(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源から伝導する熱を放熱する放熱板と、
前記放熱板に沿ってダクト状に形成される通風領域と、
前記通風領域の延在方向に対して所定角度をもって傾斜する方向を送風方向とし、当該通風領域に対して送風を行う送風ファンと、
を備え、
前記通風領域には、前記送風ファンから見て前記送風方向に位置する高風圧部と当該送風ファンから見て当該送風方向以外の方向に位置する低風圧部とが形成されるとともに、当該送風ファンによる風圧を損失させる風力損失部材が設けられ、
前記高風圧部には、前記低風圧部に比較して、前記風力損失部材が密に設けられていることを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
前記低風圧部は、前記放熱板のうちの、当該低風圧部の幅寸法が前記送風ファンの直径寸法に比較して拡大された部分に形成されていることを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項３】
前記低風圧部は、前記送風ファンに対する送風方向の接線から見て、前記高風圧部を挟んで隔てられた位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記放熱板のうち、前記低風圧部に面する部分は平坦状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項５】
熱源に対して接するとともにダクト状構造を形成する冷却部材本体と、
前記ダクト状構造の内方に突出する状態で前記冷却部材本体に固定され、当該ダクト状構造の延在方向と同方向に延在するように配置されている複数の放熱フィンと、
前記ダクト状構造の内部に設けられる高密度領域と、
前記ダクト状構造の内部に設けられ、前記放熱フィンの配置密度が前記高密度領域とは異なる低密度領域と、
を備え、
前記ダクト状構造の内部に、当該ダクト状構造の延在方向と交差する方向の気流が生成される場合に、前記高密度領域は、前記気流の生成領域に配置され、前記低密度領域は、前記生成領域以外の部分に配置され、
前記放熱フィンの延在方向は、前記気流の生成方向よりも前記低密度領域側に傾斜することを特徴とする冷却部材。
【請求項６】
前記熱源が前記ダクト状構造の内方に位置することを特徴とする請求項５記載の冷却部材。
【請求項７】
前記冷却部材本体に設けられ、前記ダクト状構造の内方に突出して前記熱源に接する接触部を更に備えることを特徴とする請求項６記載の冷却部材。
【請求項８】
前記冷却部材本体は、前記熱源を載置した基板と共にダクト状構造を形成することを特徴とする請求項５記載の冷却部材。
【請求項９】
半導体基板に接して設けられるとともに、板状部を有する放熱部材と、
前記放熱部材に隣接して設けられ、前記板状部の板面の一端縁側に対して開口する吹き出し口を有する遠心ファンとを備え、
前記板状部の板面は、前記遠心ファンから送風が行われる場合の空気抵抗の値が互いに異なる高抵抗領域と低抵抗領域とを有し、
前記高抵抗領域は、前記吹き出し口から見て、前記遠心ファンによる送風方向に配置され、前記低抵抗領域は、当該送風方向から見た場合に、当該高抵抗領域の側方に配置されていることを特徴とする半導体基板冷却装置。
【請求項１０】
前記低抵抗領域は、前記板状部のうちの、当該低抵抗領域の幅寸法が前記遠心ファンの直径寸法に比較して拡大された部分に形成されていることを特徴とする請求項９記載の半導体基板冷却装置。
【請求項１１】
前記高抵抗領域は、前記吹き出し口から見た場合の幅寸法が前記遠心ファンの直径寸法と略同一に形成されていることを特徴とする請求項９記載の半導体基板冷却装置。
【請求項１２】
演算を行う中央処理装置と、
前記中央処理装置を冷却するための冷却装置と、
前記中央処理装置および前記冷却装置を収納する筐体と、
を備え、
前記冷却装置は、前記中央処理装置に対して接するとともに、板状部を有する放熱部材と、
前記板状部の板面に対して送風を行う送風部と、
を有し、
前記板状部は、前記送風部により送風が行われた際に作用する風圧の差に応じて、その板面の粗度が互いに異なる高抵抗領域と低抵抗領域とを有し、
前記高抵抗領域は、前記送風部から見て、当該送風部の送風方向に配置され、前記低抵抗領域は、当該送風方向から見た場合に、当該高抵抗領域の側方に配置されていることを特徴とするコンピュータ。
【請求項１３】
前記板面にはフィンが配列され、
