JPH10319157A - 熱交換用フィン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基台とフィン体とを簡易にかつ高い精度で一
体化させることができ、しかも高い引抜き強度を得るこ
とができて小型化にも容易に対応することができる熱交
換用フィンを得る。 【解決手段】 基台１０に、幅寸法がフィン体の厚さ寸
法よりも大きい溝部１２を形成し、フィン体１１の基端
縁部１３に、長手方向に当該フィン体の幅方向の外法が
上記溝部の幅寸法よりも大きくなるように側面から突出
する複数の突部１４を形成し、上記フィン体１１の基端
縁部１３を上記溝部１２に嵌合させることにより一体化
させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種放熱用あるい
は受熱用として用いられる熱交換用フィンに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ヒートシンクやサーモサ
イフォン等の放熱器や解凍用プレート等の受熱器、さら
にはペルチェ素子を用いた放熱および受熱作用を行なう
熱交換被覆材などにおいて、熱交換性を高めるために基
台に多数枚のフィン体を一体化させた熱交換用フィンが
使用されている。図５は、このような熱交換用フィンの
一種である、従来の放熱フィンを示すものである。図５
において、この放熱フィン１は、各種機器類における発
熱部分に密着固定される平板状の基板２と、この基板２
に所定の間隔Ｓをおいて互いに平行に立設された複数枚
のフィン板（フィン体）３…とによって構成されたもの
であり、上記フィン板３…は、それぞれの基端縁部３ａ
…が基板２上に載置されてろう付け４により上記基板２
に一体化されている。

【０００３】ここで、上記フィン板３…を基台２に一体
的に接合するには、予め位置決め治具を用いて基台２上
に複数のフィン板３…を所定間隔に保持し、次いで上記
フィン板３…を押え治具によって押圧して基端縁部３ａ
を基台２に密着させた状態で全体を加熱することによ
り、フィン板３の基端縁部３ａを基台２上にろう付け４
によって一体的に接合していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の放熱
フィン１にあっては、フィン板３の基端縁部３ａを基台
２上に当接させてろう付け４によって接合しているため
に、フィン板３の位置決めが難しく、しかも位置決め治
具や押え治具といった多数の治具を必要とするために、
作業に多大の手間を要して不経済であるという問題点が
あった。加えて、フィン板３と基台２との接合を、ろう
付け４による強度のみに依存しているために、当該フィ
ン板３における引抜き強度が低いという問題点もあっ
た。また、この種の放熱フィン１においては、取付けら
れる機器類の小型化に伴って、基台２が小型化する反
面、所望の冷却性能を得るために、フィン板３、３の間
隔Ｓをより狭く設定することにより、放熱フィン１全体
の表面積を増大させる要請がある。ところが、上記放熱
フィン１にあっては、位置決めが難しいことに加えてフ
ィン板３自体も撓み易いやすいため、隣接するフィン板
３、３を狭い間隔Ｓで、かつ一定に高い精度で組み立て
ることが極めて難しいという問題点があった。

【０００５】そこで、従来の他の放熱フィンとして、図
６に示すように、基台５の上面にフィン板６の厚さ寸法
よりも僅かに大きな間隔を隔てて対向する突条部７を形
成し、これら突条部７、７間にフィン板６を挿入した後
に、上記突条部７、７を図中矢印で示すように、フィン
板６側に押圧して加締めることにより、これを挟持固定
したものが知られている。このような放熱フィンによれ
ば、フィン板６を突条部７、７間に挿入することによっ
てその位置が決まるために、上述した位置決め冶具を用
いる場合と比較して位置決めおよび取り付けが容易であ
るという利点がある。

