JP3175160U - heatsink - Google Patents
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Abstract
【課題】効率の高いヒートシンクを提供する。
【解決手段】ヒートシンク1における各フィン10は、フィン取付溝4内に向けた突入部と、突入部以外の部分であるフィン本体とを有する略方形の板形状である。フィン本体は、突入部に沿う箇所から風の流れる方向に所定傾斜角θで立ち上がる複数の凹条部と凸条部とが、平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状を有する、プレス成型若しくはロール成型による成型品である。
【選択図】図1A highly efficient heat sink is provided.
Each fin 10 in the heat sink 1 has a substantially rectangular plate shape having a plunging portion directed into the fin mounting groove 4 and a fin main body which is a portion other than the plunging portion. The fin main body has a corrugated shape in which a plurality of concave and convex ridges rising at a predetermined inclination angle θ in the direction of wind flow from a location along the entry part are repeated in parallel and at equal intervals. It is a molded product by molding.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、全体の大きさとフィンの枚数が従来のヒートシンクと同じでありながらも、フィンの形状及び構造等に特徴を持たせて、放熱(冷却)効率を向上させるヒートシンクに関する。 The present invention relates to a heat sink that has the same overall size and the same number of fins as a conventional heat sink, but has features in the shape and structure of fins to improve heat dissipation (cooling) efficiency.
フィンベース表面に板状の放熱(冷却)フィンを等間隔毎に設けたヒートシンクは引例を挙げるまでもない周知技術であり、最近の電子集積回路の高密度化・高容量化等に伴い、予め制限された大きさのヒートシンクで放熱効率(冷却効率)を向上させることが要望されている。また、ヒートシンクに使用する材料コストの抑制、取付面の一層の削減を図ることも課題とされている。
従来、ヒートシンクの放熱(冷却)効率向上を、フィンの形状を波板形状にし、或いはフィンの向きを傾斜させるなどの方法で行う技術が提案されている(特許文献1〜4)。A heat sink in which plate-like heat radiation (cooling) fins are provided at equal intervals on the surface of the fin base is a well-known technology, not to mention an example, and with the recent increase in density and capacity of electronic integrated circuits, There is a demand for improving heat dissipation efficiency (cooling efficiency) with a heat sink of a limited size. In addition, it is also a problem to reduce the cost of materials used for the heat sink and to further reduce the mounting surface.
Conventionally, there has been proposed a technique for improving the heat dissipation (cooling) efficiency of a heat sink by a method such as making a fin into a corrugated plate or inclining the direction of the fin (
しかしながら、特許文献1に記載のヒートシンクにおける放熱フィンは、風の流通を阻止する直角方向に突出する円弧状の突起を多数個設けているため、内側で熱風の滞留が発生し易い。 However, since the heat dissipating fins in the heat sink described in
特許文献2に記載の冷却装置におけるフィンは、波板形状にすることにより各フィン相互間に流通する冷却風に乱流を発生させようとするものであるが、波板の凹凸条部が風の流れに対して直角となる上方に向けられているため、各フィンにより高温化した風は上方に流通し易いが、冷却ファンから送られた横方向の風はフィンの凹凸面に衝突して更に前方に向けて逃げ難くなり、この点において冷却効率が大きく向上するのか疑問である。 The fins in the cooling device described in
特許文献3に記載のヒートシンクにおけるフィンは、波板形状とすることによりフィンの総面積を拡大させて冷却効率向上を図るものであるが、図示する限りにおいてフィンの総面積が然程拡大しているとは思えない。 The fin in the heat sink described in
特許文献4に記載の放熱フィンは、各放熱フィンの向きを風の流れる方向に対して45°傾斜させて放熱効率向上を図るものであるが、放熱フィンのベース板と平行になる向きにフィンが並列されているため、風の流れる方向を1方向としているに過ぎない。フィンの立設方向の高さが図示しているフィンよりも高くなると、熱風がフィン相互間の内側に滞留し易い。 The heat dissipating fin described in Patent Document 4 is intended to improve the heat dissipating efficiency by inclining the direction of each heat dissipating fin by 45 ° with respect to the direction in which the wind flows, but in the direction parallel to the base plate of the heat dissipating fin. Are arranged in parallel, the direction of wind flow is only one direction. If the height of the fins in the standing direction is higher than that of the illustrated fins, the hot air tends to stay inside the fins.
