(57)【要約】【課題】  金属板の一端側から離間した位置から放熱フィンを形成しても、小形フィンによる悪影響を防止することができる放熱器の製造方法を提供する。【解決手段】  掘り起こし工具４を所定の角度で前進させて刃部４ａにより金属板２を掘り下げることにより放熱フィン３を一体に起立形成する放熱フィン形成工程と、金属板２の一端側よりも離間した所定位置から、掘り起こし工具４により放熱フィン３が所定の高さに形成される所定の深さまで順次掘り下げる前処理工程を備える。前処理工程は、所定の角度を有した状態で掘り起こし工具４を挿入し、小寸な小形フィン３ａを起立形成した後、掘り起こし工具４を水平に前進させて基部を切断する工程を順次繰り返し、金属板２の表面から所定の深さまで傾斜した階段状に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムや銅等の金属板と、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備え、前記金属板と前記掘り起こし工具とを所定の角度で前進させて、前記掘り起こし工具の刃部により前記金属板を掘り下げることにより、板状の所定の高さの放熱フィンを一体に起立形成すると共に、起立形成された前記放熱フィンよりも所定ピッチ分後退させた前記掘り起こし工具により前記金属板を掘り起こすことにより次の板状の前記放熱フィンを一体に起立形成し、以後前記掘り起こし工具による掘り起こしを順次繰り返して前記金属板に複数の前記放熱フィンを連続して形成する放熱フィン形成工程と、
上記金属板の一端側よりも離間した所定位置から、前記掘り起こし工具により前記放熱フィンが所定の高さが形成される所定の深さまで順次掘り下げる前処理工程を備え、
前記前処理工程は、所定の角度を有した状態で前記掘り起こし工具を挿入し、小寸な小形フィンを起立形成するとともに、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断した後、前記掘り起こし工具を所定ピッチ分後退させて前記金属板を掘り起こすことにより次の前記小形フィンを起立形成するとともに、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断し、以後前記掘り起こし工具による前記小形フィンの形成と切断を所定の深さに達するまで順次繰り返し、前記金属板の表面から所定の深さまで傾斜した階段状に形成したことを特徴とする放熱器の製造方法。
【請求項２】
前記掘り起こし工具を挿入して小寸な小形フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断するとき、前記掘り起こし工具の刃部を上昇させ、事前に小形フィンを形成したときの前記掘り起こし工具の刃部先端の位置よりも前記金属板の表面側を水平に前進させる請求項１に記載の放熱器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば電子部品等から生ずる熱を効率的に放熱するための板状の放熱フィンを形成した放熱器の製造方法に関する。
【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としては、特許第４８８８７２１号公報（特許文献１）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の概要を図６に示している。この放熱器１００は、熱伝導率が良好な金属板２と掘り起こし工具１０６とを所定の角度を有した状態で金属板１０２の一端側１０２ａよりも離間した所定位置に掘り起こし工具１０６を挿入して小寸な小形フィン１０３ａを形成し、掘り起こし工具１０６の刃部１０６ａが所定の深さに達するまで複数枚の小形フィン１０３ａを順次形成する。その後、小形フィン１０３ａに続き、掘り起こし工具１０６により板状の放熱フィン１０３を一体に起立形成するフィン形成工程を順次繰り返して金属板１０２に複数の放熱フィン１０３を連続して形成している。【０００４】
