JPH09210583A - ヒートパイプ冷却器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のヒートパイプにて冷却される同一の受
熱ブロックに取り付けられた複数の発熱体の温度差を少
なくする。 【解決手段】 発熱体４ａ，４ｂの熱を受熱ブロック１
０を介して冷媒を内部に封入したヒートパイプ７ａ，７
ｂ，８ａ，８ｂの受熱部が受熱し、ヒートパイプ７ａ，
７ｂ，８ａ，８ｂの放熱部から放熱フィン９を介して放
熱するようにしたヒートパイプ冷却器において、冷却風
６の上流側に設置されたヒートパイプ７ａ，７ｂに比
べ、下流側に設置されたヒートパイプ８ａ，８ｂの放熱
部の表面積を大きくしてその放熱部からの放熱量を大き
くすることにより、同一の受熱ブロック１０に取り付け
られた複数の発熱体４ａ，４ｂの温度差を少なくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体などの発
熱体のヒートパイプ冷却器に関し、特に受熱ブロックに
取り付けられた発熱体の位置による温度差を少なくする
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】電力変換装置などの半導体装置において
は、高性能化のため半導体素子を使用した高周波スイッ
チング制御方式の採用が増え、半導体装置の大容量化に
伴い大容量の半導体素子を並列に接続して用いられてい
る。また、高周波スイッチング制御方式の半導体装置で
は半導体素子間を接続する導体のリアクタンスを少なく
し、スイッチング時に発生するサージ電圧を抑える必要
があるので、導体の長さは短く、半導体素子は互いに近
接して取り付けられている。従って、半導体素子で発生
した熱は局部的に集中するので、この局部に集中した熱
を冷却するため従来からヒートパイプ冷却器が用いられ
ていた。

【０００３】図９は、例えば特開平２−２０６１５１号
公報に示された従来のヒートパイプ冷却器を一部破断し
た正面図、図１０は図９を一部破断した平面図である。
このヒートパイプ冷却器は、銅などの熱伝導のよい金属
パイプの内部に純水などの液状の冷媒が封入されたヒー
トパイプ１の放熱部に熱伝導率のよい銅またはアルミニ
ウムなどからなる放熱フィン２が多枚数接合されてい
る。そして、ヒートパイプ１の受熱部が熱伝導率のよい
銅などからなる受熱ブロック３内に挿入され、受熱ブロ
ック３の表面に取り付けられた半導体素子などからなる
発熱体４ａ，４ｂの熱が受熱ブロック３からヒートパイ
プ１の受熱部、放熱部へと伝達し、冷却ファン５からの
冷却風６にてヒートパイプ１の放熱部および放熱フィン
２から放熱することにより発熱体４ａ，４ｂの温度を低
下させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒートパイプ冷
却器は以上のように構成されているので、冷却風６の上
流側のヒートパイプ１の放熱部およびその近傍の放熱フ
ィン２はよく冷却され温度は低くなるが、冷却風６の下
流側のヒートパイプ１の放熱部およびその近傍の放熱フ
ィン２は上流側で暖められた冷却風６で風冷されるの
で、冷却され難く温度が高くなる。

【０００５】例えば、複数の発熱体４ａ，４ｂとしての
半導体素子を電気的に並列に接続して使用するときは半
導体素子間に温度のアンバランスが生じると、半導体素
子の一般的な特性により温度の高い半導体素子により多
くの電流が流れて発熱量が増加し、半導体素子間の温度
差がさらに大きくなって、温度の高い半導体素子の破壊
に至るおそれがあった。そのため温度の高い半導体素子
で許容電流が制限されるので、複数の半導体素子を並列
に接続した効果が発揮されず、電力変換装置などの半導
体装置の定格容量が大きくできなかった。上述のように
複数のヒートパイプ１にて冷却される受熱ブロック３
は、冷却風６の上流側のヒートパイプ１近傍より下流側
のヒートパイプ１近傍の温度が高くなるので、同一の受
熱ブロック３に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４ｂ
に温度差が発生するという問題点があった。また、上述
のように複数のヒートパイプ１にて冷却される受熱ブロ
ック３は、冷却風６の上流側のヒートパイプ１近傍より
下流側のヒートパイプ１近傍の温度が高くなるので、受
熱ブロック３に取り付けられた発熱体単体においても、
その発熱体の位置により温度差が発生するという問題点
があった。

