(57)【要約】【課題】  掘り起こし工具を用いて起立形成される放熱器の放熱フィンを、金属板の平面に対してほぼ垂直に形成することができる放熱フィン形成装置を提供する。【解決手段】  放熱フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部２ａが形成された掘り起こし工具２と、掘り起こし工具２を保持するとともに、熱伝導率が良好な金属板７の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部１と、金属板７を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィン６を金属板７の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するように掘り起こし工具２の前進側に離間して設けられた押圧部材３とを備え、押圧部材３は、掘り起こし工具２を前進させて金属板７を掘り起こすことにより板状の放熱フィン６を起立形成した後、掘り起こし工具２により次の放熱フィン６を起立形成するときに、掘り起こし工具２とともに前進させて、前に起立形成された事前の傾斜した放熱フィン６に当接させて金属板７の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、
掘り起こし工具を保持するとともに、熱伝導率が良好な金属板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部と、
前記金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するように、前記掘り起こし工具の前進側に離間して設けられた押圧部材とを備え、
前記押圧部材は、前記掘り起こし工具を前進させて前記金属板を掘り起こすことにより板状の前記放熱フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具により次の前記放熱フィンを起立形成するときに、前記掘り起こし工具とともに前進させて、前に起立形成された事前の傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧することを特徴とする放熱フィン形成装置。
【請求項２】
押圧部材は、移動部に配設された揺動部に取り付けられ、前記揺動部により前記掘り起こし工具が後退するときに前記放熱フィンの先端方向に退避するように揺動させる請求項１に記載の放熱フィン形成装置。
【請求項３】
押圧部材は、掘り起こし工具を前進させて金属板を掘り起こす過程で傾斜した放熱フィンの先端部に側面が当接されるように配設した請求項２に記載の放熱フィン形成裝置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば電子部品等から生ずる熱を効率的に放熱するための放熱器の板状の放熱フィンを掘り起こし工具によって形成する放熱フィン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、半導体集積回路等の電子部品から生ずる熱を放熱するために、従来一般に実用に供されている放熱器は、ベース上に多数の櫛歯状の放熱フィンを垂直に立設している。この放熱器を電子部品等に直接又は間接的に接合することによって、放熱器の放熱フィンを介して外方に放熱するようにしている。この放熱器は、通常、アルミニウムからなる熱伝導率が良好な金属材を、押し出し加工や鋳造加工を施すことによって製造されている。【０００３】  また、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成する放熱器の製造方法は、特開２００１−１５６２２４（特許文献１）や特開２００５−１４２２４７号公報（特許文献２）に開示されている。特許文献１に示された放熱器の製造方法は、基板部の上面側に突提状のフィン形成用被削部が形成されたアルミニウム合金押出形材からなるヒートシンク素材が用いられ、上記フィン形成用被削部をバイト等の切削工具を用いて掘り起こし、それによって複数のフィンが形成される。【０００４】  特許文献２に示された放熱器の製造方法は、熱伝導率が良好なフープ状金属板と、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具とを、所定の角度を有した状態で相対移動させて、フープ状金属板を掘り下げることにより、板状の放熱フィンを一体に起立形成し、次に、放熱フィンが起立形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、フープ状金属板と掘り起こし工具とを相対移動させて、フープ状金属板を掘り起こすことにより次の板状の放熱フィンを一体に起立形成し、以後、この掘り起こし工程を順次繰り返すことによりフープ状金属板に複数の放熱フィンが連続して形成される。【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５６２２４号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上述した特許文献１及び２に示されるように、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成すると、図６に示すように、放熱フィン１０１がカーリングするとともに、金属板１００から起立している放熱フィン１０１の基端側の板厚が厚く先端に至るに従って漸次薄く形成される。