JP2005516425A

JP2005516425A - フィン対空気の接触面積が大きいヒートシンク

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Inventors: エレル，デイビット
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Abstract

或る表面に取り付けられた少なくとも１つの発熱部品から周囲の空気へと放熱を行なうための冷却装置であって、複数の熱伝導部分を薄型の構成に配置してなるヒートシンクを備えていて、該ヒートシンクが、空気通過領域の前記熱伝導部分の面積に対する大きい比によって規定される大きな表面対空気の接触面積をもたらし、前記熱伝導部分の少なくとも１つが前記の少なくとも１つの発熱部品と熱的に接触して、前記の少なくとも１つの発熱部品から該少なくとも１つの熱伝導部分を介しての空気への熱の流れを促進し、前記ヒートシンクが空気駆動手段とともに働くよう構成されており、冷却装置および該空気駆動手段が、前記発熱部品と接している前記熱伝導部分から空気への冷却装置の占める比体積あたりの熱流抵抗を低減している。

Description

本発明は、広くには電気部品を冷却するための冷却装置に関し、さらに詳しくは、密に詰め込まれたプリント回路基板上に配置された電子部品の強制気流による能動的冷却に適している、フィン対空気の接触面積が大きい薄型のヒートシンクおよびファン要素に関する。

本発明は、記名の単独の発明者デビッド・エーレルによって先に出願された２００２年１月３０日付の米国特許仮出願第６０／３５２、２５２号、２００２年４月２４日付の米国特許仮出願第６０／３７４、７９８号、および２００２年７月１０日付の米国特許仮出願第６０／３９４、５１３号の継続出願であり、これら特許仮出願のそれぞれに記載された発明概念および好ましい実施形態は、それぞれの出願日をもって保護されるが、本明細書において以下に再度紹介する。

例えばコンピュータ業界において使用されるような電子機器の筐体は、通常、以下に部品と称する密にまとめられた構造を支持する両面プリント回路基板（ＰＣＢ）を複数備えている。ＰＣＢは、筐体の全体寸法を小さくするため、互いの間隔およびＰＣＢと直近の筐体壁面との間の間隔が最小となるよう、互いに平行に配置されている。最小の間隔は、主に、自然対流およびより一般的な強制気流のいずれかによって行なわれる放熱を最適化するための要件によって決定される。

さらに、部品のサイズ低減およびトランジスタやダイオードなど部品を構成している基本素子における電流密度の増加が、このような密にパッケージされた電子ユニットにおける動作周波数の上昇と組み合わさった結果、部品の発熱の増大が現在の傾向である。

部品から空気への放熱能力を高めるための常套手段は、フィン付きの冷却装置を、基部を発熱部品に熱的に取り付けて使用する方法である。フィンから空気への熱伝達表面積が増加することにより、自然対流および放射による放熱、または冷却装置のフィンを流れる強制気流による放熱のいずれも向上する。このため、冷却装置と発熱部品とを合わせた高さを許容するよう、隣接するＰＣＢ間に充分な間隔を持たせなければならない。

マイクロプロセッサなどの最新の大電力部品は、筐体を冷却する強制循環気流を利用する冷却装置では、ファンの能力および発生する騒音を常識的な水準にとどめた場合、効果的に冷却することができない。したがって、大電力の発熱部品を冷却するために、専用のファンが冷却装置と組み合わせて使用される。冷却装置およびファンを発熱部品に取り付けると、多くの場合は一者が他者の上に重ねて取り付けられ、合計の高さが、ＰＣＢおよび筐体間の最小間隔を決定することになる。

さらに、マイクロプロセッサの製造業者には、冷却装置の重心を低くして、冷却装置が冷却装置を収容している箱体が輸送時に不適切に取り扱われた場合などに生じる過剰な内力にさらされたとき、冷却装置からＰＣＢへと直接あるいはプロセッサのソケットを介して伝えられるモーメントを最小にするという目標がある。これは、冷却装置によってＰＣＢおよびプロセッサを壊してしまう可能性があるからである。

ここで、ＰＣＢに取り付けられた部品の上へと配置された冷却装置の全体の高さを低減するという課題に対処する先行技術であるワグナーの米国特許第５、７８５、１１６号明細書、ワンの米国特許第５、５８３、７４６号明細書、およびベイリーの米国特許第５、３０９、９８３号明細書を参照する。

これらの特許は、中央に埋め込まれたファンの周囲を放熱フィンで囲んでなる冷却装置を提案している。冷却空気は、単一または２つの経路でフィンの間を水平に流れる。しかしながら、このような埋め込みされたファンの生み出す圧力は、羽根の径が小さいため制限されている。この制約を克服するため、ファンの回転速度を速めてファンの圧力および冷却能力を高めると、不愉快にも騒音が増すことになる。

したがって、本発明の主たる目的は、密に詰め込まれた隣接ＰＣＢ間の間隔を最小化できるよう、ＰＣＢ上に取り付けられた発熱部品の冷却に適した高い冷却能力と最小の軸方向高さを有する冷却装置を提供することによって、先行技術の前記不都合および欠点を克服することにある。

本発明の好ましい実施形態において、冷却装置はファン要素を有しており、ファンの羽根板が、フィンによって占められる領域の外側に配置され、フィンの羽根板の占有面積が、フィンによって占められる領域を或る半径方向の間隔で外側から対称に囲んでおり、同じフィン対空気の接触面積に対して、ファンの回転速度および付随する回転騒音を過剰に増すことなく、より高い圧力の供給を可能にしている。

したがって、少なくとも１つの発熱部品から周囲の空気へと放熱を行なうための冷却装置であって、
所定の表面積を有する少なくとも１つのヒートシンクであって、複数の熱伝導要素を薄型の構成に配置して備え、該要素のそれぞれが複数の空気通路を備えるとともに周囲の空気に対し大きな表面対空気の接触面積を有しており、該大きな接触面積が、前記要素に形成された空気通路面積と前記所定の表面積との間の比によって規定されるヒートシンクを備え、
前記要素が前記の少なくとも１つの発熱部品と熱的に接触して、前記の少なくとも１つの発熱部品から前記要素および周囲の空気への熱の流れを促進し、
前記ヒートシンクが、前記の少なくとも１つの発熱部品と熱的に接触している前記要素から空気への冷却装置の占める比体積あたりの熱流抵抗を最小とするため、空気駆動手段とともに働くよう構成されている冷却装置がもたらされる。

本発明の他の実施形態においては、密に巻かれた帯状フィン、折り返された帯状フィン、および積層された帯状フィンからなるグループから選択され、複数の孔によって特徴づけられた帯状フィンがもたらされる。

本発明のさらに別の実施形態においては、放熱の熱流がフィンを通って導かれる一方、空気が該熱流に対し事実上軸方向かつ垂直に流れる積層孔あき板状フィンが用いられ、フィンと空気との間の接触面積のかなりの増加を、所与の冷却装置の体積を増すことなく可能にしている。

フィン対空気の大きな接触面積および外側で回転する羽根板によって、従来技術において通常見られる放熱能力を超えた高い比体積あたりの放熱能力を有する薄型の冷却装置が、好都合に製造できるようになることを理解すべきである。

本発明のさらに別の実施形態においては、冷却装置の薄型の高密度のフィンが、モータが冷却装置の中央に設けられた貫通穴や行き止まり穴などの空間内に完全に配置されてなる薄型の遠心ブロアと組み合わされる。この実施形態において、羽根車がフィンの近傍で回転し、羽根板がフィンの支持領域の外側で回転する。このため、羽根車の羽根板のない部分の軸方向厚さのみが冷却装置の軸方向の寸法に加算されて、冷却装置の全体としての軸方向寸法を規定し、隣接するＰＣＢ間の間隔をさらに最小にする。羽根板の回転半径が大きいため、空気流が高密度のフィンを横切ることによって生じる圧力損失に打ち勝つために必要とされる高い圧力をもたらすことができる。

本発明のまた別の実施形態においては、軸流ファンがモータを貫通穴内に埋め込んで使用され、ファンの薄型の軸流羽根板が冷却装置の上方で回転して、羽根板の占有面積がフィンの占有面積と重なっている。軸流羽根板は、フィン間の空間からの空気の吸い込みを可能にするよう構成されている。あるいは、回転軸上の羽根板を反対向きに反転させることにより、羽根板で空気をフィン間の空間に押し込むことができる。

本発明のさらなる実施形態においては、薄型の軸流ファンがモータをフィンの上方に配置して使用され、ファンの羽根板が冷却装置の上方で回転して、羽根板の占有面積がファン自体の支持領域の占有面積と重なっている。前述のとおり、羽根板は、フィン間の空間からの空気の吸い込みを可能にするように、あるいはフィン間の空間へと空気を押し込むように構成されている。

本発明のさらに別の実施形態においては、少なくとも１つの遠心ブロアが、ヒートシンクの軸側の少なくとも１つに取り付けられる。ブロアによる高い圧力によって、追加の冷却のためのフィンへの空気入口に空気フィルタを取り付けて使用することが可能になる。

以上述べた本発明の実施形態はすべて、ファン・シンクの占める小さい体積から高水準の放熱を可能にする密に詰め込まれたフィンを特徴とする冷却装置に関し、いくつかの実施形態においては、ヒートシンクを構成する部品を半径方向かつＰＣＢと平行に広げることによってもたらされるファン・シンクの低い軸方向高さすなわち軸方向厚さによって特徴づけられる小さい体積を有し、部品を収容している筐体内におけるＰＣＢ間の間隔の縮小を可能にしている。

本発明の要素および部品についての単数での言及は、関係するいずれにおいても複数にも適用され、本発明をそのような要素および部品のいずれかの数または量に限定することを意味するものでも、意図するものでもない。

発熱部品の取り付け面は、当業者にとって公知のあらゆる支持基板の形式を指すべく意図されているが、本発明の好ましい実施形態においては、取り付け面はＰＣＢである。

単に記述のためであり、本発明を空間における特定の方向性に限定するものではないが、ＰＣＢ側が下側または底側、あるいは下方などこれらの同義語として定義され、したがって、冷却装置の発熱部品へと取り付けられるべく構成された表面は、下面／下側表面／下側平面、または底面／底側表面／底側平面、あるいは下方を向いた側／表面／平面、または冷却装置の表面に対応する関連の同義語である。したがって、底の反対側は、上面／上側表面／上側平面、または天面／上部表面／上部平面、あるいは上方を向いた側／表面／平面、または関連の同義語である。

本発明の部品の関係に関して本文で定められる方向は、直交円柱座標系にもとづいている。すなわち、軸方向は、発熱部品の上面および該発熱部品へと熱的に取り付けられる冷却装置の底面に関し、好ましくはＰＣＢに垂直な方向である。軸方向は、好ましくはファンの回転軸の方向と一致し、さらに、冷却装置の対称軸が存在する場合にはこれと一致し、両者とも、後述のとおり他の対称軸と一致していると好ましい。

半径方向（図１Ｂの座標軸を参照）は、前記軸方向と直交する方法であり、とくに半径向きおよび内向きを明示しない限り、半径向きおよび外向きを広く意味する。座標として、半径方向は、さまざまに記載される本発明の実施形態において例示される非対称かつ非円形の物体および物体の組立体にも適用される。

接線方向は、前記半径方向に直交する方向であり、両座標とも前記軸方向と直交する面内にある。

或る物体または組立体の「外部」は、本明細書においては、物体または冷却装置などの組立体の周囲の包装材料または輪郭の外側および外部として定義され、場合によっては、指示された方向または広く全方向において、冷却装置の構成部品または冷却装置自身が占める空間の外を広く意味する。

「内部」は、場合により冷却装置に対し半径方向または直角な任意の方向において、冷却装置の構成部品または冷却装置自身によって占められる空間および／または囲まれた空間あるいは包囲された空間の内側を表わす。

とくに断らない場合、冷却装置を構成する物体の占有面積、または冷却装置の占有面積全体は、軸方向と平行に上から下へと見たときの物体の輪郭の下方への投射と定義され、場合によっては逆に、軸方向と平行に下から上へと見たときの物体の輪郭の上方への投射と定義される。

用語「ファン」は、特定かつ対応する名称を用いて遠心ブロアまたは軸流ファンをとくに意図しない限り、ブロアをも表わすものとして広く使用される。

取り付けられた面または物体は、直接取り付けによって接続された面および／または物体、あるいは中間物を介して接続された面および／または物体として定義され、荷重の支持を意図しない熱的な接続（ある程度荷重を支持することができるかもしれないが）、または荷重を支持する目的の耐荷重機械的接続（ある程度熱を伝えることができるかもしれないが）、あるいは同時に行なわれる熱的および機械的な両接続である。

本発明の実施形態に関し本発明をよりよく理解するため、添付の図面（ノンスケールの）および記載を参照する。図面においては、同じ参照番号は全体を通じ相当する要素または部位を表わしている。

現在の技術では、軸方向の高さが４０ｍｍまでであり、占有面積が１２平方ｍｍよりも小さい貫通孔を密集させてなるヒートシンクの大量生産には、以下に述べるとおり、積層された穿孔板および／または刻みつき板の任意の組み合わせを使用することが最も経済的である。しかしながら、本発明は、積層された穿孔板および／または刻みつき板からなる実施形態には限られず、当業者にとって公知である通常用いられる任意の材料で製作することができる。例えば、ヒートシンクを、固体で比較的厚さの厚い孔あきのグラファイトの塊で製作してもよく、材料の柔らかさゆえ、現在利用可能な高出来高の穿孔または精密打ち抜き工程を使用して、密に穿孔または精密に打ち抜きが可能である。

