JPH08261671A

JPH08261671A - ヒートシンクおよびヒートシンクを備えた電子装置

Info

Publication number: JPH08261671A
Application number: JP6461895A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suzuki; 竹四鈴木; Takao Fukatami; 崇夫深民; Shinei Sato; 進英佐藤; Masami Takahashi; 正美高橋; Ryuichi Arakawa; 龍一荒川; Seiichi Ishikawa; 誠一石川; Shiroyuki Endou; 城幸遠藤
Original assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】配置スペースが小さく、伝熱効率が高く、装
置への組み込みが容易なヒートシンク、およびそのヒー
トシンクを備えた電子装置を提供する。【構成】ヒートシンク１は、２枚の金属板２，４を張
り合わせて膨管加工することにより、管状部６を形成
し、この管状部６内に一定量の作動液を減圧封入したも
のである。管状部６以外の部分は平板部３とされ、管状
部６はその軸線が平板部３に対して一定角度傾斜するよ
うに形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒートパイプ機能を有
する平板状のヒートシンク、およびそれを備えた電子装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子装置内の発熱量の大きい素子を冷却
する場合、従来は、多数のフィンが形成されたヒートシ
ンクを素子に固定し、このヒートシンクを空冷すること
により素子の放熱を図る構造が一般に採用されている。

【０００３】しかし、この種のヒートシンクでは、ヒー
トシンクを構成する金属固有の熱抵抗により発熱素子か
らヒートシンク表面への伝熱が妨げられるため、冷却効
率を向上するには限界があった。また、最近では、コン
ピューター等におけるＣＰＵ（中央演算素子）等の電気
素子を冷却するためのヒートシンクとして小型かつ軽量
のものが強く要求されているが、従来のヒートシンクで
は、その要求に応えることができなかった。そこで、最
近では、コンピューター内のＣＰＵ等を冷却する場合な
どに、ヒートパイプを組み込んだヒートシンクを用いる
試みがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的なヒー
トパイプは直線状の金属管の内部に作動液を封入したも
のであり、しかも作動液を環流させるためには電子装置
内に傾斜させて配置しなければならないから、水平配置
されている電子素子とは、他の連結部材を介して間接的
に結合させなければならない。このため、ヒートパイプ
や連結部材の配置スペースが比較的に大きくなり、装置
内の部品配置密度を高めるうえで支障があった。また、
連結部材を要するために部品点数が多くなり、組立工程
も複雑化してコストが高いという問題があった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、配置スペースが小さく、伝熱効率が高く、装置への
組み込みが容易なヒートシンク、およびそのヒートシン
クを備えた電子装置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るヒートシン
クは、平板状の平板部と、この平板部と一体的に形成さ
れるとともに気密的な内部空間を有する管状部と、この
管状部内に封入された作動液とを具備し、前記管状部の
少なくとも一部は、その軸線が前記平板部に対して傾斜
するように形成されていることを特徴としている。

【０００７】一方、本発明に係るヒートシンクを備えた
電子装置は、本発明に係るヒートシンクを具備し、前記
管状部の下端部の近傍では発熱素子が前記平板部に固定
され、前記管状部の上端部の近傍では前記平板部に放熱
体が連結されていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明に係るヒートシンクでは、冷却または加
熱すべき対象物が固定される平板状の平板部と、作動液
が封入された管状部とが一体形成されているから、対象
物から管状部への伝熱効率が高いうえ、管状部の少なく
とも一部が平板部に対して傾斜して形成されることによ
り、平板部を水平に配置した状態で管状部の一端から他
端へと作動液の環流を促進することができるので、環流
性能を良好としつつ装置内の部品配置密度を高めること
が可能である。また、管状部と平板部は一体化されてい
るうえ、平板部は水平に組み込むことができるので、組
み込み作業も容易である。

【０００９】また、本発明に係るヒートシンクを備えた
電子装置では、上記同様の理由により装置内部での部品
配置密度を高めつつ、発熱素子の冷却効率を高めること
が可能である。

