(57)【要約】【課題】  簡易な構成であっても、高い放熱効果が得られる放熱装置を提供する。【解決手段】  放熱装置１０は、平坦な金属板の一方面に、金属板自体を掘り起こすことによって起立させた板状の放熱フィン１１ａ、３ａが所定の間隔で多数条形成された放熱部１１、３と、気体または液体からなる流体を流通させる流通路を有する流通部を備えている。流通部は、一方の放熱部１１の他方面１１ｃに形成された凹所１１ｄからなり、この凹所１１ｄを閉塞するように他方の放熱部３の他方面３ｃを、一方の放熱部１１の他方面１１ｃに接合させ、凹所１１ｄからなる流通部内を流通する流体を放熱部１１、３に直接接触させ、流体の熱を放熱フィン１１ａ、３ａから放熱するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な金属板の一方面に、上記金属板自体を掘り起こすことによって起立させた板状の放熱フィンが所定の間隔で多数条形成された放熱部と、気体または液体からなる流体を流通させる流通路を有する流通部とを備え、
上記流通部は、一方の上記放熱部の他方面に形成された凹所からなり、この凹所を閉塞するように他方の上記放熱部の他方面を、上記一方の上記放熱部の他方面に接合させたことを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
上記流通部は、一方の上記放熱部の他方面に形成された蛇行した凹所からなり、上記放熱部の一方面には蛇行した上記凹所の形状に対応させて上記放熱フィンを形成し、上記凹所を閉塞するように他方の上記放熱部の他方面を、上記一方の上記放熱部の他方面に接合させた請求項１に記載の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば電子部品等の発熱体から吸熱して加熱された気体または液体からなる流体を冷却するための放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば半導体集積回路等の電子部品からなる発熱体から生ずる熱を冷却するための発熱体冷却構造として、金属板からなる放熱板の一方面には複数の放熱フィンを並列配置し、放熱板の他方面には発熱体が熱的に接続され、発熱体から発生する熱を放熱板が吸熱した後、上記複数の放熱フィンに伝達して放熱するように構成されている。そして、複数の放熱フィンの各々の隣接間に冷媒を通流させることにより複数の放熱フィンを冷却し、その結果、発熱体の温度上昇を抑制している。このような発熱体を冷却する発熱体冷却装置は、特開２００７−９３０２０号公報（特許文献１）、特開２００７−１２３５４７号公報（特許文献２）、或いは、特開２００８−１８７７５４号公報（特許文献３）に開示されている。【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９３０２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１２３５４７号公報
【特許文献３】特開２００８−１８７７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記発熱体冷却装置においては、放熱板の一方面に並列配置された複数の放熱フィンを冷媒により冷却している。一般に、放熱方式には空冷式と水冷式があり、高い放熱効果を得るためには水冷式が優れている。しかしながら、上記発熱体冷却装置のような水冷式に構成するには、複数の放熱フィンを覆うとともに、通流させる冷媒が漏出しないようにするためのカバーが必要であり、また、上記冷媒を冷却するための冷却装置が必要になり、構成が複雑になるとともに、コストが嵩む問題がある。一方、空冷式は、必要に応じて強制的に空気を送る送風機を設けた強制空冷式が用いられるが、構成が簡易であり安価なために比較的多用されている。しかしながら、放熱効果が低いことは否めず、また、高い放熱効果を求めることができない問題があった。【０００５】  そこで、本発明の課題は、簡易な構成であっても、高い放熱効果が得られる放熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記の課題を解決するために、本発明にかかる放熱装置は、平坦な金属板の一方面に、上記金属板自体を掘り起こすことによって起立させた板状の放熱フィンが所定の間隔で多数条形成された放熱部と、気体または液体からなる流体を流通させる流通路を有する流通部とを備え、上記流通部は、一方の上記放熱部の他方面に形成された凹所からなり、この凹所を閉塞するように他方の上記放熱部の他方面を、上記一方の上記放熱部の他方面に接合させ、上記凹所からなる流通部内を流通する流体を上記放熱部に直接接触させ、上記流体の熱を上記放熱フィンから放熱するように構成されている。