【０００６】しかしながら、上記従来の放熱フィンによ
れば、フィン板６を突条部７、７間に挿入した後に、突
条部７に荷重を付加して加締めるといった基台２に対す
る加工が必要となるために、当該作業に多くの手間を要
するとともに、特にフィン板６の間隔を狭くしようとし
た場合には、隣接するフィン板６と干渉してフィン板６
の基端部に位置する上記突条部７の加締め作業が困難に
なってしまうという問題点があった。また、加締め加工
時に、突条部７をフィン板６側に押圧した場合において
も、スプリングバックによってフィン板６と突条部７と
を完全に密着させて強固に固定することが出来ず、よっ
て充分な引抜き強度を得ることができないという問題点
があった。そこで、図７に示すように、上記接合部分を
ろう付けによって一体的に接合する方法も考えられる
が、突起部７を形成しているために上記ろう付け時に形
成されるフィレット８が小さくなってしまい、よって図
５に示したものと同様に、高い引抜き強度を得ることが
難しいという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記従来の熱交換用フィンが有
する課題を有効に解決すべくなされたもので、基台とフ
ィン体とを簡易にかつ高い精度で一体化させることがで
き、しかも高い引抜き強度を得ることができて小型化に
も容易に対応することができる熱交換用フィンを提供す
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る熱交換用フィンは、基台に、幅寸法がフィン体の
厚さ寸法よりも大きい溝部を形成し、フィン体の基端縁
部に、長手方向に当該フィン体の幅方向の外法が上記溝
部の幅寸法よりも大きくなるように側面から突出する複
数の突部を形成し、上記フィン体の基端縁部を上記溝部
に嵌合させることにより一体化させたことを特徴とする
ものである。

【０００９】ここで、請求項２に記載の発明は、複数の
上記突部が、それぞれ上記フィン体の一方の側面側に突
出するように形成されていることを特徴とするものであ
り、請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に
記載の突部が、上記フィン体の他方の側面を、上記一方
の側面側に向けて押圧することにより形成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜３のいずれかに記載の発明において、上記基台とフィ
ン体の嵌合部は、ろう付けにより一体的に接合されてい
ることを特徴とするものである。さらに、請求項５に記
載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基台およ
びフィン体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金か
らなることを特徴とするものである。

【００１１】請求項１〜５のいずれかに記載の発明によ
れば、基台に形成された溝部に、側面から突出する複数
の突部が形成されたフィン体の基端縁部を嵌合すること
により、上記基台にフィン体を一体化することができ
る。ここで、上記突部は、フィン体の外法が上記溝部の
幅寸法よりも大きくなるように形成されているので、上
記突部の変形によってフィン体の基端縁部が溝部に強固
に嵌合されるため、高い引抜き強度を得ることができ
る。しかも、上記溝部に沿ってフィン体の基端縁部を嵌
入させるのみで、取付けが完了するために、当該フィン
体が撓み易い薄肉の板状のものであっても、従来のもの
のような位置決め治具等の各種の治具を用いること無
く、容易にかつ高い精度で一体化させることができると
ともに、ひいては当該取り付け作業の自動化も図ること
が可能になる。したがって、隣接するフィン体の間隔を
狭めて小型化を図る場合にも容易に対応することができ
る。

【００１２】ところで、上記突部は、フィン体の基端縁
部にその両側面から交互に突出するように形成しても、
上述したような作用効果を得ることができるが、例えば
上記フィン体が薄肉である場合には、溝部に嵌合させる
際にフィン体の基端縁部に長手方向に向けて交互に逆方
向の押圧力が作用し、この結果フィン体の基端縁部が波
状に変形して外観を損なう虞がある。この点、特に請求
項２に記載の発明においては、ファン体の基端縁部に、
複数の突部をそれぞれ一方の側面側に突出するように形
成しているので、溝部にフィン体の基端縁部を嵌合する
際に、当該フィン体の一方の側面から他方の側面に向け
て一様に、押圧力が作用するために、上記フィン体が波
状に撓む虞が無く、しかもフィン体の長手方向に向けて
上記他方の側面が溝部の壁面に密着するために、フィン
体と基台とが線接触することになり、この結果伝熱効率
が向上してより優れた熱交換性能を発揮することができ
る。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、上記フィ
ン体の側面を他の側面側に向けて押圧することにより形
成しているので、フィン体の素材として汎用の板状部材
を用いることができて経済性に優れる。さらに、本発明
に係る熱交換用フィンは、フィン体を基台の溝部に嵌合
するのみでも所望の引抜き強度を得ることは可能である
が、請求項４に記載の発明のように、上記基台とフィン
体との嵌合部をろう付けにより一体的に接合すれば、き
わめて高い引抜き強度を得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１〜図４は、本発明に係る熱交
換用フィンを放熱フィンに適用した一実施形態を示すも
ので、図中符号１０が基台であり、符号１１がこの基台
１０と一体化されるフィン板（フィン体）である。この
基台１０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によ
って成形された板状部材であり、その上面１０ａには、
所定間隔をおいて複数条の溝部１２が互いに平行に形成
されている。ここで、溝部１２の幅寸法Ｗは、フィン板
１１の厚さ寸法ｔよりも大きくなるように形成されてい
る。他方、フィン板１１は、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金からなる薄肉の板状部材であり、その基端縁
部１３には、長手方向に向けて複数の突部１４が等間隔
に形成されている。この突部１４は、フィン板１１の基
端縁部１３を一方の側面１１ａに向けて他方の側面１１
ｂ側からポンチによって押圧することによって形成され
たものであり、図３に示すようにその突出量は、厚さ寸
法ｔも含めたフィン板１１の幅方向の外法Ｔが、溝部１
２の幅寸法Ｗよりも大きくなるように形成されている。

