(57)【要約】【目的】本発明は、発熱体側でも放熱部側でも簡単な構造を持ち小空間で大容量の熱を吸熱、移送、放熱できる構造とし、小空間に配設可能で、組立容易な放熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】発熱体１０４から熱を吸収する受熱部１０３と、該受熱部１０３で吸収した熱を移送する移送部１１１と、熱を放出する放熱部１０５とを有する放熱装置において、前記受熱部、移送部、放熱部が一枚のプレート式細孔ヒートパイプ１０１で構成され、該プレート式細孔ヒートパイプは作動液が所定量封入された複数の細孔トンネルを有し該作動液がその表面張力により該細孔トンネル内を閉塞して熱量を輸送するものであって、該プレート式細孔ヒートパイプ１０１の両端部を前記発熱体に接触させる前記受熱部１０３とし、中央部付近をコルゲート状に折り曲げて前記放熱部１０５とし、前記受熱部と前記放熱部の間を前記移送部１１１としたことを特徴とする放熱装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体から熱を吸収する受熱部と、該受熱部で吸収した熱を移送する移送部と、熱を放出する放熱部とを有する放熱装置において、前記受熱部、移送部、放熱部が一枚のプレート式細孔ヒートパイプで構成され、該プレート式細孔ヒートパイプは作動液が所定量封入された複数の細孔トンネルを有し該作動液がその表面張力により該細孔トンネル内を閉塞して熱量を輸送するものであって、該プレート式細孔ヒートパイプの両端部を前記発熱体に接触させる前記受熱部とし、中央部付近をコルゲート状に折り曲げて前記放熱部とし、前記受熱部と前記放熱部の間を前記移送部としたことを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプを、前記プレート式細孔ヒートパイプの前記受熱部及び前記放熱部に接触するように配設したことを特徴とする請求項１記載の放熱装置。
【請求項３】
前記補助用熱伝播プレート式細孔ヒートパイプの前記プレート式細孔ヒートパイプの前記放熱部に接触する部分が、前記コルゲート状折り曲がり部に接触していることを特徴とする請求項２記載の放熱装置。
【請求項４】
前記プレート式細孔ヒートパイプの両端部と前記発熱体との間に、前記プレート式細孔ヒートパイプの熱伝導率より熱伝導率の高い素材を介在していることを特徴とする請求項１記載の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器に使用されて発熱部の熱を吸熱、移送、放熱することにより発熱部の冷却を行う放熱装置において、構造が単純で製作が容易であって熱の移送量が多い放熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器内部に半導体デバイスや発光素子等の局部的に発熱をする構成部材を持つ各種電子機器では、発熱体の過熱による障害（例えば発熱体やその周辺に配置される機器の動作不良や損傷など）を防止するため、これ等発熱体の発生する熱を放熱する放熱装置を有し発熱体を冷却して作動させている。
【０００３】
例えば、コンピュータにはＣＰＵ（ＭＰＵ）をはじめメモリやハードディスクドライブ等の発熱体があり、ブラウン管やプロジェクターは光源等の発熱体が数多く搭載されており、これらを安定動作させるために発熱体から筐体や筐体外に伝導伝熱させ外部に放熱させるために小型ファンによる強制空冷等が行われていた。高輝度のランプは発熱量が非常に大きく放熱器を取り付けなければ熱によりランプが切れてしまう。
【０００４】
さらに、近年ではマイクロプロセッサ等の半導体デバイスの高性能化やモジュール化、半導体素子の小型化や高密度配置により発熱密度の増加が著しい。また、小型で高輝度の発光体を得るための発熱密度の増加も著しくなっている。例えばデスクトップコンピュータを小型化するために狭い空間内にＣＰＵ等の半導体デバイスやハードディスク等の発熱体を高密度に配置しているために直接対流冷却（強制空冷）のための流路確保が困難になるという問題が生じている。また電気製品も小型化の要望から例えばランプからの吸熱部を十分に広く取ることができず、ランプの寿命を短くする要因ともなっていた。
【０００５】
