JP2002314277A - 強制空冷放熱構造 - Google Patents

強制空冷放熱構造

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JP2002314277A
JP2002314277A JP2001114144A JP2001114144A JP2002314277A JP 2002314277 A JP2002314277 A JP 2002314277A JP 2001114144 A JP2001114144 A JP 2001114144A JP 2001114144 A JP2001114144 A JP 2001114144A JP 2002314277 A JP2002314277 A JP 2002314277A
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air
radiating
flow path
duct
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Norio Yabe
範夫 谷辺
Yoshinori Usui
喜則 臼井
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は強制空冷放熱構造に係り、強制空冷
放熱の効率の向上を実現することを課題とする。 【解決手段】 内部に放熱フィンを有するダクト部材1
01と、空気を吸引し排出してダクト部材の内部に沿っ
て流す排気ファン22と、塞ぎ部材150,151とを
有する。放熱フィン106,107が、複数の空気流路
110を形成する。複数の空気流路は、壁102に近い
場所の空気流路の断面積が壁102から離れている場所
の空気流路の断面積より広いように形成してある。壁1
02に近い場所の空気流路の空気の流速が、壁から離れ
ている場所の空気流路の空気の流速に比べて速くなる。
よって、放熱フィン106,107のうち温度の高い部
分の熱が効率良く奪われるようになる。塞ぎ部材15
0,151は、放熱フィンが存在していない部分を塞い
で、空気流を放熱フィン106,107の部分に導く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子機器の強制空冷
放熱構造に係り、特に、電子機器の強制空冷における、
排熱効率を向上させる放熱フィンダクト、放熱フィン、
排気ダクト構造及びその組み合わせ構造に関する。
【0002】近年、移動体通信及びモバイル情報・通信
機器基地局では、情報の大容量化に伴い信号のデジタル
処理、符号化処理が要求され情報処理回路の大規模化、
集積化が進み、信号増幅回路も高度な低歪化が要求され
ことから増幅器の電力効率が、従来の増幅器と比較し大
幅に劣化している。このような技術背景からこれらの電
子機器の排熱は、性能、信頼性、寿命維持の為に重要な
要素となっている。
【0003】また、情報/サービス量の増大に伴い多く
の基地局が要求され、設置設備の小型化が要求されて、
電子機器の排熱装置の小型化、高信頼化技術も期待され
ている。設置設備は、例えば、信号増幅回路機器等がキ
ャビネット又はラック等に取り付けられている構成であ
る。
【0004】
【従来の技術】図1は、機器に適用された従来の強制空
冷構造を示す。図1は、信号増幅回路機器10であり、
発熱量が多い信号増幅回路モジュール11,12が組み
こまれており、移動体通信の基地局のキャビネット又は
ラック等に取り付けられて使用される。この信号増幅回
路機器10には、信号増幅回路モジュール11,12が
発生した熱を強制空冷させて放熱させる強制空冷放熱ユ
ニット20が組み込まれている。
【0005】図2(A)、(B)は従来の第1の例の強
制空冷放熱ユニット20を示す。図1及び図2(A)、
(B)中、X1―X2は幅方向、Y1―Y2は奥行き方
向、Z1―Z2は高さ方向である。
【0006】強制空冷放熱ユニット20は、アルミニウ
ム合金押出し加工製品であるダクト部材21と、このダ
クト部材21のY1端に設けてある排気ファン22とよ
りなる。
【0007】ダクト部材21は、断面が正方形であり、
内部にY1―Y2に延在するトンネル状の空気流路23
を有し、X1側の壁24と、X2側の壁25と、壁24
の内面の樹木の枝状の放熱フィン26と、壁25の内面
の樹木の枝状の放熱フィン27とを有する。樹木の枝状
の放熱フィン26、27は、Y1―Y2に延在してい
る。
【0008】信号増幅回路モジュール11,12は、夫
々、プリント基板30,31に、複数の電子部品32,
33が実装してある構成である。信号増幅回路モジュー
ル11はダクト部材21の壁24の外面に固定してあ
り、信号増幅回路モジュール12は壁25の外面に固定
してある。
【0009】信号増幅回路機器10が動作している間
は、排気ファン22が駆動し続け、外部の空気が前面パ
ネル13の開口窓14よりダクト部材21内に吸い込ま
れ、空気流路23内を符号40で示すようにY1方向に
流れ、信号増幅回路機器10の背面から符号41で示す
ように排気される。
【0010】信号増幅回路モジュール11、12で発生
した熱は、夫々壁24、25内を伝導して放熱フィン2
6、27に到り、放熱フィン26、27の熱が空気流4
0によって奪われ、信号増幅回路機器10の外部に排出
される。これによって、信号増幅回路モジュール11、
12は強制空冷されている。なお、グラフ線45は、X
1―X2方向についての、放熱フィン26、27の温度
分布を示し、グラフ線46は、Z1―Z2方向について
の、放熱フィン27の温度分布を示す。
【0011】図3(A)、(B)はラックに適用されて
いる従来の強制空冷構造を示す。
【0012】50はラックであり、複数の電子機器60
