JP4482595B2 - 放熱フィンを有するラジエータの製造方法及びその構造 - Google Patents

Description

本発明は、放熱フィンを有するラジエータの製造方法及びその構造に係り、特に、半田を使用せずに放熱フィンを固着できる放熱フィンを有するラジエータの製造方法及びその構造に関する。

ラジエータは、広く応用されており、一般に、熱を発生する電子素子（例えば、ＣＰＵ）またはランプ（例えば、ハロゲン電球やＬＥＤランプ）内に適用されており、これらから発生する熱を放熱させることができる。放熱フィンを有するラジエータは、最もよく用いられており、図１に示すような従来のラジエータは、ベース１１の上面１１１に、半田１２によりリフローの方式で等距離を隔てて整列した複数の放熱フィン１３をベース１１の上面１１１に溶着、固定させる。

放熱フィン１３は、放熱のための面積を大幅に増加させ、ベース１１の底面１１２が熱源と接触することにより、熱源により発せられた熱がベース１１に吸収されてから各放熱フィン１３の各表面１３１に速やかに伝導し、放熱させる目的を達成する役割をしている。

しかし、放熱フィン１３は、半田１２によりベース１１の上面１１１に溶着されているところ、半田１２の熱伝導率が、ベース１１および放熱フィン１３とは異なるため、熱が放熱フィン１３に伝導される時に、半田１２による熱伝導がロスする場合があり、その場合は熱が放熱フィン１３に伝導される時の効果が劣ることになる。そのため、熱を効率的に放熱できるラジエータを提供することは、改善しようとする課題である。

そのため、本発明者は、前記欠点を改良するために、長い年月この領域で積み立てた経験により、観察かつ研究に専念し、さらに学術理論の運用に合わせ、やっと合理な設計且つ前記の欠点を有効に改良できた本発明を提案した。

本発明の目的は、熱伝導のロスを避けるため半田を使用せず、並びに電子素子などの放熱機能を達成できる放熱フィンを有するラジエータの製造方法及びその構造を提供する。

上記課題を解決するために本発明においては、ベース部および複数の延出アームを含み、前記ベース部は上面と底面と側壁とを有し、前記各延出アームが前記ベース部の側壁から延出すると共に各延出アームが隣接する他の２つの延出アームとの間に隙間を有する基板を提供する工程と、前記基板の各延出アーム間の隙間に挿着される複数の放熱フィンであって、各放熱フィンはベースおよびベースの両側に接続する放熱シートを有し、各放熱フィンの２枚の放熱シートが延出アームと隣接する他の２つの延出アーム間の隙間に挿着され、各放熱シートが頂端部および底端部を有する複数の放熱フィンを提供する工程と、前記基板の各延出アーム間の隙間に前記放熱シートを挿着した状態で該延出アームをプレスして曲折し、各延出アームの両側壁面を各放熱シートの両表面に強く当接させ、各放熱フィンの２枚の放熱シートの頂端部を前記基板の上面から延出させると共に底端部を前記基板の底面から延出させる工程とを含むことを特徴とする放熱フィンを有するラジエータの製造方法を提供した。

或いは、前記の工程では、一対の重ね合う基板を提供し、うち一枚の前記基板の各延出アームは、他の一枚の基板の各隙間に対応し、各放熱フィンは、前記重ね合わされた基板間の延出アームによって形成される隙間に挿着されるようにしてもよい。

さらに、ベース部および複数の延出アームを含み、前記ベース部は上面と底面と側壁とを有し、前記ベース部の側壁から延出した各延出アームを上方又は下方に向けて曲折し、各延出アームが隣接する他の２つの延出アームとの間に隙間を形成して成る基板と、ベースおよびベースの両側に接続する放熱シートをそれぞれ有し、各放熱シートは頂端部および底端部を有し、各放熱フィンの２枚の放熱シートは延出アームと隣接する他の２つの延出アームとの間の隙間にそれぞれ挿着され、かつ、各延出アームの側壁面が各放熱シートの両表面に強く当接し、各放熱フィンの２枚の放熱シートの頂端部が前記基板の上面から延出すると共に底端部が前記基板の底面から延出して成る複数の放熱フィンとを含むことを特徴とする放熱フィンを有するラジエータ構造を提供した。

