JP2007218439A - ヒートパイプの固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受放熱部材に設けられた取付け溝内にヒートパイプを固定する際に、受放熱部材とヒートパイプとの密着性を向上、安定させて、接触熱抵抗を低減せしめると共に、ヒートパイプの取付け溝内への挿入を容易にし、且つ受放熱部材へのヒートパイプの固定位置の設計上の制限を受けないヒートパイプの固定方法を提供すること。
【解決手段】受放熱部材２に設けた取付け溝４をＵ字形状と為すと共に、取付け溝４内に収容したヒートパイプ６を、上方から溝底部に向ってプレス型１０でプレスして、変形させることにより、溝底部内面に密着せしめる一方、取付け溝４の両側部位（立上がり壁８，８）を、上方からプレス型１０でプレスすることによって、両側部位を溝側に変形させ、ヒートパイプ６を両側部位にて包み込むようにして、ヒートパイプ６を受放熱部材２に固定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートパイプと受放熱部材とを密着させて、固定する方法に関し、特に、ヒートパイプと受放熱部材の一部をプレス加工（押し潰し加工）することによって、ヒートパイプと受放熱部材の密着性を向上させて、接触熱抵抗を低減せしめると共に、容易に取付けを行うことが可能となるヒートパイプの固定方法に関するものである。

従来より、電力機器や変電用機器、車両用電源装置等における、各種の電子部品等の冷却に用いられるヒートシンクの一つとして、受放熱部材にヒートパイプを取り付けた、所謂ヒートパイプ式ヒートシンクが用いられている。このようなヒートパイプ式ヒートシンクは、多数の放熱フィンが形成された放熱部材と、発熱体（被冷却部材）に設置される受熱ブロックとを、ヒートパイプにて熱的に連結して、形成せしめられており、発熱体で発生した熱が、発熱体から受熱ブロックへ伝達され、そして、かかる受熱ブロックに伝達された熱が、受熱ブロックに取り付けられたヒートパイプの一方の端部（吸熱部側）から他端側（放熱部側）へ移動し、放熱フィンを介して、外気に放出されることによって、放熱乃至は除熱されるようになっている。

ところで、そのようなヒートパイプ式ヒートシンクにおいて、ヒートパイプを受放熱部材へと固定する方法としては、従来から、各種の方法が採用されてきている。例えば、受放熱部材に溝を設けて、ヒートパイプを、かかる溝内に挿入せしめ、それらヒートパイプと溝との隙間に接着剤を塗布または充填して、固定する方法や、受放熱部材の平板状部分の上面にヒートパイプを乗せ、それらヒートパイプと受放熱部材の接触部の近くをハンダによって固定する方法等が用いられていた。ところが、このようなヒートパイプと受放熱部材との取付け方法にあっては、受放熱部材に対してヒートパイプを取付けることは簡単であるが、ヒートパイプに何等かの外力が加わった時や、接着剤の劣化等によって、その接着効果が充分でなくなった時等に、ヒートパイプが受放熱部材から脱落する恐れを内在するものであった。

そこで、このような問題を解決するための取付け方法として、例えば、特許文献１（特開２０００−１５４９８１号公報）においては、ヒートパイプの所定長さ部分をアルミダイキャスト品からなる受放熱部材に取り付ける際に、受放熱部材に、ヒートパイプの外形形状に対応した底面形状を有すると共に、側壁部の少なくとも一方が突条形態の立ち上がり壁として形成された収容溝を設けて、かかる収容溝内に該ヒートパイプの所定長さ部分を収容せしめる一方、該立ち上がり壁をカシメ加工によって塑性変形させることにより、該ヒートパイプを前記所定長さ部分に亘って、且つ少なくともその半周以上の周面が密着されるように固定せしめたヒートパイプの固定構造が、明らかにされている。

また、別の取付け方法として、特許文献２（特開平１０−７９５８６号公報）においては、受熱部の一部に設けられた挿入溝を、該挿入溝の上部に且つ長手方向に沿って延びるヒートパイプ固定部を形成して、その正面断面形状が略袋状を呈するようにすると共に、かかるヒートパイプ挿入溝に、ヒートパイプの一端を挿入、配置した後に、前記ヒートパイプ固定部をプレス加工することによって、受熱部とヒートパイプとの接合を行うようにした、放熱装置の受熱部構造が、明らかにされている。

しかしながら、これらのヒートパイプの取付け方法、例えば、特許文献１のものにあっては、受放熱部材のみ、つまり受放熱部材に設けられた収容溝の立上がり壁部分のみをカシメ加工によって塑性変形させ、ヒートパイプの半周以上の周面において密着せしめるようにして、ヒートパイプを受放熱部材に対して固定するようにしているところから、かかるカシメ加工の際に、ヒートパイプ自身は殆ど変形されず、ヒートパイプの外周面と収容溝の内周面との間に隙間が生じてしまう恐れがあった。つまり、通常、受放熱部材に設けられた収容溝は、かかる溝内にヒートパイプを挿入し易くするために、収容溝の内径とヒートパイプ外径との間に適度な寸法差が設けられているところから、そのような隙間をカシメ加工（プレス加工）によって吸収し、且つヒートパイプと受放熱部材を充分に密着させることは難しく、接触熱抵抗を低減させるには充分でない、という問題が内在するものであった。

一方、特許文献２において明らかにされたヒートパイプの取付け構造にあっても、ヒートパイプ挿入溝の上部に設けられたヒートパイプ固定部（袋状突起部）をプレス加工した際に、かかる袋状突起部の隙間から露出しているヒートパイプはプレスされていないところから、ヒートパイプの一部が、そのような隙間からせり出してしまい、それらヒートパイプと挿入溝の間の寸法差（クリアランス）が大きくなった際（例えば、寸法公差範囲が比較的大きなアルミ押出材にて形成されたヒートパイプと受放熱部材を用いた際）に、袋状突起部の変形根元部において、挿入溝内面とヒートパイプ外周面との間に隙間が生じてしまい、ヒートパイプと受放熱部材とを充分に密着させることが出来ない、という問題を内在している。

さらに、そのような受放熱部材に設けられたヒートパイプを挿入せしめるための溝が、そのヒートパイプ挿入部分に突起を形成して袋状にしたような構造とされているため、受放熱部材を切削加工等することによって形成されたヒートパイプ挿入溝に対して、予め追加工をして、そのような袋状にするための突起を形成しておく必要があり、そのため、製作性が悪化するといった問題も内在するものであった。また、ヒートパイプ取付け溝の上部が、そのような袋状突起によって狭くなっているために、かかるヒートパイプ取付け溝内にヒートパイプを挿入せしめるためには、受放熱部材の側面（ヒートパイプ挿入溝の長さ方向側）よりヒートパイプを挿入しなくてはならず、作業性が悪化すると共に、挿入溝が途中で屈曲しているような場合に、溝の奥までヒートパイプを挿入することが出来ないため、設計上の制限を受けてしまう恐れもあったのである。

特開２０００−１５４９８１号公報 特開平１０−７９５８６号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、受放熱部材に設けられた取付け溝内にヒートパイプを収容配置して、固定する際に、ヒートパイプと受放熱部材との密着性を向上、安定させて、接触熱抵抗を有利に低減せしめると共に、ヒートパイプの取付け溝内への挿入を容易にし、且つ受放熱部材へのヒートパイプの固定位置の設計上の制限を受けないヒートパイプの固定方法を、提供することにある。

そして、本発明にあっては、上記した課題の解決のために、ヒートパイプの所定長さ部分を、受放熱部材に設けた取付け溝内に収容配置して、固定せしめる方法にして、かかる受放熱部材の取付け溝をＵ字形状と為し、該Ｕ字形状の取付け溝内に収容した前記ヒートパイプ部分をその上方から溝底部に向ってプレスして変形させることにより、少なくとも溝底部内面に密着せしめる一方、該受放熱部材の取付け溝の両側部位を上方からプレスすることによって、かかる両側部位を溝側に変形させ、前記ヒートパイプを該取付け溝の両側部位にて包み込むようにして、該ヒートパイプを前記受放熱部材に固定せしめることを特徴とするヒートパイプの固定方法を、その要旨とするものである。

なお、本発明に従うヒートパイプの固定方法の望ましい態様の一つによれば、前記受放熱部材の取付け溝の両側部位に対するプレス操作は、前記ヒートパイプに対するプレス変形操作と同時に又はそれに遅れて、開始されることとなる。

また、本発明にあっては、前記受放熱部材の取付け溝の両側部位が、該取付け溝に沿って延びる所定幅の立上がり壁にて構成されていることも、その望ましい態様の他の一つとしている。

さらに、本発明に従う好ましい態様の異なる他の一つによれば、前記ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられた、前記受放熱部材の取付け溝の両側部位をプレスするための両側押圧部とが、段付き形状において設けられてなるプレス型が、それらヒートパイプ及び両側部位の変形のために用いられることとなる。

