放熱器
【課題】 従来に比べて放熱効率（熱伝導性）を高め、かつ、軽量化を図ることの可能な放熱器を提供する。
【解決手段】 炭素繊維紙で形成された炭素繊維体１が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体１は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙４とを備えた空気流通路５をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体１のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体１は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体１は、コルゲート構造の空気流通路５がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されている。
【解決手段】 炭素繊維紙で形成された炭素繊維体１が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体１は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙４とを備えた空気流通路５をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体１のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体１は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体１は、コルゲート構造の空気流通路５がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の消費電力が加速度的に上昇し、それに伴って発熱量が増えており、より高性能な冷却システムの需要が高まっている。高密度に集積された回路で消費される電力は増加し、発熱量と同時に、発熱密度も急激に上昇した。従来のペルチェ素子による強制吸熱と、ヒートシンクとファンによる強制空冷構造では冷却能力に限界が見え始め、より高い冷却能力を持つ液冷システムを採用した例も登場するようになった。
【０００３】
光半導体であるＬＥＤにおいても、明るさの向上に伴って従来の表示用途から照明用途へと、大電力化の道を辿っている。ＬＥＤ素子における最大の問題点は、発光効率が向上しても未だなお、投入した電力の大部分が熱となり、自身の発する熱によって明るさ・寿命が低下してしまうことである。
【０００４】
特に大電力ＬＥＤにおいては、チップあたり数Ｗもの発熱を受け止められるだけのパッケージ・放熱構造が求められており、熱伝導性に優れたメタルコア基板やセラミック基板が実用化されている。特にセラミック基板については、材料技術の進歩によって熱伝導率が向上したこと、絶縁性の基板であるためにメタルコア基板と違って絶縁層が不要なこと、という２つの大きな理由から、注目されている。
【０００５】
また、放熱性能の向上と同時に要求されている事項として、放熱部材の軽量化がある。現在のハイパワーＬＥＤ製品は、その重量の大部分がヒートシンクによって占められている。製品の筐体を積極的に放熱経路として利用することで、ヒートシンク容積を低減する等の対策はされているものの、やはりヒートシンクの需要が消えることは無い。ヒートシンクの軽量化によって製品の重量が軽くなることで、ハンドリングのしやすさが向上し、特に自動車などの移動体においては燃費の向上にもつながると期待されている。
【０００６】
重量増加を抑えて放熱能力を稼ぐためには、表面積の大きな構造とすることが望ましい。例えば、特許文献１、特許文献２には、コルゲート構造（ハニカム構造や段ボール構造とも称する）を備えた熱交換装置、放熱体が示されている。
【０００７】
すなわち、特許文献１には、図１に示すように、少なくとも一本の伝熱管１０１と、この伝熱管１０１の外周に設けるコアー本体１０４とから熱交換装置１０７のコアーを形成し、前記伝熱管１０１とコアー本体１０４を樹脂材にて形成するとともに、このコアー本体１０４に伝熱管１０１の管軸と直交方向に、流体の流通路１０６を複数段設けてコルゲート構造のコアーとする技術が示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、図２に示すように、両主平面に電極が形成され単数或いは複数個隣接して配置された正特性サーミスタ２０１と、等間隔に板厚を変えたアルミニウム板２０２ａ、２０２ｂを波形に折曲げて板厚の厚い部分２０２ａが片方の頂部になるようにすると共にそれぞれの頂部にアルミニウムの薄板２０２ｃをブレージングして形成された放熱体２０２からなり、上記正特性サーミスタ２０１の両主平面に上記放熱体２０２の板厚が厚い頂部２０２ａ側をそれぞれ固着してなる正特性サーミスタ発熱体が示されている。
【０００９】
このように、コルゲート構造は、エアーフィルタやラジエータ等の放熱構造、エアーヒータ等の熱交換器の構造として広く実用化されており、強度も確保される一般的な構造である。
【００１０】
また、軽量で熱伝導の良い材料として、炭素材料が注目されており、例えば特許文献３に膨張黒鉛シートを使った放熱器が開示されている。すなわち、特許文献３には、図３に示すように、膨張黒鉛シート３０１間に炭化接着層３０２と共にカーボン繊維３０３が介在されている放熱用シート部３０４を有する放熱器が示されている。なお、図３において、符号３０５は放熱柱状部、符号３０６は熱伝導層、Ｍは発熱体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−０４２９７１号公報
【特許文献２】特許３０６３３９５号公報
【特許文献３】特開２０００−０９１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１の熱交換装置では、コルゲート構造も含めて全体が樹脂材で形成されているために熱伝導率が悪く、小型の熱源に適用した場合には熱源近傍のみが高温となり、放熱器の端部まで十分に伝熱させることは難しい。なお、特許文献１には、熱伝導率の向上策として樹脂中に炭素繊維を混合することが記されているが、樹脂中に混合させて一体成型するためには、個々の炭素繊維は短くせざるを得ず、炭素繊維の長所である高熱伝導性が樹脂との境界で途切れてしまうという問題があった。
