JP2001237581A - 発熱素子の冷却装置 - Google Patents
発熱素子の冷却装置Info
- Publication number
- JP2001237581A JP2001237581A JP2000047936A JP2000047936A JP2001237581A JP 2001237581 A JP2001237581 A JP 2001237581A JP 2000047936 A JP2000047936 A JP 2000047936A JP 2000047936 A JP2000047936 A JP 2000047936A JP 2001237581 A JP2001237581 A JP 2001237581A
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- Japan
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- heat
- heating element
- housing
- cooling device
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レイアウトに制約を受けることなく、効率の
よい熱輸送を可能とする。 【解決手段】 内部に熱輸送用作動流体が流れる熱伝導
性部材７で作られた筐体１の内壁面に取付支持部１１を
設け、その取付支持部１１に発熱素子５が実装された基
板３を直接固定支持し、発熱素子５からの熱が基板３を
介して直接筐体１に伝わるようにする。
よい熱輸送を可能とする。 【解決手段】 内部に熱輸送用作動流体が流れる熱伝導
性部材７で作られた筐体１の内壁面に取付支持部１１を
設け、その取付支持部１１に発熱素子５が実装された基
板３を直接固定支持し、発熱素子５からの熱が基板３を
介して直接筐体１に伝わるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、人工衛
星等に搭載される高密度に実装される発熱素子の冷却装
置に関する。
星等に搭載される高密度に実装される発熱素子の冷却装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、人工衛星等に搭載される発熱素
子の冷却は、例えば、図４に示すように、発熱素子が高
密度に実装された基板１０１を電子機器１０３内に収納
配置し、その電子機器１０３を、ヒートパイプ１０５を
埋込んだヒートパイプ埋込みパネル１０７に直付けする
手段を採っている。
子の冷却は、例えば、図４に示すように、発熱素子が高
密度に実装された基板１０１を電子機器１０３内に収納
配置し、その電子機器１０３を、ヒートパイプ１０５を
埋込んだヒートパイプ埋込みパネル１０７に直付けする
手段を採っている。
【０００３】ヒートパイプ埋込みパネル１０７は、高熱
伝導性金属板で作られていて、図外の放熱面と接触し、
電子機器１０３から発生する熱をパネル１０７からヒー
トパイプ１０５を介して放熱面へ熱輸送することで、冷
却が行なわれる。その熱輸送の作動原理は、管の内部
に、蒸発性液体等から成る作動流体が封入されており、
管内において温度差があると内部の作動流体が高温部で
蒸発して低温部へ流れ、そこで放熱して液化し、毛管作
用で再び高温部へ戻る循理を繰返すことで熱の輸送が行
なわれるようになっている。
伝導性金属板で作られていて、図外の放熱面と接触し、
電子機器１０３から発生する熱をパネル１０７からヒー
トパイプ１０５を介して放熱面へ熱輸送することで、冷
却が行なわれる。その熱輸送の作動原理は、管の内部
に、蒸発性液体等から成る作動流体が封入されており、
管内において温度差があると内部の作動流体が高温部で
蒸発して低温部へ流れ、そこで放熱して液化し、毛管作
用で再び高温部へ戻る循理を繰返すことで熱の輸送が行
なわれるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】発熱素子から発生する
熱は、基板１０１→電子機器１０３を構成する本体ケー
ス→パネル１０７を介してヒートパイプ１０５に熱輸送
される伝熱経路となる。
熱は、基板１０１→電子機器１０３を構成する本体ケー
ス→パネル１０７を介してヒートパイプ１０５に熱輸送
される伝熱経路となる。
【０００５】この場合、効率のよい伝熱は、発熱素子か
ら発生する熱を直接ヒートパイプ埋込みパネル１０７へ
伝達することが最適となるが、従来の伝熱経路にあって
は、発熱素子が実装された基板１０１とヒートパイプ埋
込みパネル１０７との間に電子機器１０３の本体ケース
が介在する所から、その分、熱輸送の低下は避けられ
ず、効率の低下を招いている。このために、高熱伝導性
の充填材をパネル１０７と本体ケースの間に充填する等
の手段を採っているが、充填管理が大変面倒であること
とコスト性の面でも望ましくない。
ら発生する熱を直接ヒートパイプ埋込みパネル１０７へ
伝達することが最適となるが、従来の伝熱経路にあって
は、発熱素子が実装された基板１０１とヒートパイプ埋
込みパネル１０７との間に電子機器１０３の本体ケース
が介在する所から、その分、熱輸送の低下は避けられ
ず、効率の低下を招いている。このために、高熱伝導性
の充填材をパネル１０７と本体ケースの間に充填する等
の手段を採っているが、充填管理が大変面倒であること
