JP2022110951A - タンクおよび冷却ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】液体が流れるタンク室からの気体の流出を抑制する。【解決手段】本発明によるタンク（１００）は、ハウジング（１１０）と、タンク室流入孔（１２０）と、タンク室流出孔（１３０）と、突出流路（１４０）とを有する。ハウジング（１１０）は、タンク室（１１４）を有する。タンク室流入孔（１２０）からタンク室（１１４）に液体が流入する。タンク室（１１４）の液体はタンク室流出孔（１３０）から流出する。突出流路（１４０）は、タンク室流出孔（１３０）と繋がり、タンク室流出孔（１３０）からタンク室（１１４）内に突出する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、タンクおよび冷却ユニットに関する。

ポンプを用いて液体を送り出す送液装置は、種々の装置に用いられる。一例では、送液装置は、発熱部品を冷却するための冷媒を循環させる冷却装置に用いられる。ポンプの空転を防ぐために気体を含む冷媒がポンプに流入することを回避するタンクが検討されている（特許文献１）。

特許文献１には、タンク本体内の流出口に対向する抑止板を流出口の近傍に配置した冷媒貯蔵タンクが記載されている。特許文献１の冷媒貯蔵タンクでは、抑止板により、冷媒が流入口から流出口に直接的に流れることを抑止できるため、冷媒中の気体がポンプに流入することを抑制できる。

特開２０１３－４５９４２号公報

しかしながら、特許文献１の冷媒貯蔵タンクでも、タンク本体内の気体が流出口に侵入して気体がポンプに流入することがある。例えば、冷媒貯蔵タンクの向きまたは姿勢が変化してタンク本体の流出口が鉛直上方に位置すると、タンク本体内の冷媒がタンク本体の鉛直下方に集まる結果、タンク本体内の気体が鉛直上方に位置するタンク本体の流出口の近傍に集まる。この場合、流出口の近傍の気体が流出口から流出してしまうことがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体が流れるタンク室からの気体の流出を抑制可能なタンクおよび冷却ユニットを提供することにある。

本発明の例示的なタンクは、タンク室を有するハウジングと、前記タンク室に液体が流入するタンク室流入孔と、前記タンク室から前記液体が流出するタンク室流出孔と、前記タンク室流出孔と繋がり、前記タンク室流出孔から前記タンク室内に突出した突出流路とを有する。

本発明の例示的な冷却ユニットは、上記に記載のタンクと、前記タンクの前記タンク室流出孔側に配置されたカバー部材とを有し、少なくとも前記タンクと前記カバー部材と、により第２流路が構成され、前記タンクの前記タンク室流出孔から流出した液体は、前記第２流路内を前記突出流路が延びる方向とは異なる方向に沿って流れる。

例示的な本発明によれば、液体が流れるタンク室からの気体の流出を抑制できる。

図１は、例示的な第１の実施形態のタンクの模式的な斜視図である。 図２Ａは、例示的な第１の実施形態のタンクの模式的な断面斜視図である。 図２Ｂは、例示的な第１の実施形態のタンクの模式的な断面図である。 図３Ａは、例示的な第２の実施形態のタンクの模式的な断面斜視図である。 図３Ｂは、例示的な第２の実施形態のタンクの模式的な断面図である。 図４Ａは、例示的な第３の実施形態のタンクの模式的な断面斜視図である。 図４Ｂは、例示的な第３の実施形態のタンクの模式的な断面図である。 図５Ａは、例示的な第４の実施形態のタンクの模式的な断面斜視図である。 図５Ｂは、例示的な第４の実施形態のタンクの模式的な断面図である。 図６Ａは、例示的な第５の実施形態のタンクの模式的な断面斜視図である。 図６Ｂは、例示的な第６の実施形態のタンクの模式的な断面斜視図である。 図７は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニットの模式的な斜視図である。 図８は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニットの模式的な分解斜視図である。 図９は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニットの模式的な断面図である。 図１０は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニットの模式的な断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を参照することがある。典型的には、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のいずれか１つが、鉛直方向に平行であり、残りの２つは、水平方向に平行である。さらに、Ｘ軸における一方側の方向を＋Ｘ方向、他方側の方向を－Ｘ方向と定義する。さらに、Ｙ軸における一方側の方向を＋Ｙ方向、他方側の方向を－Ｙ方向と定義する。さらに、Ｚ軸における一方側の方向を＋Ｚ方向、他方側の方向を－Ｚ方向と定義する。ただし、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の向きは、本発明に係る冷却ユニットの使用時の向きを限定する意図はない。

まず、図１を参照して、例示的な第１の実施形態のタンク１００を説明する。図１は、タンク１００の模式的な斜視図である。

タンク１００は、液体を溜めることができる。タンク１００に溜まる液体は、水であってもよい。あるいは、液体は、混合液であってもよい。例えば、混合液は、水とプロピレングリコールの混合液であってもよい。

タンク１００には液体が流入する。また、タンク１００内の液体は、タンク１００から流出する。タンク１００は、液体の循環に用いられる。タンク１００は、タンク１００を通過して循環する液体を一時的に溜めることができる。

図１に示すように、タンク１００は、ハウジング１１０と、タンク室流入孔１２０と、タンク室流出孔１３０とを有する。ハウジング１１０は、中空形状部であるタンク室１１４を有する。タンク室１１４は、ハウジング１１０の内部空間を構成する。タンク室１１４は、タンク１００に流入した液体を溜める。

ここでは、ハウジング１１０の外形は、略直方体形状である。ハウジング１１０はＸ方向に延びており、ハウジング１１０の長手方向はＸ方向である。ハウジング１１０は、外周面１１１と、内周面１１２とを有する。

