JPWO2011016221A1 - ヒートシンク - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、より熱交換が効率的なヒートシンクを提供する。【解決手段】発熱部品（１２）の熱を冷却用流体（ＣＦ）へ伝達するヒートシンク（１００Ａ）であって、発熱部品（１２）に熱的に接続された平板状のベースプレート部（１１）と、切り起こして形成される複数のルーバー（１３）と複数のルーバー（１３）と連結し切り起こされずに残った枠部（１４）とを有するフィンユニット（１０Ａ）とを備える。また、複数のルーバー（１３）の一方の端部がベースプレート部（１１）に熱的に接続されるとともに、枠部（１４）がベースプレート部（１１）の表面から離れている。【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＰＵ、集積回路、半導体素子等の各種電子部品、電子機器、そのほか各種電気機器などの放熱のために使用されるヒートシンクに関するものである。特に薄板材を加工して製作した薄板フィンを備えるものであって、放熱効率に優れたヒートシンクに関するものである。
ＣＰＵ、集積回路、半導体素子などの電子部品、電子機器及び各種電気機器においては、放熱のためにヒートシンクが設けられる。また、これらの素子又は機器の発熱量、発熱密度の増大によって、放熱効率に優れた高性能のヒートシンクが求められる。
特許文献１に開示されたヒートシンク２００のフィンユニット２０は、図３０に示したとおり、隣接する鈎形の二辺、および／または、隣接するコの字形の三辺からなる切り込みを一枚の金属板に形成し、その部分を切り起こすことにより複数のフィン列を形成するものである。前記複数のフィン列同士の間には切り起こされなかった部分が残っており“連結部”と称されている。また、フィン列の中のフィン同士の間にも切り起こされなかった部分が残っており、フィン列の中の各々のフィンの断面形状は、切り起こされた部分と切り起こされなかった部分とで概ねＬ字形をなしている。このように特許文献１に開示されたヒートシンクにおいては、フィンの前記Ｌ字形の一方の面（底部）及び前記した連結部がベースプレート又は発熱体（以下においては、単に「ベースプレート部」と記して、「ベースプレート又は発熱体」を指すものとする。）に接している。
特開２００９−２６７８４号公報
しかし、特許文献１に開示されたヒートシンクは、フィンのＬ字状の一方の面（垂直部）のみがベースプレート部から起立しているものであり、他方の面（底部）はベースプレート部に密着されている。このため、冷却流体との熱交換に与るのは主として前者（垂直部）の面のみであり、従って、特許文献１に開示されたヒートシンクには、熱交換の効率になお改善の余地が有るといえる。
本発明は、より効率的な熱交換を実現し得るヒートシンクを提供することを目的とする。
即ち、本発明は、Ｌ字状をなすフィン面が双方（垂直部及び底部）ともベースプレート部からは離れた状態となるようにしたヒートシンクである。
第１の観点のヒートシンクは、発熱部品の熱を冷却用流体へ伝達するヒートシンクである。また、このヒートシンクは発熱部品に熱的に接続された平板状のベースプレート部と、複数のルーバーとこの複数のルーバーに連結して前記複数のルーバーを取り囲む枠部とを有するフィンユニットとを備える。また、複数のルーバーの一方の端部がベースプレート部に熱的に接続されるとともに、枠部がベースプレート部の表面から離れている。枠部がベースプレート部の表面から離れて冷却流体の流れの中に存在するときには枠部が冷却流体に対して乱流を起こすことができる。したがってこの観点のヒートシンクは冷却効率が高い。
第２の観点のヒートシンクの複数のルーバーの少なくとも一部は一枚の金属板から切り起こして形成されるとともに、枠部は切り起こされずに残って形成される。
第３の観点のヒートシンクの複数のルーバーは、冷却用流体の流れる方向に並行に伸びる長さと切り起こし方向の幅と切り起こし角度とを有しており、複数のルーバーのうちのいくつかのルーバーは他のルーバーと異なる長さ、異なる幅又は異なる切り起こし角度の少なくともいずれか一つを有している。
第４の観点のヒートシンクのフィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、第１フィンユニットのルーバーは第２フィンユニットのルーバーと異なる長さ、異なる幅又は異なる切り起こし角度の少なくともいずれか一つを有している。
第５の観点のヒートシンクのフィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、第１フィンユニットのルーバーの一方の端部がベースプレート部に熱的に接続され、第２フィンユニットのルーバーの端部が第１フィンユニットのルーバーの他方の端部に熱的に接続される。
そして、第６の観点のヒートシンクにおいて、第１フィンユニットの枠部と第２フィンユニットの枠部とが離れている。
第７の観点のヒートシンクにおいて、第１フィンユニットの枠部と第２フィンユニットの枠部とは接合している。
第８の観点のヒートシンクのフィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、第１フィンユニットの複数のルーバー間に、第２フィンユニットの複数のルーバーが配置される。
第９の観点のヒートシンクの枠部は、冷却用流体の流れ方向を変える流路変更部を有する。
第１０の観点のヒートシンクにおいて、冷却用流体は液体であり、液体の冷却用流体ＣＦの流路が構成されるように、複数のルーバーの他方の端部と接続されたカバープレートを備える。
第１１の観点のヒートシンクのフィンユニットは一枚の金属板をプレスして形成され、フィンユニットはベースプレート部にロウ付けされる。
第１２の観点のヒートシンクの金属板は、母材がアルミニウムで、その少なくとも一方の表面にロウ材をクラッドして作った。
第１３の観点のヒートシンクは発熱部品の熱を冷却用流体へ伝達する。ヒートシンクは、発熱部品に熱的に接続された平板状のベースプレート部と、複数のルーバーと複数のルーバーに連結して複数のルーバーを取り囲む枠部とを有するフィンユニットと、を備える。複数のルーバーの一方の端部が前記ベースプレート部に熱的に接続されるとともに、フィンユニットを挟んでベースプレート部と相対する位置に、冷却用流体の流路を構成するように流路壁が設置されていて、枠部が流路壁に密着されている。
第１４の観点のヒートシンクの冷却用流体は液体であり、液体の冷却用流体ＣＦの流路が構成されるように、複数のルーバーの他方の端部と接続されて流路壁となるカバープレートを備える。
本発明のヒートシンクは、冷却効率が高く、また、製造が簡単である。
第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａの斜視図である。 −Ｘ軸方向から見た第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａの側面図である。 第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａの平面図である。 （ａ）は、−Ｙ軸方向から見た第２実施形態の第２ヒートシンク１００Ｂの側面図である。 （ｂ）は、−Ｙ軸方向から見た第３実施形態の第３ヒートシンク１００Ｃの側面図である。 （ｃ）は、−Ｙ軸方向から見た第４実施形態の第４ヒートシンク１００Ｄの側面図である。 第５実施形態の第５ヒートシンク１００Ｅの斜視図である。 第６実施形態の第６ヒートシンク１００Ｆの分解斜視図である。 第６実施形態の第６ヒートシンク１００Ｆの斜視図である。 第７実施形態の第７ヒートシンク１００Ｇの斜視図である。 −Ｘ軸方向から見た第７実施形態の第７ヒートシンク１００Ｇの側面図である。 第８実施形態の第８ヒートシンク１００Ｈの斜視図である。 −Ｘ軸方向から見た第８実施形態の第８ヒートシンク１００Ｈの側面図である。 第９実施形態の第９ヒートシンク１００Ｊの分解斜視図である。 第９実施形態の第９ヒートシンク１００Ｊの斜視図である。 第１０実施形態の第１０ヒートシンク１００Ｋの分解斜視図である。 第１０実施形態の第１０ヒートシンク１００Ｋの斜視図である。 第１１実施形態の第１１ヒートシンク１００Ｌの斜視図である。 （ａ）は、上流路変更部１５ａが設けられた第１１実施形態の第１１ヒートシンク１００Ｌの側面図である。 （ｂ）は、（ａ）の破線Ｇで囲まれた部分の拡大図である。 第１２実施形態の第１２ヒートシンク１００Ｍの斜視図である。 （ａ）は、第１３実施形態の第１３ヒートシンク１００Ｎの斜視図である。 （ｂ）は、−Ｘ軸方向から見た第１３実施形態の第１３ヒートシンク１００Ｎの側面図である。 （ａ）は、−Ｙ軸方向から見た第１４実施形態の第１４ヒートシンク１００Ｐの側面図である。 （ｂ）は、−Ｙ軸方向から見た第１４実施形態の変形例である第１４ヒートシンク１００Ｐ’の側面図である。 （ｃ）は、第１５実施形態の第１５ヒートシンク１００Ｑの斜視図である。 第１６実施形態の第１６ヒートシンク１００Ｒの分解斜視図である。 第１６実施形態の第１６ヒートシンク１００Ｒの斜視図である。 −Ｘ軸方向から見た第１６実施形態の第１６ヒートシンク１００Ｒの側面図である。 第１７実施形態の第１７ヒートシンク１００Ｓの分解斜視図である。 第１７実施形態の第１７ヒートシンク１００Ｓの斜視図である。 −Ｘ軸方向から見た第１７実施形態の第１７ヒートシンク１００Ｓの側面図である。 第１８実施形態の第１８ヒートシンク１００Ｔの斜視図である。 −Ｘ軸方向から見た第１８実施形態の第１８ヒートシンク１００Ｔの側面図である。 ルーバーがベースプレート部に接合される場合を説明するための図である。 （ａ）は、第１〜第１８実施形態においてルーバー１３がロウ付けにより斜めにベースプレート部１１に接合されている状態の説明図である。 （ｂ）は、第３及び第４実施形態において、ルーバー１３Ｃ、１３Ｆがロウ付けにより垂直にベースプレート部１１、２１に接合されている状態の説明図である。 （ｃ）は、第１〜第１８実施形態において、ルーバー１３がカシメ部１９によりベースプレート部１１に接合されている状態の説明図である。 従来のヒートシンク２００を示した斜視図である。
（第１実施形態）
＜第１ヒートシンク１００Ａの構成＞
図１は、第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａの斜視図である。ここで、ベースプレート部１１の面をＸＹ平面とし、またベースプレート部１１に垂直な方向を＋Ｚ軸方向とする。
図１に示されたように、第１ヒートシンク１００Ａは半導体素子、集積回路又はＣＰＵ等の発熱部品１２に取り付けられる。理解を助けるため発熱部品１２が描かれているが、第１ヒートシンク１００Ａに付属するものではない。第１ヒートシンク１００Ａは発熱部品１２のＸＹ平面に密着して載置されたベースプレート部１１と、そのベースプレート部１１に熱的に接続された第１フィンユニット１０Ａとを備える。第１実施形態において、第１フィンユニット１０Ａは１つの金属板より構成され、その金属板に対して斜めに±Ｚ軸方向に向かって切り起こして形成された複数のルーバー１３と、その複数のルーバー１３に連結し切り起こされずに残った枠部１４とより構成される。第１フィンユニット１０Ａはルーバー１３の一端部をベースプレート部１１にロウ付けなどで、ベースプレート部１１に熱的に接続される。また、枠部１４はＹ軸枠部１４ａ及びＸ軸枠部１４ｂより構成され、ベースプレート部１１の表面に接続されないようにルーバー１３のＺ軸方向のほぼ中央部分に接続されている。また、図１において第１ヒートシンク１００ＡはＸ軸方向で６個、Ｙ軸方向で３列に並んだ１８個のルーバー１３により構成された１つの第１フィンユニット１０Ａを有しているが、数十個から数百個の第１フィンユニット１０Ａが設けられていてもよい。
第１実施形態において、第１フィンユニット１０Ａは一枚のアルミニウム、銅、あるいはそれらの合金などの熱伝導性が良好な金属板をプレスして形成されたものであり、その金属板の厚さＴ１は０．４ｍｍから２ｍｍ程度である。また、ルーバー１３の幅Ｄは２ｍｍから２０ｍｍ程度であり、ルーバー１３とルーバー１３とのＸ軸方向の距離も幅Ｄとほぼ一致する。また、ベースプレート部１１の厚さＴ２は例えば０．５〜１５ｍｍ程度のアルミニウム、銅、あるいはそれらの合金などの熱伝導性が良好な材料より構成され、例えば発熱部品１２に合わせて四角形板状に作られている。
また、枠部１４からルーバー１３の切り起こし角度θは、１０度から９０度まで任意に設定できる。図１では、ルーバー１３の幅Ｄの約Ｄ／２の位置で枠部１４からルーバー１３が切り起こされているが、任意の位置で切り起こしてもよい。
また、Ｙ方向に並んだ各ルーバー１３列の間にはＸ軸枠部１４ｂがそれぞれ設けられている。このＸ軸枠部１４ｂはベースプレート部１１からＺ軸方向で離れている。すなわちＸ軸枠部１４ｂはベースプレート部１１とは直接接していない。さらに、図１に示されたように隣接されたルーバー１３列はＸ軸方向で互いに例えばＤ／２ずれて形成されている。例えば、ルーバー１３列をＸ軸方向に距離Ｄ／２ずれると、第１列に属されているルーバー１３が第２列目のルーバー１３列のルーバー１３とルーバー１３との間に位置付けられる。これにより、以下に説明するように、第１ヒートシンク１００Ａの冷却性能が向上する。なお、隣接されたルーバー１３列がＸ軸方向にずらすことは必須でなく、必要に応じてずらせばよい。
＜第１ヒートシンク１００Ａによる冷却＞
図２は、−Ｘ軸方向から見た第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａの側面図である。図２において、太い矢印は冷却用流体ＣＦの流れを示し、冷却用流体ＣＦは＋Ｙ軸方向に沿って流れている。冷却用流体ＣＦは空気などの気体が用いることを前提に説明するが、水または不凍液などの液体が用いられてもよい。
図２において点線Ｂ１内に示されたように、まず、Ｘ軸枠部１４ｂがベースプレート部１１からＺ軸方向で離れているために、第１ヒートシンク１００Ａ中で流れる冷却用流体ＣＦがそのＸ軸枠部１４ｂに衝突して乱流が発生する。これにより、冷却用流体ＣＦが下流のルーバー１３の表面から熱を奪いやすくするとともに、ベースプレート部１１からも熱を奪う。このため第１ヒートシンク１００Ａの冷却性能が向上する。
その後、冷却用流体ＣＦはルーバー１３の間で乱流から安定した層流となっていくが、点線Ｂ２に囲まれた部分でＸ軸枠部１４ｂにより再び乱流となる。具体的に、ルーバー１３の間を流れる安定した層流は、ルーバー１３のＺ軸方向の中央部分に設けられたＸ軸枠部１４ｂに衝突し、Ｘ軸枠部１４ｂのＺ軸の両側に分流され、乱流としてＸ軸枠部１４ｂのＺ軸の両側を流れる。
また、冷却用流体ＣＦは点線Ｂ３に囲まれた部分で上述の点線Ｂ２に囲まれた部分と同じようにＸ軸枠部１４ｂにより乱流が形成される。最後、冷却用流体ＣＦは点線Ｂ４に囲まれた部分でＸ軸枠部１４ｂにより再びそのＺ軸の両側に分流され、Ｘ軸枠部１４ｂで乱流となる。その後、第１ヒートシンク１００Ａの＋Ｙ側より冷却用流体ＣＦが流出される。
上述のように、−Ｙ側より第１ヒートシンク１００Ａに流入した冷却用流体ＣＦは、第１ヒートシンク１００Ａ内で何度も乱流になってルーバー１３又はベースプレート部１１と熱交換を促進する。したがって、発熱部品１２と冷却用流体ＣＦとの間で熱伝達が向上し、放熱特性が向上する。
図３は、第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａの平面図である。図３でも、矢印は冷却用流体ＣＦの流れを示し、冷却用流体ＣＦは＋Ｙ軸方向に沿って流れている。
まず、図３において冷却用流体ＣＦは−Ｙ側から第１ヒートシンク１００Ａのルーバー１３とルーバー１３との間に流入する。そして、隣接されたルーバー１３列がＸ軸方向で互いに距離Ｄ／２ずれて形成されるため、−Ｙ側のルーバー１３列を通過した冷却用流体ＣＦは中央のルーバー１３列のルーバー１３に衝突される。したがって、冷却用流体ＣＦはそのルーバー１３のＸ軸方向の両側に分流し乱流が形成される。その後、中央のルーバー１３列のルーバー１３に沿って＋Ｙ軸方向に流れる。
また、冷却用流体ＣＦは点線Ｃ２に囲まれた部分でも点線Ｃ１に囲まれた部分と同じに＋Ｙ側のルーバー１３列により乱流が形成される。その後、＋Ｙ側より第１ヒートシンク１００Ａを流出する。
上述のように、−Ｙ側より第１ヒートシンク１００Ａに流入した冷却用流体ＣＦは、第１ヒートシンク１００Ａ内で何度も乱流になって熱交換が促進される。したがって、その乱流の促進効果により、発熱部品１２と冷却用流体ＣＦ間の熱伝達が向上し、放熱特性が向上する。
また、第１フィンユニット１０Ａはプレス成形で一体的に成形するので低コストで作製できる。また、切り起こされていない枠部１４で連結されて一体になっているので扱いが容易で組み付け作業が簡便である。第１実施形態において、各ルーバー１３のＸ軸方向の距離Ｄ及び幅Ｄは一定であるが、その距離及び幅の変更はプレス成形時の金型の形状を変えて切り起こされていない金属板の位置を変えることだけで済むので、大幅なコストアップの必要がない。
