(57)【要約】【課題】加工性がよく、流路抵抗を増加させることがなく、放熱性に優れた水冷式ヒートシンクを得る。【解決手段】互いに積層される第一、第二の伝熱流路板を設け、第一の伝熱流路板には、第二の伝熱流路板との対向面に、冷却液流路に対応する、該対向面側が開放された連続した凹部を設け、第二の伝熱流路板には、第一の伝熱流路板との対向面に、第一の伝熱流路板の凹部内に隙間をもって嵌まる連続した凸部を設け、この第一、第二の伝熱流路板を積層結合して、凹部と凸部との間に冷却液流路を構成した水冷式ヒートシンク。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源に直接または間接的に接触する伝熱体内に、冷却液を流す冷却液流路を形成した水冷式ヒートシンクにおいて、
積層結合される第一、第二の伝熱流路板を備え、
該第一の伝熱流路板は、第二の伝熱流路板との対向面に、上記冷却液流路に対応する、該対向面側が開放された連続した凹部を備え、
上記第二の伝熱流路板は、第一の伝熱流路板との対向面に、第一の伝熱流路板の凹部内に隙間をもって嵌まる連続した凸部を備え、
上記第一、第二の伝熱流路板を積層結合して、上記凹部と凸部との間に上記冷却液流路を構成したことを特徴とする水冷式ヒートシンク。
【請求項２】
請求項１記載の水冷ヒートシンクにおいて、発熱源は、第二の伝熱流路板と熱的に直接または間接的に接触する水冷式ヒートシンク。
【請求項３】
請求項１または２記載の水冷ヒートシンクにおいて、凹部と凸部の断面形状はそれぞれ矩形である水冷式ヒートシンク。
【請求項４】
請求項１または２記載の水冷ヒートシンクにおいて、凹部と凸部の断面形状はそれぞれ、半円形または長円形である水冷式ヒートシンク。
【請求項５】
請求項１または２記載の水冷ヒートシンクにおいて、凹部と凸部の断面形状はそれぞれ、三角形である水冷式ヒートシンク。
【請求項６】
発熱源に直接または間接的に接触する伝熱体内に、冷却液を流す冷却液流路を形成した水冷式ヒートシンク；
この水冷式ヒートシンクの冷却液流路入口孔に吐出口が連通し、冷却液流路出口孔に吸入口が連通する液体ポンプ；及び
上記出口孔と吸入穴とを結ぶ流路に形成した放熱部；
を備えた水冷システムにおいて、
上記水冷式ヒートシンクは、
積層結合される第一、第二の伝熱流路板を備え、
該第一の伝熱流路板は、第二の伝熱流路板との対向面に、上記冷却液流路に対応する、該対向面側が開放された連続した凹部を備え、
上記第二の伝熱流路板は、第一の伝熱流路板との対向面に、第一の伝熱流路板の凹部内に隙間をもって嵌まる連続した凸部を備え、
上記第一、第二の伝熱流路板を積層結合して、上記凹部と凸部との間に上記冷却液流路を構成したことを特徴とする水冷システム。
【請求項７】
請求項６記載の水冷システムにおいて、発熱源は、第二の伝熱流路板と熱的に直接または間接的に接触する水冷システム。
【請求項８】
請求項６または７記載の水冷システムにおいて、第一の伝熱流路板の凹部と第二の伝熱流路板の凸部の断面形状はそれぞれ矩形である水冷システム。
【請求項９】
請求項６または７記載の水冷システムにおいて、第一の伝熱流路板の凹部と第二の伝熱流路板の凸部の断面形状はそれぞれ、半円形または長円形である水冷システム。
【請求項１０】
請求項５または６記載の水冷システムにおいて、第一の伝熱流路板の凹部と第二の伝熱流路板の凸部の断面形状はそれぞれ、三角形である水冷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱源の熱を放熱する水冷式ヒートシンク及び水冷システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷式ヒートシンクは、例えば発熱するＣＰＵ（熱源）の放熱用に用いられており、いずれも、発熱源に熱的に接触する伝熱ブロック内に、冷却液流路を備えている。冷却液流路は有効長が長くなるように形状を渦巻き状にする等の工夫が施されている（特許文献１、２、３）が、水（冷却液）を流すことで、ヒートシンクに接する熱源の熱を奪い、冷却するという基本思想は共通である。
【特許文献１】特開平８-９７３３７号公報
【特許文献２】特開平８-２０４０７９号公報
