JPH0676872B2 - ヒートシンク - Google Patents
ヒートシンクInfo
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- JPH0676872B2 JPH0676872B2 JP1124154A JP12415489A JPH0676872B2 JP H0676872 B2 JPH0676872 B2 JP H0676872B2 JP 1124154 A JP1124154 A JP 1124154A JP 12415489 A JP12415489 A JP 12415489A JP H0676872 B2 JPH0676872 B2 JP H0676872B2
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子機器類等の発熱を伴う機器に適用して
発生する熱を回収するヒートシンクに関する。
発生する熱を回収するヒートシンクに関する。
一般に、ヒートシンクは、余剰の熱エネルギーを吸収す
る機能を有するものである。このようなヒートシンクに
は、金属等の熱の良導体から成る厚板をフライス盤等の
工作機械を用いてあるいはプレス抜きをして流路溝を刻
み、該流路溝を覆うように蓋板を前記厚板にロー付け等
で接合して形成したものがあり、また、金属薄板にプレ
ス成形加工を施して流路状の凹みを形成し、次いで、蓋
板を前記金属薄板に接合して凹みを覆うように構成した
ものが知られている。
る機能を有するものである。このようなヒートシンクに
は、金属等の熱の良導体から成る厚板をフライス盤等の
工作機械を用いてあるいはプレス抜きをして流路溝を刻
み、該流路溝を覆うように蓋板を前記厚板にロー付け等
で接合して形成したものがあり、また、金属薄板にプレ
ス成形加工を施して流路状の凹みを形成し、次いで、蓋
板を前記金属薄板に接合して凹みを覆うように構成した
ものが知られている。
しかしながら、上記の従来のヒートシンクは、使用する
工作機械の性能や製造コストの関係上、板材に形成する
溝の形状が平面的な流路に限られ、立体的な流路を作る
ことができない等の問題点を有している。
工作機械の性能や製造コストの関係上、板材に形成する
溝の形状が平面的な流路に限られ、立体的な流路を作る
ことができない等の問題点を有している。
或いは、ヒートシンクの製作において、蓋板と流路形成
板とをろう付けで接合する場合に、第11図に示すよう
に、ろう付け前に、各板材71,72,73,74の間にろう材75
を挟んで各板材71,72,73,74を接合することになるが、
第12図に示すように、接合部77からろうが流れ出し、符
号76で示すように、ろうだれ現象が生じると共に、この
部分のろう材が不足し固化時にろう材の収縮による引け
現象が生じて、接合部77に隙間78が生じ易い。
板とをろう付けで接合する場合に、第11図に示すよう
に、ろう付け前に、各板材71,72,73,74の間にろう材75
を挟んで各板材71,72,73,74を接合することになるが、
第12図に示すように、接合部77からろうが流れ出し、符
号76で示すように、ろうだれ現象が生じると共に、この
部分のろう材が不足し固化時にろう材の収縮による引け
現象が生じて、接合部77に隙間78が生じ易い。
そのために、接合不良を原因とする製造時不良率が高く
なり、蓋板と流路形成板との接合部にピンホールが発生
する等の原因により冷却流体のリークが生じ易く、蓋板
と流路形成板との接合部に耐圧性に問題が生じて高い冷
却流体圧が加わった時に、接合部に損傷の危険性があ
る。
なり、蓋板と流路形成板との接合部にピンホールが発生
する等の原因により冷却流体のリークが生じ易く、蓋板
と流路形成板との接合部に耐圧性に問題が生じて高い冷
却流体圧が加わった時に、接合部に損傷の危険性があ
る。
これらの欠点を回避するために、第13図に示すように、
蓋板81,84と流路形成板82,83との端面に面取りを施して
ろう溜まり85とする対策も行われているが、加工工程が
増加するためコストの上昇を避けることができない。
蓋板81,84と流路形成板82,83との端面に面取りを施して
ろう溜まり85とする対策も行われているが、加工工程が
増加するためコストの上昇を避けることができない。
そこで、この発明の目的は、上記の問題点を解決するこ
とであり、ヒートシンク本体自体を全体として複数の板
材から構成し、輪郭形状、流路、連通孔等の諸加工を各
板材をプレス抜きにより形成し、これらの板材の互いに
隣接し合う同士を、ろう付けで接合することにより、立
体的な流路を短時間に且つ低コストで行える製作するこ
とができるヒートシンクを提供することである。
とであり、ヒートシンク本体自体を全体として複数の板
材から構成し、輪郭形状、流路、連通孔等の諸加工を各
板材をプレス抜きにより形成し、これらの板材の互いに
隣接し合う同士を、ろう付けで接合することにより、立
体的な流路を短時間に且つ低コストで行える製作するこ
とができるヒートシンクを提供することである。
この発明は、上記の目的を達成するため、次のように構
成されている。即ち、この発明は、入口ポート及び出口
ポートを少なくとも何れか一方に形成した2枚の表面板
と、該表面板間に積層状に複数配置され且つプレス抜き
加工によって剪断面の適切な抜きアールが生じるように
形成された多数の独立した流路を有する流路板とを具備
し、前記流路板の前記流路が他の前記流路板の前記流路
に分流他は合流するように連通状態に前記各流路板がそ
れぞれ積層されており、前記表面板と隣接する前記流路
板との間及び隣接する前記各流路板との間の接触面はろ
う付けによって互いに一体に接合され、更に隣接する前
記流路板と前記流路板との間で前記抜きアールによって
形成される空所にはろう材が充填されて前記流路板が密
封接合されており、前記表面板に形成された前記入口ポ
ートから流入する流動性熱媒体が前記各流路板の前記流
路を分流又は合流して前記出口ポートへ流出されること
から構成したことを特徴とするヒートシンクに関する。
成されている。即ち、この発明は、入口ポート及び出口
ポートを少なくとも何れか一方に形成した2枚の表面板
と、該表面板間に積層状に複数配置され且つプレス抜き
