JP6240372B2 - 放熱装置とその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、伝熱技術に関し、特に放熱装置とその組立方法に関する。

ヒートパイプ（Ｈｅａｔ ｐｉｐｅ）と伝熱台との結合によって、伝熱台の伝熱効率を向上させることは、従来の放熱器の一般的な手段または構成の一つである。従来、複数のヒートパイプを伝熱台に結合するとき、伝熱台上に設けられる溝部は間隔があるため、圧入された各ヒートパイプ間に溝部の間隔が残る。これにより、各ヒートパイプを互いに当接して配列することはできない。間隔を残すことから、ヒートパイプの設置数が少なくなるほか、各ヒートパイプ間の伝熱効果が良くない。その原因は、外側のヒートパイプは熱源から離れていたため、伝熱効果を有効的に発揮することができないことである。さらに、内側に設置されたヒートパイプは、間隔を有するため、ヒートパイプ同士の伝熱に悪影響を与える。

このほか、従来はヒートパイプを伝熱台に結合するとき、通常は、半田部材を使用し、ヒートパイプを伝熱台の溝部に固定する。または略楕円形の弓状溝部を利用し、ヒートパイプ同士の接触面を変形させ、ヒートパイプを伝熱台の溝部に結合した後のずれや脱落などの問題を防止する手段が使用されている。

特表２００３−５３３８７４号公報 特表２００５−５１７８９４号公報

しかし、ヒートパイプと伝熱台とは、半田部材などの接着剤で固定しておかないと、ヒートパイプと伝熱台との接触面が弓状のため、移動または脱落などのずれ問題が発生するおそれがある。さらに、結合するヒートパイプが複数であるとき、溝部が略楕円形で形成されるため、各ヒートパイプ互いの間隔が大きくなる。複数のヒートパイプに適用するとき、各ヒートパイプを有効的に集めることができない。一方、半田部材などの接着剤を使用して固定する場合、半田部材が少なすぎて接着できない、または半田部材が多すぎて溢れだすなどの問題がある。そのほか、従来の方法は、半田部材を使用し、製造コストが増加し、理想的と言えない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その主な目的は、各ヒートパイプの間に間隔が残らず、各ヒートパイプの相互の伝熱効果を向上させることが可能な放熱装置とその組立方法を提供することにある。
本発明の次の目的は、半田部材を使用せず、ずれが発生しにくく、複数のヒートパイプを有効的に集めることが可能な放熱装置とその組立方法を提供することにある。

前述目的を達成するため、本発明による放熱装置の組立方法は、以下のステップを含んでいる。

ステップ（イ）では伝熱台と複数のヒートパイプとを提供する。伝熱台は、複数のヒートパイプを圧入する複数の溝部を備え、かつ隣接する任意の２つの溝部の間に末端部を有する支えリブが形成される。また、溝部が並んでいる方向において、支えリブの末端部の両側に、溝部に向いて突出する突起リブを形成する。

ステップ（ロ）では各ヒートパイプをそれぞれ溝部に圧入する。

ステップ（ハ）では各ヒートパイプをそれぞれ各溝部に圧入することによって、隣接するヒートパイプの隣接部位を変形させ、複数のヒートパイプを互いに当接させる。

本発明による放熱装置は、伝熱台と、複数のヒートパイプとを備える。そのうち、伝熱台は、ヒートパイプが組み立てられる組立面を有する。組立面に、複数の溝部は凹状に連続的に設けられる。さらに、任意の２つの隣接する溝部の間に、末端部を有する支えリブが形成される。各ヒートパイプは、それぞれ各溝部に圧入され、支えリブの末端部に沿って、側方向に突き出す変形部が形成される。かつ任意の２つの隣接する変形部は、互いに当接する。溝部が並んでいる方向において、支えリブの末端部の両側に、溝部に向いて突出する突起リブが形成されている。

これにより、各ヒートパイプ間の距離をなくして当接させ、ヒートパイプ同士の伝熱効果を向上させることができる。

本発明の第１実施例による放熱装置の組立方法のフローチャートである。 本発明の第１実施例による放熱装置の組立方法のステップ（イ）の模式図である。 本発明の第１実施例による放熱装置の組立方法のステップ（ロ）の模式図である。 本発明の第１実施例による放熱装置の組立方法のステップ（ハ）の模式図である。 本発明の第１実施例による放熱装置の平面図である。 本発明の第１実施例による放熱装置の斜視図である。 本発明の第２実施例による放熱装置の斜視図である。

以下、本発明の実施例による放熱装置とその組立方法を図面に基づいて説明する。ただし、添付図面は参考と説明を目的とし、本発明になんらの制限を加わるものではない。

（第１実施例）
本発明の第１実施例による放熱装置の組立方法は、図１に示すように、伝熱台と複数のヒートパイプとを提供するステップ（イ）、ヒートパイプを溝部に圧入するステップ（ロ）、およびヒートパイプの隣接部位を変形させ、複数のヒートパイプを互いに当接させるステップ（ハ）を含む。

