JPH0964250A

JPH0964250A - 電子部品用空冷装置

Info

Publication number: JPH0964250A
Application number: JP21053695A
Authority: JP
Inventors: Hitoya Nakamura; 人也仲村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-03-07
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: JP2891141B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートシンクを使用して電子部品を冷却する
ときに自然空冷および強制空冷の何れでも高い熱伝達特
性が得られるようにする。【解決手段】ヒートシンク１２に板状の放熱フィン１
６を厚み方向に間隔をおいて複数並設する。各放熱フィ
ン１６の間にモータ駆動式ファン１３をそれぞれ配置す
る。各ファン１３を、フィン列を貫通する駆動軸１８に
それぞれ軸装するとともに、ヒートシンク１２の外側面
のモータ１９に前記駆動軸１８を介して連結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品をヒート
シンクによって冷却する電子部品用空冷装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品を冷却するためのヒート
シンクとしては図２および図３に示すように構成したも
のがある。図２は放熱フィンを備えた従来のヒートシン
クを示す斜視図、図３は放熱ピンを備えた従来のヒート
シンクを示す斜視図である。

【０００３】これらの図において符号１はヒートシンク
で、図２に示したヒートシンク１は、基部２に薄板状の
放熱フィン３を厚み方向に間隔をおいて複数枚並べて設
けている。前記基部２は、放熱フィン３とは反対側の側
面を平坦に形成し、発熱し易い電子部品、例えば半導体
装置などにこの平坦面を密着させる構造になっている。

【０００４】図３に示すヒートシンク１は、板状の基部
４の一側面に円柱状の放熱ピン５を多数立設している。
このヒートシンク１も、前記基部４における放熱ピン５
とは反対側の側面を平坦に形成し、発熱し易い電子部品
にこの平坦面を密着させる構造になっている。

【０００５】このように構成したヒートシンク１を電子
部品に取付けることによって、電子部品の実質的な表面
積を放熱フィン３や放熱ピン５によって増大させ、放熱
性を高めることができる。すなわち、ヒートシンク１を
電子部品に取付けることにより、電子部品の熱が基部
２，４に伝達され、ここから放熱フィン３、放熱ピン５
に伝導されて空気中に放散される。このとき、放熱フィ
ン３や放熱ピン５から熱が伝達されて温度が上昇した周
辺空気が対流現象によって上昇し、相対的に低温な空気
が新たに放熱フィン３や放熱ピン５に触れるという現象
を繰り返すことによって、冷却が継続して行われる。

【０００６】このようにヒートシンク１の周辺の空気が
対流することを利用するいわゆる自然空冷では、ヒート
シンク１を装置筐体内に配置したときには空気が流れ難
いことから冷却効率が低下してしまう。従来、このよう
な場合には、装置筐体に送風ファンを取付けて強制空冷
を行っている。

【０００７】強制空冷を行うと、送風ファンによって装
置筐体内に空気の流れが発生し、ヒートシンク１によっ
て加温された空気を装置筐体の外に排出するとともに、
装置強体内のヒートシンク１に相対的に低温な空気を強
制的に流すことが可能になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うなヒートシンク１では、放熱フィン３や放熱ピン５な
どの放熱部から周辺の空気に熱が放散されるときの熱伝
達特性を高めることが課題であった。

【０００９】すなわち、ヒートシンク１を自然空冷で使
用する場合、前記放熱部の周囲の空気が対流することに
より冷却が行われるが、空気が対流することきの流速は
きわめて遅いからである。また、ヒートシンク１を強制
空冷で使用する場合、相対的に低温な空気に前記放熱部
が晒されればよいが、装置筐体内には他の電子部品が多
数存在していることからこれらの電子部品によって空気
の流通経路が複雑に変えられてしまい、ヒートシンク１
が空気の流通経路上に位置づけられないことがあるから
である。

【００１０】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、ヒートシンクを使用して電子部品を
冷却するときに自然空冷および強制空冷の何れでも高い
熱伝達特性が得られるようにすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る電子部
品用空冷装置は、ヒートシンクの板状のフィンを厚み方
向に間隔をおいて複数並設し、各フィンの間にモータ駆
動式ファンをそれぞれ配置し、各ファンを、フィン列を
貫通する駆動軸にそれぞれ軸装するとともに、ヒートシ
ンクの外側面のモータに前記駆動軸を介して連結したた
め、ファンが回転することによりフィンどうしの間の空
気が外方に向けて吹き飛ばされる。

