JP2000028280A - ヒートパイプの固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートパイプを伝熱板に固定するにあたり、
工程数の減少ならびに部品点数の減少を図る。 【解決手段】 密閉したパイプからなるコンテナ８の内
部に脱気した状態で凝縮性流体を作動流体として封入し
たヒートパイプ６が、伝熱板５に対して沿わされた状態
でかつ熱授受可能に固定されたヒートパイプ６の固定構
造において、伝熱板５をその片面側に向けて切り起して
なる保持片１２によって、ヒートパイプ６がその外面側
から包み込まれて固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、作動流体の蒸発
潜熱として熱輸送するヒートパイプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】周知の通りヒートパイプは、脱気した状
態の密閉金属パイプなどの容器（コンテナ）の内部に純
水あるいはアルコールなどの凝縮性流体を作動流体とし
て封入したものであり、その見掛け上の熱伝導率が銅ま
たはアルミニウム等の金属に比べて数倍ないし数十倍優
れているから、例えば冷却素子として各種の熱関連機器
に採用されている。

【０００３】ところでヒートパイプが熱関連機器に適用
される場合、ヒートパイプを放熱板あるいは吸熱板に沿
わせた状態で固定することがある。そしてその場合に
は、当然、ヒートパイプと放熱板あるいは吸熱板との間
での熱伝達効率がよく、かつ組み付け強度が高いことが
好ましい。

【０００４】そこでヒートパイプの固定構造の一例を、
図５および図６を参照して説明する。伝熱板１の上面部
には、ヒートパイプ２が沿わされた状態で設けられてお
り、ヒートパイプ２の下面部と伝熱板１の上面部とが互
いに密着した状態となっている。このヒートパイプ２の
長さ方向での所定箇所には、コンテナの両側面部および
上面部を覆う形状のカバー３が設けられている。更にこ
のカバー３と伝熱板１との重なり合う部分には、バーリ
ング加工（バーリングフランジ成形）が施されていて、
カバー３が伝熱板１に結合されている。

【０００５】すなわち図５および図６に示す構成の固定
構造では、伝熱板１の表面とヒートパイプ２の外面との
間の摩擦抵抗、ならびにカバー３の内面とヒートパイプ
２の外面との間の摩擦抵抗、およびカバー３と伝熱板１
との機械的結合などによってヒートパイプ２が伝熱板１
に位置決め固定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の固定構造では、ヒートパイプ２を伝熱板１に対して固
定するにあたり、実質的な組み付けの対象物品であるヒ
ートパイプ２と伝熱板１との他に、これらとは独立した
構成のカバー３が必要とされた構成であり、そのうえバ
ーリング加工を行うよりも前にカバー３をヒートパイプ
２の長さ方向での所定箇所に仮組み状態にセットする工
程が必要であった。このように上記従来の固定構造で
は、部品点数ならびに工程数が多く、そのため生産性に
劣る不都合があった。

【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、部品点数の減少ならびに工程数の減少を図る
ことのできるヒートパイプの固定構造を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課
題を解決するための手段として、この発明は、密閉した
パイプからなるコンテナの内部に脱気した状態で凝縮性
流体を作動流体として封入したヒートパイプが、伝熱板
に対して沿わされた状態でかつ熱授受可能に固定された
ヒートパイプの固定構造において、前記伝熱板をその片
面側に向けて切り起してなる保持片によって、前記ヒー
トパイプがその外面側から包み込まれて固定されている
ことを特徴とするものである。

【０００９】したがってこの発明によれば、保持片とヒ
ートパイプとの間の摩擦抵抗、ならびにヒートパイプと
伝熱板との間の摩擦抵抗によって、ヒートパイプがその
長さ方向および幅方向ならびに伝熱板から離隔する方向
において伝熱板に対して固定されている。

【００１０】前述の通り保持片は、伝熱板を局部的に切
り起すことによって簡単に形成されるものであって、伝
熱板と一体に形成された板状の部材であるため、当然、
伝熱板に対する取り付け工程が不要である。すなわちこ
の発明では、ヒートパイプの他に伝熱板から独立した部
材が不要な構成であり、部品点数が少なく、またそれに
伴って工程数が少ない。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明の一具体例を、図
１および図２を参照して説明する。銅（Ｃｕ）あるいは
アルミニウム（Ａｌ）等の金属平板材からなる放熱板５
の図１での上面部には、ヒートパイプ６の凝縮部７とな
る端部が沿わされた状態で設けられている。すなわち凝
縮部７が放熱板５の上面部に密着した状態に布設されて
いる。これに対して、ヒートパイプ６の蒸発部は、放熱
板５に接触しない状態で適宜の発熱源（共に図示せず）
に連結されている。

