JP5466676B2 - 放熱ユニット構造 - Google Patents

Description

本発明は、放熱ユニット構造に関し、特に、ヒートパイプが緩く接合された後、組立強度を高めるために用いられる固定構造体が射出成形の機械加工によって形成されることにより、組立効率を高め、工数を減らすことができる放熱ユニットの構造に関する。

従来の放熱装置及び放熱モジュールは、複数の同一又は異なる放熱部材が互いに組み立てられて構成される。放熱部材は、ヒートパイプ、放熱器、ベースなどの部材であり、これらの放熱部材が互いに接合される上、はんだ接合によって部材間が固定される。しかし、アルミニウム材料からなる放熱部材をはんだ接合する場合、予め、若干の下処理を行う必要がある上、特殊な作業方式により、はんだ接合を行う必要がある。このため、全体の加工工程が煩雑となり、加工コストが増大する。また、はんだ接合により、環境が汚染されてしまう。

また、他の従来の放熱装置及び放熱モジュールにおいては、ボルトなどの固定部材により、放熱部材が接合固定される。しかし、固定部材は、一部の放熱部材（例えば、放熱フィンとベース）のみを螺着でき、ヒートパイプを直接螺着固定することができない。

また、他の従来の放熱装置及び放熱モジュールにおいては、ベースに孔又は溝が設けられ、ヒートパイプが孔又は溝に嵌合されることによって接合される。この接合方式により、前述のはんだ接合又は螺着による固定方式における問題を解決することができるが、ヒートパイプがベースを介して間接的に熱を伝導する際、ヒートパイプとベースとの間に間隙が存在することによって熱抵抗が増大し、熱伝導効率が悪化するという問題が発生する。

即ち、従来の放熱部材の固定方式は、各種の放熱部材の接合に適用させることができず、以下（１）〜（５）に示す欠点を有する。
（１）コストが高い。
（２）各種の放熱部材に適用できない。
（３）環境が汚染される。
（４）熱伝導効率に優れない。
（５）重量が重い。
（６）不良率が高い。

さらに、先行技術の例として、例えば特許文献１，２に開示されているものがある。これらの先行技術では、伝熱部材に設けた取付け溝内にヒートパイプを固定する際に、密着性を上げる目的で、溝内に置いたヒートパイプをプレス型で加圧することによって、ヒートパイプを変形して溝内に密着するようにし、かつ取付け溝の両側部分を変形して固定又は結合する。しかしながら、ヒートパイプが本来の形状から変形することと、溝内面に隙間なく密着したことを確認しにくいこと、またヒートパイプを複数本並べて配置する構造には必ずしも適していないなどの問題がある。

本発明は、従来の放熱装置及び放熱モジュールの上記した欠点に鑑みてなされたものである。

特開２００７−２１８４３９号公報 特開２０１０−１１２６５６号公報

本発明の主な目的は、ベースと放熱部材との組立効率を高めることができる放熱ユニット構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、ベース、少なくとも１つのヒートパイプ及び固定構造体を備える放熱ユニット構造であって、前記ベースは、第１の平面を有し、前記第１の平面には、開放側及び封止側を有する少なくとも１つの溝部が設けられ、前記溝部の前記第１の平面との接続部分は、接合部を有し、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記溝部内に配置され、前記ヒートパイプの一方の側面と前記ベースの第１の平面とは同一平面であり、前記固定構造体は、前記接合部に形成されることを特徴とする放熱ユニット構造が提供される。

また、前記接合部と、前記固定構造体の前記接合部と接合される部位とは、何れも粗面であることが好ましい。
また、前記接合部は、少なくとも１つの凹孔を有し、前記固定構造体の前記凹孔に対応する部分は、凸体を有し、前記凸体は、前記凹孔内に係合固定されることが好ましい。

また、前記凹孔は、貫通又は未貫通状態であることが好ましい。
また、前記接合部は、少なくとも１つの凸体を有し、前記固定構造体の前記凸体に対応する部分は、凹孔を有し、前記凸体は、前記凹孔内に係合固定されることが好ましい。

また、前記凹孔は、貫通又は未貫通状態であることが好ましい。
また、前記固定構造体の一方の側面は、前記ヒートパイプと接触することが好ましい。

また、前記接合部は、前記溝部に沿って平行に設けられるか、前記溝部に対して垂直に設けられるか、或いは、前記溝部に沿って平行に設けられる上、前記溝部に対して垂直に設けられることが好ましい。

