(57)【要約】  環境負荷を低減しつつ、ベースブロックとヒートパイプとの接合信頼性を向上し、優れた接触熱伝達率及び耐振動性の双方を実現することができる冷却装置を提供する。  冷却装置（１）は、発熱体である電気部品（３００）と熱的に接続された背面部（１０ａ）を有するベースブロック（１０）と、ベースブロック（１０）の正面部（１０ｂ）に固定され、ベースブロック（１０）の面内方向に沿って配設された第１筒部（２１ａ）と、第１筒部（２１ａ）に接続され、ベースブロック（１０）から立設する第２筒部（２１ｂ）とを有するヒートパイプ（２１）の複数で構成されるヒートパイプ群（２０）と、ヒートパイプ群（２０）の立設方向に並列して固定された複数のフィン（３１），（３１），・・・で構成されるフィン群（３０）とを備える。
2019131834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と熱的に接続可能な背面部を有するベースブロックと、
前記ベースブロックの正面部に固定され、前記ベースブロックの面内方向に沿って配設された第１筒部と、前記第１筒部に接続され、前記ベースブロックから立設する第２筒部とを有するヒートパイプの複数で構成されるヒートパイプ群と、
前記ヒートパイプ群の立設方向に並列して固定された複数のフィンで構成されるフィン群と、
を備え、
複数の前記第１筒部が、前記ベースブロックを介して相互に固定されていると共に、複数の前記第２筒部が、前記フィン群を介して相互に固定され、  
前記ベースブロックは、
長手方向及び幅方向を有し、前記第１筒部が収容された凹部と、
前記凹部の幅方向両側から前記第１筒部の外周面に沿って突出した一対の壁部と、
を有し、
前記ヒートパイプは、前記凹部及び前記一対の壁部に加締め固定されている、冷却装置。
【請求項２】
前記一対の壁部が、前記第１筒部の外周面に沿って突出し且つ前記第１筒部の長手方向に沿って延在した一対の突条部であり、
前記一対の突条部の各々が、前記第１筒部の外周面と圧接する圧接面を有する、請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記一対の壁部の突出方向長さが、同じか或いは同等であり、
前記一対の壁部の先端部同士の間に溝状の間隙部が形成されている、請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記ベースブロックと前記フィン群との間に配置されたフィン部材を更に備え、
前記フィン部材は、前記一対の壁部と前記第１筒部との間に加締め固定された板状基部と、前記板状基部に接続され、前記一対の壁部の先端部同士の間に形成された間隙部を通って立設するフィン部とを有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記ベースブロックが鉛直方向に沿って配置され、
前記ヒートパイプの前記第１筒部が、水平方向に沿って設けられ、
前記ヒートパイプの前記第２筒部が、前記ベースブロックの厚み方向に対して先上がり傾斜している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記一対の壁部が、前記ベースブロックに対する前記第２筒部の立設角度と同じか或いは同等の角度で突出している、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
ベースブロックの正面部に、長手方向及び幅方向を有する凹部の複数を形成し、更に各凹部の幅方向両側から前記ベースブロックの厚み方向に対して傾斜して直線状に突出した一対の壁部を形成するベースブロック形成工程と、
第１筒部及び該第１筒部に接続された第２筒部を有するヒートパイプを複数準備し、前記ベースブロックの前記凹部に前記ヒートパイプの前記第１筒部を収容し且つ前記ヒートパイプの前記第２筒部を前記ベースブロックから立設させた状態で、前記一対の壁部を加締める加締め工程と、
前記ベースブロックに加締められた複数の前記ヒートパイプで構成されるヒートパイプ群に、当該ヒートパイプ群の立設方向に並列して複数のフィンを固定してフィン群を形成するフィン群形成工程と、
を有することを特徴とする、冷却装置の製造方法。
【請求項８】
前記ベースブロック形成工程は、延出方向長さが同じか或いは同等である前記一対の壁部を形成し、
前記加締め工程は、前記ベースブロックを傾斜させて前記一対の壁部の一対の先端部を同じ高さに維持した状態で、鉛直方向の押圧力によって前記一対の壁部を押圧する、請求項７記載の冷却装置の製造方法。
【請求項９】
前記加締め工程は、前記一対の壁部を鉛直方向に突出させた状態で、当該一対の壁部に前記鉛直方向の押圧力を付与する、請求項７又は８記載の冷却装置の製造方法。
【請求項１０】
