JP3760065B2 - 冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の電子部品を冷却する電子部品冷却装置に用いる冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６は、一般的な冷却ファン装着型ヒートシンクを用いる電子部品冷却装置の平面図及び側面図である。両図に示すように、この電子部品冷却装置は、金属製のヒートシンク１０１と冷却ファン１０２とが組み合わされて構成されている。冷却ファン１０２に装着されるヒートシンク（冷却ファン装着型ヒートシンク）１０１は、電子部品が取付けられるベース１０３と、ベース１０３に対して設けられた複数枚の放熱フィン１０４…と、冷却ファン１０２のファンケース１０５を係合するファンケース係合部１０６とを備えている。この例では、冷却ファン装着型ヒートシンク１０１は、押出し成形した押出し材に切断、穴開け等の加工が施されて成形されている。この種の電子部品冷却装置に用いられるヒートシンクは、形状に応じて鋳造法、鍛造法により成形されることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
冷却ファン装着型ヒートシンクでは、ヒートシンクの小型化を妨げることなく、複数枚の放熱フィンの枚数を増やして放熱効果を高めることが求められている。しかしながら、このような要望に応えようとすると、放熱フィンの高さＨと隣り合う放熱フィンの間隙寸法Ｇとの比率（トング比：Ｈ／Ｇ）が大きくなって、押出し成形法等により成形することが難しくなる。特にトング比が１０以上になると、押出し成形法により複数枚の放熱フィンを成形することができない。また、鋳造法、鍛造法でも放熱フィンを成形できる形状に限界がある。
【０００４】
本発明の目的は、鋳造法，鍛造法または押出し成形法により成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクを低価格で比較的容易に製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベースと、ベースに対して設けられた複数枚の放熱フィンと、複数枚の放熱フィン及びベースを強制的に冷却するための冷却ファンのファンケースを係合するためのファンケース係合部とを備えた冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法を改良の対象にする。本発明では、まず、鋳造法、鍛造法または押出し成形法によりベースと、ファンケース係合部と、複数枚の放熱フィンを後の切削加工により形成するために用いる放熱フィン形成部とを一体に備えたヒートシンク予備成形品を成形する。次に、鋳造法、鍛造法または押出し成形法により成形することができないまたは成形することが難しい形状または大きなトング比を有する複数枚の放熱フィンを、放熱フィン形成部に切削加工を施して形成する。本発明では、鋳造法、鍛造法または押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品に切削加工を施すことにより、鋳造法、，鍛造法または押出し成形法では成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。また、本製造方法では、鋳造法、鍛造法または押出し成形法を製造の基本工程に用いているので、このような冷却ファン装着型ヒートシンクを低価格で比較的容易に製造することができる。
【０００６】
また、放熱フィン形成部をベースと一体に形成する代わりに複数枚の放熱フィンを固定するフィン固定部をヒートシンク予備成形品に形成し、このフィン固定部に放熱フィンを固定してもよい。この場合も、鋳造法、鍛造法または押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品に複数枚の放熱フィンを固定することにより、鋳造法、鍛造法または押出し成形法では成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。
【０００７】
放熱フィンは一枚ずつフィン固定部に固定してもよいが、製造が面倒になるため、複数枚の放熱フィンを１つのユニットにして構成してもよい。その場合には、例えば、並んで配置された複数枚の放熱フィンの隣接する２枚の放熱フィンをそれぞれ連結部を介して連結した放熱フィンユニットとして構成することができる。このような放熱フィンユニットを用いると、１個または少数の放熱フィンユニットをフィン固定部に固定するだけで、複数枚の放熱フィンをベースに対して簡単に固定することができる。
【０００８】
ヒートシンク予備成形品のフィン固定部には、放熱フィンユニットを位置決めするための複数の位置決め溝を成形し、放熱フィンユニットの一方の側部に位置する複数の連結部を複数の位置決め溝に嵌合した状態で放熱フィンユニットをフィン固定部に固定するのが好ましい。このようにすれば、放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品に対して正確な位置に簡単に固定することができる。
【０００９】
