JP2001339026A - Plate-shaped heat pipe - Google Patents
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、コンテナが中空
平板状をなす平板状ヒートパイプに関し、特に、発熱部
材を熱伝達可能に組み付けてその温度上昇を抑制する平
板状ヒートパイプに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat heat pipe in which a container has a hollow flat plate shape, and more particularly, to a flat heat pipe in which a heat generating member is assembled so as to be able to transfer heat and suppresses a temperature rise.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知のように平板状ヒートパイプは、中
空平板構造のコンテナの内部に密閉した空間部を形成
し、その空間部に空気などの非凝縮性ガスを脱気した状
態で凝縮性の流体を作動流体として封入したものであ
る。この種のヒートパイプでは、表面が平坦になるの
で、熱交換対象物との接触面積が広くなり、熱伝達性能
あるいは熱交換性能が向上する利点がある。その反面、
コンテナの内部圧力が真空圧となる非動作時には平坦面
がコンテナ内側に撓みやすい問題があり、したがって所
期のコンテナ形状を維持するために何らかの手段を講じ
る必要がある。2. Description of the Related Art As is well known, a flat heat pipe forms a closed space inside a container having a hollow flat plate structure, and a condensable gas is formed in the space by removing non-condensable gas such as air. Is sealed as a working fluid. This type of heat pipe has the advantage that the surface becomes flat, so that the contact area with the object to be heat-exchanged is increased, and the heat transfer performance or heat exchange performance is improved. On the other hand,
There is a problem that the flat surface easily bends inside the container during non-operation when the internal pressure of the container becomes a vacuum pressure, and therefore, it is necessary to take some means to maintain the desired container shape.
【０００３】その一例として従来では、互いに平行な平
板部の内面同士をコンテナと一体に形成した支柱によっ
て連結させた構造が提案されている。その支柱として
は、加工の容易性から例えば矩形断面あるいは方形断面
のいわゆる角柱状が採用されており、通常、その支柱は
平板部の面方向での中央部に設けられている。これは、
荷重の最も集中する部分を支持するためである。[0003] As one example, a structure has been proposed in the past in which the inner surfaces of parallel flat plate portions are connected by a column integrally formed with a container. As the support, for example, a so-called rectangular column having a rectangular cross section or a rectangular cross section is adopted from the viewpoint of easiness of processing, and the support is usually provided at a central portion in a plane direction of the flat plate portion. this is,
This is to support the most concentrated part of the load.
【０００４】ところで平板状ヒートパイプを利用した一
例として、従来では、平板状ヒートパイプのコンテナと
ＣＰＵなどの発熱部材とを互いに密着した状態に組み付
けて、発熱部材の過度の温度上昇を平板状ヒートパイプ
からの放熱によって抑制するように構成した放熱構造が
ある。この種の放熱構造では、発熱部材をコンテナにお
ける平板部の中央部に配置させるのが一般的であり、こ
れは、作動流体の蒸発を効率よく生じさせるためであ
る。As an example using a flat heat pipe, conventionally, a container of a flat heat pipe and a heat-generating member such as a CPU are assembled in a state in which they are in close contact with each other, and an excessive temperature rise of the heat-generating member is reduced by the flat heat pipe. There is a heat dissipating structure configured to be suppressed by heat dissipated from a pipe. In this type of heat dissipation structure, the heat generating member is generally arranged at the center of the flat plate portion of the container, in order to efficiently evaporate the working fluid.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の平板状ヒートパイプによれば、支柱と発熱部材とが共
に平板部の中央部に配置されているために、これらの両
者がコンテナの厚さ方向で重なり合う状態となる。特に
平板部を内側から支持する支柱には、充分な剛性が要求
されるから、その太さは発熱部材の幅と同程度あるいは
それ以上に設定されている。したがって上記の平板状ヒ
ートパイプでは、支柱の端面によって発熱部材と平板部
との接触面の内面全域が遮蔽されてしまい、そこでの作
動流体の蒸発が生じず、つまり入熱部の内面での作動流
体の蒸発が行われないために、充分な放熱効率が得られ
ない問題があった。つまり従来では、コンテナにおける
入熱部の内面と支柱の端面との関連性について何等着目
されていないのが実情であった。However, according to the above-mentioned conventional flat heat pipe, since both the support and the heat generating member are arranged at the center of the flat plate, both of them are in the thickness direction of the container. And it becomes a state of overlapping. In particular, since the support supporting the flat plate portion from the inside needs to have sufficient rigidity, the thickness is set to be equal to or larger than the width of the heat generating member. Therefore, in the above-described flat heat pipe, the entire inner surface of the contact surface between the heat generating member and the flat portion is shielded by the end surface of the support, and the working fluid does not evaporate there, that is, the operation on the inner surface of the heat input portion. Since the fluid is not evaporated, there is a problem that sufficient heat radiation efficiency cannot be obtained. That is, conventionally, no attention has been paid to the relationship between the inner surface of the heat input section and the end face of the support in the container.
【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、平板部の変形を抑制することができ、かつ放熱効
率に優れる平板状ヒートパイプを提供することを目的と
している。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a flat heat pipe capable of suppressing deformation of a flat plate portion and having excellent heat dissipation efficiency.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課
題を解決するための手段として、請求項１に記載した発
明は、中空平板状のコンテナの内部に脱気した状態で凝
縮性流体が作動流体として封入され、かつ前記コンテナ
の厚さ方向で対向する平板部の内面同士が支柱によって
連結され、前記平板部における前記支柱との接触箇所の
外面側に発熱部材が密着して取り付けられる平板状ヒー
トパイプにおいて、前記発熱部材の取り付けられた平板
部と前記支柱の端部との接触面が、前記発熱部材と平板
部との接触面と不一致であることを特徴とするものであ
る。Means for Solving the Problems and Actions As a means for solving the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 is characterized in that a condensable fluid is operated in a state in which a hollow flat container is degassed. A flat plate which is sealed as a fluid, and the inner surfaces of the flat plate portions facing each other in the thickness direction of the container are connected by a support, and a heat generating member is attached in close contact with an outer surface of a contact portion of the flat plate portion with the support. In the heat pipe, a contact surface between the flat plate portion to which the heat generating member is attached and an end of the support column does not match a contact surface between the heat generating member and the flat plate portion.
