JPH07190655A - ヒートパイプ式冷却装置 - Google Patents

ヒートパイプ式冷却装置

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JPH07190655A
JPH07190655A JP5334936A JP33493693A JPH07190655A JP H07190655 A JPH07190655 A JP H07190655A JP 5334936 A JP5334936 A JP 5334936A JP 33493693 A JP33493693 A JP 33493693A JP H07190655 A JPH07190655 A JP H07190655A
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heat pipe
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Kazumasa Fujiwara
和正 藤原
Hideji Saito
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Nobuo Suzuki
信男 鈴木
Koichi Isaka
功一 井坂
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Abstract

(57)【要約】 【目的】複数のヒートパイプを有する冷却装置におい
て、冬期にヒートパイプの凝縮能力が小さくなるように
し、作動液が凍結した状態からの起動を良好にする。 【構成】複数のヒートパイプ１ａ、１ｂの一端部を蒸発
部として熱伝導の良好なブロック３に埋めこみ、他端部
を凝縮部として複数の放熱フィン２ａ、２ｂを取付けた
ヒートパイプ式冷却装置において、すべてのヒートパイ
プに取付ける放熱フィン群２ａと一部のヒートパイプに
取付ける放熱フィン群２ｂを組み合わせて取付けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子の冷
却等に用いられるヒートパイプ式冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子等を冷却するヒートパイプ式
冷却装置においては、ヒートパイプ１本当たりの熱輸送
能力が小さいために、図３６に示すように複数本のヒー
トパイプを熱伝導の良好なブロックに取り付け、このブ
ロックに半導体素子を取り付けて用いることが多い。こ
こでヒートパイプの作動液として例えば水を封入した場
合、周囲温度が０℃以下ではヒートパイプ内の水は凍結
する。この状態で半導体素子が発熱した場合に、冷却装
置のヒートパイプが充分に作動せず、半導体素子の温度
が所定の温度、例えば１００℃を越える事態が生じるこ
とがある。
【０００３】特開平２−２２９４５５号公報には、複数
のヒートパイプを２以上の群に分け、各群に異なる作動
液を封入したヒートパイプ式装置が記載されている。す
なわち、複数のヒートパイプを２つの群に分けて、例え
ば一方の群の作動液としてフロンＲ−１１３を、もう一
方の群の作動液として純水を用いている。フロンＲ−１
１３は、周囲温度が０℃以下でも凍結しないため、低温
での起動特性は良好であり、かつ定常の使用温度におい
ても高い性能を得ることを可能にしているが、純水は、
周囲温度が０℃以下で凍結するという問題を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】例えば半導体冷却用の
ヒートパイプ式冷却装置においては、まず夏期における
使用を想定して外気の最高温度が例えば４０℃で、半導
体素子が一定の基準温度、例えば１００℃以下になるよ
うな設計をおこなう。ここで、冷却装置を冬期において
も使用する場合には、ヒートパイプの作動液として用い
る種類によっては作動液が凍結する問題がある。例え
ば、外気温が−３０℃で、ヒートパイプの作動液に水を
使用したヒートパイプ式冷却装置を用いる場合は、この
外気温度の状態では水は凍結している。半導体素子が発
熱を始めた場合、ヒートパイプは凍結状態の作動液であ
る水が融解した後に、蒸発部から凝縮部へ熱輸送を始め
るが、外気温度に対して凝縮能力が大きい場合には、作
動液が凝縮部で再び凍結し、蒸発部に作動液が戻らない
ため液涸れが発生し、ヒートパイプが作動しなくなって
しまう。このため、半導体素子の温度が、越えてはなら
ない所定の温度を越えてしまう。
【０００５】このように、作動液が凍結することによっ
てヒートパイプが起動できないために、冷却装置として
機能しない問題が生じる場合がある。作動液の凍結温度
以下の外気温度でヒートパイプ式冷却装置を起動させる
ためには、ヒートパイプの凝縮部の放熱能力を小さくす
る必要がある。
【０００６】本発明の目的は、例えば冬期にヒートパイ
プの凝縮部能力が小さくなるようにすることで、作動液
が凍結している状態からでもヒートパイプが良好に起動
し、かつ常温下においても高い熱輸送能力を有するヒー
トパイプ式冷却装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のヒートパイプ式冷却装置は、複数のヒートパ
イプの一方の端部を蒸発部として熱伝導の良好なブロッ
クに埋め込み、該ブロックに被発熱体が取り付けられた
ものであって、前記ヒ−トパイプの他端部を凝縮部とし
て複数の放熱フィンを取り付けたヒートパイプ式冷却装
置において、前記複数のヒートパイプの凝縮部を２以上
の群に分けるとともに、各群がそれぞれ異なる凝縮能力
を有するように構成したことを特徴とする者である。
【０００８】又、複前記複数のヒートパイプの凝縮部を
２以上の群に分けるとともに、前記放熱フィンの面積が
各群でそれぞれ異なるように構成されていることを特徴
とするものである。
【０００９】又、前記複数のヒートパイプの凝縮部を２
以上の群に分けるとともに、各群の前記ヒ−トパイプの
長さが異なるように構成されていることを特徴とするも
のである。
【００１０】又、前記複数のヒートパイプの凝縮部を２
以上の群に分けるとともに、各群がそれぞれ前記ヒ−ト
パイプの長さが異なるように構成されているとともに、
長さが長い方のヒ−トパイプの前記放熱フィンの面積が
大きく形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】又、、複数のヒートパイプのうち、少なく
とも１本以上のヒートパイプの凝縮能力が、残りのヒー
トパイプの凝縮能力と異なるように構成されていること
を特徴とするものである。
【００１２】又、前記放熱フィンが、全てのヒートパイ
プに取付けられる放熱フィン群と一部のヒートパイプに
取付けられる放熱フィン群とが設けられているものであ
る。
【００１３】又、前記複数の放熱フィンのうちの一部が
前記ヒートパイプに取り付けるために形成された取り付
け穴を部分的にヒートパイプの外径より大きく形成され
いるものである。
【００１４】又、、前記放熱フィンの外周側に放熱フィ
ン間の空気の流入を妨げるスペーサを備えているもので
ある。
【００１５】又、前記放熱フィンが前記ヒートパイプの
１本毎に独立して取り付けられたものであって、該放熱
フィンの枚数を異ならせることにより前記ヒートパイプ
の凝縮能力を変えたことを特徴とするものである。
【００１６】又、前記放熱フィンが前記ヒートパイプの
１本毎に独立して取り付けられたものであって、一部の
ヒートパイプに取り付けられた放熱フィンの材質を、そ
の他のヒートパイプに取り付ける放熱フィンの材質と異
ならせたことを特徴とするものである。
【００１７】又、前記ヒートパイプの一部の材質を、そ
の他のヒートパイプの材質と異ならせたことを特徴とす
るものである。
【００１８】又、前記ヒートパイプの材質に銅とアルミ
を用いたものである。又、前記ヒートパイプの凝縮能力
を変える手段が、ある群のヒートパイプの内壁形状を他
の群のヒートパイプの内面形状と異ならせるものであ
