JP2001196779A - ヒートシンク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱媒体の熱と外気との間における熱交換を行
って、熱風から熱流体を、又は熱流体から熱風を、又は
冷風から冷流体を、又は冷流体から冷風を、取出すこと
ができる、ヒートシンクを提供すること。 【解決手段】 薄肉部５２，５３、リブ５４、及び厚肉
部５１を有する押出形材５，６，７が、リブ５４を介し
て厚み方向に且つ厚肉部５１を揃えて複数個重ね合わさ
れると共に、隙間８にはんだ１０が密に充填されること
により相互に接合されて一体となっており、接合された
厚肉部５１によりベースプレート２が構成され、その他
の部分によりフィン３が構成されており、押出形材６，
７が、それぞれの厚肉部５１に、重ね合わせた際に、厚
み方向に対して直角な且つリブ５４に対して平行な方向
に延びた貫通孔を構成する凹部を有しており、上記貫通
孔に、熱媒体を流通させるパイプ４が嵌挿されているこ
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、熱媒体の熱と外気
との間における熱交換を行うヒートシンク、及び該ヒー
トシンクの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内部にヒートパイプを設けてなるヒート
シンクとしては、特開平１０−２２４０６８号公報及び
特開平１１−１４５３５４号公報に示されたものが知ら
れている。前者では、多数の板状の放熱フィンと一体と
なっているベースプレートに相当する胴体に、ヒートパ
イプ挿入孔を貫通させて設け、該挿入孔に、両端が閉じ
たヒートパイプを挿入している。後者では、厚み方向に
貫通孔を有する板状の押出形材を厚み方向に多数重ね合
わせて一体に接合し、連続した上記貫通孔により構成さ
れた長い貫通孔に、両端が閉じたヒートパイプを挿入し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の構造では、ヒートパイプ挿入孔として長孔を掘削し
て形成しなければならないので、生産コストが高くなっ
てしまう。また、上記前者及び上記後者の構造では、両
端が閉じたヒートパイプを用いているため、ヒートパイ
プ中の作動液の交換ができず、冷却器としての使用しか
できない。

【０００４】本発明は、熱媒体の熱と外気との間におけ
る熱交換を行って、熱風から熱流体を、又は熱流体から
熱風を、又は冷風から冷流体を、又は冷流体から冷風
を、取出すことができる、ヒートシンクを提供するこ
と、及び該ヒートシンクを安価に得ることができる製造
方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
厚み方向にリブを有し且つリブと平行な一辺が厚肉部と
なっている所定形状の板状の押出形材が、リブを介して
厚み方向に且つ厚肉部を揃えて複数個重ね合わされると
共に、隣接する上記厚肉部間に構成された隙間にはんだ
又はろう材が密に充填されることにより相互に接合され
て一体となっており、接合された上記厚肉部によりベー
スプレートが構成され、その他の部分によりフィンが構
成されており、一部の隣接する押出形材が、それぞれの
上記厚肉部に、重ね合わせた際に、厚み方向に対して直
角な且つリブに対して平行な方向に延びた貫通孔を構成
する凹部を有しており、上記貫通孔に、熱媒体を流通さ
せるパイプが嵌挿されていることを特徴とするヒートシ
ンクである。

【０００６】請求項２記載の発明は、厚み方向にリブを
有し且つリブと平行な一辺が厚肉部となっている所定形
状の板状の押出形材を、リブを介して厚み方向に且つ厚
肉部を揃えて複数個重ね合わせて重合体を構成する、重
合工程と、重合体において隣接する上記厚肉部間に構成
された隙間を、溶融はんだ中又は溶融ろう材中に浸漬
し、超音波振動を加えることによって上記隙間に上記は
んだ又はろう材を密に充填させて上記押出形材を相互に
接合して上記重合体を一体化する、接合工程とを備え、
重合工程において、一部の隣接する押出形材として、そ
れぞれの上記厚肉部に、重ね合わせた際に、厚み方向に
対して直角な且つリブに対して平行な方向に延びた貫通
孔を構成する凹部を有したものを用い、該貫通孔に、熱
媒体を流通させるためのパイプを嵌挿することを特徴と
するヒートシンクの製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明のヒートシンクの正
面図、図２は図１のII矢視図、図３は図１のIII矢視図
である。このヒートシンク１は、ベースプレート２と、
多数の板状のフィン３と、Ｕ字状のパイプ４とからなっ
ている。パイプ４は外部の熱媒体源（図示せず）に連結
しており、パイプ４には熱媒体が流通するようになって
いる。

