JP2011086722A - Heat sink - Google Patents
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Description
本発明は、ベースプレートとフィンをそれぞれ組み立てて構成するヒートシンクに関するものである。 The present invention relates to a heat sink formed by assembling a base plate and fins.
ヒートシンクは、発熱源に接触するベース部と、このベース部から突出し、ベース部から伝達される熱を放熱するための複数のフィン部とを備えたものが一般的である。このベース部とフィン部は、例えばアルミ材で成型する場合、押し出し成型或いはダイカスト成型で一体に形成される。 The heat sink is generally provided with a base portion that contacts a heat source and a plurality of fin portions that protrude from the base portion and dissipate heat transmitted from the base portion. For example, when the base portion and the fin portion are formed of an aluminum material, they are integrally formed by extrusion molding or die casting.
一方、図6に示すように、平板状のベースプレート61とフィン62とを別個に作成して、組み立てるものも知られている。このようなヒートシンク60は、ベースプレート61とフィン62とは、組み立てた後にベースプレート61側の熱が効率よくフィン62側に伝達されることが好ましい。そのため、ベースプレート61には、挿入孔63を形成する一方、フィン62には、この挿入孔に挿入可能な突起64を形成し、この突起を挿入孔に差し込んで組み立てることによって、ベースプレート61とフィン62との接触面積を大きくして、熱が効率よく伝達されるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 6, it is also known that a
しかしながら、上述した平板状のベースプレートの挿入孔をプレス加工で形成した場合には、それぞれの挿入孔に突起が発生してしまうことがある。そのため、そのまま突起を挿入孔に挿入して組み立てた場合、ベースプレートとフィンとの間に突起に起因する隙間が生じてしまい、ベースプレートとフィンとの間での熱伝達が効率よく行うことができない。また、この突起によって、ベースプレートに対して組み立てたフィンが傾いてしまい、放熱性能にばらつきが生じるおそれがあった。 However, when the insertion holes of the flat base plate described above are formed by pressing, protrusions may be generated in the respective insertion holes. For this reason, when the projection is inserted into the insertion hole as it is and assembled, a gap due to the projection is generated between the base plate and the fin, and heat transfer between the base plate and the fin cannot be performed efficiently. In addition, the fins assembled with respect to the base plate are inclined by the protrusions, and there is a possibility that the heat radiation performance may vary.
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、プレス加工によってベースプレートとフィンを製作した場合であっても、ベースプレートとフィンとの間で熱伝達を効率よく行うことのできるヒートシンクを提供するためのものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a heat sink that can efficiently transfer heat between the base plate and the fin even when the base plate and the fin are manufactured by press working. Is to do.
上述課題を解決するため、本発明は、板状体の外周の一辺に少なくとも1つの接続部を有するフィンと、前記接続部と対応する位置にプレス加工で形成された挿入孔を有するベースプレートとを備え、前記接続部が前記挿入孔に挿入されて構成されたヒートシンクであって、前記フィンには、前記接続部の基部に、前記挿入孔の縁部に生じた突起を逃げる凹部が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a fin having at least one connecting portion on one side of the outer periphery of a plate-like body, and a base plate having an insertion hole formed by pressing at a position corresponding to the connecting portion. A heat sink constructed by inserting the connection portion into the insertion hole, wherein the fin is provided with a recess at a base portion of the connection portion for escaping a protrusion generated at an edge of the insertion hole. It is characterized by being.
また、本発明は、上記ヒートシンクにおいて、前記フィンが、前記一つの辺の前記接続部が形成されていない部分に前記ベースプレートの平面と接する爪部を備えることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that in the heat sink, the fin includes a claw portion that is in contact with a plane of the base plate at a portion where the connection portion of the one side is not formed.
さらに、本発明は、上記ヒートシンクにおいて、前記接続部が、前記板状体に対して直角、かつ前記挿入孔に挿入される方向に沿って折り曲げられた折り曲げ部を備えることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that, in the heat sink, the connection portion includes a bent portion that is bent along a direction perpendicular to the plate-like body and inserted into the insertion hole.
