JP3296788B2 - 板型ヒートパイプとその製造方法 - Google Patents

板型ヒートパイプとその製造方法

Info

Publication number
JP3296788B2
JP3296788B2 JP19425498A JP19425498A JP3296788B2 JP 3296788 B2 JP3296788 B2 JP 3296788B2 JP 19425498 A JP19425498 A JP 19425498A JP 19425498 A JP19425498 A JP 19425498A JP 3296788 B2 JP3296788 B2 JP 3296788B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat pipe
flat multi
hole
heat
partition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19425498A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000028281A (ja
Inventor
賢也 川畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Original Assignee
THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD. filed Critical THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority to JP19425498A priority Critical patent/JP3296788B2/ja
Publication of JP2000028281A publication Critical patent/JP2000028281A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3296788B2 publication Critical patent/JP3296788B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/0233Heat-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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面型の形状を有
する板型ヒートパイプに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パソコン等の電気機器に搭載され
ている半導体素子等の発熱部品の冷却技術が注目されて
いる。その一つの方法としてヒートパイプを応用した冷
却技術がある。ヒートパイプを用いた冷却方法として、
ヒートパイプを発熱部品に取り付け、そのヒートパイプ
を経路として発熱部品の熱を放熱用のフィン等まで運ん
で放散させる形態が代表的である。近年は、発熱部品と
接触させやすく、また放熱用のフィンやヒートシンクブ
ロック等が取り付けやすい、板型形状のヒートパイプが
用いられる場合も多い。
【0003】ヒートパイプについて簡単に説明すると、
ヒートパイプは内部に密封された空洞部を備えており、
その空洞部に水、代替フロン等の作動流体(作動液とも
いう)が一定量収容されているものである。空洞部内は
真空引きされており、作動流体の蒸発が起きやすくなっ
ている。作動流体は空洞部内で液相と気相(蒸気)の混
在状態となって存在している。
【0004】ヒートパイプは空洞部内の作動流体が蒸発
し、その蒸気が移動することで熱移動機能が作動する。
例えば直状タイプのヒートパイプの場合、その一端部側
から熱を与えると(その部分をヒートパイプの吸熱部と
呼ぶ)、その吸熱部において液相状態であった作動流体
が蒸発し、その蒸気は他方端側に移動し、そこで蒸気が
凝縮して放熱する(その部分をヒートパイプの放熱部と
呼ぶ)。ヒートパイプの放熱部にはフィン等を取り付け
ておけば、作動流体の蒸気が有していた熱が外部に放散
されやすくなる。
【0005】ところで放熱部で凝縮した作動流体が吸熱
部へ戻らなければ、上述の作動は継続しない。そこで放
