KR100321810B1

KR100321810B1 - 힌지형히트파이프를구비한퍼스널컴퓨터냉각장치

Info

Publication number: KR100321810B1
Application number: KR1019950030133A
Authority: KR
Inventors: 모치즈키마사다카; 마시코고이치; 사이토유지; 하세가와히토시; 오노미키유키; 간노신지
Original assignee: 타나카 시게노부; 가부시끼가이샤 후지꾸라
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 2002-06-20
Also published as: EP0702287A2; KR960011609A; EP0702287A3; US6122166A

Abstract

본 발명은 전자소자에 대한 냉각능력이 뛰어나면서 구조 전체가 소형인 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치를 제공하는 것을 그 주된 목적으로 하는 것으로서, 그 구성은 발열하는 전자소자를 수용한 퍼스널 컴퓨터 본체에 키보드부가 힌지부를 통하여 자유롭게 회동할 수 있도록 부착된 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치에 있어서, 일단부가 전자소자와 열을 주고 받을 수 있도록 연결된 제 1 히트 파이프와 키보드부의 내부에 설치된 전자 차폐판에 그 일단부를 따르도록 배치된 제 2 히트 파이프를 힌지부에 의하여 상대회전을 할 수 있도록 또한 열을 주고 받을 수 있도록 연결한 것이다.

Description

힌지형 히트파이프를 구비한 퍼스널 컴퓨터 냉각장치

본 발명은 퍼스널 컴퓨터에 구비된 연산처리장치 등과 같은 전자소자를 작동유체(作動流體)의 잠열(潛熱)로서 열수송하는 히트파이프(heat pipe)를 이용하여 냉각하는 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치에 관한 것이다.

최근 각종 퍼스널 컴퓨터에서는 소형화 및 경량화가 요구되어지고 있다. 따라서, 당연히 퍼스널 컴퓨터의 내부공간에서 냉각장치가 차지하는 공간도 매우 한정되어 있다. 한편, 다기능화나 처리속도의 향상에 따라 연산처리장치의 출력증대가 매년 더욱 요구되고 있다. 따라서 종래에는 열수송 능력이 뛰어난 히트파이프가 냉각장치로서 주목받았으며, 그 중에서도 특히 연산처리장치와의 접촉성이나 공간 절약성 등과 같은 조건을 충족시키는 것으로서 컨테이너를 평판형상으로 형성한 편평 히트파이프가 채택되었다.

종래 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치의 일례를 도 33 및 도 34에 나타낸다. 도 33에서 퍼스널 컴퓨터 본체(1)는 플라스틱 패널 혹은 금속 패널 등으로 형성된 비교적 얇은 직사각형 용기로 이루어지며, JIS(일본 공업 규격)에서의 소위 A5 내지 A4 사이즈 정도의 크기로 되어 있다. 퍼스널 컴퓨터 본체(1)의 상면에는 키보드부(2)및 디스플레이부(3)가 구비되어 있다. 또, 그 키보드부(2) 및 디스플레이부(3)는 퍼스널 컴퓨터 본체(1)에 대하여 각각 힌지기구(2a)(3a)에 의하여 회동할 수 있도록 부착되어 있는 것이 알려려 있다. 즉, 키보드부(2) 및 디스플레이부(3)는 각각 퍼스널 컴푸터 본체(1)측에서 상측으로 일으켜 세워지거나 또는 그 상태에서 퍼스널 컴퓨터 본체(1)측으로 쓰리지도록 구성되어 있다. 그리고, 키보드부(2) 및 디스플레이부(3)의 내부에는 각각 거의 동등한 크기로 된 전자실드판(4)이 설치되어 있다. 이 전자실드판(4)은 알루미늄 박판으로 형성되어 있다.

상기 퍼스널 컴퓨터 본체(1) 내부의 이분할된 공간 중 앞측 {도 33에서 키보드부(2)측}에는 착탈식(着脫式) 하드 디스크 드라이브(5)나 플로피 디스크 드라이브, 배터리, 증설메모리(각각 도시 생략) 등이 설치되어 있다. 또, 퍼스널 컴퓨터 본체(1)의 타측 공간내의 바닥부에는 히트파이프(6)가 설치되어 있다. 이 히트파이프(6)의 상측에는 열전달을 촉진시키는 콤파운드를 통하여 중앙연산처리장치(이하, "CPU"라 한다)(7)가 설치되어 있다. 또한, 그 CPU(7)의 상측에는 여러 장의 프린트 기판(8)이 설치되어 있다.

상기 히트파이프(6)는 컨테이너가 속이 빈 편평한 형상으로 된 편평 히트파이프로서, 컨테이너의 일부분에는 방열면적을 확보하기 위한 직사각형으로 된 핀(9)이 여러 장 장착되어 있다. 또, 이 히트파이프(6)의 컨테이너 내벽면에는 위크(wick)로서의 홈(도시 생략)이 길이방향에 결쳐서 여러 개 형성되어 있다.

따라서, 상기 냉각장치에서는 퍼스널 검퓨터를 사용함에 따라 CPU(7)에서 발생하는 열에 의하여 히트파이프(6) 내부의 작동유체가 증발되고, 그 증기가 컨테이너 중 온도가 낮은 핀(9)측 부분으로 유동된다. 그 작동유체 증기는 핀(9)을 통하여 외기(外氣)로 열을 빼앗겨 응축된다. 즉, CPU(7)에서 발행한 열이 히트파이프(6)의 작동유제에 의해 수송되어 핀(9)을 통하여 방출된다. 따라서 CPU(7)의 온도가 허용범위내로 억제된다. 그리고 응축되어 액상(液相)으로 되돌아간 작동유체는 위크의 모세관 압력에 의하여 증발부측인 컨테이너 내벽면으로 되돌아가서 다시 증발된다.

상술한 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터의 내부에서 히트파이프를 위하여 사용할 수 있는 공간은 매우 한정되어 있기 때문에 사용가능한 히트파이프는 단면이 작은 것이어야만 한다. 한편, 발열부분과 방열부분은 어느 정도 간격을 두고 떨어져 있으므로 히트파이프는 단면적 {유로(流路) 단면적} 에 비하여 길이가 긴 것이어야 한다.

이에 비하여 종래에는 증기유로를 확보하면서 필요한 모세관 압력(펌프작용)을 얻기 위하여 홈 위크 {그루브 위크(groove wick)} 를 형성하고 있다.

그러나 홈 위크에서 얻어지는 모세관 압력이 낮고 게다가 퍼스널 컴퓨터 냉각용 히트파이프에 사용되는 작동유제의 환류(還流)거리가 비교적 길기 때문에, 상기 종래의 히트파이프(6)에서는 필요충분한 냉각능력을 얻을 수 없다는 우려가 있었다. 보다 구체적으로는 CPU(7)의 고출력화에 따라 열유속(heat fiux)이 증대한 경우에는 액상작동유체에 대한 펌프작용이 불충분하게 되어 증발부에서 작동유체가 부족한 드라이 아웃이 발생할 우려가 컸다.

또 상술한 바와 같이 단면적이 작기 때문에 작동유체증기의 유속(流速)이 고속화될수록 환류 도중에 있는 작동액이 비산(飛散)되어 버리므로, 이 점에서도 증발부에 대한 작동액의 환류량이 부족해서 결국에는 열수송 특성이 저하되어 CPU(7)를 충분하게 냉각할 수 없다는 우려가 있었다.

또한 히트파이프(6)를 통한 CPU(7)의 냉각능력은 히트파이프(6)의 실질적인 방열면적에 따라 제약을 받게 되는데, 상기 종래의 냉각장치에서는 히트파이프(6)의 방열부 면적을 핀(9)에 의하여 확보하는 구성으로 되어 있기 때문에 CPU(7)의 출력증대에 따라 히트파이프(6)에 요구되는 방열면적이 증대되어 핀(9)의 대형화가 필요하게 된다. 또, 이 핀(9)을 퍼스널 컴푸터 본체(1) 내에 설치하고 있기 때문에 퍼스널 컴퓨터 본체(1)의 내부공간에서 냉각장치가 차지하는 공간이 필연적으로 커지게 된다. 따라서, 퍼스널 컴퓨터 본체(1)의 대형화를 초래한다는 문제점이 있었다.

또, 상술한 편평한 히트파이프(6)를 제조함에 있어서는 저렴하면서 고속다량의 생산이 요망됨은 물론, 소정 단면형상(중기유로형상)을 확보하여야만 하였으나 종래에는 이와 같은 요청을 충족시킬 제조방법이 확립되어 있지 않았다.

그런데, 퍼스널 컴퓨터의 기능을 향상시키는 수단의 한 예로서 디스플레이부(3)를 교환하는 방법이 알려져 있다. 이 경우에는 당연히 디스플레이부(3)와 퍼스널 컴퓨터 본체(1)가 서로 분리된다. 상기 냉각장치의 경우에는 힌지기구(3a)를 적당한 공구를 사용하여 분해함으로써 디스플레이부(3)가 퍼스널 컴퓨터 본체(1)에서 분리된다. 이와 같이 상기 냉각장치에서는 디스플레이부(3)와 퍼스널 컴퓨터 본체(1)의 착탁작업이 복잡하기 때문에 착탈성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

본 발명의 제1목적은 전자소자에 대한 냉각능력이 뛰어나면서 구조 전체가 소형인 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치를 제공하는데 있다.

