JP7610370B2 - Sheet-shaped heat pipe manufacturing method and sheet-shaped heat pipe - Google Patents
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Description
本発明は、スマートフォンやタブレット端末などの携帯機器に搭載可能であり、小型でありながら十分な熱輸送量が得られるシート状ヒートパイプの製造方法及びシート状ヒートパイプに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a sheet-shaped heat pipe that can be mounted on a mobile device such as a smartphone or tablet terminal, and that is small yet provides sufficient heat transport capacity, and the sheet-shaped heat pipe.
従来、スマートフォンやタブレット端末などの携帯機器に搭載されるＣＰＵの発熱を拡散させるために、例えば特許文献１～４に示すような、シート状ヒートパイプを組み込んだ放熱構造が提案されている。こうしたシート状ヒートパイプは、２枚以上の金属箔からなるシート体を重ね合わせて接合することにより、水などの液相の作動流体を収容する密閉した容器が形成されており、容器の内部に設けたウィックによる毛細管力を利用して、シート状ヒートパイプの受熱部と放熱部との間で作動流体を還流させ、受熱部に熱接続するＣＰＵからの熱を放熱部に輸送して、携帯機器の外部に放散させる、というものである。そして、薄型化が進む携帯機器の内部にシート状ヒートパイプを無理なく搭載するには、シート状ヒートパイプも熱拡散性能を損なわずに薄型化を図ることが望まれていた。
Conventionally, in order to dissipate heat generated by a CPU mounted on a mobile device such as a smartphone or tablet terminal, a heat dissipation structure incorporating a sheet-shaped heat pipe has been proposed, as shown in
しかし、従来のシート状ヒートパイプでは、作動液が封入される容器内部の空間を形成するために、シート状の金属箔に対してエッチング加工を行なっており、部品加工に技術を要しコスト上昇を招いていた。また、シート状ヒートパイプとして十分な熱拡散性能を得るためには、容器内部の空間容積をある程度確保する必要があり、こうした十分な熱拡散性能を保持しつつも、製造方法を簡素化させることが困難であった。 However, in conventional sheet-type heat pipes, etching is performed on sheet-type metal foil to form the space inside the container in which the working fluid is sealed, which requires technical skills for processing the parts and leads to increased costs. Also, in order to obtain sufficient thermal diffusion performance as a sheet-type heat pipe, it is necessary to ensure a certain amount of spatial volume inside the container, and it has been difficult to simplify the manufacturing method while maintaining sufficient thermal diffusion performance.
そこで、本発明は上記の課題を解決して、十分な熱拡散性能を有し、且つ製造方法を簡素化したリーズナブルなシート状ヒートパイプの製造方法及びシート状ヒートパイプを提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above problems and provide a manufacturing method and sheet-shaped heat pipe that has sufficient thermal diffusion performance and is reasonably simple in manufacturing.
本発明に係るシート状ヒートパイプの製造方法は、肉厚０．１ｍｍ未満であって、材質がステンレス若しくはそれを主成分とする合金金属である金属箔をプレス加工により成形し、この成形品を含む２枚以上の前記金属箔を積み重ねて、幅が２ｍｍ未満のフランジ部をレーザー溶接により接合することにより、作動流体が封入される中空の容器を形成し、前記容器の内部に厚みが０．１ｍｍ以下であって、銅、ステンレス、若しくはチタンのいずれかの金属を含んでなる平板状のウィックを設け、前記金属箔の少なくとも一方に、プレス絞り加工により前記金属箔の表面部側を凹ませて柱を形成し、前記柱で前記ウィックを押さえ、総厚みを０．４ｍｍ未満としたことを特徴とする。また、本発明に係るシート状ヒートパイプは、肉厚０．１ｍｍ未満であって、材質がステンレス若しくはそれを主成分とする合金金属である金属箔をプレス加工により成形し、この成形品を含む２枚以上の前記金属箔を積み重ねて、幅が２ｍｍ未満のフランジ部をレーザー溶接により接合することにより、作動流体が封入される中空の容器を有するシート状ヒートパイプであって、前記容器の内部に厚みが０．１ｍｍ以下であって、銅、ステンレス、若しくはチタンのいずれかの金属を含んでなる平板状のウィックが設けられ、前記金属箔の少なくとも一方に、プレス絞り加工により前記金属箔の表面部側を凹ませて形成した柱を有し、前記柱で前記ウィックを押さえ、総厚みを０．４ｍｍ未満であることを特徴とする。 The manufacturing method of the sheet-like heat pipe according to the present invention is characterized in that a metal foil having a thickness of less than 0.1 mm and made of stainless steel or an alloy metal mainly composed of stainless steel is formed by pressing, two or more sheets of the metal foil including the formed product are stacked, and a flange part having a width of less than 2 mm is joined by laser welding to form a hollow container in which a working fluid is sealed, and a flat wick having a thickness of 0.1 mm or less and made of any metal of copper, stainless steel, or titanium is provided inside the container, and a pillar is formed by recessing the surface side of the metal foil on at least one of the metal foils by press drawing, and the wick is pressed by the pillar, so that the total thickness is less than 0.4 mm. Also, the sheet - like heat pipe according to the present invention is a sheet-like heat pipe having a thickness of less than 0.1 mm and made of stainless steel or an alloy metal mainly composed of stainless steel is formed by pressing, and two or more sheets of the metal foil including the formed product are stacked, and a flange part having a width of less than 2 mm is joined by laser welding to form a hollow container in which a working fluid is sealed, and a flat wick having a thickness of 0.1 mm or less and made of any metal of copper, stainless steel, or titanium is provided inside the container, and a pillar is formed by pressing the surface side of the metal foil on at least one of the metal foils by press drawing, and the wick is pressed by the pillar, so that the total thickness is less than 0.4 mm . The wick is characterized in that it has a flat wick having a thickness of 1 mm or less and made of any of the metals copper, stainless steel, or titanium , at least one of the metal foils has a pillar formed by recessing the surface side of the metal foil by press drawing, the pillar holds down the wick, and the total thickness is less than 0.4 mm.
本発明によれば、肉厚０．１ｍｍ未満であって、材質がステンレス若しくはそれを主成分とする合金金属であるプレス加工で成形された金属箔を利用して、２枚以上の金属箔を積み重ね、容器の内容積を極力増やすために、幅が２ｍｍ未満に形成されたフランジ部をレーザー溶接により接合して、作動流体が循環する中空の容器を形成し、容器の内部に厚みが０．１ｍｍ以下であって平板状のウィックを設け、金属箔の少なくとも一方に、プレス絞り加工により金属箔の表面部側を凹ませて柱を形成し、柱でウィックを押さえ、総厚みを０．４ｍｍ未満とすることで、十分な熱拡散性能を有し、且つ製造方法を簡素化したリーズナブルなエッチングレスのシート状ヒートパイプを提供できる。 According to the present invention, a metal foil having a thickness of less than 0.1 mm and made of stainless steel or an alloy metal mainly composed of stainless steel is used, and two or more sheets of the metal foil are stacked, and in order to maximize the internal volume of the container, a flange portion formed to a width of less than 2 mm is joined by laser welding to form a hollow container in which a working fluid circulates . A flat wick having a thickness of 0.1 mm or less is provided inside the container, and a pillar is formed by recessing the surface side of the metal foil on at least one side of the metal foil by press drawing, and the wick is held down by the pillar, making the total thickness less than 0.4 mm, thereby providing an etching-less sheet-like heat pipe that has sufficient thermal diffusion performance and is manufactured using a simplified method.