〜64が実装してあり、縦に並んでいる。ラック50
は、左右の側面板51,52と、裏カバー53と、底板
(図示せず)と、天板54とを有する。天板54上に
は、裏カバー53寄りの部分に、排気ファン55が取り
付けてある。
【0013】発熱量が多い電子機器61,63について
は、背面に、櫛歯状の放熱フィン70,71が取り付け
てある。
【0014】複数の電子機器60〜64が縦に並んで実
装してある状態で、電子機器60〜64の背面と裏カバ
ー53との間には、柱状のダクト80が形成されてい
る。
【0015】電子機器60〜64が動作している間は、
排気ファン55が駆動し続け、外部の空気がラック50
の下部からラック50内に吸い込まれ、ダクト80内を
符号81〜84で示すようにY1方向に流れ、ラック5
0の天板54から符号85で示すように排気される。
【0016】電子機器61,63で発生した熱は、伝導
して放熱フィン70,71に到り、放熱フィン70,7
1の熱が空気流82,83によって奪われ、ラック50
の外部に排出される。これによって、電子機器61,6
3は強制空冷されている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】図2(A)、(B)に
示す強制空冷放熱ユニット20において、ダクト部材2
1の空気流路23内の空気流40の流速の分布について
みる。空気流の流速の分布は、空気流路23の断面の形
状によって決まり、X1―X2方向についてはグラフ線
47で示すようになり、Z1―Z2方向についてはグラ
フ線48で示すようになる。
【0018】空気流の流速の分布と放熱フィン26、2
7の温度分布とを比較すると、温度の高い場所では空気
流の流速が遅い状態となっており、放熱フィン26、2
7の熱の空気流40への伝播は効率的でなかった。よっ
て、強制空冷放熱ユニット20は強制空冷が十分に効率
的に行われていなかった。
【0019】図3(A)、(B)に示すラック50にお
ける強制空冷構造についてみる。柱状のダクト80内の
空気流のうち、放熱フィン70,71の部分についてみ
ると、空気流の流速の分布は、グラフ線87及びグラフ
線88で示すようになり、空気は、主に、放熱フィン7
0,71と裏カバー53との間の部分を通って流れて、
放熱フィン70,71の部分の流速は遅くなり、放熱フ
ィン26、27の熱の空気流への伝播は効率的でなかっ
た。よって、電子機器61,63に対する強制空冷が十
分に効率的に行われていなかった。
【0020】そこで、本発明は上記課題を解決した強制
空冷放熱構造を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、壁に
よって囲まれており、内部に放熱フィンを有するダクト
部材と、空気を該ダクト部材の内部に沿って流すファン
とを有し、該ダクト部材の外側の電子部品が発生する熱
が伝導して上記放熱フィンに到り、この放熱フィンの熱
を上記の流れる空気が奪う構成の強制空冷放熱構造にお
いて、該ダクト部材の放熱フィンが、複数の空気流路を
形成し、該複数の空気流路は、上記壁に近い場所の空気
流路の断面積が上記壁から離れている場所の空気流路の
断面積より広いように形成してある構成としたものであ
る。
【0022】壁に近い場所の空気流路の空気流に対する
抵抗が、壁から離れている場所の空気流路の空気流に対
する抵抗より低くなり、壁に近い場所の空気流路の空気
の流速が、壁から離れている場所の空気流路の空気の流
速に比べて速くなり、放熱フィンのうち温度の高い部分
の熱が効率良く奪われるようになる。
【0023】請求項2の発明は、壁によって囲まれてお
り、内部に放熱フィンを有するダクト部材と、空気を該
ダクト部材の内部に沿って流すファンとを有し、該ダク
ト部材の外側の電子部品が発生する熱が伝導して上記放
熱フィンに到り、この放熱フィンの熱を上記の流れる空
気が奪う構成の強制空冷放熱構造において、該ダクト部
材の放熱フィンが、複数の空気流路を形成し、該複数の
空気流路は、上記壁に近い場所の空気流路の断面積が上
記壁から離れている場所の空気流路の断面積より広いよ
うに形成してあり、且つ、該ダクト部材の内部のうち、
該放熱フィンが存在していない部分を塞いで空気流を該
放熱フィンの部分に導く塞ぎ部材を設けた構成としたも
のである。
【0024】塞ぎ部材は、空気を放熱フィンが形成して
いる複数の空気流路に導くようにし、複数の空気流路を
流れる空気の量を多くする。
【0025】また、壁に近い場所の空気流路の空気流に
対する抵抗が、壁から離れている場所の空気流路の空気
流に対する抵抗より低くなり、壁に近い場所の空気流路
の空気の流速が、壁から離れている場所の空気流路の空
気の流速に比べて速くなる。よって、放熱フィンのうち
温度の高い部分の熱が効率良く奪われるようになる。
【0026】請求項3の発明は、壁によって囲まれてお
り、内部に放熱フィンを有するダクト部材と、空気を該
ダクト部材の内部に沿って流すファンとを有し、該ダク
ト部材の外側の電子部品が発生する熱が伝導して上記放
熱フィンに到り、この放熱フィンの熱を上記の流れる空
気が奪う構成の強制空冷放熱構造において、該ダクト部
材の放熱フィンは、櫛歯形状であり、隣り合う放熱フィ
ンの間に空気流路を有する構成であり、且つ、該ダクト
部材の内部のうち、該放熱フィンが存在していない部分
を塞いで空気流を該放熱フィンの部分に導く塞ぎ部材を
設け、且つ、該塞ぎ部材は、上記櫛歯形状の放熱フィン
の空気流路に対応する櫛歯部を有し、該櫛歯部が上記放
熱フィンの空気流路に嵌合した構成としたものである。
【0027】塞ぎ部材は、ダクト部材の内部の空気を放
熱フィンが形成している複数の空気流路に導くように
し、複数の空気流路を流れる空気の量を多くする。
