JP2003303931A - ヒートシンクの製造方法及びヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コルゲートフィンを使用して加締め方式で組み
立てることができ、ベース板との接合性に優れ、幅方向
には制限がなく組み立てることができ、フィンは薄肉、
狭ピッチに設定可能であり、短時間で加締め固定するこ
とができて製造コストを低減できるヒートシンクの製造
方法とヒートシンクを提供すること。 【解決手段】山部と谷部が連続的に形成されると共に少
なくとも谷部の底面に平坦面を有するコルゲートフィン
をベース板上に接合するに際し、ベース板の上面を中央
が盛り上がる湾曲面に形成して、前記コルゲートフィン
の谷部を前記湾曲面に沿わせるように強制的に歪ませて
結合固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベース板とフィン
部材とを組み立てるヒートシンクの製造方法と、この製
造方法によって組み立てられたヒートシンクに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子機器等に使用される強制空冷
式ヒートシンクは、発熱素子が装着されるべきベース板
に多数のフィンが立設した構造であり、ベース板とフィ
ンが一体のアルミ押出し式のもの、前記ベース板に形成
された凹状又は凸状の嵌合部にフィン板材に形成された
突状又は凹状の嵌合部を嵌合して加締める加締め式のも
の、あるいはベース板にフィン部材をロー付けするブレ
ージング式のもの、等がある。また、このブレージング
式のものにおいては、山部と谷部を連続して形成したコ
ルゲートフィンを使用するものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒートシンクに
あってはそれぞれ一長一短があり、押出し式及び加締め
式では長さ方向には制限がないが幅方向の自由度がな
く、例えば、最大幅４５０ｍｍ程度であるのに対し、ブ
レージング式では長さ方向及び幅方向に制限がない利点
がある。また、性能面（フィンの肉厚、フィンピッチ）
においては、押出し式では薄肉、狭ピッチとすることは
不可能であるが、加締め式やブレージング式では比較的
薄肉で狭ピッチとすることが可能である。

【０００４】次に、接合設備等についてみると、加締め
式ではフィンを１本づゝ溝に入れるため時間がかかり、
プレス機も大型のもの（例えば、８０ｔ以上）が必要と
なる。また、ブレージング式では真空炉を必要とするた
め設備費がかかり、製造コストが高くなるばかりでな
く、外観的にはロー付けされていても接合面にボイドが
形成されたりして接合が不十分な場合がある。

【０００５】コルゲートフィンを使用する場合には幅方
向の制約を受けないが、コルゲートフィンの場合にはベ
ース板との接合性が課題であり、従来は前記のようにブ
レージング方式で行われるため真空炉を必要とし、製造
コストが高くなる。

【０００６】本発明の目的は、コルゲートフィンを使用
して加締め方式で組み立てることができ、しかもベース
板との接合性に優れており、コルゲートフィンの利点を
活かして、幅方向には制限がなく組み立てることがで
き、フィンは薄肉、狭ピッチに設定可能であり、大型の
プレス機を必要とせず短時間で加締め固定することがで
きて製造コストを低減できるヒートシンクの製造方法
と、ベース板とコルゲートフィンとの結合性に優れた低
廉なヒートシンクを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るヒートシン
クの製造方法は、ベース板上に複数のフィンをベース板
と結合状態になるように組み立てるヒートシンクの製造
方法において、山部と谷部が連続的に形成されると共に
少なくとも谷部の底面に平坦面を有するコルゲートフィ
ンをベース板上に接合するに際し、ベース板の前記コル
ゲートフィンとの接合面を中央が盛り上がる湾曲面に形
成して、前記コルゲートフィンの谷部底面を前記湾曲面
に沿わせるように強制的に歪ませて結合固定することを
特徴とする。

