JP2019212873A

JP2019212873A - Heat sink

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Publication number: JP2019212873A
Application number: JP2018110572A
Authority: JP
Inventors: 敬大片山; Takahiro Katayama; 昌裕松尾; Masahiro Matsuo; 将和伊勢村; Masakazu Isemura; 義勝稲垣; Yoshikatsu Inagaki; 達朗三浦; Tatsuro Miura
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2019-12-12

Abstract

To provide a heat sink capable of preventing degradation of heat transport function of a heat pipe, by restraining freezing of working fluid enclosed in the heat pipe, even in a cold district.SOLUTION: A heat sink comprises: a base block having a back part capable of thermally connecting with an electrical heating element; a heat pipe group constituted of multiple main heat pipes having a first cylinder part fixed to the front part of the base block and disposed in the in-plane direction of the base block, and a second cylinder part standing from the base block; and a fin group constituted of multiple fins juxtaposed in the standing direction of the main heat pipe group and fixed to the second cylinder part. A pipe material extending in the longitudinal direction of the second cylinder part and having at least one closed end is housed in at least a portion of the second cylinder part in at least one main heat pipe out of the multiple main heat pipes.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電気・電子部品等を冷却するヒートシンクに関し、例えば、鉄道の車両などの移動体に搭載される電気・電子部品を冷却するヒートシンクに関するものである。 The present invention relates to a heat sink that cools electric / electronic components and the like, for example, a heat sink that cools electric / electronic components mounted on a moving body such as a railway vehicle.

従来、半導体素子を利用した制御機器等の冷却に使用する冷却装置として、密閉のコンテナに封入された作動流体が相変化する際の潜熱を利用して発熱体を冷却するヒートシンク、すなわち、熱輸送手段としてヒートパイプを使用したヒートシンクが用いられることがある。このヒートパイプを使用したヒートシンクは、鉄道の車両などの移動体が寒冷地を走行する場合に、ヒートパイプの凝縮部で気相から液相へ相変化した作動流体がヒートパイプの蒸発部へ還流する前に凝縮部にて凍結してしまい、ヒートパイプの熱輸送機能が低下してしまう場合がある。 Conventionally, as a cooling device used for cooling a control device or the like using a semiconductor element, a heat sink that cools a heating element using latent heat when a working fluid sealed in a sealed container undergoes a phase change, that is, heat transport. A heat sink using a heat pipe may be used as a means. In heat sinks using this heat pipe, when a moving body such as a railway vehicle travels in a cold region, the working fluid that has undergone a phase change from the gas phase to the liquid phase at the condensation section of the heat pipe returns to the evaporation section of the heat pipe. Before it is frozen, it may freeze in the condensing part, and the heat transport function of the heat pipe may deteriorate.

従って、寒冷地を走行する移動体に取り付けるヒートシンクには、作動流体の凍結防止対策が要求される。このようなヒートシンクに用いられるヒートパイプの凍結防止対策として、例えば、受熱部の基材となる冷却装置のベースブロックの温度を測定する受熱部温度センサおよび冷却装置に用いるヒートパイプの先端部の温度を測定する放熱部温度センサの各測定値の少なくとも一方がヒートパイプに封入された作動流体の融点以下になった場合に、受熱部温度センサおよび放熱部温度センサの各測定値に基づいて、作動流体が凍結しているかどうかを判断するための演算部を備えた装置を冷却装置に取り付けることが提案されている（特許文献１）。 Therefore, the heat sink attached to the moving body that travels in a cold region is required to take measures to prevent the working fluid from freezing. As a measure for preventing freezing of heat pipes used for such heat sinks, for example, a heat receiving part temperature sensor that measures the temperature of a base block of a cooling device that is a base material of the heat receiving part and the temperature of the tip of the heat pipe used for the cooling device When at least one of the measured values of the heat dissipation part temperature sensor falls below the melting point of the working fluid sealed in the heat pipe, it operates based on the measured values of the heat receiving part temperature sensor and the heat dissipation part temperature sensor. It has been proposed that a device including a calculation unit for determining whether or not a fluid is frozen is attached to a cooling device (Patent Document 1).

しかし、特許文献１で開示された作動流体の凍結防止対策では、作動流体が凍結しているかどうかを判断する装置を、別途、設ける必要がある。従って、冷却装置とその周辺機器の構造が複雑化されてしまい、作動流体の凍結を精度よく検知することが十分ではない場合がある。 However, in the working fluid freezing prevention measure disclosed in Patent Document 1, it is necessary to separately provide a device for determining whether the working fluid is frozen. Therefore, the structure of the cooling device and its peripheral devices is complicated, and it may not be sufficient to accurately detect freezing of the working fluid.

また、特許文献１では、作動流体の凍結を感知してから、凍結した作動流体に熱を付与して作動流体を融解させるので、作動流体が凍結している間は、ヒートパイプの熱輸送機能が損なわれてしまう。従って、特許文献１では、特に、作動流体の凍結当初の期間において、発熱体に対する冷却機能が発揮できない場合がある。 Further, in Patent Document 1, since the working fluid is melted by sensing the frozen working fluid after freezing, the heat transport function of the heat pipe is maintained while the working fluid is frozen. Will be damaged. Therefore, in patent document 1, the cooling function with respect to a heat generating body may not be able to be exhibited especially in the initial period of the freezing of a working fluid.

特開２０１４−１３８４７５号公報JP 2014-138475 A

上記事情に鑑み、本発明は、寒冷地においても、ヒートパイプに封入された作動流体の凍結を抑制して、ヒートパイプの熱輸送機能の低下を防止できるヒートシンクを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a heat sink capable of preventing the working fluid enclosed in the heat pipe from freezing and preventing the heat transport function of the heat pipe from being lowered even in a cold region.

本発明の態様は、発熱体と熱的に接続可能な背面部を有するベースブロックと、
前記ベースブロックの正面部に固定され、前記ベースブロックの面内方向に沿って配設された第１筒部と、前記第１筒部に接続され、前記ベースブロックから立設する第２筒部とを有する主ヒートパイプの複数で構成されるヒートパイプ群と、
前記主ヒートパイプ群の立設方向に並列して前記第２筒部に固定された複数のフィンで構成されるフィン群と、
を備え、
前記複数の主ヒートパイプのうち、少なくとも１つの前記主ヒートパイプ内部の、少なくとも前記第２筒部の部位に、前記第２筒部の長手方向に沿って延在した、少なくとも一方端が閉塞された管材が収容されているヒートシンクである。 An aspect of the present invention includes a base block having a back portion that can be thermally connected to a heating element,
A first tube portion fixed to the front portion of the base block and disposed along an in-plane direction of the base block, and a second tube portion connected to the first tube portion and erected from the base block A heat pipe group composed of a plurality of main heat pipes,
A fin group composed of a plurality of fins fixed to the second cylindrical portion in parallel with the standing direction of the main heat pipe group;
With
Among the plurality of main heat pipes, at least one end extending along the longitudinal direction of the second cylinder part is blocked at least in the second cylinder part inside the main heat pipe. The heat sink in which the pipe material is accommodated.

上記態様のヒートシンクでは、主ヒートパイプは、ベースブロックの面内方向に沿って延在した第１筒部とベースブロックから立設する方向に沿って延在した第２筒部とを有するので、主ヒートパイプの熱輸送方向に曲げ部が形成されている。また、複数の主ヒートパイプのうち、少なくとも１つの主ヒートパイプ内部では、少なくとも第２筒部の部位に、第２筒部の長手方向に沿って管材が収容されているので、第２筒部は二重管構造となっている。 In the heat sink of the above aspect, the main heat pipe has the first cylinder portion extending along the in-plane direction of the base block and the second cylinder portion extending along the direction standing from the base block. A bent portion is formed in the heat transport direction of the main heat pipe. Further, among the plurality of main heat pipes, the tube material is accommodated along the longitudinal direction of the second tube portion at least in the portion of the second tube portion inside the at least one main heat pipe. Has a double-pipe structure.

