JPH0754876B2 - ヒ−トシンク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、パワートランジスタ等の発熱素子の冷却の為
に用いられるヒートシンク装置に関するものである。

従来の技術 従来より、パワートランジスタ、パワーIC、セメント抵
抗等の発熱素子が発生する熱を放熱し、これら素子の過
度な温度上昇を防ぐ為にヒートシンクが使用されてい
る。

第４図は発熱素子が取り付けられたヒートシンクの斜視
図であり、図に於て11はパワートランジスタ等の発熱素
子であり、12はアルミニウム等、熱伝導性の良好な材質
にて形成されると共に複数のフィン12aが一体に形成さ
れたヒートシンクである。

ところで、上記したパワートランジスタ等の発熱素子に
対し連続的に通電し、全体温度が平衡状態に達している
場合、この発熱素子の温度は次式に従うことが知られて
いる。

（Ｔ−ｔ）∝Q/（ｋ＊Ａ） ここで、T:発熱素子温度 t:周囲温度 Q:ヒートシンクに取り付けた 発熱素子の総発熱量 k:放熱効率 A:ヒートシンク表面積 従って、ヒートシンクにより発熱素子の温度をより下げ
るためには、ヒートシンク表面積を増大させるか、或は
放熱効率を高めるため冷却ファンを併用する等の手段が
用いられている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、冷却ファンを用いない前者の方法では自
然対流による放熱が主であり放熱効率が悪く、充分な冷
却能力を得るにはヒートシンク表面積が大きくなり、ス
ペース上大きな問題となっている。

また、後者のように冷却ファンを併用する場合に於て
は、第５図に示す様に冷却ファン13を本体14の外箱に取
付けるものと、第６図に示すように機器本体14の内部に
発熱素子と冷却ファンを近接させて配置するものとがあ
るが、冷却ファンを外箱に取り付けるものに於てはその
取付け位置によってはヒートシンク12との距離が離れ、
ファンによる風が拡散しヒートシンクへの送風量が減少
し冷却効果が悪くなるということがある。また、機器本
体14の内部に冷却ファンとヒートシンクとを近接させて
配置するものに於てはヒートシンクへの送風量は十分と
なるが、機器本体14の内部で冷却ファン13がスペースを
占有するので、他の部品の実装上非常な制約となるとい
う問題点があった。

そこで、本発明は、上記した種々の問題点を解決し、ヒ
ートシンクの冷却能力の向上と省スペース化を実現し、
更に機器本体内部のヒートシンクに取り付けられていな
い他の発熱素子をも効果的に冷却することのできるヒー
トシンク装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のヒートシンク装置
は、ヒートシンク基盤と、前記ヒートシンク基盤に少な
くとも一部を固定した駆動手段と、前記駆動手段により
回転するファンと、前記ファンの周縁部に沿って立設さ
れた複数のフィンとを備え、前記フィンは少なくとも一
方向の風量が他方向と異なるように立設している。

作用 上記構成としたことにより、本発明のヒートシンク装置
はヒートシンクの形状を大型化することなく冷却能力を
向上させることができるとともに、機器内部への実装の
際の省スペース化が図れ、更にヒートシンクに取り付け
ていない他の複数の発熱素子をも効果的に冷却すること
ができる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図乃至第３図は本発明のヒートシンク装置の第１実
施例である。図に於て１はヒートシンク基盤であり、こ
のヒートシンク基盤１の一方の側面には冷却ファン装置
２のモータ2aが接着・ビス締め・圧入等の固着法により
固定されており、他方の側面には発熱素子３を取り付け
ることができるようになっている。また、ヒートシンク
基盤より突設された複数のフィン1aは前記モータ2aの回
転軸に固定されたファン2bを囲むように配設されてお
り、このフィン1aは前記ファン2bのファンケーシングの
役割も果たす。

更にフィン1aは、所望の方向へ集中してファン2bより誘
起された風を偏向させる形状とするとともに、各方向よ
り流出される風量が所望の量となるように配設されてい
る。すなわち、図に於ては矢印Ｅ方向とＦ方向とＧ方向
の３方向へ集中して風が流出するようにフィン1aは配置
されている。

