(57)【要約】【課題】簡素な構成の放熱器により、高い冷却効率を実現する。【解決手段】放熱器１０は、扁平形状に形成され、冷媒の流れの方向を途中で変更させつつ冷媒を導くパイプ内流路が内部に形成されると共に、扁平形状における扁平面同士が所定の間隔をおいて隣り合うように積層された複数の扁平パイプ２６を備える。また、積層された複数の扁平パイプの各々に接続して設けられ、各々の扁平パイプに対して冷媒を分配する分配部２０と、積層された複数の扁平パイプの各々に接続して設けられ、各々の扁平パイプ内を流れた冷媒が集合する集合部２２と、を備える。【選択図】図３
2008082576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱器であって、
扁平面を有する扁平形状に形成され、冷媒の流れの方向を途中で変更させつつ前記冷媒を導くパイプ内流路が内部に形成されると共に、前記扁平面同士が所定の間隔をおいて隣り合うように積層された複数の扁平パイプと、
前記積層された複数の扁平パイプの各々に接続して設けられ、各々の前記扁平パイプに対して前記冷媒を分配する分配部と、
前記積層された複数の扁平パイプの各々に接続して設けられ、各々の前記扁平パイプ内を流れた前記冷媒が集合する集合部と
を備える放熱器。
【請求項２】
請求項１記載の放熱器であって、
前記複数の扁平パイプは、該扁平パイプの外側を流れる冷却気体の流れ方向に対して所定の向きに配置されており、
前記パイプ内流路は、内部を流れる前記冷媒の流れの下流側が、前記冷媒の流れの上流側に比べて、前記冷却気体の流れの上流側に対応する位置となるように、前記冷媒を導く形状である
放熱器。
【請求項３】
請求項２記載の放熱器であって、
各々の前記扁平パイプは、前記冷却気体の流れ方向に対して、前記扁平面が略平行になる向きに配置されている
放熱器。
【請求項４】
請求項３記載の放熱器であって、
前記パイプ内流路は、
前記冷媒を所定の方向へと導く複数の流通部と、
前記冷媒の流れの向きを変更させつつ、隣り合う前記流通部へと前記冷媒を導く接続部と
を有し、
前記冷却気体の流れの最も下流側に位置する前記流通部から、前記冷却気体の流れの最も上流側に位置する前記流通部へと、前記接続部を介して、前記複数の流通部内において前記液体対冷媒を順次導く
放熱器。
【請求項５】
請求項４記載の放熱器であって、
各々の前記扁平パイプは、前記分配部と接続する一端から、前記冷却気体の流れ方向に対して略垂直な方向に向かって延出する形状を有し、
前記流通部は、前記扁平パイプの前記延出方向と略平行に前記冷媒を導き、
前記接続部は、前記冷媒の向きを反転させて前記冷媒を導く
放熱器。
【請求項６】
請求項３記載の放熱器であって、
前記パイプ内流路は、
前記冷却気体の流れの下流側端部に形成されると共に、前記分配部に接続されるパイプ内分配路と、
前記パイプ内分配路と連通して、前記冷却気体の流れに対向する向きに前記冷媒を導く複数の分岐路と、
前記複数の分岐路の各々と連通して、前記冷却気体の流れの上流側端部に形成されると共に、前記集合部に接続されるパイプ内集合路と
を備える
放熱器。
【請求項７】
請求項６記載の放熱器であって、
各々の前記扁平パイプは、前記分配部と接続する一端から、前記冷却気体の流れ方向に対して略垂直な方向に向かって延出する形状を有し、
前記パイプ内分配路および前記パイプ内集合路は、前記扁平パイプが延出する延出方向に略平行に形成され、
前記分岐路は、前記冷却気体の流れ方向に対して略平行に形成されている
放熱器。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の放熱器であって、さらに、
所定方向に流れる前記冷却気体としての空気の流れを促す冷却ファンを備える
放熱器。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか記載の放熱器であって、
前記扁平パイプは、
前記扁平形状に形成された金属製チューブと、
前記パイプ内流路の壁面の一部を形成すると共に、前記金属製チューブに対してロウ材を介して固着させた棒状部材と
を備える放熱器。
【請求項１０】
請求項１ないし８いずれか記載の放熱器であって、
前記扁平パイプは、前記扁平形状に形成されると共に、前記パイプ内流路の形状に対応する凹凸形状が形成された金属製チューブから成る
放熱器。
【請求項１１】
放熱器の製造方法であって、
金属製チューブを用意する第１の工程と、
前記金属製チューブ内において、冷媒の流れの方向を途中で変更させつつ前記冷媒を導く冷媒の流路であるパイプ内流路を形成可能となる位置に、前記パイプ内流路の壁面の一部を形成するための棒状部材を配置する第２の工程と、
前記棒状部材を配置した前記金属製チューブに対して押圧力を加えることによって、前記金属製チューブを、扁平面を有する扁平形状に変形させつつ、前記棒状部材を前記金属製チューブの内壁に固着させて扁平パイプを形成する第３の工程と、
前記扁平パイプを複数用意して、前記扁平面同士が所定の間隔をおいて隣り合うように積層すると共に、積層された複数の前記扁平パイプの各々に対して、前記冷媒を分配するための分配部と、前記扁平パイプ内を流れた冷媒が集合するための集合部と、を接続する第４の工程と
