(57)【要約】【課題】小型化、軽量化を図ると共に製造上の負荷を軽減することを可能にする。【解決手段】矩形枠状に形成された外枠ユニット１０と、外枠ユニット１０の第１部材と第２部材との間に装着されるもので、冷却液を流すための冷却管２８が中空構造により形成された冷却ユニット２０とを備え、第１部材と第２部材のそれぞれは、冷却液を流すための冷却管３２ａ，３２ｂが中空構造に形成されると共に、冷却管３２ａ，３２ｂと連通された外部の管路を結合するための送り側管コネクタ１６、戻り側管コネクタ１８と、冷却ユニット２０に設けられた冷却管３２ａ，３２ｂと連接される冷却管口が設けられる。【選択図】    図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形枠状に形成され、前記矩形枠の１辺に相当する第１部材と前記第１部材と相対する第２部材とを有する外枠ユニットと、
前記外枠ユニットの前記第１部材と前記第２部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された冷却ユニットとを備え、
前記第１部材と前記第２部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、前記管路と連通された外部の管路を結合するための接続部と、前記冷却ユニットに設けられた前記管路と連接される管口部が設けられたことを特徴とする配管系を一体化した構造部材。
【請求項２】
前記外枠ユニットには複数の冷却ユニットが装着され、
前記第１部材と前記第２部材のそれぞれには複数の前記管口部が設けられることを特徴とする請求項１記載の構造部材。
【請求項３】
前記外枠ユニットの前記第１部材と前記第２部材に設けられた前記管口部と、前記外枠ユニットに装着された前記管路とを連接すると共に、前記冷媒の漏洩を防ぐ連接部材とを具備することを特徴とする請求項１記載の構造部材。
【請求項４】
前記冷却ユニットに形成される前記管路は、複数の細管を含むことを特徴とする請求項１記載の構造部材。
【請求項５】
冷媒を流すための管路が中空構造に形成された配管系を一体化した構造部材。
【請求項６】
複数の送受信モジュールが配置され、前記送受信モジュールを冷却するための冷却液を流すための配管が中空構造に形成された冷却ユニットと、
前記冷却ユニットの一方側から冷却液を供給し、他方側から冷却液を取り出す冷却手段とを具備したことを特徴とする空中線装置。
【請求項７】
矩形枠状に形成され、前記矩形枠の１辺に相当する第１部材と前記第１部材と相対する第２部材とを有する外枠ユニットと、
前記外枠ユニットの前記第１部材と前記第２部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された、複数の送受信モジュールが配設された冷却ユニットとを備え、
前記第１部材と前記第２部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、前記管路と連通された外部の管路を結合するための接続部材と、前記冷却ユニットに設けられた前記管路と連接される管口部が設けられたことを特徴とする空中線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機等の飛しょう体に搭載されるレーダ装置に好適な空中線装置、及び同装置に使用される配管系を一体化した構造部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、航空機等の飛しょう体に搭載されるレーダ装置に用いられる空中線装置においては、多数の送受信モジュールを送受信指向方向に配列すると共に冷却装置を併設して、送受信モジュールの動作に伴って発生する熱量を吸収する方法が採られている。
【０００３】
