JP3405900B2 - Heat sink device - Google Patents
Heat sink deviceInfo
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- JP3405900B2 JP3405900B2 JP04172897A JP4172897A JP3405900B2 JP 3405900 B2 JP3405900 B2 JP 3405900B2 JP 04172897 A JP04172897 A JP 04172897A JP 4172897 A JP4172897 A JP 4172897A JP 3405900 B2 JP3405900 B2 JP 3405900B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基体から突設され
る放熱フィンで構成されるヒートシンク装置に関し、特
に、高い放熱機能を実現するヒートシンク装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat sink device composed of heat dissipating fins protruding from a base body, and more particularly to a heat sink device realizing a high heat dissipating function.
【０００２】近年、電子機器の小型化、高性能化を実現
するために、ＣＰＵを中心としたＬＳＩ素子では、集積
度が飛躍的に増加しつつあるとともに、動作周波数の高
周波数化が飛躍的に進みつつある。これに伴って、回路
の低電力化や、プロセスの微細化の努力にも関わらず、
発熱量が増加する傾向にあり、これから効率的な放熱装
置の提供が求められている。In recent years, in order to realize miniaturization and high performance of electronic equipment, in LSI elements centering on a CPU, the degree of integration has been dramatically increased, and the operating frequency has been dramatically increased. Is progressing to. Along with this, despite efforts to reduce power consumption of circuits and miniaturize processes,
Since the amount of heat generation tends to increase, it is now required to provide an efficient heat dissipation device.
【０００３】[0003]
【従来の技術】ＬＳＩ素子のような高発熱素子の放熱を
実現するために、ヒートシンク装置が広く用いられてい
る。2. Description of the Related Art A heat sink device is widely used to realize heat dissipation from a high heat generating element such as an LSI element.
【０００４】このヒートシンク装置は、アルミニウムや
その合金や銅やその合金のような高い熱伝導率を持つ材
料を使い、図１７に示すように、高発熱素子の取り付け
面に固定される基体と、その基体から突設される複数の
放熱フィンとで構成される構造を有する。ここで、図１
７（ａ）に示すヒートシンク装置は、ピン形状の放熱フ
ィンを持ち、図１７（ｂ）に示すヒートシンク装置は、
プレート形状の放熱フィンを持つ。This heat sink device uses a material having a high thermal conductivity such as aluminum or its alloy, copper or its alloy, and as shown in FIG. 17, a base fixed to the mounting surface of the high heat generating element, It has a structure composed of a plurality of heat radiation fins protruding from the base. Here, FIG.
The heat sink device shown in FIG. 7 (a) has pin-shaped radiating fins, and the heat sink device shown in FIG. 17 (b) is
It has a plate-shaped radiating fin.
【０００５】ヒートシンク装置は、このような構造に従
い、冷却ファンなどにより送風される冷却風を使って、
高発熱素子の発する熱を高速に空気中に放熱する機能を
実現するものである。According to such a structure, the heat sink device uses cooling air blown by a cooling fan or the like,
It realizes a function of rapidly radiating the heat generated by the high heat generating element into the air.
【０００６】このように構成されるヒートシンク装置の
放熱効率を高めるためには、放熱フィンの表面積を増加
させる必要がある。これから、従来技術では、ヒートシ
ンク装置の放熱効率を高めていくために、放熱フィンの
ピッチを狭くしたり厚さを薄くするなどして、放熱フィ
ンの個数を増加させていくという構成を採っていた。In order to enhance the heat radiation efficiency of the heat sink device constructed as described above, it is necessary to increase the surface area of the radiation fins. Therefore, in the prior art, in order to improve the heat dissipation efficiency of the heat sink device, the number of the heat dissipation fins is increased by narrowing the pitch of the heat dissipation fins or reducing the thickness thereof. .
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】確かに、ヒートシンク
装置の放熱効率を高めるためには、放熱フィンの表面積
を増加させる必要がある。Certainly, in order to increase the heat radiation efficiency of the heat sink device, it is necessary to increase the surface area of the heat radiation fins.
【０００８】しかるに、ヒートシンク装置の放熱効率
は、放熱フィンの表面積だけで決定されるものではな
い。放熱フィンの間を流れる冷却風の速度と量や、流れ
の状態（剥離状態）にも関係している。However, the heat radiation efficiency of the heat sink device is not determined only by the surface area of the heat radiation fins. It is also related to the velocity and amount of cooling air flowing between the heat radiation fins and the flow state (separation state).
【０００９】すなわち、放熱フィンの個数を増加させる
ことで密集させていくと、放熱フィンによる空気抵抗が
増加し、これがために、冷却風が放熱フィンを避けて上
部に逃げてしまうことで、放熱フィンの間を流れる冷却
風の速度と量が低下する。この冷却風の速度と量の低下
は、取りも直さず放熱効率を低下させることになる。し
かも、この冷却風の速度と量の低下は、冷却風の下流側
に位置する別の高発熱素子に対して、いわば熱風をゆっ
くりと送ることになり、極めて悪い影響を与える。That is, when the heat radiation fins are made dense by increasing the number of the heat radiation fins, the air resistance by the heat radiation fins increases, which causes the cooling air to escape the heat radiation fins and escape to the upper part. The velocity and amount of cooling air flowing between the fins is reduced. This reduction in the speed and amount of the cooling air is irreversible and reduces the heat radiation efficiency. In addition, the decrease in the velocity and amount of the cooling air causes the hot air to be slowly sent to another high heat-generating element located on the downstream side of the cooling air, which is extremely bad.
【００１０】しかしながら、従来技術では、ヒートシン
ク装置の放熱効率を高めていく場合に、このような放熱
フィンの空気抵抗により引き起こされる放熱効率の低下
を一切考慮することなく、ただ単純に、放熱フィンの個
数を増加させていくという構成を採っていた。However, in the prior art, when the heat dissipation efficiency of the heat sink device is increased, the heat dissipation efficiency of the heat dissipation fin is not considered at all, and the heat dissipation efficiency of the heat dissipation fin is simply reduced. It adopted the structure of increasing the number.
【００１１】これから、放熱効率の高いヒートシンク装
置を使用していると思っていても、実際には、かえって
放熱効率の悪いヒートシンク装置を使用してしまってい
るという問題点があった。そして、冷却風の下流側に位
置する別の高発熱素子に対して、いわば熱風をゆっくり
と送ることで極めて悪い影響を与えているという問題点
があった。Even if it is thought that a heat sink device having a high heat radiation efficiency is used, there is a problem that a heat sink device having a poor heat radiation efficiency is actually used. Then, there is a problem that another high heat-generating element located on the downstream side of the cooling air has a very bad effect by slowly sending the hot air.
【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、高い放熱機能を実現する新たなヒートシンク
装置の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a new heat sink device which realizes a high heat dissipation function.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のヒートシンク装置では、冷却風の導入位置
に形成される放熱フィンの包絡面が、冷却風の下流側に
突出する形で湾曲し、冷却風の排出位置に形成される放
熱フィンの包絡面が、冷却風の上流側に突出する形で湾
曲するという鼓型の包絡面形状を採る。In order to achieve this object, in the heat sink device of the present invention, the enveloping surface of the radiating fin formed at the introduction position of the cooling air is projected in the downstream side of the cooling air. The enveloping surface of the radiating fin that is curved and is formed at the discharge position of the cooling air has a drum-shaped envelope surface shape that is curved so as to project to the upstream side of the cooling air.
【００１４】この構成に従って、湾曲部の突出部分の空
気抵抗が減少するとともに、湾曲形状が冷却風を取り込
む作用を発揮するので、湾曲部の突出部分の放熱フィン
を通り抜ける冷却風の速度と量が、従来のヒートシンク
装置と比べて大幅に増加し、これにより、装置の中央下
部に取り付けられる高発熱素子の発する熱を効率的に放
熱できるようになる。そして、冷却風の下流側に位置す
る別の高発熱素子に対して、低い温度の熱風をより多く
送れるようになるので、それらの高発熱素子に取り付け
られるヒートシンク装置の放熱効率も高められるように
なる。特に、この形状が有効となるのは、ヒートシンク
装置の周囲に空気のバイパスを生ずる空間が存在すると
きである。According to this structure, the air resistance of the protruding portion of the curved portion is reduced, and the curved shape exerts the action of taking in cooling air. Therefore, the speed and amount of the cooling air passing through the heat radiation fins of the protruding portion of the curved portion are increased. As compared with the conventional heat sink device, the heat is significantly increased, and thus the heat generated by the high heat generating element attached to the lower central portion of the device can be efficiently dissipated. Then, since it becomes possible to send more hot air of low temperature to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved. Become. In particular, this shape is effective when there is a space around the heat sink device that creates an air bypass.