【００１３】
また、特許文献２の放熱体２０２は、コルゲート構造であるものの、その材料がアルミニウムであるため、放熱効率を高めるには、その厚さを厚くする必要があり、重さが重くなり、軽量化に適しないという問題があった。
【００１４】
また、特許文献３の放熱器では、膨張黒鉛シートを多数積層させて、一枚板として扱う構成であるため、コルゲート構造と比較して表面積が少なく、熱交換性能と強度（柔軟性）が劣るという問題があった。
【００１５】
本発明は、従来に比べて放熱効率（熱伝導性）を高め、かつ、軽量化を図ることの可能な放熱器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の放熱器において、前記各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の放熱器において、該放熱器は、前記各炭素繊維体のコルゲート構造の空気流通路が空気の対流方向と平行となるように設置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されているので、従来に比べて放熱効率（熱伝導性）を著しく高め、かつ、十分な軽量化を図ることができる。
【００２０】
特に、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の放熱器において、前記各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されているので、実用十分な材料強度を有する放熱器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】特許文献１の熱交換装置を示す図である。
【図２】特許文献２の放熱体を示す図である。
【図３】特許文献３の放熱器を示す図である。
【図４】本発明のコルゲート構造の炭素繊維体の分解斜視図である。
【図５】本発明のコルゲート構造の炭素繊維体を示す図である。
【図６】炭素繊維の最適な配向を示す図である。
【図７】本発明の放熱器の構成例を示す斜視図である。
【図８】本発明の放熱器の構成例を示す上面図である。
【図９】本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）を示す図である。
【図１０】比較例のヒートシンク（放熱器）を示す図である。
【図１１】本発明の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
本願の発明者は、従来技術の前述した問題点を解決するため、放熱器の構成材料として、強度と柔軟性を併せ持ち、かつ、高熱伝導性を有する炭素繊維に着目し、本発明を完成させた。
【００２４】
すなわち、本発明は、この炭素繊維を細切れにすることなく、長尺のまま、縦横に編んで構成された炭素繊維紙を、炭素繊維の配向を揃えて、コルゲート構造となるように接着するによって、１枚の炭素繊維体を形成することを第１の要旨とする。
【００２５】
次に、本発明は、このようなコルゲート構造の炭素繊維体を複数枚用いて、Ｔ字型またはＥ字型となるようなヒートシンクを形成することを第２の要旨とする。すなわち、複数枚の炭素繊維体のうちの１枚を熱源搭載用および熱拡散用として用い（すなわち、ベース部として用い）、他の少なくとも１枚の炭素繊維体を、ベース部として用いられる炭素繊維体の熱源搭載面に垂直となるようにベース部として用いられる炭素繊維体に接着によって接合して、Ｔ字型またはＥ字型となるようなヒートシンクのフィン部として用いることを第２の要旨とする。このとき、前記コルゲート構造の炭素繊維体の各々は、コルゲート構造の空気流通路がヒートシンク全体を抜ける風（自然対流あるいは強制対流）に対して平行となる向きとなるように配置されるのが好ましい。
【００２６】
換言すれば、本発明は、炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用い
られ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されていることを特徴としている。
【００２７】
さらに、本発明において、各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されているのが、強度の観点から好ましい。
【００２８】
また、本発明において、放熱器は、前記各炭素繊維体のコルゲート構造の空気流通路が空気の対流方向（自然対流の方向あるいは強制対流の方向）と平行となるように設置されるのが好ましい。
【００２９】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３０】
図４は本発明のコルゲート構造の炭素繊維体の分解斜視図、図５は本発明のコルゲート構造の炭素繊維体を示す図である。図４、図５を参照すると、本発明のコルゲート構造の炭素繊維体１は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙４との、３枚の炭素繊維紙により構成されている。図５において、符号５は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３と波形の面を持つ炭素繊維紙４との間に形成された空気流通路（コルゲート構造の空気流通路）である。また、図４のような３枚の炭素繊維紙２、３、４を、図５のようにコルゲート構造の炭素繊維体１として組み立てる（仕上げる）のには、波形の面を持つ炭素繊維紙４を一対の炭素繊維紙２、３で上下から挟み込むように熱伝導接着剤（図示せず）で貼り合わせるのが好ましい。
【００３１】
ここで、各炭素繊維紙２、３、４には、カーボライト（商品名）やトレカ（商品名）、パイロフィル（商品名）等、市販されているものを適宜用いることができるが、高熱伝導の観点から、繊維方向の熱伝導率が５００Ｗ／ｍＫ以上のものを用いることが望ましい。後述の実施例では、繊維方向の熱伝導率が８００Ｗ／ｍＫ、厚さが２００μｍの炭素繊維紙を用いた。
【００３２】
