JP6172060B2 - Cooler - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を用いて発熱体を冷却する冷却器に関するものである。   The present invention relates to a cooler that cools a heating element using a refrigerant.

流体が封入された流体容器内の流体を加熱する加熱部と、その加熱部により加熱され気化した蒸気を冷却する冷却部とを有する蒸気エンジンが、特許文献１に開示されている。その特許文献１の蒸気エンジンは、蒸気の膨脹圧力により液体を流動変位させて機械的エネルギを出力するとともに、蒸気を冷却部にて冷却して液化することにより流体容器内の流体を自励振動変位させる。   Patent Document 1 discloses a steam engine having a heating unit that heats a fluid in a fluid container in which the fluid is sealed, and a cooling unit that cools vapor that is heated and vaporized by the heating unit. The steam engine disclosed in Patent Document 1 displaces a liquid by the expansion pressure of steam and outputs mechanical energy, and cools and liquefies the steam in a cooling unit to self-excited vibration in the fluid in the fluid container. Displace.

特許第４４１１８２９号公報Japanese Patent No. 4411829

特許文献１の蒸気エンジンは、上述のように機械的エネルギを出力するものであるが、特許文献１のような蒸気エンジンを、機械的エネルギを得ることとは別の目的に活用することができる。例えば、発明者らは、加熱部から冷却部への熱移動が流体容器内での流体の自励振動変位により促進されるので、冷却すべき発熱体で加熱部の発熱源を構成したとすれば、その発熱体を冷却するための冷媒流体として流体容器内の流体を用いることができると考えた。すなわち、特許文献１の蒸気エンジンを、その発熱体を冷却する冷却器として活用することが可能であると考えた。   Although the steam engine of patent document 1 outputs mechanical energy as mentioned above, the steam engine like patent document 1 can be utilized for a purpose different from obtaining mechanical energy. . For example, since the heat transfer from the heating unit to the cooling unit is promoted by the self-excited vibration displacement of the fluid in the fluid container, the inventors have assumed that the heating source of the heating unit is configured by a heating element to be cooled. For example, the fluid in the fluid container can be used as the refrigerant fluid for cooling the heating element. That is, it was thought that the steam engine of patent document 1 can be utilized as a cooler for cooling the heating element.

しかし、特許文献１の蒸気エンジンのような構成を有する冷却器では、発熱体からの熱により流体容器の平均内圧が大きく上昇した場合には、流体の自励振動変位によって往復駆動されるピストン等の機械駆動部がその自励振動変位に対応できず、自励振動変位が安定しないことがある。すなわち、自励振動変位が継続しないことがある。そうなれば、冷却器の冷却性能が低下する。   However, in a cooler having a configuration like the steam engine of Patent Document 1, when the average internal pressure of the fluid container is greatly increased by heat from the heating element, a piston or the like that is driven back and forth by self-excited vibration displacement of the fluid, etc. In some cases, the self-excited vibration displacement may not be stable because the mechanical drive unit of this type cannot cope with the self-excited vibration displacement. That is, the self-excited vibration displacement may not continue. If it becomes so, the cooling performance of a cooler will fall.

例えば、流体容器の内圧を受ける機械駆動部のピストンの慣性力は上記自励振動変位に対して負荷として作用するが、その負荷が流体容器の平均内圧に対して軽すぎると、流体容器内の流体は膨張したまま自励振動変位しなくなることがある。逆に、自励振動変位に対する負荷が流体容器の平均内圧に対して重すぎると、流体容器内の流体は加熱されても気化せずに自励振動変位しなくなることがある。このように流体が自励振動変位しなくなることが、自励振動変位が安定しないということである。なお、自励振動変位を、単に自励振動と呼んでもよい。   For example, the inertial force of the piston of the mechanical drive that receives the internal pressure of the fluid container acts as a load against the self-excited vibration displacement, but if the load is too light with respect to the average internal pressure of the fluid container, The fluid may not be displaced by self-excited vibration while expanding. On the other hand, if the load with respect to the self-excited vibration displacement is too heavy with respect to the average internal pressure of the fluid container, the fluid in the fluid container may not be vaporized even when heated, and the self-excited vibration displacement may not occur. The fact that the fluid is no longer displaced by self-excited vibration in this way means that the self-excited vibration displacement is not stable. The self-excited vibration displacement may be simply referred to as self-excited vibration.

また、機械駆動部は流体容器の内圧と大気圧との差圧を受圧するので、冷却器が許容できるその差圧を大きくすることは、機械駆動部の大型化につながるおそれがあった。   Further, since the mechanical drive unit receives a differential pressure between the internal pressure of the fluid container and the atmospheric pressure, increasing the differential pressure that can be allowed by the cooler may lead to an increase in the size of the mechanical drive unit.

本発明は上記点に鑑みて、冷媒流体の自励振動変位を伴い発熱体を冷却する冷却器であって、その自励振動変位を安定させて継続させることができる冷却器を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention provides a cooler that cools a heating element with self-excited vibration displacement of a refrigerant fluid, and that can stably and continue the self-excited vibration displacement. Objective.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷却器の発明では、冷媒流体が入っている加熱部空間（１４ａ）を形成しており、発熱体（１２）の熱を加熱部空間内の冷媒流体へ放熱させることによりその冷媒流体を加熱し気化させる加熱部（１４）と、
加熱部空間と連通している冷却部空間（１６ａ）を形成しており、加熱部で気化され冷却部空間へ流入してきた冷媒流体を冷却して液化させる冷却部（１６）と、
冷却部空間と連通している吸収部空間（２８ａ）を形成しており、その吸収部空間の膨張と収縮とによって冷媒流体の加熱および冷却による体積変化を吸収する吸収部（２８）と、
吸収部空間の膨張を抑える膨張抑制力（Ｆｂ）を発生する膨張抑制部（２０）とを備え、
加熱部空間、冷却部空間、及び吸収部空間は全体として、冷媒流体が封入された一空間（３２）を構成し、
加熱部および冷却部は、冷媒流体に気化と液化とを繰り返させることにより、上記一空間内で冷媒流体を自励振動させ、
膨張抑制部は、自励振動の１サイクルにわたって冷媒流体の圧力を平均した平均冷媒圧力が高くなるほど、自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力を平均した平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力を調節することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the invention of the cooler according to claim 1, the heating part space (14 a) containing the refrigerant fluid is formed, and the heat of the heating element (12) is transferred to the heating part space. A heating section (14) for heating and vaporizing the refrigerant fluid by dissipating heat to the refrigerant fluid;
A cooling section (16a) communicating with the heating section space, and a cooling section (16) for cooling and liquefying the refrigerant fluid that has been vaporized by the heating section and has flowed into the cooling section space;
An absorption part (28a) that forms an absorption part space (28a) communicating with the cooling part space, and absorbs a volume change due to heating and cooling of the refrigerant fluid by expansion and contraction of the absorption part space;
An expansion suppression portion (20) that generates an expansion suppression force (Fb) that suppresses expansion of the absorption space, and
The heating part space, the cooling part space, and the absorption part space as a whole constitute one space (32) in which the refrigerant fluid is enclosed,
The heating unit and the cooling unit cause the refrigerant fluid to self-excited and vibrate in the one space by repeating the vaporization and liquefaction of the refrigerant fluid,
The expansion suppression unit expands so that the average expansion suppression force that averages the expansion suppression force over one cycle of self-excited vibration increases as the average refrigerant pressure that averages the pressure of the refrigerant fluid over one cycle of self-excited vibration increases. It is characterized by adjusting the suppression force.

上述の発明によれば、膨張抑制部は、自励振動の１サイクルにわたって冷媒流体の圧力を平均した平均冷媒圧力が高くなるほど、自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力を平均した平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力を調節するので、冷媒流体の圧力から生じ吸収部空間を膨張させる膨張力がそれに対抗する膨張抑制力と比較して一方的に大きくなっていくことが進行し難くなる。そのため、冷媒流体の自励振動変位に対する負荷を適切に増減することができるので、その自励振動変位を安定させて継続させることが可能である。   According to the above-described invention, the expansion suppression unit averages the expansion suppression force that averages the expansion suppression force over one cycle of self-excited vibration, as the average refrigerant pressure that averages the pressure of the refrigerant fluid over one cycle of self-excited vibration increases. The expansion suppression force is adjusted so as to increase, so that the expansion force that is generated from the pressure of the refrigerant fluid and expands the absorption space is unilaterally increased as compared with the expansion suppression force that counters it. It becomes difficult. Therefore, since the load with respect to the self-excited vibration displacement of the refrigerant fluid can be appropriately increased or decreased, the self-excited vibration displacement can be stabilized and continued.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。   In addition, each code | symbol in the bracket | parenthesis described in a claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific content as described in embodiment mentioned later.

第１実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、その冷却器１０の断面図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a cooler 10 according to a first embodiment, and is a cross-sectional view of the cooler 10. 図１の冷却器１０において冷媒の気液界面２６が自励振動しているときのタイムチャートである。It is a time chart when the gas-liquid interface 26 of a refrigerant | coolant self-excited vibration in the cooler 10 of FIG. 図１に相当する図であって、第２実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図である。It is a figure equivalent to FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the whole structure of the cooler 10 of 2nd Embodiment. 図１に相当する図であって、第３実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図である。It is a figure corresponding to FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the whole structure of the cooler 10 of 3rd Embodiment. 図１に相当する図であって、第４実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図である。It is a figure equivalent to FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the whole structure of the cooler 10 of 4th Embodiment. 図１に相当する図であって、第５実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図である。It is a figure equivalent to FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the whole structure of the cooler 10 of 5th Embodiment. 図１に相当する図であって、第６実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図である。It is a figure corresponding to FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the whole structure of the cooler 10 of 6th Embodiment. 図７の冷却器１０において制御部５０がアクチュエータ４０の制御に用いる制御マップである。8 is a control map used by the control unit 50 to control the actuator 40 in the cooler 10 of FIG.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、断面図示されている。冷却器１０は、その冷却器１０内に封入された冷媒を利用して発熱体１２を冷却する。図１に示すように、冷却器１０は、加熱部１４、冷却部１６、駆動補助装置１８、および膨張抑制部２０等を備えている。冷却器１０の冷媒は、常温では液体で、発熱体１２により加熱されることにより沸騰する流体である。なお、図１の矢印ＤＲ１は、冷却器１０が設置された状態での上下方向ＤＲ１すなわち鉛直方向ＤＲ１を表している。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the cooler 10 of the present embodiment, and is shown in cross-section. The cooler 10 cools the heating element 12 using the refrigerant sealed in the cooler 10. As shown in FIG. 1, the cooler 10 includes a heating unit 14, a cooling unit 16, a drive assist device 18, an expansion suppression unit 20, and the like. The refrigerant in the cooler 10 is a fluid that is liquid at room temperature and boils when heated by the heating element 12. In addition, arrow DR1 of FIG. 1 represents the up-down direction DR1 in the state in which the cooler 10 was installed, ie, the vertical direction DR1.

発熱体１２は、冷却器１０により冷却される部材であり、具体的には、冷却が必要な半導体素子などである。一例を挙げれば、インバータの半導体素子モジュールである。発熱体１２の電気端子１２ａ、１２ｂは加熱部１４から突き出ており、発熱体１２は、その電気端子１２ａ、１２ｂに通電されることにより発熱する。本実施形態では、発熱体１２は２つ設けられている。   The heating element 12 is a member that is cooled by the cooler 10, and specifically, is a semiconductor element or the like that needs to be cooled. An example is an inverter semiconductor element module. The electrical terminals 12a and 12b of the heating element 12 protrude from the heating unit 14, and the heating element 12 generates heat when the electrical terminals 12a and 12b are energized. In the present embodiment, two heating elements 12 are provided.

