JP2018117107A - Heat radiation fin formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電子部品等から生ずる熱を効率的に放熱するための放熱器の板状の放熱フィンを掘り起こし工具によって形成する放熱フィン形成装置に関する。 The present invention relates to a radiating fin forming apparatus that digs up a plate-shaped radiating fin of a radiator for efficiently radiating heat generated from, for example, an electronic component or the like, and forms it with a tool.
例えば、半導体集積回路等の電子部品から生ずる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している。この放熱器を電子部品等に直接又は間接的に接合することによって、放熱器の放熱フィンを介して外方に放熱するようにしている。この放熱器は、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。 For example, in order to dissipate heat generated from an electronic component such as a semiconductor integrated circuit, a heat dissipator that has been generally put to practical use has a number of comb-shaped heat dissipating fins standing vertically on a base. By directly or indirectly joining the radiator to an electronic component or the like, heat is radiated outward through the radiation fins of the radiator. This radiator is usually manufactured by extruding or casting a metal material having good thermal conductivity made of aluminum.
また、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成する放熱器の製造方法は、特開2001−156224(特許文献1)や特開2005−142247号公報(特許文献2)に開示されている。特許文献1に示された放熱器の製造方法は、基板部の上面側に突提状のフィン形成用被削部が形成されたアルミニウム合金押出形材からなるヒートシンク素材が用いられ、上記フィン形成用被削部をバイト等の切削工具を用いて掘り起こし、それによって複数のフィンが形成される。 Moreover, the manufacturing method of the heat radiator which forms a radiation fin using a digging tool is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-156224 (patent document 1) and Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-142247 (patent document 2). The manufacturing method of a radiator shown in
特許文献2に示された放熱器の製造方法は、熱伝導率が良好なフープ状金属板と、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し、次に、放熱フィンが起立形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、フープ状金属板と掘り起こし工具とを相対移動させて、フープ状金属板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し、以後、この掘り起こし工程を順次繰り返すことによりフープ状金属板に複数の放熱フィンが連続して形成される。 The manufacturing method of a radiator shown in
上述した特許文献1及び2に示されるように、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成すると、図6に示すように、放熱フィン101がカーリングするとともに、金属板100から起立している放熱フィン101の基端側の板厚が厚く先端に至るに従って漸次薄く形成される。このため、隣接する放熱フィン101の基端側の間隔G1が狭く、先端側の間隔G2が広く形成される。この形態の放熱フィン101を放熱器として使用した場合、例えば電子部品等の熱源102から生ずる熱103を放熱すると、点線で示すように、熱103は金属板100を介して放熱フィン101の間、及び、放熱フィン101を介して放熱される。熱は垂直方向に上昇する性質を有することから、放熱フィン101の間から放熱される場合、放熱フィン101がカーリングしていると、点線で示す熱103が放熱フィン101の側面に当たりながら蛇行して上昇する。このため、放熱フィン101を再加熱することがあり、放熱効率を低下させる要因となっていた。 As shown in
金属板100を介して放熱される熱103を速やかに上昇させるためには、放熱フィンを垂直に起立形成することが望ましく、このため、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している。しかしながら、押し出し加工または鋳造加工は、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることができないことから、放熱面積が小さくなるために放熱効率を高めることができず、必然的に大型化する問題がある。一方、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成する方法は、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることより、放熱面積を大きくして放熱効率を高めることは可能であるが、放熱フィンを垂直に起立形成する手段が無かった。 In order to quickly raise the
そこで、本発明の課題は、掘り起こし工具を用いて起立形成される放熱器の放熱フィンを、金属板の平面に対してほぼ垂直に形成することができる放熱フィン形成装置を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the radiation fin formation apparatus which can form the radiation fin of the heat sink standingly formed using a digging tool substantially perpendicularly with respect to the plane of a metal plate.