また、コルゲート構造の炭素繊維体１を構成する３枚の炭素繊維紙２、３、４は、少なくとも３枚の炭素繊維紙２、３、４の炭素繊維の配向がそれぞれ統一されているのが良い。材料強度の観点からは、各炭素繊維紙２、３、４は、図６に示すように、繊維の配向Ｄが炭素繊維紙の裁断縁部（炭素繊維紙の外側の一辺）ＥＧに対して３０°〜４５°程度の角度範囲θのものとなるように裁断されているのが好ましい。図４には、各炭素繊維紙２、３、４の最適な繊維の配向方向Ｄが示されている
【００３３】
また、熱伝導接着剤には、シリコーンＲＴＶゴム（商品名）等、種々のものを用いることができる。熱伝導接着剤としては、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上のものが好適である。
【００３４】
また、図５を参照すると、炭素繊維体１の厚さＴは例えば３ｍｍ程度であり、炭素繊維体１のコルゲート構造のピッチ（波形のピッチ）Ｐは例えば５，２ｍｍ程度である。
【００３５】
また、図７、図８は本発明の放熱器の構成例を示す斜視図、上面図である。図７、図８を参照すると、本発明の放熱器は、上記のような炭素繊維紙で形成された炭素繊維体１が複数枚用いられ、複数枚の炭素繊維体１のうちの１枚はベース部１ａとして用いられ、他の炭素繊維体は、ベース部として用いられる炭素繊維体１ａと垂直に接合されてフィン部１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈとして用いられ、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは、コルゲート構造の空気流通路５がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されている。なお、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの接合にも、前述した熱伝導接着剤を用いることができる。
【００３６】
また、ベース部として用いられる炭素繊維体１ａとフィン部として用いられる炭素繊維体１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈとの接合は、図７、図８に符号ＭＴで示す箇所のように（すなわち、炭素繊維体１ａと炭素繊維体１ｃとの接合箇所のように）、炭素繊維体１ａの波形の面を持つ炭素繊維紙４がフィン部側の炭素繊維紙３と接する位置に、フィン部として用いられる各炭素繊維体１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの波形の面を持つ炭素繊維紙４が接合されるのが好ましい。すなわち、図７、図８の例では、この接合条件を満たしている炭素繊維体は１ｃであり、他の炭素繊維体１ｂ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは、上記接合条件からずれた位置において炭素繊維体１ａと接合している場合が示されているが、他の炭素繊維体１ｂ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈについても、炭素繊維体１ａの波形の面を持つ炭素繊維紙４がフィン部側の炭素繊維紙３と接する位置に、他の炭素繊維体１ｂ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの波形の面を持つ炭素繊維紙４が接合されるのが好ましい。
【００３７】
また、本発明の放熱器は、図７に示すように、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの縦方向Ｙ（コルゲート構造の空気流通路５の空気流通方向）が、地面や床面に対して鉛直方向（重力の方向）Ｚとなるように、設置されて使用されるのが好ましい。すなわち、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの縦方向Ｙ（コルゲート構造の空気流通路５の空気流通方向）が、地面や床面に対して鉛直方向（重力の方向）Ｚとなるように設置されるときには、コルゲート構造の空気流通路５の向きＹ（＝Ｚ）が空気の対流方向（ファンなどを使用しないときには、自然対流の方向）と平行となり、ベース部、フィン部の両方について、コルゲート構造の空気流通路５における空気の対流によって放熱効率を著しく高めることができる。
【００３８】
（実施例）
本願の発明者は、発熱源として、例えば照明用途の高出力ＬＥＤ（１ｍｍ角のチップサイズ、５ｍｍ角のＬＥＤパッケージ）に適用するヒートシンクを想定し、図９に示すように、ベース部として用いられる炭素繊維体１ａを縦方向Ｙの長さが５０ｍｍ、横方向Ｘの長さが６０ｍｍのサイズで、また、フィン部として用いられる各炭素繊維体１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを高さＨが３０ｍｍとなるようなヒートシンク（放熱器）を、本発明の実施例として作製した。
【００３９】
本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）の作製は、具体的には、次のようにしてなされた。
【００４０】
すなわち、まず、炭素繊維紙を次のように切り出した。
Ａ片：５０ｍｍ×６０ｍｍ ２枚
Ｂ片：５０ｍｍ×８０ｍｍ １枚
Ｃ片：５０ｍｍ×３０ｍｍ １４枚
Ｄ片：５０ｍｍ×４０ｍｍ ７枚
【００４１】
次いで、図４に示すように、Ｂ片を長さ８０ｍｍの辺が波形断面（波形の高さＬが２．６ｍｍ）になるように曲げた後に、１枚のＢ片を２枚のＡ片で上下から挟み込むように熱伝導接着剤で貼り合わせ、図５に示すような、仕上がり寸法：縦５０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚さ３ｍｍのコルゲート構造の炭素繊維体１（１ａ）を作製した。
【００４２】
同様に、Ｃ片２枚に対しＤ片１枚（長さ４０ｍｍの辺を波形にした）となるような組み合わせで、合計７組の仕上がり寸法：縦５０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３ｍｍのコルゲート構造の炭素繊維体１（１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ）を作製した。このとき、ＡＢ・ＣＤ両者のコルゲート構造内部はそれぞれ縦方向Ｙに空間が貫通している（すなわち、それぞれ縦方向Ｙにコルゲート構造の空気流通路５が貫通している）。
