JP2020150258A - Heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
本開示はヒートシンクに関する。 The present disclosure relates to heat sinks.
ヒートシンクには、発熱体と接触する板状のベースと、ベースの一方の面から突出し、その間に流体が流れる流路を形成する複数のフィンと、を備えるものがある。このヒートシンクでは、流路を流れる流体にフィンの熱を吸熱させることにより、放熱する。 Some heat sinks include a plate-shaped base that contacts the heating element and a plurality of fins that project from one surface of the base and form a flow path for fluid to flow between them. In this heat sink, the heat of the fins is absorbed by the fluid flowing through the flow path to dissipate heat.
このようなヒートシンクでは、流体が流路を単に流れるだけでは、フィンの熱を流体に十分伝えることができない。そこで、熱伝導率を向上させるため、ベースから流路に突出して、流体の流れを攪拌する突起を備えるヒートシンクが開発されている。 In such a heat sink, the heat of the fins cannot be sufficiently transferred to the fluid simply by flowing the fluid through the flow path. Therefore, in order to improve the thermal conductivity, a heat sink having a protrusion protruding from the base into the flow path to agitate the flow of the fluid has been developed.
例えば、特許文献１には、ベースから流路に流線形状に突出する突起を備えるヒートシンクが開示されている。
For example,
また、特許文献２には、ベースから流路に筋状に突出した突起を備えるヒートシンクが開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a heat sink having protrusions protruding from the base into the flow path in a streak pattern.
ヒートシンクでは、流路の一端と他端の両方から流体が流入することがある。この場合、特許文献１及び２に記載のヒートシンクでは、一端側からの流体の流れと他端側からの流体の流れが衝突してその流れがよどんでしまう。その結果、ヒートシンクの放熱性能が低下してしまう。
In a heat sink, fluid may flow in from both one end and the other end of the flow path. In this case, in the heat sinks described in
また、一端側からの流体の流れと他端側からの流体の流れが衝突するよどみの位置は、流れの強さに依存する。このため、流れの強さの変化によってよどみの位置が変化する。その結果、よどみの位置から発熱体までの距離が変化する。このため、ヒートシンクの放熱性能が安定しない。 Further, the position of the stagnation at which the fluid flow from one end side and the fluid flow from the other end side collide depends on the strength of the flow. Therefore, the position of the stagnation changes according to the change in the strength of the flow. As a result, the distance from the stagnation position to the heating element changes. Therefore, the heat dissipation performance of the heat sink is not stable.
本開示は上記の課題を解決するためになされたもので、流路の一端側、他端側の両方から流体が流れた場合でも、放熱性能が高く、その放熱性能が安定したヒートシンクを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a heat sink having high heat dissipation performance and stable heat dissipation performance even when a fluid flows from both one end side and the other end side of the flow path. The purpose is.
上記の目的を達成するため、本開示に係るヒートシンクは、発熱体と接触するベースと、ベースの一方の面から突出する複数のフィンと、一方の面に垂直かつ一方の面から複数のフィン以上の高さまで突出する壁と、を備える。フィンは、その間に流体を流す流路を形成する。壁は、流路内に配置され、流路を流れる流体を一方の面に対して垂直な方向へ流す。 In order to achieve the above object, the heat sink according to the present disclosure includes a base in contact with a heating element, a plurality of fins protruding from one surface of the base, and a plurality of fins perpendicular to one surface and a plurality of fins from one surface. It has a wall that protrudes to the height of. The fins form a flow path for the fluid to flow between them. The wall is arranged in the flow path and allows the fluid flowing through the flow path to flow in a direction perpendicular to one surface.
本開示の構成によれば、壁が流路を流れる流体をベースの一方の面に対して垂直な方向へ向けて流すので、流路の一端側と他端側の両方から流体が流れた場合でも、それらの流体の流れが流路内で衝突しにくい。その結果、流路内でよどみが発生しにくく、ヒートシンクの放熱性能が高い。また、放熱性能が変動しにくく、安定している。 According to the configuration of the present disclosure, the wall allows the fluid flowing through the flow path to flow in a direction perpendicular to one surface of the base, so that when the fluid flows from both one end side and the other end side of the flow path. However, the flows of those fluids are unlikely to collide in the flow path. As a result, stagnation is less likely to occur in the flow path, and the heat dissipation performance of the heat sink is high. In addition, the heat dissipation performance is less likely to fluctuate and is stable.
以下、本開示の実施の形態に係るヒートシンクについて図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、矩形状のフィンの長手方向を左右方向に向けたときの、その長手方向をＸ軸、上下方向がＺ軸、Ｘ軸とＺ軸とに直交する方向がＹ軸である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。 Hereinafter, the heat sink according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals. In the Cartesian coordinate system XYZ shown in the figure, when the longitudinal direction of the rectangular fin is directed to the left and right, the longitudinal direction is the X axis, the vertical direction is the Z axis, and the direction orthogonal to the X axis and the Z axis is Y. The axis. Hereinafter, this coordinate system will be referred to and described as appropriate.
（実施の形態１）
実施の形態１に係るヒートシンクは、流体の流れの向きを変えるため、フィンとフィンの間の流路に壁が設けられたヒートシンクである。図１及び図２を参照して、ヒートシンクの構成について説明する。続いて、そのヒートシンクの作用について説明する。
(Embodiment 1)
The heat sink according to the first embodiment is a heat sink in which a wall is provided in the flow path between the fins in order to change the direction of the fluid flow. The configuration of the heat sink will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Subsequently, the operation of the heat sink will be described.
