JP4439722B2

JP4439722B2 - 吸熱器及び吸熱器の製造方法

Info

Publication number: JP4439722B2
Application number: JP2000385663A
Authority: JP
Inventors: ガイ・アール・ワグナー
Original assignee: アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: US20020038699A1; US6561261B2; US6360816B1; JP2001223490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に冷却器に関するものであり、特に、電子機器から熱を除去するための吸熱器及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路のような電子部品は、種々の機器に次第に使用されるようになってきた。集積回路を使用する装置の普及した一例がコンピュータである。パソコンを含むコンピュータの中央処理装置は一般的に、複数個の集積回路から構成される。集積回路はまた、他のコンピュータ回路にも利用される。例えば、インターフェースやメモリ回路は通常、幾つかの集積回路から構成される。
【０００３】
前記集積回路等のような多くの電子部品は、正常な作動中に夥しい量の熱を発生する。前記熱が継続的に除去されない場合、前記電子部品は過熱し、その部品の破損及び又はその性能の劣化を招く。例えば、前記電子部品が熱暴走に遭遇して損傷を受ける可能性もある。前記過熱によるこのような問題を回避するために、各冷却器がこれらの電子部品と関連してしばしば利用される。
【０００４】
何年もの間に、前記電子部品によって生じる前記熱の量は増加して来た。それに加えて、これらの部品を利用する前記電子機器のサイズが一般的に縮小され、より小さな境界内でより大量の前記熱が生じることになった。それらのサイズを大きくせずにより熱くなった前記電子機器を冷却するために、より効率的な冷却器が求められている。
【０００５】
前記各電子部品に関連して利用される前記冷却器が吸熱器である。前記吸熱器は熱発生部品から前記熱を引き出し、前記熱を周辺雰囲気中に対流させる装置である。前記吸熱器は通常、アルミニウム、銅等のような熱伝導性材料から形成される。前記吸熱器は通常、前記熱発生電子部品の上に物理的に接触させて配設される。
この物理的な接触は、前記電子部品と前記吸熱器との間の前記熱伝導性を向上させ、前記熱を前記電子部品から前記吸熱器へ引き上げることを可能にする。それに加えて、熱伝導性化合物が通常、前記電子部品と前記吸熱器との間に配設されて、前記電子部品と前記吸熱器との間の前記熱伝導性を高める。前記熱伝導性は、前記電子部品によって発生する大部分の前記熱を前記電子部品から離れて前記吸熱器へ伝導することになる。前記熱は前記吸熱器の表面に移り、しかる後、前記吸熱器から前記周辺雰囲気中に対流される。
【０００６】
前記吸熱器の冷却容量を高める一つの方法は、前記吸熱器に取り付ける複数枚の冷却フィンと、空気を前記各冷却フィンを通過させる一台の冷却ファンを設けることによるものである。前記各冷却フィンは、前記吸熱器の表面積を増加させることに役立ち、これにより前記吸熱器から前記周辺雰囲気への前記熱の対流を増加させる。前記冷却ファンは、前記空気を前記各冷却フィンを通過させることに役立ち、それは前記吸熱器から前記周辺雰囲気への前記熱の対流を増加させる。前記増加した対流は、次ぎに、前記吸熱器がより多量の前記熱を前記電子部品から引き出すことを可能にする。このようにして、前記吸熱器は多量の前記熱を前記電子部品から除去することが可能になり、それは前記電子部品を冷却することに役立つ。
このような吸熱器の具体例は、Dean 氏の米国特許第５，７９４，６８５号「HEAT SINK DEVICE HAVING RADIAL HEAT AND AIRFLOW PATHS」及び Hanzlik 氏等の米国特許出願第０９／２５３８７７号「COOLING APPARATUS FOR ELECTRONIC DEVICES」に開示されているが、それらを本願明細書に引用し、組み入れてある。
【０００７】
安定状態にある熱源から引き出しれる熱量は、前記周辺雰囲気中に対流させられる熱量に依存する一方、前記周辺雰囲気中に対流させられる前記熱量は、前記周辺雰囲気中に前記熱を対流させる前記吸熱器の前記各冷却フィン及び他の機器の表面積に依存する。例えば、より大きな表面積を有する前記各冷却フィンは、一般的により多量の前記熱を前記周辺雰囲気中に対流させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、より大きな表面積を有する前記各冷却フィンは、前記空気を強制的に前記各冷却フィンを通過させられる時、前記各冷却フィン表面上に前記空気の重大なバリア層を有する傾向にある。前記空気バリア層とは、前記各冷却フィン表面に隣接する空気層であって、前記空気を強制的に前記各冷却フィンを通過させる時にも前記各冷却フィンに対して比較的静止状態を保っているものである。
従って、前記空気の重大なバリア層は、前記各冷却フィンからできる限り最大の前記熱を除去することが不可能な大きい表面積を有する前記各冷却フィンに対し前記空気を強制的に通過させることになってしまう。従って、前記各冷却フィンの表面積を単に増加させても、前記吸熱器の比例した冷却容量に帰着しない。
【０００９】
より大型の各冷却フィンに関連する他の問題は、それらがより大きな空間を占めることにあり、さもなければ、その空間は前記電子機器のサイズを減縮するために利用できたであろう。また、前記より大型の冷却フィンは、さもなければ、前記電子機器中に装着する前記各電子部品の実装密度を高めるために利用し得たであろう空間も占有することになる。上述したように、前記各電子部品がより小さな機器内に装着されているので、前記各電子機器内の減縮された空間あるいは前記各電子部品のより高い実装密度は有益となる。より大型の前記冷却フィンの利用は、前記各電子機器のサイズを増加あるいはその中に装着した前記各電子部品の実装密度を低減させる傾向にある。
【００１０】
前記各冷却フィンに関連する別の問題は、これらの製造が困難である点にある。例えば、前記各冷却フィンは、制限されることが少ない空気流を強制的に該各冷却フィンを通過させて供給することにより前記対流を増大させるために、比較的に薄いものでなければならない。前記各薄手の冷却フィンは通常、大きい冷却フィンと同様に前記吸熱器からの前記熱をうまく伝導できないので、前記各冷却フィンの厚さは、その熱伝導能力と釣り合わせるべきことに注目する必要がある。前記各薄手の冷却フィンは、例えば銅又はアルミニウムシートのような熱伝導性の高い金属シートから形成される。
しかしながら、前記各薄手の冷却フィンは、該各冷却フィンと前記吸熱器との間の低い熱抵抗を保証するように、前記吸熱器に取り付けることが困難になる傾向にある。例えば、前記各薄手の冷却フィンは、前記吸熱器に溶接又は半田付けされるが、それは比較的時間を費やすものである。代わって、前記各薄手の冷却フィンは、前記吸熱器と一体的に形成可能である。例えば、前記各冷却フィンを含む前記吸熱器は、一個の原材料から鋳造又は機械加工される。しかしながら、前記薄手の冷却フィンの鋳造又は機械加工はむしろ困難であり、且つコスト高になる傾向にある。
