JP2016090080A - 冷却装置及び電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受熱部と放熱部との配置の自由度を高めると共に、気管及び液管からの作動流体の透過による漏れを抑制する。【解決手段】受熱部１４と放熱部１６とが気管１８及び液管２０で接続される。気管１８及び液管２０は、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する。気管１８及び液管２０は金属製である。【選択図】図１

Description

本願の開示する技術は冷却装置及び電子装置に関する。

蒸発部、凝縮部、蒸気管および液戻り管で循環流路を形成し、液戻り管の内部にウィックおよび液流路を設けた循環型ヒートパイプある。

また、吸熱体、放熱体、第一パイプおよび第二パイプを備え、第二パイプが毛細管構造を備えた冷却装置の放熱構造体がある。

また、蒸発部、凝縮部、蒸気管、液戻り管を備え、蒸発部、凝縮部及び液戻り管の内部にウィックが設けられたループヒートパイプがある。

また、蒸発器と凝縮器とを接続する蒸気管と液管とが、弾性体で構成されているか、可撓性を持つループ形ヒートパイプがある。

また、受熱プレートと熱放散プレートの各々の内部を貫通するフレキシブルケーブルからなる密閉容器で、密閉容器内のウィックが弾性を有する編組線からなるヒートパイプがある。

特開平１１−９５８７３号公報 登録実用新案第３１６９６２７号公報 特開２００８−２８１２７５号公報 特開平１１−９５８７３号公報 特開２００７−１０８２２８号公報

受熱部と放熱部とを気管および液管で接続して作動流体を循環させる冷却装置では、気管及び液管から作動流体が透過して外部に漏れることを抑制することが望まれる。

また、受熱部と放熱部とは、冷却装置の配置場所等に応じて、配置の自由度を高くすることが望まれる。

本願の開示技術は、１つの側面として、受熱部と放熱部との配置の自由度を高めると共に、気管及び液管からの作動流体の透過による漏れを抑制することが目的である。

本願の開示する技術では、受熱部と放熱部とが気管及び液管で接続される。気管及び液管は、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する。また、気管及び液管は金属製である。

受熱部と放熱部との配置の自由度を高めると共に、気管及び液管からの作動流体の漏れを抑制できる。

図１は第一実施形態の冷却装置を示す斜視図である。 図２は第一実施形態の冷却装置の受熱部を示す分解斜視図である。 図３は第一実施形態の冷却装置の受熱部を示す図１の３−３線断面図である。 図４は第一実施形態の冷却装置の放熱部を示す分解斜視図である。 図５は第一実施形態の冷却装置の放熱部を示す図１の５−５線断面図である。 図６は第一実施形態の冷却装置の気管を長手方向に沿った断面で示す断面図である。 図７は第一実施形態の冷却装置の気管を示す図６の７−７線断面図である。 図８は第一実施形態の冷却装置の液管を長手方向に沿った断面で示す断面図である。 図９は第一実施形態の冷却装置の液管を示す図８の９−９線断面図である。 図１０は第一実施形態の電子装置を筐体の一部を破断して示す斜視図である。 図１１は第一実施形態の電子装置を筐体の一部を破断して示す斜視図である。 図１２は第二実施形態の電子装置を筐体の一部を破断して示す斜視図である。 図１３は第二実施形態の電子装置を筐体の一部を破断して示す斜視図である。 図１４は第三実施形態の冷却装置を示す斜視図である。 図１５は第三実施形態の冷却装置の放熱部を示す分解斜視図である。 図１６は第三実施形態の冷却装置の放熱部を気管及び気管カバーと共に示す断面図である。 図１７は第三実施形態の冷却装置の放熱部を液管及び液管カバーと共に示す断面図である。 図１８は第三実施形態の冷却装置の気管及び気管カバーを示す図６の１８−１８線断面図である。 図１９は第三実施形態の冷却装置の液管及び液管カバーを示す図６の１９−１９線断面図である。 図２０は第三実施形態の電子装置を筐体の一部を破断して示す斜視図である。 図２１は第四実施形態の電子装置を筐体の一部を破断して示す斜視図である。 図２２は第四実施形態の電子装置を示す断面図である。 図２３は第五実施形態の冷却装置を示す斜視図である。

第一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、第一実施形態の冷却装置１２は、受熱部１４、放熱部１６、気管１８及び液管２０を有する。

受熱部１４は、扁平な直方体形状の受熱板２２を有する。図２及び図３にも詳細に示すように、受熱板２２の内部は中空状の収容部２４である。収容部２４には、作動流体ＷＦが密閉状態で収容される。作動流体ＷＦとしては、水、アルコール等を挙げることができる。

本実施形態の受熱板２２は、上板２６および下板２８を有する。上板２６及び下板２８は、それぞれ法線方向に見て同サイズの長方形状である。

上板２６及び下板２８の外周部分には、厚み方向に突出する縁部３０が形成される。縁部３０の先端どうしを接合することで、上板２６と下板２８とが一体化されると共に、上板２６と下板２８の間に収容部２４が形成される。

上板２６及び下板２８には、気管１８が接続される位置に凹部２６Ｈ、２８Ｈが形成される。また、上板２６及び下板２８には、液管２０が接続される位置には、凹部２７Ｈ、２９Ｈが形成される。

直方体形状の受熱部１４において、最も面積が広い２面のうちの一方若しくは両方は、電子部品１０６（図１０及び図１１参照）からの熱を受ける受熱面３４である。本実施形態では、上板２６の外面が受熱面３４である。受熱面３４で受けた熱により、収容部２４内で液状の作動流体ＷＦが気化する。

受熱板２２の収容部２４内には、ウィック３６が配置される。ウィック３６は、たとえば、糸状あるいは細線状の金属や樹脂を編みこむことで形成されており、液体状の作動流体ＷＦが触れると、作動流体ＷＦに毛細管力を作用させる。