図１は、実施の形態１に係るヒートシンク１Ａの斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ切断線の断面図である。
FIG. 1 is a perspective view of the
図１に示すように、ヒートシンク１Ａは、板状のベース１０Ａと、ベース１０Ａ上に配置され、背面から正面に向かう方向、すなわち＋Ｙ方向に配列された複数のフィン２０Ａと、＋Ｙ方向に延在して、フィン２０Ａとフィン２０Ａの間を仕切る壁３０Ａと、を備える。
As shown in FIG. 1, the
ベース１０Ａは、伝熱性を高めるため、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属で形成されている。そして、ベース１０Ａは、平面視矩形状に形成され、その板面を水平にしている。すなわち、ベース１０Ａは、板面を上下方向に向けている。その板面の下面側かつ左右方向中央には、図２に示すように、電力が供給されることにより発熱する電子機器４０が配置されている。
The
電子機器４０の上面は、ベース１０Ａの下面に接触している。そして、電子機器４０は、ベース１０Ａに固定されている。これにより、ベース１０Ａに電子機器４０の熱が伝えられている。
The upper surface of the
なお、電子機器４０は、本明細書でいうところの熱を発する発熱体の一例である。また、ベース１０Ａの上面は、本明細書でいうところのベース１０Ａの一方の面の一例である。
The
一方、ベース１０Ａの上面側には、図１に示すように、切削によりベース１０Ａと一体的に形成されたフィン２０Ａが複数個、配置されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a plurality of
フィン２０Ａは、矩形状の板の形状を有し、その板面を正面側に向けている。そして、フィン２０Ａとフィン２０Ａは、互いに平行かつ一定の間隔で正面側から背面側に向かって並べられている。これにより、フィン２０Ａとフィン２０Ａの間には、流体、詳細には空気を流すための流路２００が形成されている。
The fin 20A has the shape of a rectangular plate, and the plate surface thereof faces the front side. The
また、フィン２０Ａは、伝熱性を高めるため、ベース１０Ａと同じアルミニウム、アルミニウム合金等の金属で形成されている。フィン２０Ａは、流路２００に空気が流れることにより、ベース１０Ａから伝わる熱を空気に放熱する。放熱性を高めるため、フィン２０Ａとフィン２０Ａの間の左右方向中央には、図２に示すように、ベース１０Ａ及びフィン２０Ａと一体的に形成された壁３０Ａが設けられている。
Further, the fin 20A is made of the same metal as the
壁３０Ａは、板状に形成され、その板面を左右方向に向けている。これにより、壁３０Ａは、流路２００をベース１０Ａの上面に対して垂直に仕切っている。また、壁３０Ａは、ベース１０Ａの上面からフィン２０Ａと同じ高さまで延在している。これにより、壁３０Ａは、流路２００の右端から空気が流れ、さらに流路２００の左端から空気が流れてきた場合に、すなわち、流路２００のＸ方向の一端と他端の両方から空気が流れてきた場合に、それらの空気の流れが互いにぶつかって流れがよどむことを防止している。また、壁３０Ａは、空気の流れの向きをベース１０Ａの上面に対して垂直な方向、すなわち、上方に変える。その結果、壁３０Ａは、空気の流動性を高めてヒートシンク１Ａの放熱性を高めている。
The
壁３０Ａは、上述したように、フィン２０Ａの左右方向中央に位置している。これにより、壁３０Ａは、上述した電子機器４０の真上で流路２００を仕切っている。また、壁３０Ａは、ベース１０Ａ及びフィン２０Ａと同じく、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属で形成されている。その結果、壁３０Ａは、伝熱性が高く、電子機器４０の熱が伝えられやすい。壁３０Ａは、その熱を流路２００の空気に放熱する。続いて、壁３０Ａの作用について詳細に説明する。
As described above, the
ヒートシンク１Ａは、図示しないが、電気機器の筐体の内部に配置される。そして、筐体には、図２に示す送風機６０が設けられる。流路２００のＸ方向の一端側と他端側のそれぞれには、すなわち、流路２００の右側と左側のそれぞれには、送風機６０から空冷用の空気が送風される。
Although not shown, the
なお、送風機６０は、本明細書でいうところの回転羽根の一例である。
The
このとき、右側から送風された空気は、図２の矢印ＡＲに示すように、流路２００内を左に向かって流れる。そして、空気の流れは、壁３０Ａによって上方向にその向きが変更される。また、左側から送風された空気は、矢印ＡＬに示すように、流路２００内を右に向かって流れる。その後、その空気の流れは、壁３０Ａによって上方向へその向きが変更される。
At this time, the air blown from the right side flows to the left in the
壁３０Ａの上端は、フィン２０Ａと同じ高さまで延在しているので、それら空気は、フィン２０Ａの上まで流される。これにより、右側から送風された空気と左側から送風された空気は、流路２００内で衝突せず、混ざり合うことがない。その結果、流路２００内で、それらの空気が衝突してよどむことがない。これにより、流路２００に供給された空気が、壁３０Ａによって安定してフィン２０Ａの上へ排出される。その結果、ヒートシンク１Ａの放熱効率が低下しにくい。また、ヒートシンク１Ａの放熱効率が安定する。
