JP2017079305A - Radiator - Google Patents

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Akira Miyazaki
亮 宮▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat radiator having a corrugated sheet fin in an internal flow path capable of ensuring cooling performance in a case center area as viewed from a coolant flow direction.SOLUTION: Disclosed radiator includes: a pair of flat outer plates 21 and 22 including a flow path 27 through which a liquid coolant flows therein; and a corrugated sheet fin disposed in the flow path 27. The corrugated sheet fin is disposed in the flow path 27 with ridges of corrugated sheet extending along a flow direction of the liquid coolant. The pair of outer plates 21 and 22 are configured so that the width of the flow path in a shorter direction in a cross section gets smaller in a step at both ends in a longitudinal direction of the cross section as viewed in a lateral cross section perpendicular to the flow direction. The end of the corrugated sheet fin reaches to the flow path space which gets smaller in a step.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、冷却器に関する。   The present invention relates to a cooler.

複数の扁平な冷却器と複数の扁平な電子部品を一つずつ交互に積層している積層冷却ユニットが知られている(例えば特許文献1)。特許文献1に開示されている積層ユニットの一つひとつの冷却器は、内部に液体冷媒を流通させる流路を備えた扁平形状の冷却器ケースと、流路に配置されている波板フィンとを備える。波板フィンは、波板の稜線が液体冷媒の流れ方向に沿って延びるように流路に配置されている。   A stacked cooling unit is known in which a plurality of flat coolers and a plurality of flat electronic components are alternately stacked one by one (for example, Patent Document 1). Each cooler of the laminated unit disclosed in Patent Document 1 includes a flat cooler case having a flow path through which a liquid refrigerant flows, and corrugated fins disposed in the flow path. . The corrugated fin is disposed in the flow path such that the ridge line of the corrugated plate extends along the flow direction of the liquid refrigerant.

特開2008−166423号公報JP 2008-166423 A

上記の冷却器では、波板フィンが冷却器ケースの両端に干渉しないように、波板フィンの幅は、冷却器ケースの長手方向の内幅よりも短く設計される。ここで、冷却器ケースの両端とは、冷媒の流れ方向と直交する横断面でみたときの長手方向(断面長手方向)の両端を意味する。また、波板フィンの幅とは、横断面でみたときの断面長手方向に沿った波板フィンの長さを意味する。また、冷却器ケースの内幅とは、横断面でみたときの断面長手方向の流路幅を意味する。   In the above-described cooler, the width of the corrugated fin is designed to be shorter than the inner width in the longitudinal direction of the cooler case so that the corrugated fin does not interfere with both ends of the cooler case. Here, both ends of the cooler case mean both ends in the longitudinal direction (cross-sectional longitudinal direction) when viewed in a cross section orthogonal to the flow direction of the refrigerant. Moreover, the width | variety of a corrugated sheet fin means the length of the corrugated sheet fin along the cross-sectional longitudinal direction when it sees in a cross section. In addition, the inner width of the cooler case means the flow path width in the longitudinal direction of the cross section when viewed in the cross section.

上記の構造を有した冷却器では、波板フィンの断面長手方向の位置ずれが起こったとき、冷却器ケースの端部に断面積の大きい流路が形成される。それゆえ、冷媒は、断面積の大きい端部に優先的に流れる。一般に、扁平な冷却器においては、冷却器ケースの端部よりも中央部の冷却性能が高いことが望まれるところ、上記波板フィンの位置ずれにより、望ましい冷却性能が得られない可能性がある。   In the cooler having the above structure, when the corrugated fins are displaced in the longitudinal direction of the cross section, a flow path having a large cross sectional area is formed at the end of the cooler case. Therefore, the refrigerant flows preferentially to the end portion having a large cross-sectional area. In general, in a flat cooler, it is desired that the cooling performance of the central portion is higher than the end portion of the cooler case. However, the desired cooling performance may not be obtained due to the positional deviation of the corrugated fins. .

