(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に熱的に接続され、内部を通流する熱媒体により前記発熱体を冷却する冷却装置において、
前記発熱体により加熱される前の前記熱媒体が通る第１の流路と、
前記発熱体により加熱された後の前記熱媒体が通る第２の流路と、
前記発熱体で発生した熱により前記熱媒体が加熱される複数の熱交換室と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記第１の流路と前記熱交換室との間を連絡する第１連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記熱交換室と前記第２の流路との間を連絡する第２連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて、前記第１連絡路を通る前記熱媒体と前記第２連絡路を通る前記熱媒体との温度差に応じて前記第１連絡路及び前記第２連絡路のうちの少なくとも一方を通る前記熱媒体の流量を調整する流量調整機構と
を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記流量調整機構が、前記第１連絡路を通る前記熱媒体と前記第２連絡路を通る前記熱媒体との温度差により電力を発生する発電素子と、前記発電素子から供給される電力により駆動するアクチュエータと、を有することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記発熱体から近い順に第１層、第２層及び第３層に分割され、前記熱交換室は前記第１層に配置され、前記第１連絡路、前記第２連絡路及び前記流量調整機構は前記第２層に配置され、前記第１の流路及び前記第２の流路は前記第３層に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
発熱体を備えた電子部品と、前記発熱体に熱的に接続された冷却装置とを有し、
前記冷却装置は、
前記発熱体により加熱される前の熱媒体が通る第１の流路と、
前記発熱体により加熱された後の前記熱媒体が通る第２の流路と、
前記発熱体で発生した熱により前記熱媒体が加熱される複数の熱交換室と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記第１の流路と前記熱交換室との間を連絡する第１連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記熱交換室と前記第２の流路との間を連絡する第２連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて、前記第１連絡路を通る前記熱媒体と前記第２連絡路を通る前記熱媒体との温度差に応じて前記第１連絡路及び前記第２連絡路のうちの少なくとも一方を通る前記熱媒体の流量を調整する流量調整機構と
を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置、及び冷却装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ等の電子機器の高性能化が著しく、それに伴ってＣＰＵ（Central Processing Unit）等の半導体デバイスで発生する熱量が増加している。半導体デバイスの冷却には空冷方式と水冷方式とがあるが、発熱量の大きい半導体デバイスの冷却には水冷方式が採用されることが多い。
【０００３】
水冷方式の冷却装置では、半導体デバイスの上面（以下、「放熱面」という）にクーリングプレートと呼ばれる冷却装置を装着し、冷却装置から離れた場所に放熱装置を配置して、冷却装置と放熱装置との間を配管（又は、チューブ）で接続する。冷却装置内には冷却水が通る流路が設けられており、冷却装置と放熱装置との間で冷却水を循環させることで、半導体デバイスで発生した熱を放熱装置に輸送し、放熱装置から大気中に放散している。なお、本願では、冷却装置から放熱装置に熱を輸送するために使用する水又はその他の流体（熱媒体）を、冷却水と呼んでいる。
【０００４】
一般的な冷却装置では、半導体デバイスの放熱面に沿って冷却水がジグザグに通る流路を設けて、半導体デバイスの放熱面全体を冷却するようにしている（例えば、特許文献１参照）。また、半導体デバイスの放熱面に対し垂直方向に冷却水が流れるように流路を設けた冷却装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
更に、熱電変換素子を用いて半導体デバイスで発生する熱で電力を発生し、冷却水を通流させるための電源とすることも提案されている（例えば、特許文献１，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４４６７８号公報
