JP3694353B2 - 冷却パイプ埋め込み板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、超伝導コイルの熱シールド板等に用いられる、非金属製の板状体に冷却パイプを埋設した冷却パイプ埋め込み板に係り、とりわけ板全体の均熱性能を改善した冷却パイプ埋め込み板に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、超伝導コイルの熱シールド板において、アルミ板に代えて、渦電流を発生しない非金属の積層板を用いることが試みられている。しかし、この場合は板の熱伝導率も悪くなるので、板全体を平均して低温に保つための均熱化の方法が幾つか試みられている。そして、その試みの一つとして、積層板の中に冷却パイプを埋設し、外観をフラットに保った冷却パイプ埋め込み板が提案されている。
【0003】
図7に、このような従来の冷却パイプ埋め込み板の例が示されている。図7において、冷却パイプ埋め込み板は非金属の積層板よりなる板状体1と、この板状体1内部に埋設された冷却パイプ4とを備えている。板状体1は開口部20を有し、この開口部20に板状体1を支持する筒状の金属製支持部材2が取付けられている。また、板状体1の一端部16には、板状体1からの排熱源となる平板状の金属製ヒートシンク3が取付けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の冷却パイプ4埋め込み板は、熱伝導率が悪い非金属製の板状体1の均熱性能を冷却パイプ4によってある程度改善することはできるが、なお以下のような問題点がある。
【0005】
すなわち、一般に上記支持部材2が板状体1への主な入熱源となるが、板状体1の支持部材2取付部分において、その接触熱抵抗のために侵入熱が滞ってしまう。また、板状体1のヒートシンク3取付部分においても、同様に排熱が滞ってしまう。このため、板状体1と支持部材2およびヒートシンク3との間で温度差ができ、板状体1全体をヒートシンク3温度近くまで平均的に冷却して、全体的に低温に保つことが困難である。
【0006】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、従来の冷却パイプ4埋め込み板と同様のフラットな外観を保ち、渦電流の発生を許容範囲内に抑えながら、均熱性能を改善し、板全体を平均的に冷却して全体的に低温に保つことのできる冷却パイプ埋め込み板を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、非金属製の板状体と、この板状体内に埋設された冷却パイプと、前記板状体の表面に取付けられ、前記板状体への入熱源または前記板状体からの排熱源となる金属製の取付部材と、前記板状体の取付部材取付け部近傍の冷却パイプ側面に取付けられ、前記板状体の内部に延びる金属製のフィンと、このフィンと前記取付部材とを接続して前記板状体内に設けられた金属製の接続部材とを備えたことを特徴とする冷却パイプ埋め込み板である。
【0008】
請求項1記載の発明によれば、板状体への入熱源となる取付部材からの熱は主に接続部材に伝達され、接続部材からフィンを介して速やかに冷却パイプに伝達される。また、冷却パイプから排出される熱は、主に冷却パイプからフィンに伝達され、フィンから接続部材を介して、板状体からの排熱源となる取付部材に速やかに伝達される。このことにより、取付部材と板状体内の冷却パイプとの間の伝熱が促進され、板状体の取付部材取付け部近傍とそれ以外の部分との間の温度差が小さく保たれる。
【0009】
請求項3記載の発明は、非金属製の板状体と、この板状体内に埋設された冷却パイプと、前記板状体の表面に取付けられ、板状体への入熱源または前記板状体からの排熱源となる取付部材と、前記板状体の内部に埋設された金属ネットよりなる伝熱部材とを備えたことを特徴とする冷却パイプ埋め込み板である。
【0010】
請求項3記載の発明によれば、金属ネットよりなる伝熱部材によって板状体内の伝熱が促進され、このことにより、取付部材と板状体内の冷却パイプとの間の伝熱も促進される。このため、板状体の取付部材取付け部近傍とそれ以外の部分との間の温度差が小さく保たれる。また、伝熱部材は金属ネットよりなるため、板状体の広範囲に渡って埋設しても渦電流の発生が過大となることはない。
【0011】
請求項5記載の発明は、非金属製の板状体と、この板状体内に埋設された冷却パイプと、前記板状体の表面に取付けられ、前記板状体への入熱源または前記板状体からの排熱源となる取付部材と、前記板状体の取付部材取付け部近傍において前記板状体の内部に埋設された金属薄板よりなる伝熱部材とを備えたことを特徴とする冷却パイプ埋め込み板である。
【0012】
請求項5記載の発明によれば、金属薄板よりなる伝熱部材によって板状体の取付部材取付け部近傍の伝熱が促進される。このことにより、板状体の取付部材取付け部近傍とそれ以外の部分との間の温度差が小さく保たれる。また、金属薄板を埋設する範囲は板状体の取付部材取付け部近傍であるから、渦電流の発生が過大となることはない。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
第1の実施形態
