JP2010243077A - 熱輸送デバイスの製造方法、熱輸送デバイス、電子機器及びカシメピン - Google Patents

Abstract

【課題】熱輸送デバイスの内部の気密性を向上させることができる熱輸送デバイスの製造方法、その熱輸送デバイス及びこれを搭載した電子機器を提供すること。
【解決手段】環状の刃２１を有するカシメピン２０により筐体１２の注入口１ａを囲う領域が押しつぶされる（カシメる）。つまり、その刃２１により注入口１ａを囲み、カシメピン２０が押されることにより、注入口１ａの周囲が押しつぶされる。その結果、仮封止溝１ｂが形成され、これによって注入路２ｃと作用領域８との連通が遮断され、注入路２ｃが仮封止される。仮封止後、注入口が別のカシメピンにより押しつぶされ、その部分がレーザにより溶接されることで、注入口が封止される。
【選択図】図６

Description

本発明は、作動流体の相変化により熱を輸送する熱輸送デバイス、その製造方法及びその熱輸送デバイスを搭載した電子機器に関する。

従来からＣＰＵ（Central Processing Unit）等の熱源を冷却するデバイスとして、平面型のヒートパイプが広く用いられている。このような平面型のヒートパイプでは、作動流体の気相の変化を利用してＣＰＵなどを冷却するため、平面型ヒートパイプ内部には、作動流体が封入される。

例えば特許文献１には、外面に冷媒注入用孔及び空気排出口孔が設けられた平面型ヒートパイプが開示されている。この平面型ヒートパイプでは、冷媒注入用孔を介して水などの冷媒が注入された後、冷媒注入用孔及び空気排出用孔に、球状体でなる、半田等の熱可塑性金属が載置される。そして、球状体の熱可塑性金属が低温状態で加圧変形され、冷媒注入用孔及び空気排出用孔が仮封止された後、熱可塑性金属が高温状態で加圧変形され、冷媒注入用孔及び空気排出用孔が封止される（例えば、特許文献１の段落[０１７６]参照）。

特開２００７−３１５７４５号公報

特許文献１に記載のヒートパイプでは、孔の封止部材として熱可塑性金属が用いられているため、ヒートパイプ内の気密性についての信頼性が低いという問題がある。例えば、ヒートパイプの完成後において、ヒートパイプが他の部品に取り付けられる際のリフロー工程により、ヒートパイプに熱が加えられる場合がある。その際、封止部材としての熱可塑性金属が溶融し、あるいは軟化することで、孔に隙間が生じてしまう可能性がある。これにより、ヒートパイプ内の気密性を保つことができないという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、熱輸送デバイスの内部の気密性を向上させることができる熱輸送デバイスの製造方法、その熱輸送デバイス及びこれを搭載した電子機器等を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る熱輸送デバイスの製造方法は、相変化により熱を輸送する作動流体を、減圧下で筐体の注入口を介して前記筐体内に注入することを含む。
前記作動流体が注入された前記筐体に設けられた注入路であって、前記注入口と前記作動流体の前記相変化が発生する作用領域とを連通する注入路が、前記減圧下でカシメにより封止される。
前記筐体の、前記注入口を含む前記注入口の周辺領域のカシメにより、前記周辺領域と、前記注入路の内面とが当接される。
前記当接された前記筐体の部分が溶接されることで、前記注入口が封止される。

本発明では、注入路が減圧下でカシメにより封止され、つまり溶接工程前に注入路の仮封止が行われることにより、溶接工程前に筐体内の作用領域の気密性を確保することができる。このように作用領域の気密性が確保された上で、注入口の周辺領域の当接及び溶接が行われるので、製品の筐体内の作用領域の気密性を向上させることができる。

前記注入路の封止工程におけるカシメ工程では、前記筐体が線状に押しつぶされる。線状に筐体が押しつぶされることにより、例えば面状に筐体が押しつぶされる場合に比べ、その押しつぶしによる圧力を大きくすることができる。したがって、確実に注入路の封止後の気密性を確保することができる。また、注入路が短い場合、つまり注入口から作用領域までの距離が短い場合であっても、線状であれば封止が可能になる。

線とは、直線、曲線及びこれらの組み合わせの線の意味を含む。

前記注入路の封止工程におけるカシメ工程では、前記筐体の前記注入口を囲う領域が押しつぶされてもよい。このカシメ工程により、注入路内であって注入口に連通する領域内と、注入路内であってその注入口と連通する領域外とが分離される。したがって、溶接時に、注入路内であって注入口と連通する領域外に与える熱の影響を少なくすることができる。

前記注入路の封止工程におけるカシメの領域は、前記注入路上であって前記注入口を囲う領域以外の領域であってもよい。すなわち、カシメ領域が注入口から離れているので、溶接時に、筐体のカシメ領域に与える熱の影響を少なくすることができる。

