(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイエンド（ｈｉｇｈ−ｅｎｄ）な電子部品から発生した熱を効果的に除去でき、放熱効果の高い空冷の放熱装置を提供する。【解決手段】複数の放熱フィンと、ヒートパイプと、ファンと、を有する熱源と熱的に接触する放熱装置である。放熱フィンの各々は、プレート１１０と、エアーガイド体１２０と、を有する。プレートは、熱源と熱的に接触するように使用される熱接触側の側面を有する。エアーガイド体の拡張された側面及び熱接触側の側面との間には、鋭角が設けられる。ヒートパイプは、プレートを貫通する。放熱フィンの熱接触側の側面から見て反対の側部に、気流を発生させるために使用されるファンが設置される。エアーガイド体及びヒートパイプは、気流の流路内に配置される。それにより、気流はヒートパイプに向かって流れるように誘導され、ヒートパイプを通過する空気量は増加する。【選択図】図３Ａ
2014093519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源と熱的に接触するように構成される放熱装置であって、複数の放熱フィンを有し、
前記放熱フィンの一部は、それぞれ、前記熱源と熱的に接触するように構成される排気側の側部を備えるプレートと、前記プレートから突出して設けられたエアーガイド体と、を有し、
前記エアーガイド体の拡張された側面と前記排気側の側部の表面との間には、鋭角が設けられ、
一定の距離で前記エアーガイド体から離間された、前記プレートを貫通するヒートパイプと、前記放熱フィンの前記排気側の側部から見て反対の側部に設置されたファンと、をさらに有し、
前記ファンは、気流を発生するように構成され、
前記エアーガイド体及び前記ヒートパイプは、前記気流を前記ヒートパイプに向かって誘導するために、そして、前記ヒートパイプを通過する空気量を増加させるために、前記気流の流路内に配置されることを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
前記鋭角は、１５°〜７５°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
【請求項３】
前記プレートは、吸気側の側部及びエッジ部を有し、
前記気流は、前記吸気側の側部から前記排気側の側部に向かって流れ、
前記エッジ部は、前記吸気側の側部及び前記排気側の側部に接続し、
前記エアーガイド体は、互いに対向する第一端部及び第二端部を有し、
前記第一端部は、前記吸気側の側部に近接し、
前記第二端部は、前記排気側の側部に近接し、
前記ヒートパイプは、前記エッジ部と前記エアーガイド体との間に配置され、
前記エアーガイド体の前記第一端部と前記エッジ部との間の距離は、前記エアーガイド体の前記第二端部と前記エッジ部との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１または２に記載の放熱装置。
【請求項４】
前記プレートは、吸気側の側部及びエッジ部を有し、
前記気流は、前記吸気側の側部から前記排気側の側部に向かって流れ、
前記エッジ部は、前記吸気側の側部及び前記排気側の側部と接続し、
前記エアーガイド体は、互いに対向する第一端部及び第二端部を有し、
前記第一端部は、前記吸気側の側部に近接し、
前記第二端部は、前記排気側の側部に近接し、
前記エアーガイド体は、前記エッジ部と前記ヒートパイプとの間に配置され、
前記エアーガイド体の前記第一端部と前記エッジ部との間の距離は、前記エアーガイド体の前記第二端部と前記エッジ部との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の放熱装置。
【請求項５】
前記エアーガイド体の中心と前記ヒートパイプの中心とを結ぶ直線は、前記気流が流れる方向と交差することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の放熱装置。
【請求項６】
気流を発生するファンとヒートパイプとを設置するように構成された放熱フィンであって、
前記ヒートパイプを収容するように構成される貫通穴を備えるプレートを有し、
前記ヒートパイプは、前記プレートと熱的に接触し、
前記プレートは、排気側の側部を備え、
前記プレートから突出して設けられたエアーガイド体をさらに有し、
前記エアーガイド体は、前記気流の流路内に配置され、
前記気流を前記ヒートパイプに向かって誘導するように、そして、前記ヒートパイプを通過する空気量を増加させるように、前記エアーガイド体の拡張された側面と前記排気側の側部の表面との間には、鋭角が設けられることを特徴とする放熱フィン。
【請求項７】
前記鋭角は、１５°〜７５°の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の放熱フィン。
【請求項８】
前記プレートは、吸気側の側部及びエッジ部を有し、
前記気流は、前記吸気側の側部から前記排気側の側部に向かって流れ、
前記エッジ部は、前記吸気側の側部及び前記排気側の側部に接続し、
前記エアーガイド体は、互いに対向する第一端部及び第二端部を有し、
