JP6562885B2 - ヒートシンク、該ヒートシンクを備えた冷却装置及び該ヒートシンクの製造方法、並びに冷却対象物の冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）やチップセットなどの発熱量の多い電子回路デバイスを冷却するための冷却装置として好適に用いることができるヒートシンク、該ヒートシンクを備えた冷却装置及び該ヒートシンクの製造方法、並びに冷却対象物の冷却方法に関する。

従来、この種の冷却装置としては、ＣＰＵに当接される吸熱体としてのベース部とその上面側（ＣＰＵと反対側）に突設される複数の板状フィンとより構成される金属製のヒートシンクと、該ヒートシンクの板状フィンの先端側に設けられ、板状フィンの間に強制的に空気を流すためのファンとを備えたＣＰＵクーラーが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ＣＰＵに当接されるベース部及びその中央位置からＣＰＵと反対側に突出する柱状の導熱管よりなる吸熱体と、導熱管の周囲に板面が導熱管の軸に平行になるように突設された複数の板状フィンとよりなるヒートシンクと、該ヒートシンクの導熱管の先端側に設けられ、板状フィンの間に強制的に空気を流すためのファンとを備えたＣＰＵクーラーも提案されている（例えば、特許文献２〜４参照。）。

しかし、いずれも板状フィンの間に空気を強制的に流し、板状フィンの表面から空気中に放熱させるものであり、板状フィンの表面積を稼ぐ必要がある。近年のＣＰＵの高機能化、発熱量の増加に伴い、従来の冷却装置では板状フィンをより大きくする必要があり、冷却装置の大型化、重量アップ、ひいてはそれを備える基板やコンピュータ自体の大型化、重量アップが避けられないという問題があった。

特開２００３−１５２１５３号公報 実用新案登録第３０７４３５５号公報 特開２００１‐１０２５０９号公報 特開２００５−２２８８０９号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ＣＰＵやチップセットなどの発熱量の多い電子回路デバイスを効率よく冷却することができ、より軽量かつコンパクトに構成できる冷却装置、これを備える基板やコンピュータを提供する点にある。

本発明者はかかる現況に鑑み、鋭意検討をすすめ、まず従来のＣＰＵクーラーが、いずれもヒートシンクの板状フィンの板面からの放熱に依存するものであるが由に、これを効率よく行うため、ＣＰＵに当接するベース部上に各板状フィンを縦方向、すなわち板面がベース部の面に直交する方向に起立した状態に互いに間隔をあけて配置し、各板状フィンにほぼ均等に効率よく伝わる熱をその板状フィン間を通過する気流中に放熱するように構成されていること、したがって板面の面積を稼ぐために板状フィンの突出高さ（縦方向の突出長さ）も長くなり、大型化が避けられないことに注目した。

そして、さらに検討の結果、板状フィンに板面に開口する貫通孔を設けるとともに、板状フィンの配置を変更することで、より軽量かつコンパクトで且つ効率よく熱を放熱できるヒートシンク、冷却装置を構成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、以下の発明を包含する。
（１） 冷却対象物に当接される当接面を有し、該当接面を通じて冷却対象物の熱が伝達される金属製の吸熱体と、該吸熱体の前記当接面に隣接する周囲の側面に突設される金属製の板状フィンとを備え、前記板状フィンが、前記当接面に対して板面が平行又は所定の角度以下の範囲で傾斜した形態に突設され、且つ該板面に開口する複数の貫通孔が形成されていることを特徴とするヒートシンク。

（２） 前記板状フィンが、前記側面の全周にわたって突設されている、（１）に記載のヒートシンク。

（３） 前記板状フィンが、前記吸熱体とは別に形成された板材の板面に隣接する端面を前記吸熱体の前記側面に接合することにより突設されている、（１）又は（２）に記載のヒートシンク。

（４） 前記板材が、金属凝固法で成形された一方向に伸びた複数の気孔を有するロータス型ポーラス金属成形体を、気孔の伸びる方向に交差する方向に切断加工したものであり、その周端部に、前記成形に用いられる型内壁によって前記気孔の存在しないスキン領域が形成されており、前記貫通孔が前記切断により分断された前記気孔である、（３）に記載のヒートシンク。

