JP2012154622A - Thin heat pipe - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パソコン、電子機器等に収納されているCPU等の被冷却体、例えば発熱素子、伝熱体等を冷却するヒートパイプ、大きな熱輸送量を有する薄型ヒートパイプに関する。 The present invention relates to a heat pipe for cooling a cooled object such as a CPU housed in a personal computer, an electronic device or the like, for example, a heating element, a heat transfer body, etc., and a thin heat pipe having a large heat transport amount.
近年、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。MPUは、集積度が極めて高くなり、高速で演算、制御等の処理を行うので、多量の熱を放出する。高速で高出力な高集積の部品であるチップ等を冷却するために、各種の冷却システムが提案されてきた。その代表的な冷却システムの1つとして、ヒートパイプがある。 In recent years, electrical devices such as personal computers have been remarkably reduced in size and performance, and there has been a strong demand for downsizing and space saving of a cooling mechanism for cooling a heat-generating component such as an MPU mounted thereon. The MPU has an extremely high degree of integration and performs processing such as calculation and control at a high speed, and thus releases a large amount of heat. Various cooling systems have been proposed to cool chips and the like, which are high-speed, high-output, highly integrated parts. One typical cooling system is a heat pipe.
ヒートパイプは、その見掛け上の熱伝導率が銅やアルミニウム等の金属に対して数倍から数十倍程度に優れていることから、冷却用素子として各種熱関連機器に採用されている。 The heat pipe has an apparent thermal conductivity that is several times to several tens of times higher than that of a metal such as copper or aluminum, and is therefore used in various heat-related devices as a cooling element.
ヒートパイプには、その形状において、丸パイプ形状のヒートパイプ、平面形状のヒートパイプがある。CPU等の電子機器の被冷却部品の冷却用としては、被冷却部品への取り付けが容易であること、広い接触面が得られることから、平面型ヒートパイプが好んで用いられる。冷却機構の小型化、省スペース化に伴って、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薄型化も要求されている。 The heat pipe includes a round pipe-shaped heat pipe and a planar heat pipe. For cooling a component to be cooled of an electronic device such as a CPU, a flat heat pipe is preferably used because it can be easily attached to the component to be cooled and a wide contact surface can be obtained. With the downsizing and space saving of the cooling mechanism, in the case of a cooling mechanism using a heat pipe, it is also required to make the heat pipe thinner.
更に、ヒートパイプは、被冷却部品の取り付け位置において、被冷却部品が上部に位置するトップヒートモードと被冷却部品が下部に位置するボトムヒートモードに区分される。ボトムヒートモードの場合、重力により液が還流するが、トップヒートモードの場合、重力に逆らって液を還流させなければならず、通常はウイックによる毛管現象を利用する。 Furthermore, the heat pipe is divided into a top heat mode in which the part to be cooled is located at the upper part and a bottom heat mode in which the part to be cooled is located in the lower part at the attachment position of the part to be cooled. In the bottom heat mode, the liquid recirculates due to gravity, but in the top heat mode, the liquid must be recirculated against gravity, and normally a capillary phenomenon due to wicking is used.
ヒートパイプの内部には作動流体の流路となる空間が設けられ、その空間に収容された作動流体が、蒸発、凝縮等の相変化や移動をすることによって、熱の移動が行われる。密封された空洞部を備え、その空洞部に収容された作動流体の相変態と移動により熱の移動が行われるヒートパイプの作動の詳細は次の通りである。 A space serving as a flow path for the working fluid is provided inside the heat pipe, and heat is moved by the phase change or movement of the working fluid accommodated in the space such as evaporation and condensation. The details of the operation of the heat pipe having a sealed cavity and in which heat is transferred by phase transformation and movement of the working fluid contained in the cavity are as follows.
ヒートパイプの吸熱側において、ヒートパイプを構成する容器の材質中を熱伝導して伝わってきた被冷却部品が発する熱を潜熱として吸収して、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱側においては、作動流体の蒸気は凝縮して潜熱を放出するとともに、再び液相状態に戻る。このように液相状態に戻った作動流体は再び吸熱側に移動(還流)する。このような作動流体の相変態や移動によって熱の移動が行われる。重力式のヒートパイプにおいては、相変態によって液相状態になった作動流体は、重力によって、吸熱側に移動(還流)する。 On the heat absorption side of the heat pipe, the heat generated by the part to be cooled that has been conducted through the material of the container that constitutes the heat pipe is absorbed as latent heat, the working fluid evaporates, and the vapor is dissipated from the heat pipe. Move to the side. On the heat radiating side, the working fluid vapor condenses to release latent heat and returns to the liquid phase. The working fluid that has returned to the liquid phase in this way moves (refluxs) again to the heat absorption side. Heat is transferred by such phase transformation and movement of the working fluid. In a gravity heat pipe, the working fluid that has become a liquid phase by phase transformation moves (refluxs) to the heat absorption side by gravity.
