JP2011226686A - 熱輸送ユニット、電子基板、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の熱輸送ユニットは、上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板および下部板によって形成され、冷媒を封入可能な内部空間と、内部空間の一部の領域であって、X軸方向に沿った複数の第1通路を形成する第1柱部を備える第1領域と、内部空間における第1領域以外の領域であって、X軸方向およびY軸方向に沿った複数の第2通路を形成する第2柱部を備える第2領域と、を備え、第1領域と第2領域との境界において、第1通路と第2通路とが連通する
【選択図】図1
Description
(ヒートパイプの概念説明)
実施の形態1における熱輸送ユニットの全体概要について図1、図2を用いて説明する。
熱輸送ユニット1は、上部板2と上部板2に対向する下部板3と、上部板2および下部板3によって形成される冷媒を封入可能な内部空間4と、を備える。内部空間4は、その一部の領域に第1領域5と、第1領域5の残部となる領域に第2領域6、7を有する。図2においては、第1領域は、熱輸送ユニット1の長手方向(X軸方向)における中央付近に設けられ、第2領域6、7は、熱輸送ユニット1の長手方向(X軸方向)における両端に設けられる。第1領域5は、X軸方向に沿った複数の第1通路9を形成する第1柱部8を備える。第1柱部8は、第1領域5においてX軸方向に沿って長手方向を有する立体部材であり、複数の第1柱部8同士が挟む領域が第1通路9となる。このように、長手方向を有する立体部材である複数の第1柱部8のそれぞれが、X軸方向に沿って並んで配置されることで、X軸方向に沿った複数の第1通路9が形成される。
次に、図3を用いて熱輸送ユニット1の動作を説明する。
上部板2について説明する。上部板2は、図2によってその斜視状態が示される。上部板2は、平板形状を有し、好ましくは短手方向と長手方向とを有する方形である。勿論、部分的に方形と異なる形状を有していたり、湾曲や屈曲を有していたりしてもよい。但し、上部板2が短手方向と長手方向とを有する方形であることで、熱輸送ユニット1は、短手方向と長手方向とを有する方形となるので、熱輸送ユニット1は、端部に配置された発熱体からの熱を所定方向に輸送できるようになる。上部板2は、熱輸送ユニット1の外形形状に合わせた構造を有していればよい。
次に下部板3について説明する。下部板3は、上部板2と対照となる部材であり上部板2と同じ構造や形状を有するので、図2によってその斜視状態が示される。
内部空間4は、上部板2および下部板3によって形成される。
第1領域5は、X軸方向に沿う複数の第1通路9を形成する複数の第1柱部8を備える。複数の第1柱部8は、X軸方向に沿って備えられる。第1柱部8は、上部板2および下部板3の少なくとも一方に設けられる突起状の立体部材であり、上部板2および下部板3が熱接合する際に、対向する部材(上部板2もしくは下部板3)と接合されて、内部空間4内部において、上部板2から下部板3に到達する立体部材となる。この結果、内部空間4を補強する補強部となる。
次に、第2領域について説明する。
次に、実施の形態2について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2における熱輸送ユニットの内部斜視図である。図5は、熱輸送ユニット1の内部の一部を可視状態にして示している。第2領域6は、第2柱部10を備えて、第2柱部10によって、X軸方向およびY軸方向に沿った間隙が生じ、この間隙は第2通路11を形成する。第2通路11では、気化した冷媒をX軸方向およびY軸方向に移動させると共に、凝縮した冷媒をX軸方向およびY軸方向に移動させる。
第1柱部8、第2柱部10、上部板2および下部板3の少なくとも一部は、内部空間4に露出する面に溝を備えることも好適である。
次に、第1柱部8が、切り欠きを備える変形例について説明する。
次に、第2通路の変形例について説明する。
次に、第1領域5と第2領域6,7の変形例について説明する。
次に、実施の形態3について説明する。
実施例では、発熱体20(すなわち受熱部70)は、第2領域6と第1領域5の境界12にまたがって設けられる。
比較例1では、発熱体20(すなわち受熱部70)は、第2領域6の底面に設けられ、発熱体20は、第2領域6の底面にほぼ含まれる状態となる。
比較例2では、発熱体20(すなわち受熱部70)は、第2領域6の底面に設けられ、比較例1よりも更に発熱体20が第2領域6の底面に含まれ、比較例2の場合よりも発熱体20は、第2領域6に広く覆われる。
図13は、実施例、比較例の測定結果を示すグラフである。図13のグラフから明らかな通り、実施例においては、発熱体20の表面温度は、73.4℃である。比較例1では、発熱体20の表面温度は、73.8℃である。比較例2では、発熱体20の表面温度は、76.0℃である。
次に実施の形態4について説明する。
2 上部板
3 下部板
4 内部空間
5、60 第1領域
6、7、61、62 第2領域
8 第1柱部
9、9A 第1通路
10、54 第2柱部
11、55 第2通路
12、13 境界
20 発熱体
30、51 大型柱部材
31、52 小型柱部材
35 切り欠き
40、41、42 溝
50 中間板
70 受熱部
80 冷却ファン
90 電子機器
91 筐体
92 電子基板
Claims (18)
- 相互に直交するX軸、Y軸、Z軸により空間が定義され、