【００１５】この構成を採るときに、放熱フィンの表面
部分に形成される空気境界層を薄くして放熱フィンの熱
伝導率を高めるとともに、放熱フィンの中央部分に冷却
風を集めることで、その部分に位置する高発熱素子の発
する熱を効率的に放熱できるようにするために、放熱フ
ィンを上から見たときの断面形状（好ましくはウイング
形状）が、冷却風の流れ方向に長手方向を有し、更に、
冷却風の導入側に位置する放熱フィンが、冷却風を集め
る形となる傾きをもって配設されるとともに、冷却風の
排出側に位置する放熱フィンが、冷却風を発散させる形
となる傾きをもって配設され、かつ、その傾きが、湾曲
面の突出部を結ぶ面に向かうに従って徐々に小さくなる
ように構成されることがある。When this structure is adopted, the air boundary layer formed on the surface of the radiation fin is thinned to enhance the thermal conductivity of the radiation fin, and the cooling air is collected in the central portion of the radiation fin, thereby In order to efficiently dissipate the heat generated by the high-heat generating element located in the part, the cross-sectional shape (preferably the wing shape) of the heat-dissipating fins when viewed from above is the longitudinal direction in the flow direction of the cooling air. Have, in addition,
The radiating fins located on the cooling air introduction side are arranged with an inclination that collects the cooling air, and the radiating fins located on the cooling air discharge side are arranged with an inclination that diverges the cooling air. It may be provided and the inclination thereof may be gradually reduced toward the surface connecting the protruding portions of the curved surface.
【００１６】[0016]
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【００１９】[0019]
【００２０】更に、本発明のヒートシンク装置では、放
熱フィンの包絡面が、冷却風の流れ方向と直交する方向
で、かつ、ヒートシンク装置の中央に突出する形で湾曲
するように構成される。 Further, in the heat sink device of the present invention ,
The direction in which the envelope surface of the heat fin is orthogonal to the flow direction of the cooling air
And curved so that it protrudes in the center of the heat sink device
To be configured.
【００２１】この構成に従って、湾曲部分の空気抵抗が
減少するので、湾曲部分の放熱フィンを通り抜ける冷却
風の速度と量が、従来のヒートシンク装置と比べて大幅
に増加し、これにより、装置の両端下部に取り付けられ
る高発熱素子の発する熱を効率的に放熱できるようにな
る。そして、冷却風の下流側に位置する別の高発熱素子
に対して、低い温度の熱風をより多く送れるようになる
ので、それらの高発熱素子に取り付けられるヒートシン
ク装置の放熱効率も高められるようになる。[0021] In accordance with this arrangement, since the air resistance of the curved part component is reduced, the rate and amount of cooling air passing through the heat radiation fins of the curved portion content, greatly increased compared to conventional heat sink device, thereby The heat generated by the high heat generating elements attached to the lower portions of both ends of the device can be efficiently dissipated. Then, since it becomes possible to send more hot air of low temperature to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved. Become.
【００２２】更に、本発明のヒートシンク装置では、冷
却風の流れ方向に切断されるときに示す放熱フィンの断
面形状が鼓形状を有し、更に、その鼓形状の絞り部分の
幅値が、放熱フィンの中央配置ラインに向かうに従って
徐々に小さくなる構成を採る。Further, in the heat sink device of the present invention, the cross-sectional shape of the radiation fins shown when cut in the flow direction of the cooling air has an hourglass shape, and further, the width value of the hourglass-shaped narrowed portion is used for heat radiation. It adopts a configuration in which it gradually becomes smaller toward the center placement line of the fins.
【００２３】この構成に従って、放熱フィンの中央配置
ラインの空気抵抗が減少するので、放熱フィンの中央配
置ラインを通り抜ける冷却風の速度と量が、従来のヒー
トシンク装置と比べて大幅に増加し、これにより、装置
の中央下部に取り付けられる高発熱素子の発する熱を効
率的に放熱できるようになる。そして、冷却風の下流側
に位置する別の高発熱素子に対して、低い温度の熱風を
より多く送れるようになるので、それらの高発熱素子に
取り付けられるヒートシンク装置の放熱効率も高められ
るようになる。According to this structure, since the air resistance of the central arrangement line of the heat radiation fins is reduced, the speed and amount of the cooling air passing through the central arrangement line of the heat radiation fins are significantly increased as compared with the conventional heat sink device. As a result, it becomes possible to efficiently dissipate the heat generated by the high heat generating element attached to the lower center of the device. Then, since it becomes possible to send more hot air of low temperature to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved. Become.
【００２４】更に、本発明のヒートシンク装置では、放
熱フィンを上から見たときの断面形状（好ましくはウイ
ング形状）が、冷却風の流れ方向に長手方向を有すると
ともに、その長手方向の長さとして異なるものが２種類
用意され、更に、長い長手方向を持つ放熱フィンと、短
い長手方向を持つ放熱フィンとを、冷却風の流れ方向
と、それに直交する方向とに対して、交互に配設する構
成を採る。Further, in the heat sink device of the present invention, the cross-sectional shape (preferably the wing shape) of the radiation fin when viewed from above has a longitudinal direction in the flow direction of the cooling air and has a length in the longitudinal direction. Two different types are prepared, and further, heat radiation fins having a long longitudinal direction and heat radiation fins having a short longitudinal direction are alternately arranged with respect to the cooling air flow direction and the direction orthogonal thereto. Take the composition.
【００２５】この構成に従って、放熱フィンの表面部分
に形成される空気境界層を薄くして放熱フィンの熱伝導
率を高めることで放熱効率の向上を図るときにあって、
全て同一の放熱フィン形状とするときに比べて空気抵抗
が減少するので、放熱フィンを通り抜ける冷却風の速度
と量が、全て同一の放熱フィン形状とするときに比べて
大幅に増加し、これにより、装置の下部に取り付けられ
る高発熱素子の発する熱を効率的に放熱できるようにな
る。そして、冷却風の下流側に位置する別の高発熱素子
に対して、低い温度の熱風をより多く送れるようになる
ので、それらの高発熱素子に取り付けられるヒートシン
ク装置の放熱効率も高められるようになる。According to this structure, the air boundary layer formed on the surface of the radiation fin is thinned to increase the thermal conductivity of the radiation fin, thereby improving the radiation efficiency.
Since the air resistance is reduced compared to when all the radiator fin shapes are the same, the speed and amount of the cooling air passing through the radiator fins are significantly increased compared to when all the radiator fin shapes are the same. The heat generated by the high heat generating element attached to the lower part of the device can be efficiently dissipated. Then, since it becomes possible to send more hot air of low temperature to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved. Become.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。図１に、本発明のヒートシンク装置
の一実施例を図示する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail according to embodiments. FIG. 1 illustrates an embodiment of the heat sink device of the present invention.
【００２７】この実施例に従う本発明のヒートシンク装
置は、高発熱素子の取り付け面に固定される基体１と、
その基体１から突設される複数のウイング状放熱フィン
２とで構成されている。なお、３は貫通孔であり、高発
熱素子の取り付け用に用意されている。The heat sink device of the present invention according to this embodiment includes a base 1 fixed to a mounting surface of a high heat generating element,
It is composed of a plurality of wing-shaped heat radiation fins 2 protruding from the base 1. Reference numeral 3 is a through hole, which is prepared for mounting the high heat generating element.
【００２８】このウイング状放熱フィン２は、図２に示
すように、上から見たときの断面形状が、冷却風の流れ
方向に長手方向を持つウイング形状の断面形状を有する
ものである。この断面形状を持つことで、ウイング状放
熱フィン２は、フィン先端に当たった冷却風が緩いカー
ブを描くウィング側面全域に沿って流れて、ウィング側
面全域に薄い層流域を形成する。このため、フィン表面
と空気との間で高い熱交換率を実現している。As shown in FIG. 2, the wing-shaped radiating fin 2 has a wing-shaped cross-sectional shape when viewed from above having a longitudinal direction in the flow direction of cooling air. With this cross-sectional shape, in the wing-shaped heat radiation fin 2, the cooling wind hitting the tip of the fin flows along the entire wing side surface forming a gentle curve, forming a thin laminar flow region over the wing side surface. Therefore, a high heat exchange rate is realized between the fin surface and the air.