【０００６】この発明によるヒートパイプ冷却器は上記
のような問題点を解消するためになされたもので、冷却
風の上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に
設置されたヒートパイプの放熱部からの放熱量を大きく
し、受熱ブロックに取り付けられた発熱体の位置による
温度差を少なくすることができるヒートパイプ冷却器を
提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るヒートパ
イプ冷却器は、発熱体の熱を受熱ブロックを介して冷媒
を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、ヒー
トパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱するよう
にしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプの放
熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に設置
されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒート
パイプの放熱部からの放熱量を大きくしたものである。

【０００８】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部の表面積を大きくし、そのヒートパ
イプの放熱部からの放熱量を大きくしたものである。

【０００９】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの設置本数の密度を高くし、そのヒートパイ
プの放熱部からの放熱量を大きくしたものである。

【００１０】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置された放熱
フィンからの放熱量を大きくしたものである。

【００１１】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置された放熱
フィンの表面積を大きくし、その放熱フィンからの放熱
量を大きくしたものである。

【００１２】さらにまた、発熱体の熱を受熱ブロックを
介して冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受
熱し、ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放
熱するようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒート
パイプの放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上
流側に設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置され
た放熱フィンの枚数を多くし、その放熱フィンからの放
熱量を大きくしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明に係るヒートパイプ冷却
器の実施の形態１を一部破断した正面図、図２は図１を
一部破断した平面図である。図１および図２において、
７ａ，７ｂは銅などの熱伝導のよい金属パイプの内部に
純水などの液状の冷媒を封入し、受熱部を放熱部より低
くして冷媒が受熱部側に貯留するようにし、冷却ファン
５にて送風される冷却風６の上流側に設置される上流側
のヒートパイプである。８ａ，８ｂは銅などの熱伝導の
よい金属パイプの内部に純水などの液状の冷媒を封入
し、受熱部を放熱部より低くして冷媒が受熱部側に貯留
するようにし、上記上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂよ
り冷却風６の下流側に設置される下流側のヒートパイプ
であり、上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂより放熱部の
直径を太くして表面積を大きくすることで、その放熱部
からの放熱量が大きくなるようにする。９は熱伝導率の
よい銅またはアルミニウムなどからなる多枚数の放熱フ
ィンで、この放熱フィン９にヒートパイプ７ａ，７ｂ，
８ａ，８ｂの放熱部を貫通させ、それらの接触部分の熱
伝導が良好になるように接合する。

【００１４】１０はヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８
ｂの受熱部が冷却風６の上流側から下流側の方向に順次
列をなして、一端面に挿入される熱伝導率のよい銅など
からなる受熱ブロックであり、この受熱ブロック１０の
表面には、例えば電力変換装置としてスイッチング動作
をしたときに発熱する半導体素子などからなる発熱体４
ａ，４ｂが取り付けられている。なお、冷却風６は図示
しないダクト内を矢印の方向に冷却ファン５から上流側
のヒートパイプ７ａの放熱部およびその近傍の放熱フィ
ン９、そして順次下流側のヒートパイプ７ｂ，８ａ，８
ｂの放熱部およびその近傍の放熱フィン９へ向かって流
れ、ヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの放熱部およ
び放熱フィン９を冷却する。

【００１５】次に動作について説明する。図１および図
２において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
０に伝達し、この受熱ブロック１０に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの受熱部に伝達す
る。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱によりヒートパ
イプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの受熱部で内部の冷媒が気
化する。この気化した冷媒はヒートパイプ７ａ，７ｂ，
８ａ，８ｂの内部を受熱部から放熱部へ上昇し、放熱フ
ィン９を介して冷却風６で冷却されたヒートパイプ７
ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの放熱部の内周面に触れ、凝縮し
て元の冷媒に液化する。この液化した冷媒はヒートパイ
プ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの内面を流下して受熱部に貯
留される。

