JP2003158227A - ヒートシンク、その製造方法、および、押圧治具 - Google Patents

ヒートシンク、その製造方法、および、押圧治具

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Izumi Nakajima
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Takeshi Omoteya
剛 表谷
Takashi Mori
高志 森
Hajime Noda
一 野田
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    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making

Abstract

(57)【要約】 【課題】ベース板の溝部に薄板フィンが強固にかしめ接
合された放熱特性に優れたヒートシンク、その製造方法
およびその製造に用いる押圧治具を提供する。 【解決手段】複数の溝部および隣接する溝部の間に、塑
性変形によって形成された、平らな底面および傾斜した
側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹
部を備えたベースプレートと、溝部に装入され、凹部の
塑性変形によって形成された傾斜した側面によって、両
側からかしめ接合された複数の薄板フィンとからなるヒ
ートシンク。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄板フィンが強固
にかしめ接合されたヒートシンク、前記ヒートシンクの
製造方法および前記ヒートシンクの製造に用いる押圧治
具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ヒートシンクは、図１５（イ）に
示すように、ベース板６１の薄板フィン取付面に並列し
て設けられた複数の溝部２０にそれぞれ薄板フィン３０
を装入し、前記薄板フィン取付面の溝部両側近傍４０
に、図１５（ロ）に示す押圧側端部５０が断面三角形に
先細りに形成された押圧治具６０の前記押圧側端部５０
を押圧して前記薄板フィン取付面の溝部両側近傍４０を
塑性変形して製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の製
造方法では、図１５（ロ）に示すように、溝部両側近傍
を押圧する押圧治具６０の押圧側端部５０が断面三角形
に先細りに形成されているため、押圧側端部５０を薄板
フィン取付面に深く入れても塑性変形量が十分でなく、
溝部が奥まで圧縮変形されず、薄板フィン３０は溝部２
０の入口近傍でしかかしめられず（図１５（イ）参
照）、このため薄板フィン３０は、電子部品に取付ける
際や使用中に傾斜したり外れたりすることがあった。ま
た押圧治具６０は先端部分が尖っているため先端部分が
欠落することがあり安定して押圧することが困難であっ
た。
【０００４】本発明はこのような状況に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、ベース板の溝部に薄板
フィンが強固にかしめ接合された放熱特性に優れたヒー
トシンク、その製造方法およびその製造に用いる押圧治
具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者は、上述した従来
の問題点を解決するため、鋭意研究を重ねた。その結
果、塑性変形量を多くすることによって、薄板フィンが
装入される溝部の深い位置まで塑性変形させ、かしめの
精度を高め、放熱特性を向上させることが判明した。更
に、ベースプレートの隣接する溝部の間に、平らな底面
および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細り
に塑性変形によって形成された凹部を備えることによっ
て、塑性変形量を多くすることが判明した。
【０００６】この発明は、上述した研究結果に基づくも
のであって、この発明のヒートシンクの第１の態様は、
複数の溝部および隣接する前記溝部の間に、塑性変形に
よって形成された、平らな底面および傾斜した側面を有
する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を備え
たベースプレートと、前記溝部に装入され、前記凹部の
前記塑性変形によって形成された前記傾斜した側面によ
って、両側からかしめ接合された複数の薄板フィンとか
らなるヒートシンクである。
【０００７】この発明のヒートシンクの第２の態様は、
前記凹部が連続的に形成されているヒートシンクであ
る。
【０００８】この発明のヒートシンクの第３の態様は、
前記凹部が不連続的に形成されているヒートシンクであ
る。
【０００９】この発明のヒートシンクの第４の態様は、
前記溝部の間に２個の凹部が形成されているヒートシン
クである。
【００１０】この発明のヒートシンクの第５の態様は、
前記溝部の間に２列の複数の凹部が形成されているヒー
トシンクである。
【００１１】この発明のヒートシンクの第６の態様は、
前記ベースプレートがヒートパイプからなっているヒー
トシンクである。
【００１２】この発明のヒートシンクの製造方法の第１
の態様は、下記工程を備えたヒートシンクの製造方法で
ある：ベースプレートの薄板フィン取付面に複数の溝部
を形成し、前記溝部に薄板フィンを装入し、前記薄板フ
ィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな
底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先
細りに形成された凹部を形成して、前記薄板フィンを前
記溝部内にかしめ接合する。
【００１３】この発明のヒートシンクの製造方法の第２
の態様は、下記工程を備えたヒートシンクの製造方法で
ある：ベースプレートの薄板フィン取付面に複数の溝部
を形成し、前記溝部に薄板フィンを装入し、前記薄板フ
ィン取付面の溝部両側近傍を、押圧側端部の断面が概ね
台形状に先細りに形成された押圧治具の前記押圧側端部
で押圧して、前記溝部両側近傍を塑性変形し、このよう
になされた塑性変形によって、薄板フィンを溝部内にか
しめ接合する。
【００１４】この発明のヒートシンクの製造方法の第３
の態様は、前記押圧側端部の断面が二股形状の刃からな
っており、前記二股形状の刃のそれぞれの断面が台形状
に先細りに形成されている、ヒートシンクの製造方法で
ある。
【００１５】この発明のヒートシンクの製造方法の第４
の態様は、前記塑性変形が前記薄板フィンに対して４５
度以内の角度でなされているヒートシンクの製造方法で
ある。
【００１６】この発明の押圧治具の第１の態様は、ヒー
トシンクの製造方法において用いる押圧治具であって、
押圧側端部の断面が概ね台形状に先細りに形成されてい
る、押圧治具である。
【００１７】この発明の押圧治具の第２の態様は、ヒー
トシンクの製造方法において用いる押圧治具であって、
押圧側端部の所要箇所が突出し、前記突出部のそれぞれ
の断面が概ね台形状に先細りに形成されている、押圧治
具である。
【００１８】この発明の押圧治具の第３の態様は、ヒー
トシンクの製造方法において用いる押圧治具であって、
押圧側端部の断面が二股形状の刃からなっており、前記
二股形状の刃のそれぞれの断面が台形状に先細りに形成
されている、押圧治具である。
【００１９】この発明の押圧治具の第４の態様は、前記
二股形状の刃が不連続である、押圧治具である。
【００２０】この発明のヒートシンクのその他の態様
は、前記凹部が千鳥配列からなっているヒートシンクで
ある。
【００２１】この発明のヒートシンクの製造方法のその
他の態様は、前記凹部が連続的に形成されているヒート
シンクの製造方法である。
【００２２】この発明のヒートシンクの製造方法のその
他の態様は、前記凹部が不連続的に形成されているヒー
トシンクの製造方法である。
【００２３】この発明のヒートシンクの製造方法のその
他の態様は、隣接する前記薄板フィンの間に前記凹部を
２個形成するヒートシンクの製造方法である。
【００２４】この発明のヒートシンクの製造方法のその
他の態様は、前記溝部両側近傍を、連続的に塑性変形す
る、ヒートシンクの製造方法である。
【００２５】この発明のヒートシンクの製造方法のその
他の態様は、前記溝部両側近傍を、不連続的に塑性変形
する、ヒートシンクの製造方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施態様を図面
を参照して具体的に説明する。なお、実施例を説明する
ための全図において、同一機能または類似の機能を有す
る部材には同一符号または類似の符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。この発明のヒートシンクは、複
数の溝部および隣接する前記溝部の間に、塑性変形によ
って形成された、平らな底面および傾斜した側面を有す
る断面が概ね台形状に先細りに形状された凹部を備えた
ベースプレートと、前記溝部に装入され、前記凹部の前
記塑性変形によって形成された前記傾斜した側面によっ
て、両側からかしめ接合された複数の薄板フィンとから
なるヒートシンクである。前記凹部が連続的に形成され
ている。更に、前記凹部が不連続的に形成されていても
よい。
【００２７】図１（イ）〜（ハ）は、本発明のヒートシ
ンクの１つの態様を示すそれぞれ側面図、平面図および
部分斜視図である。この態様のヒートシンクにおいて
は、ベースプレート１の薄板フィン取付面に並列して設
けた複数の溝部２に薄板フィン３が装入され、薄板フィ
ン取付面の溝部両側近傍４の薄板フィン取付面４に、平
らな面９ａおよび傾斜した側面９ｂからなる断面が概ね
台形状に先細りに形成された凹部９が、塑性変形によっ
て連続的に形成されている。このようになされた塑性変
形によって、薄板フィン３が溝部２内にかしめ接合され
ている。上述した断面が概ね台形状に先細りに形成され
た凹部９は、溝部２に沿って連続的に形成されている。
【００２８】図１（ハ）に示すように、このヒートシン
クにおいては、薄板フィン取付面の溝部両側近傍４に塑
性変形により連続的に設けられた凹部９は、断面が概ね
台形状に先細りに形成されているので、塑性変形の量が
多く、傾斜した側面９ｂが薄板フィンに押し付けられ
て、溝部２の深い位置まで圧縮される。従って、薄板フ
ィン３は、広い面積において、溝部２の側面によって強
固にかしめ接合される。
【００２９】この発明のヒートシンクは、下記工程によ
って製造される：ベースプレートの薄板フィン取付面に
複数の溝部を形成し、前記溝部に薄板フィンを装入し、
前記薄板フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形によ
り、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね
台形状に先細りに形成された凹部を形成して、前記薄板
フィンを前記溝部内にかしめ接合する。
【００３０】更に、この発明のヒートシンクは、下記工
程によって製造される：ベースプレートの薄板フィン取
付面に複数の溝部を形成し、前記溝部に薄板フィンを装
入し、前記薄板フィン取付面の溝部両側近傍を、押圧側
端部の断面が概ね台形状に先細りに形成された押圧治具
の前記押圧側端部で押圧して、前記溝部両側近傍を塑性
変形し、このようになされた塑性変形によって、薄板フ
ィンを溝部内にかしめ接合する。
【００３１】即ち、この発明の、上述した態様のヒート
シンクは、図２（イ）、（ロ）に示すように、ベースプ
レート１の薄板フィン取付面に並列して設けた複数の溝
部２に薄板フィン３を装入し、次いで薄板フィン取付面
の溝部両側近傍４を、押圧側端部５の断面が概ね台形状
に先細りに形成された押圧治具６の押圧側端部５で押圧
して溝部両側近傍４を塑性変形して、製造される。
【００３２】この発明の押圧治具の１つの態様は、上述
したヒートシンクの製造方法において用いる押圧治具で
あって、押圧側端部の断面が概ね台形状に先細りに形成
されている、押圧治具である。更に、この発明の押圧治
具の他の態様は、上述したヒートシンクの製造方法にお
いて用いる押圧治具であって、押圧側端部の所要箇所が
突出し、前記突出部のそれぞれの断面が概ね台形状に先
細りに形成されている、押圧治具である。
【００３３】即ち、上述した押圧治具６は、図３に示す
ように、その押圧側端部５において、断面が概ね台形状
に先細りに形成されており、その先端面７の幅ａは用い
る押圧治具６の材種と質別、薄板フィン取付面の溝部間
隔などを基に決められる。この発明の押圧治具６は、押
圧側端部５の先端面７が平坦であるので、欠損し難く安
定して使用できる。上述した先端面７の幅ａが所定の値
より小さ過ぎると、塑性変形の量が十分でなく、溝部２
の深い位置まで圧縮されず、一方、先端面７の幅ａが所
定の値を超えて大き過ぎると、押圧抵抗が増加して、押
圧治具６の押圧側端部５を、ベースプレートに十分に押
込めなくなり、いずれの場合も、薄板フィンのかしめ不
良が発生し易くなる。更に、溝部２の側面と薄板フィン
との接触面が小さく、放熱特性が劣る。なお、先端面７
の幅ａは、通常０．２〜０．５ｍｍの範囲内が望まし
い。
【００３４】更に、この発明のヒートシンクにおいて、
上述した凹部が不連続的に形成されていてもよい。図４
（イ）〜（ハ）は、この発明のヒートシンクの他の態様
を示すそれぞれ側面図、平面図および部分斜視図であ
る。図４（イ）から（ハ）に示すように、この態様のヒ
ートシンクにおいては、ベースプレート１の薄板フィン
取付面に設けた複数の溝部２に薄板フィン３が装入さ
れ、薄板フィン取付面の溝部両側近傍４に、平らな面１
０ａおよび傾斜した側面１０ｂからなる断面が概ね台形
状に先細りに形成された凹部１０が、塑性変形により不
連続的に形成されている。このようになされた塑性変形
によって、薄板フィン３が溝部２内にかしめ接合されて
いる。上述した断面が概ね台形状に先細りに形成された
凹部１０は、溝部２に沿って所定の間隔で、不連続的に
形成されている。
【００３５】このヒートシンクは、凹部１０は、溝部２
に沿って所定の間隔で、不連続的に形成される点を除い
て、図２（イ）および（ロ）に示したのと同じ方法によ
り製造される。更に、この発明の押圧治具の他の態様
は、ヒートシンクの製造方法において用いる押圧治具で
あって、押圧側端部の所要箇所が突出し、前記突出部の
それぞれの断面が概ね台形状に先細りに形成されてい
る、押圧治具である。
【００３６】即ち、このヒートシンクを製造するのに用
いる押圧治具６は、図５に示すように、押圧側端部５が
所定の間隔を空けて、不連続的に突出し、その突出部８
の断面が概ね台形状に先細りに形成されている。この先
端面７の幅ａの大小による影響、幅ａの決定方法、幅ａ
の望ましい範囲などは、図３に示した態様の押圧治具の
場合と同じである。図５に示すように、押圧治具６の突
出部８を形成する箇所は、薄板フィン３を溝部２に過不
足なくかしめ接合するのに必要な箇所であり、突出部８
の大きさや間隔は用いるベースプレート１および薄板フ
ィン３の材種、質別、形状などを基に決められる。この
態様の押圧治具６によると、薄板フィン取付面の溝部両
側近傍４（図４（ロ）参照）を押圧する複数の突出部８
が所要箇所にのみ存在する（即ち、所定の間隔をおいて
配置されている）ので、図３に示した態様の押圧治具６
に較べて、小さい押圧力でかしめ接合ができる。
【００３７】更に、突出部８によって押圧されない部分
も、隣接する突出部８によって、両側から溝部２の長さ
方向に圧縮されて溝部２の幅方向に膨らむので、対応す
る部分の溝部２の幅が狭まり、薄板フィン３にかしめ力
が働く。図４（イ）〜（ハ）において、符号番号１０
は、薄板フィン取付面の溝部両側近傍４に、所定の間隔
をおいて不連続的に形成された、平らな面１０ａおよび
傾斜した側面１０ｂからなる断面が概ね台形状に先細り
に形成された凹部であり、塑性変形部分である。
【００３８】図６（イ）、（ロ）は、この発明のヒート
シンクの他の態様を示すそれぞれ側面図および平面図で
ある。この態様のヒートシンクにおいては、薄板フィン
３取付面の溝部２両側近傍４に、不連続に形成された断
面が概ね台形状に先細りに形成された複数の塑性変形部
分１０が、溝部２を挟んで、千鳥配列で交互に位置して
いる。この態様のヒートシンクによると、かしめ力が溝
部２の長さ方向に均一化し、かつ押圧治具６の押圧力も
