JP2001094023A - 電子デバイス用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路や他の電子デバイスのような熱源を
冷却するための、高効率の冷却装置を提供する。 【解決手段】 本発明の冷却装置は、少なくとも第一の
壁部（110）及び第二の壁部（130）により囲まれた室
（100）と、この第一の壁部（110）が、熱源（26）に接
触するように適合されている第一の壁部外面（112）及
び、第一の壁部外面（112）の反対側に位置し、室（10
0）に面している第一の壁部内面（114）を含むことと、
第二の壁部（130）が、室（100）に面している第二の壁
部内面（134）及び、第二の壁部内面（134）の反対側に
位置している第二の壁部外面（132）を含むことと、第
二の壁部外面（132）から延伸する複数の冷却羽根（8
0）とからなり、この複数の冷却羽根（80）が、第二の
壁部（130）と一体に形成されていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は概して冷却装置に関
する。より具体的には、本発明は電子デバイスから熱を
除去するための冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱源から熱を除去する必要が生じること
は多い。熱源の１つとしては電子デバイスがあげられ
る。集積回路装置のような電子デバイスは、最新の用途
において益々盛んに利用されている。その一般的な具体
例がコンピュータである。パーソナルコンピュータを含
む大半のコンピュータの中央演算装置は通常、集積回路
装置から構成されている。

【０００３】通常の作動に際して、電子デバイスはかな
りの量の熱を生じる。この熱が継続的に除去されない場
合には、電子デバイスは過熱し、デバイスの損傷及び／
又は処理性能の低下、オペレーティングパフォーマンス
の低下が起きる可能性がある。このような過熱による問
題を回避するために、電子デバイスと共に用いる冷却装
置が各種開発されている。

【０００４】冷却装置の１つの形式として、ヒートシン
ク冷却装置が挙げられる。このような装置においては、
ヒートシンクは、アルミニウムのような熱を容易に伝導
する材料で作られている。ヒートシンクは通常、電子デ
バイス上に接触させて配置される。この接触により電子
デバイスによって生じた熱はヒートシンクへと伝わり、
電子デバイスから熱が除去されるのである。

【０００５】ヒートシンクにはヒートシンクの表面積を
大きくするために複数の冷却フィンもしくは冷却羽根が
設けられ、これによりヒートシンクから周囲大気への熱
の伝わりが最大化する。このようにしてヒートシンクは
電子デバイスから熱を取り出し、その熱を周囲大気へと
伝える。ヒートシンクの具体例は、本願にその開示する
ところを全て参考資料として取り入れる、Deanによる米
国特許第5、794、685号“Heat Sink Device Having Radia
l Heat and Airflow Paths”に記載されている。

【０００６】ヒートシンク装置の冷却能力を増大させる
ために、ヒートシンク内部又はヒートシンクに隣接させ
て電動ファンを設ける場合も多い。作動中はファンが、
ヒートシンク装置のフィンの上部及び周囲で空気を動か
し、フィンから周囲雰囲気への熱の伝わりを助長するこ
とによって、フィンが冷却される。ファンを有するヒー
トシンク装置の具体例は、その開示する内容を全て参考
資料として本願に取り入れる、Wagnerによる米国特許第
5、785、116号“Fan Assisted Heat Sink Device”、及び
Roesner等による米国特許第5、740、013号“Electronic D
evice Enclosure Having Electromagnetic Energy Cont
ainment and Heat Removal Characteristics”に開示さ
れている。

【０００７】ここ数年の電子デバイスの高性能化に伴
い、これらのデバイスが生じる熱の量も増大した。これ
らのデバイスより高性能の電子デバイスを適正に冷却す
るためには、より大きな冷却能力を備える冷却装置が必
要である。冷却能力を高めるための手法の１つは、冷却
される電子デバイスの表面積よりも大きな表面積の基部
を備えるヒートシンクを設けることである。明らかなよ
うに、この大面積の基部が周囲大気へ熱を放散するため
の熱放射面をより大きくし、これによりヒートシンクか
らの熱の除去が助長される。先に述べたように冷却フィ
ンが用いられる場合、より大きな基部を備えることによ
り、小さな基部のものよりも多数の冷却フィンをヒート
シンクに取り付けることもまた可能となる。

