(57)【要約】  密封されたＵＡＶ筐体システムを有する革新的な受動冷却による解決策は、冷却のための解決策を動作させるために付加的に電力を消費することなく、フィンなどの吸熱器を蒸発／凝縮の位相変化で冷却することおよび空気で冷却することによって、半導体チップからの熱が周囲環境に放散されることを可能にする。そのような解決策の一例は、フィンおよび流体を有するパイプを含む場合がある。パイプは、パイプの内面に沿った芯構造を含んでもよく、パイプは、流体が芯構造の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の流体が芯構造を出てパイプの中央に向かうことを可能にするように構成される。
2020515031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィンおよび流体を含むパイプであって、前記フィンが第１の位置において前記パイプの上部に位置する、パイプと、
第２の位置において前記パイプの前記上部に取り付けられた熱源であって、前記第２の位置が前記第１の位置から第１の距離だけ離間する、熱源と、
前記フィンの上に位置するプロペラと、
前記パイプの内面に沿った芯構造とを備え、前記芯構造が、前記流体が前記芯構造の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の前記流体が前記芯構造を出て前記パイプの中央に向かうことを可能にするように構成される、受動冷却装置。
【請求項２】
前記芯構造が、前記第２の位置において前記パイプの中で前記流体を蒸発させ、前記蒸気が凝縮して前記流体に戻る前記第１の位置に向かって移動する前記蒸気を形成するように構成される、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項３】
前記芯構造が、ハニカム、メッシュ、ファイバー、または粉末のうちの１つである、請求項２に記載の受動冷却装置。
【請求項４】
前記フィンがピンフィンである、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項５】
前記パイプが、アルミニウム、銅、またはプラスチック材料のうちの１つから構成される、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項６】
前記フィンが、一列に配列された複数の円形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の円形のフィンか、一列に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長円形のフィンか、または平行に配列された複数の長方形のフィンのうちの１つである、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項７】
前記プロペラが、複数の位置における複数のプロペラであり、各プロペラが前記第２の位置から離隔される、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項８】
前記パイプが、まっすぐなパイプ、Ｌ型のパイプ、Ｈ型のパイプ、またはＴ型のパイプのうちの１つであり、０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項９】
第２の位置から、前記第２の位置から第１の距離だけ離隔される第１の位置まで熱を移送するように構成された熱移送のための手段と、
前記第１の位置において熱移送のための前記手段の上部に位置する熱放散のための手段と、
熱移送のための前記手段内に位置する熱伝導のための手段と、
熱放散のための前記手段の上に位置する空気流のための手段と、
熱移送のための前記手段の内面に沿った液体収容のための手段とを含み、液体収容のための前記手段が、熱伝導のための前記手段が液体収容のための前記手段の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の熱伝導のための前記手段が液体収容のための前記手段を出て熱移送のための前記手段の中央に向かうことを可能にするように構成される、受動冷却装置。
【請求項１０】
液体収容のための前記手段が、前記第２の位置において熱移送のための前記手段の中で熱伝導のための前記手段を蒸発させ、前記蒸気が凝縮して熱伝導のための前記手段に戻る前記第１の位置に向かって移動する前記蒸気を形成するように構成される、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１１】
液体収容のための前記手段が、ハニカム、メッシュ、ファイバー、または粉末のうちの１つである、請求項１０に記載の受動冷却装置。
【請求項１２】
熱放散のための前記手段がピンフィンである、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１３】
熱移送のための前記手段が、アルミニウム、銅、またはプラスチック材料のうちの１つから構成される、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１４】
熱放散のための前記手段が、一列に配列された複数の円形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の円形のフィンか、一列に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長円形のフィンか、または平行に配列された複数の長方形のフィンのうちの１つである、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１５】
空気流のための前記手段が、複数の位置における複数のプロペラであり、各プロペラが前記第２の位置から離隔される、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１６】
熱移送のための前記手段が、まっすぐなパイプ、Ｌ型のパイプ、Ｈ型のパイプ、またはＴ型のパイプのうちの１つであり、０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有する、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１７】
