JP2014045086A - Heat sink - Google Patents

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Yoshiyuki Abe
喜行 阿部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat sink which improves heat radiation performance thereby achieving weight reduction, facilitates the manufacturing, and improves the durability.SOLUTION: A heat sink 1 is formed by erecting multiple heat radiation fins 3 on a rear surface of a base plate 2 so that the heat radiation fins 3 are arranged along a cooling air flow direction and in parallel with each other. High heat transfer rate parts 3a and low heat transfer rate parts 3b are alternately arranged along the cooling air flow direction on both surfaces of each heat radiation fin 3. For example, the high heat transfer rate parts 3a and the low heat transfer rate parts 3b face each other on opposing surfaces of the adjacent heat radiation fins 3.

Description

本発明は、ベースプレートの背面に複数の放熱フィンを立設して成るヒートシンクに関するものである。   The present invention relates to a heat sink in which a plurality of radiating fins are erected on the back surface of a base plate.

近年、半導体の消費電力が加速度的に上昇するのに伴って発熱量が増加しているため、高性能の冷却システムに対する需要が高まっている。又、小型化のために高密度に集積された回路においても消費される電力は増加傾向にあり、発熱量と同時に発熱密度も急激に上昇している。   In recent years, the amount of heat generation has increased as the power consumption of semiconductors has increased at an accelerated rate, so that the demand for high-performance cooling systems has increased. In addition, even in a circuit integrated at a high density for miniaturization, the power consumed tends to increase, and the heat generation density increases rapidly at the same time as the heat generation amount.

半導体であるLED(発光ダイオード)においても、明るさの向上に伴って従来の表示用としての用途から照明としての用途も増えており、その消費電力も増加傾向にある。   Also in LED (light emitting diode) which is a semiconductor, the use as a lighting is increasing from the use for the conventional display with the improvement in brightness, The power consumption is also increasing.

ところが、LED素子の最大の問題は、投入した電力の大部分が熱となり、自身が発する熱によって発光効率が低下するという点である。特に、大電力を消費するLEDにあっては、チップ当たり数Wもの発熱を受け止められるだけの放熱構造が求められており、この発熱を伝導させるために従来の樹脂基板に代えて熱伝導率の高いメタルコア基板やセラミック基板が実用化されている。   However, the biggest problem with LED elements is that most of the input electric power becomes heat and the luminous efficiency is lowered by the heat generated by itself. In particular, an LED that consumes a large amount of power is required to have a heat dissipation structure that can receive heat of several watts per chip. In order to conduct this heat generation, instead of the conventional resin substrate, the heat conductivity is reduced. High metal core substrates and ceramic substrates have been put into practical use.

又、ベースプレートの背面に複数の放熱フィンを立設して成るヒートシンクによる放熱によってLEDの発熱を抑える冷却構造も実用化されている。ここで、従来の照明装置のヒートシンクによる冷却構造の一例を図7に示す。   Also, a cooling structure that suppresses heat generation of the LED by heat radiation by a heat sink in which a plurality of heat radiation fins are erected on the back surface of the base plate has been put into practical use. Here, an example of the cooling structure by the heat sink of the conventional illuminating device is shown in FIG.

即ち、図7は従来のヒートシンクによる冷却構造の一例を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図、(d)は斜視図であり、図示のヒートシンク11は、熱伝導率の高いアルミニウム合金製であって、矩形プレート状のベースプレート12の背面に、冷却風の流れ方向(図7の上下方向)に長い矩形プレート状の複数枚(図示例では11枚)の放熱フィン13を左右方向(冷却風の流れ方向に直交する方向)に適当な間隔で垂直に立設して構成されており、光源であるLED10はベースプレート12の表面の中央に搭載されている。   That is, FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional cooling structure using a heat sink, where (a) is a plan view, (b) is a front view, (c) is a side view, and (d) is a perspective view. The illustrated heat sink 11 is made of an aluminum alloy having a high thermal conductivity, and a plurality of rectangular plate-like sheets (in the figure, the vertical direction in FIG. 7) that are long on the back surface of the rectangular plate-like base plate 12. In the example shown, eleven (11) radiating fins 13 are vertically arranged at an appropriate interval in the left-right direction (direction orthogonal to the flow direction of the cooling air), and the LED 10 as the light source is located at the center of the surface of the base plate 12. It is mounted on.

