JP2010212730A

JP2010212730A - 放熱器の製造用工具

Info

Publication number: JP2010212730A
Application number: JP2010124062A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Miyahara; 英行宮原
Original assignee: Nakamura Manufacturing Co Ltd; Nakamura Seisakusho KK
Current assignee: Nakamura Manufacturing Co Ltd; Nakamura Seisakusho KK
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】各種の熱伝導率が良好なフープ状金属板を使用することができ、しかも、放熱効率を高められると共にコストを低減することができる放熱器の製造用工具を提供する。
【解決手段】熱伝導率が良好なフープ状金属板２と、移動方向の先端側の少なくとも２面に刃部７ａが形成された掘り起こし工具７とを、所定の角度を有した状態で相対移動させて、フープ状金属板２を掘り下げることにより、板状の放熱フィン３を一体に起立形成する。次に、放熱フィン３が起立形成された被加工面２ａよりも形成ピッチ分の上流側から、フープ状金属板２と掘り起こし工具７とを相対移動させて、フープ状金属板２を掘り起こすことにより次の板状の放熱フィン３を一体に起立形成する。以後、この掘り起こし工程を順次繰り返してフープ状金属板２に複数の放熱フィン３を連続して形成する。しかる後に、所定の長さでフープ状金属板２を切断して放熱器１を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体集積回路等の電子部品に設けられ、この電子部品等から生ずる熱を効率的に放熱するための板状の放熱フィンを金属板から一体に起立形成する放熱器の製造用工具に関する。

小型化、高密度化が進んでいる半導体集積回路等の電子部品は、使用中に発熱することから、上記電子部品を収納するパッケージに放熱のための放熱器を接合させると共に、必要に応じて冷却ファンにより強制冷却を行っている。

半導体集積回路等の電子部品の熱を放熱するために、従来一般に実用に供されている放熱器は、ベース上に多数の櫛歯状の放熱フィンを垂直に立設されていて、この放熱器を上記パッケージに接合することによって、半導体集積回路が動作中に発生する熱を放熱器に伝達して外方に放熱するようにしている。このような放熱器は、通常、アルミニウムからなる熱伝導率が良好な金属材を、押し出し加工や鋳造加工を施すことによって製造されている。

放熱器としては、この他に、特開２００１−１０２７８２号公報（特許文献１）に示す形態の放熱器も提案されている。この特許文献１に示す放熱器１００は、アルミニウムの押出成型素材１０１を押出成型によって上面に矩形状の凸条１０２を形成した後、図１５に示すような切削工具１０３によって削り起こすことにより、前後方向に間隔をあけて多数の舌状フィン１０４を設け放熱器１００を形成している。

一般に、放熱器の放熱効率は、放熱器全体の表面積にほぼ比例する。従って、放熱器の放熱効果を高めるためには、放熱フィンを多数形成して表面積を大きくする必要がある。しなしながら、前者の放熱器は、押し出し成型加工や鋳造加工方法にとって製造することから、放熱フィンの肉厚を薄くすることや多数形成することには限界があり、更に放熱効果を高めることが困難であった。

また、特許文献１に示す放熱器の製造方法は、比較的肉薄な放熱フィンを多数形成することによって、放熱効率を高めることができる特徴を有するものの、押出成型素材１０１の上面に形成された矩形状の凸条１０２を切削工具１０３によって削り起こすので、舌状フィン１０４の先端両側の角部１０４ａは、図１６に示すように、略９０度の角度に形成される。ところが、舌状フィン１０４の角部１０４ａにはエッジが形成されているために、製造作業時、搬送時、或いは、電子機器への組込作業時に、作業者の手などに接触することにより、負傷させる危険性がある。さらに、放熱器１００どうしの接触、或いは、電子機器等に接触した場合に、舌状フィン１０４の角部１０４ａを接触した相手に損傷を与える危険性があり、この場合には、商品価値を低下させてしまう問題がある。

特開２００１−１０２７８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、放熱器としての放熱効率を維持させながら、取り扱い時の安全性を大幅に向上させることができる放熱器の製造用工具を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態によれば、金属板に肉薄な板状放熱フィンを一体形成した放熱器の製造方法であって、
熱伝導率が良好な金属板の他方面から押圧工具によって、上記金属板の一方面側に上記放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせた突提を形成する突提形成工程と、
移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具を所定の角度傾斜させた状態で上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板の突提を掘り下げることにより、板状の放熱フィンを一体に起立形成すると共に、上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具により上記金属板の突提を掘り起こすことにより次の板状の上記放熱フィンを一体に起立形成し、以後掘り起こし工程を順次繰り返して上記金属板に複数の上記放熱フィンを連続して形成するフィン形成工程とを有し、
上記突提を掘り起こしたときに、上記放熱フィンの先端両側が上記突提の両側角部に形成した円弧状と同じ円弧状に形成されることを要旨とする。

