JP2008198967A - Heat sink, its manufacturing method, and heat sink fan - Google Patents

Heat sink, its manufacturing method, and heat sink fan Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a heat sink with high cooling properties for efficiently transmitting heat to heat radiating fins and a fixing method for attaching mounting members to the heat sink with high strength. <P>SOLUTION: A heat sink 1 has a plurality of radially extended heat radiating fins 12 that are continuously annularly arranged on the cylindrical outer side of a cylindrical base part 11. The base part 11 is formed in the shape of a cylinder with a central axis as the center. Moreover, the base part is formed in a solid structure. The heat sink 1 is cut such that a roughly cylindrical cooled object contacting portion 13 projects toward an axial direction from the end surface of the heat sink 1. An annular groove 14 is cut in the contact surface 131 of the cooled object contacting portion 13 along the outer peripheral end. The mounting member 9 is inserted to fit with the outer circumferential surface of the cooled object contacting portion 13, and a pressurizing section 15 is pressurized over the entire circumference by a pressing machine. The pressurizing section 15 is plastically deformed outward in the diameter direction, and the mounting member 9 is pinched and fixed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、MPUを含む電子部品等の被冷却物を冷却するヒートシンク冷却装置に関するものである。   The present invention relates to a heat sink cooling device that cools an object to be cooled such as an electronic component including an MPU.

MPU(Micro Processing Unit)は、受け取ったデータに対して演算などの処理を加えて出力結果を得るコンピュータの中枢部分であり、高性能な電子機器に搭載される。近年はMPUの高クロック化が著しく、高クロック化に合わせてMPU自体の発熱も増大傾向の一途を辿っており、発熱によりMPUが誤動作する可能性があり、MPUの冷却問題は極めて重要になってきている。そのため、それら高性能な電子機器に搭載されているMPU等の発熱する電子部品には、金属製で表面積がなるべく広くなるような複数の放熱用フィンで構成されたヒートシンクと、そのヒートシンクに冷却風を供給する冷却ファンとを組み合わせたヒートシンクファンが装着されている。その際、ヒートシンク本体がMPUに接触するように装着され、ヒートシンクは、冷却ファンによって供給される冷却風によって強制的に冷却される。   The MPU (Micro Processing Unit) is a central part of a computer that obtains an output result by performing processing such as computation on received data, and is mounted on a high-performance electronic device. In recent years, MPU clocks have increased significantly, and the MPU itself has been increasing in heat with the increase in clocks. The MPU may malfunction due to heat generation, and the MPU cooling problem becomes extremely important. It is coming. For this reason, heat-generating electronic parts such as MPUs mounted on these high-performance electronic devices include a heat sink composed of a plurality of heat-dissipating fins made of metal and having a surface area as large as possible, and cooling air on the heat sink. A heatsink fan combined with a cooling fan that supplies At that time, the heat sink body is mounted so as to come into contact with the MPU, and the heat sink is forcibly cooled by the cooling air supplied by the cooling fan.

また、ヒートシンクの冷却特性を向上させるには、発熱源であるMPUから放熱フィンに熱が伝達される過程で伝達損失が小さくなるようにヒートシンクを構成する必要がある。そのため、ヒートシンクのベース(基部)は内部に空洞を有する円筒形の中空部と、空洞内に嵌合されて中空部に対して熱伝導可能に配置された高熱伝導率体とから構成されている。またベース部の外周部には放熱フィンが形成されており、高熱伝導率体は放熱フィン及び中空部の材質(アルミニウム)よりも熱伝導度の高い銅から形成されていることが開示されている(特許文献1)。   In addition, in order to improve the cooling characteristics of the heat sink, it is necessary to configure the heat sink so that the transmission loss is reduced in the process of transferring heat from the MPU, which is a heat generation source, to the radiating fin. Therefore, the base (base) of the heat sink is composed of a cylindrical hollow portion having a cavity inside, and a high thermal conductivity body that is fitted in the cavity and arranged to be able to conduct heat to the hollow portion. . Further, it is disclosed that heat radiating fins are formed on the outer peripheral portion of the base portion, and that the high thermal conductivity body is made of copper having higher thermal conductivity than the material of the heat radiating fins and the hollow portion (aluminum). (Patent Document 1).

ヒートシンクの高い冷却特性を得ようとした場合、MPUに対するヒートシンクの取付強度が重要になる。発明を実施するための最良の形態にも詳述するが、ヒートシンクの高い冷却特性を得るにはヒートシンクとMPUの接触面における接触圧を高くする必要がある。接触圧を高くすれば、ヒートシンクとMPUとの間で発生する接触熱抵抗の値を小さくすることができる。これによりMPUで発生した熱を効率よくヒートシンクに伝達することができる。ヒートシンクとMPUとの接触圧を高めるためにはヒートシンクをMPUに取り付ける際の取付強度が重要である。一般的に、ヒートシンクとMPUとの固定は、取付部材によって行われる。つまり、ヒートシンクには取付部材を固定する必要がある。   When it is going to acquire the high cooling characteristic of a heat sink, the attachment strength of the heat sink with respect to MPU becomes important. As described in detail in the best mode for carrying out the invention, it is necessary to increase the contact pressure at the contact surface between the heat sink and the MPU in order to obtain high cooling characteristics of the heat sink. If the contact pressure is increased, the value of the contact thermal resistance generated between the heat sink and the MPU can be reduced. Thereby, the heat generated by the MPU can be efficiently transmitted to the heat sink. In order to increase the contact pressure between the heat sink and the MPU, the attachment strength when the heat sink is attached to the MPU is important. Generally, the heat sink and the MPU are fixed by an attachment member. That is, it is necessary to fix the mounting member to the heat sink.

そこで、ベース(コア)の外周側面に凹溝が形成されており、凹溝に対して支持材(取付部材)に形成される開孔とが係合するようにヒートシンクに対して支持材が固定されている方法が開示されている(特許文献2)。また、従来のヒートシンク構造であれば、ヒートシンクとコアの間に取付部材を挟み込んで固定する方法がある。前者の方法(特許文献2による固定方法)では高い固定強度が得られない。また、後者の固定方法(従来の方法)では多大な取付工数が発生する。そこで、生産工数が小さくて、高い固定強度が得られる固定方法が求められている。   Therefore, a groove is formed on the outer peripheral side surface of the base (core), and the support material is fixed to the heat sink so that the hole formed in the support material (mounting member) is engaged with the groove. Has been disclosed (Patent Document 2). Further, in the case of a conventional heat sink structure, there is a method in which an attachment member is sandwiched and fixed between the heat sink and the core. With the former method (fixing method according to Patent Document 2), high fixing strength cannot be obtained. In addition, the latter fixing method (conventional method) requires a large number of mounting steps. Therefore, there is a demand for a fixing method that requires a small number of production steps and can provide high fixing strength.

特開2005−327854JP 2005-327854 A 特開2006−32941JP 2006-32941 A

近年、MPUの演算処理速度は、速くなる傾向にあり、MPUに装着されるヒートシンクファンの冷却効率の向上が求められ、MPUからヒートシンクへの熱伝達効率の向上が必要である。   In recent years, the calculation processing speed of the MPU tends to increase, and it is required to improve the cooling efficiency of the heat sink fan mounted on the MPU, and it is necessary to improve the heat transfer efficiency from the MPU to the heat sink.

ヒートシンクの冷却効率を向上させるためには、上述のとおりヒートシンク全体の表面積を広くする必要がある。広くするためには、放熱フィンの周方向の厚みを極限まで薄くなるように形成し、一つ一つの放熱フィンが基部から径方向外方に向けて放射状に延伸するように形成すれば良い。しかし。放熱フィンを薄くした場合には、ヒートシンクの強度が低下するため、放熱フィンを薄くするには限界がある。また、一つ一つの放熱フィンを基部から径方向外方に向けて延伸した場合には、放熱フィンの基部根元付近において、隣り合う放熱フィン間の間隙が狭くなりすぎるため、ヒートシンクに冷却風が供給された際に、冷却風が隣り合う放熱フィン間をスムーズに通過しない。よって、ただ単純にヒートシンクの表面積を広くすればするほど、冷却効率が向上するわけではない。   In order to improve the cooling efficiency of the heat sink, it is necessary to increase the surface area of the entire heat sink as described above. In order to increase the width, the thickness of the heat dissipating fins may be formed to be as thin as possible, and each heat dissipating fin may be formed to extend radially outward from the base. However. When the radiating fin is thinned, the strength of the heat sink is reduced, so there is a limit to making the radiating fin thin. In addition, when each radiating fin is extended radially outward from the base, the gap between adjacent radiating fins is too narrow near the base of the radiating fin, so that cooling air is generated on the heat sink. When supplied, the cooling air does not pass smoothly between adjacent radiating fins. Therefore, simply increasing the surface area of the heat sink does not improve the cooling efficiency.

更にヒートシンクの冷却効率を高めるために、特許文献1に開示されている構成では、MPUとヒートシンクの接触部である高熱伝導率体が放熱フィン及び中空部よりも熱伝導度の高い材料で形成されている。これによりMPUで発生した熱が効率よく中空部に伝達され、中空部から放熱フィンに伝達され大気中に放熱される。   In order to further increase the cooling efficiency of the heat sink, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the high thermal conductivity body that is the contact portion between the MPU and the heat sink is formed of a material having a higher thermal conductivity than the radiating fin and the hollow portion. ing. As a result, heat generated in the MPU is efficiently transmitted to the hollow portion, and is transmitted from the hollow portion to the radiation fins and radiated to the atmosphere.

特許文献1によると高熱伝導率体の材料としては銅が用いられ、放熱フィン及び中空部の材料としてはアルミニウムが用いられることが開示されている。銅はアルミニウムよりも比重が大きいため、高熱伝導率体が占める体積が大きくなればなるほど、熱伝導率が高くなる共に、ヒートシンク単体の質量は大きくなる。また、銅はアルミニウムに比べて入手性が悪く、材料としてのコストも高い。よって、入手性及びコストを考慮した場合、アルミニウムだけを使用してヒートシンクを形成するのが望ましい。上記の構成では中空部の空洞内に高熱伝導率体を嵌合させる工数も発生する。   According to Patent Document 1, it is disclosed that copper is used as the material of the high thermal conductivity body, and aluminum is used as the material of the radiation fin and the hollow portion. Since the specific gravity of copper is higher than that of aluminum, the larger the volume occupied by the high thermal conductivity body, the higher the thermal conductivity and the larger the mass of the heat sink alone. Further, copper is less available than aluminum and its cost as a material is high. Therefore, in consideration of availability and cost, it is desirable to form the heat sink using only aluminum. In the above configuration, man-hours for fitting the high thermal conductivity body into the cavity of the hollow portion are also generated.

また、中空部の空洞内に高熱伝導率体を嵌合させた場合、空洞と高熱伝導率体との接触面に接触熱抵抗が生じる。同一部材であれば、その部材の物性値に依存して熱伝導率が決定されるが、異なる部材を接触させた場合には、接触面の接触状況に依存して接触熱抵抗の値が大きくなり、熱伝導率の低下に繋がる。   Further, when a high thermal conductivity body is fitted into the cavity of the hollow portion, a contact thermal resistance is generated on the contact surface between the cavity and the high thermal conductivity body. For the same member, the thermal conductivity is determined depending on the physical property value of the member, but when different members are brought into contact with each other, the contact thermal resistance value increases depending on the contact state of the contact surface. This leads to a decrease in thermal conductivity.

