(57)【要約】【課題】ヒートパイプをフィンに圧入するときに、ヒートパイプとフィンとが嵌合する際に、各部材の寸法バラツキ等による歪みによって、フィンに亀裂が発生することなく、ヒートパイプとフィンとの密着力を高めることができる、放熱性能に優れたヒートシンクを提供する。【解決手段】少なくとも１つのフランジ部を備えた開口部、および、開口部に開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和する少なくとも１つの空間部を備えた伝熱フィン。開口部は矩形状の開口部からなっており、フランジ部が開口部の向き合う面に各々設けられ、開口部と一体に形成された少なくとも１つの空間部はＲ形状の空間部からなり、空間部の少なくとも１部は、開口部の中心部から離れる方向に広がっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和する少なくとも１つの空間部を備えた伝熱フィン。
【請求項２】
前記開口部は矩形状の開口部からなっており、前記フランジ部が前記開口部の向き合う面に各々設けられ、前記開口部と一体に形成された少なくとも１つの前記空間部はＲ形状の空間部からなり、前記空間部の少なくとも１部は、前記開口部の中心部から離れる方向に広がっている、請求項１に記載の伝熱フィン。
【請求項３】
前記開口部は、フランジ部を上下面および両側面に備えており、前記開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、前記開口部と一体に形成される第２空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている、請求項１に記載の伝熱フィン。
【請求項４】
前記開口部は円形状の開口部からなっており、前記フランジ部は、円形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、前記開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部は、前記少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている、請求項１に記載の伝熱フィン。
【請求項５】
前記少なくとも２つのフランジ部は、４つのフランジ部からなっており、前記第１空間部および前記第２空間部はぞれぞれ２つの空間部からなっている、請求項４に記載の伝熱フィン。
【請求項６】
前記第１空間部の２つの空間部および前記第２空間部の２つの空間部は、前記開口部の中心から概ね放射状に形成されている、請求項３または５に記載の伝熱フィン。
【請求項７】
下記棒状体と下記伝熱フィンとが下記開口部にて熱的接続がなされていることを特徴とする、下記部材を備えたヒートシンク
（ａ）高い熱伝導性を有する棒状体、
（ｂ）少なくとも２つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部の両側部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和する空間部を備えた伝熱板部とからなる伝熱フィン。
【請求項８】
前記棒状体は扁平状ヒートパイプからなっており、前記開口部は矩形状の開口部からなっており、前記フランジ部が前記開口部に設けられ、記開口部と一体に形成された前記空間部はＲ形状の空間部からなり、前記空間部の少なくとも１部は、前記開口部の中心部から離れる方向に広がっている、請求項７に記載のヒートシンク。
【請求項９】
前記棒状体は扁平状ヒートパイプからなっており、前記開口部は、前記フランジ部を上下面および両側面に備えており、前記開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、前記開口部と一体に形成される第２の空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている、請求項７に記載のヒートシンク。
【請求項１０】
前記棒状体は、丸型ヒートパイプからなっており、前記開口部はＲ形状の開口部からなっており、前記フランジ部は、Ｒ形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、第１空間部および第２空間部は、前記少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている、請求項７に記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子等の各種電子部品を冷却するための高い熱伝導性を有する棒状体と伝熱フィンとを備えたヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パソコン等の各種機器や電子設備等の電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、その使用によってある程度の発熱が避けがたく、近年はその冷却が重要な技術課題となりつつある。冷却を要する電気・電子素子を冷却する方法として、例えば機器にファンを取り付け、機器筐体内の空気の温度を下げる方法や、被冷却素子に冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子を冷却する方法等が代表的に知られている。
