JPH1133658A - 発熱体の冷却装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ブロックからヒートパイプへの伝熱特性
が低下し、発熱体の冷却特性も低下し、安定した冷却性
能を得ることができない。また、単管のヒートパイプで
あり、作動液の充填作業に時間を要している。 【解決手段】 発熱体が装着され、貫通孔５ａが複数形
成された金属ブロック５と、Ｕ字状に形式され金属ブロ
ック５の貫通孔５ａに挿着され、Ｕ字部６ａが金属ブロ
ック５に位置し、Ｕ字両端部６ｂが金属ブロック５の上
方に延在するＵ字状ヒートパイプ６と、Ｕ字状ヒートパ
イプ６のＵ字両端部６ｂに積層された放熱フィン７と、
Ｕ字状ヒートパイプ６の内部を真空排気した後に所定量
封入された作動液８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はサイリスタなどの
半導体素子等の発熱体を効率よく冷却するための熱交換
器に使われる高性能薄型放熱フィンとヒートパイプを用
いた小型・軽量で大容量の発熱体の冷却装置およびその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の発熱体の冷却装置として、半導体
素子等の発熱体を冷却する場合、放熱フィンを設ける空
冷方式や水冷方式、あるいは図１２に示すような、例え
ば特開平５−１３６３０号公報に示されるヒートパイプ
を利用した冷却装置がある。図１２において、１は熱伝
導の良好な銅などから成るヒートパイプであり、１ａは
ヒートパイプ１の受熱部、１ｂはヒートパイプ１の放熱
部である。２はヒートパイプ１の放熱部１ｂに装着され
た銅やアルミニウムなどから成る多数枚積層された放熱
フィン、３は図示しないがサイリスタなどの半導体素子
等の発熱体が表面に接触して装着された銅やアルミニウ
ムなどから成る金属ブロックであり、ヒートパイプ１の
受熱部１ａが挿着される孔３ａが形成されている。すな
わち、金属ブロック３の孔３ａにそれぞれヒートパイプ
１の受熱部１ａが挿着される。４はヒートパイプ１の内
部を真空排気した後に封入された作動液である。

【０００３】次に動作について説明する。サイリスタな
どの半導体素子等の発熱体は金属ブロック３表面に接触
して装着されており、発熱体より発せられた熱は金属ブ
ロック３へ伝わり、金属ブロック３内に挿着されたヒー
トパイプ１の受熱部１ａに伝わる。ヒートパイプ１の受
熱部１ａに伝わった熱は、内部に封入された作動液４を
加熱する。作動液４は内部が真空減圧されているため
に、加熱されることにより沸騰気化し蒸気となってヒー
トパイプ１の放熱部１ｂへ移動する。ヒートパイプ１の
放熱部１ｂへ移動した蒸気は、ヒートパイプ１の放熱部
１ｂ内表面において潜熱をヒートパイプ１の放熱部１ｂ
内表面に受け渡した後、凝縮・液化し重力によって再度
ヒートパイプ１の受熱部１ａへ還流する。ヒートパイプ
１の放熱部１ｂ内表面に伝わった熱は熱伝導によって放
熱フィン２に伝わり、放熱フィン２部から図示しないフ
ァン等によって外部空気に放出される。これらの一連の
動作が繰り返されることにより発熱体を冷却する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来装置では、ヒートパイプ１内に真空減圧の上封入さ
れた作動液４の潜熱によって発熱体から発せられた熱を
大気中に放出する構造のものであるが、放熱フィン２と
ヒートパイプ１、金属ブロック３とヒートパイプ１の間
に隙間が生じ熱抵抗が大きくなる。そのため、この隙間
に熱伝導率の高い充填材（はんだ等）を充填している
が、これらの隙間に均一に充填することは困難である。
したがって、金属ブロック３からヒートパイプ１の受熱
部１ａへの伝熱特性が低下し、発熱体の冷却特性も低下
する。また、各ヒートパイプ１が単独で設置されている
ため、例えばその冷却能力を大きくするためにヒートパ
イプ１を増やした場合等には真空排気し作動液４を封入
する作業が大幅に時間がかかってしまう点や各ヒートパ
イプ１が独立した単管であるので熱輸送量の限界がある
などの課題がある。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、冷却特性の向上や製作時間の
短縮化が図れる発熱体の冷却装置およびその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る発熱体の
冷却装置は、発熱体が装着され貫通孔が複数形成された
金属ブロックと、Ｕ字状に形成され金属ブロックの貫通
孔に挿着され、Ｕ字部が金属ブロックに位置し、Ｕ字両
端部が金属ブロックの上方に延在するＵ字状ヒートパイ
プと、Ｕ字状ヒートパイプのＵ字両端部に積層されて挿
着された放熱フィンと、Ｕ字状ヒートパイプの内部を真
空排気した後に所定量封入された作動液とを設けたもの
である。

