JPH0976031A - 押し出し材同志の結合方法及びヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、熱伝導性、通電性の良い押し出し材
同志の結合方法とこの結合方法を利用したヒートシンク
を提供することにある。 【解決手段】本発明の押し出し材の結合方法は、接合さ
れる２つの独立した押し出し材のうちの一方の押し出し
材の接合面の両端末の凹条部が他の凹条部の半分の大き
さで形成されている複数の凹条部を設けるとともに、対
応する他方の複数の押し出し材に前記凹条部に１つの凸
条部を両端の凹条部へ、２つの凸条部を前記押し出し材
の両端を除いた対応する凹条部への圧入時において前記
凸条部が塑性変形を起こすのに十分な交差にて圧入し組
立るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は押し出し材同志の結
合方法及びヒートシンクに関する。

【０００２】

【従来の発明】例えばアルミニューム同志の熱伝導性，
通電性を考慮した接合は、アルミニュームの高い放熱性
とその表面に形成される酸化皮膜のため、抵抗溶接やロ
ー付け溶接においても通常用いられる金属同志の結合に
比べて困難であった、また接合する方法は他に２面を凹
凸面にして差し込む方法もあるが、差し込むだけでは熱
伝導性、通電性を十分に満足はできなかった。その上、
押し出し材においては押し出しダイスにおいて生産物寸
法が制約されてしまうので、１ミリメートル程度の深く
て細くかつ所定角度を備えた、細かいピッチを要する溝
は、製作が困難であった。また、強制ヒートシンクにお
いて冷却流体取り入れ口と排出口では著しい温度差が生
じるため冷却する発熱素子を均一に冷却出来なかった。

【０００３】その為、例えばヒートシンクにおいてベー
ス面に圧入する為のフィン溝は、これらの制約で細かい
ピッチを形成することが困難であるためベース面の単位
面積当たりのフィン数が制約されてしまい、ベース面か
らの発熱素子が発生する熱を数多くのフィンにて効率よ
く冷却することが困難であった。本発明は、上記従来の
欠点を解消し、熱伝導性、通電性が良い押し出し材同志
の結合方法とこの結合方法を利用した放熱効果の良い、
温度差の少ないヒートシンクを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る押し出し材
同志の結合方法は、接合される２つの独立した押し出し
材のうちの一方の押し出し材の接合面の両端末の凹条部
が他の凹条部の半分の大きさで形成されている複数の凹
条部を設けるとともに、対応する他方の複数の押し出し
材に前記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部へ、２つ
の凸条部を前記押し出し材の両端を除いた対応する凹条
部への圧入時において前記凸条部が塑性変形を起こすの
に十分は交差にて圧入するものである。

【０００５】また、本発明に係る押し出し材同志の結合
方法は、接合される２つの独立した押し出し材のうちの
一方の押し出し材の接合面の両端末の凹条部が他の凹条
部の半分の大きさで形成されている複数の凹条部を設け
るととも、対応する他方の複数の押し出し材に前記凹条
部に１つの凸条部を両端の凹条部へ、２つの凸条部を前
記押し出し材の両端を除いた凹条部へ対応させ、前記凸
条部または凹条部または双方が所定の角度を持った部分
を有しており各凸条部を対応する凹条部への圧入時にお
いてこの角度により凸条部や凹条部が塑性変形されるこ
とにより起こる加工硬化により締結を高めるものであ
る。

【０００６】また本発明に係る押し出し材同志の結合方
法は、接合される２つの独立した押し出し材のうちの一
方の押し出し材の接合面の両端末の凹条部が他の凹条部
の半分の大きさで形成されている複数の凹条部を設ける
とともに、対応する他方の複数の押し出し材に前記凹条
部に１つの凸条部を両端の凹条部へ、２つの凸条部を前
記押し出し材の両端を除いた対応する凹条部への圧入時
において、対応する前記凸条部または双方が所定の角度
をもった部分を有し、各凸条部を対応する凹条部に圧入
する際、凸条部や凹条部または双方の角度によりおこ
る、加工硬化と金属同志の圧入における摩擦によるカジ
リと、圧入時の圧力による凹条部と凸条部の収縮膨張か
ら生じる内部応力との複合作用で２つの押し出し材の締
結を行うものである。また、上記結合方法において，凹
条部を形成する押し出し材をベース板とし他の複数の対
応する押し出し材をフィンとするヒートシンクである。

【０００７】また本発明に係る押し出し材同志の結合方
法は、接合される２つの独立した押し出し材のうちの一
方の押し出し材の接合面の両端末の凹条部が他の凹条部
の半分の大きさで形成されている複数の凹条部を設ける
ととも、対応する他方の複数の押し出し材に前記凹条部
に１つの凸条部を両端の凹条部へ、２つの凸条部を前記
押し出し材の両端を除いた凹条部への圧入時に凸条部が
塑性変形が起きる交差にて圧入し、前記凸条部または凹
条部または双方が所定の角度を持った部分を有しており
各凸条部を対応する凹条部への圧入時においてこの角度
により凸条部や凹条部が塑性変形されることにより加工
硬化を起し、凸または凹条部または双方の角度によりお
こる、金属同志の圧入における摩擦によるカジリと、圧
入時の圧力による凹条部と凸条部の収縮膨張から生じる
内部応力との複合作用で２つの押し出し材の締結を行う
ものである。 また、上記結合方法において，凹条部を
形成する押し出し材をベース板とし他の複数の対応する
押し出し材をフィンとするヒートシンクである。