図４は、各ルーバーのＸ軸方向の距離Ｄ及び幅が変更された第２実施形態〜第４実施形態のヒートシンクを示した図である。
（第２実施形態）
＜第２ヒートシンク１００Ｂの構成＞
図４（ａ）は、−Ｙ軸方向から見た第２実施形態の第２ヒートシンク１００Ｂの側面図である。理解を助けるため発熱部品２２が描かれているが、第２ヒートシンク１００Ｂに付属するものではない。第２実施形態において、例えば発熱部品２２は中央に段差部２２ａ（凸状でも凹状でもよい）と平坦部２２ｂを有している。このように段差があるような発熱部品２２に対しては、ベースプレート部２１も中央に段差部２１ａと平坦部２１ｂとを有している。ベースプレート部２１と発熱部品２２とが接する面積を多くして、熱を奪う必要があるからである。ベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂに合わせて、ルーバーも合わせることが好ましい。
図４（ａ）に示されたように、第２実施形態の第２フィンユニット１０Ｂは２種類のルーバー１３Ａ及びルーバー１３Ｂより構成される。ルーバー１３Ａは第１実施形態の第１フィンユニット１０Ａのルーバー１３と同じ形状である。ルーバー１３Ａは、同じ角度θに傾いた状態でベースプレート部２１の平坦部２１ｂにロウ付けなどで固定されている。また、ルーバー１３Ｂはルーバー１３Ａと同じ角度θでベースプレート部２１の段差部２１ａにロウ付けなどで固定されている。ルーバー１３Ｂの幅はルーバー１３Ａの幅より短くに構成されている。例えばベースプレート部２１の段差部２１ａの高さがＤ／４である場合、ルーバー１３Ｂは幅Ｄ／２で形成されている。これにより、全てのルーバー１３Ａ、ルーバー１３Ｂが同じ角度θでベースプレート部２１に熱的に接続される。
また、このように、プレス成形時の金型の形状を変えて、ベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂに合わせて、ルーバーの位置及び幅を変えることだけで済むので、第２実施形態の第２フィンユニット１０Ｂは大幅なコストアップがない。
（第３実施形態）
＜第３ヒートシンク１００Ｃの構成＞
図４（ｂ）は、−Ｙ軸方向から見た第３実施形態の第３ヒートシンク１００Ｃの側面図である。第３実施形態においても、例えば発熱部品２２は中央に突起状の段差部２２ａと平坦部２２ｂを有している。このように段差があるような発熱部品２２に対しては、ベースプレート部２１も中央に突起状の段差部２１ａと平坦部２１ｂとを有している。
図４（ｂ）に示されたように、第３実施形態の第３フィンユニット１０Ｃは２種類のルーバー１３Ｃ及びルーバー１３Ｄを含んでいる。第３実施形態において、ルーバー１３Ｃは第１実施形態の第１フィンユニット１０Ａのルーバー１３と同じ幅Ｄである。ルーバー１３Ｃは、直角に傾いた状態でベースプレート部２１の平坦部２１ｂにロウ付けなどで固定されている。また、ルーバー１３Ｄも第１実施形態の第１フィンユニット１０Ａのルーバー１３と同じ幅Ｄである。但し、ルーバー１３Ｄの角度φは角度θより小さくなってベースプレート部２１の段差部２１ａにロウ付けなどで固定されている。これにより、全てのルーバー１３Ｃ、ルーバー１３Ｄがベースプレート部２１に熱的に接続される。もちろん、ベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂとの段差高さにはいろいろな高さがあるので、ルーバー１３Ｃとルーバー１３Ｄとは適切な角度で調整されてもよい。
また、このように、プレス成形時の金型の形状を変えて、ベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂに合わせて、ルーバーの角度を変えることだけで済むので、第３実施形態の第３フィンユニット１０Ｃは大幅なコストアップがない。
（第４実施形態）
＜第４ヒートシンク１００Ｄの構成＞
図４（ｃ）は、−Ｙ軸方向から見た第４実施形態の第４ヒートシンク１００Ｄの側面図である。第４実施形態においても、例えば発熱部品２２は中央に突起状の段差部２２ａと平坦部２２ｂを有している。このように段差があるような発熱部品２２に対しては、ベースプレート部２１も中央に突起状の段差部２１ａと平坦部２１ｂとを有している。
図４（ｃ）に示されたように、第４実施形態の第４フィンユニット１０Ｄは２種類のルーバー１３Ｅ及びルーバー１３Ｆを含んでいる。第４実施形態において、ルーバー１３Ｅは第２実施形態の第２フィンユニット１０Ｂのルーバー１３Ａと同じで、ベースプレート部２１の凹部に角度θで固定されている。また、ルーバー１３Ｆの角度φは垂直になっており、ベースプレート部２１の段差部２１ａに垂直にロウ付けなどで固定されている。ルーバー１３Ｆの幅ＤＮがルーバー１３Ｅの幅Ｄよりかなり狭くなっている。これにより、全てのルーバー１３Ｅ、１３Ｆが凸状のベースプレート部２１に熱的に接続される。
第２実施形態から第４実施形態まで、ベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂに合わせて、ルーバー１３の間隔およびルーバー１３の角度を変える例を示した。段差部が三段以上ある場合または発熱部品２２の発熱量などに応じて、ルーバー１３の間隔およびルーバー１３の角度を適宜変更することができる。
（第５実施形態）
＜第５ヒートシンク１００Ｅの構成＞
図５は、第５実施形態の第５ヒートシンク１００Ｅの斜視図である。第５実施形態において、第５フィンユニット１０Ｅのみが第１実施形態と異なっているため、第５フィンユニット１０Ｅについて説明し、その他の説明を省略する。
図５に示されたように、第５フィンユニット１０Ｅは１つの金属板をプレスして構成されたルーバー１３、ルーバー２３と枠部１４とを備えている。また、第５フィンユニット１０Ｅはルーバー１３、ルーバー２３の一端部をベースプレート部１１にロウ付けすることで、ベースプレート部１１に熱的に接続される。また、枠部１４はベースプレート部１１の表面に接続されない。枠部１４はＹ軸枠部１４ａ及びＸ軸枠部１４ｂより構成され、Ｘ軸枠部１４ｂはルーバー１３、２３のＺ軸方向のほぼ中央部分に接続されている。
図５において、第５ヒートシンク１００ＥはＸ軸方向で６個の短いルーバー１３から構成されたルーバー１３の列と、６個の長いルーバー２３から構成されたルーバー２３の列とを備える。もちろん、数十個から数百個の第５フィンユニット１０Ｅがベースプレート部１１に設けられていてもよい。
第５実施形態において、第５フィンユニット１０Ｅの材料及び厚さは第１実施形態と同じで、枠部１４とルーバー１３、２３との角度θも第１実施形態と同じである。また、ルーバー１３列とルーバー２３列とはＸ軸方向で互いにＤ／２ずれて形成されている。
第５フィンユニット１０Ｅにおいてルーバー２３のＹ軸方向の長さＬ２がルーバー１３の長さＬ１の約２倍である。このため、冷却用流体ＣＦの乱流が発生するＸ軸枠部１４ｂのＹ軸方向の位置を調整することにより、発熱部品１２に対する部分的な冷却性能、冷却用流体ＣＦの流体抵抗を調整することができる。つまり、長さの異なるルーバー１３及びルーバー２３を設けることで、部分的な冷却効率を調整することができる。
また、第５実施形態において、第５フィンユニット１０Ｅはルーバー１３列とルーバー２３列とを有していたが、ルーバー１３列を有するフィンユニットと、ルーバー２３列を有するフィンユニットとを別々の金属板から形成し、それぞれを１枚のベースプレート部１１に配置してもよい。
（第６実施形態）
＜第６ヒートシンク１００Ｆの構成＞
図６は、第６実施形態の第６ヒートシンク１００Ｆの分解斜視図である。図７は、組み立てた後の第６フィンユニット１０Ｆの斜視図である。第６実施形態において、第６フィンユニット１０Ｆは第１フィン部１０Ｆａと第２フィン部１０Ｆｂとにより構成された複式フィンユニットである。
まず、第６フィンユニット１０Ｆの第１フィン部１０Ｆａについて説明する。
第１フィン部１０Ｆａは、１つの金属板により構成され、その金属板に対して斜めに切り起こして形成された複数のルーバー３３ａと、その複数のルーバー３３ａに連結し切り起こされずに残った枠部２４とにより構成される。また、枠部２４はＹ軸枠部２４ａ及びＸ軸枠部２４ｂにより構成される。また枠Ｘ軸枠部２４ｂはルーバー３３ａのＺ軸方向の一端に接続されている。図６において、第１フィン部１０ＦａはＸ軸方向で６個、Ｙ軸方向で３列に並んだ１８個のルーバー３３ａを有している。さらに、第１フィン部１０Ｆａの材料及び厚さは第１実施形態の第１フィンユニット１０Ａと同じで、枠部２４とルーバー３３ａとの角度θも第１実施形態と同じである。但し、第６実施形態のルーバー３３ａの幅はＤ／２である。
