CN116917686A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

冷却装置具备在上下方向上与热源对置的支撑板和多个热管，热管配置在支撑板的上下方向的上侧，热源配置在支撑板的上下方向的下侧，热管在与上下方向正交的第一方向上延伸，且在与上下方向及第一方向正交的第二方向上排列，位于第二方向的最外侧的热管中的至少一个在比热源靠第二方向的外侧具有沿第一方向延伸的外侧端部。

Description

冷却装置

技术领域

本发明涉及一种冷却装置。

背景技术

以往，已知具有热管的冷却装置。例如，具有热管的冷却装置用作车辆搭载用散热器。以往的冷却装置具有多个热管(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开公报特开2006-278923号公报

发明内容

发明所要解决的课题

例如，现有的热管位于基座的上侧。另外，热管沿第一方向延伸，而且沿与第一方向正交的第二方向排列。并且，热源以与所有的热管在上下方向上重叠的方式配置于基座的下侧。

例如，现有的热源的第二方向的端部位于比位于第二方向的最外侧的热管靠外侧。在该结构中，存在热管对热源的冷却效果降低的可能性。

本发明的目的在于，在沿与热管延伸的方向正交的方向排列热管的结构中，良好地冷却热源。

用于解决课题的方案

本发明的示例性的冷却装置是冷却热源的冷却装置，其具备与热源在上下方向上对置的支撑板和多个热管。热管配置在支撑板的上下方向的上侧。热源配置在支撑板的上下方向的下侧。热管沿与上下方向正交的第一方向延伸，且沿与上下方向及第一方向正交的第二方向排列。位于第二方向上的最外侧的热管的至少一个具有在比热源靠第二方向的外侧沿第一方向延伸的外侧端部。

发明效果

根据本发明的示例性的冷却装置，在沿与热导管延伸的方向正交的方向排列热导管的结构中，能够良好地冷却热源。

附图说明

图1是实施方式的冷却装置的分解立体图。

图2是从下方观察实施方式的冷却装置的情况下的立体图。

图3是实施方式的支撑板的剖视图。

图4是表示实施方式的热管的配置位置的示意图。

图5是表示变形例的热管的配置位置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的示例性的实施方式进行说明。

在本说明书中，将相对于热源200配置冷却装置100的侧设为上，将相对于冷却装置100配置热源200的侧设为下，对上下方向进行定义。另外，该上下方向的定义并不限定各构成要素的实际的朝向及位置关系。

另外，在本说明书中，将与上下方向正交的一个方向称为“第一方向”，将与上下方向以及第一方向正交的方向称为“第二方向”。另外，对第一方向标注符号D1，对第二方向标注符号D2。

＜1.冷却装置的概略结构＞

图1是实施方式的冷却装置100的分解立体图。图2是从下方观察实施方式的冷却装置100的情况下的立体图。在图2中图示由冷却装置100冷却的热源200。

冷却装置100是对热源200进行冷却的装置。分配给单个冷却装置100的热源200的数量没有特别限制。热源200的个数例如为多个。多个热源200例如在第一方向D1上隔开间隔地排列。

热源200例如是逆变器的功率晶体管。逆变器例如设置于用于驱动车辆的车轮的牵引马达。功率晶体管例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。

冷却装置100具备制冷剂流通的流路10。制冷剂例如是液体。另外，冷却装置100具备罩1。罩1例如是被称为水套的部件。

罩1配置在上板2的上侧。从上下方向观察，上板2为大致矩形。罩1覆盖上板2的上表面。罩1在内侧区域具有流路10。换言之，流路10设置在罩1与上板2之间的区域。制冷剂在罩1与上板2之间的区域沿着上板2的上表面流动。

罩1具有上壁部11和侧壁部12。从上下方向观察，上壁部11是以第一方向D1为长边方向、以第二方向D2为短边方向的大致矩形。侧壁部12从上壁部11的外缘向下方延伸。侧壁部12的下端与上板2的上表面接触。例如，侧壁部12的下端接合于上板2的上表面。