例えば、複数の送受信モジュールが整列配置され、且つ各送受信モジュールを冷却可能に配設した冷却ユニットと、この冷却ユニットの一方側から冷却液を供給し、他方側から冷却液を取り出す一方、冷却液により複数の送受信モジュールの発熱を吸収して、送受信モジュールの温度制御を行う冷却手段とを備えた空中線装置が考えられている（特許文献１）。この空中線装置の冷却手段は、冷却液循環サイクルの液送り側で分岐された複数の冷却液送り支管を備え、各冷却液送り支管の一方が冷却ユニットの一端側から挿入され、他方が冷却ユニットの他端側から挿入されて冷却ユニット内に互いに反対方向に流れる流路を形成し、冷却ユニットを通過した戻り冷却液が、複数個の冷却液戻り支管を介して冷却液循環サイクルの液戻り側に案内されるように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２８３２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の空中線装置では、冷却ユニットの他に、別途、冷却配管系を必要とするため、装置を大型化すると共に重量を増大させていた。さらには冷却配管系と冷却ユニットを別個に製造し、両者を一体化させる必要があるため、構造が複雑となり製造上、大きな負荷となっていた。
【０００６】
本発明は前記のような事情を考慮してなされたもので、小型化、軽量化を図ると共に製造上の負荷を軽減することが可能な空中線装置、配管系を一体化した構造部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形枠状に形成され、前記矩形枠の１辺に相当する第１部材と前記第１部材と相対する第２部材とを有する外枠ユニットと、前記外枠ユニットの前記第１部材と前記第２部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された冷却ユニットとを備え、前記第１部材と前記第２部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、前記管路と連通された外部の管路を結合するための接続部と、前記冷却ユニットに設けられた前記管路と連接される管口部が設けられたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は本実施形態に係わる空中線装置２の構成を示す外観図（斜視図、３面図）である。空中線装置２は、例えばアクティブ・フェーズド・アレイ・アンテナとして構成される。
【０００９】
図１及び図２に示すように、空中線装置２は、全体として、矩形・長尺形状に構成されており、液循環型冷却装置５が連結されている。空中線装置２は、矩形枠状に構成され枠内に複数の冷却ユニット２０（詳細について後述する）を装着可能な外枠ユニット１０と、外枠ユニット１０の枠内に装着された冷却ユニット２０を覆う外板１２，１４が設けられる。
【００１０】
外枠ユニット１０の上辺に当たる第１部材と下辺に当たる第２部材には、図２（及び図８〜図１０）に示すように、冷媒（以下の説明では冷却液）を流すための冷却管３２（冷却管３２ａ，３２ｂ）が中空構造に形成されている。第１部材には、冷却管３２ａと連通され、液循環型冷却装置５からの液送り管５ａを結合するための送り側管コネクタ１６（接続部）が設けられている。送り側管コネクタ１６は、液送り管５ａの先端に設けられた送り側管コネクタ５ｃが接続される。また、第２部材には、冷却管３２ｂと連通され、液循環型冷却装置５からの液戻り管５ｂを結合するための戻り側管コネクタ１８（接続部）が設けられている。戻り側管コネクタ１８は、液戻り管５ｂの先端に設けられた戻り側管コネクタ５ｄが接続される。
【００１１】
外枠ユニット１０の枠内に装着される冷却ユニット２０は、前面部にアンテナ素子２４ａを有した多数の送受信モジュール２４（後述する（図５））が設けられている。送受信モジュール２４は、アンテナ素子２４ａへ給電を行うため、自己発熱量が多く、また実装密度が高いことから、送受信モジュール２４自体の温度上昇を招き易い状況にある。冷却ユニット２０には、外枠ユニット１０に設けられた冷却管３２を通じて、液循環型冷却装置５により冷却液を循環させる。これにより、冷却ユニット２０自体からの発熱を吸収して、冷却ユニット２０ひいては空中線装置２を所定の温度に維持する。
【００１２】
図３は、外枠ユニット１０の枠内に装着される冷却ユニット２０を示している。
