(57)【要約】【課題】  冷却板と構造部材とが一体化された、発熱装置を支持する手段を提供する。【解決手段】  支持面を提供する概ね平面状の部材を有する冷却板を備えた冷却板アセンブリを提供する。支持面は、発熱装置を支持するように構成される。構造部材が、冷却板アセンブリを支持体に固定するように構成された取付け機構を提供する。冷却板は、構造部材にろう付け材料により固定される。一例では、冷却板アセンブリは、複数の薄板の間に第１のろう付け材料を配しながら複数の薄板を並べることにより製造される。複数の薄板が冷却板を備える。ろう付け材料が加熱されて、複数の薄板を互いに機械的に結合させるとともに、冷却板を構造部材に機械的に結合させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱装置を支持するように構成された支持面を提供する平面部材を有する冷却板と、
前記冷却板を支持体に固定するように構成された取付け機構を提供する構造部材と、
を備え、
前記冷却板が、前記構造部材にろう付け材料によって固定された冷却板アセンブリ。
【請求項２】
前記冷却板は、前記支持面と重なり合う関係にある内部流体流路を提供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３】
前記流体流路は、前記支持面内部に実質的に前記冷却板全体に亘って延在することを特徴とする請求項２に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項４】
前記冷却板が、第１の薄板と、第２の薄板と、を含むとともに、前記流体流路が前記第１の薄板と前記第２の薄板との間に配置されており、前記薄板のうちの一方が、前記支持面を提供し、前記薄板のうちの他方が、前記構造部材に固定される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】
前記取付け機構が、前記支持体に脱着可能に取り付けられるように構成された穴部を有するタブ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】
前記冷却板に固定された流体ポート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７】
前記構造部材が、キャビティを提供するフレームと、前記キャビティ内に配置されるとともに隣接する薄板に固定された補強層と、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８】
前記補強層が、フィン列を含むことを特徴とする請求項７に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項９】
前記構造部材が、互いに対して横切る関係に配置された複数のフィン層を含むことを特徴とする請求項８に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項１０】
前記キャビティは、前記構造部材の実体部分に亘って延在するとともに、運転条件時には、実質的に流体を含まないように構成されることを特徴とする請求項７に記載の冷却板アセンブリ。
【請求項１１】
第１のろう付け材料を間に配した複数の薄板を配置するステップであって、前記複数の薄板のうちの１つが、発熱装置を支持するように構成された外側支持面を提供するとともに、前記複数の薄板が、前記支持面と重なるように配置された内部流体流路を提供し、前記複数の薄板が冷却板を備えた、複数の薄板を配置するステップと、
前記冷却板を支持体に固定するように構成された取付け機構を含んだ少なくとも１つの構造部材を、前記冷却板に隣接させるように、前記冷却板と、前記構造部材との間に第２のろう付け材料を配しながら、配置するステップと、
前記複数の薄板を互いに機械的に結合させ、かつ、前記冷却板を前記構造部材に機械的に結合させるように、前記第１および前記第２のろう付け材料を加熱するステップと、
を備えた冷却板アセンブリの製造方法。
【請求項１２】
前記第１および前記第２のろう付け材料を同時に加熱するステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の冷却板アセンブリの製造方法。
【請求項１３】
前記加熱ステップ時に、前記冷却板および前記構造部材に、共に負荷を印加することを特徴とする請求項１２に記載の冷却板アセンブリの製造方法。
【請求項１４】