罩1在流路10的上游侧具有被供给制冷剂的供给口101。另外，罩1在流路10的下游侧具有排出制冷剂的排出口102。制冷剂从罩1的供给口101侧朝向排出口102侧流动。

罩1在上壁部11具有供给口101和排出口102。例如，罩1在第一方向D1的一侧具有供给口101，在另一侧具有排出口102。供给口101和排出口102是贯穿孔，沿上下方向贯通上壁部11。

另外，在供给口101和排出口102配置有管(未图示)。并且，经由供给口101侧的管，向罩1与上板2之间的区域即流路10供给制冷剂。另外，经由排出口102侧的管，从罩1与上板2之间的区域即流路10排出制冷剂。

另外，冷却装置100具备散热片3。散热片3从上板2的上表面向上方突出。换言之，上板2在上表面具有散热片3。散热片3也可以与上板2为一体。例如，散热片3的个数为多个。

散热片3从流路10的上游侧朝向下游侧延伸。例如，散热片3为平板状。而且，散热片3与第一方向D1平行地延伸。另外，散热片3在第二方向D2上隔开间隔排列。

散热片3配置在盖1与上板2之间的区域。换言之，散热片3配置于制冷剂流通的区域。其结果，在第二方向D2上相邻的散热片3之间的区域成为流路10。

在此，冷却装置100具备支撑板4。另外，冷却装置100具备多个热管5。作为支撑板4的构成材料，例如使用铜等金属。作为热管5的构成材料，例如使用铜等金属。

从上下方向观察，支撑板4为以第一方向D1为长边方向、以第二方向D2为短边方向的大致矩形。即，散热片3与支撑板4的长边方向平行地延伸，且在支撑板4的短边方向上隔开间隔地排列。在该结构中，在流路10中流动的制冷剂从支撑板4的长边方向的一侧朝向另一侧。换言之，支撑板4的长边方向的一侧是流路10的上游侧，长边方向的另一侧是流路10的下游侧。

支撑板4在上表面支撑热管5。即，热管5配置在支撑板4的上下方向的上侧。另外，热管5与支撑板4的上表面接触。

支撑板4配置在上板2的下方。由此，上板2配置在热管5的上方。即，热管5被上板2从上方覆盖。例如，热管5与上板2接触。另外，支撑板4在上下方向上与热源200对置。

热源200配置在支撑板4的上下方向的下侧。热源200在第一方向D1上隔开间隔排列。即，支撑板4的长边方向为热源200的排列方向。另外，热源200例如与支撑板4的下表面接触。另外，热源200例如也可以经由热片等间接地与支撑板4的下表面接触。

热管5沿第一方向D1延伸。即，热管5从流路10的上游侧朝向下游侧延伸。另外，热管5在第一方向D1上以直线状延伸。换言之，热管5沿与散热片3相同的方向延伸。再换言之，热管5沿热源200的排列方向延伸。另外，热管5沿第二方向D2排列。

例如，热管5的沿着第二方向D2切断后的截面形状是在第二方向D2上较长的扁平形状。但是，热管5的截面形状没有特别限定。热管5的沿着第二方向D2切断后的截面形状也可以是圆形。

热管5是第一方向D1的两端部封闭的筒状体。热管5在内部空间具有工作液。工作液例如是纯水。作为工作液，也可以使用醇等。

热管5在内壁具有毛细管结构。即，热管5的内部空间是由毛细管结构包围的空间。当热管5通过热源200的热加热时，工作液在热管5的加热部气化，气化的工作液向流路10的上游侧移动。流路10的上游侧是被供给低温的制冷剂的侧。即，气化的工作液向热管5的低温部移动。然后，工作液在热管5的低温部液化，且通过毛细管现象向热管5的加热部移动。通过工作液这样移动，热量被输送。

＜2.支撑板的结构＞

图3是实施方式的支撑板4的剖视图。在图3中示出了沿第二方向D2切断支撑板4的情况下的截面构造。另外，在图3中，用虚线表示热管5。

支撑板4具有对多个热管5分别进行支撑的多个支撑部41。支撑部41是从支撑板4的上表面向下方凹陷的凹部。支撑部41在第一方向D1上以直线状延伸。即，支撑部41在与热管5延伸的方向相同的方向上延伸。另外，支撑部41在第二方向D2上隔开间隔排列。

