JP2019036694A - ヒートシンク - Google Patents
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Abstract
【課題】
空冷式ヒートシンクにおいて、冷却対象を配置したベース板をむらなく冷却することができ、冷却対象を効率的に冷却することができるようにする。
【解決手段】
冷却対象を配置する冷却面を有するベース部と、ベース部の冷却面と反対側の面に設けられた放熱部を備え、放熱部は、ベース部の一方方向に沿って延びる複数のフィン部材が、ベース部の一方方向に直交する方向に並べられて形成されているとともに、一方方向で中央部位に、フィン部材の反ベース部側端からベース部側に向かってフィン部材の存在しない欠落空間を有しており、欠落空間は、ベース部側における一方方向寸法が、反ベース部側における一方方向寸法よりも小さい形状をしている。
【選択図】図4
空冷式ヒートシンクにおいて、冷却対象を配置したベース板をむらなく冷却することができ、冷却対象を効率的に冷却することができるようにする。
【解決手段】
冷却対象を配置する冷却面を有するベース部と、ベース部の冷却面と反対側の面に設けられた放熱部を備え、放熱部は、ベース部の一方方向に沿って延びる複数のフィン部材が、ベース部の一方方向に直交する方向に並べられて形成されているとともに、一方方向で中央部位に、フィン部材の反ベース部側端からベース部側に向かってフィン部材の存在しない欠落空間を有しており、欠落空間は、ベース部側における一方方向寸法が、反ベース部側における一方方向寸法よりも小さい形状をしている。
【選択図】図4
Description
本発明は、電子部品等の冷却に使用するヒートシンクに関するものである。
従来、半導体等を含む電子部品の冷却等には、空冷式のヒートシンクが用いられ、例えば、電子部品が備えられるベース部に立設された冷却フィンに対して、一方側から冷却風を通して電子部品を冷却するヒートシンクは知られていた。(特許文献1)
上記特許文献1のヒートシンクは、冷却対象である電子部品を配置するベース部の電子部品間に穴が形成されており、風下に配置された電子部品に対して、穴から吸引された空気により冷却するようにして、冷却性能を向上させている。
しかし、上記特許文献1のヒートシンクでは、ベースに吸気のための穴を形成する必要があるので、ベース部における冷却箇所に制約が生じて比較的大きな冷却対処を冷却することができず、また、穴を形成しても、風下に配置されたフィンやベース部には、風上の電子部品により加熱された空気も送られるので、ベース部の冷却面に冷却能力のむらが生じる可能性があった。
しかし、上記特許文献1のヒートシンクでは、ベースに吸気のための穴を形成する必要があるので、ベース部における冷却箇所に制約が生じて比較的大きな冷却対処を冷却することができず、また、穴を形成しても、風下に配置されたフィンやベース部には、風上の電子部品により加熱された空気も送られるので、ベース部の冷却面に冷却能力のむらが生じる可能性があった。
本発明は、上記の事情を鑑み、空冷式ヒートシンクにおいて、冷却対象を配置したベース板をむらなく冷却することができ、冷却対象を効率的に冷却することができるようにする。
本発明の一つの実施形態のヒートシンクは、冷却対象を配置する冷却面を有するベース部と、ベース部の冷却面と反対側の面に設けられた放熱部を備え、放熱部は、ベース部の一方方向に沿って延びる複数のフィン部材をベース部の一方方向に直交する方向に並べられて形成されているとともに、一方方向で中央部位に反ベース部側端からベース部側に向かってフィン部材の存在しない欠落空間を有しており、欠落空間は、ベース部側における一方方向寸法が、反ベース部側における一方方向寸法よりも小さい形状をしているヒートシンクである。
本発明のひとつの実施形態のヒートシンクにより、冷却対象を配置したベース部をむらなく冷却することができ、冷却対象を効率的に冷却することができる。
本発明の一つの実施形態に係るヒートシンクについて、図面を参照しながら説明する。
(全体の構成)
本発明の実施形態に係るヒートシンク装置は、図1,2に示すように、電子部品等の冷却対象5を配置するベース部11及び放熱部12を有するヒートシンク本体1と、ヒートシンク本体1を覆うカバー部材2と、カバー部材2に固定されヒートシンク本体1の放熱部に向けて冷却風を送る送風手段3を有している。