加熱部１４はその内部に加熱部空間１４ａを形成している。その加熱部空間１４ａ内には発熱体１２が収容されており、加熱部１４はその発熱体１２を備えている。その加熱部空間１４ａは冷媒で満たされている。そして、加熱部１４は、その発熱体１２の熱を加熱部空間１４ａ内の冷媒すなわち冷媒流体へ放熱させることにより、その冷媒を加熱し沸騰気化させる。   The heating unit 14 forms a heating unit space 14a therein. A heating element 12 is accommodated in the heating part space 14 a, and the heating part 14 includes the heating element 12. The heating part space 14a is filled with a refrigerant. And the heating part 14 heats the refrigerant | coolant by making it heat-radiate to the refrigerant | coolant in the heating part space 14a, ie, a refrigerant | coolant fluid, by making the heat | fever of the heat generating body 12 dissipate.

詳細には、加熱部１４は箱状の加熱部壁１４１を備えており、その加熱部壁１４１が、発熱体１２を収容する発熱体収容空間としての加熱部空間１４ａを形成している。そして、その加熱部壁１４１内において、発熱体１２は、発熱体１２まわりが気体または液体の冷媒で満たされるように収容されている。例えば本実施形態では、加熱部空間１４ａ全体が気体または液体の冷媒で満たされており、その冷媒が全て液体となっているときには２つの発熱体１２全体もしくは一部が液体の冷媒に漬かるようになっている。なお、加熱部空間１４ａの冷却部１６側である一端は後述の冷却部１６の冷却部空間１６ａに連通しているが、加熱部空間１４ａの他端は閉塞されている。   Specifically, the heating unit 14 includes a box-shaped heating unit wall 141, and the heating unit wall 141 forms a heating unit space 14 a as a heating element housing space for housing the heating element 12. And in the heating part wall 141, the heat generating body 12 is accommodated so that the surroundings of the heat generating body 12 may be filled with a gaseous or liquid refrigerant. For example, in the present embodiment, the entire heating portion space 14a is filled with a gas or liquid refrigerant, and when the refrigerant is all liquid, the entire two heating elements 12 or a part thereof are immersed in the liquid refrigerant. It has become. One end on the cooling unit 16 side of the heating unit space 14a communicates with a cooling unit space 16a of the cooling unit 16 described later, but the other end of the heating unit space 14a is closed.

冷却部１６は、加熱部空間１４ａと連通している冷却部空間１６ａを、冷却部１６の内部に形成している。そして、冷却部１６は、加熱部１４で気化され冷却部空間１６ａへ流入してきた気体の冷媒を冷却して液化させる。   The cooling unit 16 forms a cooling unit space 16 a communicating with the heating unit space 14 a inside the cooling unit 16. The cooling unit 16 cools and liquefies the gaseous refrigerant vaporized by the heating unit 14 and flowing into the cooling unit space 16a.

具体的に冷却部１６は、冷却部壁１６１と冷却装置１６２とを備えている。冷却部１６は、加熱部１４に対し水平方向に並んで配置されている。   Specifically, the cooling unit 16 includes a cooling unit wall 161 and a cooling device 162. The cooling unit 16 is arranged side by side in the horizontal direction with respect to the heating unit 14.

冷却部壁１６１は管状の形状を成しており、その内側に冷却部空間１６ａを形成している。冷却装置１６２は、冷却部壁１６１の周りに設けられた多数の冷却フィン１６２ａから構成されている。   The cooling part wall 161 has a tubular shape, and a cooling part space 16a is formed inside thereof. The cooling device 162 includes a large number of cooling fins 162 a provided around the cooling unit wall 161.

そして、冷却装置１６２は、冷却部空間１６ａ内の冷媒を、外気と熱交換させることにより冷却する。更に、熱交換フィンとしての冷却フィン１６２ａは膨張抑制部２０にまで延設され膨張抑制部２０に連結されており、冷却装置１６２は、冷却部空間１６ａ内の冷媒を、膨張抑制部２０内の作動流体２０ａと熱交換させることによっても冷却する。すなわち、冷却部１６は、冷媒を冷却する際に、その冷媒からの熱を、冷却部１６周りの外気および膨張抑制部２０内の作動流体２０ａへ放熱する。   The cooling device 162 cools the refrigerant in the cooling space 16a by exchanging heat with the outside air. Further, the cooling fins 162a as heat exchange fins are extended to the expansion suppression unit 20 and connected to the expansion suppression unit 20, and the cooling device 162 causes the refrigerant in the cooling unit space 16a to flow into the expansion suppression unit 20. It cools also by making it heat-exchange with the working fluid 20a. That is, when the cooling unit 16 cools the refrigerant, the cooling unit 16 radiates heat from the refrigerant to the outside air around the cooling unit 16 and the working fluid 20a in the expansion suppressing unit 20.

冷却部壁１６１は、高い放熱性能が得られるように、例えば薄肉の金属、好ましくは薄肉のアルミニウム合金で構成されている。また、冷却部壁１６１、冷却装置１６２、および加熱部壁１４１は一体となって、アルミニウム合金等の金属から成り冷媒が収容される１つの冷媒容器を構成している。   The cooling wall 161 is made of, for example, a thin metal, preferably a thin aluminum alloy so that high heat dissipation performance can be obtained. The cooling unit wall 161, the cooling device 162, and the heating unit wall 141 are integrated to form one refrigerant container made of a metal such as an aluminum alloy and containing a refrigerant.

冷却部空間１６ａは管状に形成された空間であり、その長手方向に直交する管路断面積が極めて小さい管路で構成されている。そのため、冷却部空間１６ａ内に冷媒の気液界面２６が存在する場合には、その気液界面２６は、重力方向に拘わらず、冷媒の表面張力により、冷却部空間１６ａの長手方向を向くように維持される。すなわち、冷却部空間１６ａの長手方向において、気液界面２６を境に加熱部１４側には気体冷媒が存在し、その反対側には液体冷媒が存在する。   The cooling section space 16a is a space formed in a tubular shape, and is constituted by a pipe line having a very small pipe cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction thereof. Therefore, when the refrigerant gas-liquid interface 26 exists in the cooling unit space 16a, the gas-liquid interface 26 faces the longitudinal direction of the cooling unit space 16a by the surface tension of the refrigerant regardless of the gravity direction. Maintained. That is, in the longitudinal direction of the cooling unit space 16a, the gas refrigerant exists on the heating unit 14 side with the gas-liquid interface 26 as a boundary, and the liquid refrigerant exists on the opposite side.

例えば、冷媒が加熱部１４で加熱されることにより、気体になった冷媒の体積が増すほど、冷却部空間１６ａ内において気液界面２６は、加熱部空間１４ａから遠ざかる方向すなわち図１の左方向に移動する。そうすると、冷却部１６は、液体冷媒も冷却するが、それと共に、加熱部１４で気化された気体冷媒も冷却し凝縮させる。   For example, the gas-liquid interface 26 moves away from the heating section space 14a in the cooling section space 16a, that is, the left direction in FIG. Move to. Then, the cooling unit 16 also cools the liquid refrigerant, but also cools and condenses the gas refrigerant vaporized by the heating unit 14.

駆動補助装置１８は、一軸方向または略一軸方向へ伸縮する伸縮部２８と、錘３０とを備えている。伸縮部２８は、冷媒の加熱および冷却によって加熱部空間１４ａ内および冷却部空間１６ａ内で生じる冷媒の体積変化を吸収する。すなわち、伸縮部２８は、その冷媒の体積変化を吸収する吸収部として機能する。そして、伸縮部２８は、伸縮部２８の内側に、冷却部空間１６ａと連通している吸収部空間としての伸縮部空間２８ａを形成している。   The drive assisting device 18 includes an extendable portion 28 that expands and contracts in a uniaxial direction or a substantially uniaxial direction, and a weight 30. The expansion / contraction part 28 absorbs the volume change of the refrigerant generated in the heating part space 14a and the cooling part space 16a due to the heating and cooling of the refrigerant. That is, the expansion / contraction part 28 functions as an absorption part that absorbs the volume change of the refrigerant. And the expansion-contraction part 28 forms the expansion-contraction part space 28a as an absorption part space connected with the cooling part space 16a inside the expansion-contraction part 28. As shown in FIG.

伸縮部２８は、例えば蛇腹等で構成されており、本実施形態では上下方向ＤＲ１に伸縮する。すなわち、伸縮部２８の伸縮方向は上下方向ＤＲ１である。駆動補助装置１８は機械的な動作を行う部分であるので、冷却器１０における駆動部と呼んでもよい。伸縮部２８が上下に伸縮すると、それに伴い、伸縮部空間２８ａも上下に伸縮する。伸縮部空間２８ａ内は液体冷媒で満たされている。   The expansion / contraction part 28 is comprised by the bellows etc., for example, and expands-contracts to the up-down direction DR1 in this embodiment. That is, the expansion / contraction direction of the expansion / contraction part 28 is the vertical direction DR1. Since the drive assist device 18 is a part that performs a mechanical operation, it may be called a drive unit in the cooler 10. When the expansion / contraction part 28 expands / contracts vertically, the expansion / contraction part space 28a also expands / contracts vertically. The expansion / contraction space 28a is filled with a liquid refrigerant.

また、伸縮部２８の下端は冷却部壁１６１に対して固定されており、伸縮部空間２８ａの下端は冷却部空間１６ａに連通している。その一方で、伸縮部２８の上端には錘３０が固定されており、伸縮部空間２８ａの上端は閉塞されている。従って、この伸縮部空間２８ａ、上述の加熱部空間１４ａ、および冷却部空間１６ａは全体として、冷媒が封入された一空間としての気密な冷媒封入空間３２を構成しており、その冷媒封入空間３２は冷媒で満たされている。   Moreover, the lower end of the expansion-contraction part 28 is being fixed with respect to the cooling part wall 161, and the lower end of the expansion-contraction part space 28a is connected to the cooling part space 16a. On the other hand, a weight 30 is fixed to the upper end of the stretchable portion 28, and the upper end of the stretchable portion space 28a is closed. Therefore, the expansion / contraction space 28a, the heating space 14a, and the cooling space 16a as a whole constitute an airtight refrigerant sealing space 32 as a space filled with the refrigerant. Is filled with refrigerant.

そして、冷却部空間１６ａ内の冷媒が伸縮部空間２８ａ内へ流入すると、伸縮部空間２８ａが伸びて伸縮部２８の上端および錘３０が上昇する。逆に、伸縮部空間２８ａが縮んで伸縮部２８の上端および錘３０が下降すると、伸縮部空間２８ａ内の冷媒が冷却部空間１６ａ内へ流出する。すなわち、その冷媒は、伸縮部２８を伸縮作動させる伸縮部駆動用の流体として機能している。   When the refrigerant in the cooling unit space 16a flows into the expansion / contraction part space 28a, the expansion / contraction part space 28a extends and the upper end of the expansion / contraction part 28 and the weight 30 rise. On the contrary, when the expansion / contraction part space 28a contracts and the upper end of the expansion / contraction part 28 and the weight 30 descend, the refrigerant in the expansion / contraction part space 28a flows out into the cooling part space 16a. That is, the refrigerant functions as a fluid for driving the expansion / contraction part that causes the expansion / contraction part 28 to expand and contract.

