(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に熱的に接続される受熱ブロックと、
前記受熱ブロックの表面に立設され、前記受熱ブロックから受熱して熱輸送を行うヒートパイプと、
前記ヒートパイプに設けられた複数のフィンと、を備え、
前記ヒートパイプは、受熱ブロックの近傍に設けられた曲げ部と、前記曲げ部から前記受熱ブロックと離れる方向に直線状に形成される直線部と、を備え、
前記フィンは、前記直線部に設置される第１のフィン群と、前記曲げ部に設置される第２のフィン群と、を備え、
前記第２のフィン群の各フィンは、前記曲げ部の断面と同等又はそれ以上の面積の穴を備え、前記第２のフィン群を前記受熱ブロックに固定する接続部材により前記受熱ブロックと熱的に接続し、
前記第１のフィン群の一部のフィンは、前記接続部材により前記受熱ブロックと熱的に接続し、
前記接続部材は、前記曲げ部の外周と、前記穴の内周の間に、前記ヒートパイプと前記第２のフィン群とを熱的に接続するように間挿されたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記第２のフィン群の前記穴は、楕円形状であり、
前記接続部材は、前記穴の楕円形状と略同大の外周を備え、前記ヒートパイプの外周と略同大の内周を備えた楕円筒状体であることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記第２のフィン群の前記穴は、バーリング加工が施されており、
前記第２のフィン群は、前記接続部材及び前記ヒートパイプと、前記フィンの厚みより広く熱的に接続されたことを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子を冷却する冷却装置に関し、特に、鉄道車両、航空機、船舶等の移動体に搭載された電力変換装置等の電気部品を、空冷で冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両などの移動体は、駆動用のモータ等の制御を行うために、電力制御筐体内にＩＧＢＴなどのパワーデバイスやその他の電子部品からなる電力制御装置を備えている。これらの電子部品は熱損失によって発熱するため、強制空冷や車両移動によって発生する風を利用して、取り付けられた電気部品を効率良く冷却するように発熱体に冷却装置が設けられている。【０００３】
従来の冷却装置の一例を図１２に示す。図１２において、冷却装置１は、発熱体である電子部品Ｈ１，Ｈ２が取り付けられた受熱ブロック２と、受熱ブロック２に半田付けされるヒートパイプ３と、ヒートパイプ３に取り付けられた放熱フィン群４により形成される。より具体的には、図１２に示すように、受熱部として片面にヒートパイプ３の固定用の長穴溝２１を有した発熱素子取り付け用の受熱ブロック２に、例えばヒートパイプ３の底部を半田付けし、この半田付けされたヒートパイプ３に対し円形バーリングを有した放熱フィン４を圧入加工して構成されるのが一般的である。【０００４】
このような従来の冷却装置では、放熱フィンの設置枚数や冷却風の風量を増やさずに、冷却装置全体での冷却効率を向上させるべく、例えば、風上側と風下側とでフィンピッチを変更するなど、種々の工夫が施されている（特許文献１参照）。また、図１２に示されるように、冷却効果の向上を狙ってヒートパイプ３に、側面視Ｕ字（又はＬ字）のものが用いられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８１８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の冷却装置では、冷却装置の軽量化などの目的で、受熱ブロックの薄型化が求められることがある。すると、図１２に示されるように、受熱ブロックとヒートパイプの接合部分付近において、受熱ブロック上にＵ字型やＬ字型のヒートパイプの曲げ部分のＲ形状が現れる。【０００７】
