JP2007273529A

JP2007273529A - ヒートシンク及び屋外設置型電子機器放熱装置

Info

Publication number: JP2007273529A
Application number: JP2006094245A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamamoto; 敬山本; Hirobumi Minamoto; 博文皆元; Kenji Imamura; 健次今村; Manabu Saito; 学齋藤; Yoshiharu Hayasaka; 佳春早坂
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】ヒートシンクの放熱効果を改善する。
【解決手段】パワーデバイス放熱用のヒートシンクベース１１の放熱フィン１４設置面１１ｂがパワーデバイス１３の固定部を中心として弧状に盛り上がり周辺より厚肉の部分を形成し、パワーデバイス１３の発熱を効果的に放熱フィン１４に伝える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヒートシンク、特に一方の面がパワーデバイス固定面を形成し、他方の面に放熱フィンが設けられたヒートシンクベースを有するヒートシンクの改良及びこのヒートシンク及び放熱ファンを内蔵した屋外設置型電子機器放熱装置の改良に関する。

電子機器、特にパワーデバイスは高電力増幅を行うために効率のよい冷却を必要とする。このような電子機器は、特に無線通信用の基地局、中継局などとして知られており、一般に屋外に設置され、夏季の高温環境時においてもパワーデバイスが耐熱限界を超えないように良好な冷却作用を与えなければならない。

従来の一般的なパワーデバイス冷却は、パワーデバイスをヒートシンクベースの一方の面に固定し、ヒートシンクベースの他方に設けられた放熱フィンによって効果的な放熱を行い、パワーデバイスの温度上昇を限界値以下に抑制している。

このようなヒートシンクベースは、熱伝導性の高いアルミニウムその他が用いられているが、パワーデバイスから各放熱フィンに良好に熱伝達を行うための各種工夫が施されている。そして、無線通信基地局あるいは中継局として電子機器が実用される場合、これらの電子機器、すなわちパワーデバイスが電子機器筐体内に収納されて、屋外の建物外壁、電柱あるいは特別の中継設備に装備される。この筐体にはパワーデバイスが固定されたヒートシンクベースが内蔵されると共に、一般的にはヒートシンクベースの下方に設けられた放熱ファンによって強制冷却が行われている。

従来におけるヒートシンクの改良として、例えば、特許文献１の構成が知られており、ヒートシンクベースの形状を工夫することによって、放熱フィンを効果的に冷却作用に寄与させている。

特開２００３−２２９５１９号公報

上述した特許文献１に記載された従来技術では、パワーデバイスが固定される面とそれ以外のヒートシンクベース面との間で肉厚を変化させることにより、放熱効果を改善しているが、実際上、パワーデバイスが固定される面が最も高温となり、この固定面内における熱の蓄積、特に固定面中央部に熱蓄積が集中して起こり、これが原因として放熱に遅れが生じるということが本発明者らによって解析された。したがって、前述した従来装置では、パワーデバイスが固定されている面のほぼ中心付近における熱蓄積によって十分な放熱効果が得られないということが発見された。

上記課題を解決するために、本発明に係るヒートシンクは、ベースの一方の面がパワーデバイス固定面を形成し、ベースの他方の面に放熱フィンが設けられたヒートシンクにおいて、放熱フィン設置面が、パワーデバイス固定部を中心として弧状に盛り上がり、周辺より厚肉部を形成していることを特徴とする。

また、本発明に係る屋外設置型電子機器放熱装置は、屋外設置筐体と、筐体内に固定され、一方の面がパワーデバイス固定面を形成し、他方の面にほぼ鉛直方向に風路が伸びた放熱フィンが設けられたヒートシンクベースと、を含み、ヒートシンクベースの放熱フィン設置面が、パワーデバイス固定部を中心として弧状に盛り上がり、周辺より厚肉部を形成していることを特徴とする。

