JP2016207928A - 複数の発熱部品を冷却するヒートシンク - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒートシンク内に形成された流体を流す流路の長さ方向において温度差を小さくする。
【解決手段】本発明によるヒートシンク1は、発熱部品2、3の熱を受ける受熱部材4と、受熱部材4上に設置された複数の放熱フィン5と、複数の放熱フィン5を覆うカバー部材6とを備える。各放熱フィン5の間には、流体を流す流路が形成されている。また、カバー部材6は受熱部材4上に設置されていて流路の両端を開放している。さらに、カバー部材6には、カバー部材6外の流体を流路内の流体に流入させる少なくとも一つの孔11が形成されている。
【選択図】図1A
【解決手段】本発明によるヒートシンク1は、発熱部品2、3の熱を受ける受熱部材4と、受熱部材4上に設置された複数の放熱フィン5と、複数の放熱フィン5を覆うカバー部材6とを備える。各放熱フィン5の間には、流体を流す流路が形成されている。また、カバー部材6は受熱部材4上に設置されていて流路の両端を開放している。さらに、カバー部材6には、カバー部材6外の流体を流路内の流体に流入させる少なくとも一つの孔11が形成されている。
【選択図】図1A
Description
本発明は、発熱部品を冷却するヒートシンクに関し、特に、複数の発熱部品が配置されるヒートシンクに関する。
従前より、発熱部品の冷却のためにヒートシンクが使用されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
従来のヒートシンクは、発熱部品が配置されるべき受熱部材と、互いに所定の間隔を置いて受熱部材に固定された複数の放熱フィンとを備える。各放熱フィンの間には流体が流れる流路が形成されており、流路には、流入口と流出口が存在する。このような構成によると、発熱部品の熱は受熱部材を介して放熱フィンに伝わる。各放熱フィンに伝わった熱は、各放熱フィンの間の流路を流れる流体によってヒートシンク外に放熱される。
上述したような従来のヒートシンクにおいて、受熱部材上に複数の発熱部品を、放熱フィンの間に形成された流路の長さ方向に沿って順次配列した場合には、次のような問題が発生する。
流路を流れる流体は流路の上流から下流に向かう間に受熱部材や放熱フィンから熱を受けるため、流体の温度が上昇する。それにより、受熱部材の、流路の下流側に対応する部分に配置された発熱部品(以下、下流側の発熱部品と略称する。)の温度は、受熱部材の、流路の上流側に対応する部分に配置された発熱部品(以下、上流側の発熱部品と略称する。)よりも高くなりやすい。そのため、下流側の発熱部品としては、上流側の発熱部品よりも耐熱性の高いものを使用する必要がある。さらに、発熱部品の温度上昇を避けるために発熱部品の配置場所が制限されることもある。したがって、発熱部品とヒートシンクとを含む機器のコストが上昇し、また発熱部品を備えた機器の設計も難しくなるといった問題が発生する。
そこで本発明は、上述したような問題点に鑑み、ヒートシンク内に形成された流体を流す流路の長さ方向において温度差を小さくす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。
本発明の第一態様によれば、複数の発熱部品を冷却するヒートシンクであって、受熱部材と複数の放熱フィンとカバー部材とを備えたヒートシンクが提供される。この第一態様において、受熱部材は、第一の発熱部品が配置されるべき第一配置場所と第二の発熱部品が配置されるべき第二配置場所とを備えた第一面と、該第一面の反対面である第二面と、を有していて、各発熱部品の熱を受ける。複数の放熱フィンは第二面に設置されている。カバー部材は、複数の放熱フィンを少なくとも部分的に覆っている。そして、各放熱フィンの間には、流体を流す流路が形成されており、カバー部材は、流路の両端を開放している。
さらに、第一態様のヒートシンクにおいて、カバー部材には、カバー部材外の流体を流路内の流体に流入させる少なくとも一つの孔が形成されている。この第一態様により上述の課題が解決される。しかし、本発明は、第一態様に限られず、以下の第二態様ないし第六態様のいずれかのヒートシンクを提供することもできる。
