(57)【要約】  熱源から熱が伝達されるように設置されるベースと、前記ベースから熱が伝達されるように固定設置され、前記ベースによって開口が閉鎖されるように設置される中空筒形状の固定シリンダーと、前記固定シリンダーから熱が伝達されるように前記固定シリンダーに固定設置される固定フィン（ｆｉｎ）と、前記固定シリンダーの内部を軸方向に垂直な方向に水密または気密に塞いで軸方向にスライディングできるように挟まれて相変化物質を収容する収容室を形成するピストンと、前記ピストンに対して前記ベース方向に弾性復元力を加える弾性部材と、を含み、熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記ピストンが前記ベース側の後退位置に復帰され、熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記ピストンが前記後退位置から前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記ベースの反対方向の前進位置に移動されるように作動すること、を特徴とする。
2021519408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源から熱が伝達されるように設置されるベースと、
前記ベースから熱が伝達されるように固定設置され、前記ベースによって開口が閉鎖されるように設置される中空筒形状の固定シリンダーと、
前記固定シリンダーから熱が伝達されるように前記固定シリンダーに固定設置される固定フィン（ｆｉｎ）と、
前記固定シリンダーの内部を軸方向に垂直な方向へと水密または気密に塞いで、軸方向にスライディングできるように挟まれて相変化物質を収容する収容室を形成するピストンと、
前記ピストンに対して前記ベース方向に弾性復元力を加える弾性部材と、
を含み、
熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記ピストンが前記ベース側の後退位置に復帰され、
熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記ピストンが前記後退位置から前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記ベースの反対方向の前進位置に移動されるように作動すること、
を特徴とする、相変化を用いた機械的変形冷却装置。
【請求項２】
前記固定シリンダーの前記ベースの反対側端部に形成される開口と、
前記ピストンの前記開口に向かう側に備えられ、前記開口を貫く突出棒と、
前記突出棒に固定されて前記突出棒の移動によって形態や姿勢、位置が変形され、前記固定シリンダーから熱が伝達されるように前記固定シリンダーに接触して設置される伝熱変形部と、
前記伝熱変形部から熱が伝達されるように前記伝熱変形部に固定設置される可動フィン（ｆｉｎ）と、
をさらに含み、
熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記ピストンが前記後退位置に復帰されることによって前記突出棒に固定された前記伝熱変形部、及び前記可動フィンが前記後退位置に対応される形態や姿勢、位置に変形され、前記可動フィンの大気への露出及び空気接触が最小化され、
熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記ピストンが前記後退位置から前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記前進位置に移動されることによって前記突出棒に固定された前記伝熱変形部、及び前記可動フィンが前記前進位置に対応される形態や姿勢、位置に変形され、前記可動フィンの大気への露出及び空気接触が最大化され、
熱負荷によって前記可動フィンの大気への露出度合いが調節されるように作動すること、
を特徴とする、請求項１に記載の相変化を用いた機械的変形冷却装置。
【請求項３】
前記ピストンによって進退される前記突出棒の先端、または前記伝熱変形部または前記可動フィンに備えられた接触部をさらに含み、
熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記接触部が後退位置に復帰されて外部の接触スイッチに対する前記接触部の接触が解除され、
熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記接触部が前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記後退位置から前進位置へ突出し、外部の前記接触スイッチに対する前記接触部の接触が形成され、
