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WO2022181344A1 - 冷却装置 - Google Patents

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Publication number
WO2022181344A1
WO2022181344A1 PCT/JP2022/005182 JP2022005182W WO2022181344A1 WO 2022181344 A1 WO2022181344 A1 WO 2022181344A1 JP 2022005182 W JP2022005182 W JP 2022005182W WO 2022181344 A1 WO2022181344 A1 WO 2022181344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
heat source
support plate
heat pipe
cooling device
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/005182
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和宏 西川
雅昭 花野
Original Assignee
日本電産株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
Priority to CN202280017141.7A priority Critical patent/CN116917686A/zh
Publication of WO2022181344A1 publication Critical patent/WO2022181344A1/ja

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to cooling devices.
  • cooling devices having heat pipes are known.
  • cooling devices with heat pipes are used as heat sinks for vehicles.
  • a conventional cooling device has a plurality of heat pipes (see Patent Document 1, for example).
  • conventional heat pipes are placed on the upper side of the base.
  • the heat pipes extend in the first direction and are arranged in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the heat source is arranged under the base so as to vertically overlap all the heat pipes.
  • the end of the conventional heat source in the second direction is located outside the heat pipe located on the outermost side in the second direction.
  • the heat pipe may be less effective in cooling the heat source.
  • An object of the present invention is to cool a heat source well in a configuration in which heat pipes are arranged in a direction perpendicular to the direction in which the heat pipes extend.
  • An exemplary cooling device of the present invention is a cooling device for cooling a heat source, and includes a support plate vertically facing the heat source and a plurality of heat pipes.
  • the heat pipe is arranged above the support plate in the vertical direction.
  • the heat source is arranged below the support plate in the vertical direction.
  • the heat pipes extend in a first direction orthogonal to the vertical direction and are arranged in a second direction orthogonal to the vertical direction and the first direction. At least one of the heat pipes positioned outermost in the second direction has an outer end extending in the first direction outside the heat source in the second direction.
  • the heat source can be cooled well in the configuration in which the heat pipes are arranged in the direction orthogonal to the direction in which the heat pipes extend.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a cooling device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view when the cooling device according to the embodiment is viewed from below.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the support plate according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the arrangement positions of the heat pipes according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the arrangement positions of the heat pipes according to the modification.
  • the vertical direction is defined such that the side on which the cooling device 100 is arranged with respect to the heat source 200 is the top, and the side on which the heat source 200 is arranged with respect to the cooling device 100 is the bottom. Note that this definition of the vertical direction does not limit the actual orientation and positional relationship of each component.
  • first direction a direction perpendicular to the vertical direction
  • second direction a direction perpendicular to the vertical direction and the first direction
  • D1 the first direction
  • D2 the second direction
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a cooling device 100 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view when the cooling device 100 according to the embodiment is viewed from below.
  • a heat source 200 cooled by the cooling device 100 is illustrated.
  • Cooling device 100 is a device that cools heat source 200 .
  • the number of heat sources 200 assigned to a single cooling device 100 is not particularly limited.
  • the number of heat sources 200 is, for example, plural.
  • the multiple heat sources 200 are arranged at intervals in the first direction D1, for example.
  • Heat source 200 is, for example, an inverter power transistor.
  • An inverter is provided, for example, in a traction motor for driving wheels of a vehicle.
  • the power transistor is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • the cooling device 100 includes a channel 10 through which a coolant flows.
  • the refrigerant is, for example, liquid.
  • the cooling device 100 also includes a cover 1 .
  • the cover 1 is, for example, a member called a water jacket.
  • the cover 1 is arranged above the upper plate 2 .
  • the upper plate 2 has a substantially rectangular shape when viewed from above and below.
  • a cover 1 covers the upper surface of the upper plate 2 .
  • the cover 1 has channels 10 in its inner region. In other words, channel 10 is provided in the region between cover 1 and upper plate 2 . Coolant flows along the upper surface of the upper plate 2 in the area between the cover 1 and the upper plate 2 .
  • the cover 1 has an upper wall portion 11 and side wall portions 12 .
  • the upper wall portion 11 has a substantially rectangular shape with the first direction D1 as the longitudinal direction and the second direction D2 as the lateral direction when viewed from above.
  • the side wall portion 12 extends downward from the outer edge of the upper wall portion 11 .
  • a lower end of the side wall portion 12 contacts the upper surface of the upper plate 2 .
  • the lower ends of the side walls 12 are joined to the upper surface of the upper plate 2 .
  • the cover 1 has a supply port 101 through which the coolant is supplied to the upstream side of the channel 10 . Further, the cover 1 has a discharge port 102 through which the refrigerant is discharged on the downstream side of the flow path 10 . The coolant flows from the supply port 101 side of the cover 1 toward the discharge port 102 side.
  • the cover 1 has a supply port 101 and a discharge port 102 in the upper wall portion 11 .