【0028】また、塞ぎ部材の櫛歯部が放熱フィンの空
気流路に嵌合することにより、空気流路のうち放熱フィ
ンの先端部側の断面積が狭くなって、空気流路のうち放
熱フィンの先端部側の部分における空気流に対する抵抗
が高くなり、空気流路のうち放熱フィンの根元の部分に
おける空気流に対する抵抗が放熱フィンの先端部側の部
分における空気流に対する抵抗に比べて低くなり、放熱
フィンの根元の部分の空気の流速が、放熱フィンの先端
部側の部分の空気の流速に比べて速くなる。よって、放
熱フィンのうち温度の高い部分の熱が効率良く奪われる
ようになる。
【0029】請求項4の発明は、ダクトと、該ダクト内
に位置している櫛歯形状の放熱フィンと、空気を上記ダ
クトに沿って流すファンとよりなり、該櫛歯形状の放熱
フィンは複数の空気流路を有する構成である強制空冷放
熱構造において、該ダクト内に、上記放熱フィンを覆っ
て設けてあり、空気流を該櫛歯形状の放熱フィンに形成
されている複数の空気流路に案内するカバー部材を設け
た構成としたものである。
【0030】カバー部材は、ダクト内を流れる空気を放
熱フィンが形成している複数の空気流路に導くように
し、複数の空気流路を流れる空気の量を多くする。
【0031】請求項5の発明は、ダクトと、該ダクト内
に位置している櫛歯形状の放熱フィンと、空気を上記ダ
クトに沿って流すファンとよりなり、該櫛歯形状の放熱
フィンは複数の空気流路を有する構成である強制空冷放
熱構造において、該ダクト内に、上記放熱フィンを覆っ
て設けてあり、空気流を該櫛歯形状の放熱フィンに形成
されている複数の空気流路に案内するカバー部材を設
け、該カバー部材は、上記櫛歯形状の放熱フィンの空気
流路に対応する櫛歯部を有し、該櫛歯部が上記放熱フィ
ンの空気流路に嵌合した構成としたものである。
【0032】カバー部材は、ダクト内を流れる空気を放
熱フィンが形成している複数の空気流路に導くように
し、複数の空気流路を流れる空気の量を多くする。
【0033】また、カバー部材の櫛歯部が放熱フィンの
空気流路に嵌合することにより、空気流路のうち放熱フ
ィンの先端部側の断面積が狭くなって、空気流路のうち
放熱フィンの先端部側の部分における空気流に対する抵
抗が高くなり、空気流路のうち放熱フィンの根元の部分
における空気流に対する抵抗が放熱フィンの先端部側の
部分における空気流に対する抵抗に比べて低くなり、放
熱フィンの根元の部分の空気の流速が、放熱フィンの先
端部側の部分の空気の流速に比べて速くなる。よって、
放熱フィンのうち温度の高い部分の熱が効率良く奪われ
るようになる。
【0034】
【発明の実施の形態】[第1実施例]図4は(A)、
(B)は、本発明の第1実施例になる強制空冷放熱ユニ
ット100を示す。図5は、この強制空冷放熱ユニット
100が組み込んである信号増幅回路機器10Aを示
す。信号増幅回路機器10Aの外形は図1に示す信号増
幅回路機器10と同じである。強制空冷放熱ユニット1
00の信号増幅回路機器10Aへの組み込みの構成は、
図1に示す信号増幅回路機器10の場合と同様である。
【0035】強制空冷放熱ユニット100は、アルミニ
ウム合金押出し加工製品であるダクト部材101と、こ
のダクト部材101のY1端に設けてある排気ファン2
2と、ダクト部材101のY2端とY1端とに設けてあ
る塞ぎ部材150,151とよりなる。
【0036】ダクト部材101は、X1側の壁102と
X2側の壁103とZ1側の壁104とZ2側の壁10
5とを有して断面が正方形であり、内部のうち、壁10
2側にマトリクス状空気流路群118を有し、壁103
側にマトリクス状空気流路群119を有し、マトリクス
状空気流路群118と119との間に大きい空気流路1
40を有する構成である。マトリクス状空気流路群11
8、119は、夫々板状の放熱フィン106、107に
よって略マトリクス状に仕切られており、Y1―Y2に
延在するトンネル状の空気流路を複数有する構成であ
る。空気流路140の両端は、塞ぎ部材150,151
によって塞がれている。
【0037】プリント基板30に複数の電子部品32が
実装してある構成の信号増幅回路モジュール11が、ダ
クト部材101の壁102の外面に固定してある。同じ
く、プリント基板31に複数の電子部品33が実装して
ある構成の信号増幅回路モジュール12が、ダクト部材
101の壁103の外面に固定してある。
【0038】信号増幅回路機器10Aが動作している間
は、排気ファン22が駆動し続け、外部の空気が前面パ
ネル13の開口窓14よりダクト部材101内に吸い込
まれる。空気流路140は塞ぎ部材150,151によ
って塞がれているため、空気は、空気流路140内には
入り込まず、空気はマトリクス状空気流路群118、1
19を符号160,161で示すようにY1方向に流
れ、信号増幅回路機器10Aの背面から符号162で示
すように排気される。
【0039】信号増幅回路モジュール11、12で発生
した熱は、夫々壁102,103内を伝導して放熱フィ
ン106、107に到り、放熱フィン106、107の
熱が空気流160,161によって奪われ、信号増幅回
路機器10Aの外部に排出される。これによって、信号
増幅回路モジュール11、12は強制空冷されている。
【0040】次に、放熱フィン106、107の温度分
布について説明する。
【0041】図4に示すように、X1―X2方向につい
ての放熱フィン106、107の温度分布は、グラフ線
170,171で示すようになる。温度は、壁102,
103に近い部分の温度が高く、壁102,103から
離れるにつれて低くなる。空気流路140は、放熱フィ
ン106、107のうち、温度が低い部分の間に形成さ
れている。
【0042】Z1―Z2方向についての放熱フィン10
