JP2005166923A

JP2005166923A - 電子機器用冷却装置

Info

Publication number: JP2005166923A
Application number: JP2003403233A
Authority: JP
Inventors: Gouji Kan; 剛司貫
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-06-23
Also published as: WO2005055689A1

Abstract

【課題】
ファンからの送風を効率よくフィン間に導くことにより冷却能力を向上させ、その結果小型化することができる冷却装置を提供する。
【解決手段】
ヒートシンク１にピンフィン２と平板フィン３を備え、ファン４は冷却風６をピンフィン２から平板フィン３に向けて流す。また、ファン４とピンフィン２および平板フィン３を、直列に配置して、ファン４の冷却風６をヒートシンク１に平行に流す。また、ファン４をヒートシンク１の上部に配置して、冷却風６をピンフィン２に向けて垂直下向きに流す。また、冷却風６をピンフィン２に向けて俯角４５°で斜め下向きに流す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートシンクとファンからなる強制対流式の電子機器用冷却装置に関するものである。

電子部品から発生する熱を放熱フィンを備えたヒートシンクに伝え、ファンで発生させた冷却風Ｗを前記放熱フィンに吹き付けて冷却する強制対流式の電子機器用冷却装置が知られている。近年、電子機器の高密度化に伴い、冷却装置の高性能化と小型化の要請が強くなっている。そのため、ヒートシンクの放熱面積を増やしたり、強制対流による冷却のためのファンの性能を向上させることにより、冷却能力を向上させている（特許文献１、特許文献２）。

図４は従来の一般的な冷却装置の例を示す説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。図において、１０１は発熱部品１０２に密着して取り付けられたヒートシンクである。ヒートシンク１０１は平板フィン１０３を有し、また、ヒートシンク１０１の近傍にはファン１０４が取り付けられ、ファン１０４から吐出される冷却風１０５が平板フィン１０３の間に流入する。発熱部品１０２から発生した熱は、ヒートシンク１０１の平板フィン１０３に伝わり、さらに平板フィン１０３の表面から冷却風に放熱される。
特開平１１−９７８７２号公報特開平１０−１５４８８９号公報

しかしながら従来の冷却装置では、ファンから吐出される冷却風は旋回流であり、そのため、冷却風がフィンにぶつかって乱流が発生するので、冷却風を効率良くフィン間に導くことが出来ないという問題があった。そのためヒートシンク全体での通風抵抗が大きくなり、ファンからの冷却風の流量が減少するという問題があった。また、フィン間を流れる冷却風の流量と速度がフィン間ごとに異なり、一様な放熱能力にならず、冷却能力が十分に得られない問題もあった。さらに、ヒートシンクやファンが小型化できず、電子機器全体が小型化できない問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ファンからの送風を効率よくフィン間に導くことにより冷却能力を向上させ、その結果小型化することができる冷却装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明は、ヒートシンクとファンからなる強制対流式の電子機器用冷却装置において、前記ヒートシンクはピンフィンと平板フィンを備え、前記ファンは冷却風を前記ピンフィンから前記平板フィンに向けて流すものである。また、前記ファンと前記ピンフィンおよび前記平板フィンを、直列に配置して、前記ファンの冷却風を前記ヒートシンクに平行に流すものである。また、前記ファンを前記ヒートシンクの上部に配置して、冷却風を前記ピンフィンに向けて垂直下向きに流すものである。また、冷却風を前記ピンフィンに向けて俯角４５°で斜め下向きに流すものである。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、ファン近傍にピンフィンを配置して、ピンフィンから平板フィンに向けて冷却風を流することにより、通風抵抗を減少させ、ファンからの冷却風を有効に活用することによって冷却能力を向上することができ、冷却装置全体を小型化することができるという効果がある。
また、請求項３に記載の発明によれば、冷却風をピンフィンに向けて垂直下向きに吹き付けるので、ファン直近の流速の大きい冷却風をピンフィンとヒートシンクのベース面に導くことができるため、更に冷却能力が向上する効果がある。
また、請求項４に記載の発明によれば、冷却風をピンフィンに向けて俯角４５°で斜め下向きに吹き付けるので、請求項２の発明と請求項３の発明の中間の特性が得られ、各電子装置に合わせた、高性能で小型の冷却装置が得られる効果がある。

