JP2016009856A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、矩形状の流路枠体内を液状冷媒の流路とした偏平な熱交換器を提供する。【解決手段】本発明の熱交換器は、一対の離間した縦壁１Ａとこの縦壁１Ａに交叉する一対の離間した横壁１Ｂとで矩形状に形成して端面の少なくともひとつの端面１Ｃが開口した流路枠体１と、流路枠体１にあって縦壁１Ａおよび横壁１Ｂをそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部３と、横壁１Ｂの内壁から対面する横壁１Ｂに向かって縦壁１Ａに並んで途中まで伸びる仕切壁２と、流路枠体１内に液状冷媒を流出入させる流入口６および流出口７と、流路枠体１の端面１Ｃを閉塞するように平板面４Ａを有する冷却板４と、冷却板４の外周部位を覆う環状枠体５とからなり、流路枠体１を合成樹脂で変形阻止部３および仕切壁２と一体に成形し、環状枠体５を合成樹脂で冷却板４および流路枠体１と一体に成形して流路枠体１内を液状冷媒の流路１１としている。【選択図】図１

Description

本発明は、液状冷媒を流出入して循環させる偏平な熱交換器に関する。

熱交換媒体を液状冷媒として流出入して循環させる流路を形成して、その流路に面する冷却板に接触された発熱体を冷却する偏平な熱交換器が種々提案されている。

例えば、特許文献１のように、床暖房器として利用する熱交換器であるが、流路となるように仕切壁を並設した裏面板と熱交換媒体を流出入させる流入管および流出管を具備した平板（冷却板）とをその内面同志を接着剤などで接合した密閉中空の偏平袋体の熱交換が提案されている。

また、特許文献２のように、波型板を流路として、この波型板を２枚の良熱伝導性平板（冷却板）で挟持して接着剤などで固定して熱交換パネルとし、その両端に吸込ダクトおよび排出ダクトを装着して、吸込ダクトから冷却された水・油等を熱交換パネルに注入する熱交換器で、その熱交換パネルは軽量で薄型であるので、そのパネルの両面に電子機器のプリント回路板を密着させて電子機器の構成ユニットを冷却する熱交換器が提案されている。

しかし、特許文献１および特許文献２で提案された熱交換器は、冷却板と流路の部位との固着を接着剤などで処理しているので、熱交換媒体が液状冷媒であってもこれを封止する作業に手間がかかり充分な密着接合がされにくいという問題がある。

さらに、特許文献２にて例示された電子機器の構成ユニットとしては、電子機器、産業機器および自動車などにもちいられている半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの電子部品があり、これらの電子部品は、内部を流れる電流によって発熱し、一定温度以上となると、動作性能上や安全上に問題があり、しかも、電子部品の小型化、高性能化が進み、発熱量が増大しているので、その発熱する部位を冷却する熱交換器が必要となり、その熱交換器としては液状冷媒を循環させる流路を形成した熱交換器が冷却装置として有用であり、しかも、電子部品の小型化に対応して、その熱交換器も薄形となる偏平な構造とすることが望まれている。

実開昭５８−６１２０号公報 実開昭５３−７６３５７号公報

本発明は、上記の問題点を解消するために、液状冷媒として流出入して循環させる流路を形成して、その流路に面する冷却板に接触された半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの電子部品などの発熱する部位を冷却する偏平な熱交換器を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の熱交換器は、一対の離間した縦壁と前記縦壁に交叉する一対の離間した横壁とで矩形状に形成して端面の少なくともひとつの端面が開口した流路枠体と、前記流路枠体にあって前記縦壁および横壁をそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部と、前記横壁の内壁から対面する横壁に向かって縦壁に並んで途中まで伸びる仕切壁と、前記流路枠体内に液状冷媒を流出入させる流入口および流出口と、前記流路枠体の開口した端面を閉塞するように平板面を有する冷却板と、前記冷却板の外周部位を覆う環状枠体とからなり、前記流路枠体を合成樹脂で変形阻止部および仕切壁と一体に成形し、前記環状枠体を合成樹脂で冷却板および流路枠体と一体に成形して流路枠体内を液状冷媒の流路としたことを特徴とする。また、請求項２に記載の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、前記変形阻止部は、前記縦壁および横壁の厚さより薄い細板状の連結バーでできており、前記連結バーは前記縦壁、横壁および仕切壁が隣の仕切壁と連結した連結バーであることを特徴とする。また、請求項３に記載の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、前記変形阻止部は、前記冷却板を挟持させるように一対の縦壁および横壁のそれぞれの外周縁に対面して突出した挟持突起であることを特徴とする。また、請求項４に記載の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、前記変形阻止部は、前記冷却板に形成した嵌合凹所と前記嵌合凹所に嵌合するように前記流路枠体の開口した端面に形成した嵌合凸所であることを特徴とする。また、請求項５に記載の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、前記変形阻止部は、前記一対の縦壁および横壁のそれぞれに組み込んだ硬質芯材であることを特徴とする。また、請求項５に記載の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、請求項６に記載の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、前記冷却板は平板面の外周縁が突出した環状壁を有し、前記変形阻止部は、前記冷却板の環状壁に装着されるように前記一対の縦壁および横壁のそれぞれに形成した環状凹所であることを特徴とする。

本発明の熱交換器は、一対の離間した縦壁と前記縦壁に交叉する一対の離間した横壁とで矩形状に形成して端面の少なくともひとつの端面が開口した流路枠体と、前記流路枠体にあって前記縦壁および横壁をそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部と、前記横壁の内壁から対面する横壁に向かって縦壁に並んで途中まで伸びる仕切壁と、前記流路枠体内に液状冷媒を流出入させる流入口および流出口と、前記流路枠体の開口した端面を閉塞するように平板面を有する冷却板と、前記冷却板の外周部位を覆う環状枠体とからなり、前記流路枠体を合成樹脂で変形阻止部および仕切壁と一体に成形し、前記環状枠体を合成樹脂で冷却板および流路枠体と一体に成形して流路枠体内を液状冷媒の流路としているので、冷却板と流路の部位との成形作業のみで簡単に密着接合ができて、矩形状の流路枠体内を液状冷媒の流路とした薄形となる偏平な熱交換器を提供することができる。

本発明の実施形態１の熱交換器を示す図２のＡ−Ａ断面図である。 同上熱交換器の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体で、図４のＢ−Ｂ断面図である。 同上熱交換器の流路枠体の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着させる作業を示す断面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着した状態を示す断面図である。 本発明の実施形態２の熱交換器で、流路枠体の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着させる作業を示し、図７のＣ−Ｃ断面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着して成形する状態を示す断面図である。 本発明の実施形態３の熱交換器で、流路枠体の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体で、図１０のＤ−Ｄ断面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着した状態を示す断面図である。 同上熱交換器の平面図である。 同上熱交換器で、図１３のＥ−Ｅ断面図である。 本発明の実施形態４の熱交換器で、流路枠体の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体で、図１５のＦ−Ｆ断面図である。 同上熱交換器の冷却板の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着させる作業を示す断面図で、流路枠体および冷却板はそれぞれ図１５のＦ−Ｆ断面図および図１７のｆ−ｆ断面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着した状態を示す断面図である。 同上熱交換器の平面図である。 同上熱交換器で、図２０のＧ−Ｇ断面図である。 本発明の実施形態５の熱交換器で、流路枠体の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体で、図２２のＨ−Ｈ断面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着した状態を示す断面図である。 同上熱交換器の平面図である。 同上熱交換器で、図２５のＩ−Ｉ断面図である。 本発明の実施形態６の熱交換器で、流路枠体の平面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着させる作業を示す断面図で、流路枠体は図２７のＪ−Ｊ断面図である。 同上熱交換器の流路枠体と冷却板とを装着して成形された熱交換器の断面図である。 本発明の流路枠体の厚さ設定を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１〜図６は本発明の実施形態１を示す。実施形態１の熱交換器は、一対の離間した縦壁１Ａとこの縦壁１Ａに交叉する一対の離間した横壁１Ｂとで長方形を例示した矩形状に形成して端面１Ｃが開口した流路枠体１を有し、この開口した端面１Ｃは平板面４Ａを有する冷却板４にて閉塞されて、流路枠体１内に液状冷媒が循環して流れる流路１１が形成された薄形の偏平な形状となっている。その流路１１に面する冷却版４が液状冷媒にて冷却されて、この冷却板４の平板面４Ａに接触した発熱体（図示せず）を冷却する冷却装置である。この液状冷媒としては冷却水、ハイドロフロロエーテルおよびエチレングリコールなどの液体が例示できる。

