JP3220109B2 - 熱伝達コネクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器や産業機械
等に使用されるコネクタに関し、さらに詳しくは熱を集
熱、移送する熱移送装置等に用いられて熱の伝達を行う
熱伝達コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器や産業機械等の装置内部には、
局部的に熱を発し、または局部的に吸熱する構成部材を
持つものがあり、これ等装置では発熱体の過熱による障
害や吸熱体の過冷却による障害（例えば当該発熱体や吸
熱体自身及びその周辺に配置される装置の動作不良や損
傷など）を防止するため、これ等発熱体や吸熱体（以下
「発熱体等」という。）の発生する熱を放熱する放熱手
段を備え、発熱体等の熱を放熱させて作動させる構成を
有するものが多い。

【０００３】例えば、コンピュータにはＣＰＵ(ＭＰＵ)
をはじめとしてメモリやハードディスクドライブ等の発
熱体が数多く搭載されており、これらを安定動作させる
ために発熱体から筐体やキーボード等に伝導伝熱させて
自然空冷により放熱させ、また小型ファンを設けて強制
空冷により放熱させる構成が用いられてきた。

【０００４】しかし、近年ではマイクロプロセッサの高
性能化やモジュール化による発熱量の増大と局部高発熱
化、いわゆるノートブック型パーソナルコンピュータの
小型化・薄型化に伴う発熱体の高密度化とこれによる直
接対流冷却（強制空冷）流路確保の困難性の問題が生じ
ており、熱移送型冷却装置を用いて発熱部の冷却を行う
ものが実用化されつつある。

【０００５】これは、金属板等からなる集熱手段を発熱
体に密着して配設し、集熱手段により集められた発熱体
の熱をヒートパイプ等の熱移送手段を用いてコンピュー
タ本体の外周部まで移送し、移送された熱をコンピュー
タ本体の外周端部に配設した放熱フィンとファン等から
なる放熱手段により放熱して発熱体の冷却を行うもので
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような熱移送手
段を用いれば前記局部高発熱化の問題や対流冷却流路確
保の困難性の問題は改善され、機器配置の自由度向上の
効果が認められる。しかし、上記熱移送型冷却装置を用
いた場合であっても、集熱手段(発熱部)と放熱手段とは
熱移送手段(ヒートパイプ)によって結ばれて一体的に構
成されており、また放熱手段たる放熱フィンや冷却ファ
ンの大きさはコンピュータがフル作動した状態での最大
発熱量を基準として決定されるため、コンピュータ本体
はその外周端部に配設される放熱手段の外形寸法によっ
て規定される寸法（例えば厚さ方向寸法）以下に小型化
することができないという課題があった。

【０００７】例えば、ノートブック型パーソナルコンピ
ュータ（以降「ノートＰＣ」という。）には、携帯性向
上及びバッテリー消費電力低減化のためフロッピーディ
スクドライブ（以降「ＦＤドライブ」という。）やＣＤ
−ＲＯＭドライブ（以降「ＣＤドライブ」という。）等
を本体から分離して薄型化、軽量化し、さらに本体バッ
テリーで作動する携帯使用時にはマイクロプロセッサの
作動速度をも制限して使用する分離式薄型ノートＰＣが
ある。

【０００８】そして、携帯使用した薄型ノートＰＣを机
上で使用するときには、ＦＤドライブやＣＤドライブ、
家庭用電源アダプタを搭載し、プリンタその他の外部周
辺機器との接続コネクタ等をも備えたステーション上に
載置してこれ等との電気的接続を行うとともに、ステー
ション上では家庭用電源を用いて上記各ドライブや内蔵
マイクロプロセッサを含めパーソナルコンピュータをフ
ル作動可能な構成となっている。

【０００９】従って、上記分離式薄型ノートＰＣでは、
ステーションと分離して使用される携帯使用時にマイク
ロプロセッサが継続してフル作動することがなく、その
発熱量が低いことが明らかであるにも拘わらず、従来で
は集熱手段と放熱手段との間を嵌脱自在に分離・接続す
る熱伝達コネクタがなかったため、ステーション上での
フル作動状態を基準として規定された放熱手段を薄型ノ
ートＰＣ本体内に配設せざるを得ず、ノートＰＣの本体
寸法を小型化する障害となっていた。

【００１０】上記同様の例は薄型ノートＰＣのみなら
ず、コンピュータやＮＣ装置、理化学装置をはじめ産業
機械その他の装置に使用される熱移送装置に於いて随所
にあり、発熱体等と放熱手段との間を嵌脱自在に接続
し、コネクタ部材間で冷媒等の流体の移動を伴わずに熱
の伝達を行う熱伝達コネクタの開発が望まれていた。

【００１１】本発明は、かかる課題に鑑みて成されたも
のであり、発熱体等からの熱を移送する熱移送装置等に
用いられ、嵌脱自在に構成されるとともにコネクタ部材
間で冷媒等の流体の移動を伴わずに熱を伝達する熱伝達
コネクタを供給することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題に対応して、本
発明では金属材料からなる第１のコネクタ部材（例えば
実施形態に於ける集熱側コネクタ部材１０）と、金属材
料からなる第２のコネクタ部材（例えば実施形態に於け
る放熱側コネクタ部材２０）と、内部に熱伝導性流体が
封入されて弾性を有する熱伝達媒体（例えば実施形態に
於けるチューブ状コンタクト３２,３７）とからなり、
熱伝達媒体は前記第１及び第２のコネクタ部材の少なく
とも一方に配設されるとともに、前記第１のコネクタ部
材と前記第２のコネクタ部材とは嵌脱自在に接続して前
記二つのコネクタ部材間に挟持された前記熱伝達媒体を
介して熱の伝達を行うことにより熱伝達コネクタを構成
する。

