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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023166890
(43)【公開日】2023-11-22
(54)【発明の名称】冷却装置
(51)【国際特許分類】
H01L 23/473 20060101AFI20231115BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20231115BHJP
【ＦＩ】
H01L23/46 Z
H05K7/20 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022077743
(22)【出願日】2022-05-10
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100113170
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 和久
(72)【発明者】
【氏名】近山 学
(72)【発明者】
【氏名】松田 利彦
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322AA05
5E322AA10
5E322DA01
5E322FA01
5F136BA03
5F136CB07
5F136CB08
5F136CB13
5F136CB27
(57)【要約】
【課題】発熱体と接触する突起部を有する場合において、良好な冷却性能を有する冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置は、第１の面に発熱体と熱的に接触する突起部が設けられ、第１の面の裏面である第２の面に突起部からの熱を伝達し、冷媒と熱交換するための熱交換部が設けられている、ベース材と、ベース材との間で、熱交換部に冷媒を供給する冷媒流路を構成するケース材と、を備え、突起部は、内部に空洞部を有し、空洞部にはベース材の前記第２の面から冷媒が流出入可能であって、空洞部にも熱交換部が設けられている。
【選択図】図７
【解決手段】冷却装置は、第１の面に発熱体と熱的に接触する突起部が設けられ、第１の面の裏面である第２の面に突起部からの熱を伝達し、冷媒と熱交換するための熱交換部が設けられている、ベース材と、ベース材との間で、熱交換部に冷媒を供給する冷媒流路を構成するケース材と、を備え、突起部は、内部に空洞部を有し、空洞部にはベース材の前記第２の面から冷媒が流出入可能であって、空洞部にも熱交換部が設けられている。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の面に発熱体と熱的に接触する突起部が設けられ、前記第１の面の裏面である第２の面に前記突起部からの熱を伝達し、冷媒と熱交換するための熱交換部が設けられている、ベース材と、
前記ベース材との間で、前記熱交換部に冷媒を供給する冷媒流路を構成するケース材と、
を備え、
前記突起部は、内部に空洞部を有し、前記空洞部には前記ベース材の前記第２の面から前記冷媒が流出入可能であって、前記空洞部にも前記熱交換部が設けられている、冷却装置。
前記ベース材との間で、前記熱交換部に冷媒を供給する冷媒流路を構成するケース材と、
を備え、
前記突起部は、内部に空洞部を有し、前記空洞部には前記ベース材の前記第２の面から前記冷媒が流出入可能であって、前記空洞部にも前記熱交換部が設けられている、冷却装置。
【請求項2】
前記突起部の内部の前記空洞部の前記熱交換部に沿って、前記冷媒が流れる冷媒流路が設けられている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項3】
前記突起部の内部の前記空洞部の側面部にも前記熱交換部が設けられている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項4】
前記突起部の内部の前記空洞部の前記熱交換部と、前記突起部の外部の前記熱交換部とは、連続して設けられている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項5】
前記ケース材は、前記冷媒流路に冷媒を供給する冷媒流入口及び冷媒流出口をさらに備え、
前記ケース材は、前記ベース材に対して、前記冷媒流入口及び冷媒流出口が第１の方向に取り付けられた第１の形態と、前記冷媒流入口及び冷媒流出口が前記第１の方向と異なる第２の方向に取り付けられた第２の形態との２つの形態で取付け可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却装置。
前記ケース材は、前記ベース材に対して、前記冷媒流入口及び冷媒流出口が第１の方向に取り付けられた第１の形態と、前記冷媒流入口及び冷媒流出口が前記第１の方向と異なる第２の方向に取り付けられた第２の形態との２つの形態で取付け可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項6】
前記ケース材は、第１のケース材と第２のケース材とを含み、
前記第１のケース材は、前記突起部の内部の前記空洞部の前記熱交換部に冷媒を流すように構成され、
前記第２のケース材は、前記冷媒流入口と前記冷媒流出口とを備え、前記第１のケース材を保持しながら、前記ベース材に取付け可能である、請求項５に記載の冷却装置。
前記第１のケース材は、前記突起部の内部の前記空洞部の前記熱交換部に冷媒を流すように構成され、