ハウジング１１０の外周面１１１は、第１外側主面１１１ａと、第２外側主面１１１ｂと、第１外側側面１１１ｃと、第２外側側面１１１ｄと、第３外側側面１１１ｅと、第４外側側面１１１ｆとを有する。第１外側側面１１１ｃおよび第２外側側面１１１ｄは、それぞれ、第１外側主面１１１ａおよび第２外側主面１１１ｂと連結する。また、第３外側側面１１１ｅおよび第４外側側面１１１ｆは、それぞれ、第１外側主面１１１ａ、第２外側主面１１１ｂ、第１外側側面１１１ｃおよび第２外側側面１１１ｄと連結する。第１外側主面１１１ａは＋Ｚ方向側に位置し、第２外側主面１１１ｂは－Ｚ方向側に位置する。第１外側側面１１１ｃは－Ｘ方向側に位置し、第２外側側面１１１ｄは、＋Ｘ方向側に位置する。第３外側側面１１１ｅは＋Ｙ方向側に位置し、第４外側側面１１１ｆは－Ｙ方向側に位置する。ここでは、第１外側主面１１１ａ、第２外側主面１１１ｂ、第１外側側面１１１ｃ、第２外側側面１１１ｄ、第３外側側面１１１ｅおよび第４外側側面１１１ｆは、いずれも平坦面である。

ハウジング１１０の内周面１１２は、第１内側主面１１２ａと、第２内側主面１１２ｂと、第１内側側面１１２ｃと、第２内側側面１１２ｄと、第３内側側面１１２ｅと、第４内側側面１１２ｆとを有する。第１内側側面１１２ｃおよび第２内側側面１１２ｄは、それぞれ、第１内側主面１１２ａおよび第２内側主面１１２ｂと連結する。また、第３内側側面１１２ｅおよび第４内側側面１１２ｆは、それぞれ、第１内側主面１１２ａ、第２内側主面１１２ｂ、第１内側側面１１２ｃおよび第２内側側面１１２ｄと連結する。第１内側主面１１２ａは＋Ｚ方向側に位置し、第２内側主面１１２ｂは－Ｚ方向側に位置する。第１内側側面１１２ｃは－Ｘ方向側に位置し、第２内側側面１１２ｄは、＋Ｘ方向側に位置する。第３内側側面１１２ｅは＋Ｙ方向側に位置し、第４内側側面１１２ｆは－Ｙ方向側に位置する。ここでは、第１内側主面１１２ａ、第２内側主面１１２ｂ、第１内側側面１１２ｃ、第２内側側面１１２ｄ、第３内側側面１１２ｅおよび第４内側側面１１２ｆは、いずれも平坦面である。

ここでは、タンク室流入孔１２０は、タンク室１１４に対して＋Ｚ方向側に位置する。タンク室流入孔１２０は、第１外側主面１１１ａと第１内側主面１１２ａとを繋ぐ貫通孔である。また、タンク室流出孔１３０は、タンク室１１４に対して－Ｚ方向側に位置する。タンク室流出孔１３０は、第２内側主面１１２ｂと第２外側主面１１１ｂとを繋ぐ貫通孔である。

液体は、タンク室流入孔１２０を通ってタンク室１１４に流入する。また、タンク室１１４内の液体は、タンク室流出孔１３０を通って流出する。

ここでは、タンク室１１４は、略直方体形状である。タンク室１１４はＸ方向に延びており、タンク室１１４の長手方向はＸ方向である。タンク室１１４は、第１内側主面１１２ａと、第２内側主面１１２ｂと、第１内側側面１１２ｃと、第２内側側面１１２ｄと、第３内側側面１１２ｅと、第４内側側面１１２ｆとによって囲まれる。

ハウジング１１０の外側には、タンク室流入孔１２０に繋がる流入取付口１２２が配置される。流入取付口１２２は、ハウジング１１０の第１外側主面１１１ａに対して＋Ｚ方向側に位置する。流入取付口１２２は、円筒形状を有する。流入取付口１２２は、タンク室流入孔１２０を囲んで配置される。ここでは、流入取付口１２２の内径（ＸＹ平面内の長さ）は、タンク室流入孔１２０の孔径（ＸＹ平面内の長さ）よりも大きい。ただし、流入取付口１２２の内径は、タンク室流入孔１２０の孔径と略等しくてもよい。流入取付口１２２には、液体が流れる配管（図示せず）が取り付けられる。

また、ハウジング１１０の外側には、タンク室流出孔１３０に繋がる流出取付口１３２が配置される。流出取付口１３２は、ハウジング１１０の第２外側主面１１１ｂに対して－Ｚ方向側に位置する。流出取付口１３２は、円筒形状を有する。流出取付口１３２は、タンク室流出孔１３０を囲んで配置される。タンク室流出孔１３０は、第２内側主面１１２ｂの中央に位置する。流出取付口１３２の内径（ＸＹ平面内の長さ）は、タンク室流出孔１３０の孔径（ＸＹ平面内の長さ）よりも大きい。ただし、流出取付口１３２の内径は、タンク室流出孔１３０の孔径と略等しくてもよい。流出取付口１３２には、液体が流れる配管（図示せず）が取り付けられる。

典型的には、タンク室流出孔１３０の孔径（ＸＹ平面内の長さ）は、タンク室流入孔１２０の孔径（ＸＹ平面内の長さ）と略等しい。また、流出取付口１３２の内径（ＸＹ平面内の長さ）は、流入取付口１２２の内径（ＸＹ平面内の長さ）と略等しい。