また、主ヒートパイプは、ベースブロックに固定される第１筒部が蒸発部として機能する。また、主ヒートパイプは、第２筒部のうち、フィン群が固定された部位が凝縮部として機能する。 In the main heat pipe, the first tube portion fixed to the base block functions as an evaporation portion. Moreover, as for the main heat pipe, the site | part to which the fin group was fixed functions as a condensation part among the 2nd cylinder parts.

本発明の態様は、前記管材が、ヒートパイプとして動作する補助ヒートパイプであるヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the tube material is an auxiliary heat pipe that operates as a heat pipe.

上記態様のヒートシンクでは、ヒートパイプは、主ヒートパイプの内部にさらに補助ヒートパイプが収容されている二重構造となっている。なお、本明細書中、主ヒートパイプの内部にさらに補助ヒートパイプが収容されている二重構造のヒートパイプのことを、便宜上、単に「ヒートパイプ」ということがある。 In the heat sink of the above aspect, the heat pipe has a double structure in which an auxiliary heat pipe is further accommodated inside the main heat pipe. In the present specification, a double-structured heat pipe in which an auxiliary heat pipe is further accommodated inside the main heat pipe may be simply referred to as a “heat pipe” for convenience.

本発明の態様は、前記管材が、前記ベースブロックの部位から前記フィンの部位まで延在するヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the tube material extends from a portion of the base block to a portion of the fin.

上記態様のヒートシンクでは、主ヒートパイプの内部に収容された管材が、主ヒートパイプの蒸発部から凝縮部まで延在している。 In the heat sink of the said aspect, the pipe material accommodated in the inside of the main heat pipe is extended from the evaporation part of the main heat pipe to the condensation part.

本発明の態様は、前記主ヒートパイプが、側面視Ｌ字状または側面視Ｕ字状であり、前記管材が、側面視直線状であるヒートシンクである。 An aspect of the present invention is a heat sink in which the main heat pipe has an L shape in a side view or a U shape in a side view, and the tube material has a linear shape in a side view.

本発明の態様は、前記主ヒートパイプが側面視Ｌ字状、且つ前記補助ヒートパイプが側面視Ｌ字状、または前記主ヒートパイプが側面視Ｕ字状、且つ前記補助ヒートパイプが側面視Ｕ字状若しくは側面視Ｌ字状であるヒートシンクである。 In an aspect of the present invention, the main heat pipe is L-shaped in side view and the auxiliary heat pipe is L-shaped in side view, or the main heat pipe is U-shaped in side view, and the auxiliary heat pipe is U-shaped in side view. It is a heat sink which is letter-shaped or L-shaped in side view.

本発明の態様は、前記主ヒートパイプの内部に設けられたウィック構造体が、細溝であり、前記補助ヒートパイプの内部に設けられたウィック構造体が、金属粉の焼結体または金属繊維の焼結体であるヒートシンクである。 In an aspect of the present invention, the wick structure provided in the main heat pipe is a narrow groove, and the wick structure provided in the auxiliary heat pipe is a sintered metal powder or metal fiber. It is a heat sink which is a sintered body.

本発明の態様によれば、主ヒートパイプ内部の、少なくとも前記第２筒部の部位に、第２筒部の長手方向に沿って、少なくとも一方端が閉塞された管材が延在していることにより、管材の内部空間にて第２筒部の長手方向に沿って熱が輸送される。従って、寒冷地においても、第２筒部の長手方向に沿って輸送された熱によって主ヒートパイプの凝縮部における作動流体の凍結を抑制して、主ヒートパイプの熱輸送機能の低下を防止できる。 According to the aspect of the present invention, the tube material, at least one end of which is closed, extends along the longitudinal direction of the second cylinder part at least in the portion of the second cylinder part inside the main heat pipe. Thus, heat is transported along the longitudinal direction of the second cylindrical portion in the internal space of the pipe material. Accordingly, even in a cold region, freezing of the working fluid in the condensing part of the main heat pipe can be suppressed by heat transported along the longitudinal direction of the second cylinder part, and a decrease in the heat transport function of the main heat pipe can be prevented. .

本発明の態様によれば、管材がヒートパイプとして動作する補助ヒートパイプであることにより、補助ヒートパイプが主ヒートパイプの蒸発部方向から凝縮部方向へ熱輸送を行うので、主ヒートパイプに封入された作動流体の凍結を確実に防止できる。 According to the aspect of the present invention, since the auxiliary heat pipe performs heat transport from the evaporation part direction of the main heat pipe to the condensation part direction because the pipe material is an auxiliary heat pipe that operates as a heat pipe, it is enclosed in the main heat pipe. It is possible to reliably prevent the frozen working fluid from freezing.

本発明の態様によれば、管材がベースブロックの部位からフィンの部位まで延在することにより、管材の内部空間にて主ヒートパイプの蒸発部から凝縮部まで熱が輸送されるので、主ヒートパイプに封入された作動流体の凍結を確実に防止できる。 According to the aspect of the present invention, since the pipe material extends from the base block part to the fin part, heat is transported from the evaporation part of the main heat pipe to the condensation part in the internal space of the pipe material. The freezing of the working fluid sealed in the pipe can be reliably prevented.

本発明の実施形態に係るヒートシンクの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the heat sink which concerns on embodiment of this invention. 図１のヒートシンクの詳細構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the detailed structure of the heat sink of FIG. 本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第１実施形態例に係るヒートパイプを概略的に示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows schematically the heat pipe which concerns on the example of 1st Embodiment used for the heat sink which concerns on embodiment of this invention. 第１実施形態例に係るヒートパイプに封入された作動流体の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the working fluid enclosed with the heat pipe which concerns on the example of 1st Embodiment. 本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第２実施形態例に係るヒートパイプを概略的に示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows schematically the heat pipe which concerns on the example of 2nd Embodiment used for the heat sink which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第３実施形態例に係るヒートパイプを概略的に示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows roughly the heat pipe which concerns on the example of 3rd Embodiment used for the heat sink which concerns on embodiment of this invention.

以下に、本発明の実施形態のヒートシンクを、図面を用いながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るヒートシンクの構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１のヒートシンクの詳細構成を示す部分断面図である。図３は、本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第１実施形態例に係るヒートパイプを概略的に示す側面断面図である。図４は、第１実施形態例に係るヒートパイプに封入された作動流体の状態を示す説明図である。図５は、本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第２実施形態例に係るヒートパイプを概略的に示す側面断面図である。図６は、本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第３実施形態例に係るヒートパイプを概略的に示す側面断面図である。 Below, the heat sink of embodiment of this invention is demonstrated in detail, using drawing. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a heat sink according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a detailed configuration of the heat sink of FIG. FIG. 3 is a side cross-sectional view schematically showing the heat pipe according to the first embodiment used in the heat sink according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of the working fluid sealed in the heat pipe according to the first embodiment. FIG. 5 is a side sectional view schematically showing a heat pipe according to a second embodiment used in the heat sink according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a side cross-sectional view schematically showing a heat pipe according to a third embodiment used for the heat sink according to the embodiment of the present invention.