また、前記ベースプレートは、発熱体側と接する接触する受熱面と、前記フィンが取り付けられるフィン側平面を有し、前記挿入孔は、前記受熱面側から前記フィン側平面に向けてプレス加工で形成されている。 The base plate has a heat receiving surface that comes into contact with the heating element side and a fin side plane to which the fin is attached, and the insertion hole is formed by pressing from the heat receiving surface side to the fin side plane. ing.
本発明に係るヒートシンクでは、板状体の外周の一辺に少なくとも1つの接続部を有するフィンと、前記接続部と対応する位置にプレス加工で形成された挿入孔を有するベースプレートとを備え、前記接続部が前記挿入孔に挿入されて構成されたヒートシンクであって、前記フィンには、前記接続部の基部に、前記挿入孔の縁部に生じた突起を逃げる凹部が設けられているので、プレス加工によってベースプレートの挿入孔に突起が発生した場合でもフィンと直接に接触することがない。そのため、組み立てられた状態で、ベースプレートとフィンとの間に突起に起因する隙間を生じさせることがない。その結果、ベースプレートとフィンとの間で、熱伝達を効率よく行うことができる。また、突起に起因して、フィンが傾いて取り付けられることを防止することができ、組立後に複数のフィン間の隙間のばらつきが少なくなり、放熱性能のばらつきを低減することができる。 The heat sink according to the present invention includes a fin having at least one connection portion on one side of the outer periphery of the plate-like body, and a base plate having an insertion hole formed by pressing at a position corresponding to the connection portion, and the connection A heat sink constructed by inserting a portion into the insertion hole, and the fin is provided with a recess at the base of the connection portion to escape the protrusion generated at the edge of the insertion hole. Even if a protrusion is generated in the insertion hole of the base plate due to processing, it does not come into direct contact with the fin. Therefore, in the assembled state, there is no gap caused by the protrusion between the base plate and the fin. As a result, heat transfer can be efficiently performed between the base plate and the fins. In addition, it is possible to prevent the fins from being inclined and attached due to the protrusions, so that variations in the gaps between the plurality of fins after assembly are reduced, and variations in heat dissipation performance can be reduced.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1の実施の形態に係るヒートシンク1について、図1及び図2を用いて詳細に説明する。
ヒートシンク1は、発熱体と接触するベースプレート2と、このベースプレート2から伝達された熱を外気に放熱するための複数のフィン3とを有している。ここで、発熱体とは、発熱体自体のほか、この発熱体と接触している伝熱部材などを含む意味である。
これらのベースプレート2およびフィン3は別体であり、それぞれ別個に製造された後に組み立てることでヒートシンク1が形成される。このヒートシンク1には、ベースプレート2の上に複数のフィン3が等間隔に並列に配置されている。また、このベースプレート2とフィン3とは、ほぼ垂直になるように組み立てられている。
(First embodiment)
Hereinafter, the
The
The
ベースプレート2は、図1に示すように、四角形の平板状のプレートで形成されている。このベースプレート2は、発熱体と接触する受熱面2aと、この受熱面2aと反対側の面であって、フィン3が取り付けられるフィン側面2bとを有している。
また、このベースプレート2には、プレス加工によって形成された複数の挿入孔4が形成されている。この挿入孔4は、受熱面2a側から金型のパンチ(図示せず)が加圧されて打ち抜かれる。この挿入孔4は、ベースプレート2の外形をプレス加工で打ち抜く際に、一緒に打ち抜くこともでき、別工程で打ち抜くようにしても良い。
さらに、このベースプレート2の板厚T1(挿入孔4の長さT2と同じ長さ)は、約2mm程度にしているが、プレス加工で打ち抜くことができる板厚であればいずれの厚さであっても良い。
As shown in FIG. 1, the
The
Furthermore, the plate thickness T1 of this base plate 2 (the same length as the length T2 of the insertion hole 4) is about 2 mm, but any thickness that can be punched out by press working is acceptable. May be.
