JPH05304384A - ヒートパイプ式ヒートシンク - Google Patents
ヒートパイプ式ヒートシンクInfo
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- JPH05304384A JPH05304384A JP4134469A JP13446992A JPH05304384A JP H05304384 A JPH05304384 A JP H05304384A JP 4134469 A JP4134469 A JP 4134469A JP 13446992 A JP13446992 A JP 13446992A JP H05304384 A JPH05304384 A JP H05304384A
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Abstract
ができると共に、これらの発熱体が同時に、または個別
に発熱しても、充分冷却することができるヒートパイプ
式ヒートシンクを提供する。 【構成】 ヒートパイプの密閉容器をロールボンドパネ
ル1から構成し、ロールボンドパネル1に逆L字形の作
動流体が流れる流路域A、B、Cを独立して形成する。
そして各流路域A、B、Cの上方部分を凝縮部11とし
て、この部分に放熱フイン20〜23をろう付けする。
そして各流路域A、B、Cの下方部分を蒸発部12とし
て、この部分に複数個の発熱体の取付部を設ける。
Description
フインとから構成され、ヒートパイプの一方の凝縮部に
放熱フインが、そして他方の蒸発部に発熱体が取り付け
られ、発熱体から生じる熱が、放熱フインから放出され
るようになっているヒートパイプ式ヒートシンクに関す
るものである。
式とに大別できるが、いずれの方式のヒートパイプも構
造が簡単であると言う特徴を有する。特にサイホン式ヒ
ートパイプは、周知のように、密閉容器と、この容器内
に注入されている作動流体とから構成されているので、
構造が簡単である。このようにヒートパイプは、構造が
簡単であるにも拘らず、熱輸送量が大きい、可動部分が
ない等の優れた特性を有するので、熱交換器、空調等の
熱輸送用、ボイラ、風呂等の加熱用として利用され、ま
たトランジスタ、サイリスタ等の発熱体の冷却用のヒー
トシンクとしても利用されている。電子機器、電力機器
等に使用されている電子部品、特に半導体素子は高集積
化、大容量化の傾向にあり、それにともない素子の配列
も複雑化している。このように電子機器の配置が複雑化
しているので、1個のヒートシンクに複数個の電子機器
を取り付けなければならないこともある。すなわち電子
機器のレイアウトによって、あるいは製作コストを低減
するために、ヒートパイプの蒸発部に上下方向に間隔を
おいて複数個の電子機器を取り付けて冷却する必要が生
じることがある。
ートシンクにも、複数個の発熱体あるいは電子機器を取
り付けることはできるので、発熱体のレイアウトにも一
応対処できるし、製作コスト的にもある程度の満足は得
られる。また条件によってはある程度冷却することもき
る。すなわち、1個のヒートシンクに複数個の発熱体が
取り付けられていても、発熱体が交互に作動して発熱す
るような時には、格別に問題は生じない。しかしなが
ら、複数個の発熱体例えば電子機器が同時に作動して発
熱するような時には、電子機器は充分に冷却されずに破
損することがある。さらに詳しく説明すると、ヒートパ
イプは、前述もしたように、密閉容器あるいはパイプ
と、パイプ内に注入されている作動流体とから構成さ
れ、蒸発部が下方に、そして凝縮部が上方になるように
配置される。そうすると、蒸発部において発熱体からの
熱が作動流体に伝わり、作動流体は蒸発する。蒸発圧が
高まると、圧の低い凝縮部の方へ移動し、凝縮する。そ
して重力により蒸発部の方へ戻る。このように作動流体
が状態変化をしながら循環するとき、発熱体の熱が凝縮
部のフインから放出される。ところで、前述したような
ヒートシンクにおいて蒸発部が、凝縮部の側方部分に位
置し、発熱体を蒸発部に複数個上下方向に取り付けてい
ると、上方に取り付けた発熱体が発熱していると、作動
流体が状態変化をしながら循環することができず、ヒー
トパイプの作用が得られなくなる。その結果、発熱体の
冷却が阻止され、発熱体は熱的損傷を受けることがあ
る。またヒートパイプは、目的に応じて偏平な密閉容器
も使用されているが、偏平な密閉容器は、断面が円形の
容器に比較して強度が劣るため、内圧に対する補強手段
が必要となり、コスト高になる欠点がある。密閉容器の
板厚を厚くして内圧に対処することも考えられるが、板
厚を厚くすると、容器全体の厚みが増すと共に、熱伝導
も悪くなるという別の問題も生じる。したがって、本発
明は、複数個の発熱体を上下方向に取り付けることがで
きると共に、これらの発熱体が同時に発熱しても、充分
冷却することができるヒートパイプ式ヒートシンクを提
供することを目的としている。さらには作動流体が注入
されている密閉容器の肉厚を薄くしても内圧に耐えるこ
とのできるヒートパイプ式ヒートシンクを提供すること
も目的としている。
成するために、一方の端部分が蒸発部となり、他方の端
部分が凝縮部となっている偏平容器と、該偏平容器の凝
縮部にろう付けされているフインとから構成され、前記
