JP2022181034A - 熱伝導部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱伝導部材の冷却効率を向上させる。【解決手段】熱伝導部材100の筐体101は、第1筐体部1と、第2筐体部2と、第3筐体部3と、を有する。第1方向に延びる第1筐体部1の第1方向の一方側端部には、第1方向と交差する第2方向の一方に延びる第2筐体部が接続される。第1筐体部の第1方向の他方側端部には、第3筐体部3が接続される。第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3のうちの少なくとも1つは、一方板部及び他方板部で囲まれて、作動媒体が収容される内部空間と、を有する。第1筐体部1は、第1筐体部1の第2方向の一方側端面に配置される第1被加熱部10を有する。第2筐体部2は、第2筐体部2の第1方向の他方側端面に配置される第2被加熱部20を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、熱伝導部材に関する。
従来、発熱体を冷却する熱伝導部材として、ベーパーチャンバーのようなヒートパイプが知られている。たとえば発熱体を放熱するため、ヒートパイプのベースを発熱体に付着させる(たとえば特開2019-194515号公報参照)。
しかしながら、上述の熱伝導部材は、発熱体の片側の端面のみに接して冷却する。熱伝導部材には、より高い冷却効率が求められる。
本発明は、熱伝導部材の冷却効率を向上させることを目的とする。
本発明の例示的な熱伝導部材は、筐体と、作動媒体と、を備える。前記筐体は、第1筐体部と、第2筐体部と、第3筐体部と、を有する。前記第1筐体部は、第1方向に延びる。前記第2筐体部は、前記第1筐体部の前記第1方向の一方側端部に接続されて、前記第1方向と交差する第2方向の一方に延びる。前記第3筐体部は、前記第1筐体部の前記第1方向の他方側端部に接続される。前記第1筐体部、前記第2筐体部、及び前記第3筐体部のうちの少なくとも1つは、一方板部と、他方板部と、内部空間と、を有する。前記他方板部は、前記一方板部と対向配置される。前記内部空間は、前記一方板部及び前記他方板部で囲まれる。前記内部空間には、前記作動媒体が収容される。前記第1筐体部は、第1被加熱部を有する。前記第1被加熱部は、前記第1筐体部の前記第2方向の一方側端面に配置される。前記第2筐体部は、第2被加熱部を有する。前記第2被加熱部は、前記第2筐体部の前記第1方向の他方側端面に配置される。
本発明の例示的な熱伝導部材によれば、熱伝導部材の冷却効率を向上させることができる。
以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。
なお、本明細書では、適宜、3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z方向は、後述する第1筐体部1が延びる方向である。+Z方向はZ方向のうちの一方の向きであり、-Z方向はZ方向のうちの他方の向きである。X方向は、Z方向と直交する方向である。+X方向はX方向のうちの一方の向きであり、-X方向はX方向のうちの他方の向きである。Y方向は、Z方向及びX方向の両方と直交する方向である。+Y方向はY方向のうちの一方の向きであり、-Y方向はY方向のうちの他方の向きである。
また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」は、両者が互いに90度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態を含む。つまり、「平行」及び「垂直」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。
なお、これらは単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係、方向、及び名称などを限定する意図はない。
<1.熱伝導部材100>
図1は、実施形態に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。なお、図1は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。なお、図1(及び後述する図2から図5)は、あくまで概念図であり、各部の配置および寸法は、実際の熱伝導部材100と同じであるとは限らない。
図1は、実施形態に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。なお、図1は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。なお、図1(及び後述する図2から図5)は、あくまで概念図であり、各部の配置および寸法は、実際の熱伝導部材100と同じであるとは限らない。
なお、図1では、第1方向D1は、Z方向と平行である。第1方向の一方D1aは+Z方向と同じ向きであり、第1方向の他方D1bは-Z方向と同じ向きである。また、第2方向D2は、図1では、X方向と平行であって、Y方向及びZ方向と垂直である。つまり、第2方向D2は、図1では、第1方向D1と垂直である。第2方向の一方D2aは+X方向と同じ向きであり、第2方向の他方D2bは-X方向と同じ向きである。また、第3方向D3は、第1方向D1及び第2方向D2と交差する。図1では、第3方向D3は、第1方向D1及び第2方向D2と垂直な方向である。また、第3方向D3は、Y方向と平行であって、X方向及びZ方向と垂直である。
