JP2013219126A - Heat exchanger - Google Patents

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JP2013219126A
JP2013219126A JP2012087019A JP2012087019A JP2013219126A JP 2013219126 A JP2013219126 A JP 2013219126A JP 2012087019 A JP2012087019 A JP 2012087019A JP 2012087019 A JP2012087019 A JP 2012087019A JP 2013219126 A JP2013219126 A JP 2013219126A
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Yoshimasa Okubo
喜正 大久保
Yukihiro Konishi
幸弘 小西
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SUMIKEI TECHNO CO Ltd
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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SUMIKEI TECHNO CO Ltd
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and light heat exchanger having a housing portion with excellent productivity.SOLUTION: A heat exchanger 1 comprises: a housing portion 2 comprising a tubular cooling tube portion 3, and a plate-like plate portion 20 extending from an outer periphery of the cooling tube portion 3; a heat sink portion 4 arranged at a notch opening 30 provided by cutting one part of the cooling tube portion 3; and joint portions 5 jointed to both ends in a longitudinal direction of the cooling tube portion 3. The heat sink portion 4 comprises a plate-like base portion 40 having a heating element mounting face 400, and a radiation fin portion 41 standing from a face opposite to the heating element mounting face 400 of the base portion 40. While the radiation fin portion 41 is inserted in the cooling tube portion 3, the base portion 40 and a peripheral edge of the notch opening 30 of the cooling tube portion 3 are jointed to each other. The housing portion 2 is formed by extrusion molding to integrally include the cooling tube portion 3 and the plate portion 20. At least one of the plural joint portions is formed by processing a longitudinal end of the cooling tube portion 3.

Description

本発明は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の発熱体を冷却するための熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger for cooling a heating element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

現在広く使用されるようになってきたハイブリッド自動車や、次世代の環境対策自動車として注目される電気自動車には、駆動用モータを制御するための電子部品としてインバーターユニットが用いられている。インバーターユニットには、スイッチング機能を果たすIGBTが備えられている。IGBTは、使用時に発熱するが、高温になれば本来の機能を発揮し得ないため、冷却を十分に行う必要がある。一方、高速スイッチング機能等のIGBTに求められる特性が年々高まり、これに伴って発熱量も増大してきており、IGBTを冷却するシステムの機能向上がますます重要視されている。   Inverter units are used as electronic components for controlling drive motors in hybrid vehicles that are now widely used and electric vehicles that are attracting attention as next-generation environmentally-friendly vehicles. The inverter unit is provided with an IGBT that performs a switching function. The IGBT generates heat during use, but it cannot perform its original function at a high temperature. Therefore, the IGBT needs to be sufficiently cooled. On the other hand, the characteristics required of IGBTs such as a high-speed switching function are increasing year by year, and the amount of heat generation is also increasing along with this, and improvement of the function of the system for cooling the IGBTs is increasingly regarded as important.

IGBTの冷却には、ヒートシンクを用いるのが効果的である。ヒートシンクは、熱伝導性のよい材料を用いて作製され、単位面積当たりの表面積を大きくすることにより、接触配置された発熱体からの熱を放熱する機能を有する。表面積を大きくする形態としては、フィンタイプ、コルゲートタイプなどの様々な形態がある。   It is effective to use a heat sink for cooling the IGBT. The heat sink is manufactured using a material having good thermal conductivity, and has a function of dissipating heat from the heating elements arranged in contact with each other by increasing the surface area per unit area. As forms for increasing the surface area, there are various forms such as a fin type and a corrugated type.

また、放熱性能をさらに向上させるため、ヒートシンクのフィン部分を冷却液が流通する流路内に配置することによって、冷却液を媒体として効率よく放熱する液冷式の冷却システムが知られている。例えば、特許文献1〜3には、冷却液の流通する流路と、冷却液の入口及び出口とがヒートシンクとしてのアッパーケースを受けるロワケースに形成された熱交換器が提案されている。これらの熱交換器は、ヒートシンクのフィン部分をロワケースの流路部分に配置した状態でアッパーケースとロワケースとを接合して構成されている。このようにして作製した熱交換器は、アッパーケースのフィン部と反対側の面にIGBTなどの発熱体を接触配置させることで、その冷却機能が発揮されることとなる。   Further, in order to further improve the heat dissipation performance, a liquid cooling type cooling system that efficiently dissipates heat using the coolant as a medium is known by arranging fin portions of the heat sink in a flow path through which the coolant flows. For example, Patent Documents 1 to 3 propose a heat exchanger in which a flow path through which a coolant flows and an inlet and an outlet of the coolant are formed in a lower case that receives an upper case as a heat sink. These heat exchangers are configured by joining the upper case and the lower case in a state where the fin portion of the heat sink is disposed in the flow path portion of the lower case. The heat exchanger manufactured in this manner exhibits its cooling function by placing a heating element such as IGBT in contact with the surface of the upper case opposite to the fin portion.

また、車載用のIGBTを冷却するための熱交換器には、放熱性能のみならず、小型かつ軽量であることが求められている。このような要求に対応するため、アルミニウム材を採用した熱交換器がある。   In addition, a heat exchanger for cooling an in-vehicle IGBT is required to be small and light as well as heat dissipation performance. In order to meet such demands, there is a heat exchanger that employs an aluminum material.

特開2001−313357号公報JP 2001-313357 A 特開2009−135477号公報JP 2009-135477 A 特開2010−69503号公報JP 2010-69503 A

従来、ヒートシンクを受けるハウジング部は、特許文献1〜3に開示されたロワケースのごとく略直方体状を呈しており、ハウジング部に設けられる流路は、ハウジング部の一面に凹部を設けることにより形成されている。また、この流路の両端部には、ロワケースの外部と流路とを連通する連通路が設けられている。   Conventionally, the housing part that receives the heat sink has a substantially rectangular parallelepiped shape like the lower case disclosed in Patent Documents 1 to 3, and the flow path provided in the housing part is formed by providing a recess on one surface of the housing part. ing. In addition, at both ends of the flow path, a communication path that communicates the outside of the lower case and the flow path is provided.

このような形状を呈する従来のハウジング部を形成する方法としては、一般的にはダイキャスト成形などの鋳造や、鍛造が採用されている。しかしながら、鋳造や鍛造によってハウジングを形成する方法は必ずしも生産性に優れるとは言えず、他の製法の開発が望まれていた。   As a method for forming a conventional housing portion having such a shape, casting such as die casting or forging is generally employed. However, the method of forming the housing by casting or forging is not necessarily excellent in productivity, and the development of other manufacturing methods has been desired.

また、上記ハウジング部を鍛造により形成する場合には、流路の壁面や底面等の肉厚を薄くすることは困難であるため、ハウジング部の軽量化及び小型化には限界があるという問題があった。   In addition, when the housing part is formed by forging, it is difficult to reduce the wall thickness and the bottom surface of the flow path, so there is a problem that there is a limit to the weight reduction and miniaturization of the housing part. there were.

本発明は上記の背景に鑑みてなされたものであって、小型軽量であり、生産性に優れたハウジング部を有する熱交換器を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-described background, and is intended to provide a heat exchanger having a housing portion that is small and light and has excellent productivity.

