JP2016095108A

JP2016095108A - ヒートパイプ

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Publication number: JP2016095108A
Application number: JP2014232381A
Authority: JP
Inventors: 義勝稲垣; Yoshikatsu Inagaki; 賢也川畑; Kenya Kawabata; 達朗三浦; Tatsuro Miura; 智基柳田; Tomomoto Yanagida
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-05-26
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: US20170234625A1; KR101957267B1; US10184729B2; TWI593932B; KR20170084023A; WO2016080364A1; TW201623899A; CN207081357U; JP5788074B1

Abstract

【課題】曲げやねじれ等の変形が容易で該変形形状が維持できる特性と熱輸送能力ともに優れたヒートパイプを提供する。【解決手段】蛇腹状凹凸部６が形成され、内部に形成された空洞部３が密閉されたコンテナと、前記空洞部３の内周面に設けられ、該空洞部３の長手方向に貫通する蒸気流路５を有する、毛細管力を生じるウィック構造体４と、前記空洞部３に封入された作動流体と、を備え、前記ウィック構造体４と前記蛇腹状凹凸部６の凸部１０との間に空隙部１２が形成されているヒートパイプ１。【選択図】図２

Description

本発明は、変形性を有し、且つ該変形形状が維持できる性質を備えた、外部からの入熱を作動流体の潜熱として輸送するヒートパイプに関する。

電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、高機能化に伴う高密度搭載等により、発熱量が増大し、近年、その冷却がより重要となっている。電子部品等の発熱体の冷却方法として、熱輸送性能に優れていることから、ヒートパイプが使用されることがある。

発熱体が狭い空間に搭載されていたり、複数の発熱体が高密度に搭載されると、ヒートパイプを曲げて発熱体と熱的に接続する必要がある。しかし、従来のヒートパイプは屈曲等の変形性に乏しいので、上記発熱体と十分に熱的に接続することができないという問題があった。

上記問題から、近年、曲げやねじれ等の特性に優れたヒートパイプが要求されている。そこで、密閉管に、外周面側で径方向に平行に切り立った深溝、内周面側で毛細管力を生じさせる細溝がそれぞれ形成された蛇腹状螺旋形凹凸溝を形成し、上記深溝により容易に屈曲変形して変形後、直ちに自然復元しないで変形態をそのまま保持すると共に、細溝による毛細管力によって作動流体を還流させる密閉管を形成したヒートパイプが提案されている（特許文献１）。

しかし、特許文献１のヒートパイプは、蛇腹状螺旋形凹凸溝の細溝の毛細管力によって作動流体を還流させるので、作動流体の還流が十分ではなく、ヒートパイプの熱輸送能力が低下してしまうという問題があった。また、特許文献１のヒートパイプでは、液相の作動流体の流路と気相の作動流体の流路との区分が不十分なので、対向流となる液相の作動流体の流れと気相の作動流体の流れに抵抗がかかり、この点でも、ヒートパイプの熱輸送能力が低下してしまうという問題があった。このため、特許文献１のヒートパイプは、トップヒートモードでの使用は困難である。

特開平１０−９１８２３号公報

本発明は上記した従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、曲げやねじれ等の変形が容易で該変形形状が維持できる特性と熱輸送能力ともに優れたヒートパイプを提供することを目的とする。

本発明の態様は、蛇腹状凹凸部が形成され、内部に形成された空洞部が密閉されたコンテナと、前記空洞部の内周面に設けられ、該空洞部の長手方向に貫通する蒸気流路を有する、毛細管力を生じるウィック構造体と、前記空洞部に封入された作動流体と、を備え、前記ウィック構造体と前記蛇腹状凹凸部の凸部との間に空隙部が形成されているヒートパイプである。

上記本発明の態様では、コンテナの壁面を変形させることで該壁面を凹凸状に加工し、蛇腹状凹凸部が形成されている。凹凸状に加工されたコンテナの壁面の内面が空洞部を形成するので、空洞部の内周面にも蛇腹状凹凸部が形成されている。

