JP2013222861A

JP2013222861A - 冷却装置

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Publication number: JP2013222861A
Application number: JP2012094163A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Taketomi; 浩介武冨; Noriyasu Fukunaga; 倫康福永
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-10-28
Also published as: US20130269920A1; CN203205403U; US20160081225A1; TWM465762U

Abstract

【課題】ヒートシンク１０への熱の伝達効率を向上できる電子機器を提供する。
【解決手段】熱伝達部材２０は回路基板９０の一方の面に取り付けられる。ヒートシンク１０は、回路基板９０の厚さ方向において熱伝達部材２０よりも回路基板９０から離れて配置される。ヒートシンク１０は、互いに間隔を空けて並び且つそれぞれが回路基板９０に沿った方向に延びる複数のフィン１３を有している。また、ヒートシンク１０は、複数のフィン１３が並ぶ方向に延伸してそれらを連結し、複数のフィン１３を支持する支持部１２を含んでいる。複数のヒートパイプ３１は、熱伝達部材２０に接続され、互いに離れて位置し、それぞれが回路基板９０の厚さ方向に延び支持部１２に接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明はヒートシンクを含む冷却装置に関する。

下記特許文献１には電子機器が備える発熱体の熱を放出するための冷却装置が開示されている。この冷却装置では、複数のヒートシンク（特許文献１において櫛形フィン）が重ねて配置され、それらが熱を伝達する柱状のベースピンで連結されている。

特開２００９−２８３６７２号公報

特許文献１の冷却装置では、各ヒートシンクに、１本のベースピンから放射状に延びる複数のフィンが設けられている。この構造では、ベースピンの数を増すことが困難であるため、発熱体からヒートシンクへの熱の伝達効率を向上するのは難しい。

本発明は、発熱体からヒートシンクへの熱の伝達効率を向上できる冷却装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷却装置は、平板状の発熱体の一方の面に取り付けられる熱伝達部材と、前記発熱体の厚さ方向において前記熱伝達部材よりも前記発熱体から離れて配置されるヒートシンクとを備える。前記ヒートシンクのそれぞれは、前記発熱体に沿った方向に延び且つ互いに間隔を空けて並ぶ複数のフィンと、前記複数のフィンが並ぶ方向に延伸してそれらを連結し、前記複数のフィンを支持する支持部と、を含む。また、前記冷却装置は、前記熱伝達部材に接続され、互いに離れて位置する複数の熱伝達柱であって、それぞれが前記発熱体の厚さ方向に延び前記支持部に接続される複数の熱伝達柱を含む。これにより、発熱体からヒートシンクへの熱の伝達効率を向上できる。

本発明の一形態では、前記冷却装置は、それぞれ前記ヒートシンクとして機能し、前記発熱体の厚さの方向に並ぶ複数のヒートシンクを備えてもよい。この形態によれば、冷却装置の冷却性能を向上できる。

本発明の一形態では、前記複数のヒートシンクは互いに同じ形状を有してもよい。これによれば、冷却装置の生産性を向上できる。

本発明の一形態では、前記複数のヒートシンクのそれぞれは、隣接するヒートシンクに対して、前記発熱体の厚さ方向の中心線を中心にして周方向にずれて配置されてもよい。これによれば、ヒートシンクの各部に発熱体の熱を受けた空気を送りやすくなる。

本発明の一形態では、前記複数のヒートシンクのそれぞれの前記支持部は、前記発熱体に沿った方向に伸びる第１延伸部と、前記発熱体に沿った方向であり且つ前記第１延伸部の延伸方向に交差する方向に延びる第２延伸部と、を含んでもよい。また、前記複数のヒートシンクのそれぞれは、前記複数のフィンとして、前記第１延伸部から張り出す複数のフィンと、前記第２延伸部から張り出す複数のフィンとを含んでもよい。これによれば、冷却装置の冷却性能をさらに向上できる。

本発明の一形態では、前記複数のヒートシンクのそれぞれの前記支持部は、前記第２延伸部として、前記第１延伸部の中心に対して対称に配置される少なくとも２つの第２延伸部を含んでもよい。これによれば、冷却装置の冷却性能をさらに向上できる。

本発明の一形態では、前記複数の熱伝達柱は少なくとも３つの熱伝達柱を含み、前記支持部は前記少なくとも３つの熱伝達柱がそれぞれ接続される少なくとも３つの接続部を含み、前記少なくとも３つの接続部は、前記発熱体の厚さ方向の中心線を中心とする周方向に等間隔で位置してもよい。これによれば、複数のヒートシンクが周方向にずれて配置されている構造において、熱伝達柱のそれぞれを全てのヒートシンクに接続できる。

