JP2024066295A - ヒートシンク及びヒートシンク成形金型並びにヒートシンクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィンを離型させるための押出し座を不要とし、フィン同士の間を流れる冷却媒体の流通が押出し座によって妨げられることのない、ヒートシンクを得る。【解決手段】ヒートシンク１０は、ベース１１と、放熱部１２とを備えている。放熱部１２は、ベース１１から突出する複数のフィン１４，１５を有している。ベース１１と複数のフィン１４，１５とは、金属材料により一体成形されている。複数のフィン１４，１５は、隣り合うフィン１４，１５の対向する一対の板面同士の間隔が徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となるように並んでいる。【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒートシンク及びヒートシンク成形金型並びにヒートシンクの製造方法に関する。

半導体やパワーＬＥＤ等の発熱する電子部品には、その冷却のためにヒートシンクが設けられる。ヒートシンクは、アルミニウム、銅、マグネシウム、それらの合金等、熱伝導性が比較的高い金属材料の鋳造によって成形される。

ヒートシンクは、ベースと放熱部とを備えている。放熱部は、ベースから突出する複数のフィンを有している（例えば特許文献１参照）。個々のフィンは板形状をなし、ベースに立設されている。複数のフィンはその板面を相対向させ、互いに平行をなすように並んでいる。特許文献１に示されたヒートシンクの構成例では、放熱部においてフィンの一部をなくし、ベース部の平面を露出させた部位が複数設けられている。このヒートシンクは、露出部位に押出ピンを押し当て成形品を離型させることによって得られる。

特開２００５－３４０２８４号公報

成形品の押出しのため、フィンの一部をなくしてベースの平面を露出させた部位が設けられた場合、複数のフィンが設けられた領域でのフィンの根本側で、鋳造時に生じるバリの処理を行わなければならず、その除去作業が困難である。そこで、特許文献１では、露出部位に、フィンの厚みよりも大きい径を有する押出し座が設けられている。しかしながら、このような押出し座が存在すると、フィン同士の間を流れる冷却媒体の流通経路が狭くなる部分が存在することとなり、その流通が妨げられてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フィンを離型させるための押出し座を不要とし、フィン同士の間を流れる冷却媒体の流通が押出し座によって妨げられることのない、ヒートシンクを得ることを目的とする。また、このヒートシンクを鋳造するのに適したヒートシンク成形金型、及び押出し座のないヒートシンクを製造できるヒートシンクの製造方法を得ることも併せて、本発明の目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明のヒートシンクは、
ベースと前記ベースから突出する複数のフィンとが金属材料により一体成形され、
前記フィンは、当該フィンの突出方向と直交する方向に延びる板形状を有し、板面同士を対向させながら複数並んでいるヒートシンクであって、
前記複数のフィンは、隣り合うフィンの対向する板面同士の間隔が徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となっている。

また、本発明のヒートシンク成形金型は、
ベースと前記ベースから突出する複数のフィンとが金属材料により一体成形されたヒートシンクを成形するヒートシンク成形金型であって、
前記複数のフィンを成形する一対のフィン成形部を備え、
前記一対のフィン成形部は、それぞれ、金型基部と、当該金型基部から突出し、突出先端に向かって徐々に細くなる複数の櫛片を有する櫛歯部とを有し、互いの前記櫛歯部が相対向した状態で、前記櫛片の突出方向及びその逆方向に移動可能に設けられており、
前記一対のフィン成形部が前記櫛片の突出方向に移動して、前記一対のフィン成形部のそれぞれの前記櫛歯部が組み合わさると、一方のフィン成形部が有する前記櫛片と、他方のフィン成形部が有する前記櫛片とがその並び方向において交互に並び、隣接する前記櫛片の間に複数のフィン成形間隙が形成される。

さらに、本発明のヒートシンクの製造方法は、
金型基部と複数の櫛片を有する櫛歯部とを備えた一対のフィン成形部を、互いの前記櫛歯部が相対向するように配置し、前記一対のフィン成形部をそれぞれ前記櫛片の突出方向に移動させて型閉じし、前記一対のフィン成形部がそれぞれ有する前記櫛歯部を組み合わせ、一方のフィン成形部が有する前記櫛片と、他方のフィン成形部が有する前記櫛片とがその並び方向において交互に並び、隣接する前記櫛片の間に複数のフィン成形間隙を形成する型閉じ工程と、
前記フィン成形間隙に金属材料を導入する材料導入工程と、
前記一対のフィン成形部を前記櫛片の突出方向とは逆方向へ移動させ、前記フィン成形部同士を離間させて型開きする型開き工程と、
を備えた。

本発明のヒートシンクが有する複数のフィンは、次のようにして製造することができる。まず、複数の櫛片からなる櫛歯部を備えた一対のフィン成形部を準備し、それぞれの櫛片同士を組み合わせて一方のフィン成形部の櫛片と他方のフィン成形部の櫛片とが交互に並び、隣接する櫛片間にフィン成形間隙を形成する。次いで、当該間隙に金属材料を導入し、その後、一対のフィン成形部をそれぞれ逆方向に移動させて離間させる。一対のフィン成形部の櫛歯部がそれぞれ有する櫛片は、この方向に抜けるための抜き勾配を有し、突出先端に向かって徐々に細くなる台形状に形成されている。一対のフィン成形部がそれぞれ逆方向に抜けることでフィンが離型するため、隣り合うフィンの対向する板面同士の間隔が徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となっている複数のフィンが形成される。