本発明の一態様は、管状の冷却管部と、該冷却管部の外周面から延設された板状のプレート部とを備えたハウジング部と、
上記冷却管部の一部を切除して設けた切り欠き開口部に配設されたヒートシンク部と、
上記冷却管部の長手方向の両端部に配された複数の継ぎ手部とを有し、
上記ヒートシンク部は、発熱体を搭載するための発熱体搭載面を有する板状のベース部と、該ベース部における上記発熱体搭載面と反対側の面から立設させた放熱フィン部とを備えていると共に、該放熱フィン部を上記冷却管部の内部に挿入した状態で上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁とが接合されており、
上記ハウジング部は、上記冷却管部と上記プレート部とを一体的に備えるよう押出成形により形成されており、
上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも1つは、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されていることを特徴とする熱交換器にある(請求項1)。
One aspect of the present invention is a housing part including a tubular cooling pipe part and a plate-like plate part extended from the outer peripheral surface of the cooling pipe part,
A heat sink disposed in a notch opening provided by cutting out a part of the cooling pipe, and
A plurality of joint portions disposed at both ends in the longitudinal direction of the cooling pipe portion;
The heat sink part includes a plate-like base part having a heating element mounting surface for mounting the heating element, and a radiation fin part standing from a surface opposite to the heating element mounting surface in the base part. And the base part and the periphery of the notch opening part of the cooling pipe part are joined in a state where the radiating fin part is inserted into the cooling pipe part,
The housing part is formed by extrusion so as to integrally include the cooling pipe part and the plate part,
At least one of the plurality of joint portions is formed in the heat exchanger by processing an end portion in the longitudinal direction of the cooling pipe portion (Claim 1).

上記熱交換器は、上記ヒートシンク部における上記放熱フィン部を上記冷却管部の内部に挿入した状態で配置しており、上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁とが接合されている。これにより、上記冷却管内部に冷媒液が流通した場合に、上記放熱フィン部が上記冷媒液に接触するように構成されている。その結果、上記冷媒液が上記放熱フィンから効率よく熱を除去することができるため、上記熱交換器は放熱性能に優れたものとなる。   The heat exchanger is arranged in a state in which the radiating fin portion in the heat sink portion is inserted into the cooling pipe portion, and the base portion and the periphery of the notch opening portion of the cooling pipe portion are joined. ing. Thereby, when a refrigerant liquid distribute | circulates inside the said cooling pipe, the said radiation fin part is comprised so that the said refrigerant liquid may be contacted. As a result, since the refrigerant liquid can efficiently remove heat from the heat radiating fins, the heat exchanger has excellent heat radiating performance.

また、上記ハウジング部は、上記冷却管部と上記プレート部とを一体的に備えるよう押出成形により形成されている。押出成形は、肉厚の薄い部材を形成しやすい加工方法であるため、上記冷却管部や上記プレート部の肉厚を容易に薄肉化することができる。また、押出成形は量産性に優れた加工方法であるため、上記ハウジング部は生産性に優れたものとなる。さらに、上記冷却管部の長さを自由に選択できるため、上記冷却能力の変更等の設計変更が容易となる。   Further, the housing part is formed by extrusion so as to integrally include the cooling pipe part and the plate part. Extrusion molding is a processing method that easily forms a thin member, and therefore the thickness of the cooling pipe portion and the plate portion can be easily reduced. Further, since the extrusion molding is a processing method excellent in mass productivity, the housing part is excellent in productivity. Furthermore, since the length of the cooling pipe portion can be freely selected, design changes such as changes in the cooling capacity are facilitated.

また、上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも1つは、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されている。これにより、上記継ぎ手部の形状を押出成形による形状から大きく変形させ、熱交換器外部からの外部配管に合致させやすくなる。その結果、上記ハウジング部とは別体に準備する上記継ぎ手部の数を少なくすることができるため、部品点数を削減することができる。   Further, at least one of the plurality of joint portions is formed by processing an end portion in the longitudinal direction of the cooling pipe portion. Thereby, the shape of the joint portion is greatly deformed from the shape by the extrusion molding, and it becomes easy to match the external piping from the outside of the heat exchanger. As a result, since the number of joint parts prepared separately from the housing part can be reduced, the number of parts can be reduced.

以上のごとく、上記態様によれば、小型軽量であり、生産性に優れたハウジング部を有する熱交換器を提供することができる。   As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a heat exchanger having a housing portion that is small and light and has excellent productivity.

実施例1における熱交換器の斜視図。The perspective view of the heat exchanger in Example 1. FIG. 図1のA−A線矢視断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1. 図1のB−B線矢視断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 1. 実施例1における熱交換器の部品展開図。FIG. 3 is a component development view of the heat exchanger according to the first embodiment. 実施例1における、ハウジング部の基本形状となる押出形材の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of an extruded profile that is a basic shape of a housing portion in the first embodiment. 実施例1における、押出形材に切り欠き開口部を形成した状態の斜視図。The perspective view of the state which formed the notch opening part in the extruded shape material in Example 1. FIG. 実施例1における、ハウジング部の斜視図(押出形材の両端を塑性加工して連絡口を形成した状態の斜視図)。The perspective view of the housing part in Example 1 (The perspective view of the state which formed the communication port by plastically processing the both ends of an extrusion shape member). 実施例1における、ヒートシンク部の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a heat sink portion in the first embodiment. 実施例2における、別体で形成した分配管を冷却管部の一方側の端部に接合した熱交換器の斜視図。The perspective view of the heat exchanger which joined the distribution pipe formed in the different body in Example 2 to the edge part of the one side of a cooling pipe part. 実施例2における熱交換器の部品展開図。FIG. 6 is a development view of parts of the heat exchanger according to the second embodiment. 実施例2における、分配管の基本形状となる角管の斜視図。The perspective view of the square tube used as the basic shape of the distribution pipe in Example 2. FIG. 実施例2における角管に冷媒流通穴を形成した状態の斜視図。The perspective view of the state which formed the refrigerant | coolant circulation hole in the square tube in Example 2. FIG. 実施例2における、分配管の斜視図(角管に連絡口を形成した状態の斜視図)。The perspective view of the distribution pipe in Example 2 (the perspective view of the state which formed the connection port in the square tube). 実施例3における、一本の冷却管部を有する熱交換器の斜視図。FIG. 9 is a perspective view of a heat exchanger having one cooling pipe part in Example 3. 実施例3における、熱交換器の部品展開図。FIG. 6 is a component development view of a heat exchanger in the third embodiment.

上記熱交換器においては、上述したごとく、上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも1つが、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されている。すなわち、押出成形により成形した上記冷却管部の端部は、その少なくとも1箇所が更に加工を施されることにより継ぎ手部として機能する形状に成形されている。なお、上記冷却管部の端部のうち、上述のごとく追加の加工を受けない端部には、上記ハウジング部とは別体に準備した継ぎ手部を接合してもよい。このとき、別体に準備した上記継ぎ手部と上記冷却管部の上記両端部との接合は、溶接や接着剤による接合等の公知の接合方法を採用することができる。   In the heat exchanger, as described above, at least one of the plurality of joint portions is formed by processing the end portion in the longitudinal direction of the cooling pipe portion. That is, the end portion of the cooling pipe portion formed by extrusion molding is formed into a shape that functions as a joint portion by further processing at least one portion. In addition, you may join the joint part prepared separately from the said housing part to the edge part which does not receive an additional process as mentioned above among the edge parts of the said cooling pipe part. At this time, a known joining method such as welding or joining with an adhesive can be employed for joining the joint part prepared separately and the both end parts of the cooling pipe part.