Since the upper end of the
一方、壁３０Ａの下側では、ベース１０Ａに電子機器４０が接触している。このため、壁３０Ａとその壁３０Ａ近傍の、フィン２０Ａの一部には、電子機器４０の熱が伝わりやすい。これに対して、壁３０Ａの近傍では、空気が壁３０Ａに当たって壁３０Ａに沿って上へ移動する。これにより、壁３０Ａと壁３０Ａ近傍の、フィン２０Ａの一部に伝わった熱が空気に放熱される。その結果、ヒートシンク１Ａでは、高い効率で、電子機器４０の熱が放熱される。
On the other hand, below the
以上のように、実施の形態１に係るヒートシンク１Ａでは、壁３０Ａが流路２００を流れる空気をベース１０Ａの上側に向けて流すので、流路２００の右側と左側それぞれから空気が供給された場合でも、それら空気の流れが流路２００内で衝突しない。これにより、流路２００内で空気のよどみが発生しない。その結果、ヒートシンク１Ａの放熱性能が高い。また、放熱性能が変動しにくく、安定している。
As described above, in the
また、フィン２０Ａのほか、壁３０Ａからも熱を放熱することができるので、ヒートシンク１Ａの放熱性能が高い。
Further, since heat can be radiated from the
（実施の形態２）
実施の形態１に係るヒートシンク１Ａでは、壁３０Ａがフィン２０Ａと同じ高さに形成されている。また、壁３０Ａがベース１０Ａ及びフィン２０Ａと一体である。しかし、ヒートシンク１Ａはこれに限定されない。実施の形態２に係るヒートシンク１Ｂでは、壁３０Ｂが、フィン２０Ｂよりも高い。また、壁３０Ｂは、ベース１０Ｂ及びフィン２０Ｂと別体である。以下、図３−図４を参照して、実施の形態２に係るヒートシンク１Ｂについて説明する。なお、実施の形態２では、実施の形態１と異なる構成について説明する。
(Embodiment 2)
In the
図３は、実施の形態２に係るヒートシンク１Ｂの断面図である。図４は、ヒートシンク１Ｂの部品構成図である。なお、図３では、図１に示すＩＩ−ＩＩ切断線と同じ箇所を切断する切断線の断面を示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図３に示すように、ヒートシンク１Ｂは、フィン２０Ｂの上端よりも上に延在する壁３０Ｂを備えている。
As shown in FIG. 3, the
壁３０Ｂは、図４に示すように、櫛歯状に形成されている。詳細には、壁３０Ｂは、短手方向の長さがフィン２０Ｂの高さＨよりも大きい矩形の板の形状を有する。そして、壁３０Ｂの長手方向に延びる辺には、フィン２０Ｂの高さＨと同じ長さを有し、フィン２０Ｂの幅Ｗと同じ幅を有するスリット３００がフィン２０Ｂと同数個だけ形成されている。
The
壁３０Ｂは、スリット３００それぞれにフィン２０Ｂそれぞれが嵌め合わされることにより、フィン２０Ｂに取り付けられている。さらに、壁３０Ｂは、ロウ材によってフィン２０Ｂに接合されている、又は接着剤によってフィン２０Ｂに接着されている。これにより、壁３０Ｂは、図３に示すように、フィン２０Ｂとフィン２０Ｂの間の流路２００を横断して、流路２００を仕切っている。また、壁３０Ｂは、フィン２０Ｂよりも上に突出している。このため、流路２００の右側と左側それぞれから空気が供給された場合に、それらの空気の流れが流路２００内で衝突することがない。また、それら空気は、壁３０Ｂに沿って流れて、フィン２０Ｂよりもさらに上に移動する。このため、それら空気は、壁３０Ｂを超えて再度流路２００内に入り込みにくい。その結果、ヒートシンク１Ｂでは、流路２００内で空気がよどみにくい。
The
以上のように、実施の形態２に係るヒートシンク１Ｂでは、壁３０Ｂがフィン２０Ｂよりも高い位置まで延在している。このため、流路２００の右側と左側それぞれから空気が供給された場合に、その空気は、壁３０Ｂに沿って移動して、流路２００の外に排出される。その結果、ヒートシンク１Ｂでは、再度流路２００内に戻りにくい。そして、流路２００内での空気のよどみをより確実に防止することができる。
As described above, in the
ヒートシンク１Ｂでは、壁３０Ｂとベース１０Ｂ及びフィン２０Ｂとが、別々に形成されているので、その形状に適した製法を採用することができる。例えば、壁３０Ｂをプレス成型、ベース１０Ｂ及びフィン２０Ｂを切削で作製して製造コストを下げることができる。
In the
なお、壁３０Ｂは、フィン２０Ｂにロウ付けされ又は接着されているが、ベース１０Ｂに機械的に固定されてもよい。
Although the
図５は、ヒートシンク１Ｂの変形例の部品構成図である。
FIG. 5 is a component configuration diagram of a modified example of the
詳細には、図５に示すように、壁３０Ｂは、ネジ、ボルト等の締結具３１によってベース１０Ｂに固定されてもよい。この場合、壁３０Ｂは、その壁３０Ｂを形成する金属板が＋Ｙ方向視Ｌ字状に折り曲げられた脚部３２を有し、その脚部３２が締結具３１によってベース１０Ｂに固定されるとよい。このような変形例でも、流路２００内での空気のよどみをより確実に防止することができる。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
また、壁３０Ｂは、スリット３００が形成され、そのスリット３００にフィン２０Ｂが嵌め合わされることにより、フィン２０Ｂに組み付けられているが、壁３０Ｂは、フィン２０Ｂにスリットが形成されることにより、フィン２０Ｂに組み付けられてもよい。
Further, the
図６は、ヒートシンク１Ｂのさらに別の変形例の部品構成図である。
