JP2011017463A - 熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】製造の手間、製造時間及びコストを削減することができる熱輸送デバイス及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】平らなベース板に、プレス成形により複数の突起が形成される。複数の突起が形成されたベース板を所定の形状、例えば長方形にカットすることで上板2が形成される。毛細管部材8に向けて各突起が突出する向きで上板2が毛細管部材8に対面するように配置され、また、上板2に積層されるように、フレーム4及び下板6が順に配置される。そして、毛細管部材8がフレーム4内に配置されるように、上板2、フレーム4及び下板6が接合される。例えば、フレーム4の表面及び裏面にそれぞれ設けられた接合面4b及び4cに、上板2及び下板6がそれぞれ接合される。
【選択図】図3
【解決手段】平らなベース板に、プレス成形により複数の突起が形成される。複数の突起が形成されたベース板を所定の形状、例えば長方形にカットすることで上板2が形成される。毛細管部材8に向けて各突起が突出する向きで上板2が毛細管部材8に対面するように配置され、また、上板2に積層されるように、フレーム4及び下板6が順に配置される。そして、毛細管部材8がフレーム4内に配置されるように、上板2、フレーム4及び下板6が接合される。例えば、フレーム4の表面及び裏面にそれぞれ設けられた接合面4b及び4cに、上板2及び下板6がそれぞれ接合される。
【選択図】図3
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及びその製造方法に関する。
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。平面型ヒートパイプは、近年の薄型TVに搭載されたCPUの冷却デバイスとしても用いられる。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熱源を冷却するため、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、ヒートパイプの動作原理を用いたヒートスプレッダーが開示されている。このヒートスプレッダーは、金属メッシュによって形成される毛細管構造体と、金属ハウジングの内側に接合された複数の柱状の補強部材とを備えている(例えば、特許文献1参照の図3参照。)。補強部材は、ヒートスプレッダーが熱吸収のとき、作動流体が蒸発することによりハウジング内部からの圧力増加により、ハウジングが変形することを防止する機能を有する。
しかしながら、特許文献1に開示されたヒートスプレッダーの製造には、複数の柱状部材を必要とし、また、この複数の柱状部材を金属メッシュに形成された各開口部にはめ込む必要があり、手間及び製造時間がかかり、またコストもかかる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、製造の手間、製造時間及びコストを削減することができる熱輸送デバイス及びその製造方法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、プレス成形によりベース板に複数の突起を形成することを含む。
前記複数の突起が形成された前記ベース板が所定の形状に切断される。これにより、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する、前記複数の突起のうち所定数の突起を含む第1の板材が形成される。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、かつ、前記ハウジングの側壁を構成するフレーム部材内に前記毛細管部材が配置されるように、前記第1の板材と、前記フレーム部材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
前記複数の突起が形成された前記ベース板が所定の形状に切断される。これにより、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する、前記複数の突起のうち所定数の突起を含む第1の板材が形成される。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、かつ、前記ハウジングの側壁を構成するフレーム部材内に前記毛細管部材が配置されるように、前記第1の板材と、前記フレーム部材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
プレス成形により複数の突起がベース板に形成され、そのベース板からそれら突起を含む第1の板材が切断されて形成されるので、従来に比べ熱輸送デバイスの製造の手間、製造時間及びコストを削減することができる。そして、毛細管部材に向けて複数の突起が突出するように第1の板材と毛細管部材とが配置され、第1の板材、フレーム部材及び第2の板材が接合されることで、複数の突起がリブの機能を果たすハウジングを形成することができる。
また、ベース板から所望の形状に第1の板材が切断されることにより、ユーザの要望に応じたさまざまな形状のハウジングを有する熱輸送デバイスを、短時間でコストをかけることなく製造することができる。