本発明の放熱ユニット構造により、放熱ユニットとベースとの組立効率を大幅に高めることができ、固定部材を使用する必要がないため、コストを大幅に節減することができ、工数及び生産コストを大幅に低減することができる。即ち、本発明の放熱ユニット構造は、以下（１）〜（４）に示す長所を有する。

（１）コストを低減することができる。
（２）環境を汚染しない。
（３）重量が軽い。
（４）良品率が高い。

本発明の第１実施形態による放熱ユニット構造を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による放熱ユニット構造を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による放熱ユニット構造を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態による放熱ユニット構造を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態による放熱ユニット構造を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による放熱ユニット構造を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態による放熱ユニット構造を示す断面図である。 本発明の第５実施形態による放熱ユニット構造を示す断面図である。 本発明の第６実施形態による放熱ユニット構造を示す断面図である。 本発明の第７実施形態による放熱ユニット構造を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による放熱ユニット構造の製造方法を示す流れ図である。 本発明の一実施形態による放熱ユニット構造の製造方法の各工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態による放熱ユニット構造１は、ベース１１、少なくとも１つのヒートパイプ１２及び固定構造体１３を含む。

ベース１１は、第１の平面１１１を有する。第１の平面１１１には、少なくとも１つの溝部１１１１が設けられる。溝部１１１１は、開放側１１１１ａ及び封止側１１１１ｂを有する。溝部１１１１の第１の平面１１１との接続部分は、接合部１１２を有する。接合部１１２は、溝部１１１１に沿って平行に設けられる。

ヒートパイプ１２は、溝部１１１１内に配置される。ヒートパイプ１２の側面１２１とベース１１の第１の平面１１１とは同一平面である。

固定構造体１３は、接合部１１２に形成される。固定構造体１３の一方の側面は、ヒートパイプ１２と接触する。

（第２実施形態）
図３及び図４を参照する。図３及び図４に示すように、本発明の第２実施形態による放熱ユニット構造は、第１実施形態による放熱ユニット構造と一部構造が同一であるため、同一部分は、ここでは繰り返して述べない。本発明の第２実施形態による放熱ユニット構造は、接合部１１２が溝部１１１１に対して垂直に設けられる点が第１実施形態と異なる。また、固定構造体１１２が接合部１１２に形成されることにより、ヒートパイプ１２が固定される。

（第３実施形態）
図５及び図６を参照する。図５及び図６に示すように、本発明の第３実施形態による放熱ユニット構造は、第１実施形態による放熱ユニット構造と一部構造が同一であるため、同一部分は、ここでは繰り返して述べない。本発明の第３実施形態による放熱ユニット構造は、接合部１１２が溝部１１１１に対して垂直に設けられる接合部１１２と、溝部１１１１に沿って平行に設けられる接合部１１２と、を含む点が第１実施形態と異なる。また、固定構造体１３が接合部１１２に形成されることにより、ヒートパイプ１２が固定される。

（第４実施形態）
図７を参照する。図７に示すように、本発明の第４実施形態による放熱ユニット構造は、第１実施形態による放熱ユニット構造と一部構造が同一であるため、同一部分は、ここでは繰り返して述べない。本発明の第４実施形態による放熱ユニット構造は、接合部１１２が粗面である上、固定構造体１３の接合部１１２に対応する部位も粗面であることにより、両者間の接合性が向上される点が第１実施形態と異なる。

（第５実施形態）
図８を参照する。図８に示すように、本発明の第５実施形態による放熱ユニット構造は、第１実施形態による放熱ユニット構造と一部構造が同一であるため、同一部分は、ここでは繰り返して述べない。本発明の第５実施形態による放熱ユニット構造は、接合部１１２に少なくとも１つの貫通又は未貫通状態の凹孔１１２１がさらに設けられ、固定構造体１３の凹孔１１２１に対応する部分に凸体１３１が設けられ、凸体１３１が凹孔１１２１内に固定される点が第１実施形態と異なる。

（第６実施形態）
図９を参照する。図９に示すように、本発明の第６実施形態による放熱ユニット構造は、第１実施形態による放熱ユニット構造と一部構造が同一であるため、同一部分は、ここでは繰り返して述べない。本発明の第６実施形態による放熱ユニット構造は、接合部１１２に少なくとも１つの凸体１１２２が設けられ、固定構造体１３の凸体１１２２に対応する部分に貫通又は未貫通状態の凹孔１３２が設けられ、凸体１１２２が凹孔１３２内に係合固定される点が第１実施形態と異なる。