更に、本発明に係る屋外設置型電子機器放熱装置は、屋外設置筐体と、筐体内に固定され、一方の面がパワーデバイス固定面を形成し、他方の面にほぼ鉛直方向に風路が伸びた放熱フィンが設けられたヒートシンクベースと、を含み、放熱フィンには、風路に乱流を起こさせるこぶ部が設けられていることを特徴とする。

更に、本発明に係る屋外設置型電子機器放熱装置は、筐体の内部であってヒートシンクベースの下方に設けられた放熱ファンを含むことを特徴とする。

更に、本発明に係る屋外設置型電子機器放熱装置は、放熱フィンを側面から覆い、上下端が開放している日除け板、を含み、日除け板が放熱フィンに煙突効果を与えることを特徴とする。

本発明により、ヒートシンクベースの放熱効果は著しく向上し、またこれを用いた屋外設置型電子機器放熱装置のパワーデバイスを効果的に冷却することが可能となった。

以下本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１から４には本発明の第１実施形態が示され、図３，４に示されたヒートシンクが放熱ファンと共に屋外設置筐体に内蔵され、無線通信用の屋外設置基地局あるいは中継局を構成していることが理解される。

図１において、屋外設置筐体１０内にはヒートシンクベース１１が内蔵されている。屋外設置筐体１０の背面版１２を取り外した状態が図２に示され、前記ヒートシンクベース１１の一方の面１１ａにはパワーデバイス１３が固定されている。

ヒートシンクベース１１の他方の面には放熱フィン１４が設けられており、図１の矢印Ａ方向から見た図３に詳細に示されるように、多数の放熱フィン１４はほぼ鉛直方向に伸び、この放熱フィン１４に沿ってほぼ鉛直方向に風路が形成されていることが理解される。

本発明において特徴的なことは、ヒートシンクベース１１のパワーデバイス固定面１１ａと反対の面である放熱フィン設置面１１ｂ側にパワーデバイス固定部を中心として弧状に盛り上がり周辺より肉厚の部分１１ｃを形成していることにある。

本実施形態において、この肉厚部１１ｃは、図３から明らかなように円球状に盛り上がった形状を有する。

この盛り上がり部１１ｃにより、パワーデバイスが固定されているヒートシンクベース１１は、パワーデバイス１３のほぼ中心部において最も肉厚の盛り上がり部となり、このために従来発生しやすい熱蓄積が生じにくく、熱伝導性の高いヒートシンクベース１１を通ってパワーデバイス１３で発生した熱が効果的に放熱フィン１４に伝達され、夏季における日中の高温時においても、外部に設置された装置の発熱を効果的に放熱することができる。

図２において、屋外設置筐体１０には前記ヒートシンクベース１１の下方に２基の放熱ファン１５が設けられており、放熱ファンによって発生した冷却風は放熱フィン１４の風路を通って上方に抜け、効果的に放熱作用を行うことができる。

また、図１，２において、前述した屋外設置筐体１０の一部は日除け板１０ａとして機能する。すなわち、ヒートシンクベース１１の放熱フィンは一般的に外気にさらされるが、屋外設置型電子機器放熱装置では、放熱フィン１４が直接太陽光にさらされることを防ぐため日除け板１０ａを設けることが通常である。

本実施形態においては、この日除け板１０ａは屋外設置筐体１０と一体となっているが、これを別体にすることも可能である。この日除け板１０ａは、外部からの直射日光を遮り、ヒートシンクベース１１の温度上昇を防ぎ、またこの日除け板１０ａは上下端が開放しているので、下方からの放熱ファン１５による冷却風を効果的に放熱フィン１４の風路に導き、また上方から高熱の冷却風を大気に放散することができる。

そして、この日除け板１０ａの存在により、放熱フィン１４によって作られる風路には煙突効果が生じ、高温の気流が大気中に急速に放散され、これによって放熱ファン１５が作り出す冷却風を風路内に効果的に引き込み、空冷効果をいっそう高めることが可能となる。