【０００７】  また、上記流通部は、一方の上記放熱部の他方面に形成された蛇行した凹所からなり、上記放熱部の一方面には蛇行した上記凹所の形状に対応させて上記放熱フィンを形成し、上記凹所を閉塞するように他方の上記放熱部の他方面を、上記一方の上記放熱部の他方面に接合させ、上記凹所からなる蛇行させた流通部内を流通する流体を上記放熱部に直接接触させ、上記流体の熱を上記放熱フィンから放熱するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】  本発明にかかる放熱装置によれば、一方の放熱部の他方面に凹所を形成することにより流通部を構成すると、流体を両側の放熱部の他方面に直接接触させることができるので、高い放熱効果を得ることが可能となる。しかも、部品点数が減少するので、構成が簡易になり、コストを低減することが可能となる。【０００９】  また、一方の放熱部の他方面に形成される蛇行した凹所の形状に対応させた放熱フィンを他方面に形成することにより、最も放熱を必要とする部位のみに放熱フィンが形成されるので、放熱効果を高めることが可能となる。しかも、放熱フィンを掘り起こし工具により掘り下げるとき、掘り下げ面積が小さくなるので、工具に与える負荷を小さくすることができ、工具を長寿命化することが可能になる。しかも、放熱フィンが形成されない余地に放熱装置を機器等に取り付けるための透孔を形成するなど、他の使用目的に容易に対応させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  放熱装置は、平坦な金属板の一方面に、上記金属板自体を掘り起こすことによって起立させた板状の放熱フィンが所定の間隔で多数条形成された放熱部と、気体または液体からなる流体を流通させる流通路を有する流通部とを備え、上記流通部は、一方の上記放熱部の他方面に形成された凹所からなり、この凹所を閉塞するように他方の上記放熱部の他方面を、上記一方の上記放熱部の他方面に接合させ、上記凹所からなる流通部内を流通する流体を上記放熱部に直接接触させ、上記流体の熱を上記放熱フィンから放熱するように構成されている。
【実施例１】
【００１１】  図１は、本発明による放熱装置の第１の実施例を示している。放熱装置１０は、板状の放熱フィン１１ａ、３ａが所定の間隔で多数条形成された上下一対の放熱部１１、３により構成されている。放熱部１１、３は、塑性加工が可能であり、しかも熱伝導率が良好な、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、銅合金あるいはステンレス鋼等から選択された所定の板厚を有する平坦な金属板素材により形成されている。そして、板状の放熱フィン１１ａ、３ａは、後述するように、上記金属板の一方面を掘り起こし工具によって掘り下げることにより起立形成されている。【００１２】  図示上方における一方の放熱部１１の一方面１１ｂには、放熱フィン１１ａが一体に起立形成され、この放熱部１１の他方面１１ｃには、流通部としての凹所１１ｄが形成されている。この凹所１１ｄは、放熱フィン１１ａの面積に対応する位置に、ほぼ等しい面積に形成される。因みに、図１及び図２においては、放熱フィン１１ａの板面と直交する方向の前方端から後方端に至るまで、略凹溝状の流通部が形成されている。【００１３】  また、他方面１１ｃに凹所１１ｄが形成された一方の放熱部１１には、この凹所１１ｄを閉塞するように他方の放熱部３の他方面３ｃが面接合される。これにより、凹所１１ｄが流通路として機能し、流体が流通される。流体は、凹所１１ｄを流通するときに、熱が速やかに放熱フィン１１ａに伝達される同時に、他方の放熱部３の他方面３ｃから放熱フィン３ａ伝達され、両面から放熱されるので放熱効果を高めることができる。【００１４】  このように構成された放熱装置１の流通部としての凹所１１ｄには、例えば半導体集積回路等の電子部品からなる発熱体によって加熱された気体または液体からなる流体を流通させる。この流体は、凹所１１ｄの一方から流入し、凹所１１ｄを流通して他方から流出される。流通部としての凹所１１ｄを流通する流体は、放熱部１１、３の他方面に直接接触しているので、放熱部１１、３に吸熱された後、放熱フィン１１ａ、３ａによって速やかに放熱される。このとき、流体の熱は、流通部１１、３の両面から放熱されることになり、これにより放熱効果を高めることができる。【００１５】  次に、放熱部３の一方面３ｂに起立形成した多数条の放熱フィン３ａの形成方法について、図３を参照しながら説明する。放熱フィン３ａは、図３に示すように、幅方向の寸法が平坦な放熱部３の幅寸法よりも小さく形成され、両側には鍔部３ｄが形成されている。また、多数条の放熱フィン３ａが配列された長手方向の寸法は、放熱部３の長手方向の寸法とほぼ同じに形成されている。