図２及び図３に示すように、本実施形態では、収容部２４内のウィック３６はシート状に形成されている。そして、ウィック３６は、収容部２４において受熱面３４に近い位置、すなわち、上板２６に沿って配置される。ウィック３６と下板２８の間は空洞３８である。図３に示すように、ウィック３６は、液管２０が接続される側の凹部２６Ｈ、２８Ｈ内にも配置される。なお、上板２６の外面と下板２８の外面の両方を受熱面３４とする場合は、ウィック３６を上板２６と下板２８の双方に接触する２枚とし、これら２枚のウィック３６の間に空洞３８を形成すればよい。

放熱部１６は、扁平な直方体形状の放熱板４２を有する。図４及び図５にも詳細に示すように、放熱板４２の内部は中空状の収容部４４である。収容部４４には、作動流体ＷＦが密閉状態で収容される。

本実施形態の放熱板４２は、上板４６と下板４８とを有する。上板４６及び下板４８は、それぞれ法線方向に見て同サイズの長方形状である。

上板４６及び下板４８の外周部分には、厚み方向に突出する縁部５０が形成される。縁部５０の先端どうしを接合することで、上板４６と下板４８とが一体化されると共に、上板４６と下板４８の間に収容部４４が形成される。

上板４６及び下板４８には、気管１８が接続される位置に凹部４６Ｈ、４８Ｈが形成される。また、上板４６及び下板４８には、液管２０が接続される位置にも、凹部４７Ｈ、４９Ｈが形成される。

直方体形状の放熱部１６において、最も広い２面のうちの一方若しくは両方は、放熱面５４である。放熱面５４から放熱することで、収容部２４内で気体状の作動流体ＷＦが液化する。

本実施形態では、図１に示すように、上板４６の外面に、放熱素子の一例であるフィン部材５６が取り付けられる。フィン部材５６は、下板４８の外面に接触固定されるフィンベース５８と、フィンベース５８から立設される複数のフィン本体６０を有する。フィン本体６０によって表面積が増えることで、放熱部１６から効率的に放熱できる構造である。

放熱素子としては、フィン部材５６の他に、ペルチェ素子等の熱電素子や、大きな熱容量を有する金属製のブロック等を挙げることができる。放熱素子は、上板４６と下板４８の少なくとも一方の外面に取り付けることができる。

図４及び図５に示すように、放熱板４２の収容部４４内には、ウィック３６が配置される。本実施形態では、ウィック３６は、収容部４４において、フィン部材５６に近い位置、すなわち上板４６に沿って配置される。ウィック３６と下板４８の間は空洞６８である。なお、たとえば下板４８の外面にも放熱素子を取り付ける構造では、下板４８に沿ってウィック３６を配置することも可能である。この場合、ウィック３６を、上板４６と下板４８の双方に接触する２枚とし、これら２枚のウィック３６の間に空洞６８を形成すればよい。

図５に示すように、ウィック３６は、液管２０が接続される側の凹部４７Ｈ、４９Ｈ内にも配置される。

図１、図６〜図９に示すように、気管１８及び液管２０はいずれも金属製で、且つ長手方向と交差する方向の柔軟性を有する円筒状の管である。そして、気管１８及び液管２０は、受熱部１４と放熱部１６とを接続する。

受熱部１４で気化された作動流体ＷＦは、図１に矢印Ｆ１で示すように、気管１８内を流れ放熱部１６に移動する。放熱部１６で液化された作動流体ＷＦは、図１に矢印Ｆ２で示すように、液管２０を流れ受熱部１４に移動する。すなわち、受熱部１４と放熱部１６とが気管１８及び液管２０で接続されることで、作動流体ＷＦが循環する循環流路が形成される。

気管１８は、図６及び図７に示すように、長手方向（作動流体の流れる方向、矢印Ｆ１方向）に沿った筒状の管壁６２を有する。管壁６２には、螺旋状で、気管１８の一端側から他端側まで連続する厚肉部６４が形成される。図６で示す断面で見ると、厚肉部６４は矢印Ｆ１方向に一定間隔で繰り返し現れる。

さらに、図６に示す断面で見て、厚肉部６４の間には、厚肉部６４から連続し、厚肉部６４よりも薄肉の薄肉部６６が形成される。薄肉部６６は、厚肉部６４よりも容易に変形する。そして、薄肉部６６の変形により、気管１８は長手方向に沿って伸縮する。この伸縮が薄肉部６６において部分的に生じることで、気管１８は、所望の位置で曲げることが可能な柔軟性（長手方向と交差する方向の柔軟性）を有する。

気管１８の厚肉部６４と薄肉部６６とは、一体化されており、厚肉部６４と薄肉部６６との間に隙間がないので、気管１８の内部を流れる作動流体ＷＦは外部に漏出しない。

気管１８の内部は空洞６８である。

液管２０は、図８及び図９に示すように、長手方向（作動流体の流れる方向、矢印Ｆ２方向）に沿った筒状の管壁７２を有する。管壁７２には、螺旋状で、液管２０の一端側から他端側まで連続する厚肉部７４が形成される。厚肉部７４は、気管１８の厚肉部６４と同様に、図８に示す断面で、矢印Ｆ２方向に一定間隔で繰り返し現れる。

厚肉部７４の間には、厚肉部７４から連続し、厚肉部７４よりも薄肉の薄肉部７６が形成される。薄肉部７６は、厚肉部７４よりも容易に変形する。そして、薄肉部７６の変形により、液管２０は長手方向に沿って伸縮する。この伸縮が薄肉部７６において部分的に生じることで、液管２０は、所望の位置で曲げることが可能な柔軟性（長手方向と交差する方向の柔軟性）を有する。