【００４３】
そして、ＡＢから成るコルゲート構造の炭素繊維体１（１ａ）をベース部とし、ＣＤから成るコルゲート構造の炭素繊維体１（１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ）がフィン部となるようなヒートシンク構造、すなわち図７、図８に示すようなベース部が縦５０ｍｍ×横６０ｍｍで、フィン部の高さＨが３０ｍｍとなるようなヒートシンク構造を熱伝導性接着剤によって形成した。各コルゲート構造の炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの空間（コルゲート構造の空気流通路５）が貫通している方向は、縦方向Ｙで同一である。
【００４４】
（比較例）
本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と比較するため、比較例となるヒートシンク（放熱器）を準備した。
【００４５】
図１０は比較例となるヒートシンク（放熱器）を示す図である。比較例となるヒートシンク（放熱器）は、本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と同じ外形寸法を持つ、一般的な従来技術である黒アルマイト加工ヒートシンクである。すなわち、比較例となるヒートシンク（放熱器）では、アルミニウム材にＡ６０６３（熱伝導率２００Ｗ／ｍＫ）を用い、ベース部５１ａの寸法は縦５０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚さ３ｍｍ、フィン部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１ｇ，５１ｈの高さＨは３０ｍｍと、本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と同じ外形寸法となっている。また、フィン部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１ｇ，５１ｈの厚さは１ｍｍとし、表面は黒アルマイト加工（放射率０．９）が施してある。
【００４６】
（検証実験）
上記のように準備した本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と比較例となるヒートシンク（放熱器）のそれぞれについて、ベース部１ａ、５１ａの中央に発熱源となる５ｍｍ角のＬＥＤパッケージ１０（配線は図示せず）を搭載し（図９、図１０を参照）、ヒートシンクの縦方向Ｙが地面や床面に対して鉛直方向（重力の方向）Ｚとなるように、熱伝導が無視できる糸（図示せず）で、空中に吊り下げた。
【００４７】
この状態でＬＥＤパッケージ１０に５Ｗの電力を印加し、自然空冷状態での放熱能力を比較した。
【００４８】
その結果は、ＬＥＤパッケージ１０の温度が
実施例：５８．２℃
比較例：５９．１℃
となり、実施例の方が良好であった。
また、ヒートシンク単体としての重量は
実施例：１４．４ｇ （比重１．８）
比較例：５２．６ｇ （比重２．７）
となり、実施例の方が十分な軽量化を図ることができた。
【００４９】
これは、本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）では、空気流通路５を有するコルゲート構造を用いたことで、フィン内部にも風が通り抜け、実効的な熱交換面積が拡大したためと考えられる。また、アルミニウムに比べて炭素繊維紙は軽いため、比較例に比べて３分の１程度と十分な軽量化を図ることができた。
【００５０】
このように、本発明によれば、高熱伝導性を持つ炭素繊維の特長を生かして、ＬＥＤのような小型の熱源に適応した、軽量な放熱器（ヒートシンク）を提供することができる。
【００５１】
すなわち、ＬＥＤのような小型の熱源から効率良く放熱するためには、熱を拡散させる部分と、熱を空気に逃がす部分の、計２つの機能部分が必要である。さらに、全体を同一の高熱伝導材料で構成し、単一の容易な工法で、かつ実用十分な強度で（柔軟性を併せ持つ）作製できることが、量産性を考慮すると大変好適である。本発明は、このような条件を兼ね備えている。
【００５２】
なお、本発明の放熱器は、図１１に示すように、例えば図７の構成において、さらにファン７を設け、ファン７による風によって空気の強制対流を生じさせることもできる。この場合、ファン７による風の向きをコルゲート構造の空気流通路５の向き（縦方向Ｙ）とすることで、空気の強制対流によって放熱効率をより一層高めることができる。
【００５３】
また、本発明の放熱器（ヒートシンク）について、その大きさを任意所望のサイズにし、また、その全体形状を任意所望のものにすることが可能である。例えば、上述の例では、フィン部１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは矩形形状のものとなっているが、フィン部１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを使用用途、使用場所などに合わせて、例えば図１２に示すような台形形状や図１３に示すような三角形形状などにすることもできる。また、ベース部１ａについても、上述の例では矩形形状のものとなっているが、使用用途、使用場所などに合わせて、例えば楕円形状などにすることもできる。
【００５４】
また、上述の例では、発熱源がＬＥＤであるとしたが、発熱源がＬＥＤ以外の場合にも、本発明の放熱器（ヒートシンク）を用いて、放熱を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、自動車用照明、プロジェクタ、一般照明などの照明装置や、電子機器などの放熱を必要とする装置、機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ コルゲート構造の炭素繊維体
２、３、４ 炭素繊維紙
５ 空気流通路
７ ファン
１０ ＬＥＤパッケージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の消費電力が加速度的に上昇し、それに伴って発熱量が増えており、より高性能な冷却システムの需要が高まっている。高密度に集積された回路で消費される電力は増加し、発熱量と同時に、発熱密度も急激に上昇した。従来のペルチェ素子による強制吸熱と、ヒートシンクとファンによる強制空冷構造では冷却能力に限界が見え始め、より高い冷却能力を持つ液冷システムを採用した例も登場するようになった。
