(57)【要約】【課題】  一体化された構造的な流体ポートを有する冷却板を提供する。【解決手段】  冷却板アセンブリが開口部を有する薄板を備える。流体ポートが流路を有する本体を含む。フランジが本体から延在するとともに、材料により薄板に取り付けられる。流路と開口部とが互いに流体連通する。冷却板は、例えば、複数の薄板を、互いの間に第１の材料を設けて配置することにより製造される。流体ポートの流路が複数の薄板の少なくとも１つの開口部と流体連通するように、流体ポートが複数の薄板の１つに配置される。流体ポートと、少なくとも１つの薄板との間に第２の材料が設けられる。流体ポートと複数の薄板とが、ろう付けなどの方法により、第１および第２の材料を用いて互いに固定される。【選択図】図６
2011211195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する薄板と、
流路を有する本体と、前記本体から延在するとともに、前記薄板に材料によって固定されたフランジと、を含んだ流体ポートと、
を備え、
前記流路と前記開口部とが互いに流体連通することを特徴とする冷却板アセンブリ。
【請求項２】
前記薄板が平面を提供するとともに、前記流体ポートが前記平面上に配置され、前記フランジは前記平面と平行であることを特徴とする請求項１に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項３】
前記フランジおよび前記本体が互いに一体となって単一構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項４】
前記流路が、互いに横切るように配置された第１および第２の流路を含むことを特徴とする請求項３に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項５】
前記流体ポートは、前記薄板と協働して前記流体ポートを前記薄板に関する所望の位置に位置決めするように構成された位置決め機構を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項６】
前記位置決め機構は、前記フランジから前記本体と反対方向に延在する突出部であり、前記突出部は前記開口部内に収容されることを特徴とする請求項５に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項７】
前記位置決め機構が前記フランジの周縁部によって提供され、
前記薄板に固定されるとともに前記周縁部の少なくとも一部と接する端部を含んだ第２の薄板を備えることを特徴とする請求項５に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項８】
前記材料がろう付け材料であることを特徴とする請求項１に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項９】
前記薄板にろう付け材料によって固定された第２の薄板を備え、前記材料が前記ろう付け材料であることを特徴とする請求項１に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項１０】
前記本体に固定されるとともに前記流路と流体連通するチュービングを備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項１１】
複数の薄板を、互いの間に第１の材料を設けて配置し、
流体ポートを、その流路が前記複数の薄板の少なくとも一つに設けられた開口部と流体連通するように、前記複数の薄板の一つに配置し、
前記流体ポートと前記少なくとも一つの薄板との間に第２の材料を配し、
前記流体ポートおよび前記複数の薄板に荷重を印加しながら、前記流体ポートおよび前記複数の薄板を前記第１および第２の材料を用いて互いに固定する、ステップを備えた冷却板アセンブリの製造方法。
【請求項１２】
前記複数の薄板を配置するステップが、型内で前記薄板を互いに関して位置決めすることを含むことを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記流体ポートを配置するステップが、前記複数の薄板の一つに対して前記流体ポートを位置決め機構を用いて位置決めすることを含むことを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記位置決め機構が、少なくとも１つの流体ポートフランジ周縁部と、前記流体ポートから延在するとともに前記開口部に受容される突出部と、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の材料が同一のものであることを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記第１および第２の材料がろう付け材料であり、前記固定するステップ時に、前記第１および第２の材料を加熱するステップを備えることを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アメリカ航空宇宙局（ＮＡＳＡ）に付与の政府契約番号ＮＮＪ０６ＴＡ２５Ｃのもと、米国政府の補助によりなされた。米国政府は本発明の一定の権利を有する。
