WO2023074645A1 - 熱拡散デバイス及び電子機器 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
Definitions
- the present invention relates to heat diffusion devices and electronic equipment.
- Graphite sheets and the like are often used as materials for heat dissipation, but their heat transfer capacity is not sufficient, so the use of various materials for heat dissipation is being considered.
- a heat diffusion device capable of diffusing heat very effectively, the use of a vapor chamber, which is a planar heat pipe, is being studied.
- Patent Document 1 discloses a container in which a working fluid is enclosed, and a wick body provided inside the container with a horizontal gap between the inner wall of the container and in contact with the upper and lower walls of the container. and the wick body has a first wick portion and a second wick portion that are spaced apart in the left-right direction in a cross-sectional view, and the first wick portion and the second wick portion each have an upper wall and a lower wall, and is surrounded by the upper wall, the lower wall, the first wick portion, and the second wick portion, and is filled with a liquid-phase working fluid. ing.
- the first wick portion and the second wick portion are arranged with an interval in the left-right direction and connected to each other by the connection wick portion.
- a wick is provided for connection.
- a liquid pool portion filled with a liquid-phase working fluid is formed between the first wick portion and the second wick portion.
- a heat diffusion device of the present invention comprises a housing having a first inner wall surface and a second inner wall surface facing each other in a thickness direction, a working medium enclosed in the internal space of the housing, and the a linear wick provided in contact with the first inner wall surface; and a rail-shaped member including a pair of wall portions provided to protrude from the second inner wall surface in the thickness direction in the internal space of the housing. , wherein the linear wick and the pair of wall portions of the rail-shaped member are in contact with each other in the thickness direction and form a liquid flow path for the working medium.
- An electronic device of the present invention is characterized by comprising the heat diffusion device of the present invention and an electronic component attached to the outer wall surface of the housing of the heat diffusion device.
- the present invention it is possible to provide a heat diffusion device that can be easily manufactured and that can improve the maximum amount of heat transport. Further, according to the present invention, it is possible to provide electronic equipment having the above heat diffusion device.
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a heat diffusion device according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line segment A1-A2 of the heat diffusion device shown in FIG.
- FIG. 4 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 2 of the present invention.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line segment B1-B2 of the heat diffusion device shown in FIG.
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a heat diffusion device according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing
- FIG. 6 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 3 of the present invention.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line segment C1-C2 of the heat diffusion device shown in FIG.
- FIG. 8 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 4 of the present invention.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the heat diffusion device shown in FIG. 8 taken along the line segment D1-D2.
- FIG. 10 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 5 of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line E1-E2 of the heat diffusion device shown in FIG. 10.
- FIG. FIG. 12 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 6 of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 7 of the present invention.
- FIG. 14 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 8 of the present invention.
- FIG. 15 is a schematic plan view showing the internal structure of another example of the heat diffusion device of Embodiment 8 of the present invention.
- FIG. 16 is a schematic perspective view showing an example of the electronic device of the present invention.
- the heat diffusion device of the present invention and the electronic device of the present invention will be described below. It should be noted that the present invention is not limited to the following configurations, and may be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention.
- the present invention also includes a combination of a plurality of individual preferred configurations described below.
- a vapor chamber is shown as an example of the heat diffusion device of the present invention.
- the heat diffusion device of the present invention can also be applied to heat diffusion devices such as heat pipes.
- Heat diffusion device The heat spreading device of the present invention is described below.
- a heat diffusion device of the present invention comprises a housing having a first inner wall surface and a second inner wall surface facing each other in a thickness direction, a working medium enclosed in the inner space of the housing, and a first inner wall surface in the inner space of the housing.
- a linear wick provided to contact the wall surface, and a rail-shaped member including a pair of wall portions provided to protrude from the second inner wall surface in the thickness direction in the internal space of the housing.
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a heat diffusion device according to Embodiment 1 of the present invention.
- the housing 10 is hermetically sealed and has a hollow structure.
- a heat source HS which is a heating element, is attached to the outer wall surface of the housing 10 .
- the heat source HS includes, for example, electronic components.
- the length direction, thickness direction, and width direction are defined by L, T, and W, respectively, as shown in FIG.
- the length direction L, the thickness direction T, and the width direction W are orthogonal to each other.
- a direction perpendicular to the thickness direction T and including the length direction L and the width direction W is defined as a surface direction.
- the vapor chamber 1a is preferably planar as a whole. That is, the housing 10 as a whole is preferably planar.
- planar shape refers to a shape that includes a plate shape and a sheet shape. It means a shape in which the dimension in the direction and the dimension in the width direction are 10 times or more, preferably 100 times or more, the dimension in the thickness direction.
- the size of the vapor chamber 1a that is, the size of the housing 10 is not particularly limited.
- the lengthwise dimension L and the widthwise dimension W of the vapor chamber 1a are each preferably 5 mm or more and 500 mm or less, more preferably It is 20 mm or more and 300 mm or less, more preferably 50 mm or more and 200 mm or less.
- the dimension in the length direction L and the dimension in the width direction W of the vapor chamber 1a that is, the dimension in the length direction L and the dimension in the width direction W of the housing 10 may be the same or different from each other. good too.
- the dimension in the thickness direction T of the vapor chamber 1a that is, the dimension in the thickness direction T of the housing 10 is preferably 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
- the dimension in the length direction L, the dimension in the thickness direction T, and the dimension in the width direction W of the vapor chamber 1a that is, the dimension in the length direction L, the dimension in the thickness direction T, and the dimension in the width direction W of the housing 10
- the dimensions are defined as the maximum dimension in the length direction L, thickness direction T, and width direction W, respectively.
- the housing 10 is preferably composed of a first sheet 11 and a second sheet 12 whose outer edges are joined together.
- the first sheet 11 and the second sheet 12 may be overlapped so that the ends are aligned, or may be overlapped with the ends shifted.
- Examples of methods for joining the outer edges of the first sheet 11 and the second sheet 12 include laser welding, resistance welding, diffusion bonding, brazing, TIG welding (tungsten-inert gas welding), ultrasonic bonding, and resin sealing. stop, etc. Among them, laser welding, resistance welding, or brazing is preferable.
- the constituent materials of the first sheet 11 and the second sheet 12 are not particularly limited as long as they have properties suitable for the vapor chamber, such as thermal conductivity, strength, softness, and flexibility.
- the constituent materials of the first sheet 11 and the second sheet 12 are preferably metals such as copper, nickel, aluminum, magnesium, titanium, iron, alloys containing at least one of these metals as a main component, and the like. Copper is preferred.
- the constituent materials of the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same or different.
- the first sheet 11 and the second sheet 12 can exhibit different functions.
- a function is not particularly limited, but includes, for example, a heat conduction function, an electromagnetic wave shielding function, and the like.
- the dimensions in the thickness direction T of the first sheet 11 and the second sheet 12 are preferably 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and still more preferably 40 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
- the dimensions in the thickness direction T of the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same or different.
- the dimensions in the thickness direction T of the first sheet 11 and the second sheet 12 may be the same over the entire area, or may be partially different.
- the shapes of the first sheet 11 and the second sheet 12 are not particularly limited.
- the first sheet 11 may have a flat plate shape with a constant dimension in the thickness direction T
- the second sheet 12 may have a shape in which the outer edge portion has a larger dimension in the thickness direction T than the portion other than the outer edge portion.
- the first sheet 11 has a flat plate shape with a constant dimension in the thickness direction T
- the second sheet 12 has a constant dimension in the thickness direction T
- the portion other than the outer edge is outside the outer edge. It may have a convex shape.
- the outer edge of the housing 10 is provided with a recess. Such a recess in the outer edge of the housing 10 can be used when mounting the vapor chamber 1a.
- other parts can be arranged in the recesses on the outer edge of the housing 10 .
- FIG. 1 illustrates a mode in which the housing 10 is composed of two sheets, the first sheet 11 and the second sheet 12, the housing 10 may be composed of one sheet, or may be composed of three or more sheets. sheet.
- the planar shape of the vapor chamber 1a in a plan view from the thickness direction T includes, for example, polygons such as triangles and rectangles, circles, ovals, and combinations thereof. mentioned. Further, the planar shape of the vapor chamber 1a, that is, the planar shape of the housing 10 may be L-shaped, C-shaped (U-shaped), step-shaped, or the like. Further, a through hole may be provided in the thickness direction T of the housing 10 .
- the planar shape of the vapor chamber 1a that is, the planar shape of the housing 10 may be a shape according to the application of the vapor chamber 1a, or may be a shape according to the mounting location of the vapor chamber 1a, It may have a shape corresponding to other parts existing nearby.
- FIG. 2 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line segment A1-A2 of the heat diffusion device shown in FIG.
- the vapor chamber 1a shown in FIGS. 2 and 3 has a housing 10, a working medium 20, a linear wick 30, and rail-shaped members 40.
- the housing 10 has a first inner wall surface 10a and a second inner wall surface 10b facing each other in the thickness direction T.
- the housing 10 is composed of a first sheet 11 and a second sheet 12, the inner surface of the first sheet 11 corresponds to the first inner wall surface 10a of the housing 10, and the second sheet 12 corresponds to the second inner wall surface 10 b of the housing 10 .
- the housing 10 is provided with an internal space. More specifically, the housing 10 has an internal space surrounded by a first inner wall surface 10a and a second inner wall surface 10b.
- the housing 10 preferably has an evaporator EP in its internal space.
- the evaporating part EP is a part that evaporates the liquid-phase working medium 20 to be described later and changes it into the gas-phase working medium 20 . More specifically, the evaporating part EP corresponds to a portion of the internal space of the housing 10 that is in the vicinity of the heat source HS shown in FIG. 1 and that is heated by the heat source HS.
- the evaporation part EP may be provided at the end of the housing 10 or may be provided at the center of the housing 10 .
- the number of evaporators EP may be only one as shown in FIG. 2, or may be plural.
- the heat source HS may be attached to the outer wall surface opposite to the first inner wall surface 10a of the housing 10, here, the outer surface of the first sheet 11, or may be attached to the second inner wall surface 10b of the housing 10. It may be attached to the opposite outer wall surface, here the outer surface of the second sheet 12 .
- the working medium 20 is enclosed in the internal space of the housing 10.
- the working medium 20 is not particularly limited as long as it can cause a gas-liquid phase change in the environment inside the housing 10 .
- Examples of the working medium 20 include water, alcohols, CFC alternatives, and the like.
- the working medium 20 is preferably an aqueous compound, particularly preferably water.
- the linear wick 30 is provided in the internal space of the housing 10 so as to be in contact with the first inner wall surface 10a.
- a wick means one having a capillary structure that can move a working medium by capillary force.
- the capillary structure may be a known structure used in conventional vapor chambers, and examples thereof include a fine structure having unevenness such as pores, projections, and grooves.
- linear means a shape in which the dimension in the stretching direction (length direction L in FIG. 2) is considerably larger than the dimension in the direction perpendicular to the stretching direction (width direction W in FIG. 2).
- width direction W in FIG. 2 means a shape in which the dimension in the stretching direction is at least five times the dimension in the direction orthogonal to the stretching direction.
- the linear wick 30 functions as a liquid transport section that sucks up and transports the liquid-phase working medium 20 by capillary force.
- the linear wick 30 has, for example, a first surface 30a, a second surface 30b, a third surface 30c, and a fourth surface 30d.
- the first surface 30a and the second surface 30b of the linear wick 30 face each other in the plane direction (the width direction W in FIG. 3).
- the first surface 30a of the linear wick 30 is in contact with the third surface 30c and the fourth surface 30d.
- the second surface 30b of the linear wick 30 is in contact with the third surface 30c and the fourth surface 30d.
- the third surface 30c and the fourth surface 30d of the linear wick 30 face each other in the thickness direction T.
- the third surface 30c of the linear wick 30 is positioned closer to the first inner wall surface 10a of the housing 10 than the fourth surface 30d. That is, the third surface 30c of the linear wick 30 is in contact with the first inner wall surface 10a of the housing 10. As shown in FIG.
- the fourth surface 30d of the linear wick 30 is positioned closer to the second inner wall surface 10b of the housing 10 than the third surface 30c.
- the linear wick 30 is preferably fixed to the first inner wall surface 10a of the housing 10.
- the linear wick 30 is preferably joined to the first inner wall surface 10a of the housing 10 .
- bonding methods for the linear wick 30 include diffusion bonding, ultrasonic bonding, and spot welding.
- the linear wick 30 is preferably not in contact with the second inner wall surface 10b of the housing 10.
- the bent portion is likely to become the starting point of physical damage.
- the linear wick 30 is bent so as to be in contact with the second inner wall surface 10b of the housing 10, the linear wick 30 is bent from the viewpoint of securing a wide steam flow path 60 for the working medium 20, which will be described later. part is wasted.
- the linear wick 30 is preferably made of a porous material.
- porous bodies include sintered bodies, nonwoven fabrics, meshes, etched perforated plates, and fiber bundles.
- sintered bodies include metal porous sintered bodies and ceramic porous sintered bodies. Among them, a metal porous sintered body is preferable, and a copper or nickel porous sintered body is more preferable.
- Nonwoven fabrics include, for example, metal nonwoven fabrics.
- the linear wick 30 can be made inexpensively if it is composed of non-woven fabric.
- meshes examples include metal meshes, resin meshes, and surface-coated meshes of these. Among them, copper mesh, stainless steel (SUS) mesh, or polyester mesh is preferable.
- the linear wick 30 can be manufactured inexpensively if it is composed of mesh.
- An etched perforated plate is produced, for example, by etching a flat metal plate.
- the linear wick 30 is composed of the etched perforated plate manufactured in this way, it has excellent flatness.
- a fiber bundle is produced, for example, by linearly bundling a plurality of fibers.
- the fiber bundle functions as a liquid retaining portion that sucks up and retains the liquid-phase working medium 20 by capillary force, and also functions as a liquid transporting portion that transports the sucked-up liquid-phase working medium 20 .
- the linear wick 30 When the linear wick 30 is composed of a fiber bundle, it is preferably composed of a braided fiber bundle.
- a woven fiber bundle in which a plurality of fibers are woven is likely to have irregularities on its surface. Therefore, when the linear wick 30 is composed of a woven fiber bundle, the liquid-phase working medium 20 is easily transported. Become.