FIG. 6 is a component configuration diagram of still another modification of the
詳細には、図６に示すように、フィン２０Ｂそれぞれにスリット２５０が形成され、そのスリット２５０に壁３０Ｂが嵌め合わされてもよい。このような変形例でも、図５に示す変形例と同様に、流路２００内での空気のよどみをより確実に防止することができる。
Specifically, as shown in FIG. 6, slits 250 may be formed in each of the
図６に示す変形例の場合、スリット２５０は、壁３０Ｂを嵌め合うため、壁３０Ｂの厚みＴと同じ幅に形成されるとよい。さらに、スリット２５０同士は、平板状の壁３０Ｂを嵌めるため、左右方向の位置が同じで、正面から背面の方向、すなわち前後方向に配列すると良い。また、スリット２５０は、壁３０Ｂを上下方向に向けるため、上記幅のまま上下方向へ直線的に延在するとよい。
In the case of the modified example shown in FIG. 6, since the
（実施の形態３）
実施の形態２に係るヒートシンク１Ｂでは、壁３０Ｂの下端がベース１０Ｂに当接している。しかし、ヒートシンク１Ｂはこれに限定されない。実施の形態３に係るヒートシンク１Ｃでは、壁３０Ｃの下端が電子機器４０に当接している。以下、図７を参照して、実施の形態３に係るヒートシンク１Ｃについて説明する。なお、実施の形態３では、実施の形態１及び２と異なる構成について説明する。
(Embodiment 3)
In the
図７は、実施の形態３に係るヒートシンク１Ｃの断面図である。なお、図７では、図１に示すＩＩ−ＩＩ切断線と同じ箇所を切断する切断線の断面を示している。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図７に示すように、ヒートシンク１Ｃは、スリット１１が形成されたベース１０Ｃと、スリット１１に嵌め込まれた壁３０Ｃと、を備えている。
As shown in FIG. 7, the
ベース１０Ｃは、実施の形態１のベース１０Ａと同じ外形を有する。その左右方向中央には、上下方向に貫通するスリット１１が形成されている。
The
スリット１１は、壁３０Ｃの厚みＴと同じ幅と、図示しないが、壁３０Ｃの前後方向の長さと同じ長さと、を有する。そして、スリット１１には、壁３０Ｃの下端が嵌め込まれている。そして、そのスリット１１でベース１０Ｃと壁３０Ｃがロウ付けされている、又は接着されている。
The
壁３０Ｃは、伝熱性を高めるため、銅で形成されている。一方、ベース１０Ｃは、アルミニウム、アルミニウム合金で形成されている。このため、壁３０Ｃは、ベース１０Ｃよりも伝熱性が高い。そして、壁３０Ｃは、スリット１１を通って、ベース１０Ｃの下側にある電子機器４０に当接している。このため、壁３０Ｃと電子機器４０との間の熱抵抗が小さい。その結果、壁３０Ｃに電子機器４０の熱が伝わりやすい。
The
一方、壁３０Ｃの大部分は、スリット１１よりも上側、すなわち、ベース１０Ｃよりも上側の流路２００内に位置している。このため、壁３０Ｃに伝わった熱は、流路２００内の空気に放熱される。その結果、ヒートシンク１Ｃでは、放熱効率が高い。
On the other hand, most of the
以上のように、実施の形態３に係るヒートシンク１Ｃでは、壁３０Ｃの下端が電子機器４０に当接しているので、壁３０Ｃと電子機器４０との間の熱抵抗が小さい。その結果、ヒートシンク１Ｃの放熱効率が高い。
As described above, in the
なお、壁３０Ｃは、ベース１０Ｃが有するスリット１１に嵌め込まれているが、壁３０Ｃは、２分割されたベース１０Ｃの間に挟み込まれてもよい。
The
図８は、ヒートシンク１Ｃの変形例の部品構成図である。
FIG. 8 is a component configuration diagram of a modified example of the
図８に示すように、壁３０Ｃは、ベース１１０Ｒとベース１１０Ｌの間に下端が配置されることにより、ベース１１０Ｒとベース１１０Ｌに挟持されてもよい。詳細には、ヒートシンク１Ｃが、それ自体を左右方向に２分割した形状のヒートシンクユニット１００Ｒ、１００Ｌを備え、壁３０Ｃは、それらヒートシンクユニット１００Ｒ、１００Ｌのベース１１０Ｒ、１１０Ｌの間に挟持されてもよい。このような形態であっても、壁３０Ｃと電子機器４０との間の熱抵抗を小さくして、ヒートシンク１Ｃの放熱効率を高めることができる。
As shown in FIG. 8, the
この場合、ベース１１０Ｒ、１１０Ｌは、左右方向にベース１０Ｃが２分割された形状であるとよい。そして、ベース１１０Ｒ、１１０Ｌそれぞれで、フィン２０Ｃが平面視で左右方向に延在し、かつ前後方向に配列しているとよい。壁３０Ｃは、平面視で前後方向に延在して、それらフィン２０Ｃと直交するとよい。
In this case, the
さらに、壁３０Ｃは、ベース１１０Ｒとベース１１０Ｌの間に挟持された状態で、ロウ付け又は接着により、ベース１１０Ｒ、１１０Ｌに接合されているとよい。
Further, the
或いは、壁３０Ｃは、ベース１１０Ｒ、１１０Ｌに締結具３１によって固定されていてもよい。
Alternatively, the
図９は、ヒートシンク１Ｃのさらに別の変形例の部品構成図である。
FIG. 9 is a component configuration diagram of still another modification of the
