(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、
前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、
当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、
前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、
前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、
前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流し、前記上り連結流路（１１１）よりも前記下り連結流路（１１２）よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分を有する冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）が形成され、
前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流すための放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）が形成され、
前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、
それら複数のポンプ（２０）のうち、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数は、前記連結部（１１）の前記上り連結流路（１１１）内および前記下り連結流路（１１２）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数よりも多いことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、
前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、
当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、
前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、
前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、
前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流すための冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）が形成され、
前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流し、前記上り連結流路（１１１）よりも前記下り連結流路（１１２）よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分を有する放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）が形成され、
前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、
それら複数のポンプ（２０）のうち、前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数は、前記連結部（１１）の前記上り連結流路（１１１）内および前記下り連結流路（１１２）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数よりも多いことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
前記複数のポンプ（２０）のそれぞれは、尖形電極（２１）およびスリット電極（２２）を有し、前記尖形電極（２１）は、前記スリット電極（２２）に向かって先細る形状となっており、前記スリット電極（２２）は、スリット形状となっていることで、当該ポンプ（２０）の位置の流路を更に狭めるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、
前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、
当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、
前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、
前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、
前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流すための冷却部内流路（１２１、１２２、１２７、１２８）と、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２７、１２８）と連通し、ＥＨＤ流体を一時的に貯留するタンク（１２９）とが形成され、
前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流すための放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）が形成され、
前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２７、１２８）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、
また、前記タンク（１２９）内にも、複数のポンプ（２０）が配置され、前記タンク（１２９）内の前記複数のポンプ（２０）は、前記タンク（１２９）内でＥＨＤ流体を循環させるように配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、
前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、
当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、
前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、
前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、
前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流すための冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）とが形成され、
前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流すための放熱部内流路（１３１、１３２、１２７、１２８）と、前記放熱部内流路（１３１、１３２、１２７、１２８）と連通し、ＥＨＤ流体を一時的に貯留するタンク（１２９）とが形成され、
前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１２７、１２８）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、
