JP2001102508A - Heat sink device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートシンク装置
に関するものである．BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat sink device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のヒートシンク装置について図２４
に示す。図２４は、特開昭６２−４９７００号公報に記
載のヒートシンクであり、ヒートシンクベース２１と、
前記ヒートシンクベース２１に直接固定した駆動モータ
２２と、前記駆動モータ２２により回転する軸流ファン
２３と、前記ファン２３の側面の少なくとも一部と直接
対向し、しかも前記ファン２３を囲むとように設けられ
た一様な肉厚を有するフィン２４を有する。本従来例
は、ファン２３により駆動された気流が、隣接し合うフ
ィン２４により形成される風路を通過する間に該フィン
２３との間で熱交換を行い、ヒートシンクベース２１が
冷却される。2. Description of the Related Art FIG.
Shown in FIG. 24 shows a heat sink described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-49700.
A drive motor 22 directly fixed to the heat sink base 21, an axial fan 23 rotated by the drive motor 22, and provided so as to directly face at least a part of a side surface of the fan 23 and surround the fan 23. Fin 24 having a uniform thickness. In this conventional example, the airflow driven by the fan 23 exchanges heat with the fins 23 while passing through the air path formed by the adjacent fins 24, and the heat sink base 21 is cooled.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本従来例によれば、フ
ァン２３により駆動された気流は、ファン直下のヒート
シンクベース２１に衝突した後、ヒートシンクベース面
に沿った方向に偏向させられ、ヒートシンクベース２１
の端部に向かって流れ去るので、偏向される際に遠心力
の作用でヒートシンクベース面側に縮流して速度が増加
し、実質的な気流通過断面が減少する。したがって、フ
ィン２４の高さ方向の内で実際に気流が通過するのは、
ヒートシンクベース２１の近傍のみであり、実質的な伝
熱面積は小さい。したがって、フィン２４の高さを増し
ても実質的な伝熱面積を増加させられないため、性能向
上には限界があるという問題点があった。According to this conventional example, the airflow driven by the fan 23 collides with the heat sink base 21 immediately below the fan, and is deflected in the direction along the heat sink base surface. 21
When it is deflected, it flows toward the heat sink base surface side due to the effect of centrifugal force when it is deflected, so that the velocity increases and the substantial air flow cross section decreases. Therefore, the airflow actually passes in the height direction of the fins 24,
Only in the vicinity of the heat sink base 21, the substantial heat transfer area is small. Therefore, even if the height of the fins 24 is increased, the substantial heat transfer area cannot be increased, and there is a problem that the performance improvement is limited.
【０００４】このような問題を回避するため、フィンの
枚数を増やす、あるいはフィンの厚みを増して相対的に
風路幅を減少させ摩擦抗力を増大化させることにより、
フィンの上部に気流を導くことが考えられるが、使用環
境中に存在する粉塵などが風路上に堆積してフィン間風
路が閉塞するおそれがあること、またフィンの製造上の
制約によりフィンの枚数が制限されることから、このよ
うな方法には限界がある。また、風路幅を一様に減少さ
せると、全体として圧力損失が大きくなり風量が低下す
るため、結局満足な性能が得られないという問題点があ
った。In order to avoid such a problem, the number of fins is increased, or the thickness of the fins is increased to relatively reduce the width of the air path and increase the frictional drag.
Although it is conceivable that airflow may be led to the upper part of the fins, dust present in the use environment may accumulate on the air passage and block the air passage between the fins. Because of the limited number of sheets, such methods have limitations. In addition, if the width of the air passage is reduced uniformly, the pressure loss becomes large as a whole, and the air flow is reduced. As a result, satisfactory performance cannot be obtained.
【０００５】本願発明は、以上のような問題点に鑑みて
なされたものであり、冷媒の通路における冷媒の流速分
布が、ヒートシンクベース表面に垂直な方向において、
ほぼ均一となるヒートシンク装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the above-described problems, and the flow velocity distribution of the refrigerant in the refrigerant passage is such that the distribution in the direction perpendicular to the surface of the heat sink base is
It is an object of the present invention to provide a substantially uniform heat sink device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係るヒートシ
ンク装置は、裏面において被冷却体に近接するヒートシ
ンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立設さ
れた一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表面に
対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒートシン
クベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンとを備
えたヒートシンク装置において、上記通路における上記
冷媒の流れが、上記一対のフィンのいずれか一方の上記
ヒートシンクベース表面から離れた部分に当たるもので
ある。A heat sink device according to the present invention includes a heat sink base on the back surface which is close to the object to be cooled, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a heat sink base on the surface of the heat sink base. In the heat sink device, which is provided to face and includes a fan that feeds a refrigerant into a passage surrounded by the pair of fins and the heat sink base, the flow of the refrigerant in the passage is one of the pair of fins. This corresponds to a portion separated from the heat sink base surface.
【０００７】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記通路における
上記冷媒の流れを上記ヒートシンクベース表面から離れ
る方向に変化させる障害物を設けたものである。[0007] A heat sink base on the back surface close to the object to be cooled, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. A heat sink device comprising: a fan for feeding a refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base; and an obstacle for changing a flow of the refrigerant in the passage in a direction away from a surface of the heat sink base.
【０００８】又、障害物はヒートシンクベース表面から
突出しているものである。The obstacle protrudes from the surface of the heat sink base.
【０００９】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記一対のフィン
のいずれか一方のヒートシンクベース近傍における幅
は、上記ファンに近い部分よりも該ファンから離れた部
分の方が広く、かつ、このファンから離れた部分におけ
るフィンの幅は、上記ヒートシンクベース表面から離れ
るにつれて狭くなるものである。A heat sink base on the back surface close to the object to be cooled; a pair of fins erected on the surface of the heat sink base; and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. A fan that feeds the refrigerant into a passage surrounded by the heat sink base, wherein the width of one of the pair of fins in the vicinity of one of the heat sink bases is greater in a portion farther from the fan than in a portion closer to the fan. The width of the fin is wider, and the width of the fin at a portion away from the fan becomes narrower as the distance from the heat sink base surface increases.
【００１０】又、ファンから離れた部分におけるフィン
の幅は、ヒートシンクベース表面から離れるにつれて階
段状に減少するものである。In addition, the width of the fin at a portion away from the fan decreases stepwise as the distance from the surface of the heat sink base increases.
【００１１】又、ファンから離れた部分におけるフィン
の幅はヒートシンクベース表面から離れるにつれて折れ
線状に単調減少し、かつ、この折れ線を形成する線分は
上記ヒートシンクベース表面から離れるほど傾きが緩や
かになるものである。In addition, the width of the fin at a portion away from the fan decreases monotonously in a polygonal manner as the distance from the surface of the heat sink base increases, and the slope of the line forming the polygonal line becomes gentler as the distance from the surface of the heat sink base increases. Things.
【００１２】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記通路のヒート
シンクベース近傍における幅はファンに近い部分よりも
該ファンから離れた部分の方が狭く、かつ、このファン
から離れた部分における通路の幅は上記ヒートシンクベ
ースから離れるほど広くなるものである。A heat sink base on the back surface close to the object to be cooled; a pair of fins standing on the surface of the heat sink base; and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. A fan that feeds refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base, wherein a width of the passage near the heat sink base is smaller at a portion away from the fan than at a portion near the fan, and the fan The width of the passage at a portion away from the heat sink base increases as the distance from the heat sink base increases.
【００１３】又、通路のファンから離れた部分における
ヒートシンクベースの表面には、該ヒートシンクベース
を基準とする高さが一対のフィンのいずれよりも低く、
かつ該一対のフィンとは異なるフィンが立設されている
ものである。The height of the heat sink base on the surface of the passage away from the fan is lower than that of either of the pair of fins.
Further, a fin different from the pair of fins is provided upright.
【００１４】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記ファンと対向
する位置から上記フィンが立設された位置にかけて、上
記ヒートシンクベースの厚さは上記ファンから離れるに
つれ薄くなり、しかも、上記ヒートシンクベースの上記
ファンと対向する位置における厚さよりも、上記一対の
フィンのいずれか一方の上記ヒートシンクベースを基準
とする高さと上記ヒートシンクベースの該フィンが立設
された部分の厚さとの和の方が大きいものである。A heat sink base on the back surface close to the object to be cooled; a pair of fins erected on the surface of the heat sink base; and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. In a heat sink device having a fan for sending a coolant to a passage surrounded by a heat sink base, a thickness of the heat sink base decreases from a position facing the fan to a position where the fin stands up, as the distance from the fan increases. In addition, the height of one of the pair of fins with respect to the heat sink base and the height of the portion of the heat sink base where the fins are erected are larger than the thickness of the heat sink base at the position facing the fan. The sum with the thickness is larger.
【００１５】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記通路の上記ヒ
ートシンクベース表面を基準とする高さの略中間位置
に、遮蔽板が挿入されているものである。A heat sink base on a back surface of the heat sink base, the pair of fins standing on the surface of the heat sink base, and the pair of fins installed facing the surface of the heat sink base; In a heat sink device having a fan for feeding a coolant into a passage surrounded by a heat sink base, a shielding plate is inserted at a substantially middle position of the passage with respect to the heat sink base surface.
【００１６】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記ヒートシンク
ベース表面の上記ファンと対向する位置に突起物が複数
立設されるとともに、該ヒートシンクベースの突起物が
立設された位置よりも上記ファンから離れた位置に上記
一対のフィンが立設されるものである。A heat sink base on the back surface close to the object to be cooled; a pair of fins erected on the surface of the heat sink base; and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. In a heat sink device comprising: a fan that feeds a coolant into a passage surrounded by a heat sink base, a plurality of protrusions are erected on a surface of the heat sink base facing the fan, and the protrusions of the heat sink base are erected. The pair of fins is erected at a position farther from the fan than the provided position.
【００１７】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記ヒートシンク
ベースの厚さは、上記ファンからの距離の増加に伴い単
調増加し、該距離が所望の距離に達すると減少するもの
である。[0017] A heat sink base which is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins provided upright on the surface of the heat sink base, and a pair of fins provided opposite to the surface of the heat sink base. A fan that feeds a coolant into a passage surrounded by the heat sink base, wherein the thickness of the heat sink base monotonically increases with an increase in the distance from the fan, and when the distance reaches a desired distance. It will decrease.
