JP5141537B2

JP5141537B2 - Heat sink

Info

Publication number: JP5141537B2
Application number: JP2008323661A
Authority: JP
Inventors: 哲崎道; 誠司井上; 眞一横田; 一弥枝村
Original assignee: Denso Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Denso Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP2010147286A

Description

本発明は、発熱体に接触しているときに当該発熱体の熱を拡散する放熱板に関するものである。 The present invention relates to a heat radiating plate that diffuses the heat of the heating element when in contact with the heating element.

従来、発熱体（例えば、電気ハイブリッド自動車用インバータ、電気自動車用インバータの発熱素子）を冷却するために、熱拡散装置（ヒートスプレッダ）が広く用いられている。例えば、特許文献１、２に記載のように、熱拡散装置に放熱フィンやヒートパイプを設けて放熱効率を上げる技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat diffusion device (heat spreader) has been widely used to cool a heating element (for example, an inverter for an electric hybrid vehicle or a heating element of an inverter for an electric vehicle). For example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a technique is known in which a heat dissipating device is provided with heat dissipating fins and heat pipes to increase heat dissipating efficiency.

また、特許文献３には、熱拡散装置内に熱輸送媒体としての冷媒の流路を設け、機械式のマイクロポンプによって冷媒を正逆方向に流動させることで放熱効率を上げる技術が記載されている。
特開２００１−１７７０２４号公報特開２０００−２６９６７６号公報特開２００５−３３５２号公報特開平１１−１２５１７３号公報 Patent Document 3 describes a technique for increasing the heat dissipation efficiency by providing a flow path of a refrigerant as a heat transport medium in a heat diffusion device and causing the refrigerant to flow in the forward and reverse directions by a mechanical micropump. Yes.
JP 2001-177024 A JP 2000-269676 A JP 2005-3352 A JP-A-11-125173

しかし、特許文献３に用いられているマイクロポンプには可動部品があるため、耐久性が低い。本発明は上記点に鑑み、放熱板内で熱輸送媒体を流動させることで放熱効果を上げる技術において、放熱板の耐久性を向上させることを目的とする。 However, since the micropump used in Patent Document 3 has movable parts, its durability is low. In view of the above points, an object of the present invention is to improve the durability of a heat radiating plate in a technique for increasing the heat radiating effect by flowing a heat transport medium in the heat radiating plate.

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、発熱体（２）に接触しているとき
に当該発熱体（２）の熱を拡散するための放熱板である。この放熱板は、内部に電気流体
力学（Electorhydrodynamic,略してＥＨＤ）効果を示すＥＨＤ流体を封入するための板形状のケーシング（１１）と、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動させる電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）と、ケーシング（１１）の内部に設けられ、ＥＨＤ流体の流れを規制する整流部材（１２、１３、１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈ）と、を備えている。 The invention described in claim 1 for achieving the above object is a heat radiating plate for diffusing the heat of the heating element (2) when in contact with the heating element (2). The heat radiating plate has a plate-shaped casing (11) for enclosing an EHD fluid exhibiting an electrohydrodynamic (EHD) effect inside, and a voltage applied to the EHD fluid to cause the EHD fluid to flow. Electrodes (14a- 14e , 18a-18t, 17a- 17t), a rectifying member (12, 13, 15a-15h, 16a-16h) provided inside the casing (11) and restricting the flow of the EHD fluid; It has.

そして、整流部材（１２、１３、１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈ）は、ケーシング（
１１）の内部を第１の層（３１）と第２の層（３２）に仕切る仕切り板（１２）を有し、
前記発熱体（２）は前記第１の層（３１）および前記第２の層（３２）のうち前記第１の層の側に配置されており、仕切り板（１２）は、ケーシング（１１）の板面方向の中央部（２１）および板面方向の端部（２２ａ〜２２ｄ）において、第１の層（３１）と第２の層（３２）とを連通させるようになっており、電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）は、第２の層（３２）において当該端部から当該中央部にＥＨＤ流体を流動させ、第２の層（３２）から中央部（２１）を通って第１の層（３１）にＥＨＤ流体を流動させると共に、第１の層（３１）から端部（２２ａ〜２２ｄ）を通って第２の層（３２）にＥＨＤ流体を流動させるように配置されていることを特徴とする。 And a rectification member (12, 13, 15a-15h, 16a-16h) is a casing (
11) having a partition plate (12) for partitioning the inside of the first layer (31) and the second layer (32) ;
The heating element (2) is disposed on the first layer side of the first layer (31) and the second layer (32), and the partition plate (12) is a casing (11). The first layer (31) and the second layer (32) are communicated with each other at the center portion (21) in the plate surface direction and the end portions (22a to 22d) in the plate surface direction. (14a-14e, 18a- 18t, 17a- 17t) causes the EHD fluid to flow from the end portion to the central portion in the second layer (32), and from the second layer (32) to the central portion (21). To flow the EHD fluid through the first layer (31) through the first layer (31) and through the ends (22a-22d) to the second layer (32). It is characterized by being arranged in.

このように、本発明においては、ＥＨＤ流体に電圧を印加することでＥＨＤ流体を流動
させる電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）を、ポンプとして用い
るので、熱輸送媒体としてのＥＨＤ流体を流動させるために可動部を必要としない。した
がって、放熱板の耐久性が向上する。 As described above, in the present invention, the electrodes (14a to 14e , 18a to 18t, 17a to 17t) that flow the EHD fluid by applying a voltage to the EHD fluid are used as a pump. No moving parts are required to make the fluid flow. Therefore, the durability of the heat sink is improved.

また、電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）のポンプ作用により
、仕切り板（１２）の中央部（２１）を通って第２の層（３２）から第１の層（３１）に
ＥＨＤ流体が流動するので、ケーシング（１１）の第１の層（３１）側の部分に、ＥＨＤ
流体が当たる。さらにＥＨＤ流体は、第１の層（３１）において仕切り板（１２）に沿っ
てケーシング（１１）の端部（２２ａ〜２２ｄ）まで流動し、その端部（２２ａ〜２２ｄ
）において、第１の層（３１）から第２の層（３２）に戻る。 The second layer (32) through the first layer (31) pass through the central portion (21) of the partition plate (12) by the pumping action of the electrodes (14a- 14e , 18a-18t, 17a- 17t). Since the EHD fluid flows in the casing, the EHD fluid is placed on the first layer (31) side portion of the casing (11).
The fluid hits. Further, the EHD fluid flows along the partition plate (12) in the first layer (31) to the end portions (22a to 22d) of the casing (11), and the end portions (22a to 22d).
) Return from the first layer (31) to the second layer (32).

このように、ケーシング（１１）の第１の層（３１）に対応する部分にＥＨＤ流体が当たること、および、そのＥＨＤ流体が仕切り板（１２）に導かれてケーシング（１１）の端部（２２ａ〜２２ｄ）まで移動することにより、発熱体（２）の熱が効率よく放熱板内を伝達し、ひいては、放熱板の放熱効果が向上する。 In this way, the EHD fluid hits the portion corresponding to the first layer (31) of the casing (11), and the EHD fluid is guided to the partition plate (12) to end the casing (11) ( 22a to 22d), the heat of the heating element (2) is efficiently transmitted through the heat radiating plate, and the heat radiating effect of the heat radiating plate is improved.

また、請求項１に記載のように、電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１
７ｔ）は、陰極と陽極の対を成す電極の組を有し、当該組において対を成す陰極と陽極は
、前記ケーシング（１１）の板面に平行に、かつ、前記中央部（２１）に対して放射状に
（すなわち、中央部（２１）からその周囲に放出する形状に）配置されていてもよい。 Moreover, as described in claim 1 , electrodes (14a to 14e , 18a to 18t , 17a to 1)
7t) has a pair of electrodes that form a pair of a cathode and an anode, and the pair of cathode and anode in the pair is parallel to the plate surface of the casing (11) and at the center (21). On the other hand, they may be arranged radially (that is, in a shape that discharges from the central portion (21) to the periphery thereof).

このようになっていることで、中央部（２１）に周囲からＥＨＤ流体が集中するようになり、ＥＨＤ流体の流量が大きくなる。 As a result, the EHD fluid is concentrated from the periphery in the central portion (21), and the flow rate of the EHD fluid is increased.

