JP3106428B2 - ヒートシンクおよびその製造方法、並びにヒートシンク付き電子装置およびその製造方法 - Google Patents
ヒートシンクおよびその製造方法、並びにヒートシンク付き電子装置およびその製造方法Info
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Description
放熱装置として用いられるヒートシンクに関し、特に、
吸熱板と放熱フィンとの間にヒートパイプが設けられた
垂直フィン型ヒートシンクおよびその製造方法、並びに
このヒートシンクを備えた電子装置およびその製造方法
に関する。
などの電子素子には、伝熱性に優れたアルミニウム製吸
熱板と放熱フィンとを有するヒートシンクが装着されて
いる。特に、近年においては、CPUやMPUの処理速
度の高速化にともなって発熱量も増加傾向にあることか
ら、ヒートシンクの放熱面積も増加させる必要がある。
しかしながら、放熱面積を増加させるために、放熱フィ
ンの枚数を増やしたり或いは放熱フィンを高くすると、
ヒートシンクが大型化するので好ましくない。また、放
熱フィンを高くしても放熱フィン全体に対する伝熱性が
低下するので、結局、放熱効率が低下するという問題が
ある。
トパイプを設け、吸熱板からの熱を効率的に放熱フィン
に伝達するものが提案されている。例えば、図12に示
すヒートシンクは、吸熱板2にヒートパイプ3の吸熱部
を埋め込み、放熱部に放熱フィン4を順次串刺ししたも
ので、放熱フィン4は吸熱板2の表面に対して略並行に
並設されている。このタイプのヒートシンクは、ヒート
パイプ3の放熱部が上向き(鉛直方向)に配置されるの
で、伝熱効率に優れ、また放熱フィン4を1本のヒート
パイプ3に対し2箇所で支持できるので強固である。た
だし、吸熱板2と放熱フィン4との直接的な熱接触がな
く、専らヒートパイプ3による伝熱であるため伝熱性に
問題がある点と、吸熱板2へのヒートパイプ3の埋め込
みが困難である点が従来より指摘されている。
は、吸熱板2の側面にヒートパイプ3の放熱部を挿入
し、ヒートパイプ3全体をU字状に折り返して、その他
端部に放熱フィン4を串刺ししたものであり、放熱フィ
ン4は吸熱板2に接触するので吸熱板2から放熱フィン
4に直接熱伝達がなされるとともに、吸熱板2からヒー
トパイプ3を介しても放熱フィン4に伝熱される。した
がって、このタイプのヒートシンクは放熱性能に優れ、
また、ヒートパイプ3の吸熱板2への挿入も簡単に行う
ことができるので、近年特に注目されている。
す垂直フィンタイプのヒートシンクは、1本のヒートパ
イプ3に対して放熱フィン4を1箇所のみでしか支持で
きない構造であることから、放熱フィン4の固定力に欠
点がある。特に、放熱フィン4と吸熱板2との接触が良
好に行われないと、放熱性能が低下することとなる。こ
の場合、放熱フィン4と吸熱板2との接合のために、溶
接やろう付け等の接合方法を採用すると、コストアップ
となり実用的でない。また、吸熱板2に切り込みを形成
してそこに放熱フィン4を差し込むことも考えられる
が、やはりコスト高となって好ましくない。
鑑みてなされたものであり、吸熱板と放熱フィンとの熱
的接触が良好で、生産性にも優れた廉価なヒートシンク
を提供することを目的とする。
に、本発明のヒートシンクは、発熱体の熱を受ける吸熱
板と、前記吸熱板にその一端部が連結され全体が略U字
状であるヒートパイプと、前記ヒートパイプの他端部に
連結され前記吸熱板の主面に並設された複数の放熱フィ
ンと、前記ヒートパイプの他端部と前記吸熱板とを連結
する弾性を有するクランプと、を有することを特徴とす
る。
は、吸熱板に形成された孔に挿入されることにより連結
されるが、その他の連結手段で連結しても良い。たとえ
