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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-24
(54)【発明の名称】ヒートシンクならびに関連する装置および方法
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20240117BHJP
F28D 15/02 20060101ALI20240117BHJP
F28F 1/12 20060101ALI20240117BHJP
H01L 23/427 20060101ALI20240117BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240117BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 Z
F28D15/02 101H
F28D15/02 101A
F28D15/02 L
F28F1/12 Z
H01L23/46 B
H05K7/20 D
H05K7/20 R
H05K7/20 Q
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023541678
(86)(22)【出願日】2021-11-30
(85)【翻訳文提出日】2023-09-01
(86)【国際出願番号】 FI2021050829
(87)【国際公開番号】W WO2022148899
(87)【国際公開日】2022-07-14
(31)【優先権主張番号】20215018
(32)【優先日】2021-01-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523259167
【氏名又は名称】サーマル チャネル テクノロジーズ オーワイ
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】ペンティカイネン，ヴェサ
(72)【発明者】
【氏名】ヨケライネン，キンモ
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322AB01
5E322AB03
5E322AB05
5E322AB06
5E322DB10
5E322DB12
5E322FA01
5F136BA02
5F136CC14
5F136CC17
5F136DA33
5F136FA02
5F136FA03
(57)【要約】
本発明の例示的な態様によれば、細長い内側コア（１１０）および細長い外側プロファイル（１２０）を備えるヒートシンク（１００）が提供される。プロファイルは断面周囲を形成しており、かつ中間体積（１６０）がコア（１１０）とプロファイル（１２０）との間に形成されるようにコア（１１０）の周りにそこから離して設けられている。ヒートシンク（１００）はプロファイル（１２０）をコア（１１０）に接続するブリッジ（１３０）も有する。プロファイル（１２０）は中間体積（１６０）を周囲環境に露出させる少なくとも１つの開口部（１４０）を有する。少なくとも１つの開口部（１４０）は内側コア（１１０）の伸長寸法に平行でない方向に延在している。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヒートシンク（１００）であって、・伸長寸法に沿って細長い内側コア（１１０）と、
・外側プロファイル（１２０）であって、
・中間体積（１６０）が前記コア（１１０）と前記プロファイル（１２０）との間に形成されるように、前記コア（１１０）に沿ってその周りにそこから離して設けられており、かつ
・前記中間体積（１６０）を周囲環境に露出させる少なくとも１つの開口部（１４０）を備える
外側プロファイル（１２０）と、
・前記プロファイル（１２０）を前記コア（１１０）に接続するブリッジ（１３０）と、
を備える、ヒートシンク（１００）であり、
前記少なくとも１つの開口部（１４０）は前記内側コア（１１０）の前記伸長寸法に平行でない方向に延在していることを特徴とする、ヒートシンク（１００）。
【請求項2】
前記少なくとも１つの開口部（１４０）は前記プロファイル（１２０）の断面周囲に沿って部品を有する方向に延在している、請求項１に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項3】
前記少なくとも１つの開口部（１４０）は前記プロファイル（１２０）の前記周囲に沿って延在している、請求項１または２に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項4】
前記少なくとも１つの開口部（１４０）は前記プロファイル（１２０）の前記周囲全体の周りに延在しており、前記プロファイルをいくつかのプロファイル部分（１２１、１２２）に分ける、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項5】
前記プロファイル（１２０）は伸長寸法において細長く、かつ前記プロファイル（１２０）の前記伸長寸法において前記プロファイル（１２０）に沿って互いから離間された複数の前記開口部（１４０）を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項6】
前記開口部（１４０）は前記コア（１１０）の前記伸長寸法に対して半径方向であってその周りに回転式に設けられている、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項7】
前記少なくとも１つの開口部（１４０）は前記ブリッジ（１３０）を通って延在しており、前記コア（１１０）を周囲環境に露出させる、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項8】
前記コア（１１０）は中空である、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項9】
前記コア（１１０）はヒートパイプ（１１１）を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項10】
前記ヒートパイプ（１１１）は前記コア（１１０）の中に一体化されている、請求項９に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項11】
前記ヒートパイプ（１１１）は閉鎖されており、かつ熱サイホンサイクルを行うために相転移流体を含む、請求項９または１０に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項12】
前記ブリッジ（１３０）は、前記中間体積（１６０）を通って前記コア（１１０）と前記プロファイル（１２０）との間に延在する複数のスポーク（１３１）を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項13】
少なくとも１つのスポーク（１３１）は前記少なくとも１つのスポーク（１３１）から延在する複数のフィン（１３２）を含む、請求項１２に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項14】
・９０度超の初期延在角度（θ）が前記フィン（１３２）の前記プロファイル側において前記スポーク（１３１）と前記フィン（１３２）との間に形成されているか、・前記フィン（１３２）の前記タンジェントが前記スポーク（１３１）からの距離の関数として変化し、前記フィン（１３２）の前記プロファイル側において前記スポーク（１３１）と前記フィン（１３２）の前記タンジェントとの間に形成される角度を増加させるか、あるいは
