(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱効率を向上させることのできるコルゲートフィン型放熱器を提供する。【解決手段】コルゲートフィン型放熱器１は、熱を放熱するためのコルゲートフィン１０と、コルゲートフィン１０の一部（フィン固定部）を固定するために、側壁部２４と底部２５とで形成される固定溝２３が複数形成された支持基板２０と、を備えてなる。底部２５は、少なくとも一部に、底部２５と平行して形成された、底部２５よりも高さを高くした畝部２６を有し、側壁部２４は、支持基板２０から垂直方向に立ち下がる立下り部２４ａと、この立下り部２４ａから底部２５に向かうにつれて拡径するテーパー部２４ｂと、テーパー部２４ｂから底部２５まで連続して形成されるアールを有するコーナー部２４ｃと、で形成され、フィン固定部が固定溝２３の側壁部２４と底部２５に沿った形状で固定されている。【選択図】  図１
0003140755.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
熱を放熱するためのコルゲートフィンと、
前記コルゲートフィンの一部を固定するために、側壁部と底部とで形成される固定溝が複数形成された支持基板と、
を備えてなるコルゲートフィン型放熱器であって、
前記底部は、
少なくとも一部に、当該底部と平行して形成された、当該底部よりも高さを高くした畝部を有し、
前記側壁部は、
前記支持基板から垂直方向に立ち下がる立下り部と、この立下り部から前記底部に向かうにつれて拡径するテーパー部と、前記テーパー部から前記底部まで連続して形成されるアールを有するコーナー部と、で形成され、
前記コルゲートフィンの一部が前記固定溝の側壁部と底部に沿った形状で当該固定溝に固定されていることを特徴とするコルゲートフィン型放熱器。
【請求項２】
前記立下り部の長さを、前記側壁部の長さの６分の１以上２分の１以下としたことを特徴とする請求項１に記載のコルゲートフィン型放熱器。
【請求項３】
前記畝部の高さを、前記固定溝の高さの１０分の１以上３分の２以下とし、前記畝部の下端部の幅を、前記固定溝の幅の１０分の１以上６分の５以下とし、前記畝部の上端部の幅を、前記畝部の下端部の幅の８分の１以上５分の４以下とし、かつ、前記上端部の幅の寸法が前記下端部の幅の寸法以下の関係となるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコルゲートフィン型放熱器。
【請求項４】
前記コーナー部のアールは、前記固定溝の幅の１６分の１以上３分の１以下とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコルゲートフィン型放熱器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えば、トランジスタやＬＳＩ、マイクロプロセッサなどの、使用により発熱する半導体素子の冷却に用いる放熱器のうち、特に、コルゲートフィンを備えたコルゲートフィン型放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を冷却する放熱器には種々の形態があるが、従来、半導体素子を取り付ける支持基板にコルゲートフィンを固定することにより放熱面積を拡大して放熱効果を高めたコルゲートフィン型放熱器が知られている。
【０００３】
従来のコルゲートフィン型放熱器の一例を図４を参照して説明する。図４（ａ）は、従来のコルゲートフィン型放熱器において、コルゲートフィンのフィン固定部が固定溝に固定される様子を示す図、（ｂ）は、フィン固定部が固定された固定溝付近の一部拡大断面図である。従来のコルゲートフィン型放熱器１００は、図４（ａ）に示すように、コルゲートフィン１１０と、フィン固定用溝１２３が複数形成された支持基板１２０と、を主に有して構成され、フィン固定用溝１２３は、平坦な底部１２５と、開口側より広がっていくテーパー部１２４と、テーパー部１２４と底部１２５の間のアールを付けた隅部１２７と、で形成される。コルゲートフィン１１０のコルゲートフィン固定部１１４は、その下端部をフィン固定用溝１２３側に突出させた、突出部１１１を有し、その幅が、フィン固定用溝１２３の開口側の最小口幅以下となるように形成される。
【０００４】
