(57)【要約】【課題】  ２本のヒートパイプを効率的な熱交換を維持しつつ可動に連結させるヒートシンク用部品を提供する。【解決手段】  摺動面を挟んで互いに自転可能なように第一部材と第二部材とを連結した連結部材を用いる。第一部材と第二部材とは熱的に接続されている。第一部材と第二部材には、２本のヒートパイプが１本ずつ固定されるが、その際に、第一部材に固定されるヒートパイプの放熱部を、前記自転の円周方向に概ね沿って湾曲して配置し、また前記第二部材に固定されたヒートパイプの受熱部を前記自転の円周方向に概ね沿って湾曲して、かつ、前記放熱部と摺動面を挟んで概ね相対するように配置したヒートシンク用部品。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動面を挟んで互いに自転可能なように第一部材と第二部材とが連結され、かつ前記第一部材及び前記第二部材が前記摺動面を介して熱的に接続されてなる連結部材と、
前記第一部材に放熱部が固定された第一のヒートパイプと、
前記第二部材に受熱部が固定された第二のヒートパイプと、
を備え、
前記第一部材に固定された前記放熱部は、前記自転の円周方向に概ね沿って湾曲して配置され、前記第二部材に固定された前記受熱部は、前記自転の円周方向に概ね沿って湾曲して、かつ、前記摺動面を挟んで前記放熱部と概ね相対するように配置された、
ヒートシンク用部品。
【請求項２】
前記放熱部又は前記受熱部が互いに相対する方向につぶれた扁平断面形状になっている、請求項１記載のヒートシンク用部品。
【請求項３】
前記第一部材に固定された前記放熱部と、前記第二部材に固定された前記受熱部が、前記摺動面において一部露出して相互に接触している、請求項１又は２に記載のヒートシンク用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電気・電子部品等の放熱を行うためのヒートシンクに用いる部品に関するもので、ヒートパイプを応用した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種装置に搭載された半導体モジュール等の発熱性の電気・電子部品を冷却するために、ヒートパイプを応用したヒートシンクが各種提案され、また実用化もしている。ヒートパイプを用いる利点の一つは、放熱すべき電気・電子部品の熱を、別の場所に移動させ、その場所で外部に発散することができる点にある。
【０００３】
例えばパソコン等の機器に搭載される電気・電子部品は、通例、そのパソコンの内部に設置されている。従って、冷却すべき電気・電子部品の発する熱はパソコンの筐体内でなく、なるべく筐体の外部に発散させることが望ましい場合が多い。そこで、ヒートパイプを用いた典型的なヒートシンクとしては、機器内部に搭載された被冷却部品に受熱部材（金属板等）を熱的に接続し、その受熱部材にヒートパイプの受熱部を接続し、ヒートパイプの放熱部を、例えば機器の外部又は外部近傍に設置した放熱用のフィン等に接続する構成があげられる。
【０００４】
ところで、機器内部に搭載された被冷却部品が、機器又は放熱用のフィン等に対し、可動状態に取り付けられている場合もある。その例として、ノートパソコンの本体側（キーボード側）にＩＣチップ等の発熱部品が搭載され、その熱を開閉式のディスプレイの部分で外部に発散させようとする場合である。
【０００５】
ヒートシンクを、開閉可能に連結されたノートパソコン本体とディスプレイ部とに適用させるために、ヒンジ構造で複数のヒートパイプを連結する構造が提案されている。一例として特開平１０−１８７２８４号公報（特許文献１）に記載の構造の概要を図７に示す。この図７に記載の構造は概ね次の下記である。即ち、被冷却部品１０２４（ＣＰＵ等）が搭載されるノートパソコン本体１０１２と、ディスプレイ部１０１４とが、開閉可能に取り付けられており、被冷却部品１０２４には受熱部材１０４６を介してヒートパイプ１０３８が接続され、そのヒートパイプ１０３８は銅製のヒンジ部材１０５２に接続されている。そしてヒンジ部材１０５２に別のヒートパイプ１０６６が接続され、そのヒートパイプ１０６６にはディスプレイ部１０１４に取り付けられた放熱部材１０６８が接続されている。
【０００６】
このような構成により、被冷却部品１０２４の熱を受熱部材１０４６が受け取り、その熱をヒートパイプ１０３８によりヒンジ部材１０５２まで運ばれ、その熱が更にヒートパイプ１０６６を通じて放熱部材１０６８へ伝わり、ディスプレイ側から周囲環境へ放熱される。
【０００７】