6、107の温度分布は、グラフ線172で示すように
なる。温度は、中心線CLZの付近で一番高く、中心線
CLZからZ1,Z2方向に離れるにつれて低くなる。
【0043】次に、マトリクス状空気流路群118、1
19について説明する。
【0044】図6に拡大して示すように、マトリクス状
空気流路群118、119を構成する複数の空気流路
は、ダクト部材101のX1―X2方向の中心線CLX
に関して対称であり、且つ、ダクト部材101のZ1―
Z2方向の中心線CLZに関して対称である。
【0045】マトリクス状空気流路群118は、図6に
拡大して示すように、X1側の壁102側に、空気流路
110〜114、120〜124、130〜134が5
行3列で形成してあり、X2側の壁103側に、空気流
路が同じく5行3列で形成してあり、中央に大きい空気
流路140が形成してある。空気流路140の断面積S
140は、空気流路110〜114、120〜124、
130〜134の断面積と略等しい広さである。
【0046】列は夫々壁102、103側から数え、行
は、中心線CLZ上の行を第1の行とし、これを基準
に、Z1方向に数え、且つ、Z2方向に数える。
【0047】壁102側の第1の列、第2の列、及び第
3の列の空気流路は、同じ行で比べると、第1の列の空
気流路110〜114の断面積S110〜S114が夫
々第2の列の空気流路120〜124の断面積S120
〜S124より広く、第2の列の空気流路120〜12
4の断面積S120〜S124が夫々第3の列の空気流
路130〜134の断面積S130〜S134より広い
関係にある。
【0048】異なる行についてみると、第1,第2、第
3の全部の列について、中心線CLZ上の空気流路11
0、120,130の断面積S110、S120、S1
30が、夫々、Z1方向に隣の行の空気流路111、1
21,131の断面積S111、S121、S131よ
り広く、且つ、夫々、Z2方向に隣の行の空気流路11
2、122,132の断面積S112、S122、S1
32より広い関係にある。また、空気流路111、12
1,131の断面積S111、S121、S131は、
夫々、これよりZ1方向に隣の行の空気流路113、1
23,133の断面積S113、S123、S133よ
り広い関係にある。また、空気流路112、122,1
32の断面積S112、S122、S132は、夫々、
これよりZ2方向に隣の行の空気流路114、124,
134の断面積S114、S124、S134より広い
関係にある。
【0049】壁103側のマトリクス状空気流路群11
9の空気流路の構成は、中心線CLXに関して、壁10
2側の空気流路の構成と対称な構成である。
【0050】次に、マトリクス状空気流路群118内の
空気流160について説明する。
【0051】空気流160は、空気流路110〜11
4、120〜124、130〜134の夫々を独立に流
れる。各空気流路110〜114、120〜124、1
30〜134内を流れる空気流が受ける抵抗は、各空気
流路110等の断面積の広さに反比例し、空気流160
の風量(風速)は受ける抵抗に比例する。空気流の風量
(風速)は、X1―X2方向については、グラフ線18
0で示すようになる。風速は、壁102に近い部分で速
く、壁102から離れるにつれて遅くなる。Z1―Z2
方向については、グラフ線182で示すようになる。風
速は、中心線CLZの付近で速く、中心線CLZからZ
1,Z2方向に離れるにつれて遅くなる。
【0052】空気流161の風速は、上記の空気流16
0と同じく、グラフ線181,182で示すようにな
る。
【0053】即ち、空気流160、161の風速の分布
は、夫々放熱フィン107、106の温度分布に対応し
たものとなっている。
【0054】信号増幅回路モジュール11、12の強制
空冷は、以下の二つの理由によって効率的に行われてい
る。 (1)空気流路140は塞ぎ部材150,151によっ
て塞がれているため、空気は空気流路140内には入り
込まず、その分、マトリクス状空気流路群118、11
9を符号160,161で示すようにY1方向に流れる
風量が多くなり、放熱フィン106、107から空気流
160,161に奪われる熱量が多くなる。 (2)空気流160、161の風速の分布は、夫々放熱
フィン106、107の温度分布に対応したものとなっ
ており、放熱フィン106、107のうち温度の高い部
分からはより多くの熱が奪われる。 [第2実施例]図7(A)、(B)は、本発明の第2実
施例になる強制空冷放熱ユニット100Aを示す。強制
空冷放熱ユニット100Aは、強制空冷する対象である
信号増幅回路モジュールが単一である場合の構成であ
る。
【0055】強制空冷放熱ユニット100Aは、ダクト
部材101Aと、このダクト部材101AのY1端に設
けてある排気ファン22と、ダクト部材101AのY2
端とY1端とに設けてある部分的塞ぎ部材150A,1
51Aとよりなる。
【0056】ダクト部材101Aは、内部のうち、壁1
02A側にマトリクス状空気流路群118Aを有し、マ
トリクス状空気流路群118Aと壁103Aとの間に大
きい空気流路140Aを有する構成である。マトリクス
状空気流路群118Aは、板状の放熱フィン106Aに
よって、第1実施例のマトリクス状空気流路群118と
略同じパターンで略マトリクス状に仕切られており、Y
1―Y2に延在するトンネル状の空気流路を複数有する
構成である。空気流路140Aの両端は、塞ぎ部材15
0A,151Aによって塞がれている。
【0057】壁102Aの外面に、信号増幅回路モジュ
ール11が固定してある。
【0058】信号増幅回路モジュール11で発生した熱
は、壁102A内を伝導して放熱フィン106Aに到
り、更には、放熱フィン106Aの熱が排気ファン22
