JPH08110184A - ヒートパイプの取付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートパイプを取付け孔の内周面に密着させ
て取付ける。 【構成】 ヒートパイプ１２を、取付け孔１１ａに挿通
した後、この挿通した状態で高温に加熱することにより
このヒートパイプ１２の内圧を高めて拡径方向に塑性変
形させて、ヒートパイプ１２の外周面を取付け孔１１ａ
の内周面に密着させる。したがって、熱抵抗が小さく抑
えられるとともに、接着手段を用いずに強固に取付けで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒートパイプを被冷
却部材もしくは被加熱部材に形成された取付け孔に挿通
して取付けるヒートパイプの取付け方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ヒートパイプを用いた装置の一つとして
均熱板がある。この均熱板におけるヒートパイプの取付
け方法においては、図６に断面正面図を示すように、例
えば、金属板１の板厚内に、長手方向に貫通する取付け
孔２，２を形成し、この各取付け孔２内にヒートパイプ
３が挿着されている。この取付け孔２の内径はヒートパ
イプ３の外径より若干大径に形成して、ヒートパイプ３
を挿入し易くすると共に、取付け孔２の内周面とヒート
パイプ３の外周面との隙間には、熱伝導性を高く調製さ
れたグリス４を充填して、ヒートパイプ３と金属板１と
の間の伝熱性能を高めている。

【０００３】したがって、この均熱板は、その一部が加
熱されるか冷却されることによって部分的に温度が変化
すると、各ヒートパイプ３のうち、均熱板上で周囲より
温度が高くなった部分の近くに配設されている部分が蒸
発部となり、この蒸発部内で加熱された作動液（図示せ
ず）が蒸気となってヒートパイプ３の温度の低い部分に
潜熱の形で熱輸送する。したがって、ヒートパイプ３が
長手方向に配設されている均熱板は、このヒートパイプ
３の均熱特性によって、短時間で全体が均一な温度とな
り、常に均一な温度に保持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の均熱板においては、ヒートパイプ３の外周の隙間にグ
リス４を充填することによって、空間をグリス４で埋め
て伝熱性能を高めているが、ヒートパイプ３と金属板１
とを直接接触させた場合と比較すると、この充填されて
いるグリス４によって金属板１との間の熱抵抗が大きく
なるという問題があった。このグリス４による熱抵抗を
小さくするためには、挿通孔２の加工精度を高めて、こ
の挿通孔２の内径をヒートパイプ３の外径寸法に近付け
て両者間の隙間を小さくすれば良いが、この挿通孔２の
内径をヒートパイプ３の外径寸法に近付けるにも限度が
あり、両者間の熱抵抗を小さくするのが困難であった。

【０００５】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たものであって、伝熱性能が優れたヒートパイプの取付
け方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、コンテナ内に作動液を封入したヒー
トパイプを、ヒートパイプ取付け部材に形成された取付
け孔に挿通して熱伝達可能に取付けるヒートパイプの取
付け方法において、前記ヒートパイプの蒸発部側と凝縮
部側との少なくとも一方を、前記ヒートパイプ取付け部
材に形成された取付け孔に挿通した後、この挿通した状
態でヒートパイプを前記ヒートパイプ取付け部材ととも
に高温に加熱することによりこのヒートパイプの内圧を
高めて前記コンテナを拡径方向に塑性変形させて、ヒー
トパイプの外周面を前記取付け孔の内周面に密着させる
ことを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記のように、作動液を封入したヒートパイプ
の蒸発部側あるいは凝縮部側を、被冷却部材あるいは被
加熱部材等のヒートパイプ取付け部材に形成された取付
け孔に挿通し、この挿通した状態で、ヒートパイプを前
記ヒートパイプ取付け部材共に高温炉内等に入れて加熱
すると、封入されている作動液が膨張してヒートパイプ
の内圧が上昇し、その圧力によってヒートパイプのコン
テナが拡径方向に塑性変形する。そして、コンテナが拡
径することによって取付け孔の内周面に密着する。した
がって、ヒートパイプの挿通時に、取付け孔の内周面と
の間に隙間が出来ていても加熱して密着させるため、取
付け孔の高い加工精度が要求されず、内周面の仕上げ加
工が不要となる。またヒートパイプと前記ヒートパイプ
取付け部材との接触面積が増大するとともに、このヒー
トパイプが強固に取付けられる。