（５） 前記板状フィンが、前記側面の周方向に沿って、２枚以上の前記貫通孔を有する板材を端面同士互いに接合することにより連結して構成されている、（３）又は（４）に記載のヒートシンク。

（６） （１）〜（５）の何れかに記載のヒートシンクを備える冷却装置であって、前記吸熱体に対して前記冷却対象物と反対側になる位置に、前記板状フィンの貫通孔に冷却用の流体を強制的に通すための流体供給手段が設けられた冷却装置。

（７） 前記流体供給手段として、前記貫通孔に空気を強制的に通すファンが設けられている、（６）に記載の冷却装置。

（８） 前記板状フィンの外周を囲む筒状のカバー体を備えており、該カバー体の内部を前記流体供給手段により前記流体が強制的に軸方向に沿って流通し、その過程で該流体が前記板状フィンの貫通孔を通る、（６）又は（７）に記載の冷却装置。

（９） 電子回路デバイスを備えるコンピュータ用基板であって、前記電子回路デバイスを前記冷却対象物として、（１）〜（８）の何れかに記載のヒートシンクを備える冷却装置を、該ヒートシンクの吸熱体の前記当接面が電子デバイスに当接した状態に取り付けてなるコンピュータ用基板。

（１０） （９）に記載のコンピュータ用基板を備えるコンピュータ。

（１１） 冷却対象物に当接される当接面を有し、該当接面を通じて冷却対象物の熱が伝達される金属製の吸熱体と、該吸熱体の前記当接面に隣接する周囲の側面に突設される金属製の板状フィンとを備えるヒートシンクの製造方法であって、金属凝固法により一方向に伸びる複数の気孔を有するロータス型ポーラス金属成形体を成形する手順と、前記ロータス型ポーラス金属を前記気孔の伸びる方向に交差する方向に切断加工し、これにより、周端部に前記成形に用いる型内壁によって形成された、前記気孔の存在しないスキン領域を有し、且つ前記切断により分断された前記気孔よりなる複数の貫通孔を有する前記板材を、前記吸熱体とは別に形成する手順と、前記板材の板面に隣接する端面を前記吸熱体の前記側面に接合することにより、前記当接面に対して板面が平行又は所定の角度以下の範囲で傾斜した形態に突設した前記板材よりなる前記板状フィンを設ける手順とを備えることを特徴とするヒートシンクの製造方法。

（１２） 前記板状フィンを設ける手順が、前記板材を前記側面の全周にわたって突設してなる、（１０）に記載のヒートシンクの製造方法。

（１３） 前記板状フィンを設ける手順が、前記側面の周方向に沿って、２枚以上の前記板材を端面同士互いに接合することにより連結してなる、（１１）又は（１２）に記載のヒートシンクの製造方法。

（１４） （１）〜（８）の何れかに記載のヒートシンクを備える冷却装置を用いて、冷却対象物を冷却する冷却方法であって、前記吸熱体の当接面を前記冷却対象物に当接させた状態に前記冷却装置を設け、前記冷却対象物の熱を前記吸熱体に伝熱させ、該吸熱体に伝熱された熱を、その表面を流れる流体中に放熱するとともに前記板状フィンに伝熱させ、前記板状フィンに伝熱された熱を、その表面を流れる流体中に放熱するとともに、前記板状フィンの各貫通孔を通過する流体中に放熱し、これにより冷却対象物の熱を周囲の流体中に放熱することを特徴とする冷却対象物の冷却方法。

（１５） 前記冷却対象物が、コンピュータ用基板上の電子回路デバイスである、（１４）に記載の冷却対象物の冷却方法。

以上にしてなる本願発明に係るヒートシンクは、吸熱体の当接面に対して板面が平行又は所定の角度以下の範囲で傾斜した形態に板状フィンを突設しているため、従来のヒートシンクに比べ、発熱により冷却対象物やこれに当接する吸熱体の周囲に流れる気流、ファンによる強制気流などの流体の流れを一見阻害してしまうようにもみえるが、吸熱体の周囲にこのように板状フィンを配することで、気流等の流体の流れを貫通孔の内部に効率よく導くことができ、板状フィンの板面からの放熱に加えて貫通孔内壁面からも効率よく放熱させ、板状フィンの大きさや数を抑えつつ高い冷却性能を得ることが可能となる。また、このような板状フィンの配置によりヒートシンクの高さ寸法が抑えられ、従来のヒートシンク及び冷却装置に比べ、より薄型化、コンパクト化が容易になる。