により発生している空気流160Aによって奪われ、外
部に排出される。これによって、信号増幅回路モジュー
ル11は強制空冷されている。
【0059】ここで、空気流路140Aは塞ぎ部材15
0A,151Aによって塞がれているため、空気は空気
流路140A内には入り込まず、その分、マトリクス状
空気流路群118Aを符号160Aで示すようにY1方
向に流れる風量が多くなっている。また、空気流160
Aの風速の分布は、グラフ線180A,182Aで示す
ようになり、グラフ線170A,172Aで示す放熱フ
ィン106Aの温度分布に対応したものとなっており、
放熱フィン106Aのうち温度の高い部分からはより多
くの熱が奪われる。これによって、信号増幅回路モジュ
ール11の強制空冷は、効率的に行われる。 [第3実施例]図8(A)、(B)は、本発明の第3実
施例になる強制空冷放熱ユニット100Bを示す。強制
空冷放熱ユニット100Bは、図4に示す本発明の第1
実施例になる強制空冷放熱ユニット100において、空
気流路140が存在していない構成である。
【0060】ダクト部材101Bは、X1側の壁102
Bから中心線CLXの位置までマトリクス状空気流路群
118Bを有し、X2側の壁103Bから中心線CLX
の位置までマトリクス状空気流路群119Bを有する。
マトリクス状空気流路群118B、119Bを構成する
複数の空気流路は、壁102B、103Bから離れる
程、断面積が小さくて、空気流が受ける抵抗が大きくな
るようになっている。
【0061】信号増幅回路モジュール11、12で発生
した熱は、夫々壁102B、103B内を伝導して放熱
フィン106B、107Bに到る。排気ファン22によ
り、マトリクス状空気流路群118B、119Bには空
気流160B、161Bが発生している。放熱フィン1
06B、107Bの熱は、夫々空気流160A、161
Aによって奪われ、外部に排出される。これによって、
信号増幅回路モジュール11、12は強制空冷されてい
る。
【0062】ここで、ダクト部材101Bに吸い込まれ
た空気は、空気流160B、161Bとなってマトリク
ス状空気流路群118B、119B内を流れ、また、空
気流160Bの風速の分布は、グラフ線180B,18
2Bで示すようになり、グラフ線170B,172Bで
示す放熱フィン106Bの温度分布に対応したものとな
っており、放熱フィン106Bのうち温度の高い部分か
らはより多くの熱が奪われ、同じく、空気流160Bの
風速の分布は、グラフ線181B,182Bで示すよう
になり、グラフ線171B,172Bで示す放熱フィン
107Bの温度分布に対応したものとなっており、放熱
フィン107Bのうち温度の高い部分からはより多くの
熱が奪われる。これによって、信号増幅回路モジュール
11、12の強制空冷は、効率的に行われる。 [第4実施例]図9(A)、(B)は、本発明の第4実
施例になる強制空冷放熱ユニット100Cを示す。強制
空冷放熱ユニット100Cは、図4に示す本発明の第1
実施例になる強制空冷放熱ユニット100とは、ダクト
部材101Cと塞ぎ部材190とが相違する構成であ
る。
【0063】ダクト部材101Cの内部には、その壁1
02C側に櫛歯状の放熱フィン106CがZ1−Z2方
向に並んで形成してあり、壁103C側に櫛歯状の放熱
フィン107CがZ1−Z2方向に並んで形成してあ
る。櫛歯状の放熱フィン106C、107Cは、Y1−
Y2方向に延在している。
【0064】ダクト部材101C単体の状態では、図1
0(A)に示すように、櫛歯状の放熱フィン106Cの
部分に櫛歯状空気流路群118Caが形成され、櫛歯状
の放熱フィン107Cの部分に櫛歯状空気流路群119
Caが形成され、櫛歯状の放熱フィン106Cと107
Cとの間に、断面積の大きい空気流路140Cが形成し
てある。櫛歯状空気流路群118Ca、119Caは、
夫々、断面が略V字形状の空気流路200,201が並
んでいる構成である。V字形状は、壁102C、103
C側が先端であり、空気流路140Cが広がり側であ
る。空気流路200,201の空気流の抵抗は、空気流
路140C側が小さく、壁102C、103C側が大き
い。よって、ダクト部材101C単体の状態では、空気
流は大部分が空気流路140Cをながれ、櫛歯状空気流
路群118Ca、119Caについても、抵抗の小さい
広がり側を流れ、壁102C、103C側については風
速が遅い。
【0065】塞ぎ部材190は、X1とX2側に、櫛歯
状空気流路群118Ca、119Caに対応した櫛歯部
191,192を有する構成である。この塞ぎ部材19
0は、図9(A)、(B)、図10(B)に示すよう
に、空気流路140Cに嵌合しており、空気流路140
Cを塞いでいる。櫛歯部191は空気流路200に嵌合
し、櫛歯部192は空気流路201に嵌合して、空気流
路200、201の広がり側を塞いでいる。よって、空
気流路200、201は、空気流路140C側が塞がれ
て狭められ、空気流路200C、201Cとなる。櫛歯
状空気流路群118Ca、119Caは、櫛歯状空気流
路群118C、119Cとなる。
【0066】空気流路200C、201Cは、断面形状
が、中心線CLXに近い側が狭くなって、側壁102
C、103Cが相対的に広くなり、空気流に対する抵抗
は、中心線CLXに近い側が高くなって、側壁102
C、103Cが相対的に低くなる。
【0067】図9(A),(B)に示すように、信号増
幅回路モジュール11、12で発生した熱は、夫々壁1
02C、103C内を伝導して放熱フィン106C、1
07Cに到る。排気ファン22により、櫛歯状空気流路
群118C、119Cには空気流160C、161Cが
発生している。放熱フィン106C、107Cの熱は、
夫々空気流160C、161Cによって奪われ、外部に
