(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子に熱的に接続される受熱ブロックと、
前記受熱ブロックに熱的に接続されたヒートパイプ群と、
前記ヒートパイプ群を構成する複数のヒートパイプに熱的に接続された放熱フィン群とを備え、
前記ヒートパイプ群は、
冷却風の上流に配置され、前記冷却風の流れ方向に対して直角に配置された複数のヒートパイプで構成される第１ヒートパイプユニットと、
前記冷却風の下流に配置され、前記冷却風の流れ方向に平行に配置された複数のヒートパイプで構成される第２ヒートパイプユニットと、を有し、
前記第１ヒートパイプユニットは、Ｕ字型又はＬ字型の複数の第１ヒートパイプで構成され、
前記第１ヒートパイプは、前記受熱ブロックに固定される第１固定部と、前記第１固定部の少なくとも一端から延出する第１延出部とを有し、
前記第１固定部と前記第１延出部とで特定される面が、前記冷却風の流れ方向に直角となるように配置され、
前記第２ヒートパイプユニットは、Ｕ字型又はＬ字型の複数の第２ヒートパイプで構成され、
前記第２ヒートパイプは、前記受熱ブロックに固定される第３固定部と、前記第３固定部の少なくとも一端から延出する第４延出部とを有し、
前記第３固定部と前記第４延出部とで特定される面が、前記冷却風の流れ方向に平行となるように配置されることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記第１ヒートパイプユニットは、前記複数の第１ヒートパイプが列設されてなり、
前記第１ヒートパイプが所定ピッチで配列された一のヒートパイプ列と、前記所定ピッチとは異なるピッチで前記ヒートパイプが配列された他のヒートパイプ列とを有することを特徴とする、請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記一のヒートパイプ列における配列ピッチが、前記放熱フィンの幅寸法の１／α（αは２以上の整数）であり、
前記他のヒートパイプ列における配列ピッチが、前記放熱フィンの幅寸法の１／β（β≠α、βは２以上の整数）であることを特徴とする、請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記一のヒートパイプ列と前記他のヒートパイプ列が、前記冷却風の流れ方向に交互に配置されることを特徴とする、請求項２記載の冷却装置。
【請求項５】
前記第２ヒートパイプユニットは、所定ピッチで配列された複数の第２ヒートパイプが列設されてなることを特徴とする、請求項１記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子を強制空冷にて冷却する冷却装置に関し、特に、鉄道車両等の輸送体に搭載される電力変換装置等の電気部品を冷却する、強制空冷型冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電気部品を冷却するための強制空冷型冷却装置として、受熱ブロックと、該受熱ブロックに固定された複数のＵ字型（又はＬ字型）ヒートパイプと、ヒートパイプに取り付けられた放熱フィン群とを備える冷却装置がある（特許文献１参照）。このような冷却装置では、通常、Ｕ字型（Ｌ字型）ヒートパイプの全部が冷却風の流れ方向に平行に配列されており、あるいは直角に配列されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ところで、上記従来の冷却装置において、ヒートパイプの平行配置の場合には冷却風の上流に配置されたヒートパイプや放熱フィン等によって生じる圧力損失により、下流側の冷却能力が低下する傾向がある。また、直角配置の場合には、フィン効率が低下するため、下流側のみならず上流側の冷却能力が低下する傾向がある。従って、さらに冷却能力を向上させるためには、冷却用フィン数の増加や冷却風の風量増加といった措置が考えられるが、工数の増大が生じると共に、冷却装置の設置スペースの増大や消費電力の増大が生じることとなる。【０００５】
