JP2021150338A - 放熱器および冷却装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、フィンプレートに爪部を形成するためのかしめ加工は、係止溝に連結部品の基部を差し込んだ後に、フィンプレートの板幅方向の端面における開口端の近傍を、その周囲よりも陥没するように押し込むことにより行われることが記載されている。
本発明は、連結部材がフィンから抜けることを抑制することを目的とする。
ここで、前記一方向および前記交差方向の何れの方向にも交差する方向において、前記開口部は、前記凹部よりもフィンの端部に設けられていても良い。
また、前記両端に配置されているフィンの少なくとも一方は、前記開口部よりも前記交差方向の前記一方側に設けられ、連結部材が入る開口が形成されるとともに当該一方側の反対側を向く壁部が形成された一方側開口部を有し、前記交差方向において、前記開口部に形成された前記開口と、前記一方側開口部に形成された前記開口との間には、壁部が設けられていても良い。
また、前記一方向において前記複数のフィンよりも一方側から当該複数のフィンよりも当該一方側の反対側にわたって設けられ、前記連結部材との間で当該複数のフィンを挟む挟持部材をさらに備えても良い。
また、前記複数のフィンは、前記凹部よりも前記交差方向の前記一方側に設けられ当該一方側の反対側に凹んだ反対側凹部を有し、前記開口部は、前記反対側凹部であり、前記連結部材は、前記反対側凹部に挿入される被挿入部、および、前記一方向において前記複数のフィンよりも一方側に設けられ、当該連結部材のうちの前記凹部に挿入される部分と当該被挿入部とを接続する接続部を有しても良い。
また、前記接続部は、前記連結部材が前記複数のフィンの前記凹部および前記反対側凹部に挿入されている状態において、前記交差方向に延びて設けられていても良い。
また、前記接続部は、前記フィンの前記交差方向における長さよりも長く形成されるとともに、前記連結部材が前記複数のフィンの前記凹部および前記反対側凹部に挿入されている状態において曲げられて設けられていても良い。
また、前記複数のフィンのうちの前記一方向における前記一方側とは反対側の端に配置されているフィンは、前記連結部材が入る開口が形成されるとともに前記交差方向の前記一方側を向く壁部が形成された第1開口部、および、当該第1開口部よりも当該一方側に設けられ、当該連結部材が入る開口が形成されるとともに当該交差方向における当該一方側の前記反対側を向く壁部が形成された第2開口部を有しても良い。
また、前記連結部材は、前記一方向において前記複数のフィンよりも前記一方側の反対側に設けられ当該連結部材のうちの前記凹部に挿入される部分と前記被挿入部とを接続する反対側接続部を有しても良い。
また、他の観点から捉えると、本発明は、一方向に並んで配置され、当該一方向に対して交差する交差方向の一方側に凹んだ凹部が各々に形成された複数のフィンと、前記複数のフィンの各々の前記凹部に挿入され、当該複数のフィンのうちの前記一方向の両端に配置されているフィンの前記交差方向における前記一方側への移動を抑制する抑制部材と、を備えた、放熱器である。
また、他の観点から捉えると、本発明は、上述した放熱器と、前記放熱器を収容し、当該放熱器における複数のフィンの間に冷却液が流通するケースと、を備えた、冷却装置である。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る液冷式冷却装置1の斜視図である。
図2は、図1のII−II部の断面図である。
図3は、図2のIII−III部の断面図である。
図4は、放熱器10の斜視図である。
本実施形態に係る液冷式冷却装置1は、矩形状の複数のフィン11を有する放熱器10と、放熱器10を収納するケース20と、を備えている。また、液冷式冷却装置1は、ケース20の外部から内部に冷却液を流入させる入口ジョイント30と、ケース20の内部から外部に冷却液を流出させる出口ジョイント40と、を備えている。