熱負荷によって外部の前記接触スイッチに対する前記接触部の接触及び解除が調節されるように作動すること、
を特徴とする、請求項２に記載の相変化を用いた機械的変形冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相変化を用いた機械的変形冷却装置に係り、より詳しくは、内部に備えられた相変化物質の収縮膨脹によって機械的に形態が変形される冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷却装置は、対象機器の温度を冷却させる装置である。対象機器は半導体などの電気電子素子と太陽光発電パネル、電気モーターのみならず、内燃機関エンジン、エアコンの室外機などを含むことができる。温度の冷却は、現在の温度を低下するだけでなく、現在温度の維持や現在温度の上昇を抑制あるいは上昇率低下や維持を含む概念である。
【０００３】
一般に、冷却装置は、放熱機器、例えば、放熱板の形態で提供されてもよく、これは放熱フィン（ＦＩＮ）を含むことができる。放熱フィンは、熱源から吸収した熱が放散される表面積を大きくした器具である。放熱機器は、熱伝導率に優れる材質からなる。このような材質では、金、銀、白金、銅やアルミニウムのような金属またはこれらの合金、熱伝導性シリコーンのような合成材などが利用されてもよい。そして、放熱機器全体がこれらの材質からなってもよく、その表面のみがこれらの材質でコーティングされても実用的な効果がある場合がある。例えば、アルミニウムコーティングの場合、熱伝導度が１６７Ｗ／ｍ・ＫであるＡＬ６０６１または熱伝導度が２１８Ｗ／ｍ・ＫであるＡＬ６１０１を利用することができる。
【０００４】
放熱機器や放熱板、放熱フィンなどは、線、面、立体形状で形成されてもよく、例えば、ハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）形状で形成されてもよい。放熱フィンは、熱源に熱的に接触して熱を吸収するベースに直接、または柱などの中間伝熱（熱伝逹）部材を経由して間接的に装着される。
【０００５】
一方、相変化物質（ＰＣＭ；Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む放熱板が知られている。これは相変化物質が熱を吸収する潜熱（Ｌａｔｅｎｔ  Ｈｅａｔ）を利用する。よって、熱源からの熱がベースを経て吸収されると、この熱が柱などを経て直接放熱フィンを通して大気へ放散されるだけでなく、この熱が柱などの内部に備えられた収容空間に収容された相変化物質の相変化に潜熱として利用されながら吸収されるので、熱の処理効果が増大される。
【０００６】
ここで、相変化物質は、この収容空間にできるだけぎっしり満たされて収容される必要がある。例えば、空気層が形成されると、この収容空間を囲む構造物から相変化物質への熱伝逹がまともに行われないため、放熱性能低下の恐れがある。
【０００７】
しかし、相変化物質は、相変化によって相が変化されると、体積が変化する。例えば、相変化物質が吸熱によって固体から液体に相変化されると、大概約１０〜１５％の体積が増加し、液体から気体に相変化されると、数倍ないし数十倍に体積が増加する。よって、この収容空間が固定された内部空間を有すると、相変化物質の漏れの恐れがある。よって、この収容空間には伸縮性が要求される。
【０００８】
従来、下記特許文献のように、相変化による体積の増減によって収容空間の体積が増減する技術が知られている。この技術は、「下部面の少なくとも一部が熱源と接触して熱源から発生する熱を相変化物質に伝達するベース板１０、ベース板の外側の端から内部方向へと所定間隔で離隔されたベース板の上部に形成され、その内部空間に相変化物質を収容する相変化物質収容ケース２０、及び本体の内側面が相変化物質収容ケースの外側面と上下方向にスライドできるように結合され、上部に多数の放熱フィンが形成された放熱ケース３０を含む放熱板１００であって、放熱ケース本体の互いに対称にされる少なくとも２個以上の側面地点と前記側面地点の下側斜線方向に対向されるベース板の上部面地点が引張特性を有する弾性部材によって繋がったことを特徴とする体積可変型放熱板」を開示している。
【０００９】
