專利名稱：配置有散熱器的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配有散去熱源熱量的散熱器的冷卻裝置，尤其是涉及適用于冷卻CPU等電子部件的冷卻裝置。
伴隨著計(jì)算機(jī)高性能化，用于計(jì)算機(jī)中的CPU等電子部件產(chǎn)生的熱量趨于大幅度增加。在實(shí)公平3-15982號(hào)公報(bào)中公開的冷卻裝置，結(jié)構(gòu)為在基板表面的散熱器上配置冷卻風(fēng)扇，散熱器具有多個(gè)放射狀散熱片，當(dāng)從冷卻風(fēng)扇噴出的空氣觸在基板的中心部后，空氣通過多個(gè)散熱片間排出，該散熱片是放射狀配置的。在美國專利公報(bào)5629834號(hào)(日本專利2765801號(hào)，特開平7-111302)以及美國專利公報(bào)5782292號(hào)(特開平9-102566號(hào)公報(bào))公開的使用散熱器的冷卻裝置中，散熱器配置為沿著從風(fēng)扇轉(zhuǎn)子徑向流出空氣的氣流方向配置多個(gè)散熱片，這種冷卻裝置中配置的多個(gè)散熱片圍繞著風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的一部分。在美國專利公報(bào)5785116號(hào)(特開平9-219478號(hào)公報(bào))公開的使用散熱器的冷卻裝置中，散熱器的多個(gè)散熱片圍繞著風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配置在基板上，并使多個(gè)散熱片相對(duì)經(jīng)過風(fēng)扇中心的中心線傾斜。在這些公知技術(shù)中，通過在筒體上相對(duì)筒體中心線斜向進(jìn)行切削加工而制作具有多個(gè)傾斜散熱片的散熱器。在這種裝置中，為了獲得充分的冷卻性能，必須把散熱片角度和風(fēng)扇葉片角度的關(guān)系做成精確的預(yù)定關(guān)系，并把風(fēng)扇馬達(dá)安裝在散熱器上。
上述第一種和第二種冷卻裝置不能用于對(duì)高發(fā)熱量進(jìn)行冷卻。第三種公知冷卻裝置目前適用于對(duì)高發(fā)熱量CPU進(jìn)行冷卻。但在第三種冷卻裝置中，制造散熱器的加工費(fèi)用太高，需要的加工精度高。并且由于多個(gè)散熱片要圍繞著風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，冷卻裝置的直徑過大是個(gè)問題。因風(fēng)扇的馬達(dá)固定在散熱器上，把來自散熱器的熱傳給馬達(dá)，降低了馬達(dá)壽命也是個(gè)問題。
本發(fā)明的目的是提供一種冷卻性能高、壽命長且裝置徑向尺寸小的配有散熱器的冷卻裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供配有散熱器的冷卻裝置，該裝置的制造成本低。
本發(fā)明的另一個(gè)目的即在于提供具有高冷卻性能散熱器的冷卻裝置本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供配有散熱器的冷卻裝置，該裝置容易增加散熱片數(shù)量，提高冷卻性能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供配有散熱器的冷卻裝置，該裝置易于大量生產(chǎn)。
本發(fā)明是把配置有散去熱源熱量的散熱器的冷卻裝置作為改良對(duì)象的。散熱器具有導(dǎo)熱性良好的基板、假想中心線、多個(gè)假想垂直平面和散熱片單元，基板具有表面和與熱源接觸的里面，假想中心線在與基板表面垂直的方向延伸，假想垂直平面分別在以中心線為中心的放射方向及前述表面的垂直方向延伸，且在以中心線為中心的假想圓周方向相間隔，散熱片單元具有多個(gè)散熱片，該散熱片相對(duì)基板表面被安裝為能導(dǎo)熱狀并圍繞著以中心線為中心的中心線配置。冷卻風(fēng)扇配置有由馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有多個(gè)葉片，并對(duì)著散熱器使轉(zhuǎn)子位于散熱器的散熱片單元上方安裝冷卻風(fēng)扇。
