放熱器、及び放熱システム
【課題】フィンの放熱面を有効に利用して、冷却効果を高めることが可能な放熱器を提供する。
【解決手段】放熱器１は、平板状の基板２と放熱部３とを備えている。発熱体５は基板２の一方の面に取り付けられる。放熱部３は、基板２において発熱体５とは反対側の面に設けられている。放熱部３は、第１の放熱部３１と第２の放熱部３２とによって構成されている。第１の放熱部３１には、高さが一定の複数の長尺フィン４１が配置されている。第２の放熱部３２には、長尺フィン４１と、長尺フィン４１よりも高さが低い短尺フィン４２とが、配置されている。第１の放熱部３１は、ファンから相対的に近い位置に配置され、第２の放熱部３２は、ファンから相対的に遠い位置に配置される。
【解決手段】放熱器１は、平板状の基板２と放熱部３とを備えている。発熱体５は基板２の一方の面に取り付けられる。放熱部３は、基板２において発熱体５とは反対側の面に設けられている。放熱部３は、第１の放熱部３１と第２の放熱部３２とによって構成されている。第１の放熱部３１には、高さが一定の複数の長尺フィン４１が配置されている。第２の放熱部３２には、長尺フィン４１と、長尺フィン４１よりも高さが低い短尺フィン４２とが、配置されている。第１の放熱部３１は、ファンから相対的に近い位置に配置され、第２の放熱部３２は、ファンから相対的に遠い位置に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子などの発熱体を冷却する放熱器、及びその放熱器を備えた放熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車や燃料電池自動車などの電動車両のように、電動機によって走行する車両が知られている。このような電動車両には、電動機の他に、充放電可能なバッテリ、電動機とバッテリとの間で授受される電力を制御するインバータなどが搭載されている。インバータは、半導体素子のスイッチング動作によって電力変換を行うものであり、スイッチング動作によって半導体素子が発熱する。半導体素子などの電子機器からの熱を除去して、電子機器の過熱を防止するために、放熱器が取り付けられる。
【０００３】
従来技術に係る放熱器においては、板状の基板の一方の面に複数のフィンが一体的に形成されている。フィンの形状はすべて同じであり、各フィンは等間隔に設けられている。そして、基板においてフィンが設けられていない側の面に、電子機器などの発熱体（被冷却物）を密着させて取り付けることにより、熱が放熱器に伝わり、フィンから空気に熱伝導されて、電子機器が冷却される。この場合、フィンの面積が大きいほど大きな冷却効果が得られる。冷却効果を高めるために放熱器の周囲にファンで空気を流し、強制空冷を行う場合がある。この場合、フィンの面積に加えて、フィン表面での流速が速いほど冷却効果が高くなる。
【０００４】
ところで、インバータなどの発熱体に対して強制空冷を行う場合には、車両内における高さ方向の搭載スペースの制約や、ダクト形状の簡素化のために、遠心ファンが用いられることがある。例えば、車両のラゲージルーム（荷室）のスペースを確保するために、リアシートの後にバッテリパックを重ねて搭載することがある。この場合、バッテリパックとリアシートとの間にスペースができてしまい、このスペースがデッドスペースとなる。このデッドスペースを活用するために、電子機器のための放熱器をデッドスペースに設置する場合には、放熱器は細長い形状となる。ファンを設置するためのスペース（例えば高さ方向の搭載スペース）が限られているため、ファンには遠心ファンが用いられる。この遠心ファンは、モータの回転軸方向から吸い込んだ空気を、回転軸に直交する径方向に排出する。
【０００５】
しかしながら、各フィンが等間隔に配置された従来技術に係る放熱器では、各フィンでの通風抵抗が同じになる。遠心ファンからの空気の流れは旋回流であるため、遠心ファンの排出口の近く（排出口側）に配置されたフィンでは空気の流量が過剰となり、排出口から遠い位置（排出口とは反対側の位置）に配置されたフィンでは空気の流量が不足して、フィンの放熱面が有効に利用されていないという問題があった。このように、従来技術に係る放熱器では、空気が各フィンに均一に供給されず、送風による十分な冷却効果が得られなかった。
【０００６】
一方、下記の特許文献１には、空気の流量が不足する中央部の通風抵抗を小さくし、空気が各フィンに均一に供給されることを目的とした放熱器が開示されている。図３を参照して、この従来技術に係る放熱器について説明する。図３は、従来技術に係る放熱器を示す図である。図３（ａ）は、従来技術に係る放熱器の正面図であり、図３（ｂ）は、従来技術に係る放熱器を上から見た平面図である。従来技術に係る放熱器１００は、平板状の基板１１０と放熱部１２０とを備えている。電子機器などの発熱体１４０は、基板１１０の一方の面に取り付けられる。放熱部１２０は、基板１１０において発熱体１４０とは反対側の面に設けられている。放熱部１２０は、板状の複数のフィン１３０によって構成されている。各フィン１３０は、その板面が、図示しないファンによって生成される空気流の流路と平行になるように一定間隔で配置されている。そして、放熱部１２０は、放熱部１２０の中央部１２１ではフィン１３０の間隔（ピッチ）が粗に、両方の端部１２２ではフィン１３０の間隔（ピッチ）が密になるように形成されている。すなわち、隣り合うフィン１３０間の距離が、両方の端部１２２よりも中央部１２１において長くなっている。発熱体１４０からの熱は、基板１１０を介して各フィン１３０に伝わるようになっている。このような構成において、ファンからの空気が放熱部１２０に供給されることにより、発熱体１４０の冷却が図れるようになっている。中央部１２１ではフィン１３０の間隔が長くなっているため、通風抵抗が小さくなって空気の一部が両方の端部１２２から回り込むことにより、空気が放熱部１２０に均一に供給される。
【０００７】
また、特許文献１には、図４に示す放熱器が開示されている。図４は、従来技術に係る放熱器を上から見た平面図である。図４に示す放熱器１００においては、中央部１２１に配置されたフィン１３０の流路方向の長さが、両方の端部１２２に配置されたフィン１３０の流路方向の長さよりも短くなっている。そのことにより、中央部１２１では通風抵抗が小さくなって空気の一部が両方の端部１２２から回り込み、空気が放熱部１２０に均一に供給される。
【０００８】
また、下記の特許文献２に記載の放熱器においては、厚さが最も厚いフィンが放熱器の端部に配置され、厚さが最も薄いフィンが放熱器の中央に配置されている。このように厚さの異なるフィンを配置することにより、隣り合うフィンの間隔は、放熱器の端部よりも中央部において長くなるため、中央部の通風抵抗が小さくなる。その結果、中央部にも空気が十分に流れて放熱効果が高くなる。
【０００９】
また、下記の特許文献３には、遠心ファンを用いたヒートシンクが開示されている。このヒートシンク内を通る空気の吹き出し口には、フィンが配置されていない空間が形成されている。遠心ファンからの空気流を、この空間を通すことにより速い流れに変えて、吹き出し口から筐体外に直接排出することにより、筐体内の周辺に位置する発熱体を冷却する。
