JP2010220403A - 板状冷却管 - Google Patents

Abstract

【課題】内部に冷媒を流通させても、冷媒の圧力によって変形や漏洩の発生が無い、軽量な冷却管を提供すること。
【解決手段】ピッチ系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックを、板状冷却管の外表面に配し、内側にポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックを組み合わせて、冷媒流通路を形成する管体を備えた板状冷却管である。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄型の板状冷却管に関し、特に工作機械あるいは半導体製造装置等の精密送りの用途に利用されるリニアモータの冷却装置に好適に使用される板状冷却管に関する。

たとえば、半導体露光装置や高精度加工機などで使用される精密位置決め装置では、駆動源としてリニアモータが使用されている。特に、半導体の製造装置や検査装置においては高精度化、高効率化が要求されており、これに伴って、前記装置に搭載されるステージ装置の駆動に用いられるリニアモータにおいては高制御性、高精度、高加速度、高速度、長ストローク等の性能が必要とされてきている。
ここで、高加速度を必要とする場合には、可動部の質量を小さくするとともに、リニアモータの推力を大きくすることが重要となってくる。
また、リニアモータの推力を大きくする方法としては、通常、コイル体の巻数を増やすことでリニアモータの推力を大きくすることが多い。リニアモータは、原理的にコイルに電流を流して生じる電磁力によって直線方向の推力を発生させるので、必要な推力が大きくなるにしたがってコイルに流す電流は多くなり、コイルに流れる電流が多くなるとコイルの発熱量が多くなる。リニアモータからの発熱は、構造部材の熱変形や計測手段の誤差をもたらし、位置決め精度を悪化させる場合がある。このため、リニアモータから発生する熱を効率良く除去して周囲の空間及び部材の温度上昇を抑制することが重要となっている。
このため冷却管が使用されているが、冷却管として金属を用いる場合は、特性や加工性の観点からステンレスが使用されることが多い。ところが、ステンレスは、比重が大きく、冷却管の重量化を招くという不都合があった。そこで、炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰと記す）を使用した冷却管が提案されている（特許文献１）。
また、前記したように、精密位置決め装置等では高性能化に伴って、リニアモータの高出力化が要求されており、そのためにコイルに流れる電流を増加させる必要がある。その結果、発熱量も大きく増大するため、冷却能力のさらなる増強が必要となっている。そこで、コイル体を有するリニアモータにおいて、コイル体の全体を温調する第１温調装置と、コイル体のうちの局所部分との間で熱交換を行う第２温調装置とを有する、二段階で冷却するシステムのリニアモータが提案されている（特許文献２）。
しかしながら、特許文献１では金型を使用して冷却管を作製しているため、コスト増となってしまう。このためＣＦＲＰからなる積層体を機械加工により凹み形状に加工したものを２枚貼り合せて冷却管を得ていた。特許文献２では、ＣＦＲＰからなる板状冷却管が用いられているが、異種の炭素繊維を用いたＦＲＰの異なる特性に着目してそれらを組み合わせたＣＦＲＰを使用することは開示されていない。

特開２００３−１９９３１８ 特開２００４−３５７４２６

ところで、板状冷却管の内部に冷却液を導入すると、板状冷却管内部には冷媒の圧力がかかるため、冷却管が外側に膨張する力が加わる。このため、前記先行技術文献にあるように炭素繊維で補強したＣＦＲＰが採用されてきているが、使用する炭素繊維の種類によっては耐圧強度や耐漏洩性が充分ではないことがある。
特に、耐圧強度が重要視される用途には弾性率の高いピッチ系の繊維が使用されているが、ピッチ系の繊維の断面構造は繊維方向に対してポーラスな構造を持っているため、繊維断面が冷媒中に露出すると、僅かではあるが漏洩が発生する危険性があることから、耐漏洩性に問題があることが判明した。
本発明は上記課題に鑑み、なされたものであり、軽量で、内部に冷媒を流通させても、冷媒の圧力によって変形や漏洩の発生が無い板状冷却管を提供しようとするものである。