また、複数の板状フィンの隙間を通過する気流に放熱させる従来の冷却装置に対し、本発明はこのようなフィン間の隙間を設けることは必須ではない。すなわち、本発明では板状フィンの厚みを厚くすれば、貫通孔内周面のトータル表面積が著しく増大し、冷却効果を大幅に高めることができるので、上記薄型コンパクトな特徴を維持しつつ冷却効率をさらに向上させることが可能であり、したがって設計の自由度も大幅に向上する。

また、前記板状フィンが、前記側面の全周にわたって突設されているものでは、冷却対象物や吸熱体の周囲に流れる流体に対して、該板状フィンの表面や貫通孔内周壁面からより効率よく放熱させることができる。

また、前記板状フィンが、前記吸熱体とは別に形成された板材の板面に隣接する端面を前記吸熱体の前記側面に接合することにより突設されているものでは、押出しやダイキャスト、削り出し等で吸熱体と板状フィンを一体的に成形することに比べ、低コスト且つ容易に製作できる。また、従来のように板状フィンを多数並べる必要性がなくなるため、接合すべき面数も少なくなり、従来のヒートシンクに比べて製作を容易に行うことができる。

また、前記板材が、金属凝固法で成形された一方向に伸びた複数の気孔を有するロータス型ポーラス金属成形体を、気孔の伸びる方向に交差する方向に切断加工したものであり、その周端部に、前記成形に用いられる型内壁によって前記気孔の存在しないスキン領域が形成されており、前記貫通孔が前記切断により分断された前記気孔であるものでは、ドリル加工等で各貫通孔を機械加工することに比べ、より低コスト且つ容易に製作できる。さらに、前記スキン領域が形成されることから、当該端面と吸熱体側面との接合面積が確保されるため、十分な接合強度を維持できるとともに吸熱体から板材（板状フィン）への伝熱も効率よく行わせることができる。

また、前記板状フィンが、前記側面の周方向に沿って、２枚以上の前記貫通孔を有する板材を端面同士互いに接合することにより連結して構成されているものでは、板状フィンと吸熱体との接合、板状フィンを構成する板材同士の接合を高い精度が求められることなく確実に行うことができ、製作が容易となる。特に、上記のようにロータス型ポーラス金属成形体を気孔の伸びる方向に交差する方向に切断加工した板材においては、上記のとおりスキン領域が形成されるため、板材の端面同士の接合強度を十分に維持でき、且つ、互いの伝熱性も維持され、板状フィン全体としての冷却効率を高めることができる。

また、上記したヒートシンクを備える冷却装置であって、前記吸熱体に対して前記冷却対象物と反対側になる位置に、前記板状フィンの貫通孔に冷却用の流体を強制的に通すための流体供給手段が設けられた冷却装置によれば、流体供給手段を有さない装置、例えば上記したヒートシンクのみ、又はヒートシンクと取り付け用のブラケットのみから構成した冷却装置に比べ、強制的に通される貫通孔内の流体に板状フィンの熱をより効率良く放熱でき、冷却性能を著しく向上できる。

また、前記流体供給手段として、前記貫通孔に空気を強制的に通すファンが設けられているものでは、強制的に通される貫通孔内の気流に板状フィンの熱をより効率良く放熱でき、冷却性能を著しく向上できる、例えばコンピュータのＣＰＵやチップセットなどの電子回路デバイスの冷却装置として好適に用いることができる。

また、前記板状フィンの外周を囲む筒状のカバー体を備えており、該カバー体の内部を前記流体供給手段により前記流体が強制的に軸方向に沿って流通し、その過程で該流体が前記板状フィンの貫通孔を通るものでは、貫通孔に対して流体をより効率よく流すことができ、冷却効果をより高めることができる。