また、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、上記の発明において、上記金属板は、アルミニウムや銅等からなる金属板をフープ状に形成され、上記突提形成工程は上記フィン形成工程の前工程として、上記掘り起こし工具により形成される放熱フィンの所定枚数毎に、所定長を有する押圧工具により上記フープ状金属板の他方面から押圧して突提を形成することを要旨とすることができる。

さらに、本発明に係る放熱器の製造用工具の一形態例によれば、金属板に肉薄な板状放熱フィンを一体形成した放熱器の製造用工具であって、
移動方向の先端側に形成された刃部に複数個の凹部を形成した掘り起こし工具を所定の角度傾斜させた状態で上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板を掘り下げることにより、複数の上記凹部に対応した位置に複数の凹溝を形成した放熱フィンを一体に起立形成すると共に、上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具により上記金属板を掘り起こすことにより次の上記放熱フィンを一体に起立形成し、以後掘り起こし工程を順次繰り返して上記金属板に複数の上記放熱フィンを連続して形成するフィン形成工程とを有する放熱器の製造方法に用いられることを要旨とすることができる。

さらにまた、本発明に係る放熱器の製造用工具の一形態例によれば、上記の発明において、刃部に複数個の凹部を形成した上記掘り起こし工具により複数の凹溝を形成した放熱フィンを一体に起立形成するフィン形成工程の前に、突提形成工程により、金属板の他方面から押圧工具によって、上記金属板の一方面側に上記放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせた突提を形成することを要旨とすることができる。

また、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、金属板に肉薄な板状放熱フィンを一体形成した放熱器の製造方法であって、
移動方向の先端側に形成された刃部に複数個の分割溝を形成した掘り起こし工具を所定の角度傾斜させた状態で上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板を掘り下げることにより、複数の上記分割溝に対応した位置に分割帯によって分割した複数の放熱フィンを一体に起立形成すると共に、上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具により上記金属板を掘り起こすことにより次の分割された上記放熱フィンを一体に起立形成し、以後掘り起こし工程を順次繰り返して上記金属板に複数の分割された上記放熱フィンを連続して形成するフィン形成工程とを有し、
上記金属板に分割帯によって分割された複数条の上記放熱フィンを同時に形成することを要旨とすることができる。

また、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、上記の発明において、刃部に複数個の分割溝を形成した上記掘り起こし工具により複数条の上記放熱フィンを同時に形成するフィン形成工程の前に、押圧工具によって上記金属板の一方面側に複数条の突提を形成する突提形成工程を加え、上記突提は、上記放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせたことを要旨とすることができる。

本発明によれば、突提形成工程において、熱伝導率が良好な金属板の他方面を押圧工具により押圧することにより、金属板の一方面側に上記放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせた突提を形成し、その後、掘り起こし工具の刃部により上記突提を掘り下げることにより、板状の放熱フィンを一体に起立形成するので、放熱フィンの先端両側を円弧状に形成することができる。このために、放熱器を扱う作業者等を負傷させる危険性を未然に防止することが可能となる。また、放熱器どうしの接触、或いは、電子機器等への接触による損傷を未然に防止することができ、放熱器自体、或いは電子機器等の商品価値を高めることが可能となる。

また、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、アルミニウムや銅等からなるフープ状金属板を素材とし、放熱フィンの所定枚数毎に上記フープ状金属板の他方面から押圧工具により突提を形成するので、この突提に対してフィン形成工程を順次繰り返すことにより、フープ状金属板に先端両側が円弧状または面取り状に形成された放熱フィンを連続して形成することが可能となり、また、このように放熱フィンが起立形成されたフープ状金属板を所定の放熱フィンの枚数毎に切断することにより、所定の長さの放熱器を連続して製造することが可能となる。

さらに、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、刃部に複数個の凹部を形成した掘り起こし工具により金属板を掘り下げることにより、複数の凹部に対応した位置に複数の凹溝を形成した放熱フィンを一体に起立形成することにより、凹溝の表面積が平坦の面積よりも大きいことから、放熱フィンの表面積が大きくなることから、放熱器としての放熱効率をさらに向上させることができる。

さらにまた、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、上記発明の効果に加え、突提形成工程により、金属板の一方面側に放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせた突提を形成するので、放熱フィンの先端両側を円弧状に形成することができ、放熱器を扱う作業者等を負傷させる危険性を未然に防止することが可能となる。

また、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、移動方向の先端側に形成された刃部に複数個の分割溝を形成した掘り起こし工具により金属板を掘り下げるので、金属板に分割帯によって分割した複数の放熱フィンを一体に起立形成することが可能となる。

また、本発明に係る放熱器の製造方法の一形態例によれば、上記発明の効果に加え、突提形成工程により、金属板の一方面側に放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせた突提を形成するので、放熱フィンの先端両側を円弧状に形成することができ、放熱器を扱う作業者等を負傷させる危険性を未然に防止することが可能となる。

