JP7157591B2 - heatsink - Google Patents
heatsink Download PDFInfo
- Publication number
- JP7157591B2 JP7157591B2 JP2018154918A JP2018154918A JP7157591B2 JP 7157591 B2 JP7157591 B2 JP 7157591B2 JP 2018154918 A JP2018154918 A JP 2018154918A JP 2018154918 A JP2018154918 A JP 2018154918A JP 7157591 B2 JP7157591 B2 JP 7157591B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat radiation
- base plate
- fins
- radiation fin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、発熱体を冷却するヒートシンクに関し、より具体的には、鉄道車両、航空機、自動車等の移動体や電子機器に搭載された電子部品を冷却するヒートシンクに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat sink for cooling a heating element, and more specifically to a heat sink for cooling electronic components mounted on moving bodies such as railway vehicles, aircraft, and automobiles, and electronic equipment.
従来のヒートシンクとして、第1端部と、前記第1端部に続く直線状のパイプである第1直線部と、前記第1直線部に続く曲線状のパイプである湾曲部と、前記湾曲部に続き、且つ前記第1直線部に平行な直線状のパイプである第2直線部と、前記第2直線部に続く第2端部と、を有する第1ヒートパイプと、回路に接し、且つ前記回路の反対側の第1面が前記第1直線部に接合される、第1ベースと、前記第1直線部に垂直な平板であり、且つ前記第2直線部と交差し、且つ前記第1面上に設けられる、複数の第1フィンと、前記第1ベース及び前記第1直線部に垂直な第2面を有し、且つ前記第1ヒートパイプに接合される、第2ベースと、前記第2面に垂直で、且つ前記第2面上に設けられる、複数の第2フィンと、を備える放熱装置が提案されている(特許文献1)。 As a conventional heat sink, a first end, a first straight portion that is a straight pipe continuing to the first end, a curved portion that is a curved pipe continuing to the first straight portion, and the curved portion a first heat pipe having a second straight portion that is a straight pipe following the first straight portion and parallel to the first straight portion; and a second end following the second straight portion; a first base having a first opposite surface of the circuit joined to the first straight portion; a flat plate perpendicular to the first straight portion and intersecting the second straight portion; a second base having a plurality of first fins provided on one surface and a second surface perpendicular to the first base and the first linear portion and joined to the first heat pipe; A heat dissipation device has been proposed that includes a plurality of second fins that are perpendicular to and provided on the second surface (Patent Document 1).
特許文献1の放熱装置では、複数の第1フィンを備えた第1ヒートシンクの他に、第1ヒートシンクに対して垂直に配置された、複数の第2フィンを備えた第2ヒートシンクも設けることで放熱効率を向上させるものである。
In the heat dissipation device of
しかし、特許文献1の放熱装置では、平板状である第1フィンが所定間隔で並列配置されているので、第1フィンの表面に冷却風の流れが滞る境界層が形成され、特に、放熱装置の、第1フィン表面の風下側の部位において、放熱特性が低下してしまうという問題があった。
However, in the heat dissipation device of
また、側面視U字状のヒートパイプに平板状の放熱フィンを取り付け、冷却風に対してU字が平行となるようにヒートパイプを設置したヒートシンクの場合、U字の直線部間に位置する放熱フィンの部位のうち、その中央部付近は、ヒートパイプの直線部からの距離が離れているので、放熱フィンの放熱効率が低下してしまうという問題があった。 Also, in the case of a heat sink in which a plate-like heat dissipation fin is attached to a U-shaped heat pipe when viewed from the side, and the heat pipe is installed so that the U-shape is parallel to the cooling air, the heat sink is located between the straight portions of the U-shape. Among the parts of the heat radiation fins, the vicinity of the central part thereof is far from the straight part of the heat pipe, so there is a problem that the heat radiation efficiency of the heat radiation fins is lowered.
上記事情に鑑み、本発明の目的は、放熱フィンの表面における境界層の形成を抑制し、冷却風の風上側以外の部位でも優れた放熱性能を有するヒートシンクを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a heat sink that suppresses the formation of a boundary layer on the surfaces of heat radiating fins and has excellent heat radiating performance even at portions other than the windward side of the cooling air.
本発明の態様は、ベースプレートと、該ベースプレートと熱的に接続された少なくとも1つの第1の放熱フィンと、該第1の放熱フィンの側端部と隣接し、該ベースプレートと熱的に接続された少なくとも1つの第2の放熱フィンと、を有し、前記第1の放熱フィンの表面が、前記第2の放熱フィンの表面に対して平行ではなく、前記ベースプレート表面に対し鉛直方向において、前記第2の放熱フィンの少なくとも1つが、前記第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられているヒートシンクである。 Aspects of the present invention include a base plate, at least one first heat dissipation fin thermally connected to the base plate, adjacent to a side edge of the first heat dissipation fin and thermally connected to the base plate. and at least one second heat radiating fin, wherein the surface of the first heat radiating fin is not parallel to the surface of the second heat radiating fin but perpendicular to the surface of the base plate. At least one of the second heat radiation fins is a heat sink provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins.
上記態様では、第2の放熱フィンの少なくとも1つが、第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置、すなわち、ベースプレート側の位置に設けられている。また、上記態様では、第1の放熱フィンの表面と第2の放熱フィンの表面は、相互に平行ではない状態で配置されている、すなわち、第2の放熱フィンの表面は、第1の放熱フィンの表面に対して、0°超90°以下の角度に配置されている。従って、第1の放熱フィン側または第2の放熱フィン側から冷却風が供給されると、第1の放熱フィンと第2の放熱フィンとの間で冷却風の流れに乱れが生じる。 In the above aspect, at least one of the second heat radiation fins is provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins, that is, at a position closer to the base plate. Further, in the above aspect, the surface of the first heat radiation fin and the surface of the second heat radiation fin are arranged in a state not parallel to each other. It is arranged at an angle of more than 0° and less than or equal to 90° with respect to the surface of the fin. Therefore, when the cooling air is supplied from the first heat radiation fin side or the second heat radiation fin side, turbulence occurs in the flow of the cooling air between the first heat radiation fins and the second heat radiation fins.
本発明の態様は、複数の前記第2の放熱フィンが、前記ベースプレート表面に沿って並べられて第2の放熱フィン群が形成され、該第2の放熱フィン群の少なくとも中央部に配置された前記第2の放熱フィンが、前記第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられているヒートシンクである。 According to an aspect of the present invention, a plurality of the second heat radiation fins are arranged along the surface of the base plate to form a second heat radiation fin group, and the second heat radiation fin group is arranged at least in the center of the second heat radiation fin group. The second heat radiation fin is a heat sink provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins.
本発明の態様は、前記第2の放熱フィンが、下端部において前記ベースプレートと接することで熱的に接続されているヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the second heat radiating fins are thermally connected to the base plate by being in contact with the base plate at their lower ends.
本発明の態様は、ベースプレートと、該ベースプレートと熱的に接続された少なくとも1つの第1の放熱フィンと、該第1の放熱フィンの側端部と隣接し、該ベースプレートと熱的に接続された少なくとも1つの第2の放熱フィンと、を有し、前記第1の放熱フィンの表面が、前記第2の放熱フィンの表面に対して平行ではなく、前記ベースプレート表面に対し鉛直方向において、前記第2の放熱フィンの少なくとも1つが、前記第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられ、前記第2の放熱フィンの下端部と対向した自由端側に、該自由端を外部環境から遮る遮蔽部材が設けられているヒートシンクである。 Aspects of the present invention include a base plate, at least one first heat dissipation fin thermally connected to the base plate, adjacent to a side edge of the first heat dissipation fin and thermally connected to the base plate. and at least one second heat radiating fin, wherein the surface of the first heat radiating fin is not parallel to the surface of the second heat radiating fin but perpendicular to the surface of the base plate. At least one of the second heat radiating fins is provided at a position lower than at least one of the first heat radiating fins, and the free end of the second heat radiating fin faces the lower end of the second heat radiating fin. It is a heat sink provided with a shielding member that shields it from the environment.
