JP2018061064A - Liquid-cooled jacket - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱体を冷却する液冷ジャケットに関する。 The present invention relates to a liquid cooling jacket for cooling a heating element.
近年、パーソナルコンピュータに代表される電子機器は、その性能が向上するにつれて、搭載されるCPU(発熱体)の発熱量が増大している。また、ハイブリッド自動車、電気自動車及び高速鉄道車輌等では、モーターのスイッチング等に発熱量の大きいパワー半導体が用いられている。発熱量の大きい電子機器を安定して作動させるためには信頼性の高い冷却装置が必要である。 In recent years, electronic devices typified by personal computers have increased the amount of heat generated by a CPU (heating element) mounted as their performance has improved. In hybrid vehicles, electric vehicles, high-speed railway vehicles, and the like, power semiconductors that generate a large amount of heat are used for motor switching and the like. In order to stably operate an electronic device having a large amount of heat generation, a highly reliable cooling device is required.
従来、発熱体を冷却するために、空冷ファン方式のヒートシンクが使用されてきたが、ファン騒音や、空冷方式での冷却限界といった問題がクローズアップされるようになり、次世代冷却方式として、水冷方式の水冷板(液冷ジャケット)が注目されている。 Conventionally, air-cooled fan-type heat sinks have been used to cool the heating elements, but problems such as fan noise and cooling limits in the air-cooling system have come to be highlighted. A water-cooled plate (liquid-cooled jacket) of the type is drawing attention.
例えば、特許文献1には、水等の熱輸送流体が流れる複数の流路を備えたフィン本体と、フィン本体を収容する筐体とを有する液冷ジャケットが開示されている。このフィン本体は、基板とこの基板から立ち上がる複数のフィンからなる押出形材を形成した後、隣り合うフィンの間に柱状のピンを複数個押入して形成されている。
For example,
従来の液冷ジャケットでは、ピンにより熱輸送流体に一部乱流が発生するものの、基本的には熱輸送流体が直線状に流れるため冷却効率が低いという問題がある。 In the conventional liquid cooling jacket, although some turbulent flow is generated in the heat transport fluid by the pins, there is a problem that the cooling efficiency is low because the heat transport fluid basically flows linearly.
そこで、本発明は、冷却効率の高い液冷ジャケットを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the liquid cooling jacket with high cooling efficiency.
前記課題を解決するために、本発明は、複数のジグザグの流路を備えたフィン本体と、前記フィン本体が固定される筐体とを有する液冷ジャケットであって、前記筐体は、周壁部と、前記周壁部の一方側を覆うベース板と、前記周壁部の他方側を覆う蓋板と、熱輸送流体が外部から流入する開口部と、前記熱輸送流体が外部へ流出する開口部と、を有し、前記フィン本体の入口に臨むとともに両端が前記周壁部に連結される隔壁部が形成されているとともに、前記隔壁部に前記周壁部と前記隔壁部とで囲まれた空間に流入した熱輸送流体を前記周壁部の内側に導く連通溝が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid cooling jacket having a fin body provided with a plurality of zigzag flow paths, and a housing to which the fin body is fixed. A base plate that covers one side of the peripheral wall portion, a lid plate that covers the other side of the peripheral wall portion, an opening through which heat transport fluid flows from the outside, and an opening through which the heat transport fluid flows out And a partition wall portion facing the inlet of the fin body and having both ends connected to the peripheral wall portion, and a space surrounded by the peripheral wall portion and the partition wall portion in the partition wall portion. A communication groove that guides the inflow heat transport fluid to the inside of the peripheral wall is formed.
かかる構成によれば、フィン本体の流路がジグザグであるため、熱輸送流体とフィンとの接触面積が増えて冷却効率を高めることができる。また、隔壁部に連通溝を形成することにより、熱輸送流体の流れや流量を調節することができる。 According to this configuration, since the fin body has a zigzag flow path, the contact area between the heat transport fluid and the fins can be increased, and the cooling efficiency can be increased. Moreover, the flow and flow rate of the heat transport fluid can be adjusted by forming the communication groove in the partition wall.
