ヒートシンク
【課題】アルミニウムの押し出し形材を用いずに、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形し、自然対流を促進して放熱性を向上させると共に、軽量で、部品点数を削減して工程を簡素化し、安価なヒートシンクを提供するものである。
【解決手段】熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面をC字形状に折曲して本体部10を形成すると共に、この本体部10の天板6と底板8に、それぞれ複数個の通気孔13を開孔すると共に、天板6の長手方向に沿った両側を下方に折曲して電子機器の基盤に接合する取付け脚12を一体に成形したものである。
【解決手段】熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面をC字形状に折曲して本体部10を形成すると共に、この本体部10の天板6と底板8に、それぞれ複数個の通気孔13を開孔すると共に、天板6の長手方向に沿った両側を下方に折曲して電子機器の基盤に接合する取付け脚12を一体に成形したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレス成形したヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ヒートシンクはアルミニウムの押し出し形材でフィンを形成したもので、ダイオードやサイリスタなど発熱素子の放熱に用いられている。電子機器が発生する熱を熱伝導性に優れたアルミニウムで形成されたフィンに伝播し、その熱によりヒートシンク自身の温度が上昇し、 周囲の大気温度よりも高い温度となる。この時、ヒートシンクのフィンと大気の境界層では、温度差による空気密度の変化が生じ、自然対流が発生し放熱される。
【0003】
従来のヒートシンク1は、例えば図10および図11に示すようにアルミニウムを押し出し成形して断面櫛歯状に複数のフィン2を横方向に平行して形成し、この最下段の底板フィン2に断面C形状の嵌合溝部3を形成して、この嵌合溝部3に電子機器の基盤に接合する別個にプレス成形したL形状の取付け脚4を差し込んで連結した構造となっている。
【0004】
しかしながらこの構造では、複数のフィン2を横方向に平行して、断面櫛歯状に形成されているので、加熱されて上昇する空気の自然対流が妨げられて放熱性が悪い問題がある。またヒートシンク1はアルミニウムの押し出し形材で形成されているので重量が重く、その上、別個にプレス成形したL形状の取付け脚4の取付け工程が必要で製造コストが高くなる問題もあった。
【0005】
またアルミニウムを押し出し成形して断面櫛歯状に複数のフィンを縦方向に平行に立設したヒートシンクも提案されている(特許文献1)。このヒートシンクは押し出し成形した後に、強アルカリ水溶液や強酸水溶液に浸漬してフィンの表面を溶解して薄くすることによりフィン間隔を広くして放熱性を向上させたものである。しかしながらアルミニウムの押し出し材を、更に処理液に浸漬してフィンを薄くするので工程が複雑でコストが高くなる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−168245号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記問題を改善し、アルミニウムの押し出し形材を用いずに、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形し、自然対流を促進して放熱性を向上させると共に、軽量で、部品点数を削減して工程を簡素化し、安価なヒートシンクを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の請求項1記載のヒートシンクは、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面をコ字形状またはC字形状もしくは逆L字形状に折曲して本体部を形成すると共に、この本体部の底部両側に電子機器の基盤に接合する取付け脚を一体に成形し、前記本体部の天板に通気孔を開孔したことを特徴とするものである。
【0009】
本発明の請求項2記載のヒートシンクは、請求項1において、天板に開孔した通気孔が円形または四角形、もしくは多角形であることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の請求項3記載のヒートシンクは、請求項1において、熱伝導性に優れた金属板としてアルミニウム板または銅板を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る請求項1記載のヒートシンクによれば、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面がコ字形状またはC字形状もしくは逆L字形状に折曲して本体部を形成し、この天板に通気孔を開孔したので、この部分から温度の高くなった空気が通過して自然対流が促進され、放熱性を向上させることができる。更に本発明のヒートシンクは、アルミニウムの押し出し形材を用いずに、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して形成するので軽量で安価に製造することができる。また本体部の底部両側に電子機器の基盤に接合する取付け脚を一体に成形したので、従来の様に別個にプレス成形した取付け脚を、本体部に取付ける必要がなく部品点数を削減して工程を簡素化し、更に安価に製造することができる。