本発明者らは、上記の問題点を解決するために鋭意検討を進めた結果、板状冷却管において、その外側には弾性率の高いピッチ系炭素繊維で補強されたＣＦＲＰを配し、内側には耐漏洩性に問題がなく、強度の高い、中間層となるポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強されたＣＦＲＰを配して、構成することで、耐漏洩性に優れ、変形しにくく、軽量の板状の冷却管を製造することができることを見出し、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、以下
（1）内部に管状の冷媒流通路を有する、発熱体を冷却するための薄板状部材からなる板状冷却管であって、前記薄板状部材がポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートからなる中間層とその両面に積層されてなるピッチ系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートからなる表裏層とを有し、かつ前記中間層に管状の冷媒流通路を設けてなるものであることを特徴とする板状冷却管、
（2）ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートの周縁部以外の部分に連続して凹状へこみが形成されてなる上記（1）に記載の板状冷却管、
（3）ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートの周縁部以外の部分が連続して打ち抜かれてなる上記（1）に記載の板状冷却管、
（4）前記ピッチ系炭素繊維の引張り弾性率が４００〜１０００ＧＰａである上記（1）〜（3）のいずれかに記載の板状冷却管、
（5）前記ピッチ系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートと、前記ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートとを接着シートで貼り合せてなる上記（1）〜（4）のいずれかに記載の板状冷却管、
（6）前記ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシート同士が接着シートで貼り合されてなる上記（1）〜（4）のいずれかに記載の板状冷却管および
（7）リニアモータの冷却装置用である上記（1）〜（6）のいずれかに記載の板状冷却管を提供する。

本発明により、軽量で、内部に冷媒を導入しても冷媒の圧力によって変形や漏洩が発生するおそれの無い板状冷却管を得ることが可能となる。

板状冷却管の構造の一例を示す図である。 板状冷却管の製造（薄板状部材等の積層）手順の一例を示す図である。 板状冷却管の構造の別の一例を示す図である。 板状冷却管の製造（薄板状部材等の積層）手順の別の例を示す図である。

リニアモータ等の発熱部を冷却するために好適な本発明の板状冷却管は前記発熱部に接触させて用いられるものである。
本発明の板状冷却管は、ピッチ系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチック（以下、Pitch−ＣＦＲＰと記載する）シートとポリアクリロニトリル（以下、ＰＡＮと記載する）系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチック（以下、Pan−ＣＦＲＰと記載する）シートが積層されてなり、内側に温度調整用冷媒流通路となる管状の隙間を有し、前記Pitch−ＣＦＲＰシートが前記Pan−ＣＦＲＰシートの外側（両表面）に積層され、冷媒はPitch−ＣＦＲＰシートに接触しない構造を有している。
また、前記Pitch−ＣＦＲＰシートと前記Pan−ＣＦＲＰシート、またはPan−ＣＦＲＰシート同士を接着シートで貼り合せてなることが好ましい。

以下、本発明について具体的に説明する。
図１は、本発明の板状冷却管の構造の一例を示す図であり、「ａ」はPitch−ＣＦＲＰシートと打ち抜き加工した中間層となるPan−ＣＦＲＰシートを積層した積層板の平面図、「ｂ」は同積層板の側面図、「ｃ」は同積層板右側端部の断面図、「ｄ」はPan−ＣＦＲＰシートを内側に対向させて「ｂ」を２枚積層して得られる板状冷却管の側面図である。
図１において、「１」はPitch−ＣＦＲＰシート、「２」はPan−ＣＦＲＰシート（２には、点線で示す凹状へこみまたは打ち抜き部が形成されており、「２」が内側に配置されるように対向させて２枚の「ｂ」を積層することにより管状の冷媒流通路が形成される）、「３」は接着シート、「４」は「２」が内側に配置されるように対向させて２枚の「ｂ」を貼り合わせることにより形成される冷媒の入り口または出口となる通路を示す。
Pitch−ＣＦＲＰシートの厚さは、たとえば、板状冷却管の平面方向のサイズが幅５ｃｍ×長さ５０ｃｍ程度の場合、０．５〜１０ｍｍ程度、好ましくは１〜５ｍｍであり、Pan−ＣＦＲＰの厚さは通常、１〜３０ｍｍ程度、好ましくは１〜１０ｍｍである。Pitch−ＣＦＲＰの厚さを０．５ｍｍ以上とすることにより、強度を確保し、１０ｍｍ以下とすることにより、板状冷却管全体をコンパクトな厚さにするとともに熱伝導性を確保する。Pan−ＣＦＲＰの厚さを１ｍｍ以上とすることにより、適度な深さの凹状へこみに切削するか打ち抜くことにより冷媒流通量が確保され、３０ｍｍ以下とすることにより、板状冷却管全体をコンパクトな厚さに保つことができる。
Pitch−ＣＦＲＰシートおよびPan−ＣＦＲＰシートの平面方向のサイズは幅１０〜１００ｍｍ程度、長さ３００〜３０００ｍｍ程度であり、板状冷却管として使用されるリニアモータ等の発熱部のサイズに合わせて決められる。