図１に示すように、鉄道等の車両１００の床下面１０１には、アタッチメント１０２を介して密閉状の筐体２００が取り付けられている。筐体２００の一方の側壁２０１には、開口部２０２が形成され、この開口部２０２を開閉する開閉カバー２０３が上部のヒンジ２０４によって取り付けられている。この開閉カバー２０３は、開口部２０２を閉じたとき図示しないロック手段によってロックできるように構成されている。 As shown in FIG. 1, a sealed casing 200 is attached to a floor lower surface 101 of a vehicle 100 such as a railway via an attachment 102. An opening 202 is formed in one side wall 201 of the housing 200, and an opening / closing cover 203 that opens and closes the opening 202 is attached by an upper hinge 204. The opening / closing cover 203 is configured to be locked by a locking means (not shown) when the opening 202 is closed.

一方で、筐体２００の他方の側壁２０５には窓孔２０６が形成されている。窓孔２０６は、側壁２０５に外側から取り付けられたベースブロック１０によって閉塞されており、これにより筐体２００内が密閉状態で保持されている。このベースブロック１０は、後述する本発明の実施形態に係るヒートシンク１のベースブロック１０である。ベースブロック１０の筐体２００の内部に面する部分には、発熱体、例えば半導体モジュールなどの電気部品３００の複数が取り付けられている。また、筐体２００内には、例えば、他の発熱体として、スナバ抵抗器，スナバコンデンサ及びゲートアンプでそれぞれ構成される他の部品３０１，３０２，３０３が設置されている。 On the other hand, a window hole 206 is formed in the other side wall 205 of the housing 200. The window hole 206 is closed by the base block 10 attached to the side wall 205 from the outside, whereby the inside of the housing 200 is held in a sealed state. The base block 10 is a base block 10 of the heat sink 1 according to an embodiment of the present invention described later. A plurality of electric components 300 such as a heating element, for example, a semiconductor module, are attached to a portion of the base block 10 facing the inside of the housing 200. Further, in the housing 200, for example, other components 301, 302, and 303 each including a snubber resistor, a snubber capacitor, and a gate amplifier are installed as other heating elements.

筐体２００の側壁２０５には、車両１００の走行に伴う風（走行風）に沿うように筒状のカバー２０７が取り付けられており、このカバー２０７内にヒートシンク１が収容されている。また、カバー２０７内には、ヒートパイプ群２０を補強的に支持する支持板２０８ａ，２０８ｂが取り付けられている。支持板２０８ａは、ヒートパイプ群２０を重力方向下方から支持しており、例えば、その一端部がカバー２０７の底壁２０９に固定され、他端部がヒートパイプ群２０の一部に固定されている。支持板２０８ｂは、ヒートパイプ群２０を重力方向上方から支持しており、例えば、その一端部がカバー２０７の上壁２１０に固定され、他端部がヒートパイプ群２０の一部に固定されている。また、これら支持板２０８ａ，２０８ｂは、ヒートパイプ群２０と熱的に接続されており、放熱プレートを兼ねている。 A cylindrical cover 207 is attached to the side wall 205 of the housing 200 so as to follow the wind (running wind) associated with the traveling of the vehicle 100, and the heat sink 1 is accommodated in the cover 207. Further, support plates 208 a and 208 b that support the heat pipe group 20 in a reinforcing manner are attached in the cover 207. The support plate 208a supports the heat pipe group 20 from below in the direction of gravity. For example, one end of the support plate 208a is fixed to the bottom wall 209 of the cover 207 and the other end is fixed to a part of the heat pipe group 20. Yes. The support plate 208b supports the heat pipe group 20 from above in the direction of gravity. For example, one end of the support plate 208b is fixed to the upper wall 210 of the cover 207 and the other end is fixed to a part of the heat pipe group 20. Yes. Moreover, these support plates 208a and 208b are thermally connected to the heat pipe group 20, and also serve as a heat radiating plate.

図２に示すように、ヒートシンク１は、冷却対象の発熱体である電気部品３００と熱的に接続された背面部１０ａを有するベースブロック１０と、ベースブロック１０の正面部１０ｂに固定され、ベースブロック１０の面内方向に沿って配設された第１筒部２１ａと、第１筒部２１ａに接続、連通され、ベースブロック１０から立設する第２筒部２１ｂとを有する第１実施形態例に係るヒートパイプ２１の複数で構成されるヒートパイプ群２０と、ヒートパイプ群２０の立設方向、すなわち、第２筒部２１ｂの延在方向に並列して第２筒部２１ｂに固定された複数のフィン３１，３１，・・・で構成されるフィン群３０と、を備える。 As shown in FIG. 2, the heat sink 1 is fixed to a base block 10 having a back surface portion 10 a thermally connected to an electrical component 300 that is a heating element to be cooled, and a front surface portion 10 b of the base block 10. 1st Embodiment which has the 1st cylinder part 21a arrange | positioned along the in-plane direction of the block 10, and the 2nd cylinder part 21b which is connected and connected to the 1st cylinder part 21a, and stands from the base block 10. The heat pipe group 20 including a plurality of heat pipes 21 according to the example and the standing direction of the heat pipe group 20, that is, the extending direction of the second cylinder part 21b are fixed to the second cylinder part 21b in parallel. And a fin group 30 including a plurality of fins 31, 31,.

ベースブロック１０は、板状部材であり、電気部品３００からの熱を受ける受熱部材である。ベースブロック１０は、背面部１０ａが筐体２００側に、正面部１０ｂがカバー２０７側に向くように、側壁２０５に沿って筐体２００に取り付けられている（図１を参照）。ベースブロック１０は、例えば、背面部１０ａ及び正面部１０ｂが、鉛直方向に沿って配置される。ベースブロック１０の材料は、特に限定されず、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼などの金属材料で構成されている。 The base block 10 is a plate-like member and is a heat receiving member that receives heat from the electric component 300. The base block 10 is attached to the housing 200 along the side wall 205 so that the back surface portion 10a faces the housing 200 side and the front surface portion 10b faces the cover 207 side (see FIG. 1). In the base block 10, for example, the back surface portion 10a and the front surface portion 10b are arranged along the vertical direction. The material of the base block 10 is not specifically limited, For example, it is comprised with metal materials, such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, and stainless steel.

ヒートパイプ群２０を構成する複数のヒートパイプ２１，２１，・・・は、重力方向に対して略平行方向に、所定の間隔を空けて並べて設けられており、ヒートシンク１では、鉛直方向に並設されている。 The plurality of heat pipes 21, 21,... Constituting the heat pipe group 20 are arranged side by side with a predetermined interval in a direction substantially parallel to the direction of gravity. It is installed.

第１筒部２１ａは、ベースブロック１０からの熱によって加熱される蒸発部としての機能を有する。第１筒部２１ａの長手方向の形状は、直線状となっている。第２筒部２１ｂは、第１筒部２１ａからの熱を放出する凝縮部としての機能を有する。第２筒部２１ｂの長手方向の形状は、直線状となっている。 The first cylinder portion 21 a has a function as an evaporation portion that is heated by heat from the base block 10. The shape of the first cylindrical portion 21a in the longitudinal direction is linear. The 2nd cylinder part 21b has a function as a condensation part which discharge | releases the heat from the 1st cylinder part 21a. The shape of the 2nd cylinder part 21b in the longitudinal direction is linear.