【０００８】したがって請求項１の発明によれば、例え
ば平板状ヒートパイプにおける一対の平板部を水平に向
け、かつ発熱部材を下側に配置させた姿勢で、その発熱
部材が発熱すると、下側に配置された平板部の内面のう
ち支柱の下端面から外れた部分を蒸発部としてヒートパ
イプ動作が開始される。すなわち発熱部材と平板部との
接触面の内面側には、支柱の下端面が配置されている
が、これらの両者が平板部の面方向に互いにズレるなど
不一致の状態であるため、接触範囲の内面側の全域が支
柱の下端面によって完全には遮蔽されていないので、接
触範囲に与えられ発熱部材の熱が、その遮蔽されていな
い部分において作動流体に効率よく伝達される。それに
伴い、平板状ヒートパイプによる熱輸送サイクルが良好
な行われ、発熱部材の熱が、平板部の外面から外部に向
けて放出される。その結果、発熱部材の過度の温度上昇
が抑制される。Therefore, according to the first aspect of the present invention, for example, when the heat generating member generates heat in a posture in which the pair of flat portions of the flat heat pipe are oriented horizontally and the heat generating member is arranged on the lower side, the lower side becomes lower. The heat pipe operation is started with the portion of the inner surface of the flat plate portion disposed at the position deviated from the lower end surface of the column as the evaporator. That is, the lower end surface of the support is disposed on the inner surface side of the contact surface between the heat generating member and the flat plate portion. Since the entire area on the inner surface side is not completely shielded by the lower end surface of the column, the heat applied to the contact area and the heat of the heat generating member is efficiently transmitted to the working fluid in the unshielded portion. Accordingly, a heat transport cycle using the flat heat pipe is performed well, and the heat of the heat generating member is released from the outer surface of the flat plate portion to the outside. As a result, an excessive rise in temperature of the heat generating member is suppressed.
【０００９】また請求項２に記載した発明は、請求項１
に記載した発明において、前記支柱の前記平板部に対す
る接触面積が、前記発熱部材の前記平板部に対する接触
面積より小さく、かつ前記支柱の太さあるいは幅が、前
記平板部の面方向での前記発熱部材の大きさ以上に形成
されていることを特徴とするものである。The invention described in claim 2 is the first invention.
In the invention described in the above, the contact area of the support with the flat plate portion is smaller than the contact area of the heat generating member with the flat plate portion, and the thickness or width of the support post is the heat generation in the plane direction of the flat plate portion. It is characterized by being formed larger than the size of the member.
【００１０】したがって請求項２に記載した発明によれ
ば、支柱が充分な剛性を備えた構造となっているから、
その支柱による平板部の支持効果が更に向上し、その結
果、平板部の変形がより確実に抑制される。Therefore, according to the second aspect of the present invention, since the strut has a structure having sufficient rigidity,
The support effect of the flat portion by the support is further improved, and as a result, the deformation of the flat portion is more reliably suppressed.
【００１１】また請求項３に記載した発明は、請求項１
に記載した発明において、前記平板部のうちの前記支柱
の外面側部分が板厚方向に突出させられて厚肉部が形成
されるとともに、その厚肉部の突出側の頂面が前記発熱
部材を取り付ける台座とされていることを特徴とするも
のである。The invention described in claim 3 is the first invention.
In the invention described in the above, the outer surface side portion of the column in the flat plate portion is protruded in a plate thickness direction to form a thick portion, and the top surface of the protruding side of the thick portion is the heat generating member. And a pedestal.
【００１２】したがって請求項３に記載した発明によれ
ば、平板状ヒートパイプのうち受熱部となる部分が、コ
ンテナの他の部分よりも熱容量の大きい構造となってい
るので、例えば発熱部材の発熱量が急激に増大したとし
ても、その内面側での急激なドライアウトが回避され
て、平板状ヒートパイプの熱輸送サイクルが良好に行わ
れる。その結果、発熱部材の過度の温度上昇が抑制され
る。Therefore, according to the third aspect of the present invention, the heat receiving portion of the flat heat pipe has a larger heat capacity than the other portions of the container. Even if the amount increases rapidly, rapid dryout on the inner surface side is avoided, and the heat transfer cycle of the flat heat pipe is performed well. As a result, an excessive rise in temperature of the heat generating member is suppressed.
【００１３】また請求項３に記載した発明によれば、例
えば厚肉部を発熱部材に対して押し付ける状態に平板状
ヒートパイプを適宜箇所に固定させた場合、発熱部材側
に突出して形成されている厚肉部に対して荷重が集中す
る。しかしながら厚肉部の配置と支柱の配置とが平板部
の厚さ方向で一致しているから、厚肉部に作用する荷重
がその内側の支柱によって受けられる。それに伴い、厚
肉部の形成されている平板部のコンテナ内側への撓みが
抑制され、その結果、厚肉部の頂面が発熱部材と密着し
た状態に維持される。更に請求項３に記載した発明によ
れば、平板状ヒートパイプのコンテナにおける発熱部材
の取り付け部位が明確になり、それに伴って平板状ヒー
トパイプと発熱部材との組み付けが容易になるから、全
体としての生産性が向上する。According to the third aspect of the invention, for example, when the flat heat pipe is fixed at an appropriate position in a state where the thick portion is pressed against the heat generating member, the heat pipe is formed so as to protrude toward the heat generating member. The load concentrates on the thick part. However, since the arrangement of the thick part and the arrangement of the struts coincide in the thickness direction of the flat part, the load acting on the thick part is received by the strut inside the thick part. Accordingly, bending of the flat portion on which the thick portion is formed to the inside of the container is suppressed, and as a result, the top surface of the thick portion is maintained in close contact with the heat generating member. Further, according to the invention described in claim 3, the mounting portion of the heat generating member in the container of the flat heat pipe is clarified, and assembling the flat heat pipe and the heat generating member is facilitated accordingly. Productivity is improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一具体例について説明する。図１および図２において符
号１は、放熱構造を示し、この放熱構造１は、平板状ヒ
ートパイプ２とこの発明の発熱部材に相当するＣＰＵ３
とを備えている。まず平板状ヒートパイプ２は、本体部
４と封止板５とからなる中空平板状の密閉金属容器によ
ってコンテナ６が構成されている。コンテナ６の内部に
は、非凝縮性ガスを脱気した状態で作動流体（図示せ
ず）が封入されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a heat radiation structure. The heat radiation structure 1 includes a flat heat pipe 2 and a CPU 3 corresponding to a heat generating member of the present invention.