図５から８には、本発明にかかるヒートシンク及び屋外設置型電子機器放熱装置の好適な第２実施形態が示され、第１実施形態と同一または対応部材には同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態において特徴的なことは、ヒートシンクベース１１に設けられている盛り上がり部１１ｃが第１実施例のような円球状ではなく、全体としてかまぼこ型に形成されていることである。したがって、パワーデバイス１３の固定部を中心とした弧状の盛り上がりは水平方向に弧状となり、鉛直方向にはこの円弧がそのまま続く形状となる。

このような盛り上がり部によっても、パワーデバイス１３の中心部近傍で発生した熱の蓄積を効果的に放散することが可能となる。

図９から１２には、本発明の第３実施形態が示されており、第１，２実施形態と同一または対応する部材には同一符号を付して説明を省略する。

第３実施形態において特徴的なことは、放熱フィン１４に風路の乱流を起こさせるこぶ部１６が多数設けられていることである。このこぶ部１６の存在によって、風路を通る冷却風には乱流が生じ、これによって放熱フィン１４の熱を通常の整流より高効率で奪い取ることが可能となった。

本発明において、屋外設置筐体は、通常のラックとし、このラック内に複数のヒートシンクベースを組み込むことも可能である。

また、前述した各実施形態においては、屋外設置型電子機器放熱装置には屋外設置筐体の下部に放熱ファン１５が設けられているが、本発明において、この放熱ファンを除去して自然循環空冷装置とすることも可能である。

本発明にかかる屋外設置型電子機器放熱装置の好適な第１実施形態を示す全体斜視図である。図１の背面版を取り外した状態の概略斜視図である。第１実施形態に用いられるヒートシンクベースの放熱フィン側の正面図である。図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本発明にかかる屋外設置型電子機器放熱装置の好適な第２実施形態を示す全体斜視図である。図５の背面版を取り外した状態の概略斜視図である。第２実施形態に用いられるヒートシンクベースの放熱フィン側の正面図である。図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本発明にかかる屋外設置型電子機器放熱装置の好適な第３実施形態を示す全体斜視図である。図９の背面版を取り外した状態の概略斜視図である。第３実施形態に用いられるヒートシンクベースの放熱フィン側の正面図である。図１１の断面図である。

符号の説明

１０屋外設置筐体、１０ａ日除け板、１１ヒートシンクベース、１１ａパワ−デバイス固定面、１１ｂ放熱フィン設置面、１１ｃ盛り上がり部、１３パワーデバイス、１４放熱フィン、１５放熱ファン、１６こぶ部。

Claims

ベースの一方の面がパワーデバイス固定面を形成し、ベースの他方の面に放熱フィンが設けられたヒートシンクにおいて、
放熱フィン設置面が、パワーデバイス固定部を中心として弧状に盛り上がり、周辺より厚肉部を形成していることを特徴とするヒートシンク。
屋外設置筐体と、
筐体内に固定され、一方の面がパワーデバイス固定面を形成し、他方の面にほぼ鉛直方向に風路が伸びた放熱フィンが設けられたヒートシンクベースと、を含み、
ヒートシンクベースの放熱フィン設置面が、パワーデバイス固定部を中心として弧状に盛り上がり、周辺より厚肉部を形成していることを特徴とする屋外設置型電子機器放熱装置。
屋外設置筐体と、
筐体内に固定され、一方の面がパワーデバイス固定面を形成し、他方の面にほぼ鉛直方向に風路が伸びた放熱フィンが設けられたヒートシンクベースと、を含み、
放熱フィンには、風路に乱流を起こさせるこぶ部が設けられていることを特徴とする屋外設置型電子機器放熱装置。
請求項２から３のいずれか１項に記載の装置において、
筐体の内部であってヒートシンクベースの下方に設けられた放熱ファンを含むことを特徴とする屋外設置型電子機器放熱装置。
請求項２から４のいずれか１項に記載の装置において、
放熱フィンを側面から覆い、上下端が開放している日除け板、を含み、日除け板が放熱フィンに煙突効果を与えることを特徴とする屋外設置型電子機器放熱装置。