【００２９】更に、この実施例に従う本発明のヒートシ
ンク装置では、冷却風の導入位置に位置するウイング状
放熱フィン２に接する面（包絡面）が、冷却風の下流側
に突出する形で湾曲し、冷却風の排出位置に位置するウ
イング状放熱フィン２に接する面（包絡面）が、冷却風
の上流側に突出する形で湾曲するように構成されてい
る。Further, in the heat sink device of the present invention according to this embodiment, the surface (envelope surface) which is in contact with the wing-shaped heat radiation fins 2 located at the introduction position of the cooling air is curved so as to project to the downstream side of the cooling air. The surface (envelope surface) in contact with the wing-shaped radiating fins 2 located at the discharge position of the cooling air is configured to be curved so as to project to the upstream side of the cooling air.
【００３０】すなわち、図３に示すように、冷却風の導
入位置に形成されるウイング状放熱フィン２の包絡面１
０が、冷却風の下流側に突出する形で湾曲し、冷却風の
排出位置に形成されるウイング状放熱フィン２の包絡面
１１が、冷却風の上流側に突出する形で湾曲するという
鼓型の包絡面形状を有するのである。ここで、この鼓形
状の絞り部分の幅は、最も狭くなるその中央部分で、例
えばヒートシンク装置の流れ方向の長さに対して約６８
％の値を持つ。That is, as shown in FIG. 3, the envelope surface 1 of the wing-shaped radiating fins 2 formed at the position where the cooling air is introduced.
0 is curved so as to project to the downstream side of the cooling air, and the envelope surface 11 of the wing-shaped radiation fins 2 formed at the discharge position of the cooling air is curved so as to project to the upstream side of the cooling air. It has the envelope shape of the mold. Here, the width of the hourglass-shaped throttle portion is the narrowest central portion thereof, for example, about 68 with respect to the length of the heat sink device in the flow direction.
Has a value of%.
【００３１】この鼓型の包絡面形状に従って、冷却風が
通り抜けるときのヒートシンク装置の空気抵抗は、装置
の両端部分１２,1３で最も大きくなり、装置の中央部分
１４に向かうに従って徐々に小さくなって、その中央部
分１４で最も小さなものとなる。According to this envelope-shaped envelope surface, the air resistance of the heat sink device when the cooling air passes through becomes the largest at both end portions 12 and 13 of the device, and gradually decreases toward the central portion 14 of the device. , The smallest in the central portion 14.
【００３２】そして、冷却風の導入側に形成されるウイ
ング状放熱フィン２の包絡面１０が冷却風の下流側に突
出する形で湾曲することで、冷却風を取り込むように動
作することになる。The envelope surface 10 of the wing-shaped radiation fins 2 formed on the cooling air introduction side is curved so as to project to the downstream side of the cooling air, so that the cooling air can be taken in. .
【００３３】この構成に従って、図１に示す本発明のヒ
ートシンク装置では、図示しないファンやダクトから冷
却風が供給されるときに、装置の中央部分１４を通り抜
ける冷却風の速度と量が、従来のヒートシンク装置に比
べて大幅に増加し、これにより、装置の中央部分１４の
下部に取り付けられる高発熱素子の発する熱を効率的に
放熱できるようになる。According to this structure, in the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1, when the cooling air is supplied from a fan or a duct (not shown), the speed and the amount of the cooling air passing through the central portion 14 of the device are the same as those of the conventional device. This is significantly increased as compared with the heat sink device, which allows the heat generated by the high heat generating element attached to the lower portion of the central portion 14 of the device to be efficiently dissipated.
【００３４】そして、装置の中央部分１４を通り抜ける
冷却風の速度と量が増加することで、冷却風の下流側に
位置する別の高発熱素子に対して、低い温度の熱風をよ
り多く送れるようになるので、それらの高発熱素子に取
り付けられるヒートシンク装置の放熱効率も高められる
ようになる。By increasing the speed and amount of the cooling air passing through the central portion 14 of the apparatus, more hot air having a lower temperature can be sent to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air. Therefore, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved.
【００３５】図１に示す実施例では、ヒートシンク装置
の持つウイング状放熱フィン２の形成する包絡面１０,1
１が鼓型の包絡面形状を有するものを開示したが、この
包絡面形状は、図４に示すように、“く”の字形状と、
逆“く”の字形状との組み合わせや、台形形状と台形形
状との組み合わせのように、鼓型を直線で近似するよう
なもので構成されることもある。In the embodiment shown in FIG. 1, the envelope surfaces 10, 1 formed by the wing-shaped heat radiation fins 2 of the heat sink device are formed.
1 has a drum-shaped envelope surface shape, the envelope surface shape is, as shown in FIG.
It may also be configured by a straight-line approximation of the hourglass shape, such as a combination with an inverted “<” shape or a combination of trapezoidal shapes and trapezoidal shapes.
【００３６】また、図１に示す実施例では、図２に示す
ウイング状放熱フィン２を使用する構成を採ったが、図
５に示すように、長方形の断面形状を有する放熱フィン
２αや、長楕円の断面形状を有する放熱フィン２βを用
いることも可能である。In the embodiment shown in FIG. 1, the wing-shaped radiating fins 2 shown in FIG. 2 are used. However, as shown in FIG. 5, the radiating fins 2α having a rectangular cross section and the long radiating fins 2α are used. It is also possible to use the radiation fin 2β having an elliptical cross-sectional shape.
【００３７】また、図１に示す実施例では、ヒートシン
ク装置にカバーを用いる構成を採らなかったが、冷却風
が上部に逃げていくのを防止するために、図６に示すよ
うに、ウイング状放熱フィン２を覆うカバー１００を用
いることが好ましい。このカバー１００としては、ウイ
ング状放熱フィン２の形成する包絡面１０,1１と同一形
状を持つことが望ましいが、全体を覆う形状を持つもの
でよい。なお、このカバー１００は、両端に配設される
放熱フィンをプレート形状で形成して、それを途中で折
り曲げてカバー取り付け用の穴を設けることで簡単に取
り付けられるようになる。In the embodiment shown in FIG. 1, the cover is not used for the heat sink device, but in order to prevent the cooling air from escaping to the upper side, as shown in FIG. It is preferable to use the cover 100 that covers the radiation fins 2. The cover 100 preferably has the same shape as the envelope surfaces 10, 11 formed by the wing-shaped heat radiation fins 2, but may have a shape that covers the entire surface. The cover 100 can be easily attached by forming the radiation fins arranged at both ends in the shape of a plate and bending it in the middle to provide a hole for attaching the cover.
【００３８】本発明者は、図１に示す本発明のヒートシ
ンク装置の有効性を検証するために、有限体積法を使用
した汎用の熱流体解析ソフトを用いてシミュレーション
を行った。次に、このシミュレーション結果に従って、
この本発明のヒートシンク装置の有効性について実証す
る。In order to verify the effectiveness of the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1, the present inventor conducted a simulation using general-purpose thermo-fluid analysis software using the finite volume method. Then, according to this simulation result,
The effectiveness of the heat sink device of the present invention will be demonstrated.
【００３９】このシミュレーションは、図７に示すよう
に、熱伝導率０.3Ｗ／ｍｋを持つプリント板３０の上
に、熱伝導率３６Ｗ／ｍｋを持つヒータ３１を配置し、
その上に、熱伝導率３６Ｗ／ｍｋを持つセラミック板３
２を配置し、その上に、熱伝導率１.0Ｗ／ｍｋを持つグ
リース３３を塗布し、その上に、シミュレーション対象
となるヒートシンク装置モデル３４を配置するととも
に、それらをダクト３５の内部に配置するシミュレーシ
ョンモデルを想定して行った。In this simulation, as shown in FIG. 7, a heater 31 having a thermal conductivity of 36 W / mk is arranged on a printed board 30 having a thermal conductivity of 0.3 W / mk.
On top of that, a ceramic plate 3 having a thermal conductivity of 36 W / mk
2 is arranged, grease 33 having a thermal conductivity of 1.0 W / mk is applied thereon, and a heat sink device model 34 to be simulated is arranged thereon, and they are arranged inside a duct 35. The simulation model was assumed.
