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(kāi)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(guò)多個(gè)散熱片間排出，該散熱片是放射狀配置的。在美國(guó)專利公報(bào)5629834號(hào)(日本專利2765801號(hào)，特開(kāi)平7-111302)以及美國(guó)專利公報(bào)5782292號(hào)(特開(kāi)平9-102566號(hào)公報(bào))公開(kāi)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(guó)專利公報(bào)5785116號(hào)(特開(kāi)平9-219478號(hào)公報(bào))公開(kāi)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(guò)風(fēng)扇中心的中心線傾斜。在這些公知技術(shù)中，通過(guò)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(guò)大是個(gè)問(wèn)題。因風(fēng)扇的馬達(dá)固定在散熱器上，把來(lái)自散熱器的熱傳給馬達(dá)，降低了馬達(dá)壽命也是個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種冷卻性能高、壽命長(zhǎng)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)明所用散熱器的多個(gè)散熱片具有下端緣、上端緣和散熱面，下端緣分別位于基板側(cè)，上端緣位于前述下端緣相對(duì)側(cè)，散熱面位于下端緣和上端緣之間；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(lái)說(shuō)，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(lái)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?；蛘哂媚茉谳S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(wú)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冷卻效果。
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(guò)彎曲加工而形成的話，就能降低制作成本且使制作簡(jiǎn)化。
為了能簡(jiǎn)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)。
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)。也可以把安裝著前述固定用凸緣的散熱片直接固定在基板表面。
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??；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)施例基本結(jié)構(gòu)分體透視圖；圖2是第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片單元透視圖；圖3是說(shuō)明一例制造數(shù)熱片單元方法的示意圖；圖4是說(shuō)明一例制造散熱片單元方法的示意圖；圖5是表示散熱片單元制造過(guò)程中狀態(tài)的透視圖；圖6是表示散熱片傾斜角放大的基本剖面圖；圖7是表示散熱片傾斜角放大的基本剖面圖；圖8是表示一例散熱片和葉片關(guān)系的示意圖；圖9是本發(fā)明冷卻裝置第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)平面圖；圖10是本發(fā)明冷卻裝置第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)右視圖；圖11是本發(fā)明冷卻裝置第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)正視圖；圖12是第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片單元的平面圖；圖13是第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片單元的正視圖；圖14是第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片的平面圖；圖15是第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片單元制造過(guò)程中狀態(tài)的平面圖；圖16是第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片單元制造過(guò)程中狀態(tài)的正視圖；圖17是另一種散熱片單元制造過(guò)程中狀態(tài)的平面圖；圖18(A)另一種散熱