JP2000022058A - 放熱用筒状部を備えたヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱用の筒状部を備えたヒートシンクの放熱
効率を向上させるとともに、安価に提供することを課題
としている。 【解決手段】 金属製で板状をなすベース６を湾曲又は
屈曲させて絞り加工により片側に突出せしめて、ベース
６における発熱体の装着面又は該装着面の反対側の面の
少なくとも一方に、両端が開口した放熱用の筒状部５を
突出形成せしめた。

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放熱器における放熱
用筒状部を備えたヒートシンクに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】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
クとして正面に半導体等の発熱体の装着が可能であるベ
ースに、中空の円筒又は半円筒状の放熱用筒状部が備え
られた構造のものが知られている。しかし上記筒状部は
ベースの曲げ加工により構成せしめられているものが一
般的であり、これによりヒートシンクの製造行程が比較
的複雑となり、ヒートシンクのコストが比較的高いとい
う欠点があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の放熱用筒状部を備えたヒートシンクは、第
１に金属製で板状をなすベース６の片側の面に発熱体４
を装着し、上記発熱体の装着面又は該装着面の反対側の
面の少なくとも一方に、両端が開口した放熱用の筒状部
５を突出形成せしめた電装部品用のヒートシンクにおい
て、ベース６を湾曲又は屈曲させて絞り加工により片側
に突出せしめ上記筒状部５を形成した放熱用筒状部を備
えたことを特徴としている。

【０００４】第２に筒状部５にスリット９を形成せしめ
たことを特徴としている。

【０００５】第３にベース６がＵ字形又はＪ字形に折り
曲げ形成されてなる所定間隔を介した一対のプレート
２，３からなり、一方のプレート２の外側面２ａに発熱
体４の装着部８を形成せしめ、他方のプレート３に放熱
用の筒状部５を突出形成せしめたことを特徴としてい
る。

【０００６】第４にベース６における発熱体４の装着面
に、発熱体装着部８を囲むように筒状部５を形成せしめ
たことを特徴としている。

【０００７】第５に筒状部５の一部又は全部をベース６
の湾曲内側に突設せしめたことを特徴としている。

【０００８】第６にベース６における発熱体４の装着側
の反対側のプレートに空冷用のファン１１を取り付ける
取付部１５を形成せしめたことを特徴としている。

【０００９】第７にベース６の基端部側にだぼ６ａを突
出せしめるとともに、基板への取付用の脚１０ｂを突設
せしめた脚部１０に上記だぼ６ａの挿入用の孔１０ｃを
形成し、該孔１０ｃにベース６側のだぼ６ａを挿入して
カシメ加工によりベース６に脚部１０を固定せしめてな
ることを特徴としている。

【００１０】第８にベース６のだぼ６ａが円錐形状をな
すことを特徴としている。

【００１１】また第９にベース６を構成する一枚の金属
板に長手方向を一致させ、所定間隔を介して少なくとも
２本以上のスリット９を形成し、上記ベース６のスリッ
ト９間を湾曲又は屈曲させて絞り加工により片側に突出
せしめることにより上記スリット９を開放端とする筒状
部５を形成する放熱用筒状部を備えたことを特徴として
いる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明のヒートシンクの構造
を図に従って説明する。図１は本発明のヒートシンク１
の斜視図を、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はヒートシン
ク１の正面図，右側面図，左側面図を、図３（ａ），
（ｂ）はヒートシンク１の平面図，図２（ｂ）における
Ａ−Ａ断面図を各示している。

【００１３】該ヒートシンク１は１枚の金属製の板材が
Ｕ字形に折り曲げ形成されてなる所定間隔を介した一対
のプレート２，３からなるベース６と、該ベース６にお
ける両プレート２，３の外側面２ａ，３ａに突設された
放熱用の筒状部５等からなり、一方のプレート２の外側
面２ａにパワートランジスタやＩＣ等の発熱体４を前記
プレート２に密着して取り付ける装着部８が形成せしめ
られており（すなわちプレート２の外側面２ａが発熱体
の装着面となる）、従来同様通電され発熱した発熱体４
の熱を周囲の空気に移し（熱交換を行い）て冷却を行う
機能を有している。

