JP2011208932A - コールドプレートアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】総部品数が少なく、かつ構造的により強固なコールドプレートアセンブリ（２０）を提供する。
【解決手段】コールドプレートアセンブリ（２０）は、一体に設けられたコールドプレート（２６Ａ，２６Ｂ）を備える表面板アセンブリ（２２Ａ，２２Ｂ）と、この表面板アセンブリ（２２Ａ，２２Ｂ）に取り付けられた構造体（２８，３０と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱伝達装置に関し、特にコールドプレートアセンブリに関する。

本発明は、米国政府の援助を受けて、契約番号第ＮＮＪ０６ＴＡ２５Ｃ号に基づいて米国航空宇宙局とともになされたものである。従って、米国政府は、本発明に対して特定の権利を有する。

マイクロプロセッサ、グラフィックスプロセッサおよび他のモジュールを含む高速電子部品の動作は熱を発生させる。この熱は効率的な動作のためには取り除く必要がある。熱を取り除くことにより、例えば、動作温度が低くなり、動作速度、計算機能力および信頼性が高くなる。

コールドプレートは、取り付けられた部品に熱伝達機能を提供する液冷構造体である。

本発明の例示的な形態によるコールドプレートアセンブリは、一体に設けられたコールドプレートを備える表面板アセンブリと、この表面板アセンブリに取り付けられた構造体と、を含む。本発明の種々の特徴は、開示されている限定的でない実施例の以下の詳細な説明によって当業者に明らかになる。

コールドプレートアセンブリ全体の分解図である。 図１のコールドプレートアセンブリの斜視図である。 第１の表面板アセンブリおよび第２の表面板アセンブリの分解図を示す、コールドプレートアセンブリ全体の分解図である。 別個の独立型コールドプレートを含む従来技術のコールドプレートアセンブリ全体の分解図である。 構造体に取り付けられたコールドプレートアセンブリ全体の概略説明図である。

図１は、コールドプレートアセンブリ２０を概略的に示している。コールドプレートアセンブリ２０は、一般に、一体に設けられたコールドプレート２６Ａを備える表面板２４Ａを有する第１の表面板アセンブリ２２Ａと、一体に設けられたコールドプレート２６Ｂを備える表面板２４Ｂを有する第２の表面板アセンブリ２２Ｂと、を含む。第１の表面板アセンブリ２２Ａと第２の表面板アセンブリ２２Ｂとは、典型的に接着剤を介してフレーム２８およびハニカムコア３０などの構造体Ｓを間に挟んでいる。表面板２４Ａ，２４Ｂの一方もしくは両方は、アビオニクス部品自体を含むあらゆる構造体の一部でありうる。

入口ポート３４および出口ポート３６を有するヘッダアセンブリ３２は、コールドプレートアセンブリ２０を通して流体を連通させる。ヘッダアセンブリ３２は、一般的に知られているように（図２に概略的に示すように）流体装置３８と連通している。

図３を参照すると、第１の表面板アセンブリ２２Ａは、第１の端面板４０、第１の仕切板４２、流体通路Ｂ閉鎖バー４６、（概略的に示した）流体通路Ｂフィン構造体４４、中間仕切板４８、流体通路Ａ閉鎖バー５２、（概略的に示した）流体通路Ａフィン構造体５０、第２の仕切板５４および表面板２４Ａを一般的に含む。

限定的でない一実施例では、第１の端面板４０は、公称厚さ０．０４インチ（１ｍｍ）の３００４アルミニウム（３００４ Ａｌｕｍｉｎｕｍ）で製造可能であり、第１の仕切板４２は、公称厚さ０．０１６インチ（０．４ｍｍ）のＣＴ−２３などのろう付け材料またはマルチクラッド（Ｍｕｌｔｉｃｌａｄ）合金で製造可能であり、流体通路Ｂ閉鎖バー４６は、公称厚さ０．０５インチ（１．３ｍｍ）の６９５１アルミニウム（６９５１ Ａｌｕｍｉｎｕｍ）で製造可能であり、流体通路Ｂフィン構造体４４は、公称厚さ０．００５インチ（０．１３ｍｍ）の６９５１アルミニウムで製造可能であり、中間仕切板４８は、公称厚さ０．０１６インチ（０．４ｍｍ）のＣＴ−２３などのろう付け材料またはマルチクラッド合金で製造可能であり、流体通路Ａ閉鎖バー５２は、公称厚さ０．０５インチ（１．３ｍｍ）の６９５１アルミニウムで製造可能であり、流体通路Ａフィン構造体５０は、公称厚さ０．００５インチ（０．１３ｍｍ）の６９５１アルミニウムで製造可能であり、第２の仕切板５４は、公称厚さ０．０１６インチ（０．４ｍｍ）のＣＴ−２３などのろう付け材料またはマルチクラッド合金で製造可能である。種々の材料および公称厚さを代わりに使用することもできる。