を備える放熱器の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の放熱器の製造方法であって、
前記第２の工程で配置する前記棒状部材は、外周にロウ材が付着された棒状部材であり、
前記第３の工程は、前記金属製チューブに対して押圧力を加える際に加熱を行なって前記ロウ材を熔解させることにより、前記棒状部材を前記金属製チューブの内壁に固着させる
放熱器の製造方法。
【請求項１３】
放熱器の製造方法であって、
金属製チューブを用意する第１の工程と、
冷媒の流れの方向を途中で変更させつつ前記冷媒を導く冷媒の流路であるパイプ内流路を形成するための凹凸形状を有する金型を用いて、前記金属製チューブを、扁平面を有する扁平形状に変形させて扁平パイプを形成する第２の工程と、
前記扁平パイプを複数用意して、前記扁平面同士が所定の間隔をおいて隣り合うように積層すると共に、積層された複数の前記扁平パイプの各々に対して、前記冷媒を分配するための分配部と、前記扁平パイプ内を流れた冷媒が集合するための集合部と、を接続する第３の工程と
を備える放熱器の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の放熱器の製造方法であって、さらに、
前記第３の工程に先立って、前記第２の工程で形成した扁平パイプにおいて、前記金型が有する前記凹凸形状に応じて変形された所定の箇所を、溶接により固着して成る
放熱器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機器で発生する熱を冷媒を介して外部へと伝える放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
機器で発生する熱を外部に放出するための放熱器においては、その小型化のために、冷却効率の向上が図られている。特に、情報処理機器等においては、機器の高性能化に伴って発生する熱量が増大すると共に、放熱器の更なる小型化の要請が強いため、放熱器における冷却効率の向上が望まれている。
【０００３】
情報処理機器等に用いる小型で冷却効率の高い放熱器としては、複数の微細管を備える放熱器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この放熱器では、液体冷媒から微細管外の空気へと機器の熱を伝える液体冷媒の流路を微細管とすることにより、液体冷媒が空気と熱交換可能となる表面積を確保し、冷却効率の向上を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１８９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように微細な径の微細管を複数備える放熱器の構成は極めて複雑となり、各々の微細管の径が小さいために、装置の製造工程が極めて煩雑になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、簡素な構成の放熱器により、高い冷却効率を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の放熱器は、
扁平面を有する扁平形状に形成され、冷媒の流れの方向を途中で変更させつつ前記冷媒を導くパイプ内流路が内部に形成されると共に、前記扁平面同士が所定の間隔をおいて隣り合うように積層された複数の扁平パイプと、
前記積層された複数の扁平パイプの各々に接続して設けられ、各々の前記扁平パイプに対して前記冷媒を分配する分配部と、
前記積層された複数の扁平パイプの各々に接続して設けられ、各々の前記扁平パイプ内を流れた前記冷媒が集合する集合部と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
以上のように構成された本発明の放熱器によれば、扁平面同士が隣り合うように積層された複数の扁平パイプを用いているため、冷媒が流れるパイプの表面積を、比較的簡素な構成により確保して、高い冷却効率を得ることが可能になる。また、扁平パイプ内に、冷媒の流れ方向を途中で変更させるパイプ内流路を設けることで、冷媒の熱を冷却気体に伝える際の冷却効率を向上させることができる。
【０００９】
本発明の放熱器において、
前記複数の扁平パイプは、該扁平パイプの外側を流れる冷却気体の流れ方向に対して所定の向きに配置されており、
前記パイプ内流路は、内部を流れる前記冷媒の流れの下流側が、前記冷媒の流れの上流側に比べて、前記冷却気体の流れの上流側に対応する位置となるように、前記冷媒を導く形状であることとしても良い。
【００１０】
このような構成とすれば、扁平パイプ全体における冷却効率を、効果的に向上させることができる。
【００１１】
このような本発明の放熱器において、
各々の前記扁平パイプは、前記冷却気体の流れ方向に対して、前記扁平面が略平行になる向きに配置されていることとしても良い。
【００１２】
このような構成とすれば、扁平パイプにおける冷却効率を、さらに高めることができる。
【００１３】
本発明の放熱器において、
前記パイプ内流路は、
前記冷媒を所定の方向へと導く複数の流通部と、