また、電子回路デバイスを備えるコンピュータ用基板であって、前記電子回路デバイスを前記冷却対象物として、上述のヒートシンクを備える冷却装置を、該ヒートシンクの吸熱体の前記当接面が電子デバイスに当接した状態に取り付けてなるコンピュータ用基板によれば、優れた冷却効果を有しつつ軽量且つ薄型コンパクトなコンピュータ用基板を得ることが可能となる。

また、上記コンピュータ用基板を備えるコンピュータによれば、コンピュータについても同じく優れた冷却効果を有しつつ軽量且つ薄型コンパクトなコンピュータ用基板を得ることが可能となる。

本願発明に係る冷却方法は、吸熱体の当接面を冷却対象物に当接させた状態に冷却装置を設け、冷却対象物の熱を吸熱体に伝熱させ、該吸熱体に伝熱された熱を、その表面を流れる流体中に放熱するとともに板状フィンに伝熱させ、板状フィンに伝熱された熱を、その表面を流れる流体中に放熱するとともに、板状フィンの各貫通孔を通過する流体中に放熱し、これにより冷却対象物の熱を周囲の流体中に放熱することで、軽量且つ薄型コンパクトなヒートシンクを用いつつ、優れた冷却効果が得られるのである。

本発明の第１実施形態に係るヒートシンクよりなる冷却装置とこれが取り付けられる冷却対象物を示す取り付け前の斜視図。 同じくヒートシンク、すなわち冷却装置の分解斜視図。 同じく冷却装置を冷却対象物に取り付けた状態及び気流を白抜きの矢印で表した説明断面図。 同じく冷却装置の平面図。 （ａ）は同じく冷却装置であるヒートシンクの板状フィンの要部を示す平面図、（ｂ）は断面図。 同じく冷却装置の変形例を示す平面図。 同じく冷却装置の他の変形例を示す平面図。 （ａ），（ｂ）は同じく冷却装置の更に他の変形例を示す断面図。 （ａ）〜（ｄ）は同じく冷却装置の更に他の変形例を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る冷却装置を示す斜視図。 同じく冷却装置の当接面側からみた斜視図。 同じく冷却装置の分解斜視図。 同じく冷却装置を冷却対象物に取り付けた状態及び気流を白抜きの矢印で表した説明断面図。 同じく冷却装置の変形例を示す説明図。 同じく冷却装置を備える基板とそれを備えるコンピュータを示す説明図。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

まず、図１〜図９に基づき、本発明の第１実施形態を説明する。

ヒートシンク１は、図１又は図３に示すように、ＣＰＵ等の冷却対象物９に当接される当接面２０を有し、該当接面２０を通じて冷却対象物９の熱が伝達される金属製の吸熱体２と、該吸熱体２の前記当接面２０に隣接する周囲の側面２１に突設される金属製の板状フィン３とを備えている。本実施形態は、ファン等の流体供給手段を設けることなく、ヒートシンク１自体を自然冷却式の冷却装置５として構成したものである。

ヒートシンク１は、当接面２０に対して板面３０が平行となるように側面２１に突設されており、板面３０に開口する複数の貫通孔３１，…が形成されている。ヒートシンク１が取り付けられる冷却対象物９は、本例ではコンピュータ用基板８上のＣＰＵ８１としているが、同じく発熱量の多い電子回路デバイスであるチップセット等にも好適である。その他の発熱対象物にも勿論適用できる。

本例では、発熱により基板８上のＣＰＵ８１やこれに当接する吸熱体２の周囲に流れる気流（熱の分布に基づく空気の流れ）が板状フィン３の貫通孔３１の内部を通過する過程において、板状フィン３の板面３０から熱が放熱されることに加え、貫通孔３１の内壁面からも気流中に熱が効率よく放熱される。すなわち、ＣＰＵ８１が生じた熱は、当接面２０を通じて吸熱体２に伝わり、その表面を流れる気流中に放熱されるとともに、板状フィン３に伝わる。そして、板状フィン３に伝わった熱は、板状フィン３の表面を流れる気流中に放熱されるとともに、板状フィンの各貫通孔を通過する流体中にも放熱される。