加工によって剪断面の適切な抜きアールが生じるように
形成された多数の独立した流路を有する流路板とを具備
し、前記流路板の前記流路が他の前記流路板の前記流路
に分流他は合流するように連通状態に前記各流路板がそ
れぞれ積層されており、前記表面板と隣接する前記流路
板との間及び隣接する前記各流路板との間の接触面はろ
う付けによって互いに一体に接合され、更に隣接する前
記流路板と前記流路板との間で前記抜きアールによって
形成される空所にはろう材が充填されて前記流路板が密
封接合されており、前記表面板に形成された前記入口ポ
ートから流入する流動性熱媒体が前記各流路板の前記流
路を分流又は合流して前記出口ポートへ流出されること
から構成したことを特徴とするヒートシンクに関する。
〔作用〕 この発明によるヒートシンクは、上記のように構成され
ているので、次のような作用をする。即ち、このヒート
シンクは、二枚の表面板の何れか一方に入口ポートと出
口ポートとを設け、独立して複数配置された流路をプレ
ス抜きで形成した流路体を前記二枚の表面板間に積層状
にろう付けで互いに一体に密封接合したものであるの
で、前記入口ポートから流入した流動性熱媒体は、前記
流路体のプレス抜き加工して形成された流路を流れて表
面板の出口ポートから確実に流出する。そして、この間
に表面板を通して流路体に伝導された熱エネルギーは流
動性熱媒体により吸収されてヒートシンク外部へ運び出
される。
ているので、次のような作用をする。即ち、このヒート
シンクは、二枚の表面板の何れか一方に入口ポートと出
口ポートとを設け、独立して複数配置された流路をプレ
ス抜きで形成した流路体を前記二枚の表面板間に積層状
にろう付けで互いに一体に密封接合したものであるの
で、前記入口ポートから流入した流動性熱媒体は、前記
流路体のプレス抜き加工して形成された流路を流れて表
面板の出口ポートから確実に流出する。そして、この間
に表面板を通して流路体に伝導された熱エネルギーは流
動性熱媒体により吸収されてヒートシンク外部へ運び出
される。
このヒートシンクのプレス抜き加工で製作することにお
いて、流路板を積層する時に、ろう材を取り付けてこれ
を加熱して密封接合するが、プレス抜き加工した流路板
の切断面に生じる抜きアールについは最適な値が実験上
求められている。即ち、プレス抜きした流路板の切断面
に生じる抜きアールをろう材の濡れ角に応じて0.1mm乃
至0.5mmとすれば、流路板を積層した時に、端面のろう
溜まりが綺麗なろう付け端面を形成すると共に、板間の
接合部からろうが流れ出すろうだれ現象及びろう材の固
化時に生じるろう材の収縮による引け現象が発生するこ
となく、特に接合部に隙間が生じることなく、密封接合
できる。それ故に、流路板及び表面板の各板間の接合不
良を原因とする製造時不良率が低く、蓋板や流路板との
接合部でリークが発生することがない。
いて、流路板を積層する時に、ろう材を取り付けてこれ
を加熱して密封接合するが、プレス抜き加工した流路板
の切断面に生じる抜きアールについは最適な値が実験上
求められている。即ち、プレス抜きした流路板の切断面
に生じる抜きアールをろう材の濡れ角に応じて0.1mm乃
至0.5mmとすれば、流路板を積層した時に、端面のろう
溜まりが綺麗なろう付け端面を形成すると共に、板間の
接合部からろうが流れ出すろうだれ現象及びろう材の固
化時に生じるろう材の収縮による引け現象が発生するこ
となく、特に接合部に隙間が生じることなく、密封接合
できる。それ故に、流路板及び表面板の各板間の接合不
良を原因とする製造時不良率が低く、蓋板や流路板との
接合部でリークが発生することがない。
流路体を、蛇行流路を持つ一枚の流路板から構成した場
合、又は、同一形の蛇行流路を持つ互いに積層し接合し
た複数枚の流路板から構成した場合には、入口ポートか
ら流入した流動性熱媒体はその流路を流れて、出口ポー
トから流出する。複数枚の流路板から構成した場合に
は、細く深い流路を構成することができる。
合、又は、同一形の蛇行流路を持つ互いに積層し接合し
た複数枚の流路板から構成した場合には、入口ポートか
ら流入した流動性熱媒体はその流路を流れて、出口ポー
トから流出する。複数枚の流路板から構成した場合に
は、細く深い流路を構成することができる。
流路体を、二つの流路板を重ねた時に、一方の流路板の
流路が他方の流路板の二つの流路と互いに連通すること
になる二種類のプレス抜き加工のパターンの流路板を交
互に積層し接合した場合は、入口ポートから流入した流
動性熱媒体は、流路を通る毎に分岐或いは合流しながら
出口ポートに至る。この場合、流路はいわゆるオフセッ
トフィン型となるため、熱吸収効率がよい。
流路が他方の流路板の二つの流路と互いに連通すること
になる二種類のプレス抜き加工のパターンの流路板を交
互に積層し接合した場合は、入口ポートから流入した流
動性熱媒体は、流路を通る毎に分岐或いは合流しながら
出口ポートに至る。この場合、流路はいわゆるオフセッ
トフィン型となるため、熱吸収効率がよい。
また、流路体を、対の小孔を持つ流路板の両側に別のプ
レス抜き加工のパターンの流路板を接合し、小孔を通る
伝熱媒体の流れ方向が異なるように積層し接合した場合
は、流動性熱媒体は、入口ポートから流入した後、流路
をプレス抜きで形成した流路板の流路を巡って熱を吸収
し、小孔を形成した流路板は、その小孔を下降又は上昇
して次の流路板に形成された別のプレス抜き加工のパタ
ーンの流路を流れる。この場合、プレス抜き加工のパタ
ーンを二種類用意し、流路を形成した流路板を積層する
毎に交互に用いればよい。
レス抜き加工のパターンの流路板を接合し、小孔を通る
伝熱媒体の流れ方向が異なるように積層し接合した場合
は、流動性熱媒体は、入口ポートから流入した後、流路
をプレス抜きで形成した流路板の流路を巡って熱を吸収
し、小孔を形成した流路板は、その小孔を下降又は上昇
して次の流路板に形成された別のプレス抜き加工のパタ
ーンの流路を流れる。この場合、プレス抜き加工のパタ
ーンを二種類用意し、流路を形成した流路板を積層する
毎に交互に用いればよい。
入口ポート、出口ポート及び流路体に形成された流路
を、温度が異なる流動性熱媒体がそれぞれ流れる二系統
とすれば、一方の系統の入口ポートから流入した流動性