【００１０】

【実施例】

［第１実施例］図１および図２は、本発明に係るヒート
シンクの第１実施例を示す平面図および側面図である。
このヒートシンク１は、２枚の金属板２，４が張り合わ
され、これら金属板２，４の各中央部の互いに対向する
箇所に膨出部８，１０が形成されることにより中空かつ
直線状の管状部６が形成され、管状部６の内部には一定
量の作動液が減圧封入されたものである。膨出部８，１
０の断面形状は円弧状とされ、これにより管状部６の断
面形状は偏平な楕円状とされている。ただし、本発明は
このような断面形状に限定されるものではない。

【００１１】ヒートシンク１の管状部６以外の部分は平
板状の平板部３とされ、管状部６は図２に示すように、
その軸線が平板部３に対して一定角度傾斜するように形
成されている。すなわち、管状部６の図中左側（蒸発部
６Ａ）から右側（凝縮部６Ｂ）に移行するにつれ、膨出
部８の平板部３からの突出量は、蒸発側端部８Ａから凝
縮側端部８Ｂへと徐々に大きくなる一方、膨出部１０の
突出量は、蒸発側端部１０Ａから凝縮側端部１０Ｂへと
徐々に減少する。また、蒸発側端部１０Ａの突出量は凝
縮側端部８Ｂの突出量とほぼ等しく、蒸発側端部８Ａの
突出量および凝縮側端部１０Ｂの突出量はほぼ０とされ
ている。

【００１２】これにより管状部６は、平板部３を水平に
配置した状態において、位置の低い側から順に蒸発部６
Ａ，断熱部６Ｃ，凝縮部６Ｂとされている。したがっ
て、管状部６内の作動液Ｌは重力で凝縮部６Ｂから蒸発
部６Ａへ流れるとともに、蒸発部６Ａで発生した蒸気は
凝縮部６Ｂへ流れるようになっている。ただし、本発明
では、端部８Ａと１０Ｂおよび端部８Ｂと１０Ａは合同
形状に形成される必要はなく、要は、作動液Ｌが凝縮部
６Ｂから蒸発部６Ａへ環流しさえすればよい。なお、管
状部６の軸線の傾斜角度は限定されないが、一般的には
１〜３０゜程度が好ましく、より好ましくは１〜７゜、
さらに望ましくは２〜５゜である。

【００１３】平板部３上には、蒸発部６Ａに隣接して発
熱素子Ｓが固定されるようになっている。発熱素子Ｓは
例えばコンピューターにおけるＣＰＵを始めとする各種
電子素子などであり、ネジやクランプ等の機械的締結手
段または接着剤により平板部３に固定される。必要であ
れば両者の間に薄い絶縁材を挟んでもよい。図１に示す
ように、管状部６の一部からは金属板２，４の端部へ達
する導入管部１２が形成され、この導入管部１２は作動
液Ｌを管状部６へ注入した後に、押潰しまたは封止物の
充填などにより完全に封止されている。導入管部１２の
位置は図示の位置に限定されない。

【００１４】図示の例ではヒートシンク１は矩形状とさ
れているが、本発明のヒートシンクは矩形状に限定され
ず、設置場所に合わせていかなる形状に変更してもよ
い。金属板２，４の材質としては、銅，銅合金，アルミ
ニウム，アルミニウム合金などが例示できるが、その中
でも特に、銅または銅合金が伝熱性および製造容易性の
点で好適である。金属板２，４の厚さは限定されない
が、膨管加工を行う必要および強度上の必要から、一般
的には０．１〜２ｍｍが好ましい。金属板２，４の板厚
は互いに異ならせてもよい。また、本発明では作動液の
種類は限定されず、純水；メタノール、アセトン等の有
機溶媒；フロンなど従来使用されているいかなる作動液
を使用してもよい。