前記第２のケース材は、前記冷媒流入口と前記冷媒流出口とを備え、前記第１のケース材を保持しながら、前記ベース材に取付け可能である、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項7】
前記ベース材は、前記ケース材に対して、円周に沿って配置された複数のネジ孔についてネジ止めされており、
前記第１の形態に対応する複数のネジ孔でネジ止めして前記ベース材と前記ケース材とを前記第１の形態で取付け可能であり、前記第２の形態に対応する複数のネジ孔でネジ止めして前記ベース材と前記ケース材とを前記第２の形態で取付け可能である、請求項６に記載の冷却装置。
前記第１の形態に対応する複数のネジ孔でネジ止めして前記ベース材と前記ケース材とを前記第１の形態で取付け可能であり、前記第２の形態に対応する複数のネジ孔でネジ止めして前記ベース材と前記ケース材とを前記第２の形態で取付け可能である、請求項６に記載の冷却装置。
【請求項8】
前記複数のネジ孔は、円周に沿って等間隔に配置されている、請求項７に記載の冷却装置。
【請求項9】
前記第２のケース材は、中心に冷媒を流通させる筒状溝と、前記筒状溝と同心円状に外周方向に冷媒を流通させる環状溝と、を有し、
前記筒状溝が前記冷媒流入口と接続され、前記環状溝が前記冷媒流出口と接続されている、請求項７に記載の冷却装置。
前記筒状溝が前記冷媒流入口と接続され、前記環状溝が前記冷媒流出口と接続されている、請求項７に記載の冷却装置。
【請求項10】
前記第１のケース材は、前記第２のケース材の前記筒状溝から前記突起部の内部の前記空洞部の熱交換部に向かう冷媒の流路を画成する、請求項９に記載の冷却装置。
【請求項11】
前記ベース材は、前記ケース材に対して、把持部材によって前記ベース材と前記ケース材とを把持している、請求項６に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発熱体を冷却する冷却システムに用いるための冷却装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図１は、発熱体１を冷却する冷媒を用いた冷却装置１０を含む液冷型の冷却システム５０の構成を示す概略図である。発熱体１を冷却するための冷却システムでは、例えば、ポンプ２０と放熱部３０との間に発熱体１からの熱を冷媒と熱交換するための熱交換部を有する冷却装置を配置して、冷媒を冷却装置に供給して、その熱を冷媒で受け、放熱部３０で放熱させて冷媒を冷却し、ポンプ２０を介して冷媒を循環させている。
【0003】
発熱体が、例えば、プロジェクタで用いられる表示装置におけるデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）などの部材の場合には、ＤＭＤが配置されている基板等の電気接点との物理的干渉を回避する必要がある。このため、発熱体と接触する冷却装置の受熱部を一部分に限定的にする必要がある。
【0004】
例えば、下部に発熱体を配置し、上部から冷媒を供給して冷却する電子機器用の冷却装置及び受熱部材が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第４８７６９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のように、デジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）などでは、ＤＭＤが配置されている基板等の電気接点との物理的干渉を回避する必要があり、発熱体と接触させる受熱部を突起部とする必要がある。通常、突起部を銅などで構成して、突起部から熱伝導でフィンに熱を伝達させて、フィンで冷媒と熱交換させている。
【0007】
しかし、突起部を熱伝導性の良好な銅で構成していても、図１０Ａに示すように、十分に冷却することが困難であった。
【0008】
そこで、本開示は、発熱体と接触する突起部を有する場合において、良好な冷却性能を有する冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示に係る冷却装置は、第１の面に発熱体と熱的に接触する突起部が設けられ、第１の面の裏面である第２の面に突起部からの熱を伝達し、冷媒と熱交換するための熱交換部が設けられている、ベース材と、ベース材との間で、熱交換部に冷媒を供給する冷媒流路を構成するケース材と、を備え、突起部は、内部に空洞部を有し、空洞部にはベース材の第２の面から冷媒が流出入可能であって、空洞部にも熱交換部が設けられている。
【発明の効果】
【0010】
本開示に係る冷却装置によれば、突起部の内部に空洞部を有し、空洞部に熱交換部が設けられているので、良好な冷却性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】発熱体を冷却する冷却装置を含む冷却システムの構成を示す概略図である。
【図2】実施の形態１に係る冷却装置の外観を示す概略斜視図である。
【図4】実施の形態１に係る冷却装置を構成するベース材の裏面の構成を示す概略斜視図である。
【図5】実施の形態１に係る冷却装置を構成する第１のケース材の概要を示す概略斜視図である。
【図6】実施の形態１に係る冷却装置を構成する第２のケース材の概要を示す概略斜視図である。
【図10A】突起部を中実体で構成し、その下部にフィンを設けて冷媒と熱交換させた場合の温度分布を示す断面温度分布図である。
【図10B】突起部の内部に空洞部を有し、空洞部に熱交換部であるフィンを設けた実施の形態１に係る冷却装置による温度分布を示す断面温度分布図である。
【図11A】実施の形態２に係る冷却装置を構成するベース材のネジ孔を示す平面図である。
【図11B】実施の形態２に係る冷却装置を構成する第２のケース材のネジ孔を示す平面図である。