フィン群３０を構成する複数のフィン３１，３１，・・・は、第２筒部２１ｂの延在方向に、所定の間隔を空けて並設されており、例えば、ヒートシンク１では、複数のフィン３１，３１，・・・の主面が略平行となるように並設されている。フィン３１は、ヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂの位置、形状及び寸法に対応する１又は複数の孔部を有しており、例えば、この孔部に第２筒部２１ｂを嵌挿することによって、フィン３１は、ヒートパイプ２１に固定されている。 The plurality of fins 31, 31,... Constituting the fin group 30 are arranged in parallel in the extending direction of the second cylinder portion 21 b with a predetermined interval. For example, in the heat sink 1, the plurality of fins The main surfaces of 31, 31,... Are arranged side by side so as to be substantially parallel. The fin 31 has one or a plurality of holes corresponding to the position, shape, and dimensions of the second cylindrical portion 21b of the heat pipe 21, and, for example, the second cylindrical portion 21b is inserted into the hole. Thus, the fin 31 is fixed to the heat pipe 21.

フィン３１は、第２筒部２１ｂからの熱を放出する熱交換手段としての機能を有する。フィン３１が熱交換手段としての機能を発揮し得る構成であれば、フィン３１の形状は、特に限定されず、ヒートシンク１では、薄い平板状となっている。また、フィン３１は、ヒートパイプ群２０の並設方向に関して複数のヒートパイプ２１，２１，・・・の全てと連結されているのが好ましい。但し、ヒートパイプ群２０の並設方向に関して複数のヒートパイプ２１，２１，・・・のうちの一部と連結されたフィン３２が設けられてもよい。 The fins 31 have a function as heat exchange means for releasing heat from the second cylinder portion 21b. If the fin 31 is a structure which can exhibit the function as a heat exchange means, the shape of the fin 31 will not be specifically limited, In the heat sink 1, it is a thin flat plate shape. Moreover, it is preferable that the fin 31 is connected with all the several heat pipes 21, 21, ... regarding the parallel arrangement direction of the heat pipe group 20. As shown in FIG. However, the fin 32 connected with some heat pipes 21, 21, ... with respect to the juxtaposition direction of the heat pipe group 20 may be provided.

複数の第１筒部２１ａ，２１ａ，・・・が、ベースブロック１０を介して相互に連結されていると共に、複数の第２筒部２１ｂ，２１ｂ，・・・が、フィン群３０を介して相互に連結されている。すなわち、複数のヒートパイプ２１，２１，・・・に連結された複数のフィン３１，３１，・・・で構成されるフィン群３０は、フィン肉厚とその枚数を乗算した値の厚みを有する剛体と捉えることができる。よって、車両１００の走行時に、ヒートパイプ群２０及びフィン群３０で構成されるヒートシンク１に振動が加えられた場合であっても、複数のヒートパイプ２１，２１，・・・の各ヒートパイプ２１間距離がフィン群３０によって維持され、その結果、立設された各ヒートパイプ２１とベースブロック１０との各固定部に力のモーメントが生じ難い構造となっている。 A plurality of first tube portions 21a, 21a,... Are connected to each other via the base block 10, and a plurality of second tube portions 21b, 21b,. Are interconnected. That is, the fin group 30 composed of the plurality of fins 31, 31,... Connected to the plurality of heat pipes 21, 21,... Has a thickness obtained by multiplying the fin thickness by the number of the fins. It can be regarded as a rigid body. Therefore, even when vibration is applied to the heat sink 1 composed of the heat pipe group 20 and the fin group 30 during traveling of the vehicle 100, each heat pipe 21 of the plurality of heat pipes 21, 21,. The inter-distance is maintained by the fin group 30, and as a result, a structure is provided in which a moment of force is unlikely to occur at each fixed portion of each of the installed heat pipes 21 and the base block 10.

第１筒部２１ａのベースブロック１０への接続方法は、特に限定されず、例えば、図２に示すように、ベースブロック１０の正面部１０ｂに設けられた凹溝１１に第１筒部２１ａを嵌合し、この嵌合部をはんだ等の接合手段で固定することで、第１筒部２１ａをベースブロック１０に固定することができる。 The connection method of the first cylinder part 21a to the base block 10 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, the first cylinder part 21a is inserted into the concave groove 11 provided in the front part 10b of the base block 10. The first cylindrical portion 21a can be fixed to the base block 10 by fitting and fixing the fitting portion with a joining means such as solder.

次に、ヒートパイプ２１の構造の詳細について、図面を用いながら説明する。図３、４に示すように、ヒートパイプ２１は、主ヒートパイプ４１と、主ヒートパイプ４１内部の、少なくとも第２筒部２１ｂの部位に、第２筒部２１ｂの長手方向に沿って延在した、少なくとも一方端が閉塞された管材が収容されている。第１実施形態例に係るヒートパイプ２１では、少なくとも一方端が閉塞された上記管材として、ヒートパイプとして動作する補助ヒートパイプ４２が収容されている。 Next, details of the structure of the heat pipe 21 will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 3 and 4, the heat pipe 21 extends along the longitudinal direction of the second cylindrical portion 21 b at least at the second cylindrical portion 21 b inside the main heat pipe 41 and the main heat pipe 41. In addition, the pipe material in which at least one end is closed is accommodated. In the heat pipe 21 according to the first embodiment, an auxiliary heat pipe 42 that operates as a heat pipe is accommodated as the above-described tube material that is closed at least at one end.

上記から、ヒートパイプ２１は、主ヒートパイプ４１と補助ヒートパイプ４２とからなる二重構造のヒートパイプとなっている。また、第２筒部２１ｂの部位は、二重管構造となっている。 From the above, the heat pipe 21 is a double-structured heat pipe composed of the main heat pipe 41 and the auxiliary heat pipe 42. Moreover, the site | part of the 2nd cylinder part 21b has a double-pipe structure.

補助ヒートパイプ４２は、熱輸送方向である長手方向の形状が直線状の管状体であり、側面視直線状となっている（図３参照）。補助ヒートパイプ４２は、主ヒートパイプ４１のコンテナ２４内部を、ベースブロック１０の部位からフィン３１の部位まで延在している。 The auxiliary heat pipe 42 is a tubular body having a linear shape in the longitudinal direction, which is the heat transport direction, and is linear when viewed from the side (see FIG. 3). The auxiliary heat pipe 42 extends from the base block 10 to the fin 31 in the container 24 of the main heat pipe 41.

主ヒートパイプ４１は、一方端２２の端面と他方端２３の端面とが封止された管形状のコンテナ２４と、コンテナ２４の内面に設けられたウィック構造体（図示せず）と、コンテナ２４の内部空間である空洞部２５に封入された作動流体２６と、を備えている。主ヒートパイプ４１のコンテナ２４が、ヒートパイプ２１のコンテナ２４でもあり、主ヒートパイプ４１の一方端２２と他方端２３が、それぞれ、ヒートパイプ２１の一方端２２と他方端２３でもある。また、ヒートパイプ２１の第１筒部２１ａが主ヒートパイプ４１の第１筒部２１ａでもあり、ヒートパイプ２１の第２筒部２１ｂが主ヒートパイプ４１の第２筒部２１ｂでもある。上記から、主ヒートパイプ４１の熱輸送方向が、ヒートパイプ２１の熱輸送方向に対応している。 The main heat pipe 41 includes a tubular container 24 in which an end surface of one end 22 and an end surface of the other end 23 are sealed, a wick structure (not shown) provided on the inner surface of the container 24, and the container 24. And a working fluid 26 sealed in a cavity 25 which is an internal space of The container 24 of the main heat pipe 41 is also the container 24 of the heat pipe 21, and the one end 22 and the other end 23 of the main heat pipe 41 are also the one end 22 and the other end 23 of the heat pipe 21, respectively. Further, the first tube portion 21 a of the heat pipe 21 is also the first tube portion 21 a of the main heat pipe 41, and the second tube portion 21 b of the heat pipe 21 is also the second tube portion 21 b of the main heat pipe 41. From the above, the heat transport direction of the main heat pipe 41 corresponds to the heat transport direction of the heat pipe 21.

