JP2000074581A - 扁平ヒートパイプとその製造方法 - Google Patents
扁平ヒートパイプとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】作動流体の還流性能に優れた扁平ヒートパイプ
を実現すること。 【解決手段】コンテナ素管２００内に、ほぼ中央部分に
湾曲部が設けられたシート状ウィック１０を挿入し、次
いでこれをヒートパイプ化してから扁平加工してなる扁
平ヒートパイプ２０。
を実現すること。 【解決手段】コンテナ素管２００内に、ほぼ中央部分に
湾曲部が設けられたシート状ウィック１０を挿入し、次
いでこれをヒートパイプ化してから扁平加工してなる扁
平ヒートパイプ２０。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウィックが空洞部
内に配置された扁平ヒートパイプに関する。
内に配置された扁平ヒートパイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パソコン等の電気機器に搭載され
ている半導体素子等の発熱部品の冷却技術が注目されて
いる。その一つの方法としてヒートパイプを応用した冷
却技術がある。ヒートパイプを用いた冷却方法として、
ヒートパイプを発熱部品に取り付け、そのヒートパイプ
を経路として発熱部品の熱を放熱用のフィン等まで運ん
で放散させる形態が代表的である。またそのフィン等に
強制的に送風する小型ファンを設置した電気機器もあ
る。
ている半導体素子等の発熱部品の冷却技術が注目されて
いる。その一つの方法としてヒートパイプを応用した冷
却技術がある。ヒートパイプを用いた冷却方法として、
ヒートパイプを発熱部品に取り付け、そのヒートパイプ
を経路として発熱部品の熱を放熱用のフィン等まで運ん
で放散させる形態が代表的である。またそのフィン等に
強制的に送風する小型ファンを設置した電気機器もあ
る。
【０００３】ヒートパイプについて簡単に説明すると、
ヒートパイプは内部に密封された空洞部を備えており、
その空洞部に水、代替フロン等の作動流体（作動液とも
いう）が一定量収容されているものである。空洞部内は
真空引きされており、作動流体の蒸発が起きやすくなっ
ている。作動流体は空洞部内で液相と気相（蒸気）の混
在状態となって存在している。
ヒートパイプは内部に密封された空洞部を備えており、
その空洞部に水、代替フロン等の作動流体（作動液とも
いう）が一定量収容されているものである。空洞部内は
真空引きされており、作動流体の蒸発が起きやすくなっ
ている。作動流体は空洞部内で液相と気相（蒸気）の混
在状態となって存在している。
【０００４】ヒートパイプは空洞部内の作動流体が蒸発
し、その蒸気が移動することで熱移動機能が作動する。
例えば直状タイプのヒートパイプの場合、その一端部側
から熱を与えると（その部分をヒートパイプの吸熱部と
呼ぶ）、その吸熱部において液相状態であった作動流体
が蒸発し、その蒸気は他方端側に移動し、そこで蒸気が
凝縮して放熱する（その部分をヒートパイプの放熱部と
呼ぶ）。ヒートパイプの放熱部にはフィン等を取り付け
ておけば、作動流体の蒸気が有していた熱が外部に放散
されやすくなる。
し、その蒸気が移動することで熱移動機能が作動する。
例えば直状タイプのヒートパイプの場合、その一端部側
から熱を与えると（その部分をヒートパイプの吸熱部と
呼ぶ）、その吸熱部において液相状態であった作動流体
が蒸発し、その蒸気は他方端側に移動し、そこで蒸気が
凝縮して放熱する（その部分をヒートパイプの放熱部と
呼ぶ）。ヒートパイプの放熱部にはフィン等を取り付け
ておけば、作動流体の蒸気が有していた熱が外部に放散
されやすくなる。
【０００５】ところで放熱部で凝縮した作動流体が吸熱
部へ戻らなければ、上述の作動は継続しない。そこで放
熱部で凝縮した作動流体（の液相）を吸熱部に帰還（還
流）させる必要がある。通常は、吸熱部を放熱部より下
方に位置させることで、放熱部で凝縮した作動流体の液
相を重力によって下降させている。尚、このような状態
をボトムヒートモードと呼ぶこともある。
部へ戻らなければ、上述の作動は継続しない。そこで放
熱部で凝縮した作動流体（の液相）を吸熱部に帰還（還
流）させる必要がある。通常は、吸熱部を放熱部より下
方に位置させることで、放熱部で凝縮した作動流体の液
相を重力によって下降させている。尚、このような状態
をボトムヒートモードと呼ぶこともある。
【０００６】放熱部を吸熱部より上方に配置できない場
合は、重力作用による作動流体の還流が期待できない。
そこでヒートパイプの空洞部内に毛細管作用を発現する
ウィック（シート状ウィックやワイヤー等）を配置した
り、空洞部内壁に微細な溝を形成したりする方法が知ら
れている。尚、放熱部が吸熱部より下方に位置している
場合をトップヒートモードと呼ぶ場合がある。放熱部が
吸熱部とほぼ水平に位置している場合も重力作用による
作動流体の還流が期待されにくいため、このような場合
も、ウィックを配置したりすることが多い。
合は、重力作用による作動流体の還流が期待できない。
そこでヒートパイプの空洞部内に毛細管作用を発現する
ウィック（シート状ウィックやワイヤー等）を配置した
り、空洞部内壁に微細な溝を形成したりする方法が知ら