熱媒体は、流路体を巡る間に他方の系統の入口ポートか
ら流入した温度が異なる流動性熱媒体との間で熱交換
し、それぞれの系統の出口ポートから流出する。この場
合、ヒートシンクは熱交換器としての機能することがで
き、ヒートシンクを熱交換器として用いることができ
る。
を、温度が異なる流動性熱媒体がそれぞれ流れる二系統
とすれば、一方の系統の入口ポートから流入した流動性
熱媒体は、流路体を巡る間に他方の系統の入口ポートか
ら流入した温度が異なる流動性熱媒体との間で熱交換
し、それぞれの系統の出口ポートから流出する。この場
合、ヒートシンクは熱交換器としての機能することがで
き、ヒートシンクを熱交換器として用いることができ
る。
以下、図面を参照して、この発明によるヒートシンクの
実施例を説明する。各図面において、部品に付した符号
については、同一の構成及び同一の機能を有する部品に
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
実施例を説明する。各図面において、部品に付した符号
については、同一の構成及び同一の機能を有する部品に
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第1図(A)及び第1図(B)は、この発明によるヒー
トシンクの一実施例の接合前の構成部品の状態を示す分
解斜視図及び分解要部拡大図である。
トシンクの一実施例の接合前の構成部品の状態を示す分
解斜視図及び分解要部拡大図である。
表面板1,2はプレス抜き加工等の加工によって図示のよ
うに矩形に形成されている。表面板1,2の間に挟まれる
流路体3には、蛇行した流路8がプレス抜き加工によっ
て形成されている。表面板1には、流路体3の流路8の
両端に対応する位置において、この流路8に連通する孔
6,7が設けられている。これらの孔6,7もプレス抜き加工
により形成するのが好ましい。表面板1の孔6,7には、
入口ポート4と出口ポート5が取り付けられる。
うに矩形に形成されている。表面板1,2の間に挟まれる
流路体3には、蛇行した流路8がプレス抜き加工によっ
て形成されている。表面板1には、流路体3の流路8の
両端に対応する位置において、この流路8に連通する孔
6,7が設けられている。これらの孔6,7もプレス抜き加工
により形成するのが好ましい。表面板1の孔6,7には、
入口ポート4と出口ポート5が取り付けられる。
第2図(A)及び第2図(B)は、第1図(A)に示さ
れた各構成部品を接合して完成させたヒートシンクを示
す斜視図及び端部拡大図である。入口ポート4から流入
した流動性熱媒体である冷却媒体は、流路板3の流路8
を通って表面板2に蓄積されている熱エネルギーを運び
出し、表面板1の出口ポート5から流出する。
れた各構成部品を接合して完成させたヒートシンクを示
す斜視図及び端部拡大図である。入口ポート4から流入
した流動性熱媒体である冷却媒体は、流路板3の流路8
を通って表面板2に蓄積されている熱エネルギーを運び
出し、表面板1の出口ポート5から流出する。
第1図(B)には、表面板1,2と流路板3のプレス抜き
加工断面が示されており、各板とも、切断面の片側(図
では上側)に抜きアールRが形成されている。図示の例
では、抜きアールRの高さHは、0.1〜0.5mmとなるよう
に、プレス型と打抜き速度を調節したものである。
加工断面が示されており、各板とも、切断面の片側(図
では上側)に抜きアールRが形成されている。図示の例
では、抜きアールRの高さHは、0.1〜0.5mmとなるよう
に、プレス型と打抜き速度を調節したものである。
このようにして抜きアールRが形成された表面板1,2及
び流路板3を、第2図(B)に示すように、積層状に配
置して接合するため、互いに向き合うろう付け面10でろ
う付けする。この時、ヒートシンクの端面では抜きアー
ルRによりろう溜まり9が生じ、ろう付け端面が平らに
仕上げられる。
び流路板3を、第2図(B)に示すように、積層状に配
置して接合するため、互いに向き合うろう付け面10でろ
う付けする。この時、ヒートシンクの端面では抜きアー
ルRによりろう溜まり9が生じ、ろう付け端面が平らに
仕上げられる。
第3図(A)はこの発明によるヒートシンクの別の実施
例の接合前の構成部品の状態を示す分解斜視図、及び第
3図(B)は第3図(A)のヒートシンクの流路板の一
部を示す端部拡大図である。
例の接合前の構成部品の状態を示す分解斜視図、及び第
3図(B)は第3図(A)のヒートシンクの流路板の一
部を示す端部拡大図である。
表面板1,2は、入口ポート4及び出口ポート5を孔6,7に
取り付けている。この実施例では、積層流路板13は、同
一形の蛇行した流路8をプレス抜き加工により形成した
流路板13a,13b,13c,13dを複数枚互いに積層状に配置し
接合して形成されている。従って、積層流路板13の流路
としては、第1図(A)に示された流路8と比較して、
流路板の枚数倍の深さの流路18を構成することができ、
狭く深い流路を構成するのに適している。
取り付けている。この実施例では、積層流路板13は、同
一形の蛇行した流路8をプレス抜き加工により形成した
流路板13a,13b,13c,13dを複数枚互いに積層状に配置し
接合して形成されている。従って、積層流路板13の流路
としては、第1図(A)に示された流路8と比較して、
流路板の枚数倍の深さの流路18を構成することができ、
狭く深い流路を構成するのに適している。
第3図(B)には、積層流路板13を構成する流路板13a,
13b,13c,13dの一部が示されており、各流路板13a,13b,1
3c,13dは上下両方からの打抜きによるファインブランキ
ングにより板材から打抜いた場合を示しており、板の両
側に抜きアールRが形成される。ろう付け面10において
各流路板13a,13b,13c,13dを接合すると、隣合う流路板
の抜きアールRの間にろう溜まり9が形成されるので、
積層体即ち積層流路板13の端面の仕上がりが良好な面に
形成される。この場合には、第2図(B)に示されてい
る抜きアールRの1/2程度の抜きアールであることが望
ましい。
13b,13c,13dの一部が示されており、各流路板13a,13b,1