以上のように構成された本実施例のヒートシンク装置に
於て、発熱素子２から発生した熱はフィン1aを含むヒー
トシンク基盤１全体に熱伝導により拡散する。ファン2b
により誘起された風は、第１図、第２図に於て矢印で示
したようにフィン1aの外壁に沿って流れる間に熱を奪
い、ヒートシンク基盤外へ流出するのであるが、フィン
1aを通過する間に、任意の各方向毎に集中して吹き出る
よう風向を偏向し、また各方向毎のフィン間の風通過総
断面積を変えることで、これに比例して風量を方向毎に
変えて流出させることが出来る。

尚、第１図では、Ｅ方向に強、Ｆ方向に中、Ｇ方向に弱
の風量となるよう冷却フィン1aを配置している。

ところで、本実施例に於てはヒートシンクと冷却ファン
装置とを一体に構成しているので、ファン2bの風を直接
効果的にフィン1aに当てることができ、フィン1aからの
放熱効率を飛躍的に増大させることができる。

従って、ヒートシンクの冷却能力を同一にした場合には
ヒートシンクの形状を小型化することが可能である。

さらに、ファン2bのファンケーシングをフィン1aによっ
て構成しているためヒートシンク基盤１と冷却ファン装
置を一体にしたにも拘わらず、全体としての大きさはそ
れほど変化しない。

従って、機器本体内部に本ヒートシンク装置を配置して
も他の部品に対し実装上の制約を与えることもなく、前
述したところのヒートシンクの小型化と相まって大幅な
省スペースが実現でき、機器の小型化・薄型化をはかる
ことができる。

又、フィン1aを通過した風をヒートシンクに取り付けた
以外の機器内の他の発熱素子に向けて、その発熱量に比
例した風量を吹き当てるようにすることもできる。従っ
て、ヒートシンクに取り付けられていない他の複数の発
熱素子に対しても効果的な冷却を行うことができる。

尚、フィンから流出する風はフィン1aを通過する間に温
度が上昇することが考えられるが、その上昇値はたかだ
か数度であり現実的な問題とはならない。

また、使用するファンの種類としては、軸流・遠心・斜
流・横流式等のいずれを使用しても良いことはもちろん
である。

発明の効果 以上の説明にて明らかとなったように、本発明のヒート
シンク装置はヒートシンク基盤と、前記ヒートシンク基
盤に少なくとも一部を固定した駆動手段と、前記駆動手
段により回転するファンと、前記ファンの周縁部に沿っ
て立設され複数のフィンとを備え、前記フィンは少なく
とも一方向の風量が他方向と異なるように立設している
ため、冷却効率に優れるとともに、大幅な省スペース化
が図れるという優れた効果を奏する。

更に、放熱フィンの形状及び配置を工夫し、ヒートシン
ク装置から流出する風を所望の方向に風量を違えて吹き
出すことができるよう構成し且つその風の流出方向に他
の複数の発熱素子を配設しさえすればその複数の発熱素
子をも効果的に冷却することができるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例に係るヒートシンク装置の正面
図、第２図は同実施例のヒートシンク装置の断面図、第
３図は同実施例のヒートシンク装置の背面図、第４図は
従来のヒートシンクの斜視図、第５図は冷却ファンを機
器の外箱に装着した状態を示す図、第６図は冷却ファン
を機器内部においてヒートシンクと対向させて配置した
状態を示す図である。 １……ヒートシンク基盤、1a……フィン ２……冷却ファン、2a……モータ 2b……ファン、３……発熱素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒートシンク基盤と、前記ヒートシンク基
   盤に少なくとも一部を固定した駆動手段と、前記駆動手
   段により回転するファンと、前記ファンの周縁部に沿っ
   て立設された複数のフィンとを備え、前記フィンは少な
   くとも一方向の風量が他方向と異なるように立設したこ
   とを特徴とするヒートシンク装置。