小さくすることができる。
【００３９】本発明において、上述した押圧治具には、
鉄鋼などの通常の高強度材が使用できる。またベースプ
レートおよび薄板フィンには、銅やアルミニウムなどの
熱伝導性に優れた任意の材料を使用することができる。
【００４０】図７は、この発明のヒートシンクの他の態
様を示す側面図である。この態様のヒートシンクにおい
ては、ヒートシンクのベースプレート１が板型ヒートパ
イプ１１からなっている。
【００４１】図８は、この発明のヒートシンクの他の態
様を示す側面図である。この態様のヒートシンクにおい
ては、ヒートシンクのベースプレート１が板型ヒートパ
イプ１２の一構成部材、例えば、上板材からなってい
る。このヒートシンクは、例えば、図１に示した態様の
ヒートシンクのベースプレート１の下側に、窪み１３を
設けた板材１４を接合して、空洞部を形成し、空洞部内
に作動液を封入することによって、容易に製造すること
ができる。
【００４２】図９（イ）、（ロ）は、この発明のヒート
シンクの他の態様を示すそれぞれ正面図および側面図で
ある。この態様のヒートシンクにおいては、図１に示し
た態様のヒートシンクのベースプレート１の所要箇所に
溝部１５を形成し、溝部１５に棒型ヒートパイプ１６を
半田１７接合している。溝部１５は、フィン３の長さ方
向と交差させて形成すると、棒型ヒートパイプ１６の伝
熱効果が良好に発現される。
【００４３】図７〜９に示した態様のヒートシンクにお
いては、ベースプレート１に伝わった熱が、ヒートパイ
プ１１、１２、１６により速やかに移動するため、ベー
スプレート１内の熱拡散が効率良く行われ、ヒートシン
クの放熱特性が向上する。図７〜９に示した態様のヒー
トシンクでは、薄板フィン３をかしめ接合するための凹
部は、連続的に設けても不連続的に設けても良い。
【００４４】図１０（イ）〜（ニ）は、この発明のヒー
トシンクの他の態様を示す図である。この態様のヒート
シンクは、複数の溝部および隣接する溝部の間に、塑性
変形によって形成された、平らな底面および傾斜した側
面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部
を備えたベースプレートと、溝部に装入され、凹部の塑
性変形によって形成された傾斜した側面によって、両側
からかしめ接合された複数の薄板フィンとからなるヒー
トシンクである。図１０（イ）は、ベースプレートの溝
部に装入され凹部の塑性変形によって形成された傾斜し
た側面によって、両側からかしめ接合された１枚の薄板
フィンを示している。
【００４５】図１０（ロ）および（ハ）は、薄板フィン
のかしめ接合を説明する図である。図１０（ニ）は、ベ
ースプレートの溝部にかしめ接合された薄板フィンを示
す図である。図１０（ロ）に示すように、ベースプレー
ト１の溝部２に薄板フィンを装入し、図１０（ハ）に示
すように、薄板フィン３取付面の溝部２両側近傍に、先
端部の断面が概ね台形状に先細りに形成された押圧治具
を所定の深さまで押圧する。その結果、図１０（ニ）に
示すように、薄板フィンの両側には、押圧治具によって
押圧されて塑性変形によって形成された、平らな底面１
２ｂおよび傾斜した側面１２ａを有する断面が概ね台形
状に先細りに形成された凹部が形成されている。溝部２
に装入された薄板フィン３は、凹部の塑性変形によって
形成された傾斜した側面によって、両側からかしめ接合
されている。
【００４６】この発明のヒートシンクによると、押圧治
具によって押圧されて塑性変形によって、平らな底面１
２ｂおよび傾斜した側面１２ａを有する断面が概ね台形
状に先細りに形成された凹部が形成されるので、塑性変
形量が多く、溝部２に装入された薄板フィン３を広い面
積において、両側からかしめ接合されている。従って、
かしめの精度が高まり、ベースプレートと薄板フィンと
の接触面が大きく、放熱特性に優れている。図１１は、
この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。こ
の態様のヒートシンクにおいては、押圧側端部の断面が
二股形状の刃からなっており、そして、二股形状の刃の
それぞれの断面が台形状に先細りに形成されている押圧
治具を隣接する薄板フィンの間に装入し、押圧して、２
個の凹部を形成している。即ち、押圧治具６は、図１１
（イ）に点線の円で囲んだ部分に示すように、押圧側端
部の断面が二股形状の刃６１、６２からなっている。更
に、二股形状の刃６１、６２のそれぞれの断面が台形状
に先細りに形成されている。それぞれの刃は、ベースプ
レート１の溝部２に装入された薄板フィン３から所定の
距離の位置に押圧される。
【００４７】図１１（ロ）に示すように、この態様のヒ
ートシンクは、複数の溝部２および隣接する２つの溝部
２の間に、塑性変形によって形成された、平らな底面お
よび傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに
形状された２個の凹部を備えたベースプレートと、溝部
２に装入され、凹部の塑性変形によって形成された傾斜
した側面によって、両側からかしめ接合された複数の薄
板フィンとからなるヒートシンクである。
【００４８】即ち、ベースプレート１の溝部２に薄板フ
ィン３を装入し、図１１（イ）に示すように、二股形状
の刃のそれぞれの断面が台形状に先細りに形成されてい
る押圧治具６を隣接する薄板フィン３、３の間に装入
し、所定の深さまで押圧する。その結果、図１１（ロ）
に示すように、薄板フィンの間の薄板フィンに近い位置
