(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付面と放熱面とを有しかつ、当該取付面に少なくとも１の発熱体が取り付けられるベース、及び、前記ベースの放熱面に立設された複数のフィンを含んで構成される放熱部、を備えたヒートシンクであって、
前記各フィンは、前記放熱面から突出するように、当該放熱面に当接する基端から先端に向かって高さ方向に延びていると共に、冷却風の流れ方向における上流端に対応する前端から、その下流端に対応する後端に向かって前後方向に延びており、
前記放熱部には、前記複数のフィンが、前記前後方向に直交する並び方向に所定間隔を空けて配置されることによって、隣り合うフィンの側面同士の間それぞれに、前記冷却風が通過するスリット状流路が、前記前後方向に延びるように区画形成され、
前記放熱部は、各スリット状流路において前記並び方向に向かい合う前記フィンの側面それぞれにおいて、前記前後方向に対し傾いて筋状に延びる凹凸が、前記前後方向に並設することによって構成されかつ、前記各スリット状流路内に、前記前後方向に沿う軸周りに旋回する旋回流を生成する旋回流生成手段を有しており、
前記旋回流生成手段は、前記フィンの側面において、前記高さ方向に複数の領域に区分されており、前記凹凸の傾斜方向は、前記フィンの側面において前記高さ方向に隣り合う領域で互いに逆方向であると共に、前記並び方向に向かい合う前記フィンの側面で互いに逆方向であり、
前記旋回流生成手段は、前記フィンの側面における前記前後方向の所定箇所に設けられ、
前記放熱部において、前記旋回流生成手段の後ろ側には、前記フィンの側面に前記凹凸が形成されないことで前記スリット状流路の圧力損失の上昇を抑制する圧損上昇抑制領域が設けられているヒートシンク。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートシンクにおいて、
前記旋回流生成手段は、前記高さ方向に区分された前記複数の領域の境界部分に、前記高さ方向に隣り合う旋回流同士の衝突を緩衝する緩衝部を有しているヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、発熱体の冷却を行うヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、発熱体が取り付けられたベースに複数のフィンを取り付け、隣り合うフィン同士の間に形成されるスリット状流路内を冷却風が流れることによって、各フィンを通じた熱伝達により発熱体の熱を放熱するヒートシンクが記載されている。このようなヒートシンクでは、スリット状流路を区画するフィンの側面付近に、温度境界層が発生する。温度境界層は、熱抵抗を増大し、ヒートシンクの冷却性能を低下させる。
【０００３】
特許文献２には、温度の異なる複数の流体の間で熱交換を行う、一次伝面型の熱交換器が記載されている。この熱交換器は、流路を区画する隔壁の表面に、流体の流れ方向に対して傾いた凹凸リブを形成しており、この凹凸リブによって、旋回流を流路内に生成する。旋回流は、隔壁の表面付近の温度境界層の厚みを薄くして、熱交換性能を高める。
【０００４】
特許文献２にはまた、１つの流路を区画する隔壁を上下２つの部分に区分すると共に、その上側の部分の凹凸リブの傾き方向と、下側の部分の凹凸リブの傾き方向とを互いに逆方向にすることが記載されている。この構成により、１つの流路内に、互いに逆方向に旋回する２つの旋回流を上下方向に並んで生成するようにし、熱交換性能の向上を図ろうとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３２８８３号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２の図３に示される熱交換器では、凹凸リブの傾き方向を隔壁における上下２つの部分で互いに逆方向にする一方で、向かい合う隔壁同士では、凹凸リブの傾き方向を同じ方向に設定している。本願発明者等が検討したところ、こうした構成は、強い旋回流を、安定的に並べて生成することができないことがわかった。
【０００７】
また、特許文献１には、ヒートシンクのフィンの前縁を斜めにカットすることによって、スリット状流路内に、旋回方向が交互になった複数の旋回流を、高さ方向に並んで生成することが記載されている。しかしながら、フィンの前縁を斜めにカットすることだけで、スリット状流路内に、こうした旋回流が生成するメカニズムは不明である。
【０００８】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、旋回流を利用してヒートシンクの冷却性能を、さらに向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ここに開示する技術は、取付面と放熱面とを有しかつ、当該取付面に少なくとも１の発熱体が取り付けられるベース、及び、前記ベースの放熱面に立設された複数のフィンを含んで構成される放熱部、を備えたヒートシンクを対象とし、前記各フィンは、前記放熱面から突出するように、当該放熱面に当接する基端から先端に向かって高さ方向に延びていると共に、冷却風の流れ方向における上流端に対応する前端から、その下流端に対応する後端に向かって前後方向に延びており、前記放熱部には、前記複数のフィンが、前記前後方向に直交する並び方向に所定間隔を空けて配置されることによって、隣り合うフィンの側面同士の間それぞれに、前記冷却風が通過するスリット状流路が、前記前後方向に延びるように区画形成される。
【００１０】
前記放熱部は、各スリット状流路において前記並び方向に向かい合う前記フィンの側面それぞれにおいて、前記前後方向に対し傾いて筋状に延びる凹凸が、前記前後方向に並設することによって構成されかつ、前記各スリット状流路内に、前記前後方向に沿う軸周りに旋回する旋回流を生成する旋回流生成手段を有しており、前記旋回流生成手段は、前記フィンの側面において、前記高さ方向に複数の領域に区分されており、前記凹凸の傾斜方向は、前記フィンの側面において前記高さ方向に隣り合う領域で互いに逆方向であると共に、前記並び方向に向かい合う前記フィンの側面で互いに逆方向である。
【００１１】
この構成によると、放熱部は、旋回流生成手段を有している。旋回流生成手段は、スリット状流路を区画するフィンの側面において、前後方向に対し傾いて筋状に延びる凹凸が、前後方向に並設することによって構成される。スリット状流路内を、前後方向に流れる冷却風は、フィンの側面付近では、筋状に延びる凹凸に沿うように、高さ方向の一方側（例えばフィンの先端側）又は高さ方向の他方側（例えばフィンの基端側）へと流れるようになる。