(全体の構成)
本発明の実施形態に係るヒートシンク装置は、図1,2に示すように、電子部品等の冷却対象5を配置するベース部11及び放熱部12を有するヒートシンク本体1と、ヒートシンク本体1を覆うカバー部材2と、カバー部材2に固定されヒートシンク本体1の放熱部に向けて冷却風を送る送風手段3を有している。
ヒートシンク本体1のベース部11は、アルミニウム合金の押出型材等により形成され、図1(c),図2(c)に示すように、冷却風が流れる方向を平面視で長手(一方)方向(長手方向に直交する他方方向を短手方向とする)とする略長方形状の板状部材により形成されている。板状部材からなるベース部11の一面(図1では、下面)には、冷却対象5を配置する冷却面11aを有しており、他面には、複数の取付溝111b,111b・・が短手方向に並んで形成された固定面11bを有している。
ヒートシンク本体1の放熱部12は、図1(c),図2(c)に示すように、アルミニウム合金の押出型材等により形成された複数の薄板状のフィン部材121,121・・を有している。フィン部材121は、ベース部11の長手(一方)方向の寸法に比べて短い長さ寸法を有しており、複数のフィン部材121,121・・の長手方向の一側縁がベース部11の固定面11bの複数の取付溝111b,111b・・に挿入され、カシメ等の固定手段によりベース部11に固定されている。
そして、放熱部12は、反ベース部側で長手(一方)方向略中央部位に、反ベース部側端からベース部側に向かってフィン部材121がない欠落空間13有している。
そして、放熱部12は、反ベース部側で長手(一方)方向略中央部位に、反ベース部側端からベース部側に向かってフィン部材121がない欠落空間13有している。
カバー部材2は、ベース部11に固定される側板部21,21と、両側板部21,21の反ベース部側を連結する天板部22を有している。
側板部21,21の幅寸法h1は、フィン部材121の幅寸法h2よりも若干大きく形成されており、図4(a),(b)に示すように、側板部21,21の端部の固定部分21a,21aを、ベース部11の短手(他方)方向の両側端面に溶接等して固定したときに、天板部22の内周面とベース部11に固定された放熱部12のフィン部材121の先端部が近接する寸法となっている。
カバー部材2の一方方向で略中央位置の天板部22に、外気を取り込む吸気口22aが形成されている。
側板部21,21の幅寸法h1は、フィン部材121の幅寸法h2よりも若干大きく形成されており、図4(a),(b)に示すように、側板部21,21の端部の固定部分21a,21aを、ベース部11の短手(他方)方向の両側端面に溶接等して固定したときに、天板部22の内周面とベース部11に固定された放熱部12のフィン部材121の先端部が近接する寸法となっている。
カバー部材2の一方方向で略中央位置の天板部22に、外気を取り込む吸気口22aが形成されている。
そして、ヒートシンク本体1の放熱部12を囲むように、ベース部11の両側面にカバー部材2の側板部21下端の固定部分21a,21aが固定されることで、図3(a)に示すように、上面に冷却風を取り込む吸気口22aを有し、左右両端、すなわち一方方向両端部に排出口21b,21bを有する断面矩形のダクト状のヒートシンク手段が形成される。
ベース部11とカバー部材2とにより形成されたダクト状のヒートシンク手段は、図4(a)に示すように、カバー部材2の天板部22に形成された吸気口22aから図中左側の排出口21bへ続く流路A1と、吸気口22aから、右側の排出口21bへ続く流路A2が形成されており、吸気口22aから吸気された冷却気体は流路A1及び流路A2に均等に流れていく。
ファン等の送風手段3は、図3(b)に示すように、カバー部材2の天板部22上の吸気口22aを覆うように配置されており、ダクト状のヒートシンク手段内に外気を吸引している。ヒートシンク手段内に吸引された冷却風は、内部で左右に均等に分かれて、それぞれの流路A1,A2内を排出口21b,21bに向かって流れ、ベース部11の冷却面11aに配置された左右(一方方向両側)の冷却対象をむらなく均等に冷却することができる。
−放熱部の構成−
本実施形態のヒートシンクの特徴について、図面を参考にして、説明する。
本実施形態のヒートシンク装置は、図1,3に示すように、ダクト状のヒートシンク手段の長手(一方)方向中央位置に吸気口22aが形成されており、吸気口22aに対向するように送風手段3が配置されている。さらに、ヒートシンク手段のヒートシンク本体1の放熱部12は、吸気口22aと対向する位置に欠落空間13が形成されている。