而して、光源であるLED10に通電されてこれが発光すると、該LED10から発せられる熱はヒートシンク11のベースプレート12から各放熱フィン13ヘと伝導し、各放熱フィン13から空気中へと放熱されることによってLED10が冷却されてその温度上昇が抑えられる。   Thus, when the LED 10 which is a light source is energized and emits light, the heat generated from the LED 10 is conducted from the base plate 12 of the heat sink 11 to the heat radiation fins 13 and is radiated from the heat radiation fins 13 into the air. By this, LED10 is cooled and the temperature rise is suppressed.

ところで、ヒートシンク11の放熱性能を高めるためには、放熱フィン13の総伝熱面積を拡大すれば良く、そのためには放熱フィン13の配列ピッチを狭くして該放熱フィン13の枚数を増やすことが考えられる。   By the way, in order to improve the heat dissipation performance of the heat sink 11, the total heat transfer area of the heat dissipating fins 13 may be increased. For that purpose, the arrangement pitch of the heat dissipating fins 13 may be narrowed to increase the number of the heat dissipating fins 13. Conceivable.

又、ヒートシンクに関して、特許文献1には、冷却風の導入位置に位置するウイング状放熱フィンに接する面(包絡面)を冷却風の下流側に突出する形で湾曲させ、冷却風の排出位置に位置するウイング状放熱フィンに接する面(包絡面)を冷却風の上流側に突出する形で湾曲するように構成する提案がなされている。この構成によれば、ヒートシンクを通り抜ける冷却風の流動抵抗はヒートシンクの両側部分で最も大きくなり、ヒートシンクの中央部分に向かうに従って小さくなるため、ヒートシンクの中央部分を通り抜ける冷却風の速度と量が増加し、ヒートシンクの中央部分の下部に取り付けられる高発熱素子が発する熱を効果的に放熱させることができる。   Further, regarding the heat sink, Patent Document 1 discloses that a surface (envelope surface) in contact with the wing-shaped radiation fin located at the cooling air introduction position is curved so as to protrude downstream of the cooling air, and is placed at the cooling air discharge position. There has been proposed a configuration in which a surface (envelope surface) in contact with a wing-shaped radiating fin positioned is curved so as to protrude to the upstream side of the cooling air. According to this configuration, the flow resistance of the cooling air passing through the heat sink is greatest at both sides of the heat sink and decreases toward the center of the heat sink, so the speed and amount of cooling air passing through the center of the heat sink increases. The heat generated by the high heat generating element attached to the lower part of the central portion of the heat sink can be effectively dissipated.

ここで、図8に1枚の放熱フィン13での放熱の様子を示すが、放熱フィン13に対して下方から流れる冷却風は放熱フィン13の両面に温まった空気の層である層流境界層BLを形成し、この層流境界層BLは放熱フィン13の先端から冷却風の流れ方向(図8の上方)に向かって成長してその厚さが次第に大きくなる。この層流境界層BLの熱放射率はその外側の領域の熱放射率よりも低いため、放熱フィン13の層流境界層BLが薄い先端部分では熱放射率(図8に矢印の長さで大きさを示す)大きく、そこから冷却風の流れ方向下流(図8の上方)に向かうに従って層流境界層BLの厚さが厚くなるために熱放射率が低下する。   Here, FIG. 8 shows a state of heat radiation by one radiation fin 13, and the cooling air flowing from below with respect to the radiation fin 13 is a laminar boundary layer that is a layer of air warmed on both surfaces of the radiation fin 13. BL is formed, and this laminar boundary layer BL grows from the tip of the radiation fin 13 toward the flow direction of the cooling air (upward in FIG. 8), and its thickness gradually increases. Since the thermal emissivity of the laminar boundary layer BL is lower than the thermal emissivity of the outer region, the thermal emissivity (the length of the arrow in FIG. Since the thickness of the laminar boundary layer BL increases from there toward the downstream in the flow direction of the cooling air (upward in FIG. 8), the thermal emissivity decreases.

従って、図7に示すヒートシンク11のように、各放熱フィン13が冷却風の流れ方向に連続する長いものである場合、図9に示すように、隣設する冷却フィン13の相対向する面に形成される層流境界層BLが冷却風の流れ方向に成長して重なり、両放熱フィン13の間の流路が層流境界層BLで覆われるために放熱フィン13の放熱性能が低下するという問題が発生する。このような問題は特許文献1において提案されたヒートシンクにおいても同様に発生する。   Accordingly, when each radiating fin 13 is long and continuous in the flow direction of the cooling air as in the heat sink 11 shown in FIG. 7, it is formed on the opposing surfaces of the adjacent cooling fin 13 as shown in FIG. The laminar boundary layer BL to be grown grows and overlaps in the flow direction of the cooling air, and the flow path between the two radiating fins 13 is covered with the laminar boundary layer BL. Will occur. Such a problem also occurs in the heat sink proposed in Patent Document 1.