本発明の態様は、前記第1の放熱フィンが、熱伝導部材を介して前記ベースプレートと熱的に接続されているヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the first heat radiation fins are thermally connected to the base plate via a heat conducting member.
「熱伝導部材」とは、熱伝導性に優れた部材であり、ヒートパイプ、25℃の熱伝導率が100W/(m・K)以上の金属(例えば、アルミニウム、銅等)が挙げられる。 A "thermally conductive member" is a member having excellent thermal conductivity, and includes heat pipes and metals (eg, aluminum, copper, etc.) having a thermal conductivity of 100 W/(m·K) or more at 25°C.
本発明の態様は、前記第2の放熱フィンの側端部と隣接した、前記ベースプレートと熱的に接続された少なくとも1つの第3の放熱フィンをさらに有し、前記第3の放熱フィンの表面が、前記第2の放熱フィンの表面に対して平行ではないヒートシンクである。 Aspects of the present invention further include at least one third heat dissipating fin thermally connected to the base plate adjacent to the side edge of the second heat dissipating fin, the surface of the third heat dissipating fin is a heat sink that is not parallel to the surface of the second heat radiating fins.
上記態様では、第2の放熱フィンの表面と第3の放熱フィンの表面は、相互に平行ではない状態で配置されている、すなわち、第3の放熱フィンの表面は、第2の放熱フィンの表面に対して、0°超90°以下の角度に配置されている。従って、第3の放熱フィン側または第1の放熱フィン側から冷却風が供給されると、第2の放熱フィンと第3の放熱フィンとの間で冷却風の流れに乱れが生じる。 In the above aspect, the surface of the second heat radiating fin and the surface of the third heat radiating fin are arranged in a non-parallel manner. It is arranged at an angle of more than 0° and less than or equal to 90° with respect to the surface. Therefore, when cooling air is supplied from the side of the third radiating fin or the side of the first radiating fin, turbulence occurs in the flow of the cooling air between the second radiating fin and the third radiating fin.
本発明の態様は、前記ベースプレート表面に対し鉛直方向において、前記第2の放熱フィンの少なくとも1つが、前記第3の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられているヒートシンクである。 An aspect of the present invention is the heat sink, wherein at least one of the second heat dissipating fins is provided at a position lower than at least one of the third heat dissipating fins in a direction perpendicular to the surface of the base plate.
上記態様では、第2の放熱フィンの少なくとも1つが、第3の放熱フィンの少なくとも1つよりもベースプレート側の位置に設けられている。 In the above aspect, at least one of the second heat radiation fins is provided closer to the base plate than at least one of the third heat radiation fins.
本発明の態様は、前記第3の放熱フィンが、熱伝導部材を介して前記ベースプレートと熱的に接続されているヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the third heat dissipating fins are thermally connected to the base plate via a heat conducting member.
本発明の態様は、前記熱伝導部材が、ヒートパイプであるヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the heat conducting member is a heat pipe.
本発明の態様は、前記ヒートパイプの形状が、側面視U字状、側面視L字状または側面視コ字状であるヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the shape of the heat pipe is U-shaped when viewed from the side, L-shaped when viewed from the side, or U-shaped when viewed from the side.
本発明の態様によれば、第2の放熱フィンの少なくとも1つが、第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられていることから、第2の放熱フィンの熱密度が向上し、第2の放熱フィンは優れた放熱効率を発揮する。さらに、第2の放熱フィンの少なくとも1つが、第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられていることから、第2の放熱フィン及び第2の放熱フィンの風下側を流通する冷却風の圧力損失が低減される。よって、本発明の態様では、冷却風の風上側以外の部位でも優れた放熱性能を発揮できる。また、本発明の態様によれば、第2の放熱フィンの少なくとも1つが、第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられているので、ヒートシンクを軽量化できる。 According to the aspect of the present invention, since at least one of the second heat radiation fins is provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins, the heat density of the second heat radiation fins is improved. , the second heat-dissipating fins exhibit excellent heat-dissipating efficiency. Furthermore, since at least one of the second heat radiation fins is provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins, the air flows through the second heat radiation fins and the downwind side of the second heat radiation fins. Cooling air pressure loss is reduced. Therefore, in the aspect of the present invention, excellent heat dissipation performance can be exhibited even at a portion other than the windward side of the cooling air. Moreover, according to the aspect of the present invention, at least one of the second heat radiation fins is provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins, so that the weight of the heat sink can be reduced.
また、本発明の態様によれば、第1の放熱フィンの表面と第2の放熱フィンの表面は、相互に、平行ではない状態で配置されていることから、第1の放熱フィン側または第2の放熱フィン側から冷却風が供給されるにあたり、第1の放熱フィンと第2の放熱フィンとの間で境界層の形成が抑制されるので、放熱フィンの放熱効率の低下を防止できる。さらに、第1の放熱フィンと第2の放熱フィンとの間で冷却風の流れに乱れ、すなわち、冷却風の撹拌が生じることにより、放熱フィンと冷却風間の熱伝達率を向上させることができる。 Further, according to the aspect of the present invention, since the surface of the first heat radiation fin and the surface of the second heat radiation fin are arranged in a state not parallel to each other, Since the formation of a boundary layer between the first and second heat radiating fins is suppressed when the cooling air is supplied from the 2 heat radiating fins, the heat radiating efficiency of the heat radiating fins can be prevented from decreasing. Furthermore, the flow of the cooling air is disturbed between the first and second radiating fins, that is, the cooling air is agitated, so that the heat transfer rate between the fins and the cooling air can be improved. .
本発明の態様によれば、第2の放熱フィン群の少なくとも中央部に配置された第2の放熱フィンが、第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられていることにより、ヒートシンクに供給される冷却風が、第2の放熱フィン群の風下側へより効率的に流通できるので、放熱性能がさらに向上する。 According to the aspect of the present invention, the second heat radiation fins arranged at least in the central portion of the second heat radiation fin group are provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins, Since the cooling air supplied to the heat sink can flow more efficiently to the leeward side of the second heat radiation fin group, the heat radiation performance is further improved.
本発明の態様によれば、さらに、第2の放熱フィンの自由端側に遮蔽部材が設けられていることにより、ヒートシンクに供給される冷却風が、第2の放熱フィンの自由端から外部へ流出してしまうのを防止できるので、第2の放熱フィン群の風下側へより効率的に冷却風が流通でき、結果、放熱性能がさらに向上する。 According to the aspect of the present invention, the shielding member is further provided on the free end side of the second heat radiating fins, so that the cooling air supplied to the heat sink is directed to the outside from the free ends of the second heat radiating fins. Since it is possible to prevent the cooling air from flowing out, the cooling air can be efficiently circulated to the leeward side of the second heat radiation fin group, and as a result, the heat radiation performance is further improved.