【特許文献２】特表２００６−５１６０６８号公報
【特許文献３】特開２００７−２２７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＰＵ等の半導体デバイスでは、稼働に伴って発熱密度が大きく変化する部分と、発熱密度が比較的低く殆ど変化しない部分とがある。従来の一般的な冷却方法では、発熱密度が最も高い部分の温度が予め設定された温度以下となるように冷却水の流量を調整しており、発熱密度が低い部分では過剰な冷却が行われている。
【０００８】
開示の技術は、熱を発生するデバイスを効率的に冷却できる冷却装置、及びその冷却装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示の技術の一観点によれば、発熱体に熱的に接続され、内部を通流する熱媒体により前記発熱体を冷却する冷却装置において、前記発熱体により加熱される前の前記熱媒体が通る第１の流路と、前記発熱体により加熱された後の前記熱媒体が通る第２の流路と、
前記発熱体で発生した熱により前記熱媒体が加熱される複数の熱交換室と、前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記第１の流路と前記熱交換室との間を連絡する第１連絡路と、前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記熱交換室と前記第２の流路との間を連絡する第２連絡路と、前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて、前記第１連絡路を通る前記熱媒体と前記第２連絡路を通る前記熱媒体との温度差に応じて前記第１連絡路及び前記第２連絡路のうちの少なくとも一方を通る前記熱媒体の流量を調整する流量調整機構とを有することを特徴とする冷却装置が提供される。
【００１０】
開示の技術の他の一観点によれば、発熱体を備えた電子部品と、前記発熱体に熱的に接続された冷却装置とを有し、前記冷却装置は、前記発熱体により加熱される前の前記熱媒体が通る第１の流路と、前記発熱体により加熱された後の前記熱媒体が通る第２の流路と、前記発熱体で発生した熱により前記熱媒体が加熱される複数の熱交換室と、前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記第１の流路と前記熱交換室との間を連絡する第１連絡路と、前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記熱交換室と前記第２の流路との間を連絡する第２連絡路と、前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて、前記第１連絡路を通る前記熱媒体と前記第２連絡路を通る前記熱媒体との温度差に応じて前記第１連絡路及び前記第２連絡路のうちの少なくとも一方を通る前記熱媒体の流量を調整する流量調整機構とを有することを特徴とする電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
前記一観点に係る冷却装置及び電子機器によれば、放熱面の温度分布が一様でない発熱体を効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、稼働中の半導体デバイス（ＬＳＩ）の放熱面の温度分布の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る冷却装置を備えた電子機器の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る冷却装置の内部構造を示す模式上面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る冷却装置の内部構造を示す模式断面図である。
【図５】図５は、流量調整機構の詳細を示す模式断面図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、発電素子上に配置されたアクチュエータ、固定部、細枠及び移動板を示す平面図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、上板の孔と移動板の孔との重なり状態を示す模式図である。
