JPH05256589A - 筐体のヒ−トパイプ式冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筐体設置空間の温度その他の雰囲気の条件に
影響を受けないで、長期間にわたり安定で効率よく密閉
筐体内を冷却することができる冷却構造を提供するこ
と。 【構成】 仕切板を介して一方を受熱部，他方を放熱部
とするとともに、受熱部を筐体の内部空気に接触させた
ヒ−トパイプと、前記放熱部が液密に突入又は貫通した
状態で配置され、内部に冷却液が循環する冷却ジャケッ
トとを備える。また、仕切板を介して一方を受熱部，他
方を放熱部とするとともに、受熱部を筐体の内部空気に
接触させたヒ−トパイプと、前記放熱部を覆う状態に取
り付けられた熱容量の大きい材料からなる冷却ブロック
と、この冷却ブロックを冷却する冷却手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部に各種の電子部品
や制御ユニットなどを密閉状態に格納した筐体のヒ−ト
パイプ式冷却構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のヒ−トパイプ式冷却構造
には、例えば特開昭５７−１２７７９０公報に記載され
たものがある。この冷却構造を図１１により説明する。
仕切板２２によって筐体１の内部に開放された部分２０
と、筐体１の外部に開放された部分２１とに区分された
ケ−シング２を筐体１に取り付け、前記仕切板２２へフ
ィン付きのヒ−トパイプ３を貫通保持させることによ
り、ヒ−トパイプ３の受熱部３０側を筐体１の内部空気
Ａに接触させ、当該ヒ−トパイプ３の放熱部３１側を筐
体１の外部空気Ｂに接触させる。ケ−シング２の筐体１
内部に開放された部分２０にはファン４を、筐体１外部
に開放された部分２１にはファン５をそれぞれ設置する
ことにより、筐体１の内部空気Ａをヒ−トパイプ３の受
熱部３０に接触させて筐体１内へ強制的に還流させるよ
うに構成するとともに、筐体１の外部空気Ｂをヒ−トパ
イプ３の放熱部３１に接触させて外部へ放出するように
構成している。

【０００３】図１１の冷却構造によれば、筐体１内に格
納されている図示しない電子部品や制御ユニットなどか
ら発生した熱は、筐体１の内部空気Ａと接触するヒ−ト
パイプ３の受熱部３０内の作動液の蒸発と、筐体１外の
冷たい外部空気Ｂと接触する放熱部３１内における蒸気
の凝縮とによる熱交換により、外部に放出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷却構造におけ
る冷却性能は、筐体１の内部空気Ａと外部空気Ｂとの温
度差によって決まるので、筐体１が設置されている空間
の温度によって制約される。すなわち、筐体１の外部空
気Ｂが何らかの原因で高温になるとその冷却性能は著し
く低下する。また、筐体１の設置空間が塵芥やオイルミ
ストなどの密度が高い雰囲気にある場合、ヒ−トパイプ
３の放熱部３１や当該部分のフィンに塵芥やオイルミス
トが付着して、経時的な性能低下が著しくなる。さら
に、筐体１が酸性の高い腐食性ガスの濃い雰囲気に設置
されている場合は、ヒ−トパイプ３の放熱部３１や当該
部分のフィンが腐食する問題があった。本発明の目的
は、このような欠点を改善した筐体のヒ−トパイプ式冷
却構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による筐体の冷却
構造の一つは、前述の目的を達成するため、仕切板を介
して一方を受熱部，他方を放熱部とするとともに、受熱
部を筐体の内部空気に接触させたヒ−トパイプと、前記
放熱部が液密に突入又は貫通した状態で配置され、内部
に冷却液が循環する冷却ジャケットを備えたものであ
る。この冷却構造において、冷却ジャケットに使用する
冷却液は冷却水であるのが望ましい。前記ヒ−トパイプ
が複数設置されている場合には、各ヒ−トパイプの放熱
部にそれぞれ冷却ジャケットを設け、隣接の冷却ジャケ
ットの流出口と流入口とを接続するのが好ましい。前記
冷却ジャケット内には、流入口から流出口の方向へ冷却
液が曲がって流れる状態に流れ案内板を設けるのが好ま
しい。

【０００６】本発明に係る筐体の冷却構造の他の一つ
は、前述の目的を達成するため、仕切板を介して一方を
受熱部，他方を放熱部とするとともに、受熱部を筐体の
内部空気に接触させたヒ−トパイプと、前記放熱部を覆
う状態に取り付けられた熱容量の大きい材料からなる冷
却ブロックと、この冷却ブロックを冷却する冷却手段と
を備えたものである。この冷却構造において、冷却手段
は水冷配管であるのが望ましい。さらに、前記各冷却構
造において、筐体の内部空気を前記ヒ−トパイプの受熱
部へ強制的に接触させるファンを取り付けるのが好まし
い。