このため、隣接する放熱フィン１０１の基端側の間隔Ｇ１が狭く、先端側の間隔Ｇ２が広く形成される。この形態の放熱フィン１０１を放熱器として使用した場合、例えば電子部品等の熱源１０２から生ずる熱１０３を放熱すると、点線で示すように、熱１０３は金属板１００を介して放熱フィン１０１の間、及び、放熱フィン１０１を介して放熱される。熱は垂直方向に上昇する性質を有することから、放熱フィン１０１の間から放熱される場合、放熱フィン１０１がカーリングしていると、点線で示す熱１０３が放熱フィン１０１の側面に当たりながら蛇行して上昇する。このため、放熱フィン１０１を再加熱することがあり、放熱効率を低下させる要因となっていた。【０００７】  金属板１００を介して放熱される熱１０３を速やかに上昇させるためには、放熱フィンを垂直に起立形成することが望ましく、このため、金属材を押し出し加工や鋳造加工を施すことによって製造している。しかしながら、押し出し加工または鋳造加工は、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることができないことから、放熱面積が小さくなるために放熱効率を高めることができず、必然的に大型化する問題がある。一方、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成する方法は、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることより、放熱面積を大きくして放熱効率を高めることは可能であるが、放熱フィンを垂直に起立形成する手段が無かった。【０００８】  そこで、本発明の課題は、掘り起こし工具を用いて起立形成される放熱器の放熱フィンを、金属板の平面に対してほぼ垂直に形成することができる放熱フィン形成装置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、請求項１の発明にかかる放熱フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、掘り起こし工具を保持するとともに、熱伝導率が良好な金属板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部と、前記金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するように、前記掘り起こし工具の前進側に離間して設けられた押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記掘り起こし工具を前進させて前記金属板を掘り起こすことにより板状の前記放熱フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具により次の前記放熱フィンを起立形成するときに、前記掘り起こし工具とともに前進させて、前に起立形成された事前の傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧することを要旨としている。【００１０】  また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、押圧部材を移動部に配設された揺動部に取り付け、前記揺動部により前記掘り起こし工具が後退するときに前記放熱フィンの先端方向に退避するようにしている。【００１１】  さらに、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、押圧部材を、掘り起こし工具を前進させて金属板を掘り起こす過程で傾斜した放熱フィンの先端部に側面を当接させるように配設している。
【発明の効果】
【００１２】  本発明にかかる放熱フィン形成装置によれば、掘り起こし工具の前進側に離間して押圧部材を設けているので、金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを、次の放熱フィンを掘り起こして起立形成するときに、事前の傾斜した放熱フィンを金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧することができる。これにより、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成する場合であっても、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることより、放熱面積を大きくして放熱効率を高める効果を維持しながら、放熱フィンを垂直に起立形成することにより、熱を速やかに上昇させることができるので、放熱効率を一段と高めることができる。また、押圧部材は掘り起こし工具の前進側に離間して設けるだけの簡易な構成であり、安価に設置することができる。【００１３】  また、押圧部材を揺動部に配設し、掘り起こし工具が後退するときに放熱フィンの先端方向に退避するようにしているので、垂直に形成した放熱フィンに接触することを未然に防止することができる。このため、肉薄な放熱フィンであっても、垂直に起立形成することが可能となる。【００１４】  さらに、掘り起こし工具を前進させて金属板を掘り起こす過程で傾斜した放熱フィンの先端部に押圧部材の側面を当接させるように配設しているので、押圧部材の押圧力によって放熱フィンを損傷させることが防止され、これにより、熱の速やかな上昇を阻害させることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】  本発明にかかる放熱フィン形成装置の一例を示す側面図である。