- fibers that make up the fiber bundle include metal wires such as copper, aluminum, and stainless steel, and non-metal wires such as carbon fibers and glass fibers.
- metal wires such as copper, aluminum, and stainless steel
- non-metal wires such as carbon fibers and glass fibers.
- a metal wire is preferable because of its high thermal conductivity.
- a fiber bundle can be obtained by bundling about 200 copper wires with a diameter of about 0.03 mm.
- the rail-shaped member 40 includes a pair of walls 41 and 42 .
- the wall part 41 and the wall part 42 are provided so as to protrude in the thickness direction T from the second inner wall surface 10b in the internal space of the housing 10 . More specifically, the wall portion 41 and the wall portion 42 are provided so as to protrude from the second inner wall surface 10b toward the first inner wall surface 10a in the internal space of the housing 10 .
- the direction in which the wall portion 41 and the wall portion 42 protrude from the second inner wall surface 10b of the housing 10 need not be strictly parallel to the thickness direction T.
- the wall part 41 and the wall part 42 extend so as to be spaced apart from each other and parallel to each other.
- the wall portion 41 and the wall portion 42 extend in the length direction L so as to be spaced apart from each other in the width direction W and arranged in parallel.
- the wall portion 41 has, for example, a first surface 41a, a second surface 41b, and a third surface 41c.
- the first surface 41a and the second surface 41b of the wall portion 41 face each other in the plane direction (the width direction W in FIG. 3).
- the first surface 41a of the wall portion 41 is located on the opposite side of the wall portion 42 from the second surface 41b and is in contact with the third surface 41c.
- the second surface 41b of the wall portion 41 is located closer to the wall portion 42 than the first surface 41a and is in contact with the third surface 41c.
- the third surface 41c of the wall portion 41 faces the first inner wall surface 10a of the housing 10 and further faces the fourth surface 30d of the linear wick 30 in the thickness direction T.
- the wall portion 42 has, for example, a first surface 42a, a second surface 42b, and a third surface 42c.
- the first surface 42a and the second surface 42b of the wall portion 42 face each other in the plane direction (the width direction W in FIG. 3).
- the first surface 42a of the wall portion 42 is in contact with the third surface 42c while being located on the side opposite to the wall portion 41 with respect to the second surface 42b.
- the second surface 42b of the wall portion 42 is located closer to the wall portion 41 than the first surface 42a and is in contact with the third surface 42c.
- the third surface 42c of the wall portion 42 faces the first inner wall surface 10a of the housing 10 and further faces the fourth surface 30d of the linear wick 30 in the thickness direction T.
- the constituent material of the rail-shaped member 40 here, the constituent material of the wall portion 41 and the wall portion 42, includes, for example, resins, metals, ceramics, and mixtures or laminates of more than one of these.
- the constituent materials of the wall portion 41 and the wall portion 42 may be the same as each other, or may be different from each other.
- the dimensions may be the same as each other or may be different from each other.
- the dimensions of the wall portion 41 and the wall portion 42 in the thickness direction T may be the same or different.
- the rail-shaped member may be integrated with the second inner wall surface of the housing.
- the rail-shaped member 40 may be integrated with the second inner wall surface 10b of the housing 10. That is, the wall portion 41 and the wall portion 42 may be integrated with the second inner wall surface 10 b of the housing 10 .
- the wall portion 41 and the wall portion 42 constituting the rail-shaped member 40 are formed, for example, by etching the second inner wall surface 10b of the housing 10, here, the inner surface of the second sheet 12. .
- the linear wick and the pair of wall portions of the rail-shaped member are in contact with each other in the thickness direction to form a liquid flow path for the working medium.
- the linear wick 30 and the rail-shaped member 40 are in contact with each other in the thickness direction T. More specifically, the linear wick 30 and the wall portion 41 are in contact with each other in the thickness direction T, and the linear wick 30 and the wall portion 42 are in contact with each other in the thickness direction T.
- the fourth surface 30d of the linear wick 30 and the third surface 41c of the wall portion 41 are in contact with each other, and the fourth surface 30d of the linear wick 30 and the third surface 42c of the wall portion 42 are in contact with each other.
- the linear wick 30 is in contact with the wall portion 41 and the wall portion 42 in the thickness direction T, so that the liquid flow path 50 of the working medium 20 , more specifically, the liquid of the liquid-phase working medium 20 .
- a flow path 50 is configured.
- the capillary force of the linear wick 30 acts in the thickness direction T on the liquid-phase working medium 20 existing in the liquid channel 50 configured in this manner.
- the linear wick 30 is preferably fixed to at least one of the walls 41 and 42 , and more preferably fixed to both the walls 41 and 42 .
- the linear wick 30 is preferably joined to at least one of the walls 41 and 42 , more preferably joined to both the walls 41 and 42 .
- bonding methods for the linear wick 30 include diffusion bonding, ultrasonic bonding, and spot welding.
- the liquid channel 50 has, for example, a first surface 50a, a second surface 50b, a third surface 50c, and a fourth surface 50d.
- the first surface 50a and the second surface 50b of the liquid channel 50 face each other in the surface direction (the width direction W in FIG. 3).
- the first surface 50a of the liquid channel 50 is in contact with the third surface 50c and the fourth surface 50d.
- the second surface 50b of the liquid channel 50 is in contact with the third surface 50c and the fourth surface 50d.
- the third surface 50c and the fourth surface 50d of the liquid channel 50 face each other in the thickness direction T.
- the third surface 50c of the liquid channel 50 is located closer to the first inner wall surface 10a of the housing 10 than the fourth surface 50d.
- the fourth surface 50d of the liquid channel 50 is located closer to the second inner wall surface 10b of the housing 10 than the third surface 50c.
- the first surface 50a of the liquid channel 50 is in contact with the second surface 41b of the wall portion 41.
- a second surface 50 b of the liquid channel 50 is in contact with the second surface 42 b of the wall portion 42 .
- a third surface 50 c of the liquid channel 50 is in contact with a fourth surface 30 d of the linear wick 30 .
- a fourth surface 50 d of the liquid channel 50 is in contact with the second inner wall surface 10 b of the housing 10 .
- the liquid flow path 50 includes the second surface 41b of the wall portion 41, the second surface 42b of the wall portion 42, the fourth surface 30d of the linear wick 30, and the housing. 10 and the second inner wall surface 10b.
- the linear wick 30 is provided so as to be in contact with the wall portions 41 and 42 in the thickness direction T without requiring processing such as bending the linear wick 30.
- the channel 50 can be easily formed. Therefore, the vapor chamber 1a can be manufactured more easily than the heat pipe shown in FIG. 4 of Patent Document 1, for example.
- the liquid flow path 50 is configured as a cavity in which the linear wick 30 and the like are not provided, so the liquid-phase working medium 20 can smoothly move inside the liquid flow path 50.
- the permeability of the liquid-phase working medium 20 is improved in the vapor chamber 1a, and as a result, the liquid transport capacity is improved.
- a vapor channel 60 for the working medium 20 in vapor phase is provided in the internal space of the housing 10. That is, in the internal space of the housing 10 , the vapor channel 60 is provided in the plane direction with respect to the linear wick 30 and the liquid channel 50 . Thereby, in the vapor chamber 1a, even if the internal space of the housing 10 is made thin in the thickness direction T, the vapor flow path 60 can be widened in the planar direction.
- the size of the internal space of the housing 10 in the thickness direction T can be reduced to 100 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and the vapor flow path 60 can be widened in the planar direction.
- the dimension of the internal space of the housing 10 in the thickness direction T is determined as the maximum dimension among them when it changes in the planar direction. As described above, in the vapor chamber 1a, even if the internal space of the housing 10 is made thin in the thickness direction T, the vapor flow path 60 can be secured widely. easier to improve.
- the linear wick 30 is not in contact with the first inner wall surface 10a of the housing 10, and more specifically, the third surface 30c of the linear wick 30 is is not in contact with the first inner wall surface 10a of the linear wick 30, and the space between the third surface 30c of the linear wick 30 and the first inner wall surface 10a of the housing 10 is used as a vapor channel. .
- the working medium 20 evaporates from 30 c and changes to the gas phase working medium 20 , and moves to the vapor flow path between the third surface 30 c of the linear wick 30 and the first inner wall surface 10 a of the housing 10 .
- the heat diffusion device of the comparative example in order to thin the internal space of the housing 10 in the thickness direction T, the vapor between the third surface 30c of the linear wick 30 and the first inner wall surface 10a of the housing 10 If the channel is made thinner in the thickness direction T, the vapor pressure of the vapor phase working medium 20 in the vapor channel becomes much higher than the capillary force of the linear wick 30 . Therefore, in the heat diffusion device of the comparative example, when the internal space of the housing 10 is made thin in the thickness direction T, the liquid-phase working medium 20 is less likely to evaporate from the third surface 30c of the linear wick 30. As a result, The maximum heat transfer rate tends to decrease.
- the third surface 30c of the linear wick 30 is in contact with the first inner wall surface 10a of the housing 10, as shown in FIG.
- the working medium in the vapor phase evaporates. 20 and moves to steam flow path 60 .
- the liquid-phase working medium 20 contained in the linear wick 30 evaporates from the first surface 30a and the second surface 30b of the linear wick 30 to the widely secured vapor flow path 60. do.
- the vapor pressure of the gas-phase working medium 20 in the vapor flow path 60 does not become excessively higher than the capillary force of the linear wick 30. Therefore, in the vapor chamber 1a, even if the internal space of the housing 10 is made thinner in the thickness direction T, the capillary force of the linear wick 30 is less likely to be hindered by the vapor pressure of the vapor-phase working medium 20 in the vapor passage 60. Therefore, the liquid-phase working medium 20 is easily evaporated from the linear wick 30, and as a result, the maximum heat transport amount is improved.
- the vapor chamber 1a it is possible to realize a heat diffusion device that can be easily manufactured and that can improve the maximum amount of heat transport.
- the effect of improving the maximum amount of heat transported by the vapor chamber 1a is particularly noticeable when the thickness of the vapor chamber 1a is reduced, more specifically, when the internal space of the housing 10 is reduced in the thickness direction T.
- the dimension of the liquid channel in the direction orthogonal to the thickness direction and the extending direction of the liquid channel is preferably larger than the dimension of the liquid channel in the thickness direction.
- the dimension F50 of the liquid channel 50 in the direction (the width direction W in FIG. 3) perpendicular to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 (the length direction L in FIG. 3). is preferably larger than the dimension G50 of the liquid channel 50 in the thickness direction T.
- the internal space of the housing 10 is thinned in the thickness direction T, and thus the vapor chamber 1a is thinned in the thickness direction T, while the liquid flow path 50 contributes to the improvement of the permeability of the liquid-phase working medium 20. can be expanded.
- the capillary force of the linear wick 30 acts in the thickness direction T on the liquid-phase working medium 20 present in the liquid flow path 50, as described above. Therefore, when the dimension F50 of the liquid channel 50 is larger than the dimension G50 of the liquid channel 50, that is, when the dimension G50 of the liquid channel 50 is smaller than the dimension F50 of the liquid channel 50, the capillary force of the linear wick 30 easily spreads over the entire liquid channel 50 . As a result, the maximum heat transfer amount of the vapor chamber 1a is likely to be improved.
- a wick for example, a porous body
- the capillary tube of the wick Assuming that a force is applied in a direction (width direction W in FIG. 3) orthogonal to the thickness direction T and the extending direction (length direction L in FIG. 3) of the liquid flow channel 50, the liquid flow channel 50 Since the dimension F50 is larger than the dimension G50 of the liquid channel 50, the capillary force of the wick is less likely to spread throughout the liquid channel 50. As a result, only the liquid-phase working medium 20 existing in the vicinity of the first surface 50a and the second surface 50b of the liquid channel 50 is easily sucked up by the wick and evaporated. Become.
- the dimension F50 of the liquid channel 50 is not particularly limited, and is, for example, 500 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less. In addition, when the dimension F50 of the liquid channel 50 changes in the thickness direction T, it is determined as the maximum dimension among them.
- the dimension G50 of the liquid channel 50 is not particularly limited, and is, for example, 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. In addition, the dimension G50 of the liquid channel 50 is determined as the maximum dimension among them when it changes in the surface direction.
- the dimension F50 of the liquid channel 50 is preferably 5 times or more and 50 times or less as large as the dimension G50 of the liquid channel 50.
- the dimension of the linear wick in the thickness direction is preferably larger than 1/3 of the dimension of the vapor flow path of the working medium in the thickness direction.
- the dimension G30 of the linear wick 30 in the thickness direction T is preferably larger than 1 ⁇ 3 of the dimension G60 of the steam flow path 60 in the thickness direction T.
- the liquid-phase working medium 20 evaporates from the first surface 30a and the second surface 30b of the linear wick 30.
- the effective evaporation area (dotted line portion in FIG. 3) can be widened. As a result, the maximum heat transfer amount of the vapor chamber 1a is likely to be improved.
- the dimension G30 of the linear wick 30 is not particularly limited, and is, for example, 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. It should be noted that the dimension G30 of the linear wick 30 is determined as the maximum dimension among them when it varies in the planar direction.
- the dimension G60 of the steam flow path 60 is not particularly limited, and is, for example, 100 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less. In addition, the dimension G60 of the steam flow path 60 is determined as the maximum dimension among them when it changes in a surface direction.
- the dimension G30 of the linear wick 30 is preferably two-thirds or less of the dimension G60 of the vapor channel 60. preferable.
- both ends of the linear wick may coincide with both ends of the rail-shaped member in the direction orthogonal to the thickness direction and the extending direction of the liquid channel.
- a direction (width direction W ) the ends of the linear wick 30 may be aligned with the ends of the rail-shaped member 40, respectively.
- the end of the linear wick is aligned with the end of the rail-shaped member in the direction perpendicular to the thickness direction and the extending direction of the liquid channel means that the end of the linear wick and the rail It means that the end portion of the shaped member exists on the same plane along the thickness direction and the extending direction of the liquid channel.
- both ends of the linear wick 30 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 correspond to the first surface 30a and the second surface 30b.