【０００７】

【作用】本発明に係る筐体のヒ−トパイプ式冷却構造に
よれば、筐体の内部空気の熱は、ヒ−トパイプの受熱部
内部の作動液の蒸発によって吸収され、その蒸気が放熱
部側で冷却液又は冷却手段をもつ冷却ブロックによって
凝縮されることにより放出される。ヒ−トパイプの放熱
部は、冷却ジャケット内に位置するか、又は冷却ブロッ
クで覆われているので、冷却性能は筐体の設置空間の温
度その他の雰囲気の条件に制約を受けない。前記冷却ジ
ャケット内に、流入口から流出口の方向へ冷却液が曲が
って流れる状態に流れ案内板を設けた場合には、冷却液
の流量を少なくしても十分冷却される。

【０００８】

【実施例】図１〜図１０を参照しながら、本発明による
筐体のヒ−トパイプ式冷却構造の好ましい実施例を説明
する。図１は本発明による冷却構造の一実施例を示す部
分断面図、図２は冷却構造の他の実施例を示す部分断面
図、図３は冷却構造のさらに他の実施例を示す部分断面
図、図４は冷却構造のさらに他の実施例を示す部分断面
図、図５は冷却構造のさらに他の実施例を示す部分断面
図、図６は複数のヒ−トパイプの冷却ジャケットを接続
した状態の部分正面図、図７は冷却ジャケットの変形例
を示す部分断面図、図８は図７の水冷ジャケットの横断
面図、図９は水冷ジャケットのさらに他の変形例を示す
部分断面図、図１０は水冷ジャケットのさらに他の変形
例を示す部分断面図である。なお、以下の実施例の説明
において、従来の冷却構造におけるものと同じ構成部分
には同じ符号を使用する。

【０００９】図１において、１は筐体、２は筐体１へ当
該筐体１の内側に開放された状態で取り付けられている
ケ−シング、３はケ−シング２の端板を兼ねる仕切板２
２とケ−シング２内の支持板２３とに貫通支持されてい
るヒ−トパイプである。筐体１の容量が大きい場合、前
記ヒ−トパイプ３は図示のような姿勢で平面的に複数並
べて設置される。

【００１０】ヒ−トパイプ３は、仕切板２２を介して一
方が多数のフィンを有する受熱部３０，他方が放熱部３
１となっており、受熱部３０はケ−シング２内にやや先
下がり状に収容された状態で筐体１の内部空気Ａと接触
し、放熱部３１は仕切板２２によってケ−シング２と仕
切られた冷却ジャケット６内に液密に突入した状態に配
置されている。冷却ジャケット６には、流入口６１と流
出口６２が取り付けられ、ポンプ６３により冷却器６４
で冷やされた冷却液６０（この実施例では冷水）が循環
するように構成されている。

【００１１】ケ−シング２内にはファン４が設置され、
筐体１の内部空気Ａは、ヒ−トパイプ３の受熱部３０へ
接触して筐体１内に還流するように構成されている。図
示の実施例では、ファン４により筐体１の内部空気Ａを
ケ−シング２内に引き込み、受熱部３０へ接触させた後
筐体１内へ還流させるように構成しているが、内部空気
Ａが逆に流れるように構成してもよい。このことは、後
述の他の実施例においても同様である。

【００１２】この実施例の冷却構造によれば、図示しな
い電子部品などによって筐体１の内部空気Ａが温められ
ると、その熱は、ヒ−トパイプ３の受熱部３０内での作
動液の蒸発と、放熱部３１内での蒸気の凝縮とが繰り返
されることにより冷却液６０との間で熱交換され、当該
内部空気Ａはこの熱交換により冷却される。

【００１３】冷却ジャケット６内の冷却液は低温に安定
させるのが容易であるから、外部空気の温度変化に影響
されることなく、非常に安定で効率よく筐体１内を冷却
することができる。また、冷却液は空気よりも熱伝達率
が非常に高い（水の場合空気のほぼ１００倍）ので、ヒ
−トパイプ３の放熱部分を小型化することができる。さ
らに、ヒ−トパイプ３の放熱部３１は、冷却ジャケット
６内へ液密に突入していて外部と遮断されているから、
筐体１がダストやオイルミストの多い空間や腐食性ガス
が存在する空間などに設置されていても、それらから悪
影響を受けることなく長期間安定して作動する。