また、前記タンク（１２９）内にも、複数のポンプ（２０）が配置され、前記タンク（１２９）内の前記複数のポンプ（２０）は、前記タンク（１２９）内でＥＨＤ流体を循環させるように配置されていることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＨＤ流体を用いて発熱体を冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体を冷却する冷却装置が、特許文献１に記載されている。具体的には、発熱体の熱が伝達される冷却部と熱を外部に放出する放熱部との間に配管を設け、冷却部内、放熱部内、および配管内にＥＨＤ流体を充填し、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させる電極をポンプとして、冷却部内もしくは放熱部内もしくは配管部内に設置している。そして、そのポンプがＥＨＤ流体を循環させることで発熱体を冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２２０７２号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、発明者の検討によれば、上記のようなポンプの配置を改良することで、発熱体の冷却をより効率的にする余地があることがわかった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、ＥＨＤ流体を用いて発熱体を冷却する冷却装置において、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプの配置を工夫することで、発熱体の冷却効率を従来よりも高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記第１の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流し、前記上り連結流路（１１１）よりも前記下り連結流路（１１２）よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分を有する冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）が形成され、前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流すための放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）が形成され、前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、それら複数のポンプ（２０）のうち、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数は、前記連結部（１１）の前記上り連結流路（１１１）内および前記下り連結流路（１１２）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数よりも多いことを特徴とする冷却装置である。
【０００７】
このように、冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）内では、上り連結流路（１１１）や下り連結流路（１１２）よりも流路断面積を小さくすることでＥＨＤ流体の流速を速めるとともに、冷却部内により多くの流路を設置することが可能となる。そのため、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部の面積が増加するともに、流速増加により熱伝達率が向上することで冷却効率を高めている。
【０００８】
そのような状況において、上り連結流路（１１１）、冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、下り連結流路（１１２）および放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路内の複数のポンプ（２０）のうち、冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数を、連結部（１１）の上り連結流路（１１１）内および下り連結流路（１１２）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数よりも多くすることで、特に冷却部（１２）内の流速を増加させて、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部間の熱伝達率を向上させることができる４３。その結果、発熱体（２〜４）の冷却効率を従来よりも高めることができる。
【０００９】
また、上記第１の目的を達成するための請求項２に記載の発明は、電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流すための冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）が形成され、前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流し、前記上り連結流路（１１１）よりも前記下り連結流路（１１２）よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分を有する放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）が形成され、前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、それら複数のポンプ（２０）のうち、前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数は、前記連結部（１１）の前記上り連結流路（１１１）内および前記下り連結流路（１１２）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数よりも多いことを特徴とする冷却装置である。
【００１０】
このように、放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）内では、上り連結流路（１１１）や下り連結流路（１１２）よりも流路断面積を小さくすることでＥＨＤ流体の流速を速めるとともに、冷却部内により多くの流路を設置することが可能となる。そのため、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部の面積が増加するとともに、流速増加により熱伝達率が向上することで、放熱効率を高めている。
【００１１】
そのような状況において、上り連結流路（１１１）、冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、下り連結流路（１１２）および放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路内の複数のポンプ（２０）のうち、放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数を、連結部（１１）の上り連結流路（１１１）内および下り連結流路（１１２）内における単位体積当たりのポンプ（２０）の個数よりも多くすることで、特に放熱部（１３）内の流速を増加させて、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部間の熱伝達率を向上させることができる。その結果、放熱部（１３）における放熱効率を高め、ひいては、発熱体（２〜４）の冷却効率を従来よりも高めることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の冷却装置において、前記複数のポンプ（２０）のそれぞれは、尖形電極（２１）およびスリット電極（２２）を有し、前記尖形電極（２１）は、前記スリット電極（２２）に向かって先細る形状となっており、前記スリット電極（２２）は、スリット形状となっていることで、当該ポンプ（２０）の位置の流路を更に狭めるようになっていることを特徴とする。
【００１３】
このように、ポンプ（２０）を構成するスリット電極（２２）が、当該ポンプ（２０）の位置の流路を更に狭めるようになっていることで、当該流路の流速を上げるとともに、その流速の上がっている位置でポンプ（２０）がＥＨＤ流体を駆動しているので、さらに流速が増加し、ＥＨＤ流体とＥＨＤ流体に接する部位の熱伝達率を向上させ、より高い発熱体（２〜４）の冷却効率を実現することができる。
【００１４】