前記当接工程は、前記注入路の封止工程後に大気圧下で行われてもよい。当接工程を大気圧下で行うことができるので、熱輸送デバイスの製造が容易になり、製造コストも削減することができる。

前記当接工程は、前記注入路の封止工程と同時に行われる。これにより、製造工程を少なくすることができ、製造にかかる時間を短縮することができる。

前記注入路の封止工程では、刃を用いて前記筐体が押しつぶされてもよい。筐体を押しつぶすための先端面が平坦な部材が用いられる場合に比べ、押しつぶしの圧力を高めることができ、気密性が向上する。

前記刃は、前記筐体を押しつぶす方向に向けて環状に形成されてもよい。例えば、その刃の内径が注入路の幅（注入口から注入された作動流体が作用領域に流れる方向と直交する方向の幅）より大きい場合、同時に例えば２つの線で注入路を押しつぶすことができる。これにより、仮封止時の気密の精度が高められる。

前記注入路の封止工程では、環状の刃と、凹部とを有するカシメピンが用いられ、前記刃で前記注入口が囲まれ、前記筐体の前記注入口を囲う領域が押しつぶされてもよい。
前記刃は、前記筐体を押しつぶす方向に向けて形成されている。
前記凹部は、前記刃から形成され、前記凹部の内面が前記刃で囲まれる前記凹部の開口面から垂直に形成されている。

凹部の内面が、その凹部の開口面（カシメピンの端面）から垂直に形成されているので、カシメピンにより筐体が押しつぶされたときの、そのカシメピンの凹部内における筐体部分に加えられる応力を、できるだけ小さくすることができる。したがって、その凹部内での筐体部分の変形が抑制され、その後の溶接工程を良好に行うことができる。

あるいは、前記注入路の封止工程では、環状の刃と、錐形の凹部とを有するカシメピンが用いられ、前記刃で前記注入口が囲まれ、前記筐体の前記注入口を囲う領域が押しつぶされてもよい。
前記刃は、前記筐体を押しつぶす方向に向けて形成されている。
前記凹部は、前記刃で囲まれる前記凹部の開口面から離れるにしたがって徐々に空間が狭まるように設けられた錐形の凹部とを有する。

環状の刃の内径、注入口の大きさ、あるいは筐体の材料によっては、上記のような凹部内での筐体の部分の変形は起こらないので、凹部は、本形態のような錐形に形成されていてもよい。

錐形とは、三角錐以上の多角錐形、及び円錐形を含む意味である。

前記カシメピンは、前記刃で囲まれる前記凹部の開口面に向けて前記凹部内に形成された凸部を有してもよい。上記したように、カシメピンの刃が筐体に押し込まれることにより、凸部が、凹部内での筐体の部分の変形を抑えるように機能する。これにより、その後の溶接工程を良好に行うことができる。

本発明に係る熱輸送デバイスは、作動流体と、筐体とを具備する。
前記作動流体は、相変化により熱を輸送する。
前記筐体は、前記作動流体の注入口と、作用領域と、注入路とを有する。
前記作用領域では、前記作動流体の前記相変化が発生する。
前記注入路は、前記注入口及び前記作用領域を連通し前記カシメにより封止されている。
前記筐体は、前記筐体の、前記注入口を含む前記注入口の周辺領域が押しつぶされるように形成され、前記注入口の周辺領域と前記注入路の内面とが溶接されることで前記注入口が封止されている。

本発明に係る電子機器は、上記熱輸送デバイスを搭載したものである。

本発明に係るカシメピンは、作動流体の注入口と、前記作動流体の相変化が発生する作用領域と、前記注入口及び前記作用領域を連通する注入路とを有する筐体を備えた熱輸送デバイスの、前記筐体を押しつぶすものであって、環状の刃と、凹部とを具備する。
前記刃は、前記筐体を押しつぶす方向に向けて形成されている。
前記凹部は、前記刃から形成され、前記凹部の内面が前記刃で囲まれる前記凹部の開口面から形成されている。

