄熱、熱伝達をおこなう部材）に直接取り付けられているため、ヒートシンクのヒートマスの大部分がファンにより部分的に遮られる。したがって、ファンからの空気はヒートマスの遮られた部分には循環せず、ヒートマスからの熱放散経路になり得る経路が遮られる。

　第２に、ファンがなければ、フィンの深さはヒートマスの中心までずっと延在することができる。しかしながら、フィンの深さおよび面積は、ファンの直径により縮小される。これは、ファンが、ファンの直径よりわずかに大きい直径を有するキャビティ内に取り付けられて、ファンブレードにクリアランスを与えるようになっているからである。結果として、ヒートシンクのヒートマスは、フィンの縮小された面積を補償するように広くされなければならない。より広いヒートマスは、ヒートシンクのサイズ、コスト、および重量を増大させる。

　第３に、フィンの深さを短縮することにより、損傷を受けた場合にフィンが曲がりやすくなる。曲がったフィンにより生じると考えられる結果の１つとして、フィンがファンブレードに接触して損傷を与え、かつ／またはファンを止めてしまい、それによってファンに損傷を与えるか、またはファンを故障させる。第４に、ファンがフィンにより形成されるキャビティ内に取り付けられるため、ファン用の電源リード線が、フィン間の空間を通して引かれなければならない。フィンの鋭い縁部は、電源リード線を切断するか、または電気的短絡を生じさせる可能性がある。いずれの場合も、結果は、ファンが故障するということである。第５に、ファンをヒートシンクに取り付けるために、通常は接着剤が用いられ、接着剤がファンに入り込んでファンを故障させる。上述の故障態様のいずれも、ヒートシンクが冷却するように設計された電子装置の故障につながり得る。これは、ファンが発生させる空気循環が、電子装置から廃熱を効果的に放散させるのに不可欠だからである。

　最後に、ファン自体が、通常はヒートシンクのフィンに接続されるか、またはフィン間のキャビティ内に位置付けられる。したがって、ヒートシンクは、フィンを通る気流を発生させるファンとの直接接続により、能動的に冷却される。ファンがフィンに近接しているため、気流が乱れ、ファン自体の動作により発生する騒音に加えて、その乱流により騒音が発生する。

　結果として、従来の能動冷却によるファンを利用したヒートシンクに関連する上述の欠点を克服する受動冷却装置が必要である。さらに、受動冷却装置に直接接続されていない気流源から気流を受け入れる受動冷却装置が必要である。最後に、層流を受け入れるようになっており、低減された騒音レベルで効率的に廃熱を放散する受動冷却装置が必要である。

　概して、本発明は、冷却すべき部品から放熱するための受動冷却装置で実施される。本受動冷却装置は、ヒートマスと、上記ヒートマスに接続されて上記ヒートマスの外側に延出するステムとを含む。上記ステムは、上記ヒートマスの軸の周りに対称に位置付けられ、ダイバータ面、端面、および隣接するステムフィン間のステムスロットを画定するように離間して配置される複数のステムフィンを含む。上記ステムスロットは、上記ヒートマスまで延在する。熱伝導ベースが上記ヒートマスに接触しており、上記ヒートマスを上記部品に熱的に接続するようになっている取り付け面を含む。

　複数のベインが、上記ヒートマスに接続され、隣接するベイン間の一次スロットを画定するように離間して配置される。上記一次スロットは、上記ヒートマスまで延在する。各ベインはまた、その中に少なくとも１つの二次スロットを含み、上記二次スロットは、上記ベインの一部を通って延在し、各ベインの複数のフィンを画定する。

　各ベインまた、上面で終端する内壁を含む。すべての上記ベインの上記内壁は、上記ステムを包囲するチャンバを画定する。上記内壁および上記ステムの一部はキャビテーション部を画定する。各ベインは、同様に上記上面で終端する外壁をさらに含む。

　本受動冷却装置は、気流を発生させる気流源と、上記気流源と本受動冷却装置との間に上記気流を導くダクトとをさらに含む。上記ダクトは、上記上面に隣接して位置付けられる第１の開口と、上記気流源と接続するようになっている第２の開口とを含む。上記ステム、上記ステムフィン、上記フィン、および上記ベインを通過して、上記ステムスロット、上記一次スロット、および上記二次スロットを流れる上記気流により、上記部品から放熱され、それによって、上記部品から伝導されて上記ヒートマスに入る熱が、上記気流に伝達される。

　上記気流源は、本受動冷却装置に直接接続されていないため、ファンブレードは曲がったフィンにより損傷を受けない。上記ファン用の電源リード線などのワイヤが、上記ベインにより切断または短絡されることはない。これは、上記電源リード線が上記ベインを通して引かれる必要がなく、上記ベインから離れて位置付けられるからである。

　さらに、本発明のベインは、上記ヒートマス内の深くまで延在し得る。これは、上記ファンが上記ヒートマスと接触しておらず、上記ベイン間に位置付けられていないことによって、上記ヒートマスが上記ファンにより遮断されないからである。結果として、上記ベインの面積は、従来のヒートシンクのデザインより増大させることができ、その増大した面積により、上記ヒートマスからの放熱が改善される。

　ファンの騒音および空気の乱流に関連する上述の問題はまた、本発明によって低減される。これは、上記ダクト内の上記気流が空気の乱流によって生じる騒音を低減するため、および、上記ファンブレードが上記ベインおよびフィンから離れて位置付けられ、それによって、空気の乱流騒音がさらに低減されるためである。

　本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を一例として示す添付図面とともに以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。

本発明の主要な効果として冷却効率の大きい受動冷却装置が得られる。

　以下の詳細な説明および図面のいくつかの図において、同様の要素には同様の参照番号が付してある。例示のために図面に示すように、本発明は、部品から放熱するための受動冷却装置で実施される。本受動冷却装置は、ヒートマスと、ヒートマスに接続されてヒートマスの外側に延出するステムとを含む。ステムは、ヒートマスの軸の周りに対称に位置付けられ、ダイバータ面、端面、および隣接するステムフィン間のステムスロットを画定するように離間して配置される複数のステムフィンを含む。ステムスロットはヒートマスまで延在する。熱伝導ベースはヒートマスと接触しており、ヒートマスを部品に熱的に接続するようになっている取り付け面を含む。

