JP2005166923A - Cooler for electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートシンクとファンからなる強制対流式の電子機器用冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a forced convection type electronic device cooling apparatus including a heat sink and a fan.
電子部品から発生する熱を放熱フィンを備えたヒートシンクに伝え、ファンで発生させた冷却風Wを前記放熱フィンに吹き付けて冷却する強制対流式の電子機器用冷却装置が知られている。近年、電子機器の高密度化に伴い、冷却装置の高性能化と小型化の要請が強くなっている。そのため、ヒートシンクの放熱面積を増やしたり、強制対流による冷却のためのファンの性能を向上させることにより、冷却能力を向上させている(特許文献1、特許文献2)。 2. Description of the Related Art A forced convection type electronic device cooling device is known that transmits heat generated from an electronic component to a heat sink provided with heat radiation fins and cools the heat radiation fins by blowing cooling air W generated by a fan. In recent years, with the increase in the density of electronic devices, there is an increasing demand for higher performance and smaller size of the cooling device. Therefore, the cooling capacity is improved by increasing the heat dissipation area of the heat sink or by improving the performance of the fan for cooling by forced convection (Patent Document 1, Patent Document 2).
図4は従来の一般的な冷却装置の例を示す説明図であり、(a)は上面図であり、(b)は側面図である。図において、101は発熱部品102に密着して取り付けられたヒートシンクである。ヒートシンク101は平板フィン103を有し、また、ヒートシンク101の近傍にはファン104が取り付けられ、ファン104から吐出される冷却風105が平板フィン103の間に流入する。発熱部品102から発生した熱は、ヒートシンク101の平板フィン103に伝わり、さらに平板フィン103の表面から冷却風に放熱される。
しかしながら従来の冷却装置では、ファンから吐出される冷却風は旋回流であり、そのため、冷却風がフィンにぶつかって乱流が発生するので、冷却風を効率良くフィン間に導くことが出来ないという問題があった。そのためヒートシンク全体での通風抵抗が大きくなり、ファンからの冷却風の流量が減少するという問題があった。また、フィン間を流れる冷却風の流量と速度がフィン間ごとに異なり、一様な放熱能力にならず、冷却能力が十分に得られない問題もあった。さらに、ヒートシンクやファンが小型化できず、電子機器全体が小型化できない問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ファンからの送風を効率よくフィン間に導くことにより冷却能力を向上させ、その結果小型化することができる冷却装置を提供することを目的とするものである。
However, in the conventional cooling device, the cooling air discharged from the fan is a swirling flow, so that the cooling air hits the fins and turbulent flow is generated, so that the cooling air cannot be efficiently guided between the fins. There was a problem. Therefore, there is a problem that the ventilation resistance in the entire heat sink increases, and the flow rate of the cooling air from the fan decreases. In addition, the flow rate and speed of the cooling air flowing between the fins differ from fin to fin, resulting in a problem that the heat radiation capacity is not uniform and the cooling capacity cannot be sufficiently obtained. Furthermore, there is a problem that the heat sink and the fan cannot be reduced in size, and the entire electronic device cannot be reduced in size.
The present invention has been made in view of such problems, and provides a cooling device capable of improving cooling capacity by efficiently guiding the air blown from the fan between the fins and, as a result, downsizing. It is intended.
上記の課題を解決するために、本発明は、ヒートシンクとファンからなる強制対流式の電子機器用冷却装置において、前記ヒートシンクはピンフィンと平板フィンを備え、前記ファンは冷却風を前記ピンフィンから前記平板フィンに向けて流すものである。また、前記ファンと前記ピンフィンおよび前記平板フィンを、直列に配置して、前記ファンの冷却風を前記ヒートシンクに平行に流すものである。また、前記ファンを前記ヒートシンクの上部に配置して、冷却風を前記ピンフィンに向けて垂直下向きに流すものである。また、冷却風を前記ピンフィンに向けて俯角45°で斜め下向きに流すものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a forced convection type electronic device cooling apparatus including a heat sink and a fan, wherein the heat sink includes a pin fin and a flat fin, and the fan sends cooling air from the pin fin to the flat plate. It flows toward the fins. The fan, the pin fin, and the flat fin are arranged in series so that the cooling air of the fan flows in parallel to the heat sink. In addition, the fan is disposed on the heat sink, and the cooling air is directed vertically downward toward the pin fin. In addition, the cooling air is directed obliquely downward at a depression angle of 45 ° toward the pin fin.
請求項1および請求項2に記載の発明によれば、ファン近傍にピンフィンを配置して、ピンフィンから平板フィンに向けて冷却風を流することにより、通風抵抗を減少させ、ファンからの冷却風を有効に活用することによって冷却能力を向上することができ、冷却装置全体を小型化することができるという効果がある。
また、請求項3に記載の発明によれば、冷却風をピンフィンに向けて垂直下向きに吹き付けるので、ファン直近の流速の大きい冷却風をピンフィンとヒートシンクのベース面に導くことができるため、更に冷却能力が向上する効果がある。
また、請求項4に記載の発明によれば、冷却風をピンフィンに向けて俯角45°で斜め下向きに吹き付けるので、請求項2の発明と請求項3の発明の中間の特性が得られ、各電子装置に合わせた、高性能で小型の冷却装置が得られる効果がある。
According to the first and second aspects of the present invention, the pin fins are arranged in the vicinity of the fan, and the cooling air is caused to flow from the pin fins toward the flat plate fins, thereby reducing the ventilation resistance and cooling air from the fan. By effectively utilizing this, the cooling capacity can be improved, and the entire cooling device can be reduced in size.