よって、特許文献1に開示されている構成では、入手性、生産工数を低減することができない。近年は、冷却特性が高く、入手性が高く、生産工数が小さいヒートシンクが求められている。   Therefore, in the configuration disclosed in Patent Document 1, availability and production man-hours cannot be reduced. In recent years, there has been a demand for a heat sink having high cooling characteristics, high availability, and a small production man-hour.

次に、背景技術に詳述したようにヒートシンクの冷却特性を向上するには、MPUに対してヒートシンクを強固に取り付ける必要がある。そのため、ヒートシンクに対して支持材(取付部材)を強固に固定する必要がある。そこで、特許文献2にヒートシンクに対する支持材(取付部材)の固定方法が開示されている。特許文献2に開示の固定方法は、支持材の開孔内に形成されている突出部と凹溝の嵌合のみで固定されているため、ヒートシンクの中心軸を中心とする回り強度が低い。また、凹溝及び支持材の加工精度によっては、凹溝と支持材との間で、前記中心軸を軸線とする軸方向において遊びが発生する虞がある。つまり、特許文献2に開示されている固定方法では高い信頼性を得ることができない。   Next, as described in detail in the background art, in order to improve the cooling characteristics of the heat sink, it is necessary to firmly attach the heat sink to the MPU. Therefore, it is necessary to firmly fix the support material (attachment member) to the heat sink. Therefore, Patent Document 2 discloses a method for fixing a support material (attachment member) to a heat sink. Since the fixing method disclosed in Patent Document 2 is fixed only by fitting the protruding portion formed in the opening of the support material and the concave groove, the rotational strength around the central axis of the heat sink is low. Further, depending on the processing accuracy of the groove and the support material, there is a possibility that play may occur between the groove and the support material in the axial direction with the central axis as the axis. That is, the fixing method disclosed in Patent Document 2 cannot obtain high reliability.

そこで、ヒートシンク(特に中実構造の基部に放射状に配置された放熱フィンが連続的に形成されたヒートシンク)に対して、支持材(取付部材)が、生産工数が小さく、高い固定強度で固定される固定方法が求められている。   Therefore, the support material (mounting member) is fixed with high fixing strength to the heat sink (especially the heat sink in which radiating fins arranged radially at the base of the solid structure are continuously formed). There is a need for a fixing method.

本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものである。すなわち本発明はMPUから基部に伝達された熱が効率良く放熱フィンに伝達される冷却特性の高いヒートシンクを得ることにある。また、ヒートシンクに対して取付部材を高い強度で取り付ける固定方法を得ることにある。   The present invention has been made in view of the above prior art. That is, the present invention is to obtain a heat sink having high cooling characteristics in which heat transmitted from the MPU to the base is efficiently transmitted to the radiation fins. Another object is to obtain a fixing method for attaching the attachment member to the heat sink with high strength.

上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載のヒートシンクでは、電子部品等の被冷却物を冷却するヒートシンクであって、中心軸回りに形成された中実で柱状の基部と、前記中心軸を中心として該基部から径方向外方に向けて放射状に延伸する複数のフィン部と、を備えており、前記基部と前記フィン部とは、前記中心軸を軸線とする軸方向への押出加工又は引抜加工によって連続的に形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the heat sink according to claim 1 of the present invention is a heat sink that cools an object to be cooled such as an electronic component, and has a solid and columnar base formed around the central axis, A plurality of fins extending radially outward from the base about the central axis, wherein the base and the fin are axially having the central axis as an axis. It is characterized in that it is formed continuously by extrusion or drawing.

本発明の請求項2に記載のヒートシンクでは、請求項1に記載のヒートシンクファンであって、前記基部及び前記複数のフィン部は、1つのビレットを複数に分割した複数の分割材料を組み合わせることにより形成されていることを特徴とする。   The heat sink according to claim 2 of the present invention is the heat sink fan according to claim 1, wherein the base and the plurality of fins are formed by combining a plurality of divided materials obtained by dividing one billet into a plurality of parts. It is formed.

本発明の請求項3に記載のヒートシンクでは、請求項2に記載のヒートシンクであって、前記複数の分割材料は、前記中心軸を中心とし前記基部の中心部を構成する略円柱状の中心部材料と、前記中心軸を中心として前記中心部材料の周りに前記基部の外側部の一部と前記放熱フィンの一部を構成する複数の放熱フィン部材料とからなり、各該放熱フィン部材料が周方向に配列され、前記中心部材料と前記複数の放熱フィン部材料が連続的に形成されていることを特徴とする。   In the heat sink according to claim 3 of the present invention, the heat sink according to claim 2, wherein the plurality of divided materials are substantially cylindrical central portions that form the central portion of the base portion with the central axis as a center. A plurality of heat dissipating fin part materials constituting a part of the outer part of the base part and part of the heat dissipating fins around the center part material around the center axis, Are arranged in the circumferential direction, and the center material and the plurality of heat dissipating fin materials are formed continuously.

本発明の請求項4に記載のヒートシンクでは、請求項1乃至3のいずれかに記載のヒートシンクであって、前記ヒートシンクは、中心に貫通孔を有し、径方向外方に向けて複数の取付脚が放射状に延伸される取付部材を有しており、前記基部から軸線方向に向けて突出する被冷却物接触部が形成されており、該被冷却物接触部の外周側面が前記取付部材の前記貫通孔に嵌合されていることを特徴とする。   A heat sink according to a fourth aspect of the present invention is the heat sink according to any one of the first to third aspects, wherein the heat sink has a through-hole at the center and a plurality of mountings radially outward. The leg has a mounting member that extends radially, and an object-to-be-cooled portion that protrudes in the axial direction from the base is formed, and an outer peripheral side surface of the object-to-be-cooled contact portion is formed of the mounting member. It is fitted to the through hole.

本発明の請求項5に記載のヒートシンクでは、請求項4に記載のヒートシンクであって、前記被冷却物接触部の接触面における外周端に径方向外方に向けて塑性変形された複数の部位が形成されており、前記取付部材が前記被冷却物接触部の外周側面に固定されていることを特徴とする。   In the heat sink according to claim 5 of the present invention, the heat sink according to claim 4, wherein a plurality of portions plastically deformed radially outward at an outer peripheral end of a contact surface of the object to be cooled contact portion. The attachment member is fixed to the outer peripheral side surface of the object to be cooled contact portion.

本発明の請求項6に記載のヒートシンクでは、請求項4に記載のヒートシンクであって、前記被冷却物接触部の接触面における外周端の全周が径方向外方に向けて塑性変形されており、前記取付部材が前記被冷却物接触部の外周側面に固定されていることを特徴とする。   The heat sink according to claim 6 of the present invention is the heat sink according to claim 4, wherein the entire circumference of the outer peripheral end of the contact surface of the object to be cooled is plastically deformed outward in the radial direction. The mounting member is fixed to the outer peripheral side surface of the object to be cooled contact portion.

本発明の請求項7のヒートシンクでは、請求項4乃至6のいずれかに記載のヒートシンクであって、前記取付部材に形成される前記貫通孔の内周面に少なくとも一つの切欠が形成されていることを特徴とする。   A heat sink according to a seventh aspect of the present invention is the heat sink according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein at least one notch is formed on an inner peripheral surface of the through hole formed in the attachment member. It is characterized by that.

本発明の請求項8に記載のヒートシンクファンでは、請求項1乃至7のいずれかに記載のヒートシンクを用いるヒートシンクファンであって、前記ヒートシンクと、前記中心軸と略同軸上に配置され前記ヒートシンクに対して冷却用の空気流を送風する冷却ファンと、を備えており、前記冷却ファンは、前記中心軸を中心として回転することで軸方向に空気流を発生する複数の羽根を備えるインペラと、前記インペラを回転駆動するモータ部と、前記インペラを径方向外方から外囲する風洞部を有し、前記モータ部を支持するハウジングと、を備えていることを特徴とする。   A heat sink fan according to an eighth aspect of the present invention is a heat sink fan using the heat sink according to any one of the first to seventh aspects, wherein the heat sink is disposed substantially coaxially with the heat sink and the central axis. A cooling fan that blows a cooling airflow, and the cooling fan includes a plurality of blades that generate an airflow in the axial direction by rotating about the central axis, and The motor unit that rotationally drives the impeller, and a housing that has a wind tunnel that surrounds the impeller from the outside in the radial direction and supports the motor unit.

本発明の請求項9に記載のヒートシンクの製造方法では、中心軸回りに形成された中実で柱状の基部と、前記中心軸を中心として該基部から径方向外方に向けて放射状に延伸する複数のフィン部と、を備えるヒートシンクの製造方法であって、a)アルミニウム製又はアルミニウム合金製の素材ビレットが炉で加熱される工程と、b)前記素材ビレットが分割用金型に押し込まれ、前記素材ビレットが複数の分割材料に分割される工程と、c)前記複数の分割材料が、ヒートシンク金型に押し込まれ、各前記分割材料が互いに接合しながら、前記ヒートシンク金型から長尺ヒートシンクが押し出される工程と、d)前記長尺ヒートシンクを軸方向に切断する工程と、を有することを特徴とする。   In the heat sink manufacturing method according to claim 9 of the present invention, a solid columnar base portion formed around the central axis and radially extending from the base portion radially outward about the central axis. A heat sink manufacturing method comprising: a) a step in which a material billet made of aluminum or aluminum alloy is heated in a furnace; and b) the material billet is pushed into a split mold, A step in which the material billet is divided into a plurality of divided materials; c) the plurality of divided materials are pushed into a heat sink mold, and the long heat sink is moved from the heat sink mold while the divided materials are joined to each other. And d) a step of cutting the long heat sink in the axial direction.

本発明の請求項10に記載のヒートシンクの製造方法では、請求項9に記載のヒートシンクの製造方法であって、前記b)工程において、前記素材ビレットは、前記基部の中心部を形成する中心部材料と、該中心部材料の外側部の周方向を取り囲む複数の放熱フィン部材料に分割されることを特徴とする。   The heat sink manufacturing method according to claim 10 of the present invention is the heat sink manufacturing method according to claim 9, wherein, in the step b), the material billet forms a central portion of the base portion. It is characterized by being divided into a material and a plurality of heat dissipating fin materials surrounding the circumferential direction of the outer portion of the central material.