排出される。これによって、信号増幅回路モジュール1
1、12は強制空冷されている。
【0068】ここで、ダクト部材101Cに吸い込まれ
た空気は、空気流路140Cは流れず、空気流160
C、161Cとなって櫛歯状空気流路群118C、11
9C内を流れ、また、空気流160Cの風速の分布は、
グラフ線180C,182Cで示すようになり、グラフ
線170C,172Cで示す放熱フィン106Cの温度
分布に対応したものとなっており、放熱フィン106C
のうち温度の高い部分からはより多くの熱が奪われ、同
じく、空気流161Cの風速の分布は、グラフ線181
C,182Cで示すようになり、グラフ線171C,1
72Cで示す放熱フィン107Cの温度分布に対応した
ものとなっており、放熱フィン107Cのうち温度の高
い部分からはより多くの熱が奪われる。これによって、
信号増幅回路モジュール11、12の強制空冷は、効率
的に行われる。 [第5実施例]図11は(A)、(B)、(C)は、本
発明の第5実施例になる信号増幅回路機器10Dを示
し、信号増幅回路モジュール11D、12Dを強制空冷
する強制空冷放熱構造210が組み込まれている。
【0069】強制空冷放熱構造210は、X1―X2方
向上、中央にY1―Y2方向に延在する櫛歯状の放熱フ
ィン211が形成してあるアルミニウム製の基台212
と、櫛歯状の放熱フィン211の上側を覆う覆い部材2
13と、Y1端側の排気ファン22とを有する構成であ
る。
【0070】覆い部材213が設けてあることによっ
て、空気流路214は、櫛歯状の放熱フィン211の部
分に限られて、形成されている。
【0071】信号増幅回路モジュール11D、12D
は、基台212上に固定してあり、ここで発生した熱
は、基台212内を伝導して放熱フィン211に到る。
排気ファン22により、信号増幅回路機器10Dの前面
側から吸引された空気220は、覆い部材213によっ
て放熱フィン211の部分に案内されて、空気流路21
4内を符号221で示すように流れる。この空気流22
1が、放熱フィン211の熱を奪う。空気流221は、
符号222で示すように、外部に排出される。
【0072】空気流221は櫛歯状の放熱フィン211
の部分に限られて形成されるため、放熱フィン211の
熱が効率的に奪われて、信号増幅回路モジュール11
D、12Dの強制空冷は効率的になされる。 [第6実施例]図12は(A)、(B)、(C)は、本
発明の第6実施例になる信号増幅回路機器10Eを示
し、信号増幅回路モジュール11E、12Eを強制空冷
する強制空冷放熱構造210Eが組み込まれている。
【0073】強制空冷放熱構造210Eは、アルミニウ
ム製の基台230と、信号増幅回路モジュール11E、
12Eに固定してあり、基台230上にX1―X2方向
上対向して配置してある櫛歯状の放熱フィン231、2
32と、放熱フィン231、232の間に設けてあり、
この部分の通路を塞ぐ塞ぎ部材234と、放熱フィン2
31、232と塞ぎ部材234との上面を覆う覆い部材
235と、Y1端側の排気ファン22とを有する構成で
ある。
【0074】塞ぎ部材234及び覆い部材235が設け
てあることによって、櫛歯状の放熱フィン231の部分
に限られて、空気流路236が形成されており、櫛歯状
の放熱フィン232の部分に限られて、空気流路237
が形成されている。
【0075】信号増幅回路モジュール11E、12Eで
発生した熱は、夫々伝導して櫛歯状の放熱フィン23
1、232に到る。排気ファン22により、信号増幅回
路機器10Eの前面側から吸引された空気240は、塞
ぎ部材234及び覆い部材235によって案内されて放
熱フィン231、232の部分に導かれ、空気流路23
6内を符号241で示すように流れ、且つ、空気流路2
37内を符号242で示すように流れる。この空気流2
41、242が夫々放熱フィン231、232の熱を奪
う。空気流241、242は、符号243で示すよう
に、外部に排出される。
【0076】空気流241、242は櫛歯状の放熱フィ
ン231、232の部分に限られて形成されるため、放
熱フィン231、232の熱が効率的に奪われて、信号
増幅回路モジュール11E、12Eの強制空冷は効率的
になされる。 [第7実施例]図13(A)、(B)はラックに適用さ
れている本発明の第7実施例になる強制空冷放熱構造を
示す。
【0077】この強制空冷放熱構造は、図3(A)、
(B)に示す構成に、排気ダクト形成部材250,25
1及びカバー部材252を追加して設けた構成である。
【0078】排気ダクト形成部材250,251と裏カ
バー53とによって、ダクト253が形成してある。カ
バー部材252は、ダクト253の内部に設けてあり、
櫛歯状の放熱フィン70,71のY1側を覆っている。
放熱フィン70,71の部分には、空気流路270,2
71内が形成されている。
【0079】排気ファン55が駆動し続け、外部の空気
がラック50Aの下部からラック50A内に吸い込ま
れ、ダクト253内を符号261〜264で示すように
Y1方向に流れ、ラック50の天板54から符号265
で示すように排気される。電子機器60〜64は背面側
から強制空冷されている。
【0080】上記のカバー部材252を設けたことによ
って、放熱フィン70,71の部分については、空気
は、カバー部材252によって案内されて、符号26
2、263で示すように放熱フィン70,71によって
形成されている空気流路270,271内に強制的に導
かれ、空気流路270,271内を流れる。
【0081】電子機器61,63で発生し、伝導して放
熱フィン70,71に到った熱は、空気流262、26
3によって効率良く奪われ、ラック50の外部に排出さ
れる。これによって、電子機器61,63は効率良く強