熱伝導部材100は、少なくとも一部が屈曲可能な板状のベーパーチャンバーであり、発熱体Hを冷却する。熱伝導部材100は、被加熱部と、放熱部と、を備える。被加熱部は、たとえば発熱体Hと接して、発熱体Hから伝達された熱によって加熱される。たとえば本実施形態では、被加熱部は、後述する第1筐体部1及び第2筐体部2に配置される。被加熱部に伝達された熱は、後述の作動媒体5によって放熱部に伝達される。放熱部は、熱伝導部材100の外部に熱を放出する。放熱部は、本実施形態では、後述する筐体101の表面のうちの被加熱部以外の領域である。
熱伝導部材100は、筐体101と、作動媒体5と、を備える。また、好ましくは、熱伝導部材100は、ウィック構造体6と、伝熱部材7と、を備える。
筐体101は、内部に空間101aを有する。前述の如く、熱伝導部材100は、筐体101を有する。空間101aは、筐体101の第1筐体部1及び第2筐体部2のうちの少なくともどちらかに配置される。空間101aは、密閉空間であり、たとえば大気圧よりも気圧が低い減圧状態に維持される。空間101aが減圧状態であることにより、空間101aに収容される作動媒体5が蒸発し易くなる。作動媒体5は、被加熱部から放熱部に熱を輸送する。前述の如く、熱伝導部材100は、作動媒体5を有する。作動媒体5は、筐体101の空間101aに収容される。作動媒体5は、本実施形態では水であるが、アルコールなどの液体であってもよい。
筐体101は、第1金属板1011と、第2金属板1012と、を有する。第1金属板1011は、第2金属板1012と対向配置される。第1金属板1011及び第2金属板1012は、たとえば銅板である。なお、第1金属板1011及び第2金属板1012のうちの少なくとも一方は、銅以外の金属の表面に銅メッキを施して形成されてもよい。銅以外の金属としては、たとえばステンレス鋼を採用できる。第1金属板1011及び第2金属板1012は、一体であってもよいし、別体であってもよい。一体である場合、1枚の金属板を折り曲げて重ねることで、筐体101を形成できる。
また、筐体101は、第1筐体部1と、第2筐体部2と、第3筐体部3と、をさらに有する。なお、これらの構成は、後に説明する。図1に示すように、第1金属板1011は、第1筐体部1のうちの第2方向の他方D2b側の部分と、第2筐体部2の第1方向の一方D1a側の部分と、を含む。前述の如く、筐体101は、第1金属板1011を有する。さらに、本実施形態では、第1金属板1011は、第3筐体部3の第1方向の一方D1a側の部分を含む。つまり、第1金属板1011は、後述する他方板部12、一方板部21、及び一方板部31を含む。
また、図1に示すように、第2金属板1012は、第1筐体部1のうちの第2方向の一方D2a側の部分と、第2筐体部2の第1方向の他方D1b側の部分と、を含む。前述の如く、筐体101は、第2金属板1012を有する。さらに、本実施形態では、第2金属板1012は、第3筐体部3の第1方向の他方D1b側の部分を含む。つまり、第2金属板1012は、後述する一方板部11、他方板部22、及び他方板部32を含む。
筐体101が上述のように構成されることで、筐体101を容易に製造することができる。たとえば、空間101aを挟んで第1金属板1011及び第2金属板1012を重ね、各々の外縁に沿って両者を接合することにより、筐体101を形成できる。
また、本実施形態では、第1金属板1011は、凹部1011aを有する。凹部1011aは、第1金属板1011の第2金属板1012側の端部に配置され、第2金属板1012から第1金属板1011に向かう方向に凹む。また、第2金属板1012は、凹部1012aを有する。凹部1012aは、第2金属板1012の第1金属板1011側の端部に配置され、第1金属板1011から第2金属板1012に向かう方向に凹む。凹部1011a及び凹部1012aは、互いに対向し、空間101aを構成する。但し、本実施形態の例示に限定されず、第1金属板1011及び第2金属板1012のうちの一方のみが、凹部を有してもよい。つまり、第1金属板1011が凹部1011aを有する一方で、第2金属板1012は、凹部1012aを有さなくてもよい。この場合、空間101aは、凹部1011aで構成される。或いは、第2金属板1012が凹部1012aを有する一方で、第1金属板1011は、凹部1011aを有さなくてもよい。この場合、空間101aは、凹部1012aで構成される。
筐体101は、接合部101bをさらに有する。接合部101bは、第1金属板1011と第2金属板1012とをそれぞれの外縁で繋ぎ合わせる接合構造である。つまり、接合部101bは、Z方向から見て筐体101の周縁部に位置する。なお、第1金属板1011と第2金属板1012との接合手段は、特に限定されない。たとえば、ホットプレス、拡散接合、ろう材を用いた接合、などのいずれの接合方法であってもよい。
なお、ホットプレスおよび拡散接合は、いずれも加熱および加圧によって2つの部材を接合する方法である。但し、拡散接合では、たとえば数時間の加熱および加圧により、2つの部材の接合界面付近の原子または粒子を拡散させて、2つの部材を接合する。これに対して、ホットプレスでは、拡散接合よりも低温および短時間での加熱および加圧により、2つの部材の接合界面付近の一部の原子または粒子のみを拡散させて、2つの部材を接合する。原子または粒子の拡散度合いの違いにより、拡散接合では、接合界面自体が消滅する。一方、ホットプレスでは、接合界面の一部が消滅し、残りがそのまま維持される。従って、拡散接合によって形成された接合部101bと、ホットプレスによって形成された接合部101bとでは、接合界面付近の接合構造が互いに異なる。また、加熱および加圧の時間の相違により、ホットプレスを用いた製造のタクトタイムは、拡散接合を用いた製造のタクトタイムよりも短くなる。
