JP2002022379A - ヒートパイプ - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
Abstract
(57)【要約】
【課題】 凝縮液の環流機能と蒸発効率とが共に良好
で、優れた放熱性能を得られるヒートパイプの提供す
る。 【解決手段】 ヒートパイプ1は、作動流体が封入され
る偏平状のパイプ本体10の底壁の一部が、外部の発熱体
Ｈに装着する装着部13において外方に膨出形成されるこ
とにより、装着部13内方に凹所13aが形成されている。
さらに、前記ヒートパイプ本体10の前記凹所13aに、多
孔性構造体からなり相対的に熱伝達性に優れた熱伝達体
20が配置され、前記パイプ本体10の内底部に、多孔性構
造体からなり凝縮液の環流を促進するウィック21,21'が
前記熱伝達体20を覆って配置されている。
で、優れた放熱性能を得られるヒートパイプの提供す
る。 【解決手段】 ヒートパイプ1は、作動流体が封入され
る偏平状のパイプ本体10の底壁の一部が、外部の発熱体
Ｈに装着する装着部13において外方に膨出形成されるこ
とにより、装着部13内方に凹所13aが形成されている。
さらに、前記ヒートパイプ本体10の前記凹所13aに、多
孔性構造体からなり相対的に熱伝達性に優れた熱伝達体
20が配置され、前記パイプ本体10の内底部に、多孔性構
造体からなり凝縮液の環流を促進するウィック21,21'が
前記熱伝達体20を覆って配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートパイプ、
特にＣＰＵ等の電子部品の放熱に用いられるヒートパイ
プに関する。
特にＣＰＵ等の電子部品の放熱に用いられるヒートパイ
プに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ等の電子機器では、高速化
・高性能化による発熱量の増大と、機器の小型軽量化と
に伴い、ＣＰＵ等の電子部品の放熱に用いられる放熱部
材も小型軽量で冷却効率の優れたものが要求され、その
一例として設置スペースが少なくて済むフラットプレー
ト型のヒートパイプ、あるいはこのようなヒートパイプ
を発熱体に接触するベース部として用いた放熱器が知ら
れている。
・高性能化による発熱量の増大と、機器の小型軽量化と
に伴い、ＣＰＵ等の電子部品の放熱に用いられる放熱部
材も小型軽量で冷却効率の優れたものが要求され、その
一例として設置スペースが少なくて済むフラットプレー
ト型のヒートパイプ、あるいはこのようなヒートパイプ
を発熱体に接触するベース部として用いた放熱器が知ら
れている。
【０００３】このようなヒートパイプの一例を図４に示
す。一般に、ヒートパイプでは、凝縮した作動流体を速
やかに発熱部に環流させるためにウィックが用いられ
る。図４に例示したヒートパイプ(30)では、発熱体
（Ｈ）に接触するパイプ本体(32)の底部内面に、銅粉末
の焼結体からなるウィック(31)が配置されている。この
ウィックにおいて前記銅粉末焼結体は、粒子間の隙間が
大きい方が凝縮液の戻りが良好であるため、比較的大径
の銅粉末が用いられる。
す。一般に、ヒートパイプでは、凝縮した作動流体を速
やかに発熱部に環流させるためにウィックが用いられ
る。図４に例示したヒートパイプ(30)では、発熱体
（Ｈ）に接触するパイプ本体(32)の底部内面に、銅粉末
の焼結体からなるウィック(31)が配置されている。この
ウィックにおいて前記銅粉末焼結体は、粒子間の隙間が
大きい方が凝縮液の戻りが良好であるため、比較的大径
の銅粉末が用いられる。
【０００４】一方、発熱体（Ｈ）との接触部である蒸発
部においては、作動流体の蒸発を促進するために、発熱
体から入力された熱の伝達性が良好であることが求めら
れる。
部においては、作動流体の蒸発を促進するために、発熱
体から入力された熱の伝達性が良好であることが求めら
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、隙間の
大きいウィックは熱伝達性が悪いため、発熱体からの入
熱移動が遅く蒸発効率に難があった。粒子径の小さい銅
粉末を焼結して隙間を小さくすれば熱伝達性が向上して
蒸発効率も向上するが、その反面凝縮液が通りにくくな
って環流を阻害する。即ち、ウイック(31)における凝縮
液の戻りの良否と蒸発効率の良否とは相反するため、ヒ
ートパイプ全体として十分に優れた放熱性能が得られな
いという問題点があった。
大きいウィックは熱伝達性が悪いため、発熱体からの入
熱移動が遅く蒸発効率に難があった。粒子径の小さい銅
粉末を焼結して隙間を小さくすれば熱伝達性が向上して
蒸発効率も向上するが、その反面凝縮液が通りにくくな
って環流を阻害する。即ち、ウイック(31)における凝縮
液の戻りの良否と蒸発効率の良否とは相反するため、ヒ
ートパイプ全体として十分に優れた放熱性能が得られな
