JP3334308B2 - ヒートパイプ及びヒートパイプ式放熱器 - Google Patents
ヒートパイプ及びヒートパイプ式放熱器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子機器内の発熱性
の部品を冷却するヒートパイプ式放熱器に使用するのに
適するヒートパイプ、及び電子機器用のヒートパイプ式
放熱器に関するものである。
の部品を冷却するヒートパイプ式放熱器に使用するのに
適するヒートパイプ、及び電子機器用のヒートパイプ式
放熱器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器内の発熱性の部品を冷却する従
来のヒートパイプ式放熱器について、最も好ましいとさ
れていたものを図７及び図８を参照しながら説明する。
図７はヒートパイプ式放熱器を電子機器内の基板へ取り
付けた状態の部分側面図、図８は図７のヒートパイプ式
放熱器の正面図である。
来のヒートパイプ式放熱器について、最も好ましいとさ
れていたものを図７及び図８を参照しながら説明する。
図７はヒートパイプ式放熱器を電子機器内の基板へ取り
付けた状態の部分側面図、図８は図７のヒートパイプ式
放熱器の正面図である。
【０００３】それぞれ全長にわたって偏平に加工された
４本のヒートパイプ１’は、その偏平面が上下に位置す
るように並べられ、それらの受熱部（蒸発部）１０’に
は受熱板２’が、放熱部（凝縮部）１１’には熱拡散板
３’がそれぞれ取り付けられている。ヒートパイプ１’
は、作動液を封入した後の円筒状のヒートパイプを加圧
することにより偏平に加工したものである。熱拡散板
３’には、それの幅方向に沿って放熱フィン４’がロウ
付けなどにより固着されている。この放熱フィン４’は
ハニカム構造であって、ハニカム状の孔４０’は、熱拡
散板３’の幅方向に沿うように（すなわち、ヒートパイ
プの放熱部１１’の幅方向に沿うように）なっており、
孔４０’の数は熱拡散板３’の上下各４８個、合計９６
個である。
４本のヒートパイプ１’は、その偏平面が上下に位置す
るように並べられ、それらの受熱部（蒸発部）１０’に
は受熱板２’が、放熱部（凝縮部）１１’には熱拡散板
３’がそれぞれ取り付けられている。ヒートパイプ１’
は、作動液を封入した後の円筒状のヒートパイプを加圧
することにより偏平に加工したものである。熱拡散板
３’には、それの幅方向に沿って放熱フィン４’がロウ
付けなどにより固着されている。この放熱フィン４’は
ハニカム構造であって、ハニカム状の孔４０’は、熱拡
散板３’の幅方向に沿うように（すなわち、ヒートパイ
プの放熱部１１’の幅方向に沿うように）なっており、
孔４０’の数は熱拡散板３’の上下各４８個、合計９６
個である。
【０００４】ヒートパイプ１の受熱部１０’は受熱板
２’へ、放熱部１１’は熱拡散板３’へそれぞれ埋め込
まれた状態である。具体的には、受熱板２’及び熱拡散
板３’は、それぞれ上下の二つ割り型２ａ，２ｂ及び３
ａ，３ｂによって構成され、割り型２ａ，２ｂ及び３
ａ，３ｂの相対する凹面へ受熱部１０’及び放熱部１
１’をそれぞれハンダ付けしている。２１は、受熱板
２’の脚である。
２’へ、放熱部１１’は熱拡散板３’へそれぞれ埋め込
まれた状態である。具体的には、受熱板２’及び熱拡散
板３’は、それぞれ上下の二つ割り型２ａ，２ｂ及び３
ａ，３ｂによって構成され、割り型２ａ，２ｂ及び３
ａ，３ｂの相対する凹面へ受熱部１０’及び放熱部１
１’をそれぞれハンダ付けしている。２１は、受熱板
２’の脚である。
【０００５】このヒートパイプ式放熱器は、図７及び図
８のように、受熱板２’の下面へ、高熱伝導ゴム６０を
介して基板５へ実装されている半導体素子などの発熱性
の電子部品６を接着（熱伝導性接着剤により接着）し、
放熱フィン４’に対しハニカム構造の孔４０’に沿うよ
うに、すなわち図８の矢印ａの方向（又はその逆方向）
から風を送りながら電子部品６を冷却するものである。
すなわち、電子部品６の熱は、受熱板２’を介して放熱
部１０’へ伝わって内部の作動液を蒸発させ、蒸気とと
もに放熱部１１’へ輸送され、熱拡散板３’を介して放
熱フィン４’により空気中に放出される。同時に、蒸気
は凝縮する。このような熱交換の絶え間ない繰り返しに
より、電子部品６からの熱を放熱する。
８のように、受熱板２’の下面へ、高熱伝導ゴム６０を
介して基板５へ実装されている半導体素子などの発熱性
の電子部品６を接着（熱伝導性接着剤により接着）し、
放熱フィン４’に対しハニカム構造の孔４０’に沿うよ
うに、すなわち図８の矢印ａの方向（又はその逆方向）
から風を送りながら電子部品６を冷却するものである。
すなわち、電子部品６の熱は、受熱板２’を介して放熱
