JP4724435B2

JP4724435B2 - 平板状ヒートパイプおよびその製造方法

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Publication number: JP4724435B2
Application number: JP2005052630A
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Inventors: 竜哉首藤
Original assignee: Showa Denko KK
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Description

この発明は、たとえばＩＰＭ（Intelligent Power Module）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、サイリスタなどの発熱電子部品を冷却するのに用いられる平板状ヒートパイプおよびその製造方法に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１、図５および図６の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。また、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

この種の平板状ヒートパイプとして、互いに接合された２枚の金属板により形成された基板に、一方の金属板を膨出させることによって互いに独立した複数の中空状作動液封入部が形成され、作動液封入部内に作動液を封入することにより複数のヒートパイプ部が設けられており、各ヒートパイプ部が、蒸発部と、蒸発部の斜め上方に位置する凝縮部とを有し、すべてのヒートパイプ部が上下に並んで設けられており、各ヒートパイプ部の蒸発部に発熱電子部品が取り付けられるようになされたものが知られている（特許文献１参照）。この平板状ヒートパイプの基板は、２枚のアルミニウム板の合わせ面のうち少なくともいずれか一方に圧着防止剤を所要パターンに印刷し、この状態で２枚のアルミニウム板を圧延により圧着して非圧着部を有する合わせ板をつくり、合わせ板の非圧着部に流体圧を導入することによって作動液封入部を一挙に形成する、いわゆるロールボンド法によって製造されている。そして、平板状ヒートパイプのすべてのヒートパイプ部の凝縮部に跨って放熱フィンが固定されて放熱装置が構成され、放熱装置の各ヒートパイプ部の蒸発部に発熱電子部品が熱的に接触させられるようになっている。

しかしながら、特許文献１記載の平板状ヒートパイプには次のような問題があることが判明した。

すなわち、上述したロールボンド法における２枚のアルミニウム板の圧延の際に、アルミニウム板の面積が大きくなるが、そのときの圧延誤差が大きいので、小型の平板状ヒートパイプ用に基板を製造しようとするとその寸法誤差を考慮して設計する必要があり、圧着部の面積が大きくならざるを得ない。したがって、基板全体の大きさに対して作動液封入部の面積が小さくなってしまい。ヒートパイプ部の面積が小さくなって放熱性能が不足するおそれがある。また、作動液封入部の膨出側頂壁を平坦にすることはできるものの、その面積は比較的小さくなるので、発熱電子部品や放熱フィンとの接触面積が小さくなって放熱性能が不足するおそれがある。さらに、作動液封入部の断面積も比較的小さくなって作動液の循環が悪くなり、これによっても放熱性能が不足するおそれがある。

そこで、２枚のアルミニウム板を用意し、少なくともいずれか一方のアルミニウム板に互いに独立した複数の作動液封入部形成用膨出部を形成し、２枚のアルミニウム板を、作動液封入部形成用膨出部を塞ぐように重ね合わせてろう付することにより複数の中空状作動液封入部を形成すること、およびすべての作動液封入部内に作動液を封入して複数のヒートパイプ部を形成することにより平板状ヒートパイプを製造することが考えられている。

しかしながら、このような方法で製造された平板状ヒートパイプの場合、次のような問題が生じると考えられる。

すなわち、２枚のアルミニウム板間にろう付不良が発生した場合、外側から認識することはできない。したがって、この平板状ヒートパイプを放熱装置として使用した場合、隣り合うヒートパイプ部どうしが連通し、上側のヒートパイプ部内の作動液が下側のヒートパイプ部内に流入することがある。この場合、上側のヒートパイプ部では作動液が不足し、下側のヒートパイプ部では作動液が過剰になり、いずれも熱伝達性能が低下する。したがって、この平板状ヒートパイプを用いた放熱装置の放熱性能が低下する。
特開平５−３０４３８４号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、複数のヒートパイプ部を有する平板状ヒートパイプにおいて、特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比較して放熱性能が優れており、しかも隣り合うヒートパイプ部どうしの連通を防止しうる平板状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。

上記目的を達成するために、本発明は以下の態様からなる。

1)互いに接合された２枚の金属板により形成された基板に、少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることによって互いに独立した複数の中空状作動液封入部が上下方向に並んで形成され、作動液封入部内に作動液を封入することにより複数のヒートパイプ部が設けられている平板状ヒートパイプであって、
２枚の金属板がろう付されて基板が形成され、一方の金属板における隣り合うヒートパイプ部間の部分に、隣り合うヒートパイプ部の連通を防止する複数の連通防止用貫通穴が形成されており、連通防止用貫通穴が、一方の金属板における隣り合うヒートパイプ部どうしの間の部分に、その全長にわたって間隔をおいて断続的に形成された長穴からなり、一方の金属板における連通防止用貫通穴の内周面と、他方の金属板における上記内周面との連接部に、ろう付時に溶融したろう材が集まることによりフィレットが形成されている平板状ヒートパイプ。

