(57)【要約】      （修正有）【課題】効率の高いヒートシンクを提供する。【解決手段】ヒートシンク１における各フィン１０は、フィン取付溝４内に向けた突入部と、突入部以外の部分であるフィン本体とを有する略方形の板形状である。フィン本体は、突入部に沿う箇所から風の流れる方向に所定傾斜角θで立ち上がる複数の凹条部と凸条部とが、平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状を有する、プレス成型若しくはロール成型による成型品である。【選択図】図１
0003175160.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に１０°〜８０°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹凸条を平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状を有するアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であることを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、該フィン本体部は、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面と、該平坦面の傾斜縁部から前記突入部を基準にした１０°〜８０°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹条部と凸条部とを平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状面とからなり、前記フィンが、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であることを特徴とするヒートシンク。
【請求項３】
前記所定傾斜角は、４５°±５°である、請求項１又は２に記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記波板形状は、断面形状が、ジグザグ形状、円弧曲線を凹凸方向に交互に繰り返す形状、直線を凹凸方向に交互に繰り返す形状、のいずれかである、請求項１乃至３のいずれかの項に記載のヒートシンク。
【請求項５】
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、少なくとも該フィン本体の板面に総表面積を向上させる多数個の小孔又は微孔が形成された、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかを素材とするパンチングメタルで形成されていることを特徴とするヒートシンク。
【請求項６】
前記各フィンにおける少なくとも前記フィン本体は、放熱面の総表面積を広げる多数個の小孔又は微孔が形成されたパンチングメタルで形成されている、請求項１乃至５のいずれかの項に記載のヒートシンク。
【請求項７】
前記フィン本体は、前記各凹凸条部を形成している前記所定傾斜角に向けた面に、長手方向に沿って底の浅い曲面形状の凹凸が連続して形成され、或いは所定間隔を設けた箇所ごとに連続して形成されている、請求項１乃至５のいずれかの項に記載のヒートシンク。
【請求項８】
前記各フィンは、プレス成型品又はロール成型品である、請求項１乃至７のいずれかの項に記載のヒートシンク。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、全体の大きさとフィンの枚数が従来のヒートシンクと同じでありながらも、フィンの形状及び構造等に特徴を持たせて、放熱（冷却）効率を向上させるヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】  フィンベース表面に板状の放熱（冷却）フィンを等間隔毎に設けたヒートシンクは引例を挙げるまでもない周知技術であり、最近の電子集積回路の高密度化・高容量化等に伴い、予め制限された大きさのヒートシンクで放熱効率（冷却効率）を向上させることが要望されている。また、ヒートシンクに使用する材料コストの抑制、取付面の一層の削減を図ることも課題とされている。
従来、ヒートシンクの放熱（冷却）効率向上を、フィンの形状を波板形状にし、或いはフィンの向きを傾斜させるなどの方法で行う技術が提案されている（特許文献１〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３０７６９５号公報
【特許文献２】特開平１０−２００２７８号公報
【特許文献３】特開２００１−３０８２３２号公報
