(57)【要約】【課題】ダイカスト品の表面に良好な塗膜を形成すること。【解決手段】本発明に係るヒートシンクの製造方法は、鋳造装置１００に設けられた金型内に溶湯を流し込みダイカスト品２０２を形成する鋳造工程と、鋳造工程の後に、金型を開く型開き工程と、型開き工程の後に、金型から前記ダイカスト品２０２を取り出す取出し工程と、取出し工程の後に、ダイカスト品２０２の表面に熱放射性を有する第１の塗料をスプレー装置２０１を用いて塗布する塗布工程を含む。また、鋳造装置１００は熱放射性を有する第２の塗料が塗布された放熱部１０６を含み、取出し工程を開始してから、塗布工程を終了するまでの期間には、放熱部１０６から放射される輻射熱によりダイカスト品２０２を加熱する加熱工程が含まれる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造装置に設けられた金型内に溶湯を流し込みダイカスト品を形成する鋳造工程と、
前記鋳造工程の後に、前記金型を開く型開き工程と、
前記型開き工程の後に、前記金型から前記ダイカスト品を取り出す取出し工程と、
前記取出し工程の後に、前記ダイカスト品の表面に熱放射性を有する第１の塗料をスプレー装置を用いて塗布する塗布工程と、
を含み、
前記鋳造装置は熱放射性を有する第２の塗料が塗布された放熱部を含み、
前記取出し工程を開始してから、前記塗布工程を終了するまでの期間には、前記放熱部から放射される輻射熱により前記ダイカスト品を加熱する加熱工程が含まれる、
ヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートシンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ダイカストで成形した直後の高温の基体を金型内に組み込み、この状態で金型内にフッ素等の樹脂を射出することで基体の表面に被覆層を形成する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−２０２６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本願発明者らは、ダイカストにより成形したダイカスト品の表面にスプレー装置を用いて熱放射性の塗料を塗布し、ダイカストの余熱を用いて塗料を硬化させて塗膜を形成する技術を開発している。
【０００５】
しかしながら、スプレー装置を用いて塗料を塗布しようとすると、ダイカスト品ごとに余熱の温度がばらついた場合、ムラの少ない塗膜形成が難しくなる。またスプレーによって空気の対流が発生することにより、加工部材表面の温度が低下し、良好な塗膜の形成を阻害してしまう問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、鋳造工程を経た金型からの輻射熱を利用することによりダイカスト品の表面に良好な塗膜を形成する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るヒートシンクの製造方法は、鋳造装置に設けられた金型内に溶湯を流し込みダイカスト品を形成する鋳造工程と、前記鋳造工程の後に、前記金型を開く型開き工程と、前記型開き工程の後に、前記金型から前記ダイカスト品を取り出す取出し工程と、前記取出し工程の後に、前記ダイカスト品の表面に熱放射性を有する第１の塗料をスプレー装置を用いて塗布する塗布工程と、を含み、前記鋳造装置は熱放射性を有する第２の塗料が塗布された放熱部を含み、前記取出し工程を開始してから、前記塗布工程を終了するまでの期間には、前記放熱部から放射される輻射熱により前記ダイカスト品を加熱する加熱工程が含まれる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、鋳造工程を経た鋳造装置から放射される熱輻射によりダイカスト品の表面に良好な塗膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る鋳造装置１００及び塗布装置２００の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る鋳造装置１００及び塗布装置２００の模式図である。
