JP6645915B2 - ヒートシンク - Google Patents
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Description
また、ヒートシンクを押出成形により成形することも行われているが、押出成形により成形してもフィン部の間隔を狭くすると成形不良が生じやすく、間隔を狭くして表面積を増やすことが難しかった。
一方のヒートシンク部材及び他方のヒートシンク部材は、ベース部と、ベース部に互いに間隔をおいて立設した複数の板状のメインフィン部と、メインフィン部の両側面に互いに間隔をおいて設けられた板状のサブフィン部とを有し、ベース部同士が対向しており、一方のヒートシンク部材のメインフィン部が他方のヒートシンク部材のメインフィン部の間に配置されているとともに、一方のヒートシンク部材のサブフィン部間に他方のヒートシンク部材のサブフィン部の先端が対向していることを特徴とする。
(全体の構成)
本発明の実施形態に係るヒートシンクは、図1に示すように、高い熱伝導性を有するアルミニウム合金等の押出成形により成形される複数のヒートシンク部材1を備え、全体として断面略矩形状のダクト状をなすヒートシンクとして構成されており、ヒートシンク部材1,1は、おおむね上下方向に延びるように設けられた複数のフィン部13を有している。
なお、本説明においては、図1に示すように、ダクト状のヒートシンクの空気が流れる方向を長手方向といい、フィン部13が立ち上がる方向を上下方向といい、複数のフィン部が並ぶ方向を幅方向という。
本発明の第1の実施形態に係るヒートシンクは、同一構造を備える一対のヒートシンク部材1,1を対向して連結することにより製造することができる。
各ヒートシンク部材1は、図2(a)に示すように、平面視略矩形の板状部材からなりその外周面が発熱体を配置する冷却面11aとなるベース部11と、ベース部11の幅方向一側端からベース部11に対して略垂直に延設される側板部12と、ベース部11の冷却面11aと反対側の面11b(以下、「内周面」という。)に立設されるフィン部13を備えている。
また、ベース部11の内周面11bの幅方向他側端部には、対向して連結されるヒートシンク部材1の側板部12の先端部が嵌入される嵌入溝112が設けられている。
そして、側板部12の側板フィン部(サブフィン部)121と隣接するフィン部13のサブフィン部132の先端同士の間隔d1及び隣接するフィン部13,13のサブフィン部132,132先端同士の間隔d2は、一つのフィン部13の幅寸法d3よりも大きく形成されており、一方のヒートシンク部材1に対して他方のヒートシンク部材1を上下方向に近づけて連結できるように構成されている。
また、ヒートシンク部材1,1のベース部11に側板部12を有し、側板部12にもサブフィン部121を設けているので、別にカバー部材を配置することなくダクトを形成できると共に、側板部12にも放熱機能を持たせることができ、放熱性能を向上させることができる。
本発明の第2の実施形態に係るヒートシンクのヒートシンク部材2は、図3に示すように、第1の実施形態に係るヒートシンクと同様に同一構造を備える一対のヒートシンク部材2を対向して連結することにより製造することができ、基本的には、図2に示す第1の実施形態と同じである。
そして、第2の実施形態に係るヒートシンクは、図3(a)に示すように、ベース部21の内周面21bの両側に***部21c,21cが形成されて断面形状が幅方向中央部分に凹部を有する形状となっている点、及び、ベース部21の幅方向一側端から延設される側板部がベース部21の内周面から立設するフィン部23と類似する片フィン部24により形成されている点で第1の実施形態と概ね相違している。
また、ベース部11の内周面11bの幅方向で他方側***部21cの上面には、対向して連結されるヒートシンク部材1の片フィン部24の先端部が嵌入される嵌入溝212が設けられている。
そして、片フィン部24と隣接するフィン部23のサブフィン部232,242の先端の間隔及び隣接するフィン部23,23のサブフィン部232,232先端の間隔d4は、一つのフィン部23の幅寸法d5よりも小さく形成されている。
また、隣接するフィン部23,24のサブフィン部232,242を平面視で重複するように配置することでダクトAの断面積あたりの放熱性能を向上させることができる。
本発明の第3の実施形態に係るヒートシンクのヒートシンク部材は、図4に示すように、第1、2の実施形態に係るヒートシンクと異なり、異なる構造を備える一組のヒートシンク部材3、4を対向して連結することにより製造することができる。
一方のヒートシンク部材3は、図4(b)に示すように、平面視略矩形の板状部材からなりその外周面が発熱体を配置する冷却面31aとなるベース部31と、ベース部31の内周面31bに立設されるフィン部32を備えている。
また、他方のヒートシンク部材4は、図4(a)に示すように、ベース部31の幅方向両端部に固定されてベース部31の上方を覆うように装着されるカバー部41と、カバー部41の内周面に設けられるフィン部42を備えている。
また、ベース部31の内周面31bの幅方向両端部には、他方のヒートシンク部材4のカバー部41の両端部が嵌入される嵌入溝312,312が設けられている。
また、天井部412の内周面(下面)412bには、3つのフィン部42が設けられている。
また、一方のヒートシンク部材をカバー部により形成しているので、別にカバー部材を設けることなく、ダクトを構成することができ、また、カバー部自体によっても放熱することができるので、放熱効果を向上させることができる。
本実施形態に係るヒートシンクのような、押出形材からなる複数のヒートシンク部材を連結してダクトAを形成するヒートシンクにおいては、ヒートシンク部材のベース部とフィン部との間で熱の伝達をスムーズに行うために、両者を確実に密着させることが好ましく、本実施形態に係るヒートシンクにおいては、複数のヒートシンク部材を連結した際に、フィン部の挿入部がベース部の挿入溝の内周面に対して押しつけられて密着するように形成されている。