図1および図2は本発明の第1の実施形態を示す図である。図1および図2において、冷却パイプ埋め込み板は非金属の積層板(例えば繊維強化プラスチック)よりなる板状体1と、この板状体1内部に埋設された冷却パイプ4とを備えている。また、板状体1は複数の矩形状開口部20を有し、各開口部20に板状体1を支持するとともに、板状体1への主な入熱源となる金属製支持部材2(取付部材)が取付けられている(図1においては便宜的に一つの開口部20以外を省略して示している)。一方、板状体1の一端部16には、板状体1からの排熱源となる金属製ヒートシンク3(取付部材)が取付けられている。
【0014】
支持部材2は、板状体1の開口部20内から下方に延びる筒状の支持部材本体21と、この支持部材本体21上端部周縁から外方に延びる矩形状のフランジ部22とを有している。そして支持部材2は、そのフランジ部22と板状体11とを貫通する複数のリベット(接続部材)6によって板状体1に固定されている。また、ヒートシンク3は、板状体1の下方に延びる平板状のヒートシンク本体31と、このヒートシンク本体31上縁から略直角に板状体1側に延びるフランジ部32とを有している。そして、ヒートシンク3は、そのフランジ部32と板状体1とを貫通する複数のリベット(接続部材)6によって板状体1に固定されている。
【0015】
また、上記冷却パイプ4のうち、支持部材2両側の冷却パイプ4には、側面に平板状の金属製フィン5が取付けられている。これらのフィン5は、冷却パイプ4側面から板状体1内を開口部20まで延び、その端面が支持部材本体21に当接している。また、これらのフィン5は、冷却パイプ4の延長方向に支持部材2のフランジ部に対応して延びている。一方、ヒートシンク3近傍の冷却パイプ4にも、その側面に平板状の金属製フィン5が取付けられている。このフィン5は、板状体1内を一端部16まで延び、その端面がヒートシンク本体31に当接している。また、このフィン5は、冷却パイプ4の延長方向にヒートシンク3に対応して延びている。
【0016】
また、各フィン5は上記複数のリベット6によって貫通されるとともに、これらのリベット6によって支持部材2のフランジ部22、またはヒートシンク3のフランジ部32と熱的に接続されている。なお、リベット6に代えてボルト等を用いてもよく、フィン5と支持部材2またはヒートシンク3とを熱的に接続するための独立した金属製の接続部材を用いてもよい。
【0017】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、板状体1への入熱源となる支持部材2からの熱は、主に支持部材2のフランジ部22からリベット(接続部材)6に伝達され、リベット6からフィン5を介して速やかに冷却パイプ4に伝達される。また、開口部20においては、支持部材2からの熱は支持部材本体21からフィン5の露出部7を通じて直接フィン5に伝達され、フィン5を介して速やかに冷却パイプ4に伝達される。
【0018】
一方、冷却パイプ4から排出される熱は、主に冷却パイプ4からフィン5に伝達され、フィン5からリベット6を介してヒートシンク3のフランジ部32に伝達されるとともに、フィン5の露出部7を通じて直接ヒートシンク本体31に伝達される。このようにして、冷却パイプ4から排出される熱は、フィン5を介して速やかにヒートシンク3に伝達される。
【0019】
このことにより、板状体1の支持部材2取付け部および板状体1のヒートシンク3取付け部分における伝熱を促進し、板状体1と支持部材2およびヒートシンク3との間の温度差を小さくし、板全体を平均的に冷却して全体的に低温に保つことができる。
【0020】
なお本実施形態においては、図3に示すように、支持部材2両側の冷却パイプ4に取付けられるフィン5を、冷却パイプ4の延長方向に板状体1の端面まで延長してもよい。また、図4に示すように、支持部材2両側の冷却パイプ4の両側面にフィン5を取付けてもよく、同様にヒートシンク3近傍の冷却パイプ4の両側面にフィン5を取付けてもよい。これらの場合、フィン5を介して冷却パイプ4と板状体1との熱接触面積が拡大するため、冷却パイプ埋め込み板の均熱性能を一層向上させることができる。
第2の実施形態
図5は本発明の第2の実施形態を示す図である。なお、図5において、冷却パイプ埋め込み板のヒートシンク3側部分を省略して示し、また図1および図2に示す第1の実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0021】
図5(a)において、板状体1のフィン5上方部分を支持部材2のフランジ部22に対応して切り欠くことにより、フィン5上面に外部に露出する上方露出部8が形成されている。そして、支持部材2のフランジ部22はフィン5の露出部8上に直接面接触するように取付けられている。また、本実施形態においては、冷却パイプ埋め込み板のヒートシンク3側においても、図5(a)に示す支持部材2側と同様の構成となっている。なお、本実施形態においては、図5(b)に示すように、フィン5の先端側を板状体1表面の高さまで達する厚さに形成し、その部分を上方露出部8としてもよい。
【0022】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、支持部材2およびヒートシンク3とフィン5との直接の接触面積が増加するため、板状体1の支持部材2取付け部分およびヒートシンク3取付け部分における伝熱をより一層促進することができる。
【0023】
なお、本実施形態においては、5(c)に示すように、板状体1の均熱性向上のために冷却パイプ4の両側面にフィン5を取付けてもよい。