とコスト性の面でも望ましくない。
【０００６】また、ヒートパイプ埋込みパネル１０７は
内部にヒートパイプ１０５が配置されているため、電子
機器１０３のレイアウトに制約を受けるようになり、高
密度な実装が難しいのが現状となっている。
内部にヒートパイプ１０５が配置されているため、電子
機器１０３のレイアウトに制約を受けるようになり、高
密度な実装が難しいのが現状となっている。
【０００７】そこで、この発明は、レイアウトに制約を
受けることなく、効率のよい熱輸送を可能とした発熱素
子の冷却装置を提供することを目的としている。
受けることなく、効率のよい熱輸送を可能とした発熱素
子の冷却装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の請求項１にあっては、内部に熱輸送用作
動流体が流れる熱伝導性部材で作られた筐体と、筐体の
内壁面に設けられた取付支持部とを有し、その取付支持
部に、発熱体を、直接固定支持する。
に、この発明の請求項１にあっては、内部に熱輸送用作
動流体が流れる熱伝導性部材で作られた筐体と、筐体の
内壁面に設けられた取付支持部とを有し、その取付支持
部に、発熱体を、直接固定支持する。
【０００９】これにより、作動流体が流れることで、筐
体自体が熱輸送用ヒートパイプとして機能する一方、発
熱素子から発生した熱は、基板を介して直接筐体に伝達
されるため、効率のよい熱輸送が行なえる。しかも、高
熱伝導性の充填材が不要となる。
体自体が熱輸送用ヒートパイプとして機能する一方、発
熱素子から発生した熱は、基板を介して直接筐体に伝達
されるため、効率のよい熱輸送が行なえる。しかも、高
熱伝導性の充填材が不要となる。
【００１０】一方、取付支持部は配置に何等制約を受け
ることなく設けることができる。したがって、発熱素子
が実装された基板を、取付支持部を介して筐体の内壁面
へ固定支持することで、レイアウトに制約されずに高密
度の実装が可能となる。
ることなく設けることができる。したがって、発熱素子
が実装された基板を、取付支持部を介して筐体の内壁面
へ固定支持することで、レイアウトに制約されずに高密
度の実装が可能となる。
【００１１】また、この発明の請求項２によれば、取付
支持部を内壁面と一体形状とする。これにより、伝熱ロ
スがなくなり、取付支持部を介して効率よく熱輸送する
ことができる。
支持部を内壁面と一体形状とする。これにより、伝熱ロ
スがなくなり、取付支持部を介して効率よく熱輸送する
ことができる。
【００１２】また、この発明の請求項３によれば、筐体
を構成する熱伝導性部材を、金属平板が重ね合せ結合さ
れることで作られる密閉トンネル内を、熱輸送用の作動
流体が直接流れる積層構造体とする。
を構成する熱伝導性部材を、金属平板が重ね合せ結合さ
れることで作られる密閉トンネル内を、熱輸送用の作動
流体が直接流れる積層構造体とする。
【００１３】これにより、筐体からの熱は直接作動流体
に伝わり、効率のよい熱輸送が行なえる。
に伝わり、効率のよい熱輸送が行なえる。
【００１４】また、この発明の請求項４によれば、密閉
トンネルを蛇行細管とする。これにより、熱輸送の配管
が容易となり配管自由度が増す。
トンネルを蛇行細管とする。これにより、熱輸送の配管
が容易となり配管自由度が増す。
【００１５】また、この発明の請求項５によれば、密閉
トンネルを作動流体が循環する循環ループ形状とする。
これにより、熱輸送に片寄りがなくなり、均一な熱輸送
が可能となる。
トンネルを作動流体が循環する循環ループ形状とする。
これにより、熱輸送に片寄りがなくなり、均一な熱輸送
が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図１に基づき、この発明の
第１の実施形態について具体的に説明する。図１におい
て、筐体１は、発熱素子５が実装された基板３を収納す
るものである。
第１の実施形態について具体的に説明する。図１におい
て、筐体１は、発熱素子５が実装された基板３を収納す
るものである。
【００１７】筐体１は、熱伝導性部材となる純アルミ等
から成る熱伝導性金属板７によりボックス状に作られ、
両側壁には、内部に熱輸送用作動流体が流れる密閉トン
ネル９が設けられている。熱伝導性金属板７は、圧力容
器として十分耐え得る強度を備えた二枚の金属平板７
ａ，７ｂを蝋付け等の手段によって重ね合せ結合するこ
とで構成される積層構造体となっている。
から成る熱伝導性金属板７によりボックス状に作られ、
両側壁には、内部に熱輸送用作動流体が流れる密閉トン
ネル９が設けられている。熱伝導性金属板７は、圧力容
器として十分耐え得る強度を備えた二枚の金属平板７
ａ，７ｂを蝋付け等の手段によって重ね合せ結合するこ
とで構成される積層構造体となっている。
【００１８】密閉トンネル９は、内側となる一方の金属
板７ｂの接合面側に細溝を形成しておき、その細溝が形
成された接合面に、外側となる他方の金属平板７ａを重
ね合せ結合することで形成された非ループとなってい
る。
板７ｂの接合面側に細溝を形成しておき、その細溝が形
成された接合面に、外側となる他方の金属平板７ａを重
ね合せ結合することで形成された非ループとなってい
る。
【００１９】この場合、片寄りが起こることなく均一な
熱輸送が行えるように密閉トンネル９の両端が連結し、
作動流体が循環する循環ループ形状であってもよい。
