JP3449604B2 - 冷却フィン - Google Patents
冷却フィンInfo
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Description
特に半導体部品や発熱コイル等の発熱電子部品を効率よ
く冷却するための放熱部品に好適な冷却フィンに関す
る。 【0002】 【従来の技術】従来、発熱電子部品を冷却するために、
図6に示す如く、フレーム1の鋳造と同時に、受熱部1
a内に冷却フィン2に設けたL字状部2aを埋入して冷
却フィン2を立設する状態で保持したヒートシンクを使
用していた(特開平8−195452号公報参照)。図
示省略した発熱電子部品は、フレーム1の受熱部1aに
取付けられ、その発熱は金属板で構成される冷却フィン
2より放熱される。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしこのような冷却
装置では、下記の如き問題点がある。 【0004】.所要の放熱量に比し、放熱特性が低く
十分な放熱効率が得られない。 【0005】.また放熱量を増加するために冷却フィ
ンの枚数を増やせば、重量が増え、小型化しにくい。 【0006】従って本発明の目的はこのような問題点を
改善した冷却フィンを提供することである。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明の原理構成を図1
により説明する。図1において、1はフレーム、1aは
受熱部、3は冷却フィン、4は穴である。 【0008】本発明の前記目的は下記の構成により達成
することができる。 【0009】フレームに、発熱電子部品からの発熱を冷
却する冷却フィンが設けられた冷却手段において、冷却
フィンの平面に複数の穴をあけるとともに、前記穴を、
冷却フィンの平面に角度を付けて形成されたことを特徴
とする。 【0010】 【0011】 【0012】これにより下記の作用効果を奏することが
できる。 【0013】(1)冷却フィンの平面部分に複数個の穴
を設けたので、放熱する表面積を増大させ、放熱効率を
向上することができる。 【0014】(2)しかも冷却フィンの平面部分にこの
穴を角度を付けて形成したので表面積をさらに増大させ
て放熱効率を上げることができるので、冷却フィンの枚
数増加や取付け部分の面積増加を抑制し、小型化するこ
とができる。 【0015】 【0016】 【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1にも
とづき説明する。図1(A)は本発明の一実施の形態を
示す斜視図、同(B)はその側面図、同(C)はその正
面図である。図中、1はフレーム、3は冷却フィン、4
は穴である。 【0017】フレーム1は受熱部1aにおいて図示省略
したパワートランジスタや整流器の如き発熱電子部品が
取付けられ、下部底面の平らな受熱部1aで受けた熱を
冷却フィン3より放熱するものである。 【0018】フレーム1と冷却フィン3は、銅やアルミ
ニウム、またはそれぞれの合金の如き熱伝導率のすぐれ
た材料で構成されており、受熱部1aに取付けられた、
図示省略した発熱電子部品からの熱は内壁を伝わり、上
部の冷却フィン3から放熱される。 【0019】穴4は、冷却フィン3の平面の一部に設け
たものであり、図1(B)に示す如く、冷却フィン3の
平面に対し、角度4aを持たせた状態に加工する。 【0020】この角度4aは、冷却フィン3の平面に対
し穴4の角度4aが垂直方向を0度としたとき、0度〜
±90度未満の範囲で適用される。 【0021】いま冷却フィン3の厚みをtとし、この穴
4をあけるドリルの直径をφとしたとき冷却フィン3に
ドリルを使用して穴4を斜めにあけるとき、図1(C)
に示す如く、穴4はドリルが冷却フィン3に投影された
状態であけられるので、楕円形となる。 【0022】図3により、冷却フィンの厚みtと、穴径
φによる表面積比率の関係を説明する。図3において、
A線は、厚みtが1mmの冷却フィンに、穴径φがφ=
1mm、2mm、3mm・・・10mmの穴を角度4a
=0度であけたとき、冷却フィンの表面積がどれだけ変
化するのかを表す比率(穴があけられないものとの比
率)を示すものである。またA′線は、A線と同じ状態
で穴の角度4a=45度で穴をあけたとき、冷却フィン
の表面積がどれだけ変化するのかを比率で示すものであ
る。これにより冷却フィンの厚みが1mmの場合は、角
度が0度でも45度でもφ=1mmの穴をあけたときの
比率が最大であることがわかる。横軸の数字1の上の矢
印とMaxはこれを意味したものである。 【0023】図3において、B線は、厚みtが3mmの
冷却フィンに、穴径φがφ=1mm、2mm・・・10
mmの穴を角度4a=0度であけたとき、冷却フィンの
表面積がどれだけ変化するのかを示す比率(穴があけら
れないものとの比率)を示すものである。またB′線
は、B線と同じ状態で穴の角度4a=45度で穴をあけ
たとき、冷却フィンの表面積がどれだけ変化するのかを
比率で示すものである。これにより冷却フィンの厚みが
3mmの場合は、角度が0度でも45度でもφ=3mm
の穴をあけたときの比率が最大であることがわかる。横
軸の数字3の上の矢印とMaxはこれを意味したもので
ある。 【0024】同じく図3において、C線は、厚みtが5
mmの冷却フィンに、穴径φがφ=1mm、2mm・・
