JP3149349U - 放熱フィンユニット構造及びその放熱モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】冷却流体の流動効率を向上させ、放熱モジュールに最良の放熱効果を発揮させることができる放熱フィンユニット構造。【解決手段】放熱フィンユニット21は、相互に隣接して配列する複数の第一放熱フィン212及び複数の第二放熱フィン211からなり、各第一放熱フィン212は凸端2123を備え、これに対して第二放熱フィン211は凹端2113を備える。これにより第一放熱フィン212の凸端2123と第二放熱フィン211の凹端2113とは冷却気流に対して交互に突出、後退した導流部21aを形成し、該導流部は凹端を具えた第二放熱フィン211の両側縁が突出した第一、第二導流口213、及び214、及び第一放熱フィン212の凸端2123が突出した中央導流口215を構成し、これらの導流口は開放空間を形成すると共に第一、第二放熱フィンが重複する気流の流路長さが短縮されるため、これらの流路に於ける抵抗が低減され、圧力損失を抑制する。【選択図】図３

Description

本考案は、放熱フィンユニット構造及びその放熱モジュールに関し、特に冷却流体の圧力低下を抑えることができる放熱フィンユニット構造及びその放熱モジュールに関するものである。

テクノロジーの進歩に従い、電子パーツの作動性能は著しく向上しており、放熱器の機能への要求も、それに従い高まっている。
放熱機能を向上させるため、従来の放熱器では、スタッキング式の放熱フィンユニットを採用する等、放熱フィンに改良を加えて来た。
よって、高性能放熱器の開発は、産業界にとって最重要研究課題の一つである。

コンピューター本体における熱では、内部のCPUが発生する熱が大部分を占める。
CPUの熱が徐々に溜まって行くと、作動性能は低下して行き、しかも、熱の累積がその許容限度を超えると、コンピューターはシャットダウンし、ひどい場合には、損傷する可能性さえある。
しかも、電磁波の問題を解決するため、通常はケースでコンピューター本体を封鎖しているため、CPU及び他の発熱パーツの熱エネルギーを、いかにして迅速に外部へ排出するかは、重大問題である。

図１は、従来の放熱モジュールの立体図である。
従来の放熱モジュールにおいて、その放熱フィン11は薄い金属をカットして形成し、しかも辺縁の両端に近い位置は屈折して延伸し屈折辺111を形成する。
該屈折辺111は、放熱フィン11に隣接する他の放熱フィンの上平面11aに接触し、これにより該放熱フィン11は一定の間隔を有して相互に重ねて放熱フィンユニット1を構成する。
すなわち、該２枚の放熱フィン11の間には、放熱空間112を形成し、該放熱フィンユニット1の側辺にはファン12を対応して設置し、該ファン12は該放熱空間112相対する。

こうして、該ファン12は該放熱フィンユニット1に対して送風、冷却を行う。
しかし、該ファン12が気流を作り出して該放熱フィンユニット1の放熱空間112に向かって強制空冷を行う時、該放熱フィンユニット1は密集しているため、該放熱空間112は狭過ぎ、しかも該各フィンの放熱空間112は縦に過度に長いため、流路長さ121が長くなり過ぎる。
上記の該放熱フィンユニット1の放熱空間112が過度に狭く、密集し、しかも流路長さ121が長過ぎるという状況によって、冷却流体の圧力が低下することで、放熱気流の流速も低下し、放熱効率に影響を及ぼす。

すなわち、従来の技術には以下のような欠点が存在する。
1.放熱空間が非常に狭い。
2.熱交換効率が極めて低い。
3.放熱効率が低い。
4.流路長さが過度に長い。
5.冷却流体の圧力損失を拡大している。
本考案は、従来の放熱フィンユニット構造及びその放熱モジュールの上記した欠点に鑑みてなされたものである。
特開２００８−２３５３８７号公報 特開２００５−１８８５６６号公報

本考案が解決しようとする第一の課題は、冷却流体の圧力低下・損失を抑えることができる放熱フィン構造を提供することである。
本考案が解決しようとする第二の課題は、冷却流体の圧力低下を抑える構造を備える放熱モジュールを提供することである。

上記課題を解決するため、本考案は下記の放熱フィンユニット構造を提供する。
放熱フィンユニット構造は、相互に重ねて配列する複数の第一放熱フィン及び複数の第二放熱フィンからなり、
該各第一放熱フィンは少なくとも１個の凸端を備え、該各第二放熱フィンは少なくとも１個の凹端を備え、これにより該凸端と該凹端は相互に対応し、共に冷却流体の流入口を区画する導流部を形成し、
該導流部は放熱フィンユニットの少なくとも片側において冷却流体の流入口となり、しかも該導流部は第一導流口、第二導流口、中央導流口を備え、該第一、二導流口は該中央導流口両側にそれぞれ分かれて設置し、
該放熱フィンユニットは少なくとも１個の導熱管及びベースと対応して放熱モジュールを構成し、
該放熱フィンユニットの導流部は気流進入口を拡大し、及び流道の長さを短縮することができ、これにより冷却流体の圧力低下を抑え、気流の抵抗を大幅に減少させることができ、こうして冷却流体の流動効率を向上させ、こうして該放熱モジュールは最良の放熱効果を備える。