片側(cè)視圖；(B)該散熱片的正視圖；圖19是另一種散熱片單元制造過(guò)程中狀態(tài)的平面圖；圖20是另一種散熱片單元制造過(guò)程中狀態(tài)的正視圖；圖21是又一種散熱片的平面圖；圖22是另一種散熱片單元制造過(guò)程中狀態(tài)的正視圖；以下參照附圖詳細(xì)說(shuō)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是本發(fā)明冷卻裝置第一實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)分體透視圖，圖2是散熱片單元透視圖；圖3至圖5是說(shuō)明制造該實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱片單元方法的示意圖。
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?；?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。
如圖2所示，散熱片單元7具有多個(gè)散熱片9，散熱片9以與基板5的表面5a垂直方向延伸的假想中心線CL為中心并圍繞著中心線CL設(shè)置。為了把散熱片9的形狀和與基板5對(duì)應(yīng)的姿態(tài)特定化，如圖2所示，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9以中心線CL為中心圍繞著中心線CL設(shè)置。如圖6所示，該散熱片具有下端緣9a、上端緣9b和散熱面9c，下端緣9a分別位于前述基板側(cè)，上端緣9b位于前述下端緣9a相對(duì)側(cè)，散熱面9c位于前述下端緣9a和前述上端緣9b之間。多個(gè)散熱片9對(duì)著基板5的表面固定為各個(gè)前述下端緣9a沿著對(duì)應(yīng)的一個(gè)假想垂直平面P和與基板5的表面5a接觸的散熱片安裝部11的交線。由于該實(shí)施結(jié)構(gòu)中的散熱片9是把后述的金屬板通過(guò)彎曲而形成的，由2個(gè)葉片10形成1個(gè)散熱片9。多個(gè)散熱片9各個(gè)散熱面9c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(lái)說(shuō)，多個(gè)散熱片9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9的傾斜也可以用與散熱片安裝部11間的角度λ來(lái)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(guò)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)葉片的角度以及與葉片的對(duì)置面積。不用說(shuō)，散熱片9的傾斜方向也可以為圖7所示的逆向。
對(duì)于散熱片單元7來(lái)說(shuō)，以總散熱片9的總散熱面積為F，以基板5的表面5a的面積為S，則其比率C=F/S的適用值為10＜C＜40。但這種條件并不是本發(fā)明的必要條件。
在制造上述結(jié)構(gòu)的散熱片單元時(shí)，例如，使用圖3所示細(xì)長(zhǎng)板狀金屬薄板(如厚度小于1mm)13，該薄板13中標(biāo)有點(diǎn)劃線14a、14b和虛線15；沿著圖5所示點(diǎn)劃線14a、14b和虛線15來(lái)回通過(guò)彎曲薄板13，把薄板13的兩端接合后形成圖2所示環(huán)狀散熱片單元，完成制作。既可以是圖3所示點(diǎn)劃線14a、14b在薄板13上直接相交，也可以是圖4所示點(diǎn)劃線14a、14b的延長(zhǎng)線在薄板13的外部相交。在加工后的狀態(tài)中，位于虛線15兩側(cè)的2條點(diǎn)劃線14a、14b相互間構(gòu)成散熱片9的下端緣9a。
在圖3和圖4所示的任何一種情況下，點(diǎn)劃線14a、14b都不是平行的并以角度θ’傾斜。該角度θ’的大小決定著散熱片9的傾斜角度θ或λ。
由于基板5和散熱片單元7的接合必須要能把基板5的熱有效地傳導(dǎo)給散熱片單元7，所以最好使用導(dǎo)熱性粘合劑、軟釬焊、硬釬焊或焊接或者超音波焊接等來(lái)進(jìn)行。
回頭再看圖1，冷卻風(fēng)扇3裝有轉(zhuǎn)子16，該轉(zhuǎn)子16具有多個(gè)葉片17，并用馬達(dá)19來(lái)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然在圖1中沒(méi)有示出，馬達(dá)19的外殼體由圖中未示出的多個(gè)金屬條片支持在蓋體21上。在蓋體21下部四角處一體地設(shè)置4根柱體23。在4根柱體23下端，在基板5四角處設(shè)置的貫通孔8中形成把螺釘從基板5里面5b插向表面5a的擰入螺釘?shù)穆菁y孔。在柱體23連接到基板5表面5a上時(shí)，冷卻風(fēng)扇3由圖中未示出的被插入貫通孔8中的螺釘而相對(duì)基板固定。這樣，對(duì)于散熱片單元7和冷卻風(fēng)扇3來(lái)說(shuō)，就能獲得冷卻風(fēng)扇3的多個(gè)葉片17和多個(gè)散熱片9的上端緣9a的對(duì)置關(guān)系。例如，葉片17和上端緣9a之間的間隙為5mm-10mm。就該實(shí)例來(lái)說(shuō)，把葉片17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9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9鄰接的二個(gè)散熱片9、9各自的上端緣9a、9a間形成的開(kāi)口處進(jìn)入鄰接的二個(gè)散熱片9、9間形成的間隙中，通過(guò)該間隙，從散熱片單元7的徑向外側(cè)散出。