本発明の一形態では、前記複数のヒートシンクのそれぞれは、前記支持部と前記複数のフィンとを含む第１の半体と、前記支持部と前記複数のフィンとを含む第２の半体と、を含み、前記第１の半体と前記第２の半体は、前記発熱体に沿った直線に対して対称に配置されてもよい。これによれば、ヒートシンクのそれぞれのサイズを大きくすることが容易となる。その結果、冷却装置の冷却性能をさらに向上できる。

本発明の一形態では、前記第１の半体と前記第２の半体との間には、前記発熱体の厚さ方向に沿った中心線から半径方向に延び複数のヒートシンクの外側につながる空気流路が形成されてもよい。これによれば、前記第１の半体と前記第２の半体との間の空気流路を通して、それらに空気を送ることができるため、冷却性能をさらに向上できる。

本発明の一形態では、前記第１の半体の前記複数のフィンは前記第２の半体に向かって伸び、前記第２の半体の前記複数のフィンは前記第１の半体に向かって伸び、前記第１の半体の前記複数のフィンと、前記第２の半体の前記複数のフィンとの間に前記空気流路が形成されてもよい。これによれは、前記第１の半体と前記第２の半体との間の空気流路を通して、それらのフィンに空気を送ることができるため、冷却性能をさらに向上できる。

本発明の実施形態に係る冷却装置の斜視図である。上記冷却装置の斜視図である。この図では、冷却装置を構成するヒートパイプと熱伝達部材とが見えるように、一部のヒートシンクのヒートシンク半体が取り除かれている。上記冷却装置を含む照明装置の側面図である。上記冷却装置を構成するヒートシンクの平面図である。上記冷却装置の底面図である。ヒートシンクの他の形態を示す斜視図である。この図では、回路基板の厚さ方向に並ぶ複数のヒートシンクが示されている。図６に示すヒートシンクの平面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る冷却装置１の斜視図である。図２は冷却装置１の斜視図であり、この図では、冷却装置１を構成するヒートパイプ３１と熱伝達部材２０とが見えるように、ヒートシンク１０を構成するヒートシンク半体１１の一部が取り除かれている。図３は冷却装置１を有する照明装置１００の側面図である。図４は冷却装置１を構成するヒートシンク１０の平面図である。図５は冷却装置１の底面図である。

図５に示すように、冷却装置１はその底部に熱伝達部材２０を有している。この例の熱伝達部材２０は複数の熱拡散板２１を有している。この例では４枚の熱拡散板２１が同一平面上に配置され、全体として方形の熱伝達部材２０を構成している。なお、熱伝達部材２０の熱拡散板は必ずしも４つ熱拡散板２１に分割されている必要は無く、熱伝達部材２０は４つの熱拡散板２１に相当するサイズの熱拡散板を備えてもよい。熱拡散板２１は、例えば、熱伝導率が比較的高い金属板（例えば銅やアルミニウムの板）である。また、熱拡散板２１は、銅などの金属の筐体と、筐体に封入される冷媒（例えば、水、エタノール、メタノール、アセトン等の流体）とを含んでもよい。そして、筐体内部に冷媒が流れる冷媒流路が形成されてもよい。

熱伝達部材２０は、集積回路や集積回路が実装された回路基板やＩＣチップ、能動／受動素子等である平板状の発熱体の一方の面に取り付けられる。ここで説明する例では、図３に示すように、発熱体は回路基板９０であり、熱伝達部材２０は回路基板９０の一方の面に取り付けられる。回路基板９０の他方の面には複数の電子部品が取り付けられる。この例の冷却装置１は照明装置１００において利用される装置であり、回路基板９０には複数のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）９１が取り付けられている。図５に示すように、ＬＥＤ９１は熱伝達部材２０の中央部に位置し、格子状に配置されている。ＬＥＤ９１の熱は熱拡散板２１によって熱伝達部材２０の全域に拡散する。照明装置１００は、図３に示すようにＬＥＤ９１が下方に光を放つ姿勢で利用される。なお、電子部品はＬＥＤに限られない。例えば、電子部品は白熱灯などの発光体でもよい。また、冷却装置１は照明装置１００以外の装置に適用されてもよい。その場合、回路基板９０には集積回路などの部品が取り付けられてもよい。