この特許文献の放熱板は、相変化物質が収容される空間を上下方向にスライディングされる収容ケースと放熱ケースで形成し、収容ケースと結合されたベース板と放熱ケースの間を引張型弾性部材で連結したものである。よって、吸熱によって相変化物質の体積が増加すると、弾性部材の弾性力に抗して収容ケースと放熱ケースが離隔される方向に相対移動して相変化物質の収容空間が増加し、放熱によって相変化物質の体積が減少すると、弾性部材の弾性力によって収容ケースと放熱ケースが接近される方向に相対移動して相変化物質の収容空間が減少するように作用する。これによって、相変化物質の漏れが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国登録特許１０‐０９４６４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記特許文献の技術は、収容ケースと放熱ケースが水密に挟まれたまま、互いに上下方向に接近または離隔できるように構成されている。しかし、熱源の対象機器にベース板が接触して設置されているので、ベース板が固定され、このベース板に収容ケースが固定設置されている。よって、固定部はベース板と収容ケースであり、可動部は放熱ケースであることが分かる。そして、この放熱ケースに熱を大気へ放射させる放熱フィンが備えられている。
【００１２】
しかし、熱はベース板を通して収容ケースに伝達され、この熱は放熱ケースに伝達された後、放熱フィンを通して大気へ放射されるようになっているが、収容ケースと放熱ケースは互いに上下方向にスライディング相対移動されるようになっていて、これらの間にはＯリングなどの密封リングが介在されている。したがって、収容ケースから放熱ケースに熱が円滑に伝達されない熱伝逹の遮断現象が発生し、熱が放熱フィンを通して大気へ放射されなかったり、効率が低下する。
【００１３】
そして、放熱フィンが固定形態で備えられているので、設計された熱容量を超える熱を処理できないという問題がある。
【００１４】
本発明は、このような従来技術の問題を解消するためのものであって、相変化物質を収容する収容室の内部空間の体積が相変化によって可変する構造において、熱源から熱が伝達されるように設置されるベースからの熱が、ベースに固定設置された固定シリンダーに固定設置された固定放熱フィン（固定フィン）に伝達されることで、熱伝逹の遮断現象が防止されて熱伝逹効率が向上される、相変化を用いた機械的変形冷却装置を提供するものである。
【００１５】
また、本発明は、熱源からの熱によって膨脹収縮する相変化物質の体積変化によって位置が変化する可変部（ピストン）及び弾性部材によってさらなる可動放熱フィン（可動フィン）がスライディング接触部（伝熱変形部）によって熱伝逹を維持しながら大気側へ突出及び復帰されるように構成され、熱源からの熱が低温の時は、弾性部材の弾性復元力によって可動フィンが後退位置（原位置）に復帰されて可動フィンの大気への露出が最小化され、熱源からの熱が高温の時は、可動フィンが前記後退位置から弾性部材の弾性復元力に抗して前進位置に突出して大気への露出が最大化され、熱負荷によって放熱フィンの大気への露出度合いが調節される、相変化を用いた機械的変形冷却装置を提供する。
【００１６】
また、本発明は、熱源からの熱によって膨脹収縮される相変化物質の体積変化によって位置が変化する可変部（ピストン）及び弾性部材によって可変部に連動して突出及び復帰される接触部が接触スイッチに接触及び分離されるように構成され、熱源からの熱が低温の時は、弾性部材の弾性復元力によって接触部が後退位置に復帰され、接触スイッチに対する接触部の接触が解除され、熱源からの熱が高温の時は、接触部が前記後退位置から弾性部材の弾性復元力に抗して前進位置に突出して、接触スイッチに対する接触部の接触が行われ、熱負荷によって接触スイッチに対する接触部の接触及び解除が調節される、相変化を用いた機械的変形冷却装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を達成するための本発明の相変化を用いた機械的変形冷却装置は、熱源から熱が伝達されるように設置されるベースと、前記ベースから熱が伝達されるように固定設置され、前記ベースによって開口が閉鎖されるように設置される中空筒形状の固定シリンダーと、前記固定シリンダーから熱が伝達されるように前記固定シリンダーに固定設置される固定フィン（ｆｉｎ）と、前記固定シリンダーの内部を軸方向に垂直な方向へと水密または気密に塞いで、軸方向にスライディングできるように挟まれて相変化物質を収容する収容室を形成するピストンと、前記ピストンに対して前記ベース方向に弾性復元力を加える弾性部材と、を含み、熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記ピストンが前記ベース側の後退位置に復帰され、熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記ピストンが前記後退位置から前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記ベースの反対方向の前進位置に移動されるように作動することを特徴とする。