このようなコルゲートフィン固定部１１４を下端が平坦な圧入刃１３２で、フィン固定用溝１２３に向かって押圧すると、突出部１１１が潰れて変形し、フィン固定用溝１２３の形状に沿って圧接固着される。このようにして、コルゲートフィン固定部１１４がフィン固定用溝１２３に固定される。
【特許文献１】特許第３６０２８０６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記したようなコルゲートフィン型放熱器１００には、さらに改良の余地が残されていた。
ここで、放熱器の技術分野では、放熱効率をより向上させることが求められている。そのためには、コルゲートフィンと支持基板との密着面積および密着力をより増加させることが重要な課題となっている。
【０００６】
この点を踏まえて検討すると、従来のコルゲートフィン型放熱器１００では、図４（ｂ）に示すように、コルゲートフィン固定部１１４をフィン固定用溝１２３の隅部１２７まで上手く広げることができず、隅部１２７に沿って良好に密着させることができずに隙間Ｓが形成されてしまう場合があった。
【０００７】
また、従来のコルゲートフィン型放熱器１００では、コルゲートフィン固定部１１４の突出部１１１を、下端が平坦な圧入刃１３２で押圧すると、突出部１１１が潰されてフィン固定用溝１２３の幅方向に広がっていき、隅部１２７まで広がると、フィン固定用溝１２３の高さ方向に押し上げられて変形する。この変形により、コルゲートフィン固定部１１４が幅方向へ引っ張られ、その略中央部が盛り上がって変形してしまうことで、突出部１１１とフィン固定用溝１２３の底部１２５との間に隙間Ｓが形成されてしまう場合があった。
【０００８】
本考案は、前記課題に鑑みてなされたものであり、コルゲートフィンと支持基板との密着面積および密着力を増加させることができ、これにより、放熱効率を向上させることのできるコルゲートフィン型放熱器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決した本考案のコルゲートフィン型放熱器は、熱を放熱するためのコルゲートフィンと、前記コルゲートフィンの一部を固定するために、側壁部と底部とで形成される固定溝が複数形成された支持基板と、を備えてなるコルゲートフィン型放熱器であって、前記底部は、少なくとも一部に、当該底部と平行して形成された、当該底部よりも高さを高くした畝部を有し、前記側壁部は、前記支持基板から垂直方向に立ち下がる立下り部と、この立下り部から前記底部に向かうにつれて拡径するテーパー部と、前記テーパー部から前記底部まで連続して形成されるアールを有するコーナー部と、で形成され、前記コルゲートフィンの一部が前記固定溝の側壁部と底部に沿った形状で固定されていることを特徴とする。
【００１０】
本考案によれば、底部の少なくとも一部に畝部を有するため、コルゲートフィンの一部は、まず畝部に押圧されて、畝部の形状に沿って広がる。さらに、底部の形状に沿って広がり、固定溝の両側の側壁部に向かって押し広げられる。このように畝部を有することで、コルゲートフィンと支持基板との密着面積を増加させることができる。さらに、畝部を有することで、その分、コルゲートフィンの変形量を増加させることができ、これにより、コルゲートフィンの一部を固定溝の両側のコーナー部および側壁部に向かって押し広げる力を強くすることができる。このため、コルゲートフィンの一部を固定溝に良好に密着させることができる。また、固定溝の側壁部は、立下り部とテーパー部を有するため、コルゲートフィンの一部が固定溝に嵌合固定されることで、隣り合うコルゲートフィン同士が互いに引っ張り合う横方向の力が働くのに合わせて、コルゲートフィンの一部を側壁部に、良好に密着させることができる。このように、コルゲートフィンの一部が固定溝の側壁部と底部に沿った形状で固定されることにより、コルゲートフィンと支持基板との密着面積を増加させることができる。さらに、側壁部は、アールを有するコーナー部を有するため、コーナー部の方向に向かって押し広げられたコルゲートフィンの一部が、コーナー部を押圧することで、支持基板へのコルゲートフィンの固定強度を向上させることができる。
【００１１】
また、好ましくは、前記立下り部の長さを、前記側壁部の長さの６分の１以上２分の１以下とする。また、好ましくは、前記畝部の高さを、前記固定溝の高さの１０分の１以上３分の２以下とし、前記畝部の下端部の幅を、前記固定溝の幅の１０分の１以上６分の５以下とし、前記畝部の上端部の幅を、前記畝部の下端部の幅の８分の１以上５分の４以下とし、かつ、前記上端部の幅の寸法が前記下端部の幅の寸法以下の関係となるように形成する。
【００１２】
これによれば、より好適に、また、コルゲートフィンに過大な荷重をかけずにコルゲートフィンの一部を固定溝の側壁部、底部およびコーナー部に沿った形状で固定することができる。
【００１３】
また、好ましくは、前記コーナー部のアールを前記固定溝の幅の１６分の１以上３分の１以下とする。
【００１４】
これによれば、コルゲートフィンの一部を、より良好にコーナー部に密着させることができる。
【考案の効果】
【００１５】
本考案のコルゲートフィン型放熱器によれば、コルゲートフィンと支持基板との密着面積を増加させることができ、支持基板からコルゲートフィンへの熱伝導を向上させることができる。このため、コルゲートフィン型放熱器の放熱効率を向上させることができる。また、支持基板へのコルゲートフィンの固定強度を向上させることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本考案に係るコルゲートフィン型放熱器１を実施するための最良の形態について説明する。参照する図面において、図１（ａ）は、本実施形態に係るコルゲートフィン型放熱器の全体構成図、（ｂ）は、（ａ）における固定溝部分の一部拡大斜視図、図２は、図１における固定溝付近の一部拡大断面図、図３（ａ）ないし（ｃ）は、コルゲートフィンを固定溝に固定する様子を説明するための図である。
【００１７】
コルゲートフィン型放熱器１は、図１（ａ）に示すように、熱を放熱するためのコルゲートフィン１０と、コルゲートフィン１０の一部を固定するために、側壁部２４と底部２５とで形成される固定溝２３が複数形成された支持基板２０と、を備えてなる。ここで、コルゲートフィン１０および支持基板２０は、銅、銅合金、アルミニウム合金などの熱伝導性に優れた素材により形成される。
【００１８】
コルゲートフィン１０は、コルゲートフィンの下端を構成する、支持基板２０に対して略平行なフィン底部１１と、コルゲートフィン１０の上端を構成する、支持基板２０に対して略平行なフィン頂部１２と、フィン底部１１とフィン頂部１２を連結する、支持基板２０に対して略垂直な連結部１３と、を有して構成される。フィン底部１１とフィン頂部１２は交互に複数形成される。
【００１９】
このようなコルゲートフィン１０は、長尺状の金属薄板をプレス加工などにより折曲させることで成形することができる。なお、本実施形態では、図１（ａ）および図２に示すように、コルゲートフィン１０の最も外側には、連結部１３が形成されず、また、最外フィン底部１５（図２参照）は、他のフィン底部１１よりも短く形成される。
【００２０】
また、コルゲートフィン１０の連結部１３の支持基板２０からの高さは、放熱効果を得るために十分な高さであれば、特に限定はされない。また、コルゲートフィン１０の幅Ｗ１は、支持基板２０の幅以下でもそれ以上でも良く、特に限定はされない。また、コルゲートフィン１０の厚みは、強度などを考慮して、適宜設定することができる。
【００２１】
本実施形態では、このように構成されたコルゲートフィン１０において、フィン底部１１と、フィン底部１１の長手方向の両端部から連続して形成される連結部１３、１３の下端付近が固定溝２３に嵌合されて、固定溝２３の形状に沿って固定される。以下では、説明の便宜上、当該部分を「フィン固定部」ともいう。フィン固定部１４（図２参照）の幅、つまり、連結部１３の外壁部間の寸法は、固定溝２３の開口側の幅、つまり、側壁部２４、２４間の寸法と略同幅か若干小さい幅を有するように形成される。これにより、フィン固定部１４を固定溝２３にスムーズに挿入することができる。
【００２２】
支持基板２０は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、コルゲートフィン型放熱器１の基台となるものであり、上面部２１に、コルゲートフィン１０を固定するための所定幅および深さを有する固定溝２３を複数本有している。また、支持基板２０は、下面部２２で、半導体素子などの発熱源（図示せず）と当接し、発熱源（図示せず）からの熱をコルゲートフィン１０に伝えている。
【００２３】
固定溝２３は、図１（ｂ）に示すように、支持基板２０の上面部２１から下面部２２側へ向かって複数本凹設され、側壁部２４と、底部２５と、を有して形成される。