前記第一端部は、前記吸気側の側部に近接し、
前記第二端部は、前記排気側の側部に近接し、
前記ヒートパイプは、前記エッジ部と前記エアーガイド体との間に配置され、
前記エアーガイド体の前記第一端部と前記エッジ部との間の距離は、前記エアーガイド体の第二端部と前記エッジ部との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項６または７に記載の放熱フィン。
【請求項９】
前記プレートは、吸気側の側部及びエッジ部を有し、
前記気流は、前記吸気側の側部から前記排気側の側部に向かって流れ、
前記エッジ部は、前記吸気側の側部及び前記排気側の側部に接続し、
前記エアーガイド体は、互いに対向する第一端部及び第二端部を有し、
前記第一端部は、前記吸気側の側部に近接し、
前記第二端部は、前記排気側の側部に近接し、
前記エアーガイド体は、前記エッジ部と前記ヒートパイプとの間に配置され、
前記エアーガイド体の前記第一端部と前記エッジ部との間の距離は、前記エアーガイド体の前記第二端部と前記エッジ部との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項６または７に記載の放熱フィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱装置に関し、より具体的には、ファン構造及びファンのブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス業界の技術進歩に応じて、電子部品の効率が向上している。しかしながら、電子部品の効率の向上は、発生する熱量の増加をもたらす。その熱は、それら電子部品に蓄積し続け、それら電子部品の温度を上昇させる。それら電子部品から効果的に熱が除去されず、温度が下げられなかった場合、それら電子部品は故障し、さらには発火することさえある。そのため、電子部品の効率を向上させること以上に、いかにして効果的に電子部品から発生する熱を除去するかということが、エレクトロニクス業界の直面している課題である。
【０００３】
一般的に、この業界では、水冷の放熱装置及び空冷の放熱装置が、電子部品から発生した熱を除去するために使用される。水冷の放熱装置は、冷却パイプ内の冷却液をエアーコンプレッサー又はポンプを使用して駆動し、電子部品と熱交換させることを放熱原理としている。それにより、電子部品の熱が除去される。空冷の放熱装置は、ファンを使用して冷気を誘導することにより電子部品に通過させ、そして、電子部品と熱交換させて電子部品の熱を除去することを放熱原理としている。水冷タイプと比較すると、エアーコンプレッサー、ポンプ及び冷却液を必要としないため、空冷の放熱装置の方が、より費用対効果が高い。そのため、空冷の放熱装置は、この業界において電子部品の熱を除去するのに広く使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の空冷の放熱装置は、市場におけるハイエンド（ｈｉｇｈ−ｅｎｄ）な電子部品から発生した熱を効果的に除去するまでに至っていない。そのため、費用対効果及び放熱効果を考慮して、より放熱効果の高い空冷の放熱装置を開発することが強く要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、熱源と熱的に接触するように構成される放熱装置を提供する。放熱装置は、複数の放熱フィンと、ヒートパイプと、ファンと、を有する。放熱フィンの各々は、プレートと、エアーガイド体と、を有する。プレートは、熱源と熱的に接触するように構成される熱接触側の側面を有する。エアーガイド体は、プレートから突出して設けられる。エアーガイド体の拡張された側面と熱接触側の側面との間には、鋭角が設けられる。ヒートパイプは、プレートを貫通し、一定の距離でエアーガイド体から離間されている。ファンは、放熱フィンの熱接触側の側面から見て反対の側部に設置される。ファンは、気流を発生させるために構成される。エアーガイド体及びヒートパイプは、気流の流路内に配置される。それにより、気流は、ヒートパイプに向かって誘導され、ヒートパイプを通過する空気量は増加する。
【０００６】
本発明の他の実施形態は、ファン及びヒートパイプを設置するように構成される放熱フィンを提供する。ファンは、気流を発生させる。放熱フィンは、プレートと、エアーガイド体と、を有する。プレートは、ヒートパイプを収容するための貫通穴を備える。ヒートパイプは、プレートと熱的に接触する。プレートは、排気側の側部を備える。エアーガイド体は、プレートから突出して設けられる。エアーガイド体は、気流の流路内に配置され、エアーガイド体の拡張された側面と熱接触側の側面との間には、鋭角が設けられる。それにより、気流は、ヒートパイプに向かって誘導され、ヒートパイプを通過する空気量は増加する。
【０００７】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態に関する十分な理解を促すために、多数の詳細例が説明用に示される。しかしながら、１つ以上の実施形態が、それらの詳細例を参照しなくても実施可能であることは明らかである。別の場面では、図を簡単化するために、周知の構造や装置が概略的に示される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による放熱装置を示す斜視図である。
