(57)【要約】【課題】本発明は、電子部品等の電熱対象部材を取り付けるためのねじ孔をより自由な位置に形成することの可能な伝熱器、これを用いた電子機器及び伝熱器の製造方法を提供すること。【解決手段】基板２は第一面１１を有する主部３と主部３よりも薄肉で第二面１２を有する蓋部４とより分割形成される。主部３には溝２１を形成すると共に蓋部４を被せて固着することで流路を形成してある。主部３には溝２１に連通し口金６を挿入し固着するための連通孔２２を形成し、口金６の径方向の中心Ｃ１を基板２の厚み方向の中心面Ｃ２にほぼ合わせると共に締結用ナット６ａが回転しても基板２の厚み方向の平面Ｄを超えない厚みとし、流路の中心面Ｃ３を第二面１２側に偏心させることで第一面１１側の任意位置に伝熱対象部材１００をねじ止めできるように構成してある。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、熱媒体流路と、この熱媒体流路の出入り口にそれぞれ連通し締結用ナットを有する一対の口金とを備えた伝熱器であって、
前記基板は外面に互いに平行な第一面、第二面を備え、
前記基板は前記第一面を有する主部と前記主部よりも薄肉で前記第二面を有する蓋部とより分割形成され、
前記主部には溝を形成すると共に前記蓋部を被せて固着することで前記流路を形成してあり、
前記主部には前記溝に連通し前記口金を挿入し固着するための連通孔を形成し、
前記口金の径方向の中心を前記基板の厚み方向の中心面にほぼ合わせると共に前記締結用ナットが回転しても前記基板の厚み方向の平面を超えない厚みとし、
前記流路の中心面を前記第二面側に偏心させることで前記第一面側の任意位置に伝熱対象部材をねじ止めできるように構成してある伝熱器。
【請求項２】
少なくとも第一面側の前記溝の底面が前記第一面と平行である請求項１記載の伝熱器。
【請求項３】
前記熱媒体流路の断面形状が方形である請求項２記載の伝熱器。
【請求項４】
前記基板の材料がＣｕ、Ａｌまたはこれらの材料を主体とする合金のいずれかである請求項１〜３のいずれかに記載の伝熱器。
【請求項５】
前記伝熱対象部材の冷却を行うヒートシンクである請求項１〜４のいずれかに記載の伝熱器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の伝熱器と、この伝熱器の第一面に接触する伝熱対象部材としての電子部品を備え、前記第一面側の任意位置に前記電子部品がねじ止めしてある電子機器。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の伝熱器の製造方法であって、
前記主部に溝を形成すると共に溝に連通し前記口金を挿入し固着するための連通孔を形成し、ろう付け材料を介在させた状態で前記主部と前記蓋部とを密着させ、加熱することによりろう付け材料を融解させてこれら主部と蓋部とを接合し、前記熱媒体流路を形成する伝熱器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンクや熱交換器として用いられる伝熱器、これを用いた電子機器及び伝熱器の製造方法に関する。さらに詳しくは、基板と、熱媒体流路と、この熱媒体流路の出入り口にそれぞれ連通し締結用ナットを有する一対の口金とを備えた伝熱器、これを用いた電子機器及び伝熱器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なヒートシンクとしては、例えば、締結用ナットは記載されていないが、特許文献１に記載の如きものが知られている。同ヒートシンクでは、基板にあらかじめ形成した凹溝の上に段部を形成し、小さな蓋を嵌め込み、摩擦接合により溶着している。この種のヒートシンクでは、電子部品等を取り付けるためのねじ孔を開口する場合は、ネジ孔が熱媒体流路を貫通しない位置に形成するようにあらかじめ指定がなされるのが常である。したがって、電子部品等を取り付ける位置決めの自由度が低く、取付の制約を受けないヒートシンクの登場が嘱望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５７４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、電子部品等の電熱対象部材を取り付けるためのねじ孔をより自由な位置に形成することの可能な伝熱器、これを用いた電子機器及び伝熱器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る伝熱器の特徴は、基板と、熱媒体流路と、この熱媒体流路の出入り口にそれぞれ連通し締結用ナットを有する一対の口金とを備えた構成であって、前記基板は外面に互いに平行な第一面、第二面を備え、前記基板は前記第一面を有する主部と前記主部よりも薄肉で前記第二面を有する蓋部とより分割形成され、前記主部には溝を形成すると共に前記蓋部を被せて固着することで前記流路を形成してあり、前記主部には前記溝に連通し前記口金を挿入し固着するための連通孔を形成し、前記口金の径方向の中心を前記基板の厚み方向の中心面にほぼ合わせると共に前記締結用ナットが回転しても前記基板の厚み方向の平面を超えない厚みとし、前記流路の中心面を前記第二面側に偏心させることで前記第一面側の任意位置に伝熱対象部材をねじ止めできるように構成したことにある。