【００２４】
側壁部２４は、支持基板２０の上面部２１に対して略垂直に立ち下がる立下り部２４ａと、立下り部２４ａから、つまり、立下り部２４ａの下端部から連続して形成され、底部２５に向かうにつれて拡径するテーパー部２４ｂと、テーパー部２４ｂから、つまり、テーパー部２４ｂの下端部から連続して形成されるアールを有するコーナー部２４ｃと、で形成される。
【００２５】
立下り部２４ａの長さＬ１は、側壁部２４の長さＬ２の６分の１以上２分の１以下とすることが好ましい。立下り部２４ａの長さＬ１が、側壁部２４の長さＬ２の６分の１以下であると、立下り部２４ａの長さＬ１が短すぎてしまうため、フィン固定部１４を良好に密着させることができないおそれがあるので好ましくない。一方、立下り部２４ａの長さＬ１が、側壁部２４の長さＬ２の２分の１以上であると、立下り部２４ａとテーパー部２４ｂのなす角度と、テーパー部２４ｂとコーナー部２４ｃのなす角度が急になりすぎてしまうため、フィン固定部１４を良好に密着させることができないおそれがあり好ましくない。立下り部２４ａの長さＬ１を、側壁部２４の長さＬ２の４分の１以上３分の１以下とすると、より好ましい。
【００２６】
コーナー部２４ｃのアールは、固定溝２３の幅Ｗ２の１６分の１以上３分の１以下とすることが好ましい。コーナー部２４ｃのアールが固定溝２３の幅Ｗ２の１６分の１以下であると、コーナー部２４ｃの角度が急になりすぎてしまい、フィン固定部１４をコーナー部２４ｃの形状に沿って良好に密着させることができないおそれがあるので好ましくない。一方、コーナー部２４ｃのアールが固定溝２３の幅Ｗ２の３分の１以上であると、コーナー部２４ｃの角度が緩やかになりすぎてしまい、固定強度が不足してしまうおそれがあるので好ましくない。コーナー部２４ｃのアールを、固定溝２３の幅Ｗ２の８分の１以上４分の１以下とすると、より好ましい。
【００２７】
底部２５は、支持基板２０の上面部２１と略平行な平板状に形成され、少なくとも一部に、底部２５と平行して形成された、底部２５よりも高さを高くした畝部２６を有して構成される。
【００２８】
畝部２６は、本実施形態では、底部２５の略中央部に形成されている。畝部２６は、固定溝２３からの高さＨ２が、固定溝２３の高さＨ１の１０分の１以上３分の２以下となり、下端部の幅Ｗ３が、固定溝２３の幅Ｗ２の１０分の１以上６分の５以下となり、上端部の幅Ｗ４が、畝部２６の下端部の幅Ｗ３の８分の１以上５分の４以下となり、かつ、畝部２６の上端部の幅Ｗ４の寸法が畝部２６の下端部の幅Ｗ３の寸法以下の関係となるように形成する。これにより、フィン固定部１４の固定溝１３への密着面積を増加させることができる。畝部２６の固定溝２３からの高さＨ２を、固定溝２３の高さＨ１の４分の１以上２分の１以下とし、畝部２６の下端部の幅Ｗ３を、固定溝２３の幅Ｗ２の５分の１以上３分の１以下とし、畝部２６の上端部の幅Ｗ４を、畝部２６の下端部の幅Ｗ３の３分の１以上２分の１以下とすると、より好ましい。
【００２９】
このような支持基板２０は、例えば、押出加工または切削加工により、金属板の一方の板面部（本実施形態では、上面部２１）に、固定溝２３を複数本凹設して形成される。
【００３０】
また、支持基板２０の両端部には、コルゲートフィン１０の最も外側に位置する最外フィン底部１５に最外フィン底部１５に連続して形成される連結部１３を係合するための係合部２８が形成される。係合部２８は、上面部２１から垂直方向に立ち下がる係合側壁部２８ａと、係合側壁部２８ａから連続して形成される支持基板２０に対して平行な係合底部２８ｂと、を有して構成される。係合部２８の幅は、最外フィン底部１５の外端部から連結部１３の外壁部までの寸法と略同幅となるように形成される。
【００３１】
また、係合部２８の外側には、さらに、かしめ部２９が形成される。かしめ部２９は、圧潰されることで、最外フィン底部１５を係合部２８に固定するためのものであり、本実施形態では、係合部２８の係合底部２８ｂの外側の端部に沿って立ち上がる突起状に形成される。かしめ部２９の高さＨ３は、かしめ部２９を圧潰したときに、先端部付近が係合側壁部２８ａに引っかかることのないように、係合側壁部２８ａの高さ、つまり、固定溝２３の高さＨ１よりも低くなるように形成されることが好ましい。
【００３２】