前記冷媒の流れの向きを変更させつつ、隣り合う前記流通部へと前記冷媒を導く接続部と
を有し、
前記冷却気体の流れの最も下流側に位置する前記流通部から、前記冷却気体の流れの最も上流側に位置する前記流通部へと、前記接続部を介して、前記複数の流通部内において前記液体対冷媒を順次導くこととしても良い。
【００１４】
このような場合には、冷媒流れの上流に相当する流通部が、冷却気体流れの下流に位置し、冷媒流れの下流に相当する流通部が、冷却気体流れの上流に位置する構成とすることができる。
【００１５】
このような本発明の放熱器において、
各々の前記扁平パイプは、前記分配部と接続する一端から、前記冷却気体の流れ方向に対して略垂直な方向に向かって延出する形状を有し、
前記流通部は、前記扁平パイプの前記延出方向と略平行に前記冷媒を導き、
前記接続部は、前記冷媒の向きを反転させて前記冷媒を導くこととしても良い。
【００１６】
このような構成とすれば、扁平パイプの延出方向と、扁平パイプ内を流れる冷媒の流れ方向とが、冷却気体の流れ方向に対して略垂直であっても、冷媒を、パイプ内流路全体として、冷却気体流れの下流側から上流側へと導くことができる。
【００１７】
あるいは、本発明の放熱器において、
前記パイプ内流路は、
前記冷却気体の流れの下流側端部に形成されると共に、前記分配部に接続されるパイプ内分配路と、
前記パイプ内分配路と連通して、前記冷却気体の流れに対向する向きに前記冷媒を導く複数の分岐路と、
前記複数の分岐路の各々と連通して、前記冷却気体の流れの上流側端部に形成されると共に、前記集合部に接続されるパイプ内集合路と
を備えることとしても良い。
【００１８】
このような場合には、分岐路において、冷媒を、冷却気体流れに対向するように導くことができる。
【００１９】
このような本発明の放熱器において、
各々の前記扁平パイプは、前記分配部と接続する一端から、前記冷却気体の流れ方向に対して略垂直な方向に向かって延出する形状を有し、
前記パイプ内分配路および前記パイプ内集合路は、前記扁平パイプが延出する延出方向に略平行に形成され、
前記分岐路は、前記冷却気体の流れ方向に対して略平行に形成されていることとしても良い。
【００２０】
このような構成とすれば、扁平パイプの延出方向が冷却気体の流れ方向に対して略垂直であっても、冷媒を、パイプ内流路全体として、冷却気体流れの下流側から上流側へと導くことができる。
【００２１】
本発明の放熱器において、さらに、所定方向に流れる前記冷却気体としての空気の流れを促す冷却ファンを備えることとしても良い。本発明の放熱器によれば、冷却効率を向上できるため、冷却ファンを用いる場合であっても、この冷却ファンを小型化することができる。
【００２２】
本発明の放熱器において、
前記扁平パイプは、
前記扁平形状に形成された金属製チューブと、
前記パイプ内流路の壁面の一部を形成すると共に、前記金属製チューブに対してロウ材を介して固着させた棒状部材と
を備えることとしても良い。
【００２３】
このような構成とすれば、例えば、金属製チューブ内の所定の位置に、ロウ材を付着させた棒状部材を配置して、金属製チューブに対して加熱しつつ押圧力を加え、金属製チューブを扁平形状に変形させるという簡便な動作によって、扁平パイプを作製することができる。
【００２４】
また、本発明の放熱器において、
前記扁平パイプは、前記扁平形状に形成されると共に、前記パイプ内流路の形状に対応する凹凸形状が形成された金属製チューブから成ることとしても良い。
【００２５】
このような構成とすれば、例えば、パイプ内流路の形状に対応する凹凸形状を有する金型を用いて、金属製チューブを扁平形状に変形させるという簡便な動作により、扁平パイプを作製することができる。
【００２６】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、放熱器の製造方法などの形態で実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【００２８】
Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例の放熱器１０の構成の概略を表わす説明図である。最初に、放熱器１０全体の大まかな構成について説明する。本実施例の放熱器１０は、所定の情報処理機器で生じた熱を、液体冷媒を介して外部に放熱して、機器の昇温を抑えるための装置である。放熱器１０は、アッパータンク２０と、ロアータンク２２と、ラジエータコア２４と、から成る本体部１５と、本体部１５に併設されて、ラジエータコア２４に向かって送風を行なう冷却ファン１７と、を備える。
【００２９】
図２は、本体部１５の外観の概略を表わす斜視図である。本体部１５が備えるアッパータンク２０には、液体冷媒導入路３０が接続されている。この液体冷媒導入路３０は、後述する情報処理機器で生じた熱により昇温された液体冷媒が流れる流路であり、液体冷媒導入路３０を介して、アッパータンク２０へと、昇温した液体冷媒が流入する。
【００３０】
