JP2014031912A - 放熱器 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱器全体を大型化せずに、各部の熱輸送効率を向上させることで、好適な放熱効率を実現可能な放熱器を提供する。
【解決手段】発熱体からの熱を受熱するベース部１０と、複数の放熱フィン３２を備え、放熱を行う放熱体３０、３１と、ベース部と接する受熱部位２１、および放熱体３０、３１と接する放熱部位２２を有するヒートパイプ２０とを備え、ヒートパイプ２０の放熱部位は、放熱体３０、３１と接する平坦面２３を有する扁平形状を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気機器などの高温部から熱を吸収し、低温部への輸送または大気中への放熱を行う放熱器に関し、特にヒートパイプや放熱フィンを用いた放熱器に関する。

電気機器などに設けられる発熱体に熱的に接続され、発熱体に生じた熱を放熱する放熱器が知られている。放熱器に用いられる部材として、発熱体から伝導された熱を空気中に放熱するフィンや、内部に封入した作動液の蒸発および凝縮により効率的に熱移動を行うヒートパイプが知られている。

このような放熱器に関しては、効率的な排熱が可能となるように、材質や形状の研究が行われてきた。例えば、放熱器における発熱体との接続部から放熱用のフィンに至るまでの熱輸送経路において、経路の断面積を広く確保することや、熱伝導性の高い材質を用いることで熱輸送効率を向上させることができる。

従来のヒートパイプを用いた放熱器として、ヒートパイプが放熱フィンを貫くように配置されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような構造によれば、ヒートパイプを通じて移動された熱が好適に放熱フィンに伝導され、空気中への放熱効率が向上するとされている。

特開２０１２−２１６９８号公報

上述したように、放熱器を構成する部材の形状や配置により、放熱器全体の放熱効率が向上することがある。他方で、小型の電子機器の利用が進んだ近年においては、あらかじめ設計される機器形状により、放熱器全体の大きさや形状が制限を受ける場合がある。

本発明は、このような課題に鑑み為されたものであり、放熱器全体を大型化せずに、各部での熱移動の効率を向上させることで、好適な放熱効率を実現可能な放熱器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の放熱器は、発熱体から受熱するベース部と、放熱を行う放熱体と、前記ベース部と接する受熱部位、および前記放熱体と接する放熱部位を有するヒートパイプとを備え、前記ヒートパイプの放熱部位は、前記放熱体と接する平坦面を有する扁平形状である。

この態様によれば、ヒートパイプの放熱部位と放熱体とは、互いに平坦な面同士で接触する。このため、両者の接触面の面積をより大きく確保することができ、両者の間での熱輸送効率の向上が実現できる。典型的なヒートパイプは、断面形状が略円形となる管状部材であるため、放熱体をそのまま接触させる場合、両者の接触面の面積がごく小さくなってしまう虞がある。一方で、本態様のようにヒートパイプの放熱部位を扁平形状に形成することで、接触面の面積を大きく確保できる。

なお、ヒートパイプの放熱部位は、他の部位と比較して平坦面の面積が多くなるよう、局所的に扁平形状に形成されていてもよく、また、ヒートパイプの他の部分も同様の扁平形状に形成されていてもよい。また、放熱体におけるヒートパイプと接する部位の形状を、ヒートパイプの周面形状に合わせた形状に加工することでも、上述のものと同様の効果が得られる。しかしながら、このように放熱体の形状を加工するための作業が求められ、放熱器を製造するための工程が増加するという技術的な問題がある。

本発明の放熱器の好ましい態様は、前記放熱体を複数備え、前記複数の放熱体は、それぞれが異なる方向から前記放熱部位の平坦面と接するよう配置される。

この態様によれば、ヒートパイプの放熱部位は、複数の平坦面を有する扁平形状に形成され、各平坦面に接するように複数の放熱体が配置される。具体的には、一の方向と、該一の方向の逆方向とに平坦面を有する扁平形状のヒートパイプの場合、平坦面の両方の面に接するように配置される放熱体が、ヒートパイプを挟み込むように配置される。

このような構成によれば、ヒートパイプに対して、一つの放熱体を接触させる場合と比較して、ヒートパイプと放熱体との接触面の面積をより大きく確保することができる。これにより、ヒートパイプから放熱体への熱伝導の効率を向上させることができるとともに、放熱体全体の表面積を増大することもでき、放熱効率の向上も実現できる。

本発明の放熱器の好ましい態様では、前記複数の放熱フィンは、前記ヒートパイプの熱輸送経路である前記受熱部位と前記放熱部位とを結ぶ軸方向と直交する方向を配列方向として、並列に配置される。