【００１１】
本発明は、上述した従来の冷却器における問題点を解消し、特に、前記電子機器から前記熱を効率よく除去し、且つ製作を容易にしてコストも低減する吸熱器及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、熱源から熱を除去するための吸熱器であって、前記吸熱器が、前記熱源の少なくとも一部分に接触するように適応される少なくとも一つの第一の表面と；前記少なくとも一つの第一の表面が配設され、前記少なくとも一つの第一の表面に直交する軸線を備える中心部材と；前記中心部材上に配設される少なくとも一つの外周面と；少なくとも一つの内周面と複数の冷却フィンとをそれぞれ有する、複数の冷却フィン装置と、を有し；前記複数の冷却フィン装置の各々における前記少なくとも一つの内周面が、前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面に隣接し、前記複数の冷却フィン装置の各々における前記複数の冷却フィンの各々は、空気が前記複数の冷却フィン間を通過して案内されるように、前記軸線に対して所定の角度をなす、吸熱器によって達成される。
【００１３】
【作用】
本発明の吸熱器は、前記銅又はアルミニウムのような熱伝導性の高い材料から成る細長い前記中心部材で構成される。前記中心部材は外周面と、前記熱源に接触するように適応される端部を有する。前記少なくとも一つの冷却フィン装置が、前記中心部材から前記周辺雰囲気への熱対流を高めるために前記中心部材の前記外周面に隣接して配設される。前記各冷却フィン装置は、前記少なくとも一つの内周面と前記少なくとも一枚の冷却フィンとを有し、そこにおいて前記冷却フィン装置の前記内周面が、前記中心部材の前記外周面に隣接して配設される。前記各空気冷却フィンの面積は、前記空気が強制的に前記各冷却フィンを通過させられる折に、前記各冷却フィンの表面上に生じる前記空気のバリア層を減少させるように小さくする。前記複数枚の比較的小型の冷却フィンは、前記各冷却フィン組立体を介して前記中心部材に結合され、従って、前記複数枚の冷却フィンの総表面積は比較的大きくなり、それが前記周辺雰囲気への前記熱対流を向上させる。
【００１４】
前記各冷却フィン装置の各カラー部材は、前記中心部材と略同一の周界を有する内周面を有する。このことは、前記各冷却フィン装置と前記中心部材との間に締り嵌めを形成するように、前記各冷却フィン装置が前記中心部材に嵌着されることを可能にする。前記締り嵌めは、前記各冷却フィン装置と前記中心部材との間に低い熱抵抗を与え、それが前記中心部材と前記各冷却フィン装置との間の前記熱伝導性を向上させることにより、前記吸熱器の冷却容量を向上させる。
【００１５】
通常のファンは、前記対流を増加させるために、前記熱源に対向する前記中心部材近傍に配設され、前記各冷却フィンの表面に前記空気を通過させるのに役立つ。前記ファンは、前記吸熱器の冷却容量を更に大きくするために、前記熱源の概略の方向に前記空気を送り込むことも可能である。前記ファンからの吹出風が前記中心部材及び前記各冷却フィンから離散するよりもむしろ前記各冷却フィンの前記表面を通過することを保証するために、シュラウドが、前記ファン及び前記各冷却フィン上に配設される。
【００１６】
前記各冷却フィンは、空気抵抗を最少にするように比較的薄くする。それによって、大量の前記空気が前記各冷却フィンに沿って通過させられ、該各冷却フィンは順次大量の前記熱を前記周辺雰囲気へ対流させる。しかしながら、前記各冷却フィンは、前記中心部材から大量の前記熱を引き出すに足る厚さにする。
【００１７】
前記吸熱器が回路基板に取り付けられる前記電子部品により生じた前記熱を放散させるために使用される場合、前記中心部材が前記電子部品近傍に配設される。前記熱は前記電子部品から前記中心部材に引き出されて前記電子部品から離散する。その後、前記熱は前記中心部材の前記外表面に、そして前記各冷却フィンに伝達される。前記ファンによって前記各冷却フィンを通過させられた前記空気は、前記熱を前記周辺雰囲気中に対流させ、その結果、前記電子部品を冷却する。前記中心部材の細長い形状は、前記熱が前記プリント回路基板に対して主として直角方向に引き出されることを可能にする。従って、前記吸熱器は最少限の面積を占有し、この最少限の面積は前記電子部品をより高い密度で前記プリント回路基板上に取り付けることを可能にする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の吸熱器の一実施態様について、添付した図面に基づき以下に詳述する。図１乃至図１２は、熱源３３０から熱を除去するための前記吸熱器２００の概略を示したものである。前記吸熱器２００は、前記熱源３３０の少なくとも一部分３３２に接触するように適応させる少なくとも一つの第一の表面２１６と、前記の少なくとも一つの第一の表面２１６がその上に配設される前記中心部材２１０と、前記中心部材２１０に配設される前記少なくとも一つの外周面２１２と、そして前記少なくとも一つの内周面２４８と前記少なくとも一枚の冷却フィン２４６とを有する少なくとも一つの冷却フィン装置２４０とから構成される。前記冷却フィン装置２４０の前記少なくとも一つの内周面２４８は、前記中心部材２１０の前記少なくとも一つの外周面２１２に隣接している。
【００１９】
また、図１乃至図１２は、前記吸熱器２００の製造方法を概略示すものである。前記方法は、前記少なくとも一つの外周面２１２を有する前記中心部材２１０を設け、前記少なくとも一つの内周面２４８と前記少なくとも一つの冷却フィン２４６とを有する前記少なくとも一つの冷却フィン装置２４０を設け、そして前記少なくとも一つの冷却フィン装置２４０の前記少なくとも一つの内周面２４８を前記中心部材２１０の前記少なくとも一つの外周面２１２近傍に配設させることから成る。
【００２０】
図１から図１２はまた、前記熱源３３０から前記熱を除去するための前記吸熱器２００を概略示したものである。前記吸熱器２００は、前記熱源３３０の前記少なくとも一部分３３２に接触するように適応される前記少なくとも一つの第一の表面２１６と；その上に前記少なくとも一つの第一の表面２１６が配設される中心部材２１０と；前記少なくとも一つの第一の表面２１６に対して略直交して前記中心部材２１０と関連する軸線ＡＡと；前記中心部材２１０の前記少なくとも一つの外周面２１２に隣接し、前記軸線ＡＡに対して略放射状且つ軸線方向に延伸する前記少なくとも一枚の冷却フィン２４６と；そして、前記少なくとも一枚の冷却フィン２４６及び前記中心部材２１０を略被覆するシュラウド３５０とを具備して成っている。
【００２１】
図１の冷却器１００の概要を説明したが、以下に、それを詳述する。前記冷却器１００は、前記吸熱器２００に結合されるファン１１０を有する。下記説明は、前記ファン１１０の説明前に先ず前記吸熱器２００について記述する。前記吸熱器２００と関連した前記ファン１１０の作用に関する記述はそれらの個別説明でなされる。
【００２２】
