JP2010123891A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、簡単な構成を確保したうえで、放熱効率の向上を図り得るようにして、高効率な熱制御を実現することにある。
【解決手段】一方面に発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３が搭載される放熱器１０の搭載ベース１１の他方面における少なくとも発熱デバイス１４に対向する領域に、突起部１１１を突設すると共に、この突起部１１１を含む他方面上に複数の放熱フィン１２を所定の間隔に併設して構成したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば基地局を構成するテレビ送信機、ＦＭ送信機、中波送信機等を含む電子機器の熱制御に用いるのに好適する冷却装置に関する。

一般に、電子機器には、電力増幅器等の多数の発熱体が収容配置されており、その発熱体で発熱した熱量を、ヒートシンクと称する放熱器を備えた冷却装置を用いて放熱して冷却することにより、発熱体を所望の温度に熱制御し、所望の性能特性を得る方法が採られている。

このような冷却装置の放熱器は、発熱体が熱的に結合されて搭載される部品搭載部に複数の放熱用フィンが所定の間隔に突設されて形成され、その部品搭載部上に搭載した発熱体からの熱量が、多数の放熱用フィンに熱移送されて放熱される。この際、放熱器の複数の放熱用フィンには、送風ファンを用いて空気等の冷却媒体が強制的に供給され、その熱移送された熱量が放熱される。

ところで、最近の電子機器は、搭載される電子部品等の発熱体の大容量化が進められており、その発熱量が増加されている一方で、小形化の要請があるために、放熱効率の向上を図ったうえで、小形化の要請を満足する冷却装置の開発が急がれている。

このような冷却装置としては、例えば冷却器の放熱板間の流路内に板状のベンチュリー板と補助放熱板を対向配置し、放熱器内を流れる冷却媒体の流速を高めて冷却効率を高めるように構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２３２８３号公報

しかしながら、上記冷却装置では、放熱板間の流路にベンチュリー板と補助放熱板を取付け配置する構成上、部品点数が多くなることで、その構成が複雑となるという問題を有する。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成を確保したうえで、放熱効率の向上を図り得るようにして、高効率な熱制御を実現した冷却装置を提供することを目的とする。

この発明は、一方面に発熱体が搭載される搭載ベースの他方面の少なくとも前記発熱体に対向する領域に、突起部が設けられると共に、該突起部を含む他方面上に所定の間隔を有して複数の放熱フィンが併設された放熱器と、この放熱器の複数の放熱フィンの一方側から他方側方向に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えて冷却装置を構成した。

上記構成によれば、放熱器の一方側から供給された冷却媒体は、放熱フィンに案内されて他方に移動される際、突起部に衝突して、該突起部がノズル効果として機能され、その流速が高められることにより、放熱フィンと冷却媒体間の温度境界層が減少されて発熱体に対向する領域における放熱効果が高められる。従って、冷却媒体供給手段による冷却媒体の供給量を増加させたりして、構成の複雑化を招くことなく、発熱体の高効率な熱制御が実現されると共に、簡便にして、容易な加工製作が実現される。

以上述べたように、この発明によれば、簡単な構成を確保したうえで、放熱効率の向上を図り得るようにして、高効率な熱制御を実現した冷却装置を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施の形態に係る冷却装置を示すもので、放熱器１０は、搭載ベース１１に複数の板状の放熱フィン１２が併設されて構成される。

このうち搭載ベース１１には、その一方面に発熱体を構成する印刷配線基板１３が搭載される。この印刷配線基板１３には、電子部品である発熱デバイス１４が実装されている。そして、この搭載ベース１１の他方面、すなわち放熱フィン１２が併設されている面には、例えば矩形状の突起部１１１が、少なくとも上記印刷配線基板１３の発熱デバイス１４に対向する領域である発熱デバイス１４の実装領域を含む周囲領域に対応して突設されている。この突起部１１１は、例えば冷却媒体供給側の一方側及び冷却媒体排出側の他方側が傾斜状に漸減された冷却媒体移動方向に略対称な形状に形成されている（図２乃至図４参照）。

なお、この突起部１１１は、その一方側及び他方側が傾斜状に漸減される形状に限るものでなく、その他、一方側及び他方側が湾曲状に漸減される形状に形成するようにしてもよい。

他方面の複数の放熱フィン１２は、上記搭載ベース１１の突起部１１１を含む他方面上に一方側から他方側方向に所定の間隔を有して併設されている（図５参照）。

上記放熱器１０は、その複数の放熱フィン１２が、例えば機器筐体１５上に載置されて、該放熱フィン１２間に媒体路を形成するように設置される（図２及び図３参照）。そして、放熱器１０の一方側には、冷却媒体供給手段を構成する送風ファン１６が放熱フィン１２に対向されて配置される。

この送風ファン１６は、図示しない制御部を介して駆動され、その駆動に連動して冷却空気を、放熱器１０の放熱フィン１２の一方側に供給し、該冷却空気を、放熱フィン１２間を挿通させて搭載ベース１１の他方側から強制的に排気させる。この際、搭載ベース１１の突起部１１１は、導かれた冷却空気が衝突されると、いわゆるノズルとして機能され、該空気の流速を高めて放熱フィン１２と冷却空気間の温度境界層を減少させて放熱フィン１２による放熱効果を高める。