【００１３】上記構成によれば、第１のコネクタ部材と
第２のコネクタ部材とはともに熱伝導性の良好な金属材
料からなり、嵌脱自在に接続するとともに嵌合時には前
記二つのコネクタ部材間に挟持された熱伝達媒体を介し
て熱の伝達を行う。ここで熱伝達媒体は内部に熱伝導性
流体が封入されて弾性を有する構成であるため、挟持さ
れて接触する二つのコネクタ部材に密着してこれ等を弾
性的に接続すると供に、内部に封入された熱伝導性流体
により熱を伝導し二つのコネクタ部材間を熱的に接続す
る。従って、いずれかのコネクタ部材の熱は熱伝達媒体
を介して他のコネクタ部材に速やかに伝達される。ま
た、両コネクタ部材間で冷媒等の熱伝達媒質の移動を伴
わないためコネクタの着脱時にこれ等流体の漏れを生ず
ることがない。

【００１４】また、前記第１のコネクタ部材（例えば実
施形態に於ける集熱側コネクタボディ１１）はその断面
視に於いて凹状の溝部（例えば実施形態に於ける凹状の
溝部１２）を有する受容部を備え、前記熱伝達媒体は前
記凹状の溝部内部の対向する面に配設支持され、前記配
設支持された面と直行する方向に付勢され弾性を有する
チューブ状コンタクト（例えば実施形態に於けるチュー
ブ状コンタクト３２）からなり、前記第２のコネクタ部
材（例えば実施形態に於ける放熱側コネクタボディ２
１）は第１のコネクタ部材の溝部に挿入自在な挿入部
（例えば実施形態に於ける挿入部２２）を有し、第１の
コネクタ部材と第２のコネクタ部材とは受容部と挿入部
とで嵌脱自在に接続し、凹状の溝部内部に於いて挟持さ
れたチューブ状コンタクトを介して熱の伝達を行うこと
により熱伝達コネクタを構成する。

【００１５】上記構成によれば、凹状の溝部を有する第
１のコネクタ部材の受容部と第２のコネクタ部材の挿入
部とで嵌脱自在に接続するとともに、嵌合時には凹状の
溝内部の対向する面に配設支持されたチューブ状コンタ
クトが、この溝内に挿入された第２のコネクタ部材の挿
入部と接触し、第１のコネクタ部材の支持面と第２のコ
ネクタ部材の挿入面との両面に密着接触してこれら両コ
ネクタ部材を熱的に接続して熱の伝達を行う。

【００１６】このため、金属弾性体を有する熱伝達コネ
クタと同様に両コネクタの結合軸(結合線)の位置ズレや
角度ズレに対する許容度を大きくとることができ、さら
に金属弾性体を有する熱伝達コネクタと比較して伝熱断
面積を大きく伝熱距離を小さく(すなわち熱抵抗を小さ
く)することができる。従って、結合許容度が大きく熱
交換効率の高い熱伝達コネクタを提供することができ
る。また、損傷を受けやすいチューブ状コンタクトを凹
状の溝内面に配設支持しているために外力の作用による
損傷を受けにくく、さらに断面視凹状の溝部及びチュー
ブ状コンタクトを視軸方向に延長することにより熱伝達
面積を拡大若しくは縮小して任意の熱伝達容量の熱伝達
コネクタを提供することができる。

【００１７】あるいは、前記第１のコネクタ部材は中空
円筒状の開口（例えば実施形態に於ける中空円筒状の開
口１７）を有する受容部を備え、前記熱伝達媒体は中空
円筒状の開口の内面に配設支持され、円筒状の開口の内
部に向け付勢され弾性を有するチューブ状コンタクト
（例えば実施形態に於けるチューブ状コンタクト３７）
からなり、前記第２のコネクタ部材は前記開口に向け突
出する挿入部（例えば実施形態に於ける挿入部２７）を
有し、第１のコネクタ部材と第２のコネクタ部材とは受
容部と挿入部とで嵌脱自在に接続し、開口内部に於いて
挟持されたチューブ状コンタクトを介して熱の伝達を行
うことにより熱伝達コネクタを構成する。

【００１８】上記構成によれば、第２のコネクタ部材の
突出する挿入部と第１のコネクタ部材の受容部とで嵌脱
自在に接続するとともに、接続時には中空円筒状の開口
内部に配設支持されたチューブ状コンタクトが、開口内
に挿入された第２のコネクタ部材の突出する挿入部と接
触し、第１のコネクタ部材の開口内周面と第２のコネク
タ部材の突出する挿入部外周面との両面に密着接触して
これら両コネクタ部材を接続して熱の伝達を行う。

【００１９】従って前記同様の効果を奏するほか、外力
の作用による損傷を受けやすいチューブ状コンタクトが
円筒状の開口内面に配設されるために更に損傷を受けに
くく、接続後の位置ズレを生じにくいという特徴を有す
る。また挿入部と開口部の径を増減し、あるいは対の数
を増減することにより任意の熱伝達容量の熱伝達コネク
タを提供することができる。

【００２０】なお、前記チューブ状コンタクトの付勢さ
れた面には金属材料からなる保護部材（例えば実施形態
に於ける保護カラー３８,保護プレート３３）が配設さ
れ、前記チューブ状コンタクトと前記挿入部とは上記保
護部材を介して接触することが好ましい。