そして、放熱部12に形成される欠落空間13は、放熱部12の長手(一方)方向略中央位置に、反ベース部側端からベース部側に向かって欠落空間13の一方方向の寸法が小さくなるように形成されている。
本実施形態のヒートシンクの特徴について、図面を参考にして、説明する。
本実施形態のヒートシンク装置は、図1,3に示すように、ダクト状のヒートシンク手段の長手(一方)方向中央位置に吸気口22aが形成されており、吸気口22aに対向するように送風手段3が配置されている。さらに、ヒートシンク手段のヒートシンク本体1の放熱部12は、吸気口22aと対向する位置に欠落空間13が形成されている。
そして、放熱部12に形成される欠落空間13は、放熱部12の長手(一方)方向略中央位置に、反ベース部側端からベース部側に向かって欠落空間13の一方方向の寸法が小さくなるように形成されている。
欠落空間13を形成するためのフィン部材121として、一例として、図4,図5(a)に示すように、欠落部121aの形状が、反ベース部側に底辺を有しベース部側に頂点を有する三角形状、特に二等辺三角形状である欠落部121aを有するフィン部材121を用いることができる。
欠落部121aを三角形状とすることで、冷却風をよりベース部11近傍に送り込むことができ、冷却効率を上げることができる。
なお、三角形状の欠落部121aを形成する際には、その先端部を円弧状にしてもよい。それにより、加工性を向上させることができる。
また、他の例としては、図5(b)に示すような、欠落部121aの形状が、反ベース部側に長辺、ベース部側に短辺を有する台形状である欠落部121aを有するフィン部材121を用いることができる。
欠落部121aを台形状とすることで、冷却風をよりベース部11近傍に送り込むことができ、冷却効率を向上させることができると共に、加工を容易にすることができる。
欠落部121aを三角形状とすることで、冷却風をよりベース部11近傍に送り込むことができ、冷却効率を上げることができる。
なお、三角形状の欠落部121aを形成する際には、その先端部を円弧状にしてもよい。それにより、加工性を向上させることができる。
また、他の例としては、図5(b)に示すような、欠落部121aの形状が、反ベース部側に長辺、ベース部側に短辺を有する台形状である欠落部121aを有するフィン部材121を用いることができる。
欠落部121aを台形状とすることで、冷却風をよりベース部11近傍に送り込むことができ、冷却効率を向上させることができると共に、加工を容易にすることができる。
また、フィン部材121の欠落部は、一枚のフィン部材121の中央位置に切欠き等を設けることによって形成されるだけではなく、複数枚のフィン部材121によって形成してもよい。
具体的には、図6(a)に示すように、台形状のフィン部材121、121を流路A1,A2にそれぞれ設け、フィン部材間に形成される間隔を欠落部121aとして形成することで、放熱部12に欠落空間13を形成してもよい。これによって、フィン部材121の加工が容易となる。
具体的には、図6(a)に示すように、台形状のフィン部材121、121を流路A1,A2にそれぞれ設け、フィン部材間に形成される間隔を欠落部121aとして形成することで、放熱部12に欠落空間13を形成してもよい。これによって、フィン部材121の加工が容易となる。
以上のように、本実施形態のヒートシンク手段は、カバー部材2の天板部22の中央位置に設けた吸気口22aからヒートシンクの一方方向の両側に均等に冷却風を送り込むことができるので、ヒートシンクの長手方向における冷却むらの発生を抑制することができる。また、ヒートシンクの放熱部12は、ダクト状のヒートシンク手段の中央位置で吸気口22aの対向位置に、フィン部材121,121・・の存在しない欠落空間13を有しているので、送風手段3により吸気された冷却風を速やかにヒートシンク内のベース部11近傍に流入することができる。
そして、欠落空間13は、ベース部11から離れるに従って長手方向の寸法が大きくなる形状をしているので、フィン部材121は、できるだけ広い冷却面積を確保しながら、冷却風をベース部11の近傍にすみやかに送り込んで放熱部12の全体に行き渡らせることができ、各フィン部材121を効率的に冷却することができる。