また、上記第２の目的を達成するための請求項４に記載の発明は、電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流すための冷却部内流路（１２１、１２２、１２７、１２８）と、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２７、１２８）と連通し、ＥＨＤ流体を一時的に貯留するタンク（１２９）とが形成され、前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流すための放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）が形成され、前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２７、１２８）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、また、前記タンク（１２９）内にも、複数のポンプ（２０）が配置され、前記タンク（１２９）内の前記複数のポンプ（２０）は、前記タンク（１２９）内でＥＨＤ流体を循環させるように配置されていることを特徴とする冷却装置である。
【００１５】
このように、冷却部（１２）内において、ＥＨＤ流体を一時的に貯留するタンク（１２９）を形成し、その冷却部（１２）内でＥＨＤ流体が循環するようポンプ（２０）を配置することで、冷却部（１２）、連結部（１１）、放熱部（１３）を循環するＥＨＤ流体の流れ（主流）とは別の流れを冷却部（１２）内に発生させることができ、それにより、冷却部（１２）内のＥＨＤ流体の流速を主流とは独立に上げることができ、ひいては、従来よりも効率の高い発熱体（２〜４）の冷却を実現することができる。
【００１６】
また、上記第２の目的を達成するための請求項５に記載の発明は、電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）効果によって流動するＥＨＤ流体を用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体（２〜４）に対面し、前記発熱体（２〜４）が発生した熱を熱伝導により受ける冷却部（１２）と、当該冷却装置の外部に熱を放出する放熱部（１３）と、前記冷却部（１２）および前記放熱部（１３）に連結され、前記冷却部（１２）から前記放熱部（１３）に熱を輸送するための連結部（１１）と、を備え、前記連結部（１１）の内部には、ＥＨＤ流体を前記放熱部（１３）内から前記冷却部（１２）内に流すための上り連結流路（１１１）と、ＥＨＤ流体を前記冷却部（１２）内から前記放熱部（１３）内に流すための下り連結流路（１１２）と、が形成され、前記冷却部（１２）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記上り連結流路（１１１）から前記下り連結流路（１１２）に流すための冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）とが形成され、前記放熱部（１３）の内部には、前記上り連結流路（１１１）および前記下り連結流路（１１２）に連通することでＥＨＤ流体を前記下り連結流路（１１２）から前記上り連結流路（１１１）に流すための放熱部内流路（１３１、１３２、１２７、１２８）と、前記放熱部内流路（１３１、１３２、１２７、１２８）と連通し、ＥＨＤ流体を一時的に貯留するタンク（１２９）とが形成され、前記上り連結流路（１１１）、前記冷却部内流路（１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ、１２６）、前記下り連結流路（１１２）および前記放熱部内流路（１３１、１３２、１２７、１２８）から成る流路の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させるポンプ（２０）が配置され、また、前記タンク（１２９）内にも、複数のポンプ（２０）が配置され、前記タンク（１２９）内の前記複数のポンプ（２０）は、前記タンク（１２９）内でＥＨＤ流体を循環させるように配置されていることを特徴とする冷却装置である。
【００１７】
このように、放熱部（１３）内において、ＥＨＤ流体を一時的に貯留するタンク（１２９）を形成し、その放熱部（１３）内でＥＨＤ流体が循環するようポンプ（２０）を配置することで、冷却部（１２）、連結部（１１）、放熱部（１３）を循環するＥＨＤ流体の流れ（主流）とは別の流れを放熱部（１３）内に発生させることができ、それにより、放熱部（１３）内のＥＨＤ流体の流速を主流とは独立に上げることができ、ひいては、従来よりも効率の高い発熱体（２〜４）の冷却を実現することができる。
【００１８】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置１および関連する装置２〜７の斜視図である。
【図２】冷却装置１の側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】図３、図４、または図６における１つのポンプ２０の拡大図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における冷却壁部１２ｅの断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における冷却壁部１２ｅの断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である。
【図１４】図１２の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係る冷却装置１および関連する装置２〜７の斜視図を示し、図２に、冷却装置１の側面図を示す。本実施形態の冷却装置１は、電気流体力学（Electrohydrodynamic、略してＥＨＤ）現象を示すＥＨＤ流体を作動流体（冷却媒体）として用いて発熱体（２〜４）を冷却するための冷却装置である。このようなＥＨＤ流体は、数ｋＶの高電圧を印加しても放電しないような誘電液体であり、周知のＥＨＤ効果により、電圧の印加を受けて流動する。
【００２１】
本実施形態では、このようなＥＨＤ流体ならどのようなものを用いてもよい。例えば、ＥＨＤ流体のうちでも、電界共役流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｆｌｕｉｄ、略してＥＣＦ）を用いてもよい。い。
【００２２】
ＥＣＦとしては、例えば、特許文献１、２に記載のように、横軸が導電率σであり縦軸が粘度ηであって作動温度における流体の導電率σと粘度ηとの関係を示すグラフにおいて、導電率σ＝４×１０−１０Ｓ／ｍ、粘度η＝１×１００Ｐａ・ｓで表される点Ｐ、導電率σ＝４×１０−１０Ｓ／ｍ、粘度η＝１×１０−４Ｐａ・ｓで表される点Ｑ、導電率σ＝５×１０−６Ｓ／ｍ、粘度η＝１×１０−４Ｐａ・ｓで表される点Ｒを頂点とする直角三角形の内部に位置する導電率σおよび粘度ηを有する化合物、または、当該三角形の内部に位置する導電率σおよび粘度η を有するように調製された二種類以上の化合物の混合物を用いることができる。例えば、デカン２酸ジブチル（ｄｉｂｕｔｙｌｄｅｃａｎｅ−ｄｉｏａｔｅ）を、ＥＣＦとして用いることができる。また、難燃性・不燃性の含ハロゲン（フッ素、塩素、臭素など）化液体をＥＣＦとして用いることができる。
【００２３】
発熱体２〜４は、インバータのスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。このインバータは、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載された走行用バッテリからの電力を用いて車両駆動用モータを駆動するためのインバータである。発熱体２〜４のそれぞれからは、インバータの他の回路に接続するための配線２ａ〜４ａ、２ｂ〜４ｂが伸びている。また、冷却装置１には、電源７から導線７ａ、７ｂを介して電力が供給され、この供給電力を利用してＥＨＤ流体を流動させることで、発熱体２〜４の冷却を実現する。
【００２４】
図１、図２に示すように、この冷却装置１は、切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等で成形された金属製（例えば、アルミ製）の連結部１１、冷却部１２、放熱部１３を有している。図２中の破線は、連結部１１、冷却部１２、放熱部１３の境界を示す仮想的な線である。
【００２５】
連結部１１は、冷却部１２と放熱部１３の間で冷却部１２および放熱部１３に連結され、ＥＨＤ流体を作動流体として冷却部１２から放熱部１３に熱を輸送するための部材である。
【００２６】
冷却部１２は、発熱体２〜４に対面すると共に発熱体２〜４を挟み込んで発熱体２〜４と接触している。これによって冷却部１２は、発熱体２〜４が発生した熱を熱伝導により受けることができる。
