JP7213388B2

JP7213388B2 - ヒートシンクの製造方法

Info

Publication number: JP7213388B2
Application number: JP2022153606A
Authority: JP
Inventors: 栄生深川
Original assignee: Sankyo Tateyama Inc
Current assignee: Sankyo Tateyama Inc
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2022173384A

Description

本発明は、ヒートシンクの製造方法に関する。

ヒートシンク部材を組合せて様々な高さ寸法や巾寸法のヒートシンクを形成する場合、ヒートシンク部材の種類が多くなってしまい、種類が少なくても対応できるものが求められていた。

そこで、本発明は、ヒートシンク部材の種類が少なくても様々な高さ寸法や巾寸法のヒートシンクを製造できるヒートシンクの製造方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、ベースにフィンを列設した一方のヒートシンク部材と、ベースにフィンを列設した他方のヒートシンク部材を備え、一方のヒートシンク部材及び他方のヒートシンク部材のベースをフィンの列設方向の任意の位置で切断して巾寸法を合わせる工程と、ヒートシンク部材同士を一方のヒートシンク部材のフィン間に他方のヒートシンク部材の各フィンが収まるように組み合わせて固定する工程とを有することを特徴とするヒートシンクの製造方法である。

請求項１に記載の発明によれば、ヒートシンク部材の種類が少なくても様々な巾寸法のヒートシンクを製造できる。

本発明の第１実施の形態にかかるヒートシンクの製造方法の工程図であって、ヒートシンク部材及びヒートシンクの縦断面図である。本発明の第１実施の形態にかかるヒートシンクのかしめ工程を示す縦断面図である。本発明の第１実施の形態にかかるヒートシンクの製造方法により製造したヒートシンク部材及びヒートシンクと、高さ寸法を切断しないで製造したヒートシンク部材及びヒートシンクを並べて示す縦断面図である。本発明の第１実施の形態にかかるヒートシンクの斜視図である。本発明の第２実施の形態にかかるヒートシンクの製造方法の工程図であって、ヒートシンク部材及びヒートシンクの縦断面図である。本発明の第２実施の形態にかかるヒートシンクであって、巾寸法が異なる各ヒートシンクを並べて示す縦断面図である。本発明の第３実施の形態にかかるヒートシンクの製造方法で用いるヒートシンク部材及び製造したヒートシンクと、高さ寸法を切断しないで製造したヒートシンク及びそれに用いるヒートシンク部材を並べて示す縦断面図である。本発明の第４実施の形態にかかるヒートシンクの製造方法で用いるヒートシンク部材及び製造したヒートシンクと、巾寸法を切断しないで製造したヒートシンク及びそれに用いるヒートシンク部材を並べて示す断面図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明するが、まず、図１～図４を参照して本発明の第１実施の形態について説明する。
図４に示すように、本発明の実施の形態に係る製造方法により製造したヒートシンク１は、略直方体形状を成しており、上面１ａ又は下面１ｂに電子部品等を接触させて放熱を図るものである。
このヒートシンク１は、ベース３にフィン５を列設した一方のヒートシンク部材７と、ベース３にフィン５列設した他方のヒートシンク部材９を備えている。
本実施の形態では、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９とは同種のものを用いており、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の伝熱性を有する材料で製造されている。
また、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９とは同種の押出し金型で製造したものを用いている。

一方のヒートシンク部材７のベース３には、そのフィン５、５間に、他方のヒートシンク部材９のフィン５の先端５ａが嵌め込まれる溝１１が形成されている。同様に、他方のヒートシンク部材９のベース３にも、そのフィン５、５間に、一方のヒートシンク部材７のフィン５の先端５ａが嵌め込まれる溝１１が形成されている。

図１（ｅ）に拡大して示すように、溝１１は、対向する一方の溝壁１１ａと他方の溝壁１１ｂとを有し、一方の溝壁１１ａは正面（図１（ｅ）の正面）から見て略長方形状の垂直壁としてある。一方の溝壁１１ａの厚さｍは、フィン５の厚さｎよりも薄く形成されている。
他方の溝壁１１ｂは、正面から見た形状が略台形形状であり、フィン当接面１１ｃは垂直面としてあるが、その反対側は傾斜面１１ｄとしてある。他方の溝壁１１ｂの厚さｐは一方の溝壁１１ａの厚さｍよりも厚い寸法としてある。
本実施の形態では、一方のヒートシンク部材７は正面から見た左側（図１（ｂ－２）において左側）の端に一方の溝壁（垂直壁）１１ａがある。
フィン５は、板状であり、溝１１の長手方向に長く形成されている。