また、請求項１に記載のように、陰極と陽極の組は、中央部（２１）を中心として同心
円状に配置された平面パターンとして形成されていてもよい。電極を平面パターンとして
実現することで、電極の構成が簡易になり、ひいては放熱板の製造が容易になる。また、
電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７）を同心円状に配置することで、
ＥＨＤ流体の流量をより大きくすることができる。 Further, as set forth in claim 1 , the set of the cathode and the anode may be formed as a plane pattern arranged concentrically with the central portion (21) as the center. By realizing the electrodes as a flat pattern, the configuration of the electrodes is simplified, and as a result, the heat sink can be easily manufactured. Also,
By arranging the electrodes (14a- 14e , 18a-18t, 17a- 17) concentrically,
The flow rate of the EHD fluid can be increased.

また、請求項２に記載のように、ＥＨＤ流体は、電界共役流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｃｏ
ｎｊｕｇａｔｅＦｌｕｉｄ）であってもよい。ＥＨＤ流体のうちでも、ＥＣＦは、電圧
を印加することで流動する効果が非常に高い。したがって、ＥＣＦは、放熱板に使用する
のに適している。なお、電界共役流体に電圧を印加することで電界共役流体を移動させる
ポンプは、特許文献４に記載されている。 In addition, as described in claim 2 , the EHD fluid is an electric field conjugate fluid (Electro-Co
njugate Fluid). Among EHD fluids, ECF has a very high effect of flowing when a voltage is applied. Therefore, ECF is suitable for use in a heat sink. A pump that moves the electric field conjugate fluid by applying a voltage to the electric field conjugate fluid is described in Patent Document 4.

また、請求項３に記載のように、前記第１の層（３１）および前記第２の層（３２）の
うち、電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７）が設けられている層では
、電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）が配置されている部分にお
ける、ケーシング（１１）の板面に垂直な方向の幅が、当該層の他の部分よりも狭くなっ
ていてもよい。 Moreover, the electrode (14a- 14e , 18a-18t, 17a- 17) is provided among the said 1st layer (31) and the said 2nd layer (32) as described in Claim 3. In the layer, the width in the direction perpendicular to the plate surface of the casing (11) in the portion where the electrodes (14a to 14e , 18a to 18t, 17a to 17t) are arranged is narrower than the other portions of the layer. It may be.

このように、ポンプの部分における流路が狭くなっていると、その部分におけるＥＣＦの単位時間当たりの流量が増大する。したがって、このようにすることで、より放熱効果が向上する。 Thus, if the flow path in the pump portion is narrow, the flow rate per unit time of the ECF in that portion increases. Therefore, by doing in this way, the heat dissipation effect improves more.

また、請求項４に記載のように、ＥＨＤ流体を構成要件に含めたものとして放熱板を捉えてもよい。
Further, as described in claim 4 , the heat radiating plate may be regarded as including the EHD fluid as a constituent requirement.

なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis in the said and the claim shows the correspondence of the term described in the claim, and the concrete thing etc. which illustrate the said term described in embodiment mentioned later. .

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係る放熱板１および発熱体２の斜視図を示す。発熱体２は、発熱素子等の発熱する物である。具体的には、本実施形態の発熱体２は、電気ハイブリッド自動車用インバータまたは電気自動車用インバータに用いられるスイッチング素子である。この発熱体２は、放熱板１に接触している。具体的には、放熱板１に半田付けされている。発熱体２と放熱板１との接触は、直接接触でもよいし、他の熱伝導性の高い部材を介在させた間接的な接触でもよい。 (First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below. In FIG. 1, the perspective view of the heat sink 1 and the heat generating body 2 which concern on this embodiment is shown. The heating element 2 is a heating element such as a heating element. Specifically, the heating element 2 of the present embodiment is a switching element used for an electric hybrid vehicle inverter or an electric vehicle inverter. The heating element 2 is in contact with the heat radiating plate 1. Specifically, it is soldered to the heat sink 1. The contact between the heating element 2 and the heat radiating plate 1 may be direct contact, or may be indirect contact with another member having high thermal conductivity.

放熱板１は、発熱体２において発生した熱を拡散および放出するための板部材である。本実施形態においては、この放熱板１は、スイッチング素子が電気的に接続される電極としても使用される。 The heat radiating plate 1 is a plate member for diffusing and releasing the heat generated in the heating element 2. In the present embodiment, the heat radiating plate 1 is also used as an electrode to which the switching element is electrically connected.

以下、放熱板１の構成について、図２〜図６を用いて詳細に説明する。図２は、放熱板１および発熱体２の平面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ断面図である。図４は、放熱板１を図３のＡ−Ａ断面で切った場合の断面図である。図５は、放熱板１を図３のＢ−Ｂ断面で切った場合の断面図である。図６は、放熱板１を図３のＣ−Ｃ断面で切った場合の断面図である。 Hereinafter, the structure of the heat sink 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view of the heat radiating plate 1 and the heating element 2. 3 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the heat radiating plate 1 taken along the line AA of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the heat radiating plate 1 taken along the line BB in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat radiating plate 1 taken along the line CC in FIG.

放熱板１は、ケーシング１１、縦方向仕切り板１２、整流板１３、電極１４ａ、電極１４ｂ、および図示しない電界共役流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＣｏｎｊｕｇａｔｅＦｌｕｉｄ）を有している。 The heat radiating plate 1 includes a casing 11, a vertical partition plate 12, a rectifying plate 13, an electrode 14a, an electrode 14b, and an electric field conjugate fluid (Electro-Conjugate Fluid) (not shown).

ケーシング１１は放熱板１の板形状の外形を構成する金属製の部材である。具体的には、ケーシング１１の外観は、扁平な直方体となっており、直方体の６面のうち最も広い２面のうち一方の面に、発熱体２が取り付けられている。以下、発熱体２が取り付けられている面を接触面といい、接触面の反対側の面を放熱面といい、それ以外の４面を側面という。 The casing 11 is a metal member that forms the plate-shaped outer shape of the heat sink 1. Specifically, the outer appearance of the casing 11 is a flat rectangular parallelepiped, and the heating element 2 is attached to one of two widest surfaces among the six surfaces of the rectangular parallelepiped. Hereinafter, the surface on which the heating element 2 is attached is referred to as a contact surface, the surface opposite to the contact surface is referred to as a heat dissipation surface, and the other four surfaces are referred to as side surfaces.

また、ケーシング１１は、その内部において、ケーシング１１の外形とほぼ相似の直方体の空間（以下、内部空間という）を囲んでいる。この内部空間に、縦方向仕切り板１２、整流板１３、電極１４ａ、電極１４ｂが設けられ、さらに、電界共役流体が充填および封入される。 Further, the casing 11 surrounds a rectangular parallelepiped space (hereinafter referred to as an internal space) substantially similar to the outer shape of the casing 11. In this internal space, a vertical partition plate 12, a rectifying plate 13, an electrode 14a, and an electrode 14b are provided, and further, an electric field conjugate fluid is filled and enclosed.

電界共役流体（以下、ＥＣＦという）としては、例えば、特許文献４に記載のように、横軸が導電率σであり縦軸が粘度ηであって作動温度における流体の導電率σと粘度ηとの関係を示すグラフにおいて、導電率σ＝４×１０^−１０Ｓ／ｍ、粘度η＝１×１０^０Ｐａ・ｓで表される点Ｐ、導電率σ＝４×１０^−１０Ｓ／ｍ、粘度η＝１×１０^−４Ｐａ・ｓで表される点Ｑ、導電率σ＝５×１０^−６Ｓ／ｍ、粘度η＝１×１０^−４Ｐａ・ｓで表される点Ｒを頂点とする直角三角形の内部に位置する導電率σおよび粘度ηを有する化合物、または、当該三角形の内部に位置する導電率σおよび粘度ηを有するように調製された二種類以上の化合物の混合物を用いることができる。例えば、デカン２酸ジブチル（ｄｉｂｕｔｙｌｄｅｃａｎｅ−ｄｉｏａｔｅ）を、ＥＣＦとして用いることができる。また、難燃性・不燃性の含ハロゲン（フッ素、塩素、臭素など）化液体をＥＣＦとして用いることができる。 As an electric field conjugate fluid (hereinafter referred to as ECF), for example, as described in Patent Document 4, the horizontal axis is the conductivity σ, the vertical axis is the viscosity η, and the conductivity σ and the viscosity η of the fluid at the operating temperature. In the graph showing the relationship, the conductivity σ = 4 × 10 ⁻¹⁰ S / m, the point P expressed by the viscosity η = 1 × 10 ⁰ Pa · s, the conductivity σ = 4 × 10 ⁻¹⁰ S / m point is represented by the viscosity ^{η = 1 × 10 -4 Pa ·} s Q, conductivity ^{σ = 5 × 10 -6 S /} m, the point R is expressed by viscosity ^{η = 1 × 10 -4 Pa ·} s A compound having conductivity σ and viscosity η located inside a right triangle having a vertex, or a mixture of two or more compounds prepared to have conductivity σ and viscosity η located inside the triangle Can be used. For example, dibutyl decane-dioate can be used as the ECF. A flame-retardant / non-flammable halogen-containing liquid (fluorine, chlorine, bromine, etc.) can be used as the ECF.