【０００８】また、本発明に係る押し出し材同志の結合
方法は、押し出し材からなる複数の凹凸条部を設けた１
つのベース板に対応する他方の複数の凹条部または凸条
部またはその双方を設けた複数の押し出し材からなるフ
ィンが前記ベース板に勘合される際、隣合うフィン同志
が空間を形成する形状において、接合際の治具がフィン
上方向から前記ベース板に対して垂直に入るように、前
記フィンの一部が切り取られており勘合の際、治具をこ
こから挿入できることを特徴とするヒートシンクであ
る。

【０００９】また、本発明に係る押し出し材同志の結合
方法は、押し出し材からなる複数の凹凸条部を設けた１
つのベース板に対応する他方の複数の凹条部または凸条
部またはその双方を設けた複数の押し出し材からなるフ
ィンが前記ベース板に勘合される隣合うフィン同志が空
間を形成する形状において、前記ベース板とフィンの勘
合後、組立られたヒートシンクの一部のフィン上部が切
り取られその部分の体積が他の部分より小さくすること
によりヒートシンクの一方から送られた第一の流体の圧
力を低くし、設けられた空間より第二の流体を取り入れ
ることができることを特徴とするヒートシンクである。

【０００１０】また、押し出し材からなる複数の凹凸条
部を設けた１つのベース板に対応する他方の複数の凹条
部または凸条部またはその双方を設けた複数の押し出し
材を圧力により締結することを特徴とするヒートシンク
において、フィン材のベース面に対しての接触面の全体
長さが、ベース板両端の他の凸条部より高い凸条部を除
いたベース面の締結面にほぼ同じであるため、締結時に
前記ベース板両端に設けた凸条部が締結時のガイドの役
割と締結後のフィンとベース板の締結を高めていること
を特徴とするヒートシンクである。

【０００１１】１つの押し出し材に複数の押し出し材を
結合するに関し、接合される独立した押し出し材のうち
の一方にその両端のみが他の凹条部の半分の大きさにて
形成されている複数の凹条部を設けるとともに、他方の
複数の押し出し材に前記凹条部に１つの凸条部を両端の
凹条部へ、２つの凸条部を前記押し出し材の両端を除い
た対応する凹条部への圧入時において前記凸条部が塑性
変形を起こすのに十分は交差にて圧入し接合する。ま
た、接合において対応する凸条部または凹条部が所定の
角度をもった部分を有しており各凸条部を対応する凹条
部への圧入時においてこの角度により凸または凹条部が
塑性変形されることにより起こる加工硬化により締結を
高める。

【０００１２】また、接合において対応する凸条部また
は、凹条部または双方が所定の角度をもった部分を有
し、各凸条部を対応する凹条部に圧入する際、凸または
凹条部または双方の角度によりおこる、金属同志の圧入
時における摩擦によるカジリと、圧入時の圧力による凹
条部と凸条部の収縮膨張から生じる内部応力との複合作
用で２つの押し出し材の凸条部と凹条部が密接に接合さ
れ、熱伝導性、通電性が良くなる。

【０００１３】また、凹条部を形成する押し出し材をベ
ースとし発熱素子を搭載し、対応する複数の前記ベース
に勘合される発熱素子からの熱を放熱する押し出し材を
フィンとするヒートシンクを形成できる。

【０００１４】また、フィンが前記ベース板に勘合され
る隣合うフィン同志が空間を形成する形状において、接
合際の治具がフィン上方向から前記ベース板に対して垂
直に入るように、前記フィンの一部が切り取られており
勘合の際、治具をここから挿入できることを特徴とする
ヒートシンクである。

【０００１５】また、フィンが前記ベース板に勘合され
る隣合うフィン同志が空間を形成する形状において、前
記ベース板とフィンの勘合後、組立られたヒートシンク
の一部のフィン上部が切り取られその部分の体積が他の
部分より小さくすることによりヒートシンクの一方から
送られた第一の流体の圧力を低くし、設けられた空間よ
り第二の流体を取り入れることができることを特徴とす
るヒートシンクである。

【０００１６】また、押し出し材からなる複数の凹凸条
部を設けた１つのベース板に対応する他方の複数の凹条
部または凸条部またはその双方を設けた複数の押し出し
材を圧力により締結することを特徴とするヒートシンク
において、フィン材のベース面に対しての接触面の全体
長さが、ベース板両端の他の凸条部より高い凸条部を除
いたベース面の締結面にほぼ同じであるため、締結時に
前記ベース板両端に設けた凸条部が締結時のガイドの役
割と締結後のフィンとベース板の締結を高めていること
を特徴とするヒートシンクである。

【０００１７】

【発明の実施の形態】本発明は、主に産業電気分野にお
けるトランジスターやサイリスタなどの発熱素子を冷却
するヒートシンクなどにおいて実施される。

【０００１８】

【実施例】以下、本発明の実施の形態について図面を参
照して説明する。図１及び２は、本発明が適応されるヒ
ートシンクの一実施例の概略図であり、図１は斜視図，
図２は正面図を示す、図１において、発熱素子（図示し
ない）を取り付ける面２ｂを有するベース板２とベース
板２の発熱素子取付面２ｂと対向する面２ａに取り付け
られ、発熱素子の熱を風などの接触により冷却する面を
持つ複数のフィン３とから構成されている。ヒートシン
ク１は、熱伝導の高い材料たとえばアルミ材による押し
出し材で構成されている。