本発明の態様によれば、さらに、第2の放熱フィンの側端部側と隣接した第3の放熱フィンを有し、第2の放熱フィンの表面と第3の放熱フィンの表面は、相互に、平行ではない状態で配置されていることから、第1の放熱フィン側または第3の放熱フィン側から冷却風を供給するにあたり、第1の放熱フィンと第2の放熱フィンとの間だけでなく、第2の放熱フィンと第3の放熱フィンとの間でも境界層の形成が抑制されるので、放熱フィンの放熱効率の低下をさらに防止できる。さらに、第1の放熱フィンと第2の放熱フィンとの間だけでなく、第2の放熱フィンと第3の放熱フィンとの間でも冷却風の流れに乱れが生じるので、放熱フィンと冷却風間の熱伝達率をさらに向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, further comprising a third heat radiation fin adjacent to the side edge side of the second heat radiation fin, the surface of the second heat radiation fin and the surface of the third heat radiation fin are mutually In addition, since they are arranged in a non-parallel state, when supplying the cooling air from the first or third heat radiation fin side, only between the first heat radiation fin and the second heat radiation fin In addition, since the formation of the boundary layer is also suppressed between the second heat radiating fin and the third heat radiating fin, it is possible to further prevent the deterioration of the heat radiation efficiency of the heat radiating fins. Furthermore, the flow of cooling air is disturbed not only between the first and second heat radiation fins, but also between the second and third heat radiation fins. can further improve the heat transfer coefficient of
以下に、本発明の第1実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。 A heat sink according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1、2に示すように、第1実施形態例に係るヒートシンク1は、裏面側で冷却対象である発熱体(図示せず)と熱的に接続される平板状のベースプレート10と、ベースプレート10表面側方向へ立設されたヒートパイプ14と、ヒートパイプ14を介してベースプレート10と熱的に接続されている第1の放熱フィン11と、第1の放熱フィン11の側端部と第1の空隙部15を介して隣接した第2の放熱フィン12と、第2の放熱フィン12の側端部と第2の空隙部16を介して隣接した第3の放熱フィン13と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第2の放熱フィン12は、ベースプレート10表面側と直接接することでベースプレート10と熱的に接続されている。第3の放熱フィン13は、ヒートパイプ14を介してベースプレート10と熱的に接続されている。
The second
複数の第1の放熱フィン11から第1の放熱フィン群17が形成され、複数の第2の放熱フィン12から第2の放熱フィン群18が形成され、複数の第3の放熱フィン13から第3の放熱フィン群17が形成されている。また、第1の放熱フィン群17と第2の放熱フィン群18と第3の放熱フィン群19は、相互に、ベースプレート10上を直線状に配列されている。
A first heat
ヒートシンク1では、第1の放熱フィン11は平板状である。複数の第1の放熱フィン11が、それぞれベースプレート10表面に対して略鉛直方向に略等間隔に並べられ、さらに、いずれの第1の放熱フィン11も、その表面が、ベースプレート10表面に対して略平行となるように配置されて、一つの第1の放熱フィン群17が形成されている。つまり、第1の放熱フィン群17はベースプレート10表面上に所定の高さ寸法にて設けられ、第1の放熱フィン群17のフィンピッチは略等間隔となっている。従って、それぞれの第1の放熱フィン11間には、一定幅の第1の空間11’がベースプレート10表面に対して略平行に延びている。
In the
ヒートシンク1では、複数(図では2つ)のヒートパイプ14が、略平行かつ並列に、ベースプレート10表面側方向に立設されている。ヒートパイプ14の形状は、側面視U字状である。従って、側面視U字状のヒートパイプ14は、相互に対向する2つの直線部、すなわち、一方の直線部14aと他方の直線部14bを有し、さらに一方の直線部14aと他方の直線部14bとの間に底部14cを有している。
In the
側面視U字状のヒートパイプ14の底部14cがベースプレート10と直接接することで、側面視U字状のヒートパイプ14がベースプレート10と熱的に接続されている。ヒートシンク1では、ベースプレート10の裏面側に形成された凹溝(図示せず)に側面視U字状のヒートパイプ14の底部14cが嵌合されることで、側面視U字状のヒートパイプ14がベースプレート10と熱的に接続されている。
The
また、第1の放熱フィン11は、側面視U字状のヒートパイプ14の一方の直線部14aに取り付けられている。第1の放熱フィン11が、側面視U字状のヒートパイプ14の一方の直線部14aと直接接することで、第1の放熱フィン11は側面視U字状のヒートパイプ14と熱的に接続され、ひいては、第1の放熱フィン11は側面視U字状のヒートパイプ14を介してベースプレート10と熱的に接続されている。従って、第1の放熱フィン群17は、ヒートシンク1の一方の端部側に配置されている。
The first
ベースプレート10の表面側のうち、側面視U字状のヒートパイプ14の底部14cが取り付けられた領域、すなわち、ヒートシンク1の中央部に、第2の放熱フィン12が配置されている。第2の放熱フィン12は平板状であり、その下端部がベースプレート10表面側に取り付けられている。第2の放熱フィン12の下端部が、ベースプレート10と直接接することで、第2の放熱フィン12はベースプレート10と熱的に接続されている。第2の放熱フィン12の、前記下端部と対向する端部、すなわち、先端部は、自由端となっている。
A second
第2の放熱フィン12のベースプレート10表面側への取り付け方法は、特に限定されず、例えば、第2の放熱フィン12の下端部をベースプレート10の表面側にはんだ付け等で接合する方法、ベースプレート10の表面側に形成された凹溝に嵌合する方法等が挙げられる。
The method of attaching the second
ヒートシンク1では、複数の第2の放熱フィン12が、それぞれベースプレート10表面に沿って略等間隔に並べられており、さらに、いずれの第2の放熱フィン12も、その表面が、ベースプレート10表面に対して略鉛直となるように配置されて、一つの第2の放熱フィン群18が形成されている。また、いずれの第2の放熱フィン12も、第1の放熱フィン群17と第2の放熱フィン群18と第3の放熱フィン群19の配列方向に対して略平行方向となるように配置されている。第2の放熱フィン群18のフィンピッチは略等間隔となっている。従って、それぞれの第2の放熱フィン12間には、一定幅の第2の空間12’がベースプレート10表面に対して略鉛直に延びている。
In the
側面視U字状のヒートパイプ14の底部14cが取り付けられた領域に、第2の放熱フィン12が配置されているので、第2の放熱フィン群18は、ヒートシンク1の中央部に配置されている。また、第2の放熱フィン12は、第2の放熱フィン12間に形成された第2の空間12’が、第1の放熱フィン11間に形成された第1の空間11’と対向するように配置されている。第1の放熱フィン11の第2の放熱フィン群18側の側端部と第2の放熱フィン12の第1の放熱フィン群17側の側端部は、第1の空隙部15を介して対向している。
Since the second
第2の放熱フィン12の下端部が、ベースプレート10の表面側と直接接することにより、ベースプレート10中央部の裏面側に発熱体が熱的に接続された場合に、第2の放熱フィン12のベースプレート10側、すなわち、第2の放熱フィン12の底部側からベースプレート10の反対側、すなわち、第2の放熱フィン12の自由端側へ熱伝達され、従って、第2の放熱フィン12は所望の放熱効果を発揮する。
Since the lower end of the second
また、図1、2に示すように、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さは、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低い態様となっている。すなわち、第2の放熱フィン12の自由端は、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低い位置となっている。従って、第2の放熱フィン12の自由端は、第1の放熱フィン群17を構成する複数の第1の放熱フィン11のうち、少なくとも最上部に位置する第1の放熱フィン11よりもベースプレート10側に位置している。なお、「第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さ」とは、ベースプレート10表面と第1の放熱フィン群17の最上部に位置する第1の放熱フィン11との間の寸法を意味する。また、「第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さ」とは、ベースプレート10表面と第2の放熱フィン12の自由端との間の寸法を意味する。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the height of the second
複数の第2の放熱フィン12のうち、少なくとも1つが第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低ければよく、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低い第2の放熱フィン12の枚数は特に限定されないが、ヒートシンク1では、複数の第2の放熱フィン12は、いずれも、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低い態様となっている。また、ヒートシンク1では、複数の第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さは、いずれも、略同じとなっている。従って、ヒートシンク1では、第2の放熱フィン群18のベースプレート10表面からの高さが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低い態様となっている。