【００２１】また、上記保護部材には、保護部材が挿入
部と接触する面とチューブ状コンタクトが配設支持され
る面との間隔が所定の間隔以下となるのを規制する間隔
規制手段（例えば実施形態に於けるフランジ部３８ｂ,
立設部３３ｂ）を備えることが望ましい。

【００２２】チューブ状コンタクトは弾性を有して形成
されているため、第１及び第２のコネクタ部材の接続時
に於ける相対的位置ズレや角度ズレに対して高い許容度
を有する。しかし一方でチューブ状コンタクトは内部に
熱伝導性流体が封入されており、過度の圧縮や局部圧
縮、摩擦、剪断等の外力を受けた場合にはチューブ内圧
が高まり、あるいは被圧縮部に圧縮応力・剪断応力・摩
耗などが集中して局部変形若しくは局部破損を受けやす
いという課題がある。

【００２３】しかし、上記構成によれば金属材料からな
る保護部材は開口内部に挿入される挿入部に向けて弾性
的に付勢されると供に、チューブ状コンタクトと挿入部
とは保護部材を介して相互に密着接触する。従ってコネ
クタ接続軸の角度ズレによる局部的圧迫に伴う剪断破壊
を防止し、両コネクタ部材の挿脱を繰り返し行った場合
であってもチューブ状コンタクトの接触面の摩耗や破損
を未然に防止することができる。また保護部材は熱の良
導体たる金属材料から構成されるため、前述の高熱伝達
効率を犠牲にすることがない。

【００２４】また、保護部材が挿入部と接触する面とチ
ューブ状コンタクトが配設支持される面との間隔、すな
わちチューブ状コンタクトの伝熱方向厚さ寸法が一定寸
法以下とならない間隔規制手段を形成することによりチ
ューブ状コンタクト全体の過度の圧縮を防止して破損を
未然に防止することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以降本発明の好ましい実施の態様
について図面を用いて説明する。図５には、本発明に係
る熱伝達コネクタ１を用いた熱移送装置の構成を示して
おり、まずこの熱移送装置について説明する。

【００２６】熱移送装置は発熱体（若しくは吸熱体、前
記同様「発熱体等」という。）Ｈの熱を集熱する集熱手
段４０と、集熱された熱を移送する熱移送手段４５，５
５と、移送された熱を放熱する放熱手段５０と、熱移送
手段４５，５５の間に配設されて集熱手段４０と放熱手
段５０とを着脱自在に接続し、熱の伝達を行う熱伝達コ
ネクタ１とから構成されている。

【００２７】集熱手段４０は熱伝導率の高い金属材料を
薄板状若しくはブロック状に成型加工した集熱体４１か
らなり、発熱体等Ｈに密着配設して発熱体等の熱を効率
的に集熱させる。集熱体４１の側端部には熱移送手段で
ある集熱側ヒートパイプ４５の一端部が熱的・機械的に
接合されており、集熱体４１で集められた発熱体等の熱
を他端に接続された熱伝達コネクタ１に効率的に伝熱す
る。

【００２８】放熱手段５０は、放熱フィン５１とファン
５２とからなり、一端部が熱伝達コネクタ１に接続され
他端部が放熱フィン５１に接続された放熱側ヒートパイ
プ５５を介し、熱伝達コネクタ１から放熱フィン５１に
移送される熱をファン５２を用いて強制的に空気中に放
熱する。

【００２９】一対の熱伝達コネクタ１は、集熱側ヒート
パイプ４５の接続された集熱側コネクタ部材１０と、放
熱側ヒートパイプ５５の接続された放熱側コネクタ部材
２０とからなり、これらの間で嵌脱自在に接続するとと
もに、後に詳述するように熱伝導性流体が封入された熱
伝達媒体を介して相互に接触させ、両コネクタ部材間で
熱的な接続を行うことにより集熱手段４０で集められた
発熱体等Ｈの熱を放熱手段５０に伝達する。

【００３０】この様にして構成される熱移送装置は、熱
伝達コネクタ１の部分で着脱自在に構成されるため、個
々を分離して別々の装置に組み込むことができる。な
お、熱伝達コネクタ１で分離された熱移送装置の集熱側
部分を集熱モジュール４、放熱手段側を放熱モジュール
５という。

【００３１】図１には、本発明に係る熱伝達コネクタの
好ましい実施の形態を示しており、この熱伝達コネクタ
１は一対の集熱側コネクタ部材１０と放熱側コネクタ部
材２０とから構成されている。

【００３２】集熱側コネクタ部材１０は、中空円筒状の
開口１７を有する集熱側コネクタボディ１６と、その円
筒状開口１７の内面に配設持され、開口内部(円筒中心)
に向けて付勢され弾性を有するチューブ状コンタクト３
７と、チューブ状コンタクトを保護する保護カラー３８
と、熱移送手段たる集熱側ヒートパイプ４５を固定保持
する固定部材１８とから構成されており、集熱側コネク
タボディ１６に形成された中空円筒状の開口１７の内部
に放熱側コネクタ部材２０の突出する挿入部２７を受容
し嵌脱自在に接続する。

【００３３】集熱側コネクタボディ１６の円筒状開口部
１７内部には、図２(a)にその代表断面を示すように、
円筒状若しくは複数のパック状に分割されたチューブ状
コンタクト３７がその外周面でコネクタボディ１６の円
筒面に規制されて支持されており、また必要に応じて接
着等により固定支持される。チューブ状コンタクト３７
の内周面側には放熱側コネクタ部材の挿入部２７との接
触による摩耗や局部圧迫からチューブ状コンタクトを保
護する保護カラー３８が部分接着等により配設されてい
る。

