JP2000055577A - ヒートパイプの製造方法 - Google Patents
ヒートパイプの製造方法Info
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウィックとして焼結粉末層が用いられたヒー
トパイプにおいて、焼き鈍しに起因したコンテナの変形
を防止する。 【解決手段】 非凝縮性ガスを脱気した金属製のコンテ
ナ１の内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する
作動流体と、毛細管圧力を発生させるためのウィック１
４として多孔構造の焼結粉末層１３とが封入されたヒー
トパイプの製造方法であって、微細孔が全体として連通
した多孔構造の焼結粉末体８を形成する。そして、その
粉末焼結体８をコンテナ１の内壁面に固定して焼結粉末
層１３とする。更にコンテナ１を密閉した後、その内部
をヒートパイプ化する。
トパイプにおいて、焼き鈍しに起因したコンテナの変形
を防止する。 【解決手段】 非凝縮性ガスを脱気した金属製のコンテ
ナ１の内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する
作動流体と、毛細管圧力を発生させるためのウィック１
４として多孔構造の焼結粉末層１３とが封入されたヒー
トパイプの製造方法であって、微細孔が全体として連通
した多孔構造の焼結粉末体８を形成する。そして、その
粉末焼結体８をコンテナ１の内壁面に固定して焼結粉末
層１３とする。更にコンテナ１を密閉した後、その内部
をヒートパイプ化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、作動流体の蒸発
潜熱として熱を輸送するヒートパイプに関し、特に焼結
粉末層をウィックとした構成のヒートパイプの製造方法
に関するものである。
潜熱として熱を輸送するヒートパイプに関し、特に焼結
粉末層をウィックとした構成のヒートパイプの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知の通りヒートパイプは、脱気した状
態の密閉金属パイプなどの容器（コンテナ）の内部に、
純水あるいはアルコールなどの凝縮性流体を作動流体と
して封入したものである。また作動流体を蒸発部に還流
させるためのウィックとしては、グルーブまたは金属メ
ッシュあるいは焼結させた金属粉末などがある。
態の密閉金属パイプなどの容器（コンテナ）の内部に、
純水あるいはアルコールなどの凝縮性流体を作動流体と
して封入したものである。また作動流体を蒸発部に還流
させるためのウィックとしては、グルーブまたは金属メ
ッシュあるいは焼結させた金属粉末などがある。
【０００３】そこで焼結粉末層からなるウィックを備え
たヒートパイプの製造方法について簡単に説明する。例
えばブロンズ粉末と適宜の有機材料とからなる調合物
を、コンテナの内壁面を被覆した状態に成形して保持す
る。つぎに調合物の成形体が備えられたコンテナを加熱
炉の内部に収容するとともに、無酸素雰囲気下において
７５０〜８００℃で２〜３時間加熱して、成形体を焼結
させる。具体的には、ブロンズ粉末同士が焼結してウィ
ックが形成されるとともに、コンテナの内壁面とブロン
ズ粉末との界面が焼結してウィックがコンテナに固着さ
れる。つぎに通例に倣う洗浄工程を経た後に、その容器
の内部をヒートパイプ化する。その結果、コンテナ内面
に多孔構造層のウィックを備えたヒートパイプが完成す
る。
たヒートパイプの製造方法について簡単に説明する。例
えばブロンズ粉末と適宜の有機材料とからなる調合物
を、コンテナの内壁面を被覆した状態に成形して保持す
る。つぎに調合物の成形体が備えられたコンテナを加熱
炉の内部に収容するとともに、無酸素雰囲気下において
７５０〜８００℃で２〜３時間加熱して、成形体を焼結
させる。具体的には、ブロンズ粉末同士が焼結してウィ
ックが形成されるとともに、コンテナの内壁面とブロン
ズ粉末との界面が焼結してウィックがコンテナに固着さ
れる。つぎに通例に倣う洗浄工程を経た後に、その容器
の内部をヒートパイプ化する。その結果、コンテナ内面
に多孔構造層のウィックを備えたヒートパイプが完成す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の製造方法では、ウィック自体を形成する工程と、その
ウィックをコンテナに取り付ける工程においてコンテナ
が加熱されるために、コンテナの材料が焼き鈍し処理さ
れてしまい、それに伴って変形の生じるおそれがあっ
た。つまり上記従来の製造方法では、所期形状のヒート
パイプを必ずしも得ることができない不都合があった。
の製造方法では、ウィック自体を形成する工程と、その
ウィックをコンテナに取り付ける工程においてコンテナ
が加熱されるために、コンテナの材料が焼き鈍し処理さ
れてしまい、それに伴って変形の生じるおそれがあっ
た。つまり上記従来の製造方法では、所期形状のヒート
パイプを必ずしも得ることができない不都合があった。
【０００５】この発明は、前記の事情を背景にしてなさ
れたものであり、焼き鈍しに起因したコンテナの変形を
防止することのできるヒートパイプの製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
れたものであり、焼き鈍しに起因したコンテナの変形を
防止することのできるヒートパイプの製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、非凝縮
性ガスを脱気した金属製のコンテナの内部に、加熱され
て蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体と、毛細管圧力
を発生させるためのウィックとして多孔構造の焼結粉末
層とが封入されたヒートパイプの製造方法であって、微
