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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025023647
(43)【公開日】2025-02-17
(54)【発明の名称】電子機器およびヒートシンク
(51)【国際特許分類】
H05K 7/20 20060101AFI20250207BHJP
H01L 23/467 20060101ALI20250207BHJP
G06F 1/20 20060101ALI20250207BHJP
【ＦＩ】
H05K7/20 H
H05K7/20 D
H01L23/46 C
G06F1/20 C
G06F1/20 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023127973
(22)【出願日】2023-08-04
(71)【出願人】
【識別番号】000001487
【氏名又は名称】フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】神保 三四郎
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322BA01
5E322BA03
5E322BA05
5E322BB03
5E322EA10
5E322FA04
5F136BA03
5F136BA22
5F136CA06
5F136DA41
5F136FA02
5F136FA03
(57)【要約】
【課題】ヒートシンクでの放熱において、放熱効率を高めるために、表面積や体積を大きくする必要がある。しかし、大きさには限界があるため、別の観点からの放熱効率の向上が求められている。
【解決手段】空冷によって排熱を行う電子機器であって、前記電子機器の筐体内に設置された発熱素子と、発熱素子に接するように上部に設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに空気を送風し、前記筐体外へ排出するファンと、を備え、前記ヒートシンクは、前記ファンにより空気を吸気する吸気側から前記筐体外に空気を排出する排気側へと延びるように配列された複数のフィンからなるフィン群を有し、複数の前記フィンは、前記排気側出口近傍を除きそれぞれ略平行に配置され、前記発熱素子により高温となる高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも前記排気側出口近傍において間隔が広がるように配置されている。
【選択図】図５
【解決手段】空冷によって排熱を行う電子機器であって、前記電子機器の筐体内に設置された発熱素子と、発熱素子に接するように上部に設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに空気を送風し、前記筐体外へ排出するファンと、を備え、前記ヒートシンクは、前記ファンにより空気を吸気する吸気側から前記筐体外に空気を排出する排気側へと延びるように配列された複数のフィンからなるフィン群を有し、複数の前記フィンは、前記排気側出口近傍を除きそれぞれ略平行に配置され、前記発熱素子により高温となる高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも前記排気側出口近傍において間隔が広がるように配置されている。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空冷によって排熱を行う電子機器であって、
前記電子機器の筐体内に設置された発熱素子と、
発熱素子に接するように上部に設けられたヒートシンクと、
前記ヒートシンクに空気を送風し、前記筐体外へ排出するファンと、を備え、
前記ヒートシンクは、前記ファンにより空気を吸気する吸気側から前記筐体外に空気を排出する排気側へと延びるように配列された複数のフィンからなるフィン群を有し、
前記複数のフィンは、前記排気側出口近傍を除きそれぞれ略平行に配置され、前記複数のフィンのうち、前記発熱素子により高温となる高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも前記排気側出口近傍において間隔が広がるように配置されている、
ことを特徴とする電子機器。
前記電子機器の筐体内に設置された発熱素子と、
発熱素子に接するように上部に設けられたヒートシンクと、
前記ヒートシンクに空気を送風し、前記筐体外へ排出するファンと、を備え、
前記ヒートシンクは、前記ファンにより空気を吸気する吸気側から前記筐体外に空気を排出する排気側へと延びるように配列された複数のフィンからなるフィン群を有し、
前記複数のフィンは、前記排気側出口近傍を除きそれぞれ略平行に配置され、前記複数のフィンのうち、前記発熱素子により高温となる高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも前記排気側出口近傍において間隔が広がるように配置されている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項2】