したがって、このようなヒートシンク１よりなる冷却装置５は、板状フィン３の大きさや数を抑えつつ高い冷却性能を得ることが可能になるとともに、ヒートシンクの高さ寸法を抑えることができるため、従来の冷却装置に比べてより薄型化、コンパクト化が可能になる。また、板状フィン３の厚みを厚くするだけで、貫通孔３１内の表面積を著しく増大させることができ、薄型コンパクトな全体構成を保ちつつ冷却効率を向上させることができる。

吸熱体２は、金属製の中実扁平な立方体形状とされているが、このような構成に何ら限定されるものではない。扁平ではなく当接面２０に直交する軸方向に長い形状とすることも勿論できる。円柱状としてもよい。また、中実ではなく中空としてもよい。材料はアルミニウムや鉄、銅など従来のヒートシンクに使用されるものを広く適用できる。また、ヒートパイプを内装したもの、或いはヒートパイプ自体で構成することもできる。

吸熱体２の当接面２０は、冷却対象物９であるフラットな被着面に対応して、ほぼ同一形状、寸法のフラット面に構成されている。一部又は全体に凹凸や傾斜、曲面が含まれてもよく、冷却対象物９の被着面に応じて密着できる形状に設定される。この場合、大部分を示す同一面を当接面２０とする。当接面２０は冷却対象物９に接着剤を用いて接合してもよいが、図示しない取り付けブラケットで冷却装置５を基板８に取り付けることで、当接面２０が冷却対象物９に密着するように構成することが好ましい。この際、当接面２０と冷却対象物９の間には、適宜、公知の熱伝導性に優れるグリス（いわゆるＣＰＵグリス）を介在させることが好ましい。

板状フィン３は、吸熱体２の側面２１の全周にわたって突設されており、冷却対象物９や吸熱体２の周囲を流れる流体を遮るように配されている。このような板状フィン３は、ヒートシンク１の高さを抑えつつ、貫通孔３１内周壁面により積極的に流体を導くことができ、サイズアップを抑えつつ冷却効果を高めている。板状フィン３を構成する金属材料としては、吸熱体２と同様、アルミや鉄、銅など従来のヒートシンクの板状フィンに使用されるものを広く適用できる。

より具体的には、図２にも示すように、吸熱体２とは別に形成された板材４１〜４４の板面３０に隣接する端面３２を前記吸熱体２の前記側面２１に接合することにより突設されている。接合方法はろう付けなど、公知の金属間接合方法を用いることができる。

各板材４１〜４４は、図４の平面図からも分かるように、平面視方形の吸熱体２の４つの側面２１に対し、それぞれ板面形状が長方形の板材４１〜４４を一部側面からはみ出るように配置し、はみ出た部分の端面３２を隣の板材端面３２に接合することにより、吸熱体２の周りに環状に連続した板面を有する板状フィン３を構成している。

各板材４１〜４４は、金属凝固法で成形された一方向に伸びた複数の気孔を有するロータス型ポーラス金属成形体を、気孔の伸びる方向に交差する方向に切断加工したものである。このようなロータス型ポーラス金属成形体は、高圧ガス法（Pressurized Gas Method）（例えば特許第４２３５８１３号公報開示の方法）や、熱分解法（Thermal Decomposition Method）など、公知の方法で成形することができる。このようにロータス型ポーラス金属成形体から切り出した各板材４１〜４４の周端部には、成形に用いられる型内壁によって前記気孔の存在しないスキン領域３３が形成されている。貫通孔３１は、前記切断により分断された前記気孔である。

このようにロータス型ポーラス金属成形体から切り出した板材４１〜４４を用いることで、貫通孔を有する金属製の板材を低コスト且つ容易に得ることができ、しかもその周囲にスキン領域３３が形成されることから、当該端面３２と吸熱体側面２１との接合面積が確保され、十分な接合強度を維持できるとともに吸熱体から板材（板状フィン）への伝熱も効率よく行われ、また、上記した板材同士の接合についても、その端面３２同士の接合となり、同じく接合強度を十分に維持できるとともに板材同士の互いの伝熱性も維持され、吸熱体２からその周囲の環状の板状フィン３に対して、効率よく且つ均等に熱が伝わり、該板状フィン３の各貫通孔を通じて効率よく放熱させることができる。