【特許文献１】特許第４８８８７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上述した特許文献１に示される放熱器１００の製造方法は、金属板１０２の一端側１０２ａよりも離間した所定位置から放熱フィン１０３を形成することが可能となる。しかしながら、例えば、図７に示すように、放熱フィン１０３の周囲にカバーを被冠し、放熱フィン１０３の間に液体又は気体の冷媒を流通させる形式の放熱器に使用した場合、小寸な小形フィン１０３ａとカバー１０４の間に大きな空間１０５が形成される。この空間１０５は、放熱フィン１０３の間よりも流通抵抗が大きいので、冷媒が空間に集中して流通するため、放熱効率を高めることができない問題があった。また、小寸な小形フィン１０３ａは、フィン間が狭くなり団塊状態となるため、やはり流通抵抗が大きくなることから、放熱に対して寄与しないので、やはり放熱効率を高めることができない。【０００６】  そこで、本発明の課題は、金属板の一端側から離間した位置から放熱フィンを形成しても、小形フィンによる悪影響を防止することができる放熱器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記の課題を解決するために、本発明による放熱器の製造方法は、アルミニウムや銅等の金属板と、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備え、前記金属板と前記掘り起こし工具とを所定の角度で前進させて、前記掘り起こし工具の刃部により前記金属板を掘り下げることにより、板状の所定の高さの放熱フィンを体に起立形成すると共に、起立形成された前記放熱フィンよりも所定ピッチ分後退させた前記掘り起こし工具により前記金属板を掘り起こすことにより次の板状の前記放熱フィンを一体に起立形成し、以後前記掘り起こし工具による掘り起こしを順次繰り返して前記金属板に複数の前記放熱フィンを連続して形成する放熱フィン形成工程と、上記金属板の一端側よりも離間した所定位置から、前記掘り起こし工具により前記放熱フィンが所定の高さが形成される所定の深さまで順次掘り下げる前処理工程を備え、前記前処理工程は、所定の角度を有した状態で前記掘り起こし工具を挿入し、小寸な小形フィンを起立形成するとともに、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断した後、前記掘り起こし工具を所定ピッチ分後退させて前記金属板を掘り起こすことにより次の前記小形フィンを起立形成するとともに、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断し、以後前記掘り起こし工具による前記小形フィンの形成と切断を所定の深さに達するまで順次繰り返し、前記金属板の表面から所定の深さまで傾斜した階段状に形成することを要旨としている。【０００８】  また、前記掘り起こし工具を挿入して小寸な小形フィンを起立形成した後、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断するときには、前記掘り起こし工具を上昇させ、事前に小形フィンを形成したときの前記掘り起こし工具の刃部先端の位置よりも前記金属板の表面側を水平に前進させることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】  本発明にかかる放熱器の製造方法によれば、金属板の一端側から離間した位置から放熱フィンを形成するとき、小形フィンの形成と切断を所定の深さに達するまで順次繰り返すことにより、金属板の表面から放熱フィンが形成される所定の深さまで傾斜した階段状に形成することができる。小形フィンは、肉薄の板状に形成されるので掘り起こし工具の移動によって最小限の負荷で切断できるので、掘り起こし工具の寿命を短縮する恐れを無くすことができる。また、放熱フィンの周囲にカバーを被冠し、放熱フィンの間に液体又は気体の冷媒を流通させる形式の放熱器に使用する場合であっても、小形フィンに邪魔されることなくカバーを放熱フィンの側面に近接できるので、小形フィンによる悪影響を未然に防止することが可能となる。【００１０】  また、掘り起こし工具を水平に前進させて次の小形フィンの基部を切断するときには、掘り起こし工具を上昇させ、事前に小形フィンを形成したときの掘り起こし工具の刃部先端の位置よりも金属板の表面側を水平に前進させることにより、水平移動させた刃部先端が、事前に小形フィンを形成したときに形成された隙間に到達するので、次の小形フィンの基部を確実に切断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】  本発明による放熱器の製造方法の概要を示す断面図である。
