JP5514251B2 - 放熱板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は一種の放熱板の製造方法に係り、特に、押出加工により放射状に長短交錯状に離間配列された複数の翼片を成形し、並びに板状に裁断した後に、プレス加工により離間配列された直立する複数のフィンを形成し、全体的に廃棄材料が極めて少なく、有効に材料とコストを節約でき、且つ放熱板の風の抵抗を減らし、騒音を減らし、全体の放熱効果をより良好とする製造方法に関する。

現在のコンピュータテクノロジーは日進月歩の速度で成長しており、コンピュータの発展は、いずれも演算性能の強化、速度アップの方向に邁進し、コンピュータ関係の応用領域の、高速化に向けての発展傾向に伴い、ＣＰＵ、画像処理器等が演算処理を行う時に発生する温度はさらに高く、ゆえに、いかに良好な放熱システムを利用することで、コンピュータをその許容する温度下で正常に動作させるかは、業界において極めて重要な課題とみなされ、且つコンピュータの普及に対応し、その放熱システムに比較的良好な放熱効率と製造コストを達成させるため、放熱板のフィンを変化させて、製造コストを有効に下げることが必要となる。

さらに、現在業界で一般的な方法は、放熱板を回路板上の放熱源（たとえばＣＰＵ、画像処理器、チップ等）に当接させ、並びにファンを放熱板上に位置決めした後に、ファンと放熱板を組み合わせることで、最適化した放熱構造を形成する。図９を参照されたい。それは周知の放熱板の立体外観図である。図中に明らかに示されるように、現在使用されている放熱板Ａのほとんどは、一体成形（アルミ押出、モールド成形）或いは切削方式で形成され、その放熱板ＡはベースＡ１より上向きに複数のフィンＡ２が直立し、且つフィンＡ２の配列方式は輻射状或いはその他（単一方向、双方向）の方向に設置され、それは、放熱の効果を有するとはいえ、このような放熱板Ａは重量が比較的重く、製造の材料及び型のコストが比較的高額であり、特定チップ装置の放熱に使用するには適さない。しかし、もし、放熱面積及び効果が良好である放熱板Ａを製造するなら、そのフィンＡ２の配列の密集度或いは高さは相対的に増加させる必要があり、規格サイズの違いに応じて、別に型を製作して異なる規格サイズの放熱板Ａを製造する必要がある。このほか、放熱板Ａの複数のフィンＡ２の中央部分はほとんどの場合、ミリング或いは溝切削の方式により、ファン位置決め用の収容室Ａ０が形成され、製造過程中に大量の廃棄物が発生し、有効に材料コストを下げることができず、且つ成形の表面にアルミ屑、バリ等が残留しやすく、すなわち、さらに洗浄、研磨によるバリ除去等の複数の工程が必要となり、製造工程が相当に煩瑣となり、且つ加工時間とコストを消耗する。

図１０は別の周知の放熱板の立体外観図である。それは、平板状金属のベースＡ１にプレス加工或いは折り曲げ加工により周囲に上向きに直立する複数のフィンＡ２を有する放熱板Ａが形成され、並びに複数のフィンＡ２が内層と外層の環状に配列され且つ間隔が相補状とされ、且つベースＡ１の表面に複数の貫通孔Ａ３が設けられ、放熱板Ａの上方部分に形成された収容室Ａ０内にファンが位置決めされ、ファンが動作する時、間隔式相補状態の内層と外層の複数のフィンＡ２の形成する壁のブロックにより、熱交換後の熱風の風向が変更されて順調に複数のフィンＡ２間隙と貫通孔Ａ３部分をとおり放熱板Ａ四周及び下方に排出されず、これにより、熱エネルギーが放熱板Ａの中央部分に溜まり、放熱板Ａの全体放熱面積の放熱効果を有効に発揮できず、且つ放熱効果が悪くなる。ゆえに、新規な設計により、このような問題を有効に解決することが待たれている。

本発明の主要な目的は、押出方式を利用して長尺状のアルミ基材を形成し、並びにアルミ基材の周辺に放射状の長短が交錯するように離間配列された複数の翼片を形成し、アルミ基材を機械加工方式で裁断して所定厚さの単一板状体とした後、さらにプレス加工によりベースを有する放熱板を形成し、且つそのベースの周辺の翼片をそれぞれ折り曲げて複数のフィンを形成し、放熱板全体の発生する廃棄物を極めて少なくし、有効に材料使用量とコストを節約できるようにし、複数のフィンを直立状に離間配列して風の抵抗を減らして、各隣り合うフィン間に形成する放熱チャネル中の風量を増加し、ファン送風時に発生する騒音を減らし、全体の放熱効果をより良好とすることにある。

