JP3112376U - スカイブフィン式リング・ラジエーター - Google Patents

Abstract

【課題】散熱フィン・シート数を向上できて散熱面積の増加が図れ、良好な熱伝導効果を有し、特にチップ上方スペースに拘る回路基板上に適用できる、スカイブフィン式リング・ラジエーターを提供すること。
【解決手段】 少なくとも閉鎖形状を呈する曲りくねった一つの金属底板5と、当該底板5より外へ延ばして中でも散熱フィン・シート当たりの底部がややくねくねと当該底板5に接続する、スカイブフィン形成技術を経て形成した複数の散熱フィン・シート44とを含む。
【選択図】 図5A

Description

本考案は、スカイブフィン式リング・ラジエーターに関し、特にチップ散熱用で且つスカイブフィン（平削）技術（skived-fin technology）のスカイブフィン・フィン・シートを応用してリング体の直立形態を呈するスカイブフィン式リング・ラジエーターに関するものである。

集積回路（IC）密度の増加に伴い、動作過程中における情報製品中のチップが生成する熱量は、常にチップ自身の温度が負荷可能な範囲を上回り、特にCPU（Central Processing Unit（セントラル・プロセッシング・ユニット））チップは、その演算速度および処理機能が増加し続けるため、もしその生成される熱量は良好な散熱環境になくなると常にマイクロモジュールの損耗乃至ホスト・コンピューターの途切れ現象を及ぼす。
チップの散熱問題を有効に解決するために、当業者は、チップの頂部に複数の散熱フィン・シートを含むラジエーターを増設する場合が多く、またラジエーターも大体直立を呈する矩形または円環形に分けることが出来る。中でもそれぞれが異なる応用方向を有し、円環形のチップは、例えばインターフェース・カードの上方スペースに拘る回路基板上に応用されることが多い。円環形ラジエーターを製造する従来の技術に関し、通常は押出し（Extrusion），鍛造（forging），スタンピング（stamping），機械加工，粉末成型またはダイ・カスティングによるものである。

しかしながら、その共通の欠点はその散熱フィン・シートの密度に制約があることで、もし所定の数量（約100枚）に到達した後になったら、増加できず、その厚さをあまり薄くすることができず、さもないと製造し難くなって、従って散熱効率を向上する上では、技術上の障害になっている。

最も普遍的な従来の押出しラジエーターを一例として以降に説明する。それは通常アルミ材等の金属を溶解した後に、押出し金型を経て成型した同じ断面形状を有する。従来の技術の完成品は、図1及び図2に示すように、当該リング・ラジエーター9が一つの円形筒状部91と当該筒状部91より延出した複数の散熱フィン・シート92を有し、その中間に導熱ブロック93をチップの表面に当接するように設ける。当該ラジエーター9の材料性質は熱伝導の高い特性を有することが多く、従ってチップの温度が上昇すると、ラジエーター9が熱伝導効果によりチップの熱量を逸早く吸収し、且つ複数の散熱フィン・シート92により熱量を周囲の空気中へ伝送して、再び空気の熱対流効果により熱を外部へ散熱する。

このような押出し方法は最も経済的であるが、当該製法の欠点はその散熱シートが所定の厚さとギャップの需要を満たすことに限定されてしまい、あまり緻密にすることができず、常に不足することになるため、より高パワーのチップの放熱速度に対応して、有効な散熱機能を提供できない。

その散熱フィン・シートの最大数は通常100枚乃至120枚に限られる。従って例えば図2に示すリング・ラジエーター9aを有する。その複数枚有するより厚い根部フィン・シート95が円形筒状部94より外へ延ばし、また各根部フィン・シート95当たりがそれぞれ1対の延ばしフィン・シート96に分岐し、これによりフィン・シート96の数を増加することで、散熱面積を向上させている。しかしながら、当該根部フィン・シート95の総数量は依然として押出し製法の制約を受けるため、すべての延ばしフィン・シートの数も120枚を上回りにくい。

従来の他の製法技術の一つとして、数枚の薄型の散熱フィン・シートをダマシン（bonding）または溶接（soldering）により底板上に組立てる方法が知られている。この製法は散熱シートの数を有効に増加することにより散熱装置の散熱面積を増加できるが、このような製法より製造された散熱装置の底板と散熱シートとの間が非直接接続であるため、その導熱（熱伝導）効果に著しい悪影響を及ぼす問題がある。