本發(fā)明所使用的散熱器，其多個(gè)散熱片具有分別位于基板側(cè)的下端緣、位于和下端緣相反一側(cè)的上端緣、連結(jié)下端緣與上端緣的位于中心線一側(cè)的內(nèi)端緣、連結(jié)下端緣與上端緣并位于與內(nèi)端緣相反一側(cè)的外端緣、位于下端緣與上端緣間的散熱面。多個(gè)散熱片相對(duì)前述表面沿著各個(gè)下端緣對(duì)應(yīng)的一個(gè)前述假想垂直平面和基板表面的交線直接或間接固定，并且在相對(duì)假想垂直平面的相同方向(假想圓周的一個(gè)方向)傾斜為使散熱面和假想垂直平面間形成規(guī)定的傾斜角θ；因此，對(duì)于散熱片單元和冷卻風(fēng)扇來說，冷卻風(fēng)扇的多個(gè)葉片與多個(gè)散熱片的上端緣具有對(duì)置的位置關(guān)系，冷卻風(fēng)扇作可以朝散熱片單元的多枚散熱片流動(dòng)冷卻空氣地動(dòng)作，即可以朝散熱片吹氣動(dòng)作也可從散熱片吸氣動(dòng)作。
在冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)子和散熱器鄰近配置的情況下，在不對(duì)著風(fēng)扇的多個(gè)葉片的散熱器部分(即與使轉(zhuǎn)子的多個(gè)葉片固定的蓋部件對(duì)置的散熱器部分)，不會(huì)直接遇到來自風(fēng)扇的空氣。并且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的空氣流不沿馬達(dá)的軸線方向直接進(jìn)入，而在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向流動(dòng)。因此，只單純放射狀配置多個(gè)散熱片，散熱片的阻力會(huì)限定冷卻性能的提高。或者用能在軸線方向使空氣流動(dòng)的軸流風(fēng)扇使空氣在徑向積極地流動(dòng)，用這種空氣流使位于轉(zhuǎn)子外側(cè)的多個(gè)散熱片周圍的空氣流動(dòng)以冷卻各散熱片在結(jié)構(gòu)上也有極限。但本發(fā)明配置著多個(gè)散熱片，依靠冷卻風(fēng)扇從散熱片單元上方直接把沿馬達(dá)的軸線方向流動(dòng)的空氣吹給散熱片，從而能獲得高性能冷卻。雖然這種效果的理論根據(jù)還不清楚，但采用本發(fā)明的散熱片配置形式對(duì)從冷卻風(fēng)扇噴出的空氣阻力小，而且也會(huì)沿著各散熱片的散熱面快速使空氣流動(dòng)，從而會(huì)使冷卻性能提高。無論如何根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)，裝置的徑向尺寸不會(huì)變大，而且不會(huì)縮短馬達(dá)的壽命，能夠獲得與傳統(tǒng)的具有所謂高冷卻性能的較昂貴的冷卻裝置相同的或以上的冷卻效果。
特別是在本發(fā)明中，將多個(gè)散熱片中的相鄰2片散熱片各自的內(nèi)端緣可傳熱地相互連結(jié)起來。如采用這樣的構(gòu)成，可形成與難以冷卻的散熱片單元中心部連接的筒狀傳熱通路。一形成這樣的傳熱通路，也可從散熱組件中心部通過該傳熱通路由各散熱片主動(dòng)散熱，可主動(dòng)冷卻散熱器中央部。其結(jié)果，與構(gòu)成散熱片單元的多個(gè)散熱片內(nèi)側(cè)端部相互間不可傳熱地連結(jié)的情況相比，在本發(fā)明這樣的將多個(gè)散熱片的內(nèi)側(cè)端部相互可傳熱地連結(jié)起來的情況下，可進(jìn)一步提高冷卻裝置整體散熱效率。
另外，在采用本發(fā)明的構(gòu)造時(shí)，不論冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向如何，與現(xiàn)有的冷卻裝置相比都能使噪音發(fā)生量減少。