第3の実施形態
図6は本発明の第3の実施形態を示す図である。なお、図6において、冷却パイプ埋め込み板のヒートシンク3側部分を省略して示し、また図1および図2に示す第1の実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図6(a)において、冷却パイプ4にはフィンは取付けられておらず、板状体1の内部に金属ネット9(伝熱部材)が層状に埋設されており、この金属ネット9が冷却パイプ4に接触するようになっている。また、本実施形態においては、冷却パイプ埋め込み板のヒートシンク3側においても、図6(a)に示す支持部材2側と同様の構成となっている。
【0024】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、金属ネット9によって板状体1内の伝熱が促進され、また、このことにより支持部材2およびヒートシンク3と板状体1内の冷却パイプ4との間の伝熱も促進される。このため、板状体1と支持部材2およびヒートシンク3との間の温度差を小さくし、板全体を平均的に冷却して全体的に低温に保つことができる。また、板状体1に埋設する伝熱部材はネット状であるから、渦電流の発生が過大となることはない。
【0025】
なお本実施形態においては、図6(b)に示すように、均熱性能をより向上させるため、渦電流の許容範囲に応じて2層以上の金属ネット9を埋設してもよい。
第4の実施形態
図7は本発明の第4の実施形態を示す図である。なお、図7において、図1および図2に示す第1の実施形態と同一の構成部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0026】
図7(a)において、冷却パイプ4にはフィンは取付けられておらず、板状体1の開口部(支持部材2取付け部)20外周に金属薄板10が層状に埋設されており、この薄板10が冷却パイプ4付近まで延びている。この薄板10は、図7(b)に示すように、開口部20を囲む矩形の平面形状を有している。
【0027】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、薄板10によって板状体1の支持部材2取付け部近傍内部の伝熱性が向上する。このことにより、板状体1の支持部材2取付け部近傍とそれ以外の部分との間の温度差が小さく保たれる。また、薄板10を埋設する範囲は板状体1の支持部材2取付部近傍だけであるから、渦電流の発生が過大となることはない。
【0028】
なお本実施形態においては、図7(c)および図7(d)に示すように、渦電流の許容範囲に応じて、薄板10を板状体1の上下面と略平行な方向で2以上に分割してもよい。また、薄板10の先端部が冷却パイプ4に接触するようにしてもよく、この場合、薄板10は図1および図2に示す第1の実施形態のフィン5と同様の役割をも果たすことにができる。
第5の実施形態
図8は本発明の第5の実施形態を示す図である。図8(a)に示す第5の実施形態は、図7(a),(b)に示す第4の実施形態の薄板10に代えて、金属ネット11を用いたものであり、その他の構成部分は図7に示す第4の実施形態と略同一である。図8(a)において、金属ネット11はその外周を環状に繋ぐ外周連結部11aを有している。本実施形態によれば、金属薄板を用いる場合に比べ、より渦電流を抑制することができる。
【0029】
なお本実施形態においては、図8(b)に示すように、外周連結部11aのない金属ネット12を用いてもよい。この場合は、金属ネット外周を環状に繋ぐ部分がなくなる分、さらに渦電流を抑制することができる。また、図8(c)に示すように、開口部20の角隅部に対応する部分のみを金属薄板14とし、それ以外の部分を金属ネット13としてもよい。この場合は、支持部材2からの入熱が高い開口部20の角隅部における伝熱性を特に高めることができる。
【0030】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、板状体への入熱源となる取付部材からの熱は主に接続部材に伝達され、接続部材からフィンを介して速やかに冷却パイプに伝達される。また、冷却パイプから排出される熱は、主に冷却パイプからフィンに伝達され、フィンから接続部材を介して、板状体からの排熱源となる取付部材に速やかに伝達される。このことにより、取付部材と板状体内の冷却パイプとの間の伝熱が促進され、板状体の取付部材取付け部近傍とそれ以外の部分との間の温度差が小さく保たれる。このため、冷却パイプ埋め込み板の均熱性を高め、板全体を均一に低温に保つことができる。
【0031】
請求項3記載の発明によれば、金属ネットよりなる伝熱部材によって板状体内の伝熱が促進され、このことにより、取付部材と板状体内の冷却パイプとの間の伝熱も促進される。このため、板状体の取付部材取付け部近傍とそれ以外の部分との間の温度差が小さく保たれる。また、伝熱部材は金属ネットよりなるため、板状体の広範囲に渡って埋設しても渦電流の発生が過大となることはない。このため、冷却パイプ埋め込み板の渦電流の発生を許容範囲内に抑えながら板全体の均熱性を高め、板全体を均一に低温に保つことができる。
【0032】
