(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ形状の略平坦な外周部と、前記外周部と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部と、前記外周部と前記中央部を連結する側壁部とを備え、前記中央部の厚さが前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離よりも大きく、且つ、前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離が前記側壁部の厚さ以上である２つのコンテナ板材を調製し、
前記２つのコンテナ板材の前記外周部を、それぞれの前記中央部を対向させて内部に密閉された空洞部が形成されるように重ね合わせ、
重ね合わされた前記外周部を圧接して接合し、側壁部の変形によってコンテナ板材の中央部の平坦性が維持されたヒートパイプを製造する、圧接接合式ヒートパイプの製造方法。
【請求項２】
更に、重ね合わせた２つのコンテナ板材のそれぞれの中央部の内壁間の距離と同一高さの所定形状の支持部材を、下記条件：
前記外周部の圧接時における、前記側壁の耐力をＰ２、
前記側壁と前記支持部材の間に位置する前記中央部の耐力をＰ１とするとき、Ｐ２＜Ｐ１
を満たすように前記空洞部内に配置する、請求項１に記載の圧接接合式ヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
前記外周部を圧接して接合された前記ヒートパイプの厚さをＨとし、前記それぞれのコンテナの中央部の厚さの和を２ａとするとき、Ｈ＜２ａ×２．７となるように、前記外周部を圧接する、請求項１に記載の圧接接合式ヒートパイプの製造方法。
【請求項４】
前記コンテナ板材の調製において、前記側壁部をしごき加工、または、切削によって成形する、請求項１または３に記載の圧接接合式ヒートパイプの製造方法。
【請求項５】
前記コンテナ板材によって形成された前記空洞部にウィック材および作動液を収容した後、重ね合わされた前記外周部を圧接して接合する、請求項１、３、４の何れか１項に記載の圧接接合式ヒートパイプの製造方法。
【請求項６】
フランジ形状の略平坦な外周部と、前記外周部と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部と、前記外周部と前記中央部を連結する側壁部とを備え、前記中央部の厚さが前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離よりも大きく、且つ、前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離が前記側壁部の厚さ以上である２つのコンテナ板材の前記外周部を、それぞれの前記中央部を対向させて内部に密閉された空洞部が形成されるように重ね合わせ、前記外周部を圧接して接合して形成された、厚さがそれぞれの前記中央部の厚さの和の２．７倍よりも小さいコンテナと、前記コンテナ内に配置されたウイック材および作動液とを備えた中央部が平坦な圧接接合式ヒートパイプ。
【請求項７】
前記外周部において、コンテナ板材が中央部の厚さの３０％から７０％の範囲内で圧接されている、請求項６に記載の圧接接合式ヒートパイプ。
【請求項８】
フランジ形状の略平坦な外周部と、前記外周部と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部と、前記外周部と前記中央部を連結する側壁部とを備え、前記中央部の厚さが前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離よりも大きく、且つ、前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離が前記側壁部の厚さ以上である２つのコンテナ板材の前記外周部を、それぞれの前記中央部を対向させて内部に密閉された空洞部が形成されるように重ね合わせ、重ね合わせた２つのコンテナ板材のそれぞれの中央部の内壁間の距離と同一高さの所定形状の支持部材を、下記条件：
前記外周部の圧接時における、前記側壁の耐力をＰ２、
前記側壁と前記支持部材の間に位置する前記中央部の耐力をＰ１とするとき、Ｐ２＜Ｐ１
を満たすように前記空洞部内に配置し、前記外周部を圧接して接合して形成されたコンテナと、前記コンテナ内に配置されたウイック材および作動液とを備えた中央部が平坦な圧接接合式ヒートパイプ。
【請求項９】