には、押圧治具によって押圧されて塑性変形によって形
成された、平らな底面１２ｂおよび傾斜した側面１２ａ
を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された２つの
凹部が形成されている。図示されていないけれども、隣
接する薄板フィンの間には、同様に、押圧治具が装入さ
れ、押圧されるので、溝部に装入された各薄板フィン
は、凹部の塑性変形によって形成された傾斜した側面１
２ａによって、両側からかしめ接合される。
【００４９】この発明のヒートシンクにおいても、薄板
フィン間に、押圧治具によって押圧されて塑性変形によ
って、平らな底面１２ｂおよび傾斜した側面１２ａを有
する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部が２個
形成されるので、塑性変形量が多く、溝部２に装入され
た薄板フィン３を広い面積において、両側からかしめ接
合することができる。従って、かしめの精度が高まり、
ベースプレートと薄板フィンとの接触面が大きく、放熱
特性に優れている。
【００５０】図１２は、この発明のヒートシンクの他の
態様を示す図である。図１２（イ）は、断面図であり、
図１２（ロ）は、平面図である。図１２（ハ）は、押圧
側端部を説明する図である。この態様のヒートシンクに
おいては、押圧側端部の両側部が、治具の長手方向に沿
って２列に複数個突出した押圧治具を、隣接する薄板フ
ィンの間に装入し、押圧して、２列に配置された複数の
凹部２２が形成されている。押圧側端部の突出した部分
の断面は、二股形状の刃からなっている。上述した二股
形状の刃のそれぞれは、断面が概ね台形状に先細りに形
成されている。図１２（ハ）に示すように、押圧治具６
の押圧側端部には、突出部８１が両側部に治具の長手方
向に沿って２列に設けられている。それぞれの突出部８
１はそれぞれ対応する位置に在る。突出部８１の先端面
７１は、平らな面からなっている。
【００５１】図１２（ロ）に示すように、ベースプレー
ト１の溝部に装入された薄板フィンの両側には、所定間
隔をおいて、平らな底面および傾斜した側面を有する概
ね台形状に先細りに形成された凹部２２が、形成されて
いる。即ち、薄板フィンの両側には、対応する凹部２２
が設けられている。押圧治具によって押圧されて塑性変
形によって形成された傾斜した側面によって、薄板フィ
ンは、図１１（ロ）に示したと同様に、両側からかしめ
接合される。更に、図４に示した態様と同様に、突出部
によって押圧されない部分も、隣接する突出部によっ
て、両側から溝部の長さ方向に圧縮されて溝部の幅方向
に膨らむので、対応する部分の溝部の幅が狭まり、薄板
フィン３にかしめ力が働く。
【００５２】図１３は、この発明のヒートシンクの他の
態様を示す図である。図１３（イ）は、断面図であり、
図１３（ロ）は、平面図である。図１３（イ）に示すよ
うに、押圧側端部の両側部が、治具の長手方向に沿って
２列に、千鳥配列で複数個突出した押圧治具を、隣接す
る薄板フィンの間に装入し、押圧して、２列に配置され
た複数の凹部３２が形成されている。押圧側端部の突出
した部分の断面は、二股形状の刃からなっている。上述
した二股形状の刃のそれぞれは、断面が概ね台形状に先
細りに形成されている。即ち、この態様のヒートシンク
においては、薄板フィンの両側に形成される凹部３２が
所定の間隔をあけて、千鳥配列で交互に位置している。
この態様のヒートシンクによると、図６に示した態様と
同様に、かしめ力が薄板フィン３の長さ方向に均一化
し、かつ押圧治具６の押圧力も小さくすることができ
る。
【００５３】図１４は、この発明のヒートシンクの他の
態様を示す図である。図１４（イ）は、平面図であり、
図１４（ロ）は、図１４（イ）において点線の円で囲ん
だ部分の拡大図である。図１４（イ）に示すように、押
圧側端部の両側部が、治具の長手方向に沿って２列に、
ハの字配列で複数個突出した押圧治具を、隣接する薄板
フィン３の間に装入し、押圧して、２列にハの字配列で
配置された複数の凹部３２が形成されている。押圧側端
部の突出した部分は、二股形状の矩形の刃からなってい
る。上述した二股形状の矩形の刃のそれぞれは、概ね台
形状に先細りに形成され、先端部は平になっている。即
ち、この態様のヒートシンクにおいては、薄板フィンの
両側に形成される凹部３２が所定の間隔をあけて、ハの
字配列で対応して位置している。この態様のヒートシン
クによると、ハの字配列された凹部によって、かしめ力
が薄板フィンに斜めに指向されるので、かしめの精度が
高まる。ハの字配列の凹部の長軸の延長線と、薄板フィ
ンの長軸がなす角度が、４５度以内であることが好まし
い。
【００５４】上述したように、この発明の押圧治具は、
上述したヒートシンクの製造方法において用いる押圧治
具であって、押圧側端部の断面が概ね台形状に先細りに
形成されている。更に、この発明の押圧治具は、押圧側
端部の所要箇所が突出し、突出部のそれぞれの断面が概
ね台形状に先細りに形成されている。更に、この発明の
押圧治具は、押圧側端部の断面が二股形状の刃からなっ
ており、二股形状の刃のそれぞれの断面が台形状に先細
りに形成されている。更に、上述した二股形状の刃が不
連続であってもよい。この発明のヒートシンクを実施例
によって更に詳細に説明する。
【００５５】
【実施例】実施例１ 図１０に示すように、幅２００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、
