JP2004111727A

JP2004111727A - ヒートシンク

Info

Publication number: JP2004111727A
Application number: JP2002273496A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Iwasaki; 岩▲崎▼　▲静▼夫
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JP4063025B2

Abstract

【課題】本発明は放熱用フィンの振動による音発生を抑制することを課題とする。
【解決手段】ヒートシンク１０では、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの各先端部分に３列の凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎが切削加工される。凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎには、丸棒状に形成された結合部材２２，２４，２６が嵌合され、かしめ加工により締結される。３本の結合部材２２，２４，２６は、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向と直交する方向に延在するように固定される。結合部材２２，２４，２６が凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎに嵌合された状態で締結されることにより、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎを補強して剛性を高られる。これにより、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの先端部分は、共鳴しにくくなり、ノイズ発生の原因となる振動を抑制することが可能になる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートシンクに係り、特に発熱体からの熱を放熱する複数の放熱用フィンを有するヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、高出力の高級ステレオなどに用いられるオーディオ用アンプでは、大容量のトランス及び電解コンデンサ、トランジスタ等の電子部品を金属製の筐体に収納しており、これら電子部品の中でもトランジスタからの発熱を外部に排出することが重要である。
【０００３】
そのため、筐体の内部には、トランジスタの基板に隣接するように複数の放熱用フィンを有する金属製のヒートシンクが設けられている。このヒートシンクは、例えば、熱伝導率に優れたアルミニウム合金を素材として、押出し加工により複数の放熱用フィンが一体成形される。また、放熱用フィンは、放熱面積を確保するため、できるだけ断面形状を薄くすると共に、突出高さを大きくしている。そのため、放熱用フィンは、外部からの振動によって共鳴（微小な振動）しやすい。
【０００４】
このようなオーディオ用アンプにおいては、各電子部品の振動音がスピーカから出力された再生音のノイズ（雑音）として聞こえるため、ヒートシンクの各フィンの振動対策が施されている。
【０００５】
従来のヒートシンクの振動対策として、例えば、複数の放熱用フィンの夫々の固有振動数をずらすことにより、各放熱用フィンの共振周波数が同一にならないように工夫されている。また、各放熱用フィンの固有振動数をずらすための手段としては、各放熱用フィンの夫々にリブを設け、各リブの位置を変えることで各放熱用フィンの共振周波数をずらしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−６８４２７公報（図１（Ａ）（Ｂ）、第２頁）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヒートシンクでは、複数の放熱用フィンの側面にリブを突出させるため、隣接するフィン間でリブ同士が接近しないように、フィン間の離間寸法を管理する必要があるばかりか、フィン間の空気流の変化に伴う放熱効率の低下も考慮してリブの位置を決める必要がある。
【０００８】
そのため、従来は、押出し加工に使用される金型（ダイスと呼ばれている）の加工を精密に行なわなければならず、しかも量産されない場合にはヒートシンクの金型加工のコストが高くなり過ぎてしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決したヒートシンクを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、以下のような特徴を有する。
上記請求項１記載の発明は、複数の放熱用フィンを有し、発熱体から伝導された熱を放熱用フィンの表面で放熱するヒートシンクにおいて、複数の放熱用フィンに凹部を設け、複数の放熱用フィンと交差するように延在する結合部材を凹部に結合させたものであり、押出し加工に使用される金型を新しく製作することなく、複数の放熱用フィンの振動を抑制することが可能になる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、結合部材が凹部にかしめ加工により結合されたものであり、押出し加工に使用される金型を新しく製作することなく、複数の放熱用フィンの振動を抑制することが可能になる。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、結合部材が丸棒状に形成されたものであり、結合部材の外周に凹部の縁部を食い込ませるようにかしめ加工することが可能になる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、結合部材が複数の放熱用フィンの延在方向に対して所定角度に傾斜させて凹部に結合されたものであり、結合部材の結合位置が各放熱用フィンによって異ならせて各放熱用フィンの固有振動数をずらすことが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
