JP3148593U - 放熱流体の圧力損失を低減した放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】放熱流体の減圧を低減できる放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュールを提供する。【解決手段】放熱フィンセット２は、交互に配列された複数の第１の放熱フィン２１および複数の第２の放熱フィン２２を備え、各第１の放熱フィン２１と隣の第２の放熱フィン２２とはその側縁が異なる方向に傾斜して形成され、交互に配列することによってこれらの側縁がＶ字状に交差した開口を形成する。これらのＶ字状交差開口２３は放熱フィンセット２の少なくとも一側に形成され、空冷ファンからの送風などの冷却流体の流入を円滑にし、フィン間の流路抵抗を低減して圧損を低減する。放熱フィンセット２にヒートパイプおよび基台が組み合わされて放熱モジュールが構成される。【選択図】図３

Description

本考案は、電子機器の冷却用放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュールに関し、特に、放熱流体の減圧を低減できる放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュールに関する。

科学技術の進歩により、電子素子の演算機能は益々向上しており、それに伴って、放熱器に対する要求も益々高まっている。従来技術による放熱器はその放熱効果を高める為に、積層された放熱フィンが採用され、放熱フィンの研究改良は弛まず行われており、高機能の放熱器を開発することは今日の産業界において最も重要な事項となっている。

コンピュータを例とすると、内部で発生する熱の中で、ＣＰＵから発生する熱が大部分を占め、ＣＰＵの温度が高くなるに従って、演算機能が低下し、許容温度を超えるとコンピュータはダウンしてしまい、ひどい場合は、破損してしまう。また、電磁波放射の問題を解決するために、コンピュータのマザーボードは通常箱型のケーシングによって密封されているので、ＣＰＵおよびその他の発熱部材（または発熱素子）の熱を迅速に除去することは重要な課題となっている。

図１は、従来技術による放熱モジュールを示す斜視図であり、従来技術においてよく見られる放熱フィンの構造を示す。放熱フィン１１は薄い金属板を裁断して形成され、上縁の両端に近い部分には折曲辺１１１が湾曲して延長され、折曲辺１１１は隣り合う放熱フィン１１の上平面１１ａに支持され、それによって放熱フィン１１はお互いに積層されて放熱フィンセット１が形成される。前述の二枚の放熱フィン１１間には放熱空間１１２が形成され、前述の放熱フィンセット１の側辺にはファン１２が設置され、ファン１２は前述の放熱空間１１２と相対し、ファン１２が放熱フィンセット１に対して放熱を行う。しかし、ファン１２が導入する気流が放熱フィンセット１の放熱空間１１２に対して強制放熱を行なうとき、放熱フィンセット１は密集しており、放熱空間１１２が過度に狭く、放熱空間１１２が縦方向に過度に長いので、流路長さ１２１が過度に長く、その結果、放熱流体が減圧し、放熱気流の速度が低下して放熱効率が影響を受ける。

即ち、従来技術による放熱フィンは下記の欠点を有する。
１．放熱空間が過度に狭い。
２．熱交換効率が低い。
３．放熱効率が低い。
４．流路長さが過度に長い。
５．放熱流体が減圧する。

そこで、上述の従来技術による各欠点に鑑み、本考案の考案者は研究改良を重ね、ついに本考案の「放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュール」を案出した。
特開２００８−２３５３８７号公報 特開２００５−１８８５６６号公報

本考案の第１の目的は、放熱流体の減圧を低減できる放熱フィンセットの構造を提供することにある。
本考案の第２の目的は、放熱流体の減圧を低減できる構造を有する放熱モジュールを提供することにある。

上述の課題を解決するために、本考案は、放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュールを提供するものであり、放熱フィンセットの構造は、複数の第１の放熱フィンおよび複数の第２の放熱フィンを備える。第１の放熱フィンと第２の放熱フィンとはそれぞれ異なる方向に傾斜した側辺を具え、これらを交互に配列することにより、各第１の放熱フィンと隣の第２の放熱フィン側辺によってＶ字状に交差した開口が形成され、Ｖ字状交差開口は放熱フィンセットの少なくとも一側に形成される。Ｖ字状交差開口は、交差部の形成する切刃部を通る冷却流体に対して最短経路をとなり、その両側では隣り合うフィン同士が一部で重なること無く開放面を形成して冷却流体に対して第１の開放部および第２の開放部となる。
前述の放熱フィンセットに少なくとも一つのヒートパイプおよび基台が組み合わされて放熱モジュールが構成される。

放熱フィンセットのＶ字状交差開口の第１の開放部および第２の開放部が大きな流体進入空間を有し、更に、短い流路の切刃部が組み合わされることによって、抵抗が低減されて放熱流体の圧力損失が低減され、放熱流体の流動効率が向上し、放熱効果が高められる。
本考案の放熱流体の減圧を低減できる放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュールは下記の長所を有する。
１．放熱効果に優れる。
２．放熱流体の減圧を低減する。
３．熱交換効率に優れる。
４．構造が簡単である。
５．放熱フィンに熱が滞留しにくい。
６．熱源からの熱の拡散が早い。
７．放熱流体の流動効率が高められる。

