散热器的制造方法及散热器与流程

本发明涉及一种散热器的制造方法及散热器。

背景技术：

例如，在专利文献1中记载有一种散热器，该散热器包括供流体流动的热介质用管和与该热介质用管排列设置的多个翅片。在板状的翅片上，形成有上方开口且从正面观察呈U字形的安装座。热介质用管嵌合于翅片的安装座，并且通过钎焊固定于翅片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001－165588号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在现有的散热器的制造方法中，或现有的散热器的制造方法中，存在以下问题：将热介质用管与翅片嵌合的作业变得复杂，并且用于针对每个翅片进行钎焊的钎焊作业也变得复杂。此外，由于散热器是将热量向外部排出的构件，因此，需要较高的导热性。

从这样的观点来看，本发明的技术问题是提供一种能容易地制造出导热性高的散热器的散热器的制造方法。此外，本发明的技术问题是提供一种导热性高的散热器。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备被切削块，所述被切削块具有基块以及贯穿所述基块的热介质用管；切削工序，在所述切削工序中，使多联切刀与所述被切削块相对移动来对所述被切削块进行切削，在所述热介质用管的周围留下未切削区域的同时形成多个翅片，其中，所述多联切刀具有隔着间隙排列设置的多个圆盘切刀。

根据所述制造方法，热介质用管的外周面与基块接触，并且在热介质用管的周围留下未切削区域的同时从被切削块一体形成翅片，因此，能提高导热性。此外，由于只要使用多联切刀对一个被切削块进行切削即可，因此，能容易地制造出散热器。

此外，在所述准备工序中，较为理想的是，所述准备工序包括：插入工序，在所述插入工序中，将所述热介质用管插入到凹槽中，所述凹槽形成在朝所述基块的正面侧开口的盖槽的底面上；盖板配置工序，在所述盖板配置工序中，将盖板配置于所述盖槽；以及接合工序，在所述接合工序中，使具有搅拌销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部移动来实施摩擦搅拌接合，形成所述被切削块，在所述接合工序中，将所述旋转工具的轴肩部压入所述基块以及所述盖板，经由所述盖板对所述热介质用管施加按压力，并且使通过摩擦热而流动化后的塑性化流动材料流入到形成在所述热介质用管周围的空隙部中。

根据所述制造方法，能容易地制造出热介质用管被埋设的被切削块。此外，能使热介质用管的外周面与基块可靠地接触，因此，能提高导热性。

此外，较为理想的是，在切削工序中，配置成使所述热介质用管的中心轴与所述多联切刀的旋转中心轴平行，一边使所述圆盘切刀与所述被切削块接触，一边使所述被切削块自转。

此外，较为理想的是，在所述切削工序中，配置成使所述热介质用管的中心轴与所述多联切刀的旋转中心轴平行，一边使所述圆盘切刀与所述被切削块接触，一边使所述多联切刀以所述被切削块为中心进行公转。

根据所述制造方法，由于只要使多联切刀以及被切削块中的任一方移动即可，因此，能更容易地进行制造。

此外，较为理想的是，在所述切削工序中，使所述被切削块自转一周以上。此外，较为理想的是，在所述切削工序中，使所述多联切刀公转一周以上。

根据所述制造方法，由于能在热介质用管的周方向整体上形成翅片，因此，能高平衡地增大翅片的面积。藉此，能进一步提高导热性。

此外，较为理想的是，在所述切削工序中，配置成使所述热介质用管的中心轴与所述多联切刀的旋转中心轴平行，一边使所述圆盘切刀与所述被切削块接触，一边呈直线状相对移动。

此外，较为理想的是，在所述切削工序中，配置成使所述热介质用管的中心轴与所述多联切刀的旋转中心轴垂直，一边使所述圆盘切刀与所述被切削块接触，一边呈直线状相对移动。

根据所述制造方法，由于只要使多联切刀与被切削块呈直线状相对移动即可，因此，能容易地制造出散热器。

此外，较为理想的是，在所述切削工序中，夹着所述热介质用管在两侧形成多个所述翅片。根据所述制造方法，由于能扩大翅片的面积，因此，能进一步提高导热性。

此外，较为理想的是，所述基块是铝或铝合金制的挤压型材。通过采用铝或铝合金，能实现轻量化，并且能提高切削加工中的成型性。此外，由于是挤压型材，因此，能廉价且容易地采购构件。