【００１８】
そして、ここで、前記固定シリンダーの前記ベースの反対側端部に形成される開口と、前記ピストンの前記開口に向かう側に備えられ、前記開口を貫く突出棒と、前記突出棒に固定されて前記突出棒の移動によって形態や姿勢、位置が変形され、前記固定シリンダーから熱が伝達されるように前記固定シリンダーに接触して設置される伝熱変形部と、前記伝熱変形部から熱が伝達されるように前記伝熱変形部に固定設置される可動フィン（ｆｉｎ）と、をさらに含み、熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記ピストンが前記後退位置に復帰されることによって前記突出棒に固定された前記伝熱変形部及び可動フィンが後退位置に対応される形態や姿勢、位置に変形され、前記可動フィンの大気への露出及び空気接触が最小化され、熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記ピストンが前記後退位置から前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記前進位置に移動されることによって前記突出棒に固定された前記伝熱変形部及び可動フィンが前進位置に対応される形態や姿勢、位置に変形され、前記可動フィンの大気への露出及び空気接触が最大化され、熱負荷によって前記可動フィンの大気への露出度合いが調節されるように作動することが好ましい。
【００１９】
そして、ここで、前記ピストンによって進退される前記突出棒の先端、または前記伝熱変形部または前記可動フィンに備えられた接触部をさらに含み、熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記接触部が後退位置に復帰されて外部の接触スイッチに対する前記接触部の接触が解除され、熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記接触部が前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記後退位置から前進位置へ突出し、外部の接触スイッチに対する前記接触部の接触が形成され、熱負荷によって外部の接触スイッチに対する前記接触部の接触及び解除が調節されるように作動することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、相変化物質を収容する収容室の内部空間の体積が相変化によって可変する構造において、熱源から熱が伝達されるように設置されるベースからの熱が、ベースに固定設置された固定シリンダーに固定設置された固定放熱フィン（固定フィン）に伝達されることで熱伝逹の遮断現象が防止され、熱伝逹効率が向上される、相変化を用いた機械的変形冷却装置が提供される。稼動部はピストンに限定され、固定フィンが固定部に設置されているので、確かな熱伝逹によって固定フィンによる冷却効果が確保される。
【００２１】
また、本発明によると、熱源からの熱によって膨脹収縮される相変化物質の体積変化によって位置が変化する可変部（ピストン）及び弾性部材によってさらなる可動放熱フィン（可動フィン）がスライディング接触部（伝熱変形部）によって熱伝逹を維持しながら大気側に突出及び復帰するように構成され、熱源からの熱が低温の時は、弾性部材の弾性復元力によって可動フィンが後退位置（原位置）に復帰して可動フィンの大気への露出が最小化され、熱源からの熱が高温の時は、可動フィンが前記後退位置から弾性部材の弾性復元力に抗して前進位置へ突出して大気への露出が最大化され、熱負荷によって放熱フィンの大気への露出度合いが調節される、相変化を用いた機械的変形冷却装置が提供される。熱源によって固定フィンに加えて可動フィンの進退が自動に作動するので、一定で確かな冷却効果が期待される。
【００２２】
また、本発明によれば、熱源からの熱によって膨脹収縮される相変化物質の体積変化によって位置が変化する可変部（ピストン）、及び弾性部材によって可変部に連動して突出及び復帰される接触部が接触スイッチに接触及び分離されるように構成され、熱源からの熱が低温の時は、弾性部材の弾性復元力によって接触部が後退位置に復帰して接触スイッチに対する接触部の接触が解除され、熱源からの熱が高温の時は、接触部が前記後退位置から弾性部材の弾性復元力に抗して前進位置へ突出して接触スイッチに対する接触部の接触が行われ、熱負荷によって接触スイッチに対する接触部の接触及び解除が調節される、相変化を用いた機械的変形冷却装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】本発明の一実施例による、相変化を用いた機械的変形冷却装置の斜視図である。