【００１４】このとき上記ベース６の底面（上記両プレ
ート２，３を基端側で連結する部分）には、図１，図２
に示されるようにプレート状のベース板１０ａの両端か
ら基板固定用の脚１０ｂが突出せしめられた構造をな
す、ヒートシンク１を基板に取付けるための脚部１０が
後述するようにベース６に固定されて取り付けられてお
り、ヒートシンク１は脚１０ａを基板に挿入固定するこ
とで基板側に容易に且つより確実に固定することができ
る構造となっている。

【００１５】一方上記ベース６の一方のプレート２にお
ける一部分には筒状部５が形成されておらず、これによ
りフラットな前記装着部８が形成せしめられており、す
なわちヒートシンク１は発熱体４の装着部８が形成せし
められているプレート２の外側面２ａには上記装着部８
を囲むように筒状部５が形成せしめられているととも
に、他方のプレート３の外側面３ａには略全面に筒状部
５が形成せしめられている。

【００１６】そして装着部８（外側面２ａ）側の上記筒
状部５によりヒートシンク１の放熱効果がより向上させ
られているが、さらに上記各筒状部５には軸心方向に複
数のスリット９が形成せしめられており、該スリット９
によりエアの通路が形成せしめられることで、ヒートシ
ンク１の放熱効果がさらに向上するように構成されてい
る。

【００１７】ここで上記ヒートシンク１の製造方法につ
いて説明する。上記ベース６は曲げを展開すると長方形
となるため、図４に示されるように、まず比較的大きな
金属製の板材（プレート部材）から所定の大きさ（ヒー
トシンク１を１つ形成せしめる分のサイズ、すなわちベ
ース６の展開形状である長方形）の金属板（プレート）
ａをプレス加工により打ち抜き、次に図５（ａ），
（ｂ）に示されるようにこの打ち抜かれたプレートａか
ら長孔状の切欠きｂを長手方向を一致させて、プレート
ａにおける両端側の所定範囲にマトリックス状に複数打
ち抜く。

【００１８】なお以下上記プレートａの両端側に形成せ
しめられた複数の切欠きｂの一群を切欠き群ｃ，該切欠
き群ｃ内における切欠きｂの長手方向側の並びを行，該
行に直交する切欠きｂの並びを列とするが、一方の切欠
き群ｃにおける、所定の連続する範囲には切欠きｂが形
成されておらず、この切欠きｂが形成されていない部分
をフラット部ｄと称することとする。ただし上記フラッ
ト部ｄの周囲における最大で３方には切欠きｂが形成せ
しめられており、切欠きｂの各列には切欠きｂが２つ以
上形成せしめられている。

【００１９】そして上記プレートａにおける両切欠き群
ｃの間に、脚部１０を取り付けるためのだぼ６ａを絞り
加工（プレス加工）により突出せしめ、さらにフラット
部ｄに発熱体４のねじ止め用のタップ（ねじ）の下孔６
ｂをプレス加工によるバーリング加工により形成せし
め、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、各切欠き群
ｃにおける各列の両端の切欠きｂ間をパンチｅでプレス
加工により湾曲又は屈曲させて絞り加工して半円筒状に
片側に突出せしめることにより筒状部５を形成せしめ
る。

【００２０】これによりプレートａに片側に突出する筒
状部５が形成せしめられるが、該筒状部５は各切欠き群
ｃにおける各列の両端の切欠きｂ間を絞り加工するた
め、筒状部５の両端は切欠きｂにより開放せしめられ、
換言すると切欠きｂがスリット９をなし、スリット９を
開放端とする筒状部５が形成され、上記切欠きｂが３つ
以上備えられた列の場合は、筒状部５の軸心方向に切欠
きｂによりスリット９が形成せしめられる。

