JP3178745U - 放熱器 - Google Patents

Abstract

【課題】迅速に放熱可能な放熱器を提供する。
【解決手段】ファン内蔵式放熱器は、放熱ベース１、放熱フィンモジュール２及びファン３を含む。放熱ベース１は、底部内側面１０１の周方向に、複数の挿入溝１１を互いに間隔をあけて巡らすように設けている。複数の挿入溝１１は、放熱フィンモジュール２に係合する複数の放熱フィン２１がそれぞれ挿入され、プレス加工によって押圧されて変形し、各放熱フィン２１を放熱ベース１に緊密に結合させる。また、放熱フィンモジュール２には内蔵ファン３を結合し、放熱ベース１が熱を吸収した時、ファン３を起動させて熱を迅速に排出する。
【選択図】図１

Description

本考案は、電子部品の放熱に用いられる放熱器に関する。

従来、電子部品の放熱を行う放熱器は主に、アルミニウム或いは銅製の放熱ベースと放熱フィンモジュールとによって構成するか、ファンをさらに結合した組合せによって構成される。また、一つ以上の導熱管を結合することにより放熱効率を高めることも可能であり、放熱ベースを電子部品に密着して熱を吸収し、放熱フィンモジュールによって熱を伝えて放熱目的を達成するか、導熱管或いはファンの助けを借りて迅速放熱の役割を果たす。

従来の円筒形放熱器は、円筒形本体及び複数の放熱フィンにより構成され、各放熱フィンは一体成形（或いは半田付け）され放射延伸形態で円筒形本体の周壁に繞設され、電子部品を円筒形本体の底部面に粘着する。よって、熱は本体底部面を介して周壁の複数の放熱フィンに伝えられ、放熱目的を達成する。
この放熱器は、放熱フィンが一体成形であるため、フィンの数量が制限されて低密度の分布となる。尚且つフィンには相当な厚みがあり重量が重くなるため、放熱効率が良好でなく、コスト高となる。また、従来の円筒形の放熱器は、筒形周壁であるため、ファンは本体上端面に直接外付けできるだけで、ファンを本体内部に取り付けることはできない。したがって、放熱器の体積がさらに拡大される。

また、現在、プレス加工を用いて各放熱フィンを円筒形本体の周壁に挟み込み固定することにより、放熱フィンの一体成形の欠点を克服する方式がある。この種の従来構造は円筒形本体を備え、並びに円筒形本体の周壁に垂直状態で隣り合う複数の挟持溝を設け、各放熱フィンを嵌挿した後にプレス加工で結合させると、複数の放熱フィンは放射方向を形成して円筒形本体に結合される。

特開平０８−１８２６１号公報

上記のプレス加工による円筒形状の放熱器では、円筒形の本体が不可欠な主要構成要素となる。円筒形本体の重量や消費材料が相当な比率を占めるため、全体の重量を軽減できず、消費材料の効果的な節約及びコストダウンが実現できないでいる。
本考案は、上記の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、迅速に放熱可能であり、消費材料を節約する放熱器を提供することにある。

上記の課題を解決する手段として、本考案は、ファン内蔵式放熱器を提供する。その主な構成は、放熱ベース、放熱フィンモジュール、及びファンを含む。前記放熱ベースは底部内側面の周辺に間隔をあけて繞設する複数の挿入溝を設け、放熱フィンモジュールに係合する複数の放熱フィンをそれぞれ挿入し、並びに、プレス加工によって挿入溝を押圧し変形させ、各放熱フィンを放熱ベースに緊密に結合させる。また、放熱フィンモジュールには内蔵ファンを結合し、放熱ベースが熱を吸収した時、同時にファンによって熱を迅速に排出する。
その全体構造は、簡単、迅速で、非常に安定した結合となるだけでなく、消費材料を節約し、コストを削減し、ファンが放熱フィンモジュールの内部に隠されて結合されているため、放熱器の体積を拡大することがない。

本考案の第二の構成によると、前記放熱フィンモジュールの上方にはさらに上蓋板を被嵌する。これにより、放熱器全体の緊密結合を高めることができる。上蓋板には各放熱フィンに係合する複数の挿入溝孔を備え、各放熱フィンを繞設形態で挿入し緊密に結合する。または、各放熱フィンは、上端に延伸片を予め設け、延伸片を係合する挿入溝孔に挿入した後、さらに延伸片を屈曲させて、好ましい固定結合を得る。