ば吸熱板に形成された溝にヒートパイプの一端部を装着
することにより連結しても良い。
は、フィンに形成された孔に挿入されることにより連結
されるが、その他の連結手段で連結しても良い。たとえ
ばフィンに形成された溝にヒートパイプの一端部を装着
することにより連結しても良い。
の弾性とクランプの弾性とを利用して、放熱フィンを直
接または間接的に吸熱板に好適に熱接触させる。すなわ
ち、本発明のヒートシンクでは、弾性を有するクランプ
が、ヒートパイプの他端部と吸熱板とを連結し、ヒート
パイプには放熱フィンが連結してあるので、クランプの
弾性力はヒートパイプを介して全ての放熱フィンに伝わ
ることになる。したがって、放熱フィンには吸熱板への
押圧力が作用し、その結果、放熱フィンと吸熱板との熱
接触が良好に行われ、放熱性能が向上することとなる。
また、クランプで挟むだけなので廉価に製造することが
できる。
するクランプをヒートパイプの他端部と吸熱板との間に
設けたが、本発明は種々に改変することができる。すな
わち、上記目的は、発熱体の熱を受ける吸熱板と、前記
吸熱板にその一端部が連結され全体が略U字状のヒート
パイプと、前記ヒートパイプの他端部に連結され前記吸
熱板の主面上に並設された複数の放熱フィンと、前記放
熱フィンの下端部に形成された棚部と前記吸熱板とを連
結する弾性を有するクランプと、を有することを特徴と
するヒートシンクによっても達成することができる。
ンプが棚部と吸熱板とを連結しているおり、しかも棚部
が形成された放熱フィンはヒートパイプの他端部に連結
してあるので、クランプにて挟持されない他の放熱フィ
ンもヒートパイプの他端部を介して吸熱板に押圧され
る。その結果、放熱フィンと吸熱板との熱接触が良好に
行われ、放熱性能が向上することとなる。また、クラン
プで挟むだけなので廉価に製造することができる。
熱装置として応用することが好ましい。また、上記目的
は、電子装置と、前記電子装置の熱を受ける吸熱板と、
前記吸熱板に連結され全体が略U字状のヒートパイプ
と、前記ヒートパイプの他端部に連結され前記吸熱板の
主面に並設された複数の放熱フィンと、前記ヒートパイ
プの他端部と前記電子装置とを連結する弾性を有するク
ランプと、を有することを特徴とするヒートシンク付き
電子装置によっても上記目的を達成することができる。
が、ヒートパイプの他端部と電子装置とを連結し、しか
もヒートパイプには放熱フィンが連結してあるので、吸
熱板を挟んで、クランプの弾性力はヒートパイプを介し
て全ての放熱フィンに伝わることになる。したがって、
放熱フィンには吸熱板への押圧力が作用し、その結果、
放熱フィンと吸熱板との熱接触が良好に行われ、放熱性
能が向上することとなる。また、ヒートシンクと電子装
置とを簡単にモジュール化することができ、しかもクラ
ンプで挟むだけなので廉価に製造することができる。
子装置の熱を受ける吸熱板と、前記吸熱板にその一端部
が連結され全体が略U字状のヒートパイプと、前記ヒー
トパイプの他端部に連結され前記吸熱板の主面上に並設
された複数の放熱フィンと、前記放熱フィンの下端部に
形成された棚部と前記電子装置とを連結する弾性を有す
るクランプと、を有することを特徴とするヒートシンク
付き電子装置によっても達成することができる。
が、棚部と電子装置とを連結しており、しかも棚部が形
成された放熱フィンはヒートパイプの他端部に連結して
あるので、吸熱板を挟んで、クランプにて挟持されない
他の放熱フィンもヒートパイプの他端部を介して吸熱板
に押圧される。その結果、放熱フィンと吸熱板との熱接
触が良好に行われ、放熱性能が向上することとなる。ま
た、本発明においても、ヒートシンクと電子装置とを簡
単にモジュール化することができ、しかもクランプで挟
