JP4177337B2 - ヒートパイプ付ヒートシンク - Google Patents

Description

この発明は、複数枚の放熱フィンを挿通するヒートパイプを備えたヒートシンク、特にヒートパイプの湾曲部近傍の放熱効率を高めるヒートパイプ付ヒートシンクに関する。

ＣＰＵ、素子等の発熱量、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ている。従来、製造コストの安価なアルミニウムの押し出し材によるヒートシンクが利用されてきた。押し出し材によるヒートシンクは、ベースプレートと放熱フィンとが一体的に形成されるので、製造は容易であるが、製造上の制限によってピッチが限定され細かなピッチでフィンを形成することが技術的に困難であった。しかしながら、ベースプレートと放熱フィンの組み合わせだけでは発熱量の増大に対応することが難しくなり、更に、ヒートパイプを組み合わせたヒートシンクが使用されるようになった。その中でも、Ｕ字形に曲げたヒートパイプをベースプレートに取り付け、更に、ヒートパイプに放熱フィン取り付けるタイプのヒートシンクが広く使用されるようになってきた。このようにヒートパイプを使用することによって、フィン効率を向上し、小型軽量化が期待される。

ヒートパイプの内部には作動流体の流路となる空間が設けられ、その空間に収容された作動流体が、蒸発、凝縮等の相変化や移動をすることによって、熱の移動が行われる。即ち、ヒートパイプの吸熱側において、ヒートパイプを構成する容器の材質中を熱伝導して伝わってきた被冷却部品が発する熱により、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱側においては、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻る。このように液相状態に戻った作動流体は再び吸熱側に移動（還流）する。このような作動流体の相変態や移動によって熱の移動が行われる。

しかしながら、曲がり部を持つヒートパイプをベースプレートに取り付けて使用する場合には、ヒートパイプの直線部に放熱フィンを取り付けることができるけれども、ヒートパイプの湾曲部に放熱フィンを取り付けることが困難であり、湾曲部に無駄な空間ができる。これは空間的に無駄なだけでなく、ヒートシンクに風を流したときにバイパス経路となってしまい、フィンに十分に風が当りにくい原因になる。このため、放熱効率を高めるために、湾曲部の空間に別のヒートシンクを取り付ける等のヒートパイプ付ヒートシンクが知られている。図６は、湾曲部の空間に押し出し形または折り曲げ形（文献の例は折り曲げである）の別のヒートシンクを取り付けた従来のヒートパイプ付ヒートシンクを示す図である。

図６（ａ）は平面図である。図６（ｂ）は正面図である。図６（ｃ）は側面図である。図６（ｄ）は裏面図である。図６（ｄ）に示すように、３本のヒートパイプ１０４がベースブロック１０２と熱的に接続している。ヒートパイプはそれぞれ水平部から垂直部に移行する湾曲部を備えている。図６（ｂ）、６（Ｃ）に示すように、ベースブロック１０２の上にヒートスプレッダ１１０が配置され、更にその上に、ベースプレートと放熱フィンが一体に形成された押し出し形の別のヒートシンク１３０が配置されている。即ち、別のヒートシンク１３０はヒートパイプの湾曲部に形成された空間に収まるように配置されている。ヒートパイプ１０４の垂直部には、複数の放熱フィン１０９が取り付けられている。
特開平１１−３５１７６９号公報

しかし、上述した従来のヒートシンクにおいては、別のフィン付ヒートシンクを取り付けており、ベースプレートと放熱フィンが一体に形成された押し出し形の別のヒートシンクでは、フィンピッチに限界があり、放熱効率が低い。また、フィンの形状やサイズは、主たるフィンと全く同一にはできないので、風のバイパスを完全に防ぐことはできない。更に、別のヒートシンクをヒートスプレッダに取り付ける際には、ハンダ等のよって接合する必要があり、ハンダ面にボイドが生じやすく、熱抵抗が大きくなる。更に、使用する材料によっては、メッキ処理が必要であり、コストが高くなる。更に、上述したように湾曲部の空間全体に均一にヒートシンクを配置することが困難であり（即ち、ヒートパイプによって分断され、図のようにヒートパイプの内側だけにヒートシンクが配置される）、更に別のヒートシンクが必要になる等の問題点があった。