前記板面の粗度が、当該板面に配列されたフィンの配置密度に応じて調整されていることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ。
【請求項１４】
前記フィンの延在方向から見て、前記粗度の互いに異なる領域が互いに隣接して配置されていることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ。
【請求項１５】
前記送風部および前記放熱部材は一体的に形成されていることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ。
【請求項１６】
熱源から伝導される熱を、空気流が生成される放熱部材を用いて放熱する放熱方法であって、
前記放熱部材の表面を、当該表面の一部の空気抵抗が他の部分に比較して小さくなるとともに前記空気流の生成方向から見た場合に当該一部が当該他の部分の側方に位置するように形成しておき、
前記他の部分に向けて前記表面に沿った空気流を生成するとともに、当該空気流を、前記一部を通過させて、前記空気流の生成方向と交差する方向にも流すことを特徴とする放熱方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートシンク、冷却部材、半導体基板冷却装置、コンピュータ、および放熱方法に関し、特に、コンピュータのＣＰＵ等で発生した熱を効率よく放熱するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、コンピュータの中央処理装置（以下、ＣＰＵという）の温度上昇は、ＣＰＵの性能に影響することから、ＣＰＵにおいて発生した熱を効率よく拡散させてＣＰＵの冷却を行うことが要求されている。
【０００３】
ＣＰＵの冷却性能を高めるには、ＣＰＵに接して取り付ける放熱部や放熱部に対して送風を行うためのファンを大型化したり、あるいは、ファンの回転数を上げたりするなどの必要がある。しかし、放熱部やファンを大型化することは、近年のコンピュータの小型化にとって好ましくなく、またファンの回転数を上げた場合には、騒音の問題が懸念される。
【０００４】
こうした事情により、ＣＰＵにおいて発生した熱を効率的に放熱することが可能とされた図９および図１０に示すようなヒートシンク１０１が提案されている。
【０００５】
図９は、ヒートシンク１０１の構造を示す図であり、図１０は、図９におけるＶ−Ｖ線矢視断面図である。図９に示すように、ヒートシンク１０１は、ＣＰＵにおいて発生した熱を放熱して拡散させる放熱部１０２と、この放熱部１０２に対して送風を行う遠心ファン形式の送風部１０３とを一体的に形成した構成となっている。放熱部１０２は、銅製の板状部材により形成された基板部１０４と、基板部１０４の一方の板面１０４ａに突出状態に設けられた放熱フィン１０６と、基板部１０４の両端縁部１０４ｂ、１０４ｂから立ち上がる側板部１０７とを備えている。さらに、図１０に示すように、放熱部１０２は、基板部１０４を上方から覆うように配置される上板部１０８を備えている。したがって、図１０に示すように、放熱部１０２は、その基板部１０４、側板部１０７および上板部１０８が放熱フィン１０６を囲むようなダクト状空間１１２を形成している。
また、図１０に示すようにヒートシンク１０１は、コンピュータのマザーボード１１０上に設けられたＣＰＵ１１１が、基板部１０４の板面１０４ａと反対側の板面１０４ｃに直接接触するように配置される。
【０００６】
図１０のようにヒートシンク１０１を配置した状態で送風部１０３を駆動すると、送風部１０３から生じる気流が、ダクト状空間１１２を通過し、ダクト状空間１１２の出口部１１２ａ（図１０参照）から外部に排出されることとなる。一方、ＣＰＵ１１１において発生した熱は、基板部１０４に伝導し、さらに放熱フィン１０６にまで伝導する。このとき、基板部１０４および放熱フィン１０６が遠心ファンからの気流によって冷却されることから、ＣＰＵ１１１から発生した熱を効率よく拡散させることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のヒートシンク１０１は、以下のような問題点を有している。
遠心ファン形式とされた送風部１０３は、その構造上、図９に示すように、放熱部１０２の延在方向（ダクト状空間１１２の延在方向）であるＸ方向に対して所定角度傾いたＹ方向に送風を行うようになっている。一方、放熱効果を最大とするために、基板部１０４には一面に放熱フィン１０６が設けられており、ダクト状空間１１２内における基板部１０４に沿った空気抵抗はほぼ一様となっている。したがって、送風部１０３を駆動した場合に、気流が生じる箇所が、送風部１０３からの風が直接吹き付けられる部分（例えば、図９中領域α）に限定され、送風部１０３からみて、送風方向（Ｙ方向）から外れる部分（例えば、図９中領域β）には空気が滞留することとなる。これにより、送風部１０３から見て、送風方向（Ｙ方向）から外れた部分の放熱フィン１０６の冷却を十分に行うことが困難となり、十分な冷却性能を期待できない懸念がある。