いという問題点があった。
【０００６】なお、発熱体（Ｈ）との接触部において
は、粒径の相対的に小さい銅粉末を焼結させ、それ以外
の部位においては粒径の相対的に大きな銅粉末を焼結さ
せて、ウィック(31)における凝縮液の良好な戻りと蒸発
部における良好な蒸発効率を確保することも考えられ
る。しかし、同一平面内で粒径の異なる銅粉末を焼結さ
せるのは困難である。
は、粒径の相対的に小さい銅粉末を焼結させ、それ以外
の部位においては粒径の相対的に大きな銅粉末を焼結さ
せて、ウィック(31)における凝縮液の良好な戻りと蒸発
部における良好な蒸発効率を確保することも考えられ
る。しかし、同一平面内で粒径の異なる銅粉末を焼結さ
せるのは困難である。
【０００７】この発明は、上述の技術背景に鑑み、凝縮
液の環流機能と蒸発効率とが共に良好で、優れた放熱性
能を得られるヒートパイプの提供を目的とする。
液の環流機能と蒸発効率とが共に良好で、優れた放熱性
能を得られるヒートパイプの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、作動流体が
封入される扁平状のパイプ本体(10)の底壁の一部が、外
部の発熱体（Ｈ）に装着する装着部(13)において外方に
膨出形成されることにより、装着部(13)の内方に凹所(1
3a)が形成されているヒートパイプによって解決され
る。
封入される扁平状のパイプ本体(10)の底壁の一部が、外
部の発熱体（Ｈ）に装着する装着部(13)において外方に
膨出形成されることにより、装着部(13)の内方に凹所(1
3a)が形成されているヒートパイプによって解決され
る。
【０００９】このヒートパイプでは外方膨出状の装着部
(13)の内方に凹所(13a)を設けたから、この凹所(13a)に
ウィックとは特性の異なる蒸発効率の良好な熱伝達体を
容易に配置することができる。従って、この熱伝達体に
より、良好な蒸発効率を確保し、ウィックにより凝縮液
の良好な戻りを確保して、凝縮液の環流機能と蒸発効率
とが共に優れたパイプを構成できる。
(13)の内方に凹所(13a)を設けたから、この凹所(13a)に
ウィックとは特性の異なる蒸発効率の良好な熱伝達体を
容易に配置することができる。従って、この熱伝達体に
より、良好な蒸発効率を確保し、ウィックにより凝縮液
の良好な戻りを確保して、凝縮液の環流機能と蒸発効率
とが共に優れたパイプを構成できる。
【００１０】具体的には、前記ヒートパイプ本体(10)の
前記凹所(13a)に、多孔性構造体からなり相対的に熱伝
達性に優れた熱伝達体(20)が配置され、前記パイプ本体
(10)の内底部に、多孔性構造体からなり凝縮液の環流を
促進するウィック(21)(21')が前記熱伝達体(20)を覆っ
て配置されているのが良い。前記熱伝達体(20)は、多孔
性構造体であるから、ウィック(21)(21')を介して環流
した凝縮液が熱伝達体(21)(21')内部に浸透し、その優
れた熱伝達性によって発熱体（Ｈ）から入った熱の移動
が速やかに行われ、凝縮液を効率良く蒸発させることが
できる。
前記凹所(13a)に、多孔性構造体からなり相対的に熱伝
達性に優れた熱伝達体(20)が配置され、前記パイプ本体
(10)の内底部に、多孔性構造体からなり凝縮液の環流を
促進するウィック(21)(21')が前記熱伝達体(20)を覆っ
て配置されているのが良い。前記熱伝達体(20)は、多孔
性構造体であるから、ウィック(21)(21')を介して環流
した凝縮液が熱伝達体(21)(21')内部に浸透し、その優
れた熱伝達性によって発熱体（Ｈ）から入った熱の移動
が速やかに行われ、凝縮液を効率良く蒸発させることが
できる。
【００１１】この場合、前記熱伝達体(20)は、前記ウィ
ック(21)(21')よりも空隙率の小さい多孔性構造体によ
って構成されているのが良い。これにより、熱伝達体(2
0)が良好な蒸発効率を確保する一方で、ウィック(21)(2
1')が凝縮液の良好な戻りを確保する。
ック(21)(21')よりも空隙率の小さい多孔性構造体によ
って構成されているのが良い。これにより、熱伝達体(2
0)が良好な蒸発効率を確保する一方で、ウィック(21)(2
1')が凝縮液の良好な戻りを確保する。
【００１２】また、前記熱伝達体(20)またはウィック(2
1)(21')は、銅粉末焼結体からなるのが良い。これによ
り、銅粉末の粒径によってそれぞれの多孔性構造体の空
隙率を容易に制御できる。しかも、銅自体が熱伝導性、
熱拡散性、耐食性に優れている上に、焼結によってパイ
プ本体(10)に融着するため、さらに放熱性能の優れたヒ
ートパイプとなし得る。
1)(21')は、銅粉末焼結体からなるのが良い。これによ
り、銅粉末の粒径によってそれぞれの多孔性構造体の空
隙率を容易に制御できる。しかも、銅自体が熱伝導性、
熱拡散性、耐食性に優れている上に、焼結によってパイ