ラジエータコア２４は、複数の扁平パイプ２６によって構成される。扁平パイプ２６は、扁平な形状の中空パイプである。扁平パイプ２６の内部の空間の厚みは、例えば０．１〜１ｍｍとすることができ、本実施例では、０．２ｍｍに形成している。この扁平パイプ２６は、アッパータンク２０側からロアータンク２２側へと延出する略長方形形状に形成されており、各々の扁平パイプ２６内には、液体冷媒を所定の方向へと導くパイプ内流路４０が形成されている。図１および図２では、扁平パイプ２６における延出方向を、矢印で示している。また、パイプ内流路４０の構成については、後述する。このような複数の扁平パイプ２６は、扁平面同士が隣り合うように、所定の距離、例えば、０．１〜２ｍｍの距離をおいて、互いに略平行に積層されている。また、各々の扁平パイプ２６は、アッパータンク２０と接続して設けられており、アッパータンク２０に流入した液体冷媒は、この接続部から、各々の扁平パイプ２６内のパイプ内流路４０へと流れ込む。すなわち、アッパータンク２０は、各扁平パイプ２６へと液体冷媒を分配する分配部として機能する。扁平パイプ２６内において、液体冷媒は、パイプ内流路４０によって所定の方向に導かれつつ、扁平パイプ２６外を流れる空気との間で扁平パイプ２６の外壁を介して熱交換を行なうことにより、次第に降温する。
【００３１】
ロアータンク２２は、上記複数の扁平パイプ２６の各々と接続しており、扁平パイプ２６内のパイプ内流路４０を通過した液体冷媒は、この接続部から、ロアータンク２２へ流入する。すなわち、ロアータンク２２は、各扁平パイプ２６内を流れて降温した液体冷媒が集合する集合部として機能する。ロアータンク２２には、さらに、液体冷媒導出路３２が接続されており、ロアータンク２２に集合した液体冷媒は、液体冷媒導出路３２へと排出される。
【００３２】
本体部１５に併設された冷却ファン１７が生じる空気の流れは、扁平パイプ２６の積層面に平行な方向となる。そして、冷却ファン１７が駆動されることで、複数の扁平パイプ２６間に形成される空間を、扁平パイプ２６の延出方向とは垂直な方向へと空気が流れる（図１参照）。
【００３３】
次に、扁平パイプ２６内に形成されるパイプ内流路４０について説明する。図３は、扁平パイプ２６の内部の形状を模式的に表わす説明図であり、扁平パイプ２６の扁平面に平行な断面の様子を表わす。扁平パイプ２６内には、仕切り２８が設けられており、この仕切り２８によって扁平パイプ２６内の空間が仕切られて、所定の形状のパイプ内流路４０が形成されている。図３では、パイプ内流路４０内を流れる液体冷媒の流れの向きを、矢印で表わしている。
【００３４】
図３に示すように、パイプ内流路４０は、扁平パイプ２６の延出方向に対して略平行に液体冷媒を導く直進部４２と、液体冷媒の流れの向きを反転させつつ、隣り合う直進部４２へと液体冷媒を導く折り返し部４４と、を備えている。より具体的には、直進部４２は、３つの直進部４２ａ，４２ｂ，４２ｃから成り、折り返し部４４は、２つの折り返し部４４ａ，４４ｂから成る。図３に示すように、直進部４２における液体冷媒の流れの向きは、冷却ファン１７が発生する空気の流れの向きに対して垂直方向となる。本実施例では、アッパータンク２０から流入した液体冷媒は、空気の流れの最も下流側に位置する直進部４２ａへと流入する。そして、空気の流れのより上流側に位置する直進部４２ｂへ、さらに、空気流れの最も上流側に位置する直進部４２ｃへと、折り返し部４４ａ，４４ｂを介して順次流れ、ロアータンク２２へと流出する。
【００３５】
ここで、本実施例の扁平パイプ２６は、例えば、アルミニウムやステンレス鋼によって形成される断面円形のチューブ（以下、円チューブと呼ぶ）を用いて作製することができる。扁平パイプ２６を作製するには、まず、外周にロウ剤を付着させた仕切り２８となる棒状部材（例えば円柱材や角材）を用意すればよい。そして、これらの棒状部材を上記した円チューブ内の所定の位置に配置して、円チューブの上下から加熱しつつ押圧力を加えることによって、円チューブを中空な扁平形状に変形させると共に、ロウ材を溶解させることにより、変形させたチューブの内壁面へと棒状部材を固着させればよい。図４は、扁平パイプ２６の内部の様子を模式的に表わす断面図である。図４（Ａ）は、仕切り２８を角材によって形成した様子を表わし、図４（Ｂ）は、仕切り２８を円柱材によって形成した様子を表わす。なお、図４に示す断面の位置は、図３において、４−４断面として示している。
【００３６】
あるいは、扁平パイプ２６は、円チューブに押圧力を加えて作製するのではなく、略四角形状の金属製薄板状部材を折り曲げて形成することもできる。この場合には、扁平形状になるように折り曲げた薄板状部材の端部をロウ付けすることによって、扁平パイプ２６を形成すればよい。そのとき、ロウ材を付着させた棒状部材を上記薄板状部材上の所定の位置に配置して、加熱および加圧によって同様に仕切り２８を形成すればよい。
【００３７】