【００３４】保護カラー３８は熱の良導体たる金属材料
を用いて両端部にフランジ部３８ｂを有する薄肉円筒の
ボビン形状に成形加工して構成されており、その中心部
に挿入部２７を受容したときにチューブ状コンタクト３
７の弾性力により円筒の径方向に自由に受容部径が拡大
し、また挿入部２７を把持したときに均一な面接触と接
触面圧を確保するために適宜な形状のスリット(例えば
部分スリットやスパイラルスリット等)が形成され、ま
たは複数に分割され(図では４分割の例を示す)てチュー
ブ状コンタクト３７の径方向に拡大・縮小自在に配設さ
れている。

【００３５】円筒状若しくは複数のパック状に分割され
上記保護カラー３８を外周から包むように形成されたチ
ューブ状コンタクト３７は、例えばシリコンゴムやエチ
レンプロピレンゴム(ＥＰＭ)、ブチルゴム等の高分子ゴ
ム材料を成形加工し、その内部に例えば水やアルコー
ル、フロン、水銀などの熱伝導性流体を封入して端部を
融着(溶着)や加硫接着等により封止したものであり、ゴ
ム材料の弾性変形を利用して上記付勢力及び反撥弾性力
を発生する。

【００３６】放熱側コネクタ部材２０は、集熱側コネク
タ部材１０の円筒状開口１７内に挿入されて両コネクタ
部材を嵌脱自在に接続する突出する挿入部２７を有する
放熱側コネクタボディ２６と熱移送手段たる放熱側ヒー
トパイプ５５を保持し固定する固定部材２８とから構成
されている。

【００３７】放熱側コネクタ部材２０の突出する挿入部
２７は、集熱側コネクタ部材の保護カラー３８が構成す
る開口内に挿入容易なように挿入端部にテーパ部(円錐
部)を有する円柱状に形成されており、該挿入端部を保
護カラー３８が構成する開口部に当接させた後チューブ
状コンタクト３７の弾性力に抗して結合軸方向に押圧す
ることにより保護カラー３８を介してチューブ状コンタ
クトを円筒径方向に弾性変形させ、挿入部外周面２７ａ
と前記保護カラー内面３８ａとで面接触により接続嵌合
する。

【００３８】そして接続嵌合時に於いては、チューブ状
コンタクト３７の反撥弾性力により保護カラー３８を介
して外周部から挿入部２７を円筒中心軸方向に押圧して
接触面圧を発生させ、挿入部２７を開口１７内に把持す
る。

【００３９】なお、保護カラー３８の結合軸方向の両端
部にはフランジ部３８ｂが形成されており、両コネクタ
部材の嵌脱に際してチューブ状コンタクトに作用するス
ラスト方向(結合軸方向)の力を両端のフランジ部３８ｂ
で受け止めてチューブ状コンタクト３７のねじれや脱落
を防止すると供に、図２(b)に示す様に嵌合時に挿入部
の位置や角度がずれて挿入された場合であってもフラン
ジ部３８ｂの外周端面が集熱側コネクタ部材１６の円筒
内周面と当接して保護カラーの接触面３８ａと円筒内周
面との間隔がそのフランジ部寸法以下となるのことを規
制し、チューブ状コンタクト３７がラジアル方向(円筒
の径方向)に過度の圧縮変形を受けることを未然に防止
する。

【００４０】従って、以上の様にして構成される熱伝達
コネクタ１では、集熱側コネクタ部材１０と放熱側コネ
クタ部材２０とは、集熱側コネクタ部材１０の円筒状の
開口１７と放熱側コネクタ部材２０の挿入部２７とで嵌
脱自在に接続するとともに、円筒状の開口１７の内部に
於いて開口内周面と挿入部外周面とに挟持されるチュー
ブ状コンタクト３７を介して密着面接触により相互に熱
的に結合し、集熱側コネクタボディ１６に伝えられた熱
を放熱側コネクタボディ２６に速やかに伝熱する。

【００４１】なお、集熱側コネクタボディ１６及び放熱
側コネクタボディ２６は、例えばアルミ合金や銅合金等
の熱伝導率の高い金属材料をダイキャストやシェルモー
ルド等の方法により図１及び図２に示す中空円筒部を有
するよう成形(必要に応じて２分割で構成)し、また適宜
フライスや研削、ボーリング等の機械加工を行って、所
望の溝の形状寸法となるように仕上げ、さらにメッキや
蒸着等の表面処理を施して形成する。

【００４２】集熱側コネクタボディ１６の受容開口１７
ａ以外の面、及び放熱側コネクタボディ２６の挿入部２
７が突出する面以外の面には、コネクタにより伝熱接続
される集熱側部材が接続される。図１では熱移送手段で
あるヒートパイプ４５,５５を半円筒状の保持面を有す
る固定部材１８,２８を用い、ネジ等の図示しない接合
手段を用いて熱的・機械的にコネクタボディに接続した
例を示す。なお、本実施形態に於いては、例えば突出す
る挿入部２７に同軸上に穴を設け、この穴内に集熱側ヒ
ートパイプ５５の端部を挿入して固定することもでき
る。そしてこの様な方法によれば、熱の伝導距離をより
短縮化して効率的に伝熱することが可能である。

【００４３】従って、以上のようにしてヒートパイプを
接続して構成される熱伝達コネクタ１を用いた熱移送装
置では、集熱側モジュール４と放熱側モジュール５とを
着脱する場合に於いて、冷媒等の漏れを生ずることなく
必要に応じて嵌脱自在に接続することができ、両者を接
続した時には集熱側モジュール４の発熱体Ｈの熱を熱伝
達コネクタ１を介して放熱側モジュール５の放熱手段５
０に効率よく伝達して冷却することができる。

【００４４】また、外力の作用によって損傷を受けやす
いチューブ状コンタクト３７を円筒状の開口１７の内部
に配設しているために損傷を受けにくく、更に上記実施
形態に示した様な保護カラー３８を設けることにより、
コネクタ接続時の挿入部２７先端部による局部圧縮や剪
断荷重の作用、過度の圧縮変形、嵌脱繰り返しによる損
耗などを受けることが無く、チューブ状コンタクトの破
損を未然に防止して長寿命化を実現するとともに、両コ
ネクタ部材の結合軸の位置ズレや角度ズレに対する許容
度を大きく確保することができる。

【００４５】なお、上記実施例は突出する挿入部として
円柱面を有する場合について説明したが、例えば挿入部
及び保護カラーを多角形形状に形成し、またチューブ状
コンタクトを多角形の各面に対応して結合軸方向に伸び
る複数のパック形状として構成することも可能である。

【００４６】次に、図３には本発明に係る熱伝達コネク
タ１の他の好ましい実施形態を示しており、前述の実施
形態と同様に一対の集熱側コネクタ部材１０と放熱側コ
ネクタ部材２０とから構成されている。

【００４７】集熱側コネクタ部材１０は、断面視に於い
て凹状の溝部１２を有する集熱側コネクタボディ１１
と、その内部に配設されたチューブ状コンタクト３２
と、チューブ状コンタクトを保護する保護プレート３３
とから構成されており、集熱側コネクタボディ１１に形
成された凹状の溝部１２の受容開口１２ａから放熱側コ
ネクタボディの挿入部２２を受容し嵌脱自在に接続す
る。

【００４８】集熱側コネクタボディ１１に設けられた凹
状の溝部１２内部の対向する２面には、この溝部の長手
方向(図１中に示すＺ軸方向）に向け更に凹状の溝１３
が形成されており、この溝１３の底面に溝に沿ってチュ
ーブ状コンタクト３２の一側面が接着され固定されてい
る。また接着固定された面と対向する他の一側面で、凹
状の溝部１２内部へ開口する側のチューブ状コンタクト
面には、アルミ合金や銅合金、ステンレス鋼等の金属薄
板をＵ字形状に成型した保護プレート３３が接着固定さ
れており、保護プレートの接触面３３ａを凹状の溝部１
２の対向面方向(図中のＹ軸方向)に向けて付勢すると供
に、図４(a)に挿入部２２の挿入前後の状態を中心線の
上下に分けて示す様に、挿入部２２の挿入によるチュー
ブ状コンタクト３２の弾性変形に応じて溝１３の深さ方
向(同Ｙ軸方向)に摺動自在に構成されている。

【００４９】溝１３内に固定配設されるチューブ状コン
タクト３２は、前述の実施形態と同様の高分子ゴム材料
をチューブ状に成形し、その内部に熱伝導性流体を封入
して両端部を融着や加硫接着等により封止したものであ
り、ゴム材料の弾性変形を利用して上記付勢力及び反撥
弾性力を発生する。

【００５０】放熱側コネクタ部材２０は、前記集熱側コ
ネクタ部材１０の受容開口１２ａから凹状の溝部１２内
に挿入されて両コネクタ部材を嵌脱自在に接続する挿入
部２２を有する放熱側コネクタボディ２１から構成され
ている。

【００５１】コネクタボディ２１から突出する挿入部２
２は、集熱側コネクタ部材の開口部上下に配設された保
護プレートの接触面３３ａ,３３ａによって形成される
平行ギャップ内に挿入容易なように先端部にテーパ状の
導入部が形成されるとともに、嵌合状態でチューブ状コ
ンタクト３２との伝熱面積を確保するため平面状の接触
伝熱面２２ａ,２２ａが形成されている。そして、挿入
部２２の先端テーパ部を上下の保護プレート３３,３３
の入り口端部に当接させた後、チューブ状コンタクトの
弾性力に抗して結合軸(Ｘ軸)方向に押圧することにより
保護プレート３３,３３を介して上下のチューブ状コン
タクト３２,３２を図中の上下方向にそれぞれ弾性変形
させ、挿入部の接触伝熱面２２ａ,２２ａと保護プレー
トの接触面３３ａ,３３ａとで面接触により接続嵌合す
る。

【００５２】そして接続嵌合時に於いては、上下のチュ
ーブ状コンタクト３２,３２の反撥弾性力により保護プ
レート３３を介して挿入部２２を上下から押圧挟持して
接触面圧を発生させ、挿入部２２を開口１２内に保持す
る。

【００５３】なお、保護プレート３３の結合軸方向(Ｘ
軸方向)の両端部にはＵ字状に立設する立設部３３ｂが
形成されており、両コネクタ部材の嵌脱に際してチュー
ブ状コンタクト３２に作用する結合軸方向の力を立設部
３３ｂの側面で受け止めてチューブ状コンタクト３２の
ねじれや脱落を防止すると供に、図４(b)に示す様に嵌
合時に挿入部の位置や角度がずれて挿入された場合であ
っても立設部３３ｂの端面が集熱側コネクタ部材１１の
溝１３底面と当接してその立設部の高さ寸法以下となる
ことを規制し、チューブ状コンタクト３２が過度の圧縮
変形を受けることを未然に防止する。