本発明の請求項11に記載のヒートシンクの製造方法では、請求項9又は10に記載のヒートシンクの製造方法において、e)切断されたヒートシンクのいずれかの一方側の軸方向端面に前記中心軸を中心とする柱状の被冷却物接触部を残すように前記ヒートシンクを切削加工する工程と、f)中心に貫通孔を有し径方向外方に向けて複数の取付脚が放射状に延伸される取付部材を前記被冷却物接触部の外周側面が前記貫通孔に嵌合するように挿入する工程と、g)前記被冷却物接触部の接触面における外周端の複数の部位もしくは全周を加圧することによって前記被冷却物接触部の接触面における外周端の複数の部位もしくは全周が径方向外方に向けて塑性変形され、前記被冷却物接触部の外周側面に対して前記取付部材が固定される工程と、を有することを特徴とする。   In a heat sink manufacturing method according to an eleventh aspect of the present invention, in the heat sink manufacturing method according to the ninth or tenth aspect of the present invention, e) the central axis is disposed on an axial end surface of one of the cut heat sinks. A step of cutting the heat sink so as to leave a columnar object to be cooled at the center, and f) an attachment having a through hole in the center and a plurality of attachment legs extending radially outward. A step of inserting a member so that an outer peripheral side surface of the object to be cooled contact portion fits into the through hole; and g) pressurizing a plurality of outer peripheral ends or the entire periphery of the contact surface of the object to be cooled contact portion. As a result, a plurality of outer peripheral ends or the entire circumference of the contact surface of the object to be cooled are plastically deformed radially outward, and the mounting member is fixed to the outer peripheral side surface of the object to be cooled. Process , Characterized by having a.

本発明の請求項12に記載のヒートシンクの製造方法では、請求項11に記載のヒートシンクの製造方法であって、前記g)工程の前に、前記被冷却物接触部の接触面の外周端に沿って溝を形成する工程を有しており、前記g)工程において、前記被冷却物接触部の前記溝より外側の部位を加圧することを特徴とする。   In the heat sink manufacturing method according to a twelfth aspect of the present invention, the heat sink manufacturing method according to the eleventh aspect of the present invention may be provided at the outer peripheral end of the contact surface of the object to be cooled before the step g). A step of forming a groove along the step, and in the step g), a portion outside the groove of the object contact portion to be cooled is pressurized.

本発明の請求項13に記載のヒートシンクの製造方法では、請求項11に記載のヒートシンクの製造方法であって、前記g)工程の前に、前記被冷却物接触部の接触面の外周端に沿って前記ヒートシンク側に向けて窪む段差部を形成する工程を有しており、
前記g)工程において、前記被冷却物接触部の前記段差部を加圧することを特徴とする。
In the heat sink manufacturing method according to a thirteenth aspect of the present invention, the heat sink manufacturing method according to the eleventh aspect, wherein the step (g) is performed before the outer peripheral end of the contact surface of the object to be cooled portion. Along the step of forming a stepped portion that is recessed toward the heat sink side,
In the step g), the stepped portion of the object contact portion to be cooled is pressurized.

本発明の請求項1にかかるヒートシンクによれば、放熱フィンと基部とが連続的に形成され、基部が中実構造に形成されている。このため、MPUと接触する基部から放熱フィンに伝達されるまでの間、2部材が接触する接触面が存在しないため、ヒートシンク内部に接触熱抵抗が生じない。よって、熱抵抗の損失を最小限に留めることができ、ヒートシンクの冷却効率を高くすることが可能である。   According to the heat sink of claim 1 of the present invention, the radiation fin and the base are continuously formed, and the base is formed in a solid structure. For this reason, since there is no contact surface where the two members come into contact with each other until the MPU is transmitted from the base that contacts the MPU to the radiating fin, no contact thermal resistance is generated inside the heat sink. Therefore, the loss of thermal resistance can be kept to a minimum, and the cooling efficiency of the heat sink can be increased.

本発明の請求項2、3にかかるヒートシンクによれば、従来では難しかったヒートシンクの押出し(引抜き)加工が容易に行うことが可能である。一般的に押出し(引抜き)加工を行う際には、押出された加工品の肉厚が一定になるように形状を工夫する必要がある。よって従来のヒートシンクは、放熱フィンとその放熱フィンとを連結する基部の外周側の部分のみ、押出し(引抜き)加工によって形成されていた。基部の内部側の部分は、特許文献1に示すような高熱伝導率体を嵌合させていた。しかし、本発明のように複数の材料に分割して押出し(引抜き)加工することにより、放熱フィンと中実構造の基部とを連続的に形成することが可能である。特に基部の中心部に中心部材料を配置することで、放熱フィンと基部の一部の肉厚の差を小さくすることができるため、より加工が容易になる。   According to the heat sinks according to claims 2 and 3 of the present invention, it is possible to easily perform the extruding (pulling) process of the heat sink, which has been difficult in the past. In general, when performing extrusion (drawing) processing, it is necessary to devise the shape so that the thickness of the extruded processed product is constant. Therefore, the conventional heat sink was formed only by the extrusion (drawing) process of the part on the outer peripheral side of the base part which connects the radiation fin and the radiation fin. The portion on the inner side of the base portion is fitted with a high thermal conductivity body as shown in Patent Document 1. However, by dividing and extruding (pulling) the material into a plurality of materials as in the present invention, it is possible to continuously form the radiating fin and the solid structure base. In particular, by disposing the central portion material in the central portion of the base portion, the difference in thickness between the heat radiating fin and a portion of the base portion can be reduced, and therefore, processing becomes easier.

また、従来のヒートシンクの加工方法においては、基部の中心にコアを嵌合することによってヒートシンクを構成していた。しかし、この場合は基部の中心部にコアを嵌合させるために焼嵌めという加工方法を採用する必要があった。焼嵌めとは、ヒートシンク(コアが嵌合されず、中心部に空洞が形成されている状態)を加熱し、ヒートシンクを熱膨張させ、熱膨張した空洞にコアを挿入し、冷却することで空洞内にコアを嵌合させる加工方法のことである。この方法であれば、加熱と冷却の動作を行うことにより放熱フィンの強度が低下するという問題が発生する。しかし、本発明の請求項2、3の構成であれば、焼嵌め加工を施す必要がなく、放熱フィンの強度が低下することがない。   Further, in the conventional heat sink processing method, the heat sink is configured by fitting the core into the center of the base. However, in this case, it is necessary to employ a processing method called shrink fitting in order to fit the core to the center of the base. Shrink fitting is a method of heating a heat sink (in which the core is not fitted and a cavity is formed in the center), thermally expanding the heat sink, inserting the core into the thermally expanded cavity, and cooling the cavity. It is a processing method for fitting the core inside. With this method, there arises a problem that the strength of the heat dissipating fins is reduced by performing heating and cooling operations. However, if it is the structure of Claims 2 and 3 of this invention, it is not necessary to perform shrink fitting and the intensity | strength of a radiation fin does not fall.

また、焼嵌めによって嵌合されたコアは、ヒートシンクが従来の使用温度範囲において使用される場合には、コアが抜け落ちることはない。しかし、使用温度範囲が更に高くなった場合には、ヒートシンクに熱膨張が生じ、コアが抜け落ちる虞がある。本発明の構成によればこのような問題は発生しない。   Moreover, when the heat sink is used in the conventional operating temperature range, the core fitted by shrink fitting does not fall out. However, when the operating temperature range is further increased, thermal expansion occurs in the heat sink and the core may fall off. According to the configuration of the present invention, such a problem does not occur.

本発明の請求項5、6にかかるヒートシンクによれば、ヒートシンクに対する取付部材のカシメ固定が容易である。固定の作業としては、被冷却物接触部の接触面を加圧するのみであるため、生産工数は小さい。また、被冷却物接触部の接触面の外周端部を塑性変形させて被冷却物接触部の外周面に取付部材が固定される。取付部材はヒートシンクの軸方向端面と塑性変形された被冷却物接触部の間に挟持されているため強固に固定される。また、本発明の請求項7に記載の取付部材を使用すれば、周方向の回り強度もより高くなる。よって、この固定方法を採用すれば、生産工数が小さく、高い固定強度を得ることが可能である。   According to the heat sink according to claims 5 and 6 of the present invention, it is easy to fix the mounting member to the heat sink. As the fixing operation, only the contact surface of the object contact portion to be cooled is pressurized, and therefore the production man-hour is small. Further, the mounting member is fixed to the outer peripheral surface of the object to be cooled by plastically deforming the outer peripheral end of the contact surface of the object to be cooled. Since the mounting member is sandwiched between the axial end surface of the heat sink and the plastically deformed object contact portion, the mounting member is firmly fixed. Moreover, if the attachment member of Claim 7 of this invention is used, the circumference strength in the circumferential direction will become higher. Therefore, if this fixing method is adopted, the number of production steps is small, and high fixing strength can be obtained.

以下、本発明の実施形態のヒートシンク、その製造方法及びヒートシンクファンについて、図1乃至図15を参照して説明する。尚、本発明の実施形態では便宜上各図面の上下方向を「上下方向」とするが、実際の取り付け状態における方向を限定するものではない。   Hereinafter, a heat sink, a manufacturing method thereof, and a heat sink fan according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the embodiment of the present invention, the vertical direction of each drawing is referred to as the “vertical direction” for convenience, but the direction in the actual mounting state is not limited.

まず、本発明の第1の実施形態のヒートシンクファンについて説明する。図1は本発明にかかる実施形態のヒートシンクを示した斜視図である。図2は、本発明にかかる実施形態のヒートシンクの分割材料の状態を示した斜視図である。   First, the heat sink fan according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a heat sink according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a state of the divided material of the heat sink according to the embodiment of the present invention.

ヒートシンク1は、アルミニウム、アルミニウム合金等の比較的熱伝導性の高い材料を押出し(引抜き)加工による成形によって形成された放熱部材である。本実施形態においては、アルミニウム合金が用いられる。通常、ヒートシンク1は外気との接触面積、つまりはヒートシンク1の表面積が大きくなるように複数の放熱用フィン12が円柱状の基部11の円柱外側面から径方向外方に向けて突設され、複数の放熱用フィン12は基部11と連続的に形成される。ただし、基部11は円柱状ではなく四角柱等の円柱状以外の形状でも良い。本実施形態においては図1に示されているように基部11に対して放射状に延伸する複数の放熱用フィン12が基部11の外周に環状に配列されている。特に表面積を大きくするために放熱用フィン12は配列方向に対して湾曲して形成される。放熱フィン12は湾曲させられることによって放熱フィン12単体での表面積が増加する。ヒートシンク1の表面積を大きくするための放熱フィン12の形状は、これに限定されず、適宜形状を変更することは可能である。   The heat sink 1 is a heat radiating member formed by extrusion (pulling) processing of a material having relatively high thermal conductivity such as aluminum or aluminum alloy. In this embodiment, an aluminum alloy is used. Usually, the heat sink 1 has a plurality of heat radiation fins 12 projecting radially outward from the cylindrical outer surface of the cylindrical base 11 so that the contact area with the outside air, that is, the surface area of the heat sink 1 is increased. The plurality of heat dissipating fins 12 are formed continuously with the base 11. However, the base 11 is not cylindrical and may have a shape other than a cylindrical shape such as a square pole. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of heat dissipating fins 12 extending radially with respect to the base portion 11 are arranged in an annular shape on the outer periphery of the base portion 11. In particular, the heat dissipating fins 12 are curved with respect to the arrangement direction in order to increase the surface area. When the radiating fin 12 is bent, the surface area of the radiating fin 12 alone increases. The shape of the radiating fin 12 for increasing the surface area of the heat sink 1 is not limited to this, and the shape can be changed as appropriate.

本実施形態においては基部11及び放熱用フィン12はアルミニウム合金によって形成される。基部11は、図1に示されているように、中心軸を中心とする円柱状に形成されている。また、基部は中実構造に形成される。   In the present embodiment, the base portion 11 and the heat radiation fin 12 are formed of an aluminum alloy. As shown in FIG. 1, the base 11 is formed in a columnar shape centered on the central axis. The base is formed in a solid structure.