前記フィン群の前記排気側出口近傍は屈曲しており、前記高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも、屈曲が小さく形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項3】
前記筐体内には前記発熱素子より発熱の小さい第２の発熱素子が設けられ、
前記ヒートシンクは、前記発熱素子及び前記第２の発熱素子と接するように設けられ、
前記発熱素子による高温部を経由する前記フィンの間隔は、前記第２の発熱素子による高温部を経由する前記フィンの間隔よりも、前記排気側出口近傍において大きく形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記ヒートシンクは、前記発熱素子及び前記第２の発熱素子と接するように設けられ、
前記発熱素子による高温部を経由する前記フィンの間隔は、前記第２の発熱素子による高温部を経由する前記フィンの間隔よりも、前記排気側出口近傍において大きく形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項4】
発熱素子との接触面を有し、上部に通過する空気の流れに沿って設置された複数のフィンからなるフィン群を有するヒートシンクであって、
前記複数のフィンは、吸気側から排気側に空気を誘導するように、前記排気側出口近傍を除きそれぞれ略平行に配置され、
前記複数のフィンのうち、前記接触面の上方を経由する複数のフィンは、前記排気側出口近傍において、その間隔が広がるように配置されている、
ことを特徴とするヒートシンク。
前記複数のフィンは、吸気側から排気側に空気を誘導するように、前記排気側出口近傍を除きそれぞれ略平行に配置され、
前記複数のフィンのうち、前記接触面の上方を経由する複数のフィンは、前記排気側出口近傍において、その間隔が広がるように配置されている、
ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項5】
前記フィン群の前記排気側出口近傍は屈曲しており、前記高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも、屈曲が小さく形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のヒートシンク。
ことを特徴とする請求項４に記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器の冷却構造およびヒートシンクに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、放熱効率の向上を目的として、ヒートシンクの冷却効率を高める研究がされている。例えば、特許文献１には、フィンの密度が高い第１領域とフィンの密度が低い第２領域を持たせることで、フィンを通過する空気の流速をあげ、熱効率を改善するヒートシンクが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－１１０６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ヒートシンクでの放熱において、放熱効率を高めるために、表面積や体積を大きくする必要がある。しかし、大きさには限界があるため、別の観点からの放熱効率の向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的を達成するために、本発明は、空冷によって排熱を行う電子機器であって、前記電子機器の筐体内に設置された発熱素子と、発熱素子に接するように上部に設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに空気を送風し、前記筐体外へ排出するファンと、を備え、前記ヒートシンクは、前記ファンにより空気を吸気する吸気側から前記筐体外に空気を排出する排気側へと延びるように配列された複数のフィンからなるフィン群を有し、複数の前記フィンは、前記排気側出口近傍を除きそれぞれ略平行に配置され、前記複数のフィンのうち、前記発熱素子により高温となる高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも前記排気側出口近傍において間隔が広がるように配置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、放熱用のフィンの形状変更により、放熱効率を向上させた電子機器及びヒートシンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施の形態１に係る車載装置の右手前上から見た斜視図である。
【図2】実施の形態１に係る車載装置の左後方下から見た斜視図である。
【図3】筐体からアップケースとフロントケースを外した斜視図である。
【図7】実施の形態２に係る筐体からアップケースとフロントケースを外した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