以下、本発明の好ましい幾つかの実施形態について、スマートフォンやタブレット端末などの携帯機器に搭載されるシート状ヒートパイプ（以下、「ＳＨＰ」という）を例にして説明する。各実施形態の説明で、共通する箇所には共通する符号を付し、共通する部分の説明は重複を避けるため極力省略する。 Below, several preferred embodiments of the present invention will be described, taking as an example a sheet-shaped heat pipe (hereinafter referred to as "SHP") mounted on a mobile device such as a smartphone or tablet terminal. In the description of each embodiment, common parts are given common reference numerals, and descriptions of common parts will be omitted as much as possible to avoid duplication.
図１～図４は、本発明の第１実施形態におけるＳＨＰ１の外観構成を示している。これらの各図において、ＳＨＰ１は、２枚の金属箔である第１シート体１１と第２シート体１２を重ね合わせて接合した容器１５により構成される。ＳＨＰ１の外郭をなすシート体１１，１２は、金属としてある程度の熱伝導性を有し、且つ完成したＳＨＰ１を図示しない携帯機器の筐体に組み込むまでに、ＳＨＰ１が容易に変形せずに取扱いがしやすい硬さ（剛性）を有する材質の金属箔から、所望する形状に形成される。こうした要求に合う金属箔の材質は、例えばステンレス、チタン、銅、若しくはそれらを主成分とする合金金属の何れかとするのが好ましい。また、２枚以上の例えば３枚の金属箔を積み重ねて接合することにより、中空の容器１５を構成してもよい。シート体１１，１２となるそれぞれの金属箔の厚さすなわち肉厚ｔ１，ｔ２は、何れも携帯機器の薄型化に対応して０．１ｍｍ未満とするのが好ましい。
1 to 4 show the external configuration of the SHP1 in the first embodiment of the present invention. In each of these figures, the SHP1 is composed of a
図２や図４に示すように、容器１５の内部に真空状態で純水などの液相の作動流体（図示せず）を封入収容するために、容器１５には筒状のノズル１７が延設される。また、図２では図示していないが、ノズル１７は容器１５の内外を連通させる開口部１７Ａを有し、最終的に開口部１７Ａを塞ぐことで、密閉された容器１５ひいてはＳＨＰ１の厚さＴ０が、携帯機器の薄型化に対応して０．４ｍｍ未満に形成される。この厚さＴ０は、２枚以上の金属箔を積み重ねたＳＨＰ１全体の総厚みに相当する。開口部１７Ａが塞がれた後に、ノズル１７は基端部を残して先端部１７Ｂが切り離され、容器１５を密閉したままのＳＨＰ１が完成する。完成状態のＳＨＰ１は、スマートフォンやタブレット端末などの携帯機器の筐体内部形状に合せた外形を有し、例えば図２や図４に示すような第１シート体１１の形状では、平面視で略矩形平板状のＳＨＰ１となるが、図示しない別な形状の第１シート体１１から、平面視で多角形平板状のＳＨＰ１を完成させてもよい。
2 and 4, a
前述のように、完成したＳＨＰ１はそのまま単体で携帯機器の筐体内部に設置される。このとき、携帯機器の熱源（例えばＣＰＵ）と熱接触するＳＨＰ１の表面部分が受熱部（図示せず）として形成され、受熱部とは別な部位で、携帯機器の熱拡散部材（例えばタッチパネルや背面カバー）と熱接触するＳＨＰ１の表面部分が放熱部（図示せず）として形成される。熱源からの熱を受け入れる受熱部や、熱拡散部材に熱を受け渡す放熱部が、ＳＨＰ１の表面部分のどの部位に形成されるのかは、携帯機器の内部構成に依存する。 As mentioned above, the completed SHP1 is placed as is inside the housing of the mobile device. At this time, the surface portion of the SHP1 that is in thermal contact with the heat source of the mobile device (e.g., the CPU) is formed as a heat receiving portion (not shown), and a portion of the surface of the SHP1 that is in thermal contact with the thermal diffusion member of the mobile device (e.g., a touch panel or a back cover) is formed as a heat dissipation portion (not shown) at a location separate from the heat receiving portion. Which portion of the surface portion of the SHP1 is formed as the heat receiving portion that receives heat from the heat source or the heat dissipation portion that transfers heat to the thermal diffusion member depends on the internal configuration of the mobile device.
ＳＨＰ１の一側部を形成する第１シート体１１は、袋状の容器１５の外郭一側面を形成する凹状のシート面部１１Ａと、平面視でシート面部１１Ａの周囲全体に形成される枠状のフランジ部１１Ｂと、シート面部１１Ａより内側に向けてスポット状に突出して形成される複数の支柱１１Ｃと、により構成される。この中で、シート面部１１Ａと支柱１１Ｃは、加工前の凹凸がない平坦な金属箔から、プレス加工の一種であるプレス絞り加工により所望の形状に絞り成形されたものである。これらのシート面部１１Ａや支柱１１Ｃを成形するのと同時に、ノズル１７の開口部１７Ａとなる溝部を成形することもできる。
The
ＳＨＰ１の他側部を形成する第２シート体１２は、容器１５の外郭他側面を形成する平坦なシート面部１２Ａと、平面視でシート面部１２Ａの周囲全体に形成される枠状のフランジ部１２Ｂと、により構成される。図１に示す第２シート体１２は、加工前の凹凸がない平坦な金属箔を、そのまま加工せずに第１シート体１１と積み重ねて使用したものである。この場合、第１シート体１１のシート面部１１Ａに対向する部位が第２シート体１２のシート面部１２Ａとなり、第１シート体１１のフランジ部１１Ｂに対向し当接する部位が第２シート体１２のフランジ部１２Ｂとなる。
The
本実施形態では、第１シート体１１のシート面部１１Ａの開口を第２シート体１２のシート面部１２Ａで塞ぐように、第１シート体１１と第２シート体１２を積み重ねることで、作動流体が封入される容器１５の内部に、主に気相の作動流体を流通させる凹状の蒸気通路２１と、主に液相の作動流体を流通させるウィック３１を収納するためのウィック収納部２２がそれぞれ形成される。これらの蒸気通路２１とウィック収納部２２は、上述した金属箔に凹状のシート面部１１Ａを成形するプレス絞り加工により形成されたものである。ウィック収納部２２は、容器１５の内部に配置されるウィック３１の外形に対応した部位に相当し、それ以外の容器１５の内部部位が蒸気通路２１となる。
In this embodiment, the
フランジ部１１Ｂ，１２Ｂは、シート体１１，１２の内面どうしを向かい合わせたときにお互いが接して重なる位置にあり、これらをロウ付け、レーザー溶接、拡散接合の何れかを用いて隙間なく接合することにより、ＳＨＰ１の容器１５を取り囲む外周部１６が形成される。
The
