JP4452396B2 - Manufacturing die for aluminum extrusions with fins - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばヒートシンクに用いられるトング比（フィン高さ／フィン間隔の比）の高いフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスに関するものである。
【０００２】
この明細書において、アルミニウムとは、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含んで意味するものとする。
【０００３】
【従来の技術】
従来、例えばパソコンやオーディオ機器などのヒートシンク（放熱器）としては、フィン付きアルミニウム押出形材が主に用いられており、その放熱効果を大きくするために、トング比（フィン高さ／フィン間隔の比）の高いすなわちハイトング比のフィン付きアルミニウム押出形材が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスによれば、ダイスの強度および造面から、製造可能なアルミニウム押出形材のフィンのトング比は、通常５〜６程度までであり、高さおよび厚さにおいて安定した寸法のフィン付きアルミニウム押出形材を得るには、これが限界であるという問題があった。しかし、近年、ヒートシンク（放熱器）においては、より放熱性能にすぐれたトング比の高いフィン付きヒートシンクの出現が強く望まれていた。
【０００５】
この発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、従来の要望に応えんとするもので、よりトング比の高いフィンを有するアルミニウム押出形材が安定して得られ、フィンピッチ、フィン肉厚のバラツキが抑えられるとともに、より高精度で、例えばパソコンやオーディオ機器などのヒートシンク（放熱器）として使用した場合に、放熱効率が非常に大きいトング比の高いフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスを提供しようとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスは、板状基部と、これの片面に設けられかつトング比（フィン高さ／フィン間隔の比）１０〜３０を有する並列状のフィンとを備えているフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスであって、板状基部形成用通路、該通路の片側に連なる並列状のフィン形成用通路、およびフィン形成用通路と交互に位置するように並列状に形成された垂下板状壁部を有するダイス第１型と、ダイス第１型の板状基部形成用通路および並列状フィン形成用通路のすべてに連なるビレット流込み用空所を有するダイス第２型とを備えており、ダイス第２型のビレット流込み用空所内に、ダイス第１型のすべてのフィン形成用通路の高さの中間部に対向しかつビレット流込み用空所の左右両側壁部に渡されたビレット流込み調整用横桟部が設けられているフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスにおいて、ビレット流込み用空所の上壁部から垂下状に設けられかつその下端部が横桟部に連結せられた１つ〜５つの横桟部吊持壁部が設けられ、ビレット流込み調整用横桟部に、ダイス第１型の各垂下板状壁部の後面に当接する垂下板状壁部横振れ防止凸部が所定間隔おきに前方突出状に設けられ、該垂下板状壁部横振れ防止凸部は、交互に配置された前方上向きの凸部と前方下向きの凸部とによって構成され、ダイス第２型のビレット流込み調整用横桟部の上下方向の高さ（厚さ）は３〜８ｍｍであり、同横桟部の前後方向の幅は３〜１５ｍｍであり、同横桟部とダイス第１型の垂下板状壁部の後面との間の間隙は３〜８ｍｍであり、また、ビレット流込み調整用横桟部の設置高さは、フィン形成用通路の高さの１／５〜４／５に対向する高さであり、ダイス第２型のビレット流込み調整用横桟部を吊持する横桟部吊持壁部の左右方向の幅（厚さ）は、８〜２０ｍｍであり、横桟部吊持壁部の前後方向の長さは、ダイス第２型のビレット流込み用空所の長さの１／４〜３／４に相当する長さで、１５〜４０ｍｍであり、横桟部吊持壁部の高さは、ビレット流込み調整用横桟部の設置高さに応じたもので、ビレット流込み用空所の高さの１／４〜３／４に相当する高さであり、ビレット流込み調整用横桟部に設けられた各垂下板状壁部横振れ防止凸部の左右方向の幅（厚さ）は、当接すべきダイス第１型側の垂下板状壁部の後面の幅と同じか、または該後面の幅よりも若干狭い幅を有していて、２〜１０ｍｍであり、また各垂下板状壁部横振れ防止凸部のビレット流込み調整用横桟部からの前方突出長さは、横桟部とダイス第１型の垂下板状壁部の後面との間の間隙に対応するもので、３〜８ｍｍであり、垂下板状壁部横振れ防止凸部の各凸部の垂下板状壁部後面に当接する高さは、３〜１０ｍｍであることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【０００８】
この明細書において、前後、左右は図２を基準とし、前とは図２の左側、後とは同右側をいゝ、また左右は前方に向かっていうものとする。
【０００９】
まず図１を参照すると、パソコンやオーディオ機器などのヒートシンク（放熱器）に用いられるフィン付きアルミニウム押出形材（１）は、厚肉の板状基部（２）と、これの片面に設けられかつトング比（Ｈ／Ｌ＝フィン高さ／フィン間隔の比）１０〜３０、好ましくは１０〜２５を有する並列状のフィン（３）とを備えているものである。
【００１０】
ここで、フィン付きアルミニウム押出形材（１）の板状基部（２）の厚さは５〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍ、フィン（３）の高さ（Ｈ）は１０〜１５０ｍｍ、好ましくは１５〜８０ｍｍ、フィン（３）の同士の間の間隔（Ｌ）は２〜１０ｍｍ、好ましくは２〜６ｍｍ、およびフィン（３）の厚さは０．５〜３ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。
【００１１】
図示のものは、アルミニウム押出形材（１）の厚肉の板状基部（２）の上面に上方にのびる１４個のフィン（３）が等間隔に並列状に設けられている。板状基部（２）の下面に、トランジスタ等の熱を発する電子部品（図示略）が取り付けられるようになされている。
【００１２】
なお、アルミニウム押出形材（１）の素材としては、押出性および機械的強度の点から、例えばＡ６０６１およびＡ６０６３などのＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を用いるが好ましい。
【００１３】