前記加締め工程は、逆Ｕ字形状の溝部を有する治具を用い、前記溝部を前記一対の壁部に押し当てて、前記一対の壁部を共に押圧する、請求項８又は９記載の冷却装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子部品等を冷却する冷却装置に関し、特に、鉄道の車両などの移動体に搭載される電気・電子部品を冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子を利用した制御機器等の冷却に使用する冷却装置として、冷媒が沸騰する際の潜熱を利用して発熱体を冷却する冷却装置が知られている。
このような冷却装置として、例えば、半導体素子等の発熱体の熱を受けるベースブロックに複数本の円管状のタンクを埋設するとともに、タンクの露出部分の側面に複数の細いパイプを立設させ、そのパイプに複数のフィンを取り付けて構成されて、発熱体の熱を外気によって冷却することが可能な冷却器が提案されている（特許文献１）。【０００３】
しかし、ベースブロックの側面に対して複数のパイプが直立して設置されている冷却器が取り付けられた車両が勾配のある場所を走行すると、タンクの円管軸方向において、部分的にタンクの空間が液状の冷媒で埋まって液状のまま冷媒がパイプに到達したり、タンクの底部に液状の冷媒がない状態が生じることがある。【０００４】
そこで、冷却性能の向上を図る目的で、ベースブロックの片面側に埋設されたタンクに接続される接続端を有する基端部と、該基端部から屈曲して先端側に閉塞端を有する放熱部とで構成されるパイプを備え、上記基端部は、水平方向に対する所定の第１傾斜角度で、接続端から上方に傾斜しており、上記放熱部は、水平方向に対して０°以上かつ基端部の第１傾斜角度未満の第２傾斜角度で設けられ、上記タンクには、冷媒の設定液面が上記放熱部よりも低い位置に設定された冷却器が提案されている（特許文献２）。【０００５】
しかしながら、上記冷却器では、ベースブロックと各タンクがはんだ付けによって一体に接合されており、ベースブロックと多数のタンクとの接合部に鉛含有はんだが用いられているため、環境負荷が大きい。【０００６】
そこで、環境負荷を考慮して上記鉛含有はんだに代えて鉛フリーはんだを用いる方法が考えられるが、鉛フリーはんだは、鉛含有はんだに比べて濡れ性が悪く、接合力が不安定となることから、ベースブロックとヒートパイプの接合部における接触熱伝達率や、車両などの移動体で使用される際の接合部の耐振動性が懸念される。【０００７】
一方、はんだなどの接合材料を用いない加締め工法が提案されている。この加締め工法では、金属製のベースブロック側に複数のヒートパイプを保持する溝又は穴と、加締め用の突起部を設け、上記溝又は穴にヒートパイプを収容した状態で上記突起部を加締めてヒートパイプをベースブロックに固定している（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１２５３８１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１０４７２９号
【特許文献３】国際公開第２０１７／０７７６１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ヒートパイプを有するヒートシンクでは、ヒートパイプの放熱部にフィンが取り付けられた構成であるため、ヒートシンクの重心位置が放熱部側にずれている。よって、上記のような加締め工法では、ヒートシンクに振動や衝撃が加わった場合、重心位置を軸としてベースブロックとヒートパイプとの固定部に力のモーメントが生じ、この力のモーメントが繰り返して生じると固定部が緩み、接触熱伝達率が悪化する場合がある。よって、鉛フリーはんだの使用及び加締め工法のいずれにおいても、接触熱伝達率や耐振動性が懸念される。【００１０】
本発明の目的は、環境負荷を低減しつつ、ベースブロックとヒートパイプとの接合信頼性を向上し、優れた接触熱伝達率及び耐振動性の双方を実現することができる冷却装置及び冷却装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の冷却装置は、発熱体と熱的に接続可能な背面部を有するベースブロックと、前記ベースブロックの正面部に固定され、前記ベースブロックの面内方向に沿って配設された第１筒部と、前記第１筒部に接続され、前記ベースブロックから立設する第２筒部とを有するヒートパイプの複数で構成されるヒートパイプ群と、前記ヒートパイプ群の立設方向に並列して固定された複数のフィンで構成されるフィン群とを備え、複数の前記第１筒部が、前記ベースブロックを介して相互に固定されていると共に、複数の前記第２筒部が、前記フィン群を介して相互に固定され、前記ベースブロックは、長手方向及び幅方向を有し、前記第１筒部が収容された凹部と、前記凹部の幅方向両側から前記第１筒部の外周面に沿って突出した一対の壁部とを有し、前記ヒートパイプは、前記凹部及び前記一対の壁部に加締め固定されていることを特徴とする。
