JP2014154822A - Radiation fin for heat sink and heat sink - Google Patents

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Hiroki Tsuda
裕樹 津田
Sadao Sano
定男 佐野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation fin for a heat sink using carbon fiber having light-weight and sufficient strength.SOLUTION: A radiation fin 1 for a heat sink is connected to a base substance of the heat sink and comprises a body consisting of carbon fiber. The body comprises: a shape holding part 3 where a part of the carbon fiber is reinforced by resin in order to maintain a shape of the body; and a heat radiation part 2 where the carbon fiber on a surface thereof is exposed without being covered with the resin.

Description

本発明は、炭素繊維を素材として用いたヒートシンク用の放熱フィンおよびこれを備えたヒートシンクに関するものである。   The present invention relates to a heat sink fin for a heat sink using carbon fiber as a material, and a heat sink provided with the same.

従来から、好適な放熱性を実現するために、熱伝導性の高い金属からなる放熱フィンを備えたヒートシンクが用いられている。しかしながら、近年では、様々な素材の発展に伴って、特許文献1に示されるピッチ系炭素繊維のように、高い熱伝導性を有する金属以外の素材が利用可能となってきている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a heat sink provided with heat radiation fins made of a metal having high thermal conductivity has been used in order to achieve suitable heat radiation. However, in recent years, with the development of various materials, materials other than metals having high thermal conductivity, such as pitch-based carbon fibers disclosed in Patent Document 1, have become available.

特許文献2には、軽量化を図るために放熱フィンを炭素繊維強化樹脂(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)により構成したヒートシンクが提案されている。   Patent Document 2 proposes a heat sink in which heat dissipating fins are made of carbon fiber reinforced resin (CFRP) in order to reduce weight.

特開平04−163319号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-163319 特開2001−217359号公報JP 2001-217359 A

しかしながら、特許文献1に示されるようなピッチ系炭素繊維は強度が十分でないため、強度が要求されるヒートシンク用のフィンをピッチ系炭素繊維のみで構成することは好ましくない。また、特許文献2に示される放熱フィンは、放熱フィンに含まれる複数の炭素繊維の間に樹脂が充填されているため、樹脂によって炭素繊維の外周からの放熱が妨げられて、十分な放熱性能を実現することができない。   However, since the pitch-based carbon fiber as shown in Patent Document 1 does not have sufficient strength, it is not preferable that the fin for a heat sink that requires strength is composed only of the pitch-based carbon fiber. Moreover, since the radiation fin shown by patent document 2 is filled with resin between the several carbon fibers contained in a radiation fin, heat radiation from the outer periphery of carbon fiber is prevented by resin, and sufficient heat dissipation performance Cannot be realized.

本発明の目的は、上記事情に鑑み、良好な放熱性能と必要な強度とを兼ね備えた炭素繊維製のヒートシンク用の放熱フィンおよびこれを備えたヒートシンクを実現することにある。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to realize a heat dissipating fin for a carbon fiber heat sink having both good heat dissipation performance and necessary strength, and a heat sink including the same.

上記の課題を解決するために、本発明に係るヒートシンク用の放熱フィンは、ヒートシンクの基体に接続される、炭素繊維からなる本体を備えたヒートシンク用の放熱フィンであって、前記本体が、該本体の形状を保持するために前記炭素繊維の一部を樹脂で補強した形状保持部分と、前記樹脂に覆われることなく、表面の前記炭素繊維が露出した放熱部分と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a heat sink fin for a heat sink according to the present invention is a heat sink fin for a heat sink having a main body made of carbon fiber, which is connected to a base of the heat sink, In order to maintain the shape of the main body, a shape holding portion in which a part of the carbon fiber is reinforced with a resin, and a heat dissipation portion where the carbon fiber on the surface is exposed without being covered with the resin are provided. And

上記「本体の形状を保持する」とは、形状保持部が単体で本体の形状を保持することができる場合だけでなく、形状保持部が、本体が基体に接続される部分で保持されることと協働して本体の形状を保持することができる場合も含む。   The above-mentioned “holding the shape of the main body” means that the shape holding portion is held not only when the shape holding portion can hold the shape of the main body alone, but also at the portion where the main body is connected to the base body. Including the case where the shape of the main body can be held in cooperation with the device.

また、「前記炭素繊維の一部を樹脂で補強した」とは、本体を構成する複数の炭素繊維を部分的に樹脂で強化して、いわゆる炭素繊維強化樹脂(Carbon Fiber Reinforced Plastic)とすることを意味する。形状保持部は、本体を構成する炭素繊維の一部を樹脂で補強したものであり、本体の形状を保持できるものであれば、個数、形状、位置などを任意に構成してよい。   In addition, “a part of the carbon fiber is reinforced with resin” means that a plurality of carbon fibers constituting the main body are partially reinforced with resin to form a so-called carbon fiber reinforced resin (Carbon Fiber Reinforced Plastic). Means. The shape holding part is obtained by reinforcing a part of carbon fibers constituting the main body with resin, and the number, shape, position, and the like may be arbitrarily configured as long as the shape of the main body can be held.

上記「接続される」とは、ヒートシンクの基体から放熱フィンの炭素繊維に熱を伝えることができるように固定されることを意味する。なお、放熱フィンは、ヒートシンクの基体から放熱フィンの炭素繊維に熱を伝えることができるように接続されるものであれば、いかなる方法でヒートシンクの基体に接続されていてもよいが、放熱効率を高めるために、基体の熱を伝える部分が放熱フィンの炭素繊維に直接接触していることが好ましい。   The term “connected” means that the heat sink is fixed so that heat can be transferred from the base of the heat sink to the carbon fiber of the heat radiating fin. The radiating fin may be connected to the heat sink base by any method as long as it can be connected to the heat sink base to the carbon fiber of the radiating fin. In order to raise, it is preferable that the part which transmits the heat | fever of a base | substrate is contacting the carbon fiber of a radiation fin directly.