【０００８】上述した大きな基部を備えるヒートシンク
における１つの問題は、電子デバイスからの熱が、より
大面積の熱放射面に到達する前に、先ず基部を形成する
材料中を伝えられなければならない又は伝導されなけれ
ばならないという点にある。ヒートシンク装置の製造に
通常利用される材料は、例えばアルミニウムや銅等の比
較的高い熱伝導率を持つ材料ではあるが、これらの材料
であってもヒートシンク装置の冷却能力を低下させる望
ましくない程度の熱抵抗を結果として生じる。

【０００９】この問題の解消には、ヒートシンク装置に
関連してヒートパイプを設ける方法が知られている。ヒ
ートパイプは通常、冷却される熱源と上述の大面積熱放
射面との間に配置される。このようなヒートパイプは一
般的に部分的に排気された室もしくは減圧された室を含
み、この室には、例えば水である、作動流体が少量封入
されている。ヒートパイプの１つの壁（加熱壁）は熱源
に接触して配置され、ヒートパイプの他方の壁（放射壁
もしくは凝縮壁）はヒートシンクの熱放射面に隣接して
配置される。このような装置では、作動時において、熱
源がヒートパイプの加熱壁の温度を上げ、これにより作
動流体が気化、蒸発する。この結果生じた蒸気はヒート
パイプの室全体にわたって急速に拡散し、最終的により
温度の低い放射壁上で凝縮する。したがってヒートパイ
プ内では、加熱壁からの熱は作動流体の気化時の潜熱を
介して放射壁へと伝えられる。一般に、上述したような
ヒートパイプ構造を利用すれば、単にアルミニウムや銅
といった固体材料を介して熱を伝導する場合よりも効率
的に、１つの面から他の面へと熱を伝えることができ
る。ヒートパイプ技術を組み込んだ冷却装置の具体例
は、本願にその開示するところを全て参考資料として取
り入れる、モチヅキ等による米国特許第5、694、295号“H
eat Pipe and Process for Manufacturing The Same”
に記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した冷却装置は、
多くの用途において概ね良好に作動するものであるが、
特に前述した冷却能力に対する要求の増大という観点か
ら、冷却装置の効率と熱除去能力をさらに向上させるこ
とが常に望まれている。

【００１１】作動中の集積回路又は他の電子デバイスの
ような熱源を冷却するための冷却装置が本願に開示され
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願発明の冷却装置は、
ヒートシンク部を含み、このヒートシンク部は複数の冷
却羽根及びヒートパイプ室を備え、これらの両方がヒー
トシンク部に一体に形成されている。ヒートパイプ室が
冷却羽根と一体に形成されているため、ヒートパイプ室
の凝縮面と冷却羽根との間には継ぎ目はない。このこと
により、ヒートパイプ室と冷却羽根との間での非常に急
速で効率的な熱の伝達を生じさせることができる。

【００１３】ヒートシンク上にある別個のカバー部分
は、ヒートパイプ室を封止する機能を持つ。この別個の
カバー部分により、ヒートパイプ室及びヒートシンクの
残りの部分を一体に形成することが可能となる。別個の
カバー部分はヒートシンク部の残りの部分が成形された
後に、このヒートシンク部の残りの部分に取り付けられ
る。

【００１４】冷却装置には、１つ以上の冷却羽根の中へ
と突出する主ヒートパイプ室の拡張部を設けても良い。
このように構成することによって、ヒートパイプ室の凝
縮面が羽根の内部に延伸し、実際に周囲雰囲気中への熱
の伝達が生じる羽根の表面近くにまで達する。

【００１５】本願においてはまた、別個のヒートパイプ
装置が高効率ヒートシンクに機械的に取り付けられた冷
却装置をも開示する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１から図６までの図は、熱源26
から熱を放散させるための冷却装置10を示す。冷却装置
10は、少なくとも第一の壁部110及び第二の壁部130で囲
まれた室100を含む。第一の壁部110は熱源26に接触する
ように適合した第一の壁部外面112と、第一の壁部外面1
12の反対側に位置する第一の壁部内面114を含む。第一
の壁部内面114は室100に面している。第二の壁部130は
室100に面した第二の壁部内面134と、第二の壁部内面13
4の反対側に位置する第二の壁部外面132とを含む。複数
の冷却羽根、冷却フィン80は第二の壁部外面132から延
伸する。複数の冷却羽根80は第二の壁部130と一体に形
成することができる。