【００１２】
前記一対の壁部が、前記第１筒部の外周面に沿って突出し且つ前記第１筒部の長手方向に沿って延在した一対の突条部であり、前記一対の突条部の各々が、前記第１筒部の外周面と圧接する圧接面を有するのが好ましい。【００１３】
前記一対の壁部の突出方向長さが、同じか或いは同等であり、前記一対の壁部の先端部同士の間に溝状の間隙部が形成されているのがより好ましい。【００１４】
また、前記冷却装置は、前記ベースブロックと前記フィン群との間に配置されたフィン部材を更に備え、前記フィン部材は、前記一対の壁部と前記第１筒部との間に加締め固定された板状基部と、前記板状基部に接続され、前記一対の壁部の先端部同士の間に形成された間隙部を通って立設するフィン部とを有していてもよい。【００１５】
前記ベースブロックが鉛直方向に沿って配置され、前記ヒートパイプの前記第１筒部が、水平方向に沿って設けられ、前記ヒートパイプの前記第２筒部が、前記ベースブロックの厚み方向に対して先上がり傾斜していてもよい。【００１６】
前記一対の壁部が、前記ベースブロックに対する前記第２筒部の立設角度と同じか或いは同等の角度で突出していてもよい。【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の冷却装置の製造方法は、ベースブロックの正面部に、長手方向及び幅方向を有する凹部の複数を形成し、更に各凹部の幅方向両側から前記ベースブロックの厚み方向に対して傾斜して直線状に突出した一対の壁部を形成するベースブロック形成工程と、第１筒部及び該第１筒部に接続された第２筒部を有するヒートパイプを複数準備し、前記ベースブロックの前記凹部に前記ヒートパイプの前記第１筒部を収容し且つ前記ヒートパイプの前記第２筒部を前記ベースブロックから立設させた状態で、前記一対の壁部を加締める加締め工程と、前記ベースブロックに加締められた複数の前記ヒートパイプで構成されるヒートパイプ群に、当該ヒートパイプ群の立設方向に並列して複数のフィンを固定してフィン群を形成するフィン群形成工程とを有することを特徴とする。【００１８】
前記ベースブロック形成工程は、延出方向長さが同じか或いは同等である前記一対の壁部を形成し、前記加締め工程は、前記ベースブロックを傾斜させて前記一対の壁部の一対の先端部を同じ高さに維持した状態で、鉛直方向の押圧力によって前記一対の壁部を押圧するのが好ましい。【００１９】
前記加締め工程は、前記一対の壁部を鉛直方向に突出させた状態で、当該一対の壁部に前記鉛直方向の押圧力を付与してもよい。【００２０】
また、前記加締め工程は、逆Ｕ字形状の溝部を有する治具を用い、前記溝部を前記一対の壁部に押し当てて、前記一対の壁部を共に押圧してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、環境負荷を低減しつつ、ベースブロックとヒートパイプとの接合信頼性を向上し、優れた接触熱伝達率及び耐振動性の双方を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の冷却装置の詳細構成を示す部分断面図である。
【図３】（ａ）は、ヒートパイプ群の固定後のベースブロックの詳細構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における固定部の部分拡大斜視図であり、（ｃ）は、ヒートパイプ群の固定前のベースブロックの詳細構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図１の冷却装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図５】図１の冷却装置におけるベースブロックとヒートパイプ群との固定部の変形例を示す部分断面図である。
【図６】（ａ）は、図５の固定部の部分分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）における固定部の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
［冷却装置の構成］
図１は、本発明の実施形態に係る冷却装置の構成を概略的に示す断面図である。本実施形態では、冷却装置が設置される移動体の一例として鉄道の車両を例に挙げて説明する。尚、図１に示す冷却装置の構成及び該冷却装置の設置位置は一例を示すものであり、本発明の冷却装置及び設置位置は図１に示すものに限られない。
【００２５】
図１に示すように、車両１００の床下面１０１には、アタッチメント１０２を介して密閉状の筐体２００が取り付けられている。筐体２００の一方の側壁２０１には、開口部２０２が形成され、この開口部２０２を開閉する開閉カバー２０３が上部のヒンジ２０４によって取り付けられている。この開閉カバー２０３は、開口部２０２を閉じたとき図示しないロック手段によってロックできるように構成されている。
