JP2000012750A - 電装部品用ヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱効率が高く且つ低コストのヒートシンク
を提供することを課題としている。 【解決手段】 片側の面に発熱体２を装着する金属製で
板状をなすヒートシンクのベース３のフィン取り付け側
の面３ａに形成した凹状の溝部８にフィン４の基端部を
挿入すると共に、上記溝部８とフィン４の挿入端とをカ
シメ加工によって固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体部品等の放
熱を行うために半導体に取り付ける電送部品用ヒートシ
ンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来トランジスタやＩＣ等の半導体は作
動時（通電時）に発熱するため、冷却用に放熱器（ヒー
トシンク）が取り付けられており、該放熱器により上記
半導体の温度が必要以上に上昇することを防止してい
る。そしてこのヒートシンクとして片側の面に発熱体の
装着が可能な金属製板状のベースの他方側の面に放熱用
のプレート状のフィンを突設して取り付けたものが知ら
れており、押出し成型によりベースとフィンが一体に形
成されているものや、アコーディオンの蛇腹状のコルゲ
ートフィンをベースに固定したコルゲートヒートシンク
等が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記コルゲート
ヒートシンクは、図２１に示されるようにベースａ上
（背面）に突設されたリブｂに、コルゲートフィンｃに
形成された溝ｄを挿入し、コルゲートフィンｃの開放端
から鏨（たがね）を挿入してコルゲートフィンｃとベー
スａとをカシメ加工により固定し、コルゲートフィンｃ
をベースａに固定する構造が一般的であり、コルゲート
フィンｃとベースａの固定性及び密着度が比較的悪く、
ベースａからコルゲートフィンｃへの熱伝導が良好でな
いため、放熱効率が比較的低いという欠点の他、比較的
容易にコルゲートフィンｃがベースａから外れるという
問題点があった。また押出し成型のものはコスト高であ
るという欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の電装部品用ヒートシンクは、第１に金属製
で板状をなすベース３の片側の面に発熱体２を装着し、
他方側の面３ａに放熱用のプレート状のフィン４を突設
して取り付けたヒートシンクにおいて、上記ベース３の
フィン取り付け側の面３ａに凹状の溝部８を形成し、該
溝部８にフィン４の基端部を挿入すると共に、上記溝部
８とフィン４の挿入端とをカシメ加工によって固定した
ことを特徴としている。

【０００５】第２にフィン４が一基端部をＵ字形又はチ
ャンネル状に折り曲げ形成して所定間隔を介した一対の
プレートからなるフィン部材６とし、該フィン部材６の
折曲端７と溝部８とをカシメ加工によって固定したこと
を特徴としている。

【０００６】第３に一対のプレート間の内側よりフィン
部材６をカシメ固定することによってフィン部材６と溝
部８とを固定したことを特徴としている。

【０００７】第４にフィン部材６の折曲端７に溝部８へ
の挿入方向に突出する段部７ａを設けたことを特徴とし
ている。

【０００８】第５にフィン４が１枚のプレートからなる
フィン部材５からなり、各フィン部材５の間においてベ
ース３側の溝部８間をカシメ加工することによってフィ
ン部材５と溝部８を固定したことを特徴としている。

【０００９】第６にフィン部材５，６の側面に延出方向
に複数のスリット１２を形成せしめたことを特徴として
いる。

【００１０】第７にフィン部材５，６の側面にかしめ時
にベース３と係合する係合部１３を形成せしめたことを
特徴としている。

【００１１】第８に係合部１３がフィン部材５，６の側
面より内側に凹状に窪んだ窪みからなることを特徴とし
ている。

【００１２】第９に係合部１３がフィン部材５，６の側
面より外側に突設された突起部１４により形成せしめら
れることを特徴としている。

【００１３】第１０に溝部８を開口側が狭められたアリ
形状としたことを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明のヒートシンク１の構
造を図に従って説明する。図１は発熱体（パワートラン
ジスタ）２を取り付けた状態の本発明のヒートシンク１
の背面斜視図であり、該ヒートシンク１は片側の面（正
面）にパワートランジスタ２等の発熱体を装着すること
ができる金属製の板材からなるベース３と、該ベース３
の他方の側の面３ａ｛発熱体２の取付面の反対側の面
（背面）｝に後述するように取り付けられて突設される
フィン４とにより構成されており、従来のヒートシンク
と同様に、通電され発熱した発熱体２（ベース３に密着
して取り付けられている）の熱を周囲の空気に移し（熱
交換を行い）冷却を行う機能を有している。

