(57)【要約】【課題】発熱体取付部に取り付けられる発熱体の温度検出部により検出される温度を、実際の発熱体の温度に近い温度にすることができる平板状ヒートパイプを提供する。【解決手段】平板状ヒートパイプ１は、互いに接合された２枚の金属板３により形成された基板２を備えている。基板２に発熱体取付部５および放熱部６を設ける。基板２に、発熱体取付部５および放熱部６に跨るヒートパイプ部８を形成する。ヒートパイプ部８が、ヒートパイプ部８における発熱体取付部５に存在する蒸発部10と、放熱部６に存在する部分が凝縮部11とを通じさせるバイパス部13を備えている。基板２の発熱体取付部５におけるバイパス部13が設けられている部分に、発熱体取付部５に取り付けられる発熱体Ｓの温度検出部S1により温度が検出される温度検出位置14を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合された２枚の金属板により基板が形成され、基板に、発熱体取付部および放熱部が設けられるとともに、少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることによって発熱体取付部および放熱部に跨る中空状作動液封入部が形成され、作動液封入部内に作動液が封入されることによりヒートパイプ部が形成されており、ヒートパイプ部における発熱体取付部に存在する部分が蒸発部になるとともに、放熱部に存在する部分が凝縮部になっており、凝縮部の上端部が蒸発部よりも上方にのびている平板状ヒートパイプであって、
ヒートパイプ部が、蒸発部と凝縮部とを通じさせるバイパス部を備えており、バイパス部が、ヒートパイプ部の蒸発部の上端部と凝縮部との間において、基板の少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることにより形成され、基板の発熱体取付部におけるバイパス部が設けられている部分に、発熱体取付部に取り付けられる発熱体の温度検出部により温度が検出される温度検出位置が設けられている平板状ヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば工作機械および制御用ロボットなどに用いられるＩＰＭ（Intelligent Power Module）や、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、サイリスタなどの発熱電子部品を冷却するのに用いられる平板状ヒートパイプに関する。
【０００２】
この明細書および特許請求の範囲において、図１および図３の上下を上下というものとする。
【背景技術】
【０００３】
この種の平板状ヒートパイプとして、互いに接合された２枚の金属板により基板が形成され、基板に、発熱体取付部および放熱部が設けられるとともに、少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることによって発熱体取付部および放熱部に跨る中空状作動液封入部が形成され、作動液封入部内に作動液が封入されることによりヒートパイプ部が形成されており、ヒートパイプ部における発熱体取付部に存在する部分が蒸発部になるとともに、放熱部に存在する部分が凝縮部になっており、凝縮部の上端部が蒸発部よりも上方にのびている平板状ヒートパイプが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、工作機械の制御装置に用いられるＩＰＭは、平板状ヒートパイプの基板の温度を検出する温度検出部を有しており、温度検出部により検出される平板状ヒートパイプの基板の温度がしきい値を超えると、ＩＰＭの損傷を防止するために、工作機械が停止させられるようになっている。
【０００５】
特許文献１記載の平板状ヒートパイプを、工作機械のＩＰＭの冷却に用いる場合、発熱体取付部に取り付けられるＩＰＭの温度検出部は、基板の発熱体取付部におけるヒートパイプ部の蒸発部よりも上方の部分に設けられ、かつヒートパイプ部の存在しない温度検出位置の温度を検出するようになっている。しかしながら、ヒートパイプ部の存在しない温度検出位置の温度は、実際のＩＰＭの温度よりも高くなるので、温度検出部により検出される温度がしきい値を超えやすくなり、工作機械が停止させられる頻度が多くなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２８３０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、上記問題を解決し、発熱体取付部に取り付けられる発熱体の温度検出部により検出される温度を、実際の発熱体の温度に近い温度にすることができる平板状ヒートパイプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【０００８】
1)互いに接合された２枚の金属板により基板が形成され、基板に、発熱体取付部および放熱部が設けられるとともに、少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることによって発熱体取付部および放熱部に跨る中空状作動液封入部が形成され、作動液封入部内に作動液が封入されることによりヒートパイプ部が形成されており、ヒートパイプ部における発熱体取付部に存在する部分が蒸発部になるとともに、放熱部に存在する部分が凝縮部になっており、凝縮部の上端部が蒸発部よりも上方にのびている平板状ヒートパイプであって、
ヒートパイプ部が、蒸発部と凝縮部とを通じさせるバイパス部を備えており、バイパス部が、ヒートパイプ部の蒸発部の上端部と凝縮部との間において、基板の少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることにより形成され、基板の発熱体取付部におけるバイパス部が設けられている部分に、発熱体取付部に取り付けられる発熱体の温度検出部により温度が検出される温度検出位置が設けられている平板状ヒートパイプ。
【発明の効果】
【０００９】
上記1)の平板状ヒートパイプによれば、  ヒートパイプ部が、蒸発部と凝縮部とを通じさせるバイパス部を備えており、バイパス部が、ヒートパイプ部の蒸発部の上端部と凝縮部との間において、基板の少なくともいずれか一方の金属板を膨出させることにより形成され、基板の発熱体取付部におけるバイパス部が設けられている部分に、発熱体取付部に取り付けられる発熱体の温度検出部により温度が検出される温度検出位置が設けられているので、基板の温度検出位置の温度が、特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比較して低くなり、発熱体取付部に取り付けられる発熱体の温度検出部により検出される温度を、実際の発熱体の温度に近い温度にすることができる。したがって、たとえばこの平板状ヒートパイプを工作機械のＩＰＭの冷却に用いる場合、発熱体取付部に取り付けられるＩＰＭの温度検出部により検出される温度がしきい値を超えにくくなり、工作機械が停止させられる頻度が減少する。また、ヒートパイプ部の蒸発部で発生したガス状作動液は、バイパス部を通っても凝縮部に流れるので、平板状ヒートパイプの放熱性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
なお、以下の説明において、図１の左右を左右というものとする。また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００１２】
図１は平板状ヒートパイプの全体構成を示し、図２はその要部の構成を示す。また、図３は平板状ヒートパイプを用いた放熱装置を示す。
【００１３】
図１および図２において、平板状ヒートパイプ(1)は、互いにろう付された２枚の金属板(3)(4)により形成された垂直状の基板(2)を備えている。基板(2)には、発熱体取付部(5)と、発熱体取付部(5)の右側縁部に連なって一体に形成されかつ上端部が発熱体取付部(5)よりも上方に至る放熱部(6)とが設けられている。また、基板(2)に、少なくともいずれか一方、ここでは一方の金属板(3)のみを膨出させることによって、発熱体取付部(5)および放熱部(6)に跨る中空状作動液封入部(7)が形成され、作動液封入部(7)内に作動液（図示略）が封入されることによりヒートパイプ部(8)が形成されている。ヒートパイプ部(8)における発熱体取付部(5)に存在する部分が蒸発部(10)になるとともに、放熱部(6)に存在する部分が凝縮部(11)になっている。
【００１４】
基板(2)を構成する２枚の金属板(3)(4)はアルミニウムベア材からなり、２枚の金属板(3)(4)の合せ面のうちの少なくともいずれか一方の面に圧着防止剤を所要パターンに印刷し、この状態で２枚の金属板(3)(4)を圧着して非圧着部を有する合せ板をつくり、合せ板の非圧着部に流体圧を導入することによって作動液封入部(7)を一挙に形成する、いわゆるロールボンド法によって製造される。なお、合せ板の非圧着部は、作動液封入部(7)に対応する形状の作動液封入部用非圧着部と、作動液封入部用非圧着部から合せ板の周縁に至る流体圧導入用非圧着部とからなる。流体圧導入用非圧着部から流体圧を導入して作動液封入部(7)を形成すると、流体圧導入用非圧着部は、一端が作動液封入部(7)に連なるとともに他端が合せ板の周縁に開口した作動液注入部となる。作動液注入部は作動液の注入後封止される。また、基板(2)を構成する２枚の金属板(3)(4)が、片面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、このろう材層を利用して互いにろう付されることにより基板(2)が形成されることもある。この場合、いずれか一方の金属板に、プレス加工により予め作動液封入部(7)を形成しておく。
【００１５】
ヒートパイプ部(8)の蒸発部(10)は、方形のループ状部分(10a)と、ループ状部分(10a)に囲まれた部分においてループ状部分(10a)に連なるように形成された格子状部分(10b)とよりなる。ヒートパイプ部(8)の凝縮部(11)は、下端部が発熱体取付部(5)のループ状部分(10a)の下端部と同一高さ位置にあるとともに、上端部がループ状部分(10a)よりも上方に位置する上下方向に長い方形状のループ状部分(11a)と、ループ状部分(11a)に囲まれた部分においてループ状部分(11a)に連なるように形成された格子状部分(11b)とよりなる。また、ヒートパイプ部(8)は、蒸発部(10)のループ状部分(10a)の右側辺部と、凝縮部(11)のループ状部分(11a)の左側辺部の下部との間に上下方向に間隔をおいて設けられ、かつ両ループ状部分(10a)(11a)どうしを通じさせる複数の連通部(12)を備えている。また、ヒートパイプ部(8)を構成する作動液封入部(7)の一方の金属板(3)の膨出部の断面形状は等脚台形状であり、その膨出側頂壁は平坦壁となっている（図２参照）。