【００１８】又、ファンが有する冷媒の取り込み口の縁
から延在し一対のフィンを覆う隔壁板を備えたものであ
る。Further, a partition plate is provided which extends from an edge of a refrigerant intake port of the fan and covers a pair of fins.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１（ａ）及び図
１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態によるヒートシ
ンク装置の平面模式及び断面模式図である。図１におい
て、１は裏面にパワーモジュールなどの被冷却体である
発熱体が取り付けられるヒートシンクベース、２はヒー
トシンクベース１に対向して設けられた駆動モータ、３
はヒートシンクベース１の表面に対向して設置され、駆
動モータ２により駆動されることで風を送り込むファ
ン、４はヒートシンクベース１の表面に立設されたフィ
ンである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIGS. 1A and 1B are a schematic plan view and a schematic sectional view of a heat sink device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a heat sink base on which a heating element such as a power module to be cooled is attached on the back surface, 2 denotes a drive motor provided to face the heat sink base 1, 3
The fan 4 is installed facing the surface of the heat sink base 1, and sends a wind when driven by the drive motor 2. The fins 4 stand on the surface of the heat sink base 1.
【００２０】フィン４はヒートシンク中央部から外周に
向かって複数立設されており、フィン４のフィン厚さは
ヒートシンクベース１からの距離の増加に伴って直線的
に減少している。加えて、フィン４で囲まれた風路の外
周に向かって、フィン４の先端部と底部のフィン厚さの
割合が変化し、外周側ではフィン４の底部の厚さがより
厚くなっている。The fins 4 are provided upright from the center of the heat sink toward the outer periphery, and the fin thickness of the fins 4 decreases linearly as the distance from the heat sink base 1 increases. In addition, the ratio of the fin thickness at the tip portion and the bottom portion of the fin 4 changes toward the outer periphery of the air path surrounded by the fin 4, and the thickness of the bottom portion of the fin 4 becomes larger on the outer peripheral side. .
【００２１】以下に、フィン厚さの変化について、図２
を用いて詳述する。尚、図２（ａ）はファン３に近い、
風路の内周側（即ち、上流側）におけるフィン４及びヒ
ートシンクベース１に関する図１（ａ）のＡ−Ａ線断面
図、図２（ｂ）はファン３から離れた、風路の外周側
（即ち、下流側）におけるフィン４及びヒートシンクベ
ース１に関する図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。こ
こで、図２（ａ）における、内周側でのフィン最上部の
風路幅ｄｔ1とフィン最下部の風路幅ｄｂ1との関係はｄ
ｔ1＞１．５×ｄｂ1であり、図２（ｂ）における、外周
側でのフィン最上部の風路幅ｄｔ2とフィン最下部の風
路幅ｄｂ2の関係についてもｄｔ2＞１．５×ｄｂ2の条
件をみたしている。The change in the fin thickness will now be described with reference to FIG.
It will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2A is close to the fan 3.
FIG. 1A is a cross-sectional view of the fin 4 and the heat sink base 1 taken along the line AA of FIG. 1A on the inner circumferential side (ie, the upstream side) of the air passage. FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. Here, in FIG. 2 (a), the relationship between the air passage width dt 1 and the fins at the bottom of the air passage width db 1 fin top of the inner peripheral side d
t 1 > 1.5 × db 1 , and the relationship between the air path width dt 2 at the uppermost part of the fin and the air path width db 2 at the lowermost part of the fin on the outer peripheral side in FIG. 2B is also dt 2 > 1. The condition of 0.5 × db 2 is satisfied.
【００２２】このとき、フィン間に形成された風路の幅
は、ヒートシンクベース１からの垂直方向距離に応じて
拡大し、かつ、前記風路に沿った方向にｄｔ1／ｄｂ1お
よびｄｔ2／ｄｂ2などの拡大率がフィン３端からの距離
の増加に伴って増大する。At this time, the width of the air path formed between the fins increases according to the vertical distance from the heat sink base 1 and dt 1 / db 1 and dt 2 in the direction along the air path. The enlargement ratio such as / db 2 increases as the distance from the end of the fin 3 increases.
【００２３】尚、本実施の形態では、フィンの長さは７
０ｍｍ、フィン高さは３０ｍｍ、フィン間風路の平均風
速は最下流位置で４ｍ／ｓ、最下流位置でのフィン間風
路幅の最大値は５ｍｍである。In this embodiment, the length of the fin is 7
0 mm, the fin height is 30 mm, the average wind speed of the inter-fin air passage is 4 m / s at the most downstream position, and the maximum value of the inter-fin air passage width at the most downstream position is 5 mm.
【００２４】次に、動作について説明する。ファン３か
ら吹き出された気流は、ファン直下のヒートシンクベー
ス１に衝突して方向を変え、フィン間の風路の内周部よ
り流入し、外周に向かって流れる。従来、外周に向かっ
て流れる気流のフィン高さ方向に沿った風速分布は、ヒ
ートシンクベース付近で局所的に風速が速かったが、本
実施の形態では、フィン間風路が底部で狭く先端部で広
く、かつ外周部に向かって風路の底部側に対する先端側
の幅の比率が拡大するため、フィン側面で生じる摩擦力
による流体抵抗は風路幅の狭い底部付近で増加し（即
ち、下流側でのフィン４の幅の増大分が気流に対する障
害物として作用し）、底部付近に集中した気流がフィン
間風路内でフィン高さ方向に拡散して、相対的にヒート
シンクベース付近の風速が減少し、フィン先端部付近の
風速が増加して、風速分布がフィン高さ方向で均一化す
る。Next, the operation will be described. The airflow blown from the fan 3 collides with the heat sink base 1 immediately below the fan, changes its direction, flows in from the inner peripheral portion of the air passage between the fins, and flows toward the outer periphery. Conventionally, the wind speed distribution along the fin height direction of the airflow flowing toward the outer periphery is locally high near the heat sink base, but in the present embodiment, the inter-fin air path is narrow at the bottom and narrow at the tip. Since the ratio of the width of the front end side to the bottom side of the air passage is increased toward the outer periphery, the fluid resistance due to the frictional force generated on the fin side surface increases near the bottom where the air passage width is small (ie, the downstream side). The increase in the width of the fins 4 acts as an obstacle to the airflow), and the airflow concentrated near the bottom is diffused in the fin height direction in the fin air passage, and the wind speed near the heat sink base is relatively reduced. The wind speed decreases and the wind speed near the fin tip increases, and the wind speed distribution becomes uniform in the fin height direction.
【００２５】また、使用環境中に存在する粉塵などが風
路底部に堆積してフィン間風路が一部閉塞しても、フィ
ン４の上部付近では風路が確保され、気流は風路上部を
迂回して流れ、下流では再びフィン全体に拡がって流れ
ることができる。Even if dust existing in the use environment accumulates at the bottom of the air passage and partially blocks the air passage between the fins, an air passage is secured near the upper portion of the fin 4 and the air flow is increased at the upper portion of the air passage. Around the fin, and downstream, it can again spread over the entire fin and flow.
【００２６】本実施の形態は以上のように構成されてい
るため、上記ヒートシンクベース１の表面近傍に偏って
いた気流が、下流ほどヒートシンクベース１から離れる
方向に移動するため、フィン間風路における風速分布が
均一化する。そのため、フィン４の高さ方向にわたって
伝熱面積が有効に確保され、実質的な冷却性能が向上
し、同一体積での冷却性能が著しく向上するという効果
を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, the airflow that has been biased in the vicinity of the surface of the heat sink base 1 moves in the direction away from the heat sink base 1 toward the downstream, so that the air flow between the fins is reduced. Wind speed distribution becomes uniform. Therefore, the heat transfer area is effectively secured in the height direction of the fins 4, and the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved.
【００２７】加えて、フィン４の幅は下流側ほど広くな
っているので、それに伴い、フィン効率も大きくなる。
そのため、気流の速度が風路を進むにつれて低下するこ
とによる冷却性能の低下を、下流側のフィン効率の増加
により相殺でき、全体としての冷却性能を維持できると
いう効果を奏する。In addition, since the width of the fins 4 increases toward the downstream side, the fin efficiency increases accordingly.
Therefore, a decrease in the cooling performance due to a decrease in the speed of the air flow as it travels along the wind path can be offset by an increase in the fin efficiency on the downstream side, and the overall cooling performance can be maintained.
【００２８】尚、ここで、フィン効率φは以下の計算式
で表現される。 φ＝tanh(ｕ)／ｕ ｕ＝Ｗ・（ｈ／（λ・ｙ））1/2 Here, the fin efficiency φ is expressed by the following equation. φ = tanh (u) / u u = W · (h / (λ · y)) 1/2
【００２９】但し、Ｗ：フィンの高さ（ｍ） ｈ：空気の熱伝達率（W／ｍ2K） λ：フィン材の熱伝導率（W／ｍK） ｙ：平均フィン厚さの半分（ｍ） である。Where, W: height of fin (m) h: heat transfer coefficient of air (W / m 2 K) λ: heat conductivity of fin material (W / mK) y: half of average fin thickness (W) m).
【００３０】尚、ｙ＝（ａ＋ｂ）／４ 但し、ａ：トップのフィンの厚さ（ｍ） ｂ：ボトムのフィンの厚さ（ｍ） である。Here, y = (a + b) / 4 where a is the thickness of the top fin (m) and b is the thickness of the bottom fin (m).
【００３１】本実施の形態では、フィン最上部の風路幅
ｄｔとフィン最下部の風路幅ｄｂの関係について、ｄｔ
＞１．５×ｄｂの条件を満たすように設定している
が、、フィン高さ、フィン間風路幅の平均値、フィン間
風速の平均値、風路長などの条件に応じて適切な値の範
囲が変化することは言うまでもない。In the present embodiment, the relationship between the air path width dt at the top of the fin and the air path width db at the bottom of the fin is dt
> 1.5 × db, but is suitable for conditions such as the fin height, the average value of the inter-fin air passage width, the average value of the inter-fin wind speed, and the air passage length. It goes without saying that the range of values changes.
【００３２】また本実施の形態においては、フィン４は
ファン３から吹き出す気流の流れに沿って内周から外周
に向かって略放射状に設けられているが、図３及び図４
に示すように、フィンが直線的に並べられた場合につい
ても同様の効果を奏する。ここで、図３はファン３がヒ
ートシンクベース１のほぼ中央の位置に対向して設けら
れている場合、図４はファン３がヒートシンクベースの
端部と対向するように設けられている場合を、それぞれ
示す模式図である。In the present embodiment, the fins 4 are provided substantially radially from the inner periphery to the outer periphery along the flow of the airflow blown from the fan 3;
As shown in (1), the same effect is obtained when the fins are arranged linearly. Here, FIG. 3 shows a case where the fan 3 is provided so as to face a substantially center position of the heat sink base 1, and FIG. 4 shows a case where the fan 3 is provided so as to face an end of the heat sink base. It is a schematic diagram shown respectively.