そして、欠落空間13は、ベース部11から離れるに従って長手方向の寸法が大きくなる形状をしているので、フィン部材121は、できるだけ広い冷却面積を確保しながら、冷却風をベース部11の近傍にすみやかに送り込んで放熱部12の全体に行き渡らせることができ、各フィン部材121を効率的に冷却することができる。
ここで、上記の放熱部12の欠落空間13の形状の相違による冷却効果の違いを確認するために、欠落部121aの形状が異なるフィン部材121を用いて熱解析を行った。
熱解析および風速の測定に用いるヒートシンク及び解析条件は、以下のとおりである。
・ヒートシンク長さ:350mm
・冷却対象の発熱量:625W × 2 =1,250W
・周囲温度:40℃
・フィン部の長さL:347mm
・フィン部の高さ寸法H:107.5mm
・フィン間隔d:2.3mm
・フィン肉厚s:0.6mm
・切り欠き部の面積:6,240mm2
熱解析および風速の測定に用いるヒートシンク及び解析条件は、以下のとおりである。
・ヒートシンク長さ:350mm
・冷却対象の発熱量:625W × 2 =1,250W
・周囲温度:40℃
・フィン部の長さL:347mm
・フィン部の高さ寸法H:107.5mm
・フィン間隔d:2.3mm
・フィン肉厚s:0.6mm
・切り欠き部の面積:6,240mm2
なお、冷却風については、通常同程度の規模のヒートシンク装置に使用されるFANを用いて、欠落部の無いフィン部材(フィン長:347mm)を有するヒートシンクを冷却した場合の冷却風の風速が5.0m/sであり、フィン部材の欠落部の存否による圧力損失の比較から、欠落部があるフィン部材を有するヒートシンクに対する風速を算出した。
欠落部が存在するフィン部材と欠落部が存在しないフィン部材における、風速と圧力損失との関係を表1及び図8に示す。
欠落部が存在するフィン部材と欠落部が存在しないフィン部材における、風速と圧力損失との関係を表1及び図8に示す。
図8における曲線(1)は、表1の(1)フィン部材に欠落部が無い場合の風速と圧力損失との関係を示し、曲線(2)は、表1の(2)フィン部材に欠落部がある場合の風速と圧力損失との関係を示す。表1から、欠落部が無いフィン部材の場合の風速5.0m/sのときの圧力損失264.05psに対して、欠落部があるフィン部材の場合で同程度の圧力損失となる風速を図8のグラフより設定した。
結果、風速を以下のように設定した。
・FANによる冷却風の風速(欠落部なしの場合)W1:5.0m/s
・FANによる冷却風の風速(欠落部ありの場合)W2:5.4m/s
結果、風速を以下のように設定した。
・FANによる冷却風の風速(欠落部なしの場合)W1:5.0m/s
・FANによる冷却風の風速(欠落部ありの場合)W2:5.4m/s
熱解析の対象とするフィン部材の実施例および比較例を、図5に示す。図5(a)は、欠落部121aの形状を三角形とした実施例1のフィン部材121であり、図5(b)は、欠落部121aの形状を台形とした実施例2のフィン部材121であり、上記の実施例は、いずれも放熱部12を構成するフィン部材121の長手方向略中央位置に、反ベース部側端からベース部側に向かって長手方向の寸法が小さくなるように欠落部121aが形成されている。図5(c)は、欠落部121aの形状を長方形とした比較例1のフィン部材121であり、ともに欠落部の面積は、6,240mm2である。
熱解析における冷却対象の温度の測定ポイントP01、P02及び風速の測定ポイント1ないしポイント5を、図5(a)に記載の実施例1のフィン部材121に示す。
温度の解析位置は、ヒートシンクの冷却面11a表面の他方方向略中央位置に設定し、放熱対象5の略中央位置となる、フィン部材121の側端部よりw2(=80mm)離間した位置に設定した。なお、測定ポイントは、ヒートシンクの一方方向の左右2カ所に設定し、図5(a)において、左側の測定ポイントをポイントP01とし、右側の測定ポイントをポイントP02とする。
温度の解析位置は、ヒートシンクの冷却面11a表面の他方方向略中央位置に設定し、放熱対象5の略中央位置となる、フィン部材121の側端部よりw2(=80mm)離間した位置に設定した。なお、測定ポイントは、ヒートシンクの一方方向の左右2カ所に設定し、図5(a)において、左側の測定ポイントをポイントP01とし、右側の測定ポイントをポイントP02とする。