る。又、前記ヒートパイプの内面形状が、平滑面とヒー
トパイプの長手方向に平行な溝加工面とによって形成さ
れているものである。
【００１９】又、、ある群のヒートパイプの作動液の封
入量を、その他の群のヒートパイプの作動液の封入量と
異ならせたものであることを特徴とするものである。
【００２０】又、ある群のヒートパイプの凝縮部の内面
に撥水性部材でなるコーティングを施したことを特徴と
するものである。
【００２１】又、放熱フィン群を形状記憶合金を含む２
種類以上の材質で構成したことを特徴とするものであ
る。又、前記少なくとも１つのヒートパイプ群が、ヒー
トパイプ内に作動液以外に非凝縮性のガスを封入するも
のである。又、前記各々のヒートパイプの凝縮部の間
に、放熱フィンと比較してヒートパイプの長手方向の断
面積が大きく、かつ各ヒートパイプの間の熱輸送が良好
な部材を１つ以上取付けたものである。又、前記熱伝導
が良好な部材として、複数の放熱フィンを密着して重ね
合わせたものを用いるものである。又、前記熱伝導が良
好な部材を、ヒートパイプ先端部に取り付ける補強部材
と兼用したものである。
【００２２】又、請前記熱伝導が良好な部材を、冷却装
置全体に取り付ける組み付け枠の一部と兼用したもので
ある。
【００２３】又、前記ヒートパイプの先端部に発熱体を
取り付けたことを特徴とするものである。又、外気温度
またはヒートパイプ温度があらかじめ設定された一定値
以下になると前記発熱体を発熱作動させる手段を有する
ものである。
【００２４】又、冷却ファンの駆動によって放熱フィン
間に空気を流入させて冷却を行うとともに、外気温度ま
たはヒートパイプ温度があらかじめ設定された一定値以
下になると前記ファンの駆動を停止させる手段を有する
ことを特徴とするものである。
【００２５】又、前記放熱フィンの間の空気の流入量を
変更するためのじゃま板を取り付けたことを特徴とする
ものである。又、外気温度またはヒートパイプ温度があ
らかじめ設定された一定値以下になると、前記じゃま板
が放熱フィンの間の空気の流入を妨げるように位置を変
更する手段を有するものである。又、前記じゃま板を、
冷却装置を覆う筐体側に取り付けたものである。又、前
記放熱フィンが鉛直方向に配置されるようにヒートパイ
プを折り曲げたものである。又、前記被発熱体がＩＧＢ
Ｔモジュールである。又、前記被発熱体がＧＴＯサイリ
スタである。又、ヒートパイプ式冷却装置を搭載したこ
とを特徴とする車両制御装置である。又、前記被発熱体
がインバータ装置である。又、前記被発熱体が光伝送装
置である。
【００２６】
【作用】上記のように構成しているので、冷却装置を構
成する一部のヒートパイプの凝縮能力を外気温度や発熱
量に対して適正に設定することで、ヒートパイプ凝縮部
では作動液が凍結温度まで下がらずに凝縮するため、良
好に起動し、まもなく定常状態に達する。このような低
温下で冷却装置を用いる場合は、吸熱源である外気の温
度が十分低いため、必ずしも複数のヒートパイプすべて
が作動する必要はなく、さらに作動液が凍結しない温度
域での冷却性能を確保するためにも、一部のヒートパイ
プのみ凝縮能力を他のヒートパイプに比べて小さくする
ことで、より広い温度範囲での冷却が可能となる。
【００２７】又、本発明によれば、冷却装置のヒートパ
イプの凝縮能力を、外気温度が低くなるのに応じて小さ
くすることで、より広い温度範囲での冷却を可能にする
ことができる。さらに本発明によれば、冷却装置を構成
する一部のヒートパイプの凝縮能力を外気温度や発熱量
に対して適正に設定し、かつヒートパイプ間に放熱フィ
ン以上に熱輸送能力の優れた部材を取り付けることで、
いったん起動に失敗した凝縮能力の大きいヒートパイプ
群が、外気温度の上昇とともに再起動を開始することが
でき、被発熱体の温度を下げることを可能にすることが
できる。
【００２８】又、本発明によれば、ヒートパイプ先端部
に発熱体を取り付け、ヒートパイプ先端温度または外気
温度が低くなるのに応じて発熱量を変化させることによ
ってヒートパイプ内の作動液の凍結による作動の停止を
防止することができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図面を用いて説明
する。
【００３０】図１は、本発明のヒートパイプ式冷却装置
の一実施例を示す斜視図である。図１に示すように、本
実施例のヒートパイプ式冷却装置は、主としてブロック
３に取り付けられたヒートパイプ１ａ、１ｂと、このヒ
ートパイプ１ａ、１ｂに設けられた放熱フィン２ａ、２
ｂと、ブロック３に設けられた例えば半導体４から構成
される。
【００３１】ヒートパイプ１ａ、１ｂは、熱伝導率の良
い材料を用いた管状のパイプを、真空ベーキングした後
に、少量の作動液５を脱気封入し、パイプの両端を封止
して形成される。管材としては、銅、アルミ等が一般に
用いられる。このヒートパイプ１ａ、１ｂを複数本、本
実施例では５本の場合を示しているが、その一端部を、
ヒートパイプ１ａ、１ｂが挿入できる大きさの穴が設け
られた熱伝導の良好な材料で形成されたブロック３に差
し込む。このヒートパイプ１ａ、１ｂが、ブロック３に
差し込まれている部分がヒートパイプの蒸発部になり、
この蒸発部とブロック３との固定には、半田接合あるい
はヒートパイプ内の圧力を高くすることによって管外径
を拡大してブロックに密着させる加圧拡管等の方法が用
いられている。
【００３２】ブロック３は直方体の形状をしており、本
実施例では、複数本のヒートパイプ１ａ、１ｂが並べら
れた方向に垂直な面は冷却に利用しない面とし、平行な
面を冷却に利用し、例えば半導体４などが取り付けられ
ている。一方、ヒートパイプ１ａ、１ｂの凝縮部には、
ヒートパイプを取り付けるための穴が複数個設けられた
薄い板状の放熱フィン２ａ、２ｂが、ヒートパイプの軸
方向に対して放熱フィン面が垂直になるように復数枚配
置されている。本実施例では、一定の間隔で１９枚配置
されている場合を示している。図１に示すように、この
放熱フィン２ａは５本のヒートパイプ１ａ、１ｂに取り
付けられており、放熱フィン２ｂは３本のヒートパイプ
１ａに取り付けられている。このヒートパイプ１ａ、１
ｂと放熱フィン２ａ、２ｂとの固定は、半田接合や圧入
等の方法により行われている。なお、通常ヒートパイプ
は、作動液の循環を促進するために蒸発部よりも凝縮部
が上側、あるいは水平になるように配置されるが、凝縮
部が蒸発部より下側に配置する場合もある。
【００３３】このように構成された本実施例のヒートパ
イプ式冷却装置の動作および作用について説明する。半
導体素子４などのように通電されることにより発熱する
被発熱体が、通電されることにより発熱する。発熱して
発生した熱は、ブロック３を介してブロック３に埋め込
まれたヒートパイプ１ａ、１ｂの蒸発部に熱伝達され
る。このヒートパイプの蒸発部では、熱の流入により作
動液５がヒートパイプ内面で蒸発し、蒸発した作動液５
は放熱フィン２ａ、２ｂの取り付けられたヒートパイプ
１ａ、１ｂの凝縮部へ蒸発潜熱とともに移動する。ヒー
トパイプ１ａ、１ｂの凝縮部では、作動液５が放熱フィ
ン２ａ、２ｂによって冷却され、熱をヒートパイプの凝
縮部で作動液５からヒートパイプの内面、放熱フィン２
ａ、２ｂへ熱伝達し、作動液５は凝縮する。凝縮した作
動液５は、重力、ヒートパイプ内面に毛細管力を促進す
る加工がなされている場合には毛細管力をも利用してヒ
ートパイプの蒸発部に戻る。このように、被発熱体の熱
は、ヒートパイプの凝縮部のヒートパイプ肉厚部分を熱
伝導で伝熱し、最終的に放熱フィンを介して自然空冷、
あるいはファン等の外部動力を利用した強制空冷によっ
て外気に放出される。
【００３４】本実施例においては、５本全てのヒートパ
イプに取付ける大きさの放熱フィン群２ａと、中央の３
本のヒートパイプだけに取り付ける大きさの放熱フィン
群２ｂの２種類を設けており、放熱フィン２ａはヒート
パイプ蒸発部寄りに、放熱フィン２ｂはヒートパイプ凝
縮部寄りに、まとめて取り付けられている。このため、
中央の３本のヒートパイプ１ａの凝縮能力と比較して、