部１０’へ伝わって内部の作動液を蒸発させ、蒸気とと
もに放熱部１１’へ輸送され、熱拡散板３’を介して放
熱フィン４’により空気中に放出される。同時に、蒸気
は凝縮する。このような熱交換の絶え間ない繰り返しに
より、電子部品６からの熱を放熱する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】偏平なヒートパイプを
使用したこの種の放熱器は、より効果的に熱交換（放
熱）するために、放熱部１１’の両方の偏平面に沿って
風を流す必要がある。つまり、放熱熱フィン４’は、放
熱部１１’における熱拡散板３’の幅方向（放熱部１
１’の幅方向）に沿って取り付けなければならない。し
かしながら、従来のヒートパイプ式放熱器における偏平
なヒートパイプ１’は、受熱部１０’の偏平面（幅面）
と放熱部１１’の偏平面とが同じ向きに形成されてい
て、各ヒートパイプ１’の放熱部１１’は偏平面をそれ
ぞれ上下に向けた状態で設置しなければならない。しが
たって、各ヒートパイプ１’の放熱部１１’における熱
拡散板３’及び放熱フィン４’を共通にして全体を長く
しなければならないために、放熱フィン効率が悪く、熱
抵抗，通風抵抗が大きくなる。
使用したこの種の放熱器は、より効果的に熱交換（放
熱）するために、放熱部１１’の両方の偏平面に沿って
風を流す必要がある。つまり、放熱熱フィン４’は、放
熱部１１’における熱拡散板３’の幅方向（放熱部１
１’の幅方向）に沿って取り付けなければならない。し
かしながら、従来のヒートパイプ式放熱器における偏平
なヒートパイプ１’は、受熱部１０’の偏平面（幅面）
と放熱部１１’の偏平面とが同じ向きに形成されてい
て、各ヒートパイプ１’の放熱部１１’は偏平面をそれ
ぞれ上下に向けた状態で設置しなければならない。しが
たって、各ヒートパイプ１’の放熱部１１’における熱
拡散板３’及び放熱フィン４’を共通にして全体を長く
しなければならないために、放熱フィン効率が悪く、熱
抵抗，通風抵抗が大きくなる。
【０００７】また、送風したときに同じ空気が各ヒート
パイプの放熱部１０’の両側を次々に通過するため、空
気（風）が放熱フィン４’の間を通過する間に温度上昇
し、空気温度と放熱フィン４’の終端（図８の左端）に
近くなるのにしたがって放熱フィン４’の表面温度との
差がなくなり、放熱性能が低下する。同時に、空気の流
れの下流側に位置するヒートパイプの温度は、上流側に
位置するヒートパイプの温度よりも高くなり、各電子部
品６はその設置位置の違いにより温度にバラツキを生じ
る。さらに、送風ファンの取付けスペースによっては、
放熱フィン４’に対して図７の上下方向へ風を送るよう
に送風ファンを設置したい場合もあるが、従来のヒート
パイプ式放熱器ではそのようにファンを設置することが
できない。
パイプの放熱部１０’の両側を次々に通過するため、空
気（風）が放熱フィン４’の間を通過する間に温度上昇
し、空気温度と放熱フィン４’の終端（図８の左端）に
近くなるのにしたがって放熱フィン４’の表面温度との
差がなくなり、放熱性能が低下する。同時に、空気の流
れの下流側に位置するヒートパイプの温度は、上流側に
位置するヒートパイプの温度よりも高くなり、各電子部
品６はその設置位置の違いにより温度にバラツキを生じ
る。さらに、送風ファンの取付けスペースによっては、
放熱フィン４’に対して図７の上下方向へ風を送るよう
に送風ファンを設置したい場合もあるが、従来のヒート
パイプ式放熱器ではそのようにファンを設置することが
できない。
【０００８】前述の従来のヒートパイプ式放熱器によれ
ば、受熱部１０’及び放熱部１１’が、受熱板２’及び
熱拡散板３’の割り型の凹面へそれぞれハンダ付けされ
ているので、熱伝達の大半が行われるところの、受熱部
１０’の偏平面と受熱板２’との間、及び放熱部１１’
の偏平面と熱拡散板３’との間に隙間（ボイド）が発生
して熱伝導性が低下する。また、ハンダは比重が大きく
全体の重量が大きくなる。
ば、受熱部１０’及び放熱部１１’が、受熱板２’及び
熱拡散板３’の割り型の凹面へそれぞれハンダ付けされ
ているので、熱伝達の大半が行われるところの、受熱部
１０’の偏平面と受熱板２’との間、及び放熱部１１’
の偏平面と熱拡散板３’との間に隙間（ボイド）が発生
して熱伝導性が低下する。また、ハンダは比重が大きく
全体の重量が大きくなる。
【０００９】この発明の目的は、前述のような問題を改
善すること、すなわち放熱フィンの効率が高く、通風抵
抗がより低く、しかも放熱フィンに対して上下方向へ送
風することができる放熱器用のヒートパイプ及びヒート
パイプ式放熱器を提供することにある。
善すること、すなわち放熱フィンの効率が高く、通風抵