この態様によれば、放熱体から延伸する複数の放熱フィンを介して、周囲の冷却用の空気への放熱が行われる。個々の放熱フィンは、典型的には、薄板状の部材であって、少なくとも一辺が放熱体に接する形で配置される。このような所定の間隔を離隔して並列される複数の放熱フィンの間には、冷却用の空気が移動可能な空隙が形成される。

ここに、放熱フィン周囲の冷却用の空気は、ヒートパイプの熱輸送経路である受熱部位と放熱部位とを結ぶ軸方向と直交する方向に沿って流れ、ヒートパイプの受熱部位に近い側では、外気温と略同一の相対的に冷たい状態である。他方で、冷却用の空気は、ヒートパイプの放熱部位に近い側では、放熱フィンからの放熱により相対的に高温となる。この温度差により、放熱フィンの周辺の冷却用の空気が、軸方向において、受熱部位側から放熱部位側へと向かう自然対流が発生する。

この自然対流により、フィン同士の隙間を流路として好適に空気が流れるため、フィンの周辺の冷却用空気が適宜入れ替えられる。このように構成することで、放熱器に、フィン冷却用のファンを設ける場合と同様の効果を実現することができ、放熱効率の向上を実現することが可能となる。

開示の放熱器が複数の放熱フィンを備える態様では、前記複数の放熱フィンは、放熱体において、ヒートパイプの放熱部位の平坦面と接する部分を考慮した中心部分に近い放熱フィンほど、前記放熱体から延伸する長さが長くてもよい。

この態様によれば、放熱フィンのフィン長は、放熱体における、ヒートパイプの放熱部位の平坦面と接する部分を考慮した中心部分に近い部位では相対的に長く、接触部位から遠い部位では相対的に短くなる。このように構成することで、各放熱フィンからの放熱量を均等とすることができ、放熱器全体としての放熱効率の向上を実現できる。

本発明の好ましい態様は、前記放熱部位を複数備え、前記複数の放熱部位は、それぞれの放熱部位が有する一の平坦面が同一面上で前記放熱体と接するように配置される。

この態様によれば、各放熱部位の平坦面が同一面上に配置される。このように配置することで、同一面上に配置された放熱部位の平坦面と接するように放熱体を配置することで、放熱体を各ヒートパイプの放熱部位それぞれの平坦面と接触させることができる。これにより、放熱体の形状や配置を各ヒートパイプに合わせて変更する必要がなく、放熱体と各ヒートパイプとの接触面の面積を大きく確保することができる。

本発明の好ましい態様では、前記ヒートパイプは、両端部に２つの放熱部位を有するとともに、屈曲部に受熱部位を有するように、略Ｕ字型に屈曲され、前記ベース部は、前記屈曲した受熱部位と嵌合する溝を有する。

この態様によれば、一つのヒートパイプにおいて、受熱部位から放熱部位へと向かう相異なる２つの熱輸送の経路を形成することができる。具体的には、Ｕ字型の屈曲部から、一の先端へと向かう経路と、他の先端へ向かう経路とが、それぞれ熱輸送の経路となる。このため、受熱部位から放熱部位までの熱輸送の効率を向上させることができる。また、ヒートパイプの屈曲部とベース部の溝とを嵌合することで、ベース部と接するヒートパイプの周面の面積を、増大させることができる。したがって、ベース部からヒートパイプの受熱部位への熱伝導の効率についても、相対的に向上できる。

上述のように、略Ｕ字型に屈曲したヒートパイプを備える態様においては、前記ヒートパイプを複数有し、前記複数のヒートパイプの前記屈曲した受熱部位は、相互に平行であり、且つそれぞれが前記ベース部の前記溝と面接触するよう配置されていてもよい。

この態様によれば、複数のヒートパイプを用いることで、ベース部から放熱体への熱輸送の効率を更に向上できる。また、各ヒートパイプが溝を介してベース部に接するよう配置されるため、複数のヒートパイプに伝導される熱量が偏在することを抑制し、接触面を介した好適な熱伝導を実現できる。

本発明の好ましい態様では、前記ヒートパイプは、前記受熱部位および前記放熱部位の少なくとも一方を複数有し、(ｉ)前記受熱部位のそれぞれが前記ベース部と接し、(ii)前記放熱部位のそれぞれが前記放熱体と接するよう、屈曲されている。

