(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒートパイプのように熱を伝えるがヒートパイプとは異なり自由に曲げることができる製品を提供する。【解決手段】集熱端子１１と放熱端子１２を持ち、両者を結ぶ毛細管現象で液体を運ぶ芯１３と、芯１３に染み込ませた揮発性の液体と、芯１３に染み込ませた液体が気化した蒸気と前記芯を共に包む管１４からなる熱伝導ひもにより熱の伝導を可能にした。柔らかい管１４を使用するので普通の線材と同様に設置前でも設置後でも曲げることが出来る。これは、集熱端子１１が沸点を超えようとすると液体が沸騰し沸点を大幅に超えないようにする働きがある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集熱端子と放熱端子を持ち、集熱端子と放熱端子を結ぶ毛細管現象で液体を運ぶ芯とその芯に染み込ませた揮発性の液体と、芯を包むと同時に上記液体が気化した蒸気を運ぶためのプラスチックやゴムで出来た柔らかい管（くだ）よりなる熱伝導ひも。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、半導体などの熱を電子機器の装置内を移動させる目的で開発したものである。
【背景の技術】
【０００２】従来、熱の伝導には導線（銅線やアルミ線）の他にヒートパイプといわれるものがあった。
【０００３】このヒートパイプは揮発性の液体が気化する時に回りから熱を奪い、凝縮する時に回りに熱を出すことを利用している。しかい、ヒートパイプは内部の圧力が変化することを利用しているので内部と外部とで気圧差が生た。
【０００４】そこで気圧差を遮断するため、ヒートパイプは金属のような硬いパイプでできており曲げることができず、取り付け時や取り付けた後に取り付け位置を変更することができなかった。
【発明の開示】
【発明で解決しようとする課題】
【０００５】そこで、このヒートパイプのように熱を伝えるがヒートパイプとは異なり自由に曲げることの出来る製品が望まれた。
自由に曲げることが出来るということは、取り付け時や取り付けた後でも形状を変更することができ、したがって製造時に形状を限定する必要がなく、設置する場所ごとに多くの種類を作ったり、曲げるための特別な工具を必要としないことを意味する。
【０００６】設置後に曲げることが出来ることを利用すると、プリント基板上のＩＣを冷やすた方法として装置のケースや装置の裏ブタを利用することが容易なる。すなわちプリント基板をケースから取り出した状態で、プリント基板上のＩＣと装置のケースを熱伝導ひもで接続し、接続が完了した状態でプリント基板をケースに収納することも出来る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】熱伝導ひもは曲げることを重点に考え、ヒートパイプのパイプ自身を柔らかいプラスチックやゴムで作り、熱の出し入れを行う集熱端子と放熱端子を設け、ヒートパイプの内側に設けてあった毛細管による液体を伝送する手段を中心に設置した芯に変えた。
【０００８】当然、内部と外部の気圧を変えることができないので内部に入れた液体の沸点は１気圧における沸点に固定される。従って、ヒートパイプのようにある温度範囲で働かすことはできないが、設定した温度（液体の沸点）までしか上がらないようにする効果はある。
【０００９】具体的にこの熱伝導ひもは次のようにして実現した。
この熱伝導ひもは図１のように、集熱端子１１と放熱端子１２を持ち、集熱端子と放熱端子を結ぶ芯１３とそれを覆う管１４より成り立っている。芯には揮発性の液体をたっぷり染み込ませ、管の内部の空気は抜き取り、管の両端は集熱端子と放熱端子に固定されていて空気は通らないようになっている。
【００１０】集熱端子１１は熱伝導性の良い銅やアルミで出来ており、冷やそうとする物体（例えばＩＣ）に直接または間接的に接触させ熱を吸収さす。形状は冷やそうとするものにあわせて変えることもできるし、芯の性質などでも形状が変わる。また集熱端子の内部まで液体が入り込めるように集熱端子の内部を空洞化することもできる。