液管２０の厚肉部７４と薄肉部７６とは、一体化されており、厚肉部７４と薄肉部７６との間に隙間がないので、液管２０の内部を流れる作動流体ＷＦは外部に漏出しない。

液管２０の内部には、ウィック３６が充填される。ウィック３６は、液体に対し毛細管力を作用させる部材である。すなわち、液管２０内において、ウィック３６は液体状の作動流体ＷＦに毛細管力を作用させ、作動流体ＷＦを放熱部１６から受熱部１４へ移動させる。

特に液管２０内のウィック３６は、図３に示すように、受熱部１４の収容部２４内及び凹部２７Ｈ、２９Ｈ内のウィック３６と連続している。さらに、液管２０内のウィック３６は、図５に示すように、放熱部１６の収容部４４内の及び凹部４７Ｈ、４９Ｈ内のウィック３６と連続している。

ウィック３６としては、液体状の作動流体ＷＦに毛細管力を作用させることができれば特に限定されない。たとえば、グラスファイバー製のウィックを用いれば、液管２０の曲げに追従し、且つ液管２０内に充填された状態を維持できる。グラスファイバー以外にも、たとえば、金属メッシュや金属パウダー焼結体等で形成されたウィックを用いることができる。

図１、図１０及び図１１に示すように、気管１８及び液管２０は、受熱板２２の端面２２Ｔに接続される。端面２２Ｔとは、受熱板２２において、最も広い面積を有する２面以外の４つの面のいずれかである。

また、気管１８及び液管２０は、放熱板４２の端面４２Ｔに接続される。端面４２Ｔとは、放熱板４２において、最も広い面積を有する２面以外の４つの面のいずれかである。

図１０及び図１１に示すように、電子装置１０２は、筐体１０４を有する。筐体１０４内には、電子部品１０６が収容され固定されている。電子部品１０６は電子部品の一例である。

筐体１０４は、たとえば箱状に形成されており、電子装置１０２が屋外に設置された場合に、電子部品１０６を外部環境（風雨、温度変化および湿度変化等）から保護する。このような電子装置の例としては、携帯電話の基地局を挙げることができる。電子装置１０２は、屋内に設置されてもよい。

電子部品１０６を筐体１０４内に固定する構造は限定されない。図１０及び図１１の例では、基板１１６がネジ１１８等を用いて固定される。そして、この基板１１６に電子部品１０６が搭載される。

冷却装置１２の受熱部１４は、筐体１０４の内部に配置される。これに対し、冷却装置１２の放熱部１６は、筐体１０４の外部に配置される。特に、図１０及び図１１に示す例では、放熱部１６は受熱部１４よりも下方に配置される。

受熱板２２は、受熱面３４が電子装置１０２に対向するように、または接触するように配置される。さらに、受熱板２２は、気管１８及び液管２０が接続された端面２２Ｔが下向きとなるよう配置される。

放熱板４２は、フィン部材５６のフィン本体６０が上向で、且つ、気管１８及び液管２０が接続された端面４２Ｔが筐体１０４を向くように配置される。

筐体１０４の壁部１０８には、貫通孔１１０が形成されている。気管１８及び液管２０は、この貫通孔１１０に挿通されている。本実施形態では、気管１８と貫通孔１１０の間にブッシュ１１２が配置され、液管２０と貫通孔１１０の間にブッシュ１１４が配置される。

ブッシュ１１２、１１４は封止部材の一例である。具体的には、ブッシュ１１２は、気管１８の外周と貫通孔１１０の孔壁とに接触しており、気管１８と貫通孔１１０の隙間から雨水等の液体や埃等の異物が筐体１０４内に進入することを抑制する。同様に、ブッシュ１１４は、液管２０の外周と貫通孔１１０の孔壁とに接触しており、液管２０と貫通孔１１０の隙間から雨水等の液体や埃等の異物が筐体１０４内に進入することを抑制する。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図１、図１０及び図１１に示すように、本実施形態の冷却装置１２では、受熱部１４と放熱部１６とが、気管１８及び液管２０により接続される。そして、電子部品１０６の熱を受けた受熱部１４では、内部の作動流体ＷＦが気化する。気化した作動流体ＷＦは、気管１８を経て放熱部１６に流入する。放熱部１６では、作動流体ＷＦが放熱されることで液化する。液化した作動流体ＷＦは、液管２０を経て受熱部１４に流入する。これにより、受熱部１４の熱を放熱部１６に移送し、放熱部１６で放熱する動作を連続して行うことが可能である。電子部品１０６の熱を受熱部１４で連続して受けるので、電子部品１０６を冷却できる。

気管１８及び液管２０は、長手方向と交差する方向での柔軟性を有している。したがって、気管１８及び液管２０を所望の位置で曲げることができ、受熱部１４と放熱部１６の配置の自由度が高い。図１０及び図１１は、このように気管１８及び液管２０が柔軟性を有することで、受熱部１４及び放熱部１６を所望の位置及び姿勢に配置した一例である。

具体的には、受熱部１４の受熱板２２を垂直方向に配置し、放熱部１６の放熱板４２を水平方向に配置している。この例の他にも、受熱部１４及び放熱部１６は、各種の配置を採ることが可能である。たとえば、受熱板２２を水平方向に、放熱板４２を垂直方向に配置することが可能である。さらには、受熱板２２及び放熱板４２のいずれか一方もしくは両方を傾斜配置したりすることが可能である。

特に、筐体１０４の内部では、電子部品１０６の他にも各種の部品が配置されることがある。そして、これらの部品を避けつつ、受熱部１４（受熱板２２）により、電子部品１０６から効率的に受熱することが望まれる。本実施形態では、受熱部１４の配置の自由度が高いので、他の部品を避け、且つ、電子部品１０６からの効率的な受熱が可能な受熱板２２の位置及び姿勢を採り得る。