本発明にかかる第１の実施例による放熱器の製造方法を示す斜視図である。図１におけるＡ−Ａ’部の断面を示す断面図である。本発明にかかる放熱器の放熱フィンを示す正面図である。（Ａ）乃至（Ｅ）は、本発明にかかる放熱器の放熱フィン形成工程を示す説明図である。（Ａ）（Ｂ）は、本発明にかかる放熱器の放熱フィン形成工程を断面から見た状態を示す説明図である。本発明にかかる放熱器の放熱フィン形成工程を上方から見た状態を示す説明図である。本発明にかかる放熱器の放熱フィンを連続形成した状態を示す斜視図である。本発明にかかる放熱器を示す斜視図である。（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明にかかる掘り起こし工具の先端形状を示す断面図である。本発明にかかる第２の実施例による放熱器の製造方法を示す斜視図である。本発明にかかる第３の実施例による放熱器の製造方法を示す斜視図である。本発明にかかる放熱器の製造方法における位置決め手段の変形例を示す平面図である。本発明にかかる第４の実施例による放熱器の放熱フィン形成工程を示す断面図である。本発明にかかる第５の実施例による放熱器の放熱フィン形成工程を示す断面図である。従来の放熱器の放熱フィン形成工程を示す斜視図である。従来の放熱器の放熱フィン形成工程を断面から見た状態を示す説明図である。

金属板に肉薄な板状の放熱フィンを一体形成した放熱器は、以下の方法によって製造される。この放熱器は、熱伝導率が良好なアルミニウムや銅等の金属板が使用される。金属板には、突提形成工程において、他方面から押圧工具を押圧して一方面側に上記放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせた突提を形成する。次に、フィン形成工程において、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具を所定の角度傾斜させた状態で上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板の突提を掘り下げることにより、板状の放熱フィンを一体に起立形成する。その後、上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具によって上記金属板の突提を掘り起こすことにより、次の板状の放熱フィンを一体に起立形成する。以後上記掘り起こし工程を順次繰り返すことにより、金属板の一方面側には、複数の上記放熱フィンが連続して形成されて放熱器が製造される。この放熱器に起立形成された複数の放熱フィンは、突提の両側角部を円弧状になまらせているので、放熱フィンの先端両側が円弧状に形成される。

図１は、本発明における第１の実施例にかかる放熱器が製造される状態を示し、図３に示す工程によって放熱器１の放熱フィン３が形成される。まず、図８に示す放熱器１の構成について説明する。

放熱器１に使用する金属素材は、塑性加工が可能であり、しかも熱伝導率が良好な金属素材として、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、銅合金あるいはステンレス鋼等の素材により形成された所定の板厚を有する金属板２が使用される。そして、図８に示す放熱器１は、金属板２の一方面に、図４に示す方法によって、金属板２の長手方向と直角に、複数枚の肉薄な板状の放熱フィン３が一体に形成されている。これら複数の放熱フィン３の基端部は、金属板２に一体に連結されている。また、これら複数の放熱フィン３はほぼ同一角度、かつ、ほぼ同一間隔に突出形成されている。

さらに、放熱器１に突出形成された複数枚の放熱フィン３は、金属板２に連結された基端部が肉厚に形成され、先端部に至るに従って肉薄に形成されている。そして、放熱フィン３の先端部分は、金属板２の方向に向かうようにカーリングされ、放熱フィン３の先端上方から見ると、先端部分が略蒲鉾状に形成されている。このように、放熱フィン３の鋭利な先端部分をカーリングさせることにより、作業者等には直接触れることができないので、傷害等の危険を未然に防止することができる。しかも、放熱フィン３の先端両側の角部は、図３に示すように、円弧状または面取り状に形成されているので、やはり、放熱器を扱う作業者等を負傷させる危険性を未然に防止することが可能となる。また、放熱器どうしの接触、或いは、電子機器等への接触による損傷を未然に防止することができ、放熱器自体、或いは電子機器等の商品価値を高めることができる。

また、放熱フィン３の板厚は、金属板２を掘り起こすことにより形成しているので薄くすることが可能である。例えば、小型電子部品に使用する放熱器の放熱フィンとしては、０．５ｍｍ乃至０．１ｍｍ程度の板厚が好適である。尚、各放熱フィン３の板厚は、同一の厚さであっても、また、各々異なった厚さに形成しても良い。さらに、放熱フィン３の板厚を基端部が厚く、先端部に至るに従って薄く形成すると、基端部は厚いことから熱容量が大きく、フープ状金属板２からの熱を受け入れが容易になる。その後、熱を先端部方向へ伝達するに従って順次放熱され、先端部では小さい熱容量であっても容易に放熱させることができる。放熱フィン３は、熱の伝達と放熱に合わせて板厚を変化しているので、放熱効率が高い放熱器１を得ることができる。