【０００７】また、発熱体が装着され貫通孔が複数形成
された金属ブロックと、Ｕ字状に形成され金属ブロック
の貫通孔に挿着され、Ｕ字両端部が金属ブロックに位置
し、Ｕ字両端部が金属ブロックの上方に延在するＵ字状
ヒートパイプと、Ｕ字状ヒートパイプのＵ字部に積層さ
れて挿着された放熱フィンと、Ｕ字状ヒートパイプの内
部を真空排気した後に所定量封入された作動液とを設け
たものである。

【０００８】また、金属ブロックに貫通孔を形成する工
程と、金属ブロックの貫通孔にＵ字状ヒートパイプを挿
着する工程と、Ｕ字状ヒートパイプに放熱フィンを積層
して挿着する工程と、Ｕ字状ヒートパイプと放熱フィン
および金属ブロックとを拡管により密着させる工程と、
Ｕ字状ヒートパイプの内部を真空排気した後に所定量の
作動液を封入する工程とを備えた製造方法である。

【０００９】また、発熱体が装着され貫通孔が複数形成
された金属ブロックと、この金属ブロックの貫通孔に挿
着されたＵ字型パイプとこのＵ字型パイプの両端開口を
連通するベント管とから構成されるループ形ヒートパイ
プと、このループ形ヒートパイプの金属ブロック外に延
在する部分に積層して挿着された放熱フィンと、ループ
形ヒートパイプの内部を真空排気した後に所定量封入さ
れた作動液とを設けたものである。

【００１０】また、金属ブロックに貫通孔を形成する工
程と、金属ブロックの貫通孔にＵ字型パイプを挿着する
工程と、Ｕ字型パイプに放熱フィンを積層して挿着する
工程と、Ｕ字型パイプと放熱フィンおよび金属ブロック
とを拡管により密着させる工程と、Ｕ字型パイプの両端
開口をベント管により連通し、ループ形ヒートパイプを
構成する工程と、ループ形ヒートパイプの内部を真空排
気した後に所定量の作動液を封入する工程とを備えた製
造方法である。

【００１１】また、請求項４において、金属ブロックの
貫通孔内に位置する何れか一方側のＵ字型パイプが金属
ブロックと密着され、他方側のＵ字型パイプと金属ブロ
ックとの間に断熱体が設けられたものである。

【００１２】また、請求項４において、何れか一方側の
Ｕ字型パイプが金属ブロックの貫通孔内を貫通して挿着
され、他方側のＵ字型パイプが金属ブロック外に配置さ
れたものである。

【００１３】また、請求項１、２、４、６のいずれかに
おいて、金属ブロックを複数に分割したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図１に
基づいて説明する。図１において、５は図示しないがサ
イリスタなどの半導体素子等の発熱体が表面に接触して
装着された銅やアルミニウムなどから成る金属ブロック
であり、複数の貫通孔５ａが形式されている。６はＵ字
状に形式され、金属ブロック５に形式された貫通孔５ａ
に挿着され、Ｕ字部６ａが金属ブロック５に位置し、Ｕ
字両端部６ｂが金属ブロック５の上方に延在するＵ字状
ヒートパイプであり、熱伝導の良好な銅などから成る。
７はＵ字状ヒートパイプ６のＵ字両端部６ｂに装着され
た銅やアルミニウムなどから成る多数枚積層された高性
能薄型の放熱フィン、８はＵ字状ヒートパイプ６の内部
を真空排気させた後、所定量封入された作動液である。