【０００２】
本発明は、電子機器や航空電子装置等の冷却に使用される冷却板に関する。
【背景技術】
【０００３】
冷却板設計においては、冷却流体は一般的にシステムレベルチュービングを介して冷却板へと送られる。冷却が必要とされる発熱装置が冷却板に取り付けられて、発熱装置から熱を除去する。冷却板は、一般的にろう付け材料によって互いに固定された複数の薄板を含む。冷却板には冷却流体を通すための流路が設けられる。冷却板は、例えばシステムレベルチュービングと冷却板との間で流体を連通させるように、一番上の薄板に固定された１つ以上の流体ポートを含む。
【０００４】
一部の例では、システムレベルチュービングと流体ポートとの間で漏れが生じる可能性を低減させるように、連結器を用いない代わりにシステムレベルチュービングが流体ポートに直接溶接される。溶接継手が検査要求事項を満たさない場合、システムレベルチューブと流体ポートとを互いに切断する必要がある場合がある。アルミニウム冷却板では、流体ポートが冷却板に溶接される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、一体化された構造的な流体ポートを有する冷却板が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
冷却板アセンブリが、開口部を有する薄板を備える。流体ポートが流路を有する本体を含む。フランジが本体から延在するとともに、材料によって薄板に取り付けられる。流路と開口部とが互いに流体連通する。一例では、構成部品はアルミニウムであり、材料はろう付け材料である。
【０００７】
上記の冷却板は、例えば、複数の薄板を、互いの間に第１の材料を設けて配置することにより製造される。流体ポートの流路が複数の薄板の少なくとも１つの開口部と流体連通するように、流体ポートが複数の薄板の１つに配置される。流体ポートと、少なくとも１つの薄板との間に第２の材料が設けられる。流体ポートと複数の薄板とが、ろう付けなどの方法により、第１および第２の材料を用いて互いに固定される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】冷却板アセンブリおよび構造組立体の概略分解図。
【図２】一例の冷却板アセンブリの斜視図。
【図３】図２に示す冷却板アセンブリの側面図。
【図４Ａ】一例の流体ポートの斜視図。
【図４Ｂ】一例の流体ポートの断面図。
【図５Ａ】別の一例の流体ポートの斜視図。
【図５Ｂ】別の一例の流体ポートの断面図。
【図５Ｃ】別の一例の流体ポートの端面図。
【図６】図２に示す冷却板アセンブリの部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は構造的な冷却板アセンブリ２０を概略的に示す。冷却板アセンブリ２０は、概して第１の冷却板２６を有する第１の表面板２４と、第２の冷却板１２６を有する第２の表面板１２４と、を含む。第１の表面板２４および第２の表面板１２４は、フレーム２８およびハニカムコア３０等の構造体２７の対向する両面に例えば接着剤を用いて取り付けられる。表面板２４，１２４のうちのいずれかもしくは両方が、電子機器や航空電子装置等の発熱装置１８を含む構造体の一部でもよいことを理解されたい。
【００１０】
例えば第１のポート３４と、第２のポート３６と、を含むヘッダアセンブリ３２が、冷却板２６を通して流体を連通させる。第１および第２のポート３４，３６は、例えばアルミニウムである。ヘッダアセンブリ３２は、概ね理解されるように、システムレベルチュービング４０を介して流体系３８と連通する。
【００１１】
図３，６を参照すると、冷却板２６は、互いに第１の材料５４によって固定されたその他の構成部品の中に、第１の薄板５０と、第２の薄板５２と、を概して含み、一例では、第１の材料５４はろう付け材料である。冷却板２６の薄板５０，５２が配置されて内部冷却板流路７２（図６）を提供する。これら複数の薄板は、型内において互いに関して位置決めされうる。
【００１２】
一実施例では、第１の薄板５０は０．０４インチ（１ｍｍ）の呼び厚さを有する３００４アルミニウムから製造され、第１の材料５４は０．０１６インチ（０．４ｍｍ）の呼び厚さを有するＣＴ−２３もしくはマルチクラッド合金などのろう付け材料から製造され、第２の薄板５２は０．０５インチ（１．３ｍｍ）の呼び厚さを有する６９５１アルミニウムから製造される。そのほかに様々な材料や呼び厚さが用いられうることを理解されたい。第１の材料５４は、ろう付け処理時に溶融して、第１および第２の薄板５０，５２の間で一体型アセンブリを形成するろう付け合金を含む。その他の結合方法もしくは組み付け方法を選択的にもしくは追加的に利用できることを理解されたい。
