JP5387342B2 - heatsink - Google Patents
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Description
本発明は、ＬＥＤ素子などの発熱体が取り付けられるヒートシンクに関する。 The present invention relates to a heat sink to which a heating element such as an LED element is attached.
ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を用いた自動車のライトとしては、ライトのハウジングの底部に設けられた基板の表側の面にＬＥＤ素子を取り付け、基板の裏側の面には、ＬＥＤ素子の熱を放熱させるためのヒートシンクが取り付けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。 As an automobile light using an LED (light emitting diode) element, an LED element is attached to the surface on the front side of the substrate provided at the bottom of the light housing, and the heat of the LED element is dissipated on the surface on the back side of the substrate. There is a thing to which the heat sink for attaching is attached (for example, refer patent document 1).
このようなヒートシンクは、例えば、特許文献２に開示されているようなアルミニウム合金を用いたダイカストによって形成されている。具体的には、固定型と可動型とが組み合わされたダイカスト用の金型のキャビティ内に、溶解させたアルミニウム合金を射出させ、アルミニウム合金を金型内で冷却・凝固させている。そして、金型内でアルミニウム合金を凝固させてヒートシンクを形成した後に、可動型を固定型から分離させてヒートシンクを取り出している。
Such a heat sink is formed by die casting using an aluminum alloy as disclosed in
なお、可動型を固定型から分離させたときに、ヒートシンクが可動型に保持されるように、可動型および固定型に対するヒートシンクの抱き付き力が設定されている。そして、可動型からヒートシンクを取り出すときには、可動型の内部に組み込まれた押出ピンによってヒートシンクを押し出している。したがって、ヒートシンクに形成された放熱フィンの先端縁部には、押出ピンによって押圧される円形断面の押出部が形成されている。 In addition, when the movable mold is separated from the fixed mold, the holding force of the heat sink with respect to the movable mold and the fixed mold is set so that the heat sink is held in the movable mold. And when taking out a heat sink from a movable mold | type, the heat sink is extruded with the extrusion pin integrated in the inside of a movable mold | type. Therefore, an extruding portion having a circular cross section that is pressed by the extruding pin is formed at the front end edge portion of the radiating fin formed on the heat sink.
前記した従来のヒートシンクでは、図７に示すように、放熱フィン１３０の先端縁部に形成された円形断面の押出部１４０が放熱フィン１３０の両面側に大きく突出しているので、隣り合う放熱フィン１３０，１３０の隙間における空気の流動性が低くなり、ひいては放熱効率が低くなるという問題がある。
In the above-described conventional heat sink, as shown in FIG. 7, the
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、押出部の断面積を十分に確保しつつ放熱効率を高めることができるヒートシンクを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat sink that solves the above-described problems and can increase the heat dissipation efficiency while sufficiently securing the cross-sectional area of the extruded portion.
前記課題を解決するため、本発明は、発熱体の取付部が形成されたベース部と、前記ベース部上に立設された複数の放熱フィンと、を有する本体部を備え、ダイカストによって形成されたヒートシンクであって、少なくとも一つの前記放熱フィンの先端縁部には、前記本体部をダイカスト用の金型から取り出すときに、前記金型に設けられた押出ピンによって押圧される押出部が形成されており、前記押出部は、矩形断面に形成され、前記放熱フィンのいずれか一方の側面に突設され、前記本体部は、前記押出部を含む第一の領域が第一の金型によって形成され、前記第一の領域以外の第二の領域が第二の金型によって形成されており、前記押出部は、前記第一の金型の側面に設けられた切り欠き部によって形成されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a main body having a base portion on which a heating element mounting portion is formed and a plurality of heat dissipating fins standing on the base portion, and is formed by die casting. An extruding portion that is pressed by an extruding pin provided on the die when the main body portion is taken out from the die casting die is formed at the tip edge portion of the at least one radiating fin. The extrusion part is formed in a rectangular cross section, protrudes on one side surface of the radiating fin, and the main body part has a first region including the extrusion part by a first mold. Formed, and a second region other than the first region is formed by a second mold, and the pushing portion is formed by a notch provided on a side surface of the first die. as a feature that you are That.