このような問題に対して、例えば吸熱受熱手段としての金属板を発熱体に密着配設し、吸熱受熱手段により集められた発熱体の熱を偏平のヒートパイプ等の熱移送手段を用い筐体の外部まで移送し、移送された熱を筐体の外周部に配設した放熱フィンやファンからなる放熱手段により強制空冷して発熱体の冷却を行う熱移送型放熱装置が実用化されている。
【０００６】
プレート型細孔ヒートパイプ４００自体は図７に示すように従来から存在しており、複数の細孔４０１が比較的薄い平板４０２の中に作られている。プレート型細孔ヒートパイプ４００とは、以下の特性を有するヒートパイプのことである（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
（１）　細孔内には作動液として所定量の２相凝縮性流体が封入され、該作動液がその表面張力により常に管内を充填閉塞し、蒸気泡と液泡が交互に管内全体に分散配置されている。
（２）　受熱部における作動液の核沸騰による圧力波により、蒸気泡と液泡の軸方向振動を発生し、その振動により熱を高温部から低温部へ輸送する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−１９００９０号公報
【特許文献２】
特許第２７１４８８３号公報
【特許文献３】
特公平２−３５２３９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
また、近年の発熱密度の増加に対して狭い空間に発熱体が配置されて大容量の熱を移送するような場合、作動液がその表面張力により常に管内を充填閉塞していない従来のヒートパイプ方式による冷却方法では十分な性能が出ないので、大きなプレートや放熱機器で構成することが必要となり、結局狭い空間ではそのような大きな放熱装置は採用されず、狭い空間での使用においては大熱量を移送することができなくて発熱体、例えば半導体デバイスや電球を熱により破壊してしまうという大きな問題があった。さらに、デスクトップパソコンのようにユーザーにより水平に配置したり縦に配置したりと様々な向きに配置される場合、作動液がその表面張力により常に管内を充填閉塞していない従来のヒートパイプ方式の冷却方法では十分な性能が出ないという問題があった（特にトップヒートモードでの使用において十分な性能が出ない）。
また、前述のような熱移送型冷却装置は、金属板、扁平ヒートパイプ及び放熱機器を別の部品で構成し、それらを接触接続して用いるため、製作に手間がかかる問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みて成されたものであり、発熱体側でも放熱部側でも簡単な構造を持ち小空間で大容量の熱を吸熱、移送、放熱できる構造とし、小空間に配設可能で、組立容易な放熱装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の放熱装置は、発熱体から熱を吸収する受熱部と、該受熱部で吸熱した熱を移送する移送部と、熱を放出する放熱部とを有する放熱装置において、前記受熱部、移送部、放熱部が一枚のプレート式細孔ヒートパイプで構成され、該プレート式細孔ヒートパイプは作動液が所定量封入された複数の細孔トンネルを有し該作動液がその表面張力により該細孔トンネル内を閉塞して熱量を輸送するものであって、該プレート式細孔ヒートパイプの両端部を前記発熱体に接触させる前記受熱部とし、中央部付近をコルゲート状に折り曲げて前記放熱部とし、前記受熱部と前記放熱部の間を前記移送部としたことを特徴としている。従って、発熱体側でも放熱部側でも簡単な構造を持ち小空間で大容量の熱を吸熱、移送、放熱できる構造とし、小空間に配設可能で、組立容易な放熱装置を提供できる。
【００１１】
熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプを、前記プレート式細孔ヒートパイプの前記吸熱部及び前記放熱部に接触するように配設し、また、補助用熱伝播プレート式細孔ヒートパイプの前記プレート式細孔ヒートパイプの前記放熱部に接触する部分が、前記コルゲート状折り曲がり部に接触していることを特徴としている。従って、放熱部への熱の移送量を増加できると共に、放熱部を構成するプレート式細孔ヒートパイプ部の熱移送をさらに活発にでき、放熱効率も上げることができる。
