JP4479568B2

JP4479568B2 - 積層型冷却器

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Publication number: JP4479568B2
Application number: JP2005107549A
Authority: JP
Inventors: 淳安部井; 充晴稲垣
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2025-04-04
Also published as: JP2006287108A

Description

本発明は、電子部品を両面から冷却するための積層型冷却器に関する。

従来より、図１８に示すごとく、電子部品４を両面から冷却するために、この電子部品４を挟持する複数の冷却管９２を積層配置してなる積層型冷却器９がある（特許文献１参照）。
この積層型冷却器９は、各冷却管９２に冷媒５を供給する供給側冷媒ヘッダ９３Ａと、各冷却管９２から冷媒５を排出する排出側冷媒ヘッダ９３Ｂとを有している。また、積層配置された複数の冷却管９２における冷媒流路９２１は、その一端において供給側冷媒ヘッダ９３Ａにおけるヘッダ流路９３１に連通され、その他端において排出側冷媒ヘッダ９３Ｂにおけるヘッダ流路９３１に連通されている。

しかしながら、上記従来の積層型冷却器９においては、冷却管９２は、各冷却管９２同士の間に、１つずつ電子部品４を挟持している。そのため、積層型冷却器９において、冷却性能を維持したまま、より多くの電子部品４を保持するためには、冷却管９２の積層数を増加させることになり、積層型冷却器９の積層方向Ｄにおける寸法が大きくなるおそれがある。

特開２００２−２６２１５号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、流路形成方向及び積層方向の寸法を小さく維持すると共に冷却性能を維持したまま、多くの電子部品を保持することができる積層型冷却器を提供しようとするものである。

本発明は、電子部品を挟持して冷却する複数の冷却管と、
該複数の冷却管の両端部にそれぞれ係合し、該複数の冷却管を積層固定する一対の冷媒ヘッダとを有し、
上記各冷却管内に形成した冷媒流路は、その両端部が上記各冷媒ヘッダ内に形成したヘッダ流路にそれぞれ連通してあり、
上記冷却管は、該冷却管の積層方向及び上記冷媒流路の流路形成方向に直交する直交方向に向けて、上記電子部品を１列に並ぶ状態で複数個挟持するよう構成してあり、
上記冷媒流路は、上記電子部品の配列数と同じ数に上記直交する方向に分割形成した複数の分割冷媒流路部からなり、
上記一対の冷媒ヘッダのうち上記冷却管に冷媒を供給する供給側冷媒ヘッダは、上記分割冷媒流路部毎に配設してあることを特徴とする積層型冷却器にある（請求項１）。
また、もう一つの本発明は、電子部品を挟持して冷却する複数の冷却管と、
該複数の冷却管の両端部にそれぞれ係合し、該複数の冷却管を積層固定する一対の冷媒ヘッダとを有し、
上記各冷却管内に形成した冷媒流路は、その両端部が上記各冷媒ヘッダ内に形成したヘッダ流路にそれぞれ連通してあり、
上記冷却管は、該冷却管の積層方向及び上記冷媒流路の流路形成方向に直交する方向に、上記電子部品を１列に並ぶ状態で複数個挟持するよう構成してあり、
上記冷却管の内部には、上記流路形成方向に直交する断面が波型形状を有するインナフィンが配設してあり、
該インナフィンは、発熱量が異なる上記複数の電子部品のうち発熱量が他よりも大きくなるものに対向させる部分の上記波型形状のピッチを小さくして、当該部分の伝熱面積を大きくしたことを特徴とする積層型冷却器にある（請求項５）。

本発明の積層型冷却器は、電子部品を両面から冷却するものであり、上記冷却管は、上記直交方向に向けて電子部品を１列に並ぶ状態で複数個挟持する。
そして、冷却管は、上記流路形成方向においては、電子部品１個分の配置スペースを有していればよく、冷却管及び積層型冷却器の流路形成方向における寸法を小さく維持することができる。また、冷却管は、上記直交方向において、電子部品を複数個配置することができる。そのため、積層型冷却器において、電子部品を多く保持するために、冷却管の積層個数を増大させる必要がなく、積層型冷却器の積層方向における寸法を小さく維持することができる。