仕切板４２，４８，５４は、ろう付け工程中に溶解して板４０〜５４の間に一体のアセンブリを形成するろう付け合金を含むことができる。他の接合方法または組立方法も代わりにもしくは追加で使用可能である。表面板２４Ａに板４０〜５４を一体にろう付けして第１の表面板アセンブリ２２Ａを形成することができるが、他の接合方法または組立方法も代わりにもしくは追加で使用可能である。

一般に、第１の端面板４０が第１の仕切板４２にろう付けされ、第１の仕切板４２が第１の端面板４０と流体通路Ｂ閉鎖バー４６と流体通路Ｂフィン構造体４４にろう付けされ、流体通路Ｂ閉鎖バー４６が第１の仕切板４２と中間仕切板４８にろう付けされ、流体通路Ｂフィン構造体４４が第１の仕切板４２と中間仕切板４８にろう付けされ、中間仕切板４８が流体通路Ｂフィン構造体４４と流体通路Ｂ閉鎖バー４６と流体通路Ａフィン構造体５０と流体通路Ａ閉鎖バー５２にろう付けされ、流体通路Ａ閉鎖バー５２が中間仕切板４８と第２の仕切板５４にろう付けされ、流体通路Ａフィン構造体５０が中間仕切板４８と第２の仕切板５４にろう付けされ、第２の仕切板５４が流体通路Ａフィン構造体５０と流体通路Ａ閉鎖バー５２と第１の表面板２４Ａにろう付けされるようにアセンブリが一体にろう付けされる。

コールドプレート２６Ａは、第１の表面板アセンブリ２２Ａと一体に設けられているので、（図４に示す従来技術のように）別個の独立型コールドプレートとして設けられた従来のものに比べて端面板の１つが取り除かれる。すなわち、コールドプレート２６Ａによって、１つの端面板が不要となり、対応する表面板２４Ａが端面板の代わりとなる。従って、構造体Ｓの製造時には、表面板２４Ａ，２４Ｂは既に一体に設けられたコールドプレート２６Ａ，２６Ｂを含んでいる。１つまたは複数のコールドプレートアセンブリ２０を使用することができる。例えば、一方の表面板アセンブリ２２Ａ，２２Ｂは、対応する一体に設けられたコールドプレート２６Ａ，２６Ｂを含まなくてもよく、表面板アセンブリ２２Ａが構造体Ｓの一方側のみにあっても、表面板アセンブリ２２Ａ’が他の構造体Ｓ’の１つの面を構成してもよい（図５参照）。さらに、支持パネルが、一体に設けられたコールドプレート２６Ａ，２６Ｂを提供する構造体として例示されているが、電子部品自体を含むあらゆる熱伝達装置または構造体も本発明において有用である。

部品が無くなることにより、コールドプレートアセンブリ２０の総部品数が減少する。また、コールドプレート２６Ａ，２６Ｂのための取付用機器および／または構造用接着剤が不要となる。取付特徴部を機械加工または他の方法で形成する必要がなくなるので、重量、コストおよび追加の処理ステップも減少する。さらに、構造的により強固なコールドプレートアセンブリ２０が得られる。

図面において対応部および相当部には同一番号を付している。また、特定の部品構成を実施例に開示したが、他の構成も本発明において有用である。

特定のステップの順序を開示、説明および請求の範囲に記載したが、これらのステップは、特に記載がない限りどのような順序で実施してもよく、分割することも組み合わせることもでき、それでもなお本発明において有用である。

上述の説明は限定的なものではなく、例示的なものである。種々の限定でない実施例を開示したが、当業者であれば、上述の教示に照らした種々の改良および変更も添付の請求項の範囲内に含まれることが分かるであろう。よって、添付の請求項の範囲内であれば、具体的に記載された以外の方法で本発明を実施できる。このため、真の範囲および内容を判断するには添付の請求項の検討が必要である。

２０…コールドプレートアセンブリ
２２Ａ…第１の表面板アセンブリ
２２Ｂ…第２の表面板アセンブリ
２４Ａ，２４Ｂ…表面板
２６Ａ，２６Ｂ…コールドプレート
２８…フレーム
３０…ハニカムコア
３２…ヘッダアセンブリ
３４…入口ポート
３６…出口ポート

Claims (15)