この構成では、押出部が矩形断面に形成されているため、押出部の断面を押出部の幅方向に広げることで、押出部の断面積を十分に確保することができる。つまり、この構成によれば、放熱フィンの側面からの押出部の突出量を、押出部を円形断面に形成した場合に比べて小さくすることができるので、隣り合う放熱フィンの隙間における空気の流動性を高めることができ、ヒートシンクの放熱効率を高めることができる。 In this structure, since the extrusion part is formed in the rectangular cross section, the cross-sectional area of an extrusion part is fully securable by expanding the cross section of an extrusion part in the width direction of an extrusion part. In other words, according to this configuration, the amount of protrusion of the extruding part from the side surface of the radiating fin can be reduced as compared with the case where the extruding part is formed in a circular cross section. The heat dissipation efficiency of the heat sink can be increased.
また、第一の金型と第二の金型とを分割することで、第一の金型の切り欠き部を外部に露出させることができるため、金型のメンテナンス性を高めることができる。
また、押出部を形成するための切り欠き部は、第一の金型の側面を加工して形成されるため、金型の加工を簡略化させることができる。
なお、第一の領域に発熱体の取付部が形成されている場合には、取付部の形状が変更されたときに、金型全体を新たに作成することなく、第一の金型のみを新たに作成すればよいため、金型の製造コストを低減することができる。
Moreover, by dividing | segmenting a 1st metal mold | die and a 2nd metal mold | die, since the notch part of a 1st metal mold | die can be exposed outside, the maintainability of a metal mold | die can be improved.
Moreover, since the notch part for forming an extrusion part is formed by processing the side surface of a 1st metal mold | die, the process of a metal mold | die can be simplified.
In addition, when the attachment part of the heating element is formed in the first region, when the shape of the attachment part is changed, only the first mold is prepared without newly creating the entire mold. Since it suffices to create a new one, the manufacturing cost of the mold can be reduced.
前記したヒートシンクにおいて、前記第一の領域には、複数の前記押出部が形成されており、前記各押出部は前記取付部の周囲に配置されているように構成することができる。 In the heat sink described above, a plurality of the extruding portions may be formed in the first region, and each of the extruding portions may be arranged around the mounting portion.
この構成では、形状が複雑な取付部の周囲に複数の押出部が配置されているため、各押出部を押出ピンによって押圧することで、ヒートシンクを第一の金型からスムーズに離型させることができる。 In this configuration, since a plurality of extruding parts are arranged around the mounting part with a complicated shape, the heat sink can be smoothly released from the first mold by pressing each extruding part with an extruding pin. Can do.
前記したヒートシンクにおいて、前記本体部は、アルミニウム合金の材料を用いたダイカストによって形成することができる。ここで、前記したように、押出部が矩形断面に形成されている場合には、従来のように押出部を円形断面に形成した場合と比べて、放熱フィンからの突出量が小さいため、放熱フィンの剛性が低下する。
そこで、前記アルミニウム合金の材料は、ケイ素を４〜１３％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含み、成形後の前記本体部に熱処理を施すことで、熱伝導率を低下させることなく、合金基質を強化することが望ましい。
また、前記アルミニウム合金の材料は、ケイ素を０．１〜１．０％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含むとともに、０．５〜５．０％の銅または０．５〜５．０％のニッケルの少なくとも一種が含まれており、成形後の前記本体部に熱処理が施すことで、熱伝導率を低下させることなく、合金基質を強化させてもよい。
In the heat sink described above, the main body can be formed by die casting using an aluminum alloy material. Here, as described above, when the extruded portion is formed in a rectangular cross section, the amount of protrusion from the heat radiating fin is small compared to the case where the extruded portion is formed in a circular cross section as in the prior art. Fin stiffness decreases.
Therefore, the material of the aluminum alloy contains 4 to 13% of silicon, 0.22 to 2.0% of magnesium, and 0.2 to 1.0% of iron, and heat-treats the main body after forming. Thus, it is desirable to reinforce the alloy substrate without reducing the thermal conductivity.
The material of the aluminum alloy contains 0.1 to 1.0% of silicon, 0.22 to 2.0% of magnesium, 0.2 to 1.0% of iron, and 0.5 to 5.%. Contains at least one of 0% copper or 0.5-5.0% nickel, and heat-treats the body after molding, strengthening the alloy substrate without reducing thermal conductivity You may let them.