熱部で凝縮した作動流体(の液相)を吸熱部に帰還(還
流)させる必要がある。通常は、吸熱部を放熱部より下
方に位置させることで、放熱部で凝縮した作動流体の液
相を重力によって下降させている。尚、このような状態
をボトムヒートモードと呼ぶこともある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、冷却対象で
ある発熱部品が搭載される機器によっては、その冷却構
造に用いるヒートパイプが常にボトムヒートモードで使
われるとは限らない場合もある。例えば携帯型パソコン
等の場合、その使用形態によっては、そのパソコンが傾
いた状態等で使われる場合もあり得るからである。また
冷却対象である発熱部品が搭載される機器の構造によっ
て、冷却構造の配置構造が制限される等により、ヒート
パイプをボトムヒートモード状態になるように配置させ
ることが難しい場合もあり得る。
【0007】ところで従来から、吸熱部が放熱部より上
方に位置する場合(トップヒートモードと呼ぶ)にも、
作動流体の還流が維持されるヒートパイプ構造が種々提
案されている。このようなトップヒートモードでの作動
を逆作動と呼ぶこともある。一般的には、毛細管作用を
利用して作動流体を上方に逆流させる方法が知られてい
る。
【0008】毛細管作用を実現させる方法として代表的
なものは、メッシュやワイヤー等をヒートパイプの空洞
部内に設置するというものがある。メッシュやワイヤー
はそれと空洞部の内壁との隙間等で得られる毛細管力を
利用するものである。メッシュを構成する線の線径やメ
ッシュ数などは、作動流体の種類や入熱量その他を考慮
して選定される。このようなメッシュは比較的有効な毛
細管力を得られやすい反面、その挿入工程の手間が製造
コスト等の面で問題となる。
【0009】メッシュ等を空洞部に設置する方法の他
に、その管壁(空洞部の内壁)に細かいグルーブを形成
しておくグルーブ管がある。グルーブ管はそのグルーブ
による毛細管作用を期待したものである。
【0010】最近では、半導体素子等の発熱部品冷却用
のヒートパイプとして、熱輸送効率の向上や、その設置
スペース等の問題から、板型(平面型、平板型、薄型等
とも呼ばれる)のヒートパイプの開発、実用化が進んで
きている。このような板型ヒートパイプとして、アルミ
材等を多穴押出して作製した偏平多穴管をコンテナとし
たものが登場している。
【0011】しかし、このような偏平多穴管タイプの板
型ヒートパイプの場合、その複数並んだ各々の穴のサイ
ズは小さく、またその穴の形状が矩形の場合も多いた
め、従来のようにメッシュをその各々の穴に挿入する作
業は組み立てコストの観点からも容易とは言えなかっ
た。メッシュは毛細管力発現の観点でも、なるべく内壁
に密接していることが望ましいが、穴が矩形であると、
メッシュをその内壁になるべく密接させた状態に挿入さ
せることが難しい、という問題もあった。
【0012】偏平多穴管の各々の穴にメッシュ等を挿入
する方法の他に、その内壁にグルーブを形成しておく方
法も考えられるが、偏平多穴管の穴の内壁にグルーブを
形成させることは、押出技術等の加工技術の観点で容易
ではない。特に狭いピッチのグルーブを押出加工により
形成することは難しい。また偏平多穴管を製造後、更に
加工を加えてグルーブを形成するような方法は、技術的
に困難な上に製造コストの点でも現実的ではない。
【0013】また、偏平多穴管の各々の穴の形状を鋭角
部を含む複雑な形状にすれば、原理的には毛細管作用が
期待できうる。しかしながらこのような偏平多穴管もそ
の製造は少なくとも実用的なコストでは困難である。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述したよう
な課題を踏まえ、ウィック構造を有する実用的な偏平多
穴管タイプの板型ヒートパイプを提供すべくなされたも
のである。即ち、請求項1の発明は、隔壁に仕切られた
孔が並列する偏平多穴管に圧下により減厚加工を施して
前記隔壁を座屈変形させ、座屈変形により前記隔壁にウ
ィック構造を設けたことを特徴とする板型ヒートパイプ
である。
【0015】各々の前記隔壁は当該板型ヒートパイプの
主面に相当する壁部に、前記主面に対し斜めに立ち上が
っていると良い。またこの場合、前記主面に対し隔壁は
45°以下で斜めに立ち上がっていると特に良い。