また、この場合、放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品と別の材質で一体に形成してもよい。この場合、放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品よりも熱伝導率の高い材料により形成すれば、放熱効率を更に高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態の冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法について説明する。まず、押出し成形法により図１の横断面形状を有するアルミ製のヒートシンク予備成形品１を成形する。このヒートシンク予備成形品１は、電子部品が取付けられるベース２と、冷却ファンのファンケースを係合するファンケース係合部３，３と、ベース２に形成されたほぼ直方体状の放熱フィン形成部４とを一体に備えており、放熱フィン形成部４を除いて図５及び図６に示す冷却ファン装着型ヒートシンク１０１と同じ断面形状を有している。ファンケース係合部３，３及び放熱フィン形成部４は、それぞれ押し出し方向に連続して延びている。次に、ヒートシンク予備成形品１に切断、穴あけ等の所定の加工を施した後に、放熱フィン形成部４にＮＣ工作機を用いて押し出し方向に延びる複数の溝を切削加工により形成して、図２の横面形状を有する複数枚の放熱フィン５…を備えた冷却ファン装着型ヒートシンク６を完成する。複数枚の放熱フィン５…は、放熱フィン５の高さＨ１と隣り合う放熱フィン５，５間の間隙寸法Ｇ１との比率（トング比：Ｈ１／Ｇ１）が１０以上であり、押出し成形法では成形することができない形状である。本例によれば、押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品１に切削加工を施すことにより、押出し成形法では成形することができない形状の複数枚の放熱フィン５…を有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。切削加工は、ＮＣ工作機を用いる場合に限定されるものではなく、公知の切削技術を用いることができる。
【００１１】
次に、本発明の他の実施の形態の冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法について説明する。まず、押出し成形法により図３の横断面形状を有するアルミ製のヒートシンク予備成形品１１を成形する。このヒートシンク予備成形品１１は、ベース１２と、ファンケース係合部１３，１３と、ベース１２に形成されたフィン固定部１４とを備えている。フィン固定部１４には、ヒートシンク予備成形品１１の押出し方向に延びる複数の位置決め溝１４ａ…が成形されている。次に、図４に示すように、放熱フィンユニット１５をヒートシンク予備成形品１１のフィン固定部１４に固定して、冷却ファン装着型ヒートシンク１６を完成する。放熱フィンユニット１５は、ヒートシンク予備成形品よりも熱伝導率の高い材質（例えば銅）により形成されており、並んで配置された複数枚の放熱フィン１５ａ…の隣接する２枚の放熱フィン１５ａ，１５ａがそれぞれ連結部１５ｂ…，１５ｃ…を介して連結された構造を有している。言い換えると、この放熱フィンユニット１５は、一枚の銅板が折り曲げられたいわゆる蛇腹形状を有している。この放熱フィンユニット１５の放熱フィン１５ａ…も図２に示す放熱フィン５…と同様に、放熱フィン１５ａの高さＨ２と隣り合う放熱フィン１５ａ，１５ａの間隙寸法Ｇ２との比率（トング比：Ｈ２／Ｇ２）が１０以上であり、押出し成形法では成形することができない形状である。放熱フィンユニット１５は、放熱フィンユニット１５の一方の側部に位置する複数の連結部１５ｂ…が複数の位置決め溝１４ａ…に嵌合された状態でフィン固定部１４に溶接技術や溶着技術を用いて固定されている。この例では、押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品１１に放熱フィンユニット１５を固定することにより、押出し成形法では成形することができない形状の複数枚の放熱フィン１５ａ…を有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。
【００１２】
なお、この例では、蛇腹形状の放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品１１のフィン固定部１４に固定して、複数枚の放熱フィン１５ａ…をベース１２に設けたが、それぞれ別体の複数枚の放熱フィンをベース１２のフィン固定部１４に固定するようにしても構わない。
【００１３】