  • the cover 1 has a supply port 101 on one side in the first direction D1 and a discharge port 102 on the other side.
  • the supply port 101 and the discharge port 102 are through-holes that vertically pass through the upper wall portion 11 .
  • Tubes (not shown) are arranged at the supply port 101 and the discharge port 102 . Then, the coolant is supplied to the region between the cover 1 and the upper plate 2, that is, the flow path 10, through the tube on the supply port 101 side. Also, the coolant is discharged from the region between the cover 1 and the upper plate 2, that is, the flow path 10, through the tube on the discharge port 102 side.
  • the cooling device 100 also includes fins 3 . Fins 3 protrude upward from the upper surface of upper plate 2 .
  • the upper plate 2 has fins 3 on its upper surface. Fins 3 may be integral with upper plate 2 .
  • the number of fins 3 is plural.
  • Fins 3 extend from the upstream side of channel 10 toward the downstream side.
  • the fins 3 are flat.
  • the fins 3 extend parallel to the first direction D1. Further, the fins 3 are arranged at intervals in the second direction D2.
  • Fins 3 are arranged in the area between the cover 1 and the top plate 2 .
  • the fins 3 are arranged in the area through which the coolant flows.
  • the area between the fins 3 adjacent to each other in the second direction D2 becomes the flow path 10 .
  • the cooling device 100 has a support plate 4 .
  • the cooling device 100 also includes a plurality of heat pipes 5 .
  • a metal such as copper is used.
  • a metal such as copper is used.
  • the support plate 4 has a substantially rectangular shape with a longitudinal direction in the first direction D1 and a lateral direction in the second direction D2 when viewed from above. That is, the fins 3 extend parallel to the longitudinal direction of the support plate 4 and are arranged at intervals in the lateral direction of the support plate 4 .
  • the coolant flowing through the flow path 10 is directed from one side of the support plate 4 in the longitudinal direction to the other side.
  • one longitudinal side of the support plate 4 is the upstream side of the channel 10
  • the other longitudinal side is the downstream side of the channel 10 .
  • the support plate 4 supports the heat pipes 5 on the upper surface. That is, the heat pipe 5 is arranged above the support plate 4 in the vertical direction. Also, the heat pipe 5 contacts the upper surface of the support plate 4 .
  • a support plate 4 is arranged below the upper plate 2 .
  • the upper plate 2 is arranged above the heat pipes 5 . That is, the heat pipe 5 is covered with the upper plate 2 from above. For example, heat pipes 5 contact upper plate 2 . Further, the support plate 4 vertically faces the heat source 200 .
  • the heat source 200 is arranged below the support plate 4 in the vertical direction.
  • the heat sources 200 are arranged at intervals in the first direction D1. That is, the longitudinal direction of the support plate 4 is the direction in which the heat sources 200 are arranged.
  • the heat source 200 contacts the lower surface of the support plate 4, for example. Note that the heat source 200 may indirectly contact the lower surface of the support plate 4 via, for example, a thermal sheet.
  • the heat pipe 5 extends in the first direction D1. That is, the heat pipe 5 extends from the upstream side toward the downstream side of the flow path 10 . Note that the heat pipe 5 extends linearly in the first direction D1. In other words, the heat pipes 5 extend in the same direction as the fins 3 . In other words, the heat pipes 5 extend in the direction in which the heat sources 200 are arranged. Also, the heat pipes 5 are arranged in the second direction D2.
  • the cross-sectional shape of the heat pipe 5 cut along the second direction D2 is a flat shape elongated in the second direction D2.
  • the cross-sectional shape of the heat pipe 5 is not particularly limited.
  • a cross-sectional shape of the heat pipe 5 cut along the second direction D2 may be circular.
  • the heat pipe 5 is a cylindrical body closed at both ends in the first direction D1.
  • the heat pipe 5 has working fluid in its internal space.
  • the working fluid is pure water, for example. Alcohol or the like can also be used as the working fluid.
  • the heat pipe 5 has a capillary structure on its inner wall. That is, the internal space of the heat pipe 5 is a space surrounded by a capillary structure.
  • the working fluid is vaporized in the heating portion of the heat pipe 5 and the vaporized working fluid moves to the upstream side of the flow path 10 .
  • the upstream side of the flow path 10 is the side to which the low-temperature coolant is supplied. That is, the vaporized working fluid moves to the low temperature portion of the heat pipe 5 .
  • the working fluid is liquefied at the low temperature portion of the heat pipe 5 and moves to the heating portion of the heat pipe 5 by capillary action. Heat is transported by the movement of the working fluid in this way.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the support plate 4 according to the embodiment.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional structure when the support plate 4 is cut along the second direction D2.
  • the heat pipe 5 is indicated by a dashed line.
  • the support plate 4 has a plurality of support portions 41 that support the heat pipes 5 respectively.
  • the support portion 41 is a concave portion recessed downward from the upper surface of the support plate 4 .
  • the support portion 41 extends linearly in the first direction D1. That is, the support portion 41 extends in the same direction as the heat pipe 5 extends. Further, the support portions 41 are arranged at intervals in the second direction D2.
  • One heat pipe 5 is arranged on each support portion 41 . At least part of the heat pipe 5 arranged on the support portion 41 contacts the inner surface of the support portion 41, that is, the inner surface of the recess. Note that the heat pipe 5 may indirectly contact the inner surface of the support portion 41 via, for example, a thermally conductive adhesive member.
  • the side from the center of the second direction D2 of the support plate 4 toward the long side 401 of the support plate 4 is defined as the outside, and the second direction of the support plate 4 from the long side 401 of the support plate 4
  • the side toward the center of D2 is defined as medial.
