(57)【要約】【課題】対向振動流型冷却装置の冷却能力を高める。【解決手段】振動装置６が冷却風流れからずれた部位に配置する。これにより、振動装置６がヒートシンク５を通過する冷却風流れを阻害することはない。したがって、ヒートシンク５に十分な量の冷却風を供給することができるので、熱輸送デバイス本体２の低温側の温度を十分に冷却することができ、対向振動流型冷却装置の冷却能力を高めることる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う流路（３）において流体を対向振動させることにより隣り合う前記流路（３）間で熱交換し、熱を高温側から低温側に輸送する対向振動流型熱輸送装置を用いた冷却装置であって、
前記流路（３）が設けられた熱輸送デバイス本体（２）と、
前記低温側に設けられ、高温側から輸送された熱を放熱するヒートシンク（５）と、
前記流路（３）内の流体を振動させる振動装置（６）とを備え、
前記振動装置（６）は、前記ヒートシンク（５）に供給される冷却用流体の流れからずれた部位に配置されていることを特徴とする対向振動流型冷却装置。
【請求項２】
前記ヒートシンク（５）は、板状に形成された複数枚の放熱フィン（５ａ）を有して構成されており、
さらに、前記放熱フィン（５ａ）の板面は、前記冷却用流体の流通方向と略平行であることを特徴とする対向振動流型冷却装置。
【請求項３】
前記流路（３）は、長手方向一端側から他端側まで貫通する複数本の穴（２ｆ）が設けられた多穴チューブ（２ａ）、前記多穴チューブ（２ａ）の長手方向端部に接合され、隣り合う前記穴（２ｆ）を連通させるための貫通穴（２ｇ）が設けられた第１プレート（２ｂ、２ｃ）、及び前記第１プレート（２ｂ、２ｃ）に接合され、前記貫通穴（２ｇ）を閉塞する第２プレート（２ｄ、２ｅ）にて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の対向振動流型冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣り合う流路において流体を対向振動させることにより隣り合う流路間で熱交換し、熱を高温側から低温側に輸送する対向振動流型熱輸送装置を用いた冷却装置に関するもので、疑似超熱伝導プレート、熱スイッチ及び熱ダイオード等に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
対向振動流型熱輸送装置とは、振動流による拡散促進効果を利用したもので、その原理は以下のようなものである。
【０００３】
すなわち、図５に示すように、円管内に液体があり、温度に分布がある場合を考える。いま、簡単のために、液体の振動はＨ点に半周期滞在し、即座にＬ点に移動し、そこで半周期滞在し、その後に即座にＨ点に戻る矩形波振動を考える。
【０００４】
振動がない場合にＣ点にいる液体部分（これを要素と呼ぶ。）を考えると、この要素が振動によりＨ点に移動すると、Ｈ点での円管壁の温度は要素より高いので、要素は壁から熱をもらう。要素が振動によりＬ点に移動すると、Ｌ点での壁の温度は要素より低いので要素は壁に熱を吐き出す。
【０００５】
すなわち、１回の振動により、熱がＨ点からＬ点に「蛙飛び」のように移動したことになる。こうした「蛙飛び」は振動が無い場合には起らず、振動により付加的に起ったものである。したがって、振動数が高くなれば単位時間当たりに起る「蛙飛び」回数が増え、振幅が大きくなると「蛙飛び」距離が増えるので、「蛙飛び」による熱の付加的移動は、振幅や周期の増加とともに増えることになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３６４９９１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４は特許文献１に記載の発明に基づいて発明者等が試作検討した対向振動流型冷却装置１の外観斜視図である。
【０００８】
そして、この対向振動流型冷却装置１は、内部の蛇行した流路内に流体が充填された熱輸送デバイス本体２、熱輸送デバイス本体２の板面のうち長手方向略中央部に配置された発熱体４、熱輸送デバイス本体２のうち発熱体４が組み付けられた板面と反対側に接合されたヒートシンク５、及び熱輸送デバイス本体２内の流体を振動させる振動装置６等から構成されている。
【０００９】
しかし、図４に示す試作検討品では、ヒートシンク５を通過する冷却風の通路に振動装置６を配置しているので、冷却風流れが振動装置６により阻害されてしまい、発熱体４を十分に冷却することができない。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な対向振動流型冷却装置を提供し、第２には、対向振動流型冷却装置の冷却能力を高めることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、隣り合う流路（３）において流体を対向振動させることにより隣り合う流路（３）間で熱交換し、熱を高温側から低温側に輸送する対向振動流型熱輸送装置を用いた冷却装置であって、流路（３）が設けられた熱輸送デバイス本体（２）と、低温側に設けられ、高温側から輸送された熱を放熱するヒートシンク（５）と、流路（３）内の流体を振動させる振動装置（６）とを備え、振動装置（６）は、ヒートシンク（５）に供給される冷却用流体の流れからずれた部位に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、振動装置（６）がヒートシンク（５）を通過する冷却用流体の流れを阻害することはない。
【００１３】
したがって、ヒートシンク（５）に十分な量の冷却用流体を供給することができるので、熱輸送デバイス本体（２）の低温側の温度を十分に冷却することができ、対向振動流型冷却装置の冷却能力を高めることる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、ヒートシンク（５）は、板状に形成された複数枚の放熱フィン（５ａ）を有して構成されており、さらに、放熱フィン（５ａ）の板面は、冷却用流体の流通方向と略平行であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、流路（３）は、長手方向一端側から他端側まで貫通する複数本の穴（２ｆ）が設けられた多穴チューブ（２ａ）、多穴チューブ（２ａ）の長手方向端部に接合され、隣り合う穴（２ｆ）を連通させるための貫通穴（２ｇ）が設けられた第１プレート（２ｂ、２ｃ）、及び第１プレート（２ｂ、２ｃ）に接合され、貫通穴（２ｇ）を閉塞する第２プレート（２ｄ、２ｅ）にて構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明を電子部品の冷却装置に適用したものであって、図１は本実施形態に係る対向振動流型冷却装置１の外観斜視図であり、図２、３は本実施形態に係る対向振動流型冷却装置１の要部を示す図である。