なお、接合部101bは、封止部(図示省略)を含んでいてもよい。封止部は、たとえば熱伝導部材100の製造過程において、作動媒体5を筐体101内に注入するための注入口を溶接によって封止した箇所である。
また、好ましくは、筐体101は、空間101aに収容される複数のピラー(図示省略)を備える。複数のピラーは、第1金属板1011と第2金属板1012との間に配置されて、第1金属板1011及び第2金属板1012のうちの一方から他方に向かって延びる。各々のピラーは、第1金属板1011及び第2金属板1012のうちの一方と一体であってもよいし、別体であってもよい。また、各々のピラーの先端は、第1金属板1011及び第2金属板1012のうちの他方、又はウィック構造体6に接する。
次に、ウィック構造体6は、空間101aに収容される。つまり、ウィック構造体6は、各々の筐体部の内部空間に収容される。前述の如く、熱伝導部材100は、ウィック構造体6を備える。たとえば、図1では、ウィック構造体6は、第1筐体部1の内部空間1aと、第2筐体部2の内部空間2aと、第3筐体部3の内部空間3aと、に収容される。ウィック構造体6は、多孔質のウィック構造を有し、毛細管現象によって作動媒体5を輸送する。このようなウィック構造体6は、たとえば銅などの金属の焼結体で構成される。ウィック構造体6は、毛細管現象によって作動媒体5を筐体101の内部で輸送できる構造であればよい。従って、ウィック構造体6は、上記した多孔質のウィック構造(焼結ウィック)のほか、金属メッシュからなるメッシュウィック、溝構造を有するグルーブウィックであってもよい。
本実施形態では、ウィック構造体6は、筐体101の第2金属板1012側に配置される。たとえば図1に示すように、ウィック構造体6は、第2金属板1012の凹部1012aに収容され、凹部1012aの第1金属板1011に向く底面に配置される。但し、この例示に限定されず、ウィック構造体6は、第1金属板1011側に配置されてもよい。つまり、ウィック構造体6は、第1金属板1011及び第2金属板1012のうちの少なくとも一方側に配置される。
本実施形態では、ウィック構造体6は、空間101aにおいて、第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3に渡って配置される。つまり図1に示すように、ウィック構造体6は、後述する第1ウィック構造体61、第2ウィック構造体62、及び第3ウィック構造体63を含む。なお、ウィック構造体6の配置は、本実施形態の例示に限定されない。好ましくは、ウィック構造体6の少なくとも一部は、第1筐体部1及び第2筐体部2の少なくとも一方に配置される。さらに好ましくは、ウィック構造体6の少なくとも一部は、第1筐体部1に配置される。こうすれば、第1筐体部1の冷却性能を高めることができる。従って、発熱体Hの側面(つまり第2方向の他方D2b側端部)の冷却効率をさらに向上できる。
次に、伝熱部材7は、高い熱伝導性と高い耐熱性とを有し、筐体101の被加熱部に配置される。本実施形態では、発熱体Hは、伝熱部材7を介して、熱伝達可能に熱伝導部材100と接する。伝熱部材7には、たとえば、グラファイトシート、熱伝導性材料を含む複合樹脂シートなどを採用できる。又は、熱伝導シートに代えて、熱伝導性材料(金属紛など)を含む放熱グリスが用いられてもよい。
熱伝導部材100では、発熱体Hで発生した熱により、被加熱部が加熱される。被加熱部の温度が上昇すると、筐体101の空間101aに収容された作動媒体5が気化する。空間101aにおいて、被加熱部の近傍で気化した蒸気は、放熱部側に移動する。放熱部では、作動媒体5の蒸気が、放熱により冷却されて液化する。液化した作動媒体5は、筐体101の内面を伝って、または毛細管現象によってウィック構造体6の内部を流れて、被加熱部に向かって移動する。上記のように作動媒体5が状態変化を伴いながら移動することにより、被加熱部側から放熱部側への熱の輸送が連続的に行われる。上記熱の輸送により、結果的に、被加熱部に接する発熱体Hが冷却される。
<1―1.筐体101>
次に、図1を参照して、筐体101の詳細な構成を説明する。前述の如く、筐体101は、第1筐体部1と、第2筐体部2と、第3筐体部3と、をさらに有する。第1筐体部1は、第1方向D1に延びる。第2筐体部2は、第1筐体部1の第1方向の一方D1a側端部に接続されて、第1方向D1と交差する第2方向の一方D2aに延びる。第3筐体部3は、第1筐体部1の第1方向の他方D1b側端部に接続され、第2方向の他方D2bに延びる。第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3はそれぞれ、筐体101の異なる部分である。
次に、図1を参照して、筐体101の詳細な構成を説明する。前述の如く、筐体101は、第1筐体部1と、第2筐体部2と、第3筐体部3と、をさらに有する。第1筐体部1は、第1方向D1に延びる。第2筐体部2は、第1筐体部1の第1方向の一方D1a側端部に接続されて、第1方向D1と交差する第2方向の一方D2aに延びる。第3筐体部3は、第1筐体部1の第1方向の他方D1b側端部に接続され、第2方向の他方D2bに延びる。第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3はそれぞれ、筐体101の異なる部分である。
