JP5373829B2 - 散熱モジュールの組合せ方法 - Google Patents

Description

本発明は、散熱モジュールの組合せ方法に関し、特に機械加工法により、圧力を加え、緊密に圧迫する方式で散熱モジュールを組合せる散熱モジュールの組合せ方法に関する。

ヒートパイプは、現在、電子設備及び電子パーツに大量に使用されている熱伝導パーツである。
一般に、ヒートパイプ内部には、流動性が良好で、気化熱が高く、沸点が比較的低く、しかも化学的性質が安定した水、エタノール、アセトン等の熱伝導媒介が充填される。
しかも、ヒートパイプの内壁面は、通常、毛刺状突起を呈する多数の毛細構造を形成している。

実際の使用時には、ヒートパイプの片方の端は、蒸発部とし、電子パーツ上の散熱器ベースに設置される。該ヒートパイプの反対端は、凝縮部とし、該散熱器の散熱フィン部位に挿入して設置される。

このようなヒートパイプでは、ヒートパイプの蒸発部が熱を受けると、該ヒートパイプの蒸発部内の熱伝導媒介は、気化し、大量の気化熱を吸収し、該ヒートパイプ台の温度は低下する。

続いて、該熱伝導媒介が、気態として、ヒートパイプ凝縮部に拡散すると、該熱伝導媒介は、該各毛細構造上に密着し、凝結して液態となり、ヒートパイプの蒸発部へと回流し、同時に、該各散熱フィンにより、大量の液化熱を発散する。

従来のヒートパイプと散熱器の結合は、溶接、挿入設置、或いは加圧の方式により組合せるものである。
加圧の方式を例とすれば、従来の技術は、プレス加工を通して、該ヒートパイプ及び該散熱器に対して加圧し、こうして両者は結合される。

従来のヒートパイプの製造方法としては、例えば、特許文献１に示すように、散熱モジュールの必要な形状に基づいてヒートパイプを加工し、成型するステップを有し、このステップは、湾曲、または扁平の方式を用いて前記ヒートパイプを成型するステップであるヒートパイプの製造方法がある。

特開２００５−３０８３８７号公報

しかしながら、前記加圧の方式を用いた従来の技術では、プレス加工するプレス機具のモールド或いはプレスヘッドと、該ヒートパイプの接触面積は過大であるため、該ヒートパイプの表面に破裂が生じ、或いは該ヒートパイプが過渡に変形する状況が発生し易い。このため、製品の歩留りを大幅に低下させ、生産コストを上げてしまっている。
すなわち、従来の技術は、以下の欠点を備える。
1. 歩留りが低い。
2. コストが高い。
3. ヒートパイプが壊れ易い。

そこで、本発明は上記した欠点に鑑みてなされたもので、歩留りを上げ、生産コストを低下させられる散熱モジュールの組合せ方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る散熱モジュールの組合せ方法は、表面に槽部を備えた金属ベース、及び少なくとも１個のヒートパイプを提供するステップと、該ヒートパイプの一端を、該金属ベースの片側に挿入して設置し、該ヒートパイプの反対端を、機械加工の方式に通し前記金属ベース側に折り曲げながら、該金属ベースの該槽部内へと対応させて圧迫し入れるステップと、含み、
上記した加工方式により、該ヒートパイプを、該金属ベースの槽部内に確実に圧し入れ、該金属ベースと結合させ、
これにより該ヒートパイプの圧合端面と該金属ベースとは、平面を呈し、ヒートパイプを破壊してしまう状況が発生する従来の方式による散熱モジュールの組合せの欠点を改善、及び回避することができる。

本発明の散熱モジュールの組合せ方法によれば、歩留りを上げ、生産コストを低下させることができる。

本発明の一実施形態の散熱モジュールの組合せ方法を示すフローチャート。 本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第一実施例を示す加工模式図。 本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第二実施例を示す加工模式図。 本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第三実施例を示す加工模式図。 本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第四実施例を示す加工模式図。 本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第五実施例を示す加工模式図。 本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第六実施例を示す加工模式図。

