JP3101314U

JP3101314U - かしめ式ヒートシンク

Info

Publication number: JP3101314U
Application number: JP2003272151U
Authority: JP
Inventors: 誠宿谷
Original assignee: MARUSAN ELECTRONICS CO., LTD.
Current assignee: MARUSAN ELECTRONICS CO., LTD.
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2009-10-30

Abstract

【課題】放熱特性の良好なかしめ式ヒートシンクを提供すること。
【解決手段】平らな上面に、複数の溝条１３が所定のピッチｄ１で並列状に形成されると共に各溝条１３間にかしめ用の凹部が形成された金属製ベース板１２と、各々が各溝条１３に嵌合され、各溝条１３間の上面を凹部を介してかしめることにより各溝条１３にかしめ結合された複数の放熱フィン１４とからなり、放熱フィンの厚さｔが、ピッチｄ１に対して一定の比となるように設定され、ピッチｄ１は、強制空冷時の熱抵抗が最小になるように設定されている。それにより、強制空冷型ヒートシンクとして使用するのに好適な放熱特性を示すかしめ式ヒートシンクが得られる。
【選択図】図１

Description

本考案は、電子機器の冷却に使用されるヒートシンクに関し、特に、金属製ベース板と放熱フィンとをかしめ結合により一体化した構造を有するかしめ式ヒートシンクに関する。

かしめ式ヒートシンクは、平板状の金属製ベース板の平らな上面に、複数の溝条を所定のピッチで並列状に形成し、各溝条に薄い板状の放熱フィンを嵌合し、各溝条間の上面をかしめることにより、金属製ベース板に放熱フィンをかしめ結合して一体化している。そして、所望の放熱特性を得るために、ピッチを変化させたり、放熱フィンの厚さを変化させたりしている。

しかしながら、従来のかしめ式ヒートシンクは、特に強制空冷型ヒートシンクとして構成される場合には、放熱特性を良くしようとピッチを小さくして放熱フィンの数を増やしても、必ずしも放熱特性が良くなるとは限らないという問題があった。

そこで、本考案の目的は、上述の課題に鑑みて、放熱特性の良好なかしめ式ヒートシンクを提供することにある。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の考案のかしめ式ヒートシンクは、平らな上面に、複数の溝条が所定のピッチで並列状に形成されると共に前記各溝条間にかしめ用の凹部が形成された金属製ベース板と、各々が前記各溝条に嵌合され、前記各溝条間の前記上面を前記凹部を介してかしめることにより前記各溝条にかしめ結合された複数の放熱フィンとからなり、前記放熱フィンの厚さが、前記ピッチに対して一定の比となるように設定され、前記ピッチは、強制空冷時の熱抵抗が最小になるように設定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の考案のかしめ式ヒートシンクは、請求項１記載の考案に加えて、前記一定の比は０．２でありかつ前記ピッチは３ｍｍであることを特徴とする。

請求項１記載の考案によれば、強制空冷型ヒートシンクとして使用するのに好適な放熱特性を示すかしめ式ヒートシンクが得られる。

請求項２記載の考案によれば、強制空冷型ヒートシンクとして使用する場合に、最も放熱特性の良いかしめ式ヒートシンクが得られる。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、それぞれ、本考案によるかしめ式ヒートシンクの構造を示す正面図および部分拡大図である。

図１において、本考案のかしめ式ヒートシンク１１は、平板状の金属製ベース板１２と複数の放熱フィン１４から構成されている。金属製ベース板１２は、たとえばアルミニウム合金の押出形材からなり、その平らな上面には、複数の溝条１３が所定のピッチｄ１で並列状に形成されている。複数の放熱フィン１４は、それぞれ、金属たとえばアルミニウムの厚さｔの薄い板状に形成されており、各溝条１３に嵌合されかしめ結合されている。

図２は、かしめ式ヒートシンク１１のかしめ固定前の状態を示す部分拡大断面図である。図２に示すように、各溝条１３は、放熱フィン１４の厚さｔよりわずかに大きい幅ｗと、放熱フィン１４の端部をかしめ結合するのに適する深さＤ１を有するように形成されている。

各溝条１３間の上面には、かしめ具（図示しない）の先端を当接させるための並列状の凹部１５が形成されている。この凹部１５は、溝条１３の深さＤ１よりわずかに浅い深さＤ２を有すると共に、その内面が曲面となるように形成されている。また、凹部１５のピッチｄ２は、溝条１３のピッチｄ１と等しくされている。

そこで、放熱フィン１４は、その一方の端部が溝条１３の底部に当たるように嵌合される。このように放熱フィンが嵌合された状態において、各溝条１４間に形成される凹部１５にかしめ具の先端を押圧してかしめることにより、凹部１５の内面が潰れて左右に広がり、それにより、溝条１３の内壁が変形して放熱フィン１４の表面に面接触し、放熱フィン１４の端部がかしめ結合される。

このように、かしめ固定後のかしめ式ヒートシンクは、かしめによって溝条１３の内壁と放熱フィン１４の表面との接触面積が広くなるので、放熱フィン１４の溝条１３への結合強度が高められる。