【０００１９】ヒートシンク１のベース板２の一方の面
２ａには複数の凹条部が設けられている。一方、フィン
３のベース面に対応する面３ａには複数の凸条部が設け
られており、圧入により凹条部２ａに凸条部３ａが勘合
され、ベース板２及びフィン３は２ａ及び３ａを接合面
として勘合される。

【０００２０】図３，４，５は、本発明が適応されるヒ
ートシンクの要因拡大図であり、図３は締結前図、図４
は凹条部角度拡大図、図５は締結後図である、フィン３
の各凸条部４ａ、４ｃは接合面２ａと垂直は方向に突出
しており、その幅ｍ２、ｍ１は対応する各凹条部ｍ４，
ｍ３に対してｍ２はｍ４よりややおおきめにｍ１はｍ３
に対してやや小さめに形成されている。一方、ベース板
２の凹条部５ａ，５ｂ及び５ｄは、接合面２ａに対して
所定の角度θ１，θ２，θ３を持つように曲げられた内
部表面６ａ，６ｂを有している。ここで５ａ、５ｂ，５
ｄの大きさは同じである。また４ａ，４ｂ，４ｄは同じ
大きさである。

【０００２１】次に、押し出し材からなるベース板とフ
ィンの接合方法について説明する。上記構成のベース板
及びフィンにおいて、例えば汎用油圧プレス等と簡単な
治具とを併用する事によって、ヒートシンク１のベース
板２の凹条部５ａ，５ｂ、５ｄに対応するフィンの凸条
部４ａ，４ｂ、４ｄに数十トンから百数トンの圧力によ
り圧入すると、凹条部に形成された角度θ１，θ２，θ
３に合わせて凸条部４ａ，４ｂ，４ｄがその形状を変化
させられ勘合する。

【０００２２】この凹条部５ａ，５ｂ，５ｄと凸条部４
ａ，４ｂ，４ｄの圧入時における様子を詳述する。ま
ず、勘合前の凸条部４ａ，４ｂ，４ｃの外表面４Ａと凹
条部内部表面６ａ，６ｂは、空気に触れてある程度の厚
さの酸化皮膜が形成されている。次に圧入時において、
凸条部４ａ，４ｂ，４ｄは先端がくさび条の為、対応す
る凹条５ａ，５ｂ，５ｄへ入り込むがこのとき凸条部の
４ｃ部は対応する凹条部の５ｃ部より小さいので、この
寸法交差のため４ｃ部は塑性変形をおこし加工硬化を起
こし硬くなる。さらなる圧力により凸条部４ａ，４ｂ，
４ｄは凹条部５ａ，５ｂ，５ｄにおける角度θ１，θ
２，θ３部圧入される際、その角度により凸条部表面４
Ａは例えばアルミ酸化皮膜などは伸延性がないためこの
角度において部分的に酸化皮膜が破れるため両端を除い
た凸条部が隣あう部分５ｂ，５ｄでは特に新生面同志が
触れあう為かじりを起こしやすくなりかじりによる締結
を促進させる。また、この部分においては前記凸条部は
同時にこの角度によって凸条部は塑性変形をおこさせら
れるので加工硬化をここにおいても生じ締結を高める。
これと同時に圧入により、凸条部４ａ，４ｂ，４ｄ及び
凹条部５ａ，５ｂ，５ｃにおいては金属同志が膨張、収
縮しておこる内部応力によりさらに接合力が高められ
る。

【０００２３】以上に説明したように、凸条部４ａ，４
ｂ，４ｄと凹条部５ａ，５ｂ，５ｃの締結は主に、 １．圧入時に凸条部の一部が公差の影響で塑性変形を起
こし加工硬化する。 ２．さらなる圧力にて前記凸条部が前記凹条部に設けら
れた角度により塑性変形させられ加工硬化を起こすとと
もに表面の酸化皮膜を部分的に破りこの隣り合った凸条
部の新生同志が互いに圧力により押しつけられるのでか
じりを生じ凸条部同志がくっつき合う。 ３．圧入から生じる圧力にて前記凹条部及び凸条部の内
部応力に双方の締結が高まる つまり比較的柔らかい材料、例えばアルミ材などが圧力
により無理矢理圧入される為、圧入時に塑性変形を起こ
し圧入完了時に加工硬化を起こすことにより締結を高め
ることができるのと同時に、凹条部内の角度により酸化
皮膜を部切断し、かつその凸条部の新生面同志を凹条部
内にて押しつけかじりを起こしさらなる締結とする。

【０００２４】よって、凹条部を形成するベース板２と
凸条部を形成するフィン３は非常に密着した状態になり
互いにおける熱伝導性及び通電性がよくなる。このた
め、ベース板２に取り付けられる発熱素子からの熱をフ
ィンに伝導しやすくなりフィン３を風などにて冷却する
ことにより発熱素子を冷却する。