【0016】また、相隣り合う各々の前記隔壁は傾き方
向が交互に異なるように当該板型ヒートパイプの主面に
相当する壁部に斜めに立ち上がっていても良い
【0017】本発明は、上述した座屈変形した隔壁がウ
ィック構造となり、作動流体の毛細管作用を発現してい
る板型ヒートパイプである。このような板型ヒートパイ
プとして、そのコンテナの厚さが2mm以下である場合
が特に有効である。
【0018】本発明の板型ヒートパイプの製造方法とし
て、請求項2の発明は、隔壁に仕切られた孔が並列する
偏平多穴管に圧下により減厚加工を施して前記隔壁を座
屈変形させ、座屈変形により前記隔壁にウィック構造を
設ける工程、その偏平多穴管を封止してヒートパイプと
する工程、を含むことを特徴とする板型ヒートパイプの
製造方法である。
【0019】前記圧下による減厚加工として、減厚方向
にプレスする加工、または圧延加工が好適である。ま
た、圧下による減厚加工に供する偏平多穴管としては、
その隔壁が板厚方向に対し斜めになっているものを用い
るとよい。その隔壁であるが、偏平多穴管の主面に対し
45°以下で斜めに傾いていると特に良い。
【0020】このような圧下による減厚加工に供する偏
平多穴管は、隔壁に仕切られた穴の横断面が台形、平行
4辺形または3角形である場合もある。
【0021】上述の圧下による減厚加工は、その圧縮率
が30%以上であると望ましい。つまり圧下による減厚
加工前の板厚に対し、その0.7以下の厚さ以上に潰す
ことが望ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は本発明の板型ヒートパイプ
に用いられる偏平多穴管を説明する図である。その
(ア)に示すように、穴103が複数並列した偏平多穴
管10に、その板厚方向に圧縮するプレス加工、あるい
は圧延加工等を施す。図1(イ)は同(ア)の偏平多穴
管10の一部を拡大したものだが、図示するように、穴
103の断面がほぼ平行4辺形となっており、隣接する
穴103を区画する隔壁102は、偏平多穴管10の主
面に対し斜めに傾いている。その傾き角度は特に限定さ
れないが、例えば45°とする。押出技術の観点で容易
とはいえないが、この角度はなるべく鋭角、例えば45
°以下にすることが望ましい。
【0023】さて偏平多穴管10に圧下による減厚加工
を施すことにより、隔壁102を図1(ウ)に示すごと
く座屈させる。図1(ウ)に示す隔壁102の変形状況
は模式的に示したものである。こうして座屈して折れ曲
がった隔壁102は、その折れ曲がったコーナー部が微
小な隙間となる。
【0024】ところで上述した圧下による減厚加工の圧
縮程度は、隔壁102の長さや傾き、その肉厚、更には
偏平多穴管10のサイズや材質等を勘案して決定すれば
よいが、概ね圧縮率30%以上に設定すれば、隔壁10
2の座屈具合が十分になりやすく望ましい。
【0025】また圧下による減厚加工を施す以前の偏平
多穴管10において、その隔壁102は、偏平多穴管1
0の主面に対し最初から傾けておくと良い。その角度は
できるだけ鋭角に、例えば45°程度にすることが望ま
しい。圧下による減厚加工後、座屈した部分を除いて隔
壁102の、偏平多穴管10の主面に対する角度は通常
あまり変わらない。
【0026】上述した隔壁103の座屈によって生じた
隙間は、鋭角を有する3面で構成されている。この隙間
が、偏平多穴管10を用いてコンテナを形成した板型ヒ
ートパイプにおいて、作動流体の毛細管作用を発現する
ウィック構造となる。従ってその板型ヒートパイプは、
穴103に別途、メッシュやワイヤー等のウィック部材
を挿入したりせずとも十分なウィック構造が実現してい
る。また、ワイヤーやメッシュ等を挿入する場合はその
ウィック部材が移動してずれてしまうこともあり得る
が、本発明の場合はウィックとなる隙間は事実上動かな
いものである。
【0027】また、本発明の板型ヒートパイプは、蒸気
流路と液流路が大略分離しているので、流路抵抗が小さ
くなっている。このため優れた熱移動性能が実現する。
【0028】
【実施例】実施例1 図1を参照しながら説明する。偏平多穴管10は、幅が
60mm、厚さが3mmの、材質がアルミの押出材であ
る。両サイド部分を除いて、底辺2.5mm、高さ2m
m程度の平行4辺形の穴103が21個並列して備わっ