【００１５】したがって、上記外法Ｔと溝１２の幅寸法
Ｗとの差（Ｔ−Ｗ）がフィン板１１の嵌合代になる。ち
なみに、フィン板１１の厚さ寸法ｔが、０．６〜１．０
ｍｍである場合には、上記（Ｔ−Ｗ）が０．３〜０．５
ｍｍとなるように、突部１４を形成することが好まし
い。また、フィン板１１の他方の側面１１ｂが位置する
溝部１２の角部１２ａには、フィン板１１の挿入を容易
にするためのＲ面取り加工が施されている。ここで、上
記面取りは、Ｒ=０．３〜０．７ｍｍに形成すればよ
い。そして、この放熱フィン（熱交換用フィン）は、図
３に示すように、フィン板１１の基端縁部１３が基台１
０の溝部１２に嵌合されることによって、基台１０に立
設され、さらに図４に示すように、フィン板１１にブレ
ージングシートを用いることにより、基台１０とフィン
板１１の嵌合部がろう付け１５により一体的に接合され
ている。

【００１６】以上の構成からなる放熱フィンにおいて
は、基台１０に形成された溝部１２に、一方の側面１１
ａから突出する複数の突部１４が形成されたフィン板１
１の基端縁部１３を嵌合することにより、基台１０にフ
ィン板１１を一体化させることができる。この際に、図
３に示すように、溝部１２に沿ってフィン板１１の基端
縁部１３を嵌入させるのみで、基台１０に対する当該フ
ィン板１１の取付けが完了するために、仮にフィン板１
１が撓み易い薄肉の板状のものであっても、容易にかつ
高い精度で基台１０と一体化させることができる。しか
も、突部１４を、フィン板１１の外法Ｔが溝部１２の幅
寸法Ｗよりも大きくなるように形成しているので、突部
１４の変形によってフィン板１１の基端縁部１３を溝部
１２に強固に嵌合することができる。加えて、基台１０
とブレージングシートを用いたフィン板１１とをろう付
け１５によって接合しているうえに、さらに当該ろう付
け１５部において大きなフィレットが形成されるため、
きわめて高い引抜き強度を得ることができる。

【００１７】また、全ての突部１４を、ファン板１１の
一方の側面１１ａ側に突出するように形成しているの
で、溝部１２にフィン板１１の基端縁部１３を嵌合する
際に、フィン板１１の一方の側面１１ａから他方の側面
１１ｂに向けて一様に、押圧力が作用する。したがっ
て、フィン板１１の長手方向に向けて上記他方の側面１
１ｂが溝部１２の壁面に一様に密着するために、フィン
板１１の基端縁部１３が撓むこと無く、よって外観に優
れるとともに、フィン板１１と基台１０とが線接触する
ことになるために、伝熱効率が向上してより優れた熱交
換性能を発揮することができる。この結果、隣接するフ
ィン板１１、１１の間隔を狭めて小型化を図る場合にも
容易に対応することができる。