以上、本発明によれば、製造工程の途中の仮封止工程において、熱輸送デバイスの筐体内の気密性を向上させることができる。また、完成後の製品としての熱輸送デバイスの筐体内の気密性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。 図１に示す熱輸送デバイスの長手方向に直交する方向で見た断面図（Ａ−Ａ線での断面図）である。 製造工程の途中の、図１に示す熱輸送デバイスの斜視図である。 図１に示す熱輸送デバイスの製造方法の工程図である。 図５（Ａ）は、拡散接合工程後の、注入口付近が拡大された筐体の平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の断面図である。 図６（Ａ）は、注入路が仮封止された状態を示す注入口付近の平面図である。図６（Ｂ）は、その仮封止工程を説明するための図である。 仮封止溝の内径が、注入路の幅Ｌより小さい場合を示す図である。 カシメによる注入口付近の当接工程を示す図である。 レーザ溶接による、注入口の封止工程を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る熱輸送デバイスの注入口付近を示す拡大平面図である。 図１０に示す熱輸送デバイスの製造方法を示す工程図である。 本発明の第３の実施形態に係る熱輸送デバイスの注入口付近を示す拡大平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る熱輸送デバイスであって、製造工程の途中の状態を示す斜視図である。 図１３に示した第１の平板、フレーム体及び第２の平板が接合された状態を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る熱輸送デバイスであって、製造工程の途中の状態を示す斜視図である。 他の実施形態に係るカシメピンの要部の断面図、及びこのカシメピンにより押しつぶされた、熱輸送デバイスの筐体の断面図である。 さらに別の実施形態に係るカシメピンの要部の断面図である。 さらに別の実施形態に係るカシメピンの要部の断面図である。 異なる先端の形状のカシメピンで、注入路の仮封止が行われたときの、リークの良否を検討した結果を示すグラフである。 図１９に示した表のNo.4のカシメピンにより押しつぶされた筐体の平板の３次元形状を表すものである。 図１９に示した表のNo.14のカシメピンにより押しつぶされた筐体の平板の３次元形状を表すものである。 熱輸送デバイスが搭載される電子機器として、ノート型のＰＣを示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

[第１の実施形態]
（熱輸送デバイスの構成）

図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。図２は、図１に示す熱輸送デバイス１００の長手方向に直交する方向で見た断面図（Ａ−Ａ線での断面図）である。図３は、製造工程の途中の熱輸送デバイス１００の斜視図である。

熱輸送デバイス１００は、平板１と、毛細管部材３と、図示しない蒸気流路と、毛細管部材３と蒸気流路を収容する凹部２ａを有する皿状の収容板２とを備える。平板１、毛細管部材３及び収容板２は、例えば矩形に形成されている。平板１及び収容板２により、熱輸送デバイス１００の筐体１２が構成される。

筐体１２内には、相変化により熱を輸送する図示しない作動流体が封入されており、毛細管部材３が、液相の作動流体に毛細管力を作用させることで、この液相の作動流体を保持する。毛細管部材３と図示しない蒸気流路は、筐体１２内の空間、つまり、収容板２の凹部２ａ内にほぼ満たされるように配置されている。この筐体１２内の空間、ここでは毛細管部材３と図示しない蒸気流路が配置される領域が、作動流体が相変化を起こす作用領域８となる。

平板１及び収容板２の材料としては、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属が用いられる。作動流体は、例えば純水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、代替フロン、アンモニア等が用いられる。

毛細管部材３としては、典型的には、金属細線によるメッシュ構造を有するものが用いられる。メッシュ構造を有するもののほか、複数のワイヤが束になったものが用いられてもよい。あるいは、メッシュ構造を有する部材が複数積層されて毛細管部材３が構成されてもよい。

図示しない蒸気流路は、毛細管部材３に含まれるとしてもよい。例えば、目の粗いメッシュ、メッシュとメッシュの間の空間、または、凹部２ａの底と毛細管部材３の間に空間が、蒸気流路として形成されていてもよい。

平板１、収容板２及び毛細管部材３の材料として、上記の金属のほかカーボンナノ材料等、熱伝導性の高い材料が用いられてもよい。

（熱輸送デバイスの作用）
以上のように構成された熱輸送デバイス１００の作用について説明する。

図１に示すように、例えば熱輸送デバイス１００の筐体１２の長手方向における一方の側に熱源９が熱的に接続されているとする。「熱的に接続され」とは、直接的に接しているか、または、図示しない熱伝導性の部材や熱伝導性のシート状の部材を介して接続されていることを意味する。熱源９は、典型的にはＣＰＵ等のＩＣ（Integrated Circuit）であるが、半導体レーザ、ＬＥＤ等の光源であってもよい。

熱輸送デバイス１００は、熱源９が配置された位置から熱源９から熱を受け、液相の作動流体が蒸発する。気相になった作動流体は、筐体１２の熱源９がある側に対して長手方向で反対側まで筐体１２内を移動し、熱を放出し、凝縮する。筐体１２の、熱源９がある側とは反対側で凝縮した作動流体は、毛細管部材３の毛細管力により筐体１２内を吸熱部へ移動し、熱源９からの熱を受けて再び蒸発する。このサイクルが繰り返されることで、熱源９が冷却される。

（熱輸送デバイスの製造方法）
次に、熱輸送デバイス１００の製造方法について説明する。図４は、その製造方法の工程図である。

図３に示すように、平板１には、この平板１を貫通する作動流体の注入口１ａが設けられている。収容板２の、注入口１ａに対応する位置には、作用領域８と連通する溝である、作動流体の注入路２ｃが設けられている。注入口１ａの直径は、例えば０．２〜０．５ｍｍである。

注入路２ｃは、例えばエンドミル加工、レーザ加工、プレス加工、または、半導体製造におけるフォトリソグラフィ及びハーフエッチングなどの微細加工により形成されればよい。プレス加工によればバリが出ないという特徴がある。レーザ加工及びエンドミル加工の場合は、型が不要であり、自由な形状の溝を形成することができる。