【０００８】
また、このように送風方向（Ｙ方向）から外れる部分において冷却を十分行うことができないことから、この部分に温度上昇が生じ、放熱部１０２に設けられたネジ止め部１１３を介してコンピュータの筐体にまで熱が伝導する。この場合、コンピュータ筐体の表面温度が上昇し、ユーザの利用性が損なわれる心配がある。
【０００９】
本発明は、こうした技術的課題に基づいてなされたもので、小型の構造によっても、十分な冷却性能を発揮することが可能であり、ひいては、コンピュータの筐体の温度上昇を抑制することができるような技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明のヒートシンクは、熱源から伝導する熱を放熱する放熱板と、放熱板に沿って形成される通風領域と、通風領域に対して送風を行う送風ファンとを備え、通風領域には、送風ファンにより送風が行われる場合の風圧が互いに異なる高風圧部と低風圧部とが形成されるとともに、この風圧を損失させる風力損失部材が設けられ、さらに、高風圧部には、低風圧部に比較して、風力損失部材が密に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
この場合、通風領域内においては、高風圧部では圧力損失が大きく、低風圧部では圧力損失が小さいことから、通風領域内における風圧が平均化される。したがって、通風領域内において送風ファンによって生じる空気流の流速が平均化され、結果として、通風領域内のいずれの箇所においても空気の流れが生じることとなる。なお、この場合、風力損失部材としては、放熱のための放熱フィン等を用いることができる。
【００１２】
ここで、通風領域がダクト状に形成されるとともに、送風ファンによる送風方向が、通風領域の延在方向に対して所定角度をもって傾斜しており、高風圧部が、送風ファンから見てその送風方向に設けられ、低風圧部が、送風ファンから見て送風方向以外の方向に設けられるようになっていれば、送風方向を、ダクト状の通風領域の延在方向と関係なく設定することができる。
なお、ここでダクト状とは、完全な筒状の形状の他に、半ダクト状、すなわち半筒状形状のものも含むものとする。
【００１３】
また、低風圧部は、放熱板のうちの、低風圧部の幅寸法が送風ファンの直径寸法に比較して拡大された部分に形成されている。また、低風圧が、送風ファンに対する送風方向の接線から見て、高風圧部を挟んで隔てられた位置に設けられていれば、送風方向の接線に沿った気流が、低風圧側にも移動することとなり、高風圧部および低風圧部のすべてに送風が行われるようになる。
【００１４】
また、放熱板のうち、低風圧部に面する部分が平坦状に形成されていれば、この部分の圧力損失を最小限とすることができ、したがって、高風圧部にのみ風力損失部材を設けることによって、容易に低風圧部および高風圧部に圧力損失差を生じさせることができる。
【００１５】
また、本発明は、冷却部材の発明、すなわち、熱源に対して接するとともにダクト状構造を形成する冷却部材本体と、この冷却部材本体に固定されるとともに、ダクト状構造の内方に突出状態に設けられた複数の放熱フィンとを備え、ダクト状構造の内部が、放熱フィンの配置密度が互いに異なる高密度領域と低密度領域とを有する冷却部材としても捉えることができる。
【００１６】
つまり、ダクト状構造の内部における放熱フィンの配置密度を異ならせることにより、ダクト状構造の内部に空気抵抗の大きい部分と小さい部分とを作り、これにより、圧力損失が部分ごとに異なるようにして、ダクト状構造内部に作用する風圧の違いに起因した流速差を抑制することが可能となる。
【００１７】
したがって、特に、ダクト状構造の内部に、ダクト状構造の延在方向と交差する方向の気流が生成される場合には、高密度領域を気流の生成領域に配置し、低密度領域がこの生成領域以外の部分に配置することが好適である。
なお、この場合の気流は、送風ファン等による吹き付けにより生じるものであってもよいし、また、何らかの吸引手段により空気を吸引して生じさせてもよい。また、ダクト状構造としては上記と同様に、完全な筒状の形状の他に、半ダクト状、すなわち半筒状形状のものも含むものとする。