さらに、第一態様のヒートシンクにおいて、カバー部材には、カバー部材外の流体を流路内の流体に流入させる少なくとも一つの孔が形成されている。この第一態様により上述の課題が解決される。しかし、本発明は、第一態様に限られず、以下の第二態様ないし第六態様のいずれかのヒートシンクを提供することもできる。
本発明の第二態様によれば、第一態様のヒートシンクであって、第一配置場所および第二配置場所は流路の長さ方向に沿って順次配列されており、孔は、第一配置場所と第二配置場所との間に対応するカバー部材の領域に形成されている、ヒートシンクが提供される。
本発明の第三態様によれば、第一態様または第二態様のヒートシンクであって、孔は、カバー部材の内壁面の垂線に対して流路の下流側に斜めに傾けられた線に沿って形成されている、ヒートシンクが提供される。
本発明の第四態様によれば、第一態様から第三態様のいずれかのヒートシンクであって、受熱部材と放熱フィンとカバーとが一体形成されている、ヒートシンクが提供される。
本発明の第五態様によれば、第一態様から第四態様のいずれかのヒートシンクであって、流路を一方向に通過する流体の流れを発生させる装置をさらに備えた、ヒートシンクが提供される。
本発明の第六態様によれば、第一態様から第五態様のいずれかのヒートシンクであって、カバー部材は各放熱フィンの、受熱部材とは反対側の部位に接続されており、流路は、受熱部材と放熱フィンとカバー部材とによって囲まれた空洞からなる、ヒートシンクが提供される。
本発明の第一態様によれば、受熱部材上の放熱フィンの間に形成された流路を流体が流れるとき、放熱フィンを覆うカバー部材に形成された孔から流路内に、カバー部材外の低温の流体を流入させることができる。そのため、流体が流路の上流から下流に向かう間に受熱部材や放熱フィンからの熱により温度が上昇しても、流路の途中で流路内の流体の温度を低下させることができる。その結果、流路の長さ方向において上流側の流体と下流側の流体との温度差を小さくすることができる。流路の下流側における流体の温度上昇は抑えられるので、下流側の発熱部品に耐熱性の比較的高いものを使用しないで済む。よって、発熱部品とヒートシンクとを含む機器のコストアップを抑えることができる。また、下流側の発熱部品の温度上昇は抑えられるため、機器の設計において、下流側の発熱部品を配置する場所に対する制限も少なくなる。
本発明の第二態様によれば、受熱部材上に複数の発熱部品の各設置場所が流路の長さ方向に沿って順次配列されている場合に、ヒートシンク外の低温の流体を、上流側の発熱部品と下流側の発熱部品との間に対応する流路の領域に流入させることができる。それにより、上流側の発熱部品の熱により温度が上昇した流体を冷却してから、下流側の発熱部品に対応する流路の領域に流せるため、上記の第一態様の効果が高まる。
本発明の第三態様によれば、カバー部材外の流体を流路内に流入させる孔の向きを流路上流側から下流側に斜めに傾けることにより、流路内を流れる流体の流れが、孔から流路内に流入する流体によって阻害されにくくなる。それにより、流路内の流体の流速の低下を抑えることができるので、カバー部材に孔が有っても流路内の流体に対する冷却効果を維持できる。また、そのような斜めの孔により、ヒートシンク外部から視覚的に流路内が見えにくくなる。
本発明の第四態様によれば、受熱部材と放熱フィンとカバー部材とが一体形成されていることにより、比較的高い放熱性能を安価に得られるとともに、部品点数も抑えることができる。
本発明の第五態様によれば、流路を一方向に通過する流体の流れを強制的に発生させる装置を備えることにより、カバー部材外の低温の流体が流路内に流入し易くなるので、流路内の流体に対する冷却効果を高めることができる。
本発明の第六態様によれば、受熱部材と放熱フィンとカバー部材とによって囲まれた空洞を流路とすることにより、低抵抗すなわち低い圧力損失の流路が形成される。それにより、流路内を流れる流体の流速は低下しにくいため、流路内を流れる流体により受熱部材や放熱フィンの熱を奪う効果は高くなる。
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面においては本発明のヒートシンクの一例を示しており、本発明は図示された態様に限定されるものではない。
(第一実施形態)
図1Aは第一実施形態のヒートシンクの構造を示す斜視図、図1Bは図1Aに示されたヒートシンクの裏側を示す斜視図である。さらに、図1Cは、図1Aに示されるヒートシンクをA−A線に沿って切断した断面斜視図である。図1Dは、図1Aに示されるヒートシンクをA−A線に沿って切断した断面図であって流体の流れを説明する図である。
