JP2000031680A - プレート状ヒートパイプとこの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の合わせ板構造のヒートパイプの欠点を補
うことにより、厚さ１mm以下の極薄型で、しかも熱輸送
能力と熱抵抗特性の優れたヒートパイプを安価に提供す
る。 【構成】一面が平坦で、他面は断面が台形状空洞部を有
する所要パターンの非圧着部を有し、全体が２枚の合わ
せ金属板からなるコンテナと、上記非圧着部の主要部中
央付近にウイックを固定し、前記台形状空洞部に作動液
を封入したことを特徴とするプレート状ヒートパイプと
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に使用される
電子部品の放熱装置に関し、特に情報電子器機内の電子
部品を放熱する薄板幅広型のプレート状ヒートパイプ
と、この製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノートＰＣなどの情報電子機器は、軽量
・薄型の要求を満たしながら機能の複合化に伴い、ＭＰ
Ｕなどの電子部品の発熱密度が極めて高くなって来てお
り、これら発熱部品の熱分散のために薄板幅広型のヒー
トパイプが要求されるように成ってきた。

【０００３】従来、幅広のヒートパイプは、コンテナ
は、所要パターンでの非圧着部を有する合わせ板を造っ
た後、流体圧で中空膨張部を形成するいわゆるロールボ
ンド法で作成したプレート状ヒートパイプが提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来のプレート状ヒートパイプでは、要求熱輸送の安定化
と膨管工程の安定化のために薄型化の限界は３mm程度で
あると同時に、当該構造のヒートパイプのウイックは、
合わせ板の膨張部溝でのみ構成されているために、熱抵
抗が大で単位体積当りの熱輸送量が小さく、また、携帯
用などの設置方向の定まらないものには不向きであっ
た。

【０００５】一方、通常のヒートパイプを薄型に仕上げ
るためには、作動流体の蒸気通路を要求熱流量の限界近
くまで下げる工夫と共に、加工時においては内部面積の
精度管理を行い、またコンテナ材料の厚さを極小に仕上
げる必要があるが、これらの管理を行ってもコンテナへ
の外部からの機械的な圧力や気液２相変化に伴う内部圧
力に耐えるために実用的なヒートパイプの幅は、せいぜ
い最大1Omm程度であり、幅広ヒートパイプにはほど遠い
ものであった。

【０００６】この発明は、上記課題に鑑み、従来の合わ
せ板構造のヒートパイプの欠点を補うことにより、厚さ
１mm以下の極薄型で、しかも熱輸送能力と熱抵抗特性の
優れたヒートパイプを安価に提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、第１の金属板と第２の金属板とを合わ
せることによってプレートを形成し、当該第１の金属板
と第２の金属板との合わせ面には圧着部と非圧着部とを
有し、当該非圧着部の少なくとも一方の金属板を台形状
空洞部とし、当該台形空洞部内は扁平ウイックが配置さ
れるとともにヒートパイプ構造としたことを特徴とする
プレート状ヒートパイプとする。

【０００８】請求項２においては、一面が平坦で、他面
は断面が台形状空洞部を有する所要パターンの非圧着部
を有し、全体が２枚の合わせ金属板からなるコンテナ
と、上記非圧着部の主要部中央付近にウイックを固定
し、前記台形状空洞部に作動液を封入したことを特徴と
するプレート状ヒートパイプとする。

【０００９】上記コンテナは、非圧着部を有する合わせ
板を造った後流体圧で中空膨張部を形成する方法で作成
してもよいし、前記コンテナにウイックを挿入した後、
プレス固定してもよいし、前記ヒートパイプはループ状
としたり、ヒートパイプ部分が独立した複数のヒートパ
イプから構成してもよい。また、前記第２の金属板が櫛
型としてもよい。