むだけなので廉価に製造することができる。
トシンク付き電子装置において、前記ヒートパイプの他
端部の突端が、前記放熱フィンのうち前記ヒートパイプ
の他端部の最も突端側に装着された放熱フィンに固定さ
れていることがより好ましい。ヒートパイプの他端部の
突端に放熱フィンが固定されていると、ヒートパイプか
ら放熱フィンが抜け落ちないので、ヒートパイプの他端
部の突端を極力短くすることができ、ヒートシンクの専
有体積を小さくすることができる。
開設された孔に直管状のヒートパイプの一端部を挿入す
る工程と、前記吸熱板の主面を加圧することにより前記
ヒートパイプを前記吸熱板に圧着する工程と、前記ヒー
トパイプの他端部に孔が開設された複数の放熱フィンを
挿通する工程と、前記ヒートパイプの他端部を前記吸熱
板の主面に略並行になるまで折り曲げる工程と、前記ヒ
ートパイプまたは前記放熱フィンと前記吸熱板とを、弾
性を有するクランプにより連結する工程とを有すること
を特徴とするヒートシンクの製造方法によって製造する
ことができる。
は、吸熱板の側面に開設された孔に直管状のヒートパイ
プの一端部を挿入する工程と、前記吸熱板の主面を加圧
することにより前記ヒートパイプを前記吸熱板に圧着す
る工程と、前記ヒートパイプの他端部に孔が開設された
複数の放熱フィンを挿通する工程と、前記ヒートパイプ
の他端部を前記吸熱板の表面に略並行になるまで折り曲
げる工程と、前記吸熱板の裏面に電子装置を接触させ、
前記ヒートパイプまたは前記放熱フィンと前記電子装置
とを、弾性を有するクランプにより連結する工程とを有
することを特徴とするヒートシンク付き電子装置の製造
方法によって製造することができる。
ヒートシンク付き電子装置の製造方法によれば、きわめ
て簡単な工程でヒートシンクまたはヒートシンク付き電
子装置を得ることができる。本発明の製造方法では、吸
熱板の主面を加圧することによりヒートパイプを前記吸
熱板に圧着する工程において、吸熱板の主面の平坦化も
同時に行うことができるので、作業性が良い。
圧縮弾性(連結される部材間を圧縮する方向に弾力性が
作用する)を有することが好ましく、また、クランプの
材質は特に限定されず、バネ鋼材あるいは弾力性を有す
る樹脂材でも良い。また、クランプの形状も特に限定さ
れず、線状体、板状体、ブロック状体など、種々の形状
を採用し得る。
基づいて説明する。第1実施形態 図1は本発明のヒートシンクの第1実施形態を示す斜視
図、図2は本実施形態に係る放熱フィンを示す斜視図、
図3〜図6は本実施形態のヒートシンクの製造方法を示
す斜視図または正面図である。
UやMPUなどの発熱体1に接触して設けられる吸熱板
2と、この吸熱板2にその一端部(吸熱部)3aが挿入
され、全体が略U字状のヒートパイプ3と、このヒート
パイプ3の他端部(放熱部)3bに挿入され、吸熱板2
の表面上に略直角に並設された複数の放熱フィン4とを
有している。
ば平板状に形成されており、その一方の側面にヒートパ
イプ3を挿入するための孔2aが形成されている(図3
参照)。また、吸熱板2の他方の側面には、後述するク
ランプ5を挿入するための孔2bが形成されており、上
述したヒートパイプ3の挿入孔2aと共用することも可
能であるが別途形成しても良い。この吸熱板2は、伝熱
効率に優れたアルミニウムなどから構成される。
直管内に作動流体が封入されることにより構成され、吸
熱部3aが吸熱板2の孔2aに挿入される一方で、中央
が略U字状に折り曲げられて放熱部である他端部3bに
放熱フィン4が取り付けてある。本実施形態のヒートシ
ンクでは、発熱体1からの熱は、主として吸熱板2から
直接放熱フィン4に伝達され、補助的にヒートパイプ3
を介して放熱フィン4に伝達されることになる。本実施