【０００６】
同特徴において、前記一対の口金には、それぞれ熱媒体のチューブを接合し、例えば冷却媒体が流通することで、伝熱器に固着された伝熱対象部材が冷却される。電子部品等の伝熱対象部材を取り付けるためのねじ孔は、主部の第一面側に形成される。流路の中心面を前記第二面側に偏心させることで前記第一面側の任意位置に伝熱対象部材をねじ止めできるように構成してある。しかも、締結用ナットが回転しても前記基板の厚み方向の平面を超えない厚みとしてあるので、基板を第二面を下にして安定状態で設置することができる。そして、主部と蓋部とを接合してあるので、接合材料や溶融金属が第二面側で床面への接触を妨げる不都合も無い。また、流路の中心面を前記第二面側に偏心させることで、溝が相対的に浅くなり、溝加工もより容易となる。
【０００７】
上記特徴に加え、少なくとも第一面側の前記溝の底面が前記第一面と平行とするとよい。同特徴によれば、溝の底面が第一面と平行であることで、同じ断面積の流路でも、円形流路の場合に比べてより第二面側へシフトさせることができ、ねじ孔の形成深さを確保し易くなる。
【０００８】
さらに、前記熱媒体流路の断面形状を方形としてもよい。これにより、同じ断面積の流路でも、円形流路の場合に比べてさらに第二面側へシフトさせることができる。
【０００９】
基板の材料としては、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらの材料を主体とする合金のいずれかを用いると良い。前記ねじ孔のための部材厚さを確保しても、これらの材料を用いることで実質的な不都合は生じないことが確認された。
【００１０】
本発明は、上述したように前記伝熱対象部材の冷却を行うヒートシンクとして実施することができる。
【００１１】
また、上記いずれかに記載の伝熱器と、この伝熱器の第一面に接触する伝熱対象部材としての電子部品を備え、前記第一面側の任意位置に前記電子部品がねじ止めして電子機器としてもよい。
【００１２】
また、上記いずれかに記載の伝熱器の製造方法の特徴は、前記主部に溝を形成すると共に溝に連通し前記口金を挿入し固着するための連通孔を形成し、ろう付け材料を介在させた状態で前記主部と前記蓋部とを密着させ、加熱することによりろう付け材料を融解させてこれら主部と蓋部とを接合し、前記熱媒体流路を形成することにある。
【発明の効果】
【００１３】
上記本発明に係る伝熱器、これを用いた電子機器及び伝熱器の製造方法の特徴によれば、電子部品等の電熱対象部材を取り付けるためのねじ孔をより自由な位置に形成することが可能となるに至った。その結果、電子機器設計の自由度もより向上し、生産性を向上させることが可能となった。
【００１４】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る伝熱器に伝熱対象物である電子部品を取り付ける状態を示す図である。
【図２】本発明に係る伝熱器の背面側からの分解斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明に係る伝熱器の正面図である。
【図５】本発明に係る方形流路の基板と、円形流路の基板との比較例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
【００１７】
本発明に係る伝熱器１は、本実施例では電子部品１００等の伝熱対象部材の冷却を行うヒートシンクであり、電子部品１００の組み付けられた電子機器として用いられる。基板２と、熱媒体流路５と、この熱媒体流路５の出入り口にそれぞれ連通し締結用ナット６ａを有する一対の口金６，６とを備えている。ヒートシンクの場合、基板２には、例えば、アルミニウム合金や銅などの良熱伝導材料が利用され、口金６には耐食性に優れたステンレススチール等が用いられる。
【００１８】