プ本体(10)に融着するため、さらに放熱性能の優れたヒ
ートパイプとなし得る。
【００１３】また、前記熱伝達体(20)およびウィック(2
1)(21')が共に銅粉末焼結体からなる場合は、熱伝達体
(20)は、粒径の相対的に小さい銅粉末焼結体とし、前記
ウィック(21)(21')は、粒径の相対的に大きい銅粉末焼
結体とするのが良い。これにより、銅粉末の粒径の大小
によって空隙率の異なる２種の多孔性構造体を容易に形
成することができる。しかも、銅自体が熱伝導性、熱拡
散性、耐食性に優れている上に、焼結によってパイプ本
体(10)に融着するため、さらに放熱性能の優れたヒート
パイプとなし得る。
1)(21')が共に銅粉末焼結体からなる場合は、熱伝達体
(20)は、粒径の相対的に小さい銅粉末焼結体とし、前記
ウィック(21)(21')は、粒径の相対的に大きい銅粉末焼
結体とするのが良い。これにより、銅粉末の粒径の大小
によって空隙率の異なる２種の多孔性構造体を容易に形
成することができる。しかも、銅自体が熱伝導性、熱拡
散性、耐食性に優れている上に、焼結によってパイプ本
体(10)に融着するため、さらに放熱性能の優れたヒート
パイプとなし得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】〔第１実施態様〕図１に示すヒー
トパイプ(1)において、作動流体が封入される扁平状の
パイプ本体(10)は、該パイプ本体(10)の底壁となる下部
材(11)と、この下部材(11)上に配置される上部材(12)と
により構成されている。
トパイプ(1)において、作動流体が封入される扁平状の
パイプ本体(10)は、該パイプ本体(10)の底壁となる下部
材(11)と、この下部材(11)上に配置される上部材(12)と
により構成されている。
【００１５】前記下部材(11)は、概略平板状であり、外
部の発熱体（Ｈ）に装着する部分に、局部的に外方に膨
出する装着部(13)が形成されている。そして、この装着
部(13)の内方には、対応する形状の凹所(13a)が形成さ
れている。前記装着部(13)はパイプ本体(10)の長さ方向
の全域に形成する必要はなく、前記発熱体（Ｈ）の装着
面の全体が装着部(13)の先端面(13b)に接触すれば足り
る。また、前記凹所(13a)の深さ（ｄ）は、後述の熱伝
達体(20)によって作動流体を確実に蒸発させるために少
なくとも０．０５mm以上が好ましく、かつヒートパイプ
(1)の体積増大を極力抑えるために０．５mm以下が好ま
しい。一方、前記上部材(12)は、横断面形状が概略倒コ
の字形であり、幅方向（紙面左右方向）の両端に外向き
のフランジ部(14)(14)が形成されている。そして、前記
下部材(11)の両端部に上部材(12)のフランジ部(14)(14)
を重ねて配置することにより、作動流体通路(15)が形成
される。
部の発熱体（Ｈ）に装着する部分に、局部的に外方に膨
出する装着部(13)が形成されている。そして、この装着
部(13)の内方には、対応する形状の凹所(13a)が形成さ
れている。前記装着部(13)はパイプ本体(10)の長さ方向
の全域に形成する必要はなく、前記発熱体（Ｈ）の装着
面の全体が装着部(13)の先端面(13b)に接触すれば足り
る。また、前記凹所(13a)の深さ（ｄ）は、後述の熱伝
達体(20)によって作動流体を確実に蒸発させるために少
なくとも０．０５mm以上が好ましく、かつヒートパイプ
(1)の体積増大を極力抑えるために０．５mm以下が好ま
しい。一方、前記上部材(12)は、横断面形状が概略倒コ
の字形であり、幅方向（紙面左右方向）の両端に外向き
のフランジ部(14)(14)が形成されている。そして、前記
下部材(11)の両端部に上部材(12)のフランジ部(14)(14)
を重ねて配置することにより、作動流体通路(15)が形成
される。
【００１６】前記パイプ本体(10)の材料は、熱伝達性お
よび耐食性に優れている点で銅または銅合金、さらに軽
量性に優れている点でアルミニウムまたはアルミニウム
合金が好適に用いられる。また、所要形状への成形はプ
レス加工、押出等により適宜行われる。
よび耐食性に優れている点で銅または銅合金、さらに軽
量性に優れている点でアルミニウムまたはアルミニウム
合金が好適に用いられる。また、所要形状への成形はプ
レス加工、押出等により適宜行われる。
【００１７】前記パイプ本体(10)において、前記装着部
(13)内に熱伝達体(20)が充填され、さらにこの熱伝達体
(20)を覆ってパイプ本体(10)の底部全体にウィック(21)
が配置されている。前記熱伝達体(20)およびウィック(2
1)はいずれも多孔性構造体であるが、特性の異なるもの
が選択される。前記熱伝達体(20)は、外部の発熱体
（Ｈ）からの入熱により液状の作動流体を速やかに蒸発
させることを目的として相対的に熱伝達性の優れている