【００１２】
前記の構成では、旋回流生成手段が、フィンの側面において、高さ方向に複数の領域に区分されており、凹凸の傾斜方向は、フィンの側面において高さ方向に隣り合う領域で互いに逆方向であると共に、並び方向に向かい合うフィンの側面で互いに逆方向である。ここで、並び方向に向かい合うフィンの側面で、凹凸の傾斜方向が互いに逆方向であることは、並び方向に向かい合うフィンの側面において、高さ方向に対向する領域同士を比較したときに、溝の傾斜方向が互いに逆方向になることである。
【００１３】
この構成により、冷却風が流れる方向の上流側から、スリット状流路内の下流側を見たときに、並び方向に向かい合う一対のフィンの、一方側の側面では、冷却風が高さ方向の一方側へと流れるのに対し、他方側の側面では、冷却風の高さ方向の他方側へと流れるようになる。こうして、並び方向に向かい合う一対のフィンそれぞれの側面付近で、冷却風の流れを高さ方向の逆方向へ案内することにより、スリット状流路内を前後方向に流れる冷却風は、ねじられるようになる。その結果、スリット状流路内の当該高さ位置において、冷却風が流れる前後方向に沿う軸周りに旋回する旋回流を生成することが可能になる。つまり、高さ方向に複数に区分された領域毎に、強い旋回流を生成することが可能になると共に、高さ方向の複数の領域それぞれにおいて生成された複数の旋回流が、高さ方向に並ぶようになる。尚、「前後方向に沿う軸」は、その軸方向が前後方向に一致する軸の他に、前後方向に対して若干傾くものの、その軸方向が前後方向に実質的に一致する軸も含む。
【００１４】
旋回流生成手段はまた、高さ方向に隣り合う領域で、凹凸の傾斜方向が互いに逆方向である。これにより、高さ方向に隣り合う旋回流の旋回方向は互いに逆方向になる。その結果、高さ方向に隣り合う旋回流の境界付近で、フィンの並び方向に流れる旋回流の流れは、２つの旋回流間で同じ方向になる。
【００１５】
こうして、旋回流生成手段は、各スリット状流路内に、旋回方向が互いに逆方向でかつ、十分に強い旋回流を、安定的に、高さ方向に複数個並べて生成することが可能になる。この旋回流によって、フィンの側面付近に生成される温度境界層の厚みを薄くすることができる。また、旋回方向が逆方向の旋回流が、高さ方向に複数個並ぶことによって、スリット状流路内で高さ方向に空気が攪拌される。それらの結果、旋回流生成手段が設けられていないヒートシンクと比較して、前記の構成のヒートシンクの冷却性能が大幅に高まる。
【００１６】
ここで、フィンの側面において筋状に延びる凹凸は、フィンの側面から凹陥しかつ、前後方向に対し傾いた溝を前後方向に並ぶように形成することによって構成することが可能である。この場合、フィンの側面において当該溝が形成されていない部分は、フィンの側面から相対的に凸設している、ということもできる。また、フィンの側面から突出しかつ、前後方向に対し傾いた凸条を前後方向に並ぶように設けることによっても、フィンの側面において筋状に延びる凹凸を構成することが可能である。この場合、フィンの側面において凸条が設けられていない部分は、フィンの側面から相対的に凹陥している、ということもできる。
【００１７】
そして、溝を設けた場合も、凸条を設けた場合も、冷却風の流れ方向を案内する機能を発揮することができる。そうすると、冷却風の流れ方向を案内し、それによってスリット状流路内に旋回流を生成する機能を有することにおいて、フィンの側面に前後方向に対して傾いた溝を形成することと、フィンの側面に前後方向に対して傾いた凸条を設けることとは、実質的に同じである。前記の構成において「側面それぞれにおいて、前記前後方向に対し傾いて筋状に延びる凹凸が、前記前後方向に並設する」ことは、「側面から凹陥すると共に前記前後方向に対し傾いた溝が、前記前後方向に並設する」こと、及び、「側面から凸設すると共に前記前後方向に対し傾いた凸条が、前記前後方向に並設する」ことを含む。また、フィンの側面に、溝及び凸条の双方を設けた場合も、前記と同じである。
【００１８】
前記旋回流生成手段は、前記フィンの側面における前記前後方向の所定箇所に設けられ、前記放熱部において、前記旋回流生成手段の後ろ側には、前記フィンの側面に前記凹凸が形成されないことで前記スリット状流路の圧力損失の上昇を抑制する圧損上昇抑制領域が設けられている。
【００１９】
前述したように、旋回流生成手段は、スリット状流路内に旋回流を生成することによって、ヒートシンクの冷却性能の向上に寄与する一方で、スリット状流路の圧力損失を増大させる。従って、スリット状流路の上流端から下流端までの全域に旋回流生成手段を設けると、圧力損失が高くなりやすい。
【００２０】
そこで、旋回流生成手段は、前後方向に延びるフィンにおいて所定箇所にのみ設ける。こうすることで、圧力損失が抑制される。尚、所定箇所は、一箇所に限らず、複数箇所であってもよい
【００２１】
放熱部において旋回流生成手段の後ろ側には、溝が形成されないことでスリット状流路の圧力損失の上昇を抑制する圧損上昇抑制領域が設けられる。圧損上昇抑制領域では、旋回流は生成されないものの、旋回流生成手段によって生成された旋回流が惰性によって維持される結果、圧損上昇抑制領域内でも旋回流が存在することになる。従って、前述した、フィンの側面付近に生成される温度境界層の厚みを薄くすると共に、スリット状流路内で高さ方向に空気を攪拌する、という旋回流によって得られる作用効果を、圧損上昇抑制領域においても得ることができる。圧損上昇抑制領域は、旋回流によって得られる作用効果と低い圧力損失との双方が得られる領域である。
【００２２】
また、圧損上昇抑制領域を設けることによってヒートシンクの圧力損失が相対的に低下することから、その圧力損失の低下分、例えば並び方向に隣り合うフィンの間隔を狭くする等の、フィンの熱伝達率を向上させるような構成を、ヒートシンクに採用することが可能になる。その結果、圧損上昇抑制領域を設けずに、旋回流生成手段をスリット状流路の上流端から下流端までの全域に亘って設けたヒートシンクと比較して、圧力損失を同じにしたときに、圧損上昇抑制領域を設けたヒートシンクは、その冷却性能を高める（例えば、流入する冷却風温度に対する、ベースの取付面温度の上昇値を低下させる）ことが可能になる。逆に、冷却性能を同じにしたときには、圧力損失を低くすることが可能になる。この意味で、圧損上昇抑制領域を設けることは、ヒートシンクの冷却性能を効率的に向上させることを可能にする。
【００２３】
前記旋回流生成手段は、前記高さ方向に区分された前記複数の領域同士の境界部分に、前記高さ方向に隣り合う旋回流同士の衝突を緩衝する緩衝部を有している、としてもよい。