ここでは、タンク１００は、タンク室流入孔１２０および流入取付口１２２を除き、Ｙ方向に沿った中央部分に位置するＸＺ平面に対して対称構造を有する。ただし、タンク１００は、対称構造を有さなくてもよい。

次に、図１～図２Ｂを参照して例示的な第１の実施形態のタンク１００を説明する。図２Ａは、例示的な第１の実施形態のタンク１００の模式的な断面斜視図であり、図２Ｂは、例示的な第１の実施形態のタンク１００の模式的な断面図である。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、タンク１００は、ハウジング１１０と、タンク室流入孔１２０およびタンク室流出孔１３０に加えて突出流路１４０をさらに有する。例示的な第１の実施形態のタンク１００において、突出流路１４０は、円筒形状である。突出流路１４０は、Ｚ方向に延びた貫通孔を有する。突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ円柱形状である。ただし、突出流路１４０は筒形状であってもよく、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ直方体形状であってもよい。なお、突出流路１４０の外周面および内周面の組み合わせは任意であってもよい。なお、図２Ａおよび図２Ｂは、円筒形状の突出流路１４０の中心に沿った断面を示す。ハウジング１１０は、タンク室１１４を有する。タンク室流入孔１２０から、タンク室１１４に液体が流入する。タンク室１１４の液体はタンク室流出孔１３０を通って流出する。

突出流路１４０は、タンク室流出孔１３０と繋がる。突出流路１４０は、タンク室流出孔１３０からタンク室１１４内に突出する。詳細には、突出流路１４０は、第２内側主面１１２ｂからタンク室１１４内に向かって＋Ｚ方向に突出する。

突出流路１４０は、第１端部１４０ａと、第２端部１４０ｂとを有する。第１端部１４０ａは、タンク室流出孔１３０側に位置する。第２端部１４０ｂは、タンク室流出孔１３０とは反対側に位置する。

突出流路１４０は、流路入口１４０Ｐと、流路出口１４０Ｑと、第１流路１４０Ｒとを有する。流路入口１４０Ｐは、突出流路１４０の第２端部１４０ｂより＋Ｚ方向側に位置する。流路入口１４０Ｐの液体は、第１流路１４０Ｒを通過して流路出口１４０Ｑに流れる。流路出口１４０Ｑは、突出流路１４０の第１端部１４０ａよりも－Ｚ方向側に位置する。タンク室流出孔１３０は、流路出口１４０Ｑ内に位置する。ここでは、流路出口１４０Ｑには、流出取付口１３２が配置される。第１流路１４０Ｒは、流路入口１４０Ｐと流路出口１４０Ｑとを繋ぐ。

流出取付口１３２は、円筒形状である。流出取付口１３２は、タンク室流出孔１３０を介して突出流路１４０と対向する。典型的には、突出流路１４０の内径（ＸＹ平面内の長さ）は、流出取付口１３２の内径（ＸＹ平面内の長さ）と略等しい。ただし、突出流路１４０の内径は、流出取付口１３２の内径と異なってもよい。

タンク室流出孔１３０は、第２内側主面１１２ｂと第２外側主面１１１ｂとを繋ぐ貫通孔である。タンク室流出孔１３０は、第２内側主面１１２ｂから＋Ｚ方向に突出した突出流路１４０によって囲まれる。このため、仮に、図２Ａおよび図２Ｂに示したタンク１００において、タンク室１１４内に液体とともに気体が溜まった状態でタンク１００の第２外側主面１１１ｂが鉛直上方を向くようにタンク１００の向きまたは姿勢が変化しても、タンク室１１４内の気体は、流路入口１４０Ｐに到達できず、突出流路１４０に直接的に侵入しにくい。したがって、本実施形態のタンク１００によれば、突出流路１４０により、タンク１００の姿勢に関わらず、タンク室流出孔１３０に気体が侵入することを抑制できる。

ハウジング１１０は、第１部品１１０Ｓと、第２部品１１０Ｔとを有する。第２部品１１０Ｔは、第１部品１１０Ｓとともにタンク室１１４を構成する。第１部品１１０Ｓは、タンク室流入孔１２０および流入取付口１２２を有する。第１部品１１０Ｓは、第１外側主面１１１ａと、第１外側側面１１１ｃと、第２外側側面１１１ｄと、第３外側側面１１１ｅと、第４外側側面１１１ｆと、第１内側主面１１２ａと、第１内側側面１１２ｃと、第２内側側面１１２ｄと、第３内側側面１１２ｅと、第４内側側面１１２ｆとを有する。

第２部品１１０Ｔは、タンク室流出孔１３０、流出取付口１３２および突出流路１４０を有する。第２部品１１０Ｔは、第２外側主面１１１ｂと、第２内側主面１１２ｂとを有する。第１部品１１０Ｓおよび第２部品１１０Ｔによってタンク１００を構成することにより、タンク１００を少ない数の部品で構成でき、コストを低減できる。

なお、突出流路１４０の高さＨａ（Ｚ方向に沿った長さ）がタンク室１１４の高さＨｒ（Ｚ方向に沿った長さ）に対して短すぎると、タンク室１１４内の液体の量が比較的多くても、第２外側主面１１１ｂが鉛直上方を向くようにタンク１００の向きまたは姿勢が変化した際に、タンク室１１４内の気体がタンク室流出孔１３０に侵入するおそれがある。また、突出流路１４０の高さＨａがタンク室１１４内の高さＨｒに対して長すぎると、タンク室１１４内の液体の量が比較的多くても、第１外側主面１１１ａが鉛直上方を向くようにタンク１００の向きまたは姿勢が変化した際に、タンク室１１４内の気体がタンク室流出孔１３０に侵入するおそれがある。このため、例えば、突出流路１４０の高さＨａは、タンク室１１４内の高さＨｒに対して３０％以上７０％以下であってもよい。また、突出流路１４０の高さＨａは、タンク室１１４内の高さＨｒの約５０％であれば、鉛直方向どちらかの姿勢によらず空気が侵入しにくい。