錘３０は、伸縮部２８が上下に伸縮する際の慣性を増すために設けられている。すなわち、錘３０は、伸縮部空間２８ａの膨張および収縮に同期して振動するので、冷媒の自励振動に同期した慣性力を冷媒封入空間３２内の冷媒へ作用させることで冷媒の自励振動を補助する振動補助部として機能する。錘３０は、高密度の部材であれば良く、例えば鉄で構成されている。   The weight 30 is provided in order to increase the inertia when the expansion / contraction part 28 expands / contracts vertically. That is, the weight 30 vibrates in synchronization with the expansion and contraction of the expansion / contraction space 28a. Therefore, the inertial force synchronized with the self-excited vibration of the refrigerant acts on the refrigerant in the refrigerant enclosure space 32 to cause self-excited vibration of the refrigerant. It functions as a vibration assisting part that assists. The weight 30 should just be a high-density member, for example, is comprised with iron.

膨張抑制部２０は、伸縮部空間２８ａを収縮させる収縮力Ｆｂ、すなわち伸縮部空間２８ａの膨張を抑える膨張抑制力Ｆｂを発生する。その伸縮部空間２８ａの膨張とは、言い換えれば、伸縮部空間２８ａが上方へ伸びることである。従って、この膨張抑制部２０の膨張抑制力Ｆｂは、伸縮部空間２８ａ内の冷媒圧力が伸縮部空間２８ａを上向きに膨張させる膨張力Ｆａに対抗する。   The expansion suppression unit 20 generates a contraction force Fb that contracts the expansion / contraction part space 28a, that is, an expansion suppression force Fb that suppresses expansion of the expansion / contraction part space 28a. In other words, the expansion of the stretchable part space 28a means that the stretchable part space 28a extends upward. Accordingly, the expansion suppression force Fb of the expansion suppression unit 20 opposes the expansion force Fa that causes the refrigerant pressure in the expansion / contraction part space 28a to expand the expansion / contraction part space 28a upward.

具体的に、膨張抑制部２０は、第１空間２０１ａが形成された第１空間形成部２０１と、第２空間２０２ａが形成された第２空間形成部２０２とから構成されている。その第１空間形成部２０１は第２空間形成部２０２と一体的に構成されており、第１空間２０１ａと第２空間２０２ａとは互いに連通して一つの膨張抑制部空間２０ｂを構成している。また、第１空間形成部２０１は冷却部１６の冷却フィン１６２ａに固定され、第２空間形成部２０２は冷却部壁１６１に固定されている。   Specifically, the expansion suppressing unit 20 includes a first space forming unit 201 in which a first space 201a is formed, and a second space forming unit 202 in which a second space 202a is formed. The first space forming portion 201 is integrally formed with the second space forming portion 202, and the first space 201a and the second space 202a communicate with each other to form one expansion suppressing portion space 20b. . Further, the first space forming part 201 is fixed to the cooling fins 162 a of the cooling part 16, and the second space forming part 202 is fixed to the cooling part wall 161.

膨張抑制部空間２０ｂは密閉空間を構成しており、膨張抑制部空間２０ｂ内には作動流体２０ａが封入されている。言い換えれば、膨張抑制部空間２０ｂは、作動流体２０ａが封入されている作動流体封入空間である。また、膨張抑制部空間２０ｂ内には、作動流体２０ａ以外の流体は封入されておらず、すなわち、膨張抑制部空間２０ｂは作動流体２０ａで満たされている。そして、膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａは飽和状態になっている。そのため、膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａは気液混合の流体となっている。本実施形態では、作動流体２０ａは、冷媒封入空間３２に封入された冷媒と同一の物質であるので、その冷媒と比較して同じ圧力の下で同じ沸点を有する。   The expansion suppression portion space 20b constitutes a sealed space, and the working fluid 20a is sealed in the expansion suppression portion space 20b. In other words, the expansion suppression portion space 20b is a working fluid enclosure space in which the working fluid 20a is enclosed. Further, the fluid other than the working fluid 20a is not sealed in the expansion suppressing portion space 20b, that is, the expansion suppressing portion space 20b is filled with the working fluid 20a. And the working fluid 20a in the expansion suppression part space 20b is in a saturated state. Therefore, the working fluid 20a in the expansion suppression unit space 20b is a gas-liquid mixed fluid. In the present embodiment, the working fluid 20a is the same substance as the refrigerant enclosed in the refrigerant enclosure space 32, and therefore has the same boiling point under the same pressure as that of the refrigerant.

第１空間形成部２０１は、冷却部空間１６ａから発せられる冷媒の熱を受け取るように構成されている。そのため、第１空間形成部２０１は、冷媒封入空間３２内の冷媒温度を感知する温度感知部としての機能を有する。詳細には、第１空間形成部２０１は冷却フィン１６２ａに連結されており、それによって、冷却フィン１６２ａからの熱が第１空間２０１ａ内の作動流体２０ａへ伝わり易いようになっている。従って、冷却フィン１６２ａの熱伝導によって冷媒から作動流体２０ａへ伝熱されるので、冷却フィン１６２ａは、冷却部空間１６ａ内の冷媒の熱を矢印ＦＬ１のように第１空間形成部２０１へ伝える伝熱部として機能する。   The 1st space formation part 201 is comprised so that the heat | fever of the refrigerant | coolant emitted from the cooling part space 16a may be received. Therefore, the first space forming unit 201 has a function as a temperature sensing unit that senses the refrigerant temperature in the refrigerant enclosure space 32. Specifically, the first space forming portion 201 is connected to the cooling fins 162a, so that heat from the cooling fins 162a is easily transferred to the working fluid 20a in the first space 201a. Therefore, since heat is transferred from the refrigerant to the working fluid 20a by the heat conduction of the cooling fins 162a, the cooling fins 162a transfer the heat of the refrigerant in the cooling unit space 16a to the first space forming unit 201 as indicated by the arrow FL1. It functions as a part.

このような構成により、第１空間形成部２０１は、冷却部空間１６ａ内の冷媒の熱により膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａを加熱する。作動流体２０ａが加熱されると、作動流体２０ａの中の液相部分が蒸発し、膨張抑制部空間２０ｂの内圧が上昇する。   With such a configuration, the first space forming unit 201 heats the working fluid 20a in the expansion suppression unit space 20b by the heat of the refrigerant in the cooling unit space 16a. When the working fluid 20a is heated, the liquid phase portion in the working fluid 20a evaporates, and the internal pressure of the expansion suppression space 20b increases.

第２空間形成部２０２は、駆動補助装置１８を第２空間２０２ａ内に収容するように配置されている。そのため、膨張抑制部空間２０ｂの内圧すなわち第２空間２０２ａの内圧が上昇するほど、膨張抑制力Ｆｂが大きくなる。要するに、第２空間２０２ａは、作動流体２０ａの圧力を伸縮部２８に作用させ且つ作動流体２０ａの圧力により膨張抑制力Ｆｂが冷媒の自励振動中に生じるように形成されている。そして、膨張抑制部２０は、伸縮部空間２８ａが膨張する膨張途中および伸縮部空間２８ａが収縮する収縮途中において、膨張抑制力Ｆｂを伸縮部２８へ作用させる。   The second space forming unit 202 is disposed so as to accommodate the drive assist device 18 in the second space 202a. Therefore, the expansion suppression force Fb increases as the internal pressure of the expansion suppression unit space 20b, that is, the internal pressure of the second space 202a increases. In short, the second space 202a is formed such that the pressure of the working fluid 20a acts on the expansion / contraction part 28, and the expansion suppression force Fb is generated during the self-excited vibration of the refrigerant by the pressure of the working fluid 20a. The expansion suppression unit 20 causes the expansion suppression force Fb to act on the expansion / contraction part 28 during expansion during expansion of the expansion / contraction part space 28a and during contraction during contraction of the expansion / contraction part space 28a.

上述のように構成された冷却器１０では、加熱部空間１４ａ内の液体冷媒が発熱体１２により加熱され沸騰させられると冷媒の気体部分が増し、それと共に冷媒全体の体積が増加し伸縮部２８の上端が上昇する。冷媒の気体部分がある程度増し例えば気液界面２６が図１のように冷却部空間１６ａ内に入ると、冷却部１６が、その冷媒の気体部分を冷却し凝縮させる。   In the cooler 10 configured as described above, when the liquid refrigerant in the heating unit space 14a is heated and boiled by the heating element 12, the gas portion of the refrigerant increases, and the volume of the whole refrigerant increases with the expansion and contraction unit 28. The top of the ascends. When the gas part of the refrigerant increases to some extent, for example, when the gas-liquid interface 26 enters the cooling part space 16a as shown in FIG. 1, the cooling part 16 cools and condenses the gas part of the refrigerant.

冷媒の気体部分が凝縮することにより気体部分が少なくなると、それと共に冷媒全体の体積が減少し伸縮部２８の上端が下降する。そして、発熱体１２の一部または全部が液体の冷媒に浸かるようになる。発熱体１２が液体の冷媒に浸かると、上述したように再び加熱部空間１４ａ内の液体の冷媒が沸騰し蒸発する。   When the gas portion is reduced by condensing the gas portion of the refrigerant, the entire volume of the refrigerant is reduced at the same time, and the upper end of the expansion / contraction portion 28 is lowered. Then, part or all of the heating element 12 is immersed in the liquid refrigerant. When the heating element 12 is immersed in the liquid refrigerant, the liquid refrigerant in the heating unit space 14a again boils and evaporates as described above.

このように、冷却器１０において加熱部１４および冷却部１６は、冷媒に蒸発と凝縮とを繰り返させることにより、冷媒封入空間３２内で冷媒の気液界面２６を自励振動させる。要するに、冷媒封入空間３２内で冷媒を自励振動させる。そして、伸縮部２８は、その冷媒の自励振動に伴う冷媒全体の体積変化を吸収する。更に、伸縮部２８は、所定のばね定数を持っているので、その伸縮部２８の伸縮方向における釣合い点に向って伸縮量に応じた反力を生じ、冷媒の自励振動を補助する役割を果たす。   Thus, in the cooler 10, the heating unit 14 and the cooling unit 16 cause the gas-liquid interface 26 of the refrigerant to self-oscillate in the refrigerant enclosure space 32 by causing the refrigerant to repeat evaporation and condensation. In short, the self-excited vibration of the refrigerant is performed in the refrigerant enclosure space 32. And the expansion-contraction part 28 absorbs the volume change of the whole refrigerant | coolant accompanying the self-excited vibration of the refrigerant | coolant. Furthermore, since the expansion / contraction part 28 has a predetermined spring constant, a reaction force corresponding to the expansion / contraction amount is generated toward the balance point in the expansion / contraction direction of the expansion / contraction part 28 to assist self-excited vibration of the refrigerant. Fulfill.

この気液界面２６の自励振動すなわち冷媒の自励振動に伴い冷媒が蒸発と凝縮とを繰り返すことで、発熱体１２から冷媒を介し外気に至る熱伝達経路において高い熱伝達性能を得つつ、発熱体１２の熱を、冷媒と冷却部壁１６１と冷却装置１６２とを介し、冷却部１６から外気へ放出させることができる。   While the refrigerant repeatedly evaporates and condenses with the self-excited vibration of the gas-liquid interface 26, that is, the self-excited vibration of the refrigerant, while obtaining high heat transfer performance in the heat transfer path from the heating element 12 to the outside air through the refrigerant, The heat of the heating element 12 can be released from the cooling unit 16 to the outside air via the refrigerant, the cooling unit wall 161, and the cooling device 162.

