JP2009176871A - Heat sink and electric apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスなどの電気機器で発生する熱を放散するヒートシンク、またヒートシンクを備えた電気機器に関する。 The present invention relates to a heat sink that dissipates heat generated in an electric device such as a semiconductor device, and an electric device including the heat sink.
ヒートシンクは、機械装置又は電気装置などの発熱体を有する装置に取り付けられ、発熱体を有する装置から熱を奪って発熱体やその周辺部品の温度を下げるものである。そのために、ヒートシンクの一形態として、ハウジングの内部に冷媒を流通させるものが提案されている。このようなヒートシンクでは、ハウジングを介して発熱装置の熱が冷媒に放熱される。この放熱を促進するため、ハウジング内部にハウジングと一体的に複数のフィンを設け、冷媒とハウジングとの接触面積を実質的に増加させるものがある。 The heat sink is attached to a device having a heating element such as a mechanical device or an electrical device, and takes heat from the device having the heating element to lower the temperature of the heating element and its peripheral components. Therefore, as one form of the heat sink, one in which a refrigerant is circulated inside the housing has been proposed. In such a heat sink, the heat of the heat generating device is radiated to the refrigerant through the housing. In order to promote this heat dissipation, there are some which provide a plurality of fins integrally with the housing inside the housing to substantially increase the contact area between the refrigerant and the housing.
複数のフィンが設けられたハウジングは、熱伝達効率および生産効率の観点から、一体的に押し出し成型されることが好ましいが、押し出し成型では長いフィンを密にハウジング内に設けることは困難である。そこで、例えば、特許文献1には、複数の第1のフィンを櫛状に有する第1の押し出し部材と、第2のフィンを櫛状に有する第2の押し出し部材を、第1のフィンと第2のフィンを交互に配置して組み合わせ、第1及び第2のフィンの先端を他方の押し出し部材に形成した溝に圧入して締結する熱交換機が提案されている。特許文献1に記載の熱交換機では、隣接する第1のフィンと第2のフィンとの間に形成される複数の空間を冷媒の流路とすることによって、ヒートシンクに応用できる。
このように、特許文献1に記載の熱交換器に関する技術はヒートシンクにも応用可能であるが、全てのフィンの先端を他方の押し出し部材に形成した溝に圧入する作業は多くの時間を要することから、生産性が悪いという問題がある。
As described above, the technology related to the heat exchanger described in
そこで、本発明は、小型で、組立が容易で、しかも高い冷却性能を有するヒートシンク、およびそれを備えた電気機器を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a heat sink that is small in size, easy to assemble, and has high cooling performance, and an electric device including the heat sink.
本発明は、発熱体に取り付けられ、前記発熱体を冷却するヒートシンクであって、第1の冷媒流路と前記第1の冷媒流路に隣接する第2の冷媒流路を形成するハウジングと、前記第1と第2の冷媒流路の間に配置され、前記第1と第2の冷媒流路を隔離する隔壁と、前記ハウジングに一体的に形成された、前記第1の冷媒流路に突出した複数の第1のフィンと前記第2の冷媒流路に突出した複数の第2のフィンとを備えたことを特徴とする。 The present invention is a heat sink that is attached to a heating element and cools the heating element, and a housing that forms a first refrigerant channel and a second refrigerant channel adjacent to the first refrigerant channel; A partition wall disposed between the first and second refrigerant flow paths and separating the first and second refrigerant flow paths; and the first refrigerant flow path formed integrally with the housing. A plurality of first fins projecting and a plurality of second fins projecting into the second refrigerant flow path are provided.
この発明によれば、ヒートシンクは、第1と第2の冷媒流路の間に隔壁を配置するという簡単な作業によって組み立てることができる。 According to this invention, the heat sink can be assembled by a simple operation of disposing the partition wall between the first and second refrigerant flow paths.
実施の形態1.