【図８】図８は、第２連絡路の開口面積と第２連絡路を通る冷却水の流量との関係を調べた結果を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の冷却装置の動作を説明する図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の冷却装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の冷却装置の製造方法を示す平面図（その１）である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の冷却装置の製造方法を示す平面図（その２）である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の冷却装置の製造方法を示す平面図（その３）である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係る冷却装置の内部構造を示す模式断面図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態の冷却装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
【００１４】
ＣＰＵ等の半導体デバイスには、稼働に伴って発熱密度が大きく変化する部分と、発熱密度が比較的低く殆ど変化しない部分とが混在する。図１は、稼働中の半導体デバイス（ＬＳＩ）の放熱面の温度分布の一例を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、稼働中の半導体デバイスの放熱面の面内温度分布は一様ではなく、発熱密度が高い部分と発熱密度が低い部分とがある。放熱面において特に発熱密度が高い部分は、ホットスポットと呼ばれている。図１に示す例では、放熱面に４箇所のホットスポットが発生している。
【００１６】
従来の一般的な冷却方法では、発熱密度が最も高い部分の温度が予め設定された温度以下となるように、冷却装置と放熱装置との間を循環する冷却水の流量を調整する。従って、ホットスポットを十分に冷却できる量の冷却水を冷却装置と放熱装置との間に循環させることになり、ホットスポット以外の部分では過剰な冷却が行われている。
【００１７】
スーパーコンピュータと呼ばれる計算機では多数のＣＰＵが使用されており、ＣＰＵを冷却するために多大な電力が消費されている。そのため、省エネルギーの観点からスーパーコンピュータで使用する電力の削減が要求されており、発熱量が大きい半導体デバイスを効率的に冷却できる冷却装置が要望される。
【００１８】
（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係る冷却装置を備えた電子機器の一例を示す模式図である。
【００１９】
本実施形態に係る電子機器は、ＣＰＵ等の半導体デバイス１１と、冷却装置１０と、放熱装置１５と、配管１２ａ，１２ｂとを有する。なお、半導体デバイス１１は発熱体の一例である。
【００２０】
冷却装置１０は例えば厚さが５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の矩形薄板状の外観を有しており、図２に示すように、半導体デバイス１１の上に配置される。冷却装置１０の主要部は、例えば銅又はアルミニウム等の金属により形成されている。また、冷却装置１０には、配管１２ａ，１２ｂを接続するための冷却水入口（図示せず）及び冷却水出口（図示せず）が設けられている。そして、冷却装置１０の内部には、後述するように、冷却水が通流する空間が設けられている。
【００２１】
放熱装置１５は冷却装置１０から離れた場所に配置され、放熱装置１５と冷却装置１０との間は配管１２ａ，１２ｂにより接続される。図２に示す例では配管１２ａの途中に循環ポンプ１３が設けられており、この循環ポンプ１３により放熱装置１５と冷却装置１０との間で冷却水を循環させている。
【００２２】
半導体デバイス１１で発生した熱は、冷却装置１０内を通る冷却水に吸収される。そして、半導体デバイス１１で発生した熱を吸収して温度が上昇した冷却水（温水）は、配管１２ｂを通って放熱装置１５に輸送される。
【００２３】
放熱装置１５には放熱フィン１６と送風機１７とが設けられており、冷却装置１０から輸送されてきた冷却水の熱は放熱フィン１６及び送風機１７により大気中に放散される。これにより、冷却水の温度が下がり、放熱装置１５から低温の冷却水（冷水）が出力される。放熱装置１５から出力された冷却水は、循環ポンプ１３により配管１２ａを通って冷却装置１０に送られる。
【００２４】
図３は冷却装置１０の内部構造を示す模式上面図、図４は同じくその模式断面図である。
【００２５】
冷却装置１０は、図３の模式上面図に示すように、２次元方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配列した複数の矩形のエリアに区画されている。ここでは、図３に示す矩形のエリアを、それぞれセル３１と呼ぶことにする。隣り合うセル３１間は隔壁２７により仕切られている。