挿入孔4は、図1に示すように、1つのフィン3の長手方向に沿って直線上に間隔を開けて3つ形成されている。また、この3つの挿入孔4は、複数のフィン3の数だけ並列に形成されている。
また、挿入孔4は、ベースプレート2の板厚T1を貫通する態様で形成されており、挿入孔4の長さ(深さ)T2と、ベースプレート2の板厚T1とは一致している。
As shown in FIG. 1, three
The
フィン3は、図1に示すように、四角形状の平板状のプレートで形成されている。このフィン3の下側、即ちベースプレート2側に向けて組み付けられる側の辺には、ベースプレート2に向かって下側へ突出する接続部5が形成されている。
このフィン3も、ベースプレート2と同様に、プレス加工によって打ち抜いて形成される。このとき、接続部5の形状も、プレス加工によって外形状と同時に形成される。
As shown in FIG. 1, the
Similarly to the
接続部5の突出長さ(差し込み長さ)T3は、挿入孔4の深さT2とほぼ一致する長さに形成されている。これにより、ベースプレート2とフィン3とを組み付けた状態では、接続部5の先端面5aは、ベースプレート2の受熱面2aとほぼ面一になり、受熱面2aから表出することになる。
The protruding length (insertion length) T3 of the connecting
一方、プレス加工によって受熱面2a側からプレス打ち抜き加工が施されたベースプレート2には、図2(a)に示すように、挿入孔4の周縁部に突起7が発生する場合がある。そのため、フィン3の接続部5の基部(接続部5の根本の部分)には、フィン3をベースプレート2に組み付けた状態で、突起7を避けるように凹部6が形成されている。この凹部6は、図2(a)に示すように、上述した基部の角部を略円弧状に切り欠いたものであり、この凹部6の中に突起7が入り込むようにすることで、突起7とフィン3とが干渉することに起因して隙間が生じるのを回避している。
On the other hand, in the
この凹部6の形状は、突起7の形状に合わせて任意に形成することができる。例えば、図2(b)に示す凹部8は、フィン3の角部を上側に向けて略三角形状に切り欠いたものである。この凹部8の形状も、上述した突起7がその内部に入り込む程度の溝に形成することで、突起7に起因して隙間が生じるのを回避することができる。
その他、例えば、プレス加工のパンチの形状によって、凹部8を、角形、楕円形等に打ち抜いて形成することもできる。
The shape of the
In addition, for example, the
なお、ベースプレート2とフィン3との固定は、はんだ接合やかしめ接合など、従来から知られている方法を用いることができる。特にかしめ接合の場合は、挿入孔4が形成された部分のフィン側面2bのフィン3の近傍を、フィン3に沿ってかしめることによって固定することができる。更に、かしめによる固定はフィン3の一方でもよく、両方をかしめてもよい。
The
本発明の第1の実施の形態に係るヒートシンク1では、プレス加工によって形成された、その一つの辺に少なくとも1つの接続部5が形成されたフィン3と、接続部5と対応する位置にプレス加工で形成された挿入孔4を有するベースプレート2とを備え、接続部5が挿入孔4に挿入されることでベースプレート2とフィン3とをそれぞれ組み立てて構成するヒートシンクであって、フィン3には、ベースプレート2とフィン3とを組み立てた状態で、挿入孔の周縁部でプレス加工によって発生した突起7を逃げるための凹部6が設けられているので、組み立てた状態で突起7が凹部6の内部に入り込み、突起7がフィン3と接触することがない。そのため、組み立てた状態で、ベースプレート2とフィン3との間に突起7に起因する隙間を生じさせることを防止することができる。その結果、ベースプレート2とフィン3との間で、熱伝達を効率よく行うことができる。また、突起7に起因して、フィン3が傾いて取り付けられることを防止することができ、組立後に複数のフィン3間の隙間のばらつきが少なくなり、放熱性能のばらつきを低減することができる。
In the
また、ベースプレート2は、発熱体と接する受熱面2aと、フィンが取り付けられるフィン側面2bを有し、挿入孔4は、受熱面2a側からフィン側平面2b側に向けてプレス加工で形成されているので、発熱体と接する受熱面2aに突起を発生させることがない。そのため、発熱体とベースプレート2との間に突起に起因する隙間が発生することがなく、発熱体側とベースプレート2との間での熱伝達を効率よく行うことができる。