なお、放熱フィン１４の厚さｔは、溝条１３のピッチｄ１に対して一定の比となるように設定されている。たとえば、放熱フィン１４の厚さｔは、溝条１３のピッチｄ１の０．２倍（すなわち１／５）となるように設定されている。具体的には、溝条１３のピッチｄ１＝４ｍｍの場合には、放熱フィンの厚さｔ＝０．８ｍｍに設定され、ピッチｄ１＝３ｍｍの場合には、ｔ＝０．６ｍｍに設定されている。

このように、放熱フィン１４の厚さｔは、溝条１３のピッチｄ１に対して一定の比となるように設定されているので、ピッチｄ１を変化させた場合、２つの放熱フィン１４の表面間の距離も、ピッチｄ１の変化に比例して変化することになる。上述の例のように、放熱フィン１４の厚さｔが溝条１３のピッチｄ１の０．２倍（すなわち１／５）となるように設定されている場合は、２つの放熱フィン１４の表面間の距離は、ピッチｄ１の０．８倍（４／５）になる。具体的には、溝条１３のピッチｄ１＝４ｍｍおよび放熱フィンの厚さｔ＝０．８ｍｍの場合には、２つの放熱フィン１４の表面間の距離＝３．２ｍｍとなり、ピッチｄ１＝３ｍｍおよびｔ＝０．６ｍｍの場合には、２つの放熱フィン１４の表面間の距離＝２．４ｍｍとなる。

次に、図３は、上述したかしめ式ヒートシンク１１を使用した強制空冷型ヒートシンクの構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢印Ｘ方向から見た略平面図、（Ｃ）は、（Ａ）における矢印Ｙ方向から見た略側面図である。図３においては、かしめ式ヒートシンク１１には、放熱フィン１４を覆う風洞２０が取り付けられている。風洞２１には連絡風洞２１が取り付けられており、連絡風洞２１の中に空冷ファン２２が配置されている。空冷ファン２は、場合により１〜３個が連絡風洞２１中に配置され、連絡風洞２１は、風洞２０に送られる空冷ファン２２の風を広げたり狭くしたりするために用いられている。

以上のように、かしめ式ヒートシンク１１を使用した強制空冷型ヒートシンクが構成される。強制空冷型ヒートシンクは、空冷ファン２２からの風が連絡風洞２１を介して放熱フィン１４に衝突することにより強制空冷が行われる。

図４は、図３に示した強制空冷型ヒートシンクにおいて溝条１３のピッチｄ１（ｍｍ）を変化させた場合の熱抵抗（℃／Ｗ）の特性を示すグラフである。なお、この特性は、同一寸法の金属製ベース板を用いて、上記に説明したようにピッチｄ１を変化させ、またピッチｄ１の変化に対応して一定の比を保つように放熱フィン１４の厚さも変えながら測定されたものである。

そこで、図４から、ピッチｄ１が大きくなると放熱フィン１４の数が減るので、熱抵抗が大きくなり、逆にピッチｄ１が小さくなると、２つの放熱フィン１４の表面間の距離も狭くなり、強制空冷のための放熱フィン間の風通しが悪くなるので、熱抵抗が再び大きくなることが分かる。したがって、ピッチｄ１を変化させたとき、熱抵抗が最小になる最適なピッチｄ１が存在し、この例ではピッチｄ１＝３ｍｍで熱抵抗が最小になっているのが分かる。

よって、かしめ式ヒートシンク１１を用いて図３のように強制空冷型ヒートシンクとして構成する場合、溝条１３のピッチｄ１＝３ｍｍ、放熱フィン１４の厚さｔ＝０．６ｍｍと設定することにより、熱抵抗が最小になり最も放熱特性の良い強制空冷型ヒートシンクとなる。なお、この場合のその他のパラメータは、溝条１３の幅ｗ＝０．７ｍｍ、溝条１３の深さＤ１＝２．０ｍｍ、凹部１５の深さＤ２＝１．５ｍｍと設定する。

以上の通り、本考案の実施の形態について説明したが、本考案はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

本考案によるかしめ式ヒートシンクの構造を示す正面図である。本考案によるかしめ式ヒートシンクのかしめ固定前の状態を示す部分拡大断面図である。図１および図２に示したかしめ式ヒートシンクを使用した強制空冷型ヒートシンクの構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢印Ｘ方向から見た略平面図、（Ｃ）は、（Ａ）における矢印Ｙ方向から見た略側面図である。図３に示した強制空冷型ヒートシンクにおける溝条のピッチを変化させた場合の熱抵抗の特性を示すグラフである。

符号の説明

１１かしめ式ヒートシンク
１２金属製ベース板
１３溝条
１４放熱フィン
１５凹部

Claims

平らな上面に、複数の溝条が所定のピッチで並列状に形成されると共に前記各溝条間にかしめ用の凹部が形成された金属製ベース板と、
各々が前記各溝条に嵌合され、前記各溝条間の前記上面を前記凹部を介してかしめることにより前記各溝条にかしめ結合された複数の放熱フィンとからなり、
前記放熱フィンの厚さが、前記ピッチに対して一定の比となるように設定され、
前記ピッチは、強制空冷時の熱抵抗が最小になるように設定されている
ことを特徴とするかしめ式ヒートシンク。
前記一定の比は０．２でありかつ前記ピッチは３ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のかしめ式ヒートシンク。