前記したように、アルミニウム合金の材料の組成を設定するとともに、本体部に熱処理を施すことで、射出性および離型性に優れ、熱伝導率が高く、合金基質が強化されたヒートシンクを形成することができる。
すなわち、ヒートシンクの本体部に熱処理を施すことで、アルミニウム合金組織中にケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物を析出させて、合金基質を強化させることができる。したがって、押出部を矩形断面に形成したうえで、放熱フィンを薄肉化することができ、ヒートシンクの放熱効率を高めることができる。
また、ヒートシンクの本体部に熱処理を施して、アルミニウム合金組織中にケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物を析出させることで、放熱特性を改善することができる。
As described above, by setting the composition of the aluminum alloy material and heat-treating the main body, a heat sink having excellent injection properties and release properties, high thermal conductivity, and reinforced alloy substrate is formed. be able to.
That is, by heat-treating the main body of the heat sink, a magnesium silicide compound, or an aluminum-copper or aluminum-nickel compound can be precipitated in the aluminum alloy structure, thereby strengthening the alloy substrate. Therefore, the heat radiation fin can be thinned after the extrusion portion is formed in a rectangular cross section, and the heat radiation efficiency of the heat sink can be increased.
In addition, heat treatment can be performed by heat-treating the main body of the heat sink to precipitate a magnesium silicide compound, or an aluminum-copper or aluminum-nickel compound in the aluminum alloy structure.
また、前記本体部の熱処理は、処理温度が１５０〜３５０℃で、処理時間が１〜１０時間であることが望ましい。なお、本体部の処理温度が１５０℃よりも低く、または処理時間が１時間未満であると、ケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物の析出が不十分になるため、合金基質の強度が低く、なおかつ熱伝導率も低くなる。また、処理温度が３５０℃よりも高くなると、析出したケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物が粗大化し、合金基質の強度が低下する。さらに、処理時間が１０時間を超えても合金基質の強度は飽和して変化しないため、ヒートシンクの生産に要する時間が長くなって経済性が低下することになる。 The heat treatment of the main body is preferably performed at a processing temperature of 150 to 350 ° C. and a processing time of 1 to 10 hours. In addition, when the processing temperature of the main body is lower than 150 ° C. or the processing time is less than 1 hour, precipitation of the magnesium silicide compound, or the aluminum-copper or aluminum-nickel compound becomes insufficient. The strength of the alloy substrate is low, and the thermal conductivity is also low. On the other hand, when the treatment temperature is higher than 350 ° C., the precipitated magnesium silicide compound, or the aluminum-copper or aluminum-nickel compound becomes coarse, and the strength of the alloy substrate decreases. Furthermore, even if the treatment time exceeds 10 hours, the strength of the alloy substrate is saturated and does not change, so that the time required for the production of the heat sink becomes longer and the economic efficiency is lowered.
本発明のヒートシンクによれば、押出部の断面積を十分に確保しつつ放熱効率を高めることができる。 According to the heat sink of the present invention, it is possible to increase the heat radiation efficiency while sufficiently securing the cross-sectional area of the extruded portion.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、自動車のライトのハウジングに取り付けられるヒートシンクを例として説明する。本実施形態のヒートシンクは、ライトの光源であるＬＥＤ素子（特許請求の範囲における「発熱体」）の取付部が形成されており、ＬＥＤ素子の熱を放熱させるための部品である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
In the present embodiment, a heat sink attached to an automobile light housing will be described as an example. The heat sink of the present embodiment is a component for dissipating the heat of the LED element, in which a mounting portion of an LED element (“heating element” in claims) that is a light source of light is formed.
