(57)【要約】【課題】自動車のエンジンルームなどの機器が多数設置された狭くかつ曲折した空間に、ヒートパイプをその場で容易に配置できる、接続作業性に優れる、ヒートパイプの接続構造を提供する。【解決手段】表面に所要数の溝を有する２個の伝熱性基体１、２を、前記溝を内側にして重ね合わせて溝１ａ、２ａにより孔３を、溝１ｂ、２ｂにより孔４をそれぞれ形成し、各孔３、４内にヒートパイプ５、６の端部５ａ、６ａが孔３、４内面との間に伝熱性部材９を充填して配され、前記重ね合わされた２個の伝熱性基体１、２は相互に接合されているヒートパイプの接続構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に所要数の溝を有する２個の伝熱性基体を、前記溝を内側にして重ね合わせて前記溝により孔を所要数形成し、前記各孔内に1本または２本のヒートパイプの端部が前記孔内面との間に伝熱性部材を充填して配され、前記重ね合わされた２個の伝熱性基体は相互に接合されていることを特徴とするヒートパイプの接続構造。
【請求項２】
前記ヒートパイプの端部近傍に位置決め機構が設けられ、前記伝熱性基体には、前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構に対応する別の位置決め機構が設けられ、前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構と前記伝熱性基体の別の位置決め機構により、前記ヒートパイプと前記伝熱性基体が位置決めされていることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの接続構造。
【請求項３】
前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構が前記ヒートパイプ端部の鍔であり、前記伝熱性基体の別の位置決め機構が前記伝熱性基体の孔の端面であることを特徴とする請求項２記載のヒートパイプの接続構造。
【請求項４】
前記重ね合わされた２個の伝熱性基体は、接合部材により相互に接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のヒートパイプの接続構造。
【請求項５】
前記接合部材は、一方の伝熱性基体に設けられた弾性ロックアームおよび他方の伝熱性基体に設けられた係止突起であることを特徴とする請求項４記載のヒートパイプの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジンルームなどにヒートパイプをその場（現場）で容易に配置できるヒートパイプの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンルームには電子機器が配されており、これが過度に発熱すると、熱暴走を起こすため冷却する必要がある。この冷却にヒートパイプを用いる場合、エンジンルームには種々の機器が多数設置されているため、残された空間は狭くかつ曲折しており、そこに高剛性のヒートパイプを長尺のまま配置するのは極めて困難であった。
そこで本発明者は短尺のヒートパイプを接続して配置する方法を考えた。
【０００３】
前記ヒートパイプの接続方法としては、パソコン本体内部の発熱体（ＣＰＵ）の熱を、前記パソコン本体に回転機構を介して備えられた開閉部材（ディスプレイ部）に伝達する際に、第一ヒートパイプの一端部を前記発熱体に接続し、第二ヒートパイプの一端部を前記開閉部材に接続し、各々の他端部を前記回転機構部分に設けた保持基体の断面８字状の上下開通孔に挿入し、前記孔内で前記両他端部を面接触させて熱伝達する方法が提案されている（特許文献１）。前記面接触は第一ヒートパイプの他端部を断面凹状に加工し、そこに第二ヒートパイプの断面円形の他端部を接触させて実現している。
【０００４】
この他、前記第一ヒートパイプの他端部を放熱ヒンジ部材の保持孔内に圧入固定し、前記第二ヒートパイプの他端部を放熱ヒンジ部材の受容溝の内壁に密着させる方法が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
しかし、前記従来の方法はいずれもヒートパイプを孔に通す操作を要し、しかも第二ヒートパイプが繰り返し軸回転するため、ヒートパイプと孔（溝）内面とのすり合わせを高精度に保つ必要があり、従って現場での接続は困難で、予め保持基体（放熱ヒンジ部材）とヒートパイプを接続したものを現場に持ち込んで配置する必要があり、作業性に問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２４９９１号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、自動車のエンジンルームなどの機器が多数設置された狭くかつ曲折した空間に、ヒートパイプをその場で容易に配置できる、接続作業性に優れる、ヒートパイプの接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載発明は、表面に所要数の溝を有する２個の伝熱性基体を、前記溝を内側にして重ね合わせて前記溝により孔を所要数形成し、前記各孔内に1本または２本のヒートパイプの端部が前記孔内面との間に伝熱性部材を充填して配され、前記重ね合わされた２個の伝熱性基体は相互に接合されていることを特徴とするヒートパイプの接続構造である。
【０００９】
