JP2019125669A - ヒートシンク - Google Patents

Abstract

【課題】効率良く冷却することが可能なヒートシンクを提供する。【解決手段】ベース部、及び、所定方向において互いに間隔を空けて前記ベース部に設けられた複数のフィンを有するヒートシンク本体と、前記複数のフィンの各々が挿入可能な複数のスリットを有し、前記複数のフィンを前記複数のスリットに挿入させて前記ヒートシンク本体に係合されるヒートシンク板と、を有する。【選択図】図１

Description

この発明は、ヒートシンクに関する。

従来からドライバＩＣ等の発熱する回路素子等を冷却するための冷却デバイスとして、ヒートシンクが知られている（例えば、特許文献１参照）。ヒートシンクは、例えば、素子等の発熱する部材に接合されるベース部に板状をなす複数のフィンが立設されており、複数のフィンは互いに間隔を空けて平行に並べて設けられている。

特開２００４−１２６１５１号公報

上記のようなヒートシンクは、複数のフィンが上下方向に沿うように配置されると、自然対流によりフィンの間を通過する気流により効率良く冷却することができるが、設置環境によってはベース部が水平をなすように配置しなければならない場合がある。ベース部が水平をなすように配置した場合には、フィンの間を通過する気流の流速が得られにくいため冷却対象を効率良く冷却することが難しい。冷却性能を高めるには、ファンを用いて強制的に流速を上げることが考えられるが、設置スペースが大きくなるとともにコストが増大し、やはり冷却対象を効率良く冷却することができないという課題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率良く冷却することが可能なヒートシンクを提供することを目的としている。

かかる目的を達成するために本発明のヒートシンクは、ベース部、及び、所定方向において互いに間隔を空けて前記ベース部に設けられた複数のフィンを有するヒートシンク本体と、前記複数のフィンの各々が挿入可能な複数のスリットを有し、前記複数のフィンを前記複数のスリットに挿入させて前記ヒートシンク本体に係合されるヒートシンク板とを有することを特徴とする。

かかるヒートシンクにおいて、前記ヒートシンク板は、前記所定方向と交差する交差方向における中央に配置することができる。

かかるヒートシンクであって、前記複数のフィンには各々、前記ヒートシンク板が挿入され、前記ベース部側に窪む凹部を設けることができる。

かかるヒートシンクにおいて、前記ヒートシンク板は、前記ヒートシンク本体に対して着脱自在とすることができる。

本発明によれば、効率良く冷却することが可能なヒートシンクを提供することが可能である。

本発明の一実施形態にかかるヒートシンクを示す斜視図である。 ヒートシンク本体及びヒートシンク板を示す斜視図である。

本発明の一実施形態について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。
本発明の一実施形態に係るヒートシンク１は、例えば、熱導伝性に優れた接着剤や金属製のビスなどにより発熱する素子等と接合されて用いられる。

ヒートシンク１は、発熱する素子等と接合されるヒートシンク本体２と、ヒートシンク本体２に着脱自在に設けられるヒートシンク板３とを有している。ヒートシンク本体２とヒートシンク板３は、いずれもアルミニウム製である。ヒートシンク本体２とヒートシンク板３は、他の熱伝導性に優れた材料によって形成することもできる。

ヒートシンク本体２は、長方形状をなす板状のベース部２ａと、ベース部２ａの一方の面に垂直に設けられたヒレ状をなす複数のフィン２ｂとを有している。本実施形態では、複数のフィン２ｂは、長方形状をなすベース部２ａの長手方向に沿い全長に亘って設けられ、短手方向に互いに間隔を空けて並べて配置されている。

以下の説明においては、素子（不図示）の上に、ベース部２ａを下にしてヒートシンク１が接合されている状態、すなわち、図１に示すような姿勢の状態において、上下となる方向を上下方向、ベース部２ａの長手方向を左右方向、ベース部２ａの短手方向を奥行き方向として示す。ヒートシンク１の各部位であっても、また、ヒートシンク１を構成する各部材については単体の状態であっても、ヒートシンク１として組み合わされた状態にて上下方向、左右方向、奥行き方向となる方向にて方向を特定して説明する。本実施形態においては、奥行き方向が交差方向に相当し、左右方向が所定方向に相当する。

図２に示すように、各々のフィン２ｂの上端には左右方向における中央に、ベース部２ａ側に窪む凹部２ｃが設けられている。凹部２ｃは、左右方向の幅Ｗ１がヒートシンク板３の厚みｔ１よりわずかに広く形成されている。

ヒートシンク板３は、ベース部２ａの奥行き方向の長さＬ１と同じ長さＬ２を有し、上下方向の幅Ｗ２は、ベース部２ａ上に設けられているフィン２ｂの高さＨと同等もしくはより広く形成されている。ヒートシンク板３には、上下方向に沿う複数のスリット３ａが、奥行き方向に互いに所定の間隔を空けて設けられている。

スリット３ａの間隔Ｐ１は、フィン２ｂが設けられている間隔Ｐ２と一致している。スリット３ａの奥行き方向の幅Ｗ３は、フィンの厚みｔ２より僅かに狭く形成されている。スリット３ａの、ヒートシンク板３の下端からの深さＤ１は、ベース部２ａの上面から凹部２ｃの底面２ｄとの間隔と一致している。