熱輸送が行えるように密閉トンネル９の両端が連結し、
作動流体が循環する循環ループ形状であってもよい。
【００２０】密閉トンネル９内には、蒸発性液体等から
成る作動流体が注入されている。作動流体は、液体、気
体、液体、気体というように気液二相の状態に充填され
ている。
成る作動流体が注入されている。作動流体は、液体、気
体、液体、気体というように気液二相の状態に充填され
ている。
【００２１】したがって、密閉トンネル９内において、
温度差が発生すると作動流体が高温部で蒸発し、低温部
で凝縮することで圧力差が起こり、その圧力差に対応し
て作動流体が膨張・収縮を繰返すことで熱輸送が行なわ
れる。
温度差が発生すると作動流体が高温部で蒸発し、低温部
で凝縮することで圧力差が起こり、その圧力差に対応し
て作動流体が膨張・収縮を繰返すことで熱輸送が行なわ
れる。
【００２２】なお、密閉トンネル９にかえて配管の自由
度が得られるように作動流体が封入された蛇行細管を筐
体１内に埋込む構造としてもよい。
度が得られるように作動流体が封入された蛇行細管を筐
体１内に埋込む構造としてもよい。
【００２３】一方、筐体１の左右の内壁面には、前記発
熱素子５が実装された基板３の両端を固定支持する一対
の取付支持部１１が一体形状に作られた構造となってい
る。
熱素子５が実装された基板３の両端を固定支持する一対
の取付支持部１１が一体形状に作られた構造となってい
る。
【００２４】取付支持部１１は、基板３の端部を上方か
ら落し込むようにして挿入することで係合し合う上下に
長い凹溝１３を有する形状となっていて、所定の間隔で
多数（図面では２箇所）配置され、必要に応じて各取付
支持部１１を選択して使用できるようになっている。
ら落し込むようにして挿入することで係合し合う上下に
長い凹溝１３を有する形状となっていて、所定の間隔で
多数（図面では２箇所）配置され、必要に応じて各取付
支持部１１を選択して使用できるようになっている。
【００２５】こうすることで、取付支持部１１と熱伝導
性金属板７の熱抵抗を大幅に低減することが可能とな
る。
性金属板７の熱抵抗を大幅に低減することが可能とな
る。
【００２６】このように構成された発熱素子の冷却装置
によれば、発熱素子５が実装された基板３を、各取付支
持部１１を選択して固定支持することで、レイアウトに
制約されることなく、高密度な実装が可能となる。
によれば、発熱素子５が実装された基板３を、各取付支
持部１１を選択して固定支持することで、レイアウトに
制約されることなく、高密度な実装が可能となる。
【００２７】一方、筐体１は、密閉トンネル９内を直接
作動流体が流れる熱輸送用ヒートパイプとして機能する
と共に、発熱素子５から発生した熱は、基板３を介して
直接筐体１に伝熱される。この結果、高熱伝導性の充填
材を用いなくても効率のよい熱輸送が行なえるようにな
る。
作動流体が流れる熱輸送用ヒートパイプとして機能する
と共に、発熱素子５から発生した熱は、基板３を介して
直接筐体１に伝熱される。この結果、高熱伝導性の充填
材を用いなくても効率のよい熱輸送が行なえるようにな
る。
【００２８】図２は、取付支持部１１の変形例を示した
第２の実施形態を示したものである。
第２の実施形態を示したものである。
【００２９】即ち、筐体１の内壁面にビス１５で固定支
持するビス止め用の取付けボス部１７を多数設ける一
方、発熱素子５が実装された基板３の両端にＬ型状に屈
曲したフランジ部３ａを設けるようにしたものである。
持するビス止め用の取付けボス部１７を多数設ける一
方、発熱素子５が実装された基板３の両端にＬ型状に屈
曲したフランジ部３ａを設けるようにしたものである。
【００３０】なお、他の構成要素は、図１と同一のため
同一符号を符して詳細な説明を省略する。
同一符号を符して詳細な説明を省略する。
【００３１】したがって、この第２の実施形態によれ
ば、各取付支持部となる取付ボス部１７を選択し、基板
３のフランジ部３ａをビス１５で固定支持することで、
レイアウトに制約されることなく高密度な実装が可能と
なる。
ば、各取付支持部となる取付ボス部１７を選択し、基板
３のフランジ部３ａをビス１５で固定支持することで、
レイアウトに制約されることなく高密度な実装が可能と
なる。
【００３２】一方、発熱素子５からの熱は、基板３を介
して直接筐体１に伝熱される結果、効率のよい熱輸送が
行なえるようになる。
して直接筐体１に伝熱される結果、効率のよい熱輸送が
行なえるようになる。
【００３３】この場合、図３に示すように基板３を筐体
１の内壁面に沿って固定支持するようにしてもよい。あ
るいは、図示していないが、取付ボス部１７を壁面に設
けた取付孔とし、その取付孔を選択してビス１５により
基板３を直付けする手段としてもよい。これら壁面に沿
って直付ける手段の場合、フランジ部３ａは不要とな
る。また、筐体１の各面の温度分布が均一となり、筐体
１内の温度分布が及ぼす電気部品の機能性能への悪影響
を減じることができる。
１の内壁面に沿って固定支持するようにしてもよい。あ
るいは、図示していないが、取付ボス部１７を壁面に設
けた取付孔とし、その取付孔を選択してビス１５により
基板３を直付けする手段としてもよい。これら壁面に沿
って直付ける手段の場合、フランジ部３ａは不要とな
る。また、筐体１の各面の温度分布が均一となり、筐体
１内の温度分布が及ぼす電気部品の機能性能への悪影響