従来は、基部の中心に中心軸を中心とする貫通孔を形成し、該貫通孔に円柱形状のコアを圧入する方法でヒートシンクを構成していた。貫通孔とコアの接触面には、上述の通り接触熱抵抗が生じる。よって、コアを前記貫通孔に挿入する際にコアの側面と貫通孔との間の接触面に発生する接触熱抵抗の値を低くするために、接触圧力が高くなるように圧入固定されている。正確には、基部11を高温に加熱し、基部11の貫通孔111内径が膨張している間に、前記貫通孔111に対してコアが挿入され、基部11が冷却される、いわゆる焼嵌めにて圧入固定されている。これにより、貫通孔111とコアとの接触面における接触熱抵抗の値が小さくなる。よって、MPU3からコアに伝達された熱が効率よく基部11に伝達され放熱フィン12から外気に放熱される。しかし、この方法ではヒートシンク1に熱を加えたり、冷却したりと大きな温度変化が生じるため、ヒートシンク1そのもの強度が低下する虞があり、高い信頼性を得ることができない。その理由に関しては後述する。   Conventionally, a heat sink is formed by a method of forming a through-hole centered on the central axis at the center of the base and press-fitting a cylindrical core into the through-hole. As described above, contact thermal resistance is generated on the contact surface between the through hole and the core. Therefore, in order to reduce the value of the contact thermal resistance generated on the contact surface between the side surface of the core and the through hole when the core is inserted into the through hole, the contact pressure is press-fitted and fixed. . More precisely, while the base 11 is heated to a high temperature and the inner diameter of the through hole 111 of the base 11 is expanding, a core is inserted into the through hole 111 and the base 11 is cooled, so-called shrink fitting. Is press-fitted and fixed. Thereby, the value of the contact thermal resistance in the contact surface of the through-hole 111 and a core becomes small. Therefore, the heat transmitted from the MPU 3 to the core is efficiently transmitted to the base 11 and is radiated from the radiation fins 12 to the outside air. However, in this method, since a large temperature change occurs when the heat sink 1 is heated or cooled, the strength of the heat sink 1 itself may be reduced, and high reliability cannot be obtained. The reason will be described later.

一般的に、アルミニウム合金製の材料を使用した押出し(引抜き)加工は成形に使用される金型の構造が単純であり、仕上がりの寸法精度が高い。銅製材料では複雑な形状の押出し(引抜き)加工による成形が非常に難しく、仕上がりの寸法精度が極めて悪い。事実上、銅製の複雑な形状のヒートシンクを押出し(引抜き)加工による成形によって形成するのは不可能である。このため、放熱用フィン12が基部11に対して連続的に形成されている複雑なヒートシンク1においては、銅製材料ではなくアルミニウム合金製材料が使用される。   Generally, the extrusion (drawing) process using an aluminum alloy material has a simple mold structure used for molding, and has a high dimensional accuracy in the finished product. Copper materials are very difficult to form by extrusion (drawing) of complex shapes, and the finished dimensional accuracy is extremely poor. In fact, it is impossible to form a heat sink having a complicated shape made of copper by extrusion (pulling). For this reason, in the complicated heat sink 1 in which the heat radiating fins 12 are continuously formed with respect to the base 11, an aluminum alloy material is used instead of a copper material.

次にヒートシンクの押出し(引抜き)加工の成形方法に関して詳述する。図3は、ヒートシンクが形成されるまでを示す金型のフローを示す斜視図である。図4は、ヒートシンクが形成されるまでを示す第1の実施形態の成形のフローを示す図である。   Next, a method for forming a heat sink by extrusion (drawing) will be described in detail. FIG. 3 is a perspective view showing the flow of the mold until the heat sink is formed. FIG. 4 is a diagram showing a molding flow of the first embodiment showing until the heat sink is formed.

ヒートシンク1に使用されるアルミニウム合金としては、主に6000系Al−Mg−Si系もしくは1000系純Alが用いられる。中でも6000系Al−Mg−Si系のうち6063が良く用いられる。6063は、優れた押出し性を有しており、建築用のサッシを中心に特に高い強度を要しない構造材として使用される。ヒートシンク1は、建築用の構造材ほど高い強度が要求されないため、6063が最も用いられる。熱伝導性を最優先する場合には1000系純Alのうち1060、1070が用いられる。   As an aluminum alloy used for the heat sink 1, 6000 series Al-Mg-Si series or 1000 series pure Al is mainly used. Among these, 6063 of 6000-based Al—Mg—Si is often used. 6063 has excellent extrudability, and is used as a structural material that does not require particularly high strength, mainly for building sashes. Since the heat sink 1 is not required to be as strong as a building structural material, 6063 is most used. When the thermal conductivity is given the highest priority, 1060, 1070 out of 1000 series pure Al is used.

まず、アルミニウム合金製の円柱形状のビレット6(圧延加工等に用いられる金属の塊)が用意される。次に、ビレット6は炉にて約500℃まで加熱される(ステップS1)。炉で加熱されたビレット6は常温の状態と比べて軟化している。この状態で、ビレット6は、図3Aに示されている分割用金型7に押し込まれる。分割用金型7は、ビレット6が押し込まれた際に、ビレット6が7分割されるような形状に加工されている(ステップS2)。   First, a cylindrical billet 6 (a lump of metal used for rolling or the like) made of aluminum alloy is prepared. Next, the billet 6 is heated to about 500 ° C. in a furnace (step S1). The billet 6 heated in the furnace is softened compared to the normal temperature state. In this state, the billet 6 is pushed into the split mold 7 shown in FIG. 3A. The dividing mold 7 is processed into a shape that allows the billet 6 to be divided into seven when the billet 6 is pushed in (step S2).

本実施例においては、分割用金型7にて7分割されるが、分割される分割数は7に限定されない。つまり、分割数はヒートシンクの形状及び大きさによって適宜変更可能である。分割金型7に押し込まれたビレット6は、複数(7つ)の分割材料61、62に分割される。分割材料61、62は、図3Bに示されているように、中心部材料61と、放熱フィン部材料62によって構成されている。中心部材料61は、その名の通りビレットの中心部を構成していた部位を分割用金型によって分割された材料である。次に放熱フィン部材料62は、中心部材料61の周囲を取り囲むように複数配置されている。   In this embodiment, the division mold 7 divides the number into seven, but the number of divisions is not limited to seven. That is, the number of divisions can be changed as appropriate depending on the shape and size of the heat sink. The billet 6 pushed into the split mold 7 is divided into a plurality (seven) of split materials 61 and 62. As shown in FIG. 3B, the divided materials 61 and 62 are constituted by a center portion material 61 and a heat radiation fin portion material 62. The central part material 61 is a material obtained by dividing the part constituting the central part of the billet by a dividing die as the name suggests. Next, a plurality of radiating fin part materials 62 are arranged so as to surround the periphery of the center part material 61.

次に、分割材料61、62は、ヒートシンク金型8に押し込まれる(ステップS3)。ヒートシンク金型8は、分割材料61、62を押出した際に、図3Cに示されているように基部11の周りに複数の放熱フィン12が配列されるような形状に加工されている。分割材料61、62はヒートシンク金型8に押し込まれた際に、互いに接触して接合される。つまり、この工法で加工されたヒートシンク1は、ビレット6が分割され中心部材料610の周りに放熱フィン材料620が配列され、互いに接合された状態で形成される。   Next, the divided materials 61 and 62 are pushed into the heat sink mold 8 (step S3). The heat sink mold 8 is processed into a shape in which a plurality of heat radiation fins 12 are arranged around the base portion 11 as shown in FIG. 3C when the divided materials 61 and 62 are extruded. When the divided materials 61 and 62 are pushed into the heat sink mold 8, they are brought into contact with each other and joined. In other words, the heat sink 1 processed by this method is formed in a state where the billet 6 is divided and the heat radiation fin material 620 is arranged around the center portion material 610 and joined to each other.

本実施形態のヒートシンクの押出し(引抜き)加工においては、主に直接法が用いられる。直接法とは、トコロテンのように押出し方向に直接素材を押出す方法である。詳述すると、直接法とは、加熱されたビレットを押出し金型が配置されるコンテナに挿入し、 ビレットを金型方向に圧縮する方法である。圧縮されたビレットは金型を通過して所定の型に押出される。直接法では、押出し時にビレットとコンテナの間に摩擦が発生する。また、金型を通過する際の圧力が部位によって異なるため、メタルフロー(金属組織の流れ)が不均一になる。本実施形態のヒートシンクにおいては、放熱フィン12が形成される放熱フィン用材料62内に発生する圧力は大きくなる。また、基部11の中心部を形成する中心部材料61内に発生する圧力は大きくなる。つまり、分割用金型7を使用せずに押出し(引抜き)加工を行った場合には、放熱フィン12部に相当するビレット6においては、コンテナとの摩擦と、放熱フィン12部に相当するヒートシンク金型8によってビレット6内に発生する圧力が高い。それとは逆に、ビレット6の中心部付近では、摩擦の発生も低く、ビレット6がヒートシンク金型8を通過する際に発生するビレット6内部の圧力変化も少ない。分割用金型7を使用しない場合には、メタルフローが完全に不均一になり、高い精度での押出し(引抜き)加工ができない。   In the extrusion (drawing) process of the heat sink of this embodiment, a direct method is mainly used. The direct method is a method of extruding a raw material directly in the extrusion direction like tokoroten. More specifically, the direct method is a method in which a heated billet is inserted into a container in which an extrusion mold is placed, and the billet is compressed in the mold direction. The compressed billet passes through the mold and is extruded into a predetermined mold. In the direct method, friction is generated between the billet and the container during extrusion. Moreover, since the pressure at the time of passing through a metal mold | die changes with parts, a metal flow (flow of metal structure) becomes non-uniform | heterogenous. In the heat sink of this embodiment, the pressure generated in the heat radiating fin material 62 on which the heat radiating fins 12 are formed increases. In addition, the pressure generated in the center material 61 that forms the center of the base 11 is increased. That is, when the extrusion (pulling) process is performed without using the split mold 7, the billet 6 corresponding to the radiating fin 12 part has friction with the container and the heat sink corresponding to the radiating fin 12 part. The pressure generated in the billet 6 by the mold 8 is high. On the contrary, in the vicinity of the center portion of the billet 6, the generation of friction is low, and the pressure change inside the billet 6 generated when the billet 6 passes through the heat sink mold 8 is small. If the dividing mold 7 is not used, the metal flow becomes completely non-uniform, and extrusion (drawing) processing with high accuracy cannot be performed.

分割用金型7を使用することで、ビレット6が中心部材料61と複数の放熱フィン材料62とに分割される。このことにより、メタルフローが分断される。よって、各分割材料61、62におけるメタルフローの不均一状態が小さくなる。   By using the dividing mold 7, the billet 6 is divided into a center part material 61 and a plurality of radiating fin materials 62. As a result, the metal flow is divided. Therefore, the non-uniform state of the metal flow in each of the divided materials 61 and 62 is reduced.