【0012】
また請求項2記載のヒートシンクによれば、熱伝導性に優れた金属板を用いてプレス成形による打ち抜きや切り起こしにより、天板に円形または四角形、もしくは多角形など自由な形状の通気孔を容易に形成することができる。
【0013】
また請求項3記載のヒートシンクによれば、熱伝導性に優れた金属板としてアルミニウム板または銅板を用いているので、プレス成形が容易で、従来のアルミニウムの押し出し材に比べて、軽量で、しかも直交する面や取付け脚など複雑な形状のもでも容易に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下本発明の実施の一形態を図1ないし図3を参照して詳細に説明する。本発明のヒートシンク1は、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、縦方向の側板5の上部に、水平な天板6を形成し、その先端を下方に折曲して上部側板7を形成すると共に、前記側板5の下部に水平な底板8を形成し、更にその先端を上方に折曲して下部側板9とした縦断面がC字形状の本体部10を形成する。また底板8の長手方向に沿った両端側を下方に折曲して電子機器の基盤に接合する取付け脚12、12を一体に成形し、更に天板6と底板8に複数個の円形で形成した通気孔13を開孔すると共に、側板5の中央に、発熱素子14を取付ける円形の取付け孔15を開孔したものである。
【0015】
上記構成のヒートシンク1は、アルミニウム板で形成した本体部10の天板6と底板8に複数個の円形の通気孔13を開孔したので、本体部10に取付けた発熱素子14からの熱が本体部全体に効率よく熱伝達され、更に本体部全体が放熱フィン2となって、その表面から放熱されると共に、周囲の空気が底板8の通気孔13と、上部側板7と下部側板9との間の間隙16から流入した空気が暖められて、温度の高くなった空気が天板6に開孔した通気孔13から上方に抜けて対流が促進され、放熱フィン2となる本体部10の表面から効率よく放熱され、優れた放熱性が得られる。
【0016】
更に本発明のヒートシンクは、アルミニウムの押し出し形材を用いずに、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、本体部10と取付け脚12を一体に形成するので、軽量化を図ると共に、製造工程を簡素化して安価に製造することができる。
【実施例】
【0017】
図1に示すヒートシンク1を作成した。厚さ0.8mmのアルミニウム板をプレス成形して縦19mm、横15mm、幅45mmの縦断面がC字形状の本体部10を形成し、底板8の両端を下方に折曲して縦9.5mm、横11mmの取付け脚12を形成した。また天板6と底板8に直径5mmΦの通気孔13を5個ずつ開孔し、重量は7.0gであった。このヒートシンク1に発熱素子14としてダイオードを取付けて放熱特性を調べ、その結果を図4のグラフに発明品として示した。また比較のために発明品の天板6と底板8に通気孔13を開孔していないヒートシンクについても放熱特性を調べ、その結果を図4のグラフに比較例品として示した。
【0018】
また図10に示す従来のアルミニウムを押し出し成形して断面櫛歯状に複数のフィン2を横方向に平行して形成し、この最下段の底板フィン2にL形状の取付け脚4を取付けたヒートシンク1についても放熱特性を調べ、その結果を図4のグラフに従来品として示した。この従来のヒートシンク1は縦22mm、幅45mm、厚さ2mmの側板の側面に、縦13mm、幅45mm、厚さ1.2mmのフィン2を5枚等間隔で平行に成形したもので、その重量は15.0gであった。
【0019】
図4のグラフの結果から、本発明品はアルミニウムを押し出し成形した従来品に比べて重量が半分以下で、熱抵抗が小さく放熱性が優れており、しかも通気孔13を開孔していない比較例品に比べても優れていることが確認された。
【0020】
図5は本発明の他の実施の形態を示すもので、天板6と底板8に正方形の通気孔13を開孔したヒートシンク1である。また図6は本発明の他の実施の形態を示すもので、本体部10を上部側板7と下部側板9のない縦断面をコ字形状に形成したものである。
【0021】
図7および図8は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、このヒートシンク1は、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、縦方向の側板5の上部に、水平な天板6を形成し、更にその先端をコ字形に折曲して上部コ字形部18を形成すると共に、前記側板5の下部に水平な底板8を形成し、更にその先端をコ字形に折曲して下部コ字形部19とした縦断面が略C字形状の本体部10を形成する。また底板8の両側を下方に折曲して電子機器の基盤に接合する取付け脚12、12を一体に成形し、更に天板6と上部コ字形部18および底板8と下部コ字形部19に複数個の長方形状の通気孔13を間隔をおいて開孔したものである。このヒートシンク1はフィン2の面積と通気孔13の面積が大きく放熱性に優れている。
【0022】
図9は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、このヒートシンク1は、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、縦方向の側板5の上部に、天板6を水平に形成して縦断面を逆L字形状とし、更に側板5の両端を手前に折曲して右側板20と左側板21を形成して水平断面をコ字形状とした本体部10を形成する。更に側板5の底部両側と、右側板20および左側板21の底部に取付け脚12をそれぞれ突出すると共に、天板6に複数個の円形の通気孔13を開口したものである。
【0023】
なお上記説明ではアルミニウム板を用いた場合について示したが、銅板を用いた構造でも良い。また取付け脚12は上記構造に限らず他の構造でも良い。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の実施の一形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図2】図1に示すヒートシンクの縦断側面図である。
【図3】図1に示すヒートシンクの縦断正面図である。
【図4】本発明品と比較例品および従来品の放熱特性を示すグラフである。
【図5】本発明の他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図6】本発明の他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図7】本発明の異なる他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図8】図7に示すヒートシンクの側面図である。
【図9】本発明の更に異なる他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図10】従来のヒートシンクを示す斜視図である。
【図11】図10の従来のヒートシンクを反転して示す斜視図である。
【符号の説明】
【0025】
1 ヒートシンク
2 フィン
3 嵌合溝部
4 L形状の取付け脚
5 側板
6 天板
7 上部側板
8 底板
9 下部側板
10 本体部
12 取付け脚
13 通気孔
14 発熱素子
15 取付け孔
16 間隙
18 上部コ字形部
19 下部コ字形部
20 右側板
21 左側板
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレス成形したヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ヒートシンクはアルミニウムの押し出し形材でフィンを形成したもので、ダイオードやサイリスタなど発熱素子の放熱に用いられている。電子機器が発生する熱を熱伝導性に優れたアルミニウムで形成されたフィンに伝播し、その熱によりヒートシンク自身の温度が上昇し、 周囲の大気温度よりも高い温度となる。この時、ヒートシンクのフィンと大気の境界層では、温度差による空気密度の変化が生じ、自然対流が発生し放熱される。
【0003】
従来のヒートシンク1は、例えば図10および図11に示すようにアルミニウムを押し出し成形して断面櫛歯状に複数のフィン2を横方向に平行して形成し、この最下段の底板フィン2に断面C形状の嵌合溝部3を形成して、この嵌合溝部3に電子機器の基盤に接合する別個にプレス成形したL形状の取付け脚4を差し込んで連結した構造となっている。
【0004】
しかしながらこの構造では、複数のフィン2を横方向に平行して、断面櫛歯状に形成されているので、加熱されて上昇する空気の自然対流が妨げられて放熱性が悪い問題がある。またヒートシンク1はアルミニウムの押し出し形材で形成されているので重量が重く、その上、別個にプレス成形したL形状の取付け脚4の取付け工程が必要で製造コストが高くなる問題もあった。
【0005】
またアルミニウムを押し出し成形して断面櫛歯状に複数のフィンを縦方向に平行に立設したヒートシンクも提案されている(特許文献1)。このヒートシンクは押し出し成形した後に、強アルカリ水溶液や強酸水溶液に浸漬してフィンの表面を溶解して薄くすることによりフィン間隔を広くして放熱性を向上させたものである。しかしながらアルミニウムの押し出し材を、更に処理液に浸漬してフィンを薄くするので工程が複雑でコストが高くなる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−168245号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記問題を改善し、アルミニウムの押し出し形材を用いずに、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形し、自然対流を促進して放熱性を向上させると共に、軽量で、部品点数を削減して工程を簡素化し、安価なヒートシンクを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の請求項1記載のヒートシンクは、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面をコ字形状またはC字形状もしくは逆L字形状に折曲して本体部を形成すると共に、この本体部の底部両側に電子機器の基盤に接合する取付け脚を一体に成形し、前記本体部の天板に通気孔を開孔したことを特徴とするものである。
【0009】