上記本発明の態様では、ヒートパイプの一方の端部である入熱部にて、外部の熱源（発熱体）から熱を受熱すると、入熱部にて液相の作動流体が気化し、熱源からの熱が潜熱として作動流体へ移動する。ヒートパイプの内部、すなわち、空洞部は、脱気されているので、入熱部にて気化した作動流体の蒸気、すなわち、気相の作動流体は、入熱部から、空洞部の長手方向に貫通するウィック構造体の蒸気流路だけでなく、ウィック構造体と蛇腹状凹凸部の凸部との間に形成された空隙部も介して、ヒートパイプの他方の端部である放熱部へ流れる。放熱部へ流れた作動流体の蒸気は、該放熱部にて凝縮し、前記潜熱を放出する。放熱部にて放出された潜熱は、放熱部からヒートパイプの外部環境へ放出される。放熱部にて凝縮し液体状となった作動流体は、放熱部からウィック構造体の毛細管力によって入熱部へ戻される。

本発明の態様は、蛇腹状凹凸部が形成され、内部に形成された空洞部が密閉されたコンテナと、前記空洞部の内周面に設けられ、該空洞部の長手方向に貫通する蒸気流路を有する、毛細管力を生じるウィック構造体と、前記空洞部に封入された作動流体と、を備え、前記ウィック構造体が、前記蛇腹状凹凸部の凸部内へ突設されているヒートパイプである。

なお、本明細書中、「蛇腹状凹凸部」の凹凸部について、ヒートパイプ外部から見て突出している部位が凸部、該凸部に対して窪んでいる部位が凹部である。

本発明の態様は、前記コンテナの長手方向の一部または全部に、扁平加工が施されているヒートパイプである。扁平加工は、蛇腹状凹凸部が形成された部位でもよく、蛇腹状凹凸部が形成されていない部位でもよく、その両方の部位でもよい。

本発明の態様は、前記蛇腹状凹凸部が、前記コンテナの長手方向の一部または全部に形成されているヒートパイプである。また、本発明の態様は、前記蛇腹状凹凸部が、螺旋形状であるヒートパイプである。

本発明の態様は、前記ウィック構造体が、金属メッシュであるヒートパイプである。また、本発明の態様は、前記ウィック構造体が、粉末状の金属材料の焼成体であるヒートパイプである。

本発明の態様によれば、コンテナに蛇腹状凹凸部が形成されているので、ヒートパイプの、曲げやねじれ等の変形が容易で該変形形状が維持できる特性を有する。このように、本発明のヒートパイプは上記特性に優れるので、発熱体が狭い空間に搭載されていたり、複数の発熱体が高密度に搭載されていても、ヒートパイプに曲げ等の変形を施すことにより、確実に、被冷却体である発熱体と熱的に接続することができる。また、本発明の態様によれば、蛇腹状凹凸部により、ヒートパイプに加えられる振動や衝撃を吸収することができるので、揺れや衝撃を受ける部位にヒートパイプを設置しても、ヒートパイプの損傷や脱落を防止できる。

本発明の態様によれば、空洞部の内周面に空洞部の長手方向に貫通する蒸気流路を有するウィック構造体が設置され、さらに、ウィック構造体と蛇腹状凹凸部の凸部との間に空隙部が形成され、気相の作動流体が上記蒸気流路と上記空隙部を入熱部から放熱部へ流れ、液相の作動流体がウィック構造体を放熱部から入熱部へ流れるので、気相の作動流体の流路と液相の作動流体の流路を確実に分離でき、結果、熱輸送効率に優れる。

また、本発明の態様によれば、ウィック構造体と蛇腹状凹凸部の凸部との間に形成された空隙部は気相の作動流体の流路であり、該空隙部に液相の作動流体が流入することを防止できるので、蛇腹状凹凸部の凸部も優れた放熱能力を有し、ヒートパイプの放熱効率が向上する。

本発明の態様によれば、ウィック構造体が、蛇腹状凹凸部の凸部内の領域にも設けられているので、ウィック構造体の毛細管力がより向上しつつ、蛇腹状凹凸部により、平滑面のみのコンテナと比較して表面積が増大するので、放熱効果もより向上する。また、本発明の態様によれば、蛇腹状凹凸部の凸部内に形成されたウィック構造体に隙間部が存在する、すなわち、凸部内に形成されたウィック構造体内部や凸部内に形成されたウィック構造体と凸部の内面との間に隙間部が存在する場合には、前記凸部内のウィック構造体により、毛細管力がより向上しつつ、前記隙間部が前記空隙部と同様の作用を発揮するので、蛇腹状凹凸部の凸部が優れた放熱能力を有する。