突出流路１４０の高さ（Ｚ方向に沿った長さ）がタンク室１１４内の高さ（Ｚ方向に沿った長さ）に対して５０％である場合、突出流路１４０の第２端部１４０ｂは、第１部品１１０Ｓのタンク室１１４側の面（すなわち、第１内側主面１１２ａ）と第２部品１１０Ｔのタンク室１１４側の面（すなわち、第２内側主面１１２ｂ）との間の中央に位置する。第２端部１４０ｂがタンク室１１４の高さの中央に位置することにより、流路入口１４０Ｐよりも鉛直上方に気体を溜めることができる体積が大きくなり、タンク室流出孔１３０に気体が侵入することを抑制できる。また、突出流路１４０の長さがタンク室１１４に対して比較的長いことにより、突出流路１４０に気体が侵入することを抑制できる。

なお、図１～図２Ｂを参照した説明では、ハウジング１１０は、略直方体形状のタンク室１１４を有したが、本実施形態はこれに限定されない。ハウジング１１０は、タンク１００からの気体の流出をさらに抑制する構成であることが好ましい。液体は、流路入口１４０Ｐから突出流路１４０に流れるため、ハウジング１１０が、流路入口１４０Ｐの周囲の流れを規制することにより、タンク１００から気体が流出することを抑制できる。

次に、図３Ａおよび図３Ｂを参照して例示的な第２の実施形態のタンク１００を説明する。図３Ａは、例示的な第２の実施形態のタンク１００の模式的な断面斜視図であり、図３Ｂは、例示的な第２の実施形態のタンク１００の模式的な断面図である。図３Ａおよび図３Ｂに示した例示的な第２の実施形態のタンク１００は、ハウジング１１０が突出流路１４０に向かって突出する突出壁１１２ｗを有する点を除いて、図２Ａおよび図２Ｂに示した例示的な第１の実施形態のタンク１００と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。なお、ここでも、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ円柱形状である。ただし、突出流路１４０は筒形状であってもよく、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ直方体形状であってもよい。突出流路１４０の外周面および内周面の組み合わせは任意であってもよい。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、タンク１００において、ハウジング１１０は、突出流路１４０に向かって突出する突出壁１１２ｗを有する。突出壁１１２ｗは、第１内側主面１１２ａから－Ｚ方向に部分的に突出する。突出壁１１２ｗは、突出流路１４０に対して＋Ｚ方向側に対向する。突出壁１１２ｗにより、流路入口１４０Ｐに対して＋Ｚ方向側から流入する液体の流れが規制される。このため、ハウジング１１０内の突出壁１１２ｗによって突出流路１４０に気体が侵入することを抑制できる。

突出壁１１２ｗのＸ方向に沿った長さ（Ｌｗ）は、突出流路１４０のＸ方向に沿った長さ（Ｌａ）と略等しい。また、突出壁１１２ｗのＹ方向に沿った長さ（Ｗｗ）は、突出流路１４０のＹ方向に沿った外径の長さ（Ｗａ）と略等しい。

流路入口１４０Ｐがタンク室１１４の高さＨｒの中心に位置するように突出壁１１２ｗのＺ方向に沿った長さ（Ｈｗ）と、突出流路１４０のＺ方向に沿った長さ（Ｈａ）が設計されることが好ましい。例えば、突出壁１１２ｗのＺ方向に沿った長さ（Ｈｗ）は、突出流路１４０のＺ方向に沿った長さ（Ｈａ）と略等しくてもよい。

突出流路１４０は、液体が流入する流路入口１４０Ｐと、液体が流出する流路出口１４０Ｑと、流路入口１４０Ｐと流路出口１４０Ｑとを繋ぐ第１流路１４０Ｒとを有する。ここでは、流路入口１４０Ｐは、突出流路１４０の第２端部１４０ｂおよび突出壁１１２ｗのうちの突出流路１４０に対向する面によって定義される。流路入口１４０Ｐは、突出流路１４０の直進方向（Ｚ方向）に閉じている一方で、第１流路１４０Ｒが延びる方向（Ｚ方向）とは異なる方向（Ｘ方向またはＹ方向）に開いている。したがって、液体が突出流路１４０の延びる方向に沿って突出流路１４０に流入することが抑制され、その結果、流路入口１４０Ｐに渦巻および波が発生して気泡が発生すること、タンク内に溜まった気体が突出流路に侵入することを抑制できる。

なお、図１～図３Ｂを参照した説明では、突出壁１１２ｗは、第１内側主面１１２ａから突出流路１４０に向かって延びたが、本実施形態はこれに限定されない。突出壁１１２ｗは、流路入口１４０Ｐへの液体の流入を部分的に抑制するように突出流路１４０に向かって延びてもよい。

