JP2007165582A

JP2007165582A - ヒートシンク

Info

Publication number: JP2007165582A
Application number: JP2005359975A
Authority: JP
Inventors: Kimiaki Nakano; 公昭中野; Toshiyuki Horiuchi; 俊行堀内; Hiromi Ota; 博巳太田; Satoru Sakuma; 哲佐久間
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: JP4832882B2

Abstract

【課題】受熱板を均一に冷却し、熱交換効率の向上を図る手段を提供する。
【解決手段】発熱体７を取り付ける受熱板２と、受熱板２に対向するように設けられ、受熱板２に対して冷却媒体を噴射する噴射手段５とを備えたヒートシンク１であって、受熱板２には、噴流受け部８が凹状に湾曲して形成されていると共に、噴射手段５には、噴流受け部８に対向する位置に、噴射部１８が凸状に湾曲して形成されており、噴射部１８と噴流受け部８との間には、噴射部１８から噴射された冷却冷媒が流通可能な湾曲した流路２０が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、パソコンのＣＰＵやサイリスタや電力用コンデンサ等の電子機器を冷却するために設けられるヒートシンクに関する。

従来、ノート型パソコンのＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電子機器から発生する熱を放出して該電子機器を冷却するため、ヒートシンクが設けられている。

従来のヒートシンクとしては、様々なものが提案されているが、例えば、電子機器が取り付けられた受熱板に対して冷却媒体を噴射することにより、その電子機器を冷却する噴流衝突式と呼ばれるものが知られている。

この種のヒートシンクには、受熱板に対向するように冷却媒体の噴射手段が設けられており、該噴射手段には冷却媒体の噴射孔が穿設されている。そして、この噴射孔から噴射された冷却冷媒が前記受熱板に衝突することにより、前記受熱板を介して電子機器を冷却するようになっている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開２０００−２５２６７０号公報特開２００３−５１６８９号公報特開２００４−２７３８３６号公報

しかしながら、上記した従来のヒートシンクにおいては、噴射手段から噴射した後の冷却媒体の流動に関しては十分な配慮がなされていなかったため、冷却媒体が受熱板に衝突した地点の周囲では、冷却冷媒の流速が遅くなり、冷却媒体の流れに淀みが生じていた。その結果、受熱板の熱伝達率は、冷却媒体が受熱板に衝突した地点では高くなるが、その周囲では低くなるといった現象が起き、受熱板を均一に冷却することができず、ヒートシンクの熱交換効率を高めることができないといった問題があった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、受熱板を均一に冷却することができ、熱交換効率の向上を図ることができるヒートシンクを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、発熱体を取り付ける受熱板と、該受熱板に対向するように設けられ、該受熱板に対して冷却媒体を噴射する噴射手段とを備えたヒートシンクであって、前記受熱板には、噴流受け部が凹状に湾曲して形成されていると共に、前記噴射手段には、前記噴流受け部に対向する位置に、噴射部が凸状に湾曲して形成されており、前記噴射部と前記噴流受け部との間には、前記噴射部から噴射された冷却冷媒が流通可能な湾曲した流路が形成されていることを特徴とする。

そして、前記噴射部は前記噴射受け部から一定間隔を保持するように形成され、前記湾曲した流路は均一幅に形成されているのがよい。

また、前記噴射手段の噴射部は半割り円筒状に形成されており、該噴射部には前記発熱体の配置に合せて噴射孔が穿設されていてもよい。

さらに、前記噴射手段の噴射部は、前記発熱体の配置に合せて、半球状に形成されており、該噴射部には噴射孔が１個ずつ穿設されていてもよい。

本発明によれば、噴射部と噴流受け部との間に湾曲した流路が形成されているため、噴射部から噴射された冷却冷媒は、淀むことなく、早い流速を保持したまま、円滑に流通する。したがって、冷却媒体が受熱板に衝突した地点だけでなく、その周囲においても、熱伝達率を高く保持することができると共に、受熱板を均一に冷却することができるため、ヒートシンクの熱交換効率を高めることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本実施の形態に係るヒートシンクを示す分解斜視図、図２はヒートシンクの断面図、図３はヒートシンクを部分的に拡大して示す断面図である。

本実施の形態に係るヒートシンク１は、扁平形状を成しており、矩形板状の受熱板２と、該受熱板２と共に内部に冷却媒体の流通空間３を形成するケース部材４と、この流通空間３に設けられる噴射部材５とを備えている。

受熱板２の外面６は平坦に形成されており、この外面６には所要数（図１では、１列当り７個が４列で合計２８個）の電子機器７が密着可能となっている。一方、受熱板２の内面には、噴流受け部８が半割り円柱凹状に湾曲して形成されており、噴流受け部８は、電子機器７の配置に対応した位置に、所要列（図２では４列）並設されている。また、受熱板２の周縁部には、所要数（図１では、１６個）の取付孔９が穿設されている。