【００２１】そして図６（ｃ）に示されるように、だぼ
６ａが底面に突出せしめられ、切欠き群ｃの形成面が対
向する両プレート２，３となるように、筒状部５が形成
されたプレートａの両端部分をプレス加工により折り曲
げ加工するとともに、上記下孔６ｂにタップを立てて発
熱体４のねじ止め用のねじ部１２を形成させ、フラット
部ｄとねじ部１２によりフラットな装着部８を形成せし
めることにより、装着部８及び筒状部５を有したベース
６を形成せしめる。

【００２２】一方上記脚部１０は前述のようにプレート
状のベース板１０ａの両端部に基板固定用の脚１０ｂが
突出せしめられた構造となっているが、図７に示される
ようにベース板１０ａには上記だぼ６ａの挿入用の挿入
孔１０ｃが形成せしめられており、図８（ａ）に示され
るように上記だぼ６ａを上記挿入孔１０ｃに挿入して鏨
９によるカシメ加工により固定することで、図８（ｂ）
に示されるように脚部１０とベース６が固定（カシメ止
め）され、ヒートシンク１が形成せしめられる。

【００２３】なお上記だぼ６ａは先端が小径となるよう
にテーパが付けられた円錐形状をなしており、また挿入
孔１０ｃは、だぼ６ａの挿入側の開口径がだぼ６ａの先
端部分が概ねがたなく挿入される程度の寸法（内径）で
あり、且つ挿入側の反対側の開口径が挿入側の開口径に
比して大径であるテーパ形状をなしており、上記カシメ
止めによりベース６と脚部１０はより強固に固定（カシ
メ止め）され、容易に外れることがない構造となってい
る。

【００２４】このとき挿入孔１０ｃをだぼ６ａの先端部
分が概ねがたなく挿入される程度の寸法のテーパの無い
ストレートな形状としてもよく、この場合もだぼ６ａと
挿入孔１０ｃとのカシメ止めが比較的強固に行われ、ベ
ース６と脚部１０とが容易に外れることはない。なおだ
ぼ６ａをベースのプレス加工（絞り加工）により形成せ
しめることでだぼの形成を容易に行うことができる。

【００２５】以上に示されるように本発明のヒートシン
ク１はベース６と脚部１０とからなるが、特に発熱体４
の取り付けと放熱とを担当するベース６は長方形をなす
１枚の金属板のプレス加工（絞り加工，曲げ加工，打ち
抜き加工等）により形成されているため、比較的大きな
金属板（プレート部材）から効率的にベース６の形成用
のプレートａを打ち抜くことができ、材料の無駄を最小
限とすることができ、ヒートシンク１（ベース６）をよ
り安価に製造することができる。

【００２６】また上記ベース６からは筒状部５が突出せ
しめられており、筒状部５による煙突効果及び表面積の
増加により、ヒートシンク１（ベース６）の放熱効率が
向上させられているが、上記筒状部５はベース６の絞り
加工により安価に且つ容易に形成させられており、これ
により比較的放熱効率の高いベース６を安価に製造する
ことができ、つまりヒートシンク１は放熱効率が比較的
高く、また安価に製造される。

【００２７】このとき放熱効率をより向上させるために
プレート２とプレート３を開放端側において熱伝導性の
比較的高い部材（金属材等）により連結し、プレート２
側からプレート３側により円滑に熱を伝導するように構
成してもよい。なおベース６が上記のようにプレス加工
により形成されているため、ベース６の形状における製
造上の制限が少なく、比較的自由な形状のヒートシンク
１を形成せしめることができる。