【図３】実施の形態１に係るヒートシンク製造方法のタイミングチャートである。
【図４】実施の形態２に係る鋳造装置１００及び塗布装置２００〜４００の模式図である。
【図５】実施の形態２に係るヒートシンク製造方法のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
まず、本発明に係る実施の形態１について説明する。
【００１１】
図１は実施の形態１に係る鋳造装置１００及び塗布装置２００の概要図である。まず、鋳造装置１００について説明する。鋳造装置１００は、溶融した金属である溶湯を金型へ流し込み、溶湯を冷却し凝固させることでダイカスト品２０２を成形する。鋳造装置１００は、アキュムレータ１０１、固定型１０２、可動型１０３、ガイド部１０４、シリンダ部１０５、放熱部１０６を備える。
【００１２】
アキュムレータ１０１は、溶湯が封入されており、金属が溶融した状態を保つような温度に保たれている。アキュムレータ１０１内の溶湯は、ダイカスト品２０２を成形する際に金型へ流し込まれる。
【００１３】
固定型１０２と可動型１０３は、ダイカスト品２０２を成形するための形状が掘り込まれた金型である。固定型１０２と可動型１０３は、可動型１０３が突き当てられることによりキャビティが形成される。固定型１０２と可動型１０３は、図示しないヒータによる加熱及び図示しない冷却装置による冷却が適宜行われる。可動型１０３は、ガイド部１０４に沿って往復移動するように設置されており、シリンダ部１０５によって動きを制御されている。ガイド部１０４は、可動型１０３が往復移動する際のガイドとなるシャフトであって、鋳造装置１００に複数設置されている。
【００１４】
シリンダ部１０５は、可動型１０３を往復移動させる。すなわち、シリンダ部１０５は、型締めを行う際には可動型１０３を固定型１０２へ突き当て、所定の押圧を保つ。また、シリンダ部１０５は、型開きを行う際には可動型１０３を固定型１０２から離し、所定の位置まで移動させる。
【００１５】
放熱部１０６は、熱放射性を有する塗料が塗布された面である。熱放射性を有する塗料は、耐熱温度の高い樹脂を溶剤に溶かし込んだ塗料である。耐熱温度の高い樹脂は、例えば、ＰＡＩ（polyamideimide）、ポリイミド、エポキシ等である。あるいは、熱放射性を有する塗料は、熱伝導率の高い物質を溶剤に溶かし込んだ塗料である。熱伝導率の高い物質は、例えば、セラミクス、カーボン、窒化物等である。放熱部１０６は、鋳造装置１００の内、温度が高い面に塗布されることが好ましい。例えばこの面は、固定型１０２、可動型１０３の表面、又は、アキュムレータ１０１の表面などである。図１では、一例として、放熱部１０６が固定型１０２の表面に設けられている。放熱部１０６は、固定型１０２の表面であって、塗布装置２００側の側面に設けられている。
【００１６】
鋳造装置１００を構成する材料は、主に鉄である。鉄は様々な材料の中で比較的熱伝導率が高い。しかし、空気へ熱を伝える熱伝達率は高くない。一方、鉄の表面に熱放射性を有する塗料を塗布すると、塗布する前と比較して、塗布面の熱伝達率は高くなる。すなわち、鉄の表面に熱放射性を有する塗料を塗布すると、塗布面における放射率が増加する。その結果、塗布面から放射される熱エネルギーが増加する。
【００１７】
放熱部１０６は、放熱部１０６の表面から鋳造装置１００が蓄積する熱を放射する。熱放射性を有する塗料が塗布されていることにより、放熱部１０６は、他の部分と比較すると効率よく熱を放射する。換言すると、放熱部１０６は、鋳造装置１００の他の部分と比較すると放射率が高い。そして、放熱部１０６は、鋳造装置１００の他の部分と比較すると高い熱エネルギーを放射する。
【００１８】
次に、塗布装置２００について説明する。塗布装置２００は、ダイカスト品２０２に対して熱放射性を有する塗料を塗布する装置である。塗布装置２００は、スプレー装置２０１及び隔壁２０３を備える。
【００１９】
スプレー装置２０１は、熱放射性を有する塗料を噴霧する装置である。熱放射性を有する塗料は、放熱部１０６に塗布されたものと同等の塗料である。ただし、同じ塗料である必要はないし、同じであってもよい。
【００２０】