【００４０】冷却風の風速は１.0ｍ／ｓ、環境温度は３
５°Ｃ、ヒータ３１の発熱量は３０Ｗ、プリント板３０
の材質はガラスエポキシ樹脂、プリント板３０の銅泊の
厚みは１８μｍ、プリント板３０のサイズはＷ９０×Ｄ
１５８×１.6ｍｍ、ダクト３５のサイズはＷ９４×Ｄ１
５８×Ｈ４０ｍｍ、ヒートシンク装置モデル３４のサイ
ズはＷ７４×Ｄ４１×Ｈ２６ｍｍを想定した。The wind speed of the cooling air is 1.0 m / s, and the environmental temperature is 3
5 ° C, heat value of heater 31 is 30 W, printed board 30
Is made of glass epoxy resin, the thickness of the copper plate of the printed board 30 is 18 μm, and the size of the printed board 30 is W90 × D.
158 x 1.6 mm, the size of the duct 35 is W94 x D1
It is assumed that the size of the heat sink device model 34 is 58 × H40 mm and the size of the heat sink device model W74 × D41 × H26 mm.
【００４１】図８ないし図１１に、シミュレーション結
果を図示する。図８（ａ）に示すシミュレーション結果
は、ヒートシンク装置モデル３４として、図１７（ｂ）
に示したプレート形状の放熱フィンを持つヒートシンク
装置Ａを想定した場合におけるヒータ３１の温度と、図
１に示した本発明のヒートシンク装置Ｂを想定した場合
におけるヒータ３１の温度と、図１に示した本発明のヒ
ートシンク装置Ｃ（但し、基体１を包絡面１０,1１に沿
って切り欠いている）を想定した場合におけるヒータ３
１の温度とを示している。Simulation results are shown in FIGS. 8 to 11. The simulation result shown in FIG. 8A is obtained as a heat sink device model 34 in FIG.
1 shows the temperature of the heater 31 when the heat sink device A having the plate-shaped heat radiation fin shown in FIG. 1 is assumed, and the temperature of the heater 31 when the heat sink device B of the present invention shown in FIG. 1 is assumed. Also, the heater 3 in the case of assuming the heat sink device C of the present invention (however, the base body 1 is cut out along the envelope surfaces 10 and 11)
And the temperature of 1 are shown.
【００４２】ここで、ヒートシンク装置Ｂ，Ｃの持つ放
熱フィンは、本来、ウイング形状の断面形状を有してい
るが、シミュレーションを簡略化するために、長方形の
断面形状を有するものに近似した。また、ヒートシンク
装置Ａの持つプレート形状の放熱フィンは、ヒートシン
ク装置Ｂ，Ｃの持つ放熱フィンに合わせて、その配置間
隔が２.2ｍｍ、その厚さが１.0ｍｍ、その高さが２４ｍ
ｍ、その枚数が２３枚を想定した。Here, the heat dissipation fins of the heat sink devices B and C originally have a wing-shaped cross-sectional shape, but in order to simplify the simulation, they are approximated to a rectangular cross-sectional shape. In addition, the plate-shaped heat radiation fins of the heat sink device A have an arrangement interval of 2.2 mm, a thickness of 1.0 mm, and a height of 24 m in accordance with the heat radiation fins of the heat sink devices B and C.
m, the number of sheets is assumed to be 23.
【００４３】このシミュレーション結果から、ヒートシ
ンク装置Ｂを用いると、ヒートシンク装置Ａを用いると
きに比べてヒータ３１の温度を下げることができ、ヒー
トシンク装置Ｃを用いると、ヒートシンク装置Ａを用い
るときと同じヒータ３１の温度になることが分かる。From this simulation result, the temperature of the heater 31 can be lowered by using the heat sink device B as compared with the case of using the heat sink device A, and by using the heat sink device C, the same heater as when the heat sink device A is used. It can be seen that the temperature reaches 31.
【００４４】また、図８（ｂ）に示すシミュレーション
結果は、ヒートシンク装置モデル３４として、ヒートシ
ンク装置Ａを想定した場合における放熱フィンの表面温
度と、ヒートシンク装置Ｂを想定した場合における放熱
フィンの表面温度と、ヒートシンク装置Ｃを想定した場
合における放熱フィンの表面温度とを示している。Further, the simulation result shown in FIG. 8B shows that the heat sink device model 34 has a surface temperature of the heat radiation fins assuming the heat sink device A and a surface temperature of the heat radiation fins assuming the heat sink device B. And the surface temperature of the radiation fins when the heat sink device C is assumed.
【００４５】このシミュレーション結果から、ヒートシ
ンク装置Ｂを用いると、ヒートシンク装置Ａを用いると
きに比べて放熱フィンの表面温度を下げることができ、
ヒートシンク装置Ｃを用いると、ヒートシンク装置Ａを
用いるときに比べて放熱フィンの表面温度を下げること
ができることが分かる。From the results of this simulation, when the heat sink device B is used, the surface temperature of the heat radiation fin can be lowered as compared with the case where the heat sink device A is used.
It is understood that the surface temperature of the heat radiation fin can be lowered by using the heat sink device C as compared with the case of using the heat sink device A.
【００４６】このようにして、図８（ａ)(ｂ）に示すシ
ミュレーション結果から、図１に示した本発明のヒート
シンク装置を用いると、プレート形状の放熱フィンを持
つ従来のヒートシンク装置を用いるときに比べて、ヒー
タ３１の温度や、放熱フィンの表面温度を下げることが
できることを確認できた。Thus, from the simulation results shown in FIGS. 8A and 8B, when the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1 is used, when the conventional heat sink device having plate-shaped heat radiation fins is used, It was confirmed that the temperature of the heater 31 and the surface temperature of the radiating fins can be lowered as compared with the above.
【００４７】一方、図９に示すシミュレーション結果
は、ヒートシンク装置モデル３４として、ヒートシンク
装置Ａを想定した場合における圧力損失係数ζと、ヒー
トシンク装置Ｂを想定した場合における圧力損失係数ζ
と、ヒートシンク装置Ｃを想定した場合における圧力損
失係数ζとを示している。On the other hand, the simulation result shown in FIG. 9 shows that as the heat sink device model 34, the pressure loss coefficient ζ assuming the heat sink device A and the pressure loss coefficient ζ assuming the heat sink device B are assumed.
And the pressure loss coefficient ζ when the heat sink device C is assumed.
【００４８】ここで、圧力損失係数ζは、ヒートシンク
装置で生ずる冷却風の圧力損失ΔＰと、空気の比重量γ
と、重力加速度ｇと、冷却風の平均風速ｕとの間に、
ΔＰ＝ζ・γ／２ｇ・ｕ2
という関係を持つ。従って、圧力損失係数ζが小さくな
るということは、ヒートシンク装置で生ずる冷却風の圧
力損失ΔＰが小さくなることを意味し、ヒートシンク装
置を通り抜ける冷却風の速度と量が増加することを意味
している。Here, the pressure loss coefficient ζ is the pressure loss ΔP of the cooling air generated in the heat sink device and the specific weight γ of the air.
, And the gravitational acceleration g and the average wind speed u of the cooling air have a relation of ΔP = ζ · γ / 2g · u 2 . Therefore, the decrease of the pressure loss coefficient ζ means that the pressure loss ΔP of the cooling air generated in the heat sink device becomes small, and the speed and the amount of the cooling air passing through the heat sink device increase. .
【００４９】このシミュレーション結果から、ヒートシ
ンク装置Ｂを用いると、ヒートシンク装置Ａを用いると
きに比べて圧力損失係数ζを小さくでき、ヒートシンク
装置Ｃを用いると、ヒートシンク装置Ａを用いるときに
比べて圧力損失係数ζを小さくできることが分かる。From this simulation result, when the heat sink device B is used, the pressure loss coefficient ζ can be made smaller than when the heat sink device A is used, and when the heat sink device C is used, the pressure loss coefficient ζ is smaller than that when the heat sink device A is used. It can be seen that the coefficient ζ can be reduced.
【００５０】また、図１０に示すシミュレーション結果
は、ヒートシンク装置モデル３４として、ヒートシンク
装置Ａを想定した場合における放熱フィン間の風速分布
（横軸は放熱フィンのフィン間番号を示している）と、
ヒートシンク装置Ｂを想定した場合における放熱フィン
間の風速分布と、ヒートシンク装置Ｃを想定した場合に
おける放熱フィン間の風速分布とを示している。Further, the simulation result shown in FIG. 10 shows the wind speed distribution between the heat radiating fins when the heat sink device A is assumed as the heat sink device model 34 (the horizontal axis indicates the number between the heat radiating fins).