1. 一体に設けられたコールドプレートを備える表面板アセンブリと、
   前記表面板アセンブリに取り付けられた構造体と、を有することを特徴とするコールドプレートアセンブリ。
2. 前記構造体は、フレーム内に設けられたコアを含むことを特徴とする請求項１記載のコールドプレートアセンブリ。
3. 前記表面板アセンブリは、前記一体に設けられたコールドプレートの仕切板にろう付けされた表面板を含むことを特徴とする請求項１記載のコールドプレートアセンブリ。
4. 前記表面板は、前記一体に設けられたコールドプレートよりも大きいことを特徴とする請求項３記載のコールドプレートアセンブリ。
5. 一体に設けられた第２のコールドプレートを備える第２の表面板アセンブリをさらに有し、第２の表面板アセンブリは前記構造体に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のコールドプレートアセンブリ。
6. 第２の表面板は、一体に設けられた第２のコールドプレートの仕切板よりも大きいことを特徴とする請求項５記載のコールドプレートアセンブリ。
7. 第２の表面板アセンブリと第１の表面板アセンブリとの間に前記構造体が挟まれていることを特徴とする請求項５記載のコールドプレートアセンブリ。
8. 前記構造体は、フレーム内に設けられたコアを含むことを特徴とする請求項７記載のコールドプレートアセンブリ。
9. 前記表面板アセンブリは、
   第１の端面板と、
   第１の端面板、流体通路Ｂ閉鎖バー、および流体通路Ｂフィン構造体にろう付けされた第１の仕切板と、
   第１の仕切板および中間仕切板にろう付けされた流体通路Ｂ閉鎖バーと、
   第１の仕切板および中間仕切板にろう付けされた流体通路Ｂフィン構造体と、
   流体通路Ｂフィン構造体、流体通路Ｂ閉鎖バー、流体通路Ａフィン構造体および流体通路Ａ閉鎖バーにろう付けされた中間仕切板と、
   中間仕切板および第２の仕切板にろう付けされた流体通路Ａ閉鎖バーと、
   中間仕切板および第２の仕切板にろう付けされた流体通路Ａフィン構造体と、
   流体通路Ａフィン構造体、流体通路Ａ閉鎖バーおよび第１の表面板にろう付けされた第２の仕切板と、を備えることを特徴とする請求項１記載のコールドプレートアセンブリ。
10. 一体に設けられた第２のコールドプレートを備える第２の表面板アセンブリをさらに有し、第２の表面板アセンブリは前記構造体に取り付けられていることを特徴とする請求項９記載のコールドプレートアセンブリ。
11. 第２の表面板アセンブリは、
    第２の端面板と、
    第２の端面板、流体通路Ａ閉鎖バー、および流体通路Ａフィン構造体にろう付けされた第２の仕切板と、
    第２の仕切板および中間仕切板にろう付けされた流体通路Ａ閉鎖バーと、
    第２の仕切板および中間仕切板にろう付けされた流体通路Ａフィン構造体と、
    流体通路Ａフィン構造体、流体通路Ａ閉鎖バー、流体通路Ｂフィン構造体および流体通路Ｂ閉鎖バーにろう付けされた中間仕切板と、
    中間仕切板および第１の仕切板にろう付けされた流体通路Ｂ閉鎖バーと、
    中間仕切板および第１の仕切板にろう付けされた流体通路Ｂフィン構造体と、
    流体通路Ｂフィン構造体、流体通路Ｂ閉鎖バーおよび第１の表面板にろう付けされた第１の仕切板と、を備えることを特徴とする請求項１０記載のコールドプレートアセンブリ。
12. 第１の端面板と、
    第１の端面板、流体通路Ｂ閉鎖バー、および流体通路Ｂフィン構造体にろう付けされた第１の仕切板と、
    第１の仕切板および中間仕切板にろう付けされた流体通路Ｂ閉鎖バーと、
    第１の仕切板および中間仕切板にろう付けされた流体通路Ｂフィン構造体と、
    流体通路Ｂフィン構造体、流体通路Ｂ閉鎖バー、流体通路Ａフィン構造体および流体通路Ａ閉鎖バーにろう付けされた中間仕切板と、
    中間仕切板および第２の仕切板にろう付けされた流体通路Ａ閉鎖バーと、
    中間仕切板および第２の仕切板にろう付けされた流体通路Ａフィン構造体と、
    流体通路Ａフィン構造体、流体通路Ａ閉鎖バーおよび第１の表面板にろう付けされた第２の仕切板と、
    第２の仕切板にろう付けされた表面板と、を備えることを特徴とするコールドプレートアセンブリ。
13. 前記表面板は、第２の仕切板よりも大きいことを特徴とする請求項１２記載のコールドプレートアセンブリ。
14. 第１の仕切板、中間仕切板および第２の仕切板は、ろう付け合金で製造されていることを特徴とする請求項１２記載のコールドプレートアセンブリ。
15. 前記ろう付け合金は、ろう付け工程において溶解して一体の構造体を形成することを特徴とする請求項１４記載のコールドプレートアセンブリ。

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