【図２】  放熱器を示す斜視図である。
【図３】  掘り起こし工具の移動軌跡を示す説明図である。
【図４】  （Ａ）乃至（Ｎ）は、放熱器の製造工程を示す工程説明図である。
【図５】  本発明による放熱器にカバーを被冠した状態を示す説明図である。
【図６】  従来の放熱器を示す説明図である。
【図７】  従来の放熱器にカバーを被冠した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】
【００１２】  本発明にかかる放熱器の製造方法は、アルミニウムや銅等の金属板と、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具を備えている。前記金属板と前記掘り起こし工具とを所定の角度で前進させて、前記掘り起こし工具の刃部により前記金属板を掘り下げることにより、板状の所定の高さの放熱フィンを一体に起立形成すると共に、起立形成された前記放熱フィンよりも所定ピッチ分後退させた前記掘り起こし工具により前記金属板を掘り起こすことにより次の板状の前記放熱フィンを一体に起立形成し、以後前記掘り起こし工具による掘り起こしを順次繰り返して前記金属板に複数の前記放熱フィンを連続して形成する放熱フィン形成工程と、上記金属板の一端側よりも離間した所定位置から、前記掘り起こし工具により前記放熱フィンが所定の高さが形成される所定の深さまで順次掘り下げる前処理工程を備え、前記前処理工程は、所定の角度を有した状態で前記掘り起こし工具を挿入し、小寸な小形フィンを起立形成するとともに、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断した後、前記掘り起こし工具を所定ピッチ分後退させて前記金属板を掘り起こすことにより次の前記小形フィンを起立形成するとともに、前記掘り起こし工具を水平に前進させて前記小形フィンの基部を切断し、以後前記掘り起こし工具による前記小形フィンの形成と切断を所定の深さに達するまで順次繰り返し、前記金属板の表面から所定の深さまで傾斜した階段状に形成する。【００１３】  以下、図面を参照して本発明にかかる放熱器の製造方法について詳細に説明する。図１及び図２は、本発明による放熱器の製造方法によって形成された放熱器１を示している。放熱器１は、熱伝導率が良好な、例えばアルミニウム、銅などからなる金属板２から板状に垂直に形成された複数の放熱フィン３が各々離間させて起立形成されている。そして、複数の放熱フィン３の図示右方の一端側には、金属板２の表面から所定の深さまで傾斜した階段状の斜面２ａが形成されている。また、複数の放熱フィン３の図示左方の他端側には、掘り起こし工具４により放熱フィン３を起立形成する際に形成される傾斜した被切削面２ｂが形成されている。なお、金属材２としては、数ｍｍ程度の板厚からなる金属板の他に、板厚が数ｃｍ程度の金属板、或いは、例えば放熱が必要な熱源を設ける部品に使用される金属板であっても良い。【００１４】  次に、放熱フィン３及び階段状の斜面２ａは、掘り起こし工具４によって形成される。掘り起こし工具４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２の平面に対して所定の角度θを有した状態で進退移動する。掘り起こし工具４の移動方向の先端側には刃部４ａが形成されている。この刃部４ａの幅は、図２に示すように、金属板２の幅よりも小さく設定されている。なお、刃部４ａの幅は、放熱器１に形成される複数の放熱フィン３の幅に応じて設定され、放熱フィン３の幅と掘り起こし工具４の刃部４ａの幅を同じにしても良い。【００１５】  また、掘り起こし工具４は、底面が移動する角度θと平行な平面であり、刃部４ａは、金属板２を切削可能な鋭角になるように、底面に対して傾斜した摺接面４ｂが形成されている。この摺接面４ｂは、放熱フィン３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４ｂの摩擦を小さくすることにより、放熱フィン３を掘り起こし形成するときに、摺接面４ｂの抵抗を受けることなく金属板２が摺接面４ｂに沿って摺接するので、平坦な板状の放熱フィン３を起立形成することが可能となる。