The wind velocity distribution between the radiation fins when the heat sink device B is assumed, and the wind velocity distribution between the radiation fins when the heat sink device C is assumed are shown.
【００５１】なお、この風速分布は、放熱フィンの中央
高さ位置の所でのものである。また、フィン間番号“１
８”の個所に見られる誤差は、有限体積法のメッシュ分
割による誤差である。This wind velocity distribution is at the central height position of the radiation fins. Also, the inter-fin number "1"
The error seen at the 8 "part is an error due to mesh division of the finite volume method.
【００５２】このシミュレーション結果から、ヒートシ
ンク装置Ｂを用いると、ヒートシンク装置Ａを用いると
きに比べて風速を大きくでき、ヒートシンク装置Ｃを用
いると、ヒートシンク装置Ａを用いるときに比べて風速
を大きくできることが分かる。From this simulation result, it is possible to increase the wind speed when using the heat sink device B as compared to when using the heat sink device A, and when using the heat sink device C as compared to when using the heat sink device A. I understand.
【００５３】このようにして、図９及び図１０に示すシ
ミュレーション結果から、図１に示した本発明のヒート
シンク装置を用いると、プレート形状の放熱フィンを持
つ従来のヒートシンク装置を用いるときに比べて、装置
を通り抜けていく冷却風の速度と量を大きくできること
が確認できた。In this way, from the simulation results shown in FIGS. 9 and 10, when the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1 is used, compared with the case of using the conventional heat sink device having plate-shaped heat radiation fins. It was confirmed that the speed and amount of cooling air passing through the device could be increased.
【００５４】以上説明したように、有限体積法を使用し
た汎用の熱流体解析ソフトを用いて行ったシミュレーシ
ョン結果から、図１に示した本発明のヒートシンク装置
が、高発熱素子の発する熱を効率的に放熱できるように
なるとともに、冷却風の下流側に位置する別の高発熱素
子に対して、低い温度の熱風をより多く送れるようにな
ることが確認できた。As described above, the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1 shows that the heat generated by the high heat generating element can be efficiently generated from the simulation result obtained by using the general-purpose thermo-fluid analysis software using the finite volume method. It was confirmed that it is possible to radiate heat efficiently, and it is possible to send more hot air of lower temperature to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air.
【００５５】下流側に位置する別の高発熱素子に対して
低い温度の熱風を送れるようになるのは、図１１に示す
シミュレーション結果からも明らかとなる。すなわち、
図１１（ａ）に示すシミュレーション結果は、ヒートシ
ンク装置Ａから排出される空気の温度分布のシミュレー
ション結果であり、図１１（ｂ）に示すシミュレーショ
ン結果は、ヒートシンク装置Ｃから排出される空気の温
度分布のシミュレーション結果である。ここで、この図
は、ヒートシンク装置中央での切断面を表しており、本
来は、カラー表示で温度分布を示してある。It becomes clear from the simulation result shown in FIG. 11 that hot air of low temperature can be sent to another high heat generating element located on the downstream side. That is,
The simulation result shown in FIG. 11A is a simulation result of the temperature distribution of the air discharged from the heat sink device A, and the simulation result shown in FIG. 11B is a temperature distribution of the air discharged from the heat sink device C. Is a simulation result of. Here, this figure shows the cut surface at the center of the heat sink device, and originally, the temperature distribution is shown in color display.
【００５６】このシミレーション結果は、ヒートシンク
装置Ａから排出される特定の２点の示す空気の温度が６
６.3°Ｃと５７.3°Ｃとであるのに対して、ヒートシン
ク装置Ｃから排出されるこの２点の示す空気の温度が６
２.6°Ｃと５６.3°Ｃとになることを示している。This simulation result shows that the temperatures of the air discharged from the heat sink device A at two specific points are 6
The temperature of the air discharged from the heat sink device C is 6 while the temperature is 6.3 ° C and 57.3 ° C.
It shows that it becomes 2.6 ° C and 56.3 ° C.
【００５７】これから、図１に示した本発明のヒートシ
ンク装置を用いると、冷却風の下流側に位置する別の高
発熱素子の放熱に対して、極めて良好な結果をもたらす
ことが確認できた。From this, it was confirmed that the use of the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1 gives a very good result to the heat radiation of another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air.
【００５８】図１に示した本発明のヒートシンク装置
は、ウイング状放熱フィン２が鼓型の包絡面形状を有す
るものであることから、装置の中央部分１４を通り抜け
る冷却風の速度と量が、従来のヒートシンク装置に比べ
て大幅に増加し、これにより、装置の中央部分１４の下
部に取り付けられる高発熱素子の発する熱を効率的に放
熱できるようになる。In the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1, since the wing-shaped radiating fins 2 have a drum-shaped envelope surface shape, the velocity and amount of the cooling air passing through the central portion 14 of the device are as follows. This is significantly increased as compared with the conventional heat sink device, which allows the heat generated by the high heat generating element attached to the lower portion of the central portion 14 of the device to be efficiently dissipated.
【００５９】この放熱効率を一層高めるために、図１２
に示すように、冷却風の導入側に位置するウイング状放
熱フィン２ａが、冷却風の流れに沿ってヒートシンク装
置の中央切断面に向かう形態の傾きを持ち、更に、その
傾きが中央切断面に近づくに従って徐々に小さくなる形
態で配置されるとともに、冷却風の排出側に位置するウ
イング状放熱フィン２ｂが、冷却風の流れに沿ってヒー
トシンク装置の中央切断面から発散する形態の傾きを持
ち、更に、その傾きが中央切断面から遠のくに従って徐
々に大きくなる形態で配置される構成を採ることが好ま
しい。この傾きθとしては、最大で３０°〜４５°とす
ることが好ましい。In order to further improve this heat dissipation efficiency, FIG.
As shown in FIG. 3, the wing-shaped heat radiation fins 2a located on the cooling air introduction side have an inclination of a form toward the central cut surface of the heat sink device along the flow of the cooling air, and further, the inclination is in the central cut surface. The wing-shaped radiating fins 2b located on the discharge side of the cooling air have a slope that diverges from the central cut surface of the heat sink device along with the flow of the cooling air. Further, it is preferable to adopt a configuration in which the inclination is gradually increased as the distance from the central cut surface increases. The inclination θ is preferably 30 ° to 45 ° at the maximum.
【００６０】この構成を採ることで、冷却風の導入側に
位置するウイング状放熱フィン２ａが、冷却風を装置の
中央部分１４に集めるように動作するとともに、冷却風
の排出側に位置するウイング状放熱フィン２ｂが、冷却
風を装置の中央部分１４から発散するように動作するの
で、装置の中央部分１４の下部に取り付けられる高発熱
素子の発する熱を一層効率的に放熱できるようになる。By adopting this structure, the wing-shaped radiating fins 2a located on the cooling air introduction side operate so as to collect the cooling air in the central portion 14 of the device, and the wings located on the cooling air discharge side. The heat radiating fins 2b operate so as to radiate the cooling air from the central portion 14 of the device, so that the heat generated by the high heat generating element attached to the lower portion of the central portion 14 of the device can be radiated more efficiently.
【００６１】また、図１に示した本発明のヒートシンク
装置では、装置の下部に取り付けられる高発熱素子が１
個であることを想定したが、これが複数個一体的に取り
付けられるときには、図１３（ａ）に示すように、それ
に合わせて、ウイング状放熱フィン２により形成される
包絡面１０,1１を、冷却風の流れ方向と直交する方向に
周期的に形成するという構成を採ることになる。Further, in the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1, the high heat generating element attached to the lower part of the device is 1
Although it is assumed that the number is one, when a plurality of them are integrally attached, as shown in FIG. 13A, the envelope surfaces 10, 11 formed by the wing-shaped heat radiation fins 2 are cooled accordingly. The configuration is such that it is periodically formed in a direction orthogonal to the wind flow direction.
【００６２】また、図１に示した本発明のヒートシンク
装置では、ウイング状放熱フィン２が２つの包絡面１
０,1１を持つ構成を採ったが、図１３（ｂ）に示すよう
に、冷却風の排出位置に形成される包絡面１１について
は省略する構成を採ることも可能である。In the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1, the wing-shaped heat radiation fins 2 have two envelope surfaces 1.