前記側壁部の一部が変形して前記空洞部内に突き出ている、請求項６から８の何れか１項に記載の圧接接合式ヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周部を圧接して形成される、高性能でかつ剛性に富んだ圧接接合式ヒートパイプおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンのＣＰＵ、レーザ発光ダイオード、パワートランジスタ等の電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、その使用によってある程度の発熱が避け難く、近年、その冷却が重要な技術課題となりつつある。
【０００３】
冷却を要する電気・電子素子（以下、「被冷却素子」という）を冷却する方法としては、例えば、機器にファンを取り付けて、機器筐体内の空気の温度を下げる方法や、被冷却素子に冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子を直接的に冷却する方法等が代表的に知られている。
【０００４】
被冷却素子に取り付ける冷却体として、例えば、銅材やアルミニウム材などの伝熱性に優れた材料の板材に放熱フィンが形成されファンで空冷されるものや、あるいは板型ヒートパイプに放熱フィンが形勢されファンで空冷されるもの等が適用されることが多い。板型ヒートパイプは、板状のヒートパイプであり、その他に、圧接接合式平面型ヒートパイプまたは平板型ヒートパイプと呼称されることもある。以下、平面型ヒートパイプと呼称する。
【０００５】
ヒートパイプについて簡単に説明すると、ヒートパイプは空洞部を有するコンテナであり、その空洞部に作動流体（作動液）が封入されている。その空洞部は真空引きされており、作動流体の蒸発が起きやすくなっている。作動流体としては、コンテナの材質との適合性を考慮して、水、アルコール、代替フロン等が用いられる。
【０００６】
平面型ヒートパイプのコンテナを作成する方法としては、特許文献１に示すように、常温下で機械的に接合させる圧接接合法が知られている。この圧接接合法は、銀ロウ付けまたは半田付けでの接合法に比べ、銀ロウなどの接合部材を必要としないため低コスト化が図れる。さらに、高温下での接合ではないため、焼きなまされていない剛性に富んだヒートパイプを製造できるという利点がある。
【０００７】
しかし、特許文献１に示す圧接接合法において平面型ヒートパイプを作成する場合、圧接後のコンテナに変形が生じるという問題がある。この問題を解決する方法として、特許文献２では、圧接時のコンテナの変形を防ぐ方法が記載されている。すなわち、特許文献２で記載されるとおり、コンテナに環状逆Ｕ字部の窪みなどをつけることによって、コンテナが凹むという変形を防止するものである。
【０００８】
平面型ヒートパイプのコンテナを作成する方法としては、プレス加工によってコンテナを成型し、なおかつ、単純な形状にすることが経済的な観点から望ましい。具体的に図９に示す平面型ヒートパイプの部分断面図を用いて説明すると、フランジ形状の略平坦な外周部３１と、外周部３１と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部２３と、外周部３１と中央部２３を連結する側壁部３３とからなるお椀形状の２つのコンテナ２５及び２７を対向させて、接合面２９を接合させて外周部３１を圧接する方法が有力である。なお、図９に示す両矢印Ｈは、ヒートパイプの厚さを示している。
【０００９】
さらに、お椀形状の２枚のコンテナ２５および２７を対向させて外周部３１を圧接する場合について図１０を用いて説明する。図１０は、平面型ヒートパイプの圧接を模式的に説明する図である。なお、図９に示される平面型ヒートパイプの各部と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１０】
図１０に示すように、コンテナ２５およびコンテナ２７の外周部３１を白矢印に示すとおり力を加え圧接接合すると、コンテナ２５および２７の外周部３１であって、圧縮された部分は、黒矢印で示すように接合面２９に平行な方向でヒートパイプの外部及び内部に伸びる形で逃げ、さらに、中央部２３を圧迫し、斜線で示す矢印方向に応力が働く。その応力が中央部２３に作用すると中央部２３が膨らんだり、凹んだりするという変形が起こる。
【００１１】
また、ここでコンテナの厚さについて図１１を参照しながら説明する。図１１は、従来のコンテナの部分断面図である。なお、図９に示される平面型ヒートパイプの各部と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１２】