【００１７】また図１から図６は、熱源26から熱を放散
させるためのさらなる冷却装置10の概要を説明する図で
ある。冷却装置10は少なくとも１つの壁部110、130、15
0によって画定された室100と、少なくとも１つの壁部11
0、130、150から延伸する複数のフィン80を含む。室100
は複数のフィン80の少なくとも１つの中へと延伸する。

【００１８】図１から図６はまた、ヒートシンク部30と
一体に成形された複数の冷却羽根80と、ヒートシンク部
30中に一体に形成された室100を含む冷却装置10を製造
する方法の概要を説明するものである。

【００１９】装置及び方法の概要を説明したが、以下に
それらのさらなる詳細を説明する。

【００２０】本願においては説明の便宜上、特記しない
限りは特定の方向を示す語は以下の意味を持つものとす
る。「放射状」及び「放射方向」という語は、例えば図
３に示す軸Ｂ−Ｂからの放射方向であり、通常はこの軸
に対して直角の方向を指す。「上」、「上方」及び「上
部」等の語は図３の矢印16の方向を指す。「下」、「下
方」及び「下部」等の語は図３の矢印18の方向を指す。

【００２１】上記の語は説明の便宜上画定したものであ
ることは言うまでもない。実際の使用においては、本願
に記載の冷却装置は如何なる位置に取り付けても良く、
したがって「上部」及び「下部」等の語は冷却装置の向
きに関係する。

【００２２】ここで本発明による改良された冷却装置10
が描かれた図１から図４を参照する。冷却装置10は、作
動中の熱源26から熱を除去する目的で熱源26（図３）上
に従来法により取り付けられる。熱源26は例えば集積回
路装置である。

【００２３】図１を参照すると、冷却装置10にはヒート
シンク30のファン室50内に取り付けられているファン20
が含まれる。ファン20はファン回転軸Ａ−Ａを中心に回
転可能である。ファン20は、例えば12ボルトのＤＣブラ
シレスモーターにより駆動される。ファン20は、例えば
日本の松下電子工業から「PANAFLO」として市販され
る、モデル番号FBA06A12U1A（ハウジングを除去した状
態）などとすることができる。ファン20は、軸Ａ−Ａに
沿った高さが例えば約25mm、ファンの羽根端部における
径が約57mmのものである。

【００２４】図３を参照すると、ヒートシンク30は実質
上平坦な底面112を備え、この底面は熱源26のような熱
源の上面と接触するように適合している。ヒートシンク
30はこの底面112に対して垂直に延伸する中心軸Ｂ−Ｂ
を含む。ファン20がヒートシンク30中に取り付けられる
場合、例えば図１に示すように、ファンの回転軸Ａ−Ａ
はヒートシンクの中心軸Ｂ−Ｂと重なり合う。

【００２５】図２及び図３を参照すると、ファン室50は
概ね円筒形の形状であり、図１に示したような形でファ
ン20を受容するように適合している。別個のスロット6
2、64、66及び68のような複数のスロット60が、ヒート
シンク30のファン室50から外周面32へと外に向かって放
射状に延伸している。別個の冷却羽根82、84、86及び88
のような複数の冷却羽根80もまた、ファン室50から外周
面32へと外向きに放射状に延伸している。図からわかる
ように、各２本のスロット60の間にそれぞれ１枚の冷却
羽根80が延伸する。例えば図２を参照すると、冷却羽根
82がスロット62と64の間に、冷却羽根86がスロット66と
68の間にそれぞれ延伸している。

