JP2016035979A - ヒートシンク - Google Patents

Abstract

【課題】 表面積が大きく、低コストで製造できるヒートシンクを提供する。
【解決手段】 放熱用のフィン５が相互間に所定の間隔をおいて第一のベース板４に多数
起立形成されている第一のヒートシンク部材２と、前記フィン５の一部５ａを受け入れ可
能なフィン受け部７が相互間に所定の間隔をおいて第二のベース板６に多数起立形成され
ている第二のヒートシンク部材３と、を備え、前記フィン５の前記一部５ａが前記フィン
受け部７に突入し、前記フィン５の前記一部５ａと前記フィン受け部７とが互いに接触し
た状態で、前記フィン５と前記フィン受け部７とが固着されることなく前記第一のヒート
シンク部材２と前記第二のヒートシンク部材３とが互いに結合される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子又は電気部品から発生する熱を放熱させるためのヒートシンクに関する
ものである。

電子又は電気部品（以下、「発熱部品」と称する。）を放熱させるため、例えば特許文
献１，２に記載されているように、ヒートシンクが用いられる。ヒートシンクの材料とし
ては、熱を伝え易く安価な材料として、一般にアルミニウムや亜鉛等が用いられる。また
、ヒートシンクの構成要素の製造方法には、ダイキャスト鋳造法や押し出し成形法があり
、ベース板に対してフィンを結合させる方法としてカシメ結合法がある。

ベース板に対してフィンをカシメ結合させるのに適した構成として、特許文献３には、
「放熱フィンの取付案内兼放熱フィンかしめ用突壁部３，３を４０°前後のＶ形開度をも
って起立せしめた構造」をベース板上に設けることが記載されている（特許文献３の第２
頁左欄第２９〜３１行、第１図及び第２図）。

ところで、ヒートシンクの放熱性を高めるには、ヒートシンクの表面積を大きくするこ
とが有効である。表面積を大きくするためには、ヒートシンクのフィンの数を多くするこ
とや、ヒートシンクを大型化する等が考えられる。

特開平１０−１６３３８８号公報 特開平６−２１２８２号公報 特公平１−２１２８２号公報

しかしながら、ヒートシンクのフィンの数を多くしたり、ヒートシンクを大型化したり
する場合、前記従来の製法をそのまま適用すると、次のような問題がある。すなわち、ダ
イキャスト鋳造法によれば、金型の製作費が高くなるので、製品単価が高くなる。押し出
し成形法によれば、押し出しプレス機の押し出し圧力の容量の範囲内での製品しか製作で
きないため、ヒートシンクの大型化に限界がある。また、カシメ結合法によれば、カシメ
治具の作製費のほか、ベース板に対して多数のフィンをカシメ結合させるためのカシメ工
程費が余分にかかるので、製造コストが高くなる。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたもので、表面積が大きく、低コストで製
造できるヒートシンクを提供しようとするものである。

前記課題を解決するため、本発明に係るヒートシンクは、放熱用のフィンが相互間に所
定の間隔をおいて第一のベース板に多数起立形成されている第一のヒートシンク部材と、
前記フィンの一部を受け入れ可能なフィン受け部が相互間に所定の間隔をおいて第二のベ
ース板に多数起立形成されている第二のヒートシンク部材と、を備え、前記フィンの前記
一部が前記フィン受け部に突入し、前記フィンの前記一部と前記フィン受け部とが互いに
接触した状態で、前記フィンと前記フィン受け部とが固着されることなく前記第一のヒー
トシンク部材と前記第二のヒートシンク部材とが互いに結合されていることを特徴とする
（請求項１）。

本発明によれば、第一のヒートシンク部材と第二のシートシンク部材とが別体に形成さ
れ、それら同士を互いに結合させることで単一のヒートシンクが形成される。前記第一の
ヒートシンク部材と前記第二のヒートシンク部材とが別々に作製されるので、それぞれの
ヒートシンク部材は小型又は表面積が小さくても、ヒートシンク全体としての表面積は大
きくなり、放熱性が良好となる。各ヒートシンク部材は小型のものとして又は表面積の小
さいものとして形成できるので、製造コストも抑制できる。さらに、前記フィンの一部を
前記フィン受け部に突入させることにより、前記フィンの一部と前記フィン受け部とが互
いに接触した状態で、前記フィンと前記フィン受け部とが固着されることなく前記第一の
ヒートシンク部材と前記第二のヒートシンク部材とが互いに結合されるので、前記フィン
と前記フィン受け部とを嵌合状態でカシメ結合させる必要がない。よって、前述した従来
のカシメ結合法の欠点も解消できる。

