JPH03137494A

JPH03137494A - ヒートパイプ式熱輸送器

Info

Publication number: JPH03137494A
Application number: JP1222502A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ishida; 石田　新一; Hiroshi Yatabe; 谷田部　博; Masakatsu Suzuki; 鈴木　征勝; Susumu Ogiwara; 荻原　進; Takashi Murase; 孝志村瀬; Koji Matsumoto; 厚二松本
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-06-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、トランジスタ、サイリスタ、ベルチェ素子な
どの熱源と放熱器との間の熱輸送をヒートパイプを用い
て行うヒートパイプ式熱輸送器に関し、特に、電子機器
の筐体内等の狭い空間への配管に通したヒートパイプ式
熱輸送器に関するものである。

〔従来の技術〕

電子機器等に内蔵された回路基板は、高密度化されるに
ともない、発熱量がいちじるしく増大している。

従来、この種の電子機器の放熱には、アルミニウムダイ
キャストや押出材などを用いた固体熱伝導による放熱器
が用いられていたが、一定の発熱量以上のものに使用す
るには、放熱器が大形になり過ぎてしまう。

このため、ヒートパイプを用いて、発熱素子からの局所
的な熱流束を放熱側の全域にわたり分散させ、効率のよ
い放熱を可能にして、放熱器の小形化を図っている。

第１２図は、ヒートパイプ式放熱器の一例を示した図で
ある。

第１２図において、３はヒートパイプ、５は発熱素子、
７は放熱フィンである。

ヒートパイプ３の蒸発側には、金属製のブロック３１が
取り付けられており、そのブロック３１に発熱素子５が
搭載されている。また、ヒートパイプ３の凝縮側には、
複数枚の金属プレートが所定の間隔で配置された放熱フ
ィン７が設けられている。

発熱素子５からの熱は、ヒートパイプ３の均熱作用によ
り、放熱フィン７の全体に分散されて、効率よ（放熱さ
れる。

〔発明が解決しようとする！１ｌｌ）しかし、上述した従来のヒートパイプ式放熱器では、円
筒状のヒートパイプと熱源である発熱素子との接続や、
プレート状の放熱フィンなどの放熱器との接続が難しか
った。

また、ヒートパイプが硬質で湾曲しずらいので、筐体内
に配管するのが難しかった。

このため、ヒートパイプを取り付ける場所や個数が限定
されてしまい、特定の機器にしか適用できなかった。

本発明の目的は、比較的狭い種々の機器筐体内などで、
発熱素子等の熱源から隔離された他の場所に設けられた
放熱器への熱輸送用の配管を容易かつ確実にできるヒー
トパイプ式熱輸送器を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために、本発明によるヒートパイプ
式熱輸送器は、熱源と放熱器との間の熱輸送をヒートパ
イプを用いて行うヒートパイプ式熱輸送器であって、前
記熱源に接触する吸熱面をもつヒートパイプ製の吸熱用
端子部と、前記吸熱用端子部に蒸発側が接続され軟質で
細径のコンテナからなる熱輸送用ヒートパイプ部と、前
記熱輸送用ヒートパイプ部の凝縮側に接続され前記放熱
器に接触する放熱面をもつ金属製の放熱用端子部とから
構成しである。

また、本発明によるヒートパイプ式熱輸送器は、熱源と
放熱器との間の熱輸送をヒートパイプを用いて行うヒー
トパイプ式熱輸送器であって、前記熱源に接触する吸熱
面をもつ金属製の吸熱用端子部と、前記吸熱用端子部に
蒸発側が接続され軟質で細径のコンテナからなる熱輸送
用ヒートパイプ部と、前記熱輸送用ヒートパイプ部の凝
縮側に接続され前記放熱器に接触する放熱面をもつヒー
トパイプ製の放熱用端子部とから構成することができる
。