And First, in the flat heat pipe 2, a container 6 is configured by a hollow flat closed metal container including a main body 4 and a sealing plate 5. A working fluid (not shown) is sealed inside the container 6 in a state where the non-condensable gas is degassed.
【００１５】より詳細には、本体部４は矩形状の平板体
からなる底壁部７と、その底壁部７の４つの辺（縁部）
からそれぞれ立ち上がる平板状の側壁部８とによって構
成されたカップ状の部材である。各側壁部８は、高さが
一定となっていて、底壁部７の長さおよび幅のいずれよ
りも小さく設定されている。すなわち本体部４は、その
深さ以上の開口幅を有している。また底壁部７は、この
発明の平板部に相当するものであり、その底壁部７の内
面には、各側壁部８と同じ方向（図１での上方）に向け
て突出する支柱９が例えば５本備えられている。More specifically, the main body 4 has a bottom wall 7 made of a rectangular flat plate, and four sides (edges) of the bottom wall 7.
And is a cup-shaped member constituted by a flat-plate-shaped side wall portion 8 which rises up from each other. Each side wall 8 has a constant height and is set smaller than both the length and the width of the bottom wall 7. That is, the main body 4 has an opening width equal to or greater than its depth. The bottom wall portion 7 corresponds to the flat plate portion of the present invention, and the inner surface of the bottom wall portion 7 has columns 9 protruding in the same direction (upward in FIG. 1) as the side wall portions 8. Are provided, for example.
【００１６】各支柱９としては、図１に示すように、例
えば断面十字状のブロック体が採用されている。各支柱
９は、その平板部分を底壁部７の図１での上下方向に向
けた辺および左右方向に向けた辺とそれぞれ平行に揃え
た姿勢で配置されている。また各支柱９の高さは、各側
壁部８と同じ高さに設定されている。これらの支柱９の
うち１本が、面方向での中央部に設けられており、他の
４本が対向するコーナー同士を結ぶ対向線上で、かつ底
壁部７の４辺（側壁部８との境界部分）よりも中央側の
部分にそれぞれ配置されている。なお各支柱９は、本体
部４の材料である金属板材に対してプレス加工または鍛
造成形を施すことによって簡単に形成することができ
る。As each support 9, as shown in FIG. 1, for example, a block body having a cross-shaped cross section is employed. Each column 9 is arranged in such a manner that its flat plate portion is aligned in parallel with the vertical side and the horizontal side of the bottom wall 7 in FIG. 1. The height of each support 9 is set to the same height as each side wall 8. One of these pillars 9 is provided at the center in the plane direction, and the other four pillars are on an opposing line connecting corners facing each other, and on four sides of the bottom wall 7 (the side wall 8 and (Boundary part) is located on the center side. Each of the columns 9 can be easily formed by pressing or forging a metal plate material that is a material of the main body 4.
【００１７】また一方、底壁部７のうち各支柱９を除い
た範囲の表面には、所定厚さの溶射皮膜１０が設けられ
ている。この溶射皮膜１０は、互いに結合する溶射粒子
同士の間に気孔を備えた多孔構造であり、大きい毛細管
圧力が生じるようになっている。なおウィックとして機
能するこの溶射皮膜１０は、必要に応じて設けることが
できる。また更にウィックとしては溶射皮膜１０には限
定されず、例えば多数の金属粒子を焼結させて形成した
焼結シート材をコンテナ６の内壁面に再焼結させて取り
付けた構造としてもよい。On the other hand, a thermal spray coating 10 having a predetermined thickness is provided on the surface of the bottom wall 7 excluding the columns 9. The thermal spray coating 10 has a porous structure having pores between thermal spray particles bonded to each other, so that a large capillary pressure is generated. The thermal spray coating 10 functioning as a wick can be provided as needed. Further, the wick is not limited to the thermal spray coating 10, but may be a structure in which a sintered sheet material formed by sintering a large number of metal particles is re-sintered and attached to the inner wall surface of the container 6.
【００１８】これに対して封止板５は、底壁部７と一致
する形状および大きさの金属平板であり、各側壁部８の
上縁部からなる開口部分を閉じる状態で本体部４に組み
付けられている。すなわち封止板５の内面と各支柱９の
先端面１１とが互いに密着している。また各支柱９のと
封止板５との接合部分および封止板５と本体部４との接
合部分が、例えばろう付けなどの接合手段によって密閉
されていて、矩形平板状を成すコンテナ６が形成されて
いる。なお封止板５が、この発明の平板部に相当する。On the other hand, the sealing plate 5 is a metal flat plate having a shape and a size corresponding to the bottom wall portion 7, and the sealing plate 5 is attached to the main body portion 4 in a state of closing an opening portion formed by an upper edge portion of each side wall portion 8. It is assembled. That is, the inner surface of the sealing plate 5 and the end surface 11 of each support 9 are in close contact with each other. In addition, the joint portion between each support 9 and the sealing plate 5 and the joint portion between the sealing plate 5 and the main body 4 are sealed by joining means such as brazing, for example, so that a rectangular flat container 6 is formed. Is formed. Note that the sealing plate 5 corresponds to the flat plate portion of the present invention.