【０００８】

【実施例】つぎに、この発明のヒートパイプの取付け方
法の実施例を図１ないし図５に基づいて説明する。

【０００９】図１ないし図３はこの発明の方法を、均熱
板へのヒートパイプの取付け方法に適用した第１実施例
を示しており、これらの図において、全体の表面温度を
常時均一に保持する均熱板は、例えば銅合金等の熱伝導
率の高い金属からなる金属板１１の厚さ方向ほぼ中央
に、ヒートパイプ用の２本の取付け孔１１ａが、それぞ
れ長手方向に貫通形成されている。この両取付け孔１１
ａ，１１ａは、金属板１１の長手方向の側面とほぼ平行
に形成されている。また、各取付け孔１１ａの内径寸法
は、ヒートパイプ１２を円滑に挿通可能な寸法で、かつ
加工精度と加工コストとの兼ね合いからヒートパイプ１
２の外径より若干大径に形成されている。また、ヒート
パイプ１２は、金属製コンテナ管に、凝縮性の作動液を
所定量封入したもので、その全長は、金属板１１の長さ
Ｌとほぼ同じ長さに形成されている。

【００１０】そして、前記金属板１１へのヒートパイプ
１２の取付け手順を説明すると、先ず、金属板１１に形
成されている各取付け孔１１ａに、ヒートパイプ１２を
それぞれ挿通する。このとき取付け孔１１ａの内径がヒ
ートパイプ１２の外径より若干大径に形成されているた
め、円滑に挿通することができるが、取付け孔１１ａの
内周面とヒートパイプ１２の表面との間に隙間が形成さ
れる（図２参照）。

【００１１】次に、各取付け孔１１ａにヒートパイプ１
２をそれぞれ挿着した金属板１１を高温炉（図示せず）
内に収納して所定時間加熱すると、金属板１１が加熱さ
れて昇温するのに伴ってヒートパイプ１２が加熱され、
このヒートパイプ１２内に封入されている作動液（図示
せず）が気化してヒートパイプ１２の内圧が上昇する。

【００１２】このとき、ヒートパイプ１２は、高温に加
熱された状態で内圧が高くなるため膨張して拡径方向に
塑性変形する。その結果、ヒートパイプ１２と取付け孔
１１ａの内周面間の隙間がなくなり、このヒートパイプ
１２の外周面が、取付け孔１１ａの内周面に密着する。
そして、徐冷することによってヒートパイプ１２は充分
に焼なましされ、取付け孔１１ａの内周面への密着状態
が固定される。

【００１３】次に、上記のように構成される均熱板の作
用を説明すると、例えば、均熱板の一部が加熱されて周
囲より高温となると、金属板１１の高温となった部分の
付近に配設されているヒートパイプ１２が部分的に加熱
されて蒸発部となり、金属板１１上で周囲より温度の低
いところに配設されている部分が同じヒートパイプ１２
の凝縮部となり、前記蒸発部から凝縮部に向けて熱輸送
される。そして、温度差がなくなるまでヒートパイプ１
２による熱輸送が行われ、金属板１１の全体が均熱化さ
れる。

【００１４】また、均熱板１１の一部が冷却されて周囲
より低温となると、金属板１１の低温となった部分の付
近に配設されているヒートパイプ１２が部分的に冷却さ
れて凝縮部となり、金属板１１上で周囲より温度の高い
ところに配設されている部分が同じヒートパイプ１２の
蒸発部となり、この蒸発部から前記凝縮部に向けて熱輸
送される。本実施例においては、金属板１１の取付け孔
１１ａにヒートパイプ１２が隙間の無い状態で挿着され
ているため熱抵抗が小さく、したがって金属板１１から
ヒートパイプ１２へ、またヒートパイプ１２から金属板
１１への効率の良い熱伝達が行われる。そして、金属板
１１上の温度分布に差が有る限りヒートパイプ１２によ
る熱輸送が行われ、金属板１１の全体が均一な温度とな
るように作用する。

【００１５】以上のように、この第１実施例の取付け方
法によれば、取付け孔１１ａの内周面にヒートパイプ１
２の外周面が密着するため、金属板１１とヒートパイプ
１２との間の熱抵抗が減少するとともに、接着手段を用
いずにヒートパイプ１２を金属板１１に強固に取付ける
ことができ、高性能な均熱板を製造することができる。

【００１６】また、図４および図５はこの発明の方法
を、ヒートパイプへの放熱フィンの取付け方法に適用し
た第２実施例を示すもので、以下、図面に基づいて説明
する。

【００１７】放熱フィン２１は、矩形に形成されたアル
ミ合金板で、その中央には、ヒートパイプ用の取付け孔
２１ａが形成されている。この取付け孔２１は、ヒート
パイプ２２を挿通可能な最小な内径寸法に形成されてい
る。またヒートパイプ２２は、金属製コンテナ管の内部
に凝縮性の作動液を所定量封入して形成されている。

【００１８】そして、ヒートパイプ２２への放熱フィン
２１の取付け手順を説明すると、先ず、取付け孔２１ａ
にヒートパイプ２２の凝縮部２２ａ側を挿入して、複数
枚の放熱フィン２１が一定の間隔で挿着される。このと
き取付け孔１１ａの内周面とヒートパイプ１２の表面と
の間に隙間が生じる。