さらに、本発明によるヒートパイプ式熱輸送器は、熱源
と放熱器との間の熱輸送をヒートパイプを用いて行うヒ
ートパイプ式熱輸送器であって、前記熱源に接触する吸
熱面をもつヒートパイプ製の吸熱用端子部と、前記吸熱
用端子部に蒸発側が接続され軟質で細径のコンテナから
なる熱輸送用ヒートパイプ部と、前記熱輸送用ヒートパ
イプ部の凝縮側に接続され前記放熱器に接触する放熱面
をもつヒートパイプ製の放熱用端子部とから構成するこ
とができる。

これらの場合に、前記熱輸送用ヒートパイプ部は、絶縁
材でコーティングしたり、絶縁材でコーティングされた
金属製コイルを外装することができる。

また、前記熱輸送用ヒートパイプ部は、前記吸熱用端子
部または前記放熱用端子部が金属製である場合に、その
内部で屈曲して設けることができる。さらに、前記熱輸
送用ヒートパイプ部は、−部または全部をコイル状にす
ることができる。

一方、前記吸熱用および／または放熱用端子部は、吸熱
面および／または放熱面以外の部分を絶縁材でコーティ
ングすることができる。

また、前記吸熱用端子部は、前記吸熱面が凹部に設けら
れ、その凹部に接着剤を塗布し、前記熱源を嵌合して固
定したり、その凹部に前記熱源を嵌合して、その凹部の
開口側に設けられた突起部を内側に折り曲げて固定する
ことができる。

〔実施例〕

以下、図面等を参照して、実施例につき、本発明の詳細
な説明する。

第１図は、本発明によるヒートパイプ式熱輸送器の実施
例を示した斜視図、第２図は、同実施例熱輸送器の使用
状態を示した図である。

ヒートパイプ式熱輸送器１は、吸熱用端子部２と、熱輸
送用ヒートパイプ部３と、放熱用端子部４とから構成さ
れている。

吸熱用端子部２は、熱源に接触する吸熱面２２をもつ中
空箱型のヒートパイプを用いた端子部である。吸熱用端
子部２は、熱源や熱輸送用ヒートパイプ部３に取り付け
やすい形態にしである。

この実施例では、吸熱用端子部２として、寸法が２０Ｗ
Ｘ２５ＨＸ４ｔｍｍの直方体形状に銅を加工した箱状の
コンテナ本体２０を作製し、そのコンテナ本体２０の開
口側を、厚さｉｎｍの板状のコンテナ蓋体２３で覆った
ものを用いている。

コンテナ本体２０の厚み部分の一方側には熱輸送用ヒー
トパイプ部３と接続される貫通孔２１が形成されている
。

コンテナ本体２０の下面は、発熱源である発熱素子５に
接触して固定されるフラットな吸熱１１１ｉｆ２２にな
っている。コンテナ本体２０ば、熱伝導性のよい接着剤
６によって、発熱素子５に密着するように固定すること
ができる。

熱輸送用ヒートパイプ部３は、コンテナが柔軟な素材で
、細径のものが使用されている。熱輸送用ヒートパイプ
部３の凝縮側は、中空箱型の吸熱用端子部２の貫通孔２
１に挿入された状態で、−体的なヒートパイプを構成し
ている。

この実施例では、熱輸送用ヒートパイプ部３は、作動温
度と熱輸送量を考慮して、外径が１．０〜６゜０ｍｍで
、長さは使用される機器によって、１（１０〜１（１０
０ｍｍ程度のものを用いている。

吸熱用端子部２と熱輸送用ヒートパイプ部３は、内面に
グループが形成された銅製のコンテナに、作動液として
純水を封入したものを用いている。なお、必要であれば
、吸熱用端子部２のコンテナ本体２０とコンテナ蓋体２
３の内面にも、グループを形成するようはしてもよい。

熱輸送用ヒートパイプ部３は、熱的および電気的な絶縁
のために、表面をプラスチックなどの絶縁材でコーティ
ングしである。また、熱輸送用ヒ−ドパイブ部３のコン
テナは、必要に応じて、高温焼鈍などの軟質化処理を施
すことができる。

