(57)【要約】【課題】  優れた放熱性と放熱体の形状自由度を兼ね備え、且つ低コストで製作できるヒートシンクの提供。【解決手段】  基板１と複数の放熱体２とを備え、基板は、上面に左右方向の溝３を複数有し、一つの溝には放熱体がひとつずつ嵌め込んであり、放熱体は、基板上に前後方向に間隔をあけて起立して設けてあり、各放熱体は、一本の線材を曲げて多数のループ部４が左右方向に並び且つ隣接するループ部同士が前後方向に密着して部分的に重なり合う形状としたものであり、基板の溝に嵌まる部分５だけを前後方向から潰してあり、放熱体の高さＨが４０ｍｍ以上で、トング比が２０以上であることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と複数の放熱体とを備え、基板は、上面に左右方向の溝を複数有し、一つの溝には放熱体がひとつずつ嵌め込んであり、放熱体は、基板上に前後方向に間隔をあけて起立して設けてあり、各放熱体は、一本の線材を曲げて多数のループ部が左右方向に並び且つ隣接するループ部同士が前後方向に密着して部分的に重なり合う形状としたものであり、基板の溝に嵌まる部分だけを前後方向から潰してあり、放熱体の高さが４０ｍｍ以上で、トング比が２０以上であ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】
本発明は、各種電子・電気機器における電子デバイスや回路基盤、変換機等の発熱部分に、放熱のために取付けられるヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に各種の電子機器や電気機器においては、半導体装置などの電子デバイスや回路基盤、各種変換機などの発熱部分にヒートシンクを取付けて、放熱・冷却を行っている。ヒートシンクの形状は様々あるが、アルミ製の基板上にアルミ製の薄い板状のフィンを一定の間隔をあけて多数枚列設したものが一般的である。かかるヒートシンクは、基板とフィンを押出成形により一体成形したものや、特許文献１等に記載されているように、基板とフィンを別体で形成し、基板に形成した溝にフィンの下端部を差し込み、フィンとフィンの間に形成した溝に工具を差し込んでカシメ固定したものがある。
【０００３】
最近の電子機器、電気機器においては、その内部の電子部品、電気部品の実装密度の高密度化が進むとともに、発熱量の増大も進んでおり、ヒートシンクもより放熱性の高いものが求められるようになっている。ヒートシンクの放熱性を高めるには、フィン高さＨを大きくするとともにフィン相互間の間隔Ｐを小さくすること、したがってフィン高さＨとフィン間隔Ｐとの比Ｈ／Ｐ（一般にこれをトング比と称している）を大きくすることが必要である。基板とフィンを押出成形により一体成形する場合には、フィン高さに制約があってトング比２０以上のものは製作できない。別体のフィンを基板の溝にカシメ固定する場合には、フィン高さは大きくできるものの、フィンとフィンの間に工具を差し込むためにフィン間隔をある程度広くとる必要があることから、トング比を大きくできない。
【特許文献１】特開平７−１９３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上に述べたような実情に鑑みてなされたものであって、優れた放熱性と放熱体の形状自由度を兼ね備え、且つ低コストで製作できるヒートシンクの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明によるヒートシンクは、基板と複数の放熱体とを備え、基板は、上面に左右方向の溝を複数有し、一つの溝には放熱体がひとつずつ嵌め込んであり、放熱体は、基板上に前後方向に間隔をあけて起立して設けてあり、各放熱体は、一本の線材を曲げて多数のループ部が左右方向に並び且つ隣接するループ部同士が前後方向に密着して部分的に重なり合う形状としたものであり、基板の溝に嵌まる部分だけを前後方向から潰してあり、放熱体の高さが４０ｍｍ以上で、トング比が２０以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によるヒートシンクは、放熱体を、一本の線材を曲げて多数のループ部が左右方向に並び且つ隣接するループ部同士が前後方向に密着して部分的に重なり合う形状としたので、放熱体の形状自由度が高く、放熱体の高さが４０ｍｍ以上のものでも容易に製作でき、また放熱体は、溝に嵌まる部分だけを前後方向から潰して基板の溝に一つずつ嵌め込むことで、基板に狭い間隔で容易に且つ強固に固定でき、トング比が２０以上の放熱性の高いヒートシンクを低コストで製作できる。このように一本の線材を曲げて多数のループ部が左右方向に並び且つ隣接するループ部同士が密着して重なり合う形状とした放熱体を使用することで、軽量化を図りながら放熱体の表面積を大きくすることができ、空気に触れる部分は線材の横断面が潰れていないため、放熱体の周りに空気の流れが起きるとそれに伴って高い乱流効果が発揮され、放熱性が一段と高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るヒートシンクの正面図、図１（ｂ）は同側面図、図２は同平面図である。このヒートシンクは、アルミの板から形成した四角い基板１上に、アルミの線材を扁平な螺旋状に巻いて帯板状に形成した放熱体２を、前後方向に一定の間隔Ｐをあけて複数起立して設けたものとなっている。
【０００８】
基板１は、上面に放熱体２下部を嵌め込んで取付けるための左右方向の放熱体取付溝３と、フィンとフィンの間に位置する放熱体取付溝よりも浅い中間溝６とが、前後方向に間隔をあけて交互に形成してある。基板１の板厚は任意であるが、例えば３ｍｍの板厚のものを使用できる。
【０００９】