形態では4本のヒートパイプ3が設けられているが、こ
れには特に限定されない。
放熱フィン4は、図2に示すように、熱伝導性に優れた
例えばアルミニウム製平板からなり、吸熱板2に接触す
る下端縁が略L字状に折り曲げられて棚部4bが形成し
てある。また、ヒートパイプ3を挿入するための孔4a
が同じ高さhに開設してある。本実施形態では、放熱フ
ィン4は全て同じ形状に形成してあるので、一つの製造
装置で多量に製造することができコスト的に有利であ
る。
フィン4の孔4aにヒートパイプ3をそれぞれ挿入する
ことにより組み付けられるが、ヒートパイプ4の放熱部
3bの突端側の放熱フィン4は、当該ヒートパイプ3か
ら抜け落ちるおそれがあるため、この放熱フィン4に限
ってヒートパイプ3へ固定されている。この固定方法は
特に限定されないが、例えばヒートパイプ3の突端をカ
シメたり、ヒートパイプ3の突端に固定用キャップを装
着したり、或いはヒートパイプ3と放熱フィン4とを接
着剤で接着したりすることができる。このように、ヒー
トパイプ3と最端の放熱フィン4とを固定することで、
ヒートパイプ3の突端の突出量を最小限とすることがで
き、ヒートシンクの小型化を図ることができる。
イプ3の突端と、吸熱板2の孔2bとを、圧縮弾性を有
するクランプ5が連結している。このクランプ5は、図
1に示すように、その両端が吸熱板2の孔2bに挿入さ
れ、途中に***部が形成されて圧縮弾性力が付与されて
いる。そして、クランプ5の上端をヒートパイプ3の突
端に係止するとともに、圧縮弾性力に抗してその両端を
吸熱板2の孔2bに挿入することにより、4本のヒート
パイプ3が吸熱板2の方向へ押圧されることになる。な
お、クランプ5の具体的形状は図1に示すものに何ら限
定されず、また圧縮弾性力を付与する手段も***部にの
み限定されるものではない。
経て組み立てられる。まず、図3に示すように、4つの
孔2aが形成された吸熱板2の当該孔2aのそれぞれに
4本のヒートパイプ3を所定の位置まで挿入した後、吸
熱板2の上面を加圧することによりヒートパイプ3の吸
熱部3aを吸熱板2に固定する。
の棚部4bを上側にして当該放熱フィン4の孔4aにヒ
ートパイプ3を差し込む。全ての放熱フィン4を挿入し
たら、最後に挿入した放熱フィン4とヒートパイプ3と
を上述した方法で固定する。次に、図5に示すように、
放熱フィン4が挿入されたヒートパイプ3の放熱部3b
を吸熱板2の上面に向かって折り返し、図6に示すよう
に、ヒートパイプ3の突端と吸熱板2の孔2bとの間
に、クランプ5を装着し、これらを連結する。
は、きわめて簡単な工程で組み立てることができ、しか
もクランプ5の圧縮弾性力はヒートパイプ3を介して全
ての放熱フィン4に伝わるので、放熱フィン4には吸熱
板2への押圧力が作用し、その結果、放熱フィン4と吸
熱板2との接触が良好に行われ、放熱性能が向上するこ
ととなる。また、溶接などを用いることなくクランプ5
を用いて挟むだけでヒートシンクが組み立てられるの
で、廉価なヒートシンクを得ることができる。第2実施形態 図10は、本発明の第2実施形態を示す斜視図であり、
本実施形態では、クランプ5を、ヒートパイプ3の放熱
部3bの突端と、発熱体1との間に装着し、これらを連
結した点が、上述した第1実施形態と相違し、その他の
点は同じである。
ある電子装置とをモジュール化したもので、圧縮弾性を
有するクランプ5がヒートパイプ3の放熱部3bの突端
と電子装置1とを連結している。しかもヒートパイプ3
には放熱フィン4が挿入されているので、吸熱板2を挟
んで、クランプ5の圧縮弾性力はヒートパイプ3を介し
て全ての放熱フィン4に伝わることになる。したがっ
て、放熱フィン4には吸熱板2への押圧力が作用し、そ