【００２６】
なお、本実施形態では各セル３１間に隔壁２７を設けているが、複数（例えば２個〜６個）のセル３１によりセルグループを構成し、同一のセルグループのセル３１間には隔壁２７を設けない構造としてもよい。
【００２７】
各セル３１には、後述する冷水路２１と熱交換室２３との間を連絡する第１連絡路３２ａと、熱交換室２３と温水路２２との間を連絡する第２連絡路３２ｂとが設けられている。第１連絡路３２ａはセル３１の長手方向の一方の側に配置され、第２連絡路３２ｂはセル３１の長手方向の他方の側に配置されている。
【００２８】
図４の模式断面図に示すように、冷却装置１０の内部は、厚さ方向（高さ方向）に３つの層に分割されている。
【００２９】
最上層（第３層）には冷水が通る冷水路（第１の流路）２１と温水が通る温水路（第２の流路）２２とが設けられており、冷水路２１と温水路２２との間は仕切り壁２５により仕切られている。冷水路２１は前述の冷却水入口に連絡しており、温水路２２は前述の冷却水出口に連絡している。
【００３０】
最下層（第１層）には、半導体デバイス１１の放熱面から伝達される熱により加熱されて冷水が温水に変わる熱交換室２３が設けられている。熱交換室２３はセル３１又はセルグループ毎に設けられており、相互に隣接する熱交換室２３間は隔壁２７により分離されている。
【００３１】
中間層（第２層）には、前述の第１連絡路３２ａ及び第２連絡路３２ｂと、第２連絡路３２ｂを通る温水の流量を調整する流量調整機構２４とが設けられている。
【００３２】
図５は流量調整機構２４の詳細を示す模式断面図である。
【００３３】
図５に示すように、流量調整機構２４は、下板４１及び上板４２と、下板４１と上板４２との間に配置された発電素子３５、アクチュエータ３６及び移動板３７とを有する。下板４１及び上板４２には、それぞれ第２連絡路３２ｂとなる複数の孔が設けられている。
【００３４】
発電素子３５は、下板４１の上に配置されている。本実施形態では、発電素子３５として、ゼーベック効果を利用して電力を発生する熱電変換素子を使用する。熱電変換素子の構造は公知であるので、ここではその説明を省略する。発電素子３５は、第１連絡路３２ａを流れる冷水と、第２連絡路３２ｂを流れる温水との温度差に応じた電圧を発生する。
【００３５】
発電素子３５の上には、図６（ａ）の平面図に示すように、アクチュエータ３６と、固定部４３ａと、細枠（フレーム）４３ｂと、移動板３７とが配置されている。固定部４３ａは第１連絡路３２ａ側に配置されており、移動板３７は第２連絡路３２ｂ側に配置されている。また、移動板３７及び細枠４３ｂは、金属薄板により一体的に形成されている。更に、移動板３７には、複数の孔３７ａが設けられている。
【００３６】
アクチュエータ３６は線状の部材であり、固定部４３ａと移動板３７との間に接続されている。本実施形態では、アクチュエータ３６として、人工筋肉と呼ばれるものを使用している。このアクチュエータ３６は、長さ方向の両端に電圧を印加すると収縮する。アクチュエータ３６として、例えばトキ・コーポレーション株式会社のバイオメタル（登録商標）を使用することができる。
【００３７】
前述の発電素子３５で発生した電圧は、固定部４３ａと、細枠４３ｂ及び移動板３７とを介してアクチュエータ３６の両端に印加される。
【００３８】
移動板３７は、アクチュエータ３６により駆動されて上板４２の下方を、上板４２の面に沿って移動する。この移動板３７の移動に伴って、図６（ｂ）に示すように、細枠４３ｂのうち移動板３７に連絡する部分が弾性変形する。
【００３９】
図７（ａ），（ｂ）は、上板４２の孔４２ａと移動板３７の孔３７ａとの重なり状態を示す模式図である。
【００４０】
第１連絡路３２ａを通る冷却水（冷水）と第２連絡路３２ｂを通る冷却水（温水）との温度差が小さいときには、発電素子３５から出力される電圧が０Ｖ又はほぼ０Ｖとなる。この場合、図６（ａ）のようにアクチュエータ３６は伸長した状態であり、図７（ａ）のように上板４２の孔４２ａと移動板３７の孔３７ａとは、一部が重なった状態となる。このとき、第２連絡路３２ｂを通る冷却水の流量は最少となる。
【００４１】
一方、第１連絡路３２ａを通る冷却水（冷水）と第２連絡路３２ｂを通る冷却水（温水）との温度差がある程度以上になると、発電素子３５から十分に高い電圧が出力される。この場合、図６（ｂ）のようにアクチュエータ３６は収縮した状態となり、図７（ｂ）のように上板４２の孔４２ａと移動板３７の孔３７ａとが完全に重なった状態となる。このとき、第２連絡路３２ｂを通る冷却水の流量は最大となる。
【００４２】
以下、上板４２の孔４２ａと移動板３７の孔３７ａとの重なり部分の面積の合計を、第２連絡路３２ｂの開口面積という。