【００１２】第２の発明に係る電子部品用空冷装置は、
第１の発明に係る電子部品用空冷装置において、ファン
をフィンの主面の中心より端縁側に位置づけたから、フ
ァン回転時に吹き飛ばされる空気のうち、フィンの主面
の中心に対してファンが偏倚される方向へ吹き飛ばされ
る空気は、フィンの表面に触れる距離が相対的に短いか
ら流れるときの抵抗が小さい。このため、空気はフィン
の端縁側へ向けて吹き飛ばされ易く、これとは反対側、
すなわちフィンの中心側へは吹き飛ばされ難い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電子部品用空
冷装置を図１によって詳細に説明する。図１は本発明に
係る電子部品用空冷装置を示す図で、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は（ｂ）図におけ
るI−I線断面図である。

【００１４】これらの図において、１１はこの実施の形
態による電子部品用空冷装置で、この空冷装置１１は、
ヒートシンク１２にモータ駆動式ファン１３を複数取付
けることによって構成している。前記ヒートシンク１２
は、例えばアルミニウム材のような熱伝導率の高い金属
材料によって形成し、電子部品１４に密着する基部１５
に板状の放熱フィン１６を一体に立設している。前記電
子部品１４は、発熱し易い例えば半導体装置などであ
り、基板１７に実装させている。なお、この実施の形態
では、基板１７を立てた状態とし、電子部品１４の鉛直
面にヒートシンク１２の基部１５を取付けている。

【００１５】ヒートシンク１２の前記放熱フィン１６
は、図１（ｃ）に示すように側方から見て長方形となる
ように形成し、空気流通空間がヒートシンク１２内に形
成されるように、厚み方向に等間隔おいて複数並べてい
る。この実施の形態では、上述したように電子部品１４
の鉛直面に基部１５を取付けていることから、放熱フィ
ン１６はその主面を鉛直方向と平行とした状態で基部１
５から水平方向に延びている。これにより、放熱フィン
１６どうしの間の前記空気流通空間は、ヒートシンク１
２の上下および正面に開放される。

【００１６】前記ファン１３は、図１（ｃ）に示すよう
に、断面略へ字状の羽根１３ａを６枚、放射状に並べた
遠心ファンであり、放熱フィン１６に貫通させて回転自
在に支持させた駆動軸１８にこれと一体に回転するよう
に軸装している。前記駆動軸１８は、各放熱フィン１６
に水平方向に支架されるように全ての放熱フィン１６を
貫通し、一端にモータ１９を連結している。このモータ
１９は、最も外側に位置づけられた放熱フィン１６の外
側面に固定している。

【００１７】また、この駆動軸１８における放熱フィン
１６どうしの間の前記空気流通空間に露出する部位に、
前記ファン１３をそれぞれ取付けている。このため、フ
ァン１３は、ヒートシンク１２に形成される空気流通空
間の全てにそれぞれ配置され、しかも、駆動軸１８を介
してそれぞれモータ１９に連結される。

【００１８】前記ファン１３の配設位置は、放熱フィン
１６の主面の中心より端縁側に偏倚するように設定して
いる。放熱フィン１６の主面の中心とは、図１（ｃ）中
に一点鎖線で示す放熱フィン１６の対角線が交差する点
であり、放熱フィン１６の端縁とは、上端、下端あるい
は基部１５とは反対側となる突出端のことである。この
実施の形態では、ファン１３を前記中心より放熱フィン
１６の下端側かつ突出端側に偏倚させている。

【００１９】このように構成した電子部品用空冷装置１
１は、ヒートシンク１２を電子部品１４に密着させた状
態でモータ１９を駆動して使用する。ヒートシンク１２
を電子部品１４に取付けることにより、電子部品１４の
熱は、ヒートシンク１２の基部１５に伝達されてここか
ら放熱フィン１６に伝導され、放熱フィン１６の周囲の
空気中に放散される。