【００２６】明らかなように、冷却羽根80の各々は放射
方向内側の面と放射方向外側の面とを含む。例えば図２
及び図３を参照すると、羽根86は、放射方向における内
側面90及び外側面92を有する。さらに図からわかるよう
に、全ての羽根80の放射方向における外側面（例えは羽
根86の外側面92など）が、集合的にヒートシンク30の外
周面32を形成している。同様に、全ての羽根80の放射方
向における内側面（例えば羽根86の内側面90など）が、
集合的にほぼ環状の「表面」52を形成しており、これが
ファン室50の放射方向の外周面（図１）を形成してい
る。この外周面52は、ヒートシンクの中心軸Ｂ−Ｂから
半径約29mmの位置に形成されている。図２を参照する
と、スロット60の幅（放射方向に直交する方向の長さ）
は、その長手方向に沿って実質上一定である。この結
果、羽根80の各々の厚みは、ファン室外周面52よりもヒ
ートシンク外周面32においての方が厚くなる。スロット
60の各々は、例えば約1.6mmの幅（半径方向に直交する
方向の厚み）を持つ。

【００２７】再度図３を参照すると、スロット60及び羽
根80の一部がファン室50の下に延伸し、羽根80の上に向
いた端部（例えば羽根82、86のそれぞれの上に向いた端
部83、87）がファン室50の下「表面」54を形成している
のがわかる。ファン20（図１）のファン室50内での従来
法による保持を容易にするために、図示のようにファン
室下面54に凹所56が形成されている。

【００２８】図１及び図２を参照すると、ヒートシンク
30の外周面32は、一対の実質上平坦な部分34、36と、一
対の弓状もしくは弧状の部分38、40からなることがわか
る。この平坦な部34、36は、例えば先に参照した米国特
許第5、740、013号に記載されているように、冷却装置10
を厳しく制限された領域内に適合させやすく、もしくは
複数の冷却装置を近接させて配置させやすくするために
設けられている。代替的にはヒートシンク外周面32を完
全な円形としたり、又は特定の冷却装置用途に必要とさ
れるような実質上如何なる所望の形状とすることもでき
る。

【００２９】再度図２を参照すると、図から明らかなよ
うに、外周面32の弓状の部分38、40中にある羽根80は通
常、平坦な部分34、36中にある羽根80よりも厚い。これ
は、弓状の部分38、40にある羽根80の方が平坦な部分3
4、36にある羽根80よりも半径方向に長いためである。

【００３０】図２及び図３を参照すると、概して羽根80
はファン室外周面52とヒートシンク30の外周面32との間
に延伸する壁部42を画定している。図３を参照すると、
ヒートシンク30は、ヒートシンク底面112から羽根80の
上面94までの高さ、例えば「ａ」を備える。外周面32の
弓状の部分38、40間の幅を「ｂ」、外周面32の平坦な部
分34、36間の幅を「ｃ」（図１）とする。高さ「ａ」
は、例えば約50mmである。幅「ｂ」及び「ｃ」は、例え
ばそれぞれ約88mm及び約64mmである。

【００３１】さらに図３を参照すると、ヒートシンク30
には図示したような室100が含まれる。室100は通常、第
一の壁部110、第二の壁部130、第三の壁部150により囲
まれている。

【００３２】第一の壁部110は、先に述べた外面112と、
その反対に位置する内面114を含む。図からわかるよう
に、外面112はヒートシンク外周面32の形状（図１及び
図３）に実質上等しい形状を有する。第一の壁部110
は、図４において最も良く示されるように、接続線118
において第一の壁部110の残りの部分に取り付けられる
別個の部材116を含む。この別個の部材116は、溶接やろ
う付けのような従来法により、第一の壁部110の残りの
部分へ取り付けられる。ヒートシンク30を先に述べたよ
うに円形の断面形状を持たせて形成する場合、別個の部
材116もまた円形形状を持つことになるが、これによっ
て別個の部材116をねじ込むように第一の壁部110の残り
の部分へ取り付けることが可能となり、別個の部材116
を、ヒートシンク30の残りの部分に対して回す（軸Ｂ−
Ｂを中心として）ことによって、底壁すなわち第一の壁
部110の残りの部分へ取り付けたり、底壁110の残りの部
分から取り外したりすることができるようになる。第一
の壁部110は第一の壁部外面112から内面114までの厚み
を持つ。