細孔が全体として連通した多孔構造の焼結粉末体を形成
し、その粉末焼結体を前記コンテナの内壁面に固定して
前記焼結粉末層とするとともに、そのコンテナを密閉し
た後、更にそのコンテナの内部をヒートパイプ化するこ
とを特徴とするものである。
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、非凝縮
性ガスを脱気した金属製のコンテナの内部に、加熱され
て蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体と、毛細管圧力
を発生させるためのウィックとして多孔構造の焼結粉末
層とが封入されたヒートパイプの製造方法であって、微
細孔が全体として連通した多孔構造の焼結粉末体を形成
し、その粉末焼結体を前記コンテナの内壁面に固定して
前記焼結粉末層とするとともに、そのコンテナを密閉し
た後、更にそのコンテナの内部をヒートパイプ化するこ
とを特徴とするものである。
【０００７】したがって請求項１の発明によれば、ウィ
ック自体を形成する工程、すなわち原料粉末同士を焼結
させて粉末焼結体を形成する工程における熱の影響をコ
ンテナが受けないから、コンテナ材料が焼き鈍しされる
おそれがなく、その結果、所期の形状のヒートパイプを
確実に得ることができる。
ック自体を形成する工程、すなわち原料粉末同士を焼結
させて粉末焼結体を形成する工程における熱の影響をコ
ンテナが受けないから、コンテナ材料が焼き鈍しされる
おそれがなく、その結果、所期の形状のヒートパイプを
確実に得ることができる。
【０００８】また請求項２に記載した発明は、非凝縮性
ガスを脱気した金属製のコンテナの内部に、加熱されて
蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体と、毛細管圧力を
発生させるためのウィックとして多孔構造の焼結粉末層
とが封入されたヒートパイプの製造方法であって、微細
孔が全体として連通した多孔構造の粉末焼結体を形成
し、つぎにその粉末焼結体を構成する原料粉末よりも粒
径の小さい原料粉末を、前記粉末焼結体と前記コンテナ
の内壁面との間に介在させた状態で焼結させることによ
って、前記粉末焼結体を前記コンテナの内壁面に固定さ
せて前記焼結粉末層とするとともに、その焼結粉末層と
前記コンテナの内壁面との間に前記微細孔よりも小さい
微細孔を備えた多孔構造の接合層を形成し、そのコンテ
ナを密閉した後、更にそのコンテナの内部をヒートパイ
プ化することを特徴とするものである。
ガスを脱気した金属製のコンテナの内部に、加熱されて
蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体と、毛細管圧力を
発生させるためのウィックとして多孔構造の焼結粉末層
とが封入されたヒートパイプの製造方法であって、微細
孔が全体として連通した多孔構造の粉末焼結体を形成
し、つぎにその粉末焼結体を構成する原料粉末よりも粒
径の小さい原料粉末を、前記粉末焼結体と前記コンテナ
の内壁面との間に介在させた状態で焼結させることによ
って、前記粉末焼結体を前記コンテナの内壁面に固定さ
せて前記焼結粉末層とするとともに、その焼結粉末層と
前記コンテナの内壁面との間に前記微細孔よりも小さい
微細孔を備えた多孔構造の接合層を形成し、そのコンテ
ナを密閉した後、更にそのコンテナの内部をヒートパイ
プ化することを特徴とするものである。
【０００９】したがって請求項２の発明では、前述の状
態で粒径の小さい原料粉末を焼結させることによって、
その原料粉末同士が焼結して接合層が形成されるばかり
でなく、原料粉末とコンテナの内壁面および原料粉末と
粉末焼結体がそれぞれ焼結し、これにより粉末焼結体が
コンテナに固着される。
態で粒径の小さい原料粉末を焼結させることによって、
その原料粉末同士が焼結して接合層が形成されるばかり
でなく、原料粉末とコンテナの内壁面および原料粉末と
粉末焼結体がそれぞれ焼結し、これにより粉末焼結体が
コンテナに固着される。
【００１０】このような粉末焼結体の取り付け工程、つ
まり粒径の小さい原料粉末を焼結させる工程において
は、コンテナが熱の影響を受けることになる。しかしな
がら請求項２の発明では、単位体積あたりでの粒径の小
さい原料粉末同士の接触面積が焼結粉末層のそれと比較
して大きく、すなわち焼結粉末層に相当する部材をコン
テナの内壁面に対して直接に焼結させる従来技術に比べ
て、焼結に要する時間が短い。そのためコンテナには焼
き鈍しによる変形が生じない。
まり粒径の小さい原料粉末を焼結させる工程において
は、コンテナが熱の影響を受けることになる。しかしな
がら請求項２の発明では、単位体積あたりでの粒径の小
さい原料粉末同士の接触面積が焼結粉末層のそれと比較
して大きく、すなわち焼結粉末層に相当する部材をコン
テナの内壁面に対して直接に焼結させる従来技術に比べ
て、焼結に要する時間が短い。そのためコンテナには焼
き鈍しによる変形が生じない。
【００１１】また請求項２の発明は、焼結粉末層とコン
テナとを機械的に結合させるのではなく金属的に結合さ
せるから、ヒートパイプにおける焼結粉末層とコンテナ
との間での熱抵抗が小さい。更に請求項２の発明では、
ウィックが接合層と焼結粉末層との２層構造であって、
その厚さ方向における微細孔（空隙）の大きさが異なる
構造であるから、例えばコンテナとの連結強度を得るた
めに微細孔を密に設定しても、液相作動流体の流動性に
優れるヒートパイプとなる。
テナとを機械的に結合させるのではなく金属的に結合さ
せるから、ヒートパイプにおける焼結粉末層とコンテナ
との間での熱抵抗が小さい。更に請求項２の発明では、
ウィックが接合層と焼結粉末層との２層構造であって、
その厚さ方向における微細孔（空隙）の大きさが異なる
構造であるから、例えばコンテナとの連結強度を得るた