本発明の態様によれば、コンテナの長手方向の一部または全部に、扁平加工が施されていることにより、発熱体との熱的接続性がより向上し、ヒートパイプの冷却能力がより増大する。また、上記扁平加工により、より狭い空間にも、ヒートパイプを配置することができる。さらに、入熱部側端部と放熱部側端部を扁平加工することにより、入熱部では発熱体との接触面積が増大し、かつ放熱部では冷却風の圧損を低減できる。

本発明の第１実施形態例に係るヒートパイプの側面図である。本発明の第１実施形態例に係るヒートパイプの側面断面図である。図１におけるヒートパイプのＡ−Ａ’断面図である。本発明の第２実施形態例に係るヒートパイプの側面断面図である。（a）図は、本発明の第３実施形態例に係るヒートパイプの部分側面図、（b）図は、図５（a）におけるヒートパイプのＢ−Ｂ’断面図である。本発明の第４実施形態例に係るヒートパイプの側面図である。

以下に、本発明の第１実施形態例に係るヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。図１、２に示すように、第１実施形態例に係るヒートパイプ１は、径方向の断面が円形である密閉された管から形成されたコンテナ２と、コンテナ２内部の空洞部３の内周面に接した状態で設置された、毛細管力を生じさせるウィック構造体４と、空洞部３に封入された作動流体（図示せず）と、を有する。コンテナ２の周方向の壁面には、コンテナ２の長手方向の中央部に、コンテナ２の長手方向に対して平行方向に、コンテナ２の長軸を中心軸として螺旋形状の蛇腹状凹凸部６が形成されている。また、ウィック構造体４には、ウィック構造体４内部を空洞部３の長手方向に直線状に貫通する貫通孔である、蒸気流路５が設けられている。

ヒートパイプ１では、コンテナ２の両端部には、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６は形成されておらず、コンテナ２の内周面及び外周面は、ともに平滑となっている。このコンテナ２の両端部のうち、一方の端部は入熱部側端部７であり、他方の端部は放熱部側端部８である。入熱部側端部７が被冷却体である発熱体と熱的に接続されることで、入熱部側端部７が発熱体からの熱を受熱する。また、放熱部側端部８に、放熱フィンやヒートシンク等の熱交換手段（図示せず）を取り付けたり、放熱部側端部８を、直接、外部環境に露出させることにより、放熱部側端部８を冷却する。放熱部側端部８を冷却することにより、入熱部側端部７から放熱部側端部８へ輸送された発熱体由来の熱を、放熱部側端部８からヒートパイプ１外へ放出する。

螺旋形状の蛇腹状凹凸部６には、凸部１０と凹部１１が、コンテナ２の長手方向に対して平行方向に、交互に、繰り返し形成されている。従って、凸部１０も、凹部１１も、コンテナ２の長手方向に螺旋状に伸びている。凸部１０は、凹部１１に対して、コンテナ２の径方向に対して平行方向または略平行方向にコンテナ２の内周面側から外周面側へ突出し、凹部１１は、凸部１０に対して、コンテナ２の径方向に対して平行方向または略平行方向にコンテナ２の外周面側から内周面側へ突出している。

螺旋形状の蛇腹状凹凸部６では、凸部１０の幅は特に限定されず、均一な幅でもよく、不均一な幅でもよい。また、凹部１１の幅も特に限定されず、均一な幅でもよく、不均一な幅でもよい。さらに、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６では、凸部１０の高さ、凹部１１の深さ、ともに、特に限定されず、均一な寸法でも、不均一な寸法でもよい。

図２、３に示すように、空洞部３には、入熱部側端部７から放熱部側端部８まで、ウィック構造体４が配置されている。ウィック構造体４は、コンテナ２の内周面、すなわち、空洞部３の周面に接した状態で空洞部３に収容されている。ヒートパイプ１には、コンテナ２の長手方向に対して平行方向に、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６が形成されているので、空洞部３の周面のうち凹部１１に相当する位置とウィック構造体４の外面とが接した状態で、ウィック構造体４が空洞部３に収容されている。