従って、この発明の目的は、Ｕ字形に曲げたヒートパイプを使用しても、ヒートパイプの湾曲部において、効果的に放熱フィンへの熱移動を行うことができる、放熱効率に優れ、発熱量が多く発熱密度が高い被冷却部品を効率的に冷却することができる小型高性能のヒートパイプ付ヒートシンクを提供することにある。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第１の態様は、 発熱素子に熱的に接続される金属製ベースブロックと、前記ベースブロックに熱的に接続される少なくとも１つの金属製伝熱柱部と、概ね丸型断面であり、水平部と、垂直部と、前記水平部と前記垂直部の間の湾曲部とを持つ１本または複数のヒートパイプと、 前記伝熱柱部が挿通し熱的に接続する第１の孔部および前記ヒートパイプの一部を収容する開口部を備えた複数の放熱フィンからなる第１の放熱フィン部と、 前記ヒートパイプが挿通し熱的に接続する第２の孔部を備えた複数の放熱フィンからなる第２の放熱フィン部とを備え、前記ヒートパイプの水平部は、前記ベースブロックに熱的に接続される部分を含み、前記ヒートパイプの垂直部は、前記第２の放熱フィンと概ね直交するヒートパイプ付ヒートシンクヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第２の態様は、前記ベースブロックと前記伝熱柱部との間に均熱用の別の金属製ブロックを備え、前記ヒートパイプが熱的に接続されている、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第３の態様は、前記伝熱柱部に熱的に接続される別のヒートパイプを更に備えており、前記別のヒートパイプが前記第２の放熱フィン部を挿通している、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第４の態様は、前記ベースブロックと前記伝熱柱部とが一体的に形成されている、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第５の態様は、前記伝熱柱部が複数の伝熱柱部からなっている、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第６の態様は、前記伝熱柱部が円柱形状の伝熱柱部からなっている、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第７の態様は、前記伝熱柱部の少なくとも一部が円筒形状の伝熱柱部からなっている、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第８の態様は、前記第１の放熱フィン部および前記第２の放熱フィン部の各々のフィンが底面部および側面部からなるコの字型板状フィンからなっており、前記側面部の各々が隣接するフィンに接触して、全体として壁面部を形成している、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第９の態様は、前記第２の放熱フィン部の少なくとも一部の放熱フィンが更に前記第１の孔部を備えているヒートパイプ付ヒートシンクである。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの第１０の態様は、前記伝熱柱部の高さが、前記ヒートパイプの少なくとも湾曲部が終了する部位まで達するように設定されている、ヒートパイプ付ヒートシンクである。

Ｕ字形に曲げたヒートパイプを使用しても、ヒートパイプの垂直部と同様に、ヒートパイプの湾曲部においても、効果的に放熱フィンへの熱移動を行うことができる。従って、概ねヒートパイプの全体にわたって放熱フィンを取り付けることができ、放熱効率に優れ、発熱量が多く発熱密度が高い被冷却部品を効率的に冷却することができる小型高性能のヒートパイプ付ヒートシンクを提供することができる。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクを図面を参照しながら説明する。
この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの１つの態様は、発熱素子に熱的に接続される金属製ベースブロックと、ベースブロックに熱的に接続される少なくとも１つの金属製伝熱柱部と、その中央部においてベースブロックに熱的に接続される複数のＵ字形状のヒートパイプと、伝熱柱部が挿通する第１の孔部およびヒートパイプの一部を収容する開口部を備えた複数の放熱フィンからなる第１の放熱フィン部と、ヒートパイプが挿通する第２の孔部を備えた複数の放熱フィンからなる第２の放熱フィン部とを備えたヒートパイプ付ヒートシンクである。上述したベースブロックと伝熱柱部との間に均熱用の別の金属製ブロックを備えていてもよい。

図１は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの１つの態様を示す斜視図である。図１に示すように、発熱素子２０と熱的に接続される受熱面を備えた金属製ベースブロック２と、ベースブロック２に熱的に接続される複数本のＵ字形のヒートパイプ４と、ヒートパイプの湾曲部１２が収容される開口部７を備えた第１放熱フィン部６と、ヒートパイプを介してベースブロック２に熱的に接続される金属製伝熱柱部３を備えている。金属製伝熱柱部３は、第１放熱フィン（部）の第１の孔部５を挿通して各フィンを固定し熱的に接続している。ヒートパイプ４は水平部の中央付近でベースブロック２と熱的に接続し、垂直部は第２放熱フィン部９を挿通して各フィンを固定し熱的に接続している。