此外，本发明的特征是，具有：热介质用管，所述热介质用管供流体流过；金属制的基部，所述基部与所述热介质用管的外周面接触；以及多个翅片，多个所述翅片与所述基部一体形成。

根据所述散热器，由于热介质用管的外周面与基部接触，并且基部与翅片一体形成，因此，能提高导热性。

此外，较为理想的是，所述基部以及所述翅片由铝或铝合金形成。

根据所述散热器，通过采用铝或铝合金，能实现轻量化，并且能提高切削加工中的成型性。

发明效果

根据本发明的散热器的制造方法，能容易地制造出导热性高的散热器。此外，根据本发明的散热器，能提高导热性。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的散热器的立体图。

图2是图1的I-I剖视图。

图3是表示本发明第一实施方式的散热器的制造方法的准备工序的立体图。

图4是表示本发明第一实施方式的散热器的制造方法的切削工序的立体图。

图5是表示本发明第一实施方式的散热器的制造方法的切削工序的俯视图。

图6是表示本发明第一实施方式的变形例散热器的制造方法的切削工序的俯视图。

图7是表示本发明第二实施方式的散热器的制造方法的准备工序的立体图。

图8是表示本发明第二实施方式的散热器的制造方法的插入工序以及盖板配置工序的剖视图。

图9(a)是表示第二实施方式的散热器的制造方法的接合工序的立体图，图9(b)是表示图9(a)的II-II剖视图。

图10是表示第三实施方式的散热器的立体图。

图11(a)、图11(b)是表示第三实施方式的散热器的制造方法的切削工序的示意主视图，其中，图11(a)表示切削前，图11(b)表示切削后。

图12是表示第四实施方式的散热器的立体图。

图13是表示第四实施方式的散热器的制造方法的切削工序的示意侧视图。

具体实施方式

(第一实施方式)

参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。如图1所示，本实施方式的散热器1由热介质用管P、基部2以及多个翅片3构成。散热器1是将在热介质用管P的内部流动的流体的热量排出到外部的器件，用于热交换器等。

热介质用管P呈圆筒状。在热介质用管P的内部流动有用于将热量排出的流体。热介质用管P的材料只要从导热性高的金属中适当选择即可，在本实施方式中，采用铜或铜合金。通过由铜或铜合金形成热介质用管P，从而能提高导热性以及耐腐蚀性。通过提高热介质用管P的耐腐蚀性，能使反应性高的液体流动。此外，通过由铜或铜合金形成热介质用管P，与散热器1之外的管构件之间的连接也变得容易。另外，在本实施方式中，热介质用管P呈圆筒状，但也可以是截面为椭圆或多边形的筒状构件。

如图2所示，基部2是在热介质用管P的周围形成的圆筒状的部位。基部2的内周面在遍及热介质用管P的外周面的周向整体上紧密接触或是几乎没有间隙地接触。基部2的厚度只要适当设定即可，在本实施方式中，与热介质用管P的厚度大致相同。

翅片3是在基部2的周围一体形成的板状构件。翅片3相对于热介质用管P的中心轴C垂直地配置，并且隔着间隙以等间隔排列设置。多个翅片3全部呈相同形状。翅片3的中心(对角线的交点)与热介质用管P的中心轴C一致。翅片3的形状没有特别限制，在本实施方式中呈矩形。

基部2及翅片3的材料只要从能进行切削加工且导热性高的金属中适当选择即可，在本实施方式中，采用铝或铝合金。通过采用铝或铝合金作为基部2及翅片3的材料，能实现轻量化以及材料成本的降低。