【０００３】
光半導体であるＬＥＤにおいても、明るさの向上に伴って従来の表示用途から照明用途へと、大電力化の道を辿っている。ＬＥＤ素子における最大の問題点は、発光効率が向上しても未だなお、投入した電力の大部分が熱となり、自身の発する熱によって明るさ・寿命が低下してしまうことである。
【０００４】
特に大電力ＬＥＤにおいては、チップあたり数Ｗもの発熱を受け止められるだけのパッケージ・放熱構造が求められており、熱伝導性に優れたメタルコア基板やセラミック基板が実用化されている。特にセラミック基板については、材料技術の進歩によって熱伝導率が向上したこと、絶縁性の基板であるためにメタルコア基板と違って絶縁層が不要なこと、という２つの大きな理由から、注目されている。
【０００５】
また、放熱性能の向上と同時に要求されている事項として、放熱部材の軽量化がある。現在のハイパワーＬＥＤ製品は、その重量の大部分がヒートシンクによって占められている。製品の筐体を積極的に放熱経路として利用することで、ヒートシンク容積を低減する等の対策はされているものの、やはりヒートシンクの需要が消えることは無い。ヒートシンクの軽量化によって製品の重量が軽くなることで、ハンドリングのしやすさが向上し、特に自動車などの移動体においては燃費の向上にもつながると期待されている。
【０００６】
重量増加を抑えて放熱能力を稼ぐためには、表面積の大きな構造とすることが望ましい。例えば、特許文献１、特許文献２には、コルゲート構造（ハニカム構造や段ボール構造とも称する）を備えた熱交換装置、放熱体が示されている。
【０００７】
すなわち、特許文献１には、図１に示すように、少なくとも一本の伝熱管１０１と、この伝熱管１０１の外周に設けるコアー本体１０４とから熱交換装置１０７のコアーを形成し、前記伝熱管１０１とコアー本体１０４を樹脂材にて形成するとともに、このコアー本体１０４に伝熱管１０１の管軸と直交方向に、流体の流通路１０６を複数段設けてコルゲート構造のコアーとする技術が示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、図２に示すように、両主平面に電極が形成され単数或いは複数個隣接して配置された正特性サーミスタ２０１と、等間隔に板厚を変えたアルミニウム板２０２ａ、２０２ｂを波形に折曲げて板厚の厚い部分２０２ａが片方の頂部になるようにすると共にそれぞれの頂部にアルミニウムの薄板２０２ｃをブレージングして形成された放熱体２０２からなり、上記正特性サーミスタ２０１の両主平面に上記放熱体２０２の板厚が厚い頂部２０２ａ側をそれぞれ固着してなる正特性サーミスタ発熱体が示されている。
【０００９】
このように、コルゲート構造は、エアーフィルタやラジエータ等の放熱構造、エアーヒータ等の熱交換器の構造として広く実用化されており、強度も確保される一般的な構造である。
【００１０】
また、軽量で熱伝導の良い材料として、炭素材料が注目されており、例えば特許文献３に膨張黒鉛シートを使った放熱器が開示されている。すなわち、特許文献３には、図３に示すように、膨張黒鉛シート３０１間に炭化接着層３０２と共にカーボン繊維３０３が介在されている放熱用シート部３０４を有する放熱器が示されている。なお、図３において、符号３０５は放熱柱状部、符号３０６は熱伝導層、Ｍは発熱体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−０４２９７１号公報
【特許文献２】特許３０６３３９５号公報
【特許文献３】特開２０００−０９１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１の熱交換装置では、コルゲート構造も含めて全体が樹脂材で形成されているために熱伝導率が悪く、小型の熱源に適用した場合には熱源近傍のみが高温となり、放熱器の端部まで十分に伝熱させることは難しい。なお、特許文献１には、熱伝導率の向上策として樹脂中に炭素繊維を混合することが記されているが、樹脂中に混合させて一体成型するためには、個々の炭素繊維は短くせざるを得ず、炭素繊維の長所である高熱伝導性が樹脂との境界で途切れてしまうという問題があった。
【００１３】
また、特許文献２の放熱体２０２は、コルゲート構造であるものの、その材料がアルミニウムであるため、放熱効率を高めるには、その厚さを厚くする必要があり、重さが重くなり、軽量化に適しないという問題があった。
【００１４】
また、特許文献３の放熱器では、膨張黒鉛シートを多数積層させて、一枚板として扱う構成であるため、コルゲート構造と比較して表面積が少なく、熱交換性能と強度（柔軟性）が劣るという問題があった。
【００１５】
本発明は、従来に比べて放熱効率（熱伝導性）を高め、かつ、軽量化を図ることの可能な放熱器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の放熱器において、前記各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の放熱器において、該放熱器は、前記各炭素繊維体のコルゲート構造の空気流通路が空気の対流方向と平行となるように設置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されているので、従来に比べて放熱効率（熱伝導性）を著しく高め、かつ、十分な軽量化を図ることができる。
【００２０】
特に、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の放熱器において、前記各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されているので、実用十分な材料強度を有する放熱器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】特許文献１の熱交換装置を示す図である。
【図２】特許文献２の放熱体を示す図である。
【図３】特許文献３の放熱器を示す図である。
【図４】本発明のコルゲート構造の炭素繊維体の分解斜視図である。
