(57)【要約】      （修正有）【課題】好適な均熱効果および放熱効果を有する平板型ヒートパイプの支持構造を提供する。【解決手段】本体および嵌合体４を含み、嵌合体４は、少なくとも１つの開放側４１と、開放側４１に接続された第１の側部４２とを含み、第１の側部４２の周側にはウィック構造４２１が設けられる。第１の側部４２と開放側４１とにより、中空空間４３が画定され、中空空間４３には、本体が嵌合固定される。嵌合体４の第１の側部４２に設けられたウィック構造４２１により、平板型ヒートパイプ内の作動流体の循環速度を速くすることができ、好適な放熱および均熱を行うことができる。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
少なくとも１つの開放側と、前記開放側に接続された第１の側部とを、含み、前記第１の側部の周側には、ウィック構造が設けられ、前記第１の側部と前記開放側とにより、中空空間が画定され、前記中空空間には、対応する前記本体が嵌合固定される嵌合体とを、含むことを特徴とする平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項２】
前記ウィック構造は、金属ばね状、金属網状または焼結金属粉末が成形された多孔質構造であることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項３】
前記第１の側部の周側のウィック構造は、溝状または多孔状に直接成形されたものであることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項４】
前記嵌合体の形状は、筒形状、矩形状または方形状であることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項５】
前記本体は、熱伝導係数が高い材料から構成されることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項６】
前記本体には、蓋体が当接され、前記蓋体は、第１の平板と、前記第１の平板に対向する第２の平板とを、含み、前記第１の平板と前記第２の平板との間には、チャンバが画定され、前記チャンバには、前記本体および前記作動流体が収容されることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、平板型ヒートパイプに関し、特に、嵌合体の第１の側部に設けられたウィック構造により、平板型ヒートパイプ内の作動流体の循環速度を速くし、これにより、好適な放熱および均熱を行うことができる平板型ヒートパイプの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業技術の発展に伴い、各種電子製品は、体積が小さく、重量が軽く、消費電力が少ないという趨勢にある。高性能および高効率が求められるということは、処理速度が向上するだけでなく、単位体積に含まれる電子素子が増加するということである。従って、性能が高められる過程において、発熱問題が大きな問題となる。電子素子の発熱量が増大するに従い、電子素子の機能の違いにより、電子素子の表面の熱流束の分布が不均一になる。局部温度が異なることにより、電子素子の表面にホットスポット（hot spot）が形成され、局部温度が高温になりすぎる現象が発生する。電子素子の作動温度は、その信頼性、使用寿命などに大きな影響を与えるため、特に、体積が制限されるノートパソコンの周辺機器の放熱問題を解決するために、平板型ヒートパイプが開発された。
【０００３】
従来例を図１を参照すると、図１は、従来の平板型ヒートパイプを示す断面図である。従来の平板型ヒートパイプは、第１の銅板１０および第２の銅板１１から構成される。第１の銅板１０が対応する第２の銅板１１に接続されることにより、チャンバ１２が画定される。チャンバ１２は、作動流体（例えば、水、他の液体など）が収容および充填されるのに使用される。第１の銅板１０と第２の銅板１１とが対向する表面には、チャンバ１２の内部を被覆するように、ウィック構造１３が設けられる。
即ち、ウィック構造１３は、チャンバ１２の表面に形成された態様となる。
一般に、従来のウィック構造の主な機能は、
１．液膜効果により、壁面の熱流束を低減させる。
２．核沸騰を促進し、蒸発面積を拡大させる。
３．ウィック構造と壁面とを接触させることにより、蒸気膜の形成を阻止させることである。
前述の作動流体は、重力および毛細管現象により、チャンバ１２内部のウィック構造１３上（即ち、第１の銅板１０および第２の銅板のウィック構造１３上）に分布される。
【０００４】
また、第１の銅板１０のチャンバ１２と表裏関係にある表面は、対応する発熱素子（例えば、ＣＰＵ）の上面に貼合される（このとき、第１の銅板１０が蒸発部または受熱部と称される部分となる）。発熱素子から発生した熱は、第２の銅板１１（即ち、冷却部と称される部分）上に伝導されて放熱される。また、発熱素子が熱を発生させたとき、第１の銅板１０は、熱を吸収すると同時に、内部のウィック構造１３上を流動する作動流体が熱を吸収することにより、蒸発して蒸気となる。この蒸気は、低温部分（即ち、第２の銅板）に迅速に流動する。蒸気は、第２の銅板１１に到達して熱を放出した後、液体に変化する。