At least one of the plurality of second
第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低いことにより、第2の放熱フィン群18中及び第2の放熱フィン群18の風下側を流通する冷却風の圧力損失を低減できる。よって、ヒートシンク1では、第2の放熱フィン群18よりも冷却風の風下側の部位でも優れた放熱性能を発揮できる。また、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低いことにより、第2の放熱フィン12の熱密度が向上し、結果、第2の放熱フィン12の単位面積あたりの放熱効率が向上する。さらに、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低いことにより、ヒートシンク1を軽量化できる。
Since the height of the second
第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さに対する、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さの割合、すなわち、ベースプレート10表面から第1の放熱フィン群17の最上部に位置する第1の放熱フィン11までの寸法に対する、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さの割合は、第2の放熱フィン群18の風下側を流通する冷却風の圧力損失の低減と第2の放熱フィン12の放熱特性とのバランスの点から0.20~0.80が好ましく、0.30~0.70がより好ましく、0.35~0.60が特に好ましい。
The ratio of the height of the
図2に示すように、第2の放熱フィン12表面は第1の放熱フィン11表面に対して略直交方向に設けられているので、第1の放熱フィン11と第2の放熱フィン12は、正面視にて格子状に配置されている。また、第1の放熱フィン11間に形成された第1の空間11’の延びる方向は、第2の放熱フィン12間に形成された第2の空間12’の延びる方向に対して、略直交方向となっている。また、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低いので、第2の放熱フィン12の自由端よりも上部では、第2の放熱フィン12は存在せず、第1の放熱フィン11と第2の放熱フィン12は、格子状に配置されてはいない。
As shown in FIG. 2, the surface of the second
なお、図2では、ベースプレート10の中央部に設置された発熱体と側面視U字状のヒートパイプ14との熱的接続性を向上させるために、側面視U字状のヒートパイプ14の底部14cは、ベースプレート10の中央部方向へ湾曲した態様となっている。
In FIG. 2, in order to improve the thermal connectivity between the heating element installed in the central portion of the
図1に示すように、側面視U字状のヒートパイプ14の他方の直線部14bには、平板状の放熱フィンである第3の放熱フィン13が取り付けられている。従って、ヒートシンク1の他方の端部側に、第3の放熱フィン13が配置されている。第3の放熱フィン13が、側面視U字状のヒートパイプ14の他方の直線部14bと直接接することで、第3の放熱フィン13は側面視U字状のヒートパイプ14と熱的に接続され、ひいては、第3の放熱フィン13は側面視U字状のヒートパイプ14を介してベースプレート10と熱的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the third
ヒートシンク1では、複数の第3の放熱フィン13が、それぞれベースプレート10表面に対して略鉛直方向に略等間隔に並べられ、さらに、いずれの第3の放熱フィン13も、その表面が、ベースプレート10表面に対して略平行となるように配置されて、一つの第3の放熱フィン群19が形成されている。つまり、第3の放熱フィン群19はベースプレート10表面上に所定の高さ寸法にて設けられ、第3の放熱フィン群19のフィンピッチは略等間隔となっている。従って、それぞれの第3の放熱フィン13間には、一定幅の第3の空間13’がベースプレート10表面に対して略平行に延びている。
In the
ヒートシンク1の他方の端部側に、第3の放熱フィン13が設けられているので、第3の放熱フィン群19は、ヒートシンク1の他方の端部側に配置されている。また、第3の放熱フィン13は、第3の放熱フィン13間に形成された第3の空間13’が、第2の放熱フィン12間に形成された第2の空間12’と対向するように配置されている。第2の放熱フィン12の第3の放熱フィン群19側の側端部と第3の放熱フィン13の第2の放熱フィン群18側の側端部は、第2の空隙部16を介して対向している。
Since the third
図1に示すように、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さは、第3の放熱フィン群19のベースプレート10表面からの高さよりも低い態様となっている。従って、第2の放熱フィン12の自由端は、第3の放熱フィン群19を構成する複数の第3の放熱フィン13のうち、少なくとも最上部に位置する第3の放熱フィン13よりもベースプレート10側に位置している。また、ヒートシンク1では、第3の放熱フィン群19のベースプレート10表面からの高さは、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さと略同じとなっている。なお、「第3の放熱フィン群19のベースプレート10表面からの高さ」とは、ベースプレート10表面と第3の放熱フィン群19の最上部に位置する第3の放熱フィン13との間の寸法を意味する。
As shown in FIG. 1, the height of the
ヒートシンク1では、第2の放熱フィン群18中及び第2の放熱フィン群18の風下側を流通する冷却風の圧力損失を低減できるので、第2の放熱フィン群18よりも冷却風の風下側の部位となり得る第3の放熱フィン群19も、優れた放熱性能を発揮できる。
In the
第3の放熱フィン13表面は第2の放熱フィン12表面に対して略直交方向に設けられているので、第2の放熱フィン12と第3の放熱フィン13は、背面視にて格子状に配置されている。また、第2の放熱フィン12間に形成された第2の空間12’の延びる方向は、第3の放熱フィン13間に形成された第3の空間13’の延びる方向に対して、略直交方向となっている。また、第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さが、第3の放熱フィン群19のベースプレート10表面からの高さよりも低いので、第2の放熱フィン12の自由端よりも上部では、第3の放熱フィン13と第2の放熱フィン12は、格子状に配置されてはいない。
Since the surface of the third
さらに、第3の放熱フィン13表面は第1の放熱フィン11表面に対して略平行方向に設けられている。また、第3の放熱フィン13間に形成された第3の空間13’の延びる方向と第1の放熱フィン11間に形成された第1の空間11’の延びる方向とは、略平行となっている。
Furthermore, the surface of the third
第1の放熱フィン11、第2の放熱フィン12、第3の放熱フィン13及びベースプレート10は、いずれも熱伝導性のよい金属材料の平板であり、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで製造されている。側面視U字状のヒートパイプ14のコンテナ材料も、第1の放熱フィン11、第2の放熱フィン12、第3の放熱フィン13及びベースプレート10と同様の金属材料で製造されている。側面視U字状のヒートパイプ14の作動流体として、密閉容器であるコンテナに対し適合性を有する流体が減圧状態で封入される。作動流体としては、例えば、水、代替フロン、パーフルオロカーボン、シクロペンタン等を挙げることができる。
The first
冷却風は、第1の放熱フィン群17と第2の放熱フィン群18と第3の放熱フィン群19の配列方向及びベースプレート10表面に対して略平行方向であって、第1の放熱フィン群17側または第3の放熱フィン群19側からヒートシンク1へ供給される、なお、図1では、冷却風は、第1の放熱フィン群17側から第3の放熱フィン群19へ向かって、すなわち、ヒートシンク1の一方の端部から他方の端部へ向かって供給されている。ヒートシンク1では、第1の放熱フィン11と第2の放熱フィン12との間及び第2の放熱フィン12と第3の放熱フィン13との間で境界層の形成が抑制されるので、放熱フィンの放熱効率の低下を防止できる。さらに、第1の放熱フィン11と第2の放熱フィン12との間及び第2の放熱フィン12と第3の放熱フィン13との間で冷却風の撹拌が生じるので、放熱フィンと冷却風間の熱伝達率を向上させることができる。
The cooling air is directed substantially parallel to the arrangement direction of the first heat
また、図1、2に示すように、側面視U字状のヒートパイプ14のうち、一方の直線部14aと底部14cとの間の湾曲部には、第1の放熱フィン11は取り付けられておらず、他方の直線部14bと底部14cとの間の湾曲部には、第3の放熱フィン13は取り付けられていない。よって、第2の放熱フィン12の底部側とその近傍へ冷却風が円滑に供給される。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the first
さらに、ヒートシンク1では、境界層の形成が抑制され、ヒートパイプ14の一方の直線部14aと他方の直線部14bとの間の放熱フィンの放熱効率の低下も防止できるので、側面視U字状のヒートパイプ14の底部14cの寸法を大きくすることが可能であり、結果、ベースプレート10と側面視U字状のヒートパイプ14間の熱抵抗を低減できる。
Furthermore, in the
次に、本発明の第2実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第1実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat sink according to a second embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the heat sink according to the first embodiment will be described using the same reference numerals.