【００１０】
また、下記の特許文献４には、フィンの高さが、半導体素子が設置された受熱部の中心部分で最も高くなり、半導体素子から離れた位置では低くなっている半導体冷却装置が開示されている。半導体素子からの距離によって冷却に寄与する度合いがフィンによって異なるため、半導体素子から遠い位置に配置されたフィンの長さを短くすることにより、半導体冷却装置の小型化を図っている。
【００１１】
また、下記の特許文献５には、冷却媒体の流入口から流出口に向かうに従って、フィンの高さを高くすることにより、流入口から流出口に向かうに従って冷却効果が高められた半導体冷却装置が開示されている。そのことにより、冷却媒体の流れ方向に沿って配置された半導体チップ間の温度差を小さくし、すべての半導体チップの温度を均一に近づけるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−６４５６８号公報
【特許文献２】特開平５−２０６３３９号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／０９９６６２号
【特許文献４】特開２０００−９２８１９号公報
【特許文献５】特開２０１０−１５３７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
複数のフィンを備えた放熱器の冷却能力は、フィンの放熱面積と空気流量とに主に依存する。そのため、フィンの間隔（ピッチ）を狭くし、圧損の小さいストレートフィンが一般的に用いられる。ストレートフィンを備えた放熱器の製造方法としては、フィンの間隔をダイカスト等よりも狭くすることができ、製造コストが比較的安い押し出し製法が用いられる。
【００１４】
押し出し製法では、フィンを等間隔に製造しないと、左右の金型からの応力の違いにより、フィンの根元に変形が生じる場合がある。上記の特許文献１，２に記載の放熱器では、フィンの間隔を部分的に変えているため、押し出し製法によって製造した場合には、フィンの根元に変形が生じるおそれがある。また、図４に示す放熱器を製造する場合、押し出し製法によって得られた製造物を加工する必要があるため、製造の工程数が増え、製造コストが高くなるおそれがある。また、流路方向に長さの異なるフィンを、押し出し製法によって形成することは困難である。また、特許文献１，２に記載の放熱器では、中央部に配置されたフィンの間隔が長いため、中央部における放熱面積が減少し、冷却能力の低下を招くおそれがある。
【００１５】
また、特許文献３に記載のヒートシンクにおいては、フィンが配置されていない空間が形成されているが、この空間は、遠心ファンからの空気流を筐体外に直接排出するためのものである。各フィンでの通風抵抗については考慮されておらず、遠心ファンからの空気を、各フィンに対して均一に供給することは困難である。
【００１６】
また、特許文献４に記載の半導体冷却装置においては、冷却に寄与する度合いが低いフィンの長さを短くしているが、各フィンでの通風抵抗については考慮されていない。そのため、遠心ファンからの空気を、各フィンに対して均一に供給することは困難である。
【００１７】
また、特許文献５に記載の半導体冷却装置においては、冷却媒体の流入口から流出口に向かうに従ってフィンの高さを高くしているが、各フィンでの通風抵抗については考慮されていない。そのため、遠心ファンからの空気を、各フィンに対して均一に供給することは困難である。
【００１８】
本発明の目的は、フィンの放熱面を有効に利用して、冷却効果を高めることが可能な放熱器、及びその放熱器を備えた放熱システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、ファンの排出口から供給される空気流の流路に配置され、前記空気流により冷却されて発熱体を冷却する放熱器において、一方の面に前記発熱体が取り付けられる基板と、前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、を備え、前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗が小さい、ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る放熱器であって、前記放熱部は、高さが一定の複数の長尺のフィンが配置された第１の放熱部と、高さが前記長尺のフィンよりも低い短尺のフィンが配置された第２の放熱部と、を含み、前記ファンから相対的に近い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第１の放熱部が配置され、前記ファンから相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第２の放熱部が配置される、ことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る放熱器であって、前記ファンは遠心ファンであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る放熱器であって、前記第２の放熱部には、短尺のフィンと長尺のフィンとが配置されていることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る放熱器であって、前記フィンは一定の間隔で配置されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、発熱体を冷却する放熱システムにおいて、排出口から空気流を供給するファンと、前記ファンから供給される前記空気流の流路に配置された放熱器と、を備え、前記放熱器は、一方の面に前記発熱体が取り付けられた基板と、前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、を備え、前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗が小さい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、ファンから相対的に遠い位置に配置されるフィンによる通風抵抗が小さいため、ファンによって生成された空気流が旋回流であっても、ファンから相対的に遠い位置に配置されるフィンにも十分に空気が流れる。そのことにより、各フィンの放熱面を有効に利用して、冷却効果を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る放熱器を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放熱器を上から見た平面図である。
【図３】従来技術に係る放熱器の正面図である。