主ヒートパイプ４１のコンテナ２４は、密閉された管材である。また、コンテナ２４の空洞部２５は、減圧処理されている。主ヒートパイプ４１の熱輸送方向である長手方向の形状は、特に限定されないが、主ヒートパイプ４１（ヒートパイプ２１）では、熱輸送方向に曲げ部２７が形成されている。すなわち、直線状である第１筒部２１ａと直線状である第２筒部２１ｂとの間に曲げ部２７が設けられている。より具体的には、主ヒートパイプ４１（ヒートパイプ２１）は、１つの第１筒部２１ａと２つの第２筒部２１ｂを有する側面視Ｕ字形状を有する管状体であり、第１筒部２１ａを介して第２筒部２１ｂが対向配置されている。上記から、主ヒートパイプ４１（ヒートパイプ２１）には、２つの曲げ部２７が形成されている。コンテナ２４の長手方向に対して直交方向の断面形状は、円形状、扁平形状、四角形等の多角形状など、特に限定されず、ヒートパイプ２１では、略円形状となっている。補助ヒートパイプ４２は、２つの第２筒部２１ｂに、それぞれ１本ずつ、合計２本収容されている。 The container 24 of the main heat pipe 41 is a sealed pipe material. In addition, the cavity 25 of the container 24 is decompressed. Although the shape of the longitudinal direction which is the heat transport direction of the main heat pipe 41 is not particularly limited, the main heat pipe 41 (heat pipe 21) has a bent portion 27 formed in the heat transport direction. That is, the bending part 27 is provided between the linear 1st cylinder part 21a and the linear 2nd cylinder part 21b. More specifically, the main heat pipe 41 (heat pipe 21) is a tubular body having a U-shape in side view having one first cylinder portion 21a and two second cylinder portions 21b, and the first cylinder portion. The 2nd cylinder part 21b is opposingly arranged via 21a. From the above, two bent portions 27 are formed in the main heat pipe 41 (heat pipe 21). The cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the container 24 is not particularly limited, such as a circular shape, a flat shape, or a polygonal shape such as a quadrangle, and the heat pipe 21 has a substantially circular shape. A total of two auxiliary heat pipes 42 are accommodated in each of the two second cylindrical portions 21b.

主ヒートパイプ４１のコンテナ２４の内面には、一方端２２から他方端２３まで、コンテナ２４の長手方向に沿ってウィック構造体（図示せず）が設けられている。すなわち、ウィック構造体は、コンテナ２４の長手方向に沿って延在している。ウィック構造体としては、毛細管力を生じる構造体であれば、特に限定されず、例えば、コンテナ２４の長手方向に沿って延在した複数の細溝（グルーブ）、金属粉の焼結体、金属繊維の焼結体、金属メッシュ等を挙げることができる。このうち、液相の作動流体２６の還流抵抗の増大を防止する点からグルーブが好ましい。 A wick structure (not shown) is provided on the inner surface of the container 24 of the main heat pipe 41 from the one end 22 to the other end 23 along the longitudinal direction of the container 24. That is, the wick structure extends along the longitudinal direction of the container 24. The wick structure is not particularly limited as long as it generates a capillary force. For example, a plurality of fine grooves (grooves) extending along the longitudinal direction of the container 24, a sintered body of metal powder, a metal Examples thereof include a sintered body of fibers and a metal mesh. Of these, the groove is preferable from the viewpoint of preventing an increase in the reflux resistance of the liquid-phase working fluid 26.

コンテナ２４の材質は、特に限定されず、例えば、熱伝導率に優れた点から銅、銅合金、軽量性の点からアルミニウム、アルミニウム合金、強度の改善の点からステンレス等を使用することができる。その他、使用状況に応じて、スズ、スズ合金、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金等を用いてもよい。 The material of the container 24 is not particularly limited, and for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy from the viewpoint of lightness, stainless steel, etc. from the viewpoint of improvement in strength can be used from the viewpoint of excellent thermal conductivity. . In addition, tin, a tin alloy, titanium, a titanium alloy, nickel, a nickel alloy, or the like may be used depending on the use situation.

また、コンテナ２４に封入する作動流体２６としては、コンテナ２４の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水、代替フロン、パーフルオロカーボン、シクロペンタン等を挙げることができる。 Further, the working fluid 26 sealed in the container 24 can be appropriately selected according to the compatibility with the material of the container 24, and examples thereof include water, alternative chlorofluorocarbon, perfluorocarbon, and cyclopentane.

図３、４に示すように、ヒートパイプ２１では、補助ヒートパイプ４２は、第２筒部２１ｂの部位をベースブロック１０の部位からフィン３１の部位まで直線状に延在している。上記から、補助ヒートパイプ４２は、ベースブロック１０から立設された状態となっている。一方で、第１筒部２１ａの部位には、補助ヒートパイプ４２は設けられていない。 As shown in FIGS. 3 and 4, in the heat pipe 21, the auxiliary heat pipe 42 extends linearly from the portion of the base block 10 to the portion of the fin 31 in the portion of the second cylindrical portion 21 b. From the above, the auxiliary heat pipe 42 is erected from the base block 10. On the other hand, the auxiliary heat pipe 42 is not provided in the site | part of the 1st cylinder part 21a.

ベースブロック１０が発熱体から受熱すると、第２筒部２１ｂのうち、ベースブロック１０側の部位はフィン３１側の部位よりも高温状態となる。従って、補助ヒートパイプ４２のうち、ベースブロック１０側の部位は蒸発部として機能し、フィン３１側の部位は凝縮部として機能する。上記から、補助ヒートパイプ４２は、第２筒部２１ｂ内部をベースブロック１０側の部位からフィン３１側の部位へ熱輸送することができる。 When the base block 10 receives heat from the heating element, the portion on the base block 10 side in the second cylindrical portion 21b is in a higher temperature state than the portion on the fin 31 side. Accordingly, a portion of the auxiliary heat pipe 42 on the base block 10 side functions as an evaporation portion, and a portion on the fin 31 side functions as a condensing portion. From the above, the auxiliary heat pipe 42 can thermally transport the inside of the second cylindrical portion 21b from the base block 10 side portion to the fin 31 side portion.

補助ヒートパイプ４２は、一方端５２の端面と他方端５３の端面とが封止された管形状のコンテナ４４と、コンテナ４４の内面に設けられたウィック構造体（図示せず）と、コンテナ４４の内部空間である空洞部４５に封入された作動流体４６と、を備えている。補助ヒートパイプ４２のコンテナ４４は、密閉された管材である。また、コンテナ４４の空洞部４５は、減圧処理されている。上記から、補助ヒートパイプ４２に封入された作動流体４６は、主ヒートパイプ４１に封入された作動流体２６と分離されており、主ヒートパイプ４１に封入された作動流体２６の動作は、補助ヒートパイプ４２に封入された作動流体４６の動作とは独立している。 The auxiliary heat pipe 42 includes a tubular container 44 in which an end surface of one end 52 and an end surface of the other end 53 are sealed, a wick structure (not shown) provided on the inner surface of the container 44, and the container 44. And a working fluid 46 sealed in a cavity 45 that is an internal space of the above. The container 44 of the auxiliary heat pipe 42 is a sealed tube material. Further, the cavity 45 of the container 44 is subjected to a decompression process. From the above, the working fluid 46 enclosed in the auxiliary heat pipe 42 is separated from the working fluid 26 enclosed in the main heat pipe 41, and the operation of the working fluid 26 enclosed in the main heat pipe 41 is dependent on the auxiliary heat pipe 41. The operation of the working fluid 46 enclosed in the pipe 42 is independent.