【０００８】コルゲートフィンをベース板の上面に接合
するには、請求項２に記載のように、コルゲートフィン
の各山部が挿入される挿入孔を有する押圧板を使用し、
ベース板は前記谷部との接合面を湾曲面に形成すると共
に前記押圧板の両端縁を加締めるための嵌合溝を一体形
成して、前記コルゲートフィンの各山部を押圧板の各挿
入孔に挿入した状態で該押圧板の両端縁を前記嵌合溝に
挿入して加締めることにより、前記谷部を歪ませて前記
湾曲面に結合固定させる。

【０００９】この場合、請求項３に記載のように、押圧
板の両端部にはベース板に設けた嵌合溝と係合する係合
突部を形成しておいて、押圧板の両端部が仮締められる
ことにより該押圧板を両端方向に引き締めてコルゲート
フィンの谷部の底面をベース板に圧接させる方法も有効
である。この場合、前記押圧板の下面も湾曲面に形成し
ておくこともできる。

【００１０】本発明に係るヒートシンクは、請求項４に
記載したように、ベース板上に複数のフィンがベース板
と結合状態で組み立てられているヒートシンクにおい
て、山部と谷部が連続的に形成されると共に少なくとも
谷部の底面に平坦面を有するコルゲートフィンと、該コ
ルゲートフィンの各山部を挿入する挿入孔を有する押圧
板と、該押圧板の両端縁を加締めるための嵌合溝が一体
形成されているベース板とからなり、該ベース板の前記
谷部底面との接合面又は前記押圧板の下面の少なくとも
いずれか一方は中央が盛り上がる湾曲面に形成されてい
て、前記コルゲートフィンの各山部を押圧板の各挿入孔
に挿入した状態で該押圧板の両端縁を前記嵌合溝に挿入
して加締められ、前記谷部が歪んで前記ベース板に接合
固定されていることを特徴とする。

【００１１】請求項５に記載のものにおいては、押圧板
の両端部にはベース板に設けた嵌合溝と係合する係合突
部が形成されていて、押圧板の両端部が仮締められるこ
とにより該押圧板が両端方向に引き締められるようにな
っていることを特徴とする。この場合、請求項６に記載
されたように、前記ベース板の前記谷部底面との接合面
及び押圧板の下面の両方を中央が盛り上がる湾曲面に形
成しておいて、前記ベース板の接合面の湾曲面と押圧板
の前記湾曲面とでコルゲートフィンの谷部を強制的に歪
ませるようにしてもよい。また、前記押圧板の下面に波
形の凹凸条を形成してもよい。

【００１２】本発明のヒートシンクの製造方法では、ベ
ース板のコルゲートフィンの谷部との接合面は中央が盛
り上がる湾曲面に形成されていて、コルゲートフィンの
谷部を前記接合面の湾曲面に沿うように強制的に歪ませ
てベース板とコルゲートフィンとを結合させる方法であ
るから、前記谷部の歪みに伴う内部応力により、コルゲ
ートフィンとベース板との結合がより強固なものとな
り、平坦面なもの同士を接合する場合に比して、結合性
を著しく高めることができる。従って、ブレージング法
によることなく所定の特性を備えたヒートシンクを容易
に製造することができる。

【００１３】コルゲートフィンをベース板の上面に接合
するに際しては、コルゲートフィンの各山部が挿入され
る挿入孔を有する押圧板を使用し、前記コルゲートフィ
ンの各山部を押圧板の各挿入孔に挿入した状態で該押圧
板の両端縁をベース板に設けた嵌合溝に挿入して加締め
る方法であるから、加締め工程が容易であり、コストダ
ウンが可能となる。

【００１４】ベース板には嵌合溝を押出し時の長手方向
（ヒートシンクの幅方向）に一体形成するものであるか
らベース板自体は長尺に押出し成形することができ、ま
た、前記コルゲートフィンの山部を押圧板の挿入孔に挿
入して該押圧板の両端縁をベース板の嵌合溝に挿入した
状態で前記嵌合溝と押圧板の両端縁とを加締めるもので
あるから、コルゲートフィン及び押圧板を連結状態で順
次配置することにより、幅方向に制約のないヒートシン
クを容易に製造することができる。