【０００２５】以上本発明の実施例を具体的に示して説
明したが、本発明は上記に限らずさらに種々の変形を行
うことができる。例えば、凸条部に角度を持たせ凹条部
をストレートな形状にしてもよい。上記実施例では、ヒ
ートシンクのベース板同志の結合に関し説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、一般に押し出し
材同志の結合に広く適応できるものである。

【０００２６】図６，７，８はヒートシンクの結合に関
する図であり、図６はヒートシンクのベース板とフィン
を鉄板などを介して圧力を加え圧入方法を示している。
治具７ｂはヒートシンクの空間に差し込まれその両端に
圧力が加わりベース板とフィンを接合する、ここでヒー
トシンクの長さが長いと治具７ｂが湾曲してしまい均一
にフィンとベース板を結合ができないため７ａを７ｂの
垂直にあてがい、この湾曲を防ぐ、図７は上図６の平面
図、図８は正面図である。

【０００２７】図９は、ベース板に形成されたフィン同
志が空間を形成するフィン上部が一部切り取られたヒー
トシンクとその分部を覆う流量絞り板８とファンなどか
ら送られる冷却流体を第一の流体とし、前記絞り板によ
る流体圧力降下を利用して第２流体をヒートシンクの中
間から取り入れることによりヒートシンクの流体取り入
れ口と排出口の温度差を少なくする。図１０は断面図Ｚ
−Ｚと２つの流体の流れを示す。

【０００２８】図１１は、両端にフィンとベース板の接
合時におけるフィンガイド９を設けたベース板２の接合
前図である、フィンの接合面の総長さＬ１は、対応する
ベース板の接合面Ｌ２に対してどちらか一方がやや大き
めに作られているので、接合後はフィン同志が互いに押
し合う応力が生じベース面からの熱をフィン同志で伝え
ベース面の温度を均一にする働きを行う。図１２は締結
後の正面図である。

【０００２９】

【発明の効果】本発明によれば、ロー付け用の設備や、
カシメを行う高価な専用機械を必要とせず、汎用油圧プ
レス等と簡単な治具とを併用することで、接合状態の良
好な、すなわち熱伝導性の優れた、押し出し材の結合が
得られる。

【０００３０】また、本発明によれば押し出し材同志の
接合面を勘合の際に互いに表面の酸化皮膜を部分的に切
断しかつ強くすり合わせることにより互いの新生面がカ
ジリによる接合状態にし、その熱伝導性を高めることが
できる。

【０００３１】また、押し出し技術及び熱処理行程をも
考慮し、酸化面が厚くて十分に新生面を構成できない場
合、また押し出し精度が多少変化した場合などの多様な
状況変化においても、押し出し材同志の締結をより確実
なものとすることができる。また、冷却効率の良いヒー
トシンクを得ることができる。

【０００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】及び

【図２】本発明が適応されるヒートシンクであり図１は
斜視図であり、図２は正面図である。

【図３】、

【図４】及び

【図５】本発明が適応されるヒートシンクの一実施例の
分解概略図であり、図１は要因拡大図、図２は凹条部の
角度の詳細図、図３は結合後の要部拡大図を示す。

【図６】、

【図７】及び

【図８】本発明が適応されるヒートシンクの結合方法図
であり、図６はヒートシンクにおけるフィンとフィンの
空間に圧力を加える為の水平方向治具と垂直方向治具が
ヒートシンクに挿入された時の斜視図であり、図７はそ
の平面図、図８は正面図である。

【図９】及び

【図１０】本発明が適応されるヒートシンクにおいて２
段階にわけて冷却流体を取り入れる機能を備えたヒート
シンクである。図９はその斜視図であり図１０は図９に
おけるＺ−Ｚの断面図である。

【図１１】及び

【図１２】本発明が適応されるヒートシンクにおいて、
ベース板両端に設けた凸条部をガイドとして結合される
ヒートシンクである。図１１はその接合前の正面図であ
り、図１２は結合後の正面図である。

【符号の説明】

１，ヒートシンク ２，２ａ，２ｂ ベース板 ３，３ａ，フィン ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ フィン凸条部 ４Ａ フィン凸上部先端面 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ ベース凹条部 ６ａ，６ｂ ベース凹条部内面 ７ａ，７ｂ フィン圧入治具 ８ 流体絞り金具 ９ ベース板両端のフィンガイド

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月３０日

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は押し出し材同志の結
合方法及びヒートシンクに関する

【０００２】

【従来の発明】例えばアルミニューム同志の熱伝導性，
通電性を考慮した接合は、アルミニュームの高い放熱性
とその表面に形成される酸化皮膜のため、抵抗溶接やロ
ー付け溶接においても通常用いられる金属同志の結合に
比べて困難であった、また接合する方法は他に２面を凹
凸面にして差し込む方法もあるが、差し込むだけでは熱
伝導性、通電性を十分に満足はできなかった。その上、
押し出し材においては押し出しダイスにおいて生産物寸
法が制約されてしまうので、１ミリメートル程度の深く
て細くかつ所定角度を備えた、細かいピッチを要する溝
は、製作が困難であった。また、強制ヒートシンクにお
いて冷却流体取り入れ口と排出口では著しい温度差が生
じるため冷却する発熱素子を均一に冷却出来なかった。
その為、例えばヒートシンクにおいてベース面に圧入す
る為のフィン溝は、これらの制約で細かいピッチを形成
することが困難であるためベース面の単位面積当たりの
フィン数が制約されてしまい、ベース面からの発熱素子
が発生する熱を数多くのフィンにて効率よく冷却するこ
とが困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
欠点を解消し、熱伝導性、通電性が良い押し出し材同志
の結合方法とこの結合方法を利用した放熱効果の良い、
温度差の少ないヒートシンクを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、接合される２
つの独立した押し出し材のうちの一方の押し出し材の接
合面の両端末の凹条部が他の凹条部の半分の大きさで形
成されている複数の凹条部を設けるとともに、対応する
他方の複数の押し出し材に前記凹条部に１つの凸条部を
両端の凹条部へ、２つの凸条部を前記押し出し材の両端
を除いた対応する凹条部への圧入時において前記凸条部
が塑性変形を起こすのに十分な交差にて圧入することを
特徴とする押し出し材同志の結合方法である。