【００２４】
前述したように、旋回流生成手段によってスリット状流路内には、旋回方向が互いに逆方向となった複数の旋回流が、高さ方向に並んで生成される。このときに、隣り合う旋回流同士の境界付近では、フィンの側面付近において、高さ方向に互いに近づくように流れる冷却風同士が衝突するようになり、このことが、圧力損失の点では不利になる。
【００２５】
これに対し、高さ方向に区分された前記複数の領域同士の境界部分に設けた緩衝部は、旋回流同士の衝突を緩衝する。その結果、圧力損失が低下する。圧力損失が低下する分、フィンの熱伝達率を向上させるような構成をヒートシンクに採用することが可能になるから、ヒートシンクの冷却性能を効率的に向上させることが可能になる。
【００２６】
ここで、緩衝部は、例えばフィンの側面に凹凸を設けない部分としてもよい。こうすることで、緩衝部は、冷却風の流れを高さ方向に案内せず、高さ方向に互いに近づくように流れる冷却風の向きは、緩衝部において変更される。その結果、旋回流同士の衝突を緩衝することができる。
【００２７】
また、緩衝部はこれとは異なり、フィンの側面に設ける凹凸の向きを、前後方向に対して傾斜した向きから前後方向に近づくように変更する部分としてもよい。つまり、緩衝部は、凹凸の傾斜角度を小さくする部分としてもよい。こうすることで、緩衝部では、高さ方向に互いに近づくように流れる冷却風の向きが前後方向に変更されるため、高さ方向に隣り合う旋回流同士の衝突を緩衝することができる。緩衝部において、凹凸の向きを前後方向まで変更（つまり、傾斜角度をゼロ）にすると、さらによい。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、前記のヒートシンクは、フィンの側面に設ける、旋回流生成手段の凹凸の傾斜方向を、フィンの側面において高さ方向に隣り合う領域で互いに逆方向にすると共に、並び方向に向かい合うフィンの側面で互いに逆方向にすることで、スリット状流路内で、旋回方向が逆方向となる複数の強い旋回流を、安定的に、高さ方向に並べて生成することが可能になり、旋回流生成手段を設けないヒートシンクと比較して、冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ヒートシンクの斜視図である。
【図２】（ａ）ヒートシンクのフィンの側面を示す断面図、（ｂ）ヒートシンクのスリット状流路内の流れを示す説明図である。
【図３】フィンの側面に設けられた溝を示す断面斜視図である。
【図４】フィンの側面に設けられた溝を示す断面図である。
【図５】図２とは異なる構成のフィンの側面を示す断面図である。
【図６】図２とは異なる構成の、（ａ）フィンの側面を示す断面図、（ｂ）スリット状流路内の流れを示す説明図である。
【図７】図２とは異なる構成のフィンの側面を示す断面図である。
【図８】図２とは異なる構成のフィンの側面を示す断面図である。
【図９】図２とは異なる構成のフィンの側面を示す断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）フィンに設ける溝の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）フィンに設ける溝の形状の変形例を示す図である。
【図１２】（ａ）〜（ｂ）旋回流生成手段の配設に係る、ヒートシンクの領域の区分を例示する説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｂ）一枚のフィンの表面及び裏面に形成される溝の構成を示す図である。
【図１４】（ａ）〜（ｏ）実施例に係り、スリット状流路内の流線を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、ヒートシンクの実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は例示である。図１は、ヒートシンク１の斜視図を示しており、図２（ａ）は、ヒートシンク１のフィン３１の側面が見える位置で切断をしたヒートシンク１の断面図、図２（ｂ）はヒートシンク１のスリット状流路３０内を、その上流側から下流側に向かって見た図であり、図２（ｂ）は特に、理解容易のために、スリット状流路３０の幅を拡大して描いている。このヒートシンク１は、鉄道車両の駆動に用いられるパワー半導体素子等の、発熱体２を冷却するための冷却器である。但し、これ以外の用途に利用してもよい。ヒートシンク１は、図示は省略するが、ダクト内に配設されており、このダクトに接続された送風機からの冷却風が、ヒートシンク１に供給される。つまり、このヒートシンク１は、強制空冷型のヒートシンク１であり、ヒートシンク１は、発熱体２の熱を放熱して、当該発熱体２を冷却する。ヒートシンク１は、発熱体２が取り付けられるベース１１と、ベース１１に対して立設された複数のフィン３１を含んで構成される放熱部３と、を備えている。
【００３１】
ベース１１は、ダクトの方向に対応する前後方向、及び、その前後方向に直交する並び方向に拡がると共に、所定厚みを有する平板であり、発熱体２が取り付けられる取付面１１１と、フィン３１が立設する放熱面１１２とを有している。ベース１１の取付面１１１には、複数の発熱体２が、熱伝導性の高いグリス等を介在させた状態で接触して取り付けられている。図例では、前後方向に４個の発熱体２が配置されている。尚、発熱体２の個数やその配置は、特に限定されるものではない。
【００３２】
各フィン３１は、一定の厚みを有する平板状であって、ベース１１の放熱面１１２に当接する基端から先端に向かって、当該放熱面１１２に対して直交する方向（つまり、高さ方向）に延びるように放熱面１１２に立設されていると共に、前後方向に延びて配設されている。尚、各フィン３１の形状は図例に限定されるものではなく、その高さ、前後方向長さ及び厚みの比率は、適宜設定することが可能である。
【００３３】
複数のフィン３１は、ベース１１の放熱面１１２に対し、並び方向に所定の等間隔を空けて並設されている。図例では、１１枚のフィン３１が並設されているが、放熱部３のフィン３１の枚数はこれに限定されるものではない。放熱部３には、隣り合うフィン３１の側面同士の間に、前後方向に沿って延びるスリット状流路３０が区画形成される。この各スリット状流路３０は、フィン３１の前端（図１における左手前の端）、後端（図１における右奥の端）及び先端（図１における上端）のそれぞれにおいて開口することになるが、各スリット状流路３０の先端の開口は、図示を省略するダクトの内壁によって塞がれる。尚、各フィン３１の先端にダクトの内壁が当接することによって、各スリット状流路３０の先端の開口が完全に塞がれている以外にも、各フィン３１の先端とダクトの内壁との間に若干の隙間を設けるものの、各スリット状流路３０の先端の開口が実質的に塞がれているような構成を採用してもよい。尚、スリット状流路３０の流路幅は、適宜の幅に設定することが可能であり、図例に限定されない。
