JPH0949693A - ヒートパイプ用コンテナの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属パイプ材を半径方向に圧潰すると、繭型
断面に変形する。 【解決手段】 中空平板状の偏平部分８を少なくとも一
部に有するヒートパイプ用のコンテナ４を製造するにあ
たり、まず、コンテナ４の素材となる塑性変形可能な金
属パイプ材１を焼きなます。つぎに、軟化した金属パイ
プ材１の少なくとも一部を、その半径方向に圧潰して中
空偏平形状の偏平部８を形成する。

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、潜熱として熱輸
送するヒートパイプに関し、特にそのコンテナの製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、ヒートパイプは真空脱気し
た密閉金属管などの容器の内部に、水やナトリウム等の
凝縮性の流体を作動流体として封入したものであり、温
度差が生じることにより自動的に動作し、高温部で蒸発
した作動流体が低温部に流動して放熱・凝縮することに
より、作動流体の潜熱として熱輸送する。そして、その
見掛上の熱伝導率が銅やアルミ等の金属に対して数倍か
ら数十倍程度に優れていることから、冷却用素子として
各種熱関連機器に採用されている。

【０００３】ところで、ヒートパイプのコンテナの形状
としては、ヒートパイプ自体の使用態様によって様々な
形状が採用されており、例えばノートブックタイプやサ
ブノートブックタイプのいわゆる携帯型パソコンの冷却
用ヒートパイプとしては、パイプの両端部を平板状に形
成してコンテナとしたものが用いられることがある。

【０００４】すなわち、この種のパソコンでは携帯性を
目的としているから、小型・軽量化のために空冷用ファ
ンを設けずに、熱伝達によって内部の熱を外部に放出さ
せるように構成している。またその熱伝達を促進するた
めに、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などの発熱部と放熱
箇所とをヒートパイプを介して連結し、さらにそのヒー
トパイプとの間の熱伝達面積を充分広く確保して熱抵抗
を下げるために、ヒートパイプの端部をここに接合され
る部材の形状に合わせて平板状としている。

【０００５】このようなヒートパイプのコンテナの一部
もしくは全体を平板状に形成する場合、それ自体寸法の
小さいものであるから、矩形断面のパイプなどの特別な
素材を用意せずに、例えば円形断面でかつ調質が２／１
硬質あるいは硬質程度の銅パイプを潰し、その両端部を
閉じて中空構造のコンテナとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように金属パイ
プを半径方向に押し潰す場合、圧潰量すなわち加工前の
直径の変化量が小さい場合には、ほぼ所期どおりの断面
形状を得ることができる。しかしながら、前述した携帯
用パソコンなどに使用される厚さの薄いヒートパイプの
ためのコンテナとする場合には、圧潰量が大きいために
成形荷重を掛けた部分の中央部が荷重方向に陥没するこ
とがある。

【０００７】すなわち、丸パイプを中空平板状に圧潰す
る場合、そのパイプを一対の加圧部材の間に挟んで荷重
を掛けると、最初は断面形状が楕円形状に変形し、つい
で長円形状に変形するが、加圧する部材が最終形状に合
わせて加圧面が平坦面のものであるのに対して、素材は
丸パイプであるから、ある程度まで圧潰した時点で、荷
重を掛けている箇所の中央部で内側に折れ曲がり、いわ
ゆる繭型断面に変形してしまう。

【０００８】このようなコンテナでは、発熱源であるＣ
ＰＵや放熱部である電磁シールド板（ＥＭＩ）などの接
合面が平坦面であるから、これらに対して完全に密着す
ることがなく、そのために両者の間の熱抵抗が大きくな
って冷却効果が劣るものになる問題があった。

【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、偏平部分に窪みのないヒートパイプ用のコンテナ
を効率よく製造することのできる方法を提供することを
目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は上記の目的を達成するために、中空平板状の偏平部分
を少なくとも一部に有するヒートパイプ用のコンテナを
製造するにあたり、塑性変形可能な金属パイプ材を焼き
なましした後、その金属パイプ材の少なくとも一部を、
その半径方向に圧潰して中空偏平形状の偏平部を形成す
ることを特徴とするものである。