【００１２】ヒートパイプ６のコンテナ８は、一例とし
て中空偏平形状を成している。より具体的には、コンテ
ナ８のうちの図２での上面部９と下面部１０とが共に平
坦面を成し、これに対して同図での左右の側面部１１が
それぞれ円弧面を成している。なおヒートパイプ６のコ
ンテナ８の内部には、作動流体が封入されており、また
必要に応じてウィック（共に図示せず）が備えられてい
る。

【００１３】放熱板５のうち下面部１０と両側面部１１
との境界箇所に相当する位置には、それぞれ保持片１２
が設けられている。換言すれば、ヒートパイプ６をその
幅Ｗ方向に挟んで対向した箇所に、一対の保持片１２が
設けられている。これらの一対の保持片１２は、ヒート
パイプ６の長さ方向に所定の間隔をあけて複数備えられ
ている。なおこの具体例では、対となる保持片１２にお
ける基縁部同士の間隔が、ヒートパイプ６の幅Ｗよりも
若干狭い間隔に設定されている。

【００１４】各保持片１２は、放熱板５の一部分を図２
での上面側に向けて矩形状に切り起した構成であり、放
熱板５に繋がる一辺を境界にして起立しかつヒートパイ
プ６の長さ方向にある程度の長さを有した板状体を成し
ている。したがって放熱板５には、保持片１２に類似し
た形状の孔部１３が形成されている。更に各保持片１２
は、コンテナ８の側面部１１に倣った湾曲形状をそれぞ
れ成していて、コンテナ８の側面部１１に沿って密着し
た状態でヒートパイプ６に対してカシメられている。

【００１５】すなわち一対の保持片１２同士の間に側面
部１１が係止されていて、放熱板５に対するヒートパイ
プ６の幅Ｗ方向および長さ方向ならびに図２での上方向
への移動が規制されている。なお放熱板５に対する保持
片１２の図２での高さＨ１は、放熱板５に対するヒート
パイプ６の同図での高さＨ２よりも僅かに小さく設定さ
れており、保持片１２の上縁部が、ヒートパイプ６の上
面部９よりも図２での上方に突出しない構成となってい
る。

【００１６】つぎに上記の構成において、ヒートパイプ
６を放熱板５に固定するまで工程の一例について説明す
る。まず放熱板５の材料となるＣｕあるいはＡｌからな
る平板材を用意し、例えばプレス加工によって平板材の
所定箇所を片面に向けて切り起して、コンテナ８の側面
部１１に倣う形状の保持片１２を形成する。なお対とな
る保持片１２の上縁部同士の間隔を、対象とするヒート
パイプ６の幅Ｗよりも若干広げた状態に設定する。上述
のようにいわゆる切り起し片によって保持片１２を形成
すれば、例えば予め別部材として形成した保持片１２を
金属平板材に溶接する方法に比べて、簡単かつ多量に製
造することができる。

【００１７】つぎにヒートパイプ６の凝縮部７を対とな
る保持片１２同士の間に配置し、かつ放熱板５に沿わせ
た状態で、適宜の治具を用いて各保持片１２を互いに接
近し合う方向に折り曲げるとともに、コンテナ８の側面
部１１にカシメて連結させる。以上で固定工程が完了す
る。つまり各保持片１２の対向面と側面部１１とが互い
に密着しており、その摩擦抵抗によってヒートパイプ６
が長さ方向および幅Ｗ方向ならびに図２での上下方向に
おいて放熱板５に固定されている。

【００１８】このように伝熱板５の一部分からなる保持
片１２をコンテナに直接カシメて、ヒートパイプ６を伝
熱板５に固定した構成であるから、ヒートパイプ６と伝
熱板５とを連結させる単独の部材が不要であり、また当
然、その部材を伝熱板５に取り付ける工程が不要である
から、固定工数ならびに部品点数が抑制され、その結
果、固定作業の作業性が向上する。

【００１９】つぎに上記構成の熱に関する作用について
説明する。発熱源の熱がヒートパイプ６の蒸発部に伝達
されると、コンテナ８の内部に封入されている作動流体
が加熱されて蒸発し、その蒸気が内部圧力の低い凝縮部
７に向けて流動し、そこで放熱板５のうちコンテナ８の
下面部１０に密着した部分ならびに各保持片１２に放熱
して凝縮する。つまり発熱源の熱が、ヒートパイプ６お
よび保持片１２を介して放熱板５に供給される。

【００２０】保持片１２に伝達された発熱源の熱は、放
熱板５に伝達される。前述の通り、各保持片１２と放熱
板５とが一体に形成されたものであり、両者の間での熱
抵抗が極めて小さいことに加えて、各保持片１２がコン
テナ８に面接触していて、両者の熱交換面積が最大限に
確保された状態なっているから、この具体例によれば、
ヒートパイプ６と放熱板５との間における全体としての
熱伝達効率が良好になる。

【００２１】更に上記の具体例によれば、コンテナ８と
ほぼ等しい高さの一対の保持片１２を側面部１１にカシ
メた構成であり、コンテナ８の上面部９よりも上側に部
材のない構成であるから、放熱板５の厚さ方向での固定
構造全体としての大きさをコンパクトにすることができ
る。またそれに伴って、例えばノートブック型パソコン
の内部などの極めて狭いスペースへの配置が好適になる
利点も生じる。

【００２２】つぎに図３を参照してこの発明の他の具体
例について説明する。図３に示す例は、保持片１２を対
とせずに単独構成とした例である。放熱板５のうちコン
テナ８の図３での右側には、保持片１２が備えられてい
る。この保持片１２は、図３での右側の側面部１１なら
びに上面部９を覆う状態でコンテナ８にカシメられてい
る。つまり、保持片１２の上縁部が、上面部９と図３で
の左側の側面部１１との境界部分に配置されている。な
おこの保持片１２は、コンテナ８の長さ方向に所定間隔
をあけて複数個備えられている。

【００２３】したがって図３に示す具体例によれば、図
１に示す具体例と同様に工程数および部品点数の減少を
図ることができるなどの効果を奏し、そのうえ各保持片
１２におけるヒートパイプ６との接触面積が大きく、ま
た特に保持片１２が上面部９に配設されていることか
ら、ヒートパイプ６と放熱板５との間での熱伝達効率を
図１の具体例よりも更に向上させることができる。

【００２４】つぎに図４を参照してこの発明の更に他の
具体例について説明する。放熱板５の上面部には、ヒー
トパイプ６がその全長に亘って沿わされた状態で設けら
れている。放熱板５のうちヒートパイプ６の両端部の近
傍には、それぞれ保持片１２が備えられている。つまり
これらの保持片１２は、ヒートパイプ６の長さ方向にお
いて対向した配置となっている。より具体的には、各保
持片１２は、コンテナ８の端面部１４および上面部９の
一部分を覆う状態でコンテナ８にカシメられている。し
たがってこの具体例の保持片１２は、Ｌ字型断面の板状
体を成している。

【００２５】図４に示す具体例によれば、図１に示す具
体例と同様に工程数および部品点数の減少を図ることが
できるなどの効果を奏し、そのうえ保持片１２のカシメ
対象箇所となる端面部１４ならびに上面部９が共に平坦
面を成しているから、上記各具体例に比べてカシメ工程
をより簡単に行うことができる利点がある。

【００２６】なお上記の各具体例では、コンテナが偏平
形状を成すヒートパイプを挙げたが、これには限定され
ず、例えばコンテナが一般的な円形断面を成すヒートパ
イプに適用することもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、伝熱板をその片面側に向けて切り起してなる保持片
によって、ヒートパイプがその外面側から包み込まれて
固定されているから、伝熱板あるいはヒートパイプから
独立した構成の固定用部材が不要であり、従来の固定構
造に比べて部品点数の減少および工程数の減少を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一具体例を示す概略図である。

【図２】 ヒートパイプと保持片との組み付け状態を示
す断面図である。

【図３】 この発明の他の具体例を示す断面図である。

【図４】 この発明の更に他の具体例を示す概略図であ
る。

【図５】 従来技術の一例を示す概略図である。

【図６】 ヒートパイプとカバーとの組み付け状態を示
す断面図である。

【符号の説明】

５…放熱板、 ６…ヒートパイプ、 ７…凝縮部、 ８
…コンテナ、 ９…上面部、 １０…下面部、 １１…
側面部、 １２…保持片、 １３…孔部、 １４…端面
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 (72)発明者 江口 勝夫 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 タン ニューエン 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 Ｆターム(参考） 5E322 AA06 AA07 AB05 FA01 FA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉したパイプからなるコンテナの内部
   に脱気した状態で凝縮性流体を作動流体として封入した
   ヒートパイプが、伝熱板に対して沿わされた状態でかつ
   熱授受可能に固定されたヒートパイプの固定構造におい
   て、 前記伝熱板をその片面側に向けて切り起してなる保持片
   によって、前記ヒートパイプがその外面側から包み込ま
   れて固定されていることを特徴とするヒートパイプの固
   定構造。