Although the configuration having 0, 11 is adopted, as shown in FIG. 13B, the envelope surface 11 formed at the discharge position of the cooling air may be omitted.
【００６３】図１４（ａ)(ｃ）に、図１に示した本発明
のヒートシンク装置の技術思想に関連するヒートシンク
装置の一例を図示するとともに、図１４（ｂ）に、図１
に示した本発明のヒートシンク装置の技術思想を応用す
ることで実現される本発明の他の実施例を図示する。図
１４（ａ）に示すヒートシンク装置では、冷却風の導入
位置に形成されるウイング状放熱フィン２の包絡面１５
が、冷却風の上流側に突出する形で湾曲し、冷却風の排
出位置に形成されるウイング状放熱フィン２の包絡面１
６が、冷却風の下流側に突出する形で湾曲するという包
絡面形状の構成を採る。 14 (a) and 14 (c) show the present invention shown in FIG.
Heat sink related to the technical idea of the heat sink device
With illustrates an example of an apparatus, in FIG. 14 (b), FIG. 1
9 shows another embodiment of the present invention realized by applying the technical idea of the heat sink device of the present invention shown in FIG. Figure 14 shows in to heatsink device (a), the envelope surface 15 of the wing-shaped radiating fins 2 formed on the position of the introduction of cooling air
However, the envelope surface 1 of the wing-shaped radiating fins 2 which is curved at the position where the cooling air is discharged is curved so as to project to the upstream side of the cooling air.
6 adopts a configuration of an envelope surface shape that is curved so as to project to the downstream side of the cooling air.
【００６４】ここで、この構成を採るときに、装置の下
部に取り付けられる高発熱素子が複数個となるときに
は、ウイング状放熱フィン２により形成される包絡面１
５,1６を、冷却風の流れ方向と直交する方向に周期的に
形成するという構成を採ることになる。Here, when adopting this structure, when a plurality of high heat generating elements are attached to the lower portion of the device, the envelope surface 1 formed by the wing-shaped heat radiation fins 2 is used.
The configuration in which 5, 16 are periodically formed in the direction orthogonal to the flow direction of the cooling air is adopted.
【００６５】この構成を採ることで、冷却風が通り抜け
るときのヒートシンク装置の空気抵抗は、装置の中央部
分１４で最も大きくなり、装置の両端部分１２，１３に
向かうに従って徐々に小さくなって、その両端部分１
２，１３で最も小さなものとなる。By adopting this structure, the air resistance of the heat sink device when the cooling air passes through becomes the largest at the central portion 14 of the device, and gradually decreases toward both end portions 12 and 13 of the device. Both ends 1
2 and 13 are the smallest.
【００６６】これにより、図示しないファンやダクトか
ら冷却風が供給されるときに、装置の両端部分１２,1３
を通り抜ける冷却風の速度と量が、従来のヒートシンク
装置に比べて大幅に増加し、これにより、装置の両端部
分１２,1３の下部に取り付けられる高発熱素子の発する
熱を効率的に放熱できるようになる。As a result, when cooling air is supplied from a fan or duct (not shown), both end portions 12, 13 of the apparatus are
The speed and amount of the cooling air passing through the heat sink device is significantly increased compared to the conventional heat sink device, so that the heat generated by the high heat generating element attached to the lower part of both end portions 12 and 13 of the device can be efficiently dissipated. become.
【００６７】そして、装置の両端部分１２,1３を通り抜
ける冷却風の速度と量が増加することで、冷却風の下流
側に位置する別の高発熱素子に対して、低い温度の熱風
をより多く送れるようになるので、それらの高発熱素子
に取り付けられるヒートシンク装置の放熱効率も高めら
れるようになる。Since the velocity and amount of the cooling air passing through the both end portions 12 and 13 of the apparatus are increased, more hot air having a lower temperature is supplied to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air. Since it can be sent, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved.
【００６８】図１４（ｂ）に示す実施例のヒートシンク
装置では、ウイング状放熱フィン２の包絡面１７，１８
が、冷却風の流れ方向と直交する方向で、かつ、ヒート
シンク装置の中央部分１４に突出する形で湾曲するよう
に構成される。 In the heat sink device of the embodiment shown in FIG. 14B, the envelope surfaces 17 and 18 of the wing-shaped heat radiation fins 2 are formed.
Is in the direction orthogonal to the flow direction of the cooling air, and the heat
To be curved so as to project to the central portion 14 of the sink device
Is composed of.
【００６９】この構成を採ることで、冷却風が通り抜け
るときのヒートシンク装置の空気抵抗は、装置の中央部
分１４で最も大きくなり、装置の両端部分１２，１３に
向かうに従って徐々に小さくなって、その両端部分１
２，１３で最も小さなものとなる。By adopting this structure, the air resistance of the heat sink device when the cooling air passes through becomes maximum at the central portion 14 of the device and gradually decreases toward both end portions 12 and 13 of the device. Both ends 1
2 and 13 are the smallest.
【００７０】これにより、図示しないファンやダクトか
ら冷却風が供給されるときに、装置の両端部分１２,1３
を通り抜ける冷却風の速度と量が、従来のヒートシンク
装置に比べて大幅に増加し、これにより、装置の両端部
分１２,1３の下部に取り付けられる高発熱素子の発する
熱を効率的に放熱できるようになる。As a result, when cooling air is supplied from a fan or duct (not shown), both end portions 12, 13 of the apparatus are
The speed and amount of the cooling air passing through the heat sink device is significantly increased compared to the conventional heat sink device, so that the heat generated by the high heat generating element attached to the lower part of both end portions 12 and 13 of the device can be efficiently dissipated. become.
【００７１】そして、装置の両端部分１２,1３を通り抜
ける冷却風の速度と量が増加することで、冷却風の下流
側に位置する別の高発熱素子に対して、低い温度の熱風
をより多く送れるようになるので、それらの高発熱素子
に取り付けられるヒートシンク装置の放熱効率も高めら
れるようになる。Since the velocity and amount of the cooling air passing through the both end portions 12, 13 of the device are increased, more hot air having a lower temperature is supplied to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air. Since it can be sent, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved.
【００７２】図１４（ｃ）に示すヒートシンク装置で
は、冷却風の導入位置に形成されるウイング状放熱フィ
ン２の包絡面１９が、冷却風の下流側に突出する形で湾
曲し、冷却風の排出位置に形成されるウイング状放熱フ
ィン２の包絡面２０が、冷却風の下流側に突出する形で
湾曲するという包絡面形状の構成を採る。[0072] In shown to heatsink device in FIG. 14 (c), an envelope surface 19 of the wing-shaped radiating fins 2 formed on the position of the introduction of cooling air, curved in the form of projecting to the downstream side of the cooling air, cooling The enveloping surface 20 of the wing-shaped radiating fins 2 formed at the wind discharge position has a shape of an enveloping surface that is curved so as to project to the downstream side of the cooling air.
【００７３】ここで、この構成を採るときに、装置の下
部に取り付けられる高発熱素子が複数個となるときに
は、ウイング状放熱フィン２により形成される包絡面１
９,2０を、冷却風の流れ方向と直交する方向に周期的に
形成するという構成を採ることになる。Here, when adopting this structure, when there are a plurality of high-heat generating elements attached to the lower part of the device, the envelope surface 1 formed by the wing-shaped heat radiation fins 2
The configuration is such that 9,20 are periodically formed in the direction orthogonal to the flow direction of the cooling air.
【００７４】この構成を採ることで、冷却風が通り抜け
るときのヒートシンク装置の空気抵抗が、全体的に小さ
なものとなるとともに、冷却風の導入側に形成される包
絡面１０が冷却風の下流側に突出する形で湾曲すること
で、冷却風を取り込むように動作することになる。By adopting this configuration, the air resistance of the heat sink device when the cooling air passes through becomes small as a whole, and the envelope surface 10 formed on the cooling air introduction side has the downstream side of the cooling air. By curving in such a manner as to project in, it operates to take in cooling air.
【００７５】これにより、図示しないファンやダクトか
ら冷却風が供給されるときに、装置を通り抜ける冷却風
の速度と量が、従来のヒートシンク装置に比べて大幅に
増加し、これにより、装置の下部に取り付けられる高発
熱素子の発する熱を効率的に放熱できるようになる。As a result, when cooling air is supplied from a fan or a duct (not shown), the speed and amount of the cooling air passing through the device are significantly increased as compared with the conventional heat sink device, whereby the lower part of the device is cooled. It becomes possible to efficiently dissipate the heat generated by the high heat generating element attached to.