ヒートシンク１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子の取付部１１ｃが形成されたベース部１１と、ベース部１１の表側の面１１ａおよび裏側の面１１ｂに立設された複数の放熱フィン１２，１３と、を有する本体部１０を備えている。このヒートシンク１は、アルミニウム合金を用いたダイカストによって形成されている。
なお、本実施形態では、図１の上側をヒートシンク１の表側とし、図１の下側をヒートシンク１の裏側としているが、この表裏は便宜上設定したものであり、ヒートシンク１の構成を限定するものではない。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
In the present embodiment, the upper side of FIG. 1 is the front side of the
ベース部１１は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、平面視で長方形の板状の部材であり、図２の左右方向に長手方向が設定されている。このベース部１１は、ライトのハウジングに固着されるものであり、取り付け対象のハウジングに対応させてその形状が設定される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
取付部１１ｃは、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、ベース部１１の表側の面１１ａおよび裏側の面１１ｂの中央部に立設された円筒状の部位である。この取付部１１ｃの表側の開口部１１ｄはＬＥＤ素子の発光部が取り付けられる部位であり、裏側の底部には反射板を固定するための孔部１１ｅが形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図１（ａ）に示すように、ベース部１１の表側の面１１ａには、複数の放熱フィン１２・・・が立設されている。各放熱フィン１２・・・は、ベース部１１の長手方向に延ばされた薄い板状の部材であり、本実施形態では、各放熱フィン１２・・・が均等な間隔で平行して並べられている。
また、図３に示すように、放熱フィン１２の側面は、先端縁部の幅が基端部の幅よりも小さくなるように台形状に形成されている。
As shown in FIG. 1A, a plurality of radiating
Moreover, as shown in FIG. 3, the side surface of the
図１（ｂ）に示すように、ベース部１１の裏側の面１１ｂには、表側の面１１ａに立設された各放熱フィン１２・・・と同じように、複数の放熱フィン１３・・・が立設されている。
裏側の面１１ｂの放熱フィン１３の側面は、表側の面１１ａの放熱フィン１２の側面の傾斜角度よりも小さい傾斜角度で台形状に形成されている。
また、ベース部１１の裏側では、取付部１１ｃの底部が各放熱フィン１３・・・の先端縁部よりも突出している。
As shown in FIG. 1 (b), a plurality of radiating
The side surface of the
Moreover, on the back side of the
図２（ｂ）に示すように、ベース部１１の裏側には、四つの押出部１４・・・が取付部１１ｃの周囲（取付部１１ｃに対して図２（ｂ）の左右上下）に配置されている。各押出部１４・・・は、各放熱フィン１３・・・のうち、取付部１１ｃの両側（図２（ｂ）の上下両側）に配置された二つの放熱フィン１３，１３に二つずつ形成されている。
押出部１４は、図６（ｂ）に示すように、本体部１０を後記する可動型２０（図６（ｂ）参照）から取り外すときに、可動型２０に設けられた押出ピン４０によって押圧される部位である。
As shown in FIG. 2B, on the back side of the
As shown in FIG. 6B, the extruding
押出部１４は、図３に示すように、放熱フィン１３の取付部１１ｃ側の側面に形成されており、放熱フィン１３の基端部から先端縁部に亘って直線状に突設されている。図２（ｂ）に示すように、押出部１４の軸断面は、放熱フィン１３の長手方向に幅広な矩形断面に形成されている。この押出部１４の端面によって、放熱フィン１３の先端縁部には矩形の押出面１４ａが形成されている。
As shown in FIG. 3, the extruding
ここで、図１（ａ）および（ｂ）に示すヒートシンク１の本体部１０は、アルミニウム合金を用いたダイカストによって形成されている。そして、本実施形態では、ケイ素を４〜１３％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含み、残部がアルミニウムおよび不可避不純物によって構成されたアルミニウム合金の材料、または、ケイ素を０．１〜１．０％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含むとともに、０．５〜５．０％の銅および０．５〜５．０％のニッケルの少なくとも一種が含まれ、残部がアルミニウムおよび不可避不純物によって構成されたアルミニウム合金の材料を用いている。なお、前記したアルミニウム合金の材料のうち後者にあっては、アルミニウム合金の材料に、銅またはニッケルの少なくとも一種が含まれているが、銅およびニッケルの両方が含まれていなくてもよい。