【００２６】
筐体２００の他方の側壁２０５には窓孔２０６が形成されている。窓孔２０６は、側壁２０５に外側から取り付けられたベースブロック１０によって閉塞されており、これにより筐体２００内が密閉状態で保持されている。ベースブロック１０の筐体２００の内部に面する部分には、発熱体、例えば半導体モジュールなどの電気部品３００の複数が取り付けられている。また、筐体２００内には、例えば、他の発熱体として、スナバ抵抗器，スナバコンデンサ及びゲートアンプでそれぞれ構成される他の部品３０１，３０２，３０３が設置されている。
【００２７】
筐体２００の側壁２０５には、車両１００の走行に伴う風に沿うように筒状のカバー２０７が取り付けられており、このカバー２０７内に冷却装置１が収容されている。また、カバー２０７内には、ヒートパイプ群２０を補強的に支持する支持板２０８ａ，２０８ｂが取り付けられている。支持板２０８ａは、ヒートパイプ群２０を下方から支持しており、例えばその一端部がカバー２０７の底壁２０９に固定され、他端部がヒートパイプ群２０の一部に固定されている。支持板２０８ｂは、ヒートパイプ群２０を上方から支持しており、例えばその一端部がカバー２０７の上壁２１０に固定され、他端部がヒートパイプ群２０の一部に固定されている。また、これら支持板２０８ａ，２０８ｂは、ヒートパイプ群２０と熱的に接続されており、放熱プレートを兼ねている。
【００２８】
図２は、図１の冷却装置１の詳細構成を示す部分断面図である。図２に示すように、冷却装置１は、発熱体である電気部品３００と熱的に接続された背面部１０ａを有するベースブロック１０と、ベースブロック１０の正面部１０ｂに固定され、ベースブロック１０の面内方向に沿って配設された第１筒部２１ａと、第１筒部２１ａに接続され、ベースブロック１０から立設する第２筒部２１ｂとを有するヒートパイプ２１の複数で構成されるヒートパイプ群２０と、ヒートパイプ群２０の立設方向に並列して固定された複数のフィン３１，３１，・・・で構成されるフィン群３０とを備える。
【００２９】
ベースブロック１０は、背面部１０ａが筐体２００側に、正面部１０ｂがカバー２０７側に向くように、側壁２０５に沿って筐体２００に取り付けられている（図１）。ベースブロック１０は、例えば鉛直方向に沿って配置される。ベースブロック１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金などの金属材料で構成されている。
【００３０】
ヒートパイプ群２０を構成する複数のヒートパイプ２１，２１，・・・は、上下方向に間隔を空けて並べて設けられており、例えば鉛直方向に並設されている。ヒートパイプ２１は、例えばＵ字形状を有する管状体で構成されている（図６参照）。
【００３１】
第１筒部２１ａは、例えば円筒形状を有し、全内容積の３０〜４０体積％に相当する量の作動液が封入されている。第２筒部２１ｂは、例えば、第１筒部２１ａと同じ円筒形状を有している。第１筒部２１ａ及び第２筒部２１ｂの幅方向断面形状は円形であってもよいし、楕円形などの他の形状であってもよい。
【００３２】
第１筒部２１ａは、ベースブロック１０からの熱によって加熱される加熱部としての機能を有し、第２筒部２１ｂは、第１筒部２１ａからの熱を放熱する放熱部としての機能を有する。第１筒部２１ａ及び第２筒部２１ｂが上記機能を発揮しうる構成であれば、ヒートパイプ２１の形状に制限は無く、例えばＬ字形状、ループ形状を有していてもよい。また、第１筒部２１ａ及び第２筒部２１ｂは、長尺状パイプの曲げ加工などによって一体成形されてもよいし、溶接などの接合によって連結されてもよい。
【００３３】
フィン群３０を構成する複数のフィン３１，３１，・・・は、第２筒部２１ｂの立設方向に間隔を空けて並べて設けられており、例えば複数のフィンの主面が平行となるように並設されている。フィン３１は、ヒートパイプ２１の位置対応する１又は複数の孔を有しており、例えば圧入によってヒートパイプ２１に固定されている。
【００３４】
フィン３１は、第２筒部２１ｂからの熱を放熱する放熱部としての機能を有する。すなわち、フィン３１は、第２筒部２１ｂと協働して放熱部を構成している。フィン３１が上記機能を発揮しうる構成であれば、フィン３１の形状に制限はない。
また、フィン３１は、ヒートパイプ群２０の並設方向に関して複数のヒートパイプ２１，２１，・・・の全てと連結されているのが好ましい。但し、ヒートパイプ群２０の並設方向に関して複数のヒートパイプ２１，２１，・・・のうちの一部と連結されたフィン３２が設けられてもよい。
【００３５】