このような構成を採用する一つの利点として次の点が挙げられる。即ち、通例、ディスプレイ部１０１４はその性質上、相対的に広い面積を持つ形状となる。ここでは図示しないが、ディスプレイ部１０１４の広い面積を利用して、広い面積の放熱板（アルミ板等）を設置することも可能になる。そこで、図６では放熱部材１０６８を小さく描いてあるが、その広い面積のアルミ板と放熱部材１０６８を接続して、高い放熱性を実現させることができるのである。
【０００８】
或いは、ディスプレイ部１０１４を構成する容器を伝熱性高いアルミ材等で構成し、そのアルミ材から外部放熱させる設計等もありえる。このように設計上の自由度が高まるのである。
【０００９】
ヒートシンクを、開閉可能に連結されたノートパソコン本体とディスプレイ部とに適用させた他の例として、特開２０００−２９３２７１号公報（特許文献２）に記載の構造等もあげられる。これらの公知技術は、いずれも被冷却部品の熱を受ける受熱部材とその熱を放熱させる放熱部材とが可動な状態にある構造を、複数のヒートパイプとヒンジ構造を用いて実現させたものである。
【００１０】
このようにヒートパイプを可動式に連結して、受熱部材と放熱部材との位置関係が可動である場合でも対応できるヒートパイプ応用技術としては、他に、実開平２−６２２７４号公報（ 特許文献３）に記載の構造（図８にその概要を示す）がある。この構造では、各々ヒートパイプ１００１、１００２が取り付けられたコネクタ本体１０１１と嵌着体１０１５とが、ねじ１０１２とナット１０２０とによって、適宜位置を決めて密着固定されている。従ってねじ１０１２とナット１０２０を緩め、コネクタ本体１０１１と嵌着体１０１５の位置を変えて再度密着固定させることでできる、という意味では、２本のヒートパイプ１００１、１００２は可動ではないが、一応、位置を調整することが可能であると言えなくもない。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１８７２８４号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３２７１号公報
【特許文献３】実開平２−６２２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１や特許文献２に示された構造は、２本のヒートパイプの一部を概ね平行に配置して、その部分をヒンジ構造により、少なくとも１本のヒートパイプは、その長手方向を軸として回転可動に構成している。一方、 特許文献３に示された構造は、可動ではないが、２本のヒートパイプを平行には配置せず、嵌着体１０１５とコネクタ本体１０１１により連結している。このような 特許文献３に示されたような構造にすると、嵌着体１０１５とコネクタ本体１０１１との接する面を大きく設けることもでき、また接する面の押圧力を高める等の設計上の自由度も高くなる。
【００１３】
図８の構造において、ヒートパイプ１００１、１００２を接続する嵌着体１０１５やコネクタ本体１０１１は、熱伝導性に優れる金属材等で構成する。そうすることで、ヒートパイプ１００１からコネクタ本体１０１１に伝わった熱は、嵌着体１０１５とコネクタ本体１０１１との接触面を経て、嵌着体１０１５に伝わり、更にその熱がヒートパイプ１００２に伝わる。
【００１４】
前述したように、図８の構造において、ねじ１０１２とナット１０２０を緩め、位置を変えて再度、密着固定させる作業をすれば、２本のヒートパイプ１００１、１００２の位置関係を調整することはできる。しかし、コネクタ本体１０１１と嵌着体１０１５の位置によっては、ヒートパイプ１００１とヒートパイプ１００２が、嵌着体１０１５とコネクタ本体１０１１との接触面を挟んで交叉するような位置関係となり、ヒートパイプ１００１とヒートパイプ１００２との熱交換の効率が低下してしまうことがあった。
【００１５】
つまり、ヒートパイプ１００１とヒートパイプ１００２との間の熱交換は、コネクタ本体１０１１と嵌着体１０１５を経由して行われるが、その熱の移動経路が長くなると、熱交換の効率が低下してしまうのである。
【００１６】