【００５４】従って、以上の様にして構成される熱伝達
コネクタ１では、集熱側コネクタ部材１０と放熱側コネ
クタ部材２０とは、集熱側コネクタ部材１０の凹状の溝
部１２と放熱側コネクタ部材２０の挿入部２２とで嵌脱
自在に接続するとともに、凹状の溝部１２の内部に於い
てこの溝部内部の対向する２面と挿入部外周面とで挟持
されるチューブ状コンタクト３２を介して密着面接触に
より相互に熱的に結合し、集熱側コネクタボディ１１に
伝えられた熱を放熱側コネクタボディ２１に速やかに伝
熱する。

【００５５】そして上記熱伝達コネクタ１を用いた熱移
送装置では、集熱側モジュール４と放熱側モジュール５
とを着脱する場合に於いて、冷媒等の漏れを生ずること
なく必要に応じて嵌脱自在に接続することができ、両者
を接続した時には集熱側モジュール４の発熱体Ｈの熱を
熱伝達コネクタ１を介して放熱側モジュール５の放熱手
段５０に効率よく伝達して冷却することができる。

【００５６】また、外力の作用によって損傷を受けやす
いチューブ状コンタクト３２を凹状の溝部１２の内面に
配設しているため前述の実施形態と同様に外力による損
傷を受けにくく、保護プレート３３の効果により両コネ
クタ部材の結合軸(結合線)の位置ズレや角度ズレに対す
る許容度を大きくとることができる。

【００５７】さらに、上記実施形態の熱伝達コネクタ１
によれば、例えば集熱側コネクタボディ１１と放熱側コ
ネクタボディ２１とはその長手方向に任意に延長し、若
しくは縮小することが可能なものであり、例えばそれぞ
れを一定長のアルミ合金の引き抜き材として製作してお
くことにより、要求される伝熱容量に応じて任意の長さ
に切断して所望の伝熱容量の熱伝達コネクタを供給する
ことができる。

【００５８】なお、以上の説明では説明の便宜上、凹状
の溝部１２若しくは円筒状の開口１７を有するコネクタ
部材側を集熱側コネクタ部材１０とし、挿入部２２，２
７を有するコネクタ部材側を放熱側コネクタ部材２０と
したが、これ等は以上の説明から明らかなように逆の構
成であっても何ら問題はなく、使用される状況に応じて
適宜いずれかを集熱側、他方を放熱側として構成するこ
とにより同様の効果を奏することができるものである。

【００５９】また、チューブ状コンタクトを凹状若しく
は円筒状の受容部内に配設した場合について説明した
が、上述の実施例とは逆に挿入部側に溝部を形成して保
護カラーないし保護プレートと供に配設して構成するこ
とも可能である。

【００６０】図６は以上説明した熱伝達コネクタ１を有
する熱移送装置を「解決しようとする課題」で述べた、
いわゆる分離式薄型ノートＰＣに適用したものである。
この分離式薄型ノートＰＣはノートＰＣ本体６０とステ
ーション７０とからなり、机上で使用するときには、Ｆ
ＤドライブやＣＤドライブ、家庭用電源アダプタ、プリ
ンタその他の外部周辺機器との接続コネクタ等を備えた
ステーション７０上にノートＰＣ本体６０を載置接続す
ることによりこれ等との電気的接続を行って、上記ドラ
イブやマイクロプロセッサを含めパーソナルコンピュー
タ全体をフル作動させる。

【００６１】一方、ノートＰＣを外部に持ち出して使用
するときにはノートＰＣ本体６０をステーション７０か
ら切り離し、携帯性を考慮して薄型化、軽量化されたノ
ートＰＣ本体６０のみで分離使用可能とし、さらに本体
内蔵バッテリで作動する分離使用時には消費電力低減の
ためマイクロプロセッサの処理機能や処理速度を制限し
て使用するよう構成されている。なお、図５では説明の
ためノートＰＣ本体６０及びステーション７０を透視し
て本発明の主要部のみを表示している。

【００６２】ノートＰＣ本体６０側には集熱モジュール
４が内蔵されており、本体内部の発熱体等であるマイク
ロプロセッサＭに密着配設された集熱体４１の集熱した
熱をを熱伝達コネクタ１の集熱側コネクタ部材１０に移
送する。なお、集熱側コネクタ部材１０の配設位置はハ
ードディスクユニットや内蔵バッテリ等他の構成部品の
配置やステーション７０との相対位置関係などから適宜
定めることができ、図５では本体６０の底面に開口を設
けて配設している。

【００６３】ステーション７０には放熱側モジュール５
が内蔵されており、ノートＰＣ本体６０の集熱側コネク
タ部材１０と対応する位置に配設された放熱側コネクタ
部材２０（図２では載置部上面に上方に向けて配設して
いる）に伝達された熱を、ヒートパイプ５５を介してス
テーション７０の後方に配設された放熱フィン５１に伝
熱し、さらに強制空冷用の冷却ファン５２により強制空
冷する。

