(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱特性および量産性が向上したヒートシンクを提供する。【解決手段】薄板状の多数のフィン３が、所定の間隔をあけて互いに平行に配列されたヒートシンクであって、それらの各フィン３の両端に、外側に屈曲し、かつ各フィン３同士間の間隔を調整する各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃがそれぞれ形成され、それらの各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃの先端に上側もしくは下側に切り起こされた爪部５Ａもしくは爪部５Ｃを有するスナップ部５がそれぞれ形成され、各爪部５Ａ，５Ｃと、各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃの前方に配置された各フィンピッチコントロール部４Ｂ，４Ｄの末端部とがそれぞれ嵌合固定されるとともに、各フィン３の上側もしくは下側の部分で、かつそれらの各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが形成されていない箇所に切り欠き部７が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の多数のフィンが、所定の間隔をあけて互いに平行に配列されたヒートシンクであって、
それらの各フィンの両端に、外側に屈曲し、かつ前記各フィン同士間の間隔を調整するフィンピッチコントロール部がそれぞれ形成され、それらの各フィンピッチコントロール部の先端に上側もしくは下側に切り起こされた爪部を有するスナップ部がそれぞれ形成され、前記各爪部と、前記各フィンピッチコントロール部の前方に配置された各フィンピッチコントロール部の末端部とがそれぞれ嵌合固定されるとともに、前記各フィンの上側もしくは下側の部分で、かつそれらの各フィンピッチコントロール部が形成されていない箇所に切り欠き部が形成さ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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、薄板状の多数のフィンが、所定の間隔をあけて互いに平行に配列されたヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ヒートシンクは熱の放散を促進して冷却をおこなうためのものであり、一般には、放熱面積を可及的に増大するためのフィンを設けている。そのフィンを冷却対象物に直接取り付ければ、両者の間の熱抵抗を小さく（低下）させて放熱効率を向上させることができる。しかしながら、冷却対象物には、不可避的に発熱するものもあり、このような発熱体は、本来の機能が発熱ではないから、放熱フィンを取り付ける構造にはなっておらず、そのため、これに多数のフィンを直接取り付けることは、その構造上の理由や作業性の理由などで一般には困難である。そこで、従来、ヒートシンクに汎用性を与えるために、発熱体を接触させもしくは取り付けることのできるベース部を設け、そのベース部に多数のフィンを取り付けた構造のヒートシンクが用いられている。このようなヒートシンクの一例が、各特許文献１，２に記載されている。
【０００３】
また、従来、放熱フィンを平板状に形成したヒートシンクの製造性を向上させるために、一枚の金属板を九十九折りして放熱フィンを構成し、これをベース部の表面全体を覆うようにベース部に取り付けた構成のヒートシンクが知られている。この種の放熱フィンは、フォールデッドフィンと称されており、トンネル状の通風路と上方に開口した通風路とが交互に形成された構成となるので、放熱フィンの面に沿う方向に強制的に送風して冷却するヒートシンクとして用いられている。この種のヒートシンクの一例が、特許文献３に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−８７９６１号公報
【特許文献２】特開２００１−２４４６７７号公報
【特許文献３】米国特許６，２８８，８９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１，２に記載されているようなベース部に多数のフィンを立設した構成のヒートシンクとして、予め用意したベース部にフィンを取り付ける構造と、両者を一体に成形した構造とが知られている。前者のベース部とフィンとを別部材とする構造では、両者を接合して一体化する必要があるが、その接合のための構造としてロー付けやハンダ付けなどの手段を採用した場合、薄板状のフィンでは、充分な接合面積を確保できない。そのため、放熱面積を拡大することのできる薄板状のフィンをベース部に確実かつ高強度に取り付けることが困難である。加えて、フィンにろう付けや溶接などの作業が必要となるので、製造作業性が悪く、しかもフィンとベース部とが異なる種類の金属もしくは合金の場合には、フィンとベース部とのいずれか一方の接合面に、予めメッキを施さなければならず、さらにこの接合にハンダを用いた場合には、無鉛化のための処置を施さなければならないなどの問題がある。そのため、このような構造のヒートシンクは量産には不向きである。
【０００５】
また、フィンとベース部とを一体にして製造する方法として、ダイキャスト鋳造などの鋳造方法や押し出し成形法などがあるが、フィンを薄板状とするためには、フィンのためのキャビティや成形型を幅の狭いものとしなければならないので、溶湯がキャビティ内に充分に行き渡らずに鋳造欠陥が生じたり、成形型が破損しやすくなる。これを解消するためには、フィンを厚肉にするか、あるいは肉厚に対して高さを低くする必要があるが、フィンの熱容量が大きくなったり、必要充分な放熱面積を確保できなくなるなどの不都合が生じる。
【０００６】
上記特許文献３に記載されているようなフォールデッドフィンを使用したヒートシンクでは、フォールデッドフィンを基台部に接合する場合、フォールデッドフィンの折り曲げエッジで接合することになるので、充分な接合面積を確保することが困難であり、また各折り曲げエッジが平面上に並ぶ状態に揃わないために、いずれかの折り曲げエッジと基台部の表面との間に隙間が生じ、そのため両者の間の熱抵抗が大きくなり、ひいては放熱特性が低下する可能性がある。
【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り、放熱特性および量産性が向上し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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、薄板状の多数のフィンが、所定の間隔をあけて互いに平行に配列されたヒートシンクであって、それらの各フィンの両端に、外側に屈曲し、かつ前記各フィン同士間の間隔を調整するフィンピッチコントロール部がそれぞれ形成され、それらの各フィンピッチコントロール部の先端に上側もしくは下側に切り起こされた爪部を有するスナップ部がそれぞれ形成され、前記各爪部と、前記各フィンピッチコントロール部の前方に配置された各フィンピッチコントロール部の末端部とがそれぞれ嵌合固定されるとともに、前記各フィンの上側もしくは下側の部分で、かつそれらの各フィンピッチコントロール部が形成されていない箇所に切り欠き部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。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、各フィンピッチコントロール部によって、各フィン同士間の間隔（フィンギャップもしくはフィンピッチ）が調整されるので、フィンギャップ（フィンピッチ）をより狭く（小さく）することができる。そのため、各フィン同士間の熱抵抗が小さくなるので、必要な接合面積を充分確保することができる。その結果、ヒートシンクの組み立てが容易となる。また、フィンピッチコントロール部の先端には上方向もしくは下方向に切り起こされた爪部を有するスナップ部が形成され、各爪部と、前記各フィンピッチコントロール部の前方に配置された各フィンピッチコントロール部の末端部とがそれぞれ嵌合固定されるとともに、各フィンの上側もしくは下側の部分で、かつそれらの各フィンピッチコントロール部が形成されていない箇所に切り欠き部が形成されているので、その切り欠き部によって下流側に分流を発生させることができる。そのため、空気抵抗が小さくなるので、ヒートシンクの放熱効率が良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。この発明で対象とするヒートシンク１は、薄板状の多数のフィン（放熱フィン）を所定の間隔をあけて互いに平行に配列した構造である。図１はヒートシンク１を示す図であり、図２ないし図４はヒートシンク１の一部（フィン３）を示す図である。なお、フィン３はアルミニウムあるいはアルミニウム合金、銅などの熱伝導率の高い金属製の薄板であり、スタンピング（型押し）、ワイヤーカット、機械加工のような様々な工程によって所定の形状に形成される。各フィン３Ａ，３Ｃの両端（両サイド）には、外側に（フィン３Ａに対向する他方のフィン３Ｂ、もしくはフィン３Ｃに対向する他方のフィン３Ｄに向けて）屈曲し、それぞれフィン３Ａとフィン３Ｂとの間、もしくはフィン３Ｃとフィン３Ｄとの間の間隔（フィンギャップもしくはフィンピッチ）を調整（コントロール）する平板状のフィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃがそれぞれ形成されている。各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃの先端には、それぞれ上方向もしくは下方向に切り起こされた爪部５Ａもしくは爪部５Ｃを有するスナップ部５が形成されており、各フィン３Ａ，３Ｃの上側もしくは下側の部分で、かつ各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃが形成されていない箇所に切り欠き部（凹溝）７がそれぞれ形成されている。なお、各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃの前方には、各フィンピッチコントロール部４Ｂ、４Ｄがそれぞれ配置されており、各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの末端には、それぞれ孔部６が形成されている。また、各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄはそれぞれ各断面が屈曲半径Ｒの曲線および長さＬの直線（水平線）をもつ形状となっており、直線の長さＬはフィンギャップＧから屈曲半径Ｒを引くことにより、求めることができる。例えば、フィンギャップＧを１．２ｍｍとし、屈曲半径Ｒを０．４ｍｍとすると、直線の長さＬは０．８ｍｍとなる。
【００１１】
各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｂと、各フィンピッチコントロール部４Ｃ、４Ｄとは、それぞれ一列に並んで配置され、各爪部５Ａ，５Ｃが各フィンピッチコントロール部４Ｂ，４Ｄの末端部に形成された孔部６Ｂ，６Ｄ（孔部６）にそれぞれ嵌合固定されている。そのため、各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃの形状（大きさ）を変えることにより、上記フィンギャップ（フィンピッチ）Ｇを調整することができる。なお、このフィンギャップＧは各フィン同士間の熱抵抗が小さくなるような値であればよく、例えば１．２ｍｍの他に１．５ｍｍ、２．５ｍｍ等の正の値であってもよい。また、各フィン３（各フィン３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）は様々な結合過程（半田付けなど）により図示しないベース部に接合されていてもよい。例えば、ベース部に各フィン３を立設し、各フィン３に形成された切り欠き部７とベース部との間に排気孔を形成した場合には、各フィン３は、排気弁として機能するので下流側に分流を発生させることができる。
【００１２】
つぎに、この発明におけるヒートシンクの作用を説明する。演算素子などの発熱部品の熱が各フィン３に伝達されると、その熱がフィン３から周囲の大気中に放散される。例えば、図示しない送風ファンなどによって強制空冷した場合には、図５に示すように切り欠き部７によって下流側に分流が発生するので、空気抵抗が小さくなる。そのため、ヒートシンク１の放熱効率が良くなる。より具体的には、切り欠き部７の内側にその熱によって暖められた空気（図の矢印Ｃ１で示す）が流れ、フィン３Ｃとフィン３Ｄとの間の間隙１０には熱を放出して冷たくなった空気（図の矢印Ｃ２で示す）が流れる。そして、各フィンの構成によって暖かい空気もしくは冷たい空気の流れ方向が変更もしくは制御されてフィン３Ａ（フィンピッチコントロール部４Ａ）の内側に混合流（図の矢印Ｃ３で示す）が形成される。そのため、この混合流により熱交換が行われるので、ヒートシンク１の放熱特性を向上させることができる。
【００１３】
また、各フィンピッチコントロール部４Ａ，４Ｃの形状を変化させることによってフィンギャップが所定の幅（主に１．２ｍｍ）に調整されるので、各フィン３同士の結合領域を広く取ることができる。そのため、良好な半田付けを行うことが可能となるので、複数の互いに並んだフィン３を整列させることができる。その結果、製造作業性を向上させることができる。例えば、各フィン３同士の結合領域が広くなればなるほど、フィンギャップ（フィンピッチ）をより狭くすることが可能となるので、フィンギャップの限界については考慮に入れないでフィン３の枚数を増大させることができる。さらに、フィンギャップを狭くすることによって、フィン３同士間の熱抵抗が小さくなるので、必要な接合面積を充分確保することができる。そのため、ヒートシンク１の組み立てが容易となる。
【００１４】
なお、上述の具体例では、スナップ部５の各爪部５Ａ，５Ｃが各フィンピッチコントロール部４Ｂ，４Ｄの末端部に形成された孔部６Ｂ，６Ｄにそれぞれ嵌合固定されているが、この発明におけるスナップ部は、この具体例に限定されない。要は、スナップ部がフィンピッチコントロール部に嵌合固定される形状であればよく、例えばスナップ部の爪部がフィンピッチコントロール部に形成された凹部に嵌合固定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明におけるヒートシンクの一具体例を示す斜視図である。
【図２】図１のヒートシンクの一部を示す図である。
【図３】図１のフィンを示す正面図である。
【図４】図３のフィンを示すＡ−Ａ断面斜視図である。
【図５】図２のフィンを示すＢ−Ｂ断面斜視図である。
【符号の説明】
【００１６】
１…ヒートシンク、  ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…フィン、  ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…フィンピッチコントロール部、  ５Ａ，５Ｃ…爪部、  ５…スナップ部、  ６，６Ｂ，６Ｄ…孔部、  ７…切り欠き部  、１０…間隙。
【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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