また、前記フィン本体が複数個積層されていることが好ましい。かかる構成によれば、フィン及び流路を増やすことができるため、冷却効率をより高めることができる。 Moreover, it is preferable that a plurality of the fin bodies are stacked. According to such a configuration, fins and flow paths can be increased, so that the cooling efficiency can be further increased.
本発明に係る液冷ジャケットによれば、冷却効率を高めることができる。 According to the liquid cooling jacket according to the present invention, the cooling efficiency can be increased.
本発明の実施形態に係る液冷ジャケット及び液冷ジャケットの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。図1の(a)に示すように、液冷ジャケット1は、その上面又は下面に固定される発熱体(図示省略)を冷却する部材である。液冷ジャケット1の内部には、例えば水等の熱輸送流体が流通する流路が形成されている。なお、以下の説明における「上下」、「左右」、「前後」は、図1の矢印に従う。これらの方向は、説明の便宜上特定するものであって、液冷ジャケット1の構造を限定するものではない。
A liquid cooling jacket and a liquid cooling jacket manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown to (a) of FIG. 1, the
図1の(a)及び(b)に示すように、液冷ジャケット1は、筐体2と、筐体2の内部に配置されるフィン本体3とで構成されている。筐体2は、液冷ジャケット1の外側を構成する中空部材である。筐体2は、本実施形態ではベース板11と、枠部材(周壁部)21と、蓋板31とで構成されている。ベース板11、枠部材21及び蓋板31は、熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましく、本実施形態ではいずれもアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。液冷ジャケット1を構成する各部材は、どのように接合してもよいが、本実施形態ではロウ付けにより一体化されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
ベース板11は、筐体2の下側を構成する板状部材である。図2に示すように、ベース板11には、平面視矩形の凹部12及び位置決め孔13,13が形成されている。凹部12は、後記する第一フィン部41の第一基板42が配置される部位である。凹部12の深さは適宜設定すればよいが、本実施形態では第一基板42の板厚と略同等になっている。凹部12は、プレス加工又は切削加工により形成することができる。なお、凹部12を設けずに、ベース板11に第一フィン部41を配置してもよい。位置決め孔13は、ベース板11、枠部材21及び蓋板31の位置決めを行うための孔である。
The
枠部材21は、ベース板11の上面11aに配置される部材である。図2に示すように、枠部材21は、平面視略矩形の枠状を呈する。枠部材21の内側に、フィン本体3が配置される。枠部材21は、一定の高さ寸法で形成されている。図1の(b)に示すように、枠部材21の高さ寸法は適宜設定すればよいが、本実施形態では第一フィン部41の第一フィン43の高さ寸法と、第二フィン部51の第二基板52の厚さ寸法との和と略同等になっている。
The
枠部材21は、図3に示すように、枠部22,22と、前張出部23と、後張出部24と、隔壁部26,26と、サイド張出部29,29とを有する。枠部材21は、特許請求の範囲の「周壁部」に相当する部材である。前張出部23は、枠部22に連続し前側に張り出す部位である。前張出部23は、発熱体(図示省略)又は他の部品を取り付けるためのネジ穴等が形成される部位として利用される。また、前張出部23には位置決め孔27が形成されている。前張出部23と隔壁部26とで囲まれることにより貫通孔25が形成されている。貫通孔25は、上下方向に貫通し熱輸送流体が流通する。
As shown in FIG. 3, the
隔壁部26は、貫通孔25の空間部と枠部材21の内側とを隔てる壁である。隔壁部26の両端は、前張出部23に連結されている。また、隔壁部26は、後方に凸となるように平面視円弧状に形成されている。隔壁部26の上部には、貫通孔25と枠部材21の内側とに連通する複数の連通溝28が形成されている。連通溝28は、熱輸送流体が流れる溝であって、熱輸送流体の流れや流量を調節する部位である。連通溝28は、本実施形態では6つ形成されているが、個数を限定するものではない。連通溝28は、その個数、位置、形状等を適宜変更して、熱輸送流体の流れや流量を調節することができる。
The
サイド張出部29は、枠部22の後側の左右両側から後方に張り出す部位である。サイド張出部29は、発熱体(図示省略)又は他の部品を取り付けるためのネジ穴等が形成される部位として利用される。
The
後張出部24は、前張出部23と点対称となるように形成されている。後張出部24の構成は、前張出部23と同じであるため、前張出部23と同じ符号を付して説明を省略する。また、前側と同じように、後張出部24にも隔壁部26が連結されている。
The