図３に示すように、冷却装置１はヒートシンク１０を有している。ヒートシンク１０は回路基板９０の厚さ方向（図においてＺ１−Ｚ２方向）において熱伝達部材２０よりも回路基板９０から離れて配置されている。すなわち、ヒートシンク１０は熱伝達部材２０を挟んで回路基板９０とは反対側に配置されている。この例の冷却装置１は複数のヒートシンク１０を有している。ヒートシンク１０は熱伝達部材２０から回路基板９０の厚さ方向に離れて位置している。そのため、空気はヒートシンク１０と熱伝達部材２０との間を通ってヒートシンク１０に流れることができる。上述したように、照明装置１００において、冷却装置１は熱伝達部材２０がその下側に位置する姿勢で利用される。そのため、ヒートシンク１０内で暖められる空気は、上方に向かう。

図３に示すように、この例の冷却装置１は４つのヒートシンク１０を有している。４つのヒートシンク１０は回路基板９０の厚さ方向（すなわち熱拡散板２１の厚さ方向、Ｚ１−Ｚ２方向）に並んでいる。４つのヒートシンク１０の間には隙間は形成されておらず、隣接する２つのヒートシンク１０は互いに接触している。なお、４つのヒートシンク１０の間には隙間が形成されてもよい。また、ヒートシンク１０の数は必ずしも４つに限られず、２つや３つでもよいし、４つより多くてもよい。

図１及び図２に示すように、各ヒートシンク１０は支持部１２と複数のフィン１３とを有している。この例のフィン１３は回路基板９０と平行な平面に立つ姿勢で配置された壁状である。各フィン１３は回路基板９０に沿った方向に延びている。この例では、各フィン１３は回路基板９０と平行な方向に直線的に延びている。

複数のフィン１３は互い間隔を空けて並び、支持部１２は複数のフィン１３が並ぶ方向に延伸して、それらを連結している。これにより、複数のフィン１３は支持部１２によって支持される。支持部１２も、フィン１３と同様に、回路基板９０と平行な方向な平面に対して立つ姿勢で配置された壁状である。すなわち、支持部１２は、回路基板９０と平行な垂線を有する壁状である。各フィン１３は支持部１２の側面から張り出し、支持部１２に対して垂直に形成されている。

後において詳説するように、この例の支持部１２は、図１及び図２に示すように、回路基板９０の厚さ方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に対して垂直なＸ１−Ｘ２方向において延びる部分と、（Ｚ１−Ｚ２方向とＸ１−Ｘ２方向とに対して垂直なＹ１−Ｙ２方向において延びる部分とを含んでいる。例えば、最も上方に位置するヒートシンク１０の支持部１２は、Ｘ１−Ｘ２方向において延びる第１延伸部１２ａと、Ｙ１−Ｙ２方向において延びる第２延伸部１２ｂ，１２ｃとを含んでいる。延伸部１２ａ〜１２ｃのそれぞれに複数のフィン１３が形成されている。したがって、各ヒートシンク１０はＸ１−Ｘ２方向に延びるフィン１３と、Ｙ１−Ｙ２方向に延びるフィン１３とを含んでいる。フィン１３はヒートシンク１０が全体として略円形となるように形成されている。なお、ヒートシンク１０の形状は円形に限られず、例えば四角形でもよい。４つのヒートシンク１０は同じ形状を有している。後述するように、隣接する２つのヒートシンク１０は中心線Ｃ１を中心とする周方向に９０度ずらして配置されている。

図２に示すように、冷却装置１は、熱を伝達する柱状の部材である熱伝達柱を有している。冷却装置１は複数の熱伝達柱を有し、これらは互いに離れて配置されている。ここで説明する例の熱伝達柱はヒートパイプ３１である。なお、熱伝達柱は必ずしもヒートパイプでなくてもよい。熱伝達柱は、例えば銅やアルミニウムなど比較的熱伝導率の高い材料で構成された柱状の部材でもよい。

図２に示すように、各ヒートパイプ３１は熱伝達部材２０に接続されている。この例では、熱伝達部材２０は、熱拡散板２１にそれぞれ取り付けられる複数のソケット２２を有している。ヒートパイプ３１はこのソケット２２を通して熱拡散板２１に熱的に接続されている。詳細には、ソケット２２は、ヒートパイプ３１に対応する位置に穴が形成されており、この穴にヒートパイプ３１の端部が差し込まれている。ヒートパイプ３１の端部は、例えば半田や接着、かしめ、圧入などによってソケット２２に取り付けられる。ソケット２２は例えば螺子によって熱拡散板２１に取り付けられる。なお、ソケット２２も半田や接着などによって熱拡散板２１に取り付けられてもよい。