図3に示すように、第2実施形態例に係るヒートシンク2では、第2の放熱フィン群18の部位に、さらに、遮蔽部材60を備えている。ヒートシンク2では、第2の放熱フィン群18の両横側面部と第2の放熱フィン12の自由端が、遮蔽部材60で覆われている。従って、第2の放熱フィン群18の両横側面部と第2の放熱フィン12の自由端は、遮蔽部材60によって、外部環境から遮られている。一方で、第2の放熱フィン群18の、第1の放熱フィン群17側の側端部と第3の放熱フィン群19側の側端部は、いずれも、遮蔽部材60で覆われておらず、開放されている。
As shown in FIG. 3 , the
ヒートシンク2では、遮蔽部材60は3つの平面部からなる正面視コ字状の部材である。第2の放熱フィン群18に遮蔽部材60を被せることで、第2の放熱フィン群18の両横側面部と第2の放熱フィン12の自由端が外部環境から遮られる。遮蔽部材60の高さは、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さ及び第3の放熱フィン群19のベースプレート10表面からの高さと、略同一となっている。
In the
遮蔽部材60の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの熱伝導性のよい金属材料を挙げることができる。
Examples of the material of the shielding
第2の放熱フィン群18のベースプレート10表面からの高さが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さ及び第3の放熱フィン群19のベースプレート10表面からの高さよりも低いので、冷却風は第2の放熱フィン群18の両横側面部と自由端からヒートシンク2の外部方向へ流出してしまうところ、遮蔽部材60によって、冷却風の上記流出を防止できる。従って、第2の放熱フィン群18の風下側へ効率的に冷却風を供給でき、結果、ヒートシンク2の放熱性能がさらに向上する。
The height of the second
次に、本発明の第3実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第1、第2実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat sink according to a third embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the heat sinks according to the first and second embodiments will be described using the same reference numerals.
第1実施形態例に係るヒートシンク1では、複数の第2の放熱フィン12は、いずれも、略同じ高さとなっていたが、これに代えて、図4に示すように、第3実施形態例に係るヒートシンク3では、第2の放熱フィン群18の中央部に配置された第2の放熱フィン12のみが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低い態様となっている。すなわち、第2の放熱フィン12の配列方向中央部に配置された第2の放熱フィン12が、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低く、第2の放熱フィン12の配列方向端部(すなわち、第2の放熱フィン群18の端部)に配置された第2の放熱フィン12は、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さと略同一の高さを有している。
In the
第2の放熱フィン群18の端部に配置された第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さに対する、第2の放熱フィン群18の中央部に配置された第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さの割合は、第2の放熱フィン群18の風下側を流通する冷却風の圧力損失の低減と第2の放熱フィン12の放熱特性とのバランスの点から0.20~0.80が好ましく、0.30~0.70がより好ましく、0.35~0.60が特に好ましい。
The second
ヒートシンク3でも、第2の放熱フィン群18中及び第2の放熱フィン群18の風下側を流通する冷却風の圧力損失を低減できるので、第2の放熱フィン群18よりも冷却風の風下側の部位となり得る第3の放熱フィン群19も、優れた放熱性能を発揮できる。
In the
次に、本発明の第4実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第1~第3実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat sink according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the heat sinks according to the first to third embodiments will be described using the same reference numerals.
図5に示すように、第4実施形態例に係るヒートシンク4では、第3実施形態例に係るヒートシンク3の第2の放熱フィン群18の部位に、さらに、遮蔽部材60が設けられている態様となっている。ヒートシンク4では、第2の放熱フィン12の自由端が、遮蔽部材60で覆われている。従って、第2の放熱フィン群18の自由端が、遮蔽部材60によって外部環境から遮られている。一方で、第2の放熱フィン群18の、第1の放熱フィン群17側の側端部と第3の放熱フィン群19側の側端部と両横側面部は、いずれも、遮蔽部材60で覆われていない。
As shown in FIG. 5, in the
ヒートシンク4では、遮蔽部材60は平板状の部材である。第2の放熱フィン群18の端部に配置された第2の放熱フィン12の自由端に、遮蔽部材60を載置することで、第2の放熱フィン12の自由端が外部環境から遮られる。ヒートシンク4では、遮蔽部材60の平面視の形状、寸法は、第2の放熱フィン群18の平面視の形状、寸法と、略同一となっている。
In the
第2の放熱フィン群18の中央部に配置された第2の放熱フィン12のベースプレート10表面からの高さが、第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さ及び第3の放熱フィン群19のベースプレート10表面からの高さよりも低いので、冷却風は第2の放熱フィン群18の中央部における自由端からヒートシンク4の外部方向へ流出してしまうところ、遮蔽部材60によって、冷却風の上記流出を防止できる。従って、第2の放熱フィン群18の風下側へ効率的に冷却風を供給でき、結果、ヒートシンク4の放熱性能がさらに向上する。
The height of the second
次に、本発明の第5実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第1~第4実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat sink according to a fifth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the heat sinks according to the first to fourth embodiments will be described using the same reference numerals.
図6に示すように、第5実施形態例に係るヒートシンク5では、第4実施形態例に係るヒートシンク4で用いられた側面視U字状のヒートパイプ14に代えて、側面視コ字状のヒートパイプ24が用いられている。側面視コ字状のヒートパイプ24は、相互に対向する2つの直線部、すなわち、頂部側直線部24aと底部側直線部24bを有し、さらに頂部側直線部24aと底部側直線部24bとの間に直線状の側部24cを有している。ヒートシンク5では、複数(図では4つ)の側面視コ字状のヒートパイプ24が設けられている。また、2つの側面視コ字状のヒートパイプ24が、略平行かつ並列に、ベースプレート10表面側方向に立設されたものが、相互に対向して配置されている。従って、側部24cは、ヒートシンク5の中央部には立設されておらず、ヒートシンク5の一方の端部と他方の端部に立設された態様となっている。
As shown in FIG. 6, in the
側面視コ字状のヒートパイプ24の底部側直線部24bがベースプレート10と直接接することで、側面視コ字状のヒートパイプ24がベースプレート10と熱的に接続されている。ヒートシンク5では、ベースプレート10の裏面側に形成された凹溝(図示せず)に側面視コ字状のヒートパイプ24の底部側直線部24bが嵌合されることで、側面視コ字状のヒートパイプ24がベースプレート10と熱的に接続されている。
The
ヒートシンク5の一方の端部に立設された側部24cに第1の放熱フィン11が複数取り付けられて、第1の放熱フィン群17が形成されている。また、ヒートシンク5の他方の端部に立設された側部24cに第3の放熱フィン13が複数取り付けられて、第3の放熱フィン群19が形成されている。
A plurality of
また、第2の放熱フィン12が複数取り付けられて形成された第2の放熱フィン群18のうち、第2の放熱フィン群18の端部に配置された第2の放熱フィン12の自由端は、平板状の遮蔽部材60を介して、側面視コ字状のヒートパイプ24の頂部側直線部24aと熱的に接続されている。従って、第2の放熱フィン群18の端部に配置された第2の放熱フィン12の自由端は、側面視コ字状のヒートパイプ24を介してベースプレート10と熱的に接続されている。
Further, in the second heat
ヒートシンク5では、図示しない発熱体からベースプレート10へ伝達された熱が、ベースプレート10から第2の放熱フィン群18の底部側へ伝達されるだけでなく、側面視コ字状のヒートパイプ24によって、ベースプレート10から第2の放熱フィン群18の自由端側へも輸送される。よって、フィン面積の小さい第2の放熱フィン18を有する第2の放熱フィン群18でも、優れた放熱性能を得ることができる。
In the
次に、本発明の第6実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第1~第5実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat sink according to a sixth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the heat sinks according to the first to fifth embodiments will be described using the same reference numerals.