【特許文献３】特開２００３-２３４５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような水冷式ヒートシンクでは、流路の断面積（冷却液との接触面積）を大きくすると、放熱効果が高くなる。しかし、流路断面積を増やすために、流路溝を微細にする（壁の数を多くする）と、加工性が悪化し、流路抵抗が増加する。
【０００４】
本発明は、加工性がよく、流路抵抗を抑え、放熱性に優れた水冷式ヒートシンク及び該水冷式ヒートシンクを用いた冷却システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、発熱源に直接または間接的に接触する伝熱体内に、冷却液を流す冷却液流路を形成した水冷式ヒートシンクにおいて、形状の単純な積層結合される第一、第二の伝熱流路板によって水冷式ヒートシンクを構成するという着眼に基づいてなされたものであり、第一の伝熱流路板には、第二の伝熱流路板との対向面に、冷却液流路に対応する、該対向面側が開放された連続した凹部を設け、第二の伝熱流路板には、第一の伝熱流路板との対向面に、第一の伝熱流路板の凹部内に隙間をもって嵌まる連続した凸部を設け、この第一、第二の伝熱流路板を積層結合して、上記凹部と凸部との間に冷却液流路を構成したことを特徴としている。
【０００６】
本発明の水冷式ヒートシンクは、その冷却液流路入口孔に吐出穴が連通し、出口孔に吸入口が連通する液体ポンプ；及び出口孔と吸入穴とを結ぶ流路に形成した放熱部；を備えた水冷システムに用いることができる。
【０００７】
発熱源は、第二の伝熱流路板と熱的に直接または間接的に接触させるのがよい。
【０００８】
第一の伝熱流路板の凹部と第二の伝熱流路板の凸部の断面形状には自由度があるが、例えばそれぞれ断面矩形とし、あるいは断面半円形または長円形とすることができる。さらに、それぞれ断面三角形としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の水冷式ヒートシンクによれば、第一の伝熱流路板の凹部の断面形状、及び第二の伝熱流路板の凸部の断面形状を単純形状とできるため、加工性がよい。また第二の伝熱流路板の凸部が伝熱面積を増加させるため放熱性がよく、また流路抵抗の増加も抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明による水冷式ヒートシンク１０を備えた水冷システムの概念図である。水冷式ヒートシンク１０は、伝熱性の金属材料からなるもので、内部に連続した冷却液流路１１を備え、この冷却液流路１１の両端部は、水冷式ヒートシンク１０の外面に臨む入口孔（入口端）１２と出口孔（出口端）１３に連なっている。入口孔１２は、吸入連通路１４を介して液体ポンプ１５の吐出口１６に連通し、出口孔１３は吐出連通路１７を介して液体ポンプ１５の吸入口１８に連通している。吐出連通路１７には、ラジエータ１９ａと冷却ファン１９ｂとからなる放熱部１９が備えられている。発熱源として例示するＣＰＵ２０は、水冷式ヒートシンク１０に熱的に接触している。液体ポンプ１５を駆動すると、冷却液が吐出口１６、吸入連通路１４、入口孔１２から水冷式ヒートシンク１０の冷却液流路１１に入り、同流路１１を流れてＣＰＵ２０からの熱を奪い、昇温した冷却液は、出口孔１３、吐出連通路１７、吸入口１８から液体ポンプ１５に戻る過程で、放熱部１９により冷却される。
【００１１】
水冷式ヒートシンク１０は、図２ないし図４に示すように、互いに積層結合される第一の伝熱流路板１０１と、第二の伝熱流路板１０２を備え、第一の伝熱流路板１０１には、入口孔１２と出口孔１３を有する入出力ブロック１０３が固定されている。第一の伝熱流路板１０１には、図２に示すように、第二の伝熱流路板１０２との対向面に、該対向面側が開放された連続凹部１１ａが形成されている。連続凹部１１ａは、入口孔１２から渦巻き状に第一の伝熱流路板１０１の中心部に達し、再び渦巻き状に第一の伝熱流路板１０１の外側に導かれて出口孔１３に達するように形成されている。この連続凹部１１ａは、図４、図５に示すように、断面矩形に形成されている。連続凹部１１ａの平面形状には自由度があるが、図示例は、限られたスペース内に十分な有効長を確保するのに効果的な渦巻き状の平面形状例である。
【００１２】