れている。尚、放熱部が吸熱部より下方に位置している
場合をトップヒートモードと呼ぶ場合がある。放熱部が
吸熱部とほぼ水平に位置している場合も重力作用による
作動流体の還流が期待されにくいため、このような場合
も、ウィックを配置したりすることが多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年は、パソコン等の
電気機器の小型化、高性能化が著しく、それに搭載され
るＣＰＵ、ＭＰＵ等の発熱部品を冷却するための冷却機
構の小型化、省スペース化が強く望まれている。従って
ヒートパイプを用いた冷却機構の場合、そのヒートパイ
プの細径化も要求されることになる。
電気機器の小型化、高性能化が著しく、それに搭載され
るＣＰＵ、ＭＰＵ等の発熱部品を冷却するための冷却機
構の小型化、省スペース化が強く望まれている。従って
ヒートパイプを用いた冷却機構の場合、そのヒートパイ
プの細径化も要求されることになる。
【０００８】そこで例えば外径３ｍｍ程度の細いヒート
パイプが実用化され、既にそれがパソコン等の冷却機構
に適用されている。しかし、パソコン等の筐体内のスペ
ースの都合等により、その細い径のヒートパイプを更に
潰して、断面を略扁平形状にしたヒートパイプ（扁平ヒ
ートパイプ）を用いる場合もある。
パイプが実用化され、既にそれがパソコン等の冷却機構
に適用されている。しかし、パソコン等の筐体内のスペ
ースの都合等により、その細い径のヒートパイプを更に
潰して、断面を略扁平形状にしたヒートパイプ（扁平ヒ
ートパイプ）を用いる場合もある。
【０００９】ところでヒートパイプを用いる利点の一つ
は、発熱部品の箇所と、その熱の放熱箇所（フィンを配
置したりする箇所）との距離をある程度長くできる点に
ある。つまり、例えばＣＰＵやＭＰＵ等の発熱部品は、
パソコン本体内部の外壁付近できなく、そこから離れた
位置に配置される場合が多いが、このような場合におい
て、ヒートパイプを経由させることで、発熱部品の熱を
フィンやファンが配置されるパソコン本体の外壁付近に
効率的に運ぶことができるのである。
は、発熱部品の箇所と、その熱の放熱箇所（フィンを配
置したりする箇所）との距離をある程度長くできる点に
ある。つまり、例えばＣＰＵやＭＰＵ等の発熱部品は、
パソコン本体内部の外壁付近できなく、そこから離れた
位置に配置される場合が多いが、このような場合におい
て、ヒートパイプを経由させることで、発熱部品の熱を
フィンやファンが配置されるパソコン本体の外壁付近に
効率的に運ぶことができるのである。
【００１０】一方、携帯型のパソコン等の場合、その小
型化、軽量化が望まれるので、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の発熱
部品が搭載される本体部も、その形状が薄型化される傾
向にある。このため、発熱部品の冷却機構に用いられる
ヒートパイプは、その吸熱部と放熱部とが概ね水平に位
置するようになる場合も多い。またパソコン等の使用形
態によっては、ヒートパイプがトップヒートモードにな
る場合もあり得る。このような事情から、パソコン等の
機器に用いられるヒートパイプにはウィックをを挿入し
たり、空洞部内壁に微細な溝を形成したりする場合が多
い。
型化、軽量化が望まれるので、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の発熱
部品が搭載される本体部も、その形状が薄型化される傾
向にある。このため、発熱部品の冷却機構に用いられる
ヒートパイプは、その吸熱部と放熱部とが概ね水平に位
置するようになる場合も多い。またパソコン等の使用形
態によっては、ヒートパイプがトップヒートモードにな
る場合もあり得る。このような事情から、パソコン等の
機器に用いられるヒートパイプにはウィックをを挿入し
たり、空洞部内壁に微細な溝を形成したりする場合が多
い。
【００１１】しかしヒートパイプがある程度長いと、作
動流体の還流経路が長くなるため、上述した空洞部内壁
に溝を形成したものでは、その毛細管作用が不足する場
合がある。一方、空洞部内にウィックを配置したヒート
パイプであっても、特に細径の扁平ヒートパイプの場
合、その空洞部断面積が小さいため、作動流体の蒸気が
高速化し、その蒸気と逆方向に移動すべき作動流体の液
相の移動が妨げられやすくなる。特に厚さが１．５ｍｍ
以下程度の薄型の扁平ヒートパイプの場合、この傾向が
著しくなる傾向があった。
動流体の還流経路が長くなるため、上述した空洞部内壁
に溝を形成したものでは、その毛細管作用が不足する場
合がある。一方、空洞部内にウィックを配置したヒート
パイプであっても、特に細径の扁平ヒートパイプの場
合、その空洞部断面積が小さいため、作動流体の蒸気が
高速化し、その蒸気と逆方向に移動すべき作動流体の液
相の移動が妨げられやすくなる。特に厚さが１．５ｍｍ
以下程度の薄型の扁平ヒートパイプの場合、この傾向が
著しくなる傾向があった。
【００１２】作動流体の還流が不十分であると、いわゆ
るドライアウト現象が起きたりして、そのヒートパイプ
による熱移動が停止あるいは性能低下が起きるので問題
である。このような事情から、細径の扁平ヒートパイプ
の場合であっても、作動流体の還流が十分に維持され優
れた特性が発現する扁平ヒートパイプの開発が望まれて
いた。