  • the long side 401 of the support plate 4 is a side extending in the first direction D1.
  • the ends of the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 the outer end extending in the first direction D1 is denoted by 51, and the inner end extending in the first direction D1 is denoted by 52. attached.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the arrangement positions of the heat pipes 5 according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a plurality of heat pipes 5 arranged on the support plate 4.
  • the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 is hatched.
  • the heat source 200 is indicated by a dashed line.
  • the heat source 200 is arranged inside the outer end portion 51 of the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2.
  • the heat source 200 is arranged between the outer end 51 of one of the heat pipes 5 positioned outermost in the second direction D2 and the outer end 51 of the other heat pipe 5 when viewed in the vertical direction. be.
  • the heat source 200 vertically overlaps all the heat pipes 5 located inside the pair of heat pipes 5 located on the outermost side in the second direction D2.
  • At least one of the heat pipes 5 located on the outermost side in the second direction D2 has an outer end portion 51 extending in the first direction D1 outside the heat source 200 in the second direction D2.
  • at least one outer end portion 51 of the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 is arranged outside the heat source 200 in the second direction D2.
  • at least one outer end 51 of the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 does not vertically overlap the heat source 200 over the entire area from one end to the other end in the first direction D1.
  • the heat pipe 5 having the outer end portion 51 is located outside the heat source 200 in the second direction D2, the heat that spreads outside in the second direction D2 from the heat source 200 via the support plate 4 is The heat can be reliably transmitted to the heat pipe 5.
  • the heat pipes 5 can effectively cool the region of the support plate 4 outside the region overlapping the heat source 200 in the vertical direction in the second direction D2.
  • the heat source 200 can be cooled well.
  • only one of the outer ends 51 may be arranged outside the heat source 200 in the second direction D2, or both The outer end 51 may be arranged outside the heat source 200 in the second direction D2.
  • both outer ends 51 of the pair of heat pipes 5 located on the outermost side in the second direction D2 are arranged outside the heat source 200 . That is, the heat pipes 5 located on one of the outermost sides in the second direction D2 and the heat pipes 5 located on the other outermost side in the second direction D2 are located outside the heat source 200 in the second direction D2. It has an outer edge 51 . As a result, the heat that spreads from the heat source 200 to the outside in the second direction D ⁇ b>2 through the support plate 4 can be reliably transferred to the heat pipe 5 .
  • the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 has an inner end portion 52 extending in the first direction D1 at a position overlapping the heat source 200 in the vertical direction.
  • the heat pipe 5 having the outer end 51 outside the heat source 200 has the inner end 52 extending in the first direction D1 at a position overlapping the heat source 200 in the vertical direction.
  • the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 can be vertically stacked with the heat source 200 . This improves the cooling effect of the heat source 200 by the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the arrangement position of the heat pipe 5 according to a modification.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a plurality of heat pipes 5 arranged on the support plate 4. As shown in FIG. In FIG. 5, the heat pipes 5 located on the outermost side in the second direction D2 are hatched. Moreover, in FIG. 5, the heat source 200 is indicated by a dashed line.
  • the heat source 200 is arranged inside the outer end portion 51 of the heat pipe 5 positioned on the outermost side in the second direction D2, as in the above embodiment (see FIG. 4). be.
  • the heat source 200 vertically overlaps all the heat pipes 5 located inside the pair of heat pipes 5 located on the outermost side in the second direction D2.
  • At least one of the heat pipes 5 located on the outermost side in the second direction D2 has an outer end extending in the first direction D1 outside the heat source 200 in the second direction D2. It has a part 51 .
  • the heat pipes 5 can effectively cool the region of the support plate 4 outside the region overlapping the heat source 200 in the vertical direction in the second direction D2. As a result, the heat source 200 can be cooled well.
  • the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 has an inner end portion 52 extending in the first direction D1 outside the heat source 200 in the second direction D2.
  • the inner end portion 52 of the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 is arranged outside the heat source 200 in the second direction D2.
  • the inner end portion 52 of the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 does not vertically overlap the heat source 200 over the entire area from one end to the other end in the first direction D1. Therefore, in the modified example, the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 does not vertically overlap the heat source 200 over the entire area.
  • the outer region in the second direction D2 of the support plate 4 is cooled more effectively than the region overlapping the heat source 200 in the vertical direction.
  • the distance L in the second direction D2 between the heat source 200 and the inner end portion 52 of the heat pipe 5 located on the outermost side in the second direction D2 is equal to the thickness T in the vertical direction of the support plate 4 (see FIG. 3).
  • the thickness T of the support plate 4 is made as small as possible within the permissible range.
  • the distance L between the inner end 52 of the heat pipe 5 and the heat source 200 becomes smaller.
  • the heat pipe 5 positioned outermost in the second direction D2 can heat the heat source 200 . can be well cooled.
  • the present invention can be used, for example, for cooling various heat sources such as IGBTs.