ボディと、
フィンおよび流体を有するパイプであって、前記フィンが、前記ボディの外側の第１の位置において前記パイプの上部に位置し、前記パイプが、前記ボディの内側から前記ボディの外側まで延びる、パイプと、
前記ボディの内側の第２の位置において前記パイプの前記上部に取り付けられた熱源であって、前記第２の位置が前記第１の位置から第１の距離だけ離間する、熱源と、
前記フィンの上に位置するプロペラと、
前記パイプの内面に沿った芯構造とを備え、前記芯構造が、前記流体が前記芯構造の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の前記流体が前記芯構造を出て前記パイプの中央に向かうことを可能にするように構成される、無人空中車両（ＵＡＶ）。
【請求項１８】
前記芯構造が、前記第２の位置において前記パイプの中で前記流体を蒸発させ、前記蒸気が凝縮して前記流体に戻る前記第１の位置に向かって移動する前記蒸気を形成するように構成される、請求項１７に記載のＵＡＶ。
【請求項１９】
前記芯構造が、ハニカム、メッシュ、ファイバー、または粉末のうちの１つである、請求項１８に記載のＵＡＶ。
【請求項２０】
前記ボディが密封され、前記パイプが軸方向に沿って変化する厚さを有し、前記変化する厚さは０．５ｍｍ〜５ｍｍである、請求項１７に記載のＵＡＶ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に無人空中車両（ＵＡＶ）に関し、より詳細には、限定はしないが、ＵＡＶのための受動冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型ＵＡＶシステム（ドローンと呼ばれることもある）は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＤＤＲ、ＷｉＦｉ、ＧＰＳ、ＰＭＩＣ、ビデオ／ＩＳＰ、およびカメラセンサ構成要素から多量の熱を発生する。高い接合部温度、高い周囲温度（４０℃）、および太陽からの放射が高性能を達成することに対する主要な熱的障害となるので、この熱は、厳しい環境においてＵＡＶの高信頼動作を達成するために、重要な熱管理課題を提起する。加えて、たとえば、カメラの画像をプレビューするためにユーザがＵＡＶを保持することができるように、多くのＵＡＶ製造業者は、最大許容接触表面温度として４５〜５５℃を要請するので、表皮温度もまた設計上の制約である。
【０００３】
小型ＵＡＶシステムの熱管理は、接合部温度と表面温度の両方に対処する必要がある。現在、ＵＡＶ製造業者は、チップ接合部温度と筐体表面温度とを制御するためにミニファンを組み込む。しかしながら、ファン冷却による解決策はＵＡＶシステム全体に深刻な脆弱性を付加することになる。すなわち、ひとたびファンが故障すると、主要な構成要素の過熱によって、ＵＡＶの活動停止を引き起こすか、または永久的な電気的もしくは熱−機械的故障をもたらす。
【０００４】
信頼性の問題に加えて、コスト、スペース、重量、雑音、保守、ファンを作動させるための付加的電力消費、ならびにＵＡＶ内部の影響を受けやすい電子構成要素を損傷することがある湿度、ほこり、および他の汚染物質が、ファン冷却による解決策が採用されるときの付加的な懸念事項のうちの一部である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本明細書によって提供される方法、システム、および装置を含む従来の手法の欠点を克服するシステム、装置、および方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下は、本明細書で開示する装置および方法に関連する１つまたは複数の態様および／または例に関する簡略化された概要を提示する。したがって、以下の概要は、すべての企図される態様および／または例に関する広範囲にわたる概説と見なされるべきではなく、また、以下の概要は、すべての企図される態様および／もしくは例に関する主要もしくは重要な要素を識別するか、または任意の特定の態様および／もしくは例に関連付けられた範囲を定めると見なされるべきでもない。したがって、以下の概要は、以下に提示される詳細な説明に先立って、本明細書で開示する装置および方法に関する１つまたは複数の態様および／または例に関する特定の概念を簡略化された形で提示することが唯一の目的である。
【０００７】
一態様では、受動冷却装置は、フィンおよび流体を有するパイプであって、フィンは第１の位置においてパイプの上部に位置する、パイプと、第２の位置においてパイプの上部に取り付けられた熱源であって、第２の位置は第１の位置から第１の距離だけ離間する、熱源と、フィンの上に位置するプロペラと、パイプの内面に沿った芯構造とを備え、芯構造は、流体が芯構造の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の流体が芯構造を出てパイプの中央に向かうことを可能にするように構成される。
【０００８】
別の態様では、受動冷却装置は、第２の位置から、第２の位置から第１の距離だけ離間された第１の位置まで熱を移送するように構成された熱移送のための手段と、第１の位置において熱移送のための手段の上部に位置する熱放散のための手段と、熱移送のための手段内に位置する熱伝導のための手段と、熱放散のための手段の上に位置する空気流のための手段と、熱移送のための手段の内面に沿った液体収容のための手段とを含み、液体収容のための手段は、熱伝導のための手段が液体収容のための手段の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の熱伝導のための手段が液体収容のための手段を出て熱移送のための手段の中央に向かうことを可能にするように構成される。
【０００９】
さらに別の態様では、ＵＡＶは、ボディと、フィンおよび流体を有するパイプであって、フィンはボディの外側の第１の位置においてパイプの上部に位置し、パイプはボディの内側からボディの外側まで延びる、パイプと、ボディの内側の第２の位置におけるパイプの上部に取り付けられた熱源であって、第２の位置は第１の位置から第１の距離だけ離間する、熱源と、フィンの上に位置するプロペラと、パイプの内面に沿った芯構造とを備え、芯構造は、流体が芯構造の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の流体が芯構造を出てパイプの中央に向かうことを可能にするように構成される。