上記「炭素繊維からなる本体」とは、本体が炭素繊維のみからなる場合だけでなく、本体が実質的に炭素繊維による放熱性能と軽量化の効果を維持できる範囲で、別の材料が含まれている場合も含む。   The above-mentioned “main body made of carbon fiber” includes not only a case where the main body is made of only carbon fibers but also other materials as long as the main body can substantially maintain the heat radiation performance and weight reduction effect by the carbon fibers. This includes cases where

また、本発明に係る放熱フィンにおいて、前記形状保持部分が、前記本体の前記基体に接続されていない周辺部に設けられていることが好ましい。   In the heat dissipating fin according to the present invention, it is preferable that the shape holding portion is provided in a peripheral portion of the main body that is not connected to the base body.

さらに、本発明に係る放熱フィンにおいて、前記形状保持部分が、前記本体の前記基体に接続されていない周辺部の全域にわたって設けられていることが好ましい。   Furthermore, in the heat radiating fin according to the present invention, it is preferable that the shape holding portion is provided over the entire peripheral portion of the main body that is not connected to the base body.

前記形状保持部分が、前記本体の前記炭素繊維のそれぞれを連結するように、前記本体の前記炭素繊維を横断する方向にわたって設けられたものであり、前記炭素繊維を横断する形状保持部分の前記横断する方向に直交する断面において、該断面の一部のみが前記樹脂で補強されていることが好ましい。   The shape retaining portion is provided across the carbon fiber of the main body so as to connect each of the carbon fibers of the main body, and the crossing of the shape retaining portion across the carbon fiber. In a cross section perpendicular to the direction in which it is to be done, it is preferable that only a part of the cross section is reinforced with the resin.

なお、上記「前記炭素繊維を横断する形状保持部分の前記横断する方向に直交する断面において、該断面の一部のみが前記樹脂で補強されている」とは、炭素繊維を横断する形状保持部分の全ての上記断面が「断面の一部のみが前記樹脂で補強されている」必要はなく、炭素繊維を横断する形状保持部分の上記断面のうち少なくとも一部の上記断面において、一部のみが樹脂で補強されていればよい。   The above-mentioned “in the cross section perpendicular to the crossing direction of the shape holding portion crossing the carbon fiber, only a part of the cross section is reinforced with the resin” means that the shape holding portion crossing the carbon fiber. It is not necessary that all the cross-sections of the above-mentioned sections are “a part of the cross-section is reinforced with the resin”. It only needs to be reinforced with resin.

本発明に係るヒートシンクは、上記放熱フィンと、溝部を有する基体とを備え、前記放熱フィンが前記溝部に接続されていることを特徴とする。   The heat sink which concerns on this invention is provided with the said radiation fin and the base | substrate which has a groove part, The said radiation fin is connected to the said groove part, It is characterized by the above-mentioned.

本発明のヒートシンク用の放熱フィンおよびこの放熱フィンを備えたヒートシンクによれば、ヒートシンクの基体に接続される、炭素繊維からなる本体を備えたヒートシンク用の放熱フィンであって、本体が、本体の形状を保持するために炭素繊維の一部を樹脂で補強した形状保持部分と、樹脂に覆われることなく、表面の炭素繊維が露出した放熱部分と、を備えたことにより、放熱フィンの本体の形状を樹脂で補強した形状保持部分により保持しつつ、表面の炭素繊維が露出した放熱部分により良好な放熱性能を実現することができる。   According to the heat sink for a heat sink of the present invention and the heat sink provided with the heat sink, the heat sink for the heat sink having a main body made of carbon fiber connected to the base of the heat sink. In order to maintain the shape, by providing a shape holding portion in which a part of the carbon fiber is reinforced with resin, and a heat radiation portion where the carbon fiber on the surface is exposed without being covered with the resin, While holding the shape by the shape holding portion reinforced with resin, good heat dissipation performance can be realized by the heat dissipation portion where the carbon fibers on the surface are exposed.

本発明に係るヒートシンクの概略構成図Schematic configuration diagram of heat sink according to the present invention 本発明の第1の実施形態に係るフィンの概略図。Schematic of the fin which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るフィンの概略図。Schematic of the fin which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るフィンの概略図。Schematic of the fin which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るフィンの概略図。Schematic of the fin which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係るフィンの概略図。Schematic of the fin which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係るフィンの概略図。Schematic of the fin which concerns on the 6th Embodiment of this invention.

以下、本発明に係るヒートシンク用の放熱フィンおよび、この放熱フィンを備えたヒートシンクの実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る放熱フィンを備えたヒートシンク10の概略構成図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るヒートシンク用の放熱フィン1の正面図(図2の上図)と底面図(図2の下図)を示す。図3乃至図7には、図2と同様に、第2乃至第6の実施形態に係るヒートシンク用の放熱フィン1の正面図(各図の上図)と底面図(各図の下図)を示す。また、図3の右図には図3の左上に示す正面図のA−A断面図を示す。   Embodiments of a heat sink fin for a heat sink according to the present invention and a heat sink provided with the heat sink fin will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat sink 10 including heat radiating fins according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a front view (upper view of FIG. 2) and a bottom view (lower view of FIG. 2) of the heat radiation fin 1 for the heat sink according to the first embodiment of the present invention. 3 to 7, similarly to FIG. 2, a front view (upper view of each drawing) and a bottom view (lower view of each drawing) of the heat sink fin 1 for heat sinks according to the second to sixth embodiments are shown. Show. Moreover, the AA sectional view of the front view shown in the upper left of FIG. 3 is shown in the right view of FIG.

放熱対象の装置として、例えば、図1に示すような投光器がある。装置20は、発熱源となる光源が配設されている図示しない基板と、基板を包囲するように取り付けられたリフレクタ22と、基板の全面が密接するように設けられるヒートシンク10の基体5と、ヒートシンク10の両側面に設けられる回転軸27を介して装置本体23を回転可能に支持する装置支持部24と、装置本体23を所定の姿勢で固定するために締付ネジを回動させるハンドル25とを備える。装置20を手動で回転させながら所望の照射方向に合わせて適する姿勢に位置決めした後でハンドル25を回して不図示の締付ネジを側板6に押しつけることで装置20を固定する。   As a device for heat dissipation, for example, there is a projector as shown in FIG. The apparatus 20 includes a substrate (not shown) on which a light source serving as a heat source is disposed, a reflector 22 attached so as to surround the substrate, a base 5 of the heat sink 10 provided so that the entire surface of the substrate is in close contact, An apparatus support portion 24 that rotatably supports the apparatus main body 23 via rotating shafts 27 provided on both side surfaces of the heat sink 10, and a handle 25 that rotates a tightening screw to fix the apparatus main body 23 in a predetermined posture. With. The apparatus 20 is fixed by rotating the handle 25 and pressing a tightening screw (not shown) against the side plate 6 after positioning the apparatus 20 in a suitable posture in accordance with a desired irradiation direction while rotating the apparatus 20 manually.