또, 본 발명의 제2목적은 디스플레이부와 퍼스널 컴퓨터 본체의 착탈성이 양호하면서 전자소자에 대한 냉각능력이 뛰어난 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제3목적은 전자소자를 효율적으로 냉각할 수 있는 퍼스널 컴퓨터 냉각장치용 히트파이프를 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 제4목적은 상기 히트파이프의 컨테이너를 저렴하면서 고속다량으로 생산할 수 있는 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 관한 노트북(서브 노트북)형 퍼스널 컴퓨터의 외관을 나타낸 개략도,

도 2는 본 발명의 재1실시예에 있어서의 퍼스널 컴퓨터 본체와 이 본체에 설치되는 부재의 배치상태를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 있어시 제1 히트파이프와 제2 히트파이프의 설치상태를 일부 절단하여 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 관한 노트북(서브 노트북)형 퍼스널 컴퓨터를 일부 절단하여 나타낸 개략도,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 있어서 주요부분의 배치상태를 나타낸 개략도,

도 6은 도 5에 있어서의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도로서, 특히 파이프 지지구와 부착 베이스부의 부착상태를 나타낸 도면,

도 7은 본 발명의 제3실시예에 관한 노트북(서브 노트북)형 퍼스널 컴퓨터를 나타낸 개략도,

도 8은 본 발명의 제3실시예에 있어서 평판형 히트파이프와 퍼스널 컴퓨터 본체의 설치상태를 나타낸 단면도,

도 9는 퍼스널 컴퓨터 본체 내부에 설치된 편평 히트파이프를 나타낸 개략도,

도 10은 도 9에 있어서의 Ⅹ-Ⅹ선 단면도로서, 본 발명의 제4실시예에 관한 편평 히트파이프의 내부구조를 나타낸 도면,

도 11은 본 발명의 제4실시예에 있어서 컨테이너 내부에 위크와 스파이럴부재가 배치된 상태를 일부 절단하여 나타낸 사시도,

도 12는 본 발명의 제4실시예에 있어서 스파이럴부재끼리의 사이로 작동유체가 들어간 상태를 나타낸 단면도,

도 13은 본 발명의 제4실시예에 있어서 단면이 타원형으로 된 스파이럴부재와 컨테이너 벽면 사이에 형성된 틈으로 작동유체가 들어간 상태를 나타낸 단면도,

도 14는 본 발명의 제4실시예에 있어서 스파이럴부재의 벽면과 컨테이너의 벽면 사이에 형성된 틈으로 작동유제가 늘어간 상태를 나타낸 단면도,

도 15는 본 발명의 제4실시예에 관한 편평 히트파이프에 있어서 그 제조공정의 일부를 나타낸 것으로서, 특히 스파이럴부재 및 위크가 배치된 상태의 파이프를 나타낸 도면,

도 16은 본 발명의 제4실시예에 있어서 파이프가 압력으로 변형되는 도중의 상태를 나타낸 도면,

도 17은 본 발명의 제4실시예에 있어서 파이프가 압력으로 변형되는 공정이 완료된 상태를 나타낸 도면,

도 18은 본 발명의 제5실시예에 관한 편평 히트파이프에 있어서 그 내부구조를 나타낸 도면,

도 19는 본 발명의 제5실시예에 있어서 컨테이너 내부에 위크와 와이어가 배치된 상태를 나타낸 단면도,

도 20은 본 발명의 제5실시예에 관한 편평 히트파이프에 있어서 그 제조공정의 일부를 나타낸 것으로서, 특히 와이어의 양옆에 위크가 배치된 상태의 파이프를 나타낸 도면,

도 21은 본 발명의 제5실시예에 있어서 파이프가 압력으로 변형되는 도중의 상태를 나타낸 도면,

도 22는 본 발명의 제5실시예에 있어서 파이프가 압력으로 변형되는 공정이 완료된 상태를 나타낸 도면,

도 23은 본 발명의 제6실시예에 관한 편평 히트파이프에 있어서 그 내부구조를 나타낸 도면,

도 24는 본 발명의 제6실시예에 있어서 컨테이너 내부에 위크가 배치된 상태를 일부 절단하여 나타낸 도면,

도 25는 본 발명의 제6실시예에 관한 편평 히트파이프에 있어서 그 제조공정의 일부를 나타낸 것으로서, 특히 내측 바단부에 위크가 배치된 상태의 파이프를 나타낸 도면,

도 26은 본 발명의 제6실시예에 있어서 파이프가 압력으로 변형되는 도중의 상태를 나타낸 도면,

도 27은 본 발명의 제6실시예에 있어서 파이프가 압력으로 변형되는 공정이완료된 상태를 나타낸 도면,

도 28은 본 발명의 제7실시예에 관한 편평 히트파이프에 있어서 그 내부구조를 나타낸 도면,

도 29는 본 발명의 제7실시예에 있어서 컨테이너 내부에 위크와 메시부재가 배치된 상태를 나타낸 단면도,

도 30은 본 발명의 제7실시예에 관한 편평 히트파이프에 있어서 그 제조공정의 일부를 나타낸 것으로서, 특히 메시부재의 양옆에 위크가 배치된 상태의 파이프를 나타낸 도면,

도 31은 본 발명의 제7실시예에 있어서 파이프 및 메시부재가 압력으로 변형되는 도중의 상태를 나타낸 도면,

도 32는 본 발명의 제7실시예에 있어서 파이프가 압력으로 변형되는 공정이 완료된 상태를 나타낸 도면,

도 33은 종래 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치를 퍼스널 컴퓨터 본체의 측면에서 본 개략도,

도 34는 종래 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치를 퍼스널 컴퓨터 본체의 상측에서 본 개략도,

도 35는 두개의 히트파이프가 힌지를 형성하는 노트북형 퍼스널 컴퓨터를 일부 절단하여 나타낸 개략도,

도 36은 도 4에 도시된 실시예에 있어서 주요부분의 배치상태를 나타낸 개략도,

도 37은 도 36에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 퍼스널 컴퓨터 본체 11 : 키보드부

12 : 디스플레이부 13 : 회동축

14 : 전자실드판 15 : 하드 디스크 드라이브

16 : 알루미늄 블록 17 : 제1 히트파이프

18, 26 : CPU 19 : 메인보드

20 : 제2 히트파이프 21 : 접속부

22 : 파이프 지지구 22a : 협지부

22b : 슬릿부 23 : 화면

30 : 부착 베이스부 32, 38, 38A : 위크

36 : 섀시 37 : 스파이럴부재

40 : 작동유체 41 : 파이프

50 : 히트파이프 51 : 평판형 히트파이프

53 : 편평 히트파이프 54 : 컨테이너

60 : 너트 61 : 볼트

65 : 와이어 70 : 그루브

90 : 메시부재 100 : 틈

본 발명에서는 상술한 목적을 달성하기 위하여 퍼스널 컴퓨터 본체에 힌지부를 통하여 자유롭게 개폐할 수 있도록 부착된 디스플레이부 혹은 키보드부에 노이즈 차폐판 등과 같은 금속판이 설치됨과 아울러 상기 퍼스널 컴퓨터 본체 내부에 전자소자로서 연산처리장지가 설치되어 있다. 그리고, 그 연산처리장치에는 제1 히트파이프의 일단부가 열을 주고 받을 수 있도록 배치됨과 아울러 그 제1 히트파이프의 타단부는 상기 힌지의 중심축선과 동일한 축선상에 배치되어 있고, 또한 상기 금속판에는 제2 히트파이프의 일단부가 열을 주고 받을 수 있도록 배치되어 있다. 이 제2 히트파이프의 타단부는 상기 힌지의 중심축선과 동일한 축선상에 배치되며 또한 상기 제1 히트파이프와 열을 주고 받을 수 있도록 연결되어 있다.

본 발명의 냉각장치에 있어서도 퍼스널 컴퓨터를 사용함에 따라 연산처리장치에서 발생한 열이 제1 히트파이프의 일단부로 전달됨으로써 그 내부의 작동유체가 증발된다. 그 작동유체증기는 온도와 내부압력이 모두 낮게 되어 있는 타단부를 향하여 유동되어 제2 히트파이프의 일단부로 열을 빼앗겨 응축된다. 방열되어 액화된 작동유체는 연산처리장치측의 단부로 환류된다. 한편, 제1 히트파이프로부터 전달된 열에 의하여 제2 히트파이프 내의 작동유체가 증발된다. 그 증기는 금속판측에 배치된 단부를 항해 유동되어 열을 빼앗겨 응축된다. 즉, 연산치리장치에서 방출되는 열이 제1 히트파이프를 통하여 제2 히트파이프에서 금속판으로 운반되어 이 금속판을 통해 외부로 방산된다.

이와 같이 금속판은 제2 히트파이프의 방열면으로서 작용하는데, 이 금속판은 이미 설치되어 있는 것이기 때문에 당연히 새로운 설치 공간을 필요로 하지 않으므로 구조 전체가 소형으로 된다.

또, 본 발명의 냉각장치에서는 제1 히트파이프와 제2 히트파이프 각각의 일단부가 힌지의 중심축선과 동일한 축선상에 배치되어 있기 때문에 금속판에 제2 히트파이프를 배치한 상태라 하더라도 키보드부 혹은 디스플레이부 등의 개폐부재를 아무런 지장없이 회동(개폐)시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각장치에서는 퍼스널 컴퓨터 본체와 디스플레이부 중 적어도 일측에 착탈이 자유롭도록 설치됨과 아울러 상기 연산처리장치가 열을 주고 받을 수 있도록 연결된 금속블록에 히트파이프의 일단부를 디스플레이부의 회전중심축선을 따라 회전할 수 있도록 또한 열을 주고 받을 수 있도록 배치시켜도 된다. 그리고, 이 히트파이프의 타단부를 디스플레이부 중 외면으로 노출된 부재에 부착하여도 된다.

본 발명의 냉각장치에 있어서도 디스플레이부는 회동기구에 의하여 퍼스널 컴퓨터 본체에 대하여 자유롭게 개폐할 수 있도록 되어 있는데, 특히 이 장치에서는 금속블록이 퍼스널 컴퓨터 본체 혹은 디스플레이부 등 적어도 일측과 자유롭게 착탈할 수 있도록 되어 있기 때문에 퍼스널 컴퓨터 본체와 디스플레이부를 용이하게 분리할 수 있다. 이 경우 상기 금속블록이 퍼스널 컴퓨터 본체에 대하여 자유롭게 착탈할 수 있도록 되어 있으면, 디스플레이부의 히트파이프는 금속블록에 연결된 채로 되어 있으므로 착탈성을 저해하지 않는다.

한편, 퍼스널 컴퓨터 본체를 사용함에 따라 연산처리장치에서 열이 발생하면, 그 열은 금속블록을 통하여 히트파이프의 일단부로 전달된다. 따라서, 히트파이프 중 금속블록측에 배치된 단부가 디스플레이부측에 배치된 단부에 비하여 고온으로 되어 연산처리장치를 열원으로 한 히트파이프 동작이 개시된다.

즉, 작동유체증기가 히트파이프의 컨테이너 내를 금속블록측 단부에서 디스플레이부측 단부로 유동하여 열을 빼앗겨 응축된다. 이와 같이 히트파이프의 응축부로 되는 단부가 디스플레이부 중 외면으로 노출된 부재에 일체로 부착되어 있기때문에, 히트파이프에서 방출되는 열이 디스플레이부의 외부로 효율적으로 방출된다. 따라서 연산처리장치가 효율적으로 냉각된다.

본 발명에서 사용되는 히트파이프는 퍼스널 컴퓨터 내부에 있어서의 발열부분으로 되는 전자소자와 방열부분 사이에 각각 열을 주고 받을 수 있도록 배치되는 퍼스널 컴퓨터 냉각용 편평 히트파이프로서, 편평한 형상으로 된 밀폐 금속관으로 이루어진 컨테이너의 내부에 그 길이방향을 따라서 다수 개의 극세선(極細線)으로된 위크재가 배치되어 있다. 그리고, 상기 위크재가 누름부재에 의하여 상기 컨테이너의 내벽면에 누름고정되어 있다. 이 누름부재로서는 띠형상 부재끼리의 사이에간격을 두고 나선형상으로 감은 스파이럴부재나 편평하고 속이 빈 원통형상으로 된 메시부재나 다수 개의 와이어 등은 들 수 있다.