図１１に示すように、平面型ヒートパイプの厚さＨ、すなわち、平面型ヒートパイプの空洞部とコンテナの中央部２３の肉厚ａの２枚の和に特に制約がない場合は、側壁部３３の高さ方向の寸法ｈが側壁部３３の肉厚方向の寸法ｗに対して長いコンテナを用いることができる。この場合は、側壁部３３は上述した応力を受けた際に変形しやすいので、側壁部３３が変形することで上述した応力を吸収し、中央部２３の変形を防ぐことができた。
【特許文献１】特開２００２−３１０５８１号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、平面型ヒートパイプの厚さＨを薄くしようとした場合、必然的にコンテナ２５の側壁部３３の高さｈは短くなる。具体的には、図１１に示すように、側壁部３３の高さ寸法ｈが側壁部３３の肉厚ｗに対して短くなる状態にまでなると、側壁部３３は従来のように容易に変形できなくなってしまい、中央部２３の変形を防ぎにくくなるという問題があった。
【００１４】
さらに、従来ではコンテナ３の肉厚が外周部３１、側壁部３３、中央部２３で同じであり、この場合、コンテナ３の高さｈが中央部２３の肉厚の３倍よりも低くなると上記の問題が生じる。一方、外周部３１は圧接後の状態で元の肉厚の少なくとも７０％以下、好ましくは５０％以下になるまで圧縮されていないと接合部の密閉性に支障をきたす。
【００１５】
外部から金型等によって膨らまないように中央部２３が拘束されている状態であれば、圧接後のヒートパイプの厚さＨを最も薄くできるが、その場合、圧接後のヒートパイプの厚さＨは外周部３１の圧縮量の分だけ低くなる。つまり、外周部３１の肉厚が７０％程度になるまで圧縮される場合はそれぞれのコンテナ３の肉厚の３０％程度薄くなる。
【００１６】
つまり従来方式では、圧接後の平面型ヒートパイプの厚さＨが、それぞれのコンテナ３の中央部２３の肉厚の和２ａの２．７倍よりも薄いヒートパイプを作成しようとした場合には上記の問題に直面していた。したがって、本発明の目的は平面型ヒートパイプのコンテナの変形を防止し、従来より平面型ヒートパイプの厚さが薄い平面型ヒートパイプおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの製造方法の第１の態様は、フランジ形状の略平坦な外周部と、外周部と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部と、外周部と中央部を連結する側壁部とを備え、中央部の厚さが中央部の下面と外周部の上面との間の距離よりも大きく、且つ、中央部の下面と外周部の上面との間の距離が側壁部の厚さ以上である２つのコンテナ板材を調製し、２つのコンテナ板材の外周部を、それぞれの中央部を対向させて内部に密閉された空洞部が形成されるように重ね合わせ、重ね合わされた外周部を圧接して接合し、側壁部の変形によってコンテナ板材の中央部の平坦性が維持されたヒートパイプを製造する、圧接接合式ヒートパイプの製造方法。
【００１８】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの製造方法の第２の態様は、更に、重ね合わせた２つのコンテナ板材のそれぞれの中央部の内壁間の距離と同一高さの所定形状の支持部材を、下記条件：
前記外周部の圧接時における、前記側壁の耐力をＰ２、
前記側壁と前記支持部材の間に位置する前記中央部の耐力をＰ１とするとき、Ｐ２＜Ｐ１
を満たすように前記空洞部内に配置する、圧接接合式ヒートパイプの製造方法である。
【００１９】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの製造方法の第３の態様は、外周部を圧接して接合されたヒートパイプの厚さをＨとし、それぞれのコンテナの中央部の厚さの和を２ａとするとき、Ｈ＜２ａ×２．７となるように、外周部を圧接する圧接接合式ヒートパイプの製造方法である。
【００２０】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの製造方法の第４の態様は、コンテナ板材の調製において、側壁部をしごき加工、または、切削によって成形する圧接接合式ヒートパイプの製造方法である。
【００２１】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの製造方法の第５の態様は、コンテナ板材によって形成された空洞部にウィック材および作動液を収容した後、重ね合わされた外周部を圧接して接合する、圧接接合式ヒートパイプの製造方法である。