また、冷却部空間１６ａ内および伸縮部空間２８ａ内において気液界面２６から離れた部位の液体冷媒はサブクール状態になっている。従って、そのサブクール状態の液体冷媒が、伸縮部２８の上端が下降すると共に発熱体１２まわりに流れ込むので、発熱体１２を冷却する高い冷却性能を得ることができる。   In addition, the liquid refrigerant in a part away from the gas-liquid interface 26 in the cooling part space 16a and the expansion / contraction part space 28a is in a subcooled state. Therefore, the liquid coolant in the subcooled state lowers the upper end of the expansion / contraction part 28 and flows around the heating element 12, so that a high cooling performance for cooling the heating element 12 can be obtained.

図２は、冷媒の気液界面２６が自励振動しているときのタイムチャートである。この図２では、発熱体１２の温度Ｔｘすなわち発熱体温度Ｔｘ、加熱部空間１４ａ内の平均圧力ＰＲａｖ、冷媒および作動流体２０ａのそれぞれの平均圧力ＰＡａｖ、ＰＢａｖが、上から順に示されている。また、図２では、膨張抑制部２０が設けられたことの効果を説明するために、発熱体１２の温度Ｔｘおよび加熱部空間１４ａ内の平均圧力ＰＲａｖのタイムチャートでは、膨張抑制部２０を有する本実施形態のものを実線Ｌ１、Ｌ２で示し、本実施形態から膨張抑制部２０を取り去った比較例のものを二点鎖線Ｌｃ１、Ｌｃ２で示している。また、図２の実線Ｌ３は冷媒の平均圧力ＰＡａｖを示し、破線Ｌ４は作動流体２０ａの平均圧力ＰＢａｖを示している。   FIG. 2 is a time chart when the gas-liquid interface 26 of the refrigerant is self-excited. In FIG. 2, the temperature Tx of the heating element 12, that is, the heating element temperature Tx, the average pressure PRav in the heating portion space 14a, and the average pressures PAav and PBav of the refrigerant and the working fluid 20a are shown in order from the top. In addition, in FIG. 2, in order to explain the effect of providing the expansion suppression unit 20, the time chart of the temperature Tx of the heating element 12 and the average pressure PRav in the heating unit space 14 a has the expansion suppression unit 20. The thing of this embodiment is shown by the continuous lines L1 and L2, and the thing of the comparative example which removed the expansion | swelling suppression part 20 from this embodiment is shown by the dashed-two dotted lines Lc1 and Lc2. Moreover, the solid line L3 of FIG. 2 shows the average pressure PAav of the refrigerant, and the broken line L4 shows the average pressure PBav of the working fluid 20a.

なお、瞬時値としての冷媒圧力および作動流体２０ａの圧力は冷媒の自励振動に同期して周期的に変動するので、冷媒の平均圧力ＰＡａｖ、作動流体２０ａの平均圧力ＰＢａｖ、加熱部空間１４ａ内の平均圧力Ｐｒｆは、上記自励振動の１サイクル毎の平均値となっている。詳細に言えば、冷媒の平均圧力ＰＡａｖすなわち平均冷媒圧力ＰＡａｖは、上記自励振動の１サイクルにわたって冷媒圧力を平均した平均値、要するに、その１サイクル毎の冷媒圧力の平均値である。また、作動流体２０ａの平均圧力ＰＢａｖすなわち平均作動流体圧力ＰＢａｖは、上記自励振動の１サイクルにわたって作動流体２０ａの圧力を平均した平均値、要するに、その１サイクル毎の作動流体２０ａの圧力の平均値である。また、加熱部空間１４ａ内の平均圧力Ｐｒｆは、上記自励振動の１サイクルにわたって加熱部空間１４ａ内の圧力を平均した平均値である。   Note that since the refrigerant pressure and the pressure of the working fluid 20a as instantaneous values periodically change in synchronization with the self-excited vibration of the refrigerant, the average pressure PAav of the refrigerant, the average pressure PBav of the working fluid 20a, and the heating unit space 14a The average pressure Prf is an average value for each cycle of the self-excited vibration. More specifically, the average refrigerant pressure PAav, that is, the average refrigerant pressure PAav, is an average value obtained by averaging the refrigerant pressure over one cycle of the self-excited vibration, in other words, an average value of the refrigerant pressure for each cycle. The average pressure PBav of the working fluid 20a, that is, the average working fluid pressure PBav is an average value obtained by averaging the pressures of the working fluid 20a over one cycle of the self-excited vibration, that is, the average of the pressures of the working fluid 20a for each cycle. Value. The average pressure Prf in the heating part space 14a is an average value obtained by averaging the pressure in the heating part space 14a over one cycle of the self-excited vibration.

また、冷媒圧力は冷媒封入空間３２内のどこで測定されてもよいが、本実施例では、伸縮部空間２８ａ内で測定される。また、加熱部空間１４ａ内の平均圧力Ｐｒｆは、加熱部空間１４ａ内の冷媒の平均圧力Ｐｒｆであるので、伸縮部空間２８ａ内での測定圧力に基づく平均冷媒圧力ＰＡａｖと同じ値または略同じ値になる。また、作動流体２０ａの圧力は膨張抑制部空間２０ｂ内のどこで測定されてもよいが、本実施例では、第２空間２０２ａ内で測定される。また、図２は、冷媒の自励振動の周期に対して十分に長い時間にわたってタイムチャートを表示している。   In addition, the refrigerant pressure may be measured anywhere in the refrigerant enclosure space 32, but in the present embodiment, it is measured in the expansion / contraction portion space 28a. Further, since the average pressure Prf in the heating unit space 14a is the average pressure Prf of the refrigerant in the heating unit space 14a, the same value or substantially the same value as the average refrigerant pressure PAav based on the measured pressure in the expansion / contraction unit space 28a. become. Further, the pressure of the working fluid 20a may be measured anywhere in the expansion suppression unit space 20b, but in the present embodiment, it is measured in the second space 202a. FIG. 2 shows a time chart over a sufficiently long time with respect to the cycle of the self-excited vibration of the refrigerant.

図２は、発熱体１２の発熱量が増大した状況を示している。具体的には、発熱体１２の発熱量がｔ１時点にて増大したことに起因して、発熱体温度Ｔｘがｔ１時点から上昇し始めている。そのため、ｔ１時点から、加熱部空間１４ａ内の冷媒の温度上昇により、平均冷媒圧力ＰＡａｖおよび加熱部空間１４ａ内の平均圧力ＰＲａｖも上昇し始めている。   FIG. 2 shows a situation where the heat generation amount of the heating element 12 is increased. Specifically, the heating element temperature Tx starts to increase from the time t1 because the heat generation amount of the heating element 12 increases at the time t1. For this reason, the average refrigerant pressure PAav and the average pressure PRav in the heating part space 14a also start to rise from the time t1 due to the temperature rise of the refrigerant in the heating part space 14a.

また、冷媒の熱は冷却フィン１６２ａを介して膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａへ伝えられる。このとき、熱の伝わりには時間的な遅れが生じるので、ｔ１時点よりも後のｔ２時点から、作動流体２０ａの温度上昇により、平均作動流体圧力ＰＢａｖが上昇し始めている。   Further, the heat of the refrigerant is transmitted to the working fluid 20a in the expansion suppression portion space 20b through the cooling fins 162a. At this time, since there is a time delay in the transfer of heat, the average working fluid pressure PBav starts to rise from the time t2 after the time t1 due to the temperature rise of the working fluid 20a.

更に、冷媒から作動流体２０ａへの伝熱ロスが生じるので、平均作動流体圧力ＰＢａｖは平均冷媒圧力ＰＡａｖよりも低くなる。すなわち、冷媒の自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力Ｆｂを平均した平均膨張抑制力は、その自励振動の１サイクルにわたって膨張力Ｆａを平均した平均膨張力よりも小さくなる。この平均圧力ＰＡａｖ、ＰＢａｖの関係は冷媒の自励振動中にわたって継続する。なお、上記平均膨張抑制力は、平均作動流体圧力ＰＢａｖを換算して算出されてもよく、上記平均膨張力は、平均冷媒圧力ＰＡａｖを換算して算出されてもよい。また、平均膨張抑制力とは、言い換えれば上記自励振動の１サイクル毎の膨張抑制力Ｆｂの平均値であり、平均膨張力とは、言い換えれば上記自励振動の１サイクル毎の膨張力Ｆａの平均値である。   Further, since heat transfer loss from the refrigerant to the working fluid 20a occurs, the average working fluid pressure PBav becomes lower than the average refrigerant pressure PAav. That is, the average expansion suppression force that averages the expansion suppression force Fb over one cycle of the self-excited vibration of the refrigerant is smaller than the average expansion force that averages the expansion force Fa over one cycle of the self-excited vibration. The relationship between the average pressures PAav and PBav continues throughout the self-excited vibration of the refrigerant. The average expansion suppression force may be calculated by converting the average working fluid pressure PBav, and the average expansion force may be calculated by converting the average refrigerant pressure PAav. The average expansion suppression force is, in other words, the average value of the expansion suppression force Fb for each cycle of the self-excited vibration. In other words, the average expansion force is the expansion force Fa for each cycle of the self-excited vibration. Is the average value.

ｔ２時点から平均作動流体圧力ＰＢａｖが上昇した後、冷媒の自励振動の周期が短くなって冷却部１６から外気への放熱量が増大し、ｔ３時点にて、発熱体温度Ｔｘ、加熱部空間１４ａ内の平均圧力ＰＲａｖ、および平均冷媒圧力ＰＡａｖが、ｔ１時点の大きさに戻っている。また、ｔ３時点から僅かに遅れて、平均作動流体圧力ＰＢａｖもｔ１時点の大きさに戻っている。   After the average working fluid pressure PBav increases from time t2, the period of the self-excited vibration of the refrigerant is shortened and the amount of heat released from the cooling unit 16 to the outside air is increased. At time t3, the heating element temperature Tx and the heating unit space are increased. The average pressure PRav and the average refrigerant pressure PAav in 14a have returned to the magnitude at time t1. Further, the average working fluid pressure PBav also returns to the magnitude at the time t1 with a slight delay from the time t3.

この図２に示すように、平均冷媒圧力ＰＡａｖが増大し始めているｔ１時点から、大気圧と平均冷媒圧力ＰＡａｖとの差圧ΔＰＡａｉｒ（＝ＰＡａｖ−大気圧）は、大気圧が変化しないので、その平均冷媒圧力ＰＡａｖ変化に従って大きくなっている。その一方で、平均冷媒圧力ＰＡａｖと平均作動流体圧力ＰＢａｖとの差圧ΔＰＡＢ（＝ＰＡａｖ−ＰＢａｖ）の変化は、平均作動流体圧力ＰＢａｖが平均冷媒圧力ＰＡａｖに追従するように変化しているので、上記差圧ΔＰＡａｉｒの変化に比して抑えられている。   As shown in FIG. 2, the pressure difference ΔPAair (= PAav−atmospheric pressure) between the atmospheric pressure and the average refrigerant pressure PAav from the time point t1 when the average refrigerant pressure PAav starts to increase. It becomes larger according to the average refrigerant pressure PAav change. On the other hand, the change in the differential pressure ΔPAB (= PAav−PBav) between the average refrigerant pressure PAav and the average working fluid pressure PBav changes so that the average working fluid pressure PBav follows the average refrigerant pressure PAav. This is suppressed as compared with the change in the differential pressure ΔPAair.