好適な実施の一形態として、前記フィンの前記一部が、先端に近づくにつれて徐々に肉
薄となる先薄形状とされ、前記フィン受け部の内面の開口端側が、該開口端に近づくにつ
れて徐々に幅広となる一対の傾斜面とされ、前記フィンの中心軸線と前記フィン受け部の
中心軸線とがずれている場合でも前記フィンの前記フィン受け部への突入が可能となるよ
うに、前記フィンと前記フィン受け部の少なくともいずれか一方が変形可能である態様を
例示する（請求項２）。

この実施の形態によれば、前記第一のベース板上における前記フィンの配設間隔の寸法
公差や、前記第二のベース板上における前記フィン受け部の配設間隔の寸法公差があって
も、前記フィン受け部に対する前記フィンの突入が可能となる。すなわち、前記フィンが
先薄形状であり、前記フィン受け部が開口端に近づくにつれて徐々に幅広となっており、
且つ、前記フィンと前記フィン受け部の少なくともいずれか一方が変形可能であるので、
前記寸法公差により前記フィンの位置と前記フィン受け部の位置とにずれがある場合でも
、前記フィン受け部の前記傾斜面に案内されて前記フィンが前記フィン受け部内に突入し
易い。また、前記フィンと前記フィン受け部との相互の接触の度合いが熱伝導に適する確
実なものとなり、好適である。

好適な実施の一形態として、前記フィン受け部が変形可能である態様を例示する（請求
項３）。このようにすれば、次の効果が得られる。例えば、前記第一のヒートシンク部材
と前記第二のヒートシンク部材の少なくともいずれか一方を押し出し成形法で形成する場
合、押し出し金型の摩耗により前記フィン受け部の開口幅に対して前記フィンの厚みが相
対的に大きくなってしまうことがある。しかし、前記構成を採用すれば、前記フィンが前
記フィン受け部を押し広げるようにして前記フィン受け部内に突入できるので、前記フィ
ンと前記フィン受け部との間に不適合の問題が生ずることがなく、前記フィンや前記フィ
ン受け部の破損も防止できる。

好適な実施の一形態として、前記フィン受け部は、前記第二のベース板に形成される一
対の立ち上がり片で構成され、前記一対の立ち上がり片の対向するほぼ下半面は、前記第
二のベース板に対して直角な面であり、前記一対の立ち上がり片のほぼ上半面が前記一対
の傾斜面となっている態様を例示する（請求項４）。

本発明の実施の一形態に係るヒートシンクの全体斜視図である。 図１のヒートシンクの拡大正面図である。 図２のヒートシンクの分解図である。 図３のＡ部の拡大図である。 （ａ）はフィン受け部が変形可能な場合、（ｂ）はフィンが変形可能な場合の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本発明の実施の一形態に係るヒートシンク１は、第一のヒートシン
ク部材２と第二のヒートシンク部材３とを備える。これら二つのヒートシンク部材２，３
は、ダイキャスト鋳造法や押し出し成形法によって予め別体に形成された後に、互いに結
合されてヒートシンク１となる。各ヒートシンク部材２，３の材料としては、熱を伝え易
く安価な材料として、アルミニウムや亜鉛等が用いられる。

第一のヒートシンク部材２は、第一のベース板４と、放熱用の多数のフィン５と、を備
える。フィン５は、相互間に所定の間隔をおいて、第一のベース板４上（図１ではベース
板４の下面）に起立形成される。フィン５は、ダイキャスト鋳造法や押し出し成形法によ
り、第一のベース板４と予め一体に成形してもよい（一体成形法）し、第一のベース板４
とフィン５をそれぞれ押し出し成形法や打ち抜き法を用いて別々に形成し、フィン５を第
一のベース板４に対してカシメ結合法やろう付け法等を用いて後付けしてもよい（後付け
法）。一体成形法によれば、第一のベース板４に対しフィン５を後付けする工程が不要な
ため、後付け工程にかかる費用を節約することができる。後付け法によれば、第一のベー
ス板４とフィン５とを別々に成形するので、それらを一体成形する場合よりも大きなサイ
ズのものを成形できる。このため、放熱性の良好なヒートシンクが得られる。