本発明の目的は、設置スペースや消費電力の増大を防止し、下流側の冷却能力を増大することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の冷却装置は、発熱素子に熱的に接続された受熱ブロックと、前記受熱ブロックに熱的に接続されたヒートパイプ群と、前記ヒートパイプ群を構成する複数のヒートパイプに熱的に接続された放熱フィン群とを備え、前記ヒートパイプ群は、冷却風の上流に配置され、前記冷却風の流れ方向に対して直角に配置された複数のヒートパイプで構成される第１ヒートパイプユニットと、前記冷却風の下流に配置され、前記冷却風の流れ方向に平行に配置された複数のヒートパイプで構成される第２ヒートパイプユニットとを有し、前記第１ヒートパイプユニットは、Ｕ字型又はＬ字型の複数の第１ヒートパイプで構成され、前記第１ヒートパイプは、前記受熱ブロックに固定される第１固定部と、前記第１固定部の少なくとも一端から延出する第１延出部とを有し、前記第１固定部と前記第１延出部とで特定される面が、前記冷却風の流れ方向に直角となるように配置され、前記第２ヒートパイプユニットは、Ｕ字型又はＬ字型の複数の第２ヒートパイプで構成され、前記第２ヒートパイプは、前記受熱ブロックに固定される第３固定部と、前記第３固定部の少なくとも一端から延出する第４延出部とを有し、前記第３固定部と前記第４延出部とで特定される面が、前記冷却風の流れ方向に平行となるように配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１ヒートパイプユニットは、前記複数のヒートパイプが列設されてなり、前記ヒートパイプが所定ピッチで配列された一のヒートパイプ列と、前記所定ピッチとは異なるピッチで前記ヒートパイプが配列された他のヒートパイプ列とを有する。【００１０】
さらに、前記一のヒートパイプ列における配列ピッチが、前記放熱フィンの幅寸法の１／α（αは２以上の整数）であり、前記他のヒートパイプ列における配列ピッチが、前記放熱フィンの幅寸法の１／β（β≠α、βは２以上の整数）であるのが好ましい。【００１１】
さらに、前記一のヒートパイプ列と前記他のヒートパイプ列が、前記冷却風の流れ方向に交互に配置されるのが好ましい。【００１２】
また、前記第２ヒートパイプユニットは、所定ピッチで配列された複数のヒートパイプが列設されてなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１ヒートパイプユニットが、冷却風の上流に配置されかつ該冷却風の流れ方向に対して直角に配置されたＵ字型又はＬ字型の複数の第１ヒートパイプで構成される。また、第２ヒートパイプユニットが、前記冷却風の下流に配置されかつ該冷却風の流れ方向に平行に配置されたＵ字型又はＬ字型の複数の第２ヒートパイプで構成される。本構成によれば、フレッシュな冷却風が上記配置の第１ヒートパイプユニットを通過することで、冷却能力を維持しつつ、圧力損失を低減することができる。また、十分な風量の冷却風が上記配置の第２ヒートパイプユニットを通過することで、第２ヒートパイプユニットにおける風量低下を抑制しつつ、高いフィン効率により冷却能力を向上することができる。この結果、冷却風の流れ方向に沿って配置された発熱素子温度の均一化を実現することが可能となる。また、フィン枚数やヒートパイプ本数の増加、あるいは風量増大のためのファン大型化が不要となるため、冷却装置の設置スペースの増大や消費電力の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の冷却装置の側面図である。
【図３】（ａ）は図１の線Ａ−Ａに沿う断面図、（ｂ）は図１の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図４】図１の冷却装置の平面図である。
【図５】（ａ）は、図１の冷却装置における冷却風の流れ方向を示す平面図であり、（ｂ）は、ヒートパイプ１２Ａの配置と流れ方向の関係を示す拡大図、（ｃ）はヒートパイプ１２Ｂの配置と流れ方向の関係を示す拡大図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る冷却装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図７】図６の冷却装置の平面図である。
【図８】受熱ブロック温度を数値解析にて求める際の発熱素子の配置を示す図である。
【図９】数値解析により得られた実施例、従来例の受熱ブロック温度を示すグラフである。
