(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ方形板状をなして厚さ方向に配列した複数のフィンを有するヒートシンクと、そのヒートシンクの上端部中央に、回転軸を上下方向にして取り付けられたファンとを備える放熱装置において、
前記フィンは厚さ方向に貫通するスリットを有し、そのスリットが上端部の非中心位置より下端部に向かって下降し、その下降に伴って中心に近づいていることを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
前記スリットは、下降するに従って緩やかになる勾配を有する請求項１に記載の放熱装置。
【請求項３】
前記フィンは、上端部中心位置より垂直に下降する第二のスリットを有する請求項１または２に記載の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放熱装置に関する。特に、この放熱装置は、CPU（中央処理装置：Central  Processing  Unit）の冷却に好適に利用されうる。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵなどのある種の電子部品は、使用中に発熱し、異常高温になると処理に支障が生じることから、放熱装置と一体となって用いられる。
ＣＰＵ用の従来の放熱装置は、一般に板状の複数のフィンを有するヒートシンクと、そのヒートシンクの上に設けられたファンとの組み合わせからなる。そして、ＣＰＵから発せられた熱は、ヒートシンク内を伝導し、フィンの表面より放出される。次に、フィン表面で熱せられた空気はファンから送られる風によって強制的に対流させられ、冷えた空気と入れ替わる。
【０００３】
この種の放熱装置として、ファンから流入する空気の流れを円滑にし、空気の逆流を防ぐために、フィンの上端を下方に湾曲させた構成が提案されている（登録実用新案第３０６３５５６号公報）。図２は、その放熱装置の詳細を示した分解斜視図で、マザーボードｍに搭載されたＣＰＵ１０５の上に底板１０１があり、その上に多数枚の板状のフィン１０６からなるフィン群１０２が取り付けてある。フィン群１０２がカバー１０３で覆われて、底板１０１、フィン群１０２及びカバー１０３にてヒートシンクを構成し、そのカバー１０３の上に強制冷却用のファン１０４が固定されている。ちなみにフィン１０６の間隔は、フィン１０６の折り曲げられたつめ１０７によって等間隔に規制されている。そして、前記フィン１０６上端の湾曲部１０８によって、ファン１０４との間に湾曲した空間が設けられている。上記登録実用新案公報では、この湾曲空間が、ファン１０４から流入する空気の流れを円滑にし、空気の逆流を防ぐと記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記登録実用新案に記載の放熱装置の構成は、ファンから流入する空気の流れを円滑にし、空気の逆流を防ぐ目的に偏っており、冷却効率はさほど改善されていない。
それ故、この発明の課題は、一層冷却効率の高い放熱装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するために、この発明の放熱装置は、
ほぼ方形板状をなして厚さ方向に配列した複数のフィンを有するヒートシンクと、そのヒートシンクの上端部中央に、回転軸を上下方向にして取り付けられたファンとを備える放熱装置において、
前記フィンは厚さ方向に貫通するスリットを有し、そのスリットが上端部の非中心位置より下端部に向かって下降し、その下降に伴って中心に近づいていることを特徴とする。
【０００６】
ヒートシンク及びファンを組み合わせた放熱装置をＣＰＵ等の放熱対象物の上に取り付けた場合、ヒートシンクが放熱対象物から最も多く熱を吸収して高温になりやすい部分は、ヒートシンク中心部である。一方、ファンからの風はファンの羽根によって送られることから、その風量は、回転軸の直下では少なく、羽根の下で多い。
【０００７】
そこで、この発明では、上端部の非中心位置より下端部に向かって下降し、その下降に伴って中心に近づくスリットにより、羽根の下から風を取り込み、取り込んだ風がスリットに案内されて中心に向かうようにした。そして、中心部ではスリットに囲まれるフィンの実体を残すことにより、中心部におけるヒートシンクの放熱面積および熱容量を限られた占有体積で極力多く確保した。従って、放熱対象物からの熱を速やかに吸収し、放出し続けることが出来る。この点、上記登録実用新案が中心部がフィンの実体ではなく湾曲した空間となっているのと相違する。
【０００８】
前記スリットは、下降するに従って緩やかになる勾配を有すると好ましい。ファンからの風は、先ず下方に向かうことから、最初は急勾配で、下降に従って緩勾配とするほうが、少ない圧損で送風できるからである。
さらに前記フィンは、上端部中心位置より垂直に下降する第二のスリットを有すると好ましい。中心部に集まった風が第二スリットを通って速やかに排出され、後続の風が少ない抵抗で流入するからである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
−実施形態１−
この発明の実施形態を図面とともに説明する。図１は実施形態であるＣＰＵの放熱装置を示す分解斜視図である。放熱装置１０は、ヒートシンク９およびファン４を備えている。詳しくは、マザーボードｍに搭載されたＣＰＵ７の上に連結板１、その上に多数枚のフィン２が厚み方向に等間隔に配列したフィン群８が位置し、フィン群８の上面全体がカバー３で覆われている。フィン２は連結板１に対して熱溶着されており、連結板１、フィン群８およびカバー３にてヒートシンク９が構成される。そして、カバー３の上にファン４が回転軸４１を鉛直方向にして取り付けられている。カバー３には平面視でファン４の羽根４２が内接する程度の円形穴が形成されており、ファン４で起こされる風はその円形穴を通過してヒートシンク９に入る。