【特許文献４】実開平６−４１１９１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、特許文献１に記載のヒートシンクにおける放熱フィンは、風の流通を阻止する直角方向に突出する円弧状の突起を多数個設けているため、内側で熱風の滞留が発生し易い。【０００５】  特許文献２に記載の冷却装置におけるフィンは、波板形状にすることにより各フィン相互間に流通する冷却風に乱流を発生させようとするものであるが、波板の凹凸条部が風の流れに対して直角となる上方に向けられているため、各フィンにより高温化した風は上方に流通し易いが、冷却ファンから送られた横方向の風はフィンの凹凸面に衝突して更に前方に向けて逃げ難くなり、この点において冷却効率が大きく向上するのか疑問である。【０００６】  特許文献３に記載のヒートシンクにおけるフィンは、波板形状とすることによりフィンの総面積を拡大させて冷却効率向上を図るものであるが、図示する限りにおいてフィンの総面積が然程拡大しているとは思えない。【０００７】  特許文献４に記載の放熱フィンは、各放熱フィンの向きを風の流れる方向に対して４５°傾斜させて放熱効率向上を図るものであるが、放熱フィンのベース板と平行になる向きにフィンが並列されているため、風の流れる方向を１方向としているに過ぎない。フィンの立設方向の高さが図示しているフィンよりも高くなると、熱風がフィン相互間の内側に滞留し易い。【０００８】  しかも、特許文献２，３，４におけるフィンは、いずれもベース台とフィンとが一体成型されており、製造コストが高くつく。【０００９】  本考案は、全体の大きさとフィンの枚数は従来のヒートシンクと同様でありながら、フィンを表面積の拡大になる波板形状とし、しかもこの波板による凹凸条部の向きを風の流れる方向に立ち上げて形成することにより、放熱（冷却）効率を向上させ、製造コストを抑えたヒートシンクを提供することを解決課題とする。また、多数の小孔又は微孔を有するパンチングメタルを用いることによりフィン表面積の一層の拡大を図り、更なる放熱（冷却）効率を向上させるヒートシンクを提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  請求項１に係るヒートシンクは、
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に１０°〜８０°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹凸条部を平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状を有するアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であるところに特徴がある。【００１１】  前記各フィンに所定傾斜角を持つ波板形状にした１つの理由は、各フィンの表面積を増加させて放熱（冷却）効率を向上させる点にあり、他の１つの理由は、各隙間内に送られてきた風を、前記傾斜角に沿う斜め外方向にも分散させて排出させて放熱（冷却）効率を向上させる点にある。
前記所定傾斜角を１０°〜８０°という広い範囲としたのは、送られてくる風の向きが送風機の設置位置及び向きにより違いがあることを考慮したことによる。【００１２】  請求項２に係るヒートシンクは、
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、該フィン本体部は、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面と、該平坦面の傾斜縁部から前記突入部を基準にした１０°〜８０°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる複数の凹条部と凸条部を平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状面とからなり、前記フィンが、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかによる成型品であるところに特徴がある。【００１３】  請求項３に係るヒートシンクは、
請求項１又は２に記載の構成の上、更に、前記所定傾斜角は、４５°±５°とされている。【００１４】  請求項４に係るヒートシンクは、
請求項１乃至３のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記波板形状は、断面形状が、ジグザグ形状、円弧曲線を凹凸方向に交互に繰り返す形状、直線を凹凸方向に交互に繰り返す形状、のいずれかとされている。【００１５】  請求項５に係るヒートシンクは、
複数のフィン取付溝を等間隔毎に設けたフィンベース表面から、夫々フィンを等間隔に立設させたヒートシンクにおいて、
前記各フィンは、前記フィン取付溝内に向けた突入部以外の部分であるフィン本体が略方形の板形状であり、且つ、少なくとも該フィン本体の板面に総表面積を向上させる多数個の小孔又は微孔が形成された、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかを素材とするパンチングメタルで形成されているところに特徴がある。【００１６】  請求項６に記載のヒートシンクは、
請求項１乃至５のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記各フィンにおける少なくとも前記フィン本体は、放熱面の総表面積を広げる多数個の小孔又は微孔が形成されたパンチングメタルで形成されているところに特徴がある。【００１７】  請求項７に記載のヒートシンクは、
請求項１乃至５のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記フィン本体は、前記各凹凸条部を形成している前記所定傾斜角に向けた面に、長手方向に沿って底の浅い曲面形状の凹凸が連続して形成され、或いは所定間隔を設けた箇所ごとに連続して形成されている。【００１８】  請求項８に係るヒートシンクは、
請求項１乃至７のいずれかの項に記載の構成の上、更に、前記各フィンは、プレス成型品又はロール成型品とされている。
【考案の効果】