めに微細孔を密に設定しても、液相作動流体の流動性に
優れるヒートパイプとなる。
【００１２】更に請求項３に記載した発明は、請求項２
の発明に加えて、前記コンテナの内壁面を粗面化させ
て、多数の凹部を形成した後に、前記粉末焼結体を前記
コンテナの内壁面に取り付けることを特徴とするもので
ある。
の発明に加えて、前記コンテナの内壁面を粗面化させ
て、多数の凹部を形成した後に、前記粉末焼結体を前記
コンテナの内壁面に取り付けることを特徴とするもので
ある。
【００１３】したがって請求項３に記載した発明では、
粒径の小さい原料粉末が凹部の内面に接触することによ
って、コンテナの内壁面が平滑面である場合と比較し
て、粒径の小さい原料粉末とコンテナとの単位面積あた
りの接触量が増すから、粒径の小さい原料粉末とコンテ
ナとの焼結に要する時間が更に短縮し、これによりコン
テナに対する焼結粉末層の取り付け工程が容易化すると
ともに、両者の連結強度が向上する。
粒径の小さい原料粉末が凹部の内面に接触することによ
って、コンテナの内壁面が平滑面である場合と比較し
て、粒径の小さい原料粉末とコンテナとの単位面積あた
りの接触量が増すから、粒径の小さい原料粉末とコンテ
ナとの焼結に要する時間が更に短縮し、これによりコン
テナに対する焼結粉末層の取り付け工程が容易化すると
ともに、両者の連結強度が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】つぎに請求項１の発明に係る具体
例を、図１ないし図３を参照に説明する。まずコンテナ
１を構成するカップ状部材２と上板３とを用意する。具
体的には、カップ状部材２は、銅あるいはアルミニウム
などの金属からなり、底板４と側板５とフランジ部６と
によって構成されている。底板４は、矩形の平板体であ
り、その４つの辺には、鉛直上側に向けて延びる平坦面
からなる側板５がそれぞれ形成されている。なお各側板
５の高さは、底板４の幅および長さよりも小さく設定さ
れている。
例を、図１ないし図３を参照に説明する。まずコンテナ
１を構成するカップ状部材２と上板３とを用意する。具
体的には、カップ状部材２は、銅あるいはアルミニウム
などの金属からなり、底板４と側板５とフランジ部６と
によって構成されている。底板４は、矩形の平板体であ
り、その４つの辺には、鉛直上側に向けて延びる平坦面
からなる側板５がそれぞれ形成されている。なお各側板
５の高さは、底板４の幅および長さよりも小さく設定さ
れている。
【００１５】更に各側板５の縁部には、底板４と水平に
かつ外側に向けて延びるフランジ部６がそれぞれ形成さ
れている。またフランジ部６の四隅のうちの一つには、
半円形状に窪んだ取り付け溝７が形成されている。これ
に対して上板３は、平面図上でフランジ部６と同じ大き
さで同じ形状に成す平板材であり、カップ状部材２と同
じ材料からなっている。
かつ外側に向けて延びるフランジ部６がそれぞれ形成さ
れている。またフランジ部６の四隅のうちの一つには、
半円形状に窪んだ取り付け溝７が形成されている。これ
に対して上板３は、平面図上でフランジ部６と同じ大き
さで同じ形状に成す平板材であり、カップ状部材２と同
じ材料からなっている。
【００１６】また一方で、粉末焼結体８を形成する。例
えば粒径が３００μｍ程度のブロンズ粉末からなる大径
粒子９と適宜の有機材料と水とを混合した調合物（図示
せず）を用意し、この調合物によって上板用の成形体お
よびカップ状部材用の成形体（共に図示せず）をそれそ
れ形成する。その形成方法としては、機械プレス法また
は静水圧プレス法あるいは射出成形法、押出成形法およ
びドクターブレード法などの従来知られた方法を採用す
ることができる。またブロンズ粉末に替わる原料粉末と
しては、例えば銅が挙げられる。
えば粒径が３００μｍ程度のブロンズ粉末からなる大径
粒子９と適宜の有機材料と水とを混合した調合物（図示
せず）を用意し、この調合物によって上板用の成形体お
よびカップ状部材用の成形体（共に図示せず）をそれそ
れ形成する。その形成方法としては、機械プレス法また
は静水圧プレス法あるいは射出成形法、押出成形法およ
びドクターブレード法などの従来知られた方法を採用す
ることができる。またブロンズ粉末に替わる原料粉末と
しては、例えば銅が挙げられる。
【００１７】つぎに各種の成形体を、図示しない加熱炉
の内部に収納するとともに、約７５０℃で約３時間加熱
して焼結させる。これにより各成形体と実質的に同じ形
状の粉末焼結体８がそれぞれ完成する。すなわち上板用
の粉末焼結体８は、カップ状部材２の４枚の側板５から
なる開口部に倣った矩形の平板体を成している。
の内部に収納するとともに、約７５０℃で約３時間加熱
して焼結させる。これにより各成形体と実質的に同じ形
状の粉末焼結体８がそれぞれ完成する。すなわち上板用
の粉末焼結体８は、カップ状部材２の４枚の側板５から
なる開口部に倣った矩形の平板体を成している。
【００１８】これに対してカップ状部材用の粉末焼結体
８は、矩形平板状の底壁部１０と、その底壁部１０の各
辺から鉛直上方に延びる平板からなる側壁部１１とを備
えている。なお各側壁部１１の高さは、カップ状部材２
の側板５の高さから上板３用の粉末焼結体８の厚さを差
し引いた値に設定されている。更に底壁部１０の中央箇
所には、図１での上方に突出した円柱形状の支柱部１２
が備えられている。
８は、矩形平板状の底壁部１０と、その底壁部１０の各
辺から鉛直上方に延びる平板からなる側壁部１１とを備
えている。なお各側壁部１１の高さは、カップ状部材２
の側板５の高さから上板３用の粉末焼結体８の厚さを差
し引いた値に設定されている。更に底壁部１０の中央箇
所には、図１での上方に突出した円柱形状の支柱部１２
が備えられている。
【００１９】つぎに粉末焼結体８を、上板３およびカッ
プ状部材２に対してそれぞれ取り付ける。なお必要に応