あるいは、既述した円チューブの上下から押圧力を加えて扁平形状に形成する際に、パイプ内流路４０の形状に対応する凹凸形状を有する金型を用いることとしても良い。具体的には、円チューブの上下それぞれに配置する金型の両方あるいは片方に、仕切り２８に対応する線状の突起を設けてもよい。このような場合には、金型に設けた線状突起が当接する円チューブ壁面を内側に凸になるように変形させて、対向する円チューブ壁面に密着させることにより、仕切り２８を形成することができる。線状突起によって形成された凸状部位と、対向する円チューブ壁面とは、例えば、レーザ溶接により接合しても良い。仕切り２８に対応する構造を溶接しておけば、扁平パイプ２６の強度を向上させることができ、パイプ内流路４０の内圧が液体冷媒によって上昇した場合であっても、扁平パイプ２６の変形を抑えることができる。図４（Ｃ）は、上下双方から円チューブ壁面を変形させることによって仕切り２８を形成した様子を表わす。
【００３８】
なお、円チューブに押圧力を加えて、その一部を対向する壁面に密着するように押しつぶす場合には、パイプ内流路４０となるべき空間も、押圧力によってより狭く変形する場合が考えられる。そのため、パイプ内流路４０となる空間を確保するために、金型を用いて押圧力を加える操作に先立って、円チューブ内のパイプ内流路４０に対応する所定の位置に、スペーサ、あるいはロウ材などの充填材を配置してもよい。このようにスペーサや充填材を配置することで、押圧操作の際のつぶれを抑制することができる。スペーサを用いる場合には、扁平パイプ２６を加圧成形した後に、このスペーサを扁平パイプ２６内から取り出せばよい。また、充填材としてロウ材を用いる場合には、扁平パイプ２６を加圧成形した後に扁平パイプ２６を加熱すればよく、これにより、パイプ内流路４０から、充填材として用いたロウ材を溶解除去することができる。
【００３９】
なお、扁平パイプ２６は、熱伝導率の高い金属によって形成することで、液体冷媒からの放熱の効率を確保することができるが、扁平パイプ２６の外壁を充分に薄く形成する場合には、樹脂によって扁平パイプ２６を形成しても良い。
【００４０】
アッパータンク２０およびロアータンク２２は、例えば、樹脂製のタンクとすることができる。樹脂製のタンクにおいて、扁平パイプ２６を接続すべき位置に、タンク壁面を貫通して扁平パイプ２６の幅に対応する長さを有する切れ込みを形成すればよい。この切れ込みに扁平パイプ２６を差し込んで、接着剤などにより接着することで、本体部１５を作製することができる。
【００４１】
本実施例の放熱器１０は、種々の機器、例えば、情報処理機器における発熱部の冷却に用いることができる。適用する情報処理機器としては、例えば、パーソナルコンピュータを挙げることができ、パーソナルコンピュータのＣＰＵで生じる熱の放熱に用いることができる。この場合には、ＣＰＵに近接して設けたアルミの水冷ジャケット（ヒートシンク）と、放熱器１０とを、所定の流路によって接続し、ポンプを用いて水冷ジャケットと放熱器との間で液体冷媒を循環させれば良い。液体冷媒は、水冷ジャケット内を流れることによりＣＰＵを冷却しつつ昇温する。この昇温した液体冷媒を、液体冷媒導入路３０を介して放熱器１０内部へと導き、昇温した液体冷媒からの放熱を行なわせればよい。放熱器１０で降温した液体冷媒は、液体冷媒導出路３２を介して上記水冷ジャケットへと導かれることで、再びＣＰＵの冷却に用いられる。
【００４２】
また、本実施例の放熱器１０を、パーソナルコンピュータ以外の情報処理機器における発熱体からの放熱に利用しても良い。例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の主としてパネル部および駆動電源回路で生じる熱の放熱や、液晶プロジェクタの光源で生じる熱の放熱、あるいはプリンタで生じる熱の放熱に用いても良い。
【００４３】
以上のように構成された本実施例の放熱器１０によれば、昇温した液体冷媒が内部を流れると共に、この液体冷媒と熱交換させるための冷却気体が外部を流れる冷却管として、扁平面同士が隣り合うように積層された複数の扁平パイプを用いているため、冷却管の表面積を確保しつつ、冷却管の本数を抑えることができる。例えば、一定の流量の液体冷媒を冷却させる場合に、単一の太い冷却管を用いる場合には、冷却管の表面積を確保するために、フィンなどの特別な構造を設けることが必要となる。また、より多数の細い冷却管を用いる場合には、冷却管の表面積は全体として確保できるものの、構造が複雑化してしまう。本実施例のように、積層された複数の扁平パイプによって冷却管を構成することにより、比較的簡素な構成により冷却管全体の表面積を確保して、高い冷却効率を得ることができる。また、放熱器１０の構成を簡素化できることにより、製造工程を簡素化し、製造コストを抑えることが可能となる。
【００４４】
さらに、本実施例の放熱器１０によれば、扁平パイプ２６内に、液体冷媒の流れ方向を途中で変更させるパイプ内流路４０を設けることで、扁平パイプ２６全体における液体冷媒の冷却効率を向上させることができる。具体的には、パイプ内流路４０は、折り返し部４４を介して複数の直進部４２が接続されることにより、液体冷媒の流れの下流側が、上流側に比べて、冷却気体である空気の流れの上流側に対応する位置となるように、液体冷媒を導く形状となっている。このように、液体冷媒の流れの下流側が冷却気体の流れの上流側と熱交換し、液体冷媒流れの上流側が冷却気体の流れの下流側と熱交換する形状とすることにより、扁平パイプ２６全体における冷却効率を、効果的に向上させることができる。
【００４５】
