JPH06147666A - 圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置 - Google Patents
圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置Info
- Publication number
- JPH06147666A JPH06147666A JP4302777A JP30277792A JPH06147666A JP H06147666 A JPH06147666 A JP H06147666A JP 4302777 A JP4302777 A JP 4302777A JP 30277792 A JP30277792 A JP 30277792A JP H06147666 A JPH06147666 A JP H06147666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- refrigerant
- free piston
- piezoelectric material
- heat sink
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は主として蒸気圧縮式ヒートポンプに
用いられる圧縮器をコンパクトに改良し、それを搭載し
たヒートシンクを用いて特に高密度に実装された電子回
路、半導体集積回路（ＩＣ）、およびディスプレイ装置
等の温度上昇を抑制するヒートシンク装置のコンパクト
化、低コスト化を目的とする。 【構成】 耐冷媒性の躯体中に、切削法で冷媒流路１、
圧縮室２、側壁３を形成し、磁性を有するフリーピスト
ン４と弁５を壁面と摺動するように配する。フリーピス
トン４の近傍の躯体外面にはコイル６設け、電流を通じ
ることによりフリーピストンに周期的に変動する磁場を
印加する。その結果フリーピストン４が往復運動し冷媒
を搬送圧縮する。また、この圧縮器を蒸発器、凝縮器、
膨張弁とともに躯体中に形成し、電子回路などの回路基
板として用いることによるコンパクトなヒートシンク装
置を構成する。
用いられる圧縮器をコンパクトに改良し、それを搭載し
たヒートシンクを用いて特に高密度に実装された電子回
路、半導体集積回路（ＩＣ）、およびディスプレイ装置
等の温度上昇を抑制するヒートシンク装置のコンパクト
化、低コスト化を目的とする。 【構成】 耐冷媒性の躯体中に、切削法で冷媒流路１、
圧縮室２、側壁３を形成し、磁性を有するフリーピスト
ン４と弁５を壁面と摺動するように配する。フリーピス
トン４の近傍の躯体外面にはコイル６設け、電流を通じ
ることによりフリーピストンに周期的に変動する磁場を
印加する。その結果フリーピストン４が往復運動し冷媒
を搬送圧縮する。また、この圧縮器を蒸発器、凝縮器、
膨張弁とともに躯体中に形成し、電子回路などの回路基
板として用いることによるコンパクトなヒートシンク装
置を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として冷媒圧縮用の圧
縮器ならびにそれを用いたヒートシンクの構成に関し、
特に高密度に実装された電子回路、半導体集積回路、お
よびディスプレイ装置等の温度上昇を抑制するヒートシ
ンク装置に関する。
縮器ならびにそれを用いたヒートシンクの構成に関し、
特に高密度に実装された電子回路、半導体集積回路、お
よびディスプレイ装置等の温度上昇を抑制するヒートシ
ンク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体プロセス技術の急速な進展による
ＩＣチップの高集積化にともない、ＩＣチップおよびそ
れを搭載した電子回路からの発熱が課題となっている。
ＩＣを正常に作動させるためには作動温度を一定の温度
以下に維持しなければならないが、従来これらの発生し
た熱は雰囲気空気の自然対流による放熱、あるいは放熱
フィンや強制対流ファンによる放熱によって電子回路内
部で発生した熱を外部に放出し、作動温度を一定温度以
下に保つ構造を採っていた。また、ヒートパイプ装置に
よって内部の熱をデバイス外部へ放出することも提案さ
れている。さらに本発明者は図６のような構造、すなわ
ち圧縮器１４、蒸発器１５、凝縮器１６、膨張弁１７の
蒸気圧縮式のヒートポンプの構成要素部品をＩＣチップ
や電子回路の基板、すなわち支持躯体１８の中に一体形
成し、コンパクト性と冷却効率および製造コスト低減を
追求した構造のヒートシンク装置を提案してきた。
ＩＣチップの高集積化にともない、ＩＣチップおよびそ
れを搭載した電子回路からの発熱が課題となっている。
ＩＣを正常に作動させるためには作動温度を一定の温度
以下に維持しなければならないが、従来これらの発生し
た熱は雰囲気空気の自然対流による放熱、あるいは放熱