【００３４】
ヒートシンク１は、熱伝導性の高い材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金によって形成される。また、ヒートシンク１は、ベース１１に対して、各フィン３１を溶接、ろう付け及び接着剤等の各種の、適宜の手段によって接合することで成形すればよい。
【００３５】
このヒートシンク１の最も特徴的な点として、放熱部３には、旋回流生成手段５が設けられている。
【００３６】
旋回流生成手段５は、フィン３１の側面から凹陥すると共に前後方向に対し傾いた溝５５が、前後方向に並設することによって構成されている。尚、図１、２では、フィン３１に設けた溝５５を実線によって概念的に示しているが、実際は、図３、４に示すように、所定の幅Ｗ及び深さＤを有する。ここで、図３及び図４はそれぞれ、傾斜した溝５５に対して直交する面で切断をしたフィン３１の断面を示しており、ヒートシンク１の前後方向に対して直交する面で切断したフィン３１断面ではない。また、図１、２は、溝５５の間隔を正確に示すものではない。フィン３１の側面に複数の溝５５が並んで設けられることに伴い、溝５５と溝５５との間は、フィン３１の側面において相対的に凸設することになる。こうして、溝５５を設けることにより、フィン３１の側面には、筋状に延びる凹凸が形成されることになる。
【００３７】
旋回流生成手段５はまた、フィン３１の側面において、高さ方向に複数の領域に区分されている。図例では、フィン３１の高さ方向先端から基端に向かって、第１、第２、第３及び第４の４つの領域５１、５２、５３、５４に区分されているが、領域の数は、適宜設定することが可能である。溝５５の傾斜方向は、フィン３１の側面において高さ方向に隣り合う領域で互いに逆方向である。具体的に図２の例では、実線で示すように、第１領域５１では、溝５５の傾斜方向は、前後方向の前から後ろに向かうに従って、先端に向かう方向に傾斜（つまり、図２の左から右に向かうに従って、図２の上に向かう方向に傾斜）し、第２領域５２では、溝５５の傾斜方向は、前後方向の前から後ろに向かうに従って、基端に向かう方向に傾斜（つまり、図２の左から右に向かうに従って、図２の下に向かう方向に傾斜）し、第３領域５３では、溝５５の傾斜方向は、第１領域５１と同様に、前後方向の前から後ろに向かうに従って、先端に向かう方向に傾斜し、第４領域５４では、溝５５の傾斜方向は、第２領域５２と同様に、前後方向の前から後ろに向かうに従って、基端に向かう方向に傾斜している。ここで、溝５５の傾斜角度θ１は、３０〜６０°程度がよく、３０〜４５°程度がさらに好ましい。こうすることで、スリット状流路３０内に、後述の通り、強い旋回流を安定的に生成することが可能になる。
【００３８】
旋回流生成手段５はさらに、スリット状流路３０を区画すべく向かい合ったフィン３１の側面において、溝５５の傾斜方向を互いに逆方向に設定している。図２（ａ）において示されるフィン３１に対し向かい合うフィン３１の側面に設けられた溝５５は、仮想線で示している。尚、図２（ａ）では、第１及び第２領域５１、５２についてのみ、溝５５を示す仮想線を描いているが、第３及び第４領域５３、５４については、図示を単に省略しているだけであり、向かい合うフィン３１の側面においても、第１〜第４の各領域５１〜５４に、所定の方向に傾斜した溝５５を設けている。具体的に、向かい合うフィン３１の側面においては、図２に仮想線で示すように、第１領域５１では、溝５５の傾斜方向は、前後方向の前から後ろに向かうに従って、基端に向かう方向に傾斜し、第２領域５２では、溝５５の傾斜方向は、前後方向の前から後ろに向かうに従って、先端に向かう方向に傾斜し、第３領域５３では、溝５５の傾斜方向は、第１領域５１と同様に、前後方向の前から後ろに向かうに従って、基端に向かう方向に傾斜し、第４領域５４では、溝５５の傾斜方向は、第２領域５２と同様に、前後方向の前から後ろに向かうに従って、先端に向かう方向に傾斜している。
【００３９】
旋回流生成手段５は、フィン３１の側面付近を流れる冷却風を、溝５５に沿うように案内する機能を有している。図２（ａ）の例では、第１領域５１において冷却風は、先端に向かうように案内され、第２領域５２において冷却風は、基端に向かうように案内され、第３領域５３において冷却風は、先端に向かうように案内され、第４領域５４において冷却風は、基端に向かうように案内される。図２（ａ）に示すフィン３１は、図２（ｂ）において左側のフィン３１に相当する。従って、図２（ｂ）において右側のフィン３１に設けた旋回流生成手段５の溝５５は、傾斜方向が逆方向であるため、第１領域５１において右側のフィン３１の側面付近を流れる冷却風は、溝５５によって、基端に向かうように案内される。こうして、スリット状流路３０内の第１領域５１に対応する高さ位置では、一方においては先端に向かうように流れ、他方においては基端に向かうように流れることで、図２（ｂ）において時計回り方向に旋回する、強い旋回流が生じるようになる。
【００４０】
同様にして、第２領域５２においては、左側のフィン３１の側面付近を流れる冷却風は基端に向かうように案内され、右側のフィン３１の側面付近を流れる冷却風は先端に向かうように案内される結果、第２領域５２に対応する高さ位置では、反時計回りに旋回する旋回流が生じる。また、第３領域５３においては、左側のフィン３１の側面付近を流れる冷却風は先端に向かうように案内され、右側のフィン３１の側面付近を流れる冷却風は基端に向かうように案内される結果、第３領域５３に対応する高さ位置では、時計回りに旋回する旋回流が生じ、第４領域５４においては、左側のフィン３１の側面付近を流れる冷却風は基端に向かうように案内され、右側のフィン３１の側面付近を流れる冷却風は先端に向かうように案内される結果、第４領域５４に対応する高さ位置では、反時計回りに旋回する旋回流が生じる。
【００４１】
こうして、旋回流生成手段５は、スリット状流路３０内で、互いに逆方向に旋回する複数の旋回流を、高さ方向に並べて生成することが可能である。また、並び方向に向かい合うフィン３１において、溝５５の傾斜方向を逆方向にすることで、スリット状流路３０内における両側のそれぞれで、旋回流を促進することが可能になるから、強い旋回流を安定して生成することが可能になる。また、高さ方向に隣り合う旋回流の境界付近で、並び方向（図２（ｂ）における左右方向）に流れる旋回流の流れは、旋回方向が逆向きであることで、２つの旋回流間で同じ方向になる。このこともまた、高さ方向に並んだ複数の旋回流を安定的に生成することに寄与する。