- both ends of the rail-shaped member 40 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 are the first surface 41a of the wall portion 41 and the wall portion. 42 corresponds to the first surface 42a. Therefore, in the example shown in FIGS. 2 and 3, the first surface 30a of the linear wick 30 is flush with the first surface 41a of the wall portion 41 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50. and the second surface 30b of the linear wick 30 coincides with the first surface 42a of the wall portion 42. As shown in FIG.
- the evaporator EP in a plan view from the thickness direction T, the evaporator EP preferably overlaps the linear wick 30 and the liquid channel 50 .
- the liquid-phase working medium 20 is transported to the evaporator EP through the linear wick 30 and the liquid channel 50 .
- FIG. is preferably the same as that of FIG.
- the vapor chamber 1a shown in FIGS. 2 and 3 operates as follows.
- the liquid-phase working medium 20 absorbs heat from the heat source HS in the linear wick 30 and the liquid flow path 50 existing in the evaporating section EP, thereby evaporating and changing into the gas-phase working medium 20 . Then, the vapor-phase working medium 20 generated in the evaporator EP passes through the vapor passage 60 to a location away from the evaporator EP, for example, the linear wick 30 and the opposite side of the liquid passage 50 to the evaporator EP. , where it is cooled and transformed into the liquid-phase working medium 20 . The liquid-phase working medium 20 is recovered in the linear wick 30 and the liquid flow path 50, and then transported to the evaporator EP.
- the working medium 20 circulates while undergoing a gas-liquid phase change by repeating the above process.
- the heat from the heat source HS is absorbed as latent heat of vaporization that changes the liquid-phase working medium 20 into the vapor-phase working medium 20 in the evaporator EP, and then the vapor-phase operation occurs at a location away from the evaporator EP. It is released as latent heat of condensation that transforms the medium 20 into a liquid phase working medium 20 .
- the vapor chamber 1a operates autonomously without the need for external power, and further utilizes the latent heat of vaporization and latent heat of condensation of the working medium 20 to transfer heat from the heat source HS two-dimensionally. can spread rapidly.
- the vapor flow path 60 is ensured widely, and the liquid-phase working medium 20 is easily evaporated from the linear wick 30, so the maximum heat transfer amount is improved.
- At least one end of the linear wick may be positioned outside the rail-shaped member in the direction orthogonal to the thickness direction and the extending direction of the liquid channel.
- one end of the linear wick may be positioned outside the rail-shaped member in the direction orthogonal to the thickness direction and the extending direction of the liquid channel.
- a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this point will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 2 of the present invention.
- FIG. 4 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of the heat diffusion device of Embodiment 2 of the present invention.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line segment B1-B2 of the heat diffusion device shown in FIG.
- the direction perpendicular to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 (the length direction L in FIGS. 4 and 5)
- One end of the linear wick 30 is positioned outside the rail-shaped member 40 in the direction W). More specifically, the second surface 30b of the linear wick 30 is located outside the first surface 42a of the wall portion 42 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid flow path 50.
- a part of the fourth surface 30d of the linear wick 30 on the second surface 30b side protrudes outside the rail-shaped member 40 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50.
- a portion of the fourth surface 30d of the linear wick 30 on the second surface 30b side faces the second inner wall surface 10b of the housing 10 where the liquid flow path 50 is not provided.
- the first surface 30a of the linear wick 30 is aligned with the first surface of the wall portion 41 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50. 41a.
- the first surface 30a of the linear wick 30 is the first surface of the wall portion 41 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50.
- the second surface 30b of the linear wick 30 may be located outside the surface 41a and may be aligned with the first surface 42a of the wall portion 42 .
- the effective evaporation area of the linear wick 30 (dotted line portion in FIG. 5) is the amount that the linear wick 30 protrudes outside the rail-shaped member 40 on one end side. , and a portion of the fourth surface 30d of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40.
- the liquid-phase working medium 20 is more likely to evaporate from the linear wick 30 than in the vapor chamber 1a, and as a result, the maximum heat transport amount is more likely to be improved.
- FIG. is preferably the same as that of FIG.
- the vapor-phase working medium 20 generated in the evaporator EP passes through the vapor passage 60 and is cooled outside the rail-shaped member 40 in a region that does not overlap with the evaporator EP to become the liquid-phase working medium 20. If changed, the liquid-phase working medium 20 can be recovered by the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 .
- the linear wick 30 protruding outside the member 40 facilitates efficient recovery, and as a result, the maximum heat transfer amount of the vapor chamber 1b is easily improved.
- the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 contributes to improving the evaporation efficiency of the liquid-phase working medium 20 in the evaporation section EP where the liquid-phase working medium 20 evaporates. contributes to an improvement in the efficiency with which the working medium 20 in the liquid phase is recovered in the liquid recovery section for recovering the working medium 20 .
- the dimension K1 of the part of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the one end side is the evaporating part EP and the liquid recovery part.
- the parts may be the same as each other or may be different from each other.
- the dimension K1 in the evaporator part EP may be larger than the dimension K1 in the liquid recovery part.
- the dimension K1 in the recovery section may be larger than the dimension K1 in the evaporator section EP.
- the dimension K1 of the part of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the one end side is, in the example shown in FIG. , the dimensions of a part of the fourth surface 30d of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the side of the second surface 30b, or the dimensions of the second surface 30b of the linear wick 30 and the wall portion It can also be said that it indicates the distance from the first surface 42a.
- At least one end of the linear wick may be positioned outside the rail-shaped member in the direction orthogonal to the thickness direction and the extending direction of the liquid channel.
- both ends of the linear wick may be positioned outside the rail-shaped member in the direction orthogonal to the thickness direction and the extending direction of the liquid channel.
- a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this point will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 3 of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 3 of the present invention.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line segment C1-C2 of the heat diffusion device shown in FIG.
- the direction perpendicular to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 (the length direction L in FIGS. 6 and 7) Both ends of the linear wick 30 are positioned outside the rail-shaped member 40 in the direction W). More specifically, the first surface 30a of the linear wick 30 is positioned outside the first surface 41a of the wall portion 41 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid flow path 50, and , the second surface 30b of the linear wick 30 is located outside the first surface 42a of the wall portion 42. As shown in FIG.
- a portion of the fourth surface 30d of the linear wick 30 on the side of the first surface 30a and a portion of the fourth surface 30d of the linear wick 30 The part on the second surface 30 b side protrudes outside the rail-shaped member 40 .
- a portion of the fourth surface 30d of the linear wick 30 on the first surface 30a side and a portion of the fourth surface 30d of the linear wick 30 on the second surface 30b side are liquid It faces the second inner wall surface 10b of the housing 10 where the flow path 50 is not provided.
- both ends of the linear wick 30 are located outside the rail-shaped member 40 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid flow path 50, so that the vapor chamber 1c is more compact than the vapor chamber 1a.
- the effective evaporation area of the linear wick 30 (dotted line portion in FIG. 7) is the amount that the linear wick 30 protrudes outside the rail-shaped member 40 at both ends.
- the portion of the fourth surface 30d of the linear wick 30 protruding outside the shaped member 40 is further widened. Therefore, in the vapor chamber 1c, the liquid-phase working medium 20 is more likely to evaporate from the linear wick 30 than in the vapor chamber 1a, and as a result, the maximum heat transport amount is more likely to be improved.
- the vapor chamber 1c has a wider effective evaporation area than the vapor chamber 1b. Therefore, in the vapor chamber 1c, the liquid-phase working medium 20 is more likely to evaporate from the linear wick 30 than in the vapor chamber 1b, and as a result, the maximum heat transfer rate is more likely to be improved.
- FIG. is preferably the same as that of FIG.
- the linear wick 30 protruding outside the member 40 facilitates efficient collection, and as a result, the maximum heat transfer amount of the vapor chamber 1c is easily improved.
- the vapor chamber 1c has a cross-sectional structure similar to that of FIG. 7 in the region that does not overlap the evaporator EP
- the vapor chamber 1b has a cross-sectional structure similar to that of FIG. 5 in the region that does not overlap the evaporator EP. Since the linear wick 30 protrudes outside the rail-shaped member 40 at both ends, the collection efficiency of the liquid-phase working medium 20 is likely to be improved.
- the dimension K1 of the part of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the one end side is the evaporating part EP and the liquid recovery part.
- the parts may be the same as each other or may be different from each other.
- the dimension K1 in the evaporator part EP may be larger than the dimension K1 in the liquid recovery part.
- the dimension K1 in the recovery section may be larger than the dimension K1 in the evaporator section EP.
- the dimension K1 of the one end portion of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 is , the dimensions of a part of the fourth surface 30d of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the side of the second surface 30b, or the dimensions of the second surface 30b of the linear wick 30 and the wall portion It can also be said that it indicates the distance from the first surface 42a.
- the dimension K2 of the portion of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the other end side is the evaporating part EP and the liquid recovery part.
- the parts may be the same as each other or may be different from each other.
- the dimension K2 in the evaporator part EP may be larger than the dimension K2 in the liquid recovery part.
- the dimension K2 in the recovery section may be larger than the dimension K2 in the evaporator section EP.
- the dimension K2 of the part of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the other end side is , the dimensions of a part of the fourth surface 30d of the linear wick 30 protruding outside the rail-shaped member 40 on the side of the first surface 30a, or It can also be said that it indicates the distance from the first surface 41a.
- the dimension K1 and the dimension K2 may be the same or different in the evaporating section EP. Also, the dimension K1 and the dimension K2 may be the same or different in the liquid recovery section.
- the heat diffusion device of the present invention further comprises a plurality of struts that are spaced apart from each other along the extending direction of the liquid channel inside the liquid channel and that support the linear wick.
- a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this point will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 4 of the present invention.
- FIG. 8 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 4 of the present invention.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the heat diffusion device shown in FIG. 8 taken along the line segment D1-D2.
- the vapor chamber 1d shown in FIGS. 8 and 9 further has a plurality of struts 70.
- the plurality of struts 70 are provided inside the liquid channel 50 at intervals along the extending direction of the liquid channel 50 (the length direction L in FIG. 8). That is, the plurality of struts 70 are provided between the wall portion 41 and the wall portion 42 .
- the plurality of struts 70 are evenly provided inside the liquid channel 50 so that the distance between the struts 70 is constant.
- the plurality of struts 70 are preferably evenly provided in a partial area inside the liquid channel 50, and more preferably evenly provided over the entire area. In the region where the plurality of struts 70 are evenly provided, the strength of the vapor chamber 1d is uniformly ensured.
- a plurality of struts 70 support the linear wick 30.
- a plurality of struts 70 are in contact with the linear wick 30 (here, the fourth surface 30 d of the linear wick 30 ) inside the liquid channel 50 and
- the linear wick 30 is supported from the liquid channel 50 side by being in contact with the wall surface 10b.
- the plurality of struts 70 may be integrated with the second inner wall surface 10b of the housing 10.
- the plurality of struts 70 are formed, for example, by etching the second inner wall surface 10b of the housing 10, here, the inner surface of the second sheet 12, or the like.
- the plurality of struts 70 may be joined to the second inner wall surface 10b of the housing 10.
- the plurality of columns 70 are bonded to the second inner wall surface 10b of the housing 10, here, the inner surface of the second sheet 12, by a bonding method such as diffusion bonding.
- the plurality of struts 70 may be provided in one row as shown in FIG. 8 or may be provided in multiple rows along the extending direction of the liquid channel 50 .
- the constituent materials of the plurality of pillars 70 include, for example, resins, metals, ceramics, mixtures or laminates of more than one of these.
- the constituent materials of the plurality of struts 70 may be the same as each other, or may be different from each other.
- the plurality of struts 70 may each independently consist of a single layer or may consist of multiple layers.
- the dimensions of the plurality of struts 70 in the extending direction of the liquid channel 50 are, for example, 100 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less in terms of equivalent circle diameters of cross sections along the surface direction at the ends of the struts 70 in the thickness direction T. and preferably 300 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less. As the dimension of the struts 70 in the extending direction of the liquid channel 50 increases, deformation of the linear wick 30 due to external pressure is further suppressed. When the dimension of the struts 70 in the extending direction of the liquid channel 50 becomes smaller, the liquid channel 50 is secured wider.
- the dimensions of the plurality of struts 70 in the extending direction of the liquid channel 50 may be the same, different, or partly different.
- the dimensions of the plurality of struts 70 in the direction perpendicular to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 are For example, it is 100 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, preferably 300 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, in terms of equivalent circle diameter of a cross section along the surface direction.
- the dimension of the struts 70 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 increases, deformation of the linear wick 30 due to external pressure is further suppressed.
- the dimension of the strut 70 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid flow channel 50 is reduced, the liquid flow channel 50 is ensured to be wider.
- the dimensions of the plurality of struts 70 in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 may be the same, different, or partly different. .
- the dimensions of the plurality of struts 70 may be independently the same as or different from the dimensions of the wall portion 41. . In addition, in the direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50, the dimensions of the plurality of struts 70 may be independently the same as or different from the dimensions of the wall portion 42. good too.
- the dimensions of the plurality of struts 70 in the thickness direction T may be the same, different, or partly different.
- the dimensions of the plurality of struts 70 may be independently the same as or different from the dimensions of the wall portion 41 . In addition, in the thickness direction T, the dimensions of the plurality of struts 70 may be independently the same as or different from the dimensions of the wall portion 42 .
- the planar shape of the plurality of supports 70 when viewed from the thickness direction T may be, for example, a triangle, a polygon such as a rectangle as shown in FIG. 8, a circle, an ellipse, or a combination thereof. mentioned.
- planar shapes of the plurality of struts 70 may be the same as each other, may be different from each other, or may be partially different.
- the cross-sectional shape of the plurality of struts 70 in a cross-sectional view from the planar direction includes, for example, a polygon such as a rectangle as shown in FIG.
- the cross-sectional shapes of the plurality of struts 70 may be the same, different, or partly different.
- the dimensions, shape, number, arrangement, etc. of the plurality of struts 70 may differ from the examples shown in FIGS. 8 and 9 in the actual product.
- a plurality of struts 70 may be connected to each other to form one support. That is, in the vapor chamber 1d, a row of supports extending along the extending direction of the liquid channel 50 may be provided. In the vapor chamber 1d, a plurality of rows of support bodies extending along the extending direction of the liquid channel 50 are arranged in parallel in a direction orthogonal to the thickness direction T and the extending direction of the liquid channel 50 with a space therebetween. may be provided.