【図13】実施の形態３に係る冷却装置を構成するベース材の熱交換部であるフィンの延在方向に垂直な断面における冷媒の流れを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
第１の態様に係る冷却装置は、第１の面に発熱体と熱的に接触する突起部が設けられ、第１の面の裏面である第２の面に前記突起部からの熱を伝達し、冷媒と熱交換するための熱交換部が設けられている、ベース材と、ベース材との間で、熱交換部に冷媒を供給する冷媒流路を構成するケース材と、を備え、突起部は、内部に空洞部を有し、空洞部にはベース材の第２の面から冷媒が流出入可能であって、空洞部にも熱交換部が設けられている。
【0013】
第２の態様に係る冷却装置は、上記第１の態様において、突起部の内部の空洞部の前記熱交換部に沿って、前記冷媒が流れる冷媒流路が設けられていてもよい。
【0014】
第３の態様に係る冷却装置は、上記第１又は第２の態様において、突起部の内部の前記空洞部の側面部にも前記熱交換部が設けられていてもよい。
【0015】
第４の態様に係る冷却装置は、上記第１から第３のいずれかの態様において、突起部の内部の空洞部の熱交換部と、突起部の外部の熱交換部とは、連続して設けられていてもよい。
【0016】
第５の態様に係る冷却装置は、上記第１から第４のいずれかの態様において、ケース材は、冷媒流路に冷媒を供給する冷媒流入口及び冷媒流出口をさらに備え、ケース材は、ベース材に対して、冷媒流入口及び冷媒流出口が第１の方向に取り付けられた第１の形態と、冷媒流入口及び冷媒流出口が第１の方向と異なる第２の方向に取り付けられた第２の形態との２つの形態で取付け可能であってもよい。
【0017】
第６の態様に係る冷却装置は、上記第５の態様において、ケース材は、第１のケース材と第２のケース材とを含み、第１のケース材は、突起部の内部の空洞部の熱交換部に冷媒を流すように構成され、第２のケース材は、冷媒流入口と冷媒流出口とを備え、第１のケース材を保持しながら、ベース材に取付け可能であってもよい。
【0018】
第７の態様に係る冷却装置は、上記第６の態様において、ベース材は、ケース材に対して、円周に沿って配置された複数のネジ孔についてネジ止めされており、第１の形態に対応する複数のネジ孔でネジ止めしてベース材とケース材とを第１の形態で取付け可能であり、第２の形態に対応する複数のネジ孔でネジ止めしてベース材とケース材とを第２の形態で取付け可能であってもよい。
【0019】
第８の態様に係る冷却装置は、上記第７の態様において、複数のネジ孔は、円周に沿って等間隔に配置されていてもよい。
【0020】
第９の態様に係る冷却装置は、上記第７又は第８の態様において、第２のケース材は、中心に冷媒を流通させる筒状溝と、筒状溝と同心円状に外周方向に冷媒を流通させる環状溝と、を有し、筒状溝が冷媒流入口と接続され、環状溝が冷媒流出口と接続されていてもよい。
【0021】
第１０の態様に係る冷却装置は、上記第９の態様において、第１のケース材は、第２のケース材の筒状溝から突起部の内部の空洞部の熱交換部に向かう冷媒の流路を画成してもよい。
【0022】
第１１の態様に係る冷却装置は、上記第６の態様において、ベース材は、前記ケース材に対して、把持部材によって前記ベース材と前記ケース材とを把持していてもよい。
【0023】
以下、実施の形態に係る冷却装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【0024】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１に係る冷却装置１０の外観を示す概略斜視図である。図３は、図２の冷却装置１０の主要な構成部材の概要を示す分解斜視図である。なお、図面において、便宜上、ベース材６の突起部２に発熱体１が配置されている面がＸＹ面であり、このＸＹ面に垂直な方向がＺ方向であり、図２で冷媒流出入口９ａ、９ｂが設けられている方向をＹ方向として示している。また、ＸＹ面でＹ方向と垂直な方向をＸ方向としている。
実施の形態１に係る冷却装置１０は、第１の面（表面）に発熱体１と接触する突起部２が配置され、第２の面（裏面）に突起部からの熱を伝達し、冷媒との熱交換を行う熱交換部４が設けられているベース材６と、ベース材６の熱交換部４に冷媒を供給する冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂを備えたケース材８（８ａ、８ｂ）と、を備える。第２の面（裏面）は、第１の面とは反対側の面である。また、熱交換部４では、発熱体１からの熱を、突起部２を介して受熱し、冷媒と熱交換する。突起部２は、内部に空洞部７を有し、空洞部にも熱交換部４が設けられている。
上記構成によって、冷媒の配管の向きを適宜変更することができる。これによって、表示装置、電子部品等の発熱体についての様々な冷却システムの配置に対応させることができる。
図２は、実施の形態１に係る冷却装置１０の外観を示す概略斜視図である。図３は、図２の冷却装置１０の主要な構成部材の概要を示す分解斜視図である。なお、図面において、便宜上、ベース材６の突起部２に発熱体１が配置されている面がＸＹ面であり、このＸＹ面に垂直な方向がＺ方向であり、図２で冷媒流出入口９ａ、９ｂが設けられている方向をＹ方向として示している。また、ＸＹ面でＹ方向と垂直な方向をＸ方向としている。
