JPH09210581A - 放熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１に、単位容積当たりの放熱面積が増大
し、放熱能力が向上し放熱効果に優れてなり、第２に、
乱流効果も発揮され、この面からも放熱能力が向上し放
熱効果に優れてなると共に、第３に、これらが簡単な構
成により容易に実現される、放熱器を提案する。 【解決手段】 この放熱器７は、ヒートパイプ２の一端
部側に発熱体３が配され、他端部側に放熱部８が配され
てなる。そして放熱部８は、複数枚の放熱板が、相互間
にそれぞれ中空空間１０を形成しつつ積層されてなると
共に、各放熱板にヒートパイプ２の他端部が嵌挿，固定
されている。この放熱板としては、波形の凹凸が連続的
に折曲形成された波板９と平板５とが交互に配される
か、波板９のみが用いられている。なお、放熱板たる波
板９相互間を非接触状態としたり、波板９相互間を交互
に９０度ずつ方向をずらすことも考えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放熱器に関する。す
なわち、例えばパワートランジスタ，大容量電力の半導
体，その他各種の発熱体について、その放熱用に使用さ
れる放熱器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、この種従来例の放熱器の斜視図
である。同図にも示したように、この種従来例の放熱器
１は、ヒートパイプ２の一端部側に発熱体３が配され、
他端部側に放熱部４が配されている。そして放熱部４
は、従来、複数枚の放熱板たる平坦な平板５が、相互間
にそれぞれ中空空間６を形成しつつ積層されてなると共
に、各放熱板たる平板５に、ヒートパイプ２の他端部が
嵌挿，固定されていた。そして、このような放熱板たる
平板５にて形成された各中空空間６内を、冷却用の風Ｗ
が通過することにより、放熱板たる平板５と接触してそ
の熱が奪われ、もって、発熱体３からの熱がヒートパイ
プ２を介し放熱されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例にあっては、次の問題が指摘されていた。最近
は、例えばトランジスタや半導体の能力向上が顕著であ
る等、発熱体３の発熱量が大きく増加する傾向にある。
これに対し、上述した従来例の放熱器１にあっては、放
熱板として用いられる各平板５の単位容積当たりの表面
積、つまり冷却用の風Ｗと接触する放熱面積が小さいの
で、放熱部４の放熱能力が低く、上述した発熱体３の発
熱量の増加に十分対応できなくなっていた。このよう
に、この種従来例の放熱器１については、放熱効果に問
題が指摘されていた。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑み、上記従
来例の課題を解決すべくなされたものであって、請求項
１では、放熱板として波板と平板とを組み合わせて採用
したことにより、請求項２では、放熱板として波板のみ
を採用したことにより、更に請求項３では、このような
放熱板間を非接触状態とし、請求項４では、放熱板の方
向を交互に９０度ずつずらしたことにより、第１に、単
位容積当たりの放熱面積が増大し、第２に、乱流効果も
発揮され、第３に、しかもこれらが簡単容易に実現され
る、放熱器を提案することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請
求項１については次のとおり。すなわち、この請求項１
の放熱器は、ヒートパイプの一端部側に発熱体が配され
ると共に、他端部側に放熱部が配されてなる。そして該
放熱部は、複数枚の放熱板が、相互間にそれぞれ中空空
間を形成しつつ積層されると共に、各該放熱板に、該ヒ
ートパイプの他端部が嵌挿，固定されてなる。そして、
該放熱部の放熱板として、波形の凹凸が連続的に折曲形
成された波板と、平坦な平板とが、交互に配されてなる
こと、を特徴とする。次に、請求項２については次のと
おり。すなわち、この請求項２の放熱器は、請求項１記
載の放熱器において、該放熱部の放熱板としては、該波
板のみが用いられ、該平板は用いられていないこと、を
特徴とする。請求項３については次のとおり。すなわ
ち、この請求項３の放熱器は、請求項１又は請求項２記
載の放熱器において、該放熱部の放熱板相互間が非接触
状態となっていること、を特徴とする。又、請求項４に
ついては次のとおり。すなわち、この請求項４の放熱器
は、請求項１又は請求項２記載の放熱器において、該放
熱部の放熱板たる該波板が、交互に９０度ずつ方向がず
らされていること、を特徴とする。