本考案は、以上の点に鑑みて成されたもので、本考案の主な目的は散熱フィン・シート数を向上できることにより散熱面積を増加し、また良好な熱伝導効果を有し、特にチップ上方スペースに拘る回路基板上に適用できる、スカイブフィン式リング・ラジエーターを提供することにある。

前述の目的を達成するために、本願の第１考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、スカイブフィン技術（skived-fin technology）により製造してなるスカイブフィン式リング・ラジエーターであって、少なくとも閉鎖形状を呈する曲りくねった一つの金属底板と、当該底板より外へ延ばして中でも散熱フィン・シート当たりの底部がややくねくねと当該底板に接続する、スカイブフィン形成技術を経て形成した複数の散熱フィン・シートとを含むことを特徴とするものである。

本願の第2考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第１考案において、当該金属底板および当該散熱フィン・シートの材質は、銅または銅合金であることを特徴とするものである。

本願の第3考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第１考案において、当該金属底板および当該散熱フィン・シートの材質は、アルミ又はアルミ合金であることを特徴とするものである。

本願の第4考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第１考案において、当該スカイブフィン式リング・ラジエーターは、2個以上の底板を有し、当該底板が互いに繋いで閉鎖廻り状に形成することを特徴とするものである。

本願の第5考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第4考案において、クランプ機能を有する接続具を当該底板の尾端に設けることにより、隣接する両底板を接続することを特徴とするものである。

本願の第6考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第4考案において、当該底板は、溶接により互いに接続することを特徴とするものである。

本願の第7考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第1考案において当該底板は、直立を呈する閉鎖円筒状であることを特徴とするものである。

本願の第8考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第1考案において、当該底板は、直立を呈する閉鎖矩形状であることを特徴とするものである。

本願の第9考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第1考案において、当該散熱フィン・シートは、矩形または階段形であることを特徴とするものである。

本願の第10考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第1考案において、当該底板の中間に導熱ブロックを設けることを特徴とするものである。

本願の第11考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第10考案において、当該導熱ブロックは、やや階段形を呈する断面を有することを特徴とするものである。

本願の第12考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第1考案において、当該リング・ラジエーターは、底板に対し斜めに排列する散熱フィン・シートを有し、且つ当該散熱フィン・シートがつまり上向きに傾斜する角度を有することを特徴とするものである。

本願の第13考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、前記第1考案において、当該リング・ラジエーターは、スクリュー状に排列する散熱フィン・シートを有することを特徴とするものである。

本考案に係るスカイブフィン式リング・ラジエーターは、より多い極めて薄いフィン・シートを有し、直接的にそのリング状底板に接続しているため、以前の各種リング・ラジエーターと比べて、散熱面積を増加できると共に良好な熱伝導効果を発揮することができる。

さらに本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターは、アルミ又はアルミ合金，銅又は銅合金を便宜的に応用してもよい。本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターは、特にそのチップ、例えばインターフェース・カードのチップの上方スペースに拘る回路基板上に適用され、インターフェース・カードは通常隣接するように数枚並列し、そのチップ上方のスペースが非常に有限であるため、このようなスカイブフィン式リング・ラジエーターが熱を側辺へ伝導できる。扇風機（ファン）を加えるとさらに熱量をより有効に逸脱することが可能となる。

図面を参照して本考案の好ましい実施の形態を以下に説明する。ただし以降の説明は本考案の一例を説明するためのものであって、本考案の権利範囲を限定するものではない。

図3を参照して説明すると、図3は本考案中におけるスカイブフィン技術により製造された散熱フィン・シートの過程の模式図である。
本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターは、つまりスカイブフィン技術（skived-fin technology）により製造されたリング・ラジエーターである。
スカイブフィン技術は、またはフィン削り技術と称し、つまり目前に全てのラジエーター・プロセス中において最先端かつ最も好ましい技術である。