図５は、本実施例の放熱器１０が備える扁平パイプ２６内における温度分布をシミュレーションした結果を表わす説明図である。パイプ内流路４０内を流れる昇温した液体冷媒は、外部の冷却気体と熱交換しながら流れるため、その温度は下流側ほど低くなる。すなわち、直進部４２ａよりも直進部４２ｂ、さらに直進部４２ｂよりも直進部４２ｃの方が内部を流れる液体冷媒の温度は低くなるため、全体として、空気流れの下流側に対応する領域ほど液体冷媒の温度は高く、空気流れの上流側に対応する領域ほど液体冷媒の温度は低くなる。これに対して、扁平パイプ２６外を流れる冷却気体は、液体冷媒と熱交換しながら流れるため、その温度は下流側ほど高くなる。このように、より温度の低い下流側の液体冷媒は、より温度の低い上流側の冷却気体と熱交換すると共に、より温度の高い上流側の液体冷媒は、より温度の高い下流側の冷却気体と熱交換するため、扁平パイプ全体で、液体冷媒と冷却気体との間の温度差を確保することができる。したがって、扁平パイプ全体で、高い冷却効率を確保することができると共に、扁平パイプ２６からは、充分に冷却された液体冷媒を排出させることができる。
【００４６】
本実施例に対して、扁平パイプ内に実施例のパイプ内流路４０のような特別な構造を設けることなく、アッパータンク２０側からロアータンク２２側へと、扁平パイプ内で一定の方向に液体冷媒を流す構成も考えられる。このような場合にも、冷却管として扁平パイプを用いることにより、構造の複雑化を抑えながら熱交換に係る表面積をより大きく確保する同様の効果が得られる。しかしながら、扁平パイプ内において一方向に液体冷媒を流す場合には、本実施例ほどには冷却効率を向上させることができない。
【００４７】
図６は、放熱器が備える扁平パイプ内において、液体冷媒が、空気の流れに対して垂直な一定方向に流れる場合の、扁平パイプ内における温度分布の様子を表わす説明図である。図６（Ａ）は、扁平パイプ内における液体冷媒の流れの向きを示す図であり、図中、液体冷媒の流れの向きを白抜きの矢印で示している。また、図６（Ｂ）は、扁平パイプ内の温度分布をシミュレーションした結果を表わす説明図である。図６の構成において、液体冷媒の流れの下流側領域であって冷却気体の流れの上流側に対応する領域（図６（Ａ）中のＬＵ領域）では、放熱すべき液体冷媒の温度が低いものの、冷却気体の温度も低いため、両者間である程度の温度差が確保できる。したがって、このＬＵ領域からは、充分に冷却された液体冷媒が、扁平パイプ外へと排出される。しかしながら、液体冷媒の流れの下流側領域であって冷却気体の流れの下流側に対応する領域（図６（Ａ）中のＬＬ領域）では、放熱すべき液体冷媒の温度は、下流部に相当するので比較的低く、吸熱すべき冷却気体の温度は、下流部に相当するので比較的高いため、両者間の温度差が不十分となり易い。したがって、このＬＬ領域では、冷却効率が不十分となり、ＬＬ領域からは、充分に冷却されていない液体冷媒が、扁平パイプ外へと放出される。このように、図６の放熱器が備える扁平パイプ内における液体冷媒の流れの下流領域では、液体冷媒の流れ方向に垂直な流路断面において、冷却気体の流れの上流側では温度が低く、冷却気体の流れの下流側では温度が高くなって、温度勾配が生じる。したがって、図６の放熱器から排出される液体冷媒の温度は、全体として比較的高くなってしまう。
【００４８】
なお、液体冷媒の流れの上流領域であって冷却気体の流れの上流側に対応する領域（図６（Ａ）中のＵＵ領域）では、液体冷媒の温度は上流部に相当するので高く、冷却気体の温度は上流部に相当するので低いため、両者間で充分な温度差が確保できる。しかしながら、液体冷媒の流れの上流側であって冷却気体の流れの下流側に対応する領域（図６（Ａ）中のＵＬ領域）では、放熱すべき液体冷媒の温度は、上流部に相当するので高いものの、冷却気体の温度は、下流部に相当すると共に、上流部において既に充分に熱を吸収しているため高くなっている。したがって、ＵＬ領域では、液体冷媒と冷却気体との温度差が不十分となり易く、冷却効率が不十分になり易い。このように、冷却気体と流れの向きが直交する液体冷媒が流れる扁平パイプにおいては、特にＬＬ領域やＵＬ領域において冷却効率が不十分となり易く、扁平パイプ全体における冷却効率を確保することが困難となる。
【００４９】
本実施例のように、扁平パイプ内に直進部４２と折り返し部４４とを組み合わせて成るパイプ内流路４０を形成することにより、扁平パイプ２６の延出方向と冷却気体の流れ方向とが直交していても、扁平パイプ全体として冷却効率を向上させることができる。また、パイプ内流路４０において、液体冷媒の流れ方向に垂直な流路断面において、温度分布を均一化することができる。したがって、充分に降温した液体冷媒を排出させることができる。
【００５０】
また、厚さが０．２ｍｍ程度の扁平パイプでは、図６のように一定の方向に液体冷媒を流す場合には、液体冷媒の流れが層流となり、扁平パイプ壁面近くを流れる液体冷媒と、より中央部を流れる液体冷媒とでは、冷却効率が異なってしまう。これに対して、パイプ内流路に折り返し部４４を設けて液体冷媒の流れの向きを途中で変更させる本実施例の扁平パイプ２６では、流れの向きを変更することにより液体冷媒の流れが乱流となり、液体冷媒全体で、冷却効率を高く確保することができる。
【００５１】