本発明の請求項2記載のヒートシンクは、請求項1において、天板に開孔した通気孔が円形または四角形、もしくは多角形であることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の請求項3記載のヒートシンクは、請求項1において、熱伝導性に優れた金属板としてアルミニウム板または銅板を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る請求項1記載のヒートシンクによれば、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面がコ字形状またはC字形状もしくは逆L字形状に折曲して本体部を形成し、この天板に通気孔を開孔したので、この部分から温度の高くなった空気が通過して自然対流が促進され、放熱性を向上させることができる。更に本発明のヒートシンクは、アルミニウムの押し出し形材を用いずに、熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して形成するので軽量で安価に製造することができる。また本体部の底部両側に電子機器の基盤に接合する取付け脚を一体に成形したので、従来の様に別個にプレス成形した取付け脚を、本体部に取付ける必要がなく部品点数を削減して工程を簡素化し、更に安価に製造することができる。
【0012】
また請求項2記載のヒートシンクによれば、熱伝導性に優れた金属板を用いてプレス成形による打ち抜きや切り起こしにより、天板に円形または四角形、もしくは多角形など自由な形状の通気孔を容易に形成することができる。
【0013】
また請求項3記載のヒートシンクによれば、熱伝導性に優れた金属板としてアルミニウム板または銅板を用いているので、プレス成形が容易で、従来のアルミニウムの押し出し材に比べて、軽量で、しかも直交する面や取付け脚など複雑な形状のもでも容易に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下本発明の実施の一形態を図1ないし図3を参照して詳細に説明する。本発明のヒートシンク1は、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、縦方向の側板5の上部に、水平な天板6を形成し、その先端を下方に折曲して上部側板7を形成すると共に、前記側板5の下部に水平な底板8を形成し、更にその先端を上方に折曲して下部側板9とした縦断面がC字形状の本体部10を形成する。また底板8の長手方向に沿った両端側を下方に折曲して電子機器の基盤に接合する取付け脚12、12を一体に成形し、更に天板6と底板8に複数個の円形で形成した通気孔13を開孔すると共に、側板5の中央に、発熱素子14を取付ける円形の取付け孔15を開孔したものである。
【0015】
上記構成のヒートシンク1は、アルミニウム板で形成した本体部10の天板6と底板8に複数個の円形の通気孔13を開孔したので、本体部10に取付けた発熱素子14からの熱が本体部全体に効率よく熱伝達され、更に本体部全体が放熱フィン2となって、その表面から放熱されると共に、周囲の空気が底板8の通気孔13と、上部側板7と下部側板9との間の間隙16から流入した空気が暖められて、温度の高くなった空気が天板6に開孔した通気孔13から上方に抜けて対流が促進され、放熱フィン2となる本体部10の表面から効率よく放熱され、優れた放熱性が得られる。
【0016】
更に本発明のヒートシンクは、アルミニウムの押し出し形材を用いずに、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、本体部10と取付け脚12を一体に形成するので、軽量化を図ると共に、製造工程を簡素化して安価に製造することができる。
【実施例】
【0017】
図1に示すヒートシンク1を作成した。厚さ0.8mmのアルミニウム板をプレス成形して縦19mm、横15mm、幅45mmの縦断面がC字形状の本体部10を形成し、底板8の両端を下方に折曲して縦9.5mm、横11mmの取付け脚12を形成した。また天板6と底板8に直径5mmΦの通気孔13を5個ずつ開孔し、重量は7.0gであった。このヒートシンク1に発熱素子14としてダイオードを取付けて放熱特性を調べ、その結果を図4のグラフに発明品として示した。また比較のために発明品の天板6と底板8に通気孔13を開孔していないヒートシンクについても放熱特性を調べ、その結果を図4のグラフに比較例品として示した。
【0018】
また図10に示す従来のアルミニウムを押し出し成形して断面櫛歯状に複数のフィン2を横方向に平行して形成し、この最下段の底板フィン2にL形状の取付け脚4を取付けたヒートシンク1についても放熱特性を調べ、その結果を図4のグラフに従来品として示した。この従来のヒートシンク1は縦22mm、幅45mm、厚さ2mmの側板の側面に、縦13mm、幅45mm、厚さ1.2mmのフィン2を5枚等間隔で平行に成形したもので、その重量は15.0gであった。
【0019】
図4のグラフの結果から、本発明品はアルミニウムを押し出し成形した従来品に比べて重量が半分以下で、熱抵抗が小さく放熱性が優れており、しかも通気孔13を開孔していない比較例品に比べても優れていることが確認された。
【0020】
図5は本発明の他の実施の形態を示すもので、天板6と底板8に正方形の通気孔13を開孔したヒートシンク1である。また図6は本発明の他の実施の形態を示すもので、本体部10を上部側板7と下部側板9のない縦断面をコ字形状に形成したものである。
【0021】