本考案は、放熱効率が良好で、冷却流体の圧力低下を抑える効果を備え、熱交換効率が高く、構造は簡単で、熱量は放熱フィンに滞留しにくく、熱源の外部への拡散が迅速で、冷却流体の流動効率を向上させることができる。

以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図３、図４は、本考案第一実施形態の放熱フィンユニット構造の立体分解、及び組合せ図である。

図に示すように、本考案の放熱フィンユニット21構造は、相互に重ねて配列する複数の第一放熱フィン212及び複数の第二放熱フィン211からなる。

該各第一放熱フィン212は少なくとも１個の凸端2123を備え、該各第二放熱フィン211は少なくとも１個の凹端2113を備える。

これにより、該凸端2123と該凹端2113は相互に対応して冷却流体に対して突出及び後退した導流部21aを形成する。

該導流部21aは、該放熱フィンユニット21の少なくとも片側に区画され、該導流部21aは第一導流口213、第二導流口215、中央導流口214を備える。
該第一、二導流口213、215は該中央導流口214両側にそれぞれ形成される。

図４、５、６に示すように、該各第一放熱フィン212は第一斜辺2121及び第二斜辺2122を備える。
そして、該第一、二斜辺2121、2122は、延伸し該凸端2123において相互に交差する。

該各第一放熱フィン212の相互に対応する上下両側辺は、それぞれ屈折して延長され、第一褶曲辺2124と第二褶曲辺2125を形成する(図３参照)。

また、該各第二放熱フィン211は、第三斜辺2111及び第四斜辺2112を備える。
しかも該第三、四斜辺2111、2112は、延伸し該凹端2113において相互に交差する。

該各第二放熱フィン211の相互に対応する両側辺は、それぞれ屈折して延長され、第三褶曲辺2114と第四褶曲辺2115を形成する。

上記のように、該第一、二放熱フィン211、212が相互に隣接して重ねて、該放熱フィンユニット21を構成し、該第一、二斜辺2121、2122と該第三、四斜辺2111、2112は相互に交差し、及び該凹端2113と該凸端2123は、相互に対応して冷却気流に対する流入口となる導流部21aを形成する。

該導流部21aは、第一導流口213、第二導流口215、中央導流口214を備える。
該導流部21aは、該放熱フィンユニット21の少なくとも片側辺に形成され、或いは両側に導流部21aを形成し、しかも該導流部21aは該放熱フィンユニット21構造のフィン同士が相対する流路長さ4を短くする。

また、該第一、二導流口213、215及び該中央導流口214は、より大きな気流進入口空間を備えるため、冷却流体3の圧力低下を抑制することができ、こうして冷却流体3の流動効率を大幅に拡大し、放熱効率を向上させることができる。

次に図６に示すように、該放熱フィンユニット21には、少なくとも１個の穿孔21bを設けて、これに導熱管（図示なし）を挿通する。

図に示すように、該導流部21aの第一、二導流口213、215及び中央導流口214はより大きな気流進入口空間を備えるため、冷却流体3の該放熱フィンユニット21間に進入する流量を拡大することができ、これにより該冷却流体3の圧力低下は大幅に抑えられ、こうして該冷却流体3の流動効率は大きく向上する。

図７、図８は、本考案第一実施形態の放熱器の立体分解及び組合せ図である。
図に示すように、該放熱器2aは、複数の第一放熱フィン212及び複数の第二放熱フィン211を相互に重ねて構成する少なくとも１個の放熱フィンユニット21及びベース22からなる。

該各第一放熱フィン212の相互に対応する両側辺には、第一、二褶曲辺2124、2125をそれぞれ設ける(図３参照)。

該各第二放熱フィン211の相互に対応する両側辺には、第三、四褶曲辺2114、2115をそれぞれ設ける。

該ベース22は、第一端面221を備え、発熱源（図示なし）と接触して熱を伝導する。
該第一端面221の相対する反対側の第二端面222には、該各第一放熱フィン212の第一、二褶曲辺2124、2125及び該第二放熱フィン211の第三、四褶曲辺2114、2115が接触して、熱伝導を行う。