【０００５】また本発明は、接合される２つの独立した
押し出し材のうちの一方の押し出し材の接合面の両端末
の凹条部が他の凹条部の半分の大きさで形成されている
複数の凹条部を設けるととも、対応する他方の複数の押
し出し材に前記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部
へ、２つの凸条部を前記押し出し材の両端を除いた凹条
部へ対応させ、前記凸条部または凹条部または双方が所
定の角度を持った部分を有しており各凸条部を対応する
凹条部への圧入時においてこの角度により凸条部や凹条
部が塑性変形されることにより起こる加工硬化により締
結を高めることを特徴とする押し出し材同志の締結方法
である。

【０００６】また本発明は、接合される２つの独立した
押し出し材のうちの一方の押し出し材の接合面の両端末
の凹条部が他の凹条部の半分の大きさで形成されている
複数の凹条部を設けるととも、対応する他方の複数の押
し出し材に前記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部
へ、２つの凸条部を前記押し出し材の両端を除いた凹条
部への圧入時に凸条部が塑性変形が起きる交差にて圧
入、前記凸条部または凹条部または双方が所定の角度を
持った部分を有しており各凸条部を対応する凹条部への
圧入時においてこの角度により凸条部や凹条部が塑性変
形されることにより起こる加工硬化により締結を高める
ことを特徴とする押し出し材同志の締結方法である。

【０００７】また本発明は、接合される２つの独立した
押し出し材のうちの一方の押し出し材の接合面の両端末
の凹条部が他の凹条部の半分の大きさで形成されている
複数の凹条部を設けるととも、対応する他方の複数の押
し出し材に前記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部
へ、２つの凸条部を前記押し出し材の両端を除いた凹条
部への圧入時に凸条部が塑性変形が起きる交差にて圧
入、前記凸条部または凹条部または双方が所定の角度を
持った部分を有しており各凸条部を対応する凹条部への
圧入時においてこの角度により凸条部や凹条部が塑性変
形されることにより起こる加工硬化により締結を高める
ことを特徴とし、かつ対応する凹条部に圧入する際、凸
または凹条部または双方の角度によりおこる、金属同志
の圧入時における摩擦によるカジリと、圧入時の圧力に
よる凹条部と凸条部の収縮膨張から生じる内部応力との
複合作用で２つの押し出し材の凸条部と凹条部が接合さ
れるようにしたことを特徴とする押し出し材同志の結合
方法である。

【０００８】また本発明は、接合される２つの独立した
押し出し材のうちの一方の押し出し材の接合面の両端末
の凹条部が他の凹条部の半分の大きさで形成されている
複数の凹条部を設けるととも、対応する他方の複数の押
し出し材に前記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部
へ、２つの凸条部を前記押し出し材の両端を除いた凹条
部への圧入時に凸条部が塑性変形が起きる交差にて圧
入、前記凸条部または凹条部または双方が所定の角度を
持った部分を有しており各凸条部を対応する凹条部への
圧入時においてこの角度により凸条部や凹条部が塑性変
形されることにより起こる加工硬化により締結を高める
ことを特徴とし、かつ対応する凹条部に圧入する際、凸
または凹条部または双方の角度によりおこる、金属同志
の圧入時における摩擦によるカジリと、圧入時の圧力に
よる凹条部と凸条部の収縮膨張から生じる内部応力との
複合作用で２つの押し出し材の凸条部と凹条部が接合さ
れるようにしたことを特徴とする押し出し材同志の結合
方法であり、１方の押し出し材がヒートシンクのベース
板であり対応する他方の複数の押し出し材がフィンであ
る押し出し材の結合方法である。

【０００９】また、本発明に係る押し出し材同志の結合
方法は、押し出し材からなる複数の凹凸条部を設けた１
つのベース板に対応する他方の複数の凹条部または凸条
部またはその双方を設けた複数の押し出し材からなるフ
ィンが前記ベース板に勘合される際、隣合うフィン同志
が空間を形成する形状において、接合際の治具がフィン
上方向から前記ベース板に対して垂直に入るように、前
記フィンの一部が切り取られており勘合の際、治具をこ
こから挿入できることを特徴とするヒートシンクであ
る。