第二のヒートシンク部材３は、第二のベース板６と、フィン５の一部を受け入れ可能な
フィン受け部７と、を備える。フィン受け部７は、相互間に所定の間隔をおいて、第二の
ベース板６上に起立形成される。フィン受け部７は、第二のベース板６と予め一体に形成
してもよいし、第二のベース板６に対してカシメ結合法やろう付け法等を用いて後付けし
てもよいが、ダイキャスト鋳造法や押し出し成形法等により、第二のベース板６にフィン
受け部７を予め一体に形成するのが好ましい。

図示例では、第二のベース板６の両側に壁板８，８が予め一体に起立形成されており、
これらの壁板８，８の上端面と第一のベース板４の下面とを密着させて、ねじ９等の適宜
の固着手段で互いに連結される。これにより、第一のヒートシンク部材２と第二のヒート
シンク部材３とが互いに結合され、それら相互間での熱伝導が可能となる。なお、壁板８
，８は、第二のベース板６に替えて第一のベース板４に予め一体形成することとしてもよ
い。

図２に示すように、第一のヒートシンク部材２と第二のヒートシンク部材３との結合状
態において、フィン５の一部である下端部５ａがフィン受け部７に突入する。フィン５と
フィン受け部７は、第一のベース板４と第二のベース板６とを結合させたときに各フィン
５が各フィン受け部７に突入するように、互いに対応する位置に配設される。各フィン５
が各フィン受け部７に突入した状態において、各フィン５の下端部５ａと各フィン受け部
７とが互いに接触する。これにより、各フィン５と各フィン受け部７との間で熱伝導が可
能となる。各フィン５と各フィン受け部７との間は、熱伝導可能な状態で接触しているの
みであり、互いに固着する必要はない。

図２に示すように、ヒートシンク１は、第一のベース板４又は第二のベース板６を電子
又は電気部品１０に接触させて配設することで、電子又は電気部品１０から発する熱を放
熱させる。

本実施の形態では、第一のヒートシンク部材２と第二のシートシンク部材３とが別体に
形成され、それらのベース板４，６同士を互いに結合させることで単一のヒートシンク１
が形成される。第一のヒートシンク部材２と第二のヒートシンク部材３とが別々に作製さ
れるので、それぞれのヒートシンク部材２，３は小型又は表面積が小さくても、ヒートシ
ンク１全体としての表面積は大きくなり、放熱性が良好となる。各ヒートシンク部材２，
３は小型のものとして又は表面積の小さなものとして形成できるので、製造コストも抑制
でき、押し出し成形する場合にも、比較的小さな押し出し圧力での成形が可能となる。さ
らに、フィン５とフィン受け部７とが固着されず、第一のヒートシンク部材２と第二のヒ
ートシンク部材３とが互いに結合されるので、フィン５とフィン受け部７とをカシメ結合
させることで生じていた従来のコスト上の問題点も解消できる。

本実施の形態では、図３〜図５に示すように、前記ヒートシンク１が次のような特徴を
も有する。

まず、各フィン５の各フィン受け部７に突入する部分（下端部５ａ）が、先端に近づく
につれて徐々に肉薄となる先薄形状とされる。添付図面の例では、分かり易くするため、
フィン５の先薄形状を誇張して示してあるが、フィン５の先端は丸みを帯びていてもよい
。また、図４に明瞭に示すように、フィン受け部７の内面が、開口端１１に近づくにつれ
て徐々に幅広となる一対の傾斜面１２，１２とされている。そして、図５に示すように、
フィン５の中心軸線Ｘ１とフィン受け部７の中心軸線Ｘ２とがずれている場合でもフィン
５のフィン受け部７への突入が可能となるように、フィン５とフィン受け部７の少なくと
もいずれか一方が変形可能な肉厚に形成されている。