【００１８】
またここで、放熱フィンが、ダクト状構造の延在方向と同方向に延在するように配置されていれば、送風方向に対して放熱フィンの延在方向が傾くことになるが、この場合においても、ダクト状構造内部の流速を均一化することが可能である。
【００１９】
さらに、放熱フィンの延在方向が、気流の生成領域から見て気流の生成方向よりも低密度領域側に傾斜していれば、気流の生成領域から外れた低圧の低密度領域側に気流を引きつけることができ、したがって、気流を良好に放熱フィンに沿って通過させることができる。
また、熱源がダクト状構造の内方に位置することを特徴とする。また、冷却部材本体に設けられ、ダクト状構造の内方に突出して熱源に接する接触部を更に備えることを特徴とする。冷却部材本体は、熱源を載置した基板と共にダクト状構造を形成することを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明は、半導体基板冷却装置の発明としても捉えることができる。すなわち、本発明が適用された半導体基板冷却装置は、半導体基板に接して設けられるとともに板状部を有する放熱部材と、放熱部材に隣接して設けられた遠心ファンとを備えるとともに、遠心ファンの吹き出し口が板状部の板面の一端縁側に対して開口し、板状部の板面が、遠心ファンから送風が行われる場合の空気抵抗の値が互いに異なる高抵抗領域と低抵抗領域とを有した構成となっている。
【００２１】
このように空気抵抗が異なる部分を放熱部材の板状部の板面に設けることにより、遠心ファンによって生じる気流が放熱部材に対して不均一に作用したとしても、空気抵抗の違いにより、流速を均一化することができる。
【００２２】
また、この場合、高抵抗領域が遠心ファンの吹き出し口から見て、遠心ファンによる送風方向に配置され、低抵抗領域が、送風方向から見て、高抵抗領域の側方に配置されるようにすれば、遠心ファンの気流の一部を、高抵抗領域だけでなく低圧の低抵抗領域にも流すことができる。
【００２３】
さらに、高抵抗領域を、吹き出し口から見た場合の幅寸法が、遠心ファンの直径寸法と略同一となるように形成すれば、放熱部材を遠心ファンの直径寸法に比較して拡大したとしても、拡大した部分を低抵抗領域とすることにより放熱部材の全体に気流を良好に行き渡らせることができる。
【００２４】
また、本発明は、コンピュータの発明としても捉えることができる。すなわち、本発明が適用されたコンピュータは、演算を行う中央処理装置と、中央処理装置を冷却するための冷却装置と、中央処理装置および冷却装置を収納する筐体と、を備え、冷却装置は、中央処理装置に対して接するとともに、板状部を有する放熱部材と、板状部の板面に対して送風を行う送風部と、を有するものである。そして、板状部は、送風部により送風が行われた際に作用する風圧の差に応じて、その板面の粗度が互いに異なる高抵抗領域と低抵抗領域とを有し、高抵抗領域は、送風部から見て、送風部の送風方向に配置され、低抵抗領域は、送風方向から見た場合に、高抵抗領域の側方に配置されている。
【００２５】
このような構成により、冷却装置の放熱部材を均一に冷却することが可能となり、中央処理装置の温度を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、冷却装置の放熱部材の板状部の板面にフィンが配列されている場合に、板状部の板面の粗度を、配列されたフィンの配置密度に応じて調整するようにすれば、板状部表面の粗度を容易に調整することができる。
【００２７】
またこの場合、フィンの延在方向から見て、粗度の互いに異なる領域が互いに隣接して配置されているようになっていれば、粗度の差による気流の圧力損失の差を利用して、フィンの延在方向以外にも送風部からの気流を生じさせることができる。
【００２８】
またこの場合、送風部および放熱部材が一体的に形成されていれば、冷却装置を小型化することが可能となる。
【００２９】
また、本発明は、熱源から伝導される熱を放熱部材を用いて放熱する放熱方法の発明としても捉えることができる。すなわち、本発明が適用された放熱方法では、放熱部材の表面を、表面の一部の空気抵抗が他の部分に比較して小さくなるとともに空気流の生成方向から見た場合に一部が他の部分の側方に位置するように形成しておき、他の部分に向けて表面に沿った空気流を生成するとともに、空気流を、一部を通過させて、空気流の生成方向と交差する方向にも流すことを特徴とする。
【００３０】