【００１５】このとき図２に示されるように上記フィン
４は一基端部がＵ字形に折り曲げ形成され、略Ｕ字状断
面を有する所定間隔を介した一対のプレートからなるフ
ィン部材６が、ベース３の背面３ａに複数取り付けられ
て構成されているが、上記ベース３の背面３ａにはフィ
ン部材６の基端部（湾曲部分）７を挿入することができ
る凹状の溝部８が形成されており、各フィン部材６（突
出部７ａ）が各溝部８にそれぞれ挿入固定されて本発明
のヒートシンク１が構成されている。

【００１６】なお溝部８は平面視におけるベース３の一
辺方向に延出し、他辺方向に複数列設けられている。ま
たフィン部材６の湾曲部分７には挿入方向に突出し、溝
部８方向に連続する突出部７ａが突設されており、該湾
曲部分７は断面視段状形状をなす。そしてベース３の溝
部８は前記段部分（突出部７ａ）のみ挿入可能なサイズ
となっており、上記突出部７ａが溝部８に挿入されてベ
ース３とフィン部材６が固定されて取り付けられてい
る。

【００１７】つまり図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示さ
れるように、まずベース３の溝部８にフィン部材６の突
出部７ａを挿入し、次にフィン部材６における開放端側
から湾曲部分の内周面にかしめ用の鏨（たがね）９を挿
入し、該鏨９によりフィン部材６とベース３（溝部８）
とをカシメ加工することで、フィン部材６とベース３と
の固定が行われている。

【００１８】このとき図４（ａ）に示されるように上記
鏨９は溝部８方向に所定間隔でカシメ突起９ａが突設さ
れており、すなわち１度のカシメ加工により、フィン部
材６とベース３（溝部８）とはフィン部材６の延出方向
に所定間隔でカシメ加工され、この鏨９のカシメ突起９
ａに対応した所定間隔のカシメ部分１１により図４
（ｂ）に示されるようにフィン部材６とベース３との固
定が行われている。

【００１９】これにより比較的小さな部品であるフィン
部材６を延出方向に複数箇所でカシメを行うため、フィ
ン部材６とベース３との固定がより確実に行われ、フィ
ン部材６とベース３との密着度が高くなり、ベース３か
らフィン部材６への熱伝導が良好に行われ、ヒートシン
ク１の放熱効果がより高くなる。

【００２０】またフィン部材６の開放幅はかしめ用の鏨
（たがね）９が挿入可能な最小の寸法に設定することが
できるので、フィンピッチ（フィン部材６の開放幅及び
フィン部材６間のピッチ）を従来の押出し成型されたヒ
ートシンクに比較して小さくすることができ、これによ
ってヒートシンク１全体の表面積が増大するためヒート
シンク１の放熱効果が従来のコルゲートヒートシンク及
び押出し成型タイプのヒートシンクに比較して向上す
る。また本発明のヒートシンク１は上記のように２種類
のプレート部材（ベース３とフィン部材６）により製造
することができるため押出し成型に比較して容易且つ安
価に製造することができる。