なお、以下の説明では、図1に示す液冷式冷却装置1の紙面左側を「左側」と称し、紙面右側を「右側」と称し、これらの方向を「左右方向」と称する場合がある。また、図1に示す液冷式冷却装置1の紙面上側を「上側」と称し、紙面下側を「下側」と称し、これらの方向を「上下方向」と称する場合がある。さらに、図1に示す液冷式冷却装置1の紙面前側を「前側」と称し、フィン11の後側を「後側」と称し、これらの方向を「前後方向」と称する場合がある。
放熱器10は、板状であって板面に直交する方向に並んだ複数のフィン11と、複数のフィン11を連結する連結部材12とを有する。
フィン11は、長手方向が左右方向を向き、短手方向が上下方向を向き、厚さ方向が前後方向を向くように配置されている。また、複数のフィン11は、フィン11の表面に直交する方向に、予め定められた間隔で並べられている。
なお、フィン11および連結部材12の構成については、後に詳述する。
また、放熱器10の板厚は、0.3〜1.2mmであることを例示することができる。液冷式冷却装置1全体の大きさや、ケース20を流通する冷却液の種類、又はフィン11の熱伝導率に応じて適宜変更される。
ケース20は、絶縁部材Iを介して発熱体Pが装着されるケース本体21と、ケース本体21の開口部を覆うカバー22とを備えている。
ケース本体21は、平板状の頂部21aと、頂部21aにおける各端部から頂部21aに直交する方向(下方)に突出した側部21bと、側部21bにおける各端部から側部21bに直交する方向に外側に突出したフランジ部21cとを有している。頂部21aにおける、側部21bが設けられた側と反対側の面(上面)の中央部に、絶縁部材Iを介して発熱体Pが装着される。そして、頂部21aにおける、絶縁部材I及び発熱体Pが配置される部位よりも左右方向それぞれの外側には、ケース20の内部と外部とを連通するように貫通された、入口用貫通孔21dと出口用貫通孔21eとが形成されている。
そして、ケース本体21とカバー22とがろう付されることで、ケース20内における入口用貫通孔21dよりも下方には流入側空間23が形成され、ケース20内における出口用貫通孔21eよりも下方には流出側空間24が形成される。
入口ジョイント30は、円筒状の円筒状部31と、直方体状の直方体状部32とを有し、冷却液を流通させることが可能なように、内部が空洞に形成されている。円筒状部31の一方の端部(右端部)は開口しており、他方の端部は直方体状部32と接続している。直方体状部32における一面(下面)には、入口ジョイント30の内部と外部とを連通する貫通孔33が形成されている。入口ジョイント30は、貫通孔33が形成された面が、ケース本体21の頂部21aにおける発熱体Pが装着された面(上面)上に載せられた状態で、ケース本体21にろう付される。その際、入口ジョイント30の貫通孔33と、ケース本体21の入口用貫通孔21dとを介して、入口ジョイント30の内部とケース本体21の内部とが連通される。
出口ジョイント40は、円筒状の円筒状部41と、直方体状の直方体状部42とを有し、冷却液を流通させることが可能なように、内部が空洞に形成されている。円筒状部41の一方の端部(左端部)は開口しており、他方の端部は直方体状部42と接続している。直方体状部42における一面(下面)には、出口ジョイント40の内部と外部とを連通する貫通孔43が形成されている。出口ジョイント40は、貫通孔43が形成された面が、ケース本体21の頂部21aにおける発熱体Pが装着された面(上面)上に載せられた状態で、ケース本体21にろう付される。その際、出口ジョイント40の貫通孔43と、ケース本体21の出口用貫通孔21eとを介して、出口ジョイント40の内部とケース本体21の内部とが連通される。
入口ジョイント30や出口ジョイント40は、例えば、フランジ状に形成されてもよい。そして、フランジ状の入口ジョイント30や出口ジョイント40が、ケース本体21にろう付されてもよい。
次に、フィン11の構成について説明する。
図5は、図1においてフィン11よりも前側からフィン11を眺めた場合のフィン11の正面図である。
図5に示すように、フィン11には、上側凹部110と、下側凹部111と、上側開口部112と、下側開口部113とが設けられている。
次に、連結部材12の構成について説明する。
