JP5149845B2 - Fin processing method for heat sink made of extruded aluminum material - Google Patents
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Description
本発明は、アルミ押出形材製ヒートシンクのフィンの加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing fins of an aluminum extruded profile heat sink.
ヒートシンクの放熱性能を高めるために、フィンに切れ目を加工したり、フィンを曲げ加工したりすることが従来から行われている。例えば特許文献1には、押出成形により基板と一体で形成した板状のフィンに、押出方向に対して直角に且つ所定間隔おきに多数の切れ目を形成し、フィンをピン状としたものが記載されている。このヒートシンクは、フィンに切れ目を多数形成しなければならないため、切れ目の加工に大変手間が掛かる。さらにフィンに切れ目を加工する際、従来は図9に示すように、丸鋸状のカッター11等を使用して基板2の上面ぎりぎりのところから削っていたため、フィン3の根元にバリ26が発生し、このバリ26の除去にも手間が掛かっている。
特許文献2には、板状のフィンを冷却空気の流れ方向に複数に分断するとともに、一つおきのフィンを根元部分の2箇所で互いに逆向きに曲げ、前後のフィンと重ならないように横方向にずれた位置に配置したものが記載されている。このヒートシンクは、多数のフィンを一枚ずつプレス加工した上で基板に順次取付けなければならず、製作に非常に手間が掛かる。
In order to improve the heat dissipation performance of the heat sink, it has been conventionally performed to cut the fins or bend the fins. For example,
In
本発明は以上に述べた実情に鑑み、フィンの加工が簡単に行え、フィンの根元にバリが発生することもなく、放熱性能の高いヒートシンクを低コストで生産できるアルミ押出形材製ヒートシンクのフィン加工方法の提供を目的とする。 In view of the circumstances described above, the present invention can easily process fins, does not generate burrs at the base of the fins, and can produce a heat sink with high heat dissipation performance at low cost. The purpose is to provide a processing method.
上記の課題を達成するために本発明のアルミ押出形材製ヒートシンクのフィン加工方法は、基板上に間隔を開けて垂直に立設した複数のフィンを有するアルミ押出形材のフィンに、押出し方向に直交する横方向に切れ目を基板に食い込むように形成して各フィンを押出方向に複数列に分断し、同列の複数のフィンを高さ方向の一定の範囲に亘って同時に囲む加工型をフィン先端側から嵌め、加工型を押出方向に直交する横方向に一定距離だけ移動させることで、フィンの根元から加工型までの間の部分のみを斜めに曲げることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method of processing a fin of an aluminum extruded profile heat sink according to the present invention is directed to an extruded aluminum fin having a plurality of fins vertically arranged at intervals on a substrate. A processing die is formed so as to cut into the substrate in the transverse direction perpendicular to the substrate, and each fin is divided into a plurality of rows in the extrusion direction, and the plurality of fins in the same row are simultaneously surrounded over a certain range in the height direction. It is characterized in that only the portion between the fin base and the processing die is bent obliquely by fitting from the tip side and moving the processing die by a certain distance in the lateral direction perpendicular to the extrusion direction.
本発明のアルミ押出形材製ヒートシンクのフィン加工方法は、フィンに押出方向に直交する横方向に切れ目を加工してフィンを押出方向に複数列に分断した後、同列の複数のフィンを高さ方向の一定の範囲に亘って同時に囲む加工型をフィン先端側から嵌め、加工型を押出方向に直交する横方向に一定距離だけ移動させることにより、同列の複数のフィンを一括して押出方向に対して横方向にずらすようにフィン根元部を精度良く一度に曲げ加工でき、フィンを一枚ずつ曲げ加工する必要が無く、且つフィンを基板に取付ける作業も必要ないので、放熱性能の高いヒートシンクを低コストで生産できる。さらに、フィンに切れ目を形成する際、基板に食い込むように切れ目を加工することで、フィンの根元にバリが発生するのを防止できる。 According to the heat sink fin processing method of the aluminum extruded shape member of the present invention, the fins are cut in the transverse direction perpendicular to the extrusion direction to divide the fins into a plurality of rows in the extrusion direction, and then the plurality of fins in the same row are raised. Fit a processing die that simultaneously surrounds a certain range of directions from the fin tip side, and move the processing die by a certain distance in the lateral direction perpendicular to the extrusion direction, so that a plurality of fins in the same row