実施の形態１に係る冷却装置１０は、第１の面（表面）に発熱体１と接触する突起部２が配置され、第２の面（裏面）に突起部からの熱を伝達し、冷媒との熱交換を行う熱交換部４が設けられているベース材６と、ベース材６の熱交換部４に冷媒を供給する冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂを備えたケース材８（８ａ、８ｂ）と、を備える。第２の面（裏面）は、第１の面とは反対側の面である。また、熱交換部４では、発熱体１からの熱を、突起部２を介して受熱し、冷媒と熱交換する。突起部２は、内部に空洞部７を有し、空洞部にも熱交換部４が設けられている。
上記構成によって、冷媒の配管の向きを適宜変更することができる。これによって、表示装置、電子部品等の発熱体についての様々な冷却システムの配置に対応させることができる。
【0025】
以下に、この冷却装置１０を構成する各部材について説明する。
【0026】
＜発熱体＞
発熱体１は、例えば、表示装置におけるデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）である。また、電子部品であってもよい。なお、発熱体１は、上記のものに限定されない。
発熱体１は、例えば、表示装置におけるデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）である。また、電子部品であってもよい。なお、発熱体１は、上記のものに限定されない。
【0027】
＜冷媒＞
冷媒１４は、例えば、不凍液である。また、エチレングリコール、プロピレングリコール等を用いることができる。なお、上記の例に限られない。
冷媒１４は、例えば、不凍液である。また、エチレングリコール、プロピレングリコール等を用いることができる。なお、上記の例に限られない。
【0028】
＜ベース材＞
図４は、実施の形態１に係る冷却装置１０を構成するベース材６の裏面（第２の面）の構成を示す概略斜視図である。ベース材６は、図３に示すように、第１の面（表面）に発熱体１と接触する突起部２が配置され、図４に示すように、第１の面とは反対側の第２の面（裏面）に発熱体１からの熱を、突起部２を介して受熱し、冷媒１４に移動させる熱交換部４が設けられている。
図４は、実施の形態１に係る冷却装置１０を構成するベース材６の裏面（第２の面）の構成を示す概略斜視図である。ベース材６は、図３に示すように、第１の面（表面）に発熱体１と接触する突起部２が配置され、図４に示すように、第１の面とは反対側の第２の面（裏面）に発熱体１からの熱を、突起部２を介して受熱し、冷媒１４に移動させる熱交換部４が設けられている。
【0029】
また、ベース材６は、ケース材８（８ｂ）に対して、円周に沿って配置された複数のネジ孔１２についてネジ１１によってネジ止めされている。複数のネジ孔１２は、例えば、円周に沿って等間隔に設けられている。なお、ベース材６とケース材８との取付けは、上記ネジによる場合に限られない。例えば、板バネ等の把持部材によって、ベース材６とケース材８とを取付けてもよい。
【0030】
＜突起部＞
図２、３に示すように、突起部２は、発熱体１と接触して受熱する。突起部２によって発熱体１から受熱するので、例えば、発熱体１がＤＭＤの場合には、ＤＭＤが配置されている基板等の電気接点との物理的干渉を回避することができる。また、突起部２は、ベース材６の表面（第１の面）に設けられており、裏面（第２の面）に設けられた熱交換部４と熱伝導で熱を伝える。突起部２の形状は、図２及び図３等では長方形であるが、これに限定されず、発熱体１と接触できる形状であればよい。例えば、多角形、円形、楕円形等であってもよい。
突起部２は、内部に空洞部７を有し、空洞部７にはベース材６の第２の面から冷媒が流出入可能であって、空洞部７にも熱交換部４が設けられている。
図２、３に示すように、突起部２は、発熱体１と接触して受熱する。突起部２によって発熱体１から受熱するので、例えば、発熱体１がＤＭＤの場合には、ＤＭＤが配置されている基板等の電気接点との物理的干渉を回避することができる。また、突起部２は、ベース材６の表面（第１の面）に設けられており、裏面（第２の面）に設けられた熱交換部４と熱伝導で熱を伝える。突起部２の形状は、図２及び図３等では長方形であるが、これに限定されず、発熱体１と接触できる形状であればよい。例えば、多角形、円形、楕円形等であってもよい。
突起部２は、内部に空洞部７を有し、空洞部７にはベース材６の第２の面から冷媒が流出入可能であって、空洞部７にも熱交換部４が設けられている。
【0031】
＜熱交換部＞
熱交換部４は、例えば、板状のフィン４ａが平行に複数並べられた形状である。複数のフィン４ａの間を冷媒が流れる。熱交換部４は、突起部２の内部の空洞部７と、空洞部７の外側のベース材６の裏面（第２の面）とに設けられ、表面（第１の面）に配置された発熱体１及び突起部２からの熱を受熱する。複数のフィン４ａは、実質的に同一の形状を有し、平行に配置されている。例えば、０．２ｍｍ～０．３ｍｍのピッチのマイクロフィンであってもよい。平行フィンとすることによって、冷媒の流路形成が容易であり、ポンプの負荷を低減できる。また、平行フィンを流路方向にそって配置すればよく、冷媒の流れる向きを決めやすい。
熱交換部４は、例えば、板状のフィン４ａが平行に複数並べられた形状である。複数のフィン４ａの間を冷媒が流れる。熱交換部４は、突起部２の内部の空洞部７と、空洞部７の外側のベース材６の裏面（第２の面）とに設けられ、表面（第１の面）に配置された発熱体１及び突起部２からの熱を受熱する。複数のフィン４ａは、実質的に同一の形状を有し、平行に配置されている。例えば、０．２ｍｍ～０．３ｍｍのピッチのマイクロフィンであってもよい。平行フィンとすることによって、冷媒の流路形成が容易であり、ポンプの負荷を低減できる。また、平行フィンを流路方向にそって配置すればよく、冷媒の流れる向きを決めやすい。
【0032】