蓋板31は、図2に示すように、枠部材21を覆う板状部材である。蓋板31は、枠部材21の外縁と略同等の平面形状で形成されている。蓋板31の前側中央には前方に張り出す前張出部33が形成されている。蓋板31の後側中央には後方に張り出す後張出部34が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
前張出部33及び後張出部34の中央には、開口部35がそれぞれ形成されている。開口部35,35は、一方が熱輸送流体の入口となり、他方が出口となる部位である。開口部35の側方には、位置決め孔36がそれぞれ形成されている。ベース板11の位置決め孔13、枠部材21の位置決め孔27及び蓋板31の位置決め孔36は、それぞれ連通するように形成されている。蓋板31の後側の左右両側には、後方に張り出すサイド張出部37,37が形成されている。サイド張出部37は、枠部材のサイド張出部29と同じ形状になっている。
An
フィン本体3は、図2に示すように、熱輸送流体が流通する複数の流路を有する部位である。フィン本体3は、第一フィン部41と、第二フィン部51とで構成されている。第一フィン部41及び第二フィン部51は、熱伝導率の高い金属で形成されることが好ましく、本実施形態ではいずれもアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。第一フィン部41は、第一基板42と、第一基板42から立ち上がる複数の第一フィン43とで構成されている。第一フィン43は、平面視平行四辺形を呈する柱状体であり、すべて同じ形状になっている。
As shown in FIG. 2, the
第二フィン部51は、第二基板52と、第二基板52から垂下する複数の第二フィン53とで構成されている。第二フィン53は、平面視平行四辺形を呈する柱状体であり、すべて同じ形状になっている。また、第一フィン43と第二フィン53は、同一形状になっている。つまり、第一フィン43及び第二フィン53の板厚寸法T、高さ寸法、長さ寸法はそれぞれ同一になっている。また、第一基板42に対する各第一フィン43の配向角度は全て同一になっている。また、第二基板52に対する各第二フィン53の配向角度は全て同一になっている。
The
図4の(a)に示すように、フィン本体3は、複数のジグザグフィンPを有する。ジグザグフィンPは、第一フィン43及び第二フィン53が前後方向に交互に並設されて構成されている。図1の(b)にも示すように、第一基板42と、第二基板52と、隣り合うジグザグフィンP,Pとで囲まれた空間が熱輸送流体が流通する流路Qとなる。流路Qは、左右方向に一定の間隔で並設されている。
As shown in FIG. 4A, the
図4の(b)は本実施形態に係るジグザグフィンの拡大平面図であり、(c)は変形例に係るジグザグフィンの拡大平面図である。図4の(b)に示すように、本実施形態では、前後方向に隣り合う第一フィン43の側端面43bと第二フィン53の側端面53bとが面接触するようになっている。本実施形態では第一フィン43と第二フィン53の接触代が、第一フィン43及び第二フィン53の板厚寸法Tと同等になるように突き合わされている。つまり、前後方向に隣り合う第一フィン43の側端面43bと第二フィン53の側端面53bとがぴったりと重なるように突き合わされている。なお、板厚寸法Tは、第一フィン43及び第二フィン53の左右方向軸上の長さである。
FIG. 4B is an enlarged plan view of the zigzag fin according to the present embodiment, and FIG. 4C is an enlarged plan view of the zigzag fin according to the modification. As shown in FIG. 4B, in this embodiment, the
一方、図4の(c)に示すように、第一フィン43と第二フィン53とを左右方向にずらして突き合わせてもよい。この場合は、第一フィン43と第二フィン53の各接触代がT/2以上T未満となるように、対向する第一フィン43の側端面43bと第二フィン53の側端面53bとを面接触させる。これにより、第一フィン43と第二フィン53との突合せ部には、段差部Rが形成される。熱媒体流路が流通する際に、熱輸送流体がこの段差部Rに衝突することによって乱流が発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 4C, the
次に、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、第一準備工程と、第二準備工程と、第一切削工程と、第二切削工程と、ロウ材層形成工程と、第一フィン部配置工程と、第二フィン部配置工程と、枠部材配置工程と、蓋板配置工程と、ロウ付け工程とを行う。 Next, a method for manufacturing the liquid cooling jacket according to this embodiment will be described. The manufacturing method of the liquid cooling jacket according to the present embodiment includes a first preparation step, a second preparation step, a first cutting step, a second cutting step, a brazing material layer forming step, and a first fin portion arranging step. And a second fin portion arranging step, a frame member arranging step, a cover plate arranging step, and a brazing step.