更にまた、本発明の別の望ましい態様の一つによれば、前記ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられて、前記立上がり壁を取付け溝側に屈曲変形せしめる両側湾曲押圧部とを備えたプレス型を用いて、それらヒートパイプ及び両側部位の変形が行われることとなり、更に別の望ましい態様の一つによれば、前記ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられて、前記取付け溝の両側部位に切込みを入れ、該両側部位を溝側に変形せしめる両側切刃部とを備えたプレス型を用いて、それらヒートパイプ及び両側部位の変形が行われることとなる。

このように、本発明に従うヒートパイプの固定方法によれば、受放熱部材に設けた取付け溝内にヒートパイプの所定長さ部分を収容配置して、固定せしめる際に、かかる取付け溝の断面形状をＵ字形状と為しているところから、そのような取付け溝内にヒートパイプを挿入する際に、取付け溝の上側（溝の開口部側）からヒートパイプを挿入することが出来ることとなるため、ヒートパイプの受放熱部材への取り付けの作業性を、有利に向上することが可能であると共に、受放熱部材の表面において取付け溝が任意の角度に屈曲していたり、或いは湾曲した形状とされていたとしても、対応した形状とされたヒートパイプを、そのような取付け溝の上側から、容易に挿入することが出来るために、冷却装置の設計上の制限を受けることがないという利点を有している。

また、そのような断面がＵ字形状とされた取付け溝内に収容したヒートパイプを、その上方側（取付け溝の上方側）から溝底部に向ってプレスして、変形させるようにしているところから、ヒートパイプ外周面を、取付け溝の少なくとも底部内面に、効果的に密着せしめることが出来るのである。

そして、そのようなヒートパイプに対するプレス加工と共に、受放熱部材の取付け溝の両側部位を、上方からプレスすることによって、かかる両側部位を、溝の内側に向かってヒートパイプを取付け溝の両側部位にて包み込むように変形させることによって、ヒートパイプが受放熱部材に固定せしめられるようにしているため、ヒートパイプ外周面と取付け溝内面との間に生じていた隙間を減少すると共に、それらを広い接触面積で接触させ、より密着せしめることが出来、以て、受放熱部材とヒートパイプとの間の接触熱抵抗を、効果的に低減させることが可能となるのである。

ところで、本発明に従うヒートパイプの固定方法の望ましい態様の一つに従って、受放熱部材に設けられた取付け溝の両側部位に対するプレス操作が、取付け溝内に挿入されたヒートパイプに対するプレス変形操作と同時に又はそれに遅れて、開始されるようにすることによって、ヒートパイプの頂点をプレスすることで、ヒートパイプが取付け溝の下部（底部）に密着せしめられると同時に、横方向にも広がり、側面にも密着せしめられることとなるのである。そして、そのような密着した状態において、取付け溝の両側部位がプレスされ、変形せしめられるところから、かかる変形せしめられた箇所がヒートパイプに密着すると同時に、ヒートパイプを上部から溝下部（底部）に向かって押し付ける力が働くこととなり、以てヒートパイプと受放熱部材の密着性が、有利に向上せしめられるようになる。

また、本発明に従うヒートパイプの固定方法の好ましい態様の一つに従って、受放熱部材に設けられた取付け溝の両側部位に、該取付け溝に沿って延びる所定幅の立上がり壁を形成することによって、そのような両側部位に対してプレス操作を行うと、かかる立上がり壁部分が、取付け溝内側に向かって変形せしめられることとなり、取付け溝内に収容せしめられたヒートパイプを、より効果的に上面から押圧すると共に、ヒートパイプと取付け溝との密着性を向上せしめることが出来るのである。

なお、ヒートパイプ及び取付け溝の両側部位の変形に用いられるプレス型を、本発明の望ましい態様の一つに従って、ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられた、受放熱部材の取付け溝の両側部位をプレスするための両側押圧部とが、段付き形状において設けられてなる形状としたり、或いは、本発明の別の望ましい態様の一つに従って、ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられて、取付け溝の両側部位に形成された立上がり壁を、取付け溝側に屈曲変形せしめる両側湾曲押圧部とを備えた形状としたり、本発明の更に別の望ましい態様の一つに従って、ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられて、取付け溝の両側部位に切込みを入れて、該両側部位を取付け溝の内側に変形せしめる両側切刃部とを備えた形状とすることによって、それらヒートパイプ及び両側部位をプレス操作する際に、ヒートパイプと取付け溝の両側部位の両方の変形が、それぞれ効果的に行われることとなる。