【００４２】
スリット状流路３０内の旋回流は、フィン３１の側面付近を高さ方向に流れるため、フィン３１の側面付近に生成される温度境界層の厚みを薄くする機能を発揮する。これにより、フィン３１の熱伝達率が高まって、ヒートシンク１の冷却性能が、旋回流生成手段５を設けていないヒートシンクよりも高まる。
【００４３】
また、旋回方向が交番するように、複数の旋回流が高さ方向に並んで生成されることにより、スリット状流路３０内において、高さ方向に空気が攪拌される。このこともまた、ヒートシンク１の冷却性能を高める。
【００４４】
図３、４に示すように、旋回流生成手段５の溝５５は、その断面形状が半円形状に構成されている。これによって、溝５５の開口縁における、フィン３１の側面に対する角度（エッジ角度θ２）は、９０°に設定される。本願発明者等の検討によれば、エッジ角度θ２は、９０°に近づくほど、より強い旋回流を生成することができ、ヒートシンク１の冷却性能の向上に有利になる。従って、エッジ角度θ２を９０°に設定することは、ヒートシンク１の冷却性能の向上に最も有利になる。
【００４５】
また、溝５５の形状を半円形状に構成することによって、溝５５の面が滑らかな形状になり、溝５５内の流れに関し、よどみが発生しない。これは、性能を落とすことなく、スリット状流路３０の圧力損失が増大することを抑制する点で有利である。
【００４６】
旋回流生成手段５の溝５５は、平板状のフィン３１の表面に切削加工により形成してもよい。また、例えばプレス加工によってフィン３１に溝５５を形成してもよい。平板状のフィン３１の表面に溝５５を形成可能な方法であれば、どのような加工方向を採用してもよい。
【００４７】
溝５５は、本数が多いほど、旋回流の生成には有利になる一方で、圧力損失の増大を招く。溝５５の本数は、冷却性能と圧力損失とのバランスを考慮して、適宜設定すればよい。また、溝５５の幅Ｗや、溝５５の間隔は、フィン３１に設ける溝５５の本数に応じて適宜設定される。溝５５の深さＤは、冷却風を案内する機能と、フィン３１の板厚とを考慮して設定される。溝５５の深さＤが浅すぎるときは、冷却風を案内する機能が十分に得られない。また、溝５５の深さＤが深すぎるときは、圧力損失が増大する。また、フィン３１に溝５５を設けることで、フィン３１の板厚は減少する。ヒートシンク１を構成するフィン３１の内、少なくとも、並び方向の最外位置以外に配置するフィン３１には、その両側面に溝５５が形成される。そのため、両側面のそれぞれに溝５５を設けた上で、厚み方向の中央部に残る板厚と、フィン強度等を考慮して、フィン３１の深さＤを適宜設定すればよい。尚、フィン３１の高さ方向に区分される複数の領域において、溝５５の本数、幅、間隔、及び深さはそれぞれ、同じにしなくても、異ならせることも可能である。また、図２においては、高さ方向に隣り合う領域の溝５５の端部同士が、その境界において互いにつながっているが、隣り合う領域の溝５５同士は、つながらなくてもよく、溝５５の端部が、前後方向にずれていてもよい。
【００４８】
図１、２に示すヒートシンクでは、旋回流生成手段５は、前後方向の所定箇所にのみ設けられている。具体的に図例では、冷却風が流れる方向において上流側に相当する第１箇所と、中間部に相当する第２箇所との二箇所に、旋回流生成手段５が設けられている。より詳細に、第１箇所は、フィン３１の前端から、フィン３１の全長のおおよそ１／４の範囲であり、第２箇所は、フィン３１の前後方向の中央からフィン３１の全長のおおよそ１／４の範囲である。第１箇所の旋回流生成手段５の後ろ側であって、第２箇所の旋回流生成手段５の前側には、フィン３１の側面に溝５５が形成されていない領域が設けられ、同様に、第２箇所の旋回流生成手段５の後ろ側にも、溝５５が形成されていない領域が設けられている。
【００４９】
旋回流生成手段５は、旋回流を生成する一方で圧力損失を増大させる。これに対し、溝５５が形成されていない領域は、旋回流生成手段５と比較して圧力損失が低く、圧力損失の上昇を抑制する圧損上昇抑制領域６である。これらの圧損上昇抑制領域６は、旋回流生成手段５の後ろ側に設けられていることにより、旋回流生成手段５によって生成された旋回流は、圧損上昇抑制領域６においても、惰性によって維持するようになる。こうして、前述した旋回流によって得られる、フィン３１の側面付近の温度境界層の厚みを薄くすることや、スリット状流路内の空気を高さ方向に攪拌するといった作用効果を、圧損上昇抑制領域６においても実質的に得ることができる一方で、圧力損失の上昇を抑制することが可能になる。圧損上昇抑制領域６は、旋回流生成手段５と対となって機能する。
【００５０】
旋回流生成手段５及び圧損上昇抑制領域６は、ベース１１に取り付けられる発熱体２に対応して設けることが好ましい。例えば、熱負荷が高い発熱体２が取り付けられる箇所に旋回流生成手段５を設け、その後ろ側に圧損上昇抑制領域６を設けてもよい。図２の例では、冷却風の流れ方向（図２における左から右方向）について１番目に配設された発熱体２と、３番目に配設された発熱体２とのそれぞれに対応して旋回流生成手段５が設けられ、それに伴い、２番目に配設された発熱体２と、４番目に配設された発熱体２とのそれぞれに対応して圧損上昇抑制領域６が設けられている。こうすることで、熱負荷の高い発熱体２を効率的に冷却することが可能になる。
【００５１】
また、圧損上昇抑制領域６を設けることによって圧力損失が低下する分、圧損上昇抑制領域を設けないヒートシンクと比較して、フィン３１の間隔をより狭くする等の、フィン３１の熱伝達率を向上させる構成を採用することが可能になる。その結果、圧損上昇抑制領域６を設けずに、旋回流生成手段５をスリット状流路３０の上流端から下流端までの全域に亘って設けたヒートシンク（図５参照）と比較して、圧力損失を同じにしたときに、圧損上昇抑制領域６を設けたヒートシンク１（図２参照）は、その冷却性能を高める（例えば、流入する冷却風温度に対する、ベース１１の取付面１１１の温度上昇値を低下させる）ことが可能になる。また、冷却性能を同じにしたときに、圧損上昇抑制領域６を設けたヒートシンク１は、圧力損失が低くなる。この意味で、圧損上昇抑制領域６を設けることは、ヒートシンク１の冷却性能を効率的に向上することを可能にする。
【００５２】