本発明の好ましい実施形態における孔あき積層板と同等の表面積をもたらすため、充分に小さい孔をもたらす押し出し穿孔チューブも考えられる。本発明の好ましい実施形態においては、独立した１個の熱伝導要素に分布している穿孔の占有面積は、合計すると１個の要素そのものの占有面積の３０％よりも大きい。

図１Ａは、薄型の強制空気流冷却ヒートシンクからなる本発明の好ましい実施形態を備える冷却装置について、対称形の半分を示した断面図である。

冷却装置１０が、ＰＣＢ４２などの据え付け面に取り付けられた状態で示されており、積層された同一の環状の孔つき板状フィン５２を支持する中央の環状コア３０を備えている。

電動のブロアが、該ブロアのモータ３６によって示されており、該モータのハブ６４に羽根車２６が支持されており、前記板状フィン５２の外側で回転する放射／遠心羽根板３４を、周囲に対称に保持している。

冷却装置１０のヒートシンクを構成する環状の熱伝導中央ベース３０が、対称かつ中心に位置し、該熱伝導中央ベース３０に対称的に設けられ外皮すなわち壁面４６によって示されている貫通穴内に、モータ３６が完全に配置されている。熱伝導中央ベース３０は、以下同義で、コア、ベース、中央ベース、中央コア・ベースなどと称される。

コア３０は、平行な上側平面４０と底部基部平面５０の間に規定されており、好ましくは、これら両面が、コア３０および冷却装置１０の両者に一致する対称軸１００と垂直である。コア３０は、面４０および５０と平行に配置され緊密に積層された環状の孔つき板状フィン５２を、圧入によって支持している。

図１Ａに示した本発明の実施形態においては、フィン５２の各板の孔が隣接する板の孔と正確に重なっており、比較的長さの均一な空気の通路を形成している。これらは、各通路のそれぞれの長さの全体に沿って、空気流の均一な平均速度ベクトルも維持している。

フィン５２は、あくまで一例として、同じ寸法を有しているものとして示されているが、本発明の原理を損なうことなく、当業者であれば自明な変更がいくつか可能であると考えられる。羽根車２６の遠心羽根板３４は、環状の直交する円筒形状で、中心に対称に配置されており、フィン５２によって占められた空間の外側で回転する。フィン５２の占有面積は、環状羽根板３４の支持部の占有面積によって、対称に包囲されている。

少なくとも１つの発熱部品７０が、対称軸１００、コア３０および貫通穴壁面４６に対して偏心して位置し、ＰＣＢ４２に取り付けられている。コア３０を巡って円周状にほぼ均一な温度が実現されるよう、ヒート・パイプ８８が、発熱部品７０の上方のコア３０に円周状に埋め込まれている。矢印Ａで示す進入空気が、積層板状フィン５２の底面５５に設けられ、好ましい実施形態において底部板５４に設けられた孔と一致する孔５１を通って進入する。

冷却装置１０は、取り付け手段３３によってＰＣＢ４２に接続され、取り付け手段３３は、最も一般的には、図１Ａの詳細１に拡大して示されているとおり、ねじとばねからなる構成であって９０°おきである。ねじとばねによる構成は、ヒートシンク１０と発熱部品７０の接触領域に、制御された押し当て力をもたらす。当業者であれば公知のように、適切に締め込まれたとき、取り付け手段３３のねじが、発熱部品７０と冷却装置１０の表面５０との間に適当な接続圧力をもたらし、発熱部品７０からコア３０への適切な熱伝導をもたらす。同時に、冷却装置１０が、部品７０およびＰＣＢ４２に対し、安定な状態に保たれる。

図１Ｂは、図１Ａの冷却装置の対称形の半分を示した断面図であるが、半径が次第に小さくなる積層板状フィンからなる本発明の実施形態を備えている。

図１Ｂにおいて、板状フィン５２の自由端が斜めの表面を形成して、プレナム９８が形成されており、プレナム９８の半径方向に大きくなる体積が、板状フィン５２の孔から出る空気の方向（矢印で示されている）にもたらされる半径方向に大きくなる空気流の体積と一致していることが見て取れる。羽根板３４は、図１Ａのような均一な寸法とすることができ、あるいは図１Ｂのように、端面９７が板状フィン５２の斜めの端部５３と一致する斜めの部分を追加で有してもよい。

排気（矢印Ｂ）は、板状フィン５２によって暖められた後、プレナム９８を通って羽根板空間へと吸い込まれ、ＰＣＢ４２上に取り付けられた発熱部品７０によって生成された熱を放散するため、（矢印Ｂによるように）特定の方向へと流れるよう導かれる。

外側に突き出したモータ支持座６０が、対称的な最外のモータ外皮８０の上方側面から延び、当業者にとって公知の任意の取り付け手段で取り付けられている。図１に示した例では、対称軸の軸線９９によって示されているボルトにより、環状の中央ベース３０の内側すなわち貫通穴の壁面４６から延び内側に向かって突き出した一致するモータ支持座６２へと取り付けられている。貫通穴壁面４６の寸法は、全体的に貫通穴壁面４６と一致する貫通穴最外皮によって規定され、モータ３６を収容するため、コア３０に中心かつ対称に設けられている。

モータ３６は、このように規定された貫通穴壁面４６の空間内に完全に配置され、好ましくは、モータ最外皮８０と貫通穴壁面４６によって形成される外皮の間に設けられた空隙を有し、モータ外皮８０と貫通穴壁面４６に一致する高温の内部コア外皮の間の直接接触を防止し、モータ外皮８０の周りの冷却空気の流れを可能にしている。

モータ３６は、上側平面４０および底部平面５０の内側延長の間に規定される空間に埋め込まれており、羽根車２６が、エアプレナム９８の高さを定めるよう、上側板面５６から特別に設計された空隙間隔６５で、貫通穴壁面４６の空間の外に配置されている。羽根車２６は、放熱を向上させる目的で、周囲の空気にさらされた円筒形モータ外皮８０へと堅固に取り付けられている。モータ３６の下面７８は、面５０と同一面にあってもよく、あるいは、モータ３６の占有面積内でＰＣＢ４２に取り付けられている部品と干渉しない限りにおいて、貫通穴４６に囲まれている空間から出て面５０を越えて下方に延びていてもよい。

任意の適切な熱伝導性材料を使用することができるが、本発明の好ましい実施形態においては、円筒形のモータ外皮８０は、熱伝導性の金属で作られている。モータ３６は、冷却装置１０の周囲およびモータ外皮８０と貫通穴壁面４６の間の空間を流れる空気にさらすことによって冷却される。移動する空気が、矢印で示されているとおり、面４０と羽根車２６の下面との間の隙間６５を通ってプレナム９８に引き込まれる。これにより、モータ３６の軸受および巻線（図示されていない）によって生じた熱の良好な放熱がもたらされる。この熱が適切に放散されない場合、モータ３６の過熱および動作寿命の短縮につながる。

本発明の好ましい実施形態においては、当業者であれば公知の技法であるが、接触すべき表面に熱接着剤の薄い皮膜が塗布される。接触する表面間に熱接着剤の皮膜など適切な熱伝導性接着材料を塗布することにより、一般に、取り付けにおける熱伝導性が向上する。

図１Ａおよび１Ｂに示された本発明の実施形態においては、コア３０へと適切な圧入が加えられ、冷却装置１０および環状かつ塊状の孔あきフィン５２の両者へと、機械的および熱的に取り付けられることになる。種々の実施形態において、フィン５２は、下記の構成のいずれかからなる。すなわち、以下に詳細を説明するように、孔あき板状フィン、刻み付き板状フィン、網線格子フィン、ピン式フィン、押し出し穿孔チューブ断面、孔あき固体ブロック、ブロックに熱溶着された板状フィン、およびこれらの組み合わせである。

本発明の一実施形態においては、フィン部分５２の底面５５が孔あき板からなり、好ましくは、コア３０の底面５０と同一平面にある。底面５５の孔の設けられていない部分も、少なくとも１つの発熱部品７０の配置がコア３０の占有面積を超えて広がっている場合に、そのような発熱部品への適当な熱的接続領域として機能することができる。

面５６と羽根車２０の底面との間の間隔６５は、以下に詳述するように、孔あきフィンから吐き出された暖められた空気のための均一高さ６５の空気出口プレナム９８の高さを規定している。

羽根板３４の下端自由端２０は、底板５４から外側に広がる孔なし部分４７の表面から、最小限の間隔とされている。部分４７は、周辺部分において、好ましくは部分４７の連続かつ一体の延長部分の曲げである枠８２を支持している。枠８２は、指ガード８６を支持している。羽根板３４の内側３５は、空気が矢印Ｂで示すとおりプレナム９８から排気され羽根板表面全体と相互作用しあうときにその流れの方向を変えることができる充分な半径方向の間隔で、フィン５２の外縁３８から半径方向に離れている。羽根板３４の軸方向の寸法３５は、以下、羽根板高さまたは羽根板軸高さと称され、一方、参照番号２０で示されている羽根板の半径方向の幅は、羽根板幅または羽根板半径幅と称され、形状にとくに制限はなく、システムの設計性能に従って設定することができる。或る回転速度について、半径幅の増加は、圧力およびモータ３６が提供しなければならない電力消費の増加に結びついている。

図１におけるフィン５２のようなフィンの外側に遠心ブロア羽根が位置している本発明のすべての実施形態においては、孔あきフィンによる圧力損失に打ち勝つために必要な高い圧力が、比較的低い回転速度で回転し、したがって騒音が低い羽根板３４の大きな回転半径によってもたらされる。この高い圧力により、小さい空気流断面積で密に穿孔された板状フィンの使用が可能になり、結果、穿孔内での最適な空気速度を減らすことなく、空気と高熱フィンとの間の接触面積が大きくなる。この実施形態により、ヒートシンクの軸方向の全高をモータ部品の高さにまで減らすことができ、本発明の冷却装置を、ＰＣＢを密に詰め込んでなる箱体においての使用に、とくに好都合にする。

外側で回転する羽根板がもたらす高い圧力は、密に詰め込まれたフィンによってもたらされる高い抵抗に打ち勝つことを可能にし、さらに、いくつかの実施形態においては、以下に述べるとおり、適切な寸法および配置の空気プレナム、空気の入口および出口と組み合わされるエアフィルタによってもたらされる抵抗に打ち勝つことを可能にし、高い圧力によって、フィンのすべての面の表面が、フィンの局所温度および孔あき表面の面積に応じて、最適な空気流体積および空気速度にさらされる。

上述のとおり、発熱部品７０の配置が環状のコア３０に対して偏心し非対称であるため、発熱部品７０からコア３０の２つの半円周に沿って、好ましくない温度勾配が形成される。この勾配がフィン５２へと伝播し、冷却装置１０の放熱能力に好ましくない低下を引き起こす。

このような温度勾配を小さくするため、例えばペンシルベニア州ランカスターのサーマコア社（ＴｈｅｒｍａｃｏｒｅＩｎｃ．）の製造時のヒート・パイプ８８が使用され、幾何学的に同一であるアルミニウムまたは銅の塊のみで構成された熱通路に存在する勾配よりもおおむね１桁小さい温度勾配で、局所的発熱をコア３０の周囲に沿って移動させる。

本発明の好ましい実施形態において用いられるようなヒート・パイプ８８は、密封された銅／アルミニウム／ステンレス鋼の筒であり、最も一般的には低圧下で水を入れてあり、発熱部品７０から出された熱がヒート・パイプ８８へと貫流したとき、低い温度での水の沸騰を可能にしている。蒸気が、熱源からヒート・パイプ８８の冷却部位すなわち凝縮器へと流れ、ヒート・パイプ８８からコア３０へとコア３０の円周長さの大部分に沿って吸収された潜熱により、蒸気が凝縮する。凝縮した水は、毛管現象によって内周の多孔運搬層内を、発熱部品７０の上方の気化領域へと戻り、この周期が、熱がヒート・パイプ８８の蒸発器領域へと流入し凝縮器領域で除かれる限り繰り返される。

環状のヒート・パイプ８８は、冷却装置１０の貫通穴の壁面４６を巡ってコア３０の周辺に設けられた壁面８９によって（図１Ａおよび１Ｂに示すとおり）規定される環状の通路溝８９に嵌め込まれており、溝８９の開放側は上方を向いている。ヒート・パイプ８８の断面は、適切な圧入にて溝８９の断面と一致しており、ヒート・パイプ８８の壁面と溝８９の壁面との間の熱伝導の良好な接続が形成されている。ヒート・パイプ８８は、そのまま溝８９内へと圧入することができ、あるいは、ヒート・パイプ８８と溝８９の壁面との間の接続の熱伝導性を向上させるため、熱伝導ペーストまたははんだフラックスで包囲した後に圧入することができる。

主たる環状ヒート・パイプ８８に加え、より小さいヒート・パイプを随意でフィン部分５２内に半径方向または接線方向に埋め込んで、冷却装置の総重量を過度に増すことなく半径方向の熱拡散抵抗を減らしてもよい。