【００４３】
図８は、横軸に開口径をとり、縦軸に流量をとって、第２連絡路３２ｂの開口面積と第２連絡路３２ｂを通る冷却水の流量との関係をシミュレーション計算により調べた結果を示す図である。この図８から、第２連絡路３２ｂの開口面積を０．０５ｍｍ2（＝（０．２５ｍｍ／２）2×π）から０．２ｍｍ2（＝（０．５ｍｍ／２）2×π）の範囲で変化させると、冷却水の流量がおおよそ３ｃｃ／ｍｉｎから１０ｃｃ／ｍｉｎの範囲で変化することがわかる。
【００４４】
以下、上述した冷却装置１０の動作について、図９に示す模式断面図を参照して説明する。図９において、左側の２つのセルＡ，Ｂは発熱密度が低い場所に配置されており、右側の２つのセルＣ，Ｄは発熱密度が高い場所（ホットスポット）に配置されているものとする。
【００４５】
発熱密度が低い場所に配置されたセルＡ，Ｂでは、第１連絡路３２ａを通る冷却水と第２連絡路３２ｂを通る冷却水との温度差が小さく、発電素子３５から出力される電圧は低い。そのため、アクチュエータ３６は伸長した状態であり、第２連絡路３２ｂの開口面積が小さく、第２連絡路３２ｂを流れる冷却水の流量は少ない。
【００４６】
一方、発熱密度が高い場所に配置されたセルＣ，Ｄでは、第１連絡路３２ａを通る冷却水と第２連絡路３２ｂを通る冷却水との温度差が大きく、発電素子３５から出力される電圧が高くなる。そのため、アクチュエータ３６は収縮し、移動板３７が固定部４３ａ側に移動して、第２連絡路３２ｂの開口面積が拡大する。これにより、第２連絡路３２ｂを流れる冷却水の流量が増加し、ホットスポットが発生した部分の放熱面が冷却されて温度が低下する。
【００４７】
放熱面の温度が下がると、発電素子３５から出力される電圧が低下し、アクチュエータ３６が伸長する。そうすると、細枠４３ｂの弾性力により移動板３７が固定部４３ａから離れる方向に移動して、第２連絡路３２ｂの開口面積が減少する。その結果、第２連絡路３２ｂを流れる冷却水の流量が減少する。
【００４８】
このように、本実施形態に係る冷却装置１０では、セル３１毎に、第１連絡路３２ａを通る冷却水（冷水）と第２連絡路３２ｂを通る冷却水（温水）との温度差に応じて第２連絡路３２ｂの開口面積が自動的に調整される。そして、ホットスポットが発生した部分のセル３１には比較的大量の冷却水が流れ、発熱密度が低い部分のセル３１に流れる冷却水の流量が少なくなる。
【００４９】
これにより、循環ポンプ１３（図２参照）から供給される冷却水の流量を増やすことなく、発熱密度が高い部分を優先的に冷却することが可能になる。その結果、循環ポンプ１３等の負荷が軽減され、循環ポンプ１３等で消費する電力が削減されるという効果が得られる。
【００５０】
以下、本実施形態に係る冷却装置１０の製造方法の一例について説明する。
【００５１】
図１０の断面図に示すように、本実施形態に係る冷却装置１０は、金属板５１〜５８を積層して製造することができる。図１１〜図１３に、金属板５１〜５８の平面図を示す。
【００５２】
但し、図１１〜図１２は金属板５１〜５６のうち１個のセルに対応する部分の平面を示し、図１３は金属板５６〜５８のうち１２個のセルに対応する部分の平面を示している。また、金属板５１〜５４，５６〜５８はいずれも銅又は銅合金からなり、金属板５５はバネとしての特性が良好なステンレス又はその他の金属からなる。
【００５３】
図１１（ａ）に示す金属板５１は、冷却装置１０の底板となる。この金属板５１には開口部等が設けられていない。また、図１１（ｂ）に示すように、金属板５２には、熱交換室２３となる開口部５２ａが設けられている。更に、図１１（ｃ）に示すように、金属板５３には、第１連絡路３２ａとなる開口部５３ａと、第２連絡路３２ｂとなる開口部５３ｂとが設けられている。更にまた、図１２（ａ）に示すように、金属板５４には、第１連絡路３２ａとなる開口部５４ａと、第２連絡路３２ｂとなる開口部５４ｂと、発電素子３５を配置するための開口部５４ｃとが設けられている。
【００５４】
金属板５５は、前述したようにバネとしての特性が良好な金属からなる。この金属板５５には、図１２（ｂ）に示すように、第１連絡路３２ａとなる開口部５５ａと、固定部４３ａ及びアクチュエータ３６を配置するための開口部５５ｂと、開口部３７ａを有する移動板３７とが設けられている。
【００５５】
金属板５６には、図１２（ｃ），図１３（ａ）に示すように、第１連絡路３２ａとなる開口部５６ａと、第２連絡路３２ｂとなる開口部５６ｂとが設けられている。また、図１３（ｂ）に示すように、金属板５７には、冷水路２１となる開口部５７ａと、温水路２２となる開口部５７ｂと、仕切り壁２５となるパターン５７ｃとが設けられている。図１３（ｃ）に示す金属板５８は、冷却装置１０の天板となる。
【００５６】