本明細書では、内部の流路に波板フィンを有する扁平な冷却器において、冷媒の流れ方向からみたときのケース中央部の冷却性能を低下させない技術を提供する。   The present specification provides a technology that does not deteriorate the cooling performance of the central portion of the case when viewed from the flow direction of the refrigerant in a flat cooler having corrugated fins in the internal flow path.

本明細書が開示する冷却器は、内部に液体冷媒が流れる流路を備えた扁平な冷却器ケースと、流路に配置されている波板フィンと、を備える。波板フィンは、波板の稜線が液体冷媒の流れ方向に沿って延びるように流路に配置されている。冷却器ケースは、流れ方向と直交する横断面でみたときに、断面長手方向の両端における断面短手方向の流路幅がステップ状に狭まっている。ステップ状に狭まっている流路空間内に波板フィンの端が達している。   The cooler disclosed in the present specification includes a flat cooler case having a flow path through which a liquid refrigerant flows, and corrugated plate fins disposed in the flow path. The corrugated fin is disposed in the flow path such that the ridge line of the corrugated plate extends along the flow direction of the liquid refrigerant. When the cooler case is viewed in a cross section perpendicular to the flow direction, the flow path width in the cross-sectional short direction at both ends in the cross-sectional longitudinal direction is narrowed in a step shape. The end of the corrugated fin reaches the channel space narrowed in a step shape.

上記の冷却器では、ステップ状に狭まっている流路空間内に波板フィンの端が達することで、冷却器ケースの端部と波板フィンとの間の流路断面積を、波板フィンと波板フィンとの間の流路断面積よりも小さくすることができる。さらに、冷却器ケースの両端の幅狭空間に波板フィンの端が達していることで、波板フィンの断面長手方向の位置ずれが生じ難くなる。これらの作用により、冷媒が冷却器ケースの端部に優先的に流れることを防止することができ、冷却器ケースの中央部の冷却性能が低下しない。   In the above cooler, when the end of the corrugated fin reaches the flow path space narrowed in a step shape, the cross-sectional area of the flow path between the end of the cooler case and the corrugated fin is expressed as the corrugated fin. It can be made smaller than the cross-sectional area of the flow path between the plate and the corrugated fin. Further, since the ends of the corrugated fins reach the narrow spaces at both ends of the cooler case, it is difficult for the corrugated fins to be displaced in the longitudinal direction of the cross section. By these actions, it is possible to prevent the refrigerant from preferentially flowing to the end of the cooler case, and the cooling performance of the central portion of the cooler case does not deteriorate.

実施例の冷却器を含む積層ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the lamination | stacking unit containing the cooler of an Example. 冷却器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a cooler. 組付け前の冷却器の波板フィンを横断する断面図である。It is sectional drawing which crosses the corrugated sheet fin of the cooler before an assembly | attachment. 組付け途中の冷却器の波板フィンを横断する断面図である。It is sectional drawing which crosses the corrugated sheet fin of the cooler in the middle of an assembly | attachment. 組付け後の冷却器の波板フィンを横断する断面図である。It is sectional drawing which crosses the corrugated sheet fin of the cooler after an assembly | attachment. 波板フィンがずれたときの冷却器の断面図である。It is sectional drawing of a cooler when a corrugated sheet fin shifts.

図面を参照して実施例の冷却器を説明する。図1は、実施例の冷却器20を含む積層ユニット2の斜視図である。積層ユニット2は、複数の冷却器20が積層されているとともに、隣接する冷却器20の間に半導体モジュール10が挟み込まれたユニットである。なお、図1では、理解を助けるために、1つの半導体モジュール10とその両側の絶縁板6を、積層ユニット2から抜き出して描いてある。半導体モジュール10は、パワートランジスタと呼ばれる半導体チップ11a、11bを収容している。半導体モジュール10の両面には半導体チップ11a、11bと導通している放熱板7が露出している。冷却器20の外板はアルミニウムで作られている。放熱板7と冷却器20を絶縁するため、冷却器20と半導体モジュール10の間には絶縁板6が挟まれる。積層ユニット2は、多数のパワートランジスタを用いるデバイス、例えばインバータに用いられる。   The cooler according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the laminated unit 2 including the cooler 20 of the embodiment. The stacked unit 2 is a unit in which a plurality of coolers 20 are stacked and the semiconductor module 10 is sandwiched between adjacent coolers 20. In FIG. 1, in order to help understanding, one semiconductor module 10 and insulating plates 6 on both sides thereof are drawn out from the stacked unit 2. The semiconductor module 10 accommodates semiconductor chips 11a and 11b called power transistors. On both surfaces of the semiconductor module 10, the heat radiating plates 7 that are electrically connected to the semiconductor chips 11 a and 11 b are exposed. The outer plate of the cooler 20 is made of aluminum. Insulating plate 6 is sandwiched between cooler 20 and semiconductor module 10 to insulate heat sink 7 from cooler 20. The stacked unit 2 is used for a device using a large number of power transistors, for example, an inverter.