筐体１０４の外部では、電子装置１０２が設置される場所に応じて、たとえば建物壁や各種の外部ケーブル等（これらをまとめて「外部部材」という）が存在することがある。そして、外部部材を避けつつ、放熱部１６（放熱板４２）により、効率的に放熱することが望まれる。本実施形態では、放熱部１６の配置の自由度が高いので、これらの外部部材を避け、且つ、効率的な放熱が可能な放熱部１６の位置及び姿勢を採り得る。

しかも、筐体１０４に冷却装置１２を組み付けるときにも、受熱部１４及び放熱部１６の配置の自由度が高い。すなわち、受熱部１４及び放熱部１６の位置が固定されないので、組付作業が容易である。

そして、受熱部１４と放熱部１６との相対的な位置の自由度も高い。たとえば図１０及び図１１に示す例では、受熱部１４よりも放熱部１６が下側に位置している。このように、放熱部１６を受熱部１４よりも下側に配置することも可能であり、放熱部１６の配置の自由度が高い。

作動流体ＷＦは、気管１８及び液管２０の内部を流れる。気管１８及び液管２０は金属製なので、たとえば樹脂製である気管及び液管と比較して、作動流体ＷＦが抜け出ることが抑制される。作動流体ＷＦを、冷却装置１２の内部に密閉した状態を維持できるので、長期間にわたり冷却装置１２の冷却性能を維持できる。

なお、気管１８及び液管２０に上記した柔軟性をもたせる構造として、本実施形態では、管壁６２、７２が厚肉部６４、７４及び薄肉部６６、７６を有する構造を挙げている。気管１８及び液管２０に柔軟性を持たせるためには、たとえば、薄肉部６６、７６だけを有する構造でもよい。ただし、厚肉部６４、７４がない構造では、気管１８及び液管２０を、所望の形状で安定的に維持することが難しい。すなわち、気管１８及び液管２０として、厚肉部６４、７４及び薄肉部６６、７６の双方を有する構造とすることで、柔軟性と形状安定性とを両立できる。

しかも、図６及び図８に示すように、薄肉部６６、７６は、厚肉部６４、７４と連続している。厚肉部６４、７４と薄肉部６６、７６の間に隙間が存在しないので、隙間からの作動流体の漏れを抑制できる。

ただし、厚肉部６４、７４と薄肉部６６、７６が完全に一体化されない構造であってもよい。たとえば、螺旋状の厚肉部をまず形成しておき、この厚肉部の間の部分を、後工程で薄肉部により繋いで、全体として筒状の気管１８及び液管２０を得てもよい。

本実施形態において、図１０及び図１１に示したように、受熱部１４よりも放熱部１６が下側に位置していると、液管２０の鉛直部分では、放熱部１６で液化された作動流体ＷＦを受熱部１４に戻す方向の逆方向に重力が作用する。

本実施形態では、液管２０にウィック３６が充填されている。ウィック３６は液体に毛細管力を作用させる。これにより、作動流体ＷＦに放熱部１６から受熱部１４へ戻る方向と逆方向に重力が作用しても、この重力の影響を少なくして、作動流体ＷＦを放熱部１６から受熱部１４に戻すことが可能である。

たとえば、放熱板４２の端面４２Ｔを上向きにした場合、液管２０において、放熱板４２側の一部分は放熱板４２から上向きに延出された姿勢となる。放熱部１６から受熱部１４に移動する液体状の作動流体ＷＦは、この移動の初期段階において、移動方向と逆方向の重力を受ける。この場合であっても、液管２０内のウィック３６が、液体状の作動流体ＷＦに毛細管力を作用させることで、作動流体ＷＦを放熱部１６に移動させることが可能である。すなわち、放熱部１６の向きや姿勢に関わらず液管２０に流入させることが可能である。

なお、気管１８にはウィック３６は充填されておらず、気管１８内は空洞６８となっている。したがって、液管２０よりも気管１８の方が圧力損失は大きい。換言すれば、流体が内部を流れようとするときの抵抗は、気管１８よりも液管２０のほうが大きい。このため、受熱部１４内の気化した作動流体ＷＦは、気管１８へ流れ込みやすいが、液管２０へは流れ込みにくい。すなわち、受熱部１４から放熱部１６への作動流体ＷＦ（気体）は気管１８を流れ、放熱部１６から受熱部１４への作動流体ＷＦ（液体）は液管２０を流れる、という一方向の循環流路を実現できる。

図２及び図３に示すように、ウィック３６は、受熱部１４の収容部２４内に配置される。収容部２４内では、液体状の作動流体ＷＦの拡散がウィック３６により促進される。したがって、収容部２４内で、熱を効率的に作動流体ＷＦに作用させ、作動流体ＷＦを気化することができる。

特に、ウィック３６は、上板２６に沿って配置される。すなわち、ウィック３６は、収容部２４において受熱面３４に近い位置で広がって配置されるので、受熱面３４に沿って作動流体ＷＦを拡散させることができる。拡散した作動流体ＷＦにより、広い面で熱を受けるので、作動流体ＷＦを効率的に気化できる。

図４及び図５に示すように、ウィック３６は、放熱部１６の収容部４４内に配置される。収容部４４内にウィック３６が配置されない構造では、作動流体ＷＦは、収容部４４の壁面に接触するのみであるが、ウィック３６が配置される構造では、ウィック３６にも作動流体ＷＦが接触するので、作動流体ＷＦの接触面積が増大する。すなわち、作動流体ＷＦから熱を奪って作動流体ＷＦを冷却する面積が増大するので、より短時間で効率的に作動流体ＷＦを冷却し、液管２０内に移動させることができる。