2)中空状作動液封入部の膨出側頂壁が平坦壁である上記1)記載の平板状ヒートパイプ。

3)中空状作動液封入部が、いずれか一方の金属板のみを膨出させることにより形成されている上記1)または2)記載の平板状ヒートパイプ。

4)連通防止用貫通穴が複数形成されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。

5)２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板に連通防止用貫通穴が形成され、同じく他方の金属板に連通防止用貫通穴内に嵌め入れられる位置決め用凸部が一体に形成されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。

6)連通防止用貫通穴および位置決め用凸部がそれぞれ複数形成されている上記5)記載の平板状ヒートパイプ。

7)位置決め用凸部が、金属板に半抜き加工を施すことにより形成されている上記5)または6)記載の平板状ヒートパイプ。

8)位置決め用凸部の先端部が、連通防止用貫通穴から突出させられてかしめられている上記5)〜7)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。

9)２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板の周縁部に複数の仮止め用貫通穴が形成されるとともに、他方の金属板の周縁部に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部が一体に形成され、仮止め用凸部の先端部が、仮止め用貫通穴から突出させられてかしめられている上記1)〜8)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。

10)２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴が形成されるとともに、他方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部が一体に形成され、仮止め用凸部の先端部が、仮止め用貫通穴から突出させられてかしめられている上記1)〜9)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。

11)仮止め用凸部が、金属板に半抜き加工を施すことにより形成されている上記9)または10)記載の平板状ヒートパイプ。

12)上記1)記載の平板状ヒートパイプを製造する方法であって、２枚の金属板を用意し、少なくともいずれか一方の金属板に互いに独立した複数の作動液封入部形成用膨出部を形成するとともに、隣り合う作動液封入部形成用膨出部間に連通防止用貫通穴を形成すること、２枚の金属板を、作動液封入部形成用膨出部を塞ぐように重ね合わせること、２枚の金属板をろう付して複数の中空状作動液封入部を有する基板を形成すること、およびすべての作動液封入部内に作動液を封入して複数のヒートパイプ部を形成することを含む平板状ヒートパイプの製造方法。

13)上記5)記載の平板状ヒートパイプを製造する方法であって、２枚の金属板を用意し、いずれか一方の金属板に互いに独立した複数の作動液封入部形成用膨出部を形成するとともに、隣り合う作動液封入部形成用膨出部間に連通防止用貫通穴を形成すること、同じく他方の金属板に連通防止用貫通穴内に嵌め入れられる位置決め用凸部を形成すること、２枚の金属板を、作動液封入部形成用膨出部を塞ぐとともに位置決め用凸部を連通防止用貫通穴内に嵌め入れた状態で重ね合わせること、２枚の金属板をろう付して複数の中空状作動液封入部を有する基板を形成すること、およびすべての作動液封入部内に作動液を封入して複数のヒートパイプ部を形成することを含む平板状ヒートパイプの製造方法。

14)金属板に半抜き加工を施すことにより位置決め用凸部を形成する上記13)記載の平板状ヒートパイプの製造方法。

15)位置決め用凸部の先端部を、連通防止用貫通穴から突出させてかしめる上記13)または14)記載の平板状ヒートパイプの製造方法。

16)作動液封入部形成用膨出部の膨出側頂壁を平坦壁としておく上記12)〜15)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプの製造方法。

17)２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板の周縁部に複数の仮止め用貫通穴を形成するとともに、他方の金属板の周縁部に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部を一体に形成しておくこと、２枚の金属板を重ね合わせる際に、仮止め用凸部を仮止め用貫通穴内に、先端部が仮止め用貫通穴から突出するように嵌め入れること、および仮止め用凸部の先端部をかしめることを含む上記12)〜16)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプの製造方法。

18)２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴を形成するとともに、他方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部を一体に形成しておくこと、２枚の金属板を重ね合わせる際に、仮止め用凸部を仮止め用貫通穴内に、先端部が仮止め用貫通穴から突出するように嵌め入れること、および仮止め用凸部の先端部をかしめることを含む上記12)〜17)のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプの製造方法。

