JP2008159838A

JP2008159838A - 電子機器の放熱器

Info

Publication number: JP2008159838A
Application number: JP2006347068A
Authority: JP
Inventors: Akira Otsuka; 亮大塚
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: JP4893298B2

Abstract

【課題】全体の熱伝達率が高く、しかも、成形性に優れた電子機器の放熱器を提供する。【解決手段】発熱素子から熱が伝導される平板形状のベース板１ａに平行に並んだ第１のフィン１ｂ、１ｂ…が一体形成されると共に前記第１のフィン１ｂ、１ｂ…と非平行の第２のフィン１ｃ、１ｃ…を前記ベース板１ａに一体形成した。
【選択図】図１

Description

この発明は放熱器に係わり、特に、電子機器の発熱部品の冷却に好適な放熱器に関する。

従来の電子機器の放熱器の例を図６おび図７に示す。図６は電子機器の放熱器６を示す斜視図、図７は同放熱器６を裏返した状態で示す断面図である。図に示す放熱器６はベース板６ａの表面（図６における上面、図７における下面）にフィン６ｂ、６ｂ…が平行に並ぶようにダイカスト法等により一体形成されている。そして、ベース板６ａの裏面にパワートランジスタ等の発熱部品２が固着される。

このようにフィン６ｂ、６ｂ…を設けることにより、放熱器６の放熱表面積が大きくなり、フィン６ｂ、６ｂ…が延びる方向を垂直となるように配置して自然対流を生じさせたり、ファンによる気流がフィン６ｂ、６ｂ…に沿って流れるようにすることで放熱器６の放熱面の熱伝達係数を大きくすることができる。

しかしながら、図７に示すように発熱部品２が右側に偏って配置されている場合、発熱部品２から図で円で示す等温線を生じるように熱が伝えられるが、左側のフィン６ｂ、６ｂ…に熱を伝えるためにはベース板６ａを矢印で示す方向に熱が流れる。

このため、ベース板６ａの厚みａにより左側のフィン６ｂ、６ｂ…に伝えられる熱の量が制限される。すなわち、厚みａが薄いとフィン６ｂ、６ｂ…の温度差が大きくなる。そして、全体の熱伝達率が低くなり、発熱部品２の温度が高くなる。

ベース板６ａの厚みａを厚くすると、フィン６ｂ、６ｂ…の温度差は小さくなるが、ベース板６ａの裏面からフィン６ｂ、６ｂ…の先端までの高さｂが制限されるため、フィン６ｂ、６ｂ…の高さが低くなり、放熱器の表面積が狭くなると、熱放射による放熱量が低くなり、蓄熱して冷めにくいという結果となる。しかも、ベース板６ａ全体が厚くなるため、放熱器の重量が重くなるという問題が発生する。

図８は従来の放熱器の他の例を示す正面図、図９は同放熱器の製造工程を説明するための断面図である。この例では放熱器７のベース板７ａに平行に並べられたフィン７ｂ、７ｂ…が一体に形成されている点は図６および図７に示した放熱器６と同じであるが、フィン７ｂ、７ｂ…が延びる方向の両端の面の形状が湯口を設けられない形状となっている。このため、湯口７ｃがフィン７ｂ、７ｂ…と平行の面に形成されている。

そして、図８に示すように、発熱素子２がフィン７ｂ、７ｂ…の延びる方向の端に固着されている場合、発熱素子２近傍のフィン７ｂ、７ｂ…では発熱素子２からの熱が黒矢印で示すフィン７ｂ、７ｂ…の延びる方向に伝えられるので、この方向の熱通過断面積は図６おび図７に示す放熱器よりも大きくなる。しかしながら、発熱素子２から離れた両端側のフィン７ｂ、７ｂ…ではベース板７ａを通るように迂回して熱が伝えられるので、熱通過距離が長くなり熱伝導性能が落ちる。

また、材料に対する圧力は湯口７ｃから白矢印で示す方向に加わるので、フィン７ｂ、７ｂ…が延びる方向に材料が流れない。すなわち、図９に黒矢印で示すように、湯口７ｃからベース板７ａを通って各フィン７ｂ、７ｂ…に流れ込む。このため、材料の流れの抵抗が増大するため、金型に溶損を起こしやすく、放熱器７の成形性が落ちるという問題が発生する。