しかも、特許文献2,3,4におけるフィンは、いずれもベース台とフィンとが一体成型されており、製造コストが高くつく。 In addition, the fins in
本考案は、全体の大きさとフィンの枚数は従来のヒートシンクと同様でありながら、フィンを表面積の拡大になる波板形状とし、しかもこの波板による凹凸条部の向きを風の流れる方向に立ち上げて形成することにより、放熱(冷却)効率を向上させ、製造コストを抑えたヒートシンクを提供することを解決課題とする。また、多数の小孔又は微孔を有するパンチングメタルを用いることによりフィン表面積の一層の拡大を図り、更なる放熱(冷却)効率を向上させるヒートシンクを提供することを解決課題とする。 In the present invention, the overall size and the number of fins are the same as those of a conventional heat sink, but the fins have a corrugated shape that increases the surface area. It is an object of the present invention to provide a heat sink that is improved in heat dissipation (cooling) efficiency and reduced in manufacturing cost. It is another object of the present invention to provide a heat sink that further increases the fin surface area by using a punching metal having a large number of small holes or micro holes, thereby further improving heat dissipation (cooling) efficiency.
請求項1に係るヒートシンクは、
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に10°〜80°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹凸条部を平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状を有するアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であるところに特徴がある。The heat sink according to
In the heat sink in which the fins are erected at equal intervals from the fin base surface provided with a plurality of fin mounting grooves at equal intervals,
Each fin has a substantially rectangular plate shape, which is a portion other than the plunging portion directed into the fin mounting groove, and 10 ° to 80 ° in the direction of wind flow from a location along the plunging portion. It is characterized in that it is a molded product made of any one of aluminum, aluminum alloy, copper, and copper alloy having a corrugated shape in which a plurality of concavo-convex ridges rising at a predetermined inclination angle within the range of 5 are repeated in parallel and at equal intervals.
前記各フィンに所定傾斜角を持つ波板形状にした1つの理由は、各フィンの表面積を増加させて放熱(冷却)効率を向上させる点にあり、他の1つの理由は、各隙間内に送られてきた風を、前記傾斜角に沿う斜め外方向にも分散させて排出させて放熱(冷却)効率を向上させる点にある。
前記所定傾斜角を10°〜80°という広い範囲としたのは、送られてくる風の向きが送風機の設置位置及び向きにより違いがあることを考慮したことによる。One reason why each fin has a corrugated shape with a predetermined inclination angle is that the surface area of each fin is increased to improve heat dissipation (cooling) efficiency, and another reason is that each fin has a gap in each gap. The wind that has been sent is dispersed and discharged in an obliquely outward direction along the inclination angle to improve heat dissipation (cooling) efficiency.
The reason why the predetermined inclination angle is set to a wide range of 10 ° to 80 ° is that the direction of the sent wind varies depending on the installation position and direction of the blower.
請求項2に係るヒートシンクは、
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、該フィン本体部は、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面と、該平坦面の傾斜縁部から前記突入部を基準にした10°〜80°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹条部と凸条部を平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状面とからなり、前記フィンが、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であるところに特徴がある。The heat sink according to
In the heat sink in which the fins are erected at equal intervals from the fin base surface provided with a plurality of fin mounting grooves at equal intervals,
Each of the fins has a substantially rectangular plate shape, which is a portion other than the protruding portion directed into the fin mounting groove, and the fin main body portion is directed from the location along the protruding portion in the direction of wind flow. A substantially triangular flat surface that gradually expands according to the shape, and a plurality of concave and convex ridges that rise from a sloped edge of the flat surface at a predetermined inclination angle within a range of 10 ° to 80 ° with reference to the entry portion Is characterized in that the fin is a molded product of any one of aluminum, aluminum alloy, copper, and copper alloy.