以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

（第一実施例）
図１は、本発明の散熱モジュールの組合せ方法のフローチャートを示し、図２は、本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第一実施例を示す加工模式図である。

図１に示すように、本発明の散熱モジュールの組合せ方法は、ステップＳ１と、ステップＳ２とを含む。

ステップＳ１は、表面に槽部を備えた金属ベース、及び少なくとも１個のヒートパイプを提供するステップである。
すなわち、ステップＳ１では、図２に示すような構成の金属ベース１及び少なくとも１個のヒートパイプ２を準備する。

図２に示すように、金属ベース１の片側表面１１に、槽部１１１を予め開設し、該金属ベース１は、導熱係数が優れた、例えば、銅材質及びアルミ材質或いはその合金等の材質で製造する。

ステップＳ２は、前記ヒートパイプの一端を、該金属ベース片側に挿入して設置し、反対端は、機械加工の方式を通し、該ヒートパイプ反対端を、該槽部内へと対応させて圧迫し、入れるステップである。

すなわち、このステップＳ２では、先ず、該ヒートパイプ２の一端を、該金属ベース１の片側に対応させ、挿入して設置し、該ヒートパイプ２反対端を、機械加工の方式に通して、該ヒートパイプ２に対して圧力を加えて金属ベース１側に折り曲げながら、該金属ベース１の槽部１１１内に圧し入れ、該金属ベース１と結合させる。これにより該ヒートパイプ２の圧合端面と該金属ベース１とは、平面を呈する。

本実施例中の機械加工としては、ローリング加工を採用している。このローリング加工を実施する場合について説明する。
本実施例中では、先ず、図２に示すように、該ヒートパイプ２を、該金属ベース１の槽部１１１位置に対応させて置く。

その後、金属ベース１及びヒートパイプ２を、ローリング加工を行うローリング加工機具３に通して、該ヒートパイプ２を圧迫し金属ベース１側に折り曲げながら、該槽部１１１内へと進入させる。これにより、該ヒートパイプ２の表面は、該槽部１１１と緊密に密着し、熱抵抗現象の発生を回避することができる。

なお、ローリング加工は、さまざまな材料のそれぞれ違った延展性に応じて、単一回のローリング成型、或いは多数回(複数回)のローリング成型を選択することができる。この目的は、材料に過度の圧力を加えることで、材料の降伏点を突破し、材料の破裂を回避することにある。

また、本実施例は、単一回のローリング加工を採用している。このローリング加工に用いられるローリング加工機具が図２に示されている。
図２に示すように、本実施例中のローリング加工機具３は、第一ローラーユニット３１を備えて構成される。

該第一ローラーユニット３１は、複数のローラー片３１１及び少なくとも１個のワッシャ３１２及び第一シャフト３１３を備えて構成される。
該各ローラー片３１１及び該ワッシャ３１２は、所定間隔を開けて配列し、該第一シャフト３１３の外部に回動可能に嵌めて設置する。すなわち、各ローラー片３１１及びワッシャ３１２は、第一シャフト３１３によって軸支される。

該ローラー片３１１は、該ヒートパイプ２に対応し、該ヒートパイプ２の軸方向に沿って、順番に圧力を加え、該ヒートパイプ２を、該槽部１１１内へとゆっくりと入らせる。

なお、本実施例では、２本のヒートパイプ２と、２つの槽部１１１とを有する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、それぞれ１個、あるいは複数設けて構成しても良い。

従って、第一実施例によれば、ヒートパイプ２と金属ベース１を安定的かつ堅固に結合することで、加工時間を減らしコストを削減できるばかりか、歩留りを大幅に向上させることができる散熱モジュールの組合せ方法の実現が可能となる。