図３に示すように、外枠ユニット１０は、複数の冷却ユニット２０が整列配置されている。各冷却ユニット２０は、長手方向の一端が外枠ユニット１０の第１部材と連結され、他端が第２部材と連結される。
【００１３】
冷却ユニット２０は、その冷却板２２の表面に熱伝導的に多数の送受信モジュール２４が長手方向を上下方向にして相互に所定の間隔をおいて整列配置され、組立体として構成されている（詳細な構成を図５に示す）。
【００１４】
図４は、空中線装置２に対して冷却液を循環させる液循環型冷却装置５の構成を示している。
図４に示すように、液循環型冷却装置５は、冷却液を一時的に所定の温度に冷却する一次側の冷凍サイクルＲ１と、この冷凍サイクルＲ１に熱交換可能に設けられた二次側の冷却液循環サイクルＲ２から構成される。
【００１５】
冷凍サイクルＲ１は、所定の冷媒を封入した冷媒圧縮機５ｅ、凝縮器５ｆ、減圧手段としての膨張弁５ｇ、熱交換器５ｈが順次接続されて閉回路を構成している。
【００１６】
また、二次側の冷却液循環サイクルＲ２は、冷却タンクＴに貯蔵された冷却液Ｌ（例えばエチレン・グリコール液のような不凍液）を吐出する液ポンプ５ｊ、冷凍サイクルＲ１と熱交換可能な熱交換器５ｈ、開閉弁５ｋ、液送り管５ａを介して送り側管コネクタ５ｃへ接続される。
【００１７】
図５は、冷却ユニット２０の詳細な構成を示している。
図５に示すように、冷却ユニット２０は、細長い矩形状の冷却板２２の少なくとも一側面、例えば両側面に多数の送受信モジュール２４が長手方向に沿って列状（アレイ状）に配列されている。各送受信モジュール２４の先端部にはアンテナ素子２４ａがそれぞれ設けられ、これによりアレイ・アンテナとしての機能が得られる。冷却ユニット２０は、冷却液を流して熱交換管として機能させるための冷却管２８が中空構造により形成されており、冷却板２２の長手方向の一端に冷却管口２６ａが設けられ、他端に冷却管口２６ｂが設けられている。すなわち、冷却管口２６ａと冷却管口２６ｂとの間は冷却管２８により貫通されている。なお、冷却管口２６ａ，２６ｂは、凹部状に形成されており、後述する冷却管連接ユニット４０が装着可能になっている。また、冷却管２８は、複数の細管から構成されているものとする（図９、図１０参照）。複数の細管から構成することで、管の表面積を増やして冷却効率を上げる。なお、冷却ユニット２０（冷却板２２、冷却管２８）は、アルミ合金等の熱伝導性能が優れた伝熱材料が用いられることが好ましい。
【００１８】
図６は、図３におけるＡ−Ａ線における外枠ユニット１０の断面図、すなわち外枠ユニット１０の下辺に当たる第２部材の平面図を示している。
図６に示すように、外枠ユニット１０の枠内側には、冷却ユニット２０が装着された場合に、冷却ユニット２０に設けられた冷却管口２６ｂと連接される冷却管口３０が、冷却ユニット２０が装着される間隔毎に複数設けられている。
【００１９】
図７は、図６に示す冷却管口３０が設けられた近傍の拡大図を示し、図８は、外枠ユニット１０の第２部材の断面を示す斜視図である。
図７及び図８に示すように、冷却管口３０は、凹部状に形成されており、後述する冷却管連接ユニット４０が装着可能になっている。図８に示すように、冷却管口３０は、外枠ユニット１０に中空構造により形成された冷却管３２（３２ｂ）と連通されている。
【００２０】
図９は、図３におけるＢ−Ｂ線における外枠ユニット１０と冷却ユニット２０の断面図を示している。
図９に示すように、冷却ユニット２０は、外枠ユニット１０に装着する際に、冷却管口３０と冷却管口２６ａ，２６ｂの凹部状に形成された部分に冷却管連接ユニット４０が装着される。冷却管連接ユニット４０は、円筒状の中空構造となっており、外枠ユニット１０に形成された冷却管３２と、冷却ユニット２０に形成された冷却管２８とを、冷却液が循環可能となるように連接する。
【００２１】
図１０は、図９における外枠ユニット１０の第１部材と冷却ユニット２０の上端部が連接された部分の拡大図を示している。