抗がより低く、しかも放熱フィンに対して上下方向へ送
風することができる放熱器用のヒートパイプ及びヒート
パイプ式放熱器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明によるヒートパ
イプは、前述の目的を達成するため、それぞれ偏平に加
工された所定長さの受熱部と放熱部とを有し、前記受熱
部の偏平面と放熱部の偏平面とは、それぞれの長さ方向
の端面視において、一方が全長にわたりほぼ水平である
とき他方が全長にわたりほぼ垂直である状態に形成した
ものである。
イプは、前述の目的を達成するため、それぞれ偏平に加
工された所定長さの受熱部と放熱部とを有し、前記受熱
部の偏平面と放熱部の偏平面とは、それぞれの長さ方向
の端面視において、一方が全長にわたりほぼ水平である
とき他方が全長にわたりほぼ垂直である状態に形成した
ものである。
【００１１】この発明によるヒートパイプ式放熱器は、
前述のように形成されたヒートパイプと、このヒートパ
イプの受熱部へ取り付けられた受熱板と、前記ヒートパ
イプの放熱部へ取り付けられた熱拡散板とを備え、前記
受熱部を当該受熱部の偏平面が前記受熱板の幅方向の両
面とほぼ平行する状態に当該受熱板へ埋め込むととも
に、前記放熱部を当該放熱部の偏平面が前記熱拡散板の
幅方向の両面とほぼ平行する状態に当該熱拡散板へ埋め
込み、前記熱拡散板には幅方向に沿って放熱フィンを固
定している。前記受熱部は前記受熱板に形成された挿入
孔へ、前記放熱部は前記熱拡散板に形成された挿入孔へ
それぞれ挿入され、前記受熱部の両偏平面及び前記放熱
部の両偏平面は前記それぞれの挿入孔の内壁へ密着され
ているのが好ましい。前記放熱フィンは、孔が前記熱拡
散板の幅方向に沿う状態のハニカム構造であるのが好ま
しい。
前述のように形成されたヒートパイプと、このヒートパ
イプの受熱部へ取り付けられた受熱板と、前記ヒートパ
イプの放熱部へ取り付けられた熱拡散板とを備え、前記
受熱部を当該受熱部の偏平面が前記受熱板の幅方向の両
面とほぼ平行する状態に当該受熱板へ埋め込むととも
に、前記放熱部を当該放熱部の偏平面が前記熱拡散板の
幅方向の両面とほぼ平行する状態に当該熱拡散板へ埋め
込み、前記熱拡散板には幅方向に沿って放熱フィンを固
定している。前記受熱部は前記受熱板に形成された挿入
孔へ、前記放熱部は前記熱拡散板に形成された挿入孔へ
それぞれ挿入され、前記受熱部の両偏平面及び前記放熱
部の両偏平面は前記それぞれの挿入孔の内壁へ密着され
ているのが好ましい。前記放熱フィンは、孔が前記熱拡
散板の幅方向に沿う状態のハニカム構造であるのが好ま
しい。
【００１２】
【作用】この発明によるヒートパイプは、それぞれ偏平
に加工された所定長さの受熱部と放熱部とを有し、前記
受熱部の偏平面と放熱部の偏平面とは、それぞれの長さ
方向の端面視において、一方が全長にわたりほぼ水平で
あるとき他方が全長にわたりほぼ垂直である状態に形成
されているので、複数のヒートパイプをそれらの受熱部
の偏平面が上下に向くように並べ、各受熱部へ共通の受
熱板を取り付けた場合、各ヒートパイプの放熱部はそれ
らの偏平面が平行した状態に並び、各放熱部には各別の
熱拡散板が取り付けられる。
に加工された所定長さの受熱部と放熱部とを有し、前記
受熱部の偏平面と放熱部の偏平面とは、それぞれの長さ
方向の端面視において、一方が全長にわたりほぼ水平で
あるとき他方が全長にわたりほぼ垂直である状態に形成
されているので、複数のヒートパイプをそれらの受熱部
の偏平面が上下に向くように並べ、各受熱部へ共通の受
熱板を取り付けた場合、各ヒートパイプの放熱部はそれ
らの偏平面が平行した状態に並び、各放熱部には各別の
熱拡散板が取り付けられる。
【００１３】したがって、この発明によるヒートパイプ
を使用した放熱器は、各ヒートパイプの放熱部における
熱拡散板の幅方向に沿うように送風した場合、各熱拡散
板及びそれらの熱拡散板に固定されている放熱フィンに
は、それぞれ別の空気が接触する。そのため、フィン効
率は相対的に向上し、熱抵抗及び通風抵抗はより小さく
なり、放熱性能もさらに向上する。
を使用した放熱器は、各ヒートパイプの放熱部における
熱拡散板の幅方向に沿うように送風した場合、各熱拡散
板及びそれらの熱拡散板に固定されている放熱フィンに
は、それぞれ別の空気が接触する。そのため、フィン効
率は相対的に向上し、熱抵抗及び通風抵抗はより小さく
なり、放熱性能もさらに向上する。
【００１４】また、受熱板の受熱面に複数の電子部品が
取り付けられていても、それらの電子部品が取り付けら
れている受熱面と直交する状態に、すなわち、放熱器に
おける各ヒートパイプの受熱部に別々の空気が当たるよ
うに送風することができるので、その放熱器の各ヒート