成形されたフィンから一対のフィン成形部が離型する際、その成形されたフィンを挟む櫛片はそれぞれ逆方向に移動する。成形されたフィンを挟む櫛片が同じフィン突出方向へ移動して離型させる従来の手法と比較し、フィンを挟む櫛片が逆方向へ移動して離型させる方が離型させやすく、そのため、フィンを離型させるための押出し座が不要となる。押出し座がない構成であれば、ヒートシンクが電子部品に取り付けられた場合に、フィン同士の間を流れる冷却媒体の流通が押出し座によって妨げられることがなく、冷却媒体をスムーズに流通させることができる。これにより、フィンに接する冷却媒体の入れ替わりがスムーズに行われ、フィンによる放熱効率を高めることができる。

また、本発明のヒートシンク成形金型及びヒートシンクの製造方法では、型閉じにより、一対のフィン成形部の櫛歯部同士が組み合わさって複数のフィン成形間隙が形成され、当該間隙に金属材料を流し込む。その後、型開きをすれば、押出し座のない本発明のヒートシンクが得られる。そのため、本発明のヒートシンクを製造することに適している。

ヒートシンクを示す斜視図。 ヒートシンクを示す平面図。 ヒートシンクの製造に用いられる固定金型及び可動金型を示す概略図であり、（ａ）は型開き状態、（ｂ）は型閉じ状態をそれぞれ示している。 第１スライド金型を示す平面図。 第２スライド金型を示す平面図。 型閉じ時において、一対のフィン成形スライド金型及び一対の成形用突出部が組み合わさった状態を示す概略平断面図。 図６において櫛歯部同士が組み合わさった部分の拡大図。 ヒートシンクを製造する際の型閉じ工程において、フィン成形スライド金型の動きを示す概略図であり、（ａ）は型閉じ前の状態、（ｂ）は型閉じ状態をそれぞれ示している。 ヒートシンクを製造する際の型開き工程において、フィン成形スライド金型の動きを示す概略図であり、（ａ）は型開き前の状態、（ｂ）は型開き途中の状態をそれぞれ示している。 型開き工程において、型開き位置における可動金型を示す概略図。 型開き工程において、櫛片が抜ける様子を従来の製造方法と本実施形態の製造方法とで比較した概略図であり、（ａ）は従来の製造方法で櫛片が抜ける様子を示し、（ｂ）は本実施形態の製造方法で櫛片が抜ける様子をそれぞれ示している。 別形態のヒートシンクを示す斜視図。 別形態のシートシンクを示す平面図。

以下、本発明を具体化した一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（ヒートシンクの構成）
図１及び図２に示すように、ヒートシンク１０はベース１１と放熱部１２とを備え、それらが同じ金属材料で一体成形されている。金属材料としては、アルミニウム、銅、マグネシウム、それらの合金等、熱伝導性が比較的高いものが用いられる。

ヒートシンク１０のベース１１は板形状を有し、平面視において四角形状に形成されている。ベース１１の四隅には、ヒートシンク１０を電子部品等に取り付ける際の取付け孔１３が形成されている。

放熱部１２は、ベース１１が有する一対の板面のうち一方の板面（以下「上面」という）に設けられ、ベース１１の上面から突出している。放熱部１２は複数のフィン１４，１５を有し、個々のフィン１４，１５はベース１１の上面に対して垂直に立設されている。各フィン１４，１５はその突出方向と直交する方向に延びる略四角形の板形状をなし、板面同士を相対向させて一方向に並んでいる。各フィン１４，１５は、ベース１１よりも薄く形成されている。各フィン１４，１５は、その突出方向から見た平面視において、それが延びる方向の略全域にわたって切れ目なく設けられている。各フィン１４，１５は、その突出方向の全域にわたり同一の厚さを有している。

複数のフィン１４，１５は、一対の外側フィン１４と、複数の内側フィン１５とを有している。一対の外側フィン１４は、フィン１４，１５の突出方向からみた平面視においてフィン並び方向の両端にそれぞれ設けられている。内側フィン１５は、一対の外側フィン１４の間に複数設けられている。

内側フィン１５は、平面視において、その延びる方向の全域にわたり同一厚さを有している。隣り合う内側フィン１５の対向する板面同士の間隔は徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となっている。隣り合う内側フィン１５同士は、等脚台形の斜辺をなすように配置されている。

各外側フィン１４は、平面視において、一対の板面のうちの外面１４ａがフィン並び方向と直交している。これに対し、各外側フィン１４の内面１４ｂは、それと対向する内側フィン１５の板面との間隔が徐々に広がるように形成されている。その間隔の広がり方向は、その隣で、隣り合う内側フィン１５の対向する板面同士の間隔が広がる方向と逆となっている。平面視において、外側フィン１４の内面１４ｂと、それと対向する内側フィン１５の板面とは、等脚台形の斜辺をなすように傾斜している。そのため、各外側フィン１４は、それぞれ、平面視において直角台形をなし、外側フィン１４の延びる方向において一端側から他端側まで連続して厚さが変化している。外側フィン１４が延びる方向において、その一端の厚さは内側フィン１５の厚さと同じであり、他端の厚さは内側フィン１５よりも厚く形成されている。

