JP7432226B2 - 装置、熱交換器、蒸発器、および発熱体 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、発熱体に対する熱交換器の取り付けを容易とする装置などを提供することを目的とする。
請求項2に記載の発明は、前記発熱体および前記蒸発器が互いに接触する接触領域に、前記スライド移動する向きに沿って形成される溝部と、当該溝部内に向けて突出する突出部とが形成される請求項1記載の装置である。
請求項3に記載の発明は、前記溝部および前記突出部の組は、前記スライド移動する向きと交差する向きに複数並べて形成される請求項2記載の装置である。
請求項4に記載の発明は、前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器が互いに掛かり合う掛かり部を複数有する請求項1乃至3のいずれか1項記載の装置である。
請求項5に記載の発明は、前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器が互いに対向する領域に形成される請求項1乃至4のいずれか1項記載の装置である。
請求項6に記載の発明は、前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器のいずれかによって、前記スライド移動する向きと交差する向きにおける当該発熱体および当該蒸発器の他のいずれかの両側から当該他のいずれかを挟む請求項1乃至5のいずれか1項記載の装置である。
請求項7に記載の発明は、発熱体と、前記発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させる蒸発器を有し、当該蒸発器から流出した気相の作動流体を凝縮させ当該蒸発器に環流させる熱交換器と、を備える装置において、前記発熱体および前記蒸発器を互いに接触させた状態で、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有し、前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器のいずれかによって、前記スライド移動する向きと交差する向きにおける当該発熱体および当該蒸発器の他のいずれかの両側から当該他のいずれかを挟む装置である。
請求項8に記載の発明は、前記押付機構は、前記一方が前記他方に対して回転運動することにともない、前記発熱体および前記蒸発器を互いに押し付け合わせる請求項1乃至7のいずれか1項記載の装置である。
請求項9に記載の発明は、発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させる蒸発器を有し、当該蒸発器から流出した気相の作動流体を凝縮させ当該蒸発器に環流させる熱交換器において、前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する熱交換器である。
請求項10に記載の発明は、発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させ流出させるとともに、流出した気相の作動流体が凝縮して環流する蒸発器において、前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する蒸発器である。
請求項11に記載の発明は、熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させ流出させるとともに、流出した気相の作動流体が凝縮して環流する蒸発器に設けられ発熱する発熱体において、前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する発熱体である。
請求項12に記載の発明は、発熱体と、前記発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した気相の作動流体を凝縮させ当該蒸発器に向けて排出する凝縮器と、前記凝縮器から熱を吸収して放熱する放熱体と、を備える装置において、前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する装置である。
請求項2記載の発明によれば、発熱体および蒸発器の接触面積を増加させることができる。
請求項3記載の発明によれば、発熱体および蒸発器の接触面積を増加させることができる。
請求項4記載の発明によれば、発熱体および蒸発器の押し付け合いが確実になる。
請求項5記載の発明によれば、装置の寸法を抑制できる。
請求項6記載の発明によれば、発熱体および蒸発器がずれることが抑制される。
請求項7記載の発明によれば、発熱体および蒸発器がずれることが抑制される。
請求項8記載の発明によれば、発熱体に対して蒸発器の取り付けるために必要とされる空間の寸法が抑制できる。