両端部の２本のヒートパイプ１ｂの凝縮能力は小さくな
る。この結果、ヒートパイプの凝縮部の長さを変えるこ
となく、ヒートパイプの凝縮能力を変えることができ
る。ここではヒートパイプの本数は５本、放熱フィン群
の群数は２つの場合を説明したが、パイプの本数及び放
熱フィン群の群数ともにこの数に限定されず、必要に応
じて任意のヒートパイプの本数、放熱フィン群の群数を
選択できる。
【００３５】本実施例のヒ−トパイプ式冷却装置の作用
を図２から図５を用いて説明する。
【００３６】図２は、本実施例において中央部のヒート
パイプ１ａの１本分に相当する凝縮能力を有する場合の
冷却装置の縦断面図であり、この１本分に相当する凝縮
能力でのヒートパイプ内の作動液の挙動を示している。
作動液５が、例えば水の場合について以下考える。本冷
却装置を外気温度が−３０℃の条件で、作動液５が蒸発
部で凍結している状態から一定の発熱量を与えて起動し
た場合、起動時は作動液の凍結している蒸発部の温度が
上昇してゆき、まもなく凍結していた作動液が溶けだし
て蒸気となり、凝縮部へと熱の輸送を開始する。ここで
ヒートパイプ１ａに取り付けられる放熱フィン２ａ、２
ｂの枚数は、次に示す１本のヒートパイプ１ｂについて
示した図４の冷却装置と比べて多く設定されているた
め、凝縮能力が大きく、作動液が凝縮部で再凍結してし
まい、ヒートパイプ１の凝縮部で大部分の作動液５ｃが
凍結して、蒸発部で液涸れを起こしている状態を表して
いる図２に示すように、作動液が蒸発部に戻らずに液涸
れが発生してヒ−トパイプは熱輸送を行わない。
【００３７】図３は、図２に示す冷却装置おいて、発熱
開始時の時刻を０分として、それ以降のヒートパイプ先
端温度とブロック部分の温度の時間変化を示す図であ
る。ここで、ヒートパイプ先端温度とは、放熱フィンが
取り付けられている側のヒートパイプの先端部の温度の
ことをいい、ブロック部分の温度とは、ヒートパイプの
蒸発部が埋めこまれているブロックの外表面のある１点
の温度のことを指す。発熱開始からしばらくして、作動
液が融解して熱の輸送を始め、このときにヒートパイプ
先端温度は一度急上昇するが、まもなく凝縮部で再凍結
が発生するため、先端温度は下がりはじめる。このよう
にヒートパイプは起動できず、熱を輸送しないために、
ブロック温度は全体的に急上昇し、半導体４が許容温
度、例えば１００℃を越えてしまう場合がある。
【００３８】図４は、本実施例における冷却装置の両端
部のヒートパイプ１ｂの１本分に相当する凝縮能力を有
する冷却装置の縦断面図であり、このヒートパイプ内の
作動液の挙動を示している。図２に示す冷却装置と同
様、作動液５が水の場合を考えている。この冷却装置を
外気温度が−３０℃で、作動液が蒸発部で凍結している
状態から一定の発熱量を与えて起動する場合、最初は作
動液の凍結している蒸発部の温度が上昇してゆき、まも
なく凍結していた作動液が溶けだして蒸気となり、凝縮
部へと熱の輸送を開始する。この場合は、ヒートパイプ
１ｂに取り付けられている放熱フィンは２ａのみであ
り、図２に示すヒートパイプ１ａに比べて枚数が少な
く、凝縮能力が小さいため、作動液が凝縮部での再凍結
が生じなく、作動液が蒸発部に戻ってくるので、ヒート
パイプ１の凝縮部で凝縮した作動液５ｄが定常的に蒸発
部に還流している状態を表している図４から分かるよう
に、液涸れは発生せずにヒ−トパイプは作動しつづけ
る。
【００３９】図５は、図４に示す冷却装置おいて、発熱
開始時の時刻を０分としてそれ以降のヒートパイプ先端
温度とブロック部分の温度の時間変化を示す図である。
発熱開始からしばらくして、作動液が融解し熱の輸送を
始めるが、このときヒートパイプ先端温度は急上昇し、
そのままブロック部分の温度とほとんど温度差がつかな
い状態となる。このようにヒートパイプが作動しつづけ
るため、ブロック温度は定常状態に達する。
【００４０】以上述べたように、このようなヒートパイ
プを複数組みあわせて使用することによって、例えば、
作動液として水を使用する場合、凍結する低温時は凝縮
能力の小さいヒートパイプ１ｂが起動することにより、
冷却装置を部分的に作動させることができるので冷却性
能が確保でき、作動液が凍結しない常温時はヒートパイ
プ１ａ、１ｂすべてが作動することによって冷却性能を
確保する。その結果、広い温度範囲で所定の冷却性能が
確保される。
【００４１】本発明の他の実施例を図６により説明す
る。図６は、本実施例の冷却装置を示す斜視図である。
【００４２】本実施例の構成は、図１に示した実施例と
同様であるが、本実施例においては、ヒートパイプ１
ａ、１ｂを金属ブロック３と放熱フィン２ａ、２ｂとの
間の部分で、半導体４の取り付け面とは反対の方向に複
数のヒートパイプをほぼ９０°折り曲げて構成してい
る。
【００４３】本実施例では、ヒートパイプの蒸発部が地
面に対して垂直に実装された場合でも、放熱フィン２
ａ、２ｂは鉛直方向に配置されるため、放熱フィン間へ
の空気の流入が促進され、自然対流による放熱がより良
好となる。ここで、ヒートパイプの折り曲げ角度は９０
°近傍に限定されるものではなく、冷却装置の実装形態
により、放熱フィン群がほぼ鉛直方向に配置されるよう
に、任意の角度に折り曲げることができる。
【００４４】本発明の他の実施例を図７及び図８により
説明する。図７及び図８は、それぞれ本実施例の冷却装
置を示す縦断面図で、図１に示した実施例と同様の構成
であるが、放熱フィン群２ａ、２ｂの配置が、放熱フィ
ン２ａをヒートパイプ凝縮部寄りに、放熱フィン２ｂを
ヒートパイプ蒸発部寄りに配置している点が異なる。
【００４５】又、図４に示す実施例の冷却装置は、ヒー
トパイプ蒸発部寄りの放熱フィンを、中央部ではなく、
両端部に各々のヒートパイプごとに独立した放熱フィン
２ｃを取り付けたものである。
【００４６】このように構成することにより、中央部と
両端部のヒ−トパイプは、図１に示す実施例と逆に作用
し、図１に示す実施例と同様の効果を奏することができ
る。
【００４７】本発明の他の実施例を図９及び図１０によ
り説明する。図９及び図１０は、それぞれ本実施例の冷
却装置を示す縦断面図である。
【００４８】本実施例の冷却装置は、図１に示した実施
例と同様の構成であるが、図９に示す冷却装置では、放
熱フィン群２ａ、２ｂを構成する各々の放熱フィンをヒ
ートパイプ１ａ、１ｂの長手方向に１枚ずつ交互に取り
付けて構成している。
【００４９】又、図１０に示す実施例では、放熱フィン
２ａを全てのヒートパイプ１ａ、１ｂに跨るように取り
付け、両端部のヒートパイプ１ｂには放熱フィン群２ａ
とは別に、ヒートパイプ毎に独立した放熱フィン群２ｃ
を、ヒートパイプ長手方向に、放熱フィン群２ａ、２ｃ
をを各々１枚ずつ交互に配置して構成したものである。
【００５０】このように構成することにより、中央部と
両端部のヒ−トパイプは、図１に示す実施例と逆に作用
し、図１に示す実施例と同様の効果を奏することができ
る。
【００５１】本発明の他の実施例を図１１から図１５に
より説明する。図１１から図１５は、それぞれ本実施例
の冷却装置を示す縦断面図である。
【００５２】本実施例では、中央部に設けられている３
本のヒートパイプ１ａに対し、両端部の２本のヒートパ
イプ１ｃの凝縮部の長さを短くし、全てのヒートパイプ
に取り付けられる大きさの放熱フィン２をヒ−トパイプ
１ａ、１ｃに取り付け、両端部のヒートパイプ１ｃに取
り付けられる放熱フィン２の枚数は、中央部の３本のヒ
ートパイプ１ａに取り付けられる放熱フィンの枚数より
少ないように構成している。このように構成することよ
ってヒートパイプ１ｃの凝縮能力は、ヒートパイプ１ａ
の凝縮能力より小さくできる。このように、取り付ける
放熱フィンが一種類で構成される場合でも、ヒートパイ
プの長さを部分的に変えることによって凝縮能力を変え
ることができる。
【００５３】図１２に示す実施例では、凝縮能力の大き
いヒートパイプ１ａを長さの短い両端部の２本のヒ−ト
パイプ１ｃとし、凝縮能力の小さいヒートパイプ１ｃを
長さの長い中央部の３本として構成している。図１１、