また、冷却管が直交方向に向けて電子部品を１列に並ぶ状態で複数個挟持することにより、冷却管同士の間に挟持された複数の電子部品の冷媒ヘッダからの配置距離をほとんど同じにすることができる。そのため、冷媒ヘッダから各冷却管に供給された冷媒は、冷却管同士の間に挟持された各電子部品をほとんど均一に冷却することができる。
それ故、本発明の積層型冷却器によれば、流路形成方向及び積層方向の寸法を小さく維持すると共に冷却性能を維持したまま、多くの電子部品を保持することができる。

なお、上記積層型冷却器による各電子部品の冷却は、次のように行われる。
すなわち、積層型冷却器を使用する際には、一方の冷媒ヘッダのヘッダ流路から各冷却管の冷媒流路内に冷媒を供給する。そして、この冷媒が各冷媒流路内を流れる際に、各電子部品との熱交換を行い、各電子部品を冷却する。その後、熱交換により温度が上昇した冷媒は、各冷媒流路から他方の冷媒ヘッダのヘッダ流路内に排出する。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記電子部品は、例えば、インバータ素子を内蔵したものとすることができる。特に、電子部品は、ＩＧＢＴ（電力スイッチング素子）とＦＷＤ（ダイオード素子）とを内蔵したインバータ用半導体モジュールとすることができる。
また、インバータ用半導体モジュールは、自動車用インバータ、産業機器のモータ駆動インバータ、ビル空調用のエアコンインバータ等に用いるものとすることができる。
また、電子部品は、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）又は電気自動車（ＥＶ）等におけるバッテリ（電池）とすることもできる。また、電子部品は、モジュール化していない半導体とすることもでき、例えば、サイリスタ、パワートランジスタ、パワーＦＥＴ、ＩＧＢＴ等とすることもできる。

また、上記冷却管内に流す冷媒（冷却媒体）としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液が混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等を用いることができる。

また、上記冷却管は、上記流路形成方向における両端部において、上記積層方向に向けて突出形成した突出管部をそれぞれ有しており、上記各冷却管における上記突出管部は、隣接する上記冷却管における上記突出管部と連結してあり、上記冷媒ヘッダは、上記連結を行った上記突出管部によって形成することが好ましい。
この場合には、冷媒ヘッダを、冷却管とは別の部材によって形成する必要がない。そのため、積層型冷却器の部品点数を少なくすることができると共に、その製造を容易にすることができる。

また、上記冷却管は、上記流路形成方向における全長が１００ｍｍ以下であることが好ましい。
この場合には、冷却管の流路形成方向において、電子部品１個分の配置スペースを適切に確保することができ、冷却管及び積層型冷却器の流路形成方向における寸法を適切に小さくすることができる。
なお、電子部品１個分の大きさを考慮すると、冷却管の流路形成方向における全長は５０ｍｍ以上とすることができる。

また、上記冷却管の内部には、上記流路形成方向に直交する断面が波型形状を有するインナフィンが配設してある。
これにより、インナフィンにより、冷却管における冷却効率を向上させることができる。

また、上記インナフィンは、上記波型形状のピッチが各部位において異なっていることができる。
この場合には、冷却管における伝熱性能を、上記直交する方向における各部位で異ならせることができる。すなわち、冷却管において、伝熱性能を向上させたい上記直交する方向における部分は、インナフィンの波型形状のピッチを小さくすることができる。
そのため、例えば、各電子部品において発熱量が最も大きい部位に対向するインナフィンの部分における波型形状のピッチを最も小さくすることにより、各電子部品を効果的に冷却することができる。