【図４】従来技術に係る放熱器を上から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る放熱器について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る放熱器を示す正面図である。図２は、本発明の実施形態に係る放熱器を上から見た平面図である。
【００２８】
本実施形態に係る放熱器１は、一例として、モータとエンジンとの出力により走行するハイブリッド車両、モータの出力のみにより走行する電気自動車、又は燃料電池自動車などの電動車両に搭載される。
【００２９】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る放熱器１は、平板状の基板２と放熱部３とを備えている。発熱体５は、基板２の一方の面に取り付けられる。発熱体５は、例えば、電動車両に搭載されるインバータやＤＣ−ＤＣコンバータに用いられる半導体素子である。インバータがバッテリに直結されていてもよいし、インバータが接続されたＤＣ−ＤＣコンバータがバッテリに直結されていてもよい。放熱部３は、基板２において発熱体５とは反対側の面に設けられている。一例として、基板２と放熱部３とは一体的に形成されている。放熱器１は、例えばアルミニウム製である。発熱体５からの熱は、基板２を介して放熱部３に伝わるようになっている。
【００３０】
また、放熱部３と適宜な間隔を隔てて、送風ファンとして用いられる遠心ファン１０が配置されている。本実施形態においては、車両内における高さ方向の搭載スペースの制約や、ダクト形状の簡素化のために、遠心ファン１０を用いることが好ましい。遠心ファン１０から発生する流体（空気）が放熱部３に供給され、発熱体５を冷却するようになっている。遠心ファン１０には、例えば多翼ファンやラジアルファンなどを用いることができる。一例として、遠心ファン１０に多翼ファンを用いた場合について説明する。多翼ファンである遠心ファン１０は、図２に示すように、渦巻き型のケース１１と、モータ１２と、モータ１２に取り付けられた羽根車１３とを備えている。多翼ファンである遠心ファン１０は、羽根車１３を形成する多数枚の羽根１４の外周での傾きが羽根車１３の回転方向を向いて形成されている。排出ノズル（排出口）１５は、ケース１１から僅かに突出している。吸気口は、円形に配置された羽根１４の中心部に、モータ１２の回転軸方向に沿って形成されている。遠心ファン１０は、モータ１２の回転軸方向に形成された吸気口から吸気した空気を羽根車１３の回転による遠心作用を利用して、回転軸に直交する径方向に排出する。ケース１１は、遠心ファン１０から径方向に排出される空気に方向性を持たせるための案内ガイドとしての機能を有する。ケース１１によって案内された空気は、排出ノズル１５から遠心ファン１０の外部に排出される。このように、吸気口から吸気された空気は、流れが９０度転向されて、排出ノズル１５から排出される。なお、遠心ファン１０の代わりに、軸流ファンを用いてもかまわない。
【００３１】
放熱部３は、板状の複数のフィン４によって構成されている。各フィン４は、板状の面が互いに平行となるように配置されている。各フィン４は、一定の間隔（ピッチ）で配置されていることが好ましい。また、各フィン４は、板状の面が遠心ファン１０によって生成される空気流の流路と平行になるように配置される。放熱部３は、一例として２種類のフィン４によって構成されている。具体的には、フィン４には、長尺フィン４１と、長尺フィン４１よりも高さが低い短尺フィン４２とがある。フィン４の高さは、基板２に直交する方向のフィン４の長さに相当する。従って、短尺フィン４２は、基板２からの長さが長尺フィン４１よりも短い。
【００３２】
放熱部３は、第１の放熱部３１と第２の放熱部３２とによって構成されている。第１の放熱部３１には、高さが一定の複数の長尺フィン４１が配置されている。各長尺フィン４１は一定の間隔（ピッチ）で配置されていることが好ましい。第２の放熱部３２は、第１の放熱部３１の隣に設けられている。第２の放熱部３２には、長尺フィン４１と、長尺フィン４１よりも高さが低い短尺フィン４２とが、配置されている。長尺フィン４１と短尺フィン４２とは、一定の間隔（ピッチ）で配置されていることが好ましい。図１に示す例では、長尺フィン４１と短尺フィン４２とが交互に配置されている。この配置例は一例であり、例えば、隣り合う長尺フィン４１の間に複数の短尺フィン４２が配置されていてもよい。また、高さがそれぞれ異なる複数の短尺フィン４２が、第２の放熱部３２に配置されていてもよい。また、第２放熱部３２において、基板２の中心部側から端部にかけて徐々にフィン４の高さが低くなっていてもよい。図２に示す例においては、第２の放熱部３２は、基板２の一方の端部側に設けられている。このように、基板２の一方の端部側に配置された一部のフィン４（短尺フィン４２）の高さが、他のフィン４の高さよりも低くなっている。
【００３３】
図２に示す例においては、遠心ファン１０は、第２の放熱部３２よりも第１の放熱部３１に近い位置に配置される。このように、遠心ファン１０の排出ノズル１５に相対的に近い位置には、空気流の流路の上流から下流にかけて第１の放熱部３１が配置される。また、排出ノズル１５から相対的に遠い位置には、空気流の流路の上流から下流にかけて第２の放熱部３２が配置される。換言すると、排出ノズル１５側には、空気流の流路の上流から下流にかけて第１の放熱部３１が配置され、排出ノズル１５の反対側には、空気流の流路の上流から下流にかけて第２の放熱部３２が配置される。なお、放熱器１と遠心ファン１０とによって、放熱システムの一例を構成する。
【００３４】
以上のように放熱器１と遠心ファン１０とを配置すると、遠心ファン１０の排出ノズル１５から排出された空気流は放熱器１に向かう。遠心ファン１０によって生成される空気流は旋回流であるため、排出ノズル１５の近傍に配置されたフィン４に供給される空気量は多くなるが、排出ノズル１５から遠い位置に配置されたフィン４に供給される空気量は少なくなる。すなわち、排出ノズル１５の近傍に配置された第１の放熱部３１に供給される空気量は多くなるが、排出ノズル１５から遠い位置に配置された第２の放熱部３２に供給される空気量は少なくなる。
【００３５】
本実施形態においては、第２の放熱部３２には短尺フィン４２が設けられているため、第２の放熱部３２には、空気を流すためのスペースが確保される。そのことにより、第１の放熱部３１よりも第２の放熱部３２の方が、通風抵抗が小さくなる。第２の放熱部３２は遠心ファン１０の排出ノズル１５から相対的に遠い位置に配置されているが、第１の放熱部３１よりも通風抵抗が小さいため、遠心ファン１０によって生成された空気流が旋回流であっても、第２の放熱部３２にも十分に空気が流れる。このように第２の放熱部３２にも十分に空気が流れ、第２の放熱部３２のフィン４の表面の流速が速くなるため、第２の放熱部３２における冷却効果が高くなる。
【００３６】