【００１２】
プレート式細孔ヒートパイプの両端部と前記発熱体との間に、前記プレート式細孔ヒートパイプの熱伝導率より熱伝導率の高い素材を介在していることを特徴としている。従って、プレート式細孔ヒートパイプの両端部の吸熱部に発熱体からの熱が伝わり易くなってさらに放熱効率を上げることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の態様について図を用いて説明する。図１及び図２はパソコンのＣＰＵの放熱に適用した第一の実施の形態の側面図及び平面図である。図１及び図２において１０１はプレート型細孔ヒートパイプである。１０２は熱伝播補助用のプレート式細孔ヒートパイプである。
プレート型細孔ヒートパイプ１０１は両端部の受熱部１０３が発熱体としてのマイコンのＣＰＵ１０４に電熱シートや銅のような熱伝導率の高い素材１１０を介して重なって接触しており、発熱体１０４からの熱を吸収する。該発熱体１０４と受熱部１０３の間に挟まれている素材は電熱シートや銅のようなプレート型細孔ヒートパイプの熱伝導率より熱伝導率の高い素材であり、プレート式細孔ヒートパイプの両端部の受熱部１０３に発熱体１０４からの熱が伝わり易くなって放熱効率を上げることができる。該受熱部１０３で吸収された熱は移送部１１１を通って放熱部１０５へ伝達される。放熱部１０５はプレート型細孔ヒートパイプ１０１のほぼ中間の部分でコルゲート形状に折り曲げられて構成している。
熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプ１０２は、プレート式細孔ヒートパイプ１０１の放熱部１０５に接触する部分が、放熱部１０５としてのコルゲート状折り曲がり部１０６に該折り曲がり部１０６を覆うように接触している。
これにより折り曲がり部１０６部へも熱が伝えられることにより、放熱部１０５からの放熱が活発なり放熱効率を上げることができる。
このような構成にすることにより、放熱器や冷却器を直接装着できないような狭い空間にも適用できる放熱装置となる。
【００１４】
次に、本発明の第二の実施の形態を説明する。図４及び図５は高輝度のランプの放熱に適用した第二の実施の形態の側面図及び平面図である。２０１は高輝度のランプである。プレート型細管ヒートパイプ２０３の両端部は受熱部２１０、２１１であり、ランプ２０１の放熱囲い部分２０２に熱伝播補助用プレート型細管ヒートパイプ２０４を介して接触している。プレート型細管ヒートパイプ２０３のほぼ中間部分はコルゲート形状に折れ曲がり放熱部２１２を形成している。コの字状に曲げられた熱伝播補助用プレート型細管ヒートパイプ２０４の両端部はランプ２０１のケーズ２０２に接触し、中央部はコルゲート形状の折り曲げられている部分のライトに近い放熱部分２１３に接触している。即ち、熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプ２０４は、プレート式細孔ヒートパイプ２０３の受熱部及び放熱部に接触するように配設されている。また、熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプ２０４のプレート式細孔ヒートパイプ２０３の放熱部２１２に接触する部分が、コルゲート状折り曲がり部に接触している。これにより放熱部分２１３へも熱が伝えられることにより放熱部２１２を活発に動作させることができるようになり、放熱効率を上げることができる。２０５は受熱部で吸収した熱を移送する移送部である。
本第二の実施形態では、コの字状に曲げられた熱伝播補助用プレート型細管ヒートパイプ２０４がプレート式細孔ヒートパイプ２０３の内側にあるが、その外側に配置しても良い。即ち、プレート型細管ヒートパイプ２０３の両端部がランプ２０１のケース２０２に直接接触し、熱伝播補助用プレート型細管ヒートパイプ２０４の両端部がプレート型細管ヒートパイプ２０３の両端部に接触し、熱伝播補助用プレート型細管ヒートパイプ２０４の中間部がコルゲート形状の放熱部２１２の折り曲げられている部分のランプ２０１に遠い部分２１４で接触するように配置しても良い。
【００１５】