以下、本発明の具体的実施態様について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施例を示す冷却装置の説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。図において、１はヒートシンクである。ヒートシンク１には放熱フィンとして、ピンフィン２と平板フィン３を備えている。４はファンであり、通風方向がヒートシンク１の通風方向と同方向を保ち、かつピンフィン２の直近に固定されている。５は発熱部品である。発熱部品５はヒートシンク１に密着し、熱をヒートシンク１に伝達する。６はファン４から吹き出す冷却風である。
ファン４から吐出された冷却風６はピンフィン２に吹き付けられ、ピンフィン間を流れる。ピンフィン２では、ファン直近の流速の大きい冷却風が流れるため、効率良く放熱される。ピンフィン２を通過する間に冷却風６は整流され、整流された冷却風６が平板フィン３にスムーズに流入していく。平板フィン３から冷却風６に放熱され、冷却風６はヒートシンク１から抜けていく。

図２は、本発明の第２実施例を示す冷却装置の説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。前記第１実施例と共通する構成要素には同一の符号を付したので、説明を省略する。ファン４はヒートシンク１の上部のピンフィン２の先端の直近に固定され、冷却風６をピンフィン２及びヒートシンク１のベース面７に向けて、垂直下向きに吹付ける。そのため、ファン４直近の流速の大きい冷却風６が、ピンフィン２間およびヒートシンク１のベース面７上を流れ、効率良く放熱される。また、ピンフィン２を通過する間に冷却風６は整流され、整流された冷却風６が平板フィン３にスムーズに流入していく。さらに、平板フィン３の表面から冷却風６に放熱され、冷却風６はヒートシンク１から抜けていく。

図３は、本発明の第３実施例を示す冷却装置の説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。前記第１および第２実施例と共通する構成要素には同一の符号を付したので、説明を省略する。ファン４はヒートシンク１の上部のピンフィン２の先端の直近に斜め４５°に固定され、ピンフィン２もファン４の傾きに合わせて一方が高く他方が低くなっている。ファン４は冷却風６をピンフィン２及びヒートシンク１のベース面７に向けて、俯角４５°で斜め下向きに吹付ける。そのため、ファン４直近の流速の大きい冷却風６が、ピンフィン２間およびヒートシンク１のベース面７上を流れ、効率良く放熱される。また、ピンフィン２を通過する間に冷却風６は整流され、整流された冷却風６が平板フィン３にスムーズに流入していく。さらに、平板フィン３の表面から冷却風６に放熱され、冷却風６はヒートシンク１から抜けていく。

本発明は、ヒートシンクとファンからなる強制対流式の電子機器用冷却装置に関するとして有用である。

本発明の第１実施例を示す冷却装置の説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。本発明の第２実施例を示す冷却装置の説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。本発明の第３実施例を示す冷却装置の説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。従来技術の例を示す冷却装置の説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１ヒートシンク、２ピンフィン、３平板フィン、４ファン、５発熱部品、６冷却風、７ベース面、
１０１ヒートシンク、１０２発熱部品、１０３平板フィン、１０４ファン、１０５冷却風

Claims

ヒートシンクとファンからなる強制対流式の電子機器用冷却装置において、前記ヒートシンクはピンフィンと平板フィンを備え、前記ファンは冷却風を前記ピンフィンから前記平板フィンに向けて流すことを特徴とする電子機器用冷却装置。
前記ファンと前記ピンフィンおよび前記平板フィンは、直列に配置され、前記ファンの冷却風が前記ヒートシンクに平行に流れることを特徴とする請求項１に記載の電子機器用冷却装置。
前記ファンは前記ヒートシンクの上部にあって、冷却風を前記ピンフィンに向けて垂直下向きに流すことを特徴とする請求項１に記載の電子機器用冷却装置。
前記ファンは前記ヒートシンクの上部にあって、冷却風を前記ピンフィンに向けて俯角４５°で斜め下向きに流すことを特徴とする請求項１に記載の電子機器用冷却装置。