容器１５の内部には、作動流体が封入される脱気状態の密閉室が形成される。この密閉室は、受熱部で蒸発した気相の作動流体を放熱部に輸送するための蒸気通路２１と、放熱部で凝縮した液相の作動流体を受熱部に戻すためのシート状のウィック３１を具備したウィック収納部２２とにより構成される。ウィック３１は、例えば厚みが０．１ｍｍ以下のシートで、容器１５とは別体でウィック収納部２２に内封され、液相の作動流体に強い毛細管力を生じさせるために、銅、ステンレス、若しくはチタンなどの金属による粉体焼結を含む多孔質体からなり、微細な孔となる隙間３２を全体に満遍なく有して構成される。本実施形態では、容器１５が大気圧に押されて潰れないようにするために、第１シート体１１にのみ、第２シート体１２のシート面部１２Ａに向けて、ウィック収納部２２に配置されたウィック３１に当接する支柱１１Ｃが、同じ高さで多数形成される。なお、ウィック３１や支柱１１Ｃの具体的な構成については、後ほど詳しく説明する。
Inside the
そして本実施形態では、先ず厚さが何れも０．１ｍｍ未満の平坦な２枚の金属箔を用意し、一方の金属箔については、その金属箔をプレス絞り加工により成形し、第１シート体１１として第１シート面部１１Ａや支柱１１Ｃを形成した凹凸状の成形品に仕上げ、他方の金属箔については、そのまま非成形品として第２シート体１２にする。
In this embodiment, first, two flat sheets of metal foil, each with a thickness of less than 0.1 mm, are prepared. One of the metal foils is shaped by press drawing to form the
次いで、第２シート体１２の内面側でウィック収納部２２に相当する部位に平板状のウィック３１を載せ、このウィック３１を挟み込むように、平面視で外形形状が同じ２枚の金属箔から得られたシート体１１，１２を、それぞれの内面を内側にしてシート面部１１Ａ，１１Ｂが向い合うように積み重ねる。そして、ここから内部を空洞にした袋状の容器１５が構成されるように、シート体１１，１２のフランジ部１１Ｂ，１２Ｂを接合して、ＳＨＰ１を製造する。その際、ＳＨＰ１の外周部となるフランジ部１１Ｂ，１２Ｂを接合し、次に容器１５の内部と連通するノズル１７を利用して、液相の作動流体の注入と脱気（真空引き）を行なった後、ノズル１７を閉塞してＳＨＰ１の内部を密閉することで、容器１５としての機能が得られ、ノズル１７の先端部１７Ｂを切り離すことで、最終的なＳＨＰ１の製造が完了する。したがって完成状態のＳＨＰ１には、容器１５の内部を密封状態に維持するための封止部１８（図６を参照）が、ノズル１７の開口部１７Ａを塞ぐ痕跡として当該ノズル１７の基端部に設けられる。
Next, a
なお完成状態のＳＨＰ１は、平面視で略矩形平板状や多角形平板状以外に、携帯機器の筐体内部形状に合せた任意の形状とすることができる。また、図１に示すＳＨＰ１は、容器１５の柱１１Ｃを設けた以外のどの部位であっても、その厚さＴ０が均一で好ましくは０．４ｍｍ未満に形成されるが、プレス絞り加工の利点を活かして、ＳＨＰ１の厚さＴ０を段階的及び／又は連続的に変化させてもよい。
The completed SHP1 can be in any shape that matches the internal shape of the housing of the portable device, other than a substantially rectangular or polygonal plate shape in plan view. The SHP1 shown in FIG. 1 is formed to have a uniform thickness T0, preferably less than 0.4 mm, in all areas other than where the
例えば、図５に示すＳＨＰ１では、携帯機器の筐体４３内で発熱部品となる熱源４１と放熱部品となる熱拡散部材４２が、異なる高さに配置されている場合に、同じく携帯機器の筐体４３内に設置されるＳＨＰ１が、これらの熱源４１や熱拡散部材４２と密着して熱接続できるように、熱源４１に接触する受熱部４４側の容器１５の厚さＴ０ａと、熱拡散部材４２に接触する放熱部４５側の容器１５の厚さＴ０ｂが異なっている（Ｔ０ａ＜Ｔ０ｂ）。また、ＳＨＰ１の受熱部４４から放熱部４５に向かうにしたがい、容器１５の厚さＴｏｃは次第に大きくなるように連続的に変化している。こうした容器１５の厚さは、一定の厚さを有する金属箔からプレス絞り加工で第１シート体１１を成形する際に、凹状のシート面部１１Ａの深さを図示しないプレス機械で適宜調整するだけで簡単に得られる。従来のエッチング加工では、一定の厚さを有する金属箔から、図５に示すような容器１５の形状を得ることはできない。
For example, in the SHP1 shown in FIG. 5, when the
また図６は、ＳＨＰ１の製造工程において、ノズル１７の先端部１７Ｂを切り離す前のＳＨＰ１を示しているが、ノズル１７は、１つの容器１５の任意の位置に２つ以上具備してもよい。図６に示す例では、平面視で容器１５の異なる辺となる一側短辺と他側短辺に、同一形状のノズル１７がそれぞれ設けられている。また、ノズル１７の先端部１７Ｂは、ＳＨＰ１の製造工程で作動液の注入や真空引きを容易に行なえるように、容器１５の短辺から外方に突出した筒状に形成される。前述したノズル１７の開口部１７Ａは、先端部１７Ｂにも延びて容器１５の内外を連通させており、先端部１７Ｂの根元は例えば切込みが形成されているなどして、比較的簡単に切り離せる構成となっている。
FIG. 6 shows the SHP1 before the
そして本実施形態では、容器１５の内部への作動液の注入や、容器１５の内部からの真空引きを、容器１５の同じ箇所だけでなく、異なる複数の箇所からも任意に行なうことが可能になる。また、容器１５の内面に濡れ性を向上させる酸化膜を付着させる場合、容器１５の一つの箇所でノズル１７から酸化膜材料を注入すると、そのノズル１７の周辺にのみ酸化膜が付着して付きムラが生じてしまうが、容器１５の複数の箇所でノズル１７から酸化膜材料を注入すれば、容器１５内面における酸化膜の付きムラを改善できる。こうした作業が終了した後は、ノズル１７の開口部１７Ａを封止部１８で塞いで先端部１７Ｂを根元から切り離せば、製造工程が終了した製品状態のＳＨＰ１において、ノズル１７の部分を容器１５から突出させないようにすることができ、それぞれのノズル１７に設けた封
止部１８が、容器１５の内部を密閉状態に維持する。
In this embodiment, the injection of the working fluid into the
上述したＳＨＰ１の製造方法では、フランジ部１１Ｂ，１２Ｂを拡散接合する代わりに、ロウ付けやレーザー溶接で接合してもよい。例えば、シート体１１，１２となる金属箔の材質がステンレスであれば、レーザー溶接を採用するとフランジ部１１Ｂ，１２Ｂの密着性が向上し、金属箔の材質が銅であれば、ロウ付けを採用するとフランジ部１１Ｂ，１２Ｂの密着性が向上する。このようにフランジ部１１Ｂ，１２Ｂを接合する際に、金属箔の材質に応じた任意の接合方法で、フランジ部１１，１２の密着性を高める要求に合わせることが可能になる。
In the manufacturing method of SHP1 described above, instead of diffusion bonding,
また、２枚のシート体１１，１２を重ね合わせたときに、容器１５を取り囲む外周部１６としてのフランジ部１１Ｂ，１２Ｂの幅ｄは、２ｍｍ未満の寸法で例えば１．５ｍｍ以上に形成される。これにより完成したＳＨＰ１の状態で、容器１５に必要な密閉度を確保しつつ、容器１５の内容積を極力増やすことができる。
When the two
プレス絞り加工では、容器１５の内部に凹状の蒸気通路２１やウィック収納部２２を設けるために、シート体１１に形成されるシート面部１１Ａの深さを容易に調整することができるが、携帯機器の筐体４３の薄型化に対応して、シート体１１，１２となるそれぞれの金属箔の肉厚ｔ１，ｔ２を０．１ｍｍ未満とし、且つ完成状態でのＳＨＰ１の厚さＴ０を最大で０．４ｍｍ未満に形成する。シート体１１，１２の肉厚ｔ１，ｔ２は、必ずしも同一寸法でなくてもよく、例えばプレス絞り加工を行なってシート体１１となる金属箔の肉厚ｔ１の寸法を、プレス絞り加工を行なわずにシート体１２となる金属箔の肉厚ｔ２の寸法よりも大きくすることで、シート体１１に形成されるシート面部１１Ａや支柱１１Ｃが変形しにくくなり、ＳＨＰ１としての取り扱いが容易になる。
In the press drawing process, the depth of the