The
さらに、接続部5の差し込み長さT3が、挿入孔4の深さT2とほぼ等しく形成されているので、フィン3の接続部5の先端面5aをベースプレート2の受熱面2a側に表出させることで、フィン3と発熱体とを直接接触させることができる。これにより、発熱体の熱を直接フィン3に伝熱させ、より大きな放熱効果を得ることができる。
Further, since the insertion length T3 of the
(第2実施形態)
以下、本発明の第2の実施の形態に係るヒートシンク10について、図3を用いて詳細に説明する。
なお、ヒートシンク10の形態は、第1実施形態で示すヒートシンク1とほぼ同じであるため、以下の説明では、異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the
In addition, since the form of the
このヒートシンク10のフィン30は、図3に示すように、接続部5の側部(接続部5の形成されていない部分)にベースプレート2のフィン側面2bと接触する爪部9が形成されている。この爪部9は、隣接する接続部5の間又はフィン30の両側部の接続部5の側部に位置し、第1実施形態におけるフィン3ではプレス加工で切り落としていた部分を残して、フィン30の主面に対して直角、かつフィン側面2bに平行に折り曲げて形成したものである。この爪部9は、ベースプレート2のフィン側面2bと略平行になる角度で折り曲げられ、ベースプレート2とフィン30とが組み付けられた状態で、この爪部9の下側平面9aがベースプレート2のフィン側平面2bと熱的に接触するように形成される。
As shown in FIG. 3, the
また、フィン30では、本発明の第1実施形態に係るヒートシンク1と同様に、接続部5の基部(爪部9が折り曲げられる部分)に図示しない凹部が設けられている。これにより第1実施形態に係るヒートシンク1と同様に、ベースプレート2とフィン30との間に突起に起因する間隙が生じることを防止することができる。さらに、本発明の第2の実施の形態では、爪部9を折り曲げ加工する際にフィン30にかかる応力を緩和することができるため、フィン30が変形して、接続部5と挿入孔4の位置がずれて挿入しにくくなったり、フィン側面2bと爪部9とが接触しにくくなったりすることを防止することができる。
Moreover, in the
挿入孔4は、第1実施形態1と同様に、受熱面2a側からフィン側平面2b側に向けて金型のパンチ(図示せず)が加圧されて打ち抜かれる。この挿入孔4は、ベースプレート2の外形をプレス加工で打ち抜く際に、一緒に打ち抜くこともでき、別工程で打ち抜くようにしても良い。
As in the first embodiment, the
なお、ベースプレート2とフィン30とを組み付けた状態で、接続部5の先端面5aは、ベースプレート2の受熱面2aと面一になり、受熱面2aから表出することになる。
In the state where the
本発明の第2の実施の形態に係るヒートシンク10によれば、プレス加工によって形成された接続部5が形成されたフィン30と、接続部5と対応する位置にプレス加工によって形成された挿入孔4を有するベースプレート2とを備え、接続部5が挿入孔4に挿入されて構成されたヒートシンクであって、フィン30は、接続部5の基部に凹部6が形成され、また、フィン側面2bと下側平面9aで接する爪部9が設けられているので、組み立てた状態で突起7が凹部6の内部に入り込み、突起7がフィン3と接触することがない。そのため、組み立てた状態で、ベースプレート2とフィン3との間に突起7に起因する隙間を生じさせることを防止することができる。その結果、ベースプレート2とフィン3との間で、熱伝達を効率よく行うことができる。
According to the
また、爪部9がフィン30の傾きを規制して、フィン30が傾いて組み付けられること(フィン30の倒れ)を防止することができる。これにより、複数のフィン3間の隙間のばらつきが少なくなり、放熱性能のばらつきを低減することができる。
In addition, the
さらに、フィン側平面2bと下側平面9aとが接触することで、ベースプレート2とフィン30との接触面積が大きくなり、熱伝達を効率よく行うことができる。
Furthermore, when the fin side plane 2b and the lower side plane 9a are in contact with each other, the contact area between the
