JP3208516U - Water-cooled heat sink - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒートシンク基材にヒートパイプが、強密着状態で固定され、固定箇所における接触不良、熱伝導不均衡、固定強度不足等が無く、上下高さがヒートシンク基材の高さに抑えられた水冷式ヒートシンクを提供する。【解決手段】ヒートパイプ2の前後長さ途中部が、ヒートシンク基材1AのU字形溝12内に沿って配設され、更に、左右各1本の立壁が互いに近接してヒートパイプの側面に密着する方向に向けカシメられてカシメ部17、18を形成し、ヒートシンク基材に強密着固定されている。またカシメとともに行われる上方からの押圧により、ヒートパイプとカシメ部の上端面21がヒートシンク基材の上面11と同じ高さに平坦化されている。【選択図】図1An object of the present invention is to fix a heat pipe to a heat sink base material in a strong contact state, and to prevent a contact failure, a thermal conduction imbalance, insufficient fixing strength, etc. A water-cooled heat sink is provided. A middle portion of the front and rear length of a heat pipe is disposed along a U-shaped groove of a heat sink base material, and each of the left and right standing walls is close to each other on the side surface of the heat pipe. The crimped portions 17 and 18 are formed by crimping in the direction of close contact, and are firmly fixed to the heat sink base material. Further, the upper end surface 21 of the heat pipe and the caulking portion is flattened to the same height as the upper surface 11 of the heat sink base material by pressing from above with the caulking. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、ヒートシンク基材にヒートパイプを固定させた水冷式ヒートシンクに関する。 The present invention relates to a water-cooled heat sink in which a heat pipe is fixed to a heat sink base material.
電子時代の流れに伴って製品の機能は多種化され、環境意識も強くなり、これらに対応した製品開発が要求されている。とくに、既存性能の条件を確保しながら製品を小型化させることがヒートシンクを開発する上で重要になっている。
しかしながら、従来型の自然冷却と強制風冷却によるヒートシンクは、既に高パワーが求められる製品に対応出来なくなっている。With the trend of the electronic age, product functions have become diversified, environmental awareness has become stronger, and product development corresponding to these has been required. In particular, it is important to develop a heat sink to reduce the size of the product while ensuring the existing performance conditions.
However, conventional heat sinks using natural cooling and forced air cooling are no longer compatible with products that require high power.
現在では、パワーUPした製品から生じた熱は、水冷却式のヒートシンク及び水冷却インバーター制御付きのヒートシンクにより放熱させている。水冷式のヒートシンクにはヒートパイプが固定されている。この固定では接着剤が未だ多く利用されているが、接着剤を利用すると、接着箇所において、接触不良、熱伝導不均衡、固定強度不足等のリスクが存在する。
このため、最近の水冷却ヒートシンクは、特許文献1、特許文献2に開示の如く、ヒートパイプの長さ途中部の両側に沿う部分をカシメて、ヒートパイプをヒートシンク基材に固定させたものが主流である。At present, the heat generated from the power-up product is dissipated by a water-cooled heat sink and a heat sink with a water-cooled inverter control. A heat pipe is fixed to the water-cooled heat sink. Although many adhesives are still used in this fixing, there are risks such as poor contact, thermal conduction imbalance, insufficient fixing strength, etc. at the bonding site when the adhesive is used.