【００２８】なお上記実施形態において筒状部５はヒー
トシンク１の外側に突出するように形成されているが、
図９に示されるように筒状部５をＵ字状をなすベース６
の内側に突出せしめることで筒状部５がベース６の湾曲
内側に突出するヒートシンクを容易に形成せしめること
ができるが、この場合はヒートシンク１の外側に突出す
る突起（筒状部５）が存在しないため、一方のプレート
３の外側面にクーラ（ファン）１１を取り付ける取付部
１５を容易に形成せしめることができ、該取付部１５に
ファン１１を取り付けることで、ファン１１による発熱
体４の強制冷却を容易に行うことができ、ヒートシンク
１を容易にＣＰＵクーラとして使用することができる。

【００２９】なお図１０（ａ）に示されるように、外側
に筒状部５が突出させられたＵ字状に湾曲したベース６
の場合、両プレート２，３を密着せしめてもよく、この
場合も前述のヒートシンク同様の効果を得ることがで
き、また図１０（ｂ）に示されるようにベース６を略Ｌ
字状に屈曲せしめ、底面に前述の脚部１０を取り付ける
ように構成してもよい。

【００３０】さらに図１０（ｃ）に示されるようにベー
ス６を曲げがない１枚のプレート２０により構成し、筒
状部５を片方の面２０ａ側に突出せしめ、他方の面２０
ｂを装着部８としてヒートシンク１を構成してもよく、
この場合は前述のヒートシンクに比較して表面積が少な
くなるため放熱効率は若干低下するが、発熱体４の種類
によっては十分に効果を発揮し、前述のヒートシンクと
同様に比較的放熱効果の高いヒートシンク１を安価に且
つ容易に成形せしめることができる。このとき筒状部５
を面２０ｂ側に突出させてもよい。なお各図面において
同一符号は同一機能を有するとともに同一の方法で製造
（成形）が可能であり、詳細な説明は割愛する。

【００３１】

【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１枚の金属板であるベースから
形成されるとともに、上記ベースのプレス加工による絞
り加工により放熱用の筒状部が形成せしめられているた
め、ヒートシンクを１枚の金属板のプレス加工により形
成せしめることができ、ヒートシンクを安価に製造する
ことができる他、筒状部の煙突効果及びヒートシンクの
表面積がより大きくなることによりヒートシンクの放熱
効率が向上し、つまり比較的放熱効率の高いヒートシン
クをより安価に製造することができるという効果があ
る。

【００３２】特に発熱体の装着面側にも筒状部を形成し
めることで、さらにヒートシンクの放熱効果を向上させ
ることができるが、ベースをＵ字形又はＪ字形に折り曲
げ形成された形状とすることで、ヒートシンクの表面積
をさらに増加させることができるとともに、発熱体の装
着部をより容易に形成することができる。

【００３３】加えて筒状部の一部又は全部をベースの湾
曲内側に突出せしめることで、ベースにおける両側壁の
外側面の一部又は全部の外側への突起がなくなるため、
発熱体の取り付けをさらに容易に行うことができる他、
ファン等も容易に取り付けることができ、発熱体の強制
冷却を容易に行わせることができ、本発明のヒートシン
クをＣＰＵクーラ等に容易に使用することができる。

【００３４】そして脚部をベースに取り付けることでヒ
ートシンクを基板に容易且つ安定的に取り付けることが
できるが、特に脚部とベースとをカシメ加工により取り
付ける（固定する）ことで、脚部とベースとをより容易
且つ安価に取り付けることができ、さらにだぼを円錐形
状に形成せしめた場合は、上記だぼに相対する孔をテー
パの無いストレートな形状とすることで、だぼと孔との
かしめ固定がより強固に行われ、ベースと脚部とが容易
に外れないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒートシンク１の斜視図である。

【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はヒートシンクの正面
図，右側面図，左側面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）はヒートシンクの平面図及び図
２（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。

【図４】ヒートシンク形成用プレートの平面図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は所定の打ち抜きを施したヒー
トシンク形成用プレートの平面図及び側断面図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は筒状部形成のためのプレス型
の配置を示すヒートシンク形成用プレートの平面図，筒
状部が形成せしめられたヒートシンク形成用プレートの
側面図，Ｕ字状に湾曲せしめられたヒートシンク形成用
プレートの側面部分断面図である。

【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は脚部の平面図，側面
図，正面断面図である。

【図８】（ａ），（ｂ）はベースと脚部の挿入状態及び
かしめ状態を示す断面図である。

【図９】筒状部を湾曲の内側に突出せしめたヒートシン
クの側面図であり、該ヒートシンクにファンを取り付け
た状態を示す。

【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、外側に筒状部が
突出させられたＵ字状に湾曲したベースの両プレートを
密着させたヒートシンクの側面図、ベースが略Ｌ字状に
屈曲せしめられたヒートシンクの側面図、曲げがない１
枚のプレートにより構成されたヒートシンクの側面図を
それぞれ示す。

【符号の説明】

２ プレート ２ａ 外側面 ４ 発熱体 ５ 筒状部 ６ ベース ６ａ だぼ ８ 装着部 ９ スリット １０ 脚部 １０ｂ 脚 １０ｃ 孔 １１ ファン １５ 取付部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製で板状をなすベース（６）の片側
   の面に発熱体（４）を装着し、上記発熱体の装着面又は
   該装着面の反対側の面の少なくとも一方に、両端が開口
   した放熱用の筒状部（５）を突出形成せしめた電装部品
   用のヒートシンクにおいて、ベース（６）を湾曲又は屈
   曲させてプレス加工による絞り加工により片側に突出せ
   しめ上記筒状部（５）を形成した放熱用筒状部を備えた
   ヒートシンク。
2. 【請求項２】 筒状部（５）にスリット（９）を形成せ
   しめた請求項１の放熱用筒状部を備えたヒートシンク。
3. 【請求項３】 ベース（６）がＵ字形又はＪ字形に折り
   曲げ形成されてなる所定間隔を介した一対のプレート
   （２），（３）からなり、一方のプレート（２）の外側
   面（２ａ）に発熱体（４）の装着部（８）を形成せし
   め、他方のプレート（３）に放熱用の筒状部（５）を突
   出形成せしめた請求項１又は２の放熱用筒状部を備えた
   ヒートシンク。
4. 【請求項４】 ベース（６）における発熱体（４）の装
   着面に、発熱体装着部（８）を囲むように筒状部（５）
   を形成せしめた請求項１又は２又は３の放熱用筒状部を
   備えたヒートシンク。
5. 【請求項５】 筒状部（５）の一部又は全部をベース
   （６）の湾曲内側に突設せしめた請求項３又は４の放熱
   用筒状部を備えたヒートシンク。
6. 【請求項６】 ベース（６）における発熱体（４）の装
   着側の反対側のプレートに空冷用のファン（１１）を取
   り付ける取付部（１５）を形成せしめた請求項５の放熱
   用筒状部を備えたヒートシンク。
7. 【請求項７】 ベース（６）の基端部側にだぼ（６ａ）
   を突出せしめるとともに、基板への取付用の脚（１０
   ｂ）を突設せしめた脚部（１０）に上記だぼ（６ａ）の
   挿入用の孔（１０ｃ）を形成し、該孔（１０ｃ）にベー
   ス（６）側のだぼ（６ａ）を挿入してカシメ加工により
   ベース（６）に脚部（１０）を固定せしめてなる請求項
   １又は２又は３又は４又は５又は６の放熱用筒状部を備
   えたヒートシンク。
8. 【請求項８】 ベース（６）のだぼ（６ａ）が円錐形状
   をなす請求項７の放熱用筒状部を備えたヒートシンク。
9. 【請求項９】 ベース（６）を構成する一枚の金属板に
   長手方向を一致させ、所定間隔を介して少なくとも２本
   以上のスリット（９）を形成し、上記ベース（６）のス
   リット（９）間を湾曲又は屈曲させて絞り加工により片
   側に突出せしめることにより上記スリット（９）を開放
   端とする筒状部（５）を形成する放熱用筒状部を備えた
   放熱用筒状部を備えたヒートシンクの製造方法。