以上のように、第２の放熱部３２にも十分に空気が流れるため、第１の放熱部３１と第２の放熱部３２とを含めて、空気流を各フィン４に均一に供給することが可能となる。例えば、フィン４が板状の形状を有する場合には、各フィン４の板状の面に空気流を均一に供給することが可能となる。このように、空気流を各フィン４に均一に供給することが可能となるため、各フィン４の放熱面を有効に利用して、放熱器１の冷却効果を高めることが可能となる。
【００３７】
なお、短尺フィン４２の高さは、長尺フィン４１の高さの半分程度であることが好ましい。そのことにより、短尺フィン４２の表面積、すなわち放熱に寄与する面積（放熱面積）を確保しつつ、第２の放熱部３２における通風抵抗を小さくして、第２の放熱部３２に十分に空気を供給することが可能となる。
【００３８】
また、長尺フィン４１に挟まれた短尺フィン４２の端部で空気流の渦が発生し、隣り合う長尺フィン４１の間の空気の流れを拡散することが可能となる。そのことにより、放熱器１の冷却効果をさらに高めることが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態に係る放熱器１においては、隣り合うフィン４の間隔（ピッチ）は一定であることが好ましい。例えば、第１の放熱部３１においては、隣り合う長尺フィン４１の間隔は一定であり、第２の放熱部３２においては、隣り合う長尺フィン４１と短尺フィン４２との間隔は一定であることが好ましい。このように、隣り合うフィン４の根元の間隔が一定であるため、フィン４の根元に無理な力が加わり難くなる。そのため、押し出し製法によって本実施形態に係る放熱器１を容易に製造することが可能となる。
【００４０】
また、隣り合うフィン４の間隔（ピッチ）を一定にすることにより、第２の放熱部３２における通風抵抗を小さくしつつ、フィン４の総表面積の減少が少ないという効果を奏する。上述した特許文献１，２に記載の放熱器においては、中央部においてフィンの間隔（ピッチ）を長くしているため、中央部におけるフィンの数が減少する。そのため、中央部におけるフィンの表面積、すなわち放熱に寄与する面積（放熱面積）が減少し、放熱器の冷却能力の低下を招く。一方、本実施形態に係る放熱器１では、隣り合うフィン４の間隔を一定にしてフィン４の総数を減らしていないため、フィン４の表面積（放熱面積）の減少を少なくすることが可能となる。そのため、本実施形態に係る放熱器１では、十分な放熱面積を確保することが可能となる。
【００４１】
また、遠心ファン１０からの空気流を放熱器１の各フィン４に均一に供給することができるため、遠心ファン１０から供給される空気流を有効に利用することが可能となる。その結果、遠心ファン１０を大型化せずに済むため、遠心ファン１０の小型化、及び低コスト化を図ることが可能となる。すなわち、放熱器１と遠心ファン１０とを含む放熱システムを大型化せずに、発熱体５を効率的に冷却することが可能となる。
【００４２】
また、遠心ファン１０からの空気流を放熱器１の各フィン４に均一に供給することができるため、空気流を整流化するためのエアチャンバを用いなくてもよい。その結果、放熱システムの小型化、及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００４３】
また、放熱器１と遠心ファン１０とを含む放熱システムの小型化が可能となるため、車両のラゲージルーム（荷室）において、バッテリパックとリアシートとの間のスペースに、本実施形態に係る放熱システムを搭載することが可能となる。このように、デッドスペースとなり得るスペースを有効に利用することが可能となるため、ラゲージルームを拡大することが可能となる。
【００４４】
なお、図１及び図２に示す例では、板状のフィン４が放熱器１に設けられているが、板状のフィン４の代わりに、柱状のフィンが放熱器１に設けられていてもよい。この場合、複数の柱状フィンが、２次元的に基板２の一方の面に設けられている。各柱状フィンの間隔（ピッチ）は一定であることが好ましい。上述した実施形態と同様に、第１の放熱部３１には、高さが一定の長尺の複数の柱状フィンが配置されている。第２の放熱部３２には、長尺の柱状フィンと、長尺の柱状フィンよりも高さが低い短尺の柱状フィンとが配置されている。例えば、第２の放熱部３２では、長尺の柱状フィンの列と短尺の柱状フィンの列とが交互に配置されている。
【００４５】
以上のように、板状フィンの代わりに柱状フィンを放熱器１に設けた場合であっても、第２の放熱部３２には短尺の柱状フィンが設けられているため、第１の放熱部３１よりも第２の放熱部３２の方が、通風抵抗が小さくなる。その結果、第２の放熱部３２にも十分に空気が流れるため、フィンの放熱面を有効に利用して、放熱器１の冷却効果を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 放熱器、２ 基板、３ 放熱部、４ フィン、５ 発熱体、１０ 遠心ファン、１１ ケース、１２ モータ、１３ 羽根車、１４ 羽根、１５ 排出ノズル、３１ 第１の放熱部、３２ 第２の放熱部、４１ 長尺フィン、４２ 短尺フィン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子などの発熱体を冷却する放熱器、及びその放熱器を備えた放熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車や燃料電池自動車などの電動車両のように、電動機によって走行する車両が知られている。このような電動車両には、電動機の他に、充放電可能なバッテリ、電動機とバッテリとの間で授受される電力を制御するインバータなどが搭載されている。インバータは、半導体素子のスイッチング動作によって電力変換を行うものであり、スイッチング動作によって半導体素子が発熱する。半導体素子などの電子機器からの熱を除去して、電子機器の過熱を防止するために、放熱器が取り付けられる。
【０００３】
従来技術に係る放熱器においては、板状の基板の一方の面に複数のフィンが一体的に形成されている。フィンの形状はすべて同じであり、各フィンは等間隔に設けられている。そして、基板においてフィンが設けられていない側の面に、電子機器などの発熱体（被冷却物）を密着させて取り付けることにより、熱が放熱器に伝わり、フィンから空気に熱伝導されて、電子機器が冷却される。この場合、フィンの面積が大きいほど大きな冷却効果が得られる。冷却効果を高めるために放熱器の周囲にファンで空気を流し、強制空冷を行う場合がある。この場合、フィンの面積に加えて、フィン表面での流速が速いほど冷却効果が高くなる。
【０００４】
ところで、インバータなどの発熱体に対して強制空冷を行う場合には、車両内における高さ方向の搭載スペースの制約や、ダクト形状の簡素化のために、遠心ファンが用いられることがある。例えば、車両のラゲージルーム（荷室）のスペースを確保するために、リアシートの後にバッテリパックを重ねて搭載することがある。この場合、バッテリパックとリアシートとの間にスペースができてしまい、このスペースがデッドスペースとなる。このデッドスペースを活用するために、電子機器のための放熱器をデッドスペースに設置する場合には、放熱器は細長い形状となる。ファンを設置するためのスペース（例えば高さ方向の搭載スペース）が限られているため、ファンには遠心ファンが用いられる。この遠心ファンは、モータの回転軸方向から吸い込んだ空気を、回転軸に直交する径方向に排出する。
