JPH09133482A

JPH09133482A - 放熱器

Info

Publication number: JPH09133482A
Application number: JP29094895A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Hasegawa; 薫長谷川
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 1997-05-20
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: JP3697560B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の放熱器に比べて放熱効率を向上させ
る。【解決手段】相対向する上下２つの水平中空板状部２
Ａ、２Ｂ、および両水平中空板状部２Ａ、２Ｂを相互に
連結する垂直中空板状部２Ｃを有するヒートパイプ２を
備えた放熱器１である。ヒートパイプ２における上下の
水平中空板状部２Ａ、２Ｂ間に放熱フィン７を配し、両
水平中空板状部２Ａ、２Ｂに接した状態でろう付する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は放熱器、さらに詳
しくは、たとえばトランジスタ、サイリスタ等の半導体
素子の熱を放熱するための放熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種放熱器として、片面に発熱
体取付部を有する金属板の上面に放熱フィンが固着され
たものが知られている（実公昭６２−２３０９１号参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放熱器においては、発熱体の熱は、金属板を介して放熱
フィンに伝わるだけであり、フィンの上側部分が、十分
に放熱の役割を果たしていない。したがって、放熱性能
が十分ではないという問題があった。

【０００４】この発明の目的は、上記問題を解決し、放
熱性能が向上した放熱器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による放熱器
は、相対向する２つの中空板状部、および両中空板状部
を相互に連結する中空連結部を有するヒートパイプと、
ヒートパイプにおける相対向する中空板状部間に配さ
れ、かつ両中空板状部に接した状態で固着されている放
熱フィンとを備えているものである。

【０００６】この放熱器は、ヒートパイプの相対向する
２つの中空板状部のうちのいずれか一方の中空板状部に
おける放熱フィンと接している面とは反対側の面に発熱
体が取付けられるか、あるいはヒートパイプの中空連結
部における放熱フィンを向いた面とは反対側の面に発熱
体が取付けられて用いられる。そして、いずれの場合に
おいても、発熱体の有する熱は、２つの中空板状部を経
て放熱フィンに伝わる。したがって、放熱フィンの全て
の部分が、十分に放熱の役割を果たし、従来のものに比
べて放熱性能が向上する。

【０００７】上記放熱器において、ヒートパイプの相対
向する２つの中空板状部のうちのいずれか一方の中空板
状部における放熱フィンと接している面とは反対側の面
に発熱体が取付けられるようになされていることがあ
る。この場合、発熱体の有する熱は、ヒートパイプ内に
封入された作動流体の相変化により他方の中空板状部に
伝えられ、この中空板状部部から放熱フィンに伝えられ
るとともに、発熱体の取付けられている中空板状部の周
壁を介して放熱フィンに伝えられる。

【０００８】また、上記放熱器において、ヒートパイプ
の中空連結部が板状となされるとともに、この中空連結
部における放熱フィンを向いた面とは反対側の面に発熱
体が取付けられるようになされていることがある。この
場合、発熱体の有する熱は、ヒートパイプ内に封入され
た作動流体の相変化により２つの中空板状部に伝えら
れ、これらの中空板状部から放熱フィンに伝えられる。

【０００９】さらに、上記放熱器において、ヒートパイ
プの発熱体が取付けられる部分に複数の作動流体通路が
形成されており、隣り合う作動流体通路の間の部分に発
熱体がねじ止めされるようになされていることがある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、図
面を参照して説明する。

【００１１】全図面を通じて同一物および同一部分には
同一符号を付して重複する説明を省略する。

【００１２】なお、以下の説明において、「アルミニウ
ム」という語には、純アルミニウムの他にアルミニウム
合金を含むものとする。また、以下の説明において、図
１、図４、図５、図７および図９の上下、左右をそれぞ
れ上下、左右といい、これらの図の紙面表側を前、これ
と反対側を後というものとする。

