JP7146934B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置に関する。

コンバータ等の電力変換装置には半導体、コンデンサ、又はコイルなどの発熱要素となる電子部品が含まれているため、これらを冷却するヒートシンクが取り付けられる。一方、このような電力変換装置において、大電力化や小型化を実現する観点から、各回路要素及び冷却構造を高密度に構成することが要求される。

しかしながら、高密度化により電力変換装置内の発熱密度が上昇するため、より高い冷却性能が要求されることとなる。ここで、ヒートシンクの冷却性能は、一般的にその体積（熱容量）、材料（熱伝導率）、及び形状に応じた表面積（伝熱面積）に依存する。

したがって、冷却性能を向上させるためには、ヒートシンク自体を大型化することが要求され、電力変換装置全体の大型化に繋がることとなる。このため、ヒートシンク自体の大型化を抑えつつも、冷却性能の向上を実現する観点からヒートシンクの材料及び形状の改善が検討されている。

ＪＰ２０１３－０１６５６９Ａでは、このようなヒートシンクを用いた冷却装置が提案されている。この冷却装置では、冷媒の流路を構成する複数のダクトを介して、発熱体を装着したヒートシンクへ冷媒を噴射する冷却装置が提案されている。

しかしながら、上記従来の冷却装置では、ヒートシンクを冷媒の乱流により冷却すべく複数のダクトが設けられるため、冷却装置全体の構造が大型化且つ複雑化する。

このような事情に鑑み、本発明の目的は、大型化を抑制しつつ冷媒流の経路を好適に調節できる冷却装置を提供することにある。

本発明のある態様によれば、発熱体が接合されたヒ－トシンクと、ヒ－トシンクを冷却する主流を一定の方向に向けて発生させる主流発生装置と、所定の電圧が印加される電極、及び前記電極に印加される電圧により電気的に所定の方向に流れる誘起流を発生させる誘起流発生装置と、を備える冷却装置が提供される。そして、誘起流発生装置は、ヒ－トシンクに対向する支持部材に設けられ、前記主流の流れを所望の方向に誘導するように前記誘起流を発生させる位置に配置される。

図１は、本発明の第１実施形態による冷却装置の構成を説明する断面図である。 図２は、図１におけるＡ－Ａ’線矢視断面図である。 図３は、図１におけるＢ－Ｂ’線矢視断面図である。 図４は、変形例１－１による冷却装置の構成を説明する断面図である。 図５は、変形例１－２による冷却装置の構成を説明する断面図である。 図６は、変形例１－３による冷却装置の構成を説明する斜視図図である。 図７は、図６の支持部材をＺ軸正方向側から視た要部平面図である。 図８は、第２実施形態にかかるプラズマアクチュエータの構成を説明する断面図である。 図９は、プラズマアクチュエータが設けられた冷却装置の構成を説明する断面図である。 図１０は、変形例２－１による冷却装置（プラズマアクチュエータがオフ状態）の構成を説明する断面図である。 図１１は、変形例２－１による冷却装置（プラズマアクチュエータがオン状態）の構成を説明する断面図である。 図１２は、第３実施形態による冷却装置（プラズマアクチュエータがオフ状態）の構成を説明する断面図である。 図１３は、第３実施形態による冷却装置（プラズマアクチュエータがオン状態）の構成を説明する断面図である。 図１４は、第４実施形態による冷却装置の構成を説明する断面図である。 図１５は、図１４におけるＡ－Ａ’線矢視断面図である。 図１６は、図１４の冷却装置における要部斜視図である。 図１７は、変形例４－１による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図１８は、変形例４－２による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図１９は、変形例４－３による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２０は、変形例４－４による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２１は、変形例４－５による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２２は、変形例４－６による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２３は、変形例４－７による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２４は、図２３を矢印ＡＲの方向に沿って視た構成を示す図である。 図２５は、第５実施形態による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２６は、変形例５－１による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２７は、変形例５－２による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。 図２８は、変形例５－３による冷却装置の構成を説明する要部斜視図である。

以下、図面等を参照して、本発明の各実施形態について説明する。なお、各実施形態及びその変形例の説明に用いる図面は、各実施形態の構成の要部を概略的に示すものである。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態による冷却装置１０の構成を説明する流れ方向の断面図である。また、図２は、図１におけるＡ－Ａ’線矢視断面図である。図３は、図１におけるＢ－Ｂ’線矢視断面図である。

図示のように、冷却装置１０は、発熱体１、本実施形態のヒートシンクを構成するヒートシンク本体２、誘起流Ｉｆを発生させる誘起流発生装置３、主流Ｍｆを発生させる主流発生装置としてのファン４、及びヒートシンク本体２に対向して配置される支持部材９を備える。発熱体１は、モータ、エンジン、及び家電などの電子機器に含まれる種々の発熱要素である。特に、発熱体１としては、半導体、半導体のモールドパッケージ、コンデンサ、及びコイル等の電子部品が想定される。

ヒートシンク本体２は、発熱体１が発生する熱を周囲の雰囲気中に放出する構造物である。本実施形態では、ヒートシンク本体２は、板状部材として形成されている。そして、ヒートシンク本体２の一方側（Ｚ軸負方向側）の表面である第１表面２ａに、発熱体１が接合されている。

ヒートシンク本体２は、例えば、銅若しくはアルミニウムなどの比較的熱伝導率の高い金属製材料、又はＦＲ４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ ４）若しくはセラミクス等の比較的熱伝導率が高い非金属製材料で構成される。

誘起流発生装置３は、ヒートシンク本体２の第１表面２ａの裏面である第２表面２ｂに対向する支持部材９の表面９ａに設けられる。特に、誘起流発生装置３は、支持部材９の表面９ａのＹ軸方向における伸長領域の全域に亘って延在するように設けられている。誘起流発生装置３は、Ｘ軸方向における一方側（図上ではＸ軸負方向）に誘起流発生部３ａを有している。したがって、誘起流発生装置３は、図２上のＸ軸負方向に向かって誘起流Ｉｆを発生させることができる。

なお、発熱体１と支持部材９の表面９ａの間におけるＹ方向の幅の関係は、発熱体１の幅や熱量、ヒートシンク本体２へ熱が広がる面積に応じて誘起流Ｉｆが熱伝達に効果的に幅になるよう適宜調整が可能である。

より詳細に、誘起流発生装置３は、周囲の相（空気雰囲気、窒素雰囲気若しくはアルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気等の気相、又は水等の液相）中の分子に対して電気的に作用し、当該雰囲気における電荷分布に偏りを与えることで圧力差を与えて誘起流Ｉｆを生じさせる装置である。なお、以下では、説明の便宜上、周囲の相が空気雰囲気（空気層７）であることを前提とする。しかしながら、以下の説明は他の気相又は液相であっても同様に適用することができる。

また、本実施形態の誘起流発生装置３は、発熱体１に対して主流Ｍｆの流れ方向（Ｘ軸方向）において上流に配置される。

ファン４は、発熱体１として想定される部品又は機器の形態及び設置スペースに応じて要求される風量及び風速などの要素を考慮してＤＣ／ＡＣ軸ファン又はブロアファンなどで適宜構成される。なお、ヒートシンク本体２に放熱フィン６が設けられる場合には、当該放熱フィン６の形態に応じたタイプのファン４を構成することが好ましい。