【００３３】又、本実施の形態では、ファン３から離れ
るにつれ、フィン４の最下部の幅が徐々に増大している
が、図５に示すように、フィン４の最下部の幅を階段状
に増加させても良いことは言うまでもない。ここで、図
５はフィン４をヒートシンク表面に垂直な方向から見た
平面図である。In the present embodiment, the lowermost width of the fin 4 gradually increases as the distance from the fan 3 increases. However, as shown in FIG. Needless to say, the number may be increased. Here, FIG. 5 is a plan view of the fin 4 viewed from a direction perpendicular to the heat sink surface.
【００３４】さらに、図６に示すごとく、ファン３がヒ
ートシンクベース１に対して傾斜して対向するように設
けられた場合でも、同様の効果を奏する。また、本実施
の形態では、図１（ｂ）に示すように、ファン３はフィ
ン４の最上部よりもヒートシンクベース１から離れて設
置されていたが、図７に示すように、ファン３のヒート
シンクベース１に対する面のヒートシンクベース表面か
らの距離が、フィンの最上部のヒートシンクベース表面
からの距離よりも短くなるように、低い位置に設けられ
ていても同様の効果を奏することは言うまでもない。
尚、図６及び７はヒートシンク装置の上記変形例をそれ
ぞれ示す断面模式図である。Further, as shown in FIG. 6, the same effect can be obtained even when the fan 3 is provided so as to face the heat sink base 1 at an angle. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the fan 3 is installed farther from the heat sink base 1 than the uppermost part of the fin 4, but as shown in FIG. It goes without saying that the same effect can be obtained even if the fin is provided at a lower position so that the distance from the heat sink base surface to the heat sink base 1 is shorter than the distance from the uppermost heat sink base surface to the heat sink base.
6 and 7 are schematic cross-sectional views showing the above-described modified examples of the heat sink device.
【００３５】実施の形態２．図８は、本発明の第２の実
施の形態によるヒートシンク装置のフィンの断面形状を
示す横断面図である。本実施の形態においては、フィン
４の厚さをヒートシンクベース１からの距離の増加に伴
って階段状に減少させている。尚、本実施の形態におい
て、フィンの断面形状以外の構成については実施の形態
１と同様である。Embodiment 2 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the fin of the heat sink device according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the thickness of the fin 4 is reduced stepwise as the distance from the heat sink base 1 increases. In this embodiment, the configuration other than the cross-sectional shape of the fin is the same as that of the first embodiment.
【００３６】図８（ａ）は、フィン４の内周側の断面で
あり、図８（ｂ）は外周側の断面である。フィン底部で
のフィン間風路幅ｄｂに対するフィン先端部でのフィン
間風路幅ｄｔの比率は、同一フィン間風路において内周
部から外周部に向かって増大する。本実施の形態では、
ヒートシンクベース１からの高さＨの位置でステップ４
１を設けており、ステップの高さＨは同一フィンの内周
から外周側に向かって一定である。FIG. 8A is a cross section on the inner peripheral side of the fin 4, and FIG. 8B is a cross section on the outer peripheral side. The ratio of the inter-fin air passage width dt at the fin tip to the inter-fin air passage width db at the fin bottom increases from the inner periphery to the outer periphery in the same inter-fin air passage. In the present embodiment,
Step 4 at the position of height H from the heat sink base 1
The height H of the step is constant from the inner circumference to the outer circumference of the same fin.
【００３７】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、フィン間風路の下方ほど風路が狭くて流動抵抗
が大きいため（つまり、気流に対する障害物として作用
するため）、ヒートシンクベース面近傍に偏っていた気
流がフィンの上方に拡散してフィン間の風速分布が均一
化し、フィンの高さ方向全体にわたって伝熱面積が有効
に確保されるので、実質的な冷却性能が向上し同一体積
での冷却性能が著しく向上するという効果を奏する。ま
た、粉塵などによるフィン間風路の閉塞に対しても迂回
する風路が確保され、性能低下の度合いが小さいという
効果を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, since the air path is narrower and the flow resistance is higher below the air path between the fins (that is, it acts as an obstacle to the air flow), the heat sink base is provided. The airflow that has been deflected near the surface diffuses above the fins, uniformizing the wind speed distribution between the fins, and effectively securing the heat transfer area over the entire height of the fins, thus substantially improving the cooling performance. This has the effect of significantly improving the cooling performance for the same volume. In addition, an air path that bypasses the blockage of the air path between the fins due to dust or the like is ensured, and the degree of performance deterioration is small.
【００３８】なお、本実施の形態では、ヒートシンクベ
ース１からの高さＨの位置で１つのステップ４１を設け
ており、このステップ４１の高さＨは内周から外周側に
向かって不変であるが、ステップ４１は必要に応じて複
数設けても良い。また、図９に示すごとく、ステップ４
１の高さは外周に向かって徐々に高くなるように（即
ち、ＨA＜ＨBとなるように）変化してもよいことは言う
までもない。尚、図９（ａ）は内周側のフィン４の断
面、図９（ｂ）は外周側のフィン４の断面をそれぞれ示
す断面模式図である。In the present embodiment, one step 41 is provided at a position of a height H from the heat sink base 1, and the height H of the step 41 does not change from the inner circumference toward the outer circumference. However, a plurality of steps 41 may be provided as necessary. Also, as shown in FIG.
Needless to say, the height of 1 may be changed so as to gradually increase toward the outer periphery (that is, H A <H B ). 9A is a schematic cross-sectional view showing a cross section of the inner fin 4, and FIG. 9B is a schematic cross sectional view showing a cross section of the outer fin 4.
【００３９】実施の形態３．図１０は本発明の第３の実
施の形態によるヒートシンク装置のフィンの断面形状を
示す横断面図である。本実施の形態においては、フィン
４の厚さを、ヒートシンクベース１からの距離の増加に
伴って、ヒートシンクベース１に対する傾きの異なる複
数の線分からなる折れ線状に単調減少させている。尚、
本実施の形態において、フィンの断面形状以外の構成に
ついては実施の形態１と同様である。ここで、図１０
（ａ）はフィンの内周側の断面であり、図１０（ｂ）は
外周側の断面をそれぞれ示す断面図である。実施の形態
１と同様、フィン４の底部でのフィン間風路幅ｄｂとフ
ィン先端部でのフィン間風路幅ｄｔの比率は内周部から
外周部に向かって増大する。Embodiment 3 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the fin of the heat sink device according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the thickness of the fin 4 is monotonously reduced in a polygonal line composed of a plurality of line segments having different inclinations with respect to the heat sink base 1 as the distance from the heat sink base 1 increases. still,
In the present embodiment, the configuration other than the cross-sectional shape of the fin is the same as that of the first embodiment. Here, FIG.
10A is a cross-sectional view of the inner peripheral side of the fin, and FIG. 10B is a cross-sectional view of the outer peripheral side. As in the first embodiment, the ratio between the fin air path width db at the bottom of the fin 4 and the fin air path width dt at the fin tip increases from the inner periphery toward the outer periphery.
【００４０】本実施の形態は以上のように構成されてい
るため、ヒートシンクベース表面近傍に偏っていた気流
が、フィン４の上方に移動してフィン間の風速分布が均
一化しフィンの高さ方向全体にわたって伝熱面積が有効
に確保されるので、実質的な冷却性能が向上し、同一体
積での冷却性能が著しく向上するという効果を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, the airflow that has been biased in the vicinity of the heat sink base surface moves above the fins 4 so that the wind speed distribution between the fins becomes uniform and the height direction of the fins increases. Since the heat transfer area is effectively ensured throughout, the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved.
【００４１】特に、図１０に示されるように、折れ線を
形成する線分がヒートシンクベース表面から離れるほど
傾きが緩やかになる場合に、フィン間の風速分布がより
均一化される。また、粉塵などの堆積による風路閉塞に
対しても迂回する風路が確保され、性能低下の度合いが
小さいという効果を奏する。In particular, as shown in FIG. 10, when the line segment forming the polygonal line has a gentler inclination as the distance from the heat sink base surface increases, the wind speed distribution between the fins becomes more uniform. In addition, an air path that bypasses the air path due to accumulation of dust and the like is secured, and the effect of reducing the performance is small.
【００４２】実施の形態４．図１１は本発明の第４の実
施の形態によるヒートシンク装置を表す平面模式図であ
る。風路の幅が、底面部において上流側よりも下流側の
方が狭く、しかも、ヒートシンクベース表面からの高さ
が高いほど広くなるようにするため、本実施の形態にお
いては、フィンの枚数を風路に沿った上流側より下流側
で増加させるとともに、増加されたフィンのヒートシン
クベースからの高さを、風路を形成するフィンよりも低
くしている。Embodiment 4 FIG. 11 is a schematic plan view illustrating a heat sink device according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the number of fins is set such that the width of the air passage is narrower on the downstream side than on the upstream side at the bottom portion, and is wider as the height from the surface of the heat sink base is higher. The height is increased on the downstream side from the upstream side along the air path, and the height of the increased fin from the heat sink base is lower than the fin forming the air path.
【００４３】即ち、本実施の形態においては、フィンの
高さは２種類であり、背の高いフィン４ａと背の低いフ
ィン４ｂとを交互に立設している。加えて、フィンの長
さを、背の高いフィン４ａが背の低いフィン４ｂよりも
長くなるように設定している。又、フィン厚さはヒート
シンクベースからの距離の増加に伴い直線的に減少し、
風路幅はフィン先端部よりもフィン底部付近のほうが狭
くなるよう設定されている。図１２に、上記フィン４ａ
及び４ｂの配置及び形状について、側面やや上方から見
た拡大斜視図を示す。ここで、モータ２やファン３は省
略している。That is, in the present embodiment, there are two types of fins, and the fins 4a and the fins 4b are erected alternately. In addition, the length of the fins is set such that the tall fins 4a are longer than the short fins 4b. Also, the fin thickness decreases linearly with increasing distance from the heat sink base,
The width of the air passage is set to be smaller near the fin bottom than at the fin tip. FIG. 12 shows the fin 4a.