図２は板状冷却管の製造（薄板状部材等の積層）手順を示す図である。
本発明の板状冷却管は、熱硬化性樹脂を含浸させたＰＡＮ系炭素繊維で補強された中間層となるPan−ＣＦＲＰシートと、熱硬化性樹脂をピッチ系炭素繊維に含浸させたPitch−ＣＦＲＰシートとを重ね合わせ、下記のような手順で加工・組み立てることにより得られる。
すなわち、図２（１）に示すようにPan−ＣＦＲＰシートとPitch−ＣＦＲＰとシートを一体に成形した複合積層体を２枚準備し、それぞれを図２（２）に示すように切削加工等によりPan−ＣＦＲＰシート側に凹状のへこみを形成させる。次いで、接着シートを介して凹状のへこみを形成させた面が内側になるように対向させて２枚の複合積層体の周縁部同士を接着シート〔図２の３〕等を用いて貼り合せることにより内部に管状の冷媒流通路が形成され、かつ、Pitch−ＣＦＲＰシートに冷媒が接触しない構造を有する本発明の板状冷却管が得られる。
また、図３の「ｅ」に示すように、薄板状のPan−ＣＦＲＰシートの内側を打ち抜いたものを用いる場合はその両側に打ち抜いていない薄板状のPan−ＣＦＲＰシートを積層し、さらにその両側に薄板状のPitch−ＣＦＲＰシートを積層することによっても内部に管状の冷媒流通路が形成され、Pitch−ＣＦＲＰシートに冷媒が接触しない構造の本発明の板状冷却管が得られる。冷媒をPitch−ＣＦＲＰシートに接触させずに漏洩を防止するためには、冷媒流通路を形成する両側のPan−ＣＦＲＰシート部分の厚さは、たとえば、板状冷却管の平面サイズが幅５ｃｍ×長さ５０ｃｍ程度の場合、少なくとも０．１ｍｍ程度であることが好ましい。

本発明で使用されるＰＡＮ系炭素繊維は、東邦テナックスのベスファイトＨＴＡシリーズや三菱レイヨンのパイロフィルが好適に使用できる。本製品の内周側に使用する炭素繊維は、引張り強度が３〜６ＧＰａのものが好適に使用される。
また、本発明で使用されるピッチ系炭素繊維は、引張り弾性率４００〜１０００ＧＰａのものが好適に使用される。
さらに、これら高弾性を特徴とするピッチ系炭素繊維は、日本グラファイトファイバーのＧＲＡＮＯＣヤーンのＹＳＨ−Ａシリーズ、ＹＳ−Ａシリーズ、ＸＮシリーズや三菱化学産資のダイアリードから選択したものが好適に使用できる。
これら炭素繊維は、織布でも一方向引き揃えでも使用できる。織布の場合は平織り、綾織、朱子織りなどが使用でき、特に限定されるものではない。
ここで用いる炭素繊維は、表面にシランカップリング剤によりサイジング処理を行い、耐薬品性を維持するようにすることが好ましく、このサイジング処理を行うサイジング剤としては、アルカリ成分との反応性が低く、マトリックス樹脂に対するぬれ性が良い薬剤が挙げられ、具体的には、メタクリルシランやウレイドシラン等のシランカップリング剤又はそれらの混合品であることが好ましい。