・９０度超の初期延在角度（θ）が前記フィン（１３２）の前記プロファイル側において前記スポーク（１３１）と前記フィン（１３２）との間に形成されており、かつ前記フィン（１３２）の前記タンジェントは前記スポーク（１３１）からの距離の関数として変化し、前記フィン（１３２）の前記プロファイル側において前記スポーク（１３１）と前記フィン（１３２）の前記タンジェントとの間に形成される角度を増加させる、
請求項１３に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項15】
少なくとも１つのスポーク（１３１）は装着点として機能するためにソケット（１３３）を備える、請求項１２～１４のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項16】
前記ヒートシンク（１００）は、熱源（２００）を受け入れるための連結器（１５０）を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項17】
前記連結器（１５０）は、前記コア（１１０）を受け入れるためのチャネル（１５１）と、前記チャネル（１５１）と流体連通しているベイパーチャンバー（１５２）とを備える、請求項１６に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項18】
前記ベイパーチャンバー（１５２）の断面は前記チャネル（１５１）の断面よりも大きい、請求項１７に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項19】
前記ヒートシンク（１００）を構成している前記パーツ（１１０、１２０、１３０）は互いに一体化されている、先行する請求項のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項20】
放熱システムであって、・請求項１３～１９のいずれか１項に記載の複数のヒートシンク（１００）、および
・前記複数のヒートシンク（１１０）の前記コア（１１０）を受け入れるための複数の前記チャネル（１５１）を備える前記連結器（１５０）
を特徴とする、放熱システム。
照明器であって、
【請求項21】
・請求項１５～１９のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）、および・前記連結器（１５０）上に装着された人工の光源（２１０）
を特徴とする、照明器。
【請求項22】
照明システム（１０００）であって、・それぞれが人工の光源（２１０）を含む複数の照明器、および
・請求項１５～１９のいずれか１項に記載の複数のヒートシンク（１００）
を特徴とし、
・前記連結器（１５０）は、前記複数のヒートシンク（１１０）の前記コア（１１０）を受け入れるための複数の前記チャネル（１５１）を備え、
・前記複数の人工の光源（２１０）は前記共有される連結器（１５０）上に装着されている、照明システム（１０００）。
【請求項23】
・内側コア（１１０）と、・周囲を形成しており、かつ中間体積（１６０）が前記コア（１１０）と外側プロファイル（１２０）との間に形成されるように前記コア（１１０）の周りにそこから離して設けられている外側プロファイル（１２０）と、
・前記プロファイル（１２０）を前記コア（１１０）に接続するブリッジ（１３０）と、
を含めるための付加製造技術によりプリフォームを提供することを含むヒートシンク（１００）を作製するための方法であって、
少なくとも１つの開口部（１４０）が前記プロファイル（１２０）の周囲に沿って部品を有する方向に延在し、かつ前記中間体積（１６０）を周囲環境に露出させるように、材料除去製造技術により前記少なくとも１つの開口部（１４０）を前記プロファイル（１２０）に設けることを特徴とする、方法。
【請求項24】
前記ヒートシンク（１００）は請求項１～１９のいずれか１項に記載されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記付加製造技術は押し出しである、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項26】
前記材料除去製造技術は旋盤加工などのチップ除去製造技術である、先行する請求項２３～２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項27】
先行する請求項１～１９のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）上に前記熱源（２００）を装着すること、および細長いヒートシンク（１００）を前記熱源（２００）を下に向けた状態で垂直に対して傾斜した水平ではない角度で設置することを特徴とする、熱源（２００）を受け入れ構造に設置する方法。
【請求項28】
熱交換器（２０００、３０００）であって、・請求項８～１９のいずれか１項に記載の第１のヒートシンク（１００ａ）と、
・請求項８～１９のいずれか１項に記載の第２のヒートシンク（１００ｂ）と、
・前記第１および第２のヒートシンク（１００ａ、１００ｂ）の前記中空コア（１１０）を互いに流れ接続した状態に接続する連結器（１５０）と、
を備える熱交換器（２０００、３０００）。
【請求項29】
前記ヒートシンク（１００ａ、１００ｂ）および前記連結器（１５０）は閉鎖された伝熱チャネルを形成している、請求項２８に記載の熱交換器（２０００）。
【請求項30】
前記熱交換器（２０００）は、２つ以上のそのような対のヒートシンク（１００ａ、１００ｂ）を備える、請求項２８または２９に記載の熱交換器（２０００）。
【請求項31】
前記熱交換器（２０００）は貫流式熱交換器であり、冷却剤が前記ヒートシンク（１００ａ、１００ｂ）および連結器（１５０）を通って流れていてもよい、請求項２８に記載の熱交換器（３０００）。
【請求項32】
前記熱交換器（３０００）は、３つ以上のそのようなヒートシンク（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ）を連続的に接続する２つ以上のそのような連結器（１５０）を備える、請求項３１に記載の熱交換器（３０００）。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は冷却のための装置に関する。特に本開示は放熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロプロセッサ、ＬＥＤ、ＩＧＢＴモジュールなどの電気部品の冷却は従来より、伝熱要素を当該部品への物理的かつ熱的接続部に取り付けることに基づいている。ヒートシンクは従来より、放熱のための表面積を最大にするためにいくつかのフィン、キンクおよび他の形状を有する細長いプロファイルを、例えばダイカストまたは押し出しすることにより作られてきた。ＵＳ ２００９０７１６２４ Ａ１（米国特許出願公開第２００９０７１６２４号）およびＥＰ ２１９３３１０ Ｂ１（欧州特許第２１９３３１０号）は、外周に設けられた長手方向に延在する開口部を有する例示的な押し出しヒートシンクを開示している。
【0003】
従来のヒートシンクは特定の欠点を抱えていると見られる場合がある。ヒートシンクがダイカストにより作製される場合、ツーリングは比較的高価であり、その型の限られた寿命によりその状況はさらに悪化する。またその型の操作はプロセスペース時間を長引かせ、ダイカストで使用される通常の材料は典型的に僅かな熱伝導率しか有さず、成形された製造品は有効な放熱形状を可能にすることができない。他方で押し出しは、大量の材料を作製するために非常に有効な方法である。しかし押し出しによって作製されるヒートシンクは、押し出し形状が垂直でない向きでの有効な設置を可能にしないため、限られた設計自由度に悩まされる場合がある。