【０００５】
しかしながら、各フィンが等間隔に配置された従来技術に係る放熱器では、各フィンでの通風抵抗が同じになる。遠心ファンからの空気の流れは旋回流であるため、遠心ファンの排出口の近く（排出口側）に配置されたフィンでは空気の流量が過剰となり、排出口から遠い位置（排出口とは反対側の位置）に配置されたフィンでは空気の流量が不足して、フィンの放熱面が有効に利用されていないという問題があった。このように、従来技術に係る放熱器では、空気が各フィンに均一に供給されず、送風による十分な冷却効果が得られなかった。
【０００６】
一方、下記の特許文献１には、空気の流量が不足する中央部の通風抵抗を小さくし、空気が各フィンに均一に供給されることを目的とした放熱器が開示されている。図３を参照して、この従来技術に係る放熱器について説明する。図３は、従来技術に係る放熱器を示す図である。図３（ａ）は、従来技術に係る放熱器の正面図であり、図３（ｂ）は、従来技術に係る放熱器を上から見た平面図である。従来技術に係る放熱器１００は、平板状の基板１１０と放熱部１２０とを備えている。電子機器などの発熱体１４０は、基板１１０の一方の面に取り付けられる。放熱部１２０は、基板１１０において発熱体１４０とは反対側の面に設けられている。放熱部１２０は、板状の複数のフィン１３０によって構成されている。各フィン１３０は、その板面が、図示しないファンによって生成される空気流の流路と平行になるように一定間隔で配置されている。そして、放熱部１２０は、放熱部１２０の中央部１２１ではフィン１３０の間隔（ピッチ）が粗に、両方の端部１２２ではフィン１３０の間隔（ピッチ）が密になるように形成されている。すなわち、隣り合うフィン１３０間の距離が、両方の端部１２２よりも中央部１２１において長くなっている。発熱体１４０からの熱は、基板１１０を介して各フィン１３０に伝わるようになっている。このような構成において、ファンからの空気が放熱部１２０に供給されることにより、発熱体１４０の冷却が図れるようになっている。中央部１２１ではフィン１３０の間隔が長くなっているため、通風抵抗が小さくなって空気の一部が両方の端部１２２から回り込むことにより、空気が放熱部１２０に均一に供給される。
【０００７】
また、特許文献１には、図４に示す放熱器が開示されている。図４は、従来技術に係る放熱器を上から見た平面図である。図４に示す放熱器１００においては、中央部１２１に配置されたフィン１３０の流路方向の長さが、両方の端部１２２に配置されたフィン１３０の流路方向の長さよりも短くなっている。そのことにより、中央部１２１では通風抵抗が小さくなって空気の一部が両方の端部１２２から回り込み、空気が放熱部１２０に均一に供給される。
【０００８】
また、下記の特許文献２に記載の放熱器においては、厚さが最も厚いフィンが放熱器の端部に配置され、厚さが最も薄いフィンが放熱器の中央に配置されている。このように厚さの異なるフィンを配置することにより、隣り合うフィンの間隔は、放熱器の端部よりも中央部において長くなるため、中央部の通風抵抗が小さくなる。その結果、中央部にも空気が十分に流れて放熱効果が高くなる。
【０００９】
また、下記の特許文献３には、遠心ファンを用いたヒートシンクが開示されている。このヒートシンク内を通る空気の吹き出し口には、フィンが配置されていない空間が形成されている。遠心ファンからの空気流を、この空間を通すことにより速い流れに変えて、吹き出し口から筐体外に直接排出することにより、筐体内の周辺に位置する発熱体を冷却する。
【００１０】
また、下記の特許文献４には、フィンの高さが、半導体素子が設置された受熱部の中心部分で最も高くなり、半導体素子から離れた位置では低くなっている半導体冷却装置が開示されている。半導体素子からの距離によって冷却に寄与する度合いがフィンによって異なるため、半導体素子から遠い位置に配置されたフィンの長さを短くすることにより、半導体冷却装置の小型化を図っている。
【００１１】
また、下記の特許文献５には、冷却媒体の流入口から流出口に向かうに従って、フィンの高さを高くすることにより、流入口から流出口に向かうに従って冷却効果が高められた半導体冷却装置が開示されている。そのことにより、冷却媒体の流れ方向に沿って配置された半導体チップ間の温度差を小さくし、すべての半導体チップの温度を均一に近づけるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−６４５６８号公報
【特許文献２】特開平５−２０６３３９号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／０９９６６２号
【特許文献４】特開２０００−９２８１９号公報
【特許文献５】特開２０１０−１５３７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
複数のフィンを備えた放熱器の冷却能力は、フィンの放熱面積と空気流量とに主に依存する。そのため、フィンの間隔（ピッチ）を狭くし、圧損の小さいストレートフィンが一般的に用いられる。ストレートフィンを備えた放熱器の製造方法としては、フィンの間隔をダイカスト等よりも狭くすることができ、製造コストが比較的安い押し出し製法が用いられる。
【００１４】
押し出し製法では、フィンを等間隔に製造しないと、左右の金型からの応力の違いにより、フィンの根元に変形が生じる場合がある。上記の特許文献１，２に記載の放熱器では、フィンの間隔を部分的に変えているため、押し出し製法によって製造した場合には、フィンの根元に変形が生じるおそれがある。また、図４に示す放熱器を製造する場合、押し出し製法によって得られた製造物を加工する必要があるため、製造の工程数が増え、製造コストが高くなるおそれがある。また、流路方向に長さの異なるフィンを、押し出し製法によって形成することは困難である。また、特許文献１，２に記載の放熱器では、中央部に配置されたフィンの間隔が長いため、中央部における放熱面積が減少し、冷却能力の低下を招くおそれがある。
【００１５】
また、特許文献３に記載のヒートシンクにおいては、フィンが配置されていない空間が形成されているが、この空間は、遠心ファンからの空気流を筐体外に直接排出するためのものである。各フィンでの通風抵抗については考慮されておらず、遠心ファンからの空気を、各フィンに対して均一に供給することは困難である。
【００１６】
また、特許文献４に記載の半導体冷却装置においては、冷却に寄与する度合いが低いフィンの長さを短くしているが、各フィンでの通風抵抗については考慮されていない。そのため、遠心ファンからの空気を、各フィンに対して均一に供給することは困難である。
【００１７】
また、特許文献５に記載の半導体冷却装置においては、冷却媒体の流入口から流出口に向かうに従ってフィンの高さを高くしているが、各フィンでの通風抵抗については考慮されていない。そのため、遠心ファンからの空気を、各フィンに対して均一に供給することは困難である。