図１２に示す例に限らず、長さの異なる複数のヒートパ
イプの配置は、任意に設定できる。
【００５４】図１３に示す実施例では、図１１に示した
実施例と同様な構成であるが、凝縮器寄りに設ける放熱
フィン２ａを全てのヒ−トパイプ１ａ、１ｂに取り付
け、長さの長い中央部の３本のヒートパイプ１ａの先端
側に、放熱フィン群２ａに比べて大きさが小さく、かつ
中央部の３本のヒートパイプに取り付けるのに十分な大
きさを有する放熱フィン群２ｂを取り付けて構成し、冷
却装置全体の小型化を図っている。
【００５５】図１４に示す実施例は、図１２に示す実施
例と同様な構成であるが、本実施例では、凝縮器寄りに
設ける放熱フィン２ａを全てのヒ−トパイプ１ａ、１ｂ
に取り付け、両端部の２本のヒ−トパイプ１ａのみに放
熱フィン２ｃを取り付けて構成している。ここで、ヒー
トパイプ１ａの各々の取り付けられる放熱フィン群２ｃ
の枚数は、ヒートパイプごとに異なっていてもよい。
【００５６】図１５に示す実施例では、３本のヒートパ
イプ１ｄ、１ｅの一端部がブロック３に埋め込まれてお
り、これらのヒートパイプ毎に独立した放熱フィン群２
ｅ、２ｆが取り付けられている。この構成においては、
ヒートパイプ毎の凝縮能力を変えることができるため
に、放熱フィンの枚数および材質が任意に設定できる。
例えば、ヒートパイプに取り付けられるフィン枚数は１
本毎に異なっていてもよく、又、フィンの材質は、例え
ばヒートパイプ１ｄに取り付けるフィンの材質は銅を用
い、ヒートパイプ１ｅに取り付ける材質はアルミを用い
てもよい。
【００５７】本発明の他の実施例を図１６により説明す
る。図１６は、本実施例の冷却装置を示す縦断面図であ
る。
【００５８】図１６に示すように、本実施例では、外形
部分が同じ大きさの放熱フィン群２ａ、２ｆが取り付け
られているが、ヒートパイプの長手方向から見た側面図
として図１６中に拡大して示した図から分かるように、
放熱フィン２ｆは、ヒ−トパイプ５本のうち２本のヒー
トパイプ１ｂの取付け穴部分が、ヒートパイプ１ｂの外
径より大きく構成されている。すなわち、ヒートパイプ
１ｂと放熱フィン２ｆの間には、空隙２２が形成されて
いる。このように構成しているため、このフィン２ｆに
は、ヒートパイプ１ｂからの熱の輸送はほとんど行われ
ず、ヒートパイプ１ｂの凝縮能力は、ヒートパイプ１ａ
の凝縮能力に比べ小さくなっている。
【００５９】本実施例では、放熱フィン２ｆを全てのヒ
−トパイプに取り付ける放熱フィン２ａと交互に配置さ
れている。ここで、放熱フィン群２ｆにおいて、大きく
した取付け穴の個数や位置は、共通である必要はない。
このように、同じ長さのヒートパイプを用いたヒートパ
イプ式冷却装置においては、外形が同じ大きさの放熱フ
ィンの取り付け穴の一部を加工するだけで一部のヒート
パイプの凝縮部の能力を任意に小さくすることができ
る。
【００６０】なお、以上述べた実施例に関して、複数の
放熱フィン群の構成は、特に配列方法等に限定があるも
のではなく、またこれらの配列等に規則性は必ずしも必
要でない。
【００６１】本発明の他の実施例を図１７から図２１に
より説明する。図１７は本実施例の冷却装置を示す縦断
面図、図１８はヒ−トパイプの横断面図、図１９から図
２１はそれぞれ本実施例の冷却装置を示す縦断面図であ
る。
【００６２】図１７に示すように、中央の３本のヒ−ト
パイプには、内面にヒートパイプ長手方向に水平な溝の
加工されたヒートパイプ１ｆを、両端部の２本のヒ−ト
パイプには内面が平滑なヒートパイプ１ｇを配置し、共
通の放熱フィン２を全てのヒートパイプ１ｆ、１ｇにつ
いて取り付けた。図１８に示すように、ヒートパイプ１
ｆ、１ｇにおいて、凝縮能力は、平滑管１ｆより溝付き
管１ｇの方が優れており、平滑管を用いたヒートパイプ
１ｆの方が、溝付き管を用いたヒートパイプ１ｇと比べ
て凝縮能力が小さい。このため、ヒートパイプの凝縮部
の能力を制御することができる。
【００６３】図１９に示す実施例では、同じ長さのヒー
トパイプ１に共通の放熱フィン２が取り付けられ、両端
部の２本のヒートパイプの凝縮部の内面には、撥水性部
材からなるコーティング６を施している。このように構
成することれにより、コーティングしたヒートパイプは
残りのヒートパイプに比べ凝縮能力が小さくなる。ここ
で、撥水性部材としては、テフロン等が用いられる。
【００６４】図２０に示す実施例では、同じ長さのヒー
トパイプ１に共通の放熱フィン２が取り付けられてお
り、両端部の２本のヒートパイプには、作動液５以外に
非凝縮性のガス７を封入している。非凝縮ガスは、ヒー
トパイプ１内である程度の体積を占めるので、非凝縮ガ
スを封入していないヒートパイプ１に比べて凝縮能力は
小さい。さらに、外気温度が低い場合は非凝縮ガスの占
める体積が大きくなり、逆に外気温度が高い場合は、非
凝縮ガスの占める体積が小さくなることから、凍結の恐
れのあるような低い外気温度域では、凝縮能力が小さく
外気温度が上昇していくにつれて凝縮能力は作動液のみ
封入したヒートパイプの性能に近づくように作用する。
ここで、封入する非凝縮ガスの種類としては、例えば窒
素や空気等が適切である。
【００６５】図２１に示す実施例では、図２０に示す実
施例において、非凝縮ガスを封入するヒートパイプ１の
先端部にリザーバ２３を接続して構成している。この場
合、リザーバ２３の代りにベローズ等が接続されてもよ
い。
【００６６】本発明の他の実施例を図２２により説明す
る。図２２は本実施例の冷却装置の縦断面図である。図
２２に示すように、同じ長さのヒートパイプ１にほぼ同
じ面積を有する放熱フィン２が取り付けられており、両
端部のヒートパイプには、作動液５ｂが中央の３本のヒ
ートパイプの作動液の量５ａよりも多く封入されてい
る。作動液５ｂが多く封入されたヒートパイプが作動す
る場合、作動時の沸騰気泡により液が凝縮部まで押し上
げられ、有効な凝縮部の伝熱面積を阻害するため、凝縮
能力が小さくなる。
【００６７】本発明の他の実施例を図２３及び図２４に
より説明する。図２３及び図２４は、それぞれ本実施例
の冷却装置を示す縦断面図である。
【００６８】図２３に示すように、同じ長さのヒートパ
イプ１にほぼ同じ面積を有する放熱フィン２が取り付け
られており、両端部の２本のヒートパイプの先端部に
は、放熱フィン２の周囲に、放熱フィン２間への空気の
流入を妨げるためのスペーサ８が部分的に取り付けられ
ており、この両端部でのヒートパイプの凝縮能力を小さ
くしている。ここで、スペーサ８は、放熱フィン２の先
端部側にまとめて取り付けているが、このように取り付
けることによって容易に一部のヒートパイプの凝縮能力
を小さくすることができる。
【００６９】なお、放熱フィン２間の空気の流入を妨げ
るものとして、スペーサに限定されるものではなく、例
えばじゃま板などがその代替として用いられる。
【００７０】図２４に示す実施例では、図２３に示され
る実施例において、スペーサ８を一定の間隔でヒートパ
イプ凝縮部に均等に取り付けた場合を示しており、この
ように構成してもよい。ここで、スペーサ８の配置は、
図２３及び図２４に限定されるものではなく、任意の配
置が可能である。
【００７１】本発明の他の実施例を図２５及び図２６に
より説明する。図２５及び図２６は、それぞれ本実施例
の冷却装置を示す側面図である。
【００７２】図２５及び図２６は、それぞれ複数のヒー
トパイプの並びの方向から見た側面図を示しており、複
数のヒートパイプ１の一端部がブロック３に取り付けら
れ、他端部には放熱フィン２が複数枚取り付けられてい
る。ここで、放熱フィンの材質としては、一部の放熱フ
ィンに形状記憶合金９を用いている。
【００７３】この形状記憶合金９は次のように作用す
る。図２１においては、外気温度が常温の場合の形状記
憶合金の形状の様子を示している。すなわち、形状記憶
合金は、他の放熱フィンと同じ形状を保っている。図２
２においては、外気温度が低温の場合の形状記憶合金の
形状の様子を示している。形状記憶合金でできたフィン
は、低温となることにより、ヒートパイプの取付け穴よ
