JPH062314Y2 - 放熱装置 - Google Patents

放熱装置

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JPH062314Y2
JPH062314Y2 JP1989101387U JP10138789U JPH062314Y2 JP H062314 Y2 JPH062314 Y2 JP H062314Y2 JP 1989101387 U JP1989101387 U JP 1989101387U JP 10138789 U JP10138789 U JP 10138789U JP H062314 Y2 JPH062314 Y2 JP H062314Y2
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cooling fins
cavity
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short side
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仁郎 中道
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ナカミチ株式会社
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    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、パワートランジスタ等の複数の発熱体を固着
してその放熱を促す放熱装置に関し、特に、冷却風によ
りこの放熱装置を冷却する際、複数の発熱体の放熱を均
一化する放熱装置に関する。
〔従来の技術〕
この種の冷却方法として、個別に放熱フィンを有する複
数の発熱体を冷却風の流路内に配置するも、風上から風
下に向けて順次各放熱フィンの放熱面積を大きくした構
成のものが提案されている。
〔考案が解決しようとする問題点〕
上記の冷却方法によると、冷却風の流路を定める空洞と
放熱面積の異なる複数の放熱フィンが必要となるためそ
の構成が複雑になり、組立上、或いはコスト的に不利に
なる欠点が有った。
〔問題点を解決するための手段〕
(1)それぞれの一方の面が、対向する2対の平行面と
なって2の開口をもつ直方体状の空洞を形成する如く位
置する第1乃至4の側壁部と、 長方形の板状部材の一方の短辺を含む所定部が、長辺と
平行で前記板状部材を2分する基準線からそれぞれ等距
離に位置する前記一方の短辺上の2点と、前記基準線上
にあって前記一方の短辺からの距離が前記長辺より短い
一点とを結ぶ線に沿つて切欠かれた形状の複数の冷却フ
ィンとからなり、 前記複数の冷却フィンが、その前記長辺が前記空洞の長
手方向と平行に、且つ前記一方の短辺が前記2の開口の
一方側に位置すると共に各長辺がそれぞれ対向して配置
された第3と第4の側壁部の各一方の面に当接する如く
前記空洞内にあって等間隔に配置されるよう構成する。
(2)それぞれの一方の面が、対向する2対の平行面と
なって2の開口をもつ直方体状の空洞を形成する如く位
置する第1乃至4の側壁部と、 長方形の板状部材の1の角度を含む所定部が、該角を挾
む一方の短辺上の所定位置から一方の長辺上の所定位置
にわたって切欠かれた形状の複数の冷却フィンとからな
り、 前記複数の冷却フィンが、その前記長辺が前記空洞の長
手方向と平行に、且つ前記一方の短辺が前記2の開口の
一方側に配置すると共に少なくともその他方の長辺がそ
れぞれ前記第3の側壁部の一方の面に当接する如く前記
空洞内にあって等間隔に配置されるよう構成する。
(3)それぞれの一方の面が、対向する2対の平行面と
なって2の開口をもつ直方体状の空洞を形成する如く位
置する第1乃至4の側壁部と、 長方形の板状部材の1の角を含む所定部が、該角を挾む
一方の短辺上の所定位置から一方の長辺上の所定位置に
わたって切欠かれた形状の複数の冷却フィンとからな
り、 前記複数の冷却フィンのうち第1のグループが、その前
記長辺が前記空洞の長手方向と平行に、且つ前記一方の
短辺が前記2の開口の一方側に位置すると共に他方の長