フィンや強制対流ファンによる放熱によって電子回路内
部で発生した熱を外部に放出し、作動温度を一定温度以
下に保つ構造を採っていた。また、ヒートパイプ装置に
よって内部の熱をデバイス外部へ放出することも提案さ
れている。さらに本発明者は図６のような構造、すなわ
ち圧縮器１４、蒸発器１５、凝縮器１６、膨張弁１７の
蒸気圧縮式のヒートポンプの構成要素部品をＩＣチップ
や電子回路の基板、すなわち支持躯体１８の中に一体形
成し、コンパクト性と冷却効率および製造コスト低減を
追求した構造のヒートシンク装置を提案してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放熱フィン、強制対流ファンあるいはヒートパイプを用
いた方法では未だ放熱効率が低く、その結果電子機器の
さらなる高密度化が困難であった。ましてやＩＣから直
接熱を奪うことは不可能であり、より一層の高集積化は
できなかった。
放熱フィン、強制対流ファンあるいはヒートパイプを用
いた方法では未だ放熱効率が低く、その結果電子機器の
さらなる高密度化が困難であった。ましてやＩＣから直
接熱を奪うことは不可能であり、より一層の高集積化は
できなかった。
【０００４】蒸気圧縮式のヒートポンプの構成要素部品
をＩＣあるいは電子回路の躯体内部に一体形成したヒー
トシンク装置は、圧縮器を駆動するモータなどが必要
で、さらなるコンパクト化が要求されていた。また、冷
媒圧縮器を躯体内部で形成するのが難しく、ダウンサイ
ジングと量産化の障害となっていた。
をＩＣあるいは電子回路の躯体内部に一体形成したヒー
トシンク装置は、圧縮器を駆動するモータなどが必要
で、さらなるコンパクト化が要求されていた。また、冷
媒圧縮器を躯体内部で形成するのが難しく、ダウンサイ
ジングと量産化の障害となっていた。
【０００５】本発明は前記従来の問題に留意し、電子部
品の高密度実装が可能で電子機器のコンパクト化を促進
するヒートシンク装置およびそれに用いる圧縮器を提供
することを目的とする。
品の高密度実装が可能で電子機器のコンパクト化を促進
するヒートシンク装置およびそれに用いる圧縮器を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は磁性を帯びたフリーピストンや磁性箔、流
路を構成する圧電材料部品と、これらの部品に変動する
磁場や電場を印加するための電極からなる冷媒圧縮器
を、蒸発器、凝縮器、膨張弁など蒸気圧縮式ヒートポン
プを構成する他の要素部品とともに、電子回路ボックス
基板やＩＣ基板などの躯体中に一体形成した構成を提案
するものである。
め、本発明は磁性を帯びたフリーピストンや磁性箔、流
路を構成する圧電材料部品と、これらの部品に変動する
磁場や電場を印加するための電極からなる冷媒圧縮器
を、蒸発器、凝縮器、膨張弁など蒸気圧縮式ヒートポン
プを構成する他の要素部品とともに、電子回路ボックス
基板やＩＣ基板などの躯体中に一体形成した構成を提案
するものである。
【０００７】
【作用】上記構成において、圧縮器の駆動力として磁場
を用いるものは、変動磁場によりフリーピストンや磁性
箔に往復運動や進行波をそれぞれ誘起させ、付属する弁
や流路によって冷媒を蒸発器側から凝縮器側へ搬送する
ものである。さらにフリーピストンの前後２空間を圧縮
室としたり、圧縮器を多段に構成することにより効率や
圧縮率を向上させることができる。
を用いるものは、変動磁場によりフリーピストンや磁性
箔に往復運動や進行波をそれぞれ誘起させ、付属する弁
や流路によって冷媒を蒸発器側から凝縮器側へ搬送する
ものである。さらにフリーピストンの前後２空間を圧縮
室としたり、圧縮器を多段に構成することにより効率や
圧縮率を向上させることができる。
【０００８】また、駆動力として電場を用いるものは、
印加された電場により圧電材料が変位し、その変位が進
行波となって移動することにより、流路内の冷媒やフリ
ーピストンが動くことによって冷媒を圧縮するものであ
る。さらに、圧電材料表面に応力コンプライアンスの大
きい、すなわちヤング率の小さい樹脂などを配すると表
面波が増幅されるので冷媒搬送効果が大きくなる。
印加された電場により圧電材料が変位し、その変位が進
行波となって移動することにより、流路内の冷媒やフリ
ーピストンが動くことによって冷媒を圧縮するものであ
る。さらに、圧電材料表面に応力コンプライアンスの大
きい、すなわちヤング率の小さい樹脂などを配すると表
面波が増幅されるので冷媒搬送効果が大きくなる。
【０００９】これらの結果、モータなどの機械的な外部
駆動部品が不要になり、コンパクト性が高くなる。
駆動部品が不要になり、コンパクト性が高くなる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明による実施例を順に図面により