【００２７】
放熱部１３は、空冷フィン５、６に対面すると共に空冷フィン５、６を挟み込んで空冷フィン５、６と接触している。これによって放熱部１３は、連結部１１からＥＨＤ流体を介して輸送された熱を空冷フィン５、６に熱伝達し、さらに空冷フィンから、熱伝達により冷却装置１の外部に熱を放出する。
【００２８】
また、冷却部１２は、互いに一体に形成された冷却基部１２ａおよび複数の冷却壁部１２ｂ〜１２ｅを備えている。冷却基部１２ａは、連結部１１と連結されている。
【００２９】
複数の冷却壁部１２ｂ〜１２ｅは、冷却基部１２ａの上面から垂直に立ち上がって互いに平行に並ぶ複数の直方体形状の部材であり、隣り合う冷却壁部間に発熱体２〜４のそれぞれを挟み込んで発熱体２〜４に接触することで、発熱体２〜４が発生した熱を熱伝導によって受けるようになっている。冷却壁部１２ｂ〜１２ｅと発熱体２〜４との間の熱伝導は、直接接触による熱伝導であってもよいし、他の熱伝導性の高い物質を間に挟んだ間接的な熱伝導であってもよい。
【００３０】
このように、冷却部１２が複数枚の冷却壁部１２ｂ〜１２ｅを有し、それらの間に発熱体２〜４が挟まれることで、発熱体２〜４と冷却部１２との間の接触面積を大きくすることができる。なお冷却基部１２ａも、僅かながら発熱体２〜４に対面して接触している。
【００３１】
放熱部１３は、互いに一体に形成された放熱基部１３ａおよび放熱壁部１３ｂ〜１３ｄを備えている。放熱基部１３ａは、直方体形状の部材であり、側面の１つが連結部１１に一体に連結されている。
【００３２】
放熱壁部１３ｂ〜１３ｄは、放熱基部１３ａの上面から垂直に立ち上がって互いに平行に並ぶ複数の直方体形状の部材であり、隣り合う壁部間に空冷フィン５、６をそれぞれを挟み込んで空冷フィン５、６に接触することで、空冷フィン５、６に熱伝導する。放熱壁部１３ｂ〜１３ｄと空冷フィン５、６との間の熱伝導は、直接接触による熱伝導であってもよいし、他の熱伝導性の高い物質を間に挟んだ間接的な熱伝導であってもよい。
【００３３】
このように、放熱部１３が複数枚の放熱壁部１３ｂ〜１３ｄを有し、それらの間に空冷フィン５、６が挟まれることで、空冷フィン５、６と放熱部１３との間の接触面積を大きくすることができる。なお放熱基部１３ａも、僅かながら空冷フィン５、６に対面して接触している。
【００３４】
図３に、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図を示す。この図に示すように、連結部１１の内部には、ＥＨＤ流体を放熱部１３の放熱基部１３ａ内から導入して冷却部１２の冷却基部１２ａ内に流し出すための上り連結流路１１１と、ＥＨＤ流体を冷却部１２の冷却基部１２ａ内から導入して放熱部１３の放熱基部１３ａ内に流し出すための下り連結流路１１２とが形成されている。この流路１１１、１１２は上述の通り切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等によって形成される。
【００３５】
流路１１１、１１２のサイズとしては、例えば、図３の上下方向（ＥＨＤ流体の流れに沿った方向）の長さは冷却部と放熱部の適切な配置を連結するための距離でよく、断面形状が例えば四角形ならば、例として、四角形の高さ（図２の上下方向の長さ）が０．０５〜１０ｍｍ、断面の四角形の幅（図３の左右方向の長さ）が０．０５〜１０ｍｍが可能である。
【００３６】
また、冷却基部１２ａの内部には、上り冷却基部流路１２１および下り冷却基部流路１２２が、上述の通り切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等によって形成されている。上り冷却基部流路１２１は、上り連結流路１１１と連通することで、ＥＨＤ流体を上り連結流路１１１から導入して上記冷却壁部１２ｂ〜１２ｅ内に流し出すための流路である。下り冷却基部流路１２２は、下り連結流路１１２と連通することで、ＥＨＤ流体を上記冷却壁部１２ｂ〜１２ｅ内から導入して下り連結流路１１２に流し出すための流路である。
【００３７】
流路１２１、１２２の断面形状は、四角形である必要はないが、例えば四角形となっている。また、、断面形状が例えば四角形ならば、高さ（図２の上下方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍ、断面の四角形の幅（図３の左右方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍが可能である。つまり、流路１２１、１２２は、流路１１１、１１２と同じ太さである。
【００３８】
また、放熱基部１３ａの内部には、上り放熱基部流路１３１および下り放熱基部流路１３２が、上述の通り切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等によって形成されている。上り放熱基部流路１３１は、上り連結流路１１１と連通することで、ＥＨＤ流体を上述の放熱壁部１３ｂ〜１３ｄ内から導入して上り連結流路１１１に流し出すための流路である。下り放熱基部流路１３２は、下り連結流路１１２と連通することで、ＥＨＤ流体を下り連結流路１１２から導入して上述の放熱壁部１３ｂ〜１３ｄ内に流し出すための流路である。
【００３９】
流路１３１、１３２の断面形状は、四角形である必要はないが、例えば四角形となっている。また、断面の形状が例えば四角形ならば、高さ（図２の上下方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍ、断面の四角形の幅（図３の左右方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍ。つまり、流路１３１、１３２は、流路１１１、１１２と同じ太さである。
【００４０】
次に、冷却壁部１２ｂ〜１２ｅの各々の内部構造について説明する。以下では、冷却壁部１２ｅを例に挙げて説明するが、他の冷却壁部１２ｂ〜１２ｄについても、内部構造は冷却壁部１２ｅと同じである。
【００４１】
図４に、図２のＩＶ−ＩＶ断面図（すなわち、冷却壁部１２ｅの断面図）を示し、図５に、図４のＶ−Ｖ断面図を示す。これらの図に示すように、冷却壁部１２ｅの内部には、上り冷却幹流路１２３、下り冷却幹流路１２４、および複数の冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇが、上述の通り切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等によって形成されている。
【００４２】
上り冷却幹流路１２３は、冷却基部１２ａの上り冷却基部流路１２１と連通することで、ＥＨＤ流体を上り冷却基部流路１２１から流入させるための流路である。下り冷却幹流路１２４は、冷却基部１２ａの下り冷却基部流路１２２と連通することで、ＥＨＤ流体を下り冷却基部流路１２２に流出させるための流路である。
【００４３】
また、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇは、等間隔かつ互いに平行に上り冷却幹流路１２３から下り冷却幹流路１２４まで伸びる流路であり、上り冷却幹流路１２３および下り冷却幹流路１２４に連通することでＥＨＤ流体を上り冷却幹流路１２３から導入して下り冷却幹流路１２４に流し出すようになっている。
【００４４】
流路１２３、１２４の断面形状は、例えば四角形となっていてもよい。また、流路１２３、１２４のサイズとしては、断面が四角形ならば、高さ（図２の左右方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍ、断面が四角形ならば、幅（図４の左右方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍする。つまり、流路１２３、１２４は、流路１１１、１１２と同じ太さである。
【００４５】
冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇのそれぞれも、断面形状は例えば四角形となっていてもよい。断面が四角形ならば、高さ（図２の左右方向の長さ）は流路１２３、１２４と同じく０．０５〜１０ｍｍとする。
【００４６】