厚さ１２ｍｍのアルミニウム製のベースプレートに幅
１．５ｍｍ、深さ３ｍｍの溝が１２ｍｍピッチで１６本
施されている。この溝に長さ３００ｍｍ、高さ１８０ｍ
ｍ、厚さ１．５ｍｍのアルミニウム製のフィンが１６枚
差し込まれている。図１０に示すように、フィンを挟む
ように２枚のクリンプ（かしめ）用の刃が用意されてお
り、刃の先端はフィンの側面から０．８ｍｍ離れた部分
に位置するようになっている。刃の先端は概ね台形状に
先細っており、先端部は平になっており、必要な圧力で
押し込まれて、ベースプレートが十分塑性変形する。こ
のように十分な量の塑性変形によって、ベースプレート
とフィンがクリンプされて、熱的にも機械的にも十分接
合する。上述したように、フィンを挟むようにクリンプ
用の刃でプレスすることによって、フィンの間隔が極端
に広い場合でも、個々のフィンに関して安定した嵌合
（かしめ）強度が得られる上、フィンと刃の先端までの
距離が予め決まっているので、ベースプレートの変形量
が概ね一定であり、ベースの反りや膨れに対してその都
度対処する必要がない。
【００５６】実施例２ 図１１に示すように、幅３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、
厚さ１０ｍｍのアルミニウム製のベースプレートに幅
１．２ｍｍ、深さ２．４ｍｍの溝が１０ｍｍピッチで２
９本施されている。この溝は押し出しによって成形され
たもので、このサイズ以上の押し出し、特にこのベース
にフィンを立てたような形状では、装置が非常に限られ
るので、一般的ではない。さて、このベースプレートの
溝に、長さ３００ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍ
ｍのアルミニウム製のフィンが２９枚差し込まれる。こ
のままで、容易に外れてしまうため、図１１に示すよう
な、刃の厚みが８．８ｍｍ（フィン間間隔に相当）で、
断面が二股構造になっているクリンプ刃でフィン間をプ
レスする。刃の先端は、フィンから約１ｍｍ付近からベ
ースプレートに食い込む位置関係となっており、圧力を
加えることでアルミニウムを変形させ、その変形をベー
スプレートとフィンとを嵌合させ（かしめ）る力として
利用する。この作業をそれぞれのフィン間で行うこと
で、ベースプレートとフィンが一体化する。上述したよ
うに、フィン間を二股構造のクリンプ刃でプレスするこ
とによって、フィンの間隔が極端に広い場合でも安定し
た嵌合（かしめ）強度が得られる上、ベースプレートの
変形量が概ね一定であるので、ベースの反りや膨れをそ
の都度対処する必要がない。
【００５７】実施例３ 図１２に示すように、幅４００ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、
厚さ８ｍｍの銅製のベースプレートに幅１ｍｍ、深さ２
ｍｍの溝が１０ｍｍピッチで３９本施されている。これ
は切削によって成形されたものである。このベースプレ
ートの溝に、長さ１２０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、厚さ１
ｍｍのアルミニウム製のフィンが３９枚差し込まれる。
このままで、容易に外れてしまうため、図１２に示すよ
うな、刃の厚みが９ｍｍ（フィン間間隔に相当）で、断
面が二股構造になっているクリンプ刃でフィン間をプレ
スする。この刃の先端は、フィンから約１ｍｍ付近から
ベースプレートに食い込む位置関係となっており、圧力
を加えることで銅を変形させ、その変形をベースプレー
トとフィンとを嵌合させる力として利用する。この作業
をそれぞれのフィン間で行うことで、ベースプレートと
フィンが一体化する。銅は熱伝導がアルミニウムより優
れているが、材質が硬いため、変形に必要な力が大き
い。そこで、比較的小さな力でクリンプができるよう
に、図１２（ハ）に示すように、刃を不連続的に形成し
て、刃がベースプレートに食い込む面積を減らして必要
な変形を得られるようにしている。上述したように、フ
ィン間をクリンプ刃でプレスすることによって、銅など
の硬い部材であってもアルミニウムと同等の設備で製造
が可能となる。
【００５８】実施例４ 図１３に示すように、幅５００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、
厚さ１５ｍｍのアルミニウム製のベースプレートに幅
１．５ｍｍ、深さ３ｍｍの溝が１５ｍｍピッチで３２本
施されている。これは切削によって成形されたものであ
る。このベースプレートの溝に、長さ３００ｍｍ、高さ
１５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのアルミニウム製のフィン
が３２枚差し込まれる。このままで、容易に外れてしま
うため、図１３（イ）に示すような、刃の厚みが１３．
５ｍｍ（フィン間間隔に相当）で、断面が二股構造にな
っているクリンプ刃でフィン間をプレスする。この刃の
先端は、１ｍｍ間隔に突起形状になっており、さらに二
股のそれぞれの突起が千鳥配置となっている。その突起
部がベースプレートに食い込んで塑性変形させる。この
作業がそれぞれのフィン間で行われるが、刃の位置は一
定であるため、図１３（ロ）のように、１つのフィンを
中心に見ると、両サイドから交互にアルミニウムが塑性
変形して、ベースプレートとフィンが一体化している。
刃の位置が両サイドで同じ場合は、条件によっては、刃
の間の部分で嵌合力が弱まる場合があるが、本実施例で