次に、フィン固定部１４が固定溝２３に固定される様子について図３（ａ）ないし（ｃ）および適宜図１、２を参照して説明する。図３（ａ）に示すように、コルゲートフィン１０のフィン固定部１４が、開口側から固定溝２３に挿入して畝部２６の上方まで嵌合される。そして、図３（ｂ）に示すように、連結部１３、１３の間から、先端に凹部３１ａを有するプレス工具３１の先端部で、フィン底部１１が固定溝２３の畝部２６に向けて押圧される。これにより、フィン底部１１が畝部２６の形状に沿って密着するとともに、畝部２６から固定溝２３の底部２５の幅方向に押し広げられていき、コーナー部２４ｃの形状に沿って密着する。さらに、コーナー部２４ｃから上方へ押し上げられて、テーパー部２４ｂおよび立下り部２４ａの形状に沿って密着する。
【００３３】
固定溝２３の側壁部２４は、立下り部２４ａとテーパー部２４ｂを有するため、フィン固定部１４が固定溝２３に嵌合固定されることで、隣り合うコルゲートフィン２０同士が互いに引っ張り合う横方向の力が働くのに合わせて、フィン固定部１４のうち、特に、連結部１３、１３を側壁部２４に、良好に密着させることができる。また、側壁部２４は、アールを有するコーナー部２４ｃを有するため、フィン固定部１４をコーナー部２４ｃに良好に密着させることができる。このようにして、図３（ｃ）に示すように、フィン固定部１４が、固定溝２３の形状に沿って密着して固定される。
【００３４】
また、これと同時に、最も外側の連結部１３と最外フィン底部１５を係合部２８（図１（ｂ）参照）に嵌合し、先端が平坦なプレス工具３２でかしめ部２９を係合底部２８ｂ（図１（ｂ）参照）に近接する方向に押圧すると、かしめ部２９が、プレス工具３２の先端の形状に沿って圧潰されていき、最外フィン底部１５の上に広がって、最外フィン底部１５を係合底部２８ｂ（図１（ｂ）参照）側へ押圧する。これにより、図３（ｃ）に示すように、最外フィン底部１５および連結部１３が係合部２８（図１（ｂ）参照）に固定される。
【００３５】
このようにして、コルゲートフィン２０が支持基板１０に固定される。なお、プレス工具３１の先端の凹部３１ａは、畝部２６の下端部の幅および高さとフィン底部１１の厚みを考慮して、フィン底部１１を畝部２６の形状に沿って密着させることのできる幅および深さとすることが好ましい。
【００３６】
本実施形態に係るコルゲートフィン型放熱器１によれば、コルゲートフィン１０のフィン固定部１４を支持基板２０の固定溝２３の形状に沿って密着させることにより、コルゲートフィン１０と支持基板２０との密着面積を増加させることができ、支持基板２０からコルゲートフィン１０への熱伝導を向上させることができる。このため、コルゲートフィン型放熱器１の放熱効率を向上させることができる。また、コルゲートフィン１０の支持基板２０への固定強度を向上させることができる。
【００３７】
以上、本実施形態に係るコルゲートフィン型放熱器について説明したが、本考案のコルゲートフィン型放熱器は、本実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係るコルゲートフィン型放熱器の全体構成図、（ｂ）は、（ａ）における固定溝部分の一部拡大斜視図である。
【図２】図１における固定溝付近の一部拡大断面図である。
【図３】（ａ）ないし（ｃ）は、コルゲートフィンを固定溝に固定する様子を説明するための図である。
【図４】（ａ）は、従来のコルゲートフィン型放熱器において、コルゲートフィンのフィン固定部が固定溝に固定される様子を示す図、（ｂ）は、フィン固定部が固定された固定溝付近の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      コルゲートフィン型放熱器
１０    コルゲートフィン
１１    フィン底部
１２    フィン頂部
１３    連結部
１４    フィン固定部
１５    最外フィン底部
２０    支持基板
２１    上面部
２２    下面部
２３    固定溝
２４    側壁部
２４ａ  立下り部
２４ｂ  テーパー部
２４ｃ  コーナー部
２５    底部
２６    畝部
２８    係合部
２８ａ  係合側壁部
２８ｂ  係合底部
２９    かしめ部
３１、３２    プレス工具
３１ａ      凹部
【図１】
0003140755.tif 000003
【図２】
0003140755.tif 000004
【図３】
0003140755.tif 000005
【図４】
0003140755.tif 000006