第1実施形態例に係るヒートシンク1では、第3の放熱フィン13の表面がベースプレート10表面に対して略平行となるように配置されていたが、これに代えて、図7に示すように、第6実施形態例に係るヒートシンク6では、第3の放熱フィン33間に形成された第3の空間33’が、第2の放熱フィン12間に形成された第2の空間12’と対向しつつ、第3の放熱フィン33の表面がベースプレート10表面に対して平行ではないように配置されている。ヒートシンク6の第3の放熱フィン33では、第2の放熱フィン群18と対向する側の側端部33-1が、側端部33-1とは反対側の側端部33-2よりも高い位置、すなわち、第3の放熱フィン33の側端部33-2が、側端部33-1よりもベースプレート10側の位置となっている。
In the
第3の放熱フィン33表面の、ベースプレート10表面に対する角度は特に限定されないが、第2の空間12’と第3の空間33’との間の冷却風の流通を円滑化する点から、図7では、約30°となっている。
The angle of the surface of the third
ヒートシンク6では、複数の第3の放熱フィン33が、それぞれベースプレート10表面に対して略鉛直方向に略等間隔に並べられて、一つの第3の放熱フィン群39が形成されている。第3の放熱フィン群39はベースプレート10表面上に所定の高さ寸法にて設けられ、第3の放熱フィン群39のフィンピッチは略等間隔となっている。それぞれの第3の放熱フィン33間に形成された一定幅の第3の空間33’は、第2の放熱フィン群18から離れるのに応じてベースプレート10表面側へ向かうように延びている。なお、ヒートシンク6では、側面視U字状のヒートパイプ14は5つ設けられている。また、側面視U字状のヒートパイプ14には、底部14cの長い側面視U字状のヒートパイプ14-1と、底部14cの短い側面視U字状のヒートパイプ14-2の2種があり、底部14cの長い側面視U字状のヒートパイプ14-1と底部14cの短い側面視U字状のヒートパイプ14-2とが、相互に隣接するように、略平行かつ並列に立設されている。従って、ヒートパイプ14の一方の直線部14aは千鳥配置となり、他方の直線部14bも千鳥配置となっている。
In the
第3の空間33’は、第2の放熱フィン群18から離れるのに応じてベースプレート10表面側へ向かうように延びている。従って、第1の放熱フィン群17側から第3の放熱フィン群39の方向へ冷却風が供給され、ヒートシンク6の風下側に背の低い被冷却部材が配置されている場合、ベースプレート10に熱的に接続された発熱体(図示せず)だけではなく、ヒートシンク6の風下側に配置された背の低い被冷却部材も、ヒートシンク6を流通した冷却風によって冷却することができる。
The
次に、本発明の第7実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第1~第6実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat sink according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the heat sinks according to the first to sixth embodiments will be described using the same reference numerals.
図8に示すように、第7実施形態例に係るヒートシンク7では、側面視U字状のヒートパイプ14に代えて、側面視L字状のヒートパイプ44が用いられている。従って、ヒートシンク7では、上記各実施形態例とは異なって第3の放熱フィン群を備えていない。また、第1実施形態例に係るヒートシンク1の第2の放熱フィン12の表面が、第1の放熱フィン群17と第2の放熱フィン群18と第3の放熱フィン群19の配列方向に対して略平行方向となるように第2の放熱フィン12が配置されていたのに代えて、第7実施形態例に係るヒートシンク7では、第2の放熱フィン42間に形成された第2の空間42’が、第1の放熱フィン11間に形成された第1の空間11’と対向しつつ、第2の放熱フィン42の表面は、第1の放熱フィン群17と第2の放熱フィン群48の配列方向に対して平行ではない方向に位置している。
As shown in FIG. 8, in the
第2の放熱フィン42表面の、上記配列方向に対する角度は特に限定されないが、第1の空間11’と第2の空間42’との間の冷却風の流通を円滑化する点から、図8では、約30°となっている。
The angle of the surfaces of the second
ヒートシンク7では、複数(図では2つ)の側面視L字状のヒートパイプ44が、略平行かつ並列に、ベースプレート10表面側方向に立設されている。側面視L字状のヒートパイプ44は、1つの直線部44aと1つの底部44cを有している。
In the
側面視L字状のヒートパイプ44の底部44cがベースプレート10と直接接することで、側面視L字状のヒートパイプ44がベースプレート10と熱的に接続されている。ヒートシンク7では、ベースプレート10の裏面側に形成された凹溝(図示せず)に側面視L字状のヒートパイプ44の底部44cが嵌合されることで、側面視L字状のヒートパイプ44がベースプレート10と熱的に接続されている。
The
第1の放熱フィン11は、側面視L字状のヒートパイプ44の直線部44aに取り付けられている。第1の放熱フィン11が、複数、側面視L字状のヒートパイプ44の直線部44aに取り付けられることで、第1の放熱フィン群17が形成されている。ヒートシンク7では、第1の放熱フィン群17は、ヒートシンク7の中央部から一方の端部にかけて配置されている。
The first
また、ヒートシンク7では、いずれの第2の放熱フィン42も、その表面がベースプレート10表面に対して略鉛直となるように設けられている。第2の放熱フィン群48は、ヒートシンク7の中央部から他方の端部にかけて配置されている。
Also, in the
ヒートシンク7でも、第2の放熱フィン42のベースプレート10表面からの高さが第1の放熱フィン群17のベースプレート10表面からの高さよりも低いので、第2の放熱フィン群48中及び第2の放熱フィン群48の風下側を流通する冷却風の圧力損失を低減できる。従って、第1の放熱フィン群17側から第2の放熱フィン群48の方向へ冷却風が供給され、ヒートシンク7の斜め風下側に被冷却部材が配置されている場合、ベースプレート10に熱的に接続された発熱体(図示せず)だけではなく、ヒートシンク7の斜め風下側に配置された被冷却部材も、冷却風により冷却することができる。
In the
また、放熱フィン群を2つとし、第2の放熱フィン42の表面が、第1の放熱フィン群17と第2の放熱フィン群48の配列方向に対して略平行ではない方向としても、第1の放熱フィン11と第2の放熱フィン群42との間で境界層の形成が抑制されるので、放熱フィンの放熱効率の低下を防止できる。さらに、第1の放熱フィン11と第2の放熱フィン42との間で冷却風の流れに乱れが生じることにより、放熱フィンと冷却風間の熱伝達率を向上させることができる。
Further, even if the number of heat radiation fin groups is two and the surface of the second
次に、本発明の第8実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第1~第7実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat sink according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the heat sinks according to the first to seventh embodiments will be described using the same reference numerals.