図1に示される装置20のヒートシンク10は、後述の放熱フィン1と、平行に形成された複数の溝部4を有する前述の基体5と、基体5の両端から図1のY方向に立設された2枚の側板6と、該両側板6間に架け渡されるように設けられ、放熱フィン1のY方向の端部を支持する3本の補強材7(7A、7B、7C)を備える。各補強材7には、放熱フィン1の枚数と同数の溝が形成されている。複数の第1の実施形態に係る放熱フィン1は、基体5の溝部4にそれぞれ嵌合されて、熱伝導性の高い接着剤で固定されることにより溝部4に接続されている。同じように、補強材7の溝にフィン1のY方向の端部が嵌合され、各補強材7によってフィン1が折れ曲がらないように支持される。なお、補強材7Aは図中下半分に溝が形成され、補強材7Bは図中右半分に溝が形成され、補強材7Cは図中上半分に溝が形成されており、それぞれの溝部分に各放熱フィン1が嵌合している。   The heat sink 10 of the apparatus 20 shown in FIG. 1 is erected in the Y direction in FIG. 1 from both the heat dissipating fins 1 to be described later, the aforementioned base 5 having a plurality of grooves 4 formed in parallel, and both ends of the base 5. In addition, two side plates 6 and three reinforcing members 7 (7A, 7B, and 7C) that are provided so as to be bridged between the side plates 6 and that support the end portions in the Y direction of the radiating fins 1 are provided. Each reinforcing member 7 has the same number of grooves as the number of the radiating fins 1. The plurality of heat dissipating fins 1 according to the first embodiment are respectively connected to the groove portions 4 by being fitted into the groove portions 4 of the base body 5 and fixed with an adhesive having high thermal conductivity. Similarly, the end of the fin 1 in the Y direction is fitted into the groove of the reinforcing member 7, and the fin 1 is supported by each reinforcing member 7 so as not to be bent. The reinforcing material 7A has a groove in the lower half in the figure, the reinforcing material 7B has a groove in the right half in the figure, and the reinforcing material 7C has a groove in the upper half in the figure. The heat radiating fins 1 are fitted to each other.

本実施形態では、基体5は、アルミニウムからなる。また、放熱フィン1は、X方向の長さ270mm、Y方向の長さ205mm、Z方向の長さ(厚み)1mmに構成されており、基体5は、X方向の長さ272mm、Y方向の長さ(厚み)220mm、Z方向の長さ272mmに構成されている。また、溝は、幅1mm、深さ3mm、間隔6mmに設けられている。   In the present embodiment, the base 5 is made of aluminum. The radiating fin 1 has a length of 270 mm in the X direction, a length of 205 mm in the Y direction, and a length (thickness) of 1 mm in the Z direction. The base 5 has a length of 272 mm in the X direction and a length in the Y direction. The length (thickness) is 220 mm, and the length in the Z direction is 272 mm. The grooves are provided with a width of 1 mm, a depth of 3 mm, and an interval of 6 mm.

なお、上記実施形態に限定されず、上記基体5は、放熱フィン1を離間して立設するものであれば、いかなる態様でいかなる間隔で配置してもよい。また、ヒートシンク10全体としてその機能を発揮できるものであれば、基体5を、放熱フィン1を接続可能な任意の形状に構成することができ、熱伝導性の高い素材であれば、任意の素材で構成できる。また、同様に、ヒートシンク10全体としてその機能を発揮できるものであれば、補強材7A、7B、7Cや側板6などを省略してもよく、新たな構成を追加してもよく、任意の構成することができる。   In addition, it is not limited to the said embodiment, The said base | substrate 5 may be arrange | positioned by what kind of space | intervals by what kind of aspect, as long as the radiation fin 1 is spaced apart and installed. Moreover, if the heat sink 10 can exhibit its function as a whole, the base 5 can be configured in any shape to which the radiating fins 1 can be connected, and any material can be used as long as it has a high thermal conductivity. Can be configured. Similarly, the reinforcing members 7A, 7B, 7C, the side plates 6 and the like may be omitted, a new configuration may be added, or any configuration as long as the function of the heat sink 10 can be exhibited as a whole. can do.

また、本実施形態に限定されず、様々なサイズの様々な種類の装置20を放熱対象として、本実施形態のヒートシンクを用いることができ、放熱対象の装置20とヒートシンクを熱交換可能な任意の方法によって接続することができる。   Further, the heat sink of the present embodiment is not limited to the present embodiment, and the heat sink of the present embodiment can be used with various types of devices 20 having various sizes as heat dissipation targets. You can connect by way.

図2に示す第1の実施形態に係る放熱フィン1は、ヒートシンク10の基体5に接続される、炭素繊維からなる本体1Aを備えたヒートシンク用の放熱フィン1であって、本体1Aが、本体1Aの形状を保持するために炭素繊維の一部を樹脂で補強した形状保持部分3と、樹脂に覆われることなく、表面の炭素繊維が露出した放熱部分2と、を備える。また、放熱フィン1は、矩形の薄板状に形成されており、矩形の一辺(図2に示す破線CよりY方向下方部分)がヒートシンク10の基体5の溝部4に嵌合して接続されている。   A heat radiation fin 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is a heat radiation fin 1 for a heat sink including a main body 1A made of carbon fiber, which is connected to a base 5 of a heat sink 10, and the main body 1A is a main body. In order to maintain the shape of 1A, a shape holding portion 3 in which a part of the carbon fiber is reinforced with a resin and a heat radiation portion 2 in which the surface carbon fiber is exposed without being covered with the resin are provided. Moreover, the radiation fin 1 is formed in a rectangular thin plate shape, and one side of the rectangle (a portion below the broken line C in FIG. 2 in the Y direction) is fitted and connected to the groove portion 4 of the base 5 of the heat sink 10. Yes.