次に、図１乃至図７を参照しながら、放熱器１の製造方法について説明する。この実施例において、金属板２としてはフープ状の金属板が使用される。フープ状金属板２は、放熱器１を形成するために必要な板厚及び幅を有し、周知のように長尺に形成されていて、図４の左方側に図示しない供給装置に巻回されている。そして、供給装置から順次供給されるフープ状金属板２は、予め、図示しないプレス装置によって、上記掘り起こし工具の移動方向に対してフープ状金属板２を不動にさせる係止部としての機能を有するパイロット穴２ａが、ほぼ放熱フィン３の形成ピッチで穿設される。このようにパイロット穴２ａが穿設されたフープ状金属板２は、図４（Ａ）に示す突提形成工程において、フープ状金属板２の図示上方の一方面側に、所定の長さの突提２ｂが突出形成される。

すなわち、フープ状金属板２は、図２において二点鎖線で示すように、一方面側の両側にダイ８を当接すると共に、図示下方の他方面側から押圧工具９を押圧して凹部２ｄを形成する。このとき、凹部２ｄの肉はダイ８の内部に移行して、フープ状金属板２の一方面側に突提２ｂが突出形成される。そして、肉が移行するときに、図２に示すように、突提２ｂの両側角部２ｃがなまって円弧状に形成される。なお、この両側角部２ｃをなまらせる大きさは、ダイ８の開口寸法と押圧工具９の幅寸法を適宜に設定することによって或る程度任意に設定することが可能である。つまり、ダイ８の開口寸法よりも押圧工具９の幅寸法を小さく設定すると、両側角部２ｃを大きくなまらせることができ、逆に、ダイ８の開口寸法よりも押圧工具９の幅寸法を大きく設定すると、両側角部２ｃを小さくなまらせることができる。また、ダイ８に凹部（図示しない）を形成し、この凹部の角部をテーパ状や円弧状等の任意形状の内角部を形成することにより、フープ状金属板２の他方面側から押圧工具９を押圧したとき、両側角部２ｃを上記内角部の形状に従った両側角部２ｃを形成するようにしても良い。

このように、突提２ｂを形成する突提形成工程は、後述するフィン形成工程の前工程として行われ、フープ状金属板２の長手方向における突提２ｂの長さは、放熱フィン３の形成ピッチの数倍から数十倍であれば良い。このため、突提２ｂを形成するための押圧工具９は、図１および図４に示すように短尺に形成されていて、放熱フィン３を所定の枚数形成する毎に、押圧工具９を押圧して突提２ｂを形成する。

また、突提２ｂの高さｈは、フープ状金属板２の板厚ｔに対しておよそ０．２乃至０．９に設定することが望ましい。突提２ｂの高さｈが０．２以下の場合は、後述するフィン形成工程によって形成される放熱フィン３の高さが不十分であり、放熱器１として必要な放熱性能を得ることができない。また、突提２ｂの高さｈが０．９以上の場合は、フープ状金属板２と突提２ｂの連結寸法が小さくなるために、後述するフィン形成工程において突提２ｂが離脱してしまう危険性がある。なお、フープ状金属板２から突提２ｂを離脱させないためには、図２に示すように、ダイ８の開口寸法よりも押圧工具９の幅寸法を大きく設定することが望ましい。

上述したように、突提形成工程において、突提２ｂが形成されたフープ状金属板２は、次のフィン形成工程に移行される。すなわち、フープ状金属板２は、図１に示すダイ５に載置される。このとき、ダイ５に設けたパイロットピン５ａにパイロット穴２ａが嵌合してフープ状金属板２の位置が決められる。その後、図１および図４に示すように、ダイ５に載置されたフープ状金属板２に対して、突提２ｂを掘り起こし工具７により放熱フィン３が起立形成される。

掘り起こし工具７は、図９（Ａ）に示すように、底面側の先端には、フープ状金属板２に形成された突提２ｂの幅と同じか、もしくは、やや大きい幅とした移動方向と直角な刃部７ａが形成されている。さらに、刃部７ａから上面側に向けて所定角度傾斜させた２つの斜面７ｂ、７ｃが形成されている。これら２つの斜面７ｂ、７ｃは平行に形成され、刃部７ａから連続する一方の斜面７ｂよりも他方の斜面７ｃが高く形成され、刃部７ａ寄りに形成される段部７ｄによって区切られている。そして、このように構成された掘り起こし工具７は、フープ状金属板２に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。掘り起こし工具７の傾斜角度θは、放熱フィン３の高さ、板厚、或いは、フープ状金属板２の材質等によって適宜に設定されるが、概ね３度から２０度に設定される。