【図１０】図１における第１ヒートパイプユニットの変形例を示す図である。
【図１１】図６における第１ヒートパイプユニットの変形例を示す図である。
【図１２】図１における放熱フィン群の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１の冷却装置の側面図である。尚、図１におけるヒートパイプ数およびフィン数は、その一例を示すものであり、本発明に係る冷却装置のヒートパイプ数およびフィン数は、図１のものに限られないものとする。
【００１７】
図１に示すように、本発明の冷却装置１は、発熱素子１０−１〜１０−８に熱的に接続される受熱ブロック１１と、該受熱ブロックに熱的に接続されたヒートパイプ群１２と、複数のヒートパイプに熱的に接続された放熱フィン群１３とを備える。
【００１８】
受熱ブロック１１は、所定厚さの平板状部材であり、受熱ブロック１１の一方の面１１ａには発熱素子１０−１〜１０−８が取り付けられ、他方の面１１ｂにはヒートパイプ群１２が取り付けられている。なお、冷却風の流れ方向Ｆと略平行な方向を受熱ブロック１の長さ、流れ方向Ｆに略直交する方向を受熱ブロック１の幅としたとき、受熱ブロック１１の幅および長さは、発熱素子１０−１〜１０−８の寸法や発熱量に応じて、種々の寸法を選択しうる。
【００１９】
ヒートパイプ群１２は、例えば側面視略Ｕ字型の複数のヒートパイプで構成されており、各ヒートパイプが、受熱ブロック１１に対して略垂直に配置されている。
【００２０】
そして本実施形態では、ヒートパイプ群１２は、冷却風の上流に配置され、冷却風の流れ方向Ｆに対して略直角に配置された複数のヒートパイプ１２Ａで構成されるヒートパイプユニット１２−１（第１ヒートパイプユニット）と、冷却風Ｆの下流に配置され、冷却風の流れ方向Ｆに略平行に配置された複数のヒートパイプ１２Ｂで構成されるヒートパイプユニット１２−２（第２ヒートパイプユニット）とを有している。
【００２１】
すなわち、ヒートパイプユニット１２−１のヒートパイプ１２Ａは、流れ方向Ｆに略直角に配置されており、ヒートパイプユニット１２−２のヒートパイプ１２Ｂは、流れ方向Ｆに略平行に配置されている。換言すれば、ヒートパイプユニット１２−１の各ヒートパイプは、ヒートパイプユニット１２−２の任意のヒートパイプに対して略直角となるように配置されている。
【００２２】
また、ヒートパイプユニット１２−１の複数のヒートパイプ１２Ａは、冷却風の流れ方向Ｆに等間隔で整列配置されている。ヒートパイプユニット１２−２の複数のヒートパイプ１２Ｂは、冷却風の流れ方向Ｆと略平行に等間隔で配置されている。
【００２３】
ヒートパイプ１２Ａは、図３（ａ）に示すように、受熱ブロック１１に固定される固定部１２１（第１固定部）と、該固定部の両端から略垂直に延出する延出部１２２，１２３（第１延出部）とを有している。固定部１２１は受熱ブロック１１の面１１ｂ側に埋設して固定されており、延出部１２２，１２３は受熱ブロック１１の面１１ｂに対して略垂直に延びている。
【００２４】
このヒートパイプ１２Ａにおいて、固定部１２１は入熱部（蒸発部）として機能し、延出部１２２，１２３は放熱部（凝縮部）として機能する。具体的には、放熱素子１０−１〜１０−８から放出される熱が固定部１２１に伝達されると、固定部１２１にて作動液が蒸発し、当該蒸気が延出部１２２，１２３に到達する。延出部１２２，１２３に到達した蒸気は、該延出部内壁にて凝縮、液化し、潜熱を放出する。放出された潜熱はヒートパイプおよびフィンに伝達され、外気に放出される。また、液化した作動液は、ヒートパイプ内に配置されたウィック（不図示）等の毛細管現象により、固定部１２１に環流する。作動液が固定部１２１に戻り、上記サイクルを繰り返すことで、連続的に熱輸送が行われる。
【００２５】
ヒートパイプ１２Ｂは、ヒートパイプ１２Ａと同様に、受熱ブロック１１に固定される固定部１２１’（第２固定部）と、該固定部の両端から略垂直に延出する延出部１２２’，１２３’（第２延出部）とを有している（図３（ｂ））。ヒートパイプ１２Ｂの構成は、ヒートパイプ１２Ａと基本的に同じであるので、その説明を省略する。
【００２６】