【００３３】再度図３を参照すると、第二の壁部130は
外面132と内面134とからなる。第二の壁部130は、室100
の内部に対して凸状に延伸するアーチ形の断面形状を備
える。第二の壁部外面132及び内面134は、図示したよう
にそれぞれにアーチ形の断面形状を備える。第二の壁部
130は、第二の壁部外面132から内面134まで延伸する厚
みを備え、この厚みは例えば約２mmである。図から明ら
かなように、第二の壁部内面134は、上述の第一の壁部
内面114よりも大きな表面積を備える。

【００３４】第三の壁部150は外面152及び内面154から
なる。第三の壁部150は実質上円筒形の形状をしてお
り、例えば約18mmの半径（軸Ｂ−Ｂが中心）を備える。
したがって第三の壁部外面152及び内面154は、各々に実
質上円形の形状を備える。第三の壁部150は、第三の壁
部外面152から内面154まで伸びる、例えば約２mmの厚み
を備える。図３から明らかなように、第三の壁部外面15
2は、上述のファン室凹所56の底面を形成する。外面152
は、図示したように、円筒形状の表面部分58を介してフ
ァン室の下面54に接続される。円筒形状の表面部分58
は、例えば約５mmの高さ「ｅ」を備える。室100は、例
えば約20mmの内側高さ「ｆ」を有する。

【００３５】再度図３を参照すると、室100は部分的も
しくは不完全に減圧され、例えば水等のような流体12が
その中に導入されており、これによって室100がヒート
パイプ装置として機能するようになっている。特に、液
体12の蒸発温度が熱源26の望ましい最高動作温度よりも
低くなるように、室100内が減圧であるように選択され
る。

【００３６】動作において、冷却装置10はその底面112
が熱源26のような熱源に接触するように配置される。し
たがって熱源が生じる熱は冷却装置の底面112へと伝導
する。この熱は、その後第一の壁部110を介して第一の
壁部内面114へと伝わる。そしてこの熱が液体12を蒸発
させる。次にその蒸気は上に向かって移動し、第一の壁
部110の内面114よりも温度が低い第二の壁部130の内面1
34にて凝縮する。したがって熱は、液体12の気化時の潜
熱を利用して急速に面114から面134へと伝えられるので
ある。

【００３７】この方法で第二の壁部内面134へと伝えら
れた熱は、次に第二の壁部130を介して伝導される。そ
の後熱の一部は、スロット60の領域内において第二の壁
部外面132から直接的に周囲雰囲気中へと放散される。
熱の残りの部分は引き続き上方に向かい、第二の壁部13
0と一体に形成されているフィン80へと伝導される。フ
ィン80へと伝えられた熱は、その後フィン80から周囲雰
囲気中へと放散される。ファン20により作られた空気の
流れは、スロット60の領域内において、フィン80とアー
チ形壁外面132の両方の面を横断するように、沿って移
動し、熱の放散を助長する。したがってフィン80とスロ
ット60の領域内にある第二の壁部外面132の両方が熱放
射面、熱放散面として作用する。

【００３８】したがって室100によって、熱源26の大き
さに対応する相対的に小さな領域から、第二の壁部内面
134の大きさに対応する相対的に大きい領域へと、熱を
急速かつ効率的に伝えることが可能となる。

【００３９】ヒートパイプ装置をヒートシンクに関連し
て設けることは一般的に知られているが、従来の試みに
おいては通常、別個に製造したヒートパイプ室に取り付
けただけのヒートシンク構造が企図されている。この方
法で製造された装置には、ヒートパイプ室とヒートシン
クのフィンもしくは羽根の間に継ぎ目、すなわち界面が
ある。ヒートパイプ部は非常に効率的な熱伝導性を持つ
が、しかし熱はヒートパイプ室と冷却フィンの間の継ぎ
目もしくは界面を横断しなければならず、これがこのよ
うな従来の装置の総合的な効率を損なっている。

【００４０】一方で本願に記載される冷却装置10は、ヒ
ートパイプ室100と熱放射面との間に、継ぎ目もしくは
界面が無いために非常に効率が良い。これはヒートパイ
プ室100がヒートシンク構造30内に一体に形成されてい
るという事実に基づく。