つぎに、図２〜図５は、この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスを示すものである。同図を参照すると、この発明による製造ダイスは、前側のダイス第１型（１１）と、ダイス第１型（１１）の後側に配置されたダイス第２型（２１）とを備えており、ダイス第１型（１１）は、図１のアルミニウム押出形材（１）に対応するように、板状基部形成用通路（１２）、該通路（１２）に連なりかつ上方にのびる１４個の並列状のフィン形成用通路（１３）、およびフィン形成用通路（１３）と交互に位置するように並列状に形成された垂下板状壁部（１４）を有している。
【００１４】
板状基部形成用通路（１２）の高さは、アルミニウム押出形材（１）の板状基部（２）の高さに対応するものとなされている。また各フィン形成用通路（１３）の高さは、それぞれアルミニウム押出形材（１）のフィン（３）の高さに対応するものとなされ、各フィン形成用通路（１３）の開口部（１３ａ）は幅狭となされていて、フィン（３）の厚さに対応するものとなされている。また各垂下板状壁部（１４）の幅は、フィン（３）の同士の間の間隔に相当し、２〜１０ｍｍ、好ましくは２〜６ｍｍである。なお、アルミニウム押出形材（１）の板状基部（２）およびフィン（３）が押出成形されやすいように、ダイス第１型（１１）の板状基部形成用通路（１２）の下壁が前方下向きに傾斜せしめられるとともに、各フィン形成用通路（１３）の上壁が前方上向きに傾斜せしめられて、これらの通路（１２）（１３）が前方に至るほど広くなされている。
【００１５】
これに対し、ダイス第２型（２１）は、ダイス第１型（１１）の板状基部形成用通路（１２）および並列状フィン形成用通路（１３）のすべてに連なるビレット流込み用空所（２２）を有し、このビレット流込み用空所（２２）内に、ダイス第１型（１１）のすべてのフィン形成用通路（１３）の高さの略中央部に対向しかつビレット流込み用空所（２２）の左右両側壁部（２６）（２７）に渡された１つのビレット流込み調整用横桟部（２３）と、ビレット流込み用空所（２２）の上壁部（２８）から垂下状に設けられかつその下端部が横桟部（２３）に連結せられた２つの横桟部吊持壁部（２４）とが設けられている。ビレット流込み調整用横桟部（２３）には、ダイス第１型（１１）の各垂下板状壁部（１４）の後面に当接する１４個の垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）が所定間隔おきに前方突出状に設けられている。
【００１６】
この発明においては、ダイス第２型（２１）のビレット流込み調整用横桟部（２３）に設けられた垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）が、交互に配置された前方上向きの凸部（２５ａ）と前方下向きの凸部（２５ｂ）とよりなるものである。
【００１７】
ここで、ダイス第２型（２１）のビレット流込み調整用横桟部（２３）の上下方向の高さ（厚さ）は３〜８ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍ、同横桟部（２３）の前後方向の幅は３〜１５ｍｍ、好ましくは３〜８ｍｍ、同横桟部（２３）とダイス第１型（１１）の垂下板状壁部（１４）の後面との間の間隙は３〜８ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍである。
【００１８】
また、ビレット流込み調整用横桟部（２３）の設置高さは、図示のものは、ダイス第１型（１１）のフィン形成用通路（１３）の高さの略中央部に対向する高さとなされているが、フィン形成用通路（１３）の高さの１／５〜４／５、好ましくは１／４〜３／４に対向する高さとし、アルミニウム押出形材（１）の並列状フィン（３）の高さ（Ｈ）によっては、２〜３個のビレット流込み調整用横桟部（２３）を上下に所定間隔をおいて設置することもできる。
【００１９】
また、ダイス第２型（２１）のビレット流込み調整用横桟部（２３）を吊持する横桟部吊持壁部（２４）の左右方向の幅（厚さ）は、８〜２０ｍｍ、好ましくは１０〜１５ｍｍ、横桟部吊持壁部（２４）の前後方向の長さは、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）の長さの１／４〜３／４に相当する長さで、具体的には１５〜４０ｍｍ、好ましくは２０〜３５ｍｍである。横桟部吊持壁部（２４）の高さは、ビレット流込み調整用横桟部（２３）の設置高さに応じたものであり、ビレット流込み用空所（２２）の高さの１／４〜３／４に相当する高さである。ビレット流込み調整用横桟部（２３）を吊持する横桟部吊持壁部（２４）は、図示のダイスでは２つ設けられているが、１つだけ設けられても良く、また製造するフィン付きアルミニウム押出形材（１）の全幅に対応して、３つ〜５つの横桟部吊持壁部（２４）が設けられる場合もある。
【００２０】
ビレット流込み調整用横桟部（２３）に設けられた各垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）の左右方向の幅（厚さ）は、当接すべきダイス第１型（１１）側の垂下板状壁部（１４）の後面の幅と同じか、または該後面の幅よりも若干狭い幅を有し、具体的には２〜１０ｍｍ、好ましくは２〜６ｍｍである。また各垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）のビレット流込み調整用横桟部（２３）からの前方突出長さは、横桟部（２３）とダイス第１型（１１）の垂下板状壁部（１４）の後面との間の間隙に対応するもので、３〜８ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍである。
【００２１】
この発明においては、垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）が、交互に配置された前方上向きの凸部（２５ａ）と前方下向きの凸部（２５ｂ）とによって構成され、各凸部（２５ａ）（２５ｂ）の垂下板状壁部（１４）後面に当接する高さは、３〜１０ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍである。
【００２２】
なお、図示は省略したが、押出機のコンテナ内のアルミニウムビレットは、ダミーブロックおよびステムにより押圧され、コンテナの前側には、この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイス（１１）（２１）が、ダイ・ホルダに保持された状態で配置され、さらにダイ・ホルダの前側にはボルスタが配置されている。
【００２３】