偏平容器の内部には、そのプレートに形成されている複
数個の窪みが突き合わされて作動流体が流れる流路が形
成され、前記偏平容器の蒸発部は、前記凝縮部の側方部
分に位置していると共に、前記蒸発部には複数個の発熱
体が取り付けられる取付部が設けられ、前記偏平容器内
の作動流体が流れる流路は、前記取付部に対応してそれ
ぞれ独立するように構成されている。
それぞれ取り付ける。そうして蒸発部が全体として下方
に位置するようにセットする。そうすると、作動してい
る発熱体で生じる熱は、偏平容器から内部のそれぞれの
流路内の作動流体に伝わり、作動流体が蒸発する。蒸発
するとき多量の潜熱を吸収する。そして蒸気圧が高まっ
た蒸気は、凝縮部の方へ移動する。凝縮部において、熱
は偏平容器からフインへと伝わり、フインから外部の例
えば自然対流している空気に放出され、蒸気は凝縮す
る。凝縮した作動流体は、重力により蒸発部の方へ移動
する。以下同様にして作動流体が循環して発熱体は、冷
却される。
のフインと、これらのフインを支える板状の基板とから
放熱フインブロックとして構成される。放熱フインブロ
ックは、フインと基板とを1枚の板材から曲げ加工によ
り製作することもできるし、またフインと板状体をそれ
ぞれ別体に形成して、ろう付けにより一体化形成するこ
ともできる。しかしながら、フインと基板は、一体的に
成形品として加工するのが望ましい。加工コストが低減
でき、またフインと基板との間の接触熱抵抗が無くなる
からである。上記のように一体的に成形品として構成さ
れた放熱フインブロックは、偏平容器の片面のみに設け
ることもできる。しかしながら、図面には両面に設けた
実施例が示されている。偏平容器も色々な形で実施でき
る。例えばプレスによって形成した2枚の板材を、張り
合わせても偏平容器を形成することもできる。このとき
板材には、所定模様の窪みを形成し、これらの窪みを突
き合わせて張り合わせ、内部に所定模様の作動流体の流
路を形成する。しかしながら、図にはロールボンドパネ
ルで実施した例のみが示されている。
を参照すると、本実施例に係わるヒートシンクは、ロー
ルボンドパネル1と、その上下の面にろう付けされてい
る4個の放熱フインブロック20〜23とから概略構成
されているということが容易に理解される。またロール
ボンドパネル1の、放熱フインブロック20〜23が設
けられていない部分が、蒸発部あるいは発熱体取付部と
なっていることは当業者には容易に理解される。そして
これらの構成要素あるいは部材はアルミニウムまたはそ
の合金で以下に述べるように形成されている。
いるように、2枚のシート2、3を張り合わせた構造を
し、その内部に作動流体の流域が所定模様に3個独立し
て形成されている。すなわち2枚のシート2、3は、平
面的にみると略長方形をしている。そしてその外周部
4、4、4、5および内部に位置する2個の隔壁部9、
9は張り合わされ、内部に3個の独立した作動流体流域
A、B、Cが形成されている。2個の作動流体流域B、
Cは、簡略的に図示されているだけで、構造的には作動
流体流域Aと略同じであるので、主として1個の作動流
体流域Aについて説明すると、2枚のシート2、3は、
作動流体流域A内において縞模様に配列されている大小
の独立した窪み部6、7においても接合され、窪み部
6、7以外の部分が外方に膨らみ、流路8、8となって
いる。この状態は図4に示されている。また流路8の端
部には作動流体流域Aに対応してピンチ加工部10があ
り、このピンチ加工部10に作動流体注入管が接続され
ようになっている。
体としてみると、L字形を逆にした形をしている。そし
て上方に位置する流路8、8部分が凝縮部11に、下方
に位置する流路8、8部分が蒸発部12に選定されてい
る。凝縮部11は、図には正確に示されていないが本実
施例によると容量或いは面積に大小関係があり、ヒート
シンクを据え付けたとき、下方に位置する作動流体流域
Cの凝縮部11が一番小さく、上方に位置する作動流体
流域Aの凝縮部が一番大きくなっている。そしてこれら
の凝縮部11には、後述する放熱フインブロック20〜
23がろう付けされ、蒸発部12には、図1、2に示さ
れているように、取付プレート13が同様にろう付けさ
れている。なお、取付プレート13を両面に設けておく
と、発熱体の取付けに融通性が得られる。図1、3中の
符号14は、使用時に適宜利用されるプレート部分を示
し、符号15、15は透孔を示している。
2に示されているように、複数枚のフイン24、24
と、平板状の基板25とから構成されている。そして本
実施例ではフイン24、24と基板25は一体的に成形
されている。1個の基板25の面積は、ロールボンドパ
ネル1の凝縮部11の面積の略半分で、2個の基板25
の面積の合計が、略同じ面積になる。
ル1の外周部4、5等の低いところに、スペーサ26、
26を適宜置き、放熱フインブロック20〜23の基板
25、25をロールボンドパネル1の凝縮部11にろう
付けする。ろう付けするときロールボンドパネル1と、
放熱フイン部材20〜23の基板部25、25との間に
ブレージングシートを介在させ、真空炉で加熱してろう
付けすることもできる。あるいは弗化物系フラックスを
使用してろう付けすることもできる。図には示されてい
ないが、作動流体注入管からピンチ加工部10、10を