And FIG. 4B is an enlarged perspective view of the arrangement and the shape of 4b as viewed from the side slightly above. Here, the motor 2 and the fan 3 are omitted.
【００４４】つぎに、動作について説明する。フィン間
の風路を流れる気流は、内周側では風路幅がフィン底部
に近いほど狭いため、実施の形態１に示したごとくフィ
ンの高さ方向の風速分布が改善される。さらに、外周側
では、背の低いフィン４ｂ（障害物）を追加して設けて
いるため、フィン枚数が相対的に多いヒートシンクベー
ス１に近傍では抵抗が大きいために風量が低下し、フィ
ン４ａの上端に近い側で相対的にフィン枚数が少なく、
そのため、フィンの上部の風量が増加する。Next, the operation will be described. Since the airflow flowing through the airflow path between the fins is narrower on the inner peripheral side as the airflow width is closer to the fin bottom, the wind velocity distribution in the height direction of the fins is improved as described in the first embodiment. Further, on the outer peripheral side, the short fins 4b (obstacles) are additionally provided, so that the resistance is large in the vicinity of the heat sink base 1 having a relatively large number of fins, so that the air flow is reduced and the fins 4a The number of fins is relatively small on the side near the upper end,
Therefore, the air volume at the upper part of the fin increases.
【００４５】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、ヒートシンクベース面近傍に偏っていた気流が
フィンの上方に移動して、フィン間の風速分布が均一化
し、フィンの高さ方向全体にわたって伝熱面積が有効に
確保されるので、実質的な冷却性能が向上し同一体積で
の冷却性能が著しく向上するという効果を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, the airflow that has been biased in the vicinity of the heat sink base surface moves above the fins, the wind speed distribution between the fins becomes uniform, and the height direction of the fins increases. Since the heat transfer area is effectively secured over the whole, there is an effect that the cooling performance is substantially improved and the cooling performance with the same volume is significantly improved.
【００４６】なお、本実施の形態では、フィンの高さは
２種類であるが、必要に応じて複数種類の高さを有する
フィンを交互に立設するようにしてもよい。また本実施
の形態では、一定の高さの背の低いフィン４ｂを内周側
（即ち、下流側）には設けないで外周側にのみ設ける方
法を採用しているが、このフィン４ｂの高さを内周側か
ら外周側へ徐々に高くしてもかまわない。In this embodiment, the fins have two kinds of heights, but fins having a plurality of kinds of heights may be alternately provided as needed. Further, in the present embodiment, a method is employed in which the short fins 4b having a certain height are not provided on the inner peripheral side (that is, on the downstream side) but are provided only on the outer peripheral side. The height may be gradually increased from the inner peripheral side to the outer peripheral side.
【００４７】実施の形態５．図１３は本発明の第５の実
施の形態によるヒートシンク装置を表す断面模式図であ
る。本実施の形態においては、ファン３の直下からフィ
ン４が立設された位置にかけて、ヒートシンクベース１
の厚さが略階段状に減少し、しかも、ヒートシンクベー
ス１のファン直下の位置における厚さｈ1よりも、フィ
ン高さとその下のヒートシンクベース厚さとの和ｈ2の
方が大きいことを特徴とし、その他の点は実施の形態１
と同様である。Embodiment 5 FIG. 13 is a schematic sectional view showing a heat sink device according to a fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the heat sink base 1 extends from immediately below the fan 3 to the position where the fins 4 are erected.
The thickness is decreased in a substantially step-like, moreover, characterized by than the thickness h 1 at the position directly below the fan heat sink base 1, the larger the sum h 2 of the fin height and the heat sink base thickness of underlying Other points are described in the first embodiment.
Is the same as
【００４８】次に動作について述べる。ファン３からヒ
ートシンクベース１に向かう気流は該ヒートシンクベー
ス１に沿って流れ、フィン内周部より流入してフィン間
風路に導入される。このとき、ヒートシンクベース１に
より、気流が外周側に押し出されるため、外周に向かっ
て流れる速度ベクトルがより上流側で形成され、ヒート
シンクベースの厚さが内周から外周にかけて一定の場合
に比べ、フィン４の上方部への気流の導入が促進され
る。Next, the operation will be described. The air flow from the fan 3 toward the heat sink base 1 flows along the heat sink base 1, flows in from the inner peripheral portion of the fin, and is introduced into the air passage between the fins. At this time, the airflow is pushed to the outer peripheral side by the heat sink base 1, so that the velocity vector flowing toward the outer periphery is formed more upstream, and the fin has a smaller thickness than the case where the thickness of the heat sink base is constant from the inner periphery to the outer periphery. The introduction of the airflow into the upper part of 4 is promoted.
【００４９】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、気流がフィンの上方にも供給されフィン間の風
速分布が均一化し、フィンの高さ方向全体にわたって伝
熱面積が有効に確保されるので実質的な冷却性能が向上
し、同一体積での冷却性能が著しく向上するという効果
を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, the air flow is also supplied above the fins, the wind speed distribution between the fins is made uniform, and the heat transfer area is effectively secured throughout the height direction of the fins. Therefore, the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved.
【００５０】加えて、ファン直下のフィン４の存在しな
いヒートシンクベース面の肉厚が増加するので、ヒート
シンクベース１が裏面から被冷却体である発熱素子など
により局所加熱されても、ヒートシンクベース１が厚い
ためヒートシンクベース面に沿った方向の熱伝導性が良
好となり、周囲のフィン４が存在する領域に熱が効率的
に拡散するため、局所的な温度上昇を引き起こしにくい
という効果を奏する。In addition, since the thickness of the heat sink base surface where there is no fin 4 immediately below the fan increases, even if the heat sink base 1 is locally heated from the back surface by a heat-generating element or the like to be cooled, the heat sink base 1 is not heated. Since the thickness is large, the thermal conductivity in the direction along the heat sink base surface is good, and the heat is efficiently diffused into the region where the surrounding fins 4 are present, so that there is an effect that a local temperature rise is hardly caused.
【００５１】特に、ヒートシンクベース１のファン直下
の位置における厚さｈ1よりも、フィン高さとその下の
ヒートシンクベース厚さとの和ｈ2の方が大きいので、
ファンから送り込まれた直後の気流が、フィン４の最も
内周側の上部にも当たりやすく、この部分における冷却
性能が高くなる。そのため、このヒートシンクベース１
のファン直下の部分から熱が良好に伝導されるフィン４
の最も内周側の部分が、ファン３から送り込まれた直後
の冷媒により冷却されるため、冷却性能がさらに向上す
るという効果も有する。In particular, since the sum h 2 of the fin height and the thickness of the heat sink base thereunder is larger than the thickness h 1 of the heat sink base 1 immediately below the fan,
The airflow immediately after being sent in from the fan easily hits the uppermost portion on the innermost side of the fin 4, and the cooling performance in this portion is enhanced. Therefore, this heat sink base 1
Fins 4 that conduct heat well from the part directly below the fan
Is cooled by the refrigerant immediately after being sent in from the fan 3, so that the cooling performance is further improved.
【００５２】さらに、ファン３からの気流がモータ２の
直下に巻き込まれて渦を発生し、ファン３の特性が悪化
して風量が低下するという問題が発生しないという効果
も有する。Further, there is an effect that the problem that the air flow from the fan 3 is caught immediately below the motor 2 to generate a vortex and the characteristics of the fan 3 are deteriorated and the air volume is reduced does not occur.
【００５３】実施の形態６．図１４は、本発明の第６の
実施の形態によるヒートシンク装置を示す断面模式図で
ある。本実施の形態においては、ファン３の直下からフ
ィン４が立設された位置にかけて、ヒートシンクベース
１の厚さが折れ線状に減少している。尚、本実施の形態
において、ヒートシンクベースの断面形状以外の構成に
ついては実施の形態５と同様である。このように構成す
ることで、実施の形態５に比べ、気流がスムーズに流れ
るという利点がある。Embodiment 6 FIG. FIG. 14 is a schematic sectional view showing a heat sink device according to a sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the thickness of the heat sink base 1 is reduced in a polygonal line from immediately below the fan 3 to the position where the fins 4 are erected. In this embodiment, the configuration other than the cross-sectional shape of the heat sink base is the same as that of the fifth embodiment. With this configuration, there is an advantage that the airflow flows smoothly as compared with the fifth embodiment.
【００５４】さらに、ヒートシンクベース１の厚さの変
化を曲線状に減少させてもよいことは言うまでもない。
また、ヒートシンクベース１の厚さは、冷却すべき被冷
却体が発生する熱量の増加に応じて増加させることは言
うまでもない。Further, it goes without saying that the change in the thickness of the heat sink base 1 may be reduced in a curved manner.
Needless to say, the thickness of the heat sink base 1 is increased in accordance with an increase in the amount of heat generated by the object to be cooled.
【００５５】実施の形態７．図１５は本発明の第７の実
施の形態によるヒートシンク装置を表す要部模式図であ
る。フィン４の高さ方向の略中間位置にヒートシンクベ
ース１と略平行に、ファン直下部分が開口された遮蔽板
５を挿入している。図１５（ａ）は要部側面図、（ｂ）
はフィン４及び遮蔽板５のファン直下近傍の斜視図であ
る。Embodiment 7 FIG. FIG. 15 is a schematic diagram showing a main part of a heat sink device according to a seventh embodiment of the present invention. A shielding plate 5 having an opening directly below the fan is inserted substantially in the middle of the fins 4 in the height direction substantially parallel to the heat sink base 1. FIG. 15A is a side view of a main part, and FIG.
FIG. 5 is a perspective view of the fin 4 and the shielding plate 5 in the vicinity immediately below the fan.
【００５６】次に、動作について述べる。ファン３によ
り下方に吹き出された風の一部は、ファン直下の空間に
張り出した遮蔽板５の先端部分に衝突して偏向され、遮
蔽板５により分割された風路の上方側に導入される。Next, the operation will be described. Part of the wind blown downward by the fan 3 collides with the tip of the shielding plate 5 projecting into the space directly below the fan, is deflected, and is introduced into the upper side of the air passage divided by the shielding plate 5. .
【００５７】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、ファン３からヒートシンクベース１に向かう気
流の一部が風路の上方側にも供給されるため、フィン間
の風速分布が均一化しフィンの高さ方向の全体にわたっ
て伝熱面積が有効に確保されるので、実質的な冷却性能
が向上し同一体積での冷却性能が著しく向上するという
効果を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, a part of the air flow from the fan 3 toward the heat sink base 1 is also supplied to the upper side of the air path, so that the wind speed distribution between the fins is uniform. Since the heat transfer area is effectively secured over the entire height of the fins, the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved.