図1〜3を参照して実施の形態1のヒートシンクを説明する。図示するヒートシンク10は、発熱体12で発生する熱を放散するものである。発熱体12には種々の機器が考えられるが、実施の形態では、例えばインバータやコンバータを構成する半導体装置を発熱体として想定している。
The heat sink of
ヒートシンク10の構成を具体的に説明すると、ヒートシンク10は、伝熱性に優れた材料(好ましくは、金属材料)からなるハウジング14を有する。ハウジング14は、概略、中空の筒部16と、2つの蓋(第1の蓋18,第2の蓋20)を有する。筒部16は、直線状の中心軸22に沿って伸びる内空部24と、内空部24の両端に位置する端部開口部(第1の端部開口部26と第2の端部開口部28)を有し、これら端部開口部26,28が蓋18,20で塞がれている。実施の形態において、筒部16は横断面が四角形の外形を有するが、任意の外形断面を採り得る。また、内空部24は四角形の横断面を有するが、横断面は任意の形状を採り得る。
The configuration of the
具体的に、実施の形態では、筒部16は、中心軸を挟んで対向する下壁30と上壁32および左右の側壁34を有する。これらの壁に囲まれた内空部24は、中心軸22と平行に伸びる上下の冷媒通路(第1の冷媒通路又は下部冷媒通路36、第2の冷媒通路又は上部冷媒通路38)を有し、冷媒通路36,38のそれぞれに複数の放熱板(第1のフィン40、第2のフィン42)が配置されている。フィン40,42は、筒部16の下壁30、上壁32に一体的に形成されており、それぞれ他方の壁に向かって伸びている。実施の形態では、フィン40,42はそれぞれ、中心軸22と平行に、且つ、一方の端部開口部26から他方の端部開口部28の全長又はほぼ全長に亘って連続的に伸びている。実施の形態では、フィン40,42は等間隔に配置されているが、間隔は任意である。また、各フィン40,42の厚みはほぼ一定であるが、基端側(壁に近い端部)で厚く、末端側で薄くしてもよい。
Specifically, in the embodiment, the
ヒートシンク10は、冷媒通路36,38を隔離する隔壁44を有する。実施の形態では、隔壁44は、フィン40、42の間に形成された空間に、第1の端部開口部26から挿入され、上下のフィン40、42によって実質的に上下に移動できない状態で支持されている。隔壁44の幅は、側壁34の間隔とほぼ等しいことが好ましい。隔壁44の厚さは、製造上の観点からは厚い方が好ましく、冷媒通路を広く確保するには薄い方が好ましい。そのため、これらの要素の他、複数の冷媒通路間の熱伝達などを考慮して、適宜、隔壁44の厚さを、決定してよい。隔壁44の長さは、図2に示すように、隔壁44の一端46が第1の端部開口部26に位置した状態で、隔壁44の他端48が第2の端部開口部28から所定の間隔をあけて離間し、これにより隔壁44の他端48と第2の蓋20との間に冷媒通路36,38を連通する連通路50を形成するように調整されている。
The
このように、上下のフィン40,42で隔壁44を図示する位置に安定的に支持するために、隔壁44が位置する領域にあるフィン40,42の少なくとも一部は、隔壁44が筒部16に装着された状態でフィン40,42の末端が隔壁40の上面及び下面にそれぞれ接触する長さを有することが好ましい。
As described above, in order to stably support the
このような構成を有する筒部16は、押し出し成型によって精度良く加工できる。当然、筒部16を上下に二分割し、2つの分割部分を別々に押し出し成型又は射出成型によって形成し、後に適宜連結手段で連結することもできる。
The