將多個(gè)散熱片內(nèi)端緣相互可傳熱地連結(jié)起來的構(gòu)造是任意的。例如，也可以使用高傳熱性的金屬制成合成樹脂制粘結(jié)劑將各內(nèi)端緣相互接合起來。另外，也可以在散熱片單元中心部配置金屬筒體(倒切頭圓錐筒形的筒體)，將多個(gè)散熱片各自內(nèi)端緣可傳熱地結(jié)合于該筒體外周面。使用粘結(jié)劑比使用筒體在制造上要容易些。
理想的是多個(gè)假想垂直平面是在假想圓周方向等間隔虛置的。這時(shí)各散熱片能得到均等冷卻，由于能不偏離基板進(jìn)行冷卻，更能提高冷卻效率。
例如，如果散熱片單元都是由一個(gè)導(dǎo)熱性良好的金屬板通過彎曲加工而形成的話，就能降低制作成本且使制作簡化。尚且，多個(gè)散熱片并不是必須是完全的平板，也可以沿假想垂直平面和表面的交線彎曲。在使用了彎曲散熱片時(shí)，由于各散熱片內(nèi)端緣相互間形成的間隙變大，內(nèi)端緣相互間難以連結(jié)。即使在這種情況下，特別是前述使用金屬制筒體情況下，也可簡單地將各散熱片內(nèi)端緣可傳熱地相互連結(jié)起來。
另外，為提高冷卻效率，最好是，在多個(gè)散熱片上分別設(shè)置位于多個(gè)葉片外側(cè)并將多個(gè)葉片以中心線為中心圍成的延長部。如這樣，由于可增大散熱面積，可進(jìn)一步提高散熱效率。再有，也可以由在散熱片的散熱面上形成凹凸增加散熱面積來提高散熱效率。
為了能簡單制造且大量生產(chǎn)，散熱片單元的結(jié)構(gòu)可以做成下面的結(jié)構(gòu)。準(zhǔn)備一枚在基板表面被接合的散熱片安裝用金屬板，由各個(gè)平板狀金屬板形成多個(gè)散熱片。并且多個(gè)散熱片的下端緣固定在散熱片安裝用金屬板上構(gòu)成散熱片單元。這樣做的話，只要大量生產(chǎn)預(yù)定的散熱片單元就可以了。把散熱片裝配到散熱片安裝用金屬板上的方法是任意的。例如，一體設(shè)置固定用凸緣，該固定用凸緣在多個(gè)散熱片的下端緣處沿著散熱片安裝用金屬板表面延伸且固定在散熱片安裝用金屬板表面上。如果使用這種固定用凸緣，固定作業(yè)會(huì)很容易。
為了更大量地進(jìn)行生產(chǎn)，形成以散熱片安裝用金屬板中心線為中心沿放射方向延伸且在周向按規(guī)定間隔配置多條縫隙。在多個(gè)散熱片的下端緣上一體形成分別插入多條縫隙中的突出部。在把多個(gè)散熱片中的各個(gè)插入用突出部插入對(duì)應(yīng)的多條縫隙中的狀態(tài)下，用散熱片安裝用金屬板進(jìn)行連接。這樣做的話不僅把散熱片定位在散熱片安裝用金屬板中容易，而且在散熱片傾斜狀態(tài)下，也能用散熱片安裝用金屬板容易地進(jìn)行連接作業(yè)。這樣在制造散熱組件的情況下，如使用將各散熱片接合于散熱片安裝用金屬板的接合材料，將各散熱片內(nèi)端緣相互連結(jié)起來，制造變得容易。另外在這種情況下，也可以使散熱片嵌合用突出部從縫隙突出到散熱片安裝用金屬板背面?zhèn)取Ｈ邕@樣，在將散熱片單元接合于基板表面時(shí)，由于多個(gè)散熱片與基板直接接觸，可更進(jìn)一步提高散熱效率。
在基板上也可以直接形成在以中心線為中心的放射方向延伸且周向按規(guī)定間隔配置的多條縫隙。在多個(gè)散熱片的下端緣上也可把設(shè)置的各個(gè)插入用突出部直接插入基板上形成的多條縫隙中。這樣做的話雖然會(huì)多多少少提高制品的成本，但能減少部件的件數(shù)。也可以作成帶凸緣的散熱片并將該凸緣直接固定于基板表面。
如果把多個(gè)散熱片的形狀做成相同的，因會(huì)降低散熱片的生產(chǎn)成本，結(jié)果會(huì)降低裝置的成本。為了把一個(gè)大塊金屬板沖壓成多個(gè)散熱片而減少費(fèi)料，可以把散熱片主要部分的形狀制造成大致呈矩形的。使用這種主要部件為矩形散熱片形成散熱片單元的話，散熱片單元就能具有以中心部為中心朝向基板側(cè)直徑漸漸變小的截頭圓錐形空間。
散熱片的傾斜角θ基本是根據(jù)散熱片的個(gè)數(shù)而變化的。散熱片的個(gè)數(shù)多，傾斜角θ就小；散熱片的個(gè)數(shù)少，傾斜角θ就大。并且散熱片的傾斜角θ最好小于45°。若傾斜角大于45°，散熱片的個(gè)數(shù)變少會(huì)降低冷卻性能。最好該傾斜角θ的值小于45°大于15°。如果在這個(gè)角度范圍內(nèi)，就會(huì)有足夠的散熱片個(gè)數(shù)，提高冷卻性能。