For this reason, recent water-cooled heat sinks, as disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示の水冷式ヒートシンクは、同特許文献の図3に示すように、取付溝内に配置したヒートパイプ7の上面の高さがツメ部10の下部近くの高さの位置にあるため、ツメ部10は、同特許文献の図4に示すように、斜め下方にカシメられる。このため、抑え部11による下方に向けたプレスによってヒートパイプ7の上部が広がり方向に変形しても、カシメ後の爪部7の基部内側とヒートパイプ7との間に隙間が生じ易く、この隙間は接合箇所の熱伝導不均衡、固定強度不足を招く。 However, in the water-cooled heat sink disclosed in
特許文献2に開示のヒートパイプの固定方法は、取付け溝4の幅がヒートパイプ6の外径よりも大きく、上方からのプレスによってヒートパイプ6全体を取付け溝4内に密着するように変形させている。しかしながら、ヒートパイプ6の上部だけが大きく変形して、下部が取付け溝4内に密着するまで変形しない場合も予想される。
また、同特許文献の図1、図2、図4に示す固定方法は、ヒートパイプ6の上部と立上がり壁8の上部が、受放熱部材2の上面よりも上方に突出しているため、ヒートシンクの設置空間高さが大きくなる。このため、小型電子機器用のヒートシンクには向かない。In the fixing method of the heat pipe disclosed in
1, 2, and 4 of the same patent document, since the upper part of the heat pipe 6 and the upper part of the rising wall 8 protrude above the upper surface of the heat receiving and radiating
本考案は、ヒートシンク基材に向けたヒートパイプの固定が、強密着状態でされており、この固定箇所における接触不良、熱伝導不均衡、固定強度不足等が無く、上下高さがヒートシンク基材の高さに抑えられた水冷式ヒートシンクを提供することを解決課題とする。 In the present invention, the heat pipe is fixed to the heat sink base material in a strong contact state, and there is no contact failure, heat conduction imbalance, insufficient fixing strength, etc. It is an object of the present invention to provide a water-cooled heat sink that is suppressed to a height of 10 mm.
本考案に係る水冷式ヒートシンクは、次の構造を備える。
(1)アルミニウム製ヒートシンク基材にヒートパイプの長さ途中部が固定された水冷式ヒートシンクである。前記アルミニウムは、アルミニウム合金、アルマイト表面加工されたものも含まれる。
(2)前記ヒートパイプの前後長さ途中部は、前記U字形溝内に沿って配設され、更に、前記左右各1本の立壁による互いに近接して前記ヒートパイプの側面に密着する方向に向けたカシメと、このカシメとともに行われる上方からの押圧による前記ヒートパイプの前記長さ途中部と前記各カシメ部とにおける各上面の前記上板面と同じ高さになる平坦な変形によって、前記U字形溝内に強密着固定されている。The water-cooled heat sink according to the present invention has the following structure.
(1) A water-cooled heat sink in which an intermediate length of the heat pipe is fixed to an aluminum heat sink base material. Examples of the aluminum include aluminum alloy and anodized aluminum.
(2) The middle part of the front and rear length of the heat pipe is disposed along the U-shaped groove, and further in the direction of being in close contact with the side surfaces of the heat pipe by the left and right standing walls. By the flat deformation that becomes the same height as the upper plate surface of each upper surface in the middle part of the length of the heat pipe and the caulking part by pressing from above performed with the caulking, It is firmly fixed in the U-shaped groove.
請求項2に係る水冷式ヒートシンクは、次の構造を備える。
(1)請求項1に記載の各構成を備える。
(2)前記ヒートパイプはU字形状であり、該ヒートパイプの平行な直線部分のそれぞれが、前記カシメと前記押圧とによって前記ヒートシンク基材に強密着されている。The water-cooled heat sink according to
(1) The components according to
(2) The heat pipe is U-shaped, and each of the parallel straight portions of the heat pipe is in close contact with the heat sink base material by the caulking and the pressing.
本考案は、ヒートシンク基材に向けたヒートパイプの固定が、強密着状態で固定され、この固定箇所における接触不良、熱伝導不均衡、固定強度不足等が無く、上下高さがヒートシンク基材の上下高さに抑えられた水冷式ヒートシンクを提供することを解決課題とする。 The present invention fixes the heat pipe toward the heat sink base material in a tight contact state, and does not have poor contact, heat conduction imbalance, insufficient fixing strength, etc. It is an object of the present invention to provide a water-cooled heat sink that is suppressed to a vertical height.