請求項9記載の発明によれば、発熱体に対する取り付けを容易とする熱交換器を提供することができる。
請求項10記載の発明によれば、発熱体に対する取り付けを容易とする蒸発器を提供することができる。
請求項11記載の発明によれば、蒸発器に対する取り付けを容易とする発熱体を提供することができる。
請求項12記載の発明によれば、放熱体に対する凝縮器の取り付けを容易とする装置を提供することができる。
<第1の実施形態>
<ループ型ヒートパイプ100の構成>
図1は、本実施の形態に係るループ型ヒートパイプ100を示す概略構成図である。
まず、図1を参照して、本実施の形態が適用されるループ型ヒートパイプ100の構成を説明する。本実施の形態が適用されるループ型ヒートパイプ100は、例えば電子機器等の筺体の内部に備えられる中央演算処理装置(CPU)などの発熱体200を、外部から動力を供給することなく冷却するため、作動流体を循環させるよう構成されている。
次に、図1を参照して、ループ型ヒートパイプ100内の動作を説明する。
発熱体200において発生する熱は、蒸発器101に伝達される(矢印C1参照)。蒸発器101において熱を吸収した作動流体は気化し、蒸気管105を通って(矢印A1参照)凝縮器107へ送られる(矢印A2参照)。凝縮器107へ送られた作動流体は、放熱板300を介して熱を放出して(矢印C2参照)液化する。そして、液化した作動流体は、液管109を通って(矢印A3参照)再び蒸発器101へと送られる(矢印A4参照)。
図2は、本実施の形態に係る蒸発器101を示す概略構成図である。
次に、図2を参照して、本実施の形態が適用される蒸発器101の構成を説明する。
図2に示すように、蒸発器101は、電子機器(図示せず)の内部に備えられ発熱体200からの熱を受ける筺体110と、筺体110の内部に設けられるウィック130とを有する。
次に、図1および図2を参照しながら蒸発器101内の動作について説明する。
液溜め部150に収容された液相の作動流体は、ウィック130に浸透する。そして、液相の作動流体は、ウィック130の毛細管力によりウィック130内を移動しながら、発熱体200の熱により加熱され気化する。この気化した作動流体は、蒸気管105側へと移動した後(矢印A5)、蒸気管105から流出し(矢印A1参照)、凝縮器107(図1参照)へと送られる。
次に、図2を参照して、本実施の形態が適用される発熱体200の構成の構成を説明する。
図2に示すように、発熱体200の構成は、CPUなどの発熱体本体241と、発熱体本体241における筺体110側の面に固定される発熱体天板251とを有する。ここで、発熱体天板251は、例えばアルミなどの金属や樹脂などにより形成される。なお、ここでは発熱体本体241および発熱体天板251を別部材として説明をするが、発熱体本体241が発する熱を発熱体天板251に伝達することができればよい。したがって、例えば発熱体本体241および発熱体天板251を一体として構成してもよい。
ここで、上記のように、本実施の形態における蒸発器101は発熱体200に対して着脱可能に固定される。具体的には、蒸発器101の収容室底板151が、発熱体200の発熱体天板251に対して着脱することが可能である。さらに説明をすると、収容室底板151が発熱体天板251と掛かりあうことにより、蒸発器101および発熱体200が互いに固定される。このように、収容室底板151および発熱体天板251を設けることにより、ねじ止めや溶接等を必要とすることなく、蒸発器101および発熱体200の所謂コネクタ接続が実現される。
図3(a)は収容室底板151の斜視図であり、図3(b)は図3(a)のIIIb-IIIbにおける断面図である。
図3(a)に示すように、収容室底板151は略板状の部材である。収容室底板151は、上下方向上側を向く面である底板天面153と、上下方向下側を向く面である底板底面155とを有する。図示の底板天面153および底板底面155はそれぞれ略長方形状である。
図4(a)は発熱体天板251の斜視図であり、図4(b)は図4(a)のIVb-IVbにおける断面図である。
図4(a)に示すように、発熱体天板251は略板状の部材である。発熱体天板251は、上下方向上側を向く面である発熱体天面253と、上下方向下側を向く面である発熱体底面255とを有する。図示の発熱体天面253および発熱体底面255は、それぞれ略長方形状である。
図5(a)および(b)は、収容室底板151を発熱体天板251に装着する動作を示す図である。
次に図5(a)および(b)を参照しながら、収容室底板151を発熱体天板251に対して着脱する動作について説明をする。
図5(a)に示すように、発熱体天板251に収容室底板151を重ねて配置する(図中矢印D1参照)。このとき、収容室底板151の底板底面155が、発熱体天板251の発熱体天面253と接触した状態となる。また、天板凸部271は底板凹部171内に配置された状態となる。このとき、凸部頂面272が凹部受け面172と接触し、凹部側面173(図3(a)参照)が凸部側面273(図4(a)参照)と接触した状態となる。また、爪体261は貫通穴161内に挿入され、爪先265が収容室底板151の底板天面153側に位置する状態となる。