このように、本発明に従うヒートパイプの固定方法によれば、受放熱部材に形成されたヒートパイプ挿入溝の上部近くをプレスすることによって、溝上部がヒートパイプを包み込むように変形せしめられることとなり、ヒートパイプ外周面と取付け溝の内面、つまりヒートパイプと受放熱部材との密着性が向上し、接触熱抵抗を有利に低減することが可能となると共に、安定してヒートパイプを受放熱部材に対して固定することが出来るため、ヒートパイプの脱落を効果的に抑制することが可能となるのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従うヒートパイプの固定方法の一実施形態によって固定された受放熱部材とヒートパイプとが、その取付け部分を拡大した断面図の形態において、概略的に示されている。かかる図１においては、受放熱部材２に設けられた取付け溝４内にヒートパイプ６を収容し、かかるヒートパイプ６と、取付け溝４の両側部位に設けられた立上がり壁８，８とを、プレス型１０にて押圧して、変形せしめることによって、ヒートパイプ６が受放熱部材２に固定せしめられているのである。

より具体的には、受放熱部材２は、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）や銅（銅合金を含む）等の熱伝導性が良好な金属材料を用いて、熱間押出、熱間鍛造、プレス、ダイキャスト等の各種の公知の製法にて形成されており、その表面に、取付け溝４が形成されている。そして、そのような取付け溝４の両側には、溝の長さ方向に伸び、受放熱部材２の上面よりも所定高さだけ高くされた、所定幅の立上がり壁８，８が形成されている。なお、かかる取付け溝４は、前述した製法にてブロック形状やプレート形状に形成した受放熱部材２に対して、切削加工等を施すことによって形成される他、押出加工等によって受放熱部材２の形状を形成する際に、直接、取付け溝４付きの形状に形成することも、勿論可能である。

そして、そのような受放熱部材２に形成された取付け溝４内に、受放熱部材２と同様にアルミニウムや銅（それぞれの合金も含む）等の金属材料にて形成されたヒートパイプ６を挿入、配置せしめた後に、かかるヒートパイプ６と、受放熱部材２の立上がり壁８，８とを、ここでは図示しないプレス装置に接続され、プレス面１２が平坦な面とされたプレス型１０によって押圧し、それらを変形せしめて、固定しているのである。このとき、プレス型１０によって変形せしめられた立上がり壁８の内側部分１４は、取付け溝４の内側に向かって、つまりヒートパイプ６の上面に覆い被さるように、変形せしめられており、ヒートパイプ６が、取付け溝４内から容易に離脱しないようにされている。

ところで、このような本発明に従う受放熱部材２に対するヒートパイプ６の取り付け作業は、例えば、図２に示すような手順に従って行われることとなる。即ち、先ず、図２（ａ）に示されるように、その上面に、長さ方向に垂直な面で切断した際の断面がＵ字形状とされた取付け溝４が形成された受放熱部材２を用意する。取付け溝４の両側部位には、その長さ方向に連続した、所定幅の立上がり壁８が形成されており、その断面は、ここでは、矩形形状とされている。そして、かかる取付け溝４内に、溝幅に対応した外径をもつヒートパイプ６の所定長さ部分を収容、配置せしめる。このヒートパイプ６の外径は、Ｕ字形状の取付け溝４の幅よりも小さくされていると共に、取付け溝４内に挿入された際に、かかるヒートパイプ６の頂上部位が、立上がり壁８の上面よりも或る程度突出する程度の大きさとされている。

次いで、図２（ｂ）に示す如く、所定のプレス装置にて上下に移動せしめられるプレス型１０を、受放熱部材２に向かって押し下げるようにする。このとき、立上がり壁８の上面よりヒートパイプ６の頂上部が飛び出しているため、立上がり壁８よりも、ヒートパイプ６が、先に、プレス面１２に当接し、プレスされ始めることとなる。このとき、ヒートパイプ６は、その下面が取付け溝４の底面に密着せしめられると共に、形状が中空であるため、拘束のない横方向に向かって楕円形の断面形状に変形せしめられるようになる。なお、ここでは、立上がり壁８の高さを、取付け溝４内に収容せしめられたヒートパイプ６の頂上部が、立上がり壁８の上面より飛び出すようにされて、ヒートパイプ６が立上がり壁８よりも先にプレス型１０によってプレス（押圧）されるようにしているが、ヒートパイプ６の外径や立上がり壁８の高さを調節して、それらが同時にプレスされるようにすることも、勿論可能である。しかし、ヒートパイプ６と受放熱部材２の密着度をより高めるためには、立上がり壁８の変形よりも、ヒートパイプ６の変形が先に行われるようにすることが、望ましいのである。