ヒートパイプ１では、ウィック構造体４の形状は円筒形となっている。また、上記の通り、ウィック構造体４の外面が凹部１１と接している。従って、ウィック構造体４の外面と螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の凸部１０との間には空隙部１２が形成されている。すなわち、凸部１０の内部空間が空隙部１２となっている。凸部１０も凹部１１もコンテナ２の長手方向に螺旋状に形成されていることに対応して、空隙部１２も空洞部３の長手方向に螺旋状に伸びている。

また、図２に示すように、空洞部３の周面のうち凹部１１に相当する位置とウィック構造体４の外面とが接した状態であることに対応して、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６が形成されていないコンテナ２の両端部では、空洞部３の周面とウィック構造体４の外面とは接触しておらず、空間部１３が形成されている。この空間部１３は空隙部１２と連通した状態となっている。

さらに、円筒形であるウィック構造体４には、空洞部３の長手方向に対して平行方向または略平行方向にウィック構造体４内部を貫通する蒸気流路５が設けられている。図３に示すように、蒸気流路５の、ウィック構造体４の径方向に対して平行方向の断面は、円形状となっている。

ウィック構造体４の蒸気流路５とウィック構造体４外面と螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の凸部１０との間に形成された空隙部１２とが、ヒートパイプ１の一方の端部である入熱部側端部７にて気化した作動流体を、入熱部側端部７からヒートパイプ１の他方の端部である放熱部側端部８へ流す、気相の作動流体の流路となることで、発熱体から受熱した熱を入熱部側端部７から放熱部側端部８へ輸送することができる。入熱部側端部７から放熱部側端部８へ輸送された気相の作動流体は、放熱部側端部８にて潜熱を放出し、凝縮して液相の作動流体となる。

ウィック構造体４は、所定の毛細管力を生じさせる。従って、ウィック構造体４が、その毛細管力によって、放熱部側端部８にて凝縮した作動流体を放熱部側端部８から入熱部側端部７へ還流させる。ウィック構造体４の毛細管力は、例えば、ウィック構造体４が占める体積に対する、ウィック構造体４のウィック材料が存在しない空間の体積の比率、すなわち、ウィック構造体４の空孔率を調節することで、調整できる。

ヒートパイプ１では、ウィック構造体４に形成された蒸気流路５と、ウィック構造体４とコンテナ２の凸部１０との間の空隙部１２とが、気相の作動流体を入熱部側端部７から放熱部側端部８へ流す流路となり、ウィック構造体４が液相の作動流体を放熱部側端部８から入熱部側端部７へ還流させる。従って、ヒートパイプ１では、相互に対向流となる気相の作動流体と液相の作動流体について、その流通路が明確に区分されるので、良好な熱輸送効率が得られる。また、上記の通り、ウィック構造体４とコンテナ２の凸部１０との間の空隙部１２は、気相の作動流体の流路であり、液相の作動流体の空隙部１２への流入は、毛細管力を生じさせるウィック構造体４の存在によって防止される。従って、凸部１０内部、すなわち、空隙部１２は気相となっているので、凸部１０からヒートパイプ１の外部環境への放熱も促進され、結果、ヒートパイプ１の冷却効果がより向上する。

コンテナ２の材質については、特に限定されないが、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等を使用することができる。また、ウィック構造体４の材質は、特に限定されないが、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属メッシュ等を挙げることができる。コンテナ２の内部空間に封入する作動流体としては、コンテナ２の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水、代替フロン、フロリーナ、シクロペンタン等を挙げることができる。

次に、本発明の第１実施形態例に係るヒートパイプ１の使用方法例について説明する。ヒートパイプ１の使用方法は、特に限定されないが、ヒートパイプ１は、例えば、狭小空間に設置された基板上に実装されている電子部品（発熱体）を冷却することができる。この場合、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の部分で、ヒートパイプ１に、発熱体周辺の空間の状況や発熱体の位置に応じた必要な曲げやねじれ等の変形を施した後、入熱部側端部７を基板上の電子部品と熱的に接続し、放熱部側端部８を上記した熱交換手段等にて冷却することで、狭小空間に設けられた基板上の電子部品を冷却できる。