詳細には、図９に示すように、壁３０Ｃの下端にフランジ３５が設けられ、そのフランジ３５が締結具３１によってベース１１０Ｒ、１１０Ｌに固定されるとよい。この場合、ベース１１０Ｒの左端の下側とベース１１０Ｌの右端の下側に、フランジ３５の右端と左端が嵌合可能な凹部１２０Ｒ、１２０Ｌが形成されているとよい。そして、凹部１２０Ｒ、１２０Ｌにフランジ３５の右端、左端が嵌合した状態で、電子機器４０と当接しやすくするため、ベース１１０Ｒ、１１０Ｌの下面とフランジ３５の下面が同一平面を形成するとよい。この状態で、締結具３１によってフランジ３５がベース１１０Ｒ、１１０Ｌに固定されているとよい。
Specifically, as shown in FIG. 9, it is preferable that a
また、壁３０Ｃは、伝熱性を高めるため、銅で形成されているが、ベース１０Ｃと同じ材料で形成されてもよい。すなわち、壁３０Ｃがアルミニウム、アルミニウム合金で形成されていてもよい。なお、壁３０Ｃとベース１０Ｃが銅で形成されていてもよい。
Further, although the
（実施の形態４）
実施の形態１−３に係るヒートシンク１Ａ−１Ｃでは、フィン２０Ａ−２０Ｃが左右方向に延在し、壁３０Ａ−３０Ｃが正面から背面の方向に延在している。その結果、壁３０Ａ−３０Ｃが、平面視でフィン２０Ａ−２０Ｃに直交している。しかし、ヒートシンク１Ａ−１Ｃはこれに限定されない。実施の形態４に係るヒートシンク１Ｄでは、壁３０Ｄが、フィン２０と平面視で斜めに交差している。以下、図１０及び図１１を参照して、実施の形態４に係るヒートシンク１Ｄについて説明する。なお、実施の形態４では、実施の形態１−３と異なる構成について説明する。
(Embodiment 4)
In the
図１０は、実施の形態４に係るヒートシンク１Ｄの斜視図である。図１１は、ヒートシンク１Ｄの平面図である。なお、図１１に記載の矢印Ｒ１−Ｒ５及びＬ１−Ｌ５は、ヒートシンク１Ｄの右側及び左側から空気が供給された場合の、その空気の流速を示している。
FIG. 10 is a perspective view of the
図１０に示すように、ヒートシンク１Ｄでは、フィン２０Ｄに対して壁３０Ｄが斜めに延在している。すなわち、フィン２０Ｄが左右方向に延在するのに対して、壁３０Ｄが右へ傾斜している。これにより、図１１に示すように、ベース１０Ｄの左領域では、流路２００の、左端から壁３０Ｄまでの長さが、背面側に向かうに従って長い。一方、ベース１０Ｄの右領域では、流路２００の、右端から壁３０Ｄまでの長さが、正面側に向かうに従って長い。なお、壁３０Ｄは、フィン２０Ｄよりも高い。
As shown in FIG. 10, in the
一方、図１１に示すように、ヒートシンク１Ｄは、流路２００の右側と左側にそれぞれ送風機６０が設けられている。ヒートシンク１Ｄには、それら送風機６０によって、左側から背面側に向かうに従い速くなる流速分布の空気が供給される。また、右側から正面側に向かうに従い速くなる流速分布の空気が供給される。ヒートシンク１Ｄでは、上述したように、ベース１０Ｄの左領域で、流路２００左端から壁３０Ｄまでの長さが、背面側に向かうに従って長く、ベース１０Ｄの右領域で、流路２００の右端から壁３０Ｄまでの長さが、正面側に向かうに従って長い。このため、ヒートシンク１Ｄでは、流速の速い空気をより長い距離、流路２００内に留めて、換言すると、流速の速い空気をより長い時間、流路２００内に留めて、熱交換を促進することができる。その結果、ヒートシンク１Ｄの放熱効率が高い。
On the other hand, as shown in FIG. 11, the
以上のように、実施の形態４に係るヒートシンク１Ｄでは、平面視で壁３０Ｄがフィン２０Ｄに対して傾斜している。このため、ヒートシンク１Ｄでは、その傾斜に応じた流速の空気を流路２００の右端及び左端から供給することにより、放熱効率を高めることができる。
As described above, in the
（実施の形態５）
実施の形態１−４に係るヒートシンク１Ａ−１Ｄでは、壁３０Ａ−３０Ｄの厚みが一定である。しかし、ヒートシンク１Ａ−１Ｄはこれに限定されない。実施の形態５に係るヒートシンク１Ｅでは、空気を上方に案内するため、壁３０Ａの下端部が、上に向かうに従い薄くなる形状を有する。以下、図１２を参照して、実施の形態５に係るヒートシンク１Ｅについて説明する。なお、実施の形態５では、実施の形態１−４と異なる構成について説明する。
(Embodiment 5)
In the
図１２は、実施の形態５に係るヒートシンク１Ｅの断面図である。なお、図１２では、図１に示すＩＩ−ＩＩ切断線と同じ箇所を切断する切断線の断面を示している。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
図１２に示すように、ヒートシンク１Ｅは、下端部に傾斜面３３Ｒ、３３Ｌを有する壁３０Ｅを備えている。
As shown in FIG. 12, the
壁３０Ｅの下端部の右側では、傾斜面３３Ｒが左に向かって傾斜している。一方、壁３０Ｅの下端部の左側では、傾斜面３３Ｌが右に向かって傾斜している。これら傾斜面３３Ｒ、３３Ｌは、平面である。これにより、壁３０Ｅでは、下端部側、すなわち、流路２００内のベース１０Ｅ側の空気を壁３０Ｅに向かうに従い、上方へ流す。換言すると、壁３０Ｅでは、傾斜面３３Ｒ、３３Ｌが空気を案内する案内部として機能する。その結果、壁３０Ｅは、壁３０Ｅに向かって流れる空気の流れを上方へ向ける。
On the right side of the lower end of the
ここで、フィン２０Ｅは、実施の形態１のフィン２０Ａと同様の構成を備える。このため、実施の形態５では、フィン２０Ｅの説明を省略する。
Here, the
