(57)【要約】【課題】  アルミニウム等の押出形材や圧延材の押出方向または圧延方向に影響されずに均一の高さと板厚の複数の放熱フィンを起立形成した放熱器を提供する。【解決手段】  放熱フィンを有する放熱器は、熱伝導率が良好なアルミニウムまたはアルミニウム合金等の押出形材や圧延材からなる金属板２の一方面を押出方向Ａまたは圧延方向に対して直行する方向に向かって掘り起こすことにより形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導率が良好な金属板の一方面を切削工具の刃部により掘り起こすことにより、板状の複数の放熱フィンを前記金属板と一体に起立形成した放熱器であって、
前記金属板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の押出形材や圧延材からなり、複数の前記放熱フィンが、前記金属板の一方面を押出方向または圧延方向に対して直行する方向に向かって掘り起こすことにより形成されていることを特徴とする放熱フィンを有する放熱器。
【請求項２】
複数の放熱フィンが、前記金属板の押出方向または圧延方向と平行な板状に形成されている請求項１に記載の放熱フィンを有する放熱器。
【請求項３】
複数の放熱フィンが、前記金属板の押出方向または圧延方向と平行な板状に形成され、この複数の放熱フィンが波状に蛇行させて形成されている請求項１及び２に記載の放熱フィンを有する放熱器。
【請求項４】
熱伝導率が良好であり切削加工が可能なアルミニウムまたはアルミニウム合金等の押出形材や圧延材からなる金属板と、
先端側に刃部が形成された切削工具と、
前記切削工具を前記表面と所定角度傾斜させた堀り起こす方向に移動させて前記刃部により前記金属板の表面から堀り起こすことにより板状の放熱フィンを起立形成する工程を順次繰り返して前記金属板の一方面に所定の間隔で複数の前記放熱フィンを起立形成する放熱フィンの形成工程において、
前記切削工具を移動させて前記金属板を切り起こす方向を、前記金属板の押出方向または圧延に対して直行する方向に向かって掘り起こすことを特徴とする放熱フィンを有する放熱器の製造方法。
【請求項５】
前記金属材を堀り起こして放熱フィンを起立形成する切削工具の刃部が、三角波、正弦波、あるいは台形波等の波状に形成され、この波状の刃部により前記放熱フィンを波状に蛇行させて形成した前記放熱フィンを形成する請求項２に記載の放熱フィンを有する放熱器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば電子部品等の発熱体から生ずる熱を効率的に冷却するための放熱器に関し、詳しくは、金属材を掘り起こすことにより放熱フィンを起立形成した放熱器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  放熱器（ヒートシンク）は、主として、電子機器に組み込まれた半導体等の発熱部品から出た熱を電子機器外に放熱するのに使用されている。【０００３】  このようなヒートシンクとして、基板と、基板の片面に形成された複数の削り起こしフィンとを備えたものが知られている。特許第４３５５４１２号公報（特許文献１）に示されたヒートシンクは、ヒートシンク素材がアルミニウムまたはアルミニウム合金のからなり、複数のフィンが、ヒートシンク素材の被削部を前記金属板の押出方向と順方向に向かって削り起こすことによって形成することが示されている。【０００４】  このようなヒートシンク１００を形成するための製造方法としては、図７に示すように、アルミニウムやアルミニウム合金の押出形材からなるヒートシンク素材１０１の上面側に設けられたフィン形成用被削部１０２をバイト等の切削工具１０３を用いて削り起こすことにより複数のフィン１０４を形成している。この削り起こしは、ヒートシンク素材１０１を構成する押出形材の押出方向Ａと順方向Ｂに向かって行うようにしている。このように、削り起こし方向Ｂを押出形材の押出方向Ａに向けることにより、非常にスムーズにかつ高精度で行われるとしている。【０００５】
【特許文献１】特許第４３５５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  通常の場合、アルミニウム押出形材は、製造工程においては押出方向が明確であるが、出荷して後は押出方向が不明確になる。押出形材は、木材と同様の性質を有し、押出方向と同じ方向は柾目となり、逆方向は逆目となる。しかしながら、押出形材を目視しても柾目と逆目は見分けができない。このため、押出形材の押出方向を見極めるには、実際に切削工具１０３を用いてフィン１０４を形成して押出方向を判断している。【０００７】  ところが、押出形材からなるヒートシンク素材１０１の押出方向Ａに対する削り起こし方向Ｂを反対にした場合には、フィン１０４の高さ、及び、板厚が著しく異なる問題がある。すなわち、ヒートシンク素材１０１の押出方向Ａに対して切削工具１０３を順方向Ｂにして削り起こした場合は、図８（Ａ）に示すような高さｈ１、及び、板厚ｔ１となる。一方、押出方向Ａに対して切削工具１０３を逆方向に削り起こした場合は、図８（Ｂ）に示すような高さｈ２、及び、板厚ｔ２となり、その差は約１０％以上に及ぶ。