また、本実施形態において、ファン４は、ヒートシンク本体２のＸ軸方向における一端部（図１における左側の端部）の近傍に設けられている。

この構成により、ファン４を駆動させることで、主流Ｍｆがヒートシンク本体２の第２表面２ｂと支持部材９の表面９ａの間をＸ軸正方向に向かって流れる。一方、上述のように、誘起流Ｉｆは誘起流発生装置３からＸ軸負方向に向かって流れている。このため、本実施形態の構成によれば、主流Ｍｆの流れ方向と誘起流Ｉｆの流れ方向は相互に略平行且つ略逆向きとなる。

したがって、ファン４からの主流Ｍｆは、誘起流発生装置３からの逆向きの誘起流Ｉｆによって阻害されることにより、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂの方向（Ｚ軸負方向）に誘導される。特に、本実施形態では、誘起流発生装置３が、発熱体１に対して主流Ｍｆの流れ方向において上流に配置されているので、主流Ｍｆは発熱体１の上流で当該誘起流Ｉｆにより第２表面２ｂの方向に誘導されることとなる。特に、相対的に流速が高くなる主流Ｍｆの流れの中心位置Ｃｆが、発熱体１に近づくように誘導されることとなる。これにより、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂから空気層７への熱伝達を促進することができる。

上記構成を有する冷却装置１０において、発熱体１の熱は先ずヒートシンク本体２に伝達される。そして、ヒートシンク本体２に伝達された熱は、当該ヒートシンク本体２において拡散されつつ、Ｚ軸負方向（誘起流発生装置３の方向）に向かって伝導する。

一方、誘起流発生装置３が発生させる誘起流Ｉｆは、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂに沿ってＸ軸正方向に流れ、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂと空気層７との間の熱伝達を促進する。特に、発熱体１直下のヒートシンク本体２と接する空気層７の界面に誘起流Ｉｆを流すことができるので、固体流体間に発生する断熱層のような境界層の過剰な発達を抑制することができる。その結果、比較的少ない誘起流Ｉｆの流量で効果的に冷却を実行することが可能となる。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態による冷却装置１０では、発熱体１が接合されたヒートシンクとしてのヒートシンク本体２と、ヒートシンク本体２を冷却する主流Ｍｆを発生させる主流発生装置としてのファン４と、電気的に誘起流Ｉｆを発生させる誘起流発生装置３と、を備える。そして、誘起流発生装置３は、ヒートシンク本体２に対向する支持部材９に設けられる。

これにより、発熱体１からヒートシンク本体２に伝達した熱を冷却するファン４の主流Ｍｆの流れ方向を、誘起流発生装置３による誘起流Ｉｆによって調節することができる。したがって、ヒートシンク本体２における発熱体１の近傍等の相対的に熱量が高くなる部分に主流Ｍｆを誘導して当該部分の熱伝達を促進することができる上に、ヒートシンク本体２において相対的に熱量が低い部分（発熱体１から遠い部分）においては、主流Ｍｆの流速を低下させて圧量損失を抑制することができる。結果として、発熱体１の冷却効率をより向上させることができる。

また、本実施形態では、誘起流発生装置３は、主流Ｍｆの流れをヒートシンク本体２の方向（図１のＺ軸負方向）に誘導する誘起流Ｉｆを発生させるように配置される。

これにより、ファン４からの主流Ｍｆの流れがヒートシンク本体２の周辺に集まるので、ヒートシンク本体２の周辺における流速を高めることができる。したがって、ヒートシンク本体２と空気層７との間の熱伝達をより促進することができ、冷却性能をさらに向上させることができる。

特に、本実施形態では、誘起流発生装置３及びファン４は、主流Ｍｆの流れ方向及び誘起流Ｉｆの流れ方向が相互に略平行且つ略逆向きとなるように配置される。

これにより、誘起流発生装置３における誘起流発生個所（誘起流発生部３ａ）の周辺では、主流Ｍｆの流れを阻害することができる。したがって、主流Ｍｆの流れを、誘起流発生装置３が設けられている支持部材９に対向するヒートシンク本体２の方向に誘導することができる。結果として、ヒートシンク本体２の周辺の冷却風の流速を向上させて、冷却性能をより向上させることができる。

また、本実施形態では、誘起流発生装置３は、主流Ｍｆの流れ方向における発熱体１の上流位置（図１におけるＸ軸負方向側）に配置される。

これにより、誘起流Ｉｆの作用によって主流Ｍｆがヒートシンク本体２の方向に誘導されて集まった部分（流量・流速が高い部分）を、ヒートシンク本体２の周辺において発熱体１に相対的に近い部位に当てることができる。結果として、ヒートシンク本体２と空気層７との間の熱伝達をより促進して、発熱体１に対する冷却性能をさらに向上させることができる。

なお、本実施形態の発熱体１としては、モータ、エンジン、及び家電などの電子機器内に設けられた電子部品が想定される。すなわち、半導体、コンデンサ、及びコイル等の通電により発熱する電子部品を発熱体１として、本実施形態の冷却装置１０の構成を適用することができる。したがって、電子部品を冷却するための好適な構成が提供されることとなる。

以下では、第１実施形態の各変形例１－１～１－３について説明する。

（変形例１－１）
図４は、変形例１－１による冷却装置１０の断面図である。図示のように、本変形例１－１による冷却装置１０では、誘起流Ｉｆがヒートシンク本体２に向かって流れるように、誘起流発生装置３が誘起流発生部３ａをＺ軸負方向に向けた状態で支持部材９に設けられている。

この構成により、ファン４からの主流Ｍｆの流れ方向は、誘起流Ｉｆによってヒートシンク本体２の方向に誘導される。

以上説明した本変形例による冷却装置１０によれば、誘起流発生装置３は、主流Ｍｆの流れをヒートシンク本体２に誘導する方向に誘起流Ｉｆを発生させるように配置される。また、誘起流発生装置３及びファン４は、主流Ｍｆの流れ方向及び誘起流Ｉｆの流れ方向が相互に略平行且つ略逆向きとなるように配置される。さらに、誘起流Ｉｆの流れが支持部材９からヒートシンク本体２へ向かう方向に対して略直交するように配置される。

この構成により、ファン４からの主流Ｍｆに対して、主流Ｍｆの流れ方向に略直交する方向から誘起流Ｉｆをぶつけるように流すことができる。すなわち、図１に示す主流Ｍｆの流れ方向及び誘起流Ｉｆの流れ方向が相互に略平行且つ略逆向きとなる構成と異なる態様で、主流Ｍｆの流れをヒートシンク本体２に誘導する方向の誘起流Ｉｆを発生させる構成を実現することができる。結果として、冷却装置１０の様々な用途に応じて、ファン４等の設置位置などが異なるなどのレイアウトの違いがある場合であっても、当該レイアウトの違いに応じて主流Ｍｆをヒートシンク本体２に誘導するように誘起流Ｉｆを発生させる構成をより汎用的に実現することができる。

なお、支持部材９に設けられた誘起流発生装置３による誘起流Ｉｆの流れ方向を、ヒートシンク本体２へ向かう方向にとする具体的な構成は、本変形例で説明した構成に限られない。例えば、主流Ｍｆに対して略平行に誘起流Ｉｆを発生させる２つの誘起流発生装置３を、支持部材９の表面９ａ上においてそれぞれの誘起流発生部３ａが相互に対向するように配置して、それぞれの誘起流発生部３ａから発生する誘起流Ｉｆ同士を衝突させることで、垂直方向（ヒートシンク本体２の方向）に向かう合成された誘起流Ｉｆを生じさせても良い。すなわち、複数の誘起流発生装置３による誘起流Ｉｆを合成させて、ヒートシンク本体２の方向へ向かう流れを生じさせるようにしても良い。