この態様では、一または複数のヒートパイプが屈曲され、複数の部位でベース部または放熱体と接する。このようにヒートパイプを屈曲して構成することで、屈曲されていない管状のヒートパイプをベース部と接した場合と比較して、ベース部と接する部分の面積が、屈曲した受熱部位のために大きくなる。したがって、ベース部からヒートパイプの受熱部位への熱伝導の効率が相対的に向上する。

以上のような本発明によれば、放熱器各部の熱輸送効率を向上させ、好適な放熱効率を実現することができる。本発明の作用および他の利得について、後述する実施の形態とともに説明する。

実施形態に係る放熱器の構成の一例を示す側面図である。 実施形態に係る放熱器の構成の一例を示す分解斜視図である。 ヒートパイプの形状を示す模式図である。 ヒートパイプの断面形状を示す模式図である。 プレート部および放熱フィンの構成を示す模式図である。 プレート部および放熱フィンの配置を示す模式図である。 放熱器の変形例に係るヒートパイプ形状を示す概略斜視図である。 放熱器の変形例に係るヒートパイプ形状を示す概略図である。 ヒートパイプの変形例の形状を示す図である。

本発明を実施するための形態（以下、本実施形態と記載する）について、図面を参照して具体的に説明する。

（１）基本構成例
まず、図１および図２を参照して、本発明の放熱器の実施形態（以下、本実施形態と記載する）の基本的な構成を説明する。図１および図２はともに、放熱器の基本的な構成例を示す概略図であって、図１は側面図、図２は斜視図である。

図に示されるように、本実施形態に係る放熱器１は、ベース部１０、ヒートパイプ２０、放熱体３０を備える。なお、図２では、構造の説明のために、ベース部１０及びヒートパイプ２０と、放熱体３０とを分離して記載している。

ベース部１０は、発熱体とヒートパイプ２０とを接続し、発熱体からヒートパイプ２０への熱伝導を行う部材である。また、ベース部１０は、放熱器全体を発熱体に固定する土台としての役割を有する。ベース部１０の一部は、発熱体と接し、受熱する役割を担う部分であり、好適には、発熱体からの受熱、言い換えれば熱伝導の効率向上のために、発熱体との接触面の面積を比較的大きく確保可能な形状により形成される。一方、ベース部１０の他の一部は、ヒートパイプ２０と接し、発熱体の熱を伝導する役割を担う部分となる。

具体的には、その一例として図に示されるとおり、ベース部１０は、典型的には方形板や円板など、発熱体からヒートパイプへの熱輸送を容易に実施可能な形状の部材である。ベース部の図中下方の面には平坦な面が形成され、発熱体１００と接することで熱の伝導を受ける。他方、図中上方の面には溝１１が形成され、該溝１１にヒートパイプ２０が嵌合されることで、ヒートパイプ２０と接する。

ヒートパイプ２０は、内部に揮発性の作動液を封入した、管状部材である。好適には、ヒートパイプ２０の内部にはウィックと呼ばれる毛細管構造が形成されており、毛細管現象により作動液を任意の方向へ移動することができる。該構成によれば、ヒートパイプ２０では、作動液は、一の部位に生じた熱を吸収することで蒸発し、気化した作動液がヒートパイプ内の空洞を通過して相対的に低温な他の部位へと移動し、冷却により凝縮される。凝縮した作動液は、ウィック内を移動して、再度一の部位へと環流する。ヒートパイプ２０では、このような内部の作動液の相変化を伴う移動を利用して、相対的に高温となる一の部位から、相対的に低温となる他の部位へと熱を輸送することができる。

以上のような原理に基づき、ヒートパイプ２０は、受熱部位において発熱体と接し、発熱体からの熱を受け、放熱部位において放熱体と接し、放熱体へと熱を伝導する。尚、ヒートパイプ２０の形状や材質、作動液の組成などについて、特に記載しない点においては、公知のヒートパイプと同様の構成であってよい。

ヒートパイプ２０は、図２に示されるように、中央部において１８０度の角度をなすＵ字型に屈曲されており、該屈曲部分２４に受熱部位２１を有し、両端部に２つの放熱部位２２を有する。受熱部位２１は、ベース部１０との接続部を示し、放熱部位２２は、プレート部３１との接続部を示す。ヒートパイプ２０は、受熱部位２１においてベース部１０の溝１１に嵌合され、接触面を介してベース部１０からの熱の伝導を受ける。