このようにすることで、放熱部材に対して送風を行う際に、放熱部材の一部の空気抵抗を小さくし、この部分を、空気を放熱部材全体に良好に流すための通り道とすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１から図３は、それぞれ、本実施の形態におけるヒートシンク（冷却装置）１を説明するための平面図、裏面図、および側面図である。これらの図に示すヒートシンク１は、例えば、図４に示すようにノート型のパーソナルコンピュータ２の筐体３内に設けられ、マザーボード４上に図１に示した面を向けた状態で配置されるとともに、マザーボード４上に固定されたＣＰＵ（中央処理装置）５を冷却する役割を果たすものである。
【００３２】
図１および図２に示すように、ヒートシンク１は、ＣＰＵ５に接して放熱を行う放熱部（冷却部材、放熱部材）７と、放熱部７に対して送風を行う送風ファン（送風部、遠心ファン）８とを備えている。
【００３３】
放熱部７は、板状に形成された銅製の放熱板（冷却部材本体、板状部）１０を備えている。放熱板１０は、その片側の板面１１の一端縁１１ａが送風ファン８に接し、この端縁１１ａ以外の互いに対向する端縁１１ｂ，１１ｂに立ち上がり壁部１２，１２が設けられた構成となっている。そして、立ち上がり壁部１２，１２同士の間には、ＣＰＵ接触部１３および複数の放熱フィン（風力損失部材）１４，１４，…が設けられ、また、立ち上がり壁部１２，１２に沿ってスポンジ１５，１５が設けられている。
【００３４】
図５から図８は、それぞれ、図１におけるＩ−Ｉ線矢視、ＩＩ−ＩＩ線矢視、ＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視、ＩＶ−ＩＶ線矢視の立断面図である。なお、これらの図中には、ヒートシンク１をマザーボード４上に配置した場合のマザーボード４およびＣＰＵ５の位置を併せて示している。
【００３５】
図５から図８に示すように、マザーボード４上にヒートシンク１を配置した場合、ＣＰＵ５は、放熱板１０、立ち上がり壁部１２，１２、スポンジ１５，１５およびマザーボード４によって囲まれた空間内に位置することとなる。すなわちこの場合、放熱部７は、マザーボード４とともにＣＰＵ５を囲むダクト状構造（通風領域）１７を形成し、このダクト状構造１７の内部にＣＰＵ接触部１３および放熱フィン１４が突出状態に設けられた構成とされる。そして、図６に示すように、ＣＰＵ接触部１３は、ヒートシンク１をマザーボード４上に配置した場合にＣＰＵ５と直接接触するように形成されている。また、図１に示したように、放熱フィン１４は、その延在方向（図１中Ａ方向）がこのダクト状構造１７の延在方向（図１中Ｂ方向）と同方向とされている。
【００３６】
一方、図１に示すように、送風ファン８は、遠心ファンとして形成されている。また、送風ファン８は、その吹き出し口１８から、図１中矢印Ｃ方向に風を吹き出し、これにより、ダクト状構造１７内に気流を生成することが可能となっている。この吹き出し方向（Ｃ方向）は、ダクト状構造１７の延在方向（Ｂ方向）に対して所定角θをもって傾斜している。
【００３７】
さらに、図１に示したように、放熱板１０の板面１１には、放熱フィン１４が形成されることにより空気抵抗が大となっている（粗度の大きい）高抵抗領域１９と、放熱フィン１４が形成されず平坦状とされ、したがってその空気抵抗が高抵抗領域１９に比較して小である（粗度の小さい）低抵抗領域２０とが形成されている。つまり、放熱部７においては板面１１の粗度が、板面１１に配置された放熱フィン１４の配置密度に応じて調整されている。
【００３８】
ここに、高抵抗領域１９は、送風ファン８の直径寸法Ｒ１と略同一の幅寸法Ｒ２をもってダクト状構造１７の延在方向（Ｂ方向）および放熱フィン１４の延在方向（Ａ方向）と同方向に延在しており、また、低抵抗領域２０は、放熱板１０のうち、その幅寸法が送風ファン８の直径寸法Ｒ１に比較して拡大された部分（幅拡大部２１）に形成されている。したがって、低抵抗領域２０は、ダクト状構造１７の延在方向（Ａ方向）、および送風ファン８による送風方向（Ｃ方向）から見た場合に、いずれも高抵抗領域１９の側方に位置することとなる。
【００３９】
また、放熱部７の板面１１がこのように形成されることから、図５から図８に示すように、ダクト状構造１７の内部は、放熱フィン１４の配置密度の大きな高密度領域（高風圧部）２２と、放熱フィン１４の配置密度の小さい（放熱フィン１４が配置されていない）低密度領域（低風圧部）２３とに区画されることとなる。
【００４０】
