JPH11183070A - フラットヒートパイプの製造方法 - Google Patents
フラットヒートパイプの製造方法Info
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- JPH11183070A JPH11183070A JP36466597A JP36466597A JPH11183070A JP H11183070 A JPH11183070 A JP H11183070A JP 36466597 A JP36466597 A JP 36466597A JP 36466597 A JP36466597 A JP 36466597A JP H11183070 A JPH11183070 A JP H11183070A
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Abstract
でき、さらに熱輸送能力に優れかつ強固なフラットヒー
トパイプの製造方法を提供する。 【解決手段】 二つの平板材1の一方をフランジ部24
に凹溝25を有するカップ状部材21に成形し、そのカ
ップ状部材21に補強用リブであるビード26を設け
る。また、表面に焼結粉末28を溶射する。そして、平
板材1とカップ状部材21とを溶接によって接合する。
さらに、形成された容器31の内部に、ノズル部32を
介して注入ノズル41によって作動流体を注入し、容器
31をヒートパイプ化する。
Description
として熱を輸送するヒートパイプに関し、特にコンテナ
が中空平板状をなすフラットヒートパイプの製造方法に
関するものである。
中空平板構造のコンテナの内部に密閉した空間部を形成
し、その空間部に空気などの非凝縮性ガスを脱気した状
態で凝縮性の流体を作動流体として封入したものであ
る。この種のヒートパイプでは、表面が平坦となるの
で、熱交換対象物との接触面積が広くなり、熱伝達性能
あるいは熱交換性能が向上する利点がある。
素材を押し出し成形によって矩形断面のパイプ状に形成
し、これを所定長さに切断するとともに、その切断片の
両縁部をキャップによって密閉し、さらにその密閉空間
の内部に作動流体を封入することにより製造されてい
た。
得られる部品の形状は、使用するダイスによって決定さ
れるから、上述した従来の製造方法によれば、単一の製
造ラインからは単一の大きさもしくは形状のヒートパイ
プ用のコンテナしか製造することができない。言い換え
れば、大きさあるいは断面形状の異なるヒートパイプ用
コンテナを製造するには、その種類に応じたダイスある
いはラインを用意する必要があり、その結果、設備コス
トが高くなり、ひいてはフラットヒートパイプの製造コ
ストが高くなる不都合があった。
ウィックを設けるとした場合、押し出し成形の利点は、
筒状の部品を容易に製造する点にあることから知られる
ように、筒状のコンテナ用部品の内部にウィックを設け
ることになる。そのため、その筒状部品の長さが長い場
合には、ウィックを奥深い箇所にまで挿入する必要があ
り、ウィック付フラットヒートパイプとしての製造性に
劣るものとならざるを得ない。特に、ウィックを溶射な
どのいわゆる表面加工の方法で形成する場合には、筒状
部品の奥深い箇所に溶射を行うことが困難であるから、
製造可能なフラットヒートパイプの大きさが限定される
不都合があった。
ナ用部品の内面にウィックを一体に形成するとした場
合、そのウィックとしては複数条の溝からなるグルーブ
ウィックに限定され、その結果、得られる毛細管圧力が
低く、熱輸送能力の高いヒートパイプを製造することは
困難であった。
れたものであり、コンテナやウィックを容易に形成する
ことができ、さらに熱輸送能力に優れかつ強固なフラッ
トヒートパイプの製造方法を提供することを目的とする
ものである。
的を達成するために、請求項1に記載した発明は、開口
幅に対して深さの浅い凹断面形状の第一の部材を形成す
る工程と、この第一の部材の開口端に第二の部材を気密
状態に取り付けた容器を形成する工程と、その容器の内
部に脱気した状態で凝縮性の流体を作動流体として封入
してヒートパイプ化する工程とを備えていることを特徴
とするものである。
は、平板材等をプレス加工すること等により凹断面形状
の第一の部材を成形し、その後その第一の部材と第二の