［１．実施の形態１に係る電子機器の構成］
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。
【0009】
図１は、実施の形態１に係る車載装置１の右手前上から見た斜視図である。
本実施の形態では、電子機器の一例としての車載装置１について説明する。本実施の形態では、車載装置１は、基本的には水平面に設置されたものとして説明する。本実施の形態では、車載装置１について、前後、左右という場合には、以下を基準にする。すなわち、車載装置１の前側は、図１上の左下側が対応し、車載装置１の後側は、図１上の右上側が対応するものとして説明する。また、車載装置１の左側は、図１上の左上側が対応し、車載装置１の右側は、図１上の右下側が対応するものとして説明する。
本実施の形態では、電子機器の一例としての車載装置１について説明する。本実施の形態では、車載装置１は、基本的には水平面に設置されたものとして説明する。本実施の形態では、車載装置１について、前後、左右という場合には、以下を基準にする。すなわち、車載装置１の前側は、図１上の左下側が対応し、車載装置１の後側は、図１上の右上側が対応するものとして説明する。また、車載装置１の左側は、図１上の左上側が対応し、車載装置１の右側は、図１上の右下側が対応するものとして説明する。
【0010】
車載装置１は、例えば、インフォテイメント装置やオーディオ装置、ナビゲーション装置といった車両に搭載される電子機器である。車載装置１は、外観形状を構成する筐体２を備える。筐体２は、車両における設置スペースに収まる形状（図示例では直方体形状）、及び寸法に、金属や樹脂などの適宜の材料から形成されている。設置スペースとしては、例えば、車両のダッシュボードに設けられた収納凹部が挙げられるが、表示部や操作パネルを有さない場合は車両のダッシュボード内部の見えない場所に埋め込まれる場合もある。この設置スペースのサイズには、ドイツ工業規格の１ＤＩＮ、または２ＤＩＮのサイズ規格が用いられることがあるが、これに限定されない。
【0011】
図３は、車載装置１からトップケース４とフロントカバー５とを取り外した斜視図である。
車載装置１は、下方に配置されるボトムケース３と、ボトムケース３に取り付けられた回路基板６、７と、回路基板６、７に設置されるヒートシンク８、９と、下側のヒートシンク８の上方に配置されるファンユニット１０と、を有する。トップケース４は、ボトムケース３に上方から取り付けられ、回路基板６、７とヒートシンク８、９とファンユニット１０とを覆う。フロントカバー５は、ボトムケース３およびトップケース４の前面を覆う。
車載装置１は、下方に配置されるボトムケース３と、ボトムケース３に取り付けられた回路基板６、７と、回路基板６、７に設置されるヒートシンク８、９と、下側のヒートシンク８の上方に配置されるファンユニット１０と、を有する。トップケース４は、ボトムケース３に上方から取り付けられ、回路基板６、７とヒートシンク８、９とファンユニット１０とを覆う。フロントカバー５は、ボトムケース３およびトップケース４の前面を覆う。
【0012】
ボトムケース（第１の部材）３は、上方が開放された浅底の箱形状である。ボトムケース３は、矩形平板状の底板部（底板）３０（図４参照）と、底板部３０の前後左右に設けられた側板部に対応する前板部３１、後板部３２、左板部３３、右板部３４と、を有する。
【0013】
トップケース（第２の部材）４は、下方が開放された深底の箱形状である。本実施の形態のトップケース４は、図１に示すように、矩形平板状の天板部（天板）４０と、天板部４０の前後左右に設けられた側板と、を有する。側板は、前板部４１、後板部（側板）４２、左板部４３、右板部４４により構成される。
【0014】
フロントカバー（第３の部材）５は、ボトムケース３の前板部３１およびトップケース４の前板部４１を覆う。フロントカバー５は、前側の側板部に対応する前板部５１と、前板部５１の上端から後方に屈曲する天板接続部５０と、を有する。
【0015】
ボトムケース３とトップケース４とフロントカバー５とリアカバー５２（図２を参照）とにより、中空の筐体２が構成される。すなわち、ボトムケース３の前板部３１、後板部３２、左板部３３、右板部３４が、それぞれ、トップケース４の前板部４１（図４を参照）、後板部４２、左板部４３、右板部４４と接続される。フロントカバー５の前板部５１、天板接続部５０が、それぞれ、ボトムケース３の前板部３１およびトップケース４の前板部４１、トップケース４の天板部４０と接続される。
【0016】
前板部３１と前板部４１と前板部５１とにより、筐体２の前側の側板が構成される。後板部３２と後板部４２とリアカバー５２とにより、筐体２の後側の側板が構成される。左板部３３と左板部４３とにより、筐体２の左側の側板が構成される。右板部３４と右板部４４とにより、筐体２の右側の側板が構成される。天板部４０と天板接続部５０とにより、筐体２の天板が構成される。底板部３０により、筐体２の底板が構成される。
【0017】