さらにまた、ベースプレート2は、発熱体と接する受熱面2aと、フィンが取り付けられるフィン側面2bを有し、挿入孔4は、受熱面2a側からフィン側平面2b側に向けてプレス加工で形成されているので、発熱体と接する受熱面2aに突起を発生させることがない。そのため、発熱体とベースプレート2との間に突起に起因する隙間が発生することがなく、発熱体側とベースプレート2との間での熱伝達を効率よく行うことができる。
Furthermore, the
(第3実施形態)
以下、本発明の第3の実施の形態に係るヒートシンク100について、図4を用いて詳細に説明する。
なお、ヒートシンク100の形態は、第1実施形態で示すヒートシンク1とほぼ同じであるため、以下の説明では、異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a
In addition, since the form of the
このヒートシンク100のベースプレート200は、第1実施形態の挿入孔4を鍵形形状にした挿入孔400が形成されている。また、フィン300には、図4に示すように、接続部500の一方の側部をフィン300の主面に対して直角、かつ接続部500の挿入方向に沿って折り返した折り曲げ部510が形成されている。この接続部500と折り曲げ部510とは、フィン300の下側から見て鍵形形状に形成されており、挿入孔400の鍵形形状に対応し、挿入孔400に挿入可能な形状になっている。
The
この挿入孔400は、受熱面200a側からフィン側面200b側に向けて金型のパンチ(図示せず)が加圧されて打ち抜かれる。この挿入孔400は、ベースプレート200の外形をプレス加工で打ち抜く際に、一緒に打ち抜くこともでき、別工程で打ち抜くようにしても良い。
The
なお、ベースプレート200とフィン300とを組み付けた状態で、接続部500の先端面500aは、ベースプレート200の受熱面200aと面一になり、受熱面200aから表出することになる。
In the state where the
本発明の第3の実施の形態に係るヒートシンク100では、プレス加工によって形成された、少なくとも1つの接続部500が形成されたフィン300と、接続部500と対応する位置にプレス加工にで形成された挿入孔400を有するベースプレート200とを備え、接続部500が挿入孔に挿入されてベースプレート200とフィン300とがそれぞれ組み立てられて構成されるヒートシンクであって、フィン300は、接続部500の基部に凹部6が形成され、フィン300の接続部500には、プレス加工によって折り曲げられ、対応した形状、即ち断面がL字形状に形成された挿入孔400に挿入される折り曲げ部510を設けているので、組み立てた状態で突起7が凹部6の内部に入り込み、突起7がフィン300と接触することがない。そのため、組み立てた状態で、ベースプレート200とフィン300との間に突起7に起因する隙間を生じさせることを防止することができる。その結果、ベースプレート200とフィン300との間で、熱伝達を効率よく行うことができる。
In the
また、折り曲げ部510がフィン300の傾きを規制して、フィン300が傾いて組み付けられること(フィン300の倒れ)を防止することができる。これにより、複数のフィン300間の隙間のばらつきが少なくなり、放熱性能のばらつきを低減することができる。
Further, the
さらに、接続部500を折り曲げて折り曲げ部510を形成することで、隣り合う挿入孔400同士(隣り合う接続部500同士)の間隔を広くすることができ、ベースプレート200のフィン300の面に対して垂直な方向の熱拡散効果を高くすることができる。
Furthermore, by bending the
さらにまた、ベースプレート200は、発熱体と接する受熱面200aと、フィンが取り付けられるフィン側面200bを有し、挿入孔400は、受熱面200a側からフィン側平面200b側に向けてプレス加工で形成されているので、発熱体と接する受熱面200aに突起を発生させることがない。そのため、発熱体とベースプレート200との間に突起に起因する隙間が発生することがなく、発熱体とベースプレート200との間での熱伝達を効率よく行うことができる。
Furthermore, the