3c,13dは上下両方からの打抜きによるファインブランキ
ングにより板材から打抜いた場合を示しており、板の両
側に抜きアールRが形成される。ろう付け面10において
各流路板13a,13b,13c,13dを接合すると、隣合う流路板
の抜きアールRの間にろう溜まり9が形成されるので、
積層体即ち積層流路板13の端面の仕上がりが良好な面に
形成される。この場合には、第2図(B)に示されてい
る抜きアールRの1/2程度の抜きアールであることが望
ましい。
第4図(A)は、この発明によるヒートシンクの更に別
の実施例を示す分解斜視図であり、第3図(A)に示す
ヒートシンクの立体的流路の別形態であるオフセット流
路が構成される。第4図(B)は第4図(A)のヒート
シンクの積層流路板23を構成する各流路板を示す平面図
である。表面板1,2は、孔6,7にそれぞれ取り付けた入口
ポート4と出口ポート5とを持つ構成であり,第1図
(A)に示された表面板1,2と同一の構成である。
の実施例を示す分解斜視図であり、第3図(A)に示す
ヒートシンクの立体的流路の別形態であるオフセット流
路が構成される。第4図(B)は第4図(A)のヒート
シンクの積層流路板23を構成する各流路板を示す平面図
である。表面板1,2は、孔6,7にそれぞれ取り付けた入口
ポート4と出口ポート5とを持つ構成であり,第1図
(A)に示された表面板1,2と同一の構成である。
この実施例では、積層流路板23は、複数の流路板から成
るものであり、図では、一例として、積層流路板23は、
5枚の流路板23a,23b,23c,23d,23eを接合して形成され
ている。この図では、流路板23a,23c,23eは、同一の形
状の流路28に形成されているが、勿論、異なった形状の
流路に形成されてもよい。ここでは、流路板23a,23c,23
eには、複数個の同じ形状の細長い流路28a,28c,28eが規
則正しい配列でプレス抜き加工で形成されており、該各
流路板における各流路の位置も全く同じである。
るものであり、図では、一例として、積層流路板23は、
5枚の流路板23a,23b,23c,23d,23eを接合して形成され
ている。この図では、流路板23a,23c,23eは、同一の形
状の流路28に形成されているが、勿論、異なった形状の
流路に形成されてもよい。ここでは、流路板23a,23c,23
eには、複数個の同じ形状の細長い流路28a,28c,28eが規
則正しい配列でプレス抜き加工で形成されており、該各
流路板における各流路の位置も全く同じである。
流路板23aと流路板23cとの間に挟まれる流路板23bと、
流路板23cと流路板23eとの間に挟まれる流路板23dと
は、同様に同一の形状の流路28b,28dに形成されてもよ
い。これらの流路板23b,23dに形成された流路28b,28dの
パターンは、プレス抜き加工で異なる形状に形成されて
いる。即ち、流路板23a,23c,23eについては、各細長い
流路28a,28c,28eが、上下に隣合う他の流路板23b,23dの
流路28b,28dに対して入口側と出口側のポートになるよ
うに2箇所で連通している。
流路板23cと流路板23eとの間に挟まれる流路板23dと
は、同様に同一の形状の流路28b,28dに形成されてもよ
い。これらの流路板23b,23dに形成された流路28b,28dの
パターンは、プレス抜き加工で異なる形状に形成されて
いる。即ち、流路板23a,23c,23eについては、各細長い
流路28a,28c,28eが、上下に隣合う他の流路板23b,23dの
流路28b,28dに対して入口側と出口側のポートになるよ
うに2箇所で連通している。
従って、入口ポート4から流入した冷却媒体は流路板23
aの一番左上の流路28aに入り、次の流路板23bの一番左
上の流路孔28bを通って更に次の流路板23cの一番左上の
流路28cに入ると共に、流路板23aの一番左上の流路28a
の右端から流路板23bの最上段2列目の流路28bにも流入
する。この流路28bからは冷却媒体は流路板23aの流路28
aと流路板23cの流路28c及び流路28dとに流入する。
aの一番左上の流路28aに入り、次の流路板23bの一番左
上の流路孔28bを通って更に次の流路板23cの一番左上の
流路28cに入ると共に、流路板23aの一番左上の流路28a
の右端から流路板23bの最上段2列目の流路28bにも流入
する。この流路28bからは冷却媒体は流路板23aの流路28
aと流路板23cの流路28c及び流路28dとに流入する。
上記のように、入口ポート4から流入した冷却媒体は、
次々に各流路板23a,23b,23c,23d,23eに形成された複数
の各流路28a,28b,28c,28d,28eに分かれて流動し、最後
には再び流路板23aの出口側の孔7と連通する流路28aに
合流して出口ポート25から流出することになる。
次々に各流路板23a,23b,23c,23d,23eに形成された複数
の各流路28a,28b,28c,28d,28eに分かれて流動し、最後
には再び流路板23aの出口側の孔7と連通する流路28aに
合流して出口ポート25から流出することになる。
第4図(C)は、これらの流路板23a,23b,23c,23d,23e
を積層して構成した時のヒートシンクの流路板23を示す
部分端面図である。第4図(C)は、第2図(B)と同
様の図であり、積層した各流路板及びこれの上下に積層
される表面板1,2は先の実施例と同じくろう付けで接合
されている。
を積層して構成した時のヒートシンクの流路板23を示す
部分端面図である。第4図(C)は、第2図(B)と同
様の図であり、積層した各流路板及びこれの上下に積層
される表面板1,2は先の実施例と同じくろう付けで接合
されている。
第5図(A)はこの発明によるヒートシンクの立体的流
路を有する更に別の実施例を示す分解斜視図、及び第5
図(B)は第5図(A)のヒートシンクの積層流路板33
を示す平面図である。入口ポート4と出口ポート5とを
孔6,7で連結した表面板1,2は第1図に示された表面板1,
2と同じである。
路を有する更に別の実施例を示す分解斜視図、及び第5
図(B)は第5図(A)のヒートシンクの積層流路板33
を示す平面図である。入口ポート4と出口ポート5とを
