JP4015146B2 - フィンを備えたヒートシンクおよびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、柱状のベース部の側面にフィンを固定するフィンを備えたヒートシンクおよびその製造方法に関する。

ＣＰＵ、素子等の発熱量、発熱密度の増大によって、放熱効率に優れた高性能のヒートシンクが求められている。従来、製造コストの安価なアルミニウムの押し出し材によるヒートシンクが利用されてきた。押し出し材によるヒートシンクは、ベースプレートと放熱フィンとが一体的に形成されるので、製造は容易であるが、製造上の制限によってピッチが限定され細かなピッチでフィンを形成することが技術的に困難であった。更に、フィンの高さも同様に、製造上制限され、高いフィンの形成が技術的に困難であった。

特開２０００−３１３５４号公報に従来のヒートシンクが開示されている。従来のヒートシンクはプレートフィン型ヒートシンクであり、押し出し材による一体型ヒートシンクである。ヒートシンクは、放熱フィンである多数のプレートフィン部とそれと一体のベースプレート部とからなっている。プレートフィン部は、等間隔で且つベースプレート部に対して直角に、多数並設されて一体的に形成されている。ヒートシンクは、上述したように、アルミニウムまたはその合金を押出し成形することによって製造されている。
特開２０００−３１３５４号公報

しかし、この従来のヒートシンクにおいては、上述したように、ベースプレートと放熱フィンとが一体的に形成されるので、製造は容易であるが、製造上の制限によってピッチが限定され細かなピッチでフィンを形成することが技術的に困難であった。更に、フィンの高さも同様に、製造上制限され、高いフィンの形成が技術的に困難であった。従って、放熱効率が劣り、発熱量が多く、発熱密度が高い被冷却部品を効率的に冷却することができないという問題点があった。

更に、ヒートシンクは、アルミニウムの押し出し材が安価で所要の性能を有していたので、製造に際して、押し出し成形後、形成されたフィンを所定の高さの位置で切断して、全体として概ね立方体の形状をしたヒートシンクが得られた。このように形成されたヒートシンクの上面部または側面部にファンが設けられて、強制対流によって冷却が行われていた。

しかし、要求性能が更に高まると、上述した立方体の形状では、ファンからの風の流れを十分に利用することが困難であるという問題点があった。
従って、この発明の目的は、ファンからの風の流れを十分に利用することができ、放熱効率に優れ、発熱量が多く発熱密度が高い被冷却部品を効率的に冷却することができるヒートシンクを提供することにある。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第１の態様は、柱状のベース部と、前記柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、前記溝部の両側部を塑性変形させて前記ベース部に接合された複数のフィンとからなる、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第２の態様は、前記フィンが平板状のフィンからなっており、前記溝部の各々に複数枚のフィンが挿入される、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第３の態様は、前記柱状のベース部が円錐台形状のベース部からなっている、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第４の態様は、前記柱状のベース部が円柱形状のベース部からなっている、フィンを備えたヒートシンクである。
この発明のフィンを備えたヒートシンクの第５の態様は、前記柱状のベース部が多角柱形状のベース部からなっている、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第６の態様は、前記柱状のベース部が円筒形状からなっている、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第７の態様は、前記フィンを挿入する溝部が前記ベース部の長軸方向に対して所定の角度で傾斜して形成されている、フィンを備えたヒートシンクである。
この発明のフィンを備えたヒートシンクの第８の態様は、前記フィンを挿入する溝部が法線に関して所定の角度で傾斜して形成されている、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第９の態様は、前記ベース部の一部に、ベース部の軸線方向に沿ってスリットが形成されている、フィンを備えたヒートシンクである。
この発明のフィンを備えたヒートシンクの第１０の態様は、前記ベース部に接合された複数のフィンの間の空間の少なくとも１部を覆うカバーを備えている、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの第１１の態様は、前記ベース部の中心部の少なくとも一部が長軸方向に沿って削り取られている、フィンを備えたヒートシンクである。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の第１の態様は、柱状（円柱、円筒、円錐台、多角柱）のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部に、フィン材を挿入する溝部を、ベース部の表面に対する法線と所定の一定の角度となるように複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、ベース部の表面とフィン材とが鈍角を形成する部分を塑性変形して、フィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の第２の態様は、柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、押圧治具をベース部の中心方向に移動してフィン材の周辺部を塑性変形してフィン材をベース部に接合し、前記押圧治具をベース部の中心から遠ざかる方向に移動して、フィンを備えたヒートシンクを製造する。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の第３の態様は、中心部の少なくとも一部が長軸方向に沿って削り取られている柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、フィン材の間の空間に変形防止用治具を配置し、押圧治具を削り取られたベース部の中心部に挿入して、ベース部を拡管変形させてフィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の第４の態様は、前記押圧治具を削り取られたベース部の中心部にシートを介して挿入する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。
この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の第５の態様は、前記変形防止用治具は押圧時にはベース部に固定され、押圧終了後に固定が開放される、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。
この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の第６の態様は、前記削り取られたベース部の中心部に挿入される前記押圧治具は、外径を変更する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。