さらに、本実施形態では、成形後の本体部１０に対して、処理温度が１５０〜３５０℃で、処理時間が１〜１０時間の熱処理が施されている。
Here, the
Further, in the present embodiment, the molded
なお、本実施形態のように、押出部１４が矩形断面に形成されている場合には、押出部を円形断面に形成した従来の構成と比べて、放熱フィン１３からの突出量が小さいため、放熱フィン１３の剛性が低下する。したがって、本体部１０の熱伝導率を低下させることなく、合金基質を強化することが望ましい。
そこで、前記したように、本体部１０に熱処理を施すことで、アルミニウム合金組織中にケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物を析出させ、合金基質を強化させている。したがって、押出部１４を矩形断面に形成したうえで、放熱フィン１３を薄肉化することができ、ヒートシンク１の放熱効率が高くなっている。
また、本体部１０に熱処理を施して、アルミニウム合金組織中にケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物を析出させることで、放熱特性を改善させている。
In addition, when the
Therefore, as described above, heat treatment is performed on the
In addition, heat treatment is performed on the
次に、ヒートシンク１の本体部１０を形成するためのダイカスト用の金型２について説明する。
金型２は、図４および図５に示すように、固定型３０と可動型２０とを備え、固定型３０と可動型２０とを組み合わせることで、金型２の内部に形成されたキャビティ２ａ（図６（ａ）参照）内に、溶解させたアルミニウム合金を射出させて、キャビティ２ａ内で本体部１０（図１（ａ）参照）を形成するものである。
Next, a die casting die 2 for forming the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
固定型３０は、ダイカスト装置に固定される金型であり、固定型３０の裏側の面３０ｂには、本体部１０（図１（ａ）参照）のベース部１１および各放熱フィン１２・・・を形成するためのキャビティとなる凹部３０ｃが形成されている。
The fixed
可動型２０は、ダイカスト装置の駆動機構に取り付けられることで、固定型３０に対して移動可能な金型であり、第一の可動型２１（特許請求の範囲における「第一の金型」）と、第二の可動型２２（特許請求の範囲における「第二の金型」）と、を備えている。
第一の可動型２１は、図２（ｂ）に示す本体部１０において、取付部１１ｃおよび各押出部１４・・・を含む第一の領域Ａ（ハッチングを付した領域）を形成するための金型である。また、第二の可動型２２は、第一の領域Ａ以外の第二の領域Ｂを形成するための金型である。
なお、第一の領域Ａは、取付部１１ｃを中心として、ベース部１１の裏側の面１１ｂの中央部に設定された矩形の領域であり、各押出部１４・・・が四隅に配置されている。
The
The first
In addition, the 1st area | region A is a rectangular area | region set to the center part of the
第二の可動型２２は、図４および図５に示すように、表側の面２２ａおよび裏側の面２２ｂが形成されており、表側の面２２ａには本体部１０（図１（ｂ）参照）の各放熱フィン１３・・・を形成するためのキャビティとなる凹部２２ｃが形成されている。また、第二の可動型２２の中央部には、第一の可動型２１が挿入される矩形の開口部２２ｄが表側の面２２ａから裏側の面２２ｂに貫通している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the second
第一の可動型２１は、第二の可動型２２の開口部２２ｄに挿入される矩形断面の金型である。第一の可動型２１の表側の面２１ａには、本体部１０（図１（ｂ）参照）の取付部１１ｃおよび放熱フィン１３の一部を形成するためのキャビティとなる凹部２１ｃが形成されている。
The first
また、第一の可動型２１の四隅には、本体部１０の各押出部１４・・・（図２（ｂ）参照）を形成するためのキャビティとなる矩形の切り欠き部２１ｅ・・・が形成されている。各切り欠き部２１ｅ・・・は、第一の可動型２１の表側の面２１ａから裏側の面２１ｂに亘って、第一の可動型２１の側面に直線状に形成されている。
第一の可動型２１を第二の可動型２２の開口部２２ｄに挿入したときには、各切り欠き部２１ｅ・・・によって、第一の可動型２１の四隅に表側の面２１ａから裏側の面２１ｂに貫通した孔部が形成される。この四つの孔部には、ダイカスト装置の駆動機構に連結された四体の押出ピン４０がそれぞれ挿入される（図６（ａ）参照）。
In addition,
When the first
押出ピン４０は、第一の可動型２１の裏側から切り欠き部２１ｅ内に挿入されており、切り欠き部２１ｅ内で表裏方向に摺動自在となっている。この押出ピン４０は、図６（ｂ）に示すように、可動型２０から本体部１０を取り出すときに、本体部１０を可動型２０から押し出すための部材である。
The
図６（ａ）に示すように、押出ピン４０が切り欠き部２１ｅ内に挿入されたときには、押出ピン４０の先端面４０ａによって切り欠き部２１ｅの底面が形成される。すなわち、押出ピン４０の先端面４０ａは、本体部１０（図１（ｂ）参照）の押出部１４の先端面を形成するための成形面となっている。
As shown in FIG. 6A, when the
次に、本実施形態の金型２を用いてヒートシンク１を形成する手順について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、固定型３０の裏側の面３０ｂに可動型２０の表側の面２２ａを重ね合わせて、固定型３０と可動型２０とを組み合わせる。これにより、金型２の内部にキャビティ２ａが形成される。また、第一の可動型２１の各切り欠き部２１ｅ・・・には押出ピン４０・・・がそれぞれ挿入されている。
Next, a procedure for forming the
First, as shown in FIG. 6A, the fixed
続いて、金型２のキャビティ２ａ内に、溶解させたアルミニウム合金を射出させ、アルミニウム合金をキャビティ２ａ内で冷却・凝固させる。そして、キャビティ２ａ内でアルミニウム合金を凝固させて本体部１０を形成した後に、図６（ｂ）に示すように、可動型２０を固定型３０から分離させる。
Subsequently, the molten aluminum alloy is injected into the
ここで、本体部１０の裏側の面１１ｂの各放熱フィン１３・・・の各側面は、表側の面１１ａの各放熱フィン１２・・・の各側面の傾斜角度よりも小さい傾斜角度に形成されている。さらに、本体部１０の裏側には取付部１１ｃ（図１（ｂ）参照）が大きく突出している。したがって、本体部１０の裏側（可動型２０側）は表側（固定型３０側）よりも金型２との接触面積が大きくなっており、可動型２０に対する本体部１０の抱き付き力が、固定型３０に対する本体部１０の抱き付き力よりも大きいため、可動型２０を固定型３０から分離させたときには、本体部１０は可動型２０に保持される。
Here, each side surface of each
そして、固定型３０から可動型２０を分離させた後に、可動型２０から本体部１０を取り出すときには、各押出ピン４０・・・を表側に向けて各切り欠き部２１ｅ・・・内で摺動させ、各押出ピン４０・・・によって本体部１０の各押出部１４・・・を押圧することで、本体部１０を可動型２０から押し出すことができる。
When the
以上のような本実施形態のヒートシンク１によれば、図２（ｂ）に示すように、押出部１４が矩形断面に形成されているため、押出部１４の断面を押出部１４の幅方向（放熱フィン１３の長手方向）に広げることで、押出部１４の断面積を十分に確保することができる。つまり、この構成によれば、放熱フィン１３の側面からの押出部１４の突出量を、押出部を円形断面に形成した場合（図７参照）に比べて小さくすることができるので、隣り合う放熱フィン１３，１３の隙間における空気の流動性を高めることができ、ヒートシンク１の放熱効率を高めることができる。
According to the
また、本実施形態のヒートシンク１の本体部１０は、アルミニウム合金の材料を用いたダイカストによって形成されており、ケイ素を４〜１３％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含むアルミニウム合金の材料、または、ケイ素を０．１〜１．０％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含むとともに、０．５〜５．０％の銅または０．５〜５．０％のニッケルの少なくとも一種が含まれるアルミニウム合金の材料を用いており、さらに、成形後の本体部１０に熱処理が施されている。これにより、本実施形態のヒートシンク１は、射出性および離型性に優れ、熱伝導率が高く、合金基質が強化されている。
このように、本実施形態のヒートシンク１では、本体部１０に熱処理を施すことで、アルミニウム合金組織中にケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物を析出させ、合金基質を強化させているため、押出部１４を矩形断面に形成したうえで、放熱フィン１３を薄肉化することができ、ヒートシンク１の放熱効率を高めることができる。
また、ヒートシンク１の本体部１０に熱処理を施して、アルミニウム合金組織中にケイ化マグネシウム化合物、またはアルミニウム−銅系もしくはアルミニウム−ニッケル系の化合物を析出させることで、ヒートシンク１の放熱特性が改善されている。
したがって、本実施形態のヒートシンク１では、押出部１４の断面積を十分に確保しつつ放熱効率を高めることができる。
Further, the
As described above, in the
In addition, heat treatment is performed on the
Therefore, in the
また、本実施形態のヒートシンク１では、形状が複雑な取付部１１ｃの周囲に四つの押出部１４・・・が配置されているため、各押出部１４・・・を各押出ピン４０・・・（図６（ｂ）参照）によって押圧することで、本体部１０を可動型２０からスムーズに取り外すことができる。
Moreover, in the
また、本実施形態のヒートシンク１の本体部１０を形成するためのダイカスト用の金型２では、図４および図５に示すように、可動型２０を第一の可動型２１と第二の可動型２２とに分割することで、第一の可動型２１の各切り欠き部２１ｅ・・・を外部に露出させることができるため、金型２のメンテナンス性を高めることができる。
また、押出部１４を形成するための切り欠き部２１ｅは、第一の可動型２１の側面を加工して形成されているため、金型２の加工を簡略化させることができる。
また、取付部１１ｃの形状が変更されたときには、金型２全体を新たに作成することなく、第一の可動型２１のみを新たに作成すればよいため、金型２の製造コストを低減することができる。
Further, in the
Moreover, since the
Further, when the shape of the mounting
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、二つの放熱フィン１３，１３に押出部１４を形成しているが、押出部１４の個数やその配置は限定されるものではなく、本体部１０の離型性を考慮して設定することができる。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, in this embodiment, as shown in FIG. 2 (b), the extruding
また、本実施形態では、本体部１０の裏側の面１１ｂの放熱フィン１３に押出部１４が形成されているが、図２（ａ）に示す本体部１０の表側の面１１ａの放熱フィン１２に押出部を形成し、固定型２０（図４参照）に設けられた押出ピンによって、本体部１０を押圧して、本体部１０を固定型２０から取り外してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the
また、本実施形態では、自動車のライトのハウジングに取り付けられるヒートシンクを例として説明しているが、本発明のヒートシンクの適用対象は限定されるものではなく、各種の電気部品などの発熱体に適用することができ、その大きさや形状も限定されるものではない。 Further, in this embodiment, the heat sink attached to the light housing of the automobile is described as an example, but the application target of the heat sink of the present invention is not limited, and is applied to a heating element such as various electric components. The size and shape are not limited.
次に、図１に示す本実施形態のヒートシンク１の本体部１０を形成するアルミニウム合金の材料の一例について、以下の実施例および比較例を参照して、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
Next, an example of the material of the aluminum alloy forming the
本実施例では、アルミニウムおよび合金元素を含む原料を溶解し、表１に示す化学成分のアルミニウム合金をダイカストにより形成した。
なお、表１に合金名Ｅとして示すものは特許文献２に開示されるアルミニウム合金の例であり、合金名Ｆとして示すものは、熱処理型のダイカスト合金として従来から汎用されてきたＪＩＳ Ｈ ５３０２に規定されたＡＤＣ１２合金である。
本発明の実施例および合金名Ｆについては、処理温度が２００℃、処理時間が４時間の熱処理を施している。そして、熱処理の前後両方の合金を供試材として用意し、これらの供試材について、引張強度と熱伝導率を測定した結果を表２に示している。
In this example, a raw material containing aluminum and an alloy element was melted, and an aluminum alloy having chemical components shown in Table 1 was formed by die casting.
The alloy name E shown in Table 1 is an example of an aluminum alloy disclosed in
About the Example of this invention, and the alloy name F, the heat processing for which the process temperature is 200 degreeC and the process time is 4 hours is performed. And the alloy of both before and after heat processing was prepared as a test material, and the result of having measured tensile strength and thermal conductivity about these test materials is shown in Table 2.
表２によれば、本発明の実施例では、熱伝導率１６０Ｗ／ｍＫ以上かつ引張強度が２３０ＭＰａ以上となっており、高い熱伝導率と強化された合金基質とが両立されている。
なお、合金名Ａ、Ｂ、ＣまたはＤであっても熱処理なしでは、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍＫ未満または引張強度が２３０ＭＰａ未満となっている。
また、特許文献２に開示されたアルミニウム合金の例である合金名Ｅは、熱処理型の合金ではないが、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍＫ未満かつ引張強度が２３０ＭＰａ未満であり、高い熱伝導率と強化された合金基質とが両立していない。
また、熱処理型のダイカスト合金として従来から汎用されてきたＡＤＣ１２合金は、熱処理なしでも、熱処理を施しても熱伝導率が１６０Ｗ／ｍＫ未満であり、高い熱伝導率が得られない。
このような実施例および比較例によって、本発明のヒートシンクに用いられるアルミニウム合金は、熱伝導率が高く、合金基質が強化されていることがわかった。
According to Table 2, in the examples of the present invention, the thermal conductivity is 160 W / mK or more and the tensile strength is 230 MPa or more, and both high thermal conductivity and strengthened alloy substrate are compatible.
In addition, even if it is alloy name A, B, C, or D, without heat processing, thermal conductivity is less than 160 W / mK or tensile strength is less than 230 MPa.
Further, although the alloy name E, which is an example of the aluminum alloy disclosed in
In addition, the ADC12 alloy that has been widely used as a heat treatment type die casting alloy has a heat conductivity of less than 160 W / mK even when heat treatment is performed without heat treatment, and high heat conductivity cannot be obtained.
From these examples and comparative examples, it was found that the aluminum alloy used in the heat sink of the present invention has high thermal conductivity and the alloy substrate is reinforced.
１ ヒートシンク
２ 金型
２ａ キャビティ
１０ 本体部
１１ ベース部
１１ｃ 取付部
１２ 表側の放熱フィン
１３ 裏側の放熱フィン
１４ 押出部
２０ 可動型
２１ 第一の可動型
２１ｅ 切り欠き部
２２ 第二の可動型
３０ 固定型
４０ 押出ピン
Ａ 第一の領域
Ｂ 第二の領域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも一つの前記放熱フィンの先端縁部には、前記本体部をダイカスト用の金型から取り出すときに、前記金型に設けられた押出ピンによって押圧される押出部が形成されており、
前記押出部は、矩形断面に形成され、前記放熱フィンのいずれか一方の側面に突設され、
前記本体部は、
前記押出部を含む第一の領域が第一の金型によって形成され、
前記第一の領域以外の第二の領域が第二の金型によって形成されており、
前記押出部は、前記第一の金型の側面に設けられた切り欠き部によって形成されていることを特徴とするヒートシンク。 A heat sink formed by die casting, comprising a body portion having a base portion on which a mounting portion of a heating element is formed, and a plurality of radiating fins erected on the base portion,
At the tip edge portion of at least one of the radiating fins, when the main body portion is taken out from a die casting die, an extrusion portion that is pressed by an extrusion pin provided on the die is formed,
The extruded portion is formed in a rectangular cross section, and is protruded from one side surface of the radiating fin ,
The main body is
A first region including the extruded portion is formed by a first mold;
The second region other than the first region is formed by the second mold,
The heat sink , wherein the extrusion part is formed by a notch part provided on a side surface of the first mold .
前記アルミニウム合金の材料は、ケイ素を４〜１３％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含み、成形後の前記本体部に熱処理が施されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートシンク。 The main body is formed by die casting using an aluminum alloy material,
The material of the aluminum alloy contains 4 to 13% of silicon, 0.22 to 2.0% of magnesium, and 0.2 to 1.0% of iron, and the body portion after molding is heat-treated. The heat sink according to claim 1 or claim 2 , wherein
前記アルミニウム合金の材料は、ケイ素を０．１〜１．０％、マグネシウムを０．２２〜２．０％、鉄を０．２〜１．０％含むとともに、０．５〜５．０％の銅または０．５〜５．０％のニッケルの少なくとも一種が含まれており、成形後の前記本体部に熱処理が施されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートシンク。 The main body is formed by die casting using an aluminum alloy material,
The material of the aluminum alloy contains 0.1 to 1.0% of silicon, 0.22 to 2.0% of magnesium, 0.2 to 1.0% of iron, and 0.5 to 5.0%. The copper according to claim 1 or 2 , wherein at least one of copper and 0.5 to 5.0% nickel is included, and the main body after molding is subjected to heat treatment. heatsink.
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