【００１６】
基板(2)の発熱体取付部(5)の右側部分は上方に突出するとともに放熱部(6)と一体化されている。この上方突出部を(5a)で示す。ヒートパイプ部(8)は、発熱体取付部(5)の上端部、上方突出部(5a)および放熱部(6)の左側縁部に跨り、かつ蒸発部(10)と凝縮部(11)とを通じさせるバイパス部(13)を備えている。バイパス部(13)は、発熱体取付部(5)の上端部、上方突出部(5a)および放熱部(6)の左側縁部において、作動液封入部(7)が形成された側の金属板(3)が作動液封入部(7)と同方向に膨出させられることにより、ヒートパイプ部(8)の蒸発部(10)の上端部と凝縮部(11)との間に形成されている。なお、バイパス部(13)を構成する膨出部の断面形状は、作動液封入部(7)を形成する膨出部の形状と同じである。バイパス部(13)は、蒸発部(10)のループ状部分(10a)の上辺部の左右方向中央部と、凝縮部(11)のループ状部分(11a)の左側辺部の下端部とを通じさせている。基板(2)の発熱体取付部(5)におけるバイパス部(13)が設けられている部分に、発熱体取付部(5)に取り付けられる発熱体の温度検出部により基板(2)の温度が検出される温度検出位置(14)が設けられている。
【００１７】
図３に示すように、平板状ヒートパイプ(1)を用いた放熱装置(15)は、基板(2)の放熱部(6)の両面に、その上下方向にのびる放熱フィン(16)が全体にわたって固定されたものである。放熱フィン(16)は、金属、ここではアルミニウムから形成された平板状ベース部(17)と、ベース部(17)の片面に一体に形成された上下方向にのびる複数の並列状フィン部(18)とからなる。一方の放熱フィン(16)は、ベース部(17)全体が作動液封入部(7)が形成されていない金属板(4)の外面に面接触した状態で平板状ヒートパイプ(1)に固定され、他方の放熱フィン(16)は、ベース部(17)が作動液封入部(7)を形成する膨出部の平坦な膨出端壁に接触した状態で平板状ヒートパイプ(1)に固定されている。放熱フィン(16)の平板状ヒートパイプ(1)への固定は、ろう付やねじ止めなどにより行われる。
【００１８】
放熱装置(15)は、平板状ヒートパイプ(1)の基板(2)の発熱体取付部(5)におけるいずれかの面、ここでは作動液封入部(7)が膨出した側の面に、たとえば制御装置のＩＰＭ(S)が熱的に接触させられた状態でＣＮＣ（コンピュータ数値制御）工作機械に用いられる。ＣＮＣ工作機械のＩＰＭ(S)の温度検出部(S1)は、平板状ヒートパイプ(1)の発熱体取付部(5)におけるバイパス部(13)が設けられているの部分の温度検出位置(14)の温度を測定する。
【００１９】
そして、ＩＰＭ(S)から発せられた熱は、金属板(3)を経てヒートパイプ部(8)の蒸発部(10)内の液相の作動液に伝わり、作動液が蒸発する。蒸発した気相の作動液は、連通部(12)およびバイパス部(13)を通って凝縮部(11)内に入り、凝縮部(11)内を上昇する。気相の作動液の有する熱は、凝縮部(11)において、金属板を経て放熱フィン(16)のベース部(17)に伝わり、ベース部(17)からフィン部(18)に伝わってフィン部(18)から放熱される。その結果、気相の作動液は凝縮し、液相の作動液が連通部(12)を通ってヒートパイプ部(8)の蒸発部(10)に戻る。このような動作を繰り返して、ＩＰＭ(S)から発せられる熱が放熱される。
【００２０】
ここで、温度検出位置(14)が、基板(2)の発熱体取付部(5)におけるバイパス部(13)が設けられている部分に設けられているので、基板(2)の温度検出位置(14)の温度が、特許文献１記載の平板状ヒートパイプに比較して低くなり、発熱体取付部(5)に取り付けられたＩＰＭ(S)の温度検出部(S1)により検出される温度を、ＩＰＭ(S)の実際の温度に近い温度にすることができる。したがって、発熱体取付部(5)に取り付けられるＩＰＭ(S)の温度検出部(S1)により検出される温度がしきい値を超えにくくなり、工作機械が停止させられる頻度が減少する。また、ヒートパイプ部(8)の蒸発部(10)で発生したガス状作動液は、バイパス部(13)を通っても凝縮部(11)に流れるので、平板状ヒートパイプ(1)の放熱性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明による平板状ヒートパイプを示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】図１の平板状ヒートパイプを用いた放熱装置を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
(1)：平板状ヒートパイプ
(2)：基板
(3)(4)：金属板
(5)：発熱体取付部
(6)：放熱部
(7)：作動液封入部
(8)：ヒートパイプ部
(10)：蒸発部
(11)：凝縮部
(13)：バイパス部
(14)：温度検出位置
(S)：ＩＰＭ（発熱体）
(S1)：温度検出部
【図１】
2009092357.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009092357.tif 000005