図５は、板材４１〜４４の板面に開口する貫通孔３１の様子を示す説明図である。このようにロータス型ポーラス金属成形体から切り出した板材には、貫通孔３１以外に貫通していない有底の孔も存在するが、このような有底の孔も板面３０の表面積を増大させる効果があり、該板面３０からの放熱を促進する効果がある。

各板材４１〜４４の形状は長方形としたが、これに何ら限定されず、吸熱体２の側面２１に接合される端面を備えていれば、例えば多角形や半円形など、長方形以外の形状とすることも勿論できる。また、複数枚を接合して環状の板状フィン３を構成しているが、図６に示すように一枚の板材で同じく環状の板材フィン３を構成してもよい。この場合、上記ロータス型ポーラス金属成形体を筒状に成形して切断すればよい。

また、図７に示すように板材４１〜４４をそれぞれ吸熱体２の側面２１からはみ出ない長さに設定し、板材同士は接合せずに互いに独立した配置とし、それぞれ吸熱体２の側面２１にのみ接合して構成することもできる。板材の数をさらに増やす等して、吸熱体２の側面２１において、周方向に間隔をおいて断続的に複数、独立配置してもよい。

図３からも分かるように、吸熱体２の側面２１に突設される板状フィン３は、本例では当接面２０に直交する軸方向に沿って一枚のみとなるように設けたが、図８（ａ），（ｂ）に示すように、前記軸方向に沿って間隔をあけて複数枚設けることもできる。この場合、間にスペーサ部材７を介装することで確実に前記間隔をあけて各板状フィン３を接合することができ、品質を安定させることができる。この間隔が狭くなると、流体が貫通孔３１を通過しにくくなり、熱が籠る原因となる。

図８（ｂ）は、各板状フィン３の側面２１に接合される端面３２を部分的に厚くなるように切断加工、又は折り曲げ加工し、これにより側面２１との接合をより安定したものにするとともに上記スペーサ部材７としても機能を兼ねるように構成したものである。このように軸方向に間隔をあけて複数の板状フィン３を配置すると、吸熱体２、ひいてはヒートシンクの前記軸方向の寸法が大きくなるが、従来の冷却装置のヒートシンクに比べて、その寸法は抑えることができる。

板状フィン３は、図３に示すように、吸熱体２の当接面２１と板面３０とが平行になるように突設されているが、これに限定されるものではなく、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、所定の角度以下の範囲で傾斜した形態に突設されてもよい。図９（ａ）は、上記ロータス型ポーラス金属成形体から切り出した板材４１〜４４の吸熱体２の側面２１に接合される端面３２を斜めにカットした例であり、図９（ｂ）は上記ロータス型ポーラス金属成形体から切り出す際に斜めに切断した例である。

図９（ｂ）のようにすれば貫通孔３１の方向は当接面２０に直交する方向に設定でき、冷却対象物９や吸熱体２の周りに形成される流体の流れ（本例では気流）に沿った貫通孔３１の方向を維持でき、流体を貫通孔３１の内部にスムーズに導き入れることができる点で好ましい。図９（ａ），（ｂ）は、各板材４１〜４４の側面２１に接合される端面３２の延びている方向が当接面２０に平行となるようにして、そこから斜めに突出させた形態であるが、例えば図９（ｃ）に示すように、対向する２枚の板材４２、４４はそれぞれ側面２１に接合される端面３２の延びている方向が当接面２０に対して傾斜するようにして、そこから突出させたものである。

所定の角度は、従来品よりもコンパクト（薄型）にできるとともに貫通孔３１を流体がスムーズに通ることができる範囲（板厚や貫通孔の大きさ、密度等を考慮した範囲）として適宜設定することができる。４５度以下の範囲内が好ましい。また、図９（ｄ）に示すように板状フィン３の厚みをテーパー状にするなど変化させることもできる。その他、図示しないが、板状フィン３を周方向に沿って千鳥状に間隔をあけて複数配置することや、周方向に対して同じ角度だけそれぞれ傾斜させて間隔をあけて配置すること、板状フィン３を湾曲したものとすることもできる。