【００１５】管状部６の内面は、その全面または一部が
中心線平均粗さ（Ｒａ）：０．００２〜０．５ｍｍに粗
面化されていることが好ましい。管状部６の内壁面の表
面粗さがＲａ：０．００２ｍｍ以上であれば、接触面積
の増大およびウイック機能の向上により熱交換効率およ
び作動液輸送効率が高められる。一方、Ｒａ：０．５ｍ
ｍより大では、凹凸によりヒートシンクの強度が低下す
るおそれがある。より好ましい範囲はＲａ：０．００３
〜０．１ｍｍである。

【００１６】粗面化は例えば、後述する製造過程におい
て、金属板２，４の間に剥離剤層を介在させて金属板
２，４を張り合わせることにより可能である。剥離剤層
としては黒鉛粉末が好適であるが、その他にも、Ｔｉ
Ｃ，ＳｉＣ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂等のセラミックス（金
属酸化物、金属炭化物、その他の無機化合物）や、Ｗ，
Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖなどの金属単体若しくは合金の粒
子などが例示できる。黒鉛粉末中に上記各種の物質粉末
を混合したものとしてもよい。

【００１７】本発明者らはまた、前記のような剥離剤層
を使用して膨管加工した後に、剥離剤層を管状部６の内
面から必ずしも除去しなくてよいことを見いだした。剥
離剤層を構成する粒子は、管状部６の内壁面に食い込ん
だ状態で残留するため、それ自体が粗面化の役割を果た
すうえ、微細な粉末が沸騰核や凝縮核として作用し、蒸
発および凝縮促進効果が得られる。具体的には、管状部
６の内壁面の一部または全面に、粒径２〜５００μｍの
黒鉛，前記セラミックス，および前記金属の１種または
２種以上の混合物が３〜４０μｍの厚さに固着されてい
ることが好ましい。４０μｍより厚くすると、粉末層の
存在による伝熱効率の低下が無視できなくなる。

【００１８】管状部６の内面には、図３に示すように、
各金属板２，４の接合面に沿って一対の切り込み状の溝
１４が形成されている。これら溝１４は、膨管加工に伴
って金属板２，４の接合面の縁が押し開かれるために必
然的に生じるものであり、その奥は極めて小さい間隙を
有する。溝１４は、このような微小間隙により微小気泡
を保持する作用を奏し、これら保持された微小気泡が次
の気泡発生のための蒸発核となるため、蒸発部６Ａにお
いては蒸発効率を高める効果が得られる。同時に、溝１
４は毛細管力を有するから、凝縮部６Ｂで生じた作動液
は重力だけでなく溝１４の毛細管力によっても下方へ輸
送され、蒸発部６Ａへの環流効率が高められる。

【００１９】なお、本発明に係るヒートシンクを備えた
電子装置は、装置内にヒートシンク１を平板部３が水平
または一定角度傾斜した状態で収容し、上述したように
発熱素子Ｓを平板部３に固定したものである。平板部３
の凝縮部６Ｂ側の端部に、別の放熱体を連結してさらに
冷却効率を高めてもよい。放熱体としてはケーシング自
体を使用してもよい。

【００２０】次に、上記ヒートシンクの製造方法の一例
を説明する。ただし、本発明に係るヒートシンクは、こ
の製造方法により製造されるものに限定されない。ま
ず、平坦な金属板２，４の張り合わせ面を研磨および清
浄化した後、一方の金属板４（または２）の表面に剥離
剤を塗布または印刷し、管状部６および導入路８に対応
するパターンをなす剥離層を形成する。剥離剤は、前述
した潤滑性粒子を好ましくは粘性の高い分散媒中に分散
させてなるものである。分散媒としては、ポリビニルア
ルコール等の高分子水溶液や水ガラス系水溶液等が挙げ
られ、この中に５〜６０ｖｏｌ％の潤滑性粒子が添加さ
れる。潤滑性粒子の添加濃度がこの範囲であれば、剥離
剤の印刷または塗布が容易に行え、均一な粗面化も容易
である。