本発明は、連結された２本のヒートパイプの間の効率的な熱交換を実現すると共に２本のヒートパイプが可動に連結されたヒートシンク用部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、摺動面を挟んで互いに自転可能なように第一部材と第二部材とが連結され、かつ前記第一部材及び前記第二部材が前記摺動面を介して熱的に接続されてなる連結部材と、前記第一部材に放熱部が固定された第一のヒートパイプと、前記第二部材に受熱部が固定された第二のヒートパイプとを備え、前記第一部材に固定された前記放熱部は、前記自転の円周方向に概ね沿って湾曲して配置され、前記第二部材に固定された前記受熱部は、前記自転の円周方向に概ね沿って湾曲して、かつ、前記放熱部と摺動面を挟んで概ね相対するように配置されたヒートシンク用部品を提案する。
【００１８】
また、前記放熱部又は前記受熱部が互いに相対する方向につぶれた断面形状、即ち扁平にする場合もある。こうすることで、前記放熱部と前記受熱部が向き合う面積が広がり、より効率的な熱移動が実現する。
【００１９】
更に、第一部材に固定された放熱部と第二部材に固定された前記受熱部を、摺動面において一部露出させ、互いに接触させると、一層効率的な熱移動が実現する。
【００２０】
ここで、自転可能とは、必ずしも３６０度以上の回転を意味するものではなく、本発明のヒートシンク用部品の使用形態によって、その回転可能範囲は適宜設定すればよい。
【００２１】
この構造において、第一部材や第二部材は銅材等の熱伝導性に優れる材質で構成すれば良い。また、その摺動面における熱伝導性の向上させるため、或いは摺動を繰り返すことによる摩擦等の影響を低減するために、摺動面に熱伝導性のグリス等を塗っても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明のヒートシンク用部品を用いたヒートシンクの例を示す概念図である。ヒートパイプ１０１の一方の端部近傍である受熱部には半導体モジュール等の発熱部品が熱的に接続された受熱部材３０１が熱的に接続されている。そして、他方の端部近傍である放熱部は連結部材２０を構成する第一部材２０１に固定されている。第一部材２０１にヒートパイプ１０１の放熱部を固定する形態としては、第一部材２０１に半田付けその他で固定する形態や、第一部材２０１に溝を設けて、その溝にヒートパイプ１０１の放熱部をはめ込む方法等を適宜用いればよい。
【００２４】
また、ヒートパイプ１０２の一方の端部近傍である受熱部は連結部材２０を構成する第二部材２０２に固定され、他方の端部近傍である放熱部に放熱用のフィン４０１が接続されている。第二部材２０２にヒートパイプ１０２の受熱部を固定する形態も、上記同様、半田付けその他で固定する形態や、第二部材２０２に溝を設けて、その溝にヒートパイプ１０２の受熱部をはめ込む方法等を適宜用いればよい。
【００２５】
第二部材２０２は第一部材２０１の上で、自転運動が可能なように取り付けられており、第一部材２０１と第二部材２０２との間の摺動面で、互いに熱的に接続されている。この摺動面に熱伝導性グリスを適宜配しても良い。
【００２６】
図２は図１の連結部材２０を図１の上方から見た模様を示したものである。この例では、第二部材２０２として円盤状の形状のものを例示したが、その円盤中心を概ね中心として、第二部材２０２は第一部材２０１の上で自転可能になっている。自転の回転方向は任意であり、また回転可能角度も適宜設定される。
【００２７】
さて、その回転の円周方向に概ね沿うように、ヒートパイプ１０１の放熱部６１を湾曲させて第一部材２０１に固定してある。またヒートパイプ１０２の受熱部６２は、第二部材２０２に固定されるが、その固定位置は、概ね、摺動面を挟んで受熱部６２と放熱部６１とが概ね向き合うように湾曲させて配置する。
【００２８】
こうすることで、第二部材２０２を第一部材２０１上を自転するように回転させても、ヒートパイプ１０１の放熱部６１とヒートパイプ１０２の受熱部６２が概ね、摺動面を挟んで向き合うことを維持されるので、ヒートパイプ１０１とヒートパイプ１０２の間で効率的な熱交換が維持できる。
【００２９】
図３は、円盤状の第一部材２１１と同じく円盤状の第二部材２１２が互いの主面を摺動面として熱的に接続してなる連結部材２１を用いた例を示すものである。なお、ここでは第一部材２１１と第二部材２１２を円盤状のものとして例示するが、この形状はこれに限られるものではない。
【００３０】
さて、第一部材２１１と第二部材２１２は、ほぼ同軸で相互に回転可能になっているが、各々に埋め込まれたヒートパイプ１０３の放熱部６３とヒートパイプ１０４の受熱部６４が、各々円盤状の円周に沿って湾曲するように配置されており、第一部材２１１と第二部材２１２が回転しても、摺動面を挟んで、ヒートパイプ１０３の放熱部６３とヒートパイプ１０４の受熱部６４が概ね向き合った状態が維持される。このため第一部材２１１と第二部材２１２の回転にともなう、ヒートパイプ１０３とヒートパイプ１０４の間の熱交換の効率の変動を抑制できる。