- heat diffusion device of Embodiment 4 of the present invention an example of a mode in which a plurality of columns are provided in contrast to the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention, heat diffusion of other embodiments of the present invention is shown. Multiple posts may also be provided for the device.
- the rail-shaped member may be joined to the second inner wall surface of the housing.
- a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this point will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 5 of the present invention.
- FIG. 10 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 5 of the present invention.
- 11 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along line E1-E2 of the heat diffusion device shown in FIG. 10.
- the rail-shaped member 40 ′ is joined to the second inner wall surface 10 b of the housing 10 .
- the rail-shaped member 40' is bonded to the second inner wall surface 10b of the housing 10, here, the inner surface of the second sheet 12, by a bonding method such as diffusion bonding.
- the rail-shaped member 40 ′ includes a connecting portion 43 in addition to the wall portions 41 and 42 .
- the connecting portion 43 connects the wall portion 41 and the wall portion 42 on the second inner wall surface 10b side of the housing 10 .
- a rail-shaped member 40' having a structure in which the wall portion 41 and the wall portion 42 are connected by the connection portion 43 is shown as the rail-shaped member. It may be a rail-shaped member having a configuration that does not extend.
- the linear wick may be provided along the outer periphery of the internal space of the housing.
- a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this point will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 6 of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 6 of the present invention.
- the linear wick 30 is provided along the outer periphery of the internal space of the housing 10. In the example shown in FIG. 12 , the linear wick 30 is provided only on the outer peripheral portion of the internal space of the housing 10 .
- both ends of the linear wick 30 are preferably provided so as to converge on the evaporator EP.
- the area surrounded by the linear wick 30 is provided with a vapor flow path 60 for the working medium 20, more specifically, a vapor flow path 60 for the vapor-phase working medium 20. is preferred.
- the heat diffusion device of the present invention has one linear wick, but the heat diffusion device of the present invention may have a plurality of linear wicks.
- the heat diffusion device of the present invention has a plurality of linear wicks, it is preferable that the plurality of linear wicks extend parallel to each other at intervals when viewed from the thickness direction.
- a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in this point will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 7 of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 7 of the present invention.
- a vapor chamber 1g shown in FIG. 13 has a plurality of linear wicks 30.
- the number of linear wicks 30 is four, but the number of linear wicks 30 is not particularly limited as long as it is two or more.
- the constituent materials of the plurality of linear wicks 30 may be the same as each other, may be different from each other, or may be partially different.
- the dimensions of the plurality of linear wicks 30 in the thickness direction T may be the same, different, or partly different.
- the plurality of linear wicks 30 extend parallel to each other at intervals.
- the plurality of linear wicks 30 are preferably provided so as to be concentrated in the evaporating section EP.
- the working medium 20 can be circulated over a shorter distance.
- first steam flow paths 61 are provided between adjacent linear wicks 30 .
- a second steam channel 62 is provided that is larger in dimension than the first steam channel 61 .
- a dimension in the width direction W is provided between the outermost linear wick 30 of the plurality of linear wicks 30 (the rightmost linear wick 30 in FIG. 13) and the housing 10. is preferably provided with a third steam flow path 63 having a larger V than the first steam flow path 61 .
- the vapor-phase working medium 20 will not easily pass through that area, resulting in a decrease in heat uniformity. easier.
- a plurality of linear wicks 30 extend parallel to each other at intervals, and the gaps between the plurality of linear wicks 30 are used as vapor flow paths. Therefore, it becomes easy to improve the uniform heat performance.
- the liquid-phase working medium 20 and the gas-phase working medium 20 are easily circulated, and the liquid transport capacity and heat soaking performance are easily improved.
- the heat diffusion device of Embodiment 7 of the present invention shows an example of a mode in which a plurality of linear wicks are provided in the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention. Also in the device, a plurality of linear wicks may be provided.
- the housing in the heat diffusion device of the present invention has one evaporator, that is, the housing has one heat source attached to the outer wall surface.
- the housing may have multiple evaporators, ie multiple heat sources may be attached to the outer wall surface of the housing.
- a heat diffusion device that is different from the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention and the heat diffusion device of Embodiment 7 of the present invention in this respect will be described below as a heat diffusion device of Embodiment 8 of the present invention.
- FIG. 14 is a schematic plan view showing the internal structure of an example of a heat diffusion device according to Embodiment 8 of the present invention.
- FIG. 15 is a schematic plan view showing the internal structure of another example of the heat diffusion device of Embodiment 8 of the present invention.
- the housing 10 has a plurality of evaporators EP.
- the number of evaporators EP is two in the example shown in FIG. 14 and three in the example shown in FIG. 15, but is not particularly limited as long as it is two or more.
- a vapor chamber 1 h shown in FIG. 14 has two linear wicks 30 .
- two linear wicks 30 overlap different evaporators EP.
- the vapor chamber 1h' shown in FIG. 15 has three linear wicks 30.
- three linear wicks 30 overlap different evaporators EP.
- the plurality of linear wicks 30 preferably overlap different evaporators EP.
- the plurality of evaporators EP may be independently provided at the ends of the housing 10, It may be provided in the central portion of the housing 10 .
- the heat diffusion device of Embodiment 8 of the present invention is an example of the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention in which a plurality of evaporators are provided, but the heat diffusion device of another embodiment of the present invention. Also, a plurality of evaporators may be provided.
- the electronic equipment of the present invention includes the heat diffusion device of the present invention and electronic components attached to the outer wall surface of the housing of the heat diffusion device.
- FIG. 16 is a schematic perspective view showing an example of the electronic device of the present invention.
- An electronic device having the heat diffusion device of Embodiment 1 of the present invention will be described below as an example of the electronic device of the present invention. The same applies to electronic equipment having heat diffusion devices according to other embodiments of the present invention.
- An electronic device 100 shown in FIG. 16 has a vapor chamber 1a and an electronic component 110.
- the electronic component 110 corresponds to the heat source HS shown in FIG.
- the electronic component 110 is attached to the outer wall surface of the housing 10 of the vapor chamber 1a. More specifically, the electronic component 110 is attached to the outer wall surface of the housing 10 opposite to the first inner wall surface 10a of the housing 10 shown in FIG. Alternatively, it may be attached to the outer wall surface opposite to the second inner wall surface 10 b of the housing 10 , here, the outer surface of the second sheet 12 .
- the electronic component 110 may be attached directly to the outer wall surface of the housing 10, or may be attached via another member such as adhesive, sheet, or tape with high thermal conductivity.
- Examples of the electronic components 110 include central processing units (CPUs), light emitting diodes (LEDs), and heating elements such as power semiconductors.
- CPUs central processing units
- LEDs light emitting diodes
- heating elements such as power semiconductors.
- Examples of the electronic device 100 include smartphones, tablet terminals, notebook computers, game machines, wearable devices, and the like.
- the electronic device 100 preferably further includes a device housing 120.
- the vapor chamber 1 a and the electronic component 110 are provided in the internal space of the equipment housing 120 .