冷卻風(fēng)扇可以是軸流風(fēng)扇。轉(zhuǎn)子上設(shè)置的多個(gè)葉片可以在與多個(gè)散熱片的傾斜方向相同的方向傾斜。在這種情況下，如果在多個(gè)散熱片傾斜方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子使冷卻風(fēng)扇動(dòng)作，會(huì)比逆向狀況下更能提高冷卻性能。


圖1是本發(fā)明冷卻裝置第一實(shí)施例平面圖；圖2是本發(fā)明冷卻裝置第一實(shí)施例右側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明冷卻裝置第一實(shí)施例正視圖；圖4是第一實(shí)施例用的散熱片單元平面圖；圖5是第一實(shí)施例用的散熱片單元正視圖；圖6是第一實(shí)施例用的散熱片單元仰視圖；圖7是圖4的VII-VII剖切的散熱片單元平面圖；圖8是圖7狀散熱片單元正視圖；圖9是用于說明制造方法的散熱片一例的平面圖；圖10是散熱片單元制造過程中的狀態(tài)之平面圖；圖11是圖10的散熱片單元制造過程中狀態(tài)之正視圖；圖12是另一種散熱片單元制造過程中狀態(tài)的平面圖；圖13是圖12的散熱組件制造過程中的正視圖；圖14是第二實(shí)施例冷卻裝置平面圖；圖15是第二實(shí)施例正視圖；圖16是第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片的平面圖；圖17是第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片單元制造過程中狀態(tài)的平面圖；圖18是圖17的散熱片單元的制造過程中途的狀態(tài)的正視圖；圖19是表示本發(fā)明用的另一散熱組件構(gòu)造的平面圖；圖20(A)、(B)是可用于散熱組件的散熱片變形例正視圖與平面圖；圖21((A)、(B)是可用于散熱片單元的另一散熱片變形例的正視圖與平面圖；圖22(A)、(B)是可用散熱組件的再一散熱片變形例的正視圖與平面圖；圖23(A)、(B)是可用于散熱片單元的又一散熱片變形例的正視圖與平面圖。
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明前述配置有散熱器的冷卻裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)。
圖1～3是本發(fā)明第一實(shí)施例的帶散熱器的冷卻裝置的平面圖、右側(cè)視圖與正視圖。而圖4～6是在本實(shí)施例使用的散熱片單元的概略平面圖、正視圖與底面圖。圖7與圖8是圖4～6所示散熱片單元切去一部狀態(tài)的平面圖與正視圖。圖9～11是用于說明制造圖4～6所示的散熱片單元的原理的圖。
如圖1所示，該冷卻裝置由散熱器1和冷卻風(fēng)扇3構(gòu)成，散熱器1由基板5和散熱片單元7構(gòu)成，基板5具有表面5a和與熱源接觸的里面5b。基板5能用導(dǎo)熱性良好加工容易的材料構(gòu)成，如以鋁合金和銅合金為代表的金屬材料或內(nèi)部具有散熱管功能的板狀結(jié)構(gòu)體或碳素片狀非金屬材料等。在基板5的四角形成有4個(gè)貫通孔8(被結(jié)合部)。
冷卻風(fēng)扇3具有由合成樹脂一體成形的殼體9。該殼體9具有殼體本體9b、3根板條13、和4根支柱15；其中殼體本體具有圍繞著葉輪11周圍至少一部分的風(fēng)洞部，葉輪11具有多個(gè)葉片10；3根板條13將馬達(dá)殼體12支承于殼體本體9b；4根支柱15其一端安裝于殼體本體9b，另一端連結(jié)于基板5的貫穿孔8。另外在殼體本體9b上還具有接觸散熱片單元7外面的、用于防止殼體9向橫向移動(dòng)的多個(gè)接觸部17。在4根支柱15的另一端形成了鉤15a(フツク/hook)(止動(dòng)部)。