説明する。 〈実施例１〉図１は本発明による磁性を有するフリーピ
ストンを利用した圧縮器の断面を表わした図である。ア
ルミニウムよりなる基板などの躯体中に、切削法で冷媒
ガスの流路１、圧縮室２、側壁３を形成した。つぎにフ
ェライトなどの磁性粉を樹脂で固めたフリーピストン４
を側壁３の壁面と摺動するように潤滑油とともに配する
とともに冷媒ガスの流れを規制する弁５を配した。フリ
ーピストン４は板状にし、躯体全体が平板状になるよう
に構成した。図示していないが躯体の面には溝を形成
し、これに蒸発器、凝縮器、膨張弁を埋め込み冷凍サイ
クルを形成するとともに、これに蓋をした。また、蓋の
蒸発器の部分は外気への熱の放出を促進するため放熱フ
ィンを設けた。
説明する。 〈実施例１〉図１は本発明による磁性を有するフリーピ
ストンを利用した圧縮器の断面を表わした図である。ア
ルミニウムよりなる基板などの躯体中に、切削法で冷媒
ガスの流路１、圧縮室２、側壁３を形成した。つぎにフ
ェライトなどの磁性粉を樹脂で固めたフリーピストン４
を側壁３の壁面と摺動するように潤滑油とともに配する
とともに冷媒ガスの流れを規制する弁５を配した。フリ
ーピストン４は板状にし、躯体全体が平板状になるよう
に構成した。図示していないが躯体の面には溝を形成
し、これに蒸発器、凝縮器、膨張弁を埋め込み冷凍サイ
クルを形成するとともに、これに蓋をした。また、蓋の
蒸発器の部分は外気への熱の放出を促進するため放熱フ
ィンを設けた。
【００１１】フリーピストン部の躯体外面にはコイル６
を設け、コイル６に交番電流を通じることによりフリー
ピストン部に周期的に変動する磁場を印加した。その結
果フリーピストンの往復運動によって封入した冷媒ガス
が圧縮されることを確認した。この実施例ではフリーピ
ストン４の上下両面に圧縮室を設け、フリーピストン４
の１往復につき冷媒が２度搬送されるよう工夫した。さ
らに、圧縮率を高めるために図２で示したように圧縮器
を３個以上直列に構成した。その結果定常動作時の蒸発
器側圧力として０．６ＭＰａ、凝縮器側圧力として１．
９ＭＰａを得た。
を設け、コイル６に交番電流を通じることによりフリー
ピストン部に周期的に変動する磁場を印加した。その結
果フリーピストンの往復運動によって封入した冷媒ガス
が圧縮されることを確認した。この実施例ではフリーピ
ストン４の上下両面に圧縮室を設け、フリーピストン４
の１往復につき冷媒が２度搬送されるよう工夫した。さ
らに、圧縮率を高めるために図２で示したように圧縮器
を３個以上直列に構成した。その結果定常動作時の蒸発
器側圧力として０．６ＭＰａ、凝縮器側圧力として１．
９ＭＰａを得た。
【００１２】前記冷凍サイクルと圧縮器よりなるヒート
シンク装置をビデオなどの家庭用電子機器の電子回路ボ
ックスの基板として用い、冷却装置としての有用性を検
証した。雰囲気温度を室温（２５℃）にすると回路ボッ
クス内の発熱が３５Ｗのときでもボックス内部の温度を
５５℃に抑えることができた。このときの磁場印加装置
の入力電力は１７Ｗであった。
シンク装置をビデオなどの家庭用電子機器の電子回路ボ
ックスの基板として用い、冷却装置としての有用性を検
証した。雰囲気温度を室温（２５℃）にすると回路ボッ
クス内の発熱が３５Ｗのときでもボックス内部の温度を
５５℃に抑えることができた。このときの磁場印加装置
の入力電力は１７Ｗであった。
【００１３】本実施例で示したヒートシンク装置は比較
的大型の電子回路ボックス冷却用であり、冷却出力も３
０Ｗを越えるものであったが、圧縮器の駆動方法が躯体
外部から磁場を印加する方法であるため、ＩＣなどの発
熱が１〜２Ｗの小型のデバイスのヒートシンクとして利
用することも可能である。
的大型の電子回路ボックス冷却用であり、冷却出力も３
０Ｗを越えるものであったが、圧縮器の駆動方法が躯体
外部から磁場を印加する方法であるため、ＩＣなどの発
熱が１〜２Ｗの小型のデバイスのヒートシンクとして利
用することも可能である。
【００１４】〈実施例２〉図３は本発明による磁性を有
する箔片の蛇行運動により冷媒を搬送する圧縮器の側面
からの断面図である。圧縮室２は厚さ１ｍｍ、長さ約５
０ｍｍ、幅約２０ｍｍのギャップ状に下部アルミニウム
躯体７と上部アルミニウム躯体８の間に構成した。この
圧縮室２内に表面をテフロン樹脂で被覆した蒸発器Ａ側
を固定した厚さ約５０ミクロンの磁性箔９を配した。磁
性箔９の材料には抗磁力の大きい合金材料を選定し、あ
らかじめ箔の面内方向にしかも図３の紙面に垂直な方向
に磁化させておいた。また、磁性箔９の表面には摺動性
を良好に維持するための潤滑油を塗布した。上部アルミ
ニウム躯体８にはコイル６を磁性箔９の磁化方向と平行
に多数構成した。コイル６に交流電流を通じ、しかもコ
イル６の位置交流電流の位相を変えることによって、磁
性箔９に蒸発器Ａ側から凝縮器Ｂ側へ移動する進行波を