図1,2に示すように、蓋18,20は、筒部16の端面形状に対応した大きさを有する板状の部材からなり、筒部16に隔壁44を装着した後ボルト等の固定手段で筒部16の端部に固定される。筒部16と蓋18,20の対向面に、環状のゴムリング等のシール手段を配置して密閉することが好ましい。蓋20は単なる板であるが、第1の端部開口部26を閉じる蓋18は、装着された状態で冷媒通路36,38にそれぞれ対応する場所に冷媒流入路(第1の冷媒通路)52、冷媒流出路(第2の冷媒通路)54を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以上のように構成されたヒートシンク10の使用時、図1に示すように、下壁30の外面と上壁32の外面の両方又はそれらのいずれか一方に、発熱体12である半導体装置が固定される。ヒートシンク10には、図示しない冷媒供給源から供給された冷媒56が冷媒流入路52を介して下部冷媒通路36に供給される。通常、冷媒56には液体(例えば、水)又は気体が使用される。下壁30及びフィン40は、下部の発熱体12から伝導した熱を、下部冷媒通路36を流れる冷媒56に放熱する。次に、冷媒56は、下部冷媒通路36の下流側端部で連通路50を介して上部冷媒通路38に移動し、冷媒流出路54に向かって逆方向に流れる。上壁32及びフィン42は、上壁32に取り付けた発熱体12から伝導した熱を、上部冷媒通路38を流れる冷媒56に放熱する。以上のように、ヒートシンク10は、発熱体12から伝導する熱を冷媒56に放熱し、これによって、発熱体12を冷却する。
When the
以上のように、実施の形態1のヒートシンク10によれば、一つのハウジング14の中で流路を略U字状に折り返した長い冷媒流路が形成される。そのため、折り返すことなく例えば並列の二つの流路を一方向に冷媒を流す場合よりも、冷媒の流速が速くなり、高い冷却能力が得られる。また、ヒートシンク10は、押し出し成型又は射出成型された筒部16に隔壁44を挿入し、蓋18,20を取り付けるといった簡単な作業で組み立てられるので、製造に要する手間が格段と少ない。
As described above, according to the
なお、吸熱前の冷媒56は吸熱後の冷媒56に比べて温度が低く、高い吸熱性を有する。したがって、図1に示すように、ヒートシンク10の上下に発熱体12を取り付ける場合、より低温の冷媒56が流れる下部冷媒通路36の近傍に発熱量の多い発熱体、または耐熱性能が低い装置を配置し、より高温の冷媒56が流れる上部冷媒通路38の近傍に発熱量の少ない発熱体、または耐熱性能が高い装置を配置してもよい。また、より多くの熱量を回収すべき発熱体を下部冷媒通路36の近傍に配置し、より少ない熱量を回収すべき発熱体を上部冷媒通路38の近傍に配置してもよい。さらに、以上の説明では、下部に冷媒流入路52、上部に冷媒流出路54を配置し、冷媒56を下部冷媒通路36から上部冷媒通路38に向かって流すものとしたが、逆に、上部冷媒流路38から下部冷媒流路36に向けて冷媒56を流してもよい。
In addition, the refrigerant |
上下いずれに冷媒流入路52、冷媒流出路54を配置するかは、冷媒の性質によって決めてもよい。例えば、気体冷媒を使用する場合、下部に冷媒流入路52、上部に冷媒流出路54を配置し、逆に、液体冷媒を使用する場合、上部に冷媒流入路52、下部に冷媒流出路54を配置してもよい。例えば、冷却能力の低い気体冷媒を使用する場合、吸熱して比重の軽くなった気体冷媒を効率良く排出するためには、吸熱前の気体冷媒を下部の冷媒流入路52から供給し、吸熱後の気体冷媒を上部の冷媒流出路54から排出することが好ましい。
Which of the
上述した実施の形態1のヒートシンク10は、種々改変可能である。
The
実施の形態2. Embodiment 2. FIG.
実施の形態1では、下部冷媒通路36と上部冷媒通路38を連通する連通路50は、隔壁44の他端48を第2の蓋20から離間させることよって形成したが、隔壁44を第1の端部開口部26から第2の端部開口部28まで連続的に延在する長さとするとともに、隔壁44の第2の端部開口部28近傍に一つ又は複数の連通孔(円形又は矩形の孔、または流れの方向に沿って長いスロット)を形成し、この連通孔を通じて下部冷媒通路36から上部冷媒通路38に冷媒56を流してもよい。複数の連通孔は、冷媒通路の幅方向に均等に配置してもよいし、不均等に配置してもよい。また、連通孔は、隣接するフィン40の間を流れる冷媒56がより少ない抵抗を受けながら下部から上部の冷媒通路にスムーズに移動し、それによってより高い冷却性が得られるように、中心軸22と平行な方向(以下、「中心軸22方向」という。)から見たとき、隣接するフィン40の間に位置していることが好ましい。
In the first embodiment, the
実施の形態3. Embodiment 3 FIG.
