JP2001135966A - ヒートパイプとプレートの接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安易な工法でプレートの面粗度に影響され難
く、接合熱抵抗を極限まで減らすことの出来るヒートパ
イプとプレートの接合方法を提供する。 【構成】ヒートパイプとプレートとを共に加熱し、該加
熱中あるいは加熱後に前記ヒートパイプを圧接変形させ
ことにより、当該ヒートパイプとプレートとを密接合す
るヒートパイプとプレートの接合方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パソコンなどの
電子機器の冷却に用いられるヒートパイプと、集熱や放
熱のために当該ヒートパイプに取り付けられるプレート
の接合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年は、電子機器のデジタル化の進展
で、その冷却対象の電子部品が増えることにより、その
消費電力が増加しており、冷却部材の接合の熱抵抗を減
少させる必要に迫られている。

【０００３】従来、プレートへのヒートパイプの接合
は、図５の断面図で示されるように、プレート１へヒー
トパイプ２を当接させて、ヒートパイプの固定金具３で
挟み込んだ後、ピン４で固定しているものが主流である
が、プレート１とヒートパイプ２の接合は線接合のため
に、その間の熱抵抗が高いことから図６の断面図に示さ
れるように、ダイキャスト・プレート１にＵ溝５を形成
し、ヒートパイプ２を溝５に設置した後に、圧接により
ヒートパイプ２を埋め込む構成が取られるように成って
来た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的にはプ
レート１はアルミニュウムやマグネシュウム合金材が使
用されるのに対して、ヒートパイプ２は純銅のなまし管
材が使用されるために、図６で示すヒートパイプ２の断
面の様に、応力歪みによりヒートパイプ２が凹み、蒸気
通路が狭まると同時に、プレート１との間に隙間６が生
じることから、ヒートパイプ２の直径に合わせた精度の
良いプレート１の溝寸法管理が行われているが、それで
もヒートパイプ２の外径が真円である保証は無く、結局
十分な接合が出来ないために、熱抵抗増大の主因となる
隙間６に熱伝導の良い接着材を塗布している。

【０００５】また、上記図６に示した圧接による問題を
無くするために、図７の断面図に示すようにプレート１
との接合面を増加する目的から、ヒートパイプ２を予め
扁平断面にしてプレート１の寸法精度の高い溝５に埋め
込むと同時に、接着剤で固定している。この方法は熱抵
抗の低減に有効であるが、ヒートパイプ２の軸方向の歪
み補正と接着固定されるまでの保持の煩わしさなど、加
工に工数がかかり高価となる欠点がある。

【０００６】この発明は、上記従来工法の欠点を解消す
るために、安易な工法でプレートの面粗度に影響され難
く、接合熱抵抗を極限まで減らすことの出来るヒートパ
イプとプレートの接合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】上記課題を解決するため
に、本発明では、ヒートパイプとプレートとを共に加熱
し、該加熱中あるいは加熱後に前記ヒートパイプを圧接
変形させことにより、当該ヒートパイプとプレートとを
密接合するヒートパイプとプレートの接合方法とする。

【０００８】また、前記プレートに溝を有し、当該溝の
中にヒートパイプの少なくとも一部を密接合してもよい
し、当該溝の断面の延長端部に、ヒートパイプ固定突起
を有してもよい。また、上記加熱温度を１００℃以上と
したり、プレートとヒートパイプとを密接合した後、熱
により硬化促進される接着材を塗布してもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、図１から図４に示す実施例
について記述する。本発明の第１の実施例とするヒート
パイプとプレートの接合方法を示す図１において、図１
(a)は、ダイキャスト工法からなるプレート１であり、
このプレート１にＵ字型の溝５が形成されており、この
溝５の壁面の面粗度は、ダイキャスト工法の仕上がりの
状態では、一般的に２μm程度の凹凸７があるが、特別
座繰りなどの研削加工はしない。

【００１０】上記溝５に、図１(b)で示す様に当該溝５
の幅広さより僅かに径が小さくて、無理なく挿入できる
例えば直径４mmの銅のコンテナに水を作動液としたヒー
トパイプ２を挿入した状態で、１５０℃位に加熱された
平面プレスの上に載せてプレスすると、図１(c)に示さ
れるように、ヒートパイプ１の作動液の蒸気圧力による
コンテナ内圧は５barを越えて、内部に歪む事は無く、
むしろヒートパイプ２のコンテナが僅かに広がることに
より、プレート１の溝５の壁面に添ってしっくりと密接
合される。