上記の課題を解決するために、請求項1の発明にかかる放熱フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、掘り起こし工具を保持するとともに、熱伝導率が良好な金属板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部と、前記金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するように、前記掘り起こし工具の前進側に離間して設けられた押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記掘り起こし工具を前進させて前記金属板を掘り起こすことにより板状の前記放熱フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具により次の前記放熱フィンを起立形成するときに、前記掘り起こし工具とともに前進させて、前に起立形成された事前の傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧することを要旨としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the heat dissipating fin forming device according to the invention of
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、押圧部材を移動部に配設された揺動部に取り付け、前記揺動部により前記掘り起こし工具が後退するときに前記放熱フィンの先端方向に退避するようにしている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the pressing member is attached to a swinging portion disposed in the moving portion, and the digging tool is retracted by the swinging portion. The heat sink is retracted in the direction of the tip.
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、押圧部材を、掘り起こし工具を前進させて金属板を掘り起こす過程で傾斜した放熱フィンの先端部に側面を当接させるように配設している。 Further, in the invention described in
本発明にかかる放熱フィン形成装置によれば、掘り起こし工具の前進側に離間して押圧部材を設けているので、金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを、次の放熱フィンを掘り起こして起立形成するときに、事前の傾斜した放熱フィンを金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧することができる。これにより、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成する場合であっても、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることより、放熱面積を大きくして放熱効率を高める効果を維持しながら、放熱フィンを垂直に起立形成することにより、熱を速やかに上昇させることができるので、放熱効率を一段と高めることができる。また、押圧部材は掘り起こし工具の前進側に離間して設けるだけの簡易な構成であり、安価に設置することができる。 According to the heat dissipating fin forming apparatus according to the present invention, since the pressing member is provided apart from the advancing side of the digging tool, the inclined plate-shaped radiating fin formed upright by digging the metal plate is When the radiating fins are dug up and formed upright, the previously inclined radiating fins can be pressed until they are substantially perpendicular to the plane of the metal plate. As a result, even when radiating fins are formed using a digging tool, by reducing the thickness and spacing of the radiating fins, the radiating fins are maintained while maintaining the effect of increasing the radiating area and increasing the radiating efficiency. Since the heat can be quickly raised by forming the erected vertically, the heat radiation efficiency can be further improved. In addition, the pressing member has a simple configuration that is provided only apart from the advancing side of the digging tool and can be installed at a low cost.
また、押圧部材を揺動部に配設し、掘り起こし工具が後退するときに放熱フィンの先端方向に退避するようにしているので、垂直に形成した放熱フィンに接触することを未然に防止することができる。このため、肉薄な放熱フィンであっても、垂直に起立形成することが可能となる。 Also, since the pressing member is arranged on the swinging part so as to retract in the direction of the tip of the radiating fin when the digging tool is retracted, it is possible to prevent contact with the radiating fin formed vertically. Can do. For this reason, even if it is a thin radiating fin, it becomes possible to stand vertically.
さらに、掘り起こし工具を前進させて金属板を掘り起こす過程で傾斜した放熱フィンの先端部に押圧部材の側面を当接させるように配設しているので、押圧部材の押圧力によって放熱フィンを損傷させることが防止され、これにより、熱の速やかな上昇を阻害させることを防止することができる。 Further, since the side surface of the pressing member is in contact with the tip of the radiating fin inclined in the process of digging up the metal plate by advancing the digging tool, the radiating fin is damaged by the pressing force of the pressing member. This can prevent the rapid increase in heat.