この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の第７の態様は、円錐台形状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、円錐台の側面に対応する階段状の刃部を備えた押圧治具をベース部の中心線と平行に移動して、フィン材の周辺部を塑性変形してフィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。

円柱状のベース部の側面に形成された溝部にフィンを挿入し、溝部の両側部を塑性変形させてフィンをベース部に接合し、フィンを上述したように配置することによって、ファンからの風の流れを十分に利用することが可能で、放熱効率にすぐれたフィンを備えたヒートシンクを得ることができる。

この発明のフィンを備えたヒートシンクおよびその製造方法を図面を参照しながら説明する。
この発明のフィンを備えたヒートシンクの第１の態様は、柱状のベース部と、前記柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、前記溝部の両側部を塑性変形させて前記ベース部に接合された複数のフィンとからなる、フィンを備えたヒートシンクである。上述した柱状のベース部は、円錐台形状のベース部、円柱形状のベース部、多角柱形状のベース部、円筒形状のベース部の何れかであってもよい。

図１は、図１（ａ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの１つの態様の斜視図である。図１（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する部分拡大図である。図１（ａ）に示すように、この発明のヒートシンク１は、円柱状のベース部２と、円柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっている。即ち、図１（ｂ）に示すように、円柱状のベース部２の側面部に複数の溝部６が形成され、このように形成された溝部６のそれぞれにフィン３が挿入され、フィンとフィンの間のベース部の表面部７が押圧治具５によって押圧されて塑性変形して、フィンをベース部の表面部に接合している。塑性変形は、図１（ａ）に符号番号４で示すように、フィンとフィンの間に不連続的に形成してもよく、連続的に形成してもよい。

図２（ａ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンを示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すフィンを説明する図である。図２（ａ）に示すように、ベース部の側面部に形成する複数の溝部の各々には、複数枚のフィンが挿入される。図では２枚のフィンを挿入した例を示す。なお、フィンの材質は同一でもよく、異なる材質のフィン、例えば、銅およびアルミニウム製のフィンであってもよい。ベース部の表面部に形成された溝部に２枚のフィンを挿入し、フィンとフィンの間のベース部の表面部を塑性変形して、フィンをベース部に接合させた後、図２（ｂ）に示すように、２枚のフィンの先端部分を外側に曲げて開く。

このように、１つの溝部に複数枚のフィンを挿入し、接合した後、フィンの先端部を曲げて開くようにすることによって、フィンの密度を高め、放熱面積を大きくすることができ、放熱効果を高めることができる。フィンを所定の形状に曲げることによって、（図示しない）ファンからの風がフィン間を通過する際の抵抗を大きくして、放熱効率を高めることができる。
上述したフィンの取り付け方法は、ベース部の形状にかかわらず、利用することができる。

図３は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの他の１つの態様を説明する断面図である。この態様のヒートシンク１は、円錐台形状のベース部２と、円錐台形状のベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっている。ベース部は、図３に示すように、断面形状が台形の円錐台形状からなっている。フィン３は円錐台形状の表面の傾斜に対応した形状を有している。図に示す例では、フィンの一方の端部は下方に向かって狭くなっている。