次に、第６フィンユニット１０Ｆの第２フィン部１０Ｆｂについて説明する。
第２フィン部１０Ｆｂは、１つの金属板により構成され、その金属板に対して斜めに−Ｚ軸方向に向かって切り起こして形成された複数のルーバー３３ｂと、その複数のルーバー３３ｂに連結し切り起こされずに残った枠部３４とより構成される。また、枠部３４はＹ軸枠部３４ａ及びＸ軸枠部３４ｂより構成される。また枠Ｘ軸枠部３４ｂはルーバー３３ｂのＺ軸方向の一端に接続されている。また枠Ｘ軸枠部３４ｂはルーバー３３のＺ軸方向の一端に接続されている。その他角度θを含めて第２フィン部１０Ｆｂは第１フィン部１０Ｆａと同じ形状である。
図７に示されたように、第１フィン部１０Ｆａと第２フィン部１０Ｆｂとは、互いに対応されるルーバー３３ａの一端とルーバー３３ｂの一端とが接合し、Ｘ軸枠部２４ｂとＹ軸枠部３４ｂとが接合される。そして第６フィンユニット１０Ｆが形成される。第６フィンユニット１０Ｆの枠部２４と枠部３４とより構成された新しい枠部の厚さは、第１実施形態の枠部１４の２倍、すなわち２Ｔ１となる。ルーバー３３ａとルーバー３３ｂとより構成された新しいルーバー３３の幅はＤで、Ｘ軸方向の距離はＤ／２であり、その厚さはＴ１である。
また、組み立てた後の第６フィンユニット１０Ｆの全体的な形状は第１実施形態の第１フィンユニット１０Ａとほぼ同じであるが、ルーバー３３のＸ軸方向の距離がＤ／２である点が大きく異なる。
第６実施形態において、複数のフィン部により構成された第６フィンユニット１０Ｆをベースプレート部１１に配置することにより、第６フィンユニット１０Ｆの高さを変えずにルーバー３３のＸ軸方向の距離がＤからＤ／２に狭くなり、ルーバー３３の密度を高めることができ、冷却性能を高められる。
（第７実施形態）
＜第７ヒートシンク１００Ｇの構成＞
図８は、第７実施形態の第７ヒートシンク１００Ｇの斜視図である。第７実施形態において、第７フィンユニット１０Ｇは第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂより構成された複式フィンユニットである。
まず、第７フィンユニット１０Ｇの第１フィン部１０Ｇａについて説明する。
第１フィン部１０Ｇａは、１つの金属板により構成され、その金属板に対して斜めに±Ｚ軸方向に向かって切り起こして形成された複数のルーバー４３ａと、その複数のルーバー４３ａに連結し切り起こされずに残った枠部４４とより構成される。また、枠部４４はＹ軸枠部４４ａ及びＸ軸枠部４４ｂより構成される。また枠Ｘ軸枠部４４ｂはルーバー４３ａのＺ軸方向のほぼ中央部分に接続されている。図８において、第１フィン部１０ＧａはＸ軸方向で６個、Ｙ軸方向で３列に並んだ１８個のルーバー４３ａを有している。さらに、第１フィン部１０Ｇａの材料及び厚さは第１実施形態の第１フィンユニット１０Ａと同じで、枠部４４とルーバー４３ａとの角度θも第１実施形態と同じである。但し、第７実施形態のルーバー４３ａの幅が第１実施形態のルーバー１３の幅はＤ／２である。
そして、第７フィンユニット１０Ｇの第２フィン部１０Ｇｂは、第１フィン部１０Ｇａと同じである。
図８に示されたように、第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂとは、互いに対応されるルーバー４３ａの一端とルーバー４３ｂの一端とがロウ付けなどで接合される。これにより第７フィンユニット１０Ｇが形成される。また、Ｘ軸枠部４４ｂがルーバー４３ａのＺ軸方向のほぼ中央部分に接続されて、Ｘ軸枠部５４ｂが複数のルーバー４３ｂにそのＺ軸方向のほぼ中央部分に接続されている。このため、枠部４４と枠部５４とが、Ｚ軸方向に離れている。その距離はルーバー４３ａ及びルーバー４３ｂの切り起こし角度により決定される。さらに、ルーバー４３ａとルーバー４３ｂとより構成された新しいルーバー４３の幅はＤで、Ｘ軸方向の距離はＤ／２であり、その厚さはＴ１である。
＜第７ヒートシンク１００Ｇによる冷却＞
図９は、−Ｘ軸方向から見た第７実施形態の第７ヒートシンク１００Ｇの側面図である。図９において、矢印は冷却用流体ＣＦの流れを示し、冷却用流体ＣＦは＋Ｙ軸方向に沿って流れている。
まず、図９の点線Ｅ１内に示されたように、Ｘ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂがベースプレート部１１からＺ軸方向で離れているために、第７ヒートシンク１００Ｇ中で流れる冷却用流体ＣＦがそのＸ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂに衝突して乱流が発生する。
その後、冷却用流体ＣＦはルーバー４３とルーバー４３との間で安定した層流となって＋Ｙ軸方向に流れ続くが、点線Ｅ２に囲まれた部分でＸ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂにより再び乱流となる。具体的に、ルーバー４３とルーバー４３との間を流れる安定した層流は、ルーバー４３のＺ軸方向の中央部分に設けられたＸ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂに衝突し、Ｘ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂのＺ軸の両側に分流される。これにより、冷却用流体ＣＦはＸ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂの両側に分留され、乱流として下流に流れる
また、冷却用流体ＣＦは点線Ｅ３に囲まれた部分で上述の点線Ｅ２に囲まれた部分と同じようにＸ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂにより乱流が形成される。最後、冷却用流体ＣＦは点線Ｅ４に囲まれた部分でＸ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂにより再びそれらのＺ軸の両側に分流され、Ｘ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂで乱流となる。その後、第７ヒートシンク１００Ｇの＋Ｙ側より冷却用流体ＣＦが流出される。
上述のように、−Ｙ側より第７ヒートシンク１００Ｇに流入した冷却用流体ＣＦは、第７ヒートシンク１００Ｇ内で何度も乱流になってルーバー４３又はベースプレート部１１と熱交換が促進される。したがって、発熱部品１２と冷却用流体ＣＦとの間で熱伝達が向上し、放熱特性が向上する。
ルーバー４３ａ及びルーバー４３ｂを積層し、それぞれの一端同士を例えばロウ付けで熱的に接合することで、ルーバー４３の表面積を大きくすることができ、冷却性能を高められる。また、Ｘ軸枠部４４ｂ及びＸ軸枠部５４ｂは、乱流を発生させることができる。例えば、配置する高さを変えることも可能である。複数のルーバーの一端同士を組み合わせるだけなので、作業性が大きく損なわれることはない。
（第８実施形態）
＜第８ヒートシンク１００Ｈの構成＞
図１０は、第８実施形態の第８ヒートシンク１００Ｈの斜視図である。第８実施形態において、第８フィンユニット１０Ｈは第７実施形態で説明された第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂより構成された複式フィンユニットである。
図１０に示されたように、第８フィンユニット１０Ｈは第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂとが、対応されるルーバー４３ａの一端とルーバー４３ｂの一端とがＹ軸方向にずれて接合して形成される。ここで、ルーバー４３ａとルーバー４３ｂとより構成された新しいルーバーの幅はＤで、Ｘ軸方向の距離はＤ／２であり、その厚さはＴ１である。
＜第８ヒートシンク１００Ｈによる冷却＞
図１１は、−Ｘ軸方向から見た第８実施形態の第８ヒートシンク１００Ｈの側面図である。図１１において、矢印は冷却用流体ＣＦの流れを示し、冷却用流体ＣＦは＋Ｙ軸方向に沿って流れている。
まず、図１１の点線Ｆ１内で示されたように、第８フィンユニット１０ＨのＸ軸枠部５４ｂがベースプレート部１１からＺ軸方向で離れているために、第８ヒートシンク１００Ｈ中で流れる冷却用流体ＣＦがそのＸ軸枠部５４ｂに衝突して乱流が発生する。そして、分流された冷却用流体ＣＦはＸ軸枠部５４ｂを通過した後、上部側（＋Ｚ側）の冷却用流体ＣＦは、Ｘ軸枠部４４ｂがベースプレート部１１からＺ軸方向で離れているために、第８ヒートシンク１００Ｈ中で流れる冷却用流体ＣＦがそのＸ軸枠部４４ｂに衝突して乱流が発生する。