そこで、特許文献2には、図10に示す冷却構造が提案されている。   Therefore, Patent Document 2 proposes a cooling structure shown in FIG.

即ち、図10は特許文献2において提案された冷却構造を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図、(d)は斜視図であり、図示のヒートシンク11においては、そのベースプレート12の背面に長さの異なる2種類のプレート状の放熱フィン13,14が冷却風の流れ方向Fに直交する方向(図10の左右方向)に互い違いに配列されて垂直且つ平行に立設されている。   10 is a view showing the cooling structure proposed in Patent Document 2, wherein (a) is a plan view, (b) is a front view, (c) is a side view, and (d) is a perspective view. In the illustrated heat sink 11, two types of plate-like heat radiation fins 13, 14 having different lengths on the back surface of the base plate 12 are staggered in the direction perpendicular to the cooling air flow direction F (the left-right direction in FIG. 10). Arranged vertically and parallel.

斯かる冷却構造によれば、発熱源であるLED10から発せられる熱はヒートシンク11のベースプレート12から各放熱フィン13,14ヘと伝導し、各放熱フィン13,14から空気中へと放熱されることによってLED10が冷却されてその温度上昇が抑えられるが、ヒートシンク11の長さの異なる複数の放熱フィン13,14を冷却風の流れ方向Fに直交する方向(左右方向)に互い違いに配列したため、各放熱フィン13,14の長さL1,L2を図7に示したヒートシンク11の放熱フィン13の長さよりも短くすることができ、例えば図11に示すように、放熱フィン13の両面に先端から成長する層流境界層BLの厚さが薄くなるとともに、隣接する放熱フィン13同士及び放熱フィン14同士の間隔Pを大きくすることができる。このため、長さの異なる各放熱フィン13,14の左右方向に隣接するもの同士の間(冷却風の流路)が成長して厚さが厚くなった層流境界層BLによって塞がれることがなく、各放熱フィン13,14の放熱性が高められてヒートシンク11全体の放熱性能が高められる。この結果、放熱フィン13,14の数(連続した1本の放熱フィンに換算した本数)を減らしてヒートシンク11の軽量化を図ることができる。尚、図11は図10(b)のA部拡大詳細図である。   According to such a cooling structure, heat generated from the LED 10 that is a heat generation source is conducted from the base plate 12 of the heat sink 11 to the radiation fins 13 and 14 and is radiated from the radiation fins 13 and 14 to the air. The LED 10 is cooled by the above and the temperature rise is suppressed. However, since the plurality of heat radiation fins 13 and 14 having different lengths of the heat sink 11 are alternately arranged in the direction (left-right direction) perpendicular to the flow direction F of the cooling air, The lengths L1 and L2 of the radiating fins 13 and 14 can be made shorter than the length of the radiating fins 13 of the heat sink 11 shown in FIG. 7. For example, as shown in FIG. The thickness of the laminar boundary layer BL to be reduced is reduced, and the interval P between adjacent radiating fins 13 and radiating fins 14 is increased. It can be. For this reason, between the adjacent ones of the radiation fins 13 and 14 having different lengths in the left-right direction (cooling air flow path) grows and is blocked by the laminar boundary layer BL whose thickness is increased. Therefore, the heat radiation performance of the heat radiation fins 13 and 14 is enhanced, and the heat radiation performance of the heat sink 11 as a whole is enhanced. As a result, the number of the radiating fins 13 and 14 (the number converted to one continuous radiating fin) can be reduced, and the weight of the heat sink 11 can be reduced. FIG. 11 is an enlarged detail view of part A in FIG.

特許第3405900号公報Japanese Patent No. 3405900 特開2012−084834号公報JP 2012-084834 A

しかしながら、特許文献2において提案された図10に示す冷却構造においては、冷却風の流れ方向上流側からヒートシンク11を見た場合、放熱フィン13,14が途中で途切れた構造となっているため、放熱フィン13,14の途切れた部分は放熱に直接寄与しておらず、放熱効率の向上には限界があるという問題があった。   However, in the cooling structure shown in FIG. 10 proposed in Patent Document 2, when the heat sink 11 is viewed from the upstream side in the flow direction of the cooling air, the radiating fins 13 and 14 are interrupted in the middle. The part where the heat radiation fins 13 and 14 are interrupted does not directly contribute to heat radiation, and there is a problem in that there is a limit to improving the heat radiation efficiency.