次に、図４Ａおよび図４Ｂを参照して例示的な第３の実施形態のタンク１００を説明する。図４Ａは、例示的な第３の実施形態のタンク１００の模式的な断面斜視図であり、図４Ｂは、例示的な第３の実施形態のタンク１００の模式的な断面図である。図４Ａおよび図４Ｂに示した例示的な第３の実施形態のタンク１００は、突出壁１１２ｗの一部が部分的に突出する点を除いて、図３Ａおよび図３Ｂに示した例示的な第２の実施形態のタンク１００と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。なお、ここでも、突出流路１４０の外周面は直方体形状であり、突出流路１４０の内周面は円柱形状である。ただし、突出流路１４０の外周面および内周面の組み合わせは任意であってもよい。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、例示的な第３の実施形態のタンク１００において、ハウジング１１０は、突出壁１１２ｗを有する。突出壁１１２ｗは、本体部１１２ｗａと、突起部１１２ｗｂとを有する。本体部１１２ｗａは、第１内側主面１１２ａから－Ｚ方向に部分的に突出する。本体部１１２ｗａは、突出流路１４０に対して＋Ｚ方向側に対向する。本体部１１２ｗａにより、流路入口１４０Ｐに対して＋Ｚ方向側から流入する液体の流れを規制する。

突起部１１２ｗｂは、本体部１１２ｗａの突出流路１４０側の面から突出流路１４０に向かって部分的に突起する。突起部１１２ｗｂは、本体部１１２ｗａの突出流路１４０に対向する面の＋Ｙ方向側の端部から－Ｚ方向に部分的に突出する。また、突起部１１２ｗｂは、本体部１１２ｗａの突出流路１４０に対向する面の－Ｙ方向側の端部から－Ｚ方向に部分的に突出する。なお、図４Ａおよび図４Ｂは、本体部１１２ｗａの突出流路１４０に対向する面の＋Ｙ方向側の端部から突出流路１４０の流路入口１４０Ｐに向かって延びた突起部１１２ｗｂを示しているが、突起部１１２ｗｂは、本体部１１２ｗａの突出流路１４０に対向する面の－Ｙ方向側の端部から突出流路１４０の流路入口１４０Ｐに向かっても延びる。突起部１１２ｗｂは、本体部１１２ｗａと突出流路１４０とを繋ぐ。突起部１１２ｗｂによって突出流路１４０に気体が侵入することを抑制できる。

突起部１１２ｗｂのＸ方向に沿った長さ（Ｌｗ２）は、本体部１１２ｗａのＸ方向に沿った長さ（Ｌｗ１）と略等しい。また、突起部１１２ｗｂのＹ方向に沿った長さ（Ｗｗ２）は、本体部１１２ｗａのＹ方向に沿った長さ（Ｗｗ１）よりも短い。

例えば、突起部１１２ｗｂのＺ方向に沿った長さ（Ｈｗ２）は、本体部１１２ｗａに沿った長さ（Ｈｗ１）よりも短いことが好ましい。ただし、突起部１１２ｗｂのＺ方向に沿った長さ（Ｈｗ２）は、本体部１１２ｗａに沿った長さ（Ｈｗ１）と略等しくてもよい。

ここでは、流路入口１４０Ｐは、第２端部１４０ｂ、突出壁１１２ｗの突出流路１４０側の面および突起部１１２ｗｂによって定義される。流路入口１４０Ｐは、タンク室１１４の短手方向（Ｙ方向）および突出流路１４０の直進方向（Ｚ方向）に閉じている。一方、流路入口１４０Ｐは、タンク室１１４の長手方向（Ｘ方向）に開いている。このため、突起部１１２ｗｂによってタンク室１１４内で液体が滞留することを抑制できる。

なお、図２Ａ～図４Ｂに示したタンク１００では、流路入口１４０Ｐは、突出流路１４０の＋Ｚ方向側に位置していたが、流路入口１４０Ｐは、突出流路１４０の＋Ｚ方向側とは別の位置にあってもよい。

次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照して例示的な第４の実施形態のタンク１００を説明する。図５Ａは、例示的な第４の実施形態のタンク１００の模式的な断面斜視図であり、図５Ｂは、例示的な第４の実施形態のタンク１００の模式的な断面図である。図５Ａおよび図５Ｂに示した例示的な第４の実施形態のタンク１００は、突出流路１４０が貫通孔１４０ｓを有するとともに突出壁１１２ｗが突出流路１４０の第２端部１４０ｂを覆う点を除いて、図３Ａおよび図３Ｂに示した例示的な第２の実施形態のタンク１００と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。なお、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ直方体形状である。ただし、突出流路１４０は筒形状であってもよく、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ円柱形状であってもよい。突出流路１４０の外周面および内周面の組み合わせは任意であってもよい。

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、突出流路１４０は、突出流路１４０の内側と突出流路１４０の外側とを繋ぐ貫通孔１４０ｓを有する。貫通孔１４０ｓは、突出流路１４０の側方を貫通する。ここでは、貫通孔１４０ｓは、Ｚ方向に延びる突出流路１４０のうちの第２端部１４０ｂ側に位置する。

なお、タンク室１１４内の高さＨｒに対する貫通孔１４０ｓの高さＨａ１（第２内側主面１１２ｂから貫通孔１４０ｓまでのＺ方向に沿った長さ）は、３０％以上７０％以下であってもよい。また、貫通孔１４０ｓの高さＨａ１は、タンク室１１４内の高さＨｒの約５０％であれば、鉛直方向どちらかの姿勢によらず空気が侵入しにくい。

突出流路１４０は筒形状であり、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ略直方体形状である。貫通孔１４０ｓは、突出流路１４０の＋Ｘ方向側の面、－Ｘ方向側の面、＋Ｙ方向側の面および－Ｙ方向側の面にそれぞれ位置する。

また、ここでは、突出流路１４０は、突出壁１１２ｗと接触する。詳細には、突出流路１４０の第２端部１４０ｂの開口は、突出壁１１２ｗによって覆われる。このため、突出流路１４０の側方から液体が貫通孔１４０ｓを介して突出流路１４０の内側に流入することにより、タンク室流出孔１３０に気体が侵入することが抑制できる。