19)金属板に半抜き加工を施すことにより仮止め用凸部を形成する上記17)または18)記載の平板状ヒートパイプの製造方法。

20)上記1)〜11)記載の平板状ヒートパイプの両面におけるすべてのヒートパイプ部の凝縮部に対応する部分に、放熱フィンが固定されている放熱装置。

21)上記20)記載の放熱装置を備えており、放熱装置の平板状ヒートパイプにおける各ヒートパイプ部の蒸発部に、発熱電子部品が熱的に接触させられているＣＮＣ工作機械。

上記1)の平板状ヒートパイプによれば、２枚の金属板がろう付されて基板が形成されているので、ロールボンド法で２枚の金属板が圧着されて基板が形成されている特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比べて、基板全体の大きさに対するヒートパイプ部の面積を大きくすることができ、放熱装置として使用した場合に放熱性能が向上する。また、２枚の金属板がろう付されて基板が形成されているので、ろう付前に金属板にたとえばプレス加工を施すことにより作動液封入部を形成するための膨出部を設けることができる。したがって、作動液封入部の膨出部側頂壁を特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比べて大きな平坦壁とすることができ、放熱装置として使用した場合に、発熱電子部品や放熱フィンとの接触面積が大きくなって放熱性能が向上する。しかも、作動液封入部の断面積を特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比べて大きくすることができ、これによっても放熱性能が向上する。

また、一方の金属板における隣り合うヒートパイプ部間の部分に、隣り合うヒートパイプ部間の連通を防止する連通防止用貫通穴が形成されているので、ろう付時に溶融したろう材は連通防止用貫通穴の内周面と他方の金属板とのコーナ部に集まり、ここにフィレットが形成される。したがって、一方の金属板における連通防止用貫通穴の周縁部と他方の金属板とは確実にろう付され、その結果隣り合うヒートパイプ部どうしの連通が防止される。しかも、一方の金属板における連通防止用貫通穴の周縁部と他方の金属板との間にろう付不良が発生していたとしても、上側のヒートパイプ部から流出した作動液は連通防止用貫通穴を通って外部に排出されるので、外部から簡単に認識することができる。

上記2)の平板状ヒートパイプによれば、中空状作動液封入部の膨出側頂壁が平坦壁であり、この平坦壁の大きさを特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比べて大きくすることができ、放熱装置として使用した場合に、発熱電子部品や放熱フィンとの接触面積が大きくなって放熱性能が向上する。

上記3)の平板状ヒートパイプによれば、作動液封入部を形成していない側の金属板の外面は全体に平坦面であるから、こちら側に取り付けられる発熱電子部品や放熱フィンとの接触面積が大きくなって放熱性能が向上する。

上記4)の平板状ヒートパイプによれば、２枚の金属板における隣り合うヒートパイプ部間の連通をより確実に防止することができる。

上記5)および6)の平板状ヒートパイプによれば、２枚の金属板をろう付する前の状態において、位置決め用凸部を連通防止用貫通穴内に嵌め入れることにより両金属板を正確に位置決めすることができる。また、ろう付時に溶融したろう材は、位置決め用凸部の外周面と一方の金属板における連通防止用貫通穴の内周面との間の部分に集まり、ここにフィレットが形成されるので、一方の金属板における連通防止用貫通穴の周縁部と位置決め用凸部とは確実にろう付され、その結果隣り合うヒートパイプ部どうしの連通が防止される。

上記7)の平板状ヒートパイプによれば、位置決め用凸部を比較的簡単に形成することができる。

上記8)の平板状ヒートパイプによれば、２枚の金属板をろう付する前の状態において、位置決め用凸部を連通防止用貫通穴内に嵌め入れるとともに、仮止め用凸部の先端部を仮止め用貫通穴から突出させてかしめておくことにより、両金属板を仮止めすることができる。したがって、両金属板のろう付の際に固定治具を使用する必要がなくなる。

上記9)および10)の平板状ヒートパイプによれば、２枚の金属板をろう付する前の状態において、仮止め用凸部を仮止め用貫通穴内に嵌め入れるとともに、仮止め用凸部の先端部を仮止め用貫通穴から突出させてかしめておくことにより、両金属板を仮止めすることができる。したがって、両金属板のろう付の際に固定治具を使用する必要がなくなる。特に、上記10)の平板状ヒートパイプによれば、両金属板を強固に仮止めすることができる。

上記11)の平板状ヒートパイプによれば、仮止め用凸部を比較的簡単に形成することができる。

上記12)の平板状ヒートパイプの製造方法によれば、上記1)の平板状ヒートパイプを比較的簡単に製造することができる。

上記13)の平板状ヒートパイプの製造方法によれば、上記5)の平板状ヒートパイプを比較的簡単に製造することができる。そして、２枚の金属板を、作動液封入部形成用膨出部を塞ぐとともに位置決め用凸部を連通防止用貫通穴内に嵌め入れた状態で重ね合わせることにより、２枚の金属板の位置を決めることができる。

上記14)の平板状ヒートパイプの製造方法によれば、位置決め用凸部を比較的簡単に形成することができる。

上記15)の平板状ヒートパイプの製造方法によれば、２枚の金属板をろう付する前に、両金属板を仮止めすることができる。したがって、両金属板のろう付の際に固定治具を使用する必要がなくなる。

上記16)の方法により製造された平板状ヒートパイプによれば、中空状作動液封入部の膨出側頂壁が平坦壁であり、この平坦壁の大きさを特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比べて大きくすることができ、放熱装置として使用した場合に、発熱電子部品や放熱フィンとの接触面積が大きくなって放熱性能が向上する。

上記17)および18)の平板状ヒートパイプの製造方法によれば、２枚の金属板をろう付する前に、両金属板を仮止めすることができる。したがって、両金属板のろう付の際に固定治具を使用する必要がなくなる。特に、上記18)の平板状ヒートパイプの製造方法によれば、両金属板を強固に仮止めすることができる。

上記19)の平板状ヒートパイプの製造方法によれば、仮止め用凸部を比較的簡単に形成することができる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。

実施形態１
この実施形態は図１〜図３に示すものである。

図１は平板状ヒートパイプの全体構成を示し、図２はその要部の構成を示す。また、図３は図１の平板状ヒートパイプを用いた放熱装置を示す。

図１および図２において、平板状ヒートパイプ(1)は、互いにろう付された２枚の金属板(3)(4)により形成された基板(2)に、少なくともいずれか一方の金属板(3)を膨出させることによって互いに独立した複数の中空状作動液封入部(5A)(5B)が形成され、作動液封入部(5A)(5B)内に作動液（図示略）を封入することにより複数のヒートパイプ部(6A)(6B)が上下に並んで設けられ、いずれか一方の金属板(3)における隣り合うヒートパイプ部(6A)(6B)どうしの間の部分(7)に、両ヒートパイプ部(6A)(6B)間の連通を防止する連通防止用貫通穴(8)が形成されたものである。

基板(2)を構成する２枚の金属板(3)(4)は、ここでは片面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、このろう材層を利用して互いにろう付されている。基板(2)の右側上端部には上方突出部(2a)が設けられている。

作動液封入部(5A)(5B)は、ここでは一方の金属板(3)のみを膨出させることによって、ここでは上下に間隔をおいて２つ形成されている。上側作動液封入部(5A)は、基板(2)の左側部分における上下方向の中程から基板(2)の上方突出部(2a)に至るループ状膨出部(10)と、ループ状膨出部(10)に囲まれた部分においてループ状膨出部(10)に連なるように形成された縦横に伸びる複数の直線状膨出部(11)とよりなる。下側作動液封入部(5B)は、基板(2)の左側部分の下端部から基板(2)の右側部分における上下方向の中程に至るループ状膨出部(12)と、ループ状膨出部(12)に囲まれた部分においてループ状膨出部(12)に連なるように形成された縦横に伸びる複数の直線状膨出部(13)とよりなる。両作動液封入部(5A)(5B)のループ状膨出部(10)(12)および直線状膨出部(11)(13)の膨出高さは等しくなっている。また、両作動液封入部(5A)(5B)のループ状膨出部(10)(12)および直線状膨出部(11)(13)の断面形状は等脚台形状であり、その膨出側頂壁は平坦壁(14)となっている（図２参照）。

上側のヒートパイプ部(6A)は、基板(2)の左側部分における上下方向の中程に位置する蒸発部(15)と、基板(2)の右側部分の上端部、すなわち蒸発部(15)の右斜め上方に位置する凝縮部(16)と、蒸発部(15)および凝縮部(16)を通じさせる連通部(17)とを備えている。下側のヒートパイプ部(6B)は、基板(2)の左側部分の下端部に位置する蒸発部(18)と、基板(2)の右側部分における上下方向の中程、すなわち蒸発部(18)の右斜め上方に位置する凝縮部(19)と、蒸発部(18)および凝縮部(19)を通じさせる連通部(21)とを備えている。