或いは、前記基板は、２つ設けられかつ互いに重ね合わされ、うち一枚の前記基板の各延出アームは、他方の基板の各隙間に対応し、各放熱フィンの２つの放熱シートが、重ね合わされた基板の延出アームによって形成される隙間に挿着されるようにしてもよい。

本発明は、以下の利点がある。基板の各延出アーム間の隙間を経由して放熱フィンを挿着させ、かつ、各延出アームの両側壁面が放熱シートを挟持し且つ該両側壁面と放熱シートの表面とが当接することで、放熱フィンを強く固定し、従来の放熱フィンを溶接で固定する方式と比べ、本発明は、半田を使用しないため熱伝導がロスされる場合を避けることができる。更に、本発明の製造工程全体が簡単な工程で構成されており、組立製造において困難性を伴うものではない。

また、基板の上面および底面、或いは重ね合わされた基板の上面および底面は、いずれも熱を発生する電子素子に接触でき、各放熱シートの頂端部が基板の上面から延出すると共に、底端部が基板の底面から延出している。このように構成したことで、放熱にあたって、熱を基板の上面側及び底面側においても放熱することができ、電子素子の放熱をより効率的に行なうことが可能となる。

本発明が所定の目的を達成するために採択した技術、手段及び効果をより詳しく理解するために、以下に示す本発明に関わる詳細な説明及び添付図面を参照すれば、本発明の目的、特徴および特長が、これらによって深くかつ具体的に理解できると確信しているが、それらの添付図面が参考及び説明のみに使われ、本発明の技術的範囲を狭義的に局限するものではないことは言うまでもないことである。

図２〜図５に示すように、本発明は、「ラジエータの製造方法及びその構造」を提供し、該製造方法は、以下のステップを含む。

（１）、基板２を提供するステップ：該基板２は、主体を成すベース部２１および複数の延出アーム２２を有しており、該ベース部２１が、上面２１１、底面２１２および側壁２１３を有し、各延出アーム２２は、間隔をおいて該ベース部２１の側壁２１３から外方に向かって延出し、該各延出アーム２２が隣接する他の延出アーム２２との間に隙間２３を有する。

（２）、複数の放熱フィンを提供するステップ：放熱フィン３は該基板２から延出する複数の延出アーム２２間の隙間２３に挿着されるものであり、各放熱フィン３は、ベース３１およびベース３１の両側に接続する放熱シート３２から形成されている。各放熱フィン３は、該放熱シート３２が対向して配設されており、一方の放熱シートの一側部と他方の放熱シート３２の一側部とを、該ベース３１が架設している。

そのうち、各放熱フィン３が備える２枚の放熱シート３２が、延出アーム２２とその隣接する他の２つの延出アーム２２との間の隙間２３，２３にそれぞれに挿着される。各放熱シート３２は頂端部３２１および底端部３２２を有する。

（３）、該基板２の各延出アーム２２間の隙間２３に前記放熱シートを挿着した状態で該延出アーム２２をプレスして曲折し、各延出アーム２２の側壁面２２１を各放熱シート３２の両表面３２３に強く当接させるとともに（図６に示すように）、各放熱フィン３の２枚の放熱シート３２の頂端部３２１を基板２のベース部２１の上面２１１から延出させると共に、底端部３２２を該基板２のベース部２１の底面２１２から延出させ（即ち、頂端部３２１を上方に向けて延出すると共に、底端部３２２を下方に向けて延出する）、ラジエータを形成する。

上記（３）ステップにおけるプレスして曲折する技術は、各延出アーム２２の自由端をベース部２１の側壁２１３から（即ち、延出アーム２２の延出基部から）曲折し（上向きもしくは下向きに曲折でき、本発明による実施例は、上向きに曲折するのを例とする）、該延出アームの先端が上方へ臨むようにして形成しており、さらに、各延出アーム２２に放熱フィン３を設置した状態で各延出アーム２２をプレス、その延出アーム２２の両側壁面２２１を、設置された放熱フィン３の放熱シート３２の表面に強く当接させることができ、各放熱フィン３が基板２の側縁に直接的に安定して固定されるようになる。