（ヒートシンクの製造方法）
上記ヒートシンク１０は、ダイカスト等の技術を用いて鋳造により成形される。ヒートシンク１０の鋳造には、図３に示すように、固定金型２０と可動金型３０とが用いられる。固定金型２０及び可動金型３０は、いずれもヒートシンク成形金型に相当する。

ヒートシンク１０の製造方法として、型閉じ工程と、材料導入工程と、型開き工程と、取出し工程とを有している。型閉じ工程では、固定金型２０と可動金型３０とを型閉じする。材料導入工程では、型閉じによって形成されたヒートシンク成形間隙５３（後述する図７参照）に、金属材料Ｍ（図９（ａ）参照）を導入する。型開き工程では、可動金型３０を固定金型２０から離間させて型開きする。取出し工程では、成形品Ｐ（後述する図１０参照）を取り出す。まず、固定金型２０及び可動金型３０について、図３乃至図７を用いて説明する。

図３（ａ）に示すように、固定金型２０は鋳造装置等に固定されている。固定金型２０の分割面には、収容凹部２１が設けられている。収容凹部２１は、固定金型２０に可動金型３０が組み合わされて型閉じされた場合に、可動金型３０の側の部材を収容する。

可動金型３０は固定金型２０に対して接離する方向に移動可能に設けられ、型閉じ位置と型開き位置との範囲で移動する。図３（ｂ）に示すように、型閉じ位置では可動金型３０は固定金型２０と組み合わされ、ヒートシンク１０を成形するヒートシンク成形間隙５３が形成される（後述する図７参照）。一方、型開き位置では、可動金型３０は固定金型２０から離間する。

可動金型３０は、一対のスライドコア３１，３２を有している。一対のスライドコア３１，３２は、図３（ａ）に示すように可動金型３０の分割面に設けられている。一対のスライドコア３１，３２は、可動金型３０の移動方向と直交する方向に沿って、可動金型３０の移動に伴って互いに接離する方向へ移動する。分割面を平面視した場合に、一対のスライドコア３１，３２は同一直線上を移動する。

一対のスライドコア３１，３２の移動方向における両者の間には、成形ブロック３３が設けられている。成形ブロック３３は可動金型３０の一部であり、固定金型２０に向けて突出している。成形ブロック３３は、可動入子として可動金型３０とは別に設けられ、可動金型３０と一体化されていてもよい。成形ブロック３３の突出端面３３ａは可動金型３０の分割面を形成し、当該突出端面３３ａにはヒートシンク１０のベース１１を成形するキャビティ３４が設けられている。一対のスライドコア３１，３２は、成形ブロック３３を間に挟みながら両者同期して接離する。一対のスライドコア３１，３２を同期移動させる構成は任意であり、固定金型２０に設けられたアンギュラピン（図示略）をスライドコア３１，３２に挿入する構成等、既知の構成が採用される。型閉じ位置では、各スライドコア３１，３２は固定金型２０の収容凹部２１に収容される。

可動金型３０は、成形品Ｐを取り出すための押出ピン３５を有している。押出ピン３５は、可動金型３０の移動方向に沿って延びる棒状部材である。押出ピン３５の先端は、成形ブロック３３の突出端面３３ａに設けられたキャビティ３４の底面に配置され、その位置を基準として、固定金型２０の側に向けて突出する位置との間で移動可能に設けられている。

可動金型３０は、一対のフィン成形スライド金型３６，３７を有している。一対のフィン成形スライド金型３６，３７はフィン成形部に相当し、ヒートシンク１０が有する複数のフィン１４，１５を成形する。図３（ａ）に示すように、一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、成形ブロック３３の突出端面３３ａの上で移動可能に設けられている。一対のフィン成形スライド金型３６，３７のうちの一方は一対のスライドコア３１，３２の一方に、他方は一対のスライドコア３１，３２の他方に取り付けられている。一対のスライドコア３１，３２が移動すると、それぞれに取り付けられたフィン成形スライド金型３６，３７がスライドコア３１，３２と一緒に移動する。そのため、可動金型３０の移動に合わせて両フィン成形スライド金型３６，３７も互いに接離する方向に移動する。

図４及び図５に示すように、一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、第１スライド金型３６と第２スライド金型３７とで構成されている。第１スライド金型３６は第１フィン成形部に、第２スライド金型３７は第２フィン成形部にそれぞれ相当する。いずれも金型基部４１，４２と、櫛歯部４３，４４とを有している。

櫛歯部４３，４４は、金型基部４１，４２の端面４１ａ，４２ａから突出する複数の櫛片４５，４６を有している。櫛歯部４３，４４が設けられた金型基部４１，４２の端面４１ａ，４２ａは、櫛片４５，４６の突出方向に対して垂直をなしている。また、可動金型３０の分割面を平面視した場合に、櫛片４５，４６が並ぶ櫛片並び方向における端面４１ａ，４２ａの幅Ｗは、第１スライド金型３６と第２スライド金型３７とで同じに設定されている。

第１スライド金型３６が有する櫛歯部４３の各櫛片４５は、すべて同じ寸法（上底、下底及び高さ寸法）の等脚台形をなしている。各櫛片４５の櫛片並び方向におけるピッチも、すべて同じである。各櫛片４５の高さ（紙面と直交する方向の寸法）は、成形するヒートシンク１０が有するフィン高さと同じ寸法に設定されている。第２スライド金型３７が有する櫛歯部４４の各櫛片４６は、いずれも第１スライド金型３６の櫛片４５と同じ寸法の等脚台形である。第２スライド金型３７の各櫛片４６のピッチ、高さについても、第１スライド金型３６の櫛片４５と同じに設定されている。ただ、一対のフィン成形スライド金型３６，３７のうち、一方が有する櫛片数は、他方が有する櫛片数よりも１つ少ない。この実施形態では、一例として、第１スライド金型３６の櫛歯部４３が有する櫛片数は５つであり、第２スライド金型３７の櫛歯部４４が有する櫛片数は６つである。