【００１８】
本発明の目的は、フィンの放熱面を有効に利用して、冷却効果を高めることが可能な放熱器、及びその放熱器を備えた放熱システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、ファンの排出口から供給される空気流の流路に配置され、前記空気流により冷却されて発熱体を冷却する放熱器において、一方の面に前記発熱体が取り付けられる基板と、前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、を備え、前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗が小さい、ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る放熱器であって、前記放熱部は、高さが一定の複数の長尺のフィンが配置された第１の放熱部と、高さが前記長尺のフィンよりも低い短尺のフィンが配置された第２の放熱部と、を含み、前記ファンから相対的に近い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第１の放熱部が配置され、前記ファンから相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第２の放熱部が配置される、ことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る放熱器であって、前記ファンは遠心ファンであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る放熱器であって、前記第２の放熱部には、短尺のフィンと長尺のフィンとが配置されていることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る放熱器であって、前記フィンは一定の間隔で配置されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、発熱体を冷却する放熱システムにおいて、排出口から空気流を供給するファンと、前記ファンから供給される前記空気流の流路に配置された放熱器と、を備え、前記放熱器は、一方の面に前記発熱体が取り付けられた基板と、前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、を備え、前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗が小さい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、ファンから相対的に遠い位置に配置されるフィンによる通風抵抗が小さいため、ファンによって生成された空気流が旋回流であっても、ファンから相対的に遠い位置に配置されるフィンにも十分に空気が流れる。そのことにより、各フィンの放熱面を有効に利用して、冷却効果を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る放熱器を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放熱器を上から見た平面図である。
【図３】従来技術に係る放熱器の正面図である。
【図４】従来技術に係る放熱器を上から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る放熱器について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る放熱器を示す正面図である。図２は、本発明の実施形態に係る放熱器を上から見た平面図である。
【００２８】
本実施形態に係る放熱器１は、一例として、モータとエンジンとの出力により走行するハイブリッド車両、モータの出力のみにより走行する電気自動車、又は燃料電池自動車などの電動車両に搭載される。
【００２９】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る放熱器１は、平板状の基板２と放熱部３とを備えている。発熱体５は、基板２の一方の面に取り付けられる。発熱体５は、例えば、電動車両に搭載されるインバータやＤＣ−ＤＣコンバータに用いられる半導体素子である。インバータがバッテリに直結されていてもよいし、インバータが接続されたＤＣ−ＤＣコンバータがバッテリに直結されていてもよい。放熱部３は、基板２において発熱体５とは反対側の面に設けられている。一例として、基板２と放熱部３とは一体的に形成されている。放熱器１は、例えばアルミニウム製である。発熱体５からの熱は、基板２を介して放熱部３に伝わるようになっている。
【００３０】
また、放熱部３と適宜な間隔を隔てて、送風ファンとして用いられる遠心ファン１０が配置されている。本実施形態においては、車両内における高さ方向の搭載スペースの制約や、ダクト形状の簡素化のために、遠心ファン１０を用いることが好ましい。遠心ファン１０から発生する流体（空気）が放熱部３に供給され、発熱体５を冷却するようになっている。遠心ファン１０には、例えば多翼ファンやラジアルファンなどを用いることができる。一例として、遠心ファン１０に多翼ファンを用いた場合について説明する。多翼ファンである遠心ファン１０は、図２に示すように、渦巻き型のケース１１と、モータ１２と、モータ１２に取り付けられた羽根車１３とを備えている。多翼ファンである遠心ファン１０は、羽根車１３を形成する多数枚の羽根１４の外周での傾きが羽根車１３の回転方向を向いて形成されている。排出ノズル（排出口）１５は、ケース１１から僅かに突出している。吸気口は、円形に配置された羽根１４の中心部に、モータ１２の回転軸方向に沿って形成されている。遠心ファン１０は、モータ１２の回転軸方向に形成された吸気口から吸気した空気を羽根車１３の回転による遠心作用を利用して、回転軸に直交する径方向に排出する。ケース１１は、遠心ファン１０から径方向に排出される空気に方向性を持たせるための案内ガイドとしての機能を有する。ケース１１によって案内された空気は、排出ノズル１５から遠心ファン１０の外部に排出される。このように、吸気口から吸気された空気は、流れが９０度転向されて、排出ノズル１５から排出される。なお、遠心ファン１０の代わりに、軸流ファンを用いてもかまわない。
【００３１】
放熱部３は、板状の複数のフィン４によって構成されている。各フィン４は、板状の面が互いに平行となるように配置されている。各フィン４は、一定の間隔（ピッチ）で配置されていることが好ましい。また、各フィン４は、板状の面が遠心ファン１０によって生成される空気流の流路と平行になるように配置される。放熱部３は、一例として２種類のフィン４によって構成されている。具体的には、フィン４には、長尺フィン４１と、長尺フィン４１よりも高さが低い短尺フィン４２とがある。フィン４の高さは、基板２に直交する方向のフィン４の長さに相当する。従って、短尺フィン４２は、基板２からの長さが長尺フィン４１よりも短い。