【００１９】更に封止板５の内面のうち各支柱９の先端
面との突合せ部分および各側壁部８との突合せ部分を除
いた箇所には、溶射皮膜１０が形成されている。この溶
射皮膜１０は、本体部４に備えられるものと同じ組成と
なっている。なお特には図示しないがコンテナ６には、
従来知られた構造の注入ノズル１１が取り付けられてい
る。Further, a thermal spray coating 10 is formed on the inner surface of the sealing plate 5 except for abutting portions with the end surfaces of the columns 9 and the abutting portions with the side walls 8. The thermal spray coating 10 has the same composition as that provided in the main body 4. Although not particularly shown, the container 6 includes:
An injection nozzle 11 having a conventionally known structure is attached.
【００２０】ここで溶射皮膜１０，１０は、例えば本体
部４と封止板５とを組み付ける以前にプラズマ溶射ある
いはガス溶射等を行うことによって、簡単に形成するこ
とができる。すなわち解放された空間において溶射工程
が実施されるために、溶射トーチの操作性が良好である
こと、あるいは熱が籠らないこと、更には洗浄が容易で
あること等の利点がある。また溶射材料としては、熱伝
導性および耐熱性に優れるものであれば異種金属または
セラミックスあるいはそれらを混合したサーメットでも
よく、好ましくはそれ自体が熱伝導性および耐熱性に優
れ、かつ長期に亘って作動流体と接触させても溶解しな
いものを採用する。Here, the thermal spray coatings 10 can be easily formed by, for example, performing plasma spraying or gas spraying before assembling the main body 4 and the sealing plate 5. That is, since the thermal spraying process is performed in the open space, there are advantages such as good operability of the thermal spraying torch, no heat accumulation, and easy cleaning. As the thermal spraying material, a different metal or ceramic or a cermet obtained by mixing them may be used as long as it has excellent thermal conductivity and heat resistance. Preferably, the thermal spraying material itself is excellent in thermal conductivity and heat resistance, and is used for a long time. Use a material that does not dissolve even when brought into contact with the working fluid.
【００２１】上記構成の平板状ヒートパイプ２は、基板
（図示せず）に設けられたＣＰＵ３に載せられるととも
に、適宜手段によってＣＰＵ３および／または基板と一
体に保持されている。つまり平板状ヒートパイプ２の底
壁部７の外面に対してＣＰＵ３が密着している。このＣ
ＰＵ３は、例えば方形状の平板体であり、その各辺を底
壁部７の各辺と平行に揃えた姿勢で底壁部７の中央部に
配置されている。すなわち図１に一点鎖線で示す範囲
が、ＣＰＵ３と平板部との接触面１２となっており、そ
の接触面１２の一辺の長さが、中央に配置された支柱９
の幅Ｗと同じ長さとなっている。つまり中央に配置され
た支柱９と接触面１２とが、一部ズレた状態すなわち不
一致の状態で重なり合わされた配置となっている。The flat heat pipe 2 having the above structure is mounted on the CPU 3 provided on a substrate (not shown), and is held integrally with the CPU 3 and / or the substrate by appropriate means. That is, the CPU 3 is in close contact with the outer surface of the bottom wall 7 of the flat heat pipe 2. This C
The PU 3 is, for example, a rectangular flat plate, and is disposed at the center of the bottom wall 7 in a posture in which each side is aligned in parallel with each side of the bottom wall 7. That is, the range shown by the one-dot chain line in FIG. 1 is the contact surface 12 between the CPU 3 and the flat plate portion, and the length of one side of the contact surface 12 is equal to the length of the support 9 disposed in the center.
Has the same length as the width W. In other words, the support 9 and the contact surface 12 arranged at the center are overlapped in a partially displaced state, that is, in a mismatched state.
【００２２】つぎに図１に示す具体例の作用について説
明する。平板状ヒートパイプ２が動作していない状態で
は、本体部４の底部に液相作動流体が滞留している。ま
たその状態ではコンテナ６の内部圧力が真空圧となる
が、封止板５と底壁部７とが全体として放射状に配置さ
れた５本の支柱９によって内側から支持されているか
ら、封止板５と底壁部７とが接近する方向に撓むことが
回避され、コンテナ６の所期形状が維持される。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. When the flat heat pipe 2 is not operating, the liquid-phase working fluid remains at the bottom of the main body 4. In this state, the internal pressure of the container 6 becomes a vacuum pressure. However, since the sealing plate 5 and the bottom wall 7 are supported from the inside by the five columns 9 arranged radially as a whole, The bending of the plate 5 and the bottom wall portion 7 in the approaching direction is avoided, and the desired shape of the container 6 is maintained.
【００２３】ここでＣＰＵ３が発熱すると、その熱が底
壁部７のうち接触面１２に伝達され、その接触面１２の
内面のうち支柱９の基端部から外れた部分、つまり図１
に示すような４分割された方形状部分おいて液相作動流
体が加熱されて蒸発する。すなわちその４分割された方
形状部分では、作動流体に対してＣＰＵ３の熱が直接伝
達される。蒸気となった作動流体は、圧力および温度の
低い上方に向けて流動して、封止板５の内面に設けられ
た溶射皮膜１０に放熱して凝縮する。Here, when the CPU 3 generates heat, the heat is transmitted to the contact surface 12 of the bottom wall portion 7 and the portion of the inner surface of the contact surface 12 deviating from the base end of the column 9, that is, FIG.