図２を参照すれば、そこに部分的に組み立てられた前記吸熱器２００が示されていて、前記吸熱器２００は、前記中心部材２１０に隣接して配設される第一のフィン環２８１を有する。図解する目的のため、図２は前記中心部材２１０に取り付けられる前記第一のフィン環２８１のみを示している。更に後述する前記吸熱器２００は、前記中心部材２１０に取り付けられる複数組のフィン環２４０(図１)を具備することで記述されている。本願明細書において、前記第一のフィン環２８１及び他のフィン環は、時に冷却フィン装置と呼ばれる。
【００２３】
前記中心部材２１０は、前記銅又はアルミニウムのような熱伝導性材料から形成される。前記中心部材２１０は、それらの間に前記外周面２１２が配設される頂部２１４及び前記下方部２１６を有する。前記中心部材２１０は、直径Ｄ１を有する略円筒形態を採る。高さＨ１は、前記頂部２１４と前記下方部２１６との間に延伸する。前記直径Ｄ１は、例えば約３．０ｃｍ、前記高さＨ１も、例えば約３．０ｃｍである。
しかしながら、前記直径Ｄ１及び前記高さＨ１は、前記冷却器１００の特定冷却用途によって決定される。前記外周面２１２は周界を有し、それは図示された前記外周面２１２の場合、前記直径Ｄ１を有する円筒状の前記外周面２１２である。前記中心部材２１０は、ここでは説明の便宜上円筒状に描かれているが、他の形状とすることも可能で、例えば、前記中心部材２１０は立方体形状でも良く、この場合、立方体形状の中心部材の周界は、前記立方体の各側面により画成される境界である。
【００２４】
次に、図３を簡単に参照すれば、図３は図１の前記冷却器１００の側面図であり、前記中心部材２１０の前記下方部２１６は、前記熱発生機器３３０の頂面３３２と接触するように適応される。殊に、前記下方部２１６は、前記中心部材２１０と前記熱発生機器３３０との間に最大限の熱伝導性を与えるように適応される。例えば、前記熱発生機器３３０が集積回路であると、前記集積回路の前記頂面３３２は通常平坦である。従って、前記中心部材２１０の前記下方部２１６は、略平坦であり、前記熱発生機器３３０の前記頂面３３２の面積と略同一な面積を有する。
【００２５】
前記中心部材２１０を説明したので、次に、前記第一のフィン環２８１について説明する。図４は、図２の前記中心部材２１０から分離した前記第一のフィン環２８１を上方から見た斜視図であり、図３に示されたように前記中心部材２１０に隣接して配設される他のフィン環２４０を代表するものである。前記第一のフィン環２８１は、そこに取り付けられる前記複数枚の冷却フィン２４６を有するカラー部材２４４を具備する。
前記カラー部材２４４は、上方リング部２７０及び下方リング部２７２を有する前記内周面２４８を具備する。前記上方部２７０及び前記下方部２７２は高さＨ２、例えば約０．２５cmによって分離される。前記上方部２７０及び前記下方部２７２は、略平行する各平面上に配設される。基準軸線ＢＢは前記カラー部材２４４の中心点２７４を通過し、前記上方リング部２７０及び前記下方リング部２７２により画成される前記各平面に対して略直交する。
【００２６】
前記内周面２４８は、該内周面２４８と結合される周界を有し、本願明細書に記載した実施態様において前記上方リング部２７０と前記下方リング部２７２との間に延伸する円筒面である。前記内周面２４８の周界は、前記中心部材２１０の前記外周面２１２（図２）の円筒部周界と略同じである。
例えば、前記内周面２４８は円形で、図２の前記中心部材２１０の前記直径Ｄ１と略同じ大きさであるＤ２の直径を有する。図２の前記吸熱器２００の一実施態様において、前記中心部材２１０の前記直径Ｄ１と、図４の前記第一のフィン環２８１の前記直径Ｄ２は、以下に詳述するように、前記第一のフィン環２８１と前記中心部材２１０との間に締り嵌めをもたらすように適正な寸法に加工される。
【００２７】
前記カラー部材２４４は、そこに前記各冷却フィン２４６が取り付けられる外表面２５２を有する。ここでは前記第一のフィン２５０に対して言及がなされているが、前記他の全ての冷却フィン２４６と前記外表面２５２との結合を代表している。前記第一のフィン２５０は、図５に示されているように、取り付け部２５６、先端部２５８、表面２６０、上方端部２６２及び下方端部２６４を有する。前記表面２６０は、前記取り付け部２５６、先端部２５８、上方端部２６２及び下方端部２６４の前記各境界によって画成される。前記表面２６０は略平坦であり、従って、前記先端部２５８は略直線状である。長さＤ３は前記取り付け部２５６と前記先端部２５８との間に延伸する。
前記長さＤ３は、例えば約１１〜１３ｍｍである。長さＤ４は前記上方端部２６２と前記下方端部２６４との間に延伸する。前記空気を強制的に前記表面２６０上を通過させる際、前記第一のフィン２５０の前記表面２６０上に蓄積された前記空気の境界膜を低減させるために、前記長さＤ４を比較的短く保つことが望ましい。前記長さＤ４は、例えば約３．２５ｍｍである。前記取り付け部２５６は、前記第一のフィン２５０の捻れ部分であり、前記先端部２５８と前記基準軸線ＢＢとの間に角度ψを付けるのに役立つ。前記角度ψは例えば約４５度である。
【００２８】
前記カラー部材２４４及び前記各冷却フィン２４６は、前記アルミニウム又は銅のような熱伝導性材料から形成される。前記カラー部材２４４と前記各冷却フィン２４６の前記取り付け部２５６との間の接合部は、最小限の熱抵抗で前記熱を伝導する。例えば、前記カラー部材２４４は、前記各冷却フィン２４６と一体的に成形あるいは溶接により接合される。例えばこれに限られないが、前記第一のフィン環２８１を製作する非限定の実施例において、該第一のフィン環２８１は、前記銅又はアルミニウムシートのような単一の金属シートから形成される。
前記金属シートは、例えば約１／１５〜１／２０インチの厚さを有する。前記第一のフィン環２８１の製作は、前記カラー部材２４４を前記金属シートに型抜きすることから始まる。前記カラー部材２４４は、前記直径Ｄ２及び前記高さＨ２を有する略円形の型抜き部分である。従って、前記型抜き成形工程は、前記カラー部材２４４の前記直径Ｄ２及び前記高さＨ２を成形する。しかる後、前記各冷却フィン２４６は、前記金属シートから型抜きされる。例えば、前記各冷却フィン２４６は通常の型抜き成形工程により前記金属シートから打ち抜かれる。その後、前記金属シートは、前記角度ψを付けるために前記取り付け部２５６で前記各冷却フィン２４６を捻るための押し型内に挿着される。
【００２９】
再度図２を参照すれば、前記第一のフィン環２８１は、通常の方法により前記中心部材２１０上に嵌着されて前記第一のフィン環２８１と前記中心部材２１０との間に締り嵌めを形成させる。前記締り嵌めは、前記第一のフィン環２８１の前記内周面２４８（図４）の周界と略同じである前記中心部材２１０の前記外周面２１２の円筒部の成果である。従って、前記中心部材２１０の前記直径Ｄ１は、前記第一のフィン環２８１の前記直径Ｄ２（図４）と略同じか、あるいは僅かに大きい。図２に示されるように、前記第一のフィン環２８１は前記中心部材２１０の前記下方部２１６近傍に配設される。図６を参照すれば、それはそこに取り付けられた他のフィン環を有する図２の前記吸熱器２００であり、前記第一のフィン環２８１が前記中心部材２１０に嵌着された後、第二のフィン環２８２が前記中心部材２１０上に嵌着される。前記各フィン環２４０を前記中心部材２１０に嵌着する工程は、図３に示したように前記中心部材２１０の前記外周面２１２が前記各フィン環２４０で略覆われるまで続けられる。