本発明にかかる放熱フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、掘り起こし工具を保持するとともに、熱伝導率が良好な金属板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部と、前記金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するように、前記掘り起こし工具の前進側に離間して設けられた押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記掘り起こし工具を前進させて前記金属板を掘り起こすことにより板状の前記放熱フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具により次の前記放熱フィンを起立形成するときに、前記掘り起こし工具とともに前進させて、前に起立形成された事前の傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するようにしている。 The radiating fin forming device according to the present invention has a digging tool having a blade formed on the tip side in the moving direction, and holding the digging tool, and at a predetermined angle with respect to the plane of the metal plate having good thermal conductivity. The digging and raising so as to press the moving part that moves forward and backward in the state of holding and the inclined plate-like heat radiation fin that is formed upright by digging and raising the metal plate until it is substantially perpendicular to the plane of the metal plate. A pressing member spaced apart on the advance side of the tool, and the pressing member advances the digging tool and digs up the metal plate to raise the plate-like radiation fin, and then digs up When the next radiating fin is erected by a tool, it is advanced together with the digging tool, and the radiated fin previously inclined to be erected before is formed. It is to press until substantially perpendicular to the plane of the metal plate by contact.
以下、図面を参照して本発明にかかる放熱フィン形成装置について詳細に説明する。図1は、本発明による放熱フィン形成装置を示している。移動部1は、図示しない駆動装置に取り付けられていて、後述する金属板7の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動する。この移動部1の移動方向(図示右側方向)の先端側には、掘り起こし工具2が取り付けられ、移動方向の先端側には刃部2aが形成されている。この刃部2aの幅は、図2に示すように、金属板7の幅よりも小さく設定されている。なお、刃部2aの幅は、後述する放熱フィンの幅に応じて設定される。 Hereinafter, a heat radiating fin forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a radiating fin forming apparatus according to the present invention. The moving
掘り起こし工具2の前進側には、押圧部材3が離間して設けられている。この押圧部材3は、板状の金属またはプラスチックにより形成され、図示の実施例においてはL字状に屈曲形成して、短辺側を揺動部4の上面に添設するとともに、長辺側の内面を揺動部4の側面に添設し、長辺側が常時は垂直になるようにビス5によって取り付けられている。そして、押圧部材3の先端側は、掘り起こし工具2の刃部2aの前進側に離間して設けられている。この押圧部材3の幅は、掘り起こし工具2の刃部2aの幅と同じにすることが望ましい。 On the forward side of the
揺動部4は、移動部1の先端に設けられ、押圧部材3が前進方向に所定の角度傾斜するように支軸4aを支点として揺動する。この揺動部4は、常時は後端側を移動部1に当接させ、押圧部材3が垂直になるようにしている。 The
掘り起こし工具2は、刃部2aから上面に傾斜した摺接面2bが形成されている。この摺接面2bは、放熱フィン6を掘り起こし形成する際に抵抗にならないように摩擦係数を低くしている。このように、摺接面2bの摩擦を小さくすることにより、放熱フィン6を掘り起こし形成するときに、摺接面2bの抵抗を受けることなく金属板7が摺接面2bに沿って摺接するので、平坦な板状の放熱フィン6を起立形成することが可能となる。また、移動部1及び掘り起こし工具2の傾斜角度θは、後述する放熱フィン6の高さ、板厚、或いは、金属板7の材質等によって適宜に設定されるが、概ね5度から20度に設定されている。なお、上記掘り起こし工具2の幅方向両側はほぼ直角に形成されているが、刃部2aが形成されている底面側の両側を底面に至るに従って幅狭となるテーパ状、或いは円弧状に形成しても良い。 The