補助ヒートパイプ４２の熱輸送方向である長手方向の形状は、直線状である。コンテナ４４の長手方向に対して直交方向の断面形状は、円形状、扁平形状、四角形等の多角形状など、特に限定されず、ヒートパイプ２１では、略円形状となっている。 The shape in the longitudinal direction, which is the heat transport direction of the auxiliary heat pipe 42, is linear. The cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the container 44 is not particularly limited, such as a circular shape, a flat shape, or a polygonal shape such as a quadrangle, and the heat pipe 21 has a substantially circular shape.

補助ヒートパイプ４２のコンテナ４４の内面には、一方端５２から他方端５３まで、コンテナ４４の長手方向に沿ってウィック構造体（図示せず）が設けられている。すなわち、補助ヒートパイプ４２のウィック構造体は、コンテナ４４の長手方向に沿って延在している。ウィック構造体としては、毛細管力を生じる構造体であれば、特に限定されず、例えば、コンテナ４４の長手方向に沿って延在した複数の細溝（グルーブ）、金属粉の焼結体、金属繊維の焼結体、金属メッシュ等を挙げることができる。このうち、ウィック構造体の毛細管力を向上させて補助ヒートパイプ４２に優れた熱輸送特性を付与する点から金属粉の焼結体が好ましい。 A wick structure (not shown) is provided on the inner surface of the container 44 of the auxiliary heat pipe 42 from one end 52 to the other end 53 along the longitudinal direction of the container 44. That is, the wick structure of the auxiliary heat pipe 42 extends along the longitudinal direction of the container 44. The wick structure is not particularly limited as long as it produces a capillary force. For example, a plurality of fine grooves (grooves) extending along the longitudinal direction of the container 44, a sintered body of metal powder, a metal Examples thereof include a sintered body of fibers and a metal mesh. Among these, a sintered body of metal powder is preferable from the viewpoint of improving the capillary force of the wick structure and imparting excellent heat transport characteristics to the auxiliary heat pipe 42.

補助ヒートパイプ４２のコンテナ４４の材質は、特に限定されず、主ヒートパイプ４１のコンテナ２４の材質と同じでもよく、異なっていてもよい。コンテナ４４の材質としては、例えば、熱伝導率に優れた点から銅、銅合金、軽量性の点からアルミニウム、アルミニウム合金、強度の改善の点からステンレス等を使用することができる。その他、使用状況に応じて、スズ、スズ合金、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金等を用いてもよい。 The material of the container 44 of the auxiliary heat pipe 42 is not particularly limited, and may be the same as or different from the material of the container 24 of the main heat pipe 41. As the material of the container 44, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy from the viewpoint of lightness, stainless steel, etc. from the viewpoint of improving the strength can be used. In addition, tin, a tin alloy, titanium, a titanium alloy, nickel, a nickel alloy, or the like may be used depending on the use situation.

また、補助ヒートパイプ４２のコンテナ４４に封入する作動流体４６としては、主ヒートパイプ４１のコンテナ２４に封入する作動流体２６と同じでもよく、異なっていてもよい。補助ヒートパイプ４２の作動流体４６は、コンテナ４４の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水、代替フロン、パーフルオロカーボン、シクロペンタン等を挙げることができる。 Further, the working fluid 46 sealed in the container 44 of the auxiliary heat pipe 42 may be the same as or different from the working fluid 26 sealed in the container 24 of the main heat pipe 41. The working fluid 46 of the auxiliary heat pipe 42 can be appropriately selected according to the compatibility with the material of the container 44, and examples thereof include water, alternative chlorofluorocarbon, perfluorocarbon, and cyclopentane.

ヒートパイプ２１では、主ヒートパイプ４１内部の第２筒部２１ｂの部位に、第２筒部２１ｂの長手方向に沿って、補助ヒートパイプ４２がベースブロック１０の部位からフィン３１の部位まで延在していることにより、補助ヒートパイプ４２によって、第２筒部２１ｂの長手方向に沿って主ヒートパイプ４１（ヒートパイプ２１）の蒸発部から凝縮部方向へ熱が輸送される。また、補助ヒートパイプ４２の空洞部４５は、主ヒートパイプ４１の空洞部２５よりも、外気温の影響を受け難い。よって、補助ヒートパイプ４２の空洞部４５においては、寒冷地においても作動流体４６の凍結が防止され、補助ヒートパイプ４２の熱輸送特性を維持することができる。従って、寒冷地においても、補助ヒートパイプ４２の熱輸送機能にて第２筒部２１ｂの長手方向に沿って蒸発部から凝縮部方向へ輸送された熱によって、主ヒートパイプ４１（ヒートパイプ２１）の凝縮部における作動流体２６の凍結を抑制できる。結果として、主ヒートパイプ４１（ヒートパイプ２１）の熱輸送機能の低下を防止できる。従って、寒冷地を走行する車両１００に本発明の実施形態に係るヒートシンク１が設置されても、ヒートパイプ２１の熱輸送特性が得られて、ヒートシンク１の冷却特性を維持することができる。 In the heat pipe 21, the auxiliary heat pipe 42 extends from the base block 10 part to the fin 31 part along the longitudinal direction of the second cylindrical part 21 b in the second cylindrical part 21 b part inside the main heat pipe 41. By doing so, heat is transported by the auxiliary heat pipe 42 from the evaporation part of the main heat pipe 41 (heat pipe 21) toward the condensation part along the longitudinal direction of the second cylinder part 21b. Further, the cavity 45 of the auxiliary heat pipe 42 is less susceptible to the influence of the outside air temperature than the cavity 25 of the main heat pipe 41. Therefore, in the hollow portion 45 of the auxiliary heat pipe 42, the working fluid 46 is prevented from freezing even in a cold region, and the heat transport characteristics of the auxiliary heat pipe 42 can be maintained. Accordingly, even in a cold region, the main heat pipe 41 (heat pipe 21) is generated by the heat transported from the evaporation section to the condensation section along the longitudinal direction of the second cylinder section 21b by the heat transport function of the auxiliary heat pipe 42. Freezing of the working fluid 26 in the condensing part can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the heat transport function of the main heat pipe 41 (heat pipe 21) from being lowered. Therefore, even if the heat sink 1 according to the embodiment of the present invention is installed in the vehicle 100 traveling in a cold region, the heat transport characteristic of the heat pipe 21 can be obtained and the cooling characteristic of the heat sink 1 can be maintained.