如圖8所示，在冷卻風(fēng)扇3的轉(zhuǎn)子16向圖面的右手方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從葉片17的上部吸引的部分空氣因轉(zhuǎn)子16的轉(zhuǎn)動(dòng)而隨空氣流25排出。通過(guò)減小壓力損耗，因能更高密度地配置散熱片，所以能進(jìn)一步提高冷卻效率。
在上述實(shí)施結(jié)構(gòu)中，制作的鋁制散熱器采用的尺寸是50mm×50mm×15mm、λ=55°(θ=45°)、C=17.4，軸流式風(fēng)扇的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度為4000轉(zhuǎn)/分，在散熱器基體里面中心處接觸34W發(fā)熱源，在進(jìn)行的冷卻試驗(yàn)中，從散熱器的冷卻風(fēng)扇單元的外側(cè)排出的空氣流速為2.8m/s，確認(rèn)熱源的上升溫度能達(dá)到42℃。
在相同尺寸的基板上，使用散熱片傾斜角θ為0°(λ=90°)的比較用散熱器進(jìn)行相同的試驗(yàn)，冷卻性能最好的是λ=90°,C=8.2，這時(shí)排出空氣速度為2.1m/s，溫度上升為48℃。
圖9至圖11分別是配置有本發(fā)明第二實(shí)施例散熱器的冷卻裝置平面圖、右視圖和正視圖。圖12和圖13是該實(shí)施例結(jié)構(gòu)中所用散熱器的簡(jiǎn)要的平面圖和正視圖，圖14至圖16是用于說(shuō)明圖12和圖13所示散熱器制造方法的示意圖。在這些圖中，與圖1至圖8所示第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)構(gòu)成相同的部分采用圖1至圖8所用符號(hào)數(shù)加上100的數(shù)字符號(hào)來(lái)表示。第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)主要不同處在于散熱器101的結(jié)構(gòu)及其制造方法上。在第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)的散熱器中所用散熱片單元是通過(guò)彎曲一片金屬薄板而形成散熱片單元7的，而在第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中是把由平板狀金屬板構(gòu)成的多個(gè)散熱片109的下端緣109b(圖14)一個(gè)個(gè)接合到散熱片安裝用金屬板108上制造成散熱片單元107，該平板狀金屬板是把金屬薄板放在沖床上沖裁制成的。
參照?qǐng)D14至圖16說(shuō)明散熱片單元107的制造方法，如圖14所示，散熱片109具有下端緣109b、上端緣109a和散熱面109c，上端緣109a位于下端緣109b相對(duì)側(cè)，散熱面109c位于上端緣109a和下端緣109b之間。在散熱片109的下端緣109b上一體設(shè)置有插入用突出部109d。如圖15所示，在導(dǎo)熱性良好的散熱片安裝用金屬板108上形成多條縫隙S，該縫隙S在以中心線CL為中心的放射方向延伸，且在以中心線CL為中心的假想圓周C的周向中按規(guī)定間隔設(shè)置。各縫隙S位于虛設(shè)的多個(gè)假想垂直平面P中，該假想垂直平面P分別與中心線CL為中心的放射方向及與表面垂直的方向延伸，且在以中心線CL為中心的假想圓周C的周向中間隔。多條縫隙S的尺寸大于散熱片109厚度的尺寸，在把插入用突出部109d插入縫隙S中的狀態(tài)下，該尺寸取決于能使散熱片109在假想圓周方向按規(guī)定的角度傾斜的尺寸。
在把插入用突出部109d插入進(jìn)散熱片109的縫隙S后，使散熱片109在假想圓周C的周向(圖15中為逆時(shí)針?lè)较?傾斜，并把其下端緣109b能導(dǎo)熱地接合在散熱片安裝用金屬板108上。在這種接合中，即可以使用導(dǎo)熱性良好的粘接劑，也能使用軟釬焊等?？梢园讯鄠€(gè)散熱片109順次對(duì)著片安裝用金屬板108進(jìn)行接合，也可以在散熱片安裝用金屬板108的表面上涂布上預(yù)熱的硬化性粘著劑，把多個(gè)散熱片109的插入用突出部109d插入整個(gè)縫隙S，同時(shí)在一個(gè)方向使多個(gè)散熱片109傾斜，使熱硬化粘著劑硬化就能簡(jiǎn)單低價(jià)地制作散熱片單元107。使用縫隙S會(huì)使散熱片109的位置確定及接合到散熱片安裝用金屬板108上的接合作業(yè)變?nèi)菀住?br> 一旦把這樣制造的散熱片單元107采用導(dǎo)熱性良好的接合方式接合到基板105的表面，得到的散熱器結(jié)構(gòu)就為多個(gè)散熱片109間接地相對(duì)表面105a被固定且在以相對(duì)假想垂直平面P的相同方向(假想圓周C周向的一方)被傾斜，其固定方式為沿著各個(gè)下端緣109b對(duì)應(yīng)的一個(gè)假想垂直平面P和基板105的表面105a的交線，傾斜方式為散熱面109c與假想垂直平面P間形成規(guī)定的傾斜角θ。在該實(shí)施例結(jié)構(gòu)中基板105及散熱片單元107是用銅合金材料制成的。
從圖12可以看出，使用主要部件矩形散熱片109形成散熱片單元107后，該散熱片單元107以中心部的中心線CL為中心在朝向基板5側(cè)的直徑大致變小，形成截頭圓錐形空間SP。
圖9至圖11所示的冷卻風(fēng)扇103配置有由合成樹(shù)脂一體形成的蓋體121。該蓋體121具有風(fēng)口121a、蓋本體121b、3條金屬條片122和4根柱體123，風(fēng)口121a圍繞著轉(zhuǎn)子116周圍至少一部分并設(shè)置在蓋本體121b上，3條金屬條片將馬達(dá)119的殼體支撐在蓋本體121b上，柱體123一端安裝在蓋本體121b上另一端卡合在前述基板105上；在蓋本體121b上配置有多個(gè)接觸部124，該接觸部124與散熱片單元107的外面接觸并防止蓋本體121橫向移動(dòng)。在4根柱體123的另一端上配有鉤體(卡合部)。在基板105上的四角處設(shè)置使4根柱體的鉤體卡合的貫通孔108(被卡合部)。
在這個(gè)實(shí)施例中，與圖8所示第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子16的葉片17和多個(gè)散熱片9間的關(guān)系不同，設(shè)置在轉(zhuǎn)子116上的葉片117的傾斜方向與多個(gè)散熱片109的傾斜方向相同。在多個(gè)散熱片109傾斜方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子116可使冷卻風(fēng)扇103動(dòng)作。這樣做的話比其逆向時(shí)更能提高冷卻效率。
即使在第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，散熱片109的傾斜角θ等條件也可與第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)中的相同。
在上述第二實(shí)施例中，可以把散熱片109固定在散熱片安裝用金屬板108上，也可如圖17所示在基板205上形成多條縫隙S，把散熱片109的插入用突出部109d插入這些縫隙S而構(gòu)成散熱器。
如圖18所示，可將散熱片209在其下端緣209b上配置固定用凸緣209e。如果使散熱面209c與固定用凸緣209e間的角度為90°+θ，就能準(zhǔn)確地得出各散熱片209的傾斜角θ。也可以把這樣的散熱片209固定在沒(méi)有縫隙的散熱片安裝用金屬板上來(lái)構(gòu)成散熱片單元。另外，如圖19和圖20所示，也可把這種散熱片的固定用凸緣209e直接固定在基板105的表面105a上。
不用說(shuō)，也可以把圖21所示的單純的散熱片309直接接合在圖22所示的基板105上。
根據(jù)表發(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)，散熱面位于前述下端緣和前述上端緣之間；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同形成規(guī)定的角度θ；對(duì)于前述散熱片單元和前述冷卻風(fēng)扇來(lái)說(shuō)，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．根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于前述多個(gè)假想垂直平面在前述圓周方向假想地以等間隔布置。
3．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是用一片導(dǎo)熱性良好的金屬板通過(guò)彎曲而形成的。
4．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。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述冷卻裝置，其特征在于配備有一體的固定用凸緣，該固定用凸緣在前述多個(gè)散熱片的前述下端緣上沿前述散熱片安裝用金屬板表面方向延伸且固定在前述散熱片安裝用金屬板表面上，
6．根據(jù)權(quán)利要求1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。
7．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)下直接接合到前述板上。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于在前述多個(gè)散熱片的前述下端緣上一體設(shè)置有固定用凸緣，固定用凸緣沿前述基板的表面方向延伸且固定在前述表面上。