を減じることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の発熱
素子の冷却装置によれば、レイアウトに制約を受けるこ
となく、効率のよい熱輸送を行なうことができる。
素子の冷却装置によれば、レイアウトに制約を受けるこ
となく、効率のよい熱輸送を行なうことができる。
【図１】この発明にかかる発熱素子の冷却装置の一部分
を示した概要説明図。
を示した概要説明図。
【図２】取付支持部の第２の実施形態を示した図１と同
様の概要説明図。
様の概要説明図。
【図３】図２において、基板の別の取付方法を示した概
要説明図。
要説明図。
【図４】発熱素子が収納配置された電子機器をヒートパ
イプ埋込みパネルに実装した従来例の説明図。
イプ埋込みパネルに実装した従来例の説明図。
１ 筐体 ３ 基板 ５ 発熱素子 ７ 熱伝導性金属板 １１ 取付支持部
Claims (5)
- 【請求項１】 内部に熱輸送用作動流体が流れる熱伝導
性部材で作られた筐体と、筐体の内壁面に設けられた取
付支持部とを有し、その取付支持部に、発熱体を、直接
固定支持するようにしたことを特徴とする発熱素子の冷
却装置。 - 【請求項２】 前記取付支持部は、筐体の内壁面と一体
形状になっていることを特徴とする請求項１記載の発熱
素子の冷却装置。 - 【請求項３】 前記筐体を構成する熱伝導性部材は、金
属平板を重ね合せ結合することで形成される密閉トンネ
ル内を、熱輸送用の作動流体が直接流れる積層構造体で
あることを特徴とする請求項１記載の発熱素子の冷却装
置。 - 【請求項４】 前記密閉トンネルは、蛇行細管であるこ
とを特徴とする請求項１記載の発熱素子の冷却装置。 - 【請求項５】 前記密閉トンネルは、作動流体が循環す
る循環ループ形状であることを特徴とする請求項１、
３、４のいずれかに記載の発熱素子の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047936A JP2001237581A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 発熱素子の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047936A JP2001237581A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 発熱素子の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237581A true JP2001237581A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18570103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047936A Withdrawn JP2001237581A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 発熱素子の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001237581A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014142865A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Support member |
| JP2015132400A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 富士通株式会社 | ループ型ヒートパイプとその製造方法、及び電子機器 |
| CN111373850A (zh) * | 2017-11-21 | 2020-07-03 | 赛峰电子与防务公司 | 电力模块 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047936A patent/JP2001237581A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014142865A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Support member |
| US9693479B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-06-27 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Support member |
| JP2015132400A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 富士通株式会社 | ループ型ヒートパイプとその製造方法、及び電子機器 |
| CN111373850A (zh) * | 2017-11-21 | 2020-07-03 | 赛峰电子与防务公司 | 电力模块 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050317 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |