(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱効率が良い放熱機構を提供する。【解決手段】冷却液を使用して放熱するための放熱機構であって、上蓋１１と、上蓋の下方に設けられると共に、複数の中空の矩形孔１２１が画成され、複数の矩形孔が分布するように配列されている少なくとも１つの第１の網層１２と、第１の網層の下方に設けられると共に、複数の中空の微孔１３１が画成され、複数の微孔が分布するように配列されている少なくとも１つの第２の網層１３と、第２の網層の下方に設けられると共に、チャンバー１４１が内部に画成され、チャンバーの形状が第１の網層と第２の網層に対応し、上蓋と結合することによって、第１の網層と第２の網層を、チャンバー内に挟み込む下蓋１４と、を備える。【選択図】図１
0003231195.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を使用して放熱するための放熱機構において、
上蓋と、
前記上蓋の下方に設けられると共に、複数の中空の矩形孔が画成され、前記複数の矩形孔が分布するように配列されている少なくとも１つの第１の網層と、
前記少なくとも１つの第１の網層の下方に設けられると共に、複数の中空の微孔が画成され、前記複数の微孔が分布するように配列されている少なくとも１つの第２の網層と、
前記第２の網層の下方に設けられると共に、チャンバーが内部に画成され、前記チャンバーの形状が前記少なくとも１つの第１の網層と前記少なくとも１つの第２の網層に対応しており、前記上蓋と結合することによって、前記少なくとも１つの第１の網層と前記少なくとも１つの第２の網層を、前記チャンバー内に挟み込む下蓋と、
を備えることを特徴とする放熱機構。
【請求項２】
前記下蓋は更に前記チャンバー内に設けられる複数の支持構造を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱機構。
【請求項３】
前記下蓋の前記チャンバーの底側には底面壁が形成され、
前記支持構造は前記チャンバーの前記底面壁から突出しており、且つ、前記支持構造は前記チャンバーの延伸方向に分布するように配列されている、ことを特徴とする請求項２に記載の放熱機構。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１の網層は複数層存在し、同一層内の前記第１の網層の前記矩形孔は、互いに平行となるように分布して配列され、且つ異なる層の前記第１の網層の前記矩形孔の延伸方向は互いに異なる、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱機構。
【請求項５】
隣り合う前記第１の網層の前記矩形孔の延伸方向は、前記上蓋の投影と夾角をなし、前記夾角の範囲は１度から４５度である、ことを特徴とする請求項４に記載の放熱機構。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第２の網層は複数層存在し、各前記第２の網層の前記微孔は他の前記第２の網層とは配列が異なるように分布している、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱機構。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１の網層は複数層存在し、隣り合う前記第１の網層の間の距離は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの間であり、前記少なくとも１つの第２の網層は複数層存在し、隣り合う前記第２の網層の間の距離は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの間である、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱機構。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１の網層と前記少なくとも１つの第２の網層は銅で形成された網層である、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱機構。