【００１３】実施形態１この実施形態は図１〜図３に示すものである。

【００１４】図１〜図３において、放熱器(1) は、正面
から見て左方に開口したコ字状のヒートパイプ(2) を備
えている。ヒートパイプ(2) は、正面から見て左方に開
口したコ字状となされ、かつ長さ方向に伸びる複数の作
動流体通路(4) が並列状に設けられているアルミニウム
押出形材製偏平管(3) を備えている。偏平管(3) におけ
る隣接する作動流体通路(4) どうしを仕切る全ての仕切
壁(5)(5A) のうち幅方向の中央部の仕切壁(5A)は、他の
仕切壁(5) よりも厚肉となっている。偏平管(3) の両端
部は、それぞれ全ての通路(4) が連通するようにアルミ
ニウム製ヘッダ(6) に接続されている。そして、偏平管
(3) およびヘッダ(6) の内部が真空状となされるととも
に作動流体（図示略）が封入されることによりヒートパ
イプ(2)が形成されている。したがって、ヒートパイプ
(2) は、相対向する上下の水平中空板状部(2A)(2B)と、
両水平中空板状部(2A)(2B)を相互に連結する右垂直中空
板状部(2C)（中空連結部）とを備えていることになり、
下水平中空板状部(2B)が蒸発部、上水平中空板状部(2A)
が凝縮部とそれぞれなっている。

【００１５】ヒートパイプ(2) の上下の水平中空板状部
(2A)(2B)間に放熱フィン(7) が配され、かつ両水平中空
板状部(2A)(2B)にそれぞれ接した状態でろう付されてい
る。放熱フィン(7) は、左右方向に並んで配置された複
数のフィン部材(8) よりなる。各フィン部材(8) は横断
面片歯櫛状のアルミニウム押出形材製で、前後方向と平
行になっている垂直板状茎部(8a)と、これの片面に上下
方向に間隔をおいて一体に形成された複数の水平板状歯
部(8b)とよりなる。そして、右端のフィン部材(8) は水
平板状歯部(8b)が左方を向くように配されるとともに、
他の全てのフィン部材(8) は水平板状歯部(8b)が右方を
向くように配され、アルミニウムブレージングシート
(9) を介してヒートパイプ(2) の上下水平中空板状部(2
A)(2B)にそれぞれろう付されている。水平板状歯部(8b)
が右方を向くように配されたフィン部材(8) のうち右端
のものの歯部(8b)先端はアルミニウム板(10)に当接させ
られ、その他のものの歯部(8b)先端は右隣のフィン部材
(8) の垂直板状茎部(8a)に当接させられている。また、
水平板状歯部(8b)が左方を向くように配されたフィン部
材(8) の歯部(8b)先端はアルミニウム板(10)に当接させ
られている。そして、放熱フィン(7) には、図示しない
ファンにより、前方から後方に向かって冷却風が送られ
るようになっている。

【００１６】ヒートパイプ(2) の下水平中空板状部(2B)
の厚肉仕切壁(5A)と対応する部分に、その下面からねじ
穴(11)が形成され、このねじ穴(11)に、発熱体(S) を貫
通したねじ(12)がねじ嵌められるようになっており、こ
れにより発熱体(S) が下水平中空板状部(2B)下面に取付
けられる。

【００１７】発熱体(S) の熱は、ヒートパイプ(2) の下
水平中空板状部(2B)の周壁および仕切壁(5)(5A) を介し
て放熱フィン(7) に伝わり、フィン(7) から放熱され
る。また、これと同時に、発熱体(S) の熱は、作動流体
の相変化により上水平中空板状部(2A)に伝えられ、ここ
から放熱フィン(7) に伝えられ、フィン(7) から放熱さ
れる。

【００１８】上記において、偏平管(3) の全ての仕切壁
(5)(5A) のうち幅方向の中央部のものが厚肉仕切壁(5A)
とされ、この厚肉仕切壁(5A)を利用して発熱体(S) が取
付けられるようになっているが、他の１つの仕切壁を厚
肉としたり、あるいは複数の仕切壁を厚肉とし、これら
の厚肉仕切壁を利用して発熱体(S) を取付けてもよい。

【００１９】実施形態２この実施形態は図４に示すものである。

【００２０】この場合、放熱器(20)は、正面から見てロ
字状のヒートパイプ(21)を備えている。ヒートパイプ(2
1)は、正面から見てロ字状となされ、かつ長さ方向に伸
びる複数の作動流体通路（図示略）が並列状に設けられ
ているアルミニウム押出形材製偏平管(22)を備えてい
る。偏平管(22)の両端部は、全ての通路が連通するよう
に１つのアルミニウム製ヘッダ(6) に接続されている。
そして、偏平管(22)およびヘッダ(6) の内部が真空状と
なされるとともに作動流体が封入されることによりヒー
トパイプ(21)が形成されている。したがって、ヒートパ
イプ(21)は、相対向する上下の水平中空板状部(21A)(21
B)と、両水平中空板状部(21A)(21B)を相互に連結する左
右の垂直中空板状部(21C)(21D)（中空連結部）とを備え
ていることになり、下水平中空板状部(21B) が蒸発部、
上水平中空板状部(21A) が凝縮部とそれぞれなってい
る。