【００１６】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの内
部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇および放熱・液化
・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱部へ移動させる
ことにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒートパイプ７
ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの放熱部および放熱フィン９から
放熱され、発熱体４ａ，４ｂの温度を低下させる。上記
説明したように、冷却風６の下流側のヒートパイプ８
ａ，８ｂの放熱部の直径を上流側のヒートパイプ７ａ、
７ｂより太くして表面積を大きくし、その放熱部からの
放熱量を大きくしたので、下流側のヒートパイプ８ａ，
８ｂを上流側のヒートパイプ７ａなどにより暖められた
冷却風６で冷却しても、上流側のヒートパイプ７ａと下
流側のヒートパイプ８ｂとの温度差が少なくなる。

【００１７】以上のように、冷却風６の上流側のヒート
パイプ７ａ，７ｂの放熱部の直径に比べ、下流側のヒー
トパイプ８ａ，８ｂの放熱部の直径を太くして表面積を
大きくし、下流側のヒートパイプ８ａ，８ｂの放熱部か
らの放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ
７ａ近傍と下流側のヒートパイプ８ｂ近傍とにおける受
熱ブロック１０の温度差が少なくなるので、同一の受熱
ブロック１０に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４ｂ
の温度差を少なくできる。

【００１８】また、上記説明では冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａ，７ｂの直径に比べ、下流側のヒートパ
イプ８ａ，８ｂの直径を太くして表面積を大きくした場
合について述べたが、冷却風６の下流側のヒートパイプ
８ａ，８ｂの放熱部のパイプの断面形状を円形でなく星
形などの凹凸のある断面形状にして表面積を大きくして
もよい。

【００１９】また、上記説明では冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａ，７ｂの直径に比べ、下流側のヒートパ
イプ８ａ，８ｂの直径を太くして表面積を大きくした場
合について述べたが、上流側のヒートパイプ７ａから順
次下流側のヒートパイプ７ｂ，８ａ，８ｂの直径を太く
して表面積を大きくしてもよい。

【００２０】さらにまた、上記説明では冷却風６の上流
側のヒートパイプ７ａ，７ｂの直径に比べ、下流側のヒ
ートパイプ８ａ，８ｂの直径を太くして表面積を大きく
した場合について述べたが、上流側のヒートパイプ７
ａ，７ｂに用いられる金属の熱伝導率に比べ、下流側の
ヒートパイプ８ａ，８ｂには熱伝導率の高い金属を用い
て、ヒートパイプ８ａ，８ｂからの放熱量を大きくして
もよい。

【００２１】実施の形態２．図３はこの発明に係るヒー
トパイプ冷却器の実施の形態２を一部破断した正面図、
図４は図３を一部破断した平面図である。図３および図
４において、４ａ，４ｂ，５，６，７ａおよび７ｂは実
施の形態１と同様であり、その説明を省略する。１１
ａ，１１ｂ，１１ｃは銅などの熱伝導のよい金属パイプ
の内部に純水などの液状の冷媒を封入し、受熱部を放熱
部より低くして冷媒が受熱部側に貯留するようにし、上
流側のヒートパイプ７ａ、７ｂより冷却風６の下流側に
設置される下流側のヒートパイプであり、上流側のヒー
トパイプ７ａ、７ｂより設置本数の密度を高くすること
で、その放熱部からの放熱量が大きくなるようにする。
１２は熱伝導率のよい銅またはアルミニウムなどからな
る多枚数の放熱フィンで、この放熱フィン１２にヒート
パイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部を
貫通させ、それらの接触部分の熱伝導が良好になるよう
に接合する。