図9に示すように、第8実施形態例に係るヒートシンク8では、ヒートパイプは設けられておらず、第1の放熱フィン51と第3の放熱フィン53が、ヒートパイプ等の熱伝導部材を介さずに、直接、ベースプレート10と熱的に接続されている。
As shown in FIG. 9, the
第1の放熱フィン51は、平板状フィン部51aと該平板状フィン部51aの両端部に立設されている脚部51b、51cとからなっている。第1の放熱フィン51を複数積み重ねることにより、第1の放熱フィン群57が形成されている。第1の放熱フィン群57は、脚部51bと脚部51cとの間を冷却風が流通するように配置されている。第1の放熱フィン51の脚部51b、51cは、第1の放熱フィン群57中を流通する冷却風が第1の放熱フィン群57の横側面から第1の放熱フィン群57外へ流出してしまうことを遮る遮蔽壁としても機能する。よって、第1の放熱フィン群57では、より確実に第2の放熱フィン群18へ冷却風を供給することができる。
The
平板状フィン部51aは、ベースプレート10表面に対して略鉛直方向に略等しい間隔(すなわち、脚部51b、51cの長さの間隔)に並べられている。さらに、いずれの平板状フィン部51aも、その表面がベースプレート10表面に対して略平行となるように配置されている。ヒートシンク8では、第1の放熱フィン51の脚部51b、51cがベースプレート10と熱的に接続されている。
The flat plate-
第3の放熱フィン53は、平板状フィン部53aと該平板状フィン部53aの両端部に立設されている脚部53b、53cとからなっている。第3の放熱フィン53を複数積み重ねることにより、第3の放熱フィン群59が形成されている。第3の放熱フィン群59は、脚部53bと脚部53cとの間を冷却風が流通するように配置されている。第3の放熱フィン53の脚部53b、53cは、第3の放熱フィン群59中を流通する冷却風が第3の放熱フィン群59の横側面から第3の放熱フィン群59外へ流出してしまうことを遮る遮蔽壁としても機能する。よって、第3の放熱フィン群59では、より確実にヒートシンク8の下流側へ冷却風を供給することができる。
The
平板状フィン部53aは、ベースプレート10表面に対して略鉛直方向に略等しい間隔(すなわち、脚部53b、53cの長さの間隔)に並べられている。さらに、いずれの平板状フィン部53aも、その表面がベースプレート10表面に対して略平行となるように配置されている。ヒートシンク8では、第3の放熱フィン53の脚部53b、53cがベースプレート10と熱的に接続されている。
The flat plate-
次に、本発明のヒートシンクの使用方法例を説明する。ここでは、第1の実施形態例に係るヒートシンク1を用いて使用方法例を説明する。第1の放熱フィン群17側からヒートシンク1へ冷却風を供給する場合、冷却風の流通方向が第1の放熱フィン11の表面に対して略平行方向となるように、ヒートシンク1を設置する。また、発熱体(図示せず)を熱的に接続するベースプレート10の部位は特に限定されないが、例えば、ベースプレート10の中央部、すなわち、第2の放熱フィン12が取り付けられた部位及び側面視U字状のヒートパイプ14の底部14cが取り付けられた部位に対応する位置を挙げることができる。
Next, an example of how to use the heat sink of the present invention will be described. Here, an example of usage will be described using the
次に、本発明のヒートシンクの他の実施形態例について説明する。上記第6、第7実施形態例では、遮蔽部材は設けられていなかったが、必要に応じて、第2の放熱フィン群の部位に、さらに、遮蔽部材が設けられてもよい。上記遮蔽部材としては、例えば、3つの平面部からなる正面視コ字状の部材を挙げることができ、遮蔽部材の高さとしては、第1の放熱フィン群のベースプレート表面からの高さ、第3の放熱フィン群のベースプレート表面からの高さと、略同一の高さを挙げることができる。 Next, another embodiment of the heat sink of the present invention will be described. In the sixth and seventh embodiments, no shielding member is provided, but if necessary, a shielding member may be provided on the second radiation fin group. As the shielding member, for example, a U-shaped member in a front view consisting of three plane portions can be mentioned. The height from the base plate surface of the radiating fin group No. 3 can be mentioned as being substantially the same height.
上記各実施形態例では、第1の放熱フィン群のベースプレート表面からの高さよりも低い第2の放熱フィンは、相互に略同じ高さであったが、これに代えて、第1の放熱フィン群のベースプレート表面からの高さよりも低ければ、異なる高さとしてもよい。 In the above embodiments, the second heat radiation fins, which are lower than the height of the first heat radiation fin group from the base plate surface, have substantially the same height. Different heights may be used as long as they are lower than the height of the group from the base plate surface.
また、上記各実施形態例では、第2の放熱フィン表面は第1の放熱フィン表面に対して略直交方向に設けられていたが、第2の放熱フィン表面と第1の放熱フィン表面とが、相互に平行でなければよく、例えば、第2の放熱フィンの表面が、ベースプレート表面に対して鉛直以外の角度、すなわち、0°超~90°未満の角度(例えば、70°~90°未満)で、ベースプレート上に立設されてもよく、また、第1の放熱フィンの表面及び/または第3の放熱フィンの表面が、第2の放熱フィンの配列方向において、ベースプレート表面に対して平行ではない角度、すなわち、第2の放熱フィンの配列方向において、ベースプレート表面に対して0°超~90°未満の角度(例えば、ベースプレート表面に対して0°超~30°の角度)ように配置してもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the surfaces of the second heat radiation fins are provided in a direction substantially perpendicular to the surfaces of the first heat radiation fins. , and may not be parallel to each other, for example, the surface of the second heat radiating fin is at an angle other than vertical with respect to the base plate surface, that is, at an angle of more than 0° to less than 90° (for example, 70° to less than 90°). ), and the surface of the first heat radiating fin and/or the surface of the third heat radiating fin are parallel to the surface of the base plate in the arrangement direction of the second heat radiating fin. , that is, an angle of more than 0° to less than 90° with respect to the base plate surface (for example, an angle of more than 0° to 30° with respect to the base plate surface) in the arrangement direction of the second heat radiating fins You may
また、第1~第5、第7実施形態例に係るヒートシンクにおいては、同一形状及び同一寸法のヒートパイプについて、その直線部が、ベースプレート上に並列に立設されていたが、これに代えて、ヒートパイプを3つ以上設けて、ヒートシンク内における冷却風の流れを円滑化するために、該ヒートパイプの直線部が千鳥配置となるように設置してもよい。 In addition, in the heat sinks according to the first to fifth and seventh embodiments, the straight portions of the heat pipes having the same shape and the same size are arranged in parallel on the base plate. Alternatively, three or more heat pipes may be provided, and the linear portions of the heat pipes may be arranged in a zigzag arrangement in order to facilitate the flow of cooling air in the heat sink.