　複数のベインが、ヒートマスに接続され、隣接するベイン間の一次スロットを画定するように離間して配置される。一次スロットはヒートマスまで延在する。各ベインは、ベインの一部を通って延在し、各ベインの複数のフィンを画定する、少なくとも１つの二次スロットも含む。

　各ベインはまた、上面と、第１の非平面部分を含む内壁とを含み、第１の非平面部分は、ステムから延出して第１の中間部分で終端し、第１の中間部分は、上面で終端する第２の非平面部分まで延在する。すべてのベインの内壁は、ステムを包囲するチャンバを画定し、チャンバは、第１の非平面部分とステムとの間にキャビテーション部を含む。各ベインは、第３の非平面部分を含む外壁も含み、第３の非平面部分は、熱伝導ベースから延出して第２の中間部分で終端し、第２の中間部分は上面で終端する。

　本受動冷却装置は、気流を発生させる気流源と、気流源と本受動冷却装置との間に気流を導くダクトとをさらに含む。ダクトは、上面に隣接して位置付けられた第１の開口と、気流源に接続されるようになっている第２の開口とを含む。熱は、ステム、ステムフィン、フィン、およびベインを通過する気流と、ステムスロット、一次スロット、および二次スロットを流れる気流とにより部品から放散されて、それによって、部品からヒートマス内へ伝導される熱が気流に伝達される。

　図１〜図７ｄにおいて、部品（図示せず）から放熱するための受動冷却装置１０は、ヒートマス１１およびヒートマス１１に接続されたステム１３を含む。ステム１３は、ヒートマス１１の外側に延出し、ヒートマス１１の軸Ｚの周りに対称に配置されている。ステム１３は、ダイバータ面１５、端面１６、および隣接するステムフィン２４間のステムスロットＳＳを画定するように離間して配置される複数のステムフィン２４を含む。ステムスロットＳＳはヒートマス１１まで延在する。熱伝導ベース１７は、ヒートマス１１に接続され、部品をヒートマス１１に熱的に接続するようになっている取り付け面１９を含む。

　複数のベイン２１が、ヒートマス１１に接続され、隣接するベイン２１間の一次スロットＰを画定するように離間して配置される。一次スロットＰはヒートマス１１まで延在する。各ベイン２１は、各ベイン２１の複数のフィン２３を画定するようにベイン２１の一部を通って延在する少なくとも１つの二次スロットＳを含む。各ベイン２１は、上面２９と、第１の非平面部分２５を含む内壁２２とをさらに含み、第１の非平面部分２５は、ステム１３から延出して第１の中間部分２６で終端し、第１の中間部分２６は、上面２９で終端する第２の非平面部分２７まで延在する。すべてのベイン２１の内壁２２は、ステム１３を包囲するチャンバ３０を画定する。チャンバ３０は、第１の非平面部分２５とステム１３との間にキャビテーション部Ｃ₁（図５、図６ｂ、図８、図９、図１４、および図１５を参照）を含む。

　キャビテーション部Ｃ₁は、チャンバ３０を通る気流（すなわち、チャンバ３０から出入りする気流）により生成され、チャンバ３０を画定するベイン２１、フィン２３、およびステム１３の物理的形状により生成されるのではない。第１の非平面部分２５とステム１３との間が開空間なので、負気流、正気流それぞれに応じて低圧領域または高圧領域がキャビテーション部Ｃ₁に生成される。それらの気流がキャビテーション部Ｃ₁に入ると、キャビテーションが生じ、気流は、ヒートマス１１、ステム１３、およびベイン２１の面を循環して、それらの面から気流への熱伝達が増す。

　各ベイン２１は、第３の非平面部分３３を含む外壁３２も含み、第３の非平面部分３３は、ベース１７から延出して第２の中間部分３５で終端し、第２の中間部分３５は上面２９で終端する。

　第１の非平面部分２５、第２の非平面部分２７、および第３の非平面部分３３は、図８および図９に示されるような弧状の外形、傾斜状の外形、または弧状および傾斜状の外形の組み合わせである外形を有し得る。

　内壁２２の第１の中間部分２６および外壁３２の第２の中間部分３５は、図８および図９に示されるような実質的に平面状の外形、傾斜状の外形、弧状の外形、または実質的に平面状、傾斜状、および弧状の外形の組み合わせを有し得る。

　本明細書で定義する傾斜状の外形は、実質的に平面状の外形が軸Ｚと実質的に平行であるのに対して、傾斜状の外形は軸Ｚに対してある角度を有するという点で、実質的に平面状の外形とは異なる。

　図７ａ〜図７ｄにおいて、受動冷却装置１０は、気流Ｆを発生させる気流源７０と、気流源７０と受動冷却装置１０との間に気流Ｆを導くダクト９０とを含む。ダクト９０は、ベイン２１の上面２９に隣接して位置付けられる第１の開口９１と、気流源７０に接続されるようになっている第２の開口９３とを含む。

　部品（図示せず）の熱は、ヒートマス１１、ステム１３、ステムフィン２４、フィン２３、およびベイン２１を通過する気流Ｆと、ステムスロットＳＳ、一次スロットＰ、および二次スロットＳを流れる気流Ｆとにより放散される。

　図７ｄにおいて、Ｎ−Ｎ線に沿ったダクト９０の断面図は、気流源７０からの気流Ｆが正気流または負気流でダクト９０を流れる様子を示す。正気流とは、空気が軸Ｚに沿って上面２９からベース１７への方向に受動冷却装置１０を通って押し進められる（すなわち、気流Ｆが上面２９を介してチャンバ３０に入る）流れであり、負気流とは、空気が軸Ｚに沿ってベース１７から上面２９への方向に受動冷却装置１０を通って引き込まれる（すなわち、気流Ｆが上面２９を介してチャンバ３０から出る）流れである。