The liquid-phase working fluid is heated and evaporated in the quadrant divided into four parts as shown in FIG. That is, the heat of the CPU 3 is directly transmitted to the working fluid in the quadrant divided into four parts. The working fluid that has turned into vapor flows upward with low pressure and temperature, and releases heat to the thermal spray coating 10 provided on the inner surface of the sealing plate 5 to condense.
【００２４】凝縮した作動流体の大半は、溶射粒子同士
の隙間に生じる毛細管圧力によって封止板５の内面に保
持されつつ、その近傍に位置する支柱９の上端部に流動
し、その支柱９の側面を流下する。また作動流体の一部
は、封止板５から滴下したり、あるいは各側壁部８を流
下する。更に底壁部７に供給された作動流体は、溶射皮
膜１０に浸透して、その面方向に拡散され、再度、接触
面１２の内面のうち支柱９から露出した４つの方形状部
分において蒸発する。Most of the condensed working fluid is held on the inner surface of the sealing plate 5 by the capillary pressure generated in the gap between the spray particles, and flows to the upper end of the column 9 located in the vicinity thereof. Run down the side. Further, a part of the working fluid is dropped from the sealing plate 5 or flows down each side wall 8. Further, the working fluid supplied to the bottom wall portion 7 penetrates the thermal spray coating 10 and is diffused in the surface direction, and evaporates again in the four square portions exposed from the support 9 in the inner surface of the contact surface 12. .
【００２５】このように図１に示す平板状ヒートパイプ
２によれば、接触面１２の内面側に支柱９の端部が配置
されているが、４つの方形状部分が現れるように支柱９
が接触面１２の内面からズレていて、そこを完全には遮
蔽するものではないから、ＣＰＵ３から接触面１２に対
して与えられた熱を効率よく作動流体に伝達させること
ができ、その結果、ＣＰＵ３における放熱効率を向上さ
せることができる。As described above, according to the flat heat pipe 2 shown in FIG. 1, the end of the column 9 is arranged on the inner side of the contact surface 12, but the column 9 is formed so that four square portions appear.
Is displaced from the inner surface of the contact surface 12 and is not completely shielded therefrom, so that the heat given from the CPU 3 to the contact surface 12 can be efficiently transmitted to the working fluid, and as a result, The heat radiation efficiency in the CPU 3 can be improved.
【００２６】また図１に示す平板状ヒートパイプ２によ
れば、各支柱９がコンテナ６の面方向での四方に突出し
た断面形状であるから、封止板５および底壁部７の図１
での横方向および縦方向の歪みを確実に抑制することが
できる。更に図１に示す平板状ヒートパイプ２によれ
ば、各支柱９の幅が接触面１２の一辺の長さと同じに設
定されているにも拘わらず、その断面積が接触面１２の
面積よりも小さく形成されているから、平板状ヒートパ
イプ２が軽量になり、それに伴って全体の軽量化が図ら
れる利点も得られる。Further, according to the flat heat pipe 2 shown in FIG. 1, since each of the columns 9 has a cross-sectional shape projecting in four directions in the plane direction of the container 6, the sealing plate 5 and the bottom wall portion 7 shown in FIG.
In the horizontal and vertical directions can be reliably suppressed. Further, according to the flat heat pipe 2 shown in FIG. 1, although the width of each support 9 is set to be the same as the length of one side of the contact surface 12, its cross-sectional area is larger than the area of the contact surface 12. Since the heat pipe 2 is formed to be small, the flat heat pipe 2 can be reduced in weight, and accordingly, there is an advantage that the overall weight can be reduced.
【００２７】つぎに図３および図４を参照して、この発
明の他の具体例について説明する。なお、図１に示す具
体例と同じ部材には同じ符号を付し、その詳細な説明を
省略する。平板状ヒートパイプ２の本体部４における底
壁部７の中央には、外面側に突出した厚肉部１３が形成
されている。この厚肉部１３は、例えば底壁部７の一部
を絞り加工（コイニング）することにより形成すること
ができ、その形状は一例として四角錘台状である。この
厚肉部１３の頂面１４は、ＣＰＵ３と一致する平坦な方
形状をなし、ここにＣＰＵ３が密着させて取り付けられ
ている。したがってその頂面１４が、ＣＰＵ３のための
台座となっており、またコンテナ６における接触面１２
となっている。なお平板状ヒートパイプ２は、ＣＰＵ３
の取り付けられている基板２０に、図示しない適宜の固
定手段を介して固定されている。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same members as those in the specific example shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. At the center of the bottom wall portion 7 of the main body portion 4 of the plate-shaped heat pipe 2, a thick portion 13 protruding outward is formed. The thick portion 13 can be formed, for example, by drawing (coining) a part of the bottom wall portion 7, and its shape is, for example, a truncated pyramid shape. The top surface 14 of the thick portion 13 has a flat rectangular shape coinciding with the CPU 3, and the CPU 3 is attached to the CPU 3 in close contact therewith. Therefore, the top surface 14 serves as a pedestal for the CPU 3 and the contact surface 12 of the container 6.
It has become. The flat heat pipe 2 has a CPU 3
Is fixed via appropriate fixing means (not shown) to the substrate 20 to which is attached.
【００２８】他方、平板状ヒートパイプ２の底壁部７の
内面には、鉛直上方に向けて突出する平板状の支柱９が
一体に形成されている。その支柱９は、上記具体例と同
じ配置で５個備えられており、各支柱９の幅Ｗは、方形
状をなすＣＰＵ３の一辺の長さと同じ幅となっている。
また各支柱９の厚さは、ＣＰＵ３の一辺の長さの１／４
から１／５程度となっている。なお、全ての支柱９が、
コンテナ６の図３での上下の辺と平行な姿勢で形成され
ている。すなわち中央に位置する支柱９が、接触面１２
と一部ズレた状態で重なり合う配置となっている。その
他の構成は、図１に示す具体例と同じ構成となってい
る。On the other hand, on the inner surface of the bottom wall portion 7 of the flat heat pipe 2, a flat support 9 protruding vertically upward is integrally formed. The columns 9 are provided in the same arrangement as the above example, and five columns 9 are provided. The width W of each column 9 is the same as the length of one side of the rectangular CPU 3.