また、図７の断面図に示すように、フィン４ａは、突起部２の内部の空洞部７の内壁に沿って延在してもよい。フィン４ａとベース材６とは一体的に設けられていてもよい。また、空洞部７のフィン４ａと空洞部７の外側のフィン４ａとは、連続していてもよい。あるいは、不連続であってもよい。
なお、熱交換部４は、上記の場合に限られない。例えば、フィンは、板状フィンではなく、丸形の柱状フィンであってもよい。この場合には、例えば、柱状フィンを正方格子状、三角格子状等に配置してもよい。あるいはランダムに配置してもよい。
フィン４ａは、例えば、金属３Ｄプリンタ等によって作製してもよい。
なお、熱交換部４は、上記の場合に限られない。例えば、フィンは、板状フィンではなく、丸形の柱状フィンであってもよい。この場合には、例えば、柱状フィンを正方格子状、三角格子状等に配置してもよい。あるいはランダムに配置してもよい。
フィン４ａは、例えば、金属３Ｄプリンタ等によって作製してもよい。
【0033】
また、熱交換部４のフィン４ａは、発熱体１及び突起部２の構成及び形状に応じて適切な構成及び配置とすることができる。この場合、発熱体１と熱交換部４のフィン４ａとの配置が特定の配置となる。このため、熱交換部４を有するベース材６の方向が発熱体１に対して一定の方向に設定される場合がある。
【0034】
＜ケース材＞
ケース材８は、ベース材６の熱交換部４に冷媒を供給する冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂを備える。ケース材８は、第１のケース材８ａと第２のケース材８ｂとを含む。
ケース材８は、ベース材６の熱交換部４に冷媒を供給する冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂを備える。ケース材８は、第１のケース材８ａと第２のケース材８ｂとを含む。
【0035】
＜第１のケース材＞
図５は、実施の形態１に係る冷却装置１０を構成する第１のケース材８ａの概要を示す概略斜視図である。第１のケース材８ａは、ベース材６の熱交換部４と第２のケース材８ｂとの間に配置され、開口部５を介して突起部２の内部の空洞部７の熱交換部４に沿って冷媒を流すように構成されている。第１のケース材８ａは、例えば、ゴム製のゴムシートである。この第１のケース材８ａによって、空洞部７の熱交換部４の複数のフィン４ａに沿って、第２のケース材８ｂからの冷媒が熱交換部４の複数のフィン４ａの間の溝に沿って流れる流路を画成する。第１のケース材８ａは、突起部２の内部の空洞部７まで開口部５から冷媒１４を導く役割を有する。これによって、冷媒流入口９ａから流入する冷媒を突起部２の内部の空洞部７の熱交換部４のフィン４ａに導くことができ、長い突起部２を中実体で構成した場合に比べて、高い冷却性能を得ることができる。
図５は、実施の形態１に係る冷却装置１０を構成する第１のケース材８ａの概要を示す概略斜視図である。第１のケース材８ａは、ベース材６の熱交換部４と第２のケース材８ｂとの間に配置され、開口部５を介して突起部２の内部の空洞部７の熱交換部４に沿って冷媒を流すように構成されている。第１のケース材８ａは、例えば、ゴム製のゴムシートである。この第１のケース材８ａによって、空洞部７の熱交換部４の複数のフィン４ａに沿って、第２のケース材８ｂからの冷媒が熱交換部４の複数のフィン４ａの間の溝に沿って流れる流路を画成する。第１のケース材８ａは、突起部２の内部の空洞部７まで開口部５から冷媒１４を導く役割を有する。これによって、冷媒流入口９ａから流入する冷媒を突起部２の内部の空洞部７の熱交換部４のフィン４ａに導くことができ、長い突起部２を中実体で構成した場合に比べて、高い冷却性能を得ることができる。
【0036】
＜第２のケース材＞
図６は、実施の形態１に係る冷却装置１０を構成する第２のケース材８ｂの概要を示す概略斜視図である。第２のケース材８ｂは、冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとを備え、第１のケース材８ａを保持する。第２のケース材８ｂは、中心に冷媒を流通させる筒状溝１５と、筒状溝１５の外周方向に冷媒を流通させる環状溝１６と、を有する。筒状溝１５が冷媒流入口９ａと接続され、環状溝１６が冷媒流出口９ｂと接続されている。第２のケース材には、例えば、第１のケース材８ａを嵌め込む「だぐり」を設けてもよい。上記第１のケース材８ａ及び第２のケース材８ｂによって、熱交換部４から第２のケース材８ｂの環状溝１６への冷媒の流路を画成できる。
また、第２のケース材８ｂも円周に沿って配置された複数のネジ孔１３を有する。ベース材６のネジ孔１２と第２のケース材８ｂのネジ孔１３とをそれぞれ対応させてネジ１１によってネジ止めすることで、ベース材６とケース材８とを取り付けることができる。なお、ベース材６とケース材８とのそれぞれの対向面には、例えば、水漏れを防止するためのＯリングゴム挿入用溝を設けている。
図６は、実施の形態１に係る冷却装置１０を構成する第２のケース材８ｂの概要を示す概略斜視図である。第２のケース材８ｂは、冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとを備え、第１のケース材８ａを保持する。第２のケース材８ｂは、中心に冷媒を流通させる筒状溝１５と、筒状溝１５の外周方向に冷媒を流通させる環状溝１６と、を有する。筒状溝１５が冷媒流入口９ａと接続され、環状溝１６が冷媒流出口９ｂと接続されている。第２のケース材には、例えば、第１のケース材８ａを嵌め込む「だぐり」を設けてもよい。上記第１のケース材８ａ及び第２のケース材８ｂによって、熱交換部４から第２のケース材８ｂの環状溝１６への冷媒の流路を画成できる。