また、上記各例では、押出し成形法によりヒートシンク予備成形品を成形する例を示したが、押出し成形法に限らず、鋳造法または鍛造法によりヒートシンク予備成形品を成形する場合にも、本発明の製造方法を適用できるのは勿論である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、鋳造法、鍛造法または押出し成形法では成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクを製造することができる。特に本発明によれば、鋳造法，鍛造法または押出し成形法を製造の基本工程に用いているので、冷却ファン装着型ヒートシンクを低価格で比較的容易に製造することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の製造方法を説明するために用いるヒートシンク予備成形品の断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の方法で製造した冷却ファン装着型ヒートシンクの断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の製造方法を説明するために用いるヒートシンク予備成形品の断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の方法で製造した冷却ファン装着型ヒートシンクの断面図である。
【図５】一般的な冷却ファン装着型ヒートシンクを用いた電子部品冷却装置の平面図である。
【図６】一般的な冷却ファン装着型ヒートシンクを用いた電子部品冷却装置の側面図である。
【符号の説明】
１，１１ ヒートシンク予備成形品
２，１２ ベース
３，１３ ファンケース係合部
４ 放熱フィン形成部
５，１５ａ 放熱フィン
１４ フィン固定部
１４ａ 位置決め溝
１５ 放熱フィンユニット
１５ｂ，１５ｃ 連結部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の電子部品を冷却する電子部品冷却装置に用いる冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６は、一般的な冷却ファン装着型ヒートシンクを用いる電子部品冷却装置の平面図及び側面図である。両図に示すように、この電子部品冷却装置は、金属製のヒートシンク１０１と冷却ファン１０２とが組み合わされて構成されている。冷却ファン１０２に装着されるヒートシンク（冷却ファン装着型ヒートシンク）１０１は、電子部品が取付けられるベース１０３と、ベース１０３に対して設けられた複数枚の放熱フィン１０４…と、冷却ファン１０２のファンケース１０５を係合するファンケース係合部１０６とを備えている。この例では、冷却ファン装着型ヒートシンク１０１は、押出し成形した押出し材に切断、穴開け等の加工が施されて成形されている。この種の電子部品冷却装置に用いられるヒートシンクは、形状に応じて鋳造法、鍛造法により成形されることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
冷却ファン装着型ヒートシンクでは、ヒートシンクの小型化を妨げることなく、複数枚の放熱フィンの枚数を増やして放熱効果を高めることが求められている。しかしながら、このような要望に応えようとすると、放熱フィンの高さＨと隣り合う放熱フィンの間隙寸法Ｇとの比率（トング比：Ｈ／Ｇ）が大きくなって、押出し成形法等により成形することが難しくなる。特にトング比が１０以上になると、押出し成形法により複数枚の放熱フィンを成形することができない。また、鋳造法、鍛造法でも放熱フィンを成形できる形状に限界がある。
【０００４】
本発明の目的は、鋳造法，鍛造法または押出し成形法により成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクを低価格で比較的容易に製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベースと、ベースに対して設けられた複数枚の放熱フィンと、複数枚の放熱フィン及びベースを強制的に冷却するための冷却ファンのファンケースを係合するためのファンケース係合部とを備えた冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法を改良の対象にする。本発明では、まず、鋳造法、鍛造法または押出し成形法によりベースと、ファンケース係合部と、複数枚の放熱フィンを後の切削加工により形成するために用いる放熱フィン形成部とを一体に備えたヒートシンク予備成形品を成形する。次に、鋳造法、鍛造法または押出し成形法により成形することができないまたは成形することが難しい形状または大きなトング比を有する複数枚の放熱フィンを、放熱フィン形成部に切削加工を施して形成する。本発明では、鋳造法、鍛造法または押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品に切削加工を施すことにより、鋳造法、，鍛造法または押出し成形法では成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。また、本製造方法では、鋳造法、鍛造法または押出し成形法を製造の基本工程に用いているので、このような冷却ファン装着型ヒートシンクを低価格で比較的容易に製造することができる。
【０００６】
また、放熱フィン形成部をベースと一体に形成する代わりに複数枚の放熱フィンを固定するフィン固定部をヒートシンク予備成形品に形成し、このフィン固定部に放熱フィンを固定してもよい。この場合も、鋳造法、鍛造法または押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品に複数枚の放熱フィンを固定することにより、鋳造法、鍛造法または押出し成形法では成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。