【請求項９】
前記第１の網層の厚さの範囲又は前記第２の網層の厚さの範囲の少なくとも一方は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱機構。
【請求項１０】
前記微孔は円形の微孔であり、各前記微孔の直径の範囲は０．２ｍｍ〜１ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱機構。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はモバイル装置やパーソナルコンピュータ等の電気製品の放熱機構に関し、特に放熱効率が良い放熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
放熱機構は、通常銅で形成された内壁に微細構造が形成された真空のチャンバーを備える。熱が熱源から蒸発エリアに伝達されると、チャンバー内の冷却液は低真空の環境で加熱された後、蒸発し始める。
【０００３】
このとき、蒸発し始めた冷却液は熱エネルギーを吸収して急速に膨張し、蒸発した冷却液がチャンバー全体を満たす。一方、この膨張した冷却液が比較的低温のエリアに送られて温度が下げられると、チャンバー全体に満たされていた蒸気は液体に戻る。そして、冷却液の蒸発に伴って蓄積されていた熱が放出され、低温エリアで凝縮した冷却液は毛細管現象を利用した微細構造エリアを通って熱源の方へ戻り、この動作が放熱構造のチャンバー内で繰り返される。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の放熱機構の内部構造は、上部に単層の銅でできた網（メッシュ）が設けられ、下部に多層の銅線が設けられているものが主流であるが、下部に設けられた多層の銅線は不均一な敷設を引き起こし、製品の放熱効果に悪影響を与える場合がある。更に、従来の放熱機構はその構造上厚みが増しやすいので、電子製品全体の厚さを増加させてしまい、薄くて携帯しやすい電子製品には不向きである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案による放熱機構は上記の問題に鑑みて以下の構成を備える。
【０００６】
即ち、冷却液を使用して放熱するための放熱機構において、上蓋と、前記上蓋の下方に設けられると共に、複数の中空の矩形孔が画成され、前記複数の矩形孔が分布するように配列されている少なくとも１つの第１の網層と、前記少なくとも１つの第１の網層の下方に設けられると共に、複数の中空の微孔が画成され、前記複数の微孔が分布するように配列されている少なくとも１つの第２の網層と、前記第２の網層の下方に設けられると共に、チャンバーが内部に画成され、前記チャンバーの形状が前記少なくとも１つの第１の網層と前記少なくとも１つの第２の網層に対応しており、前記上蓋と結合することによって、前記少なくとも１つの第１の網層と前記少なくとも１つの第２の網層を、前記チャンバー内に挟み込む下蓋と、を備える。
【０００７】
また、前記下蓋は更に前記チャンバー内に設けられる複数の支持構造を備える。
【０００８】
また、前記下蓋の前記チャンバーの底側には底面壁が形成され、前記支持構造は前記チャンバーの前記底面壁から突出しており、且つ、前記支持構造は前記チャンバーの延伸方向に分布するように配列されている。
【０００９】
また、前記少なくとも１つの第１の網層は複数層存在し、同一層内の前記第１の網層の前記矩形孔は、互いに平行となるように分布して配列され、且つ異なる層の前記第１の網層の前記矩形孔の延伸方向とは延伸方向が異なる。
【００１０】
つまり、前記少なくとも１つの第１の網層は、少なくとも上層と下層の２層を有し、前記上層における前記矩形孔は互いに平行となるように分布して配列され、下層における前記矩形孔も互いに平行となるように分布して配列されるが、前記上層における前記矩形孔の延伸方向と、前記下層における前記矩形孔の延伸方向は異なった方向である。
【００１１】
更に、隣り合う前記第１の網層の前記矩形孔の延伸方向は、前記上蓋の投影と夾角をなし、前記夾角の範囲は１度から４５度である。
【００１２】