【００２１】一方図５（ａ）に示すようにベース３の溝
部８を複数（本実施形態においては２つ）の平行な溝Ｄ
により形成せしめるとともに、フィン部材６の突出部７
ａを上記各溝Ｄに対応して挿入可能な２つの凸部Ｃによ
り形成せしめ、図５（ｂ），（ｃ）に示すように各溝部
Ｄにそれぞれ対応する凸部Ｃを挿入し、２つの凸部Ｃを
同時に（鏨９における１つのカシメ突起９ａにより）カ
シメ加工することで、図５（ｄ）に示されるようにベー
ス３とフィン部材６とをカシメ部分１１により固定する
ように構成してもよい。

【００２２】この場合溝部８における両溝Ｄ間の凸状の
突起Ｐが凸部Ｃ側に食い込むため、ベース３とフィン部
材６との固定がより強固に行われ、ベース３とフィン部
材６とがさらに容易に外れることがなくなる他、フィン
部材６とベース３との密着度が高くなり、ベース３から
フィン部材６への熱伝導が良好に行われ、ヒートシンク
１の放熱効果がより高くなる。

【００２３】ちなみに図６に示されるようにフィン部材
６に延出方向に複数のスリット１２を形成せしめ放熱効
果をより高くするように構成しても良く、この場合はス
リット１２によるエアの通路が形成せしめられさらに放
熱効果が向上する。なおスリット１２を図６（ａ）に示
されるようにフィン部材６の配列方向に同軸上に形成せ
しめても、図６（ｂ）に示されるように各フィン部材６
における一対のプレートに千鳥状に形成せしめてもとも
に上記効果を得ることができる。

【００２４】そして特にスリット１２がフィン部材６の
配列方向に同軸上に形成せしめられている場合は、スリ
ット１２部分でカシメ加工を行うように構成すること
で、フィン幅を鏨９の幅より小さくすることができ、こ
れによりフィンピッチをさらに小さくすることができ、
さらなる放熱効果向上を図ることも可能であり、更にカ
シメ固定部分を比較的大きくすることができるため、ベ
ース３とフィン部材６との固定がより強固となり、放熱
効果も向上する。

【００２５】なお図７に示すようにフィン部材６をＵ字
状断面を有するプレート（湾曲部分に段部がないもの）
から構成し、ベース３の溝部８を該湾曲部分を挿入する
ことができるサイズとし、前述の実施形態同様図８
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるようにフィン部材６
の開放端側から湾曲部７の内周面にかしめ用の鏨９を挿
入し、該鏨９によりフィン部材６とベース３（溝部８）
とをフィン部材６の延出方向に所定間隔でカシメ加工す
ることでフィン部材６とベース３とをカシメ固定してヒ
ートシンク１を構成してもよく、この場合も上記同様の
効果を得ることができる。

【００２６】また図９に示されるようにフィン部材６
を、フィン部材６の底面（湾曲部分７）の一部を下方
（挿入方向）に絞り加工して、突出部７ａをフィン部材
６の延出方向に断続的に複数形性せしめた構造としても
よく、この場合は図１０に示されるようにベース３の溝
部８を上記突出部７ａに対応させてフィンの延出方向に
断続的に複数設け、該溝部８に突出部７ａを挿入し、突
出部７ａにおいてフィン部材６の開放端側から鏨を挿入
してカシメ加工することで、カシメ部分１１によりフィ
ン部材６とベース３とを固定（カシメ固定）せしめ、こ
れにより上記実施形態と同様の効果を得ることができ
る。なおフィン部材６に上記同様にスリット（図示しな
い）を形成せしめてもよい。

【００２７】さらに上記フィン部材６におけるフィン部
材６の延出方向に絞り加工により断続的に複数形成せし
められた突出部７ａに対応するベース３の溝部８を複数
（本実施形態においては２つ）の平行な溝Ｄ２（図１２
参照）により形成せしめるとともに、図１１に示すよう
にフィン部材６の上記突出部７ａ（絞り加工によりフィ
ン部材６の延出方向に断続的に複数形成せしめられたも
の）を上記各溝Ｄ２に対応して挿入可能な２つの凸部Ｃ
２により形成せしめ、図１２（ａ），（ｂ）に示すよう
に各溝部Ｄ２にそれぞれ対応する凸部Ｃ２を挿入し、２
つの凸部Ｃ２を同時に（鏨における１つのカシメ突起に
より）カシメ加工することで、図１２（ｃ）に示される
ようにベース３とフィン部材６とをカシメ部分１１によ
り固定するように構成してもよい。