図４に示すように、各フィン受け部７は、第二のベース板６上に形成される一対の立ち
上がり片７ａ，７ａで構成され、この一対の立ち上がり片７ａ，７ａの対向するほぼ下半
面１３，１３は、第二のベース板６に対して直角で互いに平行に延びている。また、一対
の立ち上がり片７ａ，７ａのほぼ上半面は前記一対の傾斜面１２，１２となっている。こ
の一対の傾斜面１２，１２は、図４で見て上部の開口端１１，１１に近づくにつれて徐々
に幅広となっているので、フィン５を受け入れ易い。

前記構成によれば、第一のベース板４におけるフィン５の配設ピッチの寸法公差や、第
二のベース板６におけるフィン受け部７の配設ピッチの寸法公差があっても、フィン受け
部７に対するフィン５の突入が可能となる。すなわち、フィン５が先薄形状であり、フィ
ン受け部７の上部が開口端１１，１１に近づくにつれて徐々に幅広となっており、且つ、
フィン５とフィン受け部７の少なくともいずれか一方が変形可能であるので、図５に示す
ように、対応するフィン５とフィン受け部７の位置に前記寸法公差によるずれがある場合
でも、フィン受け部７の前記傾斜面１２，１２に案内されてフィン５がフィン受け部７内
に突入し易い。また、フィン５とフィン受け部７との相互の接触の度合いが熱伝導に適す
る確実なものとなる利点もある。

なお、図５は、フィン受け部７に対するフィン５の突入・接触状態を示している。図５
（ａ）はフィン受け部７が変形可能な場合であり、フィン５の突入により一方の立ち上が
り片７ａが根元部分から傾いてフィン５を受け入れる。図５（ｂ）はフィン５が変形可能
な場合であり、フィン受け部７への突入によりフィン５が根元部分から傾いてフィン受け
部７内に受け入れられる。

図５（ａ）のように、フィン受け部７を構成する一対の立ち上がり片７ａ，７ａの肉厚
をフィン５の肉厚よりも小さくし、フィン５が突入したときにフィン受け部７が変形する
ように構成すると、次のような別の効果も得られる。例えば、第一のヒートシンク部材２
と第二のヒートシンク部材３の少なくともいずれか一方を押し出し成形法で形成する場合
、長期にわたる連続的な使用に基づく押し出し金型の摩耗によりフィン受け部７の開口幅
に対してフィン５の厚みが相対的に大きくなってしまうことがある。しかし、フィン受け
部７を構成する一対の立ち上がり片７ａ，７ａの肉厚がフィン５の肉厚よりも小さければ
、フィン５の突入によりフィン受け部７が変形するので、フィン５がフィン受け部７を押
し広げるようにしてフィン受け部７内に突入できる。このため、フィン５とフィン受け部
７との間に不適合の問題が生ずることがなく、フィン５やフィン受け部７の破損も防止で
きる。

なお、フィン５又はフィン受け部７に変形可能性を付与する方法として、前述のように
、フィン５とフィン受け部７の肉厚に差を設けることが挙げられるが、フィン５とフィン
受け部７の根元に薄肉部を設けることで変形可能性を付与することとしてもよい。

１ ヒートシンク
２ 第一のヒートシンク部材
３ 第二のヒートシンク部材
４ 第一のベース板
５ フィン
５ａ フィンの一部（下端部）
６ 第二のベース板
７ フィン受け部
７ａ，７ａ 一対の立ち上がり片
１１，１１ フィン受け部の開口端
１２，１２ 一対の傾斜面
Ｘ１ フィンの中心軸線
Ｘ２ フィン受け部の中心軸線

特開平１０−１６３３８８号公報 特開平６−２１２８２号公報 特公平１−１２５７１号公報

前記課題を解決するため、本発明に係るヒートシンクは、放熱用のフィンが相互間に所定の間隔をおいて第一のベース板に多数起立形成されている第一のヒートシンク部材と、前記フィンの一部を受け入れ可能なフィン受け部が相互間に所定の間隔をおいて第二のベース板に多数起立形成されている第二のヒートシンク部材と、を備え、前記フィンの前記一部が前記フィン受け部に突入し、前記フィンの前記一部と前記フィン受け部とが互いに接触した状態で、前記フィンと前記フィン受け部とが固着されることなく前記第一のヒートシンク部材と前記第二のヒートシンク部材とが互いに結合され、前記フィンの前記一部が先端に近づくにつれて徐々に肉薄となる先薄形状とされ、前記フィン受け部の内面の開口端側が、該開口端に近づくにつれて徐々に幅広となる一対の傾斜面とされ、前記フィンの中心軸線と前記フィン受け部の中心軸線とがずれている場合でも前記フィンの前記フィン受け部への突入が可能となるように、前記フィンと前記フィン受け部の少なくともいずれか一方が変形可能であることを特徴とする（請求項１）。