ベース板に形成される突起の総数と、第1の板材の形成後に第1の板材に残る突起の数とが同じであってもよい。
前記ハウジングの形成工程は、前記毛細管部材が複数の突起に押されるように、前記第1の板材と前記フレーム部材と前記第2の板材とを接合してもよい。
これにより、ハウジング内の複数の突起のリブの機能が十分に発揮される。
前記複数の突起の形成工程では、前記複数の突起が所定のピッチで形成されることにより、前記ベース板の領域が、前記突起が形成される領域と、平坦部が残されてできた領域とに分かれていてもよい。この場合、前記第1の板材の形成工程は、前記第1の板材の周縁部が前記平坦部となるように、前記ベース板を切断してもよい。
これにより、第1の板材とフレーム部材とが接合される際、平坦部をその接合面とすることができる。
前記複数の突起の形成工程は、1次元内で並ぶ所定数の前記突起を含む1ラインの単位で前記突起を形成するためのライン金型を用いて、前記複数の突起を形成してもよい。
あるいは、前記複数の突起の形成工程は、2次元内で並ぶ所定数の前記突起を含む1ブロックの単位で前記突起を形成するためのブロック金型を用いて、前記複数の突起を形成してもよい。
あるいは、前記複数の突起の形成工程は、前記突起を1つ単位で形成するための金型を用いて、前記複数の突起を形成してもよい。このような、1つの突起単位でさまざまな第1の板材の形状を形成することができる。
本発明の他の形態に係る、熱輸送デバイスの製造方法は、プレス成形によりベース板に複数の突起を形成することを含む。
前記複数の突起が形成された前記ベース板が所定の形状に切断される。これにより、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する、前記複数の突起のうち所定数の突起を含む第1の板材が形成される。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、前記第1の板材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
前記複数の突起が形成された前記ベース板が所定の形状に切断される。これにより、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する、前記複数の突起のうち所定数の突起を含む第1の板材が形成される。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、前記第1の板材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
本発明では、例えば第1及び第2の板材のうち少なくとも一方が、ハウジングの内部空間を構成するための凹部を有しており、これら凹部を有する第1及び第2の板材がハウジングを形成するために接合されてもよい。
本発明の他の形態に係る、熱輸送デバイスの製造方法は、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する第1の板材に、プレス成形により複数の突起を形成することを含む。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、かつ、前記ハウジングの側壁を構成するフレーム部材内に前記毛細管部材が配置されるように、前記第1の板材と、前記フレーム部材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、かつ、前記ハウジングの側壁を構成するフレーム部材内に前記毛細管部材が配置されるように、前記第1の板材と、前記フレーム部材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
このように、予め所望の形状に形成された第1の板材に複数の突起が形成されてもよい。下記の発明の形態もこれと同様である。
本発明の他の形態に係る、熱輸送デバイスの製造方法は、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する第1の板材に、プレス成形により複数の突起を形成することを含む。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、前記第1の板材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、前記第1の板材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とが接合される。これにより、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングが形成される。
上記したように、例えば第1及び第2の板材のうち少なくとも一方が、ハウジングの内部空間を構成するための凹部を有しており、これら凹部を有する第1及び第2の板材がハウジングを形成するために接合されてもよい。
本発明の一形態に係る熱輸送デバイスは、作動流体と、毛細管部材と、ハウジングとを具備する。
前記作動流体は、相変化により熱を輸送する。
前記毛細管部材は、前記作動流体に毛細管力を発生させる。
前記ハウジングは、前記毛細管部材に向けて突出するようにプレス成形により形成された複数の突起を有し、前記作動流体及び前記毛細管部材を収容する。