【００２１】偏平管(22)の横断面形状は実施形態１の偏
平管(3) と同じであり、発熱体(S)は、実施形態１の場
合と同様にして下水平中空板状部(21B) 下面に取付けら
れている。

【００２２】発熱体(S) からの放熱作用も実施形態１と
同じである。この場合も、放熱フィン(7) には、図示し
ないファンにより、前方から後方に向かって冷却風が送
られるようになっている。

【００２３】実施形態３この実施形態は図５に示すものである。

【００２４】この場合、放熱器(30)は、実施形態１の放
熱器(1) を正面から見て９０度回転させた形状である。
したがって、ヒートパイプ(2) は、相対向する左右の垂
直中空板状部(2A)(2B)と、両垂直中空板状部(2A)(2B)の
下端どうしを相互に連結する水平中空板状部(2C)（中空
連結部）とを備えていることになり、水平中空板状部(2
C)が蒸発部、左右の垂直中空板状部(2A)(2B)が凝縮部と
それぞれなっている。

【００２５】発熱体(S) は、実施形態１の場合と同様に
して水平中空板状部(2C)下面に取付けられている。

【００２６】発熱体(S) の熱は、作動流体の相変化によ
り左右の垂直中空板状部(2A)(2B)に伝えられ、両垂直中
空板状部(2A)(2B)から放熱フィン(7) に伝えられ、フィ
ン(7) から放熱される。この場合も、放熱フィン(7) に
は、図示しないファンにより、前方から後方に向かって
冷却風が送られるようになっている。

【００２７】なお、上記実施形態１〜３において、偏平
管(3)(22) の代わりに、図６に示すような外方にのみ膨
出した複数の作動流体通路(36)を有するアルミニウム製
片面膨出ロールボンドパネル(35)を用いてもよい。ロー
ルボンドパネル(35)は、圧着部および非圧着部を有する
所定パターンで形成したアルミニウム合わせ板の非圧着
部に流体圧を導入することにより、非圧着部の片側の板
のみを膨出させて通路(36)を形成したものである。ま
た、片面膨出ロールボンドパネル(35)に代えて、アルミ
ニウム製両面膨出ロールボンドパネルを用いてもよい。
発熱体(S) は、ロールボンドパネル(35)における隣り合
う作動流体通路(36)間の部分に形成された貫通状ねじ穴
(37)にねじ(12)により固定されている。発熱体(S) とロ
ールボンドパネル(35)の非膨出部との間において、ねじ
(12)の周囲には、膨出部のつぶれを防止するためにスペ
ーサ(38)が被せられている。

【００２８】実施形態４この実施形態は図７および図８に示すものである。

【００２９】この場合、放熱器(40)は、正面から見て左
方に開口したコ字状のヒートパイプ(41)を備えている。
ヒートパイプ(41)は、正面から見て逆Ｌ字状となされ、
かつ長さ方向に伸びる複数の作動流体通路(43)が並列状
に設けられているアルミニウム押出形材製偏平管(42)
と、逆Ｌ字状偏平管(42)の右垂直部(42a) の下端部にア
ルミニウム製ヘッダ(44)を介して接続され、かつ長さ方
向に伸びる複数の作動流体通路(46)が並列状に設けられ
ているアルミニウム押出形材製水平状偏平管(45)とを備
えている。

【００３０】逆Ｌ字状偏平管(42)の上水平部(42b) の左
端部は、全ての通路(43)が連通するようにアルミニウム
製ヘッダ(6) に接続されている。水平状偏平管(45)の右
端開口はアルミニウム製閉鎖部材(47)により閉鎖されて
いる。また、水平状偏平管(45)における隣接する作動流
体通路(46)どうしを仕切る全ての仕切壁(48)(48A) のう
ち幅方向の中央部の仕切壁(48A) は、他の仕切壁(48)よ
りも厚肉となっている。そして、両偏平管(42)(45)およ
び両ヘッダ(6)(44) の内部が真空状となされるとともに
作動流体が封入されることによりヒートパイプ(41)が形
成されている。したがって、ヒートパイプ(41)は、相対
向する上下の水平中空板状部(41A)(41B)と、両水平中空
板状部(41A)(41B)の右端どうしを相互に連結する右垂直
中空板状部(41C) （中空連結部）とを備えていることに
なり、下水平中空板状部(41B) が蒸発部、上水平中空板
状部(41A) が凝縮部とそれぞれなっている。