また、上記請求項５の発明においては、上記インナフィンは、発熱量が異なる上記複数の電子部品のうち発熱量が他よりも大きくなるものに対向させる部分の上記波型形状のピッチを小さくして、当該部分の伝熱面積を大きくしている。
これにより、発熱量が大きい電子部品を、インナフィンにおける伝熱性能が大きな部分によって効果的に冷却することができる。

また、上記請求項１の発明においては、上記冷媒流路は、上記電子部品の配列数と同じ数に上記直交する方向に分割形成した複数の分割冷媒流路部からなる。
これにより、冷却管において、電子部品には冷媒を通過させる分割冷媒流路部を対向させ、電子部品同士の間のスペースには分割冷媒流路部同士を分割する分割部を対向させることができる。これにより、冷却管においては、各電子部品と対向する部分にのみ冷媒を通過させることができ、各電子部品を効果的に冷却することができる。

また、上記請求項１の発明においては、上記一対の冷媒ヘッダのうち上記冷却管に冷媒を供給する供給側冷媒ヘッダは、上記分割冷媒流路部毎に配設してある。
これにより、各分割冷媒流路部に各供給側冷媒ヘッダのヘッダ流路を連通させることができ、各供給側冷媒ヘッダを介して各分割冷媒流路部に別々に冷媒を供給することができる。これにより、例えば、各供給側冷媒ヘッダにおける冷媒の流速を互いに異ならせ、各分割冷媒流路部における冷却性能を異ならせることができる。
なお、上記供給側冷媒ヘッダは、上記分割冷媒流路部の分割数に対応して、複数の上記ヘッダ流路を分割形成することにより、積層型冷却器において複数配設することもできる。この場合にも、同様の作用効果を得ることができる。

また、上記請求項１の発明において、上記複数の供給側冷媒ヘッダの流路断面積（上記ヘッダ流路の断面積）は互いに異なっていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、各供給側冷媒ヘッダのヘッダ流路を通過する冷媒の流量を互いに異ならせることができる。そのため、各分割冷媒流路部に連通された各供給側冷媒ヘッダのヘッダ流路における冷媒の流量を互いに異ならせることができ、各分割冷媒流路部における冷却性能を簡単に異ならせることができる。

また、上記複数の供給側冷媒ヘッダは、それらのうち上記流路断面積が最も大きいものの上記ヘッダ流路を、上記複数の電子部品のうち発熱量が最も大きいものに対向する上記分割冷媒流路部に連通させることが好ましい（請求項３）。
この場合には、発熱量が最も大きい電子部品を、流路断面積が最も大きく冷媒の流量が最も大きい供給側冷媒ヘッダによって効果的に冷却することができる。

また、上記複数の供給側冷媒ヘッダは、１つの冷媒導入管から分岐していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、１つの冷媒導入管から複数の供給側冷媒ヘッダに分岐させて冷媒を通過させることができる。そして、１つの冷媒導入管を積層型冷却器の外部に配設した冷媒供給源に接続することにより、各供給側冷媒ヘッダへ冷媒を供給することができる。そのため、冷媒供給源への接続性（積層型冷却器の搭載性）を悪化させることなく、複数の供給側冷媒ヘッダを積層型冷却器に配設することができる。

また、上記積層型冷却器は、上記流路形成方向を鉛直方向に向けると共に、上記一対の冷媒ヘッダのうち上記冷却管に冷媒を供給する供給側冷媒ヘッダを、鉛直方向上方に向けて配設するよう構成することが好ましい（請求項６）。
この場合には、各冷却管において、冷媒を重力方向（鉛直方向）に向けて通過させることができる。そのため、各冷却管内に冷媒以外の空気が溜まってしまうことを効果的に防止することができる。