このため、所定の高さと板厚の放熱器が製造できず、不良品になる問題があった。この問題の対策として、予めヒートシンク素材１０１に対して試験的に削り起こして押出方向Ａを見極めているが、試験用のヒートシンク素材が無駄になることから、コストが嵩む問題があった。【０００８】  そこで、本発明の課題は、アルミニウム等の押出形材や圧延材の押出方向または圧延方向に影響されずに均一の高さと板厚の複数の放熱フィンを起立形成した放熱器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記の課題を解決するために、本発明にかかる放熱フィンを有する放熱器は、熱伝導率が良好な金属板の一方面を切削工具の刃部により掘り起こすことにより、板状の複数の放熱フィンを上記金属板と一体に起立形成した放熱器であって、前記金属板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の押出形材や圧延材からなり、複数の前記放熱フィンが、前記金属板の一方面を押出方向または圧延方向に対して直行する方向に向かって掘り起こすことにより形成されている。【００１０】  また、複数の放熱フィンは、金属板の一方面を押出方向または圧延方向と平行な板状に形成されている。【００１１】  さらに、複数の放熱フィンは、金属板の一方面を押出方向または圧延方向と平行な板状に形成され、この複数の放熱フィンが波状に蛇行させて形成しても良い。【００１２】  本発明にかかる放熱フィンを有する放熱器の製造方法は、熱伝導率が良好であり切削加工が可能なアルミニウムまたはアルミニウム合金等の押出形材や圧延材からなる金属材と、先端側に刃部が形成された切削工具と、前記切削工具を前記表面と所定角度傾斜させた堀り起こす方向に移動させて前記刃部により前記金属板の表面から堀り起こすことにより板状の放熱フィンを起立形成する工程を順次繰り返して前記金属板の一方面に所定の間隔で複数の前記放熱フィンを起立形成する放熱フィンの形成工程において、前記切削工具を移動させて前記金属板を切り起こす方向を、前記金属板の押出方向または圧延方向に対して直行する方向に向かって掘り起こすことにより、板状の複数の放熱フィンを金属板と一体に起立形成した放熱器を製造する。【００１３】  また、複数の放熱フィンが波状に蛇行させて形成するときは、前記金属板を堀り起こして放熱フィンを起立形成する切削工具の刃部を三角波、正弦波、あるいは台形波等の波状に起立形成される。
【発明の効果】
【００１４】  本発明にかかる放熱フィンを有する放熱器によれば、アルミニウム合金等の押出形材や圧延材の押出方向または圧延方向に対して直行する方向に向かって切削工具により掘り起こしているので、押出方向または圧延方向に対する順方向と逆方向に関係なく、予め設定したとおりに放熱フィンの高さと板厚を均一にすることができる。これにより、事前に押出方向を見極めるために各金属板毎に行っていた試験的な削り起こし試作が不要になり、コストを低減することが可能となる。【００１５】  また、複数の放熱フィンを所定の間隔で金属板の押出方向または圧延方向と平行な板状、或いは、波状に蛇行させて形成し、特に、波状の放熱フィンに形成することにより、放熱フィンの放熱面積が大きくなるとともに、放熱フィンの間を流通する冷却媒体に乱流が生じて放熱効率を高めることが可能となる。【００１６】  一方、本発明にかかる放熱器の製造方法によれば、押出形材や圧延材の押出方向または圧延方向に対して直行する方向に向かって切削工具により掘り起こすことにより、事前に押出方向を見極めるための試行が不要になるので、工程が短縮され製造コストを低減することができる。また、試行による金属板の無駄を排除することができ、一層製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる複数の放熱フィンを掘り起こす状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す放熱器の放熱フィン形成工程を示す工程図である。
【図３】波状の複数の放熱フィンを掘り起こす状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示す波状の放熱フィンを示す断面図である。
【図５】図３に示す波状の放熱フィンを示す平面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、波状の放熱フィンの変形例を示す平面図である。