9．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以前述中心線為中心朝向前述基板側(cè)的直徑大致變小，形成截頭圓錐形空間。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于前述多個(gè)散熱片具有相同的形狀。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述冷卻裝置，其特征在于前述散熱片安裝用金屬板以及前述多個(gè)散熱片是由銅或銅合金金屬板制成的。
12．根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于前述傾斜角θ小于45°。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述冷卻裝置，其特征在于前述傾斜角θ小于45°大于15°。
14．根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于前述冷卻風(fēng)扇的前述多個(gè)葉片在與前述多個(gè)散熱片傾斜的方向相同的方向傾斜著；前述冷卻風(fēng)扇動(dòng)作以在前述多個(gè)散熱片傾斜的方向轉(zhuǎn)動(dòng)前述轉(zhuǎn)子。
15．根據(jù)權(quán)利要求1或14所述冷卻裝置，其特征在于從前述冷卻風(fēng)扇向前述散熱片單元吹動(dòng)的空氣從前述多個(gè)散熱片鄰接的二個(gè)前述散熱片的各個(gè)前述上端緣間形成的開(kāi)口處進(jìn)入鄰接的二個(gè)前述散熱片間形成的間隙中，通過(guò)該間隙，從前述散熱片單元的徑向外側(cè)散出。
16．根據(jù)權(quán)利要求1所述冷卻裝置，其特征在于前述冷卻風(fēng)扇殼體具有風(fēng)口、蓋本體、多個(gè)金屬條片和多個(gè)柱體，風(fēng)口至少圍繞前述轉(zhuǎn)子周圍的一部分，蓋本體上設(shè)有前述風(fēng)口，多個(gè)金屬條片將前述馬達(dá)的殼體支撐在前述蓋本體上，柱體一端安裝在前述蓋本體上另一端卡合在前述基板上；在前述基板上設(shè)置有把前述多個(gè)柱體的前述另一端卡合的多個(gè)被卡合部。
17．配置有散去熱源熱量散熱器的冷卻裝置，其特征在于前述散熱器具有導(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、假想中心線在與前述基板的前述表面垂直的方向延伸，多個(gè)假想垂直平面分別在以前述中心線為中心的放射方向及與前述表面垂直的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，散熱片單元對(duì)應(yīng)于前述基板表面安裝為能導(dǎo)熱的，且具有以前述中心線為中心圍繞前述中心線配置的多個(gè)散熱片；前述多個(gè)散熱片具有下端緣、上端緣和散熱面，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)，散熱面位于前述下端緣和前述上端緣之間；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。
18．配置有散去熱源熱量散熱器的冷卻裝置，其特征在于它包括散熱器和風(fēng)扇，所述散熱器它具有導(dǎo)熱性良好的基板、假想中心線、多個(gè)假想垂直平面、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)熱的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)，散熱面位于前述下端緣和前述上端緣之間；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；對(duì)于前述散熱片單元和前述冷卻風(fēng)扇來(lái)說(shuō)，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；前述散熱片的散熱面和前述假想垂直平面間的角度為90°-λ，其中45°＜λ＜85°；前述散熱片的散熱面積F和前述基板的面積S的比率C=F/S，設(shè)定為10＜C＜40；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)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷卻性能高、壽命長(zhǎng)、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9。冷卻風(fēng)扇3具有由馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子16,轉(zhuǎn)子帶有多個(gè)葉片17,并相對(duì)散熱器1安裝成使轉(zhuǎn)子16位于散熱器1的散熱單元7的上方。散熱片9相對(duì)假想垂直平面按規(guī)定的傾斜角θ傾斜。
文檔編號(hào)H01L23/467GK1309341SQ0111196
公開(kāi)日2001年8月22日 申請(qǐng)日期2001年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月8日
發(fā)明者佐∴宜靖, 小河原俊樹(shù), 渡邊道德, 丸山晴久 申請(qǐng)人:山洋電氣株式會(huì)社