パイプの温度はほぼ等しくなり、したがって、電子部品
相互の間において取付位置の違いによる温度のバラツキ
をなくすることができる。
取り付けられていても、それらの電子部品が取り付けら
れている受熱面と直交する状態に、すなわち、放熱器に
おける各ヒートパイプの受熱部に別々の空気が当たるよ
うに送風することができるので、その放熱器の各ヒート
パイプの温度はほぼ等しくなり、したがって、電子部品
相互の間において取付位置の違いによる温度のバラツキ
をなくすることができる。
【００１５】
【実施例】以下図１〜図６を参照しながら、この発明に
よるヒートパイプ，ヒートパイプ式放熱器及びその製造
方法の好ましい実施例を説明する。図１はこの発明によ
るヒートパイプ式放熱器の一実施例を示す正面図、図２
は図１のヒートパイプ式放熱器の側面図、図３は図１の
放熱器に使用されているヒートパイプの一部省略斜視
図、図４は図３のヒートパイプの受熱部又は放熱部を受
熱板又は熱拡散板の挿入孔へ挿入した状態の部分端面
図、図５は図４の状態から受熱部又は放熱部を膨張させ
た状態の部分端面図、図６はこの発明によるヒートパイ
プの他の実施例を示す一部省略斜視図、図７は従来のヒ
ートパイプ式放熱器を電子機器内の基板へ取り付けた状
態の部分側面図、図８は図７のヒートパイプ式放熱器の
正面図，図９はこの発明の実施例のヒートパイプ式放熱
器と従来の放熱器との放熱性能を比較した線グラフであ
る。
よるヒートパイプ，ヒートパイプ式放熱器及びその製造
方法の好ましい実施例を説明する。図１はこの発明によ
るヒートパイプ式放熱器の一実施例を示す正面図、図２
は図１のヒートパイプ式放熱器の側面図、図３は図１の
放熱器に使用されているヒートパイプの一部省略斜視
図、図４は図３のヒートパイプの受熱部又は放熱部を受
熱板又は熱拡散板の挿入孔へ挿入した状態の部分端面
図、図５は図４の状態から受熱部又は放熱部を膨張させ
た状態の部分端面図、図６はこの発明によるヒートパイ
プの他の実施例を示す一部省略斜視図、図７は従来のヒ
ートパイプ式放熱器を電子機器内の基板へ取り付けた状
態の部分側面図、図８は図７のヒートパイプ式放熱器の
正面図，図９はこの発明の実施例のヒートパイプ式放熱
器と従来の放熱器との放熱性能を比較した線グラフであ
る。
【００１６】図１及び図２のヒートパイプ式放熱器は、
横方向に並べられた４本のヒートパイプ１と、各ヒート
パイプ１の受熱部１０に取り付けられた共通の受熱板２
と、各ヒートパイプ１の放熱部１１へ各別に取り付けら
れた熱拡散板３と、各熱拡散板３に取り付けられた放熱
フィン４とによって構成されている。
横方向に並べられた４本のヒートパイプ１と、各ヒート
パイプ１の受熱部１０に取り付けられた共通の受熱板２
と、各ヒートパイプ１の放熱部１１へ各別に取り付けら
れた熱拡散板３と、各熱拡散板３に取り付けられた放熱
フィン４とによって構成されている。
【００１７】各ヒートパイプ１は、外径１６mm，肉厚１
mm，内面グルーブ付の図示しない銅製円筒状のヒートパ
イプを加圧し、図１〜図３のように偏平に加工したもの
で、図３のように、中央のねじれ部１２を介して、長外
径（幅）ｗ１＝２３mm弱，短外径（高さ）ｈ１＝４mmの
受熱部１０と放熱部１１から構成されており、全長Ｌ１
＝２１０mmである。ヒートパイプ１の作動液は純水であ
る。そして、受熱部１０の偏平面と放熱部１１の偏平面
とは、それぞれの長さ方向の端面視において、一方が全
長にわたりほぼ水平であるとき他方が全長にわたりほぼ
垂直である状態にほぼ９０°向きを異にしている。
mm，内面グルーブ付の図示しない銅製円筒状のヒートパ
イプを加圧し、図１〜図３のように偏平に加工したもの
で、図３のように、中央のねじれ部１２を介して、長外
径（幅）ｗ１＝２３mm弱，短外径（高さ）ｈ１＝４mmの
受熱部１０と放熱部１１から構成されており、全長Ｌ１
＝２１０mmである。ヒートパイプ１の作動液は純水であ
る。そして、受熱部１０の偏平面と放熱部１１の偏平面
とは、それぞれの長さ方向の端面視において、一方が全
長にわたりほぼ水平であるとき他方が全長にわたりほぼ
垂直である状態にほぼ９０°向きを異にしている。
【００１８】各ヒートパイプ１の受熱部１０は、幅ｗ２
＝１００mm，長さＬ２＝７０mm，肉厚ｔ２＝６mmのアル
ミニウム合金製の受熱板２へ埋め込まれ、また、各放熱
部１１は、幅ｗ３＝４６mm，長さＬ３＝６０．５mm，肉
厚ｔ３＝６mmのアルミニウム合金製の熱拡散板３へ埋め
込まれている。したがって、受熱部１０の偏平面と受熱
板２の幅面、及び放熱部１１の偏平面と熱拡散板３の幅
面は、それぞれ平行している。
＝１００mm，長さＬ２＝７０mm，肉厚ｔ２＝６mmのアル
ミニウム合金製の受熱板２へ埋め込まれ、また、各放熱