【図７】従来の放熱フィンを掘り起こす状態を示す側面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は、押出方向または圧延方向と堀り起こし方向による放熱フィンの形成状態を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  放熱フィンを有する放熱器は、熱伝導率が良好な金属板の一方面を切削工具の刃部により掘り起こすことにより、板状の複数の放熱フィンを上記金属板と一体に起立形成した放熱器であって、前記金属板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の押出形材や圧延材からなり、複数の前記放熱フィンが、前記金属板の一方面を押出方向または圧延方向に対して直行する方向に向かって掘り起こすことにより形成されている。【００１９】  また、放熱器の製造方法は、熱伝導率が良好であり切削加工が可能なアルミニウムまたはアルミニウム合金等の押出形材や圧延材からなる金属材と、先端側に刃部が形成された切削工具と、前記切削工具を前記表面と所定角度傾斜させた堀り起こす方向に移動させて前記刃部により前記金属材の表面から堀り起こすことにより板状の放熱フィンを起立形成する工程を順次繰り返して前記金属板の一方面に所定の間隔で複数の前記放熱フィンを起立形成する放熱フィンの形成工程において、前記切削工具を移動させて前記金属材を切り起こす方向を、前記金属板の押出方向または圧延方向に対して直行する方向に向かって掘り起こすことにより、板状の複数の放熱フィンを金属板と一体に起立形成した放熱器を製造する。【００２０】  次に、図面を参照して、本発明にかかる放熱フィンを有する放熱器について詳細に説明する。図１は、本発明による放熱フィンを有する放熱器の第１に実施例を示す斜視図である。放熱器１に使用する金属材２は、熱伝導率が良好なアルミニウムやアルミニウム合金からなる板状の押出形材が使用される。なお、金属板２としては、アルミニウムやアルミニウム合金からなる板状の圧延材を使用しても良い。この押出形材からなる金属板２は、所定の板厚を有し、矢示の方向を押出方向Ａとしている。放熱器１は、金属板２の一方面に、後述する製造方法により、押出方向Ａと平行な面を有する複数枚の肉薄な板状の放熱フィン３が一体に起立形成されている。これら複数の放熱フィン３の基端部は、金属板２の一方面に放熱フィン３の起立形成によって形成される凹所４から一体に連結されている。また、これら複数の放熱フィン３は、同一間隔に形成され、起立角度、高さ、及び、板厚は同一に形成されている。なお、複数の放熱フィン３を起立形成する間隔は、任意の寸法に設定されるが、放熱器１としての機能を備えるためには、概ね０．０１ｍｍ乃至３．０ｍｍ程度が望ましい。【００２１】  また、放熱フィン３の板厚は、金属板２の一方面から掘り起こすことにより形成しているので薄くすることが可能である。例えば、小型電子部品に使用する放熱器の放熱フィンとしては、０．０５ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の板厚が好適である。尚、放熱フィン３の板厚を基端部が厚く、先端部に至るに従って薄く形成すると、基端部が厚いことから熱容量が大きく、金属板２からの熱を受け入れが容易になる。その後、熱を先端部方向へ伝達するに従って順次放熱され、先端部では小さい熱容量であっても容易に放熱させることができる。放熱フィン３は、熱の伝達と放熱に合わせて板厚を変化しているので、放熱効率が高い放熱器１を得ることができる。また、放熱フィン３の起立形成によって形成される金属板２の凹所４は、金属板２の板���よりも薄く形成されるので、金属板２の他方面である裏面に接する半導体等の発熱部品から出た熱を速やかに放熱フィン３に伝達できるので、さらに放熱効率を高めることができる。【００２２】  次に、図２参照しながら、放熱器１の製造方法について説明する。前述した金属板２は、放熱器１を形成するために必要な板厚及び幅を有している。そして、所定の装置に位置決め固定した後、金属板２を切削工具５により放熱フィン３が起立形成される。【００２３】  切削工具５は、図１、図２に示すように、底面側の先端に移動方向と直角な刃部５ａが形成されている。このように構成された切削工具５は、金属板２に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。切削工具５の傾斜角度θは、放熱フィン３の高さ、板厚、或いは、金属板２の材質等によって適宜に設定されるが、概ね５度から２０度に設定される。【００２４】  まず、図２（Ａ）に示すように、切削工具５を金属板２の一方面に当接させた後、切削工具５を上記駆動装置により所定の角度で金属板２の他方面方向に移動させる。このとき、切削工具５の移動方向は、金属板２の押出方向Ａに対して直角方向に設定されている。このように切削工具５を移動すると、図２（Ｂ）に示すように、切削工具５の先端の刃部５ａによって金属板２が掘り起こされ、肉薄な放熱フィン３の先端が起立する。切削工具５をさらに移動すると、図２（Ｃ）に示すように、金属板２が徐々に深く掘り起こされ、放熱フィン３が伸長すると共に、凹所４が形成される。そして、図２（Ｄ）に示すように、切削工具５を所定の位置まで移動させると、金属板２の凹所４内から所定の高さと板厚の放熱フィン３が起立形成され、凹所４内には被加工面２ｂが形成される。その後、切削工具５を待機位置まで後退して復帰させる。【００２５】  放熱フィン３が起立形成された後に、次の放熱フィン３を形成するとき、金属板２が図２の右方の下流側に送られて位置決めされる。