また、ヒートパイプ群１２は、図４に示すように、上流側から下流側の全体に亘って形成され、冷却風の流れ方向Ｆに対して略平行に配置された複数のヒートパイプ１２Ｃで構成されるヒートパイプユニット１２−３を有している。このヒートパイプユニット１２−３は、ヒートパイプユニット１２−１の略中央部に配置されており、かつヒートパイプユニット１２−２の略中央部に配置されている。ヒートパイプユニット１２−３の各ヒートパイプ１２Ｃは、ヒートパイプユニット１２−１の任意のヒートパイプに対して略直角となるように配置され、かつヒートパイプユニット１２−２の任意のヒートパイプと略平行に配置されている。ヒートパイプ１２Ｃの構成は、ヒートパイプ１２Ａ,１２Ｂと基本的に同じであるので、その説明を省略する。
【００２７】
放熱フィン群１３は、ヒートパイプユニット１２−１に取り付けられた複数枚のフィン１３Ａからなるフィンユニット１３−１と、ヒートパイプユニット１２−２に取り付けられた複数枚のフィン１２Ｂからなるフィンユニット１３−２とを有している（図２）。
【００２８】
複数枚のフィン１３Ａは、受熱ブロック１１の面１１ｂに対して略平行に配置されており、かつ等間隔に並べられている。フィン１３Ａは、例えば矩形の薄板部材からなり、平面視にて複数枚のフィン１３Ａの縁部が揃った状態で配置されている。複数枚のフィン１３Ｂも同様に、受熱ブロック１１の面１１ｂに対して略平行に配置されており、かつ等間隔に並べられている。フィン１３Ｂは、例えば矩形の薄板部材からなり、平面視にて複数枚のフィン１３Ｂの縁部が揃った状態で配置されている。なお本実施形態では、ヒートパイプユニット１２−１に取り付けられるフィン１２Ａの枚数は、ヒートパイプユニット１２−２に取り付けられるフィン１２Ｂの枚数と同じである。
【００２９】
フィン１３Ａには、所定位置に複数の孔が形成されており、対応するヒートパイプ１２Ａの各延出部が各孔に嵌入されることで、フィン１３Ａがヒートパイプ１２Ａを介して受熱ブロック１１に固定される。フィン１３Ｂにも、所定位置に複数の孔が形成されており、対応するヒートパイプ１２Ｂの各延出部が各孔に嵌入されることで、フィン１３Ｂがヒートパイプ１２Ｂを介して受熱ブロック１１に固定される。
【００３０】
上記受熱ブロック１２および放熱フィン群１３の各フィンは、いずれも熱伝導性材料からなり、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。ヒートパイプ群１２の各ヒートパイプのケーシングも同様に、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。また、各ヒートパイプの作動液としては、例えば純水が使用され、ケーシング内に減圧状態で封入されている。
【００３１】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、冷却装置１における冷却風の流れを説明する。
【００３２】
本発明の冷却装置１では、図１の左側から強制的に冷却風が供給され、冷却フィン群１３の冷却フィン間を通って左側に排出される。この冷却風は、図５（ａ）に示すように、ヒートパイプユニット１２−１およびヒートパイプユニット１２−３を通り抜け、さらに、ヒートパイプユニット１２−２を通り抜けていく。このとき、ヒートパイプユニット１２−１を通過する冷却風の流れ方向Ｆ１は、固定部１２１と延出部１２２,１２３とで特定される面５１に略直角となっている（図５（ｂ））。すなわち本実施形態では、上記流れ方向Ｆ１は、ヒートパイプ１２Ａの固定部１２１に略直角であり、かつ延出部１２２,１２３に対して略直角である。
【００３３】
このように、ヒートパイプユニット１２−１では、冷却風の流れ方向Ｆ１に整列配置された複数のヒートパイプ１２Ａをフレッシュな冷却風が通過し、複数のヒートパイプ１２Ａが冷却風の流れの妨げとならないように配置されている。よって、フィン効率は若干低下するものの、冷却能力が大きく低下することがなく、また、圧力損失が小さいため、下流のヒートパイプユニット１２−２に十分な風量の冷却風が供給される。
【００３４】
また、ヒートパイプユニット１２−３では、流れ方向Ｆ３と略平行な方向に等間隔で密に配置された複数のヒートパイプ１２Ｃ間を冷却風が通過する。ヒートパイプユニット１２−３は、主にヒートパイプユニット１２−１を通過する冷却風の風量を均一にする役割を果たしている。
【００３５】