【図５】本発明のコルゲート構造の炭素繊維体を示す図である。
【図６】炭素繊維の最適な配向を示す図である。
【図７】本発明の放熱器の構成例を示す斜視図である。
【図８】本発明の放熱器の構成例を示す上面図である。
【図９】本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）を示す図である。
【図１０】比較例のヒートシンク（放熱器）を示す図である。
【図１１】本発明の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
本願の発明者は、従来技術の前述した問題点を解決するため、放熱器の構成材料として、強度と柔軟性を併せ持ち、かつ、高熱伝導性を有する炭素繊維に着目し、本発明を完成させた。
【００２４】
すなわち、本発明は、この炭素繊維を細切れにすることなく、長尺のまま、縦横に編んで構成された炭素繊維紙を、炭素繊維の配向を揃えて、コルゲート構造となるように接着するによって、１枚の炭素繊維体を形成することを第１の要旨とする。
【００２５】
次に、本発明は、このようなコルゲート構造の炭素繊維体を複数枚用いて、Ｔ字型またはＥ字型となるようなヒートシンクを形成することを第２の要旨とする。すなわち、複数枚の炭素繊維体のうちの１枚を熱源搭載用および熱拡散用として用い（すなわち、ベース部として用い）、他の少なくとも１枚の炭素繊維体を、ベース部として用いられる炭素繊維体の熱源搭載面に垂直となるようにベース部として用いられる炭素繊維体に接着によって接合して、Ｔ字型またはＥ字型となるようなヒートシンクのフィン部として用いることを第２の要旨とする。このとき、前記コルゲート構造の炭素繊維体の各々は、コルゲート構造の空気流通路がヒートシンク全体を抜ける風（自然対流あるいは強制対流）に対して平行となる向きとなるように配置されるのが好ましい。
【００２６】
換言すれば、本発明は、炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用い
られ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されていることを特徴としている。
【００２７】
さらに、本発明において、各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されているのが、強度の観点から好ましい。
【００２８】
また、本発明において、放熱器は、前記各炭素繊維体のコルゲート構造の空気流通路が空気の対流方向（自然対流の方向あるいは強制対流の方向）と平行となるように設置されるのが好ましい。
【００２９】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３０】
図４は本発明のコルゲート構造の炭素繊維体の分解斜視図、図５は本発明のコルゲート構造の炭素繊維体を示す図である。図４、図５を参照すると、本発明のコルゲート構造の炭素繊維体１は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙４との、３枚の炭素繊維紙により構成されている。図５において、符号５は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙２、３と波形の面を持つ炭素繊維紙４との間に形成された空気流通路（コルゲート構造の空気流通路）である。また、図４のような３枚の炭素繊維紙２、３、４を、図５のようにコルゲート構造の炭素繊維体１として組み立てる（仕上げる）のには、波形の面を持つ炭素繊維紙４を一対の炭素繊維紙２、３で上下から挟み込むように熱伝導接着剤（図示せず）で貼り合わせるのが好ましい。
【００３１】
ここで、各炭素繊維紙２、３、４には、カーボライト（商品名）やトレカ（商品名）、パイロフィル（商品名）等、市販されているものを適宜用いることができるが、高熱伝導の観点から、繊維方向の熱伝導率が５００Ｗ／ｍＫ以上のものを用いることが望ましい。後述の実施例では、繊維方向の熱伝導率が８００Ｗ／ｍＫ、厚さが２００μｍの炭素繊維紙を用いた。
【００３２】
また、コルゲート構造の炭素繊維体１を構成する３枚の炭素繊維紙２、３、４は、少なくとも３枚の炭素繊維紙２、３、４の炭素繊維の配向がそれぞれ統一されているのが良い。材料強度の観点からは、各炭素繊維紙２、３、４は、図６に示すように、繊維の配向Ｄが炭素繊維紙の裁断縁部（炭素繊維紙の外側の一辺）ＥＧに対して３０°〜４５°程度の角度範囲θのものとなるように裁断されているのが好ましい。図４には、各炭素繊維紙２、３、４の最適な繊維の配向方向Ｄが示されている
【００３３】
また、熱伝導接着剤には、シリコーンＲＴＶゴム（商品名）等、種々のものを用いることができる。熱伝導接着剤としては、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上のものが好適である。
【００３４】
また、図５を参照すると、炭素繊維体１の厚さＴは例えば３ｍｍ程度であり、炭素繊維体１のコルゲート構造のピッチ（波形のピッチ）Ｐは例えば５，２ｍｍ程度である。
【００３５】
また、図７、図８は本発明の放熱器の構成例を示す斜視図、上面図である。図７、図８を参照すると、本発明の放熱器は、上記のような炭素繊維紙で形成された炭素繊維体１が複数枚用いられ、複数枚の炭素繊維体１のうちの１枚はベース部１ａとして用いられ、他の炭素繊維体は、ベース部として用いられる炭素繊維体１ａと垂直に接合されてフィン部１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈとして用いられ、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは、コルゲート構造の空気流通路５がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されている。なお、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの接合にも、前述した熱伝導接着剤を用いることができる。
【００３６】