以上のように、実施の形態５に係るヒートシンク１Ｅでは、壁３０Ｅが上に向かうに従い薄くなる形状に形成されているため、壁３０Ｅに向かって流れる、流路２００内の空気を上方へ流すことができる。また、空気の圧力損失を小さくすることができ、その結果、空気の流速が低下しにくく、冷却性能が低下しにくい。
As described above, in the
なお、壁３０Ｅの傾斜面３３Ｒ、３３Ｌは、平面であるが、傾斜面３３Ｒ、３３Ｌは曲面であってもよい。
The
図１３は、ヒートシンク１Ｅの変形例の断面図である。なお、図１３でも、図１２と同じく、図１に示すＩＩ−ＩＩ切断線と同じ箇所を切断する切断線の断面を示している。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a modified example of the
図１３に示すように、壁３０Ｅは、曲面状の傾斜面３４Ｒ、３４Ｌを備えていてもよい。この場合、傾斜面３４Ｒ、３４Ｌは、壁３０Ｅの左右方向中央に向かって窪んだ曲面であるとよい。また、逆に壁３０Ｅの右方向又は左方向に凸状の曲面であってもよい。このような変形例でも、流路２００内の空気を上方へ流して、空気の圧力損失を小さくすることができる。
As shown in FIG. 13, the
（実施の形態６）
実施の形態１−５では、壁３０Ａ−３０Ｅの壁面が平らである。しかし、ヒートシンク１Ａ−１Ｅはこれに限定されない。実施の形態６に係るヒートシンク１Ｆでは、壁３０Ｆの壁面に突起３６Ｒ、３６Ｌが形成されている。以下、図１４及び図１５を参照して、実施の形態６に係るヒートシンク１Ｆについて説明する。なお、実施の形態６では、実施の形態１−５と異なる構成について説明する。
(Embodiment 6)
In the 1-5th embodiment, the wall surface of the
図１４は、実施の形態６に係るヒートシンク１Ｆの斜視図である。図１５は、図１４に示すＸＶ−ＸＶ切断線でヒートシンク１Ｆを切断したときの、その切断面の拡大斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view of the
図１４及び図１５に示すように、ヒートシンク１Ｆが備える壁３０Ｆは、右壁面に設けられた複数個の突起３６Ｒと、左壁面に設けられた複数個の突起３６Ｌと、を有する。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
突起３６Ｒ、３６Ｌそれぞれは、正四角柱状に形成されている。その正四角柱は、正四角の一辺がフィン２０Ｆ間に設けられた前後方向の隙間Ｇの大きさよりも小さく、その正四角の形状のまま、上下方向に延在する形状である。突起３６Ｒ、３６Ｌそれぞれは、隙間Ｇ内の前後方向中央に配置されている。そして、突起３６Ｒは、壁３０Ｆの右壁面から右へ突出している。また、突起３６Ｌは、壁３０Ｆの左壁面から左へ突出している。これにより、突起３６Ｒ、３６Ｌそれぞれの前後方向に、空気を流すための空間が形成されている。実施の形態１−５で説明した流路２００は、この空間とつながっている。このため、突起３６Ｒ、３６Ｌは、その流路２００を流れる空気と触れる。
Each of the
なお、図１５に示すように、突起３６Ｒ、３６Ｌの上端は、壁３０Ｆの上端近傍に位置し、突起３６Ｒ、３６Ｌの下端は、ベース１０Ｆの上面近傍に位置している。
As shown in FIG. 15, the upper ends of the
一方、突起３６Ｒ、３６Ｌは、壁３０Ｆと一体的に形成されている。その壁３０Ｆは、図示しない電子機器４０が当接するベース１０Ｆと一体である。これにより、ベース１０Ｆに伝わった電子機器４０の熱が、壁３０Ｆを介して突起３６Ｒ、３６Ｌに伝わる。上述したように、突起３６Ｒ、３６Ｌとフィン２０Ｆとの間には、流路２００とつながった、空気を流すための空間が形成されている。このため、突起３６Ｒ、３６Ｌに伝わった熱は、その空間の空気に放出される。これにより、突起３６Ｒ、３６Ｌは、ヒートシンク１Ｆの放熱効率を高めている。
On the other hand, the
また、突起３６Ｒ、３６Ｌは、フィン２０ＦのピッチＰと同じピッチで前後方向に向かって配列している。これにより、突起３６Ｒ、３６Ｌは、フィン２０Ｆとフィン２０Ｆの間の流路２００それぞれに配置されている。その結果、流路２００それぞれで、突起３６Ｒ、３６Ｌそれぞれが放熱する。これにより、突起３６Ｒ、３６Ｌは、ヒートシンク１Ｆの放熱効率をより高める。
Further, the
以上のように、実施の形態６に係るヒートシンク１Ｆは、壁３０Ｆから流路２００に突出して、放熱する突起３６Ｒ、３６Ｌを備える。このため、ヒートシンク１Ｆは、放熱効率が高い。
As described above, the
なお、突起３６Ｒ、３６Ｌは、正四角柱状に形成されているが、突起３６Ｒ、３６Ｌは、壁３０Ｆから流路２００に突出していればよい。
The
図１６は、実施の形態６に係るヒートシンク１Ｆの変形例の斜視図である。図１７は、図１６に示すＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ切断線でヒートシンク１Ｆの変形例を切断したときの、その切断面の拡大斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view of a modified example of the
図１６及び図１７に示すように、突起３６Ｒ、３６Ｌは、例えば、球欠状に形成されてもよい。この場合、突起３６Ｒ、３６Ｌは、流路２００それぞれに複数個配置され、上下方向に配列するとよい。このような変形例でも、ヒートシンク１Ｆの放熱効率を高めることができる。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