図２は、車載装置１の左後方下から見た斜視図である。筐体２の底板、すなわち、ボトムケース３の底板部３０には、吸気穴３５が形成される。吸気穴３５は、複数の丸穴により構成される。吸気穴３５は、下側の回路基板６の発熱素子６１（図４参照）に対向する位置に形成される。筐体２の後ろ側には、コネクタ７３、７４、７５および７７が露出しており、その部分を除き、トップケース４の後板部４２とリアカバー５２とによって内部が覆われている。
【0018】
筐体２の天板、すなわち、トップケース４の天板部４０には、複数の放熱穴２ａが形成される。放熱穴２ａは天板部４０の外周部に形成される。放熱穴２ａは、後端部に形成される。放熱穴２ａは、前後方向に延びる長孔状に形成される。放熱穴２ａは、左右方向に複数形成され、全体の放熱口を構成する。本実施の形態では、放熱穴２ａは、トップケース４の天板部４０から後板部４２に渡って形成される。すなわち、本実施の形態では、放熱穴２ａは、トップケース４の天板部４０および後板部４２に形成される。
【0019】
筐体２の側面には、放熱穴２ａの下方に対応して排水穴２ｂが形成される。本実施の形態では、筐体２の後側の側板に、排水穴２ｂが形成される。排水穴２ｂは、水平方向に延びる開口である。排水穴２ｂは、放熱穴２ａの形成範囲よりも左右方向に長く形成される。本実施の形態では、トップケース４の後板部４２には上方に凹んだ下縁部４２ａが形成される。後板部４２の下縁部４２ａと、後述する水受け部１００の延出方向の先端１０２との囲み形状により、排水穴２ｂが構成される。
【0020】
筐体２の側面には、放熱穴２ａの下方に対応してコネクタ穴２ｃが形成される。本実施の形態では、筐体２の後側の側板に、複数のコネクタ穴２ｃが適宜に形成される。コネクタ穴２ｃは、排水穴２ｂよりも下方に形成される。本実施の形態では、一部のコネクタ穴２ｃと、排水穴２ｂとは一体の開口形状を形成する。
【0021】
図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線断面図である。
筐体２の内部には、回路基板６、７が配置される。回路基板６、７は、例えば、プリント基板である。回路基板６、７は、上下に間隔を空けて配置される。回路基板６、７は、ボトムケース３またはトップケース４に固定される。下側の回路基板６は、図３に示すように、底板部３０の略全面に亘って設置される基板６０を有する。上側の回路基板７は、ファンユニット１０を回避する形状に形成された基板７０を有する。基板６０、７０には、図３～図５に示すように、車載装置１に必要な電気・電子部品６１、６２、７１、７２、７６、およびコネクタ７３、７４、７５、７７が搭載されている。基板６０、７０には、その他、車載装置１の各種の機能を実現するための多数の部品が実装面に配置されている。
筐体２の内部には、回路基板６、７が配置される。回路基板６、７は、例えば、プリント基板である。回路基板６、７は、上下に間隔を空けて配置される。回路基板６、７は、ボトムケース３またはトップケース４に固定される。下側の回路基板６は、図３に示すように、底板部３０の略全面に亘って設置される基板６０を有する。上側の回路基板７は、ファンユニット１０を回避する形状に形成された基板７０を有する。基板６０、７０には、図３～図５に示すように、車載装置１に必要な電気・電子部品６１、６２、７１、７２、７６、およびコネクタ７３、７４、７５、７７が搭載されている。基板６０、７０には、その他、車載装置１の各種の機能を実現するための多数の部品が実装面に配置されている。
【0022】
これらの部品の中には、他の部品に比べて発熱量が多く、また安定動作のために放熱を要する部品としての発熱素子６１、７１が含まれている。発熱素子６１、７１としては、例えば、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサや、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）やＰＩＣ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などの各種の集積回路が挙げられる。本実施の形態では、発熱素子６１は、ＳｏＣである。発熱素子７１は、ＰＩＣである。
【0023】
上側の基板６０と下側の基板７０とは、ハーネス６２により電気的に接続される。
基板６０、７０の後端部には、適宜のコネクタ７３、７４、７５、７７（図２、図４参照）が設けられている。コネクタ７３、７４、７５、７７には、外部機器から延びるそれぞれの外部端子が着脱可能に接続される。コネクタ７３、７４、７５、７７は、コネクタ穴２ｃを通じて筐体２の外部に突出している。
基板６０、７０の後端部には、適宜のコネクタ７３、７４、７５、７７（図２、図４参照）が設けられている。コネクタ７３、７４、７５、７７には、外部機器から延びるそれぞれの外部端子が着脱可能に接続される。コネクタ７３、７４、７５、７７は、コネクタ穴２ｃを通じて筐体２の外部に突出している。
【0024】