また、前記少なくとも１つの第２の網層は複数層存在し、各前記第２の網層の前記微孔は他の前記第２の網層とは配列が異なるように分布している。
【００１３】
また、前記少なくとも１つの第１の網層は複数層存在し、隣り合う前記第１の網層の間の距離は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの間であり、前記少なくとも１つの第２の網層は複数層存在し、隣り合う前記第２の網層の間の距離は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの間である。
【００１４】
また、前記少なくとも１つの第１の網層と前記少なくとも１つの第２の網層は銅で形成された網層である。
【００１５】
また、前記第１の網層の厚さの範囲又は前記第２の網層の厚さの範囲の少なくとも一法は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。
【００１６】
また、前記微孔は円形の微孔であり、各前記微孔の直径の範囲は０．２ｍｍ〜１ｍｍである。
【考案の効果】
【００１７】
本考案は、冷却液が毛細管現象を利用して再循環するための複数の矩形孔を有する少なくとも１つの第１の網層と、複数の中空の微孔が分布するように配列されている少なくとも１つの第２の網層とを備えるので、冷却液の循環効率が良く、放熱効果が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の放熱機構の斜視分解図である。
【図２】２Ａは上蓋と複数の第１の網層を示した斜視図であり、２Ｂは２Ａの要部斜視図である。
【図３】３Ａは下蓋と複数の第２の網層を示した斜視図であり、３Ｂは３Ａの第２の網層の要部斜視図である。
【図４】図４Ａは図１で示した放熱機構を組み立てた図であり、図４Ｂは図４Ａにおける４Ｂ−４Ｂ断面図であり、図４Ｃは図４Ａにおける４Ｃ−４Ｃ断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図４を参照して本考案を説明する。ここで、図１は本考案の放熱機構の斜視分解図である。また、図２Ａは上蓋と複数の第１の網層を示した斜視図であり、図２Ｂは図２Ａの要部斜視図である。また、図３Ａは下蓋と複数の第２の網層を示した斜視図であり、図３Ｂは３Ａの第２の網層の要部斜視図である。また、図４Ａは図１で示した放熱機構を組み立てた図であり、図４Ｂは図４Ａにおける４Ｂ−４Ｂ断面図であり、図４Ｃは図４Ａにおける４Ｃ−４Ｃ断面図である。
【００２０】
図１に示すように、放熱機構１には図示しない冷却液が含まれる。放熱機構は上蓋１１、第１の網層１２、第２の網層１３、及び下蓋１４を備える。上蓋１１は略長尺状に形成される。
【００２１】
第１の網層１２は、上蓋１１の下に配置される。また、第１の網層１２には、複数の中空で細長く形成されたの矩形孔１２１が形成される。矩形孔１２１は、分散するように配置されるが、詳しくは後述する。
【００２２】
図１に示される実施形態では、３つの（３つの層からなる）第１の網層１２があり、それぞれが複数の中空の矩形孔１２１を有する。第１の網層１２の矩形孔１２１は、同じ板（同じ層）の中では互いに平行に延伸するように配置される。
【００２３】
一方、異なる（上下方向に隣り合う）第１の網層１２の矩形孔１２１の延伸方向は異なる。この点について図２Ａを参照して説明すると、一番上の第１の網層１２の矩形孔１２１はいずれも右下がりに傾斜している。一方、一番下の第１の網層１２の矩形孔１２１はいずれも右上がりに傾斜している。一方、これらの２枚の第１の網層１２に挟まれた中段の第１の網層１２の矩形孔１２１は長手方向（すなわち、図１の延伸方向Ｄ１に沿って）に直進するように延伸している。
【００２４】
図２Ｂを参照して更にこの点を説明すると、一番上の第１の網層１２の矩形孔１２１の伸長方向はＤ２であり、図１の延伸方向Ｄ１と比較すると、いずれも右下がりに傾いている。
【００２５】
上から２番目の第１の網層１２は矩形孔１２１の延伸方向Ｄ３がいずれも傾いておらず、それぞれの矩形孔１２１が延伸方向Ｄ３に沿って延伸している。なお、この実施形態では延伸方向Ｄ３はＤ１と一致する。
【００２６】