また、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇの断面が四角形ならば、その幅（図４の上下方向の長さ）は流路１２３、１２４の幅の１／７より短い（（０．０５〜１０）／７）ｍｍとする。つまり、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇのそれぞれの幅は、流路１２３、１２４の幅を冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇの本数で除算した長さよりも短くなる。
【００４７】
このように、複数の冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇの各断面積の総和は、上り冷却幹流路１２３の断面積よりも下り冷却幹流路１２４の断面積よりも上り冷却基部流路１２１の断面積よりも下り冷却基部流路１２２の断面積よりも上り連結流路１１１の断面積よりも下り連結流路１１２の断面積よりも小さくなっている。したがって、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇ内におけるＥＨＤ流体の流速は、他の流路１１１、１１２、１２１、１２２、１２３、１２４内よりも速くなっている。このようにすることで、冷却部１２内のＥＨＤ流体の流速を上げ、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部間の熱伝達率を向上させることにより冷却効率を高めている。
【００４８】
このように、冷却部１２の内部には、上り連結流路１１１および下り連結流路１１２に連通することでＥＨＤ流体を上り連結流路１１１から導入して下り連結流路１１２に流し出し、上り連結流路１１１や下り連結流路１１２よりも流路断面積が小さくかつＥＨＤ流体の流速の速い部分を有する冷却部内流路（すなわち、流路１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇから構成される流路）が形成される。
【００４９】
次に、放熱壁部１３ｂ〜１３ｄの各々の内部構造について説明する。以下では、放熱壁部１３ｂを例に挙げて説明するが、他の放熱壁部１３ｃ、１３ｄについても、内部構造は放熱壁部１３ｂと同じである。
【００５０】
図６に、図２のＶＩ−ＶＩ断面図（すなわち、放熱壁部１３ｂの断面図）を示し、図７に、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図を示す。これらの図に示すように、放熱壁部１３ｂの内部には、上り放熱幹流路１３３、下り放熱幹流路１３４、および複数の放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇが、上述の通り切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等によって形成されている。
【００５１】
上り放熱幹流路１３３は、放熱基部１３ａの上り放熱基部流路１３１と連通することで、ＥＨＤ流体を上り放熱基部流路１３１に流出させるための流路である。下り放熱幹流路１３４は、放熱基部１３ａの下り放熱基部流路１３２と連通することで、ＥＨＤ流体を下り放熱基部流路１３２から流入させるための流路である。
【００５２】
また放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇは、等間隔かつ互いに平行に上り放熱幹流路１３３から下り放熱幹流路１３４まで伸びる流路であり、上り放熱幹流路１３３および下り放熱幹流路１３４に連通することでＥＨＤ流体を下り放熱幹流路１３４から導入して上り放熱幹流路１３３に流し出すようになっている。
【００５３】
流路１３３、１３４の断面形状は、四角形となっていてもよい。また、流路１３３、１３４のサイズとしては、断面が四角形ならば、その高さ（図２の左右方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍ、断面が四角形ならば、その幅（図６の左右方向の長さ）は流路１１１、１１２と同じく０．０５〜１０ｍｍとする。つまり、流路１３３、１３４は、流路１１１、１１２と同じ太さである。
【００５４】
放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇのそれぞれも、断面形状は四角形となっていてもよい。また、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇのサイズとしては、断面が四角形ならば、その高さ（図２の左右方向の長さ）は流路１３３、１３４と同じく０．０５〜１０ｍｍとする。
【００５５】
また、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇの断面が四角形ならば、その幅（図６の上下方向の長さ）は流路１３３、１３４の幅の１／７より短い（（０．０５〜１０）／７）ｍｍとする。つまり、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇのそれぞれの幅は、流路１３３、１３４の幅を放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇの本数で除算した長さよりも短くなる。
【００５６】
このように、複数の放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇの各断面積の総和は、上り放熱幹流路１３３の断面積よりも下り放熱幹流路１３４の断面積よりも上り放熱基部流路１３１の断面積よりも下り放熱基部流路１３２の断面積よりも上り連結流路１１１の断面積よりも下り連結流路１１２の断面積よりも小さくなっている。したがって、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇ内におけるＥＨＤ流体の流速は、他の流路１１１、１１２、１３１、１３２、１３３、１３４内よりも速くなっている。このようにすることで、放熱部１３内のＥＨＤ流体の流速を上げ、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する放熱部間の熱伝達率を向上させることで放熱効率を高めている。
【００５７】
このように、放熱部１３の内部には、上り連結流路１１１および下り連結流路１１２に連通することでＥＨＤ流体を下り連結流路１１２から導入して上り連結流路１１１に流し出し、上り連結流路１１１よりも下り連結流路１１２よりも流路断面積が小さくすることで、ＥＨＤ流体の流速の速い部分を有する放熱部内流路（すなわち、流路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇから構成される流路）が形成される。
【００５８】
このように、上り連結流路１１１、上り冷却基部流路１２１、上り冷却幹流路１２３、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇ、下り冷却幹流路１２４、下り冷却基部流路１２２、下り連結流路１１２、下り放熱基部流路１３２、下り放熱幹流路１３４、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇ、上り放熱幹流路１３３、および上り放熱基部流路１３１から成る流路が形成され、これらの流路にＥＨＤ流体が充填され、この順にＥＨＤ流体が流れる。
【００５９】
そして、このようＥＨＤ流体の流れを実現するため、図３、図４、図６に示すように、このような流路１１１、１２１、１２３、１２５ａ〜１２５ｇ、１２４、１２２、１１２、１３２、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ、１３３、１３１の内部の複数位置のそれぞれには、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を上記のように流動させるポンプ２０が配置されている。これらポンプ２０も、冷却装置１の構成要素である。図３、図４、図６中では、ポンプ２０は流路中の黒点で示されており、それらのポンプ２０のうち便宜的に一部にのみ符号２０を付している。
【００６０】