特に、液管２０内のウィック３６が、収容部４４内のウィック３６及び収容部２４内のウィックと連続した構造を採ることができる。これにより、収容部４４内で液化された作動流体ＷＦは、スムーズに液管２０内のウィック３６に移動し、さらに収容部２４内のウィック３６に移動する。すなわち、収容部４４内の作動流体ＷＦが、スムーズに収容部２４内に移動する。

本実施形態では、図１０及び図１１に示すように、筐体１０４を有している。筐体１０４がない電子装置であっても、冷却装置１２により、電子部品１０６を冷却することは可能であるが、筐体１０４内に電子部品１０６を配置することで、電子部品１０６を外部の環境から保護できる。特に、電子装置１０２を屋外に設置した場合に、屋外の風雨、温度及び湿度から電子装置１０６を保護できる。そして、受熱部１４は筐体１０４の内部に配置されるので、筐体１０４内の電子部品１０６から効率的に受熱できる。放熱部１６は筐体１０４の外部に配置されるので、外気温を取り込むことで効率的に放熱できる。そして、気管１８及び液管２０が、筐体１０４の貫通孔１１０を貫通することで、受熱部１４を筐体１０４の内部に、放熱部１６を筐体１０４の外部に配置した構造を容易に実現できる。

しかも、図１０及び図１１に示すように、筐体１０４の壁部１０８の貫通孔１１０と気管１８及び液管２０との間にブッシュ１１２、１１４が配置される。ブッシュ１１２、１１４により、気管１８と貫通孔１１０の隙間、及び液管２０と貫通孔１１０の隙間から雨水等の液体や埃等の異物が筐体１０４内に進入することを抑制できる。

なお、ブッシュ１１２に代えて、第二実施形態である図１２及び図１３に示す構造を採ることも可能である。第二実施形態において、冷却装置１２の構造は、第一実施形態と同一であるので、詳細な説明を省略する。

第二実施形態の電子装置１２２では、筐体１０４の壁部１０８に貫通孔１２４が形成される。貫通孔１２４は、受熱板２２を矢印Ａ１方向に見たときの外形よりも大きい。この矢印Ａ１方向とは、受熱板２２の端面２２Ｔから気管１８及び液管２０が出る方向と同方向である。そして、筐体１０４の外側から内側へ、矢印Ａ１方向と逆方向に受熱板２２を差し入れることができる。

筐体１０４の外側からは蓋板１２６が取り付けられる。この蓋板１２６により、貫通孔１２４が閉塞される。

蓋板１２６には、気管１８及び液管２０がそれぞれ挿通される挿通孔１２８、１３０が形成される。そして、気管１８、液管２０と挿通孔１２８、１３０との間にコネクタ１３２、１３４が配置される。

蓋板１２６及びコネクタ１３２、１３４は、封止部材の一例である。蓋板１２６及びコネクタ１３２は、気管１８と貫通孔１２４の間から雨水等の液体や埃等の異物が筐体１０４内に進入することを抑制する。同様に、蓋板１２６及びコネクタ１３２は、液管２０と貫通孔１２４の間から雨水等の液体や埃等の異物が筐体１０４内に進入することを抑制する。

第二実施形態では、たとえば、気管１８及び液管２０の途中に、コネクタ１３２、１３４を介して蓋板１２６を取り付けた状態で、筐体１０４の外側から貫通孔１２４内に受熱部１４を通し、筐体１０４内に配置できる。そして、蓋板１２６を、貫通孔１２４を塞ぐように、壁部１０８に固定する。

第二実施形態では、このように、貫通孔１２４に受熱板２２を通すことができる構造である。このため、受熱部１４、放熱部１６、気管１８及び液管２０をあらかじめ組み付けて冷却装置１２を形成しておき、この冷却装置１２の受熱部１４を、貫通孔１２４を通じて筐体１０４内に配置でき、冷却装置１２の筐体への組付作業が容易である。

また、コネクタ１３２、１３４を蓋板１２６に取り付ける簡単な構造で、筐体１０４の外部から内部へ雨水等の液体や埃等の異物が筐体１０４内に進入することを抑制できる。

次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態と同一の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１４〜図１７に示すように、第三実施形態の冷却装置１４２は金属製のケース１４４を有する。ケース１４４の内部には収容部１４６が形成されている。ケース１４４は、収容部１４６に放熱部１６を収容し、放熱部１６の全体を覆うことが可能な内寸を有する直方体状に形成される。たとえば、放熱部１６は、放熱板４２にフィン部材５６等の放熱部材が取り付けられる構造を採り得るが（図１参照）、この場合は、放熱部材を含めて、放熱部１６の全体をケース１４４が覆う。

ケース１４４は、上板１４８と下板１５０とを有している。図１５に示すように、上板１４８及び下板１５０の外周部分には、厚み方向に突出する縁部１５２が形成される。縁部１５２の先端どうしを接合することで、上板１４８と下板１５０とが一体化されると共に、上板１４８と下板１５０の間に収容部１４６が形成される。

上板１４８及び下板１５０には、気管１８が挿通される位置に凹部１４８Ｈ、１５０Ｈが形成される。また、上板１４８及び下板１５０には、液管カバー１６６が配置される位置に、凹部１４９Ｈ、１５１Ｈが形成される。

ケース１４４の上板１４８の外面にはフィン部材１５８が取り付けられる。図１６及び図１７に示す例では、フィン部材１５８は、上板１４８に接触固定されるフィンベース１６０と、このフィンベース１６０から立設される複数のフィン本体１６２を有する構造である。フィン部材１５８により、ケース１４４からの放熱が促進される。なお、ケース１４４からの放熱を促進する部材としては、フィン部材１５８に代えて、ペルチェ素子等の熱電素子や、大きな熱容量を有する金属製のブロック等を用いることができる。また、ケース１４４からの放熱を促進するこれらの部材は、上板１４８と下板１５０の少なくとも一方に取り付けることができる。