ている。この穴103を隔てる隔壁102は厚さ0.3
mmで偏平多穴管10の主面に対し45°傾いている。
【0029】さてこの偏平多穴管10を通常のプレス機
で厚さ2mmになる程度までプレスした。圧縮率は33
%程度である。このプレス加工によって、当初、2mm
の高さであった穴102が高さ1mm程度まで潰れた。
それに伴い隔壁102は、図1(ウ)に模式的に示すよ
うに座屈した。この際、偏平多穴管10の上下の主面を
構成する主面壁100、101と隔壁102との連続部
の傾きはほぼ変わっていない。また主面壁100、10
1の肉厚や座屈した部分を除く隔壁102の肉厚もほぼ
不変である。
【0030】こうして隔壁102を座屈させた後、偏平
多穴管10の両端部を封止した。その際、その空洞部内
を真空脱気し、また不要な油分を除去して、更に代替フ
ロン等の作動流体を適量収容してから封止している。ま
た両端部の封止は、図3に示すように、別途用意したキ
ャップ部材104を偏平多穴管10の両端部に溶接して
取り付ける方法によった。このキャップ部材104には
くり抜き部分1040が備わり、そのくり抜き部分10
40によって、接合後、両端部で穴103の連通が確保
されている。尚、封止の際の不要なガスの除去等は通常
のヒートパイプの製造方法と同様の方法によった。
【0031】こうして作製した板型ヒートパイプは、座
屈した隔壁102によるウィック構造の効果で、逆作動
状態でも作動流体の還流がある程度維持できるものであ
ることが確認された。
【0032】実施例2 図2を参照しながら説明する。偏平多穴管11は幅40
mm、厚さ2.2mmのアルミ製の押出部材である。そ
の両サイドを除いて、上底0.8mm、下底4mmのほ
ぼ台形形状の穴113が並んで設けられている。両サイ
ドの穴1130を含めて穴は14個ある。穴113同士
或いは穴113と穴1130を隔てる隔壁112は厚さ
0.3mmで、偏平多穴管11の主面に対し45°傾い
ている。偏平多穴管11の両主面を構成する主面壁11
0、111の厚さは0.3mmである。
【0033】さてこの偏平多穴管11を圧延機で圧延し
て厚さ1.5mmまで潰した。圧縮率は32%程度であ
る。この圧延加工によって、当初1.6mmの高さであ
った穴113が高さ0.9mm程度まで潰れた。それに
伴い隔壁112は図示するように座屈した。この際、偏
平多穴管11の上下の主面を構成する主面壁110、1
11と隔壁112との連続部の傾きはほぼ変わっていな
い点は実施例1と同様であった。
【0034】さて次にこの偏平多穴管11の両端部を封
止するが、それに先立って両端部の隔壁112を管深さ
方向に約5mm程除去した。その状況を図4に示してお
く。しかる後、一方の端部をかしめてから溶接すること
で封止し、作動流体を所定量収容してから、もう一方の
端部も同様に封止した。封止に先立って内部の不要なガ
ス等を除去する作業を行うことは従来のヒートパイプの
場合と同様である。上述したように、両端部の隔壁11
2を管深さ方向に一部除去したのは、その両端部で穴1
12が連通させる意図である。
【0035】こうして作製した板型ヒートパイプは、座
屈した隔壁112によるウィック構造の効果で、逆作動
状態でも作動流体の還流がある程度維持できるものであ
ることが確認された。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明の偏平多穴管タイプ
の板型ヒートパイプとその製造方法は、別途メッシュや
ワイヤー等のウィック部材を穴に挿入するような作業の
必要がなく、有効なウィック構造を実現させたもので、
製造コスト低減等、極めて実用的な効果を発現するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の板型ヒートパイプに用いられる偏平多
穴管を説明する図である。
【図2】本発明の実施例における偏平多穴管を説明する
図である。
【図3】本発明の実施例における板型ヒートパイプの製
造工程の一部を説明する図である。
【図4】本発明の実施例における板型ヒートパイプの製
造工程の一部を説明する図である。
【符号の説明】
10 偏平多穴管 100 主面壁 101 主面壁 102 隔壁 103 穴 11 偏平多穴管 110 主面壁 111 主面壁 112 隔壁 113 穴 1130 穴 104 キャップ部材 1040 くり抜き部分