次に、本発明の実施形態に係るヒートシンク１の冷却メカニズムについて説明する。ヒートシンク１のベースブロック１０が背面部１０ａにて発熱体である電気部品３００から受熱すると、ベースブロック１０の背面部１０ａから正面部１０ｂへ熱が伝達され、正面部１０ｂへ伝達された熱は、さらに、正面部１０ｂからヒートパイプ２１（主ヒートパイプ４１）の第１筒部２１ａへ伝達される。第１筒部２１ａへ熱が伝達されると、第１筒部２１ａが主ヒートパイプ４１の蒸発部として機能する。蒸発部にて主ヒートパイプ４１の作動流体２６が液相から気相へ相変化する。気相に相変化した作動流体２６が、主ヒートパイプ４１の空洞部２５を、コンテナ２４の長手方向に蒸発部から第２筒部２１ｂの凝縮部へ流れることで、発熱体である電気部品３００からの熱が主ヒートパイプ４１の蒸発部から凝縮部へ輸送される。主ヒートパイプ４１の蒸発部から凝縮部へ輸送された熱は、熱交換手段であるフィン３１の設けられた第２筒部２１ｂの凝縮部にて、気相の作動流体２６が液相へ相変化することで、潜熱として放出される。 Next, the cooling mechanism of the heat sink 1 according to the embodiment of the present invention will be described. When the base block 10 of the heat sink 1 receives heat from the electrical component 300 which is a heating element in the back surface portion 10a, heat is transmitted from the back surface portion 10a of the base block 10 to the front surface portion 10b, and the heat transmitted to the front surface portion 10b is Further, the heat is transmitted from the front portion 10b to the first tube portion 21a of the heat pipe 21 (main heat pipe 41). When heat is transmitted to the first tube portion 21a, the first tube portion 21a functions as an evaporation portion of the main heat pipe 41. The working fluid 26 of the main heat pipe 41 changes from the liquid phase to the gas phase in the evaporation section. The working fluid 26 that has changed to the gas phase flows through the hollow portion 25 of the main heat pipe 41 in the longitudinal direction of the container 24 from the evaporation portion to the condensation portion of the second cylindrical portion 21 b, so that the electric component 300 that is a heating element. Is transported from the evaporation part of the main heat pipe 41 to the condensation part. The heat transported from the evaporating part of the main heat pipe 41 to the condensing part is transferred from the gas phase working fluid 26 to the liquid phase in the condensing part of the second cylindrical part 21b provided with the fins 31 as heat exchange means. By changing, it is released as latent heat.

第１筒部２１ａが主ヒートパイプ４１の蒸発部として機能し、第２筒部２１ｂが主ヒートパイプ４１の凝縮部として機能するとともに、補助ヒートパイプ４２は、ベースブロック１０側の部位は蒸発部として機能し、フィン３１側の部位は凝縮部として機能する。このとき、補助ヒートパイプ４２が、その熱輸送機能により、第２筒部２１ｂ内部をベースブロック１０側の部位からフィン３１側の部位へ熱を輸送する。補助ヒートパイプ４２によって第２筒部２１ｂ内部をベースブロック１０側の部位からフィン３１側の部位へ輸送された熱により、寒冷地においても、主ヒートパイプ４１の凝縮部にて液相へ相変化した作動流体２６の凍結が防止される。 The first cylinder part 21a functions as an evaporation part of the main heat pipe 41, the second cylinder part 21b functions as a condensation part of the main heat pipe 41, and the auxiliary heat pipe 42 has an evaporation part at the base block 10 side. And the part on the fin 31 side functions as a condensing part. At this time, the auxiliary heat pipe 42 transports heat from the portion on the base block 10 side to the portion on the fin 31 side in the second cylindrical portion 21b by its heat transport function. Phase change to the liquid phase at the condensing part of the main heat pipe 41 in the cold region due to the heat transported from the part on the base block 10 side to the part on the fin 31 side inside the second cylinder part 21b by the auxiliary heat pipe 42 The freezing of the working fluid 26 is prevented.

主ヒートパイプ４１の凝縮部にて放出された潜熱は、主ヒートパイプ４１の凝縮部に設けられたフィン３１を介して、主ヒートパイプ４１の凝縮部からヒートシンク１の外部環境へ放出される。また、主ヒートパイプ４１の凝縮部にて液相に相変化した作動流体２６は、主ヒートパイプ４１に設けられたウィック構造体の毛細管力によって、主ヒートパイプ４１の凝縮部から蒸発部へ還流される。 The latent heat released in the condensing part of the main heat pipe 41 is released from the condensing part of the main heat pipe 41 to the external environment of the heat sink 1 through the fins 31 provided in the condensing part of the main heat pipe 41. Further, the working fluid 26 that has changed to a liquid phase in the condensing part of the main heat pipe 41 is refluxed from the condensing part of the main heat pipe 41 to the evaporation part by the capillary force of the wick structure provided in the main heat pipe 41. Is done.

次に、第１実施形態例に係るヒートパイプ２１の製造方法について説明する。前記製造方法は、特に限定されず、例えば、側面視Ｕ字状である管材の一方の端部から、補助ヒートパイプ４２を挿入する。この管材は、両方の端部が開口しており、管材の内面には、管材の長手方向に沿って複数のグルーブが設けられている。次に、封入口を残して管材の両方の端部を封止し、上記封入口から作動流体２６を注入した後、管材内部を、加熱脱気、真空脱気等の脱気処理をして減圧状態とする。その後、封入口を封止することでコンテナ２４が形成されて、ヒートパイプ２１を製造することができる。 Next, a method for manufacturing the heat pipe 21 according to the first embodiment will be described. The said manufacturing method is not specifically limited, For example, the auxiliary | assistant heat pipe 42 is inserted from one edge part of the pipe material which is U shape in a side view. Both ends of the tube material are open, and a plurality of grooves are provided on the inner surface of the tube material along the longitudinal direction of the tube material. Next, both ends of the tube material are sealed leaving the sealing port, and after the working fluid 26 is injected from the sealing port, the inside of the tube material is subjected to a degassing process such as heat degassing and vacuum degassing. Reduce pressure. Thereafter, the container 24 is formed by sealing the sealing port, and the heat pipe 21 can be manufactured.

次に、本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第２実施形態例に係るヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。なお、第１実施形態例に係るヒートパイプ２１と同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat pipe according to a second embodiment used for the heat sink according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same component as the heat pipe 21 which concerns on the example of 1st Embodiment, it demonstrates using the same code | symbol.

第１実施形態例に係るヒートパイプ２１では、補助ヒートパイプ４２は直線状であり、２つの第２筒部２１ｂに、それぞれ１本ずつ、合計２本収容されていたが、これに代えて、図５に示すように、第２実施形態例に係るヒートパイプ６１では、側面視Ｕ字状である主ヒートパイプ４１のコンテナ２４と同じく、補助ヒートパイプ６２のコンテナ６４も、側面視Ｕ字状となっている。ヒートパイプ６１では、コンテナ２４の一方端２２から他方端２３まで、二重構造のヒートパイプとなっている。従って、ヒートパイプ６１では、第２筒部２１ｂだけではなく、第１筒部２１ａにも、補助ヒートパイプ６２が延在している。第２実施形態例に係るヒートパイプ６１でも、第１実施形態例に係るヒートパイプ２１と同様に、補助ヒートパイプ６２に封入された作動流体４６は、主ヒートパイプ４１に封入された作動流体２６と分離されている。 In the heat pipe 21 according to the first embodiment, the auxiliary heat pipe 42 is linear, and each of the two second cylindrical portions 21b is housed in a total of two, but instead, As shown in FIG. 5, in the heat pipe 61 according to the second embodiment, the container 64 of the auxiliary heat pipe 62 is also U-shaped in a side view, like the container 24 of the main heat pipe 41 that is U-shaped in a side view. It has become. The heat pipe 61 is a double-structured heat pipe from one end 22 to the other end 23 of the container 24. Therefore, in the heat pipe 61, the auxiliary heat pipe 62 extends not only in the second cylinder portion 21b but also in the first cylinder portion 21a. Also in the heat pipe 61 according to the second embodiment, the working fluid 46 enclosed in the auxiliary heat pipe 62 is the working fluid 26 enclosed in the main heat pipe 41 as in the heat pipe 21 according to the first embodiment. And are separated.