The thickness of each support 9 is １ ／ of the length of one side of the CPU 3.
From about 1/5. In addition, all the pillars 9
The container 6 is formed in a posture parallel to the upper and lower sides in FIG. That is, the column 9 located at the center is the contact surface 12
It is arranged so as to overlap with a part of it. The other configuration is the same as the specific example shown in FIG.
【００２９】したがって図３に示す具体例によれば、Ｃ
ＰＵ３が発熱すると、その熱が厚肉部１３の頂面１４に
伝達されるとともに、その内面うち支柱９の基端部から
外れた部分、つまり図３に示すような２分割された矩形
状部分において液相作動流体が加熱されて蒸発する。こ
のように平板状ヒートパイプと２において受熱部となる
厚肉部１３は、コンテナ６の他の部分に対して熱容量の
大きい部位となっている。そのためＣＰＵ３の発熱量が
急激に増大した場合であっても、厚肉部１３によって熱
を吸収でき、つまり厚肉部１３が、いわゆるバッファー
として機能し、ＣＰＵ３の急激な温度上昇を未然に防止
できる。Therefore, according to the specific example shown in FIG.
When the PU 3 generates heat, the heat is transmitted to the top surface 14 of the thick portion 13 and the inner surface of the PU 3 deviated from the base end of the column 9, that is, a rectangular portion divided into two as shown in FIG. In, the liquid-phase working fluid is heated and evaporates. As described above, the thick portion 13 serving as a heat receiving portion in the flat heat pipes 2 has a large heat capacity with respect to other portions of the container 6. Therefore, even when the amount of heat generated by the CPU 3 suddenly increases, the heat can be absorbed by the thick portion 13, that is, the thick portion 13 functions as a so-called buffer, and a rapid rise in the temperature of the CPU 3 can be prevented. .
【００３０】他方、頂面部１４の内面で生じた作動流体
蒸気は、圧力および温度の低い上方に向けて流動して、
封止板５の内面に設けられた溶射皮膜１０に放熱して凝
縮する。その場合、厚肉部１３の頂面１４と対向した領
域のうち支柱９の上端部から外れた部分でも凝縮が生じ
る。凝縮した作動流体の大半は、溶射粒子同士の隙間に
生じる毛細管圧力によって封止板５の内面に保持されつ
つ、その近傍に位置する支柱９の上端部に流動し、その
支柱９の側面を流下する。また作動流体の一部は、封止
板５から滴下したり、あるいは各側壁部８を流下する。
更に底壁部７に供給された作動流体は、溶射皮膜１０に
浸透して、その面方向に拡散され、再度、接触面１２の
内面のうち支柱９から外れた２つの矩形状部分において
蒸発する。On the other hand, the working fluid vapor generated on the inner surface of the top surface portion 14 flows upward at low pressure and low temperature, and
Heat is dissipated to the thermal spray coating 10 provided on the inner surface of the sealing plate 5 and condenses. In this case, condensation occurs also in a portion of the region facing the top surface 14 of the thick portion 13 that is off the upper end of the column 9. Most of the condensed working fluid is held on the inner surface of the sealing plate 5 by the capillary pressure generated in the gap between the spray particles, and flows to the upper end of the column 9 located in the vicinity thereof, and flows down the side surface of the column 9. I do. Further, a part of the working fluid is dropped from the sealing plate 5 or flows down each side wall 8.
Further, the working fluid supplied to the bottom wall portion 7 penetrates the thermal spray coating 10 and is diffused in the surface direction, and evaporates again in the two rectangular portions of the inner surface of the contact surface 12 which are separated from the support 9. .
【００３１】このように図３に示す平板状ヒートパイプ
２によれば、接触面１２の内面側に支柱９の端部が配置
されているが、２つの矩形状部分が現れるように支柱９
が接触面１２の内面からズレているから、ＣＰＵ３から
接触面１２に対して与えられた熱が効率よく作動流体に
伝達され、それに伴い、ＣＰＵ３における放熱効率を向
上させることができる。またこの平板状ヒートパイプ２
によれば、コンテナ６のうち熱容量が局部的に大きい厚
肉部１３の内面側を蒸発部としているから、ＣＰＵ３の
発熱量が急激に増大してもドライアウト現象が生じず、
平板状ヒートパイプ２の熱輸送サイクルが良好に行わ
れ、その結果、ＣＰＵ３の過度の温度上昇を確実に抑制
することができる。As described above, according to the flat heat pipe 2 shown in FIG. 3, the end of the support 9 is disposed on the inner surface side of the contact surface 12, but the support 9 is formed so that two rectangular portions appear.
Is displaced from the inner surface of the contact surface 12, the heat given from the CPU 3 to the contact surface 12 is efficiently transmitted to the working fluid, and accordingly, the heat radiation efficiency in the CPU 3 can be improved. In addition, this flat heat pipe 2
According to this, since the inner surface side of the thick portion 13 having a locally large heat capacity in the container 6 is used as the evaporating portion, the dryout phenomenon does not occur even if the calorific value of the CPU 3 suddenly increases,
The heat transport cycle of the flat heat pipe 2 is performed favorably, and as a result, an excessive rise in temperature of the CPU 3 can be reliably suppressed.