図6(a)および図6(b)は、連結部材12の斜視図である。なお、図6(a)以降の図面においては、二つの連結部材12のうち上側に位置している連結部材12を上側の連結部材12と称し、二つの連結部材12のうち下側に位置している連結部材12を下側の連結部材12と称することがある。
図6(a)に示す上側の連結部材12は、複数のフィン11(図5参照)の上側から複数のフィン11に挿入される。また、下側の連結部材12は、複数のフィン11の下側から複数のフィン11に挿入される。上側の連結部材12と下側の連結部材12とは、同じ構成である。連結部材12は、被挿入部120と、延長部123とを有する。
次に、連結部材12をフィン11に取り付ける方法について説明する。
図7(a)および図7(b)は、連結部材12をフィン11に取り付ける方法について説明するための図である。以下では、複数のフィン11(図1参照)の左側端部に連結部材12を取り付ける方法について説明する。なお、図7(a)および図7(b)においては、複数のフィン11のうち最も前側に配置されているフィン11を、前側のフィン11と称する。
このようにして、連結部材12がフィン11に取り付けられる。また、図示を省略するが、複数のフィン11の右側の端部においても、フィン11の上側と下側とに、それぞれ連結部材12が取り付けられる。
例えば、複数のフィン11のうちの前後方向における両端に配置されている二つのフィン11のみに、上側開口部112および下側開口部113を設ける構成であってもよい。すなわち、連結部材12の延長部123が入れられるフィン11のみに、上側開口部112や下側開口部113を設ける構成であってもよい。
この場合、複数のフィン11のうちの、連結部材12の延長部123が挿入されていないフィン11が、下側への外力を受けて下側に移動しようとする場合であっても、このフィン11が下側の連結部材12に当たり、フィン11の下側への移動が抑制される。
例えば、フィン11に下側凹部111を設けなくてもよい。この場合に、下側の連結部材12は、フィン11の下側からフィン11を支持してもよい。また、フィン11に上側凹部110を設けず、上側の連結部材12がフィン11の上側からフィン11を支持する構成であってもよい。
図8(a)および図8(b)は、フィン11における開口部の変形例を示した図である。
図5を用いて説明したフィン11においては、上側開口部112および下側開口部113が、フィン11の側面から凹むように形成されている。ここで、フィン11における開口部の構成は、上述したものに限定されない。
図8(a)に示すように、変形例におけるフィン11には、上側開口部114と、下側開口部115とが設けられている。
一方側開口部の一例としての下側開口部115は、左右方向における位置が、フィン11の下側凹部111が設けられている位置、および上側開口部114が設けられている位置と揃っている。下側開口部115には、開口が形成されている。下側開口部115に形成された開口は、周囲が壁面に覆われている。
図9(a)および図9(b)は、フィン11における開口部の他の変形例(変形例2)を示した図である。
図9(a)に示すように、変形例2におけるフィン11には、開口部116が設けられている。
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態の連結部材は、フィン11の移動を抑制する点で、第1の実施形態の連結部材12と共通する。一方、第1の実施形態においては、フィン11の上側凹部110(図5参照)と下側凹部111とにそれぞれ異なる連結部材12が挿入される構成を用いた。これに対し、第2の実施形態においては、フィン11の上側凹部110と下側凹部111とに一つの連結部材が挿入される構成を用いる点で、第1の実施形態と異なる。
図10に示すように、第2の実施形態の連結部材13は、上側被挿入部130と、下側被挿入部133と、接続部136と、上側延長部137と、下側延長部138とを有する。
下側延長部138は、下側被挿入部133における前側先端に配置されている突出部135から延びて設けられている。下側延長部138は、突出部135の先端から左側に延びて形成されている。また、下側延長部138においては、端部138aが、前後方向において連結部材13の内側に折れ曲がることが可能になっている。