その後、切削工具５を図２（Ａ）に示すように、切削工具５を金属板２の一方面に当接させた後、前述した図２（Ｂ）から図２（Ｄ）に示す工程を行い、凹所４内に形成された被加工面２ｂ所定寸法の削り代をもって掘り起こすことにより、先に起立形成した放熱フィン３と所定の間隔で次の放熱フィン３が起立形成され、両放熱フィン３の間には凹所４が形成されるとともに、この凹所４内には傾斜した被加工面２ｂが形成される。このように、次の放熱フィン３を起立形成するときも、切削工具５の移動方向を金属板２の押出方向Ａに対して直角方向としている。このため、次の放熱フィン３の高さと板厚は、先の放熱フィン３と同じに形成される。これは、押出方向Ａに対して直角方向に掘り起こして放熱フィン３を形成した場合、金属板２の特有な性質である押出方向による柾目と逆目を無視することができ、押出方向に対する順方向と逆方向に関係なくなることに起因している。このため、予め設定したとおりに放熱フィンの高さと板厚を均一にすることができる。【００２６】  その後、金属板２を下流側に送り、位置決めした後、切削工具５の移動方向を金属板２の押出方向Ａに対して直角方向にした状態で、被加工面２ｂを所定寸法の削り代��もって掘り起こす工程を繰り返すことにより、金属板２の一方面に複数の放熱フィン３が所定の間隔で連続して形成される。このように、複数の放熱フィン３を起立形成しても、金属板２の押出方向Ａに対して切削工具５を直角方向に移動して掘り起こすので、いずれの放熱フィン３も高さと板厚が同じに起立形成される。【００２７】  図３、図４及び図５は、本発明にかかる放熱フィンを有する放熱器の第２の実施例を示している。この第２の実施例に示す放熱器１０の放熱フィン１１は、複数の曲部を有する略三角波状の波状に蛇行させたことが前述した第１の実施例と異なる点である。この第２の実施例においても、放熱器１０に使用する金属材は、熱伝導率が良好なアルミニウムやアルミニウム合金からなる金属板２が使用され、所定の板厚を有し、矢示の方向を押出方向Ａとしている。放熱器１０は、金属板２の一方面に、複数の曲部を有する波状に蛇行させた複数の肉薄な放熱フィン１１が一体に起立形成されている。これら複数の放熱フィン１１の基端部は、図４に示すように、金属板２の一方面から一体に連結している。また、これら複数の放熱フィン１１は、図５に示すように、同一の間隔に形成され、起立角度、高さ、及び、板厚はほぼ同一に形成されている。【００２８】  また、図３に示す放熱フィン１１においても、板厚は、金属板２の一方面から掘り起こすことにより形成しているので薄くすることが可能であり、０．０１ｍｍ乃至１．２ｍｍ程度としている。なお、この例においても、図４に示すように、放熱フィン１１の板厚は基端部が厚く、先端部に至るに従って薄く形成している。これにより、第１の実施例と同様の作用により、放熱効率が高い放熱器１０を得ることができる。【００２９】  上述した第２の実施例の放熱フィンを有する放熱器は、図２に示した製造工程と実質的に同様の方法によって製造することができる。第１の実施例と相違する点は、図３に示すように、切削工具１２の刃部１２ａを波状に蛇行させたことである。切削工具１２は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部１２ａが形成されていて、その幅は、放熱フィン１１の幅に設定されている。そして、この切削工具１２の刃部１２ａには、放熱フィン１１と同形に、幅方向に沿って複数の曲部を有する略三角状の波状に蛇行するように形成している。【００３０】  そして、この切削工具１２を使用し、図２に示した工程と同様に、金属板２の押出方向Ａに対して切削工具１２を直角方向に移動して掘り起こすことにより、図３に示す波状に蛇行した放熱フィン１１が製造される。【００３１】  図６（Ａ）（Ｂ）は、金属板２の一方面に起立形成される放熱フィンの変形例を示している。図６（Ａ）に示す複数の放熱フィン１３は、略正弦波状の波状に形成している。また、図６（Ｂ）に示す複数の放熱フィン１４は、略台形状の波状に形成されている。これらの波状に形成された放熱フィン１３、１４は、上述した図３に示した切削工具１２と同様に、刃部には、放熱フィン１３、１４と同形に、幅方向に沿って複数の曲部を有する略正弦波状、略台形状の波状に蛇行するように形成されていて、波状の刃部を形成した切削工具を用いて、金属板２の押出方向Ａに対して切削工具１２を直角方向に移動して掘り���こすことにより、図６に示す波状に蛇行した放熱フィン１３、１４が製造される。【００３２】  以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。上述した第２の実施例においては、金属板として押出形材を使用したが、圧延材に変えても良い。
【符号の説明】
【００３３】１    放熱器
２    金属板
３    放熱フィン
５    切削工具
５ａ  刃部
１１  放熱フィン
１２  切削工具
１２ａ  刃部
１３、１４  放熱フィン
Ａ    押出方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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