(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源に当接されるベース部と、このベース部の保持面に保持されたヒートパイプとを有し、このヒートパイプが、前記ベース部の保持面に当接された蒸発部と、この蒸発部に接続され、かつ、前記保持面から立ち上げられた凝縮部とを備えたヒートパイプの保持構造において、
前記ヒートパイプは、直線状の第１構成部と、該第１構成部に対して直角に折れ曲がっている第２構成部と、該第１構成部及び第２構成部に対して直角に折れ曲がっている第３構成部とを有し、これら各構成部に対応して前記保持面に形成された溝部に各構成部が挿入されて固定されていることを特徴とするヒートパイプの保持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱輸送装置、加熱装置、冷却装置、温度・熱流の制御装置などに用いられるヒートパイプの保持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ヒートパイプは、密閉された金属パイプ等の容器の内部に、真空脱気した状態で水やアルコールなどの凝縮性の流体を作動流体として封入したものである。そして、ヒートパイプの蒸発部が発熱源に当接されてその内部に温度差が生じることにより動作し、蒸発部で蒸発した作動流体が凝縮部に流動して放熱・凝縮することにより、作動流体の潜熱として熱輸送が行われる。
【０００３】
ところで、上記ヒートパイプが電子装置の発熱源の冷却に用いられる場合、ヒートパイプを発熱源に直接接触させても適切な熱伝達面積を確保することが困難である。そこで、熱伝導性材料により構成されたベース部を発熱源に当接させ、このベース部によりヒートパイプを保持する構造が採用されている。
【０００４】
このようなヒートパイプの保持構造の一例が特許第２５５５１９８号公報に記載されている。この公報に記載された冷却装置は、発熱源に当接されるベース部と、ベース部に保持されたヒートパイプとを備えている。ベース部の保持面には取り付け凹部が直線状に形成されている。ヒートパイプは、取り付け凹部に挿入された蒸発部と、蒸発部に対してほぼ直角に屈曲され、かつ、保持面からほぼ垂直に立ち上げられた凝縮部とを備えている。そして、蒸発部とベース部とがロウ材、固定板などの構成により相互に固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載された冷却装置においては、蒸発部がベース部の保持面に対してほぼ直線状に当接されているため、凝縮部に対するベース部の保持力が不充分になる。このため、冷却装置の製造工程においては、ベース部によりヒートパイプを保持する場合に、凝縮部が蒸発部を中心として回転してベース部に接近または当接し、凝縮部の位置決め精度が低下する可能性があった。その結果、冷却装置の製品状態においては、凝縮部の放熱機能が低下する可能性があった。
【０００６】
この発明は上記事情を背景としてなされたもので、凝縮部に対するベース部の保持力を向上させることの可能なヒートパイプの保持構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するため、この発明は、発熱源に当接されるベース部と、このベース部の保持面に保持されたヒートパイプとを有し、このヒートパイプが、前記ベース部の保持面に当接された蒸発部と、この蒸発部に接続され、かつ、前記保持面から立ち上げられた凝縮部とを備えたヒートパイプの保持構造において、前記ヒートパイプは、直線状の第１構成部と、該第１構成部に対して直角に折れ曲がっている第２構成部と、該第１構成部及び第２構成部に対して直角に折れ曲がっている第３構成部とを有し、これら各構成部に対応して前記保持面に形成された溝部に各構成部が挿入されて固定されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の屈曲部の形状としては、直線部分が所定の角度で接続されている場合と、円弧状に湾曲されている場合とが例示される。
【０００９】
この発明によれば、屈曲部により凝縮部の保持力が高められて凝縮部が立ち上げ位置に正確に保持される。このため、ヒートパイプをベース部により保持する場合、凝縮部が保持面に接近または当接することを抑制できる他、凝縮部の放熱機能が確保される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明のヒートパイプの保持構造を添付図面に基づいて説明する。この発明で対象とするヒートパイプの保持構造は、熱輸送装置、加熱装置、冷却装置、温度・熱流の制御装置などに適用される。より具体的には、この発明で対象とするヒートパイプの保持構造は、例えば、パソコンなどの電子機器の冷却装置に用いられる。