【００６４】熱伝達コネクタ１の集熱側コネクタ部材１
０と放熱側コネクタ部材２０とは、ステーション７０の
載置部にノートＰＣ本体６０を載置したときに他の周辺
機器や電源等の接続端子と同様に一体的に接続される。
従ってステーション７０上でＭＰＵをフル作動させた場
合でも、その発熱を熱伝達コネクタ１を介して放熱フィ
ン５１に伝熱し、冷却ファン５２により強制空冷してＭ
ＰＵを効率的に冷却することができ、過熱による性能低
下や異常作動、あるいはノートＰＣの筐体やキーボード
が熱くなる等の心配がない。

【００６５】一方、ノートＰＣ６０本体を携帯して使用
するときにはＭＰＵの発熱量が小さく、筐体やキーボー
ド等への伝導伝熱や対流伝熱による自然空冷で十分放熱
されるため、放熱モジュール５を必要としない。熱伝達
コネクタ１を有して構成した上記熱移送装置では、ステ
ーション７０からノートＰＣ本体６０を取り外すときに
熱伝達コネクタ１で放熱モジュール５を切り離して使用
することができる。

【００６６】従って、本発明の熱伝達コネクタ１を備え
た熱移送装置によれば、従来の薄型ノートＰＣで小型化
のネックとされていた放熱手段を薄型ノートＰＣの本体
外部に分離し、必要時のみ接続することができるためノ
ートＰＣ本体６０を小型軽量化することができる。

【００６７】また、例えばペルチェ素子を用いて構成す
る盤用クーラや除湿器、電子冷却装置等では、ペルチェ
素子の放熱側（加熱側）を被冷却側と別室構成とするこ
とが求められる場合が多い。この様な場合に通常は隔壁
を挟んで加熱側と冷却側とを別室構成とするが、被冷却
部がシステム内の奥部にある様な場合には放熱される熱
の処理が問題となり、放熱手段を別配置とすることが望
まれていた。

【００６８】この様な場合に於いても本発明の熱移送型
冷却装置を用いることにより、クーラや電子冷却装置の
ペルチェ素子の発熱側に集熱モジュールを設け、システ
ム外壁周辺の適宜な位置に放熱モジュール配設してお
き、これ等を組み立て時に本発明に係る熱伝達コネクタ
１で接続することにより容易に従来の問題を解決するこ
とができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば金
属材料からなる第１のコネクタ部材と、金属材料からな
る第２のコネクタ部材と、内部に熱伝導性流体が封入さ
れて弾性を有する熱伝達媒体とからなり、熱伝達媒体は
前記第１及び第２のコネクタ部材の少なくとも一方に配
設されるとともに、前記第１のコネクタ部材と前記第２
のコネクタ部材とは嵌脱自在に接続して前記二つのコネ
クタ部材間に挟持された前記熱伝達媒体を介して熱の伝
達を行うことにより熱伝達コネクタを構成する。

【００７０】熱伝達媒体は内部に熱伝導性流体が封入さ
れて弾性を有する構成であるため、挟持されて接触する
二つのコネクタ部材に密着してこれらを弾性的に接続す
ると供に、内部に封入された熱伝導性流体により熱を伝
導し二つのコネクタ部材間を熱的に接続する。従って、
いずれかのコネクタ部材の熱は熱伝達媒体を介して他の
コネクタ部材に速やかに伝達される。また、両コネクタ
部材間で冷媒等の熱伝達媒質の移動を伴わないためコネ
クタの着脱時にこれ等流体の漏れを生ずることがない。

【００７１】また、前記第１のコネクタ部材はその断面
視に於いて凹状の溝部を有する受容部を備え、熱伝達媒
体は前記凹状の溝部内部の対向する面に配設支持されて
弾性を有するチューブ状コンタクトからなり、前記第２
のコネクタ部材は第１のコネクタ部材の溝部に挿入自在
な挿入部を有し、第１のコネクタ部材と第２のコネクタ
部材とは受容部と挿入部とで嵌脱自在に接続し、凹状の
溝部内部に於いて挟持されたチューブ状コンタクトを介
して熱の伝達を行うことにより熱伝達コネクタを構成す
る。

【００７２】従って、金属弾性体を有する熱伝達コネク
タと同様に両コネクタの結合軸の位置ズレや角度ズレに
対する許容度が大きく、且つ大きな伝熱断面積と短い伝
熱距離で(すなわち熱抵抗を小さく)熱交換効率の高い熱
伝達コネクタを提供することができる。また、チューブ
状コンタクトを凹状の溝内面に配設支持しているために
外力の作用による損傷を受けにくく、さらに断面視凹状
の溝部及びチューブ状コンタクトを視軸方向に延長する
ことにより熱伝達面積を拡大若しくは縮小して任意の熱
伝達容量の熱伝達コネクタを提供することができる。

【００７３】あるいは、前記第１のコネクタ部材は中空
円筒状の開口を有する受容部を備え、前記熱伝達媒体は
中空円筒状の開口の内面に配設支持され、円筒状の開口
の内部に向け付勢され弾性を有するチューブ状コンタク
トからなり、前記第２のコネクタ部材は前記開口に向け
突出する挿入部を有し、第１のコネクタ部材と第２のコ
ネクタ部材とは受容部と挿入部とで嵌脱自在に接続し、
開口内部に於いて挟持されたチューブ状コンタクトを介
して熱の伝達を行うことにより熱伝達コネクタを構成す
る。

【００７４】従って前記同様の効果を奏するほか、外力
の作用による損傷を受けやすいチューブ状コンタクトが
円筒状の開口内面に配設されるために更に損傷を受けに
くく、接続後の位置ズレを生じにくいという特徴を有す
る。また挿入部と開口部の径を増減し、あるいは対の数
を増減することにより任意の熱伝達容量の熱伝達コネク
タを提供することができる。