図1Aは第一実施形態のヒートシンクの構造を示す斜視図、図1Bは図1Aに示されたヒートシンクの裏側を示す斜視図である。さらに、図1Cは、図1Aに示されるヒートシンクをA−A線に沿って切断した断面斜視図である。図1Dは、図1Aに示されるヒートシンクをA−A線に沿って切断した断面図であって流体の流れを説明する図である。
図1A〜図1Dを参照すると、第一実施形態のヒートシンク1は、複数の発熱部品2、3の熱を受ける板状の受熱部材4を備える。発熱部材2,3は板状の受熱部材4の両面のうちの一方の面(第一面)に配置されている。また、発熱部品2、3はIC、CPU、IGBTなどの半導体装置や、LED、レーザなどの発光装置であり、受熱部材4の長手方向に沿って順次配置されている。
受熱部材4の両面のうちの他方の面(第二面)には、板状の放熱フィン5が設けられている。放熱フィン5は長方形板状に形成されていて受熱部材4の他方の面に対して垂直に配置されている。また、放熱フィン5は、受熱部材4の長手方向の一端から他端まで延びている。そして、複数の放熱フィン5が所定の間隔を置いて互いに平行に配置されている。
さらに、受熱部材4の他方の面には、すべての放熱フィン5を覆うようにカバー部材6が設けられている。さらに、各放熱フィン5の、受熱部材4とは反対側の部位はカバー部材6と近接または接続されている。これにより、受熱部材4と放熱フィン5とカバー部材6とによって囲まれた空洞が形成される。そのような空洞は、気体、液体などの流体を流す流路7とされる。流路7は、各放熱フィン5の間に形成されるため、複数存在する。各々の流路7には流体が図1D中の矢印10で示されるように流れる。また、受熱部材4、放熱フィン5、およびカバー部材6は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウム、銅などから作製されているとよい。
流路7の一端は、流体を流路7内に流入させる流入口9であり、流路7の他端は、流体を流路7内から流出させる流出口8である。そして、カバー部材6は流路7の両端をそれぞれ開放している。
さらに、本実施形態においては、図1Bに示されるように、カバー部材6に一つの通流口11が形成されており、それにより、ヒートシンク1内のすべての流路7とヒートシンク1外の空間とが互いに連通している。図1Bから分かるように、矩形の通流口11が流路7の長さ方向に対して垂直に延びている。そして、図1Dに示されるように、カバー部材6に形成された通流口11により、ヒートシンク1外の流体が各流路7内に流入できるようになっている。さらに、通流口11は、図1Dに示されるように、発熱部品2と発熱部品3との間に対応するカバー部材6の領域に形成されている。
図1A〜図1Dに示されるように、発熱部品2、3などが配置されるべき複数の配置場所が受熱部材4上に流路7の長さ方向に沿って順次配列されている。そのような態様において、上記の通流口11がカバー部材6に形成されていない場合、各流路7を流れる流体は、流路7の上流から下流に向かう間に受熱部材4および放熱フィン5から熱を受けるので、流体の温度が上昇する。それにより、下流側の発熱部品2の温度は上流側の発熱部品3よりも高くなる。その結果、下流側の発熱部品2と上流側の発熱部品3との温度差が大きくなる。
これに対し、本願においては、図1A〜図1Dに示されるように流路7の途中に通流口11が設けられている。これにより、ヒートシンク1外の低温の流体が通流口11から流路7の途中に流入して、流路7内の流体を冷やす。その結果、下流側の発熱部品2の温度上昇は抑えられるため、下流側の発熱部品2と上流側の発熱部品3との温度差は小さくなる。
これに対し、本願においては、図1A〜図1Dに示されるように流路7の途中に通流口11が設けられている。これにより、ヒートシンク1外の低温の流体が通流口11から流路7の途中に流入して、流路7内の流体を冷やす。その結果、下流側の発熱部品2の温度上昇は抑えられるため、下流側の発熱部品2と上流側の発熱部品3との温度差は小さくなる。
特に、図1Dから分かるように、発熱部品2と発熱部品3との間に対応するカバー部材6の領域に通流口11が設けられている。これにより、上流側の発熱部品3の熱により温度が上昇した流体をヒートシンク1外の低温の流体により冷却してから、下流側の発熱部品2に対応する流路7の領域に流すことができる。このため、流路7の長さ方向における流体の温度差の発生を確実に抑えられる。