【０００５】
その後、この液体は、第２の銅板１１のウィック構造１３の毛細管現象により、第１の銅板１０に戻る。以上の循環により、放熱が行われるが、第１の銅板１０のウィック構造１３上を流動する作動流体の相変化がスムーズに行われない場合、以下の問題が発生する。
１．熱輸送量の増加に伴い、作動流体が相変化する速度が速くなるが、ウィック構造は、孔隙が小さく、浸透率が低いため、回流に対する抵抗力が増大し、十分な作動流体が蒸発部に戻らなくなり、ヒートパイプがドライアウト（dry out）してしまい、好適な均熱および放熱が行われなくなる。
２．熱流束が増加しているとき、液面の気体圧力が液体内部の圧力よりも大きくなり、ウィック構造の内部で、蒸気気泡が発生する。この気泡により、作動流体の回流が阻止される上、ヒートパイプの熱伝導面とウィック構造との間に熱抵抗が非常に大きい蒸気膜が形成されるため、作動流体を蒸発させ、熱を蒸発部から移動させることができない。その結果、熱が受熱部に滞積し、ヒートパイプの受熱部がドライアウトし、好適な均熱および放熱が行われなくなる。
【０００６】
次に、図２を参照して説明する。図２は、特許文献１のヒートパイプの均熱板を示す断面図である。本構造は、チャンバ２の上板面２０に複数の突起柱２１が設けられ、下板面２２にウィック構造２３が設けられる。ウィック構造２３は、上板面２０の突起柱２１に当接される。ウィック構造２３により、冷却水が導流される上、突起柱２１が当接されることにより、ヒートパイプが支持される。しかし、突起柱２１は、ウィック構造が設けられてなく、支持に使用されるだけであり、作動流体の導流は、下板面２２のウィック構造２３によってのみ行われるため、流体の循環速度が遅く、放熱効果に優れない。
【０００７】
以上のように、従来技術においては、下記の欠点が存在する。
１．放熱効果に優れない。
２．均熱効果に優れない。
３．流体の循環効率に優れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】台湾特許公開号第４４３７１４号
【特許文献２】特開２００４−２０１１６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、上述の従来の平板型ヒートパイプの問題および欠点を解決することは、本考案の考案者および当業者の目標であった。
本考案の第１の目的は、嵌合体の第１の側部のウィック構造により、平板型ヒートパイプ内の作動流体の循環速度を速くし、これにより、好適な放熱および均熱を行うことができる平板型ヒートパイプの支持構造を提供することにある。
本考案の第２の目的は、好適な均熱効果および放熱効果を有する平板型ヒートパイプの支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本考案は、主に、平板型ヒートパイプの支持構造を提供するものである。本考案の平板型ヒートパイプの構造は、本体および嵌合体を含む。嵌合体は、少なくとも１つの開放側と、開放側に接続される第１の側部とを、含む。第１の側部の周側には、ウィック構造が設けられる。第１の側部と開放側とにより、中空空間が画定される。中空空間には、本体が嵌合固定される。第１の側部に設けられたウィック構造により、平板型ヒートパイプ内の作動流体の循環速度を速くすることができ、好適な放熱および均熱を行うことができる。
【００１１】
本考案は、また、平板型ヒートパイプの支持構造を提供する。
本考案の平板型ヒートパイプの構造は、蓋体、少なくとも１つの本体および少なくとも１つの嵌合体を含む。蓋体は、第１の平板と、第１の平板に平行である第２の平板とを含む。第１の平板と第２の平板との間には、チャンバが画定される。チャンバには、作動流体が充填される。本体は、上部と、第２の側部と、上部と表裏関係にある底部とを含む。上部および底部は、対応する第１の平板および第２の平板にそれぞれ当接される。嵌合体は、第１の側部を含む。第１の側部の周側には、ウィック構造が設けられる。嵌合体は、互いに積み重ねられ、対応する本体上に嵌合される。第１の側部に設けられたウィック構造により、平板型ヒートパイプ内の作動流体の循環速度を速くすることができ、好適な放熱および均熱を行うことができる。
【考案の効果】
【００１２】
本考案の平板型ヒートパイプの支持構造は、第１の側部に設けられるウィック構造により、平板型ヒートパイプ内の作動流体の循環速度を速くすることができ、好適な放熱および均熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の平板型ヒートパイプを示す断面図である。
【図２】従来のヒートパイプの均熱板を示す断面図である。
【図３】本考案の第１実施形態による平板型ヒートパイプの嵌合体を示す斜視図である。
【図４】本考案の第１実施形態による平板型ヒートパイプを示す分解斜視図である。