本実施形態では、複数の第１筒部２１ａ，２１ａ，・・・が、ベースブロック１０を介して相互に固定されていると共に、複数の第２筒部２１ｂ，２１ｂ，・・・が、フィン群３０を介して相互に固定されている。すなわち、複数のヒートパイプ２１，２１，・・・に連結された複数のフィン３１，３１，・・・で構成されるフィン群３０は、フィン肉厚とその枚数を乗算した値の厚みを有する剛体と捉えることができる。よって、ヒートパイプ群２０及びフィン群３０で構成されるヒートシンクに振動が加えられた場合であっても、複数のヒートパイプ２１，２１，・・・の各ヒートパイプ間距離がフィン群３０によって維持され、その結果、立設された各ヒートパイプ２１とベースブロック１０との各固定部に力のモーメントが生じ難い構造となっている。
【００３６】
冷却装置１は、車両１００の床下面１０１の下方に設置されるのが好ましい。このとき、例えば、ベースブロック１０が鉛直方向に沿って配置され、ヒートパイプ２１の第１筒部２１ａが、水平方向に沿って設けられ、ヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂが、ベースブロック１０の厚み方向に対して先上がり傾斜している（図１）。また、第１筒部２１ａの長手方向（軸方向）が、車両１００の進行方向に沿って設けられるのが好ましく、更に、フィン３１が、車両１００の進行方向に沿って設けられるのが好ましい。これにより、冷却効率を向上することができる。
【００３７】
この冷却装置１では、電気部品３００の熱や他の部品３０１，３０２，３０３等から発生した筐体２００内の熱が、ベースブロック１０を介してヒートパイプ２１の第１筒部２１ａへ伝達され、内部の作動液の相変化によって第２筒部２１ｂに輸送され、フィン３１を通じて外部に放熱される。
【００３８】
次に、ベースブロック１０とヒートパイプ２１との固定部の詳細構成を説明する。
図３（ａ）は、ヒートパイプ群２０の固定後のベースブロック１０の詳細構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）における固定部の部分拡大斜視図であり、図３（ｃ）は、ヒートパイプ群２０の固定前のベースブロック１０の構成を示す断面図である。
【００３９】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、ベースブロック１０は、長手方向及び幅方向を有し、第１筒部２１ａが収容された凹部１１と、凹部１１の幅方向両側から第１筒部２１ａの外周面に沿って突出した一対の壁部１２ａ，１２ａとを有する。ヒートパイプ２１は、凹部１１及び一対の壁部１２ａ，１２ａに加締め固定されている。
【００４０】
凹部１１は、ベースブロック１０の面内方向に沿って設けられており、例えば長手方向が水平方向、幅方向が鉛直方向となるように設けられる。また、凹部１１の長手方向が、車両１００の進行方向に沿って設けられるのが好ましい（図１参照）。
【００４１】
一対の壁部１２ａ，１２ａは、凹部１１と同様、ベースブロック１０の面内方向に沿って設けられている。壁部１２ａは、例えば凹部１１の延在方向に沿って延在し、凹部１１の延在方向と平行して延在しているのが好ましい。また、一対の壁部１２ａ，１２ａは、幅方向断面において、凹部１１の上方に向かって突出すると共に、互いに近接するように凹部１１の幅方向中心に向かって曲げられている。更に、一対の壁部１２ａ，１２ａ、特に一対の壁部１２ａ，１２ａの各基部は、例えばベースブロック１０に対する第２筒部２１ｂの立設角度と同じか或いは同等の角度で形成されていてもよい。特に、ヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂが、ベースブロック１０の厚み方向に対して先上がり傾斜している場合、一対の壁部１２ａ，１２ａが、第２筒部２１ｂの先上がり傾斜角度と同じか或いは同等の傾斜角度で形成されていてもよい。
【００４２】
この一対の壁部１２ａ，１２ａは、第１筒部２１ａの外周面２１ｃに沿って突出し、且つ第１筒部２１ａの長手方向（図中のＸ方向）に沿って延在した一対の突条部であるのが好ましい（図３（ｂ））。このとき、一対の突条部の各々は、第１筒部２１ａの外周面２１ｃと圧接する圧接面１２ｃを有する。一対の突条部が一対の圧接面１２ｃ，１２ｃを有することで、一対の突条部と第１筒部２１ａとの接触面積が増大し、摩擦力が増大する。
【００４３】
一対の壁部１２ａ，１２ａの突出方向長さは、同じか或いは同等であるのが好ましい。一対の壁部１２ａ，１２ａの突出方向長さが同じか或いは同等であると、後述の加締め工程の際に、一対の壁部１２ａ，１２ａの双方に同じか或いは同等の押圧力を同時に付与することができる。また、後述の加締め工程において一対の壁部１２ａ，１２ａ同士が干渉しないように、一対の壁部１２ａ，１２ａの一対の先端部１２ｄ，１２ｄ同士の間に溝状の間隙部１３が形成されてもよい。また、溝状の間隙部１３の幅は、上記接触面積の観点から微小であるのが好ましい。
【００４４】