【００１５】次に動作について説明する。作動液８の充
填方法は、Ｕ字状ヒートパイプ６のＵ字両端部６ｂの一
方側を予め封止しておき、他方側からＵ字状ヒートパイ
プ６の内部を真空に引き、所定の真空度に達した後に、
作動液８を所定量封入する。封入が完了した後にＵ字両
端部６ｂの他方側端部を封止することにより、Ｕ字状ヒ
ートパイプ６が構成される。このように、Ｕ字状ヒート
パイプ６としたことにより、従来のような単管のヒート
パイプと比べて、作動液の充填作業が半分でよくなり、
作業時間を大幅に短縮することができる。また、作動液
の充填量を管理することは重要であり、従来のような単
管のヒートパイプでは１本毎に作動液の充填量を管理す
る必要があるため、その管理に多大の時間を要すととも
に作動液の量の均一管理も困難であるが、Ｕ字状ヒート
パイプ６であれば、１本で２本分について作動液の量を
均一でき、しかも作動液の管理も短時間で行うことがで
きる。

【００１６】実施の形態２．この発明の実施の形態２を
図２に基づいて説明する。図２において、５は金属ブロ
ック、５ａは貫通孔、７は放熱フィンである。９はＵ字
状に形式され、金属ブロック５に形式された貫通孔５ａ
に挿着され、Ｕ字両端部９ａが金属ブロック５に位置
し、Ｕ字部９ｂが金属ブロック５の上方に延在するＵ字
状ヒートパイプであり、熱伝導の良好な銅などから成
る。Ｕ字状ヒートパイプ９のＵ字部９ｂに放熱封入７が
装着されている。１０はＵ字状ヒートパイプ６の内部を
真空排気させた後、Ｕ字両端部９ａに所定量封入された
作動液である。

【００１７】この実施の形態２は、上述した実施の形態
１のＵ字状ヒートパイプ６の逆配置構成としたものであ
る。すなわち、Ｕ字状ヒートパイプ９のＵ字両端部９ａ
を下側、Ｕ字部９ｂを上側としたことにより、上述した
実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、ヒートパ
イプ９として動作している際に、作動液１０の沸騰によ
り発生する気泡で持ち上げられた作動液１０が、Ｕ字部
９ｂに当たった場合でも、作動液１０はＵ字に沿って円
滑に移動するため、衝撃音を大幅に低減させることがで
きる。

【００１８】実施の形態３．この発明の実施の形態３の
製造方法を図３〜図７に基づいて説明する。上述した実
施の形態の冷却装置が十分な冷却性能を発揮するために
は、その製造工程が重要なものとなる。これら各図に基
づいて製造方法について説明する。先ず、図３および図
４に示すように、金属ブロック５に貫通孔５ａを形成す
る工程があり、金属ブロック５の材質は熱伝導率が大き
く、且つ機械加工性に優れたアルミニウム（アルミニウ
ム合金を含む）あるいは銅（銅合金を含む）などが適し
ている。貫通孔５ａの径はＵ字状ヒートパイプ６の外径
よりもわずかに大きな寸法で加工する。次に図５に示す
ように、金属ブロック５の貫通孔５ａにＵ字状ヒートパ
イプ６を挿着する工程があり、金属ブロック５の貫通孔
５ａの径はＵ字状ヒートパイプ６の外径よりもわずかに
大きいので、容易に挿入することができる。次に図６に
示すように、Ｕ字状ヒートパイプ６に放熱フィン７を積
層して挿着する工程があり、放熱フィン７にはＵ字状ヒ
ートパイプ６の配置に対応した位置にＵ字状ヒートパイ
プ６の外径よりもわずかに大きな穴が明けられており、
Ｕ字状ヒートパイプ６への積層作業が容易になるように
している。次に図７に示すように、Ｕ字状ヒートパイプ
６と放熱フィン７および金属ブロック５とを拡管により
密着させる工程があり、拡管作業はＵ字状ヒートパイプ
６と放熱フィン７および金属ブロック５の部分について
同時に実施され、Ｕ字状ヒートパイプ６の外面と放熱フ
ィン７及び金属ブロック５とが密着される。拡管の方法
としては、パイプの内径よりもわずかに大きな金属球が
先端に付いた棒をパイプの内部に押し込む、あるいはパ
イプの内部に水圧を加えることにより実施されるが、パ
イプが所定の径に拡管されればよく、拡管の方法は限定
されない。そして、Ｕ字状ヒートパイプ６の内部を真空
排気した後に所定量の作動液８を封入する工程があり、
拡管後にはＵ字状ヒートパイプ６の一端側が封止され、
他端側からＵ字状ヒートパイプ６の内部が真空排気され
た後に作動液８がＵ字状ヒートパイプ６の内部に封入さ
れ密封される。これらの工程により、発熱体の冷却装置
が製造される。