孔6,7で連結した表面板1,2は第1図に示された表面板1,
2と同じである。
この実施例では、積層流路板33は、三つの流路板33a,33
b,33cから成る。中央に位置する流路板33bは、一種の隔
壁板としての機能を有し、二つの連通孔38b,38bが設け
てあり、後述するようにこれら連通孔を通る冷却媒体の
流れ方向が異なる。
b,33cから成る。中央に位置する流路板33bは、一種の隔
壁板としての機能を有し、二つの連通孔38b,38bが設け
てあり、後述するようにこれら連通孔を通る冷却媒体の
流れ方向が異なる。
流路板33aには、入口ポート4に連通する蛇行した流路3
8aが形成されていると共に、出口ポート5に連通する孔
39aが形成されている。同様に,流路板33cには、一端で
連通孔38bに連通し、他端で連通孔38bに連通する蛇行し
た流路38cが形成されている。
8aが形成されていると共に、出口ポート5に連通する孔
39aが形成されている。同様に,流路板33cには、一端で
連通孔38bに連通し、他端で連通孔38bに連通する蛇行し
た流路38cが形成されている。
従って、入口ポート34から流入した冷却媒体は、流路板
33aの流路38aの一端から流入してその他端に至り、隔離
板33bの連通孔38bを下降して流入板33cの流路38cの一端
に流入する。流路38cを流れてその他端に至った冷却媒
体は、流路板33bの流路38bを上昇して流路板33aの孔39a
に至り、出口ポート5から流出する。
33aの流路38aの一端から流入してその他端に至り、隔離
板33bの連通孔38bを下降して流入板33cの流路38cの一端
に流入する。流路38cを流れてその他端に至った冷却媒
体は、流路板33bの流路38bを上昇して流路板33aの孔39a
に至り、出口ポート5から流出する。
この実施例では、積層流路板33は三つの流路板から構成
されているが,更に隔離板を介して別の流路板を重ねて
流路板の段数を増やしてもよい。このような流路体33a,
33b,33cは、流路の端部の位置と連通孔の位置の組合わ
せを考慮すればよく、充分な段数の積層流路板33を得る
ことができる。
されているが,更に隔離板を介して別の流路板を重ねて
流路板の段数を増やしてもよい。このような流路体33a,
33b,33cは、流路の端部の位置と連通孔の位置の組合わ
せを考慮すればよく、充分な段数の積層流路板33を得る
ことができる。
第6図(A)はこの発明によるヒートシンクの立体的流
路を有する他の実施例を示す分解斜視図、及び第6図
(B)は第6図(A)の積層流路板を形成する各流路板
を示す平面図である。
路を有する他の実施例を示す分解斜視図、及び第6図
(B)は第6図(A)の積層流路板を形成する各流路板
を示す平面図である。
この実施例におけるヒートシンクは、表面板41,42及び
積層流路板43に2つの流路48,48′から成る二組の流動
性媒体流路系、これらの冷却媒体流路系に温度の異なる
二つの流動性熱媒体を流すことによって両媒体間に熱交
換が行われる熱交換器として機能させた例である。それ
に合わせて、表面板41にも二組の入口ポート4と出口ポ
ート5が設けられている。即ち、表面板41に形成された
一方の組の孔6,7に入口ポート4と出口ポート5が接続
されると共に、他方の組の孔6,7に入口ポート4と出口
ポート5が接続されている。
積層流路板43に2つの流路48,48′から成る二組の流動
性媒体流路系、これらの冷却媒体流路系に温度の異なる
二つの流動性熱媒体を流すことによって両媒体間に熱交
換が行われる熱交換器として機能させた例である。それ
に合わせて、表面板41にも二組の入口ポート4と出口ポ
ート5が設けられている。即ち、表面板41に形成された
一方の組の孔6,7に入口ポート4と出口ポート5が接続
されると共に、他方の組の孔6,7に入口ポート4と出口
ポート5が接続されている。
この実施例の積層流路板43は、二種類の流路板を組合わ
せて二組の流路を構成している。即ち、積層流路板43に
おいて、一方の流路板43a,43c,43e,43gは、該流路板の
一方の角部に一対の連通孔49a,49c,49e,49gが形成され
ていると共に、他方の角部に入口端と出口端となる一本
の蛇行した流路48a,48c,48e,48gが形成されている。
せて二組の流路を構成している。即ち、積層流路板43に
おいて、一方の流路板43a,43c,43e,43gは、該流路板の
一方の角部に一対の連通孔49a,49c,49e,49gが形成され
ていると共に、他方の角部に入口端と出口端となる一本
の蛇行した流路48a,48c,48e,48gが形成されている。
積層流路板43において、上記各流路板43a,43c,43e,43g
の間に位置する他の流路板43b,43d,43fは、隔離板とし
て機能し、前記連通孔49a,49c,49e,49gに対応する位置
と蛇行した流路48a,48c,48e,48gの両端部に対応する位
置とにそれそれ連通孔49b,49d,49fを持っている。これ
らの四隅の連通孔の位置は、対称位置に形成することが
加工上、部品の共通化ができ好ましい。二種類の流路板
で積層流路板43が構成できるので、プレス抜き加工によ
る流路板の製造が極めて安価で容易に行え、完成瀕の製
造管理が容易である。
の間に位置する他の流路板43b,43d,43fは、隔離板とし
て機能し、前記連通孔49a,49c,49e,49gに対応する位置
と蛇行した流路48a,48c,48e,48gの両端部に対応する位
置とにそれそれ連通孔49b,49d,49fを持っている。これ
らの四隅の連通孔の位置は、対称位置に形成することが
加工上、部品の共通化ができ好ましい。二種類の流路板
で積層流路板43が構成できるので、プレス抜き加工によ
る流路板の製造が極めて安価で容易に行え、完成瀕の製
造管理が容易である。
かかる二種類の流路板は、交互に重ねられるが、蛇行す
る流路48a,48c,48e,48gを持つ流路板43a,43c,43e,43g
は、更に交互に向きを互い違いに重ねられる。
る流路48a,48c,48e,48gを持つ流路板43a,43c,43e,43g
は、更に交互に向きを互い違いに重ねられる。
即ち、一方の組の入口ポート4から流入した一方の流動