一般に、放熱フィンには、ヒートパイプの設けられた位置に合わせてバーリング穴が設けられており、ヒートパイプをこの穴に圧入することで、放熱フィンとヒートパイプとを圧着させている。しかし、Ｕ字型又はＬ字型ヒートパイプの曲げ部分が受熱ブロック上に表れた場合、ヒートパイプの曲げ部分を放熱フィンの穴に密着させることは困難である。そして、受熱ブロックに近いヒートパイプの曲げ部分に、フィンが配置されない場合には、その領域がデッドスペースＤとなる。このデッドスペースＤは、フィンが配置されないために放熱寄与が期待できない。さらに、デッドスペースＤへの風抜けが起こることで、フィン全体で均等に風を受けることができなくなり、冷却能力の低下が懸念される。【０００８】
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、受熱ブロック近傍のヒートパイプの曲げ部にも放熱フィンが配置され、かつ、放熱フィン全体に均等に風を受けることで、冷却能力を向上させた冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明は、発熱体に熱的に接続される受熱ブロックと、前記受熱ブロックの表面に立設され、前記受熱ブロックから受熱して熱輸送を行うヒートパイプと、前記ヒートパイプに設けられた複数のフィンと、を備え、前記ヒートパイプは、受熱ブロックの近傍に設けられた曲げ部と、前記曲げ部から前記受熱ブロックと離れる方向に直線状に形成される直線部と、を備え、前記フィンは、前記直線部に設置される第１のフィン群と、前記曲げ部に設置される第２のフィン群と、を備え、前記第２のフィン群の各フィンは、前記曲げ部の断面と同等又はそれ以上の面積の穴を備え、前記第２のフィン群を前記受熱ブロックに固定する接続部材により前記受熱ブロックと熱的に接続したことを特徴とする。【００１０】
以上の態様では、Ｕ字やＬ字のヒートパイプの曲げ部に設置される第２のフィンが、曲げ部の断面と同等又はそれ以上の面積の穴を備えることで、従来構造上、放熱フィンを配置しにくいヒートパイプの曲げ部にも、放熱フィンを設けることができる。また、放熱フィンの固定と受熱ブロックとの熱的な接続を、例えばアルミピンや銅ピンなどの熱伝導性の接続部材により行うことで、受熱ブロックの熱を、当該接続部材を介して放熱フィンに伝えることができるようになる。これにより、従来デットスペースとなっていた部分にフィンを配置して冷却能力の向上を図ることができるとともに、曲げ部において風抜けせず、フィン全体に均等に風を受けることができるようになる。さらに、従来デットスペースとなっていた部分に放熱フィンを配置することが可能になるので、冷却装置の当該スペースと反対に配置していた放熱フィンの枚数を減らすなどして、冷却装置の低背化を図ることも可能になる。【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１のフィン群の一部のフィンは、前記接続部材により前記受熱ブロックと熱的に接続したことを特徴とする。【００１２】
以上の態様では、ヒートパイプの直線部をなすストレート部分に設けられた第１のフィン群の一部も、ヒートパイプとの熱的な接続とは別に、接続部材により受熱ブロックと熱的に接続される。これにより、受熱ブロックの熱が、ヒートパイプとは別に接続部材を通して吸熱されフィンに熱輸送され、放熱性の向上を図ることができる。また、第１のフィン群は、ヒートパイプとも熱的に接続されているので、上述の効果に留まらない。すなわち、冷却装置が低温環境下で用いられた場合、ヒートパイプ内の作動液が凍結してしまうことがある。この場合、作動液が融解するまでは放熱効率が低いが、本態様では、上述の接続部材からの熱がヒートパイプに伝わることで、作動液の融解が促進される。これにより、低温環境下での冷却装置の起動時に早期に放熱効率を高めることが可能となる。【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、前記接続部材は、前記曲げ部の外周と、前記穴の内周の間に、前記ヒートパイプと前記第２のフィン群とを熱的に接続するように間挿されたことを特徴とする。【００１４】