このようにして、連結部材13がフィン11に取り付けられる。また、図示を省略するが、複数のフィン11の右側の端部においても、連結部材13が各フィン11に取り付けられる。
この構成であっても、フィン11が下側への外力を受けて下側へ移動しようとする場合に、下側凹部111(図5参照)における上壁面111cが下側被挿入部133に当たり、フィン11の下側への移動が抑制されるため、連結部材13がフィン11から抜けにくくなる。また、この場合、最も後側に配置されているフィン11の上側開口部112や下側開口部113に連結部材13を入れる必要がなくなる。
この場合、接続部136がフィン11から上下方向への力を受けても、接続部136が変形しにくい分だけ、上側被挿入部130と下側被挿入部133との間隔が広がりにくくなる。そのため、連結部材13がフィン11から抜けにくくなる。
次に、連結部材13の変形例について説明する。
図12(a)乃至図12(c)は、変形例としての連結部材13をフィン11に取り付ける方法について説明するための図である。
図12(a)に示すように、変形例として連結部材13は、接続部136の上下方向における長さが、フィン11の上下方向における長さよりも長くなっている。そして、これにより、上側被挿入部130の突出部132の先端から、下側被挿入部133の突出部135の先端までの上下方向の間隔が、フィン11の上下方向における長さよりも長くなっている。この場合、図11(a)に示した例のように、上側被挿入部130と下側被挿入部133との間隔を予め広げなくても、上側被挿入部130および下側被挿入部133が、接続部136を介して各フィン11を跨ぐように、連結部材13を配置させられる。
このようにして、連結部材13がフィン11に取り付けられる。また、図示を省略するが、複数のフィン11の右側の端部においても、連結部材13が各フィン11に取り付けられる。
この場合、上側被挿入部130と下側被挿入部133との間隔が大きい分、上側被挿入部130および下側被挿入部133が接続部136を介して各フィン11を跨ぐように連結部材13を配置させる際、フィン11が連結部材13に当たりにくくなる。そのため、ユーザが連結部材13をフィン11に取り付けやすくなる。
例えば、図13(a)に示すように、曲部1361を左側に向けてもよい。さらに、図13(b)に示すように、この曲部1361をフィン11に引っ掛けるようにしてもよい。より具体的には、曲部1361を前後方向における連結部材13の内側に曲げ、最も後側に配置されているフィン11における上側開口部112の下壁面112bから下側開口部113の上壁面113aにわたって設けられている壁部に引っ掛けるようにしてもよい。
次に、第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態は、フィン11の上側凹部110と下側凹部111とに一つの連結部材が挿入される点で、第2の実施形態と共通する。一方、第2の実施形態の連結部材13は、上側被挿入部130(図10参照)と下側被挿入部133とが前側端部において繋がっていない構成であった。これに対し、第3の実施形態においては、連結部材の上側被挿入部と下側被挿入部とが、連結部材の長手方向における両端部にて繋がっている構成を用いる点で、第2の実施形態と異なる。
図14に示すように、第3の実施形態の連結部材17は、環状に形成されている。この連結部材17は、上側被挿入部170と、下側被挿入部173と、後側接続部176と、前側接続部177とを有する。
反対側接続部の一例としての前側接続部177は、上側被挿入部170の前側先端から下側被挿入部173の前側先端にわたって設けられることで、上側被挿入部170の前側先端と、下側被挿入部173の前側先端とを接続する。前側接続部177の上下方向における長さは、後側接続部176の上下方向における長さと同じである。
