(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が２次元的に複数のセルに区画されており、隣接するセル同士を連通する連絡孔が設けられており、外部から作動流体を入れるための注入孔を有する平たいコンテナを用意する準備工程と、
注入孔と連絡孔を通じて各セルに作動流体を注入する注入工程と、
注入孔と連絡孔を閉じる封止工程と、
を備えており、
前記注入工程と封止工程では、
未密閉のセル内を脱気する工程と、
未密閉のセル内に作動流体を注入する工程と、
注入した作動流体を気化させる工程と、
特定のセル内の作動流体の濃度が所定の濃度に達した後にその特定のセルを密封する工程と、を繰り返すことを特徴とする平型ヒートパイプの製造方法。
【請求項２】
内部が２次元的に複数のセルに区画されており、隣接するセル同士を連通する連絡孔が設けられており、外部から作動流体を入れるための注入孔を有する平たいコンテナを用意する準備工程と、
注入孔と連絡孔を通じて各セルに作動流体を注入する注入工程と、
注入孔と連絡孔を閉じる封止工程と、
を備えており、
前記注入工程では、それぞれのセルを異なる温度に加熱した後にセル内の作動流体を気化させ、
前記封止工程では、注入孔を閉じ、セル群の温度勾配に応じて各セル内の作動流体濃度が変化した後に連絡孔を閉じることを特徴とする平型ヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
内部が２次元的に複数のセルに区画されており、隣接するセル同士を連通する連絡孔が設けられており、外部から作動流体を入れるための注入孔を有する平たいコンテナを用意する準備工程と、
注入孔と連絡孔を通じて各セルに作動流体を注入する注入工程と、
注入孔と連絡孔を閉じる封止工程と、
少なくとも一つのセルに圧力を加えてセル容積を小さくする工程と、
を備えることを特徴とする平型ヒートパイプの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法によって作られた平型ヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平型ヒートパイプとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱伝導性が高い材料（典型的には銅やアルミニウム）で作られた密閉パイプに揮発性の作動流体を封入したヒートパイプがよく利用される。特に、ＣＰＵやパワートランジスタなどの発熱素子を効率的に冷却するために、それらとの接触面積を大きくとれる平型のヒートパイプが用いられることがよくある。ヒートパイプの領域に依存して異なる熱輸送能力が発揮されるように、平型のコンテナ内部を複数のセルに区画し、セルごとに作動流体の濃度を異ならしめる平型ヒートパイプが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２６４８１号公報
【発明の概要】
【０００４】
特許文献１の技術では、まず、相互に連絡しているセル群に作動流体を注入する。次に、コンテナを傾けてセルごとの作動流体の量を調整する。最後に、セルとセルを連絡している孔を閉じる。しかしその方法では、作動流体の量は、傾けたときの低い側で多く、高い方にいくに従って少なくなるような分布しか選べない。本明細書は、作動流体の濃度をセル毎に自在に設定することのできる技術を提供する。
【０００５】
本明細書は、３つの製造方法を提供する。第一の製造方法を概説する。まず、内部空間が複数のセルに区画されたコンテナを準備する。コンテナは、銅又はアルミニウムで作るのがよい。コンテナには、隣接するセル同士を連通する連絡孔が設けられている。また、外部から作動流体を注入する注入孔が設けられている。即ち、全てのセルが最初は密閉されていない。第一の製造方法では、未密閉のセル内を脱気し、セル内に作動流体を注入し、コンテナを加熱して注入した作動流体を気化させる。特定の一つのセル内の作動流体濃度が所望の濃度に達したら、その特定のセルを密封する。上記の処理を繰り返し、最後に注入孔を閉じる。
【０００６】
第二の製造方法を概説する。第二の方法においても、第一の方法で用いたものと同様のコンテナを準備する。コンテナを準備した後、それぞれのセルを異なる温度に加熱する。その後、各セルに作動流体を注入・気化し、注入孔を閉じる。このとき、連絡孔はまだ閉じない。そうすると、セル群の温度勾配に応じて作動流体のガスがセル間を移動する。そ結果、作動流体濃度がセルごとに異なる。各セルの作動流体の濃度が所望の濃度に達したら連絡孔を閉じる。
【０００７】
