JP2012138395A - 冷却器のロウ付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】確実にロウ付けを行なうことが可能な冷却器のロウ付け構造を提供する。
【解決手段】ロウ付け構造は、凹形状の底板４０と、その凹形状に嵌まり合うパイプ３０と、底板４０およびパイプ３０にロウ付けで接合されて凹部４１を封止する天板２０とを備える。パイプ３０内を冷媒が流れ、冷媒３０の流れ方向と交差する断面において凹部の幅よりも大きい幅の突出部３３がパイプ３０に形成されている。突出部３３は、天板２０と底板４０との間に介在しており、突出部３３は、天板２０と底板４０との間の隙間に入り込んでいる。
【選択図】図２

Description

この発明は、冷却器のロウ付け構造に関し、より特定的には、パワーモジュールを冷却する冷却器のロウ付け構造に関するものである。

従来、冷却器は、たとえば特開２００９−１０５３２５号公報（特許文献１）、特開２００８−２１１１４７号公報（特許文献２）および特開２００８−２３５７２５号公報（特許文献３）に開示されている。

特開２００９−１０５３２５号公報 特開２００８−２１１１４７号公報 特開２００８−２３５７２５号公報

特許文献１では、タンク構造体は、外殻プレートと外殻プレートが中間プレートを挟んで外周部においてロウ付けされ、外殻プレートと中間プレートの間に波板状のインナーフィンがロウ付けされるとともに、外殻プレートと中間プレートの間に波板状のインナーフィンがロウ付けされる構造が開示されている。複数の半導体パワー素子搭載基板において、絶縁基板の一方の面が半導体パワー素子と搭載面となるとともに、絶縁基板の他方の面がタンク構成体の外殻プレートの外表面にロウ付けされる構造が開示されている。

特許文献２では、入口パイプの外周に環状の第１凸状を形成し、その第１凸状を溝部の開口の縁に接するようにして両者間を一体にロウ付け固定する構成が開示されている。溝部の外周と溝部との気密性を確保することができる。

特許文献３では、平板状のミドルプレートに開口部を設け、ミドルプレートの開口部にインナーフィンを介挿した状態として、その一方側に平板状のアッパープレートを重ねる一方、他方側に平板状のロアプレートを重ねて冷却水流路を形成し、冷却水流路の互いに離間した位置に冷却水出入口を設けた構造が開示されている。

従来の技術では、天板と底板の間にパイプを挿入してロウ付けする場合には、天板と底板の間に隙間が発生してロウ付け性が悪化するという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、確実にロウ付けを行なうことが可能な冷却器のロウ付け構造を提供することを目的とする。

この発明の一つの局面に従った冷却器のロウ付け構造は、凹部が設けられた底板と、凹部に嵌まり合うパイプと、底板およびパイプにロウ付けで接合されて凹部を封止する天板とを備え、パイプ内を冷媒が流れ、冷媒の流れ方向と交差する断面においては、凹部の幅よりも大きい幅の突出部がパイプに形成されており、突出部は天板と底板との間に介在しており、突出部は天板と底板との間の隙間に入り込んでいる、冷却器のロウ付け構造に関する。

このように構成された冷却器のロウ付け構造では、突出部は、天板と底板との間の隙間に入り込んでいる。そのため、この隙間に入り込む突出部が設けられない場合に比べて、隙間を小さくすることができる。その結果、この部分においてレーザ溶接を用いて仮固定をしやすくなり、天板と底板との間のロウ付けを確実に行うことができる。

好ましくは、天板は、パイプと接合される部分と、底板と接合される部分との間に設けられた段差部を有する。この場合、段差部が設けられることで、天板のうち、パイプと接合される部分よりも底板に接続される部分が低くなすように構成することで、天板と底板との間の隙間をより小さくすることができ、天板と底板との間のロウ付けを確実に行うことができる。