上述したように、突出流路１４０の第２端部１４０ｂの開口は、突出壁１１２ｗによって覆われる。このため、突出流路１４０を流れる液体が流入する流路入口１４０Ｐは、貫通孔１４０ｓの周囲に定義される。

また、突出流路１４０は、液体が流入する流路入口１４０Ｐと、液体が流出する流路出口１４０Ｑと、流路入口１４０Ｐと流路出口１４０Ｑとを繋ぐ第１流路１４０Ｒとを有する。流路入口１４０Ｐは、第１流路１４０Ｒが延びる方向（Ｚ方向）とは異なる方向に向いている。突出流路１４０が延びる方向に沿って液体が流入することを抑制することにより、流路入口１４０Ｐに渦巻および波が発生して液体内に気泡が発生することを抑制できる。

なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、貫通孔１４０ｓは、突出流路１４０の＋Ｘ方向側の面、－Ｘ方向側の面、＋Ｙ方向側の面および－Ｙ方向側の面にそれぞれ位置したが、本実施形態は、これに限定されない。貫通孔１４０ｓは、突出流路１４０のいずれかの面に位置してもよい。ただし、貫通孔１４０ｓは、タンク室１１４の長手方向に沿って位置することが好ましい。例えば、タンク室１１４がＸ方向に沿って延びる場合、貫通孔１４０ｓは、突出流路１４０の＋Ｘ方向側の面および－Ｘ方向側の面に位置することが好ましい。これにより、タンク１００の向きまたは姿勢に関わらず、突出流路１４０に気体が侵入することを抑制でき、タンク室流出孔１３０から気体が流出することを抑制できる。

なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、ハウジング１１０の突出壁１１２ｗが、突出流路１４０の第２端部１４０ｂと接触して突出流路１４０の第２端部１４０ｂを覆ったが、本実施形態はこれに限定されない。突出壁１１２ｗは、突出流路１４０の第２端部１４０ｂと接触することなく、突出流路１４０の第２端部１４０ｂにおいて突出流路１４０は開放されていてもよい。

なお、例示的な第１～第５の実施形態のタンク１００は、熱源を冷却するための冷却ユニットに好適に用いられる。タンク１００を冷却ユニットに用いる場合、タンク１００の液体は、いわゆる冷媒として機能する。

図１～図５Ｂを参照して説明した第１～第５の実施形態のタンク１００は、別部材と組み合わせて用いられてもよい。この場合、タンク１００のタンク室流出孔１３０から流出した液体は、突出流路１４０を流れる方向とは異なる方向に流れることが好ましい。

次に、図６Ａを参照して例示的な第５の実施形態の冷却ユニット２００を説明する。図６Ａは、例示的な第５の実施形態の冷却ユニット２００の模式的な断面斜視図である。

冷却ユニット２００は、発熱部品の冷却に好適に用いられる。冷却ユニット２００は、内部に発熱素子を有する電子機器を冷却してもよい。冷却ユニット２００は、電子機器の回路を冷却してもよい。あるいは、冷却ユニット２００は、電子機器の光源等を冷却してもよい。例えば、電子機器は、サーバ、ワークステーション、プロジェクター、ノート型パーソナルコンピュータ、二次元ディスプレイ装置のいずれであってもよい。

図６Ａに示すように、冷却ユニット２００は、タンク１００と、カバー部材２１０とを有する。カバー部材２１０は、タンク１００のタンク室流出孔１３０側に配置される。流路出口１４０Ｑは、タンク室流出孔１３０を有する。カバー部材２１０は、タンク１００の第２外側主面１１１ｂを覆う。タンク１００は、図１～図５Ｂを参照した上述のタンク１００のいずれであってもよい。

なお、ここでも、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ円柱形状である。ただし、突出流路１４０は筒形状であってもよく、突出流路１４０の外周面および内周面はそれぞれ直方体形状であってもよい。突出流路１４０の外周面および内周面の組み合わせは任意であってもよい。

カバー部材２１０は、タンク１００のタンク室流出孔１３０に対向して配置される。カバー部材２１０は、ハウジング１１０の第２外側主面１１１ｂに対して所定距離だけ離れて配置される。冷却ユニット２００は、ハウジング１１０の第２外側主面１１１ｂとカバー部材２１０との間に所定の隙間を有する。タンク１００のタンク室流出孔１３０から流出した液体は、ハウジング１１０の第２外側主面１１１ｂとカバー部材２１０との間の隙間に沿って流れる。このため、ハウジング１１０の第２外側主面１１１ｂとカバー部材２１０との間は流路となる。本明細書において、ハウジング１１０の第２外側主面１１１ｂとカバー部材２１０との間に位置する流路を「第２流路２１０Ｒ」と記載することがある。

突出流路１４０の第１流路１４０ＲがＺ方向に延びるのに対して、第２流路２１０Ｒは、Ｚ方向とは異なる方向に広がる。ここでは、第２流路２１０Ｒは、Ｘ方向に延びる。

カバー部材２１０は、流出孔２３０を有する。流出孔２３０は、第２流路２１０Ｒに対して－Ｚ方向側に位置する。

また、カバー部材２１０の外側には、流出孔２３０に繋がる取付口２３２が配置される。取付口２３２は、カバー部材２１０に対して－Ｚ方向側に位置する。取付口２３２は、円筒形状を有する。取付口２３２は、流出孔２３０を囲んで配置される。取付口２３２の内径（ＸＹ平面内の長さ）は、流出孔２３０の孔径（ＸＹ平面内の長さ）よりも大きい。取付口２３２には、液体が流れる配管（図示せず）が取り付けられる。