第一準備工程は、図5の(a)及び(b)に示すように、第一形材61Aを用意する工程である。また、第二準備工程は、第二形材61Bを用意する工程である。第一形材61Aと第二形材61Bは、本実施形態では同一の部材である。
The first preparation step is a step of preparing the
第一形材61Aは、板状を呈する第一基板62Aと、第一基板62Aから立ち上がる複数の第一凸条部63Aとを有する。第一基板62Aは、凹部12(図2参照)に隙間なく配置される形状になっている。第一基板62Aは、図1の(b)に示す第一基板42と同一の部材である。第一基板62Aの四隅は面取り加工されている。第一凸条部63Aは、左右方向に延設されるとともに互いに平行に並設されている。第一凸条部63Aの数は適宜設定すればよいが、本実施形態では5列になっている。
The
各第一凸条部63Aの高さ寸法、前後方向長さ寸法は、それぞれ同一になっている。隣り合う第一凸条部63A,63Aの間及び最も後側の第一凸条部63Aの後側には凹溝64Aが形成されている。凹溝64Aの前後方向長さ寸法(第一凸条部63A,63A間距離)は、第一凸条部63Aの前後方向長さ寸法と同一になっている。第一形材61Aの成形方法は特に制限されないが、本実施形態では押出成形で形成している。
The height dimension and the length dimension in the front-rear direction of each
第二形材61Bは、図5の(a)及び(b)に示すように、第二基板62Bと、第二基板62Bから立ち上がる複数の第二凸条部63Bとを有する。第一形材61A及び第二形材61Bは同一形状の部材であるため、符号の語尾に「B」を付して区別し、詳細な説明を省略する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
第一切削工程は、図6の(a)及び(b)に示すように、マルチカッターMで第一形材61Aを切削して複数の第一フィン43を形成する工程である。マルチカッターMは、金属部材を切削する工具である。マルチカッターMは、軸部M1と、軸部M1に隙間をあけて並設された円盤カッターM2とで構成されている。円盤カッターM2の外周縁には切削刃(図示省略)が形成されている。円盤カッターM2の板厚は、図4の(b)に示すように隣り合うジグザグフィンP,P間の隙間(流路方向に対して直交する方向の寸法)と同一となる。隣り合う円盤カッターM2,M2間の隙間は、ジグザグフィンPの板厚(流路方向に対して直交する方向の寸法)と同一となる。
The first cutting step is a step of forming the
第一切削工程では、図6の(a)及び(b)に示すように、マルチカッターMの回転中心軸Cを左右方向軸(第一凸条部63Aの延在方向)に対して角度α°傾け、第一凸条部63Aを斜めに切削する。切削深さは、適宜設定すればよいが、本実施形態では、第一凸条部63Aの高さ寸法と同一になるように設定する。角度αは、適宜設定すればよいが、例えば、0°<α<60°、より好ましくは5°<α<45°に設定する。第一切削工程では、マルチカッターMを4回どおり相対移動させて第一凸条部63Aの全体を切削する。図6の(b)に示すように、第一切削工程により同形状の複数の第一フィン43で構成された第一フィン郡が複数列(本実施形態では5列)形成される。各第一フィン郡と各凹溝64Aとは前後方向に交互に形成される。
In the first cutting step, as shown in FIGS. 6A and 6B, the rotation center axis C of the multi-cutter M is set to an angle α with respect to the left-right axis (the extending direction of the
第一フィン43が形成されたら、第一フィン43の先端面43aにロウ材を塗布してロウ材層を形成する。なお、マルチカッターMで第一凸条部63Aを切削する前に、第一凸条部63Aの先端面にロウ材を予め塗布してもよい。
When the
第二切削工程は、第一切削工程と同一である。図6の(b)に示すように、第二切削工程により同形状の複数の第二フィン53で構成された第二フィン郡が複数列(本実施形態では5列)形成される。各第二フィン郡と各凹溝64Bとは前後方向に交互に形成される。第二フィン53が形成されたら、第二フィン53の先端面53aにロウ材を塗布してロウ材層を形成する。なお、マルチカッターMで第二凸条部63Bを切削する前に第二凸条部63Bの先端面にロウ材を予め塗布してもよい。