【００２１】剥離剤の印刷または塗布が完了したら、金
属板４を不活性雰囲気または還元性雰囲気下で加熱して
分散媒を分解除去する。これにより、実質的に潤滑性粒
子のみが金属板４上に均一密度で残留して剥離層が形成
される。必要であれば両方の金属板２，４にそれぞれ剥
離層を形成してもよいし、一方の金属板に粒径の大きい
潤滑性粒子を含む剥離層、他方の金属板に粒径の小さい
潤滑性粒子を含む剥離層を形成することにより、流路の
内壁面の表面粗さを部分的に異ならせることも可能であ
る。

【００２２】剥離層を形成し終えたら、金属板４を他方
の金属板２と張り合わせ、その材料に見合った温度まで
加熱して熱間圧延を施す。これにより、両金属板２，４
の剥離層が介在していない部分の界面が接合され、複合
板が得られる。なお、金属板２，４として銅または銅合
金板を使用する場合には、圧延温度を３００〜７５０℃
に設定することが好ましい。熱間圧延の過程で、剥離層
を構成する粒子の一部は軟化した金属板２，４表面にめ
りこみ、剥離層と接触した領域全面に亙って金属板２，
４に微細な凹凸が形成される。

【００２３】この時に形成される表面粗さは粒子粒径だ
けでなく、粒子と金属板との硬度差および圧延条件によ
っても変化するものであるから、最適な表面粗さが得ら
れるように、実験により各条件を調整すべきである。接
合後の複合板には、必要に応じてさらに冷間圧延および
再結晶焼鈍を行い、さらに表面処理により金属板表面の
酸化膜を除去する。

【００２４】次に、複合板の一端部をこじ開けて、導入
路８に対応する剥離層の一端を露出させた後、その開口
部に給液管を接続する。そして、管状部６および導入管
部１２に対応した形状の凹部が予め形成されている膨管
加工用金型に複合板をセットし、前記給液管から高圧流
体を注入して膨管加工を行い、管状部６および導入管部
１２を形成する。その際の条件等は従来の膨管加工法と
同様でよい。給液管を除去して形状修整すればヒートシ
ンク１が得られる。

【００２５】上記構成からなるヒートシンク１によれ
ば、平板状の平板部３と、作動液Ｌが封入された管状部
６とが一体形成されているから、発熱素子Ｓから管状部
６への伝熱効率が高いうえ、管状部６は平板部３に対し
傾斜しているから、平板部３を水平に配置したままで凝
縮部６Ｂから蒸発部６Ａへ作動液Ｌの環流を促進するこ
とができる。したがって、環流性能を良好としつつ装置
内の部品配置密度を高めることが可能である。また、管
状部６と平板部３は一体化されているうえ、ヒートシン
ク１は水平に組み込むことができるので、組み込み作業
も容易である。

【００２６】また、管状部６の内壁面が粗面化された場
合、または内壁面に粉末層を固着させた場合には、接触
面積の増大およびウイック機能の向上により熱交換効率
および作動液輸送効率が高められるだけでなく、微細な
粉末が沸騰核や凝縮核として作用し、蒸発および凝縮促
進効果が得られる。さらに、金属板２，４の接合面に沿
って溝１４が形成されているため、凝縮部６Ｂで生じた
作動液は溝１４の毛細管力により速やかに下方へ輸送さ
れ、この点からも蒸発部６Ａへの環流効率が高められ
る。溝１４は、その微小間隙内に微小気泡を保持する傾
向を有し、これら保持された微小気泡が次の気泡発生の
蒸発核となるため、蒸発部６Ａでの蒸発効率が高まる効
果も得られる。一方、ヒートシンク１を備えた電子装置
によれば、上記同様の理由により装置内部での部品配置
密度を高めつつ、発熱素子Ｓの冷却効率を高めることが
可能である。