積層ユニット2は、仮想線で描かれたハウジング9に収容される。積層ユニット2の積層方向の一端とハウジング9の内壁の間には板バネ8が挟まれる。積層ユニット2は、板バネ8によって積層方向に加圧される。積層方向の加圧によって、冷却器20と半導体モジュール10が密着し、半導体モジュール10から冷却器20への伝熱効率が高められる。なお、図中の座標系のZ方向が複数の冷却器20の積層方向に相当する。   The stacked unit 2 is accommodated in a housing 9 drawn with imaginary lines. A leaf spring 8 is sandwiched between one end of the stacking unit 2 in the stacking direction and the inner wall of the housing 9. The stacked unit 2 is pressed in the stacking direction by the leaf spring 8. By the pressurization in the stacking direction, the cooler 20 and the semiconductor module 10 are brought into close contact with each other, and the heat transfer efficiency from the semiconductor module 10 to the cooler 20 is increased. In addition, the Z direction of the coordinate system in the drawing corresponds to the stacking direction of the plurality of coolers 20.

隣接する冷却器20は接続管5a、5bで接続されている。積層ユニット2の積層方向の一端の冷却器20に供給管4aと排出管4bが接続されている。供給管4aは、積層方向からみたときに接続管5aと重なるように設けられている。排出管4bは、積層方向からみたときに接続管5bと重なるように設けられている。各冷却器20の内部には、図中のX方向に延びる流路が設けられており、その流路は、接続管5a、5bと連通している。供給管4aから供給された冷媒は、接続管5aを通じて各冷却器20へ分配される。冷媒は、各冷却器20の流路を通過する間に隣接する半導体モジュール10から熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は接続管5bと排出管4bを通じて積層ユニット2から排出される。供給管4aと排出管4bには不図示の冷媒循環路とラジエータとポンプが接続されており、排出された冷媒はラジエータで冷却されて再び積層ユニット2へ供給される。冷媒は液体であり、典型的には水、あるいは、LLC(Long Life Coolant)である。   Adjacent coolers 20 are connected by connecting pipes 5a and 5b. A supply pipe 4 a and a discharge pipe 4 b are connected to the cooler 20 at one end in the stacking direction of the stacking unit 2. The supply pipe 4a is provided so as to overlap the connection pipe 5a when viewed from the stacking direction. The discharge pipe 4b is provided so as to overlap with the connection pipe 5b when viewed from the stacking direction. Each cooler 20 is provided with a flow path extending in the X direction in the drawing, and the flow path communicates with the connecting pipes 5a and 5b. The refrigerant supplied from the supply pipe 4a is distributed to each cooler 20 through the connection pipe 5a. The refrigerant absorbs heat from the adjacent semiconductor module 10 while passing through the flow path of each cooler 20. The refrigerant that has absorbed the heat is discharged from the laminated unit 2 through the connection pipe 5b and the discharge pipe 4b. A refrigerant circulation path (not shown), a radiator, and a pump are connected to the supply pipe 4a and the discharge pipe 4b, and the discharged refrigerant is cooled by the radiator and supplied to the stacking unit 2 again. The refrigerant is a liquid, typically water or LLC (Long Life Coolant).