【０００３】
被冷却素子に取り付ける冷却体として、単なる伝熱性の金属材ではなく、ヒートパイプ構造の冷却体、或いは、例えば銅材やアルミニウム材などの伝熱性に優れた丸型ヒートパイプを取り付けた形態のものが提案、実用化されている。
ヒートパイプは、密封された空洞部を備えており、その空洞部に収容された作動流体の相変態と移動により熱の輸送が行われる。熱の一部は、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）を直接伝わって運ばれるが、大部分の熱は、作動流体による相変態と移動によって移動される。
【０００４】
ヒートパイプの吸熱側において、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）の材質中を熱伝導して伝わってきた熱により、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱側では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態い戻る。そして、液相に戻った作動流体は再び吸熱側に移動（還流）する。このような作動流体の相変態や移動によって、熱の移動がなされる。
【０００５】
ヒートパイプ内の作動流体としては通常、水や水溶液、アルコール、その他有機溶剤等が使用される。特殊な用途としては水銀を作動流体に用いる場合もある。前述したようにヒートパイプは内部の作動流体の相変態等の作用を利用するものであるので、密封された内部への作動流体以外のガス等の混入をなるべく避けるように製造されることになる。このような混入物は、通常、製造途中に混入する大気（空気）や作動流体中に溶在している炭酸ガス等である。
【０００６】
ヒートパイプの形状は、代表的な丸パイプ形状の他、平面型も広く用いられている。平板型のヒートパイプは、その形状から、半導体素子等の被冷却素子と広い面積で接触させやすい等の利点を有している。更に、ヒートパイプで移動した熱をファン等を使用して強制的に冷却するヒートシンクが広く用いられてきている。
【０００７】
更に、近年エレクトロニクス機器は、ＣＰＵ等の高出力、高集積の部品を内蔵している。半導体素子等の各種電子部品は、集積度が極めて高くなり、高速で情報の演算、制御等の処理を行うので、多量の熱を発生する。高出力かつ高集積の部品である半導体素子等の熱を冷却する装置が要求されている。
【０００８】
更に、インターネットを介する活動の機会が急激に増大し、デスクトップ型の固定されたパソコンではその機能を十分に発揮することができないような状態が多くなってきた。即ち、ＣＰＵ等の各種電子部品を搭載するパソコン等は、小型化し、移動性を備え、車等で移動の途中においても、出張先においてもその機能を十分に発揮することが重要な要素として考慮されるようになってきている。
【０００９】
それに伴って、ＣＰＵ等の各種電子部品を冷却するヒートシンクも小型薄型化が要求されるようになってきている。特開２００１−２７４３０５号公報に、開口部を備えたフィンを複数枚組み合わせてフィン部を形成し、フィンの開口部に扁平状ヒートパイプを挿入したヒートシンクが開示されている。特開２００１−２７４３０５号によると、コの字形フィンの垂直面部の最下部に扁平状ヒートパイプを収容するロの字形開口部を備えている。更に、開口部の上側には、コの字形フィンの下面部と共に、開口部に収容された扁平状ヒートパイプを挟持するように、縁部が設けられている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２７４３０５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＣＰＵ等の各種電子部品を搭載するパソコンは、薄型小型化し、集積度の高くなったＣＰＵを冷却するためのヒートシンクを配置するスペースが制約され、更に、性能の高いヒートシンクが要求される。更に、薄いフィンを複数枚組み合わせたフィン部にヒートパイプを圧入するときに、フィンの一部に応力が集中してフィンに亀裂が生じて、放熱効率を低下させるという問題点が有る。
【００１２】
従って、この発明の目的は、ヒートパイプをフィンに圧入するときに、ヒートパイプとフィンとが嵌合する際に、各部材の寸法バラツキ等による歪みによって、フィンに亀裂が発生することなく、ヒートパイプとフィンとの密着力を高めることができる、放熱性能に優れたヒートシンクを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、上面部、垂直面部および下面部からなるコの字形板材からなる伝熱フィンの垂直面部にバーリング加工によって形成されるフランジ部を備えた、例えば矩形状の開口部と、開口部の両側部に開口部と一体に形成される例えば半円形状の第１空間部および第２空間部を設けることによって、例えば扁平状のヒートパイプを開口部に圧入するときに、扁平状のヒートパイプの製造時の幅方向の公差があっても、薄い伝熱フィンに亀裂が生じることなく、ヒートパイプとフィンとの密着力を高めることができることが判明した。
【００１４】
この発明は、上記研究結果に基づいてなされたものであって、この発明の伝熱フィンの第１の態様は、少なくとも１つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和する少なくとも１つの空間部を備えた伝熱フィンである。
【００１５】
この発明の伝熱フィンの第２の態様は、前記開口部は矩形状の開口部からなっており、前記フランジ部が前記開口部の向き合う面に各々設けられ、前記開口部と一体に形成された少なくとも１つの前記空間部はＲ形状の空間部からなり、前記空間部の少なくとも１部は、前記開口部の中心部から離れる方向に広がっている、伝熱フィンである。
【００１６】
この発明の伝熱フィンの第３の態様は、前記開口部は、フランジ部を上下面および両側面に備えており、前記開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、前記開口部と一体に形成される第２空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている、伝熱フィンである。
【００１７】
この発明の伝熱フィンの第４の態様は、前記開口部は円形状の開口部からなっており、前記フランジ部は、円形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、前記開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部は、前記少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている、伝熱フィンである。
【００１８】
この発明の伝熱フィンの第５の態様は、前記少なくとも２つのフランジ部は、４つのフランジ部からなっており、前記第１空間部および前記第２空間部はぞれぞれ２つの空間部からなっている、伝熱フィンである。
【００１９】
この発明の伝熱フィンの第６の態様は、前記第１空間部の２つの空間部および前記第２空間部の２つの空間部は、前記開口部の中心から概ね放射状に形成されている、伝熱フィンである。
【００２０】
この発明のヒートシンクの第１の態様は、下記棒状体と下記伝熱フィンとが下記開口部にて熱的接続がなされていることを特徴とする、下記部材を備えたヒートシンクである
（ａ）高い熱伝導性を有する棒状体、
（ｂ）少なくとも２つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部の両側部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和する空間部を備えた伝熱板部とからなる伝熱フィン。
【００２１】
この発明のヒートシンクの第２の態様は、前記棒状体は扁平状ヒートパイプからなっており、前記開口部は矩形状の開口部からなっており、前記フランジ部が前記開口部に設けられ、記開口部と一体に形成された前記空間部はＲ形状の空間部からなり、前記空間部の少なくとも１部は、前記開口部の中心部から離れる方向に広がっている、ヒートシンクである。
【００２２】
この発明のヒートシンクの第３の態様は、前記棒状体は扁平状ヒートパイプからなっており、前記開口部は、前記フランジ部を上下面および両側面に備えており、前記開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、前記開口部と一体に形成される第２の空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている、ヒートシンクである。
【００２３】
この発明のヒートシンクの第４の態様は、前記棒状体は、丸型ヒートパイプからなっており、前記開口部はＲ形状の開口部からなっており、前記フランジ部は、Ｒ形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、第１空間部および第２空間部は、前記少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている、ヒートシンクである。
【００２４】
この発明のヒートシンクのその他の態様は、前記少なくとも２つのフランジ部は、４つのフランジ部からなっており、前記第１空間部および前記第２空間部はぞれぞれ２つの空間部からなっている、ヒートシンクである。
【００２５】
この発明のヒートシンクのその他の態様は、前記第１空間部の２つの空間部および前記第２空間部の２つの空間部は、前記開口部の中心から概ね放射状に形成されている、ヒートシンクである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
この発明の伝熱フィンおよびヒートシンクの態様について図面を参照しながら詳細に説明する。
この発明の伝熱フィンは、平らな上面部と、平らな下面部と、バーリング加工、打ち抜き加工、曲げ加工等による少なくとも２つのフランジ部を備えた開口部、および、開口部の両側部に開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部および第２空間部を備えた平らな垂直面部とからなるコの字形の伝熱フィンである。なお、伝熱フィンの形状は、コの字形の他に、Ｌ字形、平板形、曲板形であっても良く、限定するものではない。
この発明の伝熱フィンにおいては、開口部は矩形状の開口部からなっており、バーリング加工、打ち抜き加工、曲げ加工等によるフランジ部が開口部の上下面に設けられ、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部は半円形状の空間部からなり、開口部に関して右左対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっている。
【００２７】
図１は、この発明の伝熱フィンの１つの態様を説明する斜視図である。図１（ａ）は、正面側から見た斜視図である。図１（ｂ）は、裏面側から見た斜視図である。図１（ａ）に示すように、この発明の伝熱フィン１は、平らな上面部２と、平らな下面部４と、平らな垂直面３からなるコの字形のフィンであり、垂直面３には、バーリング加工による２つのフランジ部５を備えた開口部６、および、開口部６の両側部に開口部６と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部７および第２空間部８を備えている。
【００２８】
上述した開口部６は矩形状の開口部からなっており、バーリング加工によるフランジ部５が開口部６の上下面に設けられ、開口部５と一体に形成された第１空間部７および第２空間部８は半円形状の空間部からなっている。半円形状の第１空間部７および第２空間部８は、開口部に関して右左対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっている。
【００２９】
図１に示す伝熱フィンにおいて、平らな上面部２、平らな下面部４は概ね平行であり、開口部の上下面に形成されたフランジ部５は、開口部に挿入される（図示しない）挿入物を上下から押し付けて固定することができるように、弾性を備えている。上述したフランジ部は、バーリング加工によって、通常、上面部、下面部と同一方向に突出して形成されている。なお、伝熱フィンの形状は、例えば、図１の上面部２が無いＬ字状、または、図１の上面部２および下面部４が無い平板状であっても良い。
【００３０】
図２は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。図２に示すように、垂直面部３の上端部には上面部２が一体的に形成され、垂直面部３の下端部には、下面部４が一体的に形成されている。垂直面部の概ね中央部に、矩形の開口部６が形成され、矩形の開口部６の上下面にバーリング加工によって形成されたフランジ部５が設けられている。開口部５と一体に形成された第１空間部７および第２空間部８は半円形状の空間部からなっており、特に、開口部の両側端部から外（上下）方向に広がって、第１空間部および第２空間部が一体に形成されている。即ち、開口部に挿入物が挿入されたときに、応力集中を緩和するために、開口部の両側端部における垂直線と第１空間部および第２空間部の曲線の接線とがなす角度（α）が直角または鋭角になっているのが良い。なお、前記角度（α）は、より好ましくは鋭角が良い。前記直角または鋭角を成す部分があることによって、前記フランジ部５、６に外力が加わる場合の強度が高まる。よって後に説明する図７に示すような場合、ヒートパイプ４１を上下にあるフランジ部４５によって、より強固に挟持できるため接続部による伝熱損失を低減でき放熱性能向上に寄与できる。
【００３１】
更に、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様においては、上述した開口部は、バーリング加工によるフランジ部を上下面および両側面に備えており、開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、開口部と一体に形成される第２の空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている。なお、上述した第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部は、開口部の中心から概ね放射状に形成されていてもよい。
【００３２】
図３は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。図３（ａ）は、垂直面を水平に配置した状態の斜視図である。図３（ｂ）は、伝熱フィンの裏面側から見た斜視図である。図３（ｃ）は、伝熱フィンの正面側から見た斜視図である。図３（ａ）に示すように、この発明の伝熱フィン１０は、平らな上面部１２と、平らな下面部１４と、平らな垂直面１３からなるコの字形のフィンであり（図３（ａ）においては、垂直面が水平に配置されている）、垂直面１３には、バーリング加工によるフランジ部１５、１９が開口部の上下面および両側面にそれぞれ設けられている。即ち、合計４個のフランジ部が設けられている。
【００３３】
開口部の上下面に形成されるフランジ部１５および開口部の両側面に形成されるフランジ部１９の形状は、挿入物の外形に一致して形成されている。例えば、フランジ部１５を平面、フランジ部１９を曲面としてそれぞれ形成してもよい。それぞれ応力集中を緩和するために、開口部１６と一体に形成される第１空間部１７は、上下面のフランジ部１５と一方の側面のフランジ部１９との間に形成される２つの空間部からなっており、開口部１６と一体に形成される第２空間部１８は、上下のフランジ部１５と他方の側面のフランジ部１９との間に形成される２つの空間部１８からなっている。
【００３４】
図３（ｂ）（ｃ）に示すように、開口部１６は上下の水平かつ平行な２つの辺と、両側の曲面とからなっており、バーリング加工によるフランジ部が周辺部に設けられている。隣接するフランジ部間には、開口部１６と一体に形成された第１空間部１７および第２空間部１８が形成されている。上下のフランジ部１５と一方の側面部に形成されたフランジ部１９の間には、それぞれ上方向および下方向に延びる空間が形成され、先端部は概ね半円形状からなっている。更に、上下のフランジ部１５と他方の側面部に形成されたフランジ部１９の間には、それぞれ上方向および下方向に延びる空間が形成され、先端部は概ね半円形状からなっている。第１空間部７および第２空間部８は、開口部に関して左右対称に形成されている。
【００３５】
図３に示す伝熱フィンにおいて、平らな上面部１２、平らな下面部１４は概ね平行であり、開口部の上下面に形成されたフランジ部１５および開口部の両側面に形成されたフランジ部１９は、開口部に挿入される（図示しない）挿入物を上下および左右から押し付けて固定することができるように、弾性を備えている。上述したフランジ部は、バーリング加工によって、通常、上面部、下面部と同一方向に突出して形成されている。
【００３６】
図４は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。図４に示すように、垂直面部１３の上端部には上面部１２が一体的に形成され、垂直面部１３の下端部には、下面部１４が一体的に形成されている。垂直面部の概ね中央部に、蒲鉾形状の開口部１６が形成され、開口部１６の上下面および左右側面にバーリング加工によって形成されたフランジ部１５、１９がそれぞれ設けられている。
【００３７】
開口部１６の上下面に形成されたフランジ部１５と、両側面に形成されたフランジ部１９との間には、それぞれ第１空間部１７および第２空間部１８が形成されている。第１空間部１７および第２空間部１８はそれぞれ２つの空間部からなっており、第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部は、開口部１５の中心から概ね放射状に広がるように形成されている。第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部の先端部は、概ね半円形状に形成されて、挿入物による応力集中を緩和して、垂直面部に亀裂が発生するのを防止する。
【００３８】
更に、この発明の伝熱フィンの他の態様は、開口部は円形状の開口部からなっており、バーリング加工によるフランジ部は、円形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、第１空間部および第２空間部は、少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている。即ち、開口部が概ね円形状からなっていてもよい。少なくとも２つのフランジ部は、４つのフランジ部からなっていてもよく、第１空間部および第２空間部はぞれぞれ２つの空間部からなっている。
【００３９】
図５は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。図５（ａ）は、伝熱フィンの表面側から見た斜視図である。図５（ｂ）は、伝熱フィンの裏面側から見た斜視図である。図５（ａ）に示すように、この発明の伝熱フィン３０は、平らな上面部３２と、平らな下面部３４と、平らな垂直面３３からなるコの字形のフィンであり、垂直面３３には、円形状の開口部３６が形成されている。円形状の開口部３６に沿って、バーリング加工によるフランジ部３５、３９、３５、３９が設けられている。即ち、合計４つのフランジ部が設けられている。
【００４０】
開口部の外周に沿って形成されるフランジ部の形状は、挿入物の外形に一致して形成される。隣接するフランジ部の間には、それぞれ応力集中を緩和するために、開口部３６と一体に形成される、それぞれ２つの空間部からなる第１空間部３７および第２空間部３８が形成されている。開口部３６と一体に形成される第１空間部３７は、フランジ部３５と、フランジ部３９とによって形成される空間部であり、フランジ部３９とフランジ部３５とによって形成される空間部である。
【００４１】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、開口部３６は円形からなっており、バーリング加工によるフランジ部３５、３９が開口部の外周部に設けられている。隣接するフランジ部間には、開口部３６と一体に形成された第１空間部３７および第２空間部３８が形成されている。第１空間部３７および第２空間部３８は、それぞれ半円形状からなっている。第１空間部３７および第２空間部３８は、開口部に関して左右対称に形成されている。
【００４２】
図５に示す伝熱フィンにおいて、平らな上面部３２、平らな下面部３４は概ね平行であり、開口部の中央部に形成されたフランジ部３５、３９は、開口部に挿入される（図示しない）挿入物を周囲から押し付けて固定することができるように、弾性を備えている。上述したフランジ部は、バーリング加工によって、通常、上面部、下面部と同一方向に突出して形成されている。
【００４３】
図６は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。図６に示すように、垂直面部３３の上端部には上面部３２が一体的に形成され、垂直面部３３の下端部には、下面部３４が一体的に形成されている。垂直面部の概ね中央部に、円形状の開口部３６が形成され、円形状の開口部３６の外周部に沿ってバーリング加工によって形成されたフランジ部３５、３９が設けられている。円形状の開口部３６の外周部に沿ってバーリング加工によって形成されたフランジ部３５、３９の間には、それぞれ半円形状の第１空間部３７および第２空間部３８が形成されている。第１空間部３７および第２空間部３８はそれぞれ２つの空間部からなっている。第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部によって、挿入物による応力集中を緩和して、垂直面部に予測不可能な亀裂が発生するのを防止する。
【００４４】
次に、この発明のヒートシンクについて説明する。
この発明のヒートシンクは、（ａ）密閉された空洞部を有するヒートパイプ、（ｂ）平らな上面部と、平らな下面部と、バーリング加工による少なくとも２つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部の両側部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部および第２空間部を備えた平らな垂直面部とからなるコの字形の伝熱フィン部とを備えたヒートシンクである。
【００４５】
上述したヒートパイプは扁平状ヒートパイプからなっており、開口部は矩形状の開口部からなっており、バーリング加工によるフランジ部が開口部の上下面に設けられ、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部は半円形状の空間部からなり、開口部に関して右左対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっていてもよい。
【００４６】
図７は、この発明のヒートシンクにおける、ヒートパイプの軸方向に直交する面を示す図である。この態様におけるヒートシンクにおいて、ヒートパイプは扁平形状のヒートパイプからなっている。図７に示すように、伝熱フィン部は、平らな上面部４２と、平らな下面部４３と、平らな垂直面部４３とからなっており、垂直面部４３には、ヒートパイプ４１が挿入される矩形状の開口部が設けられている。開口部の上下面には、バーリング加工によるフランジ部４５が設けられている。開口部の両側部には、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部４７および第２空間部４８が、開口部と一体に設けられている。
【００４７】
扁平形状のヒートパイプを調製するときに、扁平厚に関しては、加工によって所望の精度の厚さを得ることができるけれども、ヒートパイプの幅は、素管時の外径公差が大きく、扁平形状に加工したきに、バラツキが生じる。従って、扁平形状のヒートパイプを伝熱フィンの開口部に挿入するとき、図７に示すように、扁平形状のヒートパイプの幅方向の両端部がそれぞれ、第１空間部および第２空間部に突き出した状態になる。即ち、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部がヒートパイプの幅方向のバラツキを収容する機能を備えている。更に、図７に示すように、伝熱フィンに扁平形状のヒートパイプを圧入時に、矢印で示すような力が働き、バーリング加工されたフランジ部に弾性が与えられ、ヒートパイプとフランジ部の間の密着力を大きくする。
【００４８】
図８は、扁平形状のヒートパイプに１枚のコの字形の伝熱フィンを取り付けた状態を示す概略断面図である。図８に示すように、平らな上面部４２と、平らな下面部４４と、バーリング加工によるフランジ部４５を有する開口部が形成された垂直面部４３とを備えた１枚のコの字形の伝熱フィンの開口部に扁平形状のヒートパイプが圧入されている。なお、図示していないが、図７に示したように、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部によって、製造時に生じた幅方向の公差を吸収している。更に、図７を参照して説明したように、伝熱フィンに扁平形状のヒートパイプを圧入時に、矢印で示すような力が働き、バーリング加工されたフランジ部に弾性が与えられ、垂直面部に亀裂が生じるのを防止すると共に、ヒートパイプとフランジ部の間の密着力を大きくする。
【００４９】
図９は、この発明のヒートシンクの１つの態様を示す斜視図である。この発明のヒートシンクは、密閉された空洞部を有する扁平状のヒートパイプと、平らな上面部と、平らな下面部と、バーリング加工による２つのフランジ部を備えた開口部、および、開口部の両側部に開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部および第２空間部を備えた平らな矩形状の垂直面部とからなるコの字形の伝熱フィン部とを備えたヒートシンクである。開口部に関して左右対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっている。
【００５０】