上記の説明により、本発明によるラジエータ構造は、上記の基板２および複数の放熱フィン３を含み、基板２の各延出アーム２２が、ベース部２１の側壁２１３から曲折し、延出するように成形され、各延出アーム２２の隣接する他の２つの延出アーム２２との間に隙間２３を有し、各放熱フィン３に備える放熱シート３２は、基板２に形成される延出アーム２２の隙間２３内に設けられ、かつ、各延出アーム２２の側壁面２２１が、放熱シート３２の両表面３２３に強く当接し、各放熱フィン３の２枚の放熱シート３２の頂端部３２１が基板２の上面から上方に向かって突出し、底端部３２２が基板２の底面２１２から下方に向かって突出して設置される。

ところで、本実施例における基板２のベース部２１は円形板であり、各延出アーム２２は円形板であるベース部２１の側壁２１３に環設されているが、勿論、上記のベース部２１は多角形板（例えば四方形）であってもよく、その場合、これらの延出アーム２２がそれぞれ多角形板にて形成されたベース部２１の各側壁２１３から延出して成形されることになる。しかし、ベース部２１は円形板であれば、上記の（２）ステップの放熱フィン３を挿着するにあたって、自動化を採用し易くなり、その場合は大量生産ができる。即ち、各放熱フィン３を手作業で基板２に順次挿着していくことも可能だが、該挿着作業を自動化することで、高効率の生産性を実現できる。また、基板２および放熱フィン３は、同じ材質で放熱性のある金属部材、例えば、銅、アルミニウムなどで形成される。

図７〜図９に示すように、本発明の他の実施例であり、上記の実施例の工程とは、主に以下の違いがある。

（１）、一対の基板２、２’を提供し、両基板２、２’を互いに重ね合い、うちの１枚の基板２’の延出アーム２２’は、他方の基板２の延出アーム２２間の各隙間２３に対応しており、平面視において上下に重なった両基板２、２’の延出アーム２２、２２’が上下交互に現れるようになっている。

（２）、重なり合った基板２、２’のうち、一方の基板２の延出アーム２２の側壁面２２１と対向する他方の基板２’の延出アーム２２’の側壁面２２１’とを当接し、該当接した延出アーム２２，２２’の当接面の反対側の側壁２２１，２２１’と対向する延出アーム２２’，２２の側壁２２１’，２２１とで形成される隙間に各放熱フィン３の放熱シート３２がそれぞれ挿着される。すなわち、各放熱フィン３の両放熱シート３２が、対応する延出アーム２２、２２’とその隣接する他の２つの延出アーム２２、２２’間の隙間２３、２３’に挿着される。

（３）、両基板２、２’の各延出アーム２２、２２’をプレスして曲折し、各延出アーム２２、２２’の側壁面２２１、２２１’を各放熱シート３２の両表面３２３に強く当接させる。

そのうち、本実施例の（３）ステップにおけるプレスして曲折する技術は、図８に示すように、両基板２、２’の延出アーム２２、２２’の自由端（即ち、先端側）を各延出アーム２２、２２’が同じ方向を臨むように、該自由端を両ベース部２１、２１’に近づけるようにして曲折し（即ち、上向きもしくは下向きに）、或いは、図９に示すように、両基板２、２’の延出アーム２２、２２’の自由端が互いに逆方向に向けて曲折しており、すなわち、曲折した１枚の基板２の各延出アーム２２の自由端が、他の基板２’の各延出アーム２２’の自由端の臨む方向とは逆方向となっている。

よって、本発明によるラジエータ構造は、上記の互いにラミネートされた基板２、２’および複数の放熱フィン３を含み、各基板２、２’の延出アーム２２、２２’が、間隔をおいて突設されると共に、ベース部２１、２１’の側壁２１３、２１３’から曲折され、対向して重ね合わされている基板のうちの一方の基板２’の各延出アーム２２’が、他方の基板２の延出アーム２２間の各隙間２３に対応している。