図2に冷却器20の分解図を示す。冷却器20は、外板21、22、中板24、2枚の波板23で構成される。2枚の波板23と中板24を挟んで外板21、22を張り合わせると冷却器20が完成する。2枚の波板のいずれか一方を区別なく示す場合には符号23を用い、2枚の波板を区別する場合には、符号23aと23bを用いることにする。外板21、22の夫々には、先に述べた接続管5a、5bが設けられている。また、外板21、22の夫々には、詳しくは後述するが、流れ方向(図中のX方向)と直交する横断面でみたときに、断面長手方向(Y方向)の両端における断面短手方向(Z方向)の流路幅をステップ状に狭めるために、ステップ25が設けられている。図2においては、外板22に設けられたステップ25cと25dが図示されている。外板21に設けられたステップ25aと25bは、図2では見えていない。   FIG. 2 shows an exploded view of the cooler 20. The cooler 20 includes outer plates 21 and 22, an intermediate plate 24, and two corrugated plates 23. When the outer plates 21 and 22 are bonded together with the two corrugated plates 23 and the intermediate plate 24 interposed therebetween, the cooler 20 is completed. Reference numeral 23 is used to indicate one of the two corrugated sheets without distinction, and reference numerals 23a and 23b are used to distinguish the two corrugated sheets. Each of the outer plates 21 and 22 is provided with the connecting pipes 5a and 5b described above. Further, each of the outer plates 21 and 22 will be described in detail later, but when viewed in a cross section orthogonal to the flow direction (X direction in the figure), the short cross section at both ends in the cross sectional longitudinal direction (Y direction). Step 25 is provided to narrow the flow path width in the direction (Z direction) in a step shape. In FIG. 2, steps 25c and 25d provided on the outer plate 22 are shown. Steps 25a and 25b provided on the outer plate 21 are not visible in FIG.

中板24は、外板21、22で囲まれる空間を2つの流路に区分するために備えられている。中板24には、接続管5a、5bに対応する位置に孔が設けられている。   The middle plate 24 is provided to divide the space surrounded by the outer plates 21 and 22 into two flow paths. The middle plate 24 is provided with holes at positions corresponding to the connecting pipes 5a and 5b.

矢印26aが冷媒の供給方向を示しており、矢印26bは冷媒の排出方向を示している。接続管5aから供給された冷媒は、外板21と中板24で囲まれた流路、及び、外板22と中板24で囲まれた流路を通り、接続管5bを通じて排出される。図中のX軸の正方向が、冷却器20の内部における冷媒の流れ方向を示している。   An arrow 26a indicates the refrigerant supply direction, and an arrow 26b indicates the refrigerant discharge direction. The refrigerant supplied from the connection pipe 5a passes through the flow path surrounded by the outer plate 21 and the intermediate plate 24 and the flow path surrounded by the outer plate 22 and the intermediate plate 24, and is discharged through the connection pipe 5b. The positive direction of the X axis in the figure indicates the flow direction of the refrigerant in the cooler 20.

波板23には、波板フィン群32が形成されている。各波板フィンは、冷媒の流れ方向に沿って延びている。別言すれば、各波板フィンは、波板の稜線が液体冷媒の流れ方向に沿って延びるように流路27(後述)に配置されている。波板フィン群32は、プレス加工により一枚の金属平板から作られる。別言すれば、波板フィン群32は、一枚の板(一枚の金属板)で形成されている。   On the corrugated plate 23, corrugated fin groups 32 are formed. Each corrugated fin extends in the flow direction of the refrigerant. In other words, each corrugated fin is disposed in the flow path 27 (described later) so that the ridge line of the corrugated plate extends along the flow direction of the liquid refrigerant. The corrugated fin group 32 is made from a single metal flat plate by pressing. In other words, the corrugated fin group 32 is formed of a single plate (a single metal plate).

図3〜5を参照して、冷却器20の内部構造を説明する。図3は、組付け前の冷却器20の波板フィン群32を横断する断面図である。図4は、組付け途中の冷却器20の波板フィン群32を横断する断面図である。図5は、組付け後の冷却器20の波板フィン群32を横断する断面図である。   The internal structure of the cooler 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view across the corrugated plate fin group 32 of the cooler 20 before assembly. FIG. 4 is a cross-sectional view crossing the corrugated sheet fin group 32 of the cooler 20 during assembly. FIG. 5 is a cross-sectional view across the corrugated plate fin group 32 of the cooler 20 after assembly.