尚、図１、２の例では、旋回流生成手段５を、ヒートシンク１に二箇所設けているが、旋回流生成手段５を設ける箇所の数は、一箇所でもよいし、三箇所以上でもよい。
【００５３】
また、ベース１１に取り付けられる発熱体２の数、配置、及び、熱負荷等に応じて、図５に示すように、フィン３１の側面に圧損上昇抑制領域６を設けないで、フィン３１の前端から後端までの全域に広がる旋回流生成手段５を設けることも可能である。尚、図５に示すヒートシンク１は、圧損上昇抑制領域６を設けない点以外は、図２に示すヒートシンク１とその構成が同じである。この構成でも、旋回流生成手段５を設けないヒートシンクと比較して、その冷却性能を向上させることが可能である。
【００５４】
図２に示すヒートシンク１において、旋回流生成手段５は、高さ方向に複数の領域に区分されており、それによって、スリット状流路３０内には、旋回方向が逆方向となった複数の旋回流が高さ方向に並ぶように生成される。図２（ｂ）に示すように、旋回流は、フィン３１の側面付近では、その側面に沿うように高さ方向に流れるため、互いに近づくことになり、その結果、高さ方向に隣り合う旋回流同士が衝突するようになって、圧力損失の点で不利になる。
【００５５】
これに対し、図６に示すヒートシンク１は、フィン３１の側面に、旋回流同士の衝突を緩衝する緩衝部７を設けている。この緩衝部７は、図６（ａ）に示すように、旋回流生成手段５の溝を形成しない部分であり、第１箇所及び第２箇所のそれぞれについて、第１領域５１と第２領域５２との境界部分、第２領域５２と第３領域５３との境界部分、及び、第３領域５３と第４領域５４との境界部分の３箇所それぞれに設けられている。尚、図示は省略するが、フィン３１において、ベース１１との接合箇所付近（つまり、図６においては、第４領域５４の下端縁部）にも、緩衝部７を設けてもよい。
【００５６】
緩衝部７は、溝が形成されていない領域であるため、フィン３１の側面付近を流れる冷却風を、高さ方向に案内する機能を有しない。その結果、第１〜第４領域５１〜５４のそれぞれにおける境界付近で、隣り合う旋回流同士が、高さ方向に衝突をせずに、前後方向又は並び方向に逃げるようになる。こうして、図６（ｂ）に示すように、第１〜第４の各領域５１〜５４の高さ位置に対応する旋回流は滑らかに旋回するようになり、圧力損失が低減する。
【００５７】
また、前述の通り、圧力損失が低減する分、フィン３１の熱伝達率を向上させる構成を採用することが可能になるから、緩衝部を設けていないヒートシンク１（図２参照）と比較して、圧力損失を同じにしたときに、緩衝部７を設けたヒートシンク１（図６参照）は、その冷却性能を高めることが可能になる。つまり、緩衝部７を設けることもまた、ヒートシンク１の冷却性能を効率的に向上することを可能にする。
【００５８】
ここで、緩衝部７は特に、フィン３１の側面付近において、隣り合う２つの領域のそれぞれから高さ方向に向かい合うように流れる箇所における衝突緩衝に有効に機能する。図６（ａ）に示すフィン３１（つまり、図６（ｂ）において左側のフィン３１では、冷却風が基端に向かって流れる第２領域５２と、先端に向かって流れる第３領域５３との境界がそれに該当する。そこで、図７に示すように、第２領域５２と第３領域５３との境界にのみ緩衝部７を設け、第１領域５１と第２領域５２との境界、及び、第３領域５３と第４領域５４との境界には、緩衝部を設けないようにしてもよい。尚、図示は省略するが、図６（ｂ）における右側のフィン３１では、第１領域５１と第２領域５２との境界、及び、第３領域５３と第４領域５４との境界に緩衝部７を設け、第２領域５２と第３領域５３との境界には緩衝部７を設けないこともできる。この構成のヒートシンク１も、緩衝部７を設けないヒートシンク１と比較して、冷却性能を効率的に向上させることが可能になる。
【００５９】
図８は、緩衝部の構成の変形例を示している。この例の緩衝部７１は、フィン３１の側面に設ける溝５５の向きを変更することによって、旋回流同士の衝突を緩衝する。具体的に、第２領域５２及び第３領域５３の境界においては、第２領域５２において、前後方向の前から後ろに向かうに従い、基端に向かって傾斜する溝５５の後端部の向きを、後方に向かうように曲げている一方、第３領域５３において、前後方向の前から後ろに向かうに従い、先端に向かって傾斜する溝５５の後端部の向きを、後方に向かうように曲げている。従って、この緩衝部７１では、互いにつながる２つの溝５５の後端部がそれぞれ後方に向かうようになり、それに伴い、冷却風は後方へと案内されるようになる。こうして、第２領域５２において、フィン３１の側面付近を基端に向かうように流れる旋回流が後方に流れ、第３領域５３において、フィン３１の側面付近を先端に向かうように流れる旋回流が後方に流れるようになり、両者の衝突を緩衝することができる。
【００６０】
また、第１領域５１と第２領域５２との境界においては、第１領域５１において、前後方向の前から後ろに向かうに従い、先端に向かって傾斜する溝５５の前端部の向きを、前方に向かうように曲げている一方、第２領域５２において、前後方向の前から後ろに向かうに従い、基端に向かって傾斜する溝５５の前端部の向きを、前方に向かうように曲げている。同様に、第３領域５３と第４領域５４との境界においては、第３領域５３において、前後方向の前から後ろに向かうに従い、先端に向かって傾斜する溝５５の前端部の向きを、前方に向かうように曲げている一方、第４領域５４において、前後方向の前から後ろに向かうに従い、基端に向かって傾斜する溝５５の前端部の向きを、前方に向かうように曲げている。
【００６１】
このような構成の緩衝部７１でも、図６に示すヒートシンクと同様に、旋回流が滑らかに旋回するようになって圧力損失が低減する。従って、緩衝部７１を設けることにより、ヒートシンク１の冷却性能の向上を効率的に行うことが可能になる。
【００６２】
尚、緩衝部７１において、溝５５の向きは、前後方向に近づくように曲げれば、十分な効果を得ることができる。従って、溝５５の傾斜角度が０°になるまで曲げることには限らない。また、図示は省略するが、図８に示すヒートシンク１において、図７に示すヒートシンク１と同様に、第２領域５２及び第３領域５３の境界にのみ、緩衝部７１を設けるようにしてもよい。
【００６３】
緩衝部は、圧損上昇抑制領域６を設けたヒートシンク１に適用するだけでなく、図９に示すように、圧損上昇抑制領域６を設けてないヒートシンク１に対して、緩衝部７を設けてもよい。このようなヒートシンク１も、冷却性能の向上を効率的に行うことが可能になる。
【００６４】