発熱素子６１、７１には、それぞれ、ヒートシンク８、９が密着される。ヒートシンク８、９の下面は、発熱素子６１、７１の上面に、熱伝導性グリスや熱伝導性シートを介して密着する。これにより、ヒートシンク８、９は発熱素子６１、７１から熱を受ける。なお、熱伝導性グリスや熱伝導性シートは省略してもよい。ヒートシンク８、９は、発熱素子６１、７１の熱を吸収して、その熱を周囲の空気に放出する。これにより、ヒートシンク８、９は、発熱素子６１、７１の発熱を空冷によって放熱する。ヒートシンク８、９は、例えば、アルミニウムや、銅、それらを含む合金などの高熱伝導性材料から形成されている。本実施の形態では、ヒートシンク８にはアルミ板、ヒートシンク９には、アルミダイカストを用いている。
【0025】
下側のヒートシンク８は、図４に示すように、断面でＬ字状に形成される。ヒートシンク８は、上下方向に厚みを有し前後方向に延びる板状の本体部８０と、本体部８０の前端から上方に曲がる板状の屈曲部８１と、を有する。ヒートシンク８は、本体部８０の下面が、発熱素子６１の上面に密着する。
【0026】
下側のヒートシンク８の上方には、ファンユニット１０が配置される。ファンユニット１０は、ファン１１０と、ファン１１０を支持するエアダクト１２０とを有する。エアダクト１２０が天板部４０の内面に固定される。エアダクト１２０の下面には、ファン１１０が固定される。
【0027】
本実施の形態では、ファン１１０には軸流ファンが用いられている。ファン１１０は、矩形環状のファンケーシング１１０ａと、ファンケーシング１１０ａの内周部に支持されたファンモータ１１０ｂと、ファンモータ１１０ｂに回転可能に支持された羽根（不図示）と、を有する。ファンケーシング１１０ａは、ボルトなどの固定具によりエアダクト１２０の下面に固定される。ファン１１０は、ファンモータ１１０ｂの上下方向に延びるモータ軸を回転中心として回転する。ファン１１０は、下方から空気を吸いこみ上方に送風する。なお、ファン１１０の種類は、シロッコファンなどの軸流ファン以外でもよい。
【0028】
エアダクト１２０は、ファン１１０により送風される空気をヒートシンク９に導く。エアダクト１２０は、上下方向に厚みを有する板状の本体部１２１を有する。本体部１２１は、後方に進むに連れて左側に傾斜して延びる平板状である（図３参照）。本体部１２１の前端部には、上下方向に貫通する通風口１２１ａが形成される。通風口１２１ａに対応して、本体部１２１の下面には、ファン１１０が固定される。ファン１１０は、通風口１２１ａを覆うように配置される。これにより、ファン１１０がヒートシンク８の本体部８０に対向する。
【0029】
このとき、ファンケーシング１１０ａの下面は、ヒートシンク８の屈曲部８１の上端よりも下方に位置する。ファンケーシング１１０ａの下面は、上側の基板７０よりも下方に位置する。これにより、ヒートシンク８の本体部８０の上方を流れる空気が、ファン１１０により通風口１２１ａを通じてエアダクト１２０内に送られ易くなっている。
【0030】
本体部１２１の上面には、上面に対して起立した形状のダクト壁１２２（図３参照）が形成される。ダクト壁１２２は、平面視で、通風口１２１ａの左前側に沿って半円弧状に延びる前側壁１２３と、前側壁１２３の左端から左後方に延びる左側壁１２４と、前側壁１２３の右端から左後方に延びる右側壁１２５と、を有する。本体部１２１の上面では、通風口１２１ａの前側、左側、および、右側が、ダクト壁１２２の前側壁１２３、左側壁１２４、および、右側壁１２５で包囲される。左側壁１２４と右側壁１２５とは所定の間隔を空けて後方に延びる。前側壁１２３の上端、左側壁１２４の上端、および、右側壁１２５の上端の囲み形状により、後方に開放された略Ｕ字状の上部開口１２２ａが形成される。ダクト壁１２２の上端は、天板部４０に当接または近接するように構成される。本体部１２１の後端、左側壁１２４の後端、および、右側壁１２５の後端の囲み形状により、上方に開放された略Ｕ字状の後部開口１２２ｂが形成される。
【0031】
ダクト壁１２２の上部には、外周部に複数の固定部１２６が形成される（図３参照）。固定部１２６は、トップケース４の天板部４０に固定される。このとき、上部開口１２２ａが天板部４０により閉塞されると共に、後部開口１２２ｂの上方が閉塞される。すなわち、ダクト壁１２２と天板部４０とによって囲まれた空間により空気の流路１２０Ｓ（図４参照）が形成される。エアダクト１２０では、通風口１２１ａから流入した空気は、流路１２０Ｓを流れ、後部開口１２２ｂから流出する。
【0032】
前側壁１２３は、上方に延びる下部１２３ａと、下部１２３ａの上端から上方に進むに連れて左後方に傾斜する上部１２３ｂとを有する。上部１２３ｂの傾斜形状により、通風口１２１ａから上方に流れる空気が左後方に流速を落とさずに案内され易くなっている。
【0033】
エアダクト１２０の後部開口１２２ｂの後方には、ヒートシンク９が配置される。ヒートシンク９は、エアダクト１２０から放熱穴２ａに向けて延びる。ヒートシンク９は、発熱素子７１の上方に位置する放熱部９０と、放熱部９０に接続され放熱穴２ａの下方に位置する水受け部１００と、を一体に有する。
【0034】