【００１０】また、本発明に係る押し出し材同志の結合
方法は、押し出し材からなる複数の凹凸条部を設けた１
つのベース板に対応する他方の複数の凹条部または凸条
部またはその双方を設けた複数の押し出し材からなるフ
ィンが前記ベース板に勘合される隣合うフィン同志が空
間を形成する形状において、前記ベース板とフィンの勘
合後、組立られたヒートシンクの一部のフィン上部が切
り取られその部分の体積が他の部分より小さくすること
によりヒートシンクの一方から送られた第一の流体の圧
力を低くし、設けられた空間より第二の流体を取り入れ
ることができることを特徴とするヒートシンクである。

【００１１】また、押し出し材からなる複数の凹凸条部
を設けた１つのベース板に対応する他方の複数の凹条部
または凸条部またはその双方を設けた複数の押し出し材
を圧力により締結することを特徴とするヒートシンクに
おいて、フィン材のベース面に対しての接触面の全体長
さが、ベース板両端の他の凸条部より高い凸条部を除い
たベース面の締結面にほぼ同じであるため、締結時に前
記ベース板両端に設けた凸条部が締結時のガイドの役割
と締結後のフィンとベース板の締結を高めていることを
特徴とするヒートシンクである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、主に産業電気分野にお
けるトランジスターやサイリスタなどの発熱素子を冷却
するヒートシンクなどにおいて実施される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施の形態について図面を参
照して説明する。図１及び２は、本発明が適応されるヒ
ートシンクの一実施例の概略図であり、図１は斜視図，
図２は正面図を示す、図１において、発熱素子（図示し
ない）を取り付ける面２ｂを有するベース板２とベース
板２の発熱素子取付面２ｂと対向する面２ａに取り付け
られ、発熱素子の熱を風などの接触により冷却する面を
持つ複数のフィン３とから構成されている。ヒートシン
ク１は、熱伝導の高い材料たとえばアルミ材による押し
出し材で構成されている。

【００１４】ヒートシンク１のベース板２の一方の面２
ａには複数の凹条部が設けられている。一方、フィン３
のベース面に対応する面３ａには複数の凸条部が設けら
れており、圧入により凹条部２ａに凸条部３ａが勘合さ
れ、ベース板２及びフィン３は２ａ及び３ａを接合面と
して勘合される。

【００１５】図３，４，５は、本発明が適応されるヒー
トシンクの要因拡大図であり、図３は締結前図、図４は
凹条部角度拡大図、図５は締結後図である、フィン３の
各凸条部４ａ、４ｂ、４ｄと凹条部４ｃはベースの接合
面２ａと垂直に突出しており、その幅ｍ２、ｍ１は対応
する各凹凸条部ｍ４，ｍ３に対してｍ２はｍ４よりやや
おおきめにｍ１はｍ３に対してやや小さめに形成されて
いる。一方、ベース板２の凹条部５ａ，５ｂ及び５ｄ
は、接合面２ａに対して所定の角度θ１，θ２，θ３を
持つように曲げられた内部表面６ａ，６ｂを有してい
る。ここで５ａ、５ｂ，５ｄの大きさは同じである。ま
た４ａ，４ｂ，４ｄは同じ大きさである。

【００１６】次に、押し出し材からなるベース板とフィ
ンの接合方法について説明する。上記構成のベース板及
びフィンにおいて、例えば汎用油圧プレス等と簡単な治
具とを併用する事によって、ヒートシンク１のベース板
２の凹条部５ａ，５ｂ、５ｄに対応するフィンの凸条部
４ａ，４ｂ、４ｄに数十トンから百数トンの圧力により
圧入すると、凹条部に形成された角度θ１，θ２，θ３
に合わせて凸条部４ａ，４ｂ，４ｄがその形状を変化さ
せられ勘合する。

【００１７】この凹条部５ａ，５ｂ，５ｄと凸条部４
ａ，４ｂ，４ｄの圧入時における様子を詳述する。ま
ず、勘合前の凸条部４ａ，４ｂ，４ｄと凹条部４ｃの外
表面４Ａと凹条部内部表面６ａ，６ｂは、空気に触れて
ある程度の厚さの酸化皮膜が形成されている。次に圧入
時において、凸条部４ａ，４ｂ，４ｄは先端がくさび条
の為、対応する凹条５ａ，５ｂ，５ｄへ入り込むがこの
とき凸条部の４ｃ部は対応する凹条部の５ｃ部より小さ
いので、この寸法交差のため４ｃ部は塑性変形をおこし
加工硬化を起こし硬くなる。さらなる圧力により凸条部
４ａ，４ｂ，４ｄは凹条部５ａ，５ｂ，５ｄにおける角
度θ１，θ２，θ３部圧入される際、その角度により凸
条部表面４Ａは例えばアルミ酸化皮膜などは伸延性がな
いためこの角度において部分的に酸化皮膜が破れるため
両端を除いた凸条部が隣あう部分５ｂ，５ｄでは特に新
生面同志が触れあう為かじりを起こしやすくなりかじり
による締結を促進させる。また、この部分においては前
記凸条部は同時にこの角度によって凸条部は塑性変形を
おこさせられるので加工硬化をここにおいても生じ締結
を高める。これと同時に圧入により、凸条部４ａ，４
ｂ，４ｄ及び凹条部５ａ，５ｂ，５ｄにおいては金属同
志が膨張、収縮しておこる内部応力によりさらに接合力
が高められる。