以上の態様では、従来構造上、放熱フィンを固定しにくく、固定しても密着困難であった曲げ部であっても、第２のフィン群の各フィンに設けた穴の内周とヒートパイプの外周との間に、接続部材を間挿させることで、これらを熱的に接続することが可能となる。これにより、従来デットスペースとなっていた部分にフィンを配置して冷却能力の向上を図ることができるとともに、曲げ部において風抜けせず、フィン全体に均等に風を受けることができるようになる。さらに、冷却装置が低温環境下で用いられた場合、接続部材からの熱がヒートパイプに伝わることで、作動液の融解が促進され、低温環境下での冷却装置の起動時に早期に放熱効率を高めることが可能となる。【００１５】
第４の発明は、第３の発明において、前記第２のフィン群の前記穴は、楕円形状であり、前記接続部材は、前記穴の楕円形状と略同大の外周を備え、前記ヒートパイプの外周と略同大の内周を備えた楕円筒状体であることを特徴とする。【００１６】
以上の態様では、楕円筒状体に、第２のフィン群を圧入し、当該楕円筒状体の外周面で第２のフィン群を固定し、内周面でヒートパイプと密着することにより、第２のフィン群とヒートパイプとを熱的に接続することができる。【００１７】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記第２のフィン群の前記穴は、バーリング加工が施されており、前記接続部材及び前記ヒートパイプと、前記第２のフィン群は、前記フィンの厚みより広く熱的に接続されたことを特徴とする。【００１８】
以上の態様では、第２のフィン群に設けられた穴が、バーリング加工されていることより、ヒートパイプの曲げ部においても、ヒートパイプとフィンとを広い面積で接触させることができ、冷却能力の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のような本発明によれば、受熱ブロック近傍のヒートパイプの曲げ部にも放熱フィンが配置され、かつ、放熱フィン全体に均等に風を受けることで、冷却能力を向上させた冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る冷却装置の構成を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る冷却装置の一部の構成を示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る冷却装置の一部の構成を示す拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る冷却装置の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る冷却装置の構成を示す全体斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る冷却装置の一部の構成を示す拡大斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る冷却装置の構成を示す全体斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る冷却装置の一部の構成を示す拡大斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る冷却装置の一部の構成を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る冷却装置の実施例の条件を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る冷却装置の実施例の結果を示す表である。
【図１２】従来の冷却装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
［１．第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る冷却装置１０は、図１に示すように、発熱体を構成する電子部品Ｈ１，Ｈ２に熱的に接続される受熱ブロック２と、受熱ブロック２の表面に立設され、受熱ブロック２から受熱して熱輸送を行うヒートパイプ３と、ヒートパイプ３に設けられた複数のフィン４とを備える。
【００２２】
受熱ブロック２は、図２に示すように、長方形状の一面側（図中底面側）において電子部品Ｈ１，Ｈ２に接続され、他面側（図中平面側）に複数のヒートパイプ３が立設されている。より具体的には、受熱ブロック２の他面側には、複数のヒートパイプ３の固定用の長穴溝２１が、図中矢印で示される風向き方向に長軸方向を合わせて複数設けられている。この長穴溝２１に、ヒートパイプ３のＵ字底端側を埋設し、半田付けやかしめなどの方法により固定している。