こうして本実施形態では、一連の製造工程でエッチング加工を一切行なうことなく、プレス絞り加工で成形された金属箔の成形品を第１シート体１１として利用し、この第１シート体１１の他に別な第２シート体１２を含む２枚以上の金属箔を積み重ねた後に、幅ｄが２ｍｍ未満に形成されたフランジ部１１Ｂ，１２Ｂを接合して、作動流体が循環する中空の容器１５を形成することで、容器１５の内容積を極力増やした十分な熱拡散性能を有するＳＨＰ１を、リーズナブルなエッチングレスの製造方法で簡単に得ることができる。また、エッチングレスで厚さＴ０が０．４ｍｍ未満でありながら、気相の作動流体が通過する凹状の蒸気通路２１と、シート状のウィック３１を収納するウィック収納部２２とを備えた薄型のＳＨＰ１を提供できる。
In this embodiment, no etching is performed in the series of manufacturing steps. Instead, a metal foil formed by press drawing is used as the
本実施形態では、容器１５が大気圧で潰れる現象を確実に防ぐために、第１シート体１１のシート面部１１Ａ内側の蒸気通路２１となる領域から、第２シート体１２のウィック収納部２２に収納されたウィック３１の表面に向けて、複数の支柱１１Ｃを縦横等間隔に配置する。図７に示すように、各々の支柱１１Ｃは同一状で、縦横に隣り合う支柱１１Ｃ，１１Ｃどうしの、一方の支柱１１Ｃの基端から他方の支柱１１Ｃの基端までの最短距離となる隙間Ｌが５ｍｍ以下となるように、シート面部１１Ａと一体的に形成されている。支柱１１Ｃ，１１Ｃどうしの隙間Ｌ１を５ｍｍ以下とすることで、容器１５が大気圧で潰れないように、支柱１１Ｃの全体で第１シート体１１のシート面部１１Ａを支えながら、容器１５の内部で気相の作動流体を十分に通過させる蒸気通路２１を確保できる。
In this embodiment, in order to reliably prevent the
図８～図１０は、プレス絞り加工により第１シート体１１に形成される支柱１１Ｃの好適な断面形状を示している。図８は外形が半球状の支柱１１Ｃであり、図９は外形が円柱状の支柱１１Ｃであり、図１０は外形が擂り鉢状の支柱１１Ｃである。これらの支柱１１Ｃは、何れも第１シート体１１のシート面部１１Ａから容器１５の内側に向けて凸状に形成される。図１に示す球状の支柱１１Ｃや、図８～図１０に示す支柱１１Ｃを含めて、様々な異なる形状の支柱１１Ｃを、プレス絞り加工により第１シート体１１に一度の作業で形成してもよい。その場合も、支柱１１Ｃ，１１Ｃどうしの隙間Ｌが５ｍｍ以下となるように、それぞれの支柱１１Ｃが間隔を置いて配置される。
Figures 8 to 10 show suitable cross-sectional shapes of the
第２シート体１２は、ウィック収納部２２に収納されている平板状のウィック３１が、シート面部１２Ａの変形を防ぐ補強部材として効果的に機能する。そのため、第２シート体１２の肉厚ｔ２を、第１シート体１１の肉厚ｔ１よりも薄く形成しても（すなわち、ｔ２＜ｔ１であっても）、第２シート１２のシート面部１２Ａ側での容器１５の潰れを回避できる。またその分、ＳＨＰ１の厚さＴ０も薄く形成でき、携帯機器の筐体４３の薄型化に対応した好ましい厚さＴ０を有するＳＨＰ１を提供できる。
The
また図１１に示すように、ＳＨＰ１として厚さＴ０をできるだけ薄くしたいという要求に合わせるには、金属箔の片側一方をプレス絞り加工された成形品となる第１シート体１１とし、金属箔の片側もう一方をプレス絞り加工されていない平板の非成形品となる第２シート体１２として、これらを積み重ねてＳＨＰ１を製造するのが好ましい。代わりに、図１２に示すように、金属箔の片側一方をプレス絞り加工された成形品となる第１シート体１１とし、金属箔の片側もう一方もプレス絞り加工された成形品となる第２シート体１２として、これらを積み重ねてＳＨＰ１を製造すれば、ＳＨＰ１としてもう少し厚さＴ０を厚くできる要求に合わせることができる。この場合、第２シート体１２にはプレス絞り加工により、平坦状ではなく凹状のシート面部１２Ａが形成され、このシート面部１２Ａが第１シート体１１に同じく凹状に形成されたシート面部１１Ａと向かい合うことにより、容器１５の内部に凹状の蒸気通路２１と、ウィック３１を収納するためのウィック収納部２２がそれぞれ形成される。図１２では、第２シート体１２のシート面部１２Ａ側にウィック収納部２２が設けられており、ここに収納されるシート状のウィック３１は、第１シート体１１のシート面部１１Ａから突出する支柱１１Ｃにより押さえられているが、第１シート体１１のシート面部１１Ａ側にウィック収納部２２を設け、ここに収納されるシート状のウィック３１を、第２シート体１２のシート面部１２Ａから突出する支柱（ここでは図示せず）により押さえるようにしてもよい。
As shown in Fig. 11, in order to meet the requirement of making thickness T0 of SHP1 as thin as possible, it is preferable to stack one side of the metal foil as a
容器１５の内側に向けて突出する柱（支柱１１Ｃ）は、ＳＨＰ１の使用条件によって放熱側、受熱側、若しくは放熱側と受熱側の両方に配置され、ＳＨＰ１の外郭となる容器１５が潰れるのを防止したり、容器１５内部のウィック収納部２２に配置されたウィック３１を押さえたりする機能を有する。例えば、図１３に示すＳＨＰ１では、前述の熱拡散部材４２（ここでは図示せず）に接触する放熱部４５側で、第１シート体１１のシート面部１１Ａから支柱１１Ｃが配置され、この支柱１１Ｃの先端部がウィック３１に接触することにより、容器１５の潰れ防止と、容器１５の内部でウィック３１が動かないようにウィック３１を押さえている。ウィック３１が載せられる第２シート体１２のシート面部１２Ａは、前述の熱源４１（ここでは図示せず）に接触する受熱部４４として機能するが、支柱１１Ｃは受熱部４４側にではなく、放熱部４５側にだけ配置される。
The pillars (
別な例として、図１４に示すＳＨＰ１は、金属箔の片側一方をプレス絞り加工された成形品となる第２シート体１２とし、金属箔の片側もう一方をプレス絞り加工されていない平板の非成形品となる第２シート体１１として、これらを積み重ね、プレス絞り加工により第２シート体１２に形成された凹状のシート面部１２Ａを受熱部４４として、ここから第１シート体１１のシート面部１１Ａに向けて複数の支柱１２Ｃが配置される。また、第２シート体１２のシート面部１２Ａの開口を第１シート体１１のシート面部１１Ａで塞ぐように、第１シート体１１と第２シート体１２を積み重ねることで、作動流体が封入される容器１５の内部に、気相の作動流体を流通させる蒸気通路２１と、液相の作動流体を流通させるウィック３１を収納するためのウィック収納部２２がそれぞれ形成される。ウィック３１には、支柱１２Ｃが挿通する孔３３を設けてあり、これにより支柱１２Ｃの先端部が第１シート体１１のシート面部１１Ａ内面に直接接触して、容器１５の潰れを防止している。またウィック３１の孔３３に支柱１２Ｃが挿通することで、ウィック３１は支柱１２Ｃに押さえられないものの、ウィック収納部２２からのある程度の動きが規制されて位置決めされる。ウィック３１が載せられる第２シート体１２のシート面部１２Ａは受熱部４４として機能し、支柱１２Ｃの先端部が当接する第１シート体１１のシート面部１１Ａは放熱部として機能するが、支柱１２Ｃは放熱部４５側にではなく、受熱部４４側にだけ配置される。
14 shows another example of SHP1, in which one side of the metal foil is a
図１５に示すＳＨＰ１は、金属箔の片側一方をプレス絞り加工された成形品となる第１シート体１１とし、金属箔の片側もう一方もプレス絞り加工された成形品となる第２シート体１２として、これらを積み重ね、プレス絞り加工により第１シート体１１に形成された凹状のシート面部１１Ａを放熱部４５として、ここから第２シート体１２のシート面部１２Ａに向けて複数の支柱１１Ｃが配置され、プレス絞り加工により第２シート体１２に形成された凹状のシート面部１２Ａを受熱部４４として、ここから第１シート体１１のシート面部１１Ａに向けて複数の支柱１２Ｃが配置される。また、第１シート体１１のシート面部１１Ａに第２シート体１２のシート面部１２Ａを向かい合わせて、第１シート体１１と第２シート体１２を積み重ねることで、作動流体が封入される容器１５の内部に、気相の作動流体を流通させる蒸気通路２１と、液相の作動流体を流通させるウィック３１を収納するためのウィック収納部２２がそれぞれ形成される。ウィック３１には、第２シート体１２の支柱１２Ｃが挿通する孔３３を設けてあり、これにより支柱１２Ｃの先端部が、第１シート体１１の向かい合う支柱１１Ｃの先端部に直接接触して、容器１５の潰れを防止している。またウィック３１の孔３３に支柱１２Ｃが挿通することで、ウィック３１は支柱１２Ｃに押さえられないものの、ウィック収納部２２からのある程度の動きが規制されて位置決めされる。ここでは、放熱部４５側と受熱部４４側の両方に支柱１１Ｃ，１２Ｃが配置される。