図示は省略するが、発熱体天板251から収容室底板151を外す際には、発熱体天板251に対して収容室底板151を長手方向他方側にスライド移動させる。このことにより、天板凸部271の天板掛かり部275が、底板凹部171の底板掛かり部175から外れた状態となる。また、爪体261が頂部166を超え、底板突出部165と掛かり合った状態からはずれた状態となる。その結果、発熱体天板251が収容室底板151から離間可能となる。
図6(a)は収容室底板1151の斜視図であり、図6(b)は図6(a)のVIb-VIbにおける断面図である。
図7(a)は発熱体天板1251の斜視図であり、図7(b)は図7(a)のVIIb-VIIbにおける断面図である。
図8(a)および(b)は、収容室底板1151を発熱体天板1251に装着する動作を示す図である。
天板凸部1271は、収容室底板1151の第1底板凹部1171(図6(a)参照)と対向する位置に設けられる。天板凸部1271は、長手方向に沿って形成される略直方体状の部分である。
まず、収容室底板1151を発熱体天板1251に装着する動作を説明する。
図8(a)に示すように、発熱体天板1251に収容室底板1151を重ねて配置する(図中矢印D1参照)。このとき、天板凸部1271は第1底板凹部1171内に配置される。また、爪体1261は、第2底板凹部1161内に配置される。
図示は省略するが、発熱体天板1251から収容室底板1151を外す際には、発熱体天板1251に対して収容室底板1151を長手方向他方側にスライド移動させる。このことにより、爪体1261の爪端部1265が、第2底板凹部1161の底板掛かり部1165から外れた状態となる。
図9(a)は収容室底板2151の斜視図であり、図9(b)は図9(a)のIXb-IXbにおける断面図であり、図9(c)は図9(a)のIXc-IXcにおける断面図である。
図10(a)は発熱体天板2251の斜視図であり、図10(b)は図10(a)のXb-Xbにおける断面図であり、図10(c)は図10(a)のXc-Xcにおける断面図である。
図11(a)および(b)は、収容室底板2151を発熱体天板2251に装着する動作を示す図である。なお、図11(a-1)および(b-1)は、収容室底板2151および発熱体天板2251を上下方向上側から下側に向けてみた図である。
上記の実施形態においては、長手方向に沿ってスライド移動させることにより、収容室底板151および発熱体天板251の着脱を実行すること説明したが、各部材の移動の向きは特に限定されない。例えば、図9乃至図11に示すように、収容室底板2151および発熱体天板2251を構成し、収容室底板2151および発熱体天板2251の相対位置を回転運動によってスライドさせる構成であってもよい。このように回転運動によって移動させることにより、収容室底板2151および発熱体天板2251を装着するために必要される空間の寸法が抑制され得る。
天板凸部2271は、収容室底板2151の第1底板凹部2171(図9(b)参照)と対向する位置に設けられる。天板凸部2271は、周方向に沿って形成される環状の突出部である。
まず、収容室底板2151を発熱体天板2251に装着する動作を説明する。
図11(a-1)に示すように、収容室底板2151を、発熱体天板2251に対して周方向にずらした状態で重ねて配置する。このとき、天板凸部2271は第1底板凹部2171内に配置される。また、爪体2261は、第2底板凹部2161内に配置される(図11(a-2)参照)。
図示は省略するが、発熱体天板2251から収容室底板2151を外す際には、発熱体天板2251に対して収容室底板2151を周方向CW側にスライド移動させる。このことにより、爪体2261の爪端部2265が、第2底板凹部2161の底板掛かり部2165から外れた状態となる。
図12(a)は筺体3151の斜視図であり、図12(b)は図12(a)のXIIb-XIIbにおける断面図である。なお、図12(a)においては、ウィック130などの記載は省略している。
図13(a)は発熱体天板3251の斜視図であり、図13(b)は図13(a)のXIIIb-XIIIbにおける断面図である。
図14(a)および(b)は、筺体3151を発熱体天板3251に装着する動作を示す図である。
上記の実施形態においては、筺体110を構成する収容室底板151と、発熱体200を構成する発熱体天板251とを互いに着脱可能とすることを説明したが、筺体110が発熱体200に対して着脱可能であればこれに限定されない。例えば、図12乃至図14に示すように、筺体3151全体と、発熱体200を構成する発熱体天板3251とを着脱可能としてもよい。