すなわち、平均冷媒圧力ＰＡａｖおよび平均作動流体圧力ＰＢａｖのタイムチャートから判るように、膨張抑制部２０は、平均冷媒圧力ＰＡａｖが高くなるほど、冷媒の自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力Ｆｂを平均した平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力Ｆｂを調節している。   That is, as can be seen from the time chart of the average refrigerant pressure PAav and the average working fluid pressure PBav, the expansion suppression unit 20 averages the expansion suppression force Fb over one cycle of the self-excited vibration of the refrigerant as the average refrigerant pressure PAav increases. The expansion suppression force Fb is adjusted so that the average expansion suppression force is increased.

上述した大気圧と平均冷媒圧力ＰＡａｖとの差圧ΔＰＡａｉｒの変化から、膨張抑制部２０を有さない比較例では、ｔ１時点から、冷媒圧力に基づく膨張力Ｆａ（図１参照）は、大気圧に基づく膨張抑制力Ｆｂ（図１参照）に対して増大する一方となる。そのため、例えば、錘３０の慣性力が錘３０の加速度に従って大きくなっても、膨張力Ｆａに対抗して液体冷媒を冷却部１６から加熱部１４へ押す力が、膨張力Ｆａの増大に対して不足することが考えられる。   From the change in the differential pressure ΔPAair between the atmospheric pressure and the average refrigerant pressure PAav described above, the expansion force Fa (see FIG. 1) based on the refrigerant pressure is atmospheric pressure from the time t1 in the comparative example that does not have the expansion suppression unit 20. Is increased with respect to the expansion suppression force Fb (see FIG. 1). Therefore, for example, even if the inertial force of the weight 30 increases according to the acceleration of the weight 30, the force that pushes the liquid refrigerant from the cooling unit 16 to the heating unit 14 against the expansion force Fa is increased against the increase of the expansion force Fa. It is thought that it is insufficient.

そうなると、発熱体温度Ｔｘおよび加熱部空間１４ａ内の平均圧力ＰＲａｖが二点鎖線Ｌｃ１、Ｌｃ２のように上昇する一方となり得る。そして、発熱体温度Ｔｘおよび加熱部空間１４ａ内の平均圧力ＰＲａｖはそれぞれ限界点ＬＴｘ、ＬＰＲａｖを超えるおそれがあり、その限界点ＬＴｘ、ＬＰＲａｖを超えれば、冷媒の自励振動は止まり、発熱体１２からの発熱を止めない限り、伸縮部２８は最も伸びた状態から戻らなくなる。なお、上記平均圧力ＰＲａｖの限界点ＬＰＲａｖは、冷媒の自励振動を継続可能な平均圧力ＰＲａｖの上限値であり、上記発熱体温度Ｔｘの限界点ＬＴｘは、平均圧力ＰＲａｖの限界点ＬＰＲａｖに対応した発熱体温度Ｔｘである。   Then, the heating element temperature Tx and the average pressure PRav in the heating part space 14a may be increased as indicated by two-dot chain lines Lc1 and Lc2. Then, the heating element temperature Tx and the average pressure PRav in the heating part space 14a may exceed the limit points LTx and LPRav, respectively. If the limit points LTx and LPRav are exceeded, the self-excited vibration of the refrigerant stops, and the heating element 12 Unless the heat generation from is stopped, the stretchable portion 28 does not return from the most extended state. The limit point LPRav of the average pressure PRav is an upper limit value of the average pressure PRav that can continue the self-excited vibration of the refrigerant, and the limit point LTx of the heating element temperature Tx corresponds to the limit point LPRav of the average pressure PRav. Heating element temperature Tx.

一方、膨張抑制部２０を有する本実施形態では、ｔ１時点から、冷媒圧力に基づく膨張力Ｆａは増大するものの、平均冷媒圧力ＰＡａｖと平均作動流体圧力ＰＢａｖとの差圧ΔＰＡＢの変化が抑えられているので、作動流体２０ａの圧力に基づく膨張抑制力Ｆｂに対して相対的にはあまり変化しない。そのため、膨張力Ｆａに対抗して液体冷媒を冷却部１６から加熱部１４へ押す力が膨張力Ｆａの増大に対して不足せず、冷媒の自励振動が継続する。   On the other hand, in the present embodiment having the expansion suppression unit 20, the expansion force Fa based on the refrigerant pressure increases from the time t1, but the change in the differential pressure ΔPAB between the average refrigerant pressure PAav and the average working fluid pressure PBav is suppressed. Therefore, it does not change much relative to the expansion suppression force Fb based on the pressure of the working fluid 20a. Therefore, the force for pushing the liquid refrigerant from the cooling unit 16 to the heating unit 14 against the expansion force Fa is not insufficient for the increase of the expansion force Fa, and the self-excited vibration of the refrigerant continues.

なお、駆動補助装置１８において、膨張力Ｆａを生じさせる向きに冷媒圧力を受ける受圧面積と、膨張抑制力Ｆｂを生じさせる向きに作動流体２０ａまたは大気の圧力を受ける受圧面積とは互いに同じである。   In the driving assist device 18, the pressure receiving area that receives the refrigerant pressure in the direction in which the expansion force Fa is generated is the same as the pressure receiving area that receives the pressure of the working fluid 20a or the atmosphere in the direction in which the expansion suppression force Fb is generated. .

上述したように、本実施形態によれば、膨張抑制部２０は、平均冷媒圧力ＰＡａｖが高くなるほど、冷媒の自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力Ｆｂを平均した平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力Ｆｂを調節する。従って、冷媒圧力に基づく膨張力Ｆａが、それに対抗し膨張抑制部２０が発生する膨張抑制力Ｆｂと比較して一方的に大きくなっていくことが進行し難くなる。言い換えれば、冷媒圧力が作動流体２０ａの圧力によって相殺される。そのため、冷媒の自励振動に対する負荷を適切に増減することができるので、その自励振動を安定させて継続させることが可能である。そして、冷媒の自励振動を安定させることにより、延いては、冷却器１０の冷却性能を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the average expansion suppression force obtained by averaging the expansion suppression force Fb over one cycle of the self-excited vibration of the refrigerant increases as the average refrigerant pressure PAav increases. Next, the expansion suppression force Fb is adjusted. Accordingly, it is difficult for the expansion force Fa based on the refrigerant pressure to increase unilaterally as compared with the expansion suppression force Fb generated by the expansion suppression unit 20 against the expansion pressure Fa. In other words, the refrigerant pressure is offset by the pressure of the working fluid 20a. Therefore, since the load with respect to the self-excited vibration of the refrigerant can be appropriately increased or decreased, the self-excited vibration can be stabilized and continued. And the cooling performance of the cooler 10 can be improved by stabilizing the self-excited vibration of the refrigerant.

また、本実施形態によれば、膨張抑制部２０は、冷媒封入空間３２から発せられる冷媒の熱を受け取るように構成され、その冷媒の熱により作動流体２０ａを加熱する。そして、膨張抑制部２０において作動流体２０ａが封入されている膨張抑制部空間２０ｂは、作動流体２０ａの圧力を伸縮部２８に作用させ且つ作動流体２０ａの圧力により膨張抑制力Ｆｂが生じるように形成されている。従って、機械的な作動機構を必要とせずに、平均冷媒圧力ＰＡａｖが高くなるほど平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力Ｆｂを調節することが可能である。   Further, according to the present embodiment, the expansion suppression unit 20 is configured to receive the heat of the refrigerant emitted from the refrigerant enclosure space 32, and heats the working fluid 20a with the heat of the refrigerant. The expansion suppression unit space 20b in which the working fluid 20a is sealed in the expansion suppression unit 20 is formed so that the pressure of the working fluid 20a acts on the expansion and contraction unit 28 and the expansion suppression force Fb is generated by the pressure of the working fluid 20a. Has been. Therefore, it is possible to adjust the expansion suppression force Fb so that the average expansion suppression force increases as the average refrigerant pressure PAav increases without requiring a mechanical operation mechanism.

また、本実施形態によれば、作動流体２０ａは冷媒と比較して同じ圧力の下で同じ沸点を有するので、膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａの圧力が、冷媒封入空間３２内の冷媒圧力と比較して、冷媒から作動流体２０ａへの伝熱ロス分だけ低くなることになる。そのため、平均冷媒圧力ＰＡａｖと平均作動流体圧力ＰＢａｖとの差圧ΔＰＡＢ（＝ＰＡａｖ−ＰＢａｖ）を正方向に生じさせつつその差圧ΔＰＡＢを非常に小さくすることができ、膨張力Ｆａと膨張抑制力Ｆｂとの大小関係を、冷媒の自励振動を継続させる上で適切に維持することができる。   In addition, according to the present embodiment, the working fluid 20a has the same boiling point under the same pressure as the refrigerant, so that the pressure of the working fluid 20a in the expansion suppression unit space 20b is the refrigerant in the refrigerant enclosure space 32. Compared to the pressure, the heat transfer loss from the refrigerant to the working fluid 20a is reduced. Therefore, the differential pressure ΔPAB (= PAav−PBav) between the average refrigerant pressure PAav and the average working fluid pressure PBav is generated in the positive direction, and the differential pressure ΔPAB can be made very small, and the expansion force Fa and the expansion suppression force The magnitude relationship with Fb can be appropriately maintained in order to continue the self-excited vibration of the refrigerant.

また、本実施形態によれば、錘３０は、冷媒の自励振動に同期した慣性力を冷媒封入空間３２内の冷媒へ作用させることで冷媒の自励振動を補助するので、その自励振動が継続し易くなる。   In addition, according to the present embodiment, the weight 30 assists the self-excited vibration of the refrigerant by applying an inertial force synchronized with the self-excited vibration of the refrigerant to the refrigerant in the refrigerant enclosure space 32. Is easy to continue.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第３実施形態以降でも同様である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described. Further, the same or equivalent parts as those of the above-described embodiment will be described by omitting or simplifying them. The same applies to third and later embodiments described later.

図３は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、図１と同様に断面図示されている。図３に示すように、本実施形態では、冷却部１６の冷却フィン１６２ａが膨張抑制部２０にまで延設されてはいない。すなわち、膨張抑制部２０は冷却部１６の冷却フィン１６２ａに対して間隔を空けて配置されている。この点が第１実施形態と比較して異なっている。   FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of the cooler 10 of the present embodiment, and is shown in a cross-sectional view similarly to FIG. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the cooling fins 162 a of the cooling unit 16 are not extended to the expansion suppressing unit 20. That is, the expansion suppression unit 20 is arranged with a space from the cooling fin 162 a of the cooling unit 16. This point is different from the first embodiment.

具体的に本実施形態では、膨張抑制部２０は、第１空間形成部２０１の外周に設けられた多数の熱交換フィン２０３を備えている。その熱交換フィン２０３は第１空間形成部２０１に固定されている。熱交換フィン２０３は、冷却部１６の冷却フィン１６２ａから、両フィン１６２ａ、２０３の間に介在する空気を介して受熱できるように、冷却フィン１６２ａに近接して配置されている。   Specifically, in the present embodiment, the expansion suppression unit 20 includes a large number of heat exchange fins 203 provided on the outer periphery of the first space forming unit 201. The heat exchange fins 203 are fixed to the first space forming unit 201. The heat exchange fins 203 are arranged close to the cooling fins 162a so that they can receive heat from the cooling fins 162a of the cooling unit 16 via the air interposed between the fins 162a and 203.

これにより、冷却器１０は、冷却部１６の冷却フィン１６２ａと膨張抑制部２０の熱交換フィン２０３との間で、矢印ＦＬ２のように空気を介して伝熱されるようになっている。このような構成から、第１実施形態と同様に、第１空間形成部２０１は、冷却部空間１６ａ内の冷媒の熱により膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａを加熱する。   As a result, the cooler 10 is configured to transfer heat between the cooling fins 162a of the cooling unit 16 and the heat exchange fins 203 of the expansion suppressing unit 20 via air as indicated by an arrow FL2. From such a configuration, similarly to the first embodiment, the first space forming unit 201 heats the working fluid 20a in the expansion suppression unit space 20b by the heat of the refrigerant in the cooling unit space 16a.