前述の如く、図1において、第2方向D2は、第1方向D1と垂直な一方向である。こうすれば、第3方向D3から見て矩形の発熱体Hを冷却できる。但し、この例示に限定されず、たとえば図2に示すように、第2方向D2は、第1方向D1と斜めに交差してもよい。図2は、熱伝導部材100の他の構成例を示す斜視断面図である。なお、図2は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。こうすれば、第2筐体部2は、第1方向D1と斜めに交差する第2方向D2に延びる。従って、第2方向D2が第1方向D1と垂直である構成と比べて、第1筐体部1と第2筐体部2との接続部分において、空間101aが潰れ難くなる。
以下に説明するように、第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3のうちの少なくとも1つは、一方板部と、一方板部と対向配置される他方板部と、一方板部及び他方板部で囲まれて作動媒体5が収容される内部空間と、を有する。
<1―1-1.第1筐体部1>
第1筐体部1は、一方板部11と、他方板部12と、を有する。図1では、一方板部11及び他方板部12はそれぞれ、X方向と垂直な方向に広がる。一方板部11は、他方板部12よりも+X方向に配置され、他方板部12とX方向に対向する。一方板部11及び他方板部12は、それぞれの外縁で接合される。本実施形態では、両者のY方向の両側端部が、互いに接合される。なお、一方板部11及び他方板部12は、一体であってもよいし、別体であってもよい。一体である場合、1枚の金属板を折り曲げて重ねることで、第1筐体部1を形成できる。
第1筐体部1は、一方板部11と、他方板部12と、を有する。図1では、一方板部11及び他方板部12はそれぞれ、X方向と垂直な方向に広がる。一方板部11は、他方板部12よりも+X方向に配置され、他方板部12とX方向に対向する。一方板部11及び他方板部12は、それぞれの外縁で接合される。本実施形態では、両者のY方向の両側端部が、互いに接合される。なお、一方板部11及び他方板部12は、一体であってもよいし、別体であってもよい。一体である場合、1枚の金属板を折り曲げて重ねることで、第1筐体部1を形成できる。
第1筐体部1は、発熱体Hの第2方向の他方D2b側の端部から熱伝達される。また、第1筐体部1は、第1筐体部1は、内部空間1aをさらに有する。これにより、熱伝導部材100は、発熱体Hの第2方向の他方D2b側端部をより効率良く冷却できる。詳細には、一方板部11は、第1一方凹部111を有する。第1一方凹部111は、一方板部11の-X方向側の端部に配置され、+X方向に凹む。また、他方板部12は、第1他方凹部121を有する。第1他方凹部121は、他方板部12の+X方向側の端部に配置され、-X方向に凹む。第1一方凹部111及び第1他方凹部121は、互いにX方向に対向し、内部空間1aを構成する。なお、図1の例示に限定されず、一方板部11及び他方板部12のうちの一方のみが、凹部を有してもよい。たとえば、一方板部11が第1一方凹部111を有する一方で、他方板部12は第1他方凹部121を有さなくてもよい。この場合、内部空間1aは、第1一方凹部111で構成される。或いは、他方板部12が第1他方凹部121を有する一方で、一方板部11は第1一方凹部111を有さなくてもよい。この場合、内部空間1aは、第1他方凹部121で構成される。
好ましくは、内部空間1aには、第1ウィック構造体61が収容される。第1ウィック構造体61は、本実施形態では一方板部11側に配置されるが、他方板部12側に配置されてもよい。第1ウィック構造体61は、一方板部11及び他方板部12のうちの少なくとも一方側に配置できる。
<1―1-2.第2筐体部2>
次に、第2筐体部2は、第1筐体部1の第1方向の一方D1a側端部から第2方向の一方D2aに向かって延びる。第2筐体部2は、一方板部21と、他方板部22と、を有する。図1では、一方板部21及び他方板部22はそれぞれ、Z方向と垂直な方向に広がる。一方板部21は、他方板部22よりも+Z方向に配置され、他方板部22とZ方向に対向する。一方板部21及び他方板部22は、それぞれの外縁で接合される。本実施形態では、両者のY方向の両側端部及び+X方向側の端部が、互いに接合される。なお、一方板部21及び他方板部22は、一体であってもよいし、別体であってもよい。一体である場合、1枚の金属板を折り曲げて重ねることで、第2筐体部2を形成できる。
次に、第2筐体部2は、第1筐体部1の第1方向の一方D1a側端部から第2方向の一方D2aに向かって延びる。第2筐体部2は、一方板部21と、他方板部22と、を有する。図1では、一方板部21及び他方板部22はそれぞれ、Z方向と垂直な方向に広がる。一方板部21は、他方板部22よりも+Z方向に配置され、他方板部22とZ方向に対向する。一方板部21及び他方板部22は、それぞれの外縁で接合される。本実施形態では、両者のY方向の両側端部及び+X方向側の端部が、互いに接合される。なお、一方板部21及び他方板部22は、一体であってもよいし、別体であってもよい。一体である場合、1枚の金属板を折り曲げて重ねることで、第2筐体部2を形成できる。
第2筐体部2は、発熱体Hの第1方向の一方D1a側の端部から熱伝達される。また、第2筐体部2は、内部空間2aをさらに有する。これにより、熱伝導部材100は、発熱体Hの第1方向の一方D1a側端部をより効率良く冷却できる。詳細には、一方板部21は、第2一方凹部211を有する。第2一方凹部211は、一方板部21の-Z方向側の端部に配置され、+Z方向に凹む。また、他方板部22は、第2他方凹部221を有する。第2他方凹部221は、他方板部22の+Z方向側の端部に配置され、-Z方向に凹む。第2一方凹部211及び第2他方凹部221は、互いにZ方向に対向し、内部空間2aを構成する。なお、この例示に限定されず、一方板部21及び他方板部22のうちの一方のみが、凹部を有してもよい。たとえば、一方板部21が第2一方凹部211を有する一方で、他方板部22は第2他方凹部221を有さなくてもよい。この場合、内部空間2aは、第2一方凹部211で構成される。或いは、他方板部22が第2他方凹部221を有する一方で、一方板部21は、第2一方凹部211を有さなくてもよい。この場合、内部空間2aは第2他方凹部221で構成される。