次に、図3を参照して、放熱器10の放熱フィン6の起立形成方法について説明する。放熱器10として使用される金属板7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素材が使用される。 Next, with reference to FIG. 3, a method for forming the radiating
まず、図3(A)に示すように、掘り起こし工具2の刃部2aを金属板7の一端側よりも離間した一方面の所定位置に当接させた後、掘り起こし工具2を移動部1により所定の角度θとした矢示の方向で金属板2に挿入させると、掘り起こし工具2の刃部2aが金属板7の一方面に食い込み、図3(A)に示すように、高さが低く肉薄な小形フィン6aが起立形成される。このとき、掘り起こし工具2を金属板7に挿入する圧力は、金属板7に対して変形或いはストレスを与えない程度に設定することが望ましい。このため、掘り起こし工具2を挿入する深さが浅いことから、小形フィン6aの高さは低くなる。 First, as shown in FIG. 3 (A), the
次いで、図3(B)に示すように、掘り起こし工具2を前進移動し、刃部2aを上流側(図示左側)の掘り起こし代が得られる位置に当接させるとともに、先の小形フィン6aを起立形成したときよりも深く食い込ませることにより、先の小形フィン6aよりも高い次の小形フィン6aを起立形成する。その後、順次掘り起こし工具2を深く食い込ませながら、先に起立形成した小形フィン6aの起立形成を繰り返し、刃部2aが所定の深さに達した時点で終了させる。 Next, as shown in FIG. 3B, the
この小形フィン6aの形成工程において、小形フィン6aが高くなるにつれて先端が押圧部材3に当接するようになる。このとき、掘り起こし工具2の移動と共に押圧部材3が先に起立形成した小形フィン6aを金属板7に対して垂直になるように押圧する。 In the process of forming the small fin 6a, the tip comes into contact with the
このような小形フィン6aの形成工程に続いて、放熱フィン6の形成工程に移行し、等しい高さを有する放熱フィン6を形成する。すなわち、図3(C)に示すように、最後に形成された小形フィン6aによりも上流側の掘り起こし代が得られる位置から掘り起こし工具2の刃部2a金属板7に当接させた後、傾斜角度を保ちながら所定の深さに達するまで前進移動させることにより、所定の高さを有する放熱フィン6が起立形成される。このように放熱フィン6を掘り起こすときに、掘り起こし工具2の摺接面2bの摩擦係数を低くしているので、放熱フィン6は摺接面2bに沿って摺接することから、カーリングすることなく、平坦な面を有する放熱フィン6が起立形成される。この放熱フィン6は、図3(B)に示すように、掘り起こし工具2の摺接面2bと同じ角度で傾斜している。 Subsequent to the process of forming the small fins 6a, the process proceeds to the process of forming the
その後、先に形成された放熱フィン6よりも上流側の掘り起こし代が得られる位置から掘り起こし工具2の刃部2aを金属板7に当接させた後、傾斜角度を保ちながら所定の深さに達するまで前進移動させる。この掘り起こし過程で、図3(C)の円内に示す拡大図のように、押圧部材3が先に形成された傾斜した放熱フィン6の先端に当接する。そして、次の放熱フィン6を形成するために掘り起こし工具2を移動させると同時に、押圧部材3が先に起立形成した放熱フィン6を押圧し、やがて、図3(D)に示すように、押圧部材3の側面が放熱フィン6に接合することにより、放熱フィン6を金属板7に対して垂直になるように起立させる。 Then, after digging up from the position where the excavation allowance on the upstream side of the previously formed radiating
このように、放熱フィン6を垂直に起立形成した後、掘り起こし工具2を上流側に後退させるが、このとき押圧部材3が放熱フィン6に当たってしまう。そのため、押圧部材3を退避させるようにしている。すなわち、押圧部材3を取り付けた揺動部4は、掘り起こし工具2を後退させるときに、支軸4aを支点として、図3(E)に示すように、反時計方向に揺動させて、押圧部材3の先端を放熱フィン6の先端に接しない位置まで持ち上げる。この状態で掘り起こし工具2を後退させることができる。 As described above, the radiating
そして、掘り起こし工具2の刃部2aを先に形成された放熱フィン6よりも上流側に後退させて次の放熱フィン6を起立するために金属板7に当接させた状態では、押圧部材3は、図3(F)に示すように、垂直な状態に復帰させている。その後、図3(G)に示すように、再び掘り起こし工具2の刃部2aを先に形成された放熱フィン6よりも上流側に後退させて、次の放熱フィン6の起立形成に移行する。 In the state where the
以上のように、放熱フィン6の形成工程を行うことにより、図2に示すような、金属板7に対して垂直な複数の放熱フィン6を形成した放熱器10が製造される。このように、垂直な放熱フィン6を形成することにより、図4に示すように、例えば電子部品等の熱源102から生ずる熱103が、点線で示すように、金属板7を介して放熱フィン6の間や放熱フィン6を介して放熱されるが、熱103は垂直方向に上昇する性質を有することから、放熱フィン6の間から円滑に上昇して放熱される。このため、放熱効率を高めることができる。 As described above, by performing the process of forming the
図5は、本発明の変形例を示し、図5(A)は放熱フィン8を波形に形成した例を示し、図5(B)は、放熱フィン9を三角波形に形成した例を示している。このように、波形や三角波に放熱フィンを形成する際には、前述した掘り起こし工具2の刃部2aを波形状或いは三角波状に形成する。刃部2aを波形状或いは三角波状に形成して放熱フィン8、9を起立させるときにも、傾斜した放熱フィン8、9を押圧部材3によって押圧して垂直にさせるようにしている。なお、波形や三角波に放熱フィン8、9を掘り起こし工具2によって掘り起こすときに、カーリングし難いことから、容易に垂直な放熱フィンを形成することが可能となる。 5 shows a modification of the present invention, FIG. 5A shows an example in which the radiating
