(57)【要約】【課題】放熱フィンのサイズに関係なく、凹凸形状を精度良く形成することが可能な放熱フィンの製造方法を提供する。【解決手段】放熱フィンの材料である金属板１０と放熱フィンの凹部形成用の平坦なスペーサ部材２０とを重ねた積層体２を用意する工程（Ａ）と、金属板１０が放熱フィンの所望の形状となるように、積層体２を折曲成形して、積層折曲成形体を得る工程（Ｂ）と、  積層折曲成形体からスペーサ部材２０を取り除く工程（Ｃ）とを実施して、厚み方向に凹凸を繰り返して折曲成形された金属板からなる放熱フィンを製造する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に凹凸を繰り返して折曲成形された金属板からなる放熱フィンの製造方法であって、
前記放熱フィンの材料である金属板と前記放熱フィンの凹部形成用の平坦なスペーサ部材とを重ねた積層体を用意する工程（Ａ）と、
前記金属板が前記放熱フィンの所望の形状となるように、前記積層体を折曲成形して、積層折曲成形体を得る工程（Ｂ）と、
前記積層折曲成形体から前記スペーサ部材を取り除く工程（Ｃ）とを有する、放熱フィンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱フィンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）あるいは電気自動車（ＥＶ）等に搭載されるインバータ等のパワー半導体デバイスでは、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）素子等のパワー半導体素子とこれを冷却する放熱フィンが用いられている。
放熱フィンはたとえば、厚み方向に凹凸を繰り返して折曲成形された金属板からなる。かかる放熱フィンは従来、アルミニウム板等の金属板を上記形状に機械的に折曲成形して製造されている。
たとえば特許文献１には、板材の曲げ加工品である波板（１８）を備えたチャンネルフィン（１７）が開示されている（段落００２２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平8-83871  号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インバータ等のパワー半導体デバイスの小型化の要求に伴って、これに用いられる放熱フィンにも小型化が求められるようになっている。
従来の製造方法では、放熱フィンの凹凸形状を精度良く形成することが難しく、特に小型の放熱フィンの微細な凹凸形状を精度良く形成することが難しい。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、放熱フィンのサイズに関係なく、凹凸形状を精度良く形成することが可能な放熱フィンの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放熱フィンの製造方法は、
厚み方向に凹凸を繰り返して折曲成形された金属板からなる放熱フィンの製造方法であって、
前記放熱フィンの材料である金属板と前記放熱フィンの凹部形成用の平坦なスペーサ部材とを重ねた積層体を用意する工程（Ａ）と、
前記金属板が前記放熱フィンの所望の形状となるように、前記積層体を折曲成形して、積層折曲成形体を得る工程（Ｂ）と、
前記積層折曲成形体から前記スペーサ部材を取り除く工程（Ｃ）とを有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、放熱フィンのサイズに関係なく、凹凸形状を精度良く形成することが可能な放熱フィンの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態の放熱フィンの製造工程図である。
【図１Ｂ】本発明に係る一実施形態の放熱フィンの製造工程図である。
【図１Ｃ】本発明に係る一実施形態の放熱フィンの製造工程図である。
【図１Ｄ】本発明に係る一実施形態の放熱フィンの製造工程図である。
【図２】放熱フィンの製造装置の一例を示す模式断面図である。
【図３】加圧装置の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
「放熱フィンの製造方法」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の放熱フィンの製造方法について説明する。
図１Ａ〜図１Ｄは各工程を示す模式断面図である。
【００１０】
図１Ｄに示すように、本実施形態の放熱フィン１は、金属板が厚み方向に凹凸を繰り返して折曲成形された折曲成形体である。