スカイブフィン製造過程において、まず平面ワーク1を取り、再計算し且つ予定の角度を取り、当該ワーク1をある治具2の上に固定する。
次にプレス、ミリング・マシン、平削盤または専用の機械、例えば精密コンピューター制御のミリング・マシン（CNC）により、ドクターブレード（平削カッター）3の向きの木工平削の原理にて、まず予定の先端を平削して切削した後に、ワーク1をシート状のフィン・シート11に断ち切らないように平削を繰り返す。

その後に平削してなる当該フィン・シート11を適当な方法によりワーク1に対し垂直になるように直立させ、且つ接続の撓み部112を当該ワーク1とフィン・シート11を接続するように形成する。
これが依然として一体成形で、なんら接合がないため、フィン・シートとワークとの間になんらインターフェースまたは熱インピーダンスの問題がないわけである。

図4Aを参照して説明する。図4Aは本考案中のスカイブフィン技術を応用して製造される散熱シートの模式図である。
スカイブフィン・プロセスにより得たワーク1は、つまり極めて薄い且つギャップの非常に小さい複数のフィン・シート11を有し、それぞれ撓み部112により当該ワーク1の下部に接続する。
当該ワーク1の最終の尾端13を断ち切った後に、異なる実施例の必要なワーク1の長さに基づいて断ち切り、また曲りくねった治具により当該ワーク1を曲りくねる。
前述した本考案の実施例は、当該ワーク1を当該治具2の上に縦向きに置いてスカイブフィン技術を経て得られる。

図4Bを参照して説明する。図4Bは本考案のワーク・スカイブフィン過程の他の実施例の平面図である。
当該ワーク1が当該治具2の上に斜めに置かられ、当該ドクターブレード3が依然として水平の刀刃にて当該ワーク1を垂直にスカイブフィンする。
こうして得た複数のフィン・シート11aは当該ワーク1に斜めに接続する。
当該フィン・シート11aが当該ワーク1との挟む角度は、当該ワーク1を当該治具2の上に揺れ設ける角度により決定される。
当該ワーク1は、挟み角θとなるように該治具2に置かれ、当該フィン・シート11aも斜角θにて当該ワーク1の上に接続される。
中でも当該フィン・シート11aがやや一側辺へ傾く。他種のスカイブフィン角度のワーク1及びフィン・シート11aは治具によりリング・ラジエーターに巻き取り、スクリュー状に配列した散熱フィン・シートを取得する。

図5A〜5C及び図6A、6Bを参照して説明する。
図5Aは本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターのより好ましい実施例の平面図を示し、図6Aはおよび図5Aの6−6断面線に沿う断面図である。
本考案のより好ましい実施例のスカイブフィン式リング・ラジエーター4は、ワークを、閉鎖円形廻り状に直立するラジエーター4を形成するように曲りくねらせ、中でも極めて薄い散熱フィン・シート44を有する。
つまり撓み部442により直接的にそのリング状底板42に接続し、且つ接続スリット46を形成し、この前述のスカイブフィン及び曲りくねらせるプロセスにより、本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーター4が以前の各種リング・ラジエーターより大きな散熱面積を増加し、且つ良好な熱伝導効果を有する。
再び当該スカイブフィン式リング・ラジエーター4の中間に、導熱ブロック5をチップ6に当接するように設置し、熱を当該スカイブフィン式リング・ラジエーター4へ伝導する。

図5Bを参照して説明する。図5Bは本考案の図4Bから得たスカイブフィン式リング・ラジエーターを根拠とする側面図である。

本考案は前述の他のスカイブフィンの実施例に基づいてリング・ラジエーター4'を得ることが出来る。横目で観察すると、当該リング・ラジエーター4'は、斜め向きに配列した散熱フィン・シート44'を有し、且つ当該散熱フィン・シート44'が上向きに傾斜する角度を有し、これにより、より大きな気流の流通するスペースをフィン・シートの下方に位置し且つチップの周囲に位置するように提供し、周りから気流をよりスムーズに当該リング・ラジエーター4'の下方に位置するチップの近所へ流れこむことが出来る。

或いは扇風機により下向きに吹きつける時に、傾斜したフィン・シートにより気流を下向きに傾斜する気流に形成して、当該チップの周囲へ斜め向きに吹きつき、垂直の下向きにて生成された気流の曲りくねったことによりもたらされる空気の滞留フローの状況を有効に改善できる。従ってより好ましい散熱効果を有する。