なお、図3乃至図7に示す第2乃至第6の実施形態に係る放熱フィン1は、第1の実施形態に係る放熱フィン1の変形例であり、放熱部分2と形状保持部分3の形状のみが異なっている。このため、第2乃至第6の実施形態に係る放熱フィン1については、第1の実施形態に係る放熱フィン1との共通部分を省略して説明する。また、図1に係るヒートシンク10は、第1の実施形態に係る放熱フィン1に換えて、第2乃至第6の実施形態に係る放熱フィン1を備えることも可能である。   The radiating fins 1 according to the second to sixth embodiments shown in FIGS. 3 to 7 are modifications of the radiating fin 1 according to the first embodiment, and the shapes of the radiating part 2 and the shape holding part 3 are the same. Only is different. For this reason, about the radiation fin 1 which concerns on 2nd thru | or 6th embodiment, a common part with the radiation fin 1 which concerns on 1st Embodiment is abbreviate | omitted and demonstrated. Moreover, the heat sink 10 according to FIG. 1 can include the heat radiation fins 1 according to the second to sixth embodiments instead of the heat radiation fins 1 according to the first embodiment.

放熱部分2は、良好な伝熱性を有する炭素繊維であればいかなる素材から構成してもよく、例えば特許文献1に示されるようなピッチを原料とするピッチ系炭素繊維から構成されてもよく、ポリアクリロニトリル(PAN)を原料とするPAN系炭素繊維から構成されてもよく、ピッチ系とPAN系の炭素繊維を組み合わせて構成されてもよい。第1乃至第6の実施形態においては、放熱部分2はピッチ系炭素繊維からなる。   The heat dissipating part 2 may be composed of any material as long as it is a carbon fiber having good heat conductivity, for example, may be composed of a pitch-based carbon fiber using a pitch as a raw material as shown in Patent Document 1, It may be composed of PAN-based carbon fibers made from polyacrylonitrile (PAN), or may be composed of a combination of pitch-based and PAN-based carbon fibers. In the first to sixth embodiments, the heat dissipation portion 2 is made of pitch-based carbon fiber.

放熱部分2において、炭素繊維の方向は、基体5に接続される部分から離れる方向に向かうように構成されていることが好ましい。第1の実施形態に係る放熱フィン1は、破線CよりY方向下方部分において、基体5に接続して熱を受け取るため、炭素繊維の方向が図1に示すY方向上方に伸びるように略平行に構成されており、熱を受け取る部分から離れる方向に向かって好適に熱を伝達して好適に放熱することができる。また、ヒートシンクの冷却対象物の種類や使用目的に応じて、放熱部分2を複数の方向に熱を伝達しやすくしたい場合には、炭素繊維の方向を、熱を伝達したい各方向に向かうように任意に組み合わせて放熱部分2を形成してもよい。   In the heat dissipating part 2, the direction of the carbon fiber is preferably configured to be away from the part connected to the base 5. Since the heat dissipating fin 1 according to the first embodiment is connected to the base 5 and receives heat at a portion below the broken line C in the Y direction, the direction of the carbon fibers extends substantially in the Y direction shown in FIG. The heat can be suitably transmitted toward the direction away from the portion that receives the heat, and the heat can be suitably radiated. In addition, depending on the type of heat sink cooling object and the purpose of use, when it is desired to transfer heat to the heat radiating portion 2 in a plurality of directions, the direction of the carbon fiber is directed to each direction in which heat is to be transferred. You may form the thermal radiation part 2 combining arbitrarily.

また、放熱フィン1の本体は、シート形状に限定されず、基体5に接続される部分から離れる方向に放熱部分2が延びる形状であれば、任意の形状かつ任意のサイズに構成してよい。例えば、放熱フィン1の本体は、放熱部分2が、基体5に接触する部分から離れる方向に伸びていれば、薄板形状でなく、棒形状であってもよい。   Moreover, the main body of the radiation fin 1 is not limited to a sheet shape, and may be configured in any shape and any size as long as the radiation portion 2 extends in a direction away from the portion connected to the base 5. For example, the main body of the heat radiating fin 1 may have a rod shape instead of a thin plate shape as long as the heat radiating portion 2 extends in a direction away from a portion that contacts the base 5.

また、放熱フィン1の放熱部分2は、ヒートシンク10の基体5から放熱フィン1の炭素繊維に熱を伝えることができるように固定されている。この場合に、基体5から放熱フィン1の炭素繊維に熱を伝えることができるように固定されていれば、放熱部分2が基体5にいかなる方法で固定されていてもよいが、放熱性能を高めるために、基体5から熱を受け取る部分が放熱部分2の炭素繊維に直接接触していることが好ましい。図2乃至図7に示す第1乃至第6の実施形態においては、基体5の溝部4に嵌合する接続部分のうち、露出した炭素繊維部分2Aが直接基体5に当接した状態で熱伝導性の高い接着剤で固着されている。なお、放熱部分2は、放熱機能を発揮できるものであれば、放熱部分2を任意の個数、任意の位置、形状、サイズに構成してよい。   Further, the heat radiating portion 2 of the heat radiating fin 1 is fixed so that heat can be transferred from the base 5 of the heat sink 10 to the carbon fiber of the heat radiating fin 1. In this case, as long as heat can be transferred from the base 5 to the carbon fibers of the radiating fins 1, the heat radiating portion 2 may be fixed to the base 5 by any method, but the heat radiating performance is improved. Therefore, it is preferable that the portion that receives heat from the base 5 is in direct contact with the carbon fibers of the heat dissipation portion 2. In the first to sixth embodiments shown in FIGS. 2 to 7, heat conduction is performed with the exposed carbon fiber portion 2 </ b> A in direct contact with the substrate 5 among the connection portions that fit into the grooves 4 of the substrate 5. It is fixed with a highly adhesive. The heat dissipating part 2 may be configured in any number, any position, shape, and size as long as it can exhibit a heat dissipating function.