一番下の第１の網層１２の矩形孔１２１は、いずれも延伸方向Ｄ４に沿って延伸しており、右肩上がりに傾いている。そして、これら３枚の第１の網層１２を重ね合わせると、第１の網層１２毎に矩形孔１２１の延伸方向が異なるので、３枚重ねても、高さ方向に連通した大きな空間が形成されず、小さな空間が複数個形成されることとなる。
【００２７】
そして、隣接する第１の網層１２の矩形孔１２１の延伸方向Ｄ２、Ｄ３又はＤ４は、上蓋１１の投影に対して夾角を形成する（図示せず）。
【００２８】
つまり、図２Ｂに示される実施形態に示されるように、矩形孔１２１の延伸方向Ｄ２と延伸方向Ｄ３は上蓋の投影に対して夾角を形成する。同様に、矩形孔１２１の延伸方向Ｄ３と延伸方向Ｄ４は上蓋１１の投影に対して夾角を形成する。なお、夾角の角度は１度から４５度の間が好ましい。
【００２９】
ここで、これらの範囲の夾角であれば、冷却液の蒸発と循環の効率が良く、放熱効果が優れる。
【００３０】
また、第１の網層１２が、本実施形態のように上層、中層、下層の３層を有する場合、上層の任意の矩形孔１２１と中層の任意の矩形孔１２１が、上蓋１１の投影に対して形成される夾角は１度から４５度となる。
【００３１】
同様に、第１の網層１２が、本実施形態のように上層、中層、下層の３層を有する場合、中層の任意の矩形孔１２１と下層の任意の矩形孔１２１が、上蓋１１の投影に対して形成される夾角は１度から４５度となる。
【００３２】
複数の第１の網層１２が存在する場合、それぞれの矩形孔１２１は異なる方向に延伸するので、矩形孔１２１の分布が異なるように位置する。このように、複数の第１の網層１２を積み重ねて配置すると、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、上層と下層の矩形孔１２１が互いに交差するように配置されることから、毛細管現象を利用することができる高さ方向に厚みを有する三次元空間が形成される。そのため、冷却液を循環させる際に、この毛細管現象を利用することができ、循環させやすい。
【００３３】
なお、本実施形態では、第１の網層１２の厚さは、０．０１ｍｍから０．３ｍｍの範囲である。また、本実施形態では、矩形孔１２１の幅は、０．０１ｍｍから０．３ｍｍの範囲が好ましく、この範囲内ならば毛細管現象を効率よく利用できる。
【００３４】
また、他の実施形態では、隣接する第１の網層の間の距離は、０．０１ｍｍから０．３ｍｍである。
【００３５】
図１に戻り説明すると、本考案による放熱機構１は第１の網層１２の下側に更に第２の網層１３を備える。第２の網層１３は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、複数の中空の微孔１３１を含み、微孔１３１は、満遍なく全体に分布するように配置される。
【００３６】
本実施形態では、図１に示すように、３つの第２の網層１３があり、図３Ａ、図３Ｂに示されるように、高さ方向に隣り合う２枚の第２の網層１３を重ねた際に、各第２の網層１３の微孔１３１同士がぴったりと重ならないように、ずらして配置するのが望ましい。
【００３７】
すなわち、複数の第２の網層１３が存在する場合、下蓋１４の第２の網層１３の微孔１３１に対する投影位置は第２の網層１３毎にずれている。
【００３８】
このように、第２の網層１３を積み重ねて配置すると、図４Ｂ、図４Ｃに示すように、上層と下層の微孔１３１が千鳥状に積み重ねられて、冷却液が通過できる高さ方向に厚みを持った三次元の空間が形成され、冷却液の蒸発効率の向上に役立つ。
【００３９】
本実施形態では、第２の網層１３の厚さは、０．０１ｍｍから０．３ｍｍの範囲である。また、本実施形態では、微孔１３１は円形であり、各微孔１３１の直径は０．２ｍｍから１ｍｍの範囲である。また、本実施形態では、隣接する第２の網層間の距離は、０．０１ｍｍから０．３ｍｍである。
【００４０】
なお、本実施形態では、第１の網層１２と第２の網層１３は銅を利用して形成されるが、他の材料で形成しても差し支えなく、銅とその他の金属を組み合わせても差し支えない。
【００４１】
下蓋１４は、第２の網層１３の下に配置されている。下蓋１４は、その形状が第１の網層１２と第２の網層１３に対応し、略長尺状に形成され、上蓋１１を被せることによって、内部のチャンバー１４１内に第１の網層１２と第２の網層１３を挟み込める。
【００４２】