本考案の第三の構成によると、前記上蓋板と各放熱フィンの結合方式は、放熱フィンの上端の延伸片の一方側或いは両側に切欠溝を予め設け、延伸片を係合する上蓋板の挿入溝孔に挿入した後、さらに切欠溝に沿って延伸片を外側に折り返して屈曲させ、外側に折り返した屈曲段によって上蓋板を圧迫して支え、好ましい固定結合形態を形成する。

本考案の第四の構成によると、前記放熱ベースと放熱フィンモジュールの間に、一つ以上の導熱管を結合してもよい。導熱管は放熱ベースの底面に揃わせて嵌設し、発熱電子部品に直接貼り付け、尚且つ導熱管を放熱フィンモジュールに嵌入させることで、熱は各放熱フィンを通過し、並びに、内蔵ファンを組み合わせて、迅速に放熱を行う。

本考案の第五の構成によると、前記内蔵ファンは渦巻ファンとして実施し、渦巻羽根を用いてさらに放熱効果を強化する。
本考案の第六の構成によると、前記放熱フィンモジュールの放熱フィンの底端は、二重或いは多重に折り返した形態で成形される挿設部として形成される。この挿設部は、プレス加工方式によって圧縮変形され、各放熱フィンを放熱ベースに繞設形態で結合させる。これにより、プレス結合をさらに安定させ、放熱フィンの挿入溝からの脱落や弛みの発生を確実に防ぐ。

本考案のファン内蔵式放熱器は、以上の構成により、放熱ベースが熱を吸収した時、内蔵されたファンによって熱を迅速に排出することができる。その全体構造は、簡単、迅速で、非常に安定した結合となるだけでなく、消費材料を節約し、コストを削減することができる。また、ファンが放熱フィンモジュールの内部に隠されて結合されているため、放熱器の体格を小さくすることができるという特徴を有する。

本考案の第１実施形態の分解斜視図である。 本考案の第１実施形態を上蓋側からみた斜視図である。 本考案の第１実施形態を底側からみた斜視図である。 本考案の第１実施形態の放熱フィン、放熱ベース、上蓋板の分解状態を示した部分斜視図である。 本考案の第１実施形態の平面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 一対の脚座を結合した本考案の第１実施形態の変形例を上蓋側からみた斜視図である。 本考案の第１実施形態の変形例を底側からみた斜視図である。 導熱管を結合した本考案の第２実施形態を上蓋側からみた斜視図である。 本考案の第２実施形態を底側からみた斜視図である。 本考案の第２実施形態の放熱フィンの斜視図である。 本考案の第３実施形態の放熱フィンの斜視図である。 本考案の第３実施形態の斜視図である。

（第１実施形態）
図１及び図２に示すとおり、本考案の「ファン内蔵式放熱器」は主に、放熱ベース１、放熱フィンモジュール２、及びファン３を含み、放熱フィンモジュール２の上方にさらに上蓋板４を結合してもよい。

放熱ベース１は、平板形状であり、並びに、底部内側面１０１の周辺に複数の間隔をあけて繞設する挿入溝１１を設け、底部外側面１０２には発熱電子部品を直接貼り付けるための段状凸部１２を設ける（図３参照）。

放熱フィンモジュール２は、複数の放熱フィン２１を繞設することにより構成し、各放熱フィン２１の底端をそれぞれ係合する放熱ベース１の挿入溝１１に挿入する。

ファン３は、放熱ベース１の底部内側面１０１に螺着し、ファン３を放熱フィンモジュール２の内部に配置し、複数の放熱フィン２１を繞設する。図に示すとおり、渦巻ファン３の実施形態は、回転軸３１と複数の片的羽根３２を含み、並びに、回転軸３１を放熱ベース１の底部内側面１０１に螺着する。

上蓋板４は、環状形蓋板であり、放熱フィンモジュール２の上方に被嵌する。該上蓋板４には各放熱フィン２１に係合する複数の挿入溝孔４１を備え、各放熱フィン２１を繞設形態で挿入し結合する。

放熱ベース１、放熱フィンモジュール２、及びファン３を用いた本考案において、放熱フィンモジュール２の各放熱フィン２１を対応する放熱ベース１の挿入溝１１に挿入し、挿入溝２１にプレス加工を行って圧縮変形させ、各放熱フィン２１の底端と放熱ベース１の挿入溝１１とは周囲に挿入した緊密結合を形成する。また、放熱フィンモジュール２には内蔵ファン３を内設するため、放熱ベース１が熱を吸収すると、ファン３が起動し熱を迅速に排出することにより、迅速放熱の目的を果たす。