本発明の次の目的は、放熱板のベースの周辺の翼片部分をその長短の違いによりそれぞれ縦向きに折り曲げて、上層と下層の高さの落差を有する直立状の複数のフィンを形成するか、或いは必要或いは設計の違いにより、プレス加工により等高或いは不等高或いは一部等高、不等高の直立状離間配列状の複数のフィンを形成し、ファンが軸流風を送風する時、複数のフィンにより迎風の効果を増加し、軸流風の放熱チャネルに進入する風量を増加させ、これにより、複数のフィン中で熱交換後の熱風を放熱チャネルよりスピーディーに外向きに排出させ、並びに全体の放熱効率を高め、且つその風の抵抗を減らし、ファンの動作時の安定性を確保し、及び送風時に発生する騒音等の問題を有効に解決することにある。

本発明の別の目的は、放熱板のベースと複数のフィンの間に、直接凹み状の収容空間をプレス加工し、収容空間内にファンを位置決めし、製造の過程中に、ベース上でミリング或いは溝切削等の加工作業を行う必要をなくし、全体の発生する廃棄物を減らして材料を減らし、且つ各表面を相当に平坦となし、断面サイズの一致性を保持し、また加工工程をシンプルとし、サイズの正確度を増し、製造の品質と歩留りを改善することにある。

本発明のさらに別の目的は、放熱板のベース周辺部分に外向きに複数の位置決め部を形成し、並びに位置決め部に共用成形用型を用いて直接少なくとも一つの貫通孔を形成し、これによりボード類（マザーボード、グラフィックカード或いはその他の各種の拡張用カード）に常用される孔を保留し、且つ有効に別に型を製作するコストを節約することにある。

上述の目的を解決するため、本発明は、放熱板の製造方法において、
（Ａ）加熱後の可塑性アルミ押出インゴット原料を、押出方式を利用して一体成形し、長尺状を呈すると共に、周辺に、放射状を呈し且つ長短が交錯するように離間配列された複数の翼片が形成されたアルミ基材を形成する工程、
（Ｂ）該アルミ基材を機械加工方式で、長さ方向に所定厚さに照らして裁断して単一板状体となす工程、
（Ｃ）該アルミ基材の表面にプレス加工して、ベースと、該ベース周辺の該翼片を折り曲げてなる複数のフィンを具えた放熱板を完成する工程、
以上の工程を包含することを特徴とする、放熱板の製造方法としている。

上述の放熱板の製造方法において、該アルミ基材の複数の翼片は、放射状を呈し、順に一つが長く一つが短く、一つが長く二つが短く、二つが長く一つが短く、二つが長く二つが短く、のいずれかに交錯するよう離間配列し、並びに該アルミ基材の長さ方向に、切削機械により切削加工方式により所定厚さの単一板状体に裁断し、且つ該アルミ基材の所定厚さは３−５ｍｍとする。

上述の放熱板の製造方法において、該放熱板の複数のフィンは等高、不等高、部分等高、不等高或いは、上層と下層の高さの落差のある直立状に離間配列する。

本発明の放熱板の製造方法は、加熱後の可塑性アルミ押出インゴット原料を押出方式を利用して長尺状のアルミ基材に成形し、並びに該アルミ基材の周辺部分に放射状に長短交錯状に離間配列された複数の翼片が形成され、該アルミ基材の長さ方向は機械加工方式で所定厚さに裁断されて単一板状体とされ、さらにアルミ基材の表面にプレス加工でベースが形成され、ベース周辺の翼片部分に折り曲げにより複数のフィンが形成され、このような放熱板は全体的に廃棄材料が極めて少なく、有効に材料とコストを節約でき、且つ複数のフィンが直立状に離間配列されて風の抵抗を減らし、隣接するフィン間に形成される放熱チャネル中の風量を増加させ、ファンの送風時に発生する騒音を減らし、全体の放熱効果をより良好とする。

本発明の製造フローチャートである。 本発明のアルミ押出機の構造表示図である。 本発明のアルミ基材押出時の正面図である。 本発明のアルミ基材裁断時の側面図である。 本発明のアルミ基材プレス加工後の側面断面図である。 本発明の放熱板の立体外観図である。 本発明の好ましい実施例の立体分解図である。 本発明の別の好ましい実施例の立体分解図である。 周知の放熱板の立体外観図である。 別の周知の放熱板の立体外観図である。

本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。

図１、２、３、４、５、６は、それぞれ本発明の製造フローチャート、アルミ押出機の構造表示図、アルミ基材押出時の正面図、裁断時の側面図、プレス加工後の側面断面図及び放熱板の立体外観図である。これらの図から分かるように、本発明の放熱板の製造方法は以下の工程を包含する。
（１０１）加熱後の可塑性アルミ押出インゴット原料１を、押出方式を利用して一体成形して長尺状を呈するアルミ基材１１を形成し、並びにアルミ基材１１の周辺に、放射状を呈し且つ長短が交錯するように離間配列された複数の翼片１１１を形成する。
（１０２）アルミ基材１１の長さ方向に、機械加工方式で所定厚さに照らして裁断して単一板状体となす。
（１０３）アルミ基材１１の表面にプレス方式でベース２を具えた放熱板２を形成し、且つベース２１の周辺の翼片１１１を折り曲げて複数のフィン２２を形成し、本発明の放熱板の製造方法を完成する。