【0004】
有効であるだけでなく、従来の製造方法および工具での大量生産が可能な冷却解決法を提供することがなお求められている。
【発明の概要】
【0005】
本発明は独立請求項の特徴によって定められている。いくつかの具体的な実施形態は従属請求項に定められている。
【0006】
本開示の第１の態様によれば、細長い内側コアおよび細長い外側プロファイルを有するヒートシンクが提供される。プロファイルは断面周囲を形成しており、かつコアとプロファイルとの間に中間体積が形成されるようにコアの周りにそこから離して設けられている。本ヒートシンクはプロファイルをコアに接続するブリッジも有する。プロファイルは中間体積を周囲環境に露出させる少なくとも１つの開口部を有する。少なくとも１つの開口部は内側コアの伸長寸法に平行でない方向に延在している。言い換えると、その延在はプロファイルの断面周囲に沿って部品を有する方向にある。
【0007】
本開示の第２の態様によれば、複数のそのようなヒートシンクと、複数のヒートシンクのコアを受け入れるための複数のチャネルを有する連結器とを有する放熱システムが提供される。
【0008】
本開示の第３の態様によれば、そのようなヒートシンクと、光源を本ヒートシンクに接続するための連結器上に装着された人工の光源とを有する照明器が提供される。
【0009】
本開示の第４の態様によれば、それぞれが人工の光源を含む複数のそのような照明器と、複数のそのようなヒートシンクとを有する照明システムが提供される。連結器は、複数のヒートシンクのコアを受け入れるための複数のチャネルを特徴とし、複数の人工の光源は共有される連結器上に装着されている。
【0010】
本開示の第５の態様によれば、内側コアと、周囲を形成しており、かつコアとプロファイルとの間に中間体積が形成されるようにコアの周りにそこから離して設けられている外側プロファイルと、プロファイルをコアに接続するブリッジとを含めるための付加製造技術によりプリフォームを提供することを含む、ヒートシンクを作製するための方法が提供される。本方法では、少なくとも１つの開口部がプロファイルの周囲に沿って部品を有する方向に延在し、かつ中間体積を周囲環境に露出させるように材料除去製造技術により少なくとも１つの開口部をプロファイルに設ける。
【0011】
本開示の第６の態様によれば、そのようなヒートシンク上に装着された熱源を受け入れ構造に設置する方法であって、細長いヒートシンクを熱源を下に向けた状態で垂直に対して傾斜した水平ではない角度で設置する方法が提供される。
【0012】
本開示の第７の態様によれば、その両方が中空コアを備える第１および第２のそのようなヒートシンクと、本ヒートシンクの中空コアを互いに流れ接続した状態に接続する連結器とを備える熱交換器が提供される。
【0013】
いくつかの実施形態は、以下の箇条書きにしたリストからの１つ以上の特徴を備えていてもよい。
・少なくとも１つの開口部はプロファイルの周囲に沿って延在している
・少なくとも１つの開口部はプロファイルの周囲全体の周りに延在し、プロファイルをいくつかのプロファイル部分に分ける
・プロファイルは伸長寸法において細長い
・伸長寸法は真っ直ぐな伸長軸である
・伸長寸法は本ヒートシンク被加工物の押し出し直線軸である
・プロファイルは、プロファイルの伸長寸法においてプロファイルに沿って互いから離間された複数の前記開口部を備える
・コアは伸長寸法において細長い
・開口部はコアの伸長寸法に対して半径方向であってその周りに回転式に設けられている
・少なくとも１つの開口部はブリッジを通って延在し、コアを周囲環境に露出させる
・コアは中空である
・コアはコアの中に一体化されたヒートパイプを備える
・ブリッジは中間体積を通ってコアとプロファイルとの間に延在する複数のスポークを備える
・少なくとも１つのスポークは少なくとも１つのスポークから延在する複数のフィンを備える
・９０度超の初期延在角度がフィンのプロファイル側においてスポークとフィンとの間に形成されており、フィンのタンジェントはスポークからの距離の関数として変化し、フィンのプロファイル側においてスポークとフィンのタンジェントとの間に形成される角度を増加させる
・少なくとも１つのスポークはソケットを備える
・ソケットには装着点として機能するための雌ネジが設けられている
・本ヒートシンクは熱源を受け入れるための連結器を備える
・連結器はコアを受け入れるためのチャネルを備える
・連結器はチャネルと流体連通しているベイパーチャンバーを備える
・ベイパーチャンバーの断面はチャネルの断面よりも大きい
・本ヒートシンクを構成しているパーツは互いに一体化されている
・付加製造技術は押し出しである
・材料除去製造技術はチップ除去製造技術である
・材料除去製造技術は旋盤加工である
・中間体積は環状である
・少なくとも１つの開口部はプロファイルの周囲に沿って延在している
・少なくとも１つの開口部はプロファイルの周囲全体の周りに延在し、プロファイルをいくつかのプロファイル部分に分ける
・プロファイルは伸長寸法において細長い
・伸長寸法は真っ直ぐな伸長軸である
・伸長寸法は本ヒートシンク被加工物の押し出し直線軸である
・プロファイルは、プロファイルの伸長寸法においてプロファイルに沿って互いから離間された複数の前記開口部を備える
・コアは伸長寸法において細長い
・開口部はコアの伸長寸法に対して半径方向であってその周りに回転式に設けられている
・少なくとも１つの開口部はブリッジを通って延在し、コアを周囲環境に露出させる
・コアは中空である
・コアはコアの中に一体化されたヒートパイプを備える
・ブリッジは中間体積を通ってコアとプロファイルとの間に延在する複数のスポークを備える
・少なくとも１つのスポークは少なくとも１つのスポークから延在する複数のフィンを備える
・９０度超の初期延在角度がフィンのプロファイル側においてスポークとフィンとの間に形成されており、フィンのタンジェントはスポークからの距離の関数として変化し、フィンのプロファイル側においてスポークとフィンのタンジェントとの間に形成される角度を増加させる
・少なくとも１つのスポークはソケットを備える
・ソケットには装着点として機能するための雌ネジが設けられている
・本ヒートシンクは熱源を受け入れるための連結器を備える
・連結器はコアを受け入れるためのチャネルを備える
・連結器はチャネルと流体連通しているベイパーチャンバーを備える
・ベイパーチャンバーの断面はチャネルの断面よりも大きい
・本ヒートシンクを構成しているパーツは互いに一体化されている
・付加製造技術は押し出しである
・材料除去製造技術はチップ除去製造技術である
・材料除去製造技術は旋盤加工である
・中間体積は環状である
【0014】
本解決法の支援により、かなりの利点を得ることができる。提案されている形状は、押し出しおよび旋盤加工などの従来の製造技術により作製することができ、当該作製を大きい体積での大量生産に非常に適したものにさせる。さらに、開放された外側プロファイルにより、本ヒートシンクに沿って比較的自由に流れる気流が生じて放熱を容易にする。プロファイルの断面周囲がその周囲に部分的に沿って最後に開放される状態で、周囲空気は外側から当該周囲とコアとの間の中間体積に移動する。比較的温かいもしくは熱いコアと組み合わせられた本ヒートシンクの細長い形状は、冷却気流が煙突効果と同様にコアに沿って促進されることを意味する。開口部の周りのプロファイルの残りの部分により、空気がプロファイルを通って中間体積から容易に逃げることができず、むしろ本ヒートシンクの長手方向端から出ることを保証する。開口部のサイズ、分布および位置を変えることにより、煙突効果の流れ特性を最適化してもよい。追加または代わりとして、伸長寸法に沿って本ヒートシンクの長さを変えることにより、本ヒートシンクの容量を特定の用途に合わせてもよい。冷却気流は本ヒートシンクの効率を向上させ、それにより以前に比較的大型のヒートシンクを必要とした熱量を放散させるために必要とされる材料が減少する。