ベーブブロック２から伝熱柱部３に伝わった熱は第１放熱フィン部６の各フィンに伝わり、ベースブロック２からヒートパイプ４に伝わった熱はヒートパイプの垂直部から第２放熱フィン部９の各フィンに伝わる。第１および第２放熱フィン部の各フィンは底面部および側面部を備えた略コの字型板状フィンからなっており、並列に配置された複数のフィンの両側面部が全体として壁面部を形成している。このように並列配置された複数の放熱フィンによって、冷却用空気の流れる通路が形成される。従って、通路の一方の側に冷却ファン等を設置することによって、通路を通って冷却用空気が流れ、冷却効率を一層高めることができる。

図２は、この発明の１つの態様のヒートパイプ付ヒートシンクの構成部品を分解して説明する図である。
第１および第２放熱フィン部はそれぞれ並列配置された複数の放熱フィンからなっているが、図２において、それぞれ１個の放熱フィンを示している。図２に示すように、この発明のヒートパイプ付ヒートシンク１は、金属製ベースブロック２、別の金属製ブロック１０、複数のＵ字形のヒートパイプ４、金属製伝熱柱部３、第１放熱フィン部６、第２放熱フィン部９を備えている。なお、別の金属製ブロック１０は必ずしも必要ではない。金属製ベースブロック２はアルミニウム、銅等の熱伝導性に優れた金属材料から作製されており、その形状は、円柱、四角柱、多角柱等、発熱素子の形状に応じて適切に選ぶことができる。なお、高さの異なる複数の発熱素子に接続する場合には、発熱素子に対応して、受熱面に凹凸を形成してもよい。

別の金属製ブロック１０は、ベースブロック２の熱を均熱化する機能を備えている。別の金属製ブロック１０は、ヒートパイプとの接続を容易にするために、ヒートパイプの中央部に対応する溝部を設け、ヒートパイプとの間の接触面積を広げて熱伝導性を高めてもよい。また、別の金属製ブロック１０に、ネジ穴等の位置決め機構を設けることで、本ヒートシンクを発熱素子または発熱素子の搭載される基板等と固定することが容易になる。

ヒートパイプ４は、それぞれ、別の金属製ブロック１０または金属製ベースブロックに熱的に接続される中央部を含む水平部１１と、放熱フィンと概ね直交する垂直部１３と、水平部１１と垂直部１３の間の湾曲部１２とからなっている。水平部は金属製ブロック１０との接触面積を広くするために扁平形状に塑性変形させてもよい。ヒートパイプは概ね左右対象のＵ字形であり、湾曲部はヒートパイプが座屈しない範囲でＲを小さくすることが望ましい。ヒートパイプの形状は、Ｕ字形でなくてもＬ字型などでも良い。ヒートパイプの本数は、発熱素子の発熱量に応じて適宜設定する。ヒートパイプとして、それに限定されることはないが、丸型ヒートパイプを用いることが好ましい。

金属製伝熱柱部３は、別の金属製ブロックを介して、または、直接金属製ベースブロックと熱的に接続される。伝熱柱部は、アルミニウム、銅等の熱伝導性に優れた金属材料から作製されており、その形状は、円柱が最も望ましいが、ベースブロックと同様に、円柱、四角柱、多角柱等でも良く、または、軽量化するために、少なくとも一部が中空の円筒形状であってもよい。伝熱柱部の高さは、金属製ブロック、または、金属製ベースブロックと熱的に接続した場合に、少なくともヒートパイプの湾曲部が終了する部位に達することが好ましい。

伝熱柱部は、ヒートパイプの湾曲部に位置する第１放熱フィン部の各放熱フィンを挿通して、金属製ブロック、または、金属製ベースブロックから伝わった熱を第１放熱フィン部に移動するという重要な機能を備えている。なお、伝熱柱部は第１放熱フィン部を挿通するだけでなく、第２放熱フィン部の一部の放熱フィンを挿通してもよい。