り下側の面が、隣の放熱フィンとの間隔を狭めるように
形状が変化し、放熱フィン間への空気の流入を妨げ、そ
の結果、凝縮能力が小さくなる。このように変形するこ
とにより、常温での冷却装置の性能を損なうことなく、
低温下で凝縮能力が小さくなる。
【００７４】本発明の他の実施例を図２７により説明す
る。図２７は、本実施例の冷却装置を示す側面図であ
る。図２７に示すように、複数のヒートパイプ１の一端
部がブロック３に取り付けられ、他端部には放熱フィン
２が複数枚取り付けられている。さらに放熱フィン２の
周りには、容易に着脱可能なカバー１０が取り付けられ
ている。外気温度が低いときは、このカバー１０を放熱
フィン２の周りに取り付けることにより、放熱フィン２
間へ外気の流入をなくす、あるいは少なくすることがで
き、凝縮能力を小さくすることができる。又、外気温度
が高いときは、このカバー１０を取り外すことにより、
凝縮能力を大きくすることができる。ここでは、着脱可
能なカバーを用いているが、必ずしも着脱可能である必
要はなく、ヒートパイプ式冷却装置と一体化した放熱フ
ィン間への空気流入口の開閉機構、例えばシャッタ、じ
ゃま板などを用いてもよく、機構の種類に限定されな
い。
【００７５】本発明の他の実施例を図２８により説明す
る。図２８は本実施例の冷却装置を取り付けた筐体の側
面図である。
【００７６】図２８は、例えば鉄道車両の床下に配置さ
れる車輌の制御装置の一部とその筐体を示している。複
数のヒートパイプ１の一端部がブロック３に取り付けら
れ、他端部には放熱フィン２が複数枚取り付けられてお
り、さらに図６に示される実施例のように、放熱フィン
がほぼ垂直に配置されるようにヒートパイプ１を曲げて
構成している。本実施例では、これを２段縦に重ねて配
置し、半導体４を冷却している。ここで、筐体１１が放
熱フィン２を囲う部分は、一般に外気の流入出を促進す
るために、多数の穴が空けてているか、または網状の板
から構成されている。この部分に、穴または網目部分を
容易に開閉できるようなシャッタ１２を取付けており、
このシャッタを冬期に閉めることによって、ヒートパイ
プの凝縮能力を小さくすることができる。本実施例にお
いても、図２７に示される実施例と同様、機構の種類に
限定されない。
【００７７】本発明の他の実施例を図２９及び図３０に
より説明する。図２９及び図３０は、それぞれ本実施例
の冷却装置の縦断面図である。図２９に示されるよう
に、複数のヒートパイプ１の一端部がブロック３に取り
付けられ、他端部には放熱フィン２が複数枚取り付けら
れており、ヒートパイプ先端部には、感温素子１３と発
熱体１４を取付けている。感温素子１３で検出したヒー
トパイプ先端部の温度は、増幅器１５を介して比較器１
６に入力され、温度設定器１７で設定されている温度と
比較され、設定温度に対してヒートパイプ先端温度が低
い場合には、その温度差に応じて発熱体を駆動回路１８
を介して発熱させる。設定温度を作動液の凍結温度に設
定すれば、ヒートパイプ内の作動液の凍結を回避できる
効果がある。
【００７８】図３０に示されるように、複数のヒートパ
イプ１の一端部がブロック３に取り付けられ、他端部に
は放熱フィン２が複数枚取り付けられている。さらに放
熱フィン近傍には冷却ファン１９を設置して放熱フィン
間に送風を行い冷却を行うようになっている。又、ヒー
トパイプ先端部には、感温素子１３を取付けてあり、感
温素子１３で検出したヒートパイプ先端部の温度は増幅
器１５を介して比較器１６に入力され、温度設定器１７
で設定されている温度と比較されて、温度差に応じて駆
動回路１８を介して冷却ファンの回転速度を制御する。
一定の外気温度以下では冷却ファンが回らないように、
あるいは送風量を少なくすることにより、外気温度が低
い場合にヒートパイプの凝縮能力を小さくすることがで
きる。
【００７９】本発明の他の実施例を図３１により説明す
る。図３１は本実施例の冷却装置を示す縦断面図であ
る。
【００８０】本実施例は、図１に示した実施例と同様の
構成であるが、さらに個々のヒートパイプの先端部と中
央部との２ヶ所に、放熱フィン２ａ、２ｂと比較して厚
さの厚い銅ブロック２０を取り付けている。このように
構成することにより、ヒートパイプ間の熱輸送を促進
し、凝縮能力の大きいヒートパイプが再起動をはじめる
外気温度を下げることが可能となる。
【００８１】次に、本実施例の作用について図３２、図
３３を用いて説明する。
【００８２】図３２は本実施例の冷却装置において、作
動液を水とし、外気温度が−３０℃の場合の作動時にお
ける作動液および熱輸送の挙動を説明する図である。凝
縮能力の大きい中央部の３本のヒートパイプ１ａは作動
できず、作動液５ｃは凝縮部で凍結している状態を示し
ている。又、凝縮能力の小さい両端部の２本のヒートパ
イプ１ｂは通常の作動をしている。この場合、ヒートパ
イプ１ａの凝縮側は温度が低く、ヒートパイプ１ｂの凝
縮部側はヒートパイプ１ａの凝縮側と比較して温度が高
い。ここで、端部のヒートパイプ１ｂから銅ブロック２
０を介して中央部の３本のヒートパイプ１ａにも矢印で
示されるように熱が輸送されるため、中央部の３本のヒ
ートパイプ１ａの凝縮部の温度は、ヒートパイプそのも
のは作動していないものの、外気温度に比べて上昇して
いる。
【００８３】図３３は、外気温度が−３０℃の状態から
外気温度を徐々にあげていった場合のブロック部の温度
の変化を表している。実線は、銅ブロック２０を設けて
いない場合の温度変化を示し、点線は、本実施例の冷却
装置のように銅ブロック２０を設けた場合の温度変化を
示している。銅ブロック２０がない場合は、作動液５ｃ
が凍結し、ヒートパイプ１ａの蒸発側にほとんど作動液
がないため、中央部の３本のヒートパイプ１ａはほとん
ど熱を輸送していない。このため、凝縮部の温度は外気
温度とほぼ同じとなっている。
【００８４】このヒートパイプが再起動を始めるために
は、外気温度が０℃程度まで上昇することが必要であ
る。図３３中に示す実線は外気温度が０℃に達したと
き、中央部のヒートパイプ１ａが作動を開始したため、
ブロック部の温度が一旦低下し、続いて外気温度の上昇
とともに、ブロック温度が上昇することを表している。
図３３では、外気温度０℃の近辺でブロック部の温度が
８０℃となることを示している。一方、銅ブロック２０
を取り付けた場合、図３３により説明したとおり、凝縮
能力の大きい中央部の３本のヒートパイプ１ａの凝縮部
の温度は、外気温度に比べ上昇している。仮に１０℃だ
け上昇していた場合、これら凝縮能力の大きい中央部の
３本のヒートパイプ１ａは、外気温度が−１０℃の時、
すでに０℃程度になり、再起動を始める。図３３におい
て示した点線は、外気温度が−１０℃付近に達した時
に、中央部のヒートパイプ１ａが作動を開始したため、
ブロック温度が一旦低下し、続いて、外気温度の上昇と
ともに、ブロック温度が上昇することを示している。図
３３では、外気温度が−１０℃付近でブロック部の温度
が６０℃となることを示している。このように、銅ブロ
ック２０を取り付けることによって、０℃程度以下での
ブロック部の最高温度を、場合によっては使用温度範囲
全体で低減することが可能である。
【００８５】本発明の他の実施例を図３４により説明す
る。図３４は本実施例の冷却装置を示す縦断面図であ
る。本実施例では、図３１に示す実施例における銅ブロ
ック２０の代りに、全てのヒートパイプに取り付ける放
熱フィン２を隙間なく数枚重ねた放熱フィン２ｇを取り
付けている。このように重ねた放熱フィン２ｇは、外表
面がほとんど隠れ、また空気が流入することもないため
ヒートパイプ間の熱輸送を促進する。このように構成す
ることによって、新しい部材を作ることなく、ヒートパ
イプ間の熱輸送促進を達成できる。
【００８６】本発明の他の実施例を図３５により説明す
る。図３５は、鉄道車両へ適用した例を示す図である。
図３５は、鉄道車両の車両制御装置が取り付けられてい
る部分の断面図である。
【００８７】図３５に示されるように、鉄道車両を駆動