一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、可動金型３０において次のように配置されている。図６に示すように、一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、互いの櫛歯部４３，４４の先端が相対向するように配置されている。可動金型３０の分割面を平面視した場合において、一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、一対のスライドコア３１，３２が移動する直線と同じ一直線上を移動する。つまり、第１スライド金型３６において、その櫛歯部４３の櫛片４５が突出する方向に延びる中央線Ｌ１（図４参照）と、第２スライド金型３７において、その櫛歯部４４の櫛片４６が突出する方向に延びる中央線Ｌ２（図５参照）とが一致している。なお、中央線Ｌ１，Ｌ２における「中央」とは、櫛片並び方向の中央を意味する。一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、この中央線Ｌ１，Ｌ２の方向に沿って互いに接離する方向へ、つまりそれぞれの櫛片４５，４６が突出する方向とその逆方向へ移動する。

図７に拡大して示すように、第１スライド金型３６が有する各櫛片４５の中央線Ｌ３（図４参照）は、第２スライド金型３７が有する櫛片４６同士の間の中央線Ｌ６（図５参照）と一致している。また、第２スライド金型３７が有する各櫛片４６の中央線Ｌ４（図５参照）と、第１スライド金型３６が有する櫛片４５同士の間の中央線Ｌ５（図４参照）とが一致している。なお、図４には一つの櫛片４５について中央線Ｌ３を示し、図５では櫛片４６同士の間が複数ある中の一つについて中央線Ｌ６を示している。同様に、図４には一つの櫛片４５について中央線Ｌ３を示し、図５では櫛片４６同士の間が複数ある中の一つについて中央線Ｌ６を示している。同様に、図５では一つの櫛片４６について中央線Ｌ４を示し、図４では櫛片４５同士の間が複数ある中の一つについて中央線Ｌ５を示している。

そして、型閉じされると、第１スライド金型３６の櫛歯部４３と第２スライド金型３７の櫛歯部４４とが、成形ブロック３３の突出端面３３ａに形成されたキャビティ３４の上で組み合わされる。この時、第２スライド金型３７が有する櫛片４６同士の間に、第１スライド金型３６が有する一つの櫛片４５が入り込んでいる。そのため、第１スライド金型３６の櫛片４５と第２スライド金型３７の櫛片４６とが、櫛片並び方向に沿って交互に並んでいる。また、第１スライド金型３６の櫛片４５の先端面４５ａは、第２スライド金型３７における金型基部４２の端面４２ａに当接し、第２スライド金型３７の櫛片４６の先端面４６ａは、第１スライド金型３６における金型基部４１の端面４１ａに当接している。

このように櫛歯部４３，４４同士が組み合わされることにより、キャビティ３４の上で、隣接する第１スライド金型３６の櫛片４５と第２スライド金型３７の櫛片４６との間には、複数の内側フィン成形間隙５１が形成される。内側フィン成形間隙５１は、フィン成形間隙に相当する。なお、外側フィン成形間隙５２については後述する。複数の内側フィン成形間隙５１のうち、隣り合う内側フィン成形間隙５１は、分割面を平面視した場合において、等脚台形の斜辺に沿って切れ目なく延び、その延びる方向の全域にわたって同一厚さを有している。

ちなみに、図３（ｂ）は、櫛歯部４３，４４同士が互いに組み合わさった第１スライド金型３６及び第２スライド金型３７を、その側方から見た状態を示している。図３（ｂ）に示すように、型閉じ時には、第１スライド金型３６及び第２スライド金型３７は固定金型２０の収容凹部２１に収容されている。

図６に戻り、ヒートシンク１０が有する複数のフィン１４，１５を成形するための成形部として、一対のフィン成形スライド金型３６，３７に加え、一対の成形用突出部２２，２３が用いられる。一対の成形用突出部２２，２３は、固定金型２０の一部として設けられている（図３（ａ）参照）。なお、一対の成形用突出部２２，２３が固定金型２０とは別で設けられた固定入子の一部として構成され、固定入子が固定金型２０と一体化されていてもよい。

一対の成形用突出部２２，２３は、型閉じ時において、組み合わさった櫛歯部４３，４４の櫛片並び方向の両側方にそれぞれ配置される。一対の成形用突出部２２，２３は、第１突出部２２と第２突出部２３とで構成されている。なお、図３（ａ）では、第１突出部２２だけが示されている。型開きにより可動金型３０が固定金型２０から離間すると、一対の成形用突出部２２，２３は、一対のフィン成形スライド金型３６，３７から離れて固定金型２０の側に残る。なお、第１突出部２２は第３フィン成形部に、第２突出部２３は第４フィン成形部に相当する。

図３（ａ）、図６及び図７に示すように、第１突出部２２及び第２突出部２３は、それぞれフィン成形面２４，２５を有している。いずれのフィン成形面２４，２５も、その高さ（図６及び図７の紙面と直交する方向の寸法）は、フィン成形スライド金型３６，３７が有する櫛片４５，４６の高さと同じに設定されている。図６に示す平面視において、各フィン成形面２４，２５はフィン成形スライド金型３６，３７の移動方向と平行をなしている。各フィン成形面２４，２５は、ヒートシンク１０の放熱部１２の両外面を成形する。