【００１９】次に、複数枚の放熱フィン２１を凝縮部２
２ａの外周に挿着した状態のヒートパイプ２２を高温炉
（図示せず）内に収納して所定時間加熱すると、ヒート
パイプ２２内に封入されている作動液（図示せず）が気
化して膨張し、更に加熱されてヒートパイプ２２の内圧
が上昇する。

【００２０】このとき、ヒートパイプ２２は、高温に加
熱された状態で内圧が高くなるため膨張して拡径方向に
塑性変形する。ところが、ヒートパイプ２２の凝縮部２
２ａのうち外周に放熱フィン２１ａが配設されている部
分は、ヒートパイプ２２の表面が取付け孔２１ａの内周
に密着した後は、この取付け孔２１ａによって拡径が規
制されるため、放熱フィン２１ａが配設されていない部
分だけが更に拡径することとなる。そして、徐冷するこ
とによってヒートパイプ２２は充分に焼なましされ、各
放熱フィン２１の取付け孔２１ａの内周へ密着するとと
もに、この取付け孔２１ａの口縁部を両側から挟持する
状態に塑性変形して、各放熱フィン２１をそれぞれ固定
する（図５参照）。

【００２１】次に、上記のように放熱フィン２１が取付
けられたヒートパイプ２２の作用を説明すると、例え
ば、このヒートパイプ２２の蒸発部２２ｂ側が冷却を要
する発熱部に配設され、放熱フィン２１が取付けられた
凝縮部２２ａ側が外気と接触可能に配設される。そし
て、ヒートパイプ２２の蒸発部２２ｂが加熱されると、
封入されている作動液が蒸発し、蒸発部２２ａへの入熱
を蒸発潜熱のかたちで凝縮部２２ａに熱輸送し、凝縮部
２２ａに取付けられた放熱フィン２１に熱伝達される。
このとき、ヒートパイプ２２は、取付け孔２１ａの内周
面密着するとともに、この内周面と口縁部の両側面との
３面の広い接触面積が確保されているため、熱抵抗が小
さく熱伝達性に優れている。

【００２２】そして、ヒートパイプ２２の凝縮部２２ａ
から放熱フィン２１に伝達された熱は、各放熱フィン２
１の広い面積の表面全体から大気中に放散される。した
がって、発熱部を効率的に冷却することができる。

【００２３】以上のように、この実施例によれば、ヒー
トパイプ２１の外周に複数の放熱フィン２１を、熱抵抗
が小さい状態に取付けることができるとともに、接着剤
やろう付け等によらずに各放熱フィン２１を所定の位置
に強固に固定することができる。

【００２４】なお、この実施例においては、ヒートパイ
プ２２の凝縮部２２ａ側に放熱フィン２１を取り付ける
場合について説明したが、ヒートパイプの蒸発部側に受
熱フィンを取付ける場合にも同様に実施することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のヒートパ
イプの取付け方法は、ヒートパイプを、ヒートパイプ取
付け部材に形成された取付け孔に挿通した後、この挿通
した状態でヒートパイプを前記ヒートパイプ取付け部材
とともに高温に加熱することによりこのヒートパイプの
内圧を高めて前記コンテナを拡径方向に塑性変形させ
て、ヒートパイプの外周面を取付け孔の内周面に密着さ
せるので、熱抵抗が小さい状態に取付けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法によってヒートパイプを取付け
た第１実施例の均熱板の斜視図である。

【図２】均熱板の製造工程のうちのヒートパイプを挿着
する工程を示す断面側面図である。

【図３】同じく加熱工程を示す断面側面図である。

【図４】この発明の方法によって放熱フィンを取付けた
第２実施例のヒートパイプの斜視図である。

【図５】第２実施例の加熱工程を示すヒートパイプの断
面側面図である。

【図６】従来の取付け方法によって製造された均熱板の
断面正面図である。

【符号の説明】

１１…金属板、 １１ａ…取付け孔、 １２…ヒートパ
イプ、 ２１…放熱フィン、 ２１ａ…取付け孔、 ２
２…ヒートパイプ、 ２２ｂ…凝縮部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益子 耕一 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】 コンテナ内に作動液を封入したヒートパ
   イプを、ヒートパイプ取付け部材に形成された取付け孔
   に挿通して熱伝達可能に取付けるヒートパイプの取付け
   方法において、 前記ヒートパイプの蒸発部側と凝縮部側との少なくとも
   一方を、前記ヒートパイプ取付け部材に形成された取付
   け孔に挿通した後、この挿通した状態でヒートパイプを
   前記ヒートパイプ取付け部材とともに高温に加熱するこ
   とによりこのヒートパイプの内圧を高めて前記コンテナ
   を拡径方向に塑性変形させて、ヒートパイプの外周面を
   前記取付け孔の内周面に密着させることを特徴とするヒ
   ートパイプの取付け方法。