押出し(引抜き)加工が完了したヒートシンク1は、ビレット6と同様に軸方向に長い長尺のヒートシンク1に仕上がっている。押出された時点では、ヒートシンク1は高温であるため軟らかい。このため、ヒートシンク1自体がねじれ易い状態であり、中にはねじれたヒートシンク1も存在する。よって、ヒートシンク1の両端を互いに引っ張ることによって、ヒートシンク1のねじれが補正されてまっすぐの状態にして冷却される。この作業によってヒートシンク1の寸法の精度出しが行われる。   The heat sink 1 that has been subjected to the extrusion (drawing) process is finished into a long heat sink 1 that is long in the axial direction, like the billet 6. At the time of extrusion, the heat sink 1 is soft because it is hot. For this reason, the heat sink 1 itself is easily twisted, and there is a twisted heat sink 1. Therefore, by pulling both ends of the heat sink 1 to each other, the twist of the heat sink 1 is corrected and cooled in a straight state. By this operation, the accuracy of the size of the heat sink 1 is determined.

押出し(引抜き)加工されたヒートシンク1は、長尺である。このため、ヒートシンク1は、軸方向に垂直な面で切断される(ステップS4)。   The heat sink 1 subjected to extrusion (drawing) processing is long. For this reason, the heat sink 1 is cut | disconnected by a surface perpendicular | vertical to an axial direction (step S4).

図5、6は、第1の実施形態の被冷却物接触部の切削過程の一部を示す斜視図である。切断されたヒートシンク1は、旋盤にチャッキングされる。ヒートシンク1は旋盤にて、略円柱状の被冷却物接触部13がヒートシンク1端面から軸方向に向けて突出するように放熱フィン12が切削加工される(ステップS5)。本実施形態のヒートシンク1において、被冷却物接触部13は、図5に示されているように、円柱状であるため、旋盤による加工が最も作業工数が小さい。ただし、形状はこれに限定されず、フライス盤等を用いて例えば四角注状の被冷却物接触部13を形成しても良い。また、被冷却物接触部13の径を小さくしたい場合には、旋盤によって基部11の外周端を切削加工しても良い。   5 and 6 are perspective views showing a part of the cutting process of the object contact portion of the first embodiment. The cut heat sink 1 is chucked on a lathe. The heat sink 1 is a lathe, and the radiating fins 12 are cut so that the substantially cylindrical object to be cooled contact portion 13 protrudes in the axial direction from the end face of the heat sink 1 (step S5). In the heat sink 1 of this embodiment, since the to-be-cooled object contact portion 13 has a columnar shape as shown in FIG. 5, machining by a lathe requires the smallest number of work steps. However, the shape is not limited to this, and the object to be cooled 13 may be formed by using, for example, a square mill. Moreover, when it is desired to reduce the diameter of the object contact portion 13, the outer peripheral end of the base portion 11 may be cut by a lathe.

次に、旋盤による切削加工として、図6に示されているように被冷却物接触部13の端面(MPU3と接触する面:接触面131)に外周端に沿うように環状溝14が切削加工される(ステップS6)。接触面131の外周端には加圧部15(後述する工程でプレスによって加圧される部位)が残るように、その内側に環状溝14が形成されている。よって接触面131のうち、被冷却物(MPU3)と接触するのは環状溝14よりも内側の領域である。   Next, as shown in FIG. 6, as the cutting process by a lathe, the annular groove 14 is cut along the outer peripheral edge of the end surface of the object-to-be-cooled object contact portion 13 (surface that contacts the MPU 3: contact surface 131). (Step S6). An annular groove 14 is formed on the inner side of the outer peripheral end of the contact surface 131 so that the pressurizing portion 15 (a portion to be pressed by a press in a process described later) remains. Therefore, in the contact surface 131, the region in contact with the object to be cooled (MPU 3) is an area inside the annular groove 14.

図7は、取付部材を第1の実施形態のヒートシンクに固定する過程を示す斜視図である。図8は取付部材が固定された第1の実施形態のヒートシンクを示す斜視図である。図9は、本発明にかかる取付部材を示す斜視図である。本実施形態におけるヒートシンク1は、MPU3を冷却するために用いられる。よって、接触面131をMPU3と接触させる必要がある。そのためには、MPU3が実装されているマザーボード31に対してヒートシンク1を取り付ける必要がある。よってヒートシンク1にはマザーボード31とヒートシンク1とを取り付ける取付部材9が取付固定される。取付部材9は、図9に示されているように中央に貫通孔92が形成されており、径方向外方に向けて取付脚91が4箇所形成されている。取付脚91の先端にはマザーボード31と取付部材9と締結する固定部材90が挿入される貫通孔911が形成されている。取付部材9にはSUS等の防錆性の高いステンレス材料が用いられる。   FIG. 7 is a perspective view showing a process of fixing the mounting member to the heat sink of the first embodiment. FIG. 8 is a perspective view showing the heat sink of the first embodiment to which the mounting member is fixed. FIG. 9 is a perspective view showing an attachment member according to the present invention. The heat sink 1 in this embodiment is used for cooling the MPU 3. Therefore, it is necessary to bring the contact surface 131 into contact with the MPU 3. For this purpose, it is necessary to attach the heat sink 1 to the mother board 31 on which the MPU 3 is mounted. Therefore, the attachment member 9 for attaching the mother board 31 and the heat sink 1 is attached and fixed to the heat sink 1. As shown in FIG. 9, the attachment member 9 has a through hole 92 formed in the center, and four attachment legs 91 are formed outward in the radial direction. A through hole 911 into which a fixing member 90 to be fastened to the mother board 31 and the mounting member 9 is inserted is formed at the tip of the mounting leg 91. The attachment member 9 is made of a stainless material such as SUS having a high rust prevention property.

まず、取付部材9は、図7に示されているように、取付部材9の中央に形成される貫通孔が被冷却物接触部13の外周面に嵌合するように挿入される。取付部材9を被冷却物接触部13に挿入した際に、取付部材9は、放熱フィン12の端面に当接するまで押し込まれる。この状態で、プレス機にて加圧部15が全周に渡って図7における軸方向下側に向けて加圧される(ステップS7)。加圧された加圧部15は、被冷却物接触部13の径方向外方に向けて塑性変形する。図8に示されているように、塑性変形された加圧部15と放熱フィン12端面との間に取付部材9が挟持され固定される。加圧部15は塑性変形しているため、変形された状態で形状が継続的に維持される。よって、取付部材9が被冷却物接触部13に対して固定された状態が継続的に維持される。また、加圧されることによって、被冷却物接触部13の外周面の外形が径方向外方に向けて拡径するように変形される。よって、取付部材9の貫通孔に対して被冷却物接触部13の外周面が圧力を加えることで、取付部材9が被冷却物接触部13の外周面に固定される。   First, as shown in FIG. 7, the attachment member 9 is inserted so that a through hole formed at the center of the attachment member 9 is fitted to the outer peripheral surface of the object to be cooled contact portion 13. When the attachment member 9 is inserted into the object-to-be-cooled contact portion 13, the attachment member 9 is pushed in until it comes into contact with the end face of the radiating fin 12. In this state, the pressurizing unit 15 is pressurized by the press toward the lower side in the axial direction in FIG. 7 over the entire circumference (step S7). The pressurized pressure part 15 is plastically deformed outward in the radial direction of the cooled object contact part 13. As shown in FIG. 8, the mounting member 9 is sandwiched and fixed between the plastically deformed pressurizing portion 15 and the end surface of the radiating fin 12. Since the pressurizing portion 15 is plastically deformed, the shape is continuously maintained in the deformed state. Therefore, the state in which the attachment member 9 is fixed to the object to be cooled contact portion 13 is continuously maintained. Further, by being pressurized, the outer shape of the outer peripheral surface of the object-to-be-cooled object contact portion 13 is deformed so as to increase in diameter radially outward. Therefore, the outer peripheral surface of the cooled object contact portion 13 applies pressure to the through hole of the mounting member 9, whereby the mounting member 9 is fixed to the outer peripheral surface of the cooled object contact portion 13.

取付部材9の貫通孔92の内周面には複数個所(本実施形態においては4箇所)に切欠921が形成されている。被冷却物接触部13の外周面の外径が拡径されることによって取付部材9の貫通孔92の内周面が被冷却物接触部13の外周面に食い込む。この際に、貫通孔92の内周面に切欠921が形成されていることで、被冷却物接触部13に対する取付部材9の中心軸を中心とする周方向の回り強度が向上する。   Cutouts 921 are formed at a plurality of locations (four locations in the present embodiment) on the inner peripheral surface of the through hole 92 of the attachment member 9. By increasing the outer diameter of the outer peripheral surface of the object to be cooled contact 13, the inner peripheral surface of the through hole 92 of the attachment member 9 bites into the outer peripheral surface of the object to be cooled contact 13. At this time, the notch 921 is formed on the inner peripheral surface of the through-hole 92, so that the circumferential strength around the central axis of the attachment member 9 with respect to the object to be cooled 13 is improved.

従来のヒートシンク構造においては、基部の中心部にコアが圧入されていた。その理由としては、ヒートシンクを押出し(引抜き)加工は、基部の中心に貫通孔が形成された形状で行われる。一般的に、このようなヒートシンク形状はホロー形状と呼ばれる形状であり、特殊な押出し(引抜き)加工を行う必要が無かった。よって、貫通孔に上述した焼嵌めにてコアを圧入する必要があった。しかし、焼嵌めによるコアの圧入を行う際には、ヒートシンクを加熱した後に冷却する工程を経ている。つまり、ヒートシンクに対してヒートショック(加熱と冷却を繰り返す状態)を行っていることになり、ヒートシンクそのものの機械的強度が低下する虞がある。特に、コアの外周の基部にあたる部分は、薄肉になっており、分割材料の接合面も存在する。このため、機械的強度が低下した状態であれば、分割材料の接合面が断裂し、コアが抜け落ちる虞もある。しかし、本実施形態のヒートシンクであれば、基部が中実構造であるため、コア抜け落ちの問題が皆無である。また焼嵌めの必要も無く、ヒートシンクの機械的強度が低下することもない。   In the conventional heat sink structure, the core is press-fitted into the center of the base. The reason is that the process of extruding (drawing) the heat sink is performed in a shape in which a through hole is formed at the center of the base. In general, such a heat sink shape is a shape called a hollow shape, and it is not necessary to perform a special extrusion (drawing) process. Therefore, it was necessary to press-fit the core into the through hole by the above-described shrink fitting. However, when press-fitting the core by shrink fitting, the heat sink is heated and then cooled. That is, heat shock (a state in which heating and cooling are repeated) is performed on the heat sink, and the mechanical strength of the heat sink itself may be reduced. In particular, the portion corresponding to the base of the outer periphery of the core is thin, and there is also a joint surface of the divided material. For this reason, if the mechanical strength is reduced, the joint surface of the divided material may be torn and the core may fall off. However, in the heat sink according to the present embodiment, since the base portion has a solid structure, there is no problem of falling off the core. Further, there is no need for shrink fitting, and the mechanical strength of the heat sink is not lowered.