【００２２】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの第１の態様は、フランジ形状の略平坦な外周部と、外周部と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部と、外周部と中央部を連結する側壁部とを備え、中央部の厚さが中央部の下面と外周部の上面との間の距離よりも大きく、且つ、中央部の下面と外周部の上面との間の距離が側壁部の厚さ以上である２つのコンテナ板材の外周部を、それぞれの中央部を対向させて内部に密閉された空洞部が形成されるように重ね合わせ、外周部を圧接して接合して形成された、厚さがそれぞれの中央部の厚さの和の２．７倍よりも小さいコンテナと、コンテナ内に配置されたウイック材および作動液とを備えた中央部が平坦な圧接接合式ヒートパイプである。
【００２３】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの第２の態様は、外周部において、コンテナ板材が中央部の厚さの３０％から７０％の範囲内で圧接されている圧接接合式ヒートパイプである。
【００２４】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの第３の態様は、フランジ形状の略平坦な外周部と、前記外周部と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部と、前記外周部と前記中央部を連結する側壁部とを備え、前記中央部の厚さが前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離よりも大きく、且つ、前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離が前記側壁部の厚さ以上である２つのコンテナ板材の前記外周部を、それぞれの前記中央部を対向させて内部に密閉された空洞部が形成されるように重ね合わせ、重ね合わせた２つのコンテナ板材のそれぞれの中央部の内壁間の距離と同一高さの所定形状の支持部材を、下記条件：
前記外周部の圧接時における、前記側壁の耐力をＰ２、
前記側壁と前記支持部材の間に位置する前記中央部の耐力をＰ１とするとき、Ｐ２＜Ｐ１
を満たすように前記空洞部内に配置し、前記外周部を圧接して接合して形成されたコンテナと、前記コンテナ内に配置されたウイック材および作動液とを備えた中央部が平坦な圧接接合式ヒートパイプである。
【００２５】
本発明の圧接接合式ヒートパイプの第４の態様は、側壁部の一部が変形して空洞部内に突き出ている圧接接合式ヒートパイプである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の平面型ヒートパイプおよびその製造方法により、それぞれのコンテナの中央部の肉厚の和の２．７倍よりも薄く、かつ、平面型ヒートパイプの中央部を変形させることない平面型ヒートパイプを作製することができた。したがって、本発明の平面型ヒートパイプを使用すれば、従来より狭い空間において被冷却素子からの熱を移動させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図１から図４を参照して、詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における圧接式平面型ヒートパイプの分解図である。図１に示す圧接式平面型ヒートパイプ１は、その中央に凹部を形成する板材であって、当該板材の外周に形成されるフランジ形状を備えた２枚のコンテナ３と、２枚のウィック材５と、切り欠き部１０を備えた２枚のウィック保持材７と、積層化されたメッシュ製の銅材によって形成された伝熱ブロック用部材９と、図示しない作動液とから構成される。
【００２８】
２枚のコンテナ３は、それぞれの凹部が向かい合うように配置され、その中に２枚のウィック保持材７が、２枚のウィック材５及び伝熱ブロック用部材９と共に配置される。なお、図１では、２枚のウィック保持材７を対向させて配置することによってウィック材５を強化する実施形態としたが、２枚に限定されるものではない。したがって、２枚のコンテナ３の中には、外側から２枚のウィック材５が配置され、次に、２枚のウィック保持材７が配置され、ウィック保持材７の切り欠き部１０に伝熱ブロック用部材９が配置される。
【００２９】
２枚のウィック保持材７は、板材に折り曲げ加工が施され、その形状が凸部と凹部とから構成される。さらに、２枚のウィック保持材７の凸部は、それぞれ対向するように配置され、それぞれの凸部がそれぞれの凹部に組み合わさるように配置される。なお、図１に示す２枚のウィック保持材７は、４つの凸部から構成されているが、その数は限定されるものではない。また、図示しない作動液は、ヒートパイプのコンテナの材質との適合性に応じて、純水、代替フロン、フロリナートを使用する。純粋の場合には約２ｇ程度が使用される。作動液は伝熱用ブロック部材９の上から注液され、その内部に吸収される。
【００３０】