ヒートパイプ群２０の固定前の状態では、図３（ｃ）に示すように、一対の壁部１２ａ，１２ａは、ベースブロック１０の厚み方向、すなわち正面部１０ｂに対して垂直な方向から傾斜して突出している。一対の壁部１２ａ，１２ａの傾斜角度は、特に制限はないが、例えば、ベースブロック１０の厚み方向を基準として１０°（ベースブロック１０の面内方向を基準とした場合、８０°）である。一対の壁部１２ａ，１２ａがベースブロック１０の厚み方向から傾斜して突出していると、後述の加締め工程の際に、一対の壁部１２ａ，１２ａの双方に同じか或いは同等の押圧力を同時に付与することができる。また、ベースブロック１０には、複数の凹部１１に対応する複数の一対の壁部１２ａ，１２ａが設けられるが、複数の一対の壁部１２ａ，１２ａの傾斜角度が同じであるのが好ましい。また、一対の壁部１２ａ，１２ａは、例えばベースブロック１０に対する第２筒部２１ｂの立設角度と同じか或いは同等の角度で形成されていてもよい。特に、ヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂが、ベースブロック１０の厚み方向に対して先上がり傾斜している場合、一対の壁部１２ａ，１２ａが、第２筒部２１ｂの先上がり傾斜角度と同じか或いは同等の傾斜角度で形成されていてもよい。
【００４５】
［冷却装置の製造方法］
次に、図１の冷却装置１の製造方法を、図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。図４に示す冷却装置の製造方法は一例を示すものであり、本発明の冷却装置の製造方法は、図４に示すものに限られない。
【００４６】
先ず、ベースブロック１０の正面部１０ｂに、長手方向及び幅方向を有する凹部１１の複数を形成し、更に各凹部の幅方向両側から上記ベースブロック１０の厚み方向に対して傾斜して直線状に突出した一対の壁部１２ａ，１２ａを形成する（ベースブロック形成工程）。このとき、延出方向長さが同じである一対の壁部１２ａ，１２ａを形成するのが好ましい。これにより、図３（ｃ）に示すようなベースブロック１０を得る。
【００４７】
次に、傾斜部４０１ａを有する圧入台４０１を作業台４００上に設置し、作製したベースブロック１０を傾斜部４０１ａに載置して、不図示の治具で固定する（図４（ａ））。このとき、一対の壁部１２ａ，１２ａの突出方向が鉛直方向となるように、傾斜部４０１ａの傾斜角度を設定するのが好ましい。例えば、一対の壁部１２ａ，１２ａの傾斜角度が、ベースブロック１０の厚み方向を基準として１０°（ベースブロック１０の面内方向を基準とした場合、８０°）である場合、傾斜部４０１ａの傾斜角度は、水平方向を基準として１０°に設置される。また、延出方向長さが同じである一対の壁部１２ａ，１２ａを形成した場合、ベースブロック１０を傾斜させて一対の壁部１２ａ，１２ａの一対の先端部１２ｄ，１２ｄを同じ高さに維持するのが好ましい。
【００４８】
次に、第１筒部２１ａ及び該第１筒部２１ａに接続された第２筒部２１ｂを有するヒートパイプ２１を複数準備し、ベースブロック１０の凹部１１にヒートパイプ２１の第１筒部２１ａを収容する（図４（ｂ））。このとき、例えば、各ヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂをベースブロック１０から鉛直方向に立設させる。また、第２筒部２１ｂの立設方向が一対の壁部１２ａ，１２ａと平行となるようにヒートパイプ２１を保持するのが好ましい。
【００４９】
次に、ベースブロック１０の凹部１１にヒートパイプ２１の第１筒部２１ａを収容し且つヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂをベースブロック１０から立設させた状態で、一対の壁部１２ａ，１２ａを加締める（加締め工程）（図４（ｃ））。例えば、底面部４０２ａに逆Ｕ字形状の溝部４０２ｂを有する治具４０２を用い、治具４０２を鉛直方向下方（図中の矢印方向）に移動し、溝部４０２ｂを一対の壁部１２ａ，１２ａに押し当てて、一対の壁部１２ａ，１２ａを共に押圧する。
【００５０】
上記ベースブロック形成工程で、延出方向長さが同じか或いは同等である一対の壁部１２ａ，１２ａを形成した場合、ベースブロック１０を傾斜させて一対の壁部１２ａ，１２ａの一対の先端部１２ｄ，１２ｄを同じ高さに維持した状態で、鉛直方向の押圧力によって一対の壁部１２ａ，１２ａを押圧するのが好ましい。また、一対の壁部１２ａ，１２ａを鉛直方向に突出させた状態で、当該一対の壁部１２ａ，１２ａに上記鉛直方向の押圧力を付与してもよい。
【００５１】
これにより、第１筒部２１ａがベースブロック１０の凹部１１及び一対の壁部１２ａ，１２ａに加締め固定される（図４（ｄ））。そして、上記加締め工程を複数のヒートパイプ２１について繰り返すことで、複数のヒートパイプ２１がベースブロック１０を介して相互に固定される。
【００５２】