本発明におけるPitch−ＣＦＲＰおよびPan−ＣＦＲＰに用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、変性ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、なかでも強度、成形性の観点からエポキシ樹脂が好ましく使用でき、質量平均分子量が７００〜２０００のエポキシ樹脂が特に好ましい。
熱硬化性樹脂として、例えばエポキシ樹脂を用いた場合、より具体的には、その樹脂組成物の成分構成は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）エポキシ樹脂用硬化剤と、（Ｃ）硬化促進剤であることが好ましい。
エポキシ樹脂（Ａ）としては、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂が好適である。これには、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。また、このエポキシ樹脂には、グリシジルエーテル系の変性エポキシ樹脂も含む。変性エポキシ樹脂として例えば、ビスマレイミドトリアミン（ＢＴ）樹脂などを使用することができる。
このエポキシ樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂用硬化剤（Ｂ）としては、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）とその誘導体、芳香族ジアミン等のアミン系硬化剤、ノボラック型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤、アミノ変性ノボラック型フェノール樹脂、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸等の酸無水物硬化剤等ポリビニルフェノール樹脂、有機酸ヒドラジッド、ジアミノマレオニトリルとその誘導体、メラミンとその誘導体、アミンイミド、ポリアミン塩、モレキュラーシーブ、アミン、酸無水物、ポリアミド、イミダゾール等を用いることができる。
また、このとき硬化促進剤（Ｃ）を任意で配合することができ、この硬化促進剤（Ｃ）としては、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、芳香族アミン、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィン等を用いることができる。

エポキシ樹脂組成物の場合の配合割合は、（Ａ）エポキシ樹脂が通常６０〜９６質量％程度、（Ｂ）硬化剤が通常０．５〜３５質量％程度、（Ｃ）硬化促進剤が通常０〜５質量％程度である〔（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の全量は１００質量％〕。
これらの配合成分の他にも、本発明の効果を阻害しない範囲で、適宜必要な添加剤を配合することができる。
そして、前記エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂に上記硬化剤等を配合して溶媒に溶解し、固形分３０〜８０質量％程度、好ましくは５０〜７０質量％のワニスを調製してＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維に含浸させた後、乾燥による半硬化を行なうことにより、Pan−ＣＦＲＰシート用のプリプレグおよびPitch−ＣＦＲＰシート用のプリプレグを作製することができる。溶媒としては、メチルエチルケトン／セロソルブ、メチルエチルケトン／トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、シクロヘキサノン等が挙げられる。
また、Pan−ＣＦＲＰシート用のプリプレグおよびPitch−ＣＦＲＰシート用のプリプレグともに樹脂成分の質量比率が４０質量％以下であることが好ましく、３５〜２５質量％であることが特に好ましい。樹脂成分の質量比率があまりに低いと、積層した後に表面平滑性が低下するおそれがあり、樹脂成分の質量比率が高すぎると強度が低下するので好ましくない。ここで用いられるＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維ともに織布または不織布として使用できるが、一方向に引き揃えた繊維束を使用しても良い。

本発明の板状冷却管における薄板状部材となる複合積層体〔例えば、図２（１）〕は、切削により形成された凹状のへこみの深さに合わせて、Pan−ＣＦＲＰシート用のプリプレグと、Pitch−ＣＦＲＰのシート用のプリプレグの構成（例えば、厚さや枚数）が決定される。すなわち、凹状のへこみの深さ以上の厚さに相当するPan−ＣＦＲＰシート用のプリプレグ複数枚と、板状冷却管の外側厚さに相当するPitch−ＣＦＲＰシート用のプリプレグ複数枚を組み合わせて、離型フィルムで被覆して鏡面板に挟み込み、プレス熱盤間で加熱加圧成形する。加熱加圧成形は通常、温度１７０〜２００℃、圧力５〜５０ＭＰａで、６０〜１５０分程度で行われる。
次いで、公知の切削加工により凹状のへこみが形成された、所定形状〔図２（２）〕に加工して得られた上下部材の凹状のへこみが形成された側が内側に配置されるように対向させて接着シート〔図２の３〕を介して２枚貼り合せることによって本発明の板状冷却管が得られる〔図２（４）〕。