【００１９】  請求項１乃至４の考案に係るヒートシンクによれば、前記各フィンを波板形状とした結果、各フィンの表面積を増加させて放熱（冷却）効率を向上させることができるようになった。
また、波板に形成される凹条部と凸条部の向きを前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に１０°〜８０°の範囲内の所定傾斜角で立ち上がる方向に形成した結果、各フィン相互間に隙間内に送られてきた風を、各フィンに沿わせて効率よく、しかも滞留なく分散させて排出させることができるようになった。【００２０】    とくに、前記フィン本体部のうち、前記突入部に沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面を形成した請求項３の考案に係るヒートシンクによれば、高温になる前記ベース表面近くの隙間内に流入する風を、そのまま前方に流通し易くした結果、この隙間内における風の流れる方向の終端まで風を十分に行き届かせて、排出させることができるようになった。この結果、放熱（冷却）効率を一層向上させることができるようになった。【００２１】  また、前記傾斜角を４５°±５°とした請求項３の考案に係るヒートシンクによれば、ヒートシンクのベース表面と平行な向きで送られてくる風を効率良く分散させつつ放熱（冷却）効率を向上させる。【００２２】  また、本考案では、請求項５及び６において、パンチングメタルを材料として形成したフィンを用いて、フィンの表面積を広くしたことにより、一層の放熱（冷却）効率を向上させることができる。【００２３】  請求項７の考案に係るヒートシンクによれば、前記フィンをプレス成型品、若しくはロール成型（ロールフォーミング）品としたことにより、従来のヒートシンクに見られる押出し成型品よりも、低コストで製造でき、凹凸形状等の成形も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案実施形態に係るヒートシンクの斜視図。
【図２】同じく側面図。
【図３】本考案実施形態に係るヒートシンク用のフィンに用いる平板の斜視図。
【図４】本考案実施形態に係るヒートシンクに用いられているフィンの斜視図。
【図５】同じく拡大平面断面図。
【図６】他の実施形態によるフィンの拡大平面断面図。
【図７】本考案実施形態に係るヒートシンクによる冷却風の流れを示した正面図。
【図８】同じく斜視図。
【図９】本考案実施形態に係るヒートシンクの原理図。
【図１０】従来型のフィンを用いたヒートシンクの原理図。
【図１１】他の実施形態によるフィンを示した斜視図。
【図１２】（ａ）は更なる他の実施形態によるヒートシンクの正面図、（ｂ）は同じく側面断面図。
【図１３】図１２に示す実施形態のヒートシンクに用いられているフィンの斜視図。
【図１４】パンチングメタルを材料としたフィンを示した斜視図。
【図１５】パンチングメタルによる波形フィンを示した斜視図。
【図１６】（ａ）はパンチングメタルの孔周辺部の拡大図、（ｂ）はその側面断面図。
【図１７】（ａ）は更なる他の実施形態によるフィンの斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ切断部拡大端面図。
【考案を実施するための形態】
【００２５】  本考案を実施するための形態は次の実施例において一層明確に理解されるであろう。
【実施例】
【００２６】  図１及び図２に示す本考案実施形態に係るヒートシンク（以下、本実施形態のヒートシンク、と略称する。）１によれば、平行な多数本の凸条部３，３・・・による複数のフィン取付溝４，４・・・を等間隔毎に設けたフィンベース２の表面から、放熱（冷却）用のフィン１０，１０・・・が等間隔に立設されている。【００２７】  各フィン１０，１０・・・は、従来のヒートシンクのフィンと同じ大きさ及び枚数であり、熱伝動率の高い金属材料であるアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかを材料とする図３に示す方形状の平板を、プレス成、或いはロール成型（ロールフォーミング）で製造して、突入部１０ａを除くフィン本体１０ｂを、図４及び図５に示す波板にした。【００２８】  この波板形状は、断面形状が直線ジグザグ形状の凹凸を繰り返す凹条部１０ｃと凸条部１０ｄを平行且つ等間隔毎に有する波板形状でもよく、また、図６に示すようになだらかな曲線による凹凸を繰り返す凹条部１０ｃ及び凸条部１０ｃを有する波板形状であってもよい。フィン１０を片面側から見た凹条部ｃ凸条部１０ｄは、他方の片面側から見ると凹凸が逆向きになる。【００２９】  各フィン１０は、その突入部１０ａをフィン取付溝４内に突入させてカシメる方法で取り付けられる。このようにして製造された本実施形態のヒートシンク１は、図７及び図８に示すように、フィン１０，１０相互間の隙間に流入する風（冷却風）による放熱（冷却）効率を、波板形状とすることにより表面積を広くしたフィン１０，１０を用いて、一層向上させる。【００３０】  図７及び図８に示す各フィン１０，１０・・・は、凹条部１０ｃ及び凸条部１０ｄの向きを、フィン１０突入部側になるフィンベース２の表面に沿う箇所から風の流れる方向に４５°±５°の傾斜角にすることにより、風の滞留を抑制しつつ、効率良く風を分散させて外部に排出させるようにした。【００３１】  考案者による試作品による試験では、平板形状のフィンを用いた同じ大きさのヒートシンクと比較して、約１０％の放熱（冷却）効率の上昇が見られた。【００３２】  図９に示すフィン１０の凹凸による傾斜角θは、風がどのような位置からどのような向きで各フィン１０，１０間に流入するかにより異なる。