また、風速の解析位置は、ヒートシンクの短手方向略中央位置に設定し、ポイントP1は、フィン部材121の側端部よりw3(=120mm)離間した位置で、フィン部材121の反ベース部側の端縁から距離L3(=101.0mm)離間した位置に設定し、ポイントP2は、フィン部材121の側端部よりw2(=80mm)離間した位置で、フィン部材121の反ベース部側の端縁から距離L3(=101.0mm)離間した位置に設定し、ポイントP3は、フィン部材121の側端部よりw1(=40mm)離間した位置で、フィン部材121の反ベース部側の端縁から距離L3(=101.0mm)離間した位置に設定した。
また、ポイントP4は、フィン部材121の側端部よりw2(=80mm)離間した位置で、フィン部材121の反ベース部側の端縁から距離L2(=81.0mm)離間した位置に設定し、ポイントP3は、フィン部材121の側端部よりw2(=80mm)離間した位置で、フィン部材121の反ベース部側の端縁から距離L1(=61.0mm)離間した位置に設定した。
また、ポイントP4は、フィン部材121の側端部よりw2(=80mm)離間した位置で、フィン部材121の反ベース部側の端縁から距離L2(=81.0mm)離間した位置に設定し、ポイントP3は、フィン部材121の側端部よりw2(=80mm)離間した位置で、フィン部材121の反ベース部側の端縁から距離L1(=61.0mm)離間した位置に設定した。
(実施例1)
実施例1のフィン部材121は、図5(a)に示すように、フィン部材121の欠落部121aが三角形状に形成されている。欠落部121aを形成する三角形の寸法は、底辺d1が120mm、高さh1が103.92mmである。
熱解析の結果、第1の実施例のフィン部材では、左右のポイントP01とポイントP02の温度がほぼ均等に上昇し、左が42.6(K)、右が42.5(K)に抑えられることが求められた。
また、ヒートシンク手段内における風速は、ポイントP1における風速が4.28m/s、同ポイントP2における風速が、4.37m/s、同ポイントP3における風速が3.73m/s、ポイントP4における風速が,4.24m/s、ポイントP5における風速が、4.12m/sであった。
実施例1のフィン部材121は、図5(a)に示すように、フィン部材121の欠落部121aが三角形状に形成されている。欠落部121aを形成する三角形の寸法は、底辺d1が120mm、高さh1が103.92mmである。
熱解析の結果、第1の実施例のフィン部材では、左右のポイントP01とポイントP02の温度がほぼ均等に上昇し、左が42.6(K)、右が42.5(K)に抑えられることが求められた。
また、ヒートシンク手段内における風速は、ポイントP1における風速が4.28m/s、同ポイントP2における風速が、4.37m/s、同ポイントP3における風速が3.73m/s、ポイントP4における風速が,4.24m/s、ポイントP5における風速が、4.12m/sであった。
(実施例2)
第2の実施例のフィン部材は、図5(b)に示すように、フィン部材121の欠落部121aを台形形状に形成している。欠落部121aを形成する台形形状の寸法は、底辺d2が120mm、上辺d3が=46.28mm、高さh2が75mmである。
第2の実施例のフィン部では、左右のポイントP01とポイントP02の温度が均等に上昇し、左が42.9(K)、右が42.9(K)に抑えられた。また、ヒートシンク手段内における風速は、ポイントP1における風速が4.17m/s、ポイントP2における風速が、4.20m/s、ポイントP3における風速が3.40m/s、ポイントP4における風速が,4.19m/s、ポイントP5における風速が、4.13m/sであった。
第2の実施例のフィン部材は、図5(b)に示すように、フィン部材121の欠落部121aを台形形状に形成している。欠落部121aを形成する台形形状の寸法は、底辺d2が120mm、上辺d3が=46.28mm、高さh2が75mmである。
第2の実施例のフィン部では、左右のポイントP01とポイントP02の温度が均等に上昇し、左が42.9(K)、右が42.9(K)に抑えられた。また、ヒートシンク手段内における風速は、ポイントP1における風速が4.17m/s、ポイントP2における風速が、4.20m/s、ポイントP3における風速が3.40m/s、ポイントP4における風速が,4.19m/s、ポイントP5における風速が、4.13m/sであった。