また、第２のケース材８ｂも円周に沿って配置された複数のネジ孔１３を有する。ベース材６のネジ孔１２と第２のケース材８ｂのネジ孔１３とをそれぞれ対応させてネジ１１によってネジ止めすることで、ベース材６とケース材８とを取り付けることができる。なお、ベース材６とケース材８とのそれぞれの対向面には、例えば、水漏れを防止するためのＯリングゴム挿入用溝を設けている。
【0037】
＜冷媒流出入口＞
冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとは、図２及び図３に示すように、いずれも同じＹ方向に配置してもよい。あるいは、冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとをそれぞれ別々の方向に配置してもよい。例えば、第２のケース材８ｂを挟んで、冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとを＋Ｙ方向と－Ｙ方向とにそれぞれ配置してもよい。
冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとは、図２及び図３に示すように、いずれも同じＹ方向に配置してもよい。あるいは、冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとをそれぞれ別々の方向に配置してもよい。例えば、第２のケース材８ｂを挟んで、冷媒流入口９ａと冷媒流出口９ｂとを＋Ｙ方向と－Ｙ方向とにそれぞれ配置してもよい。
【0038】
＜冷媒の流れについて＞
図７は、図２の冷却装置１０について、冷媒流入口９ａからの冷媒１４の流入方向に垂直な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。図８は、図２の冷却装置１０について、冷媒流入口９ａから冷媒１４の流入方向に平行な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。図９は、図２の冷却装置１０について、冷媒流出口９ｂへの冷媒１４の流出方向に平行な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。
冷媒流入口９ａから流入した冷媒１４は、入口１５ａを介して第２のケース材８ｂの中央の筒状溝１５に導かれる。筒状溝１５に導かれた冷媒１４は、Ｚ方向上方に配置された第１のケース材８ａの開口部５を介して突起部２の内部の空洞部７の熱交換部４の平行に配置されたフィン４ａの間に導かれる。フィン４ａの間に導かれた冷媒１４は、フィン４ａの延在方向に沿って＋Ｘ方向及び－Ｘ方向の両方向に流れる。このとき、発熱体１から突起部２へ、そして、突起部２からフィン４ａに流れてきた熱３は、フィン４ａから冷媒１４に移行する。その後、冷媒１４は、フィン４ａの両端から筒状溝１５の外周に設けられた環状溝１６に入り、環状溝１６に沿って外周を巡って、出口１６ａを介して冷媒流出口９ｂから流出する。冷媒１４は、例えば、図１に示すように、配管を介して放熱部３０で熱を放熱して、ポンプ２０を介して冷却装置１０へと循環する。
なお、冷媒流入口９ａのＺ方向における高さと冷媒流出口９ｂのＺ方向における高さとは、図８及び図９に示すように、冷媒流入口９ａより冷媒流出口９ｂのほうが高くなっているが、これに限られない。両者が同じ高さであってもよい。あるいは逆であってもよい。
また、冷媒１４が流れる方向は、上記方向に限られない。冷媒１４は、例えば、逆方向に流れてもよい。この場合、冷媒流入口と冷媒流出口との符号が入れ替わる構成であってもよい。
図７は、図２の冷却装置１０について、冷媒流入口９ａからの冷媒１４の流入方向に垂直な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。図８は、図２の冷却装置１０について、冷媒流入口９ａから冷媒１４の流入方向に平行な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。図９は、図２の冷却装置１０について、冷媒流出口９ｂへの冷媒１４の流出方向に平行な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。
冷媒流入口９ａから流入した冷媒１４は、入口１５ａを介して第２のケース材８ｂの中央の筒状溝１５に導かれる。筒状溝１５に導かれた冷媒１４は、Ｚ方向上方に配置された第１のケース材８ａの開口部５を介して突起部２の内部の空洞部７の熱交換部４の平行に配置されたフィン４ａの間に導かれる。フィン４ａの間に導かれた冷媒１４は、フィン４ａの延在方向に沿って＋Ｘ方向及び－Ｘ方向の両方向に流れる。このとき、発熱体１から突起部２へ、そして、突起部２からフィン４ａに流れてきた熱３は、フィン４ａから冷媒１４に移行する。その後、冷媒１４は、フィン４ａの両端から筒状溝１５の外周に設けられた環状溝１６に入り、環状溝１６に沿って外周を巡って、出口１６ａを介して冷媒流出口９ｂから流出する。冷媒１４は、例えば、図１に示すように、配管を介して放熱部３０で熱を放熱して、ポンプ２０を介して冷却装置１０へと循環する。
なお、冷媒流入口９ａのＺ方向における高さと冷媒流出口９ｂのＺ方向における高さとは、図８及び図９に示すように、冷媒流入口９ａより冷媒流出口９ｂのほうが高くなっているが、これに限られない。両者が同じ高さであってもよい。あるいは逆であってもよい。
また、冷媒１４が流れる方向は、上記方向に限られない。冷媒１４は、例えば、逆方向に流れてもよい。この場合、冷媒流入口と冷媒流出口との符号が入れ替わる構成であってもよい。
【0039】
＜突起部の内部の空洞部の熱交換部による効果＞