その後、冷却用流体ＣＦはルーバー４３とルーバー４３との間で安定した層流となって＋Ｙ軸方向に流れ続くが、点線Ｆ２内のＸ軸枠部５４ｂにより再び乱流になり、且つその下流でＸ軸枠部４４ｂにより再び乱流となる。
また、冷却用流体ＣＦは点線Ｆ３に囲まれた部分で点線Ｆ２に囲まれた部分と同じようにＸ軸枠部５４ｂにより乱流になり、その下流でもＸ軸枠部４４ｂにより乱流が形成される。最後、冷却用流体ＣＦは点線Ｆ４に囲まれた部分でＸ軸枠部５４ｂにより再びそのＺ軸の両側に分流され乱流となり、その下流でＸ軸枠部４４ｂにより再びそのＺ軸の両側に分流され乱流となる。その後、第８ヒートシンク１００Ｈの＋Ｙ側より冷却用流体ＣＦが流出される。
上述のように、−Ｙ側より第７ヒートシンク１００Ｇに流入した冷却用流体ＣＦは、第８ヒートシンク１００Ｈ内で何度も乱流になってルーバー４３又はベースプレート部１１と熱交換が促進される。したがって、発熱部品１２と冷却用流体ＣＦとの間で熱伝達が向上し、放熱特性が向上する。
（第９実施形態）
＜第９ヒートシンク１００Ｊの構成＞
図１２は、第９実施形態の第９ヒートシンク１００Ｊの分解斜視図である。第９実施形態において、第９フィンユニット１０Ｊは第７実施形態で説明された第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂより構成された複式フィンユニットである。
図１２に示されたように、第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂとは、第２フィン部１０Ｇｂと第１フィン部１０ＧａとをＸ軸方向にＤ／４ずらして重ね合わせて組み合わされる。図１３は、第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂとを組み立てた後の第９ヒートシンク１００Ｊの斜視図である。
図１３に示されたように、第１フィン部１０Ｇａと第２フィン部１０Ｇｂとは互いに対応されるルーバー５３ａとルーバー５３ｂとを接合するのではなく、Ｘ軸方向で距離Ｄ／４ずれて組み立てられる。つまり、第１フィン部１０Ｇａのルーバー５３ａが第２フィン部１０Ｇｂのルーバー５３ｂの間に挿入され、第２フィン部１０Ｇｂのルーバー５３ｂが第１フィン部１０Ｇａのルーバー５３ａの間に挿入される。互いに挿入した後にルーバー５３ａ及び５３ｂの−Ｚ側の端部はベースプレート部１１にロウ付けなどで接合される。
ルーバー５３ａ及び５３ｂの−Ｚ側の端部がベースプレート部１１に接するには、ルーバー５３ｂがルーバー５３ａよりも多少−Ｚ軸方向に長くないとベースプレート部１１に接しない。なぜなら第２フィン部１０Ｇｂの枠部５４は第１フィン部１０Ｇａの枠部４４の上に位置するからである、このため、Ｘ軸枠部５４ｂとルーバー５３ｂとの接続位置をルーバー５３ｂの幅方向の中央よりややＺ方向に高い位置にしたりする。
また別の方法として、ルーバー５３ａのみの端部がベースプレート部１１に接合されるようにしてもよい。第１フィン部１０Ｇａの枠部４４と第２フィン部１０Ｇｂの枠部５４とが接着されている。そのため、ベースプレート部１１からの熱がルーバー５３ａに伝わり、その熱がルーバー５３ａから枠部４４と枠部５４とに伝わり、最後にルーバー５３ｂにも伝わるからである。
第９実施形態の構成によれば、第９フィンユニット１０Ｊのルーバー５３ａとルーバー５３ｂとの距離はＤ／４となり、Ｘ軸方向の間隔が狭くなる。つまり、ルーバー５３の密度が高くなり、第９ヒートシンク１００Ｊは冷却性能を高めることができる。
（第１０実施形態）
＜第１０ヒートシンク１００Ｋの構成＞
図１４は、第１０実施形態の第１０ヒートシンク１００Ｋの分解斜視図である。図１５は、第１フィン部１０Ｋａと第２フィン部１０Ｋｂとを組み立てた後の第１０ヒートシンク１００Ｋの斜視図である。なお、図１４及び図１５は、理解のため、図１４及び図１５中の左側（−Ｙ軸側）のＸ軸枠部６４ｂ及びＸ軸枠部７４ｂが取り除かれた状態で描かれている。
第１０ヒートシンク１００Ｋは第１０フィンユニット１０Ｋを備える。第１０フィンユニット１０Ｋは第１フィン部１０Ｋａと第２フィン部１０Ｋｂとにより構成される。第１フィン部１０Ｋａは、金属板に対して一部を切り起こして形成された複数のルーバー６３ａと、その複数のルーバー６３ａに連結してルーバー６３ａを保持する枠部６４とより構成される。第２フィン部１０Ｋｂも複数のルーバー６３ｂと、その複数のルーバー６３ｂに連結してルーバー６３ｂを保持する枠部７４とより構成される。また、枠部６４はＹ軸枠部６４ａ及びＸ軸枠部６４ｂより構成され、枠部７４はＹ軸枠部７４ａ及びＸ軸枠部７４ｂより構成される。
ルーバー６３ａの一部（Ｘ軸方向にＤ／２の部分）は枠６４と同一面のままであり、残りの部分が９０度方向に曲げられている。なお、ルーバー６３ａの残りの部分の切り起こし角度θは、１０度から９０度まで任意に設定できる。ルーバー６３ｂも同様である。さらに、図１４に示されたように隣接されたルーバー６３列はＸ軸方向で互いに例えばＤ／２ずれて形成されている。
図１５に示されたように、第１フィン部１０Ｋａと第２フィン部１０Ｋｂとは、第２フィン部１０Ｋｂと第１フィン部１０ＫａとをＸ軸方向にＤ／４ずらして重ね合わせて組み合わされる。
図１５に示されたように、第１フィン部１０Ｋａと第２フィン部１０Ｋｂとは互いに対応されるルーバー６３ａとルーバー６３ｂと、Ｘ軸方向で距離Ｄ／４ずれて組み立てられる。つまりルーバー６３ａの枠６４と同じ平面の一部にルーバー６３ｂの折り曲げた端部がロウ付けなどで接合される。なお、図１５ではルーバー６３ａとルーバー６３ｂと、Ｘ軸方向で距離Ｄ／４ずれて組み立てられるが、必ずしもＸ軸方向にずれていなくてもよい。
第１０実施形態の構成によれば、ルーバー６３ａ及びルーバー６３ｂが折り曲げた構成である。また直線的な折り曲げでなく曲線的な折り曲げであってもよい。枠とルーバーの接続部にねじり変形を生じさせないので、安定した加工となることから、ルーバー形状を比較的寸法精度よく成形することが可能である。
（第１１実施形態）
＜第１１ヒートシンク１００Ｌの構成＞
図１６は、第１１実施形態の第１１ヒートシンク１００Ｌの斜視図である。
第１１実施形態の第１１ヒートシンク１００Ｌは第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａに比べると、−Ｙ側のＸ軸枠部１４ｂに複数の流路変更部１５が形成されている。その他の構成は第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａと同じであるため、説明を省略する。
図１６に示されたように、流路変更部１５は上流路変更部１５ａと下流路変更部１５ｂとを含んでいる。上流路変更部１５ａと下流路変更部１５ｂとは一対のルーバー１３のＸ軸方向の間に設けられている。また、第１１ヒートシンク１００Ｌは３つの上流路変更部１５ａと４つの下流路変更部１５ｂとが描かれているが、ルーバー１３の数に応じて適宜増減することができる。
＜第１１ヒートシンク１００Ｌによる冷却＞
以下、上流路変更部１５ａを一例として、第１１ヒートシンク１００Ｌによる冷却を説明する。
図１７は（ａ）は、上流路変更部１５ａが設けられた第１１実施形態の第１１ヒートシンク１００Ｌの側面図である。図１７（ｂ）は、（ａ）の破線Ｇで囲まれた部分の拡大図である。図１７において、矢印は冷却用流体ＣＦの流れを示し、冷却用流体ＣＦは＋Ｙ軸方向に沿って流れている。
図１７（ａ）に示されたように、Ｘ軸枠部１４ｂに上流路変更部１５ａが設けられているため、破線Ｇで囲まれた部分において乱流が発生される。その他のＸ軸枠部１４ｂ、１４ｂ及び１４ｂで発生する乱流は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。以下、図１７（ａ）の破線Ｇで囲まれた部分について、図１７（ｂ）を参照しながら説明する。
図１７（ｂ）に示されたように、−Ｙ側から第１１フィンユニット１０Ｌに流入した冷却用流体ＣＦは、破線Ｈ１に囲まれた部分で乱流が発生する。具体的に、Ｘ軸枠部１４ｂの＋Ｚ側から第１１フィンユニット１０Ｌに流入した冷却用流体ＣＦは、Ｘ軸枠部１４ｂに設けられた上流路変更部１５ａに衝突し＋Ｚ側の斜めになって流れ、乱流が発生する。
一方、Ｘ軸枠部１４ｂの−Ｚ側から第１１フィンユニット１０Ｌに流入した冷却用流体ＣＦは、上流路変更部１５ａを切り起こして形成された孔部１６に流入し、その孔部１６により＋Ｚ側の斜めになって流れ、乱流が発生する。