【０００６】このように本発明の放熱器は、放熱部の放
熱板について、請求項１では波板と平板とを交互に配
し、請求項２では波板のみを用い、請求項３では相互間
を非接触状態とし、請求項４では交互に９０度ずつずら
してなる。そして、発熱体からの熱がヒートパイプを介
し放熱部に伝達されると共に、放熱部の各放熱板にて形
成された各中空空間内を冷却用の風が通過し、もって、
冷却用の風が各放熱板と接触することにより、このよう
な熱が奪われ、発熱体の放熱，冷却が実施される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面に示すその発
明の実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図
２，図３は、本発明の実施の形態の説明に供する斜視図
であり、図１はその第１例を、図２の（１）図は第２例
の要部を、図２の（２）図は第３例の要部を、図３の
（１）図は第４例の要部を、図３の（２）図は第５例の
要部を示す。

【０００８】まず、この放熱器７は、ヒートパイプ２の
一端部側に発熱体３が配されると共に、他端部側に放熱
部８が配されてなる。そして放熱部８は、複数枚の後述
する波板９や平板５よりなる放熱板が、相互間にそれぞ
れ中空空間１０を形成しつつ積層されると共に、各放熱
板たる波板９や平板５に、ヒートパイプ２の他端部が嵌
挿，固定されてなる。

【０００９】これらについて更に詳述する。まずヒート
パイプ２は、周知のごとく、両端が密閉され減圧された
パイプの内部に、水やアルコール等の作動流体たる熱媒
体を封入してなり、一端部側が加熱されると、熱媒体が
気化して他端部側に流れ、他端部にて放熱されることに
より液化し、毛細管現象により一端部側に帰還する。ヒ
ートパイプ２は、このような作用を繰り返すことによ
り、一端部の発熱体３側から他端部の放熱部８側へと、
熱を伝達するようになっている。このようなヒートパイ
プ２の一端部側に取付けられる発熱体３としては、例え
ばパワートランジスタや大容量電力の半導体、その他Ｉ
Ｃ等の電子回路，電子基板，電子部品，電子装置，コン
ピュータ，モーター，その他各種の発熱物が考えられ
る。

【００１０】そして、ヒートパイプ２の他端部側に取付
けられる放熱部８は、図１の第１例および図３の（１）
図の第４例では、その放熱翼たる放熱板として、複数枚
の波板９と平板５とが交互に配されてなり、図２の
（１）図の第２例，図２の（２）図の第３例，図３の
（２）図の第５例では、その放熱板として、複数枚の波
板９のみが配されている。そして各例とも、このような
放熱板たる各波板９や平板５が、それぞれ中空空間１０
を形成しつつ、図示例では縦に配されることにより横方
向に積層されている。又、このような放熱板たる各波板
９や平板５の中心部には、同軸に穴１１が形成され、ヒ
ートパイプ２の他端部がこれらの穴１１に嵌挿，固定さ
れている。ヒートパイプ２の固定方式としては、機械的
な固定，ろう付けによる固定，ハンダ付けによる固定，
熱伝導性接着剤による固定等が、適宜選択される。な
お、先端の放熱板たる波板９又は平板５については、ヒ
ートパイプ２の他端部の先端が、嵌挿されることなく当
接，固定されている。

【００１１】以下、このような放熱部８について更に詳
述する。まず、波板９や平板５の母材には、アルミ，
銅，その他の熱伝導性に優れた金属箔が用いられ、平坦
な平板５としては、このような金属箔がそのまま用いら
れる。波板９は、このような金属箔を例えばギヤやラッ
クを用いたコルゲート装置にて折曲加工してなり、図示
例のように断面略三角形状の波形の凹凸や、このような
図示例によらず、断面台形状，断面四角形状，その他各
種断面形状の波形の凹凸が、所定ピッチと高さで連続的
に折曲形成されてなる。

【００１２】そして、図１に示した第１例では、放熱部
８の放熱板として、波板９と平板５とが交互に配される
と共に、相互間がろう材，ハンダ，熱伝導性接着剤等に
て接触固定されるか当接されている。そして、放熱部８
全体として見た場合、波板９が主に放熱用として機能す
るのに対し、平板５は主に波板９への熱伝達用として機
能する。次に、図２の（１）図に示した第２例では、放
熱部８の放熱板として波板９のみが用いられると共に、
隣り合う各波板９相互間は、離れた非接触状態とされて
いる。これに対し、図２の（２）図に示した第３例で
は、放熱部８の放熱板として波板９のみが用いられると
共に、各波板９相互間は、ろう材，ハンダ，熱伝導性接
着剤等にて接触固定されるか当接されている。

【００１３】又、図３の（１）図に示した第４例では、
放熱部８の放熱板として、波板９と平板５とが交互に配
されると共に、相互間がろう材，ハンダ，熱伝導性接着
剤等にて接触固定されるか当接され、かつ各波板９は、
交互に９０度ずつ方向がずらされている。これに対し、
図３の（２）図に示した第５例では、放熱部８の放熱板
として波板９のみが用いられると共に、各波板９相互間
がろう材，ハンダ，熱伝導性接着剤等にて接触固定され
るか当接され、かつ各波板９は、交互に９０度ずつ方向
がずらされている。

【００１４】本発明は、以上説明したように構成されて
いる。そこで以下のようになる。この放熱器７は、放熱
部８の放熱板について、図１の第１例および図３の
（１）図の第４例では、波板９と平板５とを交互に配し
てなるのに対し、図２の（１）図の第２例，図２の
（２）図の第３例，図３の（２）図の第５例では、複数
枚の波板９のみが用いられている。そして、第１例，第
３例，第４例，第５例では、放熱板たる波板９や平板５
間が接触，固定，当接状態とされるのに対し、第２例で
は、放熱板たる波板９間が非接触状態とされている。
又、第１例，第２例，第３例では、放熱板たる各波板９
は、同一方向に向け揃えられているのに対し、第４例，
第５例では、放熱板たる各波板９は、交互に９０度ずつ
方向がずらされている。

【００１５】そして使用時においては、発熱体３からの
熱が、ヒートパイプ２を介し放熱部８に伝達される。も
って、放熱部８の各放熱板たる波板９や平板５にて形成
された各中空空間１０内を、例えば強制空冷用のファン
等よりの冷却用の風Ｗが、図示例では手前側から奥側へ
と横方向に通過することにより、波板９や平板５に接触
し、その熱を奪って行く。このようにして、この放熱器
７による発熱体３の放熱，冷却が実施される。さてそこ
で、この放熱器７にあっては、次の第１，第２，第３の
ようになる。

【００１６】第１に、この放熱器７では、放熱部８の放
熱板に波板９を用いてなるので、平板５のみを用いた場
合に比し、単位容積当たりの表面積が増大する。もっ
て、冷却用の風Ｗと接触する放熱面積が増大し、放熱能
力が向上する。

【００１７】第２に、この放熱器７では、同様に放熱部
８の放熱板に波板９を用いてなるので、形成された各中
空空間１０内を通過する冷却用の風Ｗが、波板９にて規
制され乱流するので、平板５のみを用いた場合に比し、
放熱板たる波板９等に対しより強く十分に接触するよう
になり、放熱能力がこの面からも向上する。更に、第２
例，第４例，第５例の放熱器７では、放熱板たる波板９
間を非接触状態としたり、波板９を９０度ずつずらして
なる。もって、各中空空間１０を図面上では横方向に通
過中に熱を奪って暖められた冷却用の風Ｗが、図示のよ
うに部分的に通過方向とは直角方向の縦方向に抜けるよ
うになり、この面からも乱流が生じ、放熱能力が向上す
るに至る。第４例，第５例については、これらが特に顕
著となる。

【００１８】第３に、そしてこれらは、放熱器７の放熱
部８の放熱板として波板９を用い、更に、第２例では放
熱板たる波板９間を非接触状態としたり、第４例や第５
例のように放熱板たる波板９を９０度ずつずらした、簡
単な構成により容易に実現される。

【００１９】なお、第２例の放熱器７にあっては、放熱
部８の放熱板たる波板９間を非接触状態としたことによ
り、各中空空間１０を通過する冷却用の風Ｗについて、
その圧力損失が特に少なくなり、この面からも放熱能力
が向上するという利点がある。これに対し、第１例，第
３例，第４例，第５例の放熱器７にあっては、放熱板た
る波板９や平板５間を、接触固定や当接状態としたこと
により、放熱部８の形状保持性に優れるという利点があ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る放熱器は、以上説明したよ
うに、請求項１では、放熱板として波板と平板とを組み
合わせて採用したことにより、請求項２では、放熱板と
して波板のみを採用したことにより、更に請求項３で
は、このような放熱板間を非接触状態とし、請求項４で
は、放熱板の方向を交互に９０度ずつずらしたことによ
り、次の効果を発揮する。

【００２１】第１に、単位容積当たりの放熱面積が増大
する。すなわちこの放熱器では、放熱部の放熱板に波板
を用いてなるので、前述したこの種従来例の放熱器に比
べ、単位容積当たりの表面積そして放熱面積が増大し、
放熱能力が向上する。もって、最近の発熱体の発熱量の
増加にも十分対応できる等、放熱効果に優れている。

【００２２】第２に、乱流効果も発揮される。すなわち
この放熱器では、放熱部の放熱板に波板を用いてなり冷
却用の風が乱流するので、この面からも、前述したこの
種従来例の放熱器に比し、放熱部の放熱能力が向上し放
熱効果に一層優れてなる。更に、請求項３や４の放熱器
では、放熱板間を非接触状態をしたり９０度ずつずらし
たことにより、暖められた冷却用の風が部分的に上昇し
て抜けるので、この面からも乱流が生じ、前述したこの
種従来例の放熱器に比し、放熱部の放熱能力が向上し放
熱効果に極めて優れるようになる。なお、請求項３の放
熱器にあっては、放熱板間を非接触状態としたことによ
り、冷却用の風の圧力損失が少なくなり、この面からも
放熱能力が向上し放熱効果に優れる、という利点もあ
る。

【００２３】第３に、しかもこれらは、簡単容易に実現
される。すなわちこの放熱器は、放熱部の放熱板として
波板を用い、更に請求項３や４では、放熱板間を非接触
状態としたり９０度ずつずらした簡単な構成により、容
易に上述した第１，第２の点が実現される。このよう
に、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、
本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放熱器について、その発明の実施
の形態の説明に供する、第１例の斜視図である。

【図２】（１）図は、同第２例の要部の斜視図であり、
（２）図は、同第３例の要部の斜視図である。

【図３】（１）図は、同第４例の要部の斜視図であり、
（２）図は、同第５例の要部の斜視図である。

【図４】この種従来例の放熱器の斜視図である。

【符号の説明】

１ 放熱器（従来例のもの） ２ ヒートパイプ ３ 発熱体 ４ 放熱部（従来例のもの） ５ 平板 ６ 中空空間（従来例のもの） ７ 放熱器（本発明のもの） ８ 放熱部（本発明のもの） ９ 波板 １０ 中空空間（本発明のもの） １１ 穴 Ｗ 風

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートパイプの一端部側に発熱体が配さ
   れると共に、他端部側に放熱部が配された放熱器であっ
   て、該放熱部は、複数枚の放熱板が相互間にそれぞれ中
   空空間を形成しつつ積層されると共に、各該放熱板に該
   ヒートパイプの他端部が嵌挿，固定されてなり、該放熱
   部の放熱板として、波形の凹凸が連続的に折曲形成され
   た波板と平坦な平板とが交互に配されてなること、を特
   徴とする放熱器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の放熱器において、該放熱
   部の放熱板としては、該波板のみが用いられ該平板は用
   いられていないこと、を特徴とする放熱器。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の放熱器にお
   いて、該放熱部の放熱板相互間が非接触状態となってい
   ること、を特徴とする放熱器。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の放熱器にお
   いて、該放熱部の放熱板たる該波板は、交互に９０度ず
   つ方向がずらされていること、を特徴とする放熱器。