【００２３】
ヒートパイプ３は、上述の通りＵ字型を用いており、本実施形態では、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、受熱ブロック２上に、長尺ＨＰ３１と短尺ＨＰ３２の２種類を配置している。ヒートパイプ３は、Ｕ字型であり、受熱ブロック２の近傍に設けられた曲げ部３３と、曲げ部３３から受熱ブロックと離れる方向に直線状に形成される直線部３４とから形成される。
【００２４】
なお、本実施形態において曲げ部３３は、ヒートパイプ３のＵ字の曲げをなす部分全体をいうのではなく、図２（ａ）に示すように、受熱ブロック２に取り付けられたヒートパイプ３の受熱ブロック２の平面上に現れる部分から直線部に至るまでの部分を指す。また、本実施形態では、Ｕ字型ヒートパイプを用いた例のみを示しているが、本発明では、Ｌ字型ヒートパイプなど、直線部と曲げ部を有するヒートパイプであればいずれも適用可能である。
【００２５】
フィン４は、図１に示すように、ヒートパイプ３の直線部３４に設置される第１のフィン群４１と、曲げ部３３に設置される第２のフィン群４２と、から構成される。本実施形態では、受熱ブロック２側の４枚のフィンを第２のフィン群４２として構成している。なお、第２のフィン群４２は、４枚に限るものではない。
【００２６】
第１のフィン群４１は、従来技術として図１２に示したものと同様の構成を有するものであり、各々のフィンの面上に複数の円形バーリングＢ１を設け、円形バーリングＢ１からヒートパイプ３の直線部３４を圧入することで、所定位置に位置決め固定されている。
【００２７】
第２のフィン群４２は、図３の拡大図に示すように、ヒートパイプ３に対応する位置に、ヒートパイプ３の曲げ部３３の断面の最大面積と同程度の面積の楕円形の逃げ穴Ｂを面上に複数有する。この逃げ穴Ｂは、曲げ部３３を通過して第２のフィン群４２を形成する各フィンが積層して配置できればよく、この場合、ヒートパイプ３とは接触していることを妨げず、また接触していない状態であっても構わない。すなわち、接触による熱的なやり取りの有無は問わない。なお、図３においては、説明の便宜上第１のフィン群４１は省略して表している。
【００２８】
第２のフィン群４２は、上述した逃げ穴Ｂ以外に、各々のフィンの受熱ブロック２上のピン５に対応する位置に、バーリングＢ２が設けられている。このバーリングＢ２からピン５を圧入することで、第２のフィン群４２は、受熱ブロック２に固定され、これにより受熱ブロック２及びピン５と熱的に接続されている。ピン５は、ヒートパイプ３の配置に合わせて配置されており、例えば、本実施形態では、風向き方向一列に１０本配置し、これを７列設けている（図３及び図４参照）。また、ピン５は、熱伝導性の高いアルミや銅により構成されるのが好ましい。
【００２９】
以上の構成からなる本実施形態の冷却装置１０によれば、熱輸送経路が、以下に示す２通りとなる。すなわち、冷却装置１０の熱輸送経路は、熱源となる電子部品Ｈ１，Ｈ２から受熱ブロック２を介してヒートパイプ３の受熱側から放熱側への熱輸送を経て、第１のフィン群４１へ伝熱されるルートと、電子部品Ｈ１，Ｈ２から受熱ブロック２を介してピン５に伝熱され、このピン５から第２のフィン群４２へ伝熱されるルートとの２つが形成される。
【００３０】
このような冷却装置１０によれば、従来構造上、放熱フィンを固定しにくく、固定しても密着困難であった曲げ部３３に対して、第２のフィン群４２を設けることが可能となる。これは、第２のフィン群４２に、曲げ部３３の断面の最大面積と同程度の面積の逃げ穴Ｂを面上に複数設け、さらに、放熱フィン４の固定と受熱ブロック２との熱的な接続を、アルミや銅などの熱伝導性の接続部材からなるピン５により行っていることによる。
【００３１】
このように、ピン５により、受熱ブロック２の熱を、ヒートパイプ３を介さなくても、放熱フィン４に伝えることができる。これにより、従来デットスペースとなっていた部分に放熱フィン４を配置して冷却能力の向上を図ることができる。さらに、曲げ部３３に第２のフィン群４２を配置することで、この部分において風抜けすることなく、第１のフィン群４１を含めて、フィン４全体に均等に風を受けることができるようになる。