図１は本発明になるヒートシンクの一実施例を示す斜視図である。図２は図１に示すヒートシンクの平面図である。図３は図１に示すヒートシンクの正面図である。図４は図１に示すヒートシンクの側面図である。
【００１５】
図１乃至図４に示されるように、ヒートシンク１０は、例えば、オーディオ用アンプの基板（図示せず）に取り付けられ、基板に設けられたトランジスタ（発熱体）からの熱を空気中に放熱する放熱器である。
【００１６】
また、ヒートシンク１０は、熱伝導率に優れたアルミニウム合金製であり、基板が取り付けられるベース１２と、ベース１２の上面に所定のピッチで突出する複数の放熱用フィン１４_１〜１４_ｎとから構成されている。ベース１２には、基板を固定するための取付ボルト（図示せず）が螺入される複数のねじ孔１５が設けられている。
【００１７】
複数の放熱用フィン１４_１〜１４_ｎは、等間隔且つ平行に突出するようにベース１２上に一体成形されており、例えば、押出し加工により同一形状、同一高さに成形される。尚、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎは、その表面積が基板に設けられたトランジスタからの発熱量に応じた放熱効果が得られるように寸法形状が決められている。
【００１８】
本実施例のヒートシンク１０では、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの各先端部分に３列の凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎがフライス盤などにより切削加工される。また、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎは、例えば、四角形状に形成されている。
【００１９】
１列目の凹部１６_１〜１６_ｎは、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎが延在する長手方向の一端付近に設けられ、２列目の凹部１８_１〜１８_ｎは、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎが延在する長手方向の中間付近に設けられ、３列目の凹部２０_１〜２０_ｎは、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎが延在する長手方向の他端付近に設けられている。
【００２０】
そして、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎには、丸棒状に形成された結合部材２２，２４，２６が嵌合され、かしめ加工により締結される。３本の結合部材２２，２４，２６は、例えば、ヒートシンク１０と同じ材質（アルミ合金製）の金属棒であり、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向と直交する方向に延在するように固定される。
【００２１】
尚、３本の結合部材２２，２４，２６を凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎに締結する方法としては、上記かしめ加工に限らず、他の加工方法（例えば、溶接や圧入等）を用いても良いのは勿論である。
【００２２】
このように、本実施例では、結合部材２２，２４，２６が凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎに嵌合された状態で締結されることにより、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの先端部分を結合して放熱用フィン１４_１〜１４_ｎを補強して剛性を高められる。これにより、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの先端部分は、共鳴しにくくなり、ノイズ発生の原因となる振動を抑制することが可能になる。
【００２３】
また、結合部材２２，２４，２６が放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向と交差する方向に延在した状態で結合されるため、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの中の一部分だけが振動する場合、結合部材２２，２４，２６に対して摩擦（抵抗）が生じて振動が減衰される。これにより、オーディオ用アンプのように微小振動によるノイズが気になる場合でもヒートシンク１０による振動を抑制して音質低下を防止できる。
【００２４】
ここで、上記結合部材２２，２４，２６の締結方法について図５乃至図７を参照して説明する。
【００２５】
