JP2000039276A - 扁平状ヒートパイプの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】扁平状ヒートパイプにおいて、曲げ部分に凹み
を生じさせないヒートパイプの加工方法を提供する。 【構成】円筒状コンテナに挿入するウイックの長手方向
であって、少なくとも曲げ加工される部分の周囲に、コ
ンテナ内径よりも小さい外径に氷を付着した後、コンテ
ナに挿入して曲げ加工を施し、さらに扁平加工を施して
幅方向の略中央部にウイックを固定した扁平状ヒートパ
イプの加工方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒートパイプの加工
方法に関し、特に、曲げ形状を有する扁平状ヒートパイ
プを得るための加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ノートパソコンなどの携帯用電子機器の
主要部品の冷却に、ヒートパイプが用いられるている
が、近年、上記電子機器の薄型軽量化の要求が著しく、
この要求の実現のために、上記ヒートパイプは従来にも
増して多様な曲げ加工や扁平加工が要求される様になっ
てきた。しかし、中子を挿入したり加熱膨張などを行う
従来工法では、これらに要求される変形加工に十分に答
えることが出来なかった。

【０００３】具体的には、一般的なヒートパイプの構造
は、銅やアルミニュウムなどのコンテナと、主としてコ
ンテナの内壁にグループ加工を施したりメッシュを貼り
付けるなどのウィックを有し、このコンテナ内部に減圧
下で水やアンモニアあるいはアルコールなどの作動液
を、コンテナ内容積の数十％を注入したものであるが、
この構造のヒートパイプをＬ字状やＵ字状に曲げたヒー
トパイプを扁平加工した場合、図８(a)(b)に示す様なヒ
ートパイプが得られる。図８(a)(b)において、ヒートパ
イプ１はＬ字状もしくはＵ字状に曲げ加工を施されてお
り、この曲げ部分においては凹み部９が生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の通り、図８の
(a)(b)に示すヒートパイプにおいては、主として曲げ部
分に凹み部９となっている凹みが生じ、図８(a)(b)のA-
A断面を矢印方向に見た図８(c)で示す断面となって蒸気
通路が塞がる不具合が生じる。この凹みは扁平度が大き
いほど顕著となり、曲げていない部分にも同様の凹みが
生じ易くなる。

【０００５】この対策として、ウィックを扁平加工断面
の略中央部に設置したヒートパイプがある。当該ヒート
パイプによれば、蒸気通路を十分に確保してなお作動液
がヒートパイプの軸方向は勿論、幅方向に対しても自由
に移動出来るために、超扁平ヒートパイプとして優れた
特性を示し、扁平加工時に曲げ部分の凹みを防止できる
ものとなるが、Ｌ字状やＵ字状に曲げてなおウィックを
コンテナ内部の中央部に固定することは、従来工法では
困難であった。

【０００６】本発明は上記課題に鑑み、扁平状ヒートパ
イプにおいて、曲げ部分に凹みを生じさせないヒートパ
イプの加工方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、基本的な加工方法は、円筒状
コンテナに挿入するウィックの長手方向であって、少な
くとも曲げ加工される部分の周囲に、コンテナ内径より
も小さい外径に氷を付着した後、コンテナに挿入して曲
げ加工を施し、さらに扁平加工を施して幅方向の略中央
部にウイックを固定する。その後氷解した液体を排出
し、改めてコンテナ内部に作動液を封入することによ
り、薄型で有っても凹みの無い、極めて高性能の水平曲
げ形状の扁平状ヒートパイプを得る。

【０００８】この発明のヒートパイプの加工方法による
ヒートパイプが高性能である理由は、氷粒が氷解するこ
とにより、ウィックがコンテナ内壁に完全に押しつぶさ
れることが避けられるために、軸方向全長に渡りウィッ
クを伸ばすこともできる。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の加工方法で加工される代
表的な水平曲げ形状を有する扁平状ヒートパイプ１であ
る。図２は、図１に示す扁平状ヒートパイプ１のA-A断
面を矢印方向に見た断面図であり、扁平断面のコンテナ
２の略中央部にウィック３が設置されている。以下、こ
のヒートパイプの材料に、銅コンテナと銅ウィックそし
て作動液に純水を使う仕様の実施例について説明する。