【００３０】
図３は前記中心部材２１０に取り付けられる九組のフィン環２４０を示す。前記各フィン環２４０は、個々に第一〜第九のフィン環と呼ばれ、夫々２８１〜２８９と言う数字で引用される。前記複数組のフィン環２４０は、前記熱を前記周辺雰囲気中に対流させるための前記吸熱器２００で利用可能な表面積を著しく増大させる。更に、前記各フィン環２４０は比較的薄手であり、そのことが、後述するように、前記各フィン環２４０を介した空気抵抗を最小にすることによって前記熱を前記周辺雰囲気に対流させる能力を増加させる。図３に示したように、前記各冷却フィン２４６は略平坦であり、互いに略平行な各平面に配設される。後で詳述するように、前記各冷却フィン２４６の平坦な配置は、前記空気を強制的に前記各冷却フィン２４６の間を通過させて案内するように作用する各流路を形成し、それが前記周辺雰囲気に前記熱の対流を増加させる。前記各フィン環２４０の平坦な配置は、図７の略図を参照して以下に記述する。
【００３１】
前記吸熱器２００を記述したので、次に、前記ファン１１０が前記吸熱器２００と前記ファン１１０との関連の説明を付記して記述される。図３を再度参照すれば、前記ファン１１０は通常の電動ファンであり、例えば商標名をＰＡＮＡＦＬＯとして松下電器から販売されているＦＢＡ０６Ｔ１２Ｈ型の入手可能なタイプである。前記ファン１１０は回転部１１２を有し、該回転部１１２は頂部１１４、下方部（図３では図示せず）及び周側壁１１６を有する。前記基準軸線ＡＡは前記頂部１１４の中心を通って延伸し、前記頂部１１４に略直交している。以下に詳述するように、前記基準軸線ＡＡは前記回転部１１２の回転中心を限定している。方向１３０は、ここでは前記基準軸線ＡＡを中心とする前記回転部１１２の回転方向を記すために使用される。
【００３２】
前記ファン１１０の前記周側壁１１６は、そこに取り付けられる複数枚の循環フィン１１８を有する。前記各循環フィン１１８は互いに略同一である。第一の循環フィン１１９が基準として例示されて、全ての前記循環フィン１１８を代表して説明されている。前記第一の循環フィン１１９は、内側辺１２０（図１）、外側辺１２２、上側辺１２４及び下側辺１２６を有する。前記各側辺は面１２８の境界を画成する。前記第一の循環フィン１１９の前記内側辺１２０（図１）は、通常の方法で前記回転部１１２の前記周側壁１１６に取り付けられる。例えば、前記第一の循環フィン１１９は、前記周側壁１１６に接着あるいは前記周側壁１１６と一体的に成形される。前記周側壁１１６に対する前記第一の循環フィン１１９の取り付けは、前記面１２８の前記基準軸線ＡＡに対する角度θを限定する。前記角度θは例えば４５度である。好ましい実施態様において、前記角度θは９０度から図４の角度ψを引いたものに等しい。以下に詳述するように、前記角度θは、前記回転部１１２が前記方向１３０に回転した場合、前記ファン１１０によって生じる空気流の方向を決定するように作用する。
【００３３】
前記ファン１１０及び前記吸熱器２００を別々に記述したので、次に、相互の結合について説明する。図３に示すように、前記ファン１１０は、前記中心部材２１０の前記頂部２１４（図２）に隣接して配設される。前記ファン１１０は、例えばねじ等の締結具あるいは接着剤を利用して前記中心部材２１０に取り付けられる。しかしながら、前記ファン１１０は、前記中心部材２１０に物理的に取り付けられる必要がなく、前記空気を強制的に前記各冷却フィン２４６を通過させることだけができれば良いことに注目すべきである。
【００３４】
図７は前記吸熱器２００と結合した前記ファン１１０の概略側面図であり、前記ファン１１０と前記吸熱器２００との間の前記空気流を示すものである。説明の便宜上、図７に示された前記吸熱器２００は、限定した数の前記各フィン環２４０及び前記各冷却フィン２４６を示す。上述したように、前記第一の循環フィン１１９は、前記基準軸線ＡＡに対して前記角度θを付けて配設される。ここでは前記角度θが約４５度であるとする。前記各冷却フィン２４６は、前記基準軸線ＡＡに対して前記角度ψを付けて配設され、この角度もここでは約４５度であるとしする。
基準軸線ＣＣは、前記各冷却フィン２４６の前記先端部２５８に対して平行して延伸し、且つ前記第一の循環フィン１１９の前記面１２８に略直交する。従って、前記基準軸線ＣＣは、前記基準軸線ＡＡに対して前記角度θを付けて配設される。空気流の方向２９０は、前記第一の循環フィン１１９の前記面１２８から始まり、前記基準軸線ＣＣに平行して延伸し、それは前記面１２８に直交する。以下に記述するように、前記空気流の方向２９０は、前記第一の循環フィン１１９が前記方向１３０に回転した場合、前記空気が流れる方向である。
【００３５】
前記回転部１１２が前記方向１３０に回転すると、前記第一の循環フィン１１９は前記空気を強制的に前記各冷却フィン２４６を通過させて循環させる。前記第一の循環フィン１１９を回転させることにより生じた前記空気流は、前記空気流の方向２９０に流れ、それは前記基準軸線ＣＣに平行である。従って、前記空気流の方向２９０は、前記各冷却フィン２４６の前記先端部２５８及び前記表面２６０に平行である。
前記空気流の方向２９０と前記各冷却フィン２４６とのこの関係は、前記第一の循環フィン１１９の回転で生じた前記空気流が前記各冷却フィン２４６の前記表面２６０上を殆ど抵抗なく通過することを可能にする。加えて、前記各冷却フィン２４６に対する前記空気流の方向２９０は、前記吸熱器２００を介して前記空気流を順次減少させる渦気流を低減させる。更に、上述したように、前記各冷却フィン２４６は、前記空気抵抗を最小化するに足る薄手である一方、前記中心部材２１０からの前記熱を伝達するに足る厚さである。従って、前記各冷却フィン２４６は、前記吸熱器２００を通過する前記空気流に殆ど抵抗を発生させず、そのことは順次前記各冷却フィン２４６から前記周辺雰囲気中に前記熱の最大限の対流を可能にする。
【００３６】
前記各薄手の冷却フィン２４６及びその相互配置は、多数枚の前記各冷却フィン２４６が順次前記熱を前記周辺雰囲気中に対流させることを可能にするように、それらを高密度にあるいは入れ子状態に配置することを可能にする。更に、前記各フィン環２４０及び前記各冷却フィン２４６の配置は、前記空気が前記各冷却フィン２４６を通過する各流路を形成する。このような流路の一つは、前記基準軸線ＣＣにより限定され、前記空気流の方向２９０に平行である。他の流路は、前記基準軸線ＣＣにより限定される前記流路に平行する。従って、前記各流路は、最小限の抵抗及び最小限の渦気流を以て前記空気が強制的に前記各冷却フィン２４６を通過することを可能にする。
【００３７】
前記冷却器１００を説明して来た図３を再度参照して、次に、前記プリント回路基板３４０の頂面３４２に装着される前記熱発生機器３３０を冷却することを説明する。ここでは前記熱発生機器３３０は、その使用時に前記熱を生じる集積回路であるとする。前記熱発生機器３３０は、前記熱発生機器３３０によって発生する大部分の前記熱がそこから方向３３４に流れる前記頂面３３２を有する。