尚、図９に示すヒートシンク１に、図８に示す構成の緩衝部７１を設けてもよい。また、図９に示すヒートシンク１においても、旋回流同士の衝突が起こり得る箇所についてのみ、緩衝部７、７１を設けるようにしてもよい。具体的には、第２領域５２及び第３領域５３の境界にのみ、緩衝部７、７１を設けるようにしてもよい。
【００６５】
図１０は、旋回流生成手段５の溝５５の断面形状の変形例を示している。同図（ａ）に示すように、溝５５の断面形状は矩形状に形成してもよい。矩形断面の溝５５は、図４に示す半円形状断面の溝５５と同様に、エッジ角度θ２が９０°となるため、旋回流の生成に有利になる。一方で、矩形断面の溝５５は、その溝５５内の隅部に、流れが実質的に停滞する、よどみが発生する場合があり、圧力損失の増大を招く場合がある。
【００６６】
図１０（ｂ）は、三角形状断面の溝５５を示している。このような三角形状断面の溝５５をフィン３１に設けてもよい。但し、この断面形状の溝５５は、エッジ角度θ２が９０°未満になるため、旋回流の生成には不利になり得る。また、溝５５の内部の底部において、よどみが生じる場合がある。
【００６７】
図１０（ｃ）に示すように、フィン３１に設ける溝５５は、Ｕ字状断面の溝５５としてもよい。この断面形状の溝５５は、エッジ角度θ２が９０°になるため、旋回流の生成に有利になる。
【００６８】
図１０（ｄ）は、図１０（ａ）と同様に、溝５５の断面形状を、略矩形状にすると共に、その溝５５内の隅部にアールを設けている。これにより、エッジ角度θ２を９０°にしつつ、よどみの発生を抑制することが可能になる。また、図１０（ｅ）は、溝５５の断面形状を、溝の底部を直線状にし、溝の側面を曲線状とすることで、全体として略矩形状にしている。この形状は、エッジ角度θ２を９０°に近づけつつ、溝５５内での、よどみの発生を抑制することが可能になる。
【００６９】
図１０（ｆ）に示す溝５５は、断面形状が台形状である。この断面形状の溝５５は、エッジ角度θ２が９０°未満になる。フィン３１に設ける溝５５の断面形状は、ここに示す形状以外の形状を採用することも可能である。
【００７０】
図２等に示すヒートシンク１において、フィン３１に設ける溝５５は、所定の方向に傾斜する直線状の溝５５であるが、溝５５は、直線状ではなく曲線状であってもよい。図１１は、溝５５の形状の変形例を示しており、図１１は、フィン３１の側面において、高さ方向に隣り合う２つの領域５６、５７の一部を拡大して示している。図１１（ａ）の例では、上側の領域（つまり、フィン３１の先端側の領域）５６では、溝５５を上に凸となる円弧によって構成しており、前後方向に対する傾斜方向としては、前から後ろに向かって、上側に向かう方向に傾斜している。また、下側の領域５７では、溝５５を上に凸となる円弧によって構成していると共に、前後方向に対する傾斜方向としては、前から後ろに向かって、下側に向かう方向に傾斜している。
【００７１】
図１１（ｂ）の例は、上側の領域５６では、溝５５を上に凸となる円弧によって構成していると共に、前後方向に対する傾斜方向としては、前から後ろに向かって、上側に向かう方向に傾斜している。また、下側の領域５７では、溝５５を下に凸となる円弧によって構成していると共に、前後方向に対する傾斜方向としては、前から後ろに向かって、下側に向かう方向に傾斜している。図１１（ｂ）の例では、結果的に、上側の領域５６と下側の領域５７との全体に亘って連続する半円状の溝５５が形成されることになる。
【００７２】
尚、図示は省略するが、上側の領域５６において、溝５５を下に凸となる円弧によって構成することも可能である。
【００７３】
図１１（ｃ）の例は、上側の領域５６において、２つの円弧をつなぐことで、おおよそＳ字となった曲線状の溝５５を設けている。同様に、下側の領域５７においても、２つの円弧をつなぐことで、おおよそ反転したＳ字状の溝５５を設けている。図１１（ｃ）の例では、上側の領域５６と下側の領域５７との境界付近において、溝５５の向きがそれぞれ前後方向を向くように曲げられている。従って、この例では、図８に示す緩衝部７１を設けたヒートシンク１と同様の機能を発揮し得る。
【００７４】
尚、溝５５を構成する曲線は、円弧に限らない。
【００７５】
また、１つのフィン３１において、図１１（ａ）に示す構成を高さ方向に繰り返したり、図１１（ｂ）に示す構成を高さ方向に繰り返したり、図１１（ｃ）に示す構成を高さ方向に繰り返したりするのではなく、１つのフィン３１において、図１１（ａ）に示す構成と図１１（ｂ）に示す構成とを組み合わせる等、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す構成を、任意に組み合わせることが可能である。また、図１１（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）に示す構成と、図２等に示す構成とを組み合わせることも可能である。つまり、旋回流生成手段５において高さ方向に複数に区分される各領域で、互いに異なる構成の溝５５を設けてもよい。
【００７６】
また、図４及び図１０を参照しながら説明した、旋回流生成手段５の溝５５の断面形状は、１つのフィン３１において、複数の形状を組み合わせて採用してもよい。例えば図１２（ａ）に仮想的に示すように、１つのフィン３１を前後方向の前側３１１と後側３１２との２つに区分し、そのうちの前側３１１に設ける旋回流生成手段５の溝５５と、後側３１２に設ける旋回流生成手段５の溝５５とで、その断面形状を異ならせてもよい。また、図１２（ｂ）に仮想的に示すように、１つのフィン３１を前後方向の前側と後側、及び、高さ方向の先端側と基端側との４つに区分し、各区分３１３、３１４、３１５、３１６に設ける旋回流生成手段５の溝５５について、その断面形状を異ならせてもよい。その場合に、４つの区分３１３、３１４、３１５、３１６のそれぞれに設ける溝５５の断面形状は、全て異ならせてもよいし、いくつかの区分に設ける溝５５の断面形状は、互いに同じにしてもよい。
【００７７】
ここで、一枚のフィン３１における一面側に設ける溝５５と、他面側に設ける溝５５とは、旋回流を生成する点では関連性がなく、どのように形成してもよいが、次のようにすることも可能である。つまり、図１３は、一枚のフィン３１における一面側に設ける溝５５と、他面側に設ける溝５５との位置関係を例示しており、同図における実線は、フィン３１における表面側に設けた溝５５を、破線は、裏面側に設けた溝５５をそれぞれ示している。図１３（ａ）は、表面側に設けた溝５５の傾斜方向と、裏面側に設けた溝５５の傾斜方向とは互いに同じであるものの、溝５５の位置は、表面側と裏面側とでずれている。こうすることで、一枚のフィン３１において、その板厚が極端に薄くなってしまう箇所が無くなり、フィン３１の強度及びフィン効率確保に有利になる。また、図１３（ｂ）は、フィン３１の表面側に設けた溝５５の傾斜方向と、裏面側に設けた溝５５の傾斜方向とを逆方向にしている。この構成では、表面側の溝５５と裏面側の溝５５とが板厚方向に重なる箇所は、溝同士が交わる箇所のみとなり、板厚が極端に薄くなってしまう部分を小さくすることが可能になる。また、図１３（ｂ）に示す構成は、同じ形状及び構成のフィン３１を複数作成し、それらのフィン３１を同じ向きで並べることで、図１等に示すヒートシンク１を作成することが可能になるという利点がある。
