JP2004071635A

JP2004071635A - タワー型ヒートシンク

Info

Publication number: JP2004071635A
Application number: JP2002224959A
Authority: JP
Inventors: Masataka Mochizuki; 望月　正孝; Koichi Masuko; 益子　耕一
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: JP3929374B2

Abstract

【課題】ベース部と伝熱部材との取付構造を簡易にして、さらに熱的特性に優れたタワー型ヒートシンクを提供する。
【解決手段】熱が発生されるＣＰＵ１の熱を放熱する複数の屈曲したヒートパイプ３がベース部２に立設され、そのヒートパイプ３におけるベース部２の反対側の端部側に複数のフィンが装着されたタワー型ヒートシンクにおいて、前記ヒートパイプ３は前記ベース部２の底面側から差し込んだ状態で、且つベース部２を貫通するように形成された凹溝３Ａないし長孔１０に嵌め込んだ状態でベース部２に取付けられ、前記ベース部２の下面２Ｂと前記ヒートパイプ３の下面３Ａとが面一にほぼ一致させられている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベース部に立設した伝熱部材に放熱フィンを取り付けた構造のタワー型ヒートシンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にベース部に支柱などの部材を立設し、その伝熱部材に放熱フィンを取り付けた構造のタワー型ヒートシンクにおいては、フィンを伝熱部材に嵌合させるなどのことにより、多数の放熱フィンを設けることができるので、その枚数や放熱面積の制約が少なくなる利点がある。この種のタワー型ヒートシンクの一例が米国特許第５，４１２，５３５号明細書に記載されており、このヒートシンクは前記伝熱部材としてヒートパイプもしくは、ベ−パーチャンバーを用いたものである。すなわちベース部に中空のコンテナを立設し、その内部をヒートパイプ化する一方、そのコンテナの外面に多数のフィンを嵌合させたものである。
【０００３】
このヒートパイプ式のタワー型ヒートシンクにおいては、ベース部もしくはベ−パーチャンバーが、ベース部からフィンへの熱伝達を媒介し、しかもその熱伝達が作動流体の潜熱の形で行われるので、ベース部から放熱フィンに至る部分での熱抵抗を小さくすることができる。また特開平３−９６２５８公報は、ベース部の貫通しない凹溝部の面に沿ってヒートパイプが取付けられたことにより、ヒートシンクの冷却性能を向上することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＣＰＵ等の発熱部材と放熱フィンとの間にベース部等の部品が介在する構造になっている為、熱の伝達効率が著しく悪くなる不都合があった。特に上記の特開平３−９６２５８公報に記載された構造でも、ベース部とヒートパイプとの取付凹溝が貫通していないので、加工コストが高くなる。加えて、ベース部とヒートパイプとの取付凹溝が貫通していない構造であるから、伝熱部材の底部がベース部に被覆され、熱伝達率が低下される不都合があった。
【０００５】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ベース部と伝熱部材との取付構造を簡易にして、さらに熱的特性に優れたタワー型ヒートシンクを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、熱が発生される発熱部材の熱を放熱する屈曲した伝熱部材がベース部に立設され、その伝熱部材におけるベース部の反対側の端部側に複数のフィンが装着されたタワー型ヒートシンクにおいて、前記伝熱部材は前記ベース部の底面側から差し込んだ状態で、且つベース部を貫通するように形成された空間部に嵌め込んだ状態でベース部に取付けられ、前記ベース部の底面と前記伝熱部材の底端とが面一にほぼ一致させられていることを特徴とするヒートシンクである。
【０００７】