【００１９】この実施の形態３においては、Ｕ字状ヒー
トパイプ６と放熱フィン７および金属ブロック５を拡管
作業によって拡管し、Ｕ字状ヒートパイプ６の外面と放
熱フィン７及び金属ブロック５とを密着させたことによ
り、放熱フィン７とＵ字状ヒートパイプ６、金属ブロッ
ク５とＵ字状ヒートパイプ６との間の隙間を皆無とで
き、熱抵抗を著しく小さなものとでき、金属ブロック５
からＵ字状ヒートパイプ６への伝熱特性並びにＵ字状ヒ
ートパイプ６から放熱フィン７への伝熱特性が著しく高
くなり、発熱体の冷却特性がより一層高いものとするこ
とができる。

【００２０】なお、この実施の形態３においては、上述
した実施の形態１における発熱体の冷却装置を対象にし
た製造方法について述べたが、上述した実施の形態２に
おける発熱体の冷却装置についても同様な製造方法を適
用でき、同様な効果を奏することは勿論のことである。

【００２１】実施の形態４．この発明の実施の形態４を
図８に基づいて説明する。図８において、５は金属ブロ
ック、５ａは貫通孔である。１１は金属ブロック５に形
式された貫通孔５ａに挿着されたＵ字型パイプ、１２は
このＵ字型パイプ１１の両端開口を連通するベント管で
あり、これらＵ字型パイプ１１とベント管１２とにより
ループ形ヒートパイプ１３が構成され、それらは熱伝導
の良好な銅などから成る。１４はループ形ヒートパイプ
１３の金属ブロック５外の上方に延在する部分に装着さ
れた銅やアルミニウムなどから成る多数枚積層された高
性能薄型の放熱フィン、１５はループ形ヒートパイプ１
３の内部を真空排気させた後、所定量封入された作動液
である。

【００２２】この実施の形態４においては、Ｕ字型パイ
プ１１の上部開口部にベント管１２を取り付けること
で、作動液１５がループ形ヒートパイプ１３の内部をル
ープ状に循環することができる。ループ形ヒートパイプ
１３とすることにより、上述した実施の形態１及び実施
の形態２と同様の効果を奏するとともに、作動液１５が
ループ形ヒートパイプ１３内部をループ状に循環するこ
とができ、作動液１５の滞留が少なくなり、ループ形ヒ
ートパイプ１３内部の温度がより一層均一となるため、
冷却性能をより一層向上させることができる。

【００２３】なお、この実施の形態４においては、ルー
プ形ヒートパイプ１３のＵ字型パイプ１１の開口部を上
方部に配置し、その開口部にベント管１２を取り付ける
場合について述べたが、ループ形ヒートパイプ１３のＵ
字型パイプ１１の開口部を下方部に配置し、その開口部
にベント管１２を取り付ける場合も同様の効果を奏す
る。

【００２４】実施の形態５．この発明の実施の形態５の
製造方法について図８に基づいて説明する。金属ブロッ
ク５に貫通孔５ａを形成する工程と、金属ブロック５の
貫通孔５ａにＵ字型パイプ１１を挿着する工程と、Ｕ字
型パイプ１１に放熱フィン１４を積層して挿着する工程
と、Ｕ字型パイプ１１と放熱フィン１４および金属ブロ
ック５とを拡管により密着させる工程と、Ｕ字型パイプ
１１の両端開口をベント管１２により連通し、ループ形
ヒートパイプを構成する工程と、ループ形ヒートパイプ
１３の内部を真空排気した後に所定量の作動液１５を封
入する工程とを備えた製造方法である。