図１Ｂは、図１Ａの本発明の実施形態について、ノンスケールではないが全体を示した上面図であり、分かりやすくするため指ガードは示されていない。

羽根板３４からの排気Ｂは、枠８２および羽根３７によって、随意により本発明のこの実施形態において設けられている枠８４の開口および羽根３７の間を通って、特定の方向に流れるよう導かれる。支持座７２を、図１Ａおよびその詳細図に示されているボルトなど、接続手段３３によってヒートシンクを取り付けるために利用することができることに注目すべきである。

図１Ｂに示した実施形態において、表面５３は、好ましくは半径が小さくなっていく板を取り付けることによる階段状の傾斜であり、フィン部分５２の軸方向厚さが、半径方向に小さくなっていく。最大厚さはコア３０の近傍であり、厚さが、羽根板３４の近傍のフィン部分５２の外周における最小に向かって減少する。

図１Ａに関連して示した本発明の好ましい実施形態のように、モータ３６の回転軸は、貫通穴壁面４６および冷却装置１０全体の対称軸１００と一致するように配置されている。

コア３０の下側の環状の平面５０、またはその少なくとも一部分、あるいはその延長部分７１（図１Ｄに示し説明する）は、表面実装技術（ＳＭＴ）の装置に共通のとおりＰＣＢ４２の上面４３に直接取り付けられて示されている少なくとも１つの発熱部品７０に接触するように構成されている。随意により、発熱部品７０をソケット（図示されていない）に取り付け、ソケットをＰＣＢ４２に取り付けてもよい。このように、ヒートシンク１０と発熱部品７０の接触面は、冷却装置１０およびコア３０の対称軸１００に対して偏心配置されている。

図１Ｃは、図１Ａおよび１Ｂの冷却装置の上面図であるが、分かりやすくするため、指ガードは示されていない。空気流は、室３２内の矢印のとおりである。この実施形態の冷却装置では羽根３７である空気配向手段が、壁８２の開口８４を通る外気への排気（矢印Ｂで示されている）のため空気流を案内することに注目すべきである。４つの支持座７２が、図１Ａに詳細を示したような取り付け手段によってヒートシンクを取り付けるため、設けられている。

さらに、図１Ｃには、モータ３６の外皮８０と貫通穴内側外皮４６との間に存在してモータ冷却空気の通路として機能する環状の空間６９が示されている。モータ支持座６０および６２の下端も見て取れる。暖められた空気からの排気は、箱体８２に沿った通路を流れ、矢印Ｂで示すとおりヒートシンク１０から出る。

図１Ｄは、図１Ａの冷却装置の底面図である。

図１Ｄにおいて、発熱部品７０（Ｘ印が付されている）の占有面積が、例示の目的で、環状コア３０の半径方向の幅よりも大きく示されており、発熱部品７０（Ｘ印が付されている）の占有面積の上に、コア３０の底面の延長部分７１が設けられている。延長部分７１は、底面がコア３０の底面５０と同一平面になるよう構成でき、あるいは、ケースの上面が他の発熱部品のケースの上面よりも低い高さにある他の発熱部品（図示されていない）との接触のため、コア３０の占有面積内またはコア３０の占有面積の外で下方に突き出して（図示されていない）いてもよい。

延長部分７１の追加によって、発熱部品７０の全表面とコア３０との間に熱伝導性の接触がもたらされる。このような延長部分の位置および寸法は、コアおよびコアに関係する延長部分の占有面積の下にある複数の発熱部品の位置および寸法にあわせることができる。

図１Ｅは、ファン要素を有するヒートシンクに使用するよう構成された通常の指ガードの図を示している。指ガード８６は、ここに開示する本発明のすべての実施形態に適用可能であり、露出している羽根板による事故または怪我を防止する。指ガード８６は、図１Ｂおよび１Ｃに示した耳状支持具７２に適合する取り付け手段によって取り付けられるよう構成されている。

指ガード８６は、矢印Ｂで示されているようにすべての方向の空気の放出をもたらすよう構成されている。当業者にとっては公知のように、指ガード８６は、最も一般的には金網や打ち抜き薄板であり、指が回転する羽根車と接触しないよう安全規定上要求されるあらゆる場所に用いられる。枠８２の上部に羽根車２０から最小間隔で取り付けられたとき、指ガード８６の軸方向高さによって、冷却装置１０の全体の軸方向高さは増加する。騒音低減が重要な課題である場合には、指ガード８６を、冷却装置の性能に影響することなく騒音の伝播を減らす中実のカバーで置き換えることができる。

図１Ｆは、図１Ａ〜１Ｄの冷却装置の底面図であり、２つの支持用延長部に取り付けられたフィルタが示されている。

図１Ｆにおいては、エアフィルタ１４が、コア３０の下端から突き出した蟻継ぎアーム１６に取り付けられている。フィルタ１４は、大きく参照番号１３および１５で示され線１７に沿って互いに接する２つの対称な半分から構成される。フィルタ１４は、自身を自身の支持フレーム１１を適合するアーム１６に沿わせて矢印１９で示す方向に摺動させることにより、着脱される。フィルタの占有面積は、空気をフィルタ１４を前もって通過するようにしてフィン空間に吸い込むフィン５２の占有面積と一致する。フィルタ１４は、熱伝導板の間の狭い空間に入り込みかねない空気中の粒子を捕捉して、ヒートシンクの効率の長期にわたる維持保存を助ける。さらに、フィンおよび底部板５５の微細な孔も汚れから保護され、ヒートシンクの放熱能力が維持される。

図１Ｇは、図１Ｆの断面詳細図１−１であり、フィルタ１４をヒートシンクのコア３０およびフィン５２に対して取り付けるための支持用延長部、および支持フレーム１１に着座した蟻継ぎアーム１６の拡大図を示している。

図１Ｈは、図１Ａの本発明のさらなる実施形態について、対称形の半分を示した断面図である。図示の冷却装置１０には、上方に大型の上側取り付けの軸羽根板２８が設けられており、板状フィン５２の周辺および環状コア７８内に埋め込まれた大型モータ３６の外側に延びている。進入する空気Ａは、間隔をあけて配置された板および板５２とＰＣＢ４２の取り付け面の間を通過し、発熱部品７０を冷却する。羽根板２８による吸引によって板５２を通過して引き込まれた空気は、矢印Ｂで示すようにカバー８６から排気される。

図１Ｉは、図１Ａの本発明のさらなる実施形態について、対称形の半分を示した断面図である。図示の冷却装置１０には、カバーされた上側取り付けの放射羽根板および環状コア７８内に埋め込まれた大型モータ３６が設けられている。

冷却装置１０上のカバー８６は、矢印Ａ／Ｂで示すとおり空気を吸気／排気できるようにする。随意の選択肢として示されている間隔をあけて配置された板状フィン５２も、フィンの穿孔を通じての空気の吸気／排気に加え、矢印Ａ／Ｂで示すとおり、フィン５２間の空間を通過する空気の吸気／排気を可能にする。

図２Ａは、図１の本発明の他の実施形態の断面図であり、傾斜した剛な基部から突き出したピン状のフィンを使用している。本発明のこの実施形態は、一塊鍛造を容易にしている。ヒートシンクの基部の厚さは、周辺に向かって次第に減少している。ブロワの羽根車は、フィン間の空間へと空気が通過して流れることができるよう、開口を備えている。

図２Ａは、図１の実施形態に類似した薄型の冷却装置１０を示しており、図１の実施形態における板状フィンが、支持環状コアから外周に向かって半径方向に厚さが減少していく剛な円錐状基部５８で置き換えられている。代案として、基部５８を均一な厚さに構成し、高さの一様なフィン６８を備えてもよい。

ブロアの羽根車２６は、空気通路による貫通溝が設けられた羽根なしの中央部分を有しており、羽根車２６が回転したときに、ピン状フィン間の空間へと羽根車を貫通してピン状フィンの空気に露出されている表面と熱的に接触する気流をもたらす。

基部５８には、上方に向かって突き出しているピン状フィン５７が分布している。羽根車２６には、指ガード８６および羽根車２６を通過してフィン５７間の空間へと入る空気流入を可能にするため、貫通空気流溝１８が設けられている。本発明のこの実施形態の利点の一つは、一塊鍛造によるヒートシンクの製造が可能である点にある。

図２Ｂは、図２Ａの本発明の上面断面詳細図２−２である。羽根車２６の通路へと入る貫通空気流Ｂを示すため、指ガードを取り除いて示してある。貫通空気流Ｂは、羽根車２６に設けられた溝１８内へと導かれ、この溝１８によって空気はピン状フィン５７（図２Ａを参照）の間の空間へと流入することができ、羽根３７によってさらに案内されて枠８２の開口８４を通って出る。

図３Ａ〜３Ｎは、本発明のヒートシンク要素の好ましい実施形態を構成している刻みつき板または孔あき板の種々の構成の詳細を示している。

ヒートシンクのこれらの要素は、ヒートシンクの前述および後述する各部品とともに使用するために適している。

本発明の原理によれば、板を熱伝導コアへの圧入による取り付けに適合させるべく、板の中央部分が切り抜かれている。コアは、任意の断面の一体の塊状の棒でよく、中央に円錐状の溝が設けられてもよく、あるいは中空のヒート・パイプでもよい。板は、密に重ねられてもよく、間隔をあけて配置されてもよく、あるいはこれらの組み合わせでもよい。

中央部分は、切断および穿孔がされないまま残され、適切な圧力および温度を加えることによって密に重ねられた板を熱伝導性の一体のブロックへと少なくとも中央で熱溶着する。このとき、本体板よりも低い融点を有する薄い被覆層を用いても、また用いなくてもよい。

密に積層した板の中央部分に適当な孔をあけ、この孔にろうやはんだ剤を注入して、溶着ブロックを一体の熱伝導コアにする。

密に積層した板、または間隔をあけて配置した板、あるいはこれらの組み合わせの中央部分には、ピン状フィンのヒートシンクへと圧入によって好都合に取り付けできるよう、孔が設けられる。

積層板は、折り畳まれた連続帯として構成することができ、複数枚の別々の板として構成することもでき、これらの任意の組み合わせとして構成することもできる。板は、密に重ねられても、間隔をあけて重ねられても、あるいはこれらの任意の組み合わせでもよく、同じ材料からでもよく、アルミニウム板や銅板などによる層の任意の組み合わせなど、異なる材料からでもよい。

各貫通孔の周囲は、中実部分を縁取りすることによって規定され、中実部分はこの業界では、バーまたはブリッジと呼ばれ、ここでは同義である。本発明において、各バーは、熱源から板の端部への半径方向への熱の伝播および空気中への放熱という２つの目的に機能する。

本発明のいくつかの実施形態においては、穿孔の占有面積が部分的にのみ切り抜かれ、あるいは全体が切り取られないままであり、後述のとおり種々の実施形態における本発明の原理に一致するよう、非切除部分が、板の面から突き出して充分な貫通流占有面積の貫通流孔を形成するよう、外側に向かって凹んでいる。

一般に、この業界における経験則によると、バーおよび切断されたフィンが頻繁に壊れることがないようにして大量生産するため、バーおよび穿孔の占有面積の幅は、穿孔板の厚さに近い寸法にしなければならない。本発明の好ましい実施形態において、穿孔を構成する穴の占有面積は、１２ｍｍ^２よりも小さく、各穿孔のそれぞれの壁面の面積の半分よりも小さい。

さらに、穿孔は、寸法または形状が必ずしも一様である必要はなく、しかしながら、穿孔部分の全表面は、冷却装置に用いられる空気駆動手段の形式に適合するよう構成された穿孔または刻みあるいは両者の組み合わせで覆われていることが好ましい。本発明の好ましい実施形態によれば、この全表面積とヒートシンクの板を通過する空気流通路を構成する穿孔面積との比は、少なくとも０．０３である。

ここで説明する板は、以下の構成のいずれか、および後述のとおり以下の利用可能な形式のいずれかを使用することによって本発明の種々の実施形態の構成を可能にする関係する組み合わせのいずれかである。
ａ）任意の形状および寸法の孔を有する穿孔板であって、孔は一様に分布していても一様に分布していなくてもよく、すべてのバーが板の中に位置し、あるいはバーまたはその一部が、完全にまたは部分的に板の表面から外に突出している。
ｂ）任意の織成パターンおよび任意の線材断面の金網。
ｃ）任意の織成パターンおよび任意の線材断面を有し、溶接または平坦化された金網。
ｄ）行き止まりまたは開いている刻みを有する刻み板。
ｅ）任意の形状および寸法の刻みおよび孔を、均一または不均一な分布パターンおよび任意の割合で備える刻み穿孔板。
ｆ）任意の形状および寸法の孔を、均一または不均一な分布パターンで備える幅広穿孔板または平坦化幅広穿孔板。

ここでは孔／刻みつきの板／帯の好ましい実施形態のみを示して説明するが、当業者にとって公知のとおり、積層板の場合には、空気を駆動するための空気駆動手段の能力、すなわち、所与の空気駆動手段の動作曲線の交点における空気体積および圧力に合致した予定通りの空気流および空気速度をもたらし、積層板の抵抗曲線が公称周囲温度で生み出される予定通りの熱を取り除くために必要な予定通りの空気体積を満足する限りにおいて、任意の穴あけ／刻みつけ工程によって所望の厚さ、孔寸法、形状、および分布パターンで製造することができるあらゆる孔／刻みつきの板／帯を、本発明の製作に用いることができる。