ここで、継ぎ手部とは、上記冷却管部内に形成される冷媒流路と、外部配管とを連絡する部位であり、単純な連絡口(ニップル部)を設ける構造や、複数の冷却管部の開口端と連通して複数の流路を1本にまとめるヘッダー部を設ける構造、あるいは連絡口とヘッダー部との双方を有する構造など、種々の構成をとることができる。   Here, the joint part is a part that connects the refrigerant flow path formed in the cooling pipe part and the external pipe, and has a structure in which a simple connection port (nipple part) is provided, or a plurality of cooling pipe parts. Various configurations such as a structure in which a header portion that communicates with the open end and collects a plurality of flow paths into one, or a structure in which both a communication port and a header portion are provided can be employed.

上記熱交換器は、上記冷却管部を複数有し、該複数の冷却管部が上記プレート部を介して互いに連結されていてもよい(請求項2)。
この場合には、複数列に並べた発熱体を冷却する場合に好適である。また、上記複数の冷却管部は、各々の幅を個々の冷却管部に流通する冷媒液の流速分布を一様とするのに適切な範囲とすることができる。これにより、冷媒液が上記放熱フィン部全体に均一に接触しやすくなるため、上記放熱フィン部全体から均一に放熱することが可能となる。その結果、上記熱交換器は、複数の発熱体を均一に冷却することが可能なものとなる。
The heat exchanger may include a plurality of the cooling pipe parts, and the plurality of cooling pipe parts may be connected to each other via the plate part.
In this case, it is suitable for cooling the heating elements arranged in a plurality of rows. In addition, the plurality of cooling pipe portions can have an appropriate range for making the flow velocity distribution of the refrigerant liquid flowing through the individual cooling pipe portions uniform. Thereby, since it becomes easy for a refrigerant | coolant liquid to contact the said whole radiation fin part uniformly, it becomes possible to thermally radiate heat uniformly from the said whole radiation fin part. As a result, the heat exchanger can cool a plurality of heating elements uniformly.

また、この場合には、上記複数の冷却管部とこれらを連結しているプレート部とによって凹部を設けてもよい。この場合には、上記熱交換器の周辺部に配置される機器類の一部が上記熱交換器側に突出していても、上記凹部にこの突出部分を収容することができ、デッドスペースを低減することができる。また、この凹部に発熱体を搭載することもできる。この凹部においては、発熱体から発生する熱が凹部を構成するプレート部を介して上記冷却管部の壁面に熱伝導し、上記冷却管部に流通する冷媒液と熱交換を行うことができる。その結果、上記凹部に搭載された発熱体の冷却を行うことが可能となる。   In this case, a recess may be provided by the plurality of cooling pipe portions and a plate portion connecting them. In this case, even if a part of the devices arranged in the peripheral portion of the heat exchanger protrudes toward the heat exchanger, the protruding portion can be accommodated in the recess, thereby reducing dead space. can do. In addition, a heating element can be mounted in the recess. In this recess, heat generated from the heating element is conducted to the wall surface of the cooling pipe part via the plate part constituting the recess, and heat exchange can be performed with the refrigerant liquid flowing through the cooling pipe part. As a result, it becomes possible to cool the heating element mounted in the recess.

また、上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁との接合が、ろう付けまたは摩擦撹拌接合によりなされていてもよい(請求項3)。
この場合には、上記ベース部と上記切り欠き開口部周縁との接合を、未接合部分のないように行うことが容易となる。そのため、上記ベース部と上記冷却管部との接合部分からの冷媒液の漏出を防止することができる。なお、上記ベース部と上記冷却管部との接合には、摩擦撹拌接合や溶接、接着剤による接合等、公知の接合方法を採用することもできる。
Further, the base part and the periphery of the notch opening part of the cooling pipe part may be joined by brazing or friction stir welding (Claim 3).
In this case, it becomes easy to join the base portion and the peripheral edge of the notch opening so that there is no unjoined portion. Therefore, the leakage of the refrigerant liquid from the joint portion between the base portion and the cooling pipe portion can be prevented. In addition, a well-known joining method, such as friction stir welding, welding, and joining by an adhesive agent, can also be employed for joining the base part and the cooling pipe part.

(実施例1)
上記熱交換器の実施例を、図1〜図8を用いて説明する。熱交換器1は、図1及び図4に示すごとく、管状の冷却管部3と、冷却管部3の外周面から延設された板状のプレート部20とを備えたハウジング部2と、冷却管部3の一部を切除して設けた切り欠き開口部30に配設されたヒートシンク部4と、冷却管部3の長手方向の両端部に配された複数の継ぎ手部とを有している。ヒートシンク部4は、図8に示すごとく、発熱体を搭載するための発熱体搭載面400を有する板状のベース部40と、ベース部40における発熱体搭載面400と反対側の面から立設させたピン型の放熱フィン部41とを備えている。また、ヒートシンク部4は、図2及び図3に示すごとく、放熱フィン部41を冷却管部3の内部に挿入した状態でベース部40と冷却管部3の切り欠き開口部30の周縁とが接合されている。また、ハウジング部2は、図5〜図7に示すごとく、冷却管部3とプレート部20とを一体的に備えるよう押出成形により形成されている。そして、複数の継ぎ手部のうちの少なくとも1つは、図7に示すごとく、冷却管部3の長手方向の端部を加工することにより形成されている。以下において、冷却管部3の長手方向を「長手方向X」という。
Example 1
An embodiment of the heat exchanger will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 4, the heat exchanger 1 includes a housing part 2 including a tubular cooling pipe part 3 and a plate-like plate part 20 extending from the outer peripheral surface of the cooling pipe part 3; A heat sink part 4 disposed in a notch opening 30 provided by cutting out a part of the cooling pipe part 3, and a plurality of joint parts arranged at both ends in the longitudinal direction of the cooling pipe part 3 ing. As shown in FIG. 8, the heat sink portion 4 is erected from a plate-like base portion 40 having a heating element mounting surface 400 for mounting a heating element, and a surface of the base portion 40 opposite to the heating element mounting surface 400. And a pin-shaped radiating fin portion 41. As shown in FIGS. 2 and 3, the heat sink part 4 has a base part 40 and a peripheral edge of the notch opening part 30 of the cooling pipe part 3 in a state where the radiating fin part 41 is inserted into the cooling pipe part 3. It is joined. Moreover, as shown in FIGS. 5-7, the housing part 2 is formed by extrusion so that the cooling pipe part 3 and the plate part 20 may be provided integrally. At least one of the plurality of joint portions is formed by processing an end portion in the longitudinal direction of the cooling pipe portion 3 as shown in FIG. Hereinafter, the longitudinal direction of the cooling pipe portion 3 is referred to as “longitudinal direction X”.

熱交換器1のハウジング部2は、図7に示すごとく、略角管状に形成された2本の冷却管部3と、これらの冷却管部3の外周面から延設された3枚のプレート部20とを有している。2本の冷却管部3は長手方向Xと直交する方向(以下、冷却管部3の並び方向を「幅方向Y」という。)に間隔をあけて互いに平行に並んで配置されている。また、3枚のプレート部20は、2本の冷却管部3の間と、冷却管部3の並び方向(幅方向Y)における外側とに配置されている。そして、これらの冷却管部3の並び方向(幅方向Y)に互いに向かい合う外周面がプレート部20を介して互いに連結されている。   As shown in FIG. 7, the housing part 2 of the heat exchanger 1 includes two cooling pipe parts 3 formed in a substantially rectangular tube, and three plates extending from the outer peripheral surface of these cooling pipe parts 3. Part 20. The two cooling pipe portions 3 are arranged in parallel with each other at intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction X (hereinafter, the arrangement direction of the cooling pipe portions 3 is referred to as “width direction Y”). Further, the three plate portions 20 are disposed between the two cooling pipe portions 3 and on the outer side in the arrangement direction (width direction Y) of the cooling pipe portions 3. The outer peripheral surfaces facing each other in the arrangement direction (width direction Y) of the cooling pipe portions 3 are connected to each other via the plate portion 20.