【0015】
他方でプロファイルは、本ヒートシンクの剛性を維持するために少なくとも部分的に伸長寸法に沿ってコアの周りに完全に延在していることが好ましい。開口部がプロファイルに加えてブリッジを通って延在している場合、空気は中間体積内のどこへでも流れることができる。本ヒートシンクを多くの冷却用途に適したものにさせる傾斜した向きでも自然な気流が可能となる。開口部がプロファイルの断面周囲に沿って部品を含んでいなければ、気流は当該構造が傾斜した向きで設置される場合にそれを冷却するために、あまり有効にはなり得ない。
【0016】
一実施形態によれば、本ヒートシンクはコア内部に内側流れ空洞を備える。その結果、熱源から本ヒートシンクの対向端への伝熱は非常に向上し、それにより本ヒートシンクの放熱容量全体を十分に利用することができる。
【0017】
以下では、添付の図面を参照しながら特定の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】一実施形態に係るヒートシンクが設けられた照明器の斜視図を示す。
【図4】拡張されたフィンを有する修正されたブリッジを特徴とする別の実施形態に係るヒートシンクの斜視図を示す。
【図6】曲線状のフィンを有する修正されたブリッジを特徴とするさらに別の実施形態に係るヒートシンクの斜視図を示す。
【図16】修正されたプロファイル形状を特徴とする別の実施形態に係るヒートシンクの斜視図を示す。
【図17】開口部の修正された向きを特徴とする別の実施形態に係るヒートシンクの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0019】
定義
【0020】
本明細書では「近位端」という表現は、熱源の近位にある本ヒートシンクの端部を指す。逆に「遠位端」は、熱源の遠位にある本ヒートシンクの端部、すなわち近位端に対する対向端を指す。
【0021】
本明細書では「伸長寸法」という表現は最大寸法の軸を指してもよい。真っ直ぐなプロファイルの場合、当該軸は直線状である。曲がったプロファイルの場合、当該軸は曲線状であってもよい。特に実用的な実施形態によれば、伸長寸法は、開口部が被加工物に導入される前の本ヒートシンクの押し出し直線軸である。
【0022】
本明細書では「断面」図は、特に説明がない限り、考察されている部品の伸長寸法を横切って切断されているものとして理解されるべきである。
【0023】
本明細書では「周囲」という言葉は、連続的または断続的周囲の両方を包含するように理解されるべきである。周囲は、仮想平面上への鋳造されたプロファイルの伸長寸法を横切って切断されたプロファイルの断面形状の投影として理解してもよい。
【0024】
本明細書では「相転移」、「相変化」および「相シフト」という表現は同義で使用される。
【0025】
本明細書では開口部が延在する方向は、最初に縁部に沿った所与の点において開口部を画定している対向する縁部間の最短距離を見つけ、次いで最短距離で縁部を接続する想像線セグメントの中心点を確立し、細長い開口部に沿ってそれを繰り返し、その中心点を接続し、それにより得られる接続線が開口部の延在方向を定めることにより定められる。図１８は、図１７の開口部１４０を用いてこの原理を示す。例示的な開口部１４０は、２つの細長く、かつ相互に対向する側縁部Ｅ１、Ｅ２および側縁部Ｅ１、Ｅ２を互いに接続する２つの曲線状の相互に対向する末端縁部Ｅ３、Ｅ４によって境界が定められている。図示されている例では、５つの第１の参照点Ｐ１．１、Ｐ２．１、Ｐ３．１、Ｐ４．１、Ｐ５．１は開口部１４０の第１の細長い側縁部Ｅ１に沿って定められており、それにより５つの対応する点Ｐ１．２、Ｐ２．２、Ｐ３．２、Ｐ４．２、Ｐ５．２が第１の参照点Ｐ１．１、Ｐ２．１、Ｐ３．１、Ｐ４．１、Ｐ５．１から最短距離で対向する第２の細長い側縁部Ｅ２上に定められている。延在方向ＤＥは、第１および第２の参照点Ｐ１．１とＰ１．２、Ｐ２．１とＰ２．２、Ｐ３．１とＰ３．２、Ｐ４．１とＰ４．２、Ｐ５．１とＰ５．２を接続するセグメント線ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５の中心点ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３、ＣＰ４、ＣＰ５を接続することにより形成されている。図示されている例では真っ直ぐな延在方向が得られているが、延在方向は代わりとして開口部の形状に応じて曲線状であってもよく、あるいは別の真っ直ぐでない形状を有していてもよいことに留意すべきである。
【0026】
本明細書では「ある方向に延在する」という表現は、限定されるものではないが延在方向が開口部がその最大伸長を有する方向であることを意味することを含む。
【0027】
図１～図３は、少なくともいくつかの実施形態に係るヒートシンク１００により冷却される照明器を示す。図１～図３の装置は２つの主要パーツ、すなわち熱源２００とヒートシンク１００とを備える。照明器は適用可能な熱源の一例として開示されており、例えば別の熱源、例えばＩＧＢＴモジュール、プロセッサ、高電力ＩＣ、レーザーダイオード、ＰＣＢもしくは電子モジュール、ＲＦ部品（ラジエーターまたはフィルタなど）あるいは任意の他の予見可能な熱を発生する電気もしくは光学部品と置き換えることができる。照明器は、切頭円錐反射器２２０を通してＬＥＤチップ２１０を収容するほぼ円筒状の本体２３０を有する。照明器は、簡潔性のために図から省略されているレンズまたは対物レンズなどのさらなる光学系を備えていてもよい。
【0028】
ＬＥＤチップ２１０は、熱源２００をヒートシンク１００に接続する連結器１５０上に装着されている。本例では連結器１５０は、一方で熱源２００に、他方でヒートシンク１００に接続するように成形されているほぼ円筒状のピースの形態をなしている。照明器の本体２３０は、焼嵌め、ねじ山、熱嵌め、ろう付け、溶接、接着または貼り付けによって熱源２００の同様に成形された本体２３０に取り付けられていてもよい。連結器１５０の外側円筒面は例えば、雌ネジに適合するように設計された雄ネジを本体２３０上に含んでいてもよい。連結器１５０の上面はＬＥＤチップ２１０の回路基板を収容するために平らであってもよい。連結器１５０は熱源２００の配線のための貫通部分として貫通孔も備えていてもよい。
【0029】
ヒートシンク１００は３つの主要部分、すなわちコア１１０と、コア１１０を取り囲んでいるプロファイル１２０と、それらの間に中間体積１６０が形成されるようにコア１１０をプロファイル１２０に接続するブリッジ１３０とを有する。最初にコア１１０を考察する。コア１１０は細長く、これはそれが１つの主要な伸長寸法を有することを意味している。図示されている実施形態では、伸長寸法は真っ直ぐであるが、コアは代わりとして曲線状の伸長寸法に沿って細長くてもよい。コア１１０は、コア１１０をほぼ円筒状の形状にさせる伸長寸法を横切るほぼ円形の断面を有する。あるいは、コアの外側断面形状は楕円形、三角形、四角形、六角形または任意の好適な形状に変えることができる。図示されている回転対称性は要件ではない。