は、実施例３と同様に必要なプレス力を押さえつつ、長
手方向にわたって一定の嵌合を図ることができる。上述
したように、フィン間をクリンプ刃でプレスすることに
よって、銅などの硬い部材であってもアルミニウムと同
等の設備で製造が可能となるばかりでなく、フィン全体
を均一に嵌合でき信頼性が向上する。
【００５９】実施例５ 図１４に示すように、実施例４と材質だけが異なる、即
ち、幅５００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ１５ｍｍの銅
製のベースプレートに幅１．５ｍｍ、深さ３ｍｍの溝が
１５ｍｍピッチで３２本施されている。これは切削によ
って成形されたものである。このベースプレートの溝
に、長さ３００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ
の銅製のフィンが３２枚差し込まれる。このままで、容
易に外れてしまうため、図１４（イ）に示すような、ハ
の字配列の２列のクリンプ刃でフィン間をプレスする。
刃の角度がフィンに対して、３０°になっている。刃の
ピッチは１．５ｍｍであり、個々の刃の長さは１．５ｍ
ｍである。その突起部がベースプレートに食い込んで塑
性変形される。刃渡りの合計が長くなり、プレス力が実
施例３よりも大きくなると考えられるが、実際は、刃の
形状を傾けているので、ベースプレートの塑性変形が容
易で、更に刃のフィンから見た場合の間隔が図１４に示
すように従来よりも細かくなるので、より均一に、より
強固に嵌合することができる。但し、その角度がフィン
に対して４５°を超えると、変形によるベース材の移動
方向がフィンをクリンプするのではなく、長手方向に逃
げてしまうので、効果を得ることが困難となる。
【００６０】上述したように、フィン間をクリンプ刃で
プレスすることによって、銅などの硬い部材であっても
アルミニウムと同等の設備で製造が可能となるばかりで
なく、フィン全体をより強固に嵌合でき、信頼性が向上
する。クリンプ用の刃先形状は、上述した各種態様を用
いることができる。クリンプ用の刃のプレス方法は、フ
ィン間を１回づつクリンプしていっても、一度に何本か
の刃でクリンプしても構わない。また、刃を移動するの
ではなく、固定した刃に対してベースプレートをプレス
する等の方法をとっても構わない。また、刃先の形状
は、材質、硬度、大きさによって自由に変更することが
できる。
【００６１】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のヒートシ
ンクは、ベースプレートの薄板フィン取付面に設けた複
数の溝部に薄板フィンが装入され、前記薄板フィン取付
面の溝部両側近傍に断面略台形の凹部が塑性変形により
連続的に設けられ、この塑性変形で薄板フィンが溝部内
にかしめ接合されているので、前記薄板フィンは溝部が
深くまで圧縮され、薄板フィンは溝部に強固にかしめ接
合される。前記ヒートシンクは押圧側端部が断面略台形
状に先細りに形成された押圧治具の前記押圧側端部を薄
板フィン取付面の溝部両側近傍４に押圧することにより
容易に製造できる。前記押圧治具は押圧側端部は断面略
台形状なので、断面三角形の従来のものに較べて押圧側
端部が欠けたりし難い。押圧側端部が不連続に突出し前
記突出部が断面略台形状に先細りに形成された押圧治具
を用いることにより押圧力を低減できる。前記ヒートシ
ンクのベースプレートがヒートパイプであるか、ヒート
パイプの一構成部材であるか、または前記ベースプレー
トにヒートパイプが熱的に接合されているヒートシンク
は放熱特性が特に優れる。依って、工業上顕著な効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（イ）〜（ハ）は本発明のヒートシンクの
第１の実施形態を示すそれぞれ側面図、平面図および部
分斜視図である。
【図２】図２（イ）、（ロ）は、図１に示したヒートシ
ンクの製造工程を示す部分側面説明図である。
【図３】図３は、図１に示したヒートシンクの製造に用
いる押圧治具の押圧側端部の斜視図である。
【図４】図４（イ）〜（ハ）は本発明のヒートシンクの
第２の実施形態を示すそれぞれ側面図、平面図および部
分斜視図である。
【図５】図５は、図４に示したヒートシンクの製造に用
いる押圧治具の押圧側端部の斜視図である。
【図６】図６（イ）、（ロ）は本発明のヒートシンクの
第３の実施形態を示すそれぞれ側面図および平面図であ
る。
【図７】図７は、本発明のヒートシンクの第４の実施形
態を示す側面図である。
【図８】図８は、本発明のヒートシンクの第５の実施形
態を示す側面図である。
【図９】図９は、本発明のヒートシンクの第６の実施形
態を示す（イ）正面図および（ロ）側面図である。
【図１０】図１０（イ）は、ベースプレートの溝部に装
入され凹部の塑性変形によって形成された傾斜した側面
によって、両側からかしめ接合された１枚の薄板フィン
を示す図である。図１０（ロ）および（ハ）は、薄板フ
ィンのかしめ接合を説明する図である。
【図１１】図１１は、この発明のヒートシンクの他の態
様を示す図である。
【図１２】図１２は、この発明のヒートシンクの他の態
様を示す図である。
【図１３】図１３は、この発明のヒートシンクの他の態
様を示す図である。図１３（イ）は、断面図であり、図
１３（ロ）は、平面図である。
【図１４】図１４は、この発明のヒートシンクの他の態
様を示す図である。図１４（イ）は、平面図であり、図
１４（ロ）は、図１４（イ）において点線の円で囲んだ