ここで、連結部１１、冷却部１２、放熱部１３のそれぞれにおける、流路内の単位体積当たりのポンプ２０の数について説明する。連結部１１、冷却部１２、放熱部１３の設計の時点で、冷却部内流路１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇの総体積Ｘ、上り連結流路１１１の体積Ｙ１、下り連結流路１１２の体積Ｙ２、放熱部内流路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇの総体積Ｚがわかる。
【００６１】
そこで、冷却部内流路１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ内に配置するポンプ２０の個数Ａ、上り連結流路１１１内に配置するポンプ２０の個数Ｂ１、下り連結流路１１２内に配置するポンプ２０の個数Ｂ２、放熱部内流路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ内に配置するポンプ２０の個数Ｃを、以下の式が満たされるように設定する。
Ａ／Ｘ＞（Ｂ１＋Ｂ２）／（Ｙ１＋Ｙ２）
Ｃ／Ｚ＞（Ｂ１＋Ｂ２）／（Ｙ１＋Ｙ２）
つまり、冷却部内流路１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ内における単位体積当たりのポンプ２０の個数は、連結部１１の上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０の個数よりも多くする。そして、放熱部内流路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ内における単位体積当たりのポンプ２０の個数は、連結部１１の上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０の個数よりも多くする。ただし、冷却部内流路１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ内、放熱部内流路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ内における単位体積当たりのポンプ２０の数としては、例えば、１個／１立方ミリメートル以上とし、上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０の個数は、０個／１立方ミリメートル以上する。
【００６２】
図３の例では、連結部１１内においては、上り連結流路１１１中に１個、下り連結流路１１２中に１個の計２個、ポンプ２０が配置されている。また、図３、図４の例では、冷却部１２内においては、上り冷却基部流路１２１内に４個、下り冷却基部流路１２２内に４個、上り冷却幹流路１２３内に６個、下り冷却幹流路１２４内に６個、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇ内に６×７＝４２個の計６２個、ポンプ２０が配置されている。また、図３、図６に示す例では、放熱部１３内においては、上り放熱基部流路１３１内に４個、下り放熱基部流路１３２内に４個、上り放熱幹流路１３３内に６個、下り放熱幹流路１３４内に６個、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇ内に６×７＝４２個の計６２個、ポンプ２０が配置されている。
【００６３】
なお、以上のポンプ数は一例であって、必ずしもこのようなポンプ数である必要はなく、冷却部の流路内及び放熱器内の流路内に設置される単位体積あたりのポンプ数がそれぞれ連結部の流路内に設置される単位体積あたりのポンプ数よりも多ければよい。
【００６４】
以下、各ポンプ２０の構造について、図８〜図１０を用いて説明する。図８は、図３、図４、または図６における１つのポンプ２０の拡大図である。また、図９は図８のＩＸ−ＩＸ断面図であり、図１０は図８のＸ−Ｘ断面図である。
【００６５】
これらの図に示す通り、複数のポンプ２０のそれぞれは、１つの尖形電極２１および１つのスリット電極２２を有している。金属製の尖形電極２１および金属製のスリット電極２２は、互いに離れて流路の内壁に固定される。このとき、流路の内壁とポンプ２０の間には、フェノール樹脂等の絶縁体（図示せず）を介在させることで、ポンプ２０と連結部１１、冷却部１２、放熱部１３とが導通しないようになっている。流路の内壁、絶縁体、ポンプ２０間の固定は、例えば接着剤を用いて実現する。
【００６６】
図８、図１０に示す通り、尖形電極２１はＥＨＤ流体の流れの上流側に配置され、スリット電極２２は流れの下流側に配置されている。
【００６７】
尖形電極２１は、スリット電極２２の切り欠きが形成されている部分に向かって先細る形状となっていることで、その先細った先端に電界が集中するようになっている。より具体的には、尖形電極２１は、図８〜図１０に示すように、線状の先端から４つの面（２つの平行な面と２つの斜交する面）が伸びるくさび形状になっている。また、他の例として、尖形電極２１は、１点を先端としてそこから放射状に伸びる直線群から形づくられる錐体形状になっていてもよい。
【００６８】
スリット電極２２は、一部が切り欠かれたスリット形状になっている。また、他の例として、スリット電極２２を、環状の電極としてもよい。スリット電極２２が、スリット形状となっていることで、当該ポンプ２０が配置されている位置の流路が更に狭められ、その部分におけるＥＨＤ流体の流速が更に大きくなる。
【００６９】
なお、図示しないが、連結部１１、冷却部１２および放熱部１３（以下、総称してケーシング１１〜１３という）中の各ポンプ２０の近傍には、当該ケーシング１１〜１３の内部と外部を連通させる孔が２つ形成され、それらの孔には、フェノール樹脂等の絶縁体で周囲を覆われた導通用電極が密着して挿入され、それら導通用電極および導線７ａ、７ｂを介して電源７の電力が尖形電極２１、スリット電極２２に供給される。例として、尖形電極２１が負極となり、スリット電極２２が正極となる場合を図示する。（使用するＥＨＤによっては電極の正極、負極を逆転しても問題がない）
例えば、尖形電極２１が負極となり、スリット電極２２が正極となって、ＥＨＤ流体に電圧が印加されると、ＥＨＤ効果によってＥＨＤ流体が尖形電極２１からスリット電極２２の方向に加速され、その結果、ＥＨＤ流体が流路内で流動し、流路に沿って上り連結流路１１１、上り冷却基部流路１２１、上り冷却幹流路１２３、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇ、下り冷却幹流路１２４、下り冷却基部流路１２２、下り連結流路１１２、下り放熱基部流路１３２、下り放熱幹流路１３４、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇ、上り放熱幹流路１３３、上り放熱基部流路１３１、上り連結流路１１１という経路で循環する。
【００７０】
以上説明した通り、冷却装置１において、冷却部内流路（すなわち、冷却部１２内の流路１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ）内では、上り連結流路１１１よりも下り連結流路１１２よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分（冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇ）を有することで、冷却部１２内のＥＨＤ流体の流速を上げ、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部間の熱伝達率を向上させ、冷却効率を高めている。
【００７１】
そのような状況において、複数のポンプ２０のうち、冷却部内流路１２１、１２２、１２３、１２４、１２５ａ〜１２５ｇ内における単位体積当たりのポンプ２０の個数（または、ＥＨＤ流体の流れに沿った単位長さ当たりのポンプ２０の個数）を、連結部１１の上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０の個数（または、ＥＨＤ流体の流れに沿った単位長さ当たりのポンプ２０の個数）よりも多くすることで、流速を増加させて、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する部位間の熱伝達率を向上させることができる。その結果、発熱体２〜４の冷却効率を従来よりも高めることができる。
【００７２】
また同様に、放熱部内流路（すなわち、放熱部１３内の流路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ）内では、上り連結流路１１１よりも下り連結流路１１２よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分（放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇ）を有することで、冷却部１２内のＥＨＤ流体の流速を上げ、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する放熱部間の熱伝達率を向上させ、放熱効率を高めている。
【００７３】
そのような状況において、複数のポンプ２０のうち、放熱部内流路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ａ〜１３５ｇ内における単位体積当たりのポンプ２０（または、ＥＨＤ流体の流れに沿った単位長さ当たりのポンプ２０の個数）の個数を、連結部１１の上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０（または、ＥＨＤ流体の流れに沿った単位長さ当たりのポンプ２０の個数）の個数よりも多くすることで、流速を増加させて、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する部位間の熱伝達率を向上させる放熱部１３における放熱効率を高め、ひいては、発熱体２〜４の冷却効率を従来よりも高めることができる。
【００７４】
また複数のポンプ２０のそれぞれにおいて、ポンプ２０を構成するスリット電極２２が、当該ポンプ２０の位置の流路を更に狭めるようになっていることで、当該流路の流速を上げるとともに、その流速の上がっている位置でポンプ２０がＥＨＤ流体に電圧印加して駆動しているので、より流速を増加させて、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する部位間の熱伝達率を向上させる。ひいては、より高い発熱体２〜４の冷却効率を実現することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態の冷却装置１が第１実施形態と異なるのは、冷却壁部１２ｂ〜１２ｅ内の管路の構成のみである。
【００７５】
図１１に、本実施形態の冷却壁部１２ｅ内の管路の構成を、図４と同様の形式（すなわち、図２のＩＶ−ＩＶ断面図の形式）で示す。他の冷却壁部１２ｂ〜１２ｄ内の管路の構成も、この冷却壁部１２ｅと同じである。
【００７６】
この図１１に示すように、本実施形態の冷却壁部１２ｅの内部には、一本の蛇行した冷却壁部内管路１２６が、切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等によって形成されている。
【００７７】
この冷却壁部内管路１２６は、一端で上り冷却基部流路１２１に連通し、冷却壁部１２ｅ内を蛇行するように延び、他端で下り冷却基部流路１２２に連通している。このようになっていることで、冷却壁部内管路１２６は、上り冷却基部流路１２１から下り冷却基部流路１２２にＥＨＤ流体を流すことができる。
【００７８】
冷却壁部内管路１２６の断面形状は、例えば四角形となっていてもよい。また、冷却壁部内管路１２６のサイズとしては、例えば、断面が四角形ならば、その高さ（図２の左右方向の長さ）は流路１２１、１２２と同じく０．０５〜１０ｍｍとする。
【００７９】
また、冷却支流路１２５ａ〜１２５ｇの断面が四角形ならば、その幅（図１１面内かつＥＨＤ流体の流れに垂直な方向）は、流路１２１、１２２の幅より短い幅（例えば１ｍｍ）とする。
【００８０】
このように、複数の冷却壁部内管路１２６の断面積（太さ）は、上り冷却基部流路１２１の断面積よりも下り冷却基部流路１２２の断面積よりも上り連結流路１１１の断面積よりも下り連結流路１１２の断面積よりも小さくなっている。したがって、冷却壁部内管路１２６内におけるＥＨＤ流体の流速は、他の流路１１１、１１２、１２１、１２２内よりも速くなっている。このようにすることで、冷却部１２内のＥＨＤ流体の流速を上げ、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部間の熱伝達率を向上させ、冷却効率を高めている。
【００８１】
このように、冷却部１２の内部には、上り連結流路１１１および下り連結流路１１２に連通することでＥＨＤ流体を上り連結流路１１１から導入して下り連結流路１１２に流し出し、上り連結流路１１１よりも下り連結流路１１２よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分を有する冷却部内流路（すなわち、流路１２１、１２２、１２６から構成される流路）が形成される。
【００８２】
そして、図１１に示すように、このような冷却壁部内管路１２６の内部の複数位置（冷却壁部内管路１２６中の黒点の位置）のそれぞれにも、第１実施形態と同じポンプ２０が第１実施形態と同様の取り付け方法で配置されており、これらのポンプ２０に電圧が印加されることで、冷却壁部内管路１２６において上り連結流路１１１側から下り連結流路１１２側にＥＨＤ流体が流動する。
【００８３】
ここでも、冷却部１２の設計の時点で、冷却部内流路１２１、１２２、１２６の総体積Ｘ’がわかる。そこで、冷却部内流路１２１、１２２、１２６内に配置するポンプ２０の個数Ａ’、上り連結流路１１１内に配置するポンプ２０の個数Ｂ１、下り連結流路１１２内に配置するポンプ２０の個数Ｂ２を、以下の式が満たされるように設定する。
Ａ’／Ｘ＞（Ｂ１＋Ｂ２）／（Ｙ１＋Ｙ２）
つまり、冷却部内流路１２１、１２２、１２６内における単位体積当たりのポンプ２０の個数は、連結部１１の上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０の個数よりも多くする。ただし、冷却部内流路１２１、１２２、１２６内における単位体積当たりのポンプ２０の数としては、例えば、１個／１立方ミリメートル以上とし、上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０の個数は、０個／１立方ミリメートル以上する。
【００８４】
図３、図１１の例では、冷却部１２内においては、上り冷却基部流路１２１内に４個、下り冷却基部流路１２２内に４個、冷却壁部内管路１２６に２４個の計３２個、ポンプ２０が配置されていることになる。
【００８５】
このように、第１実施形態と同様に、冷却装置１において、冷却部内流路（すなわち、冷却部１２内の流路１２１、１２２、１２６）内では、上り連結流路１１１よりも下り連結流路１１２よりも細くかつＥＨＤ流体の流速の速い部分（冷却壁部内管路１２６）を有することで、冷却部１２内のＥＨＤ流体の流速を上げ、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する冷却部間の熱伝達率を向上させ、冷却効率を高めている。
【００８６】
そのような状況において、複数のポンプ２０のうち、冷却部内流路１２１、１２２、１２６内における単位体積当たりのポンプ２０の個数（または、ＥＨＤ流体の流れに沿った単位長さ当たりのポンプ２０の個数）を、連結部１１の上り連結流路１１１内および下り連結流路１１２内における単位体積当たりのポンプ２０の個数（または、ＥＨＤ流体の流れに沿った単位長さ当たりのポンプ２０の個数）よりも多くすることで、流速を増加させて、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する部位間の熱伝達率を向上させることができる。その結果、発熱体２〜４の冷却効率を従来よりも高めることができる。
【００８７】
また同様に、複数のポンプ２０のそれぞれにおいて、ポンプ２０を構成するスリット電極２２が、当該ポンプ２０の位置の流路を更に狭めるようになっていることで、当該流路の流速を上げるとともに、その流速の上がっている位置でポンプ２０がＥＨＤ流体に電圧印加して駆動しているので、より流速を増加させて、ＥＨＤ流体とそのＥＨＤ流体が接する部位間の熱伝達率を向上させる。ひいては、より高い発熱体２〜４の冷却効率を実現することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態の冷却装置１が第１実施形態と異なるのは、冷却壁部１２ｂ〜１２ｅ内の管路の構成のみである。
