JP7328213B2 - ヒートシンク - Google Patents

Description

本発明は、電子部品等の発熱体を冷却するヒートシンクに関するものである。

電子機器の高機能化に伴い、電子機器内部には、電子部品等の発熱体が高密度に搭載されている。電子部品等の発熱体を冷却する手段としてヒートシンクが使用される場合がある。また、ヒートシンクには通風ファン等による強制空冷が施される、すなわち、ヒートシンクに冷却風が供給されることで、ヒートシンクの冷却性能を発揮させることがある。

上記ヒートシンクとしては、例えば、発熱部品の熱を受ける受熱部材と、受熱部材上に設置された複数の放熱フィンと、複数の放熱フィンを覆うカバー部材とを備え、各放熱フィンの間には、気体等の流体を流す流路が形成されているヒートシンクが提案されている（特許文献１）。特許文献１では、ヒートシンク内に形成された流体を流す流路の長さ方向において温度差を小さくすることで、ヒートシンクの冷却性能を向上させようというものである。

しかし、特許文献１では、ヒートシンクの風上側と風下側とで、ヒートシンクに供給される冷却風の圧力差、すなわち、圧力損失が生じてしまう場合がある。冷却風の該圧力差が生じると、ヒートシンクに供給される冷却風の通風抵抗増大の原因となる。冷却風の通風抵抗が増大すると、必要量の冷却風をヒートシンクに供給するために、通風ファンの消費電力を増大させなければならないという問題や、通風ファンを大型化する必要があるので狭小空間にヒートシンクを搭載することができなくなる等の問題が生じる。

一方で、ヒートシンクの通風抵抗を低減するために、放熱フィンの設置枚数を減らしたり、幅、高さ、厚さ等、放熱フィンの寸法を小さくすると、ヒートシンクの冷却性能が低下してしまうという問題があった。

特開２０１６－２０７９２８号公報

上記事情に鑑み、本発明は、優れた冷却性能を得つつ、冷却風の通風抵抗の増大を防止して圧力損失を低減できるヒートシンクを提供することを目的とする。

本発明の態様は、受熱部から鉛直方向へ延在した放熱フィンを備え、前記放熱フィンが、主表面側から視て、該放熱フィンの受熱部側の辺と、該受熱部側の辺の両端から該受熱部側の辺に対し直交方向に伸延した第１の辺と、該受熱部側の辺と対向した前記放熱フィンの先端側の辺における直線部を該第１の辺まで延長して形成された第２の辺と、で形成された仮想長方形または仮想正方形よりも、前記放熱フィンの先端側角部が該放熱フィンの主表面方向内側に後退した切り欠き部を有するヒートシンクである。

本発明の態様は、前記切り欠き部の形状が、Ｃ面取り形状、Ｒ面取り形状、またはＣ面取り形状とＲ面取り形状の組み合わせであるヒートシンクである。

本発明の態様は、前記仮想長方形または仮想正方形の第１の辺の長さに対する、前記切り欠き部の前記第１の辺方向の寸法の割合が、３０％～１００％であるヒートシンクである。

本発明の態様は、前記仮想長方形または仮想正方形の面積に対する、前記放熱フィンの主表面の面積割合が、５０％～９８％であるヒートシンクである。

本発明の態様は、前記切り欠き部の形状が、Ｒ面取り形状であるヒートシンクである。

本発明の態様は、前記Ｒ面取り形状の曲率半径が、５ｍｍ以上であるヒートシンクである。

本発明の態様は、前記切り欠き部が、前記放熱フィンの先端側の両角部に設けられているヒートシンクである。

本発明の態様は、前記放熱フィンの先端側の両角部のうち、前記受熱部に熱的に接続される発熱体から遠い方の角部に、前記切り欠き部が設けられているヒートシンクである。

本発明の態様は、さらに、受熱板を備え、該受熱板から前記放熱フィンが鉛直方向へ延在したヒートシンクである。

本発明の態様は、さらに、ヒートパイプを備えたヒートシンクである。

本発明の態様は、前記放熱フィンの先端側の両角部のうち、前記受熱部に熱的に接続される発熱体及び前記ヒートパイプから遠い方の角部に、前記切り欠き部が設けられているヒートシンクである。