【００５８】また、遮蔽板５の材質をたとえばアルミニ
ウムなどの良熱伝導性材料とし、フィン３に機械的に嵌
合させることにより、風速分布の制御のみならず伝熱面
積の拡大という効果も奏する。The shielding plate 5 is made of a material having good thermal conductivity, such as aluminum, and is mechanically fitted to the fins 3, thereby not only controlling the wind speed distribution but also increasing the heat transfer area. .
【００５９】なお、本実施の形態では、遮蔽板５はフィ
ン高さ方向の略中間位置に１段のみ設置したが、フィン
３の高さに応じて、遮蔽板５を多段に設置すればより効
果が高められることは言うまでもない。また遮蔽板５の
ファン直下空間への張り出し距離を適切に設定すること
で、各遮蔽板５で囲まれた空間への所望の風量分配比を
実現できることは言うまでもない。In the present embodiment, only one shield plate 5 is installed at a substantially middle position in the fin height direction. However, if the shield plate 5 is installed in multiple stages according to the height of the fins 3, it is more efficient. Needless to say, the effect is enhanced. Further, it is needless to say that a desired air volume distribution ratio to a space surrounded by each shielding plate 5 can be realized by appropriately setting a projecting distance of the shielding plate 5 to a space directly below the fan.
【００６０】実施の形態８．図１６は本発明の第８の実
施の形態によるヒートシンク装置を表す平面模式図であ
る。ここで、ファン３及びモータ２は省略している。
又、図１７はファン対向位置近傍における突起物及びフ
ィンの形状を示す斜視図である。本実施の形態において
は、ファン３直下のヒートシンクベース表面に、障害物
である柱状の突起物７を複数立設している。又、本実施
の形態は、突起物７が設けられている点を除いて、その
他の点は実施の形態１と同様である。尚、フィン４の幅
は一定であってもかまわない。Embodiment 8 FIG. FIG. 16 is a schematic plan view illustrating a heat sink device according to an eighth embodiment of the present invention. Here, the fan 3 and the motor 2 are omitted.
FIG. 17 is a perspective view showing the shapes of the protrusions and the fins near the position facing the fan. In the present embodiment, a plurality of columnar projections 7 as obstacles are provided upright on the surface of the heat sink base immediately below the fan 3. The present embodiment is the same as Embodiment 1 except for the point that the projection 7 is provided. Note that the width of the fins 4 may be constant.
【００６１】次に動作を説明する。ファンから吹き出す
気流が柱状の突起物７の設けられたヒートシンクベース
表面に衝突し、突起物７の間を通過する際、空気と突起
物７の間で熱伝達が行われる。このとき、柱状の突起物
７により気流の乱れが生じるため、突起物表面およびヒ
ートシンクベース表面での熱伝達が促進される。加え
て、外周に向かう気流に対する流体抵抗が増すため、フ
ィン４の高さ方向に気流が拡がり外周に向かう風速が均
一化する効果も有する。Next, the operation will be described. When the airflow blown from the fan collides with the surface of the heat sink base provided with the columnar projections 7 and passes between the projections 7, heat is transferred between the air and the projections 7. At this time, since the airflow is disturbed by the columnar projections 7, heat transfer on the surface of the projections and the surface of the heat sink base is promoted. In addition, since the fluid resistance against the airflow toward the outer periphery increases, the airflow spreads in the height direction of the fins 4 and the wind speed toward the outer periphery becomes uniform.
【００６２】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、突起物７が気流に対する抵抗体としてはたら
き、フィン間の風速分布を均一化する効果を増加させる
とともに、拡大伝熱面としてはたらきヒートシンクの冷
却性能がより向上するという効果を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, the projection 7 functions as a resistor against airflow, increases the effect of uniformizing the wind speed distribution between the fins, and also functions as an enlarged heat transfer surface. There is an effect that the cooling performance of the heat sink is further improved.
【００６３】なお、本実施の形態においては突起物の形
状を柱状としたが、拡大伝熱面として有効な総面積を持
ち、また抵抗体として働きさえすれば、角柱、円錐、角
錐などの形状であってよいことは言うまでもない。In this embodiment, the shape of the projection is columnar. However, as long as it has an effective total area as an enlarged heat transfer surface and functions as a resistor, it can be formed into a prism, cone, pyramid, or the like. Needless to say, it may be.
【００６４】実施の形態９．図１８は、本発明の第９の
実施の形態によるヒートシンク装置に適用されるフィン
の形状を表す模式図である。本実施の形態においては、
フィン表面から風路に向けて突起物１０を突出させてい
る。フィン４の形状を除きその他の点は実施の形態１と
同様である。Embodiment 9 FIG. 18 is a schematic diagram showing the shape of the fin applied to the heat sink device according to the ninth embodiment of the present invention. In the present embodiment,
The protrusion 10 protrudes from the fin surface toward the air path. Except for the shape of the fin 4, the other points are the same as in the first embodiment.
【００６５】つぎに、図１９を用いて動作について説明
する。図１９は、フィン間風路を流れる気流の様子を示
す模式図である。図に示すように、気流は突起物１０の
存在により風路が狭められるため風速が増加し、フィン
高さ方向の風速分布が均一化され易い。加えて、前記突
起物１０に衝突して乱流化し熱伝達率が増加する。ま
た、流れが蛇行してフィン側面に向かう流れが生じるた
め熱伝達率が増加する。Next, the operation will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a schematic diagram showing the state of the airflow flowing through the air passage between the fins. As shown in the figure, the air flow is narrowed due to the presence of the protrusions 10, so that the wind speed increases, and the wind speed distribution in the fin height direction tends to be uniform. In addition, it collides with the protrusions 10 and becomes turbulent, increasing the heat transfer coefficient. In addition, since the flow is meandering and flows toward the fin side surface, the heat transfer coefficient increases.
【００６６】本実施の形態は以上のように構成されてい
るため、フィン間の風速分布均一化を助長するととも
に、突起物１０がフィン間の気流の乱れを増大化させ熱
伝達を促進すると同時に、拡大伝熱面として働き冷却性
能を向上させるという効果を奏する。さらに、ダイキャ
スト等で製作する際の離型のための抜きピンとして、突
起物１０を兼用できるという効果を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, it facilitates the uniformization of the wind speed distribution between the fins, and the protrusions 10 increase the turbulence of the air flow between the fins to promote heat transfer. This has the effect of acting as an enlarged heat transfer surface to improve cooling performance. Further, there is an effect that the projection 10 can also be used as a punching pin for releasing the mold when manufacturing by die casting or the like.
【００６７】実施の形態１０．図２０は本発明の第１０
の実施の形態によるヒートシンク装置の断面図である。
本実施の形態においては、ヒートシンクベース１のフィ
ンが立設されていない部分からフィン４の立設されてい
る部分の内周側にかけて、気流の下流に向かってヒート
シンクベースから突出する傾斜面１１（障害物）をヒー
トシンク中央を中心とする位置に、円周上に設けてい
る。Embodiment 10 FIG. FIG. 20 shows a tenth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the heat sink device by embodiment.
In the present embodiment, from the portion of the heat sink base 1 where the fins are not set up to the inner peripheral side of the portion where the fins 4 are set up, the inclined surface 11 (from the heat sink base toward the downstream of the airflow). Obstacle) is provided on the circumference at a position centered on the center of the heat sink.
【００６８】次に動作について説明する。ファン３から
吹き出された気流はヒートシンクベース１に衝突した
後、フィン間風路に流入し、ヒートシンクベース１から
突出した傾斜面１１に沿って斜め上方に偏向される。傾
斜面１１の下流では、剥離が生じて圧力が下がりヒート
シンクベース側にも気流が拡がり、風速分布が均一化す
る。Next, the operation will be described. The airflow blown out from the fan 3 collides with the heat sink base 1, flows into the fin air passage, and is deflected obliquely upward along the inclined surface 11 protruding from the heat sink base 1. Downstream of the inclined surface 11, separation occurs, the pressure decreases, and the airflow also spreads to the heat sink base side, so that the wind speed distribution becomes uniform.
【００６９】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、傾斜面１１に沿って気流が斜め上に偏向されフ
ィンの上方まで気流が到達し、風速分布が均一化すると
いう効果を奏する。Since the present embodiment is configured as described above, the air flow is deflected obliquely upward along the inclined surface 11 and reaches the upper part of the fin, so that the wind speed distribution is made uniform. .
【００７０】なお、本実施の形態においては傾斜面１１
を一カ所配置したものとしたが、気流が拡がるように配
置すればよく、複数の円周上に設けてもよいことは言う
までもない。傾斜面１１が平面でなく、曲面などであっ
てもよいことは言うまでもない。In this embodiment, the slope 11
Are arranged in one place, but needless to say, they may be arranged so as to expand the air flow, and may be provided on a plurality of circumferences. It goes without saying that the inclined surface 11 may be a curved surface instead of a flat surface.
【００７１】実施の形態１１．図２１は第１１の実施の
形態によるヒートシンク装置の断面模式図である。本実
施の形態における構造は、隔壁板９をファン３の吸い込
み口に、例えばねじ（図示せず）で固着したものである
ことを特徴とする。その他の点については、実施の形態
１と同様である。Embodiment 11 FIG. FIG. 21 is a schematic sectional view of the heat sink device according to the eleventh embodiment. The structure in the present embodiment is characterized in that the partition plate 9 is fixed to the suction port of the fan 3 by, for example, a screw (not shown). Other points are the same as in the first embodiment.
【００７２】次に、動作について述べる。ファン３から
吹き出た気流は、ファン直下のヒートシンクベース１に
衝突して方向を変えフィン間内周部より流入し、外周に
向かって流れる。このとき、実施の形態１にて示したよ
うに、気流は外周側でフィンの上部へ拡散するよう設定
されているため、隔壁板９は過度に気流が拡散して風速
が低下するのを防止することができる。Next, the operation will be described. The airflow blown from the fan 3 collides with the heat sink base 1 immediately below the fan, changes its direction, flows in from the inner peripheral portion between the fins, and flows toward the outer periphery. At this time, as shown in the first embodiment, since the air flow is set to diffuse to the upper part of the fin on the outer peripheral side, the partition plate 9 prevents the air flow from excessively diffusing and the wind speed from decreasing. can do.