在支撑部41上各配置一个热管5。配置于支撑部41的热管5的至少一部分与支撑部41的内表面、即凹部的内表面接触。另外，热管5例如也可以经由热传导性粘接部件等间接地与支撑部41的内表面接触。

＜3.热管的配置位置＞

以下，将从支撑板4的第二方向D2的中心朝向支撑板4的长边401的侧定义为外侧，将从支撑板4的长边401朝向支撑板4的第二方向D2的中心的侧定义为内侧。另外，支撑板4的长边401是沿第一方向D1延伸的边。另外，对位于第二方向D2的最外侧的热管5的端部中的沿第一方向D1延伸的外侧端部标注符号51，对沿第一方向D1延伸的内侧端部标注符号52。

＜3-1.实施方式＞

图4是表示实施方式的热管5的配置位置的示意图。图4是示意性地表示配置于支撑板4的多个热管5的图。在图4中，对位于第二方向D2的最外侧的热管5标注阴影图案。另外，在图4中，用虚线表示热源200。

在实施方式中，如图4所示，热源200配置于比位于第二方向D2的最外侧的热管5的外侧端部51靠内侧。换言之，从上下方向观察，热源200配置在位于第二方向D2的最外侧的一方的热管5的外侧端部51与另一方的热管5的外侧端部51之间。此外，从上下方向观察，热源200与比位于第二方向D2的最外侧的一对热管5靠内侧的所有热管5在上下方向上重叠。

在此，位于第二方向D2的最外侧的热管5中的至少一个具有在比热源200靠第二方向D2的外侧沿第一方向D1延伸的外侧端部51。换言之，位于第二方向D2的最外侧的热管5中的至少一个的外侧端部51配置于比热源200靠第二方向D2的外侧。再换言之，位于第二方向D2的最外侧的热管5中的至少一个的外侧端部51在从第一方向D1的一端到另一端的整个区域中与热源200在上下方向上不重叠。

在实施方式的结构中，由于存在在比热源200靠第二方向D2的外侧具有外侧端部51的热管5，因此能够将从热源200经由支撑板4向第二方向D2的外侧扩散的热可靠地传递到热管5。即，在支撑板4中的比在上下方向上与热源200重叠的区域靠第二方向D2外侧的区域，也能够良好地进行由热管5进行的冷却。其结果，在沿与热管5延伸的方向正交的方向排列热管5的结构中，能够良好地冷却热源200。

另外，可以仅将位于第二方向D2的最外侧的一对热管5中的任意一方的外侧端部51配置于比热源200靠第二方向D2的外侧，也可以将双方的外侧端部51配置于比热源200靠第二方向D2的外侧。

例如，位于第二方向D2的最外侧的一对热管5中的双方的外侧端部51配置于比热源200靠外侧。即，位于第二方向D2的一方最外侧的热管5及位于第二方向D2的另一方最外侧的热管5分别在比热源200靠第二方向D2的外侧具有外侧端部51。由此，能够将从热源200经由支撑板4向第二方向D2的一方及另一方的两外侧扩散的热可靠地传递到热管5。

另外，位于第二方向D2的最外侧的热管5在与热源200在上下方向上重叠的位置具有沿第一方向D1延伸的内侧端部52。换言之，在比热源200靠外侧具有外侧端部51的热管5在与热源200在上下方向上重叠的位置具有沿第一方向D1延伸的内侧端部52。在该结构中，能够使位于第二方向D2的最外侧的热管5与热源200在上下方向上重叠。因此，位于第二方向D2的最外侧的热管5对热源200的冷却效果提高。

＜3-2.变形例＞

图5是表示变形例的热管5的配置位置的示意图。图5是示意性地表示配置于支撑板4的多个热管5的图。在图5中，对位于第二方向D2的最外侧的热管5标注阴影图案。另外，在图5中，热源200用虚线表示。