前記構造部材は、実質的に流体流路を含まないように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の冷却板アセンブリの製造方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの構造部材を前記冷却板に隣接させるように配置するステップが、内部にフィン層が配置されたキャビティを有するフレームを設けることを含むことを特徴とする請求項１４に記載の冷却板アセンブリの製造方法。
【請求項１６】
前記キャビティの外側の前記フレームを通して流体流路が設けられるとともに、この流体流路が前記冷却板と流体連通することを特徴とする請求項１５に記載の冷却板アセンブリの製造方法。
【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アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的な冷却板アセンブリでは、冷却板は構造部材に固定される。構造部材はキャビンや荷物室、もしくは機械室の壁などの支持体に固定される。冷却板は電子機器などの発熱装置を支持する。冷却板に取り付けられた発熱装置を冷却するように、冷却流体が冷却板を通流する。冷却板は、構造部材とは別々に組み立てられたのちに、締結要素および／または接着剤等の機械手段により構造部材に取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷却板と構造部材とが一体化された、発熱装置の構造負荷を支持する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
支持面を提供する概ね平面状の部材を有する冷却板を備えた冷却板アセンブリを提供する。支持面は、発熱装置を支持するように構成される。構造部材が、冷却板アセンブリを支持体に固定するように構成された取付け機構を提供する。冷却板は、構造部材にろう付け材料により固定される。
【０００６】
一例では、冷却板アセンブリは、複数の薄板の間に第１のろう付け材料を配しながらこれらの複数の薄板を配列させることにより製造される。複数の薄板のうちの一つが、発熱装置を支持するように構成された外部支持面を提供する。複数の薄板が、この支持面と重なるように配置された内部流体流路を提供する。複数の薄板は、冷却板を備える。少なくとも１つの構造部材が冷却板に隣接して配置されるとともに、冷却板と構造部材の間に第２のろう付け材料が設けられる。第１および第２のろう付け材料が加熱されて、複数の薄板を互いに機械的に結合させるとともに、冷却板を構造部材に機械的に結合させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一例の冷却板アセンブリの斜視図。
【図２Ａ】幾つかの部品を示すように部分的に破断させた構造部材の斜視図。
【図２Ｂ】図２Ａに示す構造部材の展開斜視図。
【図２Ｃ】図２Ａに示す構造部材の断面図。
【図３Ａ】冷却板の斜視図。
【図３Ｂ】図３Ａに示す冷却板の展開斜視図。
【図３Ｃ】冷却板の一部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
冷却板アセンブリ１０を図１に示す。アセンブリ１０は、構造部材１６の両側に支持された第１および第２の冷却板１２，１４を含む。構造部材１６は、アセンブリ１０を支持体２０に固定するために用いられる取付け機構１８を含む。一例では、取付け機構１８には、支持体２０に取り付けられたブラケット（図示せず）に固定された締結要素を受容するように適合された穴部を有する複数のタブが設けられる。一例では、構造部材１６の平面領域（冷却される装置２２を支持する領域）は、各冷却板１２，１４の平面領域よりも大きい。
【０００９】
冷却板１２の表面に発熱装置２２が支持される。一例では、発熱装置２２は電子機器および／または航空電子装置である。発熱装置２２は、例えば取付け機構２３を用いて冷却板１２に固定される。各冷却板１２，１４には流体ポート２４が取り付けられており、冷却板１２，１４と、冷却流体をアセンブリ１０へと循環させる流体系２６と、の間で冷却流体を連通させる。冷却流体は、発熱装置２２の下の領域にある冷却板１２，１４の内部を循環する。一例では、冷却板１４内の内部流体流路は、発熱装置２２の支持面と重なる（例えば、図３Ａの破線を参照）。構造部材１６上に１組の冷却板１２，１４が取り付けられるように示されるが、それ以上もしくはそれ以下の冷却板が用いられうることを理解されたい。さらに、１つ以上の発熱装置２２が各冷却板１２，１４に取り付けられうる。
【００１０】