連通防止用貫通穴(8)は、ここでは作動液封入部(5A)(5B)が形成された金属板(3)における隣り合うヒートパイプ部(6A)(6B)どうしの間の部分(7)に、その全長にわたって間隔をおいて断続的に形成された複数の長穴からなる。隣り合う連通防止用貫通穴(8)どうしの間隔は小さい方が好ましい。左端に位置する連通防止用貫通穴(8)の左端部は、上下のヒートパイプ部(6A)(6B)よりも左方に突出しており、右端に位置する連通防止用貫通穴(8)の右端部は上下のヒートパイプ部(6A)(6B)よりも右方に突出している。金属板(3)における連通防止用貫通穴(8)の内周面と、他方の金属板(4)における上記内周面との連接部には、ろう付時に溶融したろう材が集まることによりフィレット(22)が形成されている。したがって、一方の金属板(3)における連通防止用貫通穴(8)の周縁部と他方の金属板(3)(4)とは確実にろう付され、その結果隣り合うヒートパイプ部(6A)(6B)どうしの連通が防止される。

平板状ヒートパイプ(1)は次のようにして製造される。

まず、片面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる２枚の金属板(3)(4)を用意する。ついで、一方の金属板(3)にプレス加工を施すことにより、ろう材層とは反対側に膨出しかつ互いに独立した２つの作動液封入部(5A)(5B)を形成するためのループ状膨出部(10)(12)および直線状膨出部(11)(13)を形成するとともに、隣り合うループ状膨出部(10)(12)間の部分(7)に長穴からなる複数の連通防止用貫通穴(8)を形成する。ここで、すべてのループ状膨出部(10)(12)および直線状膨出部(11)(13)の膨出高さを等しくしておくとともに、膨出端側頂壁を平坦壁(14)としておく。ついで、２枚の金属板(3)(4)を、ろう材層面どうしが合わさるように重ね合わせ、一方の金属板(3)(4)のループ状膨出部(10)(12)および直線状膨出部(11)(13)を塞ぐ。ついで、２枚の金属板(3)(4)をろう付して複数の中空状作動液封入部(5A)(5B)を有する基板(2)を形成する。その後、すべての作動液封入部(5A)(5B)内に作動液を封入して複数のヒートパイプ部(6A)(6B)を形成する。こうして、平板状ヒートパイプ(1)が製造される。

なお、２枚の金属板(3)(4)をろう付して基板(2)を形成した状態では、各作動液封入部(5A)(5B)に基板(2)の周縁に開口した部分を設けておき、この部分を利用して作動液封入部(5A)(5B)内を真空にするとともに作動液の注入を行い、その後開口を塞ぐことにより作動液の封入が行われる。

図３は平板状ヒートパイプ(1)を用いた放熱装置を示す。

図３に示すように、放熱装置(25)は、平板状ヒートパイプ(1)の両面の右側部分に、すべてのヒートパイプ部(6A)(6B)の凝縮部(16)(19)に跨るように、基板(2)の下端から上方突出部(2a)の上端にかけて放熱フィン(26)が固定されたものである。放熱フィン(26)は、金属、ここではアルミニウムから形成された平板状ベース部(27)と、ベース部(27)の片面に一体に形成された上下方向にのびる複数の並列状フィン部(28)とからなる。一方の放熱フィン(26)は、ベース部(27)全体が作動液封入部(5A)(5B)が形成されていない金属板(4)の外面に面接触した状態で平板状ヒートパイプ(1)に固定され、他方の放熱フィン(26)は、ベース部(27)が作動液封入部(5A)(5B)を形成するループ状膨出部(10)(12)および直線状膨出部(11)(13)の平坦壁(14)に接触した状態で平板状ヒートパイプ(1)に固定されている。放熱フィン(26)の平板状ヒートパイプ(1)への固定は、ろう付やねじ止めなどにより行われる。放熱フィン(26)をろう付により平板状ヒートパイプ(1)に固定する場合、金属板(3)(4)を両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにより形成しておき、両金属板(3)(4)のろう付と同時に行うのがよい。

放熱装置(25)は、平板状ヒートパイプ(1)の基板(2)のいずれかの面における各ヒートパイプ部(6A)(6B)の蒸発部(15)(18)と対応する部分に、発熱電子部品(S)が熱的に接触させられた状態でＣＮＣ（コンピュータ数値制御）工作機械に用いられる。ＣＮＣ工作機械の発熱電子部品(S)は、たとえば制御装置の発熱電子部品である。なお、図３に示す例では、発熱電子部品(S)は、ループ状膨出部(10)(12)および直線状膨出部(11)(13)の平坦壁(14)に熱的に接触しているが、基板(2)の平坦面側、すなわち作動液封入部(5A)(5B)が形成されていない金属板(4)の外面側に熱的に接触させることが好ましい。接触面積が増大し、熱伝達効率が向上するからである。