According to the third aspect of the present invention, since the cooling air is blown vertically downward toward the pin fin, the cooling air having a large flow velocity in the immediate vicinity of the fan can be guided to the base surface of the pin fin and the heat sink. It has the effect of improving ability.
Further, according to the invention described in claim 4, since the cooling air is blown obliquely downward at a depression angle of 45 ° toward the pin fin, characteristics intermediate between the invention of
以下、本発明の具体的実施態様について、図に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例を示す冷却装置の説明図であり、(a)は上面図であり、(b)は側面図である。図において、1はヒートシンクである。ヒートシンク1には放熱フィンとして、ピンフィン2と平板フィン3を備えている。4はファンであり、通風方向がヒートシンク1の通風方向と同方向を保ち、かつピンフィン2の直近に固定されている。5は発熱部品である。発熱部品5はヒートシンク1に密着し、熱をヒートシンク1に伝達する。6はファン4から吹き出す冷却風である。
ファン4から吐出された冷却風6はピンフィン2に吹き付けられ、ピンフィン間を流れる。ピンフィン2では、ファン直近の流速の大きい冷却風が流れるため、効率良く放熱される。ピンフィン2を通過する間に冷却風6は整流され、整流された冷却風6が平板フィン3にスムーズに流入していく。平板フィン3から冷却風6に放熱され、冷却風6はヒートシンク1から抜けていく。
FIG. 1 is an explanatory view of a cooling device according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a side view. In the figure, 1 is a heat sink. The heat sink 1 includes pin fins 2 and flat plate fins 3 as heat radiation fins. Reference numeral 4 denotes a fan, which maintains the same ventilation direction as the ventilation direction of the heat sink 1 and is fixed in the immediate vicinity of the
The
図2は、本発明の第2実施例を示す冷却装置の説明図であり、(a)は上面図であり、(b)は側面図である。前記第1実施例と共通する構成要素には同一の符号を付したので、説明を省略する。ファン4はヒートシンク1の上部のピンフィン2の先端の直近に固定され、冷却風6をピンフィン2及びヒートシンク1のベース面7に向けて、垂直下向きに吹付ける。そのため、ファン4直近の流速の大きい冷却風6が、ピンフィン2間およびヒートシンク1のベース面7上を流れ、効率良く放熱される。また、ピンフィン2を通過する間に冷却風6は整流され、整流された冷却風6が平板フィン3にスムーズに流入していく。さらに、平板フィン3の表面から冷却風6に放熱され、冷却風6はヒートシンク1から抜けていく。
FIG. 2 is an explanatory view of a cooling device showing a second embodiment of the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a side view. Components that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. The fan 4 is fixed in the immediate vicinity of the tip of the
図3は、本発明の第3実施例を示す冷却装置の説明図であり、(a)は上面図であり、(b)は側面図である。前記第1および第2実施例と共通する構成要素には同一の符号を付したので、説明を省略する。ファン4はヒートシンク1の上部のピンフィン2の先端の直近に斜め45°に固定され、ピンフィン2もファン4の傾きに合わせて一方が高く他方が低くなっている。ファン4は冷却風6をピンフィン2及びヒートシンク1のベース面7に向けて、俯角45°で斜め下向きに吹付ける。そのため、ファン4直近の流速の大きい冷却風6が、ピンフィン2間およびヒートシンク1のベース面7上を流れ、効率良く放熱される。また、ピンフィン2を通過する間に冷却風6は整流され、整流された冷却風6が平板フィン3にスムーズに流入していく。さらに、平板フィン3の表面から冷却風6に放熱され、冷却風6はヒートシンク1から抜けていく。
FIG. 3 is an explanatory view of a cooling device showing a third embodiment of the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a side view. Constituent elements common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The fan 4 is fixed at an angle of 45 ° in the immediate vicinity of the tip of the
本発明は、ヒートシンクとファンからなる強制対流式の電子機器用冷却装置に関するとして有用である。 The present invention is useful as a forced convection type electronic device cooling apparatus including a heat sink and a fan.
1 ヒートシンク、2 ピンフィン、3 平板フィン、4 ファン、5 発熱部品、6 冷却風、7 ベース面、
101 ヒートシンク、102 発熱部品、103 平板フィン、104 ファン、105 冷却風
1 heat sink, 2 pin fin, 3 flat plate fin, 4 fan, 5 heat generating component, 6 cooling air, 7 base surface,
101 heat sink, 102 heat generating component, 103 flat fin, 104 fan, 105 cooling air
Claims (4)
2. The electronic device cooling apparatus according to claim 1, wherein the fan is above the heat sink and causes cooling air to flow obliquely downward at a depression angle of 45 ° toward the pin fin. 3.
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