放熱用端子部４は、熱輸送用ヒートパイプ部３の蒸発側
に接続されており、放熱器７に接触する放熱面４２をも
つ金属製の端子である。

この実施例では、放熱用端子部４として、アルミニウム
を加工した２つの端子本体４０（２５Ｗｘ２０Ｈｘ２．
５ｔｍｍ）および端子本体４３（２５ＷＸ２０ＨＸ２．
５　ｔｍｍ）からなり、それぞれ片面の略中央部に半円
筒状の溝４１．４４が形成されており、それらに熱輸送
用ヒートパイプ部３を挟んで、ねじ４５．４６で締め付
は固定するようにしたものを用いている。

端子本体４０の下面は、放熱器である放熱フィン７に接
触固定されるフラットな放熱面４２になっている。端子
本体４０は、ねじ４５，４６によって放熱面４２が放熱
器７に密着するように固定することができる。

吸熱用端子部２．放熱用端子部４は、吸熱面２２、放熱
面４２以外の部分を、熱輸送用ヒートパイプ部３と同様
に、絶縁材でコーティングしておくことが好ましい、こ
のようにすれば、筺体外に熱輸送して放熱する際に、筐
体内での放熱を最小限に押さえることができる。

つぎに、第２図を参照して、本発明によるヒートパイプ
式熱輸送器の使用例について説明する。

電子機器８の筺体８１の内部には、コの字状の溝をもつ
保持具８２により、回路基板８３が挿入固定されている
０回路基板８３には、発熱素子５Ａ、・・・、５Ｎが搭
載されている。筺体８１の外側には、放熱フィン７が設
けられている。

この電子機器８では、複数の発熱素子５Ａ、・・・５Ｎ
があるので、それらの発熱素子５Ａ、・・・、５Ｎごと
に、本発明によるし一ドパイブ式熱輸送器ＩＡ、・・・
、ＩＮの吸熱用端子部２Ａ、・・・、２Ｎを接着する。

熱輸送用ヒートパイプ部３は、細径でしかも柔軟である
ので、狭い筺体８１内でも、容易に配管できる。また、
熱輸送用ヒートパイプ部３等の表面には、絶縁材がコー
ティングされているので、電気的にシコートシたり、筺
体８１内で放熱したりすることはない。

放熱側端子部４Ａ、・・・、４Ｎは、筺体８１の内側に
設けられ、その外側に設けられた放熱フィン７とねじ止
め固定されている。放熱フィン７を筺体８１の外に置く
のは、筐体壁などの熱的絶縁材で内部と隔離して、発生
熱が内部にこもらないようにするためである。

なお、複数のヒートパイプ式熱輸送器ＩＡ、・・・ＩＮ
を取り付ける場合には、放熱用端子部４Ａ。

・・・、４Ｎを１つのブロックにして、マニホールド化
してもよい。

第３図〜第１１図は、本発明によるヒートパイプ式熱輸
送器の他の実施例を示した図である。

第３図で示した吸熱用端子部２は、ヒートパイプ製のも
のであり、２つの箱型のコンテナ本体２４．２５を開口
側でつき合せたものであり、開口端に設けられた半円状
の切り欠２４ａ、２５ａの部分に熱輸送用ヒートパイプ
部３を接続し、ロウ材２６でロウ付けしたものである。

第４図で示した吸熱用端子部２は、直方体形状をした金
属製の端子本体２７の厚み部分の略中央部に貫通孔２７
ａを形成して、その貫通孔２７ａに熱輸送用ヒートパイ
プ３を挿入固定したものである。

第５図で示した放熱側端子部４は、２つの端子本体４０
．４３に分割したものであるが、それらの片面の略中央
部に形成する半円筒状の溝４１゜４４を屈曲させて、そ
の部分に熱輸送用ヒートパイプ３を取り付けである。こ
のようにすれば、熱輸送用ヒートパイプ部３と端子本体
４０．４３との接触面積が大きくなり、構造的な強度が
増すとともに、熱輸送量も多（なる、４０ａ、４３ａは
、放熱器７に取り付けるためのねじ孔である。