散熱片單元7是將由從金屬薄板沖壓出平板狀金屬板制成的多塊散熱片19下端緣19b一塊一塊地接合于安裝散熱片用金屬板20上制造出來。圖9～11是說明散熱片單元7制造原理的原理圖。在這些圖中，為容易理解，減少了散熱片的個(gè)數(shù)，將基板5的形狀做成平板。如圖9所示，散熱片19具有下端緣19b，位于與下端緣相反一側(cè)的上端緣19a，內(nèi)端緣19c，外端緣19d，以及由下端緣19b、上端緣19a、內(nèi)端緣19c、和外端緣19d圍成散熱面19e。在散熱片19的下端緣19b上一體設(shè)有嵌合用突出部19f。
如圖10所示，在圓板狀傳熱性良好的散熱片安裝用金屬板20上，以中心線CL為中心、沿放射方向(徑向)且在假想圓C的周向隔開規(guī)定間隔形成多個(gè)縫隙S。虛構(gòu)多個(gè)假想垂直平面P，虛構(gòu)的該假想垂直平面P分別在與中心線CL為中心的放射方向及與基板5的表面5a垂直的方向延伸，且在以中心線CL為中心的假想圓周C的周向中等間隔布置。多個(gè)散熱片19以中心線CL為中心圍繞著中心線CL設(shè)置。如圖11所示，多個(gè)散熱片9，以基板中心線CL為中心、沿放射方向與垂直于表面的方向分別延伸且在以中心線CL為中心的假想圓C的周向有間隔的假想的多個(gè)假想垂直平面上，包含各縫隙S。多個(gè)縫隙S的寬度尺寸比散熱片19的厚度尺寸要大，設(shè)定為在嵌合用突出部19f嵌合于縫隙S狀態(tài)下，散熱片19以可在假想圓C的周向保持規(guī)定角度θ傾斜的其尺寸。
在將散熱片19的嵌合用突出部19f嵌合于縫隙S之后，使散熱片19向假想圓C周向的一個(gè)方向(圖10中順時(shí)針方向)傾斜，將其下端緣19b可傳熱地接合于散熱片安裝用金屬板20上。在這種接合中也可用傳熱性良好的粘結(jié)劑，或用針焊料等。也可以將多個(gè)散熱片19順序地接合于散熱片安裝用金屬板20上，但在散熱片安裝用金屬板20表面上要涂布熱固性粘結(jié)劑，在所有縫隙S中嵌合多個(gè)散熱片19的嵌合用突出部19f、并使多個(gè)散熱片19同時(shí)向一個(gè)方向傾斜，如使熱固性粘結(jié)劑固化，可簡單而廉價(jià)地制作散熱片單元7。另外，也可以將散熱片安裝用金屬板20的背面?zhèn)冉谡辰Y(jié)劑溶液，靠毛細(xì)管現(xiàn)象吸上粘結(jié)劑而將多個(gè)散熱片接合于散熱片安裝用金屬板20上。取代傳熱性粘結(jié)劑，也可以使用錫焊、釬焊接或焊接、或超聲波焊接等進(jìn)行接合。尚且，如利用縫隙S，可使散熱片19的定位與向散熱片安裝用金屬板20上的接合作業(yè)變得比較容易。
在本實(shí)施例中使用的散熱片單元7，將77個(gè)散熱片19沿假想圓C周向成4.675°角度間隔配置。如像這種散熱片單元這樣增多散熱片19的個(gè)數(shù)，在使各散熱片19傾斜狀態(tài)，各散熱片19的內(nèi)端緣19c實(shí)際上成接觸狀態(tài)。從圖4、圖7與圖8可以看清楚，這樣制造的散熱片單元7，在中心部以中心線CL為中心，從而形成隨著向著基板5一側(cè)去徑向尺寸變小、大致成為切頭圓錐形的空間SP。
在圖4～8所示的散熱片單元7中，按照上述原理進(jìn)行制造，但具體的縫隙的形狀與散熱片19的形狀可與上述原理圖中的不同。在實(shí)際的散熱片安裝用金屬板20中央部形成了圓形貫穿孔20a。而后在該貫穿孔20a的緣部放射狀形成77個(gè)內(nèi)側(cè)分割縫隙S1，同時(shí)在散熱片安裝用金屬板20的外周產(chǎn)附近形成77個(gè)分割縫隙S2。再后，由圓筒狀連結(jié)縫隙S3將77個(gè)分割縫隙S2連結(jié)起來。在散熱片19的下端緣19b形成的嵌合用突出部19f，形成了可嵌合于分割縫隙S1與S2的形狀。如做成這樣的構(gòu)造，在將77個(gè)散熱片19接合于散熱片安裝用金屬板20上時(shí)，將散熱片安裝用金屬板20的背面?zhèn)冉谡辰Y(jié)劑中，粘結(jié)劑通過貫穿孔20和縫隙S1～S3靠毛細(xì)管現(xiàn)象上升。其結(jié)果，在進(jìn)行散熱片19的接合作業(yè)時(shí)，可將多個(gè)散熱片19的內(nèi)端緣可傳熱地相互連接起來。且在將散熱片19接合于散熱片安裝用金屬板20之后，也可以在散熱片單元7的中央形成的倒切頭圓錐空間的內(nèi)面上涂布粘結(jié)劑。在該例中，粘結(jié)劑從圓弧狀縫隙S3流到散熱片安裝用金屬板20的表面?zhèn)龋捎谶@些粘結(jié)劑流入散熱片安裝用金屬板20的表面與散熱片19間形成的間隙內(nèi)，從而提高了散熱片19的接合強(qiáng)度。