上記構成において、放熱器１０は、発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３からの熱が搭載ベース１１を経由して放熱フィン１２に熱移送されると共に、送風ファン１６からの冷却空気が搭載ベース１１及び放熱フィン１２の一方側から供給される。この放熱器１０に供給された冷却空気は、放熱フィン１２間を通り他方側に移動されると、搭載ベース１１の突起部１１１に衝突して四方に拡散されると共に、該突起部１１１によるいわゆるノズル効果により、その間における流速が高められ、放熱フィン１２間の温度境界層を減少させた状態で、放熱フィン１２の他方側から外部に排出される。

ここで、放熱器１０は、その搭載ベース１１の発熱デバイス１４に対向する領域における放熱効果が高められて、発熱デバイス１４から搭載ベース１１及び放熱フィン１２に熱移送された熱量を奪って効率よく排熱し、発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３を所望の温度に熱制御する。

このように、上記冷却装置は、一方面に発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３が搭載される放熱器１０の搭載ベース１１の他方面における少なくとも発熱デバイス１４に対向する領域に、突起部１１１を突設すると共に、この突起部１１１を含む他方面上に複数の放熱フィン１２を所定の間隔に併設して構成した。

これによれば、放熱器１０の一方側から供給された冷却空気は、放熱フィン１２に案内されて他方側に移動される際、突起部１１１に衝突して、該突起部１１１がノズルとして機能され、その流速が高められる。これにより、放熱フィン１２と冷却空気間の温度境界層が減少されて発熱デバイス１４に対向する領域における放熱効果が高められ、冷却媒体供給手段による冷却媒体の供給量を増加させたりして、構成の複雑化を招くことなく、発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３の高効率な熱制御が実現されると共に、簡便にして容易な加工製作が実現される。

なお、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、例えば図６及び図７に示すように構成することも可能である。但し、この図６及び図７に示す実施の形態の説明においては、上記図１乃至図５と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

即ち、この実施の形態においては、複数台、例えば３台の放熱器１０が機器筐体１５上に積み重ねて積重状に配置されて構成される。この場合、例えば２台目及び３台目の放熱器１０は、その両側部の放熱フィン１２の先端部にスペーサ部材１７が介在されて１台目の放熱器１０上に順に積重配置される。

このようにして、１台目及び２台目の放熱器１０の各搭載ベース１１上に搭載された発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３と、２台目及び３台目の放熱器１０の各放熱フィン１２との間には、上記スペーサ部材１７により、放熱フィン１２が発熱デバイス１４に圧迫付加を与えないための間隙が形成されている。

上記構成により、３台積重配置した放熱器１０は、その２台目の放熱器１０に熱的に結合した発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３が、上下に配置される１台目及び３台目の放熱器１０から、いわゆる熱のあおりを受けるが、１台目及び３台目の放熱器１０が、それぞれ上述したように突起部１１１の作用により高い放熱性能を得ていることで、２台目に及ぼす熱のあおりの発生が減少される。これにより、２台目の放熱器１０に搭載した発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３は、１台目及び３台目から受ける熱のあおりの影響が殆どなくなり、同様に所望の放熱効率を得ることができる。この結果、発熱デバイス１４を含む印刷配線基板１３の高密度な実装を実現したうえで、高効率な熱制御を実現することが可能となる。

また、上記実施の形態では、冷却媒体供給手段で供給する冷却媒体として、冷却空気を用いて構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、冷却媒体として窒素ガス等の各種の流体を用いて構成することが可能である。

さらに、上記実施の形態では、発熱体として発熱デバイス１４を実装した印刷配線基板１３を放熱器１０に搭載するように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えば発熱デバイスを含む発熱部品を直接的に放熱器１０に搭載するように構成しても良い。

この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

この発明の一実施の形態に係る冷却装置を示した平面図である。 図１を側面から見た状態を示した平面図である。 図１を冷却媒体出口側から見た状態を示した平面図である。 図１の放熱器を取出して他方面側（放熱フィン側）から見た状態を示した平面図である。 図１の放熱器の搭載ベースの突起部と放熱フィンとを拡大して示した一部斜視図である。 この発明の他の実施の形態に係る冷却装置を側面側から見た状態を示した平面図である。 図６を媒体出口側から見た状態を示した平面図である。

符号の説明

１０…放熱器、１１…搭載ベース、１１１…突起部、１２…放熱フィン、１３…印刷配線基板、１４…発熱デバイス、１５…機器筐体、１６…送風ファン、１７…スペーサ部材。

Claims (5)

1. 一方面に発熱体が搭載される搭載ベースの他方面の少なくとも前記発熱体に対向する領域に、突起部が設けられると共に、該突起部を含む他方面上に所定の間隔を有して複数の放熱フィンが併設された放熱器と、
   この放熱器の複数の放熱フィンの一方側から他方側方向に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
   を具備することを特徴とする冷却装置。
2. 前記突起部は、冷却媒体供給及び排出側がそれぞれ漸減されて冷却媒体案内方向に略対称な形状を有することを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
3. 前記発熱体は、印刷配線基板に搭載され、前記印刷配線基板が前記放熱器の搭載ベースの一方面に搭載されて配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
4. 前記放熱器は、複数個が積重状に組合わされて配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の冷却装置。
5. 前記冷却媒体は、空気であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の冷却装置。

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