【００２７】［第２実施例］図４は本発明に係るヒート
シンクの第２実施例を示す側面図である。この実施例の
特徴は、蒸発部６Ａの底壁面となる蒸発側端部の突出量
を大きくして液溜め部１０Ａとしたものである。このよ
うな液溜め部１０Ａを形成すると、蒸発部６Ａ内に大量
の作動液を蓄えることができるので、蒸発部６Ａの熱容
量を大きくして発熱素子Ｓの温度安定化が図れる。他の
構造は第１実施例と同様である。

【００２８】［第３実施例］図５は本発明に係るヒート
シンクの第３実施例を示す側面図である。この実施例で
は膨出部８，１０の全長を異ならせ、膨出部１０の蒸発
側端部１０Ａを発熱素子Ｓの裏側にまで延長したことに
ある。これにより、発熱素子Ｓと作動液Ｌとの距離が短
縮されるので、発熱素子Ｓからの熱が作動液Ｌに効率よ
く伝達され、熱伝達効率を高めることが可能である。

【００２９】［第４実施例］図６は本発明に係るヒート
シンクの第４実施例を示す側面図である。この実施例の
特徴は、凝縮部６Ｂ側において平板部３の端部を垂直に
折り曲げて放熱体連結部１６を形成し、この連結部１６
に別の放熱体１８を固定したことにある。連結部１６の
形状は図示のものに限定されず、必要に応じて適宜変更
してよい。例えば、連結部１６を放熱体に嵌合させる構
成としてもよい。

【００３０】［第５実施例］図７は本発明に係るヒート
シンクの第５実施例を示す平面図である。この実施例の
特徴は、管状部６の両面かつ全長に亙って管状部６の長
手方向に直交する方向へ延びる凹凸条２０を形成したこ
とにある。図１０は、凹凸条２０の一例の断面拡大図で
ある。このような凹凸条２０は、膨管加工時の金型の内
面形状を設定することにより膨管加工と同時に形成でき
る。ただし、凹凸条２０の断面形状は図１０に示す形状
に限定されない。また、凹凸条２０の深さは０．２〜２
ｍｍ程度が形成しやすいが、それに限定されることはな
い。このような凹凸条２０を形成した場合には、作動液
Ｌおよび蒸気と管状部内壁面との接触面積を増大できる
うえ、蒸発部６Ａから凝縮部６Ｂへと高速で流れる蒸気
を乱流化する効果が得られるため、蒸気と内壁面との接
触効率を高めることが可能である。

【００３１】［第６実施例］図８は本発明に係るヒート
シンクの第６実施例を示す側面図である。この実施例の
特徴は、管状部６の両面かつ全長に亙って管状部６の長
手方向に延びる凹凸条２２を形成したことにある。凹凸
条２２の断面形状は先の図１０と同様でもよい。凹凸条
２２も、膨管加工時の金型の内面形状を設定することに
より容易に形成できる。長手方向に延びる凹凸条２２を
形成した場合には、作動液Ｌおよび蒸気と管状部６の内
壁面との接触面積を増大できるにも拘わらず、蒸発部６
Ａから凝縮部６Ｂへと高速で流れる蒸気の流路抵抗を高
めることが少ない。したがって、乱流効果を高めるより
も流路抵抗を低下させることが要求される場合に適して
いる。

【００３２】［第７実施例］図９は本発明に係るヒート
シンクの第７実施例を示す側面図である。この実施例の
特徴は、管状部６の両面かつ全長に亙ってディンプル２
４を形成したことにある。このようなディンプル２４も
凹凸条２０，２２と同様の方法により形成できる。ディ
ンプル２４の深さは０．２〜２ｍｍ程度が好適である
が、この範囲に限定されることはない。この実施例によ
っても図７の第５実施例と同様の効果が得られる。ディ
ンプル２４や凹凸条２２に限らず、管状部６の内面に単
純溝または交差溝を形成し、ヒートパイプのウイック機
能を高めてもよい。このような溝を形成するには、金属
板２，４の管状部６の内壁面となる部分に予め多数の平
行溝、または交差溝を形成しておき、これら金属板２，
４を前記同様に張り合わせて膨管加工する方法も採用で
きる。