【０００７】
放熱フィンは一枚ずつフィン固定部に固定してもよいが、製造が面倒になるため、複数枚の放熱フィンを１つのユニットにして構成してもよい。その場合には、例えば、並んで配置された複数枚の放熱フィンの隣接する２枚の放熱フィンをそれぞれ連結部を介して連結した放熱フィンユニットとして構成することができる。このような放熱フィンユニットを用いると、１個または少数の放熱フィンユニットをフィン固定部に固定するだけで、複数枚の放熱フィンをベースに対して簡単に固定することができる。
【０００８】
ヒートシンク予備成形品のフィン固定部には、放熱フィンユニットを位置決めするための複数の位置決め溝を成形し、放熱フィンユニットの一方の側部に位置する複数の連結部を複数の位置決め溝に嵌合した状態で放熱フィンユニットをフィン固定部に固定するのが好ましい。このようにすれば、放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品に対して正確な位置に簡単に固定することができる。
【０００９】
また、この場合、放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品と別の材質で一体に形成してもよい。この場合、放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品よりも熱伝導率の高い材料により形成すれば、放熱効率を更に高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態の冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法について説明する。まず、押出し成形法により図１の横断面形状を有するアルミ製のヒートシンク予備成形品１を成形する。このヒートシンク予備成形品１は、電子部品が取付けられるベース２と、冷却ファンのファンケースを係合するファンケース係合部３，３と、ベース２に形成されたほぼ直方体状の放熱フィン形成部４とを一体に備えており、放熱フィン形成部４を除いて図５及び図６に示す冷却ファン装着型ヒートシンク１０１と同じ断面形状を有している。ファンケース係合部３，３及び放熱フィン形成部４は、それぞれ押し出し方向に連続して延びている。次に、ヒートシンク予備成形品１に切断、穴あけ等の所定の加工を施した後に、放熱フィン形成部４にＮＣ工作機を用いて押し出し方向に延びる複数の溝を切削加工により形成して、図２の横面形状を有する複数枚の放熱フィン５…を備えた冷却ファン装着型ヒートシンク６を完成する。複数枚の放熱フィン５…は、放熱フィン５の高さＨ１と隣り合う放熱フィン５，５間の間隙寸法Ｇ１との比率（トング比：Ｈ１／Ｇ１）が１０以上であり、押出し成形法では成形することができない形状である。本例によれば、押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品１に切削加工を施すことにより、押出し成形法では成形することができない形状の複数枚の放熱フィン５…を有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。切削加工は、ＮＣ工作機を用いる場合に限定されるものではなく、公知の切削技術を用いることができる。
【００１１】
次に、本発明の他の実施の形態の冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法について説明する。まず、押出し成形法により図３の横断面形状を有するアルミ製のヒートシンク予備成形品１１を成形する。このヒートシンク予備成形品１１は、ベース１２と、ファンケース係合部１３，１３と、ベース１２に形成されたフィン固定部１４とを備えている。フィン固定部１４には、ヒートシンク予備成形品１１の押出し方向に延びる複数の位置決め溝１４ａ…が成形されている。次に、図４に示すように、放熱フィンユニット１５をヒートシンク予備成形品１１のフィン固定部１４に固定して、冷却ファン装着型ヒートシンク１６を完成する。放熱フィンユニット１５は、ヒートシンク予備成形品よりも熱伝導率の高い材質（例えば銅）により形成されており、並んで配置された複数枚の放熱フィン１５ａ…の隣接する２枚の放熱フィン１５ａ，１５ａがそれぞれ連結部１５ｂ…，１５ｃ…を介して連結された構造を有している。言い換えると、この放熱フィンユニット１５は、一枚の銅板が折り曲げられたいわゆる蛇腹形状を有している。この放熱フィンユニット１５の放熱フィン１５ａ…も図２に示す放熱フィン５…と同様に、放熱フィン１５ａの高さＨ２と隣り合う放熱フィン１５ａ，１５ａの間隙寸法Ｇ２との比率（トング比：Ｈ２／Ｇ２）が１０以上であり、押出し成形法では成形することができない形状である。放熱フィンユニット１５は、放熱フィンユニット１５の一方の側部に位置する複数の連結部１５ｂ…が複数の位置決め溝１４ａ…に嵌合された状態でフィン固定部１４に溶接技術や溶着技術を用いて固定されている。この例では、押出し成形法により成形したヒートシンク予備成形品１１に放熱フィンユニット１５を固定することにより、押出し成形法では成形することができない形状の複数枚の放熱フィン１５ａ…を有する冷却ファン装着型ヒートシンクの製造が可能になる。