縦方向仕切り板１２は、ケーシング１１の板面にほぼ平行に配置された円盤状の板である。この円盤の周縁部１２ａのうち４箇所が、ケーシング１１に接触して固定されている。縦方向仕切り板１２は、樹脂等の絶縁体から成る。 The vertical partition plate 12 is a disk-shaped plate disposed substantially parallel to the plate surface of the casing 11. Four portions of the peripheral edge portion 12 a of the disk are fixed in contact with the casing 11. The vertical partition 12 is made of an insulator such as resin.

この縦方向仕切り板１２によって、ケーシング１１の内部空間が、接触面に近い第１の層３１と、放熱面に近い第２の層３２に仕切られている。つまり、縦方向仕切り板１２が、ケーシング１１の内部空間を縦方向に分けている。このように、第１の層３１および第２の層３２は、ケーシング１１の板面に平行に、ケーシング１１を挟んで、配置されている。なお、ケーシング１１の板に平行な方向を板面方向といい、板面方向に垂直な方向を縦方向という。 The vertical partition 12 divides the internal space of the casing 11 into a first layer 31 close to the contact surface and a second layer 32 close to the heat dissipation surface. That is, the vertical partition 12 divides the internal space of the casing 11 in the vertical direction. As described above, the first layer 31 and the second layer 32 are arranged in parallel to the plate surface of the casing 11 with the casing 11 interposed therebetween. A direction parallel to the plate of the casing 11 is referred to as a plate surface direction, and a direction perpendicular to the plate surface direction is referred to as a vertical direction.

ただし、縦方向仕切り板１２の板面方向中央には、開口部１２ｃが形成されており、この開口部１２ｃによってできた穴２１を通じて、第１の層３１と第２の層３２とが連通している。この穴２１の位置は、ケーシング１１の板面方向の中央部に相当する。 However, an opening 12c is formed in the center of the vertical partition plate 12 in the plate surface direction, and the first layer 31 and the second layer 32 communicate with each other through a hole 21 formed by the opening 12c. ing. The position of the hole 21 corresponds to the central portion of the casing 11 in the plate surface direction.

また、開口部１２ｃは、図３に示すように、第２の層３２から第１の層３１に近づくほど径が小さくなっており、また、第１の層３１に向かって突出した形状となっている。なお、開口部１２ｃの第１の層３１側への突出は、縦方向仕切り板１２が円１２ｂの内側において第１の層３１側に盛り上がっていることで、実現される。このようになっていることで、穴２１を第２の層３２から第１の層３１に移動するＥＣＦの流れがスムースになり、ＥＣＦが逆流しにくくなる。 Further, as shown in FIG. 3, the opening 12 c has a diameter that decreases from the second layer 32 toward the first layer 31, and has a shape that protrudes toward the first layer 31. ing. In addition, protrusion to the 1st layer 31 side of the opening part 12c is implement | achieved because the vertical direction partition plate 12 is rising to the 1st layer 31 side inside the circle | round | yen 12b. By doing so, the flow of the ECF moving through the hole 21 from the second layer 32 to the first layer 31 becomes smooth, and the ECF hardly flows back.

また、縦方向仕切り板１２の周縁部１２ａの外側に該当する部分、すなわち、ケーシング１１の板面方向の端部の四隅に対応する端部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄにおいても、第１の層３１と第２の層３２とが連通している。 In addition, the portion corresponding to the outside of the peripheral edge portion 12a of the vertical partition plate 12, that is, the end portions 22a, 22b, 22c, and 22d corresponding to the four corners of the end portion in the plate surface direction of the casing 11 is also the first layer. 31 and the second layer 32 communicate with each other.

また、ケーシング１１の内面（すなわち、内部空間に面している面）のうち、ケーシング１１を挟んで放熱面と背中合わせとなっている面（以下、内側底面という）には、整流板１３が設けられている。より詳しくは、整流板１３は、内側底面の板面方向中央部に設けられ、内側底面に固定されている。 A rectifying plate 13 is provided on the inner surface of the casing 11 (that is, the surface facing the inner space) on the surface (hereinafter referred to as the inner bottom surface) that is back-to-back with the heat dissipation surface across the casing 11. It has been. More specifically, the rectifying plate 13 is provided at the central portion of the inner bottom surface in the plate surface direction and is fixed to the inner bottom surface.

この整流板１３は、樹脂等の絶縁体から成り、図６に示すように、円盤形状となっている。ただし、図３に示すように、穴２１の直下の部分（すなわち、穴２１への入口の部分）においては、穴２１に向かって尖った形状となっている。このように、整流板１３が穴２１に向かって尖った形状をしていることで、第２の層３２から穴２１へ入るＥＣＦの流れがスムースになる。 The current plate 13 is made of an insulator such as resin and has a disk shape as shown in FIG. However, as shown in FIG. 3, the portion immediately below the hole 21 (that is, the portion of the entrance to the hole 21) has a sharp shape toward the hole 21. Thus, the flow of ECF entering the hole 21 from the second layer 32 becomes smooth because the rectifying plate 13 has a sharp shape toward the hole 21.

また、図３、図６に示すように、整流板１３の表面には、電極１４ａおよび電極１４ｂが取り付けられている。この電極１４ａ、１４ｂは、整流板１３の表面上に、プリント、塗布、蒸着等によって配置された平面導体パターンである。 As shown in FIGS. 3 and 6, an electrode 14 a and an electrode 14 b are attached to the surface of the rectifying plate 13. The electrodes 14a and 14b are planar conductor patterns arranged on the surface of the rectifying plate 13 by printing, coating, vapor deposition, or the like.

より詳しくは、電極１４ａ、１４ｂは、板面方向中央部（すなわち、穴２１の直前の入口部分）を中心とする２つの同心円環として配置されている。電極１４ａが外側の円環に相当し、電極１４ｂが内側の円環に相当する。そして、この電極１４ａ、１４ｂには、図示しない導線が接続されており、その導線は、ケーシング１１の外部に出て、図示しない直流電源のプラス端子およびマイナス端子に接続されている。直流電源によって電極１４ａと１４ｂとの間に印加される電圧（すなわち、電極１４ａと１４ｂの間にあるＥＣＦに印加される電圧）は、例えば、数キロボルトである。 More specifically, the electrodes 14a and 14b are arranged as two concentric rings centering on the center portion in the plate surface direction (that is, the entrance portion immediately before the hole 21). The electrode 14a corresponds to the outer ring, and the electrode 14b corresponds to the inner ring. A conductive wire (not shown) is connected to the electrodes 14a and 14b. The conductive wire goes out of the casing 11 and is connected to a positive terminal and a negative terminal of a direct current power source (not shown). The voltage applied between the electrodes 14a and 14b by the DC power supply (that is, the voltage applied to the ECF between the electrodes 14a and 14b) is, for example, several kilovolts.

このように、電極１４ａが陰極となり、電極１４ｂが陽極となる。つまり、電極１４ａと電極１４ｂとは、陽極と陰極の対を成す電極の組となっている。なお、陰極と陽極の対を成す電極の組１４ａ、１４ｂが、同心円状に配置されているということは、すなわち、電極の組１４ａ、１４ｂが、同心円の中心から、その周囲の複数方向に放出する形状に（すなわち、放射形状に）配置されていることにもなる。 Thus, the electrode 14a becomes a cathode and the electrode 14b becomes an anode. That is, the electrode 14a and the electrode 14b are a set of electrodes forming a pair of an anode and a cathode. It should be noted that the electrode pairs 14a and 14b forming a pair of cathode and anode are concentrically arranged, that is, the electrode sets 14a and 14b are emitted from the center of the concentric circles in a plurality of directions around it. It is also arranged in a shape to be (that is, in a radial shape).