【００１４】図２の実施例では、受熱部３０側が先下が
り状態になるようにヒ−トパイプ３を仕切板２２へ貫通
支持させ、受熱部３０が筐体１内に突入する状態に前記
仕切板２２を筐体１の垂直な側壁に取り付け、仕切板２
２に冷却ジャケット６を取り付けて、ヒ−トパイプ３の
放熱部３１を冷却ジャケット６内の冷却液６０へ接触さ
せるように構成している。この実施例の冷却構造では、
図１の実施例の冷却構造のようなケ−シング２及びファ
ン４が設けられていない点を除けば、他の構成及び作用
は図１の実施例の冷却構造とほぼ同様であるのでそれら
の説明は省略する。

【００１５】本発明に係る冷却構造において、設置空間
の条件によっては、ヒ−トパイプ３を図３のように一部
曲げて実施することができる。図３の実施例の冷却構造
におけるヒ−トパイプ３は、筐体１の垂直な側壁に沿っ
て取り付けたケ−シング２の底板を兼ねる仕切板２２へ
貫通支持され、その受熱部３０は、垂直に曲げ下げると
ともに、ケ−シング２内に取り付けられた支持板２３及
びケ−シング２の一方の端板２４へ貫通支持され、支持
板２３と端板２４との間に位置する部分にフィンを取り
付けている。そして、ケ−シング２内には、ヒ−トパイ
プ３の受熱部３０の曲げ部分近くにファン４を設置し、
筐体１の内部空気を受熱部３０に接触させて筐体１内に
還流させるように構成している。このファン４は、図の
受熱部３０の先端より下方に取り付けてもよい。この実
施例の冷却構造の他の構成及び作用は、図１の実施例の
冷却構造とほぼ同様であるのでそれらの説明は省略す
る。

【００１６】図４は本発明に係る他の冷却構造の実施例
を示しており、ケ−シング２の端板を兼ねる仕切板２２
と、ケ−シング２内の支持板２３に貫通支持されたヒ−
トパイプ３の放熱部３１には、例えば金属のように熱容
量の大きい材料からなる冷却ブロック７が当該放熱部３
１を覆う状態に取り付けられており、この冷却ブロック
７には、冷却液（この実施例では冷水）が内部を循環す
る冷却コイルからなる冷却手段７０が取り付けられてい
る。この実施例では、仕切板２２を筐体１の垂直な側壁
の上部へ固定することにより、ヒ−トパイプ３の受熱部
３０をケ−シング２とともに筐体１内へ突入した状態に
取り付け、図１の実施例におけると同様に、ファン４に
より筐体１の内部空気Ａを受熱部３０へ接触させて筐体
１内へ還流させるように構成している。

【００１７】図４の実施例の冷却構造によれば、筐体１
の高温の内部空気Ａによって受熱部３０内の作動液が蒸
発し、その蒸気が放熱部３１内において冷却ブロック７
で冷やされて凝縮することにより、内部空気Ａが冷却さ
れる。この実施例においても、内部空気Ａと冷却ブロッ
ク７を冷やす冷却液との熱交換によって内部空気Ａが冷
却され、かつ、ヒ−トパイプ３の放熱部３１は冷却ブロ
ック７によってほとんどが覆われているので、図１の実
施例とほぼ同様な作用効果を奏するものである。

【００１８】図１〜図３の実施例の冷却構造の冷却ジャ
ケット６は、これを図４のような冷却ブロック７に代え
ても実施することができる。また、図４の実施例の冷却
手段７０において、コイルの内部を循環する冷却液は、
これを低温のガスに代えても実施することができる。

【００１９】図５の実施例では、ヒ−トパイプ３の放熱
部３１を冷却ジャケット６内へ液密に貫通させることに
より、冷却ジャケット６内の冷却液６０が漏れ難い構造
にしている。この実施例の他の構成及び作用は、図１の
実施例の冷却構造とほぼ同様なのでそれらの説明は省略
する。

【００２０】ヒ−トパイプ３を複数設置する場合、図６
のように各ヒ−トパイプ３の放熱部３１ごとにそれぞれ
冷却ジャケット６を設けると、冷却液の総流量が少なく
ても冷却効果を上げることができる。このような場合、
隣接の冷却ジャケット６相互の流出口６２と流入口６１
とを順に接続するのが好ましい。

【００２１】図７及び図８の実施例は、冷却ジャケット
６内にヒ−トパイプ３の放熱部３１の長さ方向に沿う流
れ案内板６５を設け、冷却液が放熱部３１の外周全体を
矢印のように迂回して流れるようにしたものである。こ
の実施例では、冷却液が放熱部３１の外周を迂回して流
れるので、冷却液の流量をより少なくしても冷却効果を
高めることができる。