請求項3に係るヒートシンクは、
請求項1又は2に記載の構成の上、更に、前記所定傾斜角は、45°±5°とされている。The heat sink according to
In addition to the configuration according to
請求項4に係るヒートシンクは、
請求項1乃至3のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記波板形状は、断面形状が、ジグザグ形状、円弧曲線を凹凸方向に交互に繰り返す形状、直線を凹凸方向に交互に繰り返す形状、のいずれかとされている。The heat sink according to claim 4 is:
In addition to the configuration according to any one of
請求項5に係るヒートシンクは、
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、少なくとも該フィン本体の板面に総表面積を向上させる多数個の小孔又は微孔が形成された、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかを素材とするパンチングメタルで形成されているところに特徴がある。The heat sink according to claim 5 is:
In the heat sink in which the fins are erected at equal intervals from the fin base surface provided with a plurality of fin mounting grooves at equal intervals,
Each fin has a substantially rectangular plate shape, which is a portion other than the protruding portion into the fin mounting groove, and at least a plurality of small fins that improve the total surface area on the plate surface of the fin body. It is characterized in that it is formed of a punching metal made of any one of aluminum, aluminum alloy, copper, and copper alloy in which holes or fine holes are formed.
請求項6に記載のヒートシンクは、
請求項1乃至5のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記各フィンにおける少なくとも前記フィン本体は、放熱面の総表面積を広げる多数個の小孔又は微孔が形成されたパンチングメタルで形成されているところに特徴がある。The heat sink according to claim 6,
6. The punching metal according to any one of
請求項7に記載のヒートシンクは、
請求項1乃至5のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記フィン本体は、前記各凹凸条部を形成している前記所定傾斜角に向けた面に、長手方向に沿って底の浅い曲面形状の凹凸が連続して形成され、或いは所定間隔を設けた箇所ごとに連続して形成されている。The heat sink according to claim 7,
In addition to the configuration according to any one of
請求項8に係るヒートシンクは、
請求項1乃至7のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記各フィンは、プレス成型品又はロール成型品とされている。A heat sink according to claim 8 is:
In addition to the configuration according to any one of
請求項1乃至4の考案に係るヒートシンクによれば、前記各フィンを波板形状とした結果、各フィンの表面積を増加させて放熱(冷却)効率を向上させることができるようになった。
また、波板に形成される凹条部と凸条部の向きを前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に10°〜80°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる方向に形成した結果、各フィン相互間に隙間内に送られてきた風を、各フィンに沿わせて効率よく、しかも滞留なく分散させて排出させることができるようになった。According to the heat sink according to the first to fourth aspects of the present invention, as a result of the fins being corrugated, the surface area of the fins can be increased to improve the heat dissipation (cooling) efficiency.
In addition, as a result of forming the direction of the concave stripe part and the convex stripe part formed on the corrugated plate in a direction rising from a location along the protrusion part in a direction in which the wind flows at a predetermined inclination angle within a range of 10 ° to 80 °, The wind sent into the gap between the fins can be efficiently discharged along the fins and dispersed and discharged.
とくに、前記フィン本体部のうち、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面を形成した請求項3の考案に係るヒートシンクによれば、高温になる前記ベース表面近くの隙間内に流入する風を、そのまま前方に流通し易くした結果、この隙間内における風の流れる方向の終端まで風を十分に行き届かせて、排出させることができるようになった。この結果、放熱(冷却)効率を一層向上させることができるようになった。 In particular, according to the heat sink according to the invention of
また、前記傾斜角を45°±5°とした請求項3の考案に係るヒートシンクによれば、ヒートシンクのベース表面と平行な向きで送られてくる風を効率良く分散させつつ放熱(冷却)効率を向上させる。 In addition, according to the heat sink according to
また、本考案では、請求項5及び6において、パンチングメタルを材料として形成したフィンを用いて、フィンの表面積を広くしたことにより、一層の放熱(冷却)効率を向上させることができる。 Further, in the present invention, the heat radiation (cooling) efficiency can be further improved by increasing the surface area of the fins using the fins made of punched metal as the material in claims 5 and 6.
請求項7の考案に係るヒートシンクによれば、前記フィンをプレス成型品、若しくはロール成型(ロールフォーミング)品としたことにより、従来のヒートシンクに見られる押出し成型品よりも、低コストで製造でき、凹凸形状等の成形も容易である。 According to the heat sink according to the invention of claim 7, by making the fin a press-molded product or a roll-molded (roll forming) product, it can be manufactured at a lower cost than an extrusion-molded product found in a conventional heat sink, It is easy to form uneven shapes.
