(57)【要約】【目的】電子部品などの発熱体の熱をヒートパイプを用いて放熱する電子機器用ヒートパイプ式放熱ユニットに関し、省スペース化を図ることを目的とする。【構成】吸熱部にヒートパイプを用いたヒートパイプ式放熱器において、放熱部には金属平板を用いて、前記金属板に少なくとも一つの通気用の孔を設けることにより放熱効率を上げ、前記吸熱部に吸熱用金属を用い、前記ヒートパイプに細管ヒートパイプを用いたことにより平板型の放熱ユニットを形成した。【選択図】　　　　図１
2004085016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸熱部にヒートパイプを用いたヒートパイプ式放熱器において、放熱部に金属平板を用いたことを特徴とするヒートパイプ式放熱器。
【請求項２】
前記金属板に少なくとも一つの通気用の孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプ式放熱器。
【請求項３】
前記吸熱部と発熱体の間に吸熱用シートを用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートパイプ式放熱器。
【請求項４】
前記ヒートパイプに細管ヒートパイプを用いたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のヒートパイプ式放熱器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子部品などの発熱体の熱をヒートパイプを用いて放熱するヒートパイプ式放熱ユニットに関する。特に狭い隙間に配置された発熱体の熱を放熱するためのヒートパイプ式放熱ユニットに関する。
【０００２】
【従来技術】
近年高発熱体を狭い空間に配置することが多くなってきている。特に電子機器装置では、ＩＧＢＴなどの発熱体をプリント基板上に高密度で実装し、このプリント基板を非常に狭い空間に配置したり、キャビネットの中に小さなピッチで複数枚収納するようになっている。このため、電子機器装置内での発熱量が著しく増大し、ファンユニットを用いた従来の強制空冷方式では冷却能力に限界がきている。しかし、放熱器の実装スペースはますます狭くなりつつあり、電子機器装置の熱放散は極めて困難な状況になってきている。
【０００３】
そこで、発熱体上にヒートパイプを取り付け、蒸発部で吸収した熱を凝縮部に伝達して放熱する冷却構造が用いられるようになっている。ヒートパイプは大きな潜熱を蒸気で高速輸送するため、ほとんど温度差なしで熱輸送でき、しかも優れた熱応答性が得られるため、ＩＧＢＴなどの発熱体の冷却に幅広く使用されている。
【０００４】
図５は、ヒートパイプを利用した従来の放熱ユニットの一例を示す概略的斜視図である。この放熱ユニットはプリント基板２に実装したＩＧＢＴ３などの発熱体をヒートパイプ１の蒸発部（吸熱部）に直接接触させ、プレート型の放熱フィン５をヒートパイプ１の凝縮部（放熱部）に直接取り付け、放熱フィン５からＩＧＢＴ３の発生熱を外気中に拡散させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子機器装置の性能を向上させるためには、前述したようにプリント基板上に電子部品を高密度で実装し、狭い隙間に配置したり、同時に隣接するプリント基板間のピッチを小さくして筐体内に収納する必要がある。近年、この傾向はさらに進み、これに伴って発生する熱量も大幅に増大する傾向にある。
【０００６】
このように、プリント基板間のピッチが小さくなって熱発生量が増大すると、発熱素子の上にフィンを直接取り付ける従来の放熱方式では全く対応できないのはもちろんのこと、ヒートパイプを使用した前述の放熱ユニットでも放熱対応が難しくなってきている。例えば、図１０に示す放熱ユニットの場合、吸熱部から筐体外の放熱部へヒートパイプを用いて熱を移送し、放熱部に大きな放熱フィンや放熱ファンを装着し放熱する必要があり、このため大きなスペースが必要となり結局装置全体が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明はヒートパイプ式放熱ユニットの省スペース化とを図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
吸熱部にヒートパイプを用いたヒートパイプ式放熱器において、放熱部に金属平板を用いた。このような構成にすることによりヒートパイプにより熱を吸収し、ヒートパイプに密着している金属板に熱を伝達することができ、大きな表面積で放熱することができ、さらに非常に薄いヒートパイプ式放熱器を構成することができる。前記金属としては銅のような熱伝導率の高い材質を用いるのがよい。
【０００９】
前記金属板に少なくとも一つの通気用の孔を設けた。このような構成にすることにより例えば筐体用のファンにからヒートパイプ式放熱器の配置されている幅の狭い空間に流れている空気の流れを金属板の両面で流すことができ放熱効率を上げることができる。
【００１０】
前記吸熱部と発熱体の間に吸熱用シートを用いた。このような構成にすることにより発熱体からの熱をヒートパイプへ効率よく伝達することができるようになる。また、銅板のような熱伝導率の高い材質のものを用いることもできる。
【００１１】
前記ヒートパイプに細管ヒートパイプを用いた。このような構成にすることにより本件発明のヒートパイプ式放熱器を配置する空間の形状によらずトップヒートモードでも動作するヒートパイプ式放熱器を提供することができる。
【００１２】
【実施例】