在將這樣制造出來的散熱片單元7以傳熱性良好的粘結(jié)劑等接合手段接合于基板5的表面時(shí)，可得到多個(gè)散熱片19即沿著各個(gè)下端緣19b所對(duì)應(yīng)的1個(gè)假想垂直平面P與基板5的表面5a的交線間接固定于該表面5a，且在散熱面19e與假想垂直平面P間形成規(guī)定傾斜角θ地相對(duì)假想垂直平面P向同一方向(假想圓C的周向一方側(cè))傾斜的散熱器構(gòu)造。在該實(shí)施例中，由銅合金材料形成了基板5與散熱片單元7。
在該實(shí)施例中，葉輪11的葉片10與多個(gè)散熱片19向同一方向傾斜。而后，葉輪11向著多個(gè)散熱片19傾斜的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使冷卻用風(fēng)扇3動(dòng)作。這樣，比其相反的情況可提高冷卻性能。
多個(gè)散熱片19的傾斜角度最好是各個(gè)散熱面19e和假想垂直平面P間的角度θ(即傾斜角θ)傾斜小于45°。具體的來說，多個(gè)散熱片19在相對(duì)各個(gè)對(duì)應(yīng)的假想垂直平面P的相同方向(假想圓周C的周向側(cè))傾斜。該傾斜角θ的值可以小于45°而大于15°。如果在這個(gè)角度值范圍內(nèi)，散熱片的個(gè)數(shù)會(huì)多，能獲得足夠的冷卻性能。對(duì)于散熱片19的傾斜也可以用與散熱片安裝部11間的角度λ來定義。這種情況下角度范圍為45°＜λ＜85°。在這個(gè)角度范圍內(nèi)的話空氣流的壓力損耗小，與λ＝90度的狀態(tài)相比，流過2個(gè)散熱片9、9間的空氣流速變快、排氣量增大，所以能提高冷卻效率。角度θ及λ的最適合值取決于后述的冷卻風(fēng)扇3的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)速度、多個(gè)葉片19的角度以及與葉片的對(duì)置面積。不用說，散熱片19的傾斜方向也可以為圖1～8所示的逆向。
葉片10和上端緣19a之間的間隙為5mm-10mm。就該實(shí)例來說，把葉片10的角度確定為使冷卻風(fēng)扇3朝著散熱片單元7的多個(gè)散熱片19吹空氣。
從冷卻風(fēng)扇3向散熱片單元7吹的空氣從多個(gè)散熱片19鄰接的二個(gè)散熱片19、19各自的上端緣19a、19a間形成的開口處進(jìn)入鄰接的二個(gè)散熱片19、19間形成的間隙中，通過該間隙，從散熱片單元7的徑向外側(cè)散出。
圖12與圖13是用于說明散熱片單元107變成例的構(gòu)造的圖。在該散熱片單元107中，于散熱片單元107中心部配置金屬制筒體130(倒切頭圓錐形筒體)，將多個(gè)散熱片119各內(nèi)端緣119c可傳熱地結(jié)合于該筒體130外周面上。在這種接合中，可使用熱固化粘結(jié)劑、焊錫等。這種情況下，筒體130的下端面也可接合于散熱片安裝板120。
圖14與圖15是本發(fā)明再一實(shí)施例冷卻裝置的平面圖與正視圖。在與圖1～11中所示實(shí)施例構(gòu)成構(gòu)件實(shí)際相同構(gòu)件在圖1～11中所給符號(hào)上給出200的數(shù)的符號(hào)而省去其說明。圖16～18是用于說明該實(shí)施例冷卻裝置中使用的散熱片單元構(gòu)造的圖。為便于理解，在圖14～18中，減少了散熱片219的個(gè)數(shù)。在本實(shí)施例中，多個(gè)散熱片219，具有位于多個(gè)葉片210外側(cè)并以多個(gè)葉片210的中心線為中心圍起來的延長部219A，這一點(diǎn)是與前述實(shí)施例不同的。在其他點(diǎn)上，與前述各實(shí)施例相同。這樣，由于增大了散熱片219的散熱面積，可進(jìn)一步提高冷卻性能。且如圖所示，在散熱片219個(gè)數(shù)較少的情況下，如圖12與圖13所示，也可以將各散熱片219內(nèi)端緣219c連接于金屬制筒體130上，將各散熱葉片219的內(nèi)端緣可傳熱地接合。