ヒートシンク１は、フィン２ｂの左右方向における中央部にて、ヒートシンク板３のスリット３ａにフィン２ｂを挿通させつつヒートシンク板３を複数のフィン２ｂ間に挿入することにより組み合わされて構成されている。このとき、ヒートシンク板３は、スリット３ａの上縁をなす部位３ｂがフィン２ｂの上端に設けられた凹部２ｃに挿入される。また、ヒートシンク板３とフィン２ｂとは軽圧入状態で組み合わされており、ヒートシンク板３とフィン２ｂとは密着している。またこのとき、ヒートシンク板３の下端はベース部２ａの上面に当接されている。

本実施形態のヒートシンク１のようなヒートシンク板３が設けられていない従来のヒートシンクの場合に、ベース部の下面に接合されている素子が発熱すると、ヒートシンク近傍の空気が暖められて上昇する。このとき、ヒートシンクの外周部分には、ヒートシンクよりも温度が低い空気が存在しているので、暖められた空気が上昇する気流による自然対流によりヒートシンクも冷却されやすい。一方、ヒートシンクの中央では、暖められたヒートシンクに囲まれているため対流が生じにくく高温の空気が滞るためヒートシンクが冷却されにくい。このため、ヒートシンクに接合されている素子を効率良く冷却することが難しい。

一方、本実施形態のヒートシンク１によれば、ヒートシンク１の外周部分においては、従来のヒートシンクと同様に冷却され、ヒートシンク１の中央側では、ヒートシンク板３により放熱面積が増えたことにより中央部の空気は、ヒートシンク板３がない状態よりも冷却される。このとき、フィン２ｂが左右方向に沿うように配置されたヒートシンク１では、フィン２ｂと交差する方向にヒートシンク板３を配置したとしても、ヒートシンク板３によってフィン２ｂの間の気流が妨げられることはなく、従来のヒートシンクの性能をほぼ維持しつつ、ヒートシンク板３を設けて放熱量が増えた分だけ冷却効率を上げることが可能である。このため、効率良く冷却することが可能なヒートシンク１を提供することが可能である。

また、ヒートシンク板３を、左右方向における中央に配置したので、ヒートシンク板３の左側と右側とを同様に冷却することが可能であり、バランス良く冷却することが可能である。

また、各フィン２ｂの上端にヒートシンク板３が挿入される凹部２ｃを設けたので、凹部２ｃに合わせてヒートシンク板３を配置するだけで、ヒートシンク板３を容易にフィン２ｂの中央に配置することが可能である。ここで、フィン２ｂに設ける凹部２ｃの位置は、左右方向の中央に限らず、素子の位置、発熱部の配置などに基づいて所望の位置に設けても構わない。この場合には、凹部２ｃに合わせてヒートシンク板３を配置するだけで、ヒートシンク板３を容易に所望の位置に配置して、所望の位置の放熱量を高めることにより、より効率良く冷却することが可能である。

また、ヒートシンク板３は、ヒートシンク本体２に対して着脱自在に設けられているので、フィン２ｂを上下方向に沿わせて配置可能な場合には、ヒートシンク板３を用いず、フィン２ｂを左右方向に沿わせて配置しなければならない場合には、ヒートシンク板３を装着して用いることが可能である。このため、設けられるヒートシンク１の姿勢に応じてヒートシンク板３の有無を変更できるので、汎用性が高いヒートシンクを提供することが可能である。

また、ヒートシンク１は、１枚のヒートシンク板３を設けることにより、従来のヒートシンクより冷却効率が上昇したので、例えば、フィン２ｂのサイズを大きくする、或いは、強制的に冷却するためのファンなどを設けることなく、よりコンパクトで安価な冷却構造を実現することが可能である。

上記実施形態においては、フィン２ｂの上端に凹部２ｃが設けられている例について説明したが、凹部２ｃは、必ずしも設けられていなくとも構わない。
また、上記実施形態にいては、ヒートシンク板３の下端がベース部２ａの上面に当接している例について説明したが、必ずしも当接していなくとも構わない。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ ヒートシンク、２ ヒートシンク本体、２ａ ベース部、２ｂ フィン、
２ｃ 凹部、２ｄ 底面、３ ヒートシンク板、３ａ スリット、
３ｂ スリットの上縁をなす部位

Claims (4)

1. ベース部、及び、
   所定方向において互いに間隔を空けて前記ベース部に設けられた複数のフィンを有するヒートシンク本体と、
   前記複数のフィンの各々が挿入可能な複数のスリットを有し、前記複数のフィンを前記複数のスリットに挿入させて前記ヒートシンク本体に係合されるヒートシンク板と、
   を有することを特徴とするヒートシンク。
2. 請求項１に記載のヒートシンクにおいて、
   前記ヒートシンク板は、前記所定方向と交差する交差方向における中央に配置されることを特徴とするヒートシンク。
3. 請求項１または請求項２に記載のヒートシンクにおいて、
   前記複数のフィンには各々、前記ヒートシンク板が挿入され、前記ベース部側に窪む凹部が設けられていることを特徴とするヒートシンク。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のヒートシンクであって、
   前記ヒートシンク板は、前記ヒートシンク本体に対して着脱自在であることを特徴とするヒートシンク。
   

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