又、ヒートシンク11のベースプレート12の背面に長さの異なる2種類の放熱フィン13,14が冷却風の流れ方向Fに直交する方向に互い違いに配列されて立設されているため、ヒートシンク11の製造が容易でない他、各放熱フィン13,14はその長さが比較的短く、ベースプレート12に結合されている部分が小さいため、放熱フィン13,14に力が加わると該放熱フィン13,14が折れ易いという耐久上の問題があった。   Further, since the two types of heat radiation fins 13 and 14 having different lengths are alternately arranged in the direction orthogonal to the flow direction F of the cooling air on the back surface of the base plate 12 of the heat sink 11, the heat sink 11 is manufactured. In addition, since the length of each of the radiating fins 13 and 14 is relatively short and the portion connected to the base plate 12 is small, the radiating fins 13 and 14 are broken when a force is applied to the radiating fins 13 and 14. There was a problem of durability that it was easy.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、放熱性能を高めてその軽量化を図ることができるとともに、製造の容易化と耐久性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にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and a target heat sink is capable of improving the heat dissipation performance and reducing the weight thereof, as well as facilitating manufacture and improving durability. Is to provide.

上記目的を達成するため、請求項1記載の照明装置は、ベースプレートの背面に複数の放熱フィンを冷却風の流れ方向に沿って互いに平行に立設して成るヒートシンクにおいて、前記各放熱フィンの両面に高放射率部と低放射率部を冷却風の流れ方向に沿って交互に配置したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the illumination device according to claim 1 is a heat sink in which a plurality of radiating fins are erected in parallel with each other along the flow direction of the cooling air on the back surface of the base plate. The high emissivity portions and the low emissivity portions are alternately arranged along the flow direction of the cooling air.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部と低放射率部とが対向するよう構成したことを特徴とする。   The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the high emissivity part and the low emissivity part are opposed to each other on the opposing surfaces of the adjacent radiating fins.

請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部同士及び低放射率部同士が対向するよう構成したことを特徴とすることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the high emissivity parts and the low emissivity parts are opposed to each other on the opposing surfaces of the adjacent radiating fins. Features.

請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部同士及び低放射率部同士が冷却風の流れ方向に互いにずれて対向するよう構成したことを特徴とすることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the high emissivity portions and the low emissivity portions are opposed to each other in the flow direction of the cooling air on the opposing surfaces of the adjacent radiating fins. It is characterized by comprising.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の発明において、前記各放熱フィンの素材に表面処理を部分的に施すことによって前記高放射率部を形成し、素材そのものを前記低放射率部としたことを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the high emissivity part is formed by partially subjecting the material of each of the heat dissipating fins to the material itself. The low emissivity part is used.

請求項1記載の発明によれば、各放熱フィンの両面に高放射率部と低放射率部を冷却風の流れ方向に沿って交互に配置したため、各放熱フィンに沿って形成される層流境界層は低放射率部で消滅若しくは薄くなる。このため、各放熱フィンにおいて層流境界層が冷却風の流れ方向に沿って連続して成長してその厚さが厚くなることがなく、層流境界層は一定の厚さ以下に抑えられて各放熱フィンの放熱性が向上する。この結果、ヒートシンク全体の放熱性能が向上し、放熱フィンの数を減らしてヒートシンクの軽量化を図ることができる。   According to invention of Claim 1, since the high emissivity part and the low emissivity part were alternately arrange | positioned along the flow direction of a cooling wind on both surfaces of each radiating fin, the laminar flow formed along each radiating fin The boundary layer disappears or becomes thin at the low emissivity part. For this reason, the laminar boundary layer does not continuously grow along the flow direction of the cooling air in each radiating fin and its thickness does not increase, and the laminar boundary layer is suppressed to a certain thickness or less. The heat radiation performance of each heat radiation fin is improved. As a result, the heat dissipation performance of the entire heat sink is improved, and the weight of the heat sink can be reduced by reducing the number of heat dissipation fins.