部材とを接合することによってコンテナとなる容器が形
成されるので、第一の部材の大きさや形状を変更するこ
とが容易であり、その結果、多種類の大きさや形状をも
つコンテナを単一のラインから容易に製造することがで
きる。
ることによってコンテナとなる容器が形成されるので、
これらの部材を接合する前にこれらに所望のウィックを
設ける等の加工を容易に行うことができる。その結果、
熱輸送能力の大きいフラットヒートパイプを製造するこ
とができる。
器を形成する工程の前に、前記第一の部材と第二の部材
との前記容器の内面となる対向面の少なくともいずれか
一方に、補強用リブを形成する工程を更に備えているこ
とを特徴とするものである。
は、第一の部材と第二の部材とからコンテナとなる容器
が形成されるので、容器を形成する前に予めそれらの部
材の少なくとも一方に補強用リブを設けることができ
る。その結果、補強用リブをもつ強固なコンテナを容易
に得ることができる。
第一の部材の開口端の周縁部の少なくとも一部に、前記
第二の部材に面接触するフランジ部を前記開口端から外
側に延ばして形成しておき、かつそのフランジ部に前記
第二の部材に対向する面とは反対方向に窪みかつ前記開
口端からフランジ部の端部に到る凹溝を形成しておき、
前記容器を形成する工程で前記フランジ部を前記第二の
部材に接合することにより前記凹溝および第二の部材に
よって前記容器の内外を連通させるノズル部を形成し、
このノズル部を介して前記脱気および作動流体に前記容
器内への注入を行うことを特徴とするものである。
は、第一の部材のフランジ部に凹溝を設けることによっ
て、第一の部材と第二の部材とを接合させ容器を形成す
ると、容器内外を連通するノズル部が容器の端部に形成
される。それにより、注入ノズルを挿入するための孔を
容器に設ける工程を省略することができる。結果とし
て、容器に作動流体を容易に注入することができ、フラ
ットヒートパイプを容易に形成することができる。
トパイプの製造方法の具体例を図面に基づいて説明す
る。まず、ヒートパイプのコンテナの素材として、金属
製の矩形状の平板材1を二枚用意する。そして、この二
つの平板材1のうち一枚にプレス加工を施すことによっ
て凹断面形状の窪みを有するカップ状部材を形成する。
そして、その縁部にフランジ部を設けるとともに、形成
された窪みとカップ状部材の外部とを連通する凹溝をそ
のフランジ部に形成する。その形成の際に用いるプレス
装置の構成を図1を用いて説明する。まず、平板材1を
カップ状部材に形成するポンチ11が設けられている。
なお、このポンチ11は、押圧面が矩形状に形成されて
おり、平板材1を底部が矩形状の平坦面である窪みを有
するカップ状部材に形成するような形状に構成されてい
る。そして、このポンチ11の水平方向での周囲にはシ
ワ押え12が設けられている。また、ポンチ11の周囲
に位置するシワ押え12の部分の一部には、平板材1に
凹溝を形成するための凸部13が設けられている。な
お、ポンチ11とシワ押え12とは鉛直方向に移動可能
に設けられている。
4とノックアウト15が設けられている。なお、ダイス
14には、ポンチ11が嵌合する窪み16が設けられて
いる。さらに、窪み16の周囲に位置するダイス14の
部分の一部には、平板材1に凹溝を形成するための凹部
17が設けられている。なお、凸部13はこの凹部17
に嵌合可能に構成されている。
明する。まず、カップ状部材の窪みを形成する平板材1
の部分を窪み16の開口部、つまりポンチ11の直下に
位置するように、一枚の平板材1の端部をダイス14の
上面に載置する。その後、ポンチ11とシワ押え12と
を降下させ、平板材1の端部をシワ押え12によって押
圧しながら、ポンチ11によって平板材1を窪ませ、カ
ップ状部材に成形する。なお、シワ押え12とダイス1
4とによって挟まれる平板材1の端部がカップ状部材の
フランジ部となる。また、シワ押え12の凸部13によ
って、カップ状部材のフランジ部に、カップ状部材が窪
んでいる側へ凹む凹溝が形成される。そして、カップ状
部材の成形が完了した後に、カップ状部材をノックアウ
ト15によって抜き出す。さらに、このカップ状部材を
トリミングする。
す。ここに示すカップ状部材21には、この図2におけ