他方、ヒートパイプ２０は、放熱部位２２においてプレート部３１と接するよう配置され、接触面を介してプレート部３１へと輸送された熱の伝導を行う。ヒートパイプ２０の両端部の放熱部位２２は、扁平形状に形成され、対向する一対の平坦面２３と、これらの平坦面２３の側縁部同士を接続する２つの側面とを有する。例えば、図２に示される例では、図中手前側に向かう平坦面２３が形成されるとともに、該平坦面２３と対向する、図中奥側に向かう不図示の平坦面が形成される。

図３を参照して、本構成例におけるヒートパイプ２０の構成をより詳細に説明する。図３は、本実施例におけるヒートパイプ２０の模式図である。図３では、Ｕ字型のヒートパイプ２０の両端部に形成される放熱部位を、便宜上、放熱部位２２−１および２２−２と区別して表記している。また、各放熱部位に形成される平坦面２３についても、同様に平坦面２３−１および２３−２と表記している。

放熱部位２２−１の平坦面２３−１と、放熱部位２２−２の平坦面２３−２とは、同一面上に配置される。このような構成により、放熱部位２２−１の平坦面２３−１と、放熱部位２２−２の平坦面２３−２とは、同一面上でプレート部３１と接する。同様に、放熱部位２２−１の不図示の図中奥側に向かう平坦面と、放熱部位２２−２の不図示の図中奥側に向かう平坦面とは、同一面上に配置され、同一面上で他のプレート部３１と接する。

図４に、ヒートパイプ２０の断面形状の例を示す。図４（ａ）は、放熱部位２２以外の部位の断面形状であり、図４（ｂ）は、扁平形状の放熱部位２２の断面形状を示す模式図である。図示されるように、放熱部位２２以外の部位の断面形状は略円形であり、放熱部位２２の断面形状は、放熱部位２２における平坦面２３に相当する、対向する直線部分２３’を含む扁平円形である。

図１に戻り、説明を続ける。放熱体３０は、本発明の放熱体の一具体例であって、ヒートパイプから受熱した熱を周囲の空気中に放熱する部材である。本実施形態において、放熱体３０は、周囲の空気と接する面積を増大させる目的で、プレート部３１に、放熱フィン３２を有する。

プレート部３１は、図２の分解図に示されるように、ヒートパイプ２０の放熱部位２２の両側に配置される２つ１組の板状部材である。すなわち、プレート部３１は、ヒートパイプ２０の放熱部位２２の平坦面２３に接する平坦面３３を有し、該平坦面３３が放熱部位２２の平坦面２３を挟み込むように配置される。

なお、図１又は図２に示される具体例では、プレート部３１は、ボルトとナット３１ａによりヒートパイプ２０を挟み込む形で固定されている。図示した例以外にも、プレート部３１は、ヒートパイプ２０の放熱部位２２の平坦面２３との接触面が極力大きくなる形であれば、他の態様により固定されていてもよい。

図２に示すように、プレート部３１のヒートパイプ２０との接続面に対向する他の面には、複数の放熱フィン３２が設けられる。

放熱フィン３２は、プレート部３１から延伸する複数の板状部材であって、プレート部３１に伝導された熱を受熱して、周囲の空気中に放熱する。

図５に、プレート部３１および放熱フィン３２の構成例を示す。図５（ａ）は、プレート部３１および放熱フィン３２を組み合わせた構成について示す図であり、図５（ｂ）は、プレート部３１および放熱フィン３２を構成する部材に分解した例を示す図である。

プレート部３１および放熱フィン３２の構成例について、図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ｂ）には、プレート部３１と、所定の間隔で並べられた２枚の平行な放熱フィン３２を有し、当該２枚の放熱フィン同士を一体的に形成させたコの字状の板状部材とから成る複数の構成部材３２ａ−３２ｇとが示される。

プレート部３１、および複数の構成部材３２ａ−３２ｇのそれぞれの板状部材の中心部が重なり合うよう組み合わせ、該中心部をボルトとナット３４で固定することで、図５（ａ）に示されるプレート部３１および放熱フィン３２を形成できる。

なお、該構成は一例であって、例えば、その他の例として、プレート部３１と放熱フィン３２とを溶接などにより接続してもよく、また削り出しなどによって一体形成してもよい。

本実施形態において、放熱器１の各部は、好適には、銅やアルミニウムなどの熱伝導性が高い材質から構成される。また、ヒートパイプ２０に関して、例えば形状、材質および作動液の組成など、特記しない部分については、適宜公知のヒートパイプと同様の構成であってよい。