【００１５】本発明に係るヒートシンクによれば、ベー
ス板の前記谷部との接合面又は（及び）押圧板の下面は
中央が盛り上がるように湾曲面に形成されていて、前記
コルゲートフィンの各山部を押圧板の各挿入孔に挿入し
た状態で該押圧板の両端縁を前記嵌合溝に挿入して加締
められたものであるから、前記谷部の歪みに伴う内部応
力により、コルゲートフィンとベース板との結合がより
強固なものとなっていて、熱伝特性に優れたヒートシン
クとなる。また、押圧板はベース板に加締められること
によりベース板の一部を構成するように強固に連結され
る。

【００１６】請求項５に記載のものにおいては、押圧板
の両端部にはベース板に設けた嵌合溝と係合する係合突
部が形成されていて、押圧板の両端部が仮締められるこ
とにより該押圧板が両端方向に引き締められるようにな
っているから、コルゲートフィンの谷部をベース板の接
合面により強固に接合させることができる。

【００１７】この場合、押圧板の下面も中央が盛り上が
る湾曲面に形成しておけば、前記コルゲートフィンの谷
部をより確実に歪ませることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係るヒートシンクの製造
方法及びヒートシンクの実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は、ベース板とコルゲートフィンを押圧板を使
用して組み立てたヒートシンクの概略を示す一部除去し
た斜視図、図２は同上一部除去した分解斜視図、図３は
ベース板の断面図、図４はコルゲートフィンの正面図、
図５はコルゲートフィンの側面図、図６は押圧板の平面
図、図７は押圧板の側面図である。図８はベース板の他
の構成例を示す断面図、図９は押圧板の他の構成例を示
す断面図、図１０は押圧板の更に他の構成例を示す一部
除去した要部の拡大断面図である。

【００１９】本発明のヒートシンクの製造方法は、山部
１２と谷部１３が連続的に形成されると共に少なくとも
谷部１３の底面に平坦面１４を有するコルゲートフィン
１１をベース板１上に接合するに際し、ベース板１の上
面の前記谷部１３との接合面２を中央が盛り上がる湾曲
面２Ｒに形成して、前記コルゲートフィン１１の谷部１
２を前記湾曲面２Ｒに沿わせるように強制的に歪ませて
結合固定する方法である。

【００２０】コルゲートフィン１１の谷部１３の底面を
ベース板１の前記接合面２に圧接する手段としては、コ
ルゲートフィン１１の各山部１２が挿入される挿入孔６
を有する押圧板５を使用し、ベース板１には前記谷部１
３との接合面２を湾曲面２Ｒに形成し、ベース板１の端
部には立ち上がり部３を一体形成してその内側に前記押
圧板５の両端縁５ａを加締めるための加締め片３ａを有
する嵌合溝４を形成し、前記コルゲートフィン１１の各
山部１２を押圧板５の各挿入孔６に挿入した状態で該押
圧板５の両端縁５ａを前記嵌合溝４に挿入して加締め
る。前記嵌合溝４の奥部には加締めが確実に行われるよ
うにＲ部４ａが設けられている。

【００２１】前記ベース板１は、図３に示す例では、押
出し幅（ヒートシンクの長さ）１Ｌが１４０ｍｍ、底面
から立ち上がり部３の上端までの高さ１ｈが１６．０２
ｍｍ、両端部の肉厚１ｔが９．６ｍｍ、接合面２の中央
における肉厚２ｔが１０．１ｍｍである。