ケース部材４は、盆形状を成しており、その周縁部１０には、受熱板２の取付孔９に対応した位置に取付孔１１が穿設されている。そして、ケース部材４に受熱板２を重合し、各取付孔９，１１を介して固定具（図示省略）を取り付けることにより、ケース部材４と受熱板２とが互いに固定されるようになっている。また、ケース部材４の周縁部１０で囲繞された領域には凹部１２が形成されており、この凹部１２の開口面が受熱板２により閉塞されることにより冷却媒体の流通空間３が形成されるようになっている。さらに、ケース部材４の凹部１２の両端部にはそれぞれ、冷却媒体入口１３及び冷却媒体出口１４が穿設されており、冷却媒体入口１３及び冷却媒体出口１４に、冷却媒体供給管１５及び冷却媒体排出管１６がそれぞれ接続されている。

噴射部材５は、平面的に冷却媒体出口１４を覆わない範囲において凹部１２に収容可能な形状を成しており、冷却媒体入口１３に対向した位置にヘッダ部１７が設けられ、ヘッダ部１７は、冷却媒体入口１３の反対側に凸状に湾曲して形成されている。また、噴射部材５には、このヘッダ部１７に連通するように、所要列（図示では、４列）の噴射部１８が、噴流受け部８に対向するように設けられている。各噴射部１８は半割り円筒凸状に形成されており、各噴射部１８には、それぞれ、電子機器７の配置に合わせて、複数（この場合は７個）の噴射孔１９がノズル状に穿設されている。また、各噴射部１８は、その曲率中心が噴射受け部８の曲率中心と同一であって、噴流受け部８から一定間隔を保持するように形成されている。これにより、噴射部１８から噴射後の冷却媒体が流通可能な湾曲した流路２０が、噴射部１８と噴流受け部８との間に均一幅で形成されている。

このような構成を備えたヒートシンク１において、冷却媒体供給管１５を通って冷却媒体入口１３から流通空間３に流入した冷却媒体は、先ず、ヘッダ部１７において各噴射部１８に分配され、各噴射部１８と凹部１２の間の空間２１を流通する。その後、冷却媒体は、各噴射孔１９から噴流受け部８に向かって噴射され、噴流受け部８に衝突した後、湾曲した流路２０を流通し、これにより、受熱板２に配置された各電子機器７はそれぞれ冷却される。その後、冷却媒体は、冷却媒体出口１４から冷却媒体排出管１６を通ってヒートシンク１の外部に排出される。

この場合、噴射部１８と噴流受け部８との間に湾曲した流路２０が均一幅で形成されているため、噴射部１８から噴射された冷却冷媒は、淀むことなく、早い流速を保持したまま、円滑に流通する。したがって、冷却媒体が受熱板に衝突した地点だけでなく、その周囲においても、受熱板２の熱伝達率を高く保持することができると共に、受熱板２を均一に冷却することができるため、ヒートシンク１の熱交換効率を高めることができる。

なお、上記した実施の形態において、噴射部１８は、半割り円筒状に形成されているが、これは単なる例示に過ぎず、例えば、受熱板２の電子機器７の配置に合わせて、半球状に形成し、各噴射部１８に噴射孔を１個ずつ穿設したりする等、各種変更が可能である。

また、冷却冷媒の湾曲した流路２０は、必ずしも、噴射部１８と噴流受け部８との間に均一幅に形成されている必要はなく、例えば、冷却媒体が受熱板２に衝突した地点から離れるに連れて流路２０の幅が僅かに広くなったり、狭くなったりするように形成されていてもよい。

さらに、本発明のヒートシンク１により冷却される発熱体としては、ノート型パソコンのＣＰＵの他、サイリスタや電力用コンデンサ等の電子機器であってもよい。

本発明の実施の形態に係るヒートシンクを示す分解斜視図である。本発明の実施の形態に係るヒートシンクを示す断面図である。本発明の実施の形態に係るヒートシンクを部分的に拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ヒートシンク
２受熱板
５噴射部材
７電子機器
８噴流受け部
１８噴射部
１９噴射孔
２０流路

Claims

発熱体を取り付ける受熱板と、該受熱板に対向するように設けられ、該受熱板に対して冷却媒体を噴射する噴射手段とを備えたヒートシンクであって、
前記受熱板には、噴流受け部が凹状に湾曲して形成されていると共に、前記噴射手段には、前記噴流受け部に対向する位置に、噴射部が凸状に湾曲して形成されており、前記噴射部と前記噴流受け部との間には、前記噴射部から噴射された冷却冷媒が流通可能な湾曲した流路が形成されていることを特徴とするヒートシンク。
前記噴射部は前記噴射受け部から一定間隔を保持するように形成され、前記湾曲した流路は均一幅に形成されている請求項１に記載のヒートシンク。
前記噴射手段の噴射部は半割り円筒状に形成されており、該噴射部には前記発熱体の配置に合せて噴射孔が穿設されている請求項１又は２に記載のヒートシンク。
前記噴射手段の噴射部は、前記発熱体の配置に合せて、半球状に形成されており、該噴射部には噴射孔が１個ずつ穿設されている請求項１又は２に記載のヒートシンク。