ここで図３Ａを参照すると、孔あき板１０６の上面図が示されている。本発明のこの好ましい実施形態において、孔１０２および１０４は正方形の占有面積を有し、好ましくは、各バーにおける熱流の方向ベクトルが半径方向成分となり、したがって各バー（孔１０２、１１０４の間に残っている板の面）が、コア（図示されていない）から板１０６の外縁までの半径方向の熱伝導体として機能すると同時に孔１０２／１０４を通過する空気流への放熱の機能も果たすように、主対称軸に対し板１０６の異なる部分に異なる向きで配置されている。板の中央１０８は、適合するコア（図示されていない）への圧入に適合するよう切り抜かれている。４つのより大きい孔１０９が、図１Ａ（詳細１を参照）に関してすでに説明したボルトおよびばね３３など、取り付け手段のための取り付け穴として機能するよう構成されている、

図３Ｂは、図３Ａの板の断面詳細図３−３である。

図３Ｇ〜３Ｎに詳細が示されているバーの好ましいネットワークは、半径成分および接線成分からなるバーのネットワークに比べ有利であり、その理由は、接線方向の熱通路は放熱のみで半径方向に熱を伝えることがないためである。接線方向に配置されたバーの両端の間の温度差はほぼ零であるため、バー内部での熱の流れは最小であり、バーからのわずかな量の放熱にのみ依存する。接線方向配置の各バーを通って流れるわずかな量の熱を考慮すると、製造技術が可能にする最小寸法のバーであっても断面積が過剰であり、単位重量あたりのヒートシンク放熱能力の効率を下げてしまう。

軽量および低重心は、ヒートシンクによってＰＣＢおよびプロセッサのソケットに加わる動的および静的モーメントならびに力が小さいことが望まれるため、最適なヒートシンクを選択する上で重要な目標である。

孔あき板を使用することによって、いくつかの利点が観測できた。すなわち、（１）フィンへの熱伝導体としてのみ機能し空気への放熱には事実上関与していない従来のフィン付きヒートシンクの塊状の基部を、占有面積が小さく軽量なコアで置き換えた。（２）バーが水平方向（Ｘ、Ｙ方向）の熱伝導体として機能すると同時に、空気への放熱体としても機能する。（３）多くのヒートシンクでは内側の熱いフィンで温められた空気が外側のより温度の低いフィンへと流れ温度差および放熱能力が小さくなるが、孔あき板を各板の孔の位置が一致するように積層することによって可能になる穿孔内の平行な空気流が、逆向きに流れる熱および空気と組み合わされたとき、空気通路に沿って空気とフィンの間の明確な温度差を確保する。

穿孔のための占有領域は、空気駆動手段と協働して空気流を最適化するため、任意のパターンの寸法とすることができる。そのような最適化条件は、孔の積層によって構成される空気通路の全体における均一な速度であってよく、あるいはそのような空気通路からの均一な排気温度であってもよく、あるいは単位面積あたりの均一な放熱などであってもよい。

本発明の好ましい実施形態においては、複数の空気通路が、空気がヒートシンクから排気されるのに先立って、熱伝導要素内の複数の通路の独立した各通路の全長に沿って流れる空気の均一な平均速度ベクトルを維持する。最終的な目標は、標準の幾何学量、重量、重心高さ、騒音発生、電力消費などに対するヒートシンクの熱抵抗を低減することにあり、各条件は、異なるユーザおよび異なる用途によって、それぞれに異なる重み付けがされる。

以下に述べるとおり、板を軸方向熱伝導コアとして機能するヒート・パイプに圧入、あるいはヒート・パイプを中空の塊状コアに埋め込んだとき、コアの占有面積を減らすことができ、フィンの領域が増加してヒートシンクの熱抵抗の低減につながる。

図３Ｃには、中央１１６に特別な孔が設けられている孔あき板１１４が示されており、溶融した熱伝導剤が注入されて孔を満たし、熱伝導剤が固化した後、中央コア１１６は塊状の一枚岩の熱伝導ブロックとなる。

図３Ｄには、切断なしの中央部分１１２を有する孔あき／刻み付き板１１０が示されており、積層板の少なくとも中央部分を、軸方向（「Ｚ」方向）に良好な熱伝導を有する塊状の一枚岩の熱伝導コアへと融着するよう構成されている。融着は、板を組成的に一体に融着する圧力と温度の組み合わせによって実行でき、あるいは、本体板よりも低い溶融温度を有する被覆を設けることによって実行できる。溶融温度へと加熱することによって、溶けた被覆層が接触している表面したがって本体板を熱的に接続し、固化後、熱的および物理的接続は恒久的なものになり各積層板を塊状の熱伝導ブロックにする。

図３Ｅは、板１２０の一部の表面の上面図であり、長円形翼断面形状の刻み１２２が表面に設けられており、刻まれていないリブ１０６によって支持されている。吸い込まれる空気流の方向は矢印Ａで示され、排気は矢印Ｂで示されている。

図３Ｆは、図３Ｅの単独の刻みつき板を積層した断面図４−４である。一面に、突出する刻み１２２が配置されており、板１５０を横切る際に空気に流れの方向を変えるよう強いている。これは、境界層をある程度妨害し、空気駆動装置によって供給される圧力損失の増大と引き換えに、板および刻みから空気への熱伝達係数を向上させる。刻みの設けられていない面１３０が、刻み１４０の上端１３４に接している。

壁面１３８および１４０ならびに面１３０によって囲まれた領域は、空気通路１３６を規定している。刻み板で構成されたヒートシンクの動作に不可欠というわけではないが、板を適切な圧力および温度を加えて熱融着することができ、好ましくは、板を熱溶着して熱伝導に優れ熱抵抗の小さい塊状の孔あき熱伝導ブロックにする前に、前述のとおり被覆材料が設けられる。

図３Ｇ〜３Ｌは、本発明の原理によって流れが通過する積層、折り畳み、および刻み板ならびに帯の種々の構成の断面図である。

図３Ｇは、大きく矢印１５０で示された折り畳まれた帯で構成された刻み板の断面図であり、帯は、刻みなしの部分１５２の長さが刻みのある部分１５２の長さと同一になるよう、両面に周期的かつ同一に刻みが設けられ、刻みのある部分のそれぞれが交互に折り畳まれている。曲げ部分１５６は、曲げを可能にすべく適切な寸法にされている。

図３Ｈは、軸方向に間隔１５８をあけて配置された孔あき積層板１５６の断面図であり、バー１６２と２つの部分から規定される孔とを備えており、２つの部分とはすなわち、対称軸（図示されていない）に平行な壁面を有する円筒部分１６４および同心の円錐部分１６６であり、孔を設けるための穴打ち抜き工程の際に形成される孔形状を構成している。打ち抜きピンは、円筒部分１６４の側から板に進入し、円錐部分１６６を通って出る。

適当な円錐角度および板１５６間の間隔により、空気が矢印Ａに従って孔内に入り外縁が端面１７２の傾斜に従って広がり、面１６８に当たったとき、空気がバーの面１６８の間で渦となって、これら渦巻き空気と接触する表面１６８および１７０の部分からも熱を放散する。この実施形態は、空気圧力損失と結びつき、適合する空気駆動装置によって供給される。

空気は、図３Ｈに示した空気流の方向と反対に、より少ない圧力低下で流れることもでき、以下で説明し図３Ｊに示す孔壁面の方向に関する空気流の方向と同様である。

図３Ｉには、図３Ｉの板を密に積層した構成が示されている。進入した空気（矢印Ａで示されている）は、円錐形の孔１６６を通過し、空気通路１６４を通って出る（矢印Ｂ）。

図３Ｊにおいては、積層孔あき板に、孔１７０およびバー１７２が設けられ、バー１７２の一部が円錐状の刻み１７４によって刻まれており、刻みの高さが板の表面を越えて空気流のための空間の幅を規定している。板１５６は、突き出している円錐状の刻み１７４のため、少しずつ離れて積層されている。円錐状刻み１７４の半径がより大きくなると、製造および組立公差によって生じる位置ずれにもかかわらず、隣接する板の孔１７０の重なりが保証される。空気は、好ましくは、吸入空気については矢印Ａに従って流れ、排気については矢印Ｂに従って流れる。

図３Ｋは、本発明の原理にもとづく積層板の他の構成の断面図である。流入空気（矢印Ａ）は、図３Ｊにおける空気流の方向と反対向きに、図３Ｉの斜め孔の壁面１７２の方向に関する空気流の方向と同様に、より少ない圧力低下で流れるように示されている。

本発明の他の実施形態において、図３Ｋの孔あき積層板１５６には、２種類の孔１８０および１８１が分布しており、孔１８１が前記の孔と同一である一方、孔１８０は、円錐壁面が板の表面１８３の外へと突き出している。孔１８０は、一者が他者の内側に入るように積層され、したがって板の間に空隙１８４が規定される。随意により、孔１８０の円錐壁面に溝１８５を設けることができる。板の間の空隙１８４は、板の厚さおよび円錐穿孔突出孔１８０の円錐の角度によって決まる。

図３Ｌは、積層穿孔板の他の構成であり、空気流は、千鳥状の台形孔を通過して矢印Ａ／Ｂで示すように流れる。

図３Ｍは、矢印で示すように中央の発熱コア１９０から離れる多方向の空気流を可能にする穿孔１９２およびリブ１９４からなる部分を備える孔あき板を横切る空気流の上面断面図である。

図３Ｎは、菱形の穿孔２００を備える孔あき板の一部分の他の実施形態の詳細図である。菱形の孔２００は、孔２００上で放射状に回転する冷却装置（図示されていない）の空気駆動手段の羽根板（図示されていない）からの通過騒音を減少させる。

図４Ａ〜４Ｇは、側方取り付けおよび内部取り付けの空気駆動手段を備える本発明の他の好ましい実施形態を示している。

図４Ａおよび４Ｂを参照すると、冷却装置１０は、この場合はモータ３６、周囲の外皮２０７、空気導入口２０３および羽根板２０９によって規定される側方取り付けのブロアである空気駆動手段を備え、側方開口２２５からヒートシンク板２２４の上方へと空気を届け、導かれた空気が積層孔あき板２２４を横切り、矢印Ｂで示されているとおり排気される。吸入空気は矢印Ａで示されている。

流入空気（矢印Ａ）は、ヒートシンク１０に入り、ブロア３６によって押されて随意により設けることができるフィルタ２０８を通過し、あるいは直接絞り首２２５を通過して、周辺プレナム２１０へと入り、そこからさらに上方プレナム２２０へ、さらに孔あき板状フィン２２４へと流れ続け、最後に矢印Ｂで示すように排出される。

中心のコア２３０は、板２２４の中央に設けられた穴へと圧入取付けされた一体のブロックであり、発熱部品７０と関接的に熱接触している。ヒートシンクは、ＰＣＢなどの取り付け面４２へと、ねじなどの取り付け手段３３（図４Ｂにおいては、取り付けフランジの穴として示されている）によって取り付けられる。フィン２２４は、枠２１９の内側に対して圧入されている。

図４Ｂは、図４Ａの冷却装置の断面図５−５である。

本発明のこの好ましい実施形態のヒートシンクは、曲げて積層して孔をあけた板の２つの部分２２２および２２４から構成され、これが穴つきのコア２３０に押し込んで取り付けされ、面２２８に沿った周囲が密封された接触を形成している。穴つきのコア２３０は随意であり、本発明の他の関連する実施形態においても使用することができ、軸方向に薄くした壁厚さを軸方向に少ない熱流束に適合させ、熱流束を一定に保ってヒートシンクの全重量を低減している。

本発明のこの実施形態は、各部位のより小さい厚さおよび板の大きな表面による大きな空気流領域により、コア２３０からフィン２２４／２２２へと流れる熱に、より長い熱の経路およびより高い熱抵抗を提示し、図１Ａの実施形態に比べて低い空気流抵抗をもたらす。

図４Ｃは、一般に参照番号１０が付された冷却装置を示しており、図４に関してすでに述べたように、空気が側方取り付けのブロア３６から周囲に届けられ、周辺の開口隙間２４１を通って、前述のヒートシンクの２つの部分２２４／２２２の間の中央の空間に入る。コア２３２はヒート・パイプであり、本発明の他の関係する実施形態にも適用することができる。スペーサ・リング２４３が、板２２４／２２２の２つのグループの間の適切な隙間の幅を確保している。

図４Ｄは、図４Ｃの上面断面図６−６である。図４Ｄは、ブロアから孔あき板を通って冷却装置から出る空気流のパターン（矢印）を示している。

図４Ｅは、本発明の一実施形態の上面断面図であり、閉じられた壁面２０７を有する側方取り付けのブロア３６を備えている。空気Ａは壁面２０７に導かれて壁面２０７の開口を通過し、壁面２０９に囲まれており孔あき積層板２２５を取り付けてなるヒートシンク１０の曲がった部分へと導かれる。空気（矢印）は、中心コア２３２の周りを循環し、板２２５の孔を通って押し出される。