円錐台形状の側面部の表面部に形成される複数の溝部は概ね同一深さに形成されて、フィンが挿入される。フィンが挿入された後、フィン間のベース部の表面部を押圧治具によって押圧して、塑性変形し、フィンをベース部の表面部に機械的にかしめて接合する。円錐台形状のベース部は、被冷却部品例えばＣＰＵとの接触面積を広くとることができ、更に、ファンの近くに位置する放熱用のフィンの上方部の面積を大きくすることができる。

図４は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンの取り付け方法を説明する図である。この態様のヒートシンクにおいては、ベース部に接合されるフィンは、ベース部の軸線方向に並行ではなく、所定の角度で傾斜をした状態でベース部の表面部に接合される。図４に示す例では、ベース部２の側面の表面部における軸線方向８に対して、フィン３はαの角度で配置され接合されている。フィンの形状は、ベース部の表面の形状に対応して、中央よりも両端部の幅が大きくなっている。このようにフィンを傾斜した状態でベース部に接合すると、ベース部の上方部に取り付けられたファンからの風がフィン間を通過する際の抵抗を大きくして、放熱効果を高めることができる。

図５は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンの他の取り付け方法を説明する図である。この態様のヒートシンクにおいては、複数のフィン３は、ベース部の側面におけるフィン取り付け部における法線１０と所定の一定の角度（β）を形成するように配置され接合される（符号番号９はフィンの取り付け方向を示す）。このようにフィンを配置することによって、ヒートシンクのフィン部分の高さを小さくすることができる。更に、後述するように、取り付けたフィンを更に曲げる等、使用形態の幅を広げることができる。

図６は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの他の１つの態様を説明する図である。この態様のヒートシンクにおいては、円筒形状のベース部、または円柱形状のベース部の中心線に沿って一部を取り除いた形状のベース部２の一部に複数のスリット１１を設けている。フィンは他の態様と同様に配置され接合されている。即ち、上述した形状のベース部２の側面部に複数の溝部が形成され、このように形成された溝部のそれぞれにフィン３が挿入され、フィンとフィンの間のベース部の表面部が押圧治具によって押圧されて塑性変形して、フィンをベース部の表面部に接合している。スリットの形成によって、ファンから送られた風の動きに変化を与え、放熱効率を高めることができる。特に、円柱形状のベース部の中心線に沿って一部を取り除いた形状のベース部の中央部への風の流れを円滑にし、被冷却部品からベース部の底面部に伝わった熱を効率よく放熱することができる。

図７（ａ）は、全体をカバーで覆ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する斜視図である。図７（ｂ）は、一部をカバーで覆ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する斜視図である。図７（ａ）に示すように、円柱状のベース部２と、円柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっているこの発明のフィンを備えたヒートシンク１の側面部の全体を、カバー１２で覆っている。

更に、図７（ｂ）に示すように、円柱状のベース部２と、円柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっているこの発明のフィンを備えたヒートシンク１の側面部の一部を、カバー１２で覆っている。このように、カバーで側面部の少なくとも一部を覆うことによって、ヒートシンクの上方に配置されたファンのからの送風を、放熱効果が向上するように制御することができる。

図８（ａ）は、ベース部の中央部の一部を削り取ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する断面図である。図８（ｂ）は、ベース部の中央部の全体を削り取ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する断面図である。図８（ａ）に示すように、円柱状のベース部２と、円柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっているこの発明のフィンを備えたヒートシンク１のベース部２の中央部の一部が削り取られて空洞部１３が形成されている。

この態様のヒートシンクにおいては、ベース部の底部に熱的に接続された被冷却部品からベース部に伝わった熱は、空洞部の側面および底面に吹き付けられるファンからの風によって放熱されるので、放熱効率が更に向上する。図８（ｂ）に示すように、円柱状のベース部２と、円柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっているこの発明のフィンを備えたヒートシンク１のベース部２の中央部の全体が削り取られて空洞部１３が形成されている。