じて粉末焼結体８にプレス加工（サイジング）を施し
て、いわゆる焼結歪みを矯正させる。これを行うことに
よって粉末焼結体８と上板３などとの接合面の精度が向
上する。
プ状部材２に対してそれぞれ取り付ける。なお必要に応
じて粉末焼結体８にプレス加工（サイジング）を施し
て、いわゆる焼結歪みを矯正させる。これを行うことに
よって粉末焼結体８と上板３などとの接合面の精度が向
上する。
【００２０】上板用の粉末焼結体８は、その４つの辺を
上板３の各辺と平行に揃えた姿勢で上板３の図１での下
面部に対して取り付けられる。その結果、焼結粉末層１
３が形成される。これに対してカップ状部材用の粉末焼
結体８は、その支柱を図１での上方に向けた姿勢でカッ
プ状部材２の内側に取り付けられる。その結果、焼結粉
末層１３が形成される。なおその取り付け手段として
は、例えば耐熱性の接着剤によって接合させる方法、ま
たは粉末焼結体８とコンテナ１とをカシメる方法、更に
スポット溶接等を採用することができる。
上板３の各辺と平行に揃えた姿勢で上板３の図１での下
面部に対して取り付けられる。その結果、焼結粉末層１
３が形成される。これに対してカップ状部材用の粉末焼
結体８は、その支柱を図１での上方に向けた姿勢でカッ
プ状部材２の内側に取り付けられる。その結果、焼結粉
末層１３が形成される。なおその取り付け手段として
は、例えば耐熱性の接着剤によって接合させる方法、ま
たは粉末焼結体８とコンテナ１とをカシメる方法、更に
スポット溶接等を採用することができる。
【００２１】つぎに上板３とカップ状部材２とを一体に
組み付けて、ウィック１４を備えたコンテナ１を形成す
る。具体的には、４枚の側板５により形成される開口部
分を上板３で塞いだ状態に、カップ状部材２と上板３と
を仮組みする。なお上板３のうち粉末焼結体８の取り付
けられた面を、底板４に向ける。したがって上板３に取
り付けられた粉末焼結体８とカップ状部材２に取り付け
られた粉末焼結体８の側壁部１１の端面とが接触する。
また上板３に取り付けられた粉末焼結体８に対してカッ
プ状部材２側に備えられた支柱部１２の端面が接触す
る。
組み付けて、ウィック１４を備えたコンテナ１を形成す
る。具体的には、４枚の側板５により形成される開口部
分を上板３で塞いだ状態に、カップ状部材２と上板３と
を仮組みする。なお上板３のうち粉末焼結体８の取り付
けられた面を、底板４に向ける。したがって上板３に取
り付けられた粉末焼結体８とカップ状部材２に取り付け
られた粉末焼結体８の側壁部１１の端面とが接触する。
また上板３に取り付けられた粉末焼結体８に対してカッ
プ状部材２側に備えられた支柱部１２の端面が接触す
る。
【００２２】なお注入ノズルとなる小径管１５を取り付
け溝７に嵌め込んだ状態に配置する。そしてフランジ部
６と上板３との接合面および取り付け溝７と小径管１５
との接合部分を溶接して封止する。その結果、内壁面の
全域に焼結粉末層１３を備えた中空平板形状のコンテナ
１が完成する。
け溝７に嵌め込んだ状態に配置する。そしてフランジ部
６と上板３との接合面および取り付け溝７と小径管１５
との接合部分を溶接して封止する。その結果、内壁面の
全域に焼結粉末層１３を備えた中空平板形状のコンテナ
１が完成する。
【００２３】更にコンテナ１をヒートパイプ化する。そ
の手段としては、例えば加熱追い出し法あるいは真空ポ
ンプ法またはガス液化法等の従来知られた手段採用する
ことができる。その結果、図３に示すように、平板状の
ヒートパイプ１６が完成する。すなわちこのヒートパイ
プ１６は、コンテナ１の内壁面の全体が一定厚さの焼結
粉末層８によって被覆されているとともに、非動作時に
おける上板３と底板４との接近し合う方向への変形を阻
止する支柱部１２が設けられている。
の手段としては、例えば加熱追い出し法あるいは真空ポ
ンプ法またはガス液化法等の従来知られた手段採用する
ことができる。その結果、図３に示すように、平板状の
ヒートパイプ１６が完成する。すなわちこのヒートパイ
プ１６は、コンテナ１の内壁面の全体が一定厚さの焼結
粉末層８によって被覆されているとともに、非動作時に
おける上板３と底板４との接近し合う方向への変形を阻
止する支柱部１２が設けられている。
【００２４】このようにコンテナ１の外部において単体
として形成した粉末焼結体８を、コンテナ１の内壁面に
対して取り付けて焼結粉末層１３とする製法であり、上
板３およびカップ状部材２が大径粒子９の焼結に伴う熱
の影響を受けないから、上板３およびカップ状部材２が
焼き鈍しされることがなく、これにより変形のないコン
テナ１を得ることができ、その結果、所期の形状のヒー
トパイプ１６を確実に製造することができる。
として形成した粉末焼結体８を、コンテナ１の内壁面に
対して取り付けて焼結粉末層１３とする製法であり、上
板３およびカップ状部材２が大径粒子９の焼結に伴う熱
の影響を受けないから、上板３およびカップ状部材２が
焼き鈍しされることがなく、これにより変形のないコン
テナ１を得ることができ、その結果、所期の形状のヒー
トパイプ１６を確実に製造することができる。
【００２５】つぎに請求項２の発明に係る具体例を、図
４に基づいて説明する。ここに示す具体例は、コンテナ
１に対する粉末焼結体８の取り付け手段として焼結を採
用した例である。なお上記具体例と同じ工程ならびに部
材については、その詳細な説明を省略する。
４に基づいて説明する。ここに示す具体例は、コンテナ
１に対する粉末焼結体８の取り付け手段として焼結を採
用した例である。なお上記具体例と同じ工程ならびに部
材については、その詳細な説明を省略する。
【００２６】まずコンテナ１のうちの粉末焼結体８との
接合面に接合層１８を形成する。具体的には、例えば小
径粒子１７と適宜の有機材料と水とを混合させてなる調
合物を用意し、この調合物を上板３ならびにカップ状部
材２のうち粉末焼結体８によって覆われる範囲に対して