また、突起３６Ｒ、３６Ｌは、流路２００に突出した形状であれば良いので、図示しないが、錐台状、角錐状等の形状であってもよい。また、突起３６Ｒ、３６Ｌは、正四角柱状のほか、柱断面矩形状の四角柱状、三角柱状等の多角柱状であってもよい。換言すると、突起３６Ｒ、３６Ｌは、柱状であるとよい。
Further, the
以上、本開示の実施の形態を説明したが、本開示は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態１−６では、フィン２０Ａ−２０Ｆが板状であるが、フィン２０Ａ−２０Ｆはこれに限定されない。フィン２０Ａ−２０Ｆは、ベース１０Ａ−１０Ｆの一方の面から突出し、その間に空気を流す流路２００を形成するものである限り、その形状は任意である。
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments. For example, in the first to sixth embodiments, the
図１８は、実施の形態１に係るヒートシンク１Ａの変形例の斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view of a modified example of the
図１８に示すように、フィン５０は、ベース１０Ｇの上面から突出する円柱の形状に形成されてもよい。ここで、ベース１０Ｇの上面は、上記のベース１０Ａ−１０Ｆの一方の面の一例である。そして、フィン５０とフィン５０の間に隙間が設けられ、その隙間に空気が流れることが可能であるとよい。この場合も、壁３０Ｇは、フィン５０と同じ高さであるか、又はフィン５０よりも高いとよい。
As shown in FIG. 18, the
実施の形態１−６では、壁３０Ａ−３０Ｆが平板状であるが、壁３０Ａ−３０Ｇはこれに限定されない。壁３０Ａ−３０Ｇは、流路２００を流れる空気をベース１０Ａ−１０Ｇの一方の面に対して垂直な方向に向けて流す形状であれば良い。例えば、壁３０Ａ−３０Ｇは、一方の面が上面である場合、流路２００を流れる空気を上へ向けて流す形状であれば良い。壁３０Ａ−３０Ｇの形状は、この条件を満たす限りにおいて任意である。
In the first to sixth embodiments, the
例えば、壁３０Ａ−３０Ｇは、平面視で屈曲した曲面状の板であってもよい。詳細には、壁３０Ａ−３０Ｇは、平面視で、壁３０Ａ−３０Ｇ中央に向かうに従い、窪んでいく凹状であってもよい。その場合、壁３０Ａ−３０Ｇは、中央に向かうに従い高くなる傾斜を有するとよい。
For example, the
ここで、垂直な方向とは、ベース１０Ａ−１０Ｅの一方の面に対して厳密に垂直な、９０°の方向のほか、その９０°の方向に対して±１０°、±２０°等のある程度傾斜した方向を含む。
Here, the vertical direction is a direction of 90 °, which is strictly perpendicular to one surface of the
実施の形態４では、壁３０Ｄは、Ｘ軸に対して斜め方向に直線的に延在している。すなわち、壁３０Ｄは、平面視で流路２００が延在する方向に対して斜めに直線的に延在している。しかし、ヒートシンク１Ａ−１Ｆが備える壁３０Ａ−３０Ｇはこれに限定されない。壁３０Ａ−３０Ｇは、ベース１０Ａ−１０Ｇの一方の面の側から視て、フィン２０Ａ−２０Ｆが一方向に延在する場合に、その一方向に対して傾斜しているとよい。ここで、ベース１０Ａ−１０Ｇの一方の面とは、例えば、ベース１０Ａ−１０Ｇの上面又は下面のことである。一方向とは、例えば、左右方向、前後方向等の特定の方向のことである。
In the fourth embodiment, the
この場合、ヒートシンク１Ａ−１Ｆは、壁３０Ａ−３０Ｇが傾斜する方向に向かうに従い速くなる流速分布の空気を流路２００に供給する送風機６０を備えているとよい。換言すると、ヒートシンク１Ａ−１Ｆは、壁３０Ａ−３０Ｆが特定の形状に形成されている場合に、その形状に応じた流速分布の空気を流路２００に供給する送風機６０を備えているとよい。例えば、壁３０Ａ−３０Ｆが−Ｙ方向に向かうに従い＋Ｘ方向に傾斜する曲線の形状に延在している場合、ヒートシンク１Ａ−１Ｅは、その曲線のＸ座標に比例する流速の空気を供給する送風機６０を備えているとよい。このような形態であっても、流速の速い空気を長く流路２００内に留めて熱交換を促進することができる。
In this case, the
実施の形態１、２では、ベース１０Ａ、１０Ｂ、フィン２０Ａ、２０Ｂ及び、壁３０Ａ、３０Ｂがアルミニウム、アルミニウム合金等の金属で形成されている。実施の形態３では、壁が銅で形成されている。しかし、ヒートシンク１Ａ−１Ｅは、これに限定されない。ベース１０Ａ、１０Ｂ、フィン２０Ａ、２０Ｂ、壁３０Ａ、３０Ｂは、熱伝導性の高い材料で形成されていればよい。例えば、これらの部材は、鉄鋼で形成されていてもよい。
In the first and second embodiments, the
実施の形態１−５では、流路２００に空気が流れている。しかし、ヒートシンク１Ａ−１Ｅはこれに限定されない。ヒートシンク１Ａ−１Ｅでは、流路２００に気体、液体等の流体が流れていればよい。この場合でも、ヒートシンク１Ａ−１Ｅで電子機器４０の熱を放熱することができる。
In the first to fifth embodiments, air is flowing through the