第１放熱フィン部６の各フィンは、底面部１４および両端部の側面部１５を備えた略コの字型板状フィンからなっている。放熱フィンは、底面部１４の概ね中央で、伝熱柱部に対応する位置に第１の孔部５、その周りでヒートパイプの湾曲部に対応する位置に開口部７を備えている。第１の孔部５には、伝熱柱部３が、熱伝導が容易なように緊密に挿入される。即ち、熱伝導が容易なように、伝熱柱部の外周面が第１の孔部の壁面に密着して固定されている。開口部７には、ヒートパイプの湾曲部が収容される。開口部７は、一般的には、ヒートパイプと接触しないようにクリアランスを設けて大きめに開けられるが、フィンやヒートパイプの加工・組み立ての精度が十分良く、フィンとヒートパイプがぶつかって変形してしまうようなことがなければ、ヒートパイプの湾曲部が開口部７の少なくとも１部に接触することによって、ヒートパイプの熱が第１放熱フィン部のフィンに移動することもできる。

従って、ヒートパイプの湾曲部が開口部７の少なくとも１部に接触するようにヒートパイプを配置することが好ましい。開口部はそのままでもよいし、ヒートパイプの湾曲部との間の空間を熱伝導性の高い材料で埋めても良い。各放熱フィンの両端部の側面部１５は、並列配置された隣接する放熱フィンと接続して、全体として側壁部を形成する。このように、第１放熱フィン部は、それを挿通する伝熱柱部３によって固定され、側面部によって形成される側壁部によって全体の形状が安定する。

第２放熱フィン部の各フィンは、第１放熱フィン部の各フィンと同様に、底面部１４および両端部の側面部１５を備えた略コの字型板状フィンからなっている。フィンは、底面部１４の、ヒートパイプの垂直部に対応する位置に第２の孔部８を備えている。第２の孔部８には、ヒートパイプの垂直部が、熱伝導が容易なように緊密に挿入される。即ち、熱伝導が容易なように、ヒートパイプの外周面が第２の孔部の壁面に密着して固定される。上述したように、伝熱柱部が第１放熱フィン部の他に、第２放熱フィン部の一部の放熱フィンを挿通する場合には、第２放熱フィン部の一部の放熱フィンは伝熱柱部が挿通する第１の孔部を更に備える。

図３は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの１つの態様を示す図である。図３（ａ）は平面図である。図３（ｂ）は正面図である。図３（ｃ）は側面図である。図３（ｄ）は裏面図である。
図３に示す態様は、別の金属製ブロックを備えず、金属製ベースブロックに伝熱柱部が直接熱的に接続されたヒートパイプ付ヒートシンクである。

図３（ｄ）に示すように、３本のＵ字形状のヒートパイプを使用している。ヒートパイプはそれぞれその中央部において金属製ベースブロック２と熱的に接続している。ヒートパイプはそれぞれ水平部から垂直部に移行する湾曲部を備えている。ヒートパイプの湾曲部は第１放熱フィン部６の開口部７に収容されている。図３（ｂ）、３（Ｃ）に示すように、円柱形状のベースブロック２の上に、同様な円柱形状の伝熱柱部が配置されている。ヒートパイプはその中央部においてベースブロックと熱的に接続され、ベースブロックの両端部から湾曲して概ね直角に方向変換して垂直部を形成している。

伝熱柱部３は、並列配置された第１放熱フィン部の各フィンを挿通して、ベースブロックから伝わった熱を放熱フィンに移動する。第１放熱フィン部においては、並列する複数の放熱フィンの側面部によって側壁部が形成されている。図から明らかなように、伝熱柱部の高さは、ヒートパイプの少なくとも湾曲部が終了する部位まで達している。即ち、第１放熱フィン部への熱の移動は主として伝熱柱部によって行われている。湾曲部は第１放熱フィン部の中に収容されている。勿論、湾曲部においても、ヒートパイプの少なくとも一部を放熱フィン部と接続させることによって、湾曲部からも放熱フィン部に熱が移動する。ヒートパイプの垂直部は、第２放熱フィン部の各フィンを挿通して、ヒートパイプから第２放熱フィン部に熱が移動する。

この発明においては、ヒートパイプの湾曲部においても、複数の放熱フィンが並列配置されており、上述したように、伝熱柱部から放熱フィンに熱を効率的に移動することができる。なお、図３（ｃ）に示すように、ベースブロック２に、ヒートパイプを収容する溝部を設けて、溝部にヒートパイプを圧入し、広い面積でヒートパイプと熱的に接続している。図３（ａ）は、このヒートパイプ付ヒートシンクを上から見た図であり、第２放熱フィンの上方にヒートパイプの一部が突き出ている。ヒートパイプの垂直部は、概ね等間隔で配置されている。伝熱柱部は、概ね中央に点線で示している。