掘り起こし工具７を、図４（Ｂ）に示すように、フープ状金属板２の突提２ｂに当接させた後、掘り起こし工具７を上記駆動装置により所定の角度でフープ状金属板２の他方面方向に移動させる。すると、図４（Ｃ）に示すように、掘り起こし工具７の先端の刃部７ａによってフープ状金属板２の突提２ｂが掘り起こされ、肉薄な放熱フィン３の先端が起立する。放熱フィン３の先端が掘り起こし工具７の段部７ｄに到達すると、その上側端縁によって放熱フィン３の先端が湾曲して方向が変化する。掘り起こし工具７をさらに移動すると、図４（Ｄ）に示すように、フープ状金属板２の突提２ｂが徐々に深く掘り起こされ、放熱フィン３が伸長する。そして、図４（Ｄ）に示すように、掘り起こし工具７を所定の位置まで移動させると、フープ状金属板２の突提２ｂから所定の高さの放熱フィン３が起立形成され、突提２ｂには被加工面２ｅが形成される。上記掘り起こし工具７が待機位置まで後退して復帰する。

放熱フィン３が起立形成された後に、次の放熱フィン３を形成するとき、フープ状金属板２が、図１の右方の下流側に送られ、ダイ５に設けたパイロットピン５ａにパイロット穴２ａが嵌合してフープ状金属板２の位置が決められる。その後、掘り起こし工具７を移動させ、図４（Ｂ）に示すように、刃部７ａを被加工面２ｂよりも上流側に当接させる。この当接位置は、被加工面２ｂからフープ状金属板２の他方面側に所定の掘り起こし代ｔが得られる位置に設定される。因みに、掘り起こし代ｔは、０．３ｍｍ乃至０．８ｍｍ程度に設定している。

その後、掘り起こし工具７を所定の角度でフープ状金属板２の突提２ｂの上面から他方面方向に移動させ、図４（Ｃ）に示すように、掘り起こし工具７の先端の刃部７ａによってフープ状金属板２を掘り起こし、肉薄な放熱フィン３の先端を起立させる。このとき、放熱フィン３の先端は、掘り起こし工具７の段部７ｄによって先端が湾曲して方向が変化する。さらに掘り起こし工具７を移動すると、図４（Ｄ）に示すように、フープ状金属板２の突提２ｂが徐々に深く掘り起こされ、放熱フィン３が伸長する。そして、図４（Ｅ）に示すように、掘り起こし工具７を所定の位置まで移動させると、フープ状金属板２の突提２ｂから、以前に形成された放熱フィン３とほぼ同じ高さの放熱フィン３が起立形成され、突提２ｂには被加工面２ｂが形成される。そして、掘り起こし工具７は再び待機位置まで後退して復帰する。

さらに、次の放熱フィン３を起立形成するために、フープ状金属板２を下流側に送り、ダイ５に設けたパイロットピン５ａによって位置決めした後、前述したように、掘り起こし工具７の刃部７ａを被加工面２ｂよりも上流側に当接させると共に、掘り起こし工具７を移動させて放熱フィン３を起立形成する。以後もこの起立形成工程を繰り返すことによって、フープ状金属板２の突提２ｂには、図７に示すように、複数の放熱フィン３が所定のピッチで連続して形成される。

このように形成された複数の放熱フィン３は、図３に示すように、放熱フィン３の先端両側が略円弧状に形成されている。つまり、前述したように、フープ状金属板２の一方面側に突提２ｂを形成するときに両側角部を円弧状になまらせている、フィン形成工程において掘り起こし工具７により突提２ｂの両側角部から掘り起こすと、放熱フィン３の先端両側は、幅狭な突提２ｂの上面から円弧状の形状に従って徐々に幅広に形成される。このために、放熱フィン３の先端両側は、突提２ｂの両側角部に形成された円弧状と同様の形状に形成される。放熱フィン３の先端両側を略円弧状に形成することによって、鋭利なエッジ部が無くなるので、作業者等がエッジ部によって負傷する危険性を未然に防止することができる。

このように放熱フィン３が形成された後に、図７において二点鎖線で示すカットラインＣＴの位置で切断され、図８に示す放熱器１が製造される。このカットラインＣＴの間隔は、所定の放熱フィン３の枚数毎に定められる。図８に示す放熱器１には、放熱フィン３の起立形成工程において使用したパイロット穴２ａが残されているが、このパイロット穴２ａを取り付け用の穴として使用するために、全部または一部を残しても良く、また、必要に応じて、二点鎖線で示すように、放熱フィン３の両側位置で切断することにより、係止部としてのパイロット穴２ａを除去するようにしても良い。

上記の掘り起こし工具７の刃部７ａには、図９（Ａ）に示すように、面取り部を形成している。掘り起こし工具７は、フープ状金属板２を刃部７ａにより掘り起こすことから、鋭角に形成した場合には、刃部７ａの寿命が短くなる。ところが、上記面取り部を形成することによって、寿命を延ばすことが可能となる。また、上記の掘り起こし工具７は、刃部７ａの近傍に段部７ｄを形成したが、掘り起こされる放熱フィン３の形状によっては、図９（Ｃ）に示すように、１つの斜面７ｂのみにしても良い。