部分の拡大図である。
【図１５】図１５（イ）は従来のヒートシンクの製造方
法を示す側面説明図、（ロ）は前記ヒートシンクを製造
するための押圧治具の押圧側端部の斜視図である。
【符号の説明】
１ ベースプレート ２ 薄板フィン取付面に並列して設けられた複数の溝部 ３ 薄板フィン ４ 薄板フィン取付面の溝部両側近傍 ５ 押圧治具の押圧側端部 ６ 押圧治具 ７ 押圧治具の先端面 ８ 押圧治具の突出部 ９ 溝部両側近傍に連続的に形成された断面略台形状の
塑性変形部分（凹部） １０ 溝部両側近傍に不連続に形成された断面略台形状
の塑性変形部分（凹部） １１ 板型ヒートパイプ １２ ベースプレートを一構成部材とした板型ヒートパ
イプ １３ 作動液を封入する溝 １４ 作動液を封入する溝を設けた板材 １５ ヒートパイプを嵌合する溝 １６ 棒型ヒートパイプ １７ 半田 ２２ 塑性変形部分（凹部） ３２ 塑性変形部分（凹部） ４２ 塑性変形部分（凹部）
フロントページの続き (72)発明者 中嶋 泉 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 表谷 剛 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 森 高志 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 野田 一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 川畑 賢也 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA11 AB05 AB11 DB08 5F036 AA01 BB05

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の溝部および隣接する前記溝部の間
    に、塑性変形によって形成された、平らな底面および傾
    斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成さ
    れた凹部を備えたベースプレートと、 前記溝部に装入され、前記凹部の前記塑性変形によって
    形成された前記傾斜した側面によって、両側からかしめ
    接合された複数の薄板フィンとからなるヒートシンク。
  2. 【請求項２】前記凹部が連続的に形成されている請求項
    １に記載のヒートシンク。
  3. 【請求項３】前記凹部が不連続的に形成されている請求
    項１に記載のヒートシンク。
  4. 【請求項４】前記溝部の間に２個の凹部が形成されてい
    る請求項２に記載のヒートシンク。
  5. 【請求項５】前記溝部の間に２列の複数の凹部が形成さ
    れている請求項３に記載のヒートシンク。
  6. 【請求項６】前記ベースプレートがヒートパイプからな
    っている請求項１から５の何れか１項に記載のヒートシ
    ンク。
  7. 【請求項７】下記工程を備えたヒートシンクの製造方
    法：ベースプレートの薄板フィン取付面に複数の溝部を
    形成し、 前記溝部に薄板フィンを装入し、 前記薄板フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形によ
    り、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね
    台形状に先細りに形成された凹部を形成して、前記薄板
    フィンを前記溝部内にかしめ接合する。
  8. 【請求項８】下記工程を備えたヒートシンクの製造方
    法：ベースプレートの薄板フィン取付面に複数の溝部を
    形成し、 前記溝部に薄板フィンを装入し、 前記薄板フィン取付面の溝部両側近傍を、押圧側端部の
    断面が概ね台形状に先細りに形成された押圧治具の前記
    押圧側端部で押圧して、前記溝部両側近傍を塑性変形
    し、このようになされた塑性変形によって、薄板フィン
    を溝部内にかしめ接合する。
  9. 【請求項９】前記押圧側端部の断面が二股形状の刃から
    なっており、前記二股形状の刃のそれぞれの断面が台形
    状に先細りに形成されている、請求項８に記載のヒート
    シンクの製造方法。
  10. 【請求項１０】前記塑性変形が前記薄板フィンに対して
    ４５度以内の角度でなされている請求項８に記載のヒー
    トシンクの製造方法。
  11. 【請求項１１】請求項８に記載のヒートシンクの製造方
    法において用いる押圧治具であって、押圧側端部の断面
    が概ね台形状に先細りに形成されている、押圧治具。
  12. 【請求項１２】請求項８に記載のヒートシンクの製造方
    法において用いる押圧治具であって、押圧側端部の所要
    箇所が突出し、前記突出部のそれぞれの断面が概ね台形
    状に先細りに形成されている、押圧治具。
  13. 【請求項１３】請求項８に記載のヒートシンクの製造方
    法において用いる押圧治具であって、押圧側端部の断面
    が二股形状の刃からなっており、前記二股形状の刃のそ
    れぞれの断面が台形状に先細りに形成されている、押圧
    治具。
  14. 【請求項１４】前記二股形状の刃が不連続である、請求
    項１３に記載の押圧治具。
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