図中、符号１１は凸部、符号１２は凹部である。
本実施形態の放熱フィン１において、１つの凹凸単位１３は断面視略Ｕ字状であり、概ね平坦な底部１３Ａとその両端部に立設された一対の側部１３Ｂとからなり、上端が開口したものである。
【００１１】
（工程（Ａ））
本実施形態の放熱フィン１の製造方法においては、はじめに図１Ａに示すように、放熱フィン１の材料である金属板１０と放熱フィン１の凹部１２形成用の平坦なスペーサ部材２０とを重ねた積層体２を用意する。
【００１２】
（工程（Ｂ））
次に図１Ｃに示すように、金属板１０が放熱フィン１の所望の形状となるように、上記の積層体２を折曲成形して、積層折曲成形体３を得る。
この工程においては、図１Ｂに示すように、折り曲げられた部分の曲率が比較的大きく表面平坦性が小さく、形状が不安定で、寸法精度が不充分な積層折曲成形体３Ｒを経由して、図１Ｃに示すように、折り曲げられた部分の曲率が小さく表面平坦性が高められ、形状安定性が高められ、寸法精度が高められた積層折曲成形体３を得てもよい。
【００１３】
（工程（Ｃ））
最後に図１Ｄに示すように、積層折曲成形体３からスペーサ部材２０を取り除いて、放熱フィン１が製造される。
【００１４】
金属板１０としては、折曲成形が容易であることから、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板、または銅合金板等が好ましく用いられる。これら金属板は、微量の添加金属元素および／または微量の不可避不純物を含んでいてもよい。
【００１５】
本実施形態の製造方法では、スペーサ部材２０を用い、放熱フィン１の材料である金属板１０と放熱フィン１の凹部１２形成用の平坦なスペーサ部材２０とを重ねた積層体２に対して折曲成形を実施する。スペーサ部材２０は金属板１０と共に折曲成形され、放熱フィン１の凹部１２となる部分に入り込む。スペーサ部材２０は金属板１０とは固着されていないので、折曲成形後に容易に取り除くことができる。
【００１６】
本実施形態の製造方法では、凹部１２の幅は、用いるスペーサ部材２０の総厚みの２倍に規定される。
本実施形態の製造方法では、用いるスペーサ部材２０の総厚みによって凹部１２の幅が確実に規定され、凹凸形状が精度良く形成される。
【００１７】
本実施形態の製造方法では、スペーサ部材２０は、放熱フィン１の凹部１２の幅に対応した厚みのものが使用される。
スペーサ部材２０には、厚み均一性、表面平滑性、適度な柔軟性、および適度な強度等の特性が求められる。
スペーサ部材２０は１つまたは複数用いることができる。複数のスペーサ部材２０を用いる場合、複数のスペーサ部材２０の材質は同一でも非同一でもよい。
スペーサ部材２０としては、その抜きやすさを考慮すれば、金属板１０との間の摩擦係数が小さいものが好ましい。金属板１０との間の摩擦係数が小さいスペーサ部材２０としては、グラシン紙およびテフロン（登録商標）シート等が挙げられる。
【００１８】
図１Ａ〜図１Ｃの製造工程図では、スペーサ部材２０としてスペーサ部材２０Ａとスペーサ部材２０Ｂとを用いた場合について図示してある。
複数のスペーサ部材２０を引き抜く手順は特に制限されない。
複数のスペーサ部材２０を用いる場合、金属板１０側から順次１つずつ引き抜いてもよいし、同時に複数を引き抜いてもよいが、金属板１０側から順次１つずつ引き抜くことが好ましい。
図示例のようにスペーサ部材２０としてスペーサ部材２０Ａとスペーサ部材２０Ｂとを用いる場合、はじめに金属板１０に近い側のスペーサ部材２０Ｂを引き抜いて微小な隙間を作り、その後に、他方のスペーサ部材２０Ａを取り除くことができる。金属板１０と接し、金属板１０との間の摩擦係数が小さいスペーサ部材２０Ｂは、引抜きが容易である。このスペーサ部材２０Ｂが先に抜けることで微小な隙間が形成され、残された他方のスペーサ部材２０Ａは金属板１０と接し、金属板１０との間の摩擦係数が小さいので、他方のスペーサ部材２０Ａの引抜きも容易となる。
【００１９】
本実施形態の製造方法では、スペーサ部材２０の存在によって折曲成形の工程で被折曲成形体の内部に空隙が形成されないので、折曲成形を安定的に精度良く実施することができる。そのため、放熱フィン１が小型で微細な凹凸形状を形成する必要がある場合においても、折曲成形を安定的に精度良く実施することができる。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態によれば、放熱フィン１のサイズに関係なく、凹凸形状を精度良く形成することが可能な放熱フィンの製造方法を提供することができる。
【００２１】
以下、図面を参照して、放熱フィン１を連続的に製造することが可能な製造装置の一例と、この装置を用いた製造方法について説明する。