るドライアウト現象が起きたりして、そのヒートパイプ
による熱移動が停止あるいは性能低下が起きるので問題
である。このような事情から、細径の扁平ヒートパイプ
の場合であっても、作動流体の還流が十分に維持され優
れた特性が発現する扁平ヒートパイプの開発が望まれて
いた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述したよう
な課題を踏まえ、作動流体の還流が十分に維持される優
れた扁平ヒートパイプを提供すべくなされたものであ
る。即ち本発明の扁平ヒートパイプは、空洞部の横断面
形状が扁平であるコンテナと、そのコンテナ内に挿入さ
れたシート状ウィックとを有し、前記シート状ウィック
は前記空洞部の横断面のほぼ中央部分または端部分にお
いて湾曲部または曲げ重なり部が設けられている、とい
うものである。
な課題を踏まえ、作動流体の還流が十分に維持される優
れた扁平ヒートパイプを提供すべくなされたものであ
る。即ち本発明の扁平ヒートパイプは、空洞部の横断面
形状が扁平であるコンテナと、そのコンテナ内に挿入さ
れたシート状ウィックとを有し、前記シート状ウィック
は前記空洞部の横断面のほぼ中央部分または端部分にお
いて湾曲部または曲げ重なり部が設けられている、とい
うものである。
【００１４】また上述の湾曲部や曲げ重なり部として、
前記シート状ウィックを、空洞部の横断面のほぼ中央部
分または端部分において略Ω形状または略Ｓ形状または
略Ｕ形状にすると良い。
前記シート状ウィックを、空洞部の横断面のほぼ中央部
分または端部分において略Ω形状または略Ｓ形状または
略Ｕ形状にすると良い。
【００１５】また、空洞部横断面の長径方向において、
シート状ウィックと空洞部の内壁との間にギャップを設
けておくとよい。
シート状ウィックと空洞部の内壁との間にギャップを設
けておくとよい。
【００１６】上述の本発明の扁平ヒートパイプの製造方
法として本発明者らは次の方法を提案する。即ち、シー
ト状ウィックを略円筒形状を有するコンテナ素管内に挿
入する工程と、前記シート状ウィックのほぼ主面方向に
潰す扁平加工を前記コンテナ素管に施す工程と、前記コ
ンテナ素管をヒーチパイプ化する工程とを有し、前記シ
ート状ウィックには予めそのほぼ中央部分または端部分
を長手方向に沿った湾曲形状、曲げ重なり形状、略Ω形
状、略Ｓ字形状または略Ｕ字形状に成形しておく、とい
う製造方法を提案する。
法として本発明者らは次の方法を提案する。即ち、シー
ト状ウィックを略円筒形状を有するコンテナ素管内に挿
入する工程と、前記シート状ウィックのほぼ主面方向に
潰す扁平加工を前記コンテナ素管に施す工程と、前記コ
ンテナ素管をヒーチパイプ化する工程とを有し、前記シ
ート状ウィックには予めそのほぼ中央部分または端部分
を長手方向に沿った湾曲形状、曲げ重なり形状、略Ω形
状、略Ｓ字形状または略Ｕ字形状に成形しておく、とい
う製造方法を提案する。
【００１７】この扁平加工において、コンテナ素管の変
形により前記シート状ウィックもその主面方向に潰され
るようにすると良い。
形により前記シート状ウィックもその主面方向に潰され
るようにすると良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１を参照しながら本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明の扁平ヒートパイプの
製造工程の一部を模式的に示す説明図である。先ずヒー
トパイプのコンテナとなるべきコンテナ素管２００（例
えば銅パイプ）を用意する。このコンテナ素管２００内
に、ほぼ中央部分に湾曲部や曲げ重なり部を形成してお
いたシート状ウィック１０（例えばメッシュ）を挿入す
る。シート状ウィックの形態例を幾つか図９に示してお
く。図９（ア）は略Ω形状に形成したシート状ウィッ
ク、同（イ）はその略Ω形状が折れ曲がった形態の場
合、同（ウ）は略Ｓ形状にした場合、同（エ）はそれが
折れ曲がった形態の場合、を示している。図１の例で
は、図２に示すような、湾曲部としてΩ形状部１００を
形成したシート状ウィック１０を用いている。シート状
ウィック１０は例えば銅その他の金属製のメッシュをを
用いればよい。
の形態を説明する。図１は本発明の扁平ヒートパイプの
製造工程の一部を模式的に示す説明図である。先ずヒー
トパイプのコンテナとなるべきコンテナ素管２００（例
えば銅パイプ）を用意する。このコンテナ素管２００内
に、ほぼ中央部分に湾曲部や曲げ重なり部を形成してお
いたシート状ウィック１０（例えばメッシュ）を挿入す
る。シート状ウィックの形態例を幾つか図９に示してお
く。図９（ア）は略Ω形状に形成したシート状ウィッ
ク、同（イ）はその略Ω形状が折れ曲がった形態の場
合、同（ウ）は略Ｓ形状にした場合、同（エ）はそれが
折れ曲がった形態の場合、を示している。図１の例で
は、図２に示すような、湾曲部としてΩ形状部１００を
形成したシート状ウィック１０を用いている。シート状
ウィック１０は例えば銅その他の金属製のメッシュをを
用いればよい。
【００１９】さてシート状ウィック１０をコンテナ素管
２００に挿入後、このコンテナ素管２００をヒートパイ
プ化する。ここでヒートパイプ化とは、管の両端の封止
して内部に密封された空洞部を形成する工程、その密封
作業に先立って空洞部内に水等の作動流体（図示せず）