従来の薄型ヒートパイプ加工技術では、グルーブ管、ベア管とメッシュ、ベア管と編組線、ベア管と焼結金属、ベア管とFine Fiber Wicks等の組み合わせでヒートパイプ加工が実施された後に追加工として、偏平加工(例えば、φ3〜φ6のヒートパイプであれば厚さ2.0mmから4.0mm程度)を行ってきた。 In the conventional thin heat pipe processing technology, additional processing is performed after heat pipe processing is performed with a combination of groove tube, bare tube and mesh, bare tube and braided wire, bare tube and sintered metal, bare tube and Fine Fiber Wicks, etc. As a result, flattening (for example, a thickness of about 2.0 mm to 4.0 mm in the case of a heat pipe of φ3 to φ6) has been performed.
上述したように、ヒートパイプ加工後に扁平加工された従来のヒートパイプ(2.0mm〜4.0mm)では、近年のCPU等の高発熱化に耐え切れなくなっている。これは、内部ウイックの毛細管現象の不足、扁平加工による蒸気流路の閉塞に起因する。 As described above, the conventional heat pipe (2.0 mm to 4.0 mm) flattened after heat pipe processing cannot withstand the recent high heat generation of CPUs and the like. This is due to the lack of capillarity of the internal wick and the blockage of the steam flow path due to flattening.
グルーブ管を扁平加工すると、管内流路面積が減少するので毛細管力が低下する為に最大熱輸送量も低下する。蒸気流路の閉塞に関しては、2種類有り、1つは、全体的に扁平されることによる内容積の減少、もう1つは、扁平する量が多くなる(ヒートパイプが薄くなる)と、扁平されたヒートパイプの中央部が凹んでしまい蒸気流路を閉塞させてしまう現象である。 When the groove tube is flattened, the flow area in the tube is reduced, and the capillary force is reduced, so that the maximum heat transport amount is also reduced. There are two types of clogging of the steam flow path, one is a decrease in internal volume due to flattening as a whole, and the other is flattening when the amount of flattening increases (the heat pipe becomes thinner). This is a phenomenon in which the central portion of the heat pipe is recessed and the steam flow path is blocked.
このように中央部が凹んでいるヒートパイプでは、CPUや放熱部への接合部の接着度が悪くなってしまい熱抵抗が大きくなって冷却効果が劣る結果になってしまう。また、ヒートパイプの内部構造においても作動流体が流れる空間が所期の空間よりも狭くなってしまうので、所望の冷却効果を得ることができないという問題点があった。 Thus, in the heat pipe in which the center part is dented, the adhesion degree of the joint part to the CPU and the heat radiating part is deteriorated, resulting in a large thermal resistance and a poor cooling effect. In addition, in the internal structure of the heat pipe, the space through which the working fluid flows becomes narrower than the intended space, so that a desired cooling effect cannot be obtained.
従って、この発明の目的は、従来の問題点を解決して、蒸気流路が閉塞されることなく、優れた毛細管力を備えた扁平型ヒートパイプを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems and provide a flat heat pipe having an excellent capillary force without blocking the steam flow path.
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、先ず、管形状のコンテナの中に、長軸に沿って所定形状の1つの切り欠き部を備えた芯棒を挿入し、切り欠き部とコンテナの内壁によって形成された空間部に金属粉末を充填し、加熱して焼結金属を形成する。その後、芯棒を引き抜き、焼結金属がコンテナの中央部に位置するようにして扁平加工を施すと、コンテナ内部の平坦部分に焼結金属が熱的に接触し、且つ、コンテナ両側の湾曲部に空隙部が設けられるので、蒸気流路が閉塞されることなく、優れた毛細管力を備えた扁平型ヒートパイプが得られることができることが判明した。 The present inventor has intensively studied to solve the conventional problems described above. As a result, first, a core rod having one notch part having a predetermined shape is inserted into the tubular container along the long axis, and a metal is formed in the space formed by the notch part and the inner wall of the container. Fill powder and heat to form sintered metal. After that, when the core rod is pulled out and flattened so that the sintered metal is positioned at the center of the container, the sintered metal is in thermal contact with the flat portion inside the container, and the curved portions on both sides of the container It has been found that a flat heat pipe having an excellent capillary force can be obtained without clogging the steam flow path because the gap is provided in the tube.
