JP2014220365A - ヒートシンク - Google Patents

Abstract

【課題】放熱能力を増やすとともに放熱効率を高め、フィンの枚数を少なくしたヒートシンクを提供する。
【解決手段】平板状のベースプレート２０と、このベースプレート２０に立設された複数の棒状の連結部４０と、複数の連結部４０の立設方向に複数配置され、複数の連結部４０に連結された複数の平板状のフィン３０、３１、３２、３３、３４とからなり、ベースプレート２０の連結部４０と反対側の面に発熱体６０を取付け、複数のフィン３０、３１、３２、３３、３４を互いに平行に配置するとともにベースプレート２０と平行に配置し、フィン３０、３１、３２、３３、３４間の距離をベースプレート２０から離れるにつれて長くした
【選択図】 図４

Description

本発明は、ヒートシンクに関する。

従来のヒートシンクは、特許文献１に示すように平板状のベースプレートと、ベースプレートに立設された複数のフィンとからなっている。フィンは、平板状で互いに平行に配置されている。フィンに沿って冷却空気を流すことによって、ベースプレートのフィンと反対側の面に取付けられた発熱体の熱を逃がしている。

特開２００５−２９４４２５号公報 特開２０１３−２１１４０号公報

発熱体の発熱量の増大につれて、フィン間の距離を狭めてフィンの枚数を増やしているが、限界がある。特許文献２を参考にして、ベースプレートと平行に複数のフィンを配置して全体の放熱能力を増やすことが考えられる。前記フィンを等間隔に配置すると、放熱効率が悪く、必要以上にフィンの枚数が多い問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的するところは、放熱能力を増やすとともに放熱効率を高め、フィンの枚数を少なくしたヒートシンクを提供することである。

上記課題を解決するためのヒートシンクは、平板状のベースプレートと、このベースプレートに立設された複数の棒状の連結部と、前記複数の連結部の立設方向に複数配置され、前記複数の連結部に連結された複数の平板状のフィンとからなり、前記ベースプレートの前記連結部と反対側の面に発熱体を取付け、前記複数のフィンを互いに平行に配置するとともに前記ベースプレートと平行に配置し、前記フィン間の距離を前記ベースプレートから離れるにつれて長くしたことを特徴とするものである。

上述した構成によれば、放熱能力を増やすとともに放熱効率を高め、フィンの枚数を少なくしたヒートシンクを提供することができる。

上記課題を解決するためにヒートシンクは、請求項１に記載のヒートシンクにおいて、前記複数のフィンが、前記連結部を挿通する挿通穴を有し、ロウ付けによって、前記複数のフィンおよび前記複数の連結部を一体的に連結したことを特徴とするものである。

上述した構成によれば、放熱能力を増やすとともに放熱効率を高め、フィンの枚数を少なくしたヒートシンクを提供することができる。さらに、鋳造型を用いないため、フィンの間隔を発熱体の発熱量に応じて自由に変更できる。

上記課題を解決するためにヒートシンクは、請求項１に記載のヒートシンクにおいて、前記ベースプレートと、前記複数の連結部と、前記複数のフィンとを鋳造によって一体形成したことを特徴とするものである。

上述した構成によれば、放熱能力を増やすとともに放熱効率を高め、フィンの枚数を少なくしたヒートシンクを提供することができる。さらに、鋳造型を用いてヒートシンクを大量生産でき、連結部からフィンへ効率良く熱を伝えることができる。

本発明によれば、放熱能力を増やすとともに放熱効率を高め、フィンの枚数を少なくしたヒートシンクを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるヒートシンクの平面図である。 本発明の一実施形態にかかる図１のＡ矢視図である。 本発明の一実施形態にかかる図１のＢ矢視図である。 本発明の一実施形態にかかる図１のＤ−Ｄ線断面図である。

本発明の一実施形態を、図１乃至図４にもとづいて説明する。図１は、ヒートシンクの平面図、図２は、図１のＡ矢視図、図３は、図１のＢ矢視図、図４は、図１のＤ−Ｄ線断面図である。

図１乃至図３に示すようにヒートシンク１０は、平板状のベースプレート２０と、このベースプレート２０に立設された複数の棒状の連結部４０と、複数の連結部４０の立設方向に複数配置され、複数の連結部４０に連結された複数の平板状のフィン３０、３１、３２、３３、３４とからなる。ベースプレート２０、連結部４０、フィン３０、３１、３２、３３、３４は、いずれも熱伝導性の優れたアルミ材が使用される。

ベースプレート２０は、平板状であり、板厚方向に取付穴２１が穿孔されている。ベースプレート２０の面に沿って直交する２方向に、それぞれ等間隔に取付穴２１が設けられている。ベースプレート２０の連結部４０と反対側の面には、ヒートシール材あるいは接着剤を介して発熱体６０が取付けられる。発熱体６０として、パワートランジスタを搭載した基板、ＣＰＵを搭載した基板等がある。