図4に示すように、蓋18には、冷媒流入路52から供給された冷媒56を横方向に出来るだけ均等に分散するために、冷媒流路36及びフィン40の上流側に位置する分流ヘッダ(凹部)58を形成してもよい。また、蓋18には、冷媒通路38の全域(幅方向の全域)から冷媒流出路54に効率良く冷媒56を回収するために、冷媒通路38の及びフィン42の下流側に位置する合流ヘッダ(凹部)59を形成してもよい。このような構成を採用することにより、冷媒56の圧力損失が低下し、ポンプ動力一定の場合は冷媒56の流量が増加し、引いてはヒートシンク10の冷却能力を上げることができる。当然のことであるが、分流ヘッダ58と合流ヘッダ59の間には蓋18の一部(隔壁部60)が存在し、冷媒通路36,38の間を遮断している。なお、分流ヘッダと合流ヘッダは、フィン40,42を第1の端部開口部26から後退させることによって形成することもできる。
As shown in FIG. 4, in the
実施の形態4. Embodiment 4 FIG.
図5,6に示すように、蓋18の隔壁部60を筒体内部に向けて突出して突出隔壁部62を形成するとともに、この突出隔壁部62に横方向に伸びる溝64を形成し、隔壁44の対応する箇所には溝64に嵌め込まれる突条66を形成し、隔壁44が装着された筒部16に蓋18を取り付ける際、突条66を溝64に嵌め込むようにしてもよい。この場合、隔壁44と蓋18の間のシール性が更に良くなる。この変形例において、突出隔壁部62は必ずしも必要ではなく、例えば図7に示すように、隔壁部60に突条66が嵌め込まれる溝67を形成してもよい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
実施の形態5.
冷媒通路を流れる冷媒は、フィンの基端から末端に向かう方向に拡散し、例えば、第1の冷媒通路ではフィンの基端近傍を通過した冷媒を第2の冷媒通路ではフィンの末端側を流れるように、少なくとも一部を入れ替えることによって冷媒の吸熱能力を最大限に活用することが好ましい。そのため、例えば、図8に示すように、隔壁44は、冷媒流路36,38を連通する連通路50の近傍であって第2の冷媒流路38の上流側端部に、冷媒流路38に向かって突出して形成された四角形縦断面(中心軸22方向の横断面が四角形)の撹拌部68を有する。図示するように、撹拌部68は横方向に連続的に設けられてもよいし、図示しないが、横方向に間欠的に設けられてもよい。フィン42との干渉を避けるために、撹拌部68にはフィン42に対応する位置にフィン挿入スロット70を形成し、フィン42の末端をスロット70に挿入するようにしてもよい。撹拌部68の形状(縦断面)は図8に示すものに限定されるものでなく、例えば、図9に示す三角形、図10に示す円弧状であってもよい。
The refrigerant flowing in the refrigerant passage diffuses in the direction from the proximal end of the fin toward the distal end. For example, in the first refrigerant passage, the refrigerant that has passed near the proximal end of the fin flows in the second refrigerant passage on the distal end side of the fin. Thus, it is preferable to make maximum use of the heat absorption capacity of the refrigerant by replacing at least a part thereof. Therefore, for example, as shown in FIG. 8, the
このような撹拌部68を設けることにより、連通路50を通じて第2の冷媒通路38に移動した冷媒56は、第1の冷媒通路36でフィン末端側を通過した冷媒の一部が第2の冷媒通路38ではフィン基端側に移動し、逆に、第1の冷媒通路36でフィン基端側を通過した冷媒の一部が第2の冷媒通路38ではフィン末端側に移動することにより、温度が高いフィン基端部での熱交換が促進され、全体としてヒートシンク10の冷却能力が一段と向上する。
By providing such a
実施の形態6. Embodiment 6 FIG.