【００３２】
［２．第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る冷却装置２０は、第１の実施形態の構成を基本にしつつ、第１のフィン群４１の一部分としてヒートパイプ３の直線部に形成される第３のフィン群４３を設けた点に構成上の特徴を有する。そこで、以下では、第３のフィン群４３の構成と、この構成に関連して第１の実施形態と異なる構成について説明し、第１の実施形態と同様の構成についての説明は省略する。
【００３３】
図５に示すように、冷却装置２０では、フィン４を、第１のフィン群４１、第２のフィン群４２、及び第３のフィン群４３の３つのフィン群により構成している。第３のフィン群４３は、図６の拡大図に示すように、第２のフィン群４２の図中上方側、受熱ブロック２から離れた側であって、第１のフィン群４１との間に設けられる。なお、第１のフィン群４１と第２のフィン群４２については、第１のフィン群４１の枚数が異なる以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３４】
第３のフィン群４３は、本実施形態においては第２のフィン群４２と同様、４枚のフィンにより形成される。第３のフィン群４３は、第２のフィン群４２と異なり、ヒートパイプ３の直線部３４（図２（ａ）参照）に形成される。そのため、第３のフィン群４３は、各々のフィンの面上に複数の円形バーリングＢ３を有する。また、第３のフィン群４３は、第２のフィン群４２と同様に、第１の実施形態の構成よりも延伸されたピン５０に圧入されるため、円形バーリングＢ３以外に、受熱ブロック２上のピン５０に対応する位置に、バーリングＢ４を有する。
【００３５】
すなわち、第３のフィン群４３は、円形バーリングＢ３からヒートパイプ３の直線部３４を圧入することで、ヒートパイプ３の所定位置に密着して固定される。また、第３のフィン群４３は、ピン５０をバーリングＢ４から圧入することで位置決め固定される。これにより、第３のフィン群４３は、受熱ブロック２及びピン５０の双方に熱的に接続されることとなる。
【００３６】
なお、本実施形態において、ピン５０は、上述の通り、第１の実施形態におけるピン５よりも、フィン４の４枚分の長さ延伸されて構成されている。
【００３７】
以上の構成からなる本実施形態の冷却装置２０における熱輸送経路は、以下のとおりである。すなわち、冷却装置２０の熱輸送経路は、熱源となる電子部品Ｈ１，Ｈ２から受熱ブロック２を介してヒートパイプ３の受熱側から放熱側への熱輸送を経て、第１のフィン群４１及び第３のフィン群４３へ伝熱されるルートと、電子部品Ｈ１，Ｈ２から受熱ブロック２を介してピン５０に伝熱し、このピン５０から第２のフィン群４２及び第３のフィン群４３へ伝熱されるルートとの２つが形成される。
【００３８】
このような構成の冷却装置２０は、第１の実施形態における冷却装置１０の効果に加えて、次のような効果を奏する。すなわち、ヒートパイプ３の直線部３４に設けられた第３のフィン群４３にも、ヒートパイプ３との熱的な接続とは別に、接続部材のピン５０により受熱ブロック２と熱的に接続される。
【００３９】
これにより、受熱ブロック２の熱が、ヒートパイプ３とは別にピン５０を通して吸熱され第３のフィン群４３に伝熱される。これにより、放熱性の向上を図ることができる。
【００４０】
また、第３のフィン群４３は、ヒートパイプ３に熱的に接続されているので、上述の効果に留まらず、以下のような顕著な効果も奏する。すなわち、冷却装置２０が低温環境下（例えば、−２０℃の状態をいう。以下に同じ。）で用いられた場合、ヒートパイプ内の作動液が凍結してしまう。この場合、一般的に作動液が融解するまでは、ヒートパイプは銅管として機能するのみで、本来的な機能に比べると放熱効率が低い。この点、本実施形態では、上述のピン５０からの熱がヒートパイプ３に伝わることで、凍結した作動液の融解が促進される。このように、冷却装置２０によれば、特に、低温環境下での冷却装置の起動時に早期に放熱効率を高めることが可能となる。
【００４１】