図４に示すように、本実施の形態により製造したヒートシンク１は、フィン５の列設方向（巾方向）Ｘの巾寸法Ｘ１と、溝１１の長手方向Ｙである奥行寸法Ｙ１と、高さ方向Ｈの高さ寸法Ｈ２を有している。
図３（ａ―１）に示すように、切断して高さを合わせる前の一方及び他方のヒートシンク部材７、９は、ベース３がフィン５の列設方向Ｘの巾寸法Ｘ１であり、フィン５は高さｈ１である。
図３（ｂ―２）に示すように、フィンを切断して高さを合わせた後の一方及び他方のヒートシンク部材７、９は、ベース３がフィン５の列設方向Ｘの巾寸法Ｘ１であり、フィン５は高さｈ２である。

図４に示すように、一方のヒートシンク部材７では、フィンの列設方向Ｘの右端（図４において右端）に位置している一方の溝壁１１ａをカシメ部１２でカシメ固定している。他方のヒートシンク部材９では、フィンの列設方向Ｘの左端（図４において左端）に位置している一方の溝壁１１ａを、一方のヒートシンク部材７と同様に、カシメ固定している（図示せず）。

本実施の形態では、図３（ａ―２）で示す高さ調整をしていない高さＨ１のヒートシンク１と、高さＨ１より低い高さＨ２に高さ調整（切断）したヒートシンク１（図３（ｂ－１））とを、図３（ａ－１）で示す同種の一方及び他方のヒートシンク部材７、９を用いて製造するものである。
尚、図３（ａ－２）（ｂ－２）において、矢印Ｋで示すのは、カシメ固定の箇所を示している。

次に、図１を参照して、図４に示す高さＨ２のヒートシンク１の製造方法について、説明する。
図１（ａ－１）（ａ－２）に示すように、一方のヒートシンク部材７と、他方のヒートシンク部材９とは同種のヒートシンク部材であり、図３（ａ－２）で示す高さＨ１のヒートシンク１の製造に用いるものである。
各一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９とについて、フィン５の高さｈ１を任意の所定高さｈ２のフィン切断位置Ａで切断し、図１（ｂ－１）（ｂ－２）に示す高さ寸法ｈ２の一方のヒートシンク部材７と、他方のヒートシンク部材９にする。
次に、図１（ｃ－２）に示すように、他方のヒートシンク部材９を水平方向で１８０度回転する。
そして、図１（ｄ）で示すように、図１（ｃ－１）で示す一方のヒートシンク部材７に図１（ｃ－２）で示す他方のヒートシンク部材９を、一方のヒートシンク部材７の各フィン５の先端５ａが他方のヒートシンク部材９の溝１１（図１（ｅ）の拡大図参照）に、他方のヒートシンク部材９の各フィン５の先端５ａが一方のヒートシンク部材７の溝１１に嵌るように、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材を互いに嵌合する。
その後、図１（ｅ）に拡大して示すように一方のヒートシンク部材７の左端にある一方の溝壁（垂直壁）１１ａをカシメ治具１３でカシメ固定する。同様に、他方のヒートシンク部材９の右端にある一方の溝壁（垂直壁）１１ａをカシメ治具１３でカシメ固定する。

次に、カシメ治具１３によるカシメ固定について詳しく説明する。
図２（ａ）に示すように、一方のシンク部材７の左端に位置する溝１１に他方のシンク部材９のフィン５の先端５ａを嵌合した状態で、図２（ｂ）に示すように、カシメ治具１３の先端部１３ａを、ベース３の左側にから一方の溝壁（垂直壁）１１ａに打ち込む。これにより、一方の溝壁１１ａがカシメ治具１３の先端部１３ａの形状に沿って凹むと共にフィン５側に食い込む凸部１４が形成されると共に、溝１１に嵌合している他方部材のフィン５の先端５ａが他方の溝壁１１ｂ側に突出する凸部１５が他方の溝壁１１ｂに食い込む。
その後、図２（ｃ）に示すように、カシメ治具１３を一方の溝壁１１ａから離して、カシメ固定が完了する。
上述した図２（ａ）～（ｃ）のカシメ固定を、一方のシンク部材７で２箇所（図４参照）、他方のシンク部材９でも同様に２箇所おこなう。