さらに、コンテナの形状を図２を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図２は、コンテナの形状を示す斜視図である。図２に示すコンテナ３は、フランジ形状の略平坦な外周部１３と、外周部１３と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部１１と、外周部１３と中央部１１を連結する側壁部１５とから構成される。
【００３２】
２枚のコンテナ３は、それぞれその外形寸法が概ね１２５ｍｍ×３０ｍｍ×２．５ｍｍであり、コンテナ３の材質には、ＪＩＳ規格Ｃ１０２０で規格される純銅が使用されている。また、外周部１３はヤスリで研磨され、酸化膜が除去されている。これはブラッシング、サンダー等の機械的な方法や、ドライエッチング等の化学的方法によって酸化物、水酸化物、有機物等の被膜や付着物を取り除き、清浄な状態にすることも可能である。
【００３３】
さらに、上述したコンテナの断面について図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図３は、図２に示すコンテナ３を矢印Ａの方向から見た部分断面図である。図３に示すとおり、コンテナ３の形状は、フランジ形状の略平坦な外周部１３と、外周部１３と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部１１と、外周部１３と中央部１１を連結する側壁部１５とから構成される。
【００３５】
コンテナ３の中央部１１の肉厚と外周部１３の肉厚は等しく、本実施形態ではともに１ｍｍである。一方、コンテナ３の側壁部１５の肉厚ｗは０．５ｍｍであり、また、側壁部１５の高さｈも０．５ｍｍである。なお、図３に示す両矢印Ｄは、コンテナ３の空洞部の深さを示しており、本実施形態では、１．５ｍｍとなっている。
【００３６】
この発明の圧接式平面型ヒートパイプの他の態様について説明する。この発明の圧接接合式ヒートパイプの他の態様は、フランジ形状の略平坦な外周部と、前記外周部と平行且つ異なる平面上にある略平坦な中央部と、前記外周部と前記中央部を連結する側壁部とを備え、前記中央部の厚さが前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離よりも大きく、且つ、前記中央部の下面と前記外周部の上面との間の距離が前記側壁部の厚さ以上である２つのコンテナ板材の前記外周部を、それぞれの前記中央部を対向させて内部に密閉された空洞部が形成されるように重ね合わせ、重ね合わせた２つのコンテナ板材のそれぞれの中央部の内壁間の距離と同一高さの所定形状の支持部材を、下記条件：
前記外周部の圧接時における、前記側壁の耐力をＰ２、
前記側壁と前記支持部材の間に位置する前記中央部の耐力をＰ１とするとき、Ｐ２＜Ｐ１
を満たすように前記空洞部内に配置し、前記外周部を圧接して接合して形成されたコンテナと、前記コンテナ内に配置されたウイック材および作動液とを備えた中央部が平坦な圧接接合式ヒートパイプである。
【００３７】
図５から図７はこの発明の圧接式平面型ヒートパイプの他の態様を説明する図である。図５は断面図、図６、７は、それぞれ平面図である。図５に示すように、この発明の圧接式平面型ヒートパイプは、コンテナの内部に更に支持部材２０を備えている。
重ね合わされた外周部を圧接して接合し、側壁部の変形によってコンテナ板材の中央部の平坦性が維持されたヒートパイプを製造するためには、空洞部内に配置される支持部材の位置が重要になる。
【００３８】
図８を参照して、空洞部内に配置される支持部材の位置を説明する。側壁部のコンテナ内面と支持部材の側壁部に対向する面との間の距離をＥとすると、外周部の圧接時における側壁と支持部材の間に位置する中央部の耐力Ｐ１はＥの関数として表される。側壁部の耐力Ｐ２は使用するコンテナの板材によって決まる一定の値である。圧接時には、コンテナの中央部には両端部から中央に向かって水平方向に力が加わり、コンテナの外側は、図４で示したように、スペーサで固定されているので、加わった力が中央部の耐力Ｐ１を超えると、コンテナの内側に向かって力が働き変形が生じる。側壁部は上端部が固定されているので圧接時に、下端部にはコンテナの内側に向かって水平方向の力が加わる。加わった力が側壁部の耐力Ｐ２を超えると、コンテナの内側に向かって力が働き変形が生じる
ここで、Ｐ２＜Ｐ１となるように距離Ｅを設定すると、外周部を圧接する際に、側壁部が変形し、中央部は変形することなく平坦性が維持される。上述した条件を満たさない場合、例えば側壁部の耐力Ｐ２が中央部の耐力Ｐ１を上回ると、側壁部が変形せず、中央部において変形が生じてしまう。
【００３９】