（変形例１－２）
図５は、変形例１－２による冷却装置１０の断面図である。図示のように、本変形例１－２による冷却装置１０では、誘起流発生装置３が発熱体１に対して主流Ｍｆの流れ方向における下流（図５上においてＸ軸正方向側）に設けられている。

特に、図５に示す冷却装置１０は、図１～図４等で説明した他の冷却装置１０に対して、主流Ｍｆの流れ方向における下流側にさらに配置することが想定される。すなわち、本変形例における主流Ｍｆは、上流側に設けられる他の冷却装置１０において冷却に用いられており、ファン４から発生した直後の主流Ｍｆに比べて高い熱量を保有している。

そして、誘起流発生装置３は、誘起流発生部３ａをＸ軸正方向に向けた状態で支持部材９の表面９ａに設けられている。したがって、誘起流発生装置３が発生させる誘起流Ｉｆの流れは、ファン４からの主流Ｍｆに対して略平行となっている。

本変形例の構成によれば、ファン４からの主流Ｍｆは、誘起流発生部３ａからの誘起流Ｉｆによって支持部材９の表面９ａの方向に誘導される。したがって、主流Ｍｆの流れの中心位置Ｃｆを、支持部材９の方に寄せることができる。

以上説明した本変形例による冷却装置１０によれば、誘起流発生装置３は、主流Ｍｆの流れを支持部材９に誘導する方向に誘起流Ｉｆを発生させるように配置される。

これにより、主流Ｍｆの流れを支持部材９側に寄せて、冷却対象である発熱体１が設けられたヒートシンク本体２から遠ざけることができる。したがって、例えば、主流Ｍｆが既に上流側における冷却に用いられたことによって熱を保有し、冷却の観点から当該主流Ｍｆをヒートシンク本体２に当てることが好ましくない場合には、その流れをヒートシンク本体２から離すことができる。

また、主流Ｍｆの流れを支持部材９側に寄せることで、ヒートシンク本体２と支持部材９の間の空気層７における圧力分布を適宜変更することができる。

さらに、本変形例の冷却装置１０によれば、誘起流発生装置３は、主流Ｍｆの流れに対して略平行且つ略同じ向きとなるように配置される。

これにより、誘起流Ｉｆの作用によって、主流Ｍｆの流れが当該誘起流Ｉｆの流れ方向に沿うように誘導されることとなる。したがって、主流Ｍｆの流れを支持部材９側に寄せるための具体的態様を、誘起流発生装置３の配置の調整という簡素な構成により実現することができる。

さらに、本実施形態では、誘起流発生装置３は、主流Ｍｆの流れ方向における発熱体１の下流位置（図５におけるＸ軸正方向側）に配置される。

これにより、既に冷却に用いられて熱を保有する主流Ｍｆを支持部材９の方向に誘導する誘起流Ｉｆの作用を、発熱体１の上流で発揮することができる。そして、このように発熱体１の上流の位置で主流Ｍｆが支持部材９に寄せられることで、当該支持部材９の周辺における熱伝達が積極的に行われていない流体と混ざる。その結果、主流Ｍｆの温度を下げることができる。

（変形例１－３）
図６は、変形例１－３による冷却装置１０の斜視図である。また、図７は、図６における支持部材９をＺ軸正方向側から視た要部平面図である。図示のように、本変形例１－３による冷却装置１０では、誘起流発生装置３が、誘起流発生部３ａをＹ軸負方向に向けた状態で支持部材９の表面９ａに設けられている。

また、ファン４は、上記図１の冷却装置１０と同様に主流Ｍｆの流れがＸ軸正方向に沿うように配置されている。さらに、発熱体１は、ヒートシンク本体２の第１表面２ａにおけるＸ軸正方向且つＹ軸負方向寄りの位置（図６において左且つ紙面奥側の位置）に配置されている。

本変形例の冷却装置１０の構成によれば、主流Ｍｆの流れ及び誘起流Ｉｆの流れが相互に略直交し、誘起流Ｉｆの流れがヒートシンク本体２の第２表面２ｂと略平行となる。

以上説明した本変形例による冷却装置１０によれば、誘起流発生装置３及びファン４は、主流Ｍｆの流れ及び誘起流Ｉｆの流れが相互に略直交し、且つ誘起流Ｉｆの流れがヒートシンク本体２の面である第２表面２ｂと略平行となるように配置される。

これにより、誘起流Ｉｆを主流Ｍｆに衝突させて当該主流Ｍｆの流れの方向を変えることができる。したがって、主流Ｍｆの流れを、相対的に高い熱量を有する冷却の要求が高い部分に集めることができ、より効率的な冷却に資することができる。

特に、本変形例では、発熱体１が第１表面２ａにおけるＸ軸正方向且つＹ軸負方向寄りの位置に設けられている。これにより、発熱体１が設置された第１表面２ａに対向する第２表面２ｂの周辺位置（以下、「発熱体対向位置Ｐ１」とも称する）に主流Ｍｆの流れを集めることができ、より冷却効率を向上させることができる。

以上、説明した第１実施形態、及び各変形例１－１～１－３の冷却装置１０の構成によれば、それぞれの誘起流発生装置３又はファン４の配置態様に応じて、誘起流Ｉｆの作用で主流Ｍｆの流れを所望の方向に調節することができる。したがって、導体、半導体のモールドパッケージ、コンデンサ、及びコイル等の熱を発する電子部品が含まれる電子機器などにおいて、主流Ｍｆの経路を調節する隔壁などを設けなくとも、当該主流Ｍｆの流れを制御することができる。

なお、第１実施形態及び各変形例１－１～１－３でそれぞれ説明した誘起流発生装置３の内の少なくとも２つを備える冷却装置１０を構成しても良い。すなわち、図１～図３で説明した誘起流発生装置３、図４で説明した誘起流発生装置３、及び図６～図７で説明した誘起流発生装置３の内の少なくとも２つを任意に備えた冷却装置１０を構成しても良い。これにより、用途に応じた好適な冷却装置１０を実現することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８は、第２実施形態にかかるプラズマアクチュエータ１７の構成を説明する断面図である。

図示のように、プラズマアクチュエータ１７は、第１電極１２と、接地された第２電極１３との間に誘電体１４が挟持されて構成される。そして、プラズマアクチュエータ１７は、電源装置１５に接続されている。なお、プラズマアクチュエータ１７の上部及び下部には所定の絶縁層が施される。

第１電極１２及び第２電極１３は、Ｚ軸方向において相互に位置ずれした位置に設けられている。また、第１電極１２及び第２電極１３は、銅、アルミニウム、又は鉄などの金属材料で構成される。第１電極１２及び第２電極１３は、例えば、数百ｕｍオーダーの厚さの銅テープにより構成される。

誘電体１４は、所定の絶縁材料で構成される。特に、当該絶縁材料としては、高電圧に対する耐性及び高絶縁性の観点からポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、又はナイロンを採用することが好ましい。これらの絶縁材料であれば、数百ｕｍオーダーの厚さであっても数ｋＶ程度の高電圧に対しても耐性を保つことができる。

また、第２電極１３及び誘電体１４は、Ｙ軸方向（図２３の紙面直交方向）において位置ずれして設けられている。すなわち、第２電極１３及び誘電体１４は、Ｚ軸方向において相互に重ならないように設けられている。