本考案の目的、特徴および効果を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。

図３は、本考案の実施例による放熱フィンセットの構造を示す分解斜視図である。図４は、本考案の実施例による放熱フィンセットの組立後の状態を示す斜視図である。図から分かるように、本考案の放熱フィンセット２の構造は、複数の第１の放熱フィン２１および複数の第２の放熱フィン２２を備える。第１の放熱フィン２１と第２の放熱フィン２２とは交互に配列され、各第１の放熱フィン２１と隣の第２の放熱フィン２２によってＶ字状交差開口２３が形成され、Ｖ字状交差開口２３は放熱フィンセット２の少なくとも一側に形成される。Ｖ字状交差開口２３は切刃部２３１、第１の開放部２３２および第２の開放部２３３を有し、切刃部２３１は第１の放熱フィン２１と第２の放熱フィン２２が隣り合って交差する部分に形成され、第１の開放部２３２および第２の開放部２３３は前述の切刃部２３１の両隣に形成される。

図５、６、７に示すように、前述の第１の放熱フィン２１および第２の放熱フィン２２の少なくとも一側辺には第１の斜辺２１１および第２の斜辺２２１が形成され、第１の斜辺２１１および第２の斜辺２２１は交差して配列され、Ｖ字状交差開口２３またはＶ字状に交差した開口（図示せず）が形成される。また、第１の放熱フィン２１および第２の放熱フィン２２の両側辺に斜辺を形成し、放熱フィンセット２の両側にＶ字状交差開口２３を形成することができる。

前述の第１の放熱フィン２１および第２の放熱フィン２２は、平行四辺形（図５を参照）および台形（図６を参照）のものが好ましい。放熱フィンセット２は、第１の放熱フィン２１と第２の放熱フィン２２が交互に間隔を空けて積層されて配列され、放熱フィンセット２のＶ字状交差開口２３を有する一側に相対してファン７（図１２を参照）が配置される。ファン７が放熱流体を前述の放熱フィンセット２に強制導入して強制放熱を行なうとき、Ｖ字状交差開口２３の第１の開放部２３２および第２の開放部２３３は大きな流体進入空間を提供して放熱流体４を進入させ、それによって放熱流体４の減圧が低減され、放熱流体４が流動するときの抵抗力が減少され、放熱流体４の流動を更にスムーズにする。また、本実施例の放熱フィンセット２の構造の流路長さ６は短いので、放熱流体４の減圧が低減され、それによって放熱流体４が流動するときの抵抗が減少され、放熱流体４の流動を更にスムーズにする。

図７に示すように、放熱フィンセット２には少なくとも一つの穿孔２４が設けられ、穿孔２４にはヒートパイプ（図示せず）が貫設される。また、第１の放熱フィン２１の他の二つの相対する側辺には第１の折曲部２１２および第２の折曲部２１３が延長して設けられ、前述の第２の放熱フィン２２の他の二つの相対する側辺には第３の折曲部２２２および第４の折曲部２２３が延長して設けられる。

図８は、本考案の実施例による放熱器を示す分解斜視図である。図９は、本考案の実施例による放熱器の組立後の状態を示す斜視図である。放熱器Ｂは、少なくとも一つの放熱フィンセット２および基台３を備える。放熱フィンセット２は、複数の第１の放熱フィン２１と複数の第２の放熱フィン２２が交互に間隔を空けて積層されて構成される。第１の放熱フィン２１の二つの相対する側辺には第１の折曲部２１２および第２の折曲部２１３がそれぞれ設けられる。第２の放熱フィン２２の二つの相対する側辺には第３の折曲部２２２および第４の折曲部２２３がそれぞれ設けられる。基台３は第１の端面３１を有し、発熱源（図示せず）と接触して熱源からの熱を伝導する。第１の端面３１と反対の他側には第２の端面３２を有し、第１の放熱フィン２１の第１の折曲部２１２、第２の折曲部２１３、第２の放熱フィン２２の第３の折曲部２２２または第４の折曲部２２３が前述の基台３の第２の端面３２に選択的に貼合され、基台３から熱源の熱が伝導される。

図１０は、本考案の実施例による放熱モジュールを示す分解斜視図である。図１１は、本考案の実施例による放熱モジュールの組立後の状態を示す斜視図である。本実施例の放熱モジュールＡは、放熱器Ｂとヒートパイプ５が組み合わされて構成される。図に示すように、ヒートパイプ５は少なくとも一つの吸熱部５１および少なくとも一つの放熱部５２を有する。ヒートパイプ５の放熱部５２は放熱フィンセット２に貫設される。放熱フィンセット２の折曲部の基台３と接触する部分は一対の凹溝２５を有し、基台３の凹溝２５と相対する部分には溝部３２１が設けられる。溝部３２１にはヒートパイプ５の吸熱部５１が設置され、吸熱部５１は凹溝２５と溝部３２１との間に固定される。