【００１０】図３はウィック３のコンテナ２に挿入前の
原形であり、メッシュや編組線を用いて直状に加工され
ており、好ましくは、パイプ状に加工される。当該ウイ
ック３はヒートパイプ１に装着される際には図４に示す
ような構成になる。すなわち、ウィック３には、図４
(a)で示すように、ウィック３をコンテナに挿入した
後、図１に示す曲げられる位置の周辺を狙って筒状氷４
を、そしてウィック両端部にはリング状氷５を、各々付
着させる。なお、当該それぞれの氷４と５の状態は、後
述の変形加工時にコンテナ２やウィック３に与える機械
的ストレスを避けるために、粗目状のものが好ましい。
また、積極的には、図４(b)で示すように、曲げられる
位置に着ける氷形状は、筒状氷４に変えて、算盤玉状氷
６としても良い。

【００１１】これらの氷の付着、装着方法は、予めそれ
ぞれの形状に造った氷を、ウィック３に通しても良い
し、型枠にウィック３を填めた後、凍らせても良い。こ
の様に、型枠にウィック３を入れ込む場合は、ウィック
３の中央部が凍らないように、補助材として銅線やピア
ノ線などの加工のための補助線をウィック３の中央部に
挿入して凍らせた後、その後のプレス工程前の何れかの
適当な加工段階で抜き取ることにより、加工精度の高い
ヒートパイプを得ることが出来る。

【００１２】次に、図４(a)または(b)で示される氷を付
着したウィック３を、一端部を絞り加工などにより加工
された細径の脱気封止部７を有し、比較的低温に温度管
理されていた丸状コンテナ２の内部に、上記端部と反対
の端部８から挿入し、図５を得る。この場合、当然コン
テナ２の内径より、円筒状氷４やリング状氷５の外径は
細く仕上げられている。

【００１３】上記、図５で示されるウィック３挿入後の
コンテナ２を、素早くベンダーにセットして、所要の曲
げ加工を施し、図６の形状を得る。要すれば、コンテナ
２をセットした後、図４の状態のウィック３を挿入して
も良い。なお、曲げ加工した後の曲げ部の氷は、筒状氷
４の場合ひび割れて原形は留めないが、原形を留める算
盤玉状氷６と同様に、ウィック３は氷に守られて略中央
部に配置された状態を保持している。

【００１４】次に、上記図６の曲げられてなお氷を保持
したウィック３を内部に有する内部コンテナ２をプレス
機に素早くセットし、図７に示す扁平加工を施すことに
より、ウィック３は、一部の氷を含んだ状態で、コンテ
ナ２の扁平上下内壁にしっかりと固定される。一方、コ
ンテナ２の内壁の凹み応力は、氷とウィック３に阻まれ
ることにより、図８の様な従来の凹みは生じない。

【００１５】一般的には、扁平化のプレスは一回で終了
するが、扁平化率が大きいときは、２〜３回に分けて行
う事により、精度の高い加工を行うことが出来る。

【００１６】図７で示す所定外形のコンテナを得てか
ら、氷の解凍を行うと同時に洗浄を行う。その後、端部
８を封止し、脱気封止部７からコンテナ２の内部を減圧
し、図示しない作動液の純水を所定量注入した後、封止
部７を封止し、ヒートパイプを完成する。

【００１７】なお、図７で示す扁平状ヒートパイプ１を
得て、さらに扁平率を上げる加工や扁平化方向の段曲げ
加工などを行うことが必要に成っても、コンテナの略中
央部にウィック３を有するために、コンテナ２の空洞部
すなわち蒸気通路を狭めること無く、容易に加工でき
る。

【００１８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４の工程の氷の材料に、ヒートパイプとしての
適量の作動液量とほぼ同量か若干多めの純水を氷として
用いた後、上記第１の実施例の工程を経て、図７の扁平
状コンテナ２を造り、内部の氷を閉じこめた状態で、封
止部となる端部８を封止して後、コンテナ２の端部８を
下にして温度を上げて氷を解凍するすることにより、解
凍された純水による作動液をコンテナ端部８の底辺に溜
める。 そして、作動液溜まり部のコンテナ２を比重の
重くなる４℃程度に冷却して後、脱気封止部７より減圧
脱気して作動液が飛ぶ直前で脱気封止部７を封止するこ
とにより、ヒートパイプを完成する。

【００１９】ここで、氷にする純水量を若干多めとする
理由は、コンテナへの挿入工程や、脱気工程においてロ
スが発生するためである。

【００２０】上述の実施例でのウィック３への氷の付着
は、曲げ加工する部分とは別に、ウィック３の端部にも
リング状氷５を付けており、このリング状氷５の狙いと
効果は、曲げ部の氷と同じウィック３をコンテナ２の略
中心部に固定するためであるが、ウィック３の中心に通
すための上述した補助線を用いて加工する工程を組むこ
とにより、不要となる。逆に、このリング状氷５の数
は、位置安定のために任意に増やすことが可能である。

