JPWO2008105067A1 - 放熱部品 - Google Patents

Abstract

本発明は、隙間を空けて配列された複数枚の放熱フィンを備え、放熱フィンから、その放熱フィンの隙間を流れる空気に放熱する放熱部品に関し、放熱性能を維持しつつ塵埃の付着の低減化を図ることを目的とし、放熱フィンの、空気流入側端縁が、放熱フィンの配列方向に交互に又は循環的に異なる部分が切り欠かれた切欠形状を有し、好ましくは、空気流出側端縁も、上記の切欠形状を有し、その切欠形状は、その切欠形状を有する端縁を放熱フィンの配列方向に見たときに、隣接する放熱フィンの突出した部分どうしの間に隙間が形成されていることが好ましい。

Description

本発明は、隙間を空けて配列された複数枚の放熱フィンを備え、放熱フィンから、その放熱フィンの隙間を流れる空気に放熱する放熱部品に関する。

近年の電子機器の益々の高機能化に伴い、電子機器内部に高い演算能力を有する大規模ＬＳＩが搭載され、その益々の演算能力の向上に伴って発熱量が益々増大し、その大規模ＬＳＩの放熱を担う放熱部品にも益々の放熱性能の高さが要求されてきている。この放熱部品には通常、隙間を空けて多数枚配列された放熱フィンが備えられており、その放熱フィンの隙間に空気を流して、その放熱フィンから空気に熱を伝え、温度が上昇した空気を機器外部に排出するという放熱構造が採用されている。特許文献１，２には、より高い放熱性能を実現するために放熱フィンの形状や配列が工夫された構造が示されている。
特開平８−８８３０１号公報 特開平１１−１０３１８３号公報

ここで、上記のような多数枚配列された放熱フィンを備えた放熱部品における１つの大きな問題は、その放熱部品を搭載した電子機器を長期間使っているうちに、その放熱フィンの、空気流入側端縁に塵埃が付着してしまい、空気の流れが悪くなって放熱性能が劣化し、その結果、例えば大規模ＬＳＩ等の放熱対象の発熱部品が冷却されにくくなって高熱となり、その発熱部品の誤動作や劣化を引き起こし、ひいては、その発熱部品の破損、電子機器の動作停止を引き起こすおそれがあるという点である。

ここで、放熱フィンへの塵埃の付着を低減するには、放熱フィンどうしの間隔を広げることや、風量を下げることなどが考えられるが、いずれも放熱性能の低下を来たすため、発熱部品の発熱量の増大に伴って放熱性能の益々の向上が求められている中ではこのような対策は好ましくない。

本発明は、上記事情に鑑み、放熱性能を維持しつつ塵埃の付着の低減化が図られた放熱部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の放熱部品は、隙間を空けて配列された複数枚の放熱フィンを備え、放熱フィンから、その放熱フィンの隙間を流れる空気に熱を伝える放熱部品であって、放熱フィンの空気流入側端縁が、放熱フィンの配列方向に交互に又は循環的に異なる部分が切り欠かれた切欠形状を有することを特徴とする。

本発明の放熱部品は、放熱フィンの空気流入側端縁に上記の切欠形状を有するため、空気流入側端縁の空気流入開口が実質的に広がり、放熱性能を維持しつつ塵埃の付着が低減される。

ここで、本発明の放熱部品において、放熱フィンの空気流入側端縁が上記切欠形状を有することに加え、さらに放熱フィンの空気流出側端縁が上記切欠形状を有することが好ましい。

放熱フィンの空気流出側端縁が上記切欠形状を有すると、その分放熱フィンの隙間を流れる空気の抵抗が減って空気の流れが円滑化され、放熱性能の向上に役立つ。

また、本発明の放熱部品において、放熱フィンの、上記切欠形状を有する端縁を、その放熱フィンの配列方向に見たときに、隣接する放熱フィンの突出した部分どうしの間に隙間が形成されていることが好ましい。

この場合、隣接する放熱フィンどうしの空気流入側端縁の隙間が等価的にさらに広がり、塵埃の付着の一層の低減化が図られる。

また、本発明の放熱部品において、冷却対象の発熱部品から吸熱する吸熱板を備え、放熱フィンがその吸熱板上に立設していることが好ましい。

この構造を採用し、吸熱板が発熱部品から熱を吸収して放熱フィンに伝え、放熱フィンから空気に伝熱することによりその発熱部品からの放熱が行なわれる。

ここで、上記の吸熱板を備えた構造において、その吸熱板に接するとともに放熱フィンを貫通して吸熱板の熱を放熱フィンに伝える伝熱部材をさらに備えることが好ましい。

この伝熱部材を備えると、吸熱板の熱が一層効率的に放熱フィンに伝えられる。

さらに、本発明の放熱部品において、放熱フィンの隙間に空気流を形成するファンを備えることが好ましい。

ファンを一体的に備えることにより、ファンの取付構造を別途設計したりファンを別途用意する必要がなくなり、好都合である。

その場合に、そのファンは、放熱フィンの隙間に空気を送り込むファンであってもよく、あるいは、そのファンは、放熱フィンの隙間から空気を送り出すファンであってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、放熱性能が維持され、かつ塵埃の付着が低減化される。