形状保持部分3は、本体1Aの形状を保持可能な範囲で、任意の形状に樹脂で補強されたものであってよく、任意の形状および任意の位置、任意の厚みに構成してよい。また、上記「本体1Aの形状を保持する」とは、形状保持部分3が単体で本体の形状を保持することができる場合だけでなく、形状保持部分3が、本体1Aが基体5に接続される部分、ここでは、溝部で保持されることと協働して本体の形状を保持することができる場合も含む。また、上記実施形態に限定されず、本体形状を保持できるものであれば、形状保持部分3を任意の形状としてよく、例えば本体が矩形状の場合、本体1Aの形状の周辺部分に必ずしも設ける必要はなく、例えば形状保持部分3を対角線状(X字状)に設けてもよい。   The shape holding portion 3 may be reinforced with resin in an arbitrary shape within a range in which the shape of the main body 1A can be held, and may be configured in an arbitrary shape, an arbitrary position, and an arbitrary thickness. The above-mentioned “holding the shape of the main body 1 </ b> A” not only means that the shape holding portion 3 can hold the shape of the main body alone, but also the shape holding portion 3 is connected to the base body 5. In this case, the shape of the main body can be held in cooperation with being held by the groove portion. Further, the present invention is not limited to the above embodiment, and the shape retaining portion 3 may be any shape as long as it can retain the shape of the main body. For example, when the main body is rectangular, it is necessarily provided in the peripheral portion of the shape of the main body 1A. For example, the shape holding portion 3 may be provided in a diagonal line (X shape).

また、放熱性能を高めるためには、放熱部分2に対してできるだけ形状保持部分3の割合を小さくすることが好ましい。具体的には、放熱フィン1が自重などにより湾曲して隣接する放熱フィン1同士が互いに接触することがない程度に十分に補強される範囲で、可能な限り放熱部分2の表面積が大きくなるように形状保持部分3の割合を小さくする。より具体的には、例えば、放熱部分2と形状保持部分3の割合は、少なくとも放熱部分2が放熱フィンの50パーセント以上を占めるように構成されることが好ましい。   In order to improve the heat dissipation performance, it is preferable to reduce the proportion of the shape holding portion 3 as much as possible with respect to the heat dissipation portion 2. Specifically, the surface area of the heat radiating portion 2 is increased as much as possible within a range in which the heat radiating fins 1 are sufficiently reinforced such that the heat radiating fins 1 are curved by their own weight and the adjacent radiating fins 1 do not contact each other. In addition, the ratio of the shape retaining portion 3 is reduced. More specifically, for example, it is preferable that the ratio of the heat radiation portion 2 and the shape retaining portion 3 is configured such that at least the heat radiation portion 2 occupies 50% or more of the heat radiation fin.

放熱フィン1において、形状保持部分3は、本体1Aの基体5に接続されていない周辺部に設けられていることが好ましい。この場合には、放熱部分2の周辺部分を破損などから保護しつつ、好適に所望の強度を実現することができる。さらに、形状保持部分3は、本体1Aの基体5に接続されていない周辺部の全域にわたって設けられていることが好ましい。図2乃至図7に示す第1乃至第6の実施形態に係る放熱フィン1は、形状保持部分3を基体5に接続されていない周辺部の全域にわたって設けた構成例である。   In the radiating fin 1, it is preferable that the shape maintaining portion 3 is provided in a peripheral portion that is not connected to the base body 5 of the main body 1A. In this case, desired strength can be suitably realized while protecting the peripheral portion of the heat radiation portion 2 from damage or the like. Furthermore, it is preferable that the shape retaining portion 3 is provided over the entire peripheral portion not connected to the base body 5 of the main body 1A. The heat radiating fins 1 according to the first to sixth embodiments shown in FIGS. 2 to 7 are configuration examples in which the shape holding portion 3 is provided over the entire peripheral portion not connected to the base 5.

図1に示す放熱フィン1は、先述のとおり形状保持部分3は破線CよりY方向下方において基体5に接続されるものであり、基体5に接続される接続部分(破線CよりY方向下方部分)を除く放熱フィン1の周辺部の全域にわたってU字型に形状保持部分3を設けている。このため、形状保持部分3を周辺部分に設けて先述のように十分な形状保持性能を確保しつつ、放熱フィン1中の放熱部分2の割合を最大限に大きくすることにより、高い放熱性能を実現することができる。   In the radiating fin 1 shown in FIG. 1, the shape retaining portion 3 is connected to the base body 5 in the Y direction below the broken line C as described above, and the connecting portion connected to the base body 5 (the lower portion in the Y direction from the broken line C). The shape holding portion 3 is provided in a U-shape over the entire peripheral portion of the heat radiating fin 1 except for (). For this reason, by providing the shape retaining portion 3 in the peripheral portion and securing the sufficient shape retaining performance as described above, the ratio of the heat radiating portion 2 in the radiating fin 1 is maximized to obtain a high heat radiating performance. Can be realized.

一方、放熱フィン1により強度が求められる場合には、例えば、図3、4、6、7に示す第2、3、5、6の実施形態に係る放熱フィン1のように、基体5に接続される接続部分も含めて放熱部分2の周辺部の全体に形状保持部分3を設けることにより、さらに高い形状保持性能を実現することができる。また、図3のように、形状保持部分3を、基体5との接続部を除くように設けた場合には、基体5と直接接触する炭素繊維部分2Aの面積を十分大きくできるため基体5からの熱を効率よく受け取ることができ、また、好適に形状保持性能を実現することができる。   On the other hand, when the strength is required by the radiating fin 1, for example, as in the radiating fin 1 according to the second, third, fifth, and sixth embodiments shown in FIGS. By providing the shape retaining portion 3 around the entire periphery of the heat radiating portion 2 including the connected portion, higher shape retaining performance can be realized. Further, as shown in FIG. 3, when the shape holding portion 3 is provided so as to exclude the connection portion with the base body 5, the area of the carbon fiber portion 2 </ b> A that is in direct contact with the base body 5 can be sufficiently increased. Heat can be received efficiently, and the shape retention performance can be suitably realized.

