(57)【要約】【課題】小型で放熱効率が高く、製造容易な熱交換器およびその製造方法を提供する。【解決手段】この熱交換器１は、複数の放熱フィン３と、複数の放熱フィン３が取り付けられ、冷却液流路４を有するベース２と、ベース２に冷却液流路４が形成されるようにベース２を覆う蓋体５とから構成される。複数の放熱フィン３は、熱伝導率の高い銅、銅合金、アルミニウム等の金属からなる。複数の放熱フィン３を焼結により固定する際、複数の放熱フィン３の基端部３ａの先端は、冷却液と接触することができるように冷却液流路４中に突出している。そのため、放熱フィン３の基端部３ａと冷却液が直接接触し、受熱と放熱が同一の放熱フィンによって行われるため、熱伝達を阻害する接触熱抵抗がなくなり、放熱効率が高くなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に接続され、前記発熱体から発生した熱を冷却液に伝達し、前記冷却液に伝達された前記熱を外部に放出して前記冷却液を冷却する熱交換器において、
前記冷却液に伝達された前記熱を受熱して前記熱を外部に放出する複数の放熱部材と、
前記冷却液の流れる流路と、
金属焼結体からなり、前記複数の放熱部材の基端部が前記流路に突出するように基端部を焼結によって保持するベースと備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記放熱部材は、棒状体であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記棒状体は、前記基端部の端面が前記ベースの前記受熱面から露出していることを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記放熱部材は、板状体であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】
焼結金属粉末をプレス成型して冷却液流路を有する成型体を形成する第１のステップと、
前記成型体に複数の取付け部を形成する第２のステップと、
前記複数の取付け部に複数の放熱部材の基端部が突出するように前記複数の放熱部材を取り付ける第３のステップと、
前記複数の放熱部材が取り付けられた前記成型体を焼結する第４のステップとを含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記第１および第２のステップは、前記プレス成型の際に前記成型体を形成するとともに前記複数の取付け部を形成することを特徴とする請求項５記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器およびその製造方法に関し、特に、小型で放熱効率が高く、製造容易な熱交換器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パーソナルコンピュータをはじめとする各種コンピュータのＣＰＵやＭＰＵの高性能化が進むとともにそれらの発熱が大きくなってきており、この発熱を放散させるために熱交換器が用いられている（特許文献１参照。）。
【０００３】
この熱交換器は、ＣＰＵなどの発熱素子から発生する熱を奪って冷却液に伝達する受熱部と、冷却液から熱を伝達されて外部に放熱する放熱部と、さらに冷却液を循環させるためのポンプとから構成される。この熱交換器は、アルミニウムからなる複数並列した偏平チューブと、各偏平チューブ間にロウ付け固定されたアルミニウムからなるコルゲートフィンから構成される。この熱交換器は、ファンを用い強制冷却することで、効率よく熱を除去することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４７９８２号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の熱交換器によると、放熱効率を上げるにはコルゲートフィンの高さ等を大きくして面積を大きくしなければならないため、大型化してしまうという問題がある。また、偏平チューブとコルゲートフィンとの固定は、複数の個所でロウ付けによって行うため、製造を容易に行うことができないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、小型で放熱効率が高く、製造容易な熱交換器およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記目的を達成するため、発熱体に接続され、前記発熱体から発生した熱を冷却液に伝達し、前記冷却液に伝達された前記熱を外部に放出して前記冷却液を冷却する熱交換器において、前記冷却液に伝達された前記熱を受熱して前記熱を外部に放出する複数の放熱部材と、前記冷却液の流れる流路と、金属焼結体からなり、前記複数の放熱部材の基端部が前記流路に突出するように基端部を焼結によって保持するベースと備えることを特徴とする熱交換器を提供する。
【０００８】
第２の発明は、上記目的を達成するため、焼結金属粉末をプレス成型して冷却液流路を有する成型体を形成する第１のステップと、前記成型体に複数の取付け部を形成する第２のステップと、前記複数の取付け部に複数の放熱部材の基端部が突出するように前記複数の放熱部材を取り付ける第３のステップと、前記複数の放熱部材が取り付けられた前記成型体を焼結する第４のステップとを含むことを特徴とする熱交換器の製造方法を提供する。
【０００９】