爪体3361は、発熱体天板3251の長手方向両端に設けられる。また、爪体3361は、発熱体天板3251の長手方向両端において幅方向全体にわたって設けられている。
まず、筺体3151を発熱体天板3251に装着する動作を説明する。
図14(a-1)に示すように、筺体3151を発熱体天板3251に対する幅方向手前側に配置する。
図示は省略するが、筺体3151を発熱体天板3251から外す際には、発熱体天板3251に対して筺体3151を幅方向手前側にスライド移動させる。このことにより、爪体3361の爪端部3365が、筺体天面3153から外れた状態となる。
図15(a)は筺体4151の斜視図であり、図15(b)は図15(a)のXVb-XVbにおける断面図である。なお、図15(a)においては、ウィック130などの記載は省略している。
図16(a)は発熱体天板4251の斜視図であり、図16(b)は図16(a)のXVIb-XVIbにおける断面図である。
図17(a)乃至(c)は、筺体4151を発熱体天板4251に装着する動作を示す図である。
上記の実施形態においては、発熱体天板251の発熱体天面253から上側に突出する爪体261を設けることを説明したが、筺体110が発熱体200に対して着脱可能であればこれに限定されない。例えば、図15乃至図17に示すように、筺体4151と、発熱体天板4251とを構成してもよい。
まず、筺体4151を発熱体天板4251に装着する動作を説明する。
図17(a―1)および(a-2)に示すように、筺体4151を発熱体天板4251の上下方向上側に配置する。
図示は省略するが、筺体4151を発熱体天板4251から外す際には、発熱体天板4251に対して筺体4151を長手方向他方側にスライド移動させる。このことにより、爪体4261が、側面凹部4161から外れた状態となる。
図18(a)は筺体5151の斜視図であり、図18(b)は図18(a)のXVIIIからみた拡大図である。
図19(a)は発熱体天板5251の斜視図であり、図19(b)は図19(a)のIXXb-IXXbからみた拡大図である。
図20(a)乃至(c)は、筺体5151を発熱体天板5251に装着する動作を示す図である。
図18乃至図20に示すように、筺体5151および発熱体天板5251を構成し、筺体5151および発熱体天板5251の相対位置を回転運動によってスライドさせる構成であってもよい。
図18(b)に示すように、爪体5161は、下側面5154から上下方向下側に突出し、かつ周方向に沿って延びる爪支持部5163と、爪支持部5163の上下方向下側端部からの板面中心5157(図18(a)参照)側に向けて形成される突起である爪端部5165とを有する。
まず、筺体5151を発熱体天板5251に装着する動作を説明する。
図20(a-1)に示すように、筺体5151を発熱体天板5251の上下方向上側から下側に向けて移動(図中矢印D7参照)させ、蒸発器本体5150を発熱体凹部5250に挿入する。このとき、図20(a-2)に示すように、発熱体天板5251の突出部5261と、筺体5151の爪端部5165とは、周方向における位置がずれた状態である。
図示は省略するが、発熱体天板5251から筺体5151を外す際には、発熱体天板5251に対して筺体5151を周方向CW側にスライド移動させる。このことにより、爪体5161の爪端部5165が、突出部5261から外れた状態となる。
図21(a)は筺体6151の斜視図であり、図21(b)は発熱体天板6251の斜視図である。
図22(a)は筺体6151を発熱体天板6251に装着する動作を示す図であり、図22(b)は筺体6151が装着された発熱体天板6251を示す図である。
上記の実施形態においては、例えば筺体110を構成する収容室底板151と、発熱体200を構成する発熱体天板251とを、互いに面で接触させた状態で滑らせながら着脱することを説明したが、筺体110が発熱体200に対して着脱可能であればこれに限定されない。例えば、図21および図22に示すように、筺体6151を発熱体天板6251に押し込みながら装着する構成としてもよい。
まず、筺体6151を発熱体天板6251に装着する動作を説明する。
図22(a-1)に示すように、筺体6151を発熱体天板6251の上下方向上側に配置する。
図示は省略するが、筺体6151を発熱体天板6251から外す際には、発熱体天板6251に対して筺体6151を長手方向一方側にスライド移動させる(図中矢印D10参照)。すなわち、爪体6361同士の間に配置された筺体6151を、爪体6361が形成されていない向きにスライド移動させる。このことにより、筺体6151が発熱体天板6251から外れた状態となる。
図23は、ループ型ヒートパイプ100を備える携帯電話1000を説明する図である。
次に、図10を参照しながら、ループ型ヒートパイプ100を備える電子機器の一例である携帯電話1000について説明をする。