図３および図４において、流路枠体１は一対の離間した縦壁１Ａとこの縦壁１Ａに交叉する一対の離間した横壁１Ｂとからなる枠でその端面１Ｃが開口した形状で、合成樹脂でできている。この流路枠体１の形状としては、厚さが薄い所謂、板状で一対の離間した長い縦壁１Ａとこの縦壁１Ａに交叉する一対の離間した短い横壁１Ｂとで長方形の枠組みとなっているが、正方形でもよい。その素材としては、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリブチレンナフタレート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂などの熱可塑性樹脂やフェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂が例示できる。この流路枠体１内にある流路１１は、横壁１Ｂの内壁から対面する横壁１Ｂに向かって縦壁１Ａに並んで途中まで伸びる複数本の仕切壁２によりジグザグ状に蛇行するように形成されている。この流路１１の下方部位には縦壁１Ａに流路枠体１内に液状冷媒を流出入して循環させる流入口６および流出口７が形成されており、これら流入口６および流出口７は縦壁１Ａにそれぞれ対面して設けられているが、図２２の流入口６１および流出口７１に示すように横壁１Ｂに並べて設けてもよい。さらに、仕切壁２には、流路１１の上方、中央および下方の部位において変形阻止部３が設けられている。この変形阻止部３は流路枠体１の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂがそれぞれ内方即ち対面する縦壁１Ａおよび横壁１Ｂに向かって撓みにくくなるように、縦壁１Ａ、横壁１Ｂおよび仕切壁２が隣の仕切壁２と連結した細板状の連結バーでできている。この連結バーを例示する変形阻止部３は流路１１にあり、流路枠体１の端面１Ｃは開口しているので、縦壁１Ａおよび横壁１Ｂの厚さより薄くするとともに流路枠体１の端面１Ｃに離間した２枚で対となって、流路１１を塞がないようにしている。なお、仕切壁２および連結バーでできた変形阻止部３の素材は流路枠体１と異なる素材でもよいが、同じ合成樹脂で一体に成形されることにより、軽量で、電気的絶縁性がある流路枠体１が形成されている。このように縦壁１Ａと横壁１Ｂとで矩形状に形成され端面１Ｃが開口し、仕切壁２でできた流路１１には、連結バーでできた変形阻止部３が形成され、その流路１１に液状冷媒を流出入させる流入口６および流出口７を備えた流路枠体１が得られる。

図５は、一対の冷却板４を矢印方向に移動させて、流路枠体１の開口した端面１Ｃに一対の冷却板４を装着させる作業状態を示し、図６において、この冷却板４が流路枠体１の端面１Ｃ装着されている。この冷却板４の素材は熱伝導性のよい素材であり、その素材としては、アルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金などの金属材または前記金属材表面にニッケル膜形成などの表面処理をした金属材またはステンレスなどの金属材が例示できる。

次に、図１および図２は、冷却板４と流路の部位である流路枠体１とが密着接合して流路枠体１の端面１Ｃが閉塞されるように環状枠体５にて冷却板４の外周部位を覆う偏平な熱交換器を示す。