次に、熱源であるMPU3からヒートシンクに熱が伝達する過程について説明する。図10はMPUとヒートシンクとの接触の状況を示した平面図である。MPU3は、マザーボード31上に実装されている。コアは、MPU3に対して接触面で接触している。MPU3と接触面との間には熱伝導材が介在されている。MPU3で発生した熱は、コアに伝達される。つまり、MPU3と接触面との間に発生する接触熱抵抗の値が重要になる。例えば、MPU3と接触面の表面の平面度が0で、表面粗さが0で、且つ接触圧力が高ければ、接触熱抵抗は極めて小さい値になる。しかし、現実的には、平面度、表面粗さ共に0になることは無く、熱伝導材が構成されていなければ、MPU3と接触面131との間には空隙が発生する。空気は断熱効果が高いため、MPU3、接触面131間に空隙が形成された場合には、接触熱抵抗は高い値になる。本実施形態においては、上述のとおり、MPU3と接触面131との間には熱伝導材が介在されているため、接触熱抵抗の値を低くすることができる。   Next, a process of transferring heat from the MPU 3 as a heat source to the heat sink will be described. FIG. 10 is a plan view showing a state of contact between the MPU and the heat sink. The MPU 3 is mounted on the mother board 31. The core is in contact with the MPU 3 at the contact surface. A heat conducting material is interposed between the MPU 3 and the contact surface. The heat generated in the MPU 3 is transferred to the core. That is, the value of the contact thermal resistance generated between the MPU 3 and the contact surface becomes important. For example, if the flatness of the surfaces of the MPU 3 and the contact surface is 0, the surface roughness is 0, and the contact pressure is high, the contact thermal resistance is extremely small. However, in reality, neither the flatness nor the surface roughness is zero, and a gap is generated between the MPU 3 and the contact surface 131 if no heat conductive material is formed. Since air has a high heat insulation effect, when a gap is formed between the MPU 3 and the contact surface 131, the contact thermal resistance becomes a high value. In the present embodiment, as described above, since the heat conductive material is interposed between the MPU 3 and the contact surface 131, the value of the contact thermal resistance can be lowered.

熱伝導材は熱伝達性が高い材料が用いられる。本実施形態においては作業性を考慮してポリイミドフィルム(Polyimide Film)、アルミニウム箔等の支持基材上に充填剤が含まれる感圧接着剤を塗布してコーティングされたサーマルテープ等のテープ状の部材が使用される。熱伝導材と、MPU3表面、接触面131との接触面積が高い方が接触熱抵抗の値が低くなる。このため、熱伝導材の材料として、シリコーンオイルを基油としてアルミナ等の熱伝導性の高い粉末を配合したグリース状の熱伝導性シリコーン樹脂等を使用しても良い。サーマルテープは所定の大きさにカッティングされたものが使用されるため、MPU3表面と接触面131の面積を有効的に活用できない虞がある。熱伝導性シリコーン樹脂はグリース状であるため、ほぼ隙間が無い状態で各部材表面と密着させることが可能である。よって、MPU3表面と接触面131の面積を有効的に活用することができる。熱伝導材は熱伝導性が高い部材であれば、適宜変更可能であり、形状および材質は限定されない。   A material having a high heat transfer property is used as the heat conducting material. In this embodiment, in consideration of workability, a polyimide film (Polyimide Film), a tape-like material such as a thermal tape coated with a pressure sensitive adhesive containing a filler on a support substrate such as an aluminum foil is coated. A member is used. The higher the contact area between the heat conductive material, the MPU3 surface, and the contact surface 131, the lower the value of the contact thermal resistance. For this reason, a grease-like thermally conductive silicone resin or the like in which a silicone oil is used as a base oil and a powder having high thermal conductivity such as alumina is blended may be used as a material for the thermally conductive material. Since the thermal tape is cut to a predetermined size, the area of the MPU 3 surface and the contact surface 131 may not be effectively utilized. Since the thermally conductive silicone resin is in the form of grease, it can be brought into close contact with the surface of each member with almost no gap. Therefore, the area of the MPU 3 surface and the contact surface 131 can be effectively utilized. The heat conductive material can be appropriately changed as long as it is a member having high heat conductivity, and the shape and material are not limited.

MPU3で発生した熱は、熱伝導材を介してヒートシンク1の基部11に伝達される。この伝達過程において、熱抵抗の値を低減することによって大幅に放熱効率を向上することが可能である。ここで重要になるのがMPU3と熱伝導材、熱伝導材と接触面131の間に発生する接触熱抵抗の値である。接触熱抵抗の値は、接触圧力、接触面積、接触面の表面粗さ、各材料の熱伝導率、熱伝導材の熱伝導率、熱伝導材の厚み、各材料表面の硬度に依存して決定される。MPU3の表面は一般にヒートスプレッダという熱伝導性の高い銅板にて構成されている。このため、MPU3側の接触面積、接触面の表面粗さ、材料(銅板)の熱伝導率、材料(銅板)の硬度は一定の値として接触熱抵抗の値を低減する方法を提案する必要がある。また、ヒートシンク1の接触面131は前述のとおりアルミニウム合金を使用しているため、接触面の表面粗さ、材料(銅)の熱伝導率、材料(銅)の硬度は一定の値として接触熱抵抗の値を低減する方法を提案する必要がある。接触圧力を増すことによって接触熱抵抗の値が低くなることは周知技術である。   The heat generated in the MPU 3 is transmitted to the base 11 of the heat sink 1 through the heat conductive material. In this transmission process, it is possible to greatly improve the heat radiation efficiency by reducing the value of the thermal resistance. What is important here is the value of the contact thermal resistance generated between the MPU 3 and the heat conductive material and between the heat conductive material and the contact surface 131. The value of contact thermal resistance depends on contact pressure, contact area, surface roughness of contact surface, thermal conductivity of each material, thermal conductivity of thermal conductive material, thickness of thermal conductive material, hardness of each material surface It is determined. The surface of the MPU 3 is generally composed of a copper plate having a high thermal conductivity called a heat spreader. For this reason, it is necessary to propose a method for reducing the value of the contact thermal resistance by setting the contact area on the MPU 3 side, the surface roughness of the contact surface, the thermal conductivity of the material (copper plate), and the hardness of the material (copper plate) as constant values. is there. Since the contact surface 131 of the heat sink 1 uses an aluminum alloy as described above, the surface roughness of the contact surface, the thermal conductivity of the material (copper), and the hardness of the material (copper) are assumed to be constant values. There is a need to propose a method for reducing the value of resistance. It is a well-known technique that the value of the contact thermal resistance is lowered by increasing the contact pressure.

図11は、ヒートシンク1冷却装置の上部に冷却ファンを取り付けたヒートシンク冷却装置を示す斜視図である。MPU3から熱伝導材を介して基部11に熱が伝達される。次に、基部11に伝達された熱は、放熱フィン12に伝達される。本実施形態においては、図11に示されているように、ヒートシンク1に対して冷却用ファン5が作動することにより放熱フィン12に冷却風が供給され、放熱フィン12に伝達された熱が強制的に放熱される。以下に冷却ファン5の構成に関して説明する。   FIG. 11 is a perspective view showing a heat sink cooling device in which a cooling fan is attached to the upper portion of the heat sink 1 cooling device. Heat is transmitted from the MPU 3 to the base 11 through the heat conductive material. Next, the heat transferred to the base 11 is transferred to the heat radiating fins 12. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the cooling fan 5 operates on the heat sink 1 to supply cooling air to the radiation fins 12, and the heat transmitted to the radiation fins 12 is forced. Heat is released. The configuration of the cooling fan 5 will be described below.

冷却ファン5は、回転することによって冷却風を発生するインペラ52と、インペラ52を回転駆動させる電動モータ(図略)と、インペラ52が回転することにより発生する冷却風を静圧エネルギに変換する風洞部511と、電動モータを固定するベース部51と、ベース部51と風洞部511とを連結接続する少なくとも3本以上のスポーク部512を備えている。   The cooling fan 5 converts an impeller 52 that generates cooling air by rotating, an electric motor (not shown) that rotates the impeller 52, and cooling air generated by rotating the impeller 52 into static pressure energy. A wind tunnel portion 511, a base portion 51 for fixing the electric motor, and at least three or more spoke portions 512 for connecting and connecting the base portion 51 and the wind tunnel portion 511 are provided.

インペラ52は、複数の羽根521を有している。羽根521は、インペラ52の回転軸を中心として径方向外方向けて突設されている。インペラ52が回転することで羽根521において、空気に対して運動エネルギが与えられる。インペラ52が回転することで、軸方向に吸気し、軸方向に排気される。つまり、インペラ52が回転することで軸方向の空気流が発生する。インペラ52の回転に伴って、空気流が発生するため、空気流は、径方向外方に向かう遠心方向成分と、回転周方向に向かう旋廻成分、軸方向に排出される軸方向成分の3つの成分を有する。空気流の流速の成分を考慮すると、インペラ52の径方向外方において最も流速が大きく、インペラ52の径方向内方において最も流速が小さい。よって、ヒートシンク1に供給される冷却風は、放熱フィン12の径方向外方において最も流速が大きいということになる。   The impeller 52 has a plurality of blades 521. The blade 521 protrudes radially outward from the rotation axis of the impeller 52. As impeller 52 rotates, kinetic energy is given to air in blade 521. As the impeller 52 rotates, air is sucked in the axial direction and exhausted in the axial direction. That is, the impeller 52 rotates to generate an axial air flow. As the impeller 52 rotates, an air flow is generated. Therefore, the air flow is divided into three components, a centrifugal direction component that is radially outward, a rotation component that is directed to the circumferential direction of rotation, and an axial component that is discharged in the axial direction. With ingredients. Considering the component of the flow velocity of the air flow, the flow velocity is greatest at the radially outer side of the impeller 52 and is smallest at the radially inner side of the impeller 52. Therefore, the cooling air supplied to the heat sink 1 has the highest flow velocity radially outward of the radiating fins 12.

冷却ファン5は、図11に示されているように、基部11の中心軸と冷却ファン5のインペラ52の回転軸とがほぼ一致するようにヒートシンク1の上側に載置される。ヒートシンク1の外周側面には、図11に示されているように、放熱フィン12の外周縁に切欠部112が形成されている。切欠部112に対して風洞部511から下方に延びるアーム5111が係止され、ヒートシンク1と冷却ファン5とが固定される。MPU3で発生した熱は、熱伝導材を介して基部11に伝達される。そして、熱は、基部11から放熱フィン12へと伝達される。冷却ファン5が回転することによって図11において上方向から下方向に向けて冷却風が供給される。放熱フィン12はインペラ52の回転方向と同一の方向に配列されている。このため、冷却風は各放熱フィン12間に効率よく流入され、放熱フィン12に伝達された熱は強制的に放熱される。ヒートシンク1冷却装置と冷却ファン5を組み合わせることによって、ヒートシンク1冷却装置の冷却特性がより高まる。   As shown in FIG. 11, the cooling fan 5 is placed on the upper side of the heat sink 1 so that the central axis of the base 11 and the rotation axis of the impeller 52 of the cooling fan 5 substantially coincide with each other. As shown in FIG. 11, a cutout portion 112 is formed on the outer peripheral edge of the heat radiating fin 12 on the outer peripheral side surface of the heat sink 1. An arm 5111 extending downward from the wind tunnel 511 is locked to the notch 112, and the heat sink 1 and the cooling fan 5 are fixed. The heat generated in the MPU 3 is transmitted to the base 11 through the heat conductive material. Heat is transferred from the base 11 to the heat radiating fins 12. As the cooling fan 5 rotates, cooling air is supplied from above to below in FIG. The radiation fins 12 are arranged in the same direction as the rotation direction of the impeller 52. For this reason, the cooling air efficiently flows between the heat radiating fins 12, and the heat transmitted to the heat radiating fins 12 is forcibly radiated. By combining the heat sink 1 cooling device and the cooling fan 5, the cooling characteristics of the heat sink 1 cooling device are further enhanced.

また、放熱フィン12は、インペラ52の回転方向とは異なる方向に向けて湾曲形成されている。このことにより、インペラ52が回転することで羽根521から発生する空気流が同時に放熱フィン12と干渉することがない。よって、空気流と放熱フィン12との干渉による騒音値を低減することが可能である。ただし、放射フィン12に関しては、インペラ52の回転方向とは異なる方向に向けて湾曲形成されているが、湾曲させずに傾斜させるだけでも十分に空気流と放射フィン12との干渉を低減することが可能である。インペラ52の羽根521自体が回転方向に向けて湾曲しているため、放熱フィン12が傾斜せずに放射方向に向けて延伸するだけでも十分に空気流と放射フィン12との干渉を低減することが可能である。   Further, the radiating fins 12 are curved toward a direction different from the rotation direction of the impeller 52. Thus, the air flow generated from the blades 521 due to the rotation of the impeller 52 does not interfere with the heat radiating fins 12 at the same time. Therefore, it is possible to reduce the noise value due to the interference between the air flow and the radiation fins 12. However, although the radiating fin 12 is curved toward a direction different from the rotation direction of the impeller 52, it is possible to sufficiently reduce the interference between the airflow and the radiating fin 12 just by inclining without bending. Is possible. Since the blades 521 themselves of the impeller 52 are curved in the rotation direction, the interference between the air flow and the radiation fins 12 can be sufficiently reduced even if the heat radiation fins 12 extend in the radiation direction without being inclined. Is possible.

次に、本発明の第2の実施形態のヒートシンクファンについて説明する。第2の実施形態にかかるヒートシンクファンは、取付部材9を固定する固定方法を除き、図1乃至図3、図9乃至12に示すヒートシンクファンと同様の構成を有するため、以下の説明では、固定方法に関する部位以外の他の構成に同符号を付す。   Next, a heat sink fan according to a second embodiment of the present invention will be described. The heat sink fan according to the second embodiment has the same configuration as the heat sink fan shown in FIGS. 1 to 3 and FIGS. 9 to 12 except for the fixing method for fixing the attachment member 9. Components other than those relating to the method are denoted by the same reference numerals.

図12は、本発明にヒートシンクが形成されるまでを示す第2の実施形態の成形のフローを示す図である。図13は、本発明にかかる第2の実施形態の被冷却物接触部の切削過程の一部を示す斜視図である。   FIG. 12 is a diagram showing a molding flow of the second embodiment showing the process until the heat sink is formed in the present invention. FIG. 13: is a perspective view which shows a part of cutting process of the to-be-cooled object contact part of 2nd Embodiment concerning this invention.

図12に示されているように、ヒートシンクの形成工程に関しては、ステップS5までは第1の実施形態と全く同様である。よって、ステップ5以降の工程より説明する。   As shown in FIG. 12, the heat sink formation process is exactly the same as in the first embodiment up to step S5. Therefore, it demonstrates from the process after step 5. FIG.

ヒートシンク1Aは旋盤にて、略円柱状の被冷却物接触部13がヒートシンク1A端面から軸方向に向けて突出するように放熱フィン12が切削加工される(ステップS5)。次に、旋盤による切削加工として、図13に示されているように被冷却物接触部13の端面(MPU3と接触する面:接触面131A)に外周端に沿うようにヒートシンク1A側に向けて窪む段差部14Aが切削加工される(ステップS6A)。段差部14Aより内側の領域つまり、段差部14Aから図13上において軸方向上方に向かって突出している接触面131Aが形成されている。この接触面131は被冷却物(MPU3)と接触する領域となる。   The heat sink 1A is a lathe, and the radiating fins 12 are cut so that the substantially cylindrical object to be cooled contact portion 13 protrudes in the axial direction from the end face of the heat sink 1A (step S5). Next, as a cutting process by a lathe, as shown in FIG. 13, toward the heat sink 1 </ b> A side along the outer peripheral end of the end surface (surface contacting MPU 3: contact surface 131 </ b> A) of the object to be cooled 13. The recessed step portion 14A is cut (step S6A). A region on the inner side of the stepped portion 14A, that is, a contact surface 131A protruding from the stepped portion 14A upward in the axial direction in FIG. 13 is formed. This contact surface 131 becomes an area | region which contacts a to-be-cooled object (MPU3).

図14は、取付部材を第2の実施形態のヒートシンクに固定する過程を示す斜視図である。図15は取付部材が固定された第2の実施形態のヒートシンクを示す斜視図である。本実施形態におけるヒートシンク1Aは、MPU3を冷却するために用いられる。よって、接触面131AをMPU3と接触させる必要がある。そのためには、MPU3が実装されているマザーボード31に対してヒートシンク1Aを取り付ける必要がある。よってヒートシンク1Aにはマザーボード31とヒートシンク1Aとを取り付ける取付部材9が取付固定される。取付部材9は、図9に示されているように中央に貫通孔92が形成されており、径方向外方に向けて取付脚91が4箇所形成されている。取付脚91の先端にはマザーボード31と取付部材9と締結する固定部材90が挿入される貫通孔911が形成されている。取付部材9にはSUS等の防錆性の高いステンレス材料が用いられる。   FIG. 14 is a perspective view showing a process of fixing the mounting member to the heat sink of the second embodiment. FIG. 15 is a perspective view showing the heat sink of the second embodiment to which the mounting member is fixed. The heat sink 1A in the present embodiment is used to cool the MPU 3. Therefore, it is necessary to bring the contact surface 131A into contact with the MPU 3. For this purpose, it is necessary to attach the heat sink 1A to the mother board 31 on which the MPU 3 is mounted. Therefore, the attachment member 9 for attaching the mother board 31 and the heat sink 1A is attached and fixed to the heat sink 1A. As shown in FIG. 9, the attachment member 9 has a through hole 92 formed in the center, and four attachment legs 91 are formed outward in the radial direction. A through hole 911 into which a fixing member 90 to be fastened to the mother board 31 and the mounting member 9 is inserted is formed at the tip of the mounting leg 91. The attachment member 9 is made of a stainless material such as SUS having a high rust prevention property.

まず、取付部材9は、図14に示されているように、取付部材9の中央に形成される貫通孔が被冷却物接触部13の外周面に嵌合するように挿入される。取付部材9を被冷却物接触部13に挿入した際に、取付部材9は、放熱フィン12の端面に当接するまで押し込まれる。この状態で、プレス機にて段差部14Aが全周に渡って図14における軸方向下側に向けて加圧される(ステップS7A)。加圧された段差部14Aは、被冷却物接触部13の径方向外方に向けて塑性変形する。図15に示されているように、塑性変形された段差部14Aと放熱フィン12端面との間に取付部材9が挟持され固定される。段差部14Aは塑性変形しているため、変形された状態で形状が継続的に維持される。よって、取付部材9が被冷却物接触部13に対して固定された状態が継続的に維持される。また、加圧されることによって、被冷却物接触部13の外周面の外形が径方向外方に向けて拡径するように変形される。よって、取付部材9の貫通孔に対して被冷却物接触部13の外周面が圧力を加えることで、取付部材9が被冷却物接触部13の外周面に固定される。   First, as shown in FIG. 14, the attachment member 9 is inserted so that a through hole formed in the center of the attachment member 9 is fitted to the outer peripheral surface of the object to be cooled contact portion 13. When the attachment member 9 is inserted into the object-to-be-cooled contact portion 13, the attachment member 9 is pushed in until it comes into contact with the end face of the radiating fin 12. In this state, the step 14A is pressurized by the press toward the lower side in the axial direction in FIG. 14 over the entire circumference (step S7A). The pressed stepped portion 14 </ b> A is plastically deformed outward in the radial direction of the object-to-be-cooled contact portion 13. As shown in FIG. 15, the attachment member 9 is sandwiched and fixed between the plastically-deformed step portion 14 </ b> A and the end surface of the radiating fin 12. Since the step portion 14A is plastically deformed, the shape is continuously maintained in the deformed state. Therefore, the state in which the attachment member 9 is fixed to the object to be cooled contact portion 13 is continuously maintained. Further, by being pressurized, the outer shape of the outer peripheral surface of the object-to-be-cooled object contact portion 13 is deformed so as to increase in diameter radially outward. Therefore, the outer peripheral surface of the cooled object contact portion 13 applies pressure to the through hole of the mounting member 9, whereby the mounting member 9 is fixed to the outer peripheral surface of the cooled object contact portion 13.

ヒートシンク1、1Aの冷却特性を安定化させるために接触面131、131Aの接触面積が量産品において一定となる必要がある。第1の実施形態においては、環状溝14より内側の領域が接触面131となる。この場合は加圧部15が加圧され塑性変形されるが、その変形は接触面131には及ばない。また、第2の実施形態においては段差部14Aより内側の領域が接触面131Aとなる。この場合は段差部14Aが加圧され塑性変形されるが、その変形は接触面131Aには及ばない。よって、第1、第2の実施形態においても接触面131、131Aの面積が一定になり、ヒートシンク1、1Aの冷却特性の安定化を図ることが可能である。   In order to stabilize the cooling characteristics of the heat sinks 1 and 1A, the contact areas of the contact surfaces 131 and 131A need to be constant in mass-produced products. In the first embodiment, a region inside the annular groove 14 becomes the contact surface 131. In this case, the pressure unit 15 is pressurized and plastically deformed, but the deformation does not reach the contact surface 131. In the second embodiment, a region on the inner side of the stepped portion 14A is the contact surface 131A. In this case, the step portion 14A is pressurized and plastically deformed, but the deformation does not reach the contact surface 131A. Therefore, also in the first and second embodiments, the areas of the contact surfaces 131 and 131A are constant, and the cooling characteristics of the heat sinks 1 and 1A can be stabilized.

他の変形例として、環状溝14及び段差部14Aを形成せずに被冷却物接触部13の外周端を加圧して取付部材9を被冷却物接触部13の外周面に固定し、被冷却物接触部13の上面を切削加工して接触面131を形成しても良い。   As another modification, the outer peripheral end of the object contact portion 13 is pressed without forming the annular groove 14 and the stepped portion 14A, and the attachment member 9 is fixed to the outer peripheral surface of the object contact portion 13 to be cooled. The upper surface of the object contact portion 13 may be cut to form the contact surface 131.

本発明にかかる実施形態のヒートシンクを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the heat sink of embodiment concerning this invention. 本発明にかかる実施形態のヒートシンクの分割材料の状態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the state of the division material of the heat sink of embodiment concerning this invention. 本発明にかかるヒートシンクが形成されるまでを示す金型のフローを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the flow of the metal mold | die which shows until a heat sink concerning this invention is formed. 本発明にヒートシンクが形成されるまでを示す第1の実施形態の成形のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of shaping | molding of 1st Embodiment which shows until a heat sink is formed in this invention. 本発明にかかる第1の実施形態の被冷却物接触部の切削過程の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of cutting process of the to-be-cooled object contact part of 1st Embodiment concerning this invention. 本発明にかかる第1の実施形態の被冷却物接触部の切削過程の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of cutting process of the to-be-cooled object contact part of 1st Embodiment concerning this invention. 本発明にかかる第1の実施形態の取付部材をヒートシンクに固定する過程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the process in which the attachment member of 1st Embodiment concerning this invention is fixed to a heat sink. 本発明にかかる第1の取付部材が固定されたヒートシンクを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the heat sink with which the 1st attachment member concerning this invention was fixed. 本発明にかかる取付部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the attachment member concerning this invention. 本発明にかかるMPUとヒートシンクとの接触の状況を示した平面図である。It is the top view which showed the condition of contact with MPU concerning this invention and a heat sink. 本発明にかかるヒートシンク1冷却装置の上部に冷却ファンを取り付けたヒートシンクファンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the heat sink fan which attached the cooling fan to the upper part of the heat sink 1 cooling device concerning this invention. 本発明にヒートシンクが形成されるまでを示す第2の実施形態の成形のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of shaping | molding of 2nd Embodiment which shows until a heat sink is formed in this invention. 本発明にかかる第2の実施形態の被冷却物接触部の切削過程の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of cutting process of the to-be-cooled object contact part of 2nd Embodiment concerning this invention. 本発明にかかる第2の取付部材が固定されたヒートシンクを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the heat sink with which the 2nd attachment member concerning this invention was fixed. 本発明にかかる第2の取付部材が固定されたヒートシンクを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the heat sink with which the 2nd attachment member concerning this invention was fixed.

符号の説明Explanation of symbols

1 ヒートシンク
11 基部
12 放熱フィン
13 被冷却物接触部
131 接触面
14 環状溝
15 加圧部
3 MPU
31 マザーボード
5 冷却ファン
6 ビレット
61 中心部材料
62 放熱フィン部材料
9 取付部材
91 取付脚
92 貫通孔
921 切欠
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 11 Base 12 Radiation fin 13 Cooling object contact part 131 Contact surface 14 Annular groove 15 Pressurization part 3 MPU
31 Motherboard 5 Cooling fan 6 Billet 61 Center part material 62 Radiation fin part material 9 Mounting member 91 Mounting leg 92 Through hole 921 Notch

Claims (13)

電子部品等の被冷却物を冷却するヒートシンクであって、
中心軸回りに形成された中実で柱状の基部と、
前記中心軸を中心として該基部から径方向外方に向けて放射状に延伸する複数のフィン部と、を備えており、
前記基部と前記フィン部とは、前記中心軸を軸線とする軸方向への押出加工又は引抜加工によって連続的に形成されていることを特徴とするヒートシンク。
A heat sink for cooling an object to be cooled such as an electronic component,
A solid and columnar base formed around the central axis;
A plurality of fins extending radially outward from the base about the central axis,
The heat sink, wherein the base part and the fin part are continuously formed by extrusion or drawing in an axial direction with the central axis as an axis.
前記基部及び前記複数のフィン部は、1つのビレットを複数に分割した複数の分割材料を組み合わせることにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載のヒートシンク。   The heat sink according to claim 1, wherein the base portion and the plurality of fin portions are formed by combining a plurality of divided materials obtained by dividing one billet into a plurality of pieces. 前記複数の分割材料は、前記中心軸を中心とし前記基部の中心部を構成する略円柱状の中心部材料と、前記中心軸を中心として前記中心部材料の周りに前記基部の外側部の一部と前記放熱フィンの一部を構成する複数の放熱フィン部材料とからなり、各該放熱フィン部が周方向に配列され、前記中心部材料と前記複数の放熱フィン部材料が連続的に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のヒートシンク。   The plurality of divided materials include a substantially cylindrical center part material that forms the center part of the base part with the center axis as a center, and one outer portion of the base part around the center part material with the center axis as a center. And a plurality of heat dissipating fin materials constituting part of the heat dissipating fins, each heat dissipating fin portion being arranged in the circumferential direction, and the center material and the heat dissipating fin member materials being formed continuously. The heat sink according to claim 2, wherein the heat sink is provided. 前記ヒートシンクは、
中心に貫通孔を有し、径方向外方に向けて複数の取付脚が放射状に延伸される取付部材を有しており、
前記基部から軸線方向に向けて突出する被冷却物接触部が形成されており、該被冷却物接触部の外周側面が前記取付部材の前記貫通孔に嵌合されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のヒートシンク。
The heat sink is
It has a through hole in the center, and has a mounting member in which a plurality of mounting legs are radially extended toward the outside in the radial direction.
An object-to-be-cooled contact portion that protrudes in the axial direction from the base is formed, and an outer peripheral side surface of the object-to-be-cooled contact portion is fitted into the through hole of the mounting member. Item 4. The heat sink according to any one of Items 1 to 3.
前記被冷却物接触部の接触面における外周端に径方向外方に向けて塑性変形された複数の部位が形成されており、前記取付部材が前記被冷却物接触部の外周側面に固定され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。   A plurality of portions plastically deformed radially outward are formed at the outer peripheral end of the contact surface of the object to be cooled, and the attachment member is fixed to the outer peripheral side surface of the object to be cooled The heat sink according to claim 4. 前記被冷却物接触部の接触面における外周端の全周が径方向外方に向けて塑性変形されており、前記取付部材が前記被冷却物接触部の外周側面に固定され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。   The entire circumference of the outer peripheral end of the contact surface of the object to be cooled is plastically deformed radially outward, and the mounting member is fixed to the outer peripheral side surface of the object to be cooled contact. The heat sink according to claim 4. 前記取付部材に形成される前記貫通孔の内周面に少なくとも一つの切欠が形成されていることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載のヒートシンク。   The heat sink according to any one of claims 4 to 6, wherein at least one notch is formed in an inner peripheral surface of the through hole formed in the attachment member. 請求項1乃至7のいずれかに記載のヒートシンクを用いるヒートシンクファンであって、
前記ヒートシンクと、
前記中心軸と略同軸上に配置され前記ヒートシンクに対して冷却用の空気流を送風する冷却ファンと、を備えており、
前記冷却ファンは、
前記中心軸を中心として回転することで軸方向に空気流を発生する複数の羽根を備えるインペラと、
前記インペラを回転駆動するモータ部と、
前記インペラを径方向外方から外囲する風洞部を有し、前記モータ部を支持するハウジングと、を備えていることを特徴とするヒートシンクファン。
A heat sink fan using the heat sink according to any one of claims 1 to 7,
The heat sink;
A cooling fan that is arranged substantially coaxially with the central axis and blows a cooling airflow to the heat sink,
The cooling fan is
An impeller comprising a plurality of blades that generate an air flow in the axial direction by rotating about the central axis;
A motor unit for rotationally driving the impeller;
A heat sink fan comprising: a housing that has a wind tunnel portion that surrounds the impeller from the outside in a radial direction and supports the motor portion.
中心軸回りに形成された中実で柱状の基部と、
前記中心軸を中心として該基部から径方向外方に向けて放射状に延伸する複数のフィン部と、を備えるヒートシンクの製造方法であって、
a)アルミニウム製又はアルミニウム合金製の素材ビレットが炉で加熱される工程と、
b)前記素材ビレットが分割用金型に押し込まれ、前記素材ビレットが複数の分割材料に分割される工程と、
c)前記複数の分割材料が、ヒートシンク金型に押し込まれ、各前記分割材料が互いに接合しながら、前記ヒートシンク金型から長尺ヒートシンクが押し出される工程と、
d)前記長尺ヒートシンクを軸方向に切断する工程と、を有することを特徴とするヒートシンクの製造方法。
A solid and columnar base formed around the central axis;
A plurality of fin portions extending radially outward from the base portion about the central axis, and a heat sink manufacturing method comprising:
a) a step of heating a billet made of aluminum or aluminum alloy in a furnace;
b) the material billet is pushed into a dividing mold, and the material billet is divided into a plurality of divided materials;
c) a step in which the plurality of divided materials are pushed into a heat sink mold, and a long heat sink is extruded from the heat sink mold while the divided materials are joined to each other;
and d) cutting the long heat sink in the axial direction.
前記b)工程において、前記素材材料は、前記基部の中心部を形成する中心部材料と、該中心部材料の外側部の周方向を取り囲む複数の放熱フィン部材料に分割されることを特徴とする請求項9に記載のヒートシンクの製造方法。   In the step b), the raw material is divided into a central part material that forms the central part of the base part and a plurality of radiating fin part materials that surround the circumferential direction of the outer part of the central part material. A method for manufacturing a heat sink according to claim 9. 請求項9又は10に記載のヒートシンクの製造方法において、
e)切断されたヒートシンクのいずれかの一方側の軸方向端面に前記中心軸を中心とする柱状の被冷却物接触部を残すように前記ヒートシンクを切削加工する工程と、
f)中心に貫通孔を有し径方向外方に向けて複数の取付脚が放射状に延伸される取付部材を前記被冷却物接触部の外周側面が前記貫通孔に嵌合するように挿入する工程と、
g)前記被冷却物接触部の接触面における外周端の複数の部位もしくは全周を加圧することによって前記被冷却物接触部の接触面における外周端の複数の部位もしくは全周が径方向外方に向けて塑性変形され、前記被冷却物接触部の外周側面に対して前記取付部材が固定される工程と、
を有することを特徴とするヒートシンクの製造方法。
In the manufacturing method of the heat sink according to claim 9 or 10,
e) cutting the heat sink so as to leave a columnar object to be cooled centered on the central axis on the axial end surface on either side of the cut heat sink;
f) Insert a mounting member having a through hole in the center and having a plurality of mounting legs radially extending outward in the radial direction so that the outer peripheral side surface of the object-to-be-cooled contact portion fits into the through hole. Process,
g) Pressurizing the plurality of outer peripheral ends or the entire circumference of the contact surface of the object to be cooled by pressurizing the plurality of outer peripheral ends or the entire periphery of the contact surface of the object to be cooled is radially outward. A step in which the mounting member is fixed to an outer peripheral side surface of the object to be cooled,
A method of manufacturing a heat sink.
前記g)工程の前に、前記被冷却物接触部の接触面の外周端に沿って溝を形成する工程を有しており、
前記g)工程において、前記被冷却物接触部の前記溝より外側の部位を加圧することを特徴とする請求項11に記載のヒートシンクの製造方法。
Before the step g), a step of forming a groove along the outer peripheral edge of the contact surface of the object contact portion to be cooled is provided.
The method of manufacturing a heat sink according to claim 11, wherein in the step g), a portion outside the groove of the object contact portion to be cooled is pressurized.
前記g)工程の前に、前記被冷却物接触部の接触面の外周端に沿って前記ヒートシンク側に向けて窪む段差部を形成する工程を有しており、
前記g)工程において、前記被冷却物接触部の前記段差部を加圧することを特徴とする請求項11に記載のヒートシンクの製造方法。
Before the step g), it includes a step of forming a step portion that is recessed toward the heat sink side along the outer peripheral edge of the contact surface of the object to be cooled contact portion,
The method of manufacturing a heat sink according to claim 11, wherein in the step g), the step portion of the object contact portion to be cooled is pressurized.
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