이 편평 히트파이프에 있어서 전자소자에서 컨테이너의 일단부로 열이 전달되면, 컨테이너 내벽면이나 위크재에 부착된 작동유체가 가열되어 증발된다. 그 작동유체증기는 누름부재 내측의 속이 빈 부분으로 흘러 들어가서 컨테이너 중 내부 압력이 낮은 타단부, 즉 방열부분측에 배치된 단부를 향하여 유동된다. 따라서 누름부재의 내측이 증기유로로 된다. 그리고, 컨테이너의 단부측으로 유동된 그 작동유체증기는 누름부재 단부에 형성된 틈을 통하여 컨테이너 내벽면측으로 빠져 나와 열을 빼앗겨 응축된다.

다시 액상으로 된 작동유체는 위크재의 모세관 압력에 의하여 컨테이너의 증발부측으로 운반된다. 이 경우, 액유로(液流路)로 되는 위크재가 컨테이너의 길이방향에 걸쳐서 배치되어 있고 또한 위크 자체를 구성하고 있는 극세선들 사이의 실효 모세관반경이 매우 작아서 그 펌프작용이 크기 때문에, 가령 톱 히트 모드(top heat mode)라 하더라도 작동유체가 증발부측으로 확실하게 환류된다. 또, 증기류(蒸氣流)와 액류(液流)가 서로 간섭하지 않기 때문에 비산현상이 발생하는 일이 없으므로 열수송 효율이 향상된다.

상기 퍼스널 컴퓨터 냉각장치용 히트파이프의 제조방법으로서는, 우선 누름부재를 소성변형이 가능한 단면이 원형으로 된 파이프재 내부로 축선방향을 따라서 끼워 넣고, 이어서 그 파이프재의 내벽면과 누름부재 사이에 극세선으로 된 위크재를 끼워 넣는다. 그 후, 파이프재 및 누름부재를 파이프재의 반지름 방향으로 눌려변형시켜서 속이 빈 편평한 형상으로 형성한다. 이 때, 파이프재가 누름부재의 권회(卷回) 반지름방향으로 작용하는 탄성력에 의하여 내측을 통해 지지되기 때문에, 특히 파이프재의 상면과 하면의 폭방향에 있어서 거의 중앙부가 길이 방향에 걸쳐서 오목해지는 것을 방지할 수 있다.

상기 목적 및 본 발명의 특징은 명세서 및 도면에 의하여 상세하게 기재된다. 그리나, 도면은 단순히 실례를 나타내는 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 제1실시예는 히트파이프들에 의하여 디스플레이부와 본체를 연결하는 힌지가 구성되어 있는 것이다. 도 1 및 도 3은 본 발명에 관한 노트북(서브 노트북)형 퍼스널 컴퓨터를 나타낸 개략도이다. 이들 도면에 있어서 퍼스널 컴퓨터 본체(10)는, 예를 들면 플라스틱 패널 혹은 탄소 섬유나 마그네슘 합금 등을 소재로하여 형성된 비교적 얇은 직사각형 용기로 이루어지며, JIS(일본 공업 규격)에서의 A5 내지 A4 사이즈 정도의 크기로 되어 있다.

퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 상면부에는 키보드부(11) 및 디스플레이부(12)가 구비되어 있다. 이들 키보드부(11)와 디스플레이부(12)는 각각 퍼스널 컴퓨터 본체(10)측에 형성되어 있는 회동축(13)을 중심으로 소정 범위내에서 자유롭게 회동할 수 있도록 구성됨으로써, 소위 개폐부재로 되어 있다. 즉, 키보드부(11) 및 디스플레이부(12)를 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에서 각각 상측으로 일으켜 열거나 혹은 그 상태에서 퍼스널 컴퓨터 본제(10)측으로 쓰러뜨려 닫을 수 있는 구성으로 되어 있다. 이들 키보드부(11) 및 디스플레이부(12)의 내부에는 이들의 크기와 거의 동일한 치수로 된 전자실드판(EMI)(14)이 장착되어 있다. 이 전자실드판(14)은 노이즈를 차폐하기 위한 알루미늄 박판으로서 일반적인 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 표준 장착되어 있다.

상기 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부의 이분할된 공간 중 앞측 {도 2에서 키보드부(11)측} 에는 착탈식 하드 디스크 드라이브(15), 플로피 디스크 드라이브, 배터리(모두 도시 생략) 등이 수납되어 있다. 여기서, 상술한 키보드부(11)를 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에 대하여 일으켜 세우거나 쓰러뜨리는 동작(개폐동작)은 이들 하드 디스크 드라이브(15)나 배터리 등을 교환하거나 혹은 분리할 때에 이루어진다.

한편, 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내에 형성된 후측 공간의 바닥부에는 평판형상으로 된 알루미늄 블록(16)에 끼워 장착된 제1 히트파이브(17)의 일단부가 배치되어 있으며, 그 상부에는 CPU(18)가 설치되어 있다. 그리고 알루미늄 블록(16)은 CPU(18)와 제1 히트파이프(17)의 접촉성을 향상시키기 위한 것으로서 필요에 따라 설치된다. 그리고, CPU(18)의 상측에는 여러 장의 메인보드(19)(프린트 기판)가 설치되어 있다.

상기 제1 히트파이프(17)의 타단부는 알루미늄 블록(16)측에 배치된 단부에 대하여 거의 직각으로 구부러짐과 아울러 상기 키보드부(11)측의 회동축(13)의 중심축선과 동일한 축선상으로 연장되어 있다. 그리고, 이 제1 히트파이프(17)의 단부는 제2 히트파이프(20)의 윈통형상으로 된 일단부에 회동가능하게 끼워 맞춰져있다. 즉, 제1 히트파이프(17)와 제2 히트파이프(20)의 접속부(21)가 회동축(13)의중심축선과 동일한 축선상에 형성되어 있다. 또한, 상기 접속부(21)에는 2개의 히트파이프의 접촉저항을 줄이면서 열전달을 촉진시키기 위한 적당한 서멀 조인트가 도포되어 있다. 제2 히프파이프(20)의 타단부는 키보드부(2)에 내접되어 있는 전자실드판(14)의 이면(도 1에서 하측)에 열을 주고 받을 수 있도록 밀착된 상태로 배치되어 있다. 또, 여기에서 제1 히트파이프(17) 및 제2 히트파이프(20)는 모두 단면이 원형으로 된 지름이 작은 관이 컨테이너로서 채택되어 있다. 그리고 도시하지는 않았으나, 이들 히트파이프 중 다른 부재와 접촉하지 않는 부분을 단열피막으로 씌워도 된다.

여기서, 히트파이프는 양끝이 막힌 금속 파이프 등의 용기 내부에 진공탈기된 상태에서 물이나 알코올 등과 같은 응축성을 가지는 유체를 작동유체로서 채워 넣은 것으로서, 온도차가 발생함으로써 동작하며 고온부에서 증발한 작동유체가 저온부로 유동되어 방열·응측됨으로서 작동유체의 잠열로서 열수송을 행한다. 그리고, 그 외관상의 열전도율은 구리나 알루미늄 등과 같은 금속과 비교하여 수십배 내지 수백배 정도 뛰어나다. 또한, 필요에 따라 작동유체의 환류를 촉진시키는 위크가 컨테이너 내부에 구비된다.

이어서, 상기한 바와 같은 구성으로 된 냉각장치의 작용에 관하여 설명한다. 본 발명에 관한 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 있어서도 그것을 사용함에 따라 CPU(18)에서 열이 발생한다. 그 열은 알루미늄 블록(16)을 통하여 제1 히트파이프(17)의 일단부로 전달된다. 이 시점에서 제1 히트파이프(17)의 양단부에서 온도차가 발생하기 때문에 자동적으로 제1 히트파이프(17)의 동작이 개시된다. 즉, CPU(18)에서방출된 열에 의하여 컨테이너 내부에 채워 넣어져 있는 작동유체가 증발되고, 그 증기는 온도와 내부압력이 모두 낮은 타단부를 항하여 유동된다. 그 타단부는 상술한 바와 같이 제2 히트파이프(20)의 일단부에 의하여 외측둘레가 둘러싸여 있기 때문에 작동유체가 가지고 있는 열을 제2 히트파이프(20)로 빼앗긴다. 이 경우, 접속부(21)에는 서멀 조인트가 도포되어 있기 때문에 제1 히트파이프(17)에서 제2 히트파이프(20)로 열이 효율적으로 전달된다. 또, 방열되어 액화된 제1 히트파이프(17)의 작동유체는 중력 및 위크에 의하여 증발부측으로 환류된다.

한편, 제2 히트파이프(20) 내부의 작동유체증기도 역시 저온·저압의 타단부, 즉 전자실드판(14)에 배치된 단부로 유동됨으로써 전자실드판(14)으로 열을 빼앗겨 응축된다. 이와 같이 퍼스널 컴퓨터 본제(10) 내부에 설치되는 CPU(18)의 열이 제1 히트파이프(17)와 제2 히트파이프(20)에 의하여 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 외부에 위치하는 전자실드판(14)까지 수송된다. 그리고, 그 열은 전자실드판(14)에서 외부로 방산된다.

이와 같이 이미 설치되어 있는 전자실드판(14)을 제2 히트파이프(20)의 방열면으로서 이용하기 때문에 냉각구조를 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부에 설치하는 데 필요한 공간이 줄어들고 또한 중량이 거의 증가하지 않는다는 이점도 있다. 그리고 상기 전자실드판(14)은 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 외부에 위치하며 그 표면적이 통상 종래의 일반적인 냉각구조에서 핀 등으로 확보되는 방열부 면적에 비하여 몇배나 크기 때문에, 제1 히트파이프(17) 및 제2 히트파이프(20) 내에서의 작동유체의 순환이 활발하게 이루어짐과 아울러 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내에 열이 존재하기 어려우므로 나아가서는 냉각능력을 향상시킬 수 있다. 즉, 냉각능력이 뛰어나면서 소형인 노트북형 퍼스널 킴퓨터의 냉각장치를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 관한 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 있어서도 하드 디스크 드라이브(15)나 배터리 등을 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에 설치하거나 분리하고자 할 때에는 키보드부(11)를 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에서 일으켜 세움으로써 가능하다. 이 경우, 상술한 바와 같이 제1 히트파이프(17)와 제2 히트파이프(20)의 접속부(21)가 키보드부(2)측의 회동축(13)의 중심축선과 동일한 축선상에 형성되어 있기 때문에 아무런 지장없이 키보드부(11)를 일으킬 수 있게 된다. 그리고, 이 제1실시예에서 제2 히트파이프(20)가 배치되어 있지 않은 디스플레이부(12)도 역시 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에서 자유롭게 일으켜 세울 수 있으며 또한 퍼스널 컴퓨터 본체(10)측으로 쓰러뜨릴 수도 있다.