更に、それに続いて、プレス型１０を押し下げていくことによって、ヒートパイプ６を変形せしめつつ、プレス型１０の下面（プレス面１２）と立上がり壁８，８とを当接させ、そして、ヒートパイプ６と立上がり壁８，８の両方をプレスする（図２（ｃ））。このとき、立上がり壁８は、プレス型１０の下面でプレスされることによって、壁の厚さ方向（図において左右方向）に変形せしめられることとなるが、そのような変形を受ける立上がり壁８のうち、取付け溝４の内側に向かって変形させられる部位（内側部分１４）は、取付け溝４内に収容されたヒートパイプ６の上面を覆うように、変形せしめられる。つまり、ヒートパイプ６が、その外周面が取付け溝４の内周面と密着するように楕円の断面形状に変形させられると共に、立上がり壁８の内側部分１４が取付け溝４の内側に向かって、ヒートパイプ６の上側を覆うように、変形せしめられるのである。

その後、プレス型１０を上昇させて、プレスしていたヒートパイプ６や受放熱部材２から離脱せしめるることによって、図１に示されるような、本発明に従うヒートパイプの固定が、完了するのである。なお、このように、取付け溝４の両側部位を変形させて、ヒートパイプ６を固定するに際しては、取付け溝４の長さ方向の全長に亘って変形加工を実施しなくとも、部分的に行うようにしてもよく、例えば、途中で湾曲した形状とされた取付け溝（４）に、それに対応した形状とされたヒートパイプ（６）を固定する場合には、直線部分の溝の両側部位のみをプレス加工して、ヒートパイプ（６）を受放熱部材２に対して固定せしめれば良いのである。

このように、取付け溝４の両側部位に設けられた立上がり壁８，８を、プレス型１０で上方からプレスして、かかる立上がり壁８，８を取付け溝４の内側に向かって変形せしめることにより、ヒートパイプ６の上部を包み込むようにして、ヒートパイプ６が受放熱部材２に固定されているところから、ヒートパイプ６が受放熱部材２に対して強固に固定されることとなり、以て、従来の接着剤による固定の際に生じていた、ヒートパイプ６が受放熱部材２から容易に外れてしまう問題が、効果的に解消され得るのである。

また、ヒートパイプ６が、プレス型１０にて受放熱部材２に対してプレスされて、ヒートパイプ６の下部が取付け溝４の少なくとも底部に密着せしめられると同時に、取付け溝４の内周面に沿った形状となるように変形、密着させられ、それと共に、取付け溝４の両側部位に設けられた立上がり壁８，８をプレス型１０によってプレスして、かかる立上がり壁８，８を取付け溝４の内側に向かって、ヒートパイプ６の上部を包み込むように変形させて、それらを密着せしめているところから、ヒートパイプ６の外周面と取付け溝４の内面、換言すれば、ヒートパイプ６と受放熱部材２との間に生じていた隙間を、効果的に減少せしめ得て、それらをより密着させることが出来るのであり、加えて、それらの接触する面積がより増大せしめられ、以て、受放熱部材２とヒートパイプ６との間の接触熱抵抗を、効果的に低減せしめることが可能となるのである。

さらに、ヒートパイプ６を取付け溝４内に収容する際にも、取付け溝４は、その断面が上方が開口されたＵ字形状とされ、その幅がヒートパイプ６よりも大きくされているので、溝上部から容易に取付け溝４内にヒートパイプ６を収容することが出来るのであり、そのため、製作性を向上せしめることが可能となる。更に、受放熱部材２の上面に形成される取付け溝４の形状が、単純な直線状だけでなく、その途中で曲がった形状とされていたとしても、それに対応した形状とされたヒートパイプ６を、取付け溝４の上部から容易に挿入することが出来るため、冷却装置の設計において、溝の形状や配置等に制限を受けることがない等という利点も有しているのである。

以上、本発明の代表的な実施形態の一つについて詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、前述の実施形態において、プレス型１０のプレス面１２、即ち、ヒートパイプ６や立上がり壁８をプレスする面は、平坦な面とされていたが、図３（ａ）に示す如く、ヒートパイプをプレスするための中央押圧部２２と、その両側に、かかる中央押圧部２２に対して低段部とされた、立上がり壁８をプレスするための両側押圧部２４，２４とを備えた段付き形状のプレス型２０を用いて、ヒートパイプ６の受放熱部材２への取付け加工を行うことも可能である。このような段付きのプレス型２０を用いて、本発明に従って、ヒートパイプ６を受放熱部材２へと固定する作業の工程は、例えば、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように行われる。