さらに、本実施例の放熱器１０は、上記のようにラジエータコア２４における冷却効率を向上できることにより、冷却気体である空気の流れを促進する冷却ファン１７を、より小型化することができ、放熱器１０全体の更なる小型化が可能になる。冷却ファン１７を小型化できることにより、放熱器１０における消費電力を削減すると共に、放熱器１０により生じる騒音を低減することも可能となる。
【００５２】
特に、本実施例では、冷却ファン１７が発生する空気の流れが扁平パイプ２６間の空間を扁平面に平行に流れる位置に、冷却ファン１７を配置するため、空気流れに対する抵抗を抑え、扁平パイプ２６表面における空気の流れを容易に確保することができる。ここで、液体冷媒が流れる冷却管の表面積を確保する構成として、より細い冷却管を多数設ける構成も考えられる。しかしながら、より細い多数の冷却管を束状に配置してラジエータコアを形成する場合には、冷却管の間に形成される空間を冷却気体が通過する際の抵抗が大きくなるため、冷却効率を確保するためには、冷却ファンを、より大型化する必要がある。本実施例では、冷却ファンを大型化することなく冷却気体の流れを確保できるため、放熱器全体の大型化を抑制することができる。
【００５３】
さらに、本実施例の放熱器１０は、情報処理機器に用いる小型の装置であるため、個々の扁平パイプ２６も、薄く小さいものとなる。したがって、扁平パイプ内２６を、所定の形状のパイプ内流路４０を内部に形成しつつ円チューブを押圧変形させるという簡便な方法により、作製することが可能となる。
【００５４】
Ｂ．第２実施例：
図７は、第２実施例の放熱器が備える扁平パイプ１２６の内部形状を模式的に表わす説明図であり、図３と同様に、扁平パイプ１２６の扁平面に平行な断面の様子を表わしている。第２実施例の放熱器は、図１に示した第１実施例の放熱器１０と同様の構成を備えているが、扁平パイプ２６に代えて、内部の構造が異なる扁平パイプ１２６を備えることのみが異なっている。そのため、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付して説明を省略し、以下では、扁平パイプ１２６の構成について説明する。
【００５５】
扁平パイプ１２６内には、仕切り１２８が設けられており、この仕切り１２８によって扁平パイプ１２６内の空間が仕切られて、所定の形状のパイプ内流路１４０が形成されている。図７では、パイプ内流路１４０内を流れる液体冷媒の流れの向きを、矢印で表わしている。図７に示すように、パイプ内流路１４０は、扁平パイプ１２６の延出方向に対して略平行に液体冷媒を導くパイプ内分配路１４２およびパイプ内集合路１４４と、上記パイプ内分配路１４２およびパイプ内集合路１４４に連通して設けられ、冷却気体である空気流れに平行に形成された複数の分岐路１４３と、を備えている。
【００５６】
本実施例では、アッパータンク２０から流入した液体冷媒は、空気の流れの最も下流側に位置するパイプ内分配路１４２へと流入する。そして、扁平パイプ１２６の延出方向へと流れながら、各分岐路１４３へと分配される。各分岐路１４３では、液体冷媒は、空気の流れに対向する向きに流れ、空気の流れの最も上流側に位置するパイプ内集合路１４４へと集合する。パイプ内集合路１４４に集合した液体冷媒は、扁平パイプ１２６の延出方向に流れて、ロアータンク２２へと流出する。
【００５７】
なお、このような放熱器は、第１実施例の放熱器１０と同様にして作製することができる。すなわち、扁平パイプ１２６は、円チューブ内の所定の位置に、仕切り１２８を形成するためのロウ材を付着させた棒状部材を配置して、加熱および加圧を行なうことにより作製できる。あるいは、仕切り１２８に対応する凹凸形状を有する金型を用いて、円チューブを押圧変形させることによって、扁平パイプ１２８を作製することとしても良い。
【００５８】
以上のように構成された第２実施例の放熱器によれば、第１実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、冷却管として扁平パイプを用いるため、冷却管の表面積を確保して、比較的に簡素な構成により高い冷却効率を得ることができる。また、パイプ内流路１４０の形状が、液体冷媒の流れの下流側が冷却気体の流れの上流側と熱交換し、液体冷媒の流れの上流側が冷却気体の流れの下流側と熱交換する形状となっているため、扁平パイプ１２６全体における冷却効率を、効果的に向上させることができる。
【００５９】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６０】
Ｃ１．変形例１：
第１実施例では、パイプ内流路４０は、直進部４２と折り返し部４４とから成ることとしたが、異なる構成としても良い。直進部４２のように扁平パイプ２６の延出方向と略平行に液体冷媒を導く以外の形状でも良く、直進部４２に代えて、冷媒を所定の方向へと導く流通部を備えていれば。また、折り返し部４４のように冷媒の向きを反転させる以外の形状でも良く、折り返し部４４に代えて、冷媒の向きを変更させつつ隣り合う流通部へと冷媒を導く接続部を備えていれば良い。あるいは、第２実施例において、パイプ内分配路１４２やパイプ内集合路１４４および分岐路１４３は、直線状以外の形状の流路としても良い。例えば、蛇行流路としたり、扁平パイプの延出方向に対して平行ではない所定の角度を成す方向に液体冷媒を導く形状としても良い。このような場合であっても、パイプ内流路が、全体として、液体冷媒の流れの下流側が上流側に比べて冷却気体の流れの上流側に対応する位置となるように液体冷媒を導く形状に形成されていれば良い。