この構成であっても、フィン11が下側への外力を受けて下側へ移動しようとする場合に、下側凹部111における上壁面111cが下側被挿入部173に当たり、フィン11の下側への移動が抑制されるため、連結部材17がフィン11から抜けにくくなる。また、この場合、フィン11のうち上側凹部110および下側凹部111とは異なる部分に連結部材17を入れる必要がなくなる。そのため、フィン11に形成される開口が少なくなる分だけ、フィン11の面積を確保することができ、フィン11による冷却効率を向上させることができる。
フィン11は、例えば、波形に設けられてもよい。すなわち、フィン11は、直線状に延びて形成されるものに限定されない。
放熱器10には、少なくとも二つ以上のフィン11が設けられればよい。
Claims (11)
- 一方向に並んで配置され、当該一方向に対して交差する交差方向の一方側に凹んだ凹部が各々に形成された複数のフィンと、
前記複数のフィンの各々の前記凹部に挿入され当該複数のフィンを連結する連結部材と、
を備え、
前記複数のフィンのうちの前記一方向の両端に配置されているフィンは、前記連結部材が入る開口が形成されるとともに前記交差方向の前記一方側を向く壁部が形成された開口部を有する
放熱器。 - 前記一方向および前記交差方向の何れの方向にも交差する方向において、前記開口部は、前記凹部よりもフィンの端部に設けられている
請求項1記載の放熱器。 - 前記両端に配置されているフィンの少なくとも一方は、前記開口部よりも前記交差方向の前記一方側に設けられ、連結部材が入る開口が形成されるとともに当該一方側の反対側を向く壁部が形成された一方側開口部を有し、
前記交差方向において、前記開口部に形成された前記開口と、前記一方側開口部に形成された前記開口との間には、壁部が設けられている
請求項1記載の放熱器。 - 前記一方向において前記複数のフィンよりも一方側から当該複数のフィンよりも当該一方側の反対側にわたって設けられ、前記連結部材との間で当該複数のフィンを挟む挟持部材をさらに備えた、請求項1記載の放熱器。
- 前記複数のフィンは、前記凹部よりも前記交差方向の前記一方側に設けられ当該一方側の反対側に凹んだ反対側凹部を有し、
前記開口部は、前記反対側凹部であり、
前記連結部材は、前記反対側凹部に挿入される被挿入部、および、前記一方向において前記複数のフィンよりも一方側に設けられ、当該連結部材のうちの前記凹部に挿入される部分と当該被挿入部とを接続する接続部を有する
請求項1記載の放熱器。 - 前記接続部は、前記連結部材が前記複数のフィンの前記凹部および前記反対側凹部に挿入されている状態において、前記交差方向に延びて設けられている
請求項5記載の放熱器。 - 前記接続部は、前記フィンの前記交差方向における長さよりも長く形成されるとともに、前記連結部材が前記複数のフィンの前記凹部および前記反対側凹部に挿入されている状態において曲げられて設けられている
請求項5記載の放熱器。 - 前記複数のフィンのうちの前記一方向における前記一方側とは反対側の端に配置されているフィンは、前記連結部材が入る開口が形成されるとともに前記交差方向の前記一方側を向く壁部が形成された第1開口部、および、当該第1開口部よりも当該一方側に設けられ、当該連結部材が入る開口が形成されるとともに当該交差方向における当該一方側の前記反対側を向く壁部が形成された第2開口部を有する
請求項5記載の放熱器。 - 前記連結部材は、前記一方向において前記複数のフィンよりも前記一方側の反対側に設けられ当該連結部材のうちの前記凹部に挿入される部分と前記被挿入部とを接続する反対側接続部を有する
請求項5記載の放熱器。 - 一方向に並んで配置され、当該一方向に対して交差する交差方向の一方側に凹んだ凹部が各々に形成された複数のフィンと、
前記複数のフィンの各々の前記凹部に挿入され、当該複数のフィンのうちの前記一方向の両端に配置されているフィンの前記交差方向における前記一方側への移動を抑制する抑制部材と、
を備えた、放熱器。 - 請求項1乃至10の何れかに記載の放熱器と、
前記放熱器を収容し、当該放熱器における複数のフィンの間に冷却液が流通するケースと、
を備えた、冷却装置。
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