前記作動流体は、相変化により熱を輸送する。
前記毛細管部材は、前記作動流体に毛細管力を発生させる。
前記ハウジングは、前記毛細管部材に向けて突出するようにプレス成形により形成された複数の突起を有し、前記作動流体及び前記毛細管部材を収容する。
プレス成形により複数の突起がハウジングに形成されているので、製造時間及びコストを削減し、ハウジングの強度を高めることができる。
以上、本発明によれば、熱輸送デバイスの製造の手間、製造時間及びコストを削減することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
[熱輸送デバイスの構成]
図1は、本発明の一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の短手方向で切った断面図である。図3は、熱輸送デバイス100の分解斜視図である。
図1は、本発明の一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の短手方向で切った断面図である。図3は、熱輸送デバイス100の分解斜視図である。
熱輸送デバイス100は、ハウジング10と、ハウジング10内に設けられた毛細管部材8とを含む。ハウジング10は、上板2、この上板2と対向する部分となる下板6、及び、これら上板2及び下板6に挟まれハウジング10の側壁を構成するフレーム4を有する。なお、上板2及び下板6という用語は、説明の便宜のための用語であり、熱輸送デバイス100の上下を定めるものではない。
上板、フレーム及び下板は、それぞれ平面で見て一方向に長い長方形でなる。したがって、ハウジング10は、例えば一方向に長い直方体の板状である。フレーム4は、貫通穴4aを有し、貫通穴4a内に毛細管部材8が収められる。
ハウジング10内は、所定の真空度に維持されている。この真空度は、作動流体の種類、熱輸送デバイスの重要な特性の一つである等価熱伝導率、輸送される熱量、ハウジング10の形状(あるいは大きさや材質)などに基づいて適宜設定される。
ハウジング10の内部には、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8は、液相の作動流体に毛細管力を発生させる。この毛細管部材8により液相の作動流体が保持される。毛細管部材8は、図3に示すように、典型的には複数の積層されたメッシュ部材8aで構成されている。本実施形態では、毛細管部材8は、2〜6枚のメッシュ部材8aを有する。1枚のメッシュ部材8aの厚みは、典型的には0.02mm〜0.5mmである。複数のメッシュ部材8aは、単純に積層してあるだけではあるが、例えばろう付け、接着剤を用いた接合、めっき処理等により積層されてもよい。
毛細管部材8は、1つのメッシュ部材8aで構成されていてもよい。各メッシュ部材8aの目の粗さは同じであるが、異なっていてもよい。毛細管部材8として、メッシュ部材8a以外のものが用いられてもよい。例えば複数のワイヤーが束になったものなどが挙げられる。毛細管部材8としては、作動流体に毛細管力を発生させるものであり、かつ所定の弾性を有しているものであればどのようなものでもよい。
上板2は、複数の突起21を有する。これらの突起21は、毛細管部材8が配置される側に向けて突出するように形成されている。また、これらの突起21は、後述するように、プレス成形により形成されるので、図1及び3に示すように、上板2の表面から見れば突起21に対応する凹部22が形成されている。例えばこれらの突起21は毛細管部材8の表面に接触している。これらの突起21は、平面内で縦横に並ぶように配置されている。
これらの突起21は、リブの機能を果たすので、ハウジング10の強度を高めることができる。ハウジング10の強度が高められることにより、次のような効果がある。例えばハウジング10内が真空であることなどの理由によってハウジング10が変形する、といった問題を解決することができる。
ハウジング10内で、毛細管部材8と上板2との間の空間は、主に気相の作動流体が移動する気相流路3となる。これに対し、上述したように毛細管部材8では、液体の作動流体が保持され、また毛細管部材8内を移動するので、毛細管部材8は液相流路となる。
ハウジング10を構成する下板6、フレーム4及び上板2の材料としては、典型的には銅が用いられる。その他に、例えばニッケル、アルミニウム、又はステンレス等が用いられてもよい。下板6及び上板2の厚みは、典型的には0.1mm〜0.8mmである。
フレーム4の厚みについては、後に説明するように、毛細管部材8の厚みとの関係で適宜設定される。ここで典型的な例として挙げる材料及び数値等は、その材料及び数値等に限られるという意味ではなく、それは以後も同様である。
作動流体としては、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。
[熱輸送デバイスの動作]
以上のように構成された熱輸送デバイス100の動作について説明する。
以上のように構成された熱輸送デバイス100の動作について説明する。