好ましくは、突出部はパイプ製造時に形成されるバリである。この場合、新たな工程を追加することなく突出部を製造することができ、製造コストの増加を抑えることができる。さらに、バリ取り工程を省略できるため、より簡単な工程で冷却器のロウ付け構造を形成することができる。

好ましくは、冷媒はパワーモジュールを冷却する。この場合、パワーモジュールを冷却することで、パワーモジュールを安定して駆動させることができる。

この発明に従えば、天板と底板との間のロウ付けを確実に行うことができる冷却器のロウ付け構造を提供することができる。

この発明の実施の形態１に従った冷却器のロウ付け構造を説明するために示す、パイプと他の部材との接続部分を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、冷媒の流れる方向と交差する方向の断面図である。 比較例に従った、天板と底板との間の隙間が大きい構造を説明するためのロウ付け構造の断面図である。 この発明の実施の形態２に従った冷却器のロウ付け構造を説明するために示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った冷却器のロウ付け構造を説明するために示す、パイプと他の部材との接続部分を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、冷媒の流れる方向と交差する方向の断面図である。

図１および図２を参照して、実施の形態１に従った、冷却器１０のロウ付け構造１においては、パイプ３０が冷却器１０に差込まれている。パイプ３０において冷却器１０に差込まれる部分は、図２で示すような扁平形状とされている。パイプ３０において冷却器に差込まれる部分以外の部分は、円筒状である。

冷却器１０内には、発熱量の大きな電気回路および素子が収納されており、その素子は冷媒により冷却される。冷却器１０内には、コンデンサ、インバータおよびコンバータなどの素子が収納されており、これらがパイプ３０を経由して流れる冷媒により冷却される。

冷媒は、オイルなどの非極性流体でもよく、水などの極性流体であってもよい。発熱量、冷媒通路の内部構造によって冷媒を設定することが可能である。水を冷媒として用いる場合にはエチレングリコールを含めてロングライフクーラントとしてもよい。この場合、冷媒の凍結を防止することができる。

パイプ３０を流れる冷媒は、冷却器１０内を循環した後に、冷却器１０よりも高温の部材を冷却してもよい。例えば、冷却器近傍に回転電機が設けられる場合には回転電機において発熱量の大きいコイルエンドの熱を冷媒が奪うようにパイプ３０が配置されていてもよい。

図２で示すパイプ３０と冷却器１０との接続部分ではパイプ３０の先端が変形してパイプ３０の先端が冷却器１０に差し込まれた構造とされている。この部分において、確実に冷却器１０にパイプ３０を固定して、冷媒の漏れを防ぐためにロウ付け構造が採用される。

底板４０は凹形状であり、その凹部４１にパイプ３０が嵌め合せられている。パイプ３０は、上側部分３１と下側部分３２とを有し、下側部分３２が円弧形状であって凹部４１に嵌まり合う。上側部分３１は平坦面を構成している。パイプ３０内が冷媒通路５０であり、冷媒通路５０内には、冷媒が流れて発熱部材の熱を放散させる。

扁平形状とされたパイプ３０は突出部３３を有する。突出部３３はたとえば、パイプ３０を作製する際のバリにより構成される。突出部３３が存在するため、パイプ３０の最大幅Ｗ２は、凹部４１の最大幅Ｗ１よりも大きい。

突出部３３は、パイプ３０を図２で示す扁平形状に変形させる際に形成されてもよい。図２で示す構造ではロウ材は図示されていない。ロウ材は、さまざまな融点の合金で構成される。そして、密着性、耐酸化性、耐熱性を考慮して最適な材質が選ばれる。

天板２０は、底板４０およびパイプ３０にロウ付けされている。天板２０は、パイプ３０を固定するための部材である。パイプ３０を天板２０が押えることで、パイプ３０が凹部４１から外れることを防止できる。

天板２０を底板４０に固定する場合には、まず、底板４０およびパイプ３０上に天板２０を載置する。この状態で矢印１００で示す方向からレーザ光を照射してレーザ溶接により仮固定をする。そしてその後天板２０とパイプ３０と底板４０とをロウ付けすることが可能となる。