【図１ｂ】本発明の一実施例による、相変化を用いた機械的変形冷却装置の上面図である。
【図２】図１の相変化を用いた機械的変形冷却装置の分解斜視図である。
【図３ａ】図１の相変化を用いた機械的変形冷却装置の収縮時の斜視図である。
【図３ｂ】図１の相変化を用いた機械的変形冷却装置の膨脹時の斜視図である。
【図４ａ】図１の相変化を用いた機械的変形冷却装置の収縮時の側面図である。
【図４ｂ】図１の相変化を用いた機械的変形冷却装置の膨脹時の側面図である。
【図５ａ】図１の相変化を用いた機械的変形冷却装置の収縮時のＡ‐Ａ線の断面図である。
【図５ｂ】図１の相変化を用いた機械的変形冷却装置の膨脹時のＡ‐Ａ線の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら本発明による相変化を用いた機械的変形冷却装置について詳しく説明する。ただし、同一構成によって同一機能を持つ部材に対しては、図面が変わっても同一符号を維持することで、詳細な説明を省略する場合がある。
【００２５】
また、ある部材の前後、左右、上下に別の部材が配置されたり、繋がる関係は、その中間に別途部材が挿入される場合を含む。逆に、ある部材が別の部材の「直ぐ」前後、左右、上下にあると言う時は、中間に別途部材がないことを意味する。そして、ある部分が別の構成要素を「含む」とする時、これは特に断らない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００２６】
そして、構成名称を第１、第２などに分けることは、その構成が同一の関係で、これを区分けするためのもので、必ずその手順に限定されるものではない。また、明細書に記載された「ユニット」、「手段」、「部」、「部材」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作をする包括的な構成単位を意味する。
【００２７】
そして、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明が必ず図面に図示されたところに限定されないし、層及び領域などの多くの部分及び領域を明確に表現するために、厚さなどは誇張して拡大または縮小して示す場合がある。
【００２８】
＜基本構成‐固定部に直接締結された固定フィン＞
本発明の一実施例による、相変化を用いた機械的変形冷却装置は、内部に備えられた相変化物質の収縮膨脹によって機械的に形態が変形する冷却装置であって、図１ないし図５のように、ベース１と、固定シリンダー２と、固定フィン（ｆｉｎ）５と、ピストン３と、弾性部材４とを含む。
【００２９】
前記ベース１は、熱源（未図示）から熱が伝達されるように設置される部材である。冷却装置は対象機器の温度を冷却させる装置で、前記熱源は対象機器である半導体などの電気電子素子と太陽光発電パネル、電気モーターのみならず、内燃機関エンジン、エアコンの室外機などを含む機器から捕捉されてもよい。前記ベース１は、それ自体が熱源に直接繋がってもよく、中間に別途部材、例えば、別途伝熱クリームや伝熱板、ヒートシンクなどを介在して熱源に繋がってもよい。
【００３０】
前記固定シリンダー２は、前記ベース１から熱が伝達されるように固定設置され、前記ベース１によって開口が閉鎖されるように設置される中空筒形状のシリンダーである。前記固定シリンダー２は開口が前記ベース１によって密閉され、後述するピストン３と弾性部材４を収容し、相変化物質のための可変型収容室が形成される空間を提供する。
【００３１】
前記固定フィン（ｆｉｎ）５は、前記固定シリンダー２から熱が伝達されるように前記固定シリンダー２に固定設置される放熱フィンである。前記ベース１に印加された熱は、前記固定シリンダー２を通じて前記固定フィン５に伝達され、前記固定フィン５から大気へ放出される。
【００３２】
前記ピストン３は、前記固定シリンダー２の内部を軸方向に垂直な方向へと水密または気密に塞いで軸方向にスライディングできるように挟まれ、相変化物質を収容する収容室９を形成する部材である。前記ピストン３は、水密性または気密性を持つスライディングのために、所定厚さを持つ平たい円盤型からなる。前記ピストン３によって前記固定シリンダー２の内部空間は２個に区切られ、その中で前記ベース１側の空間は前記収容室９になり、前記ベース１の反対側の空間は後述する弾性部材４が収容される空間になる。
【００３３】
前記弾性部材４は、前記ピストン３に対して前記ベース方向に弾性復元力を加える部材である。前記弾性部材４として、スプリング、ゴム、シリコーンなどの弾性を持つ素材や部材が利用されることができる。
【００３４】