本考案の好適なる実施形態を以下の実施例において詳述する。 Preferred embodiments of the invention are described in detail in the following examples.
[第1実施形態]
図1(a)に示す第1実施形態に係る水冷式ヒートシンク100は、アルミニウム製ヒートシンク基材1Aに、1本のヒートパイプ2の長さ途中部が固定されて出来ている。
ヒートパイプ2は、その長さ途中部が、図1(a)(b)に示すように、U字形溝12内に沿って配置され、さらに、U字形溝12の両側がカシメられて、U字形溝12内に密着状態で保持されている。
カシメはヒートシンク基材1Aの前後長さ方向の全域で行なわれても良いが、図1(a)に示すように所定長さ毎に区切って行なうと、ヒートシンク基材1Aとヒートパイプ2の長さに対応したカシメが行えるため金型製作コストが大幅に抑えられ、ヒートパイプ2に密着したカシメが良好に行える。[First Embodiment]
A water-cooled
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
The caulking may be performed in the entire length direction of the heat
ヒートパイプ2の上端面21とカシメ成形後のカシメ部17.18は、上記カシメとともに行われる上方からのプレスにより、ヒートシンク基材1Aの上面11と同じ高さの平坦面に成形されて、水冷式ヒートシンク100を実装する場所の高さ方向のスペースが抑えられるようにしてある。また、この上方からのプレスは、前記U字形溝内のヒートパイプを強力で隙間の無い密着状態にさせる。 The
図2に水冷式ヒートシンク100の製造工程が示されている。
この製造工程の最初の工程では、図2(a)及び(a−1)に示す断面形状のアルミニウム製の厚肉平板からなるヒートシンク基材1Aと、ヒートパイプ2が用意される。FIG. 2 shows a manufacturing process of the water-cooled
In the first step of this manufacturing process, a heat
ヒートパイプ2は、熱伝導性と塑性変形し易い銅製又はアルミニウム製の小径丸パイプが使用される。 The
ヒートシンク基材1Aは、図2(a)及び(a−1)に示す、上面11にU字形溝12と、U字形溝12の両側に沿う細幅溝13,14とが形成され、これにより、U字形溝12と細幅溝13,14との間に立壁15,16が形成された、厚肉平板形状のアルミニウム板が使用される。
U字形溝12の底12aの形状と、U字形溝12の両側壁の間隔は、ヒートパイプ2が丁度収まる程度とされている。U字形溝12の深さは、ヒートパイプ2の直径の2/3〜3/4程度である。U字形溝12の両側に位置する立壁15,16の上端面は、ヒートシンク基材1Aの上面11と同じ高さにある。The
The distance between the shape of the
図2(b)及び(b−1)に示す次の工程では、ヒートパイプ2の長さ途中部がU字形溝12内に沿って配置される。
そして、ヒートシンク基材1Aの上方には、下方に向けたV字形状を有する2つの突起32,33が形成されたプレス金型3を配置させている。
2つの突起32,33の間隔は、2本の細幅溝13,14どうしの間隔よりも、若干狭い程度である。2つの突起32,34の上下高さは、細幅溝13,14の深さと同程度である。2つの突起32,34を除いたプレス金型3の下面は平坦面である。In the next step shown in FIGS. 2 (b) and 2 (b-1), the middle portion of the length of the
A press die 3 in which two
The distance between the two
図2(c)及び(c−1)に示す次の工程では、プレス金型3の下面がヒートシンク基材1Aの上面11に接する位置まで、プレス金型3が下方に下ろされる。
これにより、突起32(34)が細幅溝13(14)内に突入し、突起32、33の内側に位置する傾斜面33(35)が立壁15(16)を近接する方向に塑性変形をさせて、立壁15(16)がヒートパイプ2の側面に強密着するまでカシメられる。In the next step shown in FIGS. 2C and 2C-1, the
As a result, the protrusion 32 (34) enters the narrow groove 13 (14), and the inclined surface 33 (35) located inside the
このカシメと同時に、プレス金型3の下面における突起32,34の間になる押圧面31が、カシメられた立壁15、16であるカシメ部17,18の上面と、ヒートパイプ2の上面21を、上方から押圧して、ヒートシンク基材1Aの上面11と同じ高さになる平坦面にさせる。上記カシメと、カシメ部17,18及びヒートパイプ2の上面21の押圧による変形は、ヒートパイプ2とートシンク基材1とを更に強密着させる。以上の工程を終えると、ヒートパイプ2はヒートシンク基材1Aに強固に固定される。 At the same time as the crimping, the
この後、プレス金型3を上方に移動させると、図1(a)(b)及び図2(d)及び(d−1)に示す水冷式ヒートシンク100が出来上がる。 Thereafter, when the press die 3 is moved upward, the water-cooled