図1に示すように、例えば熱輸送デバイス100のハウジング10の長手方向における一方の側に図示しない熱源が熱的に接続されているとする。熱源は、上板2及び下板6のうち毛細管部材8が配置される側、つまり下板6側(下板6の表面)に熱的に接続される。「熱的に接続される」とは、熱源がハウジング10に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、熱源が配置された位置において熱源から熱を受け、液相の作動流体が蒸発する。気相になった作動流体は、ハウジング10の熱源がある側に対して長手方向で反対側までハウジング10内を移動する。この気相の作動流体は、主に毛細管部材8と上板2との間の空間である気相流路3を移動する。そして作動流体は、ハウジング10の長手方向で熱源側とは反対側で熱を放出し、凝縮する。ハウジング10の、熱源がある側とは反対側で凝縮した作動流体は、毛細管部材8の毛細管力によりハウジング10内を吸熱部へ移動し、熱源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、熱源が冷却される。
[熱輸送デバイスの製造方法]
次に、以上のように構成された熱輸送デバイス100の製造方法を説明する。図4は、その製造方法を示す工程図である。
次に、以上のように構成された熱輸送デバイス100の製造方法を説明する。図4は、その製造方法を示す工程図である。
図5は、上述したハウジング10の上板2の製造方法を説明するための図である。図5(A)に示す平らなベース板20に、図5(B)に示すように、プレス成形により複数の突起21が形成される(ステップ101)。プレス成形用の金型については後述する。ベース板20としては、圧延加工により形成された板がそのまま用いられ、その大きさは、製造される上板2より大きいものであればどのようなものでもよい。本実施形態では、ベース板20は、例えば1m四方の正方形のものが用いられる。ベース板20の材料としては、上述したようなハウジング10の材料が用いられ、典型的には銅である。
図6(A)は、複数の突起21が形成されたベース板20(またはベース板20の一部)を示す平面図であり、図6(B)はそのA−A線断面図である。本実施形態では、突起21は、縦横に所定のピッチでマトリクス状に形成に形成される。
次に、図5(C)及び図6(A)に示すように、複数の突起21が形成されたベース板20を所定の形状、例えば長方形に切断することで上板2が形成される(ステップ102)。図6(A)に示すように、一点鎖線Fで示す部分が切断される。上板2の形状は、長方形に限られず、適宜様々な形状に切断が可能である。切断の方法は、典型的にはワイヤー放電加工が挙げられるが、そのほか、レーザ加工、ウォータージェット加工、または、機械的なカッターによる加工(プレス切断加工も含む)等でもよい。
図6(A)は、ベース板20(またはベース板20の一部)を示す平面図であり、図6(B)はその側面図である。本実施形態では、突起21は、縦横に所定のピッチでマトリクス状に形成に形成される。突起21のピッチa、突起21の直径b、突起21の高さc、フレーム4に対する接合面の幅d等は、後述するような条件で設定される。なお、突起21の直径bについては、突起21の高さ方向では、1つの突起21のうちでその径が異なるので、1つの突起21のうちで、その直径bは、平均直径または最大直径としてもよい。
このように、ステップ101の工程により、突起21が形成される領域と、突起21が形成された後、平坦部として残された領域とに分かれる。そして、ステップ102では、例えば斜線で示す領域である平坦部が、フレーム4との接合面(幅d)Hとして残るように、つまり、上板2の周縁部がその平坦部となるように、ベース板20が切断される。
次に、図3に示すように毛細管部材8に向けて各突起21が突出する向きで上板2が毛細管部材8に対面するように配置され、また、上板2に積層されるように、フレーム4及び下板6が順に配置される。そして、毛細管部材8がフレーム4内に配置されるように、上板2、フレーム4及び下板6が接合される(ステップ103)。例えば、フレーム4の表面及び裏面にそれぞれ設けられた接合面4b及び4cに、上板2及び下板6がそれぞれ接合される。この接合には、典型的には拡散接合が用いられる。拡散接合時の温度及び圧力(上板2及び下板6でフレーム4を挟み込むときの圧力)は適宜設定される。
このような拡散接合では、例えば毛細管部材8が上板2の各突起21から力が加わり、各突起21に毛細管部材8が押しつぶされるようにすることで、毛細管部材8も、各突起21及び下板6に拡散接合される。このように毛細管部材8が突起21に押されながら接合されることにより、例えばハウジング10内が真空状態とされ、上板2が大気圧で押される場合においても、突起21によるリブの機能を十分に発揮することができる。
また、1回の拡散接合工程によりハウジング10が形成され、また毛細管部材8もそのハウジング10の内壁に拡散接合されるので、次のような効果もある。毛細管部材8をハウジング10の内壁に拡散接合させる工程と、上板2、フレーム4及び下板6を拡散接合させる工程とを、一回の工程で行うことができるので、短時間で接合工程を行うことができる。
その後、下板6に設けられた図示しない注入口から作動流体がハウジング10内に注入され(ステップ104)、その後、注入口が封止される(ステップ105)。
このように、本実施形態では、プレス成形により複数の突起21がベース板20に形成され、そのベース板20からそれら突起21を含む上板2が切断されて形成される。これにより、従来に比べ熱輸送デバイス100の製造の手間、製造時間及びコストを削減することができる。