【００２５】この実施の形態５においては、Ｕ字型パイ
プ１１と放熱フィン１４および金属ブロック５とを拡管
により密着させた後、Ｕ字型パイプ１１の両端開口をベ
ント管１２により連通させループ形ヒートパイプ１３を
構成する。このベント管１２に設けた封入管（図示せ
ず）により、ループ形ヒートパイプ１３の内部を真空排
気した後、作動液１５を封入し、密封することにより発
熱体の冷却装置を製造することができる。このように、
ループ形ヒートパイプ１３のベント管１２の部分より真
空排気することで、上述した実施の形態３に比べて真空
排気すべき配管の長さが半分になり、真空排気の時間が
半分程度に短縮でき、作業効率を大幅に改善することが
できる。

【００２６】実施の形態６．この発明の実施の形態６を
図９に基づいて説明する。上述した実施の形態４では、
ループ形ヒートパイプ１３のＵ字型パイプ１１のＵ字部
両方が金属ブロック５に密着させた場合について述べた
が、この実施の形態６においては、ループ形ヒートパイ
プ１３内部の作動液１５を強制的にループ状に循環させ
るための構造を図９に示し、基本的には上述した実施の
形態４で述べた構成と同等である。図９に示すように、
金属ブロック５の貫通孔５ａ内に位置する何れか一方の
Ｕ字型パイプ１１の外面が金属ブロック５の貫通孔５ａ
内面と密着され、他方側のＵ字型パイプ１１の外周と金
属ブロック５の貫通孔５ａ内面と間に断熱体１７が装着
されている。

【００２７】ところで、図９において、１つのループ形
ヒートパイプ１３に着目した場合、左側のＵ字型パイプ
１１と金属ブロツク５が密着した箇所ではサイリスタ等
の発熱体からの熱が金属ブロック５及びＵ字型パイプ１
１を介してループ形ヒートパイプ１３内部の作動液１５
が加熱されて蒸気１６が発生し、破線矢印Ａで示すよう
に上部に向かう蒸気１６の流れが発生する。それに対
し、右側のＵ字型パイプ１１は金属ブロック５との間に
断熱体１７が装着されているため、熱はループ形ヒート
パイプ１３内部の作動液１５には、ほとんど伝達され
ず、蒸気１６の発生は抑制されている。左側のＵ字型パ
イプ１１内部で発生した蒸気１６の流れは放熱フィン１
４のあるＵ字型パイプ１１部では熱が放熱フィン１４か
ら空気中へ放熱されることにより冷却され、作動液１５
は凝縮する。凝縮した作動液１５は実線矢印Ｂで示すよ
うに断熱体１７で断熱されたＵ字型パイプ１１側の作動
液１５に流入する。上記の動作を繰り返すことで、作動
液１５はループ形ヒートパイプ１３の内部をループ状に
循環することになる。作動液１５が循環するとループ形
ヒートパイプ１３内部の温度がより均一となり、蒸気流
と液流が一方向となるので単管ヒートパイプのように凝
縮液のもどりが蒸気流に阻害されることがないので熱輸
送量が増大し、金属ブロック５表面の温度を均一にする
ことができるとともに、冷却性能が向上し、サイリスタ
等で加熱された金属ブロック５の温度を大幅に下げるこ
とができる。

【００２８】実施の形態７．この発明の実施の形態７を
図１０に基づいて説明する。上述した実施の形態６で
は、ループ形ヒートパイプ１３の金属ブロック５部にお
いて、Ｕ字型パイプ１１の一方に金属ブロック５の貫通
孔５ａの内面との間に断熱体１７を装着して、熱が当該
Ｕ字型パイプ１１内部の作動液１５に伝達しないように
した場合について述べたが、この実施の形態７において
は、図１０に示すように、１８は例えばサイリスタなど
の半導体素子等の発熱体１９が表面に接触して装着され
た銅やアルミニウムなどから成る金属ブロックであり、
複数の貫通孔１８ａが形式されている。何れか一方側、
例えば図１０の図面上左側のＵ字型パイプ１１が金属ブ
ロック１８の貫通孔１８ａに挿着されて密着されてい
る。他方側、例えば図１０の図面上右側のＵ字型パイプ
１１が金属ブロック１８外部に露出されている。