また、ヒートパイプユニット１２−２を通過する冷却風の流れ方向Ｆ２は、固定部１２１’と延出部１２２’,１２３’とで特定される面５２に略平行となっている（図５（ｃ））。すなわち本実施形態では、上記流れ方向Ｆ２は、ヒートパイプ１２Ｂの固定部１２１’に略平行であり、かつ延出部１２２’,１２３’に対して略直角である。
【００３６】
ヒートパイプユニット１２−２では、流れ方向Ｆ２と略平行な方向に等間隔で密に配置された複数のヒートパイプ１２Ｂ間を冷却風が通過する。上記のように、ヒートパイプユニット１２−１による圧力損失は低減されているため、ヒートパイプユニット１２−２における風量低下が抑制され、また、複数のヒートパイプ１２Ｂを上記配置とすることで、フィン効率が向上し、十分な冷却能力を発揮することが可能となる。
【００３７】
本実施形態によれば、フレッシュな冷却風が上記配置のヒートパイプユニット１２−１を通過することで、冷却能力を維持しつつ、圧力損失を低減することができる。また、十分な風量の冷却風が上記配置のヒートパイプユニット１２−２を通過することで、ヒートパイプユニット１２−２における風量低下を抑制しつつ、高いフィン効率により冷却能力を向上することができる。この結果、冷却風の流れ方向Ｆに沿って配置された発熱素子１０−１〜１０−８の温度の均一化を実現することが可能となる。また、フィン枚数やヒートパイプ本数の増加、あるいは風量増大のためのファン大型化が不要となるため、金型費用や製造コストの増大を防止することができ、さらに冷却装置の設置スペースの増大や消費電力の増大を防止することができる。
【００３８】
図６は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図７は、図６の冷却装置の平面図である。なお、第２実施形態に係る冷却装置の構成は、上記第１実施形態の冷却装置と基本的に同じであるため、以下に異なる部分を説明する。
【００３９】
図６に示すように、冷却装置２０は、受熱ブロック１１に熱的に接続されたヒートパイプ群１２を備えている。そしてヒートパイプ群１２は、冷却風の上流に配置され、冷却風の流れ方向Ｆに対して略直角に配置された複数のヒートパイプ１２Ａで構成されるヒートパイプユニット１２−１’を有している。
【００４０】
ヒートパイプユニット１２−１’は、複数のヒートパイプ１２Ａ’,１２Ａ”が列設されてなり、このヒートパイプユニット１２−１’では、固定部の長さが異なる２種類のヒートパイプが用いられている。図７の例では、Ｕ字型ヒートパイプ１２Ａ’の固定部長さ、すなわち幅寸法Ｄ１は、フィン１３Ａの幅寸法の約１／４であり、ヒートパイプ１２Ａ”の幅寸法Ｄ２は、フィン１３Ａの幅寸法の約１／２である。
【００４１】
また、ヒートパイプユニット１２−１’は、ヒートパイプ１２Ａ’,１２Ａ”,１２Ａ’の３つヒートパイプをこの順に並べてなるヒートパイプ列２１と、ヒートパイプ１２Ａ”,１２Ａ”の２つのヒートパイプを並べてなるヒートパイプ列２２とを有している。そして、ヒートパイプ列２１,２２は、流れ方向に等間隔で、かつ交互に配置されている。
【００４２】
このような構成によれば、上記第１実施形態と比較して、ヒートパイプユニット１２−１’の平面視において、流れ方向Ｆに直交する方向に関してヒートパイプの延出部の配列ピッチが見かけ上約１／２となり、ヒートパイプユニット１２−１’での冷却能力を更に向上させることができる。
【００４３】
次に、図８および図９を用いて、本発明の冷却装置が適用された受熱ブロック温度と、従来の冷却装置が適用された受熱ブロック温度の相違を説明する。図９および下記表１に示す受熱ブロック温度は、数値解析（シミュレーション）により求められたものである。数値解析における実施例１の冷却装置の構成は、長さ６００ｍｍ、幅８００ｍｍ、厚さ２３ｍｍのアルミニウム製受熱ブロック、φ１２．７の略Ｕ字型ヒートパイプを７２個、４５０ｍｍ×６００ｍｍ×０．５ｍｍの冷却フィンを３．０ｍｍピッチで７０枚とした。なお、この７２個のヒートパイプは、図１に示す冷却装置と同様に配置されている。
【００４４】
また、実施例２の冷却装置の構成は、７２個のヒートパイプを図６に示す冷却装置と同様に配置したこと以外は、実施例１と同じである。
【００４５】