그리고 전자실드판(14)이 회동하는 부재에 설치되어 있는 경우, 히트파이프기구는 상기 제1실시예에서 나타낸 1쌍의 히트파이프로 구성하는 대신 파형관(corrugated pipe) 등과 같이 자유롭게 구부릴 수 있는 히트파이프로 구성하여도 된다.

이어서, 도 4 내지 도 6 그리고 도 35 내지 도 37을 참조하여 본 발명의 제2실시예의 구성에 관하여 설명한다. 그리고 이 제2실시예는 키보드부(11)와 디스플레이부(12)를 용이하게 착탈할 수 있도록 구성한 것으로서, 상기 제1실시예와 동일한 부재에는 같은 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 도 4에서 퍼스널 컴퓨터 본체(10)는 JIS에서의 A5 내지 A4 사이즈 정도의 얇은 직사각형 용기로 되어있다.

이 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 상면부에는 키보드부(11)가 끼워 넣는 등의 수단에 의하여 설치되어 있다. 또, 이 키보드부(11)는 퍼스널 컴퓨터 본체(10)측에 설치한 회동축을 중심으로 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에 대하여 일으켜 세어지거나 쓰러지도록 구성할 수도 있다. 키보드부(11)의 이면측, 즉 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 내부공간측 면에는 전자실드판(14)이 적당한 수단에 의하여 부착되어 있다. 이 전자실드판(14)은, 예를 들면 알루미늄 박판으로 이루어진 것으로서, 여기에서는 후술하는 부착 베이스부(30)의 일부로서 형성되어 있다.

그리고, 전자실드판(14)의 이면부에는 메인보드(19)의 상면부에 설치된 CPU(18)가 열을 주고 받을 수 있도록 밀착되어 있다. 또한, 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부의 그 외 공간에는 착탈식 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, 배터리, 증설메모리 등(모두 도시생략)이 설치되어 있다.

상기 전자실드판(14)의 일측 가장자리부는 도 5에서 우측에 나타나 있는 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 벽판과 동일한 면에 맞춰서 거의 직각을 이루며 하측으로 구부러져 있으며, 이 구부러진 부분이 부착 베이스부(30)로 되어 있다. 그리고, 퍼스널 컴퓨터 본체(10)는 벽판의 일부가 미리 잘라진 형상으로 성형되어 있다. 또한, 전자실드판(14)의 부착 베이스부(30)에는 그 폭방향으로 소정 간격을 두고 여러 개의 관통구멍이 형성되어 있으며, 특히 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 내측면에는 각 관통구멍의 위치에 대응하여 금속제 너트(60)가 용접 등의 수단으로 부착되어 있다.

그리고, 이 부착 베이스부(30) 중 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 외측을 향하는 면에는 파이프 지지구(22)가 부착되어 있다. 이 파이프 지지구(22)는, 예를 들면 대략 직사각형의 평판형상으로 된 알루미늄 블록으로 이루어지며, 히트파이프(50)의 컨테이너의 단면형상을 닮은 거의 원형으로 된 협지부(挾持部 : 끼워 지지하는 부)(22a)와. 그 하측으로 이어지는 도통용 슬릿부(22b)가 그 폭방향에 걸쳐서 형성되어 있다. 상기 협지부(22a)에 히트파이프(50)의 중간부(50a)가 끼워 넣어져서 회전이 자유롭도록 지지되어 있다. 또한, 파이프 지지구(22) 중 히트파이프(50)가 미끄럼이동하는 협지부(22a)에는 습윤 알루마이트 가공이 실시되어 있다. 또는 이를 대신하여 적당한 페이스트 형상의 서멀 조인트(22c)를 도포하여도 된다.

그리고, 도 6에서의 우측면에서 파이프 지지구(22)로 볼트(61)를 관통시켜 너트(60)와 체결함으로써, 파이프 지지구(22)와 전자실드판(14)이 단단하게 부착됨과 아울러 히트파이프(50)의 직관(直管)형상으로 된 부분의 외측둘레부를 회전가능하게 끼워 지지하도록 되어 있다. 또한 히트파이프(50)로서는, 예를 들면 외경(外徑)이 4mm 정도이며, 경질 크롬 도금된 구리제 컨테이너에 순수(純水)를 작동유체로서 채워 넣은 것을 채택할 수 있다.

디스플레이부(12)는 액정패널로 이루어진 화면(23)을 한쪽 면에 구비한 대략 평판형상으로 된것으로서, 특히 화면(23)의 가장자리부를 따라서 외벽면이 오목하게 들어간 형상으로 되어 있다. 그리고, 히트파이프(50)의 선단부(상단부)측이 그 오목한 부분을 따라 끼워 넣어져서 배치되며, 또한 적당한 수단으로 디스플레이부(12)에 일체로 부착되어 있다. 즉, 디스플레이부(12)의 외면측으로 히트파이프(50)가 노출된 상태에서 양자가 유니트화되어 있다. 또 히트파이프(50)는 디스플레이부(12)의 내벽면을 따라서 직접 장착하여도 된다. 또한 히트파이프(50)중 파이프 지지구(22)측의 단부는 디스플레이부(12)의 아래 가장자리에 설치된 2개의 걸림부를 관통하고 있다.

따라서, 히트파이프(50)의 파이프 지지구(22)에 끼워 지지된 부분을 회동축으로 하여 디스플레이부(12)가 키보드부(11) 위를 덮어 씌우도록 쓰러뜨리거나 그상태에서 일으켜 세울 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기한 바와 같이 전자실드판(14) 및 파이프 지지구(22)가 알루미늄으로 형성됨과 아울러 볼트(61)와 너트(60)도 금속제로 되이 있기 때문에, 파이프 지지구(22)의 CPU(18)가 열을 주고 받을 수 있도록 되어 있으며, 또한 파이프 지지구(22)와 히트파이프(50)가 열을 주고 받을 수 있도록 되어 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성된 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 있어서 퍼스널컴퓨터 본체(10)에서 디스플레이부(12)를 분리하고자 할 경우에는 드라이버 등의 공구를 사용하여 각 볼트(61)를 풀어서 파이프 지지구(22)를 빼내면 된다. 즉, 디스플레이부(12)와 히트파이프(50)와 파이프 지지구(22)는 소위 유니트화되어 있음에 비하여, 전자실드관(14)은 퍼스널 컴퓨터 본체(10)와 일체로 되어 있기 때문에 파이프 지지구(22)와 전자실드판(14)를 분리시킴으로써 퍼스널 컴퓨터 격체(10)에서 디스플레이부(12)가 분리된다. 또한, 당연히 파이프 지지구(22)를 통하여 각 볼트(61)와 각 너트(60)를 체결하면 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에 디스플레이부(12)를 부착할 수 있다.

이어서 CPU(18)의 냉각에 대하여 그 작용을 설명하면, 상기한 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 있어서도 그것을 사용함에 따라 CPU(18)에서 열이 발생한다. 이 때, 디스플레아부(12)는 통상 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에서 일으켜 세워진 상태로 되어있다. CPU(18)에서 방출된 열은 전자실드판(14)으로 전달되어 다시 너트(60) 및 볼트(61)와 파이프 지지구(22)로 전달된다. 그리고 그 열은 다시 파이프 지지구(22)에서 히트파이프(50)의 일단부로 전달된다. 이 시점에서 히트파이프(50)의 양단부에서 온도차가 발생하여 자동적으로 그 동작이 개시된다.

즉, 컨테이너의 내부 중 파이프 지지구(22)에 끼워 지지된 부분에서 액상의 작동유체가 가열되어 증발되고, 그 증기는 히트파이프(50) 중 디스플레이부(12)에 배치된 단부를 향하여 유동된다. 상기한 바와 같이 디스플레이부(12)가 일으켜 세워진 상태로 되어 있기 때문에 히트파이프(50)는 응축부에 대하여 증발부가 하측에 위치한 보텀 히트 모드(bottom heat mode)로서 동작한다. 상기 작동유체 증기는 히트파이프(50)의 디스플레이부(12)에 배치된 단부에서 외기로 열을 빼앗겨 응축된다.

상기한 바와 같이, 히트파이프(50)의 디스플레이부(12)에 배치된 단부는 디스플레이부(12)의 외벽면을 따라서 부착되어 있기 때문에, 히트파이프(50)에서 방출되는 열의 대부분은 그대로 외기중으로 방산되며 또한 그 외의 열은 디스플레이부(12)의 외벽면으로 전달된다. 그리고, 이 히트 싱크(heat sink)로서 작용하는 디스플레이부(12)의 외벽면이 비교적 넓은 면적으로 되어 있고 또한 외기와 직접 접해 있기 때문에 디스플레이부(12) 내부에 열이 존재하지 않으므로 CPU(18)가 효율적으로 냉각된다. 또한, 방열되어 액화되어 작동유제는 중력에 의하여 히트파이프(50) 중 파이프 지지구(22)측에 배치된 단부를 향하여 신속하게 환류되어 전자실드판(14)이나 파이프 지지구(22)를 통하여 전달되는 CPU(18)의 열에 의해 다시 가열된다.

이와 같이 히트파이프(50)의 응축부측이 디스플레이부(12)의 외부로 노출되어 있기 때문에 작동유체의 순환이 활발하게 이루어질 뿐만 아니라 방출열이 디스플레이부(12)에 존재하기 어려워진다. 그 결과, CPU(18)를 효율적으로 냉각할 수 있게 된다. 또한, 항상 설치되는 전자실드판(14)의 일부를 부착 베이스부(30)로서 가공하였기 때문에 소형화 및 경량화를 달성할 수 있게 된다.

또한, 파이프 지지구(22)와 부착 베이스부(30)를 볼트(61)와 너트(60)를 채결함으로써 착탈할 수 있으며, 특히 볼트(61)의 머리부측이 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 외측은 향하고 있기 때문에 디스플레이부(12)와 퍼스널 컴퓨터 본체(10)를 용이하게 부착하거나 분리할 수 있다. 따라서 퍼스널 컴퓨터의 기능을 용이하게 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 상기 제2실시예에서는 전자실드판(14)과 부착 베이스부(30)를 일체화한 구성으로 하였으나, 본 발명은 제2실시예로 한정되는 것이 아니며, 중요한 것은 퍼스널 컴퓨터가 통상적인 사용상태에서 파이프 지지구(22)와 CPU(18)가 열을 주고 받을 수 있도록 되어 있으면 되므로, 예를 들어 부착 베이스부(30)는 알루미늄 블록 등으로 이루어진 전화실드판(14)과 별도로 구성하거나 혹은 CPU(18)의 케이스에 파이프 지지구(22)를 직접 부착하는 구성으로 하여도 된다. 또 상기 제2실시예에서는 파이프 지지구(21)를 퍼스널 컴퓨터 본체(10)측과 착탈시킬 수 있는 구성으로 하였으나, 이 파이프 지지구(22)를 퍼스널 컴퓨터 본제(10)측에 부착하여 디스플레이부(12)에 대하여 부착하거나 분리하는 구성으로 하여도 된다. 또한, 히트파이프(50) 자체를 회동축으로 하였으나 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 35 내지 도 37은 도 4 내지 도 6에 도시된 힌지부의 변형을 보여준다.