【００７６】そして、装置を通り抜ける冷却風の速度と
量が増加することで、冷却風の下流側に位置する別の高
発熱素子に対して、低い温度の熱風をより多く送れるよ
うになるので、それらの高発熱素子に取り付けられるヒ
ートシンク装置の放熱効率も高められるようになる。By increasing the speed and amount of the cooling air passing through the device, it becomes possible to send more hot air of low temperature to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air. The heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can also be improved.
【００７７】図１に示した本発明のヒートシンク装置で
は、ウイング状放熱フィン２が鼓型の包絡面形状を持つ
ことで本発明を実現する構成を採ったが、このような包
絡面形状を持たせずに、ウイング状放熱フィン２の断面
形状を変えることでも本発明は実現可能である。In the heat sink device of the present invention shown in FIG. 1, the wing-shaped radiating fins 2 have a drum-shaped envelope surface shape to realize the present invention. The present invention can also be realized by changing the cross-sectional shape of the wing-shaped heat radiation fins 2 without doing so.
【００７８】図１５に、この構成に従う場合の本発明の
ヒートシンク装置の一実施例を図示する。この実施例の
ヒートシンク装置は、ウイング状放熱フィン２の配置形
態として、従来技術と同様の配置形態を採る。すなわ
ち、図１５（ａ）に示すように、ウイング状放熱フィン
２を基体１上に均一に配置することで、ウイング状放熱
フィン２の形成する包絡面を湾曲させない構成を採る。FIG. 15 shows an embodiment of the heat sink device of the present invention in the case of following this configuration. In the heat sink device of this embodiment, the wing-shaped heat radiation fins 2 are arranged in the same manner as in the prior art. That is, as shown in FIG. 15A, the wing-shaped heat radiation fins 2 are uniformly arranged on the base body 1 so that the envelope surface formed by the wing-shaped heat radiation fins 2 is not curved.
【００７９】そして、この構成を採るときに、冷却風の
流れ方向に切断されるときに示すウイング状放熱フィン
２の断面形状（横から見たときの断面形状）が、図１５
（ｂ）に示すように、鼓形状となるとともに、その鼓形
状の絞り部分（図中のαの部分）の幅値が、ウイング状
放熱フィン２の中央配置ライン（図１５（ａ）中のＡの
配置ライン）に向かうに従って徐々に小さくなる構成を
採る。従って、最も外側の配置ライン（図１５（ａ）中
のＢの配置ライン）に位置するウイング状放熱フィン２
の断面形状は、例えば図中に示すように長方形となる。When this configuration is adopted, the cross-sectional shape (cross-sectional shape when viewed from the side) of the wing-shaped radiating fins 2 shown when cut in the flow direction of the cooling air is shown in FIG.
As shown in (b), it becomes a drum shape, and the width value of the diaphragm portion (α portion in the figure) has a width value of the central arrangement line of the wing-shaped radiating fins 2 (in FIG. 15A). The configuration is such that it gradually becomes smaller toward the line A). Therefore, the wing-shaped radiating fins 2 located on the outermost arrangement line (B arrangement line in FIG. 15A)
The cross-sectional shape of is, for example, rectangular as shown in the figure.
【００８０】この構成を採ることで、冷却風が通り抜け
るときのヒートシンク装置の空気抵抗は、装置の両端部
分１２,1３で最も大きくなり、装置の中央部分１４に向
かうに従って徐々に小さくなって、その中央部分１４で
最も小さなものとなる。By adopting this configuration, the air resistance of the heat sink device when the cooling air passes through becomes the largest at both end portions 12, 13 of the device, and gradually decreases toward the central portion 14 of the device, and It becomes the smallest in the central portion 14.
【００８１】これにより、図示しないファンやダクトか
ら冷却風が供給されるときに、装置の中央部分１４を通
り抜ける冷却風の速度と量が、従来のヒートシンク装置
に比べて大幅に増加し、これにより、装置の中央部分１
４の下部に取り付けられる高発熱素子の発する熱を効率
的に放熱できるようになる。As a result, when the cooling air is supplied from the fan or duct (not shown), the speed and the amount of the cooling air passing through the central portion 14 of the device are significantly increased as compared with the conventional heat sink device. , The central part of the device 1
It becomes possible to efficiently dissipate the heat generated by the high heat-generating element attached to the lower part of 4.
【００８２】そして、装置の中央部分１４を通り抜ける
冷却風の速度と量が増加することで、冷却風の下流側に
位置する別の高発熱素子に対して、低い温度の熱風をよ
り多く送れるようになるので、それらの高発熱素子に取
り付けられるヒートシンク装置の放熱効率も高められる
ようになる。By increasing the speed and amount of the cooling air passing through the central portion 14 of the apparatus, more hot air having a lower temperature can be sent to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air. Therefore, the heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can be improved.
【００８３】この実施例では、基体１からの熱伝達効率
を高めるとともに、冷却風が上部に逃げていくことを防
止するために、冷却風の流れ方向に切断されるときに示
すウイング状放熱フィン２の断面形状を鼓形状とする構
成を採ったが、この実施例の技術思想は、ウイング状放
熱フィン２以外の放熱フィンにも適用できるし、その放
熱フィンの断面形状が鼓形状に限られる必要もない。In this embodiment, in order to improve the efficiency of heat transfer from the base body 1 and to prevent the cooling air from escaping to the upper side, the wing-shaped radiation fins shown when cutting in the flow direction of the cooling air are shown. Although the cross-sectional shape of 2 is a drum shape, the technical idea of this embodiment can be applied to the radiation fins other than the wing-shaped radiation fins 2, and the cross-sectional shape of the radiation fin is limited to the drum shape. There is no need.
【００８４】本発明の基本的な技術思想の１つとして、
放熱フィンの配置や形状を工夫することで、ヒートシン
ク装置の空気抵抗を減らすとともに、フィン間風速をコ
ントロールすることがある。As one of the basic technical ideas of the present invention,
By devising the arrangement and shape of the heat radiation fins, the air resistance of the heat sink device may be reduced and the wind speed between the fins may be controlled.
【００８５】図１６に示す本発明のヒートシンク装置
は、この技術思想を従来のヒートシンク装置に適用する
ことで構成される実施例である。すなわち、長手方向の
長さの異なるウイング状放熱フィン２ｃ,dを２種類用意
して、その長手方向の長いウイング状放熱フィン２ｃ
と、その長手方向の短いウイング状放熱フィン２ｄと
を、冷却風の流れ方向と、それに直交する方向とに対し
て、交互に配置する構成を採っている。The heat sink device of the present invention shown in FIG. 16 is an embodiment constructed by applying this technical idea to a conventional heat sink device. That is, two kinds of wing-shaped heat radiation fins 2c and d having different lengths in the longitudinal direction are prepared, and the long wing-shaped heat radiation fins 2c in the longitudinal direction are prepared.
And wing-shaped heat radiation fins 2d whose longitudinal direction is short are alternately arranged with respect to the flow direction of the cooling air and the direction orthogonal thereto.
【００８６】ここで、ウイング状放熱フィン２ｃ,dの代
わりに、図５で示した長方形の断面形状を有する放熱フ
ィン２αや、長楕円の断面形状を有する放熱フィン２β
を用いることも可能である。Here, instead of the wing-shaped radiating fins 2c and 2d, the radiating fin 2α having a rectangular sectional shape shown in FIG. 5 and the radiating fin 2β having an oblong sectional shape.
It is also possible to use.
【００８７】この構成を採ることで、冷却風が通り抜け
るときのヒートシンク装置の空気抵抗は、長手方向の長
いウイング状放熱フィン２ｃのみで構成される場合に比
べて小さなものとなる。また、長手方向の長さの異なる
放熱フィンを組み合わせることで、各放熱フィンの流れ
の剥離位置を変えることができ、隣接する放熱フィンの
熱交換効率を高めることができる。By adopting this configuration, the air resistance of the heat sink device when the cooling air passes through is smaller than that in the case where only the wing-shaped heat radiation fins 2c having a long longitudinal direction are used. Further, by combining the radiation fins having different lengths in the longitudinal direction, the separation position of the flow of each radiation fin can be changed, and the heat exchange efficiency of the adjacent radiation fins can be improved.