　本発明の一実施形態では、図８に示すように、気流Ｆは負気流Ｆ_Nである。この実施形態では、空気が、ベース１７から上面２９への方向に、受動冷却装置１０を通って引き込まれる、すなわち吸い込まれる（すなわち、気流源７０は吸引モードで動作している）。負気流Ｆ_Nは、キャビテーション部Ｃ₁において第１の低圧領域を生成するために作用する。第１の低圧領域は、負気流Ｆ_Nにより生成されてキャビテーション部Ｃ₁において利用可能な自由空気を除去し、それによって第１の低圧領域は気流に対する抵抗が最も小さい経路であるようにする。空気は、キャビテーション部Ｃ₁から出ると、一次スロットＰおよび二次スロットＳを介してキャビテーション部Ｃ₁へ誘導される空気に置換される。それらの気流はヒートマス１１、ベイン２１、フィン２３、ステムスロットＳＳ、およびステム１３を通過して、それらの面から放熱する。

　したがって、第１の低圧領域は、一次スロットＰおよびステムスロットＳＳを介して第１の吸気流Ｎ１を誘導する。第１の吸気流Ｎ１は、第１の低圧領域を通過し、次に、チャンバ３０およびステムスロットＳＳを通過する。第１の吸気流Ｎ１は、ベイン２１、ステム１３、およびヒートマス１１から放熱する。さらに、負気流Ｆ_Nは、一次スロットＰおよび二次スロットＳを介して第２の吸気流Ｎ２を誘導するようにも作用する。第２の吸気流Ｎ２は、ヒートマス１１、ベイン２１、フィン２３、およびステム１３から放熱する。

　負気流Ｆ_Nの１つの利点は、第１の低圧領域がベイン２１の一次スロットＰおよびステム１３のステムスロットＳＳを通る気流を増大させ、それによって、ベイン２１、ステム１３、およびヒートマス１１からの廃熱除去を増大させることである。

　さらに、負気流Ｆ_Nは、ステムスロットＳＳにおいて第２の低圧領域Ｃ₂を生成するためにも作用し、第２の低圧領域Ｃ₂は、第１の吸気流Ｎ１がヒートマス１１、ステム１３を流れてステムスロットＳＳを通るように誘導し、それによってそれらの面からさらに放熱するようにする。

　本発明の一実施形態では、図７ｄに示すように、負気流Ｆ_Nは、実質的に軸Ｚと整列している実質的に層流である気流Ｌである。実質的に層流である気流Ｌは、ダクト９０全体にわたって層流である必要はない。実質的に層流である気流Ｌは、上面２９を介してチャンバ３０から出る前に、軸Ｚと実質的に整列した層流であればよい。負気流Ｆ_Nは、ダクト９０内部に低圧領域を生成する。負気流Ｆ_Nは、低圧領域に向かって流れ、実質的に層流である気流Ｌとなる。

　実質的に層流である気流Ｌの利点は、空気の乱流を低減し、続いて、受動冷却装置１０を通過する際の気流により発生する騒音が低減されることである。強制空気冷却ヒートシンクにより発生する騒音の低減は、家庭および職場での騒音レベルを低減するため、コンピュータには非常に望ましい。

　本発明の別の実施形態では、図９に示すように、気流Ｆは正気流Ｆ_Pである。この実施形態では、空気が、上面２９からベース１７への方向に、受動冷却装置１０を通って押し出される、すなわち押し進められる。正気流Ｆ_Pは、キャビテーション部Ｃ₁において第１の高圧領域を生成するために作用する。キャビテーション部Ｃ₁は、正気流Ｆ_Pが最小の抵抗を受けて流れる区域であり、ダイバータ面１５および第２の非平面部分２７は、正気流Ｆ_Pの一部をキャビテーション部Ｃ₁へそらす（divert）ために作用する。結果として、第１の高圧領域内でキャビテーションが生じ、正気流Ｆ_Pは、ヒートマス１１、ステム１３、およびベイン２１を循環して、それらの面から放熱する。第１の高圧はまた、一次スロットＰおよびステムスロットＳＳを通る正気流Ｆ_Pを増大させ、それによって、ベイン２１、ステム１３、およびヒートマス１１からの廃熱除去を増大させる。

　正気流Ｆ_Pは、第１の流れＰ１、第２の流れＰ２、第３の流れＰ３、第４の流れＰ４、および第５の流れＰ５を含む、受動冷却装置１０を通る複数の気流に分岐する。第１の流れＰ１は、一次スロットＰおよび二次スロットＳを通過する。第１の流れＰ１は、ベイン２１、フィン２３、およびヒートマス１１から放熱する。第２の流れＰ２は、第２の非平面部分２７からそれて、チャンバ３０を通過して一次スロットＰから出る。第２の流れＰ２は、ベイン２１、フィン２３、およびヒートマス１１から放熱する。第３の気流Ｐ３は、チャンバ３０に入って一次スロットＰから出る。第３の流れＰ３は、ベイン２１およびヒートマス１１から放熱する。第４の気流Ｐ４は、チャンバ３０に入り、ステム１３のダイバータ面１５からそれて、一次スロットＰから出る。第４の流れＰ４は、ベイン２１、ステム１３、およびヒートマス１１から放熱する。第５の流れＰ５は、ステムスロットＳＳを通過して一次スロットＰから出る。第５の流れＰ５は、ステム１３、ステムフィン２４、ベイン２１、およびヒートマス１１から放熱する。正気流Ｆ_Pの一部（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、およびＰ５）は、一次スロットＰから出る前にキャビテーション部Ｃ₁の低圧領域を通過する。