図４に示すように、ステップ１では、平板１及び収容板２の間に毛細管部材３が挟み込まれるように、平板１及び収容板２が拡散接合により接合される。拡散接合は、所定の温度で平板１及び収容板２を加熱しながら、これらを押圧して接合するものである。図３に示すように、毛細管部材３の厚さが収容板２の凹部２ａの深さより厚い場合、毛細管部材３は拡散接合時に押圧されて押しつぶされる。拡散接合時の温度及び圧力の条件は、平板１及び収容板２の材料、形状等により異なる。この場合、収容板２に設けられた接合面２ｂに平板１が接合される。上記注入路２ｃとなる溝は、この接合面２ｂから掘られている。

図５（Ａ）は、ステップ１０１の拡散接合工程後の、注入口１ａ付近が拡大された筐体１２の平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の断面図である。このように、注入口１ａ及び注入路２ｃは互いに連通するような位置に形成されており、これにより、注入口１ａ、注入路２ｃ及び作用領域８が連通する。

ステップ１０２では、筐体１２内の空気を排出する。この排気工程、次のステップ１０３及び１０４等の工程は、例えば図示しない真空チャンバ内で行われる。この真空チャンバ内が所定の真空度（減圧度）まで真空排気されることにより、筐体１２内の空気が排出されればよい。あるいは、筐体１２の全体が真空チャンバ内に収容される形態に限られず、専用の冶具を用いて注入口１ａの周囲の空間が局所的に減圧されてもよい。

ステップ１０３では、排気された筐体１２内に作動流体が注入される。例えば、真空チャンバ内に、液体の作動流体を貯留した容器が配置され、その容器内の作動流体に筐体１２が浸されることにより注入口１ａを介して作動流体が所定の量、作用領域８に注入される。あるいは、図示しない注入器具を用いて作動流体が筐体１２内に注入されてもよい。

ステップ１０４では、筐体１２の注入路２ｃがカシメにより封止される（仮封止）。図６（Ａ）は、その封止状態を示す注入口１ａ付近の平面図である。この仮封止工程では、注入口１ａを囲うように環状（例えば円形）で示した仮封止溝１ｂが形成される。

図６（Ｂ）は、その仮封止工程を説明するための図である。例えば環状の刃２１を有するカシメピン２０により筐体１２の注入口１ａを囲う領域が押しつぶされる（カシメる）。つまり、その刃２１により注入口１ａを囲み、人手またはロボットによりカシメピン２０が押されることにより、注入口１ａの周囲が押しつぶされる。その結果、仮封止溝１ｂが形成され、これによって注入路２ｃと作用領域８との連通が遮断され、注入路２ｃが封止される。カシメピン２０による押しつぶし量は、平板１が、溝である注入路２ｃの内面に当接し、筐体１２が大気圧下にあっても筐体１２内で所定の真空度が保たれる程度である。

図６（Ａ）及び（Ｂ）では、カシメピン２０の環状の刃２１の内径ｄ１は、つまり実質的に仮封止溝１ｂの直径ｄ１’（≦ｄ１）は、注入路２ｃの長さ方向に直交する方向の幅Ｌより大きく設定されている。

このような大きさに限られず、図７に示すように、仮封止溝１ｂ’の直径ｄ２は、注入路２ｃの幅Ｌより小さくてもよい。刃２１が円形であり円形の仮封止溝１ｂ’が形成されることで、注入口１ａを作用領域８から隔離することができるので、このように仮封止溝１ｂ’の直径ｄ２が幅Ｌより小さくてもよい。

また、環状に筐体１２が押しつぶされることにより、特に図７に示した形態では、注入路２ｃの幅Ｌが比較的広い場合に、その幅Ｌの方向の全部にわたって筐体１２を押しつぶす必要がなくなる。すなわち、その注入路２ｃの幅Ｌに関係なく、注入口１ａを囲う領域の大きさを一定することができる。

ここで、カシメピン２０は、図６（Ｂ）に示すように、環状の刃２１から形成された凹部２２を有しており、その凹部２２の内面２２ａが、刃２１で囲まれる凹部２２の開口面２２ｂから垂直に形成されている。すなわち、凹部２２の内面２２ａは円筒面になっている。このように、凹部２２の内面２２ａが、開口面２２ｂから垂直に形成されているので、カシメピン２０により筐体１２が押しつぶされたときの、そのカシメピン２０の凹部２２内における筐体１２の部分に加えられる応力を、できるだけ小さくすることができる。したがって、その凹部２２内での筐体１２の部分の変形が抑制され、ステップ１０６での溶接工程を良好に行うことができる。