(比較例1)
図5(c)に示す比較例のフィン部材121では、フィン部材121の欠落部121aを長方形状に形成している。欠落部121aを形成する一方形状の寸法は、底辺d4が120mm、高さh3が52mmである。
比較例のフィン部材121では、左右のポイントP01とポイントP02の温度が均等に上昇し、左が44.4(K)、右が44.4(K)に抑えられた。また、ヒートシンク手段内における風速は、ポイントP1における風速が3.94m/s、ポイントP2における風速が、3.83m/s、ポイントP3における風速が2.90m/s、ポイントP4における風速が,3.91m/s、ポイントP5における風速が、4.09m/sであった。
図5(c)に示す比較例のフィン部材121では、フィン部材121の欠落部121aを長方形状に形成している。欠落部121aを形成する一方形状の寸法は、底辺d4が120mm、高さh3が52mmである。
比較例のフィン部材121では、左右のポイントP01とポイントP02の温度が均等に上昇し、左が44.4(K)、右が44.4(K)に抑えられた。また、ヒートシンク手段内における風速は、ポイントP1における風速が3.94m/s、ポイントP2における風速が、3.83m/s、ポイントP3における風速が2.90m/s、ポイントP4における風速が,3.91m/s、ポイントP5における風速が、4.09m/sであった。
以上の結果を、表2,3にまとめた。
なお、表2の温度上昇の結果には、比較例として、欠落部のない放熱部を有するヒートシンクを用い、ヒートシンクの一方方向中央位置の吸気口から吸気した冷却風を一方方向の両側の排気口に送風した例、及び、欠落空間のない放熱部を有するヒートシンクを用い、ダクトの一方方向の一方側の吸気口から吸気した冷却風を他方側の排気口へ送風した例を、それぞれ比較例2及び比較例3として追加して記載した。また、表3の風速の結果には、上記比較例2を追加して記載した。
なお、表2の温度上昇の結果には、比較例として、欠落部のない放熱部を有するヒートシンクを用い、ヒートシンクの一方方向中央位置の吸気口から吸気した冷却風を一方方向の両側の排気口に送風した例、及び、欠落空間のない放熱部を有するヒートシンクを用い、ダクトの一方方向の一方側の吸気口から吸気した冷却風を他方側の排気口へ送風した例を、それぞれ比較例2及び比較例3として追加して記載した。また、表3の風速の結果には、上記比較例2を追加して記載した。
表2の比較例3の左右の温度上昇と実施例1,2の左右の温度上昇の比較から、実施例1,2のヒートシンクは、左右(一方方向の両側)の温度にむらがなく左右均等に冷却することができ、横風を用いて冷却するヒートシンク(比較例3)に比べて、風下(右側)の冷却対象の温度が小さくなるとの結果が得られた。
また、表2の実施例1,2と比較例2との比較から、フィン部材121の一方方向中央位置に欠落部を設けたヒートシンクであって欠落部121aの形状を三角形もしくは台形とした実施例1,2では、欠落部121aのない比較例2に比べて、フィン部材の面積が減少しているにも関わらず、温度上昇が小さくなるとの結果が得られた。
これに対して、表2の比較例1と比較例2との比較から、フィン部材121の一方方向中央位置に欠落部を設けたヒートシンクであっても、欠落部の形状を長方形にした比較例1では、欠落部を形成しない比較例2に比べて左右(一方方向の両側)の温度が大きくなるとの結果が得られた。これは、欠落部によるフィン部材の面積の減少によって冷却能力の低下が生じているためと考えられる。
また、表2の実施例1,2と比較例2との比較から、フィン部材121の一方方向中央位置に欠落部を設けたヒートシンクであって欠落部121aの形状を三角形もしくは台形とした実施例1,2では、欠落部121aのない比較例2に比べて、フィン部材の面積が減少しているにも関わらず、温度上昇が小さくなるとの結果が得られた。
これに対して、表2の比較例1と比較例2との比較から、フィン部材121の一方方向中央位置に欠落部を設けたヒートシンクであっても、欠落部の形状を長方形にした比較例1では、欠落部を形成しない比較例2に比べて左右(一方方向の両側)の温度が大きくなるとの結果が得られた。これは、欠落部によるフィン部材の面積の減少によって冷却能力の低下が生じているためと考えられる。