高密度領域２２および低密度領域２３は、ダクト状構造１７の延在方向（Ｂ方向）と直交し、かつ、送風方向（Ｃ方向）とも交差する方向（図１中Ｄ方向）に互いに隣接して位置している。さらに、高密度領域２２は、送風ファン８によって生成される気流の風圧が高い部分、つまり、送風ファン８の吹き出し口１８から見て送風方向（Ｃ方向）に形成され、低密度領域２３は、送風ファン８に対する送風方向（Ｃ方向）の接線２４から見て高密度領域２２を挟んで隔てられ、高密度領域２２に比較して気流の風圧の低い部分に設けられている。
【００４１】
したがって、図１に示すように、高密度領域２２は、送風ファン８により主に気流が生成される気流生成領域２５に位置し、低密度領域２３は、気流生成領域２５以外の部分に位置することとなる。また、放熱フィン１４の延在方向（Ａ方向）は、気流の生成方向（Ｃ方向）よりも低密度領域２３側に傾斜した状態とされることとなる。
【００４２】
なお、放熱フィン１４の配置密度の違いにより、高密度領域２２では、同一流速の気流が流下する場合、低密度領域２３に比較してその圧力損失が大となっている。
【００４３】
次に、このようなヒートシンク１を用いた放熱方法を説明する。
上述のように形成したヒートシンク１を、パーソナルコンピュータ２の筐体３内に図４に示したように装着した状態で、パーソナルコンピュータ２を運転し、同時に送風ファン８を駆動させる。
【００４４】
パーソナルコンピュータ２の運転によりＣＰＵ５が熱を発し、この熱がＣＰＵ５に接するＣＰＵ接触部１３を介して、放熱板１０および放熱フィン１４に伝導する。また、送風ファン８が駆動されることにより、送風ファン８の吹き出し口１８から図１中Ｃ方向に気流が生成される。
【００４５】
このとき、ダクト状構造１７内において直接気流が吹き付けられる高密度領域２２は高圧となり、気流を直接受けない低密度領域２３は低圧となるため、気流の一部が高密度領域２２から低密度領域２３に流れることとなるが、高密度領域２２では、低密度領域２３に比較して空気抵抗が大きいため圧力損失が大きく、したがって、高密度領域２２内では、低密度領域２３に比較して大きな流速低下が生じる。これにより、高密度領域２２内と低密度領域２３内とで気流の流速の平均化が生じることとなる。つまり、この場合、高密度領域２２に加えて低密度領域２３が空気の通り道として機能することとなり、これにより、ダクト状構造１７内全体に空気を流すことが可能となる。
【００４６】
そして、このようにダクト状構造１７内の高密度領域２２および低密度領域２３のいずれにおいても、空気の流れを生じさせることが可能であることから、従来と異なり、ダクト状構造１７内の空気のよどみ領域を解消することができる。つまり、本実施の形態によれば、ダクト状構造１７内の空気の流れが最適化され、その結果、放熱フィン１４からの放熱量を最大化することが可能となる。
【００４７】
さらに、本実施の形態においては、このように空気の流れを最適化されるため、送風ファン８からのノイズの原因となる風切り音を最小化して、ヒートシンク１のノイズ特性を最適化することが可能となる。
【００４８】
これらの具体的な効果を示すのが、［表１］である。
【表１】
0003690658.tif 000002
［表１］は、従来のヒートシンク１０１を使用した場合と本実施の形態のヒートシンク１を使用した場合とで、冷却対象のＣＰＵの温度、送風ファンの回転数、および送風ファンのアコースティック特性、すなわちノイズの大きさを比較したものである。［表１］の第一段と第二段を比較すると、送風ファンの回転数が同一（４３８０ｒｐｍ）の場合に、本実施の形態のヒートシンク１を使用することによって、ＣＰＵの温度を２．０℃低下させることが可能となっている。さらに、［表１］の第一段と第三段とを比較すると、同じアコースティック特性（２８ｄＢ）で、ＣＰＵの温度を４．１℃低下させることが可能となっている。
【００４９】
以上述べたように、本実施の形態では、ヒートシンク１の放熱板１０における板面１１の放熱フィン１４の配置密度を、風圧の大きい部分と小さい部分とで調整することによって、通風領域であるダクト状構造１７内に、圧力損失の大きい部分（高密度領域２２）と小さい部分（低密度領域２３）とを形成している。この際、圧力損失の小さい部分を空気の通り道とすることによって、ダクト状構造１７内の流速分布を均一化し、ダクト状構造１７内の空気の流れを最適化することが可能となる。これにより、放熱部７からの放熱性能を最大化し、ＣＰＵ５の冷却性能を大幅に向上させることが可能となる。また、ヒートシンク１のノイズ特性を従来に比べて改善することができるので、送風ファン８の回転数を上げることが可能となり、ＣＰＵ５の冷却性能のさらなる向上を期待できる。
【００５０】