【００３３】［第８実施例］図１１は、本発明に係るヒ
ートシンクの第８実施例を示す平面図である。この実施
例は、発熱素子Ｓおよび他の部品Ｄの配置に合わせるた
め管状部６をＳ字状に蛇行させたことを特徴としてい
る。管状部６は膨管加工により形成できるため、直管状
のみならずこの種の複雑な流路形状にも容易に対応可能
である。

【００３４】［第９実施例］図１２は、本発明に係るヒ
ートシンクの第９実施例を示す平面図である。この実施
例では管状部６の蒸発部６Ａを二股に分岐させ、これら
蒸発部６Ａを発熱素子Ｓの外周に沿って半円弧状に配置
したことを特徴としている。平板部３を水平にした状態
で蒸発部６Ａは凝縮部６Ｂより低くされている。このよ
うな実施例では、発熱素子Ｓのより近傍に作動液を配置
させることができるから、発熱素子Ｓの熱を作動液に効
率よく伝達でき、作動液の沸騰を促進することが可能で
ある。

【００３５】［第１０実施例］図１３は、本発明に係る
ヒートシンクの第１０実施例を示す平面図である。この
実施例では管状部６の蒸発部６Ａの幅を他の部分よりも
広げて三角形状にするとともに、他端には多数（図では
５本）の幅の狭い凝縮部６Ｂを分岐させて形成したこと
を特徴とする。この例では、蒸発部６Ａの末端の幅が広
くなっているので、末端の辺に沿って細長い発熱素子Ｓ
を配置することにより、発熱素子Ｓからの熱を効率よく
作動液に伝達することが可能である。また、凝縮部６Ｂ
が手指状に多数分岐して形成されているので、凝縮部６
Ｂ内で発生する凝縮熱を平板部３に広く分散できる利点
を有する。

【００３６】［第１１実施例］図１４は、本発明に係る
ヒートシンクの第１１実施例を示す平面図である。この
実施例では、管状部６の幅を拡大するとともに、蒸発部
６Ａの幅を台形状に広げたことを特徴としている。この
ように管状部６の幅を広げて断面を平たくした場合にも
良好なヒートパイプ効果が得られる。［さらに他の実施例］本発明に係るヒートシンクは上記
各実施例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜
構成を変更してよいのは勿論である。例えば、管状部６
は平面視Ｕ字状に形成して、Ｕ字の円弧部を蒸発部、両
端部を凝縮部としてもよいし、リング状の管状部を形成
してもよい。また、上記実施例はいずれも膨管加工によ
るものであったが、本発明では２枚の金属板を塑性加工
した後、張り合わせることによっても作成可能である
し、管状部と平板部を別々に作成したのち、これらを一
体化した構成も可能である。さらに、２枚の金属板の間
に複数の互いに独立した管状部を形成することも可能で
ある。

【００３７】［電子装置の実施例］図１５は、本発明に
係る電子装置の一実施例として、前述した第１実施例の
ヒートシンク１をノート型コンピューター３０に組み込
んだものを示す斜視図である。ノート型コンピューター
３０は、薄型の箱状をなす本体３４と、この本体３４に
開閉可能に取り付けられた蓋体３２とを有し、蓋体３２
には表示パネル３６が取り付けられている。本体３４の
上面には入力用のキーボード３８が取り付けられ、さら
に本体３４内には、ソケット４４（図１６参照）を介し
てＣＰＵ４０が固定された母基板４２が収納されてい
る。