【００７５】なお、前記チューブ状コンタクトの挿入部
との接触面には金属材料からなる保護部材を配設し、嵌
合時にはチューブ状コンタクトと挿入部とが上記保護部
材を介して接触するよう構成することが好ましく、また
この保護部材にはチューブ状コンタクトが所定の寸法以
下に圧縮されることを規制する間隔規制手段を備えるこ
とが望ましい。

【００７６】上記構成によればコネクタ接続軸の位置ズ
レや角度ズレによる局部的圧迫に伴う剪断破壊や部分変
形を防止し、両コネクタ部材の挿脱を繰り返し行った場
合であってもチューブ状コンタクトの接触面の摩耗や破
損を未然に防止することができる。また保護部材は熱の
良導体たる金属材料から構成されるため、前述の高熱伝
達効率を犠牲にすることがない。

【００７７】そして、以上のような熱伝達コネクタを用
いることによって熱移送装置に於ける発熱体と放熱手段
とを自由に分離・接続可能に構成することができ、電子
機器や産業機械等を構成する構成部品の配置の自由度向
上、効率化、小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱伝達コネクタの好ましい実施形
態を示す斜視図である。

【図２】上記熱伝達コネクタの接続状態を示す断面図で
ある。このうち図(a)は接続する２つのコネクタ部材の
相対位置が中心位置で一致しているとき、図(b)は相対
位置がずれて接続されている状態を示す。

【図３】本発明に係る熱伝達コネクタの他の好ましい実
施形態を示す斜視図である。

【図４】上記他の実施形態に於ける熱伝達コネクタの接
続状態を示す断面図である。このうち図(a)は接続する
２つのコネクタ部材の相対位置が中心位置で一致してい
るときの接続前後状態を、図(b)は接続角度がずれた状
態で接続しようとした場合を示す。

【図５】本発明に係る熱伝達コネクタを用いた熱移送装
置を説明する斜視図である。

【図６】本発明に係る熱伝達コネクタを用いた熱移送装
置をノートブック型パーソナルコンピュータに適用した
実施例を説明する斜視図である。

【符号の説明】

１ 熱伝達コネクタ １０ 第１のコネクタ部材（集熱側コネクタ部材） １２ 断面視凹状の溝部を有する受容部 １７ 中空円筒状の開口を有する受容部 ２０ 第２のコネクタ部材（放熱側コネクタ部材） ２２ 挿入部 ２７ 突出する挿入部 ３２ チューブ状コンタクト（熱伝達媒体） ３３ 保護プレート(保護部材) ３７ チューブ状コンタクト（熱伝達媒体） ３８ 保護カラー(保護部材) ４５ 熱移送手段（集熱側ヒートパイプ） ５５ 熱移送手段（放熱側ヒートパイプ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 9/00 F28D 15/02 101

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料からなる第１のコネクタ部材
   と、 金属材料からなる第２のコネクタ部材と、 内部に熱伝導性流体が封入されて弾性を有する熱伝達媒
   体とからなり、 前記熱伝達媒体は前記第１及び前記第２のコネクタ部材
   の少なくとも一方に配設され、 前記第１のコネクタ部材と前記第２のコネクタ部材とは
   嵌脱自在に接続して前記二つのコネクタ部材間に挟持さ
   れた前記熱伝達媒体を介して熱の伝達を行うことを特徴
   とする熱伝達コネクタ。
2. 【請求項２】 前記第１のコネクタ部材はその断面視に
   於いて凹状の溝部を有する受容部を備え、 前記熱伝達媒体は前記凹状の溝部内部の対向する面に配
   設支持され、前記配設支持された面と直行する方向に付
   勢され弾性を有するチューブ状コンタクトからなり、 前記第２のコネクタ部材は前記溝部に挿入自在な挿入部
   を有し、 前記第１のコネクタ部材と前記第２のコネクタ部材とは
   前記挿入部と前記受容部とで嵌脱自在に接続し、前記凹
   状の溝部の内部に於いて挟持された前記チューブ状コン
   タクトを介して熱の伝達を行うことを特徴とする請求項
   １に記載の熱伝達コネクタ。
3. 【請求項３】 前記第１のコネクタ部材は中空円筒状の
   開口を有する受容部を備え、 前熱伝達媒体は前記中空円筒状の開口の内面に配設支持
   され、前記円筒状の開口の内部に向けて付勢され弾性を
   有するチューブ状コンタクトからなり、 前記第２のコネクタ部材は前記開口に向け突出する挿入
   部を有し、 前記第１のコネクタ部材と前記第２のコネクタ部材とは
   前記挿入部と前記受容部とで嵌脱自在に接続し、前記開
   口内部に於いて挟持された前記チューブ状コンタクトを
   介して熱の伝達を行うことを特徴とする請求項１に記載
   の熱伝達コネクタ。
4. 【請求項４】 前記チューブ状コンタクトの前記付勢さ
   れた面には金属材料からなる保護部材が配設され、 前記チューブ状コンタクトと前記挿入部とは前記保護部
   材を介して接触することを特徴とする請求項２または請
   求項３に記載の熱伝達コネクタ。
5. 【請求項５】 前記保護部材には、前記保護部材が前記
   挿入部と接触する面と、前記チューブ状コンタクトが配
   設支持される面との間隔が所定の間隔以下となるのを規
   制する間隔規制手段を備えることを特徴とする請求項４
   に記載の熱伝達コネクタ。