る窪みの底面であり、矩形状の平坦面を有する底板22
が形成されている。また、底板22の縁部から底板22
とは直交する方向にそれぞれ延びる側板23が形成され
ている。さらに、これらの側板23の底板22と接して
いる縁部とは対向する縁部から側板23とは直交する方
向にそれぞれ延びるフランジ部24が形成されている。
24の四隅のうちの一つに後の工程で作動流体をカップ
状部材21の窪みに注入するためのノズル部となる半円
断面状の凹溝25が形成されている。
るために再プレス加工を施すのが好ましい。
に補強用リブである半円断面状のビード26を複数個千
鳥状に配列して設ける。なお、このビード26は、ゴム
成形法等の従来知られた方法によって形成される。
四隅に、フラットヒートパイプのコンテナを被取付部材
に取り付けるための取付ねじ(図示せず)を導通させる
取付手段である取付孔27を設ける。なお、この取付孔
27は打ち抜き等の従来知られた方法によって穿設され
る。さらに、平板材1の一方の表面にウィックとなる焼
結粉末28を溶射する。なお、この焼結粉末28の溶射
には溶融式や粉末式、ガス溶線式等の従来知られた方法
を用いることができる。
1とを脱脂洗浄する。その洗浄手段としては、例えば適
宜の溶剤を使用した洗浄、あるいは超音波洗浄などの従
来知られた方法を用いることができる。
4を平板材1に溶接することにより、カップ状部材21
を平板材1に接合する。なお、この溶接には、従来知ら
れている方法を採用することができる。そして、カップ
状部材21と平板材1とが溶接されることにより、図3
に示す容器31が形成される。この容器31の四隅の一
つには、カップ状部材21の凹溝25と平板材1とによ
って半円断面状のノズル部32が形成されている。その
ノズル部32の断面図を図4に示す。
る。すなわち、注入ノズル41を介して、作動流体を規
定量よりも若干多めに容器31内部に注入する。これ
は、次工程で容器31内から非凝縮性ガスの追い出しを
行うためである。この加熱追い出し工程の一例として、
図5に示すように、注入ノズル41が設けられた端部が
上方となるように容器31をシリコンオイルバス42内
に設置し、120℃程度に加熱する。すると、作動流体
中に溶在などしている非凝縮性ガスが作動流体の沸騰蒸
気と共に注入ノズル41の開口端から容器31の外部に
放出される。
ノズル41の先端側をカシメるなどして仮封止する。し
たがって、この容器31自体が充分に脱気されたヒート
パイプ51のコンテナ52となる。なお、この加熱追い
出し工程では、予め注入ノズル41を仮締めしておいた
状態で容器31内部の圧力を高め、その後に仮締め部分
を開放して作動流体をフラッシュさせる方法を採用する
こともできる。なお、この具体例では、コンテナ52の
内部への作動流体の脱気封入方法として加熱追い出し法
を例示したが、これに替えて真空ポンプ法やガス液化法
等を採用することもできる。
シーズニングする。この工程は周知の通り、微細なピン
ホールを発見したり、容器31(コンテナ52)の内壁
面と作動流体との濡れ性を向上させたりする等、概して
ヒートパイプ51としての信頼性を高めるために実施さ
れる工程である。例えば図6に示すように、ヒートパイ
プ51をバッチ炉や管状炉等の加熱炉61の内部に収納
して、100℃程度で一定時間連続して加熱する。そし
て、上記工程が終了した後、注入ノズル41の仮封止を
切断するなどして開封し、また内部の作動流体を廃棄す
る。なお、コンテナ52の内部にスケールなどの不要物
があれば、その際に作動流体と共にコンテナ52の外部
に取り出されるので、上記シーズニング工程は容器31
内部の二回目の洗浄工程として機能する。
2)に、規定の封入量に対して若干多めの量の作動流体
を新たに注入する。そして再度、前述と同様の加熱追い
出しを実施して、作動流体中に溶存する非凝縮性ガスを
容器31内から排出させた後、注入ノズル41をその基
端部すなわち容器31の端部のごく近い箇所において本
封止する(図7参照)。なお、封止するにあたり、例え
ば一旦カシメた状態で、先端部に適度な丸みをもった治
具でその部分を圧着切断すれば、気密性がより確実に担
保される。また、必要に応じて溶接する。
熱特性検査工程に送り、熱輸送量や均熱性等について検
査する。そして、その検査規格をクリアしたヒートパイ