【００１８】なお、上記実施の形態においては、本発明
の熱交換用フィンを放熱器の一種である放熱フィンに適
用した場合についてのみ説明したが、これに限るもので
はなく、解凍用プレート等の受熱器や、機能的に放熱お
よび受熱を並行して行う熱交換器等に用いられる各種の
熱交換用フィンにも同様に適用することが可能である。
また、上記実施の形態においては、基台１０上に、フィ
ン体として薄肉板状のフィン板１１を取り付けた場合に
ついてのみ説明したがこれに限定されるものではなく、
例えばフィン体として上記フィン板１１に代えて、中空
板状のものを基台に一体化させる場合にも、同様に適用
することができる。さらに、基台１０とフィン板１１と
をろう付け１５によって接合しているが、フィン板１１
の嵌合のみで充分な引抜き強度が得られる場合には、敢
えてろう付けすることなく、そのまま使用することも可
能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜５のい
ずれかに記載の発明によれば、基台の溝部に、外法が上
記溝部の幅寸法よりも大きくなるように突出する複数の
突部が形成されたフィン体の基端縁部を嵌合して一体化
しているので、上記突部の変形によってフィン体の基端
縁部が溝部に強固に嵌合されるため、高い引抜き強度を
得ることができるとともに、上記溝部に沿ってフィン体
の基端縁部を嵌入させるのみで、取付けが完了するため
に、当該フィン体が撓み易い薄肉の板状のものであって
も、別途位置決め治具等を必要とすること無く、容易に
かつ高い精度で一体化させることができ、よって当該取
り付け作業の自動化も図ることが可能になり、また隣接
するフィン体の間隔を狭めて小型化を図る場合にも容易
に対応することができる。

【００２０】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記フィン体が波状に撓む虞が無く、しかもフィン体の長
手方向に向けて上記他方の側面が溝部の壁面に密着する
ために、フィン体と基台とが線接触することになり、こ
の結果伝熱効率が向上してより優れた熱交換性能を発揮
することができ、さらに請求項３に記載の発明によれ
ば、フィン体の素材として汎用の板状部材を用いること
ができて経済性に優れるとともに、請求項４に記載の発
明によれば、互いの嵌合部をろう付けにより一体的に接
合することにより、きわめて高い引抜き強度を得ること
ができるといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱交換用フィンの一実施形態にお
けるフィン体の形状を示す斜視図である。

【図２】上記熱交換用フィンにおける基台を示す側面図
である。

【図３】図１のフィン体を図２の基台に取付けた状態を
示す要部の縦断面図である。

【図４】図３の嵌合部をろう付けした状態を示す縦断面
図である。

【図５】従来の放熱フィンを示す側面図である。

【図６】従来の他の放熱フィンの基台とフィン板との接
合部を示す縦断面図である。

【図７】図６の接合部をろう付けした状態を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１０ 基台 １１ フィン板（フィン体） １１ａ 一方の側面 １１ｂ 他方の側面 １２ 溝部 １３ 基端縁部 １４ 突部 ｔ フィン板の厚さ寸法 Ｗ 溝部の幅寸法 Ｔ 突部におけるフィン体の外法寸法

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 実 静岡県裾野市千福194 株式会社エムエー ファブテック内 (72)発明者 船津 英一 静岡県裾野市千福194 株式会社エムエー ファブテック内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に、複数枚の板状のフィン体が互い
   の側面間に間隔をもって立設されてなる熱交換用フィン
   であって、 上記基台に、幅寸法が当該フィン体の厚さ寸法よりも大
   きい溝部を形成し、上記フィン体の基端縁部に、長手方
   向に当該フィン体の幅方向の外法が上記溝部の幅寸法よ
   りも大きくなるように上記側面から突出する複数の突部
   を形成し、上記フィン体の基端縁部を上記溝部に嵌合さ
   せることにより一体化させたことを特徴とする熱交換用
   フィン。
2. 【請求項２】 複数の上記突部は、それぞれ上記フィン
   体の一方の側面側に突出するように形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の熱交換用フィン。
3. 【請求項３】 上記突部は、上記フィン体の他方の側面
   を、上記一方の側面側に向けて押圧することにより形成
   されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
   熱交換用フィン。
4. 【請求項４】 上記基台と上記フィン体の嵌合部は、ろ
   う付けにより一体的に接合されていることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換用フィン。
5. 【請求項５】 上記基台およびフィン体は、アルミニウ
   ムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換用フィン。