接着，对本实施方式的散热器的制造方法进行说明。在本实施方式的散热器的制造方法中，进行准备工序和切削工序。

如图3所示，准备工序是准备被切削块10并且将被切削块10固定于夹具(未图示)的工序。被切削块10是成为散热器1的原材料的构件。被切削块10由基块11和热介质用管P构成。

基块11呈长方体。基块11是由铝或铝合金形成。热介质用管P从基块11的一端面12贯穿至与一端面12相对的另一端面13。热介质用管P的外周面在整个周向上与基块11紧密接触或是几乎没有间隙地接触，使得热介质用管P和基块11变得不能旋转。

被切削块10例如能通过将热介质用管P压入形成于基块11的贯通孔而形成。此外，被切削块10能一边将热介质用管P插入形成于基块11的贯通孔中，一边通过扩管或扩管粘接等方式形成。

此外，在准备工序中，将被切削块10固定于夹具(未图示)。如图4所示，夹具在对被切削块10进行保持的状态下，朝靠近多联切刀20的方向或是远离多联切刀20的方向平移移动，且能够绕热介质用管P的中心轴C自转。

切削工序是使用多联切刀20对被切削块10进行切削来形成翅片3的工序。在切削工序中，进行进入工序、自转工序以及退避工序。

多联切刀20具有转轴21和相对于转轴21垂直地安装的多个圆盘切刀22。圆盘切刀22是通过以转轴21为中心高速旋转来对对象物进行切削的器件。虽然省略了具体的图示，在圆盘切刀22的外缘上设置有多个刀刃。圆盘切刀22隔着间隙排列设置。上述圆盘切刀22、22的间隙与翅片3的厚度相等。此外，圆盘切刀22的厚度与相邻的翅片3、3间的间隙相等。

在进入工序中，首先，以使多联切刀20的转轴(旋转中心轴)21与热介质用管P的中心轴C平行的方式配置被切削块10及多联切刀20。接着，驱动多联切刀20，以使圆盘切刀22沿圆周方向旋转。多联切刀20连续地旋转，直至退避工序结束。

接着，如图5所示，在将多联切刀20固定成不能移动的状态下，使被切削块10相对于多联切刀20进入，直至达到预先设定的切削深度d。即，在保持转轴21和中心轴C的平衡状态下，使被切削块10靠近转轴21。在本实施方式中，由于被切削块10中的位于对角线上的切削深度最大，因此，优选以使将中心轴C与棱线14a连接的直线和圆盘切刀22的半径重合的方式使被切削块10移动。切削深度d至少在没有到达热介质用管P的范围内适当设定即可。从圆盘切刀22的外缘至热介质用管P的距离t为基部2(参照图1、图2)的厚度。

在自转工序中，在维持转轴21与中心轴C之间的距离的状态下，使被切削块10绕中心轴C自转，从而使热介质用管P与圆盘切刀22的外缘之间的距离t为恒定。在本实施方式中，使被切削块10自转一周以上。藉此，在热介质用管P的周围形成“未切削区域”，该未切削区域构成基部2(参照图2)。

在退避工序中，使被切削块10与多联切刀20分开。在维持多联切刀20的转轴(旋转中心轴)21与热介质用管P的中心轴C之间的平行的状态下，使两者分开。通过以上的工序，完成图1所示的散热器1。

根据以上说明的散热器的制造方法，热介质用管P、基部2以及翅片3由一个被切削块10一体形成，因此，不需要像现有技术那样热介质管P与翅片3之间夹设焊料。藉此，能提高散热器1的导热性。此外，由于只要使用多联切刀20对一个被切削块10进行切削即可，因此，不需要各构件的组装作业，能容易地制造出散热器1。

此外，在切削工序中，通过使被切削块10进行自转，能使切削加工变得容易。此外，通过对多联切刀20的圆盘切刀22的厚度及圆盘切刀22、22的间隙进行适当设定，从而能容易地设定翅片3的厚度及翅片3、3间的间隙。

(变形例)