本発明の態様によれば、上記仮想長方形または仮想正方形よりも、放熱フィンの先端側角部が該放熱フィンの主表面方向内側に後退した切り欠き部を有することにより、ヒートシンクの放熱フィン間を流通する冷却風の通風抵抗が低下して、冷却風の圧力損失が低減される。従って、通風ファンの消費電力の増大を防止できるので省エネルギーに寄与でき、また、通風ファンを小型化できるので狭小空間でもヒートシンクを搭載することができる。また、本発明の態様によれば、冷却風の圧力損失を低減できるので、優れた冷却性能が得られる。また、放熱フィンの先端側は受熱部に近い基部側と比較して放熱性への寄与が小さいところ、本発明の態様によれば、切り欠き部は放熱フィンの先端側に設けられているので、優れた冷却性能を維持できる。

本発明の態様によれば、切り欠き部の形状が、Ｃ面取り形状、Ｒ面取り形状またはＣ面取り形状とＲ面取り形状の組み合わせであることにより、ヒートシンクの放熱フィン間を流通する冷却風の通風抵抗を確実に低下させることができる。

本発明の態様によれば、上記仮想長方形または仮想正方形の第１の辺の長さに対する、切り欠き部の第１の辺方向の寸法の割合が、３０％～１００％であることにより、より円滑に放熱フィン間に冷却風を流通させることができ、結果、通風抵抗をより確実に低下させることができる。

本発明の態様によれば、上記仮想長方形または仮想正方形の面積に対する、放熱フィンの主表面の面積割合が、５０％～９８％であることにより、冷却性能の向上と冷却風の圧力損失の低減をバランスよく実現することができる。

本発明の態様によれば、切り欠き部の形状が、Ｒ面取り形状であることにより、優れた冷却性能を確実に維持しつつ、ヒートシンクの放熱フィン間を流通する冷却風の通風抵抗を確実に低下させることができる。

本発明の第１実施形態例に係るヒートシンクの斜視図である。 本発明の第１実施形態例に係るヒートシンクを説明した側面図である。 本発明の第１実施形態例に係るヒートシンクに発熱体を熱的に接続した状態の正面図である。 本発明の第１実施形態例に係るヒートシンクに発熱体を熱的に接続した状態の底面図である。 本発明の第２実施形態例に係るヒートシンクの斜視図である。 本発明の第２実施形態例に係るヒートシンクを説明した側面図である。 （ａ）図は、本発明の第３実施形態例に係るヒートシンクの底面図、（ｂ）図は、本発明の第３実施形態例に係るヒートシンクの側面図である。 （ａ）～（ｄ）図は、それぞれ、他の実施形態である放熱フィンの切り欠き部の説明図である。

以下に、本発明の第１実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。図１、２に示すように、第１実施形態例に係るヒートシンク１は、平板状の受熱板１２と、受熱板１２上に立設された複数の放熱フィン１１、１１、１１・・・と、を備えている。放熱フィン１１が受熱板１２に取り付けられることで、放熱フィン１１が受熱板１２と熱的に接続されている。放熱フィン１１は受熱板１２に対して鉛直方向に延在している。放熱フィン１１は、薄い平板状であり、両主表面１３と、両主表面１３を連結する側面１４と、を有している。放熱フィン１１は、主に、主表面１３が放熱フィン１１の放熱に寄与する。側面１４の幅が、放熱フィン１１の厚さを構成する。

放熱フィン１１は、その主表面１３の延在方向に対して略直交方向に並列配置されている。また、放熱フィン１１の主表面１３が、隣接する他の放熱フィン１１の主表面１３に対し略平行に並ぶように配置されている。従って、隣接する放熱フィン１１の主表面１３間には、空間１５が形成されている。

放熱フィン１１の幅（Ｗ）は、受熱板１２の幅に対応し、また、ヒートシンク１を構成する複数の放熱フィン１１、１１、１１・・・が、受熱板１２の一端から他端まで、略等間隔に並列配置されている。また、ヒートシンク１では、放熱フィン１１の幅（Ｗ）方向の寸法と高さ（Ｈ）方向の寸法が異なる態様となっている。

送風ファン（図示せず）からヒートシンク１へ冷却風Ｆが供給されることで、ヒートシンク１は優れた冷却性能を発揮できる。冷却風Ｆは、受熱板１２に沿うように側面１４と対向する側からヒートシンク１へ、すなわち、隣接する放熱フィン１１の主表面１３間に形成された空間１５へ供給される。空間１５へ供給された冷却風Ｆが、受熱板１２の延在方向に放熱フィン１１の主表面１３に沿って流通することで、ヒートシンク１を冷却する。