　受動冷却装置１０を通る気流Ｆは増大させることができ、かつ／またはヒートマス１１からの廃熱除去は、図８および図９に示されるように、フィン２３の二次スロットＳをヒートマス１１まで延在させることにより増大させることができる（破線Ｓ₁を参照）。二次スロットＳ₁をヒートマス１１まで延在させることにより、二次スロットＳ₁を通る気流Ｆは、ヒートマス１１を通過し、ヒートマス１１からの廃熱除去を増大させる。気流Ｆは、負気流Ｆ_Nであっても正気流Ｆ_Pであってもよい。二次スロットＳ₁は、軸Ｚの片側のみにヒートマス１１まで延在するように図示されているが、二次スロットＳ₁は軸Ｚの両側にヒートマス１１まで延在するものであり、図８および図９の負気流Ｆ_Nおよび正気流Ｆ_Pをそれぞれ明瞭に示すために片側に省略した。

　本発明の一実施形態では、図７ｄに示すように、正気流Ｆ_Pは、実質的に軸Ｚと整列している実質的に層流である気流Ｌである。実質的に層流である気流Ｌは、ダクト９０の全体にわたって層流である必要はない。実質的に層流である気流Ｌは、上面２９を介してチャンバ３０に入る前に、軸Ｚと実質的に整列した層流であればよい。正気流Ｆ_Pが気流源７０を出る際には、正気流Ｆ_Pは乱流である。乱流は、正気流Ｆ_Pがダクト９０を通って移動し、チャンバ３０に入る前に実質的に層流である気流Ｌに変化する際に低減される。さらに、実質的に層流である気流Ｌは、ダクト９０の９０度のベンドにより改善され得る（図７ａ〜図７ｄを参照）。９０度のベンドにより、正気流Ｆ_Pの乱流が低減され、気流がより層流になる。

　上述のように、実質的に層流である気流Ｌの利点は、空気の乱流を低減し、続いて、気流が受動冷却装置１０を通過する際に発生する騒音が低減されることを含む。

　図７ｄにおいて、実質的に層流である気流Ｌ（正気流Ｆ_Pまたは負気流Ｆ_Nに関して）は、ダクト９０の第１の直径Ｄ₁に対する第１の長さＬ₁を増大させることにより達成され得る。第１の長さＬ₁を増大させることにより、乱流が低減され、気流がより完全な層流になる。

　ダクト９０は、金属およびプラスチックからなる任意の材料から作製され得る。選択される材料は、受動冷却装置１０により冷却すべき部品により発生する予想温度範囲の熱に適応できねばならない。第１の開口９１は、上面２９に隣接するか、または外壁３２と接触して位置付けられ得るため、第１の開口９１および／またはダクト９０の材料は、受動冷却装置１０に熱的に伝導されるいかなる廃熱にも耐えることができるべきである。

　ダクト９０は、ベンド、カーブ、またはエルボーを有してもよく、または直線状であってもよい。ダクト９０は、円形、矩形、または別のタイプの断面を有することができる。本発明は、本明細書に図示および記載されるようなダクト９０の形状または構造に限定されない。さらに、ダクト９０は、単一の部品か、または互いに接続される複数の部品であり得る。

　第１の開口９１および第２の開口９３の形状は、ダクトの形状ならびに受動冷却装置１０および気流源７０の形状を補完するように選択されるべきである。たとえば、気流源７０が矩形の断面を有するファンであり、ダクト９０が円形の断面を有する場合、第２の開口９３は、それらの断面外形を補完するように設計されるべきである。同様に、第１の開口９１は、上面２９および／または外壁３２およびダクト９０の断面外形を補完するように設計されるべきである。

　図７ｃおよび図７ｄにおいて、ダクト９０の第１の開口９１は外壁３２の部分ｄと接触している。たとえば、第１の開口９１の内法寸法は、外壁３２の外形寸法にはまるように適当にサイズ決めされ得る。好ましくは、部分ｄは、上面２９に隣接し、第２の中間部分３５のわずかな部分のみをカバーして、気流Ｆが一次スロットＰおよび二次スロットＳから出入りすることができるように、第１の開口９１がベイン２１およびフィン２３の一次スロットＰおよび二次スロットＳそれぞれを遮断しないようにする。たとえば、Ｏリングまたはガスケットなどの材料が、第１の開口９１と外壁３２との間にシールをもたらすために用いられ得る。あるいは、摩擦嵌合またはクランプが、第１の開口９１を外壁３２に接続するために用いられ得る。

　たとえば、ダクト９０は、ゴム材料などの軟質材料から作製することができ、クランプなどを、第１の開口９１を外壁３２に接続するために用いることができる。ファスナを受け入れるようになっており、かつ外壁３２に接続される取り付けリングが、ファスナを用いて第１の開口９１を取り付けリングに接続するために用いられ得る。フィン２３に形成されるノッチ３１（図６ａを参照）が、第１の開口９１にあり相補的形状を有するフィンガ（図示せず）と噛み合って、第１の開口９１が外壁３２への取り付け後に回転または歪曲するのを防ぐためにダクト９０が外壁３２と適切に整列できるようにし得る。

　図７ｄにおいて、第２の開口９３は、ファンブレード（図７ｂの参照番号７７を参照）の直径に合致するように選択され得、ダクト９０の第２の直径Ｄ₂は、第２の開口９３の寸法を補完するように、直径が滑らかかつ漸進的に縮小するように選択され得る。第１の直径Ｄ₁および第２の直径Ｄ₂は、互いに等しい必要はない。ダクト９０の第２の長さＬ₂および第２の直径Ｄ₂は、第２の開口９３の気流源７０への噛み合いを容易にするために選択され得る。たとえば、第２の長さＬ₂および第２の直径Ｄ₂は、第２の開口９３の内径と噛み合う外径を有するカラーなど、気流源７０上の補完的な接続具に合致するように選択され得る。第２の長さＬ₂は、気流源７０から出入りする際の気流Ｆの空気の乱流を低減するために増大することもできる。第１の長さＬ₁および第２の長さＬ₂は、互いに等しい必要はない。