制空冷されている。 [第8実施例]図14(A)、(B)はラック50Bに
適用されている本発明の第7実施例になる強制空冷放熱
構造を示す。
【0082】この強制空冷放熱構造は、図13(A)、
(B)の構造において、カバー部材252に代えて、カ
バー部材252Aを設けた構成であり、図9(A),
(B)に示す構造に似た構造として、図13(A)、
(B)の構造のものに比べて強制空冷の効率を改善した
ものである。
【0083】カバー部材252Bは、本体部分252B
aと、櫛歯部252Bb、252Bcを有する。櫛歯部
252Bb、252Bcは、夫々櫛歯状の放熱フィン7
0,71の空気流路270,271に対応している。
【0084】カバー部材252Aは、図14(A)、
(B)、及び図15に示すように、取り付けてある。本
体部分252Baが櫛歯状の放熱フィン70,71のY
1側を覆っており、且つ、櫛歯部252Bb、252B
cが夫々櫛歯状の放熱フィン70,71の空気流路27
0,271に嵌合している。
【0085】櫛歯部252Bb、252Bcが嵌合した
ことによって、空気流路270,271の断面形状は、
Y1側が狭くなって、Y2側が相対的に広くなり、空気
流に対する抵抗は、Y1側が高くなって、Y2側が相対
的に低くなる。
【0086】よって、放熱フィン70,71の部分につ
いては、空気流262B、263Bは、Y1側の風速が
Y2側の風速より速くなるように流れる。これによっ
て、電子機器61,63の強制空冷は、図13(A)、
(B)に示す構造に比べて効率良く行われる。
【0087】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、ダクト部材の内部の放熱フィンが、複数の空気
流路を、壁に近い場所の空気流路の断面積が上記壁から
離れている場所の空気流路の断面積より広いように形成
してある構成としたものであるため、壁に近い場所の空
気流路の空気流に対する抵抗が、壁から離れている場所
の空気流路の空気流に対する抵抗より低くなり、壁に近
い場所の空気流路の空気の流速が、壁から離れている場
所の空気流路の空気の流速に比べて速くなり、放熱フィ
ンのうち温度の高い部分の熱を効率良く奪うことが出
来、発熱する電子部品の強制空冷放熱を効率的に行うこ
とが出来る。
【0088】請求項2の発明は、ダクト部材の内部の放
熱フィンが、複数の空気流路を、壁に近い場所の空気流
路の断面積が上記壁から離れている場所の空気流路の断
面積より広いように形成してある構成とし、且つ、ダク
ト部材の内部のうち、放熱フィンが存在していない部分
を塞いで空気流を放熱フィンの部分に導く塞ぎ部材を設
けた構成とたものであるため、壁に近い場所の空気流路
の空気流に対する抵抗が、壁から離れている場所の空気
流路の空気流に対する抵抗より低くなり、壁に近い場所
の空気流路の空気の流速が、壁から離れている場所の空
気流路の空気の流速に比べて速くなり、放熱フィンのう
ち温度の高い部分の熱を効率良く奪うことが出来、更に
は、塞ぎ部材によって複数の空気流路を流れる空気の量
を多く出来、よって、発熱する電子部品の強制空冷放熱
を効率的に行うことが出来る。
【0089】請求項3の発明は、ダクト部材の放熱フィ
ンは、櫛歯形状であり、隣り合う放熱フィンの間に空気
流路を有する構成であり、且つ、該ダクト部材の内部の
うち、該放熱フィンが存在していない部分を塞いで空気
流を該放熱フィンの部分に導く塞ぎ部材を設け、且つ、
該塞ぎ部材は、上記櫛歯形状の放熱フィンの空気流路に
対応する櫛歯部を有し、該櫛歯部が上記放熱フィンの空
気流路に嵌合した構成としたものであるため、塞ぎ部材
によって、複数の空気流路を流れる空気の量が多くな
り、また、塞ぎ部材の櫛歯部が放熱フィンの空気流路に
嵌合することにより、空気流路のうち放熱フィンの先端
部側の断面積が狭くなって、空気流路のうち放熱フィン
の先端部側の部分における空気流に対する抵抗が高くな
り、空気流路のうち放熱フィンの根元の部分における空
気流に対する抵抗が放熱フィンの先端部側の部分におけ
る空気流に対する抵抗に比べて低くなり、放熱フィンの
根元の部分の空気の流速が、放熱フィンの先端部側の部
分の空気の流速に比べて速くなり、よって、放熱フィン
のうち温度の高い部分の熱が効率良く奪われるようにな
り、発熱する電子部品の強制空冷放熱を効率的に行うこ
とが出来る。
【0090】請求項4の発明は、ダクト内に、櫛歯形状
の放熱フィンを覆って設けてあり、空気流を櫛歯形状の
放熱フィンに形成されている複数の空気流路に案内する
カバー部材を設けた構成としたものであるため、複数の
空気流路を流れる空気の量を多くなり、発熱する電子部
品の強制空冷放熱を効率的に行うことが出来る。
【0091】請求項5の発明は、ダクト内に、櫛歯形状
の放熱フィンを覆って設けて有り、空気流を櫛歯形状の
放熱フィンに形成されている複数の空気流路に案内する
カバー部材を設け、且つ、このカバー部材は、櫛歯形状
の放熱フィンの空気流路に対応する櫛歯部を有し、櫛歯
部が放熱フィンの空気流路に嵌合した構成としたもので
あるため、カバー部材によって、複数の空気流路を流れ
る空気の量を多くなり、また、カバー部材の櫛歯部が放
熱フィンの空気流路に嵌合することにより、空気流路の
うち放熱フィンの先端部側の断面積が狭くなって、空気
流路のうち放熱フィンの先端部側の部分における空気流
に対する抵抗が高くなり、空気流路のうち放熱フィンの
根元の部分における空気流に対する抵抗が放熱フィンの
先端部側の部分における空気流に対する抵抗に比べて低
くなり、放熱フィンの根元の部分の空気の流速が、放熱
フィンの先端部側の部分の空気の流速に比べて速くな
り、よって、放熱フィンのうち温度の高い部分の熱が効
率良く奪われるようになり、発熱する電子部品の強制空