ヒートシンク９の上面、すなわち、放熱部９０の上面９１と水受け部１００の上面１０１とには、幅方向に一対の外壁部１１１、１１２（図３参照）が形成される。外壁部１１１、１１２は、エアダクト１２０から放熱穴２ａに向けて延びる。外壁部１１１、１１２は、放熱部９０および水受け部１００の上面９１、１０１と共に、上方に開放された凹部形状を構成する。
【0035】
水受け部１００における外壁部１１１、１１２は、放熱穴２ａよりも左右方向外側に形成される。外壁部１１１、１１２は、天板部４０に当接または近接する高さに形成される。放熱部９０および水受け部１００の上面９１、１０１と、外壁部１１１、１１２と、天板部４０と、によって囲まれた空間により、空気の流路９Ｓが形成される。ヒートシンク９では、エアダクト１２０の後部開口１２２ｂから流出した空気は、流路９Ｓを流れ、放熱穴２ａや排水穴２ｂから筐体２の外に排出される。
【0036】
以下、ヒートシンク９について吸気側という場合には、ヒートシンク９のエアダクト１２側の意味で用いる。一方、ヒートシンク９について排気側という場合には、ヒートシンク９の放熱穴２ａ側の意味で用いる。
【0037】
図４に示すように、放熱部９０は、ブロック状のベース部９２を有する。ベース部９２は、エアダクト１２０から放熱穴２ａに向けて延びる。ベース部９２の下面には、角柱状に形成された受熱部９３が形成される。受熱部９３の下面は、発熱素子７１の上面に密着する。
【0038】
ベース部９２の吸気側端には、ダクト接続部９４が形成される。ダクト接続部９４は、ベース部９２から下方に突出した後、前方に突出する。ダクト接続部９４は、エアダクト１２０の下方に進入している。
【0039】
ベース部９２の上面、すなわち、放熱部９０の上面９１は、排気側に進むに連れて上方に傾斜する吸気側上面９１ａを有する。換言すれば、吸気側上面９１ａは、排気側に進むに連れて天板部４０との間隔が狭まっている。吸気側上面９１ａの吸気側端は、エアダクト１２０の本体部１２１の上面と同様の高さに形成される。吸気側上面９１ａの吸気側端は、本体部１２１の上面よりも低くてもよい。これにより、エアダクト１２０から排出された空気が放熱部９０の上面９１に移動し易くなっている。
【0040】
吸気側上面９１ａの排気側には、天板部４０に沿って延びる中流上面９１ｂが形成される。中流上面９１ｂは受熱部９３の上方に位置する。中流上面９１ｂの排気側には、排気側に進むに連れて上方に傾斜する排気側上面９１ｃが形成される。
【0041】
【0042】
図５は図３の上方図である。本実施の形態では、発熱素子７１（図４参照）は、筐体２の上方から見て、前後方向ではヒートシンク９の吸気側寄りに、左右方向はヒートシンクの外壁部１１１寄りに設けられている。ヒートシンクの上面９１であって、発熱素子７１の上方に対応する位置は、発熱素子７１の熱を受けて、上面９１の中でも温度が高くなる高温部１０５となっている。
ヒートシンクには、上面９１に立設される複数の放熱フィン（フィン）９６が形成される。これら複数のフィンにより本発明のフィン群が構成される。放熱フィン９６は、外壁部１１１、１１２の間に形成される。放熱フィン９６は、排気側出口近傍を除き、ヒートシンク９の吸気側から排気側に向けて平面視で略平行な直線状に延び、左右方向には一定の間隔をあけて配置される。
ヒートシンクには、上面９１に立設される複数の放熱フィン（フィン）９６が形成される。これら複数のフィンにより本発明のフィン群が構成される。放熱フィン９６は、外壁部１１１、１１２の間に形成される。放熱フィン９６は、排気側出口近傍を除き、ヒートシンク９の吸気側から排気側に向けて平面視で略平行な直線状に延び、左右方向には一定の間隔をあけて配置される。
【0043】
図６は、図５におけるヒートシンクの排気側出口近傍の拡大図である。放熱フィン９６の排気側出口近傍は、それまでの吸気側から排気側にかけての直線から屈曲するように形成される。放熱フィン９６の排気側出口近傍での左右方向の間隔は、前記ベース部９２の高温部１０５を通過するフィンほど広くなるように配置される。放熱フィン９６での排気側出口近傍の屈曲は、高温部を通過するフィンほど小さくなるように形成される。放熱フィン９６の断面は、上方に進むに連れて先細る略台形状である。放熱フィン９６は、後方に進むに連れて左側に傾斜するように延びる。なお、図４では、傾斜する放熱フィン９６に交差する断面を示すため、放熱フィン９６は、前後方向に間隔を空けるように図示されている。
【0044】
［２．電子機器の作用］
次に、実施の形態１の作用について説明する。
車載装置１が作動してファン１１０が作動すると、ボトムケース３の吸気穴からトップケース４の放熱穴２ａ、排水穴２ｂ等に向けて移動する気流Ａ（図４参照）が生じる。すなわち、吸気穴から取り込まれた空気は、下側の回路基板６の下面に沿って移動し、下側の回路基板６の外周部を迂回してファンユニット１０に向かう。このファンユニット１０に向かう空気により、下方のヒートシンク８は冷される。
次に、実施の形態１の作用について説明する。
車載装置１が作動してファン１１０が作動すると、ボトムケース３の吸気穴からトップケース４の放熱穴２ａ、排水穴２ｂ等に向けて移動する気流Ａ（図４参照）が生じる。すなわち、吸気穴から取り込まれた空気は、下側の回路基板６の下面に沿って移動し、下側の回路基板６の外周部を迂回してファンユニット１０に向かう。このファンユニット１０に向かう空気により、下方のヒートシンク８は冷される。