圖19是用于說明可用于本發(fā)明冷卻裝置的又一散熱片單元307的構(gòu)造的圖。在圖14的散熱片單元307中，多個(gè)散熱片319，沿假想垂直平面P與表面305a的交線彎曲。如使用這樣的彎曲散熱片319，由于各散熱片319的內(nèi)側(cè)緣部相互間形成的間隙增大，內(nèi)側(cè)緣部相互間難以連結(jié)。因此在這種情況下，也可采用圖12與圖13所示的金屬制筒體，可簡單地將各散熱片319內(nèi)端緣可傳熱地相互連結(jié)起來。
比較理想的是，使多個(gè)假想垂直面在假想圓的周向成等間隔。這樣，由于可大致均衡冷卻各散熱片，可不偏地冷卻基板，故可進(jìn)一步提高冷卻效率。
另如圖20(A)與圖20(B)所示的散熱片419，由于使散熱片419和一部分419a之厚度周期性增厚、在散熱片419表面形成凹凸，使散熱面各增大，故可更進(jìn)一步提高散熱效率。
像圖21(A)與圖21(B)所示的散熱片519那樣，使用了具有波狀凹凸的散熱片519，增大了散熱面積，也可提高散熱效率。
另外，像圖22(A)與圖22(B)所示散熱片619那樣，如使用了這種具有山形的細(xì)小凹凸的散熱片619，也可增大散熱面積，提高散熱效率。
像圖23(A)與圖23(B)所示的散熱片719那樣，將散熱片719一部分折曲在散熱片719上形成多根突條，也可增大散熱面積，提高其散熱效率。
根據(jù)本發(fā)明，既不會(huì)把冷卻裝置的徑向尺寸變大也不會(huì)縮短馬達(dá)壽命，能獲得與傳統(tǒng)的具有所謂高冷卻性能的昂貴的冷卻裝置同樣的冷卻性能。
權(quán)利要求
1.配置有散去熱源熱量散熱器的冷卻裝置，其特征在于它具有散熱器和冷卻用風(fēng)扇，所述的散熱器包括導(dǎo)熱性良好的基板、假想中心線、多個(gè)假想垂直平面、散熱片單元和冷卻風(fēng)扇，基板具有表面和與熱源接觸的里面，假想中心線在與前述基板的前述表面垂直的方向延伸，假想垂直平面分別在以前述中心線為中心的放射方向及前述表面的垂直方向延伸，且在以前述中心線為中心的假想圓周方向相間隔，散熱片單元包括多個(gè)散熱片，該散熱片相對(duì)前述基板表面被安置為能導(dǎo)熱狀并以前述中心線為中心圍繞著的前述中心線設(shè)置，冷卻風(fēng)扇配置有靠馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，相對(duì)前述散熱器，將前述轉(zhuǎn)子安置在前述散熱器的散熱片單元上方，轉(zhuǎn)子帶有多個(gè)葉片；前述多個(gè)散熱片具有下端緣、上端緣、內(nèi)端緣、外端緣和散熱面，下端緣分別位于前述基板側(cè)，上端緣位于前述下端緣相對(duì)側(cè)，上端緣連結(jié)前述下端緣與前述上端緣、并位于前述中心線側(cè)，外端緣連結(jié)前述下端緣與前述上端緣并位于和前述內(nèi)端緣相反一側(cè)，散熱面位于前述下端緣、前述上端緣、前述內(nèi)端緣及外端緣之間；前述多個(gè)散熱片相對(duì)前述表面固定為各個(gè)前述下端緣沿著對(duì)應(yīng)的一個(gè)前述假想垂直平面和前述表面的交線，并且相對(duì)前述假想垂直平面的相同方向傾斜以使前述散熱面和前述假想垂直平面間形成規(guī)定的角度θ；將前述多個(gè)散熱片中的相鄰2散熱片各自的前述內(nèi)端緣相互間可傳熱地連結(jié)起來；對(duì)于前述散熱片單元和前述冷卻風(fēng)扇來說，前述冷卻風(fēng)扇的前述多個(gè)葉片與前述多個(gè)散熱片的前述上端緣具有對(duì)置的位置關(guān)系；前述冷卻風(fēng)扇動(dòng)作使冷卻空氣在前述散熱片單元的前述多個(gè)散熱片上流動(dòng)。
2.按權(quán)利要求1所記述的冷卻裝置，其特征在于，前述2枚散熱片各自的內(nèi)端緣用傳熱性高的金屬制成或合成樹脂制粘結(jié)劑相互接合。
3.按權(quán)利要求2所記述的冷卻裝置，其特征在于，前述多個(gè)散熱片連結(jié)起來的、由各自前述內(nèi)端緣圍成的空間，具有以前述中心線為中心、隨著向前述基板側(cè)去徑向尺寸逐漸減小而成的大致切頭圓錐形的形狀。