【００４１】図３及び図４を参照する。上述したよう
に、別個の部材116がヒートシンク30を単一部品として
一体形成することを容易にする。特に、別個の部材116
を除いたヒートシンク30の製造は、いずれの従来法によ
っても可能である。ヒートシンク30は、例えば一般的な
機械加工によって形成することができる。代替的にヒー
トシンク30は、例えば鍛造、モールディング又は鋳造に
よって形成することができる。ヒートシンク30は、アル
ミニウム又は銅のような熱の伝導が比較的良好な材料か
ら形成することができる。ヒートシンク30を製造した後
に、液体12が室へと加えられ、先に述べたように別個の
部材116が気密状態を作るように取り付けられる。その
後室100は、周知の方法により部分的にもしくは不完全
に減圧される。明らかなように、別個の部材116を設け
ることにより、ヒートシンク30のヒートパイプ室100
を、上述したように熱放射面と一体に形成することが可
能となる。

【００４２】先に説明した通り、別個の部材116を設け
ることでヒートシンク30中に継ぎ目118が生じる。図３
及び図４を参照すると、この継ぎ目118は界面ではある
が、この界面は熱源26から熱放射面への熱の伝達を実質
上妨げるものではない。これは熱源26からの熱が別個の
部材116を介して表面114へと直接的に移動するためであ
る。その後、上述したように、熱は直接的に液体12へと
伝えられる。したがって熱は、熱放射面へと到達する際
に、継ぎ目118によって形成される界面を横断する必要
は無い。

【００４３】ヒートパイプ室100は、当業界で周知の方
法で構成することができる。例えば、液体12の量、液体
12の組成、室100内の減圧量は、例えば先に参照した米
国特許第5、694、295号に記載のように、良く知られた原
理に基づいて選択することができる。

【００４４】第一の壁部内面114には、液体12の沸騰、
蒸発を助長する目的で粗い面を設けることもできる。こ
のような粗い面の利用は周知であり、例えば先に参照し
た米国特許第5、694、295号で議論されている。

【００４５】さらに、冷却装置10が冷却しようとする熱
源上に配置される場合には、表面すなわち第二の壁部内
面134で凝縮した液体を面すなわち第一の壁部内面114へ
と戻すには重力で充分である。しかしながら、冷却装置
が熱源の上以外の場所に配置される場合、凝縮した液体
を面114に戻すための助けとなる様々なウイッキング機
構、吸上げ機構を室100の構造に組み込むことが望まし
い。またこのような吸上げ機構は、冷却装置10が熱源上
に取り付けられる場合にも、ヒートパイプ室100の作用
効率を高める目的で利用することができる。典型的に
は、吸上げ機構は、毛管作用を引き起こすための室100
内に設けられる構造又は表面処理を含む。このような吸
上げ機構は当業界で一般的に周知であり、例えば先に参
照した米国特許第5、694、295号に種々の例が記載されて
いる。

【００４６】さらに、本願においてヒートシンク30に関
連して説明した特定の冷却羽根の構成は説明のみを目的
としたものであることは言うまでもない。実用において
は、実質上いかなる冷却羽根の構成、数をも代替的に利
用することができる。ヒートシンク30は、例えば先に参
照した米国特許第5、785、116号に記載されているよう
に、冷却羽根に角度をつけて構成することも可能であ
る。加えて、ファン20も例示を目的として記載されたも
のであり、ファンを組み込んでいない形式のヒートシン
ク30を代替的に利用できることは言うまでもない。

【００４７】図５は、冷却装置10のヒートシンク30の代
替的な実施例を描いたものである。図５を参照すると、
図示されるように、冷却羽根80中に複数の室もしくは拡
張部160が設けられている。特に、例えば室もしくは拡
張部162が冷却羽根82中に、また室もしくは拡張部166が
冷却羽根86中に設けられている。室160の各々は、開口
を介してヒートパイプ室100へと通じている。図５を参
照すると、例えば室162及び166はそれぞれ開口172及び1
76を介してヒートパイプ室100と連通しているのがわか
る。室160の各々は、例えば約30mmである、距離「ｄ」
だけヒートシンク30内を上に向かって延伸している。