（第７実施形態）
図１０を参照する。図１０に示すように、本発明の第７実施形態による放熱ユニット構造は、第１実施形態による放熱ユニット構造と一部構造が同一であるため、同一部分は、ここでは繰り返して述べない。本発明の第７実施形態による放熱ユニット構造は、接合部１１２に少なくとも１つの貫通又は未貫通状態の凹溝１１２３が設けられ、固定構造体１３の凹溝１１２３に対応する部分に凸部１３３が設けられ、凸部１３３が凹溝１１２３内に固定される点が第１実施形態と異なる。

図１、図２、図１１及び図１２を参照する。図１１及び図１２に示すように、本発明の製造方法は、以下Ｓ１〜Ｓ４の工程を含む。

Ｓ１：溝部１１１１を有するベース１１及び少なくとも１つのヒートパイプ１２を準備する。

Ｓ１において、溝部１１１１を有するベース１１及びヒートパイプ１２を準備する。ベース１１の材料は、熱伝導性に優れた金属（銅、アルミニウムなど）又は非金属（プラスチックなど）である限り特に限定されない。

Ｓ２：ヒートパイプ１２を溝部１１１１内に配置する。
Ｓ２において、ヒートパイプ１２をベース１１の溝部１１１１内に配置する。

Ｓ３：互いに組み合わせたヒートパイプ１２及びベース１１をキャビティ２１を有する金型２中に配置する。
Ｓ３において、予め互いに接合したベース１１及びヒートパイプ１２をキャビティ２１を有する金型２中に配置し、金型２を閉じる。

Ｓ４：射出成形の機械加工により、溶融プラスチック３を溝部１１１１上縁とヒートパイプ１２との接合部分に注入する。溶融プラスチック３が冷却されて硬化した後、固定構造体１３が形成されることにより、ヒートパイプ１２をベース１１に安定的に接合固定することができる。

Ｓ４において、射出成形により、溶融プラスチック３をベース１１の溝部１１１１とヒートパイプ１２との接合部分（即ち接合部１１２）に注入する。溶融プラスチック３が冷却されて硬化した後、固定構造体１３が形成されることにより、ヒートパイプ１２をベース１１に安定的に固定することができ、ヒートパイプ１２とベース１１との間の接合強度を高めることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１ 放熱ユニット構造
２ 金型
３ 溶融プラスチック
１１ ベース
１２ ヒートパイプ
１３ 固定構造体
２１ キャビティ
１１１ 第１の平面
１１２ 接合部
１２１ 側面
１３１ 凸体
１３２ 凹孔
１３３ 凸部
１１１１ 溝部
１１１１ａ 開放側
１１１１ｂ 封止側
１１２１ 凹孔
１１２２ 凸体
１１２３ 凹溝

Claims (8)

1. ベース、少なくとも１つのヒートパイプ及び固定構造体を備える放熱ユニット構造であって、
   前記ベースは、第１の平面を有し、前記第１の平面には、開放側及び封止側を有する少なくとも１つの溝部が設けられ、前記溝部の前記第１の平面との接続部分は、接合部を有し、
   前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記溝部内に配置され、前記ヒートパイプの一方の側面と前記ベースの第１の平面とは同一平面であり、
   前記固定構造体は、前記接合部に形成されることを特徴とする放熱ユニット構造。
2. 前記接合部と、前記固定構造体の前記接合部と接合される部位とは、何れも粗面であることを特徴とする請求項１に記載の放熱ユニット構造。
3. 前記接合部は、少なくとも１つの凹孔を有し、前記固定構造体の前記凹孔に対応する部分は、凸体を有し、前記凸体は、前記凹孔内に係合固定されることを特徴とする請求項１に記載の放熱ユニット構造。
4. 前記凹孔は、貫通又は未貫通状態であることを特徴とする請求項３に記載の放熱ユニット構造。
5. 前記接合部は、少なくとも１つの凸体を有し、前記固定構造体の前記凸体に対応する部分は、凹孔を有し、前記凸体は、前記凹孔内に係合固定されることを特徴とする請求項１に記載の放熱ユニット構造。
6. 前記凹孔は、貫通又は未貫通状態であることを特徴とする請求項５に記載の放熱ユニット構造。
7. 前記固定構造体の一方の側面は、前記ヒートパイプと接触することを特徴とする請求項１に記載の放熱ユニット構造。
8. 前記接合部は、前記溝部に沿って平行に設けられるか、前記溝部に対して垂直に設けられるか、或いは、前記溝部に沿って平行に設けられる上、前記溝部に対して垂直に設けられることを特徴とする請求項１に記載の放熱ユニット構造。

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