また、本発明によれば、前記第一のベース板上における前記フィンの配設間隔の寸法公差や、前記第二のベース板上における前記フィン受け部の配設間隔の寸法公差があっても、前記フィン受け部に対する前記フィンの突入が可能となる。すなわち、前記フィンが先薄形状であり、前記フィン受け部が開口端に近づくにつれて徐々に幅広となっており、且つ、前記フィンと前記フィン受け部の少なくともいずれか一方が変形可能であるので、前記寸法公差により前記フィンの位置と前記フィン受け部の位置とにずれがある場合でも、前記フィン受け部の前記傾斜面に案内されて前記フィンが前記フィン受け部内に突入し易い。また、前記フィンと前記フィン受け部との相互の接触の度合いが熱伝導に適する確実なものとなり、好適である。

好適な実施の一形態として、放熱用のフィンが相互間に所定の間隔をおいて第一のベース板に多数起立形成されている第一のヒートシンク部材と、前記フィンの先端部を受け入れ可能なフィン受け部が相互間に所定の間隔をおいて第二のベース板に多数起立形成されている第二のヒートシンク部材と、を備え、前記フィンの前記先端部が前記フィン受け部に突入し、前記フィンの前記先端部と前記フィン受け部とが互いに接触した状態で、前記フィンと前記フィン受け部とが固着されることなく前記第一のヒートシンク部材と前記第二のヒートシンク部材とが互いに結合され、前記フィンの前記先端部が丸みを帯び、前記フィン受け部の内面の開口端側が、該開口端に近づくにつれて徐々に幅広となる一対の傾斜面とされ、前記フィンの中心軸線と前記フィン受け部の中心軸線とがずれている場合でも前記フィンの前記フィン受け部への突入が可能となるように、前記フィンと前記フィン受け部の少なくともいずれか一方が変形可能であるヒートシンクとすることもできる（請求項２）。この場合も、前記と同様の作用効果が奏される。

Claims (4)

1. 放熱用のフィンが相互間に所定の間隔をおいて第一のベース板に多数起立形成されてい
   る第一のヒートシンク部材と、前記フィンの一部を受け入れ可能なフィン受け部が相互間
   に所定の間隔をおいて第二のベース板に多数起立形成されている第二のヒートシンク部材
   と、を備え、前記フィンの前記一部が前記フィン受け部に突入し、前記フィンの前記一部
   と前記フィン受け部とが互いに接触した状態で、前記フィンと前記フィン受け部とが固着
   されることなく前記第一のヒートシンク部材と前記第二のヒートシンク部材とが互いに結
   合されている、ヒートシンク。
2. 前記フィンの前記一部が、先端に近づくにつれて徐々に肉薄となる先薄形状とされ、前
   記フィン受け部の内面の開口端側が、該開口端に近づくにつれて徐々に幅広となる一対の
   傾斜面とされ、前記フィンの中心軸線と前記フィン受け部の中心軸線とがずれている場合
   でも前記フィンの前記フィン受け部への突入が可能となるように、前記フィンと前記フィ
   ン受け部の少なくともいずれか一方が変形可能である、請求項１に記載のヒートシンク。
3. 前記フィン受け部が変形可能である、請求項２に記載のヒートシンク。
4. 前記フィン受け部は、前記第二のベース板に形成される一対の立ち上がり片で構成され
   、前記一対の立ち上がり片の対向するほぼ下半面は、前記第二のベース板に対して直角な
   面であり、前記一対の立ち上がり片のほぼ上半面が前記一対の傾斜面となっている、請求
   項２又は３に記載のヒートシンク。

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