図２に示すように、この例のソケット２２は内側に穴２２ａが形成された枠状である。また、ソケット２２は互いに離れて位置する凸部２２ｂを有し、この凸部２２ｂにヒートパイプ３１が差し込まれる穴が形成されている。換言すると、２つのヒートパイプ３１がそれぞれ取り付けられる２つの凸部２２ｂの間の部分は凹んでいる。これにより、空気は２つの凸部２２ｂの間の凹みを通って、ヒートシンク１０に流れ込むことができる。この例では、ソケット２２は四角形であり、熱拡散板２１に対応したサイズを有している。ソケット２２の４つの辺のそれぞれに凸部２２ｂが形成されている。なお、ソケット２２は、熱拡散板２１と一体的に成型されてもよい。

図２に示すように、各ヒートパイプ３１は回路基板９０の厚さ方向に伸び、４つのヒートシンク１０の支持部１２を連結している。すなわち、各ヒートパイプ３１は４つのヒートシンク１０の支持部１２に接続されている。これにより、ＬＥＤ９１の熱は熱拡散板２１、ソケット２２、及びヒートパイプ３１を通して支持部１２に伝えられる。すなわち、ＬＥＤ９１の熱は４つのヒートシンク１０に分配される。そして、その熱は支持部１２を通してフィン１３に伝えられる。この例では、図４に示すように、支持部１２に、回路基板９０の厚さ方向にヒートシンク１０を貫通する接続穴Ｈが形成され、この接続穴Ｈにヒートパイプ３１が通される（図４では接続穴を示す符号Ｈに添字１〜４が付されている。以下では特定の接続穴を示す場合に符号Ｈ１〜Ｈ４を利用し、その他の場合は単に接続穴について符号Ｈを利用する）。ヒートパイプ３１と支持部１２は、例えば半田や接着、圧入などによって互いに固定される。なお、ヒートパイプ３１は両端部が閉じた管状の部材であり、その内側には冷媒が封入されている。この例のヒートパイプ３１は直線的に伸びている。そのため、屈曲したヒートパイプに比べて、その製造工程が容易となり、コストを低減できる。

図４に示すように、各ヒートシンク１０は互いに別体の２つの半体１１を含んでいる（以下、半体１１をヒートシンク半体と称する）。各ヒートシンク半体１１は上述した支持部１２とフィン１３とを有している。１つのヒートシンク１０を構成する２つのヒートシンク半体１１は同一平面上に配置されている。すなわち、２つのヒートシンク半体１１は熱伝達部材２０から等距離に位置している。２つのヒートシンク半体１１の間には、これらが配置される平面に沿った方向（回路基板９０に沿った方向）に伸び、ヒートシンク１０の外側に繋がる空気流路Ｓが形成されている。すなわち、２つのヒートシンク半体１１の間には隙間が形成され、その隙間が空気流路Ｓとして機能している。これにより、空気流路Ｓを通して空気Ｆをヒートシンク１０の内側部分に送ることができる。

この例では、ヒートシンク１０は２つのヒートシンク半体１１に分割されている。すなわち、図４に示すように、２つのヒートシンク半体１１は繋がっていない。そのため、空気流路Ｓの２つの端部の双方がヒートシンク１０の外側に向かって開いている。これにより、ヒートシンク１０の各部に空気をさらに効率的に送ることができる。また、空気流路Ｓは、回路基板９０の厚さ方向の伸びるヒートシンク１０の中心線Ｃ１を通っている。そのため、ヒートシンク１０の中心線Ｃ１に近い部分に空気を送ることができる。

この例では、４つのヒートシンク１０を構成する８つのヒートシンク半体１１は同じ形状を有している。そのため、ヒートシンク１０の生産効率を向上できる。また、１つのヒートシンク１０を構成する２つのヒートシンク半体１１は分割されているため、サイズの大きなヒートシンク１０が必要となる場合であっても、その製造が容易である。１つのヒートシンク１０を構成する２つのヒートシンク半体１１は、中心線Ｃ１を通り且つ中心線Ｃ１に垂直な直線に対して対称に配置されている。各ヒートシンク半体１１は一体的に形成された部材である。例えば、ヒートシンク半体１１は、回路基板９０の厚さ方向に材料を押し出す押出加工や、鋳造によって形成される。