更に、この構成によれば、ベースプレート200にフィン300を固定する際、L字に形成された挿入孔400の内側(挿入孔400の2辺に挟まれた部分)が塑性変形しやすいため、小さい力でかしめて固定することが可能となる。これにより、ヒートシンクの軽量化のためにベースプレート200を2〜5mm程度と薄くしても、ベースプレート200の変形が抑制される。
Furthermore, according to this configuration, when the
なお、第3の実施の形態では、接続部500の一方の側部のみを折り返して折り曲げ部510を形成しているが、両側部を折り返してコ字形状に折り曲げ部を形成してもよい。例えば、図5に示すように、ヒートシンク301の接続部500の左右の側部をフィン300の主面に対して直角、かつ接続部500の挿入方向に沿ってそれぞれ折り返して、2つの折り曲げ部511を形成する。この接続部500と2つの折り曲げ部511とは、フィン300の下側から見て、略コの字形状に形成されている。同様に、ベースプレート201には、このコの字形状に対応する形状である挿入孔401が形成されている。
In the third embodiment, only one side portion of the connecting
この挿入孔401は、受熱面201a側からフィン側平面201b側に向けて金型のパンチ(図示せず)が加圧されて打ち抜かれる。この挿入孔401は、ベースプレート201の外形をプレス加工で打ち抜く際に、一緒に打ち抜くこともでき、別工程で打ち抜くようにしても良い。
The
この構成によっても、2つの折り曲げ部510がフィン301の傾きを規制して、フィン301が傾いて組み付けられること(フィン301の倒れ)を防止することができる。また、接続部500を折り曲げて折り曲げ部510を形成することで、隣り合う挿入孔400同士(隣り合う接続部500同士)の間隔を広くすることができ、ベースプレート201の熱拡散効果を高くすることができる。
Also with this configuration, the two
更に、この構成によれば、ベースプレート201にフィン301を固定する際、コの字に形成された挿入孔401の内側(コの字に3方を囲まれた部分)が塑性変形しやすいため、小さい力でかしめて固定することが可能となる。
Furthermore, according to this configuration, when the
1,10,100,101 ヒートシンク
2,200,201 ベースプレート
2a,200a,201a 受熱面
2b,200b,201b フィン側面
3,30,300,301 フィン
4,400,401 挿入孔
5,500 接続部
5a,50a,500a 先端面
6,8 凹部
7 突起
9 爪部
9a 下側平面
510 折り曲げ部
T1 ベースプレートの厚さ
T2 挿入孔の長さ(深さ)
T3 接続部の差し込み長さ
1, 10, 100, 101
T3 connection length
Claims (4)
前記接続部と対応する位置にプレス加工で形成された挿入孔を有するベースプレートとを備え、
前記接続部が前記挿入孔に挿入されて構成されたヒートシンクであって、
前記フィンには、前記接続部の基部に、前記挿入孔の縁部に生じた突起を逃げる凹部が設けられていることを特徴とするヒートシンク。 A fin having at least one connecting portion on one side of the outer periphery of the plate-like body;
A base plate having an insertion hole formed by pressing at a position corresponding to the connection portion;
A heat sink configured by inserting the connecting portion into the insertion hole;
The heat sink according to claim 1, wherein the fin is provided with a recess for escaping a protrusion generated at an edge of the insertion hole at a base portion of the connection portion.
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