図3は、冷却器20の組付け前の状態を図示しており、ステップ25a〜25dは、波板フィン群32と接触していない。ここから、さらに外板21、22が夫々中板24の方向に向かって圧縮される。その途中の段階が図4に図示されている。図4では、外板21、22が夫々中板24の方向に向かって圧縮されることにより、ステップ25a〜25dが、波板フィンの一端35a〜35dと接触する。そして、波板フィンの一端35a〜35dと接触しているステップ25a〜25dはさらに中板24の方向に向かって圧縮される。これにより、波板フィンの端が押し潰され、波板フィンの一端35a〜35dのステップ25a〜25dと接触している部分が、ステップ25a〜25dの形状に沿うように変形していく。なお、図4に図示される破線は、波板フィンのステップ25a〜25dに押し潰される前の状態を示している。そして、ステップ25a〜25dはさらに中板24の方向に向かって圧縮され、冷却器20の組付けが終わる。組付け後の冷却器20の波板フィン群32を横断する断面が図5に図示されている。   FIG. 3 illustrates a state before the cooler 20 is assembled. Steps 25 a to 25 d are not in contact with the corrugated fin group 32. From here, the outer plates 21 and 22 are further compressed in the direction of the middle plate 24, respectively. The intermediate stage is shown in FIG. In FIG. 4, the outer plates 21 and 22 are respectively compressed toward the middle plate 24, so that the steps 25 a to 25 d come into contact with the one ends 35 a to 35 d of the corrugated fins. Steps 25 a to 25 d that are in contact with the one ends 35 a to 35 d of the corrugated fins are further compressed toward the middle plate 24. As a result, the ends of the corrugated fins are crushed, and the portions of the corrugated fins that are in contact with the steps 25a to 25d of the ends 35a to 35d are deformed so as to follow the shapes of the steps 25a to 25d. In addition, the broken line shown by FIG. 4 has shown the state before being crushed by step 25a-25d of a corrugated sheet fin. And step 25a-25d is further compressed toward the direction of the intermediate | middle board 24, and the assembly | attachment of the cooler 20 is finished. The cross section which crosses the corrugated sheet fin group 32 of the cooler 20 after the assembly is shown in FIG.

図5は、冷媒の流れ方向(図中のX方向)を横断する断面(横断面)を示している。図5によく示されているように、外板21と22で囲まれた流路27は、内部に液体冷媒が流れ、横断面が扁平である。なお、本実施例では、外板21と22で囲まれた空間は、中板24によって2つの流路27に区画されている。ここで、流路内面とは、流路を構成する板(壁)の面を意味する。従って、中板24の両面24a、24bも流路内面である。   FIG. 5 shows a cross section (transverse section) that crosses the refrigerant flow direction (X direction in the figure). As well shown in FIG. 5, the liquid refrigerant flows through the flow path 27 surrounded by the outer plates 21 and 22, and the cross section is flat. In this embodiment, the space surrounded by the outer plates 21 and 22 is divided into two flow paths 27 by the middle plate 24. Here, the inner surface of the flow path means a surface of a plate (wall) constituting the flow path. Therefore, both surfaces 24a and 24b of the intermediate plate 24 are also flow path inner surfaces.