各放熱体２は、一本のアルミの線材を曲げて形成したものであって、図３に示すように、縦に細長い楕円形のループ部４が、その中心が一定の距離Ｘだけ左右方向にずれながら多数連続して形成され、隣接するループ部４同士は前後方向に密着して部分的に重なり合っている。ループ部４同士の連結部７は、略直線状に形成してある。線材は、１〜２ｍｍの線径のものが好ましい。線材をこのような形に成形するための方法は、特に限定されるものではないが、例えば断面楕円形の棒の周りに線材をコイル状に巻きつけた後、棒を引き抜き、端末のループ部４をコイルの中心軸から横にずらした状態で、端末のループ部４とそれに繋がるループ部４との連続部７を略直線状に癖付けする。この癖付け作業を繰り返し行うことにより、多数の楕円形のループ部４が順次部分的に密着して重なり合う形状に線材を成形できる。ループ部４とループ部４の間の距離Ｘは、最小５ｍｍ程度から製作できる。
【００１０】
放熱体２は、線材を以上に述べたように成形した後、図４に示すように、基板１の放熱体取付溝３に嵌まる部分５（図３の二点鎖線より下の部分）だけをプレス機で前後方向から潰し、基板１の放熱体取付溝３に嵌め込んで溝に固定させる。放熱体２下部を潰す際、潰した後の放熱体下部の幅ｈ１が、基板１の放熱体取付溝３の開口幅ｈ２よりも若干大きくなるようにする。そうすることで、放熱体２下部を基板１の放熱体取付溝３に嵌め込んだときに溝に強固に固定できる。また、放熱体取付溝３の間に中間溝６が形成してあることで、放熱体取付溝３の上部が広がりやすくなり、放熱体２の嵌め込みが容易となると共に、放熱体２下部を放熱体取付溝３により強く嵌合保持することができる。
【００１１】
放熱体２に線径１〜２ｍｍのアルミの線材を使用する場合、放熱体２の間隔Ｐは最小５ｍｍ程度から製作でき、放熱体２の高さＨは２００ｍｍ程度まで製作できるから、トング比Ｈ／Ｐは４０程度まで製作できることになる。放熱体２の間隔Ｐを５ｍｍ以上とする場合、トング比２０以上とするためには、放熱体２の高さＨを１００ｍｍ以上にする必要がある。また、放熱体２に線径が１ｍｍ程度、若しくはそれより細い線径の線材を使用し、放熱体２の間隔Ｐを５ｍｍ以下とし、放熱体２の高さＨを４０〜１００ｍｍの範囲で形成して、トング比２０以上にすることもできる。
【００１２】
本ヒートシンクは以上に述べたように構成され、放熱体２は、一本の線材を曲げて多数のループ部４が左右方向に並び且つ隣接するループ部４同士が前後方向に密着して部分的に重なり合う形状に形成するので、形状自由度が高く、任意の高さＨ、線材の密度で容易に製作でき、必要とされる放熱性を確保するのが容易であると共に、放熱体２に空隙８が多数形成されることになるので、放熱体の高さＨを高くしても板状のフィンと比べて軽量であり、風の通りが良いため放熱性も優れている。放熱体２にファンの風を当てるなどして放熱体２の周りに空気の流れが起きると、放熱体２の線材の横断面が潰れていないため、放熱体２の周りに高い乱流効果が発生し、放熱が促進される。また本ヒートシンクは、放熱体２の製作、放熱体２の基板１への取付けが容易であるため、低コストで製作できる。
【００１３】
アルミ等の線材から板状の放熱体を形成する方法として、図５に示すように、多数の円形のループ部９０ａ，９０ｂが中心を順次横にずらしながら部分的に重なり合うように螺旋状に巻いた線材９１ａ，９１ｂ二つを組み合わせ、その後に全体をプレス機で押し潰して形成することも考えられる。しかしこのようにすると、２本の螺旋状の線材９１ａ，９１ｂを組合わせるため形状自由度が低くなり、放熱体の高さが４０ｍｍ以上のものは製作することができず、トング比は８程度が限界となる。さらに、放熱体の製作にあたって、２本の螺旋状の線材９１ａ，９１ｂを組合わせた後、全体をプレスするため、加工工程が多く高価となる。また、線材の横断面が全体的に潰れているため乱流効果が落ち、放熱性が若干低下することとなる。これと比較して本発明のものは、一本の線材のみから放熱体を形成し、全体を押し潰す必要がないことから、放熱体の形状自由度、放熱性、放熱体の作りやすさといった点で、格段に優れている。
【００１４】
本発明は、以上に述べた実施形態に限定されない。放熱体は、ループ部の形状が円形や四角形等であってもよい。基板と放熱体は、伝熱性の良い材質のものであればよく、アルミ製に限らず、例えば銅製であってもよい。基板の形状は任意であり、左右方向が長い長方形や、前後方向に長い長方形であってもよい。なお、前後方向、左右方向は、発明の構成を明確にするために便宜上特定しただけで、図１（ｂ）を正面図ととらえれば前後方向と左右方向が逆になるが、そのような場合でも当然に本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明のヒートシンクの一実施形態を示す正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図２】図１のヒートシンクの平面図である。
【図３】（ａ）は図１のヒートシンクに使用する放熱体の平面図、（ｂ）は同正面図（何れも基板の溝に嵌まる部分を潰す前の状態）である。
【図４】放熱体を基板の溝に取り付けるときの状態を示す側面図である。
【図５】扁平な螺旋状に巻いた線材２本を組合わせて放熱体を形成する場合の例を示す、２本の線材を分離した状態と組合わせた状態の正面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  基板
２  放熱体
３  放熱体取付溝（溝）
４  ループ部
５  溝に嵌まる部分
Ｈ  放熱体の高さ
Ｐ  放熱体の間隔
【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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