次に図８（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、ステップ１０５では、図６（Ｂ）に示した仮封止時のカシメピン２０とは異なる形状のカシメピン３０が用いられ、筐体１２の注入口１ａを含む、注入口１ａの周辺領域１ｄが押しつぶされる。カシメピン３０は、平らな端面３１を有し、この端面３１が筐体１２を押しつぶす。カシメピン３０の直径は、注入口１ａの直径より大きく、仮封止時のカシメピン２０の刃２１の直径（内径ｄ１またはｄ２）より小さい。このカシメにより、その注入口１ａの周辺領域１ｄと、その周辺領域１ｄに対面する注入路２ｃの内面とが当接する。この工程は、真空下または大気圧下で行われる。

筐体１２の、注入口１ａを含む注入口１ａの周辺領域１ｄとは、カシメピン２０によるカシメにより、当接された部分が、溶接できる程度の範囲の、筐体１２の領域である。これは、例えば、図８（Ａ）及び（Ｂ）のように断面で見て、注入口１ａより広い範囲であって、例えば注入路２ｃの幅Ｌ（図６（Ａ）参照）に実質的に近い直径の領域である。

次にステップ１０６では、図９に示すように、その注入口１ａを含む周辺領域１ｄと注入路２ｃの内面とが溶接される。この溶接には、例えばレーザ１５が用いられる。典型的には、ＹＡＧ（Yittrium Aluminium Garnet）レーザが用いられるが、炭酸ガスレーザや、その他のレーザが用いられてもよい。これにより、注入口１ａが封止される（本封止）。

以上のように、本実施形態では、真空下で、溶接工程前に注入路２ｃが仮封止されることにより、溶接工程前に筐体１２内の作用領域８の気密性を確保することができる。このように作用領域８の気密性が確保された上で、注入口１ａを含む注入口１ａの周辺領域１ｄの当接及び溶接の各工程（ステップ１０５及び１０６）が行われるので、製品の筐体１２内の作用領域８の気密性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る製造方法では、次のようなメリットもある。一般的にレーザ溶接を真空下で行うことは、工程時間もかかり、その真空溶接のための設備も必要であるのでコストもかかる。しかし、本実施形態では、大気圧下でレーザ溶接を行うことができるので、工程時間も短くなり及び真空溶接のための設備も必要ないのでコスト高にならない、というメリットがある。また、ステップ１０５の工程も、同様に大気圧下で行うことができるので、上記と同様のメリットがある。

本実施形態では、環状の刃２１を有するカシメピン２０により筐体１２が押しつぶされる。つまり円形の線の溝である仮封止溝１ｂが筐体１２に形成される。このように、刃２１により線状に筐体１２が押しつぶされることにより、例えば面状に筐体１２が押しつぶされる場合に比べ、その押しつぶしによる圧力を大きくすることができる。したがって、確実に注入路２ｃの封止後の気密性を確保することができる。

また、環状の刃２１を有するカシメピン２０により筐体１２が押しつぶされるので、注入路２ｃ内であって注入口１ａに連通する領域２ｄと、注入路２ｃ内であってその注入口１ａに連通する領域外２ｅとが分離される。したがって、レーザ溶接時に、注入路２ｃ内であって注入口１ａに連通する領域外２ｅに与える熱の影響を少なくすることができる。

[第２の実施形態]
図１０は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイスの注入口３１ａ付近を示す拡大平面図である。これ以降の説明では、図１等に示した実施形態に係る熱輸送デバイス１００が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

この熱輸送デバイス２００の筐体３２の注入路３３は、Ｌ字状を有しており、作用領域８のエッジ部８ａに接続されることで、注入路３３と作用領域８とが連通している。熱輸送デバイス２００は、第１の実施形態に係る熱輸送デバイス１００と同様に、注入口３１ａを有する平板３１、Ｌ字状の注入路３３を有する収容板、及び毛細管部材３（図３参照）を備える。

図１１は、この熱輸送デバイス２００の製造方法を示す工程図である。ステップ２０１〜２０３、２０５及び２０６は、上記ステップ１０１〜１０３、１０５及び１０６と同様の内容である。

ステップ１０４では、筐体３２の、注入口３１ａの周囲の領域が押しつぶされる形態を示したが、ステップ２０４では、押しつぶされる領域（カシメ領域）である仮封止溝３１ｂは、筐体３２の、注入路３３上であって前記注入口３１ａを囲う領域以外の領域である。すなわち、仮封止溝３１ｂが注入口３１ａから離れた位置、例えば、注入口３１ａより作用領域８に近い位置とされるので、レーザ溶接時に、筐体３２の仮封止溝３１ｂに与える熱の影響を少なくすることができる。ステップ２０４においても、図６（Ｂ）に示したカシメピン２０が用いられればよい。

筐体３２のカシメ領域に与える熱の影響とは、例えばレーザの溶接位置やその加熱温度によっては、そのカシメ領域が変形して気密性に支障を来たすなどの影響である。

また、ステップ２０４では、環状の刃２１を有するカシメピン２０が用いられることにより、以下のようなメリットがある。例えば、その刃２１の内径ｄ１が注入路３３の幅Ｌより大きい場合には、図１０に示したように同時に２つの線で注入路３３を押しつぶすことができる。これにより、仮封止時の気密の精度が高められる。