上記のこの発明による製造ダイスを用いて、トング比の高いフィン付きアルミニウム押出形材（１）を製造するには、例えば均質化処理したＡ６０６３よりなるアルミニウムビレットをコンテナ（図示略）内に導入し、ダミーブロックおよびステムにより押圧しながら、押出温度５００℃、押出速度１０ｍ／分で押し出す。これにより、アルミニウムビレットは、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）において、水平方向のビレット流込み調整用横桟部（２３）と、該横桟部（２３）に前方突出状に設けられた１４個のビレット流込み調整用凸部（２５）により分散せしめれて、ダイス第１型（１１）側の板状基部形成用通路（１２）、および並列状のフィン形成用通路（１３）に流れ込む。
【００２４】
このとき、ビレット流込み調整用横桟部（２３）の役割は、アルミニウムビレットがダイス第１型（１１）側の各通路（１２）（１３）に入り込むさい、いわゆる横方向の変形を拘束する点にあり、これには、調整用横桟部（２３）に設けられた多数のビレット流込み調整用凸部（２５）がまた重要な役割を果たしている。というのは、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）内において、ダイス第１型（１１）側のすべてのフィン形成用通路（１３）の開口部を横断方向に跨ぐようにビレット流込み調整用横桟部（２３）が設けられると、該調整用横桟部（２３）の裏側には、通常、アルミニウムビレットが行き渡らなくなる。そこで、調整用横桟部（２３）に多数のビレット流込み調整用凸部（２５）を前方突出状にかつダイス第１型（１１）側の各垂下板状壁部（１４）の後面に当接するように設けることにより、相互に隣り合う調整用凸部（２５）（２５）同士の間の間隙から横桟部（２３）とダイス第１型（１１）の垂下板状壁部（１４）の後面との間の間隙を通過して、アルミニウムビレットが調整用横桟部（２３）の裏側においても各フィン形成用通路（１３）にこれの開口部（１３ａ）から入り込むことができる。こうして、アルミニウムビレットは分散して流れ込み、板状基部形成用通路（１２）あるいは並列状フィン形成用通路（１３）への流量調整がなされるものである。
【００２５】
そしてこの場合、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）の左右両側壁部（２６）（２７）に渡されたビレット流込み調整用横桟部（２３）は、同空所（２２）の上壁部（２８）から垂下状に設けられた２つの横桟部吊持壁部（２４）により吊持されて、補強されているため、横桟部（２３）の撓みによる変形はこれらの横桟部吊持壁部（２４）によって防止され、アルミニウムビレットのスムーズな流れ込みを確保し得るものである。
【００２６】
なお、仮に、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）に、ビレット流込み調整用横桟部（２３）や多数のビレット流込み調整用凸部（２５）がが設けられていない場合には、アルミニウムビレットは、幅広の板状基部形成用通路（１２）に片寄って多く流れ込み、該通路（１２）での押出速度が速くなるとともに、幅狭のフィン形成用通路（１３）にはアルミニウムビレットが行き渡らず、このため、フィン厚さの薄い部分が生じたり、フィン高さが所定のものにならず、寸法精度が悪くなる。
【００２７】
これに対し、この発明においては、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）内のビレット流込み調整用横桟部（２３）、および該横桟部（２３）に前方突出状に設けられかつダイス第１型（１１）側の各垂下板状壁部（１４）の後面に当接する多数のビレット流込み調整用凸部（２５）の存在により、高温のアルミニウムビレットが、とくにその横方向の変形が拘束されながら並列状のフィン形成用通路（１３）に所定の速度で安定して流れ込むことができるものである。
【００２８】
とくにこの実施形態においては、垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）が、交互に配置された前方上向きの凸部（２５ａ）と前方下向きの凸部（２５ｂ）とによって構成されているから、相互に隣り合う前方上向きの凸部（２５ａ）（２５ａ）同士の間、あるいはまた相互に隣り合う前方下向きの凸部（２５ｂ）（２５ｂ）同士の間には、広い間隙があけられており、従って、アルミニウムビレットは、相互に隣り合う前方上向きの凸部（２５ａ）（２５ａ）同士の間、あるいはまた相互に隣り合う前方下向きの凸部（２５ｂ）（２５ｂ）同士の間の広い間隙から、横桟部（２３）とダイス第１型（１１）の垂下板状壁部（１４）の後面との間の間隙を通過して、各フィン形成用通路（１３）内にスムーズに流れ込むことができ、アルミニウムビレットが各フィン形成用通路（１３）に均等に行き渡る結果、フィン厚さおよびフィン高さが安定していてすぐれた寸法精度を有するトング比の高いフィン付きアルミニウム押出形材（１）を得ることができるものである。
【００２９】
そしてこの場合、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）の上壁部（２８）に垂下状に設けられた２つの横桟部吊持壁部（２４）によってビレット流込み調整用横桟部（２３）の撓みを防止することができて、該横桟部（２３）がビレット流込み用空所（２２）内の所定高さに水平状に安定に保持されるとともに、ダイス第１型（１１）のすべての垂下板状壁部（１４）の後面に垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）が当接せしめられる結果、ビレット流込み時の垂下板状壁部（１４）の横振れが確実に阻止され、各フィン形成用通路（１３）の幅が変わることなく、均一な厚さを有するフィン（３）を安定して形成することができて、すぐれた寸法精度を有するフィン付きアルミニウム押出形材（１） を得ることができるものである。
【００３０】
このようにして、押出成形されたフィン付きアルミニウム押出形材（１）を、例えば２５０℃まで強制空冷した後、つぎにそのままの状態で１８０℃で時効処理を行なう。最後に押出形材（１）を切断し、所定寸法のフィン付きアルミニウム押出形材（１）を得るものである。
【００３１】
上記この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスによれば、小ピッチすなわちピッチが２．５〜１０．５ｍｍ、好ましくは２．５〜７．５ｍｍを有しかつハイ・トング比（Ｈ／Ｌ＝フィン高さ／フィン間隔）すなわちトング比１０〜３０、好ましくは１０〜２５を有する並列状のフィン（３）を備えたアルミニウム押出形材（１）を製造することが可能である。
【００３２】