【００３８】この場合、ＣＰＵ４０が発熱素子に該当
し、ＣＰＵ４０の上面には、図１６に示すように、伝熱
性の接着体４６を介して、ヒートシンク１の蒸発部６Ａ
側の平板部３の下面が固定されている。そして、ヒート
シンク１は、母基板４２の上方に配置され、水平または
凝縮部６Ｂ側を若干上方に傾斜させた状態で、本体３４
内に収納されている。なお、放熱性を高めるために、ヒ
ートシンク１の平板部３の凝縮部６Ｂ側は本体３４内の
金属製フレームに連結されていてもよい。あるいは、平
板部３にさらに別のヒートシンクが固定されていてもよ
い。

【００３９】上記構成からなるノート型コンピューター
３０によれば、ヒートシンク１を使用したことにより、
装置内部での部品配置密度を高めつつ、発熱素子の冷却
効率を高めることが可能である。

【００４０】［発明の効果を示す実験］第１実施例と同
じ構造を有し、かつ図１７および図１８に示す形状およ
び寸法を有するヒートシンク（実験例）を作成した。な
お、作動液としては、５ｇの純水を１０^-2Ｔｏｒｒの減
圧下で管状部内に注入した。一方、図１９および図２０
に示すように、管状部が傾斜していない点のみが実験例
と異なる比較例、並びに、実験例と同一の平面寸法（２
００×１１０ｍｍ）および厚さ（０．５ｍｍ）を有する
同一材料製の銅板を用意した。

【００４１】これらヒートシンクおよび銅板のそれぞれ
を、気温は２０℃、相対湿度は５５％、無風状態の大気
中に水平配置し、図１７に示す位置に発熱体を固定し
た。この発熱体に交流電源を接続するとともに、発熱体
の中心と平板部との間、および導入管部の中心（若しく
はそれに対応する位置）の表面のそれぞれに熱電対を固
定し、各部の温度変化を記録し、各時点における熱抵抗
（℃／Ｗ）を求めた。熱抵抗（℃／Ｗ）は（Ｔ_A−Ｔ_B）
／ＩＥで表される値により評価した。Ｔ_Bは凝縮部側温
度、Ｔ_Aは発熱体温度である。ＩＥは発熱体の消費電力
（４０Ｗ）である。

【００４２】実験結果を図２１に示す。このグラフに示
すように、銅板では１．４℃／Ｗ程度でもさらに上昇を
続け、比較例では０．５３℃／Ｗ程度で定常状態に達し
たのに比べ、実験例では０．２９℃／Ｗ程度で速やかに
定常状態に達した。また、実験例は水平に配置でき、管
状部６の突出量もそれほど変わらないため、ヒートシン
クの配置に要するスペースは比較例と変わりなかった。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るヒー
トシンクによれば、冷却または加熱すべき対象物が固定
される平板状の平板部と、作動液が封入された管状部と
が一体形成されているから、対象物から管状部への伝熱
効率が高いうえ、管状部の少なくとも一部が平板部に対
して傾斜して形成されることにより、平板部を水平に配
置した状態で管状部の一端から他端へと作動液の環流を
促進することができるので、環流性能を良好としつつ装
置内の部品配置密度を高めることが可能である。また、
管状部と平板部は一体化されているうえ、平板部は水平
に組み込むことができるので、組み込み作業も容易であ
る。また、本発明に係るヒートシンクを備えた電子装置
では、上記同様の理由により装置内部での部品配置密度
を高めつつ、発熱素子の冷却効率を高めることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のヒートシンクを示す平面
図である。