【００１０】また、この製造方法においては、第１の金
属板と第２の金属板の何れか一方の面に圧着防止剤を印
刷し合わせ板となるプレートを形成し、非圧着部に流体
圧をかけることにより蒲鉾状断面空洞部を形成し、当該
蒲鉾状断面空洞部には丸状ウイックが挿入配置され、前
記プレート全体をプレスし前記蒲鉾状空洞部を台形状空
洞部形状とすることで前記丸状ウイックは圧潰されて扁
平ウイックとなり、当該扁平ウイックが前記第１の金属
板と第２の金属板との間に固定されると同時にウイック
を挿入した挿入口は一箇所を残して圧潰、溶接により圧
着され、残された上記ウイック挿入口から内部を減圧し
た後に作動液を注入することで行うものである。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す図であ
り、図２は図１の断面構造図を示す。図１と図２におい
て、コンテナを兼ねるプレート１は銅やアルミニュウム
などからなる第１の金属板２と第２の金属板３との２枚
の金属合わせ板で形成され、「日の字」状などの所要の
パターンの圧着部と非圧着部とを有し、第２の金属板３
が台形状に膨らんでおり、当該台形状空洞部４の略中央
部の図１で点線で示す部分に、メッシュや編組線などか
らなる扁平ウイック５が設置され、第１の金属板２と第
２の金属板３とに挟まれ固定されている。

【００１２】また、上記台形状空洞部４の内部には、減
圧してから図示しない純水やアンモニアなどの作動液
が、空洞内容積の10％から50％の量が封入され、プレー
ト状ヒートパイプを形成している。

【００１３】次に上記実施例のプレート状ヒートパイプ
の組立方法を述べる。伸び率や厚さの異なる厚さ0.3mm
程度の二枚の金属板２と３の何れか一方の面に、例えば
コロイド状グラファイトなどの圧着防止剤からなるイン
キなどを所要パターンに印刷した後、合わせ板をつく
る。ここで圧着防止剤を印刷する場所は、「日の字」部
分と、図示しないウイック挿入口である。その後、非圧
着部に流体圧をかけることにより、周知の蒲鉾状断面空
洞部６が形成される。

【００１４】上記図示しないウイック本数に見合う挿入
口から線径0.1mm程度からなるメッシュを外形２mmに丸
めた丸状ウイック７を挿入した断面図を図３に示すが、
この状態では蒲鉾状空洞部６の外形厚さは、４mm程度で
あるために、丸状ウイック７は易々と挿入できる。

【００１５】次に、プレート１全体をプレスして、蒲鉾
状空洞部６は図２に示すように厚さ１mmの台形状空洞部
４の形状となり、丸状ウイック７は圧潰されて扁平ウイ
ック５となり、第１の金属板２と第２の金属板３との間
に固定されると同時に、図示しないウイック挿入口は一
箇所を残して圧潰し、超音波溶接などにより第１の金属
板２と第２の金属板３とを圧着する。

【００１６】その後、残された上記ウイック挿入口から
内部を減圧したのち、作動液を注入し、上述の工程に準
じてウイック挿入口を封止する。

【００１７】このような第１の実施例に示すよな構造の
ヒートパイプの動作は、蒸気通路が狭いにも関わらず、
熱抵抗が少なく最大熱輸送限界の高い、優れたヒートパ
イプ特性を示すことが、特願平０９−３６７４１４号に
て本出願人により確かめられている。

【００１８】すなわち、プレート状ヒートパイプの一部
が加熱された時、その加熱部の作動液が蒸発潜熱を奪っ
て蒸発し、蒸気流は台形状空間部４を通って、プレート
の温度の低い部分で熱放散して凝縮し、この凝縮した作
動液の帰還路の主は扁平ウイック５であり、さらに扁平
ウイック５を介して幾つものループ状のヒートパイプを
形成しているために、例えスラグ流が発生したとして
も、通常のヒートパイプでの蒸気流圧力に起因する毛細
管圧力や飛散限界が無く、コンテナ狭壁間隔を極限まで
薄くすることが可能となる。

【００１９】次に図４、図５を用いて本発明の第２と第
３の実施例について説明する。図４に示す第２の実施例
は、各々独立した直状の３個のヒートパイプを構成して
おり、図５に示す第３の実施例は、櫛歯状のヒートパイ
プを構成し、扁平ウイック５は、櫛歯の共通部分には挿
入していない。当該第２と第３の実施例では、第１の実
施例において述べたループ状ヒートパイプの構成が、３
個の個々に有する扁平ウイック５の周囲のみになるな
ど、ループ状ヒートパイプの構成が限定されたものにな
っているが、ヒートパイプの基本的構成と動作は、第１
の実施例と同じであるために、説明を省略する。