プ51については、コンテナ52の外表面に例えばニッ
ケルをコーティングする。ついで特に図示しないが、ヒ
ートパイプ51を最終検査工程に送り、外観や寸法およ
び重量や伝熱特性等について検査をして工程が完了す
る。
ートパイプの一例を図8に示す。ここに示すフラットヒ
ートパイプ51のコンテナ52は、平板材である底板5
3とカップ状部材である上方部材54とから密閉中空平
板状に形成されている。また、上方部材54は平坦面を
成している矩形の天板55と、その天板55の四つの縁
部から天板55とは直交する方向にそれぞれ延びる側板
56と、それらの側板56の天板55と接している縁部
とは対向する縁部から側板56とは直交する方向にそれ
ぞれ延びるフランジ部57とから構成された凹断面形状
の部材である。さらに底板53の四隅には、取付具であ
るねじ(図示せず)を導通させる取付孔58が形成され
ている。また、上方部材54の天板55には、補強用リ
ブである断面が円弧状のビード59が千鳥状に複数条設
けられている。そして、コンテナ52がその厚さ方向に
潰れようとした場合に、このビード59が底板53に接
触し、支柱の役目を果たすことによりコンテナ52が潰
れることを防ぐことができる。
図である。上方部材54は、その天板55と底板53と
が対向するようにそのフランジ部57の縁部を底板53
に溶接することによって、底板53に取り付けられてい
る。
53の図9における上面にはウィックとなる銅製の焼結
粉末60が溶射されている。
とからコンテナ52が形成されることによって、所望の
大きさや形状のコンテナ52を形成することができる。
材1とカップ状部材21との少なくとも一方に所望の毛
細管圧力の高いウィックを容易に設けることができる。
その結果、熱輸送能力の大きいフラットヒートパイプ5
1を得ることができる。
ップ状部材21に補強用リブであるビード26を設ける
ことができる。その結果、コンテナ52が厚さ方向に潰
れることを防ぐことができ、強固なフラットヒートパイ
プ51を得ることができる。
4に凹溝25を設けることによって、平板材1とカップ
状部材21とを接合させ容器31を形成すると、容器内
外を連通するノズル部32が形成される。その結果、注
入ノズル41を挿入するための孔を容器に設ける工程を
省略することができるとともに、容器31に作動流体を
容易に注入することができ、フラットヒートパイプを容
易に形成することができる。
イプの製造方法によって製造されたフラットヒートパイ
プの他の例を示している。なお、後述する製造方法以外
のフラットヒートパイプの製造方法は上述の具体例のフ
ラットヒートパイプの製造方法と同様なので、説明を省
略する。
コンテナ62は、カップ状部材である金属製の上方部材
63と下方部材64とから密閉中空平板状に形成されて
いる。なお、この上方部材63は、まず平板材1をポン
チ11を用いた図1に示すプレス加工法によってカップ
状部材21を成形した後に、ポンチ11とは押圧面が相
似でそれよりも小さい押圧面をもったポンチ(図示せ
ず)を用いた図1に示すプレス加工法によって、カップ
状部材21を再度プレス加工を行ったものである。
ポンチを用いた図1に示すプレス加工法によって、平板
材1をカップ状部材に形成したものである。
窪みの底部になる面には、ビード26の代わりに、圧印
加工等従来知られた方法によって、断面が矩形状の凸部
である隆起部65が上方部材63と下方部材64との長
手方向に亘って互いに平行に二条設けられている。
プ61のコンテナ62において、上方部材63は平坦面
を成している矩形の天板66と、その天板66の四つの
縁部から天板66とは直交する方向にそれぞれ延びる内
方側板67と、それらの内方側板67の天板66と接し
ている縁部とは対向する縁部から内方側板67とは直交
する方向にそれぞれ延びる上方フランジ部68と、それ
らの上方フランジ部68の内方側板67と接している縁
部とは対向する縁部から上方フランジ部68とは直交す
る方向にそれぞれ延びる外方側板69と、それらの外方
側板69の上方フランジ部68と接している縁部とは対
向する縁部から外方側板69は直交する方向にそれぞれ
延びる下方フランジ部70とから構成された凹断面形状
の部材である。
の四隅には、コンテナ62の取付部として、取付具であ