上述の実施工程から明白であるように、上述の構成要件を製造する時、その実施工程は、まず加熱後の可塑性アルミ押出インゴット原料１をアルミ押出機３の容器３１１内に入れ、並びにアルミ押出インゴット原料１を押出室３１内部に進入させた後、駆動装置３４により押し棒３３を駆動してアルミ押出インゴット原料１に推力を加え、アルミ押出インゴット原料１に型３２の一定形状の型孔面を通過させ、すなわち、押し棒３３と型３２の組合せに押出方式を利用することで、長尺状断面形状の均一なアルミ基材１１を形成し、並びにアルミ基材１１の周辺部分に、放射状の長短が交錯するよう離間配列された複数の翼片１１１を形成する。

このような押出成形方式は、製造プロセスをシンプルとし、並びにそのサイズの正確度を確保し、並びに押出過程中の加工操作は直接押出、間接押出、液静圧押出、衝撃押出などに分けられるが、この部分の、アルミ押出機３がどのようにアルミ押出インゴット原料１を押し出して一定形状を有するアルミ基材１１とするかは既存の技術の範疇であり、且つその細部構成は本発明の重点ではないため、これ以上詳細に説明しない。

アルミ基材１１の長さ方向に、旋盤或いはフライス盤等の切削機具（図示せず）を用いて、ミリング、フライス加工或いはその他の機械加工方式で、所定の厚さに照らして裁断し、単一板状体となす。且つアルミ基材１１の所定厚さは最良の実施例では４ｍｍとされるが、実際の使用時には、これに限定されず、３〜５ｍｍとされてもよい。

その後、アルミ基材１１を成形用型４の下型４１中に入れ、並びにプレスヘッド４２で直接アルミ基材１１の表面にプレスし、こうしてプレス方式で、アルミ基材１１に変形を発生させてベース２１を具えた放熱板２を形成する。ベース２１の周辺の翼片１１１部分は、縦向きに折り曲げられて、上層と下層の高さの落差のある直立状の複数のフィン２２が形成される。並びにベース２１と複数のフィン２２の間には、凹んだ収容空間２０が形成され、且つ各隣り合うフィン２２の間には、放熱チャネル２２０が形成される。

こうして、製造の過程中に、ベース２１上でミリング或いは溝切削等の加工作業を必要とせず、すなわち、直接プレス方式でファン５を収容できる（図７に示されるとおり）収容空間２０を形成し、全体の発生する廃棄物が極めて少なく、有効に材料とコストを節約でき、且つ各表面が相当に平坦で、断面サイズが一致性を保持でき、また加工工程を変更してよりシンプルとし、サイズの正確度を増し、製造の品質と歩留りを改善し、量産でき、製造工程がシンプルで品質の管理が容易で製造コストが低廉である放熱板２を製造できる。

さらに、上述のアルミ基材１１の周辺の複数の翼片１１１は放射状を呈するように、それぞれ順に、一つが長く一つが短く、一つが長く二つが短く、二つが長く一つが短く、二つが長く二つが短く、或いは、その他の交錯する離間配列方式で配列され、アルミ基材１１のプレス加工後のベース２１周辺の翼片１１１が、その長短の違いにより、それぞれ縦向きに折り曲げられて、上層と下層の高さの落差のある直立状の複数のフィン２２を形成する。

ただし、実際の応用の時は、これに限定されるわけではなく、ベース２１の周辺の複数のフィン２２はまた必要により或いは設計の違いにより、等高、不等高或いは部分等高、不等高の直立状の離間配列とされ得る。

さらに、ベース２１の周辺には外向きに、複数の位置決め部２３が設けられ、並びに、位置決め部２３に、成形型４を共用して直接少なくとも一つの貫通孔２３１が形成され、これにより、ボード類（マザーボード、グラフィックカード、或いはその他の各種の拡張カード）が常用する孔を保留し、且つ有効に別に型を製作するコストを節約できる。

図７、８を合わせて参照されたい。それらはそれぞれ本発明の好ましい実施例の立体分解図及びもう一つの実施例の立体分解図である。図から明白であるように、そのうち、該放熱板２のベース２１の表面には、ドリリング或いはミリング方式で、複数のネジ孔２１１が設けられ、且つベース２１と複数のフィン２２の間に形成された収容空間２０内に、少なくとも一つのファン５が位置決めされる。