ここで使用される接着シートは、エラストマーとしての特性を有する熱硬化性樹脂組成物からなるものが好ましく、特に（ａ）少なくとも一種のエポキシ樹脂、（ｂ）エポキシ樹脂用硬化剤、（ｃ）エポキシ樹脂用硬化促進剤、（ｄ）エラストマーを含み、前記（ｄ）エラストマーの含有量は熱硬化性樹脂組成物全量中１０〜８０質量％であるような組成を有することが好ましく、２０〜６０質量％であることがより好ましい。上記要件を満足しない場合は、接着強度不足によって耐漏洩性に劣る場合がある。前記成分（ａ）〜（ｃ）の配合割合は前記（Ａ）〜（Ｃ）の配合割合と同じでよい。
前記エポキシ樹脂（ａ）としては、前記エポキシ樹脂（Ａ）と同じものを使用することができる。また、前記エポキシ樹脂用硬化剤（ｂ）としては、前記エポキシ樹脂用硬化剤（Ｂ）と同じものを使用することができる。さらに、エポキシ樹脂用硬化促進剤（ｃ）も前記エポキシ樹脂用硬化促進剤（Ｃ）と同じものを使用することができる。

前記エラストマー（ｄ）としては、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンメチルアクリレートアクリロニトリルゴム、ブタジエンゴム、カルボキシル含有アクリロニトリルブタジエンゴム、ビニル含有アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリビニルブチラール等のハロゲンを含まないゴムのうち少なくとも１種を用いることができる。また、必要に応じて無機充填剤を配合することができる。
前記無機充填剤としては、タルク、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。

上記接着シートは、上述したような材料組成の原材料物質をプロピレングリコールモノメチルエーテル等の好適な有機溶剤に溶解して、キャリアフィルム上に塗布し、加熱乾燥するという通常の方法によりフィルム状接着シートとして得ることができる。なお、上記接着シートは、接着の信頼性の観点より、０．０１０〜０．２ｍｍの厚さで使用することが好ましく、０．０２５〜０．０５ｍｍの厚さで使用することがより好ましい。
所定の形状に打抜いた上記接着シートを、板状冷却管用の各部材の接着面に位置合わせして貼り付け、離型フィルムで被覆して鏡面板に挟み込み、プレス熱盤間で加熱下、加圧成形する。加熱下の加圧成形は通常、温度１００〜２２０℃、好ましくは１５０〜１７０℃、圧力１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜５ＭＰａで、６０〜１５０分程度、好ましくは６０〜９０分程度で行われる〔図２（３）および（４）参照〕。
図３は、本発明の他の構成の一例を示す図であり、図４はその製造（薄板状部材等の積層）手順の一例を示す図である。
本発明の板状冷却管は、熱硬化性樹脂を含浸した前記Pan−ＣＦＲＰシート用のプリプレグを複数枚積層して加熱下、加圧成形した後、冷媒通路となる打ち抜き部を形成したプリプレグの積層体〔図４（１）〕の上下（両側）に、打ち抜き部を形成していないPan−ＣＦＲＰシート用のプリプレグの積層体を積層し、さらにその上下（両側）に、熱硬化性樹脂を含浸した前記Pitch−ＣＦＲＰシート用のプリプレグを複数枚積層して加熱硬化させることにより積層体を前記接着シートを介して重ね合わせて、一体に成形することによっても得られる〔図４（２）、（３）参照〕。