一方の波板23aは、外板21の内面21aと中板24の一方の面24aとに接している。他方の波板23bは、外板22の内面22aと中板24の他方の面24bとに接している。外板21の内面21aと外板22の22aは、流路27の内面(流路内面)に相当する。また、上述したように、中板24の両面24a、24bも流路内面に相当する。波板23において、一方の流路内面から他方の流路内面までの間を一つのフィン(波板フィン)とみなす。波板フィン群32は、横断面が扁平な流路27の長手方向(図中のY方向)に並んでいることになる。また、波板フィン群32は、冷媒の流れ方向(図中のX方向)に延びている。波板フィン群32は、流路の横断面においてその短手方向で対向する流路内面の夫々に接している。なお、横断面の短手方向(図中のZ方向)を仮に上下方向と呼ぶことにすると、波板フィン群32は、その上端と下端が夫々、短手方向で対向する流路内面に接している、と表現することができる。   One corrugated plate 23 a is in contact with the inner surface 21 a of the outer plate 21 and one surface 24 a of the intermediate plate 24. The other corrugated plate 23 b is in contact with the inner surface 22 a of the outer plate 22 and the other surface 24 b of the intermediate plate 24. An inner surface 21a of the outer plate 21 and 22a of the outer plate 22 correspond to the inner surface (the inner surface of the flow channel) of the flow channel 27. As described above, both surfaces 24a and 24b of the intermediate plate 24 also correspond to the inner surface of the flow path. In the corrugated plate 23, the space from one channel inner surface to the other channel inner surface is regarded as one fin (corrugated plate fin). The corrugated fin groups 32 are arranged in the longitudinal direction (Y direction in the drawing) of the flow path 27 having a flat transverse section. Further, the corrugated fin group 32 extends in the refrigerant flow direction (X direction in the figure). The corrugated fin group 32 is in contact with each of the inner surfaces of the flow channels facing in the short direction in the cross section of the flow channel. Assuming that the short direction (Z direction in the figure) of the cross section is referred to as the vertical direction, the corrugated fin group 32 is in contact with the inner surface of the flow path whose upper and lower ends are opposed in the short direction. Can be expressed.

図1に示したように、冷却器20の扁平面の両側に半導体モジュール10が取り付けられる。半導体モジュール10の熱は、外板21、22に伝わる。波板フィン群32が流路内面に接していることで、半導体モジュール10の熱は、外板21、22、中板24、及び、波板フィン群32を介して冷媒によく伝達される。なお、波板フィン群32は、横断面において流路27の全体にほぼ一様に分布している。そのため、流路内を流れる冷媒に均等に熱が伝わる。このことは、冷却器20の冷却効率に貢献する。   As shown in FIG. 1, the semiconductor module 10 is attached to both sides of the flat surface of the cooler 20. The heat of the semiconductor module 10 is transmitted to the outer plates 21 and 22. Because the corrugated fin group 32 is in contact with the inner surface of the flow path, the heat of the semiconductor module 10 is well transmitted to the refrigerant through the outer plates 21, 22, the intermediate plate 24, and the corrugated fin group 32. The corrugated fin groups 32 are distributed substantially uniformly throughout the flow path 27 in the cross section. Therefore, heat is uniformly transmitted to the refrigerant flowing in the flow path. This contributes to the cooling efficiency of the cooler 20.

以下、冷却器20において、ステップ25a〜25dを設けたことによる効果について説明する。一般に、冷却器の冷却性能を向上させるために、冷却器内部にフィンを設ける。そして、波板フィンが外板21、22の横断面の長手方向の両端(図中のY方向)に干渉しないように、波板フィンの幅は、外板21、22の長手方向の内幅よりも短く設計される。そのため、外板21、22に波板フィンを組み付ける際に、波板フィンの位置ずれを起こす虞がある。波板フィンの位置ずれが起きた場合、波板フィンは、外板21、22の横断面の長手方向のどちらか一方の端に片寄る。そうすると、波板フィンが片寄っていないもう一方の端には、断面積の大きい流路が形成されることになる。冷媒は、断面積の大きい端部に優先的に流れる。一般に、扁平な冷却器においては、冷却器ケースの端部よりも中央部の冷却性能が高いことが望まれるところ、上記波板フィンの位置ずれにより、望ましい冷却性能が得られない可能性がある。   Hereinafter, effects of providing steps 25a to 25d in the cooler 20 will be described. Generally, in order to improve the cooling performance of the cooler, fins are provided inside the cooler. And the width | variety of a corrugated sheet fin is the inner width of the longitudinal direction of the outer plates 21 and 22 so that a corrugated fin may not interfere with the both ends (Y direction in a figure) of the longitudinal direction of the cross section of the outer plates 21 and 22. Designed to be shorter. Therefore, when the corrugated fins are assembled to the outer plates 21 and 22, there is a possibility that the corrugated fins are displaced. When the position of the corrugated fins is shifted, the corrugated fins are shifted to one end in the longitudinal direction of the cross section of the outer plates 21 and 22. Then, a channel having a large cross-sectional area is formed at the other end where the corrugated fins are not offset. The refrigerant flows preferentially to the end portion having a large cross-sectional area. In general, in a flat cooler, it is desired that the cooling performance of the central portion is higher than the end portion of the cooler case. However, the desired cooling performance may not be obtained due to the positional deviation of the corrugated fins. .