【００６１】
Ｃ２．変形例２：
第１および第２実施例では、扁平パイプと接続して、アッパータンク２０に対向する端部にロアータンク２２を設けているが、異なる構成としても良い。例えば、扁平パイプのパイプ内流路に対する液体冷媒の供給と、パイプ内流路からの液体冷媒の排出との両方を、アッパータンク２０で行ない、ロアータンクを設けないこととしても良い。このような構成の一例を図８に示す。
【００６２】
図８は、変形例としての放熱器が備える扁平パイプ２２６の内部形状を模式的に表わす説明図であり、図３および図７と同様に、扁平パイプ２２６の扁平面に平行な断面の様子を表わしている。この変形例としての放熱器は、図８に示す扁平パイプ２２６を、図２に示す第１実施例の放熱器と同様に複数積層することによって形成されている。図８では、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付しており、これについては説明を省略する。
【００６３】
扁平パイプ２２６内に形成されるパイプ内流路２４０は、第１実施例と同様に、直進部および折り返し部を備えている。具体的には、扁平パイプ２２６の延出方向に平行な４つの直進部４４２ａ〜４４２ｄと、各直進部間に形成された３つの折り返し部２４４ａ〜２４４ｃを備えている。また、この変形例では、アッパータンク２２０には、液体冷媒導入路３０および液体冷媒導出路３２が接続されると共にアッパータンク２２０の内部は、２つの空間に区切られており、それぞれの空間は、液体冷媒導入路３０および液体冷媒導出路３２のいずれかと連通している。液体冷媒導入路３０からアッパータンク２２０へと供給された液体冷媒は、空気流れの最も下流側に位置する直進部２４２ａへと流入し、その後、折り返し部を介して、空気流れのより上流側に位置する直進部へと順次流れる。そして、空気流れの最も上流側に位置する直進部２４２ｄから、アッパータンク２２０を介して、液体冷媒導出路３２へと放出される。
【００６４】
このような構成とすれば、第１実施例および第２実施例と同様の効果が得られる。さらに、液体冷媒を供給するための流路を、ラジエータコアの一方の端部のみに配置できるため、液体冷媒の配管のために制限され得る放熱器の本体部の配置の自由度を、向上させることが可能になる。なお、このような場合には、複数の扁平パイプを積層して成るラジエータコアの強度を確保するために、アッパータンク２２０に対向する側の端部には、ロアータンクに代えて、扁平パイプの幅に対応する複数の切れ込みを有して、この切れ込みに各扁平パイプを差し込まれることによって扁平パイプを保持する保持プレート２２２を配置すればよい（図８参照）。
【００６５】
Ｃ３．変形例３：
第１および第２実施例の放熱器は、情報処理機器で生じた熱を放熱するための冷媒として液体冷媒を用いたが、異なる構成としても良い。例えば、情報処理機器側で熱交換する冷媒として気体の冷媒を用い、昇温した気体冷媒を、放熱器が備える扁平パイプ内のパイプ内流路へと導いて降温させ、パイプ内流路内で気体冷媒を液体冷媒へと相変化させる構成とすることも可能である。このように、冷媒が相変化したり、液体以外の冷媒を用いる場合であっても、扁平パイプ内の冷媒流路の形状および冷却気体に対する配置において本発明を適用することにより、放熱器における冷却効率を向上させる同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施例の放熱器１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図２】本体部１５の外観の概略を表わす斜視図である。
【図３】扁平パイプ２６の内部の形状を模式的に表わす平面図である。
【図４】扁平パイプ２６の内部の様子を模式的に表わす断面図である。
【図５】扁平パイプ２６内における温度分布をシミュレーションした結果を表わす説明図である。
【図６】扁平パイプ内における温度分布の様子を表わす説明図である。
【図７】扁平パイプ１２６の内部形状を模式的に表わす説明図である。
【図８】扁平パイプ２２６の内部形状を模式的に表わす説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…放熱器
１５…本体部
１７…冷却ファン
２０，２２０…アッパータンク
２２…ロアータンク
２４…ラジエータコア
２６，１２６，２２６…扁平パイプ
３０…液体冷媒導入路
３２…液体冷媒導出路
４０，１４０，２４０…パイプ内流路
４２…直進部
４４…折り返し部
１４２…パイプ内分配路
１４３…分岐路
１４４…パイプ内集合路
２２２…保持プレート
【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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