一定の厚さとなるようにそれぞれ塗布する。すなわち成
形体を形成する。なおこの発明の粒径の小さい原料粉末
に相当する小径粒子１７は、一例として粒径が７５μｍ
程度のブロンズ粉末からなるものである。したがって小
径粒子の粒径は、大径粒子９の粒径の１／４程度となっ
ている。また成形体の厚さは、一例として粉末焼結体８
（焼結粉末層１３）の約１／６程度に設定されている。
接合面に接合層１８を形成する。具体的には、例えば小
径粒子１７と適宜の有機材料と水とを混合させてなる調
合物を用意し、この調合物を上板３ならびにカップ状部
材２のうち粉末焼結体８によって覆われる範囲に対して
一定の厚さとなるようにそれぞれ塗布する。すなわち成
形体を形成する。なおこの発明の粒径の小さい原料粉末
に相当する小径粒子１７は、一例として粒径が７５μｍ
程度のブロンズ粉末からなるものである。したがって小
径粒子の粒径は、大径粒子９の粒径の１／４程度となっ
ている。また成形体の厚さは、一例として粉末焼結体８
（焼結粉末層１３）の約１／６程度に設定されている。
【００２７】つぎに予め用意してある粉末焼結体８を、
カップ状部材２および上板３のそれぞれに設けられた成
形体の外面を覆う状態に仮組みする。つまりカップ状部
材２あるいは上板３と粉末焼結体８とによって成形体を
挟んだ状態とする。
カップ状部材２および上板３のそれぞれに設けられた成
形体の外面を覆う状態に仮組みする。つまりカップ状部
材２あるいは上板３と粉末焼結体８とによって成形体を
挟んだ状態とする。
【００２８】そしてカップ状部材２および上板３を加熱
炉に収容するとともに、加熱して成形体を焼結させる。
これによって小径粒子１７同士が焼結して接合層１８が
形成される。また小径粒子１７と粉末焼結体８との界面
が焼結し、更に小径粒子１７とカップ状部材２および上
板３との界面が焼結する。その結果、粉末焼結体８が接
合層１８を介してコンテナ１の内壁面に一体に固着して
焼結粉末層１３となる。なお、成形体自体の厚さが薄い
ことに加えて、小径粒子１７の粒径が小さいために、上
記のようなコンテナ１に対する粉末焼結体８の取り付け
工程（接合層１８の形成工程）は、短時間で完了する。
炉に収容するとともに、加熱して成形体を焼結させる。
これによって小径粒子１７同士が焼結して接合層１８が
形成される。また小径粒子１７と粉末焼結体８との界面
が焼結し、更に小径粒子１７とカップ状部材２および上
板３との界面が焼結する。その結果、粉末焼結体８が接
合層１８を介してコンテナ１の内壁面に一体に固着して
焼結粉末層１３となる。なお、成形体自体の厚さが薄い
ことに加えて、小径粒子１７の粒径が小さいために、上
記のようなコンテナ１に対する粉末焼結体８の取り付け
工程（接合層１８の形成工程）は、短時間で完了する。
【００２９】つぎに焼結粉末層１３および接合層１８が
備えられた上板３およびカップ状部材２を、それぞれ脱
脂洗浄する。その洗浄手段としては、例えば適宜の溶剤
を使用した洗浄、あるいは超音波洗浄などの従来知られ
た手段を採用することができる。つぎに上板３とカップ
状部材２とを組み付けてコンテナ１を形成するととも
に、そのコンテナ１の内部をヒートパイプ化する。その
結果、２層構造のウィック１４をコンテナ１の内壁面に
備えた平板状のヒートパイプ１６が完成する。
備えられた上板３およびカップ状部材２を、それぞれ脱
脂洗浄する。その洗浄手段としては、例えば適宜の溶剤
を使用した洗浄、あるいは超音波洗浄などの従来知られ
た手段を採用することができる。つぎに上板３とカップ
状部材２とを組み付けてコンテナ１を形成するととも
に、そのコンテナ１の内部をヒートパイプ化する。その
結果、２層構造のウィック１４をコンテナ１の内壁面に
備えた平板状のヒートパイプ１６が完成する。
【００３０】上記のように大径粒子９よりも粒径の小さ
い小径粒子１７を焼結させることによって、粉末焼結体
８をコンテナ１に取り付ける方法であり、従来技術に比
べて焼結に要する時間が短縮されるから、上板３および
カップ状部材２が焼結によって受ける熱の影響を低減で
き、したがって焼き鈍しによるコンテナ１の変形を未然
に防止することができ、すなわち所期の形状のヒートパ
イプ１６を確実に得ることができる。
い小径粒子１７を焼結させることによって、粉末焼結体
８をコンテナ１に取り付ける方法であり、従来技術に比
べて焼結に要する時間が短縮されるから、上板３および
カップ状部材２が焼結によって受ける熱の影響を低減で
き、したがって焼き鈍しによるコンテナ１の変形を未然
に防止することができ、すなわち所期の形状のヒートパ
イプ１６を確実に得ることができる。
【００３１】またこの具体例では、粉末焼結体８とコン
テナ１とが金属的に結合しているから、両者を機械的に
結合させている図１に示す具体例と比較して、コンテナ
１と焼結粉末層１３との間での熱抵抗が低減する利点が
ある。
テナ１とが金属的に結合しているから、両者を機械的に
結合させている図１に示す具体例と比較して、コンテナ
１と焼結粉末層１３との間での熱抵抗が低減する利点が
ある。
【００３２】つぎに請求項３の発明に係る具体例を、図
５を参照して説明する。ここに示す例は、粉末焼結体８
をコンテナ１に取り付ける工程の前工程として、コンテ
ナ１の内壁面の粗面化を行う例である。なお上記具体例
と同じ工程ならびに部材については、その詳細な説明を
省略する。
５を参照して説明する。ここに示す例は、粉末焼結体８
をコンテナ１に取り付ける工程の前工程として、コンテ
ナ１の内壁面の粗面化を行う例である。なお上記具体例
と同じ工程ならびに部材については、その詳細な説明を
省略する。
【００３３】まず上板３の片面のうち周縁部を除いた範
囲と、底板４と各側板５上板３のうちコンテナ１のうち
コンテナ１の内部となる範囲とに、図示しないブラスト
装置を利用したサンドブラスト加工を施す。具体的には
粒径が小径粒子１７よりも若干大きいケイ砂を、コンテ
ナ１の内壁面に対して衝突させて多数個の凹部１９を形
成し、いわゆるマット状に粗面化させる。したがって各
凹部１９は、小径粒子１７の粒径よりも若干大きく開口
した構成となっている。
囲と、底板４と各側板５上板３のうちコンテナ１のうち
コンテナ１の内部となる範囲とに、図示しないブラスト
装置を利用したサンドブラスト加工を施す。具体的には
粒径が小径粒子１７よりも若干大きいケイ砂を、コンテ
ナ１の内壁面に対して衝突させて多数個の凹部１９を形
成し、いわゆるマット状に粗面化させる。したがって各
凹部１９は、小径粒子１７の粒径よりも若干大きく開口
した構成となっている。
【００３４】ブラスト加工が施されたカップ状部材２と
上板３とは、定法に倣って洗浄工程に送られ、表面に付
着した粉体や残留ケイ砂等の異物が除去される。なおサ
ンドブラスト加工に替わる粗面化の手段としては、例え
ばエッチング処理あるいはサンドペーパーを利用した研
磨加工等を採用することができる。なお凹部１９は、小
径粒子１７の粒径には制約されない。
上板３とは、定法に倣って洗浄工程に送られ、表面に付
着した粉体や残留ケイ砂等の異物が除去される。なおサ
ンドブラスト加工に替わる粗面化の手段としては、例え
ばエッチング処理あるいはサンドペーパーを利用した研
磨加工等を採用することができる。なお凹部１９は、小
径粒子１７の粒径には制約されない。
【００３５】つぎにカップ状部材２および上板３のうち
粗面化された箇所を、小径粒子１７を含む調合物によっ
て被覆した状態とする。すなわち調合物の成形体を粗面
化された箇所に配置する。その場合、各凹部１９の内側
に小径粒子１７が入り込んだ状態となる。更に予め形成
してある粉末焼結体８を、成形体の表面を覆う状態に配
置する。つまりカップ状部材２あるいは上板３と粉末焼
結体８とによって、成形体を挟んだ状態に保持させる。
粗面化された箇所を、小径粒子１７を含む調合物によっ
て被覆した状態とする。すなわち調合物の成形体を粗面
化された箇所に配置する。その場合、各凹部１９の内側
に小径粒子１７が入り込んだ状態となる。更に予め形成
してある粉末焼結体８を、成形体の表面を覆う状態に配
置する。つまりカップ状部材２あるいは上板３と粉末焼
結体８とによって、成形体を挟んだ状態に保持させる。
【００３６】そしてカップ状部材２および上板３を加熱
炉に収容して加熱し、成形体を焼結させる。前述の通
り、小径粒子１７が凹部１９に侵入していて、小径粒子
１７とコンテナ１の内壁面との接触面積が大きいため
に、成形体とコンテナ１の内壁面とが速やかに焼結す
る。また小径粒子１７同士が焼結して接合層１８が形成
される。更に成形体と粉末焼結体８との界面が焼結す
る。その結果、粉末焼結体８がコンテナ１の内壁面に対
して固着して、焼結粉末層１３となる。
炉に収容して加熱し、成形体を焼結させる。前述の通
り、小径粒子１７が凹部１９に侵入していて、小径粒子
１７とコンテナ１の内壁面との接触面積が大きいため
に、成形体とコンテナ１の内壁面とが速やかに焼結す
る。また小径粒子１７同士が焼結して接合層１８が形成
される。更に成形体と粉末焼結体８との界面が焼結す
る。その結果、粉末焼結体８がコンテナ１の内壁面に対
して固着して、焼結粉末層１３となる。
【００３７】つぎにカップ状部材２と上板３とを、上記
具体例と同様の姿勢に組み付けた状態で、両者の連結部
分を溶接して密閉する。これによってコンテナ１が完成
する。更にコンテナ１の内部を、ヒートパイプ化する。
その結果、中空平板状のヒートパイプ１６が完成する。
具体例と同様の姿勢に組み付けた状態で、両者の連結部
分を溶接して密閉する。これによってコンテナ１が完成
する。更にコンテナ１の内部を、ヒートパイプ化する。
その結果、中空平板状のヒートパイプ１６が完成する。
【００３８】上記のように小径粒子１７の入り込むこと
が可能な凹部１９を形成することによって、図４に示す
具体例と比べて小径粒子１７とコンテナ１との接触面積
が増大して、その焼結に要する時間が更に短縮するか
ら、上板３とカップ状部材２とが焼結によって受ける熱
の影響を更に少なくすることができ、その結果、焼き鈍
しによる変形をより一層確実に防止することができる。
が可能な凹部１９を形成することによって、図４に示す
具体例と比べて小径粒子１７とコンテナ１との接触面積
が増大して、その焼結に要する時間が更に短縮するか
ら、上板３とカップ状部材２とが焼結によって受ける熱
の影響を更に少なくすることができ、その結果、焼き鈍
しによる変形をより一層確実に防止することができる。
【００３９】なお上記各具体例では、平板状ヒートパイ
プに適用した例を挙げたが、この発明は、例えばコンテ
ナが円形断面を成すヒートパイプに適用することもでき
る。
プに適用した例を挙げたが、この発明は、例えばコンテ
ナが円形断面を成すヒートパイプに適用することもでき
る。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項３に記載したいずれの発明においても、多孔構造の
粉末焼結体をコンテナの内壁面に固定して焼結粉末層と
するとともに、コンテナを密閉した後に、その内部をヒ
ートパイプ化する製造方法であり、粉末焼結体を形成す
る工程での熱がコンテナに影響しないから、所期の形状
のヒートパイプを得ることができる。
求項３に記載したいずれの発明においても、多孔構造の
粉末焼結体をコンテナの内壁面に固定して焼結粉末層と
するとともに、コンテナを密閉した後に、その内部をヒ
ートパイプ化する製造方法であり、粉末焼結体を形成す
る工程での熱がコンテナに影響しないから、所期の形状
のヒートパイプを得ることができる。
【図１】 請求項１の発明に係る具体例を示す概略図で
ある。
ある。
【図２】 焼結粉末層およびコンテナを示す断面図であ
る。
る。
【図３】 ヒートパイプの完成体を一部切り欠いて示す