流出孔２３０は、タンク室流出孔１３０とは異なる位置に配置される。詳細には、ＸＹ平面において、流出孔２３０の位置は、タンク室流出孔１３０の位置とは異なる。このため、仮に、タンク室流出孔１３０から気体が流出したとしても、タンク室流出孔１３０から流出した気体が一直線に流出孔２３０に移動することを抑制できる。このため、冷却ユニット２００から大量の気体が連続的に流出することを抑制できる。

少なくともタンク１００とカバー部材２１０と、により第２流路２１０Ｒが構成される。タンク１００のタンク室流出孔１３０から流出した液体は、第２流路内を突出流路１４０が延びる方向とは異なる方向に沿って流れる。タンク１００のタンク室流出孔１３０から流出した液体が、突出流路１４０が延びる方向とは異なる方向に流れることにより、冷却ユニット２００の姿勢の変化に応じて気体が短期間に直線的に移動することを抑制できる。

カバー部材２１０は、コールドプレートであってもよい。コールドプレートは、熱源を冷却するために好適に用いられる。

次に、図６Ｂを参照して例示的な第６の実施形態の冷却ユニット２００を説明する。図６Ｂは、例示的な第６の実施形態の冷却ユニット２００の模式的な断面図である。

図６Ｂに示すように、冷却ユニット２００は、タンク１００と、カバー部材２１０としてコールドプレート２１０Ａとを有する。コールドプレート２１０Ａは、タンク１００のタンク室流出孔１３０側に配置される。コールドプレート２１０Ａは、タンク１００よりも熱伝導率の高い材料から形成される。典型的には、コールドプレート２１０Ａは、銅またはアルミニウムなどの金属から構成される。

コールドプレート２１０Ａは、フィン２１２を有する。フィン２１２は、コールドプレート２１０Ａの＋Ｚ方向側の面に配置される。フィン２１２は、Ｘ方向に延びる板状の複数個の突起を平行に配置することで構成される。フィン２１２は、タンク１００のタンク室流出孔１３０に対向して配置される。

上述したように、カバー部材２１０は、コールドプレート２１０Ａを含む。コールドプレート２１０Ａの－Ｚ方向側の面には熱源が接する。これにより、タンク１００から流出した液体を用いて熱源を効率的に冷却できる。

第２流路２１０Ｒは、タンク１００とコールドプレート２１０Ａとにより構成される熱交換室２１４である。より詳細には、第２部品１１０Ｔとコールドプレート２１０Ａにより熱交換室２１４が構成される。コールドプレート２１０Ａは、熱交換室２１４内においてタンク室流出孔１３０と対向するフィン２１２を有する。したがって、液体により熱源を効率的に冷却できる。

図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明した例示的な第６の実施形態の冷却ユニット２００は、タンク１００とカバー部材２１０を備えたが、本実施形態はこれに限定されない。冷却ユニット２００は、タンク１００の液体を循環するポンプとともにタンク１００を備えてもよい。

次に、図７を参照して例示的な第７の実施形態の冷却ユニット２００を説明する。図７は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニット２００の模式的な斜視図である。

図７に示すように、冷却ユニット２００は、タンク１００と、コールドプレート２１０Ａと、ポンプ２２０とを有する。コールドプレート２１０Ａは、タンク１００の－Ｚ方向側に位置する。ポンプ２２０は、タンク１００の－Ｘ方向側に位置する。ポンプ２２０は、冷却ユニット２００の外表面に露出している。

液体は、タンク室流入孔１２０を通って冷却ユニット２００に流入する。また、冷却ユニット２００内の液体は、流出孔２３０を通って流出する。

ここでは、タンク室流入孔１２０は、ハウジング１１０の＋Ｚ方向側に位置する。また、流出孔２３０は、ハウジング１１０の＋Ｚ方向側に位置する。詳細には、タンク室流入孔１２０および流出孔２３０は、第１外側主面１１１ａに位置する。

ハウジング１１０の外側には、流出孔２３０に繋がる取付口２３２が配置される。取付口２３２は、ハウジング１１０の＋Ｚ方向側に位置する。取付口２３２は、円筒形状を有する。取付口２３２は、流出孔２３０を囲んで配置される。

ここでは、タンク室流入孔１２０から流入した液体は、タンク室１１４に流れる。タンク室１１４から流出した液体は、ポンプ２２０を介して流出孔２３０から流出する。

次に、図８を参照して例示的な第７の実施形態の冷却ユニット２００を説明する。図８は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニット２００の模式的な分解斜視図である。

図８に示すように、冷却ユニット２００は、ポンプ２２０と、第１部品１１０Ｓと、第２部品１１０Ｔと、コールドプレート２１０Ａとを有する。タンク１００は、第１部品１１０Ｓと第２部品１１０Ｔとから構成される。ポンプ２２０は、固定部２２２（図９）と、固定部２２２に対して回転する回転部２２４（図９、図１０）とを有する。ポンプ２２０は、モータを有する。固定部には、モータのステータが収容される。回転部は、モータのロータとインペラが一体に構成される。