【００１１】この発明では、まず、素材としての金属パ
イプ材に焼きなまし処理を施して適度に軟化させた状態
で、その少なくとも一部を、半径方向に圧潰して中空偏
平形状の偏平部を形成するから、中空平板状の偏平部分
を少なくとも一部に有し、しかもその偏平部分の幅方向
での中央部に窪みのないコンテナを効率よく製造するこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図１ないし図７
を参照してより具体的に説明する。なお、以下の説明で
は、一端部のみを中空偏平形状とした異形ヒートパイプ
を例にとって説明する。

【００１３】まずコンテナの素材として円形断面の金属
パイプ、例えば硬度がビッカース硬さ（Ｈｖ）１１０の
銅からなるパイプ１を用意する。このパイプ１は予め所
定の寸法に切断しておき、偏平形状に加工する一端部は
開放したままでもよく、あるいは密閉してあってもよ
い。なお、このパイプ１は最終的にはヒートパイプのコ
ンテナとなるものであるから、ウィックとして機能する
グルーブ（溝）を内周面に形成してあってもよい。

【００１４】そして、このパイプ１に焼きなまし処理を
施す。具体的には、図１に示すように、所定数の（３本
のみ図示）パイプ１を焼きなまし炉２に収納する。この
焼きなまし炉２としては、従来知られているバッチ式や
連続式等の適宜の炉を採用することができる。そして、
焼きなまし炉２の加熱温度を３００〜７００℃の範囲、
例えば４００℃に設定して、２時間保持する。

【００１５】その後、パイプ１を炉中冷却する。その結
果、パイプ１の硬さがＨｖ８０〜９０程度まで低下し、
すなわち、上記焼きなまし処理によってパイプ１が軟化
する。その際に、燃焼成分がパイプ１の表面に付着した
り、表面が酸化したりすることを未然に防止するため
に、焼きなまし炉２の内部を真空または無酸化雰囲気と
して実施する。なお、保護雰囲気ガスとしては、ＤＸガ
ス（Ｎ₂ ７０．２％，Ｈ₂ １２．５％，ＣＯ１０．５
％，ＣＯ₂ ５％，Ｈ₂ Ｏ０．８％，ＣＨ₄ ０．５％）や
ＮＸガス（Ｎ₂ ９７．２％，ＣＯ１．５％，Ｈ₂ １．２
％，ＣＯ₂ ０．１％）等の中性またはやや還元性のガス
を採用することができる。

【００１６】図２は、パイプ１の圧潰工程を実施するた
めのプレス機３の概略的な構成を示す図である。そのプ
レス機３のダイ（成形型）は、形成するべき偏平部８の
厚さとほぼ同じ深さの凹部が形成された下型５と、その
下型５の開口部を閉じるように下降させられるパンチ６
とから構成されており、その下型５の凹部における底面
とパンチ６の下面とが、パイプ１を挟みつけて加圧する
成形面であって、これらの両面が平坦面とされている。

【００１７】上記のプレス機３によってパイプ１の一部
を中空偏平状に加工するには、まずパイプ１の一端部を
前記下型５とパンチ６との間に挿入する。そして、パン
チ６を下降させると、図３の（Ａ）に示すようにパンチ
６の下面がパイプ１の上部外面に接触し、この状態から
パンチ６が更に下降することにより、パイプ１の断面は
円形状から楕円形状に次第に変形して、全体として左右
に押し広げられる（図３の（Ｂ）参照）。その場合、パ
イプ１の上面と下面には、それぞれ成形荷重が掛けられ
るが、各々の面に窪みは生じない。

