JP2015088600A

JP2015088600A - 冷却器の製造方法

Info

Publication number: JP2015088600A
Application number: JP2013225398A
Authority: JP
Inventors: 温子山中; Atsuko Yamanaka; 崇人水野; Takahito Mizuno; 一志恩田; Kazushi Onda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】より確実に冷却効果を発揮することができる冷却器の製造方法及び放熱部品を提供する。【解決手段】放熱部品作製工程において、まず、第１の厚さを有する第１の領域１０と、第１の厚さよりも薄い第２の厚さを有する第２の領域２０と、が交互に形成された板状部材３００を、第１の領域１０同士が隣り合うように第２の領域２０を折り曲げ、折り曲げられた第２の領域２０が第１の領域１０の厚さ方向に突出することによりフィン部分２を形成する。次に、折り曲げられた第２の領域２０の折り合わせる面の間と、第２の領域２０が折り曲げられることにより隣り合う第１の領域１０の間と、をろう３により接合する。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却器の製造方法に関する。

冷却器のフィンを製造する方法として、鋳造、鍛造、及び、切削により天板及びフィンを一体で作製する方法がある。この製造方法では、図６に示すように、フィンとフィンとの間隔（ピッチ）が大きい放熱部品しか作れない。一般的に、フィンのピッチを小さくすることにより冷却器の冷却効果が向上する。そのため、できるだけフィンのピッチが小さい冷却器の製造方法が望まれる。
特許文献１には、プレス加工によりフィンを作製し、ろう又ははんだによって天板とフィンとを接合する方法が記載されている。この製造方法によれば、フィンのピッチを小さくすることができる。

特開２００８−２２６８９９号公報

特許文献１に記載の製造方法によって製造されたフィン及び天板の一例を図７に示す。図７に示すように、ろう材又ははんだ材は放熱面に対して略平行に延在する。そのため、当該ろう材又ははんだ材が天板からフィンに向かっての熱の伝搬経路を遮ることになり、冷却器の冷却効果が低下してしまう。また、フィンと天板との接合部分にボイドが発生してしまう場合がある。当該ボイドにより、フィンと天板との接合部分における熱の伝搬がさらに悪くなり、冷却器の冷却効果がますます低下してしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、より確実に冷却効果を発揮することができる冷却器の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の態様にかかる冷却器の製造方法は、放熱部品作製工程を含む。前記放熱部品作製工程では、まず、第１の厚さを有する第１の領域と、前記第１の厚さよりも薄い第２の厚さを有する第２の領域と、が交互に形成された板状部材を、前記第１の領域同士が隣り合うように前記第２の領域を折り曲げ、折り曲げられた前記第２の領域が前記第１の領域の厚さ方向に突出することによりフィン部分を形成する。次に、折り曲げられた前記第２の領域の折り合わせる面の間と、前記第２の領域が折り曲げられることにより隣り合う前記第１の領域の間と、をろう又ははんだにより接合する。

本発明の第１の態様にかかる冷却器の製造方法によれば、放熱部品の放熱面に対して、ろうの層又ははんだの層が略垂直な方向に延在することとなる。そのため、ろうの層又ははんだの層が放熱部品の天板部分からフィン部分への熱の伝搬経路を遮る割合を少なくすることができる。また、ろうの層又ははんだの層にボイドが発生しても、放熱部品の天板部分からフィン部分への熱の伝搬に当該ボイドが与える影響を少なくすることができる。よって、より確実に冷却効果を発揮することができる冷却器の製造方法を提供することができる。

より確実に冷却効果を発揮することができる冷却器の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１にかかる冷却器の放熱部品の概略構造を示す断面図である。本発明の実施の形態１にかかる冷却器の製造方法を説明する断面図である。本発明の実施の形態１にかかる冷却器の製造方法を説明する断面図である。本発明の実施の形態１にかかる冷却器の製造方法を説明する断面図である。本発明の実施の形態１にかかる冷却器の製造方法を説明する断面図である。従来の製造方法により製造された放熱部品の概略構造を示す断面図である。従来の製造方法により製造された放熱部品の概略構造を示す断面図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる冷却器（図示省略）の放熱部品１００の概略構造を示す断面図である。放熱部品１００は、図１に示すように、天板部分１、天板部分１から略垂直に突出する複数のフィン部分２等を備える。また、天板部分１及びフィン部分２は一体的に成形されている。また、天板部分１及びフィン部分２は、ろう３により接合された接合部分を有している。ろう３による接合部分は、天板部分１におけるフィン部分２の根元部分からそれぞれのフィン部分２の略中央部分に沿って、延在している。換言すれば、ろう３の層は、放熱部品１００の放熱面に対して略垂直な方向に延在する。

そして、当該天板部分の背面（フィン部分２が突出する面の反対側の面）には、半導体素子が樹脂モールドされたパワーカード等の被冷却部品（図示省略）が取り付けられる。また、本実施の形態１にかかる冷却器は、フィン部分２に所定の冷媒（液体、気体の何れでも良い）を供給する冷媒供給部品（図示省略）、少なくとも天板部分の前面（フィン部分２が突出する面）側の冷媒が供給される空間を密閉する筐体（図示省略）、をさらに備える。これにより、当該冷却器は、被冷却部品を冷却することができる。なお、放熱部品１００において、発熱面から放熱面に向かう熱の伝搬経路は、天板部分１からフィン部分２を伝う経路（図１に示す矢印の方向の経路）である。