型閉じ時において、各フィン成形面２４，２５は、成形ブロック３３の突出端面３３ａからその突出端面３３ａに対して垂直に立ち上がる。図６及び図７に示すように、一対のフィン成形スライド金型３６，３７の櫛歯部４３，４４同士が組み合わさった部分は、両フィン成形面２４，２５によって挟み込まれる。各フィン成形面２４，２５は、第２スライド金型３７の櫛歯部４４が有する複数の櫛片４６のうち、櫛片並び方向の両端に設けられた櫛片４６とそれぞれ隣接する。隣り合う櫛片４６とフィン成形面２４，２５と間には、外側フィン成形間隙５２が形成される。外側フィン成形間隙５２は、櫛片４６の斜辺とフィン成形面２４，２５とで形成される。そのため、外側フィン成形間隙５２は、長尺の四角形状をなす内側フィン成形間隙５１と異なり、直角台形状をなし、その延びる方向に沿って厚さが連続して変わる。

このように、型閉じ時には、成形ブロック３３の突出端面３３ａに形成されたキャビティ３４と、外側フィン成形間隙５２と、内側フィン成形間隙５１とで、ヒートシンク１０を成形するヒートシンク成形間隙５３が形成される。また、組み合わさった第１スライド金型３６の櫛歯部４３及び第２スライド金型３７の櫛歯部４４は、成形ブロック３３の突出端面３３ａからの立ち上がり方向における上端面が、固定金型２０の収容凹部２１の底面２１ａ（図３（ａ）参照）と全面的に当接する。これにより、外側フィン成形間隙５２及び内側フィン成形間隙５１は、前記立ち上がり方向の上端が収容凹部２１の底面２１ａで閉塞される。

以上説明した固定金型２０及び可動金型３０を使用してヒートシンク１０を製造する方法について、図８乃至図１０を参照しながら説明する。なお、図８及び図９では、フィン成形スライド金型３６，３７や成形用突出部２２，２３の図示が簡略化され、櫛片４５，４６の数も減らされている。

型閉じ工程では、型開き位置に配置されて固定金型２０から離間している可動金型３０を固定金型２０に接近する方向へ移動させ、固定金型２０と組み合わせて型閉じする。図８（ａ）に示すように、互いに離間していた一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、可動金型３０の移動に伴って、一対の成形用突出部２２，２３が有するフィン成形面２４，２５同士の間を、互いに接近する方向へ同期移動する。型閉じ時には、図８（ｂ）に示すように、第１スライド金型３６の櫛歯部４３と、第２スライド金型３７の櫛歯部４４とがキャビティ３４の上で組み合わされ、ヒートシンク成形間隙５３が形成される。この型閉じ工程では、押出ピン３５の先端は固定金型２０の側へ突出しない基準位置で保持されている。

続く材料導入工程では、ヒートシンク成形間隙５３に溶融させた金属材料Ｍを導入する。これにより、図９（ａ）に示すように、ヒートシンク成形間隙５３に金属材料Ｍが充填される。ヒートシンク成形間隙５３のうちキャビティ３４に金属材料Ｍが充填されることにより、ヒートシンク１０のベース１１が成形される。ヒートシンク成形間隙５３のうち外側フィン成形間隙５２に金属材料Ｍが充填されることにより、外側フィン１４が成形される。また、内側フィン成形間隙５１に金属材料Ｍが充填されることにより、内側フィン１５が成形される。

次に、型開き工程では、固定金型２０と組み合わされている可動金型３０を、固定金型２０から離間する方向へ移動させて型開きする。図９（ｂ）及び図１０に示すように、櫛歯部４３，４４同士が組み合わされていた一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、可動金型３０の移動に伴ってスライドコア３１，３２と共に、互いに離間する方向へ移動する。これにより、一対の成形用突出部２２，２３及び一対のフィン成形スライド金型３６，３７が成形品Ｐから離間し、成形ブロック３３の突出端面３３ａには成形品Ｐが残される。

その後、図１０に二点鎖線で示すように、押出ピン３５の先端をキャビティ３４の底面から突出させると成形品Ｐがキャビティ３４から取り出され、本実施形態の構成を有するヒートシンク１０が得られる。

（本実施形態によって得られる効果）
以上のとおり説明した本実施形態のヒートシンク１０、当該ヒートシンク１０の製造方法、当該製造方法に用いられる固定金型２０及び可動金型３０によれば、次の効果を得ることができる。

（１）ヒートシンク１０はその放熱部１２が複数のフィン１４，１５によって形成され、個々のフィン１４，１５はその延びる方向に沿って切れ目がない。特に、外側フィン１４同士の間に複数又は多数設けられる内側フィン１５については、その延びる方向に沿って同じ厚さを有している。つまり、ヒートシンク１０には押出し座が設けられていない。
そのため、ヒートシンク１０が電子部品等に取り付けられた場合に、フィン１４，１５同士の間を流れる冷却媒体の流通が押出し座の存在によって妨げられることなく、スムーズに冷却媒体を流通させることができる。これにより、フィン１４，１５に接する冷却媒体の入れ替わりがスムーズに行われ、フィン１４，１５による放熱効率を高めることができる。