の結果、放熱フィン4と吸熱板2との接触が良好に行わ
れ、放熱性能が向上することとなる。また、第1実施形
態で述べた製造方法を採用することにより、ヒートシン
クと電子装置とを簡単にモジュール化することができ、
しかもクランプ5で挟むだけなので廉価に製造すること
ができる。 第3実施形態 本発明は種々に改変することができる。図7は本発明の
ヒートシンクの第3実施形態を示す斜視図、図8は図7
のA部拡大図、図9は第3実施形態に係るクランプを示
す斜視図である。
実施形態と同じように圧縮弾性を有するクランプ5を用
いているが、このクランプ5は、放熱フィン4の棚部4
bと吸熱板2との間に設けてあり、これらを連結してい
る点が相違している。すなわち、図7,9に示すよう
に、本実施形態のクランプ5は、両端が放熱フィン4の
棚部4bにそって差し込まれ、途中に圧縮弾性力を付与
する***部が形成されたものであって、下端縁は図7に
示すように吸熱板2の下面に嵌合する。この場合、クラ
ンプ5の下端縁が嵌合する凹部を吸熱板2の下面に形成
しておけば、発熱体1と吸熱板2とが円滑に接触するこ
とになり好ましい。
シンクでは、圧縮弾性を有するクランプ5が棚部4bと
吸熱板2との間に装着してあり、これらを連結してあ
る。しかも棚部4bが形成された放熱フィン4はヒート
パイプ3の放熱部3bに挿入されているので、クランプ
5にて挟持されない他の放熱フィン4もヒートパイプ3
の放熱部3bを介して吸熱板2に押圧される。その結
果、放熱フィン4と吸熱板2との接触が良好に行われ、
放熱性能が向上することとなる。また、クランプ5で挟
むだけなので廉価に製造することができる。
端を差し込む放熱フィン4の棚部4bを他の放熱フィン
4の棚部4bより僅かに高く形成しておくことがより好
ましい。こうすることにより、棚部4bが高く形成され
た放熱フィン4がクランプ5によって吸熱板2に押圧さ
れると、他の放熱フィン4はより大きな力で吸熱板2に
接触し押圧されることになる。第4実施形態 図11は、本発明の第4実施形態を示す斜視図であり、
本実施形態では、クランプ5により、放熱フィン4の棚
部4bと発熱体1とを連結した点が、上述した第3実施
形態と相違し、その他の点は同じである。
ある電子装置とをモジュール化したもので、圧縮弾性を
有するクランプ5により放熱フィン4の棚部4bと電子
装置1とを連結している。しかも、ヒートパイプ3には
他の放熱フィン4も挿入されているので、クランプ5に
て挟持されない他の放熱フィン4もヒートパイプ3の放
熱部3bを介して吸熱板2に押圧される。したがって、
全ての放熱フィン4に吸熱板2への押圧力が作用し、そ
の結果、放熱フィン4と吸熱板2との接触が良好に行わ
れ、放熱性能が向上することとなる。また、第1実施形
態で述べた製造方法を採用することにより、ヒートシン
クと電子装置とを簡単にモジュール化することができ、
しかもクランプ5で挟むだけなので廉価に製造すること
ができる。
されず、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。
クおよびヒートシンク付き電子装置によれば、放熱フィ
ンと吸熱板との接触が良好に行われ、放熱性能が向上す
ることとなる。また、溶接やろう付けなどの接合方法を
採用せず、クランプで挟むだけなので廉価に製造するこ
とができコストメリットが大きい。
示す斜視図である。
視図である。
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
を示す正面図である。
を示す正面図である。
示す斜視図である。
図である。
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