また、図5から図7に示す第4から第6の実施形態に係る放熱フィン1は、形状保持部分3が、周辺部を囲う枠状部分3Aと、枠状部分3Aに接続し、基体5との接続部分から離れる方向(各図のY方向)に伸びる中間支持部分3Bとを備えている。この場合には、放熱部分2の周囲を枠状部分3Aにより保護しつつ、中間支持部分3Bにより放熱部分2の中央部を好適に保持することができる。   Further, in the heat dissipating fins 1 according to the fourth to sixth embodiments shown in FIGS. 5 to 7, the shape retaining portion 3 is connected to the frame-shaped portion 3 </ b> A that surrounds the peripheral portion and the frame-shaped portion 3 </ b> A. And an intermediate support portion 3B extending in a direction away from the connecting portion (Y direction in each figure). In this case, the center part of the heat radiation part 2 can be suitably held by the intermediate support part 3B while protecting the periphery of the heat radiation part 2 by the frame-shaped part 3A.

また、図5に示す第4の実施形態に係る放熱フィン1は、枠状部分3Aと、枠状部分3Aに接続し、基体5との接続部分から離れる方向(図5のY方向)に伸びる中間支持部分3Bとを備えて、形状保持部分3をE字型形状に構成しているため、上記好適に本体形状を保持しつつ、基体5との接続部分の近傍においても炭素繊維が露出されているため、基体5との接続部分の近傍全体にわたって形状保持部分3を設けた場合よりも、良好な放熱性能を実現することができる。   Further, the heat dissipating fin 1 according to the fourth embodiment shown in FIG. 5 is connected to the frame-shaped portion 3A and the frame-shaped portion 3A, and extends in a direction away from the connection portion with the base 5 (Y direction in FIG. 5). Since the shape holding portion 3 is configured in an E shape with the intermediate support portion 3B, the carbon fiber is exposed even in the vicinity of the connection portion with the base body 5 while maintaining the shape of the main body preferably. Therefore, better heat dissipation performance can be achieved than when the shape holding portion 3 is provided over the entire vicinity of the connection portion with the base body 5.

また、形状保持部分3に中間支持部分3Bをさらに設けてもよく、例えば形状保持部分3を格子状に構成してもよい。   Further, the shape holding portion 3 may be further provided with an intermediate support portion 3B. For example, the shape holding portion 3 may be configured in a lattice shape.

図7に示す第6の実施形態の放熱フィン1は、形状保持部分3を枠状部分3Aと、先述の中間支持部分3Bと、中間支持部分3Bと交差するとともに枠状部分3Aに掛け渡すように設けられたさらなる中間支持部分3Cとを備えた構成としている。それぞれ異なる方向に枠状部分3Aに掛け渡された中間支持部分3Bとさらなる中間支持部分3Cとを備えているため、本体形状の保持効果を好適に高めることができる。図7の放熱フィン1において、形状保持部分3の中間支持部分3Bとさらなる中間支持部分3Cをさらに増やした場合には、より形状保持性能を向上させることができる。   The radiating fin 1 of the sixth embodiment shown in FIG. 7 crosses the shape maintaining portion 3 with the frame-shaped portion 3A, the intermediate support portion 3B, the intermediate support portion 3B, and the frame-shaped portion 3A. It is set as the structure provided with the further intermediate | middle support part 3C provided in this. Since the intermediate support portion 3B and the further intermediate support portion 3C, which are stretched over the frame-like portion 3A in different directions, are provided, the holding effect of the main body shape can be suitably enhanced. In the heat radiating fin 1 of FIG. 7, when the intermediate support portion 3B and the further intermediate support portion 3C of the shape holding portion 3 are further increased, the shape holding performance can be further improved.

また、形状保持部分3は、基体5との接続部分(熱を受け取る部分)から離れる方向に熱を伝達するのを妨げないように構成されることが好ましい。このために、形状保持部分3が、放熱フィン1の本体の炭素繊維のそれぞれを連結するように、放熱フィン1の本体の炭素繊維を横断する方向にわたって設けられたものである場合には、放熱フィン1を構成する炭素繊維を横断する形状保持部分3が炭素繊維を横断する方向に直交する断面において、該断面の一部のみが樹脂で補強されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the shape holding | maintenance part 3 is comprised so that it may not prevent transmitting heat in the direction away from the connection part (part which receives heat) with the base | substrate 5. FIG. For this reason, when the shape holding portion 3 is provided across the carbon fibers of the main body of the radiating fin 1 so as to connect the carbon fibers of the main body of the radiating fin 1, In the cross section orthogonal to the direction in which the shape maintaining portion 3 that crosses the carbon fibers constituting the fin 1 crosses the carbon fibers, only a part of the cross section is preferably reinforced with resin.

なお、上記「炭素繊維を横断する形状保持部分の横断する方向に直交する断面において、該断面の一部のみが樹脂で補強されている」とは、炭素繊維を横断する形状保持部分の全ての上記断面が「断面の一部のみが樹脂で補強されている」必要はなく、炭素繊維を横断する形状保持部分の上記断面のうち少なくとも一部の上記断面において、一部のみが樹脂で補強されていればよい。   The above-mentioned “in the cross section perpendicular to the crossing direction of the shape holding portion crossing the carbon fiber, only a part of the cross section is reinforced with resin” means that all of the shape holding portions crossing the carbon fiber are used. It is not necessary that the cross-section is “a part of the cross-section is reinforced with resin”, and at least a part of the cross-section of the shape-holding portion crossing the carbon fiber is reinforced with a resin. It only has to be.

第1乃至第6の実施形態において、形状保持部分3の炭素繊維をX方向に横断している部分(形状保持部分3の横断部分)は、図3のA−A断面図(図3右図)に示すように、炭素繊維を横断する方向に直交する断面において、放熱フィン1の表面のみが樹脂で補強されている。このため、形状保持部分3の横断部分のうち、中央部分は炭素繊維間に樹脂が入り込んでいないため、形状保持部分3の横断部分の全体が樹脂で補強された場合よりも、高い放熱性能を実現することができる。   In the first to sixth embodiments, the portion of the shape retaining portion 3 that crosses the carbon fibers in the X direction (the transverse portion of the shape retaining portion 3) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In the cross section orthogonal to the direction crossing the carbon fiber, only the surface of the radiation fin 1 is reinforced with resin as shown in FIG. For this reason, since the resin does not enter between the carbon fibers in the central portion of the crossing portion of the shape holding portion 3, the heat dissipation performance is higher than when the entire crossing portion of the shape holding portion 3 is reinforced with resin. Can be realized.