【００１６】  この多数条の放熱フィン３ａは、素材としての金属板自体を切削工具により掘り起こすことによって一体に起立形成されている。このため、各々の隣接する放熱フィン３ａの基端の間の底面における板厚は、放熱部３自体の板厚よりも薄く形成されている。このように各放熱フィン３ａ間の底面を薄く形成することによって、放熱部３の他方面３ｃに流体を接合したときに、各々の放熱フィン３ａが放熱部３の他方面３ｃに近くなるので、流体の熱を速やかに放熱フィン２ａに伝達できることから、放熱効率の向上に寄与できる。【００１７】  放���部３は、まず、所定の板厚（約１ｍｍ〜１０ｍｍ）と大きさを有する金属板素材６の一方面に多数条の板状の放熱フィン３ａを形成する。放熱フィン３ａは、図３に示すように、切削工具７によって起立形成する。切削工具７は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部が形成されていて、その幅は金属板素材６の幅よりも小さい所定の幅に設定されている。また、この切削工具７は、金属板素材６の一方面に対して後端側が高くなるように所定の角度で傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。この傾斜角度は、放熱フィン３ａの高さ、板厚、或いは、金属板素材６の材質等によって適宜に設定されるが、概ね５度から２０度に設定している。【００１８】  そして、切削工具７の刃部を金属板素材６の一方面に当接させた後、切削工具７を駆動装置により所定の角度で矢示の方向に挿入させると、切削工具７の刃部を金属板素材６の一方面に食い込ませ、さらに所定の深さに達するまで移動させることにより、所定の高さを有する放熱フィン３ａが起立形成される。次いで、切削工具７を上流側の位置に移動すると共に、所定の深さに達するまで移動させる掘り起こし工程を順次繰り返すことによって、順次放熱フィン３ａが同一高さ、同一角度、かつ、同一間隔に起立形成される。このような工程により放熱部３が形成される。【００１９】  なお、同一の高さの放熱フィン３ａを形成するには、切削工具７による掘り起こし量を一定にすれば良い。なお、放熱フィン３ａの高さは、金属板素材６の材質が同じ場合に、切削工具７の掘り起こし角度と深さを適宜に変更することにより、任意の高さに設定することができる。【００２０】  次に、一方の放熱部１１の形成方法について、図２を参照しながら説明する。まず、所定の板厚（約１ｍｍ〜１０ｍｍ）と大きさを有する金属板素材６を用意し、第１の工程として、凹所１１ｄを形成する。この凹所１１ｄは、プレス加工により、金属板素材６の他方面からパンチを押圧して半抜き加工することにより形成される。このパンチは、凹所１１ｄと同じ形状としている。このとき、金属板素材６を載置するダイに形成された穴は、凹所１１ｄよりもやや小さい相似形に形成されている。そして、金属板素材６の他方面からパンチを押圧すると、凹所１１ｄの金属肉が一方面に移行し、図６（Ａ）に示すような凸部６ａが突出形成される。凸部６ａの大きさを凹所１１ｄより小さくするのは、半抜き加工したときに、凸部６ａの周囲の剪断を防止するためである。【００２１】  その後、凸部６ａに多数条の板状の放熱フィン１１ａを形成するための第２の工程に移行する。この第２の工程は、前述した放熱フィン３ａを形成する方法と実質的に同じである。すなわち、前述した切削工具の刃部を凸部６ａに当接させた後、切削工具を所定の角度で挿入させ、金属板素材６の一方面と同一面に達するまで移動させることにより、所定の高さを有する放熱フィン１１ａが起立形成される。次いで、切削工具を上流側の位置に移動すると共に、金属板素材６の一方面に達するまで移動させる工程を順次繰り返すことによって、順次放熱フィン１１ａが同一高さ、同一角度、かつ、同一間隔に起立形成される。【００２２】  このとき、各々の隣接する放熱フィン１１ａの基端の間の底面における板厚ｔ３は、放熱部１１自体の板厚ｔ２よりも薄く形成される。因みに、この第２の実施例における各放熱フィン１１ａ間の底面の板厚は、凹所１１ｄと凸部６ａ外縁に形成される連結部６ｂの板厚と同じに形成される。このように各放熱フィン１１ａ間の底面を薄く形成することによって、放熱部１１の他方面１１ｃに流体を接合したときに、各々の放熱フィン１１ａが凹所１１ｄに近くなるので、流体の熱を速やかに放熱フィン１１ａに伝達できることから放熱効率の向上に寄与できる。
【実施例２】