以上に説明したように第一実施形態によれば、流体を流す流路7の長さ方向に沿って複数の発熱部品2、3が順次配置されるヒートシンク1について、流路7の長さ方向におけるヒートシンク1の温度差を小さくすることができる。それにより、下流側の発熱部品2に耐熱性の比較的高いものを使用しないで済むので、発熱部品2、3とヒートシンク1とを含む機器のコストアップを抑えることができる。さらに、下流側の発熱部品2の温度上昇は抑えられるため、機器の設計において、下流側の発熱部品2を配置する場所に対する制限も少なくなる。
なお、カバー部材6外の流体が流通口11を通じてカバー部材6内の流路7に流入するのは、次の理由からである。カバー部材6外の流体が流入口9より流路7内に流入すると流体の流速が上昇し、その一方で流路7内の圧力は低下する。その結果、流路7内の圧力はカバー部材6外の圧力よりも低くなるため、カバー部材6の通流口11から、カバー部材6外の流体が流路7内に流入する。このような作用は、流体が気体でも液体でも同じである。
また、流路7に流れる流体が気体である場合、図1A〜図1Dに示されるように、流路7の長さ方向が鉛直方向となるようにヒートシンク1を使用することが好ましい。鉛直方向の流路7内の流体が受熱部材4や放熱フィン5からの熱により熱せられると、流路7内には自然対流による上昇流が発生する。その結果、特別な装置を使用せずに、カバー部材6外の流体を流入口9から流路7内に流入させて流出口8から流出させることができる。また、流路7内に流体の流れが発生するため、上述した作用により、カバー部材6の通流口11から、カバー部材6外の流体が流路7内に流入するようになる。
勿論、ヒートシンク1の使用状態は、流路7の長さ方向が鉛直方向となるように限定されるものではない。自然対流による上昇流が流路7内に発生するような使用状態であればよい。
(第二実施形態)
次に第二実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図2Aは第二実施形態のヒートシンクの構造を示す断面斜視図である。図2Bは第二実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。なお、図2Aおよび図2Bは、上述した第一実施形態の説明に使用した図1Cおよび図1Dをそれぞれ変更した図である。
次に第二実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図2Aは第二実施形態のヒートシンクの構造を示す断面斜視図である。図2Bは第二実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。なお、図2Aおよび図2Bは、上述した第一実施形態の説明に使用した図1Cおよび図1Dをそれぞれ変更した図である。
第二実施形態においては、図2Aおよび図2Bに示されるように、カバー部材6に通流口11、12(以下、第一通流口11、第二通流口12と呼ぶ。)が形成されている。第一通流口11は、上述した第一実施形態と同じように、発熱部品2と発熱部品3との間に対応するカバー部材6の領域に形成されている。さらに、第二実施形態においては、第二通流口12が、流出口8と第一通流口11との間に対応するカバー部材6の領域に形成されている。その他の構成については第一実施形態と同じである。
上述したように第二通流口12を設けることにより、下流側の発熱部品2の温度上昇は、第一実施形態と比べて一層抑えられる。それにより、第二実施形態は、第一実施形態と比べて、下流側の発熱部品2と上流側の発熱部品3との温度差を小さくすることができる。
(第三実施形態)
次に第三実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図3Aは第三実施形態のヒートシンクの構造を示す斜視図である。図3Bは第三実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。なお、図3Aおよび図3Bは、上述した第一実施形態の説明に使用した図1Bおよび図1Dをそれぞれ変更した図である。
次に第三実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図3Aは第三実施形態のヒートシンクの構造を示す斜視図である。図3Bは第三実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。なお、図3Aおよび図3Bは、上述した第一実施形態の説明に使用した図1Bおよび図1Dをそれぞれ変更した図である。