【００１８】以上に説明したように、凸条部４ａ，４
ｂ，４ｄと凹条部５ａ，５ｂ，５ｄの締結は主に、 １．圧入時に凸条部の一部が公差の影響で塑性変形を起
こし加工硬化する。 ２．さらなる圧力にて前記凸条部が前記凹条部に設けら
れた角度により塑性 変形させられ加工硬化を起こすと
ともに表面の酸化皮膜を部分的に破りこの隣り合った凸
条部の新生同志が互いに圧力により押しつけられるので
かじりを生じ凸条部同志がくっつき合う。 ３．圧入から生じる圧力にて前記凹条部及び凸条部の内
部応力に双方の締結が高まる つまり比較的柔らかい材料、例えばアルミ材などが圧力
により無理矢理圧入される為、圧入時に塑性変形を起こ
し圧入完了時に加工硬化を起こすことにより締結を高め
ることができるのと同時に、凹条部内の角度により酸化
皮膜を部切断し、かつその凸条部の新生面同志を凹条部
内にて押しつけかじりを起こしさらなる締結とする。

【００１９】よって、凹条部を形成するベース板２と凸
条部を形成するフィン３は非常に密着した状態になり互
いにおける熱伝導性及び通電性がよくなる。このため、
ベース板２に取り付けられる発熱素子からの熱をフィン
に伝導しやすくなりフィン３を風などにて冷却すること
により発熱素子を冷却する。

【００２０】以上本発明の実施例を具体的に示して説明
したが、本発明は上記に限らずさらに種々の変形を行う
ことができる。例えば、凸条部に角度を持たせ凹条部を
ストレートな形状にしてもよい。上記実施例では、ヒー
トシンクのベース板同志の結合に関し説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、一般に押し出し材
同志の結合に広く適応できるものである。

【００２１】図６，７，８はヒートシンクの結合に関す
る図であり、図６はヒートシンクのベース板とフィンを
鉄板などを介して圧力を加え圧入方法を示している。治
具７ｂはヒートシンクの空間に差し込まれその両端に圧
力が加わりベース板とフィンを接合する、ここでヒート
シンクの長さが長いと治具７ｂが湾曲してしまい均一に
フィンとベース板を結合ができないため７ａを７ｂの垂
直にあてがい、この湾曲を防ぐ、図７は上図６の平面
図、図８は正面図である。

【００２２】図９は、ベース板に形成されたフィン同志
が空間を形成するフィン上部が一部切り取られたヒート
シンクとその分部を覆う流量絞り板８とファンなどから
送られる冷却流体を第一の流体とし、前記絞り板による
流体圧力降下を利用して第２流体をヒートシンクの中間
から取り入れることによりヒートシンクの流体取り入れ
口と排出口の温度差を少なくする。図１０は断面図Ｚ−
Ｚと２つの流体の流れを示す。

【００２３】図１１は、両端にフィンとベース板の接合
時におけるフィンガイド９を設けたベース板２の接合前
図である、フィンの接合面の総長さＬ１は、対応するベ
ース板の接合面Ｌ２に対してやや大きめに作られている
ので、接合後はフィン同志が互いに押し合う応力が生じ
ベース面からの熱をフィン同志で伝えベース面の温度を
均一にする働きを行う。図１２は締結後の正面図であ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、ロー付け用の設備や、
カシメを行う高価な専用機械を必要とせず、汎用油圧プ
レス等と簡単な治具とを併用することで、接合状態の良
好な、すなわち熱伝導性の優れた、押し出し材の結合が
得られる。

【００２５】また、本発明によれば押し出し材同志の接
合面を勘合の際に互いに表面の酸化皮膜を部分的に切断
しかつ強くすり合わせることにより互いの新生面がカジ
リによる接合状態にし、その熱伝導性を高めることがで
きる。

【００２６】また、押し出し技術及び熱処理行程をも考
慮し、酸化面が厚くて十分に新生面を構成できない場
合、また押し出し精度が多少変化した場合などの多様な
状況変化においても、押し出し材同志の締結をより確実
なものとすることができ、冷却効率の良いヒートシンク
を得ることができる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 ヒートシンク斜視図