- the housing 10 and the device housing 120 are preferably joined via a joint member. More specifically, it is preferable that the outer wall surface of the housing 10 and the inner wall surface of the device housing 120 are joined via a joint member. In this case, the adhesion between the housing 10 and the device housing 120 is improved.
- the joining member that joins the housing 10 and the device housing 120 is preferably a thermally conductive member.
- the heat from the heat source HS here, the heat from the electronic component 110 is easily conducted from the housing 10 to the equipment housing 120 . That is, the heat from the heat source HS, here, the heat from the electronic component 110, is easily diffused along the path from the housing 10 to the device housing 120 as well.
- Thermally conductive members include, for example, thermally conductive tapes and thermally conductive adhesives.
- the vapor chamber 1a operates autonomously without the need for external power, and further utilizes the latent heat of vaporization and latent heat of condensation of the working medium 20 to generate heat from the heat source HS, here , the heat from the electronic component 110 can be diffused two-dimensionally at high speed. Furthermore, in the vapor chamber 1a, as described above, the vapor flow path 60 is ensured widely, and the liquid-phase working medium 20 is easily evaporated from the linear wick 30, so the maximum heat transfer amount is improved. As described above, the electronic device 100 having the vapor chamber 1a can effectively dissipate heat in a limited space inside the electronic device 100 .
- the heat diffusion device of the present invention can be used for a wide range of applications in fields such as personal digital assistants.
- the heat diffusion device of the present invention can be used, for example, to lower the temperature of a heat source such as a central processing unit and extend the usage time of electronic equipment, and is used in smartphones, tablet terminals, laptop computers, game machines, wearable devices, etc. Available.
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Abstract
熱拡散デバイス1aは、厚み方向Tに対向する第1内壁面10a及び第2内壁面10bを有する筐体10と、筐体10の内部空間に封入された作動媒体20と、筐体10の内部空間で第1内壁面10aに接するように設けられた線状ウィック30と、筐体10の内部空間で第2内壁面10bから厚み方向Tに突出するように設けられた一対の壁部41及び壁部42を含むレール状部材40と、を備え、線状ウィック30とレール状部材40の一対の壁部41及び壁部42とは、厚み方向Tで接しつつ作動媒体20の液体流路50を構成する。
Description
本発明は、熱拡散デバイス及び電子機器に関する。
近年、素子の高集積化及び高性能化により、発熱量が増加している。また、製品の小型化により、発熱密度が増加している。このような状況は、スマートフォン、タブレット等のモバイル端末の分野において特に顕著である。このような事情から、放熱対策を行うことが重要となっている。
放熱対策用の部材としては、グラファイトシート等が用いられることが多いが、その熱輸送量は充分ではないため、様々な放熱対策用の部材の使用が検討されている。中でも、非常に効果的に熱を拡散させることが可能である熱拡散デバイスとして、面状のヒートパイプであるベーパーチャンバーの使用の検討が進んでいる。
特許文献1には、作動流体が封入されるコンテナと、コンテナの内部に、コンテナの内壁との間に左右方向の隙間を空けて設けられ、かつコンテナの上壁および下壁に接触するウイック体と、を備え、ウイック体は、横断面視で左右方向に間隔を空けて配置された第1ウイック部および第2ウイック部を有し、第1ウイック部および第2ウイック部はそれぞれ、上壁および下壁に接し、上壁、下壁、第1ウイック部、および第2ウイック部によって囲まれて形成された液だまり部に、液相の作動流体が満たされている、ヒートパイプが開示されている。
特許文献1に記載のヒートパイプでは、特許文献1の図4に示されているように、第1ウイック部及び第2ウイック部が左右方向に間隔を空けて配置されるとともに接続ウイック部によって互いに接続されるように、ウイック体が設けられている。特許文献1に記載のヒートパイプでは、このようにウイック体を設けることにより、第1ウイック部と第2ウイック部との間に、液相の作動流体が満たされた液だまり部を形成している。
しかしながら、特許文献1に記載のヒートパイプのような熱拡散デバイスでは、ウィックを特許文献1の図4のように設けることが難しい。例えば、熱拡散デバイスにおいて、ウィックが不織布、メッシュ等の多孔質体で構成される場合、ウィックを特許文献1の図4のように曲げて設けることが考えられるが、ウィックを特許文献1の図4のように自立させることが難しい。ウィックを自立させるためには、ウィックの厚み(特許文献1の図4では、左右方向の厚み)を大きくすることがよいと考えられるが、厚みが大きいウィックは、特許文献1の図4のように曲げるのが難しい。更に、熱拡散デバイスにおいてウィックの厚みが大きくなると、その分蒸気流路が小さくなるため、最大熱輸送量が低下する。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、容易に製造可能で最大熱輸送量を向上可能な熱拡散デバイスを提供することを目的とするものである。また、本発明は、上記熱拡散デバイスを有する電子機器を提供することを目的とするものである。
本発明の熱拡散デバイスは、厚み方向に対向する第1内壁面及び第2内壁面を有する筐体と、上記筐体の内部空間に封入された作動媒体と、上記筐体の内部空間で上記第1内壁面に接するように設けられた線状ウィックと、上記筐体の内部空間で上記第2内壁面から上記厚み方向に突出するように設けられた一対の壁部を含むレール状部材と、を備え、上記線状ウィックと上記レール状部材の上記一対の壁部とは、上記厚み方向で接しつつ上記作動媒体の液体流路を構成する、ことを特徴とする。
本発明の電子機器は、本発明の熱拡散デバイスと、上記熱拡散デバイスの上記筐体の外壁面に取り付けられた電子部品と、を備える、ことを特徴とする。
本発明によれば、容易に製造可能で最大熱輸送量を向上可能な熱拡散デバイスを提供できる。また、本発明によれば、上記熱拡散デバイスを有する電子機器を提供できる。
以下、本発明の熱拡散デバイスと、本発明の電子機器とについて説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示す構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態2以降では、実施形態1と共通の事項についての記載は省略し、異なる点を主に説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎に逐次言及しない。
以下の各実施形態では、本発明の熱拡散デバイスの一例としてベーパーチャンバーを示す。本発明の熱拡散デバイスは、ヒートパイプ等の熱拡散デバイスにも適用可能である。
以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明の熱拡散デバイス」及び「本発明の電子機器」と言う。
以下に示す図面は模式図であり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品と異なる場合がある。
[熱拡散デバイス]
本発明の熱拡散デバイスについて、以下に説明する。
本発明の熱拡散デバイスについて、以下に説明する。
<実施形態1>
本発明の熱拡散デバイスは、厚み方向に対向する第1内壁面及び第2内壁面を有する筐体と、筐体の内部空間に封入された作動媒体と、筐体の内部空間で第1内壁面に接するように設けられた線状ウィックと、筐体の内部空間で第2内壁面から厚み方向に突出するように設けられた一対の壁部を含むレール状部材と、を備える。
本発明の熱拡散デバイスは、厚み方向に対向する第1内壁面及び第2内壁面を有する筐体と、筐体の内部空間に封入された作動媒体と、筐体の内部空間で第1内壁面に接するように設けられた線状ウィックと、筐体の内部空間で第2内壁面から厚み方向に突出するように設けられた一対の壁部を含むレール状部材と、を備える。
図1は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスの一例を示す斜視模式図である。
図1に示すベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)1aは、筐体10を有している。
筐体10は、気密状態に密閉されており、中空構造を有している。
筐体10の外壁面には、発熱素子である熱源HSが取り付けられている。
熱源HSとしては、例えば、電子部品等が挙げられる。
本明細書中、長さ方向、厚み方向、及び、幅方向を、図1等に示すように、各々、L、T、及び、Wで定められる方向とする。長さ方向Lと厚み方向Tと幅方向Wとは、互いに直交している。また、厚み方向Tに直交する方向であって、長さ方向L及び幅方向Wを包含する方向を、面方向とする。
ベーパーチャンバー1aは、全体として面状であることが好ましい。すなわち、筐体10は、全体として面状であることが好ましい。
本明細書中、面状とは、板状及びシート状を包含する形状であり、長さ方向の寸法及び幅方向の寸法が、厚み方向の寸法に対して相当に大きい形状、例えば、長さ方向の寸法及び幅方向の寸法が、厚み方向の寸法の10倍以上、好ましくは100倍以上である形状を意味する。
ベーパーチャンバー1aの大きさ、すなわち、筐体10の大きさは、特に限定されない。
ベーパーチャンバー1aの長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法、すなわち、筐体10の長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法は、各々、好ましくは5mm以上、500mm以下、より好ましくは20mm以上、300mm以下、更に好ましくは50mm以上、200mm以下である。
ベーパーチャンバー1aの長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法、すなわち、筐体10の長さ方向Lの寸法及び幅方向Wの寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
ベーパーチャンバー1aの厚み方向Tの寸法、すなわち、筐体10の厚み方向Tの寸法は、好ましくは50μm以上、500μm以下である。
ベーパーチャンバー1aの長さ方向Lの寸法、厚み方向Tの寸法、及び、幅方向Wの寸法、すなわち、筐体10の長さ方向Lの寸法、厚み方向Tの寸法、及び、幅方向Wの寸法は、各々、長さ方向L、厚み方向T、及び、幅方向Wの最大寸法として定められる。
筐体10は、外縁部同士が接合された第1シート11及び第2シート12で構成されることが好ましい。この場合、第1シート11と第2シート12とは、端部同士が一致するように重なっていてもよいし、端部同士がずれて重なっていてもよい。
第1シート11及び第2シート12の外縁部同士の接合方法としては、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接、拡散接合、ロウ接、TIG溶接(タングステン-不活性ガス溶接)、超音波接合、樹脂封止等が挙げられる。中でも、レーザー溶接、抵抗溶接、又は、ロウ接が好ましい。
第1シート11及び第2シート12の構成材料は、ベーパーチャンバーに適した特性、例えば、熱伝導性、強度、柔軟性、可撓性等を有するものであれば、特に限定されない。第1シート11及び第2シート12の構成材料は、好ましくは金属、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄、これらの金属の少なくとも1種を主成分とする合金等であり、特に好ましくは銅である。
第1シート11及び第2シート12の構成材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
第1シート11及び第2シート12の構成材料が互いに異なる場合、第1シート11及び第2シート12で異なる機能を発揮させることができる。このような機能としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導機能、電磁波シールド機能等が挙げられる。
第1シート11及び第2シート12の厚み方向Tの寸法は、各々、好ましくは10μm以上、200μm以下、より好ましくは30μm以上、100μm以下、更に好ましくは40μm以上、60μm以下である。
第1シート11及び第2シート12の厚み方向Tの寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
第1シート11及び第2シート12の厚み方向Tの寸法は、各々、全体にわたって同じであってもよいし、一部で異なっていてもよい。
第1シート11及び第2シート12の形状は、特に限定されない。例えば、第1シート11は、厚み方向Tの寸法が一定の平板状であり、第2シート12は、外縁部が外縁部以外の部分よりも厚み方向Tの寸法が大きい形状であってもよい。あるいは、第1シート11は、厚み方向Tの寸法が一定の平板状であり、第2シート12は、厚み方向Tの寸法が一定で、かつ、外縁部に対して外縁部以外の部分が外側に凸の形状であってもよい。この場合、筐体10の外縁部に凹みが設けられることになる。このような筐体10の外縁部の凹みは、ベーパーチャンバー1aを搭載する際に利用可能である。また、筐体10の外縁部の凹みには、他の部品を配置できる。
図1では、筐体10が第1シート11及び第2シート12の2つのシートで構成される態様を例示したが、筐体10は、1つのシートで構成されてもよいし、3つ以上のシートで構成されてもよい。
厚み方向Tからの平面視での、ベーパーチャンバー1aの平面形状、すなわち、筐体10の平面形状としては、例えば、三角形、矩形等の多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。また、ベーパーチャンバー1aの平面形状、すなわち、筐体10の平面形状は、L字型、C字型(コの字型)、階段型等であってもよい。また、筐体10には、厚み方向Tに貫通口が設けられていてもよい。ベーパーチャンバー1aの平面形状、すなわち、筐体10の平面形状は、ベーパーチャンバー1aの用途に応じた形状であってもよいし、ベーパーチャンバー1aの搭載箇所に応じた形状であってもよいし、近傍に存在する他の部品に応じた形状であってもよい。
図2は、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。図3は、図2に示す熱拡散デバイスの線分A1-A2に沿う断面を示す断面模式図である。
図2及び図3に示すベーパーチャンバー1aは、筐体10と、作動媒体20と、線状ウィック30と、レール状部材40と、を有している。
図3に示すように、筐体10は、厚み方向Tに対向する第1内壁面10a及び第2内壁面10bを有している。図3に示す例では、筐体10が第1シート11及び第2シート12で構成されており、第1シート11の内面が筐体10の第1内壁面10aに該当し、第2シート12の内面が筐体10の第2内壁面10bに該当する。
筐体10には、内部空間が設けられている。より具体的には、筐体10には、第1内壁面10a及び第2内壁面10bで囲まれた内部空間が設けられている。
図2に示すように、筐体10は、蒸発部EPを内部空間に有していることが好ましい。
蒸発部EPは、後述する液相の作動媒体20を蒸発させて、気相の作動媒体20に変化させる部分である。より具体的には、蒸発部EPは、筐体10の内部空間のうち、図1に示す熱源HSの近傍部分であって、熱源HSによって加熱される部分に該当する。
蒸発部EPは、筐体10の端部に設けられていてもよいし、筐体10の中央部に設けられていてもよい。
蒸発部EPの数は、熱源HSの数に応じて、図2に示すように1つのみであってもよいし、複数であってもよい。
なお、熱源HSは、筐体10の第1内壁面10aと反対側の外壁面、ここでは、第1シート11の外面に取り付けられていてもよいし、筐体10の第2内壁面10bと反対側の外壁面、ここでは、第2シート12の外面に取り付けられていてもよい。
図2及び図3に示すように、作動媒体20は、筐体10の内部空間に封入されている。
作動媒体20は、筐体10内の環境下において気-液の相変化を生じ得るものであれば、特に限定されない。作動媒体20としては、例えば、水、アルコール類、代替フロン等が挙げられる。作動媒体20は、水性化合物であることが好ましく、中でも、水であることが特に好ましい。
図3に示すように、線状ウィック30は、筐体10の内部空間で第1内壁面10aに接するように設けられている。
本明細書中、ウィックとは、毛細管力により作動媒体を移動させることができる毛細管構造を有するものを意味する。毛細管構造としては、従来のベーパーチャンバーで用いられる公知の構造であってもよく、例えば、細孔、突起、溝等の凹凸を有する微細構造等が挙げられる。
本明細書中、線状とは、延伸方向(図2では、長さ方向L)の寸法が、延伸方向に直交する方向(図2では、幅方向W)の寸法に対して相当に大きい形状、例えば、延伸方向の寸法が、延伸方向に直交する方向の寸法の5倍以上である形状を意味する。
線状ウィック30は、液相の作動媒体20を毛細管力により吸い上げて輸送する液輸送部として機能する。
図3に示すように、線状ウィック30は、例えば、第1面30aと、第2面30bと、第3面30cと、第4面30dと、を有している。
線状ウィック30の第1面30a及び第2面30bは、面方向(図3では、幅方向W)に相対している。
線状ウィック30の第1面30aは、第3面30c及び第4面30dに接している。
線状ウィック30の第2面30bは、第3面30c及び第4面30dに接している。
線状ウィック30の第3面30c及び第4面30dは、厚み方向Tに相対している。
線状ウィック30の第3面30cは、第4面30dよりも、筐体10の第1内壁面10a側に位置している。つまり、線状ウィック30の第3面30cは、筐体10の第1内壁面10aに接している。