上記掘り起こし工具７を移動させて放熱フィン３を掘り起こすとき、放熱フィン３は掘り起こし工具７の斜面７ｂを摺接しながら高さを増していく。従って、斜面７ｂの表面における摩擦抵抗の大小によって放熱フィン３の板厚が変化する。すなわち、斜面７ｂの摩擦抵抗が大きい場合には、放熱フィン３の板厚が厚く形成され、摩擦抵抗が小さい場合には薄く形成される。従って、放熱フィン３を所望の板厚とするためには、掘り起こし工具７の摩擦抵抗を一定にすることが必要となる。また、摩擦抵抗を変えることによって、放熱フィン３の板厚をコントロールすることが可能となる。

図１０は、本発明の第２の実施例を示し、放熱器に形成される放熱フィンの表面積をさらに大きく形成する方法を示している。この第２の実施例において使用される掘り起こし工具１０は、第１の実施例で使用した掘り起こし工具７と実質的に同じであるが、相違する点は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部１０ａに複数個の凹部１１を形成したことである。なお、この掘り起こし工具１０が、刃部１０ａから所定角度傾斜させた２つの斜面１０ｂ、１０ｃが形成され、これら２つの斜面１０ｂ、１０ｃの間に段部１０ｄが形成されていることは、第１の実施例に示した掘り起こし工具７と同じである。

そして、前述した第１の実施例と同様に、供給装置から順次供給されるフープ状金属板２に位置決めおよび係止部としての機能を有するパイロット穴２ａを穿設すると共に、フープ状金属板２の他方面側から押圧工具９を押圧して、一方面側に突提２ｂを突出形成する。この突提２ｂも両側角部２ｃがなまって円弧状に形成される。

その後、突提２ｂが突出形成されたフープ状金属板２をダイに位置決めた後、前述した第１の実施例と同様に、フープ状金属板２の突提２ｂに対して掘り起こし工具１０を移動させることにより放熱フィン１２を起立形成する。このとき、掘り起こし工具１０の刃部１０ａには複数個の凹部１１が形成されていることから、凹部１１によって放熱フィン１２が遅れて掘り起こされるために、放熱フィン１２には、凹部１１に対応した位置に断面略Ｕ字状の複数の凹溝１２ａが形成される。凹溝１２ａの表面積は平坦の面積よりも大きいことから、放熱フィン１２の表面積が前述した放熱フィン３よりも大きくなることから、放熱器としての放熱効率がさらに向上する。また、断面略Ｕ字状の複数の凹溝１２ａが形成された放熱フィン１２は、先端両側が、突提２ｂの両側角部に形成された円弧状と同様に形状に形成される。

なお、刃部１０ａに形成する複数個の凹部１１の形状を他の形状に変更することによって、凹溝１２ａの形状を種々に変更することができる。また、凹部１１をさらに深く形成することによって、刃部１０ａによって形成される通常の放熱フィン１２の上流側に、段違いの舌片状のフィンを形成することができる。このとき、舌片状のフィンの高さを通常の放熱フィン１２の高さと等しくするためには、掘り起こし工具１０の底面に凹部１１の深さにほぼ等しい高さの突堤を突出形成することが望ましい。

図１１は、本発明の第３の実施例を示し、フープ状金属板２に複数条の放熱フィンを同時に起立形成した放熱器の製造方法を示している。この第３の実施例において使用される掘り起こし工具２０も、第１の実施例で使用した掘り起こし工具７と実質的に同じであるが、相違する点は、図１１に示すように、底面側の先端に移動方向と直角な刃部の中央に深さが深い分割溝２１を形成して刃部を２分割することにより、一対の刃部２２、２３を形成したことである。また、掘り起こし工具２０は、各々の刃部２２、２３から所定角度傾斜させた２つの斜面２２ａ、２２ｂおよび２３ａ、２３ｂが形成され、これら２つの斜面２２ａ、２２ｂおよび２３ａ、２３ｂの間に段部２２ｃ、２３ｃが形成されている。

そして、供給装置から順次供給されるフープ状金属板２に位置決めおよび係止部としての機能を有するパイロット穴２ａを穿設すると共に、フープ状金属板２の他方面側から押圧工具９を押圧して２条の凹部２ｄを形成すると共に、一方面側に２条の突提２ｂを突出形成する。これらの各突提２ｂの幅は、後述する左右一対の放熱フィン２４、２５の幅に対応させている。また、各突提２ｂも各々両側角部２ｃをなまらせることによって円弧状に形成されている。

突提２ｂが突出形成されたフープ状金属板２は、ダイ５に載置して位置決めを行った後に、前述した第１の実施例と同様に、掘り起こし工具２０を移動させてフープ状金属板２の２条の突提２ｂを各々掘り起こすことによって、左右一対の放熱フィン２４、２５が同時に起立形成される。また、左右一対の放熱フィン２４、２５の間には、掘り起こし工具２０の分割溝２１に対応した分割帯２６が形成される。