辺が前記第3の側壁部の一方の面に当接する如く前記空
洞内にあって等間隔に配置され、 前記複数の冷却フィンのうち第2のグループが、その前
記長辺が前記空洞の長手方向と平行に、且つ前記一方の
短辺が前記2の開口の一方側に位置すると共に他方の長
辺が前記第3の側壁部と対向して配置された前記第4の
側壁部の一方の面に当接する如く等間隔に配置され、 更に前記第1と第2のグループの各冷却フィンは互いに
所定距離だけ離隔するよう構成する。
〔作用〕
前記第3及び/又は第4の各側壁部の他方の面上におい
て、熱的に結合される前記複数の発熱体を前記冷却フィ
ンの長辺方向に並べ、前記冷却風を前記2の開口の一方
側から送り込むことにより、この放熱装置を冷却する
際、複数の発熱体の放熱を均一化する。
〔実施例〕
第1図は、本考案装置の一実施例を示す放熱ブロックの
構成図で、同図(a)はその正面図、また同図(b)は
右側面からの透視図である。
同図中、放熱ブロック1は、略直方体形状の外形を有
し、その内部には、長手方向に沿って形成された複数の
冷却フィン1によって互いに隔離された流路孔2が形
成されている。
この複数の冷却フィン1は、放熱ブロック1の左右側
壁1,1の各面と平行に、且つ所定の厚みをもって
等間隔に形成されると共に、同図(b)の各点線によっ
てその切欠縁部151,152が示される如く、冷却風
の流入部1から流出部1に向かってそれぞれ楔状に
切欠かれた形状となっている。
尚、この放熱ブロック1は、その流入部1から流入
し、流出部1から流出する冷却風によって冷却される
ように使用され、この際に前記した複数の流路孔2がこ
の冷却風の流路となる。
一方、放熱ブロック1の上下壁1,1の各外側面1
31,141には、それぞれ発熱体である複数のパワー
トランジスタ3が長手方向に所定の間隔を保って配置さ
れる。これ等のパワートランジスタ3は、その発熱部が
それぞれ外側面131,141と熱的に結合された状態
に保たれている。
4は、パワートランジスタ3の各端子が半田付けされた
プリント基板を示す。
以上の構成において、第1図(b)に矢印Aで示すよう
に、放熱ブロック1の流入部1に均等に冷却風を送込
んだとき、各位置P〜P12での空気、及び放熱ブロ
ックの温度変化の様子を第4図に1,1で示す。
但し、発熱体であるパワートランジスタ3の発熱量を同
一と仮定し、空気の温度変化1は第1図(b)に示す
各位置P〜P12において冷却風が冷却フィン1
交わる部分での平均を示し、また放熱ブロックの温度変
化1は各位置での平均を示す。
また同図中の1,1は、各冷却フィン1が楔状に
切欠かれることなく、均一な長手形状と想定した場合の
空気、及び放熱ブロックの各温度変化の様子を示してい
る。この場合、放熱ブロック1の流入部1に入った冷
却風は、温度変化1で示すようにその流路を進むにつ
れ温度が上昇し、流出部1に至って最大となる。従っ
て、この冷却風によって冷却される放熱ブロックの温度
も同様に変化し、温度変化1で示すように位置P
らP12にかけて、略一定の変化率で上昇する。
尚、当然のことながら放熱ブロックの各位置における温
度は、その位置での冷却風の温度より高くなっている。
一方、各冷却フィン1が上記したように楔状に切欠か
れた場合、放熱ブロック1の流入部1に入った冷却風
は、第4図に1で示されるように一旦温度が急激に上
昇するが、流路を進むにつれ徐々に低くなり、更に進む
と再び上昇する特性を示す。これは、各冷却フィン1
が風下に位置するにつれて大となる放熱面積を有し、且
つこれにふれない冷却風を内部まで入り込める形状部を
有するためである。この冷却風によって冷却される放熱
ブロックの各位置での温度は、同図1で示されるよう
に冷却風の温度変化1に相似して変化する。当然のこ
とながら放熱ブロックの各位置での温度は、その位置で
の冷却風の温度より高いが、この温度差は各位置での冷
却フィンの放熱面積等に依存する冷却効率によって決ま
る。
第4図から明らかなように、各冷却フィン1を楔状に
切欠いた場合、放熱ブロック1の全放熱量は減少するも
のの、各位置での温度が平均化され、最大温度を下げる
ことが出来る。
尚、放熱ブロック1の各位置での温度変化は、冷却フィ