線状ウィック30の第4面30dは、第3面30cよりも、筐体10の第2内壁面10b側に位置している。
線状ウィック30は、筐体10の第1内壁面10aに固定されていることが好ましい。例えば、線状ウィック30は、筐体10の第1内壁面10aに接合されていることが好ましい。線状ウィック30の接合方法としては、例えば、拡散接合、超音波接合、スポット溶接等が挙げられる。
図3に示すように、線状ウィック30は、筐体10の第2内壁面10bに接していないことが好ましい。例えば、線状ウィック30が筐体10の第2内壁面10bに接するように曲がっていると、その曲がった箇所が物理的な破損の起点となりやすい。また、線状ウィック30が筐体10の第2内壁面10bに接するように曲がっていると、後述する作動媒体20の蒸気流路60を広く確保する観点で、線状ウィック30の曲げられた部分が無駄となる。
線状ウィック30は、多孔質体で構成されることが好ましい。
多孔質体としては、例えば、焼結体、不織布、メッシュ、エッチング多孔板、繊維束等が挙げられる。
焼結体としては、例えば、金属多孔質焼結体、セラミックス多孔質焼結体等が挙げられる。中でも、金属多孔質焼結体が好ましく、銅又はニッケルの多孔質焼結体がより好ましい。
不織布としては、例えば、金属不織布等が挙げられる。線状ウィック30は、不織布で構成される場合、安価に作製可能である。
メッシュとしては、例えば、金属メッシュ、樹脂メッシュ、表面コートされたこれらのメッシュ等が挙げられる。中でも、銅メッシュ、ステンレス(SUS)メッシュ、又は、ポリエステルメッシュが好ましい。線状ウィック30は、メッシュで構成される場合、安価に作製可能である。
エッチング多孔板は、例えば、平板状の金属板をエッチング加工することにより作製される。線状ウィック30は、このように作製されたエッチング多孔板で構成される場合、平坦性に優れたものとなる。
繊維束は、例えば、複数の繊維を線状に束ねることにより作製される。繊維束は、液相の作動媒体20を毛細管力により吸い上げて保持する液保持部として機能しつつ、吸い上げた液相の作動媒体20を輸送する液輸送部としても機能する。
線状ウィック30は、繊維束で構成される場合、編み込み状の繊維束で構成されることが好ましい。複数の繊維が編み込まれた編み込み状の繊維束では、表面に凹凸が存在しやすくなるため、線状ウィック30が編み込み状の繊維束で構成される場合、液相の作動媒体20が輸送されやすくなる。
繊維束を構成する繊維としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属線、カーボン繊維、ガラス繊維等の非金属線等が挙げられる。中でも、金属線は、熱伝導率が高いことから好ましい。例えば、直径が0.03mm程度の銅線を200本程度束ねることにより、繊維束とすることができる。
レール状部材40は、一対の壁部41及び壁部42を含んでいる。
壁部41及び壁部42は、筐体10の内部空間で第2内壁面10bから厚み方向Tに突出するように設けられている。より具体的には、壁部41及び壁部42は、筐体10の内部空間で第2内壁面10bから第1内壁面10aに向かって突出するように設けられている。壁部41及び壁部42が筐体10の第2内壁面10bから突出する方向は、厚み方向Tに厳密に平行である必要はない。
壁部41及び壁部42は、互いに間隔を空けて並列するように延びている。図2及び図3に示す例では、壁部41及び壁部42が、幅方向Wに互いに間隔を空けて並列するように、長さ方向Lに延びている。
図3に示すように、壁部41は、例えば、第1面41aと、第2面41bと、第3面41cと、を有している。
壁部41の第1面41a及び第2面41bは、面方向(図3では、幅方向W)に相対している。
壁部41の第1面41aは、第2面41bよりも壁部42と反対側に位置しつつ、第3面41cに接している。
壁部41の第2面41bは、第1面41aよりも壁部42側に位置しつつ、第3面41cに接している。
壁部41の第3面41cは、厚み方向Tにおいて、筐体10の第1内壁面10aに対向し、更には、線状ウィック30の第4面30dに対向している。
図3に示すように、壁部42は、例えば、第1面42aと、第2面42bと、第3面42cと、を有している。
壁部42の第1面42a及び第2面42bは、面方向(図3では、幅方向W)に相対している。
壁部42の第1面42aは、第2面42bよりも壁部41と反対側に位置しつつ、第3面42cに接している。
壁部42の第2面42bは、第1面42aよりも壁部41側に位置しつつ、第3面42cに接している。
壁部42の第3面42cは、厚み方向Tにおいて、筐体10の第1内壁面10aに対向し、更には、線状ウィック30の第4面30dに対向している。
レール状部材40の構成材料、ここでは、壁部41及び壁部42の構成材料としては、例えば、樹脂、金属、セラミックス、これらの複数種以上の混合物又は積層物等が挙げられる。
壁部41及び壁部42の構成材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向(図2及び図3では、長さ方向L)とに直交する方向(図2及び図3では、幅方向W)における壁部41及び壁部42の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
厚み方向Tにおける壁部41及び壁部42の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
本発明の熱拡散デバイスにおいて、レール状部材は、筐体の第2内壁面と一体化していてもよい。
図3に示すように、レール状部材40は、筐体10の第2内壁面10bと一体化していてもよい。つまり、壁部41及び壁部42は、筐体10の第2内壁面10bと一体化していてもよい。この場合、レール状部材40を構成する壁部41及び壁部42は、例えば、筐体10の第2内壁面10b、ここでは、第2シート12の内面をエッチング加工すること等により形成される。
本発明の熱拡散デバイスにおいて、線状ウィックとレール状部材の一対の壁部とは、厚み方向で接しつつ作動媒体の液体流路を構成する。
図3に示すように、線状ウィック30とレール状部材40とは、厚み方向Tで接している。より具体的には、線状ウィック30と壁部41とは厚み方向Tで接し、かつ、線状ウィック30と壁部42とは厚み方向Tで接している。図3に示す例では、線状ウィック30の第4面30dと壁部41の第3面41cとが接し、かつ、線状ウィック30の第4面30dと壁部42の第3面42cとが接している。このように、線状ウィック30が壁部41及び壁部42と厚み方向Tで接していることにより、作動媒体20の液体流路50、より具体的には、液相の作動媒体20の液体流路50が構成されている。
このように構成された液体流路50に存在する液相の作動媒体20に対しては、線状ウィック30の毛細管力が厚み方向Tに働く。
線状ウィック30は、壁部41及び壁部42の少なくとも一方に固定されていることが好ましく、壁部41及び壁部42の両方に固定されていることがより好ましい。例えば、線状ウィック30は、壁部41及び壁部42の少なくとも一方に接合されていることが好ましく、壁部41及び壁部42の両方に接合されていることがより好ましい。線状ウィック30の接合方法としては、例えば、拡散接合、超音波接合、スポット溶接等が挙げられる。
図3に示すように、液体流路50は、例えば、第1面50aと、第2面50bと、第3面50cと、第4面50dと、を有している。
液体流路50の第1面50a及び第2面50bは、面方向(図3では、幅方向W)に相対している。
液体流路50の第1面50aは、第3面50c及び第4面50dに接している。
液体流路50の第2面50bは、第3面50c及び第4面50dに接している。
液体流路50の第3面50c及び第4面50dは、厚み方向Tに相対している。
液体流路50の第3面50cは、第4面50dよりも、筐体10の第1内壁面10a側に位置している。
液体流路50の第4面50dは、第3面50cよりも、筐体10の第2内壁面10b側に位置している。
図3に示す例において、液体流路50の第1面50aは、壁部41の第2面41bに接している。液体流路50の第2面50bは、壁部42の第2面42bに接している。液体流路50の第3面50cは、線状ウィック30の第4面30dに接している。液体流路50の第4面50dは、筐体10の第2内壁面10bに接している。このように、図3に示す例では、液体流路50が、壁部41の第2面41bと、壁部42の第2面42bと、線状ウィック30の第4面30dと、筐体10の第2内壁面10bとで囲まれた領域に設けられている。
以上のように、ベーパーチャンバー1aでは、線状ウィック30を曲げる等の加工を必要とせずに、線状ウィック30を壁部41及び壁部42と厚み方向Tで接するように設けることにより、液体流路50を容易に形成できる。そのため、ベーパーチャンバー1aは、例えば、特許文献1の図4に記載のヒートパイプと比較して、容易に製造可能である。
更に、ベーパーチャンバー1aでは、液体流路50が、線状ウィック30等が設けられていない空洞として構成されるため、液相の作動媒体20が、液体流路50内をスムーズに移動できる。これにより、ベーパーチャンバー1aでは、液相の作動媒体20の透過率が向上し、結果的に、液輸送能力が向上する。
一方、図2及び図3に示すように、筐体10の内部空間には、線状ウィック30及び液体流路50以外の領域に、作動媒体20の蒸気流路60、より具体的には、気相の作動媒体20の蒸気流路60が設けられている。つまり、筐体10の内部空間において、蒸気流路60は、線状ウィック30及び液体流路50に対して面方向に設けられている。これにより、ベーパーチャンバー1aでは、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くしても、蒸気流路60を面方向に広く確保できる。例えば、ベーパーチャンバー1aでは、厚み方向Tにおける筐体10の内部空間の寸法を100μm以上、200μm以下と小さくしつつ、蒸気流路60を面方向に広く確保できる。なお、厚み方向Tにおける筐体10の内部空間の寸法は、面方向で変化する場合、それらのうちの最大寸法として定められる。このように、ベーパーチャンバー1aでは、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くしても蒸気流路60を広く確保できることにより、熱拡散能力が向上しやすくなり、更には、均熱性能が向上しやすくなる。
ここで、ベーパーチャンバー1aの比較例として、線状ウィック30が筐体10の第1内壁面10aに接しておらず、より具体的には、線状ウィック30の第3面30cが筐体10の第1内壁面10aに接しておらず、線状ウィック30の第3面30cと筐体10の第1内壁面10aとの間の空間が蒸気流路として利用される熱拡散デバイスを仮定する。比較例の熱拡散デバイスでは、液体流路50から線状ウィック30に毛細管力で吸い上げられた液相の作動媒体20が、熱源からの熱を吸収することにより、線状ウィック30の第3面30cから蒸発して気相の作動媒体20に変化し、線状ウィック30の第3面30cと筐体10の第1内壁面10aとの間の蒸気流路に移動する。しかしながら、比較例の熱拡散デバイスでは、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くするために、線状ウィック30の第3面30cと筐体10の第1内壁面10aとの間の蒸気流路を厚み方向Tに薄くすると、蒸気流路における気相の作動媒体20の蒸気圧が、線状ウィック30の毛細管力よりも非常に高くなってしまう。そのため、比較例の熱拡散デバイスでは、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くすると、液相の作動媒体20が線状ウィック30の第3面30cから蒸発しにくくなり、結果的に、最大熱輸送量が低下しやすくなる。
これに対して、ベーパーチャンバー1aでは、図3に示すように、線状ウィック30の第3面30cが、筐体10の第1内壁面10aに接している。これにより、ベーパーチャンバー1aでは、図3中の矢印で示すように、液体流路50から線状ウィック30に毛細管力で吸い上げられた液相の作動媒体20が、熱源(図3では、図示せず)からの熱を吸収することにより、線状ウィック30の第3面30cから蒸発するのではなく、線状ウィック30の第1面30a及び第2面30bから蒸発して気相の作動媒体20に変化し、蒸気流路60に移動する。このように、ベーパーチャンバー1aでは、線状ウィック30に含まれる液相の作動媒体20が、線状ウィック30の第1面30a及び第2面30bから、広く確保された蒸気流路60に蒸発する。そのため、ベーパーチャンバー1aでは、上述した比較例の熱拡散デバイスと異なり、蒸気流路60における気相の作動媒体20の蒸気圧が、線状ウィック30の毛細管力よりも高くなり過ぎることがない。よって、ベーパーチャンバー1aでは、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くしても、線状ウィック30の毛細管力が、蒸気流路60における気相の作動媒体20の蒸気圧に阻害されにくいため、液相の作動媒体20が線状ウィック30から蒸発しやすくなり、結果的に、最大熱輸送量が向上する。
以上のように、ベーパーチャンバー1aによれば、容易に製造可能で最大熱輸送量を向上可能な熱拡散デバイスを実現できる。ベーパーチャンバー1aによる最大熱輸送量の向上効果は、特に、ベーパーチャンバー1aを薄型化する場合、より具体的には、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くする場合に顕著に得られる。
本発明の熱拡散デバイスにおいて、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向における液体流路の寸法は、厚み方向における液体流路の寸法よりも大きいことが好ましい。
図3に示すように、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向(図3では、長さ方向L)とに直交する方向(図3では、幅方向W)における液体流路50の寸法F50は、厚み方向Tにおける液体流路50の寸法G50よりも大きいことが好ましい。この場合、筐体10の内部空間を厚み方向Tに薄くしつつ、ひいては、ベーパーチャンバー1aを厚み方向Tに薄くしつつ、液相の作動媒体20の透過率の向上に寄与する液体流路50を広げることができる。
また、ベーパーチャンバー1aでは、上述したように、線状ウィック30の毛細管力が、液体流路50に存在する液相の作動媒体20に対して厚み方向Tに働く。そのため、液体流路50の寸法F50が液体流路50の寸法G50よりも大きい、すなわち、液体流路50の寸法G50が液体流路50の寸法F50よりも小さいと、線状ウィック30の毛細管力が、液体流路50の全体に及びやすくなる。その結果、ベーパーチャンバー1aの最大熱輸送量が向上しやすくなる。
仮に、ベーパーチャンバー1aと異なり、液体流路50の第3面50cではなく、液体流路50の第1面50a及び第2面50bにウィック(例えば、多孔質体)を設け、そのウィックの毛細管力を、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向(図3では、長さ方向L)とに直交する方向(図3では、幅方向W)に働かせる場合を想定すると、液体流路50の寸法F50が液体流路50の寸法G50よりも大きいことで、ウィックの毛細管力が、液体流路50の全体に及びにくくなる。その結果、液体流路50の第1面50a及び第2面50bの近傍に存在する液相の作動媒体20のみが、ウィックに吸い上げられて蒸発しやすくなるため、最大熱輸送量が向上しにくくなる。
以上の観点から、液体流路50の寸法F50が液体流路50の寸法G50よりも大きい場合には、ベーパーチャンバー1aのように、液体流路50の第1面50a及び第2面50bに、ウィックではない壁部41及び壁部42が設けられ、かつ、液体流路50の第3面50cにウィックが設けられている構成が効果的である。
液体流路50の寸法F50は、特に限定されず、例えば、500μm以上、2000μm以下である。なお、液体流路50の寸法F50は、厚み方向Tで変化する場合、それらのうちの最大寸法として定められる。
液体流路50の寸法G50は、特に限定されず、例えば、50μm以上、100μm以下である。なお、液体流路50の寸法G50は、面方向で変化する場合、それらのうちの最大寸法として定められる。
液体流路50の寸法F50は、好ましくは、液体流路50の寸法G50の5倍以上、50倍以下である。
本発明の熱拡散デバイスにおいて、厚み方向における線状ウィックの寸法は、厚み方向における作動媒体の蒸気流路の寸法の1/3よりも大きいことが好ましい。
図3に示すように、厚み方向Tにおける線状ウィック30の寸法G30は、厚み方向Tにおける蒸気流路60の寸法G60の1/3よりも大きいことが好ましい。この場合、線状ウィック30の第1面30a及び第2面30bの面積を広げることができるため、液相の作動媒体20が線状ウィック30の第1面30a及び第2面30bから蒸発する際の蒸発有効面積(図3中の点線部分)を広げることができる。その結果、ベーパーチャンバー1aの最大熱輸送量が向上しやすくなる。
線状ウィック30の寸法G30は、特に限定されず、例えば、50μm以上、100μm以下である。なお、線状ウィック30の寸法G30は、面方向で変化する場合、それらのうちの最大寸法として定められる。
蒸気流路60の寸法G60は、特に限定されず、例えば、100μm以上、200μm以下である。なお、蒸気流路60の寸法G60は、面方向で変化する場合、それらのうちの最大寸法として定められる。
液相の作動媒体20の透過率の向上に寄与する液体流路50を広く確保する観点から、線状ウィック30の寸法G30は、蒸気流路60の寸法G60の2/3以下であることが好ましい。
本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの両端部は、各々、レール状部材の両端部と一致していてもよい。
図2及び図3に示すように、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向(図2及び図3では、長さ方向L)とに直交する方向(図2及び図3では、幅方向W)において、線状ウィック30の両端部は、各々、レール状部材40の両端部と一致していてもよい。
本明細書中、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの端部がレール状部材の端部に一致しているとは、線状ウィックの端部とレール状部材の端部とが、厚み方向と液体流路の延伸方向とに沿う同一平面上に存在することを意味する。
図2及び図3に示す例では、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向における、線状ウィック30の両端部が、第1面30a及び第2面30bに該当する。また、図2及び図3に示す例では、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向における、レール状部材40の両端部が、壁部41の第1面41a及び壁部42の第1面42aに該当する。よって、図2及び図3に示す例では、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の第1面30aが壁部41の第1面41aと一致し、かつ、線状ウィック30の第2面30bが壁部42の第1面42aと一致している。
図2に示すように、厚み方向Tからの平面視で、蒸発部EPは、線状ウィック30及び液体流路50に重なっていることが好ましい。この場合、後述するように、液相の作動媒体20は、線状ウィック30及び液体流路50で蒸発部EPに輸送される。
図2に示すベーパーチャンバー1aの線状ウィック30、レール状部材40、及び、液体流路50について、図3では蒸発部EPに重なる領域の断面構造を示したが、蒸発部EPに重ならない領域の断面構造も図3と同様であることが好ましい。
図2及び図3に示すベーパーチャンバー1aは、以下のようにして作動する。
液相の作動媒体20は、蒸発部EPに存在する線状ウィック30及び液体流路50において、熱源HSからの熱を吸収することで蒸発し、気相の作動媒体20に変化する。そして、蒸発部EPで発生した気相の作動媒体20は、蒸気流路60を通って、蒸発部EPから離れた場所、例えば、線状ウィック30及び液体流路50における蒸発部EPと反対側の端部周辺に移動し、そこで冷却されて液相の作動媒体20に変化する。そして、液相の作動媒体20は、線状ウィック30及び液体流路50に回収された後、蒸発部EPに輸送される。