（２）外側フィン１４及び内側フィン１５は、その突出方向の全域にわたり同一の厚さを有しているため、フィン１４，１５がその基端側ほど幅広となる台形状をなす場合と比べ、フィン１４，１５同士の間の隙間をより狭くすることができる。フィン１４，１５同士の間の隙間を狭くできれば、放熱部１２により多くのフィン１４，１５を設けることができる。

（３）ヒートシンク１０が有する複数のフィン１４，１５には、一対の外側フィン１４と、その間に設けられた内側フィン１５とがある。外側フィン１４は、平面視において直角台形をなし、その延びる方向において一端は内側フィン１５よりも厚く形成されている。放熱部１２の最も外側に設けられた外側フィン１４は内側フィン１５よりも外力が作用しやすいため、その外側フィン１４を内側フィン１５よりも厚く形成することにより、放熱部１２の強度を高めることができる。

（４）外側フィン１４の内面１４ｂと、それと隣り合う内側フィン１５の対向面との間隔、内側フィン１５の対向する板面同士の間隔は、いずれも徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となっている。そして、このヒートシンク１０には押出し座が設けられていない。

このようなヒートシンク１０を製造する場合、複数のフィン１４，１５の成形には、固定金型２０に設けられた一対の突出部２２，２３と、可動金型３０に設けられた一対のフィン成形スライド金型３６，３７とが用いられる。一対のフィン成形スライド金型３６，３７は、それぞれ複数の櫛片４５，４６を有する櫛歯部４３，４４を備え、互いの櫛歯部４３，４４を相対向させて接離する方向に移動可能に設けられている。型閉じによって両者の櫛歯部４３，４４が組み合わさると、一方の櫛片４５と他方の櫛片４６とが交互に並び、隣り合う櫛片４５，４６同士の間に内側フィン成形間隙５１が形成される。型開きの際は、フィン成形スライド金型３６，３７の移動により、平面視において成形品Ｐのフィン並び方向と直交する方向に櫛片４５，４６が抜ける。

一対のフィン成形スライド金型３６，３７の櫛歯部４３，４４がそれぞれ有する櫛片４５，４６は、この方向に抜けるための抜き勾配を有し、突出先端に向かって徐々に細くなる等脚台形に形成されている。一対のフィン成形スライド金型３６，３７がそれぞれ逆方向に抜けることでフィン１４，１５が離型するため、隣り合うフィン１４，１５の対向する板面同士の間隔が徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となっている複数のフィン１４，１５が形成される。

ところで、図１１（ａ）に示すように、従来のヒートシンク１が有する複数のフィン２は、一つのフィン成形金型３を用いて成形されていた。従来のフィン成形金型３は複数の櫛片４を備え、ベース５を成形するキャビティ６に櫛片４の先端を向け、キャビティ６に向けて接離する方向に移動可能に設けられていた。そのため、型開き時は、フィン成形金型３を矢印で図示したフィン突出方向に移動させることになる。

この従来のフィン成形金型３及びそれを用いた製造方法では、一方向に移動するフィン成形金型３に成形されたヒートシンク１が追従して離型しづらい。そのため、成形されたヒートシンク１をフィン成形金型３から離型させるべく、押出し座（図示略）が設けられてそこに押出ピンが押し当てられる。押出し座（図示略）は、その厚みがフィン２の厚みよりも大きいため、フィン２同士の間の隙間を流れる冷却媒体の流通を妨げる原因となる。

また、成形された個々のフィン２は、図１１（ａ）に示すように、型開き時に、その両側を挟む櫛片４によってフィン突出方向に引っ張られるため、フィン２の突出端部が折れやすい。特に、フィン２の厚さを薄くするとその問題は顕著となるため、フィン２を薄くしづらいという問題があった。

さらに、フィン２の突出端部が仮に折れてしまうと、固まった金属材料Ｍの一部が櫛片４間に残る。その場合、櫛片４のピッチが狭いと櫛片４間に残った金属材料Ｍの一部を除去しづらいため、フィン２を成形するための空間である櫛片４の間の隙間を狭くしづらい。それに加え、従前のフィン成形金型３はフィン突出方向に移動するため、従来のフィン２にはその突出方向に抜き勾配を形成する必要がある。この場合、従来のフィン２はその基端ほど幅広となるため、その点でもフィン２同士の隙間を狭くしづらい。その結果、ベース５に設けられるフィン２の数を増やしづらいという問題もあった。

これに対し、本実施形態の製造方法によれば、フィン１４，１５の成形には、前述したように、互いに接離する方向へ移動する一対のフィン成形スライド金型３６，３７が用いられる。そして、第１スライド金型３６が有する櫛片４５と、第２スライド金型３７が有する櫛片４６とで内側フィン成形間隙５１が形成される。型開き時には、図１１（ｂ）に示すように、個々の内側フィン１５を挟む櫛片４５，４６がそれぞれ別方向に移動して抜けるため、個々の内側フィン１５の両面に作用する力の方向も逆方向となる。