誘起させることができた。この進行波によって冷媒を圧
縮することができたが、その到達圧縮比、圧縮速度など
はコイル６に通じる電流の強さ、周波数、掃引速度など
によって大きく左右されることがわかった。
する箔片の蛇行運動により冷媒を搬送する圧縮器の側面
からの断面図である。圧縮室２は厚さ１ｍｍ、長さ約５
０ｍｍ、幅約２０ｍｍのギャップ状に下部アルミニウム
躯体７と上部アルミニウム躯体８の間に構成した。この
圧縮室２内に表面をテフロン樹脂で被覆した蒸発器Ａ側
を固定した厚さ約５０ミクロンの磁性箔９を配した。磁
性箔９の材料には抗磁力の大きい合金材料を選定し、あ
らかじめ箔の面内方向にしかも図３の紙面に垂直な方向
に磁化させておいた。また、磁性箔９の表面には摺動性
を良好に維持するための潤滑油を塗布した。上部アルミ
ニウム躯体８にはコイル６を磁性箔９の磁化方向と平行
に多数構成した。コイル６に交流電流を通じ、しかもコ
イル６の位置交流電流の位相を変えることによって、磁
性箔９に蒸発器Ａ側から凝縮器Ｂ側へ移動する進行波を
誘起させることができた。この進行波によって冷媒を圧
縮することができたが、その到達圧縮比、圧縮速度など
はコイル６に通じる電流の強さ、周波数、掃引速度など
によって大きく左右されることがわかった。
【００１５】つぎにこの磁性箔９の蛇行運動による圧縮
器を、他の蒸気圧縮式ヒートポンプの構成要素部品とと
もに躯体中に構成したヒートシンク装置を製作し、その
ヒートシンクとしての性能を検証した。冷却能力は実施
例１のフリーピストンを用いたヒートシンクとほぼ同等
な結果を得たが、効率はいくぶん低かった。その後１時
間程度の連続運転によって冷却能力が低下することが確
認された。磁性箔９の劣化に起因するものと考えられる
が詳しいことは現在検討中である。
器を、他の蒸気圧縮式ヒートポンプの構成要素部品とと
もに躯体中に構成したヒートシンク装置を製作し、その
ヒートシンクとしての性能を検証した。冷却能力は実施
例１のフリーピストンを用いたヒートシンクとほぼ同等
な結果を得たが、効率はいくぶん低かった。その後１時
間程度の連続運転によって冷却能力が低下することが確
認された。磁性箔９の劣化に起因するものと考えられる
が詳しいことは現在検討中である。
【００１６】〈実施例３〉図４は圧電材料に電場を印加
することによって冷媒流路の形状を吸気側から排気側へ
連続的に変化させることによる本発明の圧縮器の基本構
成を表した図である。圧縮器本体は冷媒流路ギャップ部
１０をはさむ上下の圧電材料１１と、圧電材料１１に電
場を印加する複数の電極１２からなっている。ギャップ
部１０の厚みは圧電材料１１などの形状や構成で異なる
が、本実施例では数μｍから数十μｍとした。電極１２
によって圧電材料１１に電場を印加し、印加した電場を
吸気側Ｃから排気側Ｄへ掃引すると、図５で示したよう
にギャップ部１０の狭あい部に生じた冷媒の高密度部が
排気側Ｄへ押し出され、冷媒が搬送される。
することによって冷媒流路の形状を吸気側から排気側へ
連続的に変化させることによる本発明の圧縮器の基本構
成を表した図である。圧縮器本体は冷媒流路ギャップ部
１０をはさむ上下の圧電材料１１と、圧電材料１１に電
場を印加する複数の電極１２からなっている。ギャップ
部１０の厚みは圧電材料１１などの形状や構成で異なる
が、本実施例では数μｍから数十μｍとした。電極１２
によって圧電材料１１に電場を印加し、印加した電場を
吸気側Ｃから排気側Ｄへ掃引すると、図５で示したよう
にギャップ部１０の狭あい部に生じた冷媒の高密度部が
排気側Ｄへ押し出され、冷媒が搬送される。
【００１７】この圧電材料１１の変形を用いた圧縮器で
は、実施例１や実施例２で必要だった変動磁場印加用の
コイルに比べて構造の簡単な電極１２のみを形成すれば
よいので、さらにコンパクトな構成が可能となった。一
方、圧電材料１１に確実に電場が印加されるようにする
ため、ギャップ部１０の構成材料は非導電性材料を用い
た。また、圧縮器を作動させていないときに圧縮した冷
媒が逆流しないように逆止弁１３を設けた。
は、実施例１や実施例２で必要だった変動磁場印加用の
コイルに比べて構造の簡単な電極１２のみを形成すれば
よいので、さらにコンパクトな構成が可能となった。一
方、圧電材料１１に確実に電場が印加されるようにする
ため、ギャップ部１０の構成材料は非導電性材料を用い
た。また、圧縮器を作動させていないときに圧縮した冷
媒が逆流しないように逆止弁１３を設けた。
【００１８】図４で示した本発明の圧縮器では、実際に
は圧電材料１１の表面には潤滑剤を塗布して表面の摩耗
を防止する構造を採ったが、圧縮器の作動中に上下の圧
電材料の接触は確認できなかった。圧電材料１１が互い
に接触しなくても変形の掃引速度や、周波数、あるいは
ギャップ部１０の長さを調整することによって充分大き