図１、２に示すように、ヒートシンク１では、放熱フィン１１に切り欠き部１６が設けられている。ここで、切り欠き部とは、四角形状の放熱フィンの角部が切り取られて、欠失した部分を意味する。従って、切り欠き部とは、後述するように、仮想長方形Ｒｅよりも角部が後退した部位である。図２に示すように、切り欠き部１６は、放熱フィン１１の受熱部側の辺２０と、受熱部側の辺２０の両端２０ａ、２０ｂから受熱部側の辺２０に対し直交方向に伸延した第１の辺２１と、受熱部側の辺２０と対向した放熱フィン１１の先端１７側の辺における直線部２２を第１の辺２１まで延長して形成された第２の辺２３と、で形成された仮想長方形Ｒｅよりも、放熱フィン１１の先端１７側角部が放熱フィン１１の主表面１３方向内側に後退した態様となっている。

ヒートシンク１では、放熱フィン１１の先端１７側の両角部に、それぞれ、１つの切り欠き部１６が設けられている。一方で、放熱フィン１１の先端１７側の中央部は、受熱部側の辺２０に対し略平行な直線部２２となっており、切り欠き部は設けられていない。従って、放熱フィン１１の先端１７側は、切り欠き部１６が設けられた両角部よりも、中央部の方が高い位置となっている。

切り欠き部１６の切り欠き形状は、特に限定されず、例えば、Ｃ面取り形状、Ｒ面取り形状、Ｃ面取り形状とＲ面取り形状の組み合わせ等が挙げられる。ヒートシンク１では、切り欠き部１６の切り欠き形状は、Ｒ面取り形状となっている。切り欠き部１６の切り欠き形状がＲ面取り形状であることにより、優れた冷却性能を確実に維持しつつ、ヒートシンク１の放熱フィン１１間を流通する冷却風Ｆの通風抵抗を確実に低下させることができる。なお、Ｃ面取り形状とは、側面視直線で形成した切り欠き部の形状を意味し、Ｒ面取り形状とは、側面視曲線で形成した切り欠き部の形状を意味する。

仮想長方形Ｒｅの第１の辺２１の長さ（すなわち、放熱フィン１１の受熱部側の辺２０から放熱フィン１１の先端１７の中央部までの寸法であり、放熱フィン１１の高さ（Ｈ）に対応する）に対する、切り欠き部１６の第１の辺２１方向の寸法の割合は、特に限定されないが、その下限値は、より円滑に放熱フィン１１間に冷却風Ｆを流通させることで通風抵抗をより確実に低下させる点から、３０％が好ましく、４０％がより好ましく、５０％が特に好ましい。一方で、上記寸法の割合の上限値は、通風抵抗をより確実に低下させる点から１００％が好ましく、放熱フィン１１の面積を確保してより優れた冷却性能を維持する点から９０％がより好ましく、８０％が特に好ましい。ヒートシンク１では、切り欠き部１６の上記寸法の割合は、１００％となっている。

仮想長方形Ｒｅの面積に対する、放熱フィン１１の主表面１３の面積割合は、特に限定されないが、その下限値は、放熱フィン１１の面積を確保してより優れた冷却性能を維持する点から、５０％が好ましく、６０％がより好ましく、８０％がさらに好ましく、８５％が特に好ましい。一方で、上記面積割合の上限値は、より円滑に放熱フィン１１間に冷却風Ｆを流通させることで通風抵抗をより確実に低下させる点から９８％が好ましく、９５％がより好ましく、９０％が特に好ましい。ヒートシンク１では、切り欠き部１６の上記面積割合は、約９０％となっている。