ものを用いる必要がある。一方、前記ウィック(21)は、
凝縮液を熱伝達体に速やかに環流させることを目的とし
て、熱伝達性よりも環流の良否を優先して選択される。
(13)内に熱伝達体(20)が充填され、さらにこの熱伝達体
(20)を覆ってパイプ本体(10)の底部全体にウィック(21)
が配置されている。前記熱伝達体(20)およびウィック(2
1)はいずれも多孔性構造体であるが、特性の異なるもの
が選択される。前記熱伝達体(20)は、外部の発熱体
（Ｈ）からの入熱により液状の作動流体を速やかに蒸発
させることを目的として相対的に熱伝達性の優れている
ものを用いる必要がある。一方、前記ウィック(21)は、
凝縮液を熱伝達体に速やかに環流させることを目的とし
て、熱伝達性よりも環流の良否を優先して選択される。
【００１８】これらの選択基準の一例として、多孔性構
造体の空隙率がある。相対的に空隙率の小さい多孔性構
造体は、熱移動が速やかに行われて熱伝達性が優れてい
るために作動流体の蒸発効率が優れている。しかし、そ
の反面、液体が通過しにくくなって凝縮液のもどりが悪
くなる。一方、相対的に空隙率の大きい多孔性構造体で
は、液体が通過しやすいために速やかに凝縮液の環流さ
れる。しかし、その反面、熱移動速度が遅いために、作
動流体の蒸発効率が悪くなる。このような現象に基づい
て、熱伝達性の良否が優先される熱伝達体(20)には相対
的に空隙率の小さい多孔性構造体を用い、凝縮液の環流
の良否が優先されるウィック(21)には、相対的に空隙率
の大きい多孔性構造体を用いることが好ましい。
造体の空隙率がある。相対的に空隙率の小さい多孔性構
造体は、熱移動が速やかに行われて熱伝達性が優れてい
るために作動流体の蒸発効率が優れている。しかし、そ
の反面、液体が通過しにくくなって凝縮液のもどりが悪
くなる。一方、相対的に空隙率の大きい多孔性構造体で
は、液体が通過しやすいために速やかに凝縮液の環流さ
れる。しかし、その反面、熱移動速度が遅いために、作
動流体の蒸発効率が悪くなる。このような現象に基づい
て、熱伝達性の良否が優先される熱伝達体(20)には相対
的に空隙率の小さい多孔性構造体を用い、凝縮液の環流
の良否が優先されるウィック(21)には、相対的に空隙率
の大きい多孔性構造体を用いることが好ましい。
【００１９】前記多孔性構造体として、銅等の金属粉末
の焼結体、金属発泡体、金属メッシュ、金属フェルト等
を例示できる。これらの中でも、銅粉末焼結体および金
属発泡体を推奨できる。前記銅粉末焼結体は、銅自体が
熱伝導性、熱拡散性、作動流体に対する耐食性に優れて
いる上に、焼結によってパイプ本体(10)に融着するため
熱伝達性が良く、さらに焼結前の粉末の粒径に応じて容
易に空隙率を制御できる点で好ましい。また、銅にリン
が含まれていると、作動流体として水を使用した場合に
リンと水とが反応してリン酸を生成し、銅を腐食させて
ヒートパイプの寿命に悪影響を与えるため、無酸素銅粉
末が好ましい。前記金属発泡体は、発泡度により容易に
空隙率を制御できる点で好ましい。また、材料金属は、
熱伝導性、熱拡散性、耐食性の点で銅が好ましい。な
お、熱伝達体(20)とウィック(21)とは同種の多孔性構造
体である必要はなく、上述の条件に適合する限り異種の
多孔性構造体を使用できる。
の焼結体、金属発泡体、金属メッシュ、金属フェルト等
を例示できる。これらの中でも、銅粉末焼結体および金
属発泡体を推奨できる。前記銅粉末焼結体は、銅自体が
熱伝導性、熱拡散性、作動流体に対する耐食性に優れて
いる上に、焼結によってパイプ本体(10)に融着するため
熱伝達性が良く、さらに焼結前の粉末の粒径に応じて容
易に空隙率を制御できる点で好ましい。また、銅にリン
が含まれていると、作動流体として水を使用した場合に
リンと水とが反応してリン酸を生成し、銅を腐食させて
ヒートパイプの寿命に悪影響を与えるため、無酸素銅粉
末が好ましい。前記金属発泡体は、発泡度により容易に
空隙率を制御できる点で好ましい。また、材料金属は、
熱伝導性、熱拡散性、耐食性の点で銅が好ましい。な
お、熱伝達体(20)とウィック(21)とは同種の多孔性構造
体である必要はなく、上述の条件に適合する限り異種の
多孔性構造体を使用できる。
【００２０】図１に例示したヒートパイプ(1)において
は、熱伝達体（20）とウィック（21）とが粒径の異なる
銅粉末焼結体によって形成されている。前記熱伝導体(2
0)には粒子径約１０μｍの銅粉末が用いられ、前記ウィ
ック(21)には粒子径１００μｍの銅粉末が用いられてい
る。金属粉末の焼結体においては、焼結前の金属粉末の
粒子径が小さくなるほど粉末粒子が緻密に充填されるた
め、その焼結体においても空隙率が小さくなり、優れた
熱伝達性を得ることができる。しかし、過度に緻密にな
ると凝縮液が浸透しなくなって却って蒸発効率が低下す
るため、熱伝達体(20)における粒子径は５〜５０μｍが