請求項２記載発明は、前記ヒートパイプの端部近傍に位置決め機構が設けられ、前記伝熱性基体には、前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構に対応する別の位置決め機構が設けられ、前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構と前記伝熱性基体の別の位置決め機構により、前記ヒートパイプと前記伝熱性基体が位置決めされていることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの接続構造である。
【００１０】
請求項３記載発明は、前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構が前記ヒートパイプ端部の鍔であり、前記伝熱性基体の別の位置決め機構が前記伝熱性基体の孔の端面であることを特徴とする請求項２記載のヒートパイプの接続構造である。
【００１１】
請求項４記載発明は、前記重ね合わされた２個の伝熱性基体は、接合部材により相互に接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のヒートパイプの接続構造である。
【００１２】
請求項５記載発明は、前記接合部材は、一方の伝熱性基体に設けられた弾性ロックアームおよび他方の伝熱性基体に設けられた係止突起であることを特徴とする請求項４記載のヒートパイプの接続構造である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のヒートパイプの接続構造は、表面に所要数の溝を有する一方の伝熱性基体の各溝にそれぞれヒートパイプの端部（放熱部または受熱部、以下接続部と称す。）を配し、その上に他方の伝熱性基体の溝部を配し、両伝熱性基体を接合して形成されるので、ヒートパイプを孔に通す操作を要さず、従って接続作業が現場で容易に行える。また前記ヒートパイプと孔（溝）内面間に伝熱性部材を充填するので、ヒートパイプ間の熱の授受が伝熱性基体を介して良好になされる。
【００１４】
本発明では、前記ヒートパイプの接続部の近傍に位置決め機構（例えば、鍔）を設け、前記伝熱性基体には、前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構に対応する別の位置決め機構（例えば、伝熱性基体の孔の端面）を設け、前記ヒートパイプ端部近傍の位置決め機構と前記伝熱性基体の別の位置決め機構により、前記ヒートパイプと前記伝熱性基体を相互に位置決めすることにより、自動車の振動などでヒートパイプが位置ずれを起こすのが防止され、伝熱性基体を介したヒートパイプ間の熱の授受がより良好に行われる。
【００１５】
本発明では、前記重ね合わされた２個の伝熱性基体は、接合部材（例えば、弾性ロックアームと係止突起）により容易に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明で用いる伝熱性基体は、図１（イ）に示すように、２個の伝熱性基体１、２の表面にそれぞれ２本の直線溝１ａ、１ｂまたは２ａ、２ｂがそれぞれ並行に設けられたものであり、これらの伝熱性基体１、２は、図１（ロ）に示すように、溝１ａ、１ｂを内側にして接合したとき、直線状溝１ａと２ａにより孔３が形成され、直線状溝１ｂと２ｂにより孔４が形成される。２個の伝熱性基体１、２は、伝熱性基体２の両側面に設けた弾性ロックアーム７と、伝熱性基体１の両側面に設けた係止突起８とを相互に嵌着して接合される。なお、前記２個の伝熱性基体表面の溝の配置パターンは鏡面対象の関係にある。
【００１７】
本発明の接続構造は、図２（イ）に示すように、伝熱性基体１表面に設けた直線状溝１ａに、ヒートパイプ５の接続部５ａを配し、直線状溝１ｂにヒートパイプ６の接続部６ａを配し、次いで、図２（ロ）に示すように、前記接続部５ａ、６ａ上に、それぞれ伝熱性基体２を、接続部５ａ上に直線状溝２ａが位置し、接続部６ａ上に直線状溝２ｂが位置するように被せ、次いで伝熱性基体２を上から押圧すると伝熱性基体の両側面に設けたロックアーム７と伝熱性基体１の両側面に設けた係止突起８とがそれぞれ嵌着して両基体は接合される。
【００１８】
ヒートパイプ接続部５ａ、６ａの外周の伝熱性弾性体層９は圧縮されていると、ヒートパイプ接続部５ａ、６ａと孔内面間の熱抵抗が小さくなり、ヒートパイプ接続部５ａ、６ａと伝熱性基体１間の熱伝達が向上する。伝熱性弾性体層９の厚さをヒートパイプ接続部５ａ、６ａと孔３、４内面間の間隙より厚くしておくと、伝熱性弾性体層９は伝熱性基体１、２の接合により圧縮される。
【００１９】
ヒートパイプ接続部５ａ、６ａは、それぞれの両側に設けられた鍔１０により孔３、４内に位置決めされ、ヒートパイプ接続部５ａ、６ａの位置ずれが防止される。鍔１０間の間隔は孔３、４の長さより若干長く設定される。
【００２０】
図２（イ）、（ロ）に示した接続構造において、孔３、４の間隔は狭いほど接続スペースが減少し、さらに熱抵抗も小さくなるので望ましい。
【００２１】
次に、本発明の接続構造の他の実施形態を、図３（イ）〜（ハ）を参照して説明する。なお、ここでは、一方の伝熱性基体とヒートパイプのみを示した。
図３（イ）に示した接続構造は、表面に直線状溝１ａを１本形成した伝熱性基体１の前記溝１ａの両側にそれぞれヒートパイプ５の接続部５ａとヒートパイプ６の接続部６ａを端面を近接させて配したもので、図２に示したものに較べて接続スペースを減少できる。