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隔壁に仕切られた孔が並列する偏平多穴
    管に圧下により減厚加工を施して前記隔壁を座屈変形さ
    せ、座屈変形により前記隔壁にウィック構造を設けた
    とを特徴とする板型ヒートパイプ。
  2. 【請求項2】 隔壁に仕切られた孔が並列する偏平多穴
    管に圧下により減厚加工を施して前記隔壁を座屈変形さ
    せ、座屈変形により前記隔壁にウィック構造を設ける工
    程、その偏平多穴管を封止してヒートパイプとする工
    程、を含むことを特徴とする板型ヒートパイプの製造方
    法。
JP19425498A 1998-07-09 1998-07-09 板型ヒートパイプとその製造方法 Expired - Fee Related JP3296788B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19425498A JP3296788B2 (ja) 1998-07-09 1998-07-09 板型ヒートパイプとその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19425498A JP3296788B2 (ja) 1998-07-09 1998-07-09 板型ヒートパイプとその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000028281A JP2000028281A (ja) 2000-01-28
JP3296788B2 true JP3296788B2 (ja) 2002-07-02

Family

ID=16321569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19425498A Expired - Fee Related JP3296788B2 (ja) 1998-07-09 1998-07-09 板型ヒートパイプとその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3296788B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6918431B2 (en) * 2003-08-22 2005-07-19 Delphi Technologies, Inc. Cooling assembly
US7210785B2 (en) 2004-08-11 2007-05-01 Seiko Epson Corporation Projector
KR101369546B1 (ko) * 2008-06-05 2014-03-04 엘지전자 주식회사 플랫 튜브 및 이를 포함하는 열교환기
KR101153312B1 (ko) * 2010-08-13 2012-06-07 한국과학기술원 유체의 독립된 순환구조를 갖는 등온 히트싱크
KR101600667B1 (ko) * 2013-12-05 2016-03-07 티티엠주식회사 엇댄 구조의 윅을 갖는 박형 히트파이프
WO2016204328A1 (ko) * 2015-06-19 2016-12-22 티티엠주식회사 박형 히트파이프 및 이를 위한 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000028281A (ja) 2000-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7322400B2 (en) Cooling apparatus having low profile extrusion
KR100631050B1 (ko) 평판형 히트 파이프
US6802362B2 (en) Fin with elongated hole and heat pipe with elongated cross section
US7506682B2 (en) Liquid cooled thermosiphon for electronic components
US20150348802A1 (en) Thinned flat plate heat pipe fabricated by extrusion
JP4426684B2 (ja) ヒートシンク
JP2001183080A (ja) 圧縮メッシュウイックの製造方法、および、圧縮メッシュウイックを備えた平面型ヒートパイプ
JP2007003164A (ja) 平板状ヒートパイプまたはベーパーチャンバー、および、その形成方法
US20060207751A1 (en) Heat pipe
US10859323B2 (en) Vapor chamber and manufacturing method for the same
TW201530075A (zh) 熱管
JP3296788B2 (ja) 板型ヒートパイプとその製造方法
JP2005033157A (ja) 放熱器およびその製造方法
JP2006284020A (ja) ヒートパイプ
JP4382891B2 (ja) 扁平ヒートパイプとその製造方法
JP4382892B2 (ja) 扁平ヒートパイプとその製造方法
JP2000130972A (ja) 板型ヒートパイプとその製造方法
US11598588B2 (en) Method of manufacturing a heat exchanger
KR101164511B1 (ko) 2차 방열체가 측벽에 일체화된 플랫 히트 스프레더 및 그의 제조방법
WO2002080270A1 (en) Cooling apparatus having low profile extrusion
JP2005009763A (ja) 偏平型ヒートパイプ
JP2002016201A (ja) ヒートパイプ
JP2008159757A (ja) 発熱体の冷却構造体及びその製造方法
JPH08303970A (ja) 携帯型パソコン冷却用の偏平ヒートパイプおよびその製造方法
JP2887529B2 (ja) 放熱機能を備えたケーシング

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090412

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090412

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100412

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110412

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees