JP2014116404A - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上部および下部ヒートシンク10,11が本体部2の上下の開口を塞口するように取り付けられ、仕切り板3が本体部の内部を上下に2分するように配設され、冷却液供給ヘッダが上部ヒートシンク10と仕切り板3との間の幅方向中央部に構成され、冷却液排出ヘッダが冷却液供給ヘッダと平行に下部ヒートシンク11と仕切り板3との間の幅方向中央部に構成され、上下流通路9が幅方向両側に、仕切り板3を上下に貫通して、冷却液供給ヘッダと平行に構成され、冷却液分配構造体8が冷却液供給ヘッダ内に配設され、冷却液供給ヘッダの流路断面積が上流側から下流端に向かって漸次小さくなる外形形状に構成されている。
【選択図】図3
Description
図1はこの発明の実施の形態1に係る冷却装置を示す平面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る冷却装置を示す側面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る冷却装置の構成を説明する分解斜視図、図4は図1のIV−IV矢視断面図、図5はこの発明の実施の形態1に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図6はこの発明の実施の形態1に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図、図7は図1のVII−VII矢視断面図である。なお、図3乃至図7において、矢印は冷却液の流れを示している。
また、上下流通路9が、仕切り板3の幅方向両端部の長さ方向全域に、仕切り板3を厚み方向に貫通して仕切り板3の長さ方向に延在するように形成されている。
ついで、上下流通路9の幅t[mm]を変えて流速バラツキDについて流体シミュレーションした結果を図10に示した。
図11から、最適度Oは、上下流通路9の幅t[mm]が0.75[mm]より小さくなると急激に低下し、0.75[mm]以上となると、ほぼ一定の値となっていることが分った。したがって、エネルギー消費量の低減の観点から、上下流通路9の幅t[mm]を0.75[mm]以上とすることが望ましい。
図12はこの発明の実施の形態2に係る冷却装置の構成を説明する分解斜視図、図13はこの発明の実施の形態2に係る冷却装置を流入側ヘッダの冷却液流通方向と直交する平面で切った断面図、図14はこの発明の実施の形態2に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図15はこの発明の実施の形態2に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図である。なお、図12乃至図15において、矢印は冷却液の流れを示している。
図16はこの発明の実施の形態3に係る冷却装置を示す平面図、図17はこの発明の実施の形態3に係る冷却装置を示す側面図、図18はこの発明の実施の形態3に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図19はこの発明の実施の形態3に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図
図20は図16のXX−XX矢視断面図である。なお、図18乃至図20において、矢印は冷却液の流れを示している。
なお、実施の形態3による冷却装置102は、ウォータージャケット1に替えてウォータージャケット1Bを用いている点を除いて、上記実施の形態1による冷却装置100と同様に構成されている。
図21はこの発明の実施の形態4に係る冷却装置を流入側ヘッダの冷却液流通方向と直交する平面で切った断面図である。
なお、実施の形態4による冷却装置103の他の構成は、上記実施の形態1による冷却装置100と同様に構成されている。
図22はこの発明の実施の形態5に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
なお、実施の形態5による冷却装置104は、ウォータージャケット1に替えてウォータージャケット1Cを用いている点を除いて、上記実施の形態1による冷却装置100と同様に構成されている。
図23はこの発明の実施の形態6に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図24は図23のXXIV−XXIV矢視断面図である。
なお、実施の形態6による冷却装置105は、ウォータージャケット1に替えてウォータージャケット1Dを用いている点を除いて、上記実施の形態1による冷却装置100と同様に構成されている。
図25はこの発明の実施の形態7に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
なお、実施の形態7による冷却装置106は、ウォータージャケット1に替えてウォータージャケット1Eを用いている点を除いて、上記実施の形態1による冷却装置100と同様に構成されている。
図26はこの発明の実施の形態8に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
なお、実施の形態8による冷却装置107は、ウォータージャケット1に替えてウォータージャケット1Fを用いている点を除いて、上記実施の形態1による冷却装置100と同様に構成されている。
また、上部ヒートシンク10、および下部ヒートシンク11を本体部20に連結一体化するために、必ずしもシール部材を介在させる必要は無く、例えば接着剤や溶接などを用いて冷却液が漏れないように密閉接合してもよい。
また、上記各実施の形態では、冷却液が蛇行するように放熱フィンを配設するものとしているが、放熱フィンは、必ずしも、冷却液が蛇行するように配設される必要はない。
また、上記各実施の形態では、冷却液について具体的に説明していないが、冷却液には水、オイルなどの冷媒を用いることができる。
Claims (13)
- 上下に開口する枠状の本体部と、
上記本体部の上下の開口を塞口するように該本体部の上下に取り付けられた上部ヒートシンクおよび下部ヒートシンクと、
上記本体部の内部を上下に2分するように配設され、上記上部ヒートシンクとの間に上部空間を構成し、上記下部ヒートシンクとの間に下部空間を構成する仕切り板と、
上記上部ヒートシンクと上記仕切り板との間に構成された冷却液供給ヘッダと、
上記下部ヒートシンクと上記仕切り板との間に構成され、流路方向を上記冷却液供給ヘッダの流路方向と平行とする冷却液排出ヘッダと、
上記冷却液供給ヘッダから流路方向と直交する幅方向に所定距離離間し、上記仕切り板を上下に貫通して、上記冷却液供給ヘッダの流路方向と平行に延在し、上記上部空間と上記下部空間とを連通する上下流通路と、
上記冷却液供給ヘッダ内に配設され、該冷却液供給ヘッダの流路断面積が上流側から下流端に向かって漸次小さくなる外形形状に構成され、該冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液を上記上下流通路の方向に分配する冷却液分配構造体と、を備えたことを特徴とする冷却装置。 - 上記本体部と上記仕切り板とが一体物に構成されていることを特徴とする請求項1記載の冷却装置。
- 上記冷却液供給ヘッダおよび上記冷却液排出ヘッダが上記本体部内の幅方向中央部に配置され、上記上下流通路が上記本体部内の幅方向両側に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の冷却装置。
- 上記冷却液供給ヘッダおよび上記冷却液排出ヘッダが上記本体部内の幅方向両側に配置され、上記上下流通路が上記本体部内の幅方向中央に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の冷却装置。
- 上記冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向と上記冷却液排出ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向とが同じ方向であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の冷却装置。
- 上記冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向と上記冷却液排出ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向とが逆の方向であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の冷却装置。
- 上記上部ヒートシンクおよび上記下部ヒートシンクは、上記上部空間および上記下部空間に収納される放熱フィンの群を有していることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の冷却装置。
- 上記放熱フィンの群の一部が、上記冷却液供給ヘッダ内および上記冷却液排出ヘッダ内の少なくとも一方に延在し、フィン高さがヘッダ中央部に向かって漸次低くなるように形成されていることを特徴とする請求項7記載の冷却装置。
- 上記放熱フィンの群は、冷却液が蛇行して流れるように該放熱フィンを配列して構成されていることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の冷却装置。
- 上記仕切り板が樹脂で作製されていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の冷却装置。
- 上記冷却液分配構造体の側面が平坦面で構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の冷却装置。
- 上記冷却液分配構造体の側面が湾曲面で構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の冷却装置。
- 上記上下流通路の幅tが0.75mm≦t≦6.5mmを満足していることを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の冷却装置。
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