JP3929374B2 - タワー型ヒートシンク - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベース部に立設した伝熱部材に放熱フィンを取り付けた構造のタワー型ヒートシンクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般にベース部に支柱などの部材を立設し、その伝熱部材に放熱フィンを取り付けた構造のタワー型ヒートシンクにおいては、フィンを伝熱部材に嵌合させるなどのことにより、多数の放熱フィンを設けることができるので、その枚数や放熱面積の制約が少なくなる利点がある。この種のタワー型ヒートシンクの一例が米国特許第5,412,535号明細書に記載されており、このヒートシンクは前記伝熱部材としてヒートパイプもしくは、ベ−パーチャンバーを用いたものである。すなわちベース部に中空のコンテナを立設し、その内部をヒートパイプ化する一方、そのコンテナの外面に多数のフィンを嵌合させたものである。
【0003】
このヒートパイプ式のタワー型ヒートシンクにおいては、ベース部もしくはベ−パーチャンバーが、ベース部からフィンへの熱伝達を媒介し、しかもその熱伝達が作動流体の潜熱の形で行われるので、ベース部から放熱フィンに至る部分での熱抵抗を小さくすることができる。また特開平3−96258公報は、ベース部の貫通しない凹溝部の面に沿ってヒートパイプが取付けられたことにより、ヒートシンクの冷却性能を向上することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、CPU等の発熱部材と放熱フィンとの間にベース部等の部品が介在する構造になっている為、熱の伝達効率が著しく悪くなる不都合があった。特に上記の特開平3−96258公報に記載された構造でも、ベース部とヒートパイプとの取付凹溝が貫通していないので、加工コストが高くなる。加えて、ベース部とヒートパイプとの取付凹溝が貫通していない構造であるから、伝熱部材の底部がベース部に被覆され、熱伝達率が低下される不都合があった。
【0005】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ベース部と伝熱部材との取付構造を簡易にして、さらに熱的特性に優れたタワー型ヒートシンクを提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、熱が発生される発熱部材の熱を放熱する屈曲した伝熱部材がベース部に立設され、その伝熱部材におけるベース部の反対側の端部側に複数のフィンが装着されたタワー型ヒートシンクにおいて、前記伝熱部材が屈曲されて前記フィンが取り付けられる部分と前記ベース部に固着される基端部とが前記伝熱部材に形成されるとともに、前記ベース部の前記伝熱部材が接触させられる底面に、前記基端部が嵌め込まれる溝部が形成され、かつその溝部に連通する貫通孔が前記底面からこれとは反対側の上面に開口するように形成され、前記伝熱部材は、前記フィンを取り付けられる部分が前記貫通孔に前記底面側から挿入されて前記ベース部の上面側に突出して立設され、かつ前記基端部が前記溝部に前記底面と面一となるように嵌め込まれて前記ベース部に固着されていることを特徴とするタワー型ヒートシンクである。
【0007】
したがって、請求項1の発明では、空間部がベース部に貫通させることによって、その空間部の加工が簡易になる。前記ベース部の底面と前記伝熱部材の底端とが面一にほぼ一致させられたことによって、伝熱部材の底端を外部に露出し、もしくはベース部の底面に接近して位置する。そのために、ベース部の底面に接触させられる発熱部材との距離が短くなり、発熱部材から放熱させる際の熱抵抗が低減される。
【0008】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例を参照して説明する。図1は電子部品であるCPU1を放熱させる伝熱部材であるヒートパイプ3とベース部2との組み立て状況を示す一例である。図2はその全体的な構成を示す正面図である。図1において発熱部材に相当するCPU1を熱授受可能に各部品を構成させるベース部2とが、銅もしくはその合金などの熱伝導性の良好な金属によって平板状に形成されている。そのベース部2にヒートパイプ3の取り付け用の凹溝2Aが設けられる。そのヒートパイプ3の下面3AがCPU1の上面を接触もしくは接合させる面とされている。
【0009】
ベース部2の表面には、ベース部2を貫通するように凹溝2Aが設けられている。この凹溝2Aにヒートパイプ3の基端部4が嵌め込まれている。したがってヒートパイプ3の下面3Aがベース部2の下面2Bの面一にした状態で配置されている。したがって基端部4はベース部2によって狭持されている。またベース部2の周縁には、基板5が接続されている。
【0010】
ヒートパイプ3は、ほぼ直角に湾曲されてU字状に形成されている。図2に示されるU字状の一方の端部周辺が基端部4とされており、ベース部2に固定されている。
【0011】
またヒートパイプ3の前記U字状の他方の端部である先端部6周辺には、放熱のための多数のフィン7が設けられており、放熱部とされている。このフィン7は、アルミニウムあるいはその合金などの金属からなる環状をなす薄板状の部材であり、ヒートパイプ3に嵌合させるための取付孔7Aが形成されている。各フィン7は、ヒートパイプ3に嵌合させられた状態で、ヒートパイプ3の前記他方の端部の直角方向に、平行に所定の間隔で配置され、ハンダ付けあるいはカシメなどの適宜の手段でヒートパイプ3に固定されている。このフィン7同士の間隙が、図示しないファン等で強制冷却を行った際の通風路となっている。
【0012】
ヒートパイプ3の前記U字状の湾曲部分8の周辺は、フィン7が設けられていない部分とされている。すなわち、基端部4または放熱部以外の部分とされている。このヒートパイプ3における湾曲部分8を囲むようにベース部2に壁部が設けられている。ヒートパイプ3の先端部6は、ベース部2の表面方向に湾曲部分8を挟んで一個置きに配置されている。
【0013】
上述のタワー型ヒートシンク9が使用された状態を説明する。まずタワー型ヒートシンク9をCPU1に取り付ける。このとき、CPU1とヒートパイプ3とが接触する。このCPU1が動作を行うことによって熱が生じる。CPU1に生じた熱は管状の複数のヒートパイプ3の基端部4がベース部2に設けられている凹溝2Aに嵌め込まれて固着され、ヒートパイプ3とCPU1とが直接に接触して取付けられているので、上記の熱が直接にヒートパイプ3に伝達される。そのためベース部2の熱が効率良くヒートパイプ3に伝達されことによって、フィン7まで熱輸送される。
【0014】
またヒートパイプ3の基端部4がベース部2によって狭持されている。ベース部2の表面はベース部2の凹溝2Aを貫通するように設けることによって、凹溝2Aの加工が容易になる。その結果、凹溝2Aの加工コストの低廉化が容易となる。この凹溝2Aにヒートパイプ3の基端部4が嵌め込まれている。さらに加えてヒートパイプ3の下面3Aがベース部2の下面2Bの面一にした状態に配置され、且つヒートパイプ3が外部に露出されることによって、CPU1に生じた熱の抵抗が減少される。その結果、CPU1で生じた熱が効率よくフィン7まで熱輸送される。
【0015】
一方、放熱部がファン等(図示しない)によって送風されて強制冷却される。放熱部には、平行に配置された薄板状のフィン7が多数設けられていることによって、タワー型ヒートシンク9の放熱面積が増加される。
【0016】
前記ヒートパイプ3の先端部6はU形の頂点とされている。そのためヒートパイプ3およびフィン7並びにベース部2が枠組構造になることによって、タワー型ヒートシンク9の強度が向上する。
【0017】
上述の具体例によると、管状の複数のヒートパイプ3の基端部4がベース部2の底面に付近に固着されていることによって、ヒートパイプ3の直接的な熱伝達が可能とされる。その結果、CPU1に発生した熱をヒートパイプ3へ効率良く伝達することができる。
【0018】
なお前記ヒートパイプ3の先端部6が、多角形の頂点とされていることによって、そのため、ヒートパイプ3およびフィン7およびベース部2が、いわゆる枠組構造になるので、タワー型ヒートシンク9の強度を向上することができ、仮止め等を行うことができる。したがって、タワー型ヒートシンク9の生産性を向上することができる。また、フィン7同士の間隔を大きく形成できるよって、薄板状のフィン7は放熱面積の広いフィンを使用することができる。その結果、タワー型ヒートシンク9の放熱性を向上することができる。
【0019】
また放熱部に薄板状のフィン7が多数設けられていることによって、放熱面積を増加することができる。その結果、タワー型ヒートシンク9の放熱性を向上することができる。
【0020】
さらにヒートパイプ3が伝熱管とされていることによって、その結果、フィン7に対する熱の伝達が促進されて、その結果、放熱効率を向上させることができる。
【0021】
また上記の具体例のタワー型ヒートシンク9では、ベース部2とヒートパイプ3との取り付けを凹溝2Aとしているが、このベース部2の構造は、上述の凹溝2Aの構成に限定されない。例えば、図3ないし4に示されるように各ヒートパイプ3のU字幅同等または、その幅以上の長穴10としてもよい。この場合のベース部2とヒートパイプ3との取り付けは、ベース部2とヒートパイプ3との上部にカバー11を取り付けて、ベース部2とヒートパイプ3との結合をおこなってもよい。
【0022】
さらに上記の具体例のタワー型ヒートシンク9は、三本のU字状に湾曲された形状のヒートパイプ3が使用されたが、この発明のタワー型ヒートシンク9は、上述のヒートパイプ3の形状および本数に限定されない。例えば図5に示されるようにL字状に湾曲された形状のヒートパイプ3を使用し、その中間部をベース部2に固定する構成としてもよい。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、空間部がベース部に貫通させることによって、その空間部の加工が簡易になる。前記ベース部の底面と前記伝熱部材の底端とが面一にほぼ一致させられたことによって、伝熱部材の底端を外部に露出することができる。その結果、発熱部材で発生した熱を放散させる際の熱抵抗を低減でき、放熱特性に優れたタワー型ヒートシンクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明のタワー型ヒートシンクのベース部と伝熱部材との組立構造の一例を示す図である。
【図2】 この発明の図1のタワー型ヒートシンクの一実施形態を示す図である。
【図3】 この発明のタワー型ヒートシンクのベース部と伝熱部材との組立構造の一例を示す図である。
【図4】 この発明の他の実施形態を示す図である。
【図5】 この発明のタワー型ヒートシンクの伝熱部材の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1…CPU、 2…ベース部、 2A…凹溝、 2B…ベース部の下面、 3…ヒートパイプ、 3A…ヒートパイプの下面、 7…フィン、 9…タワー型ヒートシンク、 10…長孔。
Claims (1)
- 熱が発生される発熱部材の熱を放熱する屈曲した伝熱部材がベース部に立設され、その伝熱部材におけるベース部の反対側の端部側に複数のフィンが装着されたタワー型ヒートシンクにおいて、
前記伝熱部材が屈曲されて前記フィンが取り付けられる部分と前記ベース部に固着される基端部とが前記伝熱部材に形成されるとともに、
前記ベース部の前記伝熱部材が接触させられる底面に、前記基端部が嵌め込まれる溝部が形成され、かつその溝部に連通する貫通孔が前記底面からこれとは反対側の上面に開口するように形成され、
前記伝熱部材は、前記フィンを取り付けられる部分が前記貫通孔に前記底面側から挿入されて前記ベース部の上面側に突出して立設され、かつ前記基端部が前記溝部に前記底面と面一となるように嵌め込まれて前記ベース部に固着されていることを特徴とするタワー型ヒートシンク。
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