【００２８】これにより前述と同様に溝部８における両
溝Ｄ２間の凸状の突起Ｐ２が凸部Ｃ２側に食い込むた
め、ベース３とフィン部材６との固定がより強固に行わ
れ、ベース３とフィン部材６とがさらに容易に外れるこ
とがなくなる他、フィン部材６とベース３との密着度が
高くなり、ベース３からフィン部材６への熱伝導が良好
に行われ、ヒートシンク１の放熱効果がより高くなる
が、図１２（ａ），（ｂ）に示されるようにこのときベ
ース３における溝部８に平行な両端をフィン部材６の底
面における内面より高く形成せしめ、フィン部材６に相
対する部分をカシメ加工することで図１２（ｃ）に示さ
れるようにカシメ部分１１Ｂによりフィン部材６とベー
ス３とをフィン部材６の端部において固定してフィン部
材６とベース３との外れをより確実に防止するように構
成してもよい。

【００２９】一方図１３に示されるようにフィン部材６
の側面におけるカシメ加工時にベース３側と係合する部
分を凹状に窪ませ、フィン部材６にベース３側との固定
（かしめ）時にベース３側と係合する係合部１３をこの
窪みにより構成して設けても良く、この場合はフィン部
材６とベース３とのかしめ固定時にフィン部材６側にか
かる負担が少なくてすむとともに、カシメ固定がより確
実に行われ、ベース３とフィン部材６とのカシメ外れが
さらに効果的に行われる。

【００３０】なおフィン４を図１４に示されるような１
枚のプレートからなるフィン部材５により構成し、ベー
ス３におけるフィン部材５間において、ベース３側の溝
８間を間欠的に複数箇所でカシメ加工することで、ベー
ス３とフィン部材５の固定（カシメ固定）を行い、ヒー
トシンクを構成せしめても良い。この場合も上記実施形
態と同様にベース３とフィン部材５がカシメ加工により
比較的強固に且つ容易に固定されるので上記実施形態同
様の効果を得ることができる。

【００３１】特に図１５に示されるように、フィン部材
５に前述同様の窪みによる係合部１３を形成せしめ、ベ
ース３におけるフィン部材５間においてカシメ加工を行
うことで、上記係合部１３によりベース３とフィン部材
５の固定（カシメ）外れを防止しながら、ベース３とフ
ィン部材５を固定する構造としても良い。

【００３２】また図１６に示すようにフィン部材５の挿
入端に外側方に突出する突起部１４を設け、該突起部１
４とフィン部材５の側面５ａとにより上記と同様の機能
を有する係合部１３を形成せしめ、上記同様ベース３に
おけるフィン部材５間において、ベース３側の溝８間を
間欠的に複数箇所でカシメ加工を行うことで、上記係合
部１３によりベース３とフィン部材５のカシメ外れを防
止しながら、ベース３とフィン部材６を固定する構造と
することもできる。

【００３３】なお上記いずれの場合も前述の実施形態
（Ｕ字状をなすフィン部材６を使用したもの）と同様の
効果を得ることができるが、フィン部材６をカシメる部
分が多くなるため、カシメ作業は多くなる。なお図１７
に示されるように溝部８を断面視において底面部分の長
さｂに対して開口部分の長さａが狭められた（短い）ア
リ形状とし、カシメ加工時に開口部分がフィン部材５側
に食い込み、カシメ外れが防止される構造としてもよ
く、この場合はフィン部材５側に前述のような係合部１
３を形成せしめることでより効果的にフィン部材５とベ
ース３とのカシメ外れを防止することができる。