【００２２】１３はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，
１１ｂ，１１ｃの受熱部が冷却風６の上流側から下流側
の方向に順次列をなして、一端面に挿入される熱伝導率
のよい銅などからなる受熱ブロックであり、この受熱ブ
ロック１３の表面には、例えば電力変換装置としてスイ
ッチング動作をしたときに発熱する半導体素子などから
なる発熱体４ａ，４ｂが取り付けられている。なお、冷
却風６は図示しないダクト内を矢印の方向に冷却ファン
５から上流側のヒートパイプ７ａの放熱部およびその近
傍の放熱フィン１２、そして順次下流側のヒートパイプ
７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部およびその近傍
の放熱フィン１２へ向かって流れ、ヒートパイプ７ａ，
７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部および放熱フィ
ン１２を冷却する。

【００２３】次に動作について説明する。図３および図
４において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
３に伝達し、この受熱ブロック１３に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの受
熱部に伝達する。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱に
よりヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
の受熱部の内部で冷媒が気化する。この気化した冷媒は
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内
部を受熱部から放熱部へ上昇し、放熱フィン１２を介し
て冷却風６で冷却されたヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１
ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部の内周面に触れ、凝縮して
元の冷媒に液化する。この液化した冷媒はヒートパイプ
７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内面を流下して
受熱部に貯留される。

【００２４】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１
ｂ，１１ｃの内部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇お
よび放熱・液化・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱
部へ移動させることにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒ
ートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱
部および放熱フィン１２から放熱され、発熱体４ａ，４
ｂの温度を低下させる。上記説明したように、冷却風６
の下流側のヒートパイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設置
本数の密度を上流側のヒートパイプ７ａ、７ｂより高く
し、その放熱部からの放熱量を大きくしたので、下流側
のヒートパイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを冷却風６の上
流側のヒートパイプ７ａなどにより暖められた冷却風６
で冷却しても、上流側のヒートパイプ７ａと下流側のヒ
ートパイプ１１ｃとの温度差が少なくなる。

【００２５】以上のように、冷却風６の下流側のヒート
パイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設置本数の密度を上流
側のヒートパイプ７ａ，７ｂより高くし、その放熱部か
らの放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ
７ａ近傍と下流側のヒートパイプ１１ｃ近傍とにおける
受熱ブロック１３の温度差が少なくなるので、同一の受
熱ブロック１３に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４
ｂの温度差を少なくできる。

【００２６】また、上記説明では冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設置本数の密度を
高くした場合について述べたが、冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａから下流側のヒートパイプ７ｂ，１１
ａ，１１ｂ，１１ｃの設置本数の密度を順次高くしても
よい。

【００２７】実施の形態３．図５はこの発明に係るヒー
トパイプ冷却器の実施の形態３を一部破断した正面図、
図６は図５を一部破断した平面図である。図５および図
６において、４ａ，４ｂ，５，６，７ａおよび７ｂは実
施の形態１と同様であり、その説明を省略する。１４
ａ，１４ｂは銅などの熱伝導のよい金属パイプの内部に
純水などの液状の冷媒を封入し、受熱部を放熱部より低
くして冷媒が受熱部側に貯留するようにし、上流側のヒ
ートパイプ７ａ、７ｂより冷却風６の下流側に設置され
る下流側のヒートパイプである。１５ａ，１５ｂは熱伝
導率のよい銅またはアルミニウムなどからなる多枚数の
放熱フィンで、この放熱フィン１５ａ，１５ｂにヒート
パイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部を貫通さ
せ、それらの接触部分の熱伝導が良好になるように接合
する。そして、冷却風６の下流側のヒートパイプ１４
ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１５ｂの表面積
を、上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放
熱フィン１５ａより大きくすることにより、下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１
５ｂからの放熱量が大きくなるようにする。

【００２８】１６はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，
１４ｂの受熱部が冷却風６の上流側から下流側の方向に
順次列をなして、一端面に挿入される熱伝導率のよい銅
などからなる受熱ブロックであり、この受熱ブロック１
６の表面には、例えば電力変換装置としてスイッチング
動作をしたときに発熱する半導体素子などからなる発熱
体４ａ，４ｂが取り付けられている。なお、冷却風６は
図示しないダクト内を矢印の方向に冷却ファン５から上
流側のヒートパイプ７ａの放熱部およびその近傍の放熱
フィン１５ａ、そして順次下流側のヒートパイプ７ｂ，
１４ａ，１４ｂの放熱部およびその近傍の放熱フィン１
５ａ，１５ｂへ向かって流れ、ヒートパイプ７ａ，７
ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱フィン１５ａ，
１５ｂを冷却する。