ファン５は、ファンシート５１とファン本体５２を包含し、ファンシート５１の各角部にネジ５１２を通すための穿孔５１１が設けられ、さらにネジ５１２を利用してベース２１の対応するネジ孔２１１に締結されることで、ファン５と放熱板２が固定されて一体とされる。本発明の好ましい実施例の各構成要件の接合方式は好ましい実施例の実施状態にすぎず、本発明の主要な訴求の特徴のあるところではないが、このようなネジによる固定方式は、構造が安定し、位置決めが確実である作用効果を有する。

このほか、回路板６上には、少なくとも一つの発熱源６１（たとえばＣＰＵ、画像処理器或いはチップ等）が設けられ、すなわち、放熱板２はベース２１周辺の位置決め部２３に保留された貫通孔２３１を利用し、位置決め部品（図示せず）で回路板６の上方に固定され、並びにベース２１底部の接触面２４が平穏に発熱源６１の表面に当接させられる。回路板６の発熱源６１が動作する時、放熱板２のベース２１が発熱源６１の動作により発生する熱エネルギーを吸収し、並びに熱エネルギーを急速に複数のフィン２２に伝導し、放熱面積を増加して放熱の実行を補助する。

ファン５の動作により発生する軸流風は時計回り或いは逆時計周りの方向に放熱板２に吹きつけられ、軸流風が各隣り合うフィン２２間の放熱チャネル２２０に進入する時、複数のフィン２２の上層と下層の高さの落差のある直立状の態様により、迎風の効果が増加し、軸流風の放熱チャネル２２０に進入する風量が増加し、こうして、複数のフィン２２中の熱交換後の熱風が放熱チャネル２２０より急速に外向きに排出されるか、或いは軸流風の冷風が直接ベース２１の最も熱い区域に直接吹きつけられて熱交換が実行された後、さらに放熱チャネル２２０に沿って熱風が急速に外向きに排出され、こうして、回路板６上の発熱源６１に蓄積した熱エネルギーが急速に付帯排出され、並びに全体の放熱効率が高められ、且つその風の抵抗が減らされて、不規則な乱流が減らされ、こうして、ファン５の動作時の安定性が確保され、有効に送風時に発生する騒音の問題が解決され、並びにファン５により対流、降温が加速されて、全体の放熱効果がより良好とされる。

以上述べたことは、本発明の実施例にすぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本発明の権利のカバーする範囲内に属するものとする。

総合すると、本発明の上述の放熱板の製造方法は、確実にその作用効果及び目的を達成し、ゆえに、本発明はまことに実用性に優れた発明であり、特許の要件に符合し、ここに出願する次第です。

１ アルミ押出インゴット原料
１１ アルミ基材
１１１ 翼片
２ 放熱板
２０ 収容空間
２２０ 放熱チャネル
２１ ベース
２３ 位置決め部
２１１ ネジ孔
２３１ 貫通孔
２２ フィン
２４ 接触面
３ アルミ押出機
３１ 押出室
３３ 押し棒
３１１ 容器
３４ 駆動装置
３２ 型
４ 成形用型
４１ 下型
４２ プレスヘッド
５ ファン
５１ ファンシート
５１２ ネジ
５１１ 穿孔
５２ ファン本体
６ 回路板
６１ 発熱源
Ａ 放熱板
Ａ０ 収容室
Ａ１ ベース
Ａ２ フィン
Ａ３ 貫通孔

Claims (3)

1. 放熱板の製造方法において、
   （Ａ）加熱後の可塑性アルミ押出インゴット原料を、押出方式を利用して一体成形し、長尺状を呈すると共に、周辺に、放射状を呈し且つ長短が交錯するように離間配列された複数の翼片が形成されたアルミ基材を形成する工程、
   （Ｂ）該アルミ基材を機械加工方式で、長さ方向に所定厚さに照らして裁断して単一板状体となす工程、
   （Ｃ）該アルミ基材の表面にプレス加工して、ベースと、該ベース周辺の該翼片を折り曲げてなる複数のフィンを具えた放熱板を完成する工程、
   以上の工程を包含することを特徴とする、放熱板の製造方法。
2. 請求項１記載の放熱板の製造方法において、該アルミ基材の複数の翼片は、放射状を呈し、順に一つが長く一つが短く、一つが長く二つが短く、二つが長く一つが短く、二つが長く二つが短く、のいずれかに交錯するよう離間配列し、並びに該アルミ基材の長さ方向に、切削機械により切削加工方式により所定厚さの単一板状体に裁断し、且つ該アルミ基材の所定厚さは３−５ｍｍとすることを特徴とする、放熱板の製造方法。
3. 請求項１記載の放熱板の製造方法において、該放熱板の複数のフィンは等高、不等高、部分等高、不等高或いは、上層と下層の高さの落差のある直立状に離間配列することを特徴とする、放熱板の製造方法。

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