【００３２】更に図３に示す具体例によれば、平板状ヒ
ートパイプ２と基板２０とによってＣＰＵ３を挟んだ状
態となっているから、ＣＰＵ３に向けて突出している厚
肉部１３には荷重が集中するが、その荷重が中央に設け
られた支柱９によって受けられるから、底壁部７のコン
テナ２の内側への変形が抑制され、それに伴って頂面１
４がＣＰＵ３に密着した状態に保たれる。したがって放
熱効率のよい平板状ヒートパイプ２とすることができ
る。Further, according to the specific example shown in FIG. 3, since the CPU 3 is sandwiched between the flat heat pipe 2 and the substrate 20, a load is applied to the thick portion 13 protruding toward the CPU 3. Since the load is received by the support 9 provided in the center, the deformation of the bottom wall 7 to the inside of the container 2 is suppressed, and the top surface 1
4 is kept in close contact with the CPU 3. Therefore, the flat heat pipe 2 having good heat radiation efficiency can be obtained.
【００３３】ここで支柱９の更に他の具体例を、図５お
よび図６に示す。図５に示す支柱９は、一辺の長さが接
触面１２の一辺の長さに等しい方形状断面の角柱体であ
り、その上端面には、互いに平行な多数枚の平枚状リブ
１５が形成されている。すなわち各平板状リブ１５の上
面が、図示しない封止板の内面に接触し、その封止板の
外面にＣＰＵ３を設けた構造となっている。したがって
この支柱９によれば、ＣＰＵ３と封止板との接触面の内
面における各平板状リブ１５の上面から外れた部分で作
動流体が加熱されて蒸発し、その作動流体蒸気が下方の
底壁部７の内面で凝縮する。このようにこの支柱９によ
れば、封止板とＣＰＵ３との接触面の内面側での作動流
体蒸気の蒸発が可能となる。Here, still another specific example of the support 9 is shown in FIGS. The support 9 shown in FIG. 5 is a prism having a rectangular cross section whose one side is equal to the length of one side of the contact surface 12, and a plurality of flat ribs 15 parallel to each other are provided on the upper end surface thereof. Is formed. That is, the upper surface of each flat rib 15 contacts the inner surface of a sealing plate (not shown), and the CPU 3 is provided on the outer surface of the sealing plate. Therefore, according to the strut 9, the working fluid is heated and evaporated at a portion of the inner surface of the contact surface between the CPU 3 and the sealing plate, which is off the upper surface of each of the plate-like ribs 15, and the working fluid vapor is evaporated from the lower bottom wall. It condenses on the inner surface of the part 7. As described above, according to the support 9, the working fluid vapor can be evaporated on the inner side of the contact surface between the sealing plate and the CPU 3.
【００３４】他方、図６に示す支柱９は、円柱の側面部
に長さ方向に亘る一対のスリット１６を備えたような構
造、すなわち半円状断面の板状体を対向させたような構
造となっている。この支柱９の実質的な外径が、接触面
１２の一辺の長さと同じ大きさに設定されている。した
がってこの支柱９によれば、液相作動流体が両スリット
１６を通じて中心側の空間に供給されるとともに、そこ
で蒸発する。その作動流体蒸気は、そのまま中心側の空
間を上方に流動して封止板５の内面で凝縮する。つまり
この支柱９によれば、接触面１２の内面での蒸発ならび
に接触面１２と対向する平板部の内面での凝縮が可能と
なる。On the other hand, the strut 9 shown in FIG. 6 has a structure in which a pair of slits 16 extending in the length direction are provided on the side surface of the cylinder, that is, a structure in which plate-shaped members having a semicircular cross section are opposed to each other. It has become. The substantial outer diameter of the support 9 is set to be the same as the length of one side of the contact surface 12. Therefore, according to this support 9, the liquid-phase working fluid is supplied to the space on the center side through both slits 16 and evaporates there. The working fluid vapor flows upward in the center space as it is and condenses on the inner surface of the sealing plate 5. In other words, according to this support 9, evaporation on the inner surface of the contact surface 12 and condensation on the inner surface of the flat plate portion facing the contact surface 12 are possible.
【００３５】なお、上記の各具体例では、各支柱をコン
テナのうち底壁部と一体に形成させた構成を例示した
が、この発明は上記具体例に限定されるものではなく、
支柱は封止板と一体に形成したものであっても、あるい
はコンテナと別構造であってもよい。また上記具体例で
は、発熱部材としてＣＰＵを挙げたが、これには限定さ
れず、発熱部材は例えばハードディスクドライブまたは
バッテリ等であってもよい。さらに、この発明では、支
柱の表面に銅の粉末などを焼結させたウイックとして機
能する多孔質層を形成してもよい。In each of the above specific examples, the configuration in which each column is formed integrally with the bottom wall portion of the container is illustrated, but the present invention is not limited to the above specific example.
The strut may be formed integrally with the sealing plate, or may have a separate structure from the container. Further, in the above specific example, the CPU is described as the heat generating member, but the heat generating member is not limited to this, and the heat generating member may be, for example, a hard disk drive or a battery. Further, in the present invention, a porous layer functioning as a wick obtained by sintering copper powder or the like may be formed on the surface of the column.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、中空平板状をなすコンテナの厚さ方向
で対向する平板部の内面同士が支柱で連結され、平板部
における支柱との接触箇所の外面側に発熱部材を密着し
て取り付けた平板状ヒートパイプであって、発熱部材の
取り付けられた平板部と支柱の端部との接触面が、発熱
部材と平板部との接触面とは不一致であり、接触面に供
給された発熱部材の熱が、その接触面の内面側のうち支
柱の端面から外れた部分において作動流体に良好に伝達
されるから、平板部の変形を抑制できることに加えて、
発熱部材の放熱効率を向上させることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the inner surfaces of the flat plates facing each other in the thickness direction of the hollow flat plate-shaped container are connected to each other by the support, and the support in the flat plate is used. A heat-generating member attached in close contact with the outer surface of the contact point with the heat-generating member. Since the heat from the heat-generating member supplied to the contact surface is not transmitted to the working fluid in the portion of the inner surface of the contact surface that is off the end surface of the column, the deformation of the flat plate portion is caused. In addition to being able to control
The heat radiation efficiency of the heat generating member can be improved.