（第二実施例）
図３は、本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第二実施例を示す加工模式図である。図３に示すように、本実施例は、前記第一実施例と一部のステップＳが相同であるため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と第一実施例との相違点は、該ローリング加工機具３が、第一ローラーユニット３１及び第二ローラーユニット３２を備える点である。

該第一ローラーユニット３１は、複数のローラー片３１１及び少なくとも１個のワッシャ３１２及び第一シャフト３１３を備えて構成される。
該各ローラー片３１１及び該ワッシャ３１２は、所定間隔を開けて配列し、該第一シャフト３１３の外部に回動可能に嵌めて設置する。すなわち、各ローラー片３１１及びワッシャ３１２は、第一シャフト３１３によって軸支される。

該第二ローラーユニット３２は、複数のローラー片３２１及び少なくとも１個のワッシャ３２２及び第二シャフト３２３を備えて構成される。
該各ローラー片３２１及び該ワッシャ３２２は、所定間隔を開けて配列し、該第二シャフト３２３の外部に回動可能に嵌めて設置する。すなわち、各ローラー片３２１及びワッシャ３２２は、第二シャフト３２３によって軸支される。
該各ローラー片３２１の外部は、さらに、第二ミゾ３２１１を備えて構成される。

本実施例は、図３に示すように、多数回加圧成型を採用し、ローリング加工を行う時には、先ず、金属ベース１及びヒートパイプ２を、該第二ローラーユニット３２に通して、該第二ローラーユニット３２により該ヒートパイプ２に対して、第一次加圧を施す。

今回の第二ローラーユニット３２による加圧は予圧で、該第二ローラーユニット３２の第二ミゾ３２１１を通して、該ヒートパイプ２に対して、いくらか圧力を加え、これにより該ヒートパイプ２は、わずかに変形を生じることになる。
その目的は、一度に過大な圧力を受けることにより、該ヒートパイプ２に生じる瞬間的な破裂を防止することにある。

続いて、金属ベース１及びヒートパイプ２を、該第一ローラーユニット３１に通すことにより、再度該ヒートパイプ２に対して第二次加圧を行い、同時に、該ヒートパイプ２を、該槽部１１１内に圧し入れ定位し、該ヒートパイプを押して平らにし、該金属ベース１とそろえる。

なお、本実施例では、２つの第一、第２ローラーユニット３１、３２を用いた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、必要に応じて２つ以上のローラーユニットを設けて構成しても良い。
従って、第二実施例によれば、前記第一実施例と同様の効果が得られる。

（第三実施例）
図４は、本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第三実施例を示す加工模式図である。
図４に示すように、本実施例は、前記第一実施例と一部のステップが相同であるため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と第三実施例との相違点は、該ローリング加工機具３が第一ローラーユニット３１を備える点である。

該第一ローラーユニット３１は、第一ローラー３１ａ及び第一シャフト３１３を備え、該第一ローラー３１ａは、該第一シャフト３１３の外部に回動自在に嵌めて設置する。すなわち、第一ローラー３１ａは、第一シャフト３１３によって軸支される。

本実施例は、前記第一実施例と同様に、金属ベース１及びヒートパイプ２を、該第一ローラー３１ａに通して、単一或いは複数のヒートパイプ２に対して、単一回の加圧成型を行う。

従って、第三実施例によれば、前記第一実施例と同様の効果が得られ他に、第一ローラーユニット３１の構成を単純化して部品点数を減らしているので、前記第一実施例よりもコストを低減することができる。

（第四実施例）
図５は、本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第四実施例を示す加工模式図である。
図５に示すように、本実施例は、前記第一実施例と一部のステップが相同であるため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と第一実施例との相違点は、該ローリング加工機具３が、第一ローラーユニット３１及び第二ローラーユニット３２を備える点である。