ここで、上記した、突起21のピッチa、突起21の直径b、突起21の高さc、フレーム4に対する接合面Hの幅d等に求められる条件について説明する。
ピッチaとしては、リブの機能を果たすために、できるだけ狭いことが望まれる一方で、突起21の形成後に、接合面Hの幅dを確保するためにできるだけ広いことが望まれる。このピッチaの条件を式で表現すると、以下のようになる。
(最小必要接合幅dmin+突起21の直径b)<(ピッチa)<(真空状態でハウジング10の変形量が十分に小さい場合の、突起21の最小ピッチamin)・・・(式1)。
この(式1)を実現するには、d、bの許容される最小値、及びaminの許容される最大値を求め、その範囲の中にピッチaが入るようにすればよい。突起21の最小ピッチaminは、ハウジング10内の圧力(大気圧からの減圧状態(真空状態))と、外部の圧力(大気圧)との差圧にかかわらず、ハウジング10の変形量が十分に小さいときのピッチである。
接合面Hの幅dに関しては、0.5mm以上が確保されれば、上板2及びフレーム4を接合可能である。また、同様に突起21の直径bに関しても、0.5mm以上確保されればよい。これらの結果より、最小ピッチaminは、1mmがよい。
突起21の高さcに関しては、熱輸送デバイスの重要な性能である等価熱伝導率と熱輸送量で決められる。高さcを高くすることにより、この2つの特性を改善することが可能であるが、全体の厚みが厚くなり、薄型というメリットが生かせなくなる。そこで、例えば、c=0.2mm以上であればよい。
次に、突起21の最小ピッチaminについて説明する。図7は、突起21の最小ピッチaminを求めるための実験結果を示す表及びグラフである。これは、上板2の塑性変形を考慮した非線形解析の実験である。ここで、上板2として、厚み0.2mmの銅板が用いられた。この実験から、ハウジング10の変形量を十分に小さく維持するには、ピッチaが5mm以下に設定されればよいことが分かる。また、上記最小ピッチaminが1mmであることから、ピッチaの範囲は、典型的にはa=1mm〜5mmの範囲で設定される。
以上のa、b、c、dの数値をまとめると以下のようになる。
a=1mm〜5mm
b=0.5mm以上
c=0.2mm以上
d=0.5mm以上
b=0.5mm以上
c=0.2mm以上
d=0.5mm以上
なお、図6(A)では、図を分かりやすくするために、各突起21のピッチaや直径b等のサイズに対して、一点鎖線Fで切断される上板2のサイズが小さく描かれている。しかし、実際には上板2のサイズはピッチa等に対してもっと大きいものとなる。上板2の1辺のサイズは数cm〜20cmである。
[他の実施形態に係る熱輸送デバイスのハウジング(上板)の形成方法]
図8は、上記実施形態の上板2と異なる形状の上板を形成する方法を説明するための図である。
図8は、上記実施形態の上板2と異なる形状の上板を形成する方法を説明するための図である。
図8(A)に示すように、上記ステップ101と同様にプレス成形により複数の突起21が形成されたベース板20から、ユーザにより要求される形状である一点鎖線G’の形状で切断される。この場合、その一点鎖線G’の形状と、平坦部となる接合面Hの外形である実線Gの形状とは必ずしも一致しなくてもよい。すなわち、接合面Hの外形Gは、その一点鎖線G’に内接し、かつ、接合面Hである平坦部が上板12の周縁部の領域として残るような形状である。
図8(B)は、この加工方法により形成された上板12を示す平面図である。この図に示すように、平坦部が接合面Hとなるので、外側2つの突起21b(ハウジング内に配置されることになる突起21は符号21aで示す。)は、ハウジングの外側に配置され、特に所定の機能を果たすものではない。
本実施形態では、例えば、このように製造された熱輸送デバイスが搭載される電子機器が備える熱源及び放熱部の面内の位置関係に応じて、ユーザの要望に応じたさまざまな形状のハウジングを有する熱輸送デバイスを、短時間でコストをかけることなく製造することができる。
[ベース板に複数の突起を形成するためのプレス加工用の金型の実施形態]
次に、ベース板20に複数の突起21を形成するためのプレス加工用の金型の実施形態について説明する。
次に、ベース板20に複数の突起21を形成するためのプレス加工用の金型の実施形態について説明する。
図9は、例えばベース板20の実質的に全面に一度に全部の突起21を形成するための全面金型を示す斜視図である。全面金型40は、ベース板20に複数の突起21を形成するための複数の突起41を備える。この全面金型40により加工されたベース板20を多量に製造しておくことにより、上記実施形態で説明したように、必要に応じて上板2、12を切り取り形成することができる。初期投資として、全面金型40への投資は必要であるが、長期的には追加の投資費用が不要であるため、上記的に見ればコストを削減することができる。
図10は、1次元内で並ぶ所定数の突起を含む1ラインの単位で、ベース板20に突起21を形成するためのライン金型を示す斜視図である。このライン金型50では、1ラインに含まれる突起41の数は、典型的にはベース板20の1ライン分(1辺分)の数に対応する。