上述した放熱器１によれば、ベース部１０において受熱した発熱体１００からの熱を、効率的に放熱フィン３２まで移動させ、周囲の空気中に放熱することができる。

放熱器１では、ヒートパイプ２０の受熱部位２１は、屈曲している部分でベース部１０に接続されているため、単に管状のヒートパイプをベース部１０に対して垂直に接続した場合と比較して、ベース部１０の溝１１と接触するヒートパイプ２０の周面の面積が大きくなる。このように、接触面の面積が比較的大きく確保されているため、ベース部１０からヒートパイプ２０への熱伝導の効率の向上が実現できる。

また、受熱部位２１で受熱した熱を放熱部位２２に輸送するに当たり、２つの相異なる放熱部位２２−１および２２−２まで、相異なる経路で輸送することで熱輸送効率の向上が見込める。具体的には、受熱部位２１で受熱された熱の一部は、受熱部位２１から放熱部位２２−１までの経路上を輸送され、他の一部の熱は、受熱部位２１から放熱部位２２−２までの経路上を輸送される。このように、受熱部位２１から放熱部位２２までの経路について、ヒートパイプを２本用いた場合と略同一の熱輸送効率を実現することができる。

放熱器１では、ヒートパイプ２０の放熱部位２２が扁平形状に形成される。このため、ヒートパイプの放熱部位が、断面円形で形成される場合など扁平形状でない場合と比較して、ヒートパイプ２０とプレート部３１との接触面の面積を大きく確保することができ、良好な熱輸送効率が実現できる。

放熱器１の構成によれば、複数の放熱フィン３２の隙間の方向が、屈曲したヒートパイプ２０の端部が延伸する方向、言い換えれば放熱部位２２が延伸する方向と一致している。このため、ベース部１０からヒートパイプ２０の受熱部位２１に受熱された熱は、ヒートパイプ２０の延伸方向に沿って放熱部位２２へと輸送される。放熱フィン３２の隙間における冷却空気は、図１下方の受熱部位２１に近い側では外気温に近く冷たい状態にあるが、図１の上方では、該放熱フィン３２から放熱する熱を吸収して温度が上昇する。

ここに、放熱器１を、ヒートパイプ２０の受熱部位２１が下方向、放熱部位２２が上方向になるよう配置した場合について説明する。上述した放熱フィン３２の周囲の空気の温度差により、放熱フィン３２の隙間では下方から上方へ向かう自然対流が生じる。このような自然対流により、放熱フィン３２の周囲の空気が入れ替わるため、放熱フィン３２からの放熱を促進することができる。

なお、放熱器１は、ファンなどの装置を設け、放熱フィン３２の周囲に強制対流を生じさせる構成であってもよい。このような構成によれば、更なる放熱効率の向上が実現できる。

放熱器１では、２枚のプレート部３１がヒートパイプ２０の扁平部分を挟み込むように配置される。このような構成によれば、１枚のプレート部３１を備える構成と比較して、ヒートパイプ２０とプレート部３１の接触面積を大きくすることができる。このため、プレート部３１への熱輸送効率を向上させることができるとともに、全体で見た場合のプレート部３１の均熱化に繋がり、プレート部３１に設けられる放熱フィン３２からの放熱を促進することができる。

なお、上述した態様に依らず、ヒートパイプ２０の一方の側にのみプレート部３１および放熱フィン３２を備える構成であってもよい。このように構成する場合、放熱器１全体の部品数や設置スペースを低減することができる。

本実施形態の放熱フィン３２のフィン長は、好適には、各放熱フィン３２からの放熱効率を考慮した上で決定される。ここに、フィン長とは、各放熱フィン３２について、プレート部３１と接する付け根から延伸した先端までの長さを示す趣旨である。典型的には、フィン長とは、プレート部３１における放熱フィン３２の形成面と直交方向のフィンの突出長さを示す。

好適には、各放熱フィン３２のフィン長は、プレート部３１におけるヒートパイプ２０との接触部位から各放熱フィン３２までの熱伝導経路長と、各放熱フィン３２内での熱伝導経路長、つまりフィン長との和が均等となるよう決定される。このため、接触部位から相対的に近い放熱フィン３２のフィン長は相対的に長く、接触部位から相対的に遠い放熱フィン３２のフィン長は相対的に短くなる。このように構成することで、各放熱フィン３２における放熱量を均等とし、各放熱フィン３２を有効に用いることができる。結果として、放熱フィン３２全体としての放熱効率を向上させることができる。

なお、上述したようなＵ字型のヒートパイプ２０を用いる放熱器１では、プレート部３１とヒートパイプ２０とが複数の接触部位で接する場合がある。

このように複数の接触部位を有する場合の各放熱フィン３２の長さの決定の態様について、図６を参照して、説明する。図６は、それぞれ図１に示される放熱器１を図中上部から見た模式図である。

図６に示される例では、プレート部３１とヒートパイプ２０の放熱部位２２とは、２つの接触部位Ｃ１およびＣ２において接している。また、図中Ｃ０は、プレート部３１における接触部位Ｃ１およびＣ２の中心である。このような点Ｃ０については、特に、プレート部３１の面積が、各接触部位間の距離と比較して十分に大きい場合、各接触部位から各放熱フィン３２までの熱伝導経路長は、該点Ｃ０からの熱伝導経路長に近似できる。

図６に示される例では、Ｃ０から相対的に近い放熱フィン３２のフィン長は相対的に長く、Ｃ０から相対的に遠い放熱フィン３２のフィン長は相対的に短くなるよう決定される。より好適には、各放熱フィン３２のフィン長は、点Ｃ０から各放熱フィン３２までの熱伝導経路長と、各放熱フィン３２内での熱伝導経路長、つまりフィン長との和が、各放熱フィン３２において均等となるよう決定される。これにより、各放熱フィン３２における放熱量を均等とすることができる。

このように、ヒートパイプ２０とプレート部３１とが複数の接触部位を有する場合、それぞれの接触部位から伝導される熱について総合的に考慮した上で各放熱フィン３２のフィン長が決定される。

また、放熱効率を考慮するとともに、放熱器１を大型化させないように、各フィンの総面積を適宜調整しながら、フィン長を短くするようにしてもよい。

（２）変形例
続いて、本発明の放熱器の変形例について、図７および図８を参照して説明する。

図７は、本発明の放熱器の変形構成例である放熱器１’のうち、ベース部１０とヒートパイプ２０−１および２０−２とを示す概略図である。図８は、放熱器１’におけるベース部１０と、ヒートパイプ２０−１および２０−２との位置関係を示す模式図であって、図８（ａ）は、図７のＡ−Ａ’断面図、図８（ｂ）は、図７のＢ−Ｂ’断面図である。

上述した基本構成例では、１つのヒートパイプ２０を備える放熱器１について説明した。図７に示される変形例の放熱器１’は、２つのヒートパイプ２０−１、２０−２を備える。

図７および図８（ａ）に示されるように、ヒートパイプ２０−１および２０−２は、それぞれ受熱部位がベース部１０に形成される溝１１に嵌合することで、ベース部に接続される。このとき、ヒートパイプ２０−１および２０−２の受熱部位となる屈曲部分２４−１および２４−２は、図７中Ｂ−Ｂ’方向において互いに平行、且つ図７中Ａ−Ａ’方向に若干ずれた位置にベース部１０の溝内に配置される。

また、図８（ｂ）に示されるように、ヒートパイプ２０−１および２０−２の屈曲部分２４−１および２４−２（言い換えれば、Ｕ字型の根元部分）は、放熱部位の延伸方向（言い換えれば、Ｕ字型の両端部分）に対して所定の角度θ１およびθ２で屈曲している。この屈曲により、ヒートパイプ２０−１および２０−２は、ベース部１０との接続部では図中Ｂ−Ｂ’方向、つまり放熱部位の平坦面に直交する方向に隣接している一方で、放熱部位の平坦面はそれぞれ同一面上に配置される。言い換えれば、放熱部位の平坦面はそれぞれ同一面上に配置されるよう、ヒートパイプ２０−１および２０−２の屈曲部分２４−１および２４−２における放熱部位の平坦面との屈曲角θ１およびθ２が決定される。

なお、図８（ｂ）に示されるように、溝１１の底面と、該底面と対向するヒートパイプ２０−１、２０−２の受熱部位２１の底面とは、ともに平坦面として形成されている。このため、ヒートパイプ２０−１および２０−２を溝１１に嵌合する際に、互いの平坦面を平行に配置することで、平坦面同士を面接触させることができる。したがって、ヒートパイプとベース部との間の接触面の面積を極力大きくすることができ、両者の間での熱伝導の効率を向上できる。

また、図８（ｃ）に示されるように、ヒートパイプ２０の受熱部位２１の底面は平面を成しているものだけではなく、底面が曲面を成すよう形成されていてもよい。この場合、溝１１の底面は、好適には、図８（ｃ）に示されるように、各ヒートパイプ２０のそれぞれの底面の形状に合わせて、両者が面接触するような形状に形成される。このように構成することで、ヒートパイプ２０を溝１１に嵌合した際に、受熱部位２１の底面と溝１１の底面とを面接触させることができる。なお、受熱部位２１の底面およびそれに対向する溝１１の底面とは、曲面に限られるものではなく、受熱部位２１の底面と溝１１の底面が面接触する限りにおいて、適宜その他の形状であってもよい。