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Abstract

冷却装置は、熱源と上下方向に対向する支持プレートと、複数のヒートパイプと、を備え、ヒートパイプは、支持プレートの上下方向の上側に配置され、熱源は、支持プレートの上下方向の下側に配置され、ヒートパイプは、上下方向と直交する第１方向に延び、かつ、上下方向および第１方向と直交する第２方向に配列され、第２方向の最も外側に位置するヒートパイプの少なくとも１つは、熱源よりも第２方向の外側に第１方向に延びる外側端部を有する。

Description

冷却装置
本発明は、冷却装置に関する。
従来、ヒートパイプを有する冷却装置が知られている。たとえば、ヒートパイプを有する冷却装置は、車両搭載用ヒートシンクとして用いられる。従来の冷却装置は、複数のヒートパイプを有する（たとえば、特許文献１参照）。
日本国公開公報特開２００６－２７８９２３号公報
たとえば、従来のヒートパイプは、ベースの上側に配置される。また、ヒートパイプは、第１方向に延び、かつ、第１方向と直交する第２方向に配列される。そして、熱源は、全てのヒートパイプと上下方向に重なるように、ベースの下側に配置される。　
たとえば、従来の熱源の第２方向の端部は、第２方向の最も外側に位置するヒートパイプよりも外側に位置する。この構成では、ヒートパイプによる熱源の冷却効果が低くなる可能性がある。　
本発明は、ヒートパイプが延びる方向と直交する方向にヒートパイプを配列する構成において、熱源を良好に冷却することを目的とする。
本発明の例示的な冷却装置は、熱源を冷却する冷却装置であって、熱源と上下方向に対向する支持プレートと、複数のヒートパイプと、を備える。ヒートパイプは、支持プレートの上下方向の上側に配置される。熱源は、支持プレートの上下方向の下側に配置される。ヒートパイプは、上下方向と直交する第１方向に延び、かつ、上下方向および第１方向と直交する第２方向に配列される。第２方向の最も外側に位置するヒートパイプの少なくとも１つは、熱源よりも第２方向の外側に第１方向に延びる外側端部を有する。
本発明の例示的な冷却装置によれば、ヒートパイプが延びる方向と直交する方向にヒートパイプを配列する構成において、熱源を良好に冷却できる。
図１は、実施形態に係る冷却装置の分解斜視図である。 図２は、実施形態に係る冷却装置を下方から見た場合の斜視図である。 図３は、実施形態に係る支持プレートの断面図である。 図４は、実施形態に係るヒートパイプの配置位置を示す模式図である。 図５は、変形例に係るヒートパイプの配置位置を示す模式図である。
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。　
本明細書では、熱源２００に対して冷却装置１００が配置される側を上とし、冷却装置１００に対して熱源２００が配置される側を下として、上下方向を定義する。なお、この上下方向の定義は、各構成要素の実際の向きおよび位置関係を限定するものではない。　
また、本明細書では、上下方向と直交する一方向を「第１方向」と呼び、上下方向および第１方向と直交する方向を「第２方向」と呼ぶ。また、第１方向に符号Ｄ１を付し、第２方向に符号Ｄ２を付す。　
＜１．冷却装置の概略構成＞　図１は、実施形態に係る冷却装置１００の分解斜視図である。図２は、実施形態に係る冷却装置１００を下方から見た場合の斜視図である。図２では、冷却装置１００により冷却される熱源２００を図示する。　
冷却装置１００は、熱源２００を冷却する装置である。単一の冷却装置１００に割り当てられる熱源２００の個数は特に限定されない。熱源２００の個数は、たとえば、複数である。複数の熱源２００は、たとえば、第１方向Ｄ１に間隔を隔てて配列される。　
熱源２００は、たとえば、インバータのパワートランジスタである。インバータは、たとえば、車両の車輪を駆動するためのトラクションモータに設けられる。パワートランジスタは、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。　
冷却装置１００は、冷媒が流れる流路１０を備える。冷媒は、たとえば、液体である。また、冷却装置１００は、カバー１を備える。カバー１は、たとえば、ウォータージャケットと呼ばれる部材である。　
カバー１は、上プレート２の上側に配置される。上プレート２は、上下方向から見て略矩形状である。カバー１は、上プレート２の上面を覆う。カバー１は、流路１０を内側領域に有する。言い換えると、流路１０は、カバー１と上プレート２との間の領域に設けられる。冷媒は、カバー１と上プレート２との間の領域を上プレート２の上面に沿って流れる。　
カバー１は、上壁部１１と側壁部１２とを有する。上壁部１１は、上下方向から見て、第１方向Ｄ１を長手方向とし、第２方向Ｄ２を短手方向とする略矩形状である。側壁部１２は、上壁部１１の外縁から下方に延びる。側壁部１２の下端は、上プレート２の上面に接触する。たとえば、側壁部１２の下端は、上プレート２の上面に接合される。　