以下に、本発明の積層型冷却器にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の積層型冷却器１は、図１〜図５に示すごとく、電子部品４を挟持して冷却する複数の冷却管２と、この複数の冷却管２の両端部にそれぞれ係合し複数の冷却管２を積層固定する一対の冷媒ヘッダ３とを有している。また、各冷却管２内に形成した冷媒流路２１は、その両端部が各冷媒ヘッダ３内に形成したヘッダ流路３１にそれぞれ連通してある。
そして、冷却管２は、この冷却管２の積層方向Ｄ及び冷媒流路２１の流路形成方向Ｌに直交する直交方向Ｗに向けて、電子部品４を１列に並ぶ状態で複数個挟持するよう構成してある。

以下に、本例の積層型冷却器１につき、図１〜図５と共に詳説する。
ここで、図２は、積層型冷却器１の冷却管２における電子部品４の配置状態を示す平面説明図である。また、図３、図４は、積層型冷却器１における流路形成方向Ｌに直交する断面を、一部の冷却管２及び電子部品４について示す断面説明図である。また、図５は、積層型冷却器１における流路形成方向Ｌに平行な断面を、一部の冷却管２及び電子部品４について示す断面説明図である。

図２、図３に示すごとく、上記冷却管２は、上記直交方向Ｗに向けて電子部品４を１列に並ぶ状態で配置するための配置スペース２０を有している。また、本例においては、各冷却管２同士の間に、直交方向Ｗに向けて１列に並ぶ状態で２個の電子部品４を挟持する。そして、電子部品４は、冷却管２の配置スペース２０において、直交方向Ｗに向けて１列に並ぶ状態で２個配列される。また、電子部品４を冷却管２同士の間に挟持したときには、電子部品４の両面が冷却管２に当接する。

本例の積層型冷却器１は、自動車に用いるものである。また、本例の電子部品４は、自動車用インバータの一部を構成するものであり、ＩＧＢＴ（電力スイッチング素子）４１とＦＷＤ（ダイオード素子）４２とを内蔵した半導体モジュールである。この電子部品４は、扁平断面形状を有すると共に、ＩＧＢＴ４１とＦＷＤ４２とが並ぶ方向に長い長方形状を有している。
また、各電子部品４は、各冷却管２の配置スペース２０において、流路形成方向Ｌにおける冷媒５の流れの上流側にＩＧＢＴ４１の配置部分を位置させ、下流側にＦＷＤ４２の配置部分を位置させて配置される。
また、本例の電子部品４は、直接冷却管２に接触させる。これ以外にも、電子部品４は、絶縁材（セラミックス板等）又は熱伝導グリス等を介して冷却管２に接触させることができる。

また、図３に示すごとく、冷却管２は、上記積層方向Ｄに向けて扁平した扁平断面形状を有している。この冷却管２は、折曲形成した一対の外側プレート２４を接合して、管外形部を形成している。また、一対の外側プレート２４の間には、中間プレート２５が挟持されており、各外側プレート２４と中間プレート２５との間には、冷却管２の流路形成方向Ｌに直交する断面が波型形状を有するインナフィン２６が配設されている。
そして、冷却管２における冷媒流路２１は、外側プレート２４と中間プレート２５との間において、インナフィン２６における各波型部分によって複数に仕切られた状態で形成されている。

また、図４、図５に示すごとく、冷却管２は、その流路形成方向Ｌにおける両端部において、外側プレート２４の一部を積層方向Ｄに向けて突出変形させて形成した突出管部２３をそれぞれ有している。この突出管部２３は、積層方向Ｄの両側に向けて形成されており、積層方向Ｄの一方側に形成した内側突出管部２３Ａと、積層方向Ｄの他方側に形成した外側突出管部２３Ｂとからなる。内側突出管部２３Ａは、外側突出管部２３Ｂの端部内に嵌入する形状を有している。

そして、本例の冷媒ヘッダ３は、いずれかの冷却管２に形成した内側突出管部２３Ａと、上記いずれかの冷却管２に隣接する冷却管２に形成した外側突出管部２３Ｂとを嵌合させることにより形成されている。
また、本例の積層型冷却器１は、多数の冷却管２を積層固定してなり、各冷却管２の内側突出管部２３Ａをこれに隣接する冷却管２の外側突出管部２３Ｂに嵌合させて、冷媒ヘッダ３を形成している。