上述した第一実施形態においては、図1Bに示されるようにカバー部材6に一つの通流口11を設けることにより、複数の流路7をヒートシンク1外の空間と連通させている。これに対し、第三実施形態においては、図3Aおよび図3Bに示されるように、カバー部材6に複数の通流口13が流路7ごとに形成されている。複数の通流口13は、流路7の長さ方向に対して垂直な方向に順次配置されている。また、各通流口13は円形状の穴により形成されている。各通流口13は、上述した第一実施形態と同じように、発熱部品2と発熱部品3との間に対応するカバー部材6の領域に形成されている。その他の構成については第一実施形態と同じである。
第三実施形態によれば、上述した第一実施形態と同様の効果が得られる。つまり、下流側の発熱部品2に耐熱性の比較的高いものを使用しないで済むため、発熱部品2、3とヒートシンク1とを含む機器のコストアップを抑えることができる。さらに、下流側の発熱部品2の温度上昇は抑えられるので、機器の設計において、下流側の発熱部品2を配置する場所に対する制限も少なくなる。
さらに、第三実施形態においても、上述した第二実施形態と同様に、通流口13とは別の通流口が、流出口8と通流口11との間に対応するカバー部材6の領域に形成されていてもよい(図2A、図2B参照)。このことにより、第一実施形態と比べて発熱部品2と発熱部品3との温度差を小さくすることができる。
なお、第三実施形態においては、通流口13が、ヒートシンク1内に形成されたすべての流路7にそれぞれ配置されている。しかし、本発明においては、複数の流路7から適宜選択される少なくとも1つの流路7に対応する通流口13が形成されていてもよい。また、図3Aに示される通流口13は円形状の穴により形成されているが、通流口13は、円形状とは異なる形状の穴により形成されていてもよい。
(第四実施形態)
次に第四実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図4Aは第四実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。図4Bは第四実施形態のヒートシンクの構造を示す斜視図である。なお、図4Aおよび図4Bは、上述した第一実施形態の説明に使用した図1Dおよび図1Cをそれぞれ変更した図となっている。
次に第四実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図4Aは第四実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。図4Bは第四実施形態のヒートシンクの構造を示す斜視図である。なお、図4Aおよび図4Bは、上述した第一実施形態の説明に使用した図1Dおよび図1Cをそれぞれ変更した図となっている。
第四実施形態においては、図4Aおよび図4Bに示されるように、第一実施形態の通流口11とは異なる形状の通流口14が形成されている。具体的には、第一実施形態の通流口11をなす孔の断面形状は図1Dに示されるように矩形形状であるのに対し、第四実施形態の通流口14をなす孔の断面形状は、図4Aに示されるように平行四辺形状である。その他の構成については第一実施形態と同じである。
さらに、第四実施形態の通流口14について詳述する。
図4Cは第四実施形態のヒートシンクに形成された通流口14の形状を示す要部拡大断面図である。
図4Cは第四実施形態のヒートシンクに形成された通流口14の形状を示す要部拡大断面図である。
第四実施形態においては、図4Cに示されるように、通流口14が形成されたカバー部材6の壁部は一定の厚みを有している。そして、カバー部材6における通流口14の部分を受熱部材4の一方の面に対して垂直、かつ、流路7の長さ方向に対して平行な面によって切断した断面形状が、平行四辺形状である。特に、カバー部材6の内壁面6aの垂線Pに対して流路7の下流側に斜めに傾けられた線Qに沿って孔を形成することにより、通流口14が形成されている。そのため、流路7内を流れる流体の流れ10が、通流口14から流路7内に流入する流体によって阻害されにくい。