ンの切欠き形状によって種々に変化する。例えば、第1
図(b)に一点鎖線でその切欠縁部151′,152′が示
されるように楔状の切欠きをさらに深くした場合、放熱
ブロック1の温度は、第4図の点線1で示す如く変化
する。この場合、放熱ブロック1の全放熱量は更に減少
し、最大温度も高くなる。
従って、本考案放熱装置を用いる場合、冷却フィンの楔
状切欠き部の形状を適当に設定し、その最大温度をなる
べく低く抑えることが好ましい。
シュミレーションによる検討結果によれば、第1図に示
すように基準平面hで面対称となるように放熱ブロック
を構成した場合、基準面hから冷却フィンの側端までの
距離Lと切欠き始端までの距離Lの比を略3:2
に、また放熱ブロックの全長Lと切欠き長Lの比を
略4:3に設定することにより最良の結果を得た。しか
しながら、この設定は、発熱体の配置条件等によって適
宜設定されるもので、例えば距離LとLを等しくし
てもかまわない。
第2図,第3図は、それぞれ本考案放熱装置の他の実施
例を示す放熱ブロックの構成図である。
第2図に示す放熱ブロック1′は、上記第1図の放熱ブ
ロックと略同様の構成であるが、同図に示す如く、基準
平面h′で面対称となる各冷却フィン1′が所定の間
隔wを介して分割配置された構成となっている。従って
この場合、冷却風は、各流路孔2の他に、新たに形成
された流路孔2を流されることになる。
一方、第3図に示す放熱ブロック1″の要部は、上記第
1図の放熱ブロックを基準平面hで二分したときの半部
と同様の構成をなし、発熱体であるパワートランジスタ
3は、上壁1″のみに配置される。この場合、冷却風
の流路を形成する下壁5は、断熱材であってもかまわな
い。
上記した第2図,第3図の各実施例に於いても、各冷却
フィンの好ましい切欠き形状は、第1図の設定に準ずる
ものである。
尚、本考案は、上記実施例に限定されるものではなく、
第1図に示された一体構造のブロックの他に、同図の基
準平面hで2分した半部構成の各ブロックを接合した構
成としてもよい。また、第1図に示す左右側壁1,1
をそれぞれ別体として接合した構成にし、これ等を断
熱材としてもよい。従って、これ等の左右側壁をプリン
ト基板で直接構成してもよい。更に上記実施例では、冷
却フィンの切欠き縁部を直線としたが、各発熱体の配置
条件、発熱条件等に応じて曲線或いは折線としても良い
など種々の態様を取りえるものである。
〔考案の効果〕
本考案によれば、放熱装置の各位置での温度が平均化さ
れるため、その最大温度を低く抑えることが出来る。ま
た、構成が単純で場合によっては組立作業が不要となる
だけでなく、発熱体がその外壁面に取付けられるため、
この取付作業を容易ならしめることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案放熱装置の一実施例を示す構成図、第
2,3図はそれぞれ本考案放熱装置の他の実施例を示す
構成図、第4図は本考案の説明に供する温度変化特性図
である。 1,1′,1″…放熱ブロック、1,1′,
″,…冷却フィン、2,2,2…流路孔、3…
パワートランジスタ、4…プリント基板、5…下壁。

Claims (5)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷却風によって冷却されることにより、熱
    的に結合される複数の発熱体の放熱を促す放熱装置であ
    り、 それぞれの一方の面が、対向する2対の平行面となって
    2の開口をもつ直方体状の空洞を形成する如く位置する
    第1乃至4の側壁部と、 長方形の板状部材の一方の短辺を含む所定部が、長辺と
    平行で前記板状部材を2分する基準線からそれぞれ等距
    離に位置する前記一方の短辺上の2点と、前記基準線上
    にあって前記一方の短辺からの距離が前記長辺より短い
    一点とを結ぶ線に沿って切欠かれた形状の複数の冷却フ
    ィンとからなり、 前記複数の冷却フィンが、その前記長辺が前記空洞の長
    手方向と平行に、且つ前記一方の短辺が前記2の開口の
    一方側に位置すると共に各長辺がそれぞれ対向して配置
    された前記第3と第4の側壁部の各一方の面に当接する