　気流源７０は、専用ファン、システムファン、専用ブロワ、およびシステムブロワを含むがこれらに限定されない、任意のタイプの空気発生源であってよい。図７ａ〜図７ｃにおいて、気流源７０は専用ファン、すなわち、気流Ｆを受動冷却装置１０内に供給するためだけにダクト９０の第２の開口９３に接続されるファンである。このファンは、ハブ７９に接続された複数のファンブレード７７、ファンハウジング７３、および気流源７０を第２の開口９３に接続するためにファスナを受け入れるようになっている取り付け穴７５を含むハブ７９などの、電子機器を冷却するために用いるファンによく見られる特徴を含む。クリップなどの他のファスナ手段も、気流源７０を第２の開口９３に接続するために用いることができる。ファンは、無蓋ファンであってもよい。気流源７０をＡＣまたはＤＣ電源に接続する電源リード線（図示せず）を、気流源７０に接続することができる。

　本発明の１つの利点は、ファンブレード７７および電源リード線が受動冷却装置１０から離れて位置付けられ、それによって、ファンブレード７７がフィン２３またはベイン２１に接触して気流源７０を停止させる危険がなくなり、電源リード線がフィン２３またはベイン２１により切断または短絡されることに関連する危険もなくなる。さらに、ファンブレード７７を上面２９またはチャンバ３０から離れて配置することにより、ファンブレード７７により発生する騒音が低減され、その結果上述の利益をもたらす。

　システムファンは、ファンが気流Ｆを受動冷却装置１０内に供給し、システムファンを有するシステムに別の気流を供給するものである。たとえば、システムは、ＰＣなどのコンピュータであってよく、この場合、システムファンはＰＣ内の部品を冷却する気流を供給し、システムファンに接続されたダクト９０を通して気流Ｆも供給する。

　専用ブロワは、軸方向に取り付けられたファンブレードとは対照的に、ブロワは通常羽根車羽根を組み込んでいることを除いて、上述の専用ファンと同様の気流源である。同様に、システムブロワは、羽根車羽根を組み込んでいることを除いて、上述のシステムファンと同様の気流源である。用いられる気流源７０のタイプおよび気流源７０により発生される気流Ｆの量は、用途によって異なるであろう。

　いずれの場合も、第２の開口９３は、気流源７０のダクト９０への取り付けに適応するように設計され得る。たとえば、ダクト９０はプラスチックから作製されてよく、第２の開口９３は、気流源７０のハウジングを補完する形状の一体的または別個の部品であってよい。ブロワが気流源７０として用いられる場合、たとえば、ダクト９０は、９０度のベンドを有さない直線状部であり得る。

　さらに、気流源７０を受動冷却装置１０から離れて位置付けることの別の利点は、ステム１３の端面１６が、上面２９と同一平面上の位置、上面２９より凹んだ位置、または上面２９の外側に延出した位置を含む、ベイン２１の上面２９（図５の破線Ｔ―Ｔを参照）に対する位置を有し得るということである。端面１６が上面２９を超えて（すなわち、破線Ｔより上に）延出する場合、気流源７０の遠隔位置決めにより、端面１６およびステム１３の一部が、ファンブレード７７に接触する危険なしにダクト９０内に延在することが可能になり、ステム１３、ステムフィン２４、およびステムスロットＳＳの面積が増大し、それによって、廃熱を除去するのに利用可能な面積が増大する。

　ステム１３の端面１６は、実質的に平面状の形状（図１６ａを参照）、傾斜状の形状（図１６ｂを参照）、および弧状の形状（図１６ｃを参照）を含むが、それらに限定されない形状を有することができる。

　図１０ｂにおいて、ヒートマス１１は、取り付け面１９と部品５０との間の直接接続により、部品５０と熱的に連通している。すなわち、部品５０は、取り付け面１９に接続されている。あるいは、図１３ｂにおいて、熱インタフェース材６０が取り付け面１９と接触しており、部品５０が熱インタフェース材６０と接触している。熱インタフェース材６０は、ヒートマス１１を部品５０に熱的に接続するよう作用する。用途によっては、熱インタフェース材を用いることにより、部品５０とヒートマス１１との間の熱伝達の効率を増すことが望ましい場合がある。

　熱インタフェース材６０に適した材料は、熱伝導性ペースト、熱伝導性グリース、シリコーン、パラフィン、グラファイト、コーティングされたアルミニウム（Ａｌ）箔、相転移材料、および炭素繊維を含むが、これらに限定されない。熱インタフェース材６０は、取り付け面１９および／または部品５０に糊付けするか、接着剤で接着するか、またはスクリーン印刷することができる。

　受動冷却装置１０を通る気流Ｆおよびヒートマス１１からの廃熱除去は、ベイン２１の一次スロットＰに一体化されるステムスロットＳＳの数を事前選択することにより増減することができる。図１１ａおよび図１１ｂにおいて、ステムスロットＳＳは一次スロットＰのすべてとは一体にならない。例示のためにのみ、図１１ａおよび図１１ｂのステムスロットＳＳは、一次スロットＰと１つおきに一体になる。一方、本発明の別の実施形態では、図１２ａおよび図１２ｂに示すように、ステムスロットＳＳは、すべての一次スロットＰと一体になる。気流Ｆに接触する面積は、ステムスロットＳＳの数の増加により増大し、その結果、ステム１３、ステムフィン２４、およびヒートマス１１からの放熱が改善される。ステム１３に形成され得るステムスロットＳＳの数は、用いられる製造プロセスによって異なる。たとえば、ステムスロットＳＳが切断プロセスにより形成される場合、一次スロットＰに合致するようにステム１３において切断され得るステムスロットＳＳの数には上限がある。

　図１３ａ〜図１３ｃにおいて、ステム１３は、軸Ｚの周りに対称的に位置付けられ、かつ端面１６の内側に延在するステムキャビティ１８を含み得る（図１３ｃを参照）。ステムキャビティ１８は、端面１６に隣接するアパーチャ１８’を含む。ステムスロットＳＳは、ステムキャビティ１８と一体になり、気流ＦがステムスロットＳＳおよびアパーチャ１８’を通ってステムキャビティ１８に入り、かつ／またはステムキャビティ１８から出る経路を提供して、ステムキャビティ１８がステムスロットＳＳを通る気流Ｆに対する抵抗を低減するようにする（図１３ｃの参照番号２０を参照）。ステムキャビティ１８の直径は、端面１６が排除されてアパーチャ１８’がダイバータ面１５につながるようにされ得る（図１３ａおよび図１３ｂを参照）。