The SHP1 shown in Figure 15 has a
次に、ウィック３１の様々な構成について、添付の図面を参照しながら詳しく説明する。
Next, various configurations of the
図１６は、メッシュ５１によるウィック３１を拡大して示したものである。同図において、ここでのウィック３１は、０．０５ｍｍ以下の直径Ｄ１を有し、銅、ステンレス、若しくはチタンなどの金属線５２を縦横に整列配置して、開き目Ｈ１が２００ｕｍ以下となるように編み込んだ平板状のメッシュ５１により構成される。メッシュ５１の構成要素となる金属線５２の直径Ｄ１を０．０５ｍｍ以下に細径化することで、これをウィック３１として利用した場合に強い毛細管力を得ることができ、併せてＳＨＰ１の厚みＴ０を０．４ｍｍ未満に薄型化しても、ウィック３１を無理なくウィック収納部２２に収納できる。また開き目Ｈ１は、隣り合う一方の金属線５２の内端から他方の金属線５２の内端までの距離であり、開き目Ｈ１を２００ｕｍ以下とすることで、金属線５２の間に形成された隙間３２による強い毛細管力を発揮させることができる。
Figure 16 shows an enlarged view of the
図１７～図２０は、金属箔６１によるウィック３１を各々示したものである。これらの各図において、ウィック３１は０．１ｍｍ以下の厚みＴ２を有し、その表面に毛細管力を生じる微細な縦横に交差した溝６２と、溝６２の適所に等間隔で配置される孔６３とを有する平板状の銅、ステンレス、若しくはチタンなどからなる金属箔６１で構成される。凹状の溝６２は、金属箔６１の表面にのみ格子状に整列して設けられているが、毛細管力を増すために、金属箔６１の裏面にも同様に設けて構わない。金属箔６１の表面と裏面とを貫通する孔６３は、ウィック３１の隙間３２に相当するもので、毛細管力で溝６２に沿って流動する液相の作動流体を、さらに強い毛細管力で孔６３に導き、金属箔６１の裏面側から全体に拡散させることが可能となり、溝６２と孔６３との組み合わせによる強い毛細管力を発揮させることができる。また、金属箔６１の厚みＴ２を０．１ｍｍ以下にすることで、ＳＨＰ１の厚みＴ０を０．４ｍｍ未満に薄型化しても、ウィック３１を無理なくウィック収納部２２に収納できる。
Figures 17 to 20 each show a
図２１および図２２は、不織布７１によるウィック３１を各々示したものである。同図において、ここでのウィック３１は、０．０３ｍｍ以下の直径Ｄ２を有する金属線７２，７３を、１００ｇ／ｍ２～３５０ｇ／ｍ２の密度で配置した不織布７１により構成される。不織布７１は、ほぼ一方向に均一に並ぶ長い直線繊維としての金属線７２と、この金属線７２よりも短く、ランダムな方向に配置されるウェブ繊維としての金属線７３をほぼ均一に重ね合せ、これらの金属線７２，７３を編むのではなく、絡み合わることでシート状に形成される。これは、網状に縦の金属線５２と横の金属線５２を編むメッシュ５１とは異なる。また、金属線７２，７３を単に絡み合わせただけでは、ウェブ繊維の金属線７３が直線繊維の金属線７２から外れやすいので、金属線７２，７３を焼結により互いに接合させた不織布７１としてもよい。不織布７１の構成要素となる金属線７２，７３の直径Ｄ２を、何れも０．０３ｍｍ以下に細径化することで、これをウィック３１として利用した場合に強い毛細管力を得ることができ、併せてＳＨＰ１の厚みＴ０を０．４ｍｍ未満に薄型化しても、ウィック３１を無理なくウィック収納部２２に収納できる。また、金属線７２，７３を組み合わせた不織布７１には、金属線７２，７３の密度に応じた適切な範囲の大きさの隙間３２が形成されるので、毛細管力で金属線７２，７３の間に沿って流動する液相の作動流体を、さらに強い毛細管力で隙間３２に導いて、不織布７１の全体に拡散させることが可能となり、ウィック３１として強い毛細管力を発揮させることができる。
Figures 21 and 22 each show a
次に、上記構成のＳＨＰ１を、薄型の携帯機器に実装した場合の作用効果について説明する。本実施形態のＳＨＰ１は、図５で示した携帯機器の筐体４３の内部形状に合せた外形を有しており、そのまま単体で筐体４３の内部に設置される。このとき、ＳＨＰ１の一側面は、その一部が受熱部４４として、筐体４３の内部に設置したＣＰＵなどの熱源４１と接触して熱接続され、熱源となるＣＰＵから離れた部位（ＳＨＰ１の一側面の別な一部や、他側面）で、放熱部４５が形成される。そして、筐体４３の内部で熱源４１が発熱して温度が上昇すると、その熱源４１からＳＨＰ１の受熱部４４に熱が伝わり、受熱部４４では液相の作動流体が蒸発して、容器１５の内部に形成された中空の蒸気通路２１を通して、受熱部から温度の低い放熱部に向かって気相の作動流体となる蒸気が流れ、ＳＨＰ１の内部で熱輸送が行われる。この放熱部４５に輸送された熱は放熱部４５に接触して熱接続する熱拡散部材４２に熱拡散され、そこから筐体４３の外部に放熱される。これにより携帯機器は、ＣＰＵなどの熱源４１から発生する熱を熱拡散部材４２に効率よく熱拡散することができるため、携帯機器の外郭表面に生ずるヒートスポットが緩和され、ＣＰＵなどの熱源４１の温度上昇も抑制することができる。
Next, the effect of the SHP1 having the above configuration when mounted on a thin mobile device will be described. The SHP1 of this embodiment has an outer shape that matches the internal shape of the
一方、ＳＨＰ１の放熱部４５では、容器１５の内部で蒸気が凝縮して液相の作動流体が溜まるが、蒸気通路２１に対向配置されたウィック３１の強い毛細管力により、液相の作動流体が放熱部４５から受熱部４４へと戻される。微細な隙間３２を有するウィック３１は、上述した多孔質体、メッシュ５１、金属箔６１、不織布７１のいずれの構成であっても、強い毛細管力で液相の作動流体を放熱部４５から受熱部４４へと円滑に流動させるため、薄型のウィック３１でありながら高い毛細管力が得られ、ＳＨＰ１として高い熱拡散性能が確保される。したがって、受熱部４４で液相の作動流体が無くなることはなく、ここで液相の作動流体が再び蒸発して蒸気通路２１を伝わり、放熱部４５に導かれることで熱輸送が継続し、ＳＨＰ１としての本来の性能が発揮される。
On the other hand, in the
図２３は、図２及び図３で示した第１シート体１１の実物を平面視で撮影したものである。また図２４は、図２３における第１シート体１１を利用して完成したＳＨＰ１について、実験で熱源４１を熱接続したときの温度分布を示したものである。この実験では、プレス絞り加工により成形された第１シート体１１を含めて、２枚のシート体１１，１２を積み重ねて上述のように製造した完成状態のＳＨＰ１を用意し、ＳＨＰ１の一側面右部「ａ」に熱源４１を取り付けて、その熱源４１からの発熱でＳＨＰ１の各部がどのような温度になるのかを測定した。
Figure 23 is a plan view of the actual
その結果、熱源４１を装着したＳＨＰ１の一側面右部「ａ」の温度が６６．０℃であったのに対して、ＳＨＰ１の一側面中央部「ｂ」の温度は６５．７℃となり、ＳＨＰ１の一側面左部「ｃ」の温度は６５．５℃となった。つまりＳＨＰ１の全体で、表面の温度差は０．５℃程度に止まり、本実施形態のＳＨＰ１において十分な熱拡散性能が発揮されることが確認できた。
As a result, the temperature of the right side "a" of the SHP1 to which the
以上のように本実施形態では、金属箔をプレス絞り加工のようなプレス加工により成形し、この成形品を含む２枚以上の金属箔として、例えば２枚の第１シート体１１と第２シート体１２を積み重ねて、幅ｄが２ｍｍ未満のフランジ部１１Ｂ，１２Ｂを接合することにより、液相の作動流体が封入される中空の容器１５を形成するＳＨＰ１の製造方法を提供している。