【００７３】また、隔壁板９を用いることによって、熱
交換によって加熱した空気が上部へ回り込み、再びファ
ン３の吸入口から吸い込まれて、空気の温度が上昇して
熱交換効率が低下してしまうことを防止することができ
る。Also, by using the partition plate 9, the air heated by the heat exchange goes around to the upper part and is sucked again from the suction port of the fan 3, so that the temperature of the air rises and the heat exchange efficiency decreases. Can be prevented.
【００７４】実施の形態１２．図２２は第１２の実施の
形態によるヒートシンク装置の平面模式図である。本実
施の形態における構造は、ヒートシンクベース１の中央
から偏った位置に対向して、ファン３が取り付けられて
いることを特徴とする。その他の点については、実施の
形態１と同様である。Embodiment 12 FIG. FIG. 22 is a schematic plan view of the heat sink device according to the twelfth embodiment. The structure of the present embodiment is characterized in that the fan 3 is attached to a position offset from the center of the heat sink base 1. Other points are the same as in the first embodiment.
【００７５】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、発熱体６（被冷却体）を、ファン３の直下では
なく、フィン１が立設する位置の裏面に設置することが
できる。そのため、この発熱体全体から、冷却性能の高
いフィン３を介して効率的に熱を放散することが可能と
なる。Since the present embodiment is configured as described above, the heating element 6 (cooling target) can be installed not on the bottom of the fan 3 but on the back surface where the fins 1 stand. . Therefore, heat can be efficiently dissipated from the entire heating element through the fins 3 having high cooling performance.
【００７６】実施の形態１３．図２３は本発明の第１３
の実施の形態によるヒートシンク装置の平面図である。
本実施の形態における構造は、ヒートシンクベース１が
長方形であって、フィン４の全長が短い部分では、フィ
ン４同志の間隔を狭くし、反対に、フィン４の全長が長
い部分では、フィン４同志の間隔を広くすることを特徴
とする。その他の点については、実施の形態１と同様で
ある。Embodiment 13 FIG. FIG. 23 shows a thirteenth embodiment of the present invention.
It is a top view of a heat sink device by an embodiment.
In the structure according to the present embodiment, the space between the fins 4 is reduced in the portion where the heat sink base 1 is rectangular and the total length of the fins 4 is short, and conversely, in the portion where the total length of the fins 4 is long, Is characterized by widening the interval. Other points are the same as in the first embodiment.
【００７７】本実施の形態は以上のように構成されてい
るので、風速分布がフィン４の全長が長い方で速くな
り、短い方で遅くなるので、風路の終端部における風速
分布が均一化し、冷却性能が向上するという効果を有す
る。Since the present embodiment is configured as described above, the wind speed distribution becomes faster when the overall length of the fins 4 is longer, and becomes slower when the overall length of the fins 4 is shorter, so that the wind speed distribution at the end of the air path becomes uniform. This has the effect of improving the cooling performance.
【００７８】尚、上記実施の形態１乃至１３の説明で
は、ヒートシンクベース側を下、フィンの先端側を上と
して説明したが、これは、単に説明の便宜を図るためで
あり、ヒートシンク装置自体の取り付け方によっては、
その位置関係が上下逆、もしくは左右となったりするこ
とがあることは言うまでもなく、又それだけに限られる
ものではない。In the description of the first to thirteenth embodiments, the heat sink base side is set to the lower side and the tip end side of the fin is set to the upper side. However, this is merely for convenience of explanation, and the heat sink device itself is not used. Depending on the installation method,
It goes without saying that the positional relationship may be upside down or left and right, and it is not limited thereto.
【００７９】[0079]
【発明の効果】この発明に係るヒートシンク装置は、裏
面において被冷却体に近接するヒートシンクベースと、
上記ヒートシンクベースの表面に立設された一対のフィ
ンと、上記ヒートシンクベースの表面に対向して設置さ
れ、かつ上記一対のフィンとヒートシンクベースに囲ま
れた通路に冷媒を送り込むファンとを備えたヒートシン
ク装置において、上記通路における上記冷媒の流れが、
上記一対のフィンのいずれか一方の上記ヒートシンクベ
ース表面から離れた部分に当たるので、フィンの高さ方
向にわたって伝熱面積が有効に確保され、実質的な冷却
性能が向上し、同一体積での冷却性能が著しく向上する
という効果を奏する。According to the heat sink device of the present invention, a heat sink base which is close to the object to be cooled on the back surface is provided.
A heat sink comprising: a pair of fins erected on the surface of the heat sink base; and a fan installed to face the surface of the heat sink base and sending a coolant to a passage surrounded by the pair of fins and the heat sink base. In the device, the flow of the refrigerant in the passage is:
Since one of the pair of fins hits one of the fins away from the heat sink base surface, a heat transfer area is effectively secured in the height direction of the fins, thereby substantially improving cooling performance and cooling performance in the same volume. Is significantly improved.
【００８０】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記通路における
上記冷媒の流れを上記ヒートシンクベース表面から離れ
る方向に変化させる障害物を設けたので、上記冷媒の流
れが障害物に当たり、上記ヒートシンクベース表面近傍
に偏っていた該冷媒の流れが、ヒートシンクベース表面
から離れる方向に移動するため、上記通路における冷媒
の流れのヒートシンクベース表面に垂直な方向の速度分
布がより均一化する。そのため、フィンの高さ方向にわ
たって伝熱面積が有効に確保され、実質的な冷却性能が
向上し、同一体積での冷却性能が著しく向上するという
効果を奏する。Further, a heat sink base which is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins provided upright on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. In a heat sink device including a fan that feeds a refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base, an obstacle that changes the flow of the refrigerant in the passage in a direction away from the surface of the heat sink base is provided. Since the flow of the refrigerant that has hit the obstacle and is biased near the surface of the heat sink base moves in a direction away from the surface of the heat sink base, the velocity distribution of the flow of the refrigerant in the passage in the direction perpendicular to the surface of the heat sink base is more uniform. Become Therefore, the heat transfer area is effectively secured in the height direction of the fins, the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved.
【００８１】又、障害物はヒートシンクベース表面から
突出しているので、当該ヒートシンク装置を容易に製造
することが可能となる。Since the obstacle protrudes from the surface of the heat sink base, the heat sink device can be easily manufactured.
【００８２】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記一対のフィン
のいずれか一方のヒートシンクベース近傍における幅
は、上記ファンに近い部分よりも該ファンから離れた部
分の方が広く、かつ、このファンから離れた部分におけ
るフィンの幅は、上記ヒートシンクベース表面から離れ
るにつれて狭くなるので、上記ヒートシンクベース表面
近傍に偏っていた冷媒の流れが、上記通路を進むにつれ
て、ヒートシンクベース表面から離れる方向に移動する
ため、上記通路における冷媒の流れのヒートシンクベー
ス表面に垂直な方向の速度分布がより均一化する。その
ため、フィンの高さ方向にわたって伝熱面積が有効に確
保され、実質的な冷却性能が向上し、同一体積での冷却
性能が著しく向上するという効果を奏する。加えて、上
記ヒートシンクベース近傍におけるフィンの幅は、上記
ファンに近い部分よりも該ファンから離れた部分の方が
広いので、上記通路の下流側ほど、フィン効率は大きく
なっている。そのため、上記冷媒の流速が通路を進むに
つれて低下することによる冷却性能の低下を、通路下流
側のフィン効率の増加により相殺して、全体としての冷
却性能を向上できるという効果を奏する。Further, a heat sink base which is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. A fan that feeds the refrigerant into a passage surrounded by the heat sink base, wherein the width of one of the pair of fins in the vicinity of one of the heat sink bases is greater in a portion farther from the fan than in a portion closer to the fan. The width of the fin is wider and the width of the fin at a portion away from the fan becomes narrower as the distance from the surface of the heat sink base increases. To move away from the base surface, Velocity distribution in the direction perpendicular to the heat sink base surface of the flow of the refrigerant that is more uniform. Therefore, the heat transfer area is effectively secured in the height direction of the fins, the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved. In addition, the width of the fin in the vicinity of the heat sink base is wider at a portion away from the fan than at a portion near the fan, so that the fin efficiency is higher on the downstream side of the passage. Therefore, the cooling performance can be improved as a whole by offsetting the decrease in the cooling performance due to the decrease in the flow velocity of the refrigerant as it proceeds along the passage by increasing the fin efficiency on the downstream side of the passage.
【００８３】又、ファンから離れた部分におけるフィン
の幅は、ヒートシンクベース表面から離れるにつれて階
段状に減少するので、該フィンを形成しやすく、そのた
め、当該ヒートシンク装置を容易に製造することが可能
となる。Further, since the width of the fin at a portion away from the fan decreases stepwise as the distance from the surface of the heat sink base increases, the fin can be easily formed, and therefore, the heat sink device can be easily manufactured. Become.
【００８４】又、ファンから離れた部分におけるフィン
の幅はヒートシンクベース表面から離れるにつれて折れ
線状に単調減少し、かつ、この折れ線を形成する線分は
上記ヒートシンクベース表面から離れるほど傾きが緩や
かになるので、上記フィンの平均厚さが増大し、そのた
め、フィン効率が向上し、これにより、冷却性能が向上
する。Further, the width of the fin at a portion away from the fan decreases monotonously as the distance from the surface of the heat sink base increases, and the slope of the line forming the broken line decreases as the distance from the surface of the heat sink base increases. Therefore, the average thickness of the fins is increased, thereby improving the fin efficiency, thereby improving the cooling performance.
【００８５】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記通路のヒート
シンクベース近傍における幅はファンに近い部分よりも
該ファンから離れた部分の方が狭く、かつ、このファン
から離れた部分における通路の幅は上記ヒートシンクベ
ースから離れるほど広くなるので、上記ヒートシンクベ
ース表面近傍に偏っていた冷媒の流れが、上記通路を進
むにつれて、ヒートシンクベース表面から離れる方向に
移動するため、上記通路における冷媒の流れのヒートシ
ンクベース表面に垂直な方向の速度分布がより均一化す
る。そのため、フィンの高さ方向にわたって伝熱面積が
有効に確保され、実質的な冷却性能が向上し、同一体積
での冷却性能が著しく向上するという効果を奏する。Further, a heat sink base which is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of the fins which are installed to face the surface of the heat sink base and A fan that feeds refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base, wherein a width of the passage near the heat sink base is smaller at a portion away from the fan than at a portion near the fan, and the fan Since the width of the passage in the portion away from the heat sink base increases as the distance from the heat sink base increases, the flow of the refrigerant biased in the vicinity of the heat sink base surface moves in the direction away from the heat sink base surface as it proceeds through the passage, On the surface of the heat sink base of the flow of the refrigerant in the passage Straight direction of the velocity distribution is more uniform. Therefore, the heat transfer area is effectively secured in the height direction of the fins, the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved.
