JP2023182496A - radiator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属板に板状の複数の放熱フィンを起立形成した放熱器に関する。 The present invention relates to a heat radiator in which a plurality of plate-shaped heat radiating fins are formed upright on a metal plate.
半導体集積回路、発光ダイオード等の電子部品、或いは、モータ等の産業機器から生ずる熱を放熱するために、放熱器が用いられている。一般に実用に供されている放熱器は、熱伝導率が良好な金属材からなるベース上に、多数の櫛歯状の放熱フィンを押し出し加工や鋳造加工によって立設したもの、或いは、金属材に掘り起こし工具を用いて複数の板状の放熱フィンを形成するものがある。これらの放熱器における放熱フィンは、四角形の放熱面としている。 Heat radiators are used to radiate heat generated from semiconductor integrated circuits, electronic components such as light emitting diodes, or industrial equipment such as motors. Heat sinks that are generally used in practical use are those that have a large number of comb-shaped heat dissipation fins erected by extrusion or casting on a base made of a metal material with good thermal conductivity, or those that are made of a metal material. There is one in which a plurality of plate-shaped heat dissipating fins are formed using a digging tool. The heat radiating fins in these heat radiators have a rectangular heat radiating surface.
放熱フィンを起立形成した放熱器は、各種の機器に使用され、求められる放熱効率、又は、隣接する構造物との配置の関係から、特開2018-46199号公報(特許文献1)に示されるように、放熱フィンの面形状を四角形以外の面形状にすることが求められている。 A radiator with upright radiation fins is used in various types of equipment, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-46199 (Patent Document 1) due to the required heat radiation efficiency or the relationship with the arrangement with adjacent structures. As such, it is required that the surface shape of the radiation fin be made into a surface shape other than a rectangular shape.
上記特許文献1に開示されているように、放熱フィンの面形状を略三角形に形成することは、例えば、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放熱フィンを形成する場合には、比較的容易に製造することができる。しかしながら、押し出し加工や鋳造加工の場合は、各放熱フィンの間隔が広くなるとともに、放熱フィンの数が少ないことから、必然的に表面積が小さくなり、放熱効率が低下する問題がある。一方、放熱フィンの形成方法として、スカイブ加工のように、金属材の一方面に、掘り起こし工具を用いて、金属板を掘り起こすことにより、肉薄な板状の放熱フィンを形成する工程を順次繰り返して、小さな間隔とした複数の放熱フィンを形成することにより、表面積が大きな高効率の放熱器を得ることが可能である。しかし、スカイブ加工により略三角径の放熱フィンを形成することは、技術的に困難であり、現時点において実用に供されていない。 As disclosed in
その解決策として、スカイブ加工により、肉薄な板状の放熱フィンを小さな間隔で形成した後、放熱フィンの先端を切削工具によって、テーパ状に切削する方法も考えられる。しかしながら、肉薄な板状の放熱フィンの先端を切削すると、微小なスクラップが生じ、このスクラップが各放熱フィンの間の隙間に挿入する問題が発生する。ところが、各放熱フィン間の隙間は微小なことから、一旦挿入したスクラップを排出することが極めて困難である。このスクラップが隙間に残存した場合には、使用中に電子機器や産業機器内に飛散し、重大な事故を招来する問題がある。 As a solution to this problem, a method can be considered in which thin plate-shaped radiation fins are formed at small intervals by skiving, and then the tips of the radiation fins are cut into a tapered shape using a cutting tool. However, when the tips of the thin plate-shaped heat dissipation fins are cut, minute scraps are generated, and a problem occurs in which the scraps are inserted into the gaps between the respective heat dissipation fins. However, since the gaps between the heat radiation fins are minute, it is extremely difficult to discharge the scrap once inserted. If this scrap remains in the gap, there is a problem that it will scatter inside electronic equipment or industrial equipment during use, causing a serious accident.
本発明が解決しようとする課題は、肉薄な板状の放熱フィンの先端を切削するときに生ずるスクラップを連結させ、飛散を防止することが可能な放熱器を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a radiator that can connect scraps generated when cutting the tips of thin plate-shaped radiator fins and prevent them from scattering.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、金属板から板状に形成された複数の放熱フィンを離間させて起立形成した放熱器であって、前記放熱フィンは、前記金属板の平面から垂直に起立させるとともに、幅方向の一端側と他端側の高さを異ならせて各先端を前記平面に対して傾斜させた傾斜面が形成され、前記放熱フィンの他端側と前記平面との間に、前記放熱フィンを切削により傾斜させるときに生ずるスクラップの基部を一時的に連結する連結部を形成したことを要旨としている。 In order to solve the above problem, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、前記放熱フィンの前記傾斜面は、先端に刃部が形成された切削工具を所定の傾斜角度を有した状態で他端側に向けて複数回繰り返して切削することにより形成され、前記切削工具により各切削時に生じた複数の前記スクラップは、前記連結部において基部が連結させる。 Further, in the invention according to
さらに、請求項3に記載の発明は、基部が連結させた複数の前記スクラップを切り離された前記連結部は、ほぼ平坦に形成されるようにしている。 Furthermore, in the invention according to
本発明によれば、金属板の平面からから起立形成した複数の放熱フィンには、幅方向の一端側と他端側の高さを異ならせて上端に傾斜面が形成され、他端側と平面との間に連結部を形成しているので、放熱フィンの上端を切削により傾斜させるときに生ずるスクラップの基部を一時的に連結させることができる。これにより、スクラップが連結されて一つの塊になるので、飛散が防止されることから、スクラップが各放熱フィンの間の隙間に挿入し、飛散による事故が発生する問題が解消される。また、放熱フィンが、金属板の平面から垂直に起立しているので、上端面を傾斜させるよう切削するときに、切削工具が放熱フィンに対して直角に当接するので、放熱フィンの屈曲や変形が生じ難くなるとともに、スクラップの変形も生じ難くなるので、スクラップの基部を容易に連結させることが可能となる。 According to the present invention, the plurality of heat dissipating fins formed upright from the flat surface of the metal plate have an inclined surface formed at the upper end with different heights on one end side and the other end side in the width direction. Since the connection portion is formed between the heat dissipation fin and the flat surface, it is possible to temporarily connect the base of the scrap generated when the upper end of the radiation fin is inclined by cutting. As a result, the scraps are connected to form a single lump, which prevents them from scattering. This eliminates the problem of scraps being inserted into the gaps between the heat dissipation fins and causing accidents due to scattering. In addition, since the radiation fins stand up perpendicularly from the plane of the metal plate, when cutting the upper end surface to make it slope, the cutting tool comes into contact with the radiation fins at right angles, causing bending and deformation of the radiation fins. This makes it difficult for scraps to be deformed, making it possible to easily connect the bases of the scraps.
また、請求項2に記載の発明によれば、放熱フィンの傾斜面を、先端に刃部が形成された切削工具により、複数回繰り返して切削することにより形成することにより、放熱フィンに対する切削時のストレスを小さくすることができ、しかも、スクラップの基部を連結部に連結させることができる。これにより、一部のスクラップが飛散することにより、各放熱フィンの間の隙間に挿入することを防止することができる。 Further, according to the invention as set forth in
さらに、請求項3に記載の発明によれば、複数のスクラップの基部を連結させているので、塊となったスクラップを連結部から容易かつ美麗に切り離すことができるので、連結部をほぼ平坦に形成することが可能となる。 Furthermore, according to the invention described in
放熱器は、金属板から板状に形成された複数の放熱フィンが離間させて起立形成され、前記放熱フィンは、前記金属板の平面から垂直に起立させるとともに、幅方向の一端側と他端側の高さを異ならせて各先端を前記平面に対して傾斜させた傾斜面が形成され、前記放熱フィンの他端側と前記平面との間に、前記放熱フィンを切削により傾斜させるときに生ずるスクラップの基部を一時的に連結する連結部を形成する。 The radiator is formed by a plurality of radiating fins formed in a plate shape from a metal plate and standing apart from each other, and the radiating fins are erected perpendicularly from the plane of the metal plate, and have one end side and the other end in the width direction. An inclined surface is formed in which the side heights are different and each tip is inclined with respect to the plane, and when the heat dissipation fin is inclined by cutting between the other end side of the heat dissipation fin and the plane. A joint is formed that temporarily connects the bases of the resulting scrap.