図１０Ａは、突起部２を中実体で構成し、その下部にフィン４ａを設けて冷媒と熱交換させた場合の温度分布を示す断面温度分布図である。図１０Ｂは、突起部２の内部に空洞部７を有し、空洞部７に熱交換部であるフィン４ａを設けた実施の形態１に係る冷却装置による温度分布を示す断面温度分布図である。
図１０Ａでは、中実体の突起部２の頂部の温度が１１．７℃で、やや白色を呈している。一方、図１０Ｂでは、空洞部７を有する突起部２の頂部の温度が１０．３℃であり、図１０Ａに比べて低温となっている。
実施の形態１に係る冷却装置によれば、突起部２の内部に空洞部７を有し、空洞部７に熱交換部を設け、冷媒を空洞部に導くことによって、中実部の突起部を用いた場合に比べてより高い冷却性能を有する。
図１０Ａは、突起部２を中実体で構成し、その下部にフィン４ａを設けて冷媒と熱交換させた場合の温度分布を示す断面温度分布図である。図１０Ｂは、突起部２の内部に空洞部７を有し、空洞部７に熱交換部であるフィン４ａを設けた実施の形態１に係る冷却装置による温度分布を示す断面温度分布図である。
図１０Ａでは、中実体の突起部２の頂部の温度が１１．７℃で、やや白色を呈している。一方、図１０Ｂでは、空洞部７を有する突起部２の頂部の温度が１０．３℃であり、図１０Ａに比べて低温となっている。
実施の形態１に係る冷却装置によれば、突起部２の内部に空洞部７を有し、空洞部７に熱交換部を設け、冷媒を空洞部に導くことによって、中実部の突起部を用いた場合に比べてより高い冷却性能を有する。
【0040】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る冷却装置は、実施の形態１に係る冷却装置と対比すると、ケース材８は、ベース材に対して、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが複数の方向に取付け可能になっている点で相違する。具体的には、ケース材８は、ベース材６に対して、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第１の方向に取り付けられた第１の形態と、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第１の方向と異なる第２の方向に取り付けられた第２の形態との２つの形態で取付け可能である。
実施の形態２に係る冷却装置は、実施の形態１に係る冷却装置と対比すると、ケース材８は、ベース材に対して、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが複数の方向に取付け可能になっている点で相違する。具体的には、ケース材８は、ベース材６に対して、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第１の方向に取り付けられた第１の形態と、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第１の方向と異なる第２の方向に取り付けられた第２の形態との２つの形態で取付け可能である。
【0041】
＜ベース材とケース材との配置について＞
図１１Ａは、実施の形態２に係る冷却装置を構成するベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆを示す平面図である。図１１Ｂは、実施の形態２に係る冷却装置を構成する第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａ～１３ｆを示す平面図である。図１２Ａは、図１１Ａのベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと図１１Ｂの第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａ～１３ｆとを第１の形態（０°）で組み合わせてネジ止めした場合の冷却装置の外観を示す平面図である。図１２Ｂは、図１１Ａのベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと図１１Ｂの第２のケース材８ｂのネジ孔１３ｃ～１３ｆ、１３ａ、１３ｂとを第２の形態（１２０°）で組み合わせてネジ止めした場合の冷却装置の外観を示す平面図である。
ここで第１の形態（０°）とは、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第１の方向（＋Ｙ方向）に取り付けられた場合をいう。この場合、ベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａ～１３ｆとをそれぞれ対応させてネジ１１ａ～１１ｆでネジ止めすることで、ベース材６とケース材８とを第１の形態で取り付けることができる。
また、第２の形態（１２０°）とは、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第２の方向（＋Ｙ方向から１２０°をなす方向）に取り付けられた場合をいう。この場合、ベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと第２のケース材８ｂのネジ孔１３ｅ、１３ｆ、１３ａ～１３ｄとをそれぞれ対応させてネジ１１ａ～１１ｆでネジ止めすることで、ベース材６とケース材８とを第２の形態で取り付けることができる。この場合、第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａは、ベース材６のネジ孔１２ｃと対応付けられてネジ止めされる。