すなわち、先ず、図３（ａ）に示す如く、両側部位に立上がり壁８，８が形成された、断面がＵ字形状の取付け溝４内に、ヒートパイプ６を挿入、配置せしめた後、プレス型２０を降下させて、その中央押圧部２２によって、ヒートパイプ６をプレスするようにする（図３（ｂ））。その後、図３（ｃ）に示されるように、更にプレス型２０を降下させて、両側押圧部２４，２４によって立上がり壁８，８をプレスして、取付け溝４の内側に向かって変形せしめることにより、ヒートパイプ６の上部を、変形した立上がり壁８の内側部位にて覆うようにして、ヒートパイプ６を、受放熱部材２に対して固定するのである。

このように、段付き形状とされたプレス型２０を用いた場合にあっては、中央押圧部２２が両側押圧部２４，２４よりも突出しているため、ヒートパイプ６の頂上部位が、立上がり壁８の上面よりも高くされている必要がなく、中央押圧部２２と両側押圧部２４，２４の位置関係は、ヒートパイプ６に中央押圧部２２が接触して、ヒートパイプ６の変形が始まるよりも、同時に又は若干遅れて、立上がり壁８，８に両側押圧部２４，２４が接触して、その変形が始まるようになっていれば良いのである。

また、そのような段付きのプレス型２０の他にも、図４（ａ）に示すように、プレス面が、外側から内側に向かってなだらかに湾曲しながら凹む、湾曲押圧部２８，２８とされると共に、その中央部分が、プレス面の凹部から突出して、ヒートシンクをプレスするための中央押圧部２６とされた、プレス型３０を用いることも可能である。このようなプレス型３０を用いることによって、中央押圧部２６の両側に形成された湾曲押圧部２８，２８が、なだらかな曲面を描きながら中央押圧部２６に向かって凹んでいるところから、図４（ｂ）に示されるように、プレス型３０を受放熱部材２とヒートパイプ６に向かって下降させ、立上がり壁８が湾曲押圧部２８に当接し、プレスされる際に、立上がり壁８を効果的に取付け溝４の内側に向かって変形せしめることが出来る。そして、更に、プレスを続けることによって、図４（ｃ）に示されるように、ヒートパイプ６を取付け溝４の底面に押し付けて、それらの密着度を向上せしめるようにすると共に、より効果的に立上がり壁８をヒートパイプ６の上面に押し付けるように変形させることが出来るのである。その結果、より強固にヒートパイプ６が受放熱部材２に固定されると共に、それらの密着度が高められ、接触熱抵抗を効果的に低減することが可能となる。

さらに、取付け溝４の両側部位に設けられた立上がり壁８の形状にあっても、前述した実施形態のもののように、断面が矩形形状とされたものの外、図５（ａ）に示すように、取付け溝４の内面から連続して立上がると共に、頂点部分から所定の傾斜角度で受放熱部材２の表面に向かって下降する、断面が三角形形状の立上がり壁３２とすることも、可能である。このような立上がり壁３２とした場合にあっても、例えば、図５（ｂ）に示すように、段付きのプレス型２０によってヒートパイプ６を先にプレスして、取付け溝４の底面に密着せしめつつ、楕円形状に変形させる一方、図５（ｃ）に示すように、プレス型２０の両側部位にて立上がり壁３２をプレスして、かかる立上がり壁３２を取付け溝４の内側に向かって変形せしめることによって、ヒートパイプ６の受放熱部材２に対する取付けが行われることとなる。このように、取付け溝４の両側部位に形成される立上がり壁３２（８）が、プレス型によって上方からプレスされた際に、取付け溝４内に収容されたヒートパイプ６の上面を覆うように、充分変形せしめられるようになっていればよいのである。

更にまた、取付け溝４の両側部位に設けられた立上がり壁８（３２）は、必須のものではなく、例えば、図６（ａ）に示される如く、取付け溝４の両側部位に立上がり壁が形成されてなくともよいのである。このような場合にあっては、例えば、ヒートパイプ６をプレスする平坦なプレス面をもった中央押圧部３４と、先端が山型形状の凸部とされ、その凸部が受放熱部材２に押し当てられた際に、受放熱部材２の上面に切れ込みを入れるようにしている切刃部３６，３６とから構成させるプレス型３８を用いて、ヒートパイプ６の受放熱部材２への固定が行われることとなる。即ち、図６（ｂ）に示されるように、受放熱部材２の上面に形成された取付け溝４内に挿入、配置されたヒートパイプ６を、中央押圧部３４によってプレスして、取付け溝４の底面に密着せしめつつ、取付け溝４の内周面に沿った形状となるように変形させた後、図６（ｃ）に示されるように、切刃部３６，３６を下降せしめて、その先端が受放熱部材２に食い込むようにプレスする。このように、切刃部３６にて、受放熱部材２の上面、取付け溝４の両側部分に切り込みを入れるようにプレスすることによって、かかる取付け溝４の両側部位が、取付け溝４の内側に向かって変形し、ヒートパイプ６の上面を覆うように変形せしめられ、ヒートパイプ６が受放熱部材２に対して固定されることとなるのである。