【００４８】冷却羽根の室もしくは拡張部160は、液体1
2を実際に冷却羽根80内で凝縮させることにより、冷却
装置10の作用を高めるように機能する。これにより熱
は、周囲雰囲気へと熱を伝える冷却羽根80の表面近くの
点まで面114から非常に急速かつ効率的に伝えられる。
冷却羽根の室160は冷却羽根80の全てに設けることも、
又は一部のみに設けることもできる点に留意されたい。
室160は、例えば従来法のいずれかによって、冷却羽根8
0内に形成される。室160は、例えば機械加工によって形
成することができる。代替的には、ヒートシンク30が製
造される際に、室160はモールディング又は鍛造により
羽根80中に直接成形される。

【００４９】図６は、冷却装置200が実質上円筒形のヒ
ートパイプ220に機械的に取り付けられているヒートシ
ンク部210を備える、さらなる実施例を説明するもので
ある。ヒートシンク部210は、溶接又は接着のような何
らかの従来法によって、継ぎ目224においてヒートパイ
プ220に取り付けられている。ヒートパイプ220が実質上
円筒形であり、かつヒートシンク210とは別個に形成さ
れる点を除き、ヒートパイプ220は上述したヒートパイ
プ室100と実質上同等である。ヒートシンク210は、例え
ば先に参照した米国特許第5、785、116号に記載されるヒ
ートシンク構造と実質上同一である。

【００５０】動作時において、例えば集積回路装置であ
る熱源230からの熱は、ヒートパイプ220の下壁を介して
伝わる。この熱によってヒートパイプ220中の液体（図
示せず）が蒸発する。さらに蒸気はヒートパイプ220の
上部内壁へと移動し、熱はヒートパイプ220の上壁を介
して伝えられる。熱はそこから継ぎ目224を横断し、ヒ
ートシンク210の基部へと入る。さらに熱は、ヒートシ
ンク210を介して移動し、そして例えば先に参照した米
国特許第5、785、116号に記載されているような方法で周
囲雰囲気中へと放散される。したがってヒートパイプ22
0により、熱源230に対応する相対的に小さな領域から、
ヒートシンク210の基部の寸法に対応する相対的に大き
な領域へ、熱を急速に伝達することが可能となる。よっ
て冷却装置200は、高効率のヒートシンク装置210の優位
性をヒートパイプ220に組み合わせたものである。

【００５１】上述から明らかなように、冷却装置200
は、熱源230を冷却する場合に、熱が横断しなければな
らない継ぎ目224を含むために、冷却装置200は先に述べ
た冷却装置10と比べると効率が若干劣る。しかしなが
ら、冷却装置200は冷却装置10よりも製造が容易であ
る。

【００５２】本明細書において本発明の例示的な現在の
好適な実施例を詳細に説明したが、本発明の概念は他の
様々な態様に実施及び利用できることは言うまでもな
く、添付の特許請求の範囲は従来技術によって制約を受
けない限り、そのような様々な態様を含むものと解釈さ
れる。

【００５３】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。

【００５４】１． 熱源から熱を放散させるための冷却
装置であって；少なくとも第一の壁部（110）及び第二
の壁部（130）により囲まれた室（100）と、この第一の
壁部（110）が、 ａ．前記熱源（26）に接触するように適合されている第
一の壁部外面（112）と、 ｂ．前記第一の壁部外面（112）の反対側に位置し、前
記室（100）に面している第一の壁部内面（114）とを含
むことと、前記第二の壁部（130）が、 ａ．前記室（100）に面している第二の壁部内面（134）
と、 ｂ．前記第二の壁部内面（134）の反対側に位置してい
る第二の壁部外面（132）とを含むことと、前記第二の
壁部外面（132）から延伸する複数の冷却羽根（80）と
からなり、この複数の冷却羽根（80）が、前記第二の壁
部（130）と一体に形成されていることを特徴とする冷
却装置。

【００５５】２． 前記室（100）内に液体（12）をさ
らに含む、１項記載の冷却装置。

【００５６】３． 前記室（100）がヒートパイプを画
定する、１項記載の冷却装置。

【００５７】４． 前記室（100）が、前記複数の冷却
羽根（80）のうちの少なくとも１つにまで延伸してい
る、１項記載の冷却装置。

【００５８】５． 熱源から熱を放散させるための冷却
装置であって、少なくとも１つの壁部（110、130、15
0）により画定されている室（100）と、前記少なくとも
１つの壁部（110、130、150）から延伸している複数の
フィン（80）とからなり、前記室（100）が、前記複数
のフィン（80）のうちの少なくとも１つにまで延伸して
いることを特徴とする冷却装置。