【００２９】次に動作について説明する。図５および図
６において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
６に伝達し、この受熱ブロック１６に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部に伝
達する。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱によりヒー
トパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部で内部の
冷媒が気化する。この気化した冷媒はヒートパイプ７
ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの内部を受熱部から放熱部へ
上昇し、放熱フィン１５ａ，１５ｂを介して冷却風６で
冷却されたヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの
放熱部の内周面に触れ、凝縮して元の冷媒に液化する。
この液化した冷媒はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，
１４ｂの内面を流下して受熱部に貯留される。

【００３０】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂ
の内部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇および放熱・
液化・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱部へ移動さ
せることにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒートパイプ
７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱フィン
１５ａ，１５ｂから放熱され、発熱体４ａ，４ｂの温度
を低下させる。上記説明したように、冷却風６の下流側
のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィ
ン１５ｂの表面積を上流側のヒートパイプ７ａ、７ｂの
放熱部近傍の放熱フィン１５ａより大きくし、放熱フィ
ン１５ｂからの放熱量が大きくなる。これにより、冷却
風６の上流側のヒートパイプ７ａなどにより暖められた
冷却風６で冷却しても、上流側のヒートパイプ７ａと下
流側のヒートパイプ１４ｂとの温度差が少なくなる。

【００３１】以上のように、冷却風６の下流側のヒート
パイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１５ｂ
の表面積を上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近
傍の放熱フィン１５ａより大きくし、下流側のヒートパ
イプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１５ｂか
らの放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ
７ａ近傍と下流側のヒートパイプ１４ｂ近傍とにおける
受熱ブロック１６の温度差が少なくなるので、同一の受
熱ブロック１６に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４
ｂの温度差を少なくできる。

【００３２】また、上記説明では冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１
５ｂの表面積を上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱
部近傍の放熱フィン１５ａの表面積より大きくした場合
について述べたが、冷却風６の上流側のヒートパイプ７
ａの放熱部近傍の放熱フィン１５ａの表面積から下流側
のヒートパイプ７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放
熱フィン１５ａ，１５ｂの表面積を順次または連続的に
大きくしてもよい。

【００３３】実施の形態４．図７はこの発明に係るヒー
トパイプ冷却器の実施の形態４を一部破断した正面図、
図８は図７を一部破断した平面図である。図７および図
８において、４ａ，４ｂ，５，６，７ａ，７ｂ，１４
ａ，１４ｂおよび１６は実施の形態３と同様であり、そ
の説明を省略する。１７は熱伝導率のよい銅またはアル
ミニウムなどからなる多枚数の放熱フィンで、この放熱
フィン１７にヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂ
の放熱部を貫通させ、それらの接触部分の熱伝導が良好
になるように接合する。１８は熱伝導率のよい銅または
アルミニウムなどからなる多枚数の放熱フィンで、この
放熱フィン１８に冷却風６の下流側のヒートパイプ１４
ａ，１４ｂの放熱部を貫通させ、それらの接触部分の熱
伝導が良好になるように接合し、放熱フィン１７の間ま
たは隣接して所定の間隔を置いて設置する。このよう
に、冷却風６の下流側のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの
放熱部近傍の放熱フィンの枚数を上流側のヒートパイプ
７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱フィンより多くして冷却
風６の下流側の放熱フィンの表面積を大きくすることに
より、下流側のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近
傍の放熱フィン１５ｂからの放熱量が大きくなるように
する。

【００３４】なお、冷却風６は図示しないダクト内を矢
印の方向に冷却ファン５から上流側のヒートパイプ７ａ
の放熱部およびその近傍の放熱フィン１７、そして順次
下流側のヒートパイプ７ｂの放熱部およびその近傍の放
熱フィン１７、ヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部お
よびその近傍の放熱フィン１７，１８へ向かって流れ、
ヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部および放熱フィン１７
並びにヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱
フィン１７，１８を冷却する。