【図２】図１の分解図である。
【図３Ａ】図１の放熱フィンの一部を示す平面図である。
【図３Ｂ】本発明の他の実施形態による放熱フィンの一部を示す平面図である。
【図４】図１の放熱装置の気流を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態に関する十分な理解を促すために、多数の詳細例が説明用に示される。しかしながら、１つ以上の実施形態が、それらの詳細例を参照しなくても実施可能であることは明らかである。別の場面では、図を簡単化するために、周知の構造や装置が概略的に示される。
【００１０】
図１〜図３Ｂを参照されたい。図１は、本発明の一実施形態による放熱装置を示す斜視図である。図２は、図１の分解図である。図３Ａは、図１の放熱フィンの一部を示す平面図である。図３Ｂは、本発明の他の実施形態による放熱フィンの一部を示す平面図である。本実施形態の放熱装置１０は、熱伝導要素２０を介して熱源３０に熱的に接触している。換言すれば、熱伝導要素２０は、放熱装置１０と熱源３０との間に配置される。さらに、熱伝導要素２０は、放熱装置１０及び熱源３０と熱的に接触している。さらに、本実施形態及び他の実施形態において、熱源３０から放熱装置１０への伝熱を促進するために、熱伝導性粘着剤（ｈｅａｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）４０の層が、熱伝導要素２０と熱源３０との間に配置される。本実施形態では、熱伝導性粘着剤４０が、熱伝導要素２０と熱源３０との間に配置される。しかしながら、そのことが本書に開示された発明に対する限定事項であると解釈されるべきではない。他の実施形態において、熱伝導性ペースト（ｈｅａｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐａｓｔｅ）が、放熱装置に用いられてもよい。
【００１１】
本実施形態において、放熱装置１０は、複数の放熱フィン１００と、ヒートパイプ２００と、ファン３００と、を有する。各々の放熱フィン１００は、プレート１１０と、エアーガイド体１２０と、を有する。プレート１１０は、エッジ部１１３とともに、互いに対向する吸気側の側部１１１及び排気側の側部１１２を備える。エッジ部１１３は、吸気側の側部１１１及び排気側の側部１１２に接続されている。熱伝導要素２０は、放熱フィン１００が熱伝導要素２０を介して熱源３０と熱的に接触するように、排気側の側部１１２に配置される。プレート１１０は、貫通穴１１４を備える。ヒートパイプ２００は、貫通穴１１４の内部に配置され、放熱フィン１００と熱的に接触する。エアーガイド体１２０は、プレート１１０から突出して設けられる。エアーガイド体１２０の拡張された側面と排気側の側部１１２の表面との間には、鋭角θが設けられる。それにより、エアーガイド体１２０は空気を誘導する機能を発揮するとともに、放熱フィン１００の放熱面積を増加させることができる。その結果、放熱フィン１００の放熱効果が向上する。さらに、エアーガイド体１２０は、円弧状の形状であってもよい。つまり、エアーガイド体１２０は、一定のコーナー半径（ｃｏｒｎｅｒ  ｒａｄｉｕｓ）を有してもよい。
【００１２】
さらに、本実施形態の放熱フィン１００の各々は、エアーガイド体１２０を備える。しかしながら、そのことが本書に開示された発明に対する限定事項であると解釈されるべきではない。他の実施形態において、エアーガイド体１２０を備えている放熱フィン１００及びエアーガイド体１２０を備えていない放熱フィン１００の双方が、放熱装置１０において部分的に用いられてもよい。例えば、エアーガイド体１２０を備えていない放熱フィン１００及びエアーガイド体１２０を備えている放熱フィン１００が交互に配置されてもよい。
【００１３】
ファン３００は、放熱フィン１００の吸気側の側部１１１に設置される。ファン３００は、気流を発生させるために使用される。吸気側の側部１１１からの気流が、プレート１１０の排気側の側部１１２に向かって流れる。エアーガイド体１２０及びヒートパイプ２００は、気流の流路内に配置される。その結果、エアーガイド体１２０は、ヒートパイプ２００に向かって部分的に気流を誘導して、ヒートパイプ２００を通過する空気量を増加させることができる。それにより、放熱装置１０の放熱効果が向上する。
【００１４】
しかしながら、放熱装置１０の放熱効果は、エアーガイド体１２０の突出位置が、プレート１１０のどの位置であっても向上するとは限らない。実際には、エアーガイド体１２０は、特定の位置に配置されることが要求される。それにより、放熱装置１０の放熱効果を効果的に向上させることができる。
【００１５】