【００１０】
各フィン２は、基本的には方形板状の対称形状をなすが、中央に上端から垂直方向にある程度の深さまで厚み方向に貫通するスリット５と、その両側に下降に伴ってスリット５に近づくがスリット５とは結合しないほぼ１/４円弧状のスリット６を有する。従って、スリット５と片一方のスリット６とで１／４円形状のフィン２の実体が形成される。スリット６の幅は、上端の入り口で広く、下降するに伴って狭くなっている。
【００１１】
ＣＰＵ７から発する熱は、連結板１を介してフィン群８に伝わる。続いてスリット５とスリット６とで囲まれる上記１／４円形状の部分を含む各フィン２の表面付近の空気に伝わる。一方、ファン４から送られる風の速度は、回転軸４１の直下で最も弱く、羽根４２の外周に向かうに連れて強くなる。この放熱装置によれば、スリット６の上端より羽根４２直下の強い風が取り入れられ、その風がスリット６に案内されてフィン２の中心に向かう。フィン２中心で熱せられた熱い空気は、スリット６より送られてきた冷気に押されてスリット５を通って放出される。従って、少ない圧損で効率よく強制対流させることができる。それと同時に、入れ替わった冷気が上記１／４円形状の部分を含む大きい表面積のフィン２から熱を吸収する。よって、冷却効果に優れる。
【００１２】
−実施形態２−
この発明の第二の実施形態の放熱装置に用いられるヒートシンクを図３に斜視図として示す。第二の実施形態の放熱装置もヒートシンク１９の上に図１に示したファン４が取り付けられており、ヒートシンク１９の下にＣＰＵ７が位置する点で、実施形態１と共通する。よって、以下、ヒートシンク１９を主に説明する。
【００１３】
ヒートシンク１９は、多数枚の板状のフィン１２からなり厚み方向に等間隔に配列したフィン群１８と、フィン１２を連結する連結具１１とを備える。連結具１１は、図４に斜視図で示すように下板１１ａ及びその両側に一体的に立てられた側板１１ｂ、１１ｃからなり、下板１１ａの上面に側板１１ｂ、１１ｃと平行に多数の溝１１ｄが形成されている。
【００１４】
フィン群１８は、図５に斜視図で示すように、基本的には方形板状の対称形状をなし、両側に厚み方向に貫通するとともに下降に伴って中心に近づくほぼ１/４円弧状のスリット１６を有する点で実施形態１と共通するが、中央に垂直方向のスリットは形成されていない。従って、２つのスリット１６、１６で１／２円ないし碗形状のフィン１２の実体が形成される。スリット１６の幅は、上端の入り口で広く、下降するに伴って狭くなっている。そして、フィン１２の下端が上記溝１１ｄに挿入されることにより、フィン１２が連結具１１に固定されると共に、フィン１２の間隔が定められる。
【００１５】
この実施形態によれば、フィン１２の間隔を自在に変更できる。従って、例えばファンの風速の弱い中央部ではフィン１２を溝１１ｄに間欠的に挿入してフィン１２間隔を広くし、圧損を減らして風量を確保することができる。逆に風速の強い側板１１ｂ、１１ｃ付近ではフィン１２を溝１１ｄに連続的に挿入して単位面積当たりのフィン１２の枚数を増やし、放熱面積及び熱容量を多く確保することができる。尚、この実施形態でも実施形態１と同じくフィン１２の中央に垂直方向のスリットを形成しても良い。
【００１６】
以上、本発明にかかる放熱装置の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱することなく種々の変形ないし修正が可能である。
例えば、フィンの非中心位置から下降し、下降に伴って中心に近づいているスリットの形状について、上記実施形態では緩やかな勾配を有する形状と明記しているが、非中心位置より一定勾配で中心に向かう直線形状も本発明に適用可能である。
また、フィンの上端を若干湾曲させることにより、ファンからの風をより多く中心に集めることができるようにしても良い。
さらにまた、ヒートシンクの成形方法については、本実施形態では板状の複数のフィンを連結板または連結具に連結するクリンプフィン成形に基づいて説明したが、押し出し成形でも適用可能であり、その場合は押し出し成形されたヒートシンクの各フィンにワイヤカットによりスリット５、６、１６を形成すればよい。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の放熱装置によれば、ヒートシンクの熱容量及び放熱面積を減らすことなく、ファンの風を効率よく利用することができるので、冷却効果に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１の放熱装置を示す分解斜視図である。
【図２】  従来の放熱装置を示す分解斜視図である。
【図３】  実施形態２の放熱装置に適用されるヒートシンクを示す斜視図である。
【図４】  上記ヒートシンクの連結具を示す斜視図である。
【図５】  上記ヒートシンクのフィン群を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１１  連結板または連結具
２、１２  フィン
３  カバー
４  ファン
５、６、１６  スリット
７  ＣＰＵ
８、１８  フィン群
９、１９  ヒートシンク
１０  放熱装置
１０１  底板
１０２  フィン群
１０３  カバー
１０４  ファン
１０５  ＣＰＵ
１０６  フィン
１０７  つめ
１０８  湾曲部
【図１】
0003878873.tif 000002
【図２】
0003878873.tif 000003
【図３】
0003878873.tif 000004
【図４】
0003878873.tif 000005
【図５】
0003878873.tif 000006