な冷媒搬送速度や圧縮比が得られると考えられるが、こ
れらを大きくするためさらに改良を加えた。ギャップを
取り囲む圧電材料の表面に柔らかい、したがって応力コ
ンプライアンスの大きい耐フロン性の樹脂を数十μｍか
ら数ｍｍの厚さで構成した。その結果、特に冷媒搬送速
度を３〜４割大きくすることができた。樹脂層によって
圧電体表面の進行波の振幅が増幅されたためと考えられ
る。
は圧電材料１１の表面には潤滑剤を塗布して表面の摩耗
を防止する構造を採ったが、圧縮器の作動中に上下の圧
電材料の接触は確認できなかった。圧電材料１１が互い
に接触しなくても変形の掃引速度や、周波数、あるいは
ギャップ部１０の長さを調整することによって充分大き
な冷媒搬送速度や圧縮比が得られると考えられるが、こ
れらを大きくするためさらに改良を加えた。ギャップを
取り囲む圧電材料の表面に柔らかい、したがって応力コ
ンプライアンスの大きい耐フロン性の樹脂を数十μｍか
ら数ｍｍの厚さで構成した。その結果、特に冷媒搬送速
度を３〜４割大きくすることができた。樹脂層によって
圧電体表面の進行波の振幅が増幅されたためと考えられ
る。
【００１９】さらにこの圧縮器を躯体一体形成のヒート
シンク装置の圧縮器として用い、その効用を検証した。
被冷却デバイスとして一辺約５ｃｍのアルミニウム製ボ
ックスの中の出力５Ｗの電子回路を用い、圧電材料に印
加する電力を３．５Ｗとした。室温雰囲気中においても
アルミニウム製ボツクス内の温度を５８℃以内に抑える
ことができた。この圧電材料を用いた圧縮器は、駆動方
法が圧電材料膜に電極を通じて掃引電場を印加していく
という比較的簡単な構造であるので、現在半導体集積回
路の作製に用いられている手法、たとえばエッチング、
蒸着などの技術を用いて、飛躍的にコンパクトにするこ
とも可能である。すなわちＩＣ中に直接形成することも
可能で、たとえばＩＣの中で特に発熱が大きい回路近傍
に蒸発器を設け、比較的発熱の小さい部分に凝縮器を設
けるなどＩＣ内部の熱輸送をコントロールし、温度設計
することも不可能ではない。
シンク装置の圧縮器として用い、その効用を検証した。
被冷却デバイスとして一辺約５ｃｍのアルミニウム製ボ
ックスの中の出力５Ｗの電子回路を用い、圧電材料に印
加する電力を３．５Ｗとした。室温雰囲気中においても
アルミニウム製ボツクス内の温度を５８℃以内に抑える
ことができた。この圧電材料を用いた圧縮器は、駆動方
法が圧電材料膜に電極を通じて掃引電場を印加していく
という比較的簡単な構造であるので、現在半導体集積回
路の作製に用いられている手法、たとえばエッチング、
蒸着などの技術を用いて、飛躍的にコンパクトにするこ
とも可能である。すなわちＩＣ中に直接形成することも
可能で、たとえばＩＣの中で特に発熱が大きい回路近傍
に蒸発器を設け、比較的発熱の小さい部分に凝縮器を設
けるなどＩＣ内部の熱輸送をコントロールし、温度設計
することも不可能ではない。
【００２０】〈実施例４〉実施例３では圧電材料の表面
波によって直接冷媒を搬送圧縮したが、圧電材料の振動
波によってフリーピストンを往復運動させる方法、いわ
ゆる超音波モータによるフリーピストンの駆動を用いた
圧縮も行った。この圧縮器の基本構成は図１の構成図の
フリーピストンに替えて、磁性を有しない表面の耐摩耗
性を向上させたフリーピストンと、フリーピストンと摺
動する側壁に圧電材料と電圧印加用電極を配する構造で
ある（図示せず）。この方式による圧縮の特徴は１つの
ピストンで強い圧縮力を得られることであり、実際に２
個の圧縮器の直列接続によって吸器側０．６ＭＰａ、排
気側１．８ＭＰａの圧縮比を得ることができた。
波によって直接冷媒を搬送圧縮したが、圧電材料の振動
波によってフリーピストンを往復運動させる方法、いわ
ゆる超音波モータによるフリーピストンの駆動を用いた
圧縮も行った。この圧縮器の基本構成は図１の構成図の
フリーピストンに替えて、磁性を有しない表面の耐摩耗
性を向上させたフリーピストンと、フリーピストンと摺
動する側壁に圧電材料と電圧印加用電極を配する構造で
ある（図示せず）。この方式による圧縮の特徴は１つの
ピストンで強い圧縮力を得られることであり、実際に２
個の圧縮器の直列接続によって吸器側０．６ＭＰａ、排
気側１．８ＭＰａの圧縮比を得ることができた。
【００２１】この圧縮器を冷却躯体中に組み込んだヒー
トシンク装置でやや大型の家庭用電子機器の電子回路ボ
ックスを冷却した。回路ボックス内の発熱が６０Ｗの時
でも３５Ｗの入力電力でボックス内部の温度を５５℃に
抑えることができた。
トシンク装置でやや大型の家庭用電子機器の電子回路ボ
ックスを冷却した。回路ボックス内の発熱が６０Ｗの時
でも３５Ｗの入力電力でボックス内部の温度を５５℃に
抑えることができた。
【００２２】以上の実施例１〜４は本発明による圧縮
器、およびヒートシンク装置の基本効用を実証するため