また、2本の冷却管部3は、図7に示すごとく、プレート部20に対して長手方向Xと幅方向Yとの双方に直交する方向(以下、この方向を「高さ方向Z」という。)の一方側に突出するように配置されており、高さ方向Zの他方側は、プレート部20と冷却管部3の外周面とが面一に配置されている。これにより、2本の冷却管部3における互いに向かい合う外周面とこれらを連結するプレート部20とが凹部21を構成している。   Further, as shown in FIG. 7, the two cooling pipe portions 3 are perpendicular to both the longitudinal direction X and the width direction Y with respect to the plate portion 20 (hereinafter, this direction is referred to as “height direction Z”). .), And the other side in the height direction Z is arranged such that the plate portion 20 and the outer peripheral surface of the cooling pipe portion 3 are flush with each other. Accordingly, the outer peripheral surfaces of the two cooling pipe portions 3 facing each other and the plate portion 20 connecting them constitute a concave portion 21.

また、各々の冷却管部3における高さ方向Zの一方側には、図7に示すごとく、略長方形状の切り欠き開口部30が形成されている。また、切り欠き開口部30の内側には、図2及び図3に示すごとく、外側に比べて高さを低くした段部31が形成されている。そして、切り欠き開口部30にヒートシンク部4の放熱フィン部41が挿入されるとともに、ベース部40の周縁が段部31に嵌合されている。これにより、ヒートシンク部4の発熱体搭載面400と、冷却管部3におけるヒートシンク部4周縁の外周面とが面一に配置されている。   Further, as shown in FIG. 7, a substantially rectangular cutout opening 30 is formed on one side of each cooling pipe portion 3 in the height direction Z. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a step portion 31 having a lower height than the outside is formed inside the notch opening 30. The heat radiating fin portion 41 of the heat sink portion 4 is inserted into the cutout opening 30 and the periphery of the base portion 40 is fitted to the step portion 31. Thereby, the heating element mounting surface 400 of the heat sink portion 4 and the outer peripheral surface of the periphery of the heat sink portion 4 in the cooling pipe portion 3 are arranged flush with each other.

各々の冷却管部3の両端部には、図7に示すごとく、押出成形による形状とは異なる形状を呈する、継ぎ手部としての連絡口5が形成されている。連絡口5は、冷却管部3の略角管状の断面に塑性加工を施すことにより、略円筒状に成形されている。   As shown in FIG. 7, communication ports 5 serving as joint portions are formed at both ends of each cooling pipe portion 3 and have a shape different from the shape by extrusion molding. The communication port 5 is formed in a substantially cylindrical shape by performing plastic working on a substantially rectangular tubular cross section of the cooling pipe portion 3.

ヒートシンク部4は、図8に示すごとく、略長方形状のベース部40と、ベース部40から高さ方向Zに立設された放熱フィン部41とを有している。また、放熱フィン部41を形成した面とは反対側の面が、発熱体を搭載する発熱体搭載面400を構成している。   As shown in FIG. 8, the heat sink part 4 includes a substantially rectangular base part 40 and a heat radiation fin part 41 erected in the height direction Z from the base part 40. The surface opposite to the surface on which the heat radiating fins 41 are formed constitutes a heating element mounting surface 400 on which the heating element is mounted.

放熱フィン部41は、図8に示すごとく、円柱状のピン410を多数立設して構成されている。また、放熱フィン部41は、上述のごとくハウジング部2の切り欠き開口部30に挿入配置することができるように、ピン410が立設される領域が切り欠き開口部30の開口領域よりも小さくなるように形成されている。また、放熱フィン部41におけるピン410の高さは、冷却管部3の高さ方向Zにおける内寸よりわずかに小さく形成されている。これにより、図2及び図3に示すごとく、放熱フィン部41が挿入配置された状態において、ピン410の先端が冷却管部3の内壁近傍に配置されるように構成されている。このピン410の先端と冷却管部3の内壁とのクリアランスは、小さいほど放熱性を向上させることができる。そのため、ピン410の先端と冷却管部3の内壁とのクリアランスは、0.5mm以下が好ましく、ピン410の先端が冷却管部3の内壁に当接する構成が特に好ましい。   As shown in FIG. 8, the heat dissipating fin portion 41 is configured by standing a large number of cylindrical pins 410. In addition, the area where the pin 410 is erected is smaller than the opening area of the notch opening 30 so that the radiating fin part 41 can be inserted and arranged in the notch opening 30 of the housing part 2 as described above. It is formed to become. Further, the height of the pin 410 in the radiating fin portion 41 is formed to be slightly smaller than the inner dimension in the height direction Z of the cooling pipe portion 3. Thus, as shown in FIGS. 2 and 3, the tip of the pin 410 is configured to be disposed in the vicinity of the inner wall of the cooling pipe portion 3 in a state where the radiating fin portion 41 is inserted and disposed. As the clearance between the tip of the pin 410 and the inner wall of the cooling pipe portion 3 is smaller, the heat dissipation can be improved. Therefore, the clearance between the tip of the pin 410 and the inner wall of the cooling pipe portion 3 is preferably 0.5 mm or less, and a configuration in which the tip of the pin 410 abuts against the inner wall of the cooling pipe portion 3 is particularly preferable.

また、放熱フィン部41の周縁のベース部40は平坦に成形されている。これにより、放熱フィン部41が挿入配置された状態において、図2及び図3に示すごとく、切り欠き開口部30に形成された段部31とベース部40とが嵌合するように構成されている。また、切り欠き開口部30周縁とベース部40とは、図2及び図3に示すごとく、摩擦撹拌接合により接合されている。   Further, the base portion 40 at the periphery of the heat radiating fin portion 41 is formed flat. Thereby, in the state where the radiating fin portion 41 is inserted and arranged, as shown in FIGS. 2 and 3, the step portion 31 formed in the notch opening 30 and the base portion 40 are configured to be fitted. Yes. Moreover, as shown in FIG.2 and FIG.3, the notch opening 30 periphery and the base part 40 are joined by friction stir welding.

次に、熱交換器1の製造方法を説明する。熱交換器1の製造は、ハウジング部2を形成するハウジング部形成工程と、ヒートシンク部4を形成するヒートシンク部形成工程とを有している。そして、これらの各工程により得られたハウジング部2及びヒートシンク部4を公知の接合方法により接合する組立工程を行うことにより、熱交換器1を得る。   Next, the manufacturing method of the heat exchanger 1 is demonstrated. The manufacture of the heat exchanger 1 includes a housing part forming process for forming the housing part 2 and a heat sink part forming process for forming the heat sink part 4. And the heat exchanger 1 is obtained by performing the assembly process which joins the housing part 2 and the heat sink part 4 which were obtained by these each process by a well-known joining method.