ここで、前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５は、全て互いに固定して繋がっているので、固定的で一定しており、確かな熱伝逹経路になる。よって、冷却処理性能に均一性が確保される。
【００３５】
そして、これらのための材質として、熱伝導率に優れるだけでなく、接触維持性に優れる材質、例えば、金、銀、白金、銅やアルミニウムのような金属またはこれらの合金、熱伝導性シリコーンのような合成材などが利用されることができる。そして、前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５全体がこのような材質からなってもよく、その表面のみこれらの材質でコーティングされても実用的な効果を示す場合がある。例えば、アルミニウムコーティングの場合、熱伝導度が１６７Ｗ／ｍ・ＫであるＡＬ６０６１または熱伝導度が２１８Ｗ／ｍ・ＫであるＡＬ６１０１を利用することができる。
【００３６】
そして、本発明の一実施例による、相変化を用いた機械的変形冷却装置は、熱源からの熱が低温の時は、熱が前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５の順に伝達されて大気へ放出されるので、相変化物質が熱を奪われて体積減少方向に相変化し、前記弾性部材４の弾性復元力によって前記ピストン３が前記ベース１側の後退位置に復帰される一方、熱源からの熱が高温の時は、一部の熱が前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５の順に伝達され大気へ放出されても、熱処理が不足し、残りの熱が前記ベース１から収容室９内の相変化物質に加えられ、相変化によって熱エネルギーが消費され、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記相変化物質の増加された体積による圧力によって前記ピストン３が前記後退位置から前記弾性部材３の弾性復元力に抗して前記ベース１の反対方向の前進位置に移動されるように作動する。
【００３７】
＜効果＞
前記構成の本発明の一実施例による、相変化を用いた機械的変形冷却装置によると、収容室に空気層なしに相変化物質を満たすことができる。よって、熱伝導効率を最大化することができる効果がある。
【００３８】
また、相変化物質が体積増加方向に相変化した場合も、その増加された体積を前記ピストンの前進によって吸収することができる。よって、収容室から相変化物質の漏れを防ぐことができる効果がある。
【００３９】
また、相変化物質が体積減少方向に相変化した場合も、その減少された体積の分、前記ピストンの後進によって吸収することができる。よって、収容室に空気層の生成を防ぐことができて、熱伝導効率を最大に維持できる効果がある。
【００４０】
また、前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５は、全て互いに固定して繋がっているので、不完全熱伝逹または熱伝逹の遮断現象が防止され、固定的で一定しており、確かな熱伝逹経路が確保される効果がある。
【００４１】
＜熱容量によって放熱性を増減させる可動フィン＞
本発明の別の一実施例による、相変化を用いた機械的変形冷却装置は、開口と、突出棒１０と、伝熱変形部６と、可動フィン（ｆｉｎ）７とをさらに含む。
【００４２】
前記開口は、前記固定シリンダー２の前記ベース１の反対側端部に形成される孔である。前記開口を通して前記ピストン３のベース１の反対側表面や前記弾性部材４が外部の大気と接触してもよい。
【００４３】
前記突出棒１０は、前記ピストン３の前記開口に向かう側に備えられ、前記開口を貫く部材である。前記突出棒１０は、前記ピストン３の進退運動を前記固定シリンダー２の外部に伝達する。
【００４４】
前記伝熱変形部６は、前記突出棒１０に固定されて前記突出棒１０の移動によって形態や姿勢、位置が変形され、前記固定シリンダー２から熱が伝達（伝熱）されるように前記固定シリンダー２に接触して設置される部材である。
【００４５】
前記伝熱変形部６は、図示されたように、前記固定シリンダー２の外周部に備えられた前記固定フィン５の間に挟まれる可動シリンダーの形態で備えられてもよい。これによって、前記伝熱変形部６は前記固定シリンダー２の外周部に挟まれたまま前記突出棒１０の進退によってスライディングされ、位置が進退可能になる。
【００４６】
ただし、本発明は前記図示された例に限定されず、接触による伝熱機能と突出棒１０の進退による形状変形、例えば、形態、姿勢、位置の変形機能が同時に充たされる構成であれば多様な変形例が可能である。
【００４７】