【００１０】
本明細書で開示する装置および方法に関連する他の特徴および利点は、添付の図面および詳細な説明に基づいて、当業者には明らかになるであろう。
【００１１】
本開示を限定するためではなく単に例示するために提示される添付図面とともに検討すると、以下の詳細な説明を参照することによって、本開示の態様およびその付随する利点の多くがより良く理解されるようになるので、それらに関するより完全な理解が容易に得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示のいくつかの例による、受動冷却のためのパイプの一例を示す図である。
【図２】本開示のいくつかの例による、受動冷却のためのパイプを有するＵＡＶの一例を示す図である。
【図３】本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラと複数のパイプとを有するＵＡＶの一例を示す図である。
【図４】本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラと２つのまっすぐなパイプとを有するＵＡＶの一例を示す図である。
【図５】本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラとＨ型のパイプとを有するＵＡＶの一例を示す図である。
【図６】本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラと、２つの接続されないＬ型のパイプと、２つの接続されたＬ型のパイプとを有するＵＡＶの一例を示す図である。
【図７】本開示のいくつかの例による、受動冷却のために１つのパイプを有するＵＡＶの一例を示す図である。
【図８Ａ】本開示のいくつかの例による、吸熱器構成の一例を示す図である。
【図８Ｂ】本開示のいくつかの例による、吸熱器構成の一例を示す図である。
【図８Ｃ】本開示のいくつかの例による、吸熱器構成の一例を示す図である。
【図８Ｄ】本開示のいくつかの例による、吸熱器構成の一例を示す図である。
【図８Ｅ】本開示のいくつかの例による、吸熱器構成の一例を示す図である。
【図８Ｆ】本開示のいくつかの例による、吸熱器構成の一例を示す図である。
【図８Ｇ】本開示のいくつかの例による、吸熱器構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
慣例に従って、図面に示される特徴は、一定の縮尺で描かれていないことがある。したがって、図示された特徴の寸法は、明快にするために、任意に拡大または縮小されていることがある。慣例に従って、図面のうちのいくつかは、明快にするために簡略化されている。したがって、図面は、特定の装置または方法のすべての構成要素を示すとは限らない。さらに、同様の参照番号は、本明細書および図を通して同様の特徴を示す。
【００１４】
本明細書で開示する例示的な方法、装置およびシステムは、従来の方法、装置およびシステムの欠点、ならびに他の以前は認識されていなかった不足を緩和する。本開示のいくつかの例は、軽量であり、ファン冷却なしに非常に効率的に熱が半導体チップから周囲環境に放散するのを可能にしながら、ＵＡＶの密封構造がシステムの信頼性を最大化して湿気、ほこり、および腐食性化学物質から電子機器を保護することを可能にする、密封されたＵＡＶ筐体システムを有する革新的な受動冷却による解決策を提供する。一例は、プロペラの下のＵＡＶ筐体の外側のパイプの上部に位置するフィンを有するパイプと、パイプの内側の流体と、パイプの内面に沿った芯構造とを含む。芯構造は、流体が、熱源からの熱によって蒸気の状態の流体が生成されるＵＡＶ筐体の内側の熱源から、芯構造の中を移動すること、および芯構造を出てパイプの中央に向かうことを可能にするように構成される。次いで、蒸気はパイプの中央の中をフィン位置まで移動し、フィン位置においてフィンは、熱を抽出し、蒸気を凝縮させて芯構造の中で液体に戻すのを助ける。
【００１５】
図１は、本開示のいくつかの例による、受動冷却のためのパイプの一例を示す。図１に示すように、受動冷却装置１００は、パイプ１０５と、熱１１１をパイプ１０５に移送する第２の位置に位置する熱源１１０（たとえば、半導体ダイ、メモリチップ、バッテリなど）と、熱１１１をパイプ１０５から除去する第１の位置に位置する吸熱器１４０（たとえば、バー型のフィン、ピンフィン、複数のピンフィンまたはバー型のフィンなど）と、パイプ１０５の内面に沿った芯構造１５０と、芯構造１５０の内側の流体１２０とを含み得る。受動冷却装置１００は、熱源１１０付近の蒸発器部分１６０と、吸熱器１４０付近の凝縮器部分１７０と、蒸発器部分１６０と凝縮器部分１７０との間の断熱部分１８０との３つの部分を有するものと見なされ得る。蒸発器部分１６０では、流体１２０が蒸気１３０に変換され、芯構造を出てパイプ１０５の中央に向かう。断熱部分１８０では、蒸気１３０は、パイプの中央において凝縮器部分１７０に向かって移動する。なぜならば、液体１２０が芯構造１５０内を蒸発器部分１６０に向かって移動しながら、断熱膨張が蒸発器部分１６０内で発生するからである。凝縮器部分１７０では、蒸気１３０が元の液体１２０に変換され、芯構造１５０内に移動する。
【００１６】
パイプ１０５は幅が約２〜４ｍｍであってもよく、たとえば円形、長円形、正方形、または長方形の周囲を有してもよい。パイプ１０５は、たとえば、まっすぐなパイプ、Ｌ型のパイプ、Ｈ型のパイプ、またはＴ型のパイプであってもよい。パイプ１０５は、たとえば、１０ｋ  Ｗ／ｍ−Ｋの極めて高い熱伝導率を有する場合がある。パイプ１０５は、重量と冷却性能との間の所望のトレードオフに応じて、アルミニウム、銅、プラスチック材料、またはこれらの材料の組合せから構成されてもよい。パイプ１０５の厚さは、ＵＡＶの内側の利用可能なスペースおよび異なるチップセット高さに適応するために、パイプ１０５の軸方向に沿って変化して、いくつかの部分はより厚く、いくつかの部分はより薄くなってもよい。熱パイプ厚さは、０．５ｍｍから５ｍｍまで変化する場合がある。芯構造１５０は、蒸気が芯構造１５０を出ることを可能にし、液体が芯構造１５０に入ることならびに断熱過程において第１の部分から第２の部分まで内側を移動することを可能にする受動ポンプとしての役割を果たす、ハニカム、メッシュ、ファイバー、または粉末入りのマイクロスケール芯構造であってもよい。吸熱器１４０は、単一のピンフィンもしくは複数のピンフィン、単一のバー型のフィンもしくは複数のバー型のフィン、または熱１１１をパイプ１０５の外側に放散させるためにパイプ１０５から除去する同様の形状であってもよい。吸熱器１４０は、重量と冷却性能との間の所望のトレードオフに応じて、アルミニウム、銅、プラスチック材料、またはこれらの材料の組合せから構成されてもよい。熱源１１０は、半導体チップ、論理チップ、メモリチップ、バッテリ、または熱１１１を生じる同様のデバイスであってもよい。熱源１１０は、熱１１１を熱源１１０からパイプ１０５まで移送することを可能にするためにパイプ１０５に直に取り付けられてもよく、または熱伝導接着剤で取り付けられてもよい。