도 35 내지 도 37에 도시된 힌지부는 또한 도 2 내지 도 3에 도시된 힌지부와 유시한데, 상기 도면에서 제1 히트파이프는 두 개의 단부를 구비하고 있되, 일단부는 CPU에 연결되어 있고, 타단부는 제2 히트파이프에 연결되어 있다.

도 3에서 제2 히프파이프는 제1 히트파이프의 일단부를 감싸면서 힌지를 형성하며, 제2 히트파이프의 타단부는 키보드부(11) 아래에서 열을 방산한다.

본 변형에서는 도 35 내지 도 37에 도시된 바와 같이, 히트파이프(50)는 디스플레이부(12)를 따라 끝나는 일단부(100)와 그 타단부인 힌지단부(102)를 구비하되, 힌지에서 끝나면서 힌지(110)의 한 파트를 형성한다.

또 다른 히트파이프(104)는 그 일단부에서 CPU(18)로 연결된다. 히트파이프(104)의 타단부는 힌지(110)에서의 힌지단부(106)에서 끝난다.

히트파이프(104)의 힌지단부(106)는 힌지(110)를 형성하기 위하여 히트파이프(50)의 힌지단부(102) 내부로 삽입되는데, 상기 힌지(110)에 의해 디스플레이부(12)는 컴퓨터 본체(10)에 대하여 힌지(110)를 중심으로 회전가능하게된다.

작동시, 히트파이프(104)내의 유체는 CPU(18)근처에서 증발한다. 그 후 증기는 히트파이프(104)의 힌지단부(106)로 흘러가서 응축된다. 히트파이프(104)의 힌지단부(106)로부터 흐르는 열에너지는 히트파이프(50)의 힌지단부(102)로 흘러 히트파이프(50)내의 유체를 증발시킨다.

히트파이프(50)내에서 증발된 유체는 히트파이프(50)의 디스플레이부측 단부(100)로 흘러가는데, 거기서 응축되고, 열에너지는 주위로 방산된다.

이이서, 본 발명에 관한 제3실시예의 구성을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 제3실시예는 히트파이프로서 편판형으로 된 것을 채택하여 그 응축면을 퍼스널 컴퓨터 본체(10)로 노출시켜 배치한 것을 나타낸 것이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 상면에는 키보드부(도시생략) 및 디스플레이부(12)가 구비되어 있다. 이 디스플레이부(12)는 퍼스널 컴퓨터 본체(10)측에 형성되어 있는 회동축(13)을 중심으로 소정 범위내에서 자유롭게 회동할 수 있도록 구성됨으로써, 소위 개폐부재로 되어 있다. 이 디스플레이부(12) 및 키보드부의 내부에는 이들과 거의 동일한 치수로 된 전자실드판(14)이 장착되어 있다.

상기 퍼스널 컴퓨터 본체(1()) 내의 이분할된 공간 중 앞측에는 착탈식 하드디스크 드라이브(15), 플로피 디스크 드라이브, 배터리(모두 도시 생략) 등이 수납되어 있다. 한편, 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내에 형성된 후측 공간 {도 7에서 디스플레이부(12)측} 의 바닥부에는 고정용 스프링(31)을 통하여 평판형 히트파이프(51)가 설치되어 있다. 이 평판형 히트파이프(51)는 속이 빈 평판형상으로 된 밀폐 직사각형 용기의 내부에 작동유체를 채워 넣은 것으로서, 이 제3실시예에서는 후술하는 바와 같이 톱 히트 모드로서 사용되기 때문에 모세관 압력에 의하여 액상 작동유체를 빨아 올리는 위크(32)가 컨테이너 내벽면의 거의 전역에 걸쳐서 구비되어 있다.

한편, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 평판형 히트파이프(51)의 컨테이너 중상측면에는 발열원으로 되는 CPU(18)가 적당한 수단에 의하여 설치되어 있다. 즉, 이 면이 평판형 히트파이프(51)의 증발면(33)으로 된다. 한편, 상기 평판형 히트파이프(51)의 컨테이너 중 하측면에는 그 단면이 오목형상과 볼록형상을 반복하여 형성되어 있고, 그 블록현상으로 된 부분이 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 바닥부의 일부 절개된 부분을 통하여 그 바닥면으로 노출되며, 바람직하게는 동일만 면 위에 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 외부로 노출되어 있다. 다시 말하면, 평판형 히트파이프(51)의 응축면(34)에 의하며 퍼스널 컴퓨티 본체(10) 바닥면의 일부가 형성되어 있다. 또한, CPU(18)의 상측에는 여러 장의 메인보드(19)가 설치되어 있다.

이어서, 상기한 바와 같이 구정된 냉각장치의 작용을 설명한다. 상기한 노트북형 퍼스널 컴퓨터에서도 그것을 사용함에 따라 CPU(18)에서 열이 발생한다. 그 열은 하측에 설치된 평판형 히트파이프(51)의 컨테이너로 전달된다. 이 시점에서 평판형 히트파이프(51)의 컨테이너에서 국소적인 온도차가 발생함과 동시에 자동적으로 동작이 개시된다.

즉, 평판형 히트파이프(51)의 증발면(33) 내벽에 부착된 액상 작동유체가 CPU(18)에서 방출된 열에 의하여 증발되고, 그 증기는 온도와 내주압력이 모두 낮은 응축면(34)측을 향하여 유동된다. 이 응측면(34)은 상술한 바와 같이 퍼스널 컴퓨터 본체(10)에서 외부로 노출되어 있으며 또한 표면적이 크게 형성되어 있기 때문에 이 응축면(34)측으로 흘러 들어온 작동유체는 효율적으로 냉각된다. 즉, 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부에 설치되는 CPU(18)의 열이 평판형 히트파이프(51)에 의하여 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 외부로 방출된다. 그리고, 방열되어 액화된 작동유체는 위크(32)에 의하여 증발면(33)측으로 빨아 올려져서 다시 가열된다.

이와 같이 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부에 설치되는 평판형 히트파이프(51)중 응축면(34)이 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 외부로 노출되도록 구성되어 있기 때문에, 작동유체의 순환이 활발하게 이루어짐과 아울러 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부에 열이 존재하지 않게 되므로 종래의 냉각구조와 비교하여 냉각능력이 향상된다. 또, 종래 구비되어 있었던 핀이 불필요해짐과 아울러 상기 응축면(34)이 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 바닥부와 동일한 면 위에 형성되어 있기 때문에 냉각을 위한 구조를 작게 할 수 있다. 다시 말하면 냉각능력이 뛰어나면서 소형인 노트북형 퍼스널 컴퓨터를 얻을 수 있다.

이어서, 본 발명에 의한 퍼스널 컴퓨터 냉각장치용 히트파이프가 편평한 형상으로 형성된 예에 대하여 설명한다. 도 9는 편평 히트파이프(53)의 외관을 나타낸 사시도로서, 이 편평 히트파이프(53)는 그 일례로서 두께가 0.4mm 내지 0.5mm 정도인 동관(銅管)을 소재로 하여 폭이 3mm 내지 30mm 정도이며 높이가 2mm 내지 4mm 정도인 속이 빈 편평한 형상으로 된 컨테이너(54)의 내부에 순수를 작동유체로서 채워 넣은 것이다.

이 편형 히트파이프(53)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부에 설치되어 있으며, 그 응축부(35)측의 단부는 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 내측 바닥부에 이미 설치된 금속제 섀시(36)의 상면부로 열을 전달할 수 있도록 배치되어 있다. 또, 컨테이너(54)의 타단부 {증발부(39)} 측 상면부에는 발열부분인 초소형 연산처리장치(CPU)(26)가 열을 주고 받을 수 있도록 설치되어 있다. 그리고, 이 CPU(26)는 상기 섀시(36)에 비하여 퍼스널 컴퓨터 본체(10) 내부에 있어서 높은 위치에 설치되어 있다. 그리고, 방열부분의 다른 예로서는 금속제로 된 각종 커넥터나 전자실드판, 배터리, 퍼스널 컴퓨터 본체(10)의 마그네슘제 케이스 등과 같은 노트북형 혹은 서브 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 표준 장착되는 부재로 할 수 있다.

이하, 상기 컨테이너(54)의 내부구성에 관한 예를 나타낸다. 도 10 및 도 11 에 나타낸 제4실시예의 구성에서는, 컨테이너(54) 내부의 폭방향에서 거의 중앙위치에 위크 고정용 스파이럴부재(37)가 컨테이너(54)의 길이방향을 따라서 배치되어 있다. 이 스파이럴부재(37)는, 그 일례로서 두께가 0.1mm 내지 0.3mm 정도이며 폭이 0.5mm 내지 1.0mm 정도인 인청동(phosphor bronze)으로 된 테이프재를 높이가 1.0mm 내지 3.0mm 정도이며 폭이 컨테이너(54) 폭의 ⅔ 정도인 직사각형을 이루며 또한 서로 0.5mm 내지 2.0mm 정도의 틈(간격)(100)을 형성한 속이 빈 나선형상으로 감은 것이다. 그리고, 이 스파이럴부재(37)는 그 상부 외면과 하부 외면이 각각 컨테이너(54)의 내벽면과 직접 접촉한 상태로 되어 있다. 또한, 스파이럴부재(37)의 다른 예로서는 단면이 타원형으로 된 구리 테이프나 알루미늄 테이프를 원형으로 감고, 특히 그 길이방향에서의 양단부측에만 틈을 형성한 것 등을 들 수 있다.

상기 컨테이너(54)의 내부에서 스파이럴부재(37)의 양옆 공간에는 다수 개의위크(32)가 그 길이방향을 따라서 가득 채워 넣어져 있다. 이 위크(32)로서는, 예를 들면 직경이 0.02mm 내지 0.1mm 정도인 매우 얇은 동선(銅線)이 채택되어 있다. 또한, 동선 대신에 구리 도금한 탄소섬유를 사용하면 경량화를 도모할 수 있다. 그리고, 이들 위크(32)는 스파이럴부재(37)의 좌우 양측면부에 의하여 컨테이너(54)의 내벽 중 측면에 누름고정되어 있다. 이 경우, 인청동으로 된 스파이럴부재(37)의 권회 반지름방향으로 작용하는 탄력성이 크기 때문에 위크(32)가 흩어지지 않고 소정 장소에 양호하게 고정된다.