なお、変形例に係るヒートパイプ２０−１および２０−２の形状および寸法は互いに同一であってよい。また、変形例の放熱器１’において、特記した部分以外の点については、基本構成例で説明した各構成を適用してもよい。

上述した変形例に係る放熱器１によれば、複数のヒートパイプ２０−１および２０−２を用いて、ベース部１０からプレート部３１および放熱フィン３２への熱輸送を高効率で行うことができる。このとき、複数のヒートパイプ２０−１および２０−２のそれぞれの放熱部位の平坦面２３が同一面上において、プレート部３１と接するよう配置されることが好ましい。

（３）ヒートパイプの変形例
図９を参照して、ヒートパイプの形状に係る変形例を説明する。図９は、ヒートパイプ２０の変形例の形状を示す図である。

上述した例では、ヒートパイプ２０は受熱部位２１においてＵ字型に屈曲する形状であったが、これ以外の形状を採るよう屈曲されていてもよい。

例えば、ヒートパイプは、図９（ａ）に示されるヒートパイプ２０ａのように、Ｌ字型に屈曲した形状であってもよい。このような形状では、例えば、Ｌ字の水平部分が受熱部位２１ａとなり、Ｌ字の鉛直部分に扁平形状の放熱部位２２ａが形成される。

このようなヒートパイプ２０ａでは、水平な受熱部位２１ａにより、ベース部１０の溝１１の周面との接触面を大きく確保することができる。このため、単に管状のヒートパイプの受熱部位の先端のみを溝１１に嵌合する場合と比較して、相対的に熱伝導の効率を向上できる。

また、Ｌ字型のヒートパイプを用いる放熱器においては、例えば、図９（ｂ）に示されるようにＬ字型のヒートパイプを２つ組み合わせて配置してもよい。図９（ｂ）に示される例では、２つのＬ字型のヒートパイプ２０ｂ−１および２０ｂ−２が、それぞれの受熱部位２１ｂ−１および２１ｂ−２が対向し、且つＬ字の直交方向（図中の手前−奥方向）において交差するよう配置されている。より具体的には、例えば、図７に示されるように、ベース部１０の溝１１の幅が、ヒートパイプ２０ｂ−１および２０ｂ−２を嵌合できるほど広く設けられる。また、ヒートパイプ２０ｂ−１および２０ｂ−２は、その屈曲部分と鉛直部分との境界において、上述したヒートパイプ２０−１および２０−２のように所定の角度で屈曲している。

このように、Ｌ字型に屈曲した２つのヒートパイプを用いることで、ベース部１０から放熱体３０まで、複数の経路で熱輸送を行うことができ、効率の向上を実現できる。

また、ヒートパイプの他の態様として、図９（ｃ）に示されるように、Ｕ字型のヒートパイプを、屈曲する水平部分（つまり、受熱部位）同士が縦列となるように２つ配置してもよい。図９（ｃ）には、Ｕ字型のヒートパイプ２０ｃ−１および２０ｃ−２が縦列に並列して配置される様子が記載される。なお、このように２つのＵ字型のヒートパイプ２０ｃ−１および２０ｃ−２について、上述したＬ字型のヒートパイプ２０ｂ−１および２０ｂ−２のように、その一部または全部がＬ字の直交方向（図中の手前−奥方向）において交差するよう配置されていてもよい。また、Ｕ字型のヒートパイプを同様の並びで３つ以上配置する構成であってもよい。

例えば、ヒートパイプは、図９（ｄ）に示されるヒートパイプ２０ｄのように、両端を受熱部位２１ｄとし、中央部に扁平形状の放熱部位２２ｄを形成したうえで、該放熱部位２２ｄにおいてＵ字型に屈曲した形状であってもよい。

このようなヒートパイプ内では、相異なる２つの受熱部位２１ｄにおいて受熱された熱が、相異なる経路上を放熱部位２２ｄまで移動する。したがって、本実施形態において示した構成と同様に、熱輸送効率の向上を見込むことができる。

また、ヒートパイプは、図９（ｅ）に示されるヒートパイプ２０ｅのように、Ｗ字型に屈曲した形状であってもよい。このような形状では、例えば、中央の屈曲部および両端部に扁平形状の放熱部位２２ｅが形成され、図中下方の他の２つの屈曲部が受熱部位２１ｅとなる。