４つのヒートシンク１０は、隣接する２つのヒートシンク１０が中心線Ｃ１を中心とする周方向にずれて位置するように、配置されている。この例では、図１及び図２に示すように、隣接する２つのヒートシンク１０は中心線Ｃ１を中心として周方向に９０度ずれて配置されている。その結果、熱伝達部材２０から上方に流れる空気がフィン１３の各部に当り易くなるため、冷却性能を向上できる。また、この例では、１つのヒートシンク１０を構成する２つのヒートシンク半体１１の間には空気流路Ｓが形成されている。隣接する２つのヒートシンク１０が周方向にずれているため、それらの空気流路Ｓは回路基板９０の厚さ方向において重なっていない。その結果、空気流路Ｓに流れ込んだ空気は、隣接するヒートシンク１０のフィン１３にも供給され、フィン１３を効率的に冷却できる。なお、ヒートシンク１０のずれ角度は必ずしも９０度に限られない。例えば、ずれ角度は４５度や、後述するように１２０度でもよく、ヒートシンク半体１１の構造に合わせて適宜変更されてよい。

上述したように、ヒートシンク１０にはヒートパイプ３１が挿通される複数の接続穴Ｈが形成されている。図４に示すように、接続穴Ｈの位置は中心線Ｃ１に対して回転対称にレイアウトされている。すなわち、接続穴Ｈは、隣接する２つのヒートシンク１０のずれ角度（この例では９０度）間隔で、中心線Ｃ１を中心とする円上に位置している。これにより、４つのヒートシンク１０を同じ形状にしながら、各ヒートパイプ３１を４つのヒートシンク１０に接続することができている。この例では、図４に示す４つの接続穴Ｈ１は円Ｃｒ１上に位置し、且つ９０度間隔で配置されている。４つの接続穴Ｈ２も円Ｃｒ１上に位置し、９０度間隔で配置されている。接続穴Ｈ３，Ｈ４は、接続穴Ｈ１，Ｈ２が配置される円Ｃｒ１よりも大きな半径を有する円Ｃｒ２上に位置している。４つの接続穴Ｈ３は９０度間隔で配置され、４つの接続穴Ｈ４も９０度間隔で配置されている。支持部１２は接続穴Ｈ１〜Ｈ４の位置（ヒートパイプ３１の位置）を通るように形成されている。このような接続穴Ｈ１〜Ｈ４のレイアウトによれば、ヒートシンク半体１１を９０度の倍数の任意の角度に配置できる。

図１に示すように、支持部１２は第１延伸部１２ａを含んでいる。上述したように、この例では隣接する２つのヒートシンク１０は中心線Ｃ１の周方向に９０度ずれて配置されている。そのため、この２つのヒートシンク１０のうち一方のヒートシンク１０の第１延伸部１２ａはＸ１−Ｘ２方向に延び、他方のヒートシンク１０の第１延伸部１２ａはＹ１−Ｙ２方向に延びている（図２参照）。第１延伸部１２ａは、回路基板９０と平行な平面に対して立つように配置された細長い壁状であり、その垂線は回路基板９０と平行となっている。

また、上述したように、１つのヒートシンク１０は２つのヒートシンク半体１１を有している。図４に示すように、それらの第１延伸部１２ａは中心線Ｃ１を挟んで互いに向き合っている。第１延伸部１２ａの両側面には、第１延伸部１２ａの延伸方向に並ぶ複数のフィン１３が形成されている。複数のフィン１３は第１延伸部１２ａから反対側のヒートシンク半体１１に向かって伸びるフィン（図１及び図４において符号１３−１を付すフィン）を含んでいる。一方のヒートシンク半体１１のフィン１３−１と、他方のヒートシンク半体１１のフィン１３−１との間に上述した空気流路Ｓが形成されている。この構造によれば、空気流路Ｓを流れる空気により、フィン１３−１を効率的に冷却できる。

また、支持部１２は第１延伸部１２ａに交差する延伸部を有し、これら２つの延伸部のそれぞれにフィン１３が形成されている。この例では、図４に示すように、支持部１２は第１延伸部１２ａに交差する第２延伸部１２ｂと、第１延伸部１２ａに交差する第３延伸部１２ｃとを有している。この例では、第２延伸部１２ｂと第３延伸部１２ｃは、第１延伸部１２ａに対して垂直に形成されている。