また、第三実施形態では、図１４に示すように、気管１８及び液管２０において、放熱部１６側の部分をそれぞれ覆う気管カバー１６４及び液管カバー１６６を有する。

図１８に示すように、気管カバー１６４は金属製且つ円筒状の部材であり、気管１８との間に空間１７４をあけて、気管１８の周囲を全周で覆っている。

図１９に示すように、液管カバー１６６は金属製且つ円筒状の部材であり、液管２０との間に空間１７８をあけて、液管２０の周囲を全周で覆っている。

図１７に示すように、気管カバー１６４が気管１８を覆う部分は、冷却装置１４２が筐体１０４に取り付けられた状態で、筐体１０４の外側（図１７における左側）に位置する部分である。

気管カバー１６４の先端は、筐体１０４の貫通孔１１０に挿通され、筐体１０４の内部（図１６において壁部１０８の右側）に位置している。そして、気管カバー１６４の先端は、閉塞板１６８により閉塞される。

筐体１０４内では、気管カバー１６４の外周と貫通孔１１０との間は、シール部材１７２で封止される。シール部材１７２の例としては、環状のパッキン等を挙げることができる。

気管カバー１６４の基端（ケース１４４側の端部）は、ケース１４４により封止される。気管カバー１６４の内部、すなわち気管カバー１６４と気管１８の間の空間１７４には、空気が密封される。

図１６に示すように、液管カバー１６６が液管２０を覆う部分は、冷却装置１４２が筐体１０４に取り付けられた状態で、筐体１０４の外側に位置する部分である。

液管カバー１６６の先端は、筐体１０４の貫通孔１１０に挿通され、筐体１０４の内部（図１７において壁部１０８の右側）に位置している。そして、液管カバー１６６の先端は、閉塞板１７０により閉塞される。

液管カバー１６６の外周と貫通孔１１０の間は、シール部材１７２で封止される。

液管カバー１６６の基端（ケース１４４側の端部）側では、凹部１４９Ｈ、１５１Ｈと液管２０との間に隙間が生じている。液管カバー１６６の内部、すなわち液管カバー１６６と液管２０の間の空間１７８とケース１４４の内部の空間１７６とが連通している。

なお、図１６及び図１７において、気管１８及び液管２０の厚肉部６４及び薄肉部６６の図示を省略しているが、実際には、図６及び図８に示すように、厚肉部６４、７４及び薄肉部６６、７６が形成された構造である。

また、第三実施形態では、図１４に示すように、気管カバー１６４に厚肉部１８０及び薄肉部１８２が形成され、柔軟性を有する構造である。これにより、気管１８と共に気管カバー１６４も変形する。

同様に液管カバー１６６にも、厚肉部１８４及び薄肉部１８６が形成され、柔軟性を有する構造である。これにより、液管２０と共に液管カバー１６６も変形する。

図１６及び図１７に示すように、空間１７６、１７８には、相変化流体ＰＦが封入される。この相変化流体ＰＦは、放熱部１６から受けた熱で液体から気体へと相変化し、ケース１４４に放熱することで気体から液体へと相変化する流体である。相変化流体ＰＦは、受熱部１４、放熱部１６、気管１８及び液管２０内に封入される作動流体ＷＦと同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。

第三実施形態では、上記のように、放熱部１６がケース１４４で覆われている。放熱部１６は、筐体１０４の外側に配置すると、外気温を取り込むことで効率的に放熱を行えるが、外部の環境に曝される。これに対し、放熱部１６をケース１４４で覆うと、筐体１０４の外側に放熱部１６を配置した場合でも、放熱部１６の腐食や破損を長期間にわたって抑制できる。換言すれば、放熱部１６の腐食や破損を抑制して筐体１０４の外部に配置でき、放熱部１６から外気へ効果的に放熱させることができる。

また、第三実施形態では、気管１８の一部（放熱部１６側の部分）が気管カバー１６４で覆われている。放熱部１６を筐体１０４の外部に配置すると気管１８の一部も筐体１０４の外部に位置する。このように、気管１８の一部が筐体１０４の外部に位置している場合でも、気管１８の腐食や破損を長期間にわたって抑制できる。

さらに、第三実施形態では、液管２０の一部（放熱部１６側の部分）が液管カバー１６６で覆われている。放熱部１６を筐体１０４の外部に配置すると液管２０の一部も筐体１０４の外部に位置する。このように、液管２０の一部が筐体１０４の外部に位置している場合でも、液管２０の腐食や破損を長期間にわたって抑制できる。

第三実施形態では、空間１７６には、相変化流体ＰＦが封入される。そして、放熱部１６の熱により、相変化流体ＰＦを気化させる。したがって、空間１７６に相変化流体ＰＦがない構造と比較して、放熱部１６からの放熱を促進できる。

第三実施形態では、空間１７８には、相変化流体ＰＦが封入される。そして、液管２０の熱により、相変化流体ＰＦを気化させる。したがって、空間１７８に相変化流体ＰＦがない構造と比較して、液管２０からの放熱を促進できる。

しかも、第三実施形態では、図１７に示すように、空間１７６において相変化流体ＰＦの一部が気化すると、空間１７６における気体部分の圧力が上昇し、液面ＦＬが押し下げられる。気体状の相変化流体ＰＦは、空間１７８に流入し、液管カバー１６６の表面から放熱されて液化される。すなわち、第三実施形態では、空間１７８内の相変化流体ＰＦについても相変化を生じさせることで、放熱部１６及び液管２０内の作動流体ＷＦを効果的に冷却できる。たとえば、液管カバー１６６の先端（閉塞板１７０）の位置まで、液管２０内の作動流体ＷＦを冷却できる。