図２を参照する。ステップ（イ）において、伝熱台１と複数のヒートパイプ２とを提供する。そのうち、伝熱台１は例えば、銅またはアルミなど良好な伝熱効果を有する部材からなる。例えば、放熱器として、熱源が発生する台座に貼り付ける。伝熱台１は、熱源に貼り合わせる少なくとも一つの底面１０を有する。本実施例において、伝熱台１は、底面１０に各ヒートパイプ２を圧入する複数の溝部１００を有する。ただし、溝部１００は、伝熱台１の底面１０に設置される形態に限らない。かつ各溝部１００の断面は、半円形よりやや大きい弓状を呈する。

このほか、溝部１００の数は、ヒートパイプ２の数に対応する。かつ溝部１００は互いに隣接し連続的に配列される。任意の２つの隣接する溝部１００の間に、支えリブ１０１が形成される。支えリブ１０１は、末端部１０２を有する。末端部１０２は、伝熱台１の底面１０と比べて溝部１００の底からより近い場所（すなわち、末端部１０２は、底面１０と平面を形成せず、かつ底面１０から突き出さない。）にある。

図３を参照する。ステップ（ロ）において、引き続き、各ヒートパイプ２をそれぞれ対応する溝部１００に圧入する。
図４を参照する。ステップ（ハ）において、各ヒートパイプ２をそれぞれ各溝部１００に圧入するプロセスによって、ヒートパイプ２が変形を引き起こす。そのため、例えば、金型またはその他の外力制御（図示しない）によって、各ヒートパイプ２を圧入し、隣接するヒートパイプ２の隣接部位を変形させることができる。

本実施例において、任意の２つの隣接する溝部１００間の支えリブ１０１の末端部１０２は、伝熱台１の底面１０と比べて溝部１００の底からより近い。これにより、各ヒートパイプ２が溝部１００の内部に圧入され変形を引き起こしたとき、隣接するヒートパイプ２の隣接部位は、支えリブ１０１の末端部１０２に沿って変形を引き起こし、隣接する溝部１００側に突き出した変形部２０を形成する。２つの隣接するヒートパイプ２の変形部２０は、末端部１０２に当接する。このとき、任意の２つの隣接するヒートパイプ２の変形部２０は、協働して支えリブ１０１の末端部１０２を覆うようになる。これにより、隣接するヒートパイプ２は、相互の当接によって、それぞれ対応する溝部１００に嵌合する。

引き続き、図２〜図４を参照する。前述ステップ（イ）において、支えリブ１０１によって形成される溝部１００の内縁の対向する方向のいずれか一方の側（または支えリブ１０１によって形成される溝部１００の内縁の対向する方向の両方の側）に、突起リブ１０３が形成される。突起リブ１０３によって、ヒートパイプ２を溝部１００の内縁より内側にあてがい、ヒートパイプ２が溝部１００の内部からの脱落を有効的に防止する。同時に、各溝部１００の内壁に、さらに少なくとも一つの固定リブ１０４が突出するように一体に形成されても良い。

ステップ（ハ）において、各ヒートパイプ２を対応する溝部１００に圧入したとき、ヒートパイプ２は、溝部１００の内部に進入し、溝部１００内部の固定リブ１０４に対向して互いにあてがう。これにより、固定リブ１０４は、ヒートパイプ２の対応する表面を押し付けて変形させ、固定切欠き２２を形成する。固定リブ１０４は、ヒートパイプ２の対応する表面を圧迫する。これにより、ヒートパイプ２と伝熱台１との接触関係は、弓状接触関係ではない。ヒートパイプ２が伝熱台１の溝部１００からの緩みや脱落などの問題を有効的に防止することができる。そのほか、ヒートパイプ２は、半田部材を使用しなくても、伝熱台１と結合し、かつ相互に直接的に接触（すなわち、その間に半田部材を使用しない）することができる。

最後に、図３と図４とに示すように、各ヒートパイプ２が溝部１００に露出する部位は、圧迫を受け、受熱面２１を形成する。各ヒートパイプ２の受熱面２１および伝熱台１の底面１０は、互いに同一な平面を形成し、熱源に直接的に接触することができる。

図５と図６とに示すように、前述ステップによれば、本実施例による放熱装置を得る。さらに伝熱台１は、底面１０と反対側に上面１１を有しても良い。本実施例において、伝熱台１の上面１１はさらに、複数のヒートシンク３と結合し、放熱器を構成しても良い。