好ましい。一方、凝縮液の環流を促進する十分な空隙を
形成するめに、ウィック(21)に適した粒子径は５０〜２
００μｍである。
は、熱伝達体（20）とウィック（21）とが粒径の異なる
銅粉末焼結体によって形成されている。前記熱伝導体(2
0)には粒子径約１０μｍの銅粉末が用いられ、前記ウィ
ック(21)には粒子径１００μｍの銅粉末が用いられてい
る。金属粉末の焼結体においては、焼結前の金属粉末の
粒子径が小さくなるほど粉末粒子が緻密に充填されるた
め、その焼結体においても空隙率が小さくなり、優れた
熱伝達性を得ることができる。しかし、過度に緻密にな
ると凝縮液が浸透しなくなって却って蒸発効率が低下す
るため、熱伝達体(20)における粒子径は５〜５０μｍが
好ましい。一方、凝縮液の環流を促進する十分な空隙を
形成するめに、ウィック(21)に適した粒子径は５０〜２
００μｍである。
【００２１】また、上述の銅粉末焼結体による熱伝達体
(20)およびウィック(21)は、例えば、パイプ本体(10)の
下部材(11)の装着部(13)内に小径の銅粉末を充填し、さ
らに大径の銅粉末を、下部材(11)の左右両端の上部材(1
2)との接合箇所を除く全体に置き、これを加熱焼結する
ことによって同時に形成することができる。焼結によっ
て、熱伝達体(20)は装着部(13)内に融着するとともに、
ウィック(21)は下部材(11)に融着し、かつ熱伝達体(20)
とウィック(21)とが互いに融着した状態に形成される。
なお、前記焼結体は銅粉末の溶射によっても形成するこ
とができる。
(20)およびウィック(21)は、例えば、パイプ本体(10)の
下部材(11)の装着部(13)内に小径の銅粉末を充填し、さ
らに大径の銅粉末を、下部材(11)の左右両端の上部材(1
2)との接合箇所を除く全体に置き、これを加熱焼結する
ことによって同時に形成することができる。焼結によっ
て、熱伝達体(20)は装着部(13)内に融着するとともに、
ウィック(21)は下部材(11)に融着し、かつ熱伝達体(20)
とウィック(21)とが互いに融着した状態に形成される。
なお、前記焼結体は銅粉末の溶射によっても形成するこ
とができる。
【００２２】そして、前記熱伝達体(20)およびウィック
(21)が形成された下部材(11)に、前記下部材(11)上に上
部材(12)を被せ、下部材(11)の周端部と上部材(12)のフ
ランジ部(14)(14)とを合わせて接合する。接合は、超音
波溶接やレーザ溶接等の周知手段により適宜行う。
(21)が形成された下部材(11)に、前記下部材(11)上に上
部材(12)を被せ、下部材(11)の周端部と上部材(12)のフ
ランジ部(14)(14)とを合わせて接合する。接合は、超音
波溶接やレーザ溶接等の周知手段により適宜行う。
【００２３】さらに、パイプ本体(10)の長さ方向（紙面
厚さ方向）の両端開口部は、図示しない蓋体で閉塞され
ると共に、パイプ本体(10)内には水、アルコール類、無
公害フルオロカーボン、無公害クロロフルオロカーボ
ン、不凍液等の１種又は２種以上からなる作動流体が封
入されている。 〔第２実施態様〕図２に示すヒートパイプ(2)は、先の
第１実施態様のヒートパイプ(1)とは、ウィック(21')と
して金属発泡体が用いられている点のみが異なる。
厚さ方向）の両端開口部は、図示しない蓋体で閉塞され
ると共に、パイプ本体(10)内には水、アルコール類、無
公害フルオロカーボン、無公害クロロフルオロカーボ
ン、不凍液等の１種又は２種以上からなる作動流体が封
入されている。 〔第２実施態様〕図２に示すヒートパイプ(2)は、先の
第１実施態様のヒートパイプ(1)とは、ウィック(21')と
して金属発泡体が用いられている点のみが異なる。
【００２４】前記金属発泡体は、溶融金属に発泡剤を投
入し、発泡させた状態で冷却固化させたものであって、
多数の連通気孔を有する。このような金属発泡体は、ヒ
ートパイプの製造とは別工程で発泡体ブロックを製作
し、さらに発泡体ブロックを熱伝達体またはウィックに
適した形状に適宜切断して使用する。
入し、発泡させた状態で冷却固化させたものであって、
多数の連通気孔を有する。このような金属発泡体は、ヒ
ートパイプの製造とは別工程で発泡体ブロックを製作
し、さらに発泡体ブロックを熱伝達体またはウィックに
適した形状に適宜切断して使用する。
【００２５】前記金属発泡体は、空隙率に対応する嵩比
重によって、熱伝達体あるいはウィックに適したものを
選択することができる。本実施態様では、ウィック(2
1')として嵩比重３．６×１０-4ｇ／mm3の銅発泡体が用
いられている。
重によって、熱伝達体あるいはウィックに適したものを
選択することができる。本実施態様では、ウィック(2
1')として嵩比重３．６×１０-4ｇ／mm3の銅発泡体が用
いられている。
【００２６】本実施態様のヒートパイプ(2)は、下部材
(11)の装着部(13)に銅粉末を充填して加熱し、銅粉末焼