実施したもので、蒸発器、凝縮器などの形成方法や放熱
フィン部に強制対流ファンを設けるなど従来この種のヒ
ートポンプ装置に施してきた改善を加えることにより、
効率・圧縮比など性能をさらに向上させることが可能で
あることは言うまでもない。また、冷却する機器の形
状、発熱密度、発熱量に応じて圧縮器の構成部品やそれ
を組み込んだ躯体の大きさや形状を変えることによって
幅広く応用展開することができる。
器、およびヒートシンク装置の基本効用を実証するため
実施したもので、蒸発器、凝縮器などの形成方法や放熱
フィン部に強制対流ファンを設けるなど従来この種のヒ
ートポンプ装置に施してきた改善を加えることにより、
効率・圧縮比など性能をさらに向上させることが可能で
あることは言うまでもない。また、冷却する機器の形
状、発熱密度、発熱量に応じて圧縮器の構成部品やそれ
を組み込んだ躯体の大きさや形状を変えることによって
幅広く応用展開することができる。
【００２３】
【発明の効果】前記実施例の説明より明らかなように、
本発明の圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置
は、従来困難であった電子部品の高密度実装が可能とな
り、電子機器のコンパクト化をさらに促進することがで
きる。また、前記ヒートシンク装置をＩＣチップ中に一
体形成することによりＩＣチップの集積度をさらに高め
ることができ、産業上非常に有益である。
本発明の圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置
は、従来困難であった電子部品の高密度実装が可能とな
り、電子機器のコンパクト化をさらに促進することがで
きる。また、前記ヒートシンク装置をＩＣチップ中に一
体形成することによりＩＣチップの集積度をさらに高め
ることができ、産業上非常に有益である。
【図１】ａは本発明による磁性を有するフリーピストン
を利用した圧縮器の平断面図ｂは同圧縮器の縦断面図
を利用した圧縮器の平断面図ｂは同圧縮器の縦断面図
【図２】本発明における複数の圧縮器部を直列に構成し
た圧縮器の断面図
た圧縮器の断面図
【図３】本発明による磁性を有し蛇行運動をする箔片を
もつ圧縮器の断面図
もつ圧縮器の断面図
【図４】本発明による表面進行波を発生する圧電材料を
用いた圧縮器の断面図
用いた圧縮器の断面図
【図５】表面進行波を用いた圧縮器の原理図
【図６】これまでの躯体中に構成要素部品を埋め込み形
成したヒートシンク装置の平面図
成したヒートシンク装置の平面図
１ 冷媒ガスの流路 ２ 圧縮室 ３ 側壁 ４ フリーピストン ５ 弁 ６ コイル ７ 下部躯体 ８ 上部躯体 ９ 磁性箔 １０ 流路ギャップ部 １１ 圧電材料 １２ 電極 １３ 逆止弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/427 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｌ 8727−4Ｅ
Claims (13)
- 【請求項１】 ＩＣ、電子機器の躯体中に一体形成さ
れ、少なくとも一部分は磁性を有する材料で構成された
フリーピストンと、冷媒ガスの流れを規制する弁、およ
び圧縮室を構成する側壁からなり、外部からの印加磁場
に対応したフリーピストンの運動によって冷媒を圧縮す
るようにした圧縮器。 - 【請求項２】 フリーピストンの運動方向の前後２空間
を圧縮室とした請求項１記載の圧縮器。 - 【請求項３】 少なくとも２つ以上の圧縮器部を冷媒ガ
スの圧縮方向に対して直列に構成した請求項１記載の圧
縮器。 - 【請求項４】 ＩＣ、電子機器などの躯体中に一体に形
成され、吸気側と排気側をつなぐ冷媒流路に配した少な
くとも一部分は磁性を帯びた箔片と、この箔片に磁場を
印加する装置からなり、かつ印加した磁場により箔片が
進行波となって振動し、冷媒を蒸発器側から凝縮器側に
搬送するようにした圧縮器。 - 【請求項５】 磁性を帯びた箔片が面内方向に磁化され
ている請求項４記載の圧縮器。 - 【請求項６】 磁性を帯びた箔片が磁性金属箔と有機薄
膜が重ね合わされて構成された請求項４記載の圧縮器。 - 【請求項７】 ＩＣ、電子機器などの躯体中に一体に形
成され、吸気側と排気側をつなぐ冷媒流路と、それを直
接的あるいは間接的に取り囲む圧電材料と、圧電材料に
電場を印加して冷媒流路の形状を変化させる複数の電極
と電源装置があり、冷媒流路の形状を吸気側から排気側
へ連続的に変化させることにより、冷媒を蒸発器側から
凝縮器側に搬送するようにした圧縮器。 - 【請求項８】 圧電材料の冷媒流路側表面に圧電材料よ
り大きい応力コンプライアンスを有する耐冷媒材料を配
した請求項７記載の圧縮器。 - 【請求項９】 ＩＣ、電子機器などの躯体中に一体形成
され、フリーピストンと、冷媒ガスの流れを規制する