図４は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの他の１つの態様を示す図である。図４（ａ）はその平面図である。図４（ｂ）はその正面図である。図４（ｃ）はその側面図である。図４（ｄ）はその裏面図である。
図４に示す態様は、金属製ベースブロックの上に別の金属製ブロックを備え、伝熱柱部が別の金属製ブロックを介して金属製ベースブロックと熱的に接続されたヒートパイプ付ヒートシンクである。

図４（ｄ）に示すように、３本のＵ字形状のヒートパイプの中央部を概ね並列して使用している。ヒートパイプの垂直部が概ね等間隔に配置されるように、両側のヒートパイプはそれぞれ外側に曲げられている。ヒートパイプはそれぞれその中央部において、金属製ベースブロック２と熱的に接続している別の金属製ブロック１０に熱的に接続している。図３で示した態様と同様に、ヒートパイプはそれぞれ水平部から垂直部に移行する湾曲部を備えている。ヒートパイプの湾曲部は第１放熱フィン部６の開口部に収容されている。

図４（ｂ）、４（Ｃ）に示すように、円柱形状のベースブロック２の上に、四角形の所定の厚さを備えた板状別の金属製ブロック１０が配置され、更にその上に、ベースブロックと概ね同一直径の円柱形状の伝熱柱部３が配置されている。ヒートパイプはその中央部において別の金属製ブロック１０と熱的に接続され、別の金属製ブロック１０の両端部から湾曲して概ね直角に方向変換して垂直部を形成している。伝熱柱部３は、並列配置された第１放熱フィン部６の各フィンを挿通して、ベースブロックから伝わった熱を第１放熱フィン部の各フィンに移動する。第１放熱フィン部６においては、図４（ｃ）に示すように、並列する複数の放熱フィンの側面部によって側壁部が形成されている。

図４（ｂ）から明らかなように、伝熱柱部３の高さは、ヒートパイプの少なくとも湾曲部が終了する部位まで達している。即ち、第１放熱フィン部６への熱の移動は主として伝熱柱部３によって行われている。湾曲部は第１放熱フィン部の中に収容されている。勿論、湾曲部においても、ヒートパイプの少なくとも一部を放熱フィン部と接続させることによって、湾曲部からも放熱フィン部に熱が移動する。ヒートパイプの垂直部は、第２放熱フィン部９の各フィンを挿通して、ヒートパイプから第２放熱フィン部９の各フィンに熱が移動する。

この発明においては、図３を参照して説明したと同様に、ヒートパイプの湾曲部においても、並列配置された放熱フィンに熱を効率的に移動することができる。なお、図４（ｃ）に示すように、別の金属製ブロック１０に、ヒートパイプを収容する溝部を設けて、溝部にヒートパイプを圧入し、広い面積でヒートパイプと熱的に接続している。図４（ａ）は、このヒートパイプ付ヒートシンクを上から見た図であり、第２放熱フィン９の上方にヒートパイプ４の端部が突き出ている。ヒートパイプの垂直部は、概ね等間隔で配置されている。

図５は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの他の１つの態様を示す図である。図５（ａ）はその平面図である。図５（ｂ）はその正面図である。図５（ｃ）はその側面図である。図５（ｄ）はその裏面図である。
図５に示す態様は、伝熱柱部を複数個備えているヒートパイプ付ヒートシンクである。即ち、ベースブロックの上に別の金属製ブロックを備え、更に、別の金属製ブロックの上に４個の伝熱柱部を備えている。４個の伝熱柱部がそれぞれ別の金属製ブロックを介してベースブロックと熱的に接続されている。伝熱柱部は概ね等間隔に配置され、放熱フィンに均一に熱を移動している。

図５（ｄ）に示すように、この態様においては、３本のＵ字形状のヒートパイプを並列配置して使用している。ヒートパイプはそれぞれその中央部において、図４を参照して説明したと同様に、ベースブロック２と熱的に接続している別の金属製ブロック１０に熱的に接続している。他の態様と同様に、ヒートパイプはそれぞれ水平部から垂直部に移行する湾曲部を備えており、ヒートパイプの湾曲部は第１放熱フィン部６の開口部に収容されている。

図５（ｂ）、５（Ｃ）に示すように、円柱形状のベースブロック２の上に、四角形の所定の厚さを備えた板状別の金属製ブロック１０が配置され、更にその上に、４個の円柱形状の伝熱柱部３−１、３−２、３−３、３−４が配置されている。ヒートパイプはその中央部において別の金属製ブロック１０と熱的に接続され、別の金属製ブロック１０の両端部から湾曲して概ね直角に方向変換して垂直部を形成している。４個の伝熱柱部３−１、３−２、３−３、３−４の各々は、並列配置された第１放熱フィン部６の各フィンを挿通して、別の金属製ブロック１０を介してベースブロックから伝わった熱を第１放熱フィン部の各フィンに移動する。第１放熱フィン部６においては、図５（ｃ）に示すように、並列する複数の放熱フィンの側面部によって側壁部が形成されている。

図５（ｂ）に示すように、各伝熱柱部３−１、３−２、３−３、３−４の高さは、それぞれ、ヒートパイプの少なくとも湾曲部が終了する部位まで達している。即ち、第１放熱フィン部６への熱の移動は主として伝熱柱部３−１、３−２、３−３、３−４によって行われている。湾曲部は第１放熱フィン部の中に収容されている。勿論、湾曲部においても、ヒートパイプの少なくとも一部を放熱フィン部と接続させることによって、湾曲部からも放熱フィン部に熱が移動する。ヒートパイプの６つの垂直部は、第２放熱フィン部９の各フィンを挿通して、ヒートパイプから第２放熱フィン部９の各フィンに熱が移動する。

この発明においては、他の態様において説明したと同様に、ヒートパイプの湾曲部においても、並列配置された放熱フィンに熱を効率的に移動することができる。なお、図５（ｃ）に示すように、別の金属製ブロック１０に、ヒートパイプを収容する溝部を設けて、溝部にヒートパイプを圧入し、広い面積でヒートパイプと熱的に接続している。図５（ａ）は、このヒートパイプ付ヒートシンクを上から見た図であり、第２放熱フィン９の上方にヒートパイプ４の端部が突き出ている。ヒートパイプの垂直部は、概ね等間隔で配置されている。この態様によると、別の金属製ブロックがヒートスプレッダの機能を果して、熱が均一に広げられ、その上に配置された伝熱柱部によって、第１放熱フィン部に熱が効率的に移動される。

なお、図示していないが、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの更に他の態様において、伝熱柱部に熱的に接続される別のヒートパイプを更に備えていてもよい。例えば、図３を参照して説明したヒートパイプ付ヒートシンクにおいて、伝熱柱部３の中央部にヒートパイプ４の垂直部と平行に垂直に別のヒートパイプを備える。別のヒートパイプは第２の放熱フィン部の各フィンを挿通する。このように別のヒートパイプを設けることによって、伝熱柱部に伝わった熱を第１放熱フィン部に移動するだけでなく、更に、第２放熱フィン部に移動することができ、より効率的な放熱が可能になる。

上述した態様においては、ベースブロックと伝熱柱部が別々に作製されて接続されているが、ベースブロックと伝熱柱部を一体的に形成してもよい。この場合には、一体的に形成された金属ブロックの所定の部位にヒートパイプ用の孔部を設け、熱抵抗が小さくなるように、その孔部にヒートパイプを圧入する。
更に、上述した態様においては、伝熱柱部が円柱形状の伝熱柱部からなっているが、伝熱柱部が円筒形状の伝熱柱部からなっていてもよい。

この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの高い放熱効率を説明するために、図６を参照して説明した従来のヒートパイプ付ヒートシンクとこの発明のヒートパイプ付ヒートシンクを次の条件の下で比較した。
熱源発熱量：１１５Ｗ
前面風速：１．６ｍ／ｓ
熱源寸法：２０ｍｍ角
周囲温度：３５℃（３０８Ｋ）
使用ヒートパイプ：３本
ベースブロック：銅製
放熱フィン：アルミニウム製
通風部：放熱フィン部のみ