通して作動流体を、ロールボンドパネル1の各作動流体
流域A、B、Cに注入し、そしてピンチ加工部10を封
じる。取付プレート13の面に、例えば透孔15、15
を利用して発熱体を取り付ける。本実施例では3個の独
立した作動流体流域A、B、Cが形成されているので、
各作動流体流域A、B、Cに対応して1個宛取り付ける
ことが望ましいが、各作動流体流域A、B、Cに複数個
宛取り付けることもできる。そしてロールボンドパネル
1の外周部5が下方に位置し、取付プレート13の面が
鉛直になるようにしてセットする。すなわち複数個の発
熱体が上下方向になるようにしてセットして使用する。
このようにセットしても各作動流体流域A、B、Cが、
逆L字形に配置されているので、凝縮部11は蒸発部1
2より上方に位置し、凝縮した作動流体は、蒸発部12
の方へ重力により流れる。
1から流路8、8内の作動流体に伝わり、作動流体が蒸
発する。蒸発するとき多量の潜熱を吸収する。そして蒸
気圧が高まった蒸気は、流路8、8を通って蒸気圧の低
い凝縮部11の方へすなわちフイン24、24側へ移動
する。熱はロールボンドパネル1からフイン24、24
に伝わる。凝縮部11において、空気は図3において矢
印Kで示す方向に自然対流によりフイン24、24間を
流れるので、空気に放出され、蒸気は凝縮する。凝縮し
た作動流体は、重力により各々の蒸発部12の方へ移動
する。以下同様にして作動流体が循環して発熱体は、冷
却される。本実施例によると、下方に位置する作動流体
流域Cの凝縮部11が一番小さく、上方に位置する作動
流体流域Aの凝縮部が一番大きくなっているので、フイ
ン24、24間を空気が自然対流により流れるても、冷
却効果は略等しくなる。
イプの密閉容器が偏平容器から構成され、そして作動流
体が流れる流路は、発熱体の取付部に対応して複数個独
立して形成されているので、複数個の発熱体を上下方向
に取り付けて、これらの発熱体が同時に発熱しても、あ
るいは個々に発熱しても充分冷却することができるとい
う本発明特有の効果が得られる。また作動流体が注入さ
れている密閉容器は、偏平容器から構成され、その窪み
部が突き合わされているので、容器の肉厚を薄くしても
内圧に耐えることのできるし、流路構成も容易にでき
る。また本発明によると、フインは偏平容器の凝縮部に
ろう付けにより一体化されているので、フインと偏平容
器との間の接触熱抵抗がない効果も得られる。
る。
る。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 一方の端部分が蒸発部となり、他方の端
部分が凝縮部となっている偏平容器と、該偏平容器の凝
縮部にろう付けされているフインとから構成され、 前記偏平容器の内部には、そのプレートに形成されてい
る複数個の窪みが互いうに突き合わされて作動流体が流
れる流路が形成され、 前記偏平容器の蒸発部は、前記凝縮部の側方部分に位置
していると共に、前記蒸発部には複数個の発熱体が取り
付けられる取付部が設けられ、 前記偏平容器内の作動流体が流れる流路は、前記取付部
に対応してそれぞれ独立していることを特徴とするヒー
トパイプ式ヒートシンク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04134469A JP3093442B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | ヒートパイプ式ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04134469A JP3093442B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | ヒートパイプ式ヒートシンク |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05304384A true JPH05304384A (ja) | 1993-11-16 |
JP3093442B2 JP3093442B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=15129052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04134469A Expired - Lifetime JP3093442B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | ヒートパイプ式ヒートシンク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3093442B2 (ja) |
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-
1992
- 1992-04-28 JP JP04134469A patent/JP3093442B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3093442B2 (ja) | 2000-10-03 |
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