【００２２】図１及び図２においては、コルゲートフィ
ン１１及び押圧板５はイメージ図で描かれているが、実
施例ではコルゲートフィン１１は、図４及び図５に示す
ように、フィンの厚さｆｔが０．４ｍｍ、フィンの高さ
ｆｈが６８ｍｍ、フィンの奥行き幅ｆｗが１２１ｍｍ、
山幅１２ｓ及び谷幅１３ｓが３．４ｍｍ、山ピッチｆｐ
が６ｍｍ、フィンの山数ｆｎが３１、コルゲートフィン
１１の全体の横幅１１Ｌが１９２ｍｍである。

【００２３】押圧板５は、図６及び図７に示す実施例に
おいては、板厚５ｔが２ｍｍ、全体の横幅５Ｌが１９７
ｍｍ、奥行き幅５ｗが１３１ｍｍ、挿入孔６の溝幅６ｗ
が３．６ｍｍ、挿入孔６の長さ６Ｌは１２４ｍｍ、溝ピ
ッチ６ｐが２．４ｍｍである。

【００２４】両端縁５ａが前記嵌合溝４で仮締められた
押圧板５はコルゲートフィン１１の谷部１３の底面をベ
ース板１の接合面２側に強く押圧するから、該谷部１３
は前記接合面２の湾曲面２Ｒに沿うように歪み、この歪
みに伴う内部応力により、コルゲートフィン１１の谷部
１３の底面はベース板１の接合面２に強固に結合固定す
る。

【００２５】前記のように、ベース板１の接合面２に湾
曲面２Ｒを形成してこの湾曲面２Ｒにコルゲートフィン
１１の谷部１３の底面を圧接するものであるから、平坦
面なもの同士を接合する場合に比して、結合性を著しく
高めることができる。従って、ブレージング法によるこ
となく所定の特性を備えたヒートシンクを容易に製造す
ることができる。

【００２６】コルゲートフィン１１をベース板１の接合
面２に接合するに際しては、コルゲートフィン１１の各
山部１２が挿入される挿入孔６を有する押圧板５を使用
し、前記コルゲートフィン１１の各山部１２を押圧板の
各挿入孔６に挿入した状態で該押圧板５の両端縁５ａを
前記嵌合溝４に挿入して加締める方法であるから、加締
め工程が容易で迅速に行うことができ、フィン１枚づゝ
を仮締める従来の加締め方式に比して著しくコストダウ
ンが可能となる。

【００２７】ベース板１には嵌合溝４を押出し時の長手
方向（ヒートシンクの幅方向）に一体形成するものであ
るから、ベース板１自体は長尺に押出し成形することが
でき、前記コルゲートフィン１１の山部１２を押圧板５
の挿入孔６に挿入して該押圧板５の両端縁５ａをベース
板１の嵌合溝４に挿入し、これを繰り返すことによりコ
ルゲートフィン１１及び押圧板５を連結状態で順次配置
することができ、幅方向に制約のないヒートシンクを容
易に製造することができる。

【００２８】図８はベース板１の他の構成例であり、図
９に示す押圧板５を使用して図４に示すコルゲートフィ
ン１１を組み付ける場合に使用される。この構成例では
ベース板１の両端部の嵌合溝４は下部が内向きに湾曲し
て形成され、一方、図９に示すように、押圧板５はスプ
リングバックを考慮して下面中央が盛り上がる湾曲面５
Ｒに形成されると共にその両端部の下部には前記嵌合溝
４に係合する係合突部５ｂが内向きに湾曲して形成さ
れ、また、両端部の上面側には上向きに傾斜する傾斜部
５ｃが形成されている。

【００２９】図８に示すベース板１は、押出し幅（ヒー
トシンクの長さ）１Ｌが１４０ｍｍ、底面から立ち上が
り部３の上端までの高さ１ｈが１３ｍｍ、両端部の肉厚
１ｔが９．６ｍｍ、接合面２の中央における肉厚２ｔが
１０ｍｍである。また、図９に示す押圧板５は、両端部
の肉厚５ｔが２ｍｍ、中央の肉厚５Ｒｔが２．５ｍｍ、
全体の横幅５Ｌが１３２．４ｍｍであり、挿入孔６の構
成は図６に示す構成と同様である。