この態様のヒートシンクにおいては、例えば、後述するように、空洞部の大きさに対応する金属製の部材を空洞部の底面に挿入する。その結果、ベース部の底部に熱的に接続された被冷却部品からベース部に伝わった熱は、空洞部の側面および底面に吹き付けられるファンからの風によって放熱されるので、放熱効率が更に向上する。更に、別部材を空洞部に組み込むことによって、例えば、ファンの取り付け台として使用することができる。

図９（ａ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンの他の取り付け方法を説明する図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すフィンを接合する状態を説明する図である。図５を参照して説明したヒートシンクの取り付け方法を説明する図である。この態様の、フィンを備えたヒートシンクの製造方法は、柱状（円柱、円筒、円錐台、多角柱）のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部に、フィン材を挿入する溝部を、ベース部の表面に対する法線と所定の一定の角度となるように複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、ベース部の表面とフィン材とが鈍角を形成する部分を塑性変形して、フィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。

即ち、図９（ａ）に示すように、複数のフィン３の各々は、ベース部２の側面におけるフィン取り付け部における法線１０と所定の一定の角度（β）を形成するように形成された溝部に挿入される。次いで、このように溝部に挿入されたフィン３のベース部の側面部と鈍角を形成する側を所定の押圧治具５で押圧して塑性変形させて、フィンをベース部に機械的にカシメて接合する。このようにフィンをベース部に接合することによって、ヒートシンクのフィン部分の高さを小さくすることができ、更に、後述するように、取り付けたフィンを更に曲げる等、使用形態の幅を広げることができる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の１つの態様を説明する図である。この態様の、フィンを備えたヒートシンクの製造方法は、柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、押圧治具をベース部の中心方向に移動してフィン材の周辺部を塑性変形してフィン材をベース部に接合し、前記押圧治具をベース部の中心から遠ざかる方向に移動して、フィンを備えたヒートシンクを製造する。

即ち、図１０（ａ）に示すように、円柱形状のベース部２の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材３を溝部に挿入する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、フィン材の間に配置された押圧治具５をベース部の中心方向に移動してフィン材の周辺部を塑性変形してフィン材３をベース部２に接合する。次いで、図１０（ｃ）に示すように、フィン材３の間の塑性変形した周辺部１４から押圧治具５をベース部の中心から遠ざかる方向に移動する。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。この態様の、フィンを備えたヒートシンクの製造方法は、中心部の少なくとも一部が長軸方向に沿って削り取られている柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、フィン材の間の空間に変形防止用治具を配置し、押圧治具を削り取られたベース部の中心部に挿入して、ベース部を拡管変形させてフィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。

即ち、図１１（ａ）に示すように、中心部の少なくとも一部が長軸方向に沿って削り取られている柱状のベース部２に、押圧治具５を挿入する。図１１（ｂ）に示すように、削り取られたベース部の中心部に挿入された押圧治具の外径を変更する、即ち、押圧治具を削り取られたベース部の中心部に挿入して、矢印の方向にベース部を拡管変形させる。なお、図１１（ｃ）に示すように、ベース部２の外周部には変形防止用治具１５が配置される。フィン材の間に配置された変形防止用治具は、上述したように拡管変形時（押圧時）にはベース部に固定されて、拡管変形によってフィン３をベース部に接合し、押圧終了後に固定が開放される。

図１２は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。この態様の、フィンを備えたヒートシンクの製造方法は、中心部の少なくとも一部が長軸方向に沿って削り取られている柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、フィン材の間の空間に変形防止用治具を配置し、押圧治具を削り取られたベース部の中心部に挿入して、ベース部を拡管変形させてフィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法であって、押圧治具を削り取られたベース部の中心部にシートを介して挿入する。即ち、押圧治具５を削り取られたベース部の中心部に挿入して、ベース部２を拡管変形させてフィン材をベース部に接合する際に、押圧治具５を削り取られたベース部の中心部にシート１６を介して挿入する。これによって、押圧後の、押圧治具の取り外しが容易になる。