図４に示すように連結部４０は、棒状であり、ベースプレート２０の取付穴２１に圧入固定か、取付穴２１に挿入した後、ロウ付けによって固定される。連結部４０は、被取付部４１、第１径部４２、第２径部４３、第３径部４４、第４径部４５、第５径部４６、第６径部４７を順に有する。第１径部４２、第２径部４３、第３径部４４、第４径部４５、第５径部４６、第６径部４７の順に小径となる。被取付部４１は、第４径部４５と同径であり、取付穴２１に嵌合される。

連結部４０は、被取付部４１および第１径部４２間に第１段部５１を、第１径部４２および第２径部４３間に第２段部５２を、第２径部４３および第３径部４４間に第３段部５３を、第３径部４４および第４径部４５間に第４段部５４を、第４径部４５および第５径部４６間に第５段部５５を、第５径部４６および第６径部４７間に第６段部５６を有する。

連結部４０は第１段部５１を介してベースプレート２０に載置され、フィン３０は第２段部５２を介して連結部４０に載置される。フィン３１は第３段部５３を介して連結部４０に載置され、フィン３２は第４段部５４を介して連結部４０に載置される。フィン３３は第４段部５４を介して連結部４０に載置され、フィン３４は第５段部５５を介して連結部４０に載置される。

フィン３０、３１、３２、３３、３４は、平板状であり、板厚方向に挿通穴３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂが貫通して穿孔されている。挿通穴３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂは、ベースプレート２０の取付穴２１に対応する位置に設けられている。フィン３０の挿通穴３０ｂは、連結部４０の第２径部４３に隙間嵌合され、フィン３１の挿通穴３１ｂは、連結部４０の第３径部４４に隙間嵌合され、フィン３２の挿通穴３２ｂは、連結部４０の第４径部４５に隙間嵌合され、フィン３３の挿通穴３３ｂは、連結部４０の第５径部４６に隙間嵌合され、フィン３４の挿通穴３４ｂは、連結部４０の第６径部４７に隙間嵌合されている。挿通穴３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂの順に径が小さくなっている。

挿通穴３０ｂおよび第２径部４３間の隙間にロウが浸入し、フィン３０および連結部４０を一体化している。挿通穴３１ｂおよび第３径部４４間の隙間にロウが浸入し、フィン３１および連結部４０を一体化している。挿通穴３２ｂおよび第４径部４５間の隙間にロウが浸入し、フィン３２および連結部４０を一体化している。挿通穴３３ｂおよび第５径部４６間の隙間にロウが浸入し、フィン３３および連結部４０を一体化している。挿通穴３４ｂおよび第６径部４７間の隙間にロウが浸入し、フィン３４および連結部４０を一体化している。ロウの材料として、アルミ材よりも融点が低い、合金材料が使用される。

一対のフィン３０、３１、３２、３３、３４間の距離をベースプレート２０に近づくにつれて短くした。すなわち、フィン３３およびフィン３４間、フィン３２およびフィン３３間、フィン３１およびフィン３２間、フィン３０およびフィン３１間、フィン３０およびベースプレート２０間の順に距離を短くした。

図１乃至図３に示すようにフィン３０の両端をベースプレート２０と反対側に折り曲げて、第１傾斜部３０ａが形成されている。フィン３１の両端をベースプレート２０と反対側に折り曲げて、第２傾斜部３１ａが形成されている。フィン３２の両端をベースプレート２０と反対側に折り曲げて、第３傾斜部３２ａが形成されている。フィン３３の両端をベースプレート２０と反対側に折り曲げて、第４傾斜部３３ａが形成されている。第１傾斜部３０ａ、第２傾斜部３１ａ、第３傾斜部３２ａ、第４傾斜部３３ａの順に傾斜角度を大きくする。

第１傾斜部３０ａを設けることによって、ベースプレート２０およびフィン３０間を流れる冷却空気量が増える。第２傾斜部３１ａを設けることによって、フィン３０およびフィン３１間を流れる冷却空気量が増える。第３傾斜部３２ａを設けることによって、フィン３１およびフィン３２間を流れる冷却空気量が増える。第４傾斜部３３ａを設けることによって、フィン３２およびフィン３３間を流れる冷却空気量が増える。