【００３２】
放熱部３は、第１の放熱部３１と第２の放熱部３２とによって構成されている。第１の放熱部３１には、高さが一定の複数の長尺フィン４１が配置されている。各長尺フィン４１は一定の間隔（ピッチ）で配置されていることが好ましい。第２の放熱部３２は、第１の放熱部３１の隣に設けられている。第２の放熱部３２には、長尺フィン４１と、長尺フィン４１よりも高さが低い短尺フィン４２とが、配置されている。長尺フィン４１と短尺フィン４２とは、一定の間隔（ピッチ）で配置されていることが好ましい。図１に示す例では、長尺フィン４１と短尺フィン４２とが交互に配置されている。この配置例は一例であり、例えば、隣り合う長尺フィン４１の間に複数の短尺フィン４２が配置されていてもよい。また、高さがそれぞれ異なる複数の短尺フィン４２が、第２の放熱部３２に配置されていてもよい。また、第２放熱部３２において、基板２の中心部側から端部にかけて徐々にフィン４の高さが低くなっていてもよい。図２に示す例においては、第２の放熱部３２は、基板２の一方の端部側に設けられている。このように、基板２の一方の端部側に配置された一部のフィン４（短尺フィン４２）の高さが、他のフィン４の高さよりも低くなっている。
【００３３】
図２に示す例においては、遠心ファン１０は、第２の放熱部３２よりも第１の放熱部３１に近い位置に配置される。このように、遠心ファン１０の排出ノズル１５に相対的に近い位置には、空気流の流路の上流から下流にかけて第１の放熱部３１が配置される。また、排出ノズル１５から相対的に遠い位置には、空気流の流路の上流から下流にかけて第２の放熱部３２が配置される。換言すると、排出ノズル１５側には、空気流の流路の上流から下流にかけて第１の放熱部３１が配置され、排出ノズル１５の反対側には、空気流の流路の上流から下流にかけて第２の放熱部３２が配置される。なお、放熱器１と遠心ファン１０とによって、放熱システムの一例を構成する。
【００３４】
以上のように放熱器１と遠心ファン１０とを配置すると、遠心ファン１０の排出ノズル１５から排出された空気流は放熱器１に向かう。遠心ファン１０によって生成される空気流は旋回流であるため、排出ノズル１５の近傍に配置されたフィン４に供給される空気量は多くなるが、排出ノズル１５から遠い位置に配置されたフィン４に供給される空気量は少なくなる。すなわち、排出ノズル１５の近傍に配置された第１の放熱部３１に供給される空気量は多くなるが、排出ノズル１５から遠い位置に配置された第２の放熱部３２に供給される空気量は少なくなる。
【００３５】
本実施形態においては、第２の放熱部３２には短尺フィン４２が設けられているため、第２の放熱部３２には、空気を流すためのスペースが確保される。そのことにより、第１の放熱部３１よりも第２の放熱部３２の方が、通風抵抗が小さくなる。第２の放熱部３２は遠心ファン１０の排出ノズル１５から相対的に遠い位置に配置されているが、第１の放熱部３１よりも通風抵抗が小さいため、遠心ファン１０によって生成された空気流が旋回流であっても、第２の放熱部３２にも十分に空気が流れる。このように第２の放熱部３２にも十分に空気が流れ、第２の放熱部３２のフィン４の表面の流速が速くなるため、第２の放熱部３２における冷却効果が高くなる。
【００３６】
以上のように、第２の放熱部３２にも十分に空気が流れるため、第１の放熱部３１と第２の放熱部３２とを含めて、空気流を各フィン４に均一に供給することが可能となる。例えば、フィン４が板状の形状を有する場合には、各フィン４の板状の面に空気流を均一に供給することが可能となる。このように、空気流を各フィン４に均一に供給することが可能となるため、各フィン４の放熱面を有効に利用して、放熱器１の冷却効果を高めることが可能となる。
【００３７】
なお、短尺フィン４２の高さは、長尺フィン４１の高さの半分程度であることが好ましい。そのことにより、短尺フィン４２の表面積、すなわち放熱に寄与する面積（放熱面積）を確保しつつ、第２の放熱部３２における通風抵抗を小さくして、第２の放熱部３２に十分に空気を供給することが可能となる。
【００３８】
また、長尺フィン４１に挟まれた短尺フィン４２の端部で空気流の渦が発生し、隣り合う長尺フィン４１の間の空気の流れを拡散することが可能となる。そのことにより、放熱器１の冷却効果をさらに高めることが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態に係る放熱器１においては、隣り合うフィン４の間隔（ピッチ）は一定であることが好ましい。例えば、第１の放熱部３１においては、隣り合う長尺フィン４１の間隔は一定であり、第２の放熱部３２においては、隣り合う長尺フィン４１と短尺フィン４２との間隔は一定であることが好ましい。このように、隣り合うフィン４の根元の間隔が一定であるため、フィン４の根元に無理な力が加わり難くなる。そのため、押し出し製法によって本実施形態に係る放熱器１を容易に製造することが可能となる。
【００４０】
また、隣り合うフィン４の間隔（ピッチ）を一定にすることにより、第２の放熱部３２における通風抵抗を小さくしつつ、フィン４の総表面積の減少が少ないという効果を奏する。上述した特許文献１，２に記載の放熱器においては、中央部においてフィンの間隔（ピッチ）を長くしているため、中央部におけるフィンの数が減少する。そのため、中央部におけるフィンの表面積、すなわち放熱に寄与する面積（放熱面積）が減少し、放熱器の冷却能力の低下を招く。一方、本実施形態に係る放熱器１では、隣り合うフィン４の間隔を一定にしてフィン４の総数を減らしていないため、フィン４の表面積（放熱面積）の減少を少なくすることが可能となる。そのため、本実施形態に係る放熱器１では、十分な放熱面積を確保することが可能となる。
【００４１】
また、遠心ファン１０からの空気流を放熱器１の各フィン４に均一に供給することができるため、遠心ファン１０から供給される空気流を有効に利用することが可能となる。その結果、遠心ファン１０を大型化せずに済むため、遠心ファン１０の小型化、及び低コスト化を図ることが可能となる。すなわち、放熱器１と遠心ファン１０とを含む放熱システムを大型化せずに、発熱体５を効率的に冷却することが可能となる。
【００４２】
また、遠心ファン１０からの空気流を放熱器１の各フィン４に均一に供給することができるため、空気流を整流化するためのエアチャンバを用いなくてもよい。その結果、放熱システムの小型化、及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００４３】
また、放熱器１と遠心ファン１０とを含む放熱システムの小型化が可能となるため、車両のラゲージルーム（荷室）において、バッテリパックとリアシートとの間のスペースに、本実施形態に係る放熱システムを搭載することが可能となる。このように、デッドスペースとなり得るスペースを有効に利用することが可能となるため、ラゲージルームを拡大することが可能となる。
【００４４】