支持部材は、図６に示す円柱状の部材を空洞部内にその上下両端部がコンテナの内壁に接するように配置され、または、図７に示す角柱状の部材をその長手方向がコンテナの板材に沿って配置される。図７に示す場合においても、上下両端部がコンテナの内壁に接するように配置される。支持部材はこれらに限定されることなく、コンテナの板材にエンボス加工を施して支持機能をもたせてもよい。
【００４０】
ここで、圧接式平面型ヒートパイプの封止方法について詳細に説明する。
【００４１】
図４は、平面型ヒートパイプを圧接する器具の１つの態様である。図４に示す器具１７は、２枚の板材を重ね合わせ、外周部１３を接合して、コンテナ３の所定部位を封止する、ヒートパイプの封止方法である。
【００４２】
また、器具１７は、コンテナ３の外周部１３を圧接する圧接治具２２と、圧接治具２２に力を加える押さえ板２１と、スペーサー１９とから構成される。押さえ板２１は、圧接治具２２をとおして平面型ヒートパイプ３の外周部１３の上面及び下面を押えるために、コンテナ３を挟むように上下に２枚配置される。さらに、それぞれ上下に配置された押さえ板２１には、コンテナ３の外周部１３の上面を直接押える圧接治具２２と、下面を直接押える圧接治具２２とから構成される。
【００４３】
上面及び下面の２つの圧接治具２２は、コンテナ３の中央部１１を挟むように配置され、それぞれ押さえ板２１に接合されている。さらに、平面型ヒートパイプの中央部１１の上方及び下方であって、押さえ板２１との間にはそれぞれスペーサー１９が配置され、押さえ板２１に接合されている。スペーサーは必ずしも用いる必要はないが、より高度にコンテナの変形を防ぐためには用いるのが好ましい。圧接治具と一体化していても良いが、異なる高さのコンテナに対応するために別パーツにしておくのが望ましい。
【００４４】
スペーサー１９の上材および下材は、圧接治具材ほど硬度は必要としないが、コンテナ材よりも硬い材質が好ましい。コンテナとしては銅材を用いた場合などには、鋼材などが使用される。なお、スペーサー１９と中央部１１との間には０．１ｍｍ程度のクリアランスが設けられている。スペーサーが過度に中央部１１を押しつけてしまう場合にはコンテナが凹む方向に変形しやすくなる。圧接途中で少しでも凹む方向に変形してしまうと、スペーサーでは更なる凹みを防ぐことができないため、結果的にコンテナが大きく凹んでしまう場合もある。従って、スペーサーを用いる場合にはわずかながら膨らむ方向への変形の余地を残しておくのが望ましい。また、中央面の保護のために、このクリアランス部分に緩衝材の挿入や、弾性シーリング材の充填を行っても良い。
【００４５】
上述したとおり、図１から図３を用いて説明した２枚のコンテナ３の中に、図１に示すウィック材５、ウィック保持材７、伝熱用ブロック部材９及び作動液を配置し、コンテナ３の外周部１３が圧接治具２２に載置されるように器具１７にセットする。さらに、押さえ板２１の上面が、押え板２１の下面に対して可動可能な、図示しない真空チャンバーに入れて真空中で圧縮し、圧接治具２２を介してコンテナ３の外周部１３を圧接し、ヒートパイプを作製した。なお、伝熱用ブロック部材９は、コンテナ３の材料よりも柔らかい材料によって形成されているので、伝熱用ブロック部材９はブロック化するものの、コンテナ３は圧接によって変形せず、その表面は平坦性を保っている。
【００４６】
この結果、コンテナ３の外周部１３が圧接された平面型ヒートパイプは、コンテナ３の中央部１１が平坦であることを確認できた。また、コンテナ３の外周部１３は重ね合わせた状態で０．８ｍｍにまで圧縮されていることが確認できた。すなわち、圧接前の１枚のコンテナ３の外周部１３の肉厚が１ｍｍであり、外周部１３が重ね合わされた状態で肉厚の和が２ｍｍであったが、０．８ｍｍまで圧縮されたことが確認でき、すなわち、圧接前の４０％にまで圧縮されたことが確認できた。
【００４７】
一方、平面型ヒートパイプ１の厚さは４ｍｍと、共に１ｍｍであるコンテナ３の中央部１１の肉厚の和２ｍｍの２倍であった。つまり、中央部１１を変形させることなく、それぞれのコンテナ３の中央部１１の肉厚の和の２．７倍よりも薄いヒートパイプを作成することができた。
【００４８】
なお、作製コストを考えるとコンテナ３はプレス加工の一種であるしごき加工(ironing)で作製するのが望ましい。なお、しごき加工とは、一般に絞り加工の後に行われる加工であり、絞りで形成した側壁の厚さよりもクリアランスの小さい金型により、側壁を薄く加工することをいう。しごき加工の場合は、本実施形態のように側壁部１５を中央部１１の５０％程度の肉厚にするのがヒートパイプの薄型化に対して好ましい。
【００４９】