第一の方法も第二の方法も、セル毎に注入孔を設ける必要がない。各セルは、側面の連絡孔で繋がっているが、その連絡孔は、外部から圧力を加えて閉じればよい。セルの平面（上面と下面）には孔を設ける必要がないので、表面を広く使える。さらに第二の方法は繰り返し工程が必要ないので、短い時間で製造することができる。
【０００８】
第三の製造方法を概説する。この方法は、封止工程の後に、少なくとも一つのセルに外部から圧力を加えてセル容積を小さくする。この方法は、製造が簡単であるという利点がある。
【０００９】
本明細書が開示する技術の詳細は、以下の発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】平型コンテナの斜視図。
【図２Ａ】第１の製造方法を説明する図である（加熱・脱気工程）。
【図２Ｂ】第１の製造方法を説明する図である（作動流体注入工程）。
【図２Ｃ】第１の製造方法を説明する図である（気化工程）。
【図２Ｄ】第１の製造方法を説明する図である（封止工程）。
【図２Ｅ】第１の製造方法を説明する図である（再度の加熱・脱気工程）。
【図２Ｆ】第１の製造方法を説明する図である（再度の封止工程）。
【図２Ｇ】第１の製造方法を説明する図である（完成図）。
【図３Ａ】第２の製造方法を説明する図である（加熱工程）。
【図３Ｂ】第２の製造方法を説明する図である（脱気・作動流体注入工程）。
【図３Ｃ】第２の製造方法を説明する図である（気化・注入口封止工程）。
【図３Ｄ】第２の製造方法を説明する図である（連絡孔封止工程）。
【図４Ａ】第３の製造方法を説明する図である（加熱・脱気・注入工程）。
【図４Ｂ】第３の製造方法を説明する図である（気化・封止工程）。
【図４Ｃ】第３の製造方法を説明する図である（セル容積縮小工程）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施例）図１に、コンテナ１０の斜視図を示す。コンテナ１０は、複数のセルＡ〜Ｉに区画されたボディ４と、ボディ４にかぶせる上板２とで構成される。セルＡ〜Ｉは、２次元的にレイアウトされている。セルＡ〜Ｉは、全て同じサイズである。ボディ４の側面（セルＡの側面）に注入孔６が設けられている。また、セルを隔てる隔壁には連絡孔８が設けられている。なお、図１では、セルＡに設けられた連絡孔にのみ符号「８」を付したが、他のセルの連絡孔には符号を省略した。ボディ４と上板２は、銅またはアルミニウムで作られている。ボディ４は、プレス加工にて成形される。ボディ４と上板２は、圧着あるいはロウ付けで相互に接合される。ボディ４と上板２が接合されると、連絡孔８を除いてセルは他のセルから隔てられる。出来上がったコンテナ１０は、側面に一つの注入孔６を有するとともに隣接するセルを繋ぐ連絡孔８を有する。なお、ボディ４と上板２を接合する前に、各セルには適量のウイッグが入れられる。本明細書ではウイッグについては説明と図示を省略する。
【００１２】
次に、第一の製造方法について説明する（図２Ａ〜図２Ｇ）。まず、図１に示したコンテナを製作する（準備工程）。コンテナ１０を所定温度まで加熱した後、注入孔６にポンプ２１を繋ぎ、コンテナ１０の内部を脱気する（図２Ａ、脱気工程）。脱気により、コンテナ１０内部をほぼ真空にする。次に、作動流体２２を注入する（図２Ｂ、注入工程）。この時点では作動流体は、揮発性の液体である。作動流体は、水、あるいは、アンモニアなどが用いられるが、他の揮発性流体を用いてもよい。
【００１３】
作動流体を注入した後、作動流体が気化するまで待機する（図２Ｃ、気化工程）。液体だった作動流体は、コンテナの熱で加熱されて気化する。ここでは、セルＩに求められる作動流体濃度となるまで、待機する。作動流体の濃度が、セルＩに求められる濃度となったら、セルＩに通じる連絡孔８ｘを全て閉じる（図２Ｄ、封止工程）。連絡孔８ｘは、例えば、外部から押しつぶして閉じられる。図２Ｄの段階で、所望の作動流体濃度を有する密閉されたセルＩが完成する。
【００１４】
次に、コンテナ１０を再び加熱し、ポンプ２１を使って、未密封のセル（セルＡ〜セルＨ）を脱気する（図２Ｅ、２度目の脱気工程）。作動流体の注入（２度目の注入工程）、気化（２度目の気化工程）を繰り返し、作動流体の濃度がセルＨに求められる濃度となるまで待機する。セルＨ内の作動流体の濃度が所望の濃度に達したら、セルＨに通じる連絡孔８ｙを全て閉じる（２度目の封止工程）。こうして、所望の作動流体濃度を有する密閉されたセルＨが完成する（図２Ｆ）。上記の処理を全てのセルを密封するまで繰り返す。即ち、この製造方法は、特定のセルを封止した後、他のセルについて加熱・脱気注入・気化・封止を繰り返す。最後に、セルＡを密封する際には注入孔６も閉じる。こうして、それぞれのセルが異なる作動流体濃度を有する平型ヒートパイプ１０が完成する（図２Ｇ）。
【００１５】