ベーパーチャンバー1aでは、以上の過程が繰り返されることにより、作動媒体20が気-液の相変化を生じつつ循環する。この際、熱源HSからの熱は、蒸発部EPにおいて液相の作動媒体20を気相の作動媒体20に変化させる蒸発潜熱として吸収された後、蒸発部EPから離れた場所において気相の作動媒体20を液相の作動媒体20に変化させる凝縮潜熱として放出される。このようにして、ベーパーチャンバー1aは、外部動力を必要とすることなく自立的に作動し、更には、作動媒体20の蒸発潜熱及び凝縮潜熱を利用することにより、熱源HSからの熱を二次元的に高速で拡散できる。更に、ベーパーチャンバー1aでは、上述したように、蒸気流路60が広く確保されており、また、液相の作動媒体20が線状ウィック30から蒸発しやすいため、最大熱輸送量が向上する。
<実施形態2>
本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの少なくとも一方端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この場合、本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの一方端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの少なくとも一方端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この場合、本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの一方端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
図4は、本発明の実施形態2の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。図5は、図4に示す熱拡散デバイスの線分B1-B2に沿う断面を示す断面模式図である。
図4及び図5に示すベーパーチャンバー1bでは、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向(図4及び図5では、長さ方向L)とに直交する方向(図4及び図5では、幅方向W)において、線状ウィック30の一方端部が、レール状部材40の外側に位置している。より具体的には、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の第2面30bは、壁部42の第1面42aよりも外側に位置している。つまり、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の第4面30dにおける第2面30b側の一部は、レール状部材40の外側にはみ出している。これにより、厚み方向Tにおいて、線状ウィック30の第4面30dにおける第2面30b側の一部は、液体流路50が設けられていない筐体10の第2内壁面10bに対向している。
一方、図4及び図5に示すベーパーチャンバー1bでは、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の第1面30aが、壁部41の第1面41aと一致している。
ベーパーチャンバー1bでは、図4及び図5に示す例と異なり、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の第1面30aが壁部41の第1面41aよりも外側に位置し、かつ、線状ウィック30の第2面30bが壁部42の第1面42aと一致していてもよい。
ベーパーチャンバー1bでは、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の一方端部がレール状部材40の外側に位置していることにより、ベーパーチャンバー1aと比較して、線状ウィック30の蒸発有効面積(図5中の点線部分)が、線状ウィック30が一方端部側でレール状部材40の外側にはみ出した分だけ、図5に示す例では、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の第4面30dの一部の分だけ更に広がっている。そのため、ベーパーチャンバー1bでは、ベーパーチャンバー1aと比較して、液相の作動媒体20が線状ウィック30から蒸発しやすくなり、結果的に、最大熱輸送量が向上しやすくなる。
図4に示すベーパーチャンバー1bの線状ウィック30、レール状部材40、及び、液体流路50について、図5では蒸発部EPに重なる領域の断面構造を示したが、蒸発部EPに重ならない領域の断面構造も図5と同様であることが好ましい。この場合、蒸発部EPで発生した気相の作動媒体20が、蒸気流路60を通って、蒸発部EPに重ならない領域のレール状部材40の外側で冷却されて液相の作動媒体20に変化したとすると、その液相の作動媒体20を、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30で回収することができる。このように、ベーパーチャンバー1bが、蒸発部EPに重ならない領域で図5と同様の断面構造を有している場合、レール状部材40の外側に存在する液相の作動媒体20は、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30で効率的に回収されやすくなり、結果的に、ベーパーチャンバー1bの最大熱輸送量が向上しやすくなる。
以上のように、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30は、液相の作動媒体20が蒸発する蒸発部EPでは液相の作動媒体20の蒸発効率の向上に寄与し、液相の作動媒体20を回収する液回収部では液相の作動媒体20の回収効率の向上に寄与する。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の一方端部側の一部の寸法K1は、蒸発部EP及び液回収部において、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、液相の作動媒体20の蒸発効率の観点で、蒸発部EPにおける寸法K1は液回収部における寸法K1よりも大きくてもよいし、液相の作動媒体20の回収効率の観点で、液回収部における寸法K1は蒸発部EPにおける寸法K1よりも大きくてもよい。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の一方端部側の一部の寸法K1は、図5に示す例では、レール状部材40の外側にはみ出した、線状ウィック30の第4面30dにおける第2面30b側の一部の寸法を示す、あるいは、線状ウィック30の第2面30bと壁部42の第1面42aとの間の距離を示す、とも言える。
<実施形態3>
本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの少なくとも一方端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この場合、本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの両端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態3の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの少なくとも一方端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この場合、本発明の熱拡散デバイスでは、厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィックの両端部は、レール状部材の外側に位置していてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態3の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
図6は、本発明の実施形態3の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。図7は、図6に示す熱拡散デバイスの線分C1-C2に沿う断面を示す断面模式図である。
図6及び図7に示すベーパーチャンバー1cでは、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向(図6及び図7では、長さ方向L)とに直交する方向(図6及び図7では、幅方向W)において、線状ウィック30の両端部が、レール状部材40の外側に位置している。より具体的には、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の第1面30aは壁部41の第1面41aよりも外側に位置し、かつ、線状ウィック30の第2面30bは壁部42の第1面42aよりも外側に位置している。つまり、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の第4面30dにおける第1面30a側の一部と、線状ウィック30の第4面30dにおける第2面30b側の一部とは、レール状部材40の外側にはみ出している。これにより、厚み方向Tにおいて、線状ウィック30の第4面30dにおける第1面30a側の一部と、線状ウィック30の第4面30dにおける第2面30b側の一部とは、液体流路50が設けられていない筐体10の第2内壁面10bに対向している。
ベーパーチャンバー1cでは、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、線状ウィック30の両端部がレール状部材40の外側に位置していることにより、ベーパーチャンバー1aと比較して、線状ウィック30の蒸発有効面積(図7中の点線部分)が、線状ウィック30が両端部側でレール状部材40の外側にはみ出した分だけ、図7に示す例では、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の第4面30dの一部の分だけ更に広がっている。そのため、ベーパーチャンバー1cでは、ベーパーチャンバー1aと比較して、液相の作動媒体20が線状ウィック30から蒸発しやすくなり、結果的に、最大熱輸送量が向上しやすくなる。
ベーパーチャンバー1cでは、ベーパーチャンバー1bと比較して、蒸発有効面積が更に広がっている。そのため、ベーパーチャンバー1cでは、ベーパーチャンバー1bと比較して、液相の作動媒体20が線状ウィック30から蒸発しやすくなり、結果的に、最大熱輸送量が向上しやすくなる。
図6に示すベーパーチャンバー1cの線状ウィック30、レール状部材40、及び、液体流路50について、図7では蒸発部EPに重なる領域の断面構造を示したが、蒸発部EPに重ならない領域の断面構造も図7と同様であることが好ましい。このように、ベーパーチャンバー1cが、蒸発部EPに重ならない領域で図7と同様の断面構造を有している場合、レール状部材40の外側に存在する液相の作動媒体20は、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30で効率的に回収されやすくなり、結果的に、ベーパーチャンバー1cの最大熱輸送量が向上しやすくなる。
ベーパーチャンバー1cが、蒸発部EPに重ならない領域で図7と同様の断面構造を有している場合、ベーパーチャンバー1bが、蒸発部EPに重ならない領域で図5と同様の断面構造を有している場合と比較して、線状ウィック30が両端部側でレール状部材40の外側にはみ出しているために、液相の作動媒体20の回収効率が向上しやすくなる。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の一方端部側の一部の寸法K1は、蒸発部EP及び液回収部において、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、液相の作動媒体20の蒸発効率の観点で、蒸発部EPにおける寸法K1は液回収部における寸法K1よりも大きくてもよいし、液相の作動媒体20の回収効率の観点で、液回収部における寸法K1は蒸発部EPにおける寸法K1よりも大きくてもよい。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の一方端部側の一部の寸法K1は、図7に示す例では、レール状部材40の外側にはみ出した、線状ウィック30の第4面30dにおける第2面30b側の一部の寸法を示す、あるいは、線状ウィック30の第2面30bと壁部42の第1面42aとの間の距離を示す、とも言える。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の他方端部側の一部の寸法K2は、蒸発部EP及び液回収部において、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、液相の作動媒体20の蒸発効率の観点で、蒸発部EPにおける寸法K2は液回収部における寸法K2よりも大きくてもよいし、液相の作動媒体20の回収効率の観点で、液回収部における寸法K2は蒸発部EPにおける寸法K2よりも大きくてもよい。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、レール状部材40の外側にはみ出した線状ウィック30の他方端部側の一部の寸法K2は、図7に示す例では、レール状部材40の外側にはみ出した、線状ウィック30の第4面30dにおける第1面30a側の一部の寸法を示す、あるいは、線状ウィック30の第1面30aと壁部41の第1面41aとの間の距離を示す、とも言える。
寸法K1及び寸法K2は、蒸発部EPにおいて、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、寸法K1及び寸法K2は、液回収部において、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
<実施形態4>
本発明の熱拡散デバイスは、液体流路の内部で液体流路の延伸方向に沿って互いに間隔を空けて設けられ、かつ、線状ウィックを支持する複数の支柱を更に備えることが好ましい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態4の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
本発明の熱拡散デバイスは、液体流路の内部で液体流路の延伸方向に沿って互いに間隔を空けて設けられ、かつ、線状ウィックを支持する複数の支柱を更に備えることが好ましい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態4の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
図8は、本発明の実施形態4の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。図9は、図8に示す熱拡散デバイスの線分D1-D2に沿う断面を示す断面模式図である。
図8及び図9に示すベーパーチャンバー1dは、複数の支柱70を更に有している。
図8に示すように、複数の支柱70は、液体流路50の内部で液体流路50の延伸方向(図8では、長さ方向L)に沿って互いに間隔を空けて設けられている。つまり、複数の支柱70は、壁部41と壁部42との間に設けられている。
図8に示すように、複数の支柱70は、液体流路50の内部において、支柱70間の距離が一定となるように均等に設けられていることが好ましい。この場合、複数の支柱70は、液体流路50の内部において、一部の領域で均等に設けられていることが好ましく、全体の領域にわたって均等に設けられていることがより好ましい。複数の支柱70が均等に設けられている領域では、ベーパーチャンバー1dの強度が均一に確保される。
複数の支柱70は、線状ウィック30を支持する。図9に示す例では、複数の支柱70が、液体流路50の内部において、線状ウィック30、ここでは、線状ウィック30の第4面30dに接し、かつ、筐体10の第2内壁面10bに接していることにより、線状ウィック30を液体流路50側から支持している。複数の支柱70が線状ウィック30を支持することにより、線状ウィック30が外部からの圧力で変形しようとしても、液体流路50が潰れにくくなる。その結果、液体流路50による液相の作動媒体20の透過率が確保される。
図9に示すように、複数の支柱70は、筐体10の第2内壁面10bと一体化していてもよい。この場合、複数の支柱70は、例えば、筐体10の第2内壁面10b、ここでは、第2シート12の内面をエッチング加工すること等により形成される。
複数の支柱70は、筐体10の第2内壁面10bに接合されていてもよい。この場合、複数の支柱70は、例えば、拡散接合等の接合方法により、筐体10の第2内壁面10b、ここでは、第2シート12の内面に接合される。
複数の支柱70は、液体流路50の延伸方向に沿って、図8に示すように1列に設けられていてもよいし、複数列に設けられていてもよい。
複数の支柱70の構成材料は、例えば、樹脂、金属、セラミックス、これらの複数種以上の混合物又は積層物等が挙げられる。
複数の支柱70の構成材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
複数の支柱70は、各々独立して、単層からなっていてもよいし、複数層からなっていてもよい。
液体流路50の延伸方向における複数の支柱70の寸法は、各々、支柱70における厚み方向Tの端部での面方向に沿う断面の円相当径に換算して、例えば、100μm以上、2000μm以下であり、好ましくは300μm以上、1000μm以下である。液体流路50の延伸方向における支柱70の寸法が大きくなると、外部からの圧力による線状ウィック30の変形がより抑制される。液体流路50の延伸方向における支柱70の寸法が小さくなると、液体流路50がより広く確保される。
液体流路50の延伸方向における複数の支柱70の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向(図8及び図9では、幅方向W)における複数の支柱70の寸法は、各々、支柱70における厚み方向Tの端部での面方向に沿う断面の円相当径に換算して、例えば、100μm以上、2000μm以下であり、好ましくは300μm以上、1000μm以下である。厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向における支柱70の寸法が大きくなると、外部からの圧力による線状ウィック30の変形がより抑制される。厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向における支柱70の寸法が小さくなると、液体流路50がより広く確保される。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向における複数の支柱70の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、複数の支柱70の寸法は、各々独立して、壁部41の寸法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向において、複数の支柱70の寸法は、各々独立して、壁部42の寸法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
厚み方向Tにおける複数の支柱70の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
厚み方向Tにおいて、複数の支柱70の寸法は、各々独立して、壁部41の寸法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、厚み方向Tにおいて、複数の支柱70の寸法は、各々独立して、壁部42の寸法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
厚み方向Tからの平面視での、複数の支柱70の平面形状としては、各々、例えば、三角形、図8に示すような矩形等の多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。
複数の支柱70の平面形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
面方向からの断面視での、複数の支柱70の断面形状としては、各々、例えば、図9に示すような矩形等の多角形等が挙げられる。
複数の支柱70の断面形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
複数の支柱70の寸法、形状、個数、配置等は、実際の製品において、図8及び図9に示す例と異なっていてもよい。