結体からなる熱伝達体(20)を形成したのち、別途製作し
た金属発泡体からなるウィック(21')を、熱伝達体(20)
を覆いかつ下部材(11)に密着させて取付けられている。
取付方法は、かしめや接着等の周知手段により適宜行
う。
(11)の装着部(13)に銅粉末を充填して加熱し、銅粉末焼
結体からなる熱伝達体(20)を形成したのち、別途製作し
た金属発泡体からなるウィック(21')を、熱伝達体(20)
を覆いかつ下部材(11)に密着させて取付けられている。
取付方法は、かしめや接着等の周知手段により適宜行
う。
【００２７】上述の２つのヒートパイプ(1)(2)におい
て、凝縮液は空隙率の大きいウィック(21)(21')によっ
て上方および側方から円滑に熱伝達体(20)に環流され、
熱伝達性に優れた熱伝達体(20)によって発熱体（Ｈ）か
らの入熱移動が速やかに行われて、効率良く蒸発する。
前記熱伝達体(20)は、パイプ本体(10)の底部に膨出させ
た装着部(13)内に存在し、前記ウィック(21)(21')が熱
伝達体(20)を覆ってパイプ本体(10)の底部に配置されて
いるため、ウィック(21)(21')よりも空隙率の小さい多
孔性構造体であっても、凝縮液の上方および側方からの
流れを阻害せず、確実に熱伝達体(20)に環流させること
ができる。このように、凝縮液の環流と蒸発とが共に良
好に行われて優れた放熱性能を得ることができる。
て、凝縮液は空隙率の大きいウィック(21)(21')によっ
て上方および側方から円滑に熱伝達体(20)に環流され、
熱伝達性に優れた熱伝達体(20)によって発熱体（Ｈ）か
らの入熱移動が速やかに行われて、効率良く蒸発する。
前記熱伝達体(20)は、パイプ本体(10)の底部に膨出させ
た装着部(13)内に存在し、前記ウィック(21)(21')が熱
伝達体(20)を覆ってパイプ本体(10)の底部に配置されて
いるため、ウィック(21)(21')よりも空隙率の小さい多
孔性構造体であっても、凝縮液の上方および側方からの
流れを阻害せず、確実に熱伝達体(20)に環流させること
ができる。このように、凝縮液の環流と蒸発とが共に良
好に行われて優れた放熱性能を得ることができる。
【００２８】なお、上述の２つの実施態様では、パイプ
本体(10)として別部材の下部材(11)と上部材(12)とで形
成されたものを例示したが、本発明のヒートパイプはこ
のようなパイプ本体に限定されない。例えば図３に示す
ように、平板の所要部分に凸状の装着部(13)等を形成し
た一つの部材(16)を中央で折り曲げてもパイプ本体(1
0')を形成することもできる。
本体(10)として別部材の下部材(11)と上部材(12)とで形
成されたものを例示したが、本発明のヒートパイプはこ
のようなパイプ本体に限定されない。例えば図３に示す
ように、平板の所要部分に凸状の装着部(13)等を形成し
た一つの部材(16)を中央で折り曲げてもパイプ本体(1
0')を形成することもできる。
【００２９】この発明のヒートパイプは、単独で放熱器
として用いる他、発熱体（Ｈ）へのの装着部の反対側に
フィンを形成して、放熱器の熱拡散部として用いること
もできる。
として用いる他、発熱体（Ｈ）へのの装着部の反対側に
フィンを形成して、放熱器の熱拡散部として用いること
もできる。
【００３０】
【発明の効果】以上の次第で、この発明のヒートパイプ
は、作動流体が封入される扁平状のパイプ本体の底壁の
一部が、外部の発熱体に装着する装着部において外方に
膨出形成されることにより、装着部内方に凹所が形成さ
れているから、この凹所にウィックとは特性の異なる蒸
発効率の良好な熱伝達体を容易に配置することができ
る。従って、この熱伝達体により、良好な蒸発効率を確
保し、ウィックにより凝縮液の良好な戻りを確保して、
凝縮液の環流機能と蒸発効率とが共に優れたパイプを構
成できる。
は、作動流体が封入される扁平状のパイプ本体の底壁の
一部が、外部の発熱体に装着する装着部において外方に
膨出形成されることにより、装着部内方に凹所が形成さ
れているから、この凹所にウィックとは特性の異なる蒸
発効率の良好な熱伝達体を容易に配置することができ
る。従って、この熱伝達体により、良好な蒸発効率を確
保し、ウィックにより凝縮液の良好な戻りを確保して、
凝縮液の環流機能と蒸発効率とが共に優れたパイプを構
成できる。
【００３１】また、前記ヒートパイプ本体の前記凹所
に、多孔性構造体からなり相対的に熱伝達性に優れた熱
伝達体が配置され、前記パイプ本体の内底部に、多孔性
構造体からなり凝縮液の環流を促進するウィックが前記
熱伝達体を覆って配置されている場合は、ウィックを介
して環流した凝縮液が熱伝達体内部に浸透し、発熱体か
ら入った熱の速やかな移動によって凝縮液を効率良く蒸
発させることができる。
に、多孔性構造体からなり相対的に熱伝達性に優れた熱