次に、本発明の第１実施形態例に係るヒートパイプ１の製造方法例について説明する。ヒートパイプ１の製造方法は、特に限定されないが、例えば、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６を備えた管材内に、シート状の金属メッシュを丸めて円筒状にしたもの挿入してウィック構造体４を形成した後、管材内に作動流体を注入後、管材を密閉してコンテナ２を形成することによりヒートパイプ１を製造できる。螺旋形状の蛇腹状凹凸部６は、例えば、コンテナ２の材料となる管材内に、芯棒を挿入した後、ローラー等でコンテナ２の材料となる管材の壁面を塑性変形することで形成できる。

次に、本発明の第２実施形態例に係るヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。なお、第１実施形態例に係るヒートパイプと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。

図４に示すように、本発明の第２実施形態例に係るヒートパイプ３０では、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の凸部１０内の領域にも、毛細管力を生じさせるウィック構造体３４が設けられている。図４では、凸部１０内の領域はウィック構造体３４で充填されている。また、ヒートパイプ３０では、ウィック構造体３４は空洞部３の周面全体と接した状態となっている。すなわち、空洞部３の、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の凹部１１の位置だけではなく、凸部１０の位置、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６が形成されていない入熱部側端部７の位置及び螺旋形状の蛇腹状凹凸部６が形成されていない放熱部側端部８の位置と、ウィック構造体３４の外面とが接した状態で、ウィック構造体３４が空洞部３に収容されている。従って、ヒートパイプ３０では、ヒートパイプ１の空隙部１２及び空間部１３に相当する部位は形成されない。

上記から、図４に示すように、凸部１０の位置、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６が形成されていない入熱部側端部７及び放熱部側端部８の位置におけるウィック構造体３４の厚さは、いずれも、凹部１１の位置におけるウィック構造体３４の厚さよりも、凹部１１の深さの寸法分、厚くなっている。

ウィック構造体３４には、空洞部３の長手方向に対して平行方向または略平行方向にウィック構造体３４内部を直線状に貫通する蒸気流路５が設けられている。また、蒸気流路５の、ウィック構造体３４の径方向に対して平行方向の断面は、円形状となっている。

ウィック構造体３４が、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の凸部１０内にも設けられ、空洞部３の周面全体と接した状態となっているので、ヒートパイプ３０では、ウィック構造体３４の毛細管力がより向上し、さらに、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６により、平滑面のみのコンテナと比較して表面積が増大するので、放熱効果も向上する。

ヒートパイプ３０では、凸部１０内の領域はウィック構造体３４で充填されているが、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の凸部１０内の領域に位置するウィック構造体３４には、隙間部（図示せず）が存在する（すなわち、製造時に前記隙間部が形成される）場合もある。前記隙間部は、ウィック構造体３４内部やウィック構造体３４と凸部１０の内面との間に形成される。前記隙間部が形成される場合、凸部１０内にもウィック構造体３４が形成されていることにより、毛細管力がより向上しつつ、前記隙間部内は気相となるので、前記隙間部はヒートパイプ１の空隙部１２と同様の作用を発揮して、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６の凸部１０が優れた放熱能力を有する。

ウィック構造体３４の材質は、特に限定されないが、例えば、粉末状である、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属材料の焼成体等を挙げることができる。

次に、本発明の第２実施形態例に係るヒートパイプ３０の製造方法例について説明する。ヒートパイプ３０の製造方法は、特に限定されないが、例えば、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６を備えた管材内に、芯棒を挿入し、管材の内壁面と芯棒との間に形成された空隙に粉末状の金属材料を充填後、加熱処理して、金属材料の焼成体であるウィック構造体３４を形成する。加熱処理後、芯棒を管材から引き抜き、管材内に作動流体を注入して、管材を密閉しコンテナ２を形成することによりヒートパイプ３０を製造できる。このように管材に蛇腹状凹凸部を形成してから、金属粉末を充填して焼成体を形成することで、蛇腹状凸凹部にも金属粉末が充填し、ウィック構造体が蛇腹状凹凸部の凸部内へ突設されているヒートパイプ構造になる。また、先ず、管材に蛇腹状凹凸部を形成してから、金属粉末を充填して焼成体を形成することで、金属粉末を充填して焼成体を形成した後に蛇腹状凹凸部を形成した場合の焼成体の割れや剥がれを防止することができる。