【0030】
コア１１０の直径は肩部１１２を経て一端で減少している。その減少の目的は、コア１１０を連結器１５０に設けられた受け入れチャネル１５１の中に装着することである。実際には、連結器１５０はヒートシンク１００を受け入れるために熱源２００に対する対向側に開口部を備える。より具体的には、連結器１５０の底側はコア１１０を受け入れるためのチャネル１５１を備える。
【0031】
コア１１０はチャネルを含めるために中空であってもよい。チャネルは伸長寸法方向に延在している。図示されている例によれば、チャネルはコア１１０を通って延在している。そのような延在は、そのことについてさらに言うと、コア１１０およびヒートシンク１００の残りの部分が押し出しによって作製される場合には予見可能である。但しチャネルは代わりとして目に見えないものであってもよい。実際にはコア１１０、プロファイル１２０およびブリッジ１３０は代わりとして被加工物の中に押し出されていてもよく、次いでこれはチャネルおよび開口部を含めるために機械加工されている。押し出しまたは穴あけによって作製されているかを問わず、コア１１０は２つ以上のチャネルを備えていてもよく、ここではチャネルは互いに同じもしくは異なるサイズを有していてもよい。
【0032】
コア１１０の第２の端部を閉鎖するために、チャネルは、チャネルの残りの部分と比較して拡大した部分である座部１１３と、座部１１３の中に挿入されるプラグ１１４とを備えていてもよい。当然のことながら、コア１１０の内部チャネルは通常のチャネル断面に一致するプラグ、またはコア１１０の第２の端部に対してシールする完全に外部のリードなどの他の手段でシールすることができる。コア１１０のチャネルは、熱源に近位の端部および熱源に遠位の端部からの伸長寸法に沿った伝熱を容易にするために使用してもよい。
【0033】
予見可能な変形によれば、コアは、コアを貫通し、かつ両端で塞がれているチャネルを備えていてもよい。熱源はプラグを通るコアの端部または側面のいずれかの上に装着されていてもよい。
【0034】
一実施形態によれば、コア１１０はヒートパイプ１１１を備える。ヒートパイプ１１１は、例えばコアを一体部材としてヒートパイプと共に鋳造または押し出しすることにより中空コア１１０の中に一体化されていてもよい。あるいはヒートパイプは、例えば圧縮嵌めまたは溶接によりコアに追加されていてもよい。ヒートパイプ１１１は閉鎖されている。ヒートパイプ１１１は一端で連結器１５０によって、他端でプラグ１１４によって閉鎖されていてもよい。ヒートパイプ１１１は相間移動流体を含む。相間移動流体は好ましくは、ヒートパイプ１１１内で熱サイホンサイクルを行うために使用される。
【0035】
一実施形態によれば、内部チャネルはヒートパイプ１１１として機能する。連結器１５０に取り付けられると、コア１１０のヒートパイプ１１１は連結器１５１のチャネル１５１と流体連通した状態になる。次いで熱源２００によって発生した熱はヒートパイプ原理の支援により遠位端に伝達させることができる。従ってチャネル１５１およびヒートパイプ１１１によって形成された内側流れ空洞は好ましくは閉鎖されており、かつ熱サイホンサイクルを行うために相間移動流体を含んでいる。伝熱をさらに促進するために、連結器１５０はチャネル１５１と流体接続しているベイパーチャンバー１５２を備えていてもよい。ベイパーチャンバー１５２は、熱源（図１～図３のＬＥＤチップ２１０）を受け入れるための連結器１５０の表面に近接しているチャネル１５１の拡大部分であってもよい。
【0036】
上述のように、断続的かつ浮遊性のシェルを作り出すために、外側プロファイル１２０はコア１１０を取り囲んでいる。プロファイル１２０はコア１１０と伸長寸法を共有している。コア１１０と同様に、伸長寸法は曲線状であってもよい。但し、押し出しによる製造を可能にするために真っ直ぐな向きが好ましい。プロファイル１２０は伸長寸法を横切って見た場合に円形の断面形状を有していてもよく、あるいは例えば楕円形、三角形、四角形または六角形などの任意の予見可能な形状を有していてもよい。図１６は、ほぼ六角形のプロファイル１２０を有する図１のヒートシンクの変形を含む。プロファイルは丸い角によって接続された６つの面を含む。ヒートシンク１００は２つの開口部、すなわち短いものと長いものを含み、プロファイル１２０を３つの部分に分ける。中間体積１６０はコア１１０とプロファイル１２０との間の空間の中に形成されている。中間体積１６０は、図１～図１５および図１７に示されている例では環状であり、ブリッジ１３０を収容している。
【0037】
外側プロファイル１２０には、中間体積１６０を環境に露出させるための少なくとも１つの開口部１４０が設けられている。本ヒートシンク概念のいくつかの用途では１つの開口部１４０で十分な場合があるが、図示されている実施形態は、その伸長寸法に沿ってプロファイル１２０上に、連続的であって離間された状態で配置された４つの開口部１４１、１４２、１４３、１４４を特徴とする。４つの開口部１４１～１４４はプロファイル１２０をそれぞれの４つのプロファイル部分１２１、１２２、１２３、１２４に分ける。ここからは単に開口部１４０と呼ぶ４つの例示的な開口部１４１、１４２、１４３、１４４は、外側プロファイル１２０の周囲に沿って少なくとも部分的に延在している。図示されている開口部１４０は、周囲に沿ってプロファイル１２０の周りに延在するように構成されており、こうして開口部１４０を放射状にするだけでなくプロファイル１２０の伸長寸法に対して回転式にさせる。開口部１４０のそのような放射状の性質により、プロファイル１２０をコア１１０の周りの環のようにし、従ってその環は伸長寸法に沿って立面図において見た場合に円形を有しているかそれ以外の形状の形態を有していてもよい。
【0038】
但し開口部１４０は、図に示すようにプロファイル１２０の周囲全体の周りに延在している必要はない。代わりに開口部１４０は、周囲の一部のみにわたって延在していてもよい（図示せず）。追加または代わりとして開口部１４０は、開口部１４０の伸長寸法がプロファイル１２０の断面形状の周囲に沿って１つの部品およびプロファイル１２０の伸長寸法に沿って別の部品を有するように細長くてもよい。言い換えると、開口部１４０はプロファイル１２０の伸長寸法に対して真っ直ぐな角度で延在していてもよく、あるいはプロファイル１２０の伸長寸法に対して対角線すなわち斜めの向きに延在していてもよい。図１～図１６に示されている例では、開口部１４０の伸長寸法はプロファイル１２０の伸長寸法に沿って部品を有していない。図１７に示されている例では、開口部１６０は、プロファイル１２０の周囲および偶然にも真っ直ぐであるプロファイル１２０の伸長寸法、すなわちプロファイル１２０の軸寸法の両方に沿って部品を有する方向に延在している。開口部１４０は僅かに螺旋状の形状を有する。プロファイル１２０の端部を非断続的状態のままにするために、開口部１４０はプロファイル１２０の伸長寸法全体に沿って延在していないことが好ましい。これにより当該ピースの剛性を高める。斜めの開口部は、図１７に示すようにプロファイル１２０のみを貫通していてもよく、あるいはブリッジを通ってコアまで延在していてもよい。開口部１４０はヒートシンク１００のコア１１０まで延在し、従ってブリッジ１３０を通って切断されていてもよいことが図１～図３からも分かる。そのような深い切断は任意である。図示されていない実施形態によれば、ブリッジ１３０はいずれも開口部１４０によって影響を受けないかその小さい部分のみが影響を受ける。
【0039】