本実施形態の場合、ステップ２０５では、ステップ１０５と同様に、筐体３２の、注入口３１ａを含む注入口３１ａの周辺領域が押しつぶされ、注入路３３の内面に当接する。この場合、筐体３２の、注入口３１ａを含む注入口３１ａの周辺領域は、注入口３１ａより広い範囲の領域であって、図１０において、作用領域８まで押しつぶされない程度の領域であればよい。

図１０に示した筐体３２において、注入路３３の仮封止工程では、注入路３３の幅方向に沿った直線状に押しつぶされて仮封止溝３１ｂ’が形成されてもよい。この場合、その直線の長さは、注入路３３の幅Ｌより長く設定される。このように、直線状に筐体３２が押しつぶされることにより、注入口３１ａから作用領域８までの距離が短い場合（その距離がカシメピン２０の刃２１の内径ｄ１よりも短い場合）であっても、注入路３３の仮封止が可能になる。

[第３の実施形態]
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る熱輸送デバイスの注入口付近を示す拡大平面図である。筐体１７にこのような直線状で長い注入路１９が設けられる場合、上記第２の実施形態で説明した製造方法により、円形線状に押しつぶされ、仮封止溝１８ｂが平板１８上に形成される。これにより、第２の実施形態で説明したものと同様の効果が得られる。

[第４の実施形態]
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る熱輸送デバイスであって、製造工程の途中の状態を示す斜視図である。熱輸送デバイス３００は、第１の平板２６、毛細管部材３、フレーム体２７及び第２の平板２８を備える。図１４は、図１３に示した第１の平板２６、フレーム体２７及び第２の平板２８が接合された状態を示す断面図である。

フレーム体２７は、表側の接合面２７ａが第１の平板２６に拡散接合により接合され、その表側の接合面２７ａと反対側である裏側の接合面２７ｂが第２の平板２８に拡散接合により接合される。フレーム体２７の矩形の貫通穴２７ｃには毛細管部材３と図示しない蒸気流路が配置される。第１の平板２６、フレーム体２７及び第２の平板２８により筐体２５が構成される。

第２の平板２８の端部には注入口２８ａが設けられ、また、その注入口２８ａに連通する溝である注入路２８ｂが設けられている。注入路２８ｂは、平面で見て例えばＬ字状に形成され、その注入路２８ｂの、注入口２８ａが設けられる側とは反対側の端部において、作用領域８（図１４参照）と連通している。作用領域８は、フレーム体２７の貫通穴２７ｃ内の領域で、毛細管部材３が配置される領域である。

注入路２８ｂは、上記したように、プレス加工、レーザ加工またはエンドミル加工により形成されればよい。プレス加工の場合、第２の平板２８の表面側（筐体の表面側）は凸形状になる。

図１１に示した工程と同様な方法によりこのような熱輸送デバイス３００を製造することができる。例えばステップ２０４において、注入口２８ａから離れた位置にある注入路２８ｂ上の領域が、図６（Ｂ）に示したカシメピン２０で押しつぶされることにより、注入路２８ｂが仮封止される。ステップ２０５において、第２の平板２８の、注入口２８ａを含む注入口２８ａの周辺領域が押しつぶされ、その周辺領域と、注入路２８ｂの内面とが当接する。ここで注入路２８ｂの内面とは、フレーム体２７の接合面２７ｂに相当する。ステップ２０６では、その当接した領域がレーザ溶接により接合されることにより、注入口２８ａが封止される。

[第５の実施形態]
図１３では、第２の平板２８に注入口２８ａ及び注入路２８ｂが設けられる構成を示した。しかし、図１５に示すように、第５の実施形態に係る熱輸送デバイス４００では、第１の平板２６（第２の平板３８でもよい。）に、この第１の平板１を貫通する注入口１ａが設けられている。また、フレーム体３７に、その注入口１ａ及び作用領域８に連通する注入路３７ａとなる溝が設けられていてもよい。

このように注入路３７ａが、仮にプレス加工によりフレーム体３７に形成されるとすると、注入路３７ａが形成される側とは反対側のフレーム体３７の面に凸が形成されてしまう。その場合、フレーム体３７と第２の平板３８とを接合することができない。したがって、本実施形態の場合、注入路２８ｂはレーザ加工またはエンドミル加工により形成されればよい。

[カシメピンの他の実施形態]
図１６は、他の実施形態に係るカシメピンの要部の断面図、及びこのカシメピンにより押しつぶされた、熱輸送デバイスの筐体１２の断面図である。カシメピン４０の端部である環状の刃４１で囲まれる開口面４２ｂから形成された凹部４２の形状は、その開口面４２ｂから離れるにしたがって徐々に空間が狭まるように設けられた円錐形である。