第２実施形態例に係るヒートパイプ６１でも、第１実施形態例に係るヒートパイプ２１と同様に、補助ヒートパイプ６２の熱輸送機能によって第２筒部２１ｂ内部をベースブロック１０側の部位からフィン３１側の部位へ輸送された熱により、寒冷地においても、主ヒートパイプ４１の凝縮部にて液相へ相変化した作動流体２６の凍結を防止することができる。 Also in the heat pipe 61 according to the second embodiment, as in the heat pipe 21 according to the first embodiment, the inside of the second cylindrical portion 21b is finned from the base block 10 side portion by the heat transport function of the auxiliary heat pipe 62. Due to the heat transported to the site on the 31st side, freezing of the working fluid 26 that has changed to the liquid phase at the condensing part of the main heat pipe 41 can be prevented even in a cold region.

次に、本発明の実施形態に係るヒートシンクに用いられる第３実施形態例に係るヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。なお、第１、第２実施形態例に係るヒートパイプと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a heat pipe according to a third embodiment used for the heat sink according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same component as the heat pipe which concerns on the 1st, 2nd embodiment, it demonstrates using the same code | symbol.

第１実施形態例に係るヒートパイプ２１では、第２筒部２１ｂの長手方向に沿って延在した、少なくとも一方端が閉塞された管材として、ヒートパイプ（補助ヒートパイプ４２）が用いられていたが、これに代えて、図６に示すように、第３実施形態例に係るヒートパイプ７１では、一方端が閉塞され、他方端が開放された管部材７２が用いられている。管部材７２は、重力方向上方側の一方端が閉塞され、重力方向下方側であるベースブロック１０側が開放されている。 In the heat pipe 21 according to the first embodiment, a heat pipe (auxiliary heat pipe 42) is used as a tube material extending along the longitudinal direction of the second cylindrical portion 21b and closed at least one end. However, instead of this, as shown in FIG. 6, in the heat pipe 71 according to the third embodiment, a pipe member 72 having one end closed and the other end opened is used. The pipe member 72 has one end on the upper side in the gravitational direction closed and the base block 10 side on the lower side in the gravitational direction being opened.

上記から、第３実施形態例に係るヒートパイプ７１では、主ヒートパイプ４１に封入された作動流体２６が、管部材７２内部も流通する。管部材７２の内部空間は、補助ヒートパイプ４２と同様に、主ヒートパイプ４１の空洞部２５よりも、外気温の影響を受け難い。従って、管部材７２の内部空間においては、寒冷地においても作動流体２６の凍結を防止することができ、主ヒートパイプ４１の熱輸送特性を維持することができる。 From the above, in the heat pipe 71 according to the third embodiment, the working fluid 26 sealed in the main heat pipe 41 also flows inside the pipe member 72. Similar to the auxiliary heat pipe 42, the internal space of the pipe member 72 is less affected by the outside air temperature than the hollow portion 25 of the main heat pipe 41. Therefore, in the internal space of the pipe member 72, the working fluid 26 can be prevented from freezing even in a cold region, and the heat transport characteristics of the main heat pipe 41 can be maintained.

次に、本発明のヒートシンクの他の実施形態について説明する。上記実施形態例では、主ヒートパイプの形状は、側面視Ｕ字状であったが、これに代えて、側面視Ｌ字状等、熱輸送方向に曲げ部を有する他の形状でもよい。また、上記実施形態例では、補助ヒートパイプの形状は、側面視Ｕ字状または直線状であったが、これに代えて、側面視Ｌ字状でもよい。 Next, another embodiment of the heat sink of the present invention will be described. In the above embodiment example, the shape of the main heat pipe is U-shaped when viewed from the side, but instead, other shapes having bent portions in the heat transport direction such as L-shaped when viewed from the side may be used. In the above embodiment, the shape of the auxiliary heat pipe is U-shaped or linear when viewed from the side, but may be L-shaped when viewed from the side instead.

また、本発明のヒートシンクでは、ヒートシンクの使用条件等に応じて、複数の主ヒートパイプの全てに、補助ヒートパイプ等の少なくとも一方端が閉塞された管材が収容されている態様でもよく、複数の主ヒートパイプのうち、一部の主ヒートパイプの内部に補助ヒートパイプ等の少なくとも一方端が閉塞された管材が収容され、他の主ヒートパイプの内部には補助ヒートパイプ等の少なくとも一方端が閉塞された管材が収容されていない態様でもよい。 Further, in the heat sink of the present invention, depending on the use conditions of the heat sink, etc., a mode in which at least one end of the auxiliary heat pipe or the like is accommodated in all of the plurality of main heat pipes may be accommodated. Among the main heat pipes, a pipe material in which at least one end of an auxiliary heat pipe or the like is blocked is accommodated inside some of the main heat pipes, and at least one end of the auxiliary heat pipe or the like is contained inside the other main heat pipes. An aspect in which the blocked pipe material is not accommodated may be used.

本発明のヒートシンクは、寒冷地においても、ヒートパイプに封入された作動流体の凍結を抑制して、ヒートパイプの熱輸送機能の低下を防止できるので、広汎な分野で利用可能であり、例えば、寒冷地を走行する鉄道の車両などの移動体に搭載される電気・電子部品を冷却する分野、寒冷地に設置される、太陽光発電用のパワーコンディショナー等の屋外設置型のインバータ設備に搭載される電気・電子部品を冷却する分野等で利用価値が高い。 The heat sink of the present invention can be used in a wide range of fields because it can prevent freezing of the working fluid enclosed in the heat pipe and prevent a decrease in the heat transport function of the heat pipe even in cold regions. Installed in outdoor installation type inverter equipment such as power conditioners for solar power generation installed in the field of cooling electric and electronic parts mounted on moving bodies such as railway vehicles traveling in cold regions High utility value in the field of cooling electrical and electronic components.

１ヒートシンク
１０ベースブロック
２０ヒートパイプ群
２１、６１、７１ヒートパイプ
３０フィン群
３１フィン
４１主ヒートパイプ
４２、６２補助ヒートパイプ
７２管部材 1 heat sink 10 base block 20 heat pipe group 21, 61, 71 heat pipe 30 fin group 31 fin 41 main heat pipe 42, 62 auxiliary heat pipe 72 pipe member

Claims

A base block having a back portion thermally connectable to the heating element;
A first tube portion fixed to the front portion of the base block and disposed along an in-plane direction of the base block, and a second tube portion connected to the first tube portion and erected from the base block A heat pipe group composed of a plurality of main heat pipes,
A fin group composed of a plurality of fins fixed to the second cylindrical portion in parallel with the standing direction of the main heat pipe group;
With
Among the plurality of main heat pipes, at least one end extending along the longitudinal direction of the second cylinder part is blocked at least in the second cylinder part inside the main heat pipe. A heat sink that contains the pipe material.

The heat sink according to claim 1, wherein the pipe material is an auxiliary heat pipe that operates as a heat pipe.

The heat sink according to claim 1 or 2, wherein the tube material extends from a portion of the base block to a portion of the fin.

The heat sink according to any one of claims 1 to 3, wherein the main heat pipe has an L shape in a side view or a U shape in a side view, and the pipe material has a linear shape in a side view.

The main heat pipe is L-shaped in side view and the auxiliary heat pipe is L-shaped in side view, or the main heat pipe is U-shaped in side view, and the auxiliary heat pipe is U-shaped in side view or L in side view. The heat sink according to claim 2, which has a letter shape.

The wick structure provided inside the main heat pipe is a narrow groove, and the wick structure provided inside the auxiliary heat pipe is a sintered body of metal powder or a sintered body of metal fibers. The heat sink according to claim 2.