以下、第1の実施形態の例をあげて具体的に説明する。
具体的には、3つのフィン部13のうち側板部12に隣接するフィン部(第1のフィン部)13Aは、ベース部11の内周面11bに対する直角の面から1°以下小さい傾斜角α1(89〜90°)を有して立設されており、第1のフィン部13Aに隣接するフィン部(第2のフィン部)13Bは、ベース部11の内周面11bに対する直角の面から1°以下大きい傾斜角α2(90〜91°)を有して立設されており、第2のフィン部13Bに隣接するフィン部(第3のフィン部)13Cは、ベース部11の内周面11bに対する直角の面から1°以下小さい傾斜角α3(89〜90°)を有して立設されている。
なお、側板部12については、ベース部11の内周面11bに対して略直角(90°±0.5°)に立設されている。
ヒートシンク部材1,1同士を連結するために一方のヒートシンク部材1の側板部12の嵌入部122が他方のヒートシンク部材1のベース部11に設けられた嵌入溝112に嵌入する際には、その初期段階として、図6(a)に示すように、一方のヒートシンク部材1の第1フィン部13Aないし第3のフィン部13Cの先端が他方のヒートシンク部材1のベース部11に設けられた挿入溝111に対して幅方向にずれた状態で近づいていく。
そして、ベース部11の挿入溝111のうち、第1のフィン部13Aと第3のフィン部13Cに対向する挿入溝111は第1のフィン部13Aと第3のフィン部13Cが傾斜している側板部12側(図中、右側)の縁に、第2のフィン部13Bに対向する挿入溝111は第2のフィン部13Bが傾斜している反側板部12側(左側)の縁に、即ちフィン部の先端がずれる側の縁には、挿入溝111から離れるにしたがってベース部11の内周方向に盛り上がるスライド壁111aが形成されており、スライド壁111aに、ベース部11に対してずれた状態で近づいてくる第1のフィン部13Aと第3のフィン部13Cの挿入部133A、133C、及び第2のフィン部13Bの挿入部133B(図6(b))がそれぞれ当接する。
そして、ベース部11の嵌入溝112と側板部12の嵌入部122とをビス等により固定することで、ダクトA状のヒートシンクが形成される。
また、少なくとも一つのヒートシンク部材は、一面にフィン部が設けられている板状のベース部を有し、ベース部の一面のフィン部間にはフィン嵌合溝を有しており、複数のヒートシンク部材は、一方及び/又は他方のヒートシンク部材に設けられたフィン部の先端部が他方及び/又は一方のヒートシンク部材に設けられたフィン嵌合溝に嵌合して接合されている、すなわち、少なくとも一つのヒートシンク部材を、一面にフィン部が設けられている板状のベース部を有するように構成し、ベース部の一面のフィン部間にフィン嵌合溝を設けて構成しているので、ヒートシンク部材に設けられたフィン部の先端部を他のヒートシンク部材に設けられたフィン嵌合溝に嵌合して接合することができ、接合により熱の伝達がなされ、放熱性能が向上する。
さらに、少なくとも一つのヒートシンク部材は側板部を有しており、側板部は、一方面にサブフィン部を有しており、接合された一方のヒートシンク部材に設けられたフィン部または側板部が他方のヒートシンク部材に設けられたフィン部または側板部に隣接するとともに、隣接するフィン部または側板部のサブフィン部同士が位置をずらして配置されている、すなわち、少なくとも一つのヒートシンク部材は側板部を有しており、側板部の一方面にはサブフィン部が設けられており、側板部が他方のヒートシンク部材に設けられたフィン部に隣接するとともに、側板部とそれに隣接するフィン部のサブフィン部同士が位置をずらして配置されていることで、側板部にも放熱機能を持たせることができ、放熱性能を向上させることができる。
また、ダクトA内を流れる空気に乱流を発生させて冷却効率を向上させることができ、ダクトA内を流れる空気を上下方向で分断することなく、ダクトAの長手方向一方にファンを直接取り付けた場合などにも冷却能力の低下を防止することができる。
11 :ベース部
11a :冷却面
11b :内周面
111 :挿入溝
111a :スライド壁
112 :嵌入溝
12 :側板部
121 :サブフィン部
122 :嵌入部
13 :フィン部
131 :メインフィン部
132 :サブフィン部
133 :挿入部
2 :ヒートシンク部材
21 :ベース部
21b :内周面
21c :***部
211 :挿入溝
212 :嵌入溝
23 :フィン部
231 :メインフィン部
232 :サブフィン部
233 :挿入部
24 :片フィン部
241 :メインフィン部
242 :サブフィン部
243 :嵌入部
3 :ヒートシンク部材
31 :ベース部
31a :冷却面
31b :内周面
311 :挿入溝
312 :嵌入溝
32 :フィン部
321 :メインフィン部
322 :サブフィン部
4 :ヒートシンク部材
41 :カバー部
41b :内周面
411 :側壁部
411a :嵌合部
412 :天井部
412b :内周面
413 :サブフィン部
42 :フィン部
421 :メインフィン部
422 :サブフィン部
423 :挿入部
A :ダクト
a :空間
Claims (1)
- 一方のヒートシンク部材と他方のヒートシンク部材を備え、
一方のヒートシンク部材及び他方のヒートシンク部材は、ベース部と、ベース部に互いに間隔をおいて立設した複数の板状のメインフィン部と、メインフィン部の両側面に互いに間隔をおいて設けられた板状のサブフィン部とを有し、ベース部同士が対向しており、
一方のヒートシンク部材のメインフィン部が他方のヒートシンク部材のメインフィン部の間に配置されているとともに、一方のヒートシンク部材のサブフィン部間に他方のヒートシンク部材のサブフィン部の先端が対向していることを特徴とするヒートシンク。
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