そして、本実施形態のプラズマアクチュエータ１７は、Ｚ軸方向における全体の厚さが例えば１ｍｍ以下程度となるように構成される。

電源装置１５は交流電源により構成され、プラズマアクチュエータ１７の第１電極１２及び第２電極１３にそれぞれ接続される。すなわち、電源装置１５がプラズマアクチュエータ１７に交流電圧を印加することで、第１電極１２からＸ軸正方向側にプラズマ雰囲気１６を発生させる。このプラズマ雰囲気１６中のイオンが空気分子に電気的に作用することで移動させ、Ｘ軸正方向に沿って流れる誘起流Ｉｆを発生させることができる。すなわち、第１電極１２が誘起流発生部３ａとして機能する。

ここで、プラズマアクチュエータ１７により生成される誘起流Ｉｆは、第１電極１２からＸ軸正方向に発生するものの、特に、プラズマ雰囲気１６からＸ軸正方向に所定距離離れた位置Ｐ２において流速が最大となる。これは、プラズマ雰囲気１６中の荷電粒子にクーロン力による体積力が生じて加速が始まり、上記所定距離離れた位置で一定の速度に達するためである。

なお、上述の誘起流Ｉｆが発生するプラズマ雰囲気１６からの所定距離は、電源装置１５の印可交流電圧の周波数、電極材料、及び誘電体１４の材料によって異なるが、たとえば数ｍｍ～数ｃｍとなる。

例えば、電源装置１５の印可電圧（印可交流電圧の実効値）が数ｋＶ程度で且つ交流周波数が２０ｋＨｚ以下程度の場合には、位置Ｐ２はプラズマ雰囲気１６から２ｃｍ程度離れた位部分となる。

このため、プラズマアクチュエータ１７の設置位置は、誘起流Ｉｆの流速が最大となる位置Ｐ２を考慮して適宜調節することが好ましい。

図９は、プラズマアクチュエータ１７を備えた冷却装置１０の構成を説明する断面図である。

図示のように、本実施形態の冷却装置１０は、本実施形態の冷却装置１０は、図１で説明した冷却装置１０の誘起流発生装置３としてプラズマアクチュエータ１７を採用した構成をとる。より詳細には、第２電極１３及び誘電体１４が支持部材９の表面９ａに接続されている。なお、プラズマアクチュエータ１７と支持部材９の表面９ａの間に適宜絶縁材を設けてもよい。

このように、冷却装置１０の誘起流発生装置３にプラズマアクチュエータ１７を採用することによって、誘起流発生装置３を比較的薄く形成することができる。これにより、プラズマアクチュエータ１７自身が、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂに沿う流体の流れを阻害するという事態をより好適に抑制することができる。

また、プラズマアクチュエータ１７であれば、誘起流Ｉｆを電気的に制御できる。より詳細には、電源装置１５による電源供給のオン／オフを切り替えることで誘起流Ｉｆを発生させる状態と発生させない状態の切り替えることができる。この電源供給のオン／オフの切り替えにより、主流Ｍｆの流れを乱して乱流を促進して熱伝達を向上させることができる。さらに、誘起流Ｉｆを発生させる必要が無い状況では、電源供給をオフ状態としておくことで、誘起流Ｉｆの作用に起因する圧力損失の発生を抑制することができる。さらに、電源装置１５による印加電圧の大きさを適宜調節することで、誘起流Ｉｆの流速・流量を調節することができる。

なお、本実施形態の冷却装置１０においては、プラズマアクチュエータ１７が、発熱体１が接合されるヒートシンク本体２とは別体の支持部材９に設けられている。このため、プラズマアクチュエータ１７の作動による電力損出に起因する熱が発熱体１の近くに伝達されることが抑制される。

以上説明した構成を有する本実施形態の冷却装置１０によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態の冷却装置１０では、誘起流発生装置３は、第１電極１２及び第２電極１３の間に誘電体１４を介在させてなるプラズマアクチュエータ１７を備える。

これにより、冷却装置１０の全体のサイズ及び体積の大幅な増加を伴うことなく、発熱体１の冷却を促進する誘起流Ｉｆを発生させる構成を実現することができる。特に、プラズマアクチュエータ１７は比較的小型に形成することができるので、誘起流発生装置３自身が、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂに沿う流体の流れを阻害するという事態をより好適に抑制することができる。

特に、プラズマアクチュエータ１７の作動に伴い熱を発生する。これに対して、本実施形態の冷却装置１０では、発熱体１が接合されるヒートシンク本体２とは別体のヒートシンク本体２とは別体の支持部材９にプラズマアクチュエータ１７が設けられる構成であるため、プラズマアクチュエータ１７と発熱体１との間の熱干渉を抑制することができる。

また、プラズマアクチュエータ１７に対する電気的制御又は構成材料の選択によって、誘起流Ｉｆを発生させる領域を比較的小さくすることができる。したがって、冷却装置１０の全体の圧力損失への影響を少なくしつつも、冷却のための流れを生成する構成が実現される。

さらに、本実施形態の冷却装置１０は、プラズマアクチュエータ１７に印加する交流電圧の大きさ、及び周波数を制御する制御装置としての電源装置１５をさらに含む。

これにより、電源装置１５によって誘起流Ｉｆの流速及び流量を電気的に制御することが可能となる。したがって、電源装置１５による誘起流Ｉｆの流速及び流量を調節することによって、主流Ｍｆの流れ（流れの中心位置Ｃｆ）も適宜調節することができる。したがって、隔壁などによる既存の受動部品（流路の構造等）に比べて当該主流Ｍｆの流れを高い応答性をもって制御することができるとともに、発熱体１や冷却装置１０の状態に応じたリアルタイムな制御が可能となる。

さらに、本実施形態では、プラズマアクチュエータ１７は、ヒートシンク本体２の第１表面２ａに接合された発熱体１に対向する第２表面２ｂの位置（発熱体対向位置Ｐ１）において、発熱体１との間で所定距離離れた位置に配置される。

これにより、熱量が相対的にヒートシンク本体２の部分に、流速が高くなった状態の誘起流Ｉｆを与えることができるので、冷却をより効率的に行うことができる。特に、本実施形態では、プラズマアクチュエータ１７が生成する誘起流Ｉｆの流速が最大となる位置Ｐ２に発熱体１の中心位置Ｃｆが配置されるため、冷却の効率がより一層高くなる。また、プラズマアクチュエータ１７と発熱体１が離れて配置されることによって、プラズマアクチュエータ１７の発熱による発熱体１への熱干渉も抑制することができる。

以下では、第２実施形態の変形例２－１について説明する。なお、変形例２－１を説明するための図１０及び図１１においては、図面の簡略化のため、上述した第１電極１２、第２電極１３、及び誘電体１４等のプラズマアクチュエータ１７の具体的構成は図示しない。

（変形例２－１）
図１０及び図１１は、変形例２－１による冷却装置１０の構成を説明する断面図である。特に、図１０には、ファン４が主流Ｍｆを発生させているものの、プラズマアクチュエータ１７をオフ状態（交流電圧を印加していない状態）とした場合の冷却装置１０を示す。また、図１０には、ファン４が主流Ｍｆを発生させつつ、プラズマアクチュエータ１７がオン状態（交流電圧を印加している状態）とした場合の冷却装置１０を示す。