カバー１は、流路１０の上流側に冷媒が供給される供給口１０１を有する。また、カバー１は、流路１０の下流側に冷媒が排出される排出口１０２を有する。冷媒は、カバー１の供給口１０１側から排出口１０２側に向けて流れる。　
カバー１は、供給口１０１および排出口１０２を上壁部１１に有する。たとえば、カバー１は、第１方向Ｄ１の一方側に供給口１０１を有し、他方側に排出口１０２を有する。供給口１０１および排出口１０２は、貫通孔であり、上壁部１１を上下方向に貫通する。　
なお、供給口１０１および排出口１０２には、チューブ（図示せず）が配置される。そして、供給口１０１側のチューブを介して、カバー１と上プレート２との間の領域、すなわち、流路１０に冷媒が供給される。また、排出口１０２側のチューブを介して、カバー１と上プレート２との間の領域、すなわち、流路１０から冷媒が排出される。　
また、冷却装置１００は、フィン３を備える。フィン３は、上プレート２の上面から上方に突出する。言い換えると、上プレート２は、フィン３を上面に有する。フィン３は、上プレート２と一体であってもよい。たとえば、フィン３の個数は複数である。　
フィン３は、流路１０の上流側から下流側に向かって延びる。たとえば、フィン３は、平板状である。そして、フィン３は、第１方向Ｄ１と平行に延びる。また、フィン３は、第２方向Ｄ２に間隔を隔てて配列される。　
フィン３は、カバー１と上プレート２との間の領域に配置される。言い換えると、フィン３は、冷媒が流れる領域に配置される。その結果、第２方向Ｄ２に隣り合うフィン３間の領域が流路１０となる。　
ここで、冷却装置１００は、支持プレート４を備える。また、冷却装置１００は、複数のヒートパイプ５を備える。支持プレート４の構成材料としては、たとえば、銅などの金属が用いられる。ヒートパイプ５の構成材料としては、たとえば、銅などの金属が用いられる。　
支持プレート４は、上下方向から見て、第１方向Ｄ１を長手方向とし、第２方向Ｄ２を短手方向とする略矩形状である。すなわち、フィン３は、支持プレート４の長手方向と平行に延び、かつ、支持プレート４の短手方向に間隔を隔てて配列される。この構成では、流路１０を流れる冷媒は、支持プレート４の長手方向の一方側から他方側に向かう。言い換えると、支持プレート４の長手方向の一方側が流路１０の上流側であり、長手方向の他方側が流路１０の下流側である。　
支持プレート４は、ヒートパイプ５を上面で支持する。すなわち、ヒートパイプ５は、支持プレート４の上下方向の上側に配置される。また、ヒートパイプ５は、支持プレート４の上面に接触する。　
支持プレート４は、上プレート２の下方に配置される。これにより、ヒートパイプ５の上方に上プレート２が配置される。すなわち、ヒートパイプ５は、上プレート２によって上方から覆われる。たとえば、ヒートパイプ５は、上プレート２に接触する。また、支持プレート４は、熱源２００と上下方向に対向する。　
熱源２００は、支持プレート４の上下方向の下側に配置される。熱源２００は、第１方向Ｄ１に間隔を隔てて配列される。すなわち、支持プレート４の長手方向が熱源２００の配列方向となる。また、熱源２００は、たとえば、支持プレート４の下面に接触する。なお、熱源２００は、たとえば、サーマルシートなどを介して支持プレート４の下面に間接的に接触してもよい。　
ヒートパイプ５は、第１方向Ｄ１に延びる。すなわち、ヒートパイプ５は、流路１０の上流側から下流側に向かって延びる。なお、ヒートパイプ５は、第１方向Ｄ１に直線状に延びる。言い換えると、ヒートパイプ５は、フィン３と同方向に延びる。さらに言い換えると、ヒートパイプ５は、熱源２００の配列方向に延びる。また、ヒートパイプ５は、第２方向Ｄ２に配列される。　
たとえば、ヒートパイプ５の第２方向Ｄ２に沿って切断した断面形状は、第２方向Ｄ２に長い扁平形状である。ただし、ヒートパイプ５の断面形状は特に限定されない。ヒートパイプ５の第２方向Ｄ２に沿って切断した断面形状は、円形状であってもよい。　
ヒートパイプ５は、第１方向Ｄ１の両端部が閉口された筒状体である。ヒートパイプ５は、内部空間に作動液を有する。作動液は、たとえば、純水である。作動液としてアルコールなどを用いることもできる。　
ヒートパイプ５は、内壁に毛細管構造を有する。すなわち、ヒートパイプ５の内部空間は、毛細管構造で囲まれた空間である。ヒートパイプ５が熱源２００の熱によって加熱すると、ヒートパイプ５の加熱部で作動液が気化し、気化した作動液が流路１０の上流側に移動する。流路１０の上流側は、低温の冷媒が供給される側である。すなわち、気化した作動液は、ヒートパイプ５の低温部に移動する。そして、ヒートパイプ５の低温部で作動液が液化し、毛細管現象でヒートパイプ５の加熱部に移動する。このようにして作動液が移動することにより、熱が輸送される。　
＜２．支持プレートの構成＞　図３は、実施形態に係る支持プレート４の断面図である。図３では、支持プレート４を第２方向Ｄ２に沿って切断した場合の断面構造を示す。また、図３では、ヒートパイプ５を破線で示す。　