図11は、2次元内で並ぶ所定数の突起を含む1ブロックの単位で、ベース板20に突起21を形成するためのブロック金型を示す斜視図である。図11に示した例に係るブロック金型60では、4×4=16個の突起21を一度にベース板20に形成することができる。この場合、ユーザの要望による任意のハウジングの形状に応じて、突起21を形成することができる。すなわち、複数のブロック金型60が用意されることにより、その組み合わせの形状を有する上板を形成することができる。
ブロック金型60は、4×4=16個の突起41を有するものに限られず、n×m個(n及びmは互いに異なる自然数)でもよい。このようなブロック金型60により、例えば図12に示すようなL字形状の上板32(ハウジング)を形成することができる。
本実施形態では、初期に複数のブロック金型60を製造する分の投資を行うだけで、それ以上の投資は不要である。また、初期投資としても上記全面金型40より少ない。
図13は、突起21を1つ単位で形成するための活字状金型70を示す斜視図である。すなわち、本実施形態では活版印刷のようなシステムで、ベース板20に突起21を形成することができる。これにより、例えば図14に示すような形状の上板42(ハウジング)を形成することもでき、ユーザの要望に応じて任意の形状のハウジングを形成することができる。この場合も、複数の活字状金型70を製造するための初期投資だけを要し、追加の投資は必要ない。
図13に示した活字状金型70のほか、それと実質的に同じ大きさでなり平面を形成するための金型が用意されてもよい。これにより突起21が形成される部分と、突起21が形成されない平面な部分とを任意の配置で、上板に形成することができる。
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。
図2に示したように、複数の突起21は毛細管部材8に接触していたが、必ずしも接触しなくてもよい。
上記実施形態では、複数の突起21は、ベース板20にマトリクス状に配置されるように形成された。しかし、それらの突起21は、ジグザグ、ランダム、あるいはその他の配列で形成されてもよい。
図1〜3等に示した熱輸送デバイス100では、ハウジング10が、上板2、フレーム4及び下板6を有する形態を説明した。しかし、フレーム4は必須要素ではない。すなわち、上板及び下板のうち少なくとも一方が、例えば下板がハウジングの内部空間を構成するための凹部を有しており、それら上板及び下板が接合されることでハウジングが形成されてもよい。
あるいは、そのような凹部が上板(または下板)に形成されていなくてもよく、上板及び下板の周縁部の枠形状に圧力を加え、上板及び下板を変形させながら上板及び下板を接合する形態でもよい。
上記実施形態では、ベース板20が所定の形状に切断されることにより上板が形成される形態を説明した。しかし、平らな上板が形成された後、その上板にプレス成形により複数の突起が形成されてもよい。この場合も、ハウジングは、図1〜3に示すようにフレーム4を有していてもよいし、有していなくてもよい。
2、12、32、42…上板
4…フレーム
6…下板
8…毛細管部材
10…ハウジング
20…ベース板
21(21a、21b)…突起
40…全面金型
50…ライン金型
60…ブロック金型
70…活字状金型
100…熱輸送デバイス
4…フレーム
6…下板
8…毛細管部材
10…ハウジング
20…ベース板
21(21a、21b)…突起
40…全面金型
50…ライン金型
60…ブロック金型
70…活字状金型
100…熱輸送デバイス
Claims (10)
- プレス成形によりベース板に複数の突起を形成し、
前記複数の突起が形成された前記ベース板を所定の形状に切断することで、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する、前記複数の突起のうち所定数の突起を含む第1の板材を形成し、
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、かつ、前記ハウジングの側壁を構成するフレーム部材内に前記毛細管部材が配置されるように、前記第1の板材と、前記フレーム部材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とを接合することで、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングを形成する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 請求項1に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記ハウジングの形成工程は、前記毛細管部材が複数の突起に押されるように、前記第1の板材と前記フレーム部材と前記第2の板材とを接合する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 請求項1に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記複数の突起の形成工程では、前記複数の突起が所定のピッチで形成されることにより、前記ベース板の領域が、前記突起が形成される領域と、平坦部が残されてできた領域とに分かれ、