冷却器20では、上述したように、ステップ25a〜25dが設けられている。ステップ25a〜25dが設けられていることにより、外板21、22に波板フィンを組み付ける際に、波板フィンが外板21、22の横断面の長手方向のどちらか一方の端に片寄ることを防止することができる。すなわち、冷却器20では、波板フィン群32の両端の各波板フィンが、組付けの際にステップ25a〜25dに接触するように設計することで、図5に示すように、波板フィンの位置ずれによる断面積の大きい流路が形成されることを防止することができる。別言すれば、実施例の冷却器20では、外板21、22と波板23a、23bの端を意図的に干渉させる。これにより、冷媒が外板21、22の端部に優先的に流れることを防止することができ、外板21、22の中央部の冷却性能が低下しない。   In the cooler 20, steps 25a to 25d are provided as described above. Since the steps 25a to 25d are provided, when the corrugated plate fins are assembled to the outer plates 21 and 22, the corrugated plate fins are offset toward one end in the longitudinal direction of the cross section of the outer plates 21 and 22. Can be prevented. That is, in the cooler 20, the corrugated fins at both ends of the corrugated fin group 32 are designed to come into contact with the steps 25 a to 25 d at the time of assembly. It is possible to prevent a flow path having a large cross-sectional area from being formed due to the positional deviation. In other words, in the cooler 20 of the embodiment, the outer plates 21 and 22 and the ends of the corrugated plates 23a and 23b are intentionally interfered with each other. Thereby, it can prevent that a refrigerant | coolant flows preferentially to the edge part of the outer plates 21 and 22, and the cooling performance of the center part of the outer plates 21 and 22 does not fall.

図6を参照して波板がずれたときの冷却器120を説明する。図6は、図5に対応する図であり、組付け後の冷却器120の波板フィンを横断する断面図である。冷却器120において、冷却器20と共通する部分については適宜説明を省略する。冷却器120では、冷却器20と異なり、波板フィン群132の一端(図6では右側)の波板フィンが、ステップ125(図6では、ステップ125b、125d)により押し潰されていない。すなわち、ステップ125(図6では、ステップ125b、125d)により狭まった流路127の空間137b内に波板フィン群132の一端(図6では右側)が達していない。また、波板フィン群132の他端(図6では左側)の波板フィンは、ステップ125(図6では、ステップ125a、125c)により押し潰されている。この場合、波板フィン群132の他端(図6では左側)の波板フィンと、外板121、122で囲まれた流路127の空間137aと比較して空間137bは大きい。すなわち、空間137bには、空間137aよりも断面積の大きい流路が形成されることになる。   The cooler 120 when the corrugated plate is displaced will be described with reference to FIG. FIG. 6 corresponds to FIG. 5 and is a cross-sectional view across the corrugated fins of the cooler 120 after assembly. In the cooler 120, a description of portions common to the cooler 20 will be omitted as appropriate. In the cooler 120, unlike the cooler 20, the corrugated fin at one end (right side in FIG. 6) of the corrugated fin group 132 is not crushed by the step 125 (steps 125b and 125d in FIG. 6). That is, one end (the right side in FIG. 6) of the corrugated fin group 132 does not reach the space 137b of the flow path 127 narrowed by the step 125 (in FIG. 6, steps 125b and 125d). Further, the corrugated fin at the other end (left side in FIG. 6) of the corrugated fin group 132 is crushed by step 125 (steps 125a and 125c in FIG. 6). In this case, the space 137 b is larger than the corrugated fin on the other end (left side in FIG. 6) of the corrugated fin group 132 and the space 137 a of the flow path 127 surrounded by the outer plates 121 and 122. That is, a channel having a larger cross-sectional area than the space 137a is formed in the space 137b.