第１部品１１０Ｓは、タンク室流入孔１２０、流入取付口１２２、流出孔２３０、取付口２３２およびポンプ室１１０ｒを有する。ポンプ室１１０ｒは、第１外側主面１１１ａに窪んで設けられる。ポンプ室１１０ｒは、ポンプ２２０の長さ（Ｘ方向に沿った長さ）、幅（Ｙ方向に沿った長さ）および高さ（Ｚ方向に沿った長さ）に対応する大きさに窪んでおり、ポンプ２２０は、ポンプ室１１０ｒに配置される。より詳細には、ポンプ室１１０ｒにインペラ部が配置され、ポンプ室１１０ｒと隔離されたステータ部がポンプ室１１０ｒに対して＋Ｚ方向に配置される。ポンプ室１１０ｒには、流出孔２３０と繋がる流路および突出流路１５０と繋がる流路が設けられる。

第２部品１１０Ｔは、突出流路１４０を有する。また、第２部品１１０Ｔは、突出流路１５０を有する。第１部品１１０Ｓと第２部品１１０Ｔとを組み合わせた場合、突出流路１４０は、タンク室１１４内に配置され、突出流路１５０は、コールドプレート２１０Ａと第２部品１１０Ｔとの間に形成される第２流路２１０Ｒとポンプ室１１０ｒとを繋ぐ。

冷却ユニット２００は、第２流路２１０Ｒに接続されたポンプ２２０をさらに有する。ポンプ２２０により、タンク１００を通過する液体を循環できる。

次に、図７～図１０を参照して例示的な第７の実施形態の冷却ユニット２００を説明する。図９は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニット２００の模式的な断面図である。図１０は、例示的な第７の実施形態の冷却ユニット２００の模式的な断面図である。

図９に示すように、第１部品１１０Ｓのポンプ室１１０ｒにポンプ２２０が配置される。より詳細には、ポンプ室１１０ｒにインペラ部が配置され、ポンプ室１１０ｒと隔離されたステータ部が＋Ｚ方向に配置される。タンク１００のタンク室流入孔１２０からタンク室１１４に流入した液体は、突出流路１４０、タンク室流出孔１３０、熱交換室２１４およびポンプ室１１０ｒの順番に流れ、流出孔２３０から流出される。タンク室流入孔１２０からタンク室１１４に流入した後でタンク室１１４から流出した液体は、直接ポンプ室１１０ｒに流入しないため、ポンプ室１１０ｒに気体が侵入することを抑制できる。

図１０に示すように、冷却ユニット２００においてタンク室流出孔１３０は、フィン２１２の中央に対向する位置に配置されることが好ましい。これにより、コールドプレート２１０Ａ全体に液体を循環させることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、タンクおよび冷却ユニットに好適に利用される。

１００ タンク
１１０ ハウジング
１１４ タンク室
１２０ タンク室流入口
１３０ タンク室流出口
１４０ 突出流路
２００ 冷却ユニット
２１０ カバー部材
２１０Ａ コールドプレート
２２０ ポンプ

Claims (14)

1. タンク室を有するハウジングと、
   前記タンク室に液体が流入するタンク室流入孔と、
   前記タンク室から前記液体が流出するタンク室流出孔と、
   前記タンク室流出孔と繋がり、前記タンク室流出孔から前記タンク室内に突出した突出流路と
   を有する、タンク。
2. 前記突出流路は、
   前記液体が流入する流路入口と、
   前記液体が流出する流路出口と、
   前記流路入口と前記流路出口とを繋ぐ第１流路と
   を有し、
   前記流路入口は、前記第１流路が延びる方向とは異なる方向に開いている、請求項１に記載のタンク。
3. 前記ハウジングは、前記突出流路に向かって突出する突出壁を有する、請求項２に記載のタンク。
4. 前記突出壁は、
   本体部と、
   前記本体部の前記突出流路側の面から前記突出流路に向かって部分的に突起する突起部と
   を有する、請求項３に記載のタンク。
5. 前記突出流路は、
   前記タンク室流出孔側に位置する第１端部と、
   前記タンク室流出孔とは反対側に位置する第２端部と
   を有し、
   前記第２端部、前記突出壁の前記突出流路側の面および前記突起部により前記流路入口が定義され、
   前記流路入口は、前記タンク室の長手方向に開いている、請求項４に記載のタンク。
6. 前記ハウジングは、
   第１部品と、
   前記第１部品とともに前記タンク室を構成する第２部品と
   を有し、
   前記第２部品は、前記突出流路を有する、請求項２から５のいずれかに記載のタンク。
7. 前記流路入口は、前記第１部品のタンク室側の面と前記第２部品のタンク室側の面との間の中央に位置する、請求項６に記載のタンク。
8. 前記突出流路は、前記突出流路の内側と前記突出流路の外側とを繋ぐ貫通孔を有する、請求項１から７のいずれかに記載のタンク。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のタンクと、
   前記タンクの前記タンク室流出孔側に配置されたカバー部材と
   を有し、
   少なくとも前記タンクと前記カバー部材と、により第２流路が構成され、
   前記タンクの前記タンク室流出孔から流出した液体は、前記第２流路内を前記突出流路が延びる方向とは異なる方向に沿って流れる、冷却ユニット。
10. 前記第２流路に接続されたポンプをさらに有する、請求項９に記載の冷却ユニット。
11. 前記カバー部材は、コールドプレートを含む、請求項９に記載の冷却ユニット。
12. 前記第２流路は、前記タンクと前記コールドプレートとにより構成される熱交換室であり、
    前記コールドプレートは、前記タンク室流出孔と対向するフィンを有する、請求項１１に記載の冷却ユニット。
13. 前記第２流路に接続されたポンプをさらに有する、請求項１２に記載の冷却ユニット。
14. 前記タンクの前記タンク室流入孔から前記タンク室に流入した液体は、前記突出流路、前記タンク室流出孔、前記熱交換室および前記ポンプの順番に流れる、請求項１３に記載の冷却ユニット。

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