図４Ｆおよび４Ｇはそれぞれ、ヒートシンクの壁面の間に規定された空間内に２つのブロアを配置してなる本発明の一実施形態の側面（矢視８−８）および上面（矢視７−７）断面図である。

図４Ｈおよび４Ｉはそれぞれ、上面図および断面図９−９であり、本発明の原理に従って積層孔あき板を通過する強制気流のパターンを示している。

図４Ｅは、ブロアおよび曲がったヒートシンクからなる実施形態の上面断面を示し、図４Ａ〜４Ｃのいずれの実施形態にも適用可能である。空気は、滑らかな流れでヒートシンクに入り、ヒートシンクは、流れる空気の体積の減少に従って下流を収束させる。

図４Ｆおよび４Ｇは、ヒートシンク内に対のブロアを備える冷却装置の２つの断面図である。

冷却装置が一般に参照番号１０で示されており、非対称に深絞りされた２つの孔あき板２５２および２５４から構成され、これらの板の間に一面２５７が開いているプレナムが形成されるように面２５９に沿って接続され、共通のコア２５０に取り付けられている。モータ３６および羽根板２５６によって示されている対のモータつきブロアがプレナム内に配置され、動作時、矢印で示されているとおり反対方向に回転する。コア２５０が、ＰＣＢ４２上に取り付けられた発熱部品７０に接続されている。随意により、ヒート・パイプ２５５をコア２５０に埋め込むことができる。羽根車は反対方向に回転する。矢印ＡおよびＢで示された空気が、孔を通って吸入または吐出される。吸い込みによって引き起こされる板の各部分の圧力差に従って、ベンチュリおよび衝突効果が各部分において生じる。

図４Ｈ〜４Ｌは、本発明の原理による本発明の好ましい実施形態において、空気流の方向を徐々に変えるための種々の形式の空気配向手段を示している。

図４Ｈおよび４Ｉは、それぞれ貫通孔の上面図および断面図９−９である。

図４Ｈおよび４Ｉにおいては、少なくとも孔の壁面の一部を板の面２６２に垂直な壁面２６１から斜めの壁面２６０へと変化させるため、孔２６４が押しつぶされている。下側の板は押しつぶされておらず、孔２６６の壁面は板の面と垂直である。下側の板は、上側の板と同様に配置されている。流入する空気Ａの流れの方向が、垂直壁面の周囲でもたらされる変化に比べて緩やかに変化することが見て取れる。排気は、排気をブロアによって引き込まれる空気から離すため、図４Ａ〜４Ｃの例で用いられるように斜めに導かれる。

図４Ｊは、円形の孔あき板の上面図であり、本発明の原理による空気配向手段をもたらす孔の拡大詳細も示されている。孔の長手軸の向きが、どの点においても、符号Ａを付した渦を巻く空気流の方向の接線と平行であることに注目すべきである。

図４Ｋおよび４Ｌはそれぞれ、本発明の原理による空気配向手段をもたらす突起の側面断面図１０−１０および上面図である。

孔２７０の占有面積内の材料が、周囲を部分的に切断され、板の面２７２から押し出されて板の面２７２よりも上方に突き出し、空気配向羽根２７４を構成している。これらの羽根２７４が、板の面２７２を平行に横切って流れる空気（矢印Ａ）を、滑らかかつ次第に乱流なく導き方向を変え、空気流は、矢印Ｂで示された排気気流の方向となる。

排気Ｂは、下側の積層板２７１に形成された空気通路２７７を、孔を壁面が板の表面と垂直になる構成で配置した板において生じるようにヒートシンクの性能に大きく影響する不慮に孔なしの面２７９に当たることによる空気のモーメントの大きなロスなく、直接的かつ効果的に通過するよう導かれる。

羽根２７４の断面は、押し具の形状にあわせて曲がっていてよい。この構成は、空気流が板の面あるいは板の面の一部分に対してほぼ平行であるすべての実施形態について、排出される空気流を前述のように板の表面に対し斜めに、あるいは図４Ｋに示すように下側の板の孔２７７へと垂直かつ直接導くために、適用可能である。

図５Ａ〜５Ｊは、本発明の実施形態のさらに他の構成を示しており、孔あきのカップ状板からなる。

図５Ａおよび５Ｂは、それぞれ、上方取り付けの軸流ファンを備える矩形のカップ状ヒートシンクの上面図および側面断面図である。分かりやすくするため、軸流ファンは図５Ｂの図１１−１１にのみ示されている。

１種類の空気駆動器のみが示されているが、当業者にとっては公知のとおり、本発明の各実施形態を特定の形式の駆動手段に限定することなく、積極的な空冷をもたらすための空気駆動手段が軸流ファンである図５Ａおよび５Ｂに示した本発明の実施形態を、ブロアによって機能させることもでき、逆に空気駆動手段がブロアである実施形態を、軸流ファンによって機能させることもできる。

図５Ｃは、図５Ａおよび５Ｂの実施形態の底板の上面図であり、壁面およびコアの挿入とスウェージ加工を行うための貫通穴が設けられている。

図５Ｄは、図５Ｃの底板に設けられた穴へと挿入される前の孔あき壁板を示した図である。

図５Ａ〜５Ｄを詳細に参照すると、孔３０４を有する積層板で構成された孔あき底部３００が、同様に図５Ｄに見られるように孔を有する積層孔あき板から構成されたスウェージ加工された垂直壁３０８を、熱的および機械的に支持しており、垂直壁３０８が底部３００と協働して、壁の側部が線３０１に沿ってカップを密封してできる閉じたカップ状のヒートシンクを規定している。図５Ｃの開口３３２が、前述のとおり中央穴３１０を備える図５Ａおよび５Ｂに示すとおりのコア３１２の圧入を可能にしている。図５Ｃの開口３３０は、壁３０８の挿入部分３１６と合致しており、スウェージ加工後の底部と壁との間の良好な熱接触を形成している。部分３１６は、積層壁と底部板との間の良好な熱接触を確保するため、好ましくは、底部３００への挿入前に前もってプレスされ、熱融着される。

底部３００の角は、ヒートシンクをＰＣＢ４２などの取り付け面に接続するために一般的に用いられ、前述のとおり、発熱部品７０とヒートシンクとの間に制御された接触圧力を形成するボルトとばねからなる構成などの取り付け手段３３を支持する。あるいは、図５Ｂに示すように上方取り付けの空気駆動手段３６を備え、取り付け手段３３は、内部に配置された穴３３を通して取り付けられてもよい。壁３０８に対し外側横の底部の狭いフランジ部分３２０および壁３０８に対し内側の底部３００の孔なし部分３２１が、スウェージ加工領域として機能し、加えられた軸方向の圧力が、部分３２０および３２１を下方および側方に壁３０８の部分３１６の側方に向かって押して塑性変形させ、底部３００を構成する板と壁３０８との間の連続的な熱接触を形成する。

挿入部３１６の高さ３３４は、好ましくは、底部３００の軸方向厚さと等しく、一方、部位３３４の長さは最小にされる。図５Ｂに示されているモータ３６によって規定される軸流ファンが、冷却空気を供給する。壁３１６の内周は、ファンから壁３１６と底部３００との間に規定される空間への自由な空気流を確保するため、ファンの空気排出開口と適合している。

本発明の好ましい実施形態において、取り付け手段のための穴３３は、外部または内部に配置することができる接続ボルト／ばねからなる。底部３００の壁３１６に対して外側に位置する小さな外部フランジ部分３２０、および壁３１６の内側にある底部３００の穴なし部分３２１が、スウェージ加工領域として機能し、加えられた軸方向の圧力が、部分３２０および３２１を軸方向に塑性変形させ、壁の部位３１６の側方に向かって押して、底部３００を構成するすべての板と壁３１６を構成するすべての板との間の連続的な熱接触を形成する。

挿入部３１６の高さ３３４は、好ましくは、底部３００の軸方向厚さと等しい。開口３３０の間の中実部分３３１が、底部３００の外側部分を内側部分へとつないでおり、したがって、その寸法および壁３１６の対向部分３３５の寸法を最小化して底部３００と壁３１６との間の接触面積を最大にするという意図の下で、寸法が決められている。軸流ブロア３６は、ヒートシンクの内周に合致するような寸法とされ、冷却空気を供給する。

ファンからヒートシンクの比較的大きい内部空間へと高速で吐き出された空気により、空気速度は低下し圧力が上昇して、すべての孔にほぼ同一の圧力差をもたらす。孔の寸法を適切にすることにより、ほぼ均一な圧力差で孔への気流がもたらされる。適切な寸法の孔により、排気の温度を均一に保つことができ、あるいは、孔面積あたりの放熱を均一に保つことができ、あるいは他の任意の動作条件の最適化を容易に制御することができる。空気流の方向を反対にして、モータつきの羽根車によって空気が内部空間に吸い込まれ、軸方向に排気されるようにすることもできる。この選択肢の欠点は、モータの軸受へと加熱された空気が流れる点にあり、前者の構成に比べ軸受の寿命をかなり短くしてしまう。

図５Ｅは、本発明の円形カップ状の実施形態の上面図である。

図５Ｅのカップ状ヒートシンクは、円形の底部３５０および円形の壁３５２を備えている。モータ３６によって規定されるモータつきの軸羽根車が、壁３５２および底部３５０によって規定される空間に、カバー３６０へと接続された支持具３５８に支持されて取り付けられている。囲まれた空間への開口は、カバー３６０で完全に覆われている。破線３５１は、底部３５０の環状の開口の終端を示しており、該開口において壁３５２が底部３５０に挿入されてスウェージ加工され、所望の熱接触が形成される。

気密のカバー３６０により、空気は矢印Ａのとおり壁の上部から吸い込まれ、矢印Ｂのとおり、壁の下部および底部の孔あき部分から吐き出される。中実の気密カバー３６０を用いることにより、モータつき羽根車からの騒音の放射が減らされる。騒音低減により、高速で使用して高圧を発生できるようになり、より厚い壁および底面を使用して、モータつき羽根車３６のより高いエネルギ消費によるヒートシンクの熱抵抗を減らすことができる。

図５Ｆは、図５Ｅの円形カップ状冷却装置の側面断面図１２−１２であり、内部配置の軸流ファンからなる空気駆動手段も示されている。

内部に取り付けられたモータつき軸流ファン３６によって規定および構成される空気駆動手段は、支持座３５８に支持され、閉鎖カバー３６０を備えている。図５Ｆのヒートシンクを構成するその他の部品はすべて、図５Ａ〜５Ｅのものと同一である。

あるいは、穴つきのカバー（図示されていない）が設けられたとき、外部の冷たい空気も閉じ込められた空間に吸い込まれ、吸い込まれた暖かい空気と、カバーの穴と壁の上部の空気取り入れ孔との間の空気流抵抗の比率によって決まる比率で混ざる。したがって、より冷たい空気により、羽根車３４によって壁３５３の下部および底部に向かって吐き出される空気の温度が低くなり、ヒートシンクの放熱能力が高められる。

図５Ｇは、円形カップ状冷却装置の上面断面図であり、矢印３６１で示される壁の開放部分および内部に置かれた放射ブロア３６を備えている。円形カップ状ヒートシンクには、壁３５３に開口３６１が設けられており、モータ３６および羽根板３４によって規定されるモータつき放射ブロアによって、流入空気（矢印Ａ）を矢印Ｂで示す特定の方向に追い出すことができるようにしている。

したがって、空気は、ブロワの吸い込み、孔３０４つきの板の各部位に平行に流れる空気流によるベンチュリ効果、および板の各部位への空気の衝突によって生み出される孔あき板の種々の部位における圧力差に応じて、孔３０４を通って吸気または排気される。

前述のとおり、適切に穿孔されたカバー（図示されていない）によって、少量の周囲の冷たい空気を囲まれた空間に入れ、ブロアによって駆動される空気と、ヒートシンクに対するブロア３６の形状および位置による種々の比率で混ぜることができる。

図５Ｈおよび５Ｉは、それぞれ、本発明の他の実施形態の上面図および断面図１３−１３である。

壁板３８０を底部３１３に、壁板３８０を底板に設けられた貫通穴に挿入し、例えばスウェージ加工や圧入にて前述の被覆のような融着剤を使用あるいは使用せずに機械的および熱的に融着することによって熱的に取り付け、底部３１３を構成するすべての部分から壁３８０を構成するすべての部分への連続的な熱の通路を形成する。

図５Ｊは、底部３１３の一体の熱的および物理的延長部分である上方に向かう斜めの壁３８０を備える図５Ｉの断面図１３−１３および図５Ｈの上面図に示されたヒートシンクのカップ状の実施形態へと曲げることができるよう、十字架状の形状へと切断された積層孔あき板３８０の上面図である。モータ３６によって規定される上方取り付けの軸流ファンからの空気の出口は、対称的であって、壁３８０の上縁内側によって規定されるヒートシンクの空気開口よりも大きい。空気配向板３８８が、寸法の違いをまたがってファン３６をヒートシンクに接続すると同時に、ファン３６から吐出された空気（矢印で示されている）を案内して流れの方向を次第に変え、ヒートシンクの内側に規定された空間へと流す。