基板２は外面に互いに平行な第一面１１、第二面１２を備え、基板２は第一面１１を有する主部３と主部３よりも薄肉で第二面１２を有する蓋部４とより分割形成されている。主部３には溝２１を形成すると共に蓋部４を被せて固着することで熱媒体流路５を形成してある。熱媒体流路５の蛇行形状は適宜変更が可能である。また、主部３には溝２１に連通し口金６を挿入し固着するための連通孔２２を形成してある。
【００１９】
口金６の径方向の中心Ｃ１を基板２の厚み方向の中心面Ｃ２にほぼ合わせると共に締結用ナット６ａが回転しても基板２の厚み方向の平面Ｄ，Ｄを超えない厚みとしてある。そして、流路５の中心面Ｃ３を第二面１２側に偏心させることで第一面１１側の任意位置に伝熱対象部材１００をねじ止めできるように構成してある。
【００２０】
少なくとも第一面１１側の溝２１の底面は第一面１１と平行に形成してあり、流路境界面Ｌは平面となる。本実施形態では、熱媒体流路５の断面形状が、略方形または長方形となるように形成されている。これにより、図３，４に示すように、電子部品１００をねじ１０１で固定する場合のねじ孔２ａを形成できる主部３の有効厚みＴをより厚く形成できるように構成してある。
【００２１】
この点を詳述するために図５を参照する。左側は本発明に係る方形の熱媒体流路５の基板２であり、右側は円形の熱媒体流路５’の基板２’である。図の比較からも明らかなように、左側の流路境界面Ｌよりも、右側の流路境界面Ｌ’はより第一面１１に近接しており、上記の主部３の有効厚みＴは薄くなっていることが伺える。方形は、略方形の他、長方形、正方形としてもよい。
【００２２】
口金６は、口金本体６ｂのねじ部６ｃに締結用ナット６ａを螺合してあり、筒部６ｄを先の連通孔２２に挿入し、ろう付けしてある。そして、口金本体６ｂと締結用ナット６ａとの間にチューブを挟み込んで固定し、熱媒体を熱媒体流路５に流通させる。
【００２３】
本発明のヒートシンク１の製造にあたっては、主部３にＮＣ工作機等で溝２１を切削形成すると共に、連通孔２２を貫通させる。その後、第二面１２を下に配置した蓋部４の上にシート状のろう付け材料３０を間に介在させて、第一面１１を上にした状態で主部３を被せ、必要に応じてウエイトをさらに加え、加熱環境でろう付けを行う。口金６はこの接合と同時に、または、別工程でろう付けするとよい。第一面１１を下にした状態の主部３にろう付け材料３０と蓋部４を被せて加熱することも可能である。
【００２４】
上述の製法によれば、蓋部４が薄い分、主部３を厚く形成でき、溝２１を主部に形成しても変形等が生じにくい。しかも、口金６取付用の連通孔２２の加工を主部３に対して行えばよく、蓋部４への切削加工は不要となり、加工が簡素化される。床面に載置して取り付ける場合には、第二面１２を下にして床置きすればよく、その際、接合用のろう付け材料が第二面１２まではみ出すこともなく、また、締結用ナット６ａも干渉しないため、床置きが安定する。
【００２５】
しかも、発熱する電子部品１００の接合面である第一面１１と流路境界面Ｌとの間を十分に確保できる。この場合、基板の材料としては、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらの材料を主体とする合金のいずれかを用いると良い。ねじ孔２ａのための主部３の有効厚みＴを確保しても、これらの材料を用いることで実質的な不都合は生じないことが確認された。もちろん、伝熱の不都合が無い場合は、基板の材料に耐食性に優れたステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いても良い。なお、ろう付け材料３０は、基板がＣｕの場合はＡｇ主体のろう付け材料、基板がＡｌの場合は、Ａｌ主体のろう付け材料を用いるとよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る伝熱器は、電子部品やＬＥＤモジュール等を冷却するヒートシンクや、伝熱対象物を温める熱交換器として利用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１：伝熱器（ヒートシンク）、２：基板、２ａ：ねじ孔、３：主部、４：蓋部、５：熱媒体流路、６：口金、６ａ：締結用ナット、６ｂ：口金本体、６ｃ：ねじ部、６ｄ：筒部、１１：第一面、１２：第二面、２１：溝、２２：連通孔、３０：ろう付け材料、１００：電子部品（伝熱対象部材）、１０１：ねじ、Ｃ１：口金の径方向の中心、Ｃ２：基板の厚み方向の中心面、Ｃ３：流路の中心面、Ｄ：基板厚み方向の平面、Ｌ：流路境界面、Ｔ：主部の有効厚み
【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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