【図２】 ヒートシンク正面図

【図３】 ヒートシンク接合部分拡大図

【図４】 凹条部の角度詳細図

【図５】 ヒートシンク結合後の要部拡大図と応力

【図６】 ヒートシンク組立用治具挿入時斜視図

【図７】 ヒートシンク組立用治具挿入時平面図

【図８】 ヒートシンク組立用治具挿入時正面図

【図９】 流量絞り板を設けたヒートシンク斜視図

【図１０】 流量絞り板を設けたヒートシンクＺ−Ｚ
断面図

【図１１】 ベース板両端にガイドを設けたヒートシ
ンク正面図

【図１２】 ベース板両端にガイドを設けたヒートシ
ンク斜視図

【符号の説明】

【図１】 １ ヒートシンク ２、２ａ、２ｂ ベース板 ３、３ａ フィン

【図２】 １ ヒートシンク ２、２ａ、２ｂ ベース板 ３、３ａ フィン

【図３】 ２、２ａ ベース板 ３ａ フィン ４ａ、４ｂ、４ｄ フィン凸条部 ４ｃ、４Ａ フィン凹条部 ５ａ、５ｂ、５ｄ ベース板凹条部 ５ｃ ベース板凸条部

【図４】 ２ ベース板 ６ａ、６ｂ ベース板溝部

【図５】 ２ ベース板 ３ フィン ４ａ、４ｂ フィン凸条部

【図６】 １ ヒートシンク ２ ベース板 ３ フィン ７ａ、７ｂ ヒートシンク組立治具

【図７】 ２ ベース板 ３ フィン ７ａ、７ｂ ヒートシンク組立治具

【図８】 ２ ベース板 ３ フィン ７ａ、７ｂ ヒートシンク組立治具

【図９】 ８ 流量絞り板

【図１０】 ８ 流量絞り板

【図１１】 １ ヒートシンク ２ ベース板 ３ フィン ９ ベース板両端凸条部

【図１２】 １ ヒートシンク ２ ベース板 ３、３ａ フィン ９ ベース板両端凸条部 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図４】

【図７】

【図３】

【図５】

【図６】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合される２つの独立した押し出し材の
   うちの一方の押し出し材の接合面の両端末の凹条部が他
   の凹条部の半分の大きさで形成されている複数の凹条部
   を設けるとともに、対応する他方の複数の押し出し材に
   前記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部へ、２つの凸
   条部を前記押し出し材の両端を除いた対応する凹条部へ
   の圧入時において前記凸条部が塑性変形を起こすのに十
   分な交差にて圧入することを特徴とする押し出し材同志
   の結合方法。
2. 【請求項２】 接合される２つの独立した押し出し材の
   うちの一方の押し出し材の接合面の両端末の凹条部が他
   の凹条部の半分の大きさで形成されている複数の凹条部
   を設けるととも、対応する他方の複数の押し出し材に前
   記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部へ、２つの凸条
   部を前記押し出し材の両端を除いた凹条部へ対応させ、
   前記凸条部または凹条部または双方が所定の角度を持っ
   た部分を有しており各凸条部を対応する凹条部への圧入
   時においてこの角度により凸条部や凹条部が塑性変形さ
   れることにより起こる加工硬化により締結を高めること
   を特徴とする押し出し材同志の締結方法。
3. 【請求項３】 接合される２つの独立した押し出し材の
   うちの一方の押し出し材の接合面の両端末の凹条部が他
   の凹条部の半分の大きさで形成されている複数の凹条部
   を設けるととも、対応する他方の複数の押し出し材に前
   記凹条部に１つの凸条部を両端の凹条部へ、２つの凸条
   部を前記押し出し材の両端を除いた凹条部への圧入時に
   凸条部が塑性変形が起きる交差にて圧入、前記凸条部ま
   たは凹条部または双方が所定の角度を持った部分を有し
   ており各凸条部を対応する凹条部への圧入時においてこ
   の角度により凸条部や凹条部が塑性変形されることによ
   り起こる加工硬化により締結を高めることを特徴とする
   押し出し材同志の締結方法。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３記載の結合方法に
   おいて、対応する前記凸条部または双方が所定の角度を
   もった部分を有し、各凸条部を対応する凹条部に圧入す
   る際、凸または凹条部または双方の角度によりおこる、
   金属同志の圧入時における摩擦によるカジリと、圧入時
   の圧力による凹条部と凸条部の収縮膨張から生じる内部
   応力との複合作用で２つの押し出し材の凸条部と凹条部
   が接合されるようにしたことを特徴とする押し出し材同
   志の結合方法。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３または４記載の結合方
   法において１方の押し出し材がヒートシンクのベース板
   であり対応する他方の複数の押し出し材がフィンである
   押し出し材の結合方法。
6. 【請求項６】 押し出し材からなる複数の凹凸条部を設
   けた１つのベース板に対応する他方の複数の凹条部また
   は凸条部またはその双方を設けた複数の押し出し材から
   なるフィンが前記ベース板に勘合される際、隣合うフィ
   ン同志が空間を形成する形状において、接合際の治具が
   フィン上方向から前記ベース板に対して垂直に入るよう
   に、前記フィンの一部が切り取られていることを特徴と
   するヒートシンク。
7. 【請求項７】 押し出し材からなる複数の凹凸条部を設
   けた１つのベース板に対応する他方の複数の凹条部また
   は凸条部またはその双方を設けた複数の押し出し材から
   なるフィンが前記ベース板に勘合される際、隣合うフィ
   ン同志が空間を形成する形状において、前記ベース板と
   フィンの勘合後、組立られたヒートシンクの一部のフィ
   ン上部が切り取ることで、その部分の体積が他の部分よ
   り小さくして、ヒートシンクの一方から送られた第一の
   流体の圧力を低くし、設けられた空間より第二の流体を
   取り入れることができることを特徴とするヒートシン
   ク。
8. 【請求項８】 押し出し材からなる複数の凹凸条部を設
   けた１つのベース板に対応する他方の複数の凹条部また
   は凸条部またはその双方を設けた複数の押し出し材を前
   記ベース板に、圧力により締結することを特徴とするヒ
   ートシンクにおいて、前記ベース板における、前記複数
   の押し出し材からなるフィン材との締結時において、フ
   ィン材のベース面に対しての接触面の全体長さが、ベー
   ス板の他の凸条部より高い両端に設けた凸条部を除いた
   ベース面の締結面にほぼ同じであることを特徴とするヒ
   ートシンク。