【図５】本考案の第１実施形態による平板型ヒートパイプを示す断面図である。
【図６】本考案の第２実施形態による平板型ヒートパイプの嵌合体を示す斜視図である。
【図７】本考案の第２実施形態による平板型ヒートパイプを示す分解斜視図である。
【図８】本考案の第２実施形態による平板型ヒートパイプを示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
本考案の目的、特徴および効果を示す実施形態を図面に沿って詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図３、図４および図５を同時に参照する。本考案は、平板型ヒートパイプの支持構造を提供するものである。本実施形態による平板型ヒートパイプの支持構造は、本体３および嵌合体４を含む。嵌合体４は、少なくとも１つの開放側４１と、開放側４１に接続された第１の側部４２とを含む。第１の側部４２には、ウィック構造(毛細管構造)４２１が設けられる。ウィック構造４２１は、第１の側部４２の周側上に形成される。ウィック構造４２１は、金属ばね状、金属網状または焼結金属粉末が成形された多孔質構造とすることができる。また、ウィック構造４２１は、作動流体を導流する能力を有する上、複数の回流通路（channel）を提供する。
また、ウィック構造４２１は、低温部の流体を受熱部に迅速に導流することにより、流体の循環速度を速くする上、流体の流量を増大させ、受熱部の内部を流動する流体がドライアウトするのを防止する。また、第１の側部４２の周側上に、溝状または多孔状のウィック構造４２１を直接成形してもよく、これにより、流体の吸着、蒸発および循環冷却を促進することができる。
【００１６】
また、第１の側部４２と開放側４１とにより、中空空間４３が画定される。中空空間４３には、対応する本体３が嵌合固定される。また、中空空間４３と開放側４１とは、互いに連通する。
【００１７】
嵌合体４は、中空嵌合体（嵌合体４と同一の部材であるため、符号を記載しない）である。中空嵌合体の形状は、筒形状、矩形状または方形状とすることができる。本実施形態においては、筒形状を例として説明を行うが、これのみに限定されない。ただし、本考案を実施するとき、中空嵌合体の形状は、本体３の形状に対応する形状が選択される。また、中空嵌合体は、第１の端部４１１と、第１の端部４１１と表裏関係にある第２の端部４１２とを、含む。第１の端部４１１および第２の端部４１２の内部には、開放側４１がそれぞれ画定される。
【００１８】
続けて、図３、図４および図５を同時に参照する。本体３は、熱伝導係数が高い材料（例えば、銅、銀、アルミニウムまたはそれらの合金）から製造される。高い熱伝導効果を有することにより、熱は、高温部分（即ち、前述の受熱部）から、低温部分（即ち、前述の低温部）に迅速に伝導（或いは、ガイド）されて放熱されるため、好適な均熱および放熱を行うことができる。本体３は、上部３１、底部３２および第２の側部３３を含む。上部３１および底部３２は、中空嵌合体の第１の端部４１１および第２の端部４１２とそれぞれ共に平面となる。即ち、中空嵌合体は、対応する本体３上に嵌合され、嵌合されたとき、本体３の上部３１および底部３２は、中空嵌合体の第１の端部４１１および第２の端部４１２とちょうど共に平面となる。また、第１の側部４２の内側は、対応する第２の側部３３の周側を被覆し、接触する。
【００１９】
本体３には、蓋体５が当接される。蓋体５の材料は、熱伝導係数の高い材料（例えば、銅、銀、アルミニウムまたはそれらの合金）である。蓋体５は、第１の平板５１と、第１の平板５１に対向する第２の平板５２とを、含む。第１の平板５１の第２の平板５２と反対側の面は、例えば、ＣＰＵなど、発熱素子（図示せず）上に貼合される。第１の平板５１の対応する発熱素子に貼合される面が、前述の受熱部（或いは、蒸発部と称す）であり、前述の第２の平板５２が、前述の低温部（或いは、凝縮部と称す）である。
【００２０】
第１の平板５１と第２の平板５２との間には、チャンバ５３が画定される。チャンバ５３には、中空嵌合体が嵌合された本体３と、適量の作動流体とが、収容される。本実施形態において、作動流体は水であるが、これのみに限定されない。ただし、本考案を実施するとき、作動流体は、蒸発放熱を行うのに都合のよい流体（例えば、純水、無機化合物、アルコール類、ケトン類、液状金属、冷媒、有機化合物またはそれらの混合物）である。また、本体３は、チャンバ５３内において、第１の平板５１と第２の平板５２とを支持する。また、本体３に嵌合された中空嵌合体により、第１の平板５１と第２の平板５２との間の接触面積（或いは、支持面積）が増大される。これにより、ヒートパイプの強度が増大される上、組立工程が簡単になり、コストが低減される。
【００２１】
チャンバ５３の内表面には、ウィック構造５３１が設けられる。即ち、第１の平板５１および第２の平板５２のチャンバ５３側の面（即ち、チャンバ５３の内表面）に、ウィック構造５３１が設けられる。また、作動流体は、第１の平板５１および第２の平板５２のウィック構造５３１の位置に分布される。
【００２２】
従って、発熱素子が熱を発生させたとき、第１の平板５１（即ち、前述の蒸発部）上のウィック構造５３１内の作動流体が熱を吸収する。次に、液体の作動流体５５が気体の作動流体５６に変化する。次に、気体の作動流体５６は、チャンバ５３内において、第２の平板５２（即ち、前述の凝縮部）の方向に迅速に流動する。これと同時に、第１の平板５１が吸収した一部の熱は、本体３を通じて第２の平板５２上に迅速にガイドされ、拡散放熱される。気体の作動流体５６は、第２の平板５２に到達した後、大量の熱を放熱することにより、液体の作動流体５５に変化する。次に、液体の作動流体５５は、第２の平板５２のウィック構造５３１の毛細管現象により、第１の平板５１上に戻ると同時に、第１の側部４２のウィック構造４２１の毛細管現象を介しても、第１の平板５１上の他の通路に戻るため、作動流体の循環速度を促進（速く）することができる。これにより、作動流体の循環が継続され、放熱され続ける。従って、本実施形態による平板型ヒートパイプは、好適な均熱および均温を行うことができ、好適な放熱を行うことができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図６、図７および図８を同時に参照する。本実施形態の嵌合体４は、対応する本体３上に互いに積み重ねられる。即ち、嵌合体４は、本体３と同じ高さになるまで順番に嵌合され、本体３と共に、第１の平板５１および第２の平板５２に当接される。本実施形態においては、嵌合体４は、３つ使用されるが、これに限定されず、本体３の高さに合わせ、４つ、５つ、６つなどでもよい。即ち、嵌合体４の数は、本体３の高さに合わせて決定される。
【００２４】
以上のように、本考案の平板型ヒートパイプの支持構造は、以下の長所を有する。
１．好適な放熱効果を有する。
２．好適な均熱効果および均温効果を有する。
３．作動流体の循環速度を速くする上、流量を増大させる効果を有する。
４．支持（接触）面積を増大し、ヒートパイプの強度を高める効果を有する。
【００２５】
以上の詳細な説明は、本考案の実施可能な実施形態を示したものであり、本考案を限定するものではない。また、本考案を逸脱しない範囲において、当業者が容易に考え得る変更および修飾は、すべて本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
３  本体
３１  上部
３２  底部
３３  第２の側部
４  嵌合体
４１  開放側
４１１  第１の端部
４１２  第２の端部
４２  第１の側部
４２１  ウィック構造
４３  中空空間
５  蓋体
５１  第１の平板
５２  第２の平板
５３  チャンバ
５３１  ウィック構造
５５  液体の作動流体
５６  気体の作動流体
【図１】
0003156954.tif 000003
【図２】
0003156954.tif 000004
【図３】
0003156954.tif 000005
【図４】
0003156954.tif 000006
【図５】
0003156954.tif 000007
【図６】
0003156954.tif 000008
【図７】
0003156954.tif 000009
【図８】
0003156954.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月17日(2009.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
少なくとも１つの開放側と、前記開放側に接続された第１の側部とを含み、前記第１の側部の周側には、ウィック構造が設けられ、前記第１の側部と前記開放側とにより、中空空間が画定され、前記中空空間には、対応する前記本体が嵌合固定される嵌合体とを含むことを特徴とする平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項２】
前記ウィック構造は、金属ばね状、金属網状または焼結金属粉末が成形された多孔質構造であることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項３】
前記第１の側部の周側のウィック構造は、溝状または多孔状に直接成形されたものであることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項４】
前記嵌合体の形状は、筒形状、矩形状または方形状であることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項５】
前記本体は、熱伝導係数が高い材料から構成されることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。
【請求項６】
前記本体には蓋体が当接され、前記蓋体は第１の平板と、前記第１の平板に対向する第２の平板とを含み、前記第１の平板と前記第２の平板との間にはチャンバが画定され、前記チャンバ内には前記本体および循環して熱を吸収し放熱する作動流体が収容されることを特徴とする請求項１記載の平板型ヒートパイプの支持構造。