【００１８】図３の（Ｃ）は、パンチ６が下型５に接触
した圧潰加工の最終状態を示しており、この状態まで押
し潰されたパイプ１の偏平部８の上面および下面は、そ
れぞれ平坦面となっている。換言すれば、偏平部８は、
その上面および下面に窪みのない長円形状を成してい
る。これは、焼きなまし処理を経てパイプ１が軟化した
ことに起因すると思われる。このようにして、図４に示
すような、一端部側のみを中空偏平形状に形成したコン
テナ４を得ることができる。

【００１９】また、上記の手順を経て得られたコンテナ
４を用いてヒートパイプ（図示せず）を製造する場合に
は、そのコンテナ４の開口端を圧着や溶接などの手段に
よって密閉するとともに、その内部から真空脱気した状
態で目的温度範囲内で蒸発・凝縮する流体を作動流体と
してコンテナ４の内部に封入する。このヒートパイプ化
のための方法は従来一般に知られている方法を採用する
ことができる。さらに、上記のコンテナ４では、焼きな
まし処理によって適度に柔かくなっているから、例えば
カシメによる放熱フィンの取り付けが容易化する利点も
生じる。

【００２０】なお、金属メッシュや金属極細線等からな
るウィックを用いる場合、これらは圧潰工程の直前ある
いはヒートパイプ化の直前等、いずれの過程でパイプ１
（コンテナ４）内に挿入してもよい。

【００２１】つぎにこの発明の実施例を比較例と共に記
す。 実施例：硬さがＨｖ１１０の銅からなる円形断面のパイ
プを４００℃の温度で２時間加熱保持した後、冷却し
た。そして、このパイプをフラットな成形面を有するプ
レス機で半径方向に圧潰した。その結果、パイプの被圧
潰箇所（偏平部）の上壁面および下壁面が、平坦面とな
っていることが確認された。 比較例１：焼きなまし処理を施さない以外は、上述の本
実施例と同様とした。偏平部の上壁面および下壁面の幅
方向での中央部が、長さ方向に亘って比較的大きく（深
く）陥没することが確認された（図５参照）。 比較例２：焼きなましの温度を３００℃とした以外は、
上述の本実施例と同様とした。上記比較例１と同様に、
偏平部の上壁面および下壁面の幅方向での中央部が、そ
の長さ方向に亘って陥没したが、その窪みの度合いは比
較例１に対して小さいことが確認された（図６参照）。

【００２２】なお、上記の実施例では一端部のみを偏平
に加工する場合を例にとって説明したが、この発明は上
記の実施例に限定されるものではなく、パイプ１の両端
部あるいは中間部もしくはその全体を中空偏平状に加工
する場合にも適応することができる。そして、この発明
で素材として使用するパイプ１は、必ずしも円形断面の
ものに限定されず、適宜の中空形状であればよい。さら
に、パイプ１の硬度および焼きなまし温度は上記に限定
されるものではない。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、金属パイプ材を焼きなまして軟化させた後
に、その少なくとも一部を圧潰する方法であるから、偏
平に圧潰するにあたって応力集中による内側への窪みが
生じることがない。したがって、この発明の方法によれ
ば、金属パイプ材を素材として中空偏平部を有するコン
テナを容易かつ効率よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】焼きなまし炉とパイプを示す概略図である。

【図２】圧潰工程に使用するプレス機とパイプとを示す
概略図である。

【図３】この発明による偏平部の圧潰成形過程を順に示
す断面図である。

【図４】この発明による偏平部を一端部に形成したヒー
トパイプ用コンテナの部分斜視図である。

【図５】比較例１の偏平部を示す斜視図である。

【図６】比較例２の偏平部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…パイプ、 ４…コンテナ、 ８…偏平部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 祐士 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 長谷川 仁 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空平板状の偏平部分を少なくとも一部
   に有するヒートパイプ用のコンテナを製造するにあた
   り、 塑性変形可能な金属パイプ材を焼きなましした後、その
   金属パイプ材の少なくとも一部を、その半径方向に圧潰
   して中空偏平形状の偏平部を形成することを特徴とする
   ヒートパイプ用コンテナの製造方法。