特に、液管カバー１６６は、厚肉部１８４及び薄肉部１８６を有しているので、たとえば厚肉部１８４がない構造と比較して表面積が広い。換言すれば、厚肉部１８４が放熱フィンとして作用し、広い面積で効率的に放熱できる。

なお、ケース１４４、気管カバー１６４及び液管カバー１６６の材質は、放熱部１６、気管１８及び液管２０の腐食や破損を抑制する観点からは特に限定されない。

ただし、上記したように、ケース１４４の内部及び液管カバー１６６の内部に相変化流体ＰＦが封入される構造では、ケース１４４及び液管カバー１６６を金属製とすれば、相変化流体ＰＦが抜け出ることを抑制できる。

この場合の金属としては、たとえば、アルミニウム製あるいはアルミ合金製とすれば、軽量化と耐腐食性を両立できる。特に、ＪＩＳ記号Ａ６０６３のアルミ合金であれば、錆等による破損を抑制し、長期間にわたってケース１４４及び液管カバー１６６の構造を維持できる。

第三実施形態では、このように、筐体１０４の外部に位置する部分をケース１４４、気管カバー１６４及び液管カバー１６６で覆って、腐食を抑制している。したがって、放熱部１６、気管１８及び液管２０としては、外気に暴露された場合の耐腐食性が低い材料、たとえば銅等を用いることが可能である。

図１６に示すように、気管カバー１６４の基端部分はケース１４４により封止されているので、空間１７４に相変化流体ＰＦが流入せず、空間１７４に空気が封入された状態が維持される。空間１７４の空気の断熱作用により、気管１８内の作動流体（気体）からの放熱が抑制される。これにより、気管１８と液管２０とで、内部の作動流体の温度差を高く維持できるので、冷却装置１４２として、熱輸送の効率が高くなる。

次に、第四実施形態について説明する。第四実施形態において、第一実施形態と同一の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。なお、図２１及び図２２では、冷却装置として、第一実施形態の冷却装置１２を用いた例を示している。

第四実施形態の電子装置２０２では、図２１及び図２２に示すように、放熱部１６が筐体１０４の内部に配置される。特に、図２１及び図２２の例では、放熱板４２が受熱板２２と平行に配置される。気管１８及び液管２０が柔軟性を有するので、気管１８及び液管２０を略Ｕ字上に曲げることで、受熱板２２と放熱板４２とをこのように平行に配置することが容易である。たとえば、筐体１０４の外部に放熱部１６を設置するスペースが無い場合に、受熱板２２と放熱板４２とを筐体１０４内で平行に配置すればよい。

第四実施形態において、図２２に示す例では、放熱板４２を筐体１０４の壁面に接触させている。これにより、筐体１０４を放熱素子として用い、放熱板４２からの放熱を促進することが可能である。

次に、第五実施形態について説明する。第五実施形態において、第一実施形態と同一の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第五実施形態において、電子装置としては、第一実施形態の電子装置１０２（図１０及び図１１参照）、第二実施形態の電子装置１２２（図１２及び図１３参照）又は第四実施形態の電子装置２０２（図２１及び図２２参照）と同様の構造を採り得るので、図示を省略する。

第五実施形態の冷却装置２１２では、図２３に示すように、気管２１４が、管壁６２の厚肉部６４及び薄肉部６６を有し、さらに、気管２１４が全体として、螺旋状に形成されている。液管２１６も同様に、管壁６２の厚肉部７４及び薄肉部７６を有し、さらに、液管２０が全体として、螺旋状に形成されている。

このように、気管２１４及び液管２１６として、全体的に螺旋状に形成すると、薄肉部６６の伸縮に伴う変形だけでなく、管全体としての撓みに伴う変形も生じる。ただし、第五実施形態では、気管および液管が第一実施形態〜第四実施形態と比較して長くなるので圧力損失が大きくなる。また、気管及び液管が全体として螺旋状である分、広いスペースを占める。これに対し、第一実施形態〜第四実施形態では、気管及び液管の圧力損失の増加を抑制できると共に、気管及び液管の占めるスペースが狭い。

上記では、受熱部１４として、板状に形成された受熱板２２を有する構造を挙げた。受熱部としては、板状以外の形状であってもよいが、板状とすれば、電子部品１０６に接触して受熱する広い面（受熱面３４）を有する構造を容易に実現できる。

しかも、受熱板２２の内部を中空とすることで、作動流体ＷＦを封入するスペースを、簡単な構造で確保できる。

受熱板２２において、気管１８及び液管２０は、受熱板２２の端面２２Ｔに接続される。気管１８及び液管２０が、受熱板２２における広い面を避けているので、この広い面を受熱面３４として有効に利用し電子部品１０６を接触させることが可能である。たとえば、受熱板２２における広い面は２面存在するが、これら２面で電子部品の熱を受ける構造も採り得る。

同様に、上記では、放熱部１６として、板状に形成された放熱板４２を有する構造を挙げた。放熱部１６としては板状以外の形状であってもよいが、板状とすれば、体積に比して表面積が広く、放熱に有利な構造を容易に実現できる。

しかも、放熱板４２の内部を中空とすることで、作動流体ＷＦを封入するスペースを、簡単な構造で確保できる。

放熱板４２において、気管１８及び液管２０は、放熱板４２の端面４２Ｔに接続される。気管１８及び液管２０が、放熱板４２における広い面を避けているので、この広い面に、放熱素子（たとえば図１に示したフィン部材５６）を取り付けるときに、気管１８及び液管２０が邪魔にならならず、放熱効率の高い構造を容易に実現可能である。