As described above, in this embodiment, a method for manufacturing an SHP1 is provided in which a metal foil is formed by pressing such as press drawing, and two or more sheets of metal foil including this formed product, for example, two sheets of a
この場合、プレス加工で成形された金属箔を利用して、２枚以上の金属箔となる第１シート体１１と第２シート体１２を積み重ね、容器１５の内容積を極力増やすために、幅ｄが２ｍｍ未満に形成されたフランジ部１１Ｂ，１２Ｂを接合して、作動流体が循環する中空の容器１５を形成するだけで、十分な熱拡散性能を有し、且つ製造方法を簡素化したリーズナブルなエッチングレスのＳＨＰ１を提供できる。
In this case, by stacking the
また本実施形態では、金属箔となるシート体１１，１２の肉厚ｔ１，ｔ２を何れも０．１ｍｍ未満とし、プレス加工により容器１５の内部に凹状の蒸気通路２１及びウィック収納部２２を形成し、ウィック収納部２２には微細な隙間３２を有するシート状のウィック３１を具備し、ＳＨＰ１の総厚みとなる厚さＴ０を、携帯機器の薄型化に対応して０．４ｍｍ未満としたＳＨＰ１の製造方法を提供している。
In addition, in this embodiment, the thicknesses t1, t2 of the
この場合、エッチングレスで厚さＴ０が０．４ｍｍ未満でありながら、気相の作動流体が通過する凹状の蒸気通路２１と、シート状のウィック３１を収納するウィック収納部２２とを備えた薄型のＳＨＰ１を提供できる。また、容器１５内部のウィック収納部２２に、毛細管力を生じさせる微細な隙間３２を有するシート状のウィック３１を収納することで、ウィック３１と蒸気通路２１との間で、液相と気相の作動流体を円滑に還流させることが可能になり、十分な熱拡散性能が得られるＳＨＰ１を提供できる。
In this case, a thin SHP1 can be provided that is etch-free and has a thickness T0 of less than 0.4 mm, yet includes a
また本実施形態では、プレス加工により容器１５の内部に凹状の蒸気通路２１が形成され、蒸気通路２１となる領域には、容器１５が大気圧に押されて潰れないようにするために、プレス加工により半球状や円柱状、擂り鉢状などの凸状の柱となる支柱１１Ｃが形成され、支柱１１Ｃ，１１Ｃどうしの間となる隙間Ｌが、５ｍｍ以下の間隔をあけて配置されるＳＨＰ１の製造方法を提供している。
In addition, in this embodiment, a
このようにして、容器１５の潰れを防止する支柱１１Ｃを設けることで、容器１５が大気圧で押されていても、容器１５の内部で気相の作動流体を十分に通過させる蒸気通路２１を確保できる。
In this way, by providing a
また、本実施形態のＳＨＰ１の製造方法において、容器１５には、製造工程で作動流体の注入や真空引きを行なうために、容器１５の内部と連通するノズル１７が任意の位置に２つ以上具備されており、これらのノズル１７には、容器１５を密封状態にするための封止部１８が設けられている。
In addition, in the manufacturing method of the SHP1 of this embodiment, the
この場合、ＳＨＰ１の製造工程において、容器１５の異なる複数の箇所で、容器１５の内部に作動流体を注入したり、容器１５の内部を真空に引いたりすることが可能になる。また、ＳＨＰ１の製造工程が終了した製品状態では、それぞれのノズル１７に封止部１８を設けることで、容器１５の内部を密閉状態に維持して、薄型でも高い熱拡散性能を確保できる。
In this case, during the manufacturing process of SHP1, it becomes possible to inject the working fluid into the inside of the
また、本実施形態のＳＨＰ１の製造方法において、シート体１１，１２のフランジ部１１Ｂ，１２Ｂは、ロウ付け、レーザー溶接、拡散接合の何れかを用いて接合される。
In addition, in the manufacturing method of the SHP1 of this embodiment, the
これにより、シート体１１，１２のフランジ部１１Ｂ，１２Ｂを接合する際に、例えばシート体１１，１２の材質に基づく任意の接合方法で要求に合わせることができ、ＳＨＰ１としての設計の自由度を上げることが可能になる。
As a result, when joining the
また、本実施形態のＳＨＰ１の製造方法において、例えば図１１に示すように、積み重ねた金属箔の一方はプレス加工された成形品としての第１シート体１１とし、金属箔のもう一方は平板となる非成形品としての第２シート体１２としてもよい。
In addition, in the manufacturing method of the SHP1 of this embodiment, for example, as shown in FIG. 11, one of the stacked metal foils may be a
この場合、積み重ねた金属箔の一方をプレス加工された成形品となる第１シート体１１とし、金属箔のもう一方を平板となる第２シート体１２とすることで、ＳＨＰ１としての厚さ要求に合わせた設計が可能となり、設計の自由度を上げることができる。
In this case, one of the stacked metal foils is made into a
代わりに、例えば図１２に示すように、積み重ねた金属箔の一方ともう一方が、何れもプレス加工された成形品としての第１シート体１１と第２シート体１２であってもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 12, one side of the stacked metal foils may be a
この場合、積み重ねた金属箔の一方ともう一方を、何れもプレス加工された成形品となる第１シート体１１と第２シート体１２とすることで、ＳＨＰ１としての厚さ要求に合わせた設計が可能となり、設計の自由度を上げることができる。
In this case, by making one side of the stacked metal foil into a
また、本実施形態のＳＨＰ１の製造方法において、プレス加工により容器１５の内部に凹状の蒸気通路２１及びウィック収納部２２を形成し、ウィック収納部２２には微細な隙間３２を有するシート状のウィック３１を具備し、例えば図１３～図１５に示すように、プレス加工により柱となる支柱１１Ｃ，１２Ｃを形成して、容器１５の潰れ防止機能やウィック３１を押える機能を有するように、支柱１１Ｃ，１２ＣがＳＨＰ１の放熱部４５側、受熱部４４側、若しくは放熱部４５側と受熱部４４側の両方に配置されている。
In addition, in the manufacturing method of the SHP1 of this embodiment, a
このように、ＳＨＰ１の放熱部４５側、受熱部４４側、若しくは放熱部４５側と受熱部４４側の両方に支柱１１Ｃ，１２Ｃを設け、必要に応じてその支柱１１Ｃ，１２Ｃに容器１５の潰れ防止機能やウィック３１を押さえる機能を持たせることで、ＳＨＰ１としての性能要求に合わせた設計が可能となり、設計の自由度を上げることができる。また、容器１５内部のウィック収納部２２に、毛細管力を生じさせる微細な隙間３２を有するシート状のウィック３１を収納することで、ウィック３１と蒸気通路２１との間で、液相と気相の作動流体を円滑に還流させることが可能になり、十分な熱拡散性能が得られるＳＨＰ１を提供できる。
In this way, by providing the
また、本実施形態のＳＨＰ１の製造方法において、シート体１１，１２となる金属箔の材質は、ステンレス、チタン、銅、若しくはそれらを主成分とする合金金属の何れかとするのが好ましい。
In addition, in the manufacturing method of the SHP1 of this embodiment, the material of the metal foil that becomes the
この場合、ＳＨＰ１の外郭をなすシート体１１，１２となる金属箔について、任意の材質で要求に合わせることができ、設計の自由度を上げることが可能になる。
In this case, the metal foil that forms the