또한, 위크(38)는 컨테이너(54)의 내벽면에 누름고정된 상태로 그 길이방향을 따라서 배치되어 있기만 하면 되므로, 예를 들면 컨테이너(54) 내부에서 스파이럴부재(37)의 한쪽 공간에만 위크(38)를 끼워 넣은 것으로 하여도 좋다.

이어서, 도 12 내지 도 14를 참조하여 상기한 바와 같이 구성된 편평 히트파이프(53)의 작용에 관하여 설명한다. 우선, 퍼스널 컴퓨터 본체(10)를 사용함에 따라 CPU(26)에서 발생한 열이 편평 히트파이프(53)의 컨테이너(54) 중 상면부로 전달된다. 컨테이너(54)의 내벽면이나 위크(38)는 이미 작동유체(40)에 의하여 젖은 상태로 되어 있기 때문에 CPU(26)를 열원으로 한 히트파이프 동작이 신속하게 개시된다.

즉, 편평 히트파이프(53)의 CPU(26)측 단부내에서 발생한 증기가 스파이럴부재(37)의 틈(100)을 통하여 내측 공간내로 흘러 들어가서 내부압력이 낮은 섀시(36)의 배치된 단부로 유동된다. 따라서 스파이럴부재(37)의 내측이 증기유로고 된다. 그 작동유체증기는 다시 스파이럴부재(37)의 타단측에 형성된 틈(100)을통하여 빠져 나와 컨테이너(54)의 벽면에서 열을 빼앗겨 응축된다. 다시 말하면, 이 단추에서 섀시(36)로 CPU(26)에 의하여 발생한 열이 전달된다.

따라서 편평 히트파이프(53) 중 섀시(36)에 배치된 단부가 응축부(35)로 되고 CPU(26)측에 배치된 단부가 증발부(39)로 되는데, 이 경우 응축부(35)에 비하여 증발부(39)가 높이 위치하고 있기 때문에 히트파이프의 동작상태는 톱 히트 모드로 되어 있다. 다시 액상으로 된 작동유체(40)는 위크(38)로 빨아 올려져서 증발부(39)측으로 운반된다. 이와 같이 워크(38)가 액유로로서 작용하는데, 상기한 바와 같이 위크(38)가 다수 개의 극세선으로 이루어져서 소위 펌프력이 크고 컨테이너(54)의 길이방향에 걸쳐서 배치되어 있기 때문에 상측 증발부(39)로 작동유체(40)가 확실하게 환류된다.

그리고, 그 만큼의 작동유체(40)는 스파이럴부재(37)와 컨테이너(54) 벽면사이나 틈(100)을 형성하는 테이프재의 가장자리부 사이에 발생하는 메니스커스(meniscus)에 따른 모세관 압력에 의하여 위크(38)측에서 스파이럴부재(37)를 따라서 컨테이너(54)의 내측둘레 방향으로 보내진다. 즉, 액상작동유체(40)가 증발부(39)의 넓은 범위로 원활하게 공급된다. 따라서 작동유체(40)에 의한 열수송 사이클이 활발하게 이루어지며, 그 결과 CPU(26)가 효율적으로 냉각된다.

이와 같이 상기한 편평 히트파이프(53)에서는 증기유로와 액유로가 분리되어 있을 뿐만 아니라 위크(38)에 의한 작동유제(40)의 환류능력도 뛰어나기 때문에, 치수 등과 같은 휴대형 퍼스널 컴퓨터 냉각용 히트파이프에 요구되는 여러가지 요건을 충족시킴과 아울러 톱 히트 모드나 경사진 상태에서의 동작시에도 뛰어난 열수송 능력을 얻을 수 있으며, 나아가서는 종래의 일반적인 편평 히트파이프와 비교하여 CPU(26)의 냉각능력을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 컨테이너(54) 및 그 내부에 끼워 넣어진 부재가 모두 적당하게 가요성을 지니고 있기 때문에 발열부분과 방열부분의 레이아웃에 맞춰서 변형시킬 수도 있다.

이어서, 도 10 및 도 11에 나타낸 제4실시예의 편평 히트파이프(53)용 컨테이너의 제조순서에 관하여 설명한다. 그리고, 상기한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 우선, 도 15에 나타낸 바와 같이 컨테이너(54)의 재료로서 단면이 원형으로 된 파이프(41)를 준비한다. 이 파이프(41)는 두께가 0.4 mm 내지 0.5mm 정도인 동관이다. 이어서, 미리 직사각형으로 된 속이 빈 나선형상으로 깍아 둔 스파이럴부재(37)를 상기 파이프(41)의 내부로 축선방향을 따라서 끼워 넣는다.

그리고, 이 스파이럴부재(37)와 파이프(41) 내벽면 사이에 형성된 공간에 위크(38)가 끼워 넣어진다. 이 때, 파이프(41)가 미리 편평한 형상으로 성형된 것이 아니라 원형으로 되어 있기 때문에 삽입부의 트인구멍이 비교적 크게 형성되므로 직경 0.02mm 내지 0.1mm 정도의 극세선으로 된 위크(38)라 하더라도 다수 개를 지장없이 끼워 넣을 수 있다. 또한, 위크(38)와 스파이럴부재(37)를 끼워 넣는 순서를 반대로 하여도 되며 또한 상기 각 부재는 사용에 앞서 탈지 및 세정되어 있다.

이어서, 위크(38) 등이 끼워 넣어진 파이프(41)가 압력으로 변형되는 공정으로 보내진다(도 16 참조). 이 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할수 있는데, 예를 들면 하측을 고정한 상태로 파이프(41)를 설치하여 두고 그 상면부측을 길이방향을 따라서 균일하게 스파이럴부재(37)를 약간 변형시키는 정도까지 눌러 변형시킨다.

그러면, 위크(38)가 스파이럴부재(37)의 앙측면에 의하여 컨테이너(54)의 측벽부로 서서히 눌려서 마침내는 고정된다. 또, 이 파이프(41)를 눌러 변형시킬 때에 권회방향으로 작용하는 탄성이 풍부한 스파이럴부재(37)에 의하여 컨테이너(54)가 그 내측을 통해 지지되기 때문에, 특히 도 17에 나타낸 바와 같이 파이프(41)의 상면과 하면(평면부분)의 폭방향에 있어서 그 중앙이 길이방향에 걸쳐서 오목해지는 일없이 속이 빈 편평한 형상으로 된 컨테이너(54)를 용이하게 제조할 수 있다.

그리고 도시하지는 않았으나, 편평한 형상으로 눌린 파이프(41)의 양 트인구멍의 끝을 용접 등과 같은 수단으로 밀폐함과 아울러 진공탈기된 상태에서 작동유체(40)로서 소정량의 순수를 채워 넣음으로써 모든 공정이 완료된다. 또한, 이 히트파이프화를 위한 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할 수 있다. 상기한 바와 같이 각 부재의 재료로서 구리계 금속이 사용되기 때문에 용이하게 성형할 수 있다는 이점도 있다.

이와 같이 상기한 제조방법에 의하면 열수송 능력이 뛰어난 휴대형 퍼스널 컴퓨터 냉각용 편평 히트파이프를 효율적으로 제조할 수 있다.

또한 상기한 제조공정에서는 직사각형으로 된 속이 빈 나선형상으로 감긴 스파이럴부재(27)를 나타냈으나, 이 스파이럴부재(37)의 형상은 예를 들면 원형으로 된 속이 빈 나선형상으로 감긴 것(즉, 거의 원통형상) 등으로 하여도 된다.

그리고 도 18 및 도 19에 나타낸 제5실시예의 구성에 있어서, 컨테이너(54)내부와 폭방향에서 거의 중앙위치에는 지름이 큰 선조체(線條體)로 된 다수 개의 와이어(65)가 컨테이너(54)의 내벽면 중 상면부와 하면부에 각각 접촉한 상태로 그 길이방향을 따라서 배치되어 있다. 이 와이어(65)는, 그 일례로서 구리로 이루어지며 직경이 0.3mm 내지 1.0mm이다. 또, 컨테이너(54) 내부에 있어서 와이어(65)의 양옆 공간에는 다수 개의 위크(38)가 그 길이방향을 따라서 가득 채워 넣어져 있다. 이 위크(38)로서는, 예를 들면 직경이 0.05mm 내지 0.2mm 정도인 매우 얇은 구리제 와이어가 채택되어 있다. 또한, 이 위크(38) 및 지름이 큰 선조체로 된 와이어(65)는 모두 구리제 와이어 대신에 구리 도금한 탄소섬유를 사용할 수도 있다.

또한 위크(38)는 흩어지지 않은 상태로 컨테이너(54)의 길이방향을 따라서 배치되어 있기만 하면 되므로, 예를 들면 와이어(65)를 컨테이너(54)의 한쪽 편으로 모아 배치하고 이 와이어(65)와 컨테이너(54) 사이에 형성된 공간에 위크(38)를 가득 채워 넣은 것으로 하여도 된다.

또 18 및 도 19에 나타낸 제5실시예의 편평 히트파이프(53)의 작용에 관하여 설명한다. 우선, 퍼스널 컴퓨터 본체(10)를 사용함에 따라 CPU(26)에서 발생한 열이 편평 히트파이프(53)의 컨테이너(54) 중 상면부로 전달된다. 컨테이너(54)의 내벽면이나 위크(38) 및 와이어(65)는 이미 작동유체에 의하여 젖은 상태로 되어 있기 때문에 CPU(26)를 열원으로 한 히트파이프 동작이 신속하게 개시된다.

즉, 편평 히트파이프(53)의 CPU(26)측 단부내에서 발생한 증기는 워크(38)들의 사이에 비하여 실효 모세관반경이 큰 와이어(65)들의 사이에 형성된 틈으로 흘러 들어가서 내부압력이 낮은 섀시(36)에 배치된 단부를 향하여 유동된다. 따라서, 일군의 와이어(65) 내측 {와이어(65)들 사이에 형성된 틈} 이 증기유로로 된다. 그 작동유체증기는 다시 와이어(65)의 타단측에 형성된 틈을 통하여 빠져 나와 컨테이너(54)의 벽면에서 열을 빼앗겨 응축된다. 결국, CPU(26)에서 발생한 열이 이 단부에서 섀시(36)로 전달된다.

따라서 편평 히트파이프(53) 중 섀시(36)에 배치된 단부가 응축부(35)로 되고 CPU(26)측에 배치된 단부가 증발부(39)로 되는데, 이 경우 응축부(35)에 비하여 증발부(39)가 높이 위치하고 있기 때문에 히트파이프의 동작상태는 톱 히트 모드로 되어 있다. 한편, 다시 액상으로 되어 컨테이너(54)의 벽면이나 일군의 와이어(65)에 부착된 작동유체는 위크(38)로 빨아 올려져서 증발부(39)극으로 운반된다.