【００５９】６． 前記室（100）がヒートパイプを画
定する、５項記載の冷却装置。

【００６０】７． 前記少なくとも１つの壁部（110、1
30、150）が湾曲した断面形状を備える、５項記載の冷
却装置。

【００６１】８． 冷却装置の製造方法であって、複数
の冷却羽根（80）をヒートシンク部（30）と一体に形成
するステップと、前記ヒートシンク部（30）内に室（10
0）を一体に形成するステップとを含む方法。

【００６２】９． カバー部材（116）を前記ヒートシ
ンク部（30）へ取り付けることによって、前記室（10
0）を実質上封止するステップをさらに含む、８項記載
の方法。

【００６３】１０． 前記室（100）を一体に形成する
ステップが、前記室（100）を前記複数の冷却羽根（8
0）のうちの少なくとも１つにまで延伸するステップか
らなる、８項記載の方法。

【００６４】

【発明の効果】本発明の冷却装置は、主として動作中に
集積回路又は他の電子デバイスを冷却するためのもので
ある。この冷却装置（10）は、複数の冷却羽根（80）及
びヒートパイプ室（100）を備えるヒートシンク部（3
0）を含む。複数の冷却羽根（80）及びヒートパイプ室
（100）はどちらも、ヒートシンク部（30）に一体的に
形成されている。ヒートパイプ室（100）が冷却羽根（8
0）と一体的に形成されていることにより、ヒートパイ
プ室（100）の凝縮面（134）と冷却羽根（80）との間に
継ぎ目が存在しない。このことが、ヒートパイプ室（10
0）と冷却羽根（80）との間の極めて早く効率的な熱の
伝導を可能とする。この冷却装置（10）は、冷却羽根
（80）のそれぞれの内に突出する主ヒートパイプ室（10
0）の拡張部（162、166）を含むことも可能である。こ
のような方法では、事実上ヒートパイプ室（100）の凝
縮面（134）が、周囲雰囲気に熱を伝える冷却羽根（8
0）の表面に極めて近接した位置に、冷却羽根（80）内
で移動する。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱源上に取り付けられた冷却装置の上面図であ
り、この冷却装置はヒートシンク及びそこに作動可能に
取り付けられているファンを含んでいる。

【図２】図１に示した冷却装置のヒートシンクの上面図
である。

【図３】図２の線３−３に沿った断面の側面図である。

【図４】図２のヒートシンクの底面図である。

【図５】図１に示した冷却装置の他の実施例の、図３と
同様の断面の側面図である。

【図６】図１に示した冷却装置の他の実施例を熱源上に
取り付けた状態で見た正面図である。

【符号の説明】

10：冷却装置 12：液体 26：熱源 80：冷却羽根 100：ヒートパイプ室 110：第一の壁部 112：第一の壁部外面 114：第一の壁部内面 116：別個のカバー部材 130：第二の壁部 132：第二の壁部外面 134：第二の壁部内面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 チャンドラカント・ディー・パテル アメリカ合衆国カリフォルニア州94536, フレモント，スプリングストーン・ドライ ブ・318

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源から熱を放散させるための冷却装置
   であって；少なくとも第一の壁部（110）及び第二の壁
   部（130）により囲まれた室（100）と、この第一の壁部
   （110）が、 ａ．前記熱源（26）に接触するように適合されている第
   一の壁部外面（112）と、 ｂ．前記第一の壁部外面（112）の反対側に位置し、前
   記室（100）に面している第一の壁部内面（114）とを含
   むことと、 前記第二の壁部（130）が、 ａ．前記室（100）に面している第二の壁部内面（134）
   と、 ｂ．前記第二の壁部内面（134）の反対側に位置してい
   る第二の壁部外面（132）とを含むことと、 前記第二の壁部外面（132）から延伸する複数の冷却羽
   根（80）とからなり、この複数の冷却羽根（80）が、前
   記第二の壁部（130）と一体に形成されていることを特
   徴とする冷却装置。