上述したように、隣接する２つのヒートシンク１０は９０度ずれて配置されている。そのため、隣接する２つのヒートシンク１０のうち一方のヒートシンク１０の第２延伸部１２ｂと第３延伸部１２ｃはＸ１−Ｘ２方向で延び、他方のヒートシンク１０の第２延伸部１２ｂと第３延伸部１２ｃはＹ１−Ｙ２方向で延びている（図２参照）。

図１及び図２に示すように、第２延伸部１２ｂは、第１延伸部１２ａから互い反対の方向に延びている。すなわち、第２延伸部１２ｂは、空気流路Ｓに向かって伸びる部分と、それとは反対方向に伸びる部分とを含んでいる。同様に、第３延伸部１２ｃは、第１延伸部１２ａから互い反対の方向に延びている。すなわち、第３延伸部１２ｃは、空気流路Ｓに向かって伸びる部分と、それとは反対方向に伸びる部分とを含んでいる。

この例の支持部１２は、２つの第２延伸部１２ｂと２つの第３延伸部１２ｃとを有している。２つの第２延伸部１２ｂは、第１延伸部１２ａの中心に対して対称に形成されている。同様に、２つの第３延伸部１２ｃも第１延伸部１２ａの中心に対して対称に形成されている。２つの第３延伸部１２ｃは第１延伸部１２ａの２つの端部にそれぞれ形成されている。

図１及び図２に示すように、第２延伸部１２ｂと第３延伸部１２ｃは、第１延伸部１２ａと同様に、回路基板９０と平行な平面に対して立つように配置された細長い壁状である。第２延伸部１２ｂには、当該第２延伸部１２ｂの側面から伸び、且つその延伸方向に並ぶ複数のフィン１３が形成されている。第２延伸部１２ｂのフィン１３は、第１延伸部１２ａのフィン１３とは反対側に伸びている。第３延伸部１２ｃにも、当該第３延伸部１２ｃの側面から伸び、且つその延伸方向に並ぶ複数のフィン１３が形成されている。第３延伸部１２ｃのフィン１３は第２延伸部１２ｂのフィン１３とは反対側に伸びている。

図４に示すように、２つのヒートシンク半体１１の第２延伸部１２ｂは互いに繋がっておらず、それらの間に空気流路Ｓが通っている。また、２つのヒートシンク半体１１の第３延伸部１２ｃも互いに繋がっておらず、それらの間に空気流路Ｓが通っている。これにより、第１延伸部１２ａに形成されたフィン１３−１と、第２延伸部１２ｂに形成されたフィン１３とに円滑に空気を送ることができる。

図４に示すように、第１延伸部１２ａには、互いに離れて位置する２つの接続穴Ｈが形成されている。第２延伸部１２ｂにも２つの接続穴Ｈが形成され、それらは第１延伸部１２ａを挟んで互いに反対側において第１延伸部１２ａから離れて位置している。さらに、第３延伸部１２ｃにも接続穴Ｈが形成されている。このように、接続穴Ｈは支持部１２の全体に分散して配置されている。これにより、ヒートシンク１０の冷却機能が一部のヒートパイプ３１に大きく依存することを防ぐことができる。

なお、上述したように、熱伝達部材２０は４つの熱拡散板２１を含んでいる。この例では、４つの熱拡散板２１は２行２列で配置されている（図５参照）。図１に示すように、１つのヒートシンク半体１１には、隣接する２つの熱拡散板２１に接続される複数（この例では８本）のヒートパイプ３１が固定されている。すなわち、各ヒートシンク半体１１には８本のヒートパイプ３１がそれぞれ挿通される８つの接続穴Ｈが形成されている。これにより、この隣接する２つの熱拡散板２１をヒートシンク半体１１によって結合できる。また、上述したように、隣接する２つのヒートシンク１０は、中心線Ｃ１を中心とする周方向に９０度ずれて配置されている。そのため、４つの熱拡散板２１はヒートシンク１０によって結合される。

冷却装置１は例えば次のようにして組み立てられる。まず、４つの熱伝達部材２０にヒートパイプ３１の端部を固定する。すなわち、熱伝達部材２０を構成するソケット２２に形成された穴に、ヒートパイプ３１の端部を差し込む。そして、ヒートパイプ３１の端部を、例えば半田や接着、かしめ、圧入などによってソケット２２に固定する。そして、４つの熱伝達部材２０を２行２列に配置する。その後、複数のヒートパイプ３１に１番目のヒートシンク１０が有する複数の接続穴Ｈをそれぞれ嵌める。そして、ヒートシンク１０をヒートパイプ３１に半田や接着などによって固定する。次に、２番目のヒートシンク１０を１番目のヒートシンク１０に対して９０度回転させた状態で、当該２番目のヒートシンク１０が有する複数の接続穴Ｈを複数のヒートパイプ３１にそれぞれ嵌め、２番目のヒートシンク１０をヒートパイプ３１に固定する。３番目のヒートシンク１０と４番目のヒートシンク１０についても、同様にヒートパイプ３１に嵌める。