図１１Ａは、実施の形態２に係る冷却装置を構成するベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆを示す平面図である。図１１Ｂは、実施の形態２に係る冷却装置を構成する第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａ～１３ｆを示す平面図である。図１２Ａは、図１１Ａのベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと図１１Ｂの第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａ～１３ｆとを第１の形態（０°）で組み合わせてネジ止めした場合の冷却装置の外観を示す平面図である。図１２Ｂは、図１１Ａのベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと図１１Ｂの第２のケース材８ｂのネジ孔１３ｃ～１３ｆ、１３ａ、１３ｂとを第２の形態（１２０°）で組み合わせてネジ止めした場合の冷却装置の外観を示す平面図である。
ここで第１の形態（０°）とは、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第１の方向（＋Ｙ方向）に取り付けられた場合をいう。この場合、ベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａ～１３ｆとをそれぞれ対応させてネジ１１ａ～１１ｆでネジ止めすることで、ベース材６とケース材８とを第１の形態で取り付けることができる。
また、第２の形態（１２０°）とは、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂが第２の方向（＋Ｙ方向から１２０°をなす方向）に取り付けられた場合をいう。この場合、ベース材６のネジ孔１２ａ～１２ｆと第２のケース材８ｂのネジ孔１３ｅ、１３ｆ、１３ａ～１３ｄとをそれぞれ対応させてネジ１１ａ～１１ｆでネジ止めすることで、ベース材６とケース材８とを第２の形態で取り付けることができる。この場合、第２のケース材８ｂのネジ孔１３ａは、ベース材６のネジ孔１２ｃと対応付けられてネジ止めされる。
【0042】
上記のように、第１の形態（０°）だけでなく、第２の形態（１２０°）でもベース材６とケース材８とを取り付けられる。これによって、冷媒流入口９ａ及び冷媒流出口９ｂを第１の方向（＋Ｙ方向）だけでなく、第２の方向（＋Ｙ方向から１２０°をなす方向）にも向けることができる。そこで、発熱体１に対して一定の方向にしか冷媒の配管を向けることができなかった場合に比べて、冷媒の配管の向きを変えることができ、冷却システムの配置の制限にも対応できる。
【0043】
（実施の形態３）
図１３は、実施の形態３に係る冷却装置を構成するベース材６の熱交換部であるフィン４ａの延在方向に垂直な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。
実施の形態３に係る冷却装置では、実施の形態１及び２に係る冷却装置と対比して、冷媒１４の流路が、中央から外周への流れではなく、例えば、－Ｘ方向から＋Ｘ方向に一方向に沿って流れるようにしてもよい。これによって、選択可能な冷媒の流路の選択枝を広げることができる。
図１３は、実施の形態３に係る冷却装置を構成するベース材６の熱交換部であるフィン４ａの延在方向に垂直な断面における冷媒１４の流れを示す概略断面図である。
実施の形態３に係る冷却装置では、実施の形態１及び２に係る冷却装置と対比して、冷媒１４の流路が、中央から外周への流れではなく、例えば、－Ｘ方向から＋Ｘ方向に一方向に沿って流れるようにしてもよい。これによって、選択可能な冷媒の流路の選択枝を広げることができる。
【0044】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本開示に係る冷却装置によれば、発熱体と接触する突起部の内部に空洞部を有し、該空洞部に熱交換部を設けているので、高い冷却性能を有する。これによって、例えば、表示装置に用いられるＤＭＤを高性能で冷却できるので、表示装置をより高輝度とすることができる。
【符号の説明】
【0046】
１ 発熱体
２ 突起部
３ 熱
４ 熱交換部
４ａ フィン
５ 開口部
６ ベース材
８ ケース材
７ 空洞部
８ａ 第１のケース材
８ｂ 第２のケース材
９ａ 冷媒流入口
９ｂ 冷媒流出口
１０ 冷却装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ ネジ
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ ネジ孔
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ ネジ孔
１４ 冷媒
１５ 筒状溝
１５ａ 入口
１６ 環状溝
１６ａ 出口
２０ ポンプ
３０ 放熱部
５０ 冷却システム
２ 突起部
３ 熱
４ 熱交換部
４ａ フィン
５ 開口部
６ ベース材
８ ケース材
７ 空洞部
８ａ 第１のケース材
８ｂ 第２のケース材
９ａ 冷媒流入口
９ｂ 冷媒流出口
１０ 冷却装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ ネジ
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ ネジ孔
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ ネジ孔
１４ 冷媒
１５ 筒状溝
１５ａ 入口
１６ 環状溝
１６ａ 出口
２０ ポンプ
３０ 放熱部
５０ 冷却システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】