更に、長軸に沿って対称な1対の切り欠き部を備えた芯棒を、管形状のコンテナの中に挿入する場合には、加熱して焼結金属を形成し、芯棒を引き抜き焼結金属がコンテナの両側湾曲部に位置するように扁平加工を施すと、コンテナ両側の湾曲部に焼結金属が詰め込まれ、コンテナの平坦部に空隙部が設けられるので、蒸気流路の確保、優れた毛細管力の他に、曲げ加工を施す場合に、座屈が発生しないことが判明した。 Furthermore, when a core rod having a pair of notches symmetrical along the long axis is inserted into a tubular container, it is heated to form a sintered metal, and the core rod is drawn and fired. When flattening is performed so that the sintered metal is located on the curved portions on both sides of the container, the sintered metal is packed in the curved portions on both sides of the container, and a gap is provided in the flat portion of the container, so securing a steam flow path, In addition to excellent capillary force, it has been found that buckling does not occur when bending is performed.
この発明は、上記研究結果に基づいてなされたものであって、この発明の薄型ヒートパイプの第1の態様は、密閉された扁平型のコンテナと、
前記コンテナの内壁の一部に形成された焼結金属と、
前記コンテナ内に封入された作動流体と、
を備えた薄型ヒートパイプである。
The present invention has been made based on the above research results, and a first aspect of the thin heat pipe of the present invention includes a sealed flat container,
A sintered metal formed on a part of the inner wall of the container;
A working fluid enclosed in the container;
Is a thin heat pipe .
この発明の薄型ヒートパイプの第2の態様は、上記の薄型ヒートパイプの第1の態様において、前記焼結金属が、前記コンテナの平坦な部分に、上下の内壁に接して配置されていることを特徴とする薄型ヒートパイプである。 According to a second aspect of the thin heat pipe of the present invention, in the first aspect of the thin heat pipe, the sintered metal is disposed on a flat portion of the container in contact with upper and lower inner walls. It is a thin heat pipe characterized by
この発明の薄型ヒートパイプの第3の態様は、上記の薄型ヒートパイプの第1の態様において、前記焼結金属が、前記コンテナの両側の湾曲部に配置されていることを特徴とする薄型ヒートパイプである。 A third aspect of the thin heat pipe of the present invention is the thin heat pipe according to the first aspect of the thin heat pipe, wherein the sintered metal is disposed in curved portions on both sides of the container. It is a pipe .
この発明の薄型ヒートパイプの第4の態様は、上記の薄型ヒートパイプの第1乃至3のいずれか1つの態様において、前記焼結金属が、断面が矩形または台形の蒲鉾状であることを特徴とする薄型ヒートパイプである。 According to a fourth aspect of the thin heat pipe of the present invention, in any one of the first to third aspects of the thin heat pipe, the sintered metal has a rectangular or trapezoidal cross section. It is a thin heat pipe .
この発明の薄型ヒートパイプの第5の態様は、上記の薄型ヒートパイプの第1乃至4のいずれか1つの態様において、前記焼結金属が、前記コンテナ内で金属粉末が加熱されて形成されたものであることを特徴とする薄型ヒートパイプである。 According to a fifth aspect of the thin heat pipe of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the thin heat pipe, the sintered metal is formed by heating metal powder in the container. It is a thin heat pipe characterized by being a thing .
この発明の1つの態様によると、熱源と接する扁平加工されたコンテナの内壁の平坦部分に焼結金属で形成されたウイックが熱的に接触しているため、熱密度が小さくなり、効率的な熱移動ができる。熱源と接しないコンテナ両側の湾曲部分は空隙部となり、蒸気流路が十分に確保できる。
更に、この発明の他の1つの態様によると、扁平加工されたコンテナ両側の湾曲部分に焼結金属で形成されたウイックが充填されているので、中央部における蒸気流路の確保、優れた毛細管力を備える他、曲げに強く、曲げ加工を施す場合には、座屈の発生を防止することができる。
According to one aspect of the present invention, since the wick formed of sintered metal on the flat portion portion of the inner wall of the flat processed container in contact with the heat source is in thermal contact with the heat density becomes small, efficient Heat transfer. Bend portion of the container sides not in contact with the heat source becomes a void portion, the steam flow path can be secured sufficiently.