下流路変更部１５ｂ（図１６を参照）では、冷却用流体ＣＦは、上述した流れとは上下逆の流れにより乱流を発生させる。流路変更部１５は、以上の説明のように上流路変更部１５ａと下流路変更部１５ｂとがそれぞれ切り起されていてもよいし、または発熱部品２２の側に流路変更部１５の向きを揃えて発熱部品２２の一部に冷媒を優先的に流して、発熱部品２２の一番発熱している箇所を集中的に冷却しても良い。
第１１実施形態においては、上流の−Ｙ側のＸ軸枠部１４ｂに流路変更部１５が設けられているが、下流のＸ軸枠部１４ｂに設けられてもよい。
また、Ｘ軸枠部１４に流路変更部１５を設けることにより、乱流の発生箇所が多くなって熱交換が促進される。したがって、第１１ヒートシンク１００Ｌに流入した冷却用流体ＣＦは、第１１ヒートシンク１００Ｌ内で何度も乱流になってルーバー１３又はベースプレート部１１と熱交換が促進される。
（第１２実施形態）
＜第１２ヒートシンク１００Ｍの構成＞
図１８は、第１２実施形態の第１２ヒートシンク１００Ｍの斜視図である。第１２実施形態において、冷却用流体ＣＦとして水、不凍液などの液体が用いられている。冷却用流体ＣＦが液体である場合には、冷却用流体ＣＦが管内を流れるようにカバープレートを設ける必要がある。
第１２実施形態の第１２ヒートシンク１００Ｍは第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａに比べると、第１２フィンユニット１０Ｌの＋Ｚ側に液体の冷却用流体ＣＦが漏れないように流入口及び流出口（図示しない）を除いて外周を塞ぐカバープレート１７が属されている。ここで、第１２フィンユニット１０Ｌが透視できるように、カバープレート１７は点線で描かれている。その他の構成は第１実施形態の第１ヒートシンク１００Ａと同じであるため、説明を省略する。
ところで、液体の場合、空気などの気体よりも放熱性能に優れるため、ルーバー１３先端への熱の供給がネックになることからルーバー１３は厚い方がよい。本発明であれば、プレス成形する元板を厚くするだけなので、厚いルーバーを狭いピッチで配置することが容易である。
第１２実施形態において、カバープレート１７はベースプレート部１１と同様に、例えば厚さＴ２は０．８ｍｍ程度のアルミニウム、銅、あるいはそれらの合金などの熱伝導性が良好な材料より構成され、例えば発熱部品１２に合わせて四角形板状に作られている。なお図示しないが、第２実施形態から第１１実施形態にもカバープレート１７を取り付けて液体の冷却用流体ＣＦが管内を流れるようにしてもよい。
（第１３実施形態）
＜第１３ヒートシンク１００Ｎの構成＞
図１９（ａ）は、第１３実施形態の第１３ヒートシンク１００Ｎの斜視図で、第１３フィンユニット１０Ｎが透視できるようにカバープレート１７は点線で描かれている。図１９（ｂ）は−Ｘ軸方向から見た第１３実施形態の第１３ヒートシンク１００Ｎの側面図で、カバープレート１７を省略している。
図１９（ａ）に示されたように、第１３フィンユニット１０Ｎは、１枚の金属板により構成され、その金属板に対して斜めに−Ｚ軸方向に向かって切り起こして形成された複数のルーバー８３と、その複数のルーバー８３に連結し切り起こされずに残った枠部８４とより構成される。また、枠部８４はＹ軸枠部８４ａ及びＸ軸枠部８４ｂより構成される。また枠Ｘ軸枠部８４ｂはルーバー８３の＋Ｚ軸方向の一端に接続されている。その他、角度θ及び長さＤなどの寸法を含めて第１フィンユニット１０Ａと同じ形状である。
図１９に示された第１３フィンユニット１０Ｎは１枚の金属板をプレス成形することで一体的に成形するので低コストで作製できる。また、枠部８４で連結されて一体になっているので扱いが容易で、組み付け作業が簡便である。さらに、第１３実施形態はプレス成形時の金型の形状を変えて枠部８４の位置を変えることだけで済むので、大幅なコストアップの必要がない。
第１３フィンユニットＮを挟んでベースプレート部１１と相対する位置、すなわち＋Ｚ側に冷却用流体ＣＦの流路を構成するように流路壁として第１２実施形態で説明されたカバープレート１７が設置されている。枠部８４は、そのカバープレート１７に密着されている。この位置は冷却用流体ＣＦの主流から外れているので、冷却用流体ＣＦ中にゴミがあっても枠部にひっかかりにくい。
また、図１９（ｂ）の点線Ｊ１〜Ｊ４に示されたように冷却用流体ＣＦの流れは枠部８４と反対側に向きを変え、ベースプレート部１１の近くを流れるようになりベースプレート部１１を直接冷やせるので冷却性能が向上する。向きを変えた冷却用流体ＣＦの流れが、温度が高くなる発熱部品１２に集中して流れるように枠部８４の位置を決めればより効果的である。
（第１４実施形態）
＜第１４ヒートシンク１００Ｐの構成＞
図２０（ａ）は、−Ｙ軸方向から見た第１４実施形態の第１４ヒートシンク１００Ｐの側面図である。図示しないが、第１４実施形態でも第１４ヒートシンク１００Ｐの＋Ｚ側にカバープレート１７が設けられている。また、理解を助けるため発熱部品２２が描かれているが、第１４ヒートシンク１００Ｐに付属するものではない。第１４実施形態において、例えば発熱部品２２は中央に段差部２２ａ（凸状でも凹状でもよい）と平坦部２２ｂを有している。このように段差があるような発熱部品２２に対しては、ベースプレート部２１も中央に段差部２１ａと平坦部２１ｂとを有している。ベースプレート部２１と発熱部品２２とが接する面積を多くして、熱を奪う必要があるからである。ベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂに合わせて、ルーバーも合わせることが好ましい。
図２０（ａ）に示されたように、第１４実施形態の第１４フィンユニット１０Ｐは２種類のルーバー８３Ａ及びルーバー８３Ｂより構成される。ルーバー８３Ａは第１３実施形態の第１３フィンユニット１０Ｎのルーバー８３と同じ形状である。ルーバー８３Ａは、第１３実施形態と同じに角度θに傾いた状態でベースプレート部２１の平坦部２１ｂにロウ付けなどで固定されている。但し、ルーバー８３Ａと同じ形状であるルーバー８３Ｂを角度φ（角度θより小さい）にベースプレート部２１の段差部２１ａにロウ付けなどで固定されている。これにより、全てのルーバー８３Ａ、ルーバー８３Ｂがベースプレート部２１に熱的に接続される。もちろん、ベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂとの段差高さにはいろいろな高さがあるので、ルーバー８３Ａとルーバー８３Ｂとは適切な角度で調整されてもよい。つまり、ひとつのフィンユニットの中に、切り起し角度が異なる放熱フィンを形成することで、部分的な冷却性能、冷媒の流通抵抗を調整することができる。
また、このようにプレス成形時の金型の形状を変えてベースプレート部２１の段差部２１ａと平坦部２１ｂに合わせてルーバーの角度を変えることだけで済むので、第１４実施形態の第１４フィンユニット１０Ｐは大幅なコストアップがない。また、この方法は異なる仕様のヒートシンクの場合でも、基本形状のフィンユニットをいくつか用意しておけば、適切なフィンユニットを組み合わせるだけで済む。このため製品毎にプレス成形金型を作製する必要がないので、余計なコストがかからない。
また、第１４実施形態では一つのフィンユニットで説明したが、図２０（ａ）の一点鎖線に示されたように数本のカットラインＣＬにより切断された複数のフィン部の組み合わせでもよい。
（第１４実施形態の変形例）
＜第１４ヒートシンク１００Ｐ’の構成＞
図２０（ｂ）は、−Ｙ軸方向から見た第１４実施形態の変形例である第１４ヒートシンク１００Ｐ’の側面図である。第１４実施形態の変形例においても、例えば発熱部品２２は中央に突起状の段差部２２ａと平坦部２２ｂを有している。このように段差があるような発熱部品２２に対しては、ベースプレート部２１も中央に突起状の段差部２１ａと平坦部２１ｂとを有している。
図２０（ｂ）に示されたように、第１４ヒートシンク１００Ｐ’は２種類のルーバー８３Ａ及びルーバー８３Ｃを含んでいる。第１４実施形態の変形例において、ルーバー８３Ａより短く形成されたルーバー８３Ｃは角度θに傾いた状態でベースプレート部２１の平坦部２１ｂにロウ付けなどで固定されている。これにより、全てのルーバー８３Ａ、８３Ｃが凸状のベースプレート部２１に熱的に接続される。つまり、ひとつのフィンユニットの中に、ルーバーの高さが異なる放熱フィンを形成することで、部分的な冷却性能、冷媒の流通抵抗を調整することができる。
上述のようにルーバーの高さが異なる場合、ベースプレートが平らであるとルーバー高さが低いところは接合できないが、その場合はベースプレートに凹凸を形成すればルーバー高さが異なるフィンユニットが混在していても熱的な接合をさせることは可能である。