【0045】
ヒートシンク８を冷した空気はファンユニット１０のファン１１０に取り込まれてエアダクト１２０の流路１２０Ｓに送り込まれる。流路１２０Ｓに送り込まれた空気は、上方のヒートシンク９の上面９１に案内され、放熱フィン９６に沿って流れる。通過する空気は、その過程で放熱部９０に熱せられて高温となる。高温となった空気は、放熱穴２ａや排水穴２ｂから排出される。
本実施の形態では、放熱フィン９６の排気側出口近傍を屈曲させ、高温部１０５の上にあるフィンの間隔が排気側の出口近傍で広がるように配置したことで、ベンチュリ効果が生じ、出口近傍よりも流路が狭くなっている高温部に流れる気流の風速をあげることができ、高温部の放熱を効率よく行うことができる。なお、ベンチュリ効果とは、流体の流路において、部分的に断面積を狭めたとき、流体の流速が増加し、圧力の低い部分が作り出される現象であり、流量を一定にした場合のベルヌーイの定理から導かれる。
本実施の形態では、放熱フィン９６の排気側出口近傍を屈曲させ、高温部１０５の上にあるフィンの間隔が排気側の出口近傍で広がるように配置したことで、ベンチュリ効果が生じ、出口近傍よりも流路が狭くなっている高温部に流れる気流の風速をあげることができ、高温部の放熱を効率よく行うことができる。なお、ベンチュリ効果とは、流体の流路において、部分的に断面積を狭めたとき、流体の流速が増加し、圧力の低い部分が作り出される現象であり、流量を一定にした場合のベルヌーイの定理から導かれる。
【0046】
［３．効果］
以上説明したように、本実施の形態においては、空冷によって排熱を行う電子機器であって、前記電子機器の筐体内に設置された発熱素子と、発熱素子に接するように上部に設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに空気を送風し、前記筐体外へ排出するファンと、を備え、前記ヒートシンクは、ファンから空気を吸気する吸気側から筐体外へ空気を排出する排気側へと延びるように設置されたフィン群を有し、前記フィン群は、前記排気側出口近傍を除き平行に配置され、前記複数のフィンのうち、発熱素子により高温となる高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも前記排気側出口近傍において間隔が広がるように配置されている。
この構成によれば、放熱用のフィンの形状変更、すなわち、高温部を経由するフィンの排気側出口間隔を広げることで、ベンチュリ効果を生じさせ、出口近傍よりも流路が狭くなっている放熱部を通る空気の風速を高めることができ、発熱素子の放熱効率を向上させることができる。また、発熱素子がヒートシンクに接する位置が変わっても、前記排気側出口近傍におけるフィンの間隔を調整するだけで様々なバリエーションに対応できる。
以上説明したように、本実施の形態においては、空冷によって排熱を行う電子機器であって、前記電子機器の筐体内に設置された発熱素子と、発熱素子に接するように上部に設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに空気を送風し、前記筐体外へ排出するファンと、を備え、前記ヒートシンクは、ファンから空気を吸気する吸気側から筐体外へ空気を排出する排気側へと延びるように設置されたフィン群を有し、前記フィン群は、前記排気側出口近傍を除き平行に配置され、前記複数のフィンのうち、発熱素子により高温となる高温部を経由する複数のフィンは、他のフィンよりも前記排気側出口近傍において間隔が広がるように配置されている。
この構成によれば、放熱用のフィンの形状変更、すなわち、高温部を経由するフィンの排気側出口間隔を広げることで、ベンチュリ効果を生じさせ、出口近傍よりも流路が狭くなっている放熱部を通る空気の風速を高めることができ、発熱素子の放熱効率を向上させることができる。また、発熱素子がヒートシンクに接する位置が変わっても、前記排気側出口近傍におけるフィンの間隔を調整するだけで様々なバリエーションに対応できる。
【0047】
本実施の形態では、前記発熱素子は、上方から見て前記ヒートシンクの前記吸気側寄りに設けられ、前記フィン群の前記排気側端は屈曲している。前記高温部を経由する複数のフィンの屈曲は、他のフィンの屈曲よりも小さい。
この構成によれば、フィンの排気側端を適切に屈曲させてそれらの間隔を調整すること、すなわち、高温部を経由するフィンの屈曲を小さくすることにより、フィンの排気側出口間隔を広げることで、ベンチュリ効果が生じさせ、出口近傍よりも流路が狭くなっている高温部を経由する気流の速度を上げ、効率よく冷却を行うことができる。
この構成によれば、フィンの排気側端を適切に屈曲させてそれらの間隔を調整すること、すなわち、高温部を経由するフィンの屈曲を小さくすることにより、フィンの排気側出口間隔を広げることで、ベンチュリ効果が生じさせ、出口近傍よりも流路が狭くなっている高温部を経由する気流の速度を上げ、効率よく冷却を行うことができる。