なお、図１及び図２に示す例では、板状のフィン４が放熱器１に設けられているが、板状のフィン４の代わりに、柱状のフィンが放熱器１に設けられていてもよい。この場合、複数の柱状フィンが、２次元的に基板２の一方の面に設けられている。各柱状フィンの間隔（ピッチ）は一定であることが好ましい。上述した実施形態と同様に、第１の放熱部３１には、高さが一定の長尺の複数の柱状フィンが配置されている。第２の放熱部３２には、長尺の柱状フィンと、長尺の柱状フィンよりも高さが低い短尺の柱状フィンとが配置されている。例えば、第２の放熱部３２では、長尺の柱状フィンの列と短尺の柱状フィンの列とが交互に配置されている。
【００４５】
以上のように、板状フィンの代わりに柱状フィンを放熱器１に設けた場合であっても、第２の放熱部３２には短尺の柱状フィンが設けられているため、第１の放熱部３１よりも第２の放熱部３２の方が、通風抵抗が小さくなる。その結果、第２の放熱部３２にも十分に空気が流れるため、フィンの放熱面を有効に利用して、放熱器１の冷却効果を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 放熱器、２ 基板、３ 放熱部、４ フィン、５ 発熱体、１０ 遠心ファン、１１ ケース、１２ モータ、１３ 羽根車、１４ 羽根、１５ 排出ノズル、３１ 第１の放熱部、３２ 第２の放熱部、４１ 長尺フィン、４２ 短尺フィン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンの排出口から供給される空気流の流路に配置され、前記空気流により冷却されて発熱体を冷却する放熱器において、
一方の面に前記発熱体が取り付けられる基板と、
前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、
を備え、
前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗が小さい、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項２】
請求項１に記載の放熱器であって、
前記放熱部は、
高さが一定の複数の長尺のフィンが配置された第１の放熱部と、
高さが前記長尺のフィンよりも低い短尺のフィンが配置された第２の放熱部と、
を含み、
前記ファンから相対的に近い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第１の放熱部が配置され、
前記ファンから相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第２の放熱部が配置される、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の放熱器であって、
前記ファンは遠心ファンである、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の放熱器であって、
前記第２の放熱部には、短尺のフィンと長尺のフィンとが配置されている、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放熱器であって、
前記フィンは一定の間隔で配置されている、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項６】
発熱体を冷却する放熱システムにおいて、
排出口から空気流を供給するファンと、
前記ファンから供給される前記空気流の流路に配置された放熱器と、
を備え、
前記放熱器は、
一方の面に前記発熱体が取り付けられた基板と、
前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、
を備え、
前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗が小さい、
ことを特徴とする放熱システム。
【請求項１】
ファンの排出口から供給される空気流の流路に配置され、前記空気流により冷却されて発熱体を冷却する放熱器において、
一方の面に前記発熱体が取り付けられる基板と、
前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、
を備え、
前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されるフィンによる通風抵抗が小さい、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項２】
請求項１に記載の放熱器であって、
前記放熱部は、
高さが一定の複数の長尺のフィンが配置された第１の放熱部と、
高さが前記長尺のフィンよりも低い短尺のフィンが配置された第２の放熱部と、
を含み、
前記ファンから相対的に近い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第１の放熱部が配置され、
前記ファンから相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて前記第２の放熱部が配置される、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の放熱器であって、
前記ファンは遠心ファンである、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の放熱器であって、
前記第２の放熱部には、短尺のフィンと長尺のフィンとが配置されている、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放熱器であって、
前記フィンは一定の間隔で配置されている、
ことを特徴とする放熱器。
【請求項６】
発熱体を冷却する放熱システムにおいて、
排出口から空気流を供給するファンと、
前記ファンから供給される前記空気流の流路に配置された放熱器と、
を備え、
前記放熱器は、
一方の面に前記発熱体が取り付けられた基板と、
前記基板において前記発熱体とは反対側の面に配置された複数のフィンを有する放熱部と、
を備え、
前記ファンの前記排出口から相対的に近い位置に前記流路の上流から下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗よりも、前記ファンの前記排出口から相対的に遠い位置に前記流路の前記上流から前記下流にかけて配置されたフィンによる通風抵抗が小さい、
ことを特徴とする放熱システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６４８８７（Ｐ２０１２−１６４８８７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３９０（Ｐ２０１１−２５３９０）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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