【００７８】
尚、前述した構成では、旋回流生成手段５は、フィン３１における高さ方向の先端から基端までの全域に亘って設けていたが、旋回流生成手段５を、フィン３１における高さ方向の一部の領域にのみ設けることも可能である。
【００７９】
また、フィン３１に溝５５を設ける代わりに、フィン３１の側面に、前後方向に対し傾いて筋状に延びる凸条を設けることで、フィン３１の側面に凹凸を設けてもよい。また、フィン３１の側面に溝及び凸条の双方を設けるようにしてもよい。
【００８０】
さらに、前述したヒートシンク１は、強制空冷型のヒートシンク１であったが、ここに開示する技術は、例えば鉄道車両等の走行に伴い生じる走行風を受けて、発熱体の冷却を行う構成のヒートシンクに適用することも可能である。
【実施例】
【００８１】
次に、旋回流生成手段を設けたヒートシンクの圧力損失及び性能に関して実際に行った実施例について説明をする。先ず、実施例１〜３の３種類のヒートシンクについて、シミュレーションにより、圧力損失ΔＰ及びヒートシンクの性能の比較を行った。実施例１は、図５に示すように、フィン３１に、旋回流生成手段５のみを設け、圧損上昇抑制領域６を設けていないヒートシンクであり、実施例２は、図２に示すように、フィン３１に、旋回流生成手段５と圧損上昇抑制領域６とを設けたヒートシンクであり、実施例３は、図６に示すように、フィン３１に、旋回流生成手段５と圧損上昇抑制領域６と、溝５５を形成しない緩衝部７と、を設けたヒートシンクである。
【００８２】
ここで、ヒートシンクの性能は、ヒートシンクに流入する冷却風の温度に対する、ヒートシンクのベースにおける下流端の温度の差ΔＴによって評価する。実施例１〜３の相互の比較基準を明確にするために、シミュレーションでは、実施例１〜３の全てで、ΔＴが同じ１４．０（Ｋ）となるようにフィンピッチ（フィンの間隔）の調整を行い、そのときの圧力損失ΔＰの大小を比較することにした。結果は以下の通りである。
実施例１（図５）：ΔＰ＝２１０．０［Ｐａ］、ΔＴ＝１４．０［Ｋ］
実施例２（図２）：ΔＰ＝１６５．４［Ｐａ］、ΔＴ＝１４．０［Ｋ］
実施例３（図６）：ΔＰ＝１５４．４［Ｐａ］、ΔＴ＝１４．０［Ｋ］
この結果から、図６に示す、旋回流生成手段５と圧損上昇抑制領域６と緩衝部７とを設けた実施例３のヒートシンクが、圧力損失が最も低くなった。実施例３のヒートシンクは、実施例１や実施例２のヒートシンクと同等の冷却性能を、より低い圧力損失で実現することが可能である。つまり、実施例３のヒートシンクは、冷却性能を効率的に向上させることができる。
【００８３】
実施例３に次いで、図２に示す、旋回流生成手段５と圧損上昇抑制領域６とを設けかつ、緩衝部７を設けない実施例２のヒートシンクが、圧力損失が低く、実施例１〜３の内では、旋回流生成手段５のみを設けかつ、圧損上昇抑制領域６及び緩衝部７を設けない実施例１のヒートシンク（図５参照）が、圧力損失が最も高くなった。
【００８４】
次に、旋回流生成手段及び圧損上昇抑制領域を設けたスリット状流路内における流れを、シミュレーションによって確認した。シミュレーションは、全長８０ｍｍの、２枚のフィンよって区画形成されたスリット状流路内の流れをシミュレートしている。解析条件は、以下の通りである。
フィンの間隔：５ｍｍ
旋回流生成手段：流入口（０ｍｍ）から４０ｍｍまでの範囲
圧損上昇抑制領域：４０ｍｍから流出口（８０ｍｍ）までの範囲
旋回流生成手段における溝の傾斜角度θ１：４５°
溝の断面形状：三角形状（図１０（ｃ）参照）
溝の開口幅Ｗ：５ｍｍ
溝の深さＤ：１．０ｍｍ
溝の間隔：０．５ｍｍ
冷却風の流入速度：１５ｍ／ｓｅｃ
尚、旋回流生成手段は、高さ方向に第１領域と第２領域との２つの領域を有しており、溝の傾斜方向は、前述したように、フィンの側面において高さ方向に隣り合う第１領域と第２領域とで互いに逆向きであると共に、向かい合うフィンの側面で、互いに逆向きである。従って、スリット状流路内には、旋回方向が逆向きの、２つの旋回流が高さ方向に並んで生成される。
【００８５】
図１４に、シミュレーション結果を示す。図１４は、スリット状流路の各横断面における流線を示しており、図１４の（ａ）〜（ｏ）は、流入口からの距離が５ｍｍ毎の横断面に相当する。また、図１４に示される濃淡は、流速の大きさを示しており、スリット状流路の中央側の方が、流速が高い。
【００８６】
旋回流生成手段が設けられた範囲内に相当する（ａ）〜（ｈ）では、溝の開口縁部付近で生じた旋回流が次第に発達して、２つの旋回流が高さ方向に並んで生成されることがわかる。尚、２つの旋回流の旋回方向は、互いに逆方向である。
【００８７】
旋回流生成手段の後ろ側に設けた圧損上昇抑制領域に相当する（ｉ）〜（ｏ）では、フィンに溝が形成されていないため、旋回流を生成する、又は、発達させることにはならないが、旋回流生成手段において生成された旋回流が、惰性で維持される結果、圧損上昇抑制領域内でも、２つの旋回流が高さ方向に並んでいることがわかる。このように、圧損上昇抑制領域内でも旋回流が維持されることから、旋回流生成手段と、その後ろ側の圧損上昇抑制領域との組み合わせは、旋回流によるヒートシンクの性能向上と、圧力損失の低減との両立に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、ここに開示したヒートシンクは、ヒートシンクの性能を高めることができるから、例えばダクトに配置されて各種の発熱体の冷却を行うヒートシンクとして有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１    ヒートシンク
１１  ベース
２  発熱体
３  放熱部
３０  スリット状流路
３１  フィン
５  旋回流生成手段
５５  溝（凹凸）
６  圧損上昇抑制領域
７  緩衝部
７１  緩衝部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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