切り欠き部１６のＲ面取り形状の曲率半径は、例えば、放熱フィン１１の高さ（Ｈ）の１０％～１００％が好ましく、５０％～１００％がより好ましく、８０％～１００％が特に好ましい。また、切り欠き部１６のＲ面取り形状の曲率半径の寸法は、特に限定されないが、その下限値は、５ｍｍが好ましく、１０ｍｍが特に好ましい。一方で、切り欠き部１６のＲ面取り形状の曲率半径の上限値は、ヒートシンクの大きさに応じて、適宜変更可能である。さらに、切り欠き部１６のＲ面取り形状の曲率半径の寸法の下限値と上限値は、放熱フィン１１の高さ（Ｈ）に応じて変更できる。放熱フィン１１の高さ（Ｈ）をαｍｍとした場合、切り欠き部１６のＲ面取り形状の曲率半径の寸法は、α×０．５以上放熱フィン１１の奥行き（幅（Ｗ））の寸法以下であることが好ましい。Ｒ面取り形状の曲率半径の寸法が上記範囲であれば、冷却風Ｆの圧力損失の低減を効率よく行うことができる。ここで、フィンの奥行き（幅（Ｗ））の寸法とは、冷却風Ｆの流れる方向に対して平行方向における放熱フィン１１の寸法を意味する。

ヒートシンク１では、切り欠き部１６の形状、寸法は、放熱フィン１１の両角部とも、略同じとなっている。また、切り欠き部１６の形状、寸法は、各放熱フィン１１とも略同じとなっている。

切り欠き部１６は、放熱フィン１１の先端１７側の両角部に設けられてもよく、いずれか一方の角部に設けられていてもよい。ただ、放熱フィン１１の面積を確保することでより優れた冷却性能を維持する点から、放熱フィン１１の先端１７側の両角部のうち、受熱部１２に熱的に接続される発熱体１００から遠い方の角部に、切り欠き部１５が設けられていることが好ましい。

図３、４に示すように、ヒートシンク１では、発熱体１００を冷却するために、受熱板１２の中央部に発熱体１００が熱的に接続されている。発熱体１００は、受熱板１２のうち、放熱フィン１１が取り付けられていない面１２ａに熱的に接続されている。発熱体１００は受熱板１２の中央部に取り付けられているので、各放熱フィン１１について、仮想長方形Ｒｅにおける放熱フィン１１の先端１７側の両角部は、発熱体１００からの距離がともに略同じとなっている。このように、ヒートシンク１の受熱部中央にて発熱体１００を熱的に接続する場合には、放熱フィン１１の先端１７側の両角部に切り欠き部が設けられることが好ましい。

放熱フィン１１及び受熱板１２は、いずれも熱伝導性のよい金属材料であり、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで製造されている。

ヒートシンク１によれば、仮想長方形Ｒｅよりも、放熱フィン１１の先端１７側角部が該放熱フィン１１の主表面１３方向内側に後退した切り欠き部１５を有することにより、放熱フィン１１間を流通する冷却風Ｆの通風抵抗が低下して、冷却風Ｆの圧力損失が低減される。従って、通風ファンの消費電力の増大を防止できるので省エネルギーに寄与でき、また、通風ファンを小型化できるので狭小空間でもヒートシンク１を搭載することができる。また、ヒートシンク１は、冷却風Ｆの圧力損失を低減できるので、優れた冷却性能を発揮できる。また、放熱フィン１１の先端１７側は受熱板１２に近い基部側と比較して放熱性への寄与が小さいところ、ヒートシンク１では、切り欠き部１６は放熱フィン１１の先端１７側に設けられているので、優れた冷却性能を維持できる。

また、冷却風Ｆが流通する幅広の流路にヒートシンク１が設置される場合、ヒートシンク１の放熱フィン１１間に供給される冷却風Ｆの圧力損失が低減されると、放熱フィン１１間に、特に円滑に冷却風Ｆが供給される。

次に、本発明の第２実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第１実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。第１実施形態例に係るヒートシンク１では、仮想長方形Ｒｅの第１の辺２１の長さに対する、切り欠き部１６の第１の辺２１方向の寸法の割合は１００％となっていたが、これに代えて、図５、６に示すように、第２実施形態例に係るヒートシンク２では、切り欠き部１６の上記寸法の割合は約５０％となっている。

ヒートシンク２では、仮想長方形Ｒｅの第１の辺２１と放熱フィン１１の側面１４が、放熱フィン１１のうち、受熱板１２側の約半分の領域において重なり合っている。従って、放熱フィン１１のうち、先端１７側の約半分の領域に切り欠き部１６が設けられ、受熱板１２側の約半分の領域には切り欠き部は設けられていない。

このように、仮想長方形Ｒｅの第１の辺２１の長さに対する、切り欠き部１６の第１の辺２１方向の寸法の割合は、通風ファンの能力、ヒートシンクに熱的に接続される発熱体の熱量等に応じて、変更してもよい。