【００１１】放熱端子１２も熱伝導性のよい銅やアルミで出来ていて、外部に熱を逃せ易いもの（放熱板のようなもの）に接続する。放熱端子自身を放熱の良い形状（放熱板）にすることも可能である。
【００１２】この芯１３は曲げることが自由で毛細管現象で液体を吸い取り両端の液体の量が同じになるような働きする。材料は細い銅線を数十本束ねて軟らかく捻じって線間に隙間が出来るようにしたものや、蝋燭の芯のように吸収性の良い綿や、細いプラスチックのパイプを束ねた物などでできている。
【００１３】管１４は気体を通さない柔らかなプラスチック（塩化ビニール等）の管や気密性のゴムの管でできている。高温の蒸気にも耐えるものでなければならない。
【００１４】芯に染み込ませる揮発性の液体は、熱伝導ひもの動作温度により異なる。
集熱端子の温度を１００度近くに押さえるには水で良いが、８０度程度に押さえるにはエタノールが適当である。必要な温度によりメタノール、エーテル等も使用できる。
【動作説明】
【００１５】動作を図１と図２で説明する。なお、動作の説明では揮発性の液体に水（沸点１００度）を使って説明する。
【００１６】集熱端子１１を放熱の必要なＩＣのケースに取り付けて、放熱端子１２は放熱板（ファンの前の放熱器や風通しの良いところに設置した放熱板）などにに取り付ける。この時、熱伝導ひもは極端におり曲げなければどのような形でも良い。ただし、ひもが長い場合は集熱端子が下で放熱端子が上の方が望ましいが。
【００１７】この状態でＩＣに電気を流すとＩＣのケースの温度が上昇する。ＩＣの電流が多いとケースの温度や集熱端子の温度は１００度を超えようとする。集熱端子の温度が１００度に達するまでは熱伝導ひもの働きはほとんどない。
【００１８】しかし、集熱端子１１の温度が１００度になると芯１３に染み込ませた集熱端子１１の回りの水が沸騰して蒸発し始める。そし水が蒸発するので気化熱により集熱端子１１が１００度を超えるのを押さえられると共に、１００度の水蒸気のガスが発生し、このガスは管１４を膨らませながら集熱端子１１側から放熱端子１２側に進んで行く。
【００１９】そうして、水蒸気のガスが放熱端子１２に達すると放熱端子で冷やされて水滴に戻る。その時に放熱端子の温度を上げることになる。この状態を図２で表す。なお、１１と２１、１２と２２、１３と２３、１４と２４は同じ物を表している。また、２５は染み込ませた水が蒸発してできた水蒸気のガスである。すなわち図１では、芯１３に接触していた管１４が、図２では芯２３と管２４の間に水蒸気の通り道である２５（水蒸気のガス）ができている。
【００２０】ひもの一部を切断した断面図が、図３（図１の断面図）と図４（図２の断面図）である。図１  図２  図３  図４において、芯を表す１３、２３、３１、４１は同じ物を指し、管を表す１４、２４、３２、４２は同じ物を指している。また図２  図４の２５と４３も共に水蒸気により管を膨らした状態を表している。
【００２１】当然、集熱端子１１の回りの水は蒸発して減少し、放熱端子１２の回りには凝縮した水が溜まることになる。この放熱端子の回りの水は毛細管現象により芯１３を通って放熱端子１２から集熱端子１１に送られる。
【発明の効果】
【００２２】このように、本発明の熱伝導ひもを用いると集熱端子に取り付けた半導体等の温度を熱伝導ひもの芯に染み込ませた揮発性の液体の沸点より大きく超えないようにすることが出来る。しかも、熱伝導ひもは取り付け後でも自由に曲げることが出来るので気楽に使用できる。
【００２３】例えばプリント基板に取り付けた半導体の放熱を、装置のケースで行う場合、形状を固定されたヒートパイプではプリント基板をケースに収納し固定した後で、取り付けなければならず実装することが困難な場合が多かったが、熱伝導ひもでは、一般の信号ケーブルと同じように接続した後、プリント基板をケースに収納することができる。
【００２４】また、従来のヒートパイプでは実装形態によりあらかじめ加工する必要があったが、熱伝導ひもではその必要がないのでＩＣや放熱板の実装位置を簡単に移動することができる。
【００２５】なお、熱伝導ひもは、液体の常温における沸点を利用しているため、ヒートパイプのようにある温度範囲で働かすことはできないが、設定した温度（液体の沸点）までしか上がらないようにする効果はある。半導体などの場合、最大温度の設定があるのでそれ以下の温度で働かせる必要があり、その条件を満足させる効果は十分ある。