図7および図8は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、このヒートシンク1は、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、縦方向の側板5の上部に、水平な天板6を形成し、更にその先端をコ字形に折曲して上部コ字形部18を形成すると共に、前記側板5の下部に水平な底板8を形成し、更にその先端をコ字形に折曲して下部コ字形部19とした縦断面が略C字形状の本体部10を形成する。また底板8の両側を下方に折曲して電子機器の基盤に接合する取付け脚12、12を一体に成形し、更に天板6と上部コ字形部18および底板8と下部コ字形部19に複数個の長方形状の通気孔13を間隔をおいて開孔したものである。このヒートシンク1はフィン2の面積と通気孔13の面積が大きく放熱性に優れている。
【0022】
図9は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、このヒートシンク1は、熱伝導性に優れたアルミニウム板をプレス成形して、縦方向の側板5の上部に、天板6を水平に形成して縦断面を逆L字形状とし、更に側板5の両端を手前に折曲して右側板20と左側板21を形成して水平断面をコ字形状とした本体部10を形成する。更に側板5の底部両側と、右側板20および左側板21の底部に取付け脚12をそれぞれ突出すると共に、天板6に複数個の円形の通気孔13を開口したものである。
【0023】
なお上記説明ではアルミニウム板を用いた場合について示したが、銅板を用いた構造でも良い。また取付け脚12は上記構造に限らず他の構造でも良い。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の実施の一形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図2】図1に示すヒートシンクの縦断側面図である。
【図3】図1に示すヒートシンクの縦断正面図である。
【図4】本発明品と比較例品および従来品の放熱特性を示すグラフである。
【図5】本発明の他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図6】本発明の他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図7】本発明の異なる他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図8】図7に示すヒートシンクの側面図である。
【図9】本発明の更に異なる他の実施の形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図10】従来のヒートシンクを示す斜視図である。
【図11】図10の従来のヒートシンクを反転して示す斜視図である。
【符号の説明】
【0025】
1 ヒートシンク
2 フィン
3 嵌合溝部
4 L形状の取付け脚
5 側板
6 天板
7 上部側板
8 底板
9 下部側板
10 本体部
12 取付け脚
13 通気孔
14 発熱素子
15 取付け孔
16 間隙
18 上部コ字形部
19 下部コ字形部
20 右側板
21 左側板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面をコ字形状またはC字形状もしくは逆L字形状に折曲して本体部を形成すると共に、この本体部の底部両側に電子機器の基盤に接合する取付け脚を一体に成形し、前記本体部の天板に通気孔を開孔したことを特徴とするヒートシンク。
【請求項2】
天板に開孔した通気孔が円形または四角形もしくは多角形であることを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。
【請求項3】
熱伝導性に優れた金属板としてアルミニウム板または銅板を用いたことを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。
【請求項1】
熱伝導性に優れた金属板をプレス成形して縦断面をコ字形状またはC字形状もしくは逆L字形状に折曲して本体部を形成すると共に、この本体部の底部両側に電子機器の基盤に接合する取付け脚を一体に成形し、前記本体部の天板に通気孔を開孔したことを特徴とするヒートシンク。
【請求項2】
天板に開孔した通気孔が円形または四角形もしくは多角形であることを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。
【請求項3】
熱伝導性に優れた金属板としてアルミニウム板または銅板を用いたことを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−231043(P2012−231043A)
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−99024(P2011−99024)
【出願日】平成23年4月27日(2011.4.27)
【出願人】(500356371)エルエスアイクーラー株式会社 (2)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年4月27日(2011.4.27)
【出願人】(500356371)エルエスアイクーラー株式会社 (2)
【Fターム(参考)】
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