ハウジング部形成工程は、ハウジング部2の基本形状となる押出形材200を形成する押出工程と、押出工程により得られる押出形材200に切り欠き開口部30を形成する開口部形成工程と、冷却管部3の両端に継ぎ手部としての連絡口5を形成する端末加工工程とから構成されている。押出工程においては、アルミニウム材のビレットを、熱間あるいは冷間押出加工を行うことにより、冷却管部3とプレート部20とを一体的に形成する。本例においては、6063材のビレットを熱間押出加工を行うことにより、図5に示すごとく、2本の冷却管部3と3枚のプレート部20とが連結された押出形材200を得た。   The housing part forming process includes an extrusion process for forming the extruded shape member 200 that is the basic shape of the housing part 2, an opening forming process for forming the notched opening 30 in the extruded shape member 200 obtained by the extrusion process, and a cooling process. And a terminal processing step for forming connection ports 5 as joint portions at both ends of the tube portion 3. In the extruding step, the cooling pipe portion 3 and the plate portion 20 are integrally formed by hot or cold extruding an aluminum billet. In this example, a billet of 6063 materials is hot-extruded to obtain an extruded shape member 200 in which two cooling pipe portions 3 and three plate portions 20 are connected as shown in FIG. It was.

開口部形成工程においては、上記押出工程により得られる押出形材200に対して切削加工を行う。これにより、図6に示すごとく押出形材200に切り欠き開口部30を形成した。なお、この開口部形成工程においては、切り欠き開口部30とともに、その周縁に段部31を形成しているが、便宜上、図6への段部31の記載を省略した。   In the opening forming step, cutting is performed on the extruded shape member 200 obtained by the extrusion step. Thereby, the notch opening 30 was formed in the extruded shape member 200 as shown in FIG. In addition, in this opening part formation process, although the step part 31 was formed in the periphery with the notch opening part 30, description of the step part 31 to FIG. 6 was abbreviate | omitted for convenience.

端末加工工程においては、押出形材200における冷却管部3の端部にプレス成形等の塑性加工を施すことにより、冷却管部3の端部を円筒形状に変形させ、連絡口5を形成する。本例においては、まず、押出形材200のプレート部20における、幅方向Yの両端部を打ち抜き加工等により除去した。次いで、略円錐形の成形プラグを冷却管部3の両端部に圧入することにより、上記両端部を略角管形状から円筒形状に塑性変形させて連絡口5を形成した。このようにして図7に示すハウジング部2を得た。   In the terminal processing step, the end portion of the cooling pipe portion 3 in the extruded shape member 200 is subjected to plastic working such as press molding, thereby deforming the end portion of the cooling pipe portion 3 into a cylindrical shape and forming the communication port 5. . In this example, first, both end portions in the width direction Y in the plate portion 20 of the extruded shape member 200 were removed by punching or the like. Next, a connecting port 5 was formed by press-fitting a substantially conical shaped plug into both end portions of the cooling tube portion 3 to plastically deform both end portions from a substantially square tube shape to a cylindrical shape. Thus, the housing part 2 shown in FIG. 7 was obtained.

ヒートシンク部形成工程においては、鋳造や鍛造等の種々の方法によりヒートシンク部4を形成する。本例においては、後述する特定の化学成分と特定の機械特性とを有するアルミニウム合金材を熱間鍛造することにより、図8に示すヒートシンク部4を得た。   In the heat sink portion forming step, the heat sink portion 4 is formed by various methods such as casting and forging. In this example, the heat sink part 4 shown in FIG. 8 was obtained by hot forging an aluminum alloy material having specific chemical components and specific mechanical characteristics described later.

以下、ヒートシンク部形成工程について詳説する。本例では、化学成分組成が、Si:0.2%(質量%、以下同じ)以上1.0%以下、Mg:0.4%以上1.0%以下、Fe:0.35%以下を含有し、残部が不可避的不純物と98%以上のアルミニウムからなり、耐力が120MPa以上であるアルミニウム合金材からなる鍛造用ブロックを準備した。次いで、この鍛造用ブロックを500℃に加熱すると共に、鍛造金型を150℃に加熱し、フリクションプレスにより熱間鍛造した。   Hereinafter, the heat sink part forming step will be described in detail. In this example, the chemical composition is Si: 0.2% (mass%, the same applies hereinafter) to 1.0%, Mg: 0.4% to 1.0%, Fe: 0.35% or less. A forging block was prepared, which was made of an aluminum alloy material containing a balance of unavoidable impurities and 98% or more of aluminum and having a proof stress of 120 MPa or more. Next, the forging block was heated to 500 ° C., the forging die was heated to 150 ° C., and hot forged by a friction press.

上記の熱間鍛造直後のヒートシンク部4の温度は、金型から取り出した時点で330℃であった。このヒートシンク部4を大気中に配置して放冷(炉外放冷)することにより室温まで冷却した。本例では、300℃〜50℃までの冷却期間中の冷却速度が0.45℃/秒の冷却速度となる条件で冷却した。   The temperature of the heat sink part 4 immediately after the hot forging was 330 ° C. when taken out from the mold. The heat sink 4 was placed in the atmosphere and allowed to cool (outside of the furnace) to cool to room temperature. In this example, the cooling was performed under the condition that the cooling rate during the cooling period from 300 ° C. to 50 ° C. was 0.45 ° C./sec.

ヒートシンク部4を室温まで冷却した後、200℃で4時間の加熱処理(人工時効処理)を行った。
その後、バリ取りを行い、さらにスケール除去のためにショットブラストを行った。
その後、ベース部40における放熱フィン部41を配置した面とは反対側の面(発熱体搭載面400)を切削し、さらに放熱フィン部41の周縁を軽く面削仕上げすることにより、図7に示すヒートシンクを得た。
After cooling the heat sink part 4 to room temperature, a heat treatment (artificial aging treatment) was performed at 200 ° C. for 4 hours.
Thereafter, deburring was performed, and shot blasting was performed to remove scale.
Then, the surface (heating element mounting surface 400) opposite to the surface on which the heat dissipating fin portion 41 is disposed in the base portion 40 is cut, and further, the peripheral edge of the heat dissipating fin portion 41 is lightly chamfered to obtain FIG. The heat sink shown was obtained.

組立工程においては、上述のごとく得られたハウジング部2とヒートシンク部4とを、公知の接合方法により接合し、図1に示す熱交換器1を得る。本例では、ヒートシンク部4におけるベース部40とハウジング部2における切り欠き開口部30周縁との接合を摩擦撹拌接合で行った。具体的には、図4に示すごとく、放熱フィン部41を冷却管部3側に向けた状態でヒートシンク部4を切り欠き開口部30に挿入し、ベース部40の周縁部を切り欠き開口部30の段部に当接させた。その後、回転ツールをヒートシンク部4と切り欠き開口部30との境界線上の1点に圧入するとともに、この境界線に沿って回転ツールを一周させた。これにより、上述の境界線に沿って図2及び図3に示す撹拌領域502が形成されるとともにベース部40と冷却管部3とが接合され、図1に示す熱交換器1を得た。   In the assembly process, the housing part 2 and the heat sink part 4 obtained as described above are joined by a known joining method to obtain the heat exchanger 1 shown in FIG. In this example, the base 40 in the heat sink 4 and the periphery of the notch opening 30 in the housing 2 are joined by friction stir welding. Specifically, as shown in FIG. 4, the heat sink portion 4 is inserted into the cutout opening 30 with the radiating fin portion 41 facing the cooling pipe portion 3, and the peripheral portion of the base portion 40 is cut out through the cutout opening. It was made to contact 30 steps. Thereafter, the rotary tool was press-fitted into one point on the boundary line between the heat sink part 4 and the notch opening 30, and the rotary tool was made to make one turn along this boundary line. As a result, the stirring region 502 shown in FIGS. 2 and 3 was formed along the boundary line described above, and the base portion 40 and the cooling pipe portion 3 were joined to obtain the heat exchanger 1 shown in FIG.