概略図である。
概略図である。
【図４】 請求項２の発明に係る焼結粉末層およびコン
テナを示す断面図である。
テナを示す断面図である。
【図５】 請求項３の発明に係る焼結粉末層およびコン
テナを示す断面図である。
テナを示す断面図である。
１…コンテナ、 ２…カップ状部材、 ３…上板、 ４
…底板、 ５…側板、６…フランジ部、 ８…粉末焼結
体、 ９…大径粒子、 １０…底壁部、 １１…側壁
部、 １２…支柱部、 １３…焼結粉末層、 １４…ウ
ィック、 １６…ヒートパイプ、 １７…小径粒子、
１８…接合層、 １９…凹部。
…底板、 ５…側板、６…フランジ部、 ８…粉末焼結
体、 ９…大径粒子、 １０…底壁部、 １１…側壁
部、 １２…支柱部、 １３…焼結粉末層、 １４…ウ
ィック、 １６…ヒートパイプ、 １７…小径粒子、
１８…接合層、 １９…凹部。
Claims (3)
- 【請求項１】 非凝縮性ガスを脱気した金属製のコンテ
ナの内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作
動流体と、毛細管圧力を発生させるためのウィックとし
て多孔構造の焼結粉末層とが封入されたヒートパイプの
製造方法であって、 微細孔が全体として連通した多孔構造の焼結粉末体を形
成し、その粉末焼結体を前記コンテナの内壁面に固定し
て前記焼結粉末層とするとともに、そのコンテナを密閉
した後、更にそのコンテナの内部をヒートパイプ化する
ことを特徴とするヒートパイプの製造方法。 - 【請求項２】 非凝縮性ガスを脱気した金属製のコンテ
ナの内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作
動流体と、毛細管圧力を発生させるためのウィックとし
て多孔構造の焼結粉末層とが封入されたヒートパイプの
製造方法であって、 微細孔が全体として連通した多孔構造の粉末焼結体を形
成し、つぎにその粉末焼結体を構成する原料粉末よりも
粒径の小さい原料粉末を、前記粉末焼結体と前記コンテ
ナの内壁面との間に介在させた状態で焼結させることに
よって、前記粉末焼結体を前記コンテナの内壁面に固定
させて前記焼結粉末層とするとともに、その焼結粉末層
と前記コンテナの内壁面との間に前記微細孔よりも小さ
い微細孔を備えた多孔構造の接合層を形成し、そのコン
テナを密閉した後、更にそのコンテナの内部をヒートパ
イプ化することを特徴とするヒートパイプの製造方法。 - 【請求項３】 前記コンテナの内壁面を粗面化させて、
多数の凹部を形成した後に、前記粉末焼結体を前記コン
テナの内壁面に取り付けることを特徴とする請求項２に
記載のヒートパイプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22961998A JP4177487B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ヒートパイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22961998A JP4177487B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ヒートパイプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055577A true JP2000055577A (ja) | 2000-02-25 |
| JP4177487B2 JP4177487B2 (ja) | 2008-11-05 |
Family
ID=16895037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22961998A Expired - Lifetime JP4177487B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ヒートパイプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4177487B2 (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001088456A3 (en) * | 2000-05-16 | 2002-08-15 | Swales Aerospace | Evaporator employing a liquid superheat tolerant wick |
| JP2002303494A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 蒸発器およびこれを用いたループ型ヒートパイプ |
| SG120884A1 (en) * | 2001-08-28 | 2006-04-26 | Advanced Materials Tech | Advanced microelectronic heat dissipation package and method for its manufacture |
| US7251889B2 (en) | 2000-06-30 | 2007-08-07 | Swales & Associates, Inc. | Manufacture of a heat transfer system |
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| US7549461B2 (en) | 2000-06-30 | 2009-06-23 | Alliant Techsystems Inc. | Thermal management system |
| US7661464B2 (en) | 2005-12-09 | 2010-02-16 | Alliant Techsystems Inc. | Evaporator for use in a heat transfer system |
| US7708053B2 (en) | 2000-06-30 | 2010-05-04 | Alliant Techsystems Inc. | Heat transfer system |
| US7931072B1 (en) | 2002-10-02 | 2011-04-26 | Alliant Techsystems Inc. | High heat flux evaporator, heat transfer systems |
| JP2011102691A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Pegatron Corp | ベーパーチャンバー及びその製造方法 |
| US8047268B1 (en) | 2002-10-02 | 2011-11-01 | Alliant Techsystems Inc. | Two-phase heat transfer system and evaporators and condensers for use in heat transfer systems |
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| US8136580B2 (en) | 2000-06-30 | 2012-03-20 | Alliant Techsystems Inc. | Evaporator for a heat transfer system |
| JP2013002640A (ja) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Fujikura Ltd | 扁平型ヒートパイプおよびその製造方法 |
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| JP2016156584A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 株式会社フジクラ | 薄板ヒートパイプ型熱拡散板 |
| WO2022025259A1 (ja) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | 日本電産株式会社 | 熱伝導部材 |
-
1998
- 1998-08-14 JP JP22961998A patent/JP4177487B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US6564860B1 (en) | 2000-05-16 | 2003-05-20 | Swales Aerospace | Evaporator employing a liquid superheat tolerant wick |
| US6915843B2 (en) | 2000-05-16 | 2005-07-12 | Swales & Associates, Inc. | Wick having liquid superheat tolerance and being resistant to back-conduction, evaporator employing a liquid superheat tolerant wick, and loop heat pipe incorporating same |
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| US9273887B2 (en) | 2000-06-30 | 2016-03-01 | Orbital Atk, Inc. | Evaporators for heat transfer systems |
| US7549461B2 (en) | 2000-06-30 | 2009-06-23 | Alliant Techsystems Inc. | Thermal management system |
| US8752616B2 (en) | 2000-06-30 | 2014-06-17 | Alliant Techsystems Inc. | Thermal management systems including venting systems |
| US7708053B2 (en) | 2000-06-30 | 2010-05-04 | Alliant Techsystems Inc. | Heat transfer system |
| US9200852B2 (en) | 2000-06-30 | 2015-12-01 | Orbital Atk, Inc. | Evaporator including a wick for use in a two-phase heat transfer system |
| US9631874B2 (en) | 2000-06-30 | 2017-04-25 | Orbital Atk, Inc. | Thermodynamic system including a heat transfer system having an evaporator and a condenser |
| US8066055B2 (en) | 2000-06-30 | 2011-11-29 | Alliant Techsystems Inc. | Thermal management systems |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4177487B2 (ja) | 2008-11-05 |
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