さらに、次の放熱フィンを起立形成するために、フープ状金属板２を下流側に送り、ダイ５に設けたパイロットピンによって位置決めした後、前述したように、掘り起こし工具２０の刃部２２、２３を、先に起立形成された左右一対の放熱フィン２４、２５によって形成された左右一対の被加工面２７、２８よりも上流側に当接させると共に、掘り起こし工具２０を移動させて次の左右一対の放熱フィン２４、２５を起立形成する。以後もこの起立形成工程を繰り返すことによって、フープ状金属板２には、複数の放熱フィン２４、２５が所定のピッチで連続して形成される。このように複数の放熱フィン２４、２５が形成された後に、図７において説明したように、カットラインＣＴの位置で切断することによって、２連の放熱フィン２４、２５が形成された放熱器が製造される。また、２連の放熱フィン２４、２５は、各々の先端両側が、突提２ｂの両側角部に形成された円弧状と同様に形状に形成される。

上述した本発明の第３の実施例においては、１つの放熱器に２連の放熱フィン２４、２５を形成したが、フープ状金属板２の一方面側に押圧工具によって３条の突提２ｂを形成し、その後、３個以上の分割溝２１を形成した掘り起こし工具２０によって、フープ状金属板２に３列以上の複数連の放熱フィンを同時に起立形成することが可能となる。また、上述したように、１個の放熱器に２連の放熱フィンを形成しても良いが、上記分割帯２６を切断することによって、同時に２個の放熱器を形成するように製造するようにしても良い。３列以上の複数連の放熱フィンを起立形成した場合には、全ての分割帯を切断して、同時に３個以上の放熱器を製造しても、また、所定の分割帯で切断して、２個以上の放熱器を製造しても良く、フープ状金属板２に起立形成する放熱フィンの列の数、或いは、分割数は適宜に設定可能である。

図１２は、上述した各実施例において適用可能な、フープ状金属板２の位置決め手段の変形例を示している。例えば、前述した第１の実施例における位置決め手段は、図示しないプレス装置によってパイロット穴２ａを放熱フィン３の形成ピッチで穿設し、このパイロット穴２ａをダイ５に設けたパイロットピン６に嵌合しての位置決めを行っていた。放熱フィン３の形成ピッチを小さくするときには、パイロット穴２ａの間隔を小さくする必要がある。ところが、パイロット穴２ａには、フープ状金属板２を掘り起こし工具７によって掘り起こして放熱フィン３を起立形成するときには圧力が掛かることから、パイロット穴２ａの間隔を小さくすることは限界がある。そこで、図１２に示す位置決め手段は、放熱フィン３を起立成形する毎に、フープ状金属板２の両側に切り欠き部３０を形成すると共に、ダイ５にはパイロット台３１を設け、切り欠き部３０を当接させることにより、フープ状金属板２の位置決めを行うと共に、掘り起こし時の圧力を受けるようにしている。この位置決め手段によれば、任意の寸法に切り欠き部３０を形成できるので、放熱フィン３の形成ピッチを小さくすることができる。また、切り欠き部３０の間隔を任意に設定できるので、任意のピッチで放熱フィン３を形成することが可能となる。

図１３は、略円筒状に湾曲させた放熱フィンを有する放熱器の第４の実施例を示している。この第４の実施例において使用される掘り起こし工具４０は、底面側の先端に形成した移動方向と直角な刃部４０ａから所定角度傾斜させた斜面４０ｂが形成され、さらに、斜面４０ｂの比較的近傍に、掘り起こし工具４０の底面とほぼ直角な斜面４０ｃが形成されている。

そして、掘り起こし工具４０を移動させて位置決めされたフープ状金属板２を掘り起こすことにより放熱フィン４１を起立形成する。当初は、掘り起こし工具４０の刃部４０ａによって掘り起こされるが、その後、放熱フィン４１の高さが増すと先端が斜面４０ｃに当接して方向が変えられて湾曲し、掘り起こし工具４０による掘り起こしが進むにつれて略円筒状の放熱フィン４１が起立形成される。このように放熱フィン４１が形成された後に、フープ状金属板２を所定ピッチ送り、掘り起こし工具４０の刃部４０ａを、先に起立形成された放熱フィン４１によって形成された被加工面４２よりも上流側に当接させると共に、掘り起こし工具４０を移動させて次の略円筒状の放熱フィン４１を起立形成する。以後もこの起立形成工程を繰り返すことによって、フープ状金属板２には、複数の放熱フィン４１が所定のピッチで連続して形成される。このように複数の放熱フィン４１が形成された後に、図７において説明したように、カットラインＣＴの位置で切断することによって放熱器が製造される。

このように、放熱フィン４１を略円筒状に形成することによって、放熱器の高さ寸法Ｈが抑制され、薄型の放熱器を製造することができる。但し、薄型であっても、放熱フィン４１の全長および放熱面積が同じであるので、放熱効率に変化はない。逆に、略円筒状の放熱フィン４１の横方向からファンによって冷却する場合には、円筒により冷却風の流通路を規制するので、冷却効率を高めることが可能となる。