このように構成された熱交換器1には、各々の冷却管部3における一端側の連絡口5に外部配管としての冷媒導入管が接続され、他端側の連絡口5に冷媒導出管が接続される。そして、以下のようにして熱交換が行われる。まず、冷媒導入管から一端側の連絡口5を通じて各々の冷却管部3内に冷媒液が流入する。冷却管部3内においては、冷媒液は、他端側の連絡口5へ向けて流通すると同時に、接触した放熱フィン部41との間で熱交換を行い、放熱フィン部41に蓄積される熱を除去する。そして、反対側の連絡口5に達した冷媒液は、連絡口5を通過して冷媒導出管へ排出される。   In the heat exchanger 1 configured as described above, a refrigerant introduction pipe as an external pipe is connected to the communication port 5 on one end side in each cooling pipe portion 3, and a refrigerant outlet pipe is connected to the communication port 5 on the other end side. Connected. And heat exchange is performed as follows. First, the refrigerant liquid flows into each cooling pipe portion 3 from the refrigerant introduction pipe through the communication port 5 on one end side. In the cooling pipe portion 3, the refrigerant liquid circulates toward the communication port 5 on the other end side, and at the same time, exchanges heat with the radiating fin portion 41 that is in contact with it, and heat accumulated in the radiating fin portion 41. Remove. Then, the refrigerant liquid that has reached the communication port 5 on the opposite side passes through the communication port 5 and is discharged to the refrigerant outlet tube.

また、上述のごとく熱交換器により冷却される発熱体としては、例えば、IGBT等のパワー半導体素子や、リアクトルやコンデンサ等の電子部品、あるいはこれらを組み合わせたパワーモジュール等、種々のものを発熱体として発熱体搭載面400に搭載することができる。   In addition, as described above, as the heating element cooled by the heat exchanger, various heating elements such as a power semiconductor element such as IGBT, an electronic component such as a reactor or a capacitor, or a power module combining them are used. Can be mounted on the heating element mounting surface 400.

次に、本例の作用効果を説明する。熱交換器1は、図2及び図3に示すごとく、ヒートシンク部4における放熱フィン部41を冷却管部3の内部に挿入した状態で配置しており、ベース部40と冷却管部3の切り欠き開口部30周縁とが接合されている。これにより、冷却管部3部の内部に冷媒液が流通した場合に、放熱フィン部41が冷媒液に接触するように構成されている。その結果、冷媒液が放熱フィン部41から効率よく熱を除去することができるため、熱交換器1は放熱性能に優れたものとなる。   Next, the function and effect of this example will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the heat exchanger 1 is arranged with the radiating fins 41 in the heat sink part 4 inserted in the cooling pipe part 3, and the base part 40 and the cooling pipe part 3 are cut. The periphery of the notch opening 30 is joined. Thereby, when a refrigerant liquid distribute | circulates inside the cooling pipe part 3 part, the radiation fin part 41 is comprised so that a refrigerant liquid may be contacted. As a result, the refrigerant liquid can efficiently remove heat from the heat radiating fin portions 41, and thus the heat exchanger 1 has excellent heat radiating performance.

また、ハウジング部2は、図5〜図7に示すごとく、冷却管部3とプレート部20とを一体的に備えるよう押出成形により形成されている。そのため、冷却管部3やプレート部20の肉厚を容易に薄肉化することができるとともに、ハウジング部2は生産性に優れたものとなる。さらに、冷却管部3の長さを自由に選択できるため、冷却能力の変更等の設計変更が容易となる。   Moreover, as shown in FIGS. 5-7, the housing part 2 is formed by extrusion so that the cooling pipe part 3 and the plate part 20 may be provided integrally. Therefore, the thickness of the cooling pipe portion 3 and the plate portion 20 can be easily reduced, and the housing portion 2 is excellent in productivity. Furthermore, since the length of the cooling pipe part 3 can be freely selected, design changes such as changes in cooling capacity are facilitated.

また、複数の継ぎ手部としての連絡口5が、図7に示すごとく、冷却管部3の長手方向の端部を加工することにより形成されている。これにより、連絡口5の形状を押出成形による形状から大きく変形させ、熱交換器1外部からの外部配管に合致させやすくなる。その結果、継ぎ手部をハウジング部2とは別体に準備する必要がなくなり、部品点数を削減することができる。   Moreover, the communication port 5 as a some joint part is formed by processing the edge part of the longitudinal direction of the cooling pipe part 3, as shown in FIG. Thereby, the shape of the communication port 5 is greatly deformed from the shape by extrusion molding, and it becomes easy to match the external piping from the outside of the heat exchanger 1. As a result, it is not necessary to prepare the joint part separately from the housing part 2, and the number of parts can be reduced.

また、熱交換器1は、図1に示すごとく、冷却管部3を複数有し、該複数の冷却管部3がプレート部20を介して互いに連結されている。これにより、複数の冷却管部3は、各々の幅を個々の冷却管部3に流通する冷媒液の流速分布を一様とするのに適切な範囲とすることができる。そのため、冷媒液が放熱フィン部41全体に均一に接触しやすくなり、放熱フィン部41全体から均一に放熱することが可能となる。その結果、熱交換器1は、複数の発熱体を均一に冷却することが可能なものとなる。   As shown in FIG. 1, the heat exchanger 1 has a plurality of cooling pipe portions 3, and the plurality of cooling pipe portions 3 are connected to each other via a plate portion 20. Thereby, the several cooling pipe part 3 can be made into the suitable range in order to make uniform the flow velocity distribution of the refrigerant | coolant liquid which distribute | circulates each width | variety to each cooling pipe part 3. FIG. For this reason, the refrigerant liquid can easily come into uniform contact with the entire radiation fin portion 41, and heat can be uniformly radiated from the entire radiation fin portion 41. As a result, the heat exchanger 1 can cool a plurality of heating elements uniformly.

また、図1に示すごとく、複数の冷却管部3とこれらを連結しているプレート部20とによって凹部21が設けられている。そのため、熱交換器1の周辺部に配置される機器類の一部が熱交換器1側に突出していても、凹部21に上記機器類の突出部分を収容することができ、デッドスペースを低減することができる。   Moreover, as shown in FIG. 1, the recessed part 21 is provided by the several cooling pipe part 3 and the plate part 20 which has connected these. Therefore, even if a part of the devices arranged in the peripheral part of the heat exchanger 1 protrudes toward the heat exchanger 1, the protruding portion of the devices can be accommodated in the recess 21 and the dead space is reduced. can do.

また、ベース部40と冷却管部3の切り欠き開口部30周縁との接合が、図2及び図3に示すごとく、摩擦撹拌接合によりなされている。これにより、上記の接合を、未接合部分のないように行うことが容易となる。そのため、接合部分からの冷媒液の漏出を防止することができる。また、ベース部40と冷却管部3との接合に、ろう材等の接続部材を用いる必要がなくなるため、部品点数を低減することができる。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the base portion 40 and the periphery of the notch opening 30 of the cooling pipe portion 3 are joined by friction stir welding. Thereby, it becomes easy to perform said joining so that there may be no unjoined part. Therefore, leakage of the refrigerant liquid from the joint portion can be prevented. Further, since it is not necessary to use a connecting member such as a brazing material for joining the base portion 40 and the cooling pipe portion 3, the number of parts can be reduced.

以上のごとく、本例によれば、小型軽量であり、生産性に優れたハウジング部を有する熱交換器を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a heat exchanger having a housing portion that is small and light and has excellent productivity.

また、本例においては、ヒートシンク部4を、上記特定の化学成分組成を有するアルミニウム材を熱間鍛造することにより作製している。このように得られたヒートシンク部4は、比較的高強度であり、後工程の切削加工及び組立工程においても放熱フィン部41やベース部40の変形を小さくすることができる。その結果、放熱フィン部41の寸法精度や発熱体搭載面400の平坦度等を向上させやすくなる。   Moreover, in this example, the heat sink part 4 is produced by hot forging the aluminum material which has the said specific chemical component composition. The heat sink part 4 obtained in this way has a relatively high strength and can reduce deformation of the radiating fin part 41 and the base part 40 in the subsequent cutting and assembly processes. As a result, it becomes easy to improve the dimensional accuracy of the radiating fin portion 41, the flatness of the heating element mounting surface 400, and the like.

(実施例2)
本例は、実施例1の熱交換器における冷却管部3の一方の端部に、ハウジング部2とは別体に準備された継ぎ手部を接合した例である。本例の熱交換器1は、図9及び図10に示すごとく、冷却管部3の一方の端部に、ヘッダ部53と連絡口52とを備えた継ぎ手部としての分配管51が接合されている。また、冷却管部3の他方の端部は、実施例1と同様の連絡口5が塑性加工により形成されている。
(Example 2)
This example is an example in which a joint portion prepared separately from the housing portion 2 is joined to one end portion of the cooling pipe portion 3 in the heat exchanger of the first embodiment. In the heat exchanger 1 of this example, as shown in FIGS. 9 and 10, a distribution pipe 51 as a joint portion including a header portion 53 and a communication port 52 is joined to one end portion of the cooling pipe portion 3. ing. Further, the other end portion of the cooling pipe portion 3 is formed with a connecting port 5 similar to that of the first embodiment by plastic working.

分配管51は、図13に示すごとく、外部配管を接続する連絡口52と、2本の冷却管部3の開口端と連通して複数の流路を1本にまとめるヘッダ部53とを有している。ヘッダ部53は、図12に示すごとく略角管状に形成されており、図9及び図10に示すごとく、その長手方向を幅方向Yに向けて配置されている。また、図12に示すごとく、ヘッダ部53の長手方向の一端には連絡口52が形成されており、長手方向の他端は閉塞されている。そして、ヘッダ部53におけるハウジング部2と接合される面には、2つの冷媒流通穴54が各々の冷却管部3の開口端と合致する位置に形成されている。   As shown in FIG. 13, the distribution pipe 51 has a connection port 52 for connecting an external pipe, and a header part 53 that communicates with the open ends of the two cooling pipe parts 3 and integrates a plurality of flow paths into one. doing. The header portion 53 is formed in a substantially rectangular tube shape as shown in FIG. 12, and is arranged with its longitudinal direction directed in the width direction Y as shown in FIGS. As shown in FIG. 12, a communication port 52 is formed at one end in the longitudinal direction of the header portion 53, and the other end in the longitudinal direction is closed. In addition, two coolant circulation holes 54 are formed at positions where the header portions 53 are joined to the housing portion 2 at positions corresponding to the open ends of the respective cooling pipe portions 3.

このような分配管51を製造する製造方法としては、例えば、分配管51の基本形状となる片側が開口した角管500を形成するインパクト成形工程と、この角管500に冷媒流通穴54を形成する穴あけ工程と、角管500の開口端を円筒形状に成形する端末加工工程とから構成される方法などがある。インパクト成形工程においては、角柱形状のアルミニウム材にパンチで衝撃を与えることにより、一端が閉塞され、一端が開口した角管500を得る。本例においては、1100材よりなる角柱形状のアルミニウム材にインパクト成形を施すことにより、図11に示すごとく一端が閉塞され、一端が開口した角管500を得た。   As a manufacturing method for manufacturing such a distribution pipe 51, for example, an impact molding process for forming a square tube 500 having one side opened as a basic shape of the distribution pipe 51, and a coolant circulation hole 54 is formed in the square tube 500. There is a method that includes a drilling step for forming a hole and a terminal processing step for forming the open end of the square tube 500 into a cylindrical shape. In the impact molding process, the prismatic aluminum material is impacted with a punch to obtain a square tube 500 that is closed at one end and opened at one end. In this example, the prismatic aluminum material made of 1100 material was impact molded to obtain a square tube 500 with one end closed and one end opened as shown in FIG.

穴あけ工程においては、上記インパクト成形工程において得られた角管500に対して切削加工を行い、冷媒流通穴54を形成する。本例では、図12に示すごとく、長手方向に互いに並んだ2個の冷媒流通穴54を形成した。   In the drilling step, the square tube 500 obtained in the impact molding step is cut to form the coolant circulation hole 54. In this example, as shown in FIG. 12, two refrigerant circulation holes 54 arranged in the longitudinal direction are formed.

そして、端末加工工程においては、角管500の開口端にプレス成形等の塑性加工を施すことにより、上記開口端に円筒状の連絡口52を形成する。本例では、上記角管500の開口端に略円錐状の成形プラグを圧入することにより、角管500の断面を略円筒状に成形する塑性加工を行った。これにより、図13に示すごとく連絡口52を形成した分配管51を得た。   In the terminal processing step, a cylindrical connection port 52 is formed at the opening end by performing plastic working such as press molding on the opening end of the square tube 500. In this example, a plastic work for forming the cross section of the square tube 500 into a substantially cylindrical shape was performed by press-fitting a substantially conical shaped plug into the open end of the square tube 500. Thereby, as shown in FIG. 13, a distribution pipe 51 having a communication port 52 was obtained.

また、分配管51は、図10に示すごとく、ハウジング部2とろう付けにより接合されている。具体的には、図10に示すごとく、ハウジング部2と分配管51との接合部分の形状に合わせて穴部を形成したブレージングプレート501を作製し、ハウジング部2と分配管51との間に配置した。その後、加熱炉内でブレージングプレート501の融点まで加熱を行うことにより両者をろう付けした。なお、分配管とハウジング部との接合は、ろう付けに限定されることはなく、接着剤等の公知の接合方法を採用することも可能である。   Further, as shown in FIG. 10, the distribution pipe 51 is joined to the housing part 2 by brazing. Specifically, as shown in FIG. 10, a brazing plate 501 in which a hole is formed in accordance with the shape of the joint portion between the housing part 2 and the distribution pipe 51 is produced, and the gap between the housing part 2 and the distribution pipe 51 is produced. Arranged. Then, both were brazed by heating to the melting point of the brazing plate 501 in a heating furnace. In addition, joining of a distribution pipe and a housing part is not limited to brazing, It is also possible to employ | adopt well-known joining methods, such as an adhesive agent.

本例の熱交換器1には、例えば、分配管51の連絡口52と冷媒導入管とが接続され、冷却管部3の開口端に形成された連絡口5と冷媒導出管とが接続され、以下のごとく発熱体の冷却が行われる。まず、冷媒導入管から冷媒液が供給されると、ヘッダ部53により冷媒液が分配され、冷媒流通穴54から各々の冷却管部3内に冷媒液が流入する。冷却管部3内においては、冷媒液は、長手方向Xへ向けて流通すると同時に、接触した放熱フィン部41との間で熱交換を行い、放熱フィン部41に蓄積される熱を除去する。そして、塑性加工により形成された連絡口5を通過して冷媒導出管へ排出される。なお、本例において、冷媒導入管と冷媒導出管との接続を入れ替え、分配管51と冷媒導出管とを接続し、連絡口5と冷媒導入管とを接続する構成をとることも可能である。   In the heat exchanger 1 of this example, for example, the connection port 52 of the distribution pipe 51 and the refrigerant introduction pipe are connected, and the communication port 5 formed at the opening end of the cooling pipe portion 3 and the refrigerant outlet pipe are connected. The heating element is cooled as follows. First, when the refrigerant liquid is supplied from the refrigerant introduction pipe, the refrigerant liquid is distributed by the header portion 53, and the refrigerant liquid flows into the respective cooling pipe portions 3 from the refrigerant circulation holes 54. In the cooling pipe portion 3, the refrigerant liquid circulates in the longitudinal direction X, and at the same time, performs heat exchange with the radiating fin portion 41 that is in contact with it, and removes heat accumulated in the radiating fin portion 41. And it passes through the connection port 5 formed by plastic working and is discharged to the refrigerant outlet pipe. In this example, it is also possible to replace the connection between the refrigerant introduction pipe and the refrigerant outlet pipe, connect the distribution pipe 51 and the refrigerant outlet pipe, and connect the communication port 5 and the refrigerant introduction pipe. .

このようにして得られた熱交換器1は、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。なお、本例では、別体に準備した継ぎ手部としてヘッダ部53と連絡口52とを備えた分配管51を用いた例を示したが、これに限定されることはない。例えば、冷却管部3の一方の端部同士をパイプ等で連結する構成を取ることも可能である。   Thus, the obtained heat exchanger 1 can have the same effect as Example 1. FIG. In this example, although the example using distribution pipe 51 provided with header part 53 and connecting port 52 as a joint part prepared separately was shown, it is not limited to this. For example, it is also possible to take a configuration in which one end of the cooling pipe portion 3 is connected by a pipe or the like.

(実施例3)
本例は、実施例1における熱交換器1の冷却管部3の本数を変更した例である。本例の熱交換器1は、図14及び15に示すごとく、1本の冷却管部3を有している。その他は、実施例1と同様である。
(Example 3)
This example is an example in which the number of cooling pipe portions 3 of the heat exchanger 1 in the first embodiment is changed. The heat exchanger 1 of this example has one cooling pipe part 3 as shown in FIGS. Others are the same as in the first embodiment.

このように、熱交換器1の冷却管部3は、発熱体搭載面400に必要な面積や、必要な冷却性能等の冷却設計に応じて、自由に本数を変更したり、長さを変更したりすることが可能である。また、ヒートシンク部4の個数と冷却管部3の本数とは必ずしも同一にする必要は無く、例えば1本の冷却管部3に対して複数のヒートシンク部4を長手方向X、あるいは幅方向Yに配列した構成を取ることも可能である。その他、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。   As described above, the cooling pipe portion 3 of the heat exchanger 1 can be freely changed in number or length according to the cooling design such as the area required for the heating element mounting surface 400 and the required cooling performance. It is possible to do. Further, the number of the heat sink portions 4 and the number of the cooling pipe portions 3 are not necessarily the same. For example, a plurality of heat sink portions 4 are arranged in the longitudinal direction X or the width direction Y with respect to one cooling pipe portion 3. It is also possible to take an arranged configuration. In addition, the same effects as those of the first embodiment can be achieved.

また、ヒートシンク部4における放熱フィン部41の形状も、円柱状のピン410に限定されることはなく、冷却設計に応じて種々の形状を採用することが可能である。例えば、角柱状のピンやコルゲートフィンを用いても良く、押出加工により作製される断面櫛歯状のプレートフィンを用いてもよい。フィンの配置や密度についても、形状と同様に冷却設計に応じて種々の態様を採用することができる。   Moreover, the shape of the radiation fin part 41 in the heat sink part 4 is not limited to the cylindrical pin 410, and various shapes can be adopted according to the cooling design. For example, prismatic pins or corrugated fins may be used, or plate fins having a comb-like cross section produced by extrusion processing may be used. Regarding the arrangement and density of the fins, various modes can be adopted in accordance with the cooling design as well as the shape.

1 熱交換器
2 ハウジング部
20 プレート部
3 冷却管部
30 切り欠き開口部
4 ヒートシンク部
40 ベース部
400 発熱体搭載面
41 放熱フィン部
5 連絡口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Housing part 20 Plate part 3 Cooling pipe part 30 Notch opening part 4 Heat sink part 40 Base part 400 Heating body mounting surface 41 Radiation fin part 5 Contact port

Claims (3)

管状の冷却管部と、該冷却管部の外周面から延設された板状のプレート部とを備えたハウジング部と、
上記冷却管部の一部を切除して設けた切り欠き開口部に配設されたヒートシンク部と、
上記冷却管部の長手方向の両端部に配された複数の継ぎ手部とを有し、
上記ヒートシンク部は、発熱体を搭載するための発熱体搭載面を有する板状のベース部と、該ベース部における上記発熱体搭載面と反対側の面から立設させた放熱フィン部とを備えていると共に、該放熱フィン部を上記冷却管部の内部に挿入した状態で上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁とが接合されており、
上記ハウジング部は、上記冷却管部と上記プレート部とを一体的に備えるよう押出成形により形成されており、
上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも1つは、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されていることを特徴とする熱交換器。
A housing part comprising a tubular cooling pipe part and a plate-like plate part extended from the outer peripheral surface of the cooling pipe part;
A heat sink disposed in a notch opening provided by cutting out a part of the cooling pipe, and
A plurality of joint portions disposed at both ends in the longitudinal direction of the cooling pipe portion;
The heat sink part includes a plate-like base part having a heating element mounting surface for mounting the heating element, and a radiation fin part standing from a surface opposite to the heating element mounting surface in the base part. And the base part and the periphery of the notch opening part of the cooling pipe part are joined in a state where the radiating fin part is inserted into the cooling pipe part,
The housing part is formed by extrusion so as to integrally include the cooling pipe part and the plate part,
At least one of the plurality of joint portions is formed by processing a longitudinal end portion of the cooling pipe portion.
請求項1に記載の熱交換器において、上記冷却管部を複数有し、該複数の冷却管部が上記プレート部を介して互いに連結されていることを特徴とする熱交換器。   2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger includes a plurality of the cooling pipe portions, and the plurality of cooling pipe portions are connected to each other via the plate portion. 請求項1または2に記載の熱交換器において、上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁との接合が、ろう付けまたは摩擦撹拌接合によりなされていることを特徴とする熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the base portion and the periphery of the notch opening portion of the cooling pipe portion are joined by brazing or friction stir welding. vessel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220151435A1 (en) * 2019-09-18 2022-05-19 Robert G. Nothum, Jr. Heat exchange tubes for fryer in food process line

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