図１０に示すように、冷却管口３０と冷却管口２６ａ，２６ｂの凹部状に形成された部分に冷却管連接ユニット４０が装着されている。冷却管連接ユニット４０の外周には、複数のＯリング４２ａ，４２ｂが還装されている。Ｏリング４２ａは、冷却管連接ユニット４０が外枠ユニット１０と冷却ユニット２０とを連接するように装着された際に、外枠ユニット１０の冷却管口３０の内周面に圧接する。また、Ｏリング４２ｂは、冷却ユニット２０の冷却管口２６ａの内周面に圧接する。これにより、空中線装置２に振動が与えられるなどして外枠ユニット１０や冷却ユニット２０に撓みなどが生じたとしても、外枠ユニット１０の冷却管３２ａに流入した冷却液が、冷却管連接ユニット４０の中空部分を通じて冷却管２８に流れる際に漏洩するのを防止できる。
【００２２】
なお、図９及び図１０に示すように、冷却管２８は、複数の細管により構成されている。外枠ユニット１０の冷却管３２ａからの冷却液は、冷却ユニット２０の上端に装着された冷却管連接ユニット４０を通じて各細管に流入し、各細管からの冷却液が下部に装着された冷却管連接ユニット４０を通じて冷却管３２ｂに流出する。
【００２３】
次に、外枠ユニット１０に冷却ユニット２０が装着された場合の冷却液の循環について説明する（図４参照）。
【００２４】
空中線装置２を駆動すると、同時に送受信モジュール２４が作動し、アンテナ素子２４ａへの給電に伴う自己発熱を開始する。
【００２５】
この発熱により、送受信モジュール２４を構成する電子機器の正常な所定の温度域を越えないように、液循環冷却装置５は、冷凍サイクルＲ１及び冷却液循環サイクルＲ２を作動させる。
【００２６】
冷却液循環サイクルＲ２では、冷却液の液ポンプ５ｊが始動され、熱交換器５ｈ、開閉弁５ｋ、液送り管５ａ、送り側管コネクタ５ｃを通じて、外枠ユニット１０の送り側管コネクタ１６に冷却液が供給される。
【００２７】
送り側管コネクタ１６から流入された冷却液は、外枠ユニット１０の第１部材に形成された冷却管３２ａに注入される。冷却管３２ａは、複数の冷却ユニット２０にそれぞれ設けられた冷却管２８と連接されている。従って、冷却管３２ａに注入された冷却液は、各冷却ユニット２０の冷却管２８に（冷却管連接ユニット４０を通じて）流入する。これにより、冷却液は、冷却板２２を介して送受信モジュール２４の発熱を吸収し、送受信モジュール２４及び冷却板２２の温度を低下させる。送受信モジュール２４は、冷却板２２（冷却液）へ放熱することで、内部の電子機器を所望の温度に維持することができる。
【００２８】
各冷却ユニット２０の冷却管２８において吸熱して温度上昇した冷却液は、それぞれ冷却管連接ユニット４０をつうじて外枠ユニット１０の第２部材に設けられた冷却管３２ｂに流出する。冷却管３２ｂに流出された冷却液は、戻り側管コネクタ１８から、戻り側管コネクタ５ｄ、液戻り管５ｂを経て液循環型冷却装置５の液ポンプ５ｊへ還流される。この環流された冷却液は、熱交換器５ｈにおいて冷凍サイクルＲ１により所定の温度に冷却される（熱交換される）。
【００２９】
こうして、液循環型冷却装置５によって、外枠ユニット１０に形成された冷却管３２、各冷却ユニット２０に形成された冷却管２８を通じて冷却液を循環させることで、送受信モジュール２４による発熱を吸収することができる。
【００３０】
このようにして、本実施形態における空中線装置２では、外枠ユニット１０と冷却ユニット２０において、それぞれが冷却液を流すための管路が中空構造により形成されているので、冷却ユニット２０（冷却板２２）と冷却管とを別個に製造する場合よりも製造工程を削減し、また冷却ユニット２０を構成する部品点数も少なくすることができるので、製造にかかる負担を大幅に軽減し、コストの低下を図ることができる。また、装置全体の小型化、軽量化を実現することができる。
【００３１】
また、外枠ユニット１０の枠内に冷却ユニット２０を装着することで、外枠ユニット１０に形成された冷却管３２と、冷却ユニット２０に形成された冷却管２８とが連通される。すなわち、冷却ユニット２０の装着とは別に管路の接続などの作業を行う必要がないので、空中線装置２の組み立て時の作業負担も軽減することができる。
【００３２】
外枠ユニット１０に形成された冷却管３２と、冷却ユニット２０に形成された冷却管２８とは、冷却管連接ユニット４０によって連接されているため、振動等の影響により外枠ユニット１０や冷却ユニット２０に撓みなどが生じたとしても、冷却液の漏洩を防ぐことができる。
【００３３】