　図１４において、ステムキャビティ１８の１つの利点は、ステムキャビティ１８およびステムスロットＳＳ内に第３の低圧領域Ｃ₃が生成されることである。負気流Ｆ_Nは、一次スロットＰおよびステムスロットＳＳを通して第３の吸気流Ｎ３を誘導するために作用し、第３の吸気流Ｎ３は、ステムスロットＳＳを通過してステムキャビティ１８から出る。第３の吸気流Ｎ３は、ベイン２１、フィン２３、およびステム１３から放熱する。

　負気流Ｆ_Nは、一次スロットＰを通して第２の吸気流Ｎ２を誘導する。第２の吸気流Ｎ２は、キャビテーション部Ｃ₁における第１の低圧領域を通過し、チャンバ３０を出る。第２の吸気流Ｎ２は、ベイン２１、ステム１３、およびヒートマス１１から放熱する。負気流Ｆ_Nは、二次スロットＳを通して第１の吸気流Ｎ１を誘導するためにも作用する。第１の吸気流Ｎ１は、チャンバ３０およびベイン２１の上面２９から出る。第１の吸気流Ｎ１は、ヒートマス１１、ベイン２１、およびフィン２３から放熱する。

　図１５において、ステムキャビティ１８は、図９を参照して上述したように正気流Ｆ_Pを変更する。これは、第５の流れＰ５が、一次スロットＰから出る前にステムスロットＳＳを通過するためである。第５の流れＰ５は、ステム１３、ステムフィン２４、ベイン２１、およびヒートマス１１から放熱する。第５の流れＰ５の一部は、一次スロットＰから出る前に、キャビテーション部Ｃ₁における第１の高圧領域を通過する。ステムキャビティ１８は、第５の流れＰ５を増大させ、それによって、ステム１３、ヒートマス１１、およびベイン２１からの熱除去を増大させる。

　図１７ａおよび図１７ｂにおいて、ステムスロットＳＳは、軸Ｚに対してある向きを有し得る。図１７ａでは、ステムスロットＳＳは、ステムスロットＳＳおよび軸Ｚの両方に実質的に平行である線２４ａにより示されるように、実質的に軸Ｚと整列した向きを有する。

　これに対して、図１７ｂでは、ステムスロットＳＳは、ステムスロットＳＳに実質的に平行であり、軸Ｚと角度θをなす線２４ｂにより示されるように、軸Ｚに対して角度θの向きにある。

　ステムスロットＳＳを軸Ｚと整列させることの１つの利点は、気流の騒音が低減され、正気流Ｆ_Pが実質的に層流である気流Ｌである場合に気流の騒音がさらに低減されることである。一方、ステムスロットＳＳが軸Ｚに対して角度θにある場合、ステムスロットＳＳから一次スロットＰおよび二次スロットＳまでの正気流Ｆ_Pに対する抵抗が低減される。正気流Ｆ_Pに対する抵抗のこのような低減はまた、気流の騒音および空気の乱流を低減し、ステムフィン２４、ベイン２１、およびフィン２３からの熱除去を改善する。

　図１８において、一次スロットＰおよび二次スロットＳは、軸Ｚに対して、線Ｋで示されるように実質的に軸Ｚと整列した向きを有し得る。一次スロットＰおよび二次スロットＳを軸Ｚと整列させることの１つの利点は、気流Ｆ（正気流Ｆ_Pまたは負気流Ｆ_N）が、気流Ｆに対する抵抗が最小である状態で、一次スロットＰおよび二次スロットＳを通過することである。結果として、気流の騒音が低減される。

　一方、一次スロットＰおよび二次スロットＳは、線２１ａで示されるように軸Ｚに対してある角度、つまり、一次スロットＰおよび線２３ａの場合は角度β、二次スロットＳの場合は角度Δにある、軸Ｚに対する向きを有し得る。角度βおよびΔは、同一の角度であってよく（すなわち、β＝Δ）、または、互いに異なっていてもよい（すなわち、β≠Δ）。一次スロットＰおよび二次スロットＳを軸Ｚに対してある角度に向けることの１つの利点は、気流Ｆ（正気流Ｆ_Pまたは負気流Ｆ_N）に濡らせる面積が増大して、ベイン２１、フィン２３、およびヒートマス１１からの放熱を増大させることである。たとえば、ＤＥＬＴＡ（商標）ＡＦＢ０８１２ＶＨＤファンでは、角度βおよびΔは約１２度〜約１４度である。一次スロットＰおよび二次スロットＳに角度をつける際には、面積の増大による気流の騒音の増大と放熱の増大とのバランスをとることが必要となろう。角度βおよびΔの実際値は、用途によって異なるであろう。

　ベース１７の取り付け面１９は、軸Ｚと角度αをなし得る。好ましくは、角度αは、部品５０への取り付けを容易にするために、軸Ｚに垂直である（すなわち、α＝９０度）。ベース１７は、ベースプレート１０１（図７ａおよび図７ｂを参照）などの構造体への受動冷却装置１０の取り付けを容易にするために、差込部分３８および一対の対向したフラット２８（図２および図４を参照）を任意に含み得る。ベースプレート１０１は、ベースプレート１０１をプリント基板またはチップキャリア（図示せず）に接続するための穴１０３を含み得る。たとえば、ねじなどのファスナが、ベースプレート１０１をチップキャリアまたはプリント基板に接続するために穴１０３に挿入され得る。ベースプレート１０１は、取り付け面１９を部品５０に接触させて位置付けて、部品５０の熱がヒートマス１１に熱的に伝達されるようにする。上述のように、熱インタフェース材６０は、取り付け面１９および／または部品５０とともに任意に用いられ得る。