なお、この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスにおいては、ダイス第１型（１１）およびダイス第２型（２１）の全体の強度は、例えばダイス第１型（１１）およびダイス第２型（２１）自体の厚さで確保することができ、またとくにダイス第１型（１１）の並列状のフィン形成用通路（１３）に流れ込むアルミニウムビレットの横方向の変形は、ダイス第２型（２１）側に設けられたビレット流込み調整用横桟部（２３）およびこれに前方突出状に設けられた多数の垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）により防止するものである。またビレット流込みの際のビレット流込み調整用横桟部（２３）の撓みは、ビレット流込み用空所（２２）の上壁部（２８）から垂下状に設けられた２つの横桟部吊持壁部（２４）によって防止する。
【００３３】
このように、この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスによれば、アルミニウム押出形材（１）のトング比の高いフィン（３）部分に対応するダイス強度を確保するために、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）の左右両側壁部（２６）（２７）に渡された１つのビレット流込み調整用横桟部（２３）と、同空所（２２）の上壁部（２８）から垂下状に設けられて横桟部（２３）の撓みを防止する２つの横桟部吊持壁部（２４）とによる２重の補強構造を設けているから、よりトング比の高いフィン（３）を有するアルミニウム押出形材（１）が安定して得られ、フィンピッチ、フィン肉厚のバラツキが抑えられるとともに、より高精度で、よりトング比の高いフィン付きアルミニウム押出形材（１）を製造することができる。
【００３４】
また、この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスによれば、ビレット流込み調整用横桟部（２３）の幅を狭く設定することができることにより、使用材料が少なくてすみ、材料費を軽減することができるとともに、ダイス加工費を低減することができるものである。
【００３５】
【発明の効果】
この発明によるフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスは、上述のように、アルミニウム押出形材のトング比の高いフィン部分に対応するダイス強度を確保するために、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）の左右両側壁部（２６）（２７）に渡されたビレット流込み調整用横桟部（２３）と、同空所（２２）の上壁部（２８）から垂下状に設けられて横桟部（２３）の撓みを防止する１つ〜５つの横桟部吊持壁部（２４）とによる２重の補強構造が設けられ、ビレット流込み調整用横桟部（２３）に、ダイス第１型（１１）の各垂下板状壁部（１４）の後面に当接する垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）が所定間隔おきに前方突出状に設けられ、該垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）は、交互に配置された前方上向きの凸部（２５ａ）と前方下向きの凸部（２５ｂ）とによって構成され、ダイス第２型（２１）のビレット流込み調整用横桟部（２３）の上下方向の高さ（厚さ）は３〜８ｍｍであり、同横桟部（２３）の前後方向の幅は３〜１５ｍｍであり、同横桟部（２３）とダイス第１型（１１）の垂下板状壁部（１４）の後面との間の間隙は３〜８ｍｍであり、また、ビレット流込み調整用横桟部（２３）の設置高さは、フィン形成用通路（１３）の高さの１／５〜４／５に対向する高さであり、ダイス第２型（２１）のビレット流込み調整用横桟部（２３）を吊持する横桟部吊持壁部（２４）の左右方向の幅（厚さ）は、８〜２０ｍｍであり、横桟部吊持壁部（２４）の前後方向の長さは、ダイス第２型（２１）のビレット流込み用空所（２２）の長さの１／４〜３／４に相当する長さで、１５〜４０ｍｍであり、横桟部吊持壁部（２４）の高さは、ビレット流込み調整用横桟部（２３）の設置高さに応じたもので、ビレット流込み用空所（２２）の高さの１／４〜３／４に相当する高さであり、ビレット流込み調整用横桟部（２３）に設けられた各垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）の左右方向の幅（厚さ）は、当接すべきダイス第１型（１１）側の垂下板状壁部（１４）の後面の幅と同じか、または該後面の幅よりも若干狭い幅を有していて、２〜１０ｍｍであり、また各垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）のビレット流込み調整用横桟部（２３）からの前方突出長さは、横桟部（２３）とダイス第１型（１１）の垂下板状壁部（１４）の後面との間の間隙に対応するもので、３〜８ｍｍであり、垂下板状壁部横振れ防止凸部（２５）の各凸部（２５ａ）（２５ｂ）の垂下板状壁部（１４）後面に当接する高さは、３〜１０ｍｍであるもので、この発明のフィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイスによれば、よりトング比の高いフィンを有するアルミニウム押出形材が安定して得られ、フィンピッチ、フィン肉厚のバラツキが抑えられるとともに、より高精度で、よりトング比の高いフィン付きアルミニウム押出形材を製造することができ、これを、例えばパソコンやオーディオ機器などのヒートシンク（放熱器）として使用した場合に、放熱効率が非常に大きいという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造ダイスにより製造されたフィン付きアルミニウム押出形材の斜視図である。
【図２】 本発明のフィン付きアルミニウム押出形材製造ダイスの要部縦断面図である。
【図３】 本発明の製造ダイスのダイス第２型の部分正面図である。
【図４】 本発明の製造ダイスのダイス第１型の部分正面図である。
【図５】 図２のＡーＡ線に沿う拡大断面図である。
【符号の説明】
１：フィン付きアルミニウム押出形材
２：板状基部
３：トング比の高いフィン
１０：フィン付きアルミニウム押出形材の製造ダイス
１１：ダイス第１型
１２：板状基部形成用通路
１３：フィン形成用通路
１４：垂下板状壁部
１５：略Ｕ形のビレット流込み用切欠き
２１：ダイス第２型
２２：ビレット流込み用空所
２３：ビレット流込み調整用横桟部
２４：横桟部吊持壁部
２５：垂下板状壁部横振れ防止凸部
２５ａ：前方上向きの凸部
２５ｂ：前方下向きの凸部
２６：左側壁部
２７：右側壁部
２８：上壁部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing die for an aluminum extruded profile with a fin having a high tong ratio (fin height / fin interval ratio) used for, for example, a heat sink.