【００１１】通常この状態で固定されるが、機械的な衝
撃で外れる事を防止するために、プレート１とヒートパ
イプ２の隙間に接着材８を塗布しても良い。この接着剤
は、熱により硬化促進される材料を選ぶことにより、極
めて短時間で硬化することが期待できる。

【００１２】図１で示されたプレート１とヒートパイプ
２の接合は、単純な直状は比較的少なく、通常図２に示
されるような変形構造が取られる事が多いが、当該接合
工法により湾曲部９も十分な密接合が得られ、極めて熱
抵抗の小さいものとなる。

【００１３】図３(a)と(b)は、この発明の第２の実施例
を示す断面図であり、プレート１の溝５の断面には、当
該溝断面の延長端部に、ヒートパイプ固定するための突
起１０を有するものであり、加熱後のプレス工程によ
り、プレート１の溝５にヒートパイプ２を押し込むと同
時に、突起１０を潰した押潰部１１があり、ヒートパイ
プ２の密接合と機械的な衝撃による抜けを防止する固定
が出来るものであり、上記接着剤８の塗布が不要とな
る。

【００１４】図４は、扁平状ヒートパイプ２を用いた第
３の実施例を示し、チューブ状のヒートパイプと同じ工
法で接合出来る。すなわち、例えばプレート１の溝深さ
が１mmとし、プレート１に埋め込む前のヒートパイプ２
の厚さを1.2mm〜２mm程度とすれば、上記第１の実施例
とほぼ同様に密接合が出来る。

【００１５】上記の実施例では、プレート１にＵ字型の
溝５を構成したものだけを示したが、当該溝５の形状は
問わないことは勿論、部分的では有ってもヒートパイプ
２の位置決めが出来れば、溝が無くても良い。本発明の
要旨は、プレート１の面粗度に捕らわれないことであ
る。

【００１６】また、上記の実施例のヒートパイプの内部
構造、すなわちウイック構造を図示ではグルーブ・ウィ
ック構造のものだけを示したが、編組線やメッシュやワ
イヤーあるいは焼結金属などの他のウイックで有っても
何ら変わらない工法で、本発明を適用できる。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明のよれ
ば、安価で入手できる加工精度の低い比較的面粗度の粗
いプレートを用いてもヒートパイプの蒸気通路を狭める
ことが無く、極めて熱抵抗の少ない密接合のヒートパイ
プとプレートの接合方法を提供でき、電子機器の熱対策
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例とするヒートパイプとプ
レートの接合方法を示す

【図２】湾曲したヒートパイプをプレートに接合した図
を示す

【図３】本発明の第２の実施例とするヒートパイプとプ
レートの接合方法を示す

【図４】本発明の第３の実施例とするヒートパイプとプ
レートの接合方法を示す

【図５】従来のヒートパイプとプレートの接合方法を示
す

【図６】従来のヒートパイプとプレートの接合方法を示
す

【図７】従来のヒートパイプとプレートの接合方法を示
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 プレート ２ ヒートパイプ ３ 固定金具 ４ ピン ５ 溝 ６ 隙間 ７ 凹凸 ８ 接着剤 ９ 湾曲部 １０ 突起 １１ 押潰部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒートパイプとプレートとを共に加熱し、
   該加熱中あるいは加熱後に前記ヒートパイプを圧接変形
   させことにより、当該ヒートパイプとプレートとを密接
   合するヒートパイプとプレートの接合方法。
2. 【請求項２】プレートに溝を有し、当該溝の中にヒート
   パイプの少なくとも一部を密接合する請求項１のヒート
   パイプとプレートの接合方法。
3. 【請求項３】溝断面の延長端部に、ヒートパイプ固定突
   起を有する請求項２のヒートパイプとプレートの接合方
   法。
4. 【請求項４】加熱温度を１００℃以上とした請求項１乃
   至３の何れかに記載のヒートパイプとプレートの接合方
   法。
5. 【請求項５】プレートとヒートパイプとを密接合した
   後、熱により硬化促進される接着材を塗布する請求項１
   乃至３の何れかに記載のヒートパイプとプレートの接合
   方法。