又、ヒートシンクの各放熱フィンは、途中で分断されることなく連続した1本の構造物として構成されるため、ヒートシンクの製造が容易化するとともに、各放熱フィンはその長さが比較的長く、ベースプレートに結合されている部分が大きいため、放熱フィンに力が加わわっても該放熱フィンが折れにくく、ヒートシンクの耐久性が高められる。   In addition, since each radiating fin of the heat sink is configured as a single continuous structure without being divided in the middle, manufacturing of the heat sink is facilitated and each radiating fin is relatively long. Since the portion coupled to the base plate is large, even if a force is applied to the radiating fin, the radiating fin is not easily broken, and the durability of the heat sink is improved.

請求項2記載の発明によれば、ヒートシンクの隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部と低放射率部とが対向するよう構成したため、隣接する放熱フィンの間において層流境界層が左右交互に発生することになり、隣接する放熱フィンの間の間隔(配列ピッチ)を狭くしてヒートシンクの小型化と軽量化を図ることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the high emissivity portion and the low emissivity portion are opposed to each other on the opposing surfaces of the adjacent radiating fins of the heat sink, a laminar boundary layer is formed between the adjacent radiating fins. Will occur alternately on the left and right, and the space between the adjacent radiating fins (arrangement pitch) can be narrowed to reduce the size and weight of the heat sink.

請求項3記載の発明によれば、ヒートシンクの隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部同士及び低放射率部同士が対向するよう構成したため、隣接する放熱フィンの間に発生する層流境界層が左右対称となり、放熱フィンの間を通過する冷却風が直進してその流速が高められ、ヒートシンクの放熱性が一層効果的に高められる。   According to the invention described in claim 3, since the high emissivity portions and the low emissivity portions are opposed to each other on the opposing surfaces of the adjacent heat dissipation fins of the heat sink, the layer generated between the adjacent heat dissipation fins The flow boundary layer becomes symmetrical, and the cooling air passing between the radiation fins goes straight and the flow velocity is increased, so that the heat dissipation of the heat sink is more effectively enhanced.

請求項4記載の発明によれば、ヒートシンクの隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部同士及び低放射率部同士が冷却風の流れ方向に互いにずれて対向するよう構成したため、請求項2と請求項3記載の発明の各効果の双方を或る程度享受することができ、ヒートシンクの小型化と軽量化を図りつつ、放熱フィンの間を通過する冷却風の流速を高めてヒートシンクの放熱性を高めることができる。   According to the invention described in claim 4, since the high emissivity portions and the low emissivity portions are opposed to each other in the flow direction of the cooling air on the opposing surfaces of the adjacent heat dissipation fins of the heat sink, Both of the effects of the inventions of claim 2 and claim 3 can be enjoyed to a certain extent, and the heat sink is improved by increasing the flow velocity of the cooling air passing between the radiating fins while reducing the size and weight of the heat sink. The heat dissipation can be improved.

請求項5記載の発明によれば、ヒートシンクの各放熱フィンの素材に表面処理を部分的に施すことによって、各放熱フィンの両面に高放射率部と低放射部を冷却風の流れ方向に沿って交互に配置することができる。   According to the invention described in claim 5, by subjecting the material of each radiating fin of the heat sink to a surface treatment, a high emissivity portion and a low radiating portion are provided on both surfaces of each radiating fin along the flow direction of the cooling air. Can be arranged alternately.

本発明の実施の形態1に係るヒートシンクの斜視図である。It is a perspective view of the heat sink which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るヒートシンクの正面図である。It is a front view of the heat sink concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2に係るヒートシンクの斜視図である。It is a perspective view of the heat sink which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るヒートシンクの正面図である。It is a front view of the heat sink which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るヒートシンクの斜視図である。It is a perspective view of the heat sink concerning Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態3に係るヒートシンクの正面図である。It is a front view of the heat sink which concerns on Embodiment 3 of this invention. 従来のヒートシンクによる冷却構造の一例を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図、(d)は斜視図である。It is a figure which shows an example of the cooling structure by the conventional heat sink, (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is a side view, (d) is a perspective view. 1枚の放熱フィンでの放熱の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the thermal radiation with the radiation fin of 1 sheet. 隣接する放熱フィンにおける層流境界層の形態を示す図である。It is a figure which shows the form of the laminar flow boundary layer in an adjacent radiation fin. 特許文献2において提案された冷却構造を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図、(d)は斜視図である。It is a figure which shows the cooling structure proposed in patent document 2, Comprising: (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is a side view, (d) is a perspective view. 図10(b)のA部拡大詳細図である。It is the A section enlarged detail drawing of FIG.10 (b).