are collectively moved in the extrusion direction. On the other hand, the fin base can be accurately bent at a time so that it is displaced laterally, and it is not necessary to bend the fins one by one, and there is no need to attach the fins to the board, so a heat sink with high heat dissipation performance can be obtained. Can be produced at low cost. Further, when the cut is formed in the fin, it is possible to prevent the occurrence of burrs at the base of the fin by processing the cut so as to bite into the substrate.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図2は、本発明のヒートシンクの加工手順を示しており、図3はこの方法により製作したヒートシンクの一実施形態を示している。
本ヒートシンクは、まず図2(a)に示すアルミ押出形材1を、押出成形により形成する。アルミ押出形材1は、基板2上に、押出方向に直交する横方向に一定の間隔Pをおいて板状のフィン3を多数立設したものとなっている。フィン3は、根元から先端にかけて厚みが次第に薄くなっている。次に、このアルミ押出形材1のフィン3に、図2(b)に示すように、丸鋸状のカッター11で押出方向に直交する横方向に切れ目4を基板2と垂直に、且つ押出方向に間隔をおいて複数加工し、フィン3を押出方向に複数列3a,3b,3a,3b,…に分断する。最後に、複数列に分断したフィン3a,3b,3a,3b,…を一列おきに押出方向に直交する横方向にオフセットしている。オフセット量Sは、図3(b)に示すように、フィンの間隔Pの略半分で、押出方向から見てオフセットした列のフィン3bはオフセットしないフィン3a同士の中間に位置している。
このように、フィン3を押出方向に複数列に分断すると共に、一列おきのフィン3bを隣の列のフィン3a同士の中間位置にオフセットすると、押出方向に沿ってファンで風を送ったときに、風が千鳥状に配置されたフィン3a,3b,3a,3b,…の前側の端面に次々に衝突しながら通過するため、単なる押出形材製ヒートシンクと比較して放熱性能が大幅に向上するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a processing procedure of the heat sink of the present invention, and FIG. 3 shows an embodiment of the heat sink manufactured by this method.
In this heat sink, first, an aluminum
In this way, when the
フィン3に切れ目4を加工する際には、図8に示すように、カッター11がフィン3と一緒に基板2の上面も一緒に切り込むようにして、切れ目4を基板2に食い込むように加工する。基板2への切り込み深さdは、ほんの僅かな寸法でよく、0.5mm程度が好ましい。図9に示すように、基板2の上面ぎりぎりのところから削るとフィン3の根元にバリ26が発生するが、このように切れ目4を基板2に食い込むように加工することで、フィン3の根元にバリが発生しない。
When the
フィン3bのオフセット曲げ工程は、図4に示す加工型5を使用して、一列のフィン3bごとに一括して行っており、図1はこの加工型5によりフィン3bが曲げ加工される様子を示している。
加工型5は、図4に示すように、矩形断面の横長の棒状に形成され、上下面に連通してフィン3bが挿通されるスリット状の孔6が、フィン3bの間隔Pと同じ間隔で設けてある。この加工型5を、図1(a)に示すように、一列のフィン3b,3b,…を加工型5の孔6,6,…にそれぞれ挿通するようにフィン先端側から嵌めて、図5(b)に示すように、一列のフィン3b,3b,…を高さ方向の一定の範囲に亘って加工型5の孔6,6,6,…により同時に囲む。その後、図1(c)に示すように、加工型5を押出方向に直交する横方向に一定距離Xだけ移動させることにより、加工型5と基板2の間のフィン根元部分7のみを斜めに曲げ、一列のフィン3b,3b,…を同時にオフセット曲げ加工している。この方法によれば、一列のフィン3b,3b,…を一度にオフセットできるので、加工が簡単に短時間で行えるばかりか、フィン3b,3b,…の垂直度及び間隔を保ったままで、各フィンの根元部分7のみを同じ角度で斜めに曲げ加工することができるので、美しい仕上がりになる。また、フィン3bに合わせて孔6を加工することで、フィン3bの間隔Pの広い狭いに関係なく同じように曲げ加工できる。
加工型5を横方向に移動する際、フィン3bの根元に亀裂が発生するのを防ぐため、基板2と加工型5との間に、フィン3bの厚みや加工型5の移動量Xに応じて、適宜の隙間Yを開ける。加工型5の孔6は、加工型5の移動方向と反対側の側面(右側面)と下面との角部23をアール状に面取りしている。加工型5は、フィン3bの先端まで囲む必要はないが、フィン3bの垂直度を保つためにある程度の高さが必要で、図示のものはフィン3bの高さの略半分の約20mmとしている。
The offset bending process of the
As shown in FIG. 4, the
In order to prevent cracks from occurring at the base of the
図5−1,5−2は、上記のフィンのオフセット曲げ工程を行うプレス金型12の概要とその動作を示している。
プレス金型12は、下型13の上面にワーク取付部14を備え、ワーク取付部14にフィンに切れ目4を加工した状態のヒートシンク8を、押出方向を前後方向に向けて固定して取付けられる。上型15には加工型取付部16を備え、加工型取付部16に加工型5を固定して取付けている。加工型取付部16は、上型15の上板15aに対してガイド機構(図示省略)を介して上下方向及び横方向に移動可能に設けてある。また加工型取付部16は、上板15aとの間に介在したバネ(図示省略)により上板15aに対して常時下方に付勢されており、図5−1(a)に示すように、上型15が上昇した状態では上板15aと加工型取付部16との間に所定の隙間21が保たれている。上型15と下型13には上下一組のカム17,18がそれぞれ設けてあり、上側のカム17は上板15aの下面に固定して設けてあり、下側のカム18は下型13の上面に横方向に移動可能に設けてある。下側のカム18には調整機構19が連結されており、調整機構19により同カム18の位置を左右方向に微調整できるようにしてあり、また調整機構19の内部にはバネが内蔵されており、同カム18を常時右方向に付勢している。
FIGS. 5A and 5B show the outline and operation of the press die 12 that performs the above-described fin offset bending process.