【００１２】
なお、この例では、蛇腹形状の放熱フィンユニットをヒートシンク予備成形品１１のフィン固定部１４に固定して、複数枚の放熱フィン１５ａ…をベース１２に設けたが、それぞれ別体の複数枚の放熱フィンをベース１２のフィン固定部１４に固定するようにしても構わない。
【００１３】
また、上記各例では、押出し成形法によりヒートシンク予備成形品を成形する例を示したが、押出し成形法に限らず、鋳造法または鍛造法によりヒートシンク予備成形品を成形する場合にも、本発明の製造方法を適用できるのは勿論である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、鋳造法、鍛造法または押出し成形法では成形することができないまたは成形することが難しい形状の複数枚の放熱フィンを有する冷却ファン装着型ヒートシンクを製造することができる。特に本発明によれば、鋳造法，鍛造法または押出し成形法を製造の基本工程に用いているので、冷却ファン装着型ヒートシンクを低価格で比較的容易に製造することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の製造方法を説明するために用いるヒートシンク予備成形品の断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の方法で製造した冷却ファン装着型ヒートシンクの断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の製造方法を説明するために用いるヒートシンク予備成形品の断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の方法で製造した冷却ファン装着型ヒートシンクの断面図である。
【図５】一般的な冷却ファン装着型ヒートシンクを用いた電子部品冷却装置の平面図である。
【図６】一般的な冷却ファン装着型ヒートシンクを用いた電子部品冷却装置の側面図である。
【符号の説明】
１，１１ ヒートシンク予備成形品
２，１２ ベース
３，１３ ファンケース係合部
４ 放熱フィン形成部
５，１５ａ 放熱フィン
１４ フィン固定部
１４ａ 位置決め溝
１５ 放熱フィンユニット
１５ｂ，１５ｃ 連結部
Claims (5)
- ベースと、前記ベースに対して設けられた複数枚の放熱フィンと、前記複数枚の放熱フィン及び前記ベースを強制的に冷却するための冷却ファンのファンケースを係合するためのファンケース係合部とを備えた冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法であって、
鋳造法、鍛造法または押出し成形法により前記ベースと前記ファンケース係合部と、前記複数枚の放熱フィンを後の切削加工により形成するために用いる放熱フィン形成部とを一体に備えたヒートシンク予備成形品を成形し、
前記放熱フィン形成部に前記切削加工を施して、前記放熱フィンの高さＨと隣り合う放熱フィンの間隙寸法Ｇとのトング比（Ｈ／Ｇ）が１０以上の前記複数枚の放熱フィンを形成することを特徴とする冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法。 - ベースと、前記ベースに対して設けられた複数枚の放熱フィンと、前記複数枚の放熱フィン及び前記ベースを強制的に冷却するための冷却ファンのファンケースを係合するためのファンケース係合部とを備えた冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法であって、
鋳造法、鍛造法または押出し成形法により前記ベースと、前記ファンケース係合部と、前記複数枚の放熱フィンを固定するためのフィン固定部とを備えたヒートシンク予備成形品を成形し、
前記放熱フィンの高さＨと隣り合う放熱フィンの間隙寸法Ｇとのトング比（Ｈ／Ｇ）が１０以上の前記複数枚の放熱フィンを前記ヒートシンク予備成形品の前記フィン固定部に固定することを特徴とする冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法。 - 前記複数枚の放熱フィンは、並んで配置された前記複数枚の放熱フィンの隣接する２枚の放熱フィンがそれぞれ連結部を介して連結された放熱フィンユニットとして構成されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法。
- 前記ヒートシンク予備成形品の前記フィン固定部には、前記放熱フィンユニットを位置決めするための複数の位置決め溝が成形されており、前記放熱フィンユニットの一方の側部に位置する前記複数の連結部が前記複数の位置決め溝に嵌合された状態で前記放熱フィンユニットが前記フィン固定部に固定されることを特徴とする請求項３に記載の冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法。
- 前記放熱フィンユニットは前記ヒートシンク予備成形品よりも熱伝導率の高い材料により一体に形成されている請求項２に記載の冷却ファン装着型ヒートシンクの製造方法。
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