図９、図１０は、本考案第一実施形態の放熱モジュールの立体分解図及び組立図である。
本実施形態の放熱モジュール2は、放熱器2aと一対の導熱管5を組み合わせて構成する。

図に示すように、該導熱管5は、少なくとも１個の導熱端51及び少なくとも１個の放熱端52を備える。

該導熱管5の放熱端52は該放熱フィンユニット21を貫通して設置し、該放熱フィンユニット21の褶曲辺2115が該ベース22に接触する位置には、これに合わせて一対の凹部21cを備える。

該ベース22と該凹部21cが相互に対応する位置には、一対の溝223を備え、該溝223は該導熱管5の導熱端51に対応して、これを収容し、こうして該導熱端51は該凹部21cと該溝223との間に固定される。

図１１は本考案第二実施形態の放熱モジュールの立体組立図である。

図に示すように、該放熱モジュール2片側には、少なくとも１個のファン6を設置する。
該ファン6は、該放熱モジュール2の放熱フィンユニット21の導流部21aを備える側に対応して設置する。

該放熱モジュール2両側に導流部21aを形成する場合、該ファン6は、そのうち一方の導流部21aと対応して設置する。

また、本考案の第一放熱フィン212及び第二放熱フィン211は、同数或いは異なる数として、相互に重ねて配列する。

上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。本考案の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の保護範囲に含むものとする。

従来の放熱モジュールの立体図である。 従来の放熱モジュールの俯瞰図である。 本考案第一実施形態の放熱フィンユニットの立体分解図である。 本考案第一実施形態の放熱フィンユニットの立体組合せ図である。 本考案第一実施形態の放熱フィンユニットの正面図である。 本考案第二実施形態の放熱フィンユニットの立体図である。 本考案第一実施形態の放熱器の立体分解図である。 本考案第一実施形態の放熱器の立体組合せ図である。 本考案第一実施形態の放熱モジュールの立体分解図である。 本考案第一実施形態の放熱モジュールの立体組合せ図である。 本考案第二実施形態の放熱モジュールの立体組合せ図である。

符号の説明

2 放熱モジュール
2a 放熱器
21 放熱フィンユニット
21a 導流部
21b 穿孔
21c 凹槽
211 第二放熱フィン
2111 第三斜辺
2112 第四斜辺
2113 凹端
2114 第三褶曲辺
2115 第四褶曲辺
212 第一放熱フィン
2121 第一斜辺
2122 第二斜辺
2123 凸端
2124 第一褶曲辺
2125 第二褶曲辺
213 第一導流口
214 中央導流口
215 第二導流口
22 ベース
221 第一端面
222 第二端面
223 溝
3 冷却流体
4 流路長さ
5 導熱管
51 導熱端
52 放熱端
6 ファン

Claims (25)

