(57)【要約】【課題】  放熱能力に優れ冷却性能の高いヒートシンクを提供する。【解決手段】  複数の平板状フィン３が、ベース部７の表面に立設され、かつ前記平板状フィン３同士の間の間隙に通風路５が形成されているヒートシンク１において、少なくともいずれか一枚の前記平板状フィン３の少なくとも一方の端部が、前記ベース部７の外周縁から外側に突出して配置され、前記平板状フィン３の両端部によって形成されている流出口５Ｃ以外に、ベース部７の板厚方向に開口されている流出口５Ｄが形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の平板状フィンが、ベース部の表面に起立状態に設けられるとともにこれらの平板状フィン同士の間の間隙が通風路とされたヒートシンクにおいて、
少なくともいずれか一枚の前記平板状フィンの少なくとも一方の端部が、前記ベース部の外周縁から外側に突出していることを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
互いに隣接する二枚の前記平板状フィンの少なくとも一方の端部が前記ベース部の外周縁から外側に突出することにより、これら二枚の平板状フィンの間に形成されている通風路の前記ベース部側の端部に流出口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
複数の平板状フィンが、ベース部の表面に起立状態に設けられるとともにこれらの平板状フィン同士の間の間隙が通風路とされ、かつ前記平板状フィンの前記ベース部とは反対側の端部に前記ベース部に向けた空気流を生じさせる送風手段が設けられたヒートシンクにおいて、
前記送風手段から前記通風路を通過して前記ベース部に向かう空気流を、前記ベース部の表面から底面に向けて吹き抜けさせる吹き抜け部が設けられていることを特徴とするヒートシンク。
【請求項４】
前記平板状フィンの少なくとも一方の端部が前記ベース部の外周縁から外側に突出することにより、その平板状フィンの間に形成されている通風路の前記ベース部の開口端が前記吹き抜け部とされていることを特徴とする請求項３に記載のヒートシンク。
【請求項５】
前記吹き抜け部は、前記ベース部の表面から底面に到る貫通部を含むことを特徴とする請求項３または４に記載のヒートシンク。
【請求項６】
前記平板状フィンが設けられている前記ベース部の表面とは反対側の面に、前記ベース部より熱伝導率が高くかつ発熱部材が熱伝達可能に接触させられる台座部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の平板状フィンがベース部の表面に起立状態に設けられたヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヒートシンクは発熱部材もしくは高温部に接触されて、これら発熱部材や高温部の実質的な放熱面積を拡大する機能を備えたものである。したがって、この種のヒートシンクにおいては、放熱面を形成するフィンが可及的に多数設けられていればよい。しかしながら、様々な形状の冷却対象物のいずれにも適用できるように汎用性を持たせるために、ベース部に放熱フィンを装着した構造のものが一般に使用されている。このような構造のヒートシンクのうち、放熱フィンが平板状とされ、この平板状フィンが、互いに平行になるように、それらの一端部をベース部の一方の表面に一体化して組み付けられた構造のヒートシンクが知られている。
【０００３】
この種のヒートシンクによれば、放熱面積が広くなるので、多量の熱を放散させることができるが、放熱量を更に増大させるためには、送風による強制冷却をおこなうことが好ましい。その場合、各放熱フィンの表面全体からの放熱を促進するために、冷却風を各放熱フィンの間の空隙部に流通させることになる。そのような送風をおこなうためには、例えば、ヒートシンク全体としての放熱効率や送風機の取り付けの自由度を考慮して、放熱フィンの先端側、すなわち放熱フィンを挟んでベース部とは反対側に送風機（ファン）などの送風手段を配置することが考えられる。
【０００４】
上記の構造のヒートシンクでは、ベース部に伝達された熱が、平板状フィンに伝達される一方、前記ファンなどの送風手段によって放熱フィン同士の間の空隙部に冷却空気が送り込まれるので、放熱フィンの熱がその冷却空気によって運び去られ、ベース部に接触させられている適宜の発熱部材を間接的に空冷することができる。その場合、放熱フィンが実質的な放熱面積を拡大しており、しかも放熱フィンとその表面に接触している冷却空気との温度差を大きくして冷却空気に対する熱伝達率を大きくしておくことができるので、効率よく放熱させて発熱部材の温度上昇を防止もしくは抑制することができる。このような構造のヒートシンクの一例が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３１９９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した構造のヒートシンクにおける放熱面積を拡大するためには、フィンの枚数を増大させればよい。しかしながら、冷却対象物である発熱部材に対してベース部を相対的に大きくした場合には、ベース部での熱抵抗が増大して放熱効率（冷却性能）が低下し、またヒートシンクと言えども小型・軽量であることが好ましいから、放熱フィンの枚数を増大させる場合には、放熱フィン同士の間隔すなわち冷却空気の流通路が狭くなる。したがって、強制空冷するべく送風しても、フィン同士の間隔に空気流が入りにくくなり、あるいは冷却空気の流通が阻害されたりし、その結果、放熱効果が損なわれるおそれがある。言い換えれば、放熱フィンの枚数を増大させても実質的な放熱面積が増大しないので、放熱性能が制約される問題があった。
【０００６】
この発明は上記の事情を背景にしてなされたものであり、複数の平板状フィンを備えたヒートシンクの放熱特性を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の平板状フィンが、ベース部の表面に起立状態に設けられるとともにこれらの平板状フィン同士の間の間隙が通風路とされたヒートシンクであって、少なくともいずれか一枚の前記平板状フィンの少なくとも一方の端部が、前記ベース部の外周縁から外側に突出していることを特徴とするヒートシンクである。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の構成において、互いに隣接する二枚の前記平板状フィンの少なくとも一方の端部が前記ベース部の外周縁から外側に突出することにより、これら二枚の平板状フィンの間に形成されている通風路の前記ベース部側の端部に流出口が形成されていることを特徴とするヒートシンクである。
【０００９】
したがって請求項１あるいは請求項２の発明では、平板状フィンの間に形成されている通風路が、ベース部とは反対側の端部とベース部側の端部との両方で開口する。そのため、例えばベース部とは反対側の端部に送風手段を配置して前記通風路に冷却空気を送り込んだ場合、ベース部の表面に対して垂直な方向に向けた空気流の一部が、通風路のベース部側に開口している端部を介して吹き抜ける。その結果、通風路での抵抗が低減されて冷却空気の流動が促進され、ヒートシンクの全体としての放熱特性が良好になる。
【００１０】
さらに、請求項３の発明は、複数の平板状フィンが、ベース部の表面に起立状態に設けられるとともにこれらの平板状フィン同士の間の間隙が通風路とされ、かつ前記平板状フィンの前記ベース部とは反対側の端部に前記ベース部に向けた空気流を生じさせる送風手段が設けられたヒートシンクにおいて、前記送風手段から前記通風路を通過して前記ベース部に向かう空気流を、前記ベース部の表面から底面に向けて吹き抜けさせる吹き抜け部が設けられていることを特徴とするヒートシンクである。
【００１１】
その吹き抜け部は、請求項４に記載してあるように、前記平板状フィンの少なくとも一方の端部が前記ベース部の外周縁から外側に突出することにより、その平板状フィンの間に形成されている通風路の前記ベース部の開口端であってよい。
【００１２】
さらに、前記吹き抜け部は、請求項５に記載してあるように、前記ベース部の表面から底面に到る貫通部であってよい。
【００１３】
したがって請求項３ないし５のいずれかの発明では、送風手段で生じさせたベース部に向かう空気流が、通風路を通過し、さらに前記ベース部の表面から底面に向けて吹き抜ける。そのため、通風路内での空気流の流動が円滑になるので、ヒートシンクの全体としての放熱特性が良好になる。
【００１４】
そして、請求項６の発明は、上記の請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記平板状フィンが設けられている前記ベース部の表面とは反対側の面に、前記ベース部より熱伝導率が高くかつ発熱部材が熱伝達可能に接触させられる台座部が設けられていることを特徴とするヒートシンクである。
【００１５】
したがって請求項６の発明では、発熱部材で発生した熱が、台座部を介してベース部に伝達されるので、発熱部材からベース部への熱の拡散および伝達が促進され、その結果、発熱部材から平板状フィンに到る箇所での熱抵抗が低減され、ヒートシンクの全体としての放熱特性が良好になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、請求項１または請求項２の発明では、平板状フィンの間の通風路が、ベース部とは反対側の端部とベース部側の端部との両方で開口するので、ベース部の表面に対して垂直な方向に向けた空気流の一部が、通風路のベース部側に開口している端部を介して吹き抜ける。その結果、通風路での抵抗が低減されて冷却空気の流動が促進され、ヒートシンクの全体としての放熱特性を良好とすることができる。
【００１７】
また、請求項３ないし５のいずれかの発明によれば、送風手段で生じさせたベース部に向かう空気流が、通風路を通って吹き抜け部から排出される。そのため、通風路内での空気流の流動が円滑になるので、ヒートシンクの全体としての放熱特性が良好になる。
【００１８】
また、請求項６の発明によれば、発熱部材で発生した熱が、台座部を介してベース部に伝達されるので、発熱部材からベース部への熱の拡散および伝達が促進され、その結果、発熱部材から平板状フィンに到る箇所での熱抵抗が低減され、ヒートシンクの全体としての放熱特性を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。図１にこの発明の一例であるヒートシンク１を示す。まず、このヒートシンク１の構造を説明する。ヒートシンク１は、平板状フィン３と、放熱フィンの機能を兼ね備えている外側板部４と、ベース部７と、熱拡散板８とによって構成されている。これら平板状フィン３および外側板部４ならびにベース部７は、例えばアルミニウムあるいはアルミ合金によって一体に形成され、また熱拡散板８は、銅によって形成されている。
【００２０】
平板状フィン３および外側板部４は、ベース部７の表面に所定の間隔で平行に立設されている。この平板状フィン３および外側板部４の長手方向の寸法は、ベース部７よりも長く形成されている。
【００２１】
ここで平板状フィン３および外側板部４の配列状態を説明すると、ベース部７の表面において、外側板部４が最も外側に各一枚ずつ、互いに平行に配列されている。そして、この外側板部４の配列方向に平行であって、前記２枚の外側板部４の内側に、複数の平板状フィン３が、所定の間隔で互いに平行に配列されている。換言すると、所定の間隔で平行に配列された複数の平板状フィン３を、前記平板状フィン３の配列方向と平行に、外側板部４が両側から挟んだ状態に配列されている。そのため、平板状フィン３同士、あるいは平板状フィン３および外側板部４によって形成される各通風路５が直線状に形成されている。この各通風路５に空気流が吹き込まれるようになっている。また、前記通風路５の長手方向の両端部が流出口５Ｃとなっている。
【００２２】
また、図３に示すように、平板状フィン３および外側板部４の長手方向の両端下部には、吹き抜け部１０が設けられている。この吹き抜け部１０は、平板状フィン３および外側板部４の長手方向の端部が、ベース部７に対してオーバーハングしている部分である。したがって、平板状フィン３および外側板部４の長手方向での両端側の下部には、ベース部７の板厚方向（すなわち上下方向）に向けて開口された流出口５Ｄが形成されている。
【００２３】
また、平板状フィン３および外側板部４の上端部側に、軸流型ファン２が配置され、その吐き出し口がベース部７側（すなわち下側）を向いている。そのため、平板状フィン３および外側板部４の上端部が、前記通風路５およびスリット６の流入口５Ａとなっている。
【００２４】
各平板状フィン３および外側板部４の長手方向の所定の位置には、複数のスリット６が形成されている。スリット６は、平板状フィン３あるいは外側板部４の上端部分からベース部７の表面近くの部分に至るまで切り込まれている。また、各スリット６の位置は、互いにずれている。そのため、前記通風路５に対して斜めに交叉する複数の流路が形成されている。そして、前記外側板部４に設けられているスリット６が、空気流の流出口５Ｂとなっている。
【００２５】
外側板部４のベース部７と反対の先端部分には、図２に示すように、フック部４Ａが設けられている。なお、図２には軸流型ファン２を取り外した状態を示してある。このフック部４Ａと軸流型ファン２のハウジングを形成している部分の周縁部分とが係合されており、その結果、軸流型ファン２とヒートシンク１とが一体化するように連結される。また、外側板部４に最も近い位置に設けられている平板状フィン３が、前記フック部４Ａと軸流型ファン２の周縁部分との係合時に前記軸流型ファン２の周縁部分に干渉しないように、他の平板状フィン３よりも低く形成されている。
【００２６】
熱拡散板８には、発熱部材８Ａが熱授受可能に取り付けられるようになっている。また、熱拡散板８が四角形状に形成されている。この熱拡散板８は、ベース部７の底部に設けられている凹部７Ａに嵌め込まれている。この凹部７Ａと熱拡散板８とは、ハンダ付けで固定されている。
【００２７】
上記のヒートシンク１の作用を説明する。平板状フィン３および外側板部４の相互の間に形成されている通風路５が、べース部７とは反対側の端部とベース部７側の端部との両方で開口されて吹き抜け部１０が形成されている。したがって、べース部７とは反対側の端部に配置された軸流型ファン２によって、前記通風路５に冷却空気が送り込まれると、冷却空気は吹き抜け部１０を介して吹き抜ける。その吹き抜け部１０が軸流型ファン２に対向する位置に形成されているので、通風路５での流動抵抗が低減されて冷却空気の流動が促進され、ヒートシンク１の全体としての放熱特性が良好になる。
【００２８】
また、発熱部材８Ａで発生した熱が、熱拡散板８を介してベース部７の伝達されるので、発熱部材８Ａからベース部７への熱の拡散および伝達が促進され、その結果、発熱部材８Ａから平板状フィン３および外側板部４に到る箇所での熱抵抗が低減され、ヒートシンク１の全体としての放熱特性が良好になる。
【００２９】
さらに、平板状フィン３の両端部には流出口５Ｃ以外に流出口５Ｂおよび流出口５Ｄが形成されている。そのため、通風路５を流通する空気の流出量が増加する。
【００３０】
上述のヒートシンク１によると、通風路５を形成している平板状フィン３の両端部が、ベース部７の表面の両方向に延長して配置されて流出口５Ｃとされているので、ベース部１２の大きさに対するヒートシンク１の放熱面積の割合が増大される。その結果、ヒートシンク１の放熱効率を向上することができる。
【００３１】
一方、外側板部４にフック４Ａが設けられているので、軸流型ファン２とヒートシンク１とを簡単に固定することができる。したがって、従来のヒートシンクにおいてボーディーとされていた部分を外側板部４とすることができる。その結果、ヒートシンク１の放熱面積を増加することができる。そのため、ヒートシンク１の放熱性能を向上することができる。また、部品点数を減らすことができるので、製造コストを低減することができる。
【００３２】
また、スリット６に形成されている流出口５Ｂからも空気流を排出することができる。そのため、通風路５を通過する空気の流量を増加することができるので、熱交換を効率良く行うことができる。その結果、ヒートシンク１の冷却性能が向上する。
【００３３】
さらに、ベース部７の底部に設けられている凹部７Ａに熱拡散板８が嵌め込まれているので、ベース部７と熱拡散板８との接触面積を増加することができる。その結果、熱拡散板８に伝達された熱を、効率よくベース部７に伝達することができ、ヒートシンク１の冷却性能が向上する。
【００３４】
つぎに、この発明の他の具体例について説明する。なお、上述の具体例と同等または同一の部材には同じ符号を付けて、その詳細な説明を省略する。図４ないし図６にこの発明の他の具体例であるヒートシンク１１を示す。ヒートシンク１１は、平板状フィン３および外側板部４と、ベース部１２と、銅で形成されている熱拡散板８とによって構成されている。このヒートシンク１１のうち、平板状フィン３および外側板部４と、ベース部１２とが、アルミニウムもしくはアルミ合金で形成されており、ダイキャスト加工などの方法によって一体に形成されている。また、平板状フィン３および外側板部４の長手方向の両端下部には、吹き抜け部１０が設けられている。そのため、平板状フィン３および外側板部４の長手方向の両端部の下端には、流出口５Ｄが形成されている。
【００３５】
外側板部４の上端部側には、軸流型ファン１３が配置されている。ベース部１２と軸流型ファン１３とは、二つのクリップ１４によって固定されている。具体的には、クリップ１４には、湾曲しているアーム部１５が設けられており、このアーム部１５の端部同士によってベース部１２と軸流型ファン１３とを挟持している。また、アーム部１５には、アーム部１５の両端の幅を狭める固定金具１６が設けられている。この固定金具１６を操作してベース部１２と軸流型ファン１３とが挟持される。
【００３６】
また、外側板部４を上下に切り込んで、スリット１７が形成されている。このスリット１７が、ベース部１２を貫通している。したがって、平板状フィン３の間の通風路５はベース部１２を貫いているスリット１７によってベース部１２の底面に開口している。そのため、前記ベース部１２の底面における開口が、冷却空気の吹き抜け部１８とされている。また、ヒートシンク１１の幅方向において、スリット１７は、何枚かの平板状フィン３を貫通している。したがって、スリット１７によって、通風路５が外側板部４にも開口している。そのため、外側板部４の開口が、冷却空気の流出口５Ｅとされている。
【００３７】
また、ベース部１２には板厚方向に貫通孔１９が形成されている。したがって、平板状フィン３の間の通風路５はベース部７を貫いている貫通孔１９によってベース部１２の底面に開口している。この貫通孔１９のベース部１２の底面における開口が冷却空気の吹き抜け部２０とされている。
【００３８】
上記のヒートシンク１１の作用を説明する。ベース部１２とは反対側の端部に配置された軸流型ファン１３によって、通風路５に冷却空気が送り込まれると、スリット１７および貫通孔１９に冷却空気が流入する。そのため、吹き抜け部１０に加えて、吹き抜け部１８，２０からも冷却空気が吹き抜ける。その結果、ヒートシンク１１内部の冷却空気の流動が円滑になるので、ヒートシンク１１内部の冷却空気の流通量が増大する。すなわち、上記のヒートシンク１１では、軸流型ファン１３に対向する吹き抜け部が、平板状フィン３の両端部側に形成されている吹き抜け部１０だけでなく、スリット１７および貫通孔１９による吹き抜け部１８，２０によって形成されているので、前述した図１ないし図３に示すヒートシンク１の作用に加えて、通風路５での冷却空気の流動性を向上させ、ひいては放熱特性もしくは冷却特性を向上させることができる。
【００３９】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述した熱拡散板８が、この発明の台座部に相当し、スリット１７および貫通孔１９が、この発明の貫通部に相当し、スリット１７が、この発明の溝部に相当する。
【００４０】
なお、上述の具体例では、平板状フィンとベース部とがアルミニウムもしくはアルミ合金とし、熱拡散板を銅製としたが、この発明では、この平板状フィンとベース部と熱拡散板との材料は、上述のアルミニウム、アルミ合金または銅に限定されない。例えば、ベース部が銅で形成されてもよく、熱拡散板がアルミニウムで形成されてもよい。また、ベース部および熱拡散板が同一の材料で形成されてもよい。
【００４１】
また、この発明におけるヒートシンクの加工方法およびその部材の構成は、上記の具体例で示したものに限定されない。したがって、例えば、平板状フィンとベース部とが別々に、曲げ加工およびダイカスト法によって形成されてロウ付けで固定されてもよい。また、熱拡散板とベース部とがロウ付けで固定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明のヒートシンクの一具体例を示す正面図である。
【図２】図１のヒートシンクの側面図である。
【図３】図１のヒートシンクの吹き抜け部の拡大図である。
【図４】この発明のヒートシンクの他の具体例を示す斜視図である。
【図５】図４のヒートシンクを示す斜視図である。
【図６】図４のヒートシンクの側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１１…ヒートシンク、  ２，１３…軸流型ファン、  ３…平板状フィン、  ５…通風路、  ５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ…流出口、  ７，１２…ベース部、  ６，１７…スリット部、  ８…熱拡散板、  １０，１８，２０…吹き抜け部、  １９…貫通孔。
【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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