【図２】  放熱フィン形成装置によって形成される放熱器を示す斜視図である。
【図３】  （Ａ）乃至（Ｇ）は、放熱フィン形成装置による放熱フィンの形成工程を示す工程説明図である。
【図４】  本発明による放熱フィンの放熱状態を示す説明図である。
【図５】  （Ａ）（Ｂ）は、本発明の放熱フィンの変形例を示す平面図である。
【図６】  従来の放熱フィンの放熱状態を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  本発明にかかる放熱フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、掘り起こし工具を保持するとともに、熱伝導率が良好な金属板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部と、前記金属板を掘り起こすことにより起立形成される傾斜した板状の放熱フィンを前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するように、前記掘り起こし工具の前進側に離間して設けられた押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記掘り起こし工具を前進させて前記金属板を掘り起こすことにより板状の前記放熱フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具により次の前記放熱フィンを起立形成するときに、前記掘り起こし工具とともに前進させて、前に起立形成された事前の傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記金属板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧するようにしている。【００１６】  以下、図面を参照して本発明にかかる放熱フィン形成装置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形成装置を示している。移動部１は、図示しない駆動装置に取り付けられていて、後述する金属板７の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動する。この移動部１の移動方向（図示右側方向）の先端側には、掘り起こし工具２が取り付けられ、移動方向の先端側には刃部２ａが形成されている。この刃部２ａの幅は、図２に示すように、金属板７の幅よりも小さく設定されている。なお、刃部２ａの幅は、後述する放熱フィンの幅に応じて設定される。【００１７】  掘り起こし工具２の前進側には、押圧部材３が離間して設けられている。この押圧部材３は、板状の金属またはプラスチックにより形成され、図示の実施例においてはＬ字状に屈曲形成して、短辺側を揺動部４の上面に添設するとともに、長辺側の内面を揺動部４の側面に添設し、長辺側が常時は垂直になるようにビス５によって取り付けられている。そして、押圧部材３の先端側は、掘り起こし工具２の刃部２ａの前進側に離間して設けられている。この押圧部材３の幅は、掘り起こし工具２の刃部２ａの幅と同じにすることが望ましい。【００１８】  揺動部４は、移動部１の先端に設けられ、押圧部材３が前進方向に所定の角度傾斜するように支軸４ａを支点として揺動する。この揺動部４は、常時は後端側を移動部１に当接させ、押圧部材３が垂直になるようにしている。【００１９】  掘り起こし工具２は、刃部２ａから上面に傾斜した摺接面２ｂが形成されている。この摺接面２ｂは、放熱フィン６を掘り起こし形成する際に抵抗にならないように摩擦係数を低くしている。このように、摺接面２ｂの摩擦を小さくすることにより、放熱フィン６を掘り起こし形成するときに、摺接面２ｂの抵抗を受けることなく金属板７が摺接面２ｂに沿って摺接するので、平坦な板状の放熱フィン６を起立形成することが可能となる。また、移動部１及び掘り起こし工具２の傾斜角度θは、後述する放熱フィン６の高さ、板厚、或いは、金属板７の材質等によって適宜に設定されるが、概ね５度から２０度に設定されている。なお、上記掘り起こし工具２の幅方向両側はほぼ直角に形成されているが、刃部２ａが形成されている底面側の両側を底面に至るに従って幅狭となるテーパ状、或いは円弧状に形成しても良い。【００２０】  次に、図３を参照して、放熱器１０の放熱フィン６の起立形成方法について説明する。放熱器１０として使用される金属板７は、塑性加工が可能であり、しかも熱伝導率が良好な金属素材として、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、銅合金あるいはステンレス鋼等の素材により形成された、所定の板厚を有する素材が使用される。【００２１】  まず、図３（Ａ）に示すように、掘り起こし工具２の刃部２ａを金属板７の一端側よりも離間した一方面の所定位置に当接させた後、掘り起こし工具２を移動部１により所定の角度θとした矢示の方向で金属板２に挿入させると、掘り起こし工具２の刃部２ａが金属板７の一方面に食い込み、図３（Ａ）に示すように、高さが低く肉薄な小形フィン６ａが起立形成される。このとき、掘り起こし工具２を金属板７に挿入する圧力は、金属板７に対して変形或いはストレスを与えない程度に設定することが望ましい。このため、掘り起こし工具２を挿入する深さが浅いことから、小形フィン６ａの高さは低くなる。【００２２】  次いで、図３（Ｂ）に示すように、掘り起こし工具２を前進移動し、刃部２ａを上流側（図示左側）の掘り起こし代が得られる位置に当接させるとともに、先の小形フィン６ａを起立形成したときよりも深く食い込ませることにより、先の小形フィン６ａよりも高い次の小形フィン６ａを起立形成する。その後、順次掘り起こし工具２を深く食い込ませながら、先に起立形成した小形フィン６ａの起立形成を繰り返し、刃部２ａが所定の深さに達した時点で終了させる。【００２３】  この小形フィン６ａの形成工程において、小形フィン６ａが高くなるにつれて先端が押圧部材３に当接するようになる。このとき、掘り起こし工具２の移動と共に押圧部材３が先に起立形成した小形フィン６ａを金属板７に対して垂直になるように押圧する。【００２４】  このような小形フィン６ａの形成工程に続いて、放熱フィン６の形成工程に移行し、等しい高さを有する放熱フィン６を形成する。すなわち、図３（Ｃ）に示すように、最後に形成された小形フィン６ａによりも上流側の掘り起こし代が得られる位置から掘り起こし工具２の刃部２ａ金属板７に当接させた後、傾斜角度を保ちながら所定の深さに達するまで前進移動させることにより、所定の高さを有する放熱フィン６が起立形成される。このように放熱フィン６を掘り起こすときに、掘り起こし工具２の摺接面２ｂの摩擦係数を低くしているので、放熱フィン６は摺接面２ｂに沿って摺接することから、カーリングすることなく、平坦な面を有する放熱フィン６が起立形成される。この放熱フィン６は、図３（Ｂ）に示すように、掘り起こし工具２の摺接面２ｂと同じ角度で傾斜している。【００２５】  その後、先に形成された放熱フィン６よりも上流側の掘り起こし代が得られる位置から掘り起こし工具２の刃部２ａを金属板７に当接させた後、傾斜角度を保ちながら所定の深さに達するまで前進移動させる。この掘り起こし過程で、図３（Ｃ）の円内に示す拡大図のように、押圧部材３が先に形成された傾斜した放熱フィン６の先端に当接する。そして、次の放熱フィン６を形成するために掘り起こし工具２を移動させると同時に、押圧部材３が先���起立形成した放熱フィン６を押圧し、やがて、図３（Ｄ）に示すように、押圧部材３の側面が放熱フィン６に接合することにより、放熱フィン６を金属板７に対して垂直になるように起立させる。【００２６】  このように、放熱フィン６を垂直に起立形成した後、掘り起こし工具２を上流側に後退させるが、このとき押圧部材３が放熱フィン６に当たってしまう。そのため、押圧部材３を退避させるようにしている。すなわち、押圧部材３を取り付けた揺動部４は、掘り起こし工具２を後退させるときに、支軸４ａを支点として、図３（Ｅ）に示すように、反時計方向に揺動させて、押圧部材３の先端を放熱フィン６の先端に接しない位置まで持ち上げる。この状態で掘り起こし工具２を後退させることができる。【００２７】  そして、掘り起こし工具２の刃部２ａを先に形成された放熱フィン６よりも上流側に後退させて次の放熱フィン６を起立するために金属板７に当接させた状態では、押圧部材３は、図３（Ｆ）に示すように、垂直な状態に復帰させている。その後、図３（Ｇ）に示すように、再び掘り起こし工具２の刃部２ａを先に形成された放熱フィン６よりも上流側に後退させて、次の放熱フィン６の起立形成に移行する。【００２８】  以上のように、放熱フィン６の形成工程を行うことにより、図２に示すような、金属板７に対して垂直な複数の放熱フィン６を形成した放熱器１０が製造される。このように、垂直な放熱フィン６を形成することにより、図４に示すように、例えば電子部品等の熱源１０２から生ずる熱１０３が、点線で示すように、金属板７を介して放熱フィン６の間や放熱フィン６を介して放熱されるが、熱１０３は垂直方向に上昇する性質を有することから、放熱フィン６の間から円滑に上昇して放熱される。このため、放熱効率を高めることができる。【００２９】  図５は、本発明の変形例を示し、図５（Ａ）は放熱フィン８を波形に形成した例を示し、図５（Ｂ）は、放熱フィン９を三角波形に形成した例を示している。このように、波形や三角波に放熱フィンを形成する際には、前述した掘り起こし工具２の刃部２ａを波形状或いは三角波状に形成する。刃部２ａを波形状或いは三角波状に形成して放熱フィン８、９を起立させるときにも、傾斜した放熱フィン８、９を押圧部材３によって押圧して垂直にさせるようにしている。なお、波形や三角波に放熱フィン８、９を掘り起こし工具２によって掘り起こすときに、カーリングし難いことから、容易に垂直な放熱フィンを形成することが可能となる。【００３０】  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。例えば、金属板として、板状の熱伝導率が良好なアルミニウムや銅等の金属素材の他に、加工が施された或いは後加工が施される、例えば、上記金属素材をコアとするプリント配線基板、発光素子等の発熱を放熱するために金属製保持部材、放熱機能を必要とする筐体等の一部に放熱フィンを形成するようにしても良い。また、前述した実施例においては、複数の放熱フィンを金属板の一端に対して平行に形成したが、所定の角度で形成するようにしても良い。さらに、複数のフィン群を形成するとき、第１のフィン群と第２のフィン群を互いに直行させる等、形成角度を適宜に異ならせて形成しても良い。
【符号の説明】
【００３１】１    移動部
２    掘り起こし工具
２ａ  刃部
３    押圧部材
４    揺動部
６    放熱フィン
７    金属板
１０  放熱器
【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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