【００８８】
図１２に、本実施形態の冷却壁部１２ｅ内の管路の構成を、図４と同様の形式（すなわち、図２のＩＶ−ＩＶ断面図の形式）で示し、図１３に、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図を示し、図１４に、図１２の二点鎖線４０で囲んだ部分の拡大図を示す。他の冷却壁部１２ｂ〜１２ｄ内の管路の構成も、この冷却壁部１２ｅと同じである。
【００８９】
これらの図に示すように、本実施形態の複数の冷却壁部１２ｅの内部には、タンク流入管路１２７、タンク流出管路１２８、およびタンク１２９が、切削加工、ウエットエッチング加工、メッキ加工等によって形成されている。
【００９０】
タンク流入管路１２７は、冷却基部１２ａの上り冷却基部流路１２１と連通することで、ＥＨＤ流体を上り冷却基部流路１２１から流入させるための流路である。また、タンク流出管路１２８は、冷却基部１２ａの下り冷却基部流路１２２と連通することで、ＥＨＤ流体を下り冷却基部流路１２２に流出させるための流路である。
【００９１】
流路１２７、１２８の断面形状は、四角形となっているてもうよい。また、流路１２７、１２８のサイズとしては、例えば、断面が四角形ならば、その高さ（図２の左右方向の長さ）は流路１２１、１２２と同じく０．０５〜１０ｍｍ、断面が四角形ならば、その幅（図６の左右方向の長さ）は流路１２１、１２２と同じく０．０５〜１０ｍｍとする。つまり、流路１２７、１２８は、流路１２１、１２２と同じ太さである。
【００９２】
また、タンク１２９は、一部が円盤形状に形成され、タンク流入流路１２７およびタンク流出流路１２８に連通し、それにより、ＥＨＤ流体をタンク流入流路１２７から導入して下りタンク流出流路１２８に流し出すようになっている。
【００９３】
このタンク１２９は、タンク流入管路１２７およびタンク流出管路１２８に比べても体積が遙かに大きく、冷却壁部１２ｅの大部分を占めるほどであり、更に、一部は冷却基部１２ａ内にまで伸びている。このようになっていることで、タンク１２９内には、大量のＥＨＤ流体を一時的に貯留することができる。例えば、タンク１２９のサイズとしては、厚み（図２の左右方向の長さ）は流路１２７、１２８と同じく０．０５〜１０ｍｍ、容積が冷却壁部１２ｅの外形の体積の３０％以上とする。
【００９４】
このように、冷却部１２の内部には、上り連結流路１１１および下り連結流路１１２に連通することでＥＨＤ流体を上り連結流路１１１から導入して下り連結流路１１２に流し出す冷却部内流路１２１、１２２、１２７、１２８と、冷却部内流路１２１、１２２、１２７、１２８と連通し、ＥＨＤ流体を一時的に貯留する円盤状のタンク１２９とが形成されている。
【００９５】
また、タンク１２９内の複数箇所（冷却壁部内管路１２６中の黒点の位置）には、第１実施形態と同じポンプ２０が、第１実施形態同様の取り付け方法で配置されている。これらのポンプ２０に電圧が印加されることで、冷却壁部内管路１２６においてＥＨＤ流体が流動する。
【００９６】
具体的には、図１２、図１４に示すように、ポンプ２０がタンク１２９の周縁部の４箇所に等間隔に配置され、図１２中で時計回り方向にＥＨＤ流体が駆動されるような配置で、ポンプ２０の尖形電極２１およびスリット電極２２が配置されている。
【００９７】
このようにポンプ２０が配置されることで、タンク１２９内のポンプ２０によって電圧が印加されたＥＨＤ流体は、タンク１２９内を矢印のように時計回りに循環すると共に、一部がタンク流出管路１２８から下り冷却基部流路１２２に流出し、その分、上り冷却基部流路１２１、タンク流入管路１２７を介してＥＨＤ流体が流入する。
【００９８】
この循環により、冷却部１２、連結部１１、放熱部１３を循環するＥＨＤ流体の主流（タンク流出管路１２８、下り冷却基部流路１２２、下り連結流路１１２、下り放熱基部流路１３２、下り放熱幹流路１３４、放熱支流路１３５ａ〜１３５ｇ、上り放熱幹流路１３３、上り放熱基部流路１３１、上り連結流路１１１、上り冷却基部流路１２１、タンク流入管路１２７の流れ）とは別に、タンク１２９内のＥＨＤ流体の流速を高くすることができる。
【００９９】
また、さらにタンク１２９内には、ＥＨＤ流体と冷却部１２との接触面積を多くするための複数枚の板状の放熱フィン３０、３１が、ＥＨＤ流体の流れに沿って冷却部１２と一体に形成されている。この放熱フィン３０、３１により、発熱体２〜４の冷却効果が更に高まる。
【０１００】
以上のように、冷却部１２内において、ＥＨＤ流体を一時的に貯留するタンク１２９を形成し、その冷却部１２内でＥＨＤ流体が循環するようポンプ２０を配置することで、冷却部１２、連結部１１、放熱部１３を循環するＥＨＤ流体の流れ（主流）とは別の流れを冷却部１２内に発生させることができ、それにより、冷却部１２内のＥＨＤ流体の流速を主流とは独立に上げることができ、ひいては、従来よりも効率の高い発熱体２〜４の冷却を実現することができる。
【０１０１】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。
【０１０２】
例えば、上記各実施形態において、放熱壁部１３ｂ〜１３ｄ内の流路の構造は、図４、図５に示した通りだが、放熱壁部１３ｂ〜１３ｄの構造を、図１１と同様なものにしてもよい。具体的には、図１１において、冷却壁部１２ｅを放熱壁部１３ｂ〜１３ｄのそれぞれに置き換え、冷却基部１２ａを放熱基部１３ａに置き換え、上り冷却基部流路１２１を下り放熱基部流路１３２に置き換え、下り冷却基部流路１２２を上り放熱基部流路１３１に置き換えればよい。
【０１０３】
また、放熱壁部１３ｂ〜１３ｄの構造を、図１２〜図１４と同様なものにしてもよい。具体的には、図１２において、冷却壁部１２ｅを放熱壁部１３ｂ〜１３ｄのそれぞれに置き換え、冷却基部１２ａを放熱基部１３ａに置き換え、上り冷却基部流路１２１を下り放熱基部流路１３２に置き換え、下り冷却基部流路１２２を上り放熱基部流路１３１に置き換えればよい。
【０１０４】
また、各ポンプ２０の尖形電極２１、スリット電極２２は、上記実施形態のような形状でなく、流路の内壁に（絶縁体を介して）貼り付けられた平面導体パターンであってもよい。
【０１０５】
また、冷却装置１による冷却対象であるスイッチング素子を備えたインバータは、ハイブリッド車両に限らず、列車（新幹線、電車等）、エレベータ等のモータの駆動用として用いられてもよい。
【０１０６】
また、冷却装置１の冷却対象は、スイッチング素子に限らず、周囲の環境温度よりも高温で発熱する発熱体ならどのようなものでもよく、例えば、ＣＰＵでもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１                  冷却装置
２〜４              発熱体
１１                連結部
１２                冷却部
１２ａ              冷却基部
１２ｂ〜１２ｅ      冷却壁部
１３                放熱部
１３ａ              放熱基部
１３ｂ〜１３ｄ      放熱壁部
２０                ポンプ
２１                尖形電極
２２                スリット電極
３０、３１          放熱フィン
１１１、１１２      連結流路
１２１、１２２      冷却基部流路
１２３、１２４      冷却幹流路
１２５ａ〜１２５ｇ  冷却支流路
１２６              冷却壁部内管路
１２７              タンク流入管路
１２８              タンク流出管路
１２９              タンク
１３１、１３２      放熱基部流路
１３３、１３４      放熱幹流路
１３５ａ〜１３５ｇ  放熱支流路
【図１】
0005423625.tif 000002
【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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【図１３】
0005423625.tif 000014
【図１４】
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