【００２９】ところで、この実施の形態７においては、
他方側のＵ字型パイプ１１を金属ブロック１８外部に露
出させることにより、発熱体１９からの熱の影響を受け
ることがないので、上述した実施の形態６と同様に作動
液１５を強制的にループ状に循環させることができる。
また、金属ブロック１８の貫通孔１８ａは一つのループ
形ヒートパイプ１３に対し１つで良く、孔の加工作業を
半減できるとともに、金属ブロック１８の薄型化を図る
ことができる。さらに、上述した実施の形態６のような
断熱体１７を設ける必要が無く、経済性に優れた装置を
得ることができる。

【００３０】実施の形態８．この発明の実施の形態８を
図１１に基づいて説明する。上述した各実施の形態にお
ける金属ブロックは一体構造から成る場合について述べ
たが、図１１に示すように、金属ブロック２０を例えば
２分割構造としてもよい。すなわち金属ブロック２０に
ヒートパイプを構成するパイプを貫通させるための穴加
工は、金属ブロック２０のハイプ長手方向の距離が長く
なるほど加工が困難になり、特殊な加工となるために加
工費が高価となる。金属ブロック２０を分割することに
より、穴加工長さを短くすることができ、加工費を大幅
に低減させることができる。なお、図１１は金属ブロッ
ク２０を２分割にした例を示したが、３分割以上として
もよい。また、この実施の形態８は、上述した実施の形
態１を対象として述べたが、これに限定されるもので
は、上述した実施の形態２、４、６のものにも適用する
ことができることは勿論のことであり、同様の高価を奏
する。

【００３１】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る発熱体の冷却
装置は、発熱体が装着され貫通孔が複数形成された金属
ブロックと、Ｕ字状に形成され金属ブロックの貫通孔に
挿着され、Ｕ字部が金属ブロックに位置し、Ｕ字両端部
が金属ブロックの上方に延在するＵ字状ヒートパイプ
と、Ｕ字状ヒートパイプのＵ字両端部に積層されて挿着
された放熱フィンと、Ｕ字状ヒートパイプの内部を真空
排気した後に所定量封入された作動液とを設けたことに
より、作動液の充填作業が半分でよくなり、作業時間を
大幅に短縮できる。

【００３２】また、この発明の請求項２に係る発熱体の
冷却装置は、発熱体が装着され貫通孔が複数形成された
金属ブロックと、Ｕ字状に形成され金属ブロックの貫通
孔に挿着され、Ｕ字両端部が金属ブロックに位置し、Ｕ
字両端部が金属ブロックの上方に延在するＵ字状ヒート
パイプと、Ｕ字状ヒートパイプのＵ字部に積層されて挿
着された放熱フィンと、Ｕ字状ヒートパイプの内部を真
空排気した後に所定量封入された作動液とを設けたこと
により、Ｕ字状ヒートパイプの動作時、作動液の沸騰に
より発生する衝撃音を大幅に低減させることができる。

【００３３】また、この発明の請求項３に係る発熱体の
冷却装置の製造方法は、金属ブロックに貫通孔を形成す
る工程と、金属ブロックの貫通孔にＵ字状ヒートパイプ
を挿着する工程と、Ｕ字状ヒートパイプに放熱フィンを
積層して挿着する工程と、Ｕ字状ヒートパイプと放熱フ
ィンおよび金属ブロックとを拡管により密着させる工程
と、Ｕ字状ヒートパイプの内部を真空排気した後に所定
量の作動液を封入する工程とを備えた製造方法としたこ
とにより、放熱フィンとＵ字状ヒートパイプ、金属ブロ
ックとＵ字状ヒートパイプとの間の隙間を皆無とでき、
熱抵抗を著しく小さなものとでき、金属ブロックからＵ
字状ヒートパイプへの伝熱特性並びにＵ字状ヒートパイ
プから放熱フィンへの伝熱特性が著しく高くなり、発熱
体の冷却特性がより一層高いものとすることができる。