【００２２】
図３（ロ）に示した接続構造は、表面に１本の鉤状溝１ｃを設けた伝熱性基体１の前記鉤状溝１ｃの２箇所の直線部にそれぞれヒートパイプ５の接続部５ａとヒートパイプ６の接続部６ａを端面を近接させて配したものである。この接続構造はヒートパイプ５の進路を斜めまたは直角方向に変更するときに用いる。
変更方向は鉤状溝１ｃの曲部の角度αにより調節する。
なお、鉤状溝は連通している必要はなく、曲部が閉塞していても差し支えない。
【００２３】
図３（ハ）に示した接続構造は、表面に非平行の２本の直線状溝１ａ、１ｂを設けた伝熱性基体１の前記直線状溝１ａ、１ｂにそれぞれヒートパイプ５の接続部５ａとヒートパイプ６の接続部６ａを配したものである。この接続構造もヒートパイプ５の進路を斜めまたは直角方向に変更するときに用いる。
変更方向は２本の直線状溝間のなす角度βにより調節する。
この接続構造は図３（イ）、（ロ）に示したものに較べてヒートパイプの接続部を長くできる。なお、直線状溝は端部が閉塞していても差し支えない。
【００２４】
本発明において、伝熱性基体は、銅、アルミなどの伝熱性金属材料を塑性加工（鍛造、板金加工など）或いは機械加工（切削加工など）して、または鋳造により容易に作製できる。図４に板金加工した伝熱性基体の斜視図を示した。板金加工は加工が比較的容易なため推奨される。伝熱性基体には、適度の強度、耐熱性および熱伝導性を有するプラスチック成型品も使用できる。
【００２５】
本発明において、ヒートパイプ接続部と溝（孔）内面間に充填される伝熱性部材には、伝熱性弾性体の他、伝熱性の接着剤、グリス、ゲル状体など流動して隙間を埋めるものなどが適用できる。
【００２６】
前記伝熱性弾性体層は変形することによりヒートパイプと溝（孔）間の方向差を吸収する。またエンジンルームなどで発生する振動を吸収して、ヒートパイプの損傷、特にヒートパイプの伝熱性基体から露出した境界部分の損傷を防止する。
【００２７】
本発明において、伝熱性弾性体層、接着剤、グリス、ゲル状体などは、予め、溝内面またはヒートパイプの接続部に設けておくのが現場作業がし易く望ましい。
前記伝熱性弾性体層をヒートパイプの接続部に設ける方法としては、伝熱性弾性シートを巻き付ける方法が、作業性、汎用性、コストなどの面で有利である。伝熱性弾性シートは、既に工業化され市販されている多種のシリコーン系または非シリコーン系のゴム系熱伝導性シートの中から選ぶことができる。
【００２８】
本発明において、ヒートパイプを孔内に位置決めする位置決め機構としては、ヒートパイプ接続部の両側に設ける鍔の他、図５に示すように、ヒートパイプ５の接続部５ａに凹部５ｂを設け、伝熱性基体１の溝１ａ内面に凸部１ｄを設けこれらを嵌合する機構、３者（溝内面／伝熱性弾性体層／ヒートパイプ接続部外面）を接着剤で固着する機構などが挙げられる。前記接着剤は熱伝導性に優れるものが３者間の熱伝達が害されず望ましい。
【００２９】
前記鍔には金属材料、プラスチック材料などが用いられる。金属材料の場合、鍔はヒートパイプにカシメ、ハンダ付け、溶接、接着などにより設けることができる。
【００３０】
本発明において、２個の伝熱性基体の接合部材には、クリップ、接着剤などが適用できるが、弾性ロックアームと係止突起からなる接合部材は、２個の伝熱性基体を重ね合わせ上から押圧することで容易に接合できるので推奨される。
【００３１】
前記弾性ロックアームは高弾性材料製のものが推奨される。伝熱性基体にはプレスやネジで固定する方法、接着剤で固着する方法などで設けることができる。伝熱性基体が高弾性材料からなる場合は、弾性ロックアームは伝熱性基体の側面を加工して一体に設けることができる。係止突起は、伝熱性基体の両側面に接着剤で固着する方法の他、伝熱性基体の側面を加工して一体に設けることもできる。
【００３２】
本発明の接続構造は、自動車のエンジンルームに限らず、狭くかつ曲折した空間にヒートパイプを配置する際に用いて、その効果が発現される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（イ）、（ロ）は本発明で用いる伝熱性基体の実施形態を示す斜視説明図である。
【図２】（イ）、（ロ）は本発明の接続構造の実施形態を示す斜視説明図である。
【図３】（イ）〜（ハ）は本発明の接続構造の他の実施形態を示す平面説明図である。
【図４】板金加工で作製した伝熱性基体の実施形態を示す斜視図である。
【図５】ヒートパイプの位置決め方法の実施形態を示す側面説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  伝熱性基体
１ａ伝熱性基体に設けられた直線状溝
１ｂ伝熱性基体に設けられた直線状溝
１ｃ伝熱性基体に設けられた鉤状溝
１ｄ伝熱性基体の溝内面に設けられた凸部
２  伝熱性基体
２ａ伝熱性基体に設けられた直線状溝
２ｂ伝熱性基体に設けられた直線状溝
３、４  伝熱性基体を重ね合わせたとき直線状溝により形成される孔
５  ヒートパイプ
５ａヒートパイプの接続部（例えば、放熱部）
５ｂヒートパイプの接続部に設けられた凹部
６  ヒートパイプ
６ａヒートパイプの接続部（例えば、受熱部）
７  ロックアーム
８  係止突起
９  伝熱性弾性体層
１０鍔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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