図１２は、本考案の他の実施例による放熱モジュールの組立後の状態を示す斜視図である。図に示すように、放熱モジュールＡの一側には少なくともファン７が接続される。ファン７は前述の放熱モジュールＡの放熱フィンセット２のＶ字状交差開口２３を有する一側に接続され、放熱モジュールＡの両側にＶ字状交差開口２３を有する場合、ファン７は任意の側のＶ字状交差開口２３に対接される。

また、本考案の第１の放熱フィン２１および第２の放熱フィン２２の数量は、同一または異なっても良く、第１の放熱フィン２１と第２の放熱フィン２２とは交互に配列される。

以上の説明は、本考案の好適な実施例を示すものであり、本考案を制限するものではなく、本考案の主旨を逸脱しない範囲における構造形態または設置形態の変更および各種変更および修飾は全て本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれる。

上述の説明から分かるように、本考案の放熱フィンセットの構造およびその放熱フィンセットを使用した放熱モジュールを使用するとき、確実にその効果および目的を達成することができ、本考案は実用性に優れた考案である。

従来技術による放熱モジュールを示す斜視図である。 従来技術による放熱モジュールを示す俯瞰図である。 本考案の実施例による放熱フィンセットの構造を示す分解斜視図である。 本考案の実施例による放熱フィンセットの組立後の状態を示す斜視図である。 本考案の実施例による放熱フィンセットを示す正面図である。 本考案の他の実施例による放熱フィンセットを示す正面図である。 本考案の他の実施例による放熱フィンセットを示す斜視図である。 本考案の実施例による放熱器を示す分解斜視図である。 本考案の実施例による放熱器の組立後の状態を示す斜視図である。 本考案の実施例による放熱モジュールを示す分解斜視図である。 本考案の実施例による放熱モジュールの組立後の状態を示す斜視図である。 本考案の他の実施例による放熱モジュールの組立後の状態を示す斜視図である。

符号の説明

Ａ 放熱モジュール
Ｂ 放熱器
２ 放熱フィンセット
２１ 第１の放熱フィン
２１１ 第１の斜辺
２１２ 第１の折曲部
２１３ 第２の折曲部
２２ 第２の放熱フィン
２２１ 第２の斜辺
２２２ 第３の折曲部
２２３ 第４の折曲部
２３ Ｖ字状交差開口
２３１ 切刃部
２３２ 第１の開放部
２３３ 第２の開放部
２４ 穿孔
２５ 凹溝
３ 基台
３１ 第１の端面
３２ 第２の端面
３２１ 溝部
４ 放熱流体
５ ヒートパイプ
５１ 吸熱部
５２ 放熱部
６ 流路
７ ファン

Claims (25)