【００３１】ヒートパイプ(41)の上下の水平中空板状部
(41A)(41B)間に放熱フィン(49)が配され、かつ両水平中
空板状部(41A)(41B)にそれぞれ接した状態でろう付され
ている。放熱フィン(49)は、左右方向に並んで配置され
た複数のフィン部材(50)よりなる。各フィン部材(50)は
横断面両歯櫛状のアルミニウム押出形材製で、前後方向
と平行になっている垂直板状茎部(50a) と、これの両面
に上下方向に間隔をおいて一体に形成された複数の水平
板状歯部(50b) とよりなる。そして、フィン部材(50)
は、隣り合うものどうしの水平板状歯部(50b) 先端どう
しが突き合わさるように左右方向に並べられ、アルミニ
ウムブレージングシート(9) を介してヒートパイプ(41)
の上下水平中空板状部(41A)(41B)にそれぞれろう付され
ている。そして、放熱フィン(49)には、図示しないファ
ンにより、前方から後方に向かって冷却風が送られるよ
うになっている。

【００３２】ヒートパイプ(41)の下水平中空板状部(41
B) の厚肉仕切壁(48A) と対応する部分に、その下面か
らねじ穴(11)が形成され、このねじ穴(11)に、発熱体
(S) を貫通したねじ(12)がねじ嵌められるようになって
おり、これにより発熱体(S) が下水平中空板状部(41B)
下面に取付けられている。

【００３３】発熱体(S) の熱は、ヒートパイプ(41)の下
水平中空板状部(41B) の周壁および仕切壁(48)(48A) を
介して放熱フィン(49)に伝わり、フィン(49)から放熱さ
れる。また、これと同時に、発熱体(S) の熱は、作動流
体の相変化により上水平中空板状部(41A) に伝えられ、
ここから放熱フィン(49)に伝えられ、フィン(49)から放
熱される。

【００３４】上記において、偏平管(45)の全ての仕切壁
(48)(48A) のうち幅方向の中央部のものが厚肉仕切壁(4
8A) とされ、この厚肉仕切壁(48A) を利用して発熱体
(S) が取付けられるようになっているが、他の１つの仕
切壁を厚肉としたり、あるいは複数の仕切壁を厚肉と
し、これらの厚肉仕切壁を利用して発熱体(S) を取付け
てもよい。

【００３５】実施形態５この実施形態は図９および図１０に示すものである。

【００３６】この場合、放熱器(60)は、正面から見てロ
字状のヒートパイプ(61)を備えている。ヒートパイプ(6
1)は、左右方向に間隔をおいて対向状に配されかつ長さ
方向に伸びる複数の作動流体(62)(63)が並列状に設けら
れている左右２つのアルミニウム押出形材製垂直状偏平
管(64)(65)を備えている。右側の偏平管(65)における隣
接する作動流体(63)どうしを仕切る全ての仕切壁(66)(6
6A) のうち幅方向の中央部の仕切壁(66A) は、他の仕切
壁(66)よりも厚肉となっている。両偏平管(64)(65)の上
下両端部は、全ての(62)(63)が連通するようにそれぞれ
ヘッダ(67)(68)に接続されている。上下の２つのヘッダ
(67)(68)どうしは、それぞれ複数、たとえば２本の連結
パイプ(69)で連結されている。そして、両偏平管(64)(6
5)、両ヘッダ(67)(68)および連結パイプ(69)の内部が真
空状となされるとともに作動流体が封入されることによ
りヒートパイプ(61)が形成されている。したがって、ヒ
ートパイプ(61)は、相対向する左右の垂直中空板状部(6
1A)(61B)と、両垂直中空板状部(61A)(61B)を相互に連結
するパイプ状連結部(61C) （中空連結部）とを備えてい
ることになり、右側の垂直中空板状部(61A)(61B)の下部
が蒸発部、左右両側の垂直中空板状部(61A)(61B)の上部
が凝縮部とそれぞれなっている。

【００３７】ヒートパイプ(61)の左右の垂直中空板状部
(61A)(61B)間に放熱フィン(70)が配され、かつ両垂直中
空板状部(61A)(61B)にそれぞれ接した状態でろう付され
ている。放熱フィン(70)は、平面から見た形状が、実施
形態４の放熱フィン(49)の正面から見た形状と同じにな
っている。すなわち、前後方向に並んで配置された複数
の横断面両歯櫛状アルミニウム押出形材製フィン部材(5
0)よりなる。各フィン部材(50)は、板状茎部(50a) が左
右方向と平行な垂直状になり、板状歯部(50b)が前後方
向と平行な垂直状になるように配されている。そして、
フィン部材(50)は、アルミニウムブレージングシート
(9) を介してヒートパイプ(61)の左右垂直中空板状部(6
1A)(61B)にそれぞれろう付されている。そして、放熱フ
ィン(70)には、自然対流により、下方から上方に向かっ
て冷却風が送られるようになっている。

【００３８】ヒートパイプ(61)の右垂直中空板状部(61
B) における下端部の厚肉仕切壁(66A) と対応する部分
に、その右面からねじ穴(11)が形成され、このねじ穴(1
1)に、発熱体(S) を貫通したねじ(12)がねじ嵌められる
ようになっており、これにより発熱体(S) が右水平中空
板状部(61B) 右面に取付けられている。

【００３９】発熱体(S) の熱は、ヒートパイプ(61)の右
垂直中空板状部(61B) の周壁および仕切壁(66)(66A) を
介して放熱フィン(70)に伝わり、フィン(70)から放熱さ
れる。また、これと同時に、発熱体(S) の熱は、作動流
体の相変化により右垂直中空板状部(61B) の上部および
左垂直中空板状部(61A) の上部に伝えられ、ここから放
熱フィン(70)に伝えられ、フィン(70)から放熱される。

【００４０】上記において、偏平管(65)の全ての仕切壁
(66)(66A) のうち幅方向の中央部のものが厚肉仕切壁(6
6A) とされ、この厚肉仕切壁(66A) を利用して発熱体
(S) が取付けられるようになっているが、他の１つの仕
切壁を厚肉としたり、あるいは複数の仕切壁を厚肉と
し、これらの厚肉仕切壁を利用して発熱体(S) を取付け
てもよい。

【００４１】なお、上記全ての実施形態において、放熱
フィンの形状は、図示したものに限定されるものではな
く、適宜変更可能である。

【００４２】

【発明の効果】この発明の放熱器によれば、上述のよう
に、従来の放熱器に比べて放熱効率が向上する。したが
って、従来の放熱器に比べて小型化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１を示す正面図である。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】この発明の実施形態１を示す一部切欠き分解斜
視図である。

【図４】この発明の実施形態２を示す正面図である。

【図５】この発明の実施形態３を示す正面図である。

【図６】実施形態１〜３の偏平管の代わりに用いられる
片面膨出ロールボンドパネルの図２に相当する断面図で
ある。

【図７】この発明の実施形態４を示す正面図である。

【図８】同じく一部切欠き分解斜視図である。

【図９】この発明の実施形態５を示す正面図である。

【図１０】同じく分解斜視図である。

【符号の説明】

(1)(20)(40)(60) 放熱器 (2)(21)(41)(61) ヒートパ
イプ (2A)(2B)(21A)(21B)(41A)(41B)(61A)(61B) 中空板状
部 (2C)(21C)(21D)(41C) 中空板状
部（中空連結部） (7)(49)(70) 放熱フィ
ン (61C) パイプ状
連結部（中空連結部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向する２つの中空板状部、および両
中空板状部を相互に連結する中空連結部を有するヒート
パイプと、ヒートパイプにおける相対向する中空板状部
間に配され、かつ両中空板状部に接した状態で固着され
ている放熱フィンとを備えている放熱器。
【請求項２】ヒートパイプの相対向する２つの中空板
状部のうちのいずれか一方の中空板状部における放熱フ
ィンと接している面とは反対側の面に発熱体が取付けら
れるようになされている請求項１記載の放熱器。
【請求項３】ヒートパイプの中空連結部が板状となさ
れるとともに、この中空連結部における放熱フィンを向
いた面とは反対側の面に発熱体が取付けられるようにな
されている請求項１記載の放熱器。
【請求項４】ヒートパイプの発熱体が取付けられる部
分に複数の作動流体通路が形成されており、隣り合う作
動流体通路の間の部分に発熱体がねじ止めされるように
なされている請求項２または３記載の放熱器。