また、放熱装置(25)は、平板状ヒートパイプ(1)の基板(2)のいずれかの面における各ヒートパイプ部(6A)(6B)の蒸発部(15)(18)と対応する部分に、発熱体が熱的に接触させられた状態で、産業機械に用いられる。この場合にも、発熱体は、基板(2)の平坦面側、すなわち作動液封入部(5A)(5B)が形成されていない金属板(4)の外面側に熱的に接触させることが好ましい。

実施形態２
この実施形態は図４に示すものである。

実施形態２の平板状ヒートパイプ(30)の場合、連通防止用貫通穴(8)が形成されていない金属板(4)に、ろう材面側に突出しかつ金属板(3)の連通防止用貫通穴(8)内に嵌め入れられる位置決め用凸部(31)が、たとえば金属板(4)に半抜き加工を施すことにより一体に形成されている。位置決め用凸部(31)の外周面と連通防止用貫通穴(8)の内周面とはろう付されている。ろう付時に溶融したろう材が連通防止用貫通穴(8)の周縁部と位置決め用凸部(31)の周縁部との間に集まることにより、連通防止用貫通穴(8)の内周面と位置決め用凸部(31)の外周面との間の部分、および金属板(3)の外面における連通防止用貫通穴(8)の周囲の部分と位置決め用凸部(31)の外面とに跨った部分にフィレット(32)が形成されている。したがって、金属板(3)における連通防止用貫通穴(8)の周縁部と金属板(4)における位置決め用凸部(31)の周縁部とは確実にろう付され、その結果隣り合うヒートパイプ部(6A)(6B)どうしの連通が防止される。その他の構成は、実施形態１の平板状ヒートパイプ(1)と同一である。

平板状ヒートパイプ(30)は、連通防止用貫通穴(8)が形成されていない金属板(4)に半抜き加工を施して位置決め用凸部(31)を形成すること、および２枚の金属板(3)(4)を重ね合わせる際に位置決め用凸部(31)を連通防止用貫通穴(8)内に嵌め入れることを除いては、実施形態１の平板状ヒートパイプ(1)と同様にして製造される。

実施形態３
この実施形態は図５に示すものである。

この実施形態３の平板状ヒートパイプ(35)の場合、作動液封入部(5A)(5B)が形成された金属板(3)における隣り合うヒートパイプ部(6A)(6B)どうしの間の部分(7)に、複数の長穴からなる連通防止用貫通穴(8)に代えて、円形穴からなる複数の連通防止用貫通穴(36)が、部分(7)の全長にわたって間隔をおいて断続的に形成されている。その他の構成は実施形態１の平板状ヒートパイプ(1)と同一である。この場合、隣り合う連通防止用貫通穴(36)どうしの間隔は小さい方が好ましい。

平板状ヒートパイプ(35)は、実施形態１の平板状ヒートパイプ(1)と同様にして製造される。

実施形態３の平板状ヒートパイプ(35)において、実施形態２の平板状ヒートパイプ(30)と同様に、連通防止用貫通穴(36)が形成されていない金属板(4)に、ろう材面側に突出しかつ金属板(3)の連通防止用貫通穴(36)内に嵌め入れられる位置決め用凸部が、たとえば金属板(4)に半抜き加工を施すことにより一体に形成されており、位置決め用凸部の外周面と連通防止用貫通穴(36)の内周面とがろう付されていてもよい。

実施形態４
この実施形態は図６〜図８に示すものである。

実施形態４の平板状ヒートパイプ(40)の場合、作動液封入部(5A)(5B)が形成されている金属板(3)における隣り合うヒートパイプ部(6A)(6B)どうしの間の部分(7)に、円形穴からなる複数の連通防止用貫通穴(41)が部分(7)の全長にわたって間隔をおいて断続的に形成されている。また、金属板(3)の周縁部に、円形穴からなる複数の仮止め用貫通穴(42)が間隔をおいて形成されるとともに、金属板(3)におけるループ状膨出部(10)(12)に囲まれた部分に、直線状膨出部(11)(13)と干渉しないように円形穴からなる複数の仮止め用貫通穴(42)が形成されている。

他方の金属板(4)における連通防止用貫通穴(41)と対応する位置には位置決め用凸部(43)が一体に形成され、同じく仮止め用貫通穴(42)と対応する位置には仮止め用凸部(44)が一体に形成されている。これらの凸部(43)(44)は、たとえば金属板(4)に半抜き加工を施すことにより形成されたものであり、その突出高さは作動液封入部(5A)(5B)が形成された金属板(3)の肉厚よりも大きくなっている。