るねじ(図示せず)を導通させる取付孔71が形成され
ている。そして、コンテナ62の内部には、脱気した状
態で図示しない作動流体が封入されている。
面図である。下方部材64は平坦面となっている矩形の
底板72と、その底板72の四つの縁部から底板72と
は直交する方向にそれぞれ延びる側板73と、それらの
側板73の底板72と接している縁部とは対向する縁部
から底板72とは直交する方向にそれぞれ延びるフラン
ジ部74とから構成された凹断面形状の部材である。ま
た、上方部材63の天板66と下方部材64の底板72
とには、断面が矩形状の凸部である隆起部65がコンテ
ナ62の長手方向に亘って互いに平行に二条設けられて
いる。そして、コンテナ52がその厚さ方向に潰れよう
とした場合に、この隆起部65が対向する他方の隆起部
65に接触し、支柱の役目を果たすことによりコンテナ
62が潰れることを防ぐことができる。
材64の底板72とが対向するように、下方部材64を
上方部材63に嵌合し、下方部材64のフランジ部74
の縁部と上方部材63の外方側板69の側面部とを溶接
することによって、下方部材64が上方部材63に取り
付けられている。さらに、コンテナ62の内面となって
いる下方部材64の図11における上面には、ウィック
となる銅製の焼結粉末75が溶射されている。
とからコンテナ62が形成されることによって、所望の
大きさや形状のコンテナ62を形成することができる。
部材63と下方部材64との少なくとも一方に所望の毛
細管圧力の高いウィックを容易に設けることができる。
その結果、熱輸送能力の大きいフラットヒートパイプ6
1を得ることができる。
方部材63と下方部材64とに補強用リブである隆起部
65を設けることができる。その結果、コンテナ62が
厚さ方向に潰れることを防ぐことができ、強固なフラッ
トヒートパイプ61を得ることができる。
する部材の材料として金属が用いられたが、この発明は
上記の具体例に限定されず、加工が容易であり、また伝
熱性能の良好な耐熱材料を用いることができる。
パイプのウィックとして、溶射された焼結粉末が用いら
れたが、この発明は上記の例に限定されず、メッシュや
アーテリ等も用いることができる。
形状として、断面が円弧状のビードや矩形状の隆起部が
用いられたが、この発明は上記の例に限定されず、ドー
ム状や十文字状のビードを用いてもよく、半円状の隆起
部を用いてもよい。
や上方部材や下方部材を形成する方法として、プレス加
工法が用いられたが、この発明はこれに限定されること
はなく、他の加工法を用いてもよい。
方部材や下方部材を形成すると同時に凹溝を形成した
が、この発明はこれに限定されることはなく、凹溝を別
工程で形成してもよい。
ズル部が容器の四隅のうちの一つに設けられたが、この
発明はこれに限定されることはなく、容器を構成するカ
ップ状部材のフランジ部の所望の位置に所望の断面形状
の凹溝を設けることによって、ノズル部をフランジ部の
所望の位置に設けることができ、さらにノズル部の断面
形状を所望の形状に設定することができる。
平板材等をプレス加工すること等により凹断面形状の第
一の部材を形成し、その後その第一の部材と第二の部材
とからフラットヒートパイプのコンテナが形成されるの
で、第一の部材の大きさや形状を変更することが容易で
あり、その結果、多種類の大きさや形状をもつコンテナ
を単一のラインから容易に製造することができる。
ることによってコンテナとなる容器が形成されるので、
これらの部材を接合する前にそれらに所望のウィックを
設ける等の加工を容易に行うことができる。その結果、
熱輸送能力の大きいフラットヒートパイプを製造するこ
とができる。
ンテナとなる容器が形成されるので、容器を形成する前
に予めそれらの部材の少なくとも一方に補強用リブを設
けることができる。その結果、補強用リブをもつ強固な
コンテナを容易に得ることができる。
設けることによって、第一の部材と第二の部材とを接合
させ容器を形成すると、容器内外を連通するノズル部が
容器の端部に形成される。それにより、注入ノズルを挿
入するための孔を容器に設ける工程を省略することがで
きる。結果として、容器に作動流体を容易に注入するこ
とができ、フラットヒートパイプを容易に形成すること
ができる。
る状態を示す概略図である。