Furthermore, according to another aspect of the present invention, the curved portions on both sides of the flattened container are filled with wicks made of sintered metal, so that a steam flow path is ensured in the central portion, and an excellent capillary tube In addition to providing a force, it is resistant to bending and can be prevented from buckling when it is bent.
本発明の薄型ヒートパイプおよびその製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。
この発明の薄型ヒートパイプを製造する1つの方法は、管形状のコンテナを調製し、
長軸方向に沿って所定形状の切り欠き部を有する芯棒を前記コンテナに挿入し、
前記切り欠き部と前記コンテナの内壁によって形成される空間部に金属粉末を充填し、
前記金属粉末および前記芯棒が挿入された状態で前記コンテナを加熱して、前記金属粉末を焼結して焼結金属を形成し、
前記コンテナから前記芯棒を引き抜き、
前記コンテナに扁平加工を施し、
前記コンテナ内に作動液を封入して製造する、薄型ヒートパイプの製造方法である。
The thin heat pipe of the present invention and the manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
One method of manufacturing the thin heat pipe of this invention is to prepare a tube-shaped container,
Insert a core rod having a notch of a predetermined shape along the long axis direction into the container,
Filling the space formed by the notch and the inner wall of the container with metal powder,
Heating the container with the metal powder and the core rod inserted, and sintering the metal powder to form a sintered metal;
Pull out the core rod from the container,
The container is flattened,
It is a manufacturing method of a thin heat pipe which manufactures by enclosing a working fluid in the container.
図1は、この発明の薄型ヒートパイプの製造方法を説明する模式図である。図1(a)は、管形状のコンテナを示す斜視図である。図1(b)は、切り欠き部を備えた芯棒を示す斜視図である。図1(a)に示すように、概ね円筒である管形状のコンテナ10を調製する。図1(b)に示すように、管形状のコンテナ10の内壁11に、概ね隙間なく挿入することができる円柱形状の芯棒12の一部に、長軸に沿って底面13および両側面14を備えた切り欠き部15を形成する。このように切り欠き部が形成された芯棒12を管形状のコンテナ10の内部に挿入する。このとき、上述したように芯棒12の外周面16とコンテナ10の内周面11とが、概ね隙間の無い状態で相互に接して、コンテナ10内に芯棒12が挿入される。
FIG. 1 is a schematic view for explaining a method for manufacturing a thin heat pipe according to the present invention. FIG. 1A is a perspective view showing a tube-shaped container. FIG.1 (b) is a perspective view which shows the core rod provided with the notch part. As shown in FIG. 1A, a tube-shaped
上述したように、芯棒がコンテナ内に挿入されると、コンテナの長軸方向に沿って、芯棒に形成された底面および両側面と、コンテナの内壁とによって、断面が略矩形または略台形の所謂蒲鉾形状の1つの長細い空間部が形成される。 As described above, when the core rod is inserted into the container, the cross section is substantially rectangular or trapezoidal depending on the bottom surface and both side surfaces formed on the core rod and the inner wall of the container along the long axis direction of the container. The so-called saddle-shaped one long and narrow space is formed.
図2は、管形状のコンテナ内に、切り欠き部を備えた芯棒が挿入された状態を説明する断面図である。図2に示すように、円筒状のコンテナ10の内壁11との間に概ね隙間が無い状態で、切り欠き部15を備えた円柱形状の芯棒12が挿入されている。切り欠き部15は、例えば底面13と側面14を備えた凹部からなっており、円筒状のコンテナ10の内壁11と、切り欠き部15によって、断面が概ね台形状の空間部が形成されている。この態様の空間部は上述したように、断面が略矩形または略台形の1つの蒲鉾形状の長細い空間部からなっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a core rod having a notch is inserted into a tubular container. As shown in FIG. 2, a
上述したように、円筒状のコンテナの中に、切り欠き部を備えた円柱状の芯棒が挿入されて形成された蒲鉾形状の長細い空間部には、金属粉末が充填される。金属粉末の材料は、例えば青銅、ステンレス等であり、材料の形状として球粉体、または、異形粉体等であり、金属粉体の大きさを調節することによって、後述する焼結金属の空隙の調整が可能である。 As described above, a metal powder is filled in a long and narrow space portion formed by inserting a cylindrical core rod having a notch into a cylindrical container. The material of the metal powder is, for example, bronze, stainless steel, etc., and the shape of the material is spherical powder or irregular shaped powder. By adjusting the size of the metal powder, the voids of the sintered metal described later Can be adjusted.