The press die 12 is provided with a
次に、プレス金型12の動作を説明する。プレス金型12は、一般的な油圧式や機械式のプレス機にセットして用いられるものであって、最初は図5−1(a)に示すように上型15が上昇位置にあって、加工型5はフィン3bの上方に位置している。プレス機を作動し、上型15が下降すると、図5−1(b)に示すように、加工型5の孔6に一列のフィン3bがそれぞれ挿通され、下型13の上面と加工型取付部16の下面とに設けた当接部20a,20bが当接することで、加工型5が高さ方向に位置決めされる。その後、図5−1(c)に示すように、上型15が上板15aと加工型取付部16の間の隙間21の分だけさらに下降し、このとき下型13のカム18が上型15のカム17に押されることで左方向に一定距離だけ移動し、それに伴って加工型取付部16が加工型5ともども下型13のカム18に押されて左方向に移動し、これにより一列のフィン3bの根元部分7が斜めに曲げ加工される。その後、図5−2(d)に示すように、上型15がバネ24の反発力により上昇することで加工型5がフィン3bから上方に抜け、下型13のカム18は調整機構19に内蔵したバネの力で右方向に引き戻される。その後、シリンダー22の作動により加工型取付部16が右方向に押し戻され、図5−2(e)に示す状態になる。
Next, the operation of the press die 12 will be described. The press die 12 is used by being set in a general hydraulic or mechanical press machine. At first, as shown in FIG. 5A, the
以上に述べたように、本発明の方法は基板2と垂直な方向の一回のプレス加工により、一列のフィン3b,3b,…を同時にオフセット曲げ加工することができ、フィンのオフセット曲げ加工が極めて簡単に短時間で行える。しかも、加工型5の孔6,6,…で一列のフィン3b,3b,…を同時に囲み、加工型5を横方向に一定距離Xだけ移動させることにより一工程でフィンのオフセット曲げを行うようにしたので、フィンの垂直度と間隔を保ったままで、フィンの根元部分7だけを同じ角度で正確に曲げることができ、非常にきれいな仕上がりとなる。また、アルミ押出形材1から形成するので、フィンを基板にカシメ等で取付ける手間が掛からず、低コストで高性能、高品質のヒートシンクを提供できる。さらに、フィン3に切れ目4を加工する際に、フィン3と共に基板2も一緒に切り込み、切れ目4を基板2に食い込むように加工することで、フィン3の根元にバリ26が発生するのを確実に防止できる。
As described above, the method of the present invention can simultaneously offset-bend a row of
本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。加工型5は、図6中に矢印で示すように、斜め横方向に移動させてフィン根元部分7を曲げることもできる。また加工型5は、図7に示すように、図4に示す加工型を一列分のフィンを逃がす空間部25を持たせてヒートシンクの押出方向に複数繋げた状態に形成し、一列おきに複数列のフィンを同時に曲げ加工するようにもできる。プレス金型の、加工型を横方向に移動させるための機構は、適宜変更することができる。
The present invention is not limited to the embodiments described above. As shown by an arrow in FIG. 6, the working die 5 can be moved in an oblique lateral direction to bend the
1 アルミ押出形材
2 基板
3,3a,3b フィン
4 切れ目
5 加工型
6 孔
7 フィン根元部分(フィンの根元から加工型までの間の部分)
1 Aluminum extruded
4
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