支持プレート４は、複数のヒートパイプ５をそれぞれ支持する複数の支持部４１を有する。支持部４１は、支持プレート４の上面から下方に凹む凹部である。支持部４１は、第１方向Ｄ１に直線状に延びる。すなわち、支持部４１は、ヒートパイプ５が延びる方向と同方向に延びる。また、支持部４１は、第２方向Ｄ２に間隔を隔てて配列される。　
支持部４１には、ヒートパイプ５が１つずつ配置される。支持部４１に配置されるヒートパイプ５の少なくとも一部は、支持部４１の内面、すなわち、凹部の内面に接触する。なお、ヒートパイプ５は、たとえば、熱伝導性接着部材などを介して支持部４１の内面に間接的に接触してもよい。　
＜３．ヒートパイプの配置位置＞　以下、支持プレート４の第２方向Ｄ２の中心から支持プレート４の長辺４０１に向かう側を外側と定義し、支持プレート４の長辺４０１から支持プレート４の第２方向Ｄ２の中心に向かう側を内側と定義する。なお、支持プレート４の長辺４０１は、第１方向Ｄ１に延びる辺である。また、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の端部のうち、第１方向Ｄ１に延びる外側端部に符号５１を付し、第１方向Ｄ１に延びる内側端部に符号５２を付す。　
＜３－１．実施形態＞　図４は、実施形態に係るヒートパイプ５の配置位置を示す模式図である。図４は、支持プレート４に配置される複数のヒートパイプ５を模式的に示す図である。図４では、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５にハッチング柄を付す。また、図４では、熱源２００を破線で示す。　
実施形態では、図４に示すように、熱源２００は、第２方向Ｄ２の最も外側に位置する
ヒートパイプ５の外側端部５１よりも内側に配置される。言い換えると、上下方向から見て、熱源２００は、第２方向Ｄ２の最も外側に位置する一方のヒートパイプ５の外側端部５１と他方のヒートパイプ５の外側端部５１との間に配置される。また、上下方向から見て、熱源２００は、第２方向Ｄ２の最も外側に位置する一対のヒートパイプ５よりも内側に位置する全てのヒートパイプ５と上下方向に重なる。　
ここで、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の少なくとも１つは、熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に第１方向Ｄ１に延びる外側端部５１を有する。言い換えると、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の少なくとも１つの外側端部５１は、熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に配置される。さらに言い換えると、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の少なくとも１つの外側端部５１は、第１方向Ｄ１の一端から他端の全域にわたって、熱源２００と上下方向に重ならない。　
実施形態の構成では、熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に外側端部５１を有するヒートパイプ５が存在するので、熱源２００から支持プレート４を介して第２方向Ｄ２の外側に広がる熱を確実にヒートパイプ５に伝達できる。すなわち、支持プレート４のうち熱源２００と上下方向に重なる領域よりも第２方向Ｄ２の外側の領域においても、ヒートパイプ５による冷却が良好に行われる。その結果、ヒートパイプ５が延びる方向と直交する方向にヒートパイプ５を配列する構成において、熱源２００を良好に冷却できる。　
なお、第２方向Ｄ２の最も外側に位置する一対のヒートパイプ５のうち、いずれか一方の外側端部５１のみが熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に配置されてもよいし、両方の外側端部５１が熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に配置されてもよい。　
たとえば、第２方向Ｄ２の最も外側に位置する一対のヒートパイプ５のうち、両方の外側端部５１が熱源２００よりも外側に配置される。すなわち、第２方向Ｄ２の一方の最も外側に位置するヒートパイプ５、および、第２方向Ｄ２の他方の最も外側に位置するヒートパイプ５は、それぞれ、熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に外側端部５１を有する。これにより、熱源２００から支持プレート４を介して第２方向Ｄ２の一方および他方の両外側に広がる熱を確実にヒートパイプ５に伝達できる。　