【００３０】図８及び図９に示すベース板１及び押圧板
５を使用してコルゲートフィン１１を組み込む場合、コ
ルゲートフィン１１の山部１２を押圧板５の各挿入孔６
に挿入した状態で、該押圧板５の両端部の係合突部５ｂ
をベース板１の嵌合溝４に係合させ、押圧板５の両端縁
５ａを前記傾斜部５ｃが水平になるように仮締めると係
合突部５ｂが嵌合溝４に挿入されると共に押圧板５が両
端方向に引き締められ、コルゲートフィン１１の谷部１
３の底面をベース板１の接合面２に強力に押し付けるこ
ととなる。接合面２には湾曲面２Ｒが形成されているか
ら、前記谷部１３は該湾曲面２Ｒに沿うように強制的に
歪まされ、コルゲートフィン１１とベース板１とが強固
に接合する。

【００３１】図１０は押圧板５の更に他の構成例を示
し、図９に示す押圧板５の下面側に波形の凹凸条５ｄが
形成されている。この場合には前記凹凸条５ｄはコルゲ
ートフィン１１の谷部１３の上面側に点接触することと
なる。

【００３２】図９及び図１０に示すように、押圧板５の
下面を湾曲面５Ｒに形成したものにおいては、ベース板
１の前記谷部底面との接触面２がフラットなものであっ
てもコルゲートフィン１１の谷部１３を歪ませることが
できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係るヒートシンクの製造方法に
よれば、ベース板のコルゲートフィンとの接合面は中央
が盛り上がる湾曲面に形成されていて、コルゲートフィ
ンの谷部を接合面の湾曲面に沿うように強制的に歪ませ
てベース板とコルゲートフィンとを結合させる方法であ
るから、前記谷部の歪みに伴う内部応力により、コルゲ
ートフィンとベース板との結合がより強固なものとな
り、結合性を著しく高めることができる。従って、ブレ
ージング法によることなく所定の特性を備えたヒートシ
ンクを容易に製造することができる。

【００３４】コルゲートフィンをベース板の上面に接合
するに際しては、請求項２に記載のように、コルゲート
フィンの各山部が挿入される挿入孔を有する押圧板を使
用し、前記コルゲートフィンの各山部を押圧板の各挿入
孔に挿入した状態で該押圧板の両端縁を前記嵌合溝に挿
入して加締める方法であるから、加締め工程が容易であ
り、コストダウンが可能となる。

【００３５】また、ベース板自体は長尺に押出し成形す
ることができ、前記コルゲートフィンの山部を押圧板の
挿入孔に挿入して該押圧板の両端縁をベース板の嵌合溝
に挿入した状態で前記嵌合溝と押圧板の両端縁とを加締
めるものであるから、コルゲートフィン及び押圧板を連
結状態で順次配置することにより、幅方向に制約のない
ヒートシンクを容易に製造することができる。

【００３６】本発明に係るヒートシンクによれば、幅方
向に制約のないヒートシンクを容易に得ることができ、
また、コルゲートフィンの谷部をベース板の接合面に沿
うように強制的に歪ませてベース板とコルゲートフィン
とを結合させたものであるから、前記谷部の歪みに伴う
内部応力により、コルゲートフィンとベース板との結合
がより強固なものとなっていて、熱伝特性に優れたヒー
トシンクとなる。

【００３７】この場合、請求項５に記載のものにおいて
は、押圧板の両端部にはベース板に設けた嵌合溝と係合
する係合突部が形成されていて、押圧板の両端部が仮締
められることにより該押圧板が両端方向に引き締められ
るようになっているから、コルゲートフィンの谷部底面
をベース板の接合面により強固に接合させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヒートシンクの概略を示す一部除
去した斜視図である。

【図２】ヒートシンクの概略を示す一部除去した分解斜
視図である。

【図３】ベース板の断面図である。

【図４】コルゲートフィンの正面図である。

【図５】コルゲートフィンの側面図である。

【図６】押圧板の平面図である。

【図７】押圧板の側面図である。

【図８】ベース板の他の構成例を示す断面図である。

【図９】押圧板の他の構成例を示す断面図である。

【図１０】押圧板の更に他の構成例を示す一部除去した
要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ベース板 ２ 接合面 ２Ｒ 湾曲面 ３ 立ち上がり部 ３ａ 加締め片 ４ 嵌合溝 ５ 押圧板 ５ａ 両端縁 ５ｂ 係合突部 ５ｃ 傾斜部 ５ｄ 凹凸条 ６ 挿入孔 １１ コルゲートフィン １２ 山部 １３ 谷部 １４ 平坦面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース板上に複数のフィンをベース板と
   結合状態になるように組み立てるヒートシンクの製造方
   法において、山部と谷部が連続的に形成されると共に少
   なくとも谷部の底面に平坦面を有するコルゲートフィン
   をベース板上に接合するに際し、ベース板の前記コルゲ
   ートフィンとの接合面を中央が盛り上がる湾曲面に形成
   して、前記コルゲートフィンの谷部底面を前記湾曲面に
   沿わせるように強制的に歪ませて結合固定することを特
   徴とするヒートシンクの製造方法。
2. 【請求項２】 コルゲートフィンの各山部が挿入される
   挿入孔を有する押圧板を使用し、ベース板の前記谷部と
   の接合面を湾曲面に形成すると共に前記押圧板の両端縁
   を加締めるための嵌合溝を一体形成して、前記コルゲー
   トフィンの各山部を押圧板の各挿入孔に挿入した状態で
   該押圧板の両端縁を前記嵌合溝に挿入して加締めること
   により、前記谷部を歪ませて前記湾曲面に結合固定させ
   ることを特徴とする請求項１に記載のヒートシンクの製
   造方法。
3. 【請求項３】 押圧板の両端部にはベース板に設けた嵌
   合溝と係合する係合突部が形成されていて、押圧板の両
   端部が仮締められることにより該押圧板を両端方向に引
   き締めてコルゲートフィンの谷部の底面をベース板に圧
   接させることを特徴とする請求項２に記載のヒートシン
   クの製造方法。
4. 【請求項４】 ベース板上に複数のフィンがベース板と
   結合状態で組み立てられているヒートシンクにおいて、
   山部と谷部が連続的に形成されると共に少なくとも谷部
   の底面に平坦面を有するコルゲートフィンと、該コルゲ
   ートフィンの各山部を挿入する挿入孔を有する押圧板
   と、該押圧板の両端縁を加締めるための嵌合溝が一体形
   成されているベース板とからなり、該ベース板の前記谷
   部底面との接合面又は前記押圧板の下面の少なくともい
   ずれか一方は中央が盛り上がる湾曲面に形成されてい
   て、前記コルゲートフィンの各山部を押圧板の各挿入孔
   に挿入した状態で該押圧板の両端縁を前記嵌合溝に挿入
   して加締められ、前記谷部が歪んで前記ベース板に接合
   固定されていることを特徴とするヒートシンク。
5. 【請求項５】 押圧板の両端部にはベース板に設けた嵌
   合溝と係合する係合突部が形成されていて、押圧板の両
   端部が仮締められることにより該押圧板が両端方向に引
   き締められるようになっていることを特徴とする請求項
   ４に記載のヒートシンク。
6. 【請求項６】 ベース板の接合面及び押圧板の下面は中
   央が盛り上がる湾曲面に形成されていることを特徴とす
   る請求項４又は５に記載のヒートシンク。
7. 【請求項７】 押圧板の下面に波形の凹凸条が形成され
   ていることを特徴とする請求項４，５又は６のいずれか
   １項に記載のヒートシンク。