図５に示されるように、フライス盤を用いて放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの各先端部分に３列の凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎを切削加工する。このとき、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎの深さＨは、結合部材２２，２４，２６の直径ｄよりも小さくする（Ｈ＜ｄ）。また、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎの幅Ｂは、結合部材２２，２４，２６の直径ｄよりも若干（例えば、０．１〜０．２ｍｍ程度）大きくする（Ｂ＞ｄ）。
【００２６】
次の工程では、図６に示されるように、結合部材２２，２４，２６を凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎに嵌合させる。これにより、結合部材２２，２４，２６は、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向と交差するように装着される。
【００２７】
次の工程では、図７に示されるように、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎの角部２８，２９をプレス刃３０，３１でプレスして結合部材２２，２４，２６側に塑性変形させる。これにより、角部２８，２９は、断面形状が円形とされた結合部材２２，２４，２６の外周に当接するように内側に変形してかしめる。
【００２８】
このとき、プレス刃３０，３１は、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向と直交する方向に延在しており、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎの各列毎に角部２８，２９をプレスできる。そのため、本実施例のかしめ加工では、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの枚数が多くても工数が同じであり、結合部材２２，２４，２６を締結するのにかかるコストを安価に抑えることが可能である。
【００２９】
尚、結合部材２２，２４，２６の断面形状は、円形に限らず、他の形状（例えば、六角形、四角形、三角形など）でも良いのは勿論である。
【００３０】
例えば、結合部材２２，２４，２６の断面形状が四角形の場合は、図８に示されるように、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎの深さＨを結合部材２２，２４，２６の直径ｄよりも大きくする（Ｈ＞ｄ）。
【００３１】
そして、断面形状が四角形の結合部材２２，２４，２６を凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎに凹んだ状態で嵌合させる。その次に、上記実施例の場合と同様に、凹部１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎの角部２８，２９をプレスして結合部材２２，２４，２６の上面側に塑性変形させる。これにより、角部２８，２９は、断面形状が四角形とされた結合部材２２，２４，２６の上面に当接するように内側に変形してかしめる。
【００３２】
ここで、変形例について説明する。
【００３３】
図９は変形例１の平面図である。尚、図９において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図９に示されるように、変形例１のヒートシンク３４は、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの両端に結合部材２２，２６を嵌合させると共に、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向の中間部分に２本の結合部材３６，３８を交差するように結合させてなる。一方の結合部材３６は、放熱用フィン１４_１〜１４_１２に設けられた凹部１８_１〜１８_１２に嵌合され、他方の結合部材３８は、放熱用フィン１４_１３〜１４_ｎに設けられた凹部１８_１３〜１８_ｎに嵌合される。
【００３４】
そして、一方の結合部材３６は、中心線からの離間距離Ｌ１に結合され、他方の結合部材３８は、中心線からの離間距離Ｌ２に結合される。この離間距離Ｌ１，Ｌ２は、異なるように凹部１８_１〜１８_１２と凹部１８_１３〜１８_ｎとが切削加工されている（Ｌ１＞Ｌ２）。
【００３５】
すなわち、結合部材３６と３８とは、非対称に配置されており、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎを結合して剛性を高めると共に、放熱用フィン１４_１〜１４_１２と放熱用フィン１４_１３〜１４_ｎとの固有振動数を異ならせて、共振周波数をずらすことで放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの振動を抑制することが可能になる。
【００３６】
図１０は変形例２の平面図である。尚、図１０において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１０に示されるように、変形例２のヒートシンク４０は、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの両端に結合部材２２，２６を嵌合させると共に、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向に対して所定角度α傾斜した方向に延在するように配置された結合部材４２が結合される。結合部材４２が嵌合する凹部１８_１〜１８_ｎは、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎに対して所定角度α傾斜した方向に切削加工嵌合される。