図１に示されている実施形態は、第１のプロファイル部分と連結器１５０との間に空間を有した状態でプロファイル１２０を５つの連続するプロファイル部分に分ける５つの開口部を有する例を示す。図２および図３は、第１のプロファイル部分と連結器１５０との間に空間を有した状態でプロファイル１２０を４つの連続するプロファイル部分に分ける４つの開口部を有する図１の構造の微修正を示す。開口部１４０は両方の例において、ヒートシンク１００の伸長寸法に沿って互いから等しい軸方向のカバー度および距離を有する。図４の実施形態は、プロファイル１２０をそれぞれの１４個のプロファイル部分１２１…１２１４に分ける１４個の開口部１４１…１４１４を有する修正された例を示す。図４のヒートシンク１００は例示を目的として「上下逆さ」に示されている。ヒートシンク１００は熱源が底にある状態で設置されることが意図されている。ヒートシンク１００は垂直または傾斜した向きで延在していてもよい。図４の開口部の軸方向のカバー度は、各連続する開口部１４１…１４１４の軸方向のカバー度がヒートシンク１００の近位端から遠位端に向かって減少し、プロファイル部分１２１…１２１４の軸方向高さの増加をもたらすように変わる。従って各連続する開口部間の距離は、等しいままであってもよく、近位端から遠位端に向かって減少していてもよい。図の残りは、プロファイル１２０を４つのプロファイル部分に分ける３つの開口部を提案する図６、プロファイル１２０を４つのプロファイル部分に分ける４つの開口部を提案する図８および図１０、ならびにプロファイル１２０を９つのプロファイル部分に分ける１０個の開口部を提案する図１１により、さらなる修正を示す。
【0040】
開口部１４０のサイズおよび分布、すなわちプロファイル１２０の閉鎖および開放パーツ間の関係を変えることにより、冷却気流の煙突効果を調整してもよい。さらに、本ヒートシンクに中間体積から周囲環境またはその逆に移動する空気を促進するためのファンまたは匹敵する能動的流動装置（図示せず）を設けることにより、気流をさらに促進させてもよい。図４の例では、熱源の近くの近位端にある第１の開口部１４１は熱源から最も遠い遠位端にある第１４の開口部１４１４と比べて比較的大きい。近位端から遠位端へと伸長寸法に沿って開口部サイズを減少させることにより、周囲空気は熱源の近くで中間体積に自由に入ることができるが、遠位端に向かう煙突効果により、比較的狭い開口部からであっても空気が引き出される。前記第１の開口部と最後の開口部との間にある開口部は徐々に、線形に、あるいは漸増的にサイズを変えてもよい。
【0041】
次にブリッジ１３０を考察する。ブリッジ１３０はコア１１０とプロファイル１２０との間に機械的接続を提供する。ブリッジ１３０は一体化された部品であってもよく、これはコア１１０、プロファイル１２０およびブリッジ１３０が非破壊的な方法で分解することができない１つのピースとして構築されていることを意味する。ブリッジ１３０は、コア１１０の伸長寸法に対してほぼ放射状にコア１１０から延在している。図示されている実施形態は、開口部１４０によって影響を受けるヒートシンク１００の部分からは省略されているブリッジ１３０を示す。上述のように、ブリッジ１３０は開口部において完全または部分的に除去されないままであってもよい（図示せず）。ブリッジ１３０はコア１１０とプロファイル１２０との間の中間体積１６０を占めるので、ブリッジ１３０は中実のピースではなく、有効な冷却のために中間体積１６０内ならびに中間体積１６０と周囲環境との間の気流を容易にするいくつかのより小さい要素から構成されていることが有利である。
【0042】
図２～図３は、コア１１０とプロファイル１２０との間に延在する一連の放射状スポーク１３１を含むブリッジ１３０の１つの例を示す。図示されている例は、コア１１０の周りに均等に広げられている６つの真っ直ぐなスポーク１３１を含む。図１、図４および図５は、図２および図３の単純な真っ直ぐなスポークの修正版を示す。図５に最も良く示されているように、スポーク１３１の表面積はフィン１３２を追加することにより増加させてもよい。フィン１３２はほぼ横向きにスポーク１３１から延在している。フィン１３２はスポーク１３１の両側または片側のみに設けられていてもよい。各連続するフィン１３２の長さは、製造を容易にするためにコア端部からプロファイル端部に向かって増加してもよい。大ざっぱに言うと、フィン１３２の長さと相互距離は、中間体積１６０における空気の自由な流れを可能にするために最大化すべきである。但し実際には、押し出しおよび機械加工による本ヒートシンクの作製はフィン１３２の寸法への限界をもたらす。押し出し工具は例えば、押し出し材料の最適化された流れ特性を提供するために押し出し工具の最大トング比または好ましい幾何学的特性などの制限を有する場合がある。他方、過度に長いフィンは旋盤加工中に振動を引き起こす場合がある。
【0043】
後で分かるように、開口部１４０はチップ除去製造技術により作製してもよい。切断工具をコア１１０に向かって半径方向に駆動させてブリッジ１３０を通して切断する際に、切断縁はスポーク１３１に沿って移動し、それによりフィン１３２は機械加工のための終点または切断深さとして機能してもよい。ブリッジ１３０からのチップの分離を促進するために、スポーク１３１とフィン１３２との間の角度θは、切断縁のためのガイド面を作り出すために９０度超になるように構築されている。フィン１３２の外面は、「取り外し」ためにコア１１０に向かって僅かな曲線を含めるように成形されていてもよく、このように機械加工プロセスの終了を支援する。より具体的には、フィン１３２のタンジェントはスポーク１３１からの距離の関数として変化する。言い換えると、切断工具とフィン１３２との間の迎角をスポーク１３１からの距離の関数として減少させる。切断縁が僅かに軽減された角度でフィン１３２と接触している状態で、バリ取りを最小限に抑えるかさらには無くしてもよい。開口部がブリッジ１３０を通って延在している場合、コア１１０は機械加工を終了するために同様に成形された表面を含んでいてもよい。より具体的には、図５に示すように、コア１１０にあるスポーク１３１のステムはフィン１３２と同様のバリ取り防止形状を含んでいてもよい。
【0044】
熱源、連結器、制御装置、調整接合部などの部品のための装着点として機能するために、ソケット１３３として機能するための拡大部分の代わりまたは追加として伸長寸法に沿ってヒートシンク１２０を通る穴またはネジポケットを導入すること、またはその後に付加製造工程後に機械加工することにより、ヒートシンク１００の付加製造段階中に追加または代わりの装着点をプロファイル１２０、ブリッジ１３０またはコア１１０に設けてもよい。ソケット１３３は雌ネジを含めてネジ結合を容易にするために、好ましくは機械加工された穴１３４を含んでいてもよい。当然のことながら、リベット、接着剤の使用などの他の取り付け手段も予見可能である。穴１３４は、近位端と遠位端との間のソケット１３３に電力および／または制御ケーブルを通すためにさらに利用してもよい。図５はまた、ヒートパイプ１１１に含まれている流体の逆流を促進するために、どのようにしてヒートパイプ１１１の表面を波状にさせるかを示す。特に傾斜した設置では、ヒートパイプ１１１は戻ってきた液体をヒートパイプ１１１の周囲の周りに分散させるためのスプラインまたは他の長手方向に延在する溝を含むことが有利である。そのような波状の利点は、反対方向に急増する蒸気から若干分離される液体力学的挙動により、戻ってきた流体が溝の底において流れることができる点にある。そのような波状がない場合、戻ってきた液体が全て集まって重力場においてヒートパイプの最も低い部分に沿って流れ、従って連結器１５０の沸騰面上の小さい領域に集まる。追加または代わりとして、銅ロッドまたは匹敵する要素をコア１１０の内部チャネルの中に導入することにより、ヒートパイプ効果をさらに高めてもよい。