이와 같이 워크(38)가 액유로로서 작용하는데, 상기한 바와 같이 워크(38)가 다수 개의 극세선으로 이루어져서 소위 펌프력이 크고 컨테이너(54)의 길이방향에 걸쳐서 배지되어 있기 때문에 상측 증발부(39)로 작동유체가 확실하게 환류된다. 그리고, 환류된 작동유체는 컨테이너(54)의 내측 바닥부나 일군의 위크(38) 내부에서 증발되어 일군의 와이어(65)측으로 흘러 들어감으로써 상기한 바와 같은 사이클을 계속한다. 그 결과, CPU(26)가 효율적으로 냉각된다.

이와 같이 상기한 편평 히트파이프(53)에서는 증기유로와 액유로가 분리되어 있을 뿐만 아니라 위크(38)에 의한 작동유체의 환류능력도 뛰어나기 때문에, 치수등과 같은 휴대형 퍼스널 컴퓨터 냉각용 히트파이프에 요구되는 여러가지 요건을 충족시킴과 아울러 톱 히트 모드나 경사진 상태에서의 동작시에도 뛰어난 열수송능력을 얻을 수 있으며, 나아가서는 종래의 일반적인 편평 히트파이프와 비교하여 CPU(26)의 냉각능력을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 컨테이너(54) 및 그 내부에 끼워 넣어진 부재가 모두 적당하게 가요성을 지니고 있기 때문에 발열부분과 방열부분의 레이아웃에 맞춰서 변형시킬 수도 있다.

여기서, 상기 제5실시예에 나타낸 편평 히트파이프(53)용 컨테이너의 제조순서에 관하여 설명한다. 우선, 컨테이너(54)의 재료로서 단면이 원형으로 된 파이프(41)를 준비한다. 이 파이프(41)는 두께가 0.4mm 내지 0.5mm 정도인 동관(銅管)이다. 이어서, 다수 개의 와이어(65)를 파이프(41) 내부로 축선방향을 따라서 끼워 넣는다. 또한, 상기 와이어(65)는 도 20에 나타낸 바와 같이 파이프(41)의 상면부와 하면부에 각각 접촉한 상태로 파이프(41)의 폭방향에 있어서 중앙부에 배치된다.

그리고. 이 와이어(65)와 파이프(41) 내벽부 사이에 형성된 공간에 위크(38)를 가득 채워 넣는다. 이 때, 파이프(41)가 편평한 형상이 아니라 원형으로 되어 있기 때문에 삽입부의 트인구멍이 비교적 크게 형성되므로 직경 0.05mm 내지 0.2mm 정도의 매우 얇은 위크(38)라 하더라도 다수 개를 지장없이 끼워 넣을 수 있다. 또한, 위크(38)와 와이어(65)를 끼워 넣는 순서를 반대로 하여도 되며 또한 상기 각부재는 미리 탈지 및 세정되어 있다.

이어서, 위크(38)등이 끼워 넣어진 파이프(41)가 압력으로 변형되는 공정으로 보내진다(도 21 참조). 이 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할 수 있는데, 예를 들면 하측을 고정한 상태로 파이프(41)를 설치하며 두고 그 상면부측을 길이방향을 따라서 균일하게 일군의 와이어(65) 및 위크(38)를 함께 눌러 변형시킨다. 즉, 위크(38)들을 서로 연결하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 눌러 변형시킨다. 그러면, 각 위크(38)와 각 와이어(65)가 각각 컨테이너(54)의 폭방향으로 서서히 밀려 그 범위가 확대된다. 이 때, 와이어(65)에 의하여 파이프(41)가 그 내측을 통해 지지되기 때문에, 특히 도 22에 나타낸 바와 같이 파이프(41)의 상면과 하면(평면부분)의 폭방향에 있어서 그 중앙이 길이방향에 걸쳐서 오목해지는 일없이 속이 빈 편평한 형상으로 된 컨테이너(54)를 확실하게 제조할 수 있다. 또한 눌러 변형시키는 방향이 상기한 바와 같이 되어 있기 때문에, 다시 말하면 와이어(65)와 위크(38)를 적층시킨 상태에서 눌러 변형시키는 것이 아니기 때문에 와이어(65)들 사이에 형성된 틈으로 위크(38)가 물려 들어가서 양자가 서로 섞이는 것을 방지할 수 있다. 따라서 증기유로와 액유로가 확실하게 형성된다.

그리고 도시하지는 않았으나, 편평한 형상으로 눌린 파이프(41)의 양 트인구멍의 끝을 용접 등과 같은 수단으로 밀폐함과 아울러 진공탈기된 상태에서 작동유체로서 소정량의 순수를 채워 넣음으로써 모든 공정이 완료된다. 또한, 이 히트파이프화를 위한 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할 수 있다. 상기한 바와 같이 각 부재의 재료로서 구리계 금속이 사용되기 때문에 용이하게 성형할 수 있다는 이점도 있다.

그리고 도 23 및 도 24에 나타낸 제6실시예의 구성에 있어서, 컨테이너(54)의 내부에는 극세선의 결속체로 된 위크(38A)가 길이방향을 따라서 배치되어 있다. 또한, 이 제6실시예에서 위크(38A)는 3개가 설치되어 있는데, 그 중 1개는 컨테이너(54)의 폭방향에 있어서 거의 중앙부에 배치되고 나머지 2개는 앙측면에 눌린 상태로 배치되어 있다. 그리고, 각 위크(38A)는 컨테이너(54)의 내벽 상면부와 하면부에 끼워져서 고정되어 있다.

이 위크(38A)로서는, 예를 들면 직경이 0.02mm 내지 0.2mm 정도인 다수 개의 매우 얇은 동선의 외측둘레부를 동일한 매우 얇은 동선으로 길이방향에 있어서 소정 간격을 두고 묶은 것이다. 또한, 동선 대신에 구리 도금한 탄소섬유를 사용하면 경량화를 도모할 수 있다.

상기 컨테이너(54)의 내벽면에는 그 길이방향에 걸쳐서 연장되는 스파이럴형상(나선형상)으로 된 그루브(70)가 형성되어 있다. 이 그루브(70)는 컨테이너(54)의 양단부에만 형성되어 있어도 된다. 여하튼 상기 그루브(70)는 각 위크(38A)와 교차하고 있다.

이어서, 도 23 및 도 24에 나타낸 제6실시예의 편평 히트파이프(53)의 작용에 관하여 설명한다. 우선 퍼스널 컴퓨터 본체(10)를 사용함에 따라 CPU(26)에서 열이 발생하면, 그 열이 편평 히트파이브(53)외 컨테이너(54) 중 상면부로 전달됨으로써 히트파이프 동작이 개시된다. 즉, 편평 히트파이프(53)의 CPU(26)측 단부내에서 발생한 증기가 각 위크(38A)들 사이에 형성된 공간으로 흘러 들어가서 내부압력이 낮은 섀시(36)에 배치된 단부를 향하여 유동된다. 이와 같이 컨테이너(54) 내의 위크(38A)와 위크(38A) 사이가 증기유로로 된다. 그 작동유체증기는컨테이너(54)의 벽면에서 열을 빼앗겨 응축된다.

따라서, 편평 히트파이프(53) 중 섀시(36)에 배치된 단부가 응축부(35)로 되고 이에 비하여 높은 위치에 있는 CPU(26)측의 단부가 증발부(39)로 되기 때문에 히트파이프의 동작상태는 톱 히트 모드로 된다.

한편, 다시 액상으로 된 작동유제는 그루브(70)를 따라서 컨테이너(54)의 내측둘레 방향으로 분산되며, 이 때 어느 한 위크(38A)와 접촉함과 동시에 빨아올려져서 증발부(39)측으로 운반된다. 이와 같이 각 위크(38A)가 액유로로서 작용하는데, 상기한 바와 같이 위크(38A)가 다수 개의 매우 얇은 동선으로 이루어져서 소위 펌프력이 크고 컨테이너(54)의 길이방향에 걸쳐서 배치되어 있기 때문에 상측에 위치하는 증발부(39)로 작동유체가 확실하게 환류된다.

그리고, 그 만큼의 작동유체는 그루브(70)에 작용하는 모세관 압력에 의하여 각 위크(38A)측에서 컨테이너(54)의 내측둘레 방향으로 보내진다. 즉, 환류된 액상작동유체가 각 위크(38A)나 컨테이너(54)의 국부에 머물러 있지 않고 증발부(39)의 넓은 범위로 원활하게 공급된다. 따라서 작동유체에 의한 열수송 사이클이 활발하게 이루어지며, 그 결과 CPU(26)가 효율적으로 냉각된다. 이와 같이 상기한 편평 히트파이프(53)에서는 증기유로와 액유로가 분리되어 있을 뿐만 아니라 위크(38A)에 의한 작동유체의 환류능력도 뛰어나기 때문에, 치수 등과 같은 휴대형 퍼스널 컴퓨터 냉각용 히트파이프에 요구되는 여러가지 요건을 충족시킴과 아울러 톱 히트모드나 경사진 상태에서의 동작시에도 뛰어난 열수송 능력을 얻을 수 있으며, 나아가서는 종래의 일반적인 편평 히트파이프와 비교하여 CPU(26)의 냉각능력을 대폭향상시킬 수 있다. 또한, 컨테이너(54) 및 그 내부에 끼워 넣어진 부재가 모두 적당하게 가요성을 지니고 있기 때문에 발열부분과 방열부분의 레이아웃에 맞춰서 변형시킬 수도 있다.

이어서, 본 발명에 관한 제6실시예의 편평 히트파이프(53)용 컨테이너의 제조순서에 관하여 도 25 내지 도 27을 참조하여 설명한다. 우선, 길이방향에 걸쳐서 연장되는 나선형상의 그루브(70)가 내벽면에 형성된 단면이 원형으로 된 파이프(41)를 컨테이너(54)의 재료로서 준비한다. 또는 양단부측에만 그루프(70)가 형성된 파이프(41)로 하여도 된다. 이 그루브(70)의 형성방법으로서는 외측둘레부에 여러 개의 돌기를 구비한 맨드릴을 사용한 인발가공(drawing of wire or pipe)등과 같은 종래에 알려진 수단을 채택할 수 있다.