本考案を実施するための形態は次の実施例において一層明確に理解されるであろう。 The mode for carrying out the invention will be understood more clearly in the following examples.
図1及び図2に示す本考案実施形態に係るヒートシンク(以下、本実施形態のヒートシンク、と略称する。)1によれば、平行な多数本の凸条部3,3・・・による複数のフィン取付溝4,4・・・を等間隔毎に設けたフィンベース2の表面から、放熱(冷却)用のフィン10,10・・・が等間隔に立設されている。 According to the heat sink (hereinafter, abbreviated as the heat sink of the present embodiment) 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
各フィン10,10・・・は、従来のヒートシンクのフィンと同じ大きさ及び枚数であり、熱伝動率の高い金属材料であるアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかを材料とする図3に示す方形状の平板を、プレス成、或いはロール成型(ロールフォーミング)で製造して、突入部10aを除くフィン本体10bを、図4及び図5に示す波板にした。 Each of the
この波板形状は、断面形状が直線ジグザグ形状の凹凸を繰り返す凹条部10cと凸条部10dを平行且つ等間隔毎に有する波板形状でもよく、また、図6に示すようになだらかな曲線による凹凸を繰り返す凹条部10c及び凸条部10cを有する波板形状であってもよい。フィン10を片面側から見た凹条部c凸条部10dは、他方の片面側から見ると凹凸が逆向きになる。 The corrugated plate shape may be a corrugated plate shape having a
各フィン10は、その突入部10aをフィン取付溝4内に突入させてカシメる方法で取り付けられる。このようにして製造された本実施形態のヒートシンク1は、図7及び図8に示すように、フィン10,10相互間の隙間に流入する風(冷却風)による放熱(冷却)効率を、波板形状とすることにより表面積を広くしたフィン10,10を用いて、一層向上させる。 Each
図7及び図8に示す各フィン10,10・・・は、凹条部10c及び凸条部10dの向きを、フィン10突入部側になるフィンベース2の表面に沿う箇所から風の流れる方向に45°±5°の傾斜角にすることにより、風の滞留を抑制しつつ、効率良く風を分散させて外部に排出させるようにした。 7 and 8, the direction of the flow of wind from the location along the surface of the
考案者による試作品による試験では、平板形状のフィンを用いた同じ大きさのヒートシンクと比較して、約10%の放熱(冷却)効率の上昇が見られた。 In the test by the inventor's prototype, the heat dissipation (cooling) efficiency was increased by about 10% compared to the heat sink of the same size using flat fins.
図9に示すフィン10の凹凸による傾斜角θは、風がどのような位置からどのような向きで各フィン10,10間に流入するかにより異なる。
図9に示すに示すように、風がフィンベース2の表面に沿う箇所から流入してくる場合には、所定傾斜角θを45°程度とすると、矢視の如く、風をフィンベース2の表面と平行に流出する量と、斜め外方向に流出する量に、程よく分散させて排出させる。The inclination angle θ due to the concavities and convexities of the
As shown in FIG. 9, when the wind flows from a location along the surface of the
図11乃至図15は他の実施形態によるフィンを示している。
図11に示すフィン10は、フィン本体10bの波形形状が直線を凹凸方向に交互に繰り返す形状となっている。この形状のフィン本体10bは、風を一層明確に分散させて排出させる。11 to 15 show a fin according to another embodiment.
The
図12(a)及び(b)に示すヒートシンク1が備えるフィン10は、これらの図及び図13に示すように、フィン本体部10bが、突入部10aに沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面10Xと、平坦面10Xの傾斜縁部10yから突入部10aを基準にした45°±5°の傾斜角で立ち上がる複数の凹条部と凸条部10c,10dを平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状面で構成されている。
このような形状のフィン10を用いると、ベース表面近くの隙間内に流入する風を、そのまま風の流れる方向の終端まで十分に行き届かせることが可能になる。The
When the
図14に示すフィン10は、総表面積を広げる多数個の小孔10e,10e・・・が形成された平板形状のパンチングメタルで形成されており、図15に示すフィン10は、このパンチングメタルが更に、図1〜図3に示す波板形状に成型されている。 The
図16(a)及び(b)に示すように、小孔10eを形成してフィン10の総面積を広げるためには、小径10eを形成することにより失われる表裏両面の表面積よりも、小径10eを形成することにより新たに形成される内周壁が広くなければならない。
小孔の半径:r、フィン10の肉厚 :t とし、
これを計算式で示すと、
2( πr2)<(2 πr) × t にする必要がある。As shown in FIGS. 16A and 16B, in order to increase the total area of the
Radius of small hole: r, thickness of fin 10: t
This is shown in the calculation formula:
It is necessary to satisfy 2 (πr 2 ) <(2πr) × t.
図17(a)及び(b)に示す他の実施形態によるフィン10においては、フィン本体10bは、各凹凸条部10c,10dを形成している長手方向に向けた面に、該長手方向に沿う底の浅い曲面形状の凹凸10f,10gによる浅い波板形状が連続して形成されている。この各凹凸10f,10gによる波板は、フィン10の表面積を更に拡大させ、放熱(冷却)効率を更に高いものにする。 In the
本考案に係るヒートシンクは、全体の大きさとフィンの枚数は従来のヒートシンクと同様でありながらも、高い放熱(冷却)効率を発揮することから、高集積回路の冷却用等の電子部品産業、電気部品産業、機械産業等、ヒートシンクを使用する産業分野において利用可能性がある。 The heat sink according to the present invention has the same overall size and number of fins as the conventional heat sink, but also exhibits high heat dissipation (cooling) efficiency. There is a possibility of being used in industrial fields that use heat sinks, such as the parts industry and the machine industry.
1 本考案実施形態に係るヒートシンク
2 フィンベース
3 凸条部
4 フィン取付溝
10 フィン
10a 突入部
10b フィン本体
10c 凹条部
10d 凸条部
10e 小孔
10X 平坦面DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に10°〜80°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹凸条を平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状を有するアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であることを特徴とするヒートシンク。In the heat sink in which the fins are erected at equal intervals from the fin base surface provided with a plurality of fin mounting grooves at equal intervals,
Each fin has a substantially rectangular plate shape, which is a portion other than the plunging portion directed into the fin mounting groove, and 10 ° to 80 ° in the direction of wind flow from a location along the plunging portion. A heat sink, wherein the heat sink is a molded product of any one of aluminum, aluminum alloy, copper, and copper alloy having a corrugated shape in which a plurality of ridges rising at a predetermined inclination angle within a range are repeated in parallel and at equal intervals.
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、該フィン本体部は、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面と、該平坦面の傾斜縁部から前記突入部を基準にした10°〜80°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹条部と凸条部とを平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状面とからなり、前記フィンが、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であることを特徴とするヒートシンク。In the heat sink in which the fins are erected at equal intervals from the fin base surface provided with a plurality of fin mounting grooves at equal intervals,
Each of the fins has a substantially rectangular plate shape, which is a portion other than the protruding portion directed into the fin mounting groove, and the fin main body portion is directed from the location along the protruding portion in the direction of wind flow. A substantially triangular flat surface that gradually expands according to the shape, and a plurality of concave and convex ridges that rise from a sloped edge of the flat surface at a predetermined inclination angle within a range of 10 ° to 80 ° with reference to the entry portion A heat sink, wherein the fin is a molded product of any one of aluminum, aluminum alloy, copper, and copper alloy.
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、少なくとも該フィン本体の板面に総表面積を向上させる多数個の小孔又は微孔が形成された、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかを素材とするパンチングメタルで形成されていることを特徴とするヒートシンク。In the heat sink in which the fins are erected at equal intervals from the fin base surface provided with a plurality of fin mounting grooves at equal intervals,
Each fin has a substantially rectangular plate shape, which is a portion other than the protruding portion into the fin mounting groove, and at least a plurality of small fins that improve the total surface area on the plate surface of the fin body. A heat sink characterized by being formed of a punching metal made of aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy, in which holes or fine holes are formed.
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