【００８８】これにより、図示しないファンやダクトか
ら冷却風が供給されるときに、装置を通り抜ける冷却風
の速度と量が、従来のヒートシンク装置に比べて大幅に
増加し、これにより、装置の下部に取り付けられる高発
熱素子の発する熱を効率的に放熱できるようになる。As a result, when the cooling air is supplied from a fan or duct (not shown), the speed and amount of the cooling air passing through the device are significantly increased as compared with the conventional heat sink device, and the lower part of the device is thereby provided. It becomes possible to efficiently dissipate the heat generated by the high heat generating element attached to.
【００８９】そして、装置を通り抜ける冷却風の速度と
量が増加することで、冷却風の下流側に位置する別の高
発熱素子に対して、低い温度の熱風をより多く送れるよ
うになるので、それらの高発熱素子に取り付けられるヒ
ートシンク装置の放熱効率も高められるようになる。Since the velocity and amount of the cooling air passing through the device are increased, more hot air of low temperature can be sent to another high heat generating element located on the downstream side of the cooling air. The heat dissipation efficiency of the heat sink device attached to these high heat generating elements can also be improved.
【００９０】図示実施例に従って本発明を説明したが、
本発明はこれに限定されるものではない。例えば、実施
例では、ウイング状放熱フィン２のようなピン形状の放
熱フィンを想定して、鼓型などの湾曲する包絡面形状を
持つ構成を開示したが、この基本的な技術思想は、プレ
ート形状の放熱フィンを用いる場合にもそのまま適用で
きるのである。Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiment,
The present invention is not limited to this. For example, in the embodiment, a configuration having a curved envelope surface shape such as a drum shape is disclosed by assuming a pin-shaped heat radiation fin such as the wing-shaped heat radiation fin 2. However, this basic technical idea is based on a plate. It can be applied as it is to the case of using the radiation fin in the shape.
【００９１】[0091]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高い放熱効率を実現するヒートシンク装置を実現できる
ようになる。そして、冷却風の下流側に対して、低い温
度の熱風をより多く送れるようになるので、冷却風の下
流側に位置する高発熱素子の発する熱を効率的に放熱で
きるようになる。As described above, according to the present invention,
A heat sink device that achieves high heat dissipation efficiency can be realized. Further, since more hot air having a lower temperature can be sent to the downstream side of the cooling air, the heat generated by the high heat generating element located on the downstream side of the cooling air can be efficiently radiated.
【図１】本発明の一実施例である。FIG. 1 is an example of the present invention.
【図２】放熱フィンの一実施例である。FIG. 2 is an example of a radiation fin.
【図３】放熱フィンの配置説明図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the arrangement of heat radiation fins.
【図４】本発明の他の実施例である。FIG. 4 is another embodiment of the present invention.
【図５】放熱フィンの他の実施例である。FIG. 5 is another embodiment of the radiation fin.
【図６】本発明の他の実施例である。FIG. 6 is another embodiment of the present invention.
【図７】シミュレーションモデルの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a simulation model.
【図８】シミュレーション結果の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of simulation results.
【図９】シミュレーション結果の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of simulation results.
【図１０】シミュレーション結果の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of simulation results.
【図１１】シミュレーション結果の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of simulation results.
【図１２】本発明の他の実施例である。FIG. 12 is another embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の他の実施例である。FIG. 13 is another embodiment of the present invention.
【図１４】本発明の他の実施例である。FIG. 14 is another embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の他の実施例である。FIG. 15 is another embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の他の実施例である。FIG. 16 is another embodiment of the present invention.
【図１７】ヒートシンク装置の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a heat sink device.
１ 基体 ２ ウイング状放熱フィン ３ 貫通孔 １０ 包絡面 １１ 包絡面 1 base 2 wing-shaped radiating fins 3 through holes 10 Envelope 11 Envelope
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−12559（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−265186（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−209351（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−222350（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−291154（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−244575（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−41148（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−110093（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3008204（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/36 - 23/367 H01L 23/467 H05K 7/20 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-4-12559 (JP, A) JP-A-2-265186 (JP, A) JP-A-10-209351 (JP, A) JP-A-3- 222350 (JP, A) JP 2-291154 (JP, A) JP 6-244575 (JP, A) Actual opening 5-41148 (JP, U) Actual opening 63-110093 (JP, U) Registered utility model 3008204 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 23 / 36-23 / 367 H01L 23/467 H05K 7/20
Claims (6)
フィンで構成されるヒートシンク装置において、 冷却風の導入位置に形成される放熱フィンの包絡面が、
冷却風の下流側に突出する形で湾曲し、冷却風の排出位
置に形成される放熱フィンの包絡面が、冷却風の上流側
に突出する形で湾曲するように構成されることを、 特徴とするヒートシンク装置。1. A heat sink device comprising a plurality of standing heat radiation fins projecting from a base body, wherein an envelope surface of the heat radiation fins formed at a position where cooling air is introduced comprises:
The enveloping surface of the radiating fins formed at the cooling air discharge position is curved so as to project toward the downstream side of the cooling air, and the enveloping surface of the radiating fin is curved so as to project toward the upstream side of the cooling air. And heat sink device.
て、 放熱フィンの形成する湾曲面が、冷却風の流れ方向と直
交する方向に周期的に形成されるように構成されること
を、 特徴とするヒートシンク装置。2. The heat sink device according to claim 1, wherein the curved surface formed by the heat radiation fins is configured to be periodically formed in a direction orthogonal to the flow direction of the cooling air. Heat sink device.
において、 放熱フィンを上から見たときの断面形状が、冷却風の流
れ方向に長手方向を有し、更に、冷却風の導入側に位置
する放熱フィンが、冷却風を集める形となる傾きをもっ
て配設されるとともに、冷却風の排出側に位置する放熱
フィンが、冷却風を発散させる形となる傾きをもって配
設され、かつ、その傾きが、湾曲面の突出部を結ぶ面に
向かうに従って徐々に小さくなるように構成されること
を、 特徴とするヒートシンク装置。3. The heat sink device according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the heat radiation fin when viewed from above has a longitudinal direction in the flow direction of the cooling air, and is further positioned on the cooling air introduction side. The radiating fins are arranged with an inclination so as to collect the cooling air, and the radiating fins on the discharge side of the cooling air are arranged with an inclination so as to diverge the cooling air, and the inclination is The heat sink device is configured so as to be gradually smaller toward the surface connecting the protruding portions of the curved surface.
フィンで構成されるヒートシンク装置において、放熱フィンの包絡面が、冷却風の流れ方向と直交する方
向で、かつ、ヒートシンク装置の中央に突出する形で湾
曲するように構成されることを、 特徴とするヒートシンク装置。4. A heat sink device composed of a plurality of forested heat radiation fins protruding from a base body, wherein the envelope surface of the heat radiation fin is orthogonal to the flow direction of cooling air.
The bay and the center of the heat sink device.
A heat sink device , characterized in that it is configured to bend .
フィンで構成されるヒートシンク装置において、 冷却風の流れ方向に切断されるときに示す放熱フィンの
断面形状が鼓形状を有し、更に、その鼓形状の絞り部分
の幅値が、放熱フィンの中央配置ラインに向かうに従っ
て徐々に小さくなるように構成されることを、 特徴とするヒートシンク装置。5. A heat sink device composed of a plurality of standing radiation fins projecting from a base body, wherein the radiation fins shown in a cross section when cut in the cooling air flow direction have a drum shape, and A heat sink device characterized in that a width value of the hourglass-shaped aperture portion is gradually reduced toward a central arrangement line of the heat radiation fins.
フィンで構成されるヒートシンク装置において、 放熱フィンを上から見たときの断面形状が、冷却風の流
れ方向に長手方向を有するとともに、その長手方向の長
さとして異なるものが２種類用意され、更に、長い長手
方向を持つ放熱フィンと、短い長手方向を持つ放熱フィ
ンとが、冷却風の流れ方向と、それに直交する方向とに
対して、交互に配設されるように構成されることを、 特徴とするヒートシンク装置。6. A heat sink device composed of a plurality of radiating fins standing upright from a base body, wherein the radiating fin has a cross-sectional shape when viewed from above and has a longitudinal direction in the flow direction of cooling air, Two types are prepared with different lengths in the longitudinal direction. Further, a heat radiation fin having a long longitudinal direction and a heat radiation fin having a short longitudinal direction are provided with respect to the cooling air flow direction and the direction orthogonal thereto. And a heat sink device characterized by being configured so as to be alternately arranged.
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