を適量注入する工程、その他、細かい説明は省くが、空
洞部内の脱気作業や洗浄作業等を適宜施す工程等によ
り、ヒートパイプを組み立てる一連の工程の意味であ
る。
２００に挿入後、このコンテナ素管２００をヒートパイ
プ化する。ここでヒートパイプ化とは、管の両端の封止
して内部に密封された空洞部を形成する工程、その密封
作業に先立って空洞部内に水等の作動流体（図示せず）
を適量注入する工程、その他、細かい説明は省くが、空
洞部内の脱気作業や洗浄作業等を適宜施す工程等によ
り、ヒートパイプを組み立てる一連の工程の意味であ
る。
【００２０】次いで図１（ア）に示す矢印方向の扁平加
工（プレス加工等）を施す。図１（イ）はプレス後の状
態を示す説明図であるが、こうして扁平形状に成形され
た扁平ヒートパイプ２０が得られる。
工（プレス加工等）を施す。図１（イ）はプレス後の状
態を示す説明図であるが、こうして扁平形状に成形され
た扁平ヒートパイプ２０が得られる。
【００２１】尚、上記扁平加工は、作動流体の注入、脱
気、両端部の溶接封止等のヒートパイプ化工程を施して
から行っても、ヒートパイプ化工程に先立ってコンテナ
素管２００に施しても良い。
気、両端部の溶接封止等のヒートパイプ化工程を施して
から行っても、ヒートパイプ化工程に先立ってコンテナ
素管２００に施しても良い。
【００２２】尚、図２に示すようにシート状ウィック１
０のほぼ中央部分にΩ形状部１００を形成しておくこと
が望ましいが、場合によってはこのΩ形状部１００はシ
ート状ウィック１０の端部分に設けても構わない。
０のほぼ中央部分にΩ形状部１００を形成しておくこと
が望ましいが、場合によってはこのΩ形状部１００はシ
ート状ウィック１０の端部分に設けても構わない。
【００２３】上述した本発明の扁平ヒートパイプ２０
は、シート状ウィック１０のΩ形状部１００がその全長
に渡り、その空洞部のほぼ中央部分に配置されたものと
なっている。この本発明の扁平ヒートパイプ２０の作動
試験を行ってみると、例え吸熱部が放熱部の下方に位置
しない場合（水平配置またはトップヒートモード）で
も、作動流体の還流が高く維持され優れた熱輸送特性を
実現していることが判った。
は、シート状ウィック１０のΩ形状部１００がその全長
に渡り、その空洞部のほぼ中央部分に配置されたものと
なっている。この本発明の扁平ヒートパイプ２０の作動
試験を行ってみると、例え吸熱部が放熱部の下方に位置
しない場合（水平配置またはトップヒートモード）で
も、作動流体の還流が高く維持され優れた熱輸送特性を
実現していることが判った。
【００２４】上述した本発明の扁平ヒートパイプ２０
が、トップヒートモード或いは吸熱部と放熱部とが実質
水平配置の場合でも、優れた熱移動特性が維持された理
由を、本発明者らは次のように推察する。図３は上述し
た扁平ヒートパイプ２０と同様の扁平ヒートパイプの断
面を模式的に描いたものである。この図を参照しながら
説明する。扁平ヒートパイプ２１の内部には横断面が扁
平の空洞部が形成されており、その空洞部内にはシート
状ウィック１１が配置され、更に作動流体（図示しな
い）が所定量収容されている。本発明の場合、この扁平
ヒートパイプ２１のほぼ全長に渡り、シート状ウィック
１１のΩ形状部１１０が空洞部のほぼ中央部分に位置し
ている。
が、トップヒートモード或いは吸熱部と放熱部とが実質
水平配置の場合でも、優れた熱移動特性が維持された理
由を、本発明者らは次のように推察する。図３は上述し
た扁平ヒートパイプ２０と同様の扁平ヒートパイプの断
面を模式的に描いたものである。この図を参照しながら
説明する。扁平ヒートパイプ２１の内部には横断面が扁
平の空洞部が形成されており、その空洞部内にはシート
状ウィック１１が配置され、更に作動流体（図示しな
い）が所定量収容されている。本発明の場合、この扁平
ヒートパイプ２１のほぼ全長に渡り、シート状ウィック
１１のΩ形状部１１０が空洞部のほぼ中央部分に位置し
ている。
【００２５】従って、作動流体の液相部分を毛細管作用
によって移動させるウィック機能を主に奏するΩ形状部
１１０の部分が主に作動流体の還流経路となり、その他
の部分が主に蒸気の流路（蒸気流路３０）となる。この
作動流体の還流経路と蒸気流路とが扁平ヒートパイプ２
１のほぼ全長に渡り区分されている。このため作動流体
の蒸気の流れに逆行する作動流体の液相の移動が、蒸気
により妨げられにくくなる。このような事情が本発明に
おいて、トップヒートモード或いは吸熱部と放熱部とが
実質水平配置の場合でも、優れた熱移動特性が維持され
たメカニズムであると本発明者らは推察する。
によって移動させるウィック機能を主に奏するΩ形状部
１１０の部分が主に作動流体の還流経路となり、その他
の部分が主に蒸気の流路（蒸気流路３０）となる。この
作動流体の還流経路と蒸気流路とが扁平ヒートパイプ２
１のほぼ全長に渡り区分されている。このため作動流体
の蒸気の流れに逆行する作動流体の液相の移動が、蒸気
により妨げられにくくなる。このような事情が本発明に
おいて、トップヒートモード或いは吸熱部と放熱部とが
実質水平配置の場合でも、優れた熱移動特性が維持され
たメカニズムであると本発明者らは推察する。
【００２６】ところで図７、８は、従来の扁平ヒートパ
イプの製造工程を示したものだが、この場合と本発明の