The second cutting process is the same as the first cutting process. As shown in FIG. 6 (b), a plurality of second fin groups (five rows in the present embodiment) constituted by a plurality of
なお、第一切削工程及び第二切削工程で角度α°を変更させてもよいが、本実施形態のように同一に設定すると、製造コストを低減することができる。 Note that the angle α ° may be changed in the first cutting process and the second cutting process, but if the same is set as in the present embodiment, the manufacturing cost can be reduced.
第一フィン部配置工程(配置工程)は、ベース板11に第一フィン部41を配置する工程である。図7に示すように、第一フィン部配置工程では、ベース板11の凹部12に第一フィン部41を配置する。ベース板11の上面11a及び凹部12の底面には、予めロウ材を塗布してロウ材層を形成しておく。第一フィン部配置工程により、ベース板11の上面11aと、第一基板42の上面42aとは面一になる。
The first fin portion arrangement step (arrangement step) is a step of arranging the
第二フィン部配置工程(配置工程)は、第一フィン部41と第二フィン部51とが対向するように重ね合わせる工程である。第二フィン部配置工程は、特許請求の範囲の「挿入工程」に相当する。図8に示すように、第一フィン部41の各凹溝64Aに、第二フィン部51の複数の第二フィン53で構成された各第二フィン郡を挿入させる。また、第二フィン部51の各凹溝64Bに、第一フィン部41の複数の第一フィン43で構成された各第一フィン群を挿入させる。言い換えると、第二フィン部配置工程では、第一フィン部41と第二フィン部51とを対向させつつ、第一基板42と第二基板52とが上下方向にぴったりと重複するように配置させる。これにより、第一基板42の上面42aと第二フィン53の先端面53aとが接触し、第二基板52の上面52aと第一フィン43の先端面43aとが接触する。図9は、第二フィン部配置工程後を示す斜視図である。
A 2nd fin part arrangement | positioning process (arrangement | positioning process) is a process of superimposing so that the
枠部材配置工程は、図10に示すように、ベース板11の上面11aに枠部材21を配置する工程である。これにより、フィン本体3(流路Q)の入口側に前側の隔壁部26が臨むように配置される。枠部材21の位置決め孔27,27と、ベース板11の位置決め孔13,13とを連通させつつ位置決めピン(図示省略)を挿入して位置決めする。枠部材21の内側(中空部)には第一フィン部41及び第二フィン部51が配置される。枠部材21の上面21aと第二基板52の下面(露出面)52bとは面一になる。
As shown in FIG. 10, the frame member arranging step is a step of arranging the
蓋板配置工程は、図2に示すように、枠部材21を蓋板31で覆う工程である。蓋板31の位置決め孔36,36を位置決めピン(図示省略)に挿入して位置決めする。蓋板31の下面には、予めロウ材を塗布してロウ材層を形成しておく。
The cover plate arranging step is a step of covering the
ロウ付け工程(固定工程)は、各部材を加温してロウ材層を溶融させてロウ付けする工程である。ロウ付け工程によって各部材が固着されて液冷ジャケット1が完成する。
The brazing process (fixing process) is a process of heating and brazing each member to melt the brazing material layer. Each member is fixed by the brazing process, and the
以上説明した液冷ジャケットの製造方法によれば、マルチカッターMで切削して形成された第一フィン部41の第一フィン群と第二フィン部51の第二フィン群を対向させるとともに、第一フィン群と第二フィン群とが交互に配置されるように挿入する。これにより、複数のジグザグフィンPを有するフィン本体3を容易に形成することができる。また、フィン本体3の流路Qがジグザグになるため、熱輸送流体とジグザグフィンPとの接触面積が増えて冷却効率を高めることができる。また、流路Qの隙間寸法S(図4の(b)、(c)参照)は、均一に形成されるため、液冷ジャケット1の上面及び下面の冷却温度を均一にすることができる。