이어서, 파이프(41)의 내부에 미리 균등한 굵기로 묶여진 3개의 워크(38A)를 그 축선방향을 따라 끼워 넣는다. 이 때, 예를 들면 도 25에 나타낸 바와 같이 위크(38A) 중 1개를 파이프(41)의 바닥부에 두고 그 양옆에 나머지 2개의 위크(38A)를 끼워 넣는다. 또한, 여기에서는 워크(38A)의 개수를 3개로 하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이어서, 위크(38A)가 끼워 넣어진 파이프(41)가 압력으로 변형되는 공정으로 보내진다(도 26 참조) 이 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할 수 있다. 여기에서는 파이프(41)를 설치함과 아울러 그 하면측을 고정한 상태에서 상면부측부터 각 위크(38A)가 약간 변형되는 정도까지 길이방향을 따라서 균일하게 파이프(41)를 눌러 변형시킨다. 그러면, 위크(38A) 중 1개가 컨테이너(54)의 폭방향에 있어서 거의 중앙에 접하고 또한 다른 2개가 컨테이너(54)의 양측벽에 접한 상태로 고정된다. 또, 이 압력으로 변형되는 공정에 있어서는 중앙에 있는 위크(38A)에 의하여 파이프(41)의 폭방향에 있어서 중앙부가 그 내측을 통해 지지되기 때문에, 특히 도 27에 나타낸 바와 같이 파이프(41)의 상면과 하면의 폭방향에 있어서 그 중앙이 길이방향에 걸쳐서 오목해지는 일이 없다. 따라서, 편평하고 속이 빈 형상으로 된 컨테이너(54)를 효율적이면서 확실하게 제조할 수 있다.

그리고 도시하지는 않았으나, 편평한 형상으로 눌린 파이프(41)의 양 트인구멍의 끝을 용접 등과 같은 수단으로 밀폐함과 아울러 진공탈기된 상태에서 작동유체로서 소정량의 순수를 채워 넣음으로써 모든 규정이 완료된다. 또한, 이 히트파이프화를 위한 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할 수 있다. 상기한 바와 같이 각 부재의 재료로서 구리계 금속이 사용되기 때문에 용이하게 성형할 수 있다는 이점도 있다.

이와 같이 상기한 제조방법에 의하면 열수송 능력이 뛰어난 휴대형 퍼스널 컴퓨터 냉각용 편평 히트파이프(53)를 효율적으로 제조할 수 있다.

또 도 28 및 도 29에 나타낸 제7실시예의 구성에 있어서, 컨테이너(54) 내부의 폭방향에 있어서 거의 중앙위치에는 그물형상체로 된 메시부재(90)가 컨테이너(54)의 길이방향을 따라서 배치되어 있다. 이 제7실시예에서 상기 메시부재(90)로서는 100메시 정도의 스테인리스 스크린을 컨테이너(54)의 내벽면에 있어서 상면부와 하면부에 직접 접하도록 편평한 원통형상으로 감은 것이 사용되고 있다.

상기 컨테이너(54)의 내부에 있어서 메시부재(90)의 양옆 공간에는 다수 개의 위크(38)가 그 길이방향을 따라서 가득 채워 넣어져 있다. 이 위크(38)로서는, 예를 들면 직경이 0.02mm 내지 0.1mm 정도인 매우 얇은 동선이 채택되어 있다. 또한, 동선 대신에 구리 도금한 탄소섬유를 사용하면 경량화를 도모할 수 있다. 그리고, 이들 위크(38)는 메시부재(90)의 좌우 양측면부에 의하여 컨테이너(54)의 내벽중 측면에 누름고정되어 있다. 즉, 메시부재(90)의 반지름 방향으로 작용하는 탄성력에 의하여 다수 개의 위크(38)가 흩어지지 않고 소정 장소에 양호하게 고정되어 있다.

또한, 위크(38)는 컨테이너(54)의 내벽면에 누름고정된 상태로 그 길이방향을 따라서 배치되어 있기만 하면 되므로, 예를 들면 메시부재(90)를 컨테이너(54)내부에 한쪽으로 치우치도록 배치하고 그 옆쪽 공간에 위크(38)를 배치하여도 된다.

이어서, 제7실시예의 편형 히트파이프(53)의 작용에 관하여 설명한다. 우선, 퍼스널 컴퓨터 본체(10)를 사용함에 따라 CPU(26)에서 발생한 열이 편평 히트파이프(53)의 컨테이너(54) 중 상면부로 전달된다. 컨테이너(54)의 내벽면이나 위크(38) 및 메시부재(90)는 이미 작동유체에 의하여 젖은 상태로 되어 있기 때문에 CPU(26)를 열원으로 한 히트파이프 동작이 신속하게 개시된다.

즉, 편평 히트파이프(53)의 CPU(26)측 단부내에서 발생한 증기가 메시부재(90)의 그물눈(91)을 통하여 그 내측 공간으로 흘러 들어가서 내부압력이 낮은 섀시(36)에 배치된 단부를 향하여 유동된다. 따라서 메시부재(90)의 내측이증기유로로 된다. 그 작동유체증기는 다시 그물눈(91)을 통하여 빠져 나와 컨테이너(54)의 벽면에서 열을 빼앗겨 응축된다. 다시 말하면, CPU(26)에 의하여 발생한 열이 이 단부에서 섀시(36)로 전달된다.

따라서 편평 히트파이프(53) 중 섀시(26)에 배치된 단부가 응축부(35)로 되고 CPU(26)측에 배치된 단부가 증발부(39)로 되는데, 이 경우 응축부(35)에 비하여 증발부(39)가 높이 위치하고 있기 때문에 히트파이프의 동작상태는 톱 히트 모드로 되어 있다. 다시 액상으로 된 작동유체는 컨테이너(54)의 내측 바닥부에서 위크(38)로 빨아 올려져서 증발부(39)측으로 운반된다. 이와 같이 위크(38)가 액유로로서 작용하는데, 상기한 바와 같이 위크(38)가 다수 개의 극세선으로 이루어져서 소위 펌프력이 크고 컨테이너(54)의 길이방향에 걸쳐서 배치되어 있기 때문에 상측 증발부(39)로 작동유체가 확실하게 환류된다.

그리고, 그 만큼의 작동유체는 메시부재(90)의 그물눈(91)에 작용하는 모세관 압력에 의하여 위크(32)나 컨테이너(54)의 내측 바닥부측에서 메시부재(90)의 둘레방향으로 빨아 올려짐과 동시에 가열되어 증발된다. 다시 말하면, 액상작동유체가 컨테이너(54)의 내측둘레 방향으로 보내져서 증발부(39)의 넓은 범위로 원활하게 분포되기 때문에 열수송 사이클이 활발하게 이루어지며, 그 결과 CPU(26)가 효율적으로 냉각된다.

이와 같이 상기한 편평 히트파이프(53)에서는 증기유로와 액유로가 분리되어 있을 뿐만 아니라 위크(38)에 의한 작동유체의 환류능력도 뛰어나기 때문에, 치수등과 같은 휴대형 퍼스널 컴퓨터 냉각용 히트파이프에 요구되는 여러가지 요건을충족시킴과 아울러 톱 히트 모드나 경사진 상태에서의 동작시에도 뛰어난 열수송능력을 얻을 수 있으며, 나아가서는 종래의 일반적인 편평 히트파이프와 비교하여 CPU(26)의 냉각능력을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 컨테이너(54) 및 그 내부에 끼워 넣어진 부재가 모두 적당하게 가요성을 지니고 있기 때문에 발열부분과 방열부분의 레이아웃에 맞춰서 변형시킬 수도 있다.

이어서, 제7실시예의 편평 히프파이프용 컨테이너의 제조순서에 관하여 설명한다. 우선, 도 30에 나타낸 바와 같이 컨테이너(54)의 재료로서 단면이 원형으로된 파이프(41)를 준비한다. 이 파이프(41)는 두께가 0.4mm 내지 0.5mm 정도인 동관이다. 이어서, 그 일례로서 외경이 파이프(41)의 반지름 정도인 원통형상으로 감긴 메시부재(90)를 상기 파이프(41)의 내부로 축선방향을 따라서 끼워 넣는다. 상기 메시부재(90)는 원통형상으로 되어 있기만 하면 그 치수 및 단면형상은 제한을 받지 않으며, 또한 단순히 가장자리부를 겹쳐서 감은 것 혹은 적당한 수단으로 가장자리부를 서로 고착시킨 것으로 하여도 된다.

그리고, 이 메시부재(90)와 파이프(41) 내벽면 사이에 형성된 공간에 위크(38)가 끼워 넣어진다. 이때, 파이프(41)가 미리 편평한 형상으로 성형된 것 이 아니라 원형으로 되어 있기 때문에 삽입부의 트인구멍이 비교적 크게 형성되므로 직경이 0.02mm 내지 0.1mm 정도인 극세선으로 된 위크(38)라 하더라도 다수 개를 지장없이 끼워 넣을 수 있다. 또한, 위크(38)와 메시부재(90)를 끼워 넣는 순서를 반대로 하여도 되며 또한 상기 각 부재는 사용에 앞서 탈지 및 세정되어 있다.

이어서, 위크(38) 등이 끼워 넣어진 파이프(41)가 압력으로 변형되는 공정으로 보내진다(도 31 참조). 이 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할 수 있는데, 예를 들면 하측을 고정한 상태로 파이프(41)를 설치하여 두고 그 상면부측을 길이방향을 따라서 균일하게 또한 메시부재(90)의 단면이 타원형으로 변형하는 정도까지 눌러 변형시킨다.

그러면, 위크(38)가 메시부재(90)의 양측면에 의하여 컨테이너(54)의 측벽부로 서서히 눌려서 마침내는 그 상태로 고정된다. 또, 이 파이프(41)를 눌러 변형시킬 때에 반지름 방향으로 작용하는 탄성이 풍부한 메시부재(90)에 의하여 컨테이너(54)가 그 내측을 통해 지지되기 때문에, 특히 도 32에 나타낸 바와 같이 파이프(41)의 상면과 하면(평면부분)의 폭방향에 있어서 그 중앙이 길이방향에 걸쳐서 오목해지는 일없이 속이 빈 편평한 형상으로 된 컨테이너(54)를 용이하게 제조할 수 있다.

그리고 도시하지는 않았으나, 편평한 형상으로 눌린 파이프(41)의 양 트인구멍의 끝을 용접 등과 같은 수단으로 밀폐함과 아울러 진공탈기된 상태에서 작동유체로서 조정량의 순수를 채워 넣음으로써 모든 공정이 완료된다. 또한, 이 히트파이프화를 위한 공정에서는 종래 알려져 있는 방법 및 수단을 채택할 수 있다.

Claims

발열하는 전자소자를 수용하는 퍼스널 컴퓨터 본체에, 평판형상의 화면을 구비한 디스플레이부가 힌지부를 통하여 회동할 수 있도록 장착된 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치에 있어서,

일단부는 상기 힌지부의 일부를 구성하도록 중공의 원통형상으로 형성되고, 타단부는 상기 디스플레이부를 따라서 배치되면서 그 디스플레이부에서 끝나는 제2 히트파이프와,

상기 전자소자로부터 상기 힌지부로 열을 전달하되, 일단부는 상기 전자소자로부터 열을 전달받을 수 있도록 연결되고, 타단부는 상기 힌지부를 구성하도록 상기 제2 히트파이프의 일단부에 형성된 중공의 원통형상 부분에 회전가능하게 끼워져서 열을 전달할 수 있도록 연결되는 제1 히트파이프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼스널 컴퓨터의 냉각장치.