第１実施の形態に係るヒートシンクの製造方法の作用効果について説明する。
上述した実施の形態によれば、図３（ａ－１）に示す一方及び他方のヒートシンク部材７、９をそのまま用いて、図３（ａ－２）に示す高さＨ１のヒートシンク１を製造することもできるし、図３（ｂ－１）に示すように、フィン５を切断して高さを変えることで、図３（ｂ－２）に示すように、Ｈ１よりも低い高さＨ２のヒートシンク１を製造できるから、ヒートシンク部材７、９の種類が少なくても様々な高さ寸法のヒートシンクを製造できる。
図３（ａ－１）及び（ｂ－１）に示すように、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９は同種のものであり、フィン５を所定高さｈ２で切断したものを用いて、図３（ａ－２）に示す高さＨ１のヒートシンク１と、図３（ｂ－２）に示す異なる高さ寸法Ｈ２のシートシンク１を製造できるから、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９はアルミ押出形材である場合、押出金型１つで異なる高さのヒートシンク１に対応でき、高さＨの異なる種類のヒートシンク１を製造する場合のコストを抑えられる。
図１（ｄ）（ｅ）に示すように、一方のヒートシンク部材７のフィン５、５間の溝１１に他方のヒートシンク部材９のフィン５が嵌まり込んでいるから、ヒートシンク１の製造時において、両ヒートシンク部材７、９を組み合わせる際に位置決めがし易い。

以下に本発明の他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では第１実施の形態と主に異なる点を説明する。
図５及び図６を参照して、本発明の第２実施の形態にかかるヒートシンクの製造方法を説明する。
第２実施の形態にかかるヒートシンクの製造方法は、様々な巾寸法（フィン５の列設方向Ｘの寸法）Ｘ１（図４参照）のヒートシンクを製造する方法である。
図５（ａ－１）及び（ａ－２）に示すように、同種の一方及び他方のヒートシンク部材７、９を用いて、図５（ｂ－１）に示すように、一方のヒートシンク部材７ではその巾方向の左端側（図５（ｂ－１）において左端側）で、一つの溝１１を含む端部部分１９を巾方向の切断位置Ｂで切断する。また、図５（ｂ－２）に示すように、他方のシンク部材９では、その巾方向の右端側（図５（ｂ－２）において右端側）で、一方のヒートシンク部材７と同様に、巾方向の切断位置Ｂで切断するが、他方のヒートシンク部材９では、一方の溝壁（垂直壁）１１ａを右端に残す位置で切断する。
次に、図５（ｃ－１）に示すように、他方のシンク部材９を上下に１８０度回転して、ベース３を上にフィン５を下にする。
その後、図５（ｄ）に示すように、一方のヒートシンク部材７の各フィン５の先端５ａが他方のヒートシンク部材９の溝１１（図５（ｂ－２）の拡大図参照））に、他方のヒートシンク部材９の各フィン５の先端５ａが一方のヒートシンク部材７の溝１１（図５（ｂ－１）の拡大図参照））に嵌るように、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材を互いに嵌合する。
その後、図１（ｅ）に拡大して示すように、他方のヒートシンク部材９の左端にある一方の溝壁（垂直壁）１１ａをカシメ治具１３でカシメ固定する。同様に、他方のヒートシンク部材９の右端にある一方の溝壁（垂直壁）１１ａをカシメ治具１３でカシメ固定する。

この第２実施の形態によれば、巾方向の切断位置Ｂ（図５（ｂ－１）（ｂ－２）参照）で切断しないで、一方のヒートシンク部材７と他方のシンク部材９を嵌合して製造した図６（ａ）に示す巾寸法Ｘ１のヒートシンク１や、上述した第２実施の形態で製造した図６（ｂ）に示す巾寸法Ｘ２のヒートシンク１や、巾方向の切断位置Ｂ（図５（ｂ－１）（ｂ－２）参照）の箇所を変えることで図６（ｃ）に示す更に巾の小さい巾寸法Ｘ３のヒートシンク１を製造できるから、ヒートシンク部材７、９の種類が少なくても様々な巾寸法のヒートシンクを製造できる。
図５（ａ－１）及び（ａ－２）に示すように、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９は同種のものであり、（ｂ－１）に示す一方のヒートシンク部材７は左側（図５（ｂ－１）において左側）を巾方向の切断位置Ｂで切断したものであり、（ｂ－２）に示す他方のヒートシンク部材９は右側（図５（ｂ－２）において右側）を巾方向の切断位置Ｂで切断したものであるから、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９はアルミ押出形材である場合、押出金型１つで異なる巾のヒートシンク１に対応でき、巾方向（フィンの列設方向）Ｘの寸法が異なる種類のヒートシンク１を製造する場合のコストを抑えられる。
図５（ｄ）（ｅ）に示すように、一方のヒートシンク部材７のフィン５，５間の溝１１に他方のヒートシンク部材９のフィン５が嵌まり込んでいるから、ヒートシンク１の製造時において、両ヒートシンク部材７、９を組み合わせる際に位置決めがし易い。
図５（ｂ－２）に示すように、ベース３にはフィン５、５間に、カシメ固定する為の一方の溝壁（垂直壁）１１ａを有し、一方の溝壁（垂直壁）１１ａを端にした位置で切断してあるから、ヒートシンク１の巾方向（フィンの列設方向）Ｘのどこで切断しても、カシメ部としての一方の溝壁（垂直壁）１１ａが端に位置するため、カシメ作業が容易である。