【０００８】ヒートシンク１は、多数の所定形状の板状
の押出形材を厚み方向に複数重ね合わせて相互に接合し
て一体とし、パイプ４を貫通させて構成されている。こ
こでは、３種類の押出形材５，６，７を用いている。押
出形材５，６，７は、例えばアルミニウム又はアルミニ
ウム合金でできており、パイプ４は、例えば銅又は銅合
金でできている。

【０００９】押出形材５は、図４に示すように、所定形
状の板状体であり、厚肉部５１と、２枚重ねの薄肉部５
２，５３とからなっており、リブ５４を備えている。２
枚の薄肉部５２，５３は、相互に平行となっており、２
箇所でリブ５５により連結されている。リブ５４は、薄
肉部５３の２箇所から、厚み方向に且つ厚肉部５１のリ
ブ５４側の面５１１より少し前方まで、突出している。
厚肉部５１は、リブ５４に対して平行となっている。厚
肉部５１のリブ５４側の面５１１の上部には小さな溝５
６がリブ５４に対して平行に形成されている。

【００１０】押出形材６は、図５に示すように、厚肉部
５１のリブ５４側の面５１１の略中央に断面半円状の凹
部５７が形成されている点以外は、押出形材５と同形状
を有している。凹部５７は、リブ５４に対して平行に形
成されている。

【００１１】押出形材７は、図６に示すように、厚肉部
５１のリブ５４とは反対側の面５１２の略中央に断面半
円状の凹部５８が形成されている点以外は、押出形材５
と同形状を有している。凹部５８は、リブ５４に対して
平行に形成されている。

【００１２】なお、凹部５７と凹部５８は、図７に示す
ように、押出形材６と押出形材７とを、厚肉部５１を揃
えて且つ凹部５７と凹部５８とを対向させて重ね合わせ
た際に、リブ５４と平行に延びる断面円形の貫通孔５９
を構成するよう、形成されている。

【００１３】また、リブ５４が面５１１より少し前方ま
で突出しているので、図７に示すように、押出形材５同
士を、また、押出形材５と押出形材６とを、また、押出
形材６と押出形材７とを、また、押出形材７と押出形材
５とを、リブ５４を介して厚み個方向に且つ厚肉部５１
を揃えて重ね合わせると、それぞれの面５１１と面５１
２との間に隙間８が構成される。溝５６は、隙間８の上
部に連通している。

【００１４】上記構成のヒートシンクは、次のようにし
て製造する。まず、多数個の押出形材５と、２組の押出
形材６，７とを、リブ５４を介して厚み方向に且つ厚肉
部５１を揃えて重ね合わせる。これにより、２組の押出
形材６，７によって２個の貫通孔５９が構成される。な
お、２組の押出形材６，７は、２個の貫通孔５９が所定
の間隔を置いて位置するよう配置する。次に、２個の貫
通孔５９にＵ字状のパイプ４の両端部を図２に示すよう
に嵌挿させる。これにより、パイプ４を備えた押出形材
５，６，７からなる重合体９が構成される。そして、図
８に示すように、重合体９の厚肉部５１を、溝５６の直
ぐ下の位置まで、溶融はんだ１０中に浸漬し、溶融はん
だ１０又は重合体９に超音波振動を加え、それによっ
て、隙間８に溶融はんだ１０を密に充填させる。なお、
このとき、パイプ４の両端は塞いでおく。これにより、
隣接する押出形材５，６，７及びパイプ４が相互に接合
され、重合体９が一体化され、ヒートシンクが構成され
る。なお、このヒートシンク１において、薄肉部５２，
５３はフィン３を構成し、接合された厚肉部５１はベー
スプレート２を構成している。

【００１５】上記のような製造方法によれば、面５１
１，５１２の表面に生成する酸化皮膜が超音波振動によ
って破壊されるので、面５１１，５１２と溶融はんだ１
０との濡れが良好となる。また、溶融はんだ１０の表面
張力は、振動によって弱くなる。それ故、溶融はんだ１
０は隙間８の隅々まで十分に入り込んでいく。しかも、
面５１１に形成された溝５６が隙間８に連通しているの
で、溶融はんだ１０の浸入によって隙間８中を押し上げ
られていく空気が溝５６から逃げていくこととなり、溶
融はんだ１０の隙間８への浸入は円滑に行われることと
なる。従って、隣接する押出形材５，６，７及びパイプ
４の相互の接合は支障なく行われる。

【００１６】また、図７に示すように、凹部５７が形成
された押出形材６と凹部５８が形成された押出形材７と
を重ね合わせるだけで、パイプ４を嵌挿させる貫通孔５
９を構成できるので、貫通孔５９を形成するための掘削
作業が不要となる。従って、生産性が向上し、生産コス
トが低くなる。

【００１７】上記構成のヒートシンクは、次のように作
動する。即ち、パイプ４に熱媒体として熱水を流すと、
その熱が厚肉部５１即ちベースプレート２から薄肉部５
２，５３即ちフィン３に伝わり、フィン３に吹き付けら
れた外気が熱風として得られることなる。