【００１７】
図２は、本開示のいくつかの例による、受動冷却のためのパイプを有するＵＡＶの一例を示す。図２に示すように、ＵＡＶ受動冷却装置２００は、パイプ２０５（たとえば、パイプ１０５）と、第２の位置においてパイプ２０５上に搭載された半導体チップ２１０と、第１の位置においてパイプ２０５上に搭載された第１の複数のフィン２４０と、第３の位置においてパイプ２０５上に搭載された第２の複数のフィン２４２とを含み得る。パイプ２０５は、半導体チップ２１０からの熱２１１が、第２の位置から、第１の位置における第１の複数のフィン２４０と第３の位置における第２の複数のフィン２４２の両方までパイプ２０５の中を移動することを可能にする。ＵＡＶ受動冷却装置２００は、第１の複数のフィン２４０の上に位置する第１のプロペラ２２０と、第２の複数のフィン２４２の上に位置する第２のプロペラ２２２とを含み得る。第１の複数のプロペラ２２０および第２の複数のプロペラ２２２は、強制対流冷却空気２２１を供給し、第１の複数のフィン２４０および第２の複数のフィン２４２それぞれにおいて、約４５ＣＦＭの体積空気流によって熱を熱パイプから周囲の空気に放散させ得る。ＵＡＶ受動冷却装置２００は、パイプ２０５の反対側で半導体チップ２１０に取り付けられたプリント回路板２５０を収容するボディ筐体２６０の両側に延びるブーム２３０を含み得る。
【００１８】
ボディ筐体２６０は、たとえばプラスチックまたはアルミニウムであってもよく、湿気、ほこり、および腐食性化学物質からプリント回路板２５０および半導体チップ２１０を保護するために密封されてもよい。ブーム２３０は、たとえばプラスチックまたはアルミニウムであってもよく、ボディ筐体２６０の外側に延びるパイプ２０５の部分ならびに第１のプロペラ２２０および第２のプロペラ２２２を支持する。
【００１９】
図３は、本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラと複数のパイプとを有するＵＡＶの一例を示す。図３に示すように、ＵＡＶ３００（たとえば、ＵＡＶ２００）は、パイプ３０５（たとえば、パイプ１０５またはパイプ２０５）と、第１の位置においてパイプ３０５上に搭載された第１の複数のフィン３４０と、第２の位置においてパイプ３０５上に搭載された第２の複数のフィン３４２と、第３の位置においてパイプ３０５上に搭載された第３の複数のフィン３４４と、第４の位置においてパイプ３０５上に搭載された第４の複数のフィン３４６とを含み得る。ＵＡＶ３００は、ボディ筐体３６０と、ボディ筐体３６０の前部に搭載されたカメラ３３５と、ボディ筐体３６０の上部に搭載されたバッテリ３６５とを含み得る。ＵＡＶ３００は、第１の複数のフィン３４０の上の、第１のブーム３３０上に搭載された第１のプロペラ３２０と、第２の複数のフィン３４２の上の、第２のブーム３３２上に搭載された第２のプロペラ３２２と、第３の複数のフィン３４４の上の、第３のブーム３３４上に搭載された第３のプロペラ３２４と、第４の複数のフィン３４６の上の、第４のブーム３３６上に搭載された第４のプロペラ３２６とを含み得る。
【００２０】
４つのプロペラ（たとえば、プロペラ２２０またはプロペラ２２２）が図３に示されているが、より多いまたはより少ないプロペラが使用されてもよいことを理解されたい。４つのブーム（たとえば、ブーム２３０）が図３に示されているが、プロペラまたは複数のフィンの数に応じて、より多いまたはより少ないブームが使用されてもよいことを理解されたい。４つの個別の複数のフィン（たとえば、第１の複数のフィン２４０または第２の複数のフィン２４２）が図３に示されているが、より多いまたはより少ない複数のフィンが使用されてもよく、複数のフィンの各々が１つまたは複数のフィンを含んでもよいことを理解されたい。単一の熱パイプ３０５が図３に示されているが、１つまたは複数の個別の熱パイプが使用されてもよいことを理解されたい。
【００２１】
図４は、本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラと２つのまっすぐなパイプとを有するＵＡＶの一例を示す。図４に示すように、ＵＡＶ４００（たとえば、ＵＡＶ３００）は、第１のパイプ４０５（たとえば、パイプ３０５）と、第２のパイプ４０６（たとえば、パイプ３０５）と、ボディ筐体４６０と、ボディ筐体４６０の前部に搭載されたカメラ４３５と、ボディ筐体４６０内のプリント回路板４５０とを含み得る。ＵＡＶ４００は、第１のパイプ４０５の一方の終端に搭載された第１のプロペラ４２０と、第１のパイプ４０５の反対側の終端に搭載された第２のプロペラ４２２と、第２のパイプ４０６の一方の終端に搭載された第３のプロペラ４２４と、第２のパイプ４０６の反対側の終端に搭載された第４のプロペラ４２６とを含み得る。ＵＡＶ４００は、第１のパイプ４０５上に搭載された第１の半導体チップ４１０（たとえば、熱源１１０）と、第１のパイプ４０５上に搭載された第２の半導体チップ４１２（たとえば、熱源１１０）と、第２のパイプ４０６上に搭載された第３の半導体チップ４１４（たとえば、熱源１１０）と、第２のパイプ４０６上に搭載された第４の半導体チップ４１６（たとえば、熱源１１０）とを含み得る。４つのチップが図４に示されているが、より多いまたはより少ないチップが使用されてもよく、第１のパイプ４０５と第２のパイプ４０６との間の配分は等しくなくてもよい。第１のパイプ４０５および第２のパイプ４０６は、まっすぐな長方形のパイプとして示されているが、たとえば長円形、湾曲など、他の形状が使用されてもよく、パイプは物理的におよびまたは流体的に接続されてもよい。
【００２２】