弁、圧電材料が配された圧縮室側壁および圧電材料に電
場を印加する電極よりなり、圧電材料の変位により生じ
たフリーピストンと接する圧縮室側壁表面の進行波によ
るフリーピストンの運動によって冷媒を圧縮するように
した圧縮器。 - 【請求項10】 ＩＣ、電子機器などの躯体中に、請求項
１記載の圧縮器と、蒸発器と、凝縮器と、膨張弁によっ
て蒸気圧縮式のヒートポンプを構成したヒートシンク装
置。 - 【請求項11】 ＩＣ、電子機器などの躯体中に、請求項
４記載の圧縮器と、蒸発器と、凝縮器と、膨張弁によっ
て蒸気圧縮式のヒートポンプを構成したヒートシンク装
置。 - 【請求項12】 ＩＣ、電子機器などの躯体中に、請求項
７記載の圧縮器と、蒸発器と、凝縮器と、膨張弁によっ
て蒸気圧縮式のヒートポンプを構成したヒートシンク装
置。 - 【請求項13】 ＩＣ、電子機器などの躯体中に、請求項
９記載の圧縮器と、蒸発器と、凝縮器と、膨張弁によっ
て蒸気圧縮式のヒートポンプを構成したヒートシンク装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302777A JPH06147666A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302777A JPH06147666A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147666A true JPH06147666A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17913000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4302777A Pending JPH06147666A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06147666A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468966B1 (ko) * | 2001-11-19 | 2005-01-29 | 엘지전자 주식회사 | 집적 회로 냉각 장치 |
| JP2010019547A (ja) * | 1994-07-29 | 2010-01-28 | Battelle Memorial Inst | 微小部品シート構造体 |
| US8950201B2 (en) | 2012-03-30 | 2015-02-10 | Trane International Inc. | System and method for cooling power electronics using heat sinks |
| WO2017135206A1 (ja) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | 株式会社村田製作所 | 気体制御装置 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP4302777A patent/JPH06147666A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019547A (ja) * | 1994-07-29 | 2010-01-28 | Battelle Memorial Inst | 微小部品シート構造体 |
| KR100468966B1 (ko) * | 2001-11-19 | 2005-01-29 | 엘지전자 주식회사 | 집적 회로 냉각 장치 |
| US8950201B2 (en) | 2012-03-30 | 2015-02-10 | Trane International Inc. | System and method for cooling power electronics using heat sinks |
| US9395106B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-07-19 | Trane International Inc. | System and method for cooling power electronics using heat sinks |
| WO2017135206A1 (ja) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | 株式会社村田製作所 | 気体制御装置 |
| JPWO2017135206A1 (ja) * | 2016-02-01 | 2018-02-08 | 株式会社村田製作所 | 気体制御装置 |