図９に示すに示すように、風がフィンベース２の表面に沿う箇所から流入してくる場合には、所定傾斜角θを４５°程度とすると、矢視の如く、風をフィンベース２の表面と平行に流出する量と、斜め外方向に流出する量に、程よく分散させて排出させる。【００３３】  図１１乃至図１５は他の実施形態によるフィンを示している。
図１１に示すフィン１０は、フィン本体１０ｂの波形形状が直線を凹凸方向に交互に繰り返す形状となっている。この形状のフィン本体１０ｂは、風を一層明確に分散させて排出させる。【００３４】    図１２（ａ）及び（ｂ）に示すヒートシンク１が備えるフィン１０は、これらの図及び図１３に示すように、フィン本体部１０ｂが、突入部１０ａに沿う箇所から風の流れる方向に向かうに従って徐々に広がる略三角形状の平坦面１０Ｘと、平坦面１０Ｘの傾斜縁部１０ｙから突入部１０ａを基準にした４５°±５°の傾斜角で立ち上がる複数の凹条部と凸条部１０ｃ，１０ｄを平行且つ等間隔毎に繰り返す波板形状面で構成されている。
このような形状のフィン１０を用いると、ベース表面近くの隙間内に流入する風を、そのまま風の流れる方向の終端まで十分に行き届かせることが可能になる。【００３５】  図１４に示すフィン１０は、総表面積を広げる多数個の小孔１０ｅ，１０ｅ・・・が形成された平板形状のパンチングメタルで形成されており、図１５に示すフィン１０は、このパンチングメタルが更に、図１〜図３に示す波板形状に成型されている。【００３６】  図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、小孔１０ｅを形成してフィン１０の総面積を広げるためには、小径１０ｅを形成することにより失われる表裏両面の表面積よりも、小径１０ｅを形成することにより新たに形成される内周壁が広くなければならない。
小孔の半径：ｒ、フィン１０の肉厚  ：ｔ  とし、
これを計算式で示すと、
２（  πｒ２）＜（２  πｒ）    ×  ｔ  にする必要がある。【００３７】    図１７（ａ）及び（ｂ）に示す他の実施形態によるフィン１０においては、フィン本体１０ｂは、各凹凸条部１０ｃ，１０ｄを形成している長手方向に向けた面に、該長手方向に沿う底の浅い曲面形状の凹凸１０ｆ，１０ｇによる浅い波板形状が連続して形成されている。この各凹凸１０ｆ，１０ｇによる波板は、フィン１０の表面積を更に拡大させ、放熱（冷却）効率を更に高いものにする。
【産業上の利用可能性】
【００３８】  本考案に係るヒートシンクは、全体の大きさとフィンの枚数は従来のヒートシンクと同様でありながらも、高い放熱（冷却）効率を発揮することから、高集積回路の冷却用等の電子部品産業、電気部品産業、機械産業等、ヒートシンクを使用する産業分野において利用可能性がある。
【符号の説明】
【００３９】  １    本考案実施形態に係るヒートシンク
２    フィンベース
３    凸条部
４    フィン取付溝
１０    フィン
１０ａ  突入部
１０ｂ  フィン本体
１０ｃ  凹条部
１０ｄ  凸条部
１０ｅ  小孔
１０Ｘ  平坦面
【図１】
0003175160.tif 000003
【図２】
0003175160.tif 000004
【図３】
0003175160.tif 000005
【図４】
0003175160.tif 000006
【図５】
0003175160.tif 000007
【図６】
0003175160.tif 000008
【図７】
0003175160.tif 000009
【図８】
0003175160.tif 000010
【図９】
0003175160.tif 000011
【図１０】
0003175160.tif 000012
【図１１】
0003175160.tif 000013
【図１２】
0003175160.tif 000014
【図１３】
0003175160.tif 000015
【図１４】
0003175160.tif 000016
【図１５】
0003175160.tif 000017
【図１６】
0003175160.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月27日(2012.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【図１】本考案実施形態に係るヒートシンクの斜視図。
【図２】同じく側面図。
【図３】本考案実施形態に係るヒートシンク用のフィンに用いる平板の斜視図。
【図４】本考案実施形態に係るヒートシンクに用いられているフィンの斜視図。
【図５】同じく拡大平面断面図。
【図６】他の実施形態によるフィンの拡大平面断面図。
【図７】本考案実施形態に係るヒートシンクによる冷却風の流れを示した正面図。
【図８】同じく斜視図。
【図９】本考案実施形態に係るヒートシンクの原理図。
【図１０】従来型のフィンを用いたヒートシンクの原理図。
【図１１】他の実施形態によるフィンを示した斜視図。
【図１２】（ａ）は更なる他の実施形態によるヒートシンクの正面図、（ｂ）は同じく側面断面図。
【図１３】図１２に示す実施形態のヒートシンクに用いられているフィンの斜視図。
【図１４】パンチングメタルを材料としたフィンを示した斜視図。
【図１５】パンチングメタルによる波形フィンを示した斜視図。
【図１６】（ａ）はパンチングメタルの孔周辺部の拡大図、（ｂ）はその側面断面図。