図５Ｊは、平坦な積層可能板の切断パターンの上面図であり、この切断パターンにより、図５Ｈおよび５Ｉに示したカップ形状へと板を曲げることができる。

各板の隣接する板に対する曲げ半径のため、対応する半径方向のずれが、隣接する板の孔のパターン構成を規定する板の材料のバーに生じる。したがって、孔は、バーがずれて隣の板の孔に重なって断面積が減少しても充分な空気流断面積がもたらされるよう、矩形であって接線方向に短くて薄いバーを備え、半径方向に長くて厚いバーを備えると好ましい。

図示はされていないが、収束する空気配向手段は、ファンをヒートシンクに接続するため、他の実施形態に適用することもでき、ファンの吸気／排気の占有面積がそれぞれ、ヒートシンクの吸気／排気の占有面積よりも大きくなる。

図５Ａ〜５Ｊの実施形態、および以下に述べる他の実施形態では、軸流ファンまたは放射ブロア、あるいは単に外枠を有さないモータつき放射または軸流羽根車など、ただ１種の空気駆動手段が示されているが、これら実施形態を、任意の２種類の空気駆動手段によって機能させることも可能であり、したがって、限定的な記載が、各実施形態を或る特定の種類の空気駆動手段にのみ結びつけるよう制限するものではないことは、当業者であれば明らかである。

図６Ａ〜６Ｃは、壁面が底部の一体の延長部分である皿のような形状に深絞りされた孔あき板からなる本発明のさらに別の実施形態を示している。

図６の実施形態は、図５の実施形態と同様であるが、別々の板を閉じたカップ状のヒートシンクへと一体にスウェージ加工するかわりに、平坦な積層板をカップ状の形状へと深絞りし、壁面が底部の一体かつ連続的な物理的および熱的延長部分を形成している点で相違している。

図６Ａは、内側に配置されたモータおよび外側に配置された放射羽根板を備える本発明の実施形態の側面断面図である。

内部に配置された軸流ファンは、モータ３６および外側に配置された放射羽根板３４によって規定され、積層孔あき板４００は、カップまたは皿の形状に深絞りされている。最下方の板４０２は、より大きい皿状の外皮を形成するため、半径方向に延び、さらに軸方向に延びている。放射ブロア・モータ３６が、支持座４１０に支持され、ハブ６４によって羽根車２６および羽根板３４に接続されている。中実のカバー３６０が、皿状板４０２のフィンなしの開口側に気密の封止をもたらしている。モータ３６の動作によって羽根板３４が回転したとき、空気（矢印Ａで示されている）が、孔あきの底部４０１を通って曲げ板４００によって囲まれた内部空間へと吸い込まれ、内部の囲まれた空間から、板の上方への延長部分によって構成されている孔あきの壁面４００を通って吐き出される（矢印Ｂ）。空気配向開口４０４が、暖められた排気の流れを、上方への経路（矢印Ｂ）で冷却器の吸気Ａから離れるように導く。動作については、本発明のこの実施形態は、図５に関して示し説明した実施形態と同一である。

孔あきのカバー３６０、あるいは単に前述したような指ガードを、溝つきの羽根車（図２Ｂに示したような）と組み合わせることにより、外部の冷たい空気（矢印Ａ）も、カバー３６０および溝つき羽根車２６のもたらす空気流抵抗の孔あき底部４０１によってもたらす空気流抵抗に対する割合によって指定されるとおり、底部４０１を通って吸い込まれる暖かい空気に比例して、囲まれた空間に吸い込まれる。したがって、開いたカバー３６０および溝つきの羽根車２６を通って流れる冷たい空気が、あらかじめ設計された割合で底部から流れる暖かい空気に混ざり、底部４０１よりも冷たいカップ状板４１０で形成された孔あき壁４００を通って吸い出される空気の温度を下げ、冷たい空気の恩恵で、比較的冷たい壁４００の放熱能力を改善する。

図６Ｂは、本発明の他の実施形態の側面断面図であり、内部配置の放射羽根板および外部配置のモータを備え、フィンを通過する２系統の空気流がもたらされる。

孔あき板４００が、皿状に深絞りされている。放射ブロア・モータ３６が、皿状ヒートシンクのフィンなし上部開口を気密に封じるカバー３６０に支持されている。ハブ６４が、カバー３６０を気密に横切り、放射羽根板３４を支持している。モータ３６によって羽根板３４が回転したとき、空気が矢印Ａのとおり、上方に向かって曲がった板４００によって形成された壁の上端部分の孔を通って吸い込まれ、そこから、仕切り板４２４の穴４２０を通って羽根板３４へと入り、次いで、壁の下部を形成している孔あき板４００を通って吐き出される（矢印Ｂ）。騒音発生源である羽根車が密封され、モータ３６は、暖かい空気流から外れて取り出され、ヒートシンクの外に配置されている。

前述のとおり、孔あきのカバー３６０（図示されていない）により、外部の冷たい空気を囲まれた空間に取り込んで暖かい空気と混ぜ、ヒートシンクの下部を通して排気することもできる。

図６Ｃは、本発明の他の実施形態の側面断面図であり、内部配置の放射羽根車および外部配置のモータを備え、フィンを通過するただ１つの空気流を有している。

図６Ｃにおいて、積層孔あき板４００が、皿状に深絞りされている。放射ブロア・モータ３６が、ヒートシンク１０内に規定される空間の外でカバー３６０に取り付けられ、開放支持座４１０によって支持される。軸６４およびハブ４８が、カバー３６０の開口４１５を横切り、羽根車２６に取り付けられた放射羽根板３４を支持している。モータ３６によって羽根板３４が回転したとき、空気（矢印Ａ）が、モータ３６の底面とカバー３６０の間の空間４１３およびカバー３６０の開口４１５を通って吸い込まれて羽根板３４に接し、そこから、皿状板４００で構成される孔あきの底部および壁を通って吐き出される（矢印Ｂ）。

図７Ａ〜７Ｇは、開放型および閉鎖型の２枚壁ヒートシンクを備える本発明のさらなる種々の実施形態を示している。

図７Ａおよび７Ｂはそれぞれ、孔あき基部から垂直に突き出した平行配置の孔あき板スウェージ加工された壁および内側配置のモータつき放射羽根車からなる本発明の実施形態について、２つの断面図１５−１５および１４−１４である。

平行な孔あき壁３０６が、孔あきの基部３００から垂直に突き出しており、冷却装置は、モータ３６および羽根板３４によって規定され、２つの空気取り入れ口を有している内側配置のモータつき放射羽根車を１つ備えている。羽根板３４は、壁３０６と基部３００の間に囲まれた空間内に配置されている。冷却装置の基部３１２は、ＰＣＢ４２上に取り付けられた発熱部品７０と熱的に接触している。

あるいは、ブロア３６および羽根板３４の大部分を、壁３０６と基部３００の間に囲まれた空間内に配置しつつ、羽根板３４が壁３０６の上部の線３１８を越えて突き出してもよい。

図７Ａの断面図１４−１４である図７Ｂにおいて、空気は２つの部分からなるカバー３１７の上部に吸い込まれ（矢印Ａ）、カバー３１７は任意の形状として空気を異なる方向に案内することができ、あるいはカバー３１７を完全に取り除いて空気を前方向に吐き出すこともできる。

上記冷却装置の他の特徴は、すでに説明した本発明の前記実施形態と、形状は同じでないかもしれないが機能は同様である。

図７Ｃ〜７Ｅは、本発明の他の実施形態の断面図である。

図７Ｃにおいて図示されている本発明の実施形態も、図７Ｄの矢視１８−１８とされている。孔３０６を有する２つの孔あき板３１６に、共通の軸６４に取り付けられ外側に配置された２つの放射羽根車３２７を回転させる内側配置のモータ３６が１つ備えられている。羽根車３２７は、放射羽根板３４を支持している。モータ３６は、冷却装置１０の基部３１２に支持および取り付けされている。カバー３２５が、空気（矢印で示されている）を図７Ｄおよび７Ｅに矢印Ｂで示されている特定の方向に導く。溝３３１が、モータ３６の突き出している軸６４をヒートシンク１０内に挿入可能にしている。板３２９が溝３３１を覆い、空気が溝３３１を通って孔を迂回することがないようにしている。孔あき板３１６は、基部３００に固定されている。

空気は、図７Ｄの矢視１６−１６に示すカバー３２５によってもたらされる開口に導かれ、吸気（矢印Ａ）および排気（矢印Ｂ）される。カバー３２５は、任意の形状にでき、したがって空気をさまざまな方向に導くことができる。必要であれば、カバー３２５を取り除いて空気がブロアから全方向に排気されるようにできる。

図７Ｅは、図７Ｃの断面図１７−１７であり、ブロア・カバー３２５に対する孔あき板３１６および空気流の排気（矢印Ｂ）の詳細を示している。モータ３６と羽根車３２７の共通軸６４は、切り取られている。

図７Ｆおよび７Ｇは、本発明のさらに別の実施形態の関係する断面図である。

図７Ｇの断面図１９−１９である図７Ｆにおいて、垂直に突き出している２つの孔あき壁３０８が、底部３００から延びている。それぞれのモータ３６、羽根板３４、および外皮４４２によって規定される外側取り付けの２つの放射ブロアが、壁３０８からの大きな空気出口をブロア３６の小さな空気入口へと調節するピラミッド状に収束する支持座４４４によって壁３０８に支持されている。コアの軸方向への延長が、冷却装置をＰＣＢ４２に対して持ち上げることにつながり、気流のためにヒートシンク下方の空間を開放し、さらに／またはヒートシンク下のＰＣＢ４２により背の高い部品を取り付けることができるようにする。カバーつきのブロア３６が排気を上方へと導くことに注目すべきである。

空気フィルタ（図示されていない）を、孔あき板３０８で形成される壁の間の内部空間に容易に取り付けることができる。当業者にとって公知のとおり、図７に関連して説明した壁３０６の形状および寸法は、ブロアの寸法、ならびに他の幾何的および動作における条件にあわせて調節し、変化させることができる。ブロアおよび壁の寸法を適切に調整することにより、吸入および吐出の空気配向手段は、省略することができる。

したがって、空気は、空気取り入れ口および排気口に随意で設けられる空気配向手段、孔あき板３０８の種々の部位における圧力差、および板３０８の間のピンがなくカバーもない開口に従って吸気および排気される。そのような圧力差は、ブロア３６による吸い込み、孔あき板の当該部位を平行に流れる空気のベンチュリ効果、および孔あき底部３００の当該部位への空気の衝突によって生み出される。周囲の冷たい空気を少量、ブロア３６で送られる温められた空気に、ヒートシンク１０に対するブロア３６の形状および位置、ならびに特定のブロアおよび壁に組み合わせて用いられる随意使用の種々のカバーの寸法および形状にもとづく種々の比率で混ぜてもよい。

図７Ｇは、図７Ｆの軸断面図２０−２０である。流入空気は、冷却すべき発熱部品７０を囲んでいる孔あき底部３００など、いくつかの方向から冷却装置内に入ることができるが、矢印Ｂで示される排気は、２つのブロア３６の壁４４２の上部開口からのみ出ることができる。

図８Ａ〜８Ｄは、本発明の中実ブロック・ヒートシンクの実施形態の種々の構成を示している。

図８Ａは、本発明の原理に従い、孔あき板を外側の閉じた外皮に緊密に圧入することによって構成したヒートシンクの側面断面図である。

中実のコアを放熱板に圧入して成立するヒートシンクは、すべての板と熱発生部品の間の熱的接触に到達するための一選択肢であり、例えば前記のとおり積層板を熱融着したヒートシンクは、すべての板と熱発生部品の間の熱的接触に到達するための他の選択肢である。さらに、積層板および中実のコアにヒート・パイプを埋め込んでもよい。

図８Ａは、孔あき板４５０を外側の外皮４５２へと、板を外皮４５２の内側へと圧入することによって熱的に接続して構成した本発明の実施形態を示している。それぞれのモータ３６および枠４５４によって規定される２つのファンが、一直線に並んで同時に動作し、両矢印Ａ／Ｂで示されているとおり、１つのファンが冷却空気を吸気し、他方のファンが冷却空気を排気する。

外皮部分の辺４５３は、発熱部品７０と接触しており、発熱部品と接していない他の辺よりも厚さが厚く、厚さの薄い辺は、ヒートシンクの重量軽減を助けている、

図８Ｂは、図８Ａの本発明の実施形態の断面図２１−２１であり、隣接する取り付け面４２に取り付けられた２つの発熱部品７０を冷却するため、ただ１つの冷却装置が使用されている。ヒートシンクの放熱品質を向上させるため、フィン領域にヒート・パイプ４５６が埋め込まれている。前述のとおり、発熱部品７０と接している部分４５３は、部分４５２よりも肉厚である。

図８Ｃは、孔あき板を中実の熱伝導ブロックへと熱融着して構成した本発明の実施形態の側面断面図である。

図８Ｄは、図８Ｃの冷却装置の断面図２２−２２である。

図８Ｃおよび８Ｄは、図８Ａおよび８Ｂで説明したものと類似の冷却装置の実施形態を示しており、刻み１２２で覆われた刻み板４６０を、外側の剛な外皮部分４６４へと緊密に圧入することでなり、板４６０と外皮部分４６４を熱的に接続している。図８Ｄに詳細が示されている刻み１３０は、図３Ｆにも示されている。