前記冷却器１００は、前記中心部材２１０の前記下方部２１６が前記熱発生機器３３０の前記頂面３３２に熱的な接触をするように、前記熱発生機器３３０と実効的に結合されている。前記熱発生機器３３０と前記冷却器１００との熱伝導を保証するため、前記冷却器１００は、通常の方法で前記プリント回路基板３４０に取り付けられる。
【００３８】
前記熱発生機器３３０は、作動中にそれ自体で発散可能な量よりも多くの熱を発生させる。前記熱は前記熱発生機器３３０の前記頂面３３２に蓄積し、通常前記方向３３４に流出する。前記熱発生機器３３０によって発生した前記熱は、前記熱発生機器３３０の前記頂面３３２と前記中心部材２１０の前記下方部２１６との間の前記熱的接触によって前記中心部材２１０に吸収される。従って、前記熱発生機器３３０の温度は前記中心部材２１０への熱吸収によって下げられる。前記中心部材２１０に吸収された前記熱は、その一部が直接的に前記周辺雰囲気中に対流する前記外周面２１２に散逸される。前記各フィン環２４０と前記中心部材２１０との間の前記締まり嵌めは、前記中心部材２１０の前記外周面２１２に散逸した前記熱の大部分が前記各フィン環２４０に、そして前記各冷却フィン２４６に伝導することを可能にする。
【００３９】
前記中心部材２１０に吸収され、且つ前記各冷却フィン２４６に散逸する前記熱と同時に、前記ファン１１０は、前記空気を強制的に前記各冷却フィン２４６の前記表面２６０を通過して前記空気流の方向２９０に流出させる。特に、前記ファン１１０は、前記空気を前記空気流の方向３６０に沿って前記冷却器１００内に引き込む。前記空気は前記空気流の方向２９０に前記吸熱器２００を通過し、前記空気流の方向２９０に沿って排出される。従って、前記各冷却フィン２４６における前記熱は前記周辺雰囲気中に対流される。
【００４０】
前記中心部材２１０と前記各冷却フィン２４６との間の伝熱速度は、前記各冷却フィン２４６と前記中心部材２１０の前記外周面２１２との間の温度差に直接的に比例する。同様に、前記熱発生機器３３０から前記中心部材２１０への熱伝達は前記中心部材２１０の温度に直接的に比例する。従って、前記熱発生機器３３０からのより高速な熱伝達は、前記各冷却フィン２４６を著しく冷却することにより達成される。前記各冷却フィン２４６の温度は、前記熱発生機器３３０に対するそれらの位置に比例し、そこにおいて前記熱発生機器３３０に対し近い距離に位置する前記各冷却フィン２４６は、前記熱発生機器３３０からより離れて位置する前記各冷却フィン２４６よりも高温になる。比較的低温の前記空気を前記空気流の方向２９０に流し込むことにより、全ての前記各冷却フィン２４６は比較的低温の前記空気に晒され、該空気は前記各冷却フィン２４６の温度を低下させる。
比較的低温になった前記各冷却フィン２４６は、より速い速度で前記中心部材２１０の前記外周面２１２から前記熱を伝達することができ、そのことは、順次、前記中心部材２１０をより迅速に冷却する。従って、より低温になった前記中心部材２１０は、前記熱発生機器３３０からより速い速度で前記熱を除去することができる。一方、前記空気流の方向２９０が図示されたものと逆であると、前記第一のフィン環２８１より上方の前記各フィン環２４０に配設される前記各冷却フィン２４６は、前記第一のフィン環２８１から前記熱を対流した前記空気によって冷却され、前記第一のフィン環２８１は前記各フィン環２４０の中でも最も高温のものである。従って、前記残りのフィン環２４０は、前記第一のフィン環２８１から対流した前記熱により加熱される。この加熱は、前記吸熱器２００の冷却容量を減退させるが、前記冷却器１００のある種の適用では、この方向の気流が求められるかも知れない。
【００４１】
前記各冷却フィン２４６に起因する前記吸熱器２００における固有の空気抵抗のために、前記ファン１１０による前記吸熱器２００に送り込まれる前記空気の全てが前記各冷却フィン２４６を過ぎ去らない。例えば、前記ファン１１０は前記各冷却フィン２４６において空気圧を上昇させ、そのことは幾らかの前記空気が全ての前記フィン環２４０を過ぎ去ることなく、順次、前記吸熱器２００に残存させる。図３の前記吸熱器２００は、幾らかの前記空気が全ての前記冷却フィン２４６を過ぎ去ることなく、前記空気流の方向３７０に沿って前記吸熱器２００から排出されることを示す。従って、前記空気流の方向３７０に沿って流れる前記空気は効果的に利用されない。
【００４２】
図８を参照すると、前記冷却器１００に引き込まれた全ての前記空気が前記各冷却フィン２４６を通過することを保証するため、前記シュラウド３５０が前記冷却器１００に付加される。前記シュラウド３５０は、例えば前記吸熱器２００上に嵌着するダクトであり、前記空気が全ての前記冷却フィン２４６を過ぎ去るまで、前記空気を前記吸熱器２００から逃がさないようにする。これにより、前記空気流の方向３６０に沿って前記冷却器１００に入る全ての前記空気は、前記空気流の方向３６２に沿って前記冷却器１００から排出される。従って、前記冷却器１００の効率は大幅に向上する。
【００４３】
前記シュラウド３５０は上方部３５２及び下方部３５４を有する。前記上方部３５２は前記ファン（図示せず）を略覆い、前記下方部３５４は前記吸熱器２００を略覆う。前記冷却器１００を通る空気流動を容易にするため、複数個の開口部３５６が前記上方部３５２に透設される。特に、前記空気は、前記空気流の方向３６０沿って流動する前記空気と合流する前記各開口部３５６を経て前記空気流の方向３６４に流動する。従って、前記各開口部３５６は前記各冷却フィン２４６を通過する空気量を増加させるように作用し、そのことが、順次、前記周辺雰囲気への熱対流を増大させる。前記シュラウド３５０は、垂直の各スロット３６４を具備するように図示されているが、前記各スロット３６４は、前記第一の循環フィン１１９（図３）の前記角度に対して相互間系を持たせるように傾斜させても良い。また、前記各スロット３６４は、前記ファン１１０（図１）によって発生する前記空気流に相互間系を持たせるように傾斜させても良い。
【００４４】
前記冷却器１００の一実施態様を説明して来たが、次に、前記冷却器１００の他の実施態様を説明する。再度図５を参照すれば、前記冷却器１００は、前記中心部材２１０に嵌着される前記各フィン環２４０を有するように記述されていた。前記中心部材２１０に前記各フィン環２４０を嵌着することは、前記各フィン環２４０と前記中心部材２１０との間に前記締り嵌めを形成させ、該締り嵌めが前記中心部材２１０と前記各フィン環２４０との間に高い熱伝導率を与える。しかしながら、前記締り嵌めは、前記中心部材２１０と前記各フィン環２４０が精密な仕様で製作されることを求める。この精密な製造仕様が達成されない場合、前記各フィン環２４０が前記中心部材２１０上で緩むか、あるいは前記各フィン環２４０が前記中心部材２１０に嵌着されなくなる。
【００４５】