・10mmの穴を角度4a=0度であけたとき、冷却フ
ィンの表面積がどれだけ変化するのかを示す比率(穴が
あけられないものとの比率)を示すものである。また
C′線は、C線と同じ状態で穴の角度4a=45度で穴
をあけたとき、冷却フィンの表面積がどれだけ変化する
のかを比率で示すものである。これにより冷却フィンの
厚みが5mmの場合は、角度が0度でも45度でもφ=
5mmの穴をあけたときの比率が最大であることがわか
る。横軸の数字5の上の矢印とMaxはこれを意味した
ものである。 【0025】このように、冷却フィンの厚さと同じ径の
穴をあけたときその表面積比率が最大となること、つま
り冷却効果が最大となることがわかる。また冷却フィン
の厚さの2倍の径の穴をあけても表面積比率は大きくな
らないことがわかる。 【0026】次に図4により穴角度と温度、表面積比率
の関係を説明する。図4において、P線は厚みtが5m
mの冷却フィンに、穴径φがφ=5mmの穴を、角度4
a=0〜75度であけたときの冷却フィンの表面積がど
れだけ変化するのかを、穴角度が0の場合との比率で示
すものである。 【0027】またQ線は、前記P線と同じ状態で冷却フ
ィンの温度がどれだけ変化するのかを示すものである。 【0028】P線より、穴角度の絶対値が大きくなれば
表面積比率が大きくなることがわかる。これに応じて、
Q線より、穴角度が0度のとき約56.4℃のものが、
穴角度が75度のとき約55.2℃になることがわか
る。なおP線、Q線とも穴角度が1度及び−1度のとき
の値が同一のため、黒丸、白丸が一部重なって示されて
いる。 【0029】本発明の第2の実施の形態を図2にもとづ
き説明する。図2ではフレーム1に設けた冷却フィン6
を冷却流体5により強制冷却する場合を示す。 【0030】冷却フィン6には複数の穴4が形成されて
いるが、この楕円形の穴4の短軸方向をS、長軸方向を
Lとするとき、長軸方向Lを冷却流体5の流れ方向とす
る。 【0031】このように冷却流体5の流れ方向と、穴4
の長軸方向Lを一致させたので、冷却フィン6を効率よ
く冷却することができ、放熱効率を増大することができ
る。 【0032】図5に強制流体により冷却した場合の冷却
フィンの表面温度特性を説明する。図5は厚さt=5m
mの冷却フィンにおいて、穴4を流体の流れに対し長軸
方向Lを直角に位置した状態と、図2に示す如く、長軸
方向Lを平行に、つまり180度に位置した状態との冷
却特性を示す。 【0033】穴4が形成されていない冷却フィンを使用
して強制流体冷却したとき、冷却フィンの表面温度が5
6.50℃の発熱電子部品を、長軸方向Lを流体方向と
直角に構成した冷却フィンのフレームに取付けて冷却し
たとき、冷却フィンの表面温度は約56.16℃にな
り、長軸方向Lを流体方向と平行つまり180度に構成
した冷却フィンのフレームに取付けて冷却したときその
表面温度は約56.03℃になった。冷却流体5の流れ
方向を図5の矢印と反対方向に流した場合も、図5と同
様の冷却効果が得られた。 【0034】このように、楕円形の穴の長軸方向と冷却
流体の流れ方向と同じ方向にすることにより放熱効率を
増大させ、冷却フィンをを小型化することができる。 【0035】 【発明の効果】本発明により下記の効果を奏することが
できる。 【0036】(1)冷却フィンの平面部分に複数個の穴
を設けたので、放熱する表面積を増大させ、放熱効率を
向上することができる。 【0037】(2)冷却フィンの平面部分にこの穴を角
度を付けて形成したので表面積をさらに増大させて放熱
効率を上げることができるので、冷却フィンの枚数増加
や取付け部分の面積増加を抑制し、小型化することがで
きる。 【0038】
を示す。 【図4】穴角度と温度、表面積比率の関係を示す。 【図5】強制流体冷却時による表面温度の関係を示す。 【図6】従来例である。 【符号の説明】 1 フレーム 1a 受熱部 2 冷却フィン 3 冷却フィン 4 穴 5 冷却流体 6 冷却フィン
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】フレームに、発熱電子部品からの発熱を冷
却する冷却フィンが設けられた冷却手段において、 冷却フィンの平面に複数の穴をあけるとともに、 前記穴を、冷却フィンの平面に角度を付けて形成したこ
とを特徴とする冷却フィン。
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JP31196699A JP3449604B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 冷却フィン |
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JP31196699A Expired - Fee Related JP3449604B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 冷却フィン |
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- 1999-11-02 JP JP31196699A patent/JP3449604B2/ja not_active Expired - Fee Related
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