【００３４】また図１８，１９に示されるようにＵ字状
をなすフィン部材６を挿入する溝部８を断面視において
底面部分の長さｂに対して開口部分の長さａが狭められ
た（短い）アリ形状とし、上記同様フィン部材６のカシ
メ外れがより効率的に行われる構造としてもよい。ちな
みに図２０に示すようにコルゲートフィンタイプのヒー
トシンク（コルゲートヒートシンク１６）のコルゲート
フィン１７にスリット１８を形成せしめることもでき、
これによって従来のコルゲートヒートシンクに比較して
放熱効果を向上させることも可能である。

【００３５】なお各図において同一の符号は同一機能を
有し、このため詳細な説明は割愛する。

【００３６】

【発明の効果】以上のように構成される本発明の構造に
よれば、ヒートシンクがベースと複数のフィン部材の２
種類のプレート部材により構成されており、各フィン部
材をベースに形成された溝部に挿入してカシメ加工して
固定する構造であるため、ヒートシンクを容易且つ安価
に製造することができる他、フィン部材とベースとの固
定がより強固となり、フィン部材とベースとの密着度が
より高くなるため、ベースからフィン部材への熱伝導が
良好に行われ、ヒートシンクの放熱効果がより高くなる
という効果がある。

【００３７】そしてフィン部材が略Ｕ字形状をなす場
合、開放幅をかしめ用の鏨（たがね）が挿入可能な最小
の寸法に設定することができ、フィン幅を従来の押出し
成型されたヒートシンクに比較して小さくすることがで
きるので、これによりさらに放熱効果の高いヒートシン
クを形成せしめることができる。加えてフィン部材の側
面に、フィン部材の延出方向に複数のスリットを形成せ
しめることで放熱効果をより向上させることもできる。

【００３８】またフィン部材の側面より内側に凹状に窪
んだ窪み部やフィン部材の側面より外側に突設された突
起部によりフィン部材の側面にカシメ加工時にベースと
係合する係合部を形成せしめることで、フィン部材とベ
ースとのカシメ固定時にフィン部材側にかかる負担が少
なくてすむとともに、カシメ加工による固定がより確実
に行われ、ベースとフィン部材とのカシメ外れが減少す
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワートランジスタを取り付けた状態のヒート
シンクの背面斜視図である。

【図２】ヒートシンクの分解背面斜視図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、フィン部材をベー
スに固定する状態を時系列的に示した断面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は、カシメ加工時の状態を示す
フィン部材の側断面図及びフィン部材が固定された状態
のヒートシンクの平面図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は、他の実施形態のフィン部材
をベースに固定する状態を時系列的に示した断面図であ
り、（ｃ）はフィン部材が固定された状態のヒートシン
クの要部平面図である。

【図６】（ａ）はスリットを備えたフィン部材を取り付
けたヒートシンクの側断面図であり、（ｂ）はスリット
が千鳥状に形成せしめられたヒートシンクの平断面図で
ある。

【図７】挿入端に段部を備えないフィン部材を取り付け
たヒートシンクの背面斜視図である。

【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、挿入端に段部を備
えないフィン部材をベースに固定する状態を時系列的に
示した断面図である。

【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は断続的な突
起部を設けたフィン部材の平面図，側面図，正面図，Ａ
−Ａ断面図である。

【図１０】（ａ）は断続的な突起部を設けたフィン部材
のベースへの挿入状態を示す側断面図，（ｂ）は前記フ
ィン部材のベースへの取付状態を示す平面図である。

【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は断続的な
突起部を設けたフィン部材の他の実施形態を示す平面
図，側面図，正面図，Ａ−Ａ断面図である。

【図１２】（ａ），（ｂ）は図１１におけるフィン部材
のベースへの挿入状態を時系列的に示す側断面図，
（ｃ）は前記フィン部材のベースへの取付状態を示す平
面図である。