1. 放熱フィンユニット構造であって、
   相互に隣接して配列する複数の第一放熱フィン及び複数の第二放熱フィンからなり、
   該各第一放熱フィンは、少なくとも１個の凸端を備え、該各第二放熱フィンは少なくとも１個の凹端を備え、該凸端と該凹端は相互に対応して冷却流体の流入口を区画する導流部を形成し、該導流部は放熱フィンユニットの少なくとも片側において冷却流体の流入口となり、該導流部は第一放熱フィン凸端両側に形成される第二放熱フィンが突出した第一導流口、第二導流口、及び第一放熱フィンの凸端により形成される中央導流口を具えることを特徴とする、放熱フィンユニット構造。
2. 前記第一放熱フィンは、さらに、第一斜辺及び第二斜辺を備え、該第一、二斜辺は延伸し該凸端において相互に交差したことを特徴とする請求項１記載の、放熱フィンユニット構造。
3. 前記第二放熱フィンはさらに、第三斜辺及び第四斜辺を備え、該第三、四斜辺は延伸し該凹端において相互に交差したことを特徴とする請求項１記載の、放熱フィンユニット構造。
4. 前記放熱フィンユニットは、少なくとも１個の導熱管挿通孔を設置したことを特徴とする請求項１記載の、放熱フィンユニット構造。
5. 前記各第一放熱フィンの相互に対応する上下両側辺は、それぞれ屈曲して延長されて第一褶曲辺と第二褶曲辺を形成したことを特徴とする請求項１記載の、放熱フィンユニット構造。
6. 前記等第二放熱フィンの相互に対応する上下両側辺は、それぞれ屈曲して延長されて、第三褶曲辺と第四褶曲辺を形成したことを特徴とする請求項１記載の、放熱フィンユニット構造。
7. 前記放熱フィンユニットの両側には、共に導流部を備えることを特徴とする請求項１記載の、放熱フィンユニット構造。
8. 放熱器であって、
   相互に隣接して配列する複数の第一放熱フィン及び複数の第二放熱フィン、及び少なくとも１個の端面を備えるベースからなり、
   該各第一放熱フィンは、少なくとも１個の凸端を備え、該各第二放熱フィンは少なくとも１個の凹端を備え、該凸端と該凹端は相互に対応して、冷却流体の流入口を区画する導流部を形成し、該導流部は放熱フィンユニットの少なくとも片側において冷却流体の流入口となり、該導流部は第一放熱フィン凸端両側に形成される第二放熱フィンが突出した第一導流口、第二導流口、及び第一放熱フィンの凸端により形成される中央導流口を具え、
   該ベースの端面には、該放熱フィンユニットを接触せしめたことを特徴とする、放熱器。
9. 前記第一放熱フィンはさらに、第一斜辺及び第二斜辺を備え、該第一、二斜辺は延伸し、該凸端において相互に交差したことを特徴とする請求項８記載の、放熱器。
10. 前記第二放熱フィンはさらに、第三斜辺及び第四斜辺を備え、該第三、四斜辺は延伸し、該凹端において相互に交差したことを特徴とする請求項８記載の、放熱器。
11. 前記放熱フィンユニットは、少なくとも１個の導熱管挿通孔を設置したことを特徴とする請求項８記載の、放熱器。
12. 前記各第一放熱フィンの相互に対応する上下両側辺は、それぞれ屈曲して延長されて、第一褶曲辺と第二褶曲辺を形成したことを特徴とする請求項８記載の、放熱器。
13. 前記各第二放熱フィンの相互に対応する上下両側辺は、それぞれ屈曲して延長されて、第三褶曲辺と第四褶曲辺を形成したことを特徴とする請求項８記載の、放熱器。
14. 前記放熱フィンユニットの両側には、共に導流部を備えることを特徴とする請求項８記載の、放熱器。
15. 放熱モジュールであって、
    相互に隣接して配列する複数の第一放熱フィン及び複数の第二放熱フィン、少なくとも１個の導熱端及び少なくとも１個の放熱端を備える導熱管、及び少なくとも１個の端面を備えるベースからなり、
    該第一、二放熱フィンは、相互に隣接して配列し、該各第一放熱フィンは少なくとも１個の凸端を備え、該各第二放熱フィンは少なくとも１個の凹端を備え、該凸端と該凹端は相互に対応して、
    
    共に境界となり導流部を形成し、該導流部は放熱フィンユニットの少なくとも片側において冷却流体の流入口となり、該導流部は第一放熱フィン凸端両側に形成される第二放熱フィンが突出した第一導流口、第二導流口、及び第一放熱フィンの凸端により形成される中央導流口を具え、
    該導熱端は、該ベース及び該放熱フィンユニットとそれぞれ接触し、該導熱端は、該放熱フィンユニットを貫通して設置し、
    該ベースの端面には、該放熱フィンユニットを接触せしめたことを特徴とする、放熱モジュール。
16. 前記第一放熱フィンはさらに、第一斜辺及び第二斜辺を備え、該第一、二斜辺は延伸し該凸端において相互に交差したことを特徴とする請求項１５記載の、放熱モジュール。
17. 前記第二放熱フィンはさらに、第三斜辺及び第四斜辺を備え、該第三、四斜辺は延伸し該凹端において相互に交差したことを特徴とする請求項１５記載の、放熱モジュール。
18. 前記放熱フィンユニット上には、少なくとも１個の穿孔を設置したことを特徴とする請求項１５記載の、放熱モジュール。
19. 前記各第一放熱フィンの相互に対応する上下両側辺は、それぞれ屈曲して延長されて、第一褶曲辺と第二褶曲辺を形成したことを特徴とする請求項１５記載の、放熱モジュール。
20. 前記各第二放熱フィンの相互に対応する上下両側辺は、それぞれ屈曲して延長されて、第三褶曲辺と第四褶曲辺を形成したことを特徴とする請求項１５記載の、放熱モジュール。
21. 前記放熱フィンユニットの両側には、共に導流部を備えることを特徴とする請求項１５記載の、放熱モジュール。
22. 前記放熱フィンユニット片側には、ファンを対応して設置したことを特徴とする請求項１５記載の、放熱モジュール。
23. 前記第一放熱フィン及び第二放熱フィンは、同数或いは異なる数により相互に隣接して重ねて配列することを特徴とする、請求項１記載の放熱フィンユニット構造。
24. 前記第一放熱フィン及び第二放熱フィンは、同数或いは異なる数により相互に隣接して重ねて配列することを特徴とする、請求項８記載の放熱器。
25. 前記第一放熱フィン及び第二放熱フィンは、同数或いは異なる数により相互に隣接して重ねて配列す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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