以上説明したように、冷却装置１は、平板状の発熱体である回路基板９０の一方の面に取り付けられる熱伝達部材２０と、回路基板９０の厚さ方向において熱伝達部材２０よりも回路基板９０から離れて配置されるヒートシンク１０とを有している。ヒートシンク１０は、互いに間隔を空けて並び且つそれぞれが回路基板９０に沿った方向に延びる複数のフィン１３を有している。また、ヒートシンク１０は、複数のフィン１３が並ぶ方向に延伸してそれらを連結し、複数のフィン１３を支持する支持部１２を含んでいる。冷却装置１は、熱伝達部材２０に接続され、互いに離れて位置する複数のヒートパイプ３１を有している。各ヒートパイプ１３は回路基板９０の厚さ方向に延び支持部１２に接続されている。これにより、ヒートシンク１０への熱の伝達効率を向上できる。

なお、本発明は以上説明した形態に限られず、種々の変更が可能である。

図６及び図７はヒートシンクの変形例を示す図である。図６は複数（この例では３つ）のヒートシンク１１０の斜視図である。図７はヒートシンク１１０の平面図である。なお、図６に示す３つのヒートシンク１１０は、熱伝達部材２０と同様の熱伝達部材を挟んで、回路基板とは反対側に配置され、回路基板の厚さ方向（図６においてＺ方向）に並ぶ。

図７に示すように、各ヒートシンク１１０は、回路基板に沿った方向の延び且つ互い間隔を空けて配置される複数のフィン１３を有している。また、各ヒートシンク１１０は複数のフィン１３が並ぶ方向に延伸してそれらを連結する支持部１１２を有している。各ヒートシンク１０は２つの半体（以下、ヒートシンク半部Ａと称する）から構成され、ヒートシンク半部Ａのそれぞれが、支持部１１２と複数のフィン１３とを含んでいる。２つの支持部１１２は共通の端部から伸び、それらの間に鋭角（具体的には６０度）が形成されている。ヒートシンク半部Ａは、２つの支持部１１２の内側に伸びる複数のフィン１１３と、２つの支持部１１２の外側に伸びる複数のフィン１１３とを含んでいる。フィン１３は、ヒートシンク１１０が全体として円形となるように形成されている。なお、２つのヒートシンク半部Ａは、支持部１１２の共通の端部によって結合している。

２つの支持部１１２には複数（この例では３つ）の接続穴Ｈが形成されている。冷却装置１と同様に、各接続穴Ｈには図示しない熱伝達柱（例えばヒートパイプ）が挿通される。これにより、３つのヒートシンク１１０の支持部１１２は、複数の熱伝達柱で連結される。

図７に示すように、２つのヒートシンク半部Ａの間には回路基板の厚さ方向に伸び、ヒートシンク１１０の外側に繋がる空気流路Ｓが形成されている。これにより、ヒートシンク半部Ａの双方に空気流路Ｓを通して空気を送ることができる。この例では、一方の支持部１１２から内側に伸びるフィン１１３と、他方の支持部１１２から内側に伸びるフィン１１３との間に空気流路Ｓが形成されている。これにより、それらのフィン１１３に空気を送ることができる。

図６に示すように、３つのヒートシンク１１０は、隣接する２つのヒートシンク１１０が中心線Ｃ２を中心とする周方向にずれて位置するように、配置されている。この例では、隣接する２つのヒートシンク１１０は中心線Ｃ２を中心として周方向に１２０度ずれて配置されている。その結果、隣接する２つのヒートシンク１１０の空気流路Ｓは、回路基板の厚さ方向において重なっていない。