隔壁２０３は、スプレー装置２０１が噴霧する塗料の飛散を防止する。隔壁２０３は、放熱部１０６からの輻射熱がダイカスト品２０２へ到達することを妨げないようにすることが好ましい。そのため、放熱部１０６と、ダイカスト品２０２との間に存在する部分は、放熱部１０６から放射される電磁波を透過しやすい材料で構成されていることが好ましい。電磁波を透過させやすい材料は、例えば、ガラスである。
【００２１】
ダイカスト品２０２は、ヒートシンクの基材である。ヒートシンクは、電気製品や自動車部品等に搭載された電気回路の放熱に使用される。ヒートシンクは、ダイカスト品２０２に熱放射性を有する塗料を塗布することにより製造される。また、ダイカスト品２０２に熱放射性を有する塗料を塗布した後、ヒートシンクに対して機械加工等を施してもよい。ダイカスト品の材料は、例えばアルミニウム、マグネシウム、又はこれらを主成分とした合金等である。
【００２２】
図２は実施の形態１に係る鋳造装置１００及び塗布装置２００を上から見て模式的に表した図である。可動型１０３はシリンダ部１０５により矢印の方向に往復する。鋳造装置１００によって作られたダイカスト品２０２は、金型から取り出されて塗布装置２００へ移送される。ダイカスト品２０２は、塗布装置２００の所定の位置に設置される。その後、スプレー装置２０１はダイカスト品２０２に対して塗料を噴霧する。
【００２３】
スプレー装置２０１がダイカスト品２０２に対して塗料を噴霧する際、ダイカスト品２０２の表面は所定の温度以上であることが好ましい。噴霧された塗料がダイカスト品２０２の表面に付着した後、塗料に含まれていた溶剤が揮発する。この際、ダイカスト品２０２の表面が所定の温度以上であれば、溶剤が揮発した後に残った樹脂等が溶解して結合し、良好な塗膜を形成する。一方、ダイカスト品２０２の表面が所定の温度を下回った場合、良好な塗膜を形成することができなくなる。
【００２４】
そこで、図２に示すように、ダイカスト品２０２の塗料が塗布される塗布面２０２ａと、放熱部１０６とを対向させるように配置する。鋳造工程を行うことにより温められている金型に設けられた放熱部１０６からは電磁波が放射される。そのため、ダイカスト品２０２は電磁波を受け輻射熱により加熱される。
【００２５】
各部の温度に関して具体的に例を挙げると、例えば、鋳造装置１００によってダイカスト品２０２が成形され、金型からダイカスト品２０２が取り出されるとき、金型表面は約２００℃であり、ダイカスト品２０２の表面温度は約２００℃である。また、ダイカスト品２０２に塗料を塗布する際のダイカスト品２０２の表面温度は１８０℃〜２００℃が好ましい。
【００２６】
尚、放熱部１０６から放射される輻射熱によって温められるダイカスト品２０２の表面が所望の温度に達しない場合には、ヒータを設置して加熱してもよい。
【００２７】
ヒータを設置して加熱する場合においても、放熱部１０６によって加熱されるため、ヒータに発生させる熱エネルギーを抑えることができ、本実施の形態に示す製造方法により効率よく良好な塗膜を形成することができる。
【００２８】
次に、図３のタイミングチャートを参照しながら、ヒートシンク製造方法についての説明を行う。
【００２９】
まず、鋳造装置１００が鋳造工程を行う（ステップＳ１０）。鋳造工程は、次に例示するように幾つかのステップを経ることにより成立する。本実施の形態１における説明では、この工程をまとめて鋳造工程としている。
【００３０】
鋳造工程において、鋳造装置１００は、固定型１０２及び可動型１０３を加熱する。次にシリンダ部１０５が可動型１０３を固定型１０２に押圧する型締めを行う。その後溶湯がアキュムレータ１０１から金型へ流し込まれキャビティに充填される。溶湯が充填された後、金型は冷却される。このようにして鋳込まれた溶湯は、キャビティ内において成形された状態で凝固する。その結果、金型内にダイカスト品２０２ができあがる。以上に説明した内容を、ここでは鋳造工程という。
【００３１】
鋳造工程の後、鋳造装置１００は、型開きを行う（ステップＳ２０）。具体的には、型開き工程は、シリンダ部１０５が可動型１０３を移動させることにより行う。
【００３２】
次に、図示しない取出し装置が、成形されたダイカスト品２０２を金型から取出して塗布装置２００へ移送する（ステップＳ３０）。