１Ａ−１Ｆ ヒートシンク、１０Ａ−１０Ｇ ベース、１１ スリット、２０Ａ−２０Ｆ フィン、３０Ａ−３０Ｇ 壁、３１ 締結具、３２ 脚部、３３Ｌ，３３Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒ 傾斜面、３５ フランジ、３６Ｌ，３６Ｒ 突起、４０ 電子機器、５０ フィン、６０ 送風機、１００Ｌ，１００Ｒ ヒートシンクユニット、１１０Ｌ，１１０Ｒ ベース、１２０Ｌ，１２０Ｒ 凹部、２００ 流路、２５０，３００ スリット、ＡＬ，ＡＲ 矢印、Ｇ 隙間、Ｈ 高さ、Ｗ 幅、Ｌ１−Ｌ５，Ｒ１−Ｒ５ 矢印、Ｐ ピッチ。 1A-1F heat sink, 10A-10G base, 11 slits, 20A-20F fins, 30A-30G walls, 31 fasteners, 32 legs, 33L, 33R, 34L, 34R inclined surfaces, 35 flanges, 36L, 36R protrusions, 40 Electronic equipment, 50 fins, 60 blowers, 100L, 100R heat sink unit, 110L, 110R base, 120L, 120R recess, 200 flow paths, 250, 300 slits, AL, AR arrow, G gap, H height, W width, L1 -L5, R1-R5 Arrow, P pitch.
Claims (8)
前記ベースの一方の面から突出し、その間に流体を流す流路を形成する複数のフィンと、
前記流路内に配置され、前記一方の面に垂直かつ前記一方の面から前記複数のフィン以上の高さまで突出して前記流路を流れる流体を前記一方の面に対して垂直な方向へ流す壁と、
を備える、
ヒートシンク。 With the base in contact with the heating element,
A plurality of fins protruding from one surface of the base and forming a flow path for flowing a fluid between them.
A wall that is arranged in the flow path and is perpendicular to the one surface and projects from the one surface to a height of a plurality of fins or more to allow a fluid flowing through the flow path to flow in a direction perpendicular to the one surface. When,
To prepare
heatsink.
前記壁は、前記一方の面の側から視た場合に、前記一方向に対して傾斜している、
請求項１に記載のヒートシンク。 The fins extend in one direction when viewed from the side of one of the surfaces.
The wall is inclined with respect to the one direction when viewed from the side of the one surface.
The heat sink according to claim 1.
請求項２に記載のヒートシンク。 Further provided are rotary vanes that supply the flow path with a fluid having a flow velocity distribution that increases in the direction in which the wall is inclined.
The heat sink according to claim 2.
請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートシンク。 The wall is arranged on the base side and has an inclined surface inclined with respect to the one surface.
The heat sink according to any one of claims 1 to 3.
請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートシンク。 The wall is arranged on the base side and has a curved surface that gradually rises from one of the surfaces.
The heat sink according to any one of claims 1 to 3.
請求項１から５のいずれか１項に記載のヒートシンク。 Further provided with protrusions protruding from the wall toward the flow path.
The heat sink according to any one of claims 1 to 5.
請求項６に記載のヒートシンク。 The protrusions are formed in a columnar shape.
The heat sink according to claim 6.
請求項６に記載のヒートシンク。 The protrusions are formed in a spherical shape.
The heat sink according to claim 6.
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