［３．第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る冷却装置３０は、第１の実施形態の構成において、第２のフィン群４２と受熱ブロック２との熱的な接続及び位置決め固定をピン５によって行っていたものを、楕円筒部材６により行うようにしたものである。図７に示すように、第１の実施形態における第２のフィン群４２の代わりに、第４のフィン群４４を用いている。なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４２】
第４のフィン群４４は、図８の拡大図に示すように、ヒートパイプ３に対応する位置に、ヒートパイプ３の曲げ部３３の断面の最大面積と同程度の面積の逃げ穴Ｂを面上に複数有する。逃げ穴Ｂは、第４のフィン群４４の各々のフィンの面上にバーリング加工により設けられる。逃げ穴Ｂは、第１の実施形態の場合と同様、曲げ部３３を通過して第２のフィン群４２を形成する各フィンが積層して配置できればよい。なお、第４のフィン群４４には、第２のフィン群４２に設けられていたピン５に圧入されるバーリングＢ２は設けられていない。
【００４３】
楕円筒部材６は、断面形状が楕円形の筒状体であり、上述の逃げ穴Ｂの内周よりも僅かに大きな外周を成し、その内周はヒートパイプ３の外周と同等に形成される。楕円筒部材６の高さは、第４のフィン群４４の積層される高さより僅かに高く形成され、ヒートパイプ３の曲げ部３３の高さの範囲と同等に形成されている。なお、楕円筒部材６は、ピン５と同様、アルミや銅などの熱伝導率の高い素材により形成するのが好ましい。
【００４４】
このような構成の冷却装置３０では、まず、長穴溝２１にヒートパイプ３を位置決めした状態で、楕円筒部材６の中空部分にヒートパイプ３をくぐらせて、図９の断面図に示すように、ヒートパイプ３の外周に楕円筒部材６の内周面が密着するようにして位置決めする。次に、ヒートパイプ３を受熱ブロック２に半田付け又はかしめにより固定し、楕円筒部材６を受熱ブロック２に対して半田付けする。このとき、楕円筒部材６の中空部分は、そのまま中空としてもよく、上面と下面とを封鎖して中空部分を真空にしてもよく、さらには、半田等により埋めて構成してもよい。
【００４５】
なお、上記実施形態では、第４のフィン群４４とヒートパイプ３との接続部材の一例として、楕円筒部材６として筒状体であることを示したが、本発明では、ヒートパイプ３における曲げ部３３の外周と、第４のフィン群に設けられた逃げ穴Ｂの内周の間に間挿される部材であれば、その形状は問わない。
【００４６】
以上のような本実施形態の冷却装置３０では、従来構造上、放熱フィンを固定しにくく、固定しても密着困難であった曲げ部であっても、第４のフィン４４に設けた逃げ穴Ｂとヒートパイプ３との間に、接続部材として、逃げ穴Ｂの形状に対応した楕円筒部材６を間挿させることで、受熱ブロック２、ヒートパイプ３、楕円筒部材６及び第４のフィン４４を熱的に接続することが可能となる。
【００４７】
これにより、従来デットスペースとなっていた部分に第４のフィン４４を配置して冷却能力の向上を図ることができるとともに、曲げ部３３において風抜けせず、フィン全体に均等に風を受けることができるようになる。
【００４８】
さらに、受熱ブロック２の熱を、楕円筒部材６を介してヒートパイプ３へ伝えることもできるので、冷却装置３０が低温環境下で用いられることにより、ヒートパイプ３内の作動液が凍結した場合であっても、受熱ブロック２から楕円筒部材６を通してヒートパイプ３へ伝熱されることで作動液の融解が促進され、低温環境下での冷却装置の起動時に早期に放熱効率を高めることが可能となる。
【実施例】
【００４９】
以上のような各実施形態に係る冷却装置１０，２０，３０における冷却効率について、従来の冷却装置１と比較して解析した結果を示す。従来例として用いたのは、前述のとおり図１２に示す冷却装置１であり、本発明の実施形態として、図１に示す第１の実施形態における冷却装置１０と、図５に示す第２の実施形態における冷却装置２０と、図７に示す第３の実施形態における冷却装置３０とを比較した。【００５０】