好ましくは、内部空間2aには、第2ウィック構造体62が収容される。第2ウィック構造体62は、本実施形態では他方板部22側に配置されるが、一方板部21側に配置されてもよい。第2ウィック構造体62は、一方板部21及び他方板部22のうちの少なくとも一方側に配置できる。
また、本実施形態では、一方板部21の第2方向の他方D2b側端部は、他方板部12の第1方向の一方D1a側端部に接続される。他方板部22の第2方向の他方D2b側端部は、一方板部11の第1方向の一方D1a側端部に接続される。また、第2一方凹部211は第1他方凹部121に繋がり、第2他方凹部221は第1一方凹部111に繋がる。つまり、本実施形態では、内部空間2aは、内部空間1aと繋がる。但し、この例示に限定されず、内部空間2aは、内部空間1aと繋がっていなくてもよい。たとえば、第1筐体部1及び第2筐体部2間の接続部分において、一方板部21及び他方板部22の第2方向の他方D2b側端部が互いに接合されていてもよいし、他方板部12及び一方板部11の第1方向の一方D1a側端部が互いに接合されていてもよい。
<1―1-3.第3筐体部3>
次に、第3筐体部3は、第1筐体部1の第1方向の他方D1b側端部から第2方向の他方D2bに向かって延びる。第3筐体部3は、一方板部31と、他方板部32と、を有する。図1では、一方板部31及び他方板部32はそれぞれ、Z方向と垂直な方向に広がる。一方板部31は、他方板部32よりも+Z方向に配置され、他方板部32とZ方向に対向する。一方板部31及び他方板部32は、それぞれの外縁で接合される。本実施形態では、両者のY方向の両側端部及び-X方向側の端部が、互いに接合される。なお、一方板部31及び他方板部32は、一体であってもよいし、別体であってもよい。一体である場合、1枚の金属板を折り曲げて重ねることで、第3筐体部3を形成できる。
次に、第3筐体部3は、第1筐体部1の第1方向の他方D1b側端部から第2方向の他方D2bに向かって延びる。第3筐体部3は、一方板部31と、他方板部32と、を有する。図1では、一方板部31及び他方板部32はそれぞれ、Z方向と垂直な方向に広がる。一方板部31は、他方板部32よりも+Z方向に配置され、他方板部32とZ方向に対向する。一方板部31及び他方板部32は、それぞれの外縁で接合される。本実施形態では、両者のY方向の両側端部及び-X方向側の端部が、互いに接合される。なお、一方板部31及び他方板部32は、一体であってもよいし、別体であってもよい。一体である場合、1枚の金属板を折り曲げて重ねることで、第3筐体部3を形成できる。
本実施形態では、第3筐体部3は、内部空間3aをさらに有する。詳細には、一方板部31は、第3一方凹部311を有する。第3一方凹部311は、一方板部31の-Z方向側の端部に配置され、+Z方向に凹む。また、他方板部32は、第3他方凹部321を有する。第3他方凹部321は、他方板部32の+Z方向側の端部に配置され、-Z方向に凹む。第3一方凹部311及び第3他方凹部321は、互いにZ方向に対向し、内部空間3aを構成する。なお、本実施形態の例示に限定されず、一方板部31及び他方板部32のうちの一方のみが、凹部を有してもよい。たとえば、一方板部31が第3一方凹部311を有する一方で、他方板部32は第3他方凹部321を有さなくてもよい。この場合、内部空間3aは、第3一方凹部311で構成される。或いは、他方板部32が第3他方凹部321を有する一方で、一方板部31は第3一方凹部311を有さなくてもよい。この場合、内部空間3aは、第3他方凹部321で構成される。
本実施形態では、内部空間3aには、第3ウィック構造体63が収容される。第3ウィック構造体63は、本実施形態では他方板部32側に配置されるが、一方板部31側に配置されてもよい。第3ウィック構造体63は、一方板部31及び他方板部32のうちの少なくとも一方側に配置できる。
本実施形態では、一方板部31の+X方向側の端部には、他方板部12の第1方向の他方D1b側端部が接続される。他方板部32の+X方向側の端部には、一方板部11の第1方向の他方D1b側端部が接続される。また、第3一方凹部311は第1他方凹部121に繋がり、第3他方凹部321は第1一方凹部111に繋がる。つまり、本実施形態では、内部空間3aは、内部空間1aと繋がる。但し、本実施形態の例示に限定されず、内部空間3aは、内部空間1aとは繋がっていなくてもよい。たとえば、第1筐体部1及び第3筐体部3間の接続部分において、一方板部31及び他方板部32の第2方向の一方D2a側端部が互いに接合されていてもよいし、他方板部12及び一方板部11の第1方向の他方D1b側端部が互いに接合されていてもよい。
<1―1-4.筐体101の被加熱部>
本実施形態では、被加熱部は、筐体101のうち、第1筐体部1及び第2筐体部2に配置される。
本実施形態では、被加熱部は、筐体101のうち、第1筐体部1及び第2筐体部2に配置される。
たとえば、第1筐体部1は、第1被加熱部10を有する。第1被加熱部10は、第1筐体部1の第2方向の一方D2a側端面に配置される。筐体101の被加熱部は、第1被加熱部10を含む。第1被加熱部10は、第1筐体部1の表面のうちの発熱体Hから熱が伝達される領域であり、一方板部11の+X方向側の端面の少なくとも一部である。本実施形態では、伝熱部材7は、第1被加熱部10と発熱体Hとの間に配置される第1伝熱部材71を含む。第1被加熱部10は、第1伝熱部材71を介して、発熱体Hの-X方向側の端部と接する。