なお、前述した説明では、冷却ユニット２０（冷却板２２）には、冷却管口２６ａと冷却管口２６ｂの間を貫通する１つの冷却管２８（複数の細管からなる）が設けられるものとしているが、複数の冷却管口を設けて複数の冷却管が形成されるようにしても良い。この場合、外枠ユニット１０においても、冷却ユニット２０に設けられた複数の冷却管口２６のそれぞれにに対応する冷却管口３０が設けられるものとする。
【００３４】
また、前述した説明では、冷却ユニット２０に複数（例えば２本）の冷却管２８を形成した場合に、異なる方向に冷却液が流れる構成とするようにしても良い。すなわち、冷却ユニット２０に対する冷却手段として、冷却板２２への冷却液の流路を相互に逆向きの流れとなる流路形状に形成することで、冷却板２２全体を均一に冷却し、一様な温度分布が得られるようにすることができる。この構成の場合、外枠ユニット１０において、上辺に当たる第１部材の内部には２つの冷却管３２ａを中空構造により形成し、一方の冷却管３２ａに対して送り側管コネクタ１６を設け、他方の冷却管３２ａに戻り側管コネクタ１８を設ける。同様にして、下辺に当たる第２部材の内部には２つの冷却管３２ａを中空構造により形成し、一方の冷却管３２ａに対して戻り側管コネクタ１８を設け、他方の冷却管３２ａに送り側管コネクタ１６を設ける。液循環型冷却装置５は、外枠ユニット１０の第１部材と第２部材のそれぞれに設けられた送り側管コネクタ１６と戻り側管コネクタ１８を通じて、異なる流路系において冷却液を循環させる。
【００３５】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、矩形枠状に形成され、矩形枠の１辺に相当する第１部材と第１部材と相対する第２部材とを有する外枠ユニットと、外枠ユニットの第１部材と第２部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された冷却ユニットとを備え、第１部材と第２部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、管路と連通された外部の管路を結合するための接続部と、冷却ユニットに設けられた管路と連接される管口部を設けることにより、小型化、軽量化を図ると共に製造上の負荷を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係わる空中線装置２の構成を示す外観図（斜視図）。
【図２】本実施形態に係わる空中線装置２の構成を示す外観図（３面図）。
【図３】本実施形態における外枠ユニット１０の枠内に装着される冷却ユニット２０を示す図。
【図４】本実施形態における空中線装置２に対して冷却液を循環させる液循環型冷却装置５の構成を示す図。
【図５】本実施形態における冷却ユニット２０の詳細な構成を示す図。
【図６】図３におけるＡ−Ａ線における外枠ユニット１０の断面図。
【図７】図６に示す冷却管口３０が設けられた近傍の拡大図。
【図８】外枠ユニット１０の第２部材の断面を示す斜視図。
【図９】図３におけるＢ−Ｂ線における外枠ユニット１０と冷却ユニット２０の断面図。
【図１０】図９における外枠ユニット１０の第１部材と冷却ユニット２０の上端部が連接された部分の拡大図。
【符号の説明】
２…空中線装置、５…液循環型冷却装置、５ａ…液送り管、５ｂ…液戻り管、５ｃ…送り側管コネクタ、５ｄ…戻り側管コネクタ、５ｅ…冷媒圧縮機、５ｆ…凝縮器、５ｇ…膨張弁、５ｈ…熱交換器、５ｊ…液ポンプ、５ｋ…開閉弁、Ｒ１…冷凍サイクル、Ｒ２…冷却液循環サイクル、Ｌ…冷却液、１０…外枠ユニット、１２，１４…外板、１６…送り側管コネクタ、１８…戻り側管コネクタ、２０…冷却ユニット、２２…冷却板、２４…送受信モジュール、２４ａ…アンテナ素子、２６ａ，２６ｂ…冷却管口、２８…冷却管、３０…冷却管口、３２（３２ａ，３２ｂ）…冷却管、４０…冷却管連接ユニット、４２ａ，４２ｂ…Ｏリング。
【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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