示す正面図である。
示す正面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】発熱体の熱を受ける吸熱板と、 前記吸熱板にその一端部が連結され全体が略U字状であ
るヒートパイプと、 前記ヒートパイプの他端部に連結され前記吸熱板の主面
に並設された複数の放熱フィンと、 前記ヒートパイプの他端部と前記吸熱板とを連結する弾
性を有するクランプと、 を有するヒートシンク。 - 【請求項2】発熱体の熱を受ける吸熱板と、 前記吸熱板にその一端部が連結され全体が略U字状のヒ
ートパイプと、 前記ヒートパイプの他端部に連結され前記吸熱板の主面
上に並設された複数の放熱フィンと、 前記放熱フィンの下端部に形成された棚部と前記吸熱板
とを連結する弾性を有するクランプと、 を有するヒートシンク。 - 【請求項3】電子装置と、 前記電子装置の熱を受ける吸熱板と、 前記吸熱板に連結され全体が略U字状のヒートパイプ
と、 前記ヒートパイプの他端部に連結され前記吸熱板の主面
に並設された複数の放熱フィンと、 前記ヒートパイプの他端部と前記電子装置とを連結する
弾性を有するクランプと、 を有するヒートシンク付き電子装置。 - 【請求項4】電子装置と、 前記電子装置の熱を受ける吸熱板と、 前記吸熱板にその一端部が連結され全体が略U字状のヒ
ートパイプと、 前記ヒートパイプの他端部に連結され前記吸熱板の主面
上に並設された複数の放熱フィンと、 前記放熱フィンの下端部に形成された棚部と前記電子装
置とを連結する弾性を有するクランプと、 を有するヒートシンク付き電子装置。 - 【請求項5】前記ヒートパイプの他端部の突端が、前記
放熱フィンのうち前記ヒートパイプの他端部の最も突端
側に装着された放熱フィンに固定されていることを特徴
とする請求項1または2記載のヒートシンク。 - 【請求項6】前記ヒートパイプの他端部の突端が、前記
放熱フィンのうち前記ヒートパイプの他端部の最も突端
側に装着された放熱フィンに固定されていることを特徴
とする請求項3または4に記載のヒートシンク付き電子
装置。 - 【請求項7】吸熱板の側面に開設された孔に直管状のヒ
ートパイプの一端部を挿入する工程と、 前記吸熱板の主面を加圧することにより前記ヒートパイ
プを前記吸熱板に圧着する工程と、 前記ヒートパイプの他端部に孔が開設された複数の放熱
フィンを挿通する工程と、 前記ヒートパイプの他端部を前記吸熱板の主面に略並行
になるまで折り曲げる工程と、 前記ヒートパイプまたは前記放熱フィンと前記吸熱板と
を、弾性を有するクランプにより連結する工程とを有す
るヒートシンクの製造方法。 - 【請求項8】吸熱板の側面に開設された孔に直管状のヒ
ートパイプの一端部を挿入する工程と、 前記吸熱板の主面を加圧することにより前記ヒートパイ
プを前記吸熱板に圧着する工程と、 前記ヒートパイプの他端部に孔が開設された複数の放熱
フィンを挿通する工程と、 前記ヒートパイプの他端部を前記吸熱板の主面に略並行
になるまで折り曲げる工程と、 前記吸熱板の裏面に電子装置を接触させ、前記ヒートパ
イプまたは前記放熱フィンと前記電子装置とを、弾性を
有するクランプにより連結する工程とを有するヒートシ
ンク付き電子装置の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP08150672A JP3106428B2 (ja) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | ヒートシンクおよびその製造方法、並びにヒートシンク付き電子装置およびその製造方法 |
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