しかし、空間137bは、ステップ125b、125dを設けたことにより、ステップ125がない場合と比較して断面積が小さくなる。そのため、冷却器120のように、ステップ125により狭まった流路127の空間137b内に波板フィン群132の一端が達していない場合であっても、空間137b自体が比較的小さい断面積を有するにとどまるので、空間137bに冷媒が優先的に流れることを防止することができる。すなわち、冷却器120においても、冷却器20と同様の効果を得ることができる。   However, the space 137b is provided with steps 125b and 125d, and thus has a smaller cross-sectional area than when the step 125 is not provided. Therefore, even when the one end of the corrugated fin group 132 does not reach the space 137b of the flow path 127 narrowed by the step 125 like the cooler 120, the space 137b itself has a relatively small cross-sectional area. Therefore, it is possible to prevent the refrigerant from preferentially flowing into the space 137b. That is, in the cooler 120, the same effect as the cooler 20 can be obtained.

なお、本実施例の外板21、22は、特許請求の範囲の「冷却器ケース」に対応している。本実施例の波板フィンは、特許請求の範囲の「波板フィン」に対応している。また、特許請求の範囲の「ステップ状に狭まっている流路空間内に前記波板フィンの端が達している」とは、ステップ状に狭まっている流路空間内に少なくとも一つの波板フィンの端が達していればよいことを意味することに注意されたい。   The outer plates 21 and 22 of the present embodiment correspond to the “cooler case” in the claims. The corrugated sheet fin of this embodiment corresponds to the “corrugated sheet fin” in the claims. Further, in the claims, “the end of the corrugated fin reaches the flow path space narrowed in a step shape” means that at least one corrugated fin in the flow path space narrowed in a step shape. Note that it means that the end of the line needs to be reached.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2 :積層ユニット
4a:供給管
4b:排出管
5a、5b:接続管
6 :絶縁板
7 :放熱板
8 :板バネ
9 :ハウジング
10:半導体モジュール
11a、11b:半導体チップ
20、120:冷却器
21、22、121、122:外板
23:波板
24:中板
25、125:ステップ
27、127:流路
32、132:波板フィン群
137:空間
2: Laminate unit 4a: Supply pipe 4b: Discharge pipe 5a, 5b: Connection pipe 6: Insulating plate 7: Heat sink 8: Leaf spring 9: Housing 10: Semiconductor module 11a, 11b: Semiconductor chip 20, 120: Cooler 21 22, 121, 122: outer plate 23: corrugated plate 24: middle plate 25, 125: step 27, 127: flow path 32, 132: corrugated fin group 137: space

Claims (1)

内部に液体冷媒が流れる流路を備えた扁平な冷却器ケースと、
前記流路に配置されている波板フィンと、
を備えており、
前記波板フィンは、波板の稜線が前記液体冷媒の流れ方向に沿って延びるように前記流路に配置されており、
前記冷却器ケースは、前記流れ方向と直交する横断面でみたときに、断面長手方向の両端における断面短手方向の流路幅がステップ状に狭まっており、
ステップ状に狭まっている流路空間内に前記波板フィンの端が達している、冷却器。
A flat cooler case with a flow path through which liquid refrigerant flows;
Corrugated fins disposed in the flow path;
With
The corrugated fin is disposed in the flow path such that a ridge line of the corrugated plate extends along a flow direction of the liquid refrigerant,
When the cooler case is viewed in a cross section orthogonal to the flow direction, the flow path width in the cross-sectional short direction at both ends of the cross-sectional longitudinal direction is narrowed in a step shape,
The cooler in which the end of the corrugated plate fin reaches the flow path space narrowed in a step shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020035830A (en) * 2018-08-28 2020-03-05 株式会社デンソー Wave fin and heat exchanger
KR20220112456A (en) * 2021-02-04 2022-08-11 제엠제코(주) System for cooling semiconductor component, method for manufacturing the same, and semiconductor package having the same

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