【００１１】
（第１実施例）
図１は、この発明のヒートパイプの保持構造を電子機器の冷却装置に適用した場合の組み立て状態の斜視図、図２は、図１のヒートパイプの保持構造の分解斜視図、図３は図１の平面図である。
【００１２】
電子機器（図示せず）の内部に配置されるベース部１は、熱伝導性に優れた金属材料、例えばアルミニウム、銅などにより一体成形されている。ベース部１は、ほぼ直角に接続された２つの構成板２，３を備えている。また、構成板２，３同士のほぼ直角に交差する表面に保持面４，５が形成されている。この保持面４，５の両方に亘り、２つの保持溝６，７が形成されている。保持溝６，７の幅方向の断面形状はほぼ半円形に構成されている。
【００１３】
一方の保持溝６は、構成板２における構成板２，３の接続領域の反対側に位置する側縁８から構成板２，３の接続領域に亘って配置されたほぼ直線状の第１溝部９と、第１溝部９の保持面４，５の接続領域側の端部から、前記構成板５における前記側縁８と平行な側縁１０に向けて延ばされたほぼ直線状の第２溝部１１と、第２溝部１１の端部に接続され、かつ、保持溝７から離間する方向に延ばされた第３溝部１２とを備えている。この第３溝部１２は第２溝部１１に対してほぼ直角に接続されている。
【００１４】
また、他方の保持溝７は、構成板２における構成板２，３の接続領域の反対側の位置する側縁８から構成板２，３の接続領域に亘って配置された直線状の第１溝部１３と、第１溝部１３の保持面４，５の接続領域側の端部から、前記構成板５における前記側縁８と平行な側縁１０に向けて延ばされたほぼ直線状の第２溝部１４と、第２溝部１４の端部に接続され、かつ、保持溝６から離間する方向に延ばされた第３溝部１５とを備えている。この第３溝部１５は第２溝部１４に対してほぼ直角に接続されている。
【００１５】
さらに、第１溝部９と第１溝部１３とが相互に平行に配置され、第２溝部１１と第２溝部１４とが相互に平行に配置されている。さらにまた、第３溝部１２と第３溝部１５とがほぼ同一直線上に配置されている。
【００１６】
そして、保持溝６，７にはヒートパイプ１６，１７が別個に挿入されている。ヒートパイプ１６，１７は、幅方向の断面形状がほぼ円形に構成され、かつ、密閉された金属パイプ等の容器の内部に、真空脱気した状態で水、アルコール、メタノール、アセトン、アンモニア、ヘリウム、ナトリウム、窒素などの凝縮性の流体を作動流体として封入したものである。
【００１７】
ヒートパイプ１６，１７を構成する容器の材料としては、銅、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、インコネルなどが例示される。なお、ヒートパイプ１６，１７を構成する容器の内部には、作動流体の還流を促進するウィックが必要に応じて配置される。
【００１８】
まず、保持溝６に挿入されたヒートパイプ１６は、ほぼ直線状の第１構成部１８と、第１構成部１８の一端側にほぼ直角に接続された第２構成部１９と、第２構成部１９の一端に、保持面５の面方向にほぼ直角に接続された第３構成部２０と、第３構成部２０の一端にほぼ直角に接続された第４構成部２１とを備えている。
【００１９】
そして、上記構成のヒートパイプ１６は、第１構成部１８が第１溝部９に挿入され、第２構成部１９が第２溝部１１に挿入され、第３構成部２０が第３溝部１２に挿入され、第４構成部２１が保持面５に対してほぼ垂直に立ち上げられている。
【００２０】
一方、保持溝７に挿入されたヒートパイプ１７は、ほぼ直線状の第１構成部２２と、第１構成部２２の一端にほぼ直角に接続された第２構成部２３と、第２構成部２３の一端に、保持面５の面方向にほぼ直角に接続された第３構成部２４と、第３構成部２４の一端にほぼ直角に接続された第４構成部２５とを備えている。
【００２１】
なお、ヒートパイプ１７の第３構成部２４の屈曲方向は、ヒートパイプ１６の第３構成部２０の屈曲方向とは逆に設定されている。つまり、ヒートパイプ１６とヒートパイプ１７とが線対称形状に構成されている。
【００２２】
そして、上記構成のヒートパイプ１７は、第１構成部２２が第１溝部１３に挿入され、第２構成部２３が第２溝部１４に挿入され、第３構成部２４が第３溝部１５に挿入され、第４構成部２５が保持面５に対してほぼ垂直に立ち上げられている。また、ヒートパイプ１６，１７は保持溝６，７に対してロウ付け、嵌合、固定部材などの構成により固定されている。なお、保持板２の保持面４の反対側に位置する熱伝達面２６には、発熱源としての演算処理装置２７が当接されている。
【００２３】
上記ヒートパイプ１６の構成と請求項１の構成との対応関係を説明すれば、第１構成部１８、第２構成部１９、第３構成部２０が蒸発部に相当し、第４構成部２１が凝縮部に相当する。また、ヒートパイプ１７の第１構成部２２、第２構成部２３、第３構成部２４が蒸発部に相当し、第４構成部２５が凝縮部に相当する。さらに、ヒートパイプ１６の第２構成部１９と第３構成部２０とにより、保持面５の面方向にほぼＬ字形に屈曲された屈曲部が構成されている。さらにまた、ヒートパイプ１７の第２構成部２３と第３構成部２４とにより、保持面５の面方向にほぼＬ字形に屈曲された屈曲部が構成されている。
【００２４】
つぎに、上記構成の冷却装置の機能を説明する。演算処理装置２７の熱は熱伝達面２６を介して保持板４および保持板５に伝達され、この熱がヒートパイプ１６，１７に伝達される。すると、ヒートパイプ１６，１７はその内部に温度差が生じることにより動作し、蒸発部（高温部）で蒸発した作動流体が凝縮部（低温部）に流動して放熱・凝縮することにより、作動流体の潜熱として熱輸送が行われ、演算処理装置２７の過熱が抑制される。ヒートパイプ１６，１７の見かけ上の熱伝導率は、銅やアルミ等の金属と比較して数十倍ないし数百倍程度優れている。
【００２５】
ところで、上記ヒートパイプの保持構造によれば、第２構成部１９と第３構成部２０とにより、保持面５の面内で面方向にほぼＬ字形に屈曲された屈曲部が構成されているため、第４構成部２１に対するベース部１の保持力が高められ、第４構成部２１が立ち上げ位置に正確に保持される。
【００２６】
また、第２構成部２３と第３構成部２４とにより、保持面５の面方向にほぼＬ字形に屈曲された屈曲部が構成されているため、第４構成部２５に対するベース部１の保持力が高められ、第４構成部２５が立ち上げ位置に正確に保持される。したがって、冷却装置の製造過程でベース部１によりヒートパイプ１６，１７を保持する場合、ヒートパイプ１６，１７に対するベース部１の保持機能が高められて冷却装置の製造が容易になる。また、冷却装置の製品状態において、ベース部１に対する第４構成部２１，２５の接近または当接が抑制されて第４構成部２１，２５の放熱機能が確保される。
【００２７】
さらに、熱伝達面２６に対する演算処理装置２７の配置位置に対応して、ヒートパイプ１６の第１構成部１８と、ヒートパイプ１７の第１構成部２２とが接近された位置に配置されているため、ベース部１から第１構成部１８，２２に伝達される熱の伝達効率が良好に維持される。
【００２８】
一方、第２構成部１９に対する第３構成部２０の接続方向と、第２構成部２３に対する第３構成部２４の接続方向とが逆に設定されているため、凝縮部として機能する第４構成部２１と第４構成部２５との間隔を広く設定することが可能である。したがって、第４構成部２１および第４構成部２５の放熱性能が良好に維持される。
【００２９】
（第２実施例）
図４は、この発明のヒートパイプの保持構造を冷却装置に適用した場合のほかの実施例を示す側面図、図５は図４のヒートパイプの保持構造の分解斜視図である。２つのベース部２８，２９は平面形状がほぼ方形の板形状に構成されている。そして２つのベース部２８，２９が相互に平行に配置されている。
【００３０】
ベース部２８およびベース部２９には、その対向面に保持面３０，３１が別個に形成されている。保持面３０には保持溝３２が形成され、保持溝３２の幅方向の断面形状がほぼ半円形に構成されている。保持溝３２は、ほぼ直線状の第１溝部３３と、第１溝部３３に対してほぼ直角に接続された第２溝部３４とを備えている。つまり、保持溝３２は保持面３０の面方向にほぼＬ字形状に屈曲されている。
【００３１】
一方、保持面３１には保持溝３５が形成され、保持溝３５の幅方向の断面形状がほぼ半円形に構成されている。保持溝３５は、ほぼ直線状の第１溝部３６と、第１溝部３６に対してほぼ直角に接続された第２溝部３７とを備えている。つまり、保持溝３５は保持面３１の面方向にほぼＬ字形状に屈曲されている。
【００３２】
２つのベース部２８とベース部２９との間にはヒートパイプ３８が配置されている。ヒートパイプ２８の幅方向の断面形状はほぼ半円形に構成されている。ヒートパイプ３８は、ほぼ直線状に構成され、かつ、保持面３０，３１に対してほぼ垂直に配置された第１構成部３９と、第１構成部３９の一端にほぼ直角に接続された第２構成部４０と、第２構成部４０の一端にほぼ直角に接続された第３構成部４１とを備えている。
【００３３】
つまり、第２構成部４０および第３構成部が保持面３０の平面方向に延びて配置されている。そして、第２構成部４０が第１溝部３３に挿入され、第３構成部４１が第２溝部３４に挿入されている。また、第１構成部３９が保持面３０，３１に対してほぼ垂直に立ち上げられている。なお、第３構成部４１および第２溝部３４が、ベース部２８に対して、ロウ付け、嵌合、固定部材などの構成により固定されている。