次に、本発明の第三の実施の形態を示す。図５及び図６は高輝度のランプの放熱に適用した第三の実施の形態の側面図及び平面図である。３０１は高輝度のランプである。プレート型細管ヒートパイプ３０３の両端部は受熱部３０５、３０６であり、ランプ３０１のケース３０２に接触している。プレート型細管ヒートパイプ３０３のほぼ中間部分はコルゲート形状に折れ曲がり放熱部３１２を形成している。熱伝播補助用プレート型細管ヒートパイプ３０４の一端部はランプ３０１のケーズ３０２に３０３の外側で接触し、他端部はコルゲート形状の折り曲げられている部分に接触している。即ち、熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプ３０４は、プレート式細孔ヒートパイプ３０３の受熱部及び放熱部に接触するように配設されている。また、熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプ３０４のプレート式細孔ヒートパイプ３０３の放熱部３１２に接触する部分が、コルゲート状折り曲がり部に接触している。これにより放熱部分３０７部へも熱が伝えられることにより放熱部３１２を活発に動作させることができるようになり、放熱効率を上げることができる。３１０は受熱部で吸収した熱を移送する移送部である。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の放熱装置は、受熱部、移送部、放熱部が一枚のプレート式細孔ヒートパイプで構成され、該プレート式細孔ヒートパイプは作動液が所定量封入された複数の細孔トンネルを有し該作動液がその表面張力により該細孔トンネル内を閉塞して熱量を輸送するものであって、該プレート式細孔ヒートパイプの両端部を前記発熱体に接触させる前記受熱部とし、中央部付近をコルゲート状に折り曲げて前記放熱部とし、前記受熱部と前記放熱部の間を前記移送部としたことを特徴としている。従って、小空間で大容量の熱を吸熱、移送、放熱でき、小空間に配設可能で、組立容易な放熱装置を提供できる。
請求項２の放熱装置は、熱伝播補助用プレート式細孔ヒートパイプをプレート式細孔ヒートパイプの受熱部及び放熱部に接触するように配設したことを特徴としている。従って、放熱部への熱の移送量を増加できると共に、放熱部を構成するプレート式細孔ヒートパイプ部の熱移送をさらに活発にでき、放熱効率も上げることができる。
請求項３の放熱装置は、補助用熱伝播プレート式細孔ヒートパイプの前記プレート式細孔ヒートパイプの放熱部に接触する部分が、コルゲート状折り曲がり部に接触していることを特徴としている。従って、放熱部への熱の移送量を増加できると共に、放熱部を構成するプレート式細孔ヒートパイプ部の熱移送をさらに活発にでき、放熱効率も上げることができる。
請求項４の放熱装置は、プレート式細孔ヒートパイプの両端部と発熱体との間に、プレート式細孔ヒートパイプの熱伝導率より熱伝導率の高い素材を介在していることを特徴としている。従って、プレート式細孔ヒートパイプの両端部の吸熱部に発熱体からの熱が伝わり易くなってさらに放熱効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態の平面図。
【図２】本発明の第一の実施形態の側面図。
【図３】本発明の第二の実施形態の平面図。
【図４】本発明の第二の実施形態の側面図。
【図５】本発明の第三実施例の平面図。
【図６】本発明の第三の実施形態の側面図。
【図７】熱移送手段に用いられる従来のプレート式細管ヒートパイプ。
【符号の説明】
１０１、２０３、３０３・・・・プレート型細孔ヒートパイプ
１０２、２０４、３０４・・・・熱伝播補助用のプレート式細孔ヒートパイプ
１０３、２１０、２１１、３０５、３０６・・・・受熱部
１０４、２０１、３０１・・・・発熱体
１１１、２０５、３１０・・・・移送部
１０５、２１２、３１２・・・・放熱部
【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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【図６】
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【図７】
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