上記第1~第7実施形態例では、ヒートパイプを用いたが、ヒートパイプに代えて、またはヒートパイプと共に、25℃の熱伝導率が100W/(m・K)以上の金属(例えば、アルミニウム、銅等)を用いてもよい。また、上記各実施形態例では、各放熱フィン群のフィンピッチは、いずれも等間隔であったが、放熱フィン群の放熱フィンの配列は、等間隔でなくてもよく、等間隔に配列された複数の放熱フィンのうち、一部の放熱フィンを間引いた態様の放熱フィンの配置としてもよい。一部の放熱フィンを間引いた態様とすることで、風下側へより多くの冷却風を供給できる。 In the above first to seventh embodiments, heat pipes were used, but instead of the heat pipes or together with the heat pipes, a metal (for example, aluminum , copper, etc.) may be used. In each of the above-described embodiments, the fin pitches of each heat radiation fin group are equal intervals, but the arrangement of the heat radiation fins of the heat radiation fin group may not be equal, and may be arranged at equal intervals. It is also possible to arrange the heat radiation fins in such a manner that some of the plurality of heat radiation fins are thinned out. A larger amount of cooling air can be supplied to the leeward side by thinning out some of the radiation fins.
また、上記各実施形態例では、第2の放熱フィンの形状は平板状であったが、ベースプレートへの接合のために、必要に応じてL字状やコ字状としてもよい。 In addition, in each of the embodiments described above, the shape of the second heat radiation fins is flat, but may be L-shaped or U-shaped for bonding to the base plate, if necessary.
本発明のヒートシンクは、放熱フィンの表面における境界層の形成を抑制し、冷却風の風上側以外の部位でも優れた放熱性能を有するので、広汎な分野で利用可能であり、例えば、鉄道車両、航空機、自動車等の移動体や電子機器に搭載された電子部品を冷却する分野で利用価値が高い。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The heat sink of the present invention suppresses the formation of a boundary layer on the surface of the heat radiating fins and has excellent heat radiation performance even in areas other than the windward side of the cooling air, so it can be used in a wide range of fields. It has high utility value in the field of cooling electronic parts mounted on moving bodies such as aircraft and automobiles and electronic equipment.
1、2、3、4、5、6、7、8 ヒートシンク
10 ベースプレート
11、51 第1の放熱フィン
12、42 第2の放熱フィン
13、33、53 第3の放熱フィン
14、24、44 ヒートパイプ
17、57 第1の放熱フィン群
18、48 第2の放熱フィン群
19、39、59 第3の放熱フィン群
60 遮蔽部材
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Claims (5)
前記第1の放熱フィンの表面が、前記第2の放熱フィンの表面に対して平行ではなく、
前記ベースプレート表面に対し鉛直方向において、前記第2の放熱フィンの少なくとも1つが、前記第1の放熱フィンの少なくとも1つよりも低い位置に設けられ、
複数の前記第1の放熱フィンから第1の放熱フィン群が形成され、前記第1の放熱フィン群の前記ベースプレート表面からの高さに対する、前記第2の放熱フィンの前記ベースプレート表面からの高さの割合が、0.35~0.60であり、
前記第1の放熱フィンは、前記ベースプレートと熱的に接続する熱伝導部材を介してのみ前記ベースプレートと熱的に接続され、
前記熱伝導部材が、ヒートパイプであり、
前記第2の放熱フィンには、ヒートパイプは取り付けられておらず、前記第2の放熱フィンが、下端部において前記ベースプレートと接することで熱的に接続され、
前記第2の放熱フィンの側端部と隣接し、前記第2の放熱フィンよりも冷却風の風下側の部位となる、前記ベースプレートと熱的に接続された少なくとも1つの第3の放熱フィンをさらに有し、前記第3の放熱フィンの表面が、前記第2の放熱フィンの表面に対して平行ではなく、
前記第2の放熱フィンの下端部と対向した自由端側に、該自由端を外部環境から遮る遮蔽部材が設けられているヒートシンク。 a base plate, at least one first heat dissipating fin thermally connected with the base plate, and at least one second heat dissipating fin adjacent to a side edge of the first heat dissipating fin and thermally connected with the base plate radiating fins, and
the surface of the first heat radiation fin is not parallel to the surface of the second heat radiation fin,
At least one of the second heat radiation fins is provided at a position lower than at least one of the first heat radiation fins in a direction perpendicular to the surface of the base plate,
A first heat dissipating fin group is formed from a plurality of the first heat dissipating fins, and the height of the second heat dissipating fins from the base plate surface relative to the height of the first heat dissipating fins from the base plate surface is 0.35 to 0.60 ,
the first heat radiation fins are thermally connected to the base plate only through a thermally conductive member that is thermally connected to the base plate;
the thermally conductive member is a heat pipe,
A heat pipe is not attached to the second heat dissipating fins, and the second heat dissipating fins are thermally connected by being in contact with the base plate at their lower ends,
at least one third heat radiation fin adjacent to the side end of the second heat radiation fin and thermally connected to the base plate, which is positioned on the leeward side of the cooling air relative to the second heat radiation fin; Further comprising, the surface of the third heat radiating fin is not parallel to the surface of the second heat radiating fin,
A heat sink provided with a shielding member for shielding the free end from the external environment on the side of the free end facing the lower end of the second heat radiation fin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018154918A JP7157591B2 (en) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | heatsink |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018154918A JP7157591B2 (en) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | heatsink |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017166826A Division JP6395914B1 (en) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | heatsink |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019047116A JP2019047116A (en) | 2019-03-22 |
JP7157591B2 true JP7157591B2 (en) | 2022-10-20 |
Family
ID=65812966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018154918A Active JP7157591B2 (en) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | heatsink |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7157591B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112074147A (en) * | 2020-08-06 | 2020-12-11 | 北京比特大陆科技有限公司 | Radiator assembly, power calculating assembly and server |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3104468U (en) | 2004-04-06 | 2004-09-16 | 浩▲しん▼股▲ふん▼有限公司 | Cooling device air guide |
JP2015164166A (en) | 2014-02-03 | 2015-09-10 | 水谷電機工業株式会社 | Radiator and manufacturing method for the same |
JP2017059768A (en) | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 古河電気工業株式会社 | heat sink |
-
2018
- 2018-08-21 JP JP2018154918A patent/JP7157591B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3104468U (en) | 2004-04-06 | 2004-09-16 | 浩▲しん▼股▲ふん▼有限公司 | Cooling device air guide |
JP2015164166A (en) | 2014-02-03 | 2015-09-10 | 水谷電機工業株式会社 | Radiator and manufacturing method for the same |
JP2017059768A (en) | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 古河電気工業株式会社 | heat sink |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019047116A (en) | 2019-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6395914B1 (en) | heatsink | |
JP6062516B1 (en) | heatsink | |
US20090114372A1 (en) | Heat sink | |
CN103369932B (en) | Layout method for radiating fins of power device radiator and radiator | |
JP5878352B2 (en) | heatsink | |
JP6358872B2 (en) | Boiling cooler for heating element | |
JP6349161B2 (en) | Liquid cooling system | |
JP5667739B2 (en) | Heat sink assembly, semiconductor module, and semiconductor device with cooling device | |
JP7157591B2 (en) | heatsink | |
JP2007080989A (en) | Heat sink | |
JP3198319U (en) | Radiator | |
JP5589647B2 (en) | Cooling system | |
JP7328213B2 (en) | heat sink | |
JP2004047789A (en) | Heat sink | |
JP2017069522A (en) | Cold plate | |
JP2003060135A (en) | Radiation fin | |
WO2019168146A1 (en) | Heat sink | |
JP3992953B2 (en) | heatsink | |
CN218920809U (en) | Soaking plate with fins outside | |
JP6063113B2 (en) | heatsink | |
JP2024016787A (en) | heat sink | |
CN203617269U (en) | Cooling-fin-type heat dissipating device for power elements | |
JP2019096649A (en) | Cooler | |
JP2019102538A (en) | Heat sink and electronic component package |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210329 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210525 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211224 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220817 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20220817 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20220826 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20220830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220927 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221007 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7157591 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |