(57)【要約】【課題】熱的特性に優れた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、所定の間隔をあけて互いに平行に配列され、起立した状態でベース部の表面に取り付けられているヒートシンク１において、少なくとも一本のヒートパイプ５の端部５Ｂが前記ベース部２に接続されるとともに、前記ヒートパイプ５の他方の端部５Ｂが前記表面２Ａの面方向に延長して配置され、他の平板状フィン４が、前記他方の端部５Ｂに取り付けられている。【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、所定の間隔をあけて互いに平行に配列され、起立した状態でベース部の表面に取り付けられているヒートシンクにおいて、
少なくとも一本のヒートパイプの端部が前記ベース部に接続されるとともに、前記ヒートパイプの他方の端部が前記表面の面方向に延長して配置され、他の平板状フィンが、前記他方の端部に取り付けられていることを特徴とするヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベース部に設けられているヒートパイプに放熱フィンを取り付けた構造のヒートシンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ヒートシンクは発熱体もしくは高温部に接触されて、これら発熱体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。そのため、発熱体もしくは高温部に直接フィンが設けられることが最も望ましい。しかしながら、前記発熱体もしくは高温部には、フィンが取り付けられないことが多いので、冷却対象物に対する汎用性を持たせるためにベース部にフィンを装着した構造のヒートシンクが一般に使用されている。しかしながら、予め定められたベース部に薄板状のフィンを多数取り付けることは困難であるため、放熱フィンの枚数、すなわち実質的な放熱面積が制約を受ける不都合があった。
【０００３】
これに対して、ベース部に支柱などの伝熱部材を立設し、その伝熱部材に放熱フィンを取り付けた構造のタワー型ヒートシンクにおいては、フィンを伝熱部材に嵌合させるなどのことにより、多数の放熱フィンを設けることができるので、その枚数や放熱面積の制約が少なくなる利点がある。この種のタワー型ヒートシンクの一例が米国特許第５，４１２，５３５号明細書に記載されており、このヒートシンクは前記伝熱部材としてヒートパイプもしくは、ベ−パーチャンバーを用いたものである。すなわち、ベース部に中空のコンテナを立設し、その内部をヒートパイプ化する一方、そのコンテナの外面に多数のフィンを嵌合させたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のタワー型ヒートシンクのような構造であれば、ベース部の直角方向に放熱面積を増加することができる。しかしながら、配置スペースが限られた電子機器等の筐体内部にヒートシンクが配置される場合、前記筐体内部の電子部品の配置によっては、前記ベース部の直角方向にスペースができずに、前記ベース部近傍の平行方向にスペースができてしまう。このような場合、前記タワー型ヒートシンクのような構造では、ベース部の直角方向にフィンが増設される構造とされているので、適用が困難となる。
【０００５】
上記の不都合を解決するヒートシンクの構造の一つとして、ベース部をフィンが連続して配列されている方向に大きく形成する構造がある。このような構造であれば、ベース部の平行方向のスペースを有効に使うことが可能である。
【０００６】
上記のヒートシンクでは、フィンが連続して配列されている方向にベース部が、大きく形成されているのでフィンの枚数を増加することができる。しかしながら、ベース部を前記配列されている方向に大きく形成すると、熱抵抗が増大してしまうという不都合があった。そのため、ヒートシンクの熱伝達が効率よく行われなくなり、冷却性能を担保することができないおそれがあった。
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、熱的特性に優れたヒートシンクを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
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、所定の間隔をあけて互いに平行に配列され、起立した状態でベース部の表面に取り付けられているヒートシンクにおいて、少なくとも一本のヒートパイプの端部が前記ベース部に接続されるとともに、前記ヒートパイプの他方の端部が前記表面の面方向に延長して配置され、他の平板状フィンが、前記他方の端部に取り付けら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の発明では、ベース部にヒートパイプの端部が接続されている。また、前記ヒートパイプの他方の端部が、前記ベース部における表面の延長方向に配置されている。この他方の端部に他の平板状フィンが設けられている。そのため、前記表面の面方向に延長して他の平板状フィンが設けられるので、ヒートシンクの放熱面積が増加される。また、前記ヒートパイプの他方の端部に他の平板状フィンが設けられていることにより、他方の端部周辺におけるベース部の構成が省略される。そのため、他の平板状フィンの通気性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の具体例について説明する。図１に、この発明のヒートシンクの一例であるヒートシンク１を示す。ヒートシンク１は、ベース部２、ファン３、フィン４、ヒートパイプ５、固定部材６、台座部７によって形成されている。このヒートシンク１は、台座部７に図示しない発熱体を取り付けてファン３およびフィン４から放熱を行う構成となっている。
【００１１】
ベース部２は、熱伝導性の良いアルミニウムによって、全体が正方形状に形成されている。このベース部２の表面２Ａには、平板状のフィン３が立設されてハンダ付けで固定されている。また、表面２Ａには、筐体等にヒートシンク１を取り付けるための固定穴２Ｂが設けられている。この固定穴２Ｂにネジ部材やスタッドボルトなどの部材が取り付けられて、ヒートシンク１が筐体等に固定される。フィン３は、表面２Ａにおける固定穴２Ｂの周辺を避けて配列されている。
【００１２】
ベース部２において、表面２Ａの反対側に裏面２Ｃが配置されている。この裏面２Ｃの中央付近には、台座部７がハンダ付けによって固定されている。台座部７は、熱伝導性の良い銅材料によって、全体が正方形状に形成されている。したがって、ベース部２よりも熱伝導性が良好とされている。この台座部７に、図示しない発熱体が熱伝達可能に取り付けられるようになっている。
【００１３】
ベース部２には、複数本のヒートパイプ５が取り付けられている。ヒートパイプ５は、内部に純水などの作動流体を有する熱伝導部材である。このヒートパイプ５が軸線状に形成されており、ヒートパイプ５の一方の端部である端部５Ａが、ベース部２の内部に設けられた溝２Ｄに埋め込まれて固定されている。このベース部２とヒートパイプ５との固定方法としては、ハンダ付けが例示される。一方、ヒートパイプ５の他方の端部５Ｂが、ベース部２の表面２Ａから突出されている。このヒートパイプ５の突出部分である端部５Ｂが、湾曲されて表面２Ａの延長方向に配置されている。
【００１４】
端部５Ｂには、この発明の他の平板状フィンの一例であるフィン４が連続して設けられている。したがって、フィン４がベース部２のない部分に連続して設けられている。また、端部５Ｂの先端には、固定部材６が嵌め込まれている。この固定部材６によって各ヒートパイプ５が一体に固定されている。固定部材６には、複数のストッパー８が設けられている。このストッパー８は、剛性の高い鉄によって形成されており、各突出５Ａの先端周辺が嵌め込まれるように形成されている。なお、この固定部材６のストッパーには、剛性の高い適宜の金属材料を使用することができる。
【００１５】
各フィン４には、各端部５Ｂに対応した貫通孔４Ａが形成されている。この貫通孔４Ａは、バーリング加工が施されており、各端部５Ｂを保持するようになっている。各フィン４とヒートパイプ５とは、ハンダ付けで固定されている。
【００１６】
ヒートシンク１による冷却の状態を説明する。まず、台座部７に熱が伝達される。この台座部７がベース部２に接続されている。したがって、台座部７に伝達された熱は、ベース部２にさらに伝達される。ベース部２には複数本のヒートパイプ５の一方の端部５Ａが配置されている。そのため、ベース部２の一部の熱が、ヒートパイプ５の端部５Ａに熱伝達される。その結果、ヒートパイプ５の内部において、作動流体が蒸発および凝縮を繰り返す、いわゆるヒートパイプ動作が行われて、端部５Ａから端部５Ｂに熱輸送が行われる。そして、端部５Ｂに設けられたファン４から放熱される。一方、ヒートパイプ５に伝達されなかった一部の熱が、ベース部２から表面２Ａに立設されているフィン３に伝達されて、フィン３から放熱される。
【００１７】
上記のヒートシンク１の作用を説明する。ヒートシンク１のベース部２には、ヒートパイプ５の一方の端部５Ａが配置されている。また、ヒートパイプ５の他方の端部５Ｂが、前記ベース部２における表面２Ａの延長方向に配置されている。この端部５Ｂに設けられているフィン４が、表面２Ａに設けられているフィン３と同一方向に配列されている。したがって、表面２Ａの延長方向にフィン４が設けられるので、ヒートシンク１の放熱面積が増加される。また、ヒートパイプ５の端部５Ｂにフィン４が設けられていることにより、端部５Ｂ周辺におけるベース部２の構成が省略される。そのため、フィン４の通気性が向上する。
【００１８】
また、各ヒートパイプ５の先端部分が、固定部材６によって固定されているので、ヒートシンク全体としての剛性が向上する。
【００１９】
したがって、上記のヒートシンク１では、ベース部２の表面２Ａに設けられているフィン３の他に、表面２Ａの延長方向にフィン４を設けることができる。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。また、フィン４がヒートパイプ５の端部５Ｂに設けられているので、端部５Ｂ周縁におけるベース部２の構成を省略することができる。そのため、ベース部２を小さく形成することができるので、ベース部２の熱抵抗を減少することができる。また、フィン４の通気性を向上することができる。その結果、ベース部２における熱抵抗の減少およびフィン４における通気性の向上の相乗効果によって、ヒートシンク１の冷却性能を向上することができる。
【００２０】
また、ファン４が、ベース部２の表面２Ａに設けられたファン３と同一方向に配列されているので、ヒートシンク１に形成されるフィンの間隙が同一方向に形成される。そのため、ヒートシンク１を強制冷却すべくファンを配置する際に、一つのファンで送風を行うことができる。
【００２１】
また、上記のヒートシンク１では、ヒートパイプ５の先端部分が固定部材６によって固定されている。そのため、ヒートシンク１の剛性を向上することができる。その結果、ファン４が設けられている端部５Ｂの曲げモーメントに対する強度を向上することができる。
【００２２】
また、上記のヒートシンク１では、発熱体からの熱をファン３およびファン４に分割して、放熱することができる。したがって、複数の放熱部によって放熱が行われるので、ヒートシンク１の冷却効率を向上することができる。
【００２３】
また、台座部７がベース部２よりも熱伝導性の高い材料で形成されていることにより、発熱体または高温部等からの受熱を容易にすることができる。
【００２４】
また、フィン４が設けられている端部５Ｂからベース部の構成が省略されることにより、フィン４の基端部同士によって形成される間口が解放することができる。その結果、複数のファンによって、フィン３とフィン４とを別々に強制冷却する場合に、端部５Ｂに対応したファンの配置の自由度を向上することができる。
【００２５】
つぎに、この発明の他の具体例について説明する。なお、上記の具体例と同一または同等の構成には、同じ符号を付けてその説明を省略する。図３に、ヒートシンク９を示す。ヒートシンク９は、ベース部２、ファン３、フィン４、ヒートパイプ１０、固定部材６、台座部７によって形成されている。このヒートシンク１は、台座部７に図示しない発熱体または高温部を接触させてファン３およびフィン４から放熱を行う構成となっている。
【００２６】
ヒートシンク９には、ヒートパイプ１０が複数本設けられている。また、ヒートパイプ１０の端部１０Ａは、ベース部２に埋め込まれている。この端部１０Ａの一部は、ベース部２における裏面２Ｃに設けられている台座部７の方向に向かって湾曲している。その結果、ヒートパイプ１０の端部１０Ａが台座部７の周辺に配置されて、図示しない発熱体または高温部に対する受熱面積が増加されている。
【００２７】
上記のヒートシンク９の作用を説明する。ヒートシンク９のベース部２には、ヒートパイプ１０の一方の端部が配置されている。また、端部１０Ｂが、前記ベース部２における表面２Ａの延長方向に配置されている。この端部１０Ｂに設けられているフィン４が、表面２Ａに設けられているフィン３と同一方向に配列されている。したがって、表面２Ａの延長方向にフィン４が設けられるので、ヒートシンク９の放熱面積が増加される。また、ヒートパイプ１０の端部１０Ｂにフィン４が設けられていることにより、端部１０Ｂ周辺におけるベース部２の構成が省略される。そのため、フィン４の通気性が向上する。
【００２８】
また、ヒートパイプ１０の端部１０Ａが、ベース部２に設けられている台座部７の周辺に配置されている。そのため、ヒートパイプ１０の受熱面積が増加され、台座部７に伝達された熱が効率良くヒートパイプ１０の端部１０Ｂへ伝達される。その後、フィン４によって放熱される。
【００２９】
したがって、上記のヒートシンク９では、ベース部２の表面２Ａに設けられているフィン３の他に、表面２Ａの延長方向にフィン４を設けることができる。その結果、ヒートシンク９の放熱面積を増加することができる。また、フィン４がヒートパイプ１０の端部１０Ｂに設けられているので、端部１０Ｂ周辺におけるベース部２の構成を省略することができる。そのため、ベース部２の熱抵抗を減少することができる。また、フィン４の通気性を向上することができる。その結果、ベース部２における熱抵抗の減少およびフィン４における通気性の向上の相乗効果によって、ヒートシンク９の冷却性能を向上することができる。
【００３０】
また、ヒートパイプ１０の端部１０Ａが、ベース部２に設けられている台座部７の周辺に配置されている。そのため、台座部７に伝達された熱を効率良くヒートパイプ１０の端部１０Ｂへ伝達することができる。したがって、フィン４によって効率良く放熱することができる。
【００３１】
また、フィン４が設けられている端部１０Ｂからベース部の構成が省略されることにより、フィン４の基端部同士によって形成される間口が解放することができる。その結果、複数のファンによって、フィン３とフィン４とを別々に強制冷却する場合に、端部１０Ｂに対応したファンの配置の自由度を向上することができる。
【００３２】
なお、上述の具体例では、ヒートパイプの形状が軸状とされたが、この発明のヒートパイプの形状は、上記の軸状に限定されない。例えば、平板状でもよく、柱状でもよい。要は、ヒートパイプであればよい。したがって、ヒートパイプの形状は適宜のものでよい。
【００３３】
また、上述の具体例では、ベース部の全体形状が四角形状とされたが、この発明のベース部の形状は、上記の四角形状に限定されない。例えば、円形でもよく、多角形状でもよい。したがって、この発明におけるベース部の形状は適宜のものでよい。
【００３４】
また、上述の具体例では、他の平板状フィンの一例であるフィン４が、バーリング加工されて貫通孔４Ｂが形成されたが、この発明の他の平板状フィンの構成は、上記の貫通孔４Ｂの構成に限定されない。例えば、フィン４の端部に切り欠きが設けられ、この切り欠きにヒートパイプ５が嵌め込まれていてもよい。要は、ヒートパイプと他の平板状フィンとが固定されていればよい。したがって、この発明における他の平板状フィンの構成は適宜のものでよい。
【００３５】
また、上述の具体例では、フィンとベース部と、ベース部とヒートパイプと、ヒートパイプとフィンと、ベース部と台座部との固定方法がハンダ付けとされたが、この固定方法は上記のハンダ付けに限定されない。例えば、ロウ付けでもよい。また、溶接や圧着で固定されてもよい。要は、熱伝達可能な状態で、フィン、ヒートパイプ、ベース部、台座部が固定されていればよい。
【００３６】
また、上述の具体例では、ベース部２に設けられた溝２Ｄにヒートパイプ５の端部５Ａ、またはヒートパイプ１０の端部１０Ａが埋め込まれて接続されたが、この発明のヒートシンクは、上記のベース部とヒートパイプとの接続の構成に限定されない。例えば、ベース部の側面にヒートパイプが外付けで固定されていてもよい。要は、ベース部とヒートパイプとが接続されていればよい。したがって、ベース部とヒートパイプとの接続は、適宜の構成とすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、ベース部の表面に設けられている平板状フィンの他に、前記表面の延長方向に他の平板状フィンを設けることができる。その結果、ヒートシンクの放熱面積を増加することができる。また、前記他の平板状フィンが、ヒートパイプの他方の端部に設けられているので、前記他方の端部周辺におけるベース部の構成を省略することができる。そのため、前記ベース部の熱抵抗を減少することができる。また、平板状フィン全体の通気性を向上することができる。その結果、ベース部における熱抵抗の減少および前記平板状フィン全体における通気性の向上の相乗効果によって、ヒートシンクの冷却性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のヒートシンクの一例を示す側面図である。
【図２】図１のヒートシンクの平面図である。
【図３】この発明のヒートシンクの他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
１，９…ヒートシンク、　２…ベース部、　３，４…平板状フィン、　５，１０…ヒートパイプ、　５Ａ，５Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ…端部、　７…台座部。
【図１】
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【図２】
2004079754.tif 000004
【図３】
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