【００３５】次に動作について説明する。図７および図
８において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
６に伝達し、この受熱ブロック１６に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部に伝
達する。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱によりヒー
トパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部で内部の
冷媒が気化する。この気化した冷媒はヒートパイプ７
ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの内部を受熱部から放熱部へ
上昇し、放熱フィン１７を介して冷却風６で冷却された
ヒートパイプ７ａ，７ｂおよび放熱フィン１７，１８を
介して冷却風６で冷却されたヒートパイプ１４ａ，１４
ｂの放熱部の内周面に触れ、凝縮して元の冷媒に液化す
る。この液化した冷媒はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４
ａ，１４ｂの内面を流下し受熱部に貯留される。

【００３６】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂ
の内部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇および放熱・
液化・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱部へ移動さ
せることにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒートパイプ
７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱フィン
１７，１８から放熱され、発熱体４ａ，４ｂの温度を低
下させる。上記説明したように、冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍に放熱フィン１
８を追加して設置することにより、下流側のヒートパイ
プ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンの枚数を上
流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱フィ
ンより多くし、下流側のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの
放熱部近傍の放熱フィンからの放熱量を大きくすること
で、冷却風６の上流側のヒートパイプ７ａなどにより暖
められた冷却風６で冷却しても、冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａと下流側のヒートパイプ１４ｂとの温度
差が少なくなる。

【００３７】以上のように、冷却風６の下流側のヒート
パイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンの枚数
を上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱
フィンより多くして表面積を大きくし、下流側のヒート
パイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンからの
放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ７ａ
近傍と下流側のヒートパイプ１４ｂ近傍とにおける受熱
ブロック１６の温度差が少なくなるので、同一の受熱ブ
ロック１６に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４ｂの
温度差を少なくできる。

【００３８】なお、上記説明では冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍に放熱フィン１
８を追加して設置することにより、下流側のヒートパイ
プ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンの枚数を上
流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱フィ
ンより多くした場合について述べたが、冷却風６の上流
側のヒートパイプ７ａの放熱部近傍の放熱フィンの枚数
から下流側のヒートパイプ７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱
部近傍の放熱フィンの枚数を順次多くしてもよい。

【００３９】上記実施の形態１から実施の形態４におい
ては、放熱フィンを複数のヒートパイプの放熱部を貫通
させた場合について述べたが、放熱フィンを各ヒートパ
イプ毎に分割して設置してもよい。

【００４０】また、上記実施の形態１から実施の形態４
においては、同一の受熱ブロックに取り付けられた複数
の発熱体の温度差を少なくする場合について述べたが、
受熱ブロックを発熱体毎に分割して設置してもよい。

【００４１】また、上記実施の形態１から実施の形態４
においては、同一の受熱ブロックに取り付けられた複数
の発熱体の温度差を少なくする場合について述べたが、
冷却風の上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流
側に設置されたヒートパイプからの放熱量を大きくする
ことで、受熱ブロックの位置による温度差が少なくなる
ので、受熱ブロックに取り付けられた発熱体単体の場合
でも、その発熱体の位置による温度差を少なくすること
ができる。

【００４２】さらにまた、上記実施の形態１から実施の
形態４においては、半導体からなる発熱体を冷却する場
合について述べたが、半導体以外の電気機器、内燃機関
または軸受け等の発熱体の位置による温度差を少なくす
るヒートパイプ冷却器にも利用できる。

【００４３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、冷却風
の上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設
置されたヒートパイプの放熱部からの放熱量を大きくし
たので、受熱ブロックの位置による温度差が少なくな
り、それに取り付けられた発熱体の位置による温度差を
少なくできる。

【００４４】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部の表面積を大きくして、その放熱部
からの放熱量を大きくしたので、受熱ブロックの位置に
よる温度差が少なくなり、それに取り付けられた発熱体
の位置による温度差を少なくできる。