次に、本発明の第３実施形態例に係るヒートシンクについて、図面を用いながら説明する。なお、第１、第２実施形態例に係るヒートシンクと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第３実施形態例に係るヒートシンク３では、第１実施形態例に係るヒートシンク１の受熱板１２に、さらにヒートパイプ３０が設けられた態様となっている。

ヒートシンク３では、放熱フィン１１が取り付けられた受熱板１２平面の延在方向に沿って、長尺の管状ヒートパイプ３０が設けられている。従って、ヒートパイプ３０の熱輸送方向は、受熱板１２の平面の延在方向に対し略平行となっている。また、ヒートシンク３では、ヒートパイプ３０は、受熱板１２の中央部１２－１から一方の縁部１２－２まで伸延している。従って、受熱板１２の中央部１２－１から他方の縁部１２－３にかけては、受熱板１２にヒートパイプ３０は取り付けられていない。なお、ヒートシンク３では、ヒートパイプ３０に発熱体１００が熱的に接続されている。

ヒートパイプ３０のコンテナ材料も、放熱フィン及び受熱板１２と同様の金属材料、すなわち、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで製造されている。ヒートパイプ３０では、作動流体として、密閉容器であるコンテナに対し適合性を有する流体が減圧状態で封入される。作動流体としては、例えば、水、代替フロン、パーフルオロカーボン、シクロペンタン等を挙げることができる。

ヒートシンク３では、放熱フィン１１の先端１７側の両角部のうち、受熱板１２に熱的に接続される発熱体１００及びヒートパイプ３０から遠い方の角部にのみ、切り欠き部１６が設けられている。すなわち、ヒートパイプ３では、放熱フィン１１の先端１７側の両角部のうち、受熱板１２の一方の縁部１２－２に近い方の角部には、切り欠き部が設けられておらず、受熱板１２の他方の縁部１２－３に近い方の角部に切り欠き部１６が設けられている。受熱板１２に熱的に接続される発熱体１００及びヒートパイプ３０から遠い方の角部にのみ切り欠き部１６が設けられていることにより、発熱体１００及びヒートパイプ３０に近い部分における放熱フィン１１のフィン面積を確保することができる。従って、ヒートシンク３でも、放熱フィン１１の優れた放熱特性を維持することができる。また、放熱フィン１１の先端１７側の両角部のいずれか一方に、切り欠き部１６が形成されていても、放熱フィン１１間を流通する冷却風Ｆの通風抵抗が低下して、冷却風Ｆの圧力損失が低減される。

次に、本発明のヒートシンクに用いる放熱フィンについて、切り欠き部の他の実施形態を、図面を用いながら説明する。

第１実施形態例に係るヒートシンク１では、放熱フィン１１に設けられる切り欠き部１６の形状は、Ｒ面取り形状であったが、これに代えて、図８（ａ）に示すように、切り欠き部１６の形状は、Ｃ面取り形状でもよい。また、図８（ｂ）に示すように、切り欠き部１６の形状は、複数（図では、２つ）の異なるＣ面取り形状の組み合わせでもよい。また、図８（ｃ）に示すように、切り欠き部１６の形状は、Ｃ面取り形状とＲ面取り形状とを組み合わせた形状でもよい。図８（ｃ）では、２つの異なるＣ面取り形状の間に１つのＲ面取り形状が形成されている。また、 図８（ｄ）に示すように、切り欠き部１６の形状は、複数（図では、３つ）の異なるＲ面取り形状の組み合わせでもよい。

図８（ａ）～（ｄ）に示す切り欠き部１６の形状でも、いずれも、仮想長方形Ｒｅの第１の辺２１の長さに対する、切り欠き部１６の第１の辺２１方向の寸法の割合は、特に限定されないが、その下限値は、より円滑に放熱フィン１１間に冷却風Ｆを流通させることで通風抵抗をより確実に低下させる点から、３０％が好ましく、４０％がより好ましく、５０％が特に好ましい。一方で、上記寸法の割合の上限値は、通風抵抗をより確実に低下させる点から１００％が好ましく、放熱フィン１１の面積を確保してより優れた冷却性能を維持する点から９０％がより好ましく、８０％が特に好ましい。なお、図８（ａ）～（ｄ）では、切り欠き部１６の上記寸法の割合は、いずれも、１００％となっている。