第二の伝熱流路板１０２には、図３に示すように、第一の伝熱流路板１０１との対向面に、連続凹部１１ａ内に嵌まる連続凸部１１ｂが形成されている。連続凸部１１ｂは、図４、図５に示すように、連続凹部１１ａより小型の断面矩形をなしており、第一の伝熱流路板１０１と第二の伝熱流路板１０２を積層し、固定ボルト１０４で固定した状態では、連続凹部１１ａとの間に、断面コ字形の冷却液流路１１を形成する。第一の伝熱流路板１０１と第二の伝熱流路板１０２との間には、凹部１１ａを除く部分にシール部材あるいは接着剤を介在させることができる。または、金属同士の接合（レーザー溶接、拡散接合）でも良い。
【００１３】
このように、冷却液流路１１は、単純な矩形形状の溝からなる連続凹部１１ａと、この連続凹部１１ａ内に隙間をもって嵌まる連続凸部１１ｂとから構成されており、第一の伝熱流路板１０１と第二の伝熱流路板１０２とを互いに積層するだけで形成されている。従って、加工性に優れている。なお、第一の伝熱流路板１０１または第二の伝熱流路板１０２は、例えば、連続凸部を別体で形成する等して、さらに２分割されていても良い。
【００１４】
また、連続凹部１１ａと連続凸部１１ｂから冷却液流路１１を構成すると、放熱性にも優れる。仮に、第二の伝熱流路板１０２が連続凹部１１ａを塞ぐ平面１１ｃ（図５）からなるとすると、このときの第二の伝熱流路板１０２側の伝熱面積は、連続凹部１１ａの開放側の幅ｓに対応する。これに対し、第二の伝熱流路板１０２に連続凸部１１ｂが形成されていると、第二の伝熱流路板１０２側の伝熱面積は、連続凸部１１ｂの連続凹部１１ａ側への突出長さｘの２倍（２ｘ）に対応する量だけ、増える。このため、冷却液流路１１を流れる冷却水は、第二の伝熱流路板１０２側の熱を効果的に奪うことができる。ＣＰＵ２０は、第二の伝熱流路板１０２に熱的に直接接触させても良いし、熱伝導グリースなどを介して間接的に接触させても良い。
【００１５】
図６ないし図８は、連続凹部１１ａと連続凸部１１ｂ（従って冷却液流路１１）の他の形状例を示している。図６は、連続凹部１１ａと連続凸部１１ｂをともに三角形（正三角形）とした例、図７は、連続凹部１１ａと連続凸部１１ｂをともに断面半円状とした例、図８は、連続凹部１１ａと連続凸部１１ｂをともに断面長円状（平行部の外側に半円状部を有する）とした例である。これらの実施形態によっても同様に伝熱性を高めることができる。特に図６の三角形状によると、矩形形状とした場合よりもさらに伝熱性を高めることが可能である。また、連続凸部１１ｂの大きさによっては、図５に鎖線で示すように、伝熱面積増加スリット１１ｂ’を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の水冷式ヒートシンクを備えた水冷システムの概念図である。
【図２】図１の水冷システム中の水冷式ヒートシンクの一方の伝熱流路板の平面図と側面図である。
【図３】同他方の伝熱流路板の平面図と側面図である。
【図４】図２と図３の伝熱流路板を積層した状態における、両図のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】冷却水流路の断面形状の詳細を示す図４の一部拡大断面図である。
【図６】冷却水流路の別の形状例を示す、図５に対応する拡大断面図である。
【図７】冷却水流路のさらに別の形状例を示す、図５に対応する拡大断面図である。
【図８】冷却水流路のさらに他の形状例を示す、図５に対応する拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  水冷式ヒートシンク
１０１  第一の伝熱流路板
１０２  第二の伝熱流路板
１１  冷却液流路
１１ａ  連続凹部
１１ｂ  連続凸部
１２  入口孔
１３  出口孔
１４  吸入連通路
１５  液体ポンプ
１６  吐出口
１７  吐出連通路
１８  吸入口
１９  放熱部
２０  ＣＰＵ（発熱源）
【図１】
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【図２】
2008041750.tif 000004
【図３】
2008041750.tif 000005
【図４】
2008041750.tif 000006
【図５】
2008041750.tif 000007
【図６】
2008041750.tif 000008
【図７】
2008041750.tif 000009
【図８】
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