【００８６】又、通路のファンから離れた部分における
ヒートシンクベースの表面には、該ヒートシンクベース
を基準とする高さが一対のフィンのいずれよりも低く、
かつ該一対のフィンとは異なるフィンが立設されている
ので、容易に、通路のヒートシンクベース近傍における
幅をファンに近い部分よりも該ファンから離れた部分の
方が狭くなるようにし、しかも、このファンから離れた
部分における通路の幅を上記ヒートシンクベースから離
れるほど広くする構造を実現できる。The height of the heat sink base on the surface of the passage away from the fan is lower than that of any of the pair of fins.
In addition, since a fin different from the pair of fins is provided upright, the width of the passage near the heat sink base is easily made smaller at a portion away from the fan than at a portion near the fan, and It is possible to realize a structure in which the width of the passage at a portion away from the fan increases as the distance from the heat sink base increases.
【００８７】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記ファンと対向
する位置から上記フィンが立設された位置にかけて、上
記ヒートシンクベースの厚さは上記ファンから離れるに
つれ薄くなり、しかも、上記ヒートシンクベースの上記
ファンと対向する位置における厚さよりも、上記一対の
フィンのいずれか一方の上記ヒートシンクベースを基準
とする高さと上記ヒートシンクベースの該フィンが立設
された部分の厚さとの和の方が大きいので、ヒートシン
クベースのファン直下のフィンが設けられていない部分
の厚さが、その部分の周囲のフィンが立設された部分に
比べて厚く、そのため、該ファン直下の部分が裏面から
被冷却体により加熱されても、その部分の厚さが厚いた
めに、ベース面に水平な方向の熱伝導性が良好となり、
フィンが立設された領域に熱が拡散しやすくなるので、
局所的な温度上昇を引き起こしにくいという効果を奏す
る。さらに、ファンからの気流がモータ直下に巻き込ま
れて渦を発生し、ファンの特性が悪化して風量が低下す
るという問題を解決できるという効果も有する。又、特
に、上記ヒートシンクベースの上記ファンと対向する位
置における厚さよりも、上記一対のフィンのいずれか一
方の上記ヒートシンクベースを基準とする高さと上記ヒ
ートシンクベースの該フィンが立設された部分の厚さと
の和の方が大きいので、ファンから送り込まれた直後の
冷媒が上記フィンのファンに近い部分に当たりやすく、
このフィンのファンに近い部分における冷却性能が高く
なる。そのため、上記ヒートシンクベースのファン直下
の厚い部分から良好に熱が伝される上記フィンのファン
に近い部分が、上記ファンから送り込まれた直後の冷媒
により冷却されるため、冷却性能がさらに向上するとい
う効果も有する。Further, a heat sink base which is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins provided upright on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. In a heat sink device having a fan for sending a coolant to a passage surrounded by a heat sink base, a thickness of the heat sink base decreases from a position facing the fan to a position where the fin stands up, as the distance from the fan increases. In addition, the height of one of the pair of fins with respect to the heat sink base and the height of the portion of the heat sink base where the fins are erected are larger than the thickness of the heat sink base at the position facing the fan. Since the sum with the thickness is larger, the heatsink-based fan The thickness of the portion where the lower fin is not provided is thicker than the portion where the fins around the portion are erected, and therefore, even if the portion immediately below the fan is heated from the back surface by the object to be cooled, Because the thickness of that part is thick, the thermal conductivity in the direction horizontal to the base surface becomes good,
Since heat is easily diffused into the area where the fins are erected,
This has the effect of hardly causing a local temperature rise. Further, there is an effect that it is possible to solve the problem that the airflow from the fan is caught immediately below the motor to generate a vortex, which deteriorates the characteristics of the fan and reduces the air volume. Also, in particular, the height of one of the pair of fins with respect to the heat sink base and the height of the portion of the heat sink base where the fins are erected are larger than the thickness of the heat sink base at a position facing the fan. Since the sum with the thickness is larger, the refrigerant immediately after being sent from the fan is likely to hit the part of the fin near the fan,
The cooling performance of the portion of the fin near the fan is improved. Therefore, since the portion of the fin near the fan where heat is favorably transmitted from the thick portion directly below the fan of the heat sink base is cooled by the refrigerant immediately after being sent from the fan, the cooling performance is further improved. It also has an effect.
【００８８】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記通路の上記ヒ
ートシンクベース表面を基準とする高さの略中間位置
に、遮蔽板が挿入されているので、ファンからヒートシ
ンクベースに向かう冷媒の流れの一部が、フィンのヒー
トシンクベースに垂直な方向の上方側にも供給されるた
め、上記通路における冷媒の流れのヒートシンクベース
表面に垂直な方向の速度分布がより均一化する。そのた
め、フィンの高さ方向にわたって伝熱面積が有効に確保
され、実質的な冷却性能が向上し、同一体積での冷却性
能が著しく向上するという効果を奏する。また、遮蔽板
の材質をたとえばアルミニウムなどの良熱伝導性材料と
し、フィンに機械的に嵌合させることにより、流速分布
の制御のみならず、伝熱面積の拡大という効果も奏す
る。Also, a heat sink base that is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins standing upright on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. In a heat sink device having a fan that feeds a refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base, a shielding plate is inserted at a substantially middle position of the passage with respect to the heat sink base surface, so that a fan is provided. Since a part of the flow of the refrigerant toward the heat sink base is also supplied to the upper side of the fin in the direction perpendicular to the heat sink base, the velocity distribution of the flow of the refrigerant in the passage in the direction perpendicular to the surface of the heat sink base is more uniform. Become Therefore, the heat transfer area is effectively secured in the height direction of the fins, the cooling performance is substantially improved, and the cooling performance with the same volume is significantly improved. In addition, since the material of the shielding plate is made of a good heat conductive material such as aluminum and is mechanically fitted to the fins, not only the control of the flow velocity distribution but also the effect of expanding the heat transfer area can be achieved.
【００８９】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記ヒートシンク
ベース表面の上記ファンと対向する位置に突起物が複数
立設されるとともに、該ヒートシンクベースの突起物が
立設された位置よりも上記ファンから離れた位置に上記
一対のフィンが立設されるので、複数の突起物が冷媒の
流れに対する抵抗体としてはたらき、フィン間の風速分
布をさらに均一化させるとともに、拡大伝熱面としても
はたらき、ヒートシンクの冷却性能がより向上するとい
う効果を奏する。Also, a heat sink base which is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. In a heat sink device comprising: a fan that feeds a coolant into a passage surrounded by a heat sink base, a plurality of protrusions are erected on a surface of the heat sink base facing the fan, and the protrusions of the heat sink base are erected. Since the pair of fins are erected at a position more distant from the fan than the provided position, the plurality of protrusions act as resistors against the flow of the refrigerant, and further uniformize the wind speed distribution between the fins, It also acts as an enlarged heat transfer surface, and has the effect of further improving the cooling performance of the heat sink.
【００９０】又、裏面において被冷却体に近接するヒー
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、上記ヒートシンク
ベースの厚さは、上記ファンからの距離の増加に伴い単
調増加し、該距離が所望の距離に達すると減少するの
で、このヒートシンクベースの厚さの変化により形成さ
れる斜面に沿って、冷媒の流れがヒートシンクベースか
ら離れる方向に偏向され、ヒートシンクベース表面に垂
直な方向における冷媒の流速分布がより均一化するとと
もに、ファンから所望の距離離れたところで冷媒の流れ
がヒートシンクベース表面から剥離し、それよりも下流
側において上記冷媒の流れの一部がヒートシンクベース
側にも拡散するので、冷媒の流速分布がさらに均一化
し、そのため、さらなる冷却性能の向上が実現できると
いう効果を奏する。Further, a heat sink base that is close to the object to be cooled on the back surface, a pair of fins provided upright on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed opposite to the surface of the heat sink base. A fan that feeds a coolant into a passage surrounded by the heat sink base, wherein the thickness of the heat sink base monotonically increases with an increase in the distance from the fan, and when the distance reaches a desired distance. Because of the decrease, the flow of the refrigerant is deflected along the slope formed by the change in the thickness of the heat sink base in a direction away from the heat sink base, and the flow velocity distribution of the refrigerant in a direction perpendicular to the surface of the heat sink base becomes more uniform. At the desired distance from the fan, Since the refrigerant is separated from the surface and a part of the flow of the refrigerant is further diffused to the heat sink base on the downstream side, the distribution of the flow velocity of the refrigerant is further uniformed, so that the effect of further improving the cooling performance can be realized. Play.
【００９１】又、ファンが有する冷媒の取り込み口の縁
から延在し一対のフィンを覆う隔壁板を備えたので、熱
交換して温度が上昇した冷媒が、再びファンの吸い込み
口から流入して冷却効率が低下することを防止できると
いう効果を奏する。Further, since a partition plate is provided which extends from the edge of the refrigerant intake port of the fan and covers the pair of fins, the refrigerant whose temperature has risen due to heat exchange flows again through the suction port of the fan. This has the effect of preventing the cooling efficiency from being reduced.
【図１】 実施の形態１を表す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first embodiment.
【図２】 実施の形態１におけるフィン形状を示す断面
模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a fin shape according to the first embodiment.
【図３】 ファン取り付け位置の他の例を示す模式図で
ある。FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of a fan attachment position.
【図４】 ファン取り付け位置の他の例を示す模式図で
ある。FIG. 4 is a schematic view showing another example of a fan attachment position.
【図５】 フィン形状の他の例を示す平面模式図であ
る。FIG. 5 is a schematic plan view showing another example of the fin shape.
【図６】 ファン取り付け状態の他の例を示す模式図で
ある。FIG. 6 is a schematic view showing another example of a state in which a fan is attached.
【図７】 ファン取り付け状態の他の例を示す模式図で
ある。FIG. 7 is a schematic view showing another example of a state in which a fan is attached.
【図８】 実施の形態２におけるフィン形状を示す断面
模式図である。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a fin shape according to the second embodiment.