| CN108496004A (zh) * | 2016-02-01 | 2018-09-04 | 株式会社村田制作所 | 气体控制装置 |
| CN108496004B (zh) * | 2016-02-01 | 2020-03-31 | 株式会社村田制作所 | 气体控制装置 |
| US11378071B2 (en) | 2016-02-01 | 2022-07-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Gas control device |
| US12000389B2 (en) | 2016-02-01 | 2024-06-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Gas control device |
| US12454949B2 (en) | 2016-02-01 | 2025-10-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Gas control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7031155B2 (en) | Electronic thermal management | |
| JP4046686B2 (ja) | 高周波熱音響冷却器 | |
| CN1189706C (zh) | 斯特林循环低温冷却器及用于其中的压气活塞单元 | |
| US20010004934A1 (en) | Compressed mesh wick, method for manufacturing same, and plate type heat pipe including compressed mesh wick | |
| US10927001B2 (en) | MEMS cryocooler systems and methods | |
| JPS6373859A (ja) | 低温冷凍機とリニア往復動モ−タならびにリニア往復動モ−タの製作方法 | |
| WO2002016835A1 (en) | Sterling refrigerating system and cooling device | |
| JPH06147666A (ja) | 圧縮器およびそれを用いたヒートシンク装置 | |
| US6637231B1 (en) | Field replaceable packaged refrigeration heat sink module for cooling electronic components | |
| Lee et al. | The innovative green technology for refrigerators development of innovative linear compressor | |
| CN104936422B (zh) | 磁动力散热模组 | |
| US20040163403A1 (en) | Apparatus and method for cooling electronic systems | |
| US20040055322A1 (en) | Field replaceable packard refrigeration module with vapor chamber heat sink for cooling electronic components | |
| JP3540727B2 (ja) | リニアコンプレッサ | |
| CN1712705A (zh) | 压缩机 | |
| US20040065111A1 (en) | Field replaceable packaged refrigeration module with thermosyphon for cooling electronic components | |
| CN1244786C (zh) | 蓄冷式冷冻机 | |
| Bash et al. | Acoustic compression for the thermal management of multi-load electronic systems | |
| JPH0424152Y2 (ja) | ||
| JP2009068836A (ja) | 対向振動流型熱輸送装置および冷却装置 | |
| CN1957212A (zh) | 具有平均压力变化的脉冲管低温冷却器 | |
| JPH06147654A (ja) | ヒートシンク装置 | |
| KR100805408B1 (ko) | 쿨러의 내측 고정자 고정구조 | |
| CN207407545U (zh) | 磁制冷器件和包括其的磁制冷装置 | |
| CN117581012A (zh) | 用于电子设备冷却的热声产生的空气流设备 |