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係るヒートシンクの斜視図、図2は同ヒートシンクの正面図であり、本実施の形態に係るヒートシンク1には、自然対流又は不図示の送風機等による強制送風によって下方から上方に向かう冷却風による外部冷却方式が採用されている。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a perspective view of a heat sink according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the heat sink. Therefore, an external cooling method using cooling air from below to above is employed.

而して、ヒートシンク1は、放射率の高いカーボン材によって一体に構成されており、矩形プレート状のベースプレート2の表面には、冷却風の流れ方向(図1及び図2の上下方向)に沿う複数のプレート状の放熱フィン3が垂直且つ平行に立設されている。そして、本実施の形態においては、各放熱フィン3の左右両面には高放射率部(ハッチング及び黒塗り部分)3aと低放射率部3bが冷却風の流れ方向(上下方向)に沿って交互に複数配置されている。   Thus, the heat sink 1 is integrally formed of a carbon material having a high emissivity, and the surface of the base plate 2 having a rectangular plate shape follows the flow direction of the cooling air (the vertical direction in FIGS. 1 and 2). A plurality of plate-like radiating fins 3 are erected vertically and in parallel. In this embodiment, the high emissivity portions (hatched and black portions) 3a and the low emissivity portions 3b are alternately arranged along the flow direction (vertical direction) of the cooling air on the left and right surfaces of each radiating fin 3. Is arranged in multiple.

ここで、各放熱フィン3において、高放射率部3aは、素材であるカーボン材の表面の一部にイオンエッチング等の表面処理を施すことによって形成され、この高放射率部3aの放射率は低放射率部3bの放射率よりも大きく設定される。そして、各放熱フィン3において、低放射部3bは、素材であるカーボン材そのものによって構成され、その放射率は高放射率部3aのそれよりも小さく設定されている。尚、本実施の形態では、ヒートシンク1の放熱フィン3において、表面処理を行った高放射率部3aの放射率は0.99程度、表面処理を行っていない低放射率部の放射率は0.76〜0.79程度である。   Here, in each heat radiating fin 3, the high emissivity portion 3a is formed by performing a surface treatment such as ion etching on a part of the surface of the carbon material, and the emissivity of the high emissivity portion 3a is It is set larger than the emissivity of the low emissivity part 3b. And in each radiation fin 3, the low radiation part 3b is comprised with the carbon material itself which is a raw material, The emissivity is set smaller than that of the high emissivity part 3a. In the present embodiment, in the heat radiation fin 3 of the heat sink 1, the emissivity of the high emissivity portion 3a subjected to the surface treatment is about 0.99, and the emissivity of the low emissivity portion not subjected to the surface treatment is 0. .76 to 0.79.

以上のように構成されたヒートシンク1において、不図示の熱源において発生した熱は、ヒートシンク1のベースプレート2から各放熱フィン3ヘと伝導し、各放熱フィン3から空気中へと放熱されることによって熱源が冷却されてその温度上昇が抑えられるが、本実施の形態に係るヒートシンク1によれば以下のような効果が得られる。   In the heat sink 1 configured as described above, heat generated in a heat source (not shown) is conducted from the base plate 2 of the heat sink 1 to each radiation fin 3 and is radiated from each radiation fin 3 into the air. Although a heat source is cooled and the temperature rise is suppressed, according to the heat sink 1 which concerns on this Embodiment, the following effects are acquired.

即ち、本実施の形態では、ヒートシンク1の各放熱フィン3の両面に高放射率部3aと低放射率部3bを冷却風の流れ方向に沿って交互に配置したため、各放熱フィン3に沿って形成される層流境界層は低放射率部3bで消滅若しくは薄くなる。このため、各放熱フィン3において層流境界層が冷却風の流れ方向に沿って連続して成長してその厚さが厚くなることがなく、層流境界層は一定の厚さ以下に抑えられて各放熱フィン3の放熱性が向上する。この結果、ヒートシンク1全体の放熱性能が向上し、放熱フィン3の数を減らしてヒートシンク1の小型・軽量化を図ることができる。   In other words, in the present embodiment, the high emissivity portions 3a and the low emissivity portions 3b are alternately arranged on both surfaces of each radiating fin 3 of the heat sink 1 along the flow direction of the cooling air. The formed laminar boundary layer disappears or becomes thin at the low emissivity portion 3b. For this reason, the laminar boundary layer does not continuously grow along the flow direction of the cooling air in each radiating fin 3 and the thickness thereof does not increase, and the laminar boundary layer is suppressed to a certain thickness or less. Thus, the heat radiation performance of each radiation fin 3 is improved. As a result, the heat dissipation performance of the heat sink 1 as a whole is improved, and the number of heat dissipating fins 3 can be reduced to reduce the size and weight of the heat sink 1.