接着，对本发明的变形例进行说明。如图6所示，在变形例的散热器的制造方法中，在使多联切刀20相对于被切削块10进行公转这一点上，与第一实施方式有所不同。在此，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明，省略与第一实施方式重复的部分的说明。

在第三实施方式的实施切削工序中，进行进入工序、公转工序以及退避工序。在进入工序中，使旋转的多联切刀20进入被切削块10。当使多联切刀20进入被切削块10时，只要使被切削块10及多联切刀20相对地平移移动，使两者的距离靠近即可。

在使多联切刀20进入到规定的深度之后，移转至公转工序。在公转工序中，在维持转轴(旋转中心轴)21与被切削块10的中心轴C的距离的状态下，使多联切刀20以中心轴C为中心公转。在本实施方式中，使多联切刀20移动一周以上。在公转工序结束后，移转至退避工序。在退避工序中，使被切削块10与多联切刀20相对地分开。

如上所述，即便像变形例的散热器的制造方法这样使多联切刀20以被切削块10为中心移动，也能容易地制造出散热器1。

(第二实施方式)

接着，对第二实施方式的散热器的制造方法进行说明。在第二实施方式的散热器的制造方法中，被切削块30的结构与第一实施方式有所不同。在第二实施方式的说明中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图7所示，第二实施方式的被切削块30由基块31、热介质用管P以及盖板33构成。基块31包括盖槽34和凹槽35。基块31是铝或铝合金制的挤压型材。盖槽34在基块31的正面31a上有开口。盖槽34从基块31的一端面31b至另一端面31c连续地形成。盖槽34为截面为矩形的恒定截面。盖槽34由底面34a以及从底面34a立起的侧壁34b、34b构成。

凹槽35以沿着盖槽34的底面34a的方式延伸设置，并且在底面34a上开口。凹槽35从基块31的一端面31b至另一端面31c连续地形成。凹槽35呈截面为U字形的恒定截面。凹槽35的深度与热介质用管P的外径大致相等。凹槽35的宽度与热介质用管P的外径大致相等。此外，凹槽35的底面的曲率半径与热介质用管P的外径的曲率半径相等。在本实施方式中，基块31是以挤压成型而形成的，但也可以对长方体的块体进行切削加工而成型。

盖板33呈长方体。盖板33的材料没有特别限制，但较为理想的是与基块31相同的材料。盖板33为能没有间隙地插入到盖槽34中的形状。

在第二实施方式的散热器的制造方法中，进行准备工序和切削工序。在准备工序中，进行插入工序、盖板配置工序以及接合工序。如图8所示，在插入工序中，将热介质用管P插入凹槽35中。通过插入工序，热介质用管P的外周面与凹槽35的底面(曲面)面接触。

在盖板配置工序中，将盖板33配置于盖槽34。如图8所示，通过盖板配置工序，盖板33的侧面23c与盖槽34的侧壁34b对接而形成对接部J1，盖板33的侧面23d与盖槽34的侧壁34b对接而形成对接部J2。此外，盖板33的下表面33b与热介质用管P接触，盖板33的正面33a与基块31的正面31a齐平。

通过盖板配置工序，热介质用管P周围形成空隙部Q、Q。也就是说，空隙部Q是由热介质用管P的外周面、盖板33的下表面33b以及凹槽35形成的空间。

在接合工序中，如图9(a)及图9(b)所示，在接合工序中，使用旋转工具G将对接部J1、J2摩擦搅拌接合。旋转工具G是由圆柱状的轴肩部G1和从轴肩部G1的下端面垂下的搅拌销G2构成。搅拌销G2呈前端细的锥台形状。在搅拌销G2周围形成有螺旋槽(未图示)。

在接合工序中，将旋转工具G插入到设定在接合部J1上的开始位置SP1，并且使旋转工具G沿对接部J1相对移动。在旋转工具G的移动轨迹上形成有塑性化区域W1。在旋转工具G到达结束位置EP1之后，使旋转工具从基块31脱离。如图9(b)所示，在接合工序中，将旋转工具G的轴肩部G1的下端面压入基块31的正面31a几毫米左右，来进行摩擦搅拌。旋转工具G的插入深度设定成使因摩擦搅拌而塑性流动化后的塑性流动材料流入空隙部Q。