内側フィン１５を挟む櫛片４５，４６がそれぞれ逆方向に移動することで、内側フィン１５が櫛片４５，４６から離型するため、従来のフィン成形金型３のように一方向のみ移動する場合と比較して、離型させやすい。そのため、成形品Ｐのフィン１４，１５を離型させるための押出し座を放熱部１２に設ける必要がない。これにより、フィン１４，１５の対向する板面の間隔は徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となり、押出し座も設けられていない。つまり、本実施形態のヒートシンク１０を製造することに適している。それに加え、型開き時に、個々の内側フィン１５の両側に作用する力の方向も逆方向となるため、櫛片４５，４６が抜ける際に内側フィン１５の各端部が折れづらい。そのため、従来の製造方法を用いた場合よりも、内側フィン１５の厚さを薄くすることができる。

また、本実施形態の製造方法によれば、フィン１４，１５の突出方向に櫛片４５，４６を抜くための抜き勾配が形成されず、その突出方向の全域で同一厚さを有するフィン１４，１５を成形できる。そのため、フィン１４，１５同士の間の隙間をより狭くして、より多くのフィン１４，１５を設けることができる。このように、フィン１４，１５の厚さをより薄くし、かつより多くのフィン１４，１５を設けることが可能なため、放熱部１２の表面積を増やしてヒートシンク１０の冷却性能を高めることができる。そして、フィン１４，１５の突出高さを低くしても、少なくとも従来と同程度の冷却性能を確保できることから、冷却性能を維持しながらヒートシンク１０を小型化かつ軽量化することができる。さらに、フィン１４，１５の突出方向に抜き勾配が形成されないため、フィン１４，１５のピッチ設定の自由度が高まる。これにより、冷却性能、大きさ、重さ等を必要に応じて変更し、ヒートシンク１０のバリエーションを増し、需要者の様々な要求に応えることができる。

その他、フィン１４，１５同士の間隔を狭くし、より多くのフィン１４，１５が設けられたヒートシンク１０を製造する場合でも、個々のフィン１４，１５を成形するフィン成形間隙５１，５２は、一対のフィン成形スライド金型３６，３７の櫛片４５，４６同士が組み合わさって形成される。そのため、各フィン成形スライド金型３６，３７の櫛歯部４３，４４では、櫛片４５，４６同士のピッチが広くなり、櫛片４５，４６の加工が容易となる。櫛歯部４３，４４における櫛片４５，４６は、同じ寸法に設定された等脚台形をなしている。この点においても、櫛片４５，４６の形状が個々に異なっていたり、異なる角度の斜辺を有する台形状に形成したりする場合と比べ、櫛片４５，４６の加工が容易となる。

また、型開きにおいて櫛片４５，４６を抜いた際に、フィン１４，１５の端部に折れが生じた場合でも、櫛片４５，４６同士のピッチが広いことから、櫛片４５，４６同士の間に残った金属材料Ｍを取り除きやすい。

なお、本発明は、上記実施形態のヒートシンク１０やその製造方法に限定されるものではなく、例えば次のような形態としてもよい。

（ａ）外側フィン１４を省略し、内側フィン１５に相当するものだけで放熱部１２が構成されていてもよい。この場合、放熱部１２の両外側に配置されるものは、それよりも内側で隣接するものと等脚台形の斜辺をなす。

（ｂ）放熱部１２を構成する複数のフィン１４，１５について、その突出高さを統一させる必要はなく、所定の領域に設けられたフィン１４，１５の突出高さを他と異ならせてもよい。また、フィン１４，１５同士の間隔についても統一させる必要はなく、他と異なる間隔を有する箇所があってもよい。さらに、隣り合う内側フィン１５同士は、その突出方向から見た平面視において、両者によって形成される台形の斜辺の角度が異なっていてもよい。同様に、外側フィン１４の内面１４ｂと、外側フィン１４と隣接する内側フィン１５とで形成される台形の斜辺の角度も異なっていてもよい。

（ｃ）可動金型３０の移動方向は、上下方向であっても、水平方向であってもよい。

（ｄ）可動金型３０に設けられた一対のスライドコア３１，３２及び一対のフィン成形スライド金型３６，３７が、固定金型２０の側に設けられた構成であってもよい。この場合、固定金型２０に設けられた収容凹部２１及び一対の成形用突出部２２，２３が可動金型３０の側に設けられる。

（ｅ）一対の成形用突出部２２，２３が、固定金型２０の側ではなく、可動金型３０の側に設けられていてもよい。また、一対の成形用突出部２２，２３も、一対のフィン成形スライド金型３６，３７のように、スライド可能に設けられた構成であってもよい。この場合、一対の成形用突出部２２，２３は、成形ブロック３３の突出端面３３ａの上で、一対のフィン成形スライド金型３６，３７の移動方向と直交する方向にスライドさせ、型閉じ時に、外側フィン成形間隙５２が形成される。

（ｆ）一対のフィン成形スライド金型３６，３７において、櫛歯部４３，４４が有する複数の櫛片４５，４６すべてを同じに形成することなく、斜辺の傾きが異なる櫛片４５，４６が設けられていてもよい。櫛片４５，４６の構成は、一対のフィン成形スライド金型３６，３７を用いて製造しようとするヒートシンク１０について、それが有するフィン１４，１５の設計に応じて変更される。

このように櫛片４５，４６の構成を変更したことにより、フィン１４，１５の平面視における厚みが確保される場合は、当該フィン１４，１５の突出端面に押出ピンを当てて成形品Ｐを取り出すような金型構成を採用してもよい。

（ｇ）外側フィン１４及び内側フィン１５を、その突出方向において同一厚さとするのではなく、突出先端からベース１１の側（突出基端側）ほど幅広となる台形状をなすように形成してもよい。