一方、従来例１の冷却装置の構成は、実施例１の上流のヒートパイプユニットに代えて、下流のヒートパイプユニットと同じヒートパイプユニットを配置したこと以外は、実施例１と同じである。すなわち、従来例１では、全てのヒートパイプが冷却風の流れ方向に略平行に配置されている。また、従来例２の冷却装置の構成は、実施例１の下流のヒートパイプユニットに代えて、上流のヒートパイプユニットと同じヒートパイプユニットを配置したこと以外は、実施例１と同じである。すなわち、従来例１では、全てのヒートパイプが冷却風の流れ方向に対して略直角に配置されている。
【００４６】
上記実施例１〜２および従来例１〜２の冷却装置において、図８に示すように、発熱量１７５０Ｗの発熱素子８個を２行×４列で受熱ブロックに配置し、上流側発熱素子（１）〜Ｎｏ．４、下流側発熱素子Ｎｏ．４〜Ｎｏ．８とする。このとき、上流側発熱素子（１）〜Ｎｏ．４の直上に上流側ヒートパイプユニットが、下流側発熱素子Ｎｏ．４〜Ｎｏ．８の直上に下流側ヒートパイプユニットがそれぞれ配置されている。そして、所定風量の冷却風を一定時間、冷却装置に導入したと仮定する。発熱素子Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８に対応する受熱ブロックの温度を解析すると、表１に示す通りとなる。また、数値解析により得られた受熱ブロック温度を、実施例、従来例ごとにグラフにしたものを図９に示す。
【００４７】
【表１】
0005654180.tif 000002
【００４８】
表１に示すように、実施例１の上流側ヒートパイプユニットにおける受熱ブロック温度（発熱素子Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４に対応する受熱ブロック温度）は、従来例１〜２と同じか若干上がるものの、下流側ヒートパイプユニットにおける受熱ブロック温度（発熱素子Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８に対応する受熱ブロック温度）は、従来例１〜２よりも十分に低くなり、下流側ヒートパイプユニットの冷却能力が向上している。また、実施例１における受熱ブロック温度の最大値は３７．０℃、受熱ブロック温度の最大値と最小値の差は２．６℃であり、従来例１〜２と比較して、最大値、および最大値と最小値の差のいずれも小さくなり、受熱ブロック全体に亘ってほぼ均熱されることが分かる。
【００４９】
また、実施例２においても、上流側ヒートパイプユニットにおける受熱ブロック温度は、従来例１〜２と同程度で、下流側ヒートパイプユニットにおける受熱ブロック温度は、従来例１〜２よりも十分に低くなり、下流側ヒートパイプユニットの冷却能力が向上している。また、実施例２における受熱ブロック温度の最大値は３６．３℃、受熱ブロック温度の最大値と最小値の差は２．２℃であり、従来例１〜２と比較して、最大値、および最大値と最小値の差のいずれも小さくなり、受熱ブロック全体に亘ってほぼ均熱されている。
【００５０】
一方、従来例１では、下流側の発熱素子Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の温度が高くなり、受熱ブロック温度の最大値と最小値の差が８．３℃と大きくなっている。これは、従来例１では複数のヒートパイプが冷却風の流れ方向に沿って略平行に配置されており、小さいピッチで均等に設けられているため、フィンへの伝熱効率は高いものの、ヒートパイプが冷却風の抵抗となるため圧力損失が大きくなり、下流側ヒートパイプユニットの冷却能力が低下していると考えられる。
【００５１】
また、従来例２でも、下流側の発熱素子Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の温度が高くなり、受熱ブロック温度の最大値と最小値の差が７．６℃と大きくなっている。これは、複数のヒートパイプが冷却風の流れ方向に対して略直角に整列配置されており、ヒートパイプが冷却風の抵抗となりにくく、ヒートパイプユニット全体の圧力損失は小さくなるものの、ヒートパイプの延出部間距離が大きくなるため、フィン効率が低下して、下流側ヒートパイプユニットの冷却能力が低下していると考えられる。
【００５２】