また、図１に示すごとく、一対の冷媒ヘッダ３は、一方が複数の冷却管２に冷媒５を供給するための供給側冷媒ヘッダ３Ａであり、他方が複数の冷却管２から冷媒５を排出するための排出側冷媒ヘッダ３Ｂである。
そして、積層型冷却器１を自動車に配設したときには、供給側冷媒ヘッダ３Ａは、冷媒供給源の供給側配管に接続され、排出側冷媒ヘッダ３Ｂは、冷媒供給源のリターン側配管に接続される。

また、複数の冷却管２のうち一方側の最も端に積層された一方側端部冷却管２Ｘにおいては、その突出管部２３により、供給側冷媒ヘッダ３Ａにおける冷媒入口部３２及び排出側冷媒ヘッダ３Ｂにおける冷媒出口部３３が形成されている。また、複数の冷却管２のうち他方側の最も端に積層された他方側端部冷却管２Ｙにおいては、積層方向Ｄの一方側に向けてのみ突出管部２３が形成されている。

また、本例の積層型冷却器１の組付は、以下のようにして行う。まず、複数の冷却管２をその突出管部２３によって連結して、仮組体を形成する。次いで、仮組体における各冷却管２同士の間に各電子部品４を配置する。そして、積層方向Ｄの両端に位置する冷却管２から挟圧し、全体の冷却管２を積層方向Ｄに圧縮させるように加圧する。このとき、各冷却管２における外側突出管部２３Ｂの根元部分に位置するダイヤフラム部２３１が変形して、内側突出管部２３Ａと外側突出管部２３Ｂとが嵌合する。こうして、各電子部品４の表面（発熱面の両面）を各冷却管２の表面に密着させることができ、各冷却管２同士の間に複数の電子部品４を挟持した積層型冷却器１を形成することができる。

上記積層型冷却器１による各電子部品４の冷却は、次のように行われる。
すなわち、この冷却の際には、冷媒供給源の供給側配管から供給側冷媒ヘッダ３Ａに冷媒５を供給する。そして、供給側冷媒ヘッダ３Ａのヘッダ流路３１から各冷却管２の冷媒流路２１内に冷媒５が流れ、この冷媒５が各冷媒流路２１内を流れる際に、各電子部品４との熱交換を行い、各電子部品４を冷却する。その後、熱交換により温度が上昇した冷媒５は、各冷媒流路２１から排出側冷媒ヘッダ３Ｂのヘッダ流路３１内に流れ、この排出側冷媒ヘッダ３Ｂから冷媒供給源のリターン側配管へ戻される。

上記のごとく、本例の積層型冷却器１における冷却管２は、直交方向Ｗに向けて電子部品４を１列に並ぶ状態で２個挟持する。そして、冷却管２は、流路形成方向Ｌにおいては、電子部品４１個分の配置スペース２０を有していればよく、冷却管２及び積層型冷却器１の流路形成方向Ｌにおける寸法を小さく維持することができる。また、冷却管２は、直交方向Ｗにおいて、電子部品４を２個配置することができる。そのため、積層型冷却器１において、電子部品４を多く保持するために、冷却管２の積層個数を増大させる必要がなく、積層型冷却器１の積層方向Ｄにおける寸法を小さく維持することができる。

また、冷却管２が直交方向Ｗに向けて電子部品４を１列に並ぶ状態で２個挟持することにより、冷却管２同士の間に挟持された複数の電子部品４の供給側冷媒ヘッダ３Ａからの配置距離をほとんど同じにすることができる。そのため、供給側冷媒ヘッダ３Ａから各冷却管２に供給された冷媒５は、冷却管２同士の間に挟持された各電子部品４をほとんど均一に冷却することができる。
それ故、本例の積層型冷却器１によれば、流路形成方向Ｌ及び積層方向Ｄの寸法を小さく維持すると共に冷却性能を維持したまま、多くの電子部品４を保持することができる。