図示のように、本変形例による冷却装置１０は、ヒートシンク本体２、プラズマアクチュエータ１７、ファン４、及び支持部材９が筐体５に収容された形態をとる。また、図示しないが、電源装置１５は例えば筐体５の外部に配置され、筐体５の配線孔を介してプラズマアクチュエータ１７と配線接続される。

筐体５は、金属材料又は樹脂材料により構成される。特に、発熱体１が電子部品であってアルミニウム等の金属材料で筐体５を構成する場合には、当該筐体５の表面にアルマイト処理等の絶縁処理を施すことが好ましい。そして、本実施形態の支持部材９は、図１０及び図１１上における筐体５の下部（Ｚ軸正方向側の端）に設けられる。より詳細には、支持部材９は、筐体５の一壁面として構成される。

本変形例の冷却装置１０では、ファン４の作動により図中左側を筐体５の入口５ａから主流Ｍｆが取り込まれる。そして、取り込まれた主流Ｍｆは、筐体５内においてヒートシンク本体２の冷却に用いられて、筐体５の出口５ｂから排出される。

したがって、本変形例の構成であれば、ファン４からの主流Ｍｆ及び誘起流Ｉｆを筐体５内に維持して拡散させること無く、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂと支持部材９の表面９ａの間の空気層７に流すことができる。このため、ヒートシンク本体２と空気層７との間の熱伝達をより効率的に実行することができ、冷却性能がより向上する。また、筐体５により外部からの暴露や感電等をより確実に防止することができる。

また、本変形例では、ヒートシンク本体２及び支持部材９にそれぞれ発熱体１及びプラズマアクチュエータ１７が複数（図１０及び図１１では２つずつ）設けられている。特に、各プラズマアクチュエータ１７は、主流Ｍｆの流れ方向において各発熱体１よりも上流位置（Ｘ軸負方向寄り位置）に設けられる。また、各プラズマアクチュエータ１７は、主流Ｍｆの流れと略逆向き（Ｘ軸負方向）に誘起流Ｉｆを流すように配置されている。

本変形例によれば、冷却対象である発熱体１が複数設けられている場合であっても、それらに応じてそれぞれプラズマアクチュエータ１７を設けることで、主流Ｍｆの流れを各発熱体１におけるそれぞれの発熱体対向位置Ｐ１に誘導するように誘起流Ｉｆを発生させることができる。これにより、より効率的な冷却が実現される。

また、プラズマアクチュエータ１７のオフ状態（図１０参照）では、主流Ｍｆの流れの中心位置Ｃｆがヒートシンク本体２と支持部材９の間のＺ軸方向における略中央に維持される。すなわち、主流Ｍｆの流れが誘起流Ｉｆの影響を受けておらず、乱流の発生が抑えられ圧損が抑制される状態である。

一方、プラズマアクチュエータ１７がオン状態（図１１参照）の場合には、上述した主流Ｍｆの流れを各発熱体１におけるそれぞれの発熱体対向位置Ｐ１に誘導する作用を得ることができる。

したがって、必要に応じてプラズマアクチュエータ１７のオン状態とオフ状態を切り替えることでリアルタイムに主流Ｍｆの流れを制御することができる。

さらに、本変形例の冷却装置１０では、支持部材９は、ヒートシンク本体２を囲う筐体５の一部として構成される。

このように、ヒートシンク本体２を筐体５内に収容することで、主流Ｍｆ及び誘起流Ｉｆの拡散を抑制して冷却を効率的に実行することができる。また、支持部材９に設けられるプラズマアクチュエータ１７又はヒートシンク本体２に接合された電子部品等の発熱体１などの比較的高い電圧を有する部品を、外部から遮断することができ、暴露や感電等をより確実に防止することができる。

さらに、筐体５の一部が支持部材９として構成されることで、筐体５内部に別途支持部材９を構成する場合に比べ、スペースを削減することができる。結果として、冷却装置１０全体の小型化にも資することとなる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１２及び図１３は、第３実施形態による冷却装置１０の構成を説明する断面図である。特に、図１２には、ファン４が主流Ｍｆを発生させているものの、プラズマアクチュエータ１７をオフ状態（交流電圧を印加していない状態）とした場合の冷却装置１０を示す。また、図１３には、ファン４が主流Ｍｆを発生させつつ、プラズマアクチュエータ１７がオン状態（交流電圧を印加している状態）とした場合の冷却装置１０を示す。なお、図１２及び図１３においては、図面の簡略化のため、上述した第１電極１２、第２電極１３、及び誘電体１４等のプラズマアクチュエータ１７の具体的構成は図示しない。

本実施形態による冷却装置１０では、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂに放熱フィン６が設けられている。

放熱フィン６は、発熱体１からヒートシンク本体２を介して伝達された熱を、その表面６ａから空気層７へ放出する部材である。すなわち、放熱フィン６は、ヒートシンクと空気層７との間の伝熱領域（表面積）をより大きくすることを目的として構成される構造である。

放熱フィン６は、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂから図１２及び図１３上で下方、すなわち支持部材９に向かって伸長する断面視略矩形状に形成される。そして、本実施形態の放熱フィン６は、Ｙ軸方向に沿って略一定のピッチで複数（図１２及び図１３では４つ）設けられており、全体として櫛歯形状に構成される。

また、放熱フィン６は、ヒートシンク本体２と同一材料又は異なる材料により構成される。すなわち、放熱フィン６は、例えば、銅若しくはアルミニウムなどの比較的熱伝導率の高い金属製材料又はＦＲ４若しくはセラミクス等の比較的熱伝導率が高い非金属製材料で構成される。

なお、ヒートシンク本体２が金属等の導電性材料で形成されている場合には、放熱フィン６を熱伝導率が比較的高い非導電性材料で形成することで、ヒートシンク本体２と放熱フィン６の間の熱伝導性能を確保しつつ、絶縁機能を与えることができる。一方、ヒートシンク本体２が絶縁材料で構成されるなどの発熱体１との間の絶縁機能が確保されている場合には、放熱フィン６をアルミニウムなどの比較的熱伝導率が高く且つ低コストの材料で形成することが好ましい。

また、図１２及び図１３においては図示していないが、本実施形態の冷却装置１０も、図１で説明した冷却装置１０と同様に、ファン４がヒートシンク本体２のＸ軸方向における一端部の近傍に設けられている。したがって、ファン４からの主流Ｍｆは、隣接する放熱フィン６で仕切られる空間の一部を流路して、図１２及び図１３における紙面手間側から奥側に向かって流れる。

ここで、本実施形態による冷却装置１０において、図１２に示すプラズマアクチュエータ１７のオフ状態では、隣接する放熱フィン６の間に形成する主流Ｍｆの流れの中心位置Ｃｆがヒートシンク本体２と支持部材９の間のＺ軸方向における略中央となる。すなわち、主流Ｍｆの流れが誘起流Ｉｆの影響を受けておらず、乱流の発生が抑えられ圧損が抑制される状態である。

一方、図１３に示すプラズマアクチュエータ１７のオン状態では、誘起流Ｉｆの作用により、隣接する放熱フィン６の間の主流Ｍｆの流れがヒートシンク本体２の方向に誘導される。これにより、主流Ｍｆの流れの中心位置Ｃｆをヒートシンク本体２に寄せることができる（図１３の点線矢印参照）。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態による冷却装置１０におけるヒートシンク本体２は、発熱体１の接合面である第１表面２ａの裏面としての第２表面２ｂに設けられた放熱フィン６をさらに含む。