さて、上記の実施形態においては、例えば収容室底板151の発熱体天板251に対する相対位置を変化させることを説明した。ここで、相対位置を変化させるには、収容室底板151および発熱体天板251のいずか一方を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。
また、本開示は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。
Claims (12)
- 発熱体と、
前記発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させる蒸発器を有し、当該蒸発器から流出した気相の作動流体を凝縮させ当該蒸発器に環流させる熱交換器と、
を備える装置において、
前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する
装置。 - 前記発熱体および前記蒸発器が互いに接触する接触領域に、前記スライド移動する向きに沿って形成される溝部と、当該溝部内に向けて突出する突出部とが形成される
請求項1記載の装置。 - 前記溝部および前記突出部の組は、前記スライド移動する向きと交差する向きに複数並べて形成される
請求項2記載の装置。 - 前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器が互いに掛かり合う掛かり部を複数有する
請求項1乃至3のいずれか1項記載の装置。 - 前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器が互いに対向する領域に形成される
請求項1乃至4のいずれか1項記載の装置。 - 前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器のいずれかによって、前記スライド移動する向きと交差する向きにおける当該発熱体および当該蒸発器の他のいずれかの両側から当該他のいずれかを挟む
請求項1乃至5のいずれか1項記載の装置。 - 発熱体と、
前記発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させる蒸発器を有し、当該蒸発器から流出した気相の作動流体を凝縮させ当該蒸発器に環流させる熱交換器と、
を備える装置において、
前記発熱体および前記蒸発器を互いに接触させた状態で、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有し、
前記押付機構は、前記発熱体および前記蒸発器のいずれかによって、前記スライド移動する向きと交差する向きにおける当該発熱体および当該蒸発器の他のいずれかの両側から当該他のいずれかを挟む
装置。 - 前記押付機構は、前記一方が前記他方に対して回転運動することにともない、前記発熱体および前記蒸発器を互いに押し付け合わせる
請求項1乃至7のいずれか1項記載の装置。 - 発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させる蒸発器を有し、当該蒸発器から流出した気相の作動流体を凝縮させ当該蒸発器に環流させる熱交換器において、
前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する
熱交換器。 - 発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させ流出させるとともに、流出した気相の作動流体が凝縮して環流する蒸発器において、
前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する
蒸発器。 - 熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させ流出させるとともに、流出した気相の作動流体が凝縮して環流する蒸発器に設けられ発熱する発熱体において、
前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する
発熱体。 - 発熱体と、
前記発熱体から熱を吸収して液相の作動流体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器から流出した気相の作動流体を凝縮させ当該蒸発器に向けて排出する凝縮器と、
前記凝縮器から熱を吸収して放熱する放熱体と、
を備える装置において、
前記発熱体および前記蒸発器の少なくとも一つに形成され、当該発熱体および当該蒸発器の一方が他方に対してスライド移動する向きに進むに従い、当該発熱体および当該蒸発器の他の一つから離間する向きに傾斜する傾斜面を有し、当該発熱体および当該蒸発器を互いに接触させた状態で、前記スライド移動することにともない、当該発熱体および当該蒸発器が互いに押し付け合う押付機構を有する
装置。
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