図１および図２において、縦壁１Ａに設けられた流入口６および流出口７とともに環状枠体５を合成樹脂で冷却板４および流路枠体１と一体に成形することにより、流路枠体１内を液状冷媒の流路１１としている。この一体成形において、連結バーでできた変形阻止部３により、縦壁１Ａおよび横壁１Ｂが内方即ち対面する方向に変形することがなく流路枠体１の外形が維持される。また仕切壁２でできた流路１１に連結バーを例示する変形阻止部３が形成された流路枠体１は合成樹脂で成形されているので、環状枠体５の合成樹脂と冷却板４の金属材との密着接合が要求される。この環状枠体５となる合成樹脂の素材としては、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリブチレンナフタレート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂などの熱可塑性樹脂やフェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂が例示できるが、流路枠体１の合成樹脂と接合がしやすい素材を選択する必要がある。また、冷却板４の金属材と流路の部位である環状枠体５の合成樹脂との密着接合が要求されるので、金属材でできた冷却板４の平板面４Ａに合成樹脂と密着接合が有効になるように予め表面処理をしておいてもちいてもよい。その冷却板４の表面処理としては、レーザ照射による粗面化やメルカプト基、チオカルボニル基、シアノ基、イソシアナート基、アミノ基、アンモニウム基、ピリジニウム基、アジニル基、カルボキシル基、ベンゾトリアゾール基、トリアジンチオール基等の何れかまたはこれらを組み合わせた化学的処理剤からなる薄膜層の形成が例示できる。

この液状冷媒を流出入して循環させる偏平な熱交換器においては端面１Ｃが開口した流路枠体１を閉塞する冷却版４は電気絶縁性が要求されるので、縦壁１Ａと横壁１Ｂと仕切壁２と変形阻止部３の素材を合成樹脂で一体に成形されることにより、例えば、ハイドロフロロエーテルのような絶縁性を有する液状冷媒をもちいた熱交換器とすればよいが、冷却板４が熱伝導性の良い金属材でできている場合には、冷却板４の平板面４Ａの裏面４Ｂに熱伝導性を低下させずに電気絶縁材を介在させてもよい。この電気絶縁材としては、シリカ塗布液によるコーティングやグラファイトフイルムが例示でき、冷却板４の平板面４Ａに合成樹脂と密着接合が有効になるように前述の表面処理をしておいてもよい。

（実施形態２）
図７〜図９は本発明の実施形態２で、実施形態１の流路枠体１における縦壁１Ａ、横壁１Ｂおよび仕切壁２や冷却板４および環状枠体５は同じであるが、変形阻止部３として例示する連結バーの設けられている部位が異なる実施形態を示す。

図７において、変形阻止部３となる連結バー３１は流路枠体１の角部に設けられるように、斜辺３１Ａを有する直角三角形の平板でできており、流路枠体１の角部において縦壁１Ａ、横壁１Ｂおよび仕切壁２が隣の仕切壁２と連結されている。この連結バー３１は縦壁１Ａ、横壁１Ｂおよび仕切壁２と合成樹脂で一体に成形されており、実施形態１と同じように流路１１に形成されているので、流路１１を塞がないように縦壁１Ａおよび横壁１Ｂの厚さより薄くする必要があり、端面１Ｃに離間した２枚で対となって、さらには流入口６および流出口７の配置を考慮して形成されている。なお、この連結バー３１の形状は、直角三角形を図示しているが、斜辺３１Ａのみの細板状としてもよい。次に、図８に示すように一対の冷却板４を矢印方向に移動させて、図９に示すように冷却板４を流路枠体１の開口した端面１Ｃに装着させた状態で、実施形態１と同じように環状枠体５を成形して熱交換器が得られ、この環状枠体５の成形時において、流路枠体１の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂがそれぞれ内方即ち対面する縦壁１Ａおよび横壁１Ｂに向かって撓みにくくなって流路枠体１の外形が変形されていない熱交換器が得られる。

（実施形態３）
図１０〜図１４は本発明の実施形態３を示す。実施形態１および２と同じように流路枠体１を合成樹脂で成形し、その成形された流路枠体１の開口した端面１Ｃを冷却板４で閉塞してその冷却板４の外周部位を環状枠体５にて覆うように合成樹脂で一体に成形して流路枠体１内を液状冷媒の流路１１としており、異なる部位は、流路枠体１にあって縦壁１Ａおよび横壁１Ｂをそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部３であり、実施形態１および２における変形阻止部３は連結バーでできており、流路１１内に形成されているが、この実施形態３は流路１１に影響されないように流路１１外の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂに形成されており、以下、説明する。

図１０および図１１において、一対の離間した縦壁１Ａとこの縦壁１Ａに交叉する一対の離間した横壁１Ｂとで長方形状に形成して端面１Ｃが開口した流路枠体１にあって、この横壁１Ｂの内壁から対面する横壁１Ｂに向かって縦壁１Ａに並んで途中まで伸びる仕切壁２にて流路１１が形成されており、この流路１１の外の部位である縦壁１Ａおよび横壁１Ｂをそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部３である挟持突起３２が形成されており、流路枠体１内に液状冷媒を流出入して循環させる流入口６および流出口７が形成された状態で、冷却板４にて流路枠体１の開口した端面１Ｃを閉塞して、環状枠体５にて冷却板４の外周部位を覆うように、流路枠体１を合成樹脂で挟持突起３２および仕切壁２と一体に成形し、環状枠体５を合成樹脂で冷却板４および流路枠体１と一体に成形して流路枠体１内を液状冷媒の流路１１を有する熱交換器としている。この変形阻止部３である挟持突起３２は、冷却板４を挟持させるように一対の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂのそれぞれの外周縁に対面して環状の壁となって突出しており、開口端に形成されている。なお、この挟持突起３２は直線状に連なった環状の壁を図示するが、複数個に分割した環状の壁であってもよい。

このようにしてできた流路枠体１の端面１Ｃに冷却板４を装着させる際、図１２に示すように冷却板４はその外周縁が挟持突起３２に挟まれる。その流路枠体１の端面１Ｃに一対の冷却板４を挟むように装着させた状態で、環状枠体５を合成樹脂で冷却板４および流路枠体１と一体に成形することにより、流路枠体１の外形が変形されずに、図１３および図１４に示すように、流路枠体１内を液状冷媒の流路１１とした熱交換器が得られる。

この実施形態３にて形成される変形阻止部３となる挟持突起３２は、流路１１内にはないので流路１１を塞ぐことはないが、冷却板４を挟むように挟持突起３２が必要であるので、実施形態１および２に比し、流路枠体１の外形が大きくなる。

（実施形態４）
図１５〜図２１は本発明の実施形態４を示す。実施形態１〜３と同じように流路枠体１を合成樹脂で成形し、その成形された流路枠体１の開口した端面１Ｃを冷却板４で閉塞してその冷却板４の外周部位を環状枠体５にて覆うように合成樹脂で一体に成形して流路枠体１内を液状冷媒の流路１１としており、実施形態１および２と異なる部位は、流路枠体１にあって縦壁１Ａおよび横壁１Ｂをそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部３であり、実施形態３と同じように流路１１に影響されないように流路１１の外縦壁１Ａおよび横壁１Ｂに形成されており、以下、説明する。

図１５および図１６において、変形阻止部３は、縦壁１Ａおよび横壁１Ｂのそれぞれに複数個突出した嵌合凸所３３でできている。この嵌合凸所３３は、流路枠体１の端面１Ｃにあって、好ましくは、一対の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂのそれぞれにおいて対面して突出している。さらに、図１７および図１８に示すように、冷却板４の裏面には嵌合凹所４１が嵌合凸所３３に対応する部位に窪みまたは孔形状で形成されている。この冷却板４はその嵌合凹所４１が嵌合凸所３３に嵌合するように流路枠体１の端面１Ｃに装着されている。次に、冷却板４が流路枠体１の端面１Ｃに装着され嵌合凹所４１が嵌合凸所３３に嵌合した状態で、環状枠体５を合成樹脂で冷却板４および流路枠体１と一体に成形することにより、図２０および図２１に示すように、冷却板４が流路枠体１の端面１Ｃを閉塞するように密着接合されて流路枠体１内を液状冷媒の流路１１とし、流路枠体１の外形が変形されないようにした熱交換器が得られる。