例えば、前記伝熱変形部６は前記突出棒１０の前進によって可動フィンを広げ、前記突出棒１０の後退によって可動フィンを収納する式のように、形態や姿勢を変形可能なアーム（ａｒｍ）の形状からなってもよい。この時、前記アームは前記固定シリンダー２に固定されたヒンジを通じて作動されるように構成してもよい。
【００４８】
前記可動フィン（ｆｉｎ）７は、前記伝熱変形部６から熱が伝達されるように前記伝熱変形部６に固定設置される放熱フィンである。前記可動フィン７によって、前記固定フィン５の表面積に限定された熱容量が増加されることがある。
【００４９】
そして、熱源からの熱が低温の時は、熱が前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５の順に伝達して処理される時、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材４の弾性復元力によって前記ピストン３が前記後退位置に復帰され、これによって前記突出棒１０に固定された前記伝熱変形部６及び可動フィン７の形態、姿勢や位置が後退位置に対応するように変形され、前記可動フィン７の大気への露出及び空気接触が最小化し、熱源からの熱が高温の時は、一部の熱が前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５の順に伝達されて処理されても残りの熱を相変化物質が吸収して相変化に利用することによって相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記増加された体積による圧力によって前記ピストン３が前記後退位置から前記弾性部材４の弾性復元力に抗して前記前進位置に移動され、これによって前記突出棒１０に固定された前記伝熱変形部６及び可動フィン７の形状、姿勢や位置が前進位置に対応するように変形され、前記可動フィン７の大気への露出及び空気接触が最大化されることで、熱負荷によって前記可動フィン７の大気への露出度合いが調節されるように作動する。
【００５０】
このような一実施例によると、熱が低温の時は、可動フィン７の大気への露出及び空気接触が最小化されるので、過冷却による弊害を防ぐことができ、熱が高温の時は、可動フィン７の大気への露出及び空気接触が最大化されるので、冷却性能のさらなる確保が可能であるという効果がある。
【００５１】
＜熱容量による制御に利用される接触部＞
本発明のもう一つの一実施例による、相変化を用いた機械的変形冷却装置は、前記ピストン３によって進退される前記突出棒１０の先端、または前記伝熱変形部６または前記可動フィン７に備えられた接触部８をさらに含んでなる。前記接触部８は、外部の接触スイッチ（未図示）に対する熱伝逹を遮断する材質からなってもよい。
【００５２】
この外部の接触スイッチは、本発明の冷却装置の接触部８と対面する対象機器部位の近くに設置されてもよく、この接触スイッチのオン／オフ信号は、例えば、制御部に入力されたり、後続制御、例えば、強制送風ファンの稼動可否、高温アラーム可否などに利用されてもよい。
【００５３】
そして、熱源からの熱が低温の時は、熱が前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５の順に伝達して大気へ放出されるので、相変化物質が熱を奪われて体積減少方向に相変化し、前記弾性部材４の弾性復元力によって前記ピストンが前記後退位置に移動されることによって前記接触部８が後退位置に復帰され、前記外部の接触スイッチ（未図示）に対する前記接触部８の接触が解除され、熱源からの熱が高温の時は、一部の熱が前記ベース１、固定シリンダー２、固定フィン５の順に伝達されて大気へ放出されても熱処理が不足し、残りの熱が前記ベース１から収容室９内の相変化物質に加えられ、相変化によって熱エネルギーが消費され、前記ピストンが前記前進位置に移動されることによって前記接触部８が前記弾性部材４の弾性復元力に抗して前記後退位置から前進位置へ突出され、外部の接触スイッチ（未図示）に対する前記接触部８の接触が形成され、熱負荷によって外部の接触スイッチ（未図示）に対する前記接触部８の接触及び解除が調節されるように作動する。
【００５４】
これによって、熱源の高温、低温可否が、機械器具的変形へと変換され、このような機械器具的変形が接触スイッチのオン／オフを通じて、後続制御に利用されることができる効果がある。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は、前記開示される実施例に限定されず、特許請求範囲と発明の詳細な説明及び添付図面の範囲の中で異なる様々な形態で変形して具現されてもよく、均等な他の実施例が可能であり、これもまた本発明の範囲に属することは当該分野における通常の知識を有する者に当然である。ただし、実施例たちは本発明の開示が完全であるようにし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によって定義されるだけである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、相変化を用いた機械的変形冷却装置の産業に利用されることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１: ベース