（ｈ）図１２及び図１３に示すように、フィン１４，１５同士の間に横リブ１６が設けられていてもよい。横リブ１６は、隣り合うフィン１４，１５の対向する板面同士が狭くなっている側の端部において、フィン突出方向の中央部に１つ設けられている。横リブ１６は、フィン並び方向からみて、板面同士が広くなっている側に頂点を向けた三角形状をなしている。

横リブ１６が設けられることにより、隣接するフィン１４，１５が横リブ１６によって連結されるため、フィン１４，１５が薄くなってもその強度を向上させることができる。また、横リブ１６を成形するための間隙によってフィン成形間隙５１，５２同士がつながるため、金属材料Ｍを充填する際の湯流れ性が向上する。さらに、横リブ１６の存在によってその部分では冷却媒体の通路が塞がれるものの、横リブ１６は、板面同士が広くなっている側に頂点を向けた三角形状となっている。そのため、冷却媒体の流れの妨げの程度を低くすることができる。

なお、横リブ１６のフィン並び方向から見た形状は任意であり、三角形状でなくても四角形状、丸や楕円などあってもよい。フィン突出方向における配置も任意であり、複数設けられていてもよい。

１０…ヒートシンク、１１…ベース、１４…外側フィン、１５…内側フィン、２０…固定金型（ヒートシンク成形金型）、２２…第１突出部（第３フィン成形部）、２３…第２突出部（第４フィン成形部）、３０…可動金型（ヒートシンク成形金型）、３６…第１スライド金型（第１フィン成形部）、３７…第２スライド金型（第２フィン成形部）、４１，４２…金型基部、４３，４４…櫛歯部、４５，４６…櫛片、５１…内側フィン成形間隙、５２…外側フィン成形間隙。

Claims (7)

1. ベースと前記ベースから突出する複数のフィンとが金属材料により一体成形され、
   前記フィンは、当該フィンの突出方向と直交する方向に延びる板形状を有し、板面同士を対向させながら複数並んでいるヒートシンクであって、
   前記複数のフィンは、隣り合うフィンの対向する板面同士の間隔が徐々に広がり、その広がる方向がフィン並び方向において交互に逆となっている、ヒートシンク。
2. 前記複数のフィンは、その突出方向の全域にわたり同一の厚さを有している、請求項１に記載のヒートシンク。
3. 前記複数のフィンは、前記突出方向から見て、前記対向する板面同士が等脚台形の斜辺をなすように設けられている、請求項１又は２に記載のヒートシンク。
4. 前記複数のフィンは、
   前記フィン並び方向の両端に設けられた外側フィンと、
   前記外側フィン同士の間に設けられた内側フィンと、
   を有し、
   前記外側フィンは前記内側フィンよりも厚く形成されている、請求項１又は２に記載のヒートシンク。
5. ベースと前記ベースから突出する複数のフィンとが金属材料により一体成形されたヒートシンクを成形するヒートシンク成形金型であって、
   前記複数のフィンを成形する一対のフィン成形部を備え、
   前記一対のフィン成形部は、それぞれ、金型基部と、当該金型基部から突出し、突出先端に向かって徐々に細くなる複数の櫛片を有する櫛歯部とを有し、互いの前記櫛歯部が相対向した状態で、前記櫛片の突出方向及びその逆方向に移動可能に設けられており、
   前記一対のフィン成形部が前記櫛片の突出方向に移動して、前記一対のフィン成形部のそれぞれの前記櫛歯部が組み合わさると、一方のフィン成形部が有する前記櫛片と、他方のフィン成形部が有する前記櫛片とがその並び方向において交互に並び、隣接する前記櫛片の間に複数のフィン成形間隙が形成される、ヒートシンク成形金型。
6. 前記一対のフィン成形部を第１フィン成形部及び第２フィン成形部とし、両フィン成形部の前記櫛歯部が組み合わさった場合に、前記櫛片の並び方向の両側から前記両フィン成形部を挟み込む第３フィン成形部及び第４フィン成形部を有し、
   前記第１フィン成形部の前記櫛歯部と前記第２フィン成形部の前記櫛歯部とが組み合わさって形成される前記フィン成形間隙は内側フィン成形間隙であり、
   前記第３フィン成形部及び前記第４フィン成形部はそれぞれフィン成形面を有し、前記櫛歯部同士の組み合わせ部分を一対の前記フィン成形面で挟み込み、前記櫛片の並び方向の両端にそれぞれ配置された櫛片と前記フィン成形面との間に外側フィン成形間隙が形成される、請求項５に記載のヒートシンク成形金型。
7. 金型基部と複数の櫛片を有する櫛歯部とを備えた一対のフィン成形部を、互いの前記櫛歯部が相対向するように配置し、前記一対のフィン成形部をそれぞれ前記櫛片の突出方向に移動させて型閉じし、前記一対のフィン成形部がそれぞれ有する前記櫛歯部を組み合わせ、一方のフィン成形部が有する前記櫛片と、他方のフィン成形部が有する前記櫛片とがその並び方向において交互に並び、隣接する前記櫛片の間に複数のフィン成形間隙を形成する型閉じ工程と、
   前記フィン成形間隙に金属材料を導入する材料導入工程と、
   前記一対のフィン成形部を前記櫛片の突出方向とは逆方向へ移動させ、前記フィン成形部同士を離間させて型開きする型開き工程と、
   を備えたヒートシンクの製造方法。

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