According to the manufacturing method of the liquid cooling jacket described above, the first fin group of the
また、本実施形態のように、第一フィン43の側端面43bと第二フィン53の側端面53bとの接触代がT(Tは第一フィン43及び第二フィン53の左右方向軸上の長さ)となるように突き合わせてもよいが、接触代がT/2以上T未満となるように突き合わせてもよい。これにより段差部R(図4の(c)参照)が形成されるため、段差部Rに熱輸送流体が衝突して乱流が発生する。これにより、冷却効率をより高めることができる。なお、接触代がT/2未満になると、流れ抵抗が大きくなるとともに乱流が大きくなりすぎて熱輸送流体の流れが悪くなる。
Further, as in this embodiment, the contact allowance between the
また、本実施形態のように、フィン本体3を構成する第一フィン部41及び第二フィン部51は同一の形状であるため、これらの部材の形成工程が容易となる。また、第一フィン43及び第二フィン53の先端面43a,53aにロウ材層を形成してロウ付けすることにより、フィン本体3を容易に製造することができる。
Moreover, since the
また、フィン本体3を収容する筐体2は、フィン本体3を収容可能であればどのような構造であってもよいが、本実施形態のようにベース板11、枠部材21及び蓋板31で構成するとともに、それぞれをロウ付けで一体化することで容易に製造することができる。また、本実施形態では、筐体2及びフィン本体3のロウ付けに加えて、第一フィン部41及び第二フィン部51のロウ付をも同時に行うことができるため、製造サイクルを短縮することができる。また、ロウ付けによって液冷ジャケット1の水密性を高めることができる。
The
図11の(a)は本実施形態に係る液冷ジャケットの内部の模式平面図であり、(b)は隔壁部周りの拡大図である。なお、図11では、ジグザグフィンPにドットを付している。図11の(a)及び(b)に示すように、液冷ジャケット1では、前側の開口部35から熱輸送流体が流入し、前側の貫通孔25、連通溝28、ジグザグな流路Q、後側の連通溝28、貫通孔25の順番で流れて開口部35から流出する。
FIG. 11A is a schematic plan view of the inside of the liquid cooling jacket according to the present embodiment, and FIG. 11B is an enlarged view around the partition wall. In FIG. 11, dots are added to the zigzag fin P. As shown in FIGS. 11A and 11B, in the
隔壁部26は、必要に応じて適宜設ければよい。ただし、隔壁部26が無い場合、開口部35周りの強度が低くなるという問題がある。枠部材21及び蓋板31の前張出部23,33、後張出部24,34は、発熱体(図示省略)又は他の部品を取り付けるためのネジ等の締結手段が締結される部位であるため、締結力に耐え得るだけの強度を要する。また、隔壁部26が無い場合、開口部35から流入した熱輸送流体が液冷ジャケット1の中央の流路Qに多く流れ、両端側の流路Qに熱輸送流体が流れにくくなる。これにより、液冷ジャケット1の上面及び下面の冷却温度が不均一になるという問題がある。
The
しかし、本実施形態によれば、隔壁部26を設けることにより締結手段が挿入される部位周りの強度を高めることができる。また、隔壁部26を設けるとともに、隔壁部26の左右両端側に連通溝28を設けることにより、中央の流路Qよりも両端側の流路Qに熱輸送流体が流れやすくなる。つまり、隔壁部26及び連通溝28を設けることで、熱輸送流体の流れや流量を調節することができるため、液冷ジャケット1の上面及び下面の冷却温度を均一にすることができる。また、隔壁部26は、直線状に形成してもよいが、枠部材21の内側に凸となるように円弧状にすることで熱輸送流体が放射状に流れ、両端側の流路Qに熱輸送流体がより行き渡りやすくなる。
However, according to this embodiment, the strength around the part into which the fastening means is inserted can be increased by providing the
[第一変形例]