また、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５は、熱源２００と上下方向に重なる位置に第１方向Ｄ１に延びる内側端部５２を有する。言い換えると、熱源２００よりも外側に外側端部５１を有するヒートパイプ５は、熱源２００と上下方向に重なる位置に第１方向Ｄ１に延びる内側端部５２を有する。この構成では、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５を熱源２００と上下方向に重ねることができる。これにより、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５による熱源２００の冷却効果が向上する。　
＜３－２．変形例＞　図５は、変形例に係るヒートパイプ５の配置位置を示す模式図である。図５は、支持プレート４に配置される複数のヒートパイプ５を模式的に示す図である。図５では、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５にハッチング柄を付す。また、図５では、熱源２００を破線で示す。　
変形例では、図５に示すように、上記実施形態（図４参照）と同様、熱源２００は、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の外側端部５１よりも内側に配置される。また、熱源２００は、第２方向Ｄ２の最も外側に位置する一対のヒートパイプ５よりも内側に位置する全てのヒートパイプ５と上下方向に重なる。　
また、変形例では、上記実施形態と同様、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の少なくとも１つは、熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に第１方向Ｄ１に延びる外側端部５１を有する。これにより、支持プレート４のうち熱源２００と上下方向に重なる領域よりも第２方向Ｄ２の外側の領域においても、ヒートパイプ５による冷却が良好に行われる。その結果、熱源２００を良好に冷却できる。　
ここで、変形例では、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５は、熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に第１方向Ｄ１に延びる内側端部５２を有する。言い換えると、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の内側端部５２は、熱源２００よりも第２方向Ｄ２の外側に配置される。さらに言い換えると、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の内側端部５２は、第１方向Ｄ１の一端から他端の全域にわたって、熱源２００と上下方向に重ならない。このため、変形例では、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５は、全域にわたって、熱源２００と上下方向に重ならない。　
変形例では、上記実施形態に比べて、支持プレート４のうち熱源２００と上下方向に重なる領域よりも第２方向Ｄ２の外側の領域における冷却がより良好に行われる。　
なお、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の内側端部５２を熱源２００よりも外側に配置する場合には、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の内側端部５２と熱源２００との間の第２方向Ｄ２の距離が短いほど、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５による熱源２００の冷却効果が高くなる。　
そこで、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の内側端部５２と熱源２００との間の第２方向Ｄ２の距離Ｌは、支持プレート４の上下方向の厚みＴ（図３参照）よりも小さくされる。ここで、支持プレート４の上面にヒートパイプ５が接触し、支持プレート４の下面に熱源２００が接触する構成では、支持プレート４の厚みＴが小さいほど熱源２００の冷却効果が高くなるので、たとえば、支持プレート４の厚みＴは許容範囲内でできるだけ小さくされる。すなわち、ヒートパイプ５の内側端部５２と熱源２００との間の距離Ｌを支持プレート４の厚みＴよりも小さくすることにより、ヒートパイプ５の内側端部５２と熱源２００との間の距離Ｌが小さくなる。これにより、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５の内側端部５２が熱源２００と上下方向に重なっていなくても、第２方向Ｄ２の最も外側に位置するヒートパイプ５によって熱源２００を良好に冷却できる。　
＜４．その他＞　以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態は適宜任意に組み合わせることができる。
本発明は、たとえば、ＩＧＢＴなど各種熱源の冷却に利用できる。
４　支持プレート　５　ヒートパイプ　５１　外側端部　５２　内側端部　１００　冷却装置　２００　熱源　Ｄ１　第１方向　Ｄ２　第２方向