（第２実施例）
図７を参照する。もし、熱源の表面は、その周辺部の電子素子より低いとき、各ヒートパイプ２の受熱面２１はさらに、スペーサブロック２３を有する。各ヒートパイプ２のスペーサブロック２３を並列に配置することによって、平面を形成する。これにより、低い位置に設置された熱源を直接的に対応することができ、面と面に接触するができる。

以上、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１ ・・・伝熱台
１０ ・・・底面
１００・・・溝部
１０１・・・支えリブ
１０２・・・末端部
１０３・・・突起リブ
１０４・・・固定リブ
１１ ・・・上面
２ ・・・ヒートパイプ
２０ ・・・変形部
２１ ・・・受熱面
２２ ・・・固定切欠き
２３ ・・・スペーサブロック
３ ・・・ヒートシンク

Claims (16)

1. 複数のヒートパイプと、
   前記複数のヒートパイプが圧入される複数の溝部を備え、隣接する前記溝部の間に末端部を有し前記ヒートパイプを支持する支えリブが形成される伝熱台と、を提供し、前記溝部が並んでいる方向において、前記支えリブの前記末端部の両側に、前記溝部に向いて突出する突起リブを形成するステップ（イ）、
   前記複数のヒートパイプをそれぞれ前記複数の溝部に圧入するステップ（ロ）、
   および、前記複数のヒートパイプをそれぞれ前記複数の溝部に圧入することによって、
   隣接するヒートパイプの隣接部位を変形させ、前記複数のヒートパイプを互いに当接させ固定させるステップ（ハ）、
   を含み、
   前記支えリブの末端部は、前記伝熱台の底面と比べて前記溝部底からより近い場所に位置することを特徴とする放熱装置の組立方法。
2. 前記ステップ（イ）において、前記複数の溝部の内壁に固定リブは突出するように一体に形成されることを特徴とする請求項１記載の放熱装置の組立方法。
3. 前記複数のヒートパイプの前記隣接部位は、前記支えリブの前記末端部に沿って変形し、前記支えリブの前記末端部を覆うことを特徴とする請求項２記載の放熱装置の組立方法。
4. ステップ（ハ）において、前記複数のヒートパイプの前記隣接部位は、前記支えリブの前記末端部に沿って変形し、前記支えリブの前記末端部を覆うことを特徴とする請求項１記載の放熱装置の組立方法。
5. ステップ（ハ）において、前記複数のヒートパイプは、前記複数の溝部から露出する部位が押し付けられて複数の受熱面を形成することを特徴とする請求項１記載の放熱装置の組立方法。
6. ステップ（ハ）において、前記複数のヒートパイプの前記複数の受熱面は、平坦に形成され、互いに同一な平面を形成することを特徴とする請求項５記載の放熱装置の組立方法。
7. ヒートパイプが組み立てられる組立面、および前記組立面に凹状に連続的に設けられる複数の溝部を有し、隣接する前記溝部の間に末端部を有し前記ヒートパイプを支持する支えリブが形成される伝熱台と、
   それぞれ前記伝熱台の複数の前記溝部に収容されており、前記支えリブの前記末端部に沿って側方向に突き出しており互いに当接する変形部が形成され固定されている複数のヒートパイプと、
   を備え、
   前記支えリブの末端部は、前記伝熱台の底面と比べて前記溝部底からより近い場所に位置し、
   前記溝部が並んでいる方向において、前記支えリブの前記末端部の両側に、前記溝部に向いて突出する突起リブが形成されていることを特徴とする放熱装置。
8. 前記伝熱台の前記組立面は下向きに配置される面であることを特徴とする請求項７記載の放熱装置。
9. 前記伝熱台は、前記組立面と反対側に上面を有し、前記上面に複数のヒートシンクが結合されることを特徴とする請求項８記載の放熱装置。
10. 前記伝熱台の前記溝部の断面は、半円形より大きい弓状を呈することを特徴とする請求項７記載の放熱装置。
11. 前記伝熱台の前記支えリブの前記末端部は、前記溝部の内縁から突出して形成されることを特徴とする請求項７記載の放熱装置。
12. 前記溝部の内壁に、固定リブは突出して一体に形成されることを特徴とする請求項７に記載の放熱装置。
13. 前記ヒートパイプは、前記溝部の内壁と当接する面が変形しており、前記固定リブに対応する固定切欠きが形成されることを特徴とする請求項１２記載の放熱装置。
14. 隣接する前記ヒートパイプの前記変形部は、協働して前記支えリブの前記末端部を覆うことを特徴とする請求項７記載の放熱装置。
15. 前記ヒートパイプは、前記溝部から露出する部位が受熱面を形成することを特徴とする請求項７記載の放熱装置。
16. 前記ヒートパイプの前記受熱面は、並列に配置されたスペーサブロックを有することを特徴とする請求項１５記載の放熱装置。

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