【００３４】
一方、ヒートパイプ３８の他端側には、保持面３１の面方向に延ばされたほぼ直線状の第４構成部４２と、第４構成部４２の一端にほぼ直角に接続された第５構成部４３とを備えている。
【００３５】
つまり、第４構成部４２および第５構成部４３が保持面３１の平面方向に延ばされ、第４構成部４２が第１溝部３６に挿入され、第５構成部４３が第２溝部３７に挿入されている。そして、第４構成部４２および第５構成部４３が、ベース部２９に対して、ロウ付け、嵌合、固定部材などの構成により固定されている。なお、ヒートパイプ３８の容器および容器の内部の構成は第１実施例と同様である。
【００３６】
一方、ベース部２８の保持面３０の反対側に位置する熱伝達面４４には、発熱源としての演算処理装置４５が当接されている。また、ベース部２９の保持面３１の反対側に位置する熱伝達面４６には、発熱源としての演算処理装置４７が当接されている。
【００３７】
上記ヒートパイプ３８の構成と請求項１の構成との対応関係を説明すれば、第２構成部４０、第３構成部４１、第４構成部４２、第５構成部４３が蒸発部に相当し、第１構成部３９が凝縮部に相当する。また、第２構成部４０と第３構成部４１とにより、保持面３０の面内で面方向にほぼＬ字形に屈曲された屈曲部が構成されている。さらに、第４構成部４２と第５構成部４３とにより、保持面３１の面内で面方向にほぼＬ字形に屈曲された屈曲部が構成されている。
【００３８】
つぎに、上記構成の冷却装置の機能を説明する。演算処理装置４５，４７の熱は熱伝達面４４，４６を介してベース部２８，２９に伝達され、この熱がヒートパイプ３８に伝達されて第１実施例と同様の作用により演算処理装置４５，４７の過熱が抑制される。
【００３９】
上記ヒートパイプの保持構造によれば、第２構成部４０と第３構成部４１とにより、保持面３０の面内で面方向に屈曲された屈曲部が構成され、第４構成部４２と第５構成部４３とにより、保持面３１の面内で面方向に屈曲された屈曲部が構成されている。このため、第１構成部３８に対するベース部２８，２９の保持力が高められ、第１構成部３８が保持面３０，３１に対してほぼ垂直な状態に確実に維持される。
【００４０】
したがって、冷却装置の製造過程でベース部２８，２９によりヒートパイプ３８を保持する場合、ヒートパイプ３８に対するベース部２８，２９の保持機能が高められて第１構成部３８が保持面３０，３１に接近または当接することが抑制され、冷却装置の製造が容易になるうえ、製品状態における冷却装置の放熱機能が確保される。
【００４１】
なお、第１実施例または第２実施例において、蒸発部の少なくとも一部に、保持面の面方向に円弧形状に屈曲された屈曲部を形成することも可能である。この場合、ベース部の保持面に形成される保持溝の形状が、上記屈曲部の屈曲形状に対応した形状に構成されることは勿論である。また、第１実施例または第２実施例において、ベース部に薄板形状の放熱フィンを取り付けて放熱機能を一層向上させることも可能である。さらに、第１実施例および第２実施例では、蒸発部の一部が保持面の面内で面方向に屈曲されているが、蒸発部の全部が保持面の面内で面方向に円弧状に屈曲されたヒートパイプの保持構造を構成することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、屈曲部により凝縮部の保持力が高められて凝縮部が立ち上げ位置に正確に保持される。したがって、ヒートパイプをベース部により保持する場合、凝縮部が保持面に接近または当接することを抑制できる他、凝縮部の放熱機能が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のヒートパイプの保持構造の第１実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のヒートパイプの保持構造の分解斜視図である。
【図３】図１のヒートパイプの固定構造の平面図である。
【図４】この発明のヒートパイプの保持構造の第２実施例を示す側面図である。
【図５】図４のヒートパイプの保持構造の分解斜視図である。
【符号の説明】
２７，４５，４７…演算処理装置、  １，２８，２９…ベース部、  １６，１７，３８…ヒートパイプ、  １８，２２，３９…第１構成部、  １９，２３，４０…第２構成部、  ２０，２４，４１…第３構成部、  ２１，２５，４２…第４構成部、  ４３…第５構成部、  ４，５，３０，３１…保持面。
【図１】
0003857774.tif 000002
【図２】
0003857774.tif 000003
【図３】
0003857774.tif 000004
【図４】
0003857774.tif 000005
【図５】
0003857774.tif 000006