【００２３】  図４は、本発明にかかる放熱装置の第２の実施例を示している。この第２の実施例は、前述した第１の実施例の変形例であり、一方の放熱部の他方面に形成した凹所を蛇行させて流通部とし、この蛇行した凹所に対応させて放熱フィンを起立形成している。なお、前述した第１の実施例と同部品は同符号を示し、詳細な説明を省略する。図４に示す放熱装置２０は、図示上方における一方の放熱部２１の一方面２１ｂに蛇行した放熱フィン２１ａが一体に起立形成されている。また、放熱部２１の他方面２１ｃには、流通部としての蛇行した略凹溝状の凹所２１ｄ（図５参照）が形成されている。この凹所２１ｄは、放熱フィン２１ａに対応させた位置であり、しかも放熱フィン２１ａとほぼ等しい面積に形成される。さらに、他方面２１ｃに蛇行した凹所２１ｄが形成された一方の放熱部２１には、凹所２１ｄを閉塞するように他方の放熱部３の他方面３ｃが面接合される。【００２４】  これにより、凹所２１ｄが前述した流通路４ｃと同等に機能し、凹所２１ｄに流体が流通される。凹所１１ｄに流体が流通するときに、熱が速やかに放熱フィン１１ａに伝達される同時に、他方の放熱部３の他方面３ｃから放熱フィン３ａ伝達され、両面から放熱されるので放熱効果を高めることができる。加えて、流通部としての凹所２１ｄが蛇行しているので、流体が時間をかけて放熱されるので、放熱効果を一層高めることができる。【００２５】  次に、一方の放熱部２１の形成方法について説明する。前述した放熱部３と同様に、まず、所定の板厚（約１ｍｍ〜１０ｍｍ）と大きさを有する金属板素材６を用意し、第１の工程として、蛇行した凹所２１ｄを形成する。この凹所２１ｄは、プレス加工により、金属板素材６の他方面からパンチを押圧して半抜き加工することにより形成される。このパンチは、凹所２１ｄと同じ形状としている。このとき、金属板素材６を載置するダイに形成された穴は、凹所２１ｄよりもやや小さい相似形に形成されている。そして、金属板素材６の他方面からパンチを押圧すると、凹所２１ｄの金属肉が一方面に移行し、図５に示すような蛇行した凸部６ａが突出形成される。凸部６ａの大きさを凹所２１ｄより小さくするのは、半抜き加工したときに、凸部６ａの周囲の剪断を防止するためである。【００２６】  その後、蛇行した凸部６ａに多数条の板状の放熱フィン２１ａを形成するための第２の工程に移行する。この第２の工程は、前述した放熱フィン１１ａを形成する方法と実質的に同じである。すなわち、前述した切削工具の刃部を凸部６ａに当接させた後、切削工具を所定の角度で挿入させ、金属板素材６の一方面と同一面に達するまで移動させることにより、所定の高さを有する放熱フィン２１ａが起立形成される。次いで、切削工具を上流側に移動すると共に、金属板素材６の一方面に達するまで移動させる工程を順次繰り返すことによって、順次放熱フィン２１ａが同一高さ、同一角度、かつ、同一間隔に起立形成される。この第２の工程においては、凸部６ａのみを切削工具によって放熱フィン２１ａを起立形成するので、放熱フィン２１ａが図４に示すように蛇行した形状になる。【００２７】  この第３の実施例においても、各々の隣接する放熱フィン２��ａの基端の間の底面における板厚が放熱部１１自体の板厚よりも薄く形成され、底面の板厚は、連結部の板厚と同じである。この例においても、各放熱フィン２１ａ間の底面が薄く形成されるので、各々の放熱フィン２１ａが凹所２１ｄに近くなり、流体の熱を速やかに放熱フィン２１ａに伝達できることから、放熱効率の向上に寄与できる。【００２８】  以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上述した放熱装置は四角形に形成したが、円形や楕円、あるいは、多角形に形成しても良い。また、図示の放熱フィンはややカーリングさせると共に傾斜させているが、直線状に形成すると共に垂直に形成しても良い。さらに、一方の放熱部の他方面に凹所を形成して流通部を構成したが、他方の放熱部にも凹所を形成し、これらの凹所を重ね合わせて流通部を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】  本発明にかかる放熱装置の第２の実施例を示す斜視部である。
【図２】  （Ａ）（Ｂ）は、放熱装置の凹所を形成する手段を示す説明図である。
【図３】  放熱フィンの形成手段を示す斜視図である。
【図４】  本発明にかかる放熱装置の第３の実施例を示す斜視部である。
【図５】  図４における凹所を形成するための中間工程を示す説明斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】１０    放熱装置
３      他方の放熱部
３ｂ    一方面
３ｃ    他方面
４      流通部
４ｃ    流通路
１１    一方の放熱部
１１ａ  放熱フィン
１１ｂ  一方面
１１ｃ  他方面
１１ｄ  凹所
【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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