この例では、ロウ付け方法として、ノコロックロウ付けを採用することができる。ただし、この発明ではその他のロウ付けを採用することも可能である。

冷却器のロウ付け構造は、凹部４１を有する底板４０と、凹部４１に嵌まり合うパイプ３０と、底板４０およびパイプ３０にロウ付けで接合されて凹部４１を封止する天板２０とを備える。パイプ３０内を冷媒が流れ、冷媒の流れ方向と交差する図２の断面においては、凹部４１の幅よりも大きい幅の突出部３３がパイプ３０に形成されており、突出部３３は天板２０と底板４０との間に介在しており、突出部３３は天板２０と底板４０との間の隙間４９に入り込んでいる。天板２０は、パイプ３０と接合される部分と、底板４０と接合される部分との間に設けられた段差部２１を有する突出部３３はパイプ３０製造時に形成されるバリである。冷媒はパワーモジュールを冷却する。

図３は、比較例に従った、天板と底板との間の隙間が大きい構造を説明するためのロウ付け構造の断面図である。図３を参照して、比較例に従った構造では、突出部が設けられていない。この場合、天板２０と底板４０との間の隙間が大きくなる。このように、パイプ３０および底板４０にロウ付けの起点を作るために、パイプ３０は底板４０より高い構造とされている。したがって、そのパイプ３０上に載置される天板２０と、底板４０との間には必ず隙間ができる。そしてこの隙間によって、ロウ付けが不安定となる。

これに対して、図１および２で示す構成では、突出部３３を設けることによって、天板２０および底板４０との間の隙間４９が狭くなる。その結果、レーザ溶接において起点を作りやすくすることが可能となる。

また、天板２０に段差部２１を追加している。段差部２１は折り曲げ形状であり、この折り曲げによって、天板２０、底板４０およびパイプ３０の間の隙間を狭くすることができる。その結果、レーザ溶接において起点を作りやすくすることができる。

また、図３で示す比較例では、天板および底板のコーナーＲをピン角としてこれらの間の隙間をなくしているが、コーナーＲを小さくしたとしても、天板２０および底板４０間に隙間が生じるためロウ付けが不安定となる。これに対し、実施の形態１に従った構成では、天板２０および底板４０間の隙間を小さくでき、確実にロウ付けが可能となる。

さらに、コーナーＲをピン角とする必要がなく、製造コストを低下させることができる。

（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に従った冷却器のロウ付け構造を説明するために示す断面図である。図４を参照して、実施の形態２に従った冷却装置では、パイプ３０の上側部分３１が円弧形状に形成されており、これに伴い、天板２０も上側部分３１と沿うように円弧形状に形成されている点で、実施の形態１に従った構造と異なる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ロウ付け構造、１０ 冷却器、２０ 天板、２１ 段差部、３０ パイプ、３１ 上側部分、３２ 下側部分、３３ 突出部、４０ 底板、４１ 凹部、４９ 隙間 ５０ 冷媒通路。

Claims (4)

1. 凹部が設けられた底板と、
   前記凹部に嵌まり合うパイプと、
   前記底板およびパイプにロウ付けで接合されて前記凹部を封止する天板とを備え、
   前記パイプ内を冷媒が流れ、前記冷媒の流れ方向と交差する断面においては、前記凹部の幅よりも大きい幅の突出部が前記パイプに形成されており、
   前記突出部は前記天板と前記底板との間に介在しており、前記突出部は前記天板と前記底板との間の隙間に入り込んでいる、冷却器のロウ付け構造。
2. 前記天板は、前記パイプと接合される部分と、前記底板と接合される部分との間に設けられた段差部を有する、請求項１に記載の冷却器のロウ付け構造。
3. 前記突出部は前記パイプ製造時に形成されるバリである、請求項１または２に記載の冷却器のロウ付け構造。
4. 冷媒はパワーモジュールを冷却する、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却器のロウ付け構造。

Images