図８（ａ）～（ｄ）に示す切り欠き部１６の形状でも、いずれも、仮想長方形Ｒｅの面積に対する、放熱フィン１１の主表面１３の面積割合は、特に限定されないが、その下限値は、放熱フィン１１の面積を確保してより優れた冷却性能を維持する点から、８０％が好ましく、８５％が特に好ましい。一方で、上記面積割合の上限値は、より円滑に放熱フィン１１間に冷却風Ｆを流通させることで通風抵抗をより確実に低下させる点から９８％が好ましく、９５％がより好ましく、９０％が特に好ましい。

次に、本発明の他の実施形態例について説明する。上記各実施形態例のヒートシンクでは、受熱板に薄い平板状の放熱フィンが立設されていたが、ヒートシンクの態様は、特に限定されず、例えば、側面視コ字状の部材を並列配置させて連結させたヒートシンクとしてもよい。この場合、ヒートシンクには、側面視コ字状の部材とは別部材である受熱板は設けられていなくてもよい。

上記各実施形態例のヒートシンクでは、放熱フィンの幅方向の寸法と高さ方向の寸法が異なることから、切り欠き部は、放熱フィンの受熱部側の辺と、第１の辺と、第２の辺とで、仮想長方形が形成されていた。これに代えて、放熱フィンの幅方向と高さ方向の寸法が同じであり、第１の辺の長さと受熱部側の辺の長さが等しくなる場合には、仮想長方形ではなく、仮想正方形が形成される。

上記各実施形態例のヒートシンクでは、放熱フィンの両角部とも、切り欠き部の形状、寸法が、略同じとなっていたが、これに代えて、切り欠き部の形状、寸法が異なる態様としてもよい。例えば、受熱板のうち、冷却風の上流側周縁部に発熱体が熱的に接続されている場合には、放熱フィンの両角部のうち、発熱体に比較的近い位置にある一方の角部では、フィン面積を確保して優れた放熱特性を維持するために、切り欠き部を小さくし、発熱体に比較的遠い位置にある他方の角部では、冷却風の圧力損失を低減するために、切り欠き部を大きくしてもよい。

また、上記各実施形態例のヒートシンクでは、切り欠き部の形状、寸法は、各放熱フィンとも略同じとなっていたが、これに代えて、放熱フィンの立設されている受熱板の位置に応じて、切り欠き部の形状及び／または寸法が異なる態様としてもよい。例えば、受熱板の周縁部に発熱体が熱的に接続されている場合には、発熱体に比較的近い位置の放熱フィンでは、フィン面積を確保して優れた放熱特性を維持するために、切り欠き部を小さくし、発熱体に比較的遠い位置の放熱フィンでは、冷却風の圧力損失を低減するために、切り欠き部を大きくしてもよい。

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。

実施例
実施例のヒートシンクとして、第１実施形態例に係るヒートシンクを使用した。平板状である受熱板（材質：銅）の幅が９５ｍｍ、受熱板の一端から他端までの寸法が９０ｍｍであることに対応して、幅９５ｍｍの放熱フィン（材質：銅）を受熱板の一端から他端まで、下記表１に示す放熱フィンピッチにて、下記表１に示す放熱フィンの枚数を取り付けた。なお、受熱板の厚さは３ｍｍとした。また、放熱フィンの高さが２５ｍｍであることに対応してＲ面取り形状である切り欠き部の曲率半径Ｒを２５ｍｍとした。また、冷却対象である発熱体は受熱板の中央部に接続した。

比較例
比較例のヒートシンクとして、放熱フィンに切り欠き部が設けられていない点以外は、実施例と同様の構造を有するヒートシンクを使用した。従って、比較例のヒートシンクでは、幅９５ｍｍ×高さ２５ｍｍの長方形の放熱フィンを受熱板に取り付けた。

また、実施例、比較例の試験条件は、以下の通りである。
冷却風量：１０ＣＦＭ
冷却風温度：２０℃
発熱体からの入熱量：９０Ｗ
発熱体の上昇温度は、試験後の発熱体の表面温度を、熱電対を用いて測定し、［発熱体の上昇温度＝試験後の発熱体の表面温度－雰囲気温度］の式から、算出した。
冷却風の圧力損失は、風向き方向に対して水平な、ヒートシンクから風上方向に３０ｍｍの場所を入口圧力として、また、風向き方向に対して水平なヒートシンクから風下方向に３０ｍｍの場所を出口圧力として測定して、[入口圧力―出口圧力]の式から算出した。