【００１３】
図２，３を参照すると、冷却板２６が更に詳細に示される。図示の例では、第１および第２の流体ポート３４，３６が、冷却板２６の向かい合った角の両側に配置される。しかしながら、当然のことながら流体ポート３４，３６は任意の適切な場所に配置されてもよい。システムレベルチュービング４０（図３）が、流体ポートの各々に、通常、溶接により固定される。図２に戻ると、流体ポート３４，３６は、製造時に冷却板２６に対して流体ポート３４，３６を位置決めするのに用いられる１つ以上の位置決め機構を含む。一例では、流体ポート３４は周縁部４２を有するフランジ４６を含む。周縁部４２は第１の薄板５０の端部４４と接する。周縁部４２および端部４４が流体ポート３４を冷却板２６に対して側面に沿って配置させるように、端部４４と少なくとも一部の周縁部４２とが互いに相補的な形状を有する。
【００１４】
上述したように、冷却板２６の第１の薄板５０および第２の薄板５２は第１の材料５４を用いて互いに固定されており、この第１の材料５４は一例ではろう付け材料である。フランジ４６のフランジ面５８と第２の薄板５２の薄板面６０との間に第２の材料５６が設けられる。一例では、第２の材料５６はろう付け材料であり、これは第１の材料５４と同様である。フランジ面５８および薄板面６０の相対的に大きな平面領域により、優れた結合と構造的な整合性がもたらされる。
【００１５】
図４Ａ，４Ｂを参照すると、第１の流体ポート３６が、互いに流体連通する第１および第２の流路６２，６４を提供する本体４８を含む。フランジ４６が本体４８から延在するとともに本体４８と一体になっている。例示するように、第１および第２の流路６２，６４は、互いに関して横切る方向に配置される。第２の流路６４は、例えばシステムレベルチュービング４０の端部を受容する肩部６８を提供する開口部６６を含む。突出部７０がフランジ面５８から延在して別の位置決め機構を提供しており、これは図６と比較しながらさらに詳細に述べる。
【００１６】
第２の流体ポート３４を図５Ａ〜５Ｃに更に詳細に示す。第２の流体ポート３４は第１の流体ポート３６と同様の形状を有する。一例では、第２の流体ポート３４のフランジ１４６は第１の流体ポート３６のフランジ４６と異なる形状を有する。一例では周縁部４２，１４２（図４）の少なくとも一部が互いに接し、互いに側面に沿って配置される。第２の流体ポート３４が、互いに流体連通する第１および第２の流路１６２，１６４を提供する本体１４８を含む。例示するように、第１および第２の流路１６２，１６４は、互いに関して横切る方向に配置される。第２の流路１６４は、例えばシステムレベルチュービング４０の端部を受容する肩部１６８を提供する開口部１６６を含む。
【００１７】
第２の流体ポート３４が、図６に、冷却板２６の第２の薄板５２に固定されるように示される。突出部１７０が、第２の薄板５２の開口部すなわち孔部７４に収容される。第２の流体ポート３４の流路は孔部７４および冷却板流路７２と流体連通しており、流体系３８からシステムレベルチュービング４０を介して冷却板２６へと流体を通流させる。
【００１８】
製造時に、個々の構成部品とそれらの間に配されたろう付け合金との間に密接な接触を保証するように、アセンブリをろう付け加熱炉に入れる前に、個別に積層された構成部品に荷重が印加される。こうした荷重を印加するように様々な方法が用いられうる。例えば、こうした荷重を印加するようにスプリングを用いてもよく、別の例では、荷重をかけるようにおもりを用いてもよい。後者の場合、ろう付け時にポートに１つ以上のおもりを加えてもよく、これらのおもりは冷却板の他の領域に印加される荷重に関して独立して構成される。この荷重は熱的ろう付けサイクルを通して印加され、アセンブリが炉から取り出されるときに除去される。もたらされた処理により一体式のろう付けアセンブリが作成される。
【００１９】
実施例について記載したが、特許請求の範囲内である程度の変更が行われうることが当業者にとって理解されるであろう。そのため、本発明の真の範囲および意義を画定するために以下の特許請求の範囲を検討すべきである。
【符号の説明】
【００２０】
２６…冷却板
３４…流体ポート
４４…端部
５０…第１の薄板
５２…第２の薄板
５４…第１の材料
５６…第２の材料
７２…内部冷却板流路
７４…孔部
１４２…周縁部
１４６…フランジ
１４８…本体
【図１】
2011211195.tif 000003
【図２】
2011211195.tif 000004
【図３】
2011211195.tif 000005
【図４Ａ】
2011211195.tif 000006
【図４Ｂ】
2011211195.tif 000007
【図５Ａ】
2011211195.tif 000008
【図５Ｂ】
2011211195.tif 000009
【図５Ｃ】
2011211195.tif 000010
【図６】
2011211195.tif 000011