また、本実施形態のＳＨＰ１の製造方法において、容器１５の内部に設けられるウィック３１は一例として、直径Ｄ１が０．０５ｍｍ以下の銅、ステンレス、若しくはチタンなどの金属線５２で、かつ開き目Ｈ１が２００ｕｍ以下で編まれたメッシュ５１であることが好ましい。これにより、薄型のウィック３１でありながらメッシュ５１による高い毛細管力が得られ、ＳＨＰ１として高い熱拡散性能を確保できる。
In addition, in the manufacturing method of the SHP1 of this embodiment, the
代わりに本実施形態のウィック３１は、厚みＴ２が０．１ｍｍ以下で、その表面に毛細管力を生じる微細な交差した溝６２と孔６３を有し、銅、ステンレス、若しくはチタンなどからなる金属箔６１としてもよい。これにより、薄型のウィック３１でありながら金属箔６１による高い毛細管力が得られ、ＳＨＰ１として高い熱拡散性能を確保できる。
Instead, the
代わりに本実施形態のウィック３１は、銅、ステンレス、若しくはチタンなどの金属による粉体焼結を含む多孔質体からなる厚みが０．１ｍｍ以下のシートで、微細な孔としての隙間３２を有するものでもよい。これにより、薄型のウィック３１でありながら多孔質体による高い毛細管力が得られ、ＳＨＰ１として高い熱拡散性能を確保できる。
Alternatively, the
さらに本実施形態のウィック３１は、直径Ｄ２が何れも０．０３ｍｍ以下の金属線７２，７３で、密度が１００ｇ／ｍ２～３５０ｇ／ｍ２を有する不織布７１としてもよい。これにより、薄型のウィック３１でありながら不織布７１による高い毛細管力が得られ、ＳＨＰ１として高い熱拡散性能を確保できる。
Furthermore, the
次に、本発明の第２実施形態におけるＳＨＰ１について、添付の図２５を参照して詳しく説明する。同図において、本実施形態では容器１５の内部において、第１実施形態で示した支柱１１Ｃ，１２Ｃに代わる複数の柱部材３５が、ウィック３１の表面から第１シート体１１に形成された凹状のシート面部１１Ａに向けて縦横等間隔に配置されている。したがって、第１シート体１１のシート面部１１Ａは、支柱１１Ｃが設けられておらず凹凸のない平坦に形成される。これにより、特にＳＨＰ１の外郭表面となるシート面部１１Ａの外面に熱源４１や熱拡散部材４２を熱接続させたときの接触面積が増えて密着性が向上する。また、完成したＳＨＰ１を携帯機器の筐体４３内に設置した後に、ユーザーが携帯機器の表示部に指などで圧力を加えたときに、その下に位置するＳＨＰ１の外郭表面が凹凸のない平坦面であれば、画面のゆがみを生じない利点もある。
Next, the SHP1 in the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached FIG. 25. In the figure, in this embodiment, inside the
ＳＨＰ１に関するその他の構成や製造方法と、各部の寸法は第１実施形態と共通するが、本実施形態でもノズル１７は図６で示したように、１つの容器１５の任意の位置に２つ以上具備するのが好ましい。この場合も、各々のノズル１７を利用して酸化膜および作動液の注入や真空引きを行ない、ノズル１７の開口部１７Ａを封止部１８で塞いだ後に、先端部１７Ｂを根元から切り離せば、ノズル１７の部分を容器１５から突出させることなく、ノズル１７に設けた封止部１８により、容器１５の内部を密閉状態に維持できる。
The other configurations and manufacturing methods of the SHP1, as well as the dimensions of each part, are the same as in the first embodiment, but in this embodiment, as shown in FIG. 6, it is preferable to provide two or
凸状の柱部材３５は、熱伝導性に優れた材料として、例えば銅、鉄、ステンレス、銅又は鉄を主成分とする合金金属、の何れかからなる金属多孔質の粉体焼結品や、粉体焼結に限定されない別部品で構成される。各々の柱部材３５は同じ円柱などの柱形状で、若しくは複数の柱形状の組み合わせで、ウィック３１の表面に接合される。つまり、ウィック３１と柱部材３５は別部材なので、多数の多孔質柱３５を任意の形状で、位置や高さも支柱１１Ｃのような制約を受けることなく、シート状のウィック３１に設けておくことが可能となる。また、隣り合う柱部材３５，３５の間の隙間を上述した支柱１１Ｃ，１２Ｃと同じ条件とすることで、容器１５が大気圧で潰れないように、柱部材３５の全体で第１シート体１１のシート面部１１Ａを支えながら、容器１５の内部で気相の作動流体を十分に通
過させる蒸気通路２１を確保できる。
The
各々の柱部材３５には、ウィック３１の隙間３２と同様に、毛細管力を生じる微細な空隙（図示せず）が多数形成される。したがって、ここでの柱部材３５は単に容器１５の潰れを防止する機能だけでなく、液相の作動流体を強い毛細管力で主に蒸気通路２１に向けて流動させる機能も兼用する。ウィック３１に複数の柱部材３５が接合されているウィック構造体を容器１５の内部に設けることで、ウィック構造体の高い毛細管力による十分な熱拡散性能が得られる。また、ウィック３１は、上述の多孔質体やメッシュ５１や金属箔６１や不織布７１をそのまま適用できる。
Each
図２６は、ウィック収納部２２に複数枚重ねて収納したウィック３１の一例を示したものである。ここでのウィック３１は、図１６に示す２枚のメッシュ５１Ａ，５１Ｂで構成される。図２６では、複数枚のウィック３１であることを示すために、あえてメッシュ５１Ａの一部を折り返しているが、実際には同一形状のメッシュ５１Ａ，５１Ｂが折り返されることなく、完全に重なってウィック収納部２２に配設される。２枚以上のウィック３１は、ここで示すメッシュ５１の他に、上述の多孔質体や金属箔６１や不織布７１の何れであってもよく、また柱部材３５を備えた１枚のウィック３１と、柱部材３５を備えていない別な１枚乃至複数枚のウィック３１の組み合わせとしてもよい。
Figure 26 shows an example of a
このように、ウィック収納部２２にウィック３１を複数枚重ねて収納すると、ウィック３１の枚数に比例してウィック３１が保持できる液相の作動流体の量（保液量）を増加させることができ、ＳＨＰ１としての性能が向上する。特に、１枚のウィック３１では保液量に限界があって、蒸気通路２１の一部に液相の作動流体が液溜まりのように残ると、気相の作動流体の流通がそこで妨げられてＳＨＰ１の性能が著しく低下するが、ウィック３１を複数枚とすることで、そうした液溜まりを解消して、蒸気通路２１全体で気相の作動流体を円滑に流通させることが可能となる。
In this way, by storing
以上のように、本実施形態では容器１５の内部にウィック３１が設けられ、このウィック３１には、容器１５が大気圧に押されて潰れないようにするために、粉体焼結品または別部品による柱部材３５が具備され、柱部材３５に対向する金属箔の外郭表面として、第１シート体１１のシート面部１１Ａの表面が平坦となるＳＨＰ１の製造方法を提供している。
As described above, in this embodiment, a
この場合、第１シート体１１のシート面部１１Ａの表面が平坦になることで、放熱部品となる熱拡散部材４２や発熱部品となる熱源４１の密着性を上げることができ、ＳＨＰ１として薄型でも高い性能を確保できる。
In this case, the surface of the
また本実施形態では、ウィック３１を１枚ではなく複数枚備えたＳＨＰ１の製造方法を提供している。
In addition, this embodiment provides a method for manufacturing an SHP1 that has
この場合、ウィック３１の枚数を増やす程、ウィック３１に保持される液相の作動流体の量が増加するので、容器１５の内部で液相の作動流体の一部を局所的に留めることなく、ウィック３１を通して液相の作動流体全体を余すことなく循環させて、ＳＨＰ１としてさらに高い熱拡散性能を確保できる。
In this case, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。例えば、第１実施形態の支柱１１Ｃ，１２Ｃや第２実施形態の多孔質柱３５は、ＳＨＰ１の受熱部４４や放熱部４５の位置に合わせて、個々の形状や配置間隔を変えるように構成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the