このカシメピン４０の刃４１で、筐体１２の注入口１ａが囲まれ、筐体１２の注入口１ａが押しつぶされることにより、注入路２ｃが仮封止される。カシメピン４０の凹部４２が円錐形なので、図１６に示したように、筐体１２の注入口１ａ付近は、球面の一部の形状のように盛り上がった形状となる。つまり、本実施形態では、図６（Ｂ）に示した形態と異なり、注入路２ｃでの当接部１ｅにおいて、上の平板１が注入口１ａに向かうような応力がかかる。カシメピン４０の刃４１の内径、注入口１ａの大きさ、または平板１の材料によっては、上記したような凹部４２内での筐体１２の部分の変形は起こらないので、本実施形態のように、図１６に示すように注入口１ａに向かうような応力がかかっても問題ない。

図１７は、さらに別の実施形態に係るカシメピンの要部の断面図である。この形態に係るカシメピン５０の凹部５２は、円錐面の一部５２ａと、環状の刃５１で囲まれる開口面５２ｂに向けて凹部５２内に形成された凸部５３とを有する。カシメピン５０の軸方向で見た凸部５３の形状は、例えば円形である。このようなカシメピン５０によれば、図１６で示したような盛り上がりの球面が、上から押しつぶされたような平面が、注入口１ａ付近に形成される。これにより、筐体１２の球面状への変形が抑制される。これにより、ステップ１０５を経て、ステップ１０６の溶接工程を良好に行うことができる。

図１８は、さらに別の実施形態に係るカシメピン６０の要部の断面図である。この形態に係るカシメピン６０の凹部６２は、円筒の側面６２ａと、環状の刃６１で囲まれる開口面６２ｂに向けて凹部６２内に形成された凸部６３とを有する。ピンの軸方向で見た凸部６３の形状は、例えば円形である。このような構成によれば、円筒面である筐体１２の表面に垂直な面６２ａにより、カシメ時において凹部６２内における筐体１２の球面への変形を抑制し、また、凸部６３によりその抑制効果を高めることができる。

図１７に示したカシメピン５０において、凸部５３の軸方向の高さは、凸部５３の表面が、開口面５２ｂと実質的に同じ面となるように設計されていてもよい。図１８に示したカシメピン６０についてもこれと同様の趣旨で設計されていてもよい。この場合、図４で示した、ステップ１０４の仮封止工程及びステップ１０５の当接工程を同時に行うことができる。これにより、製造工程を少なくすることができ、製造にかかる時間を短縮することができる。

図１９は、複数の異なる先端の形状のカシメピンで、筐体１２の注入路２ｃの仮封止が行われたときの、リークの良否を検討した結果を示すグラフである。リークとは、筐体１２外から注入口１ａ及び注入路２ｃを介しての筐体１２内（作用領域８）への空気のリークである。この結果、No.4、No.6、No.9およびNo.14のカシメピンが用いられた場合にリークがなく、有効であるとされた。No.4のカシメピンは、実質的に図１６に示したカシメピン４０に相当する。No.14のカシメピンは、実質的に図６（Ｂ）に示したカシメピン２０に相当する。この他に、No.6およびNo.9のカシメピンもリークが無く、有効であるとされた。

図２０（Ａ）〜（Ｂ）は、図１９に示した表のNo.4のカシメピン（図１６に示したカシメピン４０）により押しつぶされた筐体１２の平板の３次元形状を表すものである。図２０（Ａ）は、平板の表面側から見た図、（Ｂ）は平板の側面から見た図、（Ｃ）は平板の裏面（筐体１２の内面側）から見た図である。

図２１（Ａ）〜（Ｂ）は、図１９に示した表のNo.14（図６に示したカシメピン２０）のカシメピンにより押しつぶされた筐体１２の平板の３次元形状を表すものである。図２１（Ａ）は、平板の表面側から見た図、（Ｂ）は平板の側面から見た図、（Ｃ）は平板の裏面（筐体１２の内面側）から見た図である。

［電子機器］
次に、熱輸送デバイスを搭載した電子機器について説明する。本実施形態では、電子機器の一例として、ノート型のＰＣを上げて説明する。

図２２は、ノート型のＰＣを示す斜視図である。ＰＣ５００は、本体７０及び表示部８０を有し、本体の筐体内に、ＣＰＵ９０及びこのＣＰＵ９０に熱的に接するように配置された熱輸送デバイス１００が配置されている。

電子機器としては、ＰＣ５００に限られず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、プリンタ、ＦＡＸ装置、携帯電話、ゲーム機器、カーナビゲーション機器、ロボット機器、その他の電化製品等が挙げられる。

本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。

カシメピンの環状の刃の形状は円形としたが、楕円、あるいは三角形以上の多角形でもよいし、これらの組み合わせでもよい。つまり、環状とは、筐体の注入口の周囲に一周にわたってつながった溝で構成される線であれば、どのような形状であってもよい。