このように一のヒートパイプ２０を屈曲し、複数の受熱部位２１および放熱部位２２においてベース部１０またはプレート部３１と接続することで、ベース部１０から受熱した熱をプレート部３１まで、相異なる複数の経路で輸送することが可能となる。なお、このとき屈曲部に受熱部位２１または放熱部位２２を設けることで、ベース部１０またはプレート部３１との接触面の面積をより大きく確保することができ、更なる熱輸送効率の向上が実現できる。

また、図示しない他のヒートパイプ２０の変形例として、Ｕ字型の屈曲部をより鋭角的に曲げた、所謂Ｖ字型形状などであってもよい。その他、上述の効果が見込める範囲であれば、ヒートパイプ２０を屈曲する際の形状を適宜設定してもよい。

（４）他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う放熱器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

例えば、上記実施形態において、ベース部の形状は、様々な形状の発熱体との接触を可能とし、接触面の面積を極力大きく確保できるように、ベース部の裏面、すなわち、発熱体との接触部分を、平坦な面で形成した。しかしながら、本発明はこのような態様に限らず、ベース部の裏面の形状は、発熱体の形状に応じて、接触面の面積が極力大きくなるよう、任意の形状に加工することも可能である。

また、ベース部の表面であるヒートパイプとの接触部分は、好適には、ヒートパイプへの熱伝導の効率向上のために、ヒートパイプとの接触面の面積を比較的大きく確保可能な形状であることが好ましい。そのため、ベース部の表面側の形状は、典型的には管状であるヒートパイプとの接触面を大きく極力確保するために、ヒートパイプの形状に応じた取り付け用の溝や穴などを備えるのが好ましいが、もちろんこの態様に限られず、ベース部の平滑な表面にヒートパイプを直接取り付けるような構成も採用可能である。

本実施形態において説明した放熱器１は、ヒートパイプ２０の放熱部位２２が、対向する一対の平坦面２３を有し、該ヒートパイプ２０を挟み込むように二つの放熱体３０が配置される構成である。

このような構成とは異なり、一つの放熱体がヒートパイプ２０に接触する構成であってもよい。このように構成することで、放熱体３０が占有する空間を減少させることができる。また、二つの放熱体を用いた構成のほかに、より多くの放熱体を用いた構成を適用してもよい。このように構成することで、ヒートパイプと放熱体との接触面の面積をより大きく確保することが可能となり、放熱器全体での放熱効率を更に向上させることができる。

１ 放熱器、
１０ ベース部、
１１ 溝、
２０ ヒートパイプ、
２１ 受熱部位、
２２ 放熱部位、
２３ 平坦面（放熱部位）、
３０ 放熱体
３１ プレート部、
３２ 放熱フィン
３３ 平坦面（プレート部）
１００ 発熱体。

Claims (7)

1. 発熱体からの熱を受熱するベース部と、
   複数の放熱フィンを備え、放熱を行う放熱体と、
   前記ベース部と接する受熱部位、および前記放熱体と接する放熱部位を有するヒートパイプと
   を備え、
   前記ヒートパイプの放熱部位は、前記放熱体と接する平坦面を有する扁平形状を有していることを特徴とする放熱器。
2. 前記放熱体を複数備え、
   前記複数の放熱体は、それぞれが異なる方向から前記放熱部位の平坦面と接するよう配置されることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
3. 前記複数の放熱フィンは、前記ヒートパイプの熱輸送経路である前記受熱部位と前記放熱部位とを結ぶ軸方向と直交する方向を配列方向として、並列に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の放熱器。
4. 前記ヒートパイプは、前記放熱部位を複数備え、
   一の前記放熱体と接する、前記複数の放熱部位のそれぞれの平坦面が、同一面上に配置されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の放熱器。
5. 前記ヒートパイプは、両端部に２つの放熱部位を有するとともに、屈曲部に受熱部位を有するように、略Ｕ字型に屈曲され、
   前記ベース部は、前記屈曲した受熱部位と嵌合する溝を有することを特徴とする請求項４に記載の放熱器。
6. 前記ヒートパイプを複数有し、
   前記複数のヒートパイプの前記屈曲した受熱部位は、相互に平行であり、且つそれぞれが前記ベース部の前記溝と面接触するよう配置されることを特徴とする請求項５に記載の放熱器。
7. 前記ヒートパイプは、前記受熱部位および前記放熱部位の少なくとも一方を複数有し、(ｉ)前記受熱部位のそれぞれが前記ベース部と接し、(ii)前記放熱部位のそれぞれが前記放熱体と接するよう、屈曲されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の放熱器。

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