[0002]
In this specification, aluminum means an aluminum alloy in addition to pure aluminum.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, aluminum heat sinks with fins are mainly used as heat sinks (heat radiators) for personal computers and audio equipment, etc., and in order to increase the heat dissipation effect, the tong ratio (fin height / fin spacing) Ratio), that is, a high-tongue ratio finned aluminum extruded profile has been used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional die for producing an aluminum extruded shape with fins, the tong ratio of the fin of the aluminum extruded shape that can be produced is usually about 5 to 6 due to the strength and surface of the die. In addition, there is a problem that this is a limit to obtain a finned aluminum extruded shape having a stable dimension in thickness. However, in recent years, in heat sinks (heat radiators), the advent of finned heat sinks with a high tong ratio that has better heat dissipation performance has been strongly desired.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and meet the conventional demands, and an aluminum extruded shape having fins with a higher tong ratio can be stably obtained. Manufacture of extruded aluminum with fins with high tongue ratio that has extremely high heat dissipation efficiency when used as a heat sink (heatsink) for PCs, audio equipment, etc. It is in trying to provide dice.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a die for producing an extruded aluminum member with fins according to the present invention is provided with a plate-like base portion on one side thereof and a tongue ratio (fin height / fin interval ratio) of 10 to 30. A die for producing an extruded aluminum member with fins having parallel fins, comprising: a plate-like base forming passage, a parallel fin-forming passage connected to one side of the passage, and a fin-forming passage A die first type having hanging plate-like wall portions formed in parallel so as to be alternately positioned, and a billet flow connected to all of the plate-like base forming passage and the parallel fin forming passage of the die first type A die second mold having a cavity for insertion, and facing a middle portion of the height of all fin forming passages of the die first mold in the billet casting cavity of the die second mold; Billet In cavity preparation die of the left and right side walls passed billet stream included adjustment crossbar portion is finned aluminum extruded profile which is provided for pouring, depending from the top wall portion of the billet stream included for space 1 to 5 horizontal beam suspension walls provided at the lower end of the die are connected to the horizontal beam portion, and each hanging die of the first die is attached to the horizontal beam portion for adjusting the billet flow. Drooping plate-like wall portion lateral shake prevention convex portions that contact the rear surface of the plate-like wall portion are provided to protrude forward at predetermined intervals, and the drooping plate-like wall portion lateral shake prevention convex portions are arranged in front of each other. Consists of an upward convex part and a forward downward convex part, and the vertical height (thickness) of the horizontal die part for adjusting the billet flow of the
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
In this specification, front and rear, left and right are based on FIG. 2, front is the left side of FIG. 2, rear is the same right side, and left and right are frontward.
[0009]
Referring first to FIG. 1, an aluminum extruded profile (1) used for a heat sink (heat radiator) of a personal computer or audio equipment is provided with a thick plate-like base (2) and one side thereof. And a parallel fin (3) having a tongue ratio (H / L = fin height / fin spacing ratio) of 10 to 30, preferably 10 to 25.
[0010]
Here, the thickness of the plate-like base portion (2) of the aluminum extruded profile (1) with fins is 5 to 20 mm, preferably 5 to 15 mm, and the height (H) of the fin (3) is 10 to 150 mm, preferably 15 to 80 mm, the distance (L) between the fins (3) is 2 to 10 mm, preferably 2 to 6 mm, and the thickness of the fin (3) is 0.5 to 3 mm, preferably 0.5 to 1 .5 mm.
[0011]
In the illustrated case, 14 fins (3) extending upward are provided in parallel at equal intervals on the upper surface of the thick plate-like base (2) of the extruded aluminum member (1). An electronic component (not shown) that generates heat, such as a transistor, is attached to the lower surface of the plate-like base (2).
[0012]
In addition, as a raw material of aluminum extrusion shape material (1), it is preferable to use Al-Mg-Si type alloys, such as A6061 and A6063, from the point of extrudability and mechanical strength.
[0013]
Next, FIGS. 2 to 5 show a manufacturing die for a finned aluminum extruded section according to the present invention. Referring to the drawing, the manufacturing die according to the present invention includes a first die 1 (11) on the front side and a second die (21) disposed on the rear side of the first die (11). The die first mold (11) has a plate-like base forming passage (12) corresponding to the aluminum extruded shape member (1) of FIG. 1, and 14 pieces that are continuous with the passage (12) and extend upward. Parallel fin-forming passages (13) and hanging plate-like wall portions (14) formed in parallel so as to be alternately positioned with the fin-forming passages (13) are provided.