そして本実施の形態のように、送風ファン８による送風方向（Ｃ方向）が、ダクト状構造１７内の延在方向（Ｂ方向）に対して傾斜し、かつ放熱板１０の幅寸法が送風ファン８の幅寸法Ｒ１に比較して大きいような場合においても、送風ファン８よる気流生成領域２５を高密度領域２２とし、それに隣接した部分を低密度領域２３とすることによって、ヒートシンク１が良好にその性能を発揮することが可能となる。したがって、放熱部７の形状や放熱部７の送風ファン８に対する位置関係に制約があったとしても、ヒートシンク１の小型化と冷却性能の確保とを両立させることができ、コンピュータの小型化、高性能化に貢献することができる。また、このような本実施の形態の効果は、放熱部７と送風ファン８とを一体的に形成する場合にも特に有利である。
【００５１】
加えて、本実施の形態のように、ダクト状構造１７内に、放熱フィン１４のない領域を放熱フィン１４が設けられた領域に対してダクト状構造１７の延在方向（Ｂ方向）に直交する方向（Ｄ方向）に隣接させて設けることにより、放熱フィン１４の延在方向（Ａ方向）に関わらず、空気の流れる方向を最適化することができる。したがって、空気の流れる方向を制御する目的で放熱フィン１４の配列を複雑化したり、あるいは通風路を新たに設けたりする必要が無く、冷却性能の優れた小型のヒートシンク１を安価に形成することが可能となる。
【００５２】
以上において、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することも可能である。例えば、上記実施の形態においては、放熱部７がＣＰＵ５を囲むようなダクト状構造１７を形成していたが、ＣＰＵ５の位置はダクト状構造１７の外側にあっても構わない。さらに、ＣＰＵ５の熱をヒートパイプなどを介して放熱部７に伝導させ、ＣＰＵ５から離間した位置で放熱部７により放熱を行わせることも可能である。
【００５３】
また、上記実施の形態においては、送風ファン８と放熱部７とが一体化されていたが、これに限らず、送風ファン８および放熱部７を分離して、送風ファン８において発生した気流をダクト等により放熱部７に導くようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記実施の形態においては、放熱部７に対して空気を吹き付けることにより気流を生じさせていたが、これに限定されず、放熱部７の空気を吸引することによって放熱部７に気流を生成させるようにしてもよい。
【００５５】
また、これ以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヒートシンクを小型化したとしても、良好な冷却性能およびノイズ特性を実現できるため、これをＣＰＵ等の冷却に利用することにより、コンピュータの小型化、高性能化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態におけるヒートシンクの平面図である。
【図２】  同、裏面図である。
【図３】  同、右側面図である。
【図４】  図１に示したヒートシンクをパーソナルコンピュータの筐体内に配置する場合の状態を示す斜視図である。
【図５】  図１におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図６】  図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図７】  図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図８】  図１におけるＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図９】  従来のヒートシンクを表す平面図である。
【図１０】  図９におけるＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１…ヒートシンク（冷却装置）、２…パーソナルコンピュータ、３…筐体、５…ＣＰＵ（中央処理装置）、７…放熱部（冷却部材、放熱部材）、８…送風ファン（送風部、遠心ファン）、１０…放熱板（冷却部材本体、板状部）、１１…板面、１１ａ…端縁、１４…放熱フィン（風力損失部材）、１７…ダクト状構造（通風領域）、１８…吹き出し口、１９…高抵抗領域、２０…低抵抗領域、２１…幅拡大部、２２…高密度領域（高風圧部）、２３…低密度領域（低風圧部）、２４…接線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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