　受動冷却装置２０に適した材料は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銅−真鍮、銀（Ａｇ）、シリコン基板（Ｓｉ）、ＭＯＮＥＬ（登録商標）製品、あるいは上述の材料の合金または組み合わせを含むが、これらに限定されない。ダクト９０は、金属、ゴム、プラスチック、アスベスト、硬質の紙、およびTherma-coalを含むがそれらに限定されない材料から作製することができる。

　気流源７０に適した部品は、市販の既製品のＤＣ軸流ファン、マイクロブロワ、およびＤＣ　Ｓｌｉｍ　Ｂｌｏｗｅｒ（ＤＥＬＴＡ（商標））を含むが、これらに限定されない。気流源７０の立方フィート／分（ＣＦＭ）単位での出力および気流源７０により送出される気圧は、部品５０から放散される熱エネルギーの総量によって決まる。部品５０は、放熱するのが望ましく、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（μＰ）などの電子装置を含むがそれらに限定されない任意の装置であり得る。

　受動冷却装置１０は、さまざまなプロセスを用いて製造され得る。たとえば、受動冷却装置１０がアルミニウム（Ａｌ）からできている場合、算出量のアルミニウムが、受動冷却装置１０の外部形状を形成するために鍛造され得る。受動冷却装置１０は、ベース１７および取り付け面１９を形成するために機械加工され得る。次に、受動冷却装置１０は、割出し台に締め付け固定され得、すり割鋸が、ベイン２１、フィン２３、およびステムフィン２４を形成するために用いられ得る。すり割鋸の直径、すり割鋸の位置、およびすり割鋸の傾斜角は、ベイン２１の谷径および軸Ｚに対するそれらの角度によって異なるであろう。すり割り加工プロセスの後、受動冷却装置１０はバリ取りおよび脱脂され得る。受動冷却装置１０を部品５０に取り付けるためにベースプレート１０１（図７ａおよび図７ｂを参照）を用いることが望ましい場合、好適なベースプレート１０１がベース１７上に圧着され得る。圧力嵌めまたは摩擦嵌めが、ベースプレート１０１をベース１７に固定接続するために用いられ得るか、または取り付け面１９がクリンプされ得る。さらに、熱インタフェース材６０は、受動冷却装置１０を部品５０に取り付ける前に、取り付け面１９および／または部品５０に塗布され得る。

　あるいは、受動冷却装置１０は棒材から加工することができ、その後、ベイン２１をヒートマス１１に接合するためにブレージングプロセスが行われる。ステム１３もまた、ブレージングプロセスを用いてヒートマス１１に接合され得る。ベイン２１およびステム１３は、ヒートマス１１に接合される前に予備製造することができ、二次スロットＳは、ブレージングプロセス前にフィン２３を画定するようにベイン２１に予備形成され得る。

　好ましくは、受動冷却装置１０のヒートマス１１、ベース１７、ステム１３、ステムフィン２４、ベイン２１、およびフィン２３は、一様に形成されたユニットである。

　本発明のいくつかの実施形態を開示および図示したが、本発明は、そのように説明および図示された部品の特定の形態または構成に限られない。本発明は、特許請求の範囲にのみ限定される。

本発明は、電子装置や電子装置の部品の効率的冷却に利用することができる。

本発明による受動冷却装置の外形図である。 本発明による受動冷却装置の底面外形図である。 本発明による受動冷却装置の上面外形図である。 本発明による受動冷却装置の側面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿った受動冷却装置の断面図である。 本発明による受動冷却装置のチャンバ内を見た平面図である。 図６ａのＥ−Ｅ部の詳細図である。 本発明による受動冷却装置のダクトおよび気流源の外形図である。 本発明による受動冷却装置のダクトおよび気流源の外形図である。 本発明による受動冷却装置のダクトおよび気流源の側面図である。 本発明による、気流を導くダクトを示す断面図である。 本発明による受動冷却装置を通る負気流を示す断面図である。 本発明による受動冷却装置を通る正気流を示す断面図である。 本発明による受動冷却装置の平面図である。 図１０ａのＣ−Ｃ線に沿った受動冷却装置の断面図である。 本発明による、事前選択された数の一次スロットと一体になるステムスロットを示す平面図である。 図１１ａのＦ−Ｆ部の拡大平面図である。 本発明によるすべての一次スロットと一体になるステムスロットを示す平面図である。 図１２ａのＧ−Ｇ部の拡大平面図である。 本発明によるステムキャビティを含む受動冷却装置の平面図である。 図１３ａのＣ−Ｃ線に沿った本発明による受動冷却装置の断面図である。 図１３ａのＣ−Ｃ線に沿った本発明の受動冷却装置の部分拡大断面図である。 本発明によるステムキャビティでの受動冷却による負気流を示す断面図である。 本発明によるステムキャビティでの受動冷却による正気流を示す断面図である。 本発明によるステムの実質的に平面状の形状を有する端面を示す断面図である。 本発明によるステムの実質的に傾斜状の形状を有する端面を示す断面図である。 本発明によるステムの実質的に弧状の形状を有する端面を示す断面図である。 本発明による、実質的に軸と整列したステムスロットを有するステムを示す側面図である。 本発明による、実質的に軸とある角度をなす向きにされたステムスロットを有するステムを示す側面図である。 本発明による受動冷却装置の軸と実質的に整列した向きおよび角度をなす向きにある一次および二次スロットを示す側面図である。

符号の説明

　１０　受動冷却装置
　１１　ヒートマス
　１３　ステム
　１５　ダイバータ面
　１６　端面
　１７　熱伝導ベース
　１９　取り付け面
　２１　ベイン
　２２　内壁
　２３　フィン
　２４　ステムフィン
　２５　第１の非平面部分
　２６　第１の中間部分
　２７　第２の非平面部分
　２９　上面
　３０　チャンバ
　３２　外壁
　３３　第３の非平面部分
　３５　第２の中間部分
　５０　部品
　７０　気流源
　９０　ダクト
　９１　第１の開口
　９３　第２の開口
　Ｃ₁ キャビテーション部
　Ｆ　　気流
　Ｐ　　一次スロット
　Ｓ　　二次スロット
　ＳＳ　ステムスロット