次に上述した構成にもとづいてヒートシンク１０の組付け動作を説明する。

ベースプレート２０の取付穴２１に連結部４０の被取付部４１を圧入固定する。フィン３０の挿通穴３０ｂを連結部４０の第２径部４３に隙間嵌合する。挿通穴３０ｂおよび第２径部４３間の隙間へロウを流し込む。フィン３１の挿通穴３１ｂを連結部４０の第３径部４４に隙間嵌合する。挿通穴３１ｂおよび第３径部４４間の隙間へロウを流し込む。フィン３２の挿通穴３２ｂを連結部４０の第４径部４５に隙間嵌合する。挿通穴３２ｂおよび第４径部４５間の隙間へロウを流し込む。フィン３３の挿通穴３３ｂを連結部４０の第５径部４６に隙間嵌合する。挿通穴３３ｂおよび第５径部４６間の隙間へロウを流し込む。フィン３４の挿通穴３４ｂおよび連結部４０の第６径部４７に隙間嵌合する。挿通穴３４ｂおよび第６径部４７間の隙間へロウを流し込む。

このように嵌合、ロウ付けによって、ベースプレート２０、連結部４０、フィン３０、３１、３２、３３、３４が互いに一体化され、ヒートシンク１０が作られる。ベースプレート２０の連結部４０と反対側の面には、ヒートシール材あるいは接着剤を介して発熱体６０が取付けられる。

続いて上述した構成にもとづいて全体の作用を説明する。

発熱体６０の発熱は、ベースプレート２０、連結部４０、フィン３０、３１、３２、３３、３４の順に伝えられる。フィン３４のベースプレート２０と反対側の面、フィン３３およびフィン３４間、フィン３２およびフィン３３間、フィン３１およびフィン３２間、フィン３０およびフィン３１間、フィン３０およびベースプレート２０間を冷却空気が流れる。ベースプレート２０、連結部４０、フィン３０、３１、３２、３３、３４が冷却される。

ベースプレート２０およびフィン３０、３１、３２、３３、３４の放熱のみならず、連結部４０も放熱されることにより、放熱面積が増大し、放熱能力が向上する。ベースプレート２０に近いフィン３０、３１、３２、３３、３４ほど伝達される熱量が多く、ベースプレート２０から遠いフィン３０、３１、３２、３３、３４ほど伝達される熱量が少ない。伝達される熱量が多いベースプレート２０およびフィン３０間の距離を一番短くし、伝達される熱量が少ないフィン３３およびフィン３４間の距離を一番長くしたので、フィン３０、３１、３２、３３、３４全体で放熱することができ、放熱効率が良い。すなわち、ベースプレート２０から離れるに従ってフィン３０、３１、３２、３３、３４の放熱量の低下をできるだけ抑え、放熱効率を高めることによってフィンの枚数を少なくできる。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上記実施形態では、ベースプレート２０の取付穴２１に連結部４０の被取付部４１を圧入固定し、連結部４０にフィン３０、３１、３２、３３、３４の挿通穴３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂを挿通し、挿通穴３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂおよび連結部４０の隙間へロウを流し込むことによって、ベースプレート２０、連結部４０、フィン３０、３１、３２、３３、３４が互いに一体化され、ヒートシンク１０が作られた。このものは、鋳造型を用いないため、フィンの間隔を発熱体の発熱量に応じて自由に変更できる。

他の実施形態では、鋳造型を用いて、ベースプレート２０と、連結部４０と、フィン３０、３１、３２、３３、３４とを一体形成しても良い。こうすれば、ヒートシンクを大量生産でき、連結部からフィンへ効率良く熱を伝えることができる。

上記実施形態では、連結部４０を径が段階的に変化するものを用いた。こうすることで、フィン３０、３１、３２、３３、３４間の距離が設定しやすい。

他の実施形態では、連結部４０を径が一定の量で漸減するテーパ状のものを用いる。フィン３０、３１、３２、３３、３４間の距離は、挿通穴３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂの穴径で調整する。こうすることで、連結部４０の加工を容易にできる。

１０：ヒートシンク、２０：ベースプレート、３０：フィン、３０ｂ：挿通穴、３１：フィン、３１ｂ：挿通穴、３２：フィン、３２ｂ：挿通穴、３３：フィン、３３ｂ：挿通穴、３４：フィン、３４ｂ：挿通穴、４０：連結部、６０：発熱体

Claims (3)

1. 平板状のベースプレートと、このベースプレートに立設された複数の棒状の連結部と、前記複数の連結部の立設方向に複数配置され、前記複数の連結部に連結された複数の平板状のフィンとからなり、前記ベースプレートの前記連結部と反対側の面に発熱体を取付け、前記複数のフィンを互いに平行に配置するとともに前記ベースプレートと平行に配置し、前記フィン間の距離を前記ベースプレートから離れるにつれて長くしたことを特徴とするヒートシンク。
2. 前記複数のフィンは、前記連結部を挿通する挿通穴を有し、ロウ付けによって、前記複数のフィンおよび前記複数の連結部を一体的に連結したことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
3. 前記ベースプレートと、前記複数の連結部と、前記複数のフィンとを鋳造によって一体形成したことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。

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