実施例、比較例の試験結果を下記表１に示す。

表１から、放熱フィンに切り欠き部が設けられている実施例では、放熱フィンに切り欠き部が設けられていない比較例と同様に、発熱体の温度上昇を抑制できた。また、実施例では、さらに、ヒートシンクを流通する冷却風の圧力損失を低減できた。一方で、放熱フィンに切り欠き部が設けられていない比較例では、ヒートシンクを流通する冷却風の圧力損失を実施例ほど低減することはできなかった。

本発明のヒートシンクは、優れた冷却性能を得つつ、冷却風の通風抵抗の増大を防止して圧力損失を低減できるので、特に、通風ファン等による強制空冷が施される分野で利用価値が高い。

１、２、３ ヒートシンク
１１ 放熱フィン
１３ 主表面
１６ 切り欠き部

Claims (9)

1. 受熱部から鉛直方向へ延在した放熱フィンを備え、
   前記放熱フィンが、主表面側から視て、該放熱フィンの受熱部側の辺と、該受熱部側の辺の両端から該受熱部側の辺に対し直交方向に伸延した第１の辺と、該受熱部側の辺と対向した前記放熱フィンの先端側の辺における直線部を該第１の辺まで延長して形成された第２の辺と、で形成された仮想長方形または仮想正方形よりも、前記放熱フィンの先端側角部が該放熱フィンの主表面方向内側に後退した切り欠き部を有し、
   前記切り欠き部の形状が、Ｒ面取り形状であり、
   前記放熱フィンの先端側の両角部のうち、前記受熱部に熱的に接続される発熱体から遠い方の角部に、前記切り欠き部が設けられ、
   前記放熱フィンが受熱板と熱的に接続され、前記放熱フィンの角部において、前記受熱板に近い前記放熱フィンの基部側から前記切り欠き部が形成され、
   前記放熱フィンの先端側の辺と切り欠き部の上方は解放され、冷却風が、隣接する放熱フィンの主表面間に形成された空間へ供給されるヒートシンク。
2. 前記仮想長方形または仮想正方形の第１の辺の長さに対する、前記切り欠き部の前記第１の辺方向の寸法の割合が、３０％～１００％である請求項１に記載のヒートシンク。
3. 前記仮想長方形または仮想正方形の面積に対する、前記放熱フィンの主表面の面積割合が、５０％～９８％である請求項１または２に記載のヒートシンク。
4. 前記Ｒ面取り形状の曲率半径が、５ｍｍ以上である請求項１に記載のヒートシンク。
5. 前記切り欠き部が、前記放熱フィンの先端側の両角部に設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヒートシンク。
6. 前記受熱板から前記放熱フィンが鉛直方向へ延在した請求項１乃至５のいずれか１項に記載のヒートシンク。
7. さらに、ヒートパイプを備えた請求項１乃至６のいずれか１項に記載のヒートシンク。
8. 前記放熱フィンの先端側の両角部のうち、前記受熱部に熱的に接続される発熱体及び前記ヒートパイプから遠い方の角部に、前記切り欠き部が設けられている請求項７に記載のヒートシンク。
9. 受熱部から鉛直方向へ延在した放熱フィンを備え、
   前記放熱フィンが、主表面側から視て、該放熱フィンの受熱部側の辺と、該受熱部側の辺の両端から該受熱部側の辺に対し直交方向に伸延した第１の辺と、該受熱部側の辺と対向した前記放熱フィンの先端側の辺における直線部を該第１の辺まで延長して形成された第２の辺と、で形成された仮想長方形または仮想正方形よりも、前記放熱フィンの先端側角部が該放熱フィンの主表面方向内側に後退した切り欠き部を有し、
   前記切り欠き部の形状が、Ｒ面取り形状であり、
   前記切り欠き部が、前記放熱フィンの先端側の両角部に設けられ、
   前記放熱フィンが受熱板と熱的に接続され、前記放熱フィンの角部において、前記受熱板に近い前記放熱フィンの基部側から前記切り欠き部が形成され、
   前記放熱フィンの先端側の両角部のうち、前記受熱部に熱的に接続される発熱体から遠い方の角部に、前記切り欠き部が設けられているヒートシンク。

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