上記解析結果より、実施例１〜２の冷却装置の構成および配置によれば、従来例１〜２と比較して、ヒートパイプユニットの冷却能力、特に下流側ヒートパイプユニットの冷却能力を向上できることが分かる。また、冷却風の流れ方向に関して冷却能力にばらつきが生じず、受熱ブロック全体がほぼ均熱化されるため、流れ方向に沿って複数の発熱素子が配置された場合でも、これら発熱素子の均熱化を実現することが可能となる。
【００５３】
なお、上記実施例１〜２の冷却装置では、８個の発熱素子が同じ発熱量であるが、各発熱量が異なる場合であっても、従来例と比較して均熱化の効果を得ることができる。また、上流側ヒートパイプユニットの冷却フィンピッチが下流側ヒートパイプユニットの冷却フィンピッチが同じであるが、これら冷却フィンピッチを異ならせることにより、更なる均熱化を実現可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、側面視略Ｕ字型のヒートパイプが用いられるが、これに限らず、側面視略Ｌ字型のヒートパイプ３０が用いられてもよい。このとき、略Ｌ字型のヒートパイプ３０は、図１０に示すように向かい合わせに配置されてもよく、あるいは同一方向を向いて配置されてもよい。これにより、配列ピッチの選択の幅を広げることが可能になると共に、同一のヒートパイプを用いることで製造コストの増大を抑制することができる。
【００５５】
また上記実施形態のヒートパイプ列２１は、ヒートパイプ１２Ａ’,１２Ａ”,１２Ａ’の３つヒートパイプをこの順に並べてなるが、これに限らず、図１１に示すように、ヒートパイプ４０を３つ並べてなるものであってもよい。この場合、Ｕ字型ヒートパイプ４０の固定部長さ、すなわち幅寸法Ｄ３は、フィン１３Ａの幅寸法の１／３である。本構成によっても、ヒートパイプユニット１２−１’での冷却能力を向上させることができる。
【００５６】
また、一のヒートパイプ列における配列ピッチは、該一のヒートパイプ列に隣接するヒートパイプ列における配列ピッチと異なるように配置されてもよい。具体的には、一のヒートパイプ列における配列ピッチは、フィン１３Ａの幅寸法の１／α（αは２以上の整数）であるのが好ましく、隣接するヒートパイプ列における配列ピッチは、フィン１３Ａの幅寸法の１／β（β≠α、βは２以上の整数）である。例えば、α＝３、β＝２の場合、図１１に示すヒートパイプユニットと同じ配列となる。本構成によっても、上流側ヒートパイプユニットでの冷却能力を向上させることができる。
【００５７】
また、上記実施形態の放熱フィン群１３では、フィンユニット１３−１のフィン枚数が、フィンユニット１３−２のフィン枚数と同じであるが、これに限らず、図１２に示すように、フィンユニット１３−１のフィン枚数が、フィンユニット１３−２のフィン枚数より少なくてもよい。これにより、フィンユニット１３−１での圧力損失を更に低減しつつ、フィンユニット１３−１でのフィン効率を更に向上させることが可能となる。
【００５８】
以上、本実施形態に係る冷却装置について述べたが、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】
【００５９】
１  冷却装置
１０−１，１０−２，１０−３，１０−４  発熱素子
１０−４，１０−５，１０−６，１０−８  発熱素子
１１  受熱ブロック
１１ａ，１１ｂ  面
１２  ヒートパイプ群
１２−１，１２−２，１２−３  ヒートパイプユニット
１２−１’  ヒートパイプユニット
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  ヒートパイプ
１２Ａ’，１２Ａ”  ヒートパイプ
１３  放熱フィン群
１３−１，１３−２  フィンユニット
１３Ａ，１３Ｂ  フィン
２０  冷却装置
２１  ヒートパイプ列
２２  ヒートパイプ列
３０  ヒートパイプ
４０  ヒートパイプ
１２１  固定部
１２１’  固定部
１２２，１２３  延出部
１２２’，１２３’  延出部
【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】
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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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