【００３４】また、この発明の請求項４に係る発熱体の
冷却装置は、発熱体が装着され貫通孔が複数形成された
金属ブロックと、この金属ブロックの貫通孔に挿着され
たＵ字型パイプとこのＵ字型パイプの両端開口を連通す
るベント管とから構成されるループ形ヒートパイプと、
このループ形ヒートパイプの金属ブロック外に延在する
部分に積層して挿着された放熱フィンと、ループ形ヒー
トパイプの内部を真空排気した後に所定量封入された作
動液とを設けたことにより、、作動液がループ形ヒート
パイプ内部をループ状に循環することができ、作動液の
滞留が少なくなり、ループ形ヒートパイプ内部の温度が
より一層均一となるため、冷却性能をより一層向上させ
ることができる。

【００３５】また、この発明の請求項５に係る発熱体の
冷却装置の製造方法は、金属ブロックに貫通孔を形成す
る工程と、金属ブロックの貫通孔にＵ字型パイプを挿着
する工程と、Ｕ字型パイプに放熱フィンを積層して挿着
する工程と、Ｕ字型パイプと放熱フィンおよび金属ブロ
ックとを拡管により密着させる工程と、Ｕ字型パイプの
両端開口をベント管により連通し、ループ形ヒートパイ
プを構成する工程と、ループ形ヒートパイプの内部を真
空排気した後に所定量の作動液を封入する工程とを備え
た製造方法としたことにより、ループ形ヒートパイプの
ベント管の部分より真空排気することで、上述した請求
項３に比べて真空排気すべき配管の長さが半分になり、
真空排気の時間が半分程度に短縮でき、作業効率を大幅
に改善することができる。

【００３６】また、この発明の請求項６に係る発熱体の
冷却装置は、請求項４において、金属ブロックの貫通孔
内に位置する何れか一方側のＵ字型パイプが金属ブロッ
クと密着され、他方側のＵ字型パイプと金属ブロックと
の間に断熱体が設けられたことにより、蒸気流と液流が
一方向となるので単管ヒートパイプのように凝縮液のも
どりが蒸気流に阻害されることがないので熱輸送量が増
大し、金属ブロック表面の温度を均一にすることができ
るとともに、冷却性能が向上し、金属ブロックの温度を
大幅に下げることができる。

【００３７】また、この発明の請求項７に係る発熱体の
冷却装置は、請求項４において、何れか一方側のＵ字型
パイプが金属ブロックの貫通孔内を貫通して挿着され、
他方側のＵ字型パイプが金属ブロック外に配置されたこ
とにより、金属ブロックの貫通孔は一つのループ形ヒー
トパイプに対し１つで良く、孔の加工作業を半減できる
とともに、金属ブロックの薄型化を図ることができる。
さらに、上述した請求項６のような断熱体を設ける必要
が無く、経済性に優れた装置を得ることができる。

【００３８】また、この発明の請求項８に係る発熱体の
冷却装置は、各請求項１、２、４、６のいずれかにおい
て、金属ブロックを複数に分割したことにより、穴加工
長さを短くすることができ、加工費を大幅に低減させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す横断面図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態２を示す断面図であ
る。

【図３】 この発明の実施の形態３の製作フローを示す
平面図である。

【図４】 この発明の実施の形態３の製作フローを示す
正面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３の製作フローを示す
正面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３の製作フローを示す
正面図図である。

【図７】 この発明の実施の形態３の製作フローを示す
正面図図である。

【図８】 この発明の実施の形態４及び実施の形態５を
示す横断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態６を示す横断面図であ
る。