これらの金属板５１〜５８を下から順に積層することにより、本実施形態に係る冷却装置１０を製造できる。
【００５７】
（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る冷却装置の内部構造を示す模式断面図である。
【００５８】
本実施形態に係る冷却装置６０が第１の実施形態に係る冷却装置１０と異なる点は、流量調整機構の構造が異なることにあり、その他の部分の構造は基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、図１４において、図４と同一物には同一符号を付している。
【００５９】
図１４に示すように、本実施形態の冷却装置６０も、第１の実施形態と同様に、内部が厚さ方向（高さ方向）に３つの層に分割されている。最上層（第３層）には冷水路２１と温水路２２とが設けられており、冷水路２１と温水路２２との間は仕切り壁２５により仕切られている。
【００６０】
中間層（第２層）には、最上層（第３層）と最下層（第１層）とを分離する分離板６１が配置されている。この分離板６１には、冷水路２１と熱交換室２３との間を連絡する第１連絡路３２ａと、熱交換室２３と温水路２２との間を連絡する第２連絡路３２ｂとが設けられている。
【００６１】
また、相互に隣接する第２連絡路３２ｂ間の分離板６１の下には、第２連絡路３２ｂの開口面積を決定する流量調整弁６２が配置されている。流量調整弁６２は、流量調整機構の一例である。この流量調整弁６２は、分離板６１と後述の隔壁６３ｂとの間に挟持されている。流量調整弁６２の詳細については後述する。
【００６２】
最下層（第１層）には、半導体デバイス１１の放熱面から伝達される熱により冷水が温水に変わる熱交換室２３が設けられている。また、相互に隣接する熱交換室２３間には、隔壁６３ａ，６３ｂが設けられている。
【００６３】
隔壁６３ａは、冷水路２１が共通の２つのセル３１間に設けられている。この隔壁６３ａの上部は分離板６１と接続している。一方、隔壁６３ｂは温水路２２が共通の２つのセル３１間に設けられており、この隔壁６３ｂと分離板６１との間には、前述したように流量調整弁６２が挟持されている。
【００６４】
以下、流量調整弁６２について説明する。流量調整弁６２は形状記憶材料により形成されており、熱交換室２３内の冷却水の温度が所定の温度（変態点）よりも低いときには図１４に示すように平板状の形状を有する。このとき、第２連絡路３２ｂの入口（下側）は、流量調整弁６２によりほぼ閉じた状態となる。
【００６５】
一方、熱交換室２３内の冷却水の温度が所定の温度以上になると、流量調整弁６２は予め記憶された形状となる。ここでは、熱交換室２３内の冷却水の温度が所定の温度以上になると、流量調整弁６２はその両端が下方に屈曲した形状になるものとする。これにより、第２連絡路３２ｂの入口は、解放された状態となる。
【００６６】
以下、上述した冷却装置６０の動作について、図１５に示す模式図を参照して説明する。図１５において、左側２つのセルＡ，Ｂは発熱密度が低い場所に配置されており、右側２つのセルＣ，Ｄは発熱密度が高い場所（ホットスポット）に配置されているものとする。
【００６７】
発熱密度が低い場所に配置されたセルＡ，Ｂでは、熱交換室２３内の冷却水の温度が低く、流量調整弁６２により第２連絡路３２ｂの入口がほぼ閉じた状態となる。このような状態では、第２連絡路３２ｂを流れる冷却水の流量は少ない。
【００６８】
一方、発熱密度が高い場所に配置されたセルＣ，Ｄでは、熱交換室２３内の冷却水の温度が高くなる。そして、熱交換室２３内の冷却水の温度が所定の温度以上になると、流量調整弁６２が予め記憶された形状となる。すなわち、流量調整弁６２は、図１５に示すように、両端が下方に屈曲した形状になる。これにより、第２連絡路３２ｂを通る冷却水の流量が増加し、ホットスポットが発生した部分の放熱面が冷却されて温度が低下する。
【００６９】
放熱面の温度が下がると、流量調整弁６２が平板状に変形して、第２連絡路３２ｂの入口が流量調整弁６２によりほぼ閉じた状態となる。その結果、第２連絡路３２ｂを通る冷却水の流量が減少する。
【００７０】
このように、本実施形態に係る冷却装置６０では、セル３１毎に、熱交換室２３内の冷却水の温度に応じて第２連絡路３２ｂを流れる冷却水の流量が自動的に調整される。そして、ホットスポットが発生した部分のセル３１には比較的大量の冷却水が流れ、発熱密度が低い部分のセル３１に流れる冷却水の流量が少なくなる。
【００７１】
これにより、第１の実施形態と同様に、循環ポンプ１３（図２参照）から供給される冷却水の流量を増やすことなく、発熱密度が高い部分を優先的に冷却することが可能になり、循環ポンプ１３等で消費する電力が削減されるという効果を奏する。