本発明の第１実施形態としての放熱部品の斜視図である。 図１に示す放熱部品の上面図である。 図１に示す放熱部品の正面図である。 図１に示す放熱部品の側面図である。 図１に示す円Ｒ１の部分の拡大図である。 図３に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。 本発明の第２実施形態としての放熱部品の斜視図である。 図７に示す放熱部品の側面図である。 図８に示す円Ｒ３の部分の拡大図である。 図７に示す放熱部品を構成する吸熱板の概略斜視図である。 図７に示す放熱部品を構成するヒートパイプの形状を示す概要図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態としての放熱部品の斜視図、図２は、図１に示す放熱部品の上面図、図３は、図１に示す放熱部品の正面図、図４は、図１に示す放熱部品の側面図である。

また、図５は、図１に示す円Ｒ１の部分の拡大図、図６は、図３に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。

この放熱部品１０は、吸熱板１１と、隙間を空けて配列された多数枚の放熱フィン１２とから構成されている。吸熱板１１は、伝熱効率の高い金属、例えば銅などで作られており、その下面が発熱部品（図示せず）に当てがわれてその発熱部品から熱を吸収する役割りと、多数枚の放熱フィン１２がかしめられてそれら多数枚の放熱フィン１２を保持するとともにそれらの放熱フィン１２に熱を伝える役割りとを担っている。放熱フィン１２は、例えばアルミニウムや銅等、これも伝熱効率の高い材料で構成されている。発熱部品から吸熱板１１に伝えられた熱はさらに放熱フィンに伝えられ、放熱フィン１２の隙間を流れる空気に伝えられる。熱を吸収して高温になった空気は、発熱部品や放熱部品１０が内蔵された電子機器等の外部に排出される。

ここで、この放熱部品１０を構成する多数枚の放熱フィン１２の上端縁と両側の側端縁には図５に拡大して示すような切欠形状が形成されている。すなわち、１枚１枚の放熱フィンは、その端縁が凹凸を繰り返すように切り欠かれた形状を有し、かつ、ここに示す例では、隣接する放熱フィンどうしで凸部１２ａ，１２ｂが重ならずに、かつ図６に示すように凸部１２ａ，１２ｂどうしの間に隙間ｇ，ｈが形成されるように、交互に異なる位置に凸部が形成されている。

このため、放熱フィン１２の隙間への空気流入端縁および放熱フィン１２の隙間からの空気流出端縁の実質的な開口（図５に示す１枚おきの放熱フィンどうしの間隔ｄや隣接する放熱フィンの凸部どうしの間隔ｅ）が広く形成され、空気流入端縁への塵埃の付着が低減化され、かつ放熱フィンの隙間を通る空気流の抵抗が低減されて空気流が一層スムーズに流れるため、この点も塵埃の付着防止に役立ち、さらに放熱性能の向上にもつながっている。

尚、ここに示す例では、放熱フィンの配列方向に見たときに、図６に示すように凸部どうしの開口隙間ｇ，ｈが形成されており、好ましい態様であるが、これらの隙間ｇ，ｈが存在しないように、例えば凸部の一部どうしが重なるように交互に凸部が形成されていても、放熱フィンの空気流入端縁や空気流出端縁の全体としての実質的開口の広がりが確保されるため、それらの隙間ｇ，ｈは必ずしも形成されている必要はない。

また、ここに示す例では、放熱フィンの、空気流入端縁と空気流出端縁との区別なしに、吸熱板１１にかしめられた側の端縁を除く三方に切欠形状を有しているが、空気流入端縁と空気流出端縁があらかじめ分かっている場合は、空気流入端縁のみに上記の切欠形状を有していればよい。塵埃は、空気流入端縁に付着するため、空気流入端縁に上記の切欠形状を有していれば塵埃の付着の低減化が図られる。

さらに、ここに示す例では、隣接する放熱フィンどうしで交互に異なる部分が切り欠かれているが、例えば放熱フィン３枚ごとあるいは４枚ごとに同じ位置に切り欠きが形成されるように、３枚あるいは４枚で一巡するように循環的に異なる位置に切り欠きが形成されていてもよい。

図７は、本発明の第２実施形態としての放熱部品の斜視図、図８は、図７に示す放熱部品の側面図である。

また、図９は、図８に示す円Ｒ３の部分の拡大図である。

さらに、図１０は、図７に示す放熱部品を構成する吸熱板の概略斜視図、図１１は、図７に示す放熱部品を構成するヒートパイプの形状を示す概要図である。

この第２実施形態としての放熱部品２０には、その下端に吸熱板２１が備えられている。

この吸熱板２１は、図１０に示すように発熱部品（図示せず）から熱を吸収する吸熱部２１１と、図７に示す放熱部品２０を固定するための４本のアーム部２１２とで構成されている。