伝達体が配置され、前記パイプ本体の内底部に、多孔性
構造体からなり凝縮液の環流を促進するウィックが前記
熱伝達体を覆って配置されている場合は、ウィックを介
して環流した凝縮液が熱伝達体内部に浸透し、発熱体か
ら入った熱の速やかな移動によって凝縮液を効率良く蒸
発させることができる。
【００３２】さらに、前記熱伝達体が前記ウィックより
も空隙率の小さい多孔性構造体によって構成されている
場合は、熱伝達体が良好な蒸発効率を確保する一方で、
ウィックが凝縮液の良好な戻りを確保することができ
る。
も空隙率の小さい多孔性構造体によって構成されている
場合は、熱伝達体が良好な蒸発効率を確保する一方で、
ウィックが凝縮液の良好な戻りを確保することができ
る。
【００３３】また、前記熱伝達体またはウィックが、銅
粉末焼結体からなる場合は、銅粉末の粒径によってそれ
ぞれの多孔性構造体の空隙率を容易に制御できるととも
に、銅本来の優れた熱伝導性、熱拡散性、耐食性に加え
て、焼結によるパイプ本体への融着により、さらに放熱
性能の優れたヒートパイプとなし得る。
粉末焼結体からなる場合は、銅粉末の粒径によってそれ
ぞれの多孔性構造体の空隙率を容易に制御できるととも
に、銅本来の優れた熱伝導性、熱拡散性、耐食性に加え
て、焼結によるパイプ本体への融着により、さらに放熱
性能の優れたヒートパイプとなし得る。
【００３４】また、前記熱伝達体およびウィックが共に
銅粉末焼結体からなり、前記熱伝達体を粒径の相対的に
小さい銅粉末焼結体とし、前記ウィックを粒径の相対的
に大きい銅粉末焼結体とする場合、銅粉末の粒径の大小
によって空隙率の異なる２種の多孔性構造体を容易に形
成することができるとともに、銅本来の優れた熱伝導
性、熱拡散性、耐食性に加えて、焼結によるパイプ本体
への融着により、さらに放熱性能の優れたヒートパイプ
となし得る。
銅粉末焼結体からなり、前記熱伝達体を粒径の相対的に
小さい銅粉末焼結体とし、前記ウィックを粒径の相対的
に大きい銅粉末焼結体とする場合、銅粉末の粒径の大小
によって空隙率の異なる２種の多孔性構造体を容易に形
成することができるとともに、銅本来の優れた熱伝導
性、熱拡散性、耐食性に加えて、焼結によるパイプ本体
への融着により、さらに放熱性能の優れたヒートパイプ
となし得る。
【図１】この発明のヒートパイプの第１実施態様の横断
面図である。
面図である。
【図２】この発明のヒートパイプの第２実施態様の横断
面図である。
面図である。
【図３】パイプ本体の製作方法の他の例を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】従来のヒートパイプの第１実施態様の横断面図
である。
である。
１，２…ヒートパイプ 10、10'…パイプ本体 13…装着部 13a…凹所 20…熱伝達体 21、21'…ウィック
Claims (6)
- 【請求項１】 作動流体が封入される偏平状のパイプ本
体(10)の底壁の一部が、外部の発熱体（Ｈ）に装着する
装着部(13)において外方に膨出形成されることにより、
装着部(13)の内方に凹所(13a)が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】 前記ヒートパイプ本体(10)の前記凹所(1
3a)に、多孔性構造体からなり相対的に熱伝達性に優れ
た熱伝達体(20)が配置され、前記パイプ本体(10)の内底
部に、多孔性構造体からなり凝縮液の環流を促進するウ
ィック(21)(21')が前記熱伝達体(20)を覆って配置され
ている請求項１に記載のヒートパイプ。 - 【請求項３】 前記熱伝達体(20)は、前記ウィック(21)
(21')よりも空隙率の小さい多孔性構造体によって構成
されている請求項２に記載のヒートパイプ - 【請求項４】 前記熱伝達体(20)は、銅粉末焼結体から
なる請求項２または３に記載のヒートパイプ。 - 【請求項５】 前記ウィック(21)(21')は、銅粉末焼結
体からなる請求項２または３に記載のヒートパイプ - 【請求項６】 前記熱伝達体(20)は、粒径の相対的に小
さい銅粉末焼結体からなり、前記ウィック(21)(21')
は、粒径の相対的に大きい銅粉末焼結体からなる請求項
