(57)【要約】【課題】  放熱性能の高いヒートシンクの提供。【解決手段】  ベース１と、ベース１上に間隔をおいて立設した複数のフィン２，２，…２とを備え、フィン２は、根元から先端にかけて山３と谷４が連なる波形に形成してあり、且つ、根元から先端にかけて厚みｔが次第に薄くなっており、フィンの先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比が１．１〜３．０である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、ベース上に間隔をおいて立設した複数のフィンとを備え、フィンは、根元から先端にかけて山と谷が連なる波形に形成してあり、且つ、根元から先端にかけて厚みが次第に薄くなっており、フィンの先端の厚さに対する根元の厚さの比が１．１〜３．０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、ヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、厚板状の伝熱部と薄板状の放熱部とを一体に有する異形条を、その幅方向に積層して構成したヒートシンクにおいて、放熱部をプレス加工によりウェーブ状に形成したものが開示されている。このように放熱部をウェーブ状に形成すると、放熱部の表面積が増加するため、放熱部の放熱効率は向上するが、放熱部は根元から先端まで厚みが一定のため、伝熱部から放熱部への入熱は放熱部が平らな場合と変わらないから、伝熱部から放熱部に伝わった熱は放熱部の高さ方向の中間部までで放熱してしまい、先端部が放熱に寄与しない（先端部の温度が低い）。そのため、放熱部に加工を施した割には放熱性能があまり上がらなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４４３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上に述べた実情に鑑み、放熱性能の高い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、ベースと、ベース上に間隔をおいて立設した複数のフィンとを備え、フィンは、根元から先端にかけて山と谷が連なる波形に形成してあり、且つ、根元から先端にかけて厚みが次第に薄くなっており、フィンの先端の厚さに対する根元の厚さの比が１．１〜３．０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、フィンが根元から先端にかけて山と谷が連なる波形に形成してあることで、フィンの表面積が増大してフィンの放熱効率が向上し、尚且つフィンは根元側が厚く先端にかけて次第に薄くなっており、フィンの先端の厚さに対する根元の厚さの比が１．１〜３．０であることで、ベースからフィンへの入熱が増加するため、フィンの根元から先端までが放熱に寄与し、ベースとフィン先端の温度差を小さくでき、放熱性能の高いヒートシンクとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のヒートシンクの一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明のヒートシンクについて行ったシミュレーションの結果をまとめた表である。
【図３】送風動力０．５Ｗにおけるフィン根元厚さと熱抵抗値及び単位長さあたりの重量との関係を示すグラフである。
【図４】比較例４の櫛形のヒートシンクの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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は、本発明に係るヒートシンクの一実施形態を示している。本ヒートシンクは、アルミニウム合金を押出成形して形成したものであり、板状のベース１と、ベース１上に間隔をおいて立設した複数のフィン２，２，…２を一体に備えている。各フィン２は、根元から先端にかけて山３と谷４が連なる波形に形成してあり、且つ、根元から先端にかけて厚みｔが次第に薄くなっている。山３と谷４には、それぞれｒが付されており、フィン２の波の形は略正弦波状となっている。フィン２の波の周期Ｌ、谷の深さｄ、ｒの大きさは、フィン２の根元から先端まで略一定となっている。
【０００９】
本ヒートシンクは、フィン２の先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比が１．１〜３．０としてある。フィン２の先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比が１．１より小さいと、ベース１からフィン２への入熱が小さく、フィン２の先端部が放熱に寄与しないので、放熱性能が悪い。一方、フィン２の先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比が３より大きいと、フィン２，２，…間の風の通りが悪くなるため、３以下のときよりも放熱性能が低下する上、重量が増大するため、好ましくない。よって、フィン２の先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比を１．１〜３．０としている。
自動車等に設置される車載用のヒートシンクでは、フィン２の先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比が１．１〜２．０とすることで、高い放熱性能と軽量化を両立できる。発電機等、固定設置されるヒートシンクでは、フィン２の先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比が〜３．０でもよく、これにより放熱性能をさらに高められる。
【００１０】
以下に、本発明のヒートシンクについて行ったシミュレーションの結果を示す。図２に示すように、フィンの形状や各部の寸法の異なる数種類のヒートシンクに、送風動力０．５、１、２Ｗのファンの風を当てたときの熱抵抗値をシミュレーションによって求めた。また、各ヒートシンクの単位長さあたりの重量を計算によって求めた。
実施例１〜６は、フィン形状が波形で、フィン先端厚さｔ１、フィンピッチＰ、周期Ｌ、谷深さｄ、ｒの大きさを共通とし、フィン根元厚さｔ２を１．１〜３．０ｍｍの間で変化させたものである。なお、フィン先端厚さｔ１が１ｍｍのため、フィン根元厚さｔ２＝「フィン先端厚さｔ１に対するフィン根元厚さｔ２の比」である。実施例７は、実施例６に対して谷深さｄを大きくしたものである。実施例８は、実施例６に対して周期Ｌを大きくしたものである。実施例９は、実施例５に対してフィンピッチＰを小さくしたものである。比較例１は、フィン根元厚さｔ２をフィン先端厚さｔ１と同じ１ｍｍとし、他の寸法を実施例１〜６と共通としたもの、比較例２，３は、フィン根元厚さｔ２が３ｍｍを超え、他の寸法を実施例１〜６と共通としたものである。比較例４は、図４に示すように、フィンが波形でない単なる櫛形のヒートシンクで、フィン根元厚さｔ２をフィン先端厚さｔ１より厚くしただけのものである。各ヒートシンクは、何れも材質が６０６３−Ｔ５、寸法が高さ４４．５ｍｍ、幅１０７ｍｍ、長さ１４５ｍｍとした。
計算結果を図２に示す。図３は、送風動力０．５Ｗにおけるフィン根元厚さと熱抵抗値及び単位長さあたりの重量との関係を示すグラフである。
【００１１】
図３より明らかなように、フィン根元厚さｔ２を１．１〜３．０とした実施例１〜６は、フィン根元厚さｔ２がフィン根元厚さｔ１と同じ比較例１よりも熱抵抗値が小さくなり、その中でもフィン根元厚さｔ２を３ｍｍとした実施例６が、熱抵抗値が一番小さくなった。実施例１〜６は、比較例１とフィン２の表面積はほぼ同じであるのに熱抵抗値が小さくなったことから、ベース１からフィン２への入熱が増加したことが言える。フィン根元厚さｔ２が１．１〜２ｍｍである実施例１〜５は、熱抵抗値が小さく、且つ単位長さあたりの重量も小さい。フィン根元厚さｔ２を３ｍｍより大きくした比較例２，３は、実施例１〜６よりも熱抵抗値が大きくなると共に、単位長さあたりの重量が大きくなった。
谷深さｄを大きくした実施例７は、実施例６よりも熱抵抗値が小さくなっており、これは谷深さｄを大きくすることでフィン２の表面積が増加したことによるもので、フィン２の表面積が増え、入熱が十分であれば、当然、能力が向上する。
周期Ｌを長くした実施例８は、比較例１と比べてフィン２の表面積が小さいが、それでも熱抵抗値が比較例１より小さくなったことから、本願発明の実施例はベース１からフィン２への入熱が増加し、フィン２の先端まで有効に活用できていることが言える。
フィンピッチＰを小さくした実施例９は、フィン２の数が増えるため、当然能力が向上する。
また、実施例１〜９は、フィンが波形でない櫛形のヒートシンクである比較例４よりも、熱抵抗値が大幅に小さくなった。特に、フィン根元厚さｔ２が同じ実施例４と比較例４を比較すると、実施例４の方が熱抵抗値が大幅に小さくなっており、このことからフィン２が根元から先端にかけて山３と谷４が連なる波形に形成してあることで、フィン２の表面積が増大してフィン２の放熱効率が向上することが言える。
図３は、送風動力が０．５Ｗのときの熱抵抗値であるが、送風動力が１，２Ｗのときも、０．５Ｗのときと同じ傾向であった。
【００１２】
以上に述べたように本ヒートシンクは、フィン２が根元から先端にかけて山３と谷４が連なる波形に形成してあることで、フィン２の表面積が増大してフィン２の放熱効率が向上し、尚且つフィン２は厚みｔが根元側が厚く先端にかけて次第に薄くなっており、フィンの先端の厚さｔ１に対する根元の厚さｔ２の比が１．１〜３．０であることで、ベース１からフィン２への入熱が増加するため、フィン２の根元から先端までが放熱に寄与し、ベース１とフィン２先端の温度差を小さくでき、放熱性能の高いヒートシンクとなる。また本ヒートシンクは、押出成形のみで製作することができ、プレス加工等の二次加工が不要なため、コストを削減できる。
【００１３】
本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。フィンは、根元から先端にかけて山と谷が連なる波形に形成してあればよく、フィンの間隔、形状、厚み等は、適宜変更することができる。本発明のヒートシンクの用途は特に限定されるものではなく、用途に合わせて全体の大きさ等を自由に設定することができる。
【符号の説明】
【００１４】
１  ベース
２  フィン
３  山
４  谷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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