この実施形態では、吸熱部２１１は良好な吸熱性を確保するために銅で形成されており、その４隅にアルミニウム製のアーム部２１２がかしめ接続されている。吸熱部２１１には、２本の長溝２１１ａが形成されており、それら２本の長溝２１１ａ内には後述するヒートパイプ２５（図１１参照）が配置される。また、４本のアーム部２１２には、上下に貫通する取付穴２１２ａが設けられている。その取付穴２１２ａには、図７に示すように、ネジ部品２２が貫通しており、それらのネジ部品２２を使って、この伝熱部品２０が、発熱部品の上面に吸熱部２１１の下面を押し当てた状態で電子機器の筐体等に固定される。尚、バネ部材２３は、この伝熱部品２０を吸熱部２１１の下面を発熱部品に当てがった状態で筐体等に安定的に取り付けることができるようにするための工夫である。

また、図７，図８に示す放熱部品２０には、吸熱部２１１にかしめ固定された多数枚の放熱フィン２４が配列されている。これらの放熱フィン２４の、ファン２６によって覆われた上面、および両側面は、図９に示すような切欠形状を有している。この切欠形状自体は前述の第１実施形態の放熱部品１０を構成する放熱フィン１２の切欠形状と同一であり、ここでの重複説明は省略する。

また、この放熱部品２０には、図１１に示すような形状のヒートパイプ２５が備えられている。このヒートパイプ２５の一端側は、吸熱板２１の吸熱部２１１に形成された長溝２１１ａに嵌入され、そこから延在しカーブを描いて折り返して放熱フィン２４の配列方向に延びて多数板の放熱フィン２４を貫通している。

このヒートパイプ２５の存在により、発熱部品から吸熱部２１１で吸収した熱が、そのヒートパイプ２５を通って放熱フィン２４に効率的に伝えられる。

さらに、図７，図８に示す放熱部品２０には、放熱フィン２４の上端縁を覆う位置にファン２６が備えられている。このファン２６は、放熱フィン２４の上端縁から放熱フィン２４に向かって送風するものであり、ファン２６により放熱フィン２４の上端縁から放熱フィン２４の隙間に送り込まれた空気は放熱フィン２４の隙間を通る間に放熱フィン２４から熱を吸収し、さらに吸熱板２１に当たって吸熱板２１からも直接に熱を吸収して放熱フィン２４の両側縁から排気される。

この放熱フィン２４の上端縁も、その放熱フィン２４の側端縁に形成されている切欠形状と同様の切欠形状を有し、したがってその放熱フィン２４の上端縁である空気流入側端縁への塵埃の付着が低減される。

尚、この第２実施形態のファン２６は、放熱フィン２４に向かって送風するファンであると説明したが、このファン２６は、放熱フィン２４から空気を吸い出す方向に送風するファンであってもよい。その場合、放熱フィン２４の両側端縁が空気流入端縁となるが、この放熱フィン２４は、その両側端縁にも切欠形状を有しており、したがってこの場合も、その空気流入端縁である両側端縁への塵埃の付着の低減化が図られる。

Claims (8)

1. 隙間を空けて配列された複数枚の放熱フィンを備え、該放熱フィンから、該放熱フィンの隙間を流れる空気に熱を伝える放熱部品において、
   前記放熱フィンの空気流入側端縁が、該放熱フィンの配列方向に交互に又は循環的に異なる部分が切り欠かれた切欠形状を有することを特徴とする放熱部品。
2. 前記放熱フィンの空気流入側端縁が前記切欠形状を有することに加え、さらに該放熱フィンの空気流出側端縁が、前記切欠形状を有することを特徴とする請求項１記載の放熱部品。
3. 前記放熱フィンの、前記切欠形状を有する端縁を該放熱フィンの配列方向に見たときに、隣接する放熱フィンの突出した部分どうしの間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１記載の放熱部品。
4. 冷却対象の発熱部品から吸熱する吸熱板を備え、前記放熱フィンが該吸熱板上に立設していることを特徴とする請求項１記載の放熱部品。
5. 前記吸熱板に接するとともに前記放熱フィンを貫通して該吸熱板の熱を前記放熱フィンに伝える伝熱部材をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の放熱部品。
6. 前記放熱フィンの隙間に空気流を形成するファンを備えたことを特徴とする請求項１記載の放熱部品。
7. 前記ファンが、前記放熱フィンの隙間に空気を送り込むファンであることを特徴とする請求項６記載の放熱部品。
8. 前記ファンが、前記放熱フィンの隙間から空気を送り出すファンであることを特徴とする請求項６記載の放熱部品。

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