また、図２乃至図５は、本発明の実施の形態１にかかる冷却器の製造方法を説明する断面図である。具体的には、図２乃至図５は、冷却器の製造方法の放熱部品作製工程を説明している。
当該放熱部品作製工程においては、まず、図２に示す、第１の厚さ（後述）と実質的に同じ厚さを有する平板２００をプレス加工によって加工することにより、図３に示す板状部材３００を成形する。なお、第１の厚さと実質的に同じ厚さとは、プレス加工によって、板状部材３００に形成される第１の領域１０（後述）が第１の厚さを有することができる平板２００の厚さを意味する。
また、平板２００は、アルミ等の高熱伝導性材料により形成されている。

板状部材３００は、複数の第１の領域１０と、複数の第２の領域２０と、を有する。また、第１の領域１０と第２の領域２０とは交互に配置されている。また、第１の領域１０は、第１の厚さを有する。また、第２の領域２０は、第１の厚さよりも薄い第２の厚さを有する。そして、板状部材３００は、例えば、平板２００の第２の領域２０に相当する部分がプレス加工によって第２の厚さとなるように潰されることにより、成形される。
なお、板状部材３００は、一体的に作製されればよく、機械加工、ダイカスト、精密鋳造、粉末冶金、金属粉末射出成型法等の金属加工法によって成形されてもよい。

また、第１の領域１０の幅（図３の左右方向に沿う長さ）は、所望する天板部分１の幅及び板状部材３００が有する第１の領域１０の数等によって決定される。また、第２の領域２０の幅（図３の左右方向に沿う長さ）は、所望するフィン部分２が天板部分１から突出する高さ（図３の上下方向に沿う長さ）等によって決定される。また、第１の領域１０及び第２の領域２０の長さ（図３の奥行き方向に沿う長さ）は、所望する放熱部品１００の長さ（図３の奥行き方向に沿う長さ）等によって決定される。また、第１の領域１０の形状及び第２の領域の形状は、所望するフィン部分２の形状等によって決定される。本実施の形態１では、フィン部分２は、放熱部品１００の長さ方向（図３の奥行き方向）に沿って天板部分１から突出する平板形状を有し、第１の領域１０の形状及び第２の領域２０の形状は、板状部材３００の長さ方向（図３の奥行き方向）に沿って延在する矩形形状の帯状である。

次に、図４に示すように、板状部材３００を、第１の領域１０同士が隣り合うように第２の領域２０を折り曲げることにより、折り曲げられた第２の領域２０を第１の領域１０の厚さ方向に突出させる。換言すれば、放熱部品１００の長さ方向（図４の奥行き方向）に沿って折り目ができるように、第２の領域２０を折り曲げる。また、折り曲げられた第２の領域２０が、板状部材３００の上側（図４における上方向）に向かって、板状部材３００から突出するように、第２の領域２０を折り曲げる。

次に、図５に示すように、折り曲げられた第２の領域２０の折り合わせる面の間と、第２の領域２０が折り曲げられることにより隣り合う第１の領域１０の間と、をろう３により接合する。そして、接合された第１の領域１０が天板部分１を構成する。また、折り曲げられ接合された第２の領域２０がフィン部分２を構成する。なお、ろう３の代わりにはんだを用いて、第２の領域２０の折り合わせる面の間と、隣り合う第１の領域１０の間と、が接合されてもよい。

以上に説明した、本発明の実施の形態１にかかる冷却器の製造方法によれば、図１に示すように、放熱部品１００の放熱面に対して、ろう３の層が略垂直な方向に延在することとなる。そのため、ろう３の層が放熱部品１００の天板部分１からフィン部分２への熱の伝搬経路（図１に示す矢印の方向の経路）を遮る割合を少なくすることができる。また、ろう３の層にボイドが発生しても、放熱部品１００の天板部分１からフィン部分２への熱の伝搬に当該ボイドが与える影響を少なくすることができる。よって、より確実に冷却効果を発揮することができる冷却器の製造方法を提供することができる。

また、板状部材３００は一体的に作製される。具体的には、板状部材３００は、平板２００をプレス加工によって加工することにより、作製される。これにより、第１の領域１０と第２の領域２０とを別々に形成して接合して板状部材３００を作製した場合に比べて、第２の領域２０を折り曲げる際に、第１の領域１０と第２の領域２０との境界にかかる力に対する耐性を高めることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、第１の領域１０の形状及び第２の領域２０の形状は、本実施の形態１に限定されるものではない。第１の領域１０の形状及び第２の領域２０の形状を、例えば、板状部材３００の長さ方向（図３の奥行き方向）に向かって延在する波型の帯状とすることにより、フィン部分２を放熱部品１００の長さ方向（図３の奥行き方向）に向かって波打ちながら延在する板状とすることができる。

１天板部分
２フィン部分
３ろう
１０第１の領域
２０第２の領域
１００放熱部品
２００平板
３００板状部材

Claims

第１の厚さを有する第１の領域と、前記第１の厚さよりも薄い第２の厚さを有する第２の領域と、が交互に形成された板状部材を、前記第１の領域同士が隣り合うように前記第２の領域を折り曲げ、折り曲げられた前記第２の領域が前記第１の領域の厚さ方向に突出することによりフィン部分を形成し、折り曲げられた前記第２の領域の折り合わせる面の間と、前記第２の領域が折り曲げられることにより隣り合う前記第１の領域の間と、をろう又ははんだにより接合する放熱部品作製工程を含む、冷却器の製造方法。