    如く前記空洞内にあって等間隔に配置された構成をな
    し、 前記第3及び/又は第4の各側壁部の他方の面が、その
    面上において前記冷却フィンの長辺方向に並べられて熱
    的に結合される前記複数の発熱体との接合面とされ、前
    記冷却風が前記2の開口の一方側から流れ込むように使
    用されることを特徴とする放熱装置。
  2. 【請求項2】前記基準線から前記短辺の端部までの距離
    と前記基準線から前記一方の短辺上の2点までの距離と
    の比が略3:2に設定され、且つ前記長辺の長さと前記
    一方の短辺から前記基準線上の一点までの距離との比が
    略4:3に設定されたことを特徴とする前記第1項記載
    の放熱装置。
  3. 【請求項3】冷却風によって冷却されることにより、熱
    的に結合される複数の発熱体の放熱を促す放熱装置であ
    り、 それぞれの一方の面が、対向する2対の平行面となって
    2の開口をもつ直方体状の空洞を形成する如く位置する
    第1乃至4の側壁部と、 長方形の板状部材の1の角を含む所定部が、該角を挾む
    一方の短辺上の所定位置から一方の長辺上の所定位置に
    わたって切欠かれた形状の複数の冷却フィンとからな
    り、 前記複数の冷却フィンが、その前記長辺が前記空洞の長
    手方向と平行に、且つ前記一方の短辺が前記2の開口の
    一方側に配置すると共に少なくともその他方の長辺がそ
    れぞれ前記第3の側壁部の一方の面に当接する如く前記
    空洞内にあって等間隔に配置された構成をなし、 前記第3の側壁部の他方の面が、その面上において前記
    冷却フィンの長辺方向に並べられて熱的に結合される前
    記複数の発熱体との接合面とされ、前記冷却風が前記2
    の開口の一方側から流れ込むように使用されることを特
    徴とする放熱装置。
  4. 【請求項4】冷却風によって冷却されることにより、熱
    的に結合される複数の発熱体の放熱を促す放熱装置であ
    り、 それぞれの一方の面が、対向する2対の平行面となって
    2の開口をもつ直方体状の空洞を形成する如く位置する
    第1乃至4の側壁部と、 長方形の板状部材の1の角を含む所定部が、該角を挾む
    一方の短辺上の所定位置から一方の長辺上の所定位置に
    わたって切欠かれた形状の複数の冷却フィンとからな
    り、 前記複数の冷却フィンのうち第1のグループが、その前
    記長辺が前記空洞の長手方向と平行に、且つ前記一方の
    短辺が前記2の開口の一方側に位置すると共に他方の長
    辺が前記第3の側壁部の一方の面に当接する如く前記空
    洞内にあって等間隔に配置され、 前記複数の冷却フィンのうち第2のグループが、その前
    記長辺が前記空洞の長手方向と平行に、且つ前記一方の
    短辺が前記2の開口の一方側に位置すると共に他方の長
    辺が前記第3の側壁部と対向して配置された前記第4の
    側壁部の一方の面に当接する如く等間隔に配置され、 更に前記第1と第2のグループの各冷却フィンは互いに
    所定距離だけ離隔した構成をなし、 前記第3及び/又は第4の各側壁部の他方の面が、その
    面上において前記冷却フィンの長辺方向に並べられて熱
    的に結合される前記複数の発熱体との接合面とされ、前
    記冷却風が前記2の開口の一方側から流れ込むように使
    用されることを特徴とする放熱装置。
  5. 【請求項5】前記短辺の長さと前記1の角から前記一方
    の短辺上の所定位置までの距離との比が略3:2に設定
    され、且つ前記長辺の長さと前記1の角から前記一方の
    長辺上の所定位置までの距離との比が略4:3に設定さ
    れたことを特徴とする前記第3項又は第4項記載の放熱
    装置。
JP1989101387U 1989-08-30 1989-08-30 放熱装置 Expired - Lifetime JPH062314Y2 (ja)

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