一例の構造部材１６を図２Ａ〜２Ｃに詳細に示す。一例では、構造部材１６は、第１および第２のフレーム２８，３０を含み、その各々が、それぞれキャビティ２９，３１を含む。第１および第２の補強層３８，４０が、それぞれ、キャビティ２９，３１内に配置される。一例では、第１の補強層３８は、第１の方向Ｄ１に沿ったフィン列であり、第２の補強層４０は第１の方向Ｄ１を横切る（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ）第２の方向Ｄ２に沿ったフィン列である。第１および第２のフレーム２８，３０は、第１の冷却板１２と第２の冷却板１４との間で冷却流体を連通させるフレーム流路３３を含む。一例では、冷却流体は構造部材１６の実体部分ではない部分に限定され、例えばキャビティ２９，３１への冷媒の流入が防止される。第１および第２の補強層３８，４０は主に構造支持に用いられ、冷却流体の流れには露出されない。一例では、構造部材１６の容積の１％に満たない部分が運転時に冷却流体を含みうる。対照的に、冷却板は、その容積の約７０％が冷却流体に割り当てられる。構造部材の片側だけに冷却板が用いられる冷却板アセンブリでは、構造部材１６を貫通する流体流路はなくてもよい。
【００１１】
図２Ａ〜２Ｃに示すように、第１、第２、第３の薄板３２，３４，３６が、第１、第２のフレーム２８，３０および第１、第２の補強層３８，４０の対向する側に配置される。第１、第２、第３の薄板３２，３４，３６は、第１の冷却板１２と第２の冷却板１４との間で冷却流体を連通させるように、フレーム流路３３と位置合わせされた薄板流路３５をそれぞれ含む。図２Ｃを参照すると、第１のろう付け材料４２が、第１および第２のフレーム２８，３０と、第１、第２、第３の薄板３２，３４，３６と、第１および第２の補強層３８，４０と、の間に配置されて、第１のろう付け材料４２が溶融温度を上回る温度に曝され、次いで冷却されたときに、互いが機械的に接着されるサンドイッチ状の層を提供する。第１および第３の薄板３２，３６は、それぞれ、第１および第２の冷却板１２，１４を支持する第１および第２の面４４，４５を提供する。図２Ｃに示されるように、第１および第２の冷却板１２，１４は、それぞれ、第１のろう付け材料４２により第１および第２の面４４，４５に固定される。
【００１２】
一例の第２の冷却板１４を図３Ａ〜３Ｃに示す。冷却板１４は第１および第２の端壁板４６，４８を含む。第１の端壁板４６は第１の面６６を含み、発熱装置２２を支持する（図３Ａに概略的に示す）。第２の端壁板４８は第２の面６８を提供し、第１のろう付け材料４２により構造部材１６に固定される。
【００１３】
冷却板１４は複数の層を含み、これは例えば、第１および第２の密閉枠（ｃｌｏｓｕｒｅ  ｂａｒ）５６，５８をサンドイッチ状に挟む、第１、第２、および第３の仕切板５０，５２，５４を含む。第１および第２の密閉枠５６，５８は、それぞれ、内部に第１および第２のフィン構造体６０，６２を配置するためのキャビティ５７，５９を含む。第２および第３の仕切板５２，５４が、薄板流路６３を含む。第１および第２の密閉枠５６，５８は薄板流路６３と流体連通する枠流路６１を含む。枠流路６１および薄板流路６３は流体ポート２４と流体連通し、冷却流体をキャビティ５７，５９に供給する。キャビティ５７，５９およびこれらに関連した第１および第２のフィン構造体６０，６２を通流する流体により、冷却板１４に支持された発熱装置２２の冷却を行う。第１のろう付け材料４２と同様の第２のろう付け材料６４が、冷却板１４の複数の層を互いに固定するように用いられる。
【００１４】
製造時に、冷却板１２，１４および構造部材１６の各層は、それらの間にろう付け材料を用いて互いの上に配置される。一例では、それらの層は３００４および／または６９５１などのアルミニウムから構成され、ろう付け材料は０．０１６インチ（０．４ｍｍ）の標準厚さを有するＣＴ−２３もしくはマルチクラッド合金である。第１および第２の冷却板１２，１４および構造部材１６を互いに取付け具に配置し、第１および第２の冷却板１２，１４および構造部材１６に負荷を印加しながら、ろう付け材料の溶融温度に加熱して、第１、第２の冷却板１２，１４および構造部材１６における各層を互いに固着させると同時に、第１および第２の冷却板１２，１４を構造部材１６に固着させる。このように、統合された一体式の冷却板アセンブリ１０が同時に形成される。
【００１５】
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】
【００１６】
１０…冷却板アセンブリ
１２，１４…冷却板
１６…構造部材
１８…取付け機構
２０…支持体
２２…発熱装置
２４…流体ポート
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2011211193.tif 000008
【図３Ｃ】
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