図１および図２は、本発明によるヒートパイプ式放熱ユニットの一実施例を示す概略的斜視図および実装図である。
【００１３】
本実施例による放熱ユニットは、プレート型の細管ヒートパイプ１０１は図３，４の様なプレート型の蛇行細管ヒートパイプもしくはプレート型の細管ヒートパイプで構成されている。これら細管ヒートパイプについてプレート型の蛇行細管ヒートパイプを例にとって説明する。なお、ここで、蛇行細管ヒートパイプとは、以下の特性を有するヒートパイプのことである（特開平４−１９００９０号参照）。
（１）細管（熱媒体通路）の両端末が相互に流通自在に連結されて密閉されている。
（２）細管のある部分は受熱部、他のある部分は放熱部となっている。
（３）受熱部と放熱部が交互に配設されており、両部の間を細管が蛇行している。
（４）細管内には２相凝縮性作動流体が封入されている。
（５）細管の内壁は、上記作動流体が常に管内を閉塞した状態のままで循環又は移動することが出来る最大直径以下の直径である。
このような細管ヒートパイプを用いることにより細管ヒートパイプの姿勢に関係なくトップヒートモードでも動作させることができる。
【００１４】
プレート型の蛇行細管ヒートパイプは、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属の多孔扁平管を用いる。この多孔扁平管５１は、全体として平板状の外形を有し、内部に平行に配置された多数の貫通細孔５７ａ，５７ｂが押し出し成形により形成されている。貫通細孔５７ａ，５７ｂの端面の隔壁５７を一条おきに所定の深さだけ切除し、反対側の端面では一条ずつずらせて切除する。各細孔は端部で連通して一連の蛇行トンネル（熱媒体通路）となり、ここに作動流体が封入される。
このプレート型細管ヒートパイプのプレート平面部に図１の様に銅などの熱伝導性のよい金属板１０２を半田やろう付けの方法により固定し、容易に平板型の放熱ユニットを製作することができる。金属板１０２には複数の孔１０３が空いており、狭い空間での空気の流れが金属板１０２の表面１０４と裏面１０５の両面に流れ易くなり放熱効率を上げることができる。図１ではヒートパイプが金属板の幅と同じに描かれているが、使用する筐体内の空間の形状によりヒートパイプと金属板が部分的に接合されていてもヒートパイプ又は／及び金属板を折り曲げて使用してもよい。
次に図２を用いて本件発明の筐体２０１への実装実施例を示す。
２０２は基板２０３上に実装されているＩＧＢＴ（発熱体）である。１０１、１０２はそれぞれ図１に対応したヒートパイプ１０１及び放熱用金属板１０２である。ＩＧＢＴ２０２からの熱を吸収し放熱用金属板１０２へ熱を伝えるためのヒートパイプ１０１は熱の吸収効率を上げるためＩＧＢＴ２０２と熱伝導シート２０５を挟んで接触されている。熱伝導シート２０５がをなくしてヒートパイプ１０１とＩＧＢＴ２０２を直接接触させてもＩＧＢＴ２０２からヒートパイプ１０１へ十分に熱は伝わるが、熱伝導シート２０５をこのように配置にすることによりいっそう熱を伝達することができるようになる。また、筐体２０１に取り付けられているファン２０７からの風を放熱用金属板２０５に孔が空いていることにより両面に流すことができ、放熱効率を上げることができる。以上のような構成により狭い空間でも発熱体からの熱を放熱することができる。
【００１５】
【発明の効果】
吸熱部にヒートパイプを用いたヒートパイプ式放熱器において、放熱部に金属平板を用いた。このような構成にすることによりヒートパイプにより熱を吸収し、ヒートパイプに密着している金属板に熱を伝達することができ、大きな表面積で放熱することができ、さらに非常に薄いヒートパイプ式放熱器を構成することができる。前記金属としては銅のような熱伝導率の高い材質を用いるのがよい。
【００１６】
前記金属板に少なくとも一つの通気用の孔を設けた。このような構成にすることにより例えば筐体用のファンにからヒートパイプ式放熱器の配置されている幅の狭い空間に流れている空気の流れを金属板の両面で流すことができ放熱効率を上げることができる。
【００１７】
前記吸熱部と発熱体の間に吸熱用シートを用いた。このような構成にすることにより発熱体からの熱をヒートパイプへ効率よく伝達することができるようになる。また、銅板のような熱伝導率の高い材質のものを用いることもできる。
【００１８】
前記ヒートパイプに細管ヒートパイプを用いた。このような構成にすることにより本件発明のヒートパイプ式放熱器を配置する空間の形状によらずトップヒートモードでも動作するヒートパイプ式放熱器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートパイプ式放熱ユニット。
【図２】本発明のヒートパイプ式放熱ユニットの適応例
【図３】プレート式蛇行細管ヒートパイプ
【図４】プレート式細管ヒートパイプ
【図５】従来の実施例
【符号の説明】
５１　　　　　　　　　　　多孔扁平管
５７ａ，５７ｂ　多数の貫通細孔
１０１　　　　　　　　　ヒートパイプ
１０２　　　　　　　　　金属板
１０３　　　　　　　　　孔
２０１　　　　　　　　　筐体
２０２　　　　　　　　　ＩＧＢＴ（発熱体）
２０３　　　　　　　　　基板
２０５　　　　　　　　　熱伝導シート
２０７　　　　　　　　　ファン
【図１】
2004085016.tif 000003
【図２】
2004085016.tif 000004
【図３】
2004085016.tif 000005
【図４】
2004085016.tif 000006
【図５】
2004085016.tif 000007