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、金属板として、板状の熱伝導率が良好なアルミニウムや銅等の金属素材の他に、加工が施された或いは後加工が施される、例えば、上記金属素材をコアとするプリント配線基板、発光素子等の発熱を放熱するために金属製保持部材、放熱機能を必要とする筐体等の一部に放熱フィンを形成するようにしても良い。また、前述した実施例においては、複数の放熱フィンを金属板の一端に対して平行に形成したが、所定の角度で形成するようにしても良い。さらに、複数のフィン群を形成するとき、第1のフィン群と第2のフィン群を互いに直行させる等、形成角度を適宜に異ならせて形成しても良い。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, as a metal plate, in addition to a plate-like metal material such as aluminum or copper having a good thermal conductivity, processing or post-processing is performed, for example, printed wiring having the metal material as a core. In order to dissipate heat generated by the substrate, the light emitting element, etc., a heat dissipating fin may be formed on a part of a metal holding member, a case that requires a heat dissipating function, or the like. In the embodiment described above, the plurality of heat radiating fins are formed in parallel to one end of the metal plate, but may be formed at a predetermined angle. Further, when forming a plurality of fin groups, the first fin group and the second fin group may be formed with different formation angles as appropriate, such as perpendicular to each other.
1 移動部
2 掘り起こし工具
2a 刃部
3 押圧部材
4 揺動部
6 放熱フィン
7 金属板
10 放熱器DESCRIPTION OF
Claims (3)
掘り起こし工具を保持するとともに、熱伝導率が良好な金属板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部と、
前記金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するように、前記掘り起こし工具の前進側に離間して設けられた押圧部材とを備え、
前記押圧部材は、前記掘り起こし工具を前進させて前記金属板を掘り起こすことにより板状の前記放熱フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具により次の前記放熱フィンを起立形成するときに、前記掘り起こし工具とともに前進させて、前に起立形成された事前の傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧することを特徴とする放熱フィン形成装置。A digging tool with a blade formed on the tip side in the moving direction;
A moving unit that holds the digging tool and moves it back and forth in a state having a predetermined angle with respect to the plane of the metal plate having good thermal conductivity,
The inclined plate-like heat radiation fins that are formed upright by digging up the metal plate are provided so as to be spaced apart from the advancing side of the digging tool so that they are pressed until they are substantially perpendicular to the plane of the metal plate. A pressing member,
The pressing member, when the digging tool is moved forward to dig up the metal plate to raise the plate-like radiating fin, and then the digging tool raises the next radiating fin to raise the digging tool. And a heat-radiating fin forming apparatus, wherein the heat-radiating fin is moved forwardly and brought into contact with the previously inclined heat-radiating fin that has been formed upright and pressed until it is substantially perpendicular to the plane of the metal plate.
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