複数の支柱70は、互いに接続されて1つの支持体を構成していてもよい。つまり、ベーパーチャンバー1dでは、液体流路50の延伸方向に沿って延びる1列の支持体が設けられていてもよい。なお、ベーパーチャンバー1dでは、厚み方向Tと液体流路50の延伸方向とに直交する方向に互いに間隔を空けて並列するように、液体流路50の延伸方向に沿って延びる複数列の支持体が設けられていてもよい。
本発明の実施形態4の熱拡散デバイスでは、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスに対して複数の支柱が設けられた態様の一例を示したが、本発明の他の実施形態の熱拡散デバイスに対しても複数の支柱が設けられてもよい。
<実施形態5>
本発明の熱拡散デバイスにおいて、レール状部材は、筐体の第2内壁面に接合されていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態5の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
本発明の熱拡散デバイスにおいて、レール状部材は、筐体の第2内壁面に接合されていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態5の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
図10は、本発明の実施形態5の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。図11は、図10に示す熱拡散デバイスの線分E1-E2に沿う断面を示す断面模式図である。
図10及び図11に示すベーパーチャンバー1eにおいて、レール状部材40’は、筐体10の第2内壁面10bに接合されている。レール状部材40’は、例えば、拡散接合等の接合方法により、筐体10の第2内壁面10b、ここでは、第2シート12の内面に接合されている。
レール状部材40’は、壁部41及び壁部42に加えて、接続部43を含んでいる。
接続部43は、壁部41及び壁部42を筐体10の第2内壁面10b側で接続している。
図11に示す例では、レール状部材として、壁部41及び壁部42が接続部43で接続された構成を有するレール状部材40’を示したが、壁部41及び壁部42が接続されていない構成を有するレール状部材であってもよい。
本発明の実施形態5の熱拡散デバイスでは、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスにおいて、レール状部材が筐体の第2内壁面に接合された態様の一例を示したが、本発明の他の実施形態の熱拡散デバイスにおいても、レール状部材が筐体の第2内壁面に接合されてもよい。
<実施形態6>
本発明の熱拡散デバイスにおいて、線状ウィックは、筐体の内部空間の外周部に沿って設けられていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態6の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
本発明の熱拡散デバイスにおいて、線状ウィックは、筐体の内部空間の外周部に沿って設けられていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態6の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
図12は、本発明の実施形態6の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。
図12に示すベーパーチャンバー1fにおいて、線状ウィック30は、筐体10の内部空間の外周部に沿って設けられている。図12に示す例では、線状ウィック30が、筐体10の内部空間の外周部のみに設けられている。
図12に示すように、線状ウィック30の両端部は、蒸発部EPに集約するように設けられていることが好ましい。
図12に示すように、線状ウィック30で囲まれた領域には、作動媒体20の蒸気流路60、より具体的には、気相の作動媒体20の蒸気流路60が設けられていることが好ましい。
<実施形態7>
以上の各実施形態では、本発明の熱拡散デバイスが1つの線状ウィックを有する態様を例示したが、本発明の熱拡散デバイスは、複数の線状ウィックを有していてもよい。本発明の熱拡散デバイスが複数の線状ウィックを有している場合、厚み方向からの平面視で、複数の線状ウィックは、互いに間隔を空けて並列するように延びていることが好ましい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態7の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
以上の各実施形態では、本発明の熱拡散デバイスが1つの線状ウィックを有する態様を例示したが、本発明の熱拡散デバイスは、複数の線状ウィックを有していてもよい。本発明の熱拡散デバイスが複数の線状ウィックを有している場合、厚み方向からの平面視で、複数の線状ウィックは、互いに間隔を空けて並列するように延びていることが好ましい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態7の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
図13は、本発明の実施形態7の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。
図13に示すベーパーチャンバー1gは、複数の線状ウィック30を有している。図13に示す例では、線状ウィック30の数が4つであるが、線状ウィック30の数は、2つ以上であれば特に限定されない。
複数の線状ウィック30の構成材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
厚み方向Tにおける複数の線状ウィック30の寸法は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
図13に示すように、厚み方向Tからの平面視で、複数の線状ウィック30は、互いに間隔を空けて並列するように延びている。
図13に示すように、複数の線状ウィック30は、蒸発部EPに集約するように設けられていることが好ましい。この場合、作動媒体20をより短い距離で循環させることができる。
図13に示すように、隣り合う線状ウィック30の間には、第1蒸気流路61が設けられていることが好ましい。この場合、複数の線状ウィック30のうち、最も外側に位置する一方の線状ウィック30(図13では、最も左側の線状ウィック30)と筐体10との間には、幅方向Wの寸法が第1蒸気流路61よりも大きい第2蒸気流路62が設けられていることが好ましい。更に、複数の線状ウィック30のうち、最も外側に位置する他方の線状ウィック30(図13では、最も右側の線状ウィック30)と筐体10との間には、幅方向Wの寸法が第1蒸気流路61よりも大きい第3蒸気流路63が設けられていることが好ましい。
ベーパーチャンバーにおいて、複数の線状ウィック30が筐体10の内部空間の一部の領域に偏在していると、その領域には気相の作動媒体20が通りにくいため、均熱性能が低下しやすくなる。これに対して、ベーパーチャンバー1gでは、複数の線状ウィック30が互いに間隔を空けて並列するように延びており、更に、複数の線状ウィック30の間の隙間が蒸気流路として利用されるため、均熱性能が向上しやすくなる。
以上により、ベーパーチャンバー1gでは、液相の作動媒体20及び気相の作動媒体20が循環しやすく、液輸送能力及び均熱性能が向上しやすくなる。
本発明の実施形態7の熱拡散デバイスでは、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスにおいて、線状ウィックが複数設けられた態様の一例を示したが、本発明の他の実施形態の熱拡散デバイスにおいても、線状ウィックが複数設けられてもよい。
<実施形態8>
以上の各実施形態では、本発明の熱拡散デバイスにおいて筐体が1つの蒸発部を有する態様、すなわち、筐体の外壁面に1つの熱源が取り付けられた態様を例示したが、本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体は複数の蒸発部を有していてもよい、すなわち、筐体の外壁面には複数の熱源が取り付けられていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイス及び本発明の実施形態7の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態8の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
以上の各実施形態では、本発明の熱拡散デバイスにおいて筐体が1つの蒸発部を有する態様、すなわち、筐体の外壁面に1つの熱源が取り付けられた態様を例示したが、本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体は複数の蒸発部を有していてもよい、すなわち、筐体の外壁面には複数の熱源が取り付けられていてもよい。この点で本発明の実施形態1の熱拡散デバイス及び本発明の実施形態7の熱拡散デバイスと異なる態様の熱拡散デバイスを、本発明の実施形態8の熱拡散デバイスとして以下に説明する。
図14は、本発明の実施形態8の熱拡散デバイスの一例の内部構造を示す平面模式図である。図15は、本発明の実施形態8の熱拡散デバイスの別の一例の内部構造を示す平面模式図である。
図14に示すベーパーチャンバー1hと図15に示すベーパーチャンバー1h’とにおいて、筐体10は、複数の蒸発部EPを有している。蒸発部EPの数は、図14に示す例では2つであり、図15に示す例では3つであるが、2つ以上であれば特に限定されない。
図14に示すベーパーチャンバー1hは、2つの線状ウィック30を有している。図14に示す例では、2つの線状ウィック30が、各々、異なる蒸発部EPに重なっている。
図15に示すベーパーチャンバー1h’は、3つの線状ウィック30を有している。図15に示す例では、3つの線状ウィック30が、各々、異なる蒸発部EPに重なっている。
図14及び図15に示すように、複数の線状ウィック30は、各々、異なる蒸発部EPに重なっていることが好ましい。
図14及び図15に示すように、筐体10が複数の蒸発部EPを有する場合、複数の蒸発部EPは、各々独立して、筐体10の端部に設けられていてもよいし、筐体10の中央部に設けられていてもよい。
本発明の実施形態8の熱拡散デバイスでは、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスにおいて、蒸発部が複数設けられた態様の一例を示したが、本発明の他の実施形態の熱拡散デバイスにおいても、蒸発部が複数設けられてもよい。
[電子機器]
本発明の電子機器について、以下に説明する。
本発明の電子機器について、以下に説明する。
本発明の電子機器は、本発明の熱拡散デバイスと、熱拡散デバイスの筐体の外壁面に取り付けられた電子部品と、を備える。
図16は、本発明の電子機器の一例を示す斜視模式図である。
以下では、本発明の電子機器の一例として、本発明の実施形態1の熱拡散デバイスを有する電子機器について説明する。本発明の他の実施形態の熱拡散デバイスを有する電子機器についても同様である。
図16に示す電子機器100は、ベーパーチャンバー1aと、電子部品110と、を有している。
電子部品110は、図1に示す熱源HSに該当する。
電子部品110は、ベーパーチャンバー1aの筐体10の外壁面に取り付けられている。より具体的には、電子部品110は、図3に示す筐体10に対して、筐体10の第1内壁面10aと反対側の外壁面、ここでは、第1シート11の外面に取り付けられていてもよいし、筐体10の第2内壁面10bと反対側の外壁面、ここでは、第2シート12の外面に取り付けられていてもよい。
電子部品110は、筐体10の外壁面に直に取り付けられていてもよいし、熱伝導性の高い粘着剤、シート、テープ等の他の部材を介して取り付けられていてもよい。
電子部品110は、図2に示す筐体10の外壁面に取り付けられたときに、厚み方向Tからの平面視で、筐体10の蒸発部EPに重なっている。
電子部品110としては、例えば、中央処理装置(CPU)、発光ダイオード(LED)、パワー半導体等の発熱素子が挙げられる。
電子機器100としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン、ゲーム機器、ウェアラブルデバイス等が挙げられる。
図16に示すように、電子機器100は、機器筐体120を更に有していることが好ましい。図16に示す例では、ベーパーチャンバー1a及び電子部品110が、機器筐体120の内部空間に設けられている。
筐体10と機器筐体120とは、接合部材を介して接合されていることが好ましい。より具体的には、筐体10の外壁面と機器筐体120の内壁面とは、接合部材を介して接合されていることが好ましい。この場合、筐体10と機器筐体120との密着性が向上する。
筐体10と機器筐体120とを接合する接合部材は、熱伝導性部材であることが好ましい。この場合、熱源HSからの熱、ここでは、電子部品110からの熱が、筐体10から機器筐体120へ伝導しやすくなる。つまり、筐体10から機器筐体120への経路によっても、熱源HSからの熱、ここでは、電子部品110からの熱が拡散しやすくなる。
熱伝導性部材としては、例えば、熱伝導性テープ、熱伝導性粘着剤等が挙げられる。
上述したように、ベーパーチャンバー1aは、外部動力を必要とすることなく自立的に作動し、更には、作動媒体20の蒸発潜熱及び凝縮潜熱を利用することにより、熱源HSからの熱、ここでは、電子部品110からの熱を二次元的に高速で拡散できる。更に、ベーパーチャンバー1aでは、上述したように、蒸気流路60が広く確保されており、また、液相の作動媒体20が線状ウィック30から蒸発しやすいため、最大熱輸送量が向上する。以上のことから、ベーパーチャンバー1aを有する電子機器100により、電子機器100の内部の限られたスペースにおいて、放熱を効果的に実現できる。
本発明の熱拡散デバイスは、携帯情報端末等の分野において、広範な用途に使用可能である。本発明の熱拡散デバイスは、例えば、中央処理装置等の熱源の温度を下げ、電子機器の使用時間を延ばすために使用可能であり、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン、ゲーム機器、ウェアラブルデバイス等に使用可能である。
1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1h’ ベーパーチャンバー(熱拡散デバイス)
10 筐体
10a 第1内壁面
10b 第2内壁面
11 第1シート
12 第2シート
20 作動媒体
30 線状ウィック
30a 線状ウィックの第1面
30b 線状ウィックの第2面
30c 線状ウィックの第3面
30d 線状ウィックの第4面
40、40’ レール状部材
41、42 壁部
41a、42a 壁部の第1面
41b、42b 壁部の第2面
41c、42c 壁部の第3面
43 接続部
50 液体流路
50a 液体流路の第1面
50b 液体流路の第2面
50c 液体流路の第3面
50d 液体流路の第4面
60 蒸気流路
61 第1蒸気流路
62 第2蒸気流路
63 第3蒸気流路
70 支柱
100 電子機器
110 電子部品
120 機器筐体
EP 蒸発部
F50 厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向における液体流路の寸法
G30 厚み方向における線状ウィックの寸法
G50 厚み方向における液体流路の寸法
G60 厚み方向における蒸気流路の寸法
HS 熱源
K1 レール状部材の外側にはみ出した線状ウィックの一方端部側の一部の寸法
K2 レール状部材の外側にはみ出した線状ウィックの他方端部側の一部の寸法
L 長さ方向
T 厚み方向
W 幅方向
10 筐体
10a 第1内壁面
10b 第2内壁面
11 第1シート
12 第2シート
20 作動媒体
30 線状ウィック
30a 線状ウィックの第1面
30b 線状ウィックの第2面
30c 線状ウィックの第3面
30d 線状ウィックの第4面
40、40’ レール状部材
41、42 壁部
41a、42a 壁部の第1面
41b、42b 壁部の第2面
41c、42c 壁部の第3面
43 接続部
50 液体流路
50a 液体流路の第1面
50b 液体流路の第2面
50c 液体流路の第3面
50d 液体流路の第4面
60 蒸気流路
61 第1蒸気流路
62 第2蒸気流路
63 第3蒸気流路
70 支柱
100 電子機器
110 電子部品
120 機器筐体
EP 蒸発部
F50 厚み方向と液体流路の延伸方向とに直交する方向における液体流路の寸法
G30 厚み方向における線状ウィックの寸法
G50 厚み方向における液体流路の寸法
G60 厚み方向における蒸気流路の寸法
HS 熱源
K1 レール状部材の外側にはみ出した線状ウィックの一方端部側の一部の寸法
K2 レール状部材の外側にはみ出した線状ウィックの他方端部側の一部の寸法
L 長さ方向
T 厚み方向
W 幅方向
Claims (9)
- 厚み方向に対向する第1内壁面及び第2内壁面を有する筐体と、
前記筐体の内部空間に封入された作動媒体と、
前記筐体の内部空間で前記第1内壁面に接するように設けられた線状ウィックと、
前記筐体の内部空間で前記第2内壁面から前記厚み方向に突出するように設けられた一対の壁部を含むレール状部材と、を備え、
前記線状ウィックと前記レール状部材の前記一対の壁部とは、前記厚み方向で接しつつ前記作動媒体の液体流路を構成する、ことを特徴とする熱拡散デバイス。 - 前記厚み方向と前記液体流路の延伸方向とに直交する方向における前記液体流路の寸法は、前記厚み方向における前記液体流路の寸法よりも大きい、請求項1に記載の熱拡散デバイス。
- 前記厚み方向における前記線状ウィックの寸法は、前記厚み方向における前記作動媒体の蒸気流路の寸法の1/3よりも大きい、請求項1又は2に記載の熱拡散デバイス。
- 前記厚み方向と前記液体流路の延伸方向とに直交する方向において、前記線状ウィックの両端部は、各々、前記レール状部材の両端部と一致している、請求項1~3のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
- 前記厚み方向と前記液体流路の延伸方向とに直交する方向において、前記線状ウィックの少なくとも一方端部は、前記レール状部材の外側に位置している、請求項1~3のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
- 前記液体流路の内部で前記液体流路の延伸方向に沿って互いに間隔を空けて設けられ、かつ、前記線状ウィックを支持する複数の支柱を更に備える、請求項1~5のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
- 前記レール状部材は、前記筐体の前記第2内壁面と一体化している、請求項1~6のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
- 前記レール状部材は、前記筐体の前記第2内壁面に接合されている、請求項1~6のいずれかに記載の熱拡散デバイス。
- 請求項1~8のいずれかに記載の熱拡散デバイスと、
前記熱拡散デバイスの前記筐体の外壁面に取り付けられた電子部品と、を備える、ことを特徴とする電子機器。
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JP2021178933 | 2021-11-01 | ||
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---|---|
WO2023074645A1 true WO2023074645A1 (ja) | 2023-05-04 |
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---|---|---|---|
PCT/JP2022/039599 WO2023074645A1 (ja) | 2021-11-01 | 2022-10-25 | 熱拡散デバイス及び電子機器 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22886972 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22886972 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |