(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数のフィンを有するカバーを備えるヒートシンクにおいて、
前記フィンは、一定間隔で規則的に配列するとともに、断面形状が正六角形であり、
前記複数のフィンの配列は、
風の流入方向である第１の方向に沿って、各フィンの正六角形の一の辺(「第１の辺」という)の側壁面と前記第１の辺に対向する他の辺(「第４の辺」という)の側壁面とが、平行に整列し、且つ、
前記第１の方向に対して、各フィンの正六角形の前記第１の辺に隣接する第２の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第２の方向に沿って、前記第２の辺の側壁面と前記第２の辺に対向する第５の辺の側壁面とが、平行に整列し、且つ、
前記第１の方向に対して、各フィンの正六角形の前記第１の辺に隣接する第６の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第３の方向に沿って、前記第６の辺の側壁面と前記第６の辺に対向する第３の辺の側壁面とが、平行に整列する、配置とされ、
前記各フィンは、正六角形の第１乃至第６の辺の各々について、該辺の側壁面の延長面上に、隣の他のフィンにおける対応する辺の側壁面が位置付けられた構造を有し、
前記第１の方向の風に当たるフィンではその側壁角部で前記風が前記第２及び第３の方向に分岐する、ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
表面に複数のフィンを有するカバーを備えるヒートシンクにおいて、
前記フィンは、一定間隔で規則的に配列するとともに、断面形状が六角形であり、
前記複数のフィンの配列は、
風の流入方向である第１の方向に沿って、各フィンの六角形の一の辺(「第１の辺」という)の側壁面と前記第１の辺に対向する他の辺(「第４の辺」という)の側壁面とが、平行に整列し、且つ、
前記第１の方向に対して、各フィンの六角形の前記第１の辺に隣接する第２の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第２の方向に沿って、前記第２の辺の側壁面と前記第２の辺に対向する第５の辺の側壁面とが、平行に整列し、且つ、
前記第１の方向に対して、各フィンの六角形の前記第１の辺に隣接する第６の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第３の方向に沿って、前記第６の辺の側壁面と前記第６の辺に対向する第３の辺の側壁面とが、平行に整列する、配置とされ、
前記各フィンは、六角形の第１乃至第６の辺の各々について、該辺の側壁面の延長面上に、隣の他のフィンにおける対応する辺の側壁面が位置付けられた構造を有し、
前記第１の方向の風に当たるフィンではその側壁角部で前記風が前記第２及び第３の方向に分岐する、ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項３】
風の流入方向である第１の方向に沿って、板状部材に所定の間隔をおいて直線状かつ平行に形成された所定の幅を有する複数の第１の溝と、
前記板状部材に、前記第１の溝の側壁面に対して板面上において時計回りに０度より大きくかつ９０度より小さい範囲の角度の第２の方向に沿って、所定の間隔をおいて直線状かつ平行に形成された所定の幅を有する複数の第２の溝と、
前記板状部材に、前記第１の溝の側壁面に対して板面上において時計反対回りに０度より大きくかつ９０度より小さい範囲の角度の第３の方向に沿って、所定の間隔をおいて直線状かつ平行に形成されるとともに、一の前記第１の溝とその隣の他の前記第１の溝との間で前記第２の溝の側壁面と交差する側壁面を有し、かつ、所定の幅を有する複数の第３の溝と、を有するカバーを備え、
前記第１の方向の風に当たる前記第２の溝の側壁面と前記第３の溝の側壁面の交差部で前記風が前記第２及び第３の方向に分岐する、ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項４】
前記第１の溝、前記第２の溝及び前記第３の溝のうち２以上について同じ幅であることを特徴とする請求項３記載のヒートシンク。
【請求項５】
前記第２の溝に係る角度と前記第３の溝に係る角度が同じであることを特徴とする請求項３又は４記載のヒートシンク。
【請求項６】
前記第１の溝、前記第２の溝及び前記第３の溝は、それぞれ切削により形成されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一に記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートシンクに関し、特に、効率的な放熱を可能とするヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
消費電力が大きく発熱量の多いＬＳＩ等のデバイスは、動作を保証する温度範囲を維持するために、効率よく放熱を行う必要がある。そのため、デバイスにアルミ等の放熱特性に優れたフィンを有するヒートシンクを取り付けるとともに、ヒートシンクにファンからの風を吹き付けることによって、デバイスを強制空冷することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図５のように断面形状が四角形のピン型のフィンを並べた従来のヒートシンクの場合、図６に示すようにフィンの一面が風の流れを遮ってしまうため、十分な放熱が期待できないという問題がある。
【０００４】
また、図７のように断面形状が流線形のピン型のフィンを並べたヒートシンクがある。しかし、この場合、フィンの形状が複雑になってしまうため、ヒートシンクを切削で製作する場合、非常に高価になってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の第１の目的は、効率的な放熱を可能とするヒートシンクを提供することである。
【０００６】
本発明の第２の目的は、低価格を実現するヒートシンクを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点においては、表面に複数のフィンを有するカバーを備えるヒートシンクにおいて、前記フィンは、一定間隔で規則的に配列するとともに、断面形状が正六角形であり、前記複数のフィンの配列は、風の流入方向である第１の方向に沿って、各フィンの正六角形の一の辺(「第１の辺」という)の側壁面と前記第１の辺に対向する他の辺(「第４の辺」という)の側壁面とが、平行に整列し、且つ、前記第１の方向に対して、各フィンの正六角形の前記第１の辺に隣接する第２の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第２の方向に沿って、前記第２の辺の側壁面と前記第２の辺に対向する第５の辺の側壁面とが、平行に整列し、且つ、前記第１の方向に対して、各フィンの正六角形の前記第１の辺に隣接する第６の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第３の方向に沿って、前記第６の辺の側壁面と前記第６の辺に対向する第３の辺の側壁面とが、平行に整列する、配置とされ、前記各フィンは、正六角形の第１乃至第６の辺の各々について、該辺の側壁面の延長面上に、隣の他のフィンにおける対応する辺の側壁面が位置付けられた構造を有し、前記第１の方向の風に当たるフィンではその側壁角部で前記風が前記第２及び第３の方向に分岐する、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の視点においては、表面に複数のフィンを有するカバーを備えるヒートシンクにおいて、前記フィンは、一定間隔で規則的に配列するとともに、各フィンの断面形状は六角形であり、前記複数のフィンの配列は、風の流入方向である第１の方向に沿って、各フィンの六角形の一の辺(「第１の辺」という)の側壁面と前記第１の辺に対向する他の辺(「第４の辺」という)の側壁面とが、平行に整列し、且つ、前記第１の方向に対して、各フィンの六角形の前記第１の辺に隣接する第２の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第２の方向に沿って、前記第２の辺の側壁面と前記第２の辺に対向する第５の辺の側壁面とが、平行に整列し、且つ、前記第１の方向に対して、各フィンの六角形の前記第１の辺に隣接する第６の辺が前記第１の辺に対してなす角度の第３の方向に沿って、前記第６の辺の側壁面と前記第６の辺に対向する第３の辺の側壁面とが、平行に整列する、配置とされ、前記各フィンは、六角形の第１乃至第６の辺の各々について、該辺の側壁面の延長面上に、隣の他のフィンにおける対応する辺の側壁面が位置付けられた構造を有し、前記第１の方向の風に当たるフィンではその側壁角部で前記風が前記第２及び第３の方向に分岐する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の視点においては、表面に複数のフィンを有するカバーを備えるヒートシンクにおいて、前記フィンは、一定間隔で規則的に配列するとともに、１つのフィンにつき平行関係にある２対の側壁面が３組存在し、かつ、一のフィンにおける側壁面の延長面上にその隣の他のフィンにおける側壁面が位置付けられた構造を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の視点においては、風の流入方向である第１の方向に沿って、板状部材に所定の間隔をおいて直線状かつ平行に形成された所定の幅を有する複数の第１の溝と、
前記板状部材に、前記第１の溝の側壁面に対して板面上において時計回りに０度より大きくかつ９０度より小さい範囲の角度の第２の方向に沿って、所定の間隔をおいて直線状かつ平行に形成された所定の幅を有する複数の第２の溝と、前記板状部材に、前記第１の溝の側壁面に対して板面上において時計反対回りに０度より大きくかつ９０度より小さい範囲の角度の第３の方向に沿って、所定の間隔をおいて直線状かつ平行に形成されるとともに、一の前記第１の溝とその隣の他の前記第１の溝との間で前記第２の溝の側壁面と交差する側壁面を有し、かつ、所定の幅を有する複数の第３の溝と、を有するカバーを備え、前記第１の方向の風に当たる前記第２の溝の側壁面と前記第３の溝の側壁面の交差部で前記風が前記第２及び第３の方向に分岐する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、前記ヒートシンクにおいて、前記第１の溝、前記第２の溝及び前記第３の溝のうち２以上について同じ幅であることが好ましい。
【００１２】
また、前記ヒートシンクにおいて、前記第２の溝に係る角度と前記第３の溝に係る角度が同じであることが好ましい。
【００１３】
また、前記ヒートシンクにおいて、前記第１の溝、前記第２の溝及び前記第３の溝は、それぞれ切削により形成されることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、表面に複数のフィン（図１の５、６）を有するカバー（図１の３）を備えるヒートシンクにおいて、前記フィン（図１の５、６）は、一定間隔で規則的に配列するとともに、各フィンの断面形状（平面に対し法線方向から見た時の形状）は正六角形であり、かつ、一のフィン（図２の５）における側壁面の延長面（図２の１０）上にその隣の他のフィン（図２の６）における側壁面が位置付けられた構造を有することにより、ヒートシンク側方からの風は前記フィンの側壁角部に当たって分岐し、風の流れに対して垂直面となる側壁面を持たないので、風の流れを遮ることなくフィンの間を流通させることができる（図３参照）。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るヒートシンクの構造を模式的に示した平面図及び断面図である。
【００１６】
図１を参照すると、基板１は、表面に配線パターンを有する配線基板であり、板面中央近傍に電気的に接続する電子部品２を搭載しており、ベース７の枠内に配置されている。
【００１７】
電子部品２は、ＬＳＩ、ＩＣ等の発熱性の電子部品であり、基板１板面中央近傍に搭載されており、上側の放熱面に接触するように放熱材４が配されている。
【００１８】
カバー３は、アルミ、銅等の放熱特性の優れた金属から構成されており、放熱材４の上面及びベース７の枠の端面に接触するように配されており、上面に一体かつ規則的に配された複数のフィン５、６を有する。
【００１９】
放熱材４は、アルミ、銅等の放熱特性の優れた金属から構成されており、電子部品２上面とカバー３下面の間の両面に接触するように介在している。
【００２０】
フィン５、６は、アルミ、銅等の放熱特性の優れた金属から構成されており、高さが揃った六角柱（断面は正六角形）であり、対向関係にある２対の側壁面は平行で、１本のフィンにつき平行となる２対の側壁面を３組備え、カバー３上面と一体に構成されており、一のフィン５における側壁面の延長線上に隣のフィン６における側壁面が位置付けられている。
【００２１】
ベース７は、板面上面側の周縁部に枠部７ａを有し、枠部７ａと板面の間の角部に基板１を設置（実装）するための台部７ｂを有し、枠部７ａの端面にカバー３の下面が接触している。
【００２２】
次に、実施例１に係るヒートシンクにおけるカバー３上のフィン５の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施例１に係るヒートシンクの製造方法を説明するために模式的に示した平面図である。
【００２３】
まず、一定厚さの金属の板状体をフィン５の高さに相当する深さの溝を平面上の一方向（９ａ方向）に平行（かつ等間隔）に切削する。次に、同じ深さの溝を時計反対回り約６０度の角度の方向（９ｂ方向）に平行（かつ等間隔）に切削する。最後に、同じ深さの溝を時計回り約６０度の角度の方向（９ｃ方向）に平行（かつ等間隔）に切削する。
【００２４】
ここで、一のフィン５は側壁面の延長線１０上に他のフィン６の側壁面が位置付けられているので、図２に示すように３方向の削り角度９で加工することができる。
【００２５】
次に、実施例１に係るヒートシンクにおける熱の流れについて図面を用いて説明する。
【００２６】
図１の断面図を参照すると、電子部品２から発生した熱は、放熱材４を介してカバー３へ導かれる。カバー３へ導かれた熱は、カバー３及びフィン５から空気中へ放熱される。
【００２７】
次に、実施例１に係るヒートシンク上の強制風の流れについて図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施例１に係るヒートシンク上の強制風の流れを部分的に示した模式図である。
【００２８】
図３を参照すると、強制風８は、ヒートシンクの側方からフィン５の側壁面に向かって吹き付けられており、各フィン５の側壁角部で２方向に分かれ、各フィン５の側壁面方向に沿って各フィン５間を流通し、最終的にはヒートシンク外に放出される。
【００２９】
ここで、各フィン５は、強制風８の流れに対して垂直な側壁面を持たないので、風の流れを遮ることなく、各フィン５間を流通させることができる。
【００３０】
次に、本発明の実施例２について図面を用いて説明する。図４は、本発明の実施例２に係るヒートシンクの構造を模式的に示した平面図である。
【００３１】
図４を参照すると、フィン５の断面形状は、正六角形ではなく、平行となっている２対の辺を３組備える六角形となっている。フィン５を形成する工程において、３方向９ａ、９ｂ、９ｃの削りのうち削り幅（溝の幅）、削り間隔若しくは削り角度（削り方向）を変えることによって、このような六角形を達成することができる。
【００３２】
削り幅（溝の幅）を変える例として、１方向の削り幅を他の２方向の削り幅と変えるケース、あるいは、９ａ、９ｂ、９ｃの３方向とも違う削り幅に変えるケースがある。
【００３３】
削り間隔を変える例として、１方向の溝とその溝の間の間隔を他の２方向の溝とその溝の間の間隔を変えるケース、或いは、９ａ、９ｂ、９ｃの３方向とも違う溝とその溝の間の間隔を変えるケースがある。
【００３４】
削り角度を変える例として、基準となる一つの削り方向９ａに対して他の２つの削り方向９ｂ、９ｃを線対称となる角度（０度より大きく９０度より小さい角度）にするケース、或いは、基準となる一つの削り方向９ａに対して他の２つの削り方向９ｂ、９ｃを非線対称となる角度（０度より大きく９０度より小さい角度）にするケースがある。
【００３５】
ここでは、各フィン５の断面は正六角形に限らず、１つのフィン５につき平行関係にある２対の側壁面が３組存在し、かつ、一のフィン５における側壁面の延長線上に隣のフィン６における側壁面が位置付けられた構造になっていればよい。
【００３６】
本実施例によれば、実施例１と同様、風の流れを遮ることなくフィンの間を流通させることができるとともに、安価に製作できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果を奏する。
【００３８】
第１の効果は、従来の四角形状フィンに比べ放熱性を向上させることができることである。その理由は、風の流れに対して垂直面となる側壁面を持たないので、風の流れを遮ることなくフィンの間を流通させることができるためである。
【００３９】
第２の効果は、安価に製作できることにある。その理由は、切削で正六角形フィンを製作する場合には、３方向の削り幅、間隔若しくは角度で加工できるからであり、フィンの断面形状を流線型状に切削加工するときのような複雑な動きを必要としないからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るヒートシンクの構造を模式的に示した平面図及び断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るヒートシンクの製造方法を説明するために模式的に示した平面図である。
【図３】本発明の実施例１に係るヒートシンク上の強制風の流れを部分的に示した模式図である。
【図４】本発明の実施例２に係るヒートシンクの構造を模式的に示した平面図である。
【図５】従来例１に係るヒートシンクの構造を模式的に示した平面図である。
【図６】従来例１に係るヒートシンク上の強制風の流れを部分的に示した模式図である。
【図７】従来例２に係るヒートシンクの構造を模式的に示した平面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  電子部品
３  カバー
４  放熱材
５、６  フィン
７  ベース
７ａ  枠部
７ｂ  台部
８  強制風の流れ
９ａ、９ｂ、９ｃ  切削削り方向
１０  延長線
１１  従来例１のフィン（四角形）
１２  従来例２のフィン（流線形）
【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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【図６】
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【図７】
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