特に、本実施の形態では、ヒートシンク1の隣接する放熱フィン3の相対向する面において高放射率部3aと低放射率部3bとが対向するよう構成したため、隣接する放熱フィン3の間において層流境界層が左右交互に発生することになり、隣接する放熱フィン3の間の間隔(配列ピッチ)を狭くしてヒートシンク1の小型化と軽量化を図ることができる。   In particular, in the present embodiment, since the high emissivity portion 3 a and the low emissivity portion 3 b are opposed to each other on the opposing surfaces of the adjacent heat sink fins 3 of the heat sink 1, a layer is formed between the adjacent heat sink fins 3. The flow boundary layer is alternately generated on the left and right sides, and the space (arrangement pitch) between the adjacent radiating fins 3 can be narrowed to reduce the size and weight of the heat sink 1.

又、本実施の形態に係るヒートシンク1の各放熱フィン3は、途中で分断されることなく連続した1本の構造物として構成されるため、ヒートシンク1の製造が容易化するとともに、各放熱フィン3はその長さが比較的長く、ベースプレート2に結合されている部分が大きいため、冷却フィン3に力が加わわっても該放熱フィン3が折れにくく、ヒートシンク1の耐久性が高められる。   Moreover, since each radiation fin 3 of the heat sink 1 which concerns on this Embodiment is comprised as one continuous structure without being divided on the way, manufacture of the heat sink 1 becomes easy, and each radiation fin 3 has a relatively long length and a large portion coupled to the base plate 2, so that even if a force is applied to the cooling fin 3, the heat radiation fin 3 is not easily broken, and the durability of the heat sink 1 is improved.

<実施の形態2>
次に、本発明の実施に形態2を図3及び図4に基づいて以下に説明する。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図3は本発明の実施の形態2に係るヒートシンクの斜視図、図4は同ヒートシンクの正面図であり、これらの図においては図1及び図2において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。   3 is a perspective view of a heat sink according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a front view of the heat sink. In these drawings, the same reference numerals are used for the same elements as those shown in FIGS. In the following, description thereof will be omitted.

本実施の形態は、ヒートシンク1の隣接する放熱フィン3の相対向する面において高放射率部3a同士及び低放射率部3b同士が対向するよう構成したことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態1のそれと同じである。   The present embodiment is characterized in that the high emissivity portions 3a and the low emissivity portions 3b are opposed to each other on the mutually opposing surfaces of the heat radiating fins 3 adjacent to the heat sink 1, and the other configurations are as described above. This is the same as that of the first embodiment.

而して、本実施の形態に係るヒートシンク1によれば、隣接する放熱フィン3の相対向する面において高放射率部3aと低放射率部3bとが対向するよう構成したため、隣接する放熱フィン3の間に発生する層流境界層が左右対称となり、放熱フィン3の間を通過する冷却風が直進してその流速が高められ、ヒートシンク1の放熱性が一層効果的に高められる。   Thus, according to the heat sink 1 according to the present embodiment, since the high emissivity portion 3a and the low emissivity portion 3b are opposed to each other on the opposing surfaces of the adjacent radiating fins 3, the adjacent radiating fins are arranged. 3, the laminar boundary layer generated between the radiating fins 3 is symmetrical, and the cooling air passing between the radiating fins 3 goes straight and the flow velocity is increased, so that the heat dissipation of the heat sink 1 is further effectively improved.

又、本実施の形態においても、ヒートシンク1の各放熱フィン3は、途中で分断されることなく連続した1本の構造物として構成されるため、ヒートシンクの製造が容易化するとともに、各放熱フィンはその長さが比較的長く、ベースプレートに結合されている部分が大きいため、冷却フィンに力が加わわっても該放熱フィンが折れにくく、ヒートシンクの耐久性が高められるという効果が得られる。   Also in the present embodiment, each radiating fin 3 of the heat sink 1 is configured as a single continuous structure without being divided in the middle. Since the length is relatively long and the portion connected to the base plate is large, even if a force is applied to the cooling fin, the heat radiation fin is not easily broken, and the durability of the heat sink is improved.

<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3を図5及び図6に基づいて以下に説明する。
<Embodiment 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図5は本発明の実施の形態3に係るヒートシンクの斜視図、図6は同ヒートシンクの正面図であり、これらの図においても図1及び図2において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。   FIG. 5 is a perspective view of a heat sink according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 6 is a front view of the heat sink. In these drawings, the same components as those shown in FIGS. In the following, description thereof will be omitted.