[0014]
The height of the plate-like base forming passage (12) corresponds to the height of the plate-like base (2) of the aluminum extruded profile (1). The height of each fin forming passage (13) corresponds to the height of the fin (3) of the aluminum extruded profile (1), and the opening (13a) of each fin forming passage (13). ) Is narrow and corresponds to the thickness of the fin (3). Moreover, the width | variety of each drooping plate-like wall part (14) is corresponded to the space | interval between fins (3), and is 2-10 mm, Preferably it is 2-6 mm. In addition, the lower wall of the plate-shaped base forming passage (12) of the first die (11) is formed so that the plate-shaped base (2) and the fins (3) of the aluminum extruded profile (1) are easily extruded. The fins are inclined forward and downward, and the upper walls of the fin forming passages (13) are inclined forward and upward so that the passages (12) and (13) become wider toward the front.
[0015]
On the other hand, the die 2nd type (21) is a billet pouring space connected to all of the plate-like base forming passage (12) and the parallel fin forming passage (13) of the die 1st type (11). (22), in the billet pouring space (22), facing the substantially central part of the height of all fin forming passages (13) of the first die (11) and the billet flow One wallet for adjusting billet flow (23) passed to both left and right side walls (26), (27) of the insertion space (22), and the upper wall of the billet injection space (22) There are provided two horizontal beam suspension wall portions (24) which are provided in a hanging shape from (28) and whose lower ends are connected to the horizontal beam portion (23). The billet inflow adjustment horizontal crosspiece (23) has 14 drooping plate-like wall portion lateral runout prevention projections (abutting against the rear surface of each drooping plate-like wall portion (14) of the first die (11) ( 25) are provided so as to protrude forward at predetermined intervals.
[0016]
In this invention, the drooping plate-like wall portion lateral runout prevention convex portions (25) provided on the billet inflow adjustment horizontal crosspiece portion (23) of the second die type (21) are alternately directed upward. The convex portion (25a) and the forward downward convex portion (25b).
[0017]
Here, the height (thickness) in the vertical direction of the horizontal beam portion (23) for adjusting the billet flow of the second die (21) is 3 to 8 mm, preferably 3 to 6 mm, and the horizontal beam portion (23). The width in the front-rear direction is 3 to 15 mm, preferably 3 to 8 mm, and the gap between the crosspiece (23) and the rear surface of the hanging plate-like wall (14) of the first die (11) is 3 to 3. It is 8 mm, preferably 3 to 6 mm.
[0018]
In addition, the installation height of the billet inflow adjustment horizontal crosspiece (23) is, as shown, a height opposed to a substantially central portion of the height of the fin forming passage (13) of the first die (11). The height of the fin forming passage (13) is 1/5 to 4/5, preferably 1/4 to 3/4 of the height, and the aluminum extruded profiles (1) are arranged in parallel. Depending on the height (H) of the fin (3), two or three billet inflow adjustment horizontal crosspieces (23) can be installed at predetermined intervals in the vertical direction.
[0019]
Further, the width (thickness) in the left-right direction of the horizontal beam portion holding wall portion (24) for holding the billet inflow adjusting horizontal beam portion (23) of the second die (21) is 8 to 20 mm, Preferably, the length in the front-rear direction of the horizontal crosspiece portion suspension wall portion (24) is 1/4 to 3 of the length of the billet pouring space (22) of the second die type (21). A length corresponding to / 4, specifically 15 to 40 mm, preferably 20 to 35 mm. Crossbar portion hanging wall height (24) state, and are not in accordance with the installation height of the billet stream included adjustment crossbar portion (23), billet stream included for empty space (22) High It is a height corresponding to 1/4 to 3/4 . In the illustrated dice, there are two horizontal beam suspension wall portions (24) for suspending the billet inflow adjustment horizontal beam portion (23), but only one may be provided, or manufacturing. Corresponding to the full width of the finned aluminum extruded profile (1), three to five horizontal rail suspension walls (24) may be provided.
[0020]
The width (thickness) in the left-right direction of each hanging plate-like wall portion horizontal run-out prevention convex portion (25) provided on the billet inflow adjustment horizontal crosspiece portion (23) is determined by the first die 11 (11 ) Side hanging plate-like wall portion (14) has the same width as the rear surface or slightly narrower than the rear surface, specifically 2 to 10 mm, preferably 2 to 6 mm. Further, the length of the protrusion of each hanging plate-like wall portion lateral run-out preventing convex portion (25) from the billet inflow adjusting horizontal beam portion (23) is the same as that of the horizontal beam portion (23) and the first die (11) of the die. corresponds to the gap between the rear surface of the hanging plate wall portion (14), 3 ~8mm, preferably 3 to 6 mm.
[0021]
In this invention, the drooping plate-like wall portion lateral shake prevention convex portion (25) is constituted by the alternately upward convex portion (25a) and the forward downward convex portion (25b), and each convex portion (25a) The height of contact with the rear surface of the hanging plate-like wall portion (14) of (25b) is 3 to 10 mm, preferably 4 to 8 mm.
[0022]
Although not shown in the figure, the aluminum billet in the container of the extruder is pressed by the dummy block and the stem, and on the front side of the container is a die for producing an extruded aluminum member with fins according to the present invention (11) (21). However, a bolster is arranged on the front side of the die holder.
[0023]
In order to produce a finned aluminum extruded member (1) having a high tong ratio using the production die according to the present invention, for example, a homogenized aluminum billet made of A6063 is introduced into a container (not shown). While extruding with a dummy block and a stem, extrusion is performed at an extrusion temperature of 500 ° C. and an extrusion speed of 10 m / min. As a result, the aluminum billet is placed in the horizontal beam portion (23) for adjusting the billet flow in the horizontal direction and the horizontal beam portion (23) in the billet flow space (22) of the second die (21). Dispersed by 14 billet inflow adjustment convex portions (25) provided in a forward projecting shape, a plate-like base forming passage (12) on the die first mold (11) side, and parallel fins It flows into the forming passage (13).
[0024]
At this time, the role of the billet inflow adjusting horizontal cross section (23) is to restrain so-called lateral deformation when the aluminum billet enters each passage (12) (13) on the die first mold (11) side. In this respect, a large number of billet flow adjustment protrusions (25) provided on the adjustment crosspiece (23) also play an important role. This is because the openings of all fin forming passages (13) on the die first mold (11) side are crossed in the transverse direction in the billet pouring space (22) of the die second mold (21). Thus, when the billet inflow adjustment horizontal crosspiece (23) is provided, the aluminum billet usually does not spread on the back side of the adjustment horizontal crosspiece (23). Therefore, a large number of billet flow adjustment protrusions (25) are projected forward on the adjustment horizontal crosspiece (23) and on the rear surface of each hanging plate-like wall (14) on the die first mold (11) side. By being provided so as to abut, the horizontal crosspiece (23) and the hanging plate-like wall portion (14) of the first die (11) from the gap between the adjustment convex portions (25) (25) adjacent to each other. ), The aluminum billet can enter the fin forming passages (13) from the openings (13a) on the back side of the adjusting horizontal crosspiece (23). Thus, the aluminum billet flows in a dispersed manner, and the flow rate is adjusted to the plate-like base forming passage (12) or the parallel fin forming passage (13).
[0025]
In this case, the billet inflow adjustment horizontal crosspiece (23) passed to the left and right side walls (26) and (27) of the dielet type (21) billet inflow space (22) Since it is suspended and reinforced by two horizontal beam suspension wall portions (24) provided in a suspended manner from the upper wall portion (28) of the void (22), the horizontal beam portion (23) Deformation due to the bending is prevented by these horizontal rail portion suspension wall portions (24), and smooth flow of the aluminum billet can be ensured.
[0026]
In addition, the billet inflow space (22) of the die type 2 (21) is provided with a billet inflow adjustment horizontal beam portion (23) and a number of billet inflow adjustment convex portions (25). If not, the aluminum billet flows in a large amount toward the wide plate-like base forming passage (12), and the extrusion speed in the passage (12) increases, and the narrow fin-forming passage ( In 13), the aluminum billet does not spread, and therefore, a portion with a thin fin thickness is generated, or the fin height does not become a predetermined one, resulting in poor dimensional accuracy.
[0027]
On the other hand, in the present invention, the billet inflow adjustment horizontal beam portion (23) in the billet flow empty space (22) of the die second type (21), and the horizontal beam portion (23) in front of Due to the presence of a large number of billet inflow adjustment convex portions (25) which are provided in a protruding shape and come into contact with the rear surface of each hanging plate-like wall portion (14) on the die first mold (11) side, a high temperature aluminum billet is formed. In particular, it is possible to stably flow into the parallel fin forming passages (13) at a predetermined speed while restraining the deformation in the lateral direction.
[0028]
In particular, in this embodiment, the drooping plate-like wall portion horizontal shake prevention convex portion (25) is constituted by the front upward convex portion (25a) and the front downward convex portion (25b) arranged alternately. Therefore, there is a wide gap between the front upward convex portions (25a) (25a) adjacent to each other or between the front downward convex portions (25b) (25b) adjacent to each other. Therefore, the aluminum billet has a wide gap between the front upward projections (25a) (25a) adjacent to each other or between the front downward projections (25b) (25b) adjacent to each other. From the horizontal crosspiece (23) and the rear surface of the hanging plate-like wall (14) of the first die (11) and smoothly flows into the fin forming passages (13). Can aluminium As a result of the billet being evenly distributed to the fin forming passages (13), a finned aluminum extruded profile (1) with a high tong ratio having a stable fin thickness and fin height and excellent dimensional accuracy is obtained. It is something that can be done.
[0029]
In this case, the billet flow is caused by the two horizontal rail suspension walls (24) provided in a suspended manner on the upper wall (28) of the billet casting space (22) of the die type 2 (21). It is possible to prevent bending of the horizontal adjustment beam portion (23), and the horizontal beam portion (23) is stably held horizontally at a predetermined height in the billet flow empty space (22). At the same time, as a result of the hanging plate-like wall portion lateral vibration preventing projections (25) coming into contact with the rear surfaces of all the hanging plate-like wall portions (14) of the first die (11), the hanging plate at the time of billet pouring The horizontal wall (14) can be reliably prevented from sideways and the fins (3) having a uniform thickness can be stably formed without changing the width of each fin forming passage (13). A finned aluminum extruded profile (1) with excellent dimensional accuracy can be obtained. It is.
[0030]
Thus, after extrusion-molding the aluminum extrusion shape member (1) with a fin forcedly cooled to 250 degreeC, for example, the aging treatment is performed at 180 degreeC in the next state as it is. Finally, the extruded profile (1) is cut to obtain an aluminum extruded profile (1) with fins having a predetermined size.
[0031]
According to the production die for finned aluminum extrusion according to the present invention, a small pitch, that is, a pitch of 2.5 to 10.5 mm, preferably 2.5 to 7.5 mm, and a high-tongue ratio (H / L = fin height / fin spacing), that is, it is possible to produce an extruded aluminum profile (1) with parallel fins (3) having a tong ratio of 10-30, preferably 10-25.
[0032]
In the production die for the aluminum extruded profile with fins according to the present invention, the overall strength of the first die (11) and the second die (21) is, for example, the first die (11) and the second die. The thickness of the die (21) itself can be secured, and in particular, the lateral deformation of the aluminum billet flowing into the parallel fin forming passage (13) of the die first die (11) is caused by the die second die. This is prevented by the billet inflow adjustment horizontal beam portion (23) provided on the (21) side and a number of drooping plate-like wall portion horizontal shake prevention convex portions (25) provided in a forward projecting manner on this. . Further, the deflection of the billet inflow adjustment horizontal beam portion (23) at the time of billet flow is caused by two horizontal beam portions provided in a suspended manner from the upper wall portion (28) of the billet flow empty space (22). This is prevented by the suspension wall (24).
[0033]
Thus, according to the manufacturing die for the aluminum extruded profile with fins according to the present invention, in order to ensure the die strength corresponding to the fin (3) portion having a high tong ratio of the aluminum extruded profile (1), One billet inflow adjustment crosspiece (23) passed to the left and right side walls (26) (27) of the type 2 (21) billet inflow space (22), and the same space (22 ) Is provided in a hanging manner from the upper wall portion (28), and a double reinforcing structure is provided by two horizontal beam suspension wall portions (24) that prevent the horizontal beam portion (23) from bending. An aluminum extruded shape member (1) having fins (3) with a higher tong ratio can be stably obtained, and variations in fin pitch and fin thickness can be suppressed, and fins with higher precision and higher tong ratio can be obtained. With aluminum extrusion (1) It is possible to elephants.
[0034]
In addition, according to the manufacturing die for the aluminum extruded profile with fins according to the present invention, the width of the billet inflow adjustment horizontal crosspiece (23) can be set narrow, so that the material used can be reduced and the material cost can be reduced. While being able to reduce, die processing cost can be reduced.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, the die for producing the aluminum extruded profile with fins according to the present invention has the billet of the die second mold (21) in order to ensure the die strength corresponding to the fin portion having a high tong ratio of the aluminum extruded profile. From the horizontal wall portion (23) for adjusting the billet flow passed to the left and right side wall portions (26), (27) of the casting space (22) and the upper wall portion (28) of the space (22). provided droop shape one 5 single crossbar portion hanging wall portion for preventing the deflection of crossbar portion (23) (24) double reinforcement structure by a is provided, lateral beam adjustment billet stream included In the part (23), the hanging plate-shaped wall portion lateral shake prevention convex portion (25) contacting the rear surface of each hanging plate-like wall portion (14) of the first die (11) is projected forward at predetermined intervals. provided, said vertical lower plate wall portion horizontal vibration preventing projection (25) is disposed alternately forward The height (thickness) in the vertical direction of the horizontal beam portion (23) for adjusting the billet inflow of the second die (21), which is constituted by the convex portion (25a) facing forward and the convex portion (25b) facing downward. Is 3 to 8 mm, the width in the front-rear direction of the horizontal beam portion (23) is 3 to 15 mm, and the hanging plate-like wall portion (14) of the horizontal beam portion (23) and the first die (11). The clearance between the rear surface and the rear surface is 3 to 8 mm, and the installation height of the billet inflow adjustment horizontal crosspiece (23) is 1/5 to 4 / of the height of the fin forming passage (13). The width (thickness) in the left-right direction of the horizontal beam portion suspension wall portion (24) that is the height opposite to 5 and suspends the horizontal beam portion (23) for adjusting the billet inflow of the second die (21). ) Is 8 to 20 mm, and the length in the front-rear direction of the horizontal beam portion hanging wall portion (24) is the billet pouring space (22) of the second die type (21). The length corresponding to 1/4 to 3/4 of the length of the horizontal beam portion is 15 to 40 mm, and the height of the horizontal beam portion suspension wall portion (24) is the horizontal beam portion (23) for adjusting the billet inflow. The height corresponds to ¼ to ¾ of the height of the billet inflow space (22), and the height of the billet inflow adjustment side rail (23) The width (thickness) in the left-right direction of each hanging plate-like wall portion horizontal runout prevention convex portion (25) provided is that of the hanging plate-like wall portion (14) on the die first mold (11) side to be contacted. It has the same width as the width of the rear surface or slightly narrower than the width of the rear surface, is 2 to 10 mm, and is used for adjusting billet inflow of each drooping plate-like wall portion lateral runout prevention convex portion (25) The forward projecting length from the horizontal rail portion (23) corresponds to the gap between the horizontal rail portion (23) and the rear surface of the hanging plate-like wall portion (14) of the first die (11). 3 to 8 mm, and the height of the projecting portions (25a) and (25b) of the suspended plate-like wall portion lateral shake preventing projection (25) that abuts on the rear surface of the suspended plate-like wall portion (14) is 3 to 10 mm. Therefore, according to the manufacturing die for the aluminum extruded profile with fins of the present invention, an aluminum extruded profile having fins with a higher tong ratio can be stably obtained, and variations in fin pitch and fin thickness can be suppressed. At the same time, it is possible to manufacture finned aluminum extrusions with higher accuracy and higher tong ratio. When this is used as a heat sink (heat radiator) for PCs, audio equipment, etc., the heat dissipation efficiency is very high. It has the effect of being large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an aluminum extruded profile with fins manufactured by a manufacturing die of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part of an aluminum extruded shape manufacturing die with fins according to the present invention.
FIG. 3 is a partial front view of a second die of the production die according to the present invention.
FIG. 4 is a partial front view of the first die of the production die according to the present invention.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
[Explanation of symbols]
1: Aluminum extruded profile with fins 2: Plate-shaped base 3: Fin with high tong ratio 10: Production of aluminum extruded profile with fins 11: Die first die 12: Plate-shaped base forming passage 13: For fin formation Passage 14: Drooping plate-shaped wall 15: Notch for billet inflow of substantially U shape 21: Die second type 22: Empty space for billet inflow 23:
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