これにより、簡易な構成でヒートシンクと空気層７との間の伝熱面積を増加させて、冷却性能をより向上させることができる。

また、本実施形態の冷却装置１０は、プラズマアクチュエータ１７が支持部材９の表面９ａに設けられ、放熱フィン６がヒートシンク本体２の支持部材９に向かって伸長するので、支持部材９に設けられたプラズマアクチュエータ１７は、ヒートシンク本体２よりも放熱フィン６が近い配置となる。このため、隣接する放熱フィン６の間に形成される主流Ｍｆの流路は、誘起流Ｉｆの発生源であるプラズマアクチュエータ１７に比較的近くなる。したがって、誘起流Ｉｆによる主流Ｍｆの制御をより好適に実行することができ、冷却性能をさらに向上させることができる。

また、本実施形態の冷却装置１０では、放熱フィン６は、櫛歯状に複数設けられる。

これにより、誘起流Ｉｆの流路を櫛歯状に並ぶ放熱フィン６の間に画定することができるので、各放熱フィン６の配置間隔及びサイズ（Ｙ軸方向の幅及びＸ軸方向の長さ等）を適宜調節することで、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂ上に所望の経路の誘起流Ｉｆの流路を構成することができる。

なお、本変形例による櫛歯状に複数設けられた放熱フィン６に代えて、略四角柱形状、略円柱形状、又は他の任意の形状（多角柱形状、円錐形状、又は多角錐形状など）に形成する突起状の放熱フィン６をヒートシンク本体２に一つ又は複数設けても良い。すなわち、放熱フィン６が突起状に形成されても良い。

これにより、誘起流Ｉｆの方向が、突起状の放熱フィン６に衝突して変更される。

したがって、放熱フィン６をヒートシンク本体２の第２表面２ｂ上の適切な位置に配置することで、主流Ｍｆ及び誘起流Ｉｆの流れ方向を適宜変更することができる。結果として、ヒートシンク本体２又は放熱フィン６と空気層７の間の熱伝達をより促進することができる。

特に、突起状の放熱フィン６であれば、主流Ｍｆ及び誘起流Ｉｆを乱して乱流（３次元的な流れ）を発生させて、ヒートシンク本体２の第２表面２ｂ又は放熱フィン６の表面６ａの周辺における流速の低下に起因する境界層（断熱層）の発達を抑制することができる。

なお、上記第２実施形態及び第３実施形態では、主流Ｍｆの流れをヒートシンク本体２の方向に誘導するようにプラズマアクチュエータ１７を配置する例について説明した。しかしながら、主流Ｍｆの流れを支持部材９の方向に誘導するようにプラズマアクチュエータ１７を配置しても良い。より詳細には、図５で説明した冷却装置１０の誘起流発生装置３としてプラズマアクチュエータ１７を採用しても良い。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態～第３実施形態の何れかと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、誘起流発生装置３として図８で説明したプラズマアクチュエータ１７を採用する冷却装置１０の他の例について説明する。特に、本実施形態では、プラズマアクチュエータ１７の第２電極１３がヒートシンク（ヒートシンク本体２及び放熱フィン６）に構成され、第１電極１２が支持部材９に構成される冷却装置１０の態様について説明する。

図１４は、本実施形態による冷却装置１０の構成を説明する断面図である。図１５は、図１４におけるＡ－Ａ’線矢視断面図である。さらに、図１６は、図１４の点線Ｂで囲まれる領域の斜視図である。

図示のように、本実施形態による冷却装置１０は、図１２又は図１３で説明した構成をベースとして、支持部材９の表面９ａに各放熱フィン６にそれぞれ対向して突起９ｂが形成されている。また、各放熱フィン６と突起９ｂとの間に誘電体１４が設けられている。

本実施形態のヒートシンク本体２及び各放熱フィン６は金属材料で形成されており、接地電位に接続され、第２電極１３として機能する。一方、支持部材９は電源装置１５に電気的に接続され、第１電極１２として機能する。これにより、電源装置１５が支持部材９とヒートシンク本体２及び放熱フィン６との間に交流電圧を印加することで、これらがプラズマアクチュエータ１７として動作する。

したがって、支持部材９とヒートシンク本体２及び各放熱フィン６との間に発生する電圧差によって誘電体１４から空気層７中に、ヒートシンク本体２の方向に向かう誘起流Ｉｆが発生する。結果として、本実施形態の冷却装置１０の構成により、主流Ｍｆの流れの制御する誘起流Ｉｆ、特に主流Ｍｆの流れをヒートシンク本体２の方へ誘導する誘起流Ｉｆを発生させることができる。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態では、誘起流発生装置３として図８で説明したプラズマアクチュエータ１７を採用した冷却装置１０が提供される。そして、第１電極１２がヒートシンク（ヒートシンク本体２及び放熱フィン６）に構成され、第２電極１３が支持部材９に構成される。

これにより、プラズマアクチュエータ１７の第１電極１２及び第２電極１３を、それぞれ支持部材９及びヒートシンクと一体として構成するので、追加の電極を設けることなく、簡素な且つ低コストに誘起流Ｉｆを発生させるための構成を実現することができる。

特に、本実施形態の冷却装置１０は、ヒートシンク（ヒートシンク本体２及び放熱フィン６）が接地電位となり、且つ支持部材９の電位が変動するように構成される。

これにより、発熱体１が電子部品である場合において、ヒートシンク側が接地電位とされることで、プラズマアクチュエータ１７の動作による電圧変動の影響を抑制することができる。また、ヒートシンクと発熱体１との絶縁設計が容易になる。

以下では、第４実施形態の各変形例４－１～４－７について説明する。なお、以下の各変形例４－１～４－７は、要求される主流Ｍｆ及び誘起流Ｉｆの流れ方向、冷却性能、絶縁性能、ファン４の出力性能、及び圧力損失を考慮して適宜選択され得る具体的構成を例示したものである。

（変形例４－１）
図１７は、変形例４－１による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図１６で説明した冷却装置１０の構成に対して、支持部材９は、その表面９ａを構成する面部のＸ軸方向における伸長領域が、突起９ｂのＸ軸方向における伸長領域よりも短く形成される。具体的に、図１７に示す例では、支持部材９の面部のＸ軸方向における伸長領域が、突起９ｂのＸ軸方向における伸長領域の１／５～１／６程度に形成される。この構成により、支持部材９の突起９ｂから図上の下方（Ｚ軸正方向）に流れる誘起流Ｉｆを生成することができる。

（変形例４－２）
図１８は、変形例４－２による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図１７で説明した冷却装置１０の構成に対して、支持部材９における図上の左側から１番目と３番目の突起９ｂの部分のみを、第２電極１３として構成する。この構成により、誘起流Ｉｆは、隣接する放熱フィン６の間で渦を描くように流すことができる。

（変形例４－３）
図１９は、変形例４－３による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０は、図１６で説明した冷却装置１０の構成に加えて、さらに、隣接する放熱フィン６の間の空間において、Ｘ軸正方向に流れる主流Ｍｆを発生するファン４が設けられている。この構成により、誘起流Ｉｆの作用で主流Ｍｆをヒートシンク本体２に寄せることができる。なお、放熱フィン６は突起状に形成しても良い。

（変形例４－４）
図２０は、変形例４－４による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図１６で説明した冷却装置１０の放熱フィン６の形態に代えて、略円柱形状の突起状の放熱フィン６が構成されている。また、支持部材９の突起９ｂ及び誘電体１４の形状も略円柱形状に形成される。なお、これら各部材にかかる略円柱形状の径は、放熱フィン６、誘電体１４、及び突起９ｂの順に大きくなるように構成されている。この構成により、支持部材９の突起９ｂの周領域に沿ってから図上の下方（Ｚ軸正方向）に流れる誘起流Ｉｆを生成することができる。