ここで、縦方向仕切り板１２の構成について更に説明する。縦方向仕切り板１２における、電極１４ａ、１４ｂの直上の部分における縦方向の厚さは、その部分よりも板面方向外側にある部分の縦方向の厚さよりも大きくなっている。そして、その厚さが大きい分だけ、電極１４ａ、１４ｂのある位置においては、ケーシング１１の内側底面から縦方向仕切り板１２までの縦方向の距離が、ケーシング１１内の他の部分に比べて短くなっている。 Here, the configuration of the vertical partition 12 will be further described. In the vertical partition plate 12, the thickness in the vertical direction of the portion immediately above the electrodes 14a and 14b is larger than the thickness in the vertical direction of the portion located on the outer side in the plate surface direction than that portion. And, in the position where the electrodes 14 a and 14 b are present, the vertical distance from the inner bottom surface of the casing 11 to the vertical partition plate 12 is shorter than the other parts in the casing 11 by the thickness. It has become.

すなわち、電極１４ａ、１４ｂが設けられている第２の層３２では、電極１４ａ、１４ｂが配置されている部分の縦方向の幅が、第２の層３２の他の部分よりも狭くなっている。 That is, in the second layer 32 in which the electrodes 14 a and 14 b are provided, the vertical width of the portion where the electrodes 14 a and 14 b are disposed is narrower than the other portions of the second layer 32. .

以下、このような構成の放熱板１の作動について、図７〜図１０を用いて説明する。図７〜図１０は、それぞれ、図３〜図６に対応する図中におけるＥＣＦの移動方向を矢印で示す図である。なお、図８、図９中の、丸印に×印が重ねられた図形は、その図形の位置において紙面奥方向が流体の移動方向であることを示す図形である。また、図９中の、丸印の中心に点が重ねられた図形は、その図形の位置において紙面手前方向が流体の移動方向であることを示す図形である。 Hereinafter, the operation of the heat dissipation plate 1 having such a configuration will be described with reference to FIGS. 7-10 is a figure which shows the moving direction of ECF in the figure corresponding to FIGS. 3-6 with an arrow, respectively. 8 and 9, a figure in which a cross is overlapped with a circle is a figure indicating that the back direction of the paper is the fluid movement direction at the position of the figure. Further, the figure in which a dot is superimposed on the center of the circle in FIG. 9 is a figure indicating that the front side of the drawing is the fluid movement direction at the position of the figure.

ケーシング１１内においてＥＣＦが満たされた状態で、円環状の電極１４ａ、１４ｂ間に電圧が印加されると、円環状の電極１４ａ、１４ｂ間にあるＥＣＦは、陽極１４ａから陰極１４ｂへの方向に付勢されて移動する。 When a voltage is applied between the annular electrodes 14a and 14b while the ECF is filled in the casing 11, the ECF between the annular electrodes 14a and 14b moves in the direction from the anode 14a to the cathode 14b. Moves when energized.

電極１４ａ、電極１４ｂは、穴２１の直下を中心として放射状に配置されており、外側の電極１４ａが陽極となっているので、第２の層３２において、板面方向の端部から中心部に集中するＥＣＦの流れが発生する。 The electrodes 14a and 14b are arranged radially around the hole 21 and the outer electrode 14a serves as an anode, so in the second layer 32, from the end in the plate surface direction to the center. A concentrated ECF flow occurs.

そして、中心部に集中したＥＣＦは、整流板１３によって穴２１内に導かれ、穴２１を通って第１の層３１に入り、発熱体２が接触している部分に衝突する。すなわち、第２の層３２から穴２１を通って第１の層３１に到達するＥＣＦの噴流が、ケーシング１１の発熱体２に接触している部分に衝突する。このように、ＥＣＦの縦方向の噴流が、ケーシング１１の発熱体２に接触している部分に衝突することで、発熱体２の熱を効率よくＥＣＦに伝達することができる。すなわち、熱輸送能力が向上する。 The ECF concentrated in the central portion is guided into the hole 21 by the rectifying plate 13, enters the first layer 31 through the hole 21, and collides with a portion where the heating element 2 is in contact. That is, the jet flow of ECF that reaches the first layer 31 from the second layer 32 through the hole 21 collides with a portion of the casing 11 that is in contact with the heating element 2. As described above, the jet of the ECF in the vertical direction collides with the portion of the casing 11 that is in contact with the heating element 2, so that the heat of the heating element 2 can be efficiently transmitted to the ECF. That is, the heat transport capability is improved.

そして、衝突したＥＣＦは、第１の層３１において板面方向端部に流れ、板面方向の四隅の端部２２ａ〜２２ｄを通って、第１の層３１から第２の層３２に戻る。このように、発熱体２の直下への噴流は、ケーシング１１の内壁面衝突後、放射状に周辺（すなわち、第１の層３１と第２の層３２の間の連通部２１、２２ａ〜２２ｄのうち、発熱素子２から遠い方の連通部２１、２２ａ〜２２ｄ）へ向かって流れるので、発熱体２の熱を効果的に拡散することができ、ひいては、放熱板１の冷却性能が向上する。第２の層３２に戻ったＥＣＦは、再度第２の層３２の中央部に集中する。 The collided ECF flows to the plate surface direction end portion in the first layer 31, passes through the end portions 22 a to 22 d at the four corners in the plate surface direction, and returns from the first layer 31 to the second layer 32. As described above, the jet flow directly under the heating element 2 is radially peripheral after the collision of the inner wall surface of the casing 11 (that is, the communication portions 21, 22a to 22d between the first layer 31 and the second layer 32). Among them, since it flows toward the communication portions 21, 22a to 22d) far from the heating element 2, the heat of the heating element 2 can be effectively diffused, and the cooling performance of the radiator plate 1 is improved. The ECF that has returned to the second layer 32 is concentrated again at the center of the second layer 32.

このように、本発明においては、ＥＨＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＨｙｄｒｏＤｙｎａｍｉｃｓ）流体の１つであるＥＣＦに電圧を印加することでＥＣＦを流動させる電極１４ａ、１４ｂを、ポンプとして用いるので、熱輸送媒体としてのＥＣＦを流動させるために可動部を必要としない。したがって、放熱板１の耐久性が向上する。 As described above, in the present invention, the electrodes 14a and 14b that flow the ECF by applying a voltage to the ECF, which is one of the EHD (Electro Hydro Dynamics) fluids, are used as a pump. No moving parts are required to make the fluid flow. Therefore, the durability of the heat sink 1 is improved.

また、電極１４ａ、１４ｂのポンプ作用により、縦方向仕切り板１２の中央部にある穴２１を通って第２の層３２から第１の層３１にＥＣＦが流動するので、ケーシング１１の第１の層３１側の部分に、ＥＣＦが当たる。さらにＥＣＦは、第１の層３１において縦方向仕切り板１２に沿ってケーシング１１の端部２２ａ〜２２ｄまで流動する。 In addition, the ECF flows from the second layer 32 to the first layer 31 through the hole 21 in the central portion of the vertical partition plate 12 by the pumping action of the electrodes 14a and 14b. The ECF hits the portion on the layer 31 side. Further, the ECF flows along the vertical partition plate 12 in the first layer 31 to the end portions 22 a to 22 d of the casing 11.

このように、ケーシング１１の第１の層３１に対応する部分にＥＣＦが当たること、および、そのＥＣＦが縦方向仕切り板１２に導かれてケーシング１１の端部２２ａ〜２２ｄまで移動することにより、発熱体２の熱が効率よく放熱板内を伝達し、ひいては、放熱板１の放熱効果が向上する。 Thus, the ECF hits the portion corresponding to the first layer 31 of the casing 11, and the ECF is guided to the vertical partition plate 12 to move to the end portions 22 a to 22 d of the casing 11. The heat of the heat generating body 2 is efficiently transmitted in the heat radiating plate, and consequently, the heat radiating effect of the heat radiating plate 1 is improved.