Claims (20)

1. 部品から放熱するための受動冷却装置であって、
   　ヒートマスと、
   　該ヒートマスに接続されて該ヒートマスの外側に延出し、該ヒートマスの軸の周りに対称的に位置付けられるステムであって、ダイバータ面、端面、および前記ヒートマスまで延在するステムスロットを間に画定するように離間して配置される複数のステムフィンを含むステムと、
   　前記ヒートマスに接続され、前記部品を前記ヒートマスに熱的に接続するようになっている取り付け面を含む熱伝導ベースと、
   　前記ヒートマスに接続され、前記ヒートマスまで延在する一次スロットを間に画定するように離間して配置される複数のベインであって、それぞれが、複数のフィンを画定するように該ベインの一部を通って延在する少なくとも１つの二次スロット、上面、および前記ステムから延在して第１の中間部分で終端する第１の非平面部分を含む内壁を含み、前記第１の中間部分は、前記上面で終端する第２の非平面部分まで延在し、すべての前記ベインの内壁は、前記ステムを包囲するチャンバを画定し、かつ前記第１の非平面部分と前記ステムとの間にキャビテーション部を含んでいるベインと、
   　前記熱伝導ベースから延在して、前記上面で終端する第２の中間部分で終端する第３の非平面部分を含む外壁と、
   　気流を発生させる気流源と、
   　該気流源と該受動冷却装置との間に前記気流を導くダクトであって、前記上面に隣接して位置付けられる第１の開口、および前記気流源に接続されるようになっている第２の開口を含むダクトとを備え、
   　　前記ヒートマス、前記ステム、前記ステムフィン、前記フィン、および前記ベインを通過して、前記ステムスロット、前記一次スロット、および前記二次スロットを流れる前記気流により、前記部品から放熱することを特徴とする受動冷却装置。
2. 前記気流は、前記キャビテーション部において第１の低圧領域を生成するために作用する負気流であり、前記第１の低圧領域は、前記一次スロットおよび前記ステムスロットを通る第１の吸気流を含み、前記負気流は、前記第１の吸気流が前記ステムスロットを流れるように誘導する、該ステムスロットにおける第２の低圧領域を生成するために作用し、前記負気流は、第２の吸気流が前記一次スロットおよび前記二次スロットを通るように誘導するために作用することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
3. 前記負気流は、実質的に前記軸と整列する実質的に層流である気流であることを特徴とする、請求項２に記載の受動冷却装置。
4. 前記気流は、前記キャビテーション部において第１の高圧領域を生成するために作用する正気流であり、該正気流は、前記一次スロットおよび前記二次スロットを通過する第１の流れ、前記第２の非平面部分からそれて前記一次スロットから出る第２の気流、前記チャンバに入り前記一次スロットから出る第３の気流、前記ダイバータ面からそれて前記一次スロットから出る第４の気流、および前記ステムスロットを通過して前記一次スロットから出る第５の気流を含み、前記第１、第２、第３、第４、および第５の気流の一部は前記第１の低圧領域を通過することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
5. 前記正気流は、実質的に前記軸と整列する実質的に層流であることを特徴とする、請求項４に記載の受動冷却装置。
6. 前記ヒートマスは、前記取り付け面と前記部品との間の直接接続により、該部品に熱的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
7. 前記取り付け面に接続され、前記ヒートマスを前記部品に熱的に接続するために作用する熱インタフェース材をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
8. 前記第１の非平面部分、前記第２の非平面部分、および前記第３の非平面部分のうちの選択された１つまたは複数は、弧状の外形、傾斜状の外形、ならびに弧状および傾斜状の外形の組み合わせからなる群から選択される外形を含むことを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
9. 前記内壁の前記第１の中間部分、および前記外壁の前記第２の中間部分のうちの選択された１つまたは複数は、実質的に平面状の外形、傾斜状の外形、弧状の外形、ならびに実質的に平面状、弧状、および傾斜状の外形の組み合わせからなる群から選択される外形を含むことを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
10. 前記気流源は、専用ファン、システムファン、専用ブロワ、およびシステムブロワからなる群から選択される源であることを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
11. 前記ステムスロットは、前記ベインの前記一次スロットのすべてとは一体にならないことを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
12. 前記ステムスロットは、前記ベインの前記一次スロットのすべてと一体になることを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
13. 前記ステムの前記端面は、前記ベインの前記上面に対して、前記ベインの前記上面と実質的に同一平面上の位置、前記ベインの前記上面（２９）より凹んだ位置、および前記ベイン（２１）の前記上面（２９）の外側に延出した位置からなる群から選択される位置を有することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
14. 前記端面は、実質的に平面状の形状、傾斜状の形状、および弧状の形状からなる群から選択される形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
15. 前記ステムは、前記軸の周りに対称に配置され、前記端面の内側に延出し、該端面に隣接したアパーチャを含むステムキャビティを含み、前記ステムスロットは、前記ステムキャビティと一体になり、該ステムキャビティは、前記ステムスロットを通る前記気流に対する抵抗を低減するために作用することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
16. 前記フィンの前記二次スロットは、前記ヒートマスまで延在することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
17. 前記ステムスロットは、実質的に前記軸と整列した向きおよび前記軸に対して角度をなす向きからなる群から選択される、前記軸に対する向きを有することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
18. 前記一次スロットおよび前記二次スロットは、実質的に前記軸と整列した向きおよび前記軸に対してある角度にある向きからなる群から選択される、前記軸に対する向きを有することを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
19. 前記ダクトの前記第１の開口は、前記外壁の部分ｄと接触していることを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。
20. 前記ヒートマス、前記ベース、前記ステム、前記ステムフィン、前記ベイン、および前記フィンは、一様に形成されたユニットであることを特徴とする、請求項１に記載の受動冷却装置。

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