特開２００２−２９９８６８号公報に開示された発熱素子の放熱構造では、筐体内に供給された空気は全て放熱器３の溝３ａ（フィンの谷）を通るので放熱能力が高められる。しかしながら、フィンは全て平行に配置されているため、図６および図７に示した放熱器６または図８および図９に示した放熱器７と同様の問題が発生する。
特開２００２−２９９８６８号公報、段落００１１、段落００１２および図１

この発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、全体の熱伝達率が高く、しかも、成形性に優れた電子機器の放熱器を提供することにある。

この発明の電子機器の放熱器は、発熱素子から熱が伝導される平板形状のベース板に平行に並んだ第１のフィンが一体形成されると共に前記第１のフィンと非平行の第２のフィンが前記ベース板に一体形成されているものである。

また、前記電子機器の放熱器において、前記第２のフィンが前記平板形状のベース板の発熱素子が固着される部分から放射状に延びているものである。

また、前記各電子機器の放熱器において、前記第２のフィンが発熱素子の前記平板形状のベース板に固着される部分から先に延びるにつれて低くなるものである。

また、前記各電子機器の放熱器において、前記第１のフィンと第２のフィンが前記平板形状のベース板の同一の面に形成され、第２のフィンの高さが第１のフィンより低くなっているものである。

また、前記同電子機器の放熱器において、前記第１のフィンと第２のフィンとが平板形状のベース板の反対側の面に形成されているものである。

この発明の電子機器の放熱器によれば、全体の熱伝達率（熱拡散率）が高く、しかも、材料肉厚が確保されるため、成形性に優れている。

以下この発明を実施するための最良の形態を実施例に即して説明する。

図１はこの発明の実施例１である放熱器を示す斜視図、図２は同放熱器を一部斜線を省略して示す断面図である。以下の各実施例の説明において、ベース板の第１のフィンが設けられている面を表面とし、発熱素子２が固着される面を裏面とする。

実施例１の放熱器１のベース板１ａの表面には平行に並ぶ第１のフィン１ｂ、１ｂ…と放射状の第２のフィン１ｃ、１ｃ…がベース板１ａと一体に形成されている。そして、ベース板の厚みは符号Ａで示され、第１のフィン１ｂ、１ｂ、…のベース板１ａの裏面からの高さは符号Ｂで示され、第２のフィン１ｃ、１ｃ…のベース板１ａの裏面からの高さは符号Ｃで示されている。

図２で示されているように、第２のフィン１ｃ、１ｃ…の高さは第１のフィン１ｂ、１ｂの高さより低くなっている。そして、発熱素子２は第２のフィン１ｃ、１ｃ…が集中して重なり円形をなす部分と対向する裏面に固着されている。

上記構成において、第１のフィン１ｂ、１ｂ…と第２のフィン１ｃ、１ｃ…が放熱面となるので、放熱面の面積が大きくなる。また、気流は第１のフィン１ｂ、１ｂ…に沿って流れ、第２のフィン１ｃ、１ｃ、…の所で乱されて乱流なるので放熱器の表面の熱伝達率が大きくなる。

さらに、湯口が第１のフィン１ｂ、１ｂ…と平行する側面に設けられても、湯口から材料に第２のフィン１ｃ、１ｃ、…により第１のフィン１ｂ、１ｂ…と傾斜する方向に圧力が加えられ、材料が第１のフィン１ｂ、１ｂ、…が延びる方向にも流れるので成形もよくなる。

さらに、第２のフィン１ｃ、１ｃ…により、第１のフィン１ｂ、１ｂ…と直交する方向に熱が伝えられるので、ベース板１ａの厚さを厚くすることなく、放熱器全体の温度差を小さくすることができる。このように、軽量化され、かつ、放熱能力の高い放熱器が得られる。

図３はこの発明の実施例２である放熱器を示す斜視図である。この例では、放熱器３のベース板３ａの表面に第１のフィン３ｂ、３ｂ…が形成され、ベース板３ａの裏面に第２のフィン３ｃ、３ｃ…が形成されている。