【００３３】
次に、塗布装置２００は、ダイカスト品２０２の表面に塗料を塗布する塗布工程を行う（ステップＳ４０）。
【００３４】
ダイカスト品２０２が取り出された後、塗料の塗布が終了するまでの間、ダイカスト品２０２は放熱部１０６から放射される輻射熱を受け加熱されている（ステップＳ５０）。
【００３５】
時間について具体的に説明する。鋳造装置１００は、鋳造工程（ステップＳ１０）を時刻Ｔ０に開始する。次に鋳造装置１００は、型開き工程（ステップＳ２０）を時刻Ｔ１に終了する。そして取出し装置は、時刻Ｔ１にダイカスト品２０２の取出し工程（ステップＳ３０）を開始する。塗布装置２００が塗装工程（ステップＳ４０）を時刻Ｔ４に終了する。このとき、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２から、時刻Ｔ４より前の時刻Ｔ３までの間に、放熱部１０６は、ダイカスト品２０２を加熱する（ステップＳ５０）。
【００３６】
塗布工程が終了すると、ヒートシンクが完成する。ヒートシンクが完成すると、図示しない取出し装置はヒートシンクを取出し、次の工程へ移送する。本実施の形態１に係る方法では、以上の工程を連続して行い、ヒートシンクを量産することとなる。
【００３７】
このようにして、鋳造工程を経た鋳造装置から放射される熱輻射によりダイカスト品の表面に良好な塗膜を形成することができる。
【００３８】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、放熱部及び塗布装置が複数設けられている場合の例であり、これ以外は実施の形態１と同様である。そのため、重複する部分に関しての説明は省略する。
図４は実施の形態２に係る鋳造装置１００及び塗布装置２００〜４００の模式図である。実施の形態２は放熱部１０６と、塗布装置２００に加えて、放熱部１０７、放熱部１０８、塗布装置３００、塗布装置４００を備える。
【００３９】
鋳造装置１００は、放熱部１０６が設けられている面の反対側に、放熱部１０７を備える。放熱部１０７は、固定型１０２の表面であって、放熱部１０６と同様に輻射熱の放射が行われる。また、鋳造装置１００は、放熱部１０８を備える。放熱部１０８は、アキュムレータ１０１の表面に設けられている。すなわち、溶湯を保持しているため高温となっている部分に熱放射性を有する塗料を塗布することにより放熱部１０８を形成している。放熱部１０８は、放熱部１０６と同様に輻射熱の放射が行われる。塗布装置３００及び塗布装置４００は、塗布装置２００と同様の構成である。
【００４０】
このように、鋳造装置１００は複数の放熱部１０６〜１０８を備える。さらに、複数の放熱部１０６〜１０８に対応して、複数の塗布装置２００〜４００が設けられている。これにより、本実施の形態は、複数個所で輻射熱を利用した塗布工程が行われる。すなわち、本実施の形態は、複数のダイカスト品に対する加熱工程が平行して行われる。その結果、本実施の形態は、生産性の高いヒートシンクの製造方法を提供することができる。尚、図４の例示では、放熱部及び塗布装置を３か所に設けたが、２か所でもよいし、４か所以上でもよい。
【００４１】
次に、実施の形態２に係るヒートシンクの製造方法について、図５のタイミングチャートを参照しながら説明する。実施の形態２は、図４に示した３か所の放熱部及び塗布装置のうち２か所の放熱部及び塗布装置を用いた例である。具体的には、実施の形態１において説明した放熱部１０６、塗布装置２００に加えて、放熱部１０７、塗布装置３００を用いる。また、実施の形態２は、連続してヒートシンクの製造を行う場合であって、鋳造工程から取出し工程までを行う時間よりも、塗布工程を行う時間の方が長い例である。
【００４２】
まず、鋳造装置１００は、鋳造工程（ステップＳ１０）及び型開き工程（ステップＳ２０）を行う。次に、取出し装置は、ダイカスト品２０２を取出し、塗布装置２００に移送する取出し工程（ステップＳ３０）を行う。次に、塗布装置２００は、ダイカスト品２０２の表面に塗料を塗布する塗布工程を行う（ステップＳ４０）。ダイカスト品２０２が取り出された後、塗料の塗布が終了するまでの間、ダイカスト品２０２は放熱部１０６から放射される輻射熱を受け加熱されている（ステップＳ５０）。
【００４３】
ここで、時間について具体的に説明する。鋳造装置１００は、１回目の鋳造工程（ステップＳ１０）を時刻Ｔ０に開始する。次に鋳造装置１００は、１回目の型開き工程（ステップＳ２０）を時刻Ｔ１に終了する。そして取出し装置は、時刻Ｔ１にダイカスト品２０２の取出し工程（ステップＳ３０）を開始する。塗布装置２００は、１回目の塗装工程（ステップＳ４０）を時刻Ｔ４に終了する。このとき、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２から、時刻Ｔ４より前の時刻Ｔ３までの間に、放熱部１０６は、ダイカスト品２０２を加熱する（ステップＳ５０）。
【００４４】
ところで、鋳造装置１００は、２回目の鋳造工程を時刻Ｔ５に開始する。また鋳造装置１００は、２回目の型開き工程（ステップＳ２０）を時刻Ｔ６に終了する。このとき、時刻Ｔ６は、塗布装置２００が１回目の塗布工程（ステップＳ４０）を終了する時刻Ｔ４よりも前である。そのため、塗布工程を１台の塗布装置で行うと、鋳造装置１００は、塗布工程が終了するのを待つことになる。そこで、本実施の形態２の例では、塗布装置２００及び塗布装置３００を並行して動作させてヒートシンクの製造を行う。すなわち、２回目の型開き工程（ステップＳ２０）終了後、取出し機は、ダイカスト品２０２を金型から取り出し、塗布装置３００に移送する（ステップＳ３１）。
【００４５】
次に、塗布装置３００は、ダイカスト品２０２の表面に塗料を塗布する塗布工程を行う（ステップＳ６０）。塗布装置３００は、塗布工程を時刻Ｔ１１に終了する。ここでは、ダイカスト品２０２が取り出された後、塗料の塗布が終了するまでの間、すなわち、時刻Ｔ６より後の時刻Ｔ７から、時刻Ｔ１１より前の時刻Ｔ１０までの間に、放熱部１０７は、ダイカスト品２０２を加熱する（ステップＳ７０）。
【００４６】
次に、鋳造装置１００は、３回目の鋳造工程（ステップＳ１０）を時刻Ｔ８に開始する。そして、鋳造装置１００は、３回目の型開き工程（ステップＳ２０）を時刻Ｔ９に終了する。このとき、塗布装置２００は１回目の塗布工程（Ｓ４０）を既に終了している。そこで取り出し装置は、ダイカスト品２０２を金型から取り出し、塗布装置２００に移送する（ステップＳ３０）。次に、塗布装置２００は、２回目の塗布工程を行う（ステップＳ４０）。
【００４７】
このように、鋳造装置１００が型開き工程（ステップＳ２０）を終了した後、取出し装置は、ダイカスト品２０２を金型から取り出し、塗布装置２００と塗布装置３００に対して交互に移送する動作を繰り返す。これによって、塗布工程１（ステップＳ４０）とそれに伴う加熱工程１（ステップＳ５０）、及び、塗布工程２（ステップＳ６０）とそれに伴う加熱工程２（ステップＳ７０）を並行して行う。
【００４８】
以上のようにして、実施の形態２に係るヒートシンクの製造方法では、ダイカスト品の表面に良好な塗膜を効率良く形成することができる。
【００４９】
尚、図５においては塗布装置２００と塗布装置３００の２台の塗布装置を利用したが、図４に示した塗布装置４００及び放熱部１０８を利用しても良いし、これらの３台の塗布装置の内、任意の２台を選択してもよい。また、同等の加熱ができる箇所に塗布装置及び放熱部を設けてもよい。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、ここで説明した内容に加えて、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１００  鋳造装置
１０１  アキュムレータ
１０２  固定型
１０３  可動型
１０４  ガイド部
１０５  シリンダ部
１０６、１０７、１０８  放熱部
２００、３００、４００  塗布装置
２０１  スプレー装置
２０２  ダイカスト品
２０３  隔壁
【図１】
2018043251.tif 000003
【図２】
2018043251.tif 000004
【図３】
2018043251.tif 000005
【図４】
2018043251.tif 000006
【図５】
2018043251.tif 000007