図に示した渦巻ファン３の複数の羽根３２はいずれも同一方向に直立する円弧形状であり、各放熱フィン２１は羽根３２と逆方向に直立する円弧形状である。これにより、渦巻ファン３の羽根３２と放熱フィンモジュール２の放熱フィン２１には相反する円弧形方向が形成されるため、渦巻ファン３が起動すると、さらに強大な乱流放熱効果が生まれる。

図４に示すとおり、放熱フィンモジュール２の各放熱フィン２１は、放熱フィン２１の上端に延伸片２１１を予め設け、延伸片２１１を係合する上蓋板４の挿入溝孔４１に挿入し、さらに延伸片２１１を屈曲することにより、各放熱フィン２１の上端と上蓋板４とは安定した状態で結合する（図４、図６参照）。

図６に示すとおり、各放熱フィン２１の底端は、折り返した形態で成形する二層（或いは多層）の挿設部２１２として実施し、プレス加工方式によって各挿入溝１１を圧縮変形させ、さらに各放熱フィン２１の挿設部２１２を各挿入溝１１内に圧して結合し、放熱フィン２１と挿入溝１１の脱落や弛みを確実に防ぐ。

（第１実施形態の変形例）
図７、図８に示すとおり、放熱ベース１の底部外側面１０２には対称となる二つの脚座５１と脚座５２を螺着してもよい。また、段状凸部１２（図３参照）や段状凸部１２’（図８参照）の形状は任意に変更でき、各種発熱電子部品に直接貼り付ける。

（第２実施形態）
図９、図１０に示すとおり、本考案は放熱ベース１と放熱フィンモジュール２の間に、さらに一つ以上の導熱管６を結合してもよい。導熱管６は放熱ベース１の底面に嵌設し、放熱フィンモジュール２ａの放熱フィン２１ａに嵌入した状態で繞設する。一つ以上の導熱管６と放熱ベース１、放熱フィンモジュール２ａは同時に嵌入結合形態を形成するため、導熱管６によって発熱電子部品を直接貼り付けるか、或いは予め接触端に塗布した導熱ペースト７に内蔵ファン３を組み合わせて、迅速放熱を行う。

図１１に示すとおり、放熱フィンモジュール２ａの放熱フィン２１ａにおいて、各放熱フィン２１ａには嵌入溝２１３ａを設け、導熱管６を嵌入し結合させる。また、各嵌入溝２１３ａには溝壁部２１４ａを設けてあるため、導熱管６を嵌入した時に好ましい支持嵌合効果が得られ、尚且つ導熱管６と放熱フィン２１ａの接触面積を拡大する。

（第３実施形態）
図１２には、本考案のもう一つの放熱フィン２１ｂの実施形態を示す。該放熱フィン２１ｂは上端の延伸片２１１ｂの一方側或いは両側に切欠溝２１５ｂを予め設けてあるため、延伸片２１１ｂを係合する上蓋板４ａの挿入溝孔４１ａに挿入した後、さらに切欠溝２１５ｂに沿って延伸片２１１ｂの一方側或いは両側を外側に折り返して屈曲させ、並びに外側に折り返した屈曲段２１６ｂによって上蓋板４ａを圧迫して支え、固定結合形態を形成する（図１３参照）。

図１３の実施例に示すとおり、上蓋板４ａの挿入溝孔４１ａは辺壁まで繋がっており、延伸片２１１ｂを係合する挿入溝孔４１ａに挿入後、さらに挿入溝孔４１ａの辺壁にプレス加工を行い、前端の挿入溝孔４１ａを密閉状態にする。また、プレス加工による変形を利用して、延伸片２１１ｂ及び屈曲段２１６ｂを押圧、圧迫し、上蓋板４ａと放熱フィン２１ｂを更に緊密に固定結合させる。

（効果）
本考案の構成は、主に、放熱ベース１の底部内側面の周方向に巡らすように互いに間隔をあけて複数の挿入溝１１を設け、係合する複数の放熱フィン２１をプレス加工によってそれぞれ挿入溝１１に挿入することを特徴とする。これにより、各放熱フィン２１と放熱ベース１は一回のプレス加工で同時に緊密結合が得られるため、組合せ全体がさらに簡単に迅速なものとなる。また、放熱フィンモジュール２に内蔵した内蔵ファン３は、熱を排出する速度が非常に速く、また、導熱管６を結合する方式では、放熱効率をさらに高めることができる。
上述のように、本考案のファン内蔵式放熱器は、その全体構造の構成及び作用の技術的特徴が従来のものとは確実に異なり、予期する効果を実現し、新規性及び進歩性を備えたものである。