以下、実施例を参照して本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
熱硬化性樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のエピコート１００１（油化シェルエポキシ株式会社製、商品名）７０質量部およびクレゾールノボラックエポキシ樹脂のＹＤＣＮ−７０４Ｐ（東都化成株式会社製、商品名）３０質量部、硬化剤としてジシアンジアミド３質量部及び２Ｅ４ＭＺ（四国化成工業株式会社製の２−エチル−４−メチル−イミダゾール）０．０７質量部からなる混合物に溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルを加えて固形分６５質量％のワニスを調製した。
ピッチ系炭素繊維ＸＮ−６０−６０Ｓ（日本グラファイトファイバー製品名）に前記ワニスを塗布し、含浸及び乾燥による半硬化を行い、樹脂分が２５質量％のPitch―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ１（厚さ０．１２ｍｍ）を得た。
同様に、ＰＡＮ系炭素繊維ＴＲ５０Ｓ−１５Ｌ（東邦テナックス製品名）に前記ワニス１を塗布し、含浸及び乾燥による半硬化を行い、樹脂分が２５質量％のPAN―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ２（厚さ０．１２ｍｍ）を得た。
Pitch―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ１を８枚、PAN―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ２を１２枚、計２０枚のＣＦＲＰシート用のプリプレグを組み合わせ、離型フィルムで被覆して鏡面板に挟み込み、プレス熱盤間で硬化温度１７５℃×９０分、圧力３．０ＭＰａの条件で加熱下、加圧成形を行い、厚さ２．４ｍｍの２枚の積層板１を得た。
前記２枚の積層板１を、幅５ｃｍ×長さ５０ｃｍに外形加工した後、エンドミルを使用してPAN―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ２側を切削加工することにより冷媒流通路となる深さ１．３ｍｍの凹状へこみを形成し、板状冷却管用の上下部材〔図１のａ、ｂ〕を作製した。
厚さ５０μｍの接着シートＴＦＡ−８９０（京セラケミカル製品名）を前記上下部材の接合面の形状に合わせて裁断し、前記上下部材を位置合わせして仮固定する。仮固定した前記上下部材を離型フィルムで被覆して鏡面板に挟み込み、プレス熱盤間で硬化温度１７５℃×６０分、圧力３．０ＭＰａの条件で加熱下、加圧成形を行い、厚さ４．８ｍｍ、幅５ｃｍ、長さ５０ｃｍの板状冷却管を得た。
得られた板状冷却管に所定の圧力で通水し形状保持性試験と耐漏洩性試験を行い、結果を表１と表２に示した。

（実施例２）
前記Pitch―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ１（厚さ０．１２ｍｍ）を８枚、離型フィルムで被覆して鏡面板に挟み込み、プレス熱盤間で硬化温度１７５℃×６０分、圧力３．０ＭＰａの条件で加熱加圧成形を行い、厚さ１．０ｍｍの積層板２を２枚作製した。
同様にして、前記PAN―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ２（厚さ０．１２ｍｍ）を２４枚、離型フィルムで被覆して鏡面板に挟み込み、プレス熱盤間で硬化温度１７５℃×９０分、圧力３．０ＭＰａの条件で加熱加圧成形を行い、厚さ２．８ｍｍの積層板３を１枚作製した。
前記２枚の積層板２及び１枚の積層板３を、それぞれ幅５ｃｍ×長さ５０ｃｍに外形加工した後、積層板３に切削加工により冷媒流通路となる矩形うち抜き部および両端の穿孔部を形成〔図３のｅ参照〕し、積層されて板状冷却管となる上中下（両表面および中間）３枚の部材を作製した。
次に、積層板３と同じ形状に打ち抜いた厚さ５０μｍの接着シートＴＦＡ−８９０（京セラケミカル製品名）の２枚それぞれを前記上下（両表面）部材の接合面側に合わせて積層し、次いで、前記積層板３の両側周縁部に位置合わせして仮固定した。仮固定した前記上中下部材を離型フィルムで被覆して鏡面板に挟み込み、プレス熱盤間で硬化温度１７５℃×６０分、圧力３．０ＭＰａの条件で加熱加圧成形を行い、厚さ４．８ｍｍ、幅５ｃｍ、長さ５０ｃｍの板状冷却管を得た。
得られた板状冷却管に所定の圧力で通水し形状保持性試験と耐漏洩性試験を行い、結果を表１と表２に示した。

（比較例１）
ＰＦ−ＹＳＨ５０Ａ−１４０（ピッチ系炭素繊維、日本グラファイトファイバー製品名）で補強されたピッチ系炭素繊維強化プラスチック〔Pitch―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ（厚さ０．１２ｍｍ）〕のみ各２０枚からなる２枚の積層板（各厚さ２．４ｍｍ）を使用し、各積層板の片側に深さ１．３ｍｍの凹状へこみを形成させてその凹状へこみ側が内側になるように対向させて接着シートを用いて接合した以外は、実施例１と同様にして厚さ４．８ｍｍ、幅５ｃｍ、長さ５０ｃｍの板状冷却管を作製した。得られた板状冷却管に通水し形状保持性試験と耐漏洩性試験を行い、結果を表１と表２に示した。

（比較例２）
Ｗ−３１０１（ＰＡＮ系炭素繊維、東邦テナックス製品名）使用したPAN―ＣＦＲＰシート用のプリプレグ２のみ２０枚からなる２枚の積層板（各厚さ２．４ｍｍ）を使用し、各積層板の片側に深さ１．３ｍｍの凹状へこみを形成させてその凹状へこみ側が内側になるように対向させた以外は、実施例１と同様にして実施例１の板状冷却管と同じサイズの板状冷却管を作製した。得られた板状冷却管に通水し形状保持性試験と耐漏洩性試験を行い、結果を表１と表２に示した。

（比較例３）
炭素繊維の代わりにガラス繊維（２１１６タイプ、旭化成エレクトロニクス製）を使用した強化プラスチックのみからなる２枚の積層板（各厚さ２．４ｍｍ）を使用し、各積層板の片側に深さ１．３ｍｍの凹状へこみを形成させてその凹状へこみ側が内側になるように対向させた以外は、実施例１と同様にして実施例１の板状冷却管と同じサイズの板状冷却管を作製した。得られた板状冷却管に通水し形状保持性試験と耐漏洩性試験を行い、結果を表１と表２に示した。

＜形状保持性試験＞
実施例１、２及び比較例１から３で作製した板状冷却管（いずれも、幅５ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ５ｍｍ）に入り口側圧力０．１ＭＰａで通水した時の変形量を測定し、変形量５０μｍ未満の場合を○、５０μｍ以上１５０μｍ未満の場合を△、１５０μｍ以上の場合を×として評価した。

＜耐漏洩性試験＞
実施例１、２及び比較例１から３で作製した板状冷却管（いずれも、幅５ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ５ｍｍ）に圧力０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａまで加圧し、壁面からの漏洩を検漏液で観察し、漏洩が確認されないものを○、確認されたものを×と判定した。

１：ピッチ系炭素繊維に含浸させた薄板状部材
２：ＰＡＮ系炭素繊維に含浸させた薄板状部材
３：接着シート
４：冷媒の流入または流出口
ａ：実施例１のピッチ系炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた薄板状部材と、ＰＡＮ系炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた薄板状部材の複合材料からなる薄板状部材
ｅ：実施例２のＰＡＮ系炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた薄板状部材
ｈ：実施例２のピッチ系炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた薄板状部材
ｄ：実施例１の板状冷却管
ｋ：実施例２の板状冷却管

Claims (7)

1. 内部に管状の冷媒流通路を有する、発熱体を冷却するための薄板状部材からなる板状冷却管であって、前記薄板状部材がポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートからなる中間層とその両面に積層されてなるピッチ系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートからなる表裏層とを有し、かつ前記中間層に管状の冷媒流通路を設けてなるものであることを特徴とする板状冷却管。
2. ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートの周縁部以外の部分に連続して凹状へこみが形成されてなる請求項１記載の板状冷却管。
3. ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートの周縁部以外の部分が連続して打ち抜かれてなる請求項１記載の板状冷却管。
4. 前記ピッチ系炭素繊維の引張り弾性率が４００〜１０００ＧＰａである請求項１〜３のいずれかに記載の板状冷却管。
5. 前記ピッチ系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートと、前記ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシートとを接着シートで貼り合せてなる請求項１〜４のいずれかに記載の板状冷却管。
6. 前記ポリアクリロニトリル系炭素繊維で補強された炭素繊維強化プラスチックシート同士が接着シートで貼り合されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の板状冷却管。
7. リニアモータの冷却装置用である請求項１〜６のいずれかに記載の板状冷却管。

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