部１１は、幅ｗ３＝４６mm，長さＬ３＝６０．５mm，肉
厚ｔ３＝６mmのアルミニウム合金製の熱拡散板３へ埋め
込まれている。したがって、受熱部１０の偏平面と受熱
板２の幅面、及び放熱部１１の偏平面と熱拡散板３の幅
面は、それぞれ平行している。
【００１９】この実施例では、受熱部１０と受熱板２、
及び放熱部１１と熱拡散板３とを以下のような方法で相
互に固定している。図示しない円筒状のヒートパイプを
偏平なヒートパイプ１に加工するとき、図４で示すよう
に、受熱部１０及び放熱部１１が長外径＝２３mm強，短
外径ｈ１＝約３．５mmになるように加工する。他方、受
熱板２及び熱拡散板３には、長さ方向に沿って、幅ｗ２
０＝２４mm，高さｈ２０＝４mmの挿入孔２０，３０をそ
れぞれ形成しておく。そして、受熱板２の挿入孔２０に
は受熱部１０を、また熱拡散板３の挿入孔３０には放熱
部１１をそれぞれ挿入し、これらを水平に保った状態で
１７０℃〜２００℃に保たれた図示しない恒温槽に入れ
て加熱する。前述の加熱により、ヒートパイプ１内の作
動液が蒸発して内圧が高くなるため、偏平な受熱部１０
及び放熱部１１は円形になる方向へ、すなわち短外径ｈ
１を拡大する方向（図４の上下方向）へ膨張する。この
膨張により、図５で示すように、受熱部１０及び放熱部
１１の偏平面は挿入孔２０，３０の幅方向の内壁面へ隙
間なく密着して、膨張を停止する。受熱部１０及び放熱
部１１の偏平面が挿入孔２０，３０の幅方向の内壁面へ
密着した段階で、これらを恒温槽から取り出す。
及び放熱部１１と熱拡散板３とを以下のような方法で相
互に固定している。図示しない円筒状のヒートパイプを
偏平なヒートパイプ１に加工するとき、図４で示すよう
に、受熱部１０及び放熱部１１が長外径＝２３mm強，短
外径ｈ１＝約３．５mmになるように加工する。他方、受
熱板２及び熱拡散板３には、長さ方向に沿って、幅ｗ２
０＝２４mm，高さｈ２０＝４mmの挿入孔２０，３０をそ
れぞれ形成しておく。そして、受熱板２の挿入孔２０に
は受熱部１０を、また熱拡散板３の挿入孔３０には放熱
部１１をそれぞれ挿入し、これらを水平に保った状態で
１７０℃〜２００℃に保たれた図示しない恒温槽に入れ
て加熱する。前述の加熱により、ヒートパイプ１内の作
動液が蒸発して内圧が高くなるため、偏平な受熱部１０
及び放熱部１１は円形になる方向へ、すなわち短外径ｈ
１を拡大する方向（図４の上下方向）へ膨張する。この
膨張により、図５で示すように、受熱部１０及び放熱部
１１の偏平面は挿入孔２０，３０の幅方向の内壁面へ隙
間なく密着して、膨張を停止する。受熱部１０及び放熱
部１１の偏平面が挿入孔２０，３０の幅方向の内壁面へ
密着した段階で、これらを恒温槽から取り出す。
【００２０】この実施例の各放熱フィン４は、アルミニ
ウム合金製のハニカム構造であり、ハニカム状の孔４０
が各熱拡散板３の幅方向に沿うように、それぞれの熱拡
散板３へ熱伝導性の接着剤によって固着されている。ハ
ニカム状の孔４０のサイズは縦４×横４．５mm、孔４０
相互間の隔壁の肉厚ｔ４は０．５mmである。また、孔４
０の数は各熱拡散板３の片側毎に２４個、総計１９６個
である。熱拡散板３及び放熱フィン４の全部を合わせた
サイズは、縦Ｌ４＝６０．４mm，横ｗ４＝１０４mm，高
さｈ４＝４６mmである。
ウム合金製のハニカム構造であり、ハニカム状の孔４０
が各熱拡散板３の幅方向に沿うように、それぞれの熱拡
散板３へ熱伝導性の接着剤によって固着されている。ハ
ニカム状の孔４０のサイズは縦４×横４．５mm、孔４０
相互間の隔壁の肉厚ｔ４は０．５mmである。また、孔４
０の数は各熱拡散板３の片側毎に２４個、総計１９６個
である。熱拡散板３及び放熱フィン４の全部を合わせた
サイズは、縦Ｌ４＝６０．４mm，横ｗ４＝１０４mm，高
さｈ４＝４６mmである。
【００２１】この実施例のヒートパイプ式放熱器は、図
２のように、受熱板２の裏面を高熱伝導ゴム６０を介し
て基板５上の発熱性の電子部品６へ接着して使用する。
電子部品６の熱は、受熱板２を介してヒートパイプ１の
受熱部１０へ伝達され、受熱部１０内の作動液の蒸発に
より放熱部１１へ運ばれ、熱拡散板３を介して放熱フィ
ン４により空気中へ放散される。蒸気は凝縮して受熱部
１０に戻る。
２のように、受熱板２の裏面を高熱伝導ゴム６０を介し
て基板５上の発熱性の電子部品６へ接着して使用する。
電子部品６の熱は、受熱板２を介してヒートパイプ１の
受熱部１０へ伝達され、受熱部１０内の作動液の蒸発に
より放熱部１１へ運ばれ、熱拡散板３を介して放熱フィ
ン４により空気中へ放散される。蒸気は凝縮して受熱部
１０に戻る。
【００２２】以上の実施例のヒートパイプ式放熱器であ
るサンプルＡと、各部のサイズ及び材質が前記サンプル
Ａと同一（ただし、放熱フィンの孔４０’の数は９６
個）であって、図７及び図８の従来のヒートパイプ式放
熱器であるサンプルＢとを製造し、以下の要領で両サン
プルＡ，Ｂの放熱性能試験を実施した。その結果は、図
９のとおりであった。 (1). 図２及び図７の電子部品６を図示しないヒータに
代えた。 (2). サンブルＡの放熱フィン４に対しては図２の矢印
ｂの方向から、サンプルＢの放熱フィン４’に対しては
図８の矢印ａの方向からぞれぞれ同じ能力のファンで送
風した。 (3). ヒータの発熱量を変化させ、ヒータ近傍の温度上
昇を調べた。
るサンプルＡと、各部のサイズ及び材質が前記サンプル
Ａと同一（ただし、放熱フィンの孔４０’の数は９６
個）であって、図７及び図８の従来のヒートパイプ式放
熱器であるサンプルＢとを製造し、以下の要領で両サン
プルＡ，Ｂの放熱性能試験を実施した。その結果は、図
９のとおりであった。 (1). 図２及び図７の電子部品６を図示しないヒータに
代えた。 (2). サンブルＡの放熱フィン４に対しては図２の矢印
ｂの方向から、サンプルＢの放熱フィン４’に対しては
図８の矢印ａの方向からぞれぞれ同じ能力のファンで送
風した。 (3). ヒータの発熱量を変化させ、ヒータ近傍の温度上
昇を調べた。
【００２３】例えば、電子部品６が発熱量１００Ｗの半
導体素子（ＩＧＢＴ）である場合、限界温度（半導体素
子のケース温度）は４０℃である。これを図８の結果に
当てはめると、この発明の実施例による放熱器であるサ
ンプルＡの最大可能超負荷は約１０５Ｗであるのに対
し、従来の放熱器であるサンプルＢの放熱器の最大可能
超負荷は約６０Ｗであるので、サンプルＡはサンプルＢ
と比べて約７５％放熱性能が向上したことになる。
導体素子（ＩＧＢＴ）である場合、限界温度（半導体素
子のケース温度）は４０℃である。これを図８の結果に
当てはめると、この発明の実施例による放熱器であるサ
ンプルＡの最大可能超負荷は約１０５Ｗであるのに対
し、従来の放熱器であるサンプルＢの放熱器の最大可能
超負荷は約６０Ｗであるので、サンプルＡはサンプルＢ
と比べて約７５％放熱性能が向上したことになる。
【００２４】前述の実施例のヒートパイプ式放熱器は、
従来のヒートパイプ式放熱器と比べると、図９の結果が
示すように放熱性能をはるかに向上させることができ
る。これは、ヒートパイプ１の受熱部１０の偏平面と放
熱部１１の偏平面とが、それぞれの長さ方向の端面視に
おいて、一方が全長にわたりほぼ水平であるとき他方が
全長にわたりほぼ垂直である状態にほぼ９０°向きを異
にしていて、放熱部１１や熱拡散板３及び受熱板へ同じ
空気が次々に接触することなく、フィン効率の向上及び
通風抵抗の減少や、放熱部分を通過する空気の温度上昇
がより小さいことによるものである。また、前述の実施
例のヒートパイプ式放熱器は、図２の矢印ｂの方向、す
なわち同図の設置状態において上下方向へ送風したい場
合に有用である。さらに、ヒートパイプ式放熱器を製造
する際に、ヒートパイプ１の受熱部１０と受熱板２、及
び放熱部１１と熱拡散板３とを、前述のような方法で相
互に固定することにより、受熱部１０の偏平面と受熱板
２、及び放熱部１１の偏平面と熱拡散板３とが隙間なく
密着するので、放熱性能をより一層向上させることがで
きる。
従来のヒートパイプ式放熱器と比べると、図９の結果が
示すように放熱性能をはるかに向上させることができ
る。これは、ヒートパイプ１の受熱部１０の偏平面と放
熱部１１の偏平面とが、それぞれの長さ方向の端面視に
おいて、一方が全長にわたりほぼ水平であるとき他方が
全長にわたりほぼ垂直である状態にほぼ９０°向きを異
にしていて、放熱部１１や熱拡散板３及び受熱板へ同じ
空気が次々に接触することなく、フィン効率の向上及び
通風抵抗の減少や、放熱部分を通過する空気の温度上昇
がより小さいことによるものである。また、前述の実施
例のヒートパイプ式放熱器は、図２の矢印ｂの方向、す
なわち同図の設置状態において上下方向へ送風したい場
合に有用である。さらに、ヒートパイプ式放熱器を製造
する際に、ヒートパイプ１の受熱部１０と受熱板２、及
び放熱部１１と熱拡散板３とを、前述のような方法で相
互に固定することにより、受熱部１０の偏平面と受熱板
２、及び放熱部１１の偏平面と熱拡散板３とが隙間なく
密着するので、放熱性能をより一層向上させることがで
きる。
【００２５】前述の実施例のヒートパイプ１は、図３の
ように、偏平面の向きを９０°異にする受熱部１０と放
熱部１１とがねじれ部１２を介して連続しているが、受
熱部１０と放熱部１１とは、例えば図６のように所定長
さの円筒部１３を介して連続する構造であっても差し支
えない。図６のヒートパイプ１は、受熱部１０と放熱部