ヒートシンク10の冷却能力を更に向上するために、図11に示すように、隔壁44の両面に棒状の乱流促進ピン72を設けてもよい。乱流促進ピン72は、流路での冷媒の流れを乱し、フィン40,42の周りでの温度境界層の発達を抑制する。当然、隔壁44を筒部16に装着する際に乱流促進ピン72がフィン40,42と干渉するのを防止するために、乱流促進ピン72は隣接するフィン40,40、42,42の間に位置するようにする。
In order to further improve the cooling capacity of the
乱流促進ピン72の間隔(中心軸22方向の間隔)、長さ、太さ、形状は、乱流促進ピン72の冷媒56の流れに対する抵抗、特にフィン40,42の周りでの冷媒の流れを考慮して決定する。例えば、乱流促進ピン72の太さ(径)は、隣接するフィン40又は42との間に、例えば約0.1mm〜1mm程度の隙間が確保されるように決定する。
The distance (interval in the direction of the central axis 22), the length, the thickness, and the shape of the turbulent flow promotion pins 72 are the resistance to the flow of the refrigerant 56 of the turbulent flow promotion pins 72, particularly the flow of the refrigerant around the
このように、フィン40,42の間に乱流促進ピン72を配置することにより、フィン40,42の表面付近に形成される温度境界層を乱し、フィンと冷媒の熱交換を促進し、ヒートシンク10の冷却性能をより向上することができる。図12に示すように、中心軸22と直交する方向に関して、乱流促進ピン72はフィン40,42の両側に接近し、隣接するフィンの間で隣接する乱流促進ピン72の間に出来るだけ大きな流路を確保することが好ましい。乱流促進ピン72をフィン間流路の中央付近に配置すると、フィンと冷媒との熱交換は促進される反面、冷媒の圧力損失が増大するためである。
Thus, by disposing the turbulent
好適な乱流促進ピン72が横断面形状は、図13に示す三角形、図14に示す翼形状(翼の断面を有する形状)で、冷媒の流れる方向に関して、上流側から下流側に向かってフィン40,42に次第に接近する傾斜面74を有する。このような形状によれば、図の矢印方向に流れる冷媒が、フィン40,42の近傍でピンの前方傾斜面74によって偏向されると共にその速度を増し、フィン40,42の表面に勢いよく衝突する。その結果、フィン表面の温度境界層が効率良く破壊されることにより、フィンの熱交換能力が常に良好に維持される。また、傾斜面74の反対側では、冷媒56の流れに乱れが生じて、フィンから回収された熱が効率良く拡散される。
The preferred turbulent
実施の形態7. Embodiment 7 FIG.
図15,16に示すように、隔壁44は、上部隔壁部78と下部隔壁部80の2つの部材で構成することができる。なお、図16に示す下部隔壁部80は、図15に示す上部隔壁部78を、中心軸22と直交する水平な軸を中心に上下反転したもので、上部隔壁部78と下部隔壁部80は実質的に同一の部材である。
As shown in FIGS. 15 and 16, the
図15を参照すると、上部隔壁部78は、上壁82、下壁84、左右の側壁86、及び中心軸22方向の一端側でそれら4つの壁を連結する端壁88を有し、これらの5つの壁の間に扁平な空間の中空部90が形成されている。また、上壁82は、端壁88の反対側の端面92から端壁88に向かって中心軸22と平行に伸びる複数のスロット94が、中心軸22と直交する方向に所定の間隔をあけて形成されている。スロット94の間隔は対応するフィン40,42の間隔と実質的に同一で、ハウジング14に装着された状態で、フィン40,42の末端がスロット94に嵌り込むように配置されている。
Referring to FIG. 15, the
このように構成された上部隔壁部78は、上述のように、この隔壁部を上下および前後を反転して得られる下部隔壁部80と重ね合わされ、第1の端部開口部26(第1の蓋18に近い開口部)から、上部隔壁部78のスロット開口98および下部隔壁部80のスロット末端96を手前(挿入方向手前)に向けて、上下のフィン40,42の間に挿入することによって装着される。装着された状態で、隔壁部78,80のスロット94には、フィン40,42の末端が嵌っている。
As described above, the
スロット94の幅は、後述するようにフィン40,42の幅に応じて決定され、例えばフィン40,42の幅より0.1mm〜1mm程度大きい。そのため、スロット94がフィン40,42の末端で埋められることはない。したがって、スロット94は、中空部90に冷媒56が流れ込むための流路となる。また、上述のように、スロット末端96が冷媒の流れ方向の上流側に、スロット開口98が冷媒の流れ方向の下流側になるように取り付けることによって、中空部90の圧力はフィン40,42近傍を流れる冷媒56の圧力より低くなる。このような圧力勾配により、フィン40、42近傍から、スロット94の中空部90に流入する流れが生じる。
