JPH04198690A - ヒートパイプとその製造方法 - Google Patents

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、半導体素子などの発熱を拡散させる放熱器と
して好適なヒートパイプとその製造方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

サイリスタ、パワートランジスタなどの発熱量が中容量
の半導体素子には、空冷式の放熱器を用いたものが多い
。

第８図は、従来の放熱器の一例を示した斜視図である。

放熱器８０は、銅またはアルミニウムなどの熱１　　　
　　　　　　　　伝導性材料を用いて、押出成形や鋳造
により、ベース部８１とフィン部８２をもつような形状
に作製されたものである。

発熱素子９０は、放熱器８０のベース部８１の一方側の
平面に密着して搭載されており、フィン部８２によって
放熱されていた。

［発明が解決しようとする課Ｒ］ しかし、前述した従来の放熱器では、発熱素子の放熱量
が増大するに伴って、放熱器８０の重量が重くなるとと
もに、形状も大型になるという問題があった。

また、放熱器８０のフィン部８２のピンチを一定間隔以
下に狭くできず、容量が一定の場合には、放熱面積に制
限を受け、冷却能力が低下するという問題があった。

一方、電子機器などの場合には、限られた内部空間に他
の素子などとともに配置されるので、放熱器の基本的な
形状はそのままにして、冷却性能を向上させるとともに
、占有体積の減少や軽量化を実現しなければならない。

本発明の目的は、前述の課題を解決し、放熱性能を向上
させるとともに、小型かつ軽量な放熱器として使用でき
るヒートパイプを提供することである。

本発明の他の目的は、前述したようなし一ドパイブを容
易に製造できるヒートパイプの製造方法を提供すること
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
は、一方の面が吸熱面となり、内部が中空のベース部と
、前記ベース部の他方の面に突出して設けられ、内部が
前記ベース部の内部と連通した複数の放熱部と、前記ベ
ース部と前記放熱部の内部に封入された作動液とから構
成しである。

この場合に、前記放熱部は、断面が矩形３円形又は異形
とするとこができる。

また、前記放熱部は、前記ベース部に傾斜して設けられ
るか又は湾曲した構成とすることができる。

さらに、前記ベース部と前記放熱部の内壁には、溝が形
成されるか又はメツシュ状のウィックが挿入する構成と
することができる。このとき、前記溝は、らせん状の溝
とすることができる。

一方、本発明によるヒートパイプの製造方法は、前記ヒ
ートパイプを製造するヒートパイプの製造方法において
、前記ベース部を第１ヘース部と第２ヘース部とに分け
、前記放熱部と前記第１ベース部を一体に切削、＠造若
しくは押出加工又はそれらの組合せによって製造し、前
記第２ヘース部を切削加工、鍛造若しくは押出加工又は
それらの組合せによって製造し、前記第１および第２ヘ
ース部をロー接又は電子ビーム溶接によって接合する構
成とすることができる。

この場合に、前記放熱部は、その内側を穿孔したのち、
ドリルによって、グルーブ加工する構成とすることがで
きる。

また、前記放熱部としてパイプを用い、前記ベース部に
設けられた開口部分に溶接等によって接続するように構
成することができる。

〔作用〕

前記構成によれば、ベース部と放熱部の内部空間に作動
液を封入し、放熱部の先端までヒートパイプ化されてい
るので、従来の固体伝導に依存した放熱器に比較して、
放熱効率が飛躍的に増大す〔実施例］ 以下、図面等を参照して、実施例について、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の第１の実施例を
示した図であって、第１Ａ図は斜視図、第１Ｂ図は第１
Ａ図Ａ−Ａ断面図、第１Ｃ図は分解斜視図である。