１１の中間が強度を必要とする場合に特に有用である。
ように、偏平面の向きを９０°異にする受熱部１０と放
熱部１１とがねじれ部１２を介して連続しているが、受
熱部１０と放熱部１１とは、例えば図６のように所定長
さの円筒部１３を介して連続する構造であっても差し支
えない。図６のヒートパイプ１は、受熱部１０と放熱部
１１の中間が強度を必要とする場合に特に有用である。
【００２６】前述の実施例のヒートパイプ式放熱器で
は、放熱フィン４がハニカム構造であるが、このような
ハニカム構造の放熱フィンに代えて、プレート状やその
他の形状のフィンを使用することができる。
は、放熱フィン４がハニカム構造であるが、このような
ハニカム構造の放熱フィンに代えて、プレート状やその
他の形状のフィンを使用することができる。
【００２７】
【発明の効果】この発明によるヒートパイプ及びヒート
パイプ式放熱器は、フィン効率の向上や通風抵抗の減少
を図ることができることと、放熱部分を通過する空気の
温度上昇を抑えることができることとによって、従来の
ものより放熱性能がはるかに向上する。また、ヒートパ
イプの受熱部の偏平面と放熱部の偏平面とは、それぞれ
の長さ方向の端面視において、一方が全長にわたりほぼ
水平であるとき他方が全長にわたりほぼ垂直である状態
にほぼ９０°向きを異にしているので、組み立てられた
放熱器の放熱部分に対して、受熱板と直交する方向へ送
風したいときに有用である。
パイプ式放熱器は、フィン効率の向上や通風抵抗の減少
を図ることができることと、放熱部分を通過する空気の
温度上昇を抑えることができることとによって、従来の
ものより放熱性能がはるかに向上する。また、ヒートパ
イプの受熱部の偏平面と放熱部の偏平面とは、それぞれ
の長さ方向の端面視において、一方が全長にわたりほぼ
水平であるとき他方が全長にわたりほぼ垂直である状態
にほぼ９０°向きを異にしているので、組み立てられた
放熱器の放熱部分に対して、受熱板と直交する方向へ送
風したいときに有用である。
【図１】この発明によるヒートパイプ式放熱器の一実施
例を示す正面図である。
例を示す正面図である。
【図２】図１のヒートパイプ式放熱器の側面図である。
【図３】図１の放熱器に使用されているヒートパイプの
一部省略斜視図である。
一部省略斜視図である。
【図４】図３のヒートパイプの受熱部又は放熱部を受熱
板又は熱拡散板の挿入孔へ挿入した状態の部分拡大端面
図である。
板又は熱拡散板の挿入孔へ挿入した状態の部分拡大端面
図である。
【図５】図４の状態から受熱部又は放熱部を膨張させた
状態の部分拡大端面図である。
状態の部分拡大端面図である。
【図６】この発明によるヒートパイプの他の実施例を示
す一部省略斜視図である。
す一部省略斜視図である。
【図７】従来のヒートパイプ式放熱器を電子機器内の基
板へ取り付けた状態の部分側面図である。
板へ取り付けた状態の部分側面図である。
【図８】図７のヒートパイプ式放熱器の正面図である。
【図９】この発明の実施例のヒートパイプ式放熱器と従
来の放熱器との放熱性能を比較した線グラフである。
来の放熱器との放熱性能を比較した線グラフである。
１，１’ ヒートパイプ １０，１０’ 受熱部 １１，１１’ 放熱部 １２ ねじれ部 １３ 円筒部 ２，２’ 受熱板 ２１ 受熱板の脚 ３，３’ 熱拡散板 ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ 割り型 ４，４’ 放熱フィン ４０，４０’ ハニカム状の孔 ５ 基板 ６ 発熱性の電子部品 ６０ 高熱伝導ゴム ａ，ｂ 送風方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−101980（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−209178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−107062（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−224124（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−106978（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−124591（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−61780（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭52−33346（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28D 15/02