【００２２】例えば図９のように、放熱部３１の外周に
半円状の複数の流れ案内板６５を交互に位置するように
取り付けると、冷却液は当該案内板６５により流入口６
１から流出口６２の方向へジグザグ状に流れる。また図
１０のように、放熱部３１の外周にスパイラル状の流れ
案内板６５を設けると、冷却液は当該案内板６５により
流入口６１から流出口６２の方向へスパイラル状に流れ
る。図９及び図１０のように構成すると、冷却液の流量
をさらに少なくすることができる。図７，図９及び図１
０において、６６はＯリングである。

【００２３】なお、本発明に係る冷却構造は前述の実施
例のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内に
おいて、主要でない部分を変更したり、その要素を他の
均等な手段で置換したり、他の要素を付加して実施する
場合も含まれる。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る筐体のヒ−トパイプ式冷却
構造によれば、筐体の外部空気の温度変化に影響される
ことなく、非常に安定で効率よく筐体内を冷却すること
ができるとともに、ヒ−トパイプの放熱部を小型化する
ことができる。また、ヒ−トパイプの受熱部は、筐体の
設置空間の雰囲気（粉塵、オイルミスト、腐食性ガスな
ど）の影響を受けにくいので、長期間安定して作動させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による冷却構造の一実施例を示す部分断
面図である。

【図２】本発明による冷却構造の他の実施例を示す部分
断面図である。

【図３】本発明による冷却構造のさらに他の実施例を示
す部分断面図である。

【図４】本発明による冷却構造のさらに他の実施例を示
す部分断面図である。

【図５】冷却構造のさらに他の実施例を示す部分断面図
である。

【図６】複数のヒ−トパイプの冷却ジャケットを接続し
た状態の部分正面図である。

【図７】冷却ジャケットの変形例を示す部分断面図であ
る。

【図８】図７の水冷ジャケットの側断面図である。

【図９】水冷ジャケットのさらに他の変形例を示す部分
断面図である。

【図１０】水冷ジャケットのさらに他の変形例を示す部
分断面図である。

【図１１】従来の冷却構造を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ ケ−シング ２０ 筐体の内部に開放された部分 ２１ 筐体の外部に開放された部分 ２２ 仕切板 ２３ 支持板 ２４ 端板 ３ ヒ−トパイプ ３０ 受熱部 ３１ 放熱部 ４，５ ファン ６ 冷却ジャケット ６０ 冷却液 ６１ 流入口 ６２ 流出口 ６３ ポンプ ６４ 冷却器 ６５ 流れ案内板 ６６ Ｏリング ７ 冷却ブロック ７０ 冷却手段 Ａ 筐体の内部空気 Ｂ 筐体の外部空気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳原 俊郎 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仕切板を介して一方を受熱部，他方を放
   熱部とするとともに、受熱部を筐体の内部空気に接触さ
   せたヒ−トパイプと、前記放熱部が液密に突入又は貫通
   した状態で配置され、内部に冷却液が循環する冷却ジャ
   ケットを備えたことを特徴とする、筐体のヒ−トパイプ
   式冷却構造。
2. 【請求項２】 前記ヒ−トパイプが複数設置され、各ヒ
   −トパイプの放熱部にそれぞれ冷却ジャケットが設けら
   れている、請求項１に記載の筐体のヒ−トパイプ式冷却
   構造。
3. 【請求項３】 前記冷却ジャケット内には、流入口から
   流出口の方向へ冷却液が曲がって流れる状態に流れ案内
   板が設けられている、請求項１又は２に記載の筐体のヒ
   −トパイプ式冷却構造。
4. 【請求項４】 仕切板を介して一方を受熱部，他方を放
   熱部とするとともに、受熱部を筐体の内部空気に接触さ
   せたヒ−トパイプと、前記放熱部を覆う状態に取り付け
   られた熱容量の大きい材料からなる冷却ブロックと、こ
   の冷却ブロックを冷却する冷却手段とを備えたことを特
   徴とする、筐体のヒ−トパイプ式冷却構造。
5. 【請求項５】 前記冷却手段が水冷配管である、請求項
   ４に記載の筐体のヒ−トパイプ式冷却構造。
6. 【請求項６】 前記筐体の内部空気を前記ヒ−トパイプ
   の受熱部へ強制的に接触させるファンを備えた、請求項
   １又は４に記載の筐体のヒ−トパイプ式冷却構造。