また、第2筐体部2は、第2被加熱部20を有する。第2被加熱部20は、第2筐体部2の第1方向の他方D1b側端面に配置される。筐体101の被加熱部は、第2被加熱部20を含む。第2被加熱部20は、第2筐体部2の表面のうちの発熱体Hから熱が伝達される領域であり、他方板部22の-Z方向側の端面の少なくとも一部である。本実施形態では、伝熱部材7は、第2被加熱部20と発熱体Hとの間に配置される第2伝熱部材72を含む。第2被加熱部20は、第2伝熱部材72を介して、発熱体Hの+Z方向側の端部と接する。
筐体101の被加熱部を上述のように配置することにより、たとえば、発熱体Hの第1方向の一方D1a側端部を第2被加熱部20に対して効率良く熱伝達可能に接触させることができるとともに、該発熱体Hの第2方向の他方D2b側端部を第1被加熱部10に対して効率良く熱伝達可能に接触させることができる。これにより、発熱体Hは、第1方向の一方D1a側端部で放熱できるとともに、第1方向D1と交差する一方向である第2方向の他方D2b側端部でも放熱できる。従って、発熱体Hが第1方向D1に厚い形状であっても、熱伝導部材100は、発熱体Hの主面(つまり第1方向の一方D1a側端面)とその側面(つまり第2方向の他方D2b側端面)とを同時に冷却できる。よって、発熱体Hの一表面のみを冷却する場合と比べて、発熱体Hに対する熱伝導部材100の冷却効率を向上させることができる。
本実施形態では、第1方向D1から見た第2被加熱部20の面積S2は、第2方向D2から見た第1被加熱部10の面積S1よりも広い(図1参照)。こうすれば、第2被加熱部20の面積S2をより広くできるので、発熱体Hの主面(つまり第1方向の一方D1a側端面)における放熱面積をより広くできる。従って、発熱体Hの該主面が広くても、該主面を十分に冷却できる。よって、発熱体Hに対する熱伝導部材100の冷却効率をより向上できる。 但し、本実施形態の例示に限定されず、上述の面積S1が、上述の面積S2よりも広くてもよい。こうすれば、第1被加熱部10の面積S1をより広くできるので、発熱体Hの側面(つまり第2方向の他方D2b側端面)における放熱面積をより広くできる。従って、発熱体Hの該側面が広くても、該側面を十分に冷却できる。よって、発熱体Hに対する熱伝導部材100の冷却効率をより向上できる。なお、これらの例示は、S1=S2である構成を排除しない。
また、本実施形態では、第1方向D1における第1被加熱部10の幅Wは、第1方向D1及び第3方向D3の両方と垂直な方向における第1筐体部1の幅dよりも広い。つまり、幅Wは、X方向における第1筐体部1の厚さdよりも広い。こうすれば、第1被加熱部10の面積をより広くできるので、発熱体Hが第1方向D1に厚い形状であっても、発熱体Hの側面(つまり第2方向の他方D2b側端面)を十分に冷却できる。従って、発熱体Hに対する熱伝導部材100の冷却効率をより向上できる。
なお、本実施形態の例示に限定されず、第1伝熱部材71及び第2伝熱部材72のうちのどちらかは、省略されてもよい。言い換えると、伝熱部材7は、第1被加熱部10及び第2被加熱部20のうちの少なくとも一方に配置できる。こうすれば、第1被加熱部10及び第2被加熱部20のうちの少なくとも一方を伝熱部材7を介して発熱体Hと接触できる。上述の少なくとも一方、及び発熱体Hに伝熱部材7を密着させることにより、発熱体Hから上述の少なくとも一方への放熱効率を向上できる。特に、上述の少なくとも一方、及び/又は発熱体Hに凹凸があったり接触部分の表面粗度が高かったりしても、伝熱部材7を密着させることにより、上述の放熱効率を向上できる。従って、接触部分における上述の少なくとも一方、及び/又は発熱体Hの表面形状に依存することなく、発熱体Hに対する熱伝導部材100の冷却効率を向上できる。
但し、上述の例示は、第1伝熱部材71及び第2伝熱部材72の両方が省略される構成を排除しない。つまり、発熱体Hは、直接に筐体101と接してもよい。
<1―2.空間101aの配置>
上述の実施形態では、第1筐体部1及び第2筐体部2に、空間101aが配置される。詳細には、第1筐体部1は、内部空間1aを有する。第2筐体部2は、内部空間2aを有する。こうすれば、作動媒体5が収容された空間101aが、第1筐体部1及び第2筐体部2の両方に配置されるので、第1被加熱部10及び第2被加熱部20における発熱体Hの冷却効率を向上できる。さらに、上述の実施形態では、第3筐体部3にも、空間101aが配置される。但し、空間101aの配置は、上述の実施形態に限定されない。以下に、空間101aの配置の第1変形例から第3変形例を説明する。
上述の実施形態では、第1筐体部1及び第2筐体部2に、空間101aが配置される。詳細には、第1筐体部1は、内部空間1aを有する。第2筐体部2は、内部空間2aを有する。こうすれば、作動媒体5が収容された空間101aが、第1筐体部1及び第2筐体部2の両方に配置されるので、第1被加熱部10及び第2被加熱部20における発熱体Hの冷却効率を向上できる。さらに、上述の実施形態では、第3筐体部3にも、空間101aが配置される。但し、空間101aの配置は、上述の実施形態に限定されない。以下に、空間101aの配置の第1変形例から第3変形例を説明する。
<1―2―1.第1変形例>
図3は、第1変形例に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。図3は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。