The width of the
フィン40、42の近傍の冷媒は、フィンからの熱を受け、高温となっている。その高温となったフィン40、42の表面近傍の冷媒の一部がスロット94を介して中空部90に流れ込む。結果として、フィン40、42の間を中心軸22と平行な方向に流れる冷媒の温度が低下し(温度境界層の発達が抑制され)、フィンと冷媒の熱交換が促進される。中空部90の冷媒56は、下流側の中空部開口に向かって進行し、この中空部開口を通過すると、下部冷媒通路36を通過した冷媒と合流して連通路50を通過し、上部冷媒通路38に進入する。上部冷媒通路38では、上述した下部冷媒通路36における冷媒56の流れと同様に、フィン40の基端から末端に向かう冷媒56の流れが形成され、その流れによってフィン42の表面に形成される温度境界層の発達が抑制される。また、中空部90の冷媒56は、下流側の中空部開口に向かって進行し、この中空部開口を通過すると、上部冷媒通路38を通過した冷媒と合流して冷媒流出路54から排出される。
The refrigerant in the vicinity of the
スロット94の幅は、上述のようにフィン40,42の幅より大きいが、大きくしすぎると、中空部90に流れ込む冷媒56が多くなり、スロット94より基端側のフィン40,42の周囲を流れる冷媒56の流速が遅くなる。そのため、フィン40,42の高さ方向の圧力勾配によって温度境界層の発達の抑制にして得られる冷却性能の向上と、冷媒56の流速の低下による冷却性能の低下とを考慮して、結果的にヒートシンクの冷却性能が向上するように、スロット94の幅は決定されるとよい。
The width of the
また、スロット94の幅は、スロット末端96(上流側)からスロット開口98(下流側)にかけて次第に広くなってもよい。上流側は一般に温度境界層があまり発達していないため、スロット末端96側のスロット94の幅を狭くすることによって、冷媒56の流速を速くすることでヒートシンクの冷却性能は向上する。また、下流側は一般に温度境界層が発達するため、スロット開口98側のスロット94の幅を広くすることによって、温度境界層の発達を抑えることでヒートシンクの冷却性能は向上する。このように、冷媒56の上流から下流にかけて次第にスロット94の幅を広くすることによって、ヒートシンクの冷却性能を向上させることが可能になる。
Further, the width of the
以上のような隔壁によれば、フィン表面において、下流に向かって拡大していく温度境界層の発達を抑制でき、フィンと冷媒の伝熱を促進することによって、ヒートシンクの冷却性能をさらに向上することができる。 According to the partition wall as described above, the development of the temperature boundary layer that expands toward the downstream can be suppressed on the fin surface, and the heat transfer between the fin and the refrigerant is promoted to further improve the cooling performance of the heat sink. be able to.
このように、本実施の形態によれば、フィンに沿ってその基端から末端に向かう冷媒の流れによってフィンの表面に形成される温度境界層の発達が抑制されるため、フィンの放熱能力が最大限に利用され、ヒートシンク10の冷却能力が効率良く発揮される。
As described above, according to the present embodiment, the development of the temperature boundary layer formed on the surface of the fin is suppressed by the flow of the refrigerant from the base end toward the end along the fin. The cooling capacity of the
また、本実施の形態では、隔壁44は上下のフィン40,42から離間して配置されるため、図17に示すように、隔壁44にはハウジング筒部16の側壁34に対向する位置に被ガイド用突起100又は突条(第1の係合部)を設け、他方、これに対向するハウジング側壁34にはガイド溝102(第2の係合部)を設け、これら突起100とガイド溝102の協働によって、隔壁44をハウジング筒部16に安定して支持することが好ましい。本実施の形態で説明した上部隔壁部78および下部隔壁部80は、樹脂、アルミ、銅などからなり、押し出し成型、射出成型、またはダイキャストなどによって形成される。
Further, in the present embodiment, the
実施の形態8. Embodiment 8 FIG.