上部板と、
前記上部板と対向する下部板と、
前記上部板および前記下部板によって形成され、冷媒を封入可能な内部空間と、
前記内部空間の一部の領域であって、前記X軸方向に沿った複数の第1通路を形成する第1柱部を備える第1領域と、
前記内部空間における前記第1領域以外の領域であって、前記X軸方向および前記Y軸方向に沿った複数の第2通路を形成する第2柱部を備える第2領域と、を備え、
前記第1領域と前記第2領域との境界において、前記第1通路と前記第2通路とが連通する熱輸送ユニット。 - 前記第1通路では、前記X軸方向に沿って、気化した冷媒が移動すると共に凝縮した冷媒が移動し、
前記第2通路では、前記X軸方向および前記Y軸方向に沿って、気化した冷媒が移動すると共に凝縮した冷媒が移動する、請求項1記載の熱輸送ユニット。 - 前記第1通路および前記第2通路の境界では、気化した冷媒が相互に移動する共に凝縮した冷媒が相互に移動する、請求項1又は2記載の熱輸送ユニット。
- 前記第2領域は、前記内部空間の両端部の少なくとも一方の端部に設けられ、前記第1領域は、前記内部空間において前記第2領域以外の領域に設けられる、請求項1から3のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記第2領域は、前記内部空間の中央部に設けられ、前記第1領域は、前記内部空間において前記第2領域以外の領域に設けられる、請求項1から4のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記第2領域は、発熱体から受熱した熱を、前記X軸方向および前記Y軸方向に拡散すると共に前記第1領域に移動し、
前記第1領域は、前記第2領域から移動された熱を、前記X軸方向に輸送する、請求項1から5のいずれか記載の熱輸送ユニット。 - 前記第2領域が、前記内部空間の第1端部および前記第1端部と逆側の第2端部に設けられる場合には、
前記第1端部側の前記第2領域は、発熱体から受熱した熱を前記X軸方向および前記Y軸方向に拡散すると共に前記第1領域に移動させ、
前記第1領域は、前記第1端部側の前記第2領域から移動された熱を、前記X軸方向に輸送し、
前記第2端部側の前記第2領域は、前記第1領域が輸送した熱を、前記X軸方向および前記Y軸方向に拡散する、請求項6記載の熱輸送ユニット。 - 前記第2領域が、前記内部空間の中央に設けられ、前記第1領域が、前記内部空間の第1端部および前記第1端部と逆側の第2端部に設けられる場合には、
前記第2領域は、発熱体から受熱した熱を前記X軸方向および前記Y軸方向に拡散すると共に前記第1領域に移動させ、
前記第1領域は、前記第2領域から移動された熱を、前記X軸方向に輸送する、請求項6記載の熱輸送ユニット。 - 前記上部板および前記下部板の少なくとも一方は、発熱体と熱的に接触する受熱部を更に有し、
前記受熱部は、前記第1領域および前記第2領域の境界にまたがって設けられる、請求項1から8のいずれか記載の熱輸送ユニット。 - 前記第1柱部は、前記複数の第1通路の内、隣接する第1通路同士を連通させる切り欠きを有する、請求項1から9のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記第2領域は、前記Z軸方向に積層される単数又は複数の中間板を有し、
前記中間板は、前記Z軸方向に積層される前記第2柱部を形成し、
前記第2柱部は、前記X軸方向、前記Y軸方向および前記Z軸方向に沿って、前記第2通路を形成する、請求項1から10のいずれか記載の熱輸送ユニット。 - 前記第2柱部は、大型柱部材と、前記大型柱部材よりも小型の小型柱部材とを有する、請求項1から11のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記第1通路および前記第2通路の少なくとも一部は、凝縮した冷媒を移動させる毛細管力を有する、請求項1から12のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記上部板、前記下部板、前記第1柱部および前記第2柱部の少なくとも一部は、前記内部空間に露出する面に溝を有する、請求項1から13のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記上部板および前記下部板の少なくとも一方は、前記第1領域および前記第2領域の少なくとも一部に対向する領域において、輸送された熱を放出する放熱部を更に備える、請求項1から14のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記上部板、前記下部板、前記第1柱部および前記第2柱部の少なくとも一部は、前記内部空間に対して露出する面において、金属めっきを有する、請求項1から15のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記第1領域の前記Y軸方向の幅と前記第2領域の前記Y軸方向の幅とは略同一である、請求項1から16のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 請求項1から17のいずれか記載の熱輸送ユニットと、
前記熱輸送ユニットの表面の少なくとも一部と熱的に接触する発熱体と、
前記発熱体を実装する電子基板と、
前記電子基板を格納する筐体と、を備える電子機器。
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