【００２１】また、本実施例では、中央部のみウィック
３を有するものだけを説明したが、コンテナ２の内壁に
グルーブウィックやメッシュウィックを張り付けるなど
の複合ウィックとしても何ら制約を受けない。

【００２２】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明の加工方
法によれば、Ｌ字状やＵ字状などの扁平水平方向に曲が
った扁平状のヒートパイプを、凹みや歪みが少なくヒー
トパイプの蒸気通路の閉塞部分が生じることが無いもの
を得ることが出来るために、薄型化が容易であり、かつ
ヒートシンクなどに接合するときに接触不具合を生じる
ことがなく、また、扁平中心部分にウィックを有するた
めに、後加工にも優れた極めて性能の良い扁平状ヒート
パイプを得ることが出来る。

【００２３】なお、本発明の加工方法に係る、略中央部
にウィック３を配置した構造のヒートパイプの動作は、
蒸気通路が狭いにも関わらず、熱抵抗が少なく最大熱輸
送限界の高い、優れたヒートパイプ特性を示すことが、
特願平０９−３６７４１４号において本出願人により確
かめられている。

【００２４】すなわち、扁平状ヒートパイプの一部が加
熱された時、その加熱部の作動液が蒸発潜熱を奪って蒸
発し、蒸気流は空間部を通って、加熱部と反対側の温度
の低い部分で熱放散して凝縮し、この凝縮した作動液の
帰還路の主はウイック３であり、さらにウイック３を挟
んでループ状のヒートパイプを形成しているために、例
えスラグ流が発生したとしても、通常のヒートパイプで
の蒸気流圧力に起因する毛細管圧力や飛散限界が無く、
コンテナ狭壁間隔を極限まで薄くすることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の扁平状ヒートパイプの斜視図を示す

【図２】図１のA-A断面を矢印方向に見た断面図を示す

【図３】ウイックの原形を示す

【図４】ヒートパイプ挿入時の加工済みウイックを示す

【図５】図４に示すウイックをヒートパイプに装着した
側面断面図を示す

【図６】図５のヒートパイプに曲げ加工を施した図を示
す

【図７】図６のヒートパイプに扁平加工を施した図を示
す

【図８】従来のヒートパイプを示す

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す １ 扁平状ヒートパイプ ２ コンテナ ３ ウイック ４ 筒状氷 ５ リング状氷 ６ 算盤玉状氷 ７ 脱気封止部 ８ 端部 ９ 凹み部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状コンテナに挿入するウイックの長手
   方向であって少なくとも曲げ加工される部分の周囲に氷
   を付着させ、当該氷の付着したウイックをコンテナ内に
   挿入してコンテナ本体に曲げ加工を施し、当該コンテナ
   に扁平加工を施すことで幅方向の略中央部にウイックを
   固定したことを特徴とする扁平状ヒートパイプの加工方
   法。
2. 【請求項２】氷がコンテナ内径よりも小さい外径で形成
   される請求項１記載の扁平状ヒートパイプの加工方法。
3. 【請求項３】氷の状態を粗目状とした請求項１または請
   求項２に記載の扁平状ヒートパイプの加工方法。
4. 【請求項４】氷の形状を算盤玉状とした請求項１乃至請
   求項３に記載の扁平状ヒートパイプの加工方法。
5. 【請求項５】氷を付着するときのウイックの形状は、円
   筒状である請求項１乃至請求項４に記載の扁平状ヒート
   パイプの加工方法。
6. 【請求項６】氷は、作動液と同じ液体を用いた請求項１
   乃至請求項５に記載の扁平状ヒートパイプの加工方法。
7. 【請求項７】ヒートパイプとしての適量の作動液量とほ
   ぼ同量か若干多めの作動液を氷として用いた後、そのま
   ま作動液としてコンテナ内に封止した請求項６記載の扁
   平状ヒートパイプの加工方法。
8. 【請求項８】ウイックの補助材として補助線をウィック
   の中央部に挿入して凍らせた後、その後のプレス工程前
   の加工段階で当該補助線を抜き取ることを特徴とする請
   求項１乃至請求項７に記載の扁平状ヒートパイプの加工
   方法。