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。なお、前述の図２のタイムチャートは、本実施形態でも第１実施形態と同様のものになる。   In the present embodiment, the effects produced from the configuration common to the first embodiment described above can be obtained as in the first embodiment. Note that the time chart of FIG. 2 is the same as that of the first embodiment in this embodiment.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

図４は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、図１と同様に断面図示されている。図４に示すように、本実施形態では、冷却部１６の冷却フィン１６２ａが膨張抑制部２０にまで延設されてはいない。そして、膨張抑制部２０は、作動流体２０ａに替えてバネ２０４を有し、そのバネ２０４の付勢力によって膨張抑制力Ｆｂ（図１参照）を発生する。この点が第１実施形態と比較して異なっている。   FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of the cooler 10 of the present embodiment, and is shown in a cross-sectional view similarly to FIG. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the cooling fins 162 a of the cooling unit 16 are not extended to the expansion suppression unit 20. The expansion suppression unit 20 includes a spring 204 instead of the working fluid 20a, and generates an expansion suppression force Fb (see FIG. 1) by the biasing force of the spring 204. This point is different from the first embodiment.

具体的に本実施形態では、膨張抑制部２０は、空間形成部２０１、２０２（図１参照）を備えず、バネ２０４とガイド部材２０５と支持部材２０６とを備えている。バネ２０４は圧縮コイルバネであり、バネ２０４の一端は錘３０に接触しバネ２０４の他端は支持部材２０６に接触している。また、この支持部材２０６は、剛性の高い平板状の金属部材であり、加熱部壁１４１に固定されている。このようなバネ２０４の配置により、バネ２０４は、伸縮部２８を縮める向きに付勢力を発生させており、その付勢力は膨張抑制力Ｆｂ（図１参照）となっている。   Specifically, in the present embodiment, the expansion suppressing unit 20 does not include the space forming units 201 and 202 (see FIG. 1), but includes a spring 204, a guide member 205, and a support member 206. The spring 204 is a compression coil spring. One end of the spring 204 is in contact with the weight 30, and the other end of the spring 204 is in contact with the support member 206. The support member 206 is a flat metal member having high rigidity and is fixed to the heating unit wall 141. With such an arrangement of the spring 204, the spring 204 generates an urging force in a direction in which the expandable portion 28 is contracted, and the urging force is an expansion suppression force Fb (see FIG. 1).

また、バネ２０４は、例えば形状記憶合金等の感熱材料で構成されている。詳細には、バネ２０４は、その材料の特性から、バネ２０４の温度が高くなるほどバネ２０４の自由長さが長くなるようになっている。そのため、上記膨張抑制力Ｆｂとしての付勢力は、錘３０の位置を変えずに比較した場合、バネ２０４の温度が高くなるほど大きくなる。また、バネ２０４は、冷却フィン１６２ａから受熱し易いように、バネ２０４の長手方向が冷却フィン１６２ａの積層方向と平行になる姿勢で冷却フィン１６２ａに近づけて配置されている。   The spring 204 is made of a heat sensitive material such as a shape memory alloy. Specifically, the spring 204 has a longer free length as the temperature of the spring 204 becomes higher due to the characteristics of the material. Therefore, the urging force as the expansion suppression force Fb increases as the temperature of the spring 204 increases when compared without changing the position of the weight 30. Further, the spring 204 is disposed close to the cooling fin 162a so that the longitudinal direction of the spring 204 is parallel to the stacking direction of the cooling fins 162a so that the spring 204 can easily receive heat from the cooling fins 162a.

このような構成から、冷却部空間１６ａ内の冷媒の熱が冷却フィン１６２ａから矢印ＦＬ３のように伝熱され、バネ２０４の温度が高くなるほど、バネ２０４はそのバネ２０４の付勢力を大きくする。つまり、膨張抑制部２０は、冷媒が加熱されて平均冷媒圧力ＰＡａｖが高くなるほど上記平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力Ｆｂとしてのバネ２０４の付勢力を調節する。   With such a configuration, the heat of the refrigerant in the cooling space 16a is transferred from the cooling fin 162a as indicated by the arrow FL3, and the spring 204 increases the biasing force of the spring 204 as the temperature of the spring 204 increases. That is, the expansion suppression unit 20 adjusts the biasing force of the spring 204 as the expansion suppression force Fb so that the average expansion suppression force increases as the refrigerant is heated and the average refrigerant pressure PAav increases.

ガイド部材２０５は、バネ２０４の座屈を防止しつつ、バネ２０４が伸縮部２８を縮める向きに錘３０を押圧するように案内する。詳細には、ガイド部材２０５は細長い円柱状の丸棒で構成されており、バネ２０４の内側に挿通されている。そして、ガイド部材２０５の一端部分は錘３０の上面に向くように下向きに屈曲されている。ガイド部材２０５の他端部分は支持部材２０６にカシメ等によって固定されている。従って、ガイド部材２０５は、その他端部分が支持部材２０６によって支持された片持ち状態になっている。   The guide member 205 guides the spring 204 to press the weight 30 in a direction in which the spring 204 contracts while preventing the spring 204 from buckling. Specifically, the guide member 205 is formed of an elongated cylindrical round bar and is inserted inside the spring 204. One end portion of the guide member 205 is bent downward so as to face the upper surface of the weight 30. The other end portion of the guide member 205 is fixed to the support member 206 by caulking or the like. Therefore, the guide member 205 is in a cantilever state in which the other end portion is supported by the support member 206.

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。   In the present embodiment, the effects produced from the configuration common to the first embodiment described above can be obtained as in the first embodiment.

なお、前述の図２のタイムチャートは、本実施形態でも第１実施形態と同様のものになる。但し、本実施形態においては、図２の実線Ｌ３は、冷媒の自励振動の１サイクルにわたって膨張力Ｆａ（図１参照）を平均した平均膨張力を示し、破線Ｌ４は、冷媒の自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力Ｆｂ（図１参照）を平均した平均膨張抑制力を示す。   Note that the time chart of FIG. 2 is the same as that of the first embodiment in this embodiment. However, in the present embodiment, the solid line L3 in FIG. 2 indicates the average expansion force obtained by averaging the expansion force Fa (see FIG. 1) over one cycle of the self-excited vibration of the refrigerant, and the broken line L4 indicates the self-excited vibration of the refrigerant. The average expansion suppression force obtained by averaging the expansion suppression force Fb (see FIG. 1) over one cycle is shown.

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

図５は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、図１と同様に断面図示されている。図５に示すように、本実施形態では、膨張抑制部２０の作動流体２０ａが冷却部１６からだけでなく加熱部１４からも受熱するように構成されている。この点が第１実施形態と比較して異なっている。   FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of the cooler 10 of the present embodiment, and is shown in a cross-sectional view similarly to FIG. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the working fluid 20 a of the expansion suppression unit 20 is configured to receive heat not only from the cooling unit 16 but also from the heating unit 14. This point is different from the first embodiment.

具体的に本実施形態では、膨張抑制部２０の第１空間形成部２０１が冷却部１６の側方から更に加熱部１４の側方にまで延設されている。そして、膨張抑制部２０は、第１空間形成部２０１の外周に設けられ且つ加熱部壁１４１に接続された多数の熱交換フィン２０７を備えている。その熱交換フィン２０７は第１空間形成部２０１と加熱部壁１４１とにそれぞれ固定され、第１空間形成部２０１と加熱部壁１４１との間をつないでいる。   Specifically, in the present embodiment, the first space forming unit 201 of the expansion suppressing unit 20 extends from the side of the cooling unit 16 to the side of the heating unit 14. The expansion suppressing unit 20 includes a large number of heat exchange fins 207 provided on the outer periphery of the first space forming unit 201 and connected to the heating unit wall 141. The heat exchange fins 207 are fixed to the first space forming part 201 and the heating part wall 141, respectively, and connect between the first space forming part 201 and the heating part wall 141.

これにより、第１空間形成部２０１内の作動流体２０ａは、冷却部空間１６ａ内の冷媒から矢印ＦＬ１のように冷却フィン１６２ａの熱伝導によって受熱し、更に、加熱部空間１４ａ内の冷媒から矢印ＦＬ４のように熱交換フィン２０７の熱伝導によって受熱する。このような構成から、膨張抑制部２０は、第１実施形態と比較してより応答性良く、冷媒封入空間３２内の冷媒の熱によって第１空間２０１ａ内の作動流体２０ａを加熱することができる。   Thereby, the working fluid 20a in the first space forming part 201 receives heat from the refrigerant in the cooling part space 16a by the heat conduction of the cooling fins 162a as indicated by an arrow FL1, and further from the refrigerant in the heating part space 14a. Heat is received by heat conduction of the heat exchange fin 207 as in FL4. From such a configuration, the expansion suppression unit 20 can heat the working fluid 20a in the first space 201a with the heat of the refrigerant in the refrigerant enclosure space 32 with better responsiveness compared to the first embodiment. .

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。なお、前述の図２のタイムチャートは、本実施形態でも第１実施形態と同様のものになる。   In the present embodiment, the effects produced from the configuration common to the first embodiment described above can be obtained as in the first embodiment. Note that the time chart of FIG. 2 is the same as that of the first embodiment in this embodiment.

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第４実施形態と異なる点を主として説明する。 (Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the above-described fourth embodiment will be mainly described.

図６は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、図５と同様に断面図示されている。図６に示すように、本実施形態では、冷却部１６の冷却フィン１６２ａが膨張抑制部２０にまで延設されてはいない。すなわち、膨張抑制部２０は冷却部１６の冷却フィン１６２ａに対して間隔を空けて配置されている。この点が第４実施形態と比較して異なっている。   FIG. 6 is a diagram showing the overall configuration of the cooler 10 of the present embodiment, and is shown in a cross-sectional view similarly to FIG. As shown in FIG. 6, in this embodiment, the cooling fins 162 a of the cooling unit 16 are not extended to the expansion suppression unit 20. That is, the expansion suppression unit 20 is arranged with a space from the cooling fin 162 a of the cooling unit 16. This point is different from the fourth embodiment.

従って、第１空間形成部２０１内の作動流体２０ａは、加熱部空間１４ａ内の冷媒から矢印ＦＬ４のように熱交換フィン２０７の熱伝導によって受熱するが、冷却部空間１６ａ内の冷媒からは受熱しない。   Therefore, the working fluid 20a in the first space forming part 201 receives heat from the refrigerant in the heating part space 14a by heat conduction of the heat exchange fins 207 as indicated by an arrow FL4, but receives heat from the refrigerant in the cooling part space 16a. do not do.

本実施形態では、前述の第４実施形態と共通の構成から奏される効果を第４実施形態と同様に得ることができる。なお、前述の図２のタイムチャートは、本実施形態でも第４実施形態と同様のものになる。   In this embodiment, the effect produced from the configuration common to the above-described fourth embodiment can be obtained in the same manner as in the fourth embodiment. Note that the time chart of FIG. 2 is the same as that of the fourth embodiment in this embodiment.