本実施の形態は、ヒートシンク1の隣接する放熱フィン3の相対向する面において高放射率部3a同士及び低放射率部3b同士が冷却風の流れ方向にそれぞれの長さの半分だけ互いにずれて対向するよう構成したことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態1のそれと同じである。   In the present embodiment, the high emissivity portions 3a and the low emissivity portions 3b are shifted from each other by a half of their length in the cooling air flow direction on the opposing surfaces of the adjacent heat radiating fins 3 of the heat sink 1. The other features are the same as those of the first embodiment.

而して、本実施の形態に係るヒートシンク1によれば、隣接する放熱フィン3の相対向する面において高放射率部3a同士及び低放射率部3b同士が冷却風の流れ方向に互いにずれて対向するよう構成したため、前記実施の形態1と2の効果の双方を或る程度享受することができ、ヒートシンク1の小型化と軽量化を図りつつ、放熱フィン3の間を通過する冷却風の流速を高めてヒートシンク1の放熱性を高めることができる。   Thus, according to the heat sink 1 according to the present embodiment, the high emissivity portions 3a and the low emissivity portions 3b are shifted from each other in the cooling air flow direction on the opposing surfaces of the adjacent radiating fins 3. Since they are configured so as to face each other, both the effects of the first and second embodiments can be enjoyed to some extent, and while the heat sink 1 can be reduced in size and weight, the cooling air passing between the radiating fins 3 can be obtained. The heat dissipation of the heat sink 1 can be increased by increasing the flow rate.

又、本実施の形態においても、ヒートシンク1の各放熱フィン3は、途中で分断されることなく連続した1本の構造物として構成されるため、ヒートシンク1の製造が容易化するとともに、各放熱フィン3はその長さが比較的長く、ベースプレート2に結合されている部分が大きいため、放熱フィン3に力が加わわっても該放熱フィン3が折れにくく、ヒートシンク1の耐久性が高められるという効果が得られる。   Also in the present embodiment, each radiating fin 3 of the heat sink 1 is configured as one continuous structure without being divided in the middle, so that the heat sink 1 can be easily manufactured and each radiating heat can be obtained. Since the fin 3 has a relatively long length and a large portion coupled to the base plate 2, even if a force is applied to the heat radiating fin 3, the heat radiating fin 3 is not easily broken and the durability of the heat sink 1 is improved. An effect is obtained.

1 ヒートシンク
2 ヒートシンクのベースプレート
3 ヒートシンクの放熱フィン
3a 放熱フィンの高放射率部
3b 放熱フィンの低放射率部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 2 Base plate of heat sink 3 Heat sink fin 3a High emissivity part of heat sink 3b Low emissivity part of heat sink

Claims (5)

ベースプレートの背面に複数の放熱フィンを冷却風の流れ方向に沿って互いに平行に立設して成るヒートシンクにおいて、
前記各放熱フィンの両面に高放射部と低放射率部を冷却風の流れ方向に沿って交互に配置したことを特徴とするヒートシンク。
In a heat sink in which a plurality of radiating fins are erected parallel to each other along the flow direction of the cooling air on the back surface of the base plate,
A heat sink, wherein high radiating portions and low emissivity portions are alternately arranged on both surfaces of each of the heat radiating fins along a flow direction of cooling air.
隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部と低放射率部とが対向するよう構成したことを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。   2. The heat sink according to claim 1, wherein the high emissivity portion and the low emissivity portion are opposed to each other on the opposing surfaces of the adjacent radiating fins. 隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部同士及び低放射率部同士が対向するよう構成したことを特徴とすることを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。   2. The heat sink according to claim 1, wherein the high emissivity portions and the low emissivity portions are opposed to each other on opposite surfaces of the adjacent radiating fins. 隣接する放熱フィンの相対向する面において高放射率部同士及び低放射率部同士が冷却風の流れ方向に互いにずれて対向するよう構成したことを特徴とすることを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。   The high emissivity portions and the low emissivity portions are opposed to each other in the flow direction of the cooling air on the opposing surfaces of adjacent radiating fins. Heat sink. 前記各放熱フィンの素材に表面処理を部分的に施すことによって前記高放射率部を形成し、素材そのものを前記低放射率部としたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のヒートシンク。
5. The high emissivity part is formed by partially performing a surface treatment on the material of each radiating fin, and the material itself is the low emissivity part. Heat sink.
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