第１および第２の発明によれば、焼結の際、焼結金属粉末の間の空気が追い出され、容積が縮小して放熱部材がベースに固定される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る熱交換器を示す。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。この熱交換器１は、複数の放熱フィン３と、複数の放熱フィン３が取り付けられたベース２と、ベース２を覆うことによりベース２に冷却液流路４を形成する蓋体５とから構成される。
【００１１】
ベース２は、熱伝導率の高い銅、銅合金、アルミニウム等の焼結金属粉末を用いることができるが、ここでは、銅粉末をプレス成型して焼結された銅焼結体とする。ベース２に複数の放熱フィン３の基端部３ａが挿入される複数の穴２ａが形成されている。
【００１２】
複数の放熱フィン３は、熱伝導率の高い銅、銅合金、アルミニウム等の金属からなるが、ここでは、銅からなる丸棒状とする。複数の放熱フィン３を固定する際、複数の放熱フィン３の基端部３ａの先端は、図示しない冷却液と接触することができるように冷却液流路４中に突出している。
【００１３】
蓋体５は、冷却液を冷却液流路４に導入するポート接続用の導入穴５ａと、冷却液を冷却液流路４から排出するためのポート接続用の排出穴５ｂが形成されている。
【００１４】
図３および図４を参照しながら、この熱交換器１の製造方法を説明する。図３は、ベース２と複数の放熱フィン３との関係を示す。図４は、ベース２と蓋体５との関係を示す。まず、銅粉末をプレスしてベース２に対応する形状に成型する。次に、プレス成型した成型体に放熱フィン３を取り付けるための複数の穴２ａをプレスあるいは切削により形成する。次に、この複数の穴２ａに銅からなる丸棒状の複数の放熱フィン３を挿入し、加熱炉に投入し、所定の温度および所定の時間加熱して焼結する。焼結に伴って、成型体の銅粉末間の空気が外に追い出されるため、成型体の容積が減少する。この容積の減少により複数の放熱フィン３の基端部３ａが焼結されたベース２に強固に固定される。次に、蓋体５をロウ付けによりベース２と接合し、冷却液流路４を形成する。
【００１５】
この実施の形態によれば、下記の効果が得られる。
（イ）放熱フィン３の基端部３ａと冷却液が直接接触し、受熱と放熱が同一の放熱フィンによって行われるため、熱伝達を阻害する接触熱抵抗がなくなり、放熱効率が高くなる。したがって、放熱フィン３の面積を大きくしなくても熱効率を高くすることができる。
（ロ）丸棒状の放熱フィン３は、板状体よりも放熱面積を大きくとることができるため、熱交換効率が高くなる。
（ハ）放熱フィン３を固定するためのロウ付け等の工程が不要であるため、熱交換器１を容易に製造することができる。
（ニ）要求される放熱性に応じた長さ、表面積の放熱フィン３を選択することにより放熱効率の高い熱交換器１を容易に製造することができる。
【００１６】
なお、放熱フィン３は、丸棒状の他に四角形等の角棒状でも、板状であってもよい。これらは、いずれも放熱面積を増加させることができる。また、放熱フィン３の固定に焼結体を用いることにより、放熱フィン３の形状に関わらず熱効率のよい熱交換器１を容易に製造することができる。
【００１７】
また、放熱フィン３は、基端部３ａの端面がベース２の受熱面２ｂから露出させてもよい。これによれば、基端部３ａの端面と冷却液とが直接接触し、受熱と放熱が同一の放熱フィンによって行われるため、熱伝達を阻害する接触熱抵抗がなくなり、放熱効率が高くなる。したがって、放熱フィン３の面積を大きくしなくても熱効率を高くすることができる。
【００１８】
また、放熱フィン３を板状のものとした場合、ベース２となるプレス成型された銅粉末に板状の複数の放熱フィン３を取り付けるための複数のスリットを形成する。これによれば、従来例のようにロウ材を板の間に塗布するなどの作業を必要としないため、板の間隔を狭くすることができ、放熱フィン３の数を増やして放熱面積を増やすことができるとともに、熱交換器１を容易に製造することができる。
【００１９】
また、プレスによりベース２に相当する形状に成型する際に、複数の穴２ａも同時に形成してもよい。これにより、製造工程を減少させることができるため、熱交換器を容易に製造することができる。
【００２０】
また、受熱部である基端部３ａの受熱面積を増やしてもよい。これにより、受熱量が多くなるため、結果として放熱量も多くなり、放熱効率が高くなる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、焼結により容積が縮小することを利用して放熱部材をベースに固定し、放熱部材の基端部と冷却液とを接触させることとしたため、接触熱抵抗がなくなり、小型で放熱効率が高い熱交換器およびそのような熱交換器を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る熱交換器のベースと複数の放熱フィンとの関係を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る熱交換器のベースと蓋体との関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
２  ベース
２ａ  穴
２ｂ  受熱面
３  放熱フィン
３ａ  基端部
４  冷却液流路
５  蓋体
５ａ  導入穴
５ｂ  排出穴
【図１】
2005024107.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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