図１６及び図１７において、カシメピンの凹部は、円錐形（図１７では円錐面の一部）に限られず、三角錐以上の多角錐形であってもよい。また、図６（Ｂ）及び図１８において、凹部の内面は円筒面に限られず、三角以上の多角柱の側面であってもよい。

１ａ、２８ａ、３１ａ…注入口
１ｂ、１８ｂ、３１ｂ…仮封止溝
１ｄ…周辺領域
注入路…２ｃ、１９、２８ｂ、３３、３７ａ
３…毛細管部材
８…作用領域
１２、１７、２５、３２…筐体
２０、３０、４０、５０、６０…カシメピン
２１、４１、５１、６１…刃
２２、４２、５２、６２…凹部
２２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ…開口面
２７、３７…フレーム体
５３、６３…凸部
１００、２００、３００、４００…熱輸送デバイス
５００…ＰＣ（電子機器）

Claims (14)

1. 相変化により熱を輸送する作動流体を、減圧下で筐体の注入口を介して前記筐体内に注入し、
   前記作動流体が注入された前記筐体に設けられた注入路であって、前記注入口と前記作動流体の前記相変化が発生する作用領域とを連通する注入路を、前記減圧下でカシメにより封止し、
   前記筐体の、前記注入口を含む前記注入口の周辺領域のカシメにより、前記周辺領域と、前記注入路の内面とを当接させ、
   前記当接された前記筐体の部分を溶接することで、前記注入口を封止する
   熱輸送デバイスの製造方法。
2. 請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記注入路の封止工程におけるカシメは、前記筐体を線状に押しつぶすものである
   熱輸送デバイスの製造方法。
3. 請求項２に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記注入路の封止工程におけるカシメは、前記筐体の前記注入口を囲う領域を押しつぶすものである
   熱輸送デバイスの製造方法。
4. 請求項２に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記注入路の封止工程におけるカシメの領域は、前記注入路上であって前記注入口を囲う領域外の領域である
   熱輸送デバイスの製造方法。
5. 請求項２に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記当接工程を、前記注入路の封止工程後に大気圧下で行う
   熱輸送デバイスの製造方法。
6. 請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記当接工程を、前記注入路の封止工程と同時に行う
   熱輸送デバイスの製造方法。
7. 請求項２に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記注入路の封止工程は、刃を用いて前記筐体を押しつぶす
   熱輸送デバイスの製造方法。
8. 請求項７に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記刃は、前記筐体を押しつぶす方向に向けて環状に形成されている
   熱輸送デバイスの製造方法。
9. 請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
   前記注入路の封止工程は、前記筐体を押しつぶす方向に向けて形成された環状の刃と、前記刃から形成された凹部であって、前記凹部の内面が前記刃で囲まれる前記凹部の開口面から垂直に形成された凹部とを有するカシメピンを用い、前記刃で前記注入口を囲み、前記筐体の前記注入口を囲う領域を押しつぶす
   熱輸送デバイス製造方法。
10. 請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
    前記注入路の封止工程は、
    前記筐体を押しつぶす方向に向けて形成された環状の刃と、前記刃で囲まれる前記凹部の開口面から離れるにしたがって徐々に空間が狭まるように設けられた錐形の凹部とを有するカシメピンを用い、前記刃で前記注入口を囲み、前記筐体の前記注入口を囲う領域を押しつぶす
    熱輸送デバイス製造方法。
11. 請求項９または１０に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
    前記カシメピンは、前記刃で囲まれる前記凹部の開口面に向けて前記凹部内に形成された凸部を有する
    熱輸送デバイスの製造方法。
12. 相変化により熱を輸送する作動流体と、
    前記作動流体の注入口と、前記作動流体の前記相変化が発生する作用領域と、前記注入口及び前記作用領域を連通し前記カシメにより封止された注入路とを有する筐体であって、前記筐体の、前記注入口を含む前記注入口の周辺領域が押しつぶされるように形成され、前記注入口の周辺領域と前記注入路の内面とが溶接されることで前記注入口が封止された、筐体と
    を具備する熱輸送デバイス。
13. 相変化により熱を輸送する作動流体と、
    前記作動流体の注入口と、前記作動流体の前記相変化が発生する作用領域と、前記注入口及び前記作用領域を連通し前記カシメにより封止された注入路とを有する筐体であって、前記筐体の、前記注入口を含む前記注入口の周辺領域が押しつぶされるように形成され、前記注入口の周辺領域と前記注入路の内面とが溶接されることで前記注入口が封止された、筐体と
    を具備する熱輸送デバイスを搭載した電子機器。
14. 作動流体の注入口と、前記作動流体の相変化が発生する作用領域と、前記注入口及び前記作用領域を連通する注入路とを有する筐体を備えた熱輸送デバイスの、前記筐体を押しつぶすカシメピンであって、
    前記筐体を押しつぶす方向に向けて形成された環状の刃と、
    前記刃から形成された凹部であって、前記凹部の内面が前記刃で囲まれる前記凹部の開口面から形成された凹部と
    を具備するカシメピン。