するための電動機を制御する制御装置の主回路である半
導体素子を冷却するために、冷却装置は車体２１の床下
に配置されている。本実施例のヒートパイプ式冷却装置
を、図３５中に斜視図として拡大して詳細に示した。こ
の詳細図から分かるように、冷却されるべき半導体は平
面実装型、例えばＩＧＢＴモジュールのような半導体を
想定しているが、冷却するべき半導体素子が積層型、例
えばＧＴＯサイリスタのような半導体の場合には、半導
体素子と冷却装置のブロックが交互に積層する形で実装
される。
【００８８】本発明の実製品への適用は、上記に掲げた
鉄道車両用の制御装置のみならず、例えば交流電動機を
制御する汎用インバータ装置を寒冷地で使用する場合
や、通信に用いられる光伝送装置を寒冷地で使用する場
合など、寒冷地における半導体冷却装置へ広く適用が可
能である。
【００８９】以上述べた実施例については、冷却装置を
構成するヒートパイプの数が５本の場合について説明し
てきたが、これに限定されるもでなく、任意の複数のヒ
ートパイプを用いた構成が可能であり、さらに放熱フィ
ン群の数についても同様に２つに限定されるものではな
く、任意の複数の放熱フィン群によって構成してもよ
い。
【００９０】
【発明の効果】本発明によれば、複数本のヒートパイプ
からなるヒートパイプ式冷却装置において、作動液の凝
固点より外気温度が低いような環境下で所定の冷却性能
を示し、かつ常温作動時においても高い熱輸送能力を有
することができるため、半導体、ＩＧＢＴモジュ−ル、
ＧＴＯサイリスタ等の冷却に有効なヒ−トパイプ式冷却
装置を提供できる効果がある。
【００９１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である冷却装置の斜視図であ
る。
【図２】ヒートパイプ式冷却装置の断面図とヒートパイ
プ内の作動液の挙動を示す作用説明図である。
【図３】ヒートパイプ式冷却装置の過渡特性を表す図で
ある。
【図４】ヒートパイプ式冷却装置の断面図とヒートパイ
プ内の作動液の挙動を示す作用説明図である。
【図５】ヒートパイプ式冷却装置の過渡特性を表すグラ
フである。
【図６】本発明の他の実施例である冷却装置の斜視図で
ある。
【図７】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面図
である。
【図８】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面図
である。
【図９】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面図
である。
【図１０】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図１１】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図１２】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図１３】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図１４】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図１５】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図１６】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図とその一部を拡大した側面図である。
【図１７】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図１８】図１７に示すヒ−トパイプの横断面図であ
る。
【図１９】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図２０】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図２１】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図２２】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図２３】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図２４】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図２５】本発明の他の実施例である冷却装置の側面図
である。
【図２６】本発明の他の実施例である冷却装置の側面図
である。
【図２７】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図２８】本発明の他の実施例による冷却装置を搭載し
た匡体の断面図である。
【図２９】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図３０】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図３１】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図３２】ヒートパイプ式冷却装置の縦断面図とヒート
パイプ内の作動液の挙動を示す作用を説明する図であ
る。
【図３３】図３２に示すヒートパイプ式冷却装置の過渡
特性を表す図である。
【図３４】本発明の他の実施例である冷却装置の縦断面
図である。
【図３５】本発明の実施例の実製品への適用例を示した
正面図である。
【図３６】従来例を示す冷却装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１…ヒートパイプ、２…放熱フィン、３…ブロック、４
…半導体、５…作動液、６…撥水性コーティング、７…
非凝縮性ガス、８…スペーサ、９…形状記憶合金、１０
…放熱フィンカバー、１１…筐体、１２…シャッタ、１
３…感温素子、１４…発熱体、１５…増幅器、１６…比
較器、１７…温度設定器、１８…駆動回路、１９…冷却
ファン、２０…銅ブロック、２１…車体、２２…空隙、
２３…リザーバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｒ (72)発明者 藤原 和正 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 斉藤 秀治 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (72)発明者 鈴木 信男 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内 (72)発明者 井坂 功一 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発部
    として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロック
    に被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−ト
    パイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り
    付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記複数のヒ
    ートパイプの凝縮部を２以上の群に分けるとともに、各
    群がそれぞれ異なる凝縮能力を有するように構成したこ
    とを特徴とするヒートパイプ式冷却装置。
  2. 【請求項２】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発部
    として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロック
    に被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−ト
    パイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り
    付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記複数のヒ
    ートパイプの凝縮部を２以上の群に分けるとともに、前
    記放熱フィンの面積が各群でそれぞれ異なるように構成
    されていることを特徴とするヒートパイプ式冷却装置。
  3. 【請求項３】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発部
    として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロック
    に被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−ト
    パイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り
    付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記複数のヒ
    ートパイプの凝縮部を２以上の群に分けるとともに、各
    群の前記ヒ−トパイプの長さが異なるように構成されて
    いることを特徴とするヒートパイプ式冷却装置。
  4. 【請求項４】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発部
    として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロック
    に被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−ト
    パイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り
    付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記複数のヒ
    ートパイプの凝縮部を２以上の群に分けるとともに、各
    群がそれぞれ前記ヒ−トパイプの長さが異なるように構
    成されているとともに、長さが長い方のヒ−トパイプの
    前記放熱フィンの面積が大きく形成されていることを特
    徴とするヒートパイプ式冷却装置。
  5. 【請求項５】複数のヒートパイプの一端部を蒸発部とし
    て熱伝導の良好なブロックに埋めこみ、該ブロックに被
    発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−トパイ
    プの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り付け
    たヒートパイプ式冷却装置において、複数のヒートパイ
    プのうち、少なくとも１本以上のヒートパイプの凝縮能
    力が、残りのヒートパイプの凝縮能力と異なるように構
    成されていることを特徴とするヒートパイプ式冷却装
    置。
  6. 【請求項６】前記放熱フィンが、全てのヒートパイプに
    取付けられる放熱フィン群と一部のヒートパイプに取付
    けられる放熱フィン群とが設けられている請求項１に記
    載のヒートパイプ式冷却装置。
  7. 【請求項７】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発部
    として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロック
    に被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−ト
    パイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り
    付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記複数の放
    熱フィンのうちの一部が前記ヒートパイプに取り付ける
    ために形成された取り付け穴を部分的にヒートパイプの
    外径より大きく形成されいることを特徴とするヒートパ
    イプ式冷却装置。
  8. 【請求項８】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発部
    として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロック
    に被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−ト
    パイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り
    付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記放熱フィ
    ンの外周側に放熱フィン間の空気の流入を妨げるスペー
    サを備えていることを特徴とするヒートパイプ式冷却装
    置。
  9. 【請求項９】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発部
    として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロック
    に被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−ト
    パイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り
    付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記放熱フィ
    ンが前記ヒートパイプの１本毎に独立して取り付けられ
    たものであって、該放熱フィンの枚数を異ならせること
    により前記ヒートパイプの凝縮能力を変えたことを特徴
    とするヒートパイプ式冷却装置。
  10. 【請求項１０】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発
    部として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロッ
    クに被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−
    トパイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取
    り付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記放熱フ
    ィンが前記ヒートパイプの１本毎に独立して取り付けら
    れたものであって、一部のヒートパイプに取り付けられ
    た放熱フィンの材質を、その他のヒートパイプに取り付
    ける放熱フィンの材質と異ならせたことを特徴とするヒ
    ートパイプ式冷却装置。
  11. 【請求項１１】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発
    部として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロッ
    クに被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−
    トパイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取