図3は、第1変形例に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。図3は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。
第1変形例では、第1筐体部1には、空間101a(つまり内部空間1a)は配置されない。たとえば図3では、第2筐体部2及び第3筐体部3のみに、空間101a(つまり内部空間2a,3aが配置される。但し、図3の例示に限定されず、第2筐体部2及び第3筐体部3のうちのどちらかのみに空間101a(つまり内部空間2a又は3a)が配置されてもよい。つまり、第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3のうちの、第2筐体部2及び第3筐体部3の少なくともどちらかに、内部空間2a,3aが配置されればよい。図3に示すように、第1筐体部1に空間101aの一部を配置しないことで、筐体101を製造し易くできる。また、第1筐体部1と第2筐体部2との接続部分、及び第1筐体部1と第3筐体部3との接続部分を変形する際、空間101aが潰れること防止できる。たとえば、内部空間1a及び内部空間2aの接続部分(図1など参照)が潰れることを考慮しなくても良い。また、内部空間1a及び内部空間3aの接続部分(図1など参照)が潰れることを考慮しなくても良い。よって、上述の接続部分を容易に変形させることができる。
また、上述の構成において、第1筐体部1は、1枚の金属板で構成されてもよい。たとえば図3に示すように、第1筐体部1は、一方板部11を有する一方で、他方板部12を有さなくてもよい。或いは、第1筐体部1は、他方板部12を有する一方で、一方板部11を有さなくてもよい。こうすれば、筐体101の構成を簡略化できる。但し、上述の例示は、第1筐体部1に空間101aが配置されない構成において、第1筐体部1が一方板部11及び他方板部12の両方を有する構成を排除しない。
<1―2―2.第2変形例>
図4は、第2変形例に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。図4は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。
図4は、第2変形例に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。図4は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。
第2変形例では、第2筐体部2には、空間101a(つまり内部空間2a)は配置されない。たとえば図4では、第1筐体部1及び第3筐体部3のみに、空間101a(つまり内部空間1a,3aが配置される。但し、図4の例示に限定されず、第1筐体部1及び第3筐体部3のうちのどちらかのみに空間101a(つまり内部空間1a又は3a)が配置されてもよい。つまり、第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3のうちの、第1筐体部1及び第3筐体部3の少なくともどちらかに、内部空間1a,3aが配置されればよい 。図4に示すように、第2筐体部2に空間101aの一部を配置しないことで、筐体101を製造し易くできる。また、第1筐体部1及び第2筐体部2の接続部分を変形する際、空間101aが潰れること防止できる。たとえば、内部空間1a及び内部空間2aの接続部分(図1など参照)が潰れることを考慮しなくても良い。よって、上述の接続部分を容易に変形させることができる 。
また、上述の構成において、第2筐体部2は、1枚の金属板で構成されてもよい。たとえば図4に示すように、第2筐体部2は、他方板部22を有する一方で、一方板部21を有さなくてもよい。或いは、第2筐体部2は、一方板部21を有する一方で、他方板部22を有さなくてもよい。こうすれば、筐体101の構成を簡略化できる。但し、上述の例示は、第2筐体部2に空間101aが配置されない構成において、第2筐体部2が一方板部21及び他方板部22の両方を有する構成を排除しない。
<1―2―3.第3変形例>
図5は、第3変形例に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。図5は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。
図5は、第3変形例に係る熱伝導部材100の構成例を示す斜視断面図である。図5は、X方向及びZ方向と平行な仮想の平面で熱伝導部材100を切断した断面構造を示す。
第3変形例では、第3筐体部3には、空間101a(つまり内部空間3a)は配置されない。たとえば図5では、第1筐体部1及び第2筐体部2のみに、空間101a(つまり内部空間1a,2aが配置される。但し、図5の例示に限定されず、第1筐体部1及び第2筐体部2のうちのどちらかのみに空間101a(つまり内部空間1a又は2a)が配置されてもよい。つまり、第1筐体部1、第2筐体部2、及び第3筐体部3のうちの、第1筐体部1及び第2筐体部2の少なくともどちらかに、内部空間1a,2aが配置されればよい。図5に示すように、第3筐体部3に空間101aの一部を配置しないことで、筐体101を製造し易くできる。また、第1筐体部1及び第3筐体部3の接続部分を変形する際、空間101aが潰れること防止できる。たとえば、内部空間1a及び内部空間3aの接続部分(図1など参照)が潰れることを考慮しなくても良い。よって、上述の接続部分を容易に変形させることができる。