Claims (5)

  1. 熱源を冷却する冷却装置であって、



    　前記熱源と上下方向に対向する支持プレートと、



    　複数のヒートパイプと、を備え、



    　前記ヒートパイプは、前記支持プレートの前記上下方向の上側に配置され、



    　前記熱源は、前記支持プレートの前記上下方向の下側に配置され、



    　前記ヒートパイプは、前記上下方向と直交する第１方向に延び、かつ、前記上下方向および前記第１方向と直交する第２方向に配列され、



    　前記第２方向の最も外側に位置する前記ヒートパイプの少なくとも１つは、前記熱源よりも前記第２方向の外側に前記第１方向に延びる外側端部を有する、冷却装置。


  2. 前記第２方向の一方の最も外側に位置する前記ヒートパイプ、および、前記第２方向の他方の最も外側に位置する前記ヒートパイプは、それぞれ、前記熱源よりも前記第２方向の外側に前記外側端部を有する、請求項１に記載の冷却装置。


  3. 前記第２方向の最も外側に位置する前記ヒートパイプは、前記熱源と前記上下方向に重なる位置に前記第１方向に延びる内側端部を有する、請求項１または２に記載の冷却装置。


  4. 前記第２方向の最も外側に位置する前記ヒートパイプは、前記熱源よりも前記第２方向の外側に前記第１方向に延びる内側端部を有する、請求項１または２に記載の冷却装置。
  5. 前記内側端部と前記熱源との間の前記第２方向の距離は、前記支持プレートの前記上下方向の厚みよりも小さい、請求項４に記載の冷却装置。
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