【００４５】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの設置本数の密度を高くして、その放熱部か
らの放熱量を大きくしたので、受熱ブロックの位置によ
る温度差が少なくなり、それに取り付けられた発熱体の
位置による温度差を少なくできる。

【００４６】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部近傍の放熱フィンからの放熱量を大
きくしたので、受熱ブロックの位置による温度差が少な
くなり、それに取り付けられた発熱体の位置による温度
差を少なくできる。

【００４７】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部近傍の放熱フィンの表面積を大きく
して、その放熱フィンからの放熱量を大きくしたので、
受熱ブロックの位置による温度差が少なくなり、それに
取り付けられた発熱体の位置による温度差を少なくでき
る。

【００４８】さらにまたこの発明によれば、冷却風の上
流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置さ
れたヒートパイプの放熱部近傍の放熱フィンの枚数を多
くして、その放熱フィンからの放熱量を大きくしたの
で、受熱ブロックの位置による温度差が少なくなり、そ
れに取り付けられた発熱体の位置による温度差を少なく
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
１を一部破断した正面図である。

【図２】 図１を一部破断した平面図である。

【図３】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
２を一部破断した正面図である。

【図４】 図３を一部破断した平面図である。

【図５】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
３を一部破断した正面図である。

【図６】 図５を一部破断した平面図である。

【図７】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
４を一部破断した正面図である。

【図８】 図７を一部破断した平面図である。

【図９】 従来のヒートパイプ冷却器を一部破断した正
面図である。

【図１０】 図９を一部破断した平面図である。

【符号の説明】

４ａ，４ｂ 発熱体 ６ 冷却風 ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
４ａ，１４ｂ ヒートパイプ ９，１２，１５ａ，１５ｂ，１７，１８ 放熱フィン １０，１３，１６ 受熱ブロック

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体の熱を受熱ブロックを介して冷媒
   を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、上記
   ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
   ようにしたヒートパイプ冷却器において、上記ヒートパ
   イプの放熱部および上記放熱フィンを冷却する冷却風の
   上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置
   されたヒートパイプの放熱部からの放熱量が大きくなる
   ように構成したことを特徴とするヒートパイプ冷却器。
2. 【請求項２】 ヒートパイプの放熱部および放熱フィン
   を冷却する冷却風の上流側に設置されたヒートパイプに
   比べ、下流側に設置されたヒートパイプの放熱部の表面
   積を大きくすることにより、上記下流側に設置されたヒ
   ートパイプの放熱部からの放熱量が大きくなるように構
   成したことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプ
   冷却器。
3. 【請求項３】 ヒートパイプの放熱部および放熱フィン
   を冷却する冷却風の上流側に設置されたヒートパイプに
   比べ、下流側に設置されたヒートパイプの設置本数の密
   度を高くすることにより、上記下流側に設置されたヒー
   トパイプの放熱部からの放熱量が大きくなるように構成
   したことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプ冷
   却器。
4. 【請求項４】 発熱体の熱を受熱ブロックを介して冷媒
   を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、上記
   ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
   ようにしたヒートパイプ冷却器において、上記ヒートパ
   イプの放熱部および上記放熱フィンを冷却する冷却風の
   上流側に設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置さ
   れた放熱フィンからの放熱量が大きくなるように構成し
   たことを特徴とするヒートパイプ冷却器。
5. 【請求項５】 ヒートパイプの放熱部および放熱フィン
   を冷却する冷却風の上流側に設置された放熱フィンに比
   べ、下流側に設置された放熱フィンの表面積を大きくす
   ることにより、上記下流側に設置された放熱フィンから
   の放熱量が大きくなるように構成したことを特徴とする
   請求項４に記載のヒートパイプ冷却器。
6. 【請求項６】 ヒートパイプの放熱部および放熱フィン
   を冷却する冷却風の上流側に設置された放熱フィンに比
   べ、下流側に設置された放熱フィンの枚数を多くするこ
   とにより、上記下流側に設置された放熱フィンからの放
   熱量が大きくなるように構成したことを特徴とする請求
   項４に記載のヒートパイプ冷却器。