なお、第４図に示したように、吸熱側端子部２を金属製
にした場合にも、同様に、熱輸送用ヒートパイプ部３を
屈曲させた状態で取り付けることができる。

第６図に示した放熱用端子部４は、第１図に示した吸熱
用端子部２と同様に、箱型のヒートパイブ製の端子部で
あり、コンテナ本体４７とコンテナ蓋体４８とから構成
されている。この場合に、放熱器７に接続するために、
対向する角部にねし孔４７ａ、４８ａが設けられている
。

第７図で示した吸熱用端子部２は、下面の吸熱面２２が
、発熱素子５の上側外形部に嵌合する凹部２８の中に設
けられており、この凹部２８の内面に接着剤を塗布して
接着するとともに、発熱素子５を嵌合するようにして固
定しである。

このように、接着剤による固定と共に、凹部２８への機
械的な嵌合を併用することにより、吸熱用端子部２と発
熱素子５との固定がより信頼性の高いものになる。

第８図で示した吸熱用端子部２は、前述したのと同様な
凹部２８が設けられているが、さらに、その凹部２８の
開口側に突起部２９が設けられている。この突起部２９
は、固定される発熱素子５の端子５ａが出ていない側に
設けられている。凹部２８に発熱素子５を嵌合したのち
、この突起部２９を内側に折り曲げて、発熱素子５を固
定すれば、さらに固定の信頬性が向上する。

また、第９図に示したように、爪状の突起部２９ａを設
けるようにすれば、折り曲げが容易になり、固定しやす
くなる。

第８図、第９図のいずれの場合でも、突起部２９．２９
ａを折り曲げる隙間のない場合には、発熱素子５側に押
しつけるようにしてもよい、また、接着剤による接着も
併用すれば、さらに確実に固定できる。

第１０図に示した熱輸送用ヒートパイプ部３は、その表
面に細い金属線９を、らせん状に外装しである。このよ
うにすれば、細径の熱輸送用ヒートパイプ部３を折り曲
げて配管する際に、曲げ応力で座屈することを防止でき
る。

この金属ｖＡ９には、電気的および熱的な絶縁性のある
プラスチックなどの絶縁材をコーティングすることがで
きる。金属線９に絶縁材をコーティングすれば、他の回
路基板や、素子などと電気的に接触することはない。

なお、絶縁材でコーティングされた熱輸送用ヒートパイ
プ部３に、さらに、この実施例のような金属線９を外装
することもできる。

第１１図で示した熱輸送用ヒートパイプ部３は、長さ方
向の一部に、らせん状部３ａが形成されている。このよ
うにすれば、配管時に容易に屈曲できるとともに、熱変
化により伸縮した熱輸送用ヒートパイプ部３の長さをｌ
１節することができる。

以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形
ができる。

吸熱用端子部や放熱用端子部は、本体を２つ割りした場
合に、ロー付けやねじ止めした例を示したが、その他に
も、溶接したり、熱伝導性のよい接着剤で接着してもよ
い。

また、それらの本体は、熱接続するフラットな面が１面
あれば、円筒形など他の形状であってもよく、材質も、
アルミニウムや銅など他のものでもよい。

熱輸送用ヒートパイプ部は、断面が円形のものに限らず
、矩形や異形のものであってもよい。

熱源として、トランジスタやサイリスタなどの温熱源を
例にして説明したが、ペルチェ素子などのような冷熱源
に対しても同様に適用できる。

なお、必要があれば、放熱器にヒートパイプを埋め込み
、放熱側接続部に吸熱された熱が放熱器全体に伝達する
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、軟質で細
径のヒートパイプを用いているので、電子機器の筐体内
などのように狭い場所でも配管がしやすいとともに、多
数の熱輸送器を高密度に配置できる。