場合とを比較してみる。従来の扁平ヒートパイプの場合
は、実用的には空洞部内に配置されたシート状ウィック
や編素等のウィックが製造過程で乱れてやすく、このた
め作動流体の蒸気流路と作動流体の液相が毛細管作用で
移動する経路の区分が乱れている場合が多い。
イプの製造工程を示したものだが、この場合と本発明の
場合とを比較してみる。従来の扁平ヒートパイプの場合
は、実用的には空洞部内に配置されたシート状ウィック
や編素等のウィックが製造過程で乱れてやすく、このた
め作動流体の蒸気流路と作動流体の液相が毛細管作用で
移動する経路の区分が乱れている場合が多い。
【００２７】図７の例は、メッシュ４０をコンテナ素管
４１の内壁に沿うように配置し、それを潰して扁平にし
たものである。しかしこの方法の場合、前記扁平加工の
際、メッシュ４０が図示するように乱れて乱雑になりや
すい。また図８の例は、スパイラル状に巻いたスパイラ
ルテープ４２０の弾性力によって、ワイヤーウィック４
２１をコンテナ素管４３内の内壁に沿って配置し、その
コンテナ素管４３を潰して扁平した場合を示している
が、この場合でも、潰す工程において、ワイヤーウィッ
ク４２０が乱れてしまいやすい。
４１の内壁に沿うように配置し、それを潰して扁平にし
たものである。しかしこの方法の場合、前記扁平加工の
際、メッシュ４０が図示するように乱れて乱雑になりや
すい。また図８の例は、スパイラル状に巻いたスパイラ
ルテープ４２０の弾性力によって、ワイヤーウィック４
２１をコンテナ素管４３内の内壁に沿って配置し、その
コンテナ素管４３を潰して扁平した場合を示している
が、この場合でも、潰す工程において、ワイヤーウィッ
ク４２０が乱れてしまいやすい。
【００２８】図７、８に示す従来の例のように、ウィッ
クとなるメッシュ４０やワイヤーウィック４２０が乱れ
ると、ウィック部分と蒸気流路の部分が入り乱れてしま
う。特に細径の扁平ヒートパイプの場合、作動流体蒸気
の移動が高速化しやすいので、作動流体蒸気によりウィ
ック表面の作動流体液相が飛散させられる等の現象が起
きやすいと思われる。このようなことが、作動流体の還
流を不十分にさせていた原因と思われる。
クとなるメッシュ４０やワイヤーウィック４２０が乱れ
ると、ウィック部分と蒸気流路の部分が入り乱れてしま
う。特に細径の扁平ヒートパイプの場合、作動流体蒸気
の移動が高速化しやすいので、作動流体蒸気によりウィ
ック表面の作動流体液相が飛散させられる等の現象が起
きやすいと思われる。このようなことが、作動流体の還
流を不十分にさせていた原因と思われる。
【００２９】翻って図３に示すような本発明の扁平ヒー
トパイプ２１の場合、主に作動流体の還流経路となるΩ
形状部１１０と、蒸気の多くが通る経路となる蒸気流路
３０とが扁平ヒートパイプ２１のほぼ全長に渡り区分さ
れているので、作動流体の還流に対する蒸気移動の影響
を受けにくく、従って十分な還流が維持され、優れた熱
移動特性が発現するもの、と思われる。尚、蒸気はΩ形
状部１１０の湾曲した内側も通る。
トパイプ２１の場合、主に作動流体の還流経路となるΩ
形状部１１０と、蒸気の多くが通る経路となる蒸気流路
３０とが扁平ヒートパイプ２１のほぼ全長に渡り区分さ
れているので、作動流体の還流に対する蒸気移動の影響
を受けにくく、従って十分な還流が維持され、優れた熱
移動特性が発現するもの、と思われる。尚、蒸気はΩ形
状部１１０の湾曲した内側も通る。
【００３０】図３において、シート状ウィック１１のΩ
形状部１１０は必ずしも空洞部３０の中央部分に配置さ
れなくても良い。例えば空洞部の端に寄せて配置しても
良い。いずれにしても、扁平ヒートパイプ２１のほぼ全
長に渡り、Ω形状部１１０と蒸気流路の部分とが区分さ
れていることが大切である。
形状部１１０は必ずしも空洞部３０の中央部分に配置さ
れなくても良い。例えば空洞部の端に寄せて配置しても
良い。いずれにしても、扁平ヒートパイプ２１のほぼ全
長に渡り、Ω形状部１１０と蒸気流路の部分とが区分さ
れていることが大切である。
【００３１】また図３に示すようにシート状ウィック１
１の端部分と空洞部内壁との間を少し離しておくとよ
い。このようなギャップ３１も空洞部３０の一部の空間
を構成することは当然であるが、シート状ウィック１１
がないので、より蒸気流路が多く確保できる意味があ
る。その結果、扁平ヒートパイプの熱移動性能向上が期
待できる。
１の端部分と空洞部内壁との間を少し離しておくとよ
い。このようなギャップ３１も空洞部３０の一部の空間
を構成することは当然であるが、シート状ウィック１１
がないので、より蒸気流路が多く確保できる意味があ
る。その結果、扁平ヒートパイプの熱移動性能向上が期
待できる。
【００３２】図４はΩ形状部１２０を形成したシート状
ウィック１２が、それが挿入されたコンテナ素管（図示
せず）の扁平加工の際に変形する様子を模式的に描いた
概念図である。この図ではシート状ウィック１２は簡明
を期するため実線で描いている。さてコンテナ素管が潰
れると、その内壁に押されるようにシート状ウィック１
２もある程度潰される。この際、Ω形状部１２０のくび
れ部分が図４（ア）に示すような矢印方向に更に変形す
る。図４（イ）はその変形した後の形状を示している。
ウィック１２が、それが挿入されたコンテナ素管（図示
せず）の扁平加工の際に変形する様子を模式的に描いた