4.按權(quán)利要求1所記述的冷卻裝置，其特征在于，在前述散熱片單元中心部配置金屬制筒體，前述多個(gè)散熱片各自內(nèi)端緣可傳熱地結(jié)合于前述筒體外周面上。
5.按權(quán)利要求4所記述的冷卻裝置，其特征在于，前述多個(gè)散熱片沿前述假想垂直平面與前述表面的前述交線彎曲。
6.按權(quán)利要求1所記述的冷卻裝置，其特征在于，前述多個(gè)散熱片具有分別位于前述多個(gè)葉片外側(cè)的、將前述多個(gè)葉片以中心線為中心包圍的延長部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于前述散熱片單元具有被接合到前述基板的前述表面上的散熱片安裝用金屬板，前述多個(gè)散熱片分別由平板狀金屬板形成，前述多個(gè)散熱片的前述下端緣固定在前述散熱片安裝用金屬板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述冷卻裝置，其特征在于在前述散熱片安裝用金屬板上形成的多條縫隙以前述中心線為中心沿放射方向延伸且在前述圓周方向有規(guī)定的間隔；在前述多個(gè)散熱片的前述下端緣上一體形成被插入各個(gè)前述縫隙中的插入用突出部；前述多個(gè)散熱片在各個(gè)前述插入用突出部被插入對(duì)應(yīng)的前述多條縫隙中的狀態(tài)下接合到前述散熱片安裝用金屬板上。
9.按權(quán)利要求8所記述的冷卻裝置，其特征在于，嵌合于前述多個(gè)縫隙的前述多個(gè)散熱片的前述嵌合用突出部，從前述縫隙突出到前述散熱片安裝用金屬板背面?zhèn)?；前述嵌合用突出部直接接觸前述基板的前述表面。
10.按權(quán)利要求1所記述的冷卻裝置，其特征在于，前述多個(gè)散熱片在散熱面上形成著凹凸部。
11.按權(quán)利要求1所記述的冷卻裝置，其特征在于，前述多個(gè)散熱片直接固定于前述基板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于在前述基板上形成的多條縫隙以前述中心線為中心沿放射方向延伸且在前述圓周方向有規(guī)定的間隔；在前述多個(gè)散熱片的前述下端緣上一體形成被插入各個(gè)前述縫隙中的插入用突出部；前述多個(gè)散熱片在各個(gè)前述插入用突出部被插入對(duì)應(yīng)的前述多條縫隙中的狀態(tài)下直接接合到前述基板上。
13.按權(quán)利要求1所記述的冷卻裝置，其特征在于，前述冷卻用風(fēng)扇的殼體具有殼體本體、多根板條與多根支柱，其中，殼體本體具有圍繞前述葉輪周圍至少一部分的風(fēng)洞部和上述風(fēng)洞部；多根板條用來將前述馬達(dá)殼體支承于前述殼體本體上；多根支柱其一端安裝于前述殼體本體，其另一端連結(jié)于前述基板；在前述基板上設(shè)有結(jié)合前述多根支柱另一端的多個(gè)被結(jié)合部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷卻性能高、壽命長、且裝置的徑向尺寸小的配置有散熱器的冷卻裝置。散熱器1具有散熱片單元7,該散熱片單元7包括有以中心線為中心并圍繞中心線配置的多個(gè)散熱片19。冷卻風(fēng)扇3具有由馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉軟11,葉軟帶有多個(gè)葉片10,并相對(duì)散熱器1安裝成使葉軟11位于散熱器1的散熱單元7的上方。多個(gè)散熱片19相對(duì)假想垂直平面按規(guī)定的傾斜角θ傾斜。多個(gè)散熱片19的內(nèi)側(cè)端部可傳熱地連接著。
文檔編號(hào)H01L23/36GK1379304SQ0111924
公開日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2001年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者小河原俊樹, 丸山晴久, 渡邊道德, 佐佐宜靖 申請(qǐng)人:山洋電氣株式會(huì)社