また、熱源や放熱器に、簡単かつ確実に接続することが
できるので、作業性がよいとともに、熱輸送の信頼性が
著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるヒートパイプ式熱輸送器の実施
例を示した斜視図、第２図は、同実施例熱輸送器の使用
状態を示した図である。第３図〜第１１図は、本発明によるヒートパイプ式熱輸
送器の他の実施例を示した図である。第１２図は、ヒートパイプ式放熱器の一例を示した図で
ある。１・・・ヒートパイプ式熱輸送器２・・・吸熱用端子部３・・・熱輸送用ヒートパイプ部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱源と放熱器との間の熱輸送をヒートパイプを用
いて行うヒートパイプ式熱輸送器であって、前記熱源に
接触する吸熱面をもつヒートパイプ製の吸熱用端子部と
、前記吸熱用端子部に蒸発側が接続され軟質で細径のコ
ンテナからなる熱輸送用ヒートパイプ部と、前記熱輸送
用ヒートパイプ部の凝縮側に接続され前記放熱器に接触
する放熱面をもつ金属製の放熱用端子部とから構成した
ことを特徴とするヒートパイプ式熱輸送器。
（２）熱源と放熱器との間の熱輸送をヒートパイプを用
いて行うヒートパイプ式熱輸送器であって、前記熱源に
接触する吸熱面をもつ金属製の吸熱用端子部と、前記吸
熱用端子部に蒸発側が接続され軟質で細径のコンテナか
らなる熱輸送用ヒートパイプ部と、前記熱輸送用ヒート
パイプ部の凝縮側に接続され前記放熱器に接触する放熱
面をもつヒートパイプ製の放熱用端子部とから構成した
ことを特徴とするヒートパイプ式熱輸送器。
（３）熱源と放熱器との間の熱輸送をヒートパイプを用
いて行うヒートパイプ式熱輸送器であって、前記熱源に
接触する吸熱面をもつヒートパイプ製の吸熱用端子部と
、前記吸熱用端子部に蒸発側が接続され軟質で細径のコ
ンテナからなる熱輸送用ヒートパイプ部と、前記熱輸送
用ヒートパイプ部の凝縮側に接続され前記放熱器に接触
する放熱面をもつヒートパイプ製の放熱用端子部とから
構成したことを特徴とするヒートパイプ式熱輸送器。
（４）前記熱輸送用ヒートパイプ部は、絶縁材でコーテ
ィングされていることを特徴とする請求項（１）〜（３
）記載のヒートパイプ式熱輸送器。
（５）前記熱輸送用ヒートパイプ部は、絶縁材でコーテ
ィングされた金属製コイルが外装されていることを特徴
とする請求項（１）〜（４）記載のヒートパイプ式熱輸
送器。
（６）前記熱輸送用ヒートパイプ部は、前記吸熱用端子
部または前記放熱用端子部が金属製である場合に、その
内部で屈曲して設けられていることを特徴とする請求項
（１）または（２）記載のヒートパイプ式熱輸送器。
（７）前記熱輸送用ヒートパイプ部は、一部または全部
がコイル状であることを特徴とする請求項（１）〜（３
）記載のヒートパイプ式熱輸送器。
（８）前記吸熱用および／または放熱用端子部は、吸熱
面および／または放熱面以外の部分を絶縁材でコーティ
ングしたことを特徴とする請求項（１）〜（３）記載の
ヒートパイプ式熱輸送器。
（９）前記吸熱用端子部は、前記吸熱面が凹部に設けら
れ、その凹部に接着剤を塗布し、前記熱源を嵌合して固
定するようにしたことを特徴とする請求項（１）〜（３
）記載のヒートパイプ式熱輸送器。
（１０）前記吸熱用端子部は、前記吸熱面が凹部に設け
られ、その凹部に前記熱源を嵌合して、その凹部の開口
側に設けられた突起部を内側に折り曲げて固定するよう
にしたことを特徴とする請求項（１）〜（３）記載のヒ
ートパイプ式熱輸送器。