（変形例４－５）
図２１は、変形例４－５による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図１６で説明した冷却装置１０の構成に対して、支持部材９に複数（図２１では３つ）のスリット部９ｃが形成されている。

スリット部９ｃは、支持部材９における隣接する放熱フィン６の間の空間に対向する位置にそれぞれもうけられ、当該支持部材９の面上においてＸ軸方向に沿って伸長する。また、ファン４が、スリット部９ｃに対してＺ軸負方向側に対向して配置されている。この構成により、ファン４からの主流Ｍｆは、スリット部９ｃを通過して隣接する放熱フィン６の間の空間をヒートシンク本体２に向かって流れる。さらに、突起９ｂからＺ軸正方向に誘起流Ｉｆが流れるため、当該誘起流Ｉｆにより主流Ｍｆを加速してその流速を増大させることができる。

（変形例４－６）
図２２は、変形例４－６による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図１６で説明した冷却装置１０の構成をベースとして、支持部材９の各突起９ｂの間に誘電体１４が挟持される構成をとる。この構成により、冷却装置１０の構造をより安定させることができる。

（変形例４－７）
図２３は、変形例４－７による冷却装置１０の要部斜視図である。また、図２４は、図２３を矢印ＡＲの方向に沿って視た構成を示す図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図２２で説明した冷却装置１０の構成をベースとして、各突起９ｂの先端が先細りのテーパ状に形成される。この構成により、突起９ｂから発生する誘起流Ｉｆの方向を拡散させることができ、各放熱フィン６の間の空間における流れを乱流にすることができる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について説明する。なお、第１実施形態～第４実施形態の何れかと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、誘起流発生装置３として図８で説明したプラズマアクチュエータ１７を採用する冷却装置１０の他の例について説明する。特に、本実施形態では、プラズマアクチュエータ１７の第１電極１２がヒートシンク（ヒートシンク本体２及び放熱フィン６）に構成され、第２電極１３が支持部材９に構成される冷却装置１０の態様について説明する。

図２５は、本実施形態による冷却装置１０の構成を説明する要部斜視図である。図示のように、本実施形態による冷却装置１０では、ヒートシンク本体２及び各放熱フィン６は電源装置１５に電気的に接続され、第１電極１２として機能する。一方、支持部材９は接地電位に接続され、第２電極１３として機能する。これにより、電源装置１５がヒートシンク本体２及び放熱フィン６と支持部材９との間に交流電圧を印加することで、これらがプラズマアクチュエータ１７として動作する。

したがって、ヒートシンク本体２及び放熱フィン６と支持部材９との間に発生する電圧差によって誘電体１４から空気層７中に、支持部材９の表面９ａの方向に向かう誘起流Ｉｆが発生する。結果として、本実施形態の冷却装置１０の構成により、主流Ｍｆの流れの制御する誘起流Ｉｆ、特に主流Ｍｆの流れを支持部材９の表面９ａへ寄せる誘起流Ｉｆを発生させることができる。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態では、支持部材９が接地電位となり、且つヒートシンク（ヒートシンク本体２及び放熱フィン６）の電位が変動するように構成される。

これにより、ヒートシンクと接する支持部材９の面（突起９ｂの側面）の全面を誘電体１４で覆う構成とすることができる。このため、ヒートシンク本体２及び放熱フィン６と支持部材９との間の絶縁性を好適に確保することができる。また、本実施形態の構成であれば、支持部材９の表面９ａの方向に向かう誘起流Ｉｆを発生させることができるので、プラズマアクチュエータ１７の発熱の影響が無視できない場合に主流Ｍｆをヒートシンク本体２から逸らし、発熱体１との熱干渉を抑制することができる。

以下では、第５実施形態の各変形例５－１～５－３について説明する。なお、以下の各変形例５－１～５－３は、要求される主流Ｍｆ及び誘起流Ｉｆの流れ方向、冷却性能、絶縁性能、ファン４の出力性能、及び圧力損失を考慮して適宜選択され得る具体的構成を例示したものである。

（変形例５－１）
図２６は、変形例５－１による冷却装置１０の要部斜視図である。本変形例による冷却装置１０では、図２５で説明した冷却装置１０の構成をベースとするが誘電体１４の構成が異なる。具体的に、誘電体１４は、支持部材９の表面９ａの全面を覆う板状の基部１４ａと、支持部材９の突起９ｂの両側面を覆う突出部１４ｂと、を有している。この構成によっても、主流Ｍｆの流れを支持部材９の表面９ａへ寄せる誘起流Ｉｆを発生させることができる。

（変形例５－２）
図２７は、変形例５－２による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図２５で説明した冷却装置１０の放熱フィン６の形態に代えて、略円柱形状の突起状の放熱フィン６が構成されている。

また、支持部材９の突起９ｂ及び誘電体１４の形状も略円柱形状に形成される。なお、これら各部材にかかる略円柱形状の径は、放熱フィン６、誘電体１４、及び突起９ｂの順に大きくなるように構成されている。この構成により、支持部材９の突起９ｂの周領域に沿ってから図上の情報（Ｚ軸負方向）に流れる誘起流Ｉｆを生成することができる。

（変形例５－３）
図２８は、変形例５－３による冷却装置１０の要部斜視図である。図示のように、本変形例による冷却装置１０では、図２５で説明した冷却装置１０の構成に対して、支持部材９に複数（図２８では３つ）のスリット部９ｃが形成されている。

スリット部９ｃは、支持部材９における隣接する放熱フィン６の間の空間に対向する位置にそれぞれもうけられ、当該支持部材９の面上においてＸ軸方向に沿って伸長する。また、本変形例では、吸引式のファン４´が、スリット部９ｃに対してＺ軸負方向側に対向して配置されている。この構成により、ファン４´の作動に伴い、隣接する放熱フィン６の間の空間においてヒートシンク本体２からスリット部９ｃを通過する方向（Ｚ軸負方向）に流れる主流Ｍｆが発生する。さらに、突起９ｂからＺ軸負方向に誘起流Ｉｆが流れるため、当該誘起流Ｉｆにより主流Ｍｆを加速してその流速を増大させることができる。

なお、本実施例で説明した吸引式のファン４´の配置に代えて、誘起流Ｉｆに対して直交するようにファン４´を配置し、主流Ｍｆの方向を調節するようにしても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態及び各変形例は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば上記図１６及び図１７で説明した冷却装置１０（変形例３－１及び変形例３－２の冷却装置１０）では、ファン４を筐体５の入口５ａに配置する例を説明した。しかしながら、この構成に代えて、ファン４を筐体５の出口５ｂに配置してファン４の作動により出口５ｂから空気を吸い込む構成としても良い。

また、上記各実施形態を説明する図面において発熱体１は略四角形状で示している。しかしながら、発熱体１として想定されるコイル及びコンデンサ等の電子部品、又は冷却が要求される他の装置などの形状に応じた形状の発熱体１についても、上記各実施形態に適用することができる。

さらに、上記各実施形態では、一つの発熱体１に対して一つの誘起流発生装置３を設ける例について説明した。しかしながら、これに限らず、一つの発熱体１に対して複数の誘起流発生装置３を設けても良いし、複数の発熱体１に対して一つの誘起流発生装置３を設ける構成としても良い。

また、誘起流発生装置３としては、上記第４実施形態で説明したプラズマアクチュエータ１７以外の装置を用いることもできる。例えば、誘起流発生装置３を圧電素子等の電気的作用により気流を生じさせる他の装置により構成しても良い。

さらに、上記各実施形態では、主流Ｍｆに対して略直交する方向又は略平行する方向に誘起流Ｉｆを発生させる態様を説明した。しかしながら、発生させる誘起流Ｉｆの方向は当該態様に限られず、主流Ｍｆに対して所定の角度をなすように誘起流Ｉｆを発生させても良い。特に、主流Ｍｆの流れ方向の調節又は主流Ｍｆの流量・流速を補助する作用を得る観点から、誘起流Ｉｆを発生させる方向及び誘起流Ｉｆの流量又は流速を適宜、調節することが可能である。

また、上記各実施形態では、主流発生装置として、送風式のファン４又は吸い込み式のファン４´を用いる例を説明した。しかしながら、主流発生装置は、ヒートシンクから空気層７への放熱を助長する機能を果たすものであれば、他のタイプの装置を採用しても良い。例えば、ファン４又はファン４´に代えて、自然滞留によりヒートシンクの周辺に気流の流れを生じさせる装置を採用しても良い。

なお、上記各実施形態では、ヒートシンク本体２の第１表面２ａに直接、発熱体１を接合する態様を説明した。しかしながら、この構成に代えて、発熱体１からの熱をヒートシンク本体２においてより好適に拡散させる観点から、発熱体１とヒートシンク本体２の間に当該熱の拡散を促進する部材であるヒートスプレッダを介在させても良い。

このようなヒートスプレッダは、ヒートシンク本体２又は放熱フィン６と同一の材料又は異なる材料で形成することができる。特に、ヒートスプレッダは、銅、アルミニウム、及び炭素構造体（カーボンブラック又はダイヤモンド等）の熱伝導率が比較的高い材料で形成されることが好ましい。より好ましくは、ヒートスプレッダは銅などの比較的低コストの材料で構成される。

このように、ヒートスプレッダを発熱体１とヒートシンク本体２の間に介在させることで、ヒートシンク本体２又は放熱フィン６の特定の部位に偏らせることなく、より均等に伝達させることができる。結果として、ヒートシンク本体２又は放熱フィン６と、主流Ｍｆ及び誘起流Ｉｆとの間の実質的な伝熱領域を増大させて、熱伝達性能をより向上させることができる。

Claims (19)

1. 発熱体が接合されたヒ－トシンクと、
   前記ヒ－トシンクを冷却する主流を一定の方向に向けて発生させる主流発生装置と、
   所定の電圧が印加される電極、及び前記電極に印加される電圧により電気的に所定の方向に流れる誘起流を発生させる誘起流発生部を有する誘起流発生装置と、を備え、
   前記誘起流発生装置は、前記ヒ－トシンクに対向する支持部材に設けられ、
   前記誘起流発生装置は、前記主流の流れを所望の方向に誘導するように前記誘起流を発生させる位置に配置される、
   冷却装置。
2. 発熱体が接合されたヒ－トシンクと、
   前記ヒ－トシンクを冷却する主流を一定の方向に向けて発生させる主流発生装置と、
   所定の電圧が印加される電極、及び前記電極に印加される電圧により電気的に所定の方向に流れる誘起流を発生させる誘起流発生部を有し、
   前記ヒ－トシンクに対向する支持部材に設けられる誘起流発生装置と、を備え、
   前記誘起流発生装置は、前記電極として機能する第１電極及び第２電極と、第１電極及び第２電極の間に介在される誘電体と、を有するプラズマアクチュエ－タを含み、
   さらに、前記主流の流れを所望の方向に誘導するように前記プラズマアクチュエ－タに印加する交流電圧の大きさ、及び周波数を制御する制御装置を含む、
   冷却装置。
3. 請求項１又は２に記載の冷却装置であって、
   前記誘起流発生装置は、前記主流の流れを前記ヒ－トシンクに誘導する方向に前記誘起流を発生させるように配置される、
   冷却装置。
4. 請求項３に記載の冷却装置であって、
   前記誘起流発生装置及び前記主流発生装置は、前記主流の流れ及び前記誘起流の流れ相互に略平行且つ略逆向きとなるように配置される、
   冷却装置。
5. 請求項３に記載の冷却装置であって、
   前記誘起流発生装置は、前記誘起流の流れが前記支持部材から前記ヒ－トシンクへ向かう方向に対して略直交するように配置される、
   冷却装置。
6. 請求項１又は２に記載の冷却装置であって、
   前記誘起流発生装置は、前記主流の流れを前記支持部材に誘導する方向に前記誘起流を発生させるように配置される、
   冷却装置。
7. 請求項６に記載の冷却装置であって、
   前記誘起流発生装置は、前記主流の流れに対して略平行且つ略同じ向きの前記誘起流を発生させるように配置される、
   冷却装置。
8. 請求項１又は２に記載の冷却装置であって、
   前記誘起流発生装置及び前記主流発生装置は、前記主流の流れ及び前記誘起流の流れが相互に略直交し、且つ前記誘起流の流れが前記ヒ－トシンクの面と略平行となるように配置される、
   冷却装置。
9. 請求項３～８の何れか１項に記載の冷却装置であって、
   前記誘起流発生装置を少なくとも２つを備える、
   冷却装置。
10. 請求項３～５の何れか１項に記載の冷却装置であって、
    前記誘起流発生装置は、前記主流の流れ方向における前記発熱体の上流位置に配置された、
    冷却装置。
11. 請求項６又は７に記載の冷却装置であって、
    前記誘起流発生装置は、前記主流の流れ方向における前記発熱体の下流位置に配置された、
    冷却装置。
12. 請求項１～１１の何れか１項に記載の冷却装置であって、
    前記ヒ－トシンクは、前記発熱体の接合面の裏面に設けられた放熱フィンをさらに含む、
    冷却装置。
13. 請求項１２に記載の冷却装置であって、
    前記放熱フィンは、櫛歯状に複数設けられた、
    冷却装置。
14. 請求項１３に記載の冷却装置であって、
    前記放熱フィンは、突起状に形成された、
    冷却装置。
15. 請求項１～１４の何れか１項に記載の冷却装置であって、
    前記支持部材は、前記ヒ－トシンクを囲う筐体の一部として構成される、
    冷却装置。
16. 請求項１～１５の何れか１項に記載の冷却装置であって、
    前記発熱体は、電子機器内に設けられた電子部品である、
    冷却装置。
17. 発熱体が接合されたヒ－トシンクと、
    前記ヒ－トシンクを冷却する主流を発生させる主流発生装置と、
    電気的に誘起流を発生させる誘起流発生装置と、を備え、
    前記誘起流発生装置は、第１電極及び第２電極の間に誘電体を介在させてなるプラズマアクチュエ－タを含むとともに、前記ヒ－トシンクに対向する支持部材に設けられ、
    前記第１電極は前記ヒ－トシンクに構成され、前記第２電極は前記支持部材に構成される、
    冷却装置。
18. 請求項１７に記載の冷却装置であって、
    前記ヒ－トシンクが接地電位となり、且つ前記支持部材の電位が変動するように構成された、
    冷却装置。
19. 請求項１７に記載の冷却装置であって、
    前記支持部材が接地電位となり、且つ前記ヒ－トシンクの電位が変動するように構成された、
    冷却装置。

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