上記のように、形状保持部分3の表面部分のみを樹脂で補強することにより、放熱フィン1の任意の位置に任意の形状に形状保持部分3を設けても、所望の放熱性能を実現することが容易になる。なお、薄板状の放熱フィン1に形状保持部分3を設ける場合に、横断部分の横断方向に直交する断面において、少なくとも一部を樹脂で補強したものであれば、横断部分の一方の表面のみや、横断部分の中央部分など任意の部分を樹脂で補強してもよい。   As described above, by reinforcing only the surface portion of the shape holding portion 3 with resin, even if the shape holding portion 3 is provided in an arbitrary shape at an arbitrary position of the radiating fin 1, a desired heat dissipation performance is realized. Becomes easier. In the case where the shape maintaining portion 3 is provided on the thin plate-shaped heat radiating fin 1, only one surface of the crossing portion or only the surface of the crossing portion may be used as long as at least a part thereof is reinforced with a resin in a cross section perpendicular to the crossing direction of the crossing portion. Any part such as the central part of the transverse part may be reinforced with resin.

また、放熱フィン1は、任意の方法で形成してよいが、例えば、炭素繊維シートの一部に炭素繊維にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて硬化した半硬化状態にしたプリプレグ状のシートを配置して加熱・加圧して硬化させ、炭素繊維シートの一部を形状保持部分3とすることが好ましい。   Moreover, although the radiation fin 1 may be formed by arbitrary methods, for example, a prepreg shape in which a part of a carbon fiber sheet is cured by impregnating a carbon fiber with a thermosetting resin such as an epoxy resin is cured. It is preferable that the sheet is placed, heated and pressurized to be cured, and a part of the carbon fiber sheet is used as the shape maintaining portion 3.

第1の実施形態においては、X方向の長さ270mm、Y方向の長さ205mm、Z方向の長さ(厚み)0.2mmの矩形のピッチ系炭素繊維シートを5枚重ね、重ねた5枚のシートの厚さ方向の両側に、所望の形状保持部分3の形状にプリプレグシートを配置する。なお、各炭素繊維シートは、各炭素繊維シートを構成する炭素繊維の方向がY方向に一致するものを用いている。そして、30分間200°Cに加熱しつつプレスする(2000t)。その後、常温で2時間冷却保持することにより、放熱フィン1が製造される。なお、放熱フィン1は、プリプレグシートを配置しなかったピッチ系炭素繊維部分が放熱部分2、プリプレグシートを配置した部分が形状保持部分3として形成されている。また、形状保持部分3のうち放熱フィン1の炭素繊維を横断する部分(X方向に伸びる部分)は、炭素繊維を補強する樹脂が放熱フィン1の表面のみに浸透するように、形状保持部分3のうちY方向に伸びる部分よりも樹脂の量が少ないプリプレグシートを用いている。   In the first embodiment, five rectangular pitch-based carbon fiber sheets having a length of 270 mm in the X direction, a length of 205 mm in the Y direction, and a length (thickness) of 0.2 mm in the Z direction are stacked and stacked. The prepreg sheets are arranged in the shape of the desired shape holding portion 3 on both sides of the sheet in the thickness direction. In addition, each carbon fiber sheet uses what the direction of the carbon fiber which comprises each carbon fiber sheet corresponds to a Y direction. And it presses, heating at 200 degreeC for 30 minutes (2000t). Then, the heat radiation fin 1 is manufactured by cooling and holding at room temperature for 2 hours. In addition, as for the radiation fin 1, the pitch-type carbon fiber part which has not arrange | positioned the prepreg sheet | seat is formed as the heat radiating part 2, and the part which has arrange | positioned the prepreg sheet | seat is formed as the shape maintenance part 3. Further, in the shape holding portion 3, the portion of the heat radiating fin 1 that crosses the carbon fiber (the portion extending in the X direction) is shaped so that the resin that reinforces the carbon fiber penetrates only the surface of the heat radiating fin 1. Among them, a prepreg sheet having a smaller amount of resin than a portion extending in the Y direction is used.

上記のように、炭素シートの一部にプリプレグシートを配置して加熱・加圧させて放熱フィンを製造した場合には、簡易な製造行程により、省コストかつ任意形状に形状保持部分3を形成できる。   As described above, when a prepreg sheet is placed on a part of the carbon sheet and heated and pressurized to produce a heat radiation fin, the shape retaining portion 3 is formed in a cost-saving and arbitrary shape by a simple manufacturing process. it can.

放熱フィン1を製造する工程において、各炭素繊維シートの間にそれぞれプリプレグシートを配置してもよく、プリプレグシートの代わりに、樹脂シートを用いてもよく、炭素繊維の一部を補強できるものであれば任意の方法で形状保持部分3を形成して放熱フィン1を製造してよい。   In the process of manufacturing the radiating fin 1, a prepreg sheet may be disposed between each carbon fiber sheet, a resin sheet may be used instead of the prepreg sheet, and a part of the carbon fiber can be reinforced. If there is, the heat radiation fin 1 may be manufactured by forming the shape holding portion 3 by any method.

また、炭素繊維のシートを所望の厚みとなる枚数分重ねてプレスして放熱フィン1を形成する場合に、発熱体の接続される部分がいつも固定されている場合など、熱を伝えたい方向が既知である場合には、各シートの炭素繊維の方向を一致させることが好ましい。一方、発熱体の接続される部分が変動する場合など、熱を伝えたい方向が複数存在する場合には、各シートの炭素繊維の方向を異ならせてもよい。また、ピッチ系炭素繊維シートとPAN系炭素繊維シートなど複数の種類の炭素繊維シートを組み合わせて積み重ねて、その一部にプリプレグシートを配置して加熱・加圧させて放熱フィンを製造してもよい。   In addition, when forming the radiating fins 1 by stacking and pressing a number of sheets of carbon fiber having a desired thickness, the direction in which heat is to be transmitted is fixed, such as when the part to which the heating element is connected is always fixed. If known, it is preferable to match the directions of the carbon fibers of each sheet. On the other hand, when there are a plurality of directions in which heat is to be transmitted, such as when the portion to which the heating element is connected fluctuates, the directions of the carbon fibers of each sheet may be varied. Also, a plurality of types of carbon fiber sheets such as a pitch-based carbon fiber sheet and a PAN-based carbon fiber sheet are stacked and stacked, and a prepreg sheet is placed on a part of the sheet to heat and pressurize to produce a heat radiation fin. Good.