【００２０】なお、第１乃至第３の実施例では、２枚の
金属板のうち１枚を平板としているが、目的によって
は、２枚共に膨張させてもよく、また、上記それぞれの
実施例においては、２枚の合わせ板構造のコンテナは、
ロールボンド法で作成しているが、２枚の金属板のうち
少なくとも１枚を予め蒲鉾状断面部をプレス成形した板
として他の１枚と超音波溶接などにより接合しても同様
のものが得られる。

【００２１】また、扁平ウイック５は焼結金属やガラス
ファイバーに金属メッキを施したものなど適宜選択で
き、本発明の効果は制約されるものではない。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、要求コンテナ幅により選択された外形の２枚の金属
板とする合わせ板からなるプレートと、要求コンテナ厚
さにより選択されたウイック材とを組み合わせることに
より、扁平加工時の特に薄板加工に不可欠な精度管理の
ために必要な加工毎に出し入れする中子や、ヒートパイ
プ完成後に凹み変形修正のための加熱整形などが不要
な、作動液環流に優れた特性を示すループ状のヒートパ
イプを得ることが出来るために、極限まで薄型化が可能
な薄型幅広のプレート状ヒートパイプを得ることができ
る。

【００２３】また変形し難いために、個々の特性バラツ
キが少なく、ヒートパイプ完成後に曲げ加工を許容して
用いることも可能となるなど、数々の優れた特性を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例とするヒートパイプの斜
視図を示す

【図２】図１の断面構造図を示す

【図３】図２の組立工程中の構造図を示す

【図４】第２の実施例とするヒートパイプの斜視図を示
す

【図５】第３の実施例とするヒートパイプの斜視図を示
す

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 １ プレート ２ 第１の金属板 ３ 第２の金属板 ４ 台形状空洞部 ５ 扁平ウイック ６ 蒲鉾状空洞部 ７ 丸状ウイック

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の金属板と第２の金属板とを合わせる
   ことによってプレートを形成し、当該第１の金属板と第
   ２の金属板との合わせ面には圧着部と非圧着部とを有
   し、当該非圧着部の少なくとも一方の金属板を台形状空
   洞部とし、当該台形空洞部内は扁平ウイックが配置され
   るとともにヒートパイプ構造としたことを特徴とするプ
   レート状ヒートパイプ。
2. 【請求項２】一面が平坦で、他面は断面が台形状空洞部
   を有する所要パターンの非圧着部を有し、全体が２枚の
   合わせ金属板からなるコンテナと、上記非圧着部の主要
   部中央付近にウイックを固定し、前記台形状空洞部に作
   動液を封入したことを特徴とするプレート状ヒートパイ
   プ。
3. 【請求項３】コンテナは、非圧着部を有する合わせ板を
   造った後流体圧で中空膨張部を形成する方法で作成した
   ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のプ
   レート状ヒートパイプ。
4. 【請求項４】コンテナにウイックを挿入した後、プレス
   固定した請求項１もしくは請求項２に記載のプレート状
   ヒートパイプ。
5. 【請求項５】ヒートパイプをループ状としたことを特徴
   とする請求項１もしくは請求項２に記載のプレート状ヒ
   ートパイプ。
6. 【請求項６】ヒートパイプ部分が独立した複数のヒート
   パイプから構成されたことを特徴とする請求項１もしく
   は請求項２に記載のプレート状ヒートパイプ。
7. 【請求項７】第２の金属板が櫛型からなることを特徴と
   する請求項１もしくは請求項２に記載のプレート状ヒー
   トパイプ。
8. 【請求項８】第１の金属板と第２の金属板の何れか一方
   の面に圧着防止剤を印刷し合わせ板となるプレートを形
   成し、非圧着部に流体圧をかけることにより蒲鉾状断面
   空洞部を形成し、当該蒲鉾状断面空洞部には丸状ウイッ
   クが挿入配置され、前記プレート全体をプレスし前記蒲
   鉾状空洞部を台形状空洞部形状とすることで前記丸状ウ
   イックは圧潰されて扁平ウイックとなり、当該扁平ウイ
   ックが前記第１の金属板と第２の金属板との間に固定さ
   れると同時にウイックを挿入した挿入口は一箇所を残し
   て圧潰、溶接により圧着され、残された上記ウイック挿
   入口から内部を減圧した後に作動液を注入したことを特
   徴とするプレート状ヒートパイプの製造方法。