【0045】
図６は、図２および図３の実施形態の修正を示す。第１にコア１１０は中実であり、すなわちチャネルを特徴としない。熱源はコア１１０の端部または側面に取り付けられていてもよい。第２にスポーク１３１は曲線状である。曲線部は、各スポーク１３１に隣接するヒートシンク１００の伸長寸法に平行に延在する軸の周りに設けられている。曲線部はヒートシンク１００の旋盤加工方向に直角の拡張部品を作り出し、これは開口部の作製中に有利である。曲線部は本ヒートシンクを正しい方向に回転させた場合に旋盤加工中に共振を引き起こすリスクを減らすことができる。スポークの形状は代わりとして、文字ＳまたはＺに似ている形状などの真っ直ぐまたは曲線状以外の形状を含めるために変えてもよい。
【0046】
あるいはコアは、銅などの高導電性材料の挿入物が挿入されるチャネルを含んでいてもよい。この挿入物は中実であっても、例えばヒートパイプを含めるために中空であってもよい。
【0047】
図１～図６に示されている例示的なヒートシンク１００は全て、プロファイル１２０に対して中心に位置するコア１１０を有する。コアは代わりとして、プロファイルに対して中心を外れていてもよい（図示せず）。従って、ブリッジもそのような非対称に対応するために偏心であってもよい。
【0048】
開口部およびフィンのサイズおよび配置を変えることに加えて、本ヒートシンクにさらなる部品を追加して放熱をさらに促進してもよい。図１２は、プロファイル１２０、より詳細にはプロファイル部分の１つ以上に追加することができるさらなる拡張板１７０を提案している。図１２は、ヒートシンク１００から分離されたそのような拡張板１７０の１つを示す。図に示すように拡張板１７０は、プロファイル１２０を受け入れるための開口部１７３、およびシート１７１から延在し、開口部１７３を画定し、かつプロファイル１２０に取り付けられるカラー１７２と共に、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鋼またはスズなどの金属の単純なシート１７１を含んでいてもよい。カラー１７２はそれらの間にある接着剤、はんだ、サーマルペーストなどの伝熱促進剤を介してプロファイル１２０に取り付けられていてもよい。従って好適な接合方法としては、接着、はんだ付け、溶接、焼嵌めなどが挙げられる。そのような拡張プレート１７０の導入により、放熱を促進するためのプロファイル１２０の放散表面積が非常に大きくなる。
【0049】
【0050】
図７および図８は、図２および図３の実施形態の変形として本ヒートシンク概念の実用的な用途を示す。図７および図８は、５つのＬＥＤチップ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ有する熱源と、全てが共有される連結器１５０上に装着されたそれぞれの５つの関連するヒートシンク１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅとを有する照明システム１０００を示す。従って細長い連結器１５０は５つの離間されたチャネルと、それぞれの熱発生要素および本ヒートシンクを伝熱接続状態に接続するためのベイパーチャンバー１５２とを備える。ヒートシンク１００ａ…１００ｅは連結器１５０に対してほぼ直角に装着されている。当然のことながら、ＬＥＤチップ２１０ａ…２１０ｅの数および配置は、例えばＬＥＤチップ２１０ａ…２１０ｅを行列に配置し、ＬＥＤチップ２１０ａ…２１０ｅの数を増加または減少させ、かつ／または連結器を真っ直ぐでない形態、例えば２次元もしくは３次元曲線に成形することにより変えることができる。
【0051】
図９および図１０は、図２および図３の実施形態の変形として本ヒートシンク概念の別の実用的な用途を示す。図９および図１０は、図７および図８の実施形態と同様の共有される細長い連結器１５０を備えているが、ヒートシンクが連結器１５０の両側に設けられた状態の熱交換器２０００を示す。従って熱交換器２０００は、連結器１５０の片側に配置された５つの１００ａ…１００ｅの第１のヒートシンクセットおよび連結器１５０の対向側に配置された５つの１００ｆ…１００ｊの第２のヒートシンクセットを特徴とする。対向するヒートシンク１００ａと１００ｆ、１００ｂと１００ｇ、１００ｃと１００ｈ、１００ｄと１００ｉ、１００ｅと１００ｊが互いに位置合わせされている。さらに、ヒートシンク１００のコア１１０のための連結器１５０上のチャネル１５１は内部チャネル、例えば対のヒートシンク１００ａと１００ｆ、１００ｂと１００ｇ、１００ｃと１００ｈ、１００ｄと１００ｉ、１００ｅと１００ｊのヒートパイプ１１１を互いに流体連通させるために、連結器１５０を貫通している。従って連結器１５０の片側から発生する熱を、接合されたヒートパイプ１１１の支援により２つの側面間の伝熱接続を介して連結器１５０の他の側面に伝達させてもよい。連結器１５０の対向側に広く行き渡っているガスまたは液体間の相互汚染を防止するために、連結器１５０は２つの側面を互いから分離するように成形されていてもよい。連結器１５０は例えば、流路または反応容器の一部を形成するように成形されていてもよい。
【0052】
図１１は、貫流式ラジエーター３０００を示す本ヒートシンク概念のさらに別の実用的な用途を示す。貫流式ラジエーター３０００は、それらのそれぞれの内側チャネルが直列に接続されており、かつ連結器１５０により互いに流体連通している状態で連続的に配置された４つのヒートシンク１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｃ、１００ｄを備える。提案されている実施形態に係る連結器１５０は、それぞれ直列に第１および最後のヒートシンク１００ａ、１００ｄの入口および出口において真っ直ぐであってもよく、かつ／または小型の蛇行状ラジエーターを形成するために前のヒートシンクの出口を連続するヒートシンクの入口に接続するために曲がっていてもよい単純なパイプの形態をなしている。上述のようにヒートシンク１００は、９つのプロファイル部分と、入口および出口として機能するために両端で完全に露出されているコアとを有する図４に示されている形態の変形である。あるいはヒートシンク１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｃ、１００ｄは真っ直ぐまたはそれ以外の形状の構成および／またはより少ないまたはより多いヒートシンクがラジエーター３０００に含まれている状態で配置されていてもよい。図１１は直列に接続された本ヒートシンクを示しているが、平行な構成も予見可能である。あるいは当該構成は、平行に接続された１つまたは２つ以上のヒートシンクを備えた異なるユニットと直列に配置されたいくつかのヒートシンクユニットを備えていてもよい。ラジエーター３０００は、内側チャネルおよび関連する気流促進ブリッジ１３０およびプロファイル１２０を用いて、冷却剤に含まれている熱を周囲環境に放散させるためにヒートシンク１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｃ、１００ｄを介して冷却剤を供給することにより作動させることができる。
【0053】
図１３は、図１２に示されている拡張板１７０が備えられた、共有される連結器１５０上に装着された５つのＬＥＤチップ２１０ａ…２１０ｅおよびそれぞれの５つの関連するヒートシンク１００ａ…１００ｅを特徴とする図７の実施形態の組み合わせを示す。図１３の実施形態では、各プロファイル部分は２つ以上の拡張板１７０を保持している。図１２の変形として、拡張板１７０は細長く、かつそれぞれの５つの平行なプロファイル１２０を収容するために５つの相互に平行な開口部が設けられている。