1. 複数の第１の放熱フィンおよび複数の第２の放熱フィンを備え、前記第１の放熱フィンと第２の放熱フィンとはそれぞれ異なる方向に傾斜した側辺を具え、
   これらを間隔を空けて交互に配列することにより、各第１の放熱フィンと隣の第２の放熱フィン側辺によってＶ字状交差開口が形成され、前記Ｖ字状交差開口は放熱フィンセットの少なくとも一側に形成され、前記Ｖ字状交差部の形成する切刃部を通る冷却流体に対して最短経路となり、その両側では隣り合うフィン同士が一部で重なること無く開放面を形成して冷却流体に対して第１の開放部および第２の開放部を形成したことを特徴とする放熱フィンセットの構造。
2. 前記第１の開放部および第２の開放部の幅は、前記切刃部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の放熱フィンセットの構造。
3. 前記第１の放熱フィンは、少なくとも一つの第１の斜辺を有し、前記第２の放熱フィンは、少なくとも一つの第２の斜辺を有し、前記第１の斜辺と前記第２の斜辺は交差して組み合わされ、前記Ｖ字状交差開口が形成されることを特徴とする請求項１記載の放熱フィンセットの構造。
4. 前記放熱フィンセットには、少なくとも一つのヒートパイプ挿通用穿孔が設けられることを特徴とする請求項１記載の放熱フィンセットの構造。
5. 前記第１の放熱フィンの他の二つの相対する側辺には、第１の折曲部および第２の折曲部がそれぞれ延長して形成されることを特徴とする請求項１記載の放熱フィンセットの構造。
6. 前記第２の放熱フィンの他の二つの相対する側辺には、第３の折曲部および第４の折曲部がそれぞれ延長して形成されることを特徴とする請求項１記載の放熱フィンセットの構造。
7. 前記放熱フィンセットの両側辺は、Ｖ字状交差開口を有することを特徴とする請求項１記載の放熱フィンセットの構造。
8. 放熱フィンセットおよび基台を備え、
   前記放熱フィンセットは、複数の第１の放熱フィンおよび複数の第２の放熱フィンを備え、前記第１の放熱フィンと第２の放熱フィンとはそれぞれ異なる方向に傾斜した側辺を具え、
   これらを間隔を空けて交互に配列することにより、各第１の放熱フィンと隣の第２の放熱フィン側辺によってＶ字状交差開口が形成され、
   前記Ｖ字状交差部の形成する切刃部を通る冷却流体に対して最短経路となり、その両側では隣り合うフィン同士が一部で重なること無く開放面を形成して冷却流体に対して第１の開放部および第２の開放部を形成し、
   前記基台は、少なくとも一つの端面を具えて前記放熱フィンセットに接続されることを特徴とする放熱器。
9. 前記第１の開放部および第２の開放部の幅は、前記切刃部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項８記載の放熱器。
10. 前記第１の放熱フィンは、少なくとも一つの第１の斜辺を有し、前記第２の放熱フィンは、少なくとも一つの第２の斜辺を有し、前記第１の斜辺と前記第２の斜辺は交差して組み合わされ、前記Ｖ字状交差開口が形成されることを特徴とする請求項８記載の放熱器。
11. 前記放熱フィンセットには、少なくとも一つのヒートパイプ挿通用穿孔が設けられることを特徴とする請求項８記載の放熱器。
12. 前記第１の放熱フィンの他の二つの相対する側辺には、第１の折曲部および第２の折曲部がそれぞれ延長して形成されることを特徴とする請求項８記載の放熱器。
13. 前記第２の放熱フィンの他の二つの相対する側辺には、第３の折曲部および第４の折曲部がそれぞれ延長して形成されることを特徴とする請求項８記載の放熱器。
14. 前記放熱フィンセットの両側辺は、Ｖ字状交差開口を有することを特徴とする請求項８記載の放熱器。
15. 放熱フィンセット、ヒートパイプおよび基台を備え、
    前記放熱フィンセットは、複数の第１の放熱フィンおよび複数の第２の放熱フィンを備え、前記第１の放熱フィンと第２の放熱フィンとはそれぞれ異なる方向に傾斜した側辺を具え、
    これらを間隔を空けて交互に配列することにより、各第１の放熱フィンと隣の第２の放熱フィン側辺によってＶ字状交差開口が形成され、
    前記Ｖ字状交差部の形成する切刃部を通る冷却流体に対して最短経路となり、その両側では隣り合うフィン同士が一部で重なること無く開放面を形成して冷却流体に対して第１の開放部および第２の開放部を形成し、
    前記ヒートパイプは、少なくとも一つの吸熱部および少なくとも一つの放熱部を有し、前記吸熱部は前記基台および放熱フィンセットと接触し、前記吸熱部は前記放熱フィンセットに貫設され、
    前記基台は、少なくとも一つの端面を具えて前記放熱フィンセットに接続されることを特徴とする放熱モジュール。
16. 前記第１の開放部および第２の開放部の幅は、前記切刃部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。
17. 前記第１の放熱フィンは、少なくとも一つの第１の斜辺を有し、前記第２の放熱フィンは、少なくとも一つの第２の斜辺を有し、前記第１の斜辺と前記第２の斜辺は交差して組み合わされ、前記Ｖ字状交差開口が形成されることを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。
18. 前記放熱フィンセットには、少なくとも一つのヒートパイプ挿通用穿孔が設けられることを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。
19. 前記第１の放熱フィンの他の二つの相対する側辺には、第１の折曲部および第２の折曲部がそれぞれ延長して形成されることを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。
20. 前記第２の放熱フィンの他の二つの相対する側辺には、第３の折曲部および第４の折曲部がそれぞれ延長して形成されることを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。
21. 前記放熱フィンセットの両側辺は、Ｖ字状交差開口を有することを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。
22. 前記放熱フィンセットの一側には、ファンを相対して配置されることを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。
23. 前記第１の放熱フィンおよび第２の放熱フィンの数量は、同一または異なり、前記第１の放熱フィンと第２の放熱フィンとは交互に配列されることを特徴とする請求項１記載の放熱フィンセットの構造。
24. 前記第１の放熱フィンおよび第２の放熱フィンの数量は、同一または異なり、前記第１の放熱フィンと第２の放熱フィンとは交互に配列されることを特徴とする請求項８記載の放熱器。
25. 前記第１の放熱フィンおよび第２の放熱フィンの数量は、同一または異なり、前記第１の放熱フィンと第２の放熱フィンとは交互に配列されることを特徴とする請求項１５記載の放熱モジュール。

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