また、ベース部として用いられる炭素繊維体１ａとフィン部として用いられる炭素繊維体１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈとの接合は、図７、図８に符号ＭＴで示す箇所のように（すなわち、炭素繊維体１ａと炭素繊維体１ｃとの接合箇所のように）、炭素繊維体１ａの波形の面を持つ炭素繊維紙４がフィン部側の炭素繊維紙３と接する位置に、フィン部として用いられる各炭素繊維体１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの波形の面を持つ炭素繊維紙４が接合されるのが好ましい。すなわち、図７、図８の例では、この接合条件を満たしている炭素繊維体は１ｃであり、他の炭素繊維体１ｂ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは、上記接合条件からずれた位置において炭素繊維体１ａと接合している場合が示されているが、他の炭素繊維体１ｂ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈについても、炭素繊維体１ａの波形の面を持つ炭素繊維紙４がフィン部側の炭素繊維紙３と接する位置に、他の炭素繊維体１ｂ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの波形の面を持つ炭素繊維紙４が接合されるのが好ましい。
【００３７】
また、本発明の放熱器は、図７に示すように、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの縦方向Ｙ（コルゲート構造の空気流通路５の空気流通方向）が、地面や床面に対して鉛直方向（重力の方向）Ｚとなるように、設置されて使用されるのが好ましい。すなわち、各炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの縦方向Ｙ（コルゲート構造の空気流通路５の空気流通方向）が、地面や床面に対して鉛直方向（重力の方向）Ｚとなるように設置されるときには、コルゲート構造の空気流通路５の向きＹ（＝Ｚ）が空気の対流方向（ファンなどを使用しないときには、自然対流の方向）と平行となり、ベース部、フィン部の両方について、コルゲート構造の空気流通路５における空気の対流によって放熱効率を著しく高めることができる。
【００３８】
（実施例）
本願の発明者は、発熱源として、例えば照明用途の高出力ＬＥＤ（１ｍｍ角のチップサイズ、５ｍｍ角のＬＥＤパッケージ）に適用するヒートシンクを想定し、図９に示すように、ベース部として用いられる炭素繊維体１ａを縦方向Ｙの長さが５０ｍｍ、横方向Ｘの長さが６０ｍｍのサイズで、また、フィン部として用いられる各炭素繊維体１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを高さＨが３０ｍｍとなるようなヒートシンク（放熱器）を、本発明の実施例として作製した。
【００３９】
本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）の作製は、具体的には、次のようにしてなされた。
【００４０】
すなわち、まず、炭素繊維紙を次のように切り出した。
Ａ片：５０ｍｍ×６０ｍｍ ２枚
Ｂ片：５０ｍｍ×８０ｍｍ １枚
Ｃ片：５０ｍｍ×３０ｍｍ １４枚
Ｄ片：５０ｍｍ×４０ｍｍ ７枚
【００４１】
次いで、図４に示すように、Ｂ片を長さ８０ｍｍの辺が波形断面（波形の高さＬが２．６ｍｍ）になるように曲げた後に、１枚のＢ片を２枚のＡ片で上下から挟み込むように熱伝導接着剤で貼り合わせ、図５に示すような、仕上がり寸法：縦５０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚さ３ｍｍのコルゲート構造の炭素繊維体１（１ａ）を作製した。
【００４２】
同様に、Ｃ片２枚に対しＤ片１枚（長さ４０ｍｍの辺を波形にした）となるような組み合わせで、合計７組の仕上がり寸法：縦５０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３ｍｍのコルゲート構造の炭素繊維体１（１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ）を作製した。このとき、ＡＢ・ＣＤ両者のコルゲート構造内部はそれぞれ縦方向Ｙに空間が貫通している（すなわち、それぞれ縦方向Ｙにコルゲート構造の空気流通路５が貫通している）。
【００４３】
そして、ＡＢから成るコルゲート構造の炭素繊維体１（１ａ）をベース部とし、ＣＤから成るコルゲート構造の炭素繊維体１（１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ）がフィン部となるようなヒートシンク構造、すなわち図７、図８に示すようなベース部が縦５０ｍｍ×横６０ｍｍで、フィン部の高さＨが３０ｍｍとなるようなヒートシンク構造を熱伝導性接着剤によって形成した。各コルゲート構造の炭素繊維体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの空間（コルゲート構造の空気流通路５）が貫通している方向は、縦方向Ｙで同一である。
【００４４】
（比較例）
本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と比較するため、比較例となるヒートシンク（放熱器）を準備した。
【００４５】
図１０は比較例となるヒートシンク（放熱器）を示す図である。比較例となるヒートシンク（放熱器）は、本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と同じ外形寸法を持つ、一般的な従来技術である黒アルマイト加工ヒートシンクである。すなわち、比較例となるヒートシンク（放熱器）では、アルミニウム材にＡ６０６３（熱伝導率２００Ｗ／ｍＫ）を用い、ベース部５１ａの寸法は縦５０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚さ３ｍｍ、フィン部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１ｇ，５１ｈの高さＨは３０ｍｍと、本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と同じ外形寸法となっている。また、フィン部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１ｇ，５１ｈの厚さは１ｍｍとし、表面は黒アルマイト加工（放射率０．９）が施してある。