そして、発熱素子２は第２のフィン３ｃの面に固着されている。この例でも放熱器３の放熱面の面積を大きくすることができ、第２のフィン３ｃ、３ｃ…により、第１のフィン３ｂ、３ｂ…と直交する方向に熱が伝えられるので、ベース板３ａの厚さを厚くすることなく、放熱器全体の温度差を小さくすることができる。また、湯口を第１のフィン３ｂ、３ｂ…と平行する外面に設けた場合にも、湯口から材料に第２のフィン３ｃ、３ｃ…により第１のフィン３ｂ、３ｂ…が延びる方向に圧力が加えられて成形性が落ちない。

図４はこの発明の実施例３である放熱器を示す正面図である。この例では、放熱器４のベース板４ａの表面に平行に並ぶ第１のフィン１ｂ、１ｂ…と放射状の第２のフィン４ｃ、４ｃ…がベース板４ａと一体に形成されている。発熱素子２は第２のフィン４ｃ、４ｃが集中する部分と対向する裏面に固着されている。

この例で実施例１と異なるのは発熱素子２が放熱器４の中心に配置されていることであるが、熱の伝導性および成形性について、実施例１と同様に効果が得られ、さらに、発熱素子から熱が放熱器内を流れる最大距離が小さくなるので、放熱能力が高くなるという実施例３特有の効果が得られる。

図５（ａ）はこの発明の実施例４である放熱器を一部斜線を省略して示す断面図、図５（ｂ）は同放熱器を簡略化して示す正面図である。なお、図５（ｂ）において、図面を見易くするために、第２のフィン５ｃを放射状の直線で示し、熱の伝わりかたを示す等温線を複数の円で示している。

この例では、放熱器５のベース板５ａの表面に平行に並ぶ第１のフィン５ｂ、５ｂ…と放射状の第２のフィン５ｃ、５ｃ…がベース板５ａと一体に形成されている。発熱素子２は第２のフィン５ｃ、５ｃ…が集中する位置のベース板５ａ裏面に固着されている。

この例で実施例１と異なる点は第２のフィン５ｃ、５ｃ…が先端方向に向けて低くなっていることである。第２のフィン５ｃ、５ｃ…では先端方向に伝熱量が減少するので、このような構成により第２のフィン５ｃ、５ｃ…の伝熱能力を低くすることなく、材料の節約および軽量化が図れる。

実施例は以上のように構成されているが発明はこれに限られず、例えば、実施例１、実施例２、実施例４において、発熱素子２を放熱器の中心に配置してもこの発明の効果が得られる。

この発明の実施例１である放熱器を示す斜視図である。同放熱器を一部斜線を省略して示す断面図である。この発明の実施例２である放熱器を示す斜視図である。この発明の実施例３である放熱器を示す正面図である。図５（ａ）はこの発明の実施例４である放熱器を一部斜線を省略して示す断面図、図５（ｂ）は同放熱器を簡略化して示す正面図である。従来の放熱器の例を示す斜視図である。同放熱器の作用を説明するための一部斜線を省略して示す断面図である。従来の放熱器の他の例を示す正面図である。同放熱器の製造工程を説明するための断面図である。

符号の説明

１放熱器、１ａベース板、１ｂ第１のフィン、１ｃ第２のフィン
２発熱素子
３放熱器、３ａベース板、３ｂ第１のフィン、３ｃ第２のフィン
４放熱器、３ａベース板、４ｂ第１のフィン、４ｃ第２のフィン
５放熱器、５ａベース板、５ｂ第１のフィン、５ｃ第２のフィン
６放熱器、６ａベース板、６ｂフィン
７放熱器、７ａベース板、７ｂフィン、７ｃ湯口

Claims

発熱素子から熱が伝導される平板形状のベース板に平行に並んだ第１のフィンが一体形成されると共に前記第１のフィンと非平行の第２のフィンが前記ベース板に一体形成されていることを特徴とする電子機器の放熱器。
前記第２のフィンは前記平板形状のベース板の発熱素子が固着される部分から放射状に延びている請求項１の電子機器の放熱器。
前記第２のフィンが発熱素子の前記平板形状のベース板に固着される部分から先に延びるにつれて低くなる請求項１または２の電子機器の放熱器。
前記第１のフィンと第２のフィンが前記平板形状のベース板の同一の面に形成され、第２のフィンの高さが第１のフィンより低くなっている請求項１から３のいずれかに記載した電子機器の放熱器。
前記第１のフィンと第２のフィンとが平板形状のベース板の反対側の面に形成されている請求項１から３のいずれかに記載した電子機器の放熱器。