【００２２】
図２に示す放熱フィンの製造装置１００は、
放熱フィン１の材料である金属板１０と放熱フィン１の凹部１２形成用の平坦なスペーサ部材２０とを重ねた積層体２を折曲成形する装置である。
製造装置１００に対して、金属板１０およびスペーサ部材２０はそれぞれ帯状に連続的に供給される。
図示例では、スペーサ部材２０としてスペーサ部材２０Ａとスペーサ部材２０Ｂとを用いた場合について図示してある。
【００２３】
製造装置１００は、それぞれ表面に放熱フィン１の凹凸パターンに応じた凹凸パターン１１１Ｐ、１１２Ｐを有し、互いに噛み合った一対の歯型ロール１１１、１１２を備える。
歯型ロール１１１、１１２はたとえば、凹凸パターン１１１Ｐ、１１２Ｐとして、断面視円周上に沿って隙間なく形成された複数の切欠部１１１Ａ、１１２Ａを有する。
実際には、切欠部１１１Ａ、１１２Ａは凹部１２の形状に対応するが、ここでは簡略化して模式的に示してある。
上記一対の歯型ロール１１１、１１２は筐体１２０内に収容されている。
【００２４】
筐体１２０の一側面１２１には、積層体２が挿入される挿入口１２１Ａが設けられ、一側面１２１に対向した他側面１２２には、得られた積層折曲成形体３Ｒが排出される排出口１２２Ａが設けられている。
挿入口１２１Ａから挿入された積層体２は、一対の歯型ロール１１１、１１２の間を通る過程で、これら歯型ロール１１１、１１２の凹凸パターン１１１Ｐ、１１２Ｐに沿って折曲成形され、得られた積層折曲成形体３Ｒが排出口１２２Ａから排出される。
排出口１２２Ａには、積層折曲成形体３Ｒが一時的に格納される一時格納部材１３０が設置される。図示例において、一時格納部材１３０は、排出口１２２Ａ側が開口し、積層折曲成形体３Ｒの先端側が閉塞した角筒部材である。
積層折曲成形体３Ｒは、その送り方向に圧縮されて一時格納部材１３０内に格納される。
【００２５】
製造装置１００には、一時格納部材１３０内に所定量の積層折曲成形体３Ｒが格納された時点で積層折曲成形体３Ｒを切断する切断手段（図示略）が設けられている。図示例では、切断面ＣＳ（図中、太破線で示す。）は筐体１２０の他側面１２２と一時格納部材１３０との接合面である。
一時格納部材１３０内に格納された積層折曲成形体３Ｒは、一時格納部材１３０から取り出される。
【００２６】
一対の歯型ロール１１１は単に積層体２を折曲するだけで基本的に加圧は行わないので、この時点で得られる積層折曲成形体３Ｒは、図１Ｂに示したように、折り曲げられた部分の曲率が比較的大きく表面平坦性が小さく、形状が不安定で、寸法精度が不充分である場合がある。
このような場合、必要に応じて、図３に示すような加圧装置２００を用いて、積層折曲成形体３Ｒをその各面側から加圧する。こうすることで、図１Ｃに示したように、折り曲げられた部分の曲率が小さく表面平坦性が高められ、形状安定性が高められ、寸法精度が高められた積層折曲成形体３が得られる。
加圧装置２００から積層折曲成形体３を取り出し、最後に図１Ｄに示したようにスペーサ部材２０を取り除くことで、放熱フィン１が製造される。
【００２７】
本実施形態の製造方法では、比較的簡便な装置で高精度に放熱フィン１を製造することができる。本実施形態の製造方法では、歩留まり高く放熱フィン１を製造することができるので、低コスト化が図ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の放熱フィンは、放熱が要求される各種用途に利用でき、たとえば、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）あるいは電気自動車（ＥＶ）等に搭載されるインバータ等のパワー半導体デバイス等に利用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  放熱フィン
２  積層体
３、３Ｒ  積層折曲成形体
１０  金属板
１１  凸部
１２  凹部
１３  凹凸単位
１３Ａ  底部
１３Ｂ  側部
２０、２０Ａ、２０Ｂ  スペーサ部材
１００  放熱フィンの製造装置
１１１、１１２  歯型ロール
１１１Ａ、１１２Ａ  切欠部
１１１Ｐ、１１２Ｐ    凹凸パターン
１２０  筐体
１２１  一側面
１２１Ａ  挿入口
１２２  他側面
１２２Ａ  排出口
１３０  一時格納部材
ＣＳ  切断面
２００  加圧装置
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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