概念図である。この図ではシート状ウィック１２は簡明
を期するため実線で描いている。さてコンテナ素管が潰
れると、その内壁に押されるようにシート状ウィック１
２もある程度潰される。この際、Ω形状部１２０のくび
れ部分が図４（ア）に示すような矢印方向に更に変形す
る。図４（イ）はその変形した後の形状を示している。
【００３３】このように変形すれば、図３におけるギャ
ップ３１に相当する部分がより広く確保されることにな
る。このようなシート状ウィック１２の望ましい変形
は、略Ｕ形状に成形した場合より、略Ω形状に成形した
シート状ウィックを用いた場合の方がより起こりやす
い。
ップ３１に相当する部分がより広く確保されることにな
る。このようなシート状ウィック１２の望ましい変形
は、略Ｕ形状に成形した場合より、略Ω形状に成形した
シート状ウィックを用いた場合の方がより起こりやす
い。
【００３４】図５は本発明の他の例として、図６に示す
ような略Ｓ形状に成形したシート状ウィック１３を用い
た場合の製造工程の一部を説明する図である。略Ｓ形状
に成形したシート状ウィック１３の他は、図１、２に示
した例と同様である。コンテナ素管２２０内に挿入され
たシート状ウィック１３は、ヒートパイプ化工程と扁平
加工を経て、シート状ウィック１３のＳ字形状になった
部分が製造された扁平ヒートパイプ２２のほぼ全長に渡
り、ほぼ中央部分に配置されるようになっている。また
シート状ウィック１３がその部分で曲げ重なった状態と
なるようにすれば、毛細管作用が一層向上することにも
なる。
ような略Ｓ形状に成形したシート状ウィック１３を用い
た場合の製造工程の一部を説明する図である。略Ｓ形状
に成形したシート状ウィック１３の他は、図１、２に示
した例と同様である。コンテナ素管２２０内に挿入され
たシート状ウィック１３は、ヒートパイプ化工程と扁平
加工を経て、シート状ウィック１３のＳ字形状になった
部分が製造された扁平ヒートパイプ２２のほぼ全長に渡
り、ほぼ中央部分に配置されるようになっている。また
シート状ウィック１３がその部分で曲げ重なった状態と
なるようにすれば、毛細管作用が一層向上することにも
なる。
【００３５】この本発明の他の例の作動試験を行ってみ
ると、吸熱部が放熱部の下方に位置しない場合（水平配
置またはトップヒートモード）でも、作動流体の還流が
高く維持され優れた熱輸送特性を実現していることが判
った。
ると、吸熱部が放熱部の下方に位置しない場合（水平配
置またはトップヒートモード）でも、作動流体の還流が
高く維持され優れた熱輸送特性を実現していることが判
った。
【００３６】
【実施例】本発明の実施の形態は上述した例に限られる
ものではないが、ここでは図１、２に示した例について
実施例を説明しておく。コンテナ素管２０として銅製で
外径６ｍｍ、肉厚０．２５ｍｍ、シート状ウィック１０
として素線径０．１ｍｍの金属線からなる網を用いた。
扁平加工後の扁平ヒートパイプは厚さ１ｍｍで、その長
さ２００ｍｍ程度である。この扁平ヒートパイプを水平
に置いて、その一方の端部から５０ｍｍ部分を加熱、他
方側を冷却放熱させたところ、８Ｗまでは加熱部と放熱
部の温度差が非常に小さく維持できた。同様の試験を従
来のヒートパイプで試みた結果と比べても数倍の熱輸送
特性が実現していることが判った。
ものではないが、ここでは図１、２に示した例について
実施例を説明しておく。コンテナ素管２０として銅製で
外径６ｍｍ、肉厚０．２５ｍｍ、シート状ウィック１０
として素線径０．１ｍｍの金属線からなる網を用いた。
扁平加工後の扁平ヒートパイプは厚さ１ｍｍで、その長
さ２００ｍｍ程度である。この扁平ヒートパイプを水平
に置いて、その一方の端部から５０ｍｍ部分を加熱、他
方側を冷却放熱させたところ、８Ｗまでは加熱部と放熱
部の温度差が非常に小さく維持できた。同様の試験を従
来のヒートパイプで試みた結果と比べても数倍の熱輸送
特性が実現していることが判った。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明の扁平ヒートパイプ
とその製造方法は、作動流体の還流が十分に維持され、
優れた熱移動特性が実現するものである。
とその製造方法は、作動流体の還流が十分に維持され、
優れた熱移動特性が実現するものである。
【図１】本発明の扁平ヒートパイプの製造工程の一部を
模式的に示す説明図である。
模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の用いるシート状ウィックの例を示す説
明図である。
明図である。
【図３】本発明の扁平ヒートパイプの断面を示す説明図
である。
である。
【図４】本発明の製造方法における、シート状ウィック
の変形を示す説明図である。
の変形を示す説明図である。
【図５】本発明の扁平ヒートパイプの製造工程の一部を
模式的に示す説明図である。
模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の扁平ヒートパイプの製造工程の一部を
模式的に示す説明図である。
模式的に示す説明図である。
【図７】従来の扁平ヒートパイプの製造工程の一部を模
式的に示す説明図である。
式的に示す説明図である。
【図８】従来の扁平ヒートパイプの製造工程の一部を模
式的に示す説明図である。
式的に示す説明図である。
【図９】本発明に用いるシート状ウィックの例を示す説
明図である。
明図である。
１０ シート状ウィック ２００ コンテナ素管 ２０ 扁平ヒートパイプ １００ Ω形状部 １１ シート状ウィック １１０ Ω形状部 ２１ 扁平ヒートパイプ ３０ 蒸気流路 ３１ ギャップ １２ シート状ウィック １２０ Ω形状部 １３ シート状ウィック ２２ 扁平ヒートパイプ ２２０ コンテナ素管 ４０ メッシュ ４１ コンテナ素管 ４２０ ワイヤーウィック ４２１ スパイラルテープ ４３ コンテナ素管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 良夫 大阪府大阪市淀川区塚本１丁目15番27号ダ イヤモンド電機株式会社内 (72)発明者 植嶋 寛一 大阪府大阪市淀川区塚本１丁目15番27号ダ イヤモンド電機株式会社内 (72)発明者 小林 伸一 大阪府大阪市淀川区塚本１丁目15番27号ダ イヤモンド電機株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 空洞部の横断面形状が扁平であるコンテ
ナと、そのコンテナ内に挿入されたシート状ウィックと
を有し、前記シート状ウィックは前記空洞部の横断面の
ほぼ中央部分または端部分において湾曲部が設けられて
いる、扁平ヒートパイプ。 - 【請求項２】 空洞部の横断面形状が扁平であるコンテ
ナと、そのコンテナ内に挿入されたシート状ウィックと
を有し、前記シート状ウィックは前記空洞部の横断面の
ほぼ中央部分または端部分において曲げ重なり部が設け
られている、扁平ヒートパイプ。 - 【請求項３】 空洞部の横断面形状が扁平であるコンテ
ナと、そのコンテナ内に挿入されたシート状ウィックと
を有し、前記シート状ウィックは前記空洞部の横断面の
ほぼ中央部分または端部分で略Ω形状になっている、扁
平ヒートパイプ。 - 【請求項４】 空洞部の横断面形状が扁平であるコンテ
ナと、そのコンテナ内に挿入されたシート状ウィックと
を有し、前記シート状ウィックは前記空洞部の横断面の
ほぼ中央部分または端部分で略Ｓ形状になっている、扁
平ヒートパイプ。 - 【請求項５】 空洞部の横断面形状が扁平であるコンテ
ナと、そのコンテナ内に挿入されたシート状ウィックと
を有し、前記シート状ウィックは前記空洞部の横断面の
ほぼ中央部分または端部分で略Ｕ形状になっている、扁
平ヒートパイプ。 - 【請求項６】 前記横断面の長径方向において、前記シ
ート状ウィックと当該空洞部の内壁との間にギャップが
設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の扁平
ヒートパイプ。 - 【請求項７】 シート状ウィックを略円筒形状を有する
コンテナ素管内に挿入する工程と、前記シート状ウィッ
クのほぼ主面方向に潰す扁平加工を前記コンテナ素管に
施す工程と、前記コンテナ素管をヒートパイプ化する工
程とを有し、前記シート状ウィックには予めそのほぼ中
央部分または端部分を長手方向に沿った湾曲形状、曲げ
重なり形状、略Ω形状、略Ｓ字形状または略Ｕ字形状に
成形しておく、請求項１〜６のいずれに記載の扁平ヒー
トパイプの製造方法。 - 【請求項８】 前記扁平加工において、前記コンテナ素
管の変形により前記シート状ウィックもその主面方向に
潰される、請求項７に記載の扁平ヒートパイプの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25935398A JP4278739B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 扁平ヒートパイプとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25935398A JP4278739B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 扁平ヒートパイプとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074581A true JP2000074581A (ja) | 2000-03-14 |
| JP4278739B2 JP4278739B2 (ja) | 2009-06-17 |
Family
ID=17332940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25935398A Expired - Lifetime JP4278739B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 扁平ヒートパイプとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4278739B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7275588B2 (en) * | 2004-06-02 | 2007-10-02 | Hul-Chun Hsu | Planar heat pipe structure |
| US7367383B2 (en) * | 2004-10-27 | 2008-05-06 | Jia-Hao Li | Multi-layer wick structure of heat pipe |