【００７２】
なお、本実施形態では流量調整弁６２として形状記憶材料を使用しているが、流量調整弁６２としてバイメタルを使用してもよい。
【００７３】
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００７４】
（付記１）発熱体に熱的に接続され、内部を通流する熱媒体により前記発熱体を冷却する冷却装置において、
前記発熱体により加熱される前の前記熱媒体が通る第１の流路と、
前記発熱体により加熱された後の前記熱媒体が通る第２の流路と、
前記発熱体で発生した熱により前記熱媒体が加熱される複数の熱交換室と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記第１の流路と前記熱交換室との間を連絡する第１連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記熱交換室と前記第２の流路との間を連絡する第２連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて温度に応じて前記第１連絡路及び前記第２連絡路のうちの少なくとも一方を通る前記熱媒体の流量を調整する流量調整機構と
を有することを特徴とする冷却装置。
【００７５】
（付記２）前記流量調整機構が、前記第１連絡路を通る前記熱媒体と前記第２連絡路を通る前記熱媒体との温度差により電力を発生する発電素子と、前記発電素子から供給される電力により駆動するアクチュエータと、を有することを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
【００７６】
（付記３）前記発熱体から近い順に第１層、第２層及び第３層に分割され、前記熱交換室は前記第１層に配置され、前記第１連絡路、前記第２連絡路及び前記流量調整機構は前記第２層に配置され、前記第１の流路及び前記第２の流路は前記第３層に配置されていることを特徴とする付記１又は２に記載の冷却装置。
【００７７】
（付記４）前記アクチュエータが、電圧の印加により収縮する人工筋肉であることを特徴とする付記２に記載の冷却装置。
【００７８】
（付記５）前記流量調整機構が、前記熱交換室内の前記熱媒体の温度により形状が変化する形状記憶部材又はバイメタルを有することを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
【００７９】
（付記６）前記発熱体が、半導体デバイスであることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【００８０】
（付記７）発熱体を備えた電子部品と、前記発熱体に熱的に接続された冷却装置とを有し、
前記冷却装置は、
前記発熱体により加熱される前の前記熱媒体が通る第１の流路と、
前記発熱体により加熱された後の前記熱媒体が通る第２の流路と、
前記発熱体で発生した熱により前記熱媒体が加熱される複数の熱交換室と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記第１の流路と前記熱交換室との間を連絡する第１連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて前記熱交換室と前記第２の流路との間を連絡する第２連絡路と、
前記複数の熱交換室のそれぞれに設けられて温度に応じて前記第１連絡路及び前記第２連絡路のうちの少なくとも一方を通る前記熱媒体の流量を調整する流量調整機構と
を有することを特徴とする電子機器。
【００８１】
（付記８）前記冷却装置から離隔した位置に配置された放熱装置と、前記冷却装置と前記放熱装置との間を接続する第１の配管及び第２の配管とを有し、前記熱媒体は前記第１の配管及び前記第２の配管を介して前記冷却装置と前記放熱装置との間を循環することを特徴とする付記７に記載の電子機器。
【００８２】
（付記９）前記発熱体が、半導体デバイスであることを特徴とする付記７又は８に記載の電子装置。
【符号の説明】
【００８３】
１０，６０…冷却装置、１１…半導体デバイス、１２ａ，１２ｂ…配管、１３…循環ポンプ、１５…放熱装置、２１…冷水路、２２…温水路、２３…熱交換室、２４…流量調整機構、２５…仕切り板、２７，６３ａ，６３ｂ…隔壁３１…セル、３２ａ…第１連絡路、３２ｂ…第２連絡路、３５…発電素子、３６…アクチュエータ、３７…移動板、４１…下板、４２…上板、４３ａ…固定部、４３ｂ…細枠、５１〜５８…金属板、６１…分離板、６２…流量調整弁。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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