また、電極１４ａ、１４ｂが設けられている第２の層３２では、電極１４ａ、１４ｂが配置されている部分の縦方向の幅が、第２の層３２の他の部分よりも狭くなっている。ＥＣＦ効果の特徴として、電極１４ａ、１４ｂの組から成るポンプ部の隙間が広いほどジェット（すなわちＥＣＦの流れ）が弱まり、狭いと強くなる。したがって、ポンプ部のみ他の流路より隙間を狭くすることで、そのポンプ部におけるＥＣＦの単位時間当たりの流量が増大すると共に、他の流路での圧力損失を抑え、かつ強いＥＣＦジェットが得られ、放熱板１の放熱効果が向上する。 Further, in the second layer 32 in which the electrodes 14 a and 14 b are provided, the vertical width of the portion where the electrodes 14 a and 14 b are disposed is narrower than the other portion of the second layer 32. . As a feature of the ECF effect, the jet (that is, the flow of ECF) becomes weaker as the gap between the pump parts composed of the pair of electrodes 14a and 14b becomes wider, and becomes stronger when narrow. Therefore, by narrowing the gap only in the pump section compared to other flow paths, the flow rate per unit time of ECF in the pump section increases, and pressure loss in other flow paths is suppressed, and a strong ECF jet is obtained. The heat dissipation effect of the heat sink 1 is improved.

また、陰極１４ａと陽極１４ｂの対を成す電極の組１４ａ、１４ｂは、ケーシング１１の板面方向に平行に、第２の層３２中の板面方向中央部に対して放射状に配置されている。このようになっていることで、中央部に周囲からＥＣＦが集中するようになり、ＥＣＦ流体の流量が大きくなる。 In addition, the electrode pairs 14 a and 14 b forming a pair of the cathode 14 a and the anode 14 b are arranged in a radial pattern with respect to the central portion in the plate surface direction in the second layer 32 in parallel to the plate surface direction of the casing 11. . As a result, the ECF concentrates from the periphery in the center, and the flow rate of the ECF fluid increases.

また、陰極１４ａと陽極１４ｂの組は、中央部２１を中心として同心円状に配置された平面パターンとして形成されている。電極を平面パターンとして実現することで、電極１４ａ、１４ｂの構成が簡易になり、放熱板１の製造が容易になる。また、電極１４ａ、１４ｂを同心円状に配置することで、ＥＣＦの流量を更に大きくすることができる。 Moreover, the set of the cathode 14a and the anode 14b is formed as a plane pattern arranged concentrically with the central portion 21 as the center. By realizing the electrodes as a planar pattern, the configuration of the electrodes 14a and 14b is simplified, and the manufacturing of the heat sink 1 is facilitated. Moreover, the flow rate of ECF can be further increased by arranging the electrodes 14a and 14b concentrically.

また、本実施形態では、熱輸送媒体としてのＥＨＤ流体の例として、ＥＣＦを用いている。電圧の印加によって流動する流体として周知であるＥＨＤ流体のうちでも、ＥＣＦは、電圧を印加することで流動する効果が非常に高い。したがって、ＥＣＦは、放熱板に使用するのに適している。 In this embodiment, ECF is used as an example of an EHD fluid as a heat transport medium. Among EHD fluids known as fluids that flow by applying a voltage, ECF has a very high effect of flowing when a voltage is applied. Therefore, ECF is suitable for use in a heat sink.

また、電極１４ａ、１４ｂは、絶縁体としての縦方向仕切り板１２および整流板１３によって挟まれた部分に取り付けられている。したがって、電極１４ａ、１４ｂ間に印加される電圧がケーシング１１の金属によって悪影響を受けてしまう可能性が低減される。 The electrodes 14 a and 14 b are attached to a portion sandwiched between the vertical partition plate 12 and the rectifying plate 13 as insulators. Therefore, the possibility that the voltage applied between the electrodes 14a and 14b is adversely affected by the metal of the casing 11 is reduced.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態が第１実施形態と異なるのは、本実施形態の放熱板１が支柱１５ａ〜１５ｈ、支柱１６ａ〜１６ｈを有していることである。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that the radiator plate 1 of the present embodiment has support columns 15a to 15h and support columns 16a to 16h.

図１、図２、図５に現れている構成については、第１実施形態においても本実施形態においても同じである。図１１に、本実施形態の放熱板１についての図２におけるＸ−Ｘ断面図を示し、図１２に、本実施形態の放熱板１を図３のＡ−Ａ断面で切った場合の断面図を示し、図１３に、放熱板１を図３のＣ−Ｃ断面で切った場合の断面図である。 The configurations appearing in FIGS. 1, 2, and 5 are the same in the first embodiment and the present embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 2 for the heat sink 1 of the present embodiment, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the heat sink 1 of the present embodiment taken along the section AA in FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view of the heat radiating plate 1 taken along the line CC of FIG.

複数の支柱１５ａ〜１５ｈは、縦方向仕切り板１２の第１の層３１側の面に固定されており、また、ケーシング１１の内壁（より詳しくは、ケーシング１１を挟んで発熱体２との接触面と背中合わせになる内壁）にも固定されている。 The plurality of support columns 15a to 15h are fixed to the surface of the vertical partition plate 12 on the first layer 31 side, and the inner wall of the casing 11 (more specifically, contact with the heating element 2 across the casing 11). It is also fixed to the inner wall).

支柱１５ａ〜１５ｈの材質は、樹脂等の絶縁体であってもよいし、金属等の導体であってもよい。図１２に示すように、支柱１５ａ〜１５ｈは、穴２１を中心とする周方向に複数配置され、支柱１５ａ〜１５ｈのそれぞれは、穴２１に先端を向けた薄い楔形の形状を有している。したがって、支柱１５ａ〜１５ｈの長手方向は、ＥＣＦの移動方向に対してほぼ平行に向いている。 The material of the columns 15a to 15h may be an insulator such as a resin or a conductor such as a metal. As shown in FIG. 12, a plurality of support columns 15 a to 15 h are arranged in the circumferential direction around the hole 21, and each of the support columns 15 a to 15 h has a thin wedge shape with the tip directed to the hole 21. . Therefore, the longitudinal direction of the support columns 15a to 15h is substantially parallel to the moving direction of the ECF.

複数の支柱１６ａ〜１６ｈは、縦方向仕切り板１２の第２の層３２側の面に固定されており、また、ケーシング１１の内壁（より詳しくは、ケーシング１１の内側底面の壁）にも固定されている。 The plurality of support columns 16a to 16h are fixed to the surface of the vertical partition plate 12 on the second layer 32 side, and are also fixed to the inner wall of the casing 11 (more specifically, the wall of the inner bottom surface of the casing 11). Has been.

支柱１６ａ〜１６ｈの材質は、樹脂等の絶縁体であってもよいし、金属等の導体であってもよい。図１３に示すように、支柱１６ａ〜１６ｈは、穴２１を中心とする周方向に複数配置され、支柱１６ａ〜１６ｈのそれぞれは、穴２１に先端を向けた薄い楔形の形状を有している。したがって、支柱１６ａ〜１６ｈの長手方向は、ＥＣＦの移動方向に対してほぼ平行に向いている。 The material of the pillars 16a to 16h may be an insulator such as a resin or a conductor such as a metal. As shown in FIG. 13, a plurality of support columns 16 a to 16 h are arranged in the circumferential direction around the hole 21, and each of the support columns 16 a to 16 h has a thin wedge shape with the tip directed to the hole 21. . Therefore, the longitudinal direction of the columns 16a to 16h is substantially parallel to the moving direction of the ECF.

このように、支柱１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈが、縦方向仕切り板１２およびケーシング１１の内壁の両方に固定されていることで、縦方向仕切り板１２が強固に保持され、また、放熱板１の強度が向上する。 As described above, since the support columns 15a to 15h and 16a to 16h are fixed to both the vertical partition plate 12 and the inner wall of the casing 11, the vertical partition plate 12 is firmly held, and the radiator plate 1 The strength of is improved.