断面が略矩形または略台形の蒲鉾形状の細長い空間部に金属粉末を充填した状態で、所定温度、即ち金属粉末の溶融点前後の温度で加熱して、コンテナの内壁の一部に接して、焼結金属を形成する。焼結金属は、金属粉末同士がつながった状態で形成される。焼結金属は、上述したように金属粉末同士がつながった状態で形成されるので、毛細管力の強い鋭角部分が全体を通して形成されるので、作動液の移動を容易にする。 In a state in which the cross-section is substantially rectangular or substantially trapezoidal in the shape of a bowl-shaped elongated space filled with metal powder, it is heated at a predetermined temperature, that is, a temperature before and after the melting point of the metal powder, A sintered metal is formed. Sintered metal is formed in a state where metal powders are connected to each other. Since the sintered metal is formed in a state where the metal powders are connected to each other as described above, an acute angle portion having a strong capillary force is formed throughout, thereby facilitating the movement of the working fluid.
次いで、コンテナの内部から芯棒を引き抜く。図3(a)は、コンテナの内部から芯棒が引き抜かれ、焼結金属が内部に形成された状態を説明する摸式断面図である。図3(a)に示すように、コンテナから芯棒を引き抜いたときに、芯棒の切り欠き部とコンテナの内壁によって形成される空間部に形成された焼結金属17が、コンテナ10の内壁11と接して残されている。即ち、コンテナの長手方向に沿って、断面が略矩形または略台形の蒲鉾状の細長い焼結金属が、円筒状のコンテナの内壁に接した状態で形成されている。
Next, the core rod is pulled out from the inside of the container. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the core rod is pulled out from the inside of the container and a sintered metal is formed inside. As shown in FIG. 3 (a), when the withdrawal of the mandrel from the container, sintered
図3(b)は、内部に焼結金属が形成されたコンテナに扁平加工を施した状態を説明する摸式断面図である。図3(a)に示すように、長手方向に沿って、断面が略矩形または略台形の蒲鉾状の細長い焼結金属が、円筒状のコンテナの内壁に接した状態で形成されているコンテナに矢印f1で示すように力を加えて、コンテナに扁平加工を施すと、図3(b)に示すように、コンテナ10の水平部分19に焼結金属17が位置し、コンテナ10の両側の湾曲部18がそれぞれ空隙部として開放されて、作動流体の蒸気流路として確保される。このように形成された扁平型コンテナに、作動流体を封入して薄型ヒートパイプを形成する。
FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a state in which the container in which the sintered metal is formed is flattened. As shown in FIG. 3A, along the longitudinal direction, a container in which a saddle-like elongated sintered metal having a substantially rectangular or trapezoidal cross section is in contact with the inner wall of a cylindrical container. When a force is applied as shown by an arrow f1 and the container is flattened, as shown in FIG. 3B, the
扁平加工されたコンテナの中央部の平坦部分19は熱源と熱的に接続するために平坦度が要求される。
この態様の薄型ヒートパイプでは、熱源と接する扁平加工されたコンテナの内壁の平坦部分19全体に、焼結金属17で形成されたウイックが熱的に接触しているため、熱密度が小さくなる。また、焼結金属17は、その全体にわたって鋭角部分が多数形成されて、毛細管力が強く、作動流体の移動を容易にして、効率的な熱移動が可能である。更に、上述したように、熱源と接しないコンテナ両側の湾曲部18は、その長さ方向の全体にわたり空隙部となり、蒸気流路を十分に確保することができる。
The
In the thin heat pipe of this aspect, since the wick formed of the sintered
この発明の薄型ヒートパイプの1つの態様は、上に説明したこの発明の薄型ヒートパイプの製造方法の1つの態様によって製造された薄型ヒートパイプである。これを、図3(b)を参照して、説明する。即ち、この発明の薄型ヒートパイプの1つの態様は、管状成形物を押圧変形させて形成された気密な扁平型コンテナ10と、所定形状の切り欠き部を有する芯棒を管状成形物に挿入し、切り欠き部と管状成形物の内壁によって形成される空間部に金属粉末を充填し、金属粉末および芯棒が挿入された状態で管状成形物を加熱し、管状成形物から芯棒を引き抜いて形成され、押圧変形によって扁平型コンテナの内壁に接して配置された焼結金属17と、扁平型コンテナ10内に封入された作動流体とを備えた薄型ヒートパイプである。焼結金属17が、コンテナ中央の平坦な部分19に、上下内壁に接して配置され、コンテナの両側の湾曲部18にそれぞれ空隙部が形成されている。
One aspect of the thin heat pipe of the present invention is a thin heat pipe manufactured by one aspect of the thin heat pipe manufacturing method of the present invention described above. This will be described with reference to FIG. That is, in one aspect of the thin heat pipe of the present invention, an airtight