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。 (Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

図７は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、図１と同様に断面図示されている。図７に示すように、本実施形態の冷却器１０は、冷媒の熱が冷却部１６の冷却フィン１６２ａの熱伝導によって膨張抑制部２０の作動流体２０ａへ伝熱されるようにはなっていない。その替わりに、膨張抑制部２０は、流体封入部３８とアクチュエータ４０とピストン４２と複数のセンサ４４、４６、４８と制御部５０とを備えている。この点が第１実施形態と比較して異なっている。   FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration of the cooler 10 of the present embodiment, and is shown in a cross-sectional view similarly to FIG. As shown in FIG. 7, in the cooler 10 of the present embodiment, the heat of the refrigerant is not transferred to the working fluid 20 a of the expansion suppression unit 20 by heat conduction of the cooling fins 162 a of the cooling unit 16. Instead, the expansion suppressing unit 20 includes a fluid sealing unit 38, an actuator 40, a piston 42, a plurality of sensors 44, 46, 48, and a control unit 50. This point is different from the first embodiment.

流体封入部３８は、第１実施形態の第２空間形成部２０２（図１参照）と同様に構成されている。具体的には、流体封入部３８の内部には、作動流体２０ａが封入された封入部空間３８ａが形成されており、その封入部空間３８ａはその作動流体２０ａで満たされている。また、流体封入部３８は、駆動補助装置１８を封入部空間３８ａ内に収容するように配置され、冷却部壁１６１に固定されている。そのため、封入部空間３８ａの内圧が上昇するほど、膨張抑制力Ｆｂが大きくなる。要するに。封入部空間３８ａは、作動流体２０ａの圧力を伸縮部２８に作用させ且つ作動流体２０ａの圧力により膨張抑制力Ｆｂが生じるように形成されている。但し、本実施形態の作動流体２０ａは冷媒と同一の物質である必要はなく、常に気体として封入部空間３８ａに封入されている。   The fluid sealing part 38 is configured similarly to the second space forming part 202 (see FIG. 1) of the first embodiment. Specifically, a sealed portion space 38a in which the working fluid 20a is sealed is formed inside the fluid sealed portion 38, and the sealed portion space 38a is filled with the working fluid 20a. The fluid sealing portion 38 is disposed so as to accommodate the drive assist device 18 in the sealing portion space 38 a and is fixed to the cooling portion wall 161. Therefore, the expansion suppression force Fb increases as the internal pressure in the enclosure space 38a increases. in short. The enclosure space 38a is formed so that the pressure of the working fluid 20a acts on the expansion and contraction portion 28 and an expansion suppression force Fb is generated by the pressure of the working fluid 20a. However, the working fluid 20a of this embodiment does not have to be the same material as the refrigerant, and is always enclosed in the enclosure space 38a as a gas.

アクチュエータ４０は、例えばリニアモータまたは油圧シリンダなどで構成されており、制御部５０からの信号に従ってピストン４２を作動させる。そして、そのピストン４２は、封入部空間３８ａの一部を形成しており、ピストン４２の往復方向の位置に応じて封入部空間３８ａの容積を変化させる。従って、アクチュエータ４０は、ピストン４２で封入部空間３８ａ内の作動流体２０ａを押圧することにより膨張抑制力Ｆｂを発生する。その膨張抑制力Ｆｂは、作動流体２０ａをピストン４２で押圧する押圧力が大きくなるほど大きくなる。   The actuator 40 is composed of, for example, a linear motor or a hydraulic cylinder, and operates the piston 42 in accordance with a signal from the control unit 50. The piston 42 forms a part of the enclosure space 38a and changes the volume of the enclosure space 38a according to the position of the piston 42 in the reciprocating direction. Therefore, the actuator 40 generates the expansion suppression force Fb by pressing the working fluid 20a in the enclosure space 38a with the piston 42. The expansion suppression force Fb increases as the pressing force for pressing the working fluid 20a with the piston 42 increases.

加熱部温度センサ４４は、加熱部空間１４ａ内の冷媒温度を検出する温度検出装置であり、検出した冷媒温度を示す検出信号を制御部５０へ出力する。また、冷却部温度センサ４６は、冷却部空間１６ａ内の冷媒温度を検出する温度検出装置であり、検出した冷媒温度を示す検出信号を制御部５０へ出力する。また、作動流体圧力センサ４８は、封入部空間３８ａ内の作動流体２０ａの圧力である作動流体圧を検出する圧力検出装置であり、検出した作動流体圧を示す検出信号を制御部５０へ出力する。   The heating unit temperature sensor 44 is a temperature detection device that detects the refrigerant temperature in the heating unit space 14 a, and outputs a detection signal indicating the detected refrigerant temperature to the control unit 50. The cooling unit temperature sensor 46 is a temperature detection device that detects the refrigerant temperature in the cooling unit space 16 a, and outputs a detection signal indicating the detected refrigerant temperature to the control unit 50. The working fluid pressure sensor 48 is a pressure detection device that detects the working fluid pressure that is the pressure of the working fluid 20a in the enclosure space 38a, and outputs a detection signal indicating the detected working fluid pressure to the control unit 50. .

制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路とから構成された電子制御装置であり、ＲＯＭ等に予め記憶されたコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。   The control unit 50 is an electronic control device including a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof, and executes various control processes according to a computer program stored in advance in the ROM or the like.

具体的に、制御部５０は、冷媒温度に基づいてアクチュエータ４０を制御する。アクチュエータ４０を制御するための冷媒温度としては、加熱部温度センサ４４の検出温度と冷却部温度センサ４６の検出温度との何れであってもよいが、本実施形態では、冷却部温度センサ４６の検出温度が採用されている。従って、制御部５０は、冷却部温度センサ４６によって検出される冷媒温度に基づいてアクチュエータ４０を制御する。   Specifically, the control unit 50 controls the actuator 40 based on the refrigerant temperature. The refrigerant temperature for controlling the actuator 40 may be either the temperature detected by the heating part temperature sensor 44 or the temperature detected by the cooling part temperature sensor 46. In this embodiment, the refrigerant temperature of the cooling part temperature sensor 46 is Detection temperature is adopted. Therefore, the control unit 50 controls the actuator 40 based on the refrigerant temperature detected by the cooling unit temperature sensor 46.

また、制御部５０は、アクチュエータ４０の制御を図８の制御マップに従って実行する。詳細に言うと、その制御マップでは横軸が冷却部温度センサ４６によって検出される冷媒温度になっており、縦軸が作動流体圧の目標値である目標作動流体圧になっており、目標作動流体圧は冷媒温度が高いほど高く設定される。そして、図７に示す制御部５０は、作動流体圧力センサ４８によって検出される作動流体圧を目標作動流体圧に一致させるようにアクチュエータ４０を制御する。すなわち、アクチュエータ４０は、制御部５０の制御により、冷媒温度が高いほど作動流体圧を高くする。   Moreover, the control part 50 performs control of the actuator 40 according to the control map of FIG. More specifically, in the control map, the horizontal axis represents the refrigerant temperature detected by the cooling unit temperature sensor 46, and the vertical axis represents the target working fluid pressure that is the target value of the working fluid pressure. The fluid pressure is set higher as the refrigerant temperature is higher. Then, the control unit 50 shown in FIG. 7 controls the actuator 40 so that the working fluid pressure detected by the working fluid pressure sensor 48 matches the target working fluid pressure. That is, the actuator 40 increases the working fluid pressure as the refrigerant temperature is higher under the control of the control unit 50.

その結果、前述の図２のタイムチャートは、本実施形態でも第１実施形態と同様のものになる。すなわち、冷媒温度の平均値に着目すれば、図７に示す制御部５０は、冷却部温度センサ４６によって検出される冷媒温度を冷媒の自励振動の１サイクルにわたって平均した平均冷媒温度が高くなるほど、冷媒の自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力Ｆｂを平均した平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力Ｆｂをアクチュエータ４０に調節させる。これにより、本実施形態のアクチュエータ４０および制御部５０を有する膨張抑制部２０は、第１実施形態と同様に、平均冷媒圧力ＰＡａｖが高くなるほど上記平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力Ｆｂを調節する。   As a result, the time chart of FIG. 2 is the same as that of the first embodiment in this embodiment. That is, focusing on the average value of the refrigerant temperature, the control unit 50 shown in FIG. 7 increases as the average refrigerant temperature obtained by averaging the refrigerant temperature detected by the cooling unit temperature sensor 46 over one cycle of the self-excited vibration of the refrigerant increases. Then, the expansion suppression force Fb is adjusted by the actuator 40 so that the average expansion suppression force obtained by averaging the expansion suppression force Fb over one cycle of the self-excited vibration of the refrigerant increases. Thereby, the expansion suppression part 20 which has the actuator 40 of this embodiment and the control part 50 is the expansion suppression force so that the said average expansion suppression force may become so large that the average refrigerant | coolant pressure PAav becomes high similarly to 1st Embodiment. Adjust Fb.

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。更に、本実施形態によれば、図７に示す制御部５０は、冷却部温度センサ４６によって検出される冷媒温度を冷媒の自励振動の１サイクルにわたって平均した平均冷媒温度が高くなるほど、冷媒の自励振動の１サイクルにわたって膨張抑制力Ｆｂを平均した平均膨張抑制力が大きくなるように、膨張抑制力Ｆｂをアクチュエータ４０に調節させる。従って、制御部５０によるアクチュエータ４０の制御によって、冷媒の自励振動が継続するように最適に膨張抑制力Ｆｂを調節することが可能である。   In the present embodiment, the effects produced from the configuration common to the first embodiment described above can be obtained as in the first embodiment. Furthermore, according to the present embodiment, the control unit 50 shown in FIG. 7 increases the average refrigerant temperature obtained by averaging the refrigerant temperature detected by the cooling unit temperature sensor 46 over one cycle of the self-excited oscillation of the refrigerant. The expansion suppression force Fb is adjusted by the actuator 40 so that the average expansion suppression force obtained by averaging the expansion suppression force Fb over one cycle of self-excited vibration is increased. Therefore, the expansion suppression force Fb can be optimally adjusted by the control of the actuator 40 by the control unit 50 so that the self-excited vibration of the refrigerant continues.

（他の実施形態）
（１）上述の第１、第２、第４、および第５実施形態において、作動流体２０ａは、冷媒封入空間３２に封入された冷媒と同一の物質であるが、その冷媒とは異なる物質であってもよい。すなわち、作動流体２０ａは、その冷媒と比較して同じ圧力の下で異なる沸点を有していても差し支えない。 (Other embodiments)
(1) In the first, second, fourth, and fifth embodiments described above, the working fluid 20a is the same substance as the refrigerant enclosed in the refrigerant enclosure space 32, but is different from the refrigerant. There may be. That is, the working fluid 20a may have different boiling points under the same pressure as that of the refrigerant.

（２）上述の各実施形態において、発熱体１２は加熱部空間１４ａ内に収容されているが、発熱体１２と加熱部空間１４ａ内の冷媒とが熱交換することにより発熱体１２が冷却されると共に冷媒が沸騰気化するのであれば、発熱体１２は加熱部空間１４ａ外に配置されていても差し支えない。   (2) In each of the embodiments described above, the heating element 12 is accommodated in the heating part space 14a, but the heating element 12 is cooled by heat exchange between the heating element 12 and the refrigerant in the heating part space 14a. If the refrigerant evaporates and evaporates, the heating element 12 may be disposed outside the heating part space 14a.

（３）上述の各実施形態において、発熱体１２は２つ設けられているが、発熱体１２は１つまたは３つ以上設けられていても差し支えない。   (3) In each of the embodiments described above, two heating elements 12 are provided, but one or three or more heating elements 12 may be provided.

（４）上述の各実施形態において、発熱体１２は、冷却が必要な半導体素子などであるが、電気部品である必要はない。   (4) In each of the embodiments described above, the heating element 12 is a semiconductor element or the like that needs to be cooled, but need not be an electrical component.