また、この際、第3筐体部3は、1枚の金属板で構成されてもよい。たとえば図5に示すように、第3筐体部3は、一方板部31を有する一方で、他方板部32を有さなくてもよい。或いは、第3筐体部3は、他方板部32を有する一方で、一方板部31を有さなくてもよい。こうすれば、筐体101の構成を簡略化できる。但し、上述の例示は、第3筐体部3に空間101aが配置されない構成において、第3筐体部3が一方板部31及び他方板部32の両方を有する構成を排除しない。
<2.その他>
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態及びその変形例に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態及びその変形例に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態及びその変形例で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態及びその変形例に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態及びその変形例に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態及びその変形例で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
本発明は、発熱体の放熱用の部材として利用可能である。
100・・・熱伝導部材、101・・・筐体、101a・・空間、101b・・・接合部、1011・・・第1金属板、1011a・・・凹部、1012・・・第2金属板、1012a・・・凹部、1・・・第1筐体部、1a・・内部空間、10・・・被加熱部、11・・・一方板部、111・・・第1一方凹部、12・・・他方板部、121・・・第1他方凹部、2・・・第2筐体部、2a・・内部空間、20・・・被加熱部、21・・・一方板部、211・・・第2一方凹部、22・・・他方板部、221・・・第2他方凹部、3・・・第3筐体部、3a・・内部空間、31・・・一方板部、311・・・第3一方凹部、32・・・他方板部、321・・・第3他方凹部、5・・・作動媒体、6・・・ウィック構造体、61・・・第1ウィック構造体、62・・・第2ウィック構造体、63・・・第3ウィック構造体、7・・・伝熱部材、71・・・第1伝熱部材、72・・・第2伝熱部材、H・・・発熱体、D1・・・第1方向、D2・・・第2方向、D3・・・第3方向
Claims (11)
- 筐体と、作動媒体と、を備え、
前記筐体は、
第1方向に延びる第1筐体部と、
前記第1筐体部の前記第1方向の一方側端部に接続されて、前記第1方向と交差する第2方向の一方に延びる第2筐体部と、
前記第1筐体部の前記第1方向の他方側端部に接続される第3筐体部と、
を有し、
前記第1筐体部、前記第2筐体部、及び前記第3筐体部のうちの少なくとも1つは、一方板部と、前記一方板部と対向配置される他方板部と、前記一方板部及び前記他方板部で囲まれて前記作動媒体が収容される内部空間と、を有し、
前記第1筐体部は、前記第1筐体部の前記第2方向の一方側端面に配置される第1被加熱部を有し、
前記第2筐体部は、前記第2筐体部の前記第1方向の他方側端面に配置される第2被加熱部を有する、熱伝導部材。 - 前記第1被加熱部及び前記第2被加熱部のうちの少なくとも一方に配置される伝熱部材をさらに備える、請求項1に記載の熱伝導部材。
- 前記筐体は、
前記第1筐体部のうちの前記第2方向の他方側の部分と、前記第2筐体部の前記第1方向の一方側の部分とを含む第1金属板と、
前記第1筐体部のうちの前記第2方向の一方側の部分と、前記第2筐体部の前記第1方向の他方側の部分とを含む第2金属板と、
を有する、請求項1又は請求項2に記載の熱伝導部材。 - 前記第1方向から見た前記第2被加熱部の面積は、前記第2方向から見た前記第1被加熱部の面積よりも広い、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の熱伝導部材。
- 第3方向は、前記第1方向及び前記第2方向と垂直な方向であって、
前記第1方向における前記第1被加熱部の幅は、前記第1方向及び前記第3方向の両方と垂直な方向における前記第1筐体部の幅よりも広い、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱伝導部材。 - 前記第1筐体部、前記第2筐体部、及び前記第3筐体部のうちの、前記第1筐体部及び前記第2筐体部の少なくともどちらかに、前記内部空間が配置される、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の熱伝導部材。
- 前記第1筐体部、前記第2筐体部、及び前記第3筐体部のうちの、前記第2筐体部及び前記第3筐体部の少なくともどちらかに、前記内部空間が配置される、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の熱伝導部材。
- 前記第1筐体部には、前記内部空間が配置される、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の熱伝導部材。
- 前記内部空間に収容されるウィック構造体をさらに備え、
前記ウィック構造体の少なくとも一部は、前記第1筐体部に配置される、請求項8に記載の熱伝導部材。 - 前記第2方向は、前記第1方向と斜めに交差する、請求項8又は請求項9に記載の熱伝導部材。
- 前記第2方向は、前記第1方向と垂直な一方向である、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の熱伝導部材。
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