仮にそれ以上肉厚を薄くすると、側壁部１５が破断する可能性があり、逆に側壁部１５を厚くすると側壁部１５の高さｈを高くする必要が出て、結果的に平面型ヒートパイプが厚くなるからである。この場合、本実施形態で示したように、コンテナ３の中央部１１の肉厚の和の２倍程度にまでの薄型化が限界であり、その程度の薄型化に留めておくのが好ましい。
【００５０】
さらに、作製した平面型ヒートパイプ１の伝熱用ブロック部材９が設置された箇所の表面に２０ｍｍ角のヒーターを取り付けて、熱量１００Ｗを加えたところ、ヒーターと平面型ヒートパイプ１との間で８℃の温度差を生じた。これは、接触熱抵抗が０．０８℃／Ｗであったことを意味しており、コンテナ３の表面が平坦なヒートパイプ１における接触熱抵抗と同等の数値である。このように見た目だけではなく、熱性能的にも平坦な表面をもつ圧接接合式ヒートパイプを作製できていることも確認された。
【００５１】
なお、従来技術との比較のため、同様の実験を図７に示すコンテナ２５でも行った。このコンテナ２５では側壁部３３の厚さｗは１ｍｍなのに対し、側壁部３３の高さｈは０．５ｍｍと、側壁部３３の高さ方向の寸法ｈが側壁部の肉厚ｗに対して短い状態である。このようなコンテナ２５を用いて上記と同様に平面型ヒートパイプ１を作製したところ、中央部２３が応力を受け、見た目で容易に判断できるほど大きく変形してしまった。
【００５２】
これらの一連の実験により、側壁部の肉厚ｗを薄くし、側壁部の高さｈが側壁部の肉厚ｗ以上となっているコンテナを作製することで、従来では難しかった、それぞれのコンテナの中央部の肉厚の和の２．７倍よりもヒートパイプを中央部を変形させることなく作製できることが明らかになった。
【００５３】
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。例えば、伝熱用ブロック材は用いても用いなくてもよい。用いる場合にも、伝熱用ブロック材にメッシュ材を使用する代わりに、粒状の金属の集合体を用いることも可能であり、その形状についても直方体に限定されず、例えば、円柱状でもよいし、多角柱でもよい。
【００５４】
また、ウィック材についても用いても用いなくてもよい。用いる場合にも、メッシュに限らず、コンテナ内面に沿って毛細管作用を生じさせるものであればよい。例えば、シート状に成型された焼結体、ブラストなどで荒らされた表面、グルーブなどが考えられる。
【００５５】
また、作動液の封入方法についても、接合時に同時に封入しても良いし、別の封入口を設けておいて、周囲の接合後に別途封入しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の平面型ヒートパイプおよびその製造方法により、それぞれのコンテナの中央部の肉厚の和の２．７倍よりも薄く、かつ、平面型ヒートパイプの中央部を変形させることない平面型ヒートパイプを作製することができるため、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、第１実施形態における圧接接合式平面型ヒートパイプの分解図である。
【図２】図２は、図１に示すコンテナの斜視である。
【図３】図３は、図２に示すコンテナのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態における圧接接合式平面型ヒートパイプを製造する製造装置の模式図である。
【図５】図５は、この発明の圧接式平面型ヒートパイプの他の態様を説明する断面図である。
【図６】図６は、この発明の圧接式平面型ヒートパイプの他の態様を説明する平面図である。
【図７】図７は、この発明の圧接式平面型ヒートパイプの他の態様を説明する平面図である。
【図８】図８は、空洞部内に配置される支持部材の位置を説明する図である。
【図９】図９は、従来の圧接接合式平面型ヒートパイプの部分断面図である。
【図１０】図１０は、従来の圧接の様子を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、従来のコンテナの部分断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  平面型ヒートパイプ
３、２５、２７  コンテナ
５  ウィック材
７  ウィック保持材
９  伝熱用ブロック部材
１０  切り欠き部
１１、２３  中央部
１３、３１  外周部
１５、３３  側壁部
１７  器具
１９  スペーサー
２０  支持部材
２１  押さえ板
２２  圧接治具
２９  接合面
４０  放熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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