（実施形態５）
図２２〜図２６は本発明の実施形態５を示す。実施形態１〜４と同じように流路枠体１を合成樹脂で成形し、その成形された流路枠体１の開口した端面１Ｃを冷却板４で閉塞してその冷却板４の外周部位を環状枠体５にて覆うように合成樹脂で一体に成形して流路枠体１内を液状冷媒の流路１１としており、異なる部位は、流路枠体１にあって縦壁１Ａおよび横壁１Ｂをそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部３であり、実施形態３および４と同じように流路１１に影響されないように流路１１外に形成されている。なお、流入口６１および流出口７１は横壁１Ｂに並べて設けている。

図２２および図２３において、変形阻止部３は、一対の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂのそれぞれに組み込んだ枠状の硬質芯材３４である。この硬質芯材３４は、２枚が流路枠体１の開口した端面１Ｃに離間して対となって縦壁１Ａおよび横壁１Ｂのそれぞれの内部に組み込むように形成されているが、端面１Ｃに露出した組み込みでもよい。硬質芯材３４の素材としては、縦壁１Ａおよび横壁１Ｂの合成樹脂の素材との関係でより剛性のある素材、例えば、熱硬化性樹脂、無機材、金属材であり、流路枠体１の形状と対応した枠状でよい。この場合、流入口６１および流出口７１は横壁１Ｂに並べて設けているので、これら流入口６１および流出口７１を塞がないように、２枚の枠状の硬質芯材３４を開口端に離間して組み込むように形成されていることを図示しているが、１枚の硬質芯材３４で流入口６１および流出口７１には形成しないように切除された枠でもよい。なお、流入口６１および流出口７１は、実施形態１〜４に示すように縦壁１Ａに設けたものでもよい。

図２４において、冷却板４を流路枠体１の端面１Ｃに装着する。次に、冷却板４が流路枠体１の端面１Ｃに装着した状態で、環状枠体５を合成樹脂で冷却板４および流路枠体１と一体に成形することにより、冷却板４が流路枠体１の端面１Ｃを閉塞し、流路枠体１の外形が変形されずに、図２５および図２６に示すように、流路枠体１内を液状冷媒の流路１１とした熱交換器が得られる。

（実施形態６）
図２７〜図２９は本発明の実施形態６を示す。実施形態１〜５と同じように流路枠体１を合成樹脂で成形し、その成形された流路枠体１の開口した端面１Ｃを冷却板４で閉塞してその冷却板４の外周部位を環状枠体５にて覆うように合成樹脂で一体に成形して流路枠体１内を液状冷媒の流路１１としており、異なる部位は、平板面４Ａを有する冷却板４の形状と流路枠体１の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂをそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部３とであり、冷却板４は平板面４Ａの外周縁が突出した環状壁４Ｃを有し、変形阻止部３は、冷却板４の環状壁４Ｃが装着されるように一対の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂのそれぞれに形成した環状凹所３５でできており、以下、説明する。

図２７および図２８において、変形阻止部３となる環状凹所３５は流路枠体１の端面１Ｃでその外周面に一対の縦壁１Ａおよび横壁１Ｂのそれぞれに形成されている。この場合、環状凹所３５は連続した凹条でなく、不連続な凹所でもよく、また流路枠体１の外周面ではなく端面１Ｃで縦壁１Ａおよび横壁１Ｂに切り込まれた溝でもよい。図２８において、冷却板４は箱形状となるように、その平板面４Ａの外周縁には裏面４Ｂの方向に突出した環状壁４Ｃが形成されている。この環状壁４Ｃの高さは環状凹所３５の深さに対応し、その形状も環状凹所３５の形状に対応し、冷却板４の環状壁４Ｃに装着されればよい。次に、冷却板４が流路枠体１の端面１Ｃに装着されると、環状凹所３５が冷却板４の環状壁４Ｃに装着された状態で、環状枠体５を合成樹脂で冷却板４および流路枠体１と一体に成形することにより、流路枠体１の外形が冷却板４の環状壁４Ｃにより変形されずに、流路枠体１の端面１Ｃが閉塞されて、図２９に示すように、流路枠体１内を液状冷媒の流路１１とした熱交換器が得られる。