前記第1の板材の形成工程は、前記第1の板材の周縁部が前記平坦部となるように、前記ベース板を切断する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 請求項1に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記複数の突起の形成工程は、1次元内で並ぶ所定数の前記突起を含む1ラインの単位で前記突起を形成するためのライン金型を用いて、前記複数の突起を形成する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 請求項1に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記複数の突起の形成工程は、2次元内で並ぶ所定数の前記突起を含む1ブロックの単位で前記突起を形成するためのブロック金型を用いて、前記複数の突起を形成する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 請求項1に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記複数の突起の形成工程は、前記突起を1つ単位で形成するための活字状金型を用いて、前記複数の突起を形成する
熱輸送デバイスの製造方法。 - プレス成形によりベース板に複数の突起を形成し、
前記複数の突起が形成された前記ベース板を所定の形状に切断することで、熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する、前記複数の突起のうち所定数の突起を含む第1の板材を形成し、
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、前記第1の板材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とを接合することで、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングを形成する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する第1の板材に、プレス成形により複数の突起を形成し、
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、かつ、前記ハウジングの側壁を構成するフレーム部材内に前記毛細管部材が配置されるように、前記第1の板材と、前記フレーム部材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とを接合することで、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングを形成する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 熱輸送デバイスのハウジングの第1の部分を構成する第1の板材に、プレス成形により複数の突起を形成し、
相変化により熱を輸送する作動流体に毛細管力を発生させる毛細管部材に向けて前記複数の突起が突出する向きで前記第1の板材が前記毛細管部材に対面するように、前記第1の板材と、前記ハウジングの前記第1の部分に対向する第2の部分を構成する第2の板材とを接合することで、前記毛細管部材を収容した前記ハウジングを形成する
熱輸送デバイスの製造方法。 - 相変化により熱を輸送する作動流体と、
前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材と、
前記毛細管部材に向けて突出するようにプレス成形により形成された複数の突起を有し、前記作動流体及び前記毛細管部材を収容するハウジングと
を具備する熱輸送デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009160823A JP2011017463A (ja) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイス |
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JP2009160823A JP2011017463A (ja) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイス |
Publications (1)
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JP2011017463A true JP2011017463A (ja) | 2011-01-27 |
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ID=43595390
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JP2009160823A Pending JP2011017463A (ja) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイス |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2009
- 2009-07-07 JP JP2009160823A patent/JP2011017463A/ja active Pending
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