【図１０】 この発明の実施の形態７を示す横断面図で
ある。

【図１１】 この発明の実施の形態８を示す横断面図で
ある。

【図１２】 従来装置を示す横断面図である。

【符号の説明】

５ 金属ブロック、５ａ 貫通孔、６ Ｕ字状ヒートパ
イプ、６ａ Ｕ字部、６ｂ Ｕ字両端部、７ 放熱フィ
ン、８ 作動液、９ Ｕ字状ヒートパイプ、９ａ Ｕ字
両端部、９ｂ Ｕ字部、１０ 作動液、１１ Ｕ字型パ
イプ、１２ ベント管、１３ ループ形ヒートパイプ、
１４ 放熱フィン、１５ 作動液、１６ 蒸気、１７
断熱体、１８ 金属ブロック、１８ａ 貫通孔、２０
金属ブロック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 憲二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体が装着され貫通孔が複数形成され
   た金属ブロックと、Ｕ字状に形成され上記金属ブロック
   の貫通孔に挿着され、Ｕ字部が上記金属ブロックに位置
   し、Ｕ字両端部が上記金属ブロックの上方に延在するＵ
   字状ヒートパイプと、上記Ｕ字状ヒートパイプのＵ字両
   端部に積層されて挿着された放熱フィンと、上記Ｕ字状
   ヒートパイプの内部を真空排気した後に所定量封入され
   た作動液とを備えたことを特徴とする発熱体の冷却装
   置。
2. 【請求項２】 発熱体が装着され貫通孔が複数形成され
   た金属ブロックと、Ｕ字状に形成され上記金属ブロック
   の貫通孔に挿着され、Ｕ字両端部が上記金属ブロックに
   位置し、Ｕ字両端部が上記金属ブロックの上方に延在す
   るＵ字状ヒートパイプと、上記Ｕ字状ヒートパイプのＵ
   字部に積層されて挿着された放熱フィンと、上記Ｕ字状
   ヒートパイプの内部を真空排気した後に所定量封入され
   た作動液とを備えたことを特徴とする発熱体の冷却装
   置。
3. 【請求項３】 金属ブロックに貫通孔を形成する工程
   と、上記金属ブロックの貫通孔にＵ字状ヒートパイプを
   挿着する工程と、上記Ｕ字状ヒートパイプに放熱フィン
   を積層して挿着する工程と、上記Ｕ字状ヒートパイプと
   上記放熱フィンおよび上記金属ブロックとを拡管により
   密着させる工程と、上記Ｕ字状ヒートパイプの内部を真
   空排気した後に所定量の作動液を封入する工程とを備え
   たことを特徴とする発熱体の冷却装置の製造方法。
4. 【請求項４】 発熱体が装着され貫通孔が複数形成され
   た金属ブロックと、この金属ブロックの貫通孔に挿着さ
   れたＵ字型パイプとこのＵ字型パイプの両端開口を連通
   するベント管とから構成されるループ形ヒートパイプ
   と、このループ形ヒートパイプの上記金属ブロック外に
   延在する部分に積層して挿着された放熱フィンと、上記
   ループ形ヒートパイプの内部を真空排気した後に所定量
   封入された作動液とを備えたことを特徴とする発熱体の
   冷却装置。
5. 【請求項５】 金属ブロックに貫通孔を形成する工程
   と、上記金属ブロックの貫通孔にＵ字型パイプを挿着す
   る工程と、上記Ｕ字型パイプに放熱フィンを積層して挿
   着する工程と、上記Ｕ字型パイプと上記放熱フィンおよ
   び上記金属ブロックとを拡管により密着させる工程と、
   上記Ｕ字型パイプの両端開口をベント管により連通し、
   ループ形ヒートパイプを構成する工程と、上記ループ形
   ヒートパイプの内部を真空排気した後に所定量の作動液
   を封入する工程とを備えたことを特徴とする発熱体の冷
   却装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４において、金属ブロックの貫通
   孔内に位置する何れか一方側のＵ字型パイプが上記金属
   ブロックと密着され、上記他方側のＵ字型パイプと上記
   金属ブロックとの間に断熱体が設けられたことを特徴と
   する発熱体の冷却装置。
7. 【請求項７】 請求項４において、何れか一方側のＵ字
   型パイプが金属ブロックの貫通孔内を貫通して挿着さ
   れ、上記他方側のＵ字型パイプが上記金属ブロック外に
   配置されたことを特徴とする発熱体の冷却装置。
8. 【請求項８】 請求項１、２、４、６のいずれかにおい
   て、金属ブロックを複数に分割したことを特徴とする発
   熱体の冷却装置。