JPH0346355A

JPH0346355A - ヒートパイプ式熱輸送器

Info

Publication number: JPH0346355A
Application number: JP1182242A
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: 1989-07-14
Publication date: 1991-02-27

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、サイリスク、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適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、アル藁ニウムダイ
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１０図は、ヒートパイプ式放熱器の一例を示した図で
ある。

第１０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、効率よく放熱さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

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０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
トバイブ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バイブ
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側接続端子
と、前記吸熱側接続端子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のヒートパイプと、前記ヒ
ートパイプ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側接続端子°とから槽底されて
いる。

この場合に、前記ヒートパイプは、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、前記ヒートパイプは、前記吸熱側または前記放熱
側接続端子の内部で、屈曲して設けることができる。さ
らに、前記ヒートパイプは、一部または全部をコイル状
にすることができる。

一方、前記吸熱側および／または放熱側接続端子は、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、前記吸熱側接続端子は、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、吸熱側接続端子２と、ヒ
ートバイブ３と、放熱側接続端子４とから構成されてい
る。

吸熱側接続端子２は、熱源に接触する吸熱面２２をもつ
金属製の端子である。この吸熱側接続端子２は、熱伝導
性のよい素材を用い、熱源やヒートバイブ３に取り付け
やすい形態にしである。

この実施例では、吸熱側接続端子２として、寸法が２０
ＷＸ２５ＨＸ０．５　ｔｍｍの直方体形状にアルミニウ
ムを加工して本体２０を作製し、本体２０の厚み部分の
略中心にヒートバイブ３を挿入固定するための貫通孔２
１を形成したものを用いている。

本体２０の下面ば、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面２２になっている０本体２
０は、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。

ヒートバイブ３は、熱輸送用のためのものであり、コン
テナが柔軟な素材で、細径の４１のが使用されている。

ヒートバイブ３の１！縮側は、吸熱側接続端子２の貫通
孔２１に挿入されている。

この実施例では、ヒートバイブ３として、作動温度と熱
輸送量を考慮して、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であって
、外径が１．０〜６．０　ｍ　ｍで、長さは使用される
機器によって、１００〜１０００ｍｍ程度のものを用い
る。

ヒートバイブ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、ヒートバイブ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。

放熱側接続端子４は、ヒートバイブ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、放熱側接続端子４として、アルミニウ
ムを加工した２つの本体４０（２５Ｗｘ２０ＨＸ２．５
ｔｍｍ）および本体４３（２５ＷＸ２０ＨＸ２．５ｔｍ
ｍ）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、それらにヒートバイブ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。

この本体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１本体
４０は、ねじ４５，４６によって放熱面４２が放熱フィ
ン７に密着するように固定することができる。

吸熱側接Ｍ端子２．放熱側接続端子４は、＠Ｌ熱面２２
．放熱面４２以外の部分を、ヒートバイブ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、筐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バイブ
式熱輸送器の使用例について説明する。

電子機器８の筐体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
６回路基板８３には、発熱素子５Ａ、・・・、５Ｎが搭
載されている。筐体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、本発明によるヒートパイプ式熱輸送器ＩＡ、・・・
、ＩＮの吸熱側接続端子２Ａ、・・・、　　２Ｎを接着
す・る。

ヒートバイブ３は、細径でしかも柔軟であるので、狭い
筐体８１内でも、容易に配管できる。また、ヒートバイ
ブ３等の表面には、絶縁材がコーティングされているの
で、電気的にショートしたり、筐体８１内で放熱したり
することはない。

放熱側接続端子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を筐体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、複数の熱輸送器ＬＡ、・・・、ＩＮを取り付ける
場合には、放熱側接続端子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９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図で示した吸熱側接続端子２は、２つの本体２３．
２５に分割して、それらの片面の略中央部に半円筒状の
溝２４．２６を形成し、それらの溝２４．２６にヒート
パイプ３を挟んで、ヒートパイプ３と本体２３．２５を
ロウ材２７でロウ付けしたものである。

第４図で示した吸熱側接続端子２は、同様に２つの本体
２３．２５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２４．２６を、屈曲させ
である。このようにすれば、ヒートバイブ３と本体２３
．２５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、熱輸送量も多くなる。

なお、放熱側接続端子４も、同様な構造にすることがで
きる。

第５図で示した吸熱側接続端子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、吸熱側接続端子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６図で示した吸熱側接続端子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２
９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、さらに固定の信頼性が向上する。

また、第７図にしめしたように、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６図、第７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８図に示したヒートパイプ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、
細径のヒートバイブ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５防止できる。

この金属線９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ヒートパイプ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９図で示したヒートパイプ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
したヒートバイブ３の長さを！ＩＩ！ｆｆ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。

吸熱側、放熱側の接続端子は、本体を２つ割りした場合
に、ねじ止めやロー付けした例を示したが、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、
銅など他のものでもよい。

ヒートバイブは、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
、放熱側接続端子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９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１０図は、ヒートバイブ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・・・吸熱側接続端子　　　３・・・ヒートパイプ４
・・・放熱側接続端子　　　５・・・発熱素子６・・・
接着剤７・・・放熱器第５図第４図第５図

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金属製の吸熱側接続端子と、前記
吸熱側接続端子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のヒートパイプと、前記ヒートパイ
プの凝縮側に接続され前記放熱器に接触する放熱面をも
つ金属製の放熱側接続端子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）前記ヒートパイプは、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）記載のヒートパイ
プ式熱輸送器。
（３）前記ヒートパイプは、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）または（２）記載のヒートパイプ式熱輸送器。
（４）前記ヒートパイプは、前記吸熱側または前記放熱
側接続端子の内部で、屈曲して設けられていることを特
徴とする請求項（１）記載のヒートパイプ式熱輸送器。
（５）前記ヒートパイプは、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）記載のヒートパイ
プ式熱輸送器。
（６）前記吸熱側および／または放熱側接続端子は、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）記載のヒート
パイプ式熱輸送器。
（７）前記吸熱側接続端子は、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）記載
のヒートパイプ式熱輸送器。
（８）前記吸熱側接続端子は、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）記載のヒートパイ
プ式熱輸送器。