また、掘り起こし工具４の傾斜角度θは、後述する放熱フィン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度に設定されている。なお、上記掘り起こし工具４の幅方向両側はほぼ直角に形成されているが、刃部４ａ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。【００１６】  掘り起こし工具４は、駆動装置によって、図３に示すような移動軌跡に制御されて移動する。ａは、掘り起こし工程であり、掘り起こし工具４が傾斜角度θを保持した状態で前進移動し、金属板２に放熱フィン３を起立形成させる。次に、ｂは、掘り起こし工具４を金属板２と平行な水平に前進移動させて、後述する小形フィン３ａの基部を切断する。このｂにおいては、掘り起こし工具４により小形フィン３ａを形成した状態から僅かに上昇させ、その後掘り起こし工具４を水平に前進移動させることにより、小形フィン３ａの基部が金属板２から連結させることなく切断される。ｃは、矯正工程であり、フィンを起立形成した位置から掘り起こし工具４を垂直方向に上昇して刃部４ａを傾斜したフィンに当接させながら金属材２の平面に対して垂直に起立矯正する。なお、小形フィン３ａを形成する場合には、この矯正工程を省略しても良い。ｄは、後退工程であり、掘り起こし工具４を次のフィンを掘り起こすための掘り起こし代Ｄが得られる位置まで後退させる。ｅは下降工程であり、掘り起こし工具４の刃部４ａを金属材２に当接させ、次のフィンを起立形成させる。このような一連の移動軌跡を循環させる動作が繰り返される。【００１７】  次に、図４を参照して、階段状の斜面２ａ及び放熱フィン３を形成する前処理工程について説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、掘り起こし工具４の刃部４ａを金属材２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、図３に示すａの掘り起こし工程によって、掘り起こし工具４を駆動装置（図示せず）により所定の角度θとした矢示の方向で金属材２の平面に当接した後、掘り起こし工具４の刃部４ａを移動して、金属材２の表面より僅かに深い位置ＤＬまで食い込ませることにより、図４（Ａ）の円内に示すように、高さが低い小形フィン３ａが起立形成される。【００１８】  掘り起こし工具４の刃部４ａにより小形フィン３ａを起立形成した後、図４（Ｂ）に示すように、小形フィン３ａを切断する。掘り起こし工具４の刃部４ａは、図３に示すｂに示すように、掘り起こし工具４の刃部４ａを一旦金属材２の表面まで垂直に上昇させてから、図４（Ｃ）に示すように、水平に前進させることによって小形フィン３ａの基部が切断される。【００１９】  次いで、図４（Ｄ）に示すように、掘り起こし工具４を図３に示すｃのように上昇させた後に、図３に示すｄのように、掘り起こし代Ｄが得られる位置まで後退させ、図３に示���ｅの下降工程によって当接させるとともに、先の小形フィン３ａを起立形成したときよりも深い位置ＤＬまで食い込ませて掘り起こし工程を行い、図４（Ｅ）に示すように、先の小形フィン３ａよりも高い次の小形フィン３ａを起立形成する。【００２０】  その後、図４（Ｆ）に示すように、掘り起こし工具４の刃部４ａの先端が、先の小形フィン３ａを起立形成したときの位置ＤＬとしたカットラインＣＬまで上昇させた後に、図４（Ｇ）に示すように、水平に前進させることによって次の小形フィン３ａの基部を切断する。なお、掘り起こし工具４の刃部４ａをカットラインＣＬまで上昇させると、事前に小形フィン３ａを形成したときに、刃部４ａの食い込みによって隙間が形成される。掘り起こし工具４を水平に前進させると、刃部４ａが隙間に到達するので、切断時に小形フィン３ａの基部にダレが生じた場合でも確実に切断することが可能となる。【００２１】  次に、掘り起こし工具４を図３に示すｃのように上昇させた後に、図３に示すｄのように、掘り起こし代Ｄが得られる位置まで後退させ、図３に示すｅの下降工程によって当接させるとともに、先の小形フィン３ａを起立形成したときよりも深い位置ＤＬまで食い込ませて掘り起こし工程を行い、図４（Ｈ）に示すように、先の小形フィン３ａよりも高い次の小形フィン３ａを起立形成する。そして、図４（Ｉ）に示すように、掘り起こし工具４の刃部４ａの先端が、先の小形フィン３ａを起立形成したときの位置ＤＬとしたカットラインＣＬまで上昇させた後に、図４（Ｊ）に示すように、水平に前進させることによって次の小形フィン３ａの基部を切断する。このときも、掘り起こし工具４をカットラインＣＬまで上昇させることによって、小形フィン３ａの基部を切断するときに、刃部４ａが隙間に到達するので、小形フィン３ａが確実に切断される。この小形フィン３ａを切断みよって、金属板２には２段目の階段状の斜面２ａが形成される。【００２２】  その後、図４（Ｈ）から（Ｊ）に示す前処理工程を順次行い、小形フィン３ａの起立形成と切断を掘り起こし工具４の刃部４ａの先端が所定の深さの位置ＤＬに達するまで繰り返すことにより、図４（Ｋ）に示すように、金属板２の表面から所定の深さまで傾斜した階段状の斜面２ａが形成され、この斜面２ａの形成工程を終了する。その後は、所定の高さとした放熱フィン３を形成する。【００２３】  放熱フィン３を形成するために、掘り起こし工具４の刃部４ａを、図４（Ｋ）に示すように、掘り起こし代Ｄが得られる位置まで後退させ、先端が所定の深さの位置ＤＬに達するまで掘り起こし工具４を所定の角度θで前進させると、図４（Ｌ）に示すように、放熱フィン３が掘り起こし工具４の摺接面４ｂに沿うように起立形成される。その後、図４（Ｍ）に示すように、掘り起こし工具４を垂直に上昇させることにより、放熱フィン３が垂直に起立矯正される。【００２４】  次いで、図４（Ｎ）に示すように、掘り起こし工具４の刃部４ａを掘り起こし代Ｄが得られる位置まで後退させ、先端が所定の深さの位置ＤＬに達するまで掘り起こし工具４を所定の角度θで前進させて放熱フィン３を形成する起立形成工程を繰り返し行うことにより、複数の放熱フィン３が順次形成され、��定の数の放熱フィン３が形成された時点で、この形成工程を終了する。そして、最後に形成された放熱フィン３の図示左方の後方には傾斜した被切削面２ｂが形成されている。なお、この傾斜した被切削面２ｂは、前述した小形フィン３ａを起立形成するとき、及び、複数の放熱フィン３を順次形成するときに、都度形成される。【００２５】  図５は、前述した図７に示す従来例のように、放熱フィン３の周囲にカバー５を被冠し、放熱フィン３の間に液体又は気体の冷媒を流通させる形式の放熱器１に使用した例を示している。この例において、傾斜した階段状の斜面２ａをカバー５の開口端で覆うことにより、カバー５を放熱フィン３に近接させることが可能となる。このとき、カバー５の開口端と斜面２ａとの間に空間６が形成されるが、金属板２には、図２で示すように放熱フィン３の両側に鍔部２ｃが形成されているので、カバー５の開口端で覆うことにより、空間６はほぼ閉塞され、カバー５の内面と放熱フィン３の側面の間の隙間のみとなる。このため、冷媒は各放熱フィン３の間を流通するので放熱効率を高めることができる。また、空間６内に冷媒が流入しても、階段状の斜面２ａは放熱面積が大きくので、冷媒の接触面積が大きいことから、放熱効率を阻害することはない。【００２６】  なお、上述した本発明の製造方法においては、放熱フィン３を金属材２の平面に対して垂直に起立させているが、放熱器１の用途により放熱性能をさらに高めるために、放熱フィン３を１０度以内の角度で若干傾斜させる場合もある。この場合には、掘り起こし工具４の刃部４ａを金属材２の平面に対して所定の角度となるように移動させることにより、やや傾斜した放熱フィン３を形成することができる。【００２７】  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、金属材として、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材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】
【００２８】１    放熱器
２    金属板
２ａ  斜面
２ｂ  被切削面
３    放熱フィン
３ａ  小型ファン
４    掘り起こし工具
４ａ  刃部
【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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