である。
によって製造されたフラットヒートパイプを示す斜視図
である。
法によって製造された他のフラットヒートパイプを示す
斜視図である。
26…ビード、 31…容器、 32…ノズル部、 5
1,61…フラットヒートパイプ、 52,62…コン
テナ、 63…上方部材、 64…下方部材、 65…
隆起部。
Claims (3)
- 【請求項1】 開口幅に対して深さの浅い凹断面形状の
第一の部材を形成する工程と、この第一の部材の開口端
に第二の部材を気密状態に取り付けた容器を形成する工
程と、その容器の内部に脱気した状態で凝縮性の流体を
作動流体として封入してヒートパイプ化する工程とを備
えていることを特徴とするフラットヒートパイプの製造
方法。 - 【請求項2】 前記容器を形成する工程の前に、前記第
一の部材と第二の部材との前記容器の内面となる対向面
の少なくともいずれか一方に、補強用リブを形成する工
程を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の
フラットヒートパイプの製造方法。 - 【請求項3】 前記第一の部材の開口端の周縁部の少な
くとも一部に、前記第二の部材に面接触するフランジ部
を前記開口端から外側に延ばして形成しておき、かつそ
のフランジ部に前記第二の部材に対向する面とは反対方
向に窪みかつ前記開口端からフランジ部の端部に到る凹
溝を形成しておき、前記容器を形成する工程で前記フラ
ンジ部を前記第二の部材に接合することにより前記凹溝
および第二の部材によって前記容器の内外を連通させる
ノズル部を形成し、このノズル部を介して前記脱気およ
び作動流体に前記容器内への注入を行うことを特徴とす
る請求項1に記載のフラットヒートパイプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36466597A JPH11183070A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | フラットヒートパイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36466597A JPH11183070A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | フラットヒートパイプの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183070A true JPH11183070A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18482368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36466597A Pending JPH11183070A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | フラットヒートパイプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11183070A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100486710B1 (ko) * | 2001-05-15 | 2005-05-03 | 삼성전자주식회사 | 미세 윅(Wick) 구조를 갖는 씨피엘(CPL) 냉각장치의 증발기 |
| JP2008241227A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 圧接接合式ヒートパイプ |
| WO2016084900A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社フジクラ | ヒートパイプ及び回転機械の冷却機構 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP36466597A patent/JPH11183070A/ja active Pending
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