【００３７】また請求項２に記載した発明によれば、支
柱の太さあるいは幅が、平板部の面方向での前記発熱部
材の大きさ以上に設定されていて、支柱が充分な剛性を
備えた構造となっているから、支柱による平板部の支持
効果が更に向上することに伴い、平板部の変形をより確
実に回避することができる。According to the second aspect of the present invention, the thickness or width of the support is set to be equal to or larger than the size of the heating member in the plane direction of the flat plate portion, and the support has sufficient rigidity. With such a structure, the deformation of the flat plate portion can be avoided more reliably as the support effect of the flat plate portion by the column is further improved.
【００３８】更に請求項３に記載した発明によれば、平
板部のうちの支柱の外面側部分が板厚方向に突出させら
れて厚肉部が形成されるとともに、その厚肉部の突出側
の頂面が前記発熱部材を取り付ける台座とされていて、
コンテナにおける受熱部となる部分が他の部分よりも熱
容量の大きい構造となっているので、発熱部材の発熱量
が急激に増大したとしても、その内面側での急激なドラ
イアウトを回避できるから、発熱部材の過度の温度上昇
を確実に抑制することができる。Further, according to the third aspect of the present invention, the outer surface side portion of the column in the flat plate portion is protruded in the thickness direction to form a thick portion, and the protruding side of the thick portion is formed. The top surface is a pedestal for mounting the heating member,
Since the heat receiving portion of the container has a structure with a larger heat capacity than the other portions, even if the heat generation amount of the heat generating member suddenly increases, it is possible to avoid a sudden dryout on the inner surface side, Excessive temperature rise of the heat generating member can be reliably suppressed.
【００３９】また請求項３に記載した発明によれば、厚
肉部の内側に支柱が配置されているから、例えば厚肉部
を発熱部材に対して押し付ける状態に平板状ヒートパイ
プを設置した場合でも、厚肉部に作用する荷重が支柱に
よって受けられて、厚肉部の形成されている方の平板部
の変形が抑制されるから、厚肉部の頂面を発熱部材に対
して密着状態に維持させることができる。According to the third aspect of the present invention, since the pillar is disposed inside the thick portion, for example, when the flat heat pipe is installed in a state where the thick portion is pressed against the heat generating member. However, since the load acting on the thick portion is received by the support and deformation of the flat plate portion on which the thick portion is formed is suppressed, the top surface of the thick portion is in close contact with the heat generating member. Can be maintained.
【図１】 この発明の一具体例を一部切り欠いて示す概
略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example of the present invention with a part cut away.
【図２】 その具体例において平板状ヒートパイプを厚
さ方向に切断した状態を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a flat heat pipe is cut in a thickness direction in the specific example.
【図３】 この発明の他の具体例を一部切り欠いて示す
概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing another specific example of the present invention with a part cut away.
【図４】 その具体例において平板状ヒートパイプを厚
さ方向に切断した状態を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a state where a flat heat pipe is cut in a thickness direction in the specific example.
【図５】 支柱の他の例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing another example of a support.
【図６】 支柱の更に他の例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing still another example of a support column.
２…平板状ヒートパイプ、 ３…ＣＰＵ、 ５…封止
板、 ６…コンテナ、７…底壁部、 ９…支柱、 １２
…接触面、 １３…厚肉部。2 ... Flat heat pipe, 3 ... CPU, 5 ... Sealing plate, 6 ... Container, 7 ... Bottom wall part, 9 ... Prop, 12
... contact surface, 13 ... thick part.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高宮 明弘 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 Ｆターム(参考） 5E322 DB10 FA01 5F036 AA01 BA08 BB60 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Akihiro Takamiya 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo F-term in Fujikura Co., Ltd. (Reference) 5E322 DB10 FA01 5F036 AA01 BA08 BB60
Claims (3)
状態で凝縮性流体が作動流体として封入され、かつ前記
コンテナの厚さ方向で対向する平板部の内面同士が支柱
によって連結され、前記平板部における前記支柱との接
触箇所の外面側に発熱部材が密着して取り付けられる平
板状ヒートパイプにおいて、 前記発熱部材の取り付けられた平板部と前記支柱の端部
との接触面が、前記発熱部材と平板部との接触面とは不
一致であることを特徴とする平板状ヒートパイプ。A condensable fluid is sealed as a working fluid in a hollow flat container in a degassed state, and the inner surfaces of flat plates facing each other in the thickness direction of the container are connected to each other by a support, In a flat heat pipe in which a heat generating member is attached in close contact with an outer surface of a contact portion of the flat plate with the support, a contact surface between the flat plate to which the heat generating member is mounted and an end of the support is configured to generate the heat. A flat heat pipe, wherein a contact surface between the member and the flat plate portion does not match.
が、前記発熱部材の前記平板部に対する接触面積より小
さく、かつ前記支柱の太さあるいは幅が、前記平板部の
面方向での前記発熱部材の大きさ以上に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載した平板状ヒートパイ
プ。2. The heating member according to claim 1, wherein a contact area of the support with the flat portion is smaller than a contact area of the heating member with the flat portion, and a thickness or width of the support is in a plane direction of the flat portion. The flat heat pipe according to claim 1, wherein the heat pipe is formed to have a size equal to or greater than the size of the heat pipe.
分が板厚方向に突出させられて厚肉部が形成されるとと
もに、その厚肉部の突出側の頂面が前記発熱部材を取り
付ける台座とされていることを特徴とする請求項１に記
載した平板状ヒートパイプ。3. An outer surface portion of the column in the flat plate portion is protruded in a plate thickness direction to form a thick portion, and a top surface of the protruding side of the thick portion serves as the heating member. The flat heat pipe according to claim 1, wherein the flat heat pipe is a mounting base.
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|---|---|---|---|
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