（第２実施例）次に、第二の製造方法を説明する（図３Ａ〜図３Ｄ）。まず、コンテナ１０を加熱する。この製造方法では、セルごとに異なる温度に加熱する。例えば、各セルにそれぞれ個別にヒータ当てて加熱する（図３Ａ）。次に、注入孔６にポンプ２１を繋ぎコンテナ内部を脱気する（脱気工程）。その後、作動流体を注入する（図３Ｂ、注入工程）。作動流体が気化した後、注入孔６だけを封鎖し、しばらく待機する。このとき、連絡孔８は閉じない。すると、セルの温度差に応じて、セル内部の作動流体の濃度が変化する（図３Ｃ）。温度の高いセルの濃度は、温度の低いセルの濃度よりも高くなる。なお、図３Ｃでは、ハッチングの相違が濃度の相違を表している。各セルの濃度が安定したら、全ての連絡孔８を閉じる（図３Ｄ、封止工程）。こうして、それぞれのセルが異なる作動流体濃度を有する平型ヒートパイプ１０が完成する（図３Ｄ）。
【００１６】
（第３実施例）次に、第三の製造方法を説明する（図４Ａ〜図４Ｄ）。コンテナ１０を加熱し、脱気し、作動流体を注入する（図４Ａ）。作動流体が気化したら、注入孔６と全ての連絡孔８を閉じる（図４Ｂ）。この製造方法では、この時点では、全てのセルで作動流体の濃度は同じである。この製造方法では、次に、セルの一部を押しつぶし、セルの容積を小さくする（図４Ｃ）。なお、図４Ｃの下の図は、上の平面図におけるIV−IV線に沿った断面図である。図４Ｃでは、セルＨの一部の領域Ｈｄと、セルＩの一部の領域Ｉｄを押しつぶしたところを示している。セルＨ、セルＩ以外のセルについても、一部を押しつぶす。押しつぶす領域はセルによって異なる。セルの一部を押しつぶし、セルの容積を異ならせることによって、セル内の作動流体の濃度を所望の濃度とすることができる。
【００１７】
実施例の技術についての留意点を述べる。実施例では、同じ容積の複数のセルを有するコンテナを用いた。セルのサイズは異なっていてもよい。
【００１８】
実施例のヒートパイプでは、コンテナ内に複数のセルが２次元的にレイアウトされている。ここで、「複数のセルが２次元的にレイアウトされている」とは、平面を規定する２方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）の夫々でセルが並んでいることを意味する。
【００１９】
第１の方法では、一つのセルを密封する毎にコンテナの加熱を繰り返した。これに代えて、コンテナを加熱し続けながら、セルの密封を繰り返してもよい。あるいは、コンテナを所定の温度に保ちながら、セルの密封を繰り返してもよい。
【００２０】
全ての隣接するセルの間に連絡孔を設ける必要はない。注入孔から各セルへ通じる通路が確保できればよい。例えば、実施例において、セルＥとセルＤとの間の連絡孔、及び、セルＤとセルＧの間の連絡孔はなくともよい。セルＡとセルＤの間の連絡孔を通じてセルＤへ作動流体を送ることができ、セルＨとセルＧの間の連絡孔を通じてセルＧへ作動流体を送ることができるからである。
【００２１】
上記したいずれの製造方法も、セル内の作動流体の濃度を、他のセルとは独立に自在に設定することができる。また、上記したいずれの製造方法によっても、作動流体の濃度の異なるセルが２次元的にレイアウトされた平型ヒートパイプが提供される。
【００２２】
本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して詳細に説明した。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、開示された追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された平型ヒートパイプを提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。
【００２３】
また、上記の詳細な説明で開示された特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。
【００２４】
本明細書及び／又はクレームに記載された全ての特徴は、実施例及び／又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。
【００２５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
0005382230.tif 000008
【図２Ｇ】
0005382230.tif 000009
【図３Ａ】
0005382230.tif 000010
【図３Ｂ】
0005382230.tif 000011
【図３Ｃ】
0005382230.tif 000012
【図３Ｄ】
0005382230.tif 000013
【図４Ａ】
0005382230.tif 000014
【図４Ｂ】
0005382230.tif 000015
【図４Ｃ】
0005382230.tif 000016