なお、かかる図６において、ヒートパイプをプレスする中央押圧部３４と、取付け溝４の両側部位をプレスする切刃部３６，３６とは、別体とされて、それぞれ独立して上下するようにされていたが、それらを一体として構成したプレス型を用いてもよい。そして、そのような場合にあっては、ヒートパイプ６と取付け溝４の両側部位を、同時に、又は適度な遅れをもってプレスするように、中央押圧部３４と切刃部３６の高さが調整されたプレス型（３８）が用いられることとなる。また、前述した段付きのプレス型２０やプレス型３０にあっても、中央押圧部２２と両側押圧部２４（湾曲押圧部２８）とが、それぞれ別体のプレス型とされて、それぞれを独立して上下するようにして、ヒートパイプ６や取付け溝４の両側部位（立上がり壁８，８）をプレスするようにしても良いのである。

ところで、何れの場合にあっても、ヒートパイプを包み込むような、溝上部壁面の変形の程度は、プレス深さによって変えることが出来ることは言うまでもないところであり、また、ヒートパイプの長手方向において、部分的にプレス深さを他の部分よりも深くすることにより、その部分の溝上部壁面の変形を大きくし、他の部分よりもヒートパイプを包み込む程度を大きくすることによって、取付け溝が直線状の場合に、ヒートパイプが長さ方向にずれてしまうことを防止することも可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施されるものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

以下に、本発明の代表的な実施例の一つを示し、本発明の特徴を更に明確にすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。

先ず、ヒートパイプ式ヒートシンクを構成するために、受放熱部材として、アルミ合金押出型材をブロック状に形成したものと、純銅（りん脱酸銅）にて形成されると共に、外径：４ｍｍ、全長：１５０ｍｍとされたヒートパイプを用意した。そして、そのようなブロック状の受放熱部材をヒートパイプの両端部に固定せしめて、ヒートパイプ式ヒートシンクを形成するに際して、図７（ａ）に示すように、両側部位に立ち上がり壁が形成された取付け溝内にヒートパイプを配置し、段付きのプレス型にてプレスすることによって、ヒートパイプと受放熱部材の両方を変形させ、受放熱部材に対してヒートパイプを固定する、本発明に従うヒートパイプの固定方法によるヒートパイプ式ヒートシンクを形成し、これを供試例１とした。なお、プレスによって受放熱部材とヒートパイプを変形せしめた部分（プレス部）の厚さ（図中、Ｈで示した高さ）は、６．４ｍｍとした。

また、従来のヒートパイプの固定方法に従うものとして、図７（ｂ）に示すように、受放熱部材の表面に袋状に形成された取付け溝内にヒートパイプを挿入した後、平坦なプレス面をもつプレス型によって受放熱部材を変形させて、その変形によって間接的にヒートパイプを変形せしめて、ヒートパイプを受放熱部材に固定せしめたものを用意し、これを供試例２とした。なお、供試例１と同様に、プレス部の厚さ（図中、Ｈで示した高さ）は、６．４ｍｍとした。

このように用意された供試例１及び２のヒートパイプ式ヒートシンクについて、図８に示すような、ヒートパイプの両端部に固定されたアルミ合金押出型材製の受放熱部材のうち、一方（図において右側）のブロックには、ヒーターを取り付けることにより、受熱側（ヒートパイプとしては蒸発側）として、他方（図において左側）のブロックは、幅：５０ｍｍ、高さ：２０ｍｍの硬質のダクト内に配置し、ファンによってダクト内に冷却風を送り込むことにより、放熱側（ヒートパイプとしては凝縮側）とした、接触熱抵抗評価試験装置を作製し、それぞれの接触熱抵抗の評価を行ない、その結果を下記表１に示した。なお、接触熱抵抗の大きさは、右側ブロックに取り付けられたヒーターに一定の熱負荷を与えて、右側ブロックからヒートパイプへ、さらにはヒートパイプから左側のブロックへ伝熱するに際しての値、つまり、左右両ブロックとヒートパイプとの間の値とし、右側ブロックの表面温度（Ｔ１）と左側ブロックの表面温度（Ｔ２）の測定値から、下記（１）の式にて算出した。
接触熱抵抗Ｒ＝（Ｔ１−Ｔ２）／Ｑ ・・・・・（１）
［但し、Ｑはヒーター入熱量（単位：Ｗ）であり、Ｔ１，Ｔ２の単位はＫである。］