具体的には、本実施形態のヒートパイプ２００及びエアーガイド体１２０は、一定の距離Ｄだけ離間される。ヒートパイプ２００の中心とエアーガイド体１２０の中心とを結ぶ直線は、ファン３００によって発生させられた気流の流れる方向と交差する。そのため、エアーガイド体１２０は、ヒートパイプ２００付近の気流を、ヒートパイプ２００に誘導することができる。さらに、ヒートパイプ２００は、エッジ部１１３とエアーガイド体１２０との間に配置される。エアーガイド体１２０は、空気受け側面１２３とともに、互いに対向する第一端部１２１及び第二端部１２２を有する。第一端部１２１は、吸気側の側部１１１に近接している。第二端部１２２は、排気側の側部１１２に近接している。エアーガイド体１２０の第一端部１２１とエッジ部１１３との間の距離は、エアーガイド体１２０の第二端部１２２とエッジ部１１３との間の距離よりも長い。その結果、図３Ａに示されるように、エアーガイド体１２０の拡張された側面と排気側の側部１１２の表面との間には、鋭角θが設けられる。それにより、エアーガイド体１２０の空気受け側面１２３は、吸気側の側部１１１及びヒートパイプ２００に面することになる。ヒートパイプ２００とエアーガイド体１２０との間の上記距離は、ヒートパイプ２００の中心と、エアーガイド体１２０の第一端部１２１との間の距離Ｄのことを意味する。距離Ｄは、５ｍｍ〜３０ｍｍの間であることが好ましい。さらに、上記鋭角θは、１５°〜７５°の範囲内であることが好ましい。
【００１６】
本実施形態において、ヒートパイプ２００は、エッジ部１１３とエアーガイド体１２０との間に配置される。しかしながら、そのことが本書に開示された発明に対する限定事項であると解釈されるべきではない。他の実施形態において、エアーガイド体１２０は、ヒートパイプ２００とエッジ部１１３との間に配置されてもよい。具体的には、本実施形態において、エアーガイド体１２０の第一端部１２１とエッジ部１１３との間の距離は、エアーガイド体１２０の第二端部１２２とエッジ部１１３との間の距離より短くてよい。その結果、図３Ｂに示されるように、エアーガイド体１２０の拡張された側面と排気側の側部１１２の表面との間には、鋭角θが設けられる。それにより、エアーガイド体１２０の空気受け側面１２３は、吸気側の側部１１１及びヒートパイプ２００に面することになる。
【００１７】
図４を参照されたい。図４は、図１の放熱装置の気流を図示したものである。ファン３００によって発生させられた気流がプレート１１０の吸気側の側部１１１から熱源３０と接触している排気側の側部１１２に向かう空気流入方向ａに沿って流れるとき、その気流はヒートパイプ２００及びエアーガイド体１２０を通過して流れる。具体的には、ヒートパイプ２００及びエアーガイド体１２０の配置方向が空気流入方向ａに対して略垂直をなすため、気流がヒートパイプ２００及びエアーガイド体１２０を通過して流れる。しかしながら、エアーガイド体１２０の空気受け側面１２３によって気流が部分的に遮断されるため、エアーガイド体１２０に並べて配置されたヒートパイプ２００に気流が誘導される。それにより、単位時間にヒートパイプ２００を通過する空気量は大幅に増加する。具体的には、ヒートパイプ２００の温度は、放熱フィン１００の付近の温度よりも高いはずである。このようなエアーガイド体１２０の配置により、ヒートパイプ２００の付近の気流が高温のヒートパイプ２００に向かって集中的に流れるように誘導することができる。その結果、ヒートパイプ２００は早い段階で大量の気流と熱交換を行うことができるので、早い段階での熱の除去が促進される。それにより、放熱装置１０の放熱効果が向上する。
【００１８】
表１を参照されたい。表１は、ファン３００の回転速度が４３００ｒｐｍであり、ファンの電圧が１２Ｖであり、熱源３０によって発生する熱出力が１５０ワットであるという条件のもとでの試験結果を示している。表１は、放熱フィン１００がエアーガイド体１２０を備えている場合に測定された熱源３０の温度が、放熱フィン１００がエアーガイド体１２０を備えていない場合に測定された熱源３０の温度よりも低いことを示している。本実施形態において、最も高い放熱温度（すなわち、本実施形態における最大の温度低下量）は、エアーガイド体１２０の拡張された側面と排気側の側部１１２の表面との間の鋭角θが３０°のときに測定された。
【００１９】
表１は、（エアーガイド体１２０の拡張された側面と排気側の側部１１２の表面との間の）鋭角θと、放熱温度（すなわち、温度低下量）との関係を示している。
【００２０】
【表１】
2014093519.tif 000003
【００２１】
本発明の放熱装置及び放熱フィンによると、エアーガイド体の拡張された側面と排気側の側部の表面との間に鋭角を設けることによって、エアーガイド体の空気受け側面が、吸気側の側部及びヒートパイプに面することになる。その結果、吸気側の側部から気流が流れるとき、その気流は、エアーガイド体によって誘導され、ヒートパイプに向かって集中的に流れることになる。それにより、単位時間にヒートパイプを通過する空気量が増加し、放熱装置の放熱効果が向上することになる。
【図１】
2014093519.tif 000004
【図２】
2014093519.tif 000005
【図３Ａ】
2014093519.tif 000006
【図３Ｂ】
2014093519.tif 000007
【図４】
2014093519.tif 000008