また、表3の実施例1,2と比較例2との比較から、フィン部材121の一方方向中央位置に欠落部を設けたヒートシンクであって欠落部121aの形状を三角形もしくは台形とした実施例1,2では、欠落部121aのない比較例2に比べて、ダクト状のヒートシンク手段内を通過する冷却風の風速が、ベース部近傍で大きくなるという結果が得られた。
これに対して、表2の比較例1と比較例2との比較から、フィン部材121の一方方向中央位置に欠落部を設けたヒートシンクであっても、欠落部の形状を長方形にした比較例1では、欠落部を形成しない比較例2に比べて、各地点での風速が小さくなるとの結果が得られた。
特に、実施例1、2においては、フィン部材121の一方方向中央位置に形成する欠落部121aをベース部に向かってその幅寸法が小さくなるように形成することによって、放熱部12を構成するフィン部材121の根元部分(ポイントP1、P2、P3)における冷却風の減速を抑えることができることがわかった。このように、実施例1、2においては、放熱部12の冷却対象位置におけるベース部11及びベース部近傍のフィン部材121に風速の速い冷却風を送ることができるので、冷却能力が向上していると考えられる。
これに対して、表2の比較例1と比較例2との比較から、フィン部材121の一方方向中央位置に欠落部を設けたヒートシンクであっても、欠落部の形状を長方形にした比較例1では、欠落部を形成しない比較例2に比べて、各地点での風速が小さくなるとの結果が得られた。
特に、実施例1、2においては、フィン部材121の一方方向中央位置に形成する欠落部121aをベース部に向かってその幅寸法が小さくなるように形成することによって、放熱部12を構成するフィン部材121の根元部分(ポイントP1、P2、P3)における冷却風の減速を抑えることができることがわかった。このように、実施例1、2においては、放熱部12の冷却対象位置におけるベース部11及びベース部近傍のフィン部材121に風速の速い冷却風を送ることができるので、冷却能力が向上していると考えられる。
以上のように、本実施形態のヒートシンクにおいては、ヒートシンクの冷却風の流れる方向である一方方向の中央位置より冷却風を導入し、一方方向の両側に均等に排出することで、ヒートシンクの冷却面をむらなく冷却することができる。そして、ヒートシンク内部のフィン部材の冷却風の導入位置に欠落部を設けると共に、欠落部の形状を、ベース部に向かってその幅寸法が小さくなるように形成することで、できるだけ広い冷却面積を確保しながら風速の速い冷却風によって効率的に冷却対象を冷却することができる。
なお、本実施形態においては、ベース部及びフィン部材はアルミニウム合金により形成されているが、他の金属材料により形成してもよく、伝熱性を備える材料であれば、何ら特定されるものではない。
また、本実施形態のヒートシンクにおいては、放熱部12に形成する欠落空間は、フィン部材121に切欠き部等を設けることによって形成しているが、欠落空間の形成方法は、何ら限定されるものではなく、例えば、ベース部11の長手方向に2枚のフィン部材を離間させた状態で一直線上に並べて固定することで、2枚のフィン部材の間に欠落部を形成して欠落空間を形成してもよい。
また、放熱部12を構成する複数のフィン部材の欠落部の形状は、同一でなくてもよく、放熱部の欠落部が反ベース部側に向かって長手方向に広がる形状であればよい。
また、例えば、図6(b)に示すように、放熱部の欠落部に吸気口から吸気された冷却風を左右の流路A1,A2にスムーズに流すためのガイド6を設けることもできる。
また、ベース部は、冷却面と放熱部を固定する固定面を備える平板部材であれば、平面形状は冷却風が流れる方向(一方方向)を長手方向とする長方形に限定されるものでもなく、例えば、図7に示すような、冷却風が流れる一方方向を長手方向としない略正方形等の形状でもよく、また、複数の送風手段を備えるなど、その形状等は何ら限定されない。
また、本実施形態のヒートシンクにおいては、放熱部12に形成する欠落空間は、フィン部材121に切欠き部等を設けることによって形成しているが、欠落空間の形成方法は、何ら限定されるものではなく、例えば、ベース部11の長手方向に2枚のフィン部材を離間させた状態で一直線上に並べて固定することで、2枚のフィン部材の間に欠落部を形成して欠落空間を形成してもよい。
また、放熱部12を構成する複数のフィン部材の欠落部の形状は、同一でなくてもよく、放熱部の欠落部が反ベース部側に向かって長手方向に広がる形状であればよい。