１ シート状ヒートパイプ
１１ 第１シート体（金属箔）
１１Ｃ，１２Ｃ 支柱（柱）
１２ 第２シート体（金属箔）
１５ 容器
１７ ノズル
１８ 封止部
２１ 蒸気通路
２２ ウィック収納部
３１ ウィック
1 Sheet-shaped
11C, 12C Pillar
12 Second sheet body (metal foil)
15
21 Steam passage
22
Claims (12)
前記容器の内部に厚みが０．１ｍｍ以下であって、銅、ステンレス、若しくはチタンのいずれかの金属を含んでなる平板状のウィックを設け、
前記金属箔の少なくとも一方に、プレス絞り加工により前記金属箔の表面部側を凹ませて柱を形成し、前記柱で前記ウィックを押さえ、
総厚みを０．４ｍｍ未満としたことを特徴とするシート状ヒートパイプの製造方法。 A metal foil having a thickness of less than 0.1 mm and made of stainless steel or an alloy metal containing stainless steel as a main component is formed by pressing, two or more sheets of the metal foil including this formed product are stacked, and a flange portion having a width of less than 2 mm is joined by laser welding to form a hollow container in which a working fluid is sealed;
A flat wick having a thickness of 0.1 mm or less and containing any one of copper, stainless steel, and titanium is provided inside the container;
At least one of the metal foils is pressed by a press drawing process to form a pillar on the surface side of the metal foil, and the pillar holds the wick;
A method for manufacturing a sheet-shaped heat pipe, characterized in that the total thickness is less than 0.4 mm.
一方に前記柱を形成し、もう一方に前記ウィックを収納するためのウィック収納部を設けたことを特徴とする請求項１～３の何れか一つに記載のシート状ヒートパイプの製造方法。 The molded product is one of the stacked metal foils and the other of the stacked metal foils, both of which are press-processed,
4. The method for manufacturing a sheet-shaped heat pipe according to claim 1, wherein the pillar is formed on one side, and a wick storage section for storing the wick is provided on the other side.
前記ノズルには、前記容器を密閉状態にする封止部が設けられていることを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載のシート状ヒートパイプの製造方法。 A nozzle is provided on a linear side of the container, the nozzle communicating with the inside of the container for injecting a working fluid or for drawing a vacuum;
6. The method for manufacturing a sheet-shaped heat pipe according to claim 1, wherein the nozzle is provided with a sealing portion for sealing the container.
前記容器の内部に厚みが０．１ｍｍ以下であって、銅、ステンレス、若しくはチタンのいずれかの金属を含んでなる平板状のウィックが設けられ、
前記金属箔の少なくとも一方に、プレス絞り加工により前記金属箔の表面部側を凹ませて形成した柱を有し、前記柱で前記ウィックを押さえ、
総厚みを０．４ｍｍ未満であることを特徴とするシート状ヒートパイプ。 A sheet-like heat pipe having a hollow vessel in which a working fluid is sealed, the hollow vessel being formed by pressing a metal foil having a thickness of less than 0.1 mm and made of stainless steel or an alloy metal mainly composed of stainless steel, stacking two or more sheets of the metal foil including the formed product, and joining a flange portion having a width of less than 2 mm by laser welding,
A flat wick having a thickness of 0.1 mm or less and containing any one of copper, stainless steel, and titanium is provided inside the container;
At least one of the metal foils has a pillar formed by recessing a surface side of the metal foil by press drawing, and the pillar holds the wick;
A sheet-like heat pipe having a total thickness of less than 0.4 mm.
一方に前記柱が形成され、もう一方に前記ウィックを収納するためのウィック収納部が設けられたことを特徴とする請求項７～９の何れか一つに記載のシート状ヒートパイプ。 The molded product is one of the stacked metal foils and the other of the stacked metal foils, both of which are press-processed,
10. The sheet-shaped heat pipe according to claim 7, wherein the pillars are formed on one side, and a wick storage section for storing the wick is provided on the other side.
前記ノズルには、前記容器を密閉状態にする封止部が設けられていることを特徴とする請求項７～１１の何れか一つに記載のシート状ヒートパイプ。 A nozzle is provided on a linear side of the container, the nozzle communicating with the inside of the container for injecting a working fluid or for drawing a vacuum;
12. The sheet-shaped heat pipe according to claim 7, wherein the nozzle is provided with a sealing portion for sealing the container.
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