図９を参照すれば、前記各フィン環２４０（図３）の前記仕様を制御する上述した諸問題点は、前記中心部材２１０に嵌着される各圧縮リングの付与によって克服される。前記吸熱器２００の一実施態様において、前記各フィン環２４０と前記中心部材２１０との間の前記締り嵌めは不要である。圧縮リング３８０は前記第一のフィン環２８１の上面に当接する。第二の圧縮リング（図示せず）は、第一のフィン環２８１の下面に当接する。前記圧縮リング３８０は、前記中心部材２１０に嵌着され、且つ前記第一のフィン環２８１に強固に当接する銅又はアルミニウムのような熱伝導性材料のリングである。前記中心部材２１０における前記熱は、前記圧縮リング３８０を経て前記第一のフィン環２８１に伝達される。従って、前記圧縮リング３８０の利用は、前記第一のフィン環２８１が前述したものよりも緩和された仕様で製作されることを許容する。
【００４６】
図９に示されていないが、複数個の圧縮リングが、前記吸熱器２００の製造過程で前記中心部材２１０に嵌着される。例えば、図９に示されていないが、一個の圧縮リングが、前記下方部２１６の近傍で前記中心部材２１０に嵌着され、その後、前記第一のフィン環２８１が、前記下方部２１６の近傍に配設された前記圧縮リングに当接するように、前記中心部材２１０に配設される。しかる後、前記圧縮リング３８０が、前記第一のフィン環２８１に当接するように前記中心部材２１０に嵌着される。従って、前記第一のフィン環２８１は、各圧縮リング間に挟持される。その後、前記各圧縮リングは、その間に前記第一のフィン環２８１が強固に圧縮されるように互いに押圧される。この押圧は、前記各圧縮リングと前記第一のフィン環２８１との間の熱伝導性を強化させ、順次、前記吸熱器２００の冷却容量を強化させるように作用する。
【００４７】
図１０を参照すれば、複数個の圧縮リングが中心部材２１０に嵌着される。図１０に示された前記吸熱器２００は、図３に示された前記吸熱器２００と似ているが、図１０に示された前記吸熱器２００は、前記中心部材２１０に嵌着される複数個の圧縮リングを有する。前記吸熱器２００は、前記頂部２１４の近傍に配設された頂部圧縮リング３９０を有する。前記吸熱器２００は、前記中心部材２１０の前記下方部２１６の近傍に配設される底部圧縮リング３９２を有する。前記複数個の内側圧縮リングが前記中心部材２１０に嵌着され、そこにおいて一個の内側圧縮リング３９４は、前記各フィン環２４０間に配設される。
【００４８】
図１０の前記吸熱器２００は、先ず前記頂部圧縮リング３９０を前記中心部材２１０に嵌着させ、次に、前記第九のフィン環２８９を前記中心部材２１０に遊嵌させて前記頂部圧縮リング３９０近傍に配設された後、前記内側圧縮リング３９４を前記中心部材２１０に嵌着させて前記第九のフィン環２８９を前記各圧縮リング間で挟持し、次ぎに、前記第八のフィン環２８８を前記中心部材２１０遊嵌させて先に嵌着されている前記内側圧縮リング３９４に当接させ、更に、前記各フィン環２４０と前記各内側圧縮リング３９４とを交互に装着する手順が、前記全てのフィン環２４０が前記中心部材２１０に配設されるまで続けられて、前記内側圧縮リング３９４を前記各フィン環２４０の間に配設させ、最後に、前記底部圧縮リング３９２を前記中心部材２１０に嵌着させることによって作製される。前記熱接触が前記各フィン環２４０と前記全ての圧縮リング３９０,３９２,３９４との間に存在することを保証するため、前記頂部圧縮リング３９０と前記下部圧縮リング３９２は互いに押圧される。この押圧は、前記各フィン環２４０を前記全ての圧縮リング３９０,３９２,３９４に接触させて、前記中心部材２１０の前記外周面２１２と前記各フィン環２４０との間の前記熱伝導性を強める。
【００４９】
図３に戻れば、前記冷却器１００の一実施態様において、前記中心部材２１０はヒートパイプ自体から又はそこに配設されるヒートパイプを有して成るものである。前記ヒートパイプはこの技術分野で周知のもので、前記熱を急速に伝達するように作用する。従って、前記中心部材２１０の内部は、少量の液体を収容する部分的に減圧された室である。前記中心部材２１０が冷たいと、前記液体は前記中心部材２１０の前記下方部２１６付近に位置し、前記中心部材２１０が前記熱発生機器３３０により加熱されると、前記液体は蒸発する。前記蒸発した液体の蒸気は前記中心部材２１０の両側面で凝縮して、前記熱を前記中心部材２１０の前記両側面に伝達する。前記熱は次に前記中心部材２１０の前記外周面２１２に迅速に伝達される。その後、前記熱は上述したように前記周辺雰囲気中に対流する。前記ヒートパイプを利用は、前記中心部材２１０を介した前記熱伝達を大幅に高めて、前記冷却器１００の冷却容量を強める。前記ヒートパイプの具体例は、本願にその開示内容全てを参考資料として添付した下記の米国特許及び米国特許出願に開示され、そこに開示された全ての内容を本願明細書に参照して組み入れてある。即ち、Wagner 氏等の米国特許出願番号第０９／３７６，６２７号 “COOLING APPRATUS FOR ELECTRONIC DEVICES”及び Masataka 氏等の米国特許第５，６９４，２９５号 “HEAT PIPE AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME”である。
【００５０】
前記吸熱器２００は、前記中心部材２１０から放射状に伸びる前記複数枚の冷却フィン２４６を有するものとして本願明細書に記述した。前記吸熱器２００の他の実施態様が図１１に示され、それはリボン型の冷却ファン（以後、冷却リボン４００と称する）を利用する。前記冷却リボン４００は、例えば銅又はアルミニウムシートのような熱導電性材料の単一のシートから形成される。代わって、前記冷却リボン４００は通常の方法で押出成形したものでも良い。前記冷却リボン４００は複数個の接触部４１０と先端部４１２を有する。前記各接触部４１０は前記中心部材２１０の前記外周面２１２に接触するために役立ち、従って、前記各接触部４１０は、前記熱が前記中心部材２１０から前記冷却リボン４００に伝達される箇所になる。前記各先端部４１２は、前記中心部材２１０の前記外周面２１２から最も離れて配設される前記冷却リボン４００の部分である。複数個の内側空気流路４２０が前記中心部材２１０の前記外周面２１２と前記各先端部４１２の間に配設される。また、複数個の外側空気流路４２２が前記各接触部４１０と前記冷却リボン４００との間に配設される。
【００５１】
前記冷却リボン４００は、通常の方法により前記中心部材２１０に嵌着される。例えば、前記吸熱器２００の一実施態様において、単一の冷却リボン４００が前記中心部材２１０に嵌着され、それが前記中心部材２１０の長さの少なくとも一部にわたり延伸する。前記吸熱器２００の別の実施態様において、複数個の冷却リボン４００が前記吸熱器２００に嵌着され、それらが前記中心部材２１０の長さの少なくとも一部にわたり延伸する。前記中心部材２１０の前記外周面２１２における前記熱は、該熱が前記周辺雰囲気に対流する前記各接触部４１０を介して前記冷却リボン４００に伝わる。前記ファン（図１１には図示せず）は、前記空気を前記内側空気流路４２０及び前記外側空気流路４２２に送り込み、前記周辺雰囲気に対する前記内側空気流路４２０の前記熱対流を高める。前記空気は前記外側空気流路４２２を通過するが、大部分の前記空気は、前記冷却リボン４００の全長さにわたり通過する前に、前記外側空気流路４２２から排出してしまう。
【００５２】
前記冷却器１００の効率を高めるために、前記シュラウド３５０が、上述され又図１２に示されたように前記吸熱器２００上に配設される。前記シュラウド３５０は、前記冷却リボン４００と略同じ長さにわたり、前記外側空気流路４２２における前記空気を該外側空気流路４２２内に強制的に残留させる。従って、前記外側空気流路４２２枚の前記空気はより効率的に利用されて、前記吸熱器１００の全体的な効率を高める。
【００５３】
前記吸熱器２００の他の実施態様において、前記各冷却フィンは、図１１に示した前記リボン型の冷却フィン４００と同様に前記中心部材２１０に沿って軸線方向に且つ放射状に延伸する。特に、前記各冷却フィンは、図１に示したように前記基準軸線ＡＡに対して略軸線方向に且つ放射状に延伸する。前記軸線方向に且つ放射状に延伸する各冷却フィンは、該各冷却フィンと前記中心部材２１０とを単一部材として押出成形することができる。従って、前記中心部材２１０と前記軸線方向に延伸する各冷却フィンとの間の前記熱伝導性が極限まで高められる。前記冷却器１００の他の実施態様と同様に、前記シュラウドは前記中心部材２１０と前記各冷却フィンの略全体を覆う。
【００５４】
図３を再度参照すれば、前記各フィン環２４０は前記中心部材２１０の前記外周面２１２に隣接しているように図示されている。前記各フィン環２４０は種々の方法で前記中心部材に取り付けられることを理解されるべきである。例えば、前記各フィン環２４０は前記中心部材２１０に嵌着される。他の実施例において、前記各フィン環２４０は前記中心部材２１０に半田付けされる。
【００５５】
本発明の図示され且つ目下の好ましい実施態様は此処に詳述されているが、本発明の概念が他の様々な態様で実現及び実用可能であることを、且つ各請求項が従来技術により限定される範囲を除きそのような変更例も包含すると解されるべきことを意図することも理解されるべきである。なお、本発明の吸熱器の各実施態様を列挙すれば、概ね以下の通りである。
【００５６】
１）熱源から熱を除去するための吸熱器であって、前記吸熱器が；前記熱源の少なくとも一部分に接触するように適応される少なくとも一つの第一の表面と；前記少なくとも一つの第一の表面が配設され、前記少なくとも一つの第一の表面に直交する軸線を備える中心部材と；前記中心部材上に配設される少なくとも一つの外周面と；少なくとも一つの内周面と複数の冷却フィンとをそれぞれ有する、複数の冷却フィン装置とを有し；前記複数の冷却フィン装置の各々における前記少なくとも一つの内周面が、前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面に隣接し、前記複数の冷却フィン装置の各々における前記複数の冷却フィンの各々は、空気が前記複数の冷却フィン間を通過して案内されるように、前記軸線に対して所定の角度をなすことを特徴とする吸熱器。
【００５７】
２）上記１）の吸熱器であって、前記複数の冷却フィン装置の各々は、前記複数の冷却フィンが取り付けられた少なくとも一個のカラー部材を有し、該少なくとも一個のカラー部材が、少なくとも一つの前記内周面を具備することを特徴とする吸熱器。
【００５８】
３）上記１）の吸熱器であって、前記中心部材がヒートパイプであることを特徴とする吸熱器。
【００５９】
４）上記１）の吸熱器であって、前記中心部材が、前記少なくとも一つの第一の表面の反対側に配設される第一の部分を更に有し、且つそこにおいて前記吸熱器が、更に前記中心部材の前記第一の部分近傍に配設される送風装置を有することを特徴とする吸熱器。
【００６０】
５）上記４）の吸熱器であって、前記複数の冷却フィン装置が、前記複数の冷却フィン装置に備えられる複数の冷却フィンにより形成される、空気の少なくとも一つの流路を有し、そこにおいて前記送風装置によって生じる少なくとも一つの空気流が、前記少なくとも一つの流路を通過することを特徴とする吸熱器。
【００６１】
６）上記１）の吸熱器であって、前記吸熱器が、更に少なくとも一つの内面を有するシュラウドを有しており、そこにおいて前記少なくとも一つの内面が、前記少なくとも一枚の冷却フィンに隣接して配設されることを特徴とする吸熱器。
【００６２】
７）上記１）の吸熱器であって、締り嵌めが前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面と前記複数の冷却フィン装置の各々の前記少なくとも一つの内周面との間に存在することを特徴とする吸熱器。
【００６３】
８）上記５）の吸熱器であって、前記送風装置は、前記少なくとも一つの空気流を生じる少なくとも一つの循環フィンを有し、前記少なくとも一つの循環フィンの少なくとも一つの面は、前記複数の冷却フィン装置の各々の前記複数の冷却フィンの各々が前記軸線に対してなす前記所定の角度に対して９０度をなすことを特徴とする吸熱器。
【００６４】
９）上記１）の吸熱器であって、前記吸熱器が、複数個の圧縮リングを更に有しており、前記中心部材の前記外周面は、前記複数個の圧縮リングが結合される第一の周辺を有し、且つ、前記複数個の圧縮リングの各々は、前記第一の周辺に対して緊密に対応するように前記第一の周辺に結合される第二の周辺を有する内周面を具備し、且つ、前記内周面が、前記中心部材の前記外周面に隣接して配設され、前記複数の冷却フィン装置の各々が、前記複数個の圧縮リングのいずれかにおける第一の圧縮リングに当接する第一の側面と、前記複数個の圧縮リングのいずれかにおける第二の圧縮リングに当接する第二の側面とを具備することを特徴とする吸熱器。
【００６５】
１０）吸熱器を製造する方法において、少なくとも一つの外周面と軸線とを有する中心部材を設けるステップと、複数の冷却フィン装置を設けるステップであって、前記複数の冷却フィン装置の各々は、少なくとも一つの内周面と、複数の冷却フィンとを有し、前記複数の冷却フィンの各々は、空気が前記複数の冷却フィン間を通過して案内されるように、前記軸線に対して所定の角度を有するように前記複数の冷却フィン装置を設けるステップと、そして前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面に隣接して、前記複数の冷却フィン装置の各々の前記少なくとも一つの内周面を配設するステップと、を含むことを特徴とする吸熱器の製造方法。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の吸熱器は、前記熱源から前記熱を除去するための吸熱器であって、前記吸熱器が、前記熱源の前記少なくとも一部分に接触するように適応される前記少なくとも一つの第一の表面と；前記少なくとも一つの第一の表面がその上に配設される前記中心部材と；前記中心部材上に配設される前記少なくとも一つの外周面と；前記少なくとも一つの内周面とそこに結合される前記少なくとも一枚の冷却フィンとを有する前記少なくとも一つの冷却フィン装置とから成り；前記冷却フィン装置の前記少なくとも一つの内周面が、前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面に隣接しているので、前記中心部材と前記各冷却フィン装置との間の前記熱伝導性及び前記吸熱器の冷却容量を著しく向上させることが可能になった。
【００６７】
更に、本発明の吸熱器は、前記各冷却フィンの面積を小さくすることによって、前記空気が強制的に前記各冷却フィンを通過させられる折に、前記各冷却フィンの表面上に生じる前記空気のバリア層を減少させることによって、前記吸熱器の冷却容量を更に向上させることが可能になった。