図12は、第一変形例を示す分解斜視図である。第一変形例に係る液冷ジャケット1Aは、ベース板11と、3つのフィン本体3と、枠部材21Aと、蓋板31とで構成されている。液冷ジャケット1Aは、フィン本体3が複数個積層されている点で、前記した実施形態と相違する。第一変形例では、前記した実施形態と重複する部分については、共通する符合を付して説明を省略する。
[First modification]
FIG. 12 is an exploded perspective view showing a first modification. The
図12に示すように、ベース板11には、3つのフィン本体3が積層されている。フィン本体3は、前記した実施形態と同様に第一フィン部41と第二フィン部51とでそれぞれ構成されている。フィン本体3の内部には、複数のジグザグフィンPが形成されているとともに、複数の流路Qが形成されている。なお、第一変形例では、下段、中段及び上段のフィン本体3の各流路Qは、それぞれ上下方向にぴったりと重なる位置に配設される。フィン本体3,3の間には、介設シート71,71がそれぞれ配設されている。介設シート71は、例えば、基層と、基層の表裏面に形成された一対のロウ材層とで構成されている。
As shown in FIG. 12, three
枠部材21Aは、前記した実施形態の枠部材21よりもその高さ寸法が大きくなっている。枠部材21Aをベース板11に配置すると、枠部材21Aの上面21aと、最も上に位置するフィン本体3の第二フィン部51の下面(露出面)52bとが面一になる。
The height of the
液冷ジャケット1Aを製造する際には、ベース板11に、3つのフィン本体3を積層させるとともに、フィン本体3,3の間に介設シート71を配置する。さらに、ベース板11に、枠部材21Aを配置するとともに、枠部材21Aを蓋板31で覆う。
When manufacturing the
ロウ付け工程(固定工程)は、各部材を加温してロウ材層を溶融させてロウ付けする工程である。ロウ付け工程によって各部材が固着されて液冷ジャケット1Aが完成する。
The brazing process (fixing process) is a process of heating and brazing each member to melt the brazing material layer. Each member is fixed by the brazing process to complete the
第一変形例のように、フィン本体3を複数個積層させてもよい。第一変形例では3層構造としたが、2層でもよいし、4層以上積層させてもよい。フィン本体3を複数個積層させることにより、ジグザグフィンP及び流路Qの数を増やすことができ、冷却効率をより高めることができる。
A plurality of
また、第一変形例に係る製造方法では、フィン本体3,3の間に介設シート71を設けることにより、ロウ付け工程の際に、ベース板11、枠部材21A及び蓋板31をロウ付けするとともに、フィン本体3,3同士を容易に固着することができる。
In the manufacturing method according to the first modification, the
以上本発明の実施形態及び第一変形例について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。本実施形態の筐体2は、ベース板11、枠部材21、蓋板31の3部材で構成したが、例えば、箱状体と蓋板とで構成してもよい。また、本実施形態では筐体2とフィン本体3とをロウ付けにより一体化したが、他の形態で両者を接合してもよい。
Although the embodiment and the first modification of the present invention have been described above, the design can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. The
また、本実施形態では、ベース板11、第一フィン43の先端面43a、第二フィン53の先端面53a及び蓋板31の下面31bにロウ材層を形成したが、ベース板11、枠部材21、フィン本体3及び蓋板31がそれぞれ突き合わされる部位の少なくとも一方にロウ材層を形成すればよい。また、ロウ材層と金属層とで構成されたクラッド材を用いてもよい。
In the present embodiment, the brazing material layer is formed on the
また、本実施形態では、一方の開口部35から熱輸送流体が流入し、他方の開口部35から熱輸送流体が流出するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、枠部材(周壁部)21に一対の開口部を設けてもよい。また、例えば、筐体2に代えて、フィン本体3(流路Q)の入口側及び出口側に連結する一対のヘッダー管を設けてもよい。