この発明の薄型ヒートパイプを製造する別の方法は、図1から図3を参照して説明した方法と、次の特徴において異なっている。即ち、上述した切り欠き部とコンテナの内壁によって形成される空間部が、円柱状の芯棒の長軸方向に沿って形成された底面および両側面を備えた対称な1対の蒲鉾形状からなっている。更に、コンテナの扁平加工が、焼結金属がコンテナの両側の湾曲部にそれぞれ位置するように行われる。 Another method of manufacturing the thin heat pipe of the present invention differs from the method described with reference to FIGS. 1 to 3 in the following features. That is, the space part formed by the above-mentioned notch part and the inner wall of a container consists of a symmetrical pair of ridge shape provided with the bottom face and both sides | surfaces formed along the major axis direction of the cylindrical core rod. ing. Further, the flattening of the container is performed so that the sintered metal is located at the curved portions on both sides of the container.
図4は、この発明の薄型ヒートパイプの製造方法を説明する模式図である。
図4(a)は、管形状のコンテナを示す斜視図である。図4(b)は、切り欠き部を備えた芯棒を示す斜視図である。図4(a)に示すように、概ね円筒である管形状のコンテナ20を調製する。図4(b)に示すように、管形状のコンテナ20の内壁21に、概ね隙間なく挿入することができる円柱形状の芯棒22の一部に、長軸に沿って底面23および両側面24を備えた、対称な1対の切り欠き部25を形成する。このように対称な1対の切り欠き部25が形成された芯棒22を管形状のコンテナ20の内部に挿入する。このとき、上述したように芯棒22の外周面26とコンテナ20の内周面21とが、概ね隙間の無い状態で相互に接して、コンテナ20内に芯棒22が挿入される。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a thin heat pipe according to the present invention.
FIG. 4A is a perspective view showing a tubular container. FIG.4 (b) is a perspective view which shows the core bar provided with the notch part. As shown in FIG. 4A, a tube-shaped
上述したように、芯棒がコンテナ内に挿入されると、コンテナの長軸方向に沿って、芯棒に形成された底面および両側面と、コンテナの内壁とによって、対称な1対の断面が略矩形または略台形の蒲鉾形状の長細い空間部が形成される。 As described above, when the core rod is inserted into the container, a pair of symmetrical cross-sections are formed by the bottom surface and both side surfaces formed on the core rod and the inner wall of the container along the major axis direction of the container. A long and narrow space having a substantially rectangular or substantially trapezoidal bowl shape is formed.
図5は、管形状のコンテナ内に、対称な1対の切り欠き部を備えた芯棒が挿入された状態を説明する断面図である。図5に示すように、円筒状のコンテナ20の内壁21との間に概ね隙間が無い状態で、対称な1対の切り欠き部25を備えた円柱形状の芯棒22が挿入されている。対称な1対の切り欠き部25は、それぞれ、例えば底面23と側面24を備えた凹部からなっており、円筒状のコンテナ20の内壁21と、切り欠き部25によって、断面が概ね台形状の空間部が形成されている。この態様の空間部は上述したように、対称な1対の蒲鉾形状の長細い空間部からなっている。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a core bar having a pair of symmetrical notches is inserted into a tubular container. As shown in FIG. 5, a
上述したように、円筒状のコンテナの中に、切り欠き部を備えた円柱状の芯棒が挿入されて形成された蒲鉾形状の長細い空間部には、それぞれ金属粉末が充填される。金属粉末の材料は、図1から図3を参照して説明したのと同様に、例えば青銅、ステンレス等であり、材料の形状として球粉体、または、異形粉体等であり、金属粉体の大きさを調節することによって、後述する焼結金属の空隙の調整が可能である。 As described above, each of the elongate and narrow space portions formed by inserting a cylindrical core rod having a notch into a cylindrical container is filled with metal powder. The material of the metal powder is, for example, bronze, stainless steel, or the like, as described with reference to FIGS. 1 to 3, and the shape of the material is spherical powder or deformed powder. It is possible to adjust the voids of the sintered metal, which will be described later, by adjusting the size of.