一対の壁部１２ａ，１２ａの長さが同じか或いは同等であり、一対の壁部１２ａ，１２ａの突出方向が鉛直方向である場合、一対の壁部１２ａ，１２ａに対して押圧力を均等に付与することができる。また、治具４０２の側面視において溝部４０２ｂの幅方向中心位置を一対の壁部１２ａ，１２ａの幅方向中央位置に合わせた状態で、一対の壁部１２ａ，１２ａを押圧するのが好ましい。
【００５３】
治具４０２の溝部４０２ｂの曲面形状は、特に制限はないが、一対の壁部１２ａ，１２ａに対して押圧力を均等に付与する観点から、鉛直方向に対して線対称な曲面形状であるのが好ましい。また、一対の壁部１２ａ，１２ａの厚みが同じか或いは同等で且つ各壁部１２ａの厚みが均一である場合、第１筒部２１ａと一対の壁部１２ａ，１２ａの接触面積を増大させる観点から、第１筒部２１ａの外周面形状に沿った曲面形状であるのが好ましい。例えば、第１筒部の幅方向断面視においてその外周面形状が円形である場合、溝部４０２ｂの曲面形状は円形であるのが好ましい。
【００５４】
そして、ベースブロック１０に固定された複数のヒートパイプ２１で構成されるヒートパイプ群２０に、当該ヒートパイプ群の立設方向に並列して複数のフィンを固定してフィン群を形成する（フィン群形成工程）。これにより、複数の第２筒部２１ｂ，２１ｂ，・・・がフィン群３０を介して相互に固定される。
【００５５】
上述したように、本実施形態によれば、複数の第１筒部２１ａ，２１ａ，・・・が、ベースブロック１０を介して相互に固定されると共に、複数の第２筒部２１ｂ，２１ｂ，・・・が、フィン群３０を介して相互に固定されているので、ヒートシンクに振動や衝撃が加えられた場合であっても、複数のヒートパイプ２１，２１，・・・の各ヒートパイプ間距離が変化せず、立設した各々のヒートパイプ２１とベースブロック１０との固定部に力のモーメントが生じ難く、ベースブロック１０と各ヒートパイプ２１との固定力が維持される。よって、ベースプレート１０とヒートパイプ２１との接合信頼性を向上し、優れた接触熱伝達率及び耐振動性の双方を実現することができる。また、鉛フリーはんだを使用する必要が無く、環境負荷を低減することができ、また、鉛含有はんだの不使用を条件とする冷却装置の仕様に対応することができる。
【００５６】
また、ヒートパイプ２１は、ベースブロック１０に設けられた凹部１１及び一対の壁部１２ａ，１２ａに加締め固定されているので、ベースブロック１０にヒートパイプ２１を強固に接合することができる。特に、鉛含有はんだと比較して環境負荷を低減でき、また、鉛フリーはんだと比較して、濡れ性などの影響を受けないため、接合力を安定して維持することができる。
【００５７】
更に、一対の壁部１２ａ，１２ａが、第１筒部２１ａの外周面２１ｃに沿って突出し且つ第１筒部２１ａの長手方向に沿って延在した一対の突条部であり、該一対の突条部の各々が、第１筒部２１ａの外周面２１ｃと圧接する圧接面１２ｃを有するので、一対の突状部と第１筒部２１ａとの間に生じる摩擦力を増大させることができ、ヒートパイプ２１をより強固にベースブロック１０に接合することができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、第１筒部２１ａ及び第２筒部２１ｂを有するヒートパイプ２１を複数準備し、ベースブロック１０の凹部１１にヒートパイプ２１の第１筒部２１ａを収容し且つヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂをベースブロック１０から立設させた状態で、一対の壁部１２ａ，１２ａを加締め（加締め工程）、ベースブロック１０に加締められた複数のヒートパイプ２１，２１，・・・で構成されるヒートパイプ群２０に、当該ヒートパイプ群２０の立設方向に並列して複数のフィン３１，３１，・・・を固定してフィン群３０を形成するので（フィン群形成工程）、ベースブロック１０とヒートパイプ２１との接合信頼性を向上し、はんだを用いること無く、接触熱伝達率及び耐振動性の双方に優れた冷却装置１を製造することができる。
【００５９】
図５は、図１の冷却装置１におけるベースブロック１０とヒートパイプ群２０との固定部の変形例を示す部分断面図である。ヒートパイプ２１の第１筒部２１ａと第２筒部２１ｂが一体成形される場合、上述のように曲げ加工によって第１筒部２１ａと第２筒部２１ｂとの間に曲げ部が設けられるため、ベースブロック１０とフィン群３０の最下段フィンとの間にフィン設置が困難なデッドスペースが生じる。そこで、このデッドスペースにフィン部材を配置することで、このデッドスペースを有効利用する。
【００６０】
例えば、図５に示すように、冷却装置１は、ベースブロック１０とフィン群３０との間に配置されたフィン部材４０を更に備えていてもよい。フィン部材４０は、一対の壁部１２ａ，１２ａと第１筒部２１ａとの間に加締め固定された板状基部４１と、板状基部４１に接続され、一対の壁部１２ａ，１２ａの先端部１２ｄ，１２ｄ同士の間に形成された間隙部１３を通って立設するフィン部４２とを有する。
【００６１】