以下、本発明による放熱器について、図面により詳細に説明する。図1は、放熱器1を示し、この放熱器1は、所定の熱伝導率を有する例えば鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、等の金属素材、或いは、これらの金属を主成分とする合金からからなる金属板から選択される。金属板2の上面には、板状に形成された複数の放熱フィン3が離間させて起立形成されている。この放熱フィン3は、図3に示すように、金属板2の平面2aに対して垂直に起立されている。なお、複数の放熱フィン3は、後述する形成方法によって、掘り起こし工具を用いて、板状の肉薄な放熱フィン3を金属板2の上面を掘り起こすことにより形成することから、放熱フィン3は、金属板2の平面2aより下がった凹所2bに形成されている。 Hereinafter, the heat sink according to the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
また、放熱フィン3は、図2に示すように、幅方向の一端側3aと他端側3bの平面2aからの高さを異ならせ、各先端を金属板2の平面2aに対して傾斜させた傾斜面3cが形成されている。さらに、放熱フィン3の他端側3bと平面2aとの間には、図2に示すように、放熱フィン3の傾斜面3cを切削により傾斜させるときに生ずるスクラップ4の基部を一時的に連結する連結部5が形成されている。この連結部5の幅Wは、連結されたスクラップ4を屈曲したときに切り離される程度の寸法であり、金属板2、放熱フィン3の板厚によって異なるが、概ね、0.01mm乃至1.0mmとすることが好ましい。連結部5は、手によって切り離す他、傾斜面3cを切削する切削工具によって切断しても良く、いずれにおいても、スクラップ4を切り離した後には、連結部5がほぼ平坦に形成される。 Further, as shown in FIG. 2, the
次に、金属板2の平面2aに対して垂直に起立された放熱フィン3の形成方法について、図6により説明する。放熱フィン3は、先端に刃部20aを有する掘り起こし工具20によって形成される。まず、図6(A)に示すように、掘り起こし工具20の刃部20aは、金属板2よりも離間させた位置としている。この状態では、事前に起立形成させた複数の放熱フィン3が形成されている。その後、図6(B)に示すように、掘り起こし工具20を移動部21により所定の角度とした状態で矢示の方向に移動して、刃部20aを金属板2に当接した後、掘り起こし工具20の傾斜角度を保ちながら前進移動させる。刃部20aを金属板2に当接する位置は、放熱フィン3の板厚によって決められる。 Next, a method of forming the
その後、図6(C)に示すように、掘り起こし工具20を所定の深さに達するまで前進なお、移動させることにより、所定の高さと板厚とした放熱フィン3が起立形成される。この状態では、放熱フィン3が傾斜している。その後、掘り起こし工具20を図6(A)(B)に示すように前進移動させて、次の放熱フィン3を起立形成するとき、図6(C)に示すように、移動部21の前方から垂下している押圧板22の下端が、事前に形成された傾斜した放熱フィン3の先端側に当接し、掘り起こし工具20と一体に前進移動するときに、事前に形成された傾斜した放熱フィン3を押圧し、図6(C)に示すように、事前に形成された放熱フィン3が、金属板2の平面に対して垂直に形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 6(C), the digging
さらに、次の放熱フィン3を起立形成するために、移動部21によって掘り起こし工具20を原点位置まで後退させる。その後、図6(A)乃至、図6(D)の工程を繰り返すことにより、金属板2の上面には、金属板2の平面2aに対して垂直な複数の板状の放熱フィン3が離間して起立形成される。複数の放熱フィン3の間隔及び枚数は、所望の放熱器1によって適宜決められる。なお、図6に示した放熱フィン3を垂直に形成する工方法については、一例を示すものであり、他の周知の方法であっても良い。 Furthermore, in order to form the
以上のように金属板2の平面2aに対して垂直に形成された放熱フィン3は、四角形に形成されている。この放熱フィン3を図5に示す工程により、先端を金属板2の平面2aに対して傾斜させた傾斜面3cを形成する。 As described above, the
まず、図5(A)に示すように、切削工具10の先端に形成された刃部10aを、放熱フィン3の他端側3bから離間させた放熱フィン3の先端に当接する。そして、図5(B)に示すように、切削工具10を所定の傾斜角度を保ちながら矢示の方向に移動させ、停止位置Pで停止することにより、放熱フィン3の先端を傾斜させて切削することにより、小寸のスクラップ4が形成される。停止位置Pは、他端側3bから僅かに離間した位置であり、他端側3bから寸法は、その後切削されるスクラップ4の基部が互いに連結される寸法とし、他端側3bから停止位置Pの間を連結部5としている。これにより、小寸のスクラップ4の基部は、一時的に連結部5に連結される。 First, as shown in FIG. 5(A), the blade portion 10a formed at the tip of the
その後、切削工具10を後退させ、所定の厚さのスクラップ4が得られる位置に切削工具10の刃部10aを当接する。そして、図5(C)に示すように、切削工具10を所定の傾斜角度を保ちながら矢示の方向に移動させ、停止位置Pで停止することにより、放熱フィン3の先端を傾斜させて切削した第2のスクラップ4が形成される。この第2のスクラップ4の基部は、先に形成した小寸のスクラップ4の基部と連結し、両者の基部が一時的に連結部5に連結される。このように、切削工具10を進退させながら繰り返し、複数回放熱フィン3の先端を傾斜させて切削することにより、図4に示すように、基部が連結された状態のクラップ4の塊が放熱フィン3の他端側3bに連結される。その後、さらに放熱フィン3の先端を切削すると、図5(D)に示すように、基部が連結された塊の状態の最後のクラップ4が形成され、基部は一時的に連結部5に連結される。 Thereafter, the cutting