各放熱フィン３は、両基板２、２’間の対応する延出アーム２２、２２’の隙間２３、２３’内に設けられ、各放熱フィン３の両放熱シート３２が、対応する延出アーム２２、２２’とその隣接する他の２つの延出アーム２２、２２’間に形成される隙間２３、２３’に挿着され、かつ、各延出アーム２２、２２’を形成する両側壁面２２１の少なくとも一方の側壁面２２１が、各放熱シート３２を形成する両表面３２３のうち少なくとも一方の面３２３に強く当接している。

また、両基板２、２’の延出アーム２２、２２’の自由端は、同方向に延び出してもよく、或いは、両基板２、２’の延出アーム２２、２２’の自由端は、互いに逆方向に延び出してもよい。

以上の説明のように、本発明は、基板２、２’の各延出アーム２２、２２’間の隙間２３、２３’を経由して放熱フィン３を挿着させ、かつ、各延出アーム２２、２２’の両側壁面２２１、２２１’を放熱シート３２に強く当接して固定することにより、放熱フィン３を重ね合わせた基板２、２’に強く固定でき、従来の放熱フィンを半田にて溶接し固定する方式と比べ、本発明は放熱フィンの固定を半田を使用せずしかも溶接を用いないため熱伝導がロスされるのを避けることができ、かつ、本発明のすべての製造工程が簡単にできるものであるので、組立製造においても作業性を向上させることができる。さらに、本発明においては半田を使用していないため、環境上の機能性をも備える（一般的に半田は鉛を含み、一方で、鉛フリーはコストを向上させる恐れがある）。

また、基板２のうちの上面２１１または底面２１２、或いは重ね合わせた基板２、２’のうちの上面２１１’または底面２１２は、いずれも熱を発生する電子素子（例えば、ＬＥＤランプなど）に接触でき、各放熱シート３２の頂端部３２１が基板２’の上面２１１’から延出すると共に、底端部３２２が基板２の底面２１２から延出している。このようにして、熱の流れを基板２、２’の上面２１１、２１１’又は底面２１２、２１２’から各放熱シート３２の頂端部３２１及び底端部３２２へといったように熱を導出できて、電子素子の放熱をより効率の良いものにできるという効果を有する。

しかし、前記掲示した図面および説明は、単に本発明の実施例に過ぎず、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家が本発明の分野の中で、適当に変更や修飾などをして実施できるが、それらの改良が本発明の技術的範囲内に包含されるべきことは言うまでもないことである。

従来のラジエータを示す斜視図である。 本発明の工程を示すフローチャートである。 本発明の基板を示す斜視図である。 本発明の基板および放熱フィンの一部分解斜視図および組立図である。 本発明の基板および放熱フィンを示す組立斜視図である。 図５のＡ部を示す正面図である。 本発明の基板の他の実施例を示す分解斜視図である。 本発明の基板の他の実施例および放熱フィンを示す分解斜視図（一）である。 本発明の基板の他の実施例および放熱フィンを示す分解斜視図（二）である。

符号の説明

１１ ベース
１１１ 上面
１２ 半田
１３ 従来の放熱フィン
１１２ 底面
１３１ 表面
２、２’ 基板
２１、２１’ ベース部
２１１、２１１’ 上面
２１２、２１２’ 底面
２１３ 側壁
２２、２２’ 延出アーム
２３，２３’ 隙間
３ 放熱フィン
３１ ベース
３２ 放熱シート
３２１ 頂端部
３２２ 底端部
３２３ 表面

Claims (5)