断面が略矩形または略台形の蒲鉾形状の細長い空間部のそれぞれに金属粉末を充填した状態で、所定温度、即ち金属粉末の溶融点前後の温度で加熱して、コンテナの内壁の一部に接して、焼結金属を形成する。焼結金属は、金属粉末同士の接点がつながった状態で形成される。焼結金属は、上述したように金属粉末同士の接点がつながった状態で形成されるので、毛細管力の強い鋭角部分が全体を通して形成されるので、作動液の移動を容易にする。 Heating at a predetermined temperature, that is, a temperature around the melting point of the metal powder, in a state where each of the elongate space portions having a substantially rectangular or trapezoidal cross section is filled with the metal powder, is in contact with a part of the inner wall of the container. To form a sintered metal. Sintered metal is formed in a state where the contact points of metal powders are connected. Since the sintered metal is formed in a state in which the contact points of the metal powders are connected as described above, an acute angle portion having a strong capillary force is formed throughout, thereby facilitating movement of the working fluid.
次いで、コンテナの内部から芯棒を引き抜く。図6(a)は、コンテナの内部から芯棒が引き抜かれ、焼結金属が内部に形成された状態を説明する摸式断面図である。図6(a)に示すように、コンテナから芯棒を引き抜いたときに、芯棒の切り欠き部とコンテナの内壁によって形成される対称な1対の空間部に形成された焼結金属27が、コンテナ20の内壁21と接して残されている。即ち、コンテナの長手方向に沿って、対称な1対の蒲鉾状の細長い焼結金属が、円筒状のコンテナの内壁に接した状態で形成されている。
Next, the core rod is pulled out from the inside of the container. FIG. 6A is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the core rod is pulled out from the inside of the container and a sintered metal is formed inside. As shown in FIG. 6A, when the core rod is pulled out from the container, the
図6(b)は、内部に対称な1対の焼結金属が形成されたコンテナに扁平加工を施した状態を説明する摸式断面図である。図6(a)に示すように、長手方向に沿って、蒲鉾状の細長い焼結金属が、円筒状のコンテナの水平方向の両端部の内壁に接した状態で形成されているコンテナに矢印f2で示すように力を加えて、コンテナに扁平加工を施すと、図6(b)に示すように、コンテナ20の両側の湾曲部に焼結金属27が位置し、コンテナ20の水平部分29が空隙部として開放されて、作動流体の蒸気流路として確保される。このように形成された扁平型コンテナに、作動流体を封入して薄型ヒートパイプを形成する。
FIG. 6B is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which flattening is performed on a container in which a pair of symmetrical sintered metals are formed inside. As shown in FIG. 6 (a), an arrow f2 is formed on the container formed with the saddle-like elongated sintered metal in contact with the inner walls of both ends in the horizontal direction of the cylindrical container along the longitudinal direction. When a force is applied as shown in FIG. 6 to flatten the container, as shown in FIG. 6B, the
更に、別の態様においては、上下に切り欠き部を備えた円柱形状の芯棒を挿入し、切り欠き部の細長い空間部のそれぞれに金属粉末を充填した状態で、所定温度、即ち金属粉末の溶融点前後の温度で加熱して、コンテナの内壁の一部に接して、焼結金属を形成する(図示しないが、図2、図5を参照して説明したと概ね同じ)。次いで、コンテナの内部から芯棒を引き抜く。このようにして、切り欠き部とコンテナの内壁によって形成される空間部が、芯棒の長軸に対して略対称に1対の空間部として形成される。図8(a)は、コンテナの内部から芯棒が引き抜かれ、焼結金属が内部に形成された状態を説明する摸式断面図である。図8(a)に示すように、コンテナから芯棒を引き抜いたときに、芯棒の上下の切り欠き部とコンテナの内壁によって形成される対称な1対の空間部に形成された焼結金属47が、コンテナ40の内壁41と接して残されている。即ち、コンテナの長手方向に沿って、対称な1対の断面が略矩形または略台形の所謂蒲鉾状の細長い焼結金属が、円筒状のコンテナの内壁に接した状態で形成されている。
Further, in another aspect, a cylindrical core rod having a notch portion at the top and the bottom is inserted, and a metal powder is filled in each of the elongated space portions of the notch portion. It is heated at a temperature around the melting point to contact a part of the inner wall of the container to form a sintered metal (although not shown, it is generally the same as described with reference to FIGS. 2 and 5). Next, the core rod is pulled out from the inside of the container. In this