解析に用いた冷却装置には、共通的な構成として、受熱ブロック２には、アルミブロックを用い、風向き方向の幅は４３０ｍｍとし、風向きに垂直な縦方向の幅は２３０ｍｍとし、厚さ２２．５ｍｍとした。また、ヒートパイプ３としては、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、直径１５．８８ｍｍのものを全部で１５本用いた。ヒートパイプ３の配置は、図２（ｂ）に矢印で示す風向き方向に６列配置し、長尺ＨＰ３１と、短尺ＨＰ３２とを適宜組み合わせて配置している。また、図４に示すような側面視の受熱ブロック２の面からヒートパイプ３の長尺ＨＰ３１の端部までの最大高さは２０５ｍｍとした。なお、短尺ＨＰ３２を設けた理由は、第２及び第３の実施形態の冷却装置２０及び３０において、低温起動時に早期にヒートパイプ３の作動液を融解させ、ヒートパイプとして機能させるためである。すなわち、短尺ＨＰ３２のほうが、長尺ＨＰ３１に比べて容量が小さい分、作動液の溶解が早いことによる。【００５１】
フィン４としては、第１のフィン群４１、第２のフィン群４２及び第３のフィン群４３のいずれにおいても、銅フィンを用い、風向き方向の幅は４００ｍｍとし、風向きに垂直な縦方向の幅は２００ｍｍとし、厚さ９．５ｍｍとし、フィンの配置間隔は６ｍｍとした。【００５２】
以上のような冷却装置の構成において、解析条件として、図１０の平面図に示すように、受熱ブロック２に取り付けられる熱源として、Ｈ１とＨ２にそれぞれ１０００Ｗを入熱し、各冷却装置を風向方向の長さが２４３０ｍｍ、風向と垂直方向の幅が２３０ｍｍ、高さが２０５ｍｍの箱に投入し、図示しないブロアにより１０００ｍｍ離れた位置から、同図に矢印に示す風向き方向に４ｍ／ｓの風速で送風した。これを常温環境時におけるＨ１及びＨ２の上昇温度を測定した。以上のような解析結果を図１１に示す。【００５３】
なお、ここにいう常温環境下とは２０℃の状態をいう。また、Ｈ１及びＨ２における上昇温度は、冷却装置の起動から定常状態になった後の温度をいう。例えば、本実施例では、２０〜４０分程度経過した後である。【００５４】
以上を前提として、図１１を参照して常温環境時の温度上昇について説明する。
従来の冷却装置１においては、上流側のＨ１の上昇温度は２３．９℃で、下流側のＨ２の上昇温度は２３．２℃であった。
第１の実施形態における冷却装置１０では、上流側のＨ１の上昇温度は２０．９℃で、下流側のＨ２の上昇温度は２１．７℃であった。
第２の実施形態における冷却装置２０では、上流側のＨ１の上昇温度は２１．５℃で、下流側のＨ２の上昇温度は２２．５℃であった。
第３の実施形態における冷却装置３０では、上流側のＨ１の上昇温度は２１．５℃で、下流側のＨ２の上昇温度は２２．５℃であった。【００５５】
この結果に示すとおり、従来技術に比較して、第１の実施形態で１３％〜６％、第２及び第３の実施形態で１０％〜３％の冷却能力の向上を達成していることがわかる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１０，２０，３０  冷却装置
２  受熱ブロック
２１  長穴溝
３  ヒートパイプ
３１  長尺ＨＰ
３２  短尺ＨＰ
３３  曲げ部
３４  直線部
４  フィン
４１  第１のフィン群
４２  第２のフィン群
４３  第３のフィン群
４４  第４のフィン群
５，５０  ピン
６  楕円筒部材
Ｂ  穴
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４  バーリング
Ｈ１，Ｈ２  電子部品
【要約】
受熱ブロック近傍のヒートパイプの曲げ部にも放熱フィンが配置され、かつ、放熱フィン全体に均等に風を受けることで、冷却能力を向上させた冷却装置を提供する。
冷却装置１０は、発熱体を構成する電子部品Ｈ１，Ｈ２に熱的に接続される受熱ブロック２と、受熱ブロック２の表面に立設され、受熱ブロック２から受熱して熱輸送を行うヒートパイプ３と、ヒートパイプ３に設けられた複数のフィン４とを備える。フィン４は、ヒートパイプ３の直線部３４に設置される第１のフィン群４１と、曲げ部３３に設置される第２のフィン群４２と、から構成される。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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