その結果、熱抵抗（Ｒｓ−ａ（Ｋ／Ｗ））は次の通りであった。
なお、Ｒｓ−ａの定義は、
［（ヒートシンク底面温度）−（周囲空気温度）］／（発熱量）
である。
この発明のヒートパイプ付ヒートシンク：０．１６５
従来のヒートパイプ付ヒートシンク ：０．１８９
即ち、従来のヒートシンクと比べて、本発明のヒートシンクでは、熱抵抗が０．０２４Ｋ／Ｗ程度小さくなっている。

なお、上述した従来と本発明のヒートシンクの温度分布を調べると、ベースブロックの受熱面の温度が、従来：３２９．７Ｋであるのに対して、本発明では、３２６．９Ｋと低くなっている。
上述したように、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクによると、放熱効率がより一層向上していることが明らかである。

図１は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの１つの態様を示す斜視図である。 図２は、この発明の１つの態様のヒートパイプ付ヒートシンクの構成部品を分解して説明する図である。 図３は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの１つの態様を示す図である。図３（ａ）は平面図である。図３（ｂ）は正面図である。図３（ｃ）は側面図である。図３（ｄ）は裏面図である。 図４は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの他の１つの態様を示す図である。図４（ａ）はその平面図である。図４（ｂ）はその正面図である。図４（ｃ）はその側面図である。図４（ｄ）はその裏面図である。 図５は、この発明のヒートパイプ付ヒートシンクの他の１つの態様を示す図である。図５（ａ）はその平面図である。図５（ｂ）はその正面図である。図５（ｃ）はその側面図である。図５（ｄ）はその裏面図である。 従来のヒートパイプ付ヒートシンクを示す図である。

符号の説明

１ この発明のヒートパイプ付ヒートシンク
２ 金属製ベースブロック
３ 金属製伝熱柱部
４ ヒートパイプ
５ 第１の孔部
６ 第１の放熱フィン（部）
７ 開口部
８ 第２の孔部
９ 第２の放熱フィン（部）
１０ 別の金属製ブロック
１１ ヒートパイプの水平部
１２ ヒートパイプの湾曲部
１３ ヒートパイプの垂直部
１４ 放熱フィンの底面部
１５ 放熱フィンの側面部

Claims (10)

1. 発熱素子に熱的に接続される金属製ベースブロックと、
   前記ベースブロックに熱的に接続される少なくとも１つの金属製伝熱柱部と、
   概ね丸型断面であり、水平部と、垂直部と、前記水平部と前記垂直部の間の湾曲部とを持つ１本または複数のヒートパイプと、
   前記伝熱柱部が挿通し熱的に接続する第１の孔部および前記ヒートパイプの一部を収容する開口部を備えた複数の放熱フィンからなる第１の放熱フィン部と、
   前記ヒートパイプが挿通し熱的に接続する第２の孔部を備えた複数の放熱フィンからなる第２の放熱フィン部とを備え、
   前記ヒートパイプの水平部は、前記ベースブロックに熱的に接続される部分を含み、前記ヒートパイプの垂直部は、前記第２の放熱フィンと概ね直交するヒートパイプ付ヒートシンク。
2. 前記ベースブロックと前記伝熱柱部との間に均熱用の別の金属製ブロックを備え、前記ヒートパイプが熱的に接続されている、請求項１に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
3. 前記伝熱柱部に熱的に接続される別のヒートパイプを更に備えており、前記別のヒートパイプが前記第２の放熱フィン部を挿通している、請求項１または２に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
4. 前記ベースブロックと前記伝熱柱部とが一体的に形成されている、請求項１または３に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
5. 前記伝熱柱部が複数の伝熱柱部からなっている、請求項１または２に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
6. 前記伝熱柱部が円柱形状の伝熱柱部からなっている、請求項１、２、５の何れか１項に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
7. 前記伝熱柱部の少なくとも一部が中空の円筒形状の伝熱柱部からなっている、請求項１、２、５の何れか１項に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
8. 前記第１の放熱フィン部および前記第２の放熱フィン部の各々のフィンが底面部および側面部からなるコの字型板状フィンからなっており、前記側面部の各々が隣接するフィンに接触して、全体として壁面部を形成している、請求項１から７の何れか１項に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
9. 前記第２の放熱フィン部の少なくとも一部の放熱フィンが更に前記第１の孔部を備えている、請求項８に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。
10. 前記伝熱柱部の高さが、前記ヒートパイプの少なくとも湾曲部が終了する部位まで達するように設定されている、請求項８または９に記載のヒートパイプ付ヒートシンク。

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