[第2実施形態]
図3(a)及び(b)に示す第2実施形態に係る水冷式ヒートシンク200は、U字形状のヒートパイプ2の2つの直線部分がヒートシンク基材1に固定されたものであり、この固定は、上述した第1実施形態の場合と同様の工程で行われ、取付構造の第1実施形態の場合と同様である。[Second Embodiment]
The water-cooled heat sink 200 according to the second embodiment shown in FIGS. 3A and 3B is obtained by fixing two straight portions of the
本考案に係る水冷式ヒートシンクは、電子機器、電気装置等の内部の電子部品基板周辺部を冷却するために使用される。このため、電子機器及び電気機器の分野が利用分野になる。 The water-cooled heat sink according to the present invention is used to cool the periphery of an electronic component board inside an electronic device, an electric device or the like. For this reason, the field of electronic equipment and electrical equipment becomes a field of use.
100 水冷式ヒートシンク
200 水冷式ヒートシンク
1A ヒートシンク基材
1B ヒートシンク基材
12 U字形溝
13,14 細幅溝
15,16 立壁
17,18 カシメ部
2 ヒートパイプDESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ヒートシンク基材は、その上板面に、該ヒートシンク基材の前後端に至るU字形溝と、該U字形溝の両側に平行に沿う左右各1本の細幅溝と、前記U字形溝の両側の側壁の上部と前記細幅溝との間に位置する左右各1本の立壁と、が夫々設けられ、該立壁の上面の高さが前記上板面の高さに略揃えられた厚肉平板形状のものが用いられ、
前記ヒートパイプの前後長さ途中部は、前記U字形溝内に沿って配設され、更に、前記左右各1本の立壁による互いに近接して前記ヒートパイプの側面に密着する方向に向けたカシメと、このカシメとともに行われる上方からの押圧による前記ヒートパイプの前記長さ途中部と前記各カシメ部とにおける各上面の前記上板面と同じ高さになる平坦な変形によって、前記U字形溝内に強密着固定されていることを特徴とする水冷式ヒートシンク。A water-cooled heat sink in which the middle part of the length of the heat pipe is fixed to an aluminum heat sink base material,
The heat sink base material has a U-shaped groove reaching the front and rear ends of the heat sink base material, one narrow groove on each of the left and right along the both sides of the U-shaped groove, and the U-shaped groove. Left and right standing walls positioned between the upper portions of the side walls on both sides and the narrow groove, respectively, and the height of the upper surface of the standing walls is substantially aligned with the height of the upper plate surface. Thick flat plate shape is used,
A middle portion of the heat pipe in the front-rear length is disposed along the U-shaped groove, and is further caulked in a direction close to each other by the left and right standing walls and in close contact with the side surface of the heat pipe. And the U-shaped groove by a flat deformation that becomes the same height as the upper plate surface of each upper surface of the heat pipe in the middle of the length and each caulking portion by pressing from above performed together with the caulking A water-cooled heat sink characterized by being firmly fixed inside.
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