性熱媒体は、流路板43aの連通孔49a、流路板43bの連通
孔49bを通って、流路板43cの蛇行流路48cの一端に至
り、該流動性熱媒体の一部はこの流路48cを流れる。他
方の流動性熱媒体は、更に降下して流路板43dの連通孔4
9d、流路板43eの連通孔49e、流路板43fの連通孔49fを通
って流路板43gの蛇行状の流路48gの一端に至る。蛇行状
の流路48gを流れた媒体は流路板43fの連通孔49f、流路
板43eの連通孔49e、流路板43dの連通孔49d、流路板43c
の蛇行流路48cの他端、流路板43bの連通孔49b、流路板4
3aの連通孔49aを通って出口ポート5から流出する。
性熱媒体は、流路板43aの連通孔49a、流路板43bの連通
孔49bを通って、流路板43cの蛇行流路48cの一端に至
り、該流動性熱媒体の一部はこの流路48cを流れる。他
方の流動性熱媒体は、更に降下して流路板43dの連通孔4
9d、流路板43eの連通孔49e、流路板43fの連通孔49fを通
って流路板43gの蛇行状の流路48gの一端に至る。蛇行状
の流路48gを流れた媒体は流路板43fの連通孔49f、流路
板43eの連通孔49e、流路板43dの連通孔49d、流路板43c
の蛇行流路48cの他端、流路板43bの連通孔49b、流路板4
3aの連通孔49aを通って出口ポート5から流出する。
また、他方の組の入口ポート4から流入した流動性熱媒
体も、同様にして流路板43aと流路板43eの蛇行状の流路
48eを流れて、出口ポート5から流出する。
体も、同様にして流路板43aと流路板43eの蛇行状の流路
48eを流れて、出口ポート5から流出する。
このように、温度の違う流動性熱媒体が、積層流路板43
の二組の流路系を独立して巡ることになり、その間に熱
交換が行われる。しかも、この例のようにそれぞれの流
路を交互に配置したので、両媒体の間の熱交換を効率良
く行うことができる。
の二組の流路系を独立して巡ることになり、その間に熱
交換が行われる。しかも、この例のようにそれぞれの流
路を交互に配置したので、両媒体の間の熱交換を効率良
く行うことができる。
第7図は、この発明によるヒートシンクを製造するに当
たっての製造工程を流れ図式に表したブロック図であ
る。
たっての製造工程を流れ図式に表したブロック図であ
る。
即ち、先ず、表面板と流路板を構成する板状材料に対し
ては、輪郭形状、流路、蛇行流路、連通孔がすべてプレ
ス抜き加工によって形成される(ステップ50)。
ては、輪郭形状、流路、蛇行流路、連通孔がすべてプレ
ス抜き加工によって形成される(ステップ50)。
次いで、プレス抜き加工が終了した材料には、面荒らし
処理と、その後の洗浄処理とから成る表面改質処理が施
される(ステップ51)。
処理と、その後の洗浄処理とから成る表面改質処理が施
される(ステップ51)。
板状材料に対して表面改質処理を施した後に、各表面板
と流路板とを接合するための組付工程において、部品組
付工程として入口ポートと出口ポートの部品が孔が形成
された一方の表面板に取付けられると共に、ろう材組付
工程として、表面板と流路板との間、及び流路板同士の
間に接合用のろう材が組み付けられる(ステップ52)。
と流路板とを接合するための組付工程において、部品組
付工程として入口ポートと出口ポートの部品が孔が形成
された一方の表面板に取付けられると共に、ろう材組付
工程として、表面板と流路板との間、及び流路板同士の
間に接合用のろう材が組み付けられる(ステップ52)。
上記組付工程が完了した後に、各表面板及び各流路板の
接合工程に移行する(ステップ53)。ステップ53におい
て、まず、各表面板及び各流路板を組付けた全体を加熱
し(加熱工程)、組み付けたろう材が溶融した各表面板
及び各流路板、又は流路板同士の間をろう付けして(ろ
う付工程)、最後に、ろう付けによって互いに接合した
各表面板及び各流路板を冷却する(冷却工程)。上記各
工程を経てこの発明によるヒートシンクが完成される。
接合工程に移行する(ステップ53)。ステップ53におい
て、まず、各表面板及び各流路板を組付けた全体を加熱
し(加熱工程)、組み付けたろう材が溶融した各表面板
及び各流路板、又は流路板同士の間をろう付けして(ろ
う付工程)、最後に、ろう付けによって互いに接合した
各表面板及び各流路板を冷却する(冷却工程)。上記各
工程を経てこの発明によるヒートシンクが完成される。
第8図は、表面板や流路板をろう付けするときに、不整
合や窪み、又はろうだれやろう付けを生じないような、
表面板や流路板の板厚に対するプレス抜きの際の抜きだ
けの関係を示した図である。
合や窪み、又はろうだれやろう付けを生じないような、
表面板や流路板の板厚に対するプレス抜きの際の抜きだ
けの関係を示した図である。
第8図は、表面板及び流路板を形成する板状材料の板厚
(横軸にプロット)と抜きアールRの高さ(縦軸にプロ
ット)との関係を示す領域図である。
(横軸にプロット)と抜きアールRの高さ(縦軸にプロ
ット)との関係を示す領域図である。
第8図において、ハッチングを施した領域は、ろう材の
濡れ角に応じたろう付けに最適な領域を示すものであ
り、抜き高さH、即ち、抜きアールRの板厚方向でみた
長さは、板厚0.5mm以上では、0.1mm〜0.5mmの範囲であ
ればよく、そして、板厚が0.1mm〜0.5mmの範囲にあれ
ば、0.1mm以上からその板厚の長さまでの抜きアールR
を形成すればよいことがわかる。
濡れ角に応じたろう付けに最適な領域を示すものであ
り、抜き高さH、即ち、抜きアールRの板厚方向でみた
長さは、板厚0.5mm以上では、0.1mm〜0.5mmの範囲であ
ればよく、そして、板厚が0.1mm〜0.5mmの範囲にあれ
ば、0.1mm以上からその板厚の長さまでの抜きアールR
を形成すればよいことがわかる。
ここで、第8図のハッチングを施した領域より上の領
域、即ち、板厚に対して抜きアールRだけを大きく取り
過ぎた領域では、第9図に示すように、ろう付けが不整
合になったり、窪み80を生じ易い現象が発生する。ま
た、第8図のハッチングを施した領域より下の領域、即
ち、板厚に対して抜きアールRだけが小さくなり過ぎた
領域では、第10図に示すように、ろうだれ76、及びろう
引け79の現象が生じ易い。