【図９】 フィン形状の他の例を示す断面模式図であ
る。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another example of the fin shape.
【図１０】 実施の形態３におけるフィン形状を示す断
面模式図である。FIG. 10 is a schematic sectional view showing a fin shape according to the third embodiment.
【図１１】 実施の形態４を表す平面模式図である。FIG. 11 is a schematic plan view illustrating a fourth embodiment.
【図１２】 実施の形態４におけるフィン形状を示す斜
視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a fin shape according to the fourth embodiment.
【図１３】 実施の形態５を表す断面模式図である。FIG. 13 is a schematic sectional view showing a fifth embodiment.
【図１４】 実施の形態６を表す断面模式図である。FIG. 14 is a schematic sectional view illustrating a sixth embodiment.
【図１５】 実施の形態７を表す模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a seventh embodiment.
【図１６】 実施の形態８を表す模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an eighth embodiment.
【図１７】 実施の形態８におけるファン対向位置近傍
における突起物及びフィンの形状を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing shapes of protrusions and fins in the vicinity of a fan facing position according to the eighth embodiment.
【図１８】 実施の形態９におけるフィン形状を示す斜
視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a fin shape according to the ninth embodiment.
【図１９】 実施の形態９における気流の状態を示す模
式図である。FIG. 19 is a schematic diagram showing a state of airflow according to the ninth embodiment.
【図２０】 実施の形態１０を表す断面模式図である。FIG. 20 is a schematic sectional view illustrating a tenth embodiment.
【図２１】 実施の形態１１を表す断面模式図である。FIG. 21 is a schematic sectional view illustrating an eleventh embodiment.
【図２２】 実施の形態１２を表す平面模式図である。FIG. 22 is a schematic plan view illustrating a twelfth embodiment.
【図２３】 実施の形態１３を表す平面模式図である。FIG. 23 is a schematic plan view illustrating a thirteenth embodiment.
【図２４】 従来例を表す模式図である。FIG. 24 is a schematic view illustrating a conventional example.
１ ヒートシンクベース、 ２ モータ、 ３ ファ
ン、 ４ フィン、４ａ 背の高いフィン， ４ｂ 背
の低いフィン、 ５ 遮蔽板、６ 発熱体、 ７ 突起
物、 ９ 隔壁板、 １０ 突起物、１１ 傾斜面、
２１ ヒートシンクベース、 ２２ モータ、２３ フ
ァン、 ２４ フィン、 ４１ ステップ。Reference Signs List 1 heat sink base, 2 motor, 3 fan, 4 fin, 4a tall fin, 4b short fin, 5 shielding plate, 6 heating element, 7 protrusion, 9 partition plate, 10 protrusion, 11 inclined surface,
21 heat sink base, 22 motor, 23 fan, 24 fins, 41 steps.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加柴 良裕 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 BA04 BA05 BB03 5F036 AA01 BA04 BA24 BB05 BB35 BC03 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Kashiba 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation F-term (reference) 5E322 BA04 BA05 BB03 5F036 AA01 BA04 BA24 BB05 BB35 BC03
Claims (13)
シンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立設
された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表面
に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒートシ
ンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンとを
備えたヒートシンク装置において、 上記通路における上記冷媒の流れが、上記一対のフィン
のいずれか一方の上記ヒートシンクベース表面から離れ
た部分に当たることを特徴とするヒートシンク装置。A heat sink base having a rear surface adjacent to the object to be cooled; a pair of fins standing on the surface of the heat sink base; and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A fan that feeds a coolant into a passage surrounded by a heat sink base, wherein the flow of the coolant in the passage hits a portion of one of the pair of fins away from the surface of the heat sink base. Heat sink device.
シンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立設
された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表面
に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒートシ
ンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンとを
備えたヒートシンク装置において、 上記通路における上記冷媒の流れを上記ヒートシンクベ
ース表面から離れる方向に変化させる障害物を設けたこ
とを特徴とするヒートシンク装置。2. A heat sink base on a back surface which is close to the object to be cooled, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A heat sink device comprising: a fan for feeding a refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base; and an obstacle for changing a flow of the refrigerant in the passage in a direction away from a surface of the heat sink base. .
出していることを特徴とする請求項２記載のヒートシン
ク装置。3. The heat sink device according to claim 2, wherein the obstacle protrudes from a surface of the heat sink base.
シンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立設
された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表面
に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒートシ
ンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンとを
備えたヒートシンク装置において、 上記一対のフィンのいずれか一方のヒートシンクベース
近傍における幅は、上記ファンに近い部分よりも該ファ
ンから離れた部分の方が広く、かつ、このファンから離
れた部分におけるフィンの幅は、上記ヒートシンクベー
ス表面から離れるにつれて狭くなることを特徴とするヒ
ートシンク装置。4. A heat sink base that is close to the object to be cooled on a back surface, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A fan that feeds a refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base, wherein a width of one of the pair of fins in the vicinity of one of the heat sink bases is greater in a portion farther from the fan than in a portion closer to the fan. The heat sink device according to claim 1, wherein the width of the fin is wider and a width of the fin at a portion away from the fan decreases as the distance from the surface of the heat sink base increases.
幅は、ヒートシンクベース表面から離れるにつれて階段
状に減少することを特徴とする請求項４記載のヒートシ
ンク装置。5. The heat sink device according to claim 4, wherein the width of the fin at a portion away from the fan decreases stepwise as the distance from the surface of the heat sink base increases.
幅はヒートシンクベース表面から離れるにつれて折れ線
状に単調減少し、かつ、この折れ線を形成する線分は上
記ヒートシンクベース表面から離れるほど傾きが緩やか
になることを特徴とする請求項４記載のヒートシンク装
置。6. The width of the fin at a portion away from the fan decreases monotonously in a polygonal manner as the distance from the surface of the heat sink base increases, and a line segment forming the polygonal line has a gentler slope as the distance from the surface of the heat sink base increases. The heat sink device according to claim 4, wherein:
シンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立設
された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表面
に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒートシ
ンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンとを
備えたヒートシンク装置において、 上記通路のヒートシンクベース近傍における幅はファン
に近い部分よりも該ファンから離れた部分の方が狭く、
かつ、このファンから離れた部分における通路の幅は上
記ヒートシンクベースから離れるほど広くなることを特
徴とするヒートシンク装置。7. A heat sink base, which is on the back side and adjacent to the object to be cooled, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A fan that feeds refrigerant into a passage surrounded by a heat sink base, wherein a width of the passage near the heat sink base is smaller at a portion away from the fan than at a portion near the fan,
In addition, the width of the passage at a portion away from the fan increases as the distance from the heat sink base increases.
ートシンクベースの表面には、該ヒートシンクベースを
基準とする高さが一対のフィンのいずれよりも低く、か
つ該一対のフィンとは異なるフィンが立設されているこ
とを特徴とする請求項７記載のヒートシンク装置。8. A fin having a height lower than any one of the pair of fins with respect to the heat sink base and different from the pair of fins is provided on a surface of the heat sink base at a portion of the passage away from the fan. The heat sink device according to claim 7, wherein the heat sink device is provided.
シンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立設
された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表面
に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒートシ
ンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンとを
備えたヒートシンク装置において、 上記ファンと対向する位置から上記フィンが立設された
位置にかけて、上記ヒートシンクベースの厚さは上記フ
ァンから離れるにつれ薄くなり、しかも、上記ヒートシ
ンクベースの上記ファンと対向する位置における厚さよ
りも、上記一対のフィンのいずれか一方の上記ヒートシ
ンクベースを基準とする高さと上記ヒートシンクベース
の該フィンが立設された部分の厚さとの和の方が大きい
ことを特徴とするヒートシンク装置。9. A heat sink base on a back surface close to the object to be cooled, a pair of fins erected on a surface of the heat sink base, and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A heat sink device comprising: a fan that feeds a coolant into a passage surrounded by a heat sink base; wherein, from a position facing the fan to a position where the fins are erected, the thickness of the heat sink base decreases as the distance from the fan increases. In addition, the height of one of the pair of fins with respect to the heat sink base and the height of the portion of the heat sink base where the fins are erected are larger than the thickness of the heat sink base at the position facing the fan. A heat sink device characterized in that the sum of the thickness and the thickness is larger.
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、 上記通路の上記ヒートシンクベース表面を基準とする高
さの略中間位置に、遮蔽板が挿入されていることを特徴
とするヒートシンク装置。10. A heat sink base that is close to the object to be cooled on a back surface, a pair of fins provided upright on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A fan that feeds a coolant into a passage surrounded by the heat sink base, wherein a shielding plate is inserted at a substantially intermediate position of the passage with respect to the height of the heat sink base. Heat sink device.
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、 上記ヒートシンクベース表面の上記ファンと対向する位
置に突起物が複数立設されるとともに、該ヒートシンク
ベースの突起物が立設された位置よりも上記ファンから
離れた位置に上記一対のフィンが立設されることを特徴
とするヒートシンク装置。11. A heat sink base, which is on the back side and adjacent to the object to be cooled, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A heat sink device comprising: a fan that feeds a coolant into a passage surrounded by a heat sink base; wherein a plurality of protrusions are erected on a surface of the heat sink base facing the fan, and the protrusions of the heat sink base are erected. The heat sink device, wherein the pair of fins are erected at a position farther from the fan than at a position where the fins are provided.
トシンクベースと、上記ヒートシンクベースの表面に立
設された一対のフィンと、上記ヒートシンクベースの表
面に対向して設置され、かつ上記一対のフィンとヒート
シンクベースに囲まれた通路に冷媒を送り込むファンと
を備えたヒートシンク装置において、 上記ヒートシンクベースの厚さは、上記ファンからの距
離の増加に伴い単調増加し、該距離が所望の距離に達す
ると減少することを特徴とするヒートシンク装置。12. A heat sink base that is close to the object to be cooled on a back surface, a pair of fins erected on the surface of the heat sink base, and a pair of fins installed facing the surface of the heat sink base. A fan that feeds refrigerant into a passage surrounded by the heat sink base, wherein the thickness of the heat sink base monotonically increases with an increase in the distance from the fan, and when the distance reaches a desired distance. A heat sink device, wherein the heat sink device is reduced.
から延在し、一対のフィンを覆う隔壁板を備えた請求項
１乃至１２のいずれか１項に記載のヒートシンク装置。13. The heat sink device according to claim 1, further comprising a partition plate extending from an edge of a refrigerant intake port of the fan and covering the pair of fins.
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