かかる表１の結果から明らかなように、本発明に従うヒートパイプの固定方法による供試例１のヒートパイプ式ヒートシンクにおいては、従来の固定方法による供試例２のヒートパイプ式ヒートシンクよりも接触熱抵抗が減少し、性能が向上せしめられていることが認められる。なお、このように受放熱部材に固定するヒートパイプの替わりに、例えば、円形断面の銅製のパイプ中に冷却水を通水する冷却用パイプや、或いは加熱用パイプを固定した場合にも、同様の効果が得られることを確認した。

本発明に従うヒートパイプの固定方法によって、受放熱部材にヒートパイプを固定した部分の形態の一例を示す、断面説明図である。 本発明に従うヒートパイプの固定方法の一例に係る作業工程を、段階的に示す断面説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、その一工程を、それぞれ概略的に示している。 本発明に従うヒートパイプの固定方法の他の一例として、段付き形状のプレス型を用いた場合の作業工程を、段階的に示す断面説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、その一工程を、それぞれ概略的に示している。 本発明に従うヒートパイプの固定方法の別の一例として、立上がり壁をプレスする部分のプレス面が湾曲形状とされたプレス型を用いた場合の作業工程を、段階的に示す断面説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、その一工程を、それぞれ概略的に示している。 本発明に従うヒートパイプの固定方法の更に別の一例として、立上がり壁を図２〜図４に示したものとは異なる形状とした場合の作業工程を、段階的に示す断面説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、その一工程を、それぞれ概略的に示している。 本発明に従うヒートパイプの固定方法の別の一例として、取付け溝の両側部位に立上がり壁を形成しない場合の作業工程の一例を、段階的に示す断面説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、その一工程を、それぞれ概略的に示している。 実施例におけるヒートパイプ式ヒートシンクを形成する際に用いた作業工程を示す、断面説明図であって、（ａ）は、取付け溝の両側に立上がり壁が形成されたものを段付きのプレス型にてプレスする様子を示し、（ｂ）は、従来の固定方法により、袋状とされた取付け溝を平坦なプレス型にてプレスする様子を示している。 実施例におけるヒートパイプ式ヒートシンクの性能評価試験を行う際に用いる装置を概略的に示す説明図であって、（ａ）は側面図の形態において、（ｂ）はダクト部を切り欠いた平面図の形態において、それぞれ示している。

符号の説明

２ 受放熱部材
４ 取付け溝
６ ヒートパイプ
８ 立上がり壁
１０ プレス型
１２ プレス面

Claims (6)

1. ヒートパイプの所定長さ部分を、受放熱部材に設けた取付け溝内に収容配置して、固定せしめる方法にして、
   かかる受放熱部材の取付け溝をＵ字形状と為し、該Ｕ字形状の取付け溝内に収容した前記ヒートパイプ部分をその上方から溝底部に向ってプレスして変形させることにより、少なくとも溝底部内面に密着せしめる一方、該受放熱部材の取付け溝の両側部位を上方からプレスすることによって、かかる両側部位を溝側に変形させ、前記ヒートパイプを該取付け溝の両側部位にて包み込むようにして、該ヒートパイプを前記受放熱部材に固定せしめることを特徴とするヒートパイプの固定方法。
2. 前記受放熱部材の取付け溝の両側部位に対するプレス操作が、前記ヒートパイプに対するプレス変形操作と同時に又はそれに遅れて開始される請求項１に記載のヒートパイプの固定方法。
3. 前記受放熱部材の取付け溝の両側部位が、該取付け溝に沿って延びる所定幅の立上がり壁にて構成されている請求項１又は請求項２に記載のヒートパイプの固定方法。
4. 前記ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられた、前記受放熱部材の取付け溝の両側部位をプレスするための両側押圧部とが、段付き形状において設けられてなるプレス型が、それらヒートパイプ及び両側部位の変形に用いられる請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のヒートパイプの固定方法。
5. 前記ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられて、前記立上がり壁を取付け溝側に屈曲変形せしめる両側湾曲押圧部とを備えたプレス型を用いて、それらヒートパイプ及び両側部位の変形が行われる請求項３に記載のヒートパイプの固定方法。
6. 前記ヒートパイプをプレスするための中央押圧部と、該中央押圧部の両側にそれぞれ位置せしめられて、前記取付け溝の両側部位に切込みを入れ、該両側部位を溝側に変形せしめる両側切刃部とを備えたプレス型を用いて、それらヒートパイプ及び両側部位の変形が行われる請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のヒートパイプの固定方法。
   

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