本考案はほかに、図5Cに示すスクリュー状のリング・ラジエーター4"を形成し、斜め向きの同一辺の散熱フィン・シート44"を有する。この実施例は、図4Bのステップの時に、平行四辺形のワークを一つ提供する。

図6Bを参照して説明する。図6Bはこれが本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターと導熱ブロックとの組合せた他の実施例の断面図である。
本考案はテーパー状を呈する導熱ブロック5'を提供でき、ほかに当該リング・ラジエーター4'がつまりテーパー状を有する容量スペースを形成し、これにより当該リング・ラジエーター4'が容易に当該導熱ブロック5"と組立てられる。
本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターの材質について、スカイブフィン・プロセスを利用するため、アルミ材またはアルミ合金に限らず、銅または銅合金を便利に応用してもよい。

このより好ましい実施例中において、当該散熱フィン・シート44の形状がつまり矩形で、当然矩形に限定しなくてもよい。
図7を参照して説明する。例えば図7は本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターの第2の実施例の断面図で、当該スカイブフィン式リング・ラジエーター4aがつまり底板42aを一つと当該底板42aに接続する階段形フィン・シート44aを複数枚有する。
このように構成することで熱量の発散により有利である。
前述の異なる形状のフィン・シートについて、スカイブフィン・プロセスの前だけに、ワーク1にてまず異なる断面形状に切削し、例えば、縦向の三角形材料を切削したら、スカイブフィンの過程中において、前述の階段形フィン・シート44aを得ることができる。従って、その形状が堪えないで挙げられるが、例えば扇形または円弧形などにしてもよい。

当該スカイブフィン式リング・ラジエーター4aの中間における導熱ブロック5aもその他に外へ延伸する底エッジ52a、即ちラジエーター4に当接する当該底板42aを一つ有することが出来、これにより、当該導熱ブロック5aから当該スカイブフィン式リング・ラジエーター4aへ伝導する面積を増加できる。

図8を参照して説明する。図8は本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターの第3の実施例の平面図である。
本考案の曲りくねられるプロセス中において、2具以上のワークを曲りくねらせてから、2個の半円スカイブフィン式リング・ラジエーター4bを組合せ且つ繋ぎ、完備のリング形を形成してもよい。
中でも、この図示した実施例では、当該ラジエーターはつまり同様な半円スカイブフィン式リング・ラジエーター4bを2個組立ててなり、ここに実施例中におけるラジエーターがつまり底板42bを2個有し、各底板42bあたりがそれぞれスカイブフィンを通って製造された散熱フィン・シート44bを有する。当該1対底板42bがつまり互いに繋いで形成された閉鎖の廻り状である。

上述したことにより、本考案は2個以上のワークを曲りくねらせてから、さらに繋いで組合せてなることが出来るので、2個に限定されていないことが分かる。
この実施例は、ワーク1の曲りくねらせることの困難度を低減でき、そしてワーク1の互いの接続はさらに部品を接続することにより簡単に接続でき、例えば、それぞれクランプ機能を有する接続具7bを接続スリット46bの箇所に設けることにより、2個の半円スカイブフィン式リング・ラジエーター4bの尾端をクランプして固定でき、或いはリベットにより散熱フィン・シートをリベッチングして組合せることができ、或いは溶接により結合もできる。

また図9を参照して説明する。図9は本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターの第4の実施例の平面図である。
本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターも円環形に限定しなくてもよいが、矩形リング・ラジエーターも可能である。図示した通り、この実施例中におけるスカイブフィン式リング・ラジエーター4cがつまり閉鎖矩形状を呈する底板42cを有し、複数枚の散熱フィン・シート44cが当該底板42より外へ延ばす。こうしたらワークの曲りくねらせた上では、更により曲りくねらせやすくなるが、中間の導熱ブロック5cがチップと完全に接触するので面積もより節約できる。
以上のように本考案の実施の形態にあってはスカイブフィン式リング・ラジエーターがより多い極めて薄いフィン・シートを有し、直接的にそのリング状底板に接続し、以前の各種リング・ラジエーターより、多い散熱面積を増加し、且つ良好な熱伝導効果を有する。
本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターは、アルミ又はアルミ合金，銅又は銅合金を便宜的に応用してもよい。本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターは、特にそのチップ、例えばインターフェース・カードのチップの上方スペースに拘る回路基板上に適用され、インターフェース・カードは通常隣接するように数枚並列し、そのチップ上方のスペースが非常に有限であるため、このようなスカイブフィン式リング・ラジエーターが熱を側辺へ伝導でき、もし扇風機を加えたら、さらに熱量をより有効に逸脱してもよい。

従来の技術の押付け型リング・ラジエーターの平面図である。 従来の技術の他の押付け型リング・ラジエーターの平面図である。 本考案中のスカイブフィン技術による製造される散熱フィン・シートの過程の模式図である。 本考案中のスカイブフィン技術を応用して製造される散熱フィン・シートの模式図である。 本考案のワーク・スカイブフィン過程の他の実施例の平面図である。 本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターのより好ましい実施例の平面図である。 本考案が図4Bから得たスカイブフィン式リング・ラジエーターを根拠とする側面図である。 本考案が図4Bから得たスカイブフィン式リング・ラジエーターを根拠とする他の実施例の側面図である。 本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターのより好ましい実施例の断面図である。 本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターと導熱ブロックとの組合せた他の実施例の断面図である。 本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターの第2の実施例の断面図である。 本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターの第3の実施例の平面図である。 本考案のスカイブフィン式リング・ラジエーターの第4の実施例の平面図である。

符号の説明

(従来の技術)
9、9a・・・・リング・ラジエーター
91、94・・・・筒状部
92・・・・・・散熱フィン・シート
93・・・・・・導熱ブロック
95・・・・・・根部フィン・シート
96・・・・・・延ばしフィン・シート
(本考案)
1・・・・・・ワーク
2・・・・・・治具
3・・・・・・ドクターブレード
4、4'、4"、4a、4b、4c・・・・スカイブフィン式リング・ラジエーター
5、5'、5a、5c・・・導熱ブロック
6・・・・・・チップ
7b・・・・・接続具
11、11a・・・フィン・シート
13・・・・・尾端
42、42"、42a、42b、42c・・・底板
44、44'、44"、44a、44b、44c・・・散熱フィン・シート
46、46b・・・接続スリット
52a・・・・・底エッジ
112・・・・・撓み部
442・・・・・撓み部

Claims (13)

1. スカイブフィン技術（skived-fin technology）により製造してなるスカイブフィン式リング・ラジエーターであって、
   少なくとも閉鎖形状を呈する曲りくねった一つの金属底板と、
   当該底板より外へ延ばして中でも散熱フィン・シート当たりの底部がややくねくねと当該底板に接続する、スカイブフィン形成技術を経て形成した複数の散熱フィン・シートとを含むことを特徴とする、
   スカイブフィン式リング・ラジエーター。
2. 当該金属底板および当該散熱フィン・シートの材質は、銅または銅合金であることを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
3. 当該金属底板および当該散熱フィン・シートの材質は、アルミ又はアルミ合金であることを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
4. 当該スカイブフィン式リング・ラジエーターは、2個以上の底板を有し、当該底板が互いに繋いで閉鎖状に形成することを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
5. クランプ機能を有する接続具を当該底板の尾端に設けることにより、隣接する両底板を接続することを特徴とする、請求項4記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
6. 当該底板は、溶接により互いに接続することを特徴とする、請求項4記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
7. 当該底板は、直立を呈する閉鎖した円筒状であることを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
8. 当該底板は、直立を呈する閉鎖した矩形状であることを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
9. 当該散熱フィン・シートは、矩形または階段形であることを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
10. 当該底板の中間に導熱ブロックを設けることを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
11. 当該導熱ブロックは、やや階段形を呈する断面を有することを特徴とする、請求項10記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
12. 当該リング・ラジエーターは、底板に対し斜めに配列した散熱フィン・シートを有し、且つ当該散熱フィン・シートがつまり上向きに傾斜する角度を有することを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。
13. 当該リング・ラジエーターは、スクリュー状に排列する散熱フィン・シートを有することを特徴とする、請求項1記載のスカイブフィン式リング・ラジエーター。

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