| US20100266864A1 (en) * | 2009-04-16 | 2010-10-21 | Yeh-Chiang Technology Corp. | Ultra-thin heat pipe |
| JP2011043320A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-03-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 扁平型ヒートパイプおよびその製造方法 |
| JP2011075259A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 平板状ヒートパイプおよびその製造方法 |
| CN105698578A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-22 | 台达电子工业股份有限公司 | 热管 |
| JP6049837B1 (ja) * | 2015-10-28 | 2016-12-21 | 株式会社フジクラ | 扁平型ヒートパイプ |
| JP2018204841A (ja) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 古河電気工業株式会社 | 平面型ヒートパイプ |
| WO2023085350A1 (ja) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | 株式会社村田製作所 | 熱拡散デバイス |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP25935398A patent/JP4278739B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7275588B2 (en) * | 2004-06-02 | 2007-10-02 | Hul-Chun Hsu | Planar heat pipe structure |
| US7367383B2 (en) * | 2004-10-27 | 2008-05-06 | Jia-Hao Li | Multi-layer wick structure of heat pipe |
| US20100266864A1 (en) * | 2009-04-16 | 2010-10-21 | Yeh-Chiang Technology Corp. | Ultra-thin heat pipe |
| JP2011043320A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-03-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 扁平型ヒートパイプおよびその製造方法 |
| US9188396B2 (en) | 2009-07-21 | 2015-11-17 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Flattened heat pipe and manufacturing method thereof |
| US10408547B2 (en) | 2009-07-21 | 2019-09-10 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Flattened heat pipe and manufacturing method thereof |
| JP2011075259A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 平板状ヒートパイプおよびその製造方法 |
| CN105698578A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-22 | 台达电子工业股份有限公司 | 热管 |
| JP6049837B1 (ja) * | 2015-10-28 | 2016-12-21 | 株式会社フジクラ | 扁平型ヒートパイプ |
| JP2018204841A (ja) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 古河電気工業株式会社 | 平面型ヒートパイプ |
| US11137215B2 (en) | 2017-06-01 | 2021-10-05 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Flat heat pipe |
| WO2023085350A1 (ja) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | 株式会社村田製作所 | 熱拡散デバイス |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4278739B2 (ja) | 2009-06-17 |
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