また、第１４実施形態の変形例では一つのフィンユニットで説明したが、図２０（ｂ）に示されたように複数のカットラインＣＬにより切断された複数のフィン部の組み合わせでもよい。また、ルーバー８３Ａ及びルーバー８３Ｃは一枚の金属板をプレスして形成されるので、ルーバー８３Ｃ同士の間隔がルーバー８３Ａ同士の間隔より狭くなることもできる。
（第１５実施形態）
＜第１５ヒートシンク１００Ｑの構成＞
図２０（ｃ）は、第１５実施形態の第１５ヒートシンク１００Ｑの斜視図である。図示しないが、第１５実施形態でも第１５ヒートシンク１００Ｑの＋Ｚ側にカバープレート１７が設けられている。図２０（ｃ）に示されたように、第１５ヒートシンク１００ＱはＹ軸方向の長さが異なるルーバー８３Ｄ及びルーバー８３Ｅにより形成された第１５フィンユニット１０Ｑを備えている。
第１５フィンユニット１０Ｑにおいてルーバー８３ＥのＹ軸方向の長さＬ２がルーバー８３Ｄの長さＬ１の約２倍である。このため、冷却用流体ＣＦの乱流が発生するＸ軸枠部８４ｂのＹ軸方向の位置を調整することにより、発熱部品１２に対する部分的な冷却性能、冷却用流体ＣＦの流体抵抗を調整することができる。つまり、長さの異なるルーバー８３Ｅ及びルーバー８３Ｄを設けることで、部分的な冷却効率を調整することができる。
また、第１５実施形態では一つのフィンユニットで説明したが、図２０（ｃ）の一点鎖線に示されたようにカットラインＣＬにより切断された複数のフィン部の組み合わせでもよい。
（第１６実施形態）
＜第１６ヒートシンク１００Ｒの構成＞
図２１は第１６実施形態の第１６ヒートシンク１００Ｒの分解斜視図で、図２２は第１６実施形態の第１６ヒートシンク１００Ｒの斜視図で、図２３は−Ｘ軸方向から見た第１６実施形態の第１６ヒートシンク１００Ｒの側面図である。図示しないが、第１６実施形態でも第１６ヒートシンク１００Ｒの＋Ｚ側にカバープレート１７が設けられている。
図２１に示されたように、第１６フィンユニット１０Ｒは第１フィン部１０Ｒａと第２フィン部１０Ｒｂとにより構成された複式フィンユニットである。ここで、第１フィン部１０Ｒａと第２フィン部１０Ｒｂとは同じ形状で、第１３実施形態で説明された第１３フィンユニット１０Ｎと同じである。但し、第１フィン部１０Ｒａと第２フィン部１０Ｒｂとのルーバー９３ａ、９３ｂの短辺の長さは第１３フィンユニット１０Ｎのルーバー８３の短辺の長さの半分程度（Ｄ／２）である。
このため、図２２に示されたように第１フィン部１０Ｒａと第２フィン部１０Ｒｂとを上下で重ねて構成された第１６フィンユニット１０Ｒのルーバー９３の短辺の長さは第１３フィンユニット１０Ｎのルーバー８３の短辺の長さＤと同じになる。
ここで、複数のフィン部１０Ｒａ、１０Ｒｂを積層して形成された第１６フィンユニット１０Ｒにおいて、それぞれの相対するルーバー先端同士を例えばロウ付けで熱的に接合することでルーバーの面積を大きくすることができ、冷却性能を高められる。
また、図２３の点線Ｋ１〜Ｋ４に示されたようにそれぞれのフィン部１０Ｒａ、１０Ｒｂの枠部９４、１０４はベースプレート部１１とは反対側の配置している。これにより、冷却用流体ＣＦの流れはそれぞれの枠部９４、１０４と反対側に向きを変え、ベースプレート部１１の近くを流れるようになってベースプレート部１１を直接冷やせるので冷却性能が向上する。また、複数のフィン部１０Ｒａ、１０Ｒｂを組み合わせるだけなので、作業性が大きく損なわれることはない。なお、積層されるフィン部は２つ以上設けられていてもよい。
（第１７実施形態）
＜第１７ヒートシンク１００Ｓの構成＞
図２４は第１７実施形態の第１７ヒートシンク１００Ｓの分解斜視図で、図２５は第１７実施形態の第１７ヒートシンク１００Ｓの斜視図で、図２６は−Ｘ軸方向から見た第１７実施形態の第１７ヒートシンク１００Ｓの側面図である。図示しないが、第１７実施形態でも第１７ヒートシンク１００Ｓの＋Ｚ側にカバープレート１７が設けられている。
図２４に示されたように、第１７フィンユニット１０Ｓは第１フィン部１０Ｓａと第２フィン部１０Ｓｂとにより構成された複式フィンユニットである。ここで、第１フィン部１０Ｓａは第１３実施形態で説明された第１３ヒートシンク１００Ｎと同じ形状である。また、第２フィン部１０Ｓｂはその枠部１２４がルーバー１０３ｂの＋Ｚ側の一端から−Ｚ側に移動されたものである。その移動量は、枠部１１４の厚さＴ１程度であれば好ましい。さらに、第１フィン部１０Ｓａ及び第２フィン部１０Ｓｂは一枚の金属板をプレスすることで形成されるので、ルーバー１０３ａ、１０３ｂ同士の間隔はルーバー１０３ａ、１０３ｂの短辺の長さＤと同じである。
図２５に示されたように、第１フィン部１０Ｓａと第２フィン部１０ＳｂとはＸ軸方向にＤ／２ずらして重ね合わせて組み合わされる。これにより、第１フィン部１０Ｓａのルーバー１０３ａが第２フィン部１０Ｓｂのルーバー１０３ｂの間に挿入され、第２フィン部１０Ｓｂのルーバー１０３ｂが第１フィン部１０Ｓａのルーバー１０３ａの間に挿入される。互いに挿入した後にルーバー１０３ａ及び１０３ｂの−Ｚ側の端部はベースプレート部１１にロウ付けなどで接合される。
第１７実施形態の構成によれば、第１７フィンユニット１０Ｓのルーバー１０３ａとルーバ１０３ｂとの距離はＤ／２となり、Ｘ軸方向の間隔が狭くなる。つまり、複数のフィン部１０Ｓａ、１０Ｓｂをルーバー１０３ａ、１０３ｂが互い違いになるよう配置することにより、ルーバー１０３の高さを変えずにフィンのピッチを小さくしてフィンの密度を高めることができ、冷却性能を高められる。
図２６の点線Ｓ１〜Ｓ４に示されたように、複数のフィン部１０Ｓａ、１０Ｓｂの枠部１１４、１２４が重なり合う位置では、枠部１１４、１２４は流路壁（第１３実施形態のカバープレート１７を参照）に密着されている。なお、流路壁は第１７フィンユニット１０Ｓを挟んでベースプレート部１１と相対する位置に、冷却用流体ＣＦの流路を構成するように配置されている。複数のフィンユニットを組み合わせるだけなので、作業性が大きく損なわれることはない。
（第１８実施形態）
＜第１８ヒートシンク１００Ｔの構成＞
図２７は第１８実施形態の第１８ヒートシンク１００Ｔの斜視図で、図２８は−Ｘ軸方向から見た第１８実施形態の第１８ヒートシンク１００Ｔの側面図である。図示しないが、第１８実施形態でも第１８ヒートシンク１００Ｔの＋Ｚ側にカバープレート１７が設けられている。
図２７に示されたように、第１８フィンユニット１０Ｔは第１フィン部１０Ｔａと第２フィン部１０Ｔｂとにより構成された複式フィンユニットである。ここで、第１フィン部１０Ｔａと第２フィン部１０Ｔｂとは同じ形状で、第１６実施形態の第１フィン部１０Ｒａ又は第２フィン部１０Ｒｂと同じである。但し、第１フィン部１０Ｔａと第２フィン部１０ＴｂとはＹ軸方向にずれて接合して配置される。
図２８の点線Ｍ１〜Ｍ４に示されたように、積層する第１フィン部１０Ｔａと第２フィン部のそれぞれの枠部１３４、１４４の位置を流れ方向の前後に適切にずらすことにより、更に冷却用流体ＣＦの流れがベースプレート部１１近くを流れやすくすることができるので、より直接冷やせるようになり冷却性能が向上する。
第１４〜第１８実施形態に説明されたヒートシングでは、流路壁が描かれていないが、流路壁として第１３実施形態で用いたカバープレート１７が適用される。また、第１３〜第１８実施形態で説明されたヒートシングには第１１実施形態で説明された流路偏向部１５も適用される。
＜ルーバーとベースプレート部との接合の構成＞
上述の第１〜第１８実施形態において、全てが枠部とベースプレート部とがＺ軸方向で離れている状態に、フィンユニットがルーバーによりベースプレート部に接合されている。これは、枠部とベースプレート部とが面同士で接触する場合は、気泡などの原因で確実に熱的接合ができない可能性があるが、ルーバーの先端でベースプレート部に接合すると気泡が残りにくく確実に接触できるためである。
図２９は、ルーバーがベースプレート部に接合される場合を接するための図である。
図２９（ａ）は、第１〜第１８実施形態においてルーバー１３がロウ付けにより斜めにベースプレート部１１に接合されている状態の説明図である。
図２９（ａ）に示されたように、ルーバー１３をロウ材１８により角度θでベースプレート部１１に斜めに接触するようにすれば、エッジＫで接触することになり、ロウ付けで気泡が含まれることがない。したがって、ルーバー１３がベースプレート部１１に確実に接合することができる。また、熱的接合には、ロウ材１８を置いて加熱すればよいが、ブレージングシートをいずれかの部材の材料として使えば、ロウ材１８はすでにブレージングシートにクラッドされた状態なので、ロウ付け前の組み立て作業が容易になる。