次に、図１０〜図１４に基づき、本発明の第２実施形態を説明する。

本実施形態の冷却装置５は、図１０〜図１３に示すように、ヒートシンク１の冷却対象物９と反対側になる位置に、該ヒートシンク１の板状フィン３の貫通孔３１に冷却用の流体を強制的に通すための流体供給手段６を設けたものである。冷却対象物９は、本例でもコンピュータ用基板８上のＣＰＵ８１としているが、その他の冷却対象物にも勿論適用できる。

より詳しくは、流体供給手段６として、貫通孔３１に空気を強制的に通すファン６１が設けられるとともに、さらに板状フィン３の外周を囲む筒状のカバー体６２が設けられている。本実施形態の冷却装置５は、ファン６１等を有さない上記第１実施形態の自然冷却式の冷却装置５に比べ、強制的に貫通孔３１を流れる気流に板状フィン３の熱をより効率良く放熱させることができ、冷却性能を著しく向上できる。

カバー体６２は、貫通孔３１に対して気流をより効率よく形成するための流路形成手段であり、低コストな合成樹脂成形品とすることができる。カバー体６２は、図１２にも示すように、ヒートシンク１及びファン６１を内装する筒状の部材であり、その内側の四隅には、ヒートシンク１の板状フィン３及びファン６１の各々対応する四隅を支持するための支持片６２０が設けられている。

板状フィン３とファン６１は、カバー体６２の内部に支持片６２０を両側から挟み込むように支持されている。より具体的には、板状フィン３の四隅と各支持片６２０には互いに連通する通孔３４、６２０ａが形成されており、ファン６１の対応する四隅に、前記通孔３４、６２０ａに挿通された取付ボルト５１が螺合するネジ孔６１０が設けられている。

なお、本例では、板状フィン３を支持片６２０に直接取り付けると、その当接箇所の貫通孔３がすべて塞がれてしまうため、スペーサ５２を介して取り付けられている。これにより板状フィン３とファン６１との間隔を稼いで貫通孔３への気流の通過を阻害しないように工夫されている。図１４に示すように、板状フィン３に対してファン６１側への吸熱体２の突出を無くし、気流をよりスムーズに行わせるようにしたものも好ましい例である。

図１５は、第２実施形態の冷却装置５を、吸熱体２の当接面２０が電子デバイス（ＣＰＵ８１）に当接した状態に取り付けてなるコンピュータ用基板８、及びそれを備えるコンピュータＰＣを示している。このような基板８及びコンピュータＰＣは、優れた冷却効果を有しつつ軽量且つ薄型コンパクトに構成される。

冷却装置５の取り付けは、接着剤で当接面２０を電子デバイス（ＣＰＵ８１）に接合してもよいが、第１実施形態と同様、図示しない取り付けブラケットで冷却装置５を基板８に取り付けることで、当接面２０が冷却対象物９に密着するように構成することが好ましい。このような取り付けブラケットはカバー体６２に設ければよい。

本実施形態の冷却装置５を構成するヒートシンク１の構成、その変形例については、第１実施形態の冷却装置５としてのヒートシンク１と同じであり、同一構造について同一符号を付し、その説明は省略する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではない。例えば冷却液を循環させる水冷・液冷方式として構成するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

１ ヒートシンク
２ 吸熱体
３ 板状フィン
５ 冷却装置
６ 流体供給手段
７ スペーサ部材
８ 電子基板
９ 冷却対象物
２０ 当接面
２１ 側面
３０ 板面
３１ 貫通孔
３２ 端面
３３ スキン領域
３４ 通孔
４１−４４ 板材
５１ 取付ボルト
５２ スペーサ
６１ ファン
６２ カバー体
８１ ＣＰＵ
６１０ ネジ孔
６２０ 支持片
６２０ａ 通孔
ＰＣ コンピュータ

Claims (14)