また、本実施形態に係るヒートシンク10は、溝部4を有する基体5に、放熱フィン1を勘合して接着してヒートシンク10を製造しているため、簡易かつ省コストにヒートシンク10を製造することができる。   In addition, since the heat sink 10 according to the present embodiment is manufactured by fitting the radiating fins 1 to the base 5 having the groove portions 4 and bonding them, the heat sink 10 can be manufactured easily and at low cost. it can.

上記放熱フィン1によれば、ヒートシンクの基体に接続される、炭素繊維からなる本体を備えたヒートシンク用の放熱フィン1であって、本体が、本体の形状を保持するために炭素繊維の一部を樹脂で補強した形状保持部分3と、樹脂に覆われることなく、表面の炭素繊維が露出した放熱部分2と、を備えたことにより、放熱フィン1の本体の形状を樹脂で補強した形状保持部分3により保持しつつ、表面の炭素繊維が露出した放熱部分2により良好な放熱性能を実現することができる。   According to the heat dissipating fin 1, the heat dissipating fin 1 for a heat sink having a main body made of carbon fiber connected to the base of the heat sink, wherein the main body is a part of the carbon fiber for maintaining the shape of the main body. The shape holding portion 3 reinforced with resin and the heat radiating portion 2 with the surface carbon fiber exposed without being covered with the resin, the shape holding the shape of the main body of the radiating fin 1 reinforced with resin. Good heat radiation performance can be realized by the heat radiation portion 2 where the carbon fibers on the surface are exposed while being held by the portion 3.

ヒートシンク10は、強度が必要とされる基体5を熱伝導性の高い金属により構成し、放熱フィン1を、本体の形状を保持するために炭素繊維の一部を樹脂で補強した形状保持部分3と、樹脂に覆われることなく、表面の炭素繊維が露出した放熱部分2により構成しているので、高い形状保持性能と放熱性能を維持しつつ、好適に軽量化を図ることができる。例えば、図1に示すヒートシンク10の例では、アルミニウムで全体を構成する場合であれば放熱対象の装置20の全体で20kg程度の質量となるところ、本実施形態の構成にすることより、半分以下程度の質量に軽量化が見込まれる。   The heat sink 10 is a shape holding portion 3 in which the base 5 that requires strength is made of a metal having high thermal conductivity, and the heat radiating fin 1 is reinforced with a part of carbon fiber with resin in order to hold the shape of the main body. And it is comprised by the thermal radiation part 2 which the carbon fiber of the surface exposed without being covered with resin, Therefore Weight reduction can be achieved suitably, maintaining a high shape maintenance performance and thermal radiation performance. For example, in the example of the heat sink 10 shown in FIG. 1, if the whole is composed of aluminum, the mass of the heat radiation target device 20 is about 20 kg. Weight reduction is expected in the mass of the degree.

以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。   The present invention described above can be implemented in various other forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the examples described herein are illustrative and should not be construed as limiting.

1 フィン
2 放熱部分
3 形状保持部分
3A 枠状部分
3B 中間支持部分
3C さらなる中間支持部分
4 溝部
5 基体
10 ヒートシンク
20 装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fin 2 Heat radiation part 3 Shape holding part 3A Frame-shaped part 3B Intermediate support part 3C Further intermediate support part 4 Groove part 5 Base | substrate 10 Heat sink 20 Apparatus

Claims (5)

ヒートシンクの基体に接続される、炭素繊維からなる本体を備えたヒートシンク用の放熱フィンであって、
前記本体が、該本体の形状を保持するために前記炭素繊維の一部を樹脂で補強した形状保持部分と、前記樹脂に覆われることなく、表面の前記炭素繊維が露出した放熱部分と、を備えたことを特徴とする放熱フィン。
A heat dissipating fin for a heat sink having a main body made of carbon fiber connected to the base of the heat sink,
The main body has a shape holding portion in which a part of the carbon fiber is reinforced with resin in order to hold the shape of the main body, and a heat dissipation portion where the carbon fiber on the surface is exposed without being covered with the resin. A heat dissipating fin characterized by comprising.
前記形状保持部分が、前記本体の前記基体に接続されていない周辺部に設けられていることを特徴とする請求項1記載の放熱フィン。   The radiating fin according to claim 1, wherein the shape holding portion is provided in a peripheral portion of the main body that is not connected to the base body. 前記形状保持部分が、前記本体の前記基体に接続されていない周辺部の全域にわたって設けられていることを特徴とする請求項2記載の放熱フィン。   The radiating fin according to claim 2, wherein the shape holding portion is provided over the entire periphery of the main body that is not connected to the base body. 前記形状保持部分が、前記本体の前記炭素繊維のそれぞれを連結するように、前記本体の前記炭素繊維を横断する方向にわたって設けられたものであり、
前記炭素繊維を横断する形状保持部分の前記横断する方向に直交する断面において、該断面の一部のみが前記樹脂で補強されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の放熱フィン。
The shape retaining portion is provided across the carbon fibers of the main body so as to connect the carbon fibers of the main body;
The cross section orthogonal to the crossing direction of the shape holding portion crossing the carbon fiber, only a part of the cross section is reinforced with the resin. Radiating fins.
請求項1から5のいずれか1項記載の放熱フィンと、
溝部を有する基体とを備え、
前記放熱フィンが前記溝部に接続されていることを特徴とするヒートシンク。
The radiation fin according to any one of claims 1 to 5,
A substrate having a groove,
The heat sink, wherein the heat radiation fin is connected to the groove.
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