（流路枠体の厚さの設定）
図３０は、流路枠体１の厚さ設定を示す断面図であり、実施形態２を例示して、説明する。

図３０において、熱交換媒体を液状冷媒として流出入して循環させる流路１１を形成して、その流路１１に面する冷却板４に接触された発熱体を冷却する偏平な熱交換器を提供するために、縦壁１Ａと横壁１Ｂとで枠組みを形成する流路枠体１の厚さを薄く、板材をもちいるような形状に合成樹脂で成形することが好ましい。その厚さは流路枠体１の縦壁１Ａまたは横壁１Ｂに設ける流入口６の孔６Ａおよび流出口７の孔７Ａの大きさ考慮して設定すればよい。

上記、実施形態１〜６において、冷却板４は流路１１に面するように流路枠体１の端面１Ｃにあるが、流路枠体１の端面の何れか一方が閉塞したものであれば、その開口した端面１Ｃのみに冷却板４を装着すればよい。

本発明の熱交換器は、流入口から流出口に向けて流す液状冷媒を有し、偏平な熱交換器であるので、小型化が要求されるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子をもちいて電力変換を行う機器の動作を安定にするために半導体素子の発熱する部位を冷却する用途として利用できる。

１ 流路枠体
１Ａ 縦壁
１Ｂ 横壁
１Ｃ 端面
２ 仕切壁
３ 変形阻止部（連結バー）
３１ 連結バー
３２ 挟持突起
３３ 嵌合凸所
３４ 硬質芯材
３５ 環状凹所
４ 冷却板
５ 環状枠体
６、６１ 流入口
７、７１ 流出口

Claims (6)

1. 一対の離間した縦壁と前記縦壁に交叉する一対の離間した横壁とで矩形状に形成して端面の少なくともひとつの端面が開口した流路枠体と、前記流路枠体にあって前記縦壁および横壁をそれぞれ内方に向かって撓みにくくする変形阻止部と、前記横壁の内壁から対面する横壁に向かって縦壁に並んで途中まで伸びる仕切壁と、前記流路枠体内に液状冷媒を流出入させる流入口および流出口と、前記流路枠体の開口した端面を閉塞するように平板面を有する冷却板と、前記冷却板の外周部位を覆う環状枠体とからなり、前記流路枠体を合成樹脂で変形阻止部および仕切壁と一体に成形し、前記環状枠体を合成樹脂で冷却板および流路枠体と一体に成形して流路枠体内を液状冷媒の流路としたことを特徴とする熱交換器。
2. 前記変形阻止部は、前記縦壁および横壁の厚さより薄い細板状の連結バーでできており、前記連結バーは前記縦壁、横壁および仕切壁が隣の仕切壁と連結した連結バーであることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記変形阻止部は、前記冷却板を挟持させるように一対の縦壁および横壁のそれぞれの外周縁に対面して突出した挟持突起であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記変形阻止部は、前記冷却板に形成した嵌合凹所と前記嵌合凹所に嵌合するように前記流路枠体の開口した端面に形成した嵌合凸所であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
5. 前記変形阻止部は、前記一対の縦壁および横壁のそれぞれにみ込んだ硬質芯材であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
6. 前記冷却板は平板面の外周縁が突出した環状壁を有し、前記変形阻止部は、前記冷却板の環状壁に装着されるように前記一対の縦壁および横壁のそれぞれに形成した環状凹所であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

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