図５は、本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラとＨ型のパイプとを有するＵＡＶの一例を示す。図５に示すように、ＵＡＶ５００（たとえば、ＵＡＶ４００）は、パイプ５０５（たとえば、パイプ４０５）と、ボディ筐体５６０と、ボディ筐体５６０の前部に搭載されたカメラ５３５と、ボディ筐体５６０内のプリント回路板５５０とを含み得る。ＵＡＶ５００は、パイプ５０５の１つの終端に搭載された第１のプロペラ５２０と、パイプ５０５の第２の終端に搭載された第２のプロペラ５２２と、パイプ５０５の第３の終端に搭載された第３のプロペラ５２４と、パイプ５０５の第４の終端に搭載された第４のプロペラ５２６とを含み得る。ＵＡＶ５００はパイプ５０５上に搭載された第１の半導体チップ５１０（たとえば、熱源１１０）と、パイプ５０５上に搭載された第２の半導体チップ５１２（たとえば、熱源１１０）と、パイプ５０５上に搭載された第３の半導体チップ５１４（たとえば、熱源１１０）とを含み得る。３つのチップが図５に示されているが、より多いまたはより少ないチップが使用されてもよく、位置は、パイプ４０５の中央部分に沿うもののみではない。パイプ５０５は、Ｈ形の長方形のパイプとして示されているが、たとえば長円形、湾曲など、他の形状が使用されてもよく、パイプは物理的におよびまたは流体的に接続されてもよい。
【００２３】
図６は、本開示のいくつかの例による、受動冷却のために４つのプロペラと、２つの接続されないＬ型のパイプと、２つの接続されたＬ型のパイプとを有するＵＡＶの一例を示す。図６に示すように、ＵＡＶ６００（たとえば、ＵＡＶ５００）は、第１のパイプ６０５（たとえば、パイプ３０５）と、第２のパイプ６０６（たとえば、パイプ３０５）と、第３のパイプ６０７と、ボディ筐体６６０と、ボディ筐体６６０の前部に搭載されたカメラ６３５と、ボディ筐体６６０内のプリント回路板６５０とを含み得る。ＵＡＶ６００は、第１のパイプ６０５の１つの終端に搭載された第１のプロペラ６２０と、第２のパイプ６０６の１つの終端に搭載された第２のプロペラ６２２と、第３のパイプ６０７の１つの終端に搭載された第３のプロペラ６２４と、第３のパイプ６０７の反対側の終端に搭載された第４のプロペラ６２６とを含み得る。ＵＡＶ６００は、第１のパイプ６０５上に搭載された第１の半導体チップ６１０（たとえば、熱源１１０）と、第１のパイプ６０５上に搭載された第２の半導体チップ６１２（たとえば、熱源１１０）と、第２のパイプ６０６上に搭載された第３の半導体チップ６１３（たとえば、熱源１１０）と、第２のパイプ６０６上に搭載された第４の半導体チップ６１４（たとえば、熱源１１０）と、第３のパイプ６０７上に搭載された第５の半導体チップ６１５（たとえば、熱源１１０）と、第３のパイプ６０７上に搭載された第６の半導体チップ６１６（たとえば、熱源１１０）と、第３のパイプ６０７上に搭載された第７の半導体チップ６１７（たとえば、熱源１１０）と、第３のパイプ６０７上に搭載された第８の半導体チップ６１８（たとえば、熱源１１０）とを含み得る。８つのチップが図６に示されているが、より多いまたはより少ないチップが使用されてもよく、第１のパイプ６０５、第２のパイプ６０６、および第３のパイプ６０７の間の配分は等しくなくてもよい。第１のパイプ６０５および第２のパイプ６０６は、Ｌ形の長方形のパイプとして示されているが、たとえば長円形、湾曲など、他の形状が使用されてもよく、パイプは物理的におよびまたは流体的に接続されてもよい。
【００２４】
図７は、本開示のいくつかの例による、受動冷却のためのパイプを有するＵＡＶの一例を示す。図７に示すように、ＵＡＶ受動冷却装置７００は、第２の位置から、第２の位置から離間された第１の位置および第３の位置まで熱７１１を移送するように構成された熱移送のための手段７０５（たとえば、パイプ１０５）と、第２の位置における熱移送のための手段７０５上に搭載された半導体チップ７１０と、第１の位置において熱移送のための手段７０５の上部に位置する熱放散のための第１の手段７４０（たとえば、吸熱器１４０）と、第３の位置において熱移送のための手段７０５の上部に位置する熱放散のための第２の手段７４２（たとえば、吸熱器１４２）とを含み得る。
【００２５】
熱移送のための手段７０５は、半導体チップ７１０からの熱７１１が、第２の位置から、第１の位置における熱放散のための第１の手段７４０と第３の位置における熱放散のための第２の手段７４２の両方まで熱移送のための手段７０５の中を移動することを可能にする。ＵＡＶ受動冷却装置７００は、熱放散のための第１の手段７４０の上に位置する空気流のための第１の手段７２０（たとえば、第１のプロペラのプロペラ２２０）と、熱放散のための第２の手段７４２の上に位置する空気流のための第２の手段７２２（たとえば、第２のプロペラ２２２）とを含み得る。空気流のための第１の手段７２０および空気流のための第２の手段７２２は、熱放散のための第１の手段７４０および熱放散のための第２の手段７４２それぞれにおいて、約４５ＣＦＭの体積空気流によって熱７１１を熱移送のための手段７０５から周囲の空気に放散させるために、強制対流冷却空気７２１を供給し得る。ＵＡＶ受動冷却装置７００は、熱移送のための手段７０５の反対側で半導体チップ７１０に取り付けられたプリント回路板７５０を収容するボディ筐体７６０の両側に延びるブーム７３０を含み得る。
【００２６】
ボディ筐体７６０は、たとえばプラスチックまたはアルミニウムであってもよく、湿気、ほこり、および腐食性化学物質からプリント回路板７５０および半導体チップ７１０を保護するために密封されてもよい。ブーム７３０は、たとえばプラスチックまたはアルミニウムであってもよく、ボディ筐体７６０の外側に延びる熱移送のための手段７０５の部分ならびに空気流のための第１の手段７２０および空気流のための第２の手段７２２を支持する。ＵＡＶ７００は、熱移送のための手段７０５内に位置し得る熱伝導のための手段７０１（たとえば、液体１２０および蒸気１３０）と、熱移送のための手段７０５の内面に沿った液体収容のための手段（たとえば、芯構造１５０）とを含んでもよく、液体収容のための手段は、熱伝導のための手段７０１が液体収容のための手段の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の熱伝導のための手段７０１が液体収容のための手段を出て熱移送のための手段７０５の中央に向かうことを可能にするように構成されてもよい。図１〜図６を参照して上記で説明したように、図７に示す様々な構成要素は、図示の構成要素より多くても少なくてもよい。