また、例えば、図6(b)に示すように、放熱部の欠落部に吸気口から吸気された冷却風を左右の流路A1,A2にスムーズに流すためのガイド6を設けることもできる。
また、ベース部は、冷却面と放熱部を固定する固定面を備える平板部材であれば、平面形状は冷却風が流れる方向(一方方向)を長手方向とする長方形に限定されるものでもなく、例えば、図7に示すような、冷却風が流れる一方方向を長手方向としない略正方形等の形状でもよく、また、複数の送風手段を備えるなど、その形状等は何ら限定されない。
1 :ヒートシンク本体
11 :ベース部
11a :冷却面
11b :固定面
111b :取付溝
12 :放熱部
121 :フィン部材
121a :欠落部
13 :欠落空間
2 :カバー部材
21 :側板部
21b :排出口
22 :天板部
22a :吸気口
3 :送風手段
4 :送風手段
5 :冷却対象
A1 :流路
A2 :流路
11 :ベース部
11a :冷却面
11b :固定面
111b :取付溝
12 :放熱部
121 :フィン部材
121a :欠落部
13 :欠落空間
2 :カバー部材
21 :側板部
21b :排出口
22 :天板部
22a :吸気口
3 :送風手段
4 :送風手段
5 :冷却対象
A1 :流路
A2 :流路
Claims (1)
- 冷却対象を配置する冷却面を有するベース部と、ベース部の冷却面と反対側の面に設けられた放熱部を備え、
放熱部は、ベース部の一方方向に沿って延びる複数のフィン部材が、ベース部の一方方向に直交する方向に並べられて形成されているとともに、一方方向で中央部位に、フィン部材の反ベース部側端からベース部側に向かってフィン部材の存在しない欠落空間を有しており、
欠落空間は、ベース部側における一方方向寸法が、反ベース部側における一方方向寸法よりも小さい形状をしている
ヒートシンク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017158911A JP2019036694A (ja) | 2017-08-21 | 2017-08-21 | ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017158911A JP2019036694A (ja) | 2017-08-21 | 2017-08-21 | ヒートシンク |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019036694A true JP2019036694A (ja) | 2019-03-07 |
Family
ID=65637805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017158911A Withdrawn JP2019036694A (ja) | 2017-08-21 | 2017-08-21 | ヒートシンク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019036694A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7474868B2 (ja) | 2020-04-29 | 2024-04-25 | ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド | 放熱装置及びこれを用いたアンテナアセンブリ |
-
2017
- 2017-08-21 JP JP2017158911A patent/JP2019036694A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7474868B2 (ja) | 2020-04-29 | 2024-04-25 | ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド | 放熱装置及びこれを用いたアンテナアセンブリ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210105 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201225 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20210128 |