【0048】
［４．実施の形態２に係る電子機器の構成］
以下、本発明の実施の形態２について図面を参照して説明する。実施の形態２の説明では、実施の形態１と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
以下、本発明の実施の形態２について図面を参照して説明する。実施の形態２の説明では、実施の形態１と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0049】
図７は、実施の形態２における筐体からアップケースとフロントケースを外した斜視図である。
実施の形態２に係るヒートシンク２０９は、上部基板の第1の発熱素子７１に加えて、発熱素子７１より発熱の小さい第２の発熱素子７２の放熱も行なう。
ヒートシンク２０９には、第２の発熱素子７２に接触する接触部材２１０が一体に設けられている。
実施の形態２に係るヒートシンク２０９は、上部基板の第1の発熱素子７１に加えて、発熱素子７１より発熱の小さい第２の発熱素子７２の放熱も行なう。
ヒートシンク２０９には、第２の発熱素子７２に接触する接触部材２１０が一体に設けられている。
【0050】
第1の発熱素子７１による高温部１０５を経由するフィンの間隔は、第２の発熱素子７２による高温部（不図示）を経由するフィンの間隔よりも、排気側出口近傍において大きく形成されている。
これにより、第２の発熱素子７２の高温部（不図示）より、発熱の大きい発熱素子７１の高温部１０５におけるフィンを流れる風速を高めることができる。
これにより、第２の発熱素子７２の高温部（不図示）より、発熱の大きい発熱素子７１の高温部１０５におけるフィンを流れる風速を高めることができる。
【0051】
［５．効果］
本実施の形態では、筐体内には第1の発熱素子より発熱の小さい第２の発熱素子が設けられ、ヒートシンクは、第１の発熱素子及び第２の発熱素子と接するように設けられる。第1の発熱素子による高温部を経由するフィンの間隔は、第２の発熱素子による高温部を経由するフィンの間隔よりも、前記排気側出口近傍において大きく形成されている。
この構成によれば、発熱素子は複数設けられても良く、より高温となる発熱素子を経由するフィンほど、排気側出口近傍の間隔を大きくすること、つまり、より大きなベンチュリ効果が生じさせることで、気流の流速が増し、効率よく冷却をすることができる。すなわち、第２の発熱素子の高温部においてフィンを流れる空気の速度よりも、より発熱の大きい第1の発熱素子の高温部においてフィンを流れる空気の速度を高めることができるので、発熱素子の放熱効率を向上させることができる。第２の発熱素子も接触部材を介してヒートシンクに接触しているので、ヒートシンクを流れる、第1の発熱素子による温度化上昇が少ない空気により第２の発熱素子の冷却を行うことができる。また、第1の発熱素子と第２の発熱素子がヒートシンクに接する位置関係が変わっても、前記排気側出口近傍におけるフィンの間隔を調整するだけで様々なバリエーションに対応できる。
本実施の形態では、筐体内には第1の発熱素子より発熱の小さい第２の発熱素子が設けられ、ヒートシンクは、第１の発熱素子及び第２の発熱素子と接するように設けられる。第1の発熱素子による高温部を経由するフィンの間隔は、第２の発熱素子による高温部を経由するフィンの間隔よりも、前記排気側出口近傍において大きく形成されている。
この構成によれば、発熱素子は複数設けられても良く、より高温となる発熱素子を経由するフィンほど、排気側出口近傍の間隔を大きくすること、つまり、より大きなベンチュリ効果が生じさせることで、気流の流速が増し、効率よく冷却をすることができる。すなわち、第２の発熱素子の高温部においてフィンを流れる空気の速度よりも、より発熱の大きい第1の発熱素子の高温部においてフィンを流れる空気の速度を高めることができるので、発熱素子の放熱効率を向上させることができる。第２の発熱素子も接触部材を介してヒートシンクに接触しているので、ヒートシンクを流れる、第1の発熱素子による温度化上昇が少ない空気により第２の発熱素子の冷却を行うことができる。また、第1の発熱素子と第２の発熱素子がヒートシンクに接する位置関係が変わっても、前記排気側出口近傍におけるフィンの間隔を調整するだけで様々なバリエーションに対応できる。
【0052】
［６．他の実施の形態］
上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
【0053】
上記した実施の形態では、フィンの形状を変更させることで、気流の風速をあげる構成を説明した。しかし、この形状変更はフィン部でなくともよい。すなわち、トップケース及びヒートシンク堤防部やエアダクトの形状を変更することで、左右方向に問わずに、気流経路をすぼめた形状を形成することができ、風速をあげることができる。
【符号の説明】
【0054】
９ ヒートシンク
９０ 放熱部
９６ 放熱フィン
１０５ 発熱素子による高温部
９０ 放熱部
９６ 放熱フィン
１０５ 発熱素子による高温部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】