【００２７】
図８Ａ〜図８Ｇは、本開示のいくつかの例による、吸熱器（たとえば、吸熱器１４０、２４０、２４２、３４０、３４２、３４４または３４６、および熱放散のための手段７４０または７４２）構成の例を示す。図８Ａに示すように、一構成は、行および列を一列に配列した複数の円形の吸熱器１４０を含み得る。図８Ｂに示すように、一構成は、行および列を千鳥に配列した複数の円形の吸熱器１４０を含み得る。図８Ｃに示すように、一構成は、行および列を一列に配列した複数の正方形の吸熱器１４０を含み得る。図８Ｄに示すように、一構成は、行および列を千鳥に配列した複数の正方形の吸熱器１４０を含み得る。図８Ｅに示すように、一構成は、行および列を千鳥に配列した複数の長方形または板状の吸熱器１４０を含み得る。図８Ｆに示すように、一構成は、行および列を千鳥に配列した複数の長円形または楕円形の吸熱器１４０を含み得る。図８Ｇに示すように、一構成は、平行に配列した複数の長方形または板状の吸熱器１４０を含み得る。
【００２８】
図１〜図８Ｇに示される構成要素、プロセス、特徴、および／または機能のうちの１つまたは複数は、単一の構成要素、プロセス、特徴、または機能として再配置され、かつ／または組み合わされてもよく、あるいはいくつかの構成要素、プロセス、または機能として実施され得る。本開示から逸脱することなく、追加の要素、構成要素、プロセス、および／または機能がさらに追加されてもよい。本開示内の図１〜図８Ｇおよびそれに対応する説明は、ダイおよび／またはＩＣに限定されないことにも留意されたい。いくつかの実装形態では、図１〜図８Ｇおよびそれに対応する説明は、集積デバイスを製造、作成、提供、および／または生産するために使用され得る。いくつかの実装形態では、デバイスは、ダイ、集積デバイス、ダイパッケージ、集積回路（ＩＣ）、デバイスパッケージ、集積回路（ＩＣ）パッケージ、ウエハ、半導体デバイス、パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）デバイス、および／またはインターポーザを含んでもよい。
【００２９】
「例示的」という語は、本明細書では「例、事例、または例示として機能すること」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明するいずれの詳細事項も、他の例よりも有利であると解釈されるべきでない。同様に、「例」という用語は、すべての例が説明する特徴、利点または動作モードを含むことを意味しない。さらに、特定の特徴および／または構造は、１つまたは複数の他の特徴および／または構造と組み合わされ得る。その上、本明細書において説明される装置の少なくとも一部分は、本明細書において説明される方法の少なくとも一部分を実行するように構成され得る。
【００３０】
本明細書で使用する用語は、特定の例を説明することを目的とし、本開示の例を限定することは意図されない。本明細書で使用する単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が別段に明確に示さない限り、複数形も含むものとする。さらに、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用されるとき、述べられた特徴、整数、アクション、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、アクション、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことが理解されよう。
【００３１】
「接続される」、「結合される」という用語、またはそれらのいかなる変形形態も、要素間の直接的または間接的な任意の接続または結合を意味し、仲介要素を介して互いに「接続」または「結合」される２つの要素間の仲介要素の存在を含むことができることに留意されたい。
【００３２】
本明細書における「第１の」、「第２の」などの呼称を使用する要素へのあらゆる参照は、これらの要素の数量および／または順序を限定するものではない。むしろ、これらの呼称は、２つ以上の要素、および／または要素の実例を区別する都合のよい方法として使用されている。また、別段に記載されていない限り、要素のセットは、１つまたは複数の要素を備え得る。
【００３３】
本出願に記述されるか、または説明され、図示されるもののいずれも、任意の構成要素、アクション、特徴、利益、利点、または均等物が特許請求の範囲に記載されているかどうかにかかわらず、それらの構成要素、アクション、特徴、利益、利点、または均等物を公衆に献呈することを意図していない。
【００３４】
デバイスに関していくつかの態様について説明してきたが、これらの態様が対応する方法の説明も構成し、したがって、デバイスのブロックまたは構成要素が対応する方法アクションまたは方法アクションの特徴としても理解されるべきであることは言うまでもない。それと同様に、方法アクションに関してまたは方法アクションとして説明した態様は、対応するデバイスの対応するブロック、詳細もしくは特徴の説明も構成する。方法アクションのいくつかまたはすべては、たとえば、マイクロプロセッサ、プログラマブルコンピュータ、または電子回路などのハードウェア装置によって（またはハードウェア装置を使用して）実行することができる。いくつかの例では、最も重要な方法アクションのうちのいくつかまたは複数は、そのような装置によって実行することができる。
【００３５】
上記の発明を実施するための形態では、各例において様々な特徴が互いにグループ化されることがわかる。この開示様式は、特許請求された例が、それぞれの請求項に明示的に述べられたものよりも多い特徴を有するものとして理解されるべきでない。むしろ、実際には、発明性がある内容は、開示された個々の例のすべての特徴よりも少ない場合がある。したがって、以下の特許請求の範囲は、これによって本説明に組み込まれたものと見なされるべきであり、各請求項は単独で別個の例として存在することができる。各請求項は単独で別個の例として存在することができるが、従属請求項は、特許請求の範囲内で１つまたは複数の請求項との具体的な組合せを参照することができる一方で、他の例は、前記従属請求項と任意の他の従属請求項の主題との組合せ、または任意の特徴と他の従属請求項および独立請求項との組合せを包含するか、または含むことが可能であることに留意されたい。そのような組合せは、具体的な組合せが意図されていないことが明示的に表されない限り、本明細書で提案される。さらに、請求項の特徴は、前記請求項が独立請求項に直接従属していなくとも、任意の他の独立請求項に含まれることが可能であることも意図される。
【００３６】
本説明または特許請求の範囲で開示する方法、システムおよび装置は、これらの例のそれぞれのアクションを実行するための手段を含むデバイスによって実行することが可能であることにさらに留意されたい。
【００３７】
上記の開示は本開示の例を示すが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で様々な変形および変更を施すことが可能であることに留意されたい。本明細書に記載の本開示の例による方法クレームの機能、および／またはアクションは、任意の特定の順序で実行される必要はない。加えて、本明細書で開示した態様および例の関連する詳細を不明瞭にしないように、よく知られている要素は詳細には説明されず、または省略される場合がある。さらに、本開示の要素は、単数形において説明または特許請求がなされる場合があるが、単数形に限定することが明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。
【符号の説明】
【００３８】
１００  受動冷却装置
１０５  パイプ
１１０  熱源
１１１  熱
１２０  流体
１３０  蒸気
１４０  吸熱器
１５０  芯構造
１６０  蒸発器部分
１７０  凝縮器部分
１８０  断熱部分
２００  無人空中車両（ＵＡＶ）受動冷却装置
２０５  パイプ
２１０  半導体チップ
２１１  熱
２２０  第１の複数のプロペラ
２２１  強制対流冷却空気
２２２  第２の複数のプロペラ
２３０  ブーム
２４０  第１の複数のフィン
２４２  第２の複数のフィン
２５０  プリント回路板
２６０  ボディ筐体
３００  ＵＡＶ
３０５  パイプ
３２０  第１のプロペラ
３２２  第２のプロペラ
３２４  第３のプロペラ
３２６  第４のプロペラ
３３０  第１のブーム
３３２  第２のブーム
３３４  第３のブーム
３３５  カメラ
３３６  第４のブーム
３４０  第１の複数のフィン
３４２  第２の複数のフィン
３４４  第３の複数のフィン
３４６  第４の複数のフィン
３６０  ボディ筐体
３６５  バッテリ
４００  ＵＡＶ
４０５  第１のパイプ
４０６  第２のパイプ
４１０  第１の半導体チップ
４１２  第２の半導体チップ
４１４  第３の半導体チップ
４１６  第４の半導体チップ
４２０  第１のプロペラ
４２２  第２のプロペラ
４２４  第３のプロペラ
４２６  第４のプロペラ
４３５  カメラ
４５０  プリント回路板
４６０  ボディ筐体
５００  ＵＡＶ
５０５  パイプ
５１０  第１の半導体チップ
５１２  第２の半導体チップ
５１４  第３の半導体チップ
５２０  第１のプロペラ
５２２  第２のプロペラ
５２４  第３のプロペラ
５２６  第４のプロペラ
５３５  カメラ
５５０  プリント回路板
５６０  ボディ筐体
６００  ＵＡＶ
６０５  第１のパイプ
６０６  第２のパイプ
６０７  第３のパイプ
６１０  第１の半導体チップ
６１２  第２の半導体チップ
６１３  第３の半導体チップ
６１４  第４の半導体チップ
６１５  第５の半導体チップ
６１６  第６の半導体チップ
６１７  第７の半導体チップ
６１８  第８の半導体チップ
６２０  第１のプロペラ
６２２  第２のプロペラ
６２４  第３のプロペラ
６２６  第４のプロペラ
６３５  カメラ
６５０  プリント回路板
６６０  ボディ筐体
７００  ＵＡＶ受動冷却装置
７０１  熱伝導のための手段
７０５  熱移送のための手段
７１０  半導体チップ
７１１  熱
７２０  空気流のための第１の手段
７２１  強制対流冷却空気
７２２  空気流のための第２の手段
７３０  ブーム
７４０  熱放散のための第１の手段
７４２  熱放散のための第２の手段
７５０  プリント回路板
７６０  ボディ筐体
７７０  空気流のための第１の手段
８４０  吸熱器
【図１】
2020515031.tif 000003
【図２】
2020515031.tif 000004
【図３】
2020515031.tif 000005
【図４】
2020515031.tif 000006
【図５】
2020515031.tif 000007
【図６】
2020515031.tif 000008
【図７】
2020515031.tif 000009
【図８Ａ】
2020515031.tif 000010
【図８Ｂ】
2020515031.tif 000011
【図８Ｃ】
2020515031.tif 000012
【図８Ｄ】
2020515031.tif 000013
【図８Ｅ】
2020515031.tif 000014
【図８Ｆ】
2020515031.tif 000015
【図８Ｇ】
2020515031.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月21日(2019.6.21)
【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】
無人空中車両のための受動冷却装置であって、
ボディと、
フィンおよび流体を含むパイプであって、前記フィンが第１の位置において前記パイプの上部に位置する、パイプと、
第２の位置において前記パイプの前記上部に取り付けられた熱源であって、前記第２の位置が前記第１の位置から第１の距離だけ離間され、前記ボディ内に位置する熱源と、
前記フィンの真上に位置するプロペラと、
前記パイプの内面に沿った芯構造とを備え、前記芯構造が、前記流体が前記芯構造の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の前記流体が前記芯構造を出て前記パイプの中央に向かうことを可能にするように構成される、受動冷却装置。
【請求項２】
前記芯構造が、前記第２の位置において前記パイプの中で前記流体を蒸発させ、前記蒸気が凝縮して前記流体に戻る前記第１の位置に向かって移動する前記蒸気を形成するように構成される、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項３】