在变形例中，如图5所示，与上述实施方式(参照图4)同样，热源200配置于比位于第二方向D2的最外侧的热管5的外侧端部51靠内侧。此外，热源200与比位于第二方向D2的最外侧的一对热管5靠内侧的所有热管5在上下方向上重叠。

另外，在变形例中，与上述实施方式同样地，位于第二方向D2的最外侧的热管5中的至少一个在比热源200靠第二方向D2的外侧具有沿第一方向D1延伸。由此，即使在支撑板4中的比与热源200在上下方向上重叠的区域靠第二方向D2外侧的区域，也能够良好地进行热管5的冷却。其结果，能够良好地冷却热源200。

在此，在该变形例中，位于第二方向D2的最外侧的热管5在比热源200靠第二方向D2的外侧具有沿第一方向D1延伸的内侧端部52。换言之，位于第二方向D2的最外侧的热管5的内侧端部52配置于比热源200靠第二方向D2的外侧。再换言之，位于第二方向D2的最外侧的热管5的内侧端部52在第一方向D1的从一端到另一端的整个区域中与热源200在上下方向上重叠。因此，在该变形例中，位于第二方向D2的最外侧的热管5在整个区域与热源200在上下方向上不重叠。

在该变形例中，与上述实施方式相比，更良好地进行支撑板4中的比与热源200在上下方向上重叠的区域靠第二方向D2外侧的区域的冷却。

另外，在将位于第二方向D2的最外侧的热管5的内侧端部52配置于比热源200靠外侧的情况下，位于第二方向D2的最外侧的热管5的内侧端部52与热源200之间的第二方向D2的距离越短，则位于第二方向D2的最外侧的热管5对热源200的冷却效果越高。

因此，使位于第二方向D2的最外侧的热管5的内侧端部52与热源200之间的第二方向D2的距离L比支撑板4的上下方向的厚度T(参照图3)小。在此，在热管5与支撑板4的上表面接触且热源200与支撑板4的下表面接触的结构中，支撑板4的厚度T越小，则热源200的冷却效果越高，因此，例如，支撑板4的厚度T在允许范围内尽可能地小。即，通过使热管5的内侧端部52与热源200之间的距离L小于支撑板4的厚度T，热管5的内侧端部52与热源200之间的距离L变小。由此，即使位于第二方向D2的最外侧的热管5的内侧端部52与热源200在上下方向上不重叠，也能够通过位于第二方向D2的最外侧的热管5良好地冷却热源200。

＜4.其它＞

以上对本发明的实施方式进行了说明。另外，本发明的范围不限定于上述实施方式。本发明可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更来实施。另外，上述实施方式可以适当地任意组合。

生产上的可利用性

本发明例如能够利用于IGBT等各种热源的冷却。

符号说明

4—支撑板，5—热管，51—外侧端部，52—内侧端部，100—冷却装置，200—热源，D1—第一方向，D2—第二方向。

Claims (5)

1.一种冷却装置，其对热源进行冷却，其特征在于，包括：

在上下方向上与所述热源对置的支撑板；以及

多个热管，

所述热管配置于所述支撑板的所述上下方向的上侧，

所述热源配置于所述支撑板的所述上下方向的下侧，

所述热管在与所述上下方向正交的第一方向上延伸，且在与所述上下方向及所述第一方向正交的第二方向上排列，

位于所述第二方向的最外侧的所述热管中的至少一个在比所述热源靠所述第二方向的外侧具有沿所述第一方向延伸的外侧端部。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

位于所述第二方向的一方的最外侧的所述热管和位于所述第二方向的另一方的最外侧的所述热管分别在比所述热源靠所述第二方向的外侧具有所述外侧端部。

3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，

位于所述第二方向的最外侧的所述热管在与所述热源在所述上下方向上重叠的位置具有沿所述第一方向延伸的内侧端部。

4.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，

位于所述第二方向的最外侧的所述热管在比所述热源靠所述第二方向的外侧具有沿所述第一方向延伸的内侧端部。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，

所述内侧端部与所述热源之间的所述第二方向的距离比所述支撑板的所述上下方向的厚度小。