ところで、冷却管２内においては、流路形成方向Ｌに直交する断面における中心部付近に、温度が低い冷媒５が速い流速で流れ、その外周部付近に、電子部品４からの熱を受けて温度が上昇した冷媒５が遅い流速で流れる。そして、冷却管２の下流側に向かう程、上記温度が上昇した冷媒５が流れる範囲が広くなる。そのため、冷却管２の流路形成方向Ｌにおける長さが長くなると、冷却管２の下流側部分においては、電子部品４を十分に冷却できなくなるおそれがある。

これに対し、本例の冷却管２においては、流路形成方向Ｌに向けては、電子部品４が１個しか配置されていない。そして、本例の冷却管２の流路形成方向Ｌにおける全長Ｌ０（図２参照）が１００ｍｍと小さくなっている。そのため、冷却管２の流路形成方向Ｌに直交する断面において、上記温度が低い冷媒５が流れる範囲を広くすることができ、積層型冷却器１による冷却効果を高く維持することができる。
また、各冷却管２の流路形成方向Ｌにおける寸法が小さいことにより、一対の冷媒ヘッダ３同士の間の距離を小さくすることができる。そのため、積層型冷却器１の強度を向上させることができる。

（実施例２）
本例は、図６に示すごとく、上記冷却管２のインナフィン２６における波型形状のピッチＰを、各部位において異ならせた例である。
本例においては、図７に示すごとく、各冷却管２の間に挟持した２個の電子部品４は、一方がＩＧＢＴ４１を２つ内蔵してなり、他方がＦＷＤ４２を２つ内蔵してなる。そして、ＩＧＢＴ４１を内蔵した第１電子部品４Ａの方が、ＦＷＤ４２を内蔵した第２電子部品４Ｂよりも発熱量が大きくなっている。

また、図６に示すごとく、冷却管２においては、波型形状のピッチＰが段階的に変化してインナフィン２６が形成されている。すなわち、本例のインナフィン２６の波型形状のピッチＰは、上記直交方向Ｗの一端から他端に向けてほぼ段階的に変化している。
そして、インナフィン２６においては、直交方向Ｗに向けて、ＩＧＢＴ４１を内蔵した第１電子部品４Ａを配置する配置スペース２０側の端部から順に、波型形状のピッチＰが最も小さい小ピッチ波部２６１、中ピッチ波部２６２、及び波型形状のピッチＰが最も大きい大ピッチ波部２６３が形成されている。そして、インナフィン２６においては、小ピッチ波部２６１の伝熱面積が最も大きいと共に、大ピッチ波部２６３の伝熱面積が最も小さく、中ピッチ波部２６２の伝熱面積が両者の中間になっている。

本例においては、上記インナフィン２６の波型形状におけるピッチＰを各部位において異ならせることにより、冷却管２における伝熱性能を直交方向Ｗにおける各部位で異ならせることができる。
そして、発熱量が大きい方の第１電子部品４Ａに対して、小ピッチ波部２６１及び中ピッチ波部２６２を対向させることにより、第１電子部品４Ａを効果的に冷却することができ、電子部品４全体における冷却効率を向上させることができる。
本例においても、その他は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、上記冷却管２における冷媒流路２１を、上記電子部品４の配列数に対応して上記直交方向Ｗに分割形成した複数の分割冷媒流路部２２から構成した例である。
本例においても、各冷却管２の間には、２個の電子部品４が挟持されている。この２個の電子部品４は、それぞれＩＧＢＴ４１とＦＷＤ４２とを内蔵するものである。
そして、本例の冷媒流路２１は、２つに分割形成されており、２つの分割冷媒流路部２２同士の間には、これらを分割する分割部２２１が形成されている。