支持部１１２には、上述したように、ヒートパイプが挿通される複数の接続穴Ｈが形成されている。図７に示すように、接続穴Ｈの位置は中心線Ｃ２に対して回転対称となっている。すなわち、接続穴Ｈは、隣接する２つのヒートシンク１１０のずれ角度（この例では１２０度）間隔で、中心線Ｃ２を中心とする円上に位置している。これにより、３つのヒートシンク１１０を同じ形状にしながら、各ヒートパイプを３つのヒートシンク１１０に接続することができる。この例では、２つの支持部１１２の共通の端部に接続穴Ｈが形成されている。また、支持部１１２の反対側の端部寄りの位置にも接続穴Ｈが形成されている。３つの接続穴Ｈは正三角形の頂点に位置している。以上がヒートシンク１１０の説明である。

冷却装置１では、複数のヒートシンク１０のヒートシンク半体１１は全て同じ形状を有していた。しかしながら、ヒートシンク半体１１は必ずしも全て同じ形状を有している必要はない。例えば、１つのヒートシンク１０を構成する２つのヒートシンク半体は互いに異なる形状を有してもよい。

１冷却装置、１０，１１０ヒートシンク、１１ヒートシンク半体、１２，１１２支持部、１２ａ第１延伸部、１２ｂ第２延伸部、１２ｃ第３延伸部、１３，１１３フィン、２０熱伝達部材、２１熱拡散板、２２ソケット、３１ヒートパイプ、９０回路基板、Ａヒートシンク半部、Ｓ空気流路、１００照明装置。

Claims

平板状の発熱体の一方の面に取り付けられる熱伝達部材と、
前記発熱体の厚さ方向において前記熱伝達部材よりも前記発熱体から離れて配置されるヒートシンクであって、それぞれが前記発熱体に沿った方向に延び且つ互いに間隔を空けて並ぶ複数のフィンと、前記複数のフィンが並ぶ方向に延伸してそれらを連結し、前記複数のフィンを支持する支持部と、を含むヒートシンクと、
前記熱伝達部材に接続され、互いに離れて位置する複数の熱伝達柱であって、それぞれが前記発熱体の厚さ方向に延び前記支持部に接続される複数の熱伝達柱と、
を備えることを特徴とする冷却装置。
請求項１に記載の冷却装置において、
それぞれ前記ヒートシンクとして機能し、前記発熱体の厚さの方向に並ぶ複数のヒートシンクを備える、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項２に記載の冷却装置において、
前記複数のヒートシンクは互いに同じ形状を有している、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項２又は３に記載の冷却装置において、
前記複数のヒートシンクのそれぞれは、隣接するヒートシンクに対して、前記発熱体の厚さ方向の中心線を中心にして周方向にずれて配置されている、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項２乃至４のいずれかに記載の冷却装置において、
前記複数のヒートシンクのそれぞれの前記支持部は、前記発熱体に沿った方向に伸びる第１延伸部と、前記発熱体に沿った方向であり且つ前記第１延伸部の延伸方向に交差する方向に延びる第２延伸部と、を含み、
前記複数のヒートシンクのそれぞれは、前記複数のフィンとして、前記第１延伸部から張り出す複数のフィンと、前記第２延伸部から張り出す複数のフィンとを含む、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項５に記載の冷却装置において、
前記複数のヒートシンクのそれぞれの前記支持部は、前記第２延伸部として、前記第１延伸部の中心に対して対称に配置される少なくとも２つの第２延伸部を含む、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項５又は６に記載の冷却装置において、
前記複数の熱伝達柱は少なくとも３つの熱伝達柱を含み、
前記支持部は前記少なくとも３つの熱伝達柱がそれぞれ接続される少なくとも３つの接続部を含み、
前記少なくとも３つの接続部は、前記発熱体の厚さ方向の中心線を中心とする周方向に等間隔で位置している、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項２乃至７のいずれかに記載の冷却装置において、
前記複数のヒートシンクのそれぞれは、前記支持部と前記複数のフィンとを含む第１の半体と、前記支持部と前記複数のフィンとを含む第２の半体と、を含み、
前記第１の半体と前記第２の半体は、前記発熱体に沿った直線に対して対称に配置されている、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項８に記載の冷却装置において、
前記第１の半体と前記第２の半体との間には、前記発熱体の厚さ方向に沿った中心線から半径方向に延び複数のヒートシンクの外側につながる空気流路が形成されている、
ことを特徴とする冷却装置。
請求項８又は９に記載の冷却装置において、
前記第１の半体の前記複数のフィンは前記第２の半体に向かって伸びており、
前記第２の半体の前記複数のフィンは前記第１の半体に向かって伸びており、
前記第１の半体の前記複数のフィンと、前記第２の半体の前記複数のフィンとの間に前記空気流路が形成されている、
ことを特徴とする冷却装置。