また、支柱１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈのそれぞれの長手方向が、ＥＣＦの移動方向に平行に向いているので、ＥＣＦの流れがスムースになる。 In addition, since the longitudinal directions of the columns 15a to 15h and 16a to 16h are parallel to the moving direction of the ECF, the flow of the ECF becomes smooth.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、第１、２実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態の放熱板１が第１、２実施形態の放熱板１と異なるのは、電極の形状である。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first and second embodiments. The heat dissipating plate 1 of this embodiment is different from the heat dissipating plate 1 of the first and second embodiments in the shape of the electrodes.

具体的には、本実施形態の放熱板１は、第１、２実施形態の電極１４ａ、１４ｂに代えて、それぞれ電極１４ａ、１４ｂと同じ位置に、平面導体パターンの電極１４ｃ、１４ｄが設けられている。 Specifically, the heat sink 1 of this embodiment is provided with electrodes 14c and 14d having a planar conductor pattern at the same positions as the electrodes 14a and 14b, respectively, instead of the electrodes 14a and 14b of the first and second embodiments. ing.

本実施形態の電極１４ｃ、電極１４ｄも、第１実施形態と同様、穴２１の直下の部分を中心とする２つの同心円となっている。しかし、外側の平面状の円環である陰極１４ｃは、内縁の複数箇所が電極１４ｄに向かって尖っている。以下、これら電極１４ｄに向かって尖っている複数の部分のそれぞれを、突端部という。そして、内側の平面状の円環である陽極１４ｄは、外縁の複数箇所において、電極１４ｃの突端部の先端から当該外縁までの距離が等距離となるよう、内側に窪んでいる。 Similarly to the first embodiment, the electrode 14c and the electrode 14d of the present embodiment are also two concentric circles centered on a portion immediately below the hole 21. However, the cathode 14c, which is an outer planar circular ring, has a plurality of inner edges pointed toward the electrode 14d. Hereinafter, each of the plurality of portions sharpened toward the electrode 14d is referred to as a protruding end portion. The anode 14d, which is an inner planar ring, is recessed inward so that the distance from the tip of the protruding end of the electrode 14c to the outer edge is equal at a plurality of locations on the outer edge.

このように、電極の一方が尖っており、電極の他方の縁が、その突端部の先端から等距離となる窪み形状を有していることで、突端部の先端から窪み部の方向に、より強いＥＣＦの流れが発生する。したがって、電極１４ｃから電極１４ｄの方向に、より強いＥＣＦの流れが発生する。 Thus, one of the electrodes is pointed, and the other edge of the electrode has a hollow shape that is equidistant from the tip of the protruding end, so that the tip of the protruding end is in the direction of the recessed portion. A stronger ECF flow occurs. Therefore, a stronger ECF flow is generated in the direction from the electrode 14c to the electrode 14d.

なお、本実施形態においては、電極１４ｃ、１４ｄの極性を入れ替えても、ＥＣＦの流れの方向に変化はない。特に、デカン二酸ジブチルや難燃性・不燃性の含ハロゲン（フッ素、塩素、臭素など）化液体などのＥＣＦでは、陽極から陰極への方向に関わらず、先端の尖った電極から他方の電極への強い流れが発生する。 In the present embodiment, there is no change in the direction of ECF flow even if the polarities of the electrodes 14c and 14d are switched. In particular, in ECFs such as dibutyl decanedioate and flame-retardant / non-flammable halogen-containing (fluorine, chlorine, bromine, etc.) liquids, the sharp electrode from the tip to the other electrode regardless of the direction from the anode to the cathode A strong flow occurs.

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、第３実施形態と異なる点について説明する。本実施形態の放熱板１が第４実施形態の放熱板１と異なるのは、電極の配置および形状である。 (Fourth embodiment)
Next, differences of the fourth embodiment of the present invention from the third embodiment will be described. The heat dissipating plate 1 of the present embodiment is different from the heat dissipating plate 1 of the fourth embodiment in the arrangement and shape of the electrodes.

具体的には、本実施形態の放熱板１は、第３実施形態の電極１４ｃ、１４ｄに加えて、電極１４ｅを有している。また、電極１４ｄの内縁の形状も、第３実施形態と異なっている。 Specifically, the heat sink 1 of the present embodiment includes an electrode 14e in addition to the electrodes 14c and 14d of the third embodiment. The shape of the inner edge of the electrode 14d is also different from that in the third embodiment.

また、電極１４ｅは、電極１４ｄよりも更に内側に配置された、円環状の平面導体パターンである。電極１４ｃ、１４ｄ、１４ｅによって、３つの同心円が形成される。また、電極１４ｄは、内縁の複数箇所において、電極１４ｅに向かって尖った突端部を有している。そして、電極１４ｅは、外縁の複数箇所において、電極１４ｄの突端部の先端から当該外縁までの距離が等距離となるよう、内側に窪んでいる。 The electrode 14e is an annular planar conductor pattern disposed further inside than the electrode 14d. Three concentric circles are formed by the electrodes 14c, 14d, and 14e. In addition, the electrode 14d has protrusions pointed toward the electrode 14e at a plurality of locations on the inner edge. The electrode 14e is recessed inward at a plurality of locations on the outer edge so that the distance from the tip of the protruding end of the electrode 14d to the outer edge is equal.

また、この電極１４ｅは、電極１４ｃと等電位になるよう、電極１４ｃから延びた導線が接続されている。この導線は、ケーシング１１に埋め込まれていてもよい。したがって、電極１４ｅは、電極１４ｃと同じく陰極となる。 The electrode 14e is connected to a conductive wire extending from the electrode 14c so as to be equipotential with the electrode 14c. This conducting wire may be embedded in the casing 11. Therefore, the electrode 14e becomes a cathode like the electrode 14c.

このように、本実施形態においては、３つの同心円から成る平面導体パターン１４ｃ〜１４ｅが形成され、同心円のそれぞれが１つの電極となり、各電極の極性は、同心円の並び順に交互にプラスとマイナスが切り替わっている。 Thus, in this embodiment, the planar conductor patterns 14c-14e which consist of three concentric circles are formed, and each concentric circle becomes one electrode, and the polarity of each electrode is alternately positive and negative in the order of concentric circles. It has been switched.

第３実施形態においても説明した通り、電極の一方が尖っており、電極の他方の縁が、その突端部の先端から等距離となる窪み形状を有していることで、突端部の先端から窪み部の方向に、より強いＥＣＦの流れが発生する。したがって、電極１４ｃから電極１４ｄの方向にＥＣＦが強く付勢され、さらに、電極１４ｄから電極１４ｅの方向にＥＣＦが強く付勢される。 As described in the third embodiment, one of the electrodes is pointed, and the other edge of the electrode has a hollow shape that is equidistant from the tip of the protruding end. A stronger ECF flow is generated in the direction of the depression. Therefore, the ECF is strongly biased in the direction from the electrode 14c to the electrode 14d, and further, the ECF is strongly biased in the direction from the electrode 14d to the electrode 14e.

したがって、ＥＣＦが多重に付勢されるので、ＥＣＦの流れがより強くなる。特に、デカン二酸ジブチルや難燃性・不燃性の含ハロゲン（フッ素、塩素、臭素など）化液体などのＥＣＦでは、陽極から陰極への方向に関わらず、先端の尖った電極から他方の電極への強い流れが発生するので、この効果が高い。 Therefore, since the ECF is energized multiple times, the flow of the ECF becomes stronger. In particular, in ECFs such as dibutyl decanedioate and flame-retardant / non-flammable halogen-containing (fluorine, chlorine, bromine, etc.) liquids, the sharp electrode from the tip to the other electrode regardless of the direction from the anode to the cathode This effect is high because a strong flow occurs.

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、第１実施形態と異なる点について説明する。本実施形態の放熱板１が第１実施形態の放熱板１と異なるのは、電極の配置および形状である。より具体的には、本実施形態の電極は、平面導体パターンではなく、立体的に構成された電極である。 (Fifth embodiment)
Next, a difference between the fifth embodiment of the present invention and the first embodiment will be described. The heat dissipating plate 1 of the present embodiment is different from the heat dissipating plate 1 of the first embodiment in the arrangement and shape of the electrodes. More specifically, the electrode of this embodiment is not a planar conductor pattern but an electrode configured in a three-dimensional manner.