図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。図１３（ａ）に示すように、円錐台形状のベース部２の側面部に形成された複数の溝部にフィン３が挿入される。このように形成された溝部に挿入されたフィン３の間を、円錐台形状の外表面の傾斜に対応する階段状に先細りになった押圧治具１７によって押圧する。
図１３（ｂ）に示すように、階段状に先細りになった押圧治具１７は、溝部に挿入されたフィン３の間を押圧して、塑性変形させて、ベース部に複数のフィンを接合する。

図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。この態様のフィンを備えたヒートシンクの製造方法は、中心部の全体が長軸方向に沿って削り取られている柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、フィン材の間の空間に変形防止用治具を配置し、押圧治具を削り取られたベース部の中心部に挿入して、ベース部を拡管変形させてフィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法である。

その際、ベース部の中心部に拡管用ブロックを配置し、拡管用ブロックをベース部の底面方向に移動させることによってベースを内側から変形させて、フィンをベース部に接合させ、ベース部の底面部に達した拡管用ブロックはそのままの位置に固定された状態でベース部の一部として配置される（所謂、はめ殺し）。図１４（ａ）に示すように、円筒形状のベース部２の上面に拡管用ブロック１８を配置し、押圧治具５によって矢印の方向に移動させる。この移動によって、上述したように、ベース部２を内側から変形させて、フィンをベース部に接合させる。図１４（ｂ）に示すように、ベース部２の底面部に達した拡管用ブロッ１８クはそのままの位置に固定された状態でベース部の一部として残される。押圧治具５は矢印の方向に移動して取り除かれる。

図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。この態様のフィンを備えたヒートシンクの製造方法は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、押圧治具をベース部の中心方向に移動してフィン材の周辺部を塑性変形してフィン材をベース部に接合する。このように塑性変形によってベース部に接合されたフィンを、図１５（ｃ）、図１５（ｄ）に示すように、接合面から所定の角度で折り曲げたり、曲面を形成するように曲げたりする。これによって、ファンの風の流れとフィンの形状との間の相関関係を最適化することができる。

図１６は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの他の１つの態様を説明する図である。即ち、多角柱形状のベース部と、ベース部の多角形状の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィンとからなる、この発明のフィンを備えたヒートシンクを示す図である。多角柱形状のベース部は、例えば、６角柱、８角柱であってもよい。ベース部の側面の全周面３６０度にわたって放射状にフィンが設けられればよい。フィンは、同一金属、または、異なる種類の金属、例えば、銅およびアルミニウム製を組み合わせたものであってもよい。

図１７は、円錐台形状のベース部に形成する溝部を説明する図である。即ち、円錐台形状のベース部と、ベース部の円錐台の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィンとからなる、この発明のフィンを備えたヒートシンクを示す図である。図１７に示すように、この態様のヒートシンクにおいては、円錐台形状のベース部２の側面部に形成される溝部は、円錐台の側部表面の全体にわたって形成される長い溝部６と、円錐台形状のベース部の下半部に、上述された溝部の間に形成される短い溝部２６とからなっている。このように複数種類の溝部をベース部の側表面に形成することによって、より密度の高いフィンの配置が可能になり、放熱効果を更に高めることができる。

図１８（ａ）、図１８（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。この態様のヒートシンクは、図１５を参照して説明した態様のヒートシンクに、図７を参照して説明した態様のヒートシンクを組み合わせた態様を備えたヒートシンクである。即ち、図１８（ａ）に示すように、この発明のフィンを備えたヒートシンクは、円柱形状のベース部２と、ベース部の円柱の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっている。

なお、この態様のヒートシンクにおいては、フィンの長さは図1を参照して説明したヒートシンクのフィンの長さよりも長く、渦巻き状に曲げることができる。このように形成したヒートシンクを、図１５（ｄ）に示したようにフィンが渦巻き状に曲面を形成するように曲げカバー１２の中に収容する。即ち、円筒状のカバーの中に、ヒートシンクを回転させながら相対的に長いフィンを渦巻き状に曲げてヒートシンクを収納する。このようにすることによって、円筒状のカバーの中に収納された、所定形状のフィンを高い密度で備えたヒートシンクを得ることができる。

図１９（ａ）は、円柱状のベース部を備えたヒートシンクにファンを取り付けた状態を説明する図である。図１９（ｂ）は、円錐台形状のベース部を備えたヒートシンクにファンを取り付けた状態を説明する図である。図８（ａ）、図８（ｂ）を参照して説明したように、円柱状のベース部２と、円柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、溝部の両側部を塑性変形させてベース部に接合された複数のフィン３とからなっているヒートシンク１のベース部２の中央部の一部が削り取られて空洞部１３が形成されている。

このように形成された空洞部１３にファンのコア（軸部）を設けることによって、ファン一体型のヒートシンクを得ることができる。更に、図３を参照して説明した円錐台形状のベース部の中央部の一部が削り取られて空洞部１３が形成されている場合にも同様に、空洞部にファンのコア（軸部）を設けることによって、ファン一体型のヒートシンクを得ることができる。その結果、ヒートシンクを小型化することができ、省スペース化が可能であり、部材の削減が可能である。

なお、上述した塑性変形は、溝部に沿って、連続的に行ってもよく、不連続的に行ってもよい。その際、押圧治具によって形成する塑性変形部の底面を広くすることによって、フィンを機械的に堅固にカシメることができる。例えば、フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、フィンを溝部内にかしめ接合する。即ち、塑性変形の量が多く、傾斜した側面がフィンに押し付けられて、溝部の深い位置まで圧縮される。

上述した押圧治具には、鉄鋼などの通常の高強度材が使用できる。またベース部およびフィンには、銅やアルミニウムなどの熱伝導性に優れた任意の材料を使用することができる。フィン間をクリンプ刃でプレスすることによって、銅などの硬い部材であってもアルミニウムと同等の設備で製造が可能となるばかりでなく、フィン全体をより強固に嵌合でき、信頼性が向上する。クリンプ用の刃先形状は、上述した各種態様を用いることができる。クリンプ用の刃のプレス方法は、フィン間を１回づつクリンプしていっても、一度に何本かの刃でクリンプしても構わない。また、刃を移動するのではなく、固定した刃に対してベースプレートをプレスする等の方法をとっても構わない。また、刃先の形状は、材質、硬度、大きさによって自由に変更することができる。

上述したように、円柱状のベース部の側面に形成された溝部にフィンを挿入し、溝部の両側部を塑性変形させてフィンをベース部に接合し、フィンを上述したように配置することによって、ファンからの風の流れを十分に利用することが可能で、放熱効率にすぐれたフィンを備えたヒートシンクを得ることができる。

図１（ａ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの１つの態様の斜視図である。図１（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する部分拡大図である。 図２（ａ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンを示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すフィンを説明する図である。 図３は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの他の１つの態様を説明する断面図である。 図４は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンの取り付け方法を説明する図である。 図５は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンの他の取り付け方法を説明する図である。 図６は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの他の１つの態様を説明する図である。 図７（ａ）は、全体をカバーで覆ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する斜視図である。図７（ｂ）は、一部をカバーで覆ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する斜視図である。 図８（ａ）は、ベース部の中央部の一部を削り取ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する断面図である。図８（ｂ）は、ベース部の中央部の全体を削り取ったこの発明のフィンを備えたヒートシンクを説明する断面図である。 図９（ａ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクのフィンの他の取り付け方法を説明する図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すフィンを接合する状態を説明する図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の１つの態様を説明する図である。 図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。 図１２は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。 図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。 図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。 図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。 図１６は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの他の１つの態様を説明する図である。 図１７は、円錐台形状のベース部に形成する溝部を説明する図である。 図１８（ａ）、図１８（ｂ）は、この発明のフィンを備えたヒートシンクの製造方法の他の１つの態様を説明する図である。 図１９（ａ）は、円柱状のベース部を備えたヒートシンクにファンを取り付けた状態を説明する図である。図１９（ｂ）は、円錐台形状のベース部を備えたヒートシンクにファンを取り付けた状態を説明する図である。