冷放熱を効率的に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の強制空冷放熱構造が適用してある信号増
幅回路機器を示す図である。
【図2】図1中、強制空冷放熱ユニットを取り出して示
す図である。
【図3】従来の強制空冷放熱構造が適用してあるラック
を示す図である。
【図4】本発明の第1実施例になる強制空冷放熱ユニッ
トを示す図である。
【図5】図4の強制空冷放熱ユニットが組み込んである
信号増幅回路機器を示す図である。
【図6】図4(B)のダクトの断面の拡大図である。
【図7】本発明の第2実施例になる強制空冷放熱ユニッ
トを示す図である。
【図8】本発明の第3実施例になる強制空冷放熱ユニッ
トを示す図である。
【図9】本発明の第4実施例になる強制空冷放熱ユニッ
トを示す図である。
【図10】図9(B)のダクトの断面の拡大図である。
【図11】本発明の第5実施例になる信号増幅回路機器
を示す図である。
【図12】本発明の第6実施例になる信号増幅回路機器
を示す図である。
【図13】本発明の第7実施例になるラックの強制空冷
放熱構造を示す図である。
【図14】本発明の第8実施例になるラックの強制空冷
放熱構造を示す図である。
【図15】図14(A)中、円300で囲んだ部分を拡
大して示す図である。
【符号の説明】
10A 信号増幅回路機器 22 排気ファン 100 強制空冷放熱ユニット 101 ダクト部材 102〜105 壁 106、107 板状の放熱フィン 118、119 マトリクス状空気流路群 110〜114、120〜124、130〜134 空
気流路 140 空気流路 150,151 塞ぎ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E322 AA01 BA01 BA03 BA04 BB03 5F036 AA01 BA04 BB05 BB35 BC33

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 壁によって囲まれており、内部に放熱フ
    ィンを有するダクト部材と、空気を該ダクト部材の内部
    に沿って流すファンとを有し、該ダクト部材の外側の電
    子部品が発生する熱が伝導して上記放熱フィンに到り、
    この放熱フィンの熱を上記の流れる空気が奪う構成の強
    制空冷放熱構造において、 該ダクト部材の放熱フィンが、複数の空気流路を形成
    し、 該複数の空気流路は、上記壁に近い場所の空気流路の断
    面積が上記壁から離れている場所の空気流路の断面積よ
    り広いように形成してある構成としたことを特徴とする
    強制空冷放熱構造。
  2. 【請求項2】 壁によって囲まれており、内部に放熱フ
    ィンを有するダクト部材と、空気を該ダクト部材の内部
    に沿って流すファンとを有し、該ダクト部材の外側の電
    子部品が発生する熱が伝導して上記放熱フィンに到り、
    この放熱フィンの熱を上記の流れる空気が奪う構成の強
    制空冷放熱構造において、 該ダクト部材の放熱フィンが、複数の空気流路を形成
    し、 該複数の空気流路は、上記壁に近い場所の空気流路の断
    面積が上記壁から離れている場所の空気流路の断面積よ
    り広いように形成してあり、 且つ、該ダクト部材の内部のうち、該放熱フィンが存在
    していない部分を塞いで空気流を該放熱フィンの部分に
    導く塞ぎ部材を設けた構成としたことを特徴とする強制
    空冷放熱構造。
  3. 【請求項3】 壁によって囲まれており、内部に放熱フ
    ィンを有するダクト部材と、空気を該ダクト部材の内部
    に沿って流すファンとを有し、該ダクト部材の外側の電
    子部品が発生する熱が伝導して上記放熱フィンに到り、
    この放熱フィンの熱を上記の流れる空気が奪う構成の強
    制空冷放熱構造において、 該ダクト部材の放熱フィンは、櫛歯形状であり、隣り合
    う放熱フィンの間に空気流路を有する構成であり、 且つ、該ダクト部材の内部のうち、該放熱フィンが存在
    していない部分を塞いで空気流を該放熱フィンの部分に
    導く塞ぎ部材を設け、 且つ、該塞ぎ部材は、上記櫛歯形状の放熱フィンの空気
    流路に対応する櫛歯部を有し、該櫛歯部が上記放熱フィ
    ンの空気流路に嵌合した構成としたことを特徴とする強
    制空冷放熱構造。
  4. 【請求項4】 ダクトと、該ダクト内に位置している櫛
    歯形状の放熱フィンと、空気を上記ダクトに沿って流す
    ファンとよりなり、該櫛歯形状の放熱フィンは複数の空
    気流路を有する構成である強制空冷放熱構造において、 該ダクト内に、上記放熱フィンを覆って設けてあり、空
    気流を該櫛歯形状の放熱フィンに形成されている複数の
    空気流路に案内するカバー部材を設けた構成としたこと
    を特徴とする強制空冷放熱構造。
  5. 【請求項5】 ダクトと、該ダクト内に位置している櫛
    歯形状の放熱フィンと、空気を上記ダクトに沿って流す
    ファンとよりなり、該櫛歯形状の放熱フィンは複数の空
    気流路を有する構成である強制空冷放熱構造において、 該ダクト内に、上記放熱フィンを覆って設けてあり、空
    気流を該櫛歯形状の放熱フィンに形成されている複数の
    空気流路に案内するカバー部材を設け、 該カバー部材は、上記櫛歯形状の放熱フィンの空気流路
    に対応する櫛歯部を有し、該櫛歯部が上記放熱フィンの
    空気流路に嵌合した構成としたことを特徴とする強制空
    冷放熱構造。
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