図１６に、本実施形態に係る放熱板１における針電極１７ａ〜１７ｔ、円筒電極１８ａ〜１８ｔの構成を、図１４、図１５と同じ形式で示す。また、図１７に、針電極１７ａ〜１７ｔ、円筒電極１８ａ〜１８ｔの構成を、図３と同じ形式で示す。 In FIG. 16, the structure of the needle electrodes 17a-17t and the cylindrical electrodes 18a-18t in the heat sink 1 which concerns on this embodiment is shown in the same format as FIG. 14, FIG. FIG. 17 shows the configuration of the needle electrodes 17a to 17t and the cylindrical electrodes 18a to 18t in the same format as FIG.

本実施形態においては、陽極としての針電極１７ａ〜１７ｔと、陰極としての円筒電極１８ａ〜１８ｔとが、１対１で組になる。したがって、放熱板１は、針電極１７ａと円筒電極１８ａの組から、針電極１７ｔと円筒電極１８ｔの組まで、２０個の電極の組を有している。それら２０個の組は、第２の層３２のうち、整流板１３と縦方向仕切り板１２とに挟まれた部分に設置され、穴２１の直下の部分（すなわち、第２の層３２の中央部）を中心とする円周上に等間隔に配置されている。 In the present embodiment, needle electrodes 17a to 17t as anodes and cylindrical electrodes 18a to 18t as cathodes form a one-to-one pair. Therefore, the heat radiating plate 1 has 20 electrode sets from the set of the needle electrode 17a and the cylindrical electrode 18a to the set of the needle electrode 17t and the cylindrical electrode 18t. These 20 sets are installed in a portion of the second layer 32 sandwiched between the rectifying plate 13 and the vertical partition plate 12, and a portion immediately below the hole 21 (that is, the center of the second layer 32). Are arranged at equal intervals on a circumference centering on the portion).

個々の組においては、針電極１７から対応する円筒電極１８への方向が、上記円周の中心を向いている。したがって、２０個の組は、陽極と陰極が、ケーシング１１の板面方向の中央部から放射状に配置されていることになる。 In each group, the direction from the needle electrode 17 to the corresponding cylindrical electrode 18 faces the center of the circumference. Therefore, in the 20 sets, the anode and the cathode are arranged radially from the central portion of the casing 11 in the plate surface direction.

図１８に、１組の針電極１７と円筒電極１８の構造を斜視図で示す。この図に示すように、針電極１７は、細い棒（すなわち針）の形状を有しており、整流板１３から上方に延び、その後、対応する円筒電極１８の方向に曲がっている。また、円筒電極１８は、円筒形状となっており、内側の穴が針電極１７の方向を向いている。そして、円筒の側面の一部が接着等で整流板１３に固定され、反対側の一部が縦方向仕切り板１２に接着等で固定されている。 FIG. 18 is a perspective view showing the structure of a pair of needle electrode 17 and cylindrical electrode 18. As shown in this figure, the needle electrode 17 has a shape of a thin bar (that is, a needle), extends upward from the rectifying plate 13, and then bends in the direction of the corresponding cylindrical electrode 18. The cylindrical electrode 18 has a cylindrical shape, and an inner hole faces the direction of the needle electrode 17. A part of the side surface of the cylinder is fixed to the rectifying plate 13 by bonding or the like, and a part of the opposite side is fixed to the vertical partition plate 12 by bonding or the like.

このように、組となる電極のうち針電極１７が尖っており、他方円筒電極１８が円筒形状となっていることで、針電極１７の先端から円筒電極１８の方向に、より強いＥＣＦの流れが発生する。 In this way, the needle electrode 17 of the pair of electrodes is sharp, and the other cylindrical electrode 18 has a cylindrical shape, so that a stronger ECF flow from the tip of the needle electrode 17 toward the cylindrical electrode 18. Will occur.

なお、本実施形態においては、針電極１７ａ〜１７ｔ、円筒電極１８ａ〜１８ｔの極性を入れ替えても、ＥＣＦの流れの方向に変化はない。特に、デカン二酸ジブチルや難燃性・不燃性の含ハロゲン（フッ素、塩素、臭素など）化液体などのＥＣＦでは、陽極から陰極への方向に関わらず、先端の尖った電極から他方の電極への強い流れが発生する。 In the present embodiment, even if the polarities of the needle electrodes 17a to 17t and the cylindrical electrodes 18a to 18t are switched, there is no change in the direction of the ECF flow. In particular, in ECFs such as dibutyl decanedioate and flame-retardant / non-flammable halogen-containing (fluorine, chlorine, bromine, etc.) liquids, the sharp electrode from the tip to the other electrode regardless of the direction from the anode to the cathode A strong flow occurs.

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。 (Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the scope of the present invention is not limited only to the said embodiment, The various form which can implement | achieve the function of each invention specific matter of this invention is included. It is.

例えば、発熱体２は、電気ハイブリッド自動車、電気自動車のインバータに用いられるスイッチング素子に限らず、発熱する物であれば、他の半導体素子であってもよいし、半導体素子以外の発熱する物であってもよい。 For example, the heating element 2 is not limited to a switching element used in an electric hybrid vehicle and an inverter of an electric vehicle, and may be another semiconductor element as long as it generates heat, or may generate heat other than a semiconductor element. There may be.

また、電極は、第２の層３２ではなく第１の層３１に設けられていてもよい。その場合も、第２の層３２から穴２１を通って第１の層３１にＥＣＦが移動するよう、電極が配置されていれば、放熱板１の直下の壁にＥＣＦの噴流が衝突する。この場合は、第１の層３１で、電極が配置されている部分における、板面に垂直な方向の幅が、当該層の他の部分よりも狭くなっていることで、ＥＣＦの単位時間当たりの流量が増加する。 Further, the electrode may be provided on the first layer 31 instead of the second layer 32. Also in this case, if the electrodes are arranged so that the ECF moves from the second layer 32 through the hole 21 to the first layer 31, the jet of the ECF collides with the wall immediately below the heat sink 1. In this case, the width in the direction perpendicular to the plate surface in the portion where the electrode is arranged in the first layer 31 is narrower than the other portion of the layer, so that per unit time of the ECF. The flow rate increases.

また、第３実施形態では、３つの同心円から成る平面導体パターン１４ｃ〜１４ｅが形成され、同心円のそれぞれが１つの電極となり、各電極の極性は、同心円の並び順に交互にプラスとマイナスとで切り替わっている。しかし、４つ以上の同心円から成る平面導体パターン１４ｃ〜１４ｅが形成され、同心円のそれぞれが１つの電極となり、各電極の極性は、同心円の並び順に交互にプラスとマイナスとで切り替わっているようになっていてもよい。 Further, in the third embodiment, planar conductor patterns 14c to 14e composed of three concentric circles are formed, each of the concentric circles becomes one electrode, and the polarity of each electrode is alternately switched between plus and minus in the order of the concentric circles. ing. However, four or more concentric circle plane conductor patterns 14c to 14e are formed, each of the concentric circles becomes one electrode, and the polarity of each electrode is alternately switched between plus and minus in the order of the concentric circles. It may be.

また、上記実施形態においては、ＥＨＤ流体の一例としてＥＣＦが用いられているが、ケーシング１１内に封入される熱輸送媒体は、ＥＣＦ以外のＥＨＤ流体であってもよい。ただし、ＥＣＦ以外のＥＨＤ流体のほとんどは、陰極から陽極の方向に移動する傾向にあるので、例えば、第１〜第３実施形態において、ＥＣＦ以外のＥＨＤ流体を用いる場合、電極の配置は陰極を外側、陽極を内側とする。 Moreover, in the said embodiment, although ECF is used as an example of EHD fluid, the heat transport medium enclosed in the casing 11 may be EHD fluid other than ECF. However, since most of EHD fluids other than ECF tend to move in the direction from the cathode to the anode, for example, in the first to third embodiments, when an EHD fluid other than ECF is used, the electrode is arranged as the cathode. Outside and anode are inside.