第１の実施例のヒートパイプ１０は、ベース部１１と放
熱部１２とから構成されている。ベース部１１は、平行
平面を有する箱形の部分であり、一方便の外面には、フ
ラットな吸熱面１１ｂが形成されている。この吸熱面１
１ｂには、サイリスタやパワートランジスタなどの発熱
素子９０を接合することができる。放熱部１２は、断面
が正方形の有底筒状の部分であり、ベース部１１の他方
側に多数突出して設けられている。

ベース部１１と放熱部１２は、銅またはアルミニウムな
どの熱伝導性の材料によって一体に成形されている。第
１Ｃ図に示すように、金属ブロックを押し出し、上側ベ
ース部１１Ａに放熱部１２がクシ状に並んだ形状に成形
し、他方側から上側ベース部１１Ａに凹部１１ａ１を形
成するとともに、各放熱部１２の略中心にドリル等で細
長い孔１２ａを空ける。そして、下側から凹部１１ａｚ
が形成された下側ベース部１１Ｂをロー材１３によって
接合しである。ベース部１１と放熱部１２とは、凹部１
１ａと細長い孔１２ａとが連通して中空の内部空間が形
成され、そこには作動液として純水等が封入されている
。凹部１１ａと細長い孔１２ａの内壁に溝等が形成され
たり、メツシュ状のウィック等が挿入されていてもよい
。

第１の実施例では、細い放熱部１２が多数段けられ、そ
の先端までヒートパイプ化されているので、放熱効率が
極めて高い。

第２図〜第７図は、本発明によるヒートパイプの第２〜
第７の実施例を示した図である。

なお、以下に説明する各実施例では、同一の機能をはた
す部分には、末尾の符号を統一して付けて、重複する説
明は省略する。

第２の実施例のヒートパイプ２０は、放熱部２２が有底
円筒状をしており、放熱部２２は、上側ベース部２１Ａ
の上面に穿設された取付孔２１ｃに溶接等によって一体
的に接合されている。

第２の実施例では、放熱部２２として既に製造したパイ
プを使用することができ、必要があれば内面に溝加工を
施したものを用いることができるので、微細な溝加工が
必要な場合に好適に使用できる。

第３の実施例のヒートパイプ３０は、放熱部３２が外形
が直方体形状をしている。この実施例では、放熱部３２
の内側の細い孔３２ａを形成したのち、ドリル等によっ
てらせん状の溝３２ｄを形成し、作動液の帰還を効率的
にしている。

第３の実施例では、放熱部３２は、第１の実施例の細い
放熱部１２の一辺を短辺とするような長方形断面として
いるので、加工工程を減少させることができる。この放
熱部３２の内部には、細長い孔３２ａを長方形断面の長
手方向に均等に分布するように加工しであるので、放熱
特性も優れている。

第４の実施例のヒートパイプ４０は、ベース部４１に板
状の放熱部４２が多数配置されている。

放熱部４２は内部は１つの空洞になっている。これに対
して、第５の実施例のヒートパイプ５０は、外観はヒー
トパイプ４０と同しであるが、内部に多数の細長い孔５
２ａが形成されている。

第４．第５の実施例では、放熱部４２．５２は、ベース
部４１．５１の寸法に対して可能な限り長（して、さら
に加工工程を減少させたものである。

このとき、放熱部４２の内部は、１つの放熱部４２に対
して１つの空洞にしであるが、放熱部５２の内部は、第
３の実施例と同様にしであるので、放熱特性も優れてい
る。

第６の実施例のヒートパイプロ０は、ベース部６１に対
して、放熱部６２が所定の角度傾斜して設けられている
。また、第７の実施例のヒートパイプ７０は、放熱部７
２が湾曲している。第６゜第７の実施例では、蒸発部か
ら凝縮部への作動液の帰還がよく、内部に溝等を設けな
くともよい。

なお、第２の実施例のヒートパイプ２０以外は、第１の
実施例と同様な方法で製造することができる。

［発明の効果］ 以上詳しく説明したように、本発明によれば、先端まで
ヒートパイプ化された多数の放熱部が、ベース部に突出
して設けられているので、より大容量の熱冷却能力をも
ち、同一の冷却能力では占有体積と重量の両者を大幅に
減少させることができる。