該第一ローラーユニット３１は、第一ローラー３１ａ及び第一シャフト３１３を備えて構成される。

該第一ローラー３１ａは、該第一シャフト３１３の外部に回動可能に嵌めて設置する。すなわち、第一ローラー３１ａは、第一シャフト３１３によって軸支される。
該第二ローラーユニット３２は、第二ローラー３２ａ及び第二シャフト３２３を備え、該第二ローラー３２ａは、該第二シャフト３２３の外部に回動可能に嵌めて設置する。すなわち、第二ローラー３１ａは、第二シャフト３２３によって軸支される。
該第二ローラー３２ａの外部は、さらに、第二ミゾ３２ｂを備えて構成される。

本実施例は、前記第二実施例（図３参照）と同様に、金属ベース１及びヒートパイプ２を、該第一ローラー３１ａ及び第二ローラー３２ａに通して、単一或いは複数のヒートパイプ２に対して、加圧成型を行う。

先ず、該第二ローラー３２ａにより、該ヒートパイプ２に対して、第一次加圧を行う。
今回の第二ローラー３２ａによる加圧は予圧で、該第二ローラー３２ａの第二ミゾ３２ｂを通して、該ヒートパイプ２に対して、いくらか圧力を加え、これにより該ヒートパイプ２は、わずかに変形を生じる。

さらに、該第一ローラー３１ａにより、再度該ヒートパイプ２に対して第二次加圧を行い、同時に、該ヒートパイプ２を、該槽部１１１内に圧し入れ定位し、該ヒートパイプ２を圧迫して平らにし、該金属ベース１とそろえる。

なお、本実施例では、２つの第一、第２ローラーユニット３１、３２を用いた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、前記第二実施例と同様に、必要に応じて２以上のローラーユニットを設けて構成しても良い。
従って、第四実施例によれば、前記第一実施例と同様の効果が得られる他に、第一ローラーユニット３１の構成を単純化して部品点数を減らしているので、前記第二実施例よりもコストを低減することができる。

（第五実施例）
図６は、本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第五実施例を示す加工模式図である。
図６に示すように、本実施例の機械加工法は、鍛造加工を採用したもので、金属ベース１及びヒートパイプ２を、鍛造加工のための鍛造機具４に通して、該ヒートパイプ２に圧力を加え、単一回の加圧を行う。

これにより、該ヒートパイプ２を、該金属ベース１の槽部１１１内部に圧し入れ、同時に、該ヒートパイプ２を圧迫して平らにし、該金属ベース１とそろえる。

従って、第五実施例によれば、鍛造加工の鍛造機具４を用いた場合でも、前記第一実施例と同様の効果が得られる。

（第六実施例）
図７は、本発明の散熱モジュールの組合せ方法の第六実施例を示す加工模式図である。
図７に示すように、本実施例の機械加工法は、鍛造加工を採用したものであって、金属ベース１及びヒートパイプ２を、並設された鍛造加工のための２つの鍛造機具４を順番に通して、該ヒートパイプ２に圧力を加え、複数回の加圧を行う。

これにより、該ヒートパイプ２は順番に圧力を受け、該ヒートパイプ２は、該金属ベース１の槽部１１１内部に圧し入れられる。

なお、本実施例では、２つの鍛造機具４を並設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、必要に応じて２つ以上の鍛造機具４を並設して構成しても良い。

従って、第六実施例によれば、前記第一実施例と同様の効果が得られる他に、２つの鍛造加工の鍛造機具４を用いているので、より確実に、ヒートパイプ２を該金属ベース１の槽部１１１内部に圧し入れて平らにして金属ベース１とそろえることができる。

上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品(構造)の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。

本発明は特許の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

１…金属ベース、
１１…表面、
１１１１…槽部、
２…ヒートパイプ、
３…ローリング加工機具、
３１…第一ローラーユニット、
３１ａ…第一ローラー、
３１１…ローラー片、
３１１１…第一ミゾ、
３１２…ワッシャ、
３１３…第一シャフト、
３２…第二ローラーユニット、
３２ａ…第二ローラー、
３２ｂ…第二ミゾ、
３２１…ローラー片、
３２１１…第二ミゾ、
３２２…ワッシャ、
３２３…第二シャフト、
４…鍛造機具。

Claims (9)

1. 表面に槽部を備えた金属ベース、及び少なくとも１個のヒートパイプを提供するステップと、
   該ヒートパイプの一端を、該金属ベースの片側に挿入して設置し、該ヒートパイプの反対端を、機械加工の方式に通して前記金属ベース側に折り曲げながら、該金属ベースの該槽部内へと対応させて圧迫し入れるステップと、
   を含むことを特徴とする散熱モジュールの組合せ方法。
2. 前記機械加工は、ローリング加工であり、
   該ローリング加工は、ローリング加工機具を通して、前記ヒートパイプに対して、単一回の加圧を行い、これにより該ヒートパイプの一端は、前記金属ベースの槽部内に圧し入れられることを特徴とする請求項１に記載の散熱モジュールの組合せ方法。
3. 前記機械加工は、ローリング加工であり、
   該ローリング加工は、ローリング加工機具を通して、前記ヒートパイプに対して、複数回の加圧を行い、これにより該ヒートパイプの一端は、前記金属ベースの槽部内に圧し入れられることを特徴とする請求項１に記載の散熱モジュールの組合せ方法。
4. 前記ローリング加工機具は、第一ローラーユニットを備え、
   該第一ローラーユニットは、複数のローラー片及び少なくとも１個のワッシャ及び第一シャフトを備え、
   該各ローラー片及び該ワッシャは、間隔を開けて配列し、該第一シャフトの外部に嵌めて設置することを特徴とする請求項２に記載の散熱モジュールの組合せ方法。
5. 前記ローリング加工機具は、第一ローラーユニット及び第二ローラーユニットを備え、
   該第一ローラーユニットは、複数のローラー片及び少なくとも１個のワッシャ及び第一シャフトを備え、
   該各ローラー片及び該ワッシャは、間隔を開けて配列し、該第一シャフトの外部に嵌めて設置し、
   該第二ローラーユニットは、複数のローラー片及び少なくとも１個のワッシャ及び第二シャフトを備え、
   該各ローラー片及び該ワッシャは、間隔を開けて配列し、該第二シャフトの外部に嵌めて設置し、
   該各ローラー片の外部は、さらに、第二ミゾを備えることを特徴とする請求項３に記載の散熱モジュールの組合せ方法。
6. 前記機械加工は、鍛造加工であり、この鍛造加工は、鍛造機具を通して、前記ヒートパイプに圧力を加え、単一回の加圧を行うことにより、該ヒートパイプを、該金属ベースの槽部内部に圧し入れることを特徴とする請求項１に記載の散熱モジュールの組合せ方法。
7. 前記機械加工は、鍛造加工であり、この鍛造加工は、鍛造機具を通して、前記ヒートパイプに圧力を加え、複数回の加圧を行うことにより、該ヒートパイプを、該金属ベースの槽部内部に圧し入れることを特徴とする請求項１に記載の散熱モジュールの組合せ方法。
8. 前記ローリング加工機具は、第一ローラーユニットを備え、
   該第一ローラーユニットは、第一ローラー及び第一シャフトを備え、
   該第一ローラーは、該第一シャフトの外部に嵌めて設置することを特徴とする請求項２に記載の散熱モジュールの組合せ方法。
9. 前記ローリング加工機具は、第一ローラーユニット及び第二ローラーユニットを備え、
   該第一ローラーユニットは、第一ローラー及び第一シャフトを備え、
   該第一ローラーは、該第一シャフトの外部に嵌めて設置し、該第一ローラーの外部には、さらに、第一ミゾを備え、
   該第二ローラーユニットは、第二ローラー及び第二シャフトを備え、
   該第二ローラーは、該第二シャフトの外部に嵌めて設置し、
   該第二ローラーの外部は、さらに、第二ミゾを備えることを特徴とする請求項３に記載の散熱モジュールの組合せ方法。

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