【００１８】
図１中、熱輸送デバイス本体２は、蛇行した流路３（図３参照）内に流体が充填された略帯板状のもので、その板面のうち長手方向略中央部には、冷却対象、すなわち熱源をなす発熱体４が組み付けられている。なお、熱輸送デバイス本体２の構造は後述する。
【００１９】
因みに、本実施形態では、発熱体４としては、電子計算機用の集積回路等の電子部品等を想定している。
【００２０】
また、熱輸送デバイス本体２のうち発熱体４が組み付けられた板面と反対側の板面には、高温側である発熱体４から輸送された熱を低温側である大気中に放熱するための薄板状に形成された複数枚の放熱フィン５ａが形成されたヒートシンク５が接合されており、このヒートシンク５は、放熱フィン５ａの板面が冷却風流れに対して略平行になるように熱輸送デバイス本体２に接合されている。
【００２１】
振動装置６は熱輸送デバイス本体２内の流体を振動させるポンプ手段であり、この振動装置６は、冷却風流れからずれた部位、つまり放熱フィン５ａの板面と直交する方向においてヒートシンク５からずれた部位に配置されている。
【００２２】
なお、流路３内に充填される流体として、本実施形態では水を採用しているが、粘度を低下させる添加剤を混合した水等を採用してもよいことは言うまでもない。
【００２３】
次に、熱輸送デバイス本体２について、図２、３を用いて述べる。
【００２４】
熱輸送デバイス本体２は、銅やアルミニウム等の熱伝導率が高い金属材からなる多穴チューブ２ａ及び第１、２プレート２ｂ〜２ｅをろう接に接合して形成したものである。
【００２５】
なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。因みに、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ
そして、多穴チューブ２ａは押し出し加工又は引き抜き加工にて成形された扁平状の管であり、その内部には、長手方向一端側から他端側まで貫通する複数本の穴２ｆが成形と同時に設けられている。
【００２６】
また、第１プレート２ｂ、２ｃは、隣り合う穴２ｆを連通させるための貫通穴２ｇが設けられたもので、この第１プレート２ｂ、２ｃは、表裏両面に溶加材（ろう材）が被覆されたクラッド材にプレス加工を施すことにより製造されたものである。
【００２７】
第２プレート２ｄ、２ｅは貫通穴２ｇを閉塞するもので、本実施形態では、非クラッド材にプレス加工を施すことにより製造されている。
【００２８】
そして、多穴チューブ２ａの長手方向両端側にて第１プレート２ｂ、２ｃを第２プレート２ｄ、２ｅと多穴チューブ２ａとで挟むようにして、多穴チューブ２ａ及び第１、２プレート２ｂ〜２ｅを接合することより、蛇行した流路３を有する熱輸送デバイス本体２が構成される。
【００２９】
なお、本実施形態では、紙面左側に振動装置６が接続されるため、第２プレート２ｅには振動装置６と熱輸送デバイス本体２とを接続するための接続パイプ部６ａが接合されている。
【００３０】
次に、本実施形態に係る対向振動流型冷却装置熱１の概略作動を述べる。
【００３１】
振動装置６により流路３（熱輸送デバイス本体２）内の流体を振動させると、隣り合う流路３に存在する流体間で熱交換され、熱輸送デバイス本体２の長手方向略中央部に配置された発熱体４の熱が熱輸送デバイス本体２の長手方向端部側に向かって輸送され、熱輸送デバイス本体２全体に広がる。
【００３２】
そして、熱輸送デバイス本体２の全体に広がった熱は、ヒートシンク５を介して大気中に放出される。
【００３３】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３４】
本実施形態では、振動装置６が冷却風流れからずれた部位に配置されているので、振動装置６がヒートシンク５を通過する冷却風流れを阻害することはない。
【００３５】
したがって、ヒートシンク５に十分な量の冷却風を供給することができるので、熱輸送デバイス本体２の低温側の温度を十分に冷却することができ、対向振動流型冷却装置の冷却能力を高めることる。
【００３６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、長手方向一端側から他端側まで貫通する複数本の穴２ｆが形成された多穴チューブ２ａ、隣り合う穴２ｆを連通させるための貫通穴２ｇが設けられた貫通穴２ｇを閉塞する第２プレート２ｄ、２ｅを接合することにより、蛇行した流路３を有す熱輸送デバイス本体２を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば金属板にエッチングを施す等して蛇行した流路３を形成してもよい。
【００３７】
また、流路３の形状は、図３に示された蛇行形状に限定されるものではない。
【００３８】
また、本発明は、振動装置６が冷却風流れからずれた部位に配置することを特徴とするものであるので、例えば振動装置６を熱輸送デバイス本体２を挟んでヒートシンク５と反対側に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る対向振動流冷却装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る対向振動流型冷却装置の要部を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る対向振動流型冷却送装置の要部を示す図である
【図４】従来の技術に係る対向振動流冷却装置の外観斜視図である。
【図５】対向振動流型熱輸送装置の作動説明図である。
【符号の説明】
１…対向振動流型冷却装置、２…熱輸送デバイス本体、３…流路、
４…発熱体（ＣＰＵ）、５…ヒートシンク、６…振動装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005005429.tif 000006
【図５】
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