【００３１】
図４に示す構造は、第一部材２２１と第二部材２２２に各々配置されたヒートパイプ１０５の放熱部１０６とヒートパイプ１０７の受熱部１０８が、それぞれ扁平になっている場合である。こうすることで、放熱部１０６と受熱部１０８が向き合う面積が広がり、より効率的な熱移動が実現する。
【００３２】
放熱部１０６と受熱部１０８を扁平として、摺動面を挟んで向き合う面積を広げることに加え、図４に示す例では、更に、第一部材２２１に固定されたヒートパイプ１０５の放熱部１０６と第二部材２２２に固定されたヒートパイプ１０７の受熱部１０８を、摺動面において一部露出させ、互いに接触させている。こうすることで、より一層の効率的な熱移動が実現する。
【００３３】
図５は、図４に示す連結部材２２の構造例を説明する図である。扁平断面を持つ放熱部１０６と受熱部１０８がはめ込まれる溝を第一部材２２１、第二部材２２２にそれぞれ設けた様子を説明的に示す。図６は、図４のＶ−Ｖの箇所の断面図である。第一部材２２１と第二部材２２２に設けられた溝にはめ込まれた放熱部１０６と受熱部１０８が扁平断面を持っており、そして互いに接触していることを概念的に示した。なお、放熱部１０６と受熱部１０８はパイプ状のものであるが、簡便にするため、ここでは断面がパイプ状であることは図示しなかった。
【００３４】
なお、第一部材２２１と第二部材２２２にヒートパイプ１０５の放熱部１０６とヒートパイプ１０７の受熱部１０８が各々固定されているので、一部露出して相互に接触させた場合でも、相互の押圧の過度な上昇を防ぎ、放熱部１０６と受熱部１０８の磨耗等による破損の発生や接触抵抗の上昇を抑制する効果もある。
【００３５】
以上、本発明をその好適な実施態様に基づいて説明した。本発明のヒートシンク用部品は、２本のヒートパイプを効率的な熱交換を維持しつつ可動に連結させるもので、各種装置の使用形態等にあわせ、自由度高い熱設計を実現させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るヒートシンク用部品の例を示す概念図である。
【図２】図１に示した本発明のヒートシンク用部品の要部を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るヒートシンク用部品の例を示す概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係るヒートシンク用部品の例を示す概念図である。
【図５】図４に示した本発明のヒートシンク用部品の要部を示す概念図である。
【図６】図４に示した本発明のヒートシンク用部品の要部を示す断面図である。
【図７】従来のヒートシンクの構造の要部を示す概念図である。
【図８】従来のヒートシンクの構造の要部を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０１  ヒートパイプ
１０２  ヒートパイプ
１０３  ヒートパイプ
１０４  ヒートパイプ
１０５  ヒートパイプ
１０７  ヒートパイプ
１０６  放熱部
１０８  受熱部
２０    連結部材
２０１  第一部材
２０２  第二部材
２１    連結部材
２１１  第一部材
２１２  第二部材
２２    連結部材
２２１  第一部材
２２２  第二部材
３０１  受熱部材
３０２  受熱部材
３０３  受熱部材
４０１  フィン
４０２  放熱部材
４０３  放熱部材
５０    ヒンジ部
６１    放熱部
６２    受熱部
６３    放熱部
６４    受熱部
１０１２  パソコン本体
１０１４  ディスプレイ部
１０２４  被冷却部品
１０３８  ヒートパイプ
１０４６  受熱部材
１０５２  ヒンジ部材
１０６６  ヒートパイプ
１０６８  放熱部材
１００１  ヒートパイプ
１００２  ヒートパイプ
１０１１  コネクタ本体
１０１５  嵌着体
１０１２  ねじ
１０２０  ナット
【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】
2008014529.tif 000007
【図６】
2008014529.tif 000008
【図７】
2008014529.tif 000009
【図８】
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