図１４は、フープ状金属板２に対してほぼ垂直に起立形成した放熱フィンを有する放熱器の第５の実施例を示している。この第５の実施例における掘り起こし工具は、第１の実施例に示した掘り起こし工具７、もしくは、第４の実施例に示した掘り起こし工具等４０等が使用される。図１２においては、掘り起こし工具等４０を使用することとして説明する。そして、掘り起こし工具４０を移動させてフープ状金属板２を掘り起こすときに、規制部材５０を掘り起こし工具４０の近傍に設置する。前述したように、掘り起こし工具４０を移動させて位置決めされたフープ状金属板２を掘り起こすことにより放熱フィン５１を起立形成するが、放熱フィン５１の高さが増すにつれて湾曲しようとするとき、放熱フィン５１の先端が、規制部材５０に当接してフープ状金属板２に対してほぼ垂直に方向に変えられる。その後、さらに、高さが増す従って放熱フィン５１の先端が規制部材５０に沿って上昇し、掘り起こし工具４０を所定位置まで移動させたときには、ほぼ垂直に起立形成した放熱フィンが形成される。

上記規制部材５０は、掘り起こし工具４０によって放熱フィン５１を起立形成する前にその都度上方から下降させて設置する。この規制部材５０と掘り起こし工具４０との隙間を狭くすることにより、起立形成される放熱フィン５１が隙間によって湾曲が矯正され、ほぼ平坦な放熱フィン５１を形成することが可能となる。

以上説明した各実施例において、フープ状金属板を位置決め固定した状態で、掘り起こし工具を移動させることによって、放熱フィンを起立形成するようにしたが、反対に、掘り起こし工具を固定し、フープ状金属板を移動させることによって放熱フィンを形成するようにしても良く、フープ状金属板と掘り起こし工具が相対的に移動することによって、放熱フィンを起立形成することができる。また、複数の放熱フィンを起立形成したフープ状金属板を切断することによって、平坦な放熱器を製造するようにしたが、本発明による放熱器の製造方法によれば、多数の放熱フィンを起立形成した長尺の放熱器をカーリングさせて、例えば、円筒状の放熱器を製造することも可能である。さらに、長尺の放熱器を所定寸法で屈曲することによって、多角形の筒状放熱器を製造することも可能である。さらにまた、放熱を必要とする機器の表面が曲面の場合には、この曲面と同じ曲面を有する放熱器を製造して、上記機器に接合させても良く、放熱器を用途に応じて種々の形状に変形することが可能である。一方、フープ状金属板に同一の放熱フィンを連続して起立形成した例を示したが、或る形状またはピッチの放熱フィンを起立形成した後、他の形状またはピッチの放熱フィンを起立形成することによって、多種の放熱器を連続して製造するようにしても良い。さらにまた、フープ状金属板は、帯状の金属板であり、この金属板から数個以上の放熱器を製造する長さの金属板であれば、フープ状金属板としての全長を問うものではない。このように、本発明はこれら実施例に限定されることなく本発明を逸脱しない範囲において種々変更できる。

本発明は、半導体集積回路等の電子部品を冷却する放熱器またはヒートシンク、発熱体から発生する熱を発散させるラジエター等の放熱器に適用可能である。

１放熱器
２状金属板
２ａパイロット穴
２ｂ突提
２ｃ角部
２ｄ凹部
２ｅ被加工面
３放熱フィン
５ダイ
６パイロットピン
７掘り起こし工具
７ａ刃部
７ｂ、７ｃ斜面
７ｄ段部
７ｅテーパ面
７ｆテーパ刃
ＣＴカットライン

Claims

金属板に肉薄な板状放熱フィンを一体形成する放熱器の製造用工具であって、
移動方向の先端側に形成された刃部に複数個の凹部が形成された掘り起こし工具を所定の角度傾斜させた状態で上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板を掘り下げることにより、複数の上記凹部に対応した位置に該凹部によって遅れて掘り起こされて形成された複数の凹溝を有する放熱フィンを一体に起立形成すると共に、上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具により上記金属板を掘り起こすことにより次の上記放熱フィンを一体に起立形成し、以後掘り起こし工程を順次繰り返して上記金属板に複数の上記放熱フィンを連続して形成するフィン形成工程を有する放熱器の製造方法に用いられることを特徴とする放熱器の製造用工具。
刃部に複数個の凹部を形成した上記掘り起こし工具により複数の凹溝を形成した放熱フィンを一体に起立形成するフィン形成工程の前に、突提形成工程により、金属板の他方面から押圧工具によって、上記金属板の一方面側に上記放熱フィンの両側角部に形成する円弧状と同じ形状に両側角部をなまらせた突提を形成する請求項１に記載の放熱器の製造用工具。