次に、本発明の第３実施形態例に係るヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。なお、第１実施形態例に係るヒートパイプと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。

図５（b）に示すように、第３実施形態例に係るヒートパイプ１’では、第１実施形態例に係るヒートパイプ１の、径方向の断面が円形であるコンテナ２に代えて、コンテナ２２に扁平加工が施されている。すなわち、円形の管材に扁平加工が施されることで、コンテナ２２の径方向に対して平行方向の断面が、対向する平坦部と対向する曲部とを有する形状となっている。ヒートパイプ１’では、入熱部側端部（図示せず）から放熱部側端部（図示せず）まで、ヒートパイプ１’の長手方向の中央部に形成された螺旋形状の蛇腹状凹凸部２６の部分を含めて扁平加工が施されている。また、上記扁平加工に応じて、コンテナ２２内部に収容されたウィック構造体４も、扁平に変形している。

図５（a）に示すように、ヒートパイプ１’の螺旋形状の蛇腹状凹凸部２６には、第１実施形態例に係るヒートパイプ１と同様に、凸部２０と凹部２１が、コンテナ２２の長手方向に対して平行方向に、交互に、繰り返し形成されている。

また、図５（b）に示すように、ヒートパイプ１’のウィック構造体４には、第１実施形態例に係るヒートパイプ１と同様に、ウィック構造体４を貫通する貫通孔である蒸気流路５が設けられている。ウィック構造体４が扁平に変形していることに応じて、蒸気流路５の、ウィック構造体４の径方向に対して平行方向の断面も、対向する略平坦部と対向する曲部とを有する形状となっている。

さらに、ヒートパイプ１’では、第１実施形態例に係るヒートパイプ１と同様に、ウィック構造体４の外面が凹部２１と接している。よって、ウィック構造体４の外面と螺旋形状の蛇腹状凹凸部２６の凸部２０との間には空隙部１２が形成されている。

ヒートパイプ１’では、コンテナ２２に扁平加工が施されて平坦部が形成されていることにより、発熱体との熱的接続性がより向上し、ヒートパイプの冷却能力がより増大する。また、上記扁平加工により、ヒートパイプ１’の高さが低減されるので、隙間のような狭い空間にも、ヒートパイプ１’を配置することができる。さらに、入熱部側端部と放熱部側端部を扁平加工することにより、入熱部では発熱体との接触面積を増大させつつ、放熱部では冷却風の圧損を低減できる。

次に、本発明の第４実施形態例に係るヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。なお、上記実施形態例に係るヒートパイプと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。

図６に示すように、第４実施形態例に係るヒートパイプ４０では、螺旋形状の蛇腹状凹凸部６、２６に代えて、コンテナに螺旋形状ではない蛇腹状凹凸部５６が形成されている。第４実施形態例に係るヒートパイプ４０では、螺旋形状ではない蛇腹状凹凸部５６の凸部５０が、複数形成され、それぞれの凸部５０は、コンテナ２の長軸を中心に同心円状に形成されている。また、凹部５１も、複数形成され、それぞれの凹部５１は、コンテナ２の長軸を中心に同心円状に形成されている。つまり、螺旋形状ではない蛇腹状凹凸部５６の各凸部５０は、その頂部が、コンテナ２の径方向に対して平行方向または略平行方向（図６では平行方向）に対向した構造となっている。また、螺旋形状ではない蛇腹状凹凸部５６の各凹部５１は、その底部が、コンテナ２の径方向に対して平行方向または略平行方向（図６では平行方向）に対向した構造となっている。

上記蛇腹状凹凸部５６でも、ヒートパイプ４０に、曲げやねじれ等の変形が容易で該変形形状が維持できる特性を付与できる。なお、ヒートパイプ４０でも、ウィック構造体は、金属メッシュでもよく、金属材料の焼成体でもよい。