Claims (5)
- 【請求項１】 それぞれ偏平に加工された所定長さの受
熱部と放熱部を有し、前記受熱部の偏平面と放熱部の偏
平面とは、それぞれの長さ方向の端面視において、一方
が全長にわたりほぼ水平であるとき他方が全長にわたり
ほぼ垂直である状態に形成されていることを特徴とす
る、ヒートパイプ。 - 【請求項２】 前記受熱部と放熱部との間に所定長さの
円筒部を有することを特徴とする、請求項１に記載のヒ
ートパイプ。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のヒートパイプ
と、このヒートパイプの受熱部へ取り付けられた受熱板
と、前記ヒートパイプの放熱部へ取り付けられた熱拡散
板とを備え、前記受熱部は当該受熱部の偏平面が前記受
熱板の幅方向の両面とほぼ平行する状態に当該受熱板へ
埋め込まれ、前記放熱部は当該放熱部の偏平面が前記熱
拡散板の幅方向の両面とほぼ平行する状態に当該熱拡散
板へ埋め込まれ、前記熱拡散板には幅方向に沿って放熱
フィンが固定されていることを特徴とする、ヒートパイ
プ式放熱器。 - 【請求項４】 前記受熱部は前記受熱板に形成された挿
入孔へ、前記放熱部は前記熱拡散板に形成された挿入孔
へそれぞれ挿入され、前記受熱部の両偏平面及び前記放
熱部の両偏平面は前記それぞれの挿入孔の内壁へ密着さ
れていることを特徴とする、請求項３に記載のヒートパ
イプ式放熱器。 - 【請求項５】 前記放熱フィンは、孔が前記熱拡散板の
幅方向に沿う状態のハニカム構造である、請求項３又は
４に記載のヒートパイプ式放熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35272193A JP3334308B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートパイプ及びヒートパイプ式放熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35272193A JP3334308B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートパイプ及びヒートパイプ式放熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198279A JPH07198279A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3334308B2 true JP3334308B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=18425984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35272193A Expired - Lifetime JP3334308B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートパイプ及びヒートパイプ式放熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334308B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2246653B1 (en) * | 2009-04-28 | 2012-04-18 | ABB Research Ltd. | Twisted tube thermosyphon |
| EP2246654B1 (en) | 2009-04-29 | 2013-12-11 | ABB Research Ltd. | Multi-row thermosyphon heat exchanger |
| JP5351263B2 (ja) | 2009-06-23 | 2013-11-27 | 三菱電機株式会社 | 変圧器 |
| JP5787645B2 (ja) * | 2011-07-05 | 2015-09-30 | 古河電気工業株式会社 | 補強構造を有するヒートパイプおよびこれを用いた熱交換器 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35272193A patent/JP3334308B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07198279A (ja) | 1995-08-01 |
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