板状基部４１は、長手方向及び幅方向を有し、第１筒部２１ａの長手方向（図６中のＸ方向参照）に沿って延在しているのが好ましい。また、板状基部４１は、その幅方向断面において第１筒部２１ａの外周面形状に沿った形状であるのが好ましい。例えば、第１筒部２１ａの幅方向断面が円形である場合、板状基部４１の幅方向断面は、同心の円弧形状であるのが好ましい。
【００６２】
フィン部４２は、板状基部４１と同様、長手方向及び幅方向を有し、第１筒部２１ａの長手方向に沿って延在しているのが好ましい。このとき、フィン部４２は、例えば水平方向に沿って設けられる。
【００６３】
また、フィン部４２は、第２筒部２１ｂの立設方向に沿って立設しており、例えば第２筒部２１ｂの立設方向に平行して立設している。フィン部４２の幅方向断面形状は、特に制限はないが、例えば直線形状や、曲線形状、波形状であってもよい。フィン部４２は、板状基部４１と熱的に接続されており、例えば板状基部４１と一体成形されるか、或いは板状基部４１と溶接などで接合されている。
【００６４】
図６（ａ）は、図５の固定部の部分分解斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）における固定部の部分拡大断面図である。図５のフィン部材４０を取り付ける場合、上記の製造方法における加締め工程の前に、ベースブロック１０の凹部１１にヒートパイプ２１の第１筒部２１ａを収容し、更に、第１筒部２１ａに板状基部４１を当接させて、フィン部材４０をヒートパイプ２１上に載置する。このとき、フィン部材４０のフィン部４２が、第２筒部２１ｂの立設方向と平行になるように保持するのが好ましい。
【００６５】
そして、ベースブロック１０の凹部１１にヒートパイプ２１の第１筒部２１ａを収容し且つヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂをベースブロック１０から立設させ、更にフィン部材４０のフィン部４２をベースブロック１０から立設させた状態で、一対の壁部１２ａ，１２ａを加締める。
【００６６】
一対の壁部１２ａ，１２ａを加締めた状態では、一対の壁部１２ａ，１２ａの各々は、第１筒部２１ａの外周面２１ｃと圧接する圧接面１２ｅを有している（図６（ｂ））。一対の圧接面１２ｅ，１２ｅによって板状基部４１が押圧されることで、第１筒部２１ａが板状基部４１を介して凹部１１に押圧される。これにより、ヒートパイプ２１及び板状基部４１の双方が、凹部１１及び一対の壁部１２ａ，１２ａに加締め固定される。
【００６７】
本変形例によれば、フィン部材４０が、ベースブロック１０とフィン群３０との間に配置されるので、フィン３１を設置し難いデッドスペースを有効利用することができ、放熱面積を増大させることができる。
【００６８】
また、板状基部４１が、一対の壁部１２ａ，１２ａと第１筒部２１ａとの間に加締め固定され、フィン部４２が、板状基部４１に接続されて、一対の壁部１２ａ，１２ａの先端部１２ｄ、１２ｄ同士の間に形成された間隙部１３を通って立設するので、ベースブロック１０にヒートパイプ２１を固定する際にフィン部材４０を共締めすることができ、接触面積を維持しつつ、放熱面積を増大させたヒートシンクを容易に作製することができる。
【００６９】
以上、本実施形態に係る冷却装置及び冷却装置の製造方法について述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  冷却装置
１０ベースブロック
１０ａ  背面部
１０ｂ  正面部
１１  凹部
１２ａ，１２ａ  一対の壁部
１２ｃ  圧接面
１２ｄ，１２ｄ  一対の先端部
１２ｅ  圧接面
１３  間隙部
２０  ヒートパイプ群
２１  ヒートパイプ
２１ａ  第１筒部
２１ｂ  第２筒部
２１ｃ  外周面
３１  フィン
３０  フィン群
４０  フィン部材
４１  板状基部
４２  フィン部
１００  車両
１０１  床下面
１０２  アタッチメント
２００  筐体
２０１  側壁
２０２  開口部
２０３  開閉カバー
２０４  ヒンジ
２０５  側壁
２０６  窓孔
２０７  カバー
２０８ａ，２０８ｂ  支持板
３００  電気部品
３０１，３０２，３０３  他の部品
４００  作業台
４０１  圧入台
４０１ａ  傾斜部
４０２  治具
４０２ａ  底面部
４０２ｂ  溝部
【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】
2019131834.tif 000007
【図６】
2019131834.tif 000008
【国際調査報告】
2019131834.tif 000009
2019131834.tif 000010
2019131834.tif 000011
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