これに対し、図1Dに示される第一実施形態の通流口11はカバー部材6の内壁面に対して垂直に形成された孔であるため、通流口11から流路7内に流入する流体の向きが流路7内を流れる流体と直交する。このような向きの流体は流路7内の流体の流れ10に対して抵抗となって、流路7内の流体の流速を低下させるおそれがある。
これに対し、図1Dに示される第一実施形態の通流口11はカバー部材6の内壁面に対して垂直に形成された孔であるため、通流口11から流路7内に流入する流体の向きが流路7内を流れる流体と直交する。このような向きの流体は流路7内の流体の流れ10に対して抵抗となって、流路7内の流体の流速を低下させるおそれがある。
よって、第四実施形態の通流口14は、第一実施形態の通流口11と比べて、流路7内の流体の流れ10に対する抵抗を抑えることができる。さらに、第一実施形態の通流口11と比べて、流路7内の流体の流速が早くなるため、流路7内の流体を冷却する効果も高い。また、図4Cに示されるように形成された通流口14によれば、ヒートシンク1外から視覚的に流路7内が見えにくくなる効果がある。
なお、第四実施形態においても、上述した第二実施形態と同様に、通流口14とは別の通流口が、流出口8と通流口11との間に対応するカバー部材6の領域に形成されていてもよい(図2A、図2B参照)。このことにより、第一実施形態と比べて発熱部品2と発熱部品3との温度差を小さくすることができる。
(第五実施形態)
次に第五実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図5は第五実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。
第五実施形態においては、図5に示されるように、ヒートシンク1に形成された流体の流出口8にファンモータ15が取付けられている。ファンモータ15は、図5に示されるような流体の流れ10を強制的に発生させる。つまり、ファンモータ15により、強制的に、カバー部材6外の流体を流入口9および通流口11から流路7内に流入させて流出口8から流出させることができる。その他の構成については第一実施形態と同じである。
次に第五実施形態について説明する。ここでは、第一実施形態に対して異なる点のみを説明することとする。
図5は第五実施形態のヒートシンクの断面図であって流体の流れを説明する図である。
第五実施形態においては、図5に示されるように、ヒートシンク1に形成された流体の流出口8にファンモータ15が取付けられている。ファンモータ15は、図5に示されるような流体の流れ10を強制的に発生させる。つまり、ファンモータ15により、強制的に、カバー部材6外の流体を流入口9および通流口11から流路7内に流入させて流出口8から流出させることができる。その他の構成については第一実施形態と同じである。
特に、ファンモータ15を設置することにより、第一実施形態と比べて、ヒートシンク1外の低温の流体が通流口11から流路7内に流入し易くなる。それにより、流路7内において温度が上昇した流体の温度を下げる効果が高まる。
なお、ファンモータ15の設置位置は、流出口8付近に限定されず、流路7の途中、通流口11付近、あるいは流入口9付近に設置されていてもよい。また、流路7を一方向に通過する流体の流れ10を強制的に発生させる装置は、ファンモータ15に限られず、ポンプやコンプレッサなどの回転機であってもよい。
また、上述したようにファンモータ、ポンプ、コンプレッサなどの回転機を使用する思想は、流路7内に流入させる流体が気体でも液体でも、第一実施形態から第四実施形態において説明したヒートシンク1のいずれにも適用可能である。
(その他の実施形態)
以上、第一実施形態から第五実施形態を例示して本発明を説明したが、本発明は、例示した実施形態に限定されるものではない。
本発明は、ヒートシンク内の流路を流れる流体の温度がヒートシンク上の発熱部品の熱によって上昇したとしても、流路内の流体を冷却するようにヒートシンク外の流体を流路の途中から流路内に進入させられる態様であればよい。よって、本発明のヒートシンクには、ヒートシンク外の流体をヒートシンク内の流路に通流させる通流口が形成されていればよい。そして、通流口の最適な位置、形状、寸法、および数は、ヒートシンクの寸法、ヒートシンクの周囲環境、あるいはヒートシンク上に配置される発熱部品の数および場所などに応じて変更可能である。
以上、第一実施形態から第五実施形態を例示して本発明を説明したが、本発明は、例示した実施形態に限定されるものではない。