次に、本発明のその他の実施形態例について説明する。上記各実施形態例では、螺旋形状の蛇腹状凹凸部はヒートパイプの中央部に形成され、入熱部側端部と放熱部側端部には螺旋形状の蛇腹状凹凸部が形成されていなかったが、これに代えて、ヒートパイプの中央部だけでなく、入熱部側端部及び／または放熱部側端部にも螺旋形状の蛇腹状凹凸部が形成されてもよく、ヒートパイプの全面に螺旋形状の蛇腹状凹凸部が形成されてもよい。また、第３実施形態例に係るヒートパイプでは、ヒートパイプの全面に扁平加工が施されていたが、これに代えて、入熱部側端部及び／または放熱部側端部に扁平加工が施され、螺旋形状の蛇腹状凹凸部には扁平加工が施されていない態様でもよい。

第３実施形態例に係るヒートパイプ１’では、第１実施形態例に係るヒートパイプ１のコンテナに扁平加工が施された態様であったが、これに代えて、第２実施形態例に係るヒートパイプ３０のコンテナに扁平加工が施された態様でもよい。また、蛇腹状凹凸部の形状は、特に限定されず、上記した螺旋形状や複数の凹部と凸部が同心円状に配置された形状のほか、例えば、凸部及び凹部が複数形成され、各凸部の頂部及び各凹部の底部が、対向していない形状でもよい。

本発明のヒートパイプは、曲げやねじれ等の変形が容易で該変形形状が維持できる特性と優れた熱輸送能力とを有するので、例えば、狭い空間に配置された発熱体を冷却する分野で利用価値が高い。

１、１’、３０、４０ヒートパイプ
２、２２コンテナ
３空洞部
４、３４ウィック構造体
５蒸気流路
６、２６螺旋形状の蛇腹状凹凸部
１２空隙部
５６螺旋形状ではない蛇腹状凹凸部

特開平１１−２８７５７７号公報

本発明の態様は、蛇腹状凹凸部が形成され、内部に形成された空洞部が密閉されたコンテナと、前記空洞部の内周面に設けられ、該空洞部の長手方向に直線状に貫通する蒸気流路を有する、毛細管力を生じるウィック構造体と、前記空洞部に封入された作動流体と、を備え、前記ウィック構造体が、粉末状の金属材料の焼成体であり、前記蛇腹状凹凸部の凸部内へ突設されているヒートパイプであって、前記ウィック構造体が、前記蛇腹状凹凸部の凸部内の領域と前記蛇腹状凹凸部の凹部の位置に設けられているヒートパイプである。

本発明の態様は、前記ウィック構造体が、金属メッシュであるヒートパイプである。また、本発明の態様は、前記ウィック構造体が、粉末状の金属材料の焼成体であるヒートパイプである。また、本発明の態様は、前記凸部内のウィック構造体に、隙間部が形成されているヒートパイプである。

Claims

蛇腹状凹凸部が形成され、内部に形成された空洞部が密閉されたコンテナと、前記空洞部の内周面に設けられ、該空洞部の長手方向に貫通する蒸気流路を有する、毛細管力を生じるウィック構造体と、前記空洞部に封入された作動流体と、を備え、
前記ウィック構造体と前記蛇腹状凹凸部の凸部との間に空隙部が形成されているヒートパイプ。
蛇腹状凹凸部が形成され、内部に形成された空洞部が密閉されたコンテナと、前記空洞部の内周面に設けられ、該空洞部の長手方向に貫通する蒸気流路を有する、毛細管力を生じるウィック構造体と、前記空洞部に封入された作動流体と、を備え、
前記ウィック構造体が、前記蛇腹状凹凸部の凸部内へ突設されているヒートパイプ。
前記コンテナの長手方向の一部または全部に、扁平加工が施されている請求項１または２に記載のヒートパイプ。
前記蛇腹状凹凸部が、前記コンテナの長手方向の一部または全部に形成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
前記蛇腹状凹凸部が、螺旋形状である請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
前記ウィック構造体が、金属メッシュである請求項１に記載のヒートパイプ。
前記ウィック構造体が、粉末状の金属材料の焼成体である請求項２に記載のヒートパイプ。