したがって、請求項１の発明では、空間部がベース部に貫通させることによって、その空間部の加工が簡易になる。前記ベース部の底面と前記伝熱部材の底端とが面一にほぼ一致させられたことによって、伝熱部材の底端を外部に露出し、もしくはベース部の底面に接近して位置する。そのために、ベース部の底面に接触させられる発熱部材との距離が短くなり、発熱部材から放熱させる際の熱抵抗が低減される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例を参照して説明する。図１は電子部品であるＣＰＵ１を放熱させる伝熱部材であるヒートパイプ３とベース部２との組み立て状況を示す一例である。図２はその全体的な構成を示す正面図である。図１において発熱部材に相当するＣＰＵ１を熱授受可能に各部品を構成させるベース部２とが、銅もしくはその合金などの熱伝導性の良好な金属によって平板状に形成されている。そのベース部２にヒートパイプ３の取り付け用の凹溝２Ａが設けられる。そのヒートパイプ３の下面３ＡがＣＰＵ１の上面を接触もしくは接合させる面とされている。
【０００９】
ベース部２の表面には、ベース部２を貫通するように凹溝２Ａが設けられている。この凹溝２Ａにヒートパイプ３の基端部４が嵌め込まれている。したがってヒートパイプ３の下面３Ａがベース部２の下面２Ｂの面一にした状態で配置されている。したがって基端部４はベース部２によって狭持されている。またベース部２の周縁には、基板５が接続されている。
【００１０】
ヒートパイプ３は、ほぼ直角に湾曲されてＵ字状に形成されている。図２に示されるＵ字状の一方の端部周辺が基端部４とされており、ベース部２に固定されている。
【００１１】
またヒートパイプ３の前記Ｕ字状の他方の端部である先端部６周辺には、放熱のための多数のフィン７が設けられており、放熱部とされている。このフィン７は、アルミニウムあるいはその合金などの金属からなる環状をなす薄板状の部材であり、ヒートパイプ３に嵌合させるための取付孔７Ａが形成されている。各フィン７は、ヒートパイプ３に嵌合させられた状態で、ヒートパイプ３の前記他方の端部の直角方向に、平行に所定の間隔で配置され、ハンダ付けあるいはカシメなどの適宜の手段でヒートパイプ３に固定されている。このフィン７同士の間隙が、図示しないファン等で強制冷却を行った際の通風路となっている。
【００１２】
ヒートパイプ３の前記Ｕ字状の湾曲部分５の周辺は、フィン７が設けられていない部分とされている。すなわち、基端部４または放熱部以外の部分とされている。このヒートパイプ３における湾曲部分８を囲むようにベース部２に壁部が設けられている。ヒートパイプ３の先端部６は、ベース部２の表面方向に湾曲部分８を挟んで一個置きに配置されている。
【００１３】
上述のタワー型ヒートシンク９が使用された状態を説明する。まずタワー型ヒートシンク９をＣＰＵ１に取り付ける。このとき、ＣＰＵ１とヒートパイプ３とが接触する。このＣＰＵ１が動作を行うことによって熱が生じる。ＣＰＵ１に生じた熱は管状の複数のヒートパイプ３の基端部４がベース部２に設けられている凹溝２Ａに嵌め込まれて固着され、ヒートパイプ３とＣＰＵ１とが直接に接触して取付けられているので、上記の熱が直接にヒートパイプ３に伝達される。そのためベース部２の熱が効率良くヒートパイプ３に伝達されことによって、フィン７まで熱輸送される。
【００１４】
またヒートパイプ３の基端部４がベース部２によって狭持されている。ベース部２の表面はベース部２の凹溝２Ａを貫通するように設けることによって、凹溝２Ａの加工が容易になる。その結果、凹溝２Ａの加工コストの低廉化が容易となる。この凹溝２Ａにヒートパイプ３の基端部４が嵌め込まれている。さらに加えてヒートパイプ３の下面３Ａがベース部２の下面２Ｂの面一にした状態に配置され、且つヒートパイプ３が外部に露出されることによって、ＣＰＵ１に生じた熱の抵抗が減少される。その結果、ＣＰＵ１で生じた熱が効率よくフィン７まで熱輸送される。
【００１５】
一方、放熱部がファン等（図示しない）によって送風されて強制冷却される。放熱部には、平行に配置された薄板状のフィン７が多数設けられていることによって、タワー型ヒートシンク９の放熱面積が増加される。