従って、各種素子の発熱量が増大した場合にも、従来の
専有体積や重量と同等もしくはそれ以下で十分な放熱が
でき、現状のプリント基板の位置関係を変更する必要が
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるヒートパイプの第１の実施例を
示した図であって、第１Ａ図は斜視図、第１Ｂ図は第１
Ａ図Ａ−Ａ断面図、第１Ｃ図は分解斜視図である。 第２図は、本発明によるヒートパイプの第２の実施例を
示した図であって、第２Ａ図は斜視図、第２Ｂ図は分解
斜視図である。 第３図は、本発明によるヒートパイプの第３の実施例を
示した図であって、第３Ａ図は斜視図、第３Ｂ図は第３
Ａ図Ｂ−Ｂ断面図、第３Ｃ図は第３Ａ図Ｃ−Ｃ断面図で
ある。 第４図は、本発明によるヒートパイプの第４の実施例を
示した図であって、第４Ａ図は斜視図、第４Ｂ図は第４
Ａ図Ｄ−Ｄ断面図、第４Ｃ図は第４Ａ図Ｅ−Ｅ断面図で
ある。 第５図は、本発明によるヒートパイプの第５の実施例を
示した図であって、第５Ａ図は断面図、第５Ｂ図は第５
Ａ図Ｆ−Ｆ断面図である。 第６図は、本発明によるヒートパイプの第６の実施例を
示した斜視図である。 第７図は、本発明によるヒートパイプの第７の実施例を
示した斜視図である。 第８図は、従来の放熱器の一例を示した斜視図である。 ｌＯ〜７０・・・ヒートパイプ １１〜７１・・・ベース部 １２〜７２・・・放熱部 ９０・・・発熱素子 代理人　弁理士　何軒　成人（他１名）第１Ｃ図 第６図 第７図 第８図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の面が吸熱面となり、内部が中空のベース部
   と、 前記ベース部の他方の面に突出して設けられ、内部が前
   記ベース部の内部と連通した複数の放熱部と、 前記ベース部と前記放熱部の内部に封入された作動液と から構成したヒートパイプ。
2. （２）前記放熱部は、断面が矩形、円形又は異形である
   ことを特徴とする請求項（１）記載のヒートパイプ。
3. （３）前記放熱部は、前記ベース部に傾斜して設けられ
   るか又は湾曲していることを特徴とする請求項（１）記
   載のヒートパイプ。
4. （４）前記ベース部と前記放熱部の内壁には、溝が形成
   されるか又はメッシュ状のウイックが挿入されることを
   特徴とする請求項（１）記載のヒートパイプ。
5. （５）前記溝は、らせん状の溝であることを特徴とする
   請求項（４）記載のヒートパイプ。
6. （６）請求項（１）〜（５）記載のヒートパイプを製造
   するヒートパイプの製造方法において、 前記ベース部を第１ベース部と第２ベース部とに分け、 前記放熱部と前記第１ベース部を一体に切削、鍛造若し
   くは押出加工又はそれらの組合せによって製造し、 前記第２ベース部を切削加工、鍛造若しくは押出加工又
   はそれらの組合せによって製造し、前記第１および第２
   ベース部をロー接又は電子ビーム溶接によって接合する ことを特徴とするヒートパイプの製造方法。（７）前記
   放熱部は、その内側を穿孔したのち、ドリルによって、
   グルーブ加工することを特徴とする請求項（６）記載の
   ヒートパイプの製造方法。（８）請求項（１）〜（５）
   記載のヒートパイプを製造するヒートパイプの製造方法
   において、 前記放熱部としてパイプを用い、前記ベース部に設けら
   れた開口部分に溶接等によって接続することを特徴とす
   るヒートパイプの製造方法。