【００３７】
放熱用フィン１４_１〜１４_ｎは、夫々が結合部材４２との結合位置が長手方向上異なるため、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎを結合して剛性を高めると共に、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎとの固有振動数を異ならせて、共振周波数をずらすことで放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの振動を抑制することが可能になる。
【００３８】
図１１は変形例３の平面図である。尚、図１１において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１１に示されるように、変形例３のヒートシンク５０は、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの延在方向に対して所定角度β，γ傾斜した方向に延在するように配置された２本の結合部材５２，５４が結合される。結合部材５２，５４が嵌合する凹部５６_１〜５６_ｎ，５８_１〜５８_ｎは、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎに対して所定角度β，γ傾斜した方向に切削加工嵌合される。
【００３９】
尚、所定角度β，γは、異なる角度であり、β＜γである。従って、２本の結合部材５２，５４は、夫々異なる方向に傾斜しており、上からみるとＶ字状に配置されている。
【００４０】
放熱用フィン１４_１〜１４_ｎは、夫々が結合部材５２，５４との結合位置が長手方向上異なるため、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎを結合して剛性を高めると共に、放熱用フィン１４_１〜１４_ｎとの固有振動数を異ならせて、共振周波数をずらすことで放熱用フィン１４_１〜１４_ｎの振動を抑制することが可能になる。
【００４１】
尚、上記実施例では、オーディオ用アンプに用いた構成を一例として挙げたが、これに限らず、他の電子機器に組み込まれる発熱体にも適用できるのは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、複数の放熱用フィンを有し、発熱体から伝導された熱を放熱用フィンの表面で放熱するヒートシンクにおいて、複数の放熱用フィンに凹部を設け、複数の放熱用フィンと交差するように延在する結合部材を凹部に結合させたため、押出し加工に使用される金型を新しく製作することなく、複数の放熱用フィンが共鳴しにくくなり、ノイズ発生の原因となる振動を抑制することができる。これにより、オーディオ用アンプのように微小振動によるノイズが気になる場合でもヒートシンクによる振動を抑制して音質低下を防止できる。
【００４３】
また、請求項２記載の発明によれば、結合部材が凹部にかしめ加工により結合されたため、押出し加工に使用される金型を新しく製作することなく、複数の放熱用フィンの振動を抑制することができる。これにより、加工工程のコストを安価に抑えると共に、放熱用フィンの振動音の発生を防止できる。
【００４４】
また、請求項３記載の発明によれば、結合部材が丸棒状に形成されたため、結合部材の外周に凹部の縁部を食い込ませるようにかしめ加工することができる。これにより、加工工程のコストを安価に抑えると共に、放熱用フィンの振動音の発生を防止できる。
【００４５】
また、請求項４記載の発明によれば、結合部材が複数の放熱用フィンの延在方向に対して所定角度に傾斜させて凹部に結合されたため、結合部材の結合位置が各放熱用フィンによって異ならせて各放熱用フィンの固有振動数をずらすことができる。これにより、放熱用フィンの振動音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるヒートシンクの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すヒートシンクの平面図である。
【図３】図１に示すヒートシンクの正面図である。
【図４】図１に示すヒートシンクの側面図である。
【図５】放熱用フィンの先端部分に凹部を切削加工した状態を示す縦断面図である。
【図６】放熱用フィンの凹部に丸棒状の結合部材を嵌合させた状態を示す縦断面図である。
【図７】凹部の角部をプレスしてかしめ加工した状態を示す縦断面図である。
【図８】結合部材の断面形状が四角形の場合のかしめ方法を説明するための縦断面図である。
【図９】変形例１の平面図である。
【図１０】変形例２の平面図である。
【図１１】変形例３の平面図である。
【符号の説明】
１０，３４，４０，５０　ヒートシンク
１２　ベース
１４_１〜１４_ｎ　放熱用フィン
１６_１〜１６_ｎ，１８_１〜１８_ｎ，２０_１〜２０_ｎ，５６_１〜５６_ｎ，５８_１〜５８_ｎ　凹部
２２，２４，２６，３６，３８，４２，５２，５４　結合部材
２８，２９　角部

Claims

複数の放熱用フィンを有し、発熱体から伝導された熱を該放熱用フィンの表面で放熱するヒートシンクにおいて、
前記複数の放熱用フィンに凹部を設け、
前記複数の放熱用フィンと交差するように延在する結合部材を前記凹部に結合させたことを特徴するヒートシンク。
前記結合部材は、前記凹部にかしめ加工により結合されたことを特徴する請求項１記載のヒートシンク。
前記結合部材は、丸棒状に形成されたことを特徴する請求項２記載のヒートシンク。
前記結合部材は、前記複数の放熱用フィンの延在方向に対して所定角度に傾斜させて前記凹部に結合されたことを特徴する請求項１記載のヒートシンク。