このように、切削工具10によって放熱フィン3の先端を傾斜させて切削するとき、放熱フィン3が金属板2の平面2aに対して垂直に形成されているので、切削工具10によって放熱フィン3を押圧しても、面方向に印加されるので、放熱フィン3の屈曲あるいは変形が防止される。 In this way, when cutting the tip of the
最後のクラップ4が形成された状態では、複数の放熱フィン3の先端には、傾斜させた傾斜面3cが形成される。そして、図5(E)の矢示のように、切削工具10を金属板2の平面2aと水平に前進移動させることにより、基部が一時的に連結された状態のクラップ4の連結部5を切り離す。この結果、連結部5は、ほぼ平坦に形成される。この連結部5は、切削工具10を金属板2の平面2aと水平に前進移動した場合には、水平な平面となるが、切削工具10を傾斜した状態で前進移動した場合には、やや傾斜した平面となる、また、クラップ4を手などの外圧によって連結部5から切り離すこともできるが、この場合は粗面となる。 When the
以上説明した本発明は、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。前述した実施例においては、金属板に複の放熱フィンを等ピッチで形成したが、不等間隔に形成するようにしても良い。また、放熱フィンの一端側又は他端側、あるいは、両側に傾斜面を形成するようにしても良い。 The present invention described above is not limited to these embodiments, and can be modified in various ways without departing from the scope of the present invention. In the embodiment described above, a plurality of heat dissipating fins are formed on the metal plate at equal pitches, but they may be formed at unequal intervals. Further, an inclined surface may be formed on one end side, the other end side, or both sides of the radiation fin.
1 放熱器
2 金属板
2a 平面
3 放熱フィン
3a 一端側
3b 他端側
3c 傾斜面
4 スクラップ
5 連結部
10 切削工具1
Claims (3)
前記放熱フィンは、前記金属板の平面から垂直に起立させるとともに、幅方向の一端側と他端側の高さを異ならせて各先端を前記平面に対して傾斜させた傾斜面が形成され、
前記放熱フィンの他端側と前記平面との間に、前記放熱フィンを切削により傾斜させるときに生ずるスクラップの基部を一時的に連結する連結部を形成したことを特徴とする放熱器。A radiator in which a plurality of radiating fins formed in a plate shape from a metal plate are spaced apart and formed in an upright manner,
The radiation fin is made to stand upright perpendicularly from the plane of the metal plate, and is formed with an inclined surface in which the height of one end side and the other end side in the width direction are different and each tip is inclined with respect to the plane,
A radiator characterized in that a connecting portion is formed between the other end side of the radiating fin and the plane to temporarily connect a base of scrap generated when the radiating fin is inclined by cutting.
前記切削工具により各切削時に生じた複数の前記スクラップは、前記連結部において基部が連結させた請求項1に記載の放熱器。The inclined surface of the heat dissipation fin is formed by repeatedly cutting a cutting tool having a blade at the tip toward the other end at a predetermined angle of inclination,
2. The radiator according to claim 1, wherein the plurality of scraps generated during each cutting by the cutting tool are connected by bases at the connecting portion.
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