（５）上述の各実施形態において、加熱部空間１４ａおよび冷却部空間１６ａは、その長手方向が水平方向となるように設けられているが、例えば冷媒封入空間３２が特許文献１に記載された流体容器のようにＵ字状に形成されていても差し支えない。   (5) In each of the embodiments described above, the heating unit space 14a and the cooling unit space 16a are provided such that the longitudinal direction thereof is the horizontal direction. For example, the refrigerant enclosure space 32 is described in Patent Document 1. It may be formed in a U shape like a fluid container.

（６）上述の各実施形態では、冷却器１０は、冷却部空間１６ａの長手方向が水平方向を向くように設置されているが、冷却部空間１６ａ内の気液界面２６の向きは冷媒の表面張力により維持されるので、冷却器１０の設置向きに限定はない。   (6) In each of the above-described embodiments, the cooler 10 is installed so that the longitudinal direction of the cooling unit space 16a faces the horizontal direction, but the direction of the gas-liquid interface 26 in the cooling unit space 16a is the refrigerant. Since it is maintained by surface tension, there is no limitation on the installation direction of the cooler 10.

（７）上述の各実施形態において、発熱体１２からの発熱が止まると、発熱体１２全体が液体冷媒に浸るが、発熱体１２の一部分が液体冷媒に浸るのでも差し支えない。   (7) In each of the embodiments described above, when the heat generation from the heating element 12 stops, the entire heating element 12 is immersed in the liquid refrigerant. However, a part of the heating element 12 may be immersed in the liquid refrigerant.

（８）上述の各実施形態において、冷却部１６は、冷却部空間１６ａ内の冷媒を外気と熱交換させることにより冷却するが、冷却部１６まわりに冷却水が流れる配管を設け、冷媒を、その冷却水と熱交換させることにより冷却しても差し支えない。   (8) In each of the above-described embodiments, the cooling unit 16 cools the refrigerant in the cooling unit space 16a by exchanging heat with the outside air. The cooling water may be cooled by exchanging heat with the cooling water.

（９）上述の各実施形態において、駆動補助装置１８は錘３０を備えているが、錘３０は無くても差し支えない。或いは、錘３０が、冷媒の自励振動を助長するように慣性力を付加する他の部品又は装置に置き換わっていても差し支えない。   (9) In each of the embodiments described above, the drive assist device 18 includes the weight 30, but the weight 30 may be omitted. Alternatively, the weight 30 may be replaced with another component or device that applies inertial force so as to promote self-excited vibration of the refrigerant.

（１０）上述の各実施形態において、伸縮部２８は蛇腹等で構成され上下に伸縮するが、例えばダイヤフラム等で構成されていてもよいし、或いは、冷媒の振動を吸収できれば伸縮しない構成であっても差し支えない。   (10) In each of the embodiments described above, the expansion / contraction part 28 is configured by a bellows or the like and expands / contracts vertically, but may be configured by, for example, a diaphragm or the like, or may not expand / contract as long as the vibration of the refrigerant can be absorbed. There is no problem.

（１１）上述の第１、第２、第４、および第５実施形態において、膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａは飽和状態になっているが、作動流体２０ａの温度が高くなるほど膨張抑制部空間２０ｂの内圧が高くなればよいので、膨張抑制部空間２０ｂ内の作動流体２０ａは飽和状態でなくても差し支えない。   (11) In the first, second, fourth, and fifth embodiments described above, the working fluid 20a in the expansion suppression unit space 20b is saturated, but the expansion is suppressed as the temperature of the working fluid 20a increases. Since the internal pressure of the partial space 20b only needs to be high, the working fluid 20a in the expansion suppression portion space 20b may not be saturated.

（１２）上述の各実施形態において、膨張抑制部２０は、伸縮部空間２８ａの膨張途中および収縮途中において膨張抑制力Ｆｂを伸縮部２８へ作用させるが、伸縮部空間２８ａが膨張し収縮する全過程において膨張抑制力Ｆｂを作用させる必要はない。例えば、膨張抑制部２０は、伸縮部空間２８ａの膨張途中および収縮途中のうち膨張途中でのみ、膨張抑制力Ｆｂを伸縮部２８へ作用させてもよいし、伸縮部空間２８ａの収縮途中でのみ、膨張抑制力Ｆｂを伸縮部２８へ作用させてもよい。   (12) In each of the embodiments described above, the expansion suppression unit 20 causes the expansion suppression force Fb to act on the expansion / contraction unit 28 during expansion and contraction of the expansion / contraction unit space 28a, but the expansion / contraction unit space 28a expands and contracts. It is not necessary to apply the expansion suppression force Fb in the process. For example, the expansion suppression unit 20 may cause the expansion suppression force Fb to act on the expansion / contraction part 28 only during expansion during the expansion and contraction of the expansion / contraction part space 28a, or only during the contraction of the expansion / contraction part space 28a. The expansion suppressing force Fb may be applied to the expansion / contraction part 28.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. In each of the above embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless otherwise specified, or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. The material, shape, positional relationship, etc. are not limited.

１０ 冷却器
１２ 発熱体
１４ 加熱部
１４ａ 加熱部空間
１６ 冷却部
１６ａ 冷却部空間
２０ 膨張抑制部
２８ 伸縮部（吸収部）
２８ａ 伸縮部空間（吸収部空間）
３２ 冷媒封入空間（一空間） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cooler 12 Heating element 14 Heating part 14a Heating part space 16 Cooling part 16a Cooling part space 20 Expansion suppression part 28 Expansion / contraction part (absorption part)
28a Expansion / contraction space (absorption space)
32 Refrigerant enclosure space (one space)

Claims (8)

冷媒流体が入っている加熱部空間（１４ａ）を形成しており、発熱体（１２）の熱を前記加熱部空間内の前記冷媒流体へ放熱させることにより該冷媒流体を加熱し気化させる加熱部（１４）と、
前記加熱部空間と連通している冷却部空間（１６ａ）を形成しており、前記加熱部で気化され前記冷却部空間へ流入してきた前記冷媒流体を冷却して液化させる冷却部（１６）と、
前記冷却部空間と連通している吸収部空間（２８ａ）を形成しており、該吸収部空間の膨張と収縮とによって前記冷媒流体の加熱および冷却による体積変化を吸収する吸収部（２８）と、
前記吸収部空間の膨張を抑える膨張抑制力（Ｆｂ）を発生する膨張抑制部（２０）とを備え、
前記加熱部空間、前記冷却部空間、及び前記吸収部空間は全体として、前記冷媒流体が封入された一空間（３２）を構成し、
前記加熱部および前記冷却部は、前記冷媒流体に気化と液化とを繰り返させることにより、前記一空間内で前記冷媒流体を自励振動させ、
前記膨張抑制部は、前記自励振動の１サイクルにわたって前記冷媒流体の圧力を平均した平均冷媒圧力が高くなるほど、前記自励振動の１サイクルにわたって前記膨張抑制力を平均した平均膨張抑制力が大きくなるように、前記膨張抑制力を調節することを特徴とする冷却器。 A heating unit (14a) containing a refrigerant fluid is formed, and a heating unit that heats and vaporizes the refrigerant fluid by dissipating heat of the heating element (12) to the refrigerant fluid in the heating unit space. (14) and
A cooling section (16a) communicating with the heating section space, and a cooling section (16) for cooling and liquefying the refrigerant fluid vaporized by the heating section and flowing into the cooling section space; ,
An absorption part (28a) that communicates with the cooling part space, and absorbs a volume change due to heating and cooling of the refrigerant fluid by expansion and contraction of the absorption part space; ,
An expansion suppression portion (20) that generates an expansion suppression force (Fb) that suppresses expansion of the absorption portion space, and
The heating part space, the cooling part space, and the absorption part space as a whole constitute one space (32) in which the refrigerant fluid is enclosed,
The heating unit and the cooling unit cause the refrigerant fluid to self-oscillate in the one space by causing the refrigerant fluid to repeat vaporization and liquefaction,
As the average refrigerant pressure that averages the pressure of the refrigerant fluid over one cycle of the self-excited vibration increases, the expansion suppression unit increases the average expansion suppression force that averages the expansion suppression force over one cycle of the self-excited vibration. The cooler characterized by adjusting the expansion suppression force. 前記膨張抑制部は、作動流体（２０ａ）が封入されている作動流体封入空間（２０ｂ）を形成しており、前記一空間から発せられる前記冷媒流体の熱を受け取るように構成され、該冷媒流体の熱により前記作動流体を加熱し、
前記作動流体封入空間は、前記作動流体の圧力を前記吸収部に作用させ且つ前記作動流体の圧力により前記膨張抑制力が生じるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却器。 The expansion suppression part forms a working fluid enclosure space (20b) in which a working fluid (20a) is enclosed, and is configured to receive heat of the refrigerant fluid emitted from the one space. The working fluid is heated by the heat of
2. The cooling according to claim 1, wherein the working fluid enclosure space is formed so that the pressure of the working fluid acts on the absorption portion and the expansion suppressing force is generated by the pressure of the working fluid. vessel. 前記作動流体は、前記冷媒流体と比較して同じ圧力の下で同じ沸点を有することを特徴とする請求項２に記載の冷却器。   The cooler according to claim 2, wherein the working fluid has the same boiling point under the same pressure as the refrigerant fluid. 前記作動流体は、前記冷媒流体と比較して同じ圧力の下で異なる沸点を有することを特徴とする請求項２に記載の冷却器。   The cooler according to claim 2, wherein the working fluid has different boiling points under the same pressure as the refrigerant fluid. 前記膨張抑制部は、前記冷媒流体の温度を検出する温度検出装置（４６）と、前記膨張抑制力を発生するアクチュエータ（４０）と、該アクチュエータを制御する制御部（５０）とを有し、
前記制御部は、前記温度検出装置によって検出される前記冷媒流体の温度を前記自励振動の１サイクルにわたって平均した平均冷媒温度が高くなるほど前記平均膨張抑制力が大きくなるように、前記膨張抑制力を前記アクチュエータに調節させることを特徴とする請求項１に記載の冷却器。 The expansion suppression unit includes a temperature detection device (46) that detects the temperature of the refrigerant fluid, an actuator (40) that generates the expansion suppression force, and a control unit (50) that controls the actuator,
The controller suppresses the expansion suppression force such that the average expansion suppression force increases as the average refrigerant temperature obtained by averaging the temperature of the refrigerant fluid detected by the temperature detection device over one cycle of the self-excited vibration increases. The cooler according to claim 1, wherein the actuator is adjusted. 前記平均膨張抑制力は、前記吸収部空間を膨張させる力に前記平均冷媒圧力を換算した平均膨張力よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷却器。   The cooler according to any one of claims 1 to 5, wherein the average expansion suppression force is smaller than an average expansion force obtained by converting the average refrigerant pressure into a force for expanding the absorption space. 前記膨張抑制部は、前記吸収部空間が膨張する膨張途中と該吸収部空間が収縮する収縮途中との少なくとも一方において前記膨張抑制力を前記吸収部へ作用させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷却器。   The said expansion | swelling suppression part makes the said expansion | swelling suppression force act on the said absorption part in at least one of the middle of expansion | swelling in which the said absorption part space expands, and the shrinkage | contraction in which this absorption part space contracts. The cooler according to any one of 6. 前記自励振動に同期した慣性力を前記冷媒流体へ作用させることで該自励振動を補助する振動補助部（３０）を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷却器。   8. A vibration assisting part (30) for assisting the self-excited vibration by applying an inertial force synchronized with the self-excited vibration to the refrigerant fluid. The cooler described in.

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