【図１３】（ａ），（ｂ）は窪みからなる係合部が形成
せしめられたＵ字状フィン部材をベースに取り付る状態
を時系列的に示した断面図である。

【図１４】（ａ）はプレート状のフィン部材をベースに
取り付けた状態を示す断面図，（ｂ）は前記フィン部材
のベースへの固定状態を示す断面図である。

【図１５】係合部を窪みにより形成せしめたプレート状
のフィン部材をベースに取り付けた状態を示す断面図で
ある。

【図１６】係合部を突起部により形成せしめたプレート
状のフィン部材をベースに取り付けた状態を示す断面図
である。

【図１７】（ａ），（ｂ）は、アリ形状の溝部へのプレ
ート状のフィン部材の挿入状態及び固定状態を示す断面
図である。

【図１８】突出部が形成せしめられたＵ字形状をなすフ
ィン部材のアリ形状の溝部への挿入状態を示す断面図で
ある。

【図１９】Ｕ字形状をなすフィン部材のアリ形状の溝部
への挿入状態を示す断面図である。

【図２０】スリットが形成せしめられたコルゲートフィ
ンタイプのヒートシンクの背面斜視図である。

【図２１】（ａ），（ｂ）は従来のコルゲートヒートシ
ンクの分解背面斜視図及び背面斜視図である。

【符号の説明】

２ パワートランジスタ（発熱体） ３ ベース ４ フィン ５ フィン部材 ６ フィン部材 ７ａ 突出部（段部） ８ 溝部 １３ 係合部 １４ 突起部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製で板状をなすベース（３）の片側
   の面に発熱体（２）を装着し、他方側の面（３ａ）に放
   熱用のプレート状のフィン（４）を突設して取り付けた
   ヒートシンクにおいて、上記ベース（３）のフィン取り
   付け側の面（３ａ）に凹状の溝部（８）を形成し、該溝
   部（８）にフィン（４）の基端部を挿入すると共に、上
   記溝部（８）とフィン（４）の挿入端とをカシメ加工に
   よって固定した電装部品用ヒートシンク。
2. 【請求項２】 フィン（４）が一基端部をＵ字形又はチ
   ャンネル状に折り曲げ形成して所定間隔を介した一対の
   プレートからなるフィン部材（６）とし、該フィン部材
   （６）の折曲端（７）と溝部（８）とをカシメ加工によ
   って固定した請求項１の電装部品用ヒートシンク。
3. 【請求項３】 一対のプレート間の内側よりフィン部材
   （６）をカシメ固定することによってフィン部材（６）
   と溝部（８）とを固定した請求項２の電装部品用ヒート
   シンク。
4. 【請求項４】 フィン部材（６）の折曲端（７）に溝部
   （８）への挿入方向に突出する段部（７ａ）を設けた請
   求項３の電装部品用ヒートシンク。
5. 【請求項５】 フィン（４）が１枚のプレートからなる
   フィン部材（５）からなり、各フィン部材（５）の間に
   おいてベース（３）側の溝部（８）間をカシメ加工する
   ことによってフィン部材（５）と溝部（８）を固定した
   請求項１の電装部品用ヒートシンク。
6. 【請求項６】 フィン部材（５），（６）の側面に延出
   方向に複数のスリット（１２）を形成せしめた請求項１
   又は２又は３又は４又は５の電装部品用ヒートシンク。
7. 【請求項７】 フィン部材（５），（６）の側面にかし
   め時にベース（３）と係合する係合部（１３）を形成せ
   しめた請求項１又は２又は３又は４又は５又は６の電装
   部品用ヒートシンク。
8. 【請求項８】 係合部（１３）がフィン部材（５），
   （６）の側面より内側に凹状に窪んだ窪みからなる請求
   項７の電装部品用ヒートシンク。
9. 【請求項９】 係合部（１３）がフィン部材（５），
   （６）の側面より外側に突設された突起部（１４）によ
   り形成せしめられる請求項７の電装部品用ヒートシン
   ク。
10. 【請求項１０】 溝部（８）を開口側が狭められたアリ
    形状とした請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又
    は７又は８又は９の電装部品用ヒートシンク。