即ち、図９に示すように、上面部５２、垂直面部５３、下面部５４からなるコの字形の伝熱フィンが複数枚組合わされて形成された金属フィン部６３のそれぞれのフィンの垂直面部の中央部にバーリング加工によって上下面にフランジ部５５を備えた開口部が形成されている。開口部の両側部には、開口部と一体に形成された半円形状の第１空間部５７および第２空間部５８が設けられている。扁平状のヒートパイプが開口部に圧入されて、その幅方向の一部が第１空間部および第２空間部に収容されている。
【００５１】
なお、図示しないが、図１、図３、図５に示した伝熱フィンを複数枚組み合わせて伝熱フィン部を形成し、図９に示したように、開口部に扁平状ヒートパイプ、または、丸型ヒートパイプを圧入して、ヒートシンクを形成する。
更に、ヒートパイプの代わりに、熱伝導性に優れた板、棒を使用してもよい。伝熱フィンの材質は、高い伝熱特性を有する材質であれば、プラスチック、セラミックでも良いが、アルミニウム、銅等金属の場合、機械加工性、熱性能点で優れておりなお好ましい。ウイックは偏平状ヒートパイプのコンテナと同一材質の部材を使用することができる。作動液は、ヒートパイプのコンテナの材質との適合性に応じて、水、代替フロン、フロリナートを使用する。なお、コンテナの材質は、作動液としての水との適合性に優れた銅が望ましい。
【００５２】
偏平状ヒートパイプの密閉された空洞部には、（図示しない）メッシュ状のウイックが内蔵され、（図示しない）作動液が封入されている。作動液の還流を容易にするために、偏平状ヒートパイプの中央部にメッシュ状ウイックを配置し、両側部を通路として開放してもよい。偏平状ヒートパイプとは、このように伝熱フィンと熱的に接続する部分が少なくとも偏平状もしくは平面形状であるものを含む。従って、円筒状ヒートパイプを偏平加工したヒートパイプの他に板形状ヒートパイプであってもよい。フィンが複数枚並列配置されたフィン部の両側面は、並列配置された複数個の矩形の開口部を備えているので、何れか１方から（図示しない）ファン等によって空気を送り込み、強制空冷することによって、更に、ヒートシンクの放熱効果を高めることができる。
【００５３】
更に、ＣＰＵ等の発熱体の電子機器内の配置位置に適応して、偏平状ヒートパイプが湾曲部を備えていてもよい。即ち、ＣＰＵ等の発熱体に偏平状ヒートパイプの吸熱部を接続し、偏平状ヒートパイプの例えば中央部において概ね直角方向に曲がる湾曲部を備え、更に所定の長さにわたり直線的に延伸して、他端部の放熱側に上述したフィン部を備えてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
上述したように、この発明によると、高い移動性を有する薄型小型の電子機器等に搭載可能な放熱性能に優れたヒートシンク、特に、高い熱伝導性を有する棒状体を伝熱フィンに圧入するときに、伝熱フィンに亀裂が発生することなく、棒状体と伝熱フィンとの密着力を高めることができる、放熱性能に優れたヒートシンクを提供することができ、産業上利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の伝熱フィンの１つの態様を説明する斜視図である。図１（ａ）は、正面側から見た斜視図である。図１（ｂ）は、裏面側から見た斜視ずである。
【図２】図２は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。
【図３】図３は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。
【図４】図４は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。
【図５】図５は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。
【図６】図６は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。
【図７】図７は、この発明のヒートシンクにおける、ヒートパイプの軸方向に直交する面を示す図である。
【図８】図８は、扁平形状のヒートパイプに１枚のコの字形の伝熱フィンを取り付けた状態を示す概略断面図である。
【図９】図９は、この発明のヒートシンクの１つの態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
１．伝熱フィン
２．上面部
３．垂直面部
４．下面部
５．フランジ部
６．空間部
７．第１空間部
８．第２空間部
１０．伝熱フィン
１２．上面部
１３．垂直面部
１４．下面部
１５．フランジ部
１６．空間部
１７．第１空間部
１８．第２空間部
３０．伝熱フィン
３２．上面部
３３．垂直面部
３４．下面部
３５．フランジ部
３６．空間部
３７．第１空間部
３８．第２空間部
４０．伝熱フィン
４１．ヒートパイプ
４２．上面部
４３．垂直面部
４４．下面部
４５．フランジ部
４７．第１空間部
４８．第２空間部
５１．ヒートパイプ
５２．上面部
５３．垂直面部
５４．下面部
５５．フランジ部
５７．第１空間部
５８．第２空間部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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