域、即ち、板厚に対して抜きアールRだけを大きく取り
過ぎた領域では、第9図に示すように、ろう付けが不整
合になったり、窪み80を生じ易い現象が発生する。ま
た、第8図のハッチングを施した領域より下の領域、即
ち、板厚に対して抜きアールRだけが小さくなり過ぎた
領域では、第10図に示すように、ろうだれ76、及びろう
引け79の現象が生じ易い。
この発明によるヒートシンクは、以上のように構成され
ており、次のような効果を有する。即ち、この発明によ
るヒートシンクは、入口ポート及び出口ポートを少なく
とも何れか一方に形成した2枚の表面板と、該表面板間
に該表面板と積層状に配置してろう付けで一体に接合
し、前記入口ポートから流入する流動性熱媒体を前記出
口ポートへ流出できるプレス抜き加工で形成した独立し
た複数の流路を有する流路板とから構成したので、流路
板に流路を形成するのに、従来のような流路溝を流路板
に切削加工により形成する必要がない。
ており、次のような効果を有する。即ち、この発明によ
るヒートシンクは、入口ポート及び出口ポートを少なく
とも何れか一方に形成した2枚の表面板と、該表面板間
に該表面板と積層状に配置してろう付けで一体に接合
し、前記入口ポートから流入する流動性熱媒体を前記出
口ポートへ流出できるプレス抜き加工で形成した独立し
た複数の流路を有する流路板とから構成したので、流路
板に流路を形成するのに、従来のような流路溝を流路板
に切削加工により形成する必要がない。
従って、流路板に流路を切削加工で形成するのに比べて
流路の形状を複雑且つ高精度に形成することができる。
流路の形状を複雑且つ高精度に形成することができる。
また、流路の長さが長くなると、切削加工の場合は加工
時間がその長さに比例して長くなるが、プレス抜き加工
であると、一回のプレス抜き動作で形成できるので、加
工時間は流路の長さに関係なく短縮化される。
時間がその長さに比例して長くなるが、プレス抜き加工
であると、一回のプレス抜き動作で形成できるので、加
工時間は流路の長さに関係なく短縮化される。
更に、プレス抜き加工の場合には、積層する流路板の枚
数を多くすればそれだけ流路の深さを深くすることがで
き、切削加工の場合のように深さに応じて加工時間が長
くなることがないと共に、切削加工の場合のように深さ
の限界があるというようなこともない。
数を多くすればそれだけ流路の深さを深くすることがで
き、切削加工の場合のように深さに応じて加工時間が長
くなることがないと共に、切削加工の場合のように深さ
の限界があるというようなこともない。
切削加工やプレス成形加工の場合は、溝の形状が平面的
に限られていたので立体的な流路を作ることができなか
ったが、プレス抜き加工を施した流路板を複数枚積層す
る場合には、流路自体の構造が立体的な構造に構成する
ことができる。
に限られていたので立体的な流路を作ることができなか
ったが、プレス抜き加工を施した流路板を複数枚積層す
る場合には、流路自体の構造が立体的な構造に構成する
ことができる。
このように、このヒートシンクの製造において、流路板
をプレス抜き加工で形成し、次いで、表面改質処理工
程、組付工程及び接合工程から製造することによって、
ヒートシンクを構成する流路板を短時間に数多く形成で
きるので、量産性に優れ且つ安価に製造することができ
る。
をプレス抜き加工で形成し、次いで、表面改質処理工
程、組付工程及び接合工程から製造することによって、
ヒートシンクを構成する流路板を短時間に数多く形成で
きるので、量産性に優れ且つ安価に製造することができ
る。
流路板の輪郭形状それ自体も、板材からプレス抜き加工
により形成することができるが、かかるプレス抜き加工
した流路板の切断面に生じる抜きアールをろう材の濡れ
角に応じた0.1mm乃至0.5mmとすれば、経験上、流路板を
積層してろう付けにより接合した時に、端面のろう溜ま
りできれいなろう付け端面が形成されるので、接合部か
らろうが流れ出すろうだれ現象及びろう材の固化時に生
じるろう材の収縮による引け現象は、発生することなく
接合部に隙間が生じることなく、密封接合できる。
により形成することができるが、かかるプレス抜き加工
した流路板の切断面に生じる抜きアールをろう材の濡れ
角に応じた0.1mm乃至0.5mmとすれば、経験上、流路板を
積層してろう付けにより接合した時に、端面のろう溜ま
りできれいなろう付け端面が形成されるので、接合部か
らろうが流れ出すろうだれ現象及びろう材の固化時に生
じるろう材の収縮による引け現象は、発生することなく
接合部に隙間が生じることなく、密封接合できる。
そのために、流路板及び表面板の各板間の接合不良を原
因とする製造時不良率が低く、蓋板や流路板との接合部
でリークが発生することがなく、流動性熱媒体に高い圧
力が加わった場合であっても接合部に損傷の発生の危険
性がない。
因とする製造時不良率が低く、蓋板や流路板との接合部
でリークが発生することがなく、流動性熱媒体に高い圧
力が加わった場合であっても接合部に損傷の発生の危険
性がない。
第1図(A)はこの発明によるヒートシンクの一実施例
の接合前の構成部品の状態を示す分解斜視図、第1図
(B)は第1図(A)のヒートシンクの一実施例の接合
前の構成部品の状態を示す分解端部拡大図、第2図
(A)は第1図に示したヒートシンクの接合完成した状
態を示す斜視図、第2図(B)は第2図(A)の端部拡
大図、第3図(A)はこの発明によるヒートシンクの立
体的流路の別の実施例の接合前の構成部品の状態を示す
分解斜視図、第3図(B)は第3図(A)のヒートシン
クの流路板の一部を示す端部拡大図、第4図(A)はこ
の発明によるヒートシンクの立体的流路の別形態である
オフセット流路の更に別の実施例の接合前の構成部品の
状態を示す分解斜視図、第4図(B)は第4図(A)に
示すヒートシンクの各流路板の平面図、第4図(C)は
第4図(B)に示す流路板の接合後の端部拡大図、第5
図(A)はこの発明によるヒートシンクの立体的流路の
他の実施例の接合前の構成部品の状態を示す分解斜視
図、第5図(B)は第5図(A)に示すヒートシンクの
各流路板の平面図、第6図(A)はこの発明によるヒー
トシンクが熱交換器として機能できる更に他の実施例の
接合前の構成部品の状態を示す分解斜視図、第6図