【図２】第１実施例の側面図である。

【図３】第１実施例の管状部６の断面拡大図である。

【図４】本発明の第２実施例のヒートシンクを示す側面
図である。

【図５】本発明の第３実施例のヒートシンクを示す側面
図である。

【図６】本発明の第４実施例のヒートシンクを示す側面
図である。

【図７】本発明の第５実施例のヒートシンクを示す平面
図である。

【図８】本発明の第６実施例のヒートシンクを示す平面
図である。

【図９】本発明の第７実施例のヒートシンクを示す平面
図である。

【図１０】第５または第６実施例の管状部の断面拡大図
である。

【図１１】本発明の第８実施例のヒートシンクを示す平
面図である。

【図１２】本発明の第９実施例のヒートシンクを示す平
面図である。

【図１３】本発明の第１０実施例のヒートシンクを示す
平面図である。

【図１４】本発明の第１１実施例のヒートシンクを示す
平面図である。

【図１５】本発明に係る電子装置の一実施例としてノー
ト型コンピューターを示す斜視図である。

【図１６】同電子装置におけるＣＰＵとヒートシンクと
の固定構造を示す側面図である。

【図１７】実験例のヒートシンクを示す平面図である。

【図１８】実験例のヒートシンクを示す側面図である。

【図１９】比較例のヒートシンクを示す平面図である。

【図２０】比較例のヒートシンクを示す側面図である。

【図２１】実験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ヒートシンク２，４金属板６管状部６Ａ蒸発部６Ｂ凝縮部６Ｃ断熱部８，１０膨出部８Ａ，１０Ａ蒸発側端部８Ｂ，１０Ｂ凝縮側端部１２導入管部１４溝１６連結部１８放熱体２０，２２凹凸条（凹凸部）２４ディンプル（凹凸部）３０ノート型コンピューター（電子装置）４０ＣＰＵ（発熱素子）Ｓ発熱素子Ｌ作動液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋正美福島県会津若松市扇町128の７三菱伸銅株式会社若松製作所内 (72)発明者荒川龍一福島県会津若松市扇町128の７三菱伸銅株式会社若松製作所内 (72)発明者石川誠一福島県会津若松市扇町128の７三菱伸銅株式会社若松製作所内 (72)発明者遠藤城幸福島県会津若松市扇町128の７三菱伸銅株式会社若松製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の平板部と、この平板部と一体的に
形成されるとともに気密的な内部空間を有する管状部
と、この管状部内に封入された作動液とを具備し、前記
管状部の少なくとも一部は、その軸線が前記平板部に対
して傾斜するように形成されていることを特徴とするヒ
ートシンク。
【請求項２】２枚の金属板が張り合わされ、これら金属
板の一方または両方の一部が膨管加工されることにより
中空かつ気密的な管状部が形成され、この管状部に作動
液が封入されており、前記管状部の少なくとも一部は、
その軸線が前記平板部に対して傾斜するように形成され
ていることを特徴とするヒートシンク。
【請求項３】前記管状部が前記平板部に対して傾斜して
いることにより、前記平板部を水平に配置した場合に、
前記管状部の一端部（蒸発部）の内壁下面が他端部（凝
縮部）の内壁下面よりも低い位置に配置され、前記作動
液が前記蒸発部に溜まるように構成されていることを特
徴とする請求項１または２に記載のヒートシンク。
【請求項４】前記平板部の前記蒸発部側には発熱体固定
部が形成されると共に、前記凝縮部側には放熱体固定部
が形成されていることを特徴とする請求項３記載のヒー
トシンク。
【請求項５】前記管状部の内壁面の少なくとも一部は、
その中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．００２〜０．５ｍｍ
に粗面化されていることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載のヒートシンク。
【請求項６】前記管状部の内壁面の少なくとも一部に
は、黒鉛粉末が３〜４０μｍの厚さに固着していること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のヒートシ
ンク。
【請求項７】前記管状部の内壁面の少なくとも一部に
は、塑性加工により凹凸部が形成されていることを特徴
とする請求項１〜６のいずれかに記載のヒートシンク。
【請求項８】前記発熱体固定部は前記平板部の表面に形
成され、この発熱体固定部に対応する前記平板部の裏面
に、前記蒸発部が配置されていることを特徴とする請求
項４記載のヒートシンク。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載のヒートシ
ンクを具備し、前記管状部の下端部の近傍では発熱素子
が前記平板部に固定されていることを特徴とするヒート
シンクを備えた電子装置。