それぞれのモータ３６および枠４７０によって規定される２つのファンが、両者が同時に吸気または排気を行なって、冷却用の空気（図８Ｃに矢印Ａ／Ｂで示されている）をヒートシンクに供給する。刻み１２２は傾斜しており、空気を上方に導いている。刻み１２２の長手軸を、ファン３６の回転軸および外皮部分の底部４６４ならびに図８Ａおよび８Ｂの上部カバーと平行にし、ファン３６を、図８Ａおよび８Ｂに示した本発明の実施形態におけるファンと同じやり方で動作させてもよい。空気流は、矢印Ａ／Ｂに従った双方向である。

今や、本発明のヒートシンクの他の構成も、例えば刻み板を外側の「Ｕ」の字の殻に緊密に圧入して構成したヒートシンクなど、当業者であれば明らかであり、ここで説明した孔あきの実施形態は、単に本発明の原理を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。

図９Ａおよび９Ｂは、本発明のさらに別の実施形態の２つの構成を示している。

ここで図９を参照すると、板４８０を金属対金属の接触、または一体の熱伝導ブロックへと熱融着してなる孔あき積層板４８０で構成された冷却装置の断面図が示されており、板４８０を通して熱を軸方向にも伝えている。モータ３６によって規定される上方配置の軸流ファンが、半径方向下向きに斜めである空気配向板２７２を横切って空気（両矢印Ａ／Ｂで示されている）を排出する。空気配向板２７２には、図４Ｈ〜４Ｌに関してすでに述べ、さらに図９Ａの拡大詳細に示されているように、空気を板２７２の下方の孔２７７に直接導くような程度および方向で板表面から突き出している孔つき刻み壁が分布している。

図９Ａの空気配向板２７２の詳細拡大は、孔２７７および突き出し壁２７４の好ましい形状を示している。空気配向板２７２は、下方へと傾いており、板２７２とヒートシンクの間の距離が中心に向かって小さくなり、板２７２の表面上への突起２７４の高さは、中心に向かって大きくなっていると好ましい。空気配向板２７２、孔２７７、および流れる空気（矢印Ａ／Ｂで示されている）の好ましい関係は、突起２７４がファンから吐き出された空気に接線方向に面し、空気を上部に位置するバー２７９に衝突することなく、下方へと最小限の損失で孔２７７に直接導く場合である。

ヒートシンクの中央の突起４８４は、随意により設けられ、冷却効果に貢献することなく圧力エネルギを消費してしまう中央における渦の形成を防止する目的である。プレナム４９６も随意であり、ファンから出た空気流をより徐々に導く目的である。外皮４９０は、刻みつきフィン４８０で支持されている。コア４９２は、発熱部品７０の高熱面に正確に重なるよう、底部が広がっている。

空気配向板２７２は、板２７２とヒートシンクの間の間隔が中央に向かうにつれて増加するよう、反対向きに斜めでもよい。この形式の空気配向板によれば、突起４８４は不要であり、軸流ファンから周囲に排出される空気のために設けられた空間が、より大きくなる。空気は、両矢印Ａ／Ｂで示されているように、両方向に流れることができる。

当業者にとって公知のとおり、ファンの面とヒートシンク上面の間のプレナムの体積を増加させると、適用可能ないずれの実施形態においても、前述のとおり、プレナム内の空気速度を減らして気圧を増加させ、圧力損失の低減につながり、適切な寸法の孔とあいまって、あらゆる動作最適化条件を満足する孔内の空気の適切な半径方向分布につながる。

さらに、例えば上方に向かって傾いている板など、傾斜の異なる空気配向板も空気配向手段として適用可能であり、板とファンの間の間隔が中央に向かうにつれて減少し、板の表面から上方への突起の高さは、均一のまま、あるいは中央から周辺に向かって異なって加熱される孔をわたる所望の空気分布を確保すべく中央に向かって変化している。

図９Ｂは、中空の中央剛体コア５１０に流れの通過する積層孔あき板４８０を取り付けてなる冷却装置であり、板４８０が軸対称に曲げられて、冷却装置が取り付けられるＰＣＢ４２の面に対して斜めになっている。上方境界板５００は、前記の板２７２と同様の空気配向板であり、境界板５００の各孔は、直下の積層板４８０のそれぞれの孔と重なっており、すべての板４８０は互いに整列している。ヒートシンクとＰＣＢ４２の間の空間５０２の軸断面の領域は、周辺に向かうにつれて大きくなり、孔から排気される空気（矢印Ａ／Ｂで示されている）の体積の増加を可能にしている。要素５０４は、屈曲傾斜版４８０を囲む斜めの外皮５０６の一部であり、ハブ５０８が部位５０４をコア５１０に機械的に接続している。

図１０Ａおよび１０Ｂは、孔あき帯のフィンを連続的に折り曲げて間隔をあけて斜めにしてなる本発明のまた別の実施形態の断面図２３−２３および上面軸断面図である。

ここで図１０Ａおよび１０Ｂを詳細に参照すると、本発明のこの実施形態における冷却装置は、斜めに間隔をあけて配置され、連続的に折り曲げられた孔あきの帯状フィン５２０を備えており、すべての孔５２５が各部分において重なり合っている。フィン５２０はコア５２４へと熱的に取り付けられ、コア５２４は重量を減らすべく内側に孔が設けられている。

モータ３６および壁５２７によって規定される側方取り付けのファンが、側面カバー５２８の延長部分であるフランジ５２６に取り付けられている。側面カバー５２８は、フィン５２０の２面を覆っている。空気を、フィン５２０間の空間へと吸気または排気（矢印Ａ／Ｂ）でき、孔５２７を通過する一方で、帯状フィン５２０と平行にも流れる。ファン３６の性能曲線に対して孔５２７を適切な寸法および分布とすることで、所望の流れの体制を構築できる。空気とフィンの間の接触面積を孔なしの板と比べて大きくするよう、板内に閉じ込められた孔の壁の面積は、好ましくは孔の占有面積よりも２倍よりも大きい。換言すれば、孔のそれぞれの占有面積は、孔のそれぞれの壁の面積の半分よりも小さい。

孔を通過するときの空気流の方向の変化は、空気とフィンの間の境界層をある程度妨害し、ファン３６が供給する圧力損失の増加により放熱を増加させる。部位５２１は、側面カバー５２８をコア５２４に支持している。

図１０Ｃは、本発明の原理による折り畳みフィン、または中実コアへの取り付け前に切断され間隔をあけて配置された別々のフィンの断面図である。

図１０Ｄおよび１０Ｅは、本発明の原理により、連続折り畳み孔あき帯状フィンをコアに取り付けるための好ましい方法を示している。

ここで図１０Ｃ〜１０Ｅを詳細に参照すると、図１０Ｃの折り畳み板状フィン５４４を、圧入取り付けで中央コア５２４（図１０Ｄおよび１０Ｅに示されている）に、フィン５４４間の相対位置および間隔を保ちつつ取り付ける方法が示されている。連続的に折り畳まれた帯の一部分５２０が、羽根５４０および５４２で代表されている一式の薄い羽根とともに示されており、各羽根は半円形が切り落とされた端部５４４を有し、この端部５４４が矢印Ｍで示すとおり、羽根５４０／５４２間の空間に、羽根５４０／５４２と間隔をあけて配置されたフィン５４４の間に正確に嵌まって挿入され、折り畳まれたフィン５４４を正確な折り畳み位置に保ち、コア５２４が板状フィン５４４へと強力に圧入されるとき、孔の周囲５２５を、つぶれたり座屈したりしないように支持する。羽根５４０／５４２が環状コア５２４を支持した状態で、図１Ｄおよび１Ｅに示されている板状フィン５４４が、板状フィン５４４に設けられた孔の周囲５２５によって形成される空間へと、所定の圧入で圧入される。ひとたびコア５２４が挿入されると、羽根５４０／５４２は引き抜かれる。

図１１Ａおよび１１Ｂは、それぞれ、網状織成金属格子フィンからなる本発明の実施形態の半径方向断面図２４−２４および上面図である。

ここで図１１Ａおよび１１Ｂを詳細に参照すると、網状織成金属格子の一部の形態である板状フィン５６４を備える冷却装置が、星型の底部５６０（図１１Ｂにおいて隠れた破線で示されている）に取り付けられて示されており、星型の底部５６０は、金属線織成網に熱的に取り付けられた複数の突き出しピン・コア５６２を有している。

図１１Ａは、図１１Ｂの断面図２４−２４である。図１１Ｂの拡大は、ピンの２つの構成を表わしている。すなわち、円形断面を有するピンと、本発明の好ましい実施形態における矩形断面を有するピンである。モータ３６によって規定される軸流ファンが、ヒートシンク上に取り付けられている。底部５６０の上面は斜めであり、空気流が底部５６０の直上のフィンの全体にわたるようにしている。

図１１Ｂおよび網の詳細図に示した織成網状格子５６４により、空気は、隣接する板の金属線の交点における曲げの間に形成される半径方向の隙間を通って、半径方向にも流れる。したがって、この実施形態の動作は、空気がフィンつき領域内で軸方向および半径方向に流れる刻みつきおよび孔あき板と同様である。

星型の底部５６０から突き出しているピン５６２は、各部分を構成しているすべての金属線と係合しており、軸方向に金属線５６４への機械的支持をもたらして網目が崩壊しないようにしている。ピン５６２は、すべての金属線５６４との熱接触をもたらしている。すべての金属線交点が溶接され、金属線の熱的および機械的一体性がもたらされている網状格子を用いることにより、すべての金属線５６４が溶接によって機械的および熱的に接続されているため、より小さい底部５６０およびより少ない本数のピン５６２を用いることができる。空気は、矢印Ａ／Ｂで示すように両方向に流れる。

本発明を、本発明の或る特定の実施形態に関して説明したが、これら実施形態は、ヒートシンクを構成する要素の寸法と形状および空気駆動手段の寸法の間の種々のつりあいにて構成することができるため、これらの説明が本発明を限定するものではないことは理解すべきである。これらの実施形態は、空気駆動手段の各ヒートシンク構成要素に対する種々の相対位置にて構成できる。さまざまな形式、寸法および種々の動作曲線の空気駆動手段を、冷却装置の全体としての働きを、例えば前記好ましい実施形態における最適化条件など、所望の任意の最適化条件に従って最適化するため、各特定のヒートシンクのそれぞれに適用できる。さらなる変更も当業者に対し示唆されているといえ、そのような変更も、添付の特許請求の範囲の技術的範囲に含まれ、カバーされる。

Ａは、薄型強制空気流冷却ヒートシンクを備える冷却装置からなる本発明の好ましい実施形態について、対称形の半分を示した断面図である。Ｂは、図１Ａの冷却装置の対称形の半分を示した断面図であるが、半径が次第に小さくなる積層板状フィンからなるヒートシンクを備えている。Ｃは、図１Ａおよび１Ｂの冷却装置の上面図であるが、分かりやすくするため、指ガードは示されていない。Ｄは、図１Ａおよび１Ｂの冷却装置の底面図である。Ｅは、図１Ａ〜１Ｄの冷却装置の指ガード部品の図である。Ｆは、図１Ａ〜１Ｄの冷却装置の底面図であり、２つの支持用延長部に取り付けられたフィルタが示されている。Ｇは、図１Ｆの断面詳細図１−１であり、フィルタを取り付けるための支持用延長部が示されている。Ｈは、図１Ａの本発明の別の実施形態について、対称形の半分を示した断面図である。Ｉは、図１Ａの本発明のさらなる実施形態について、対称形の半分を示した断面図であるＡは、図１の本発明の他の実施形態の断面図であり、傾斜した剛な基部から突き出したピン状のフィンを使用している。Ｂは、図２Ａの本発明の上面断面詳細図２−２である。Ａ〜Ｎは、本発明によるヒートシンクの要素の好ましい実施形態を構成する刻みつき板および孔あき板の種々の構成を、詳細に示した図である。Ａ〜Ｇは、側方取り付けおよび内部取り付けのブロアを備える本発明の他の好ましい実施形態を示している。Ｈ〜Ｌは、本発明の原理にもとづく本発明の好ましい実施形態において、空気流の方向を徐々に変えるための種々の形式の空気配向手段を示している。Ａ〜Ｊは、孔あきカップ状板からなる本発明の実施形態のさらに他の構成を示している。Ａ〜Ｃは、壁面が底部の一体の延長部分である皿のような形状に深絞りされた孔あき板からなる、本発明のさらに別の実施形態を示している。Ａ〜Ｇは、本発明の種々の２枚壁の実施形態を示した図である。Ａ〜Ｄは、本発明の好ましい中実ブロックの実施形態を示した図である。ＡおよびＢは、積層傾斜板からなる本発明のさらに別の実施形態を示した図である。ＡおよびＢは、孔あき帯状フィンを連続的に折り曲げて間隔をあけて斜めに配置してなる本発明のまた別の実施形態についての断面図２３−２３および上面軸断面図である。Ｃは、中実コアへの取り付けに先立って切断された板状フィンの断面図である。ＤおよびＥは、本発明の原理によって連続折り返し孔あき帯状フィンをコアに取り付けるための好ましい方法を示している。Ｅは、連続折り返し孔あき帯状フィンでヒートシンクを形成する方法について、別の工程を示した図である。ＡおよびＢは、それぞれ、網状織成金属格子フィンからなる本発明の実施形態の半径方向断面図２４−２４および上面図である。

Claims

少なくとも１つの発熱部品から周囲の空気へと放熱を行なうための冷却装置であって、
所定の表面積を有する少なくとも１つのヒートシンクであって、複数の熱伝導要素を薄型の構成に配置して備え、該要素のそれぞれが複数の空気通路を備えるとともに周囲の空気に対し大きな表面対空気の接触面積を有しており、該大きな接触面積が、前記要素に形成された空気通路面積と前記所定の表面積との間の比によって規定されるヒートシンクを備え、
前記要素が前記の少なくとも１つの発熱部品と接触して、前記の少なくとも１つの発熱部品から前記要素および周囲の空気への熱の流れを促進し、
前記ヒートシンクが、前記の少なくとも１つの発熱部品と熱的に接触している前記要素から空気への冷却装置の占める比体積あたりの熱流抵抗を最小とするため、空気駆動手段とともに働くよう構成されている冷却装置。
前記複数の熱伝導要素が、孔あき板状フィン、刻みつき板状フィン、網状金属線格子フィン、ピン・フィン、押し出し孔あき筒部分、孔あき中実ブロック、板状フィンを熱融着してなるブロック、およびこれらの任意の組み合わせからなるグループの少なくとも１つから選択される請求項１に記載の冷却装置。
前記孔あき板状フィン、前記刻みつき板状フィン、前記網状金属線格子フィン、前記ピン・フィン、および前記押し出し孔あき筒部分が、個々の要素を離間配置形式および緊密積層形式から選択された構造に配置してなる請求項２に記載の冷却装置。
前記孔あき板状フィン、および前記刻みつき板状フィンが、要素を離間配置形式および緊密積層形式から選択された連続折り曲げ構造に配置してなる請求項２に記載の冷却装置。
前記孔あき板状フィンに、複数の空気流通過孔および複数の縁取り熱伝導バーが設けられている請求項２に記載の冷却装置。
前記複数の空気流通過孔が、該孔の占有面積の最大の占有面積が１２ｍｍ^２よりも小さくなるように設けられている請求項５に記載の冷却装置。
個々の熱伝導要素に設けられている前記複数の孔の占有面積が、合計すると、該個々の熱伝導要素の占有面積の３０％よりも大きい請求項６に記載の冷却装置。
前記複数の孔のそれぞれの占有面積が、各孔の壁面の面積の半分よりも小さい請求項６に記載の冷却装置。
前記刻みつき板状フィンに、複数の刻みが設けられている請求項２に記載の冷却装置。
前記複数の刻みが、前記要素の少なくとも表面を流れる気流を可能にする突起、および前記刻みから形成された壁面を備えている請求項９に記載の冷却装置。
前記網状金属線格子フィンが、前記複数の熱伝導要素の少なくとも一部を構成し、該金属線格子フィンが、前記の少なくとも１つの発熱部品に熱的に接続されるように構成されたピン・フィンからなる基部に、熱的および機械的に取り付けられている請求項２に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素が、少なくとも２つの異なる熱伝導係数を有する材料で構成され、前記各要素が、それぞれの熱伝導特性の順序でグループ化および配置され、最も高い熱伝導係数を有する第１の要素のグループが冷却装置の空気出口に配置され、一方、最も低い熱伝導係数を有する第２の要素のグループが冷却装置の空気入口に配置され、該第１のグループおよび該第２のグループに対し、前記要素のグループが、それぞれの熱伝導特性の順序で配置されている請求項１に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素が、中実のフィン支持基部へと熱的に取り付けられた個々のピン・フィン、板状フィン、およびこれらの任意の組み合わせである請求項１に記載の冷却装置。
前記の少なくとも１つの発熱部品と前記複数の熱伝導要素の間の熱接触が、前記フィン支持基部を介しており、該基部が、前記複数の熱伝導要素へと、周囲で熱的に接続されている請求項１３に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素が、前記空気駆動手段の少なくとも一部を内部に収容し、前記フィン支持基部が、前記の少なくとも１つの発熱部品へと、偏心して取り付けられるように構成されている請求項１４に記載の冷却装置。
前記熱伝導要素が、前記ヒートシンクにおいて、流れが通過する積層孔あき板で構成され前記の少なくとも１つの発熱部品と熱的に接触する壁部分を構成している請求項１に記載の冷却装置。
前記の少なくとも１つの発熱部品と前記複数の熱伝導要素との間の熱接触が、少なくとも１つの熱伝導基部によってもたらされ、該基部および前記壁部分が、フィンなしの囲まれた空間を該基部の上面および前記壁部分の前記囲まれた空間に向かう内面を境界として規定し、フィンなしの開口が、前記囲まれた空間と外側の周囲の空気との間のフィンなし空気接触をもたらしている請求項１６に記載の冷却装置。
前記熱伝導要素が、前記ヒートシンクにおいて、前記の少なくとも１つの発熱部品と熱接触する気流通過積層フィンを構成している請求項１に記載の冷却装置。
前記の少なくとも１つの発熱部品と前記積層フィン部分との間の熱接触が、環状の熱伝導部によってもたらされ、該環状の熱伝導部の内部空間および壁面が、前記発熱部品に対し偏心して取り付けられるよう構成された前記空気駆動手段の少なくとも一部を支持および収容するよう構成されている請求項１８に記載の冷却装置。
前記空気駆動手段がモータを備えている請求項１９に記載の冷却装置。
前記複数の空気通路が、流入空気流を前記熱伝導要素の少なくとも１表面の入口孔の占有面積によって規定される開口内へと、前記入口孔を囲んでいる表面に衝突することなく直接入るよう案内するための空気配向手段を備え、前記入口孔が、前記流入空気流の方向を向いている請求項１に記載の冷却装置。
前記複数の空気通路が、前記熱伝導要素の少なくとも１つの空気出口から通過空気を排気する前、前記複数の熱伝導要素内の前記複数の空気通路の各独立の通路の全長にわたって流れる空気の一様な平均速度ベクトルを維持する請求項１に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素の前記複数の空気通路が、一様な長さである請求項１に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素の前記複数の空気通路が、単独でそれぞれから、前記ヒートシンクから周囲の空気へと一様な温度の排気をもたらすよう構成されている請求項１に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素が、少なくとも外周に関して等温である請求項１に記載の冷却装置。
前記ヒートシンクが、さらに、該ヒートシンクの熱流抵抗を少なくとも冷却装置の全体重量の増加させずに低減するための熱流低減手段を有している請求項１に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素が、該熱伝導要素の熱伝導部分が前記の少なくとも１つの発熱部品に熱的に接続されたときに、最も熱い縁から最も冷たい縁まで該熱伝導要素の熱伝導部分を通過するすべての熱経路の長さを均等化するための均等化手段を備えている請求項１に記載の冷却装置。
前記の少なくとも１つの発熱部品と前記複数の熱伝導要素との間の熱接触が、間接的接触、物理的直接接触、およびこれらの任意の組み合わせの少なくとも１つから選択される請求項１に記載の冷却装置。
前記間接的接触が、以下の熱伝導手段、すなわち
ヒート・パイプ、基部から熱的に突き出しているピン・フィン、積層された前記熱伝導要素の熱融着部分、中実孔あきブロックの孔のない部分、前記熱伝導要素の周囲の少なくとも一部分に取り付けられた外皮、中実一枚岩ブロック、中空一枚岩ブロック、複数材料からなる中実ブロック、複数材料からなる中空ブロック、および空気駆動手段のモータを内側に支持するよう構成された環状部分
の少なくとも１つを使用した熱接続およびその延長を備えている請求項２８に記載の冷却装置。
前記空気駆動手段が、前記ヒートシンクに任意の取り付け手段で、前記複数の熱伝導要素の空気入口および空気出口に対する任意の相対位置で取り付けられた少なくとも１つのモータつき空気駆動装置からなり、該空気駆動装置が、
該空気駆動装置を動作させるための少なくとも１つのモータ、
ハブによって該少なくとも１つのモータへと接続された少なくとも１つのモータ駆動羽根車、および
空気を駆動するため羽根車に支持された複数の羽根板、
からなり、
前記の少なくとも１つのモータが羽根車および羽根板を回転させたとき、前記複数の熱伝導要素の空気に露出している表面と接触する空気流を生み出す請求項１に記載の装置。
前記の少なくとも１つのモータ、前記モータ駆動羽根車、および前記羽根車に支持された複数の羽根板が、お互いに対して任意の相対位置の組み合わせで配置され、或る特定のヒートシンクにおいて、前記熱伝導要素の配置によって規定される壁ならびに開放および閉鎖空間に対し、任意の相対位置の組み合わせで配置されている請求項３０に記載の冷却装置。
前記モータ駆動羽根車が羽根板なしの中央部分を有し、該中央部分に空気通路による貫通溝が設けられ、該空気通路が、羽根車が回転したとき、羽根車を通過して前記熱伝導要素の空気に露出している表面に熱的に接触する空気流をもたらす請求項３０に記載の冷却装置。
前記の少なくとも１つのモータつき空気駆動装置が、前記の少なくとも１つのモータの少なくとも一部分が前記複数の熱伝導要素内に埋め込まれ、前記の少なくとも１つの発熱部品と前記複数の要素との間の前記熱接触をもたらしている少なくとも１つのファンを備えている請求項３０に記載の冷却装置。
前記の少なくとも１つのファンが、前記熱伝導要素によって占められた領域の外側に配置された複数の羽根板を有し、あらゆる周辺部分を含む該羽根板の占有面積が、前記要素によって占められた領域を外側から囲んでおり、前記占有面積が、前記要素と前記の少なくとも１つの発熱部品の間の同じ接触面積のためのものより大きな空気圧力の供給を前記ファンの回転速度および付随する騒音を過剰に増加させることなく可能にする半径方向の距離にある請求項３３に記載の冷却装置。
空気配向手段が、冷却装置の前記複数の熱伝導要素へと吸い込まれる空気流および前記要素から吐き出される空気流について、空気速度ベクトルの少なくとも方向を変える請求項１に記載の冷却装置。
前記空気配向手段が、冷却装置の前記複数の熱伝導要素へと吸い込まれる空気流および前記要素から吐き出される空気流について、空気速度ベクトルの少なくとも大きさの一様性を維持する請求項１に記載の冷却装置。
前記空気配向手段が、前記熱伝導要素へと吸い込まれる空気流の単位時間あたりの体積割合、および前記熱伝導要素から同時に吐き出される同じ単位時間あたりの体積流量を、これらの任意の組み合わせおよび比率で調節する請求項１に記載の冷却装置。
前記空気配向手段が、冷却装置の前記空気駆動手段によって占められる部分へと吸い込まれる空気流および当該部分から吐き出される空気流について、空気速度ベクトルの方向および大きさを変える請求項１に記載の冷却装置。
前記空気配向手段が、冷却装置の前記空気駆動手段によって占められる部分へと吸い込まれる空気流および当該部分から吐き出される空気流について、空気速度ベクトルの少なくとも大きさを一様に保つ請求項１に記載の冷却装置。
前記空気配向手段が、前記空気駆動手段によって占められる部分を通って吸い込まれる空気流の単位時間あたりの体積割合、および当該部分を通って同時に吐き出される同じ単位時間あたりの体積流量を調節する請求項１に記載の冷却装置。
前記複数の熱伝導要素を薄型の構成が、前記の少なくとも１つの発熱部品に熱接触および近接配置したときの前記要素の最小限の軸方向厚さおよび低い軸方向高さによって特徴づけられ、前記要素および前記の少なくとも１つの発熱部品が、互いに取り付け面へと、平行に並んだ隣接する取り付け面間の距離が最小となるよう配置されている請求項１に記載の冷却装置。
前記ヒートシンクの構成部品の重量が、該ヒートシンクの熱抵抗に実質的に影響を与えることなく低減されている請求項１に記載の冷却装置。
さらに、前記熱伝導要素への空気入口に取り付けられた着脱可能の空気フィルタを備えている請求項１に記載の冷却装置。
本明細書において図面を参照しつつ例として説明したものと実質的に同じ冷却装置。
取り付け面に取り付けられた少なくとも１つの発熱部品の冷却方法であって、
所定の表面積を有するヒートシンクであって、複数の熱伝導要素を薄型の構成に配置して備え、該要素のそれぞれが複数の空気通路を備えるとともに周囲の空気に対し大きな表面対空気の接触面積を有しており、該大きな接触面積が、前記要素に形成された空気通路面積と前記所定の表面積との間の比によって規定され、前記要素が前記の少なくとも１つの発熱部品と接触して、前記の少なくとも１つの発熱部品から前記要素および周囲の空気への熱の流れを促進するヒートシンクを少なくとも１つ用意すること、および
前記の少なくとも１つの発熱部品と熱的に接触している前記要素から空気への冷却装置の占める体積比あたりの熱流抵抗を最小とするため、空気駆動手段を前記ヒートシンクと一緒に動作させること
からなる方法。
本明細書において図面を参照しつつ例として説明したものと実質的に同じ冷却装置の運転方法。