【００１６】
前記ヒートパイプ３の先端部６はＵ形の頂点とされている。そのためヒートパイプ３およびフィン７並びにベース部２が枠組構造になることによって、タワー型ヒートシンク９の強度が向上する。
【００１７】
上述の具体例によると、管状の複数のヒートパイプ３の基端部４がベース部２の底面に付近に固着されていることによって、ヒートパイプ３の直接的な熱伝達が可能とされる。その結果、ＣＰＵ１に発生した熱をヒートパイプ３へ効率良く伝達することができる。
【００１８】
なお前記ヒートパイプ３の先端部６が、多角形の頂点とされていることによって、そのため、ヒートパイプ３およびフィン７およびベース部２が、いわゆる枠組構造になるので、タワー型ヒートシンク９の強度を向上することができ、仮止め等を行うことができる。したがって、タワー型ヒートシンク９の生産性を向上することができる。また、フィン７同士の間隔を大きく形成できるよって、薄板状のフィン７は放熱面積の広いフィンを使用することができる。その結果、タワー型ヒートシンク９の放熱性を向上することができる。
【００１９】
また放熱部に薄板状のフィン７が多数設けられていることによって、放熱面積を増加することができる。その結果、タワー型ヒートシンク９の放熱性を向上することができる。
【００２０】
さらにヒートパイプ３が伝熱管とされていることによって、その結果、フィン７に対する熱の伝達が促進されて、その結果、放熱効率を向上させることができる。
【００２１】
また上記の具体例のタワー型ヒートシンク９では、ベース部２とヒートパイプ３との取り付けを凹溝２Ａとしているが、このベース部２の構造は、上述の凹溝２Ａの構成に限定されない。例えば、図３ないし４に示されるように各ヒートパイプ３のＵ字幅同等または、その幅以上の長穴１０としてもよい。この場合のベース部２とヒートパイプ３との取り付けは、ベース部２とヒートパイプ３との上部にカバー１１を取り付けて、ベース部２とヒートパイプ３との結合をおこなってもよい。
【００２２】
さらに上記の具体例のタワー型ヒートシンク９は、三本のＵ字状に湾曲された形状のヒートパイプ３が使用されたが、この発明のタワー型ヒートシンク９は、上述のヒートパイプ３の形状および本数に限定されない。例えば図５に示されるようにＬ字状に湾曲された形状のヒートパイプ３を使用し、その中間部をベース部２に固定する構成としてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、空間部がベース部に貫通させることによって、その空間部の加工が簡易になる。前記ベース部の底面と前記伝熱部材の底端とが面一にほぼ一致させられたことによって、伝熱部材の底端を外部に露出することができる。その結果、発熱部材で発生した熱を放散させる際の熱抵抗を低減でき、放熱特性に優れたタワー型ヒートシンクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のタワー型ヒートシンクのベース部と伝熱部材との組立構造の一例を示す図である。
【図２】この発明の図１のタワー型ヒートシンクの一実施形態を示す図である。
【図３】この発明のタワー型ヒートシンクのベース部と伝熱部材との組立構造の一例を示す図である。
【図４】この発明の他の実施形態を示す図である。
【図５】この発明のタワー型ヒートシンクの伝熱部材の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、　２…ベース部、　２Ａ…凹溝、　２Ｂ…ベース部の下面、　３…ヒートパイプ、　３Ａ…ヒートパイプの下面、　７…フィン、　９…タワー型ヒートシンク、　１０…長孔。

Claims

熱が発生される発熱部材の熱を放熱する屈曲した伝熱部材がベース部に立設され、その伝熱部材におけるベース部の反対側の端部側に複数のフィンが装着されたタワー型ヒートシンクにおいて、
前記伝熱部材は前記ベース部の底面側から差し込んだ状態で、且つ前記ベース部を貫通するように形成された空間部に嵌め込んだ状態で前記ベース部に取付けられ、前記ベース部の底面と前記伝熱部材の底端とが面一にほぼ一致させられていることを特徴とするタワー型ヒートシンク。