【0054】
図１４は、図１３に示されている拡張板１７０の変形を示す。図１４の拡張板１７０はシート１７１上の各平行な開口部１７２間にひだ１７４を含む。ひだ１７４は設置およびプロファイル１２０との位置合わせを支援するために、拡張板１７０の柔軟性を高める。ひだ１７４は、その周りで拡張板１７０が比較的容易に曲がることができる弾性変形軸を形成している。
【0055】
図１５は、図７、図１３および図１４に示されている照明システム１０００のさらに別の変形を示す。第１に拡張板１７０には、シート１７１上の各平行な開口部１７２間に折り目１７５が設けられている。折り目１７５は拡張板１７０内の連続する開口部１７２間に平面ずれを導入する。その理由は、照明システム１０００の第２の主要変形にある。図１５の実施形態によれば、ヒートシンク１００ａ…１００ｅは細長い共有される連結器１５０に対して斜めの角度で、すなわち真っ直ぐでない角度で装着されている。斜めの装着角度の目的は、連結器１５０の垂直設置（図１５に水平で示されている）を可能にし、それによりヒートパイプに含まれている流体が連結器１５０に向かって下に流れることである。言い換えると、連結器に対する本ヒートシンクの傾斜した装着角度により、コアを重力場に対して位置合わせされていない向きにさせる。
【0056】
上で簡単に言及したように、本ヒートシンク概念は従来の製造機器による製造の点で特に有利である。ヒートシンク１００の製造は任意の終了工程と共に３つの主要製造工程を有する。最初に押し出し、鋳造、３Ｄ印刷、射出成形などの付加製造技術によりプリフォームを作製する。プリフォームは、そのような製造技術に適した材料から作製してもよく、かつ好適な伝熱性を有する。予見可能な原料としては、アルミニウム、銅、合金または複合材などが挙げられる。プリフォームはコア１１０、外側プロファイル１２０およびブリッジ１３０を備え、これらは好ましくは同じ付加製造段階において提供される。従って、これらの３つの主要パーツ１１０、１２０、１３０は互いに一体化されている。
【0057】
第１の主要製造工程が完了した状態で、第２の主要製造工程においてプリフォームに開口部１４０を設ける。開口部１４０はチップ除去製造技術または別の材料除去技術により追加してもよい。好ましい材料除去技術は旋盤加工である。図示のように、プロファイル１２０がほぼ円形の断面形状を有する場合、それをスピンドルノーズに容易に取り付けることができる。特定の実施形態によれば、第２の製造工程はスルースピンドルフィードによりＣＮＣ旋盤において行う。旋盤加工はプロファイル１２０を通り、かつ任意にブリッジ１３０を通って半径方向に延在する開口部１４０を作製するために特に有利である。開口部が本ヒートシンクの伸長寸法に部品を含む方向に延在している場合、多軸ＣＮＣ機械は好ましいオプションであり得る。
【0058】
２つの主要製造工程は、ヒートシンクのプリフォームを適当な長さに切断するための切断段階である第３の段階の前または後に行ってもよい。この切断は旋盤加工、ＣＮＣ機械加工、プラズマ切断、レーザー切断、水切断などの従来の方法により行ってもよい。
【0059】
当該製品は必要であれば、本ヒートシンクに対する面取りまたは他の軽減された縁部の機械加工および／またはバリ取りにより仕上げてもよい。さらに本ヒートシンクの材料を腐食に対して処理するか、それ以外に見た目のために向上させてもよい。
【0060】
開示されている本発明の実施形態は本明細書に開示されている特定の構造、プロセス工程または材料に限定されず、関連技術の当業者によって認識されるようにそれらの均等物にまで及ぶことを理解されたい。本明細書で用いられている用語は特定の実施形態を説明するためにのみ使用されており、限定を意図したものではないことも理解すべきである。
【0061】
本明細書全体を通して「一実施形態」という言及は、その実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。従って、本明細書全体を通した様々な場所での「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。
【0062】
本明細書で使用される複数の項目、構造的要素、構成的要素および／または材料は便宜上、共通のリストの中で提示されている場合がある。但しこれらのリストは、当該リストの各メンバーが別個かつ固有のメンバーとして個々に特定されているかのように解釈されるべきである。従ってそのようなリストの個々のメンバーはそれに反する指示がない限り、共通のグループでのそれらの提示のみに基づいて同じリストの任意の他のメンバーの事実上の均等物として解釈されるべきではない。また本発明の様々な実施形態および例は、それらの様々な構成要素の代替物と共に本明細書において言及される場合がある。当然ながらそのような実施形態、例および代替物は互いに事実上の均等物として解釈されるべきではなく、本発明の別個かつ独立した表現として解釈されるべきである。
【0063】
さらに、記載されている特徴、構造または特性を１つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせてもよい。以下の説明では、本発明の実施形態の徹底的な理解を提供するために長さ、幅、形状などの数多くの特定の詳細が提供されている。但し関連する技術の当業者であれば、特定の詳細の１つ以上がなくても、あるいは他の方法、部品、材料などを用いて本発明を実施できることを認識しているであろう。他の例では、本発明の態様を曖昧にすることを避けるために周知の構造、材料または動作については詳細に図示または説明していない。
【0064】
上記例は１つ以上の特定の用途における本発明の原理の例示であり、発明力を行使せず、かつ本発明の原理および概念から逸脱することなく、形態、使用および実装の詳細における数多くの修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。従って、以下に記載されている特許請求の範囲による場合を除いて、本発明が限定されることは意図されていない。
【0065】
「を備える」および「を含む」という動詞は、列記されていない特徴の存在を排除または要求のどちらもしない非限定的なものとして本明細書で使用されている。従属請求項に列記されている特徴は、特に明記されていない限り相互に自由に組み合わせ可能である。さらに本明細書全体を通して、「一」または「一つの」すなわち単数形の使用は複数形を排除しないことを理解されたい。
【産業上の利用可能性】
【0066】
本ヒートシンクの概念は、例えば図１、図２および図３に示されている照明器、図７、図８、図１３、図１４および図１５に示されている照明システム１０００、図９および図１０に示されている熱交換器２０００、ならびに図１１に示されているラジエーター３０００において使用される放熱解決法として利用することができる。また図示されている概念は例えば図７に示されているセットアップにより、ＩＧＢＴモジュールなどの１つの熱源をいくつかのヒートシンクと共に提供することにより適用してもよく、ここでは流路は熱源が装着される連結器において接続される。
【符号の説明】
【0067】
【表1】
【0068】
引用例一覧
ＵＳ ２００９０７１６２４ Ａ１
ＥＰ ２１９３３１０ Ｂ１
ＵＳ ２００９０７１６２４ Ａ１
ＥＰ ２１９３３１０ Ｂ１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【国際調査報告】