【００４６】
（検証実験）
上記のように準備した本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）と比較例となるヒートシンク（放熱器）のそれぞれについて、ベース部１ａ、５１ａの中央に発熱源となる５ｍｍ角のＬＥＤパッケージ１０（配線は図示せず）を搭載し（図９、図１０を参照）、ヒートシンクの縦方向Ｙが地面や床面に対して鉛直方向（重力の方向）Ｚとなるように、熱伝導が無視できる糸（図示せず）で、空中に吊り下げた。
【００４７】
この状態でＬＥＤパッケージ１０に５Ｗの電力を印加し、自然空冷状態での放熱能力を比較した。
【００４８】
その結果は、ＬＥＤパッケージ１０の温度が
実施例：５８．２℃
比較例：５９．１℃
となり、実施例の方が良好であった。
また、ヒートシンク単体としての重量は
実施例：１４．４ｇ （比重１．８）
比較例：５２．６ｇ （比重２．７）
となり、実施例の方が十分な軽量化を図ることができた。
【００４９】
これは、本発明の実施例のヒートシンク（放熱器）では、空気流通路５を有するコルゲート構造を用いたことで、フィン内部にも風が通り抜け、実効的な熱交換面積が拡大したためと考えられる。また、アルミニウムに比べて炭素繊維紙は軽いため、比較例に比べて３分の１程度と十分な軽量化を図ることができた。
【００５０】
このように、本発明によれば、高熱伝導性を持つ炭素繊維の特長を生かして、ＬＥＤのような小型の熱源に適応した、軽量な放熱器（ヒートシンク）を提供することができる。
【００５１】
すなわち、ＬＥＤのような小型の熱源から効率良く放熱するためには、熱を拡散させる部分と、熱を空気に逃がす部分の、計２つの機能部分が必要である。さらに、全体を同一の高熱伝導材料で構成し、単一の容易な工法で、かつ実用十分な強度で（柔軟性を併せ持つ）作製できることが、量産性を考慮すると大変好適である。本発明は、このような条件を兼ね備えている。
【００５２】
なお、本発明の放熱器は、図１１に示すように、例えば図７の構成において、さらにファン７を設け、ファン７による風によって空気の強制対流を生じさせることもできる。この場合、ファン７による風の向きをコルゲート構造の空気流通路５の向き（縦方向Ｙ）とすることで、空気の強制対流によって放熱効率をより一層高めることができる。
【００５３】
また、本発明の放熱器（ヒートシンク）について、その大きさを任意所望のサイズにし、また、その全体形状を任意所望のものにすることが可能である。例えば、上述の例では、フィン部１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは矩形形状のものとなっているが、フィン部１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを使用用途、使用場所などに合わせて、例えば図１２に示すような台形形状や図１３に示すような三角形形状などにすることもできる。また、ベース部１ａについても、上述の例では矩形形状のものとなっているが、使用用途、使用場所などに合わせて、例えば楕円形状などにすることもできる。
【００５４】
また、上述の例では、発熱源がＬＥＤであるとしたが、発熱源がＬＥＤ以外の場合にも、本発明の放熱器（ヒートシンク）を用いて、放熱を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、自動車用照明、プロジェクタ、一般照明などの照明装置や、電子機器などの放熱を必要とする装置、機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ コルゲート構造の炭素繊維体
２、３、４ 炭素繊維紙
５ 空気流通路
７ ファン
１０ ＬＥＤパッケージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されていることを特徴とする放熱器。
【請求項２】
請求項１記載の放熱器において、前記各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されていることを特徴とする放熱器。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の放熱器において、該放熱器は、前記各炭素繊維体のコルゲート構造の空気流通路が空気の対流方向と平行となるように設置されることを特徴とする放熱器。
【請求項１】
炭素繊維紙で形成された炭素繊維体が複数枚用いられ、前記各炭素繊維体は、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙と、平坦な面を持つ一対の炭素繊維紙に挟まれた波形の面を持つ炭素繊維紙とを備えた空気流通路をもつコルゲート構造となっており、前記複数枚の炭素繊維体のうちの１枚はベース部として用いられ、他の炭素繊維体は、前記ベース部として用いられる炭素繊維体と垂直に接合されてフィン部として用いられ、前記各炭素繊維体は、コルゲート構造の空気流通路がそれぞれ同じ向きとなるように配置され接合されていることを特徴とする放熱器。
【請求項２】
請求項１記載の放熱器において、前記各炭素繊維体を形成する炭素繊維紙は、繊維の配向が炭素繊維紙の裁断縁部に対して３０°〜４５°の角度範囲のものとなるように裁断されていることを特徴とする放熱器。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の放熱器において、該放熱器は、前記各炭素繊維体のコルゲート構造の空気流通路が空気の対流方向と平行となるように設置されることを特徴とする放熱器。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１６９５２９（Ｐ２０１２−１６９５２９Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０８２７（Ｐ２０１１−３０８２７）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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