本発明の第１実施形態に係る放熱板１および発熱体２の斜視図である。It is a perspective view of the heat sink 1 and the heat generating body 2 which concern on 1st Embodiment of this invention. 放熱板１および発熱体２の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the heat radiating plate 1 and the heating element 2. 図２のＸ−Ｘ断面図である。It is XX sectional drawing of FIG. 放熱板１を図３のＡ−Ａ断面で切った場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cutting the heat sink 1 in the AA cross section of FIG. 放熱板１を図３のＢ−Ｂ断面で切った場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cutting the heat sink 1 in the BB cross section of FIG. 放熱板１を図３のＣ−Ｃ断面で切った場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cutting the heat sink 1 by CC cross section of FIG. 図３に対応する図中におけるＥＣＦの移動方向を矢印で示す図である。It is a figure which shows the moving direction of ECF in the figure corresponding to FIG. 3 with the arrow. 図４に対応する図中におけるＥＣＦの移動方向を矢印で示す図である。It is a figure which shows the moving direction of ECF in the figure corresponding to FIG. 4 with the arrow. 図５に対応する図中におけるＥＣＦの移動方向を矢印で示す図である。It is a figure which shows the moving direction of ECF in the figure corresponding to FIG. 5 with the arrow. 図６に対応する図中におけるＥＣＦの移動方向を矢印で示す図である。It is a figure which shows the moving direction of ECF in the figure corresponding to FIG. 6 with the arrow. 本発明の第２実施形態に係る放熱板１および発熱体２を図３と同じ形式で記載した図である。It is the figure which described the heat sink 1 and the heat generating body 2 which concern on 2nd Embodiment of this invention in the same format as FIG. 本発明の第２実施形態に係る放熱板１を図４と同じ形式で記載した図である。It is the figure which described the heat sink 1 which concerns on 2nd Embodiment of this invention in the same format as FIG. 本発明の第２実施形態に係る放熱板１を図６と同じ形式で記載した図である。It is the figure which described the heat sink 1 which concerns on 2nd Embodiment of this invention in the same format as FIG. 本発明の第３実施形態に係る放熱板における電極１４ｃ、１４ｄの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electrodes 14c and 14d in the heat sink which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る放熱板における電極１４ｅ〜１４ｅの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electrodes 14e-14e in the heat sink which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係る放熱板における針電極１７ａ〜１７ｔ、円筒電極１８ａ〜１８ｔの構成を、図１４、図１５と同じ形式で示す図である。It is a figure which shows the structure of the needle electrodes 17a-17t and the cylindrical electrodes 18a-18t in the heat sink which concerns on 5th Embodiment of this invention with the same format as FIG. 14, FIG. 本発明の第５実施形態に係る放熱板における針電極１７ａ〜１７ｔ、円筒電極１８ａ〜１８ｔの構成を、図３と同じ形式で示す図である。It is a figure which shows the structure of the needle electrodes 17a-17t and the cylindrical electrodes 18a-18t in the heat sink which concerns on 5th Embodiment of this invention with the same format as FIG. 本発明の第５実施形態に係る放熱板における針電極１７ａ〜１７ｔおよび円筒電極１８ａ〜１８ｔの組の斜視図である。It is a perspective view of the group of needle electrodes 17a-17t and cylindrical electrodes 18a-18t in a heat sink concerning a 5th embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１放熱板
２発熱体
１１ケーシング
１２縦方向仕切り板
１２ａ周縁部１２ａ
１２ｃ開口部１２ｃ
１３整流板１３
１４電極１４
１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈ支柱１５
１７針電極
１８円筒電極
２１穴
２２端部
３１第１の層
３２第２の層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 2 Heat generating body 11 Casing 12 Vertical direction partition plate 12a Peripheral part 12a
12c opening 12c
13 Current plate 13
14 Electrode 14
15a-15h, 16a-16h Prop 15
17 Needle electrode 18 Cylindrical electrode 21 Hole 22 End 31 First layer 32 Second layer

Claims

発熱体（２）に接触しているときに前記発熱体（２）の熱を拡散するための放熱板であ
って、
内部に電気流体力学（Electorhydrodynamic,略してＥＨＤ）効果を示すＥＨＤ流体を封入するための板形状のケーシング（１１）と、
前記ＥＨＤ流体に電圧を印加することで前記ＥＨＤ流体を流動させる電極（１４ａ〜１
４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）と、
前記ケーシング（１１）の内部に設けられ、前記ＥＨＤ流体の流れを規制する整流部材
（１２、１３、１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈ）と、を備え、
前記整流部材（１２、１３、１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈ）は、前記ケーシング（
１１）の内部を第１の層（３１）と第２の層（３２）に仕切る仕切り板（１２）を有し、
前記発熱体（２）は前記第１の層（３１）および前記第２の層（３２）のうち前記第１の層の側に配置されており、
前記仕切り板（１２）は、前記ケーシング（１１）の板面方向の中央部（２１）および
板面方向の端部（２２ａ〜２２ｄ）において、前記第１の層（３１）と前記第２の層（３
２）とを連通させるようになっており、
前記電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）は、前記第２の層（３２）において前記端部から前記中央部に前記ＥＨＤ流体を流動させ、前記第２の層（３２）から前記中央部（２１）を通って前記第１の層（３１）に前記ＥＨＤ流体を流動させると共に、前記第１の層（３１）から前記端部（２２ａ〜２２ｄ）を通って前記第２の層（３２）に前記ＥＨＤ流体を流動させるように配置されており、
前記電極（１４ａ〜１４ｅ、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）は、陰極と陽極の対を
成す電極の組を有し、当該組において対を成す陰極と陽極は、前記ケーシング（１１）の
板面に平行に、かつ、前記中央部（２１）に対して放射状に、配置されており、
前記陰極と陽極の組は、前記中央部（２１）を中心として同心円状に配置された平面パ
ターンとして形成されていることを特徴とする記載の放熱板。 A heat radiating plate for diffusing the heat of the heating element (2) when in contact with the heating element (2),
A plate-shaped casing (11) for enclosing an EHD fluid exhibiting an electrohydrodynamic (EHD for short) effect inside;
Electrodes (14a-1) that flow the EHD fluid by applying a voltage to the EHD fluid
4e, 18a-18t , 17a-17t),
A rectifying member (12, 13, 15a to 15h, 16a to 16h) provided inside the casing (11) for regulating the flow of the EHD fluid,
The flow regulating members (12, 13, 15a to 15h, 16a to 16h)
11) having a partition plate (12) for partitioning the inside of the first layer (31) and the second layer (32) ;
The heating element (2) is disposed on the first layer side of the first layer (31) and the second layer (32),
The partition plate (12) includes the first layer (31) and the second layer at the plate surface direction center portion (21) and the plate surface direction end portions (22a to 22d) of the casing (11). Layer (3
2) to communicate with
The electrodes (14a to 14e , 18a to 18t, 17a to 17t) cause the EHD fluid to flow from the end portion to the central portion in the second layer (32), and from the second layer (32). The EHD fluid flows through the central portion (21) to the first layer (31) and from the first layer (31) through the ends (22a-22d) to the second layer. Arranged to cause the EHD fluid to flow in the layer (32) ;
The electrodes (14a to 14e, 18a to 18t, 17a to 17t) are a pair of cathode and anode.
A cathode and an anode which are paired in the set, and are formed on the casing (11).
Parallel to the plate surface and radially with respect to the central portion (21),
The set of the cathode and the anode is a flat plate arranged concentrically around the central portion (21).
The heat radiating plate according to claim 1, wherein the heat sink is formed as a turn .

前記ＥＨＤ流体は、電界共役流体であることを特徴とする請求項１に記載の放熱板。 The heat dissipation plate according to claim 1 , wherein the EHD fluid is an electric field conjugate fluid.

前記第１の層（３１）および前記第２の層（３２）のうち、前記電極（１４ａ〜１４ｅ
、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７）が設けられている層では、前記電極（１４ａ〜１４ｅ
、１８ａ〜１８ｔ、１７ａ〜１７ｔ）が配置されている部分における、前記ケーシング（
１１）の板面に垂直な方向の幅が、当該層の他の部分よりも狭いことを特徴とする請求項
１または２に記載の放熱板。 Of the first layer (31) and the second layer (32), the electrodes (14a to 14e)
, 18a to 18t, 17a to 17), the electrodes (14a to 14e)
, 18a to 18t, 17a to 17t), the casing (
The width of the direction perpendicular | vertical to the plate surface of 11) is narrower than the other part of the said layer, The heat sink of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

前記ＥＨＤ流体を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の放熱板。 The heat sink according to any one of claims 1 to 3, comprising the EHD fluid.