図２９（ｂ）は、第３及び第４実施形態において、ルーバー１３Ｃ、１３Ｆがロウ付けにより垂直にベースプレート部１１、２１に接合されている状態の説明図である。
図２９（ｂ）に示されたように、ルーバー１３Ｃ、１３Ｆは図１９（ａ）で説明されたように、ロウ材１８により、ベースプレート部１１に確実に接合されている。なお、垂直にしたルーバー１３Ｃ、１３Ｆではロウ付けの際に空気などの気泡がロウ材に入ることがある。気泡は熱の伝達を妨げるためロウ材１８中に気泡が入らないようにする。
図２９（ｃ）は、第１〜第１８実施形態において、ルーバー１３がカシメ部１９によりベースプレート部１１に接合されている状態の説明図である。
図２９（ｃ）において、放熱効率により優れるように、ベースプレート部１１にカシメ部１９を設けられ、そのカシメ部１９によりルーバー１３を接合することができる。そのため、ベースプレート部１１に溝部２０を設け、その溝部２０の中にルーバー１３を挿入する。ここで、ルーバー１３とベースプレート部１１との角度もθとなるようにルーバー１３をベースプレート部１１に挿入する。その後、ベースプレート部１１に設けられたカシメ部１９により−Ｘ軸方向にルーバー１３をカシメる。
このような構成にすれば、ルーバー１３とベースプレート部１１のカシメ部１９とがより大きい面積で接続され、熱交換が促進される。したがって、その促進効果により、発熱部品との熱伝達が向上し、放熱特性が向上する。
以上、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
１０Ａ〜１０Ｔ … フィンユニット
１１、２１、３１ … ベースプレート部
１２、２２ … 発熱部品
１３、２３、３３、４３、５３、６３、８３、９３、１０３ … ルーバー
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４、１１４、１２４、３４、１４４ … 枠部
１５、１５ａ、１５ｂ … 流路変更部
１６ … 孔部
１７ … カバープレート
１８ … ロウ材
１９ … カシメ部
２０ … 溝部
ＣＦ … 冷却用流体
Ｄ … 第１実施形態のルーバーの幅、又はルーバーのピッチ
Ｔ１ … 金属板の厚さ、すなわち枠部及びルーバーの厚さ
Ｔ２ … ベースプレート部の厚さ
θ、φ … 枠部とルーバーとの角度

Claims (22)

  1. 発熱部品の熱を冷却用流体へ伝達するヒートシンクにおいて、
    前記発熱部品に熱的に接続された平板状のベースプレート部と、
    複数のルーバーと前記複数のルーバーに連結して前記複数のルーバーを取り囲む枠部とを有するフィンユニットと、を備え、
    前記複数のルーバーの一方の端部が前記ベースプレート部に熱的に接続されるとともに、前記枠部が前記ベースプレート部の表面から離れているヒートシンク。
  2. 前記複数のルーバーの少なくとも一部は一枚の金属板から切り起こして形成されるとともに、前記枠部は切り起こされずに残って形成される請求項１に記載のヒートシンク。
  3. 前記複数のルーバーは、前記冷却用流体の流れる方向に並行に伸びる長さと切り起こし方向の幅と切り起こし角度とを有しており、
    前記複数のルーバーのうちのいくつかのルーバーは他のルーバーと異なる長さ、異なる幅又は異なる切り起こし角度の少なくともいずれか一つを有している請求項１に記載のヒートシンク。
  4. 前記フィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、
    前記第１フィンユニットのルーバーは前記第２フィンユニットのルーバーと異なる長さ、異なる幅又は異なる切り起こし角度の少なくともいずれか一つを有している請求項１に記載のヒートシンク。
  5. 前記フィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、
    前記第１フィンユニットのルーバーの一方の端部が前記ベースプレート部に熱的に接続され、前記第２フィンユニットのルーバーの端部が前記第１フィンユニットのルーバーの他方の端部に熱的に接続される請求項１に記載のヒートシンク。
  6. 前記第１フィンユニットの枠部と前記第２フィンユニットの枠部とが離れている請求項５に記載のヒートシンク。
  7. 前記第１フィンユニットの枠部と前記第２フィンユニットの枠部とは接合している請求項５に記載のヒートシンク。
  8. 前記フィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、
    前記第１フィンユニットの複数のルーバー間に、前記第２フィンユニットの複数のルーバーが配置される請求項２又は請求項３に記載のヒートシンク。
  9. 前記枠部は、前記冷却用流体の流れ方向を変える流路変更部を有する請求項１に記載のヒートシンク。
  10. 前記冷却用流体は液体であり、
    前記液体の冷却用流体ＣＦの流路が構成されるように、前記複数のルーバーの他方の端部と接続されたカバープレートを備える請求項１に記載のヒートシンク。
  11. 前記フィンユニットは金属板をプレスして形成され、
    前記フィンユニットは前記ベースプレート部にロウ付けされる請求項１に記載のヒートシンク。
  12. 前記金属板は、母材がアルミニウムで、その少なくとも一方の表面にロウ材をクラッドして作ったブレージングシートである請求項１１に記載のヒートシンク。
  13. 発熱部品の熱を冷却用流体へ伝達するヒートシンクにおいて、
    前記発熱部品に熱的に接続された平板状のベースプレート部と、
    複数のルーバーと前記複数のルーバーに連結して前記複数のルーバーを取り囲む枠部とを有するフィンユニットと、を備え、
    前記複数のルーバーの一方の端部が前記ベースプレート部に熱的に接続されるとともに、
    フィンユニットを挟んでベースプレート部と相対する位置に、冷却用流体の流路を構成するように流路壁が設置されていて、前記枠部が前記流路壁に密着されているヒートシンク。
  14. 前記複数のルーバーの少なくとも一部は一枚の金属板から切り起こして形成されるとともに、前記枠部は切り起こされずに残って形成される請求項１３に記載のヒートシンク。
  15. 前記複数のルーバーは、前記冷却用流体の流れる方向に並行に伸びる長さと切り起こし方向の幅と切り起こし角度とを有しており、
    前記複数のルーバーのうちのいくつかのルーバーは他のルーバーと異なる長さ、異なる幅又は異なる切り起こし角度の少なくともいずれか一つを有している請求項１３に記載のヒートシンク。
  16. 前記フィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、
    前記第１フィンユニットのルーバーは前記第２フィンユニットのルーバーと異なる長さ、異なる幅又は異なる切り起こし角度の少なくともいずれか一つを有している請求項１３に記載のヒートシンク。
  17. 前記フィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、
    前記第１フィンユニットのルーバーの一方の端部が前記ベースプレート部に熱的に接続され、前記第２フィンユニットのルーバーの端部が前記第１フィンユニットのルーバーの他方の端部に熱的に接続される請求項１３に記載のヒートシンク。
  18. 前記フィンユニットは、一枚の金属板をプレスして形成された第１フィンユニットと別の一枚の金属板をプレスして形成された第２フィンユニットとを有し、
    前記第１フィンユニットの複数のルーバー間に、前記第２フィンユニットの複数のルーバーが配置される請求項１４又は請求項１５に記載のヒートシンク。
  19. 前記枠部は、前記冷却用流体の流れ方向を変える流路変更部を有する請求項１３に記載のヒートシンク。
  20. 前記冷却用流体は液体であり、
    前記液体の冷却用流体ＣＦの流路が構成されるように、前記複数のルーバーの他方の端部と接続されて流路壁となるカバープレートを備える請求項１３に記載のヒートシンク。
  21. 前記フィンユニットは金属板をプレスして形成され、
    前記フィンユニットは前記ベースプレート部にロウ付けされる請求項１３に記載のヒートシンク。
  22. 前記金属板は、母材がアルミニウムで、その少なくとも一方の表面にロウ材をクラッドして作ったブレージングシートである請求項２１に記載のヒートシンク。
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