way, the space formed by the notch and the inner wall of the container is formed as a pair of space portions that are substantially symmetrical with respect to the long axis of the core rod. FIG. 8A is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the core rod is pulled out from the inside of the container and a sintered metal is formed inside. As shown in FIG. 8 (a), when the core rod is pulled out from the container, the sintered metal is formed in a pair of symmetrical spaces formed by the upper and lower cutout portions of the core rod and the inner wall of the container. 47 is left in contact with the
図8(b)は、内部に上下方向に対称な1対の焼結金属が形成されたコンテナに上下方向から扁平加工を施した状態を説明する摸式断面図である。図8(a)に示すように、長手方向に沿って、蒲鉾状の細長い焼結金属が、円筒状のコンテナの上下方向の両端部の内壁に接した状態で形成されているコンテナに矢印f4で示すように力を加えて、コンテナに扁平加工を施すと、図8(b)に示すように、コンテナ40の中央部に焼結金属47が一体化して位置し、コンテナ40の両側部の湾曲部48が空隙部として開放されて、作動流体の蒸気流路として確保される。このように形成された扁平型コンテナに、作動流体を封入して薄型ヒートパイプを形成する。
FIG. 8B is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which a container in which a pair of sintered metals symmetrical in the vertical direction is formed is flattened from the vertical direction. As shown in FIG. 8 (a), an arrow f4 is formed on the container formed with the saddle-like elongated sintered metal in contact with the inner walls of both ends in the vertical direction of the cylindrical container along the longitudinal direction. As shown in FIG. 8, when the container is flattened by applying force, the
図1から3および図4から6を参照して説明したこの発明の薄型ヒートパイプの態様においては、コンテナとして内壁に起伏の無い円筒状の管を使用したが、内壁にグルーブ等の毛細管構造を備えた管を使用してもよい。図7は内壁部にグルーブ構造を備えたコンテナを説明する断面図である。図7に示すように、コンテナ30の内壁部に多数の微細なグルーブが形成されている。このように内壁部にグルーブ等の毛細管構造31を備えた円筒状の管を使用して、図1から3および図4から6を参照して説明したこの発明の薄型ヒートパイプを製造してもよい。その結果、コンテナの毛細管力を一層向上することができる。
In the embodiment of the thin heat pipe of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 4 to 6, a cylindrical tube having no undulations is used as a container, but a capillary structure such as a groove is formed on the inner wall. A provided tube may be used. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a container having a groove structure on the inner wall. As shown in FIG. 7, many fine grooves are formed on the inner wall portion of the
上述したように、この発明によると、液相を移動する優れた毛細管力を備えたウイック部分と、蒸気流路となる十分な空隙を確保することができ、吸熱部が放熱部よりも上にある場合でも大きな熱輸送量を有する薄型ヒートパイプを得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to secure a wick portion having an excellent capillary force that moves the liquid phase and a sufficient gap serving as a steam flow path, and the heat absorbing portion is above the heat radiating portion. Even in some cases, a thin heat pipe having a large amount of heat transport can be obtained.
10、20、30、40 コンテナ
11、21、41 コンテナの内壁
12、22 芯棒
13、23 底面
14、24 側面
15、25 切り欠き部
16、26 外周面
17、27、47 焼結金属
18、28、48 湾曲部
19、29、49 コンテナの平坦部分
31 毛細管構造
10, 20, 30, 40
Claims (5)
前記コンテナの内壁の一部に形成された焼結金属と、
前記コンテナ内に封入された作動流体と、
を備えた薄型ヒートパイプ。 A sealed flat container,
A sintered metal formed on a part of the inner wall of the container;
A working fluid enclosed in the container;
Thin heat pipe with
The thin heat pipe according to any one of claims 1 to 4, wherein the sintered metal is formed by heating metal powder in the container .
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