これまでの実施の形態では、隔壁は実質的に平板であり、すなわち中心軸22方向から見た隔壁の断面形状が平らな長方形であったが、隔壁の形状はこれに限られない。例えば、図18は、中心軸22方向から見た隔壁の断面形状が「H」型である隔壁の斜視図である。隔壁104は、平板部106と、その両端の辺に設けられる充填部108とを備える。充填部108は、平板部106の両端の辺に設けられ、左右の側壁34に密着して、下壁30と上壁32に向けて突き出した部位であり、中心軸22方向から見た両端のフィン40,42と左右の側壁34との空間を充填する。
In the embodiments so far, the partition wall is substantially a flat plate, that is, the partition wall has a flat cross-sectional shape viewed from the direction of the
このような隔壁104は、例えば、中心軸22方向から見た筒部16の断面において、フィン40,42が筒部16の中央部分に設けられ、両端近傍には設けられない場合に用いられる。充填部108を有する隔壁104により、筒部16の両端に位置するフィン40,42と側壁34の内面との空間を充填部108で充填することができ、上部冷媒通路38および下部冷媒通路36を流れる冷媒56の流速を速くすることができる。したがって、ヒートシンクの冷却性能を向上させることが可能になる。発熱体12が、下壁30外面の中央部分、上壁32の外面の中央部分またはそれらのいずれか一方に配置される場合に特に有効である。
Such a
実施の形態9. Embodiment 9 FIG.
蓋18,20は、筒部16の端面形状に対応した大きさを有するとしたが、蓋18は少なくとも筒部16の端面を塞ぐ大きさであればよく、図19に示すように、筒部16の端面形状より大きくてもよい。冷媒56は、冷媒流入路52に接続されるホース(図示せず)から第1の冷媒通路36へ送り込まれ、第2の冷媒流路38から冷媒流出路54に接続されるホース(図示せず)へ排出される。ホースの断面形状が例えば円形である場合、第1の冷媒通路36に十分な圧力で冷媒を送り込み、また、第2の冷媒流路38から円滑に冷媒を排出するには、各冷媒流路36,38の高さよりも大きい直径を有するホースを使用し、それを蓋18に接続する必要がある。そのため、蓋18は、十分に大きい直径を有するホースを接続できるように、筒部16の端面より大きくなる。
The
実施の形態10.
本発明は、これまでの実施の形態において説明したヒートシンクが取り付けられた電気機器として実現することもできる。電気機器は、発熱体としてのインバータ、コンバータ、電気回路、半導体デバイスなどを含む機器である。発熱体は、ヒートシンクの周囲に接して取り付けられる。 The present invention can also be realized as an electric device to which the heat sink described in the above embodiments is attached. The electric device is a device including an inverter, a converter, an electric circuit, a semiconductor device and the like as a heating element. The heating element is attached in contact with the periphery of the heat sink.
なお、以上では複数の実施の形態を個別に説明したが、これら複数の実施の形態はそれぞれ、単独でも実施できるし、他の実施の形態と組み合わせて実施できる。当然、複数の実施の形態が組み合わされた実施例は、複数の実施の形態の個々の効果を発揮し得るものである。 In addition, although several embodiment was demonstrated separately above, these several embodiment can each be implemented independently, and can be implemented in combination with other embodiment. Naturally, an example in which a plurality of embodiments are combined can exhibit the individual effects of the plurality of embodiments.
10:ヒートシンク
12:発熱体
14:ハウジング
16:筒部
18:第1の蓋
20:第2の蓋
22:中心軸
24:内空部
26:第1の端部開口部
28:第2の端部開口部
30:下壁
32:上壁
34:側壁
36:第1の冷媒通路
38:第2の冷媒通路
40:第1のフィン
42:第2のフィン
44:隔壁
46:隔壁の一端
48:隔壁の他端
50:連通路
52:冷媒流入路(第1の冷媒通路)
54:冷媒流出路(第2の冷媒通路)
56:冷媒
58:分流ヘッダ
59:合流ヘッダ
60:隔壁部
62:突出隔壁部
64,67:溝
66:突条
68:撹拌部
70:フィン挿入スロット
72:乱流促進ピン
74:傾斜面
78:上部隔壁部
80:下部隔壁部
82:上壁
84:下壁
86:側壁
88:端壁
90:中空部
92:端壁
94:スロット
96:スロット開口
98:スロット末端
100:突起
102:ガイド溝
104:隔壁
106:平板部
108:充填部
10: heat sink 12: heating element 14: housing 16: tube 18: first lid 20: second lid 22: central axis 24: inner space 26: first end opening 28: second end Part opening 30: lower wall 32: upper wall 34: side wall 36: first refrigerant passage 38: second refrigerant passage 40: first fin 42: second fin 44: partition 46: one
54: Refrigerant outflow path (second refrigerant path)
56: Refrigerant 58: Shunt header 59: Merge header 60: Partition 62: Projecting
Claims (12)
第1の冷媒流路と前記第1の冷媒流路に隣接する第2の冷媒流路を形成するハウジングと、
前記第1と第2の冷媒流路の間に配置され、前記第1と第2の冷媒流路を隔離する隔壁と、
前記ハウジングに一体的に形成された、前記第1の冷媒流路に突出した複数の第1のフィンと前記第2の冷媒流路に突出した複数の第2のフィンとを備えたことを特徴とするヒートシンク。 A heat sink attached to the heating element for cooling the heating element,
A housing forming a first refrigerant channel and a second refrigerant channel adjacent to the first refrigerant channel;
A partition wall disposed between the first and second refrigerant flow paths and separating the first and second refrigerant flow paths;
A plurality of first fins protruding into the first refrigerant flow path and a plurality of second fins protruding into the second refrigerant flow path are formed integrally with the housing. And heat sink.
前記ハウジングは、前記第1と第2の端部開口部をそれぞれ塞ぐ第1と第2の蓋を有することを特徴とする請求項1または2に記載のヒートシンク。 The housing includes a first end opening located upstream of the first refrigerant flow path and downstream of the second refrigerant flow path, and a downstream side of the first refrigerant flow path. And having a second end opening located upstream of the second refrigerant flow path,
The heat sink according to claim 1 or 2, wherein the housing has first and second lids for closing the first and second end openings, respectively.
周囲が壁で囲われる中空部と、前記第1のフィンに対向する位置であって当該壁に設けられるスロットと、前記第1の冷媒流路の下流側に開口を有する第1隔壁部と、
周囲が壁で囲われる中空部と、前記第2のフィンに対向する位置であって当該壁に設けられるスロットと、前記第2の冷媒流路の下流側に開口を有する第2隔壁部とから構成されることを特徴とする請求項1から9いずれか1項に記載のヒートシンク。 The partition is
A hollow portion surrounded by a wall, a slot provided in the wall at a position facing the first fin, a first partition wall portion having an opening on the downstream side of the first refrigerant flow path,
A hollow portion surrounded by a wall; a slot provided in the wall at a position facing the second fin; and a second partition wall portion having an opening on the downstream side of the second refrigerant flow path. The heat sink according to claim 1, wherein the heat sink is configured.
前記発熱体に取り付けられるヒートシンクを備え、
前記ヒートシンクは、
第1の冷媒流路と前記第1の冷媒流路に隣接する第2の冷媒流路を形成するハウジングと、
前記第1と第2の冷媒流路の間に配置され、前記第1と第2の冷媒流路を隔離する隔壁と、
前記ハウジングに一体的に形成された、前記第1の冷媒流路に突出した複数の第1のフィンと前記第2の冷媒流路に突出した複数の第2のフィンとを備えたことを特徴とする電気機器。 An electrical device including a heating element,
Comprising a heat sink attached to the heating element;
The heat sink is
A housing forming a first refrigerant channel and a second refrigerant channel adjacent to the first refrigerant channel;
A partition wall disposed between the first and second refrigerant flow paths and separating the first and second refrigerant flow paths;
A plurality of first fins protruding into the first refrigerant flow path and a plurality of second fins protruding into the second refrigerant flow path are formed integrally with the housing. And electrical equipment.
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