２: 固定シリンダー
３: ピストン
４: 弾性部材（スプリング）
５: 固定フィン（放熱フィン）
６: 可動シリンダー
７: 可動フィン（放熱フィン）
８: 接触部
９: 収容室
１０: 突出棒
【図１ａ】
2021519408.tif 000003
【図１ｂ】
2021519408.tif 000004
【図２】
2021519408.tif 000005
【図３ａ】
2021519408.tif 000006
【図３ｂ】
2021519408.tif 000007
【図４ａ】
2021519408.tif 000008
【図４ｂ】
2021519408.tif 000009
【図５ａ】
2021519408.tif 000010
【図５ｂ】
2021519408.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月14日(2020.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源から熱が伝達されるように設置されるベースと、
前記ベースから熱が伝達されるように固定設置され、前記ベースによって開口が閉鎖されるように設置される中空筒形状の固定シリンダーと、
前記固定シリンダーから熱が伝達されるように前記固定シリンダーに固定設置される固定フィン（ｆｉｎ）と、
前記固定シリンダーの内部を軸方向に垂直な方向へと水密または気密に塞いで、軸方向にスライディングできるように挟まれて相変化物質を収容する収容室を形成するピストンと、
前記ピストンに対して前記ベース方向に弾性復元力を加える弾性部材と、
前記固定シリンダーの前記ベースの反対側端部に形成される開口と、
前記ピストンの前記開口に向かう側に備えられ、前記開口を貫く突出棒と、
前記突出棒に固定されて前記突出棒の移動によって形態や姿勢、位置が変形され、前記固定シリンダーから熱が伝達されるように前記固定シリンダーに接触して設置される伝熱変形部と、
前記伝熱変形部から熱が伝達されるように前記伝熱変形部に固定設置される可動フィン（ｆｉｎ）と、
を含み、
熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記ピストンが前記ベース側の後退位置に復帰され、前記ピストンが前記後退位置に復帰されることによって前記突出棒に固定された前記伝熱変形部、及び前記可動フィンが前記後退位置に対応される形態や姿勢、位置に変形され、前記可動フィンの大気への露出及び空気接触が最小化され、
熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記ピストンが前記後退位置から前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記ベースの反対方向の前進位置に移動されるように作動され、前記ピストンが前記前進位置に移動されることによって前記突出棒に固定された前記伝熱変形部、及び前記可動フィンが前記前進位置に対応される形態や姿勢、位置に変形され、前記可動フィンの大気への露出及び空気接触が最大化され、
熱負荷によって前記可動フィンの大気への露出度合いが調節されるように作動すること、
を特徴とする、相変化を用いた機械的変形冷却装置。
【請求項２】
前記ピストンによって進退される前記突出棒の先端、または前記伝熱変形部または前記可動フィンに備えられた接触部をさらに含み、
熱源からの熱が低温の時は、相変化物質が体積減少方向に相変化し、前記弾性部材の弾性復元力によって前記接触部が後退位置に復帰されて外部の接触スイッチに対する前記接触部の接触が解除され、
熱源からの熱が高温の時は、相変化物質が体積増加方向に相変化し、前記接触部が前記弾性部材の弾性復元力に抗して前記後退位置から前進位置へ突出し、外部の前記接触スイッチに対する前記接触部の接触が形成され、
熱負荷によって外部の前記接触スイッチに対する前記接触部の接触及び解除が調節されるように作動すること、
を特徴とする、請求項１に記載の相変化を用いた機械的変形冷却装置。
【国際調査報告】
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