そして、位置決め用凸部(43)が連通防止用貫通穴(41)内に、仮止め用凸部(44)が仮止め用貫通穴(42)内に、それぞれ先端部が貫通穴(41)(42)から突出するように嵌め入れられてその先端部がかしめられており、位置決め用凸部(43)の外周面と連通防止用貫通穴(41)の内周面、および仮止め用凸部(44)の外周面と仮止め用貫通穴(42)の内周面とがそれぞれろう付されている。かしめ部を(43a)(44a)で示す。ろう付時に溶融したろう材が連通防止用貫通穴(41)の周縁部と位置決め用凸部(43)の周縁部との間、および仮止め用貫通穴(42)の周縁部と仮止め用凸部(44)の周縁部との間に集まることにより、これらの貫通穴(41)(42)の内周面と凸部(43)(44)の外周面との間、および凸部(43)(44)のかしめ部(43a)(44a)と金属板(3)の外面における貫通穴(41)(42)の周囲の部分との間にフィレット(45)(46)が形成されている。したがって、一方の金属板(3)における貫通穴(41)(42)の周縁部と他方の金属板(4)における凸部(43)(44)の周縁部とは確実にろう付され、その結果隣り合うヒートパイプ部(6A)(6B)どうしの連通が防止される。かしめ部(43a)(44a)の高さは作動液封入部(5A)(5B)の高さよりも低い。

その他の構成は、実施形態１の平板状ヒートパイプ(1)と同一である。

平板状ヒートパイプ(40)は、一方の金属板(3)に連通防止用貫通穴(41)および仮止め用貫通穴(42)を形成すること、他方の金属板(4)に半抜き加工を施して位置決め用凸部(43)および仮止め用凸部(44)を形成すること、２枚の金属板(3)(4)を重ね合わせる際に位置決め用凸部(43)を連通防止用貫通穴(41)内に、仮止め用凸部(44)を仮止め用貫通穴(42)内にそれぞれ先端部が貫通穴(41)(43)から突出するように嵌め入れること、および凸部(43)(44)の先端部を時にかしめることを除いては、実施形態１の平板状ヒートパイプ(1)と同様にして製造される。

実施形態４の平板状ヒートパイプ(40)において、位置決め用凸部(43)の先端部は必ずしもかしめておく必要はない。

実施形態２〜４の平板状ヒートパイプ(30)(35)(40)には、実施形態１の平板状ヒートパイプ(35)と同様にして放熱フィン(26)が固定され、放熱装置として用いられる。これらの放熱装置は、実施形態１の放熱装置(25)と同様に、産業機械やＣＮＣ工作機械に用いられる。

実施形態１の平板状ヒートパイプを示す正面図である。図１のII−II線拡大断面図である。実施形態１の平板状ヒートパイプを用いた放熱装置を示す分解斜視図である。実施形態２の平板状ヒートパイプを示す部分拡大断面図である。実施形態３の平板状ヒートパイプを示す正面図である。実施形態４の平板状ヒートパイプを示す正面図である。図６のVII−VII線拡大断面図である。図６のVIII−VIII線拡大断面図である。

符号の説明

(1)(30)(35)(40)：平板状ヒートパイプ
(2)：基板
(3)(4)：金属板
(5A)(5B)：作動液封入部
(6A)(6B)：ヒートパイプ部
(7)：隣り合うヒートパイプ部間の部分
(8)(36)(41)：連通防止用貫通穴
(10)(12)：ループ状膨出部
(11)(13)：直線状膨出部
(14)：平坦壁
(15)(18)：蒸発部
(16)(19)：凝縮部
(25)：放熱装置
(26)：放熱フィン
(31)(43)：位置決め用凸部
(42)：仮止め用貫通穴
(44)：仮止め用凸部

Claims

互いに接合された２枚の金属板により形成された基板に、少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることによって互いに独立した複数の中空状作動液封入部が上下方向に並んで形成され、作動液封入部内に作動液を封入することにより複数のヒートパイプ部が設けられている平板状ヒートパイプであって、
２枚の金属板がろう付されて基板が形成され、一方の金属板における隣り合うヒートパイプ部間の部分に、隣り合うヒートパイプ部の連通を防止する複数の連通防止用貫通穴が形成されており、連通防止用貫通穴が、一方の金属板における隣り合うヒートパイプ部どうしの間の部分に、その全長にわたって間隔をおいて断続的に形成された長穴からなり、一方の金属板における連通防止用貫通穴の内周面と、他方の金属板における上記内周面との連接部に、ろう付時に溶融したろう材が集まることによりフィレットが形成されている平板状ヒートパイプ。
中空状作動液封入部の膨出側頂壁が平坦壁である請求項１記載の平板状ヒートパイプ。
中空状作動液封入部が、いずれか一方の金属板のみを膨出させることにより形成されている請求項１または２記載の平板状ヒートパイプ。
連通防止用貫通穴が複数形成されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。
２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板に連通防止用貫通穴が形成され、同じく他方の金属板に連通防止用貫通穴内に嵌め入れられる位置決め用凸部が一体に形成されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。
連通防止用貫通穴および位置決め用凸部がそれぞれ複数形成されている請求項５記載の平板状ヒートパイプ。
位置決め用凸部が、金属板に半抜き加工を施すことにより形成されている請求項５または６記載の平板状ヒートパイプ。
位置決め用凸部の先端部が、連通防止用貫通穴から突出させられてかしめられている請求項５〜７のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。
２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板の周縁部に複数の仮止め用貫通穴が形成されるとともに、他方の金属板の周縁部に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部が一体に形成され、仮止め用凸部の先端部が、仮止め用貫通穴から突出させられてかしめられている請求項１〜８のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。
２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴が形成されるとともに、他方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部が一体に形成され、仮止め用凸部の先端部が、仮止め用貫通穴から突出させられてかしめられている請求項１〜９のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプ。
仮止め用凸部が、金属板に半抜き加工を施すことにより形成されている請求項９または１０記載の平板状ヒートパイプ。
請求項１記載の平板状ヒートパイプを製造する方法であって、２枚の金属板を用意し、少なくともいずれか一方の金属板に互いに独立した複数の作動液封入部形成用膨出部を形成するとともに、隣り合う作動液封入部形成用膨出部間に連通防止用貫通穴を形成すること、２枚の金属板を、作動液封入部形成用膨出部を塞ぐように重ね合わせること、２枚の金属板をろう付して複数の中空状作動液封入部を有する基板を形成すること、およびすべての作動液封入部内に作動液を封入して複数のヒートパイプ部を形成することを含む平板状ヒートパイプの製造方法。
請求項５記載の平板状ヒートパイプを製造する方法であって、２枚の金属板を用意し、いずれか一方の金属板に互いに独立した複数の作動液封入部形成用膨出部を形成するとともに、隣り合う作動液封入部形成用膨出部間に連通防止用貫通穴を形成すること、同じく他方の金属板に連通防止用貫通穴内に嵌め入れられる位置決め用凸部を形成すること、２枚の金属板を、作動液封入部形成用膨出部を塞ぐとともに位置決め用凸部を連通防止用貫通穴内に嵌め入れた状態で重ね合わせること、２枚の金属板をろう付して複数の中空状作動液封入部を有する基板を形成すること、およびすべての作動液封入部内に作動液を封入して複数のヒートパイプ部を形成することを含む平板状ヒートパイプの製造方法。
金属板に半抜き加工を施すことにより位置決め用凸部を形成する請求項１３記載の平板状ヒートパイプの製造方法。
位置決め用凸部の先端部を、連通防止用貫通穴から突出させてかしめる請求項１３または１４記載の平板状ヒートパイプの製造方法。
作動液封入部形成用膨出部の膨出側頂壁を平坦壁としておく請求項１２〜１５のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプの製造方法。
２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板の周縁部に複数の仮止め用貫通穴を形成するとともに、他方の金属板の周縁部に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部を一体に形成しておくこと、２枚の金属板を重ね合わせる際に、仮止め用凸部を仮止め用貫通穴内に、先端部が仮止め用貫通穴から突出するように嵌め入れること、および仮止め用凸部の先端部をかしめることを含む請求項１２〜１６のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプの製造方法。
２枚の金属板のうちいずれか一方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴を形成するとともに、他方の金属板におけるヒートパイプ部の作動液封入部が存在していない部分に仮止め用貫通穴に嵌め入れられる複数の仮止め用凸部を一体に形成しておくこと、２枚の金属板を重ね合わせる際に、仮止め用凸部を仮止め用貫通穴内に、先端部が仮止め用貫通穴から突出するように嵌め入れること、および仮止め用凸部の先端部をかしめることを含む請求項１２〜１７のうちのいずれかに記載の平板状ヒートパイプの製造方法。
金属板に半抜き加工を施すことにより仮止め用凸部を形成する請求項１７または１８記載の平板状ヒートパイプの製造方法。
請求項１〜１１記載の平板状ヒートパイプの両面におけるすべてのヒートパイプ部の凝縮部に対応する部分に、放熱フィンが固定されている放熱装置。
請求項２０記載の放熱装置を備えており、放熱装置の平板状ヒートパイプにおける各ヒートパイプ部の蒸発部に、発熱電子部品が熱的に接触させられているＣＮＣ工作機械。