一方、本発明の吸熱器は、前記各冷却フィン組立体を介して前記中心部材に結合され、従って、前記複数枚の冷却フィンの総表面積を比較的大きくすることによって、前記周辺雰囲気への前記熱対流を更に向上させることが可能になった。
なお、前記各冷却フィンは、空気抵抗を最少にするように比較的薄くして大量の前記空気を前記各冷却フィンに沿って通過させることより大量の前記熱を前記周辺雰囲気へ対流させる一方、前記各冷却フィンは、前記中心部材から大量の前記熱が引き出せるに足る厚さにすることによって、前記中心部材と前記各冷却フィン装置との間の前記熱伝導性及び前記吸熱器の冷却容量を更に向上させることが可能になった。
【００６８】
また、本発明の吸熱器は、前記各冷却フィン装置と前記中心部材との間に前記締り嵌めを形成させることによって、前記各冷却フィン装置が前記中心部材との間に前記低い熱抵抗を与え、それが前記中心部材と前記各冷却フィン装置との間の前記熱伝導性を向上させて前記吸熱器の冷却容量を更に向上させることが可能になった。
【００６９】
また、本発明の吸熱器は、通常のファンを前記熱源に対向する前記中心部材近傍に配設することによって前記各冷却フィンの表面に前記空気を通過させるので、前記吸熱器の冷却容量を更に大きくすることが可能になった。
【００７０】
また、本発明の吸熱器が前記回路基板に取り付けられる前記電子部品により生じた前記熱を放散させるために使用される場合、前記中心部材を前記電子部品近傍に配設させることによって、前記電子部品から前記中心部材に引き出された前記熱を前記中心部材の前記外周面から前記各冷却フィンに伝達し、前記ファンによって前記各冷却フィンを通過させられた前記空気により前記熱を前記周辺雰囲気中に対流させ、その結果、前記電子部品を効率よく冷却することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数枚のフィン環とファンを有する吸熱器を上方から見た斜視である。
【図２】図１の吸熱器からファンを除去し、第一のフィン環のみを残した状態を上方から見た斜視図である。
【図３】熱発生電子機器に隣接して配設された図１の吸熱器の側面図である。
【図４】図２の吸熱器に示したタイプのフィン環を上方から見た斜視図である。
【図５】冷却フィンの要部を示す斜視図である。
【図６】第一のフィン環に隣接して配設された第二のフィン環を有する図２の吸熱器を上方から見た斜視図である。
【図７】図１に示した吸熱器の概略側面図である。
【図８】シュラウドを取り付けた図３の吸熱器を示す側面図である。
【図９】圧縮リングを付加した図２の吸熱器を上方から見た斜視図である。
【図１０】複数個の圧縮リングを取り付けた図１の吸熱器を示す側面図である。
【図１１】リボン状の冷却フィンを取り付けた吸熱器の横断面図である。
【図１２】中心部材及びリボン状冷却フィンを取り囲むシュラウドを付加した図１１の吸熱器の横断面図である。
【符号の説明】
２００吸熱器
２１０中心部材
２１２中心部材の外周面
２１４中心部材の第一の部分
２１６中心部材の第一の表面（熱源への接触部）
２４０冷却フィン装置
２４４冷却フィン装置のカラー部材
２４６冷却フィン
２４８冷却フィン装置の内周面
２９０空気流路
３３０熱源
３３２熱源の一部
３９０、３９２、３９４圧縮リング

Claims

熱源から熱を除去するための吸熱器であって、
前記熱源の少なくとも一部分に接触するように適応される少なくとも一つの第一の表面と、
前記少なくとも一つの第一の表面が配設され、前記少なくとも一つの第一の表面に直交する軸線を備える中心部材と、
前記中心部材に配設される少なくとも一つの外周面と、
少なくとも一つの内周面と複数の冷却フィンとをそれぞれ有する、複数の冷却フィン装置と、
を有し、
前記複数の冷却フィン装置の各々における前記少なくとも一つの内周面が、前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面に隣接し、
前記複数の冷却フィン装置の各々における前記複数の冷却フィンの各々は、空気が前記複数の冷却フィン間を通過して案内されるように、前記軸線に対して所定の角度をなすこと、
を特徴とする吸熱器。
前記複数の冷却フィン装置の各々は、前記複数の冷却フィンが取り付けられた少なくとも一個のカラー部材を有し、前記少なくとも一個のカラー部材が、少なくとも一つの前記内周面を具備することを特徴とする請求項１に記載の吸熱器。
前記中心部材がヒートパイプであることを特徴とする請求項１に記載の吸熱器。
前記中心部材が、前記少なくとも一つの第一の表面の反対側に配設された第一の部分を更に有し、且つ、前記吸熱器が、前記中心部材の前記第一の部分の近傍に配設される送風装置を更に有することを特徴とする請求項１に記載の吸熱器。
前記複数の冷却フィン装置が、前記複数の冷却フィン装置に備えられる複数の冷却フィンにより形成される、空気の少なくとも一つの流路を有し、前記送風装置によって生じる少なくとも一つの空気流が、前記少なくとも一つの流路を通過することを特徴とする請求項４に記載の吸熱器。
少なくとも一つの内面を有するシュラウドを更に有しており、前記少なくとも一つの内面が、前記少なくとも一枚の冷却フィンに隣接して配設されることを特徴とする請求項１に記載の吸熱器。
締り嵌めが、前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面と前記複数の冷却フィン装置の各々の前記少なくとも一つの内周面との間に存在することを特徴とする請求項１に記載の吸熱器。
前記送風装置は、前記少なくとも一つの空気流を生じる少なくとも一つの循環フィンを有し、前記少なくとも一つの循環フィンの少なくとも一つの面は、前記複数の冷却フィン装置の各々の前記複数の冷却フィンの各々が前記軸線に対してなす前記所定の角度に対して９０度をなすことを特徴とする請求項５に記載の吸熱器。
複数個の圧縮リングを更に有しており、前記中心部材の前記外周面は、前記複数個の圧縮リングが結合される第一の周辺を有し、且つ、前記複数個の圧縮リングの各々は、前記第一の周辺に対して緊密に対応するように前記第一の周辺に結合される第二の周辺を有する内周面を具備し、且つ、前記内周面が、前記中心部材の前記外周面に隣接して配設され、前記複数の冷却フィン装置の各々が、前記複数個の圧縮リングのいずれかにおける第一の圧縮リングに当接する第一の側面と、前記複数個の圧縮リングのいずれかにおける第二の圧縮リングに当接する第二の側面とを具備することを特徴とする請求項１に記載の吸熱器。
吸熱器を製造する方法において、
少なくとも一つの外周面と軸線とを有する中心部材を設けるステップと、
複数の冷却フィン装置を設けるステップであって、前記複数の冷却フィン装置の各々は、少なくとも一つの内周面と、複数の冷却フィンとを有し、前記複数の冷却フィンの各々は、空気が前記複数の冷却フィン間を通過して案内されるように、前記軸線に対して所定の角度を有するように前記複数の冷却フィン装置を設けるステップと、
前記中心部材の前記少なくとも一つの外周面に隣接して、前記複数の冷却フィン装置の各々の前記少なくとも一つの内周面を配設するステップと、
を含むことを特徴とする吸熱器の製造方法。