1. ベース部および複数の延出アームを含み、前記ベース部は上面と底面と側壁とを有し、前記各延出アームが前記ベース部の側壁から延出すると共に各延出アームが隣接する他の２つの延出アームとの間に隙間を有する基板を提供する工程と、
   前記基板の各延出アーム間の隙間に挿着される複数の放熱フィンであって、各放熱フィンはベースおよびベースの両側に接続する放熱シートを有し、各放熱フィンの２枚の放熱シートが延出アームと隣接する他の２つの延出アーム間の隙間に挿着され、各放熱シートが頂端部および底端部を有する複数の放熱フィンを提供する工程と、
   前記基板の各延出アーム間の隙間に前記放熱シートを挿着した状態で該延出アームをプレスして曲折し、各延出アームの両側壁面を各放熱シートの両表面に強く当接させ、各放熱フィンの２枚の放熱シートの頂端部を前記基板の上面から延出させると共に底端部を前記基板の底面から延出させる工程とを含むことを特徴とする放熱フィンを有するラジエータの製造方法。
2. ベース部および複数の延出アームを含み、前記ベース部は上面と底面と側壁とを有し、前記ベース部の側壁から延出した各延出アームを上方又は下方に向けて曲折し、各延出アームが隣接する他の２つの延出アームとの間に隙間を形成して成る基板と、
   ベースおよびベースの両側に接続する放熱シートをそれぞれ有し、各放熱シートは頂端部および底端部を有し、各放熱フィンの２枚の放熱シートは延出アームと隣接する他の２つの延出アームとの間の隙間にそれぞれ挿着され、かつ、各延出アームの側壁面が各放熱シートの両表面に強く当接し、各放熱フィンの２枚の放熱シートの頂端部が前記基板の上面から延出すると共に底端部が前記基板の底面から延出して成る複数の放熱フィンとを含むことを特徴とする放熱フィンを有するラジエータ構造。
3. 上面と底面と側壁とを有するベース部と、前記ベース部の側壁から延出する延出アームと、各延出アームが隣接する他の２つの延出アームとの間に形成する隙間とをそれぞれに備える一対の基板を形成し、該一対の基板を互いに重ね合わせたときに、一方の基板の各延出アームが他方の基板の延出アーム間に形成された隙間に対応している一対の基板を提供する工程と、
   前記基板の各延出アーム間の隙間に挿着される複数の放熱フィンであって、各放熱フィンはベースおよびベースの両側に接続し対向して設置される放熱シートを有し、各放熱フィンの各放熱シートが重ね合わせた基板のうち一方の基板の延出アームの側壁面と対向する他方の基板の延出アームの側壁面とを当接し該当接した延出アームの当接面の反対側の側壁と対向する延出アームの側壁とで形成される隙間にそれぞれ挿着され、各放熱シートが頂端部および底端部を有して成る複数の放熱フィンを提供する工程と、
   前記一対の基板を重ね合わせて形成された前記隙間に前記放熱シートを挿着した状態で該延出アームをプレスして曲折し、前記当接した延出アームの当接面の反対側の壁面を放熱シートの両表面に強く当接させ、各放熱シートの頂端部を前記重ね合わされた基板の上面から延出させると共に底端部を前記重ね合わされた基板の底面から延出させる工程とを含むことを特徴とする放熱フィンを有するラジエータの製造方法。
4. ベース部および複数の延出アームを含み、前記ベース部は上面と底面と側壁とを有し、前記ベース部の側壁から延出した各延出アームを曲折し、各延出アームが隣接する他の２つの延出アームとの間に隙間を形成し、一方の基板の各延出アームが他方の基板の延出アーム間に形成された隙間に対応して、互いに重ね合わされる一対の基板と、
   ベースおよびベースの両側に接続し対向して設置される放熱シートを有し、各放熱フィンの各放熱シートが重ね合わされた基板のうち一方の基板の延出アームの側壁面と対向する他方の基板の延出アームの側壁面とを当接し該当接した延出アームの当接面と反対側の側壁と対向する延出アームの側壁とで形成される隙間にそれぞれ挿着され、かつ、各延出アームの当接面の反対側の壁面を前記各放熱シートの両表面に強く当接し、放熱シートの頂端部を前記重ね合わされた基板の上面から延出させると共に底端部を前記重ね合わされた基板の底面から延出させる複数の放熱フィンとを含むことを特徴とする放熱フィンを有するラジエータ構造。
5. 前記両基板の延出アームの自由端は、同方向に延び出して、或いは、前記両基板の延出アームの自由端は、逆方向に延び出していることを特徴とする請求項４記載の放熱フィンを有するラジエータ構造。

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