再び図１に戻り説明する。この実施形態では、下蓋１４は、チャンバー１４１の外周に設けられて、上蓋１１と下蓋１４を結合し得る銅接着剤層１４３を更に備える。
【００４３】
さらに、この実施形態では、下蓋１４は、チャンバー１４１内に設けられた複数の支持構造１４２を更に備える。ここで、支持構造１４２は、図４Ｃに示すように、チャンバー１４１の底面壁１４５から高さ方向の上側へ突出している。また、支持構造１４２は、チャンバー１４１の外縁を延伸方向Ｄ１に沿って等間隔に並べられている。
【００４４】
支持構造１４２は、本実施形態では銅でできた柱である。図１と図４Ｃに示すように、この実施形態では、支持構造１４２は、複数の第１の網層１２と第２の網層１３の両側に配置されている。
【００４５】
ここで、図１に示すように、短手方向における両端の支持構造１４２の幅Ｗ３（すなわち、延伸方向Ｄ１と直交する短手方向における幅）は、第１の網層１２の幅Ｗ１と、第２の網層１３の幅Ｗ２よりも広い。
【００４６】
以上のように、放熱機構１の１又は複数の実施形態では第１の網層１２は非常に薄い（０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍのことを「極薄い」ともいう。）銅で形成されている。また、冷却液を毛細管現象を利用して循環させることができるように、複数の矩形孔１２１が存在する。
【００４７】
そして、本考案の実施形態では、複数の第１の網層１２があり、複数の第１の網層１２が積み重ねられ、上層と中層と下層の矩形孔１２１の位置が高さ方向において重ならないようにずらされることにより、毛細管現象を利用し得る３次元の空間を形成でき、この結果、冷却液が移動することができ、冷却液を効率よく循環できる。また、延伸方向を互いにずらした矩形孔１２１を有する第１の網層１２を重ねるだけで毛細管現象が利用できるので簡単に製造できる。
【００４８】
さらに、第２の網層１３もまた極薄い銅で形成されており、冷却液が蒸発し易い領域を形成する複数の微孔１３１を有する。また、本実施形態では、複数の第２の網層１３があり、複数の第２の網層１３が積み重ねられ、上層、中層、下層の微孔１３１が高さ方向にぴったりと一致しないようにずらすことにより、冷却液が蒸発し得る三次元のエリアを形成でき、冷却液の蒸発効率がさらに高まる。
【００４９】
以上のように、本考案の実施形態による放熱機構１は、微孔１３１と矩形孔１２１によって冷却液が循環するので、効率的に放熱できる。
【００５０】
さらに、第１の網層１２と第２の網層１３の厚さは、使用する製品に応じて任意に調整することができ、薄く形成することもできる。ここで、本考案では、第１の網層の厚さの範囲は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。
【００５１】
また、第２の網層の厚さの範囲は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍであり、複数の微孔を備え、冷却液が蒸発できるエリアを提供し得ると共に、使用する製品に応じて任意に厚みを調整することができ、薄さが求められる製品では薄く形成することもできる。
【００５２】
また、本考案は第１の網層１２の矩形孔１２１と第２の網層１３の微孔１３１を備えているので、いずれも微孔構造とした場合と比べると、蒸発した冷却液はまず微孔１３１に付着して、更に熱を加えると蒸気が増えて矩形孔１２１によって提供される毛細管現象を利用して低温エリアに移動するので、放熱効果が高い。
【符号の説明】
【００５３】
１      放熱機構
１１    上蓋
１２    第１の網層
１２１  矩形孔
１３    第２の網層
１３１  微孔
１４    下蓋
１４１  チャンバー
１４２  支持構造
１４３  銅接着材層
１４５  底面壁
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４  延伸方向
Ｗ１    幅
Ｗ２    幅
Ｗ３    幅
【図１】
0003231195.tif 000003
【図２】
0003231195.tif 000004
【図３】
0003231195.tif 000005
【図４】
0003231195.tif 000006