在对接部J1的摩擦搅拌结束后，对于对接部J2，也以与对接部J1相同的步骤进行摩擦搅拌接合。在对接部J2上形成有塑性化区域W2。通过以上工序来形成被切削块30。

另外，在接合工序中的结束位置EP1、EP2上形成有搅拌销G2的拔出孔，也可以进行通过堆焊焊接来对该拔出孔进行修补的修补工序。

切削工序是使用多联切刀20对被切削块30进行切削而形成翅片3的工序。由于切削工序与第一实施方式或第一实施方式的变形例相同，因此，省略详细说明。另外，如图9(a)所示，由于被切削块30的两端部残留有没有被摩擦搅拌的部分，因此，较为理想的是，设置切削余量R1、R1，对切削余量R1、R1的内侧进行切削来形成翅片。

根据以上所说明的第二实施方式的散热器的制造方法，也能起到与第一实施方式大致相同的效果。此外，根据第二实施方式，能容易地制造出热介质用管P被埋设的被切削块30。此外，在接合工序时，通过将旋转工具G压入基块31及盖板33来进行摩擦搅拌，从而能利用盖板33对热介质用管P进行按压，而使凹槽35的底面与热介质用管P的外周面紧密接触或是几乎没有间隙地接触。此外，能使塑性流动材料流入形成在热介质用管P周围的空隙部Q内，并使用金属材料填埋空隙部Q。藉此，能提高散热器的导热性。

此外，通过采用铝或铝合金的挤压型材来作为基块31，从而能实现轻量化，并且能提高切削加工中的成型性。此外，由于是挤压型材，因此，能廉价且容易地采购构件。

另外，在本实施方式中，采用了一个盖板33，在将热介质用管P埋设在基块31的深处位置的情况下，也可以设置多个宽度不同的盖槽并且设置配置于各盖槽的盖板。在这种情况下，只要针对每个盖板进行接合工序，并针对对接部进行摩擦搅拌即可。

(第三实施方式)

接着，对第三实施方式的散热器及散热器的制造方法进行说明。如图10所示，第三实施方式的散热器1B由热介质用管P、基部42以及翅片43构成。散热器1B在翅片43分别形成于散热器1B的上部和下部这点上，与第一实施方式有所不同。

基部42呈大致长方体，在中央贯穿有热介质用管P。基部42的热介质用管P以外的部分为实心的。热介质用管P的外周面的周向的整体与基部42紧密接触或是几乎没有间隙地接触。

翅片43与基部42的上侧垂直地立设。此外，翅片43以与中心轴C垂直的方式配置。多个翅片43以等间隔排列设置，且夹着基部42形成在两侧。上侧的翅片43与下侧的翅片43为相同高度尺寸。翅片43的高度尺寸为散热器1B整体的高度尺寸的1/3左右。

在第三实施方式的散热器的制造方法中，进行准备工序和切削工序。如图11(a)所示，在准备工序中，准备与第一实施方式相同的被切削块10，并且在架台K上将被切削块10固定成不能移动。

在切削工序中，使多联切刀20相对于被切削块10进入，来形成翅片43。具体而言，将热介质用P的中心轴C与多联切刀20的转轴(旋转中心轴)21平行地配置，在维持上述平行的状态下将圆盘切刀22插入到上侧的棱线14a、14a中的一方。圆盘切刀22既可以从一方的棱线14a的铅垂方向上方插入，也可以像图11(a)一样斜向插入。在将圆盘切刀22插入至切削深度d后，在维持切削深度d的状态下，多联切刀20朝向另一方的棱线14a呈直线状地相对移动。切削深度d的尺寸只要适当地设定成使热介质用管P与圆盘切刀22不接触的程度即可。

在使多联切刀20移动至转轴21与另一方的棱线14a在铅垂线上重合的位置之后，使多联切刀20从被切削块10脱离。多联切刀20也可以朝水平方向、铅垂方向以及斜上方的任一方向进行脱离。通过使被切削块10翻转，对与形成有翅片43的侧面14相对的侧面14进行相同的切削工序，来完成散热器1B。

根据以上说明的第四实施方式的散热器的制造方法，能制造出热介质用管P、基部42以及翅片43一体形成而成的散热器1B。此外，在本实施方式中，由于仅使多联切刀20呈直线状移动，因此，能容易地制造出散热器1B。

另外，也可以将多联切刀20插入被切削块10的全部四个侧面14，以在被切削块10的整个面上形成翅片43。另外，也可以采用第二实施方式的被切削块30来进行第三实施方式的散热器的制造方法。

(第四实施方式)

接着，对第四实施方式的散热器及散热器的制造方法进行说明。如图12所示，第四实施方式的散热器1C由热介质用管P、基部42以及翅片43构成。散热器1C的翅片43的朝向方向与第三实施方式有所不同。

基部42呈大致长方体，在中央贯穿有热介质用管P。基部42的热介质用管P之外的部分呈实心。热介质用管P的外周面的周向整体与基部42紧密接触或是几乎没有间隙地接触。

翅片43与基部42的上侧垂直地立设。此外，翅片43与中心轴C平行地配置。翅片43以等间隔地排列设置，且夹着基部42形成在两侧。上侧的翅片43与下侧的翅片43为相同高度尺寸。翅片43的高度尺寸为散热器1C的整体的高度尺寸的1/3左右。

在第四实施方式的散热器的制造方法中，进行准备工序和切削工序。准备工序与第三实施方式相同。

如图13所示，切削工序是将多联切刀20相对于被切削块10插入而形成翅片43的工序。在切削工序中，将多联切刀20配置成使以热介质用管P的中心轴C为法线的平面与以转轴21的旋转中心轴为法线的平面垂直，且将多联切刀20插入被切削块10的上侧的棱线14d、14d中的一方。在将圆盘切刀22插入至切削深度d后，在维持切削深度d的状态下，使多联切刀20朝向另一方的棱线14d呈直线状地相对移动。切削深度d的尺寸只要适当地设定为热介质用管P与圆盘切刀22不接触的程度即可。

在使多联切刀20移动至转轴21的中心与另一方的棱线14d在铅垂线上重合的位置后，使多联切刀20从被切削块10脱离。多联切刀20也可以朝水平方向、铅垂方向以及斜上方的任一方向进行脱离。通过使被切削块10翻转，对与形成有翅片43的侧面14相对的侧面14进行相同的切削工序，来完成散热器1C。

根据以上说明的第四实施方式的散热器的制造方法，能制造出热介质用管P、基部42以及翅片43一体形成而成的散热器1C。此外，由于仅使多联切刀20呈直线状移动，因此，能容易地制造出散热器1C。另外，也可以采用第二实施方式的被切削块30来进行第四实施方式的散热器的制造方法。

以上对发明的实施方式进行了说明，在不脱离本发明精神的范围内可以适当进行设计变更。例如，在本实施方式中，采用了从外观观察呈长方体的被切削块10，但也可以采用呈圆柱状或其它的多棱柱状的被切削块来进行加工。

此外，在准备工序中，也可以通过在大约200度下对铝合金制的原材料型材进行加热来实施时效处理，在使被切削块10变硬后进行切削工序。通过使被切削块10进行时效硬化，能在切削工序时容易地进行切削加工。此外，能提高翅片3的强度。

(符号说明)

1 散热器

2 基部

3 翅片

10 被切削块

11 基块

12 一端面

13 另一端面

14 侧面

14a 棱线

14d 棱线

20 多联切刀

21 转轴

22 圆盘切刀

C 中心轴(热介质用管P的中心轴)

d 切削深度

t 距离

P 热介质用管。