    り付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記ヒート
    パイプの一部の材質を、その他のヒートパイプの材質と
    異ならせたことを特徴とするヒートパイプ式冷却装置。
  12. 【請求項１２】前記ヒートパイプの材質に銅とアルミを
    用いた請求項１１に記載のヒートパイプ式冷却装置。
  13. 【請求項１３】前記ヒートパイプの凝縮能力を変える手
    段が、ある群のヒートパイプの内壁形状を他の群のヒー
    トパイプの内面形状と異ならせるものである請求項１に
    記載のヒートパイプ式冷却装置。
  14. 【請求項１４】前記ヒートパイプの内面形状が、平滑面
    とヒートパイプの長手方向に平行な溝加工面とによって
    形成されている請求項１３に記載のヒートパイプ式冷却
    装置。
  15. 【請求項１５】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発
    部として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロッ
    クに被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−
    トパイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取
    り付けたヒートパイプ式冷却装置において、ある群のヒ
    ートパイプの作動液の封入量を、その他の群のヒートパ
    イプの作動液の封入量と異ならせたものであることを特
    徴とするヒートパイプ式冷却装置
  16. 【請求項１６】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発
    部として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロッ
    クに被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−
    トパイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取
    り付けたヒートパイプ式冷却装置において、ある群のヒ
    ートパイプの凝縮部の内面に撥水性部材でなるコーティ
    ングを施したことを特徴とするヒートパイプ式冷却装
    置。
  17. 【請求項１７】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発
    部として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロッ
    クに被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−
    トパイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取
    り付けたヒートパイプ式冷却装置において、放熱フィン
    群を形状記憶合金を含む２種類以上の材質で構成したこ
    とを特徴とするヒートパイプ式冷却装置。
  18. 【請求項１８】前記少なくとも１つのヒートパイプ群
    が、ヒートパイプ内に作動液以外に非凝縮性のガスを封
    入する請求項１に記載のヒートパイプ式冷却装置。
  19. 【請求項１９】前記各々のヒートパイプの凝縮部の間
    に、放熱フィンと比較してヒートパイプの長手方向の断
    面積が大きく、かつ各ヒートパイプの間の熱輸送が良好
    な部材を１つ以上取付けた請求項１に記載のヒートパイ
    プ式冷却装置。
  20. 【請求項２０】前記熱伝導が良好な部材として、複数の
    放熱フィンを密着して重ね合わせたものを用いる請求項
    １９に記載のヒートパイプ式冷却装置。
  21. 【請求項２１】前記熱伝導が良好な部材を、ヒートパイ
    プ先端部に取り付ける補強部材と兼用した請求項１９に
    記載のヒートパイプ式冷却装置。
  22. 【請求項２２】請前記熱伝導が良好な部材を、冷却装置
    全体に取り付ける組み付け枠の一部と兼用した求項１９
    に記載のヒートパイプ式冷却装置。
  23. 【請求項２３】複数のヒートパイプの一方の端部を蒸発
    部として熱伝導の良好なブロックに埋め込み、該ブロッ
    クに被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒ−
    トパイプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取
    り付けたヒートパイプ式冷却装置において、前記ヒート
    パイプの先端部に発熱体を取り付けたことを特徴とする
    ヒートパイプ式冷却装置。
  24. 【請求項２４】外気温度またはヒートパイプ温度があら
    かじめ設定された一定値以下になると前記発熱体を発熱
    作動させる手段を有する請求項２３に記載のヒートパイ
    プ式冷却装置。
  25. 【請求項２５】複数のヒートパイプの一端部を蒸発部と
    して熱伝導の良好なブロックに埋めこみ、該ブロックに
    被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒートパ
    イプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り付
    けられたヒートパイプ式冷却装置において、冷却ファン
    の駆動によって放熱フィン間に空気を流入させて冷却を
    行うとともに、外気温度またはヒートパイプ温度があら
    かじめ設定された一定値以下になると前記ファンの駆動
    を停止させる手段を有することを特徴とするヒートパイ
    プ式冷却装置。
  26. 【請求項２６】複数のヒートパイプの一端部を蒸発部と
    して熱伝導の良好なブロックに埋めこみ、該ブロックに
    被発熱体が取り付けられたものであって、前記ヒートパ
    イプの他端部を凝縮部として複数の放熱フィンを取り付
    けられたヒートパイプ式冷却装置において、前記放熱フ
    ィンの間の空気の流入量を変更するためのじゃま板を取
    り付けたことを特徴とするヒートパイプ式冷却装置。
  27. 【請求項２７】外気温度またはヒートパイプ温度があら
    かじめ設定された一定値以下になると、前記じゃま板が
    放熱フィンの間の空気の流入を妨げるように位置を変更
    する手段を有する請求項２６に記載のヒートパイプ式冷
    却装置。
  28. 【請求項２８】、前記じゃま板を、冷却装置を覆う筐体
    側に取り付けた請求項２６に記載のヒートパイプ式冷却
    装置。
  29. 【請求項２９】前記放熱フィンが鉛直方向に配置される
    ようにヒートパイプを折り曲げた請求項１から２８のい
    ずれかに記載のヒートパイプ式冷却装置。
  30. 【請求項３０】前記被発熱体がＩＧＢＴモジュールであ
    る請求項１から２９のいずれかに記載のヒートパイプ式
    冷却装置。
  31. 【請求項３１】前記被発熱体がＧＴＯサイリスタである
    請求項１から２９のいずれかに記載のヒートパイプ式冷
    却装置。
  32. 【請求項３２】請求項１から２９のいずれかのヒートパ
    イプ式冷却装置を搭載したことを特徴とする車両制御装
    置。
  33. 【請求項３３】前記被発熱体がインバータ装置である請
    求項１から２９のいずれかに記載のヒートパイプ式冷却
    装置。
  34. 【請求項３４】前記被発熱体が光伝送装置である請求項
    １から２９のいずれかに記載のヒートパイプ式冷却装
    置。
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