(B)は第6図(A)に示すヒートシンクの各流路板の
平面図、第7図はこの発明によるヒートシンクを製造す
るに当たっての製造工程を流れ図式に表したブロック
図、第8図はヒートシンクの製造において表面板及び流
路板を形成する板状材料の板厚と抜きアールの高さとの
関係を示す領域図、第9図は抜きアールが大きいヒート
シンクの流路板の状態の一例を示す概略説明図、第10図
は抜きアールが小さいヒートシンクの流路板の状態の別
の例を示す概略説明図、第11図は抜きアールが小さいヒ
ートシンクの流路板の接合前の状態の別の例を示す概略
説明図、第12図は第11図のヒートシンクの流路板の接合
後の状態を示す概略説明図、及び第13図は従来のヒート
シンクの流路板の接合後の状態の更に別の例を示す概略
説明図である。 1,2,41,42……表面板、3,13a,13b,23a.23b,23c,23d,23
e,33a,33b,33c,43a,43b,43c,43d……流路板、13,23,33,
43……積層流路板、4……入口ポート、5……出口ポー
ト、6,7……孔、8,18,28,38,48,48′……流路。
の接合前の構成部品の状態を示す分解斜視図、第1図
(B)は第1図(A)のヒートシンクの一実施例の接合
前の構成部品の状態を示す分解端部拡大図、第2図
(A)は第1図に示したヒートシンクの接合完成した状
態を示す斜視図、第2図(B)は第2図(A)の端部拡
大図、第3図(A)はこの発明によるヒートシンクの立
体的流路の別の実施例の接合前の構成部品の状態を示す
分解斜視図、第3図(B)は第3図(A)のヒートシン
クの流路板の一部を示す端部拡大図、第4図(A)はこ
の発明によるヒートシンクの立体的流路の別形態である
オフセット流路の更に別の実施例の接合前の構成部品の
状態を示す分解斜視図、第4図(B)は第4図(A)に
示すヒートシンクの各流路板の平面図、第4図(C)は
第4図(B)に示す流路板の接合後の端部拡大図、第5
図(A)はこの発明によるヒートシンクの立体的流路の
他の実施例の接合前の構成部品の状態を示す分解斜視
図、第5図(B)は第5図(A)に示すヒートシンクの
各流路板の平面図、第6図(A)はこの発明によるヒー
トシンクが熱交換器として機能できる更に他の実施例の
接合前の構成部品の状態を示す分解斜視図、第6図
(B)は第6図(A)に示すヒートシンクの各流路板の
平面図、第7図はこの発明によるヒートシンクを製造す
るに当たっての製造工程を流れ図式に表したブロック
図、第8図はヒートシンクの製造において表面板及び流
路板を形成する板状材料の板厚と抜きアールの高さとの
関係を示す領域図、第9図は抜きアールが大きいヒート
シンクの流路板の状態の一例を示す概略説明図、第10図
は抜きアールが小さいヒートシンクの流路板の状態の別
の例を示す概略説明図、第11図は抜きアールが小さいヒ
ートシンクの流路板の接合前の状態の別の例を示す概略
説明図、第12図は第11図のヒートシンクの流路板の接合
後の状態を示す概略説明図、及び第13図は従来のヒート
シンクの流路板の接合後の状態の更に別の例を示す概略
説明図である。 1,2,41,42……表面板、3,13a,13b,23a.23b,23c,23d,23
e,33a,33b,33c,43a,43b,43c,43d……流路板、13,23,33,
43……積層流路板、4……入口ポート、5……出口ポー
ト、6,7……孔、8,18,28,38,48,48′……流路。
Claims (1)
- 【請求項1】入口ポート及び出口ポートを少なくとも何
れか一方に形成した2枚の表面板と、該表面板間に積層
状に複数配置され且つプレス抜き加工によって剪断面に
適切な抜きアールが生じるように形成された多数の独立
した流路を有する流路板とを具備し、前記流路板の前記
流路が他の前記流路板の前記流路に分流又は合流するよ
うに連通状態に前記各流路板がそれぞれ積層されてお
り、前記表面板と隣接する前記流路板との間及び隣接す
る前記各流路板との間の接触面はろう付けによって互い
に一体に接合され、更に隣接する前記流路板と前記流路
板との間で前記抜きアールによって形成される空所には
ろう材が充填されて前記流路板が密封接合されており、
前記表面板に形成された前記入口ポートから流入する流
動性熱媒体が前記各流路板の前記流路を分流又は合流し
て前記出口ポートへ流出されることから構成したことを
特徴とするヒートシンク。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1124154A JPH0676872B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1124154A JPH0676872B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | ヒートシンク |
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| JPH02306097A JPH02306097A (ja) | 1990-12-19 |
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ID=14878280
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|---|---|---|---|
| JP1124154A Expired - Fee Related JPH0676872B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | ヒートシンク |
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1989
- 1989-05-19 JP JP1124154A patent/JPH0676872B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH02306097A (ja) | 1990-12-19 |
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