符号の説明

１ ヒートシンク
２ ベース部
３ フィン
４ 塑性変形部
５ 押圧治具
６ 溝部
７ ベース部の表面部
８ 軸線方向
９ フィンの取り付け方向
１０ 法線
１１ スリット
１２ カバー
１３ 空洞部
１４ 塑性変形周辺部

Claims (16)

1. 柱状のベース部と、前記柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、前記溝部の両側部を塑性変形させて前記ベース部に接合された複数のフィンとからなり、
   前記フィンを挿入する溝部が前記ベース部の長軸方向に対して所定の角度で傾斜して形成されている、フィンを備えたヒートシンク。
2. 柱状のベース部と、前記柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、前記溝部の両側部を塑性変形させて前記ベース部に接合された複数のフィンとからなり、
   前記フィンを挿入する溝部が法線に関して所定の角度で傾斜して形成されている、フィンを備えたヒートシンク。
3. 柱状のベース部と、前記柱状ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、前記溝部の両側部を塑性変形させて前記ベース部に接合された複数のフィンとからなり、
   前記ベース部の一部に、ベース部の軸線方向に沿ってスリットが形成されている、フィンを備えたヒートシンク。
4. 前記フィンが平板状のフィンからなっており、前記溝部の各々に複数枚のフィンが挿入される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフィンを備えたヒートシンク。
5. 前記柱状のベース部が円錐台形状のベース部からなっている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィンを備えたヒートシンク。
6. 前記柱状のベース部が多角柱形状のベース部からなっている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフィンを備えたヒートシンク。
7. 前記柱状のベース部が円筒形状からなっている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフィンを備えたヒートシンク。
8. 中心部の少なくとも一部が長軸方向に沿って削り取られている柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、フィン材の間の空間に変形防止用治具を配置し、押圧治具を削り取られたベース部の中心部に挿入して、ベース部を拡管変形させてフィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法。
9. 前記押圧治具を削り取られたベース部の中心部にシートを介して挿入する、請求項８に記載のフィンを備えたヒートシンクの製造方法。
10. 前記変形防止用治具は押圧時にはベース部に固定され、押圧終了後に固定が開放される、請求項８に記載のフィンを備えたヒートシンクの製造方法。
11. 前記削り取られたベース部の中心部に挿入される前記押圧治具は、外径を変更する、請求項８に記載のフィンを備えたヒートシンクの製造方法。
12. 円錐台形状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、円錐台の側面に対応する階段状の刃部を備えた押圧治具をベース部の中心線と平行に移動して、フィン材の周辺部を塑性変形してフィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法。
13. 多角柱状のベース部と、前記ベース部の側面部に形成された複数の溝部に挿入され、前記溝部の両側部を塑性変形させて前記ベース部に接合された複数のフィンとからなり、
    前記フィンを挿入する溝部が前記ベース部の長軸方向に対して平行に形成されている、フィンを備えた電子部品用ヒートシンク。
14. 前記フィンが平板状のフィンからなっており、前記溝部の各々に複数枚のフィンが挿入される、請求項１３に記載のフィンを備えた電子部品用ヒートシンク。
15. 多角柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部に、フィン材を挿入する溝部を、ベース部の表面に対する法線と所定の一定の角度となるように複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、ベース部の表面とフィン材とが鈍角を形成する部分を塑性変形して、フィン材をベース部に接合する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法。
16. 多角柱状のベース部およびフィン材を準備し、ベース部の外周面部にフィン材を挿入する溝部を複数形成し、フィン材を溝部に挿入し、ベース部の外周に配置した複数の押圧治具を溝部間におけるベース部の中心方向に一括して移動してフィン材の周辺部を塑性変形してフィン材をベース部に接合し、前記複数の押圧治具をベース部の中心から遠ざかる方向に移動する、フィンを備えたヒートシンクの製造方法。

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