本発明は、ヒートシンク内の流路を流れる流体の温度がヒートシンク上の発熱部品の熱によって上昇したとしても、流路内の流体を冷却するようにヒートシンク外の流体を流路の途中から流路内に進入させられる態様であればよい。よって、本発明のヒートシンクには、ヒートシンク外の流体をヒートシンク内の流路に通流させる通流口が形成されていればよい。そして、通流口の最適な位置、形状、寸法、および数は、ヒートシンクの寸法、ヒートシンクの周囲環境、あるいはヒートシンク上に配置される発熱部品の数および場所などに応じて変更可能である。
例えば、ヒートシンク1の構造は、各実施形態において説明した構造に限られず、受熱部材4と放熱フィン5とカバー部材6とが一体形成されている押出成形構造であってもよい。あるいは、ヒートシンク1の構造は、受熱部材4と放熱フィン5とカバー部材6とがろう付けまたはかしめによって固定されている構造であってもよい。但し、受熱部材4と放熱フィン5とカバー部材6とが一体形成された構造によれば、比較的高い放熱性能を安価に得られるとともに、部品点数も抑えることができる。
また、放熱フィン5も、第一実施形態から第五実施形態において説明したような一枚の長方形板状のものに限定されない。例えば、一枚の放熱フィン5が複数の放熱部分に分割されていてもよい。さらに、カバー部材6も、複数の放熱フィン5を少なくとも部分的に覆っていればよい。但し、各実施形態のように板状の受熱部材4、放熱フィン5、およびカバー部材6によって囲まれた空洞を流路7とすることにより、低抵抗すなわち低い圧力損失の流路7が形成される。その結果、流路7内を流れる流体の流速は低下しにくくなるため、流路7内を流れる流体により受熱部材4や放熱フィン5の熱を奪う効果は高くなる。
なお、以上では典型的な実施形態を示したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の思想を逸脱しない範囲で上述の実施形態を様々な形、構造や材料などに変更可能である。
1 ヒートシンク
2、3 発熱部品
4 受熱部材
5 放熱フィン
6 カバー部材
6a 内壁面
7 流路
8 流出口
9 流入口
11〜14 通流口
15 ファンモータ
2、3 発熱部品
4 受熱部材
5 放熱フィン
6 カバー部材
6a 内壁面
7 流路
8 流出口
9 流入口
11〜14 通流口
15 ファンモータ
Claims (6)
- 複数の発熱部品を冷却するヒートシンクであって、
第一の発熱部品(2)が配置されるべき第一配置場所と第二の発熱部品(3)が配置されるべき第二配置場所とを備えた第一面と、該第一面の反対面である第二面と、を有し、各前記発熱部品の熱を受ける受熱部材(4)と、
前記第二面に設置された複数の放熱フィン(5)と、
前記複数の放熱フィン(5)を少なくとも部分的に覆うカバー部材(6)と、を備え、
各前記放熱フィン(5)の間には、流体を流す流路(7)が形成されており、前記カバー部材(6)は前記流路(7)の両端を開放しており、
前記カバー部材(6)には、前記カバー部材(6)外の流体を前記流路(7)内の流体に流入させる少なくとも一つの孔(11〜14)が形成されている、ヒートシンク。 - 前記第一配置場所および前記第二配置場所は、前記流路(7)の長さ方向に沿って順次配列されており、
前記孔(11〜14)は、前記第一配置場所と前記第二配置場所との間に対応する前記カバー部材(6)の領域に形成されている、請求項1に記載のヒートシンク。 - 前記孔(14)は、前記カバー部材(6)の内壁面(6a)の垂線に対して前記流路(7)の下流側に斜めに傾けられた線に沿って形成されている、請求項1または2に記載のヒートシンク。
- 前記受熱部材(4)と前記放熱フィン(5)と前記カバー部材(6)とが一体形成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のヒートシンク。
- 前記流路(7)を一方向に通過する前記流体の流れを発生させる装置(15)をさらに備えた、請求項1から4のいずれか一項に記載のヒートシンク。
- 前記カバー部材(6)は各前記放熱フィン(5)の、前記受熱部材(4)とは反対側の部位に接続されており、前記流路(7)は、前記受熱部材(4)と前記放熱フィン(5)と前記カバー部材(6)とによって囲まれた空洞からなる、請求項1から5のいずれか一項に記載のヒートシンク。
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