以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

本明細書は、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
作動流体が封入された受熱部と、
前記作動流体が封入された放熱部と、
前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を気体状の前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の気管と、
前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を液体状の前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の液管と、
を有する冷却装置。
（付記２）
前記気管及び前記液管の管壁が、
らせん状に形成される厚肉部と、
前記厚肉部の間で前記厚肉部から連続し前記厚肉部よりも薄肉の薄肉部と、
を有する付記１に記載の冷却装置。
（付記３）
前記作動流体に毛細管力を作用させるウィックが前記液管内に充填される付記１又は付記２に記載の冷却装置。
（付記４）
前記ウィックが前記受熱部の内部に配置される付記３に記載の冷却装置。
（付記５）
前記ウィックが前記放熱部の内部に配置される付記３又は付記４に記載の冷却装置。
（付記６）
前記受熱部が、内部が中空の板状に形成された受熱板を有し、
前記気管及び前記液管が、前記受熱板の端面に接続される付記１〜付記５のいずれか１つに記載の冷却装置。
（付記７）
前記放熱部が、内部が中空の板状に形成された放熱板を有し、
前記気管及び前記液管が、前記放熱板の端面に接続される付記１〜付記６のいずれか１つに記載の冷却装置。
（付記８）
前記放熱部を覆うケースを有する付記１〜付記７のいずれか１つに記載の冷却装置。
（付記９）
前記ケースが金属製であり、
前記放熱部と前記ケースの間に収容され前記放熱部からの受熱で気化し前記ケースへの放熱で液化する相変化流体を有する付記８に記載の冷却装置。
（付記１０）
前記液管における前記放熱部側の部分を覆う液管カバーを有する付記８又は付記９に記載の冷却装置。
（付記１１）
前記液管カバーが金属製であり、
前記液管と前記液管カバーの間に前記相変化流体が収容される付記１０に記載の冷却装置。
（付記１２）
前記ケースの内部と前記液管カバーの内部とが連通している付記１１に記載の冷却装置。
（付記１３）
前記気管における前記放熱部側の部分を覆う気管カバーを有する付記８〜付記１２のいずれか１つに記載の冷却装置。
（付記１４）
電子部品と、
作動流体が封入され前記電子部品から熱を受ける受熱部と、前記作動流体が封入される放熱部と、前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を前記受熱部で気化した前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の気管と、前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を前記放熱部で液化した前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の液管と、を備える冷却装置と、
を有する電子装置。
（付記１５）
前記電子部品が収容される筐体を有し、
前記受熱部が前記筐体の内部に備えられ、
前記放熱部が前記筐体の外部に備えられ、
前記気管及び前記液管が前記筐体の貫通孔を貫通する付記１４に記載の電子装置。
（付記１６）
前記放熱部を覆うケースと、
前記液管において前記筐体の外部に位置する部分を覆う液管カバーと、
前記気管において前記筐体の外部に位置する部分を覆う気管カバーと、
を有する付記１５に記載の電子装置。
（付記１７）
前記気管及び前記液管と前記貫通孔との間を封止する封止部材を有する付記１５に記載の電子装置。
（付記１８）
前記作動流体に毛細管力を作用させるウィックが前記液管内に充填される付記１４〜付記１７いずれか１つに記載の電子装置。
（付記１９）
前記放熱部が前記受熱部よりも下側に位置する付記１８に記載の電子装置。

１２ 冷却装置
１４ 受熱部
１６ 放熱部
１８ 気管
２０ 液管
２２ 受熱板
２２Ｔ 端面
２４ 収容部
３４ 受熱面
３６ ウィック
３８ 空洞
４２ 放熱板
４２Ｔ 端面
６２ 管壁
６４ 厚肉部
６６ 薄肉部
７２ 管壁
７４ 厚肉部
７６ 薄肉部
１０２ 電子装置
１０４ 筐体
１０６ 電子部品
１０８ 壁部
１１０ 貫通孔
１１２、１１４ ブッシュ（封止部材の一例）
１２２ 電子装置
１２４ 貫通孔
１２６ 蓋板（封止部材の一例）
１３２ コネクタ（封止部材の一例）
１３４ コネクタ（封止部材の一例）
１４２ 冷却装置
１４４ ケース
１６４ 気管カバー
１６６ 液管カバー
１６８、１７０ 閉塞板
１７２ シール部材（封止部材の一例）
２０２ 電子装置
２１２ 冷却装置
２１４ 気管
２１６ 液管
ＷＦ 作動流体
ＰＦ 相変化流体

Claims (8)

1. 作動流体が封入された受熱部と、
   前記作動流体が封入された放熱部と、
   前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を気体状の前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の気管と、
   前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を液体状の前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の液管と、
   を有する冷却装置。
2. 前記気管及び前記液管の管壁が、
   らせん状に形成される厚肉部と、
   前記厚肉部の間で前記厚肉部から連続し前記厚肉部よりも薄肉の薄肉部と、
   を有する請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記作動流体に毛細管力を作用させるウィックが前記液管内に充填される請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記ウィックが前記受熱部の内部に配置される請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記ウィックが前記放熱部の内部に配置される請求項３又は請求項４に記載の冷却装置。
6. 電子部品と、
   作動流体が封入され前記電子部品から熱を受ける受熱部と、前記作動流体が封入される放熱部と、前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を前記受熱部で気化した前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の気管と、前記受熱部と前記放熱部とを接続し内部を前記放熱部で液化した前記作動流体が流れ、長手方向に沿って伸縮することで柔軟性を有する金属製の液管と、を備える冷却装置と、
   を有する電子装置。
7. 前記電子部品が収容される筐体を有し、
   前記受熱部が前記筐体の内部に備えられ、
   前記放熱部が前記筐体の外部に備えられ、
   前記気管及び前記液管が前記筐体の貫通孔を貫通する請求項６に記載の電子装置。
8. 前記放熱部を覆うケースと、
   前記液管において前記筐体の外部に位置する部分を覆う液管カバーと、
   前記気管において前記筐体の外部に位置する部分を覆う気管カバーと、
   を有する請求項７に記載の電子装置。