２に記載のヒートパイプ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000205010A JP2002022379A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | ヒートパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000205010A JP2002022379A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | ヒートパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022379A true JP2002022379A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18702172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000205010A Pending JP2002022379A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | ヒートパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002022379A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005525529A (ja) * | 2002-05-15 | 2005-08-25 | リー， シェ−ウィン | マルチウィック構造をもつ蒸気増強ヒートシンク |
| FR2886721A1 (fr) * | 2005-06-01 | 2006-12-08 | Metal Process Sarl | Procede de realisation par frittage du reseau capillaire dans un tube caloduc |
| JP2007333263A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ヒートパイプおよびヒートシンク |
| WO2009063703A1 (ja) * | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Nec Corporation | 沸騰冷却装置 |
| JP2010002125A (ja) * | 2008-05-08 | 2010-01-07 | ▲じつ▼新科技股▲ふん▼有限公司 | 蒸気チャンバ |
| CN102042778A (zh) * | 2009-10-22 | 2011-05-04 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 平板式热管 |
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| JP2014025610A (ja) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Fujikura Ltd | ウイックの製造方法およびウイック構造 |
| CN105222631A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-01-06 | 天津商业大学 | 一种环路热管用复合吸液芯 |
| KR20160119839A (ko) * | 2014-03-25 | 2016-10-14 | 쿄세라 코포레이션 | 유로 부재 및 반도체 모듈 |
| JP2017027685A (ja) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | 日亜化学工業株式会社 | 蛍光体ホイール及び蛍光体ホイールを備えた光源装置 |
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| US9982867B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-05-29 | Nichia Corporation | Wavelength converting member and light source device having the wavelength converting member |
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| CN110542327A (zh) * | 2018-05-29 | 2019-12-06 | 佳世诠股份有限公司 | 平板状的热交换器及冷冻装置 |
| CN113295028A (zh) * | 2020-02-21 | 2021-08-24 | 日本电产株式会社 | 导热构件及其制造方法 |
| WO2022230922A1 (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | 古河電気工業株式会社 | 蒸発部構造及び蒸発部構造を備えた熱輸送部材 |
-
2000
- 2000-07-06 JP JP2000205010A patent/JP2002022379A/ja active Pending
Cited By (21)
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