（その他の実施形態）
上蓋板４或いは上蓋板４ａの目的は、全体構造を更に強化し安定させることにあり、必要に応じて、上蓋板４或いは上蓋板４ａの構成要素は省略してもよい。
上記実施形態の図は本考案の主な技術的特徴を示しただけであり、本考案の技術的範囲を制限するものではない。同効果を有する応用或いは簡単な増減による変更は、本考案の技術的範囲に含まれるものとする。

１ ・・・放熱ベース
１０１ ・・・ 底部内側面
１０２ ・・・ 底部外側面
１１ ・・・ 挿入溝
１２、１２’ ・・・段状凸部
２、２ａ ・・・ 放熱フィンモジュール
２１、２１ａ、２１ｂ・・・放熱フィン
２１１、２１１ｂ ・・・延伸片
２１２ ・・・ 挿設部
２１３ａ ・・・ 嵌入溝
２１４ａ ・・・ 溝壁部
２１５ｂ ・・・ 切欠溝
２１６ｂ ・・・ 屈曲段
３ ・・・ ファン
３１ ・・・ 回転軸
３２ ・・・ 羽根
４、４ａ ・・・ 上蓋板
４１、４１ａ・・・ 挿入溝孔
５１、５２ ・・・ 脚座
６ ・・・ 導熱管
７ ・・・ 導熱ペースト

Claims (10)

1. 平板形状であり、且つ、底部内側面（１０１）の周方向に巡らすように、複数の挿入溝（１１）を互いに間隔をあけて設けている放熱ベース（１）と、
   周方向に巡らすように設けた複数の放熱フィン（２１、２１ａ、２１ｂ）で構成され、前記複数の放熱フィンの底端は、係合する前記放熱ベースの前記複数の挿入溝に挿入される放熱フィンモジュール（２）と、
   前記複数の放熱フィンの径方向内側に設けられ、前記放熱ベースの前記底部内側面に螺着されることで、前記放熱フィンモジュールの内部に結合されるファン（３）と、
   を備え、
   前記放熱ベースの前記挿入溝は、押圧されて変形することで、前記複数の放熱フィンの底端を前記放熱ベースの前記複数の挿入溝に緊密に結合させることを特徴とする放熱器。
2. 前記放熱フィンモジュールの上方に結合される上蓋板（４、４ａ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
3. 前記上蓋板（４）は環状であり、前記複数の放熱フィンに係合する複数の挿入溝孔（４１）を有し、前記放熱フィンモジュールの前記複数の放熱フィンは、前記上蓋板の前記複数の挿入溝孔に挿入されてから屈曲される延伸片（２１１）を上端に設けていることを特徴とする請求項２に記載の放熱器。
4. 前記ファンは、前記放熱ベースの前記底部内側面に螺着される回転軸（３１）と複数の羽根（３２）とを含む渦巻ファンであることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
5. 前記渦巻ファンの前記複数の羽根は、周方向の同一方向に膨らむ円弧形状であり、
   前記複数の放熱フィンは、周方向の前記渦巻ファンの前記羽根と逆方向に膨らむ円弧形状であることを特徴とする請求項４に記載の放熱器。
6. 前記放熱フィンモジュールの前記複数の放熱フィンは、二重或いは多重に折り返した形態で成形される挿設部（２１２）が底端に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
7. 前記放熱ベースは、底部外側面（１０２）に一対の脚座（５１、５２）が螺着されることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
8. 前記放熱ベースと前記放熱フィンモジュールとの間には、前記放熱ベースの底面に沿って嵌入され、且つ前記放熱フィンモジュールの前記放熱フィンの周囲に設けられる一つ以上の導熱管（６）を備えることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
9. 前記放熱フィンモジュール（２ａ）の前記複数の放熱フィン（２１ａ）には、溝壁部（２１４ａ）を有し前記導熱管を嵌入し結合させるための嵌入溝（２１３ａ）を設けていることを特徴とする請求項８に記載の放熱器。
10. 前記上蓋板（４ａ）は環状であり、前記複数の放熱フィンに係合する複数の挿入溝孔（４１ａ）を有し、前記放熱フィンモジュールの前記複数の放熱フィン（２１ｂ）は、前記上蓋板の前記挿入溝孔に挿入される延伸片（２１１ｂ）を上端に設けており、
    前記延伸片は、前記上蓋板の前記挿入溝孔に挿入された後、さらに前記延伸片の周方向の一方側或いは両側に形成された切欠溝（２１５ａ）に沿って一方側或いは両側を外側に折り返して屈曲されることで、前記上蓋板を圧迫して支えることを特徴とする請求項２に記載の放熱器。

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