【００２０】そして、モータ１９を駆動すると、駆動軸
１８とともに全てのファン１３が回転し、放熱フィン１
６どうしの間の空気流通空間の空気がファン１３によっ
て外方に吹き飛ばされる。なお、ファン１３の回転方向
は、図１（ｃ）において右回りに設定している。

【００２１】したがって、このように空気流通空間の空
気が吹き飛ばされることにより、空気流通空間に強制的
に空気流を発生させて大量の空気を高速に出入りさせる
ことができる。すなわち、放熱フィン１６によって暖め
られた空気が対流によって上昇するより速く吹き飛ばさ
れ、放熱フィン１６に相対的に低温な空気が速く触れる
ようになる。

【００２２】また、ファン１３を放熱フィン１６の主面
の中心より端縁側に位置づけたから、ファン回転時に吹
き飛ばされる空気のうち、放熱フィン１６の主面の中心
に対してファン１３が偏倚される方向へ吹き飛ばされる
空気｛図１（ｃ）中に白抜き矢印で示す｝は、放熱フィ
ン１６の表面に触れる距離が相対的に短いから流れると
きの抵抗が小さい。このため、空気は放熱フィン１６の
端縁側へ向けて吹き飛ばされ易く、これとは反対側、す
なわち放熱フィン１６の中心側へは吹き飛ばされ難い。
したがって、ファン１３内の空気の圧力分布に偏りが生
じるから、高圧側から低圧側へ空気が流れてファン１３
内でも空気を流通させることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る電
子部品用空冷装置は、ヒートシンクの板状のフィンを厚
み方向に間隔をおいて複数並設し、各フィンの間にモー
タ駆動式ファンをそれぞれ配置し、各ファンを、フィン
列を貫通する駆動軸にそれぞれ軸装するとともに、ヒー
トシンクの外側面のモータに前記駆動軸を介して連結し
たため、ファンが回転することによりフィンどうしの間
の空気が外方に向けて吹き飛ばされる。

【００２４】このため、フィン間に強制的に空気流を発
生させて大量の空気を高速に出入りさせることができる
から、高い熱伝達特性が得られる。この結果、自然空冷
および強制空冷の何れであっても、本発明に係る空冷装
置を取付けた電子部品を、その熱を効率よく放散させて
充分に冷却できる。

【００２５】第２の発明に係る電子部品用空冷装置は、
第１の発明に係る電子部品用空冷装置において、ファン
をフィンの主面の中心より端縁側に位置づけたから、フ
ァン回転時に吹き飛ばされる空気のうち、フィンの主面
の中心に対してファンが偏倚される方向へ吹き飛ばされ
る空気は、フィンの表面に触れる距離が相対的に短いか
ら流れるときの抵抗が小さい。このため、空気はフィン
の端縁側へ向けて吹き飛ばされ易く、これとは反対側、
すなわちフィンの中心側へは吹き飛ばされ難い。

【００２６】したがって、ファン内の空気の圧力分布に
偏りが生じるから、高圧側から低圧側へ空気が流れてフ
ァン内でも空気を流通させることができ、ファンをフィ
ン間に配置する構成であってもこれが空転することを防
ぐことができる。この結果、フィン間に確実に空気流を
発生させることができるから、より一層高い熱伝達特性
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品用空冷装置を示す図で
ある。

【図２】放熱フィンを備えた従来のヒートシンクを示
す斜視図である。

【図３】放熱ピンを備えた従来のヒートシンクを示す
斜視図である。

【符号の説明】

１１…電子部品用空冷装置、１２…ヒートシンク、１３
…ファン、１４…電子部品、１６…放熱フィン、１８…
駆動軸、１９…モータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品をこれに密着させたヒートシン
クによって冷却する電子部品用空冷装置において、前記
ヒートシンクのフィンを板状に形成してこのフィンを厚
み方向に間隔をおいて複数並設し、各フィンの間にモー
タ駆動式ファンをそれぞれ配置してなり、各ファンを、
フィン列を貫通して延びる駆動軸にそれぞれ軸装すると
ともに、ヒートシンクの外側面に取付けたモータに前記
駆動軸を介して連結したことを特徴とする電子部品用空
冷装置。
【請求項２】請求項１記載の電子部品用空冷装置にお
いて、ファンをフィンの主面の中心より端縁側に位置づ
けたことを特徴とする電子部品用空冷装置。