前記芯構造が、ハニカム、メッシュ、ファイバー、または粉末のうちの１つである、請求項２に記載の受動冷却装置。
【請求項４】
前記フィンがピンフィンである、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項５】
前記パイプが、アルミニウム、銅、またはプラスチック材料のうちの１つから構成される、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項６】
前記フィンが、一列に配列された複数の円形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の円形のフィンか、一列に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長円形のフィンか、または平行に配列された複数の長方形のフィンのうちの１つである、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項７】
前記プロペラが、複数の位置における複数のプロペラであり、各プロペラが前記第２の位置から離隔される、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項８】
前記パイプが、まっすぐなパイプ、Ｌ型のパイプ、Ｈ型のパイプ、またはＴ型のパイプのうちの１つであり、０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の受動冷却装置。
【請求項９】
無人空中車両のための受動冷却装置であって、
ボディと、
第２の位置から、前記第２の位置から第１の距離だけ離隔される第１の位置まで熱を移送するように構成された熱移送のための手段と、
前記第２の位置において熱移送のための前記手段に取り付けられた熱源と、
前記第１の位置において熱移送のための前記手段の上部に位置する熱放散のための手段と、
熱移送のための前記手段内に位置する熱伝導のための手段と、
熱放散のための前記手段の真上に位置する空気流のための手段と、
熱移送のための前記手段の内面に沿った液体収容のための手段とを含み、液体収容のための前記手段が、熱伝導のための前記手段が液体収容のための前記手段の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の熱伝導のための前記手段が液体収容のための前記手段を出て熱移送のための前記手段の中央に向かうことを可能にするように構成される、受動冷却装置。
【請求項１０】
液体収容のための前記手段が、前記第２の位置において熱移送のための前記手段の中で熱伝導のための前記手段を蒸発させ、前記蒸気が凝縮して熱伝導のための前記手段に戻る前記第１の位置に向かって移動する前記蒸気を形成するように構成される、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１１】
液体収容のための前記手段が、ハニカム、メッシュ、ファイバー、または粉末のうちの１つである、請求項１０に記載の受動冷却装置。
【請求項１２】
熱放散のための前記手段がピンフィンである、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１３】
熱移送のための前記手段が、アルミニウム、銅、またはプラスチック材料のうちの１つから構成される、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１４】
熱放散のための前記手段が、一列に配列された複数の円形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の円形のフィンか、一列に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の正方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長方形のフィンか、千鳥形状に配列された複数の長円形のフィンか、または平行に配列された複数の長方形のフィンのうちの１つである、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１５】
空気流のための前記手段が、複数の位置における複数のプロペラであり、各プロペラが前記第２の位置から離隔される、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１６】
熱移送のための前記手段が、まっすぐなパイプ、Ｌ型のパイプ、Ｈ型のパイプ、またはＴ型のパイプのうちの１つであり、０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有する、請求項９に記載の受動冷却装置。
【請求項１７】
ボディと、
フィンおよび流体を有するパイプであって、前記フィンが、前記ボディの外側の第１の位置において前記パイプの上部に位置し、前記パイプが、前記ボディの内側から前記ボディの外側まで延びる、パイプと、
前記ボディの内側の第２の位置において前記パイプの前記上部に取り付けられた熱源であって、前記第２の位置が前記第１の位置から第１の距離だけ離間する、熱源と、
前記フィンの真上に位置するプロペラと、
前記パイプの内面に沿った芯構造とを備え、前記芯構造が、前記流体が前記芯構造の中を移動することを可能にし、蒸気の状態の前記流体が前記芯構造を出て前記パイプの中央に向かうことを可能にするように構成される、無人空中車両（ＵＡＶ）。
【請求項１８】
前記芯構造が、前記第２の位置において前記パイプの中で前記流体を蒸発させ、前記蒸気が凝縮して前記流体に戻る前記第１の位置に向かって移動する前記蒸気を形成するように構成される、請求項１７に記載のＵＡＶ。
【請求項１９】
前記芯構造が、ハニカム、メッシュ、ファイバー、または粉末のうちの１つである、請求項１８に記載のＵＡＶ。
【請求項２０】
前記ボディが密封され、前記パイプが軸方向に沿って変化する厚さを有し、前記変化する厚さは０．５ｍｍ〜５ｍｍである、請求項１７に記載のＵＡＶ。
【国際調査報告】
2020515031.tif 000017
2020515031.tif 000018
2020515031.tif 000019