請求項5記載の発明によれば、金属薄板よりなる伝熱部材によって板状体の取付部材取付け部近傍の伝熱が促進される。このことにより、板状体の取付部材取付け部近傍とそれ以外の部分との間の温度差が小さく保たれる。また、金属薄板を埋設する範囲は板状体の取付部材取付け部近傍であるから、渦電流の発生が過大となることはない。このため、冷却パイプ埋め込み板の渦電流の発生を許容範囲内に抑えながら板全体の均熱性を高め、板全体を均一に低温に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷却パイプ埋め込み板の第1の実施形態を示す平面図。
【図2】図1に示す冷却パイプ埋め込み板のII-II 線断面図。
【図3】図1および図2に示す第1の実施形態の変形例を示す図。
【図4】図1および図2に示す第1の実施形態の変形例を示す図。
【図5】本発明による冷却パイプ埋め込み板の第2の実施形態を示す断面図。
【図6】本発明による冷却パイプ埋め込み板の第3の実施形態を示す断面図。
【図7】本発明による冷却パイプ埋め込み板の第4の実施形態を示す断面図。
【図8】本発明による冷却パイプ埋め込み板の第5の実施形態を示す断面図。
【図9】従来の冷却パイプ埋め込み板の例を示す断面図。
【符号の説明】
1 板状体
2 支持部材(入熱源となる取付部材)
3 ヒートシンク(排熱源となる取付部材)
4 冷却パイプ
5 フィン
6 リベット(接続部材)
7,8 露出部
9,12,13 金属ネット(伝熱部材)
10,14 金属薄板(伝熱部材)
Claims (7)
- 非金属製の板状体と、
この板状体内に埋設された冷却パイプと、
前記板状体の表面に取付けられ、前記板状体への入熱源または前記板状体からの排熱源となる金属製の取付部材と、
前記板状体の取付部材取付け部近傍の冷却パイプ側面に取付けられ、前記板状体の内部に延びる金属製のフィンと、
このフィンと前記取付部材とを接続して前記板状体内に設けられた金属製の接続部材と、
を備えたことを特徴とする冷却パイプ埋め込み板。 - 前記フィンは、前記板状体から露出して前記取付部材と接触する露出部を有することを特徴とする請求項1記載の冷却パイプ埋め込み板。
- 非金属製の板状体と、
この板状体内に埋設された冷却パイプと、
前記板状体の表面に取付けられ、板状体への入熱源または前記板状体からの排熱源となる取付部材と、
前記板状体の内部に埋設された金属ネットよりなる伝熱部材と、
を備えたことを特徴とする冷却パイプ埋め込み板。 - 前記伝熱部材は金属ネットと金属薄板との組合わせよりなることを特徴とする請求項3記載の冷却パイプ埋め込み板。
- 非金属製の板状体と、
この板状体内に埋設された冷却パイプと、
前記板状体の表面に取付けられ、前記板状体への入熱源または前記板状体からの排熱源となる取付部材と、
前記板状体の取付部材取付け部近傍において前記板状体の内部に埋設された金属薄板よりなる伝熱部材と、
を備えたことを特徴とする冷却パイプ埋め込み板。 - 前記伝熱部材は、前記板状体の上下面と略平行な方向で2以上に分割されていることを特徴とする請求項5記載の冷却パイプ埋め込み板。
- 前記板状体は繊維強化プラスチックよりなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の冷却パイプ埋め込み板。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP33042895A JP3694353B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 冷却パイプ埋め込み板 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33042895A JP3694353B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 冷却パイプ埋め込み板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09172280A JPH09172280A (ja) | 1997-06-30 |
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Family
ID=18232510
Family Applications (1)
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JP33042895A Expired - Lifetime JP3694353B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 冷却パイプ埋め込み板 |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
KR100319198B1 (ko) * | 1999-11-17 | 2001-12-29 | 윤종용 | 반도체 모듈에 히트 싱크를 조립하는 설비 및 그 조립 방법 |
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1995
- 1995-12-19 JP JP33042895A patent/JP3694353B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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