図７に第３実施の形態に係るヒートシンクの製造方法を示す。この第３実施の形態では、フィン５が第１実施の形態のように溝の長手方向に長い板状でなく、図７（ａー１）に示すように、水平片５ｂを有している点が第１実施の形態と異なっており、その他の構成及び製造方法は第１実施の形態と同様である。
この第３実施の形態によれば、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、フィン５には水平片５ｂが設けてあるので、放熱効果を高めることができる。

図８に第４実施の形態に係るヒートシンクの製造方法を示す。この第４実施の形態では、図８（ａ－１）に示すように、第３実施の形態と同様にフィン５を高さ方向の切断位置Ａで切断して高さ寸法を変えていると共に、図８（ａー３）に示すように、左端（図８（ａ－３）において左）に一方の溝壁１１ａを残すと共にフィン５を含めた巾方向の切断位置Ｂで切断して、巾方向の寸法を変えて製造していることが第３実施の形態と異なっている。

この第４実施の形態によれば、上述したヒートシンク部材７、９の種類が少なくても様々な高さ寸法Ｈ及び巾寸法（フィンの列設方向）Ｘのヒートシンクを製造できる。
図８（ａ－１）に示すように、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９は同種のものであり、（ａ－３）に示す一方のヒートシンク部材７はフィン５を所定高さｈ２で切断し、更に巾寸法Ｘ２で切断したものを用いているから、一方のヒートシンク部材７と他方のヒートシンク部材９はアルミ押出形材である場合、押出金型１つで異なる高さ及び巾のヒートシンク１に対応でき、高さＨ及び巾Ｘの異なる種類のヒートシンク１を製造する場合のコストを抑えられる。
図８（ａ－２）（ａ－４）に示すように、一方のヒートシンク部材７のフィン５、５間の溝１１に他方のヒートシンク部材９のフィン５が嵌まり込んでいるから、ヒートシンク１の製造時において、両ヒートシンク部材７、９を組み合わせる際に位置決めがし易い。
図８（ａ－３）に示すように、ベース３にはフィン５、５間に、カシメ固定する為の一方の溝壁（垂直壁）１１ａを有し、一方の溝壁（垂直壁）１１ａを端にした位置で切断してあるから、ヒートシンク１の巾方向Ｘのどこで切断しても、カシメ部としての一方の溝壁（垂直壁）１１ａが端に位置するため、カシメ作業が容易である。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、第１、３～第４の実施の形態において、高さ寸法が同一である一方及び他方のヒートシンク部材７、９は、両方のフィン５について、高さ方向の切断位置Ａで切断して２つのヒートシンク部材７、９を組み合わせて固定するものであったが、高さ寸法の異なる２つのヒートシンク部材があって、高さ寸法の小さい一方のヒートシンク部材７の高さ寸法に合わせて他方のヒートシンク部材９のフィン５を切断して、２つのヒートシンク部材７、９を組み合わせて固定するものであっても良い。
第２、第４の実施の形態において、巾寸法が同一である一方及び他方のヒートシンク部材７、９は両方のベースについて、巾方向の切断位置Ｂで切断して２つのヒートシンク部材７、９を組み合わせて固定するものであったが、巾寸法の異なる２つのヒートシンク部材があって、巾寸法の小さい一方のヒートシンク部材７の巾寸法に合わせて他方のヒートシンク部材９の端部部分１９を切断して、２つのヒートシンク部材７、９を組み合わせて固定するものであっても良い。

１ヒートシンク
３ベース
５フィン
５ａ先端
７一方のヒートシンク部材
９他方のヒートシンク部材
Ａ高さ方向の切断位置
Ｂ巾方向の切断位置
Ｘ巾方向（フィンの列設方向）

Claims

ベースにフィンを列設した一方のヒートシンク部材と、ベースにフィンを列設した他方のヒートシンク部材を備え、一方のヒートシンク部材及び他方のヒートシンク部材のベースをフィンの列設方向の任意の位置で切断して巾寸法を合わせる工程と、ヒートシンク部材同士を一方のヒートシンク部材のフィン間に他方のヒートシンク部材の各フィンが収まるように組み合わせて固定する工程とを有することを特徴とするヒートシンクの製造方法。