【発明の実施例】
【００２６】図５は実施例の外観図で、５１は集熱端子で５２は放熱端子で５３はそれを結ぶ管ある。また、５４は放熱端子の取り付け穴で放熱板に取り付けやすくするためものである。また図５の縦方向の断面図を図６に表す。断面図では、６１は集熱端子で５１を指し、６２は放熱端子５２を指す。なお、集熱端子や放熱端子は熱効率をよくするため平たい形状にしてある。
【００２７】同様に６４は５３を指し、６５は５４を指す。また６３は毛細管現象では沸点が摂氏約６４度のメタノールをたっぷり染み込ませた芯であり、綿糸を織ったものからできている。全体を５３の管で覆って、内部には空気を入れないように両端を集熱端子５１と放熱端子５２に接着して密封してある。使用方法は５１を冷却したいＩＣに密着させ、５２を放熱板に取り付ける。
【００２８】図７は図６と同じ所が動作している時の図面である。すなわち集熱端子７１（図５では５１）を熱して７３に染み込ませた揮発性の液体のメタノールが気化したガス７５が管７４を膨らした状態である。
【００２９】このガス７５は放熱端子７２まで達すると放熱端子に熱を奪われて液体に変わる。そして芯７３に染み込み、染み込んだ液体は７１の集熱端子に行き７１の熱を奪い再びガスになる。この繰り返しで集熱端子の熱を放熱端子に運ぶことになる。
【００３０】図５を実装した例が図８である。これはプリント基板８７に実装したＬＳＩ  ８４を装置のケースの裏に取り付けた放熱板８８で冷却する概要図である。
ＬＳＩ  ８４はプリント基板８７に取り付けたＩＣソケット８５に取り付け、その上に本発明の熱伝導ひもの集熱端子８１を密着させそれを取り付けカバー８６で覆っている。取り付けカバー８６はネジでプリント基板８７に固定してある。
【００３１】熱伝導ひものもう一方の放熱端子８２は、外気にさらされた装置の裏面に設置した放熱板８８に接続してある。
【００３２】この状態でしＳＩが動作してＬＳＩの温度が上がり、熱伝導ひものなかの液体（実地例ではメタノールを使用）が沸点（摂氏６４度）を超えると芯に染み込んだ液体が蒸発し気化し、ＬＳＩの温度が上がらないようにする。気化したガスは８８の放熱板で冷やされてまた液化する。
【００３３】組み立て時にはプリント基板を出したままでＬＩＳや放熱板、熱伝導ひもを組み立て、熱伝導ひもが取り付けられた状態で装置に収納できるのが熱伝導ひもの最大の利点である。なお、実施に当たっては、加熱し過ぎを防ぐために管の内部圧力が高くなり過ぎると異常信号を出し、装置の電源を切る工夫をしてあったがここでは省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱伝導ひも（動作前）
【図２】熱伝導ひも（動作中）
【図３】熱伝導ひもの断面図（動作前）
【図４】熱伝導ひもの断面図（動作中）
【図５】熱伝導ひもの実施例
【図６】図５の断面図（縦方向）
【図７】図６の動作時の図
【図８】図５を取り付け例
【符号の説明】
１１  集熱端子
１２  放熱端子
１３  芯（液体を染み込ませてある）
１４  管
２１  集熱端子
２２  放熱端子
２３  芯
２４  管
２５  ガス（蒸気）
３１  芯
３２  管
４１  芯
４２  管
４３  ガス（蒸気）
５１  集熱端子
５２  放熱端子
５３  管
５４  取り付け穴
６１  集熱端子
６２  放熱端子
６３  芯
６４  管
６５  取り付け穴
７１  集熱端子
７２  放熱端子
７３  芯
７４  管
７５  ガス（蒸気）
７６  取り付け穴
８１  集熱端子
８２  放熱端子
８３  管
８４  ＬＳＩ
８５  ＩＣソケット
８６  取り付けカバー
８７  プリント基板
８８  放熱板
【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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【図８】
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