In the present embodiment, the heat transport fluid flows in from one
また、本実施形態では、枠部材21の前側と後側の両側に隔壁部26を設けたが、少なくとも前側のみに設けるだけでもよい。
Moreover, in this embodiment, although the
また、図5の(a)及び(b)に示すように、第一準備工程及び第二準備工程によって第一形材61A及び第二形材61Bを形成した後、第一予備切削工程及び第二予備切削工程を行ってもよい。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, after the
押出成形によって第一形材61A及び第二形材61Bを形成した場合でも、第一形材61A及び第二形材61Bに微小な不陸が発生する場合がある。そこで、第一予備切削工程では、第一凸条部63A及び凹溝64Aの形状を整えるためにマルチカッターMを用いて切削処理(微修正処理)を行う。第一予備切削工程では、マルチカッターMの回転中心軸Cを前後方向軸と平行に配置し、マルチカッターMを左右方向に相対移動させる。マルチカッターMの円盤カッターM2の厚さ寸法及び隣り合う円盤カッターM2間の隙間は適宜設定すればよい。これにより、不陸のない第一凸条部63A及び凹溝64Aを形成することができる。なお、第二予備切削工程も、第一予備切削工程と同様に行う。
Even when the
1 液冷ジャケット
2 筐体
3 フィン本体
11 ベース板
21 枠部材(周壁部)
25 貫通孔
26 隔壁部
28 連通溝
31 蓋板
41 第一フィン部
42 第一基板
43 第一フィン
43a 先端面
43b 側端面
51 第二フィン部
52 第二基板
53 第二フィン
53a 先端面
53b 側端面
M マルチカッター
M1 軸部
M2 円盤カッター
P ジグザグフィン
Q 流路
T 板厚寸法
R 段差部
DESCRIPTION OF
25 Through-
Claims (2)
前記筐体は、周壁部と、前記周壁部の一方側を覆うベース板と、前記周壁部の他方側を覆う蓋板と、熱輸送流体が外部から流入する開口部と、前記熱輸送流体が外部へ流出する開口部と、を有し、
前記フィン本体の入口に臨むとともに両端が前記周壁部に連結される隔壁部が形成されているとともに、前記隔壁部に前記周壁部と前記隔壁部とで囲まれた空間に流入した熱輸送流体を前記周壁部の内側に導く連通溝が形成されていることを特徴とする液冷ジャケット。 A liquid cooling jacket having a fin body provided with a plurality of zigzag flow paths, and a housing to which the fin body is fixed,
The housing includes a peripheral wall portion, a base plate covering one side of the peripheral wall portion, a lid plate covering the other side of the peripheral wall portion, an opening through which heat transport fluid flows from the outside, and the heat transport fluid An opening that flows out to the outside,
A partition wall portion facing the inlet of the fin body and having both ends connected to the peripheral wall portion is formed, and the heat transport fluid that has flowed into the space surrounded by the peripheral wall portion and the partition wall portion into the partition wall portion. A liquid cooling jacket characterized in that a communication groove leading to the inside of the peripheral wall portion is formed.
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