【００１８】又は、パイプ４に熱媒体として冷水を流す
と、その熱がベースプレート２からフィン３に伝わり、
フィン３に吹き付けられた外気が冷風として得られるこ
となる。

【００１９】又は、フィン３に熱風を吹き付けると、そ
の熱がベースプレート２からパイプ４に伝わり、パイプ
４を流れる熱媒体が加熱され、熱媒体が水の場合には熱
水が得られる。

【００２０】又は、フィン３に冷風を吹き付けると、そ
の熱がベースプレート２からパイプ４に伝わり、パイプ
４を流れる熱媒体が冷却され、熱媒体が水の場合には冷
水が得られる。

【００２１】以上のように、上記構成のヒートシンク１
によれば、パイプ４を流れる熱媒体とフィン３に吹き付
けられる外気との間で、熱交換が行われる。従って、ヒ
ートシンク１は、気液熱交換器として機能する。

【００２２】なお、上記構成のヒートシンク１では、押
出形材として、フィンとなる薄肉部を２枚有するものを
用いたが、１枚又は３枚以上有するものを用いてもよ
い。また、パイプとして、Ｕ字状のものを用いたが、直
線状のものを１本以上貫通させるよう設けてもよく、又
は蛇行状のものを用いてもよい。また、厚み方向のリブ
は２個に限らず、１個又は３個以上でもよい。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、パイプを
流通する熱媒体の熱とフィンに接触する外気との間にお
ける熱交換を行って、熱風から熱流体を、又は熱流体か
ら熱風を、又は冷風から冷流体を、又は冷流体から冷風
を、取出すことができる。従って、気液熱交換器として
機能できる。

【００２４】請求項２記載の発明によれば、隣接する押
出形材及びパイプの相互の接合を支障なく行うことがで
きる。また、パイプを嵌挿させる貫通孔を簡単に構成で
きるので、貫通孔を形成するための掘削作業を不要にし
て、生産コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のヒートシンクの正面図である。

【図２】 図１のII矢視図である。

【図３】 図１のIII矢視図である。

【図４】 図１のヒートシンクを構成する３種類の押出
形材の一つを示す斜視図である。

【図５】 図１のヒートシンクを構成する３種類の押出
形材の別の一つを示す斜視図である。

【図６】 図１のヒートシンクを構成する３種類の押出
形材の更に別の一つを示す斜視図である。

【図７】 図４ないし図６の３種類の押出形材を重ね合
わせた状態を示す正面図である。

【図８】 本発明のヒートシンクの製造方法の一工程を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ヒートシンク ２ ベースプレート ３ フィン ４ パイプ ５，６，７ 押出形材 ５１ 厚肉部 ５４ リブ ５７，５８ 凹部 ５９ 貫通孔 ８ 隙間 ９ 重合体 １０ はんだ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚み方向にリブを有し且つリブと平行な
   一辺が厚肉部となっている所定形状の板状の押出形材
   が、リブを介して厚み方向に且つ厚肉部を揃えて複数個
   重ね合わされると共に、隣接する上記厚肉部間に構成さ
   れた隙間にはんだ又はろう材が密に充填されることによ
   り相互に接合されて一体となっており、接合された上記
   厚肉部によりベースプレートが構成され、その他の部分
   によりフィンが構成されており、 一部の隣接する押出形材が、それぞれの上記厚肉部に、
   重ね合わせた際に、厚み方向に対して直角な且つリブに
   対して平行な方向に延びた貫通孔を構成する凹部を有し
   ており、 上記貫通孔に、熱媒体を流通させるパイプが嵌挿されて
   いることを特徴とするヒートシンク。
2. 【請求項２】 厚み方向にリブを有し且つリブと平行な
   一辺が厚肉部となっている所定形状の板状の押出形材
   を、リブを介して厚み方向に且つ厚肉部を揃えて複数個
   重ね合わせて重合体を構成する、重合工程と、 重合体において隣接する上記厚肉部間に構成された隙間
   を、溶融はんだ中又は溶融ろう材中に浸漬し、超音波振
   動を加えることによって上記隙間に上記はんだ又はろう
   材を密に充填させて上記押出形材を相互に接合して上記
   重合体を一体化する、接合工程とを備え、 重合工程において、一部の隣接する押出形材として、そ
   れぞれの上記厚肉部に、重ね合わせた際に、厚み方向に
   対して直角な且つリブに対して平行な方向に延びた貫通
   孔を構成する凹部を有したものを用い、該貫通孔に、熱
   媒体を流通させるためのパイプを嵌挿することを特徴と
   するヒートシンクの製造方法。