1. 冷却対象物に当接される当接面を有し、該当接面を通じて冷却対象物の熱が伝達される金属製の吸熱体と、該吸熱体の前記当接面に隣接する周囲の側面に突設される金属製の板状フィンとを備え、
   前記板状フィンが、前記当接面に対して板面が平行又は所定の角度以下の範囲で傾斜した形態に突設され、且つ該板面に開口する複数の貫通孔が形成されており、
   前記板状フィンは、前記吸熱体とは別に形成された板材の板面に隣接する端面を前記吸熱体の前記側面に接合することにより前記側面に突設されていることを特徴とするヒートシンク。
2. 前記板状フィンが、前記側面の全周にわたって突設されている請求項１記載のヒートシンク。
3. 前記板材が、金属凝固法で成形された一方向に伸びた複数の気孔を有するロータス型ポーラス金属成形体を、気孔の伸びる方向に交差する方向に切断加工したものであり、その周端部に、前記成形に用いられる型内壁によって前記気孔の存在しないスキン領域が形成されており、前記貫通孔が前記切断により分断された前記気孔である請求項１又は２記載のヒートシンク。
4. 前記板状フィンが、前記側面の周方向に沿って、２枚以上の前記貫通孔を有する板材を端面同士互いに接合することにより連結して構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載のヒートシンク。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のヒートシンクを備える冷却装置であって、
   前記吸熱体に対して前記冷却対象物と反対側になる位置に、前記板状フィンの貫通孔に冷却用の流体を強制的に通すための流体供給手段が設けられた冷却装置。
6. 前記流体供給手段として、前記貫通孔に空気を強制的に通すファンが設けられている請求項５記載の冷却装置。
7. 前記板状フィンの外周を囲む筒状のカバー体を備えており、該カバー体の内部を前記流体供給手段により前記流体が強制的に軸方向に沿って流通し、その過程で該流体が前記板状フィンの貫通孔を通る請求項５又は６記載の冷却装置。
8. 電子回路デバイスを備えるコンピュータ用基板であって、
   前記電子回路デバイスを前記冷却対象物として、請求項１〜７の何れか１項に記載のヒートシンクを備える冷却装置を、該ヒートシンクの吸熱体の前記当接面が電子デバイスに当接した状態に取り付けてなるコンピュータ用基板。
9. 請求項８記載のコンピュータ用基板を備えるコンピュータ。
10. 冷却対象物に当接される当接面を有し、該当接面を通じて冷却対象物の熱が伝達される金属製の吸熱体と、該吸熱体の前記当接面に隣接する周囲の側面に突設される金属製の板状フィンとを備えるヒートシンクの製造方法であって、
    金属凝固法により一方向に伸びる複数の気孔を有するロータス型ポーラス金属成形体を成形する手順と、
    前記ロータス型ポーラス金属成形体を前記気孔の伸びる方向に交差する方向に切断加工し、これにより、周端部に前記成形に用いる型内壁によって形成された、前記気孔の存在しないスキン領域を有し、且つ前記切断により分断された前記気孔よりなる複数の貫通孔を有する板材を、前記吸熱体とは別に形成する手順と、
    前記板材の板面に隣接する端面を前記吸熱体の前記側面に接合することにより、前記当接面に対して板面が平行又は所定の角度以下の範囲で傾斜した形態に前記側面に突設した前記板材よりなる前記板状フィンを設ける手順と、
    を備えることを特徴とするヒートシンクの製造方法。
11. 前記板状フィンを設ける手順が、前記板材を前記側面の全周にわたって突設してなる請求項１０記載のヒートシンクの製造方法。
12. 前記板状フィンを設ける手順が、前記側面の周方向に沿って、２枚以上の前記板材を端面同士互いに接合することにより連結してなる請求項１０又は１１記載のヒートシンクの製造方法。
13. 請求項１〜７の何れか１項に記載のヒートシンクを備える冷却装置を用いて、冷却対象物を冷却する冷却方法であって、
    前記吸熱体の当接面を前記冷却対象物に当接させた状態に前記冷却装置を設け、
    前記冷却対象物の熱を前記吸熱体に伝熱させ、
    該吸熱体に伝熱された熱を、その表面を流れる流体中に放熱するとともに前記板状フィンに伝熱させ、
    前記板状フィンに伝熱された熱を、その表面を流れる流体中に放熱するとともに、前記板状フィンの各貫通孔を通過する流体中に放熱し、
    これにより冷却対象物の熱を周囲の流体中に放熱することを特徴とする冷却対象物の冷却方法。
14. 前記冷却対象物が、コンピュータ用基板上の電子回路デバイスである請求項１３記載の冷却対象物の冷却方法。

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