本例においては、冷却管２において、各電子部品４には冷媒５を通過させる分割冷媒流路部２２を対向させ、電子部品４同士の間のスペースには分割部２２１を対向させることができる。そのため、本例の冷却管２においては、各電子部品４と対向する部分にのみ冷媒５を通過させることができ、各電子部品４を効果的に冷却することができる。
本例においても、その他は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例４）
本例は、図９に示すごとく、上記実施例３に示した２つの分割冷媒流路部２２において、一方の第１分割冷媒流路部２２Ａにおけるインナフィン２６の波型形状のピッチＰに対して、他方の第２分割冷媒流路部２２Ｂにおけるインナフィン２６の波型形状のピッチＰを大きくした例である。
すなわち、一方の第１分割冷媒流路部２２Ａにおいては、小ピッチ波部２６１を有する第１インナフィン２６Ａが配設されており、他方の第２分割冷媒流路部２２Ｂにおいては、大ピッチ波部２６３を有する第２インナフィン２６Ｂが配設されている。そして、第１分割冷媒流路部２２Ａにおける伝熱面積が、第２分割冷媒流路部２２Ｂにおける伝熱面積よりも大きくなっている。

また、本例における２個の電子部品４は、一方がＩＧＢＴ４１を２つ内蔵してなり、他方がＦＷＤ４２を２つ内蔵してなる。そして、ＩＧＢＴ４１を内蔵した第１電子部品４Ａの方が、ＦＷＤ４２を内蔵した第２電子部品４Ｂよりも発熱量が大きくなっている。
本例においては、発熱量が大きい方の第１電子部品４Ａに対して第１分割冷媒流路部２２Ａを対面させ、第２電子部品４Ｂに対して第２分割冷媒流路部２２Ｂを対面させることにより、第１電子部品４Ａを効果的に冷却することができ、電子部品４全体における冷却効率を向上させることができる。
本例においても、その他は上記実施例３と同様であり、上記実施例３と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例５）
本例は、図１０に示すごとく、上記一対の冷媒ヘッダ３のうちの供給側冷媒ヘッダ３Ａを、上記実施例３に示した２つの分割冷媒流路部２２に対応して、積層型冷却器１において２つ配設した例である。
また、本例においては、排出側冷媒ヘッダ３Ｂも、２つの分割冷媒流路部２２に対応して、積層型冷却器１において２つ配設されている。

本例においては、一方の供給側冷媒ヘッダ３Ａのヘッダ流路３１を一方の分割冷媒流路部２２に連通させ、他方の供給側冷媒ヘッダ３Ａのヘッダ流路３１を他方の分割冷媒流路部２２に連通させる。これにより、各供給側冷媒ヘッダ３Ａを介して各分割冷媒流路部２２に別々に冷媒５を供給することができる。そのため、各供給側冷媒ヘッダ３Ａのヘッダ流路３１における冷媒５の流速を互いに異ならせ、各分割冷媒流路部２２における冷却性能を異ならせることができる。

なお、供給側冷媒ヘッダ３Ａ及び排出側冷媒ヘッダ３Ｂは、それらのヘッダ流路３１を分割冷媒流路部２２の分割数に対応して分割形成することにより、積層型冷却器１において複数配設することもできる。
本例においても、その他は上記実施例３と同様であり、上記実施例３と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例６）
本例は、図１１に示すごとく、上記実施例４に示した２つの分割冷媒流路部２２（インナフィン２６における波型形状のピッチＰが互いに異なる２つの分割冷媒流路部２２）に対して、それぞれ別々に供給側冷媒ヘッダ３Ａ及び排出側冷媒ヘッダ３Ｂを連通させた例である。
また、本例における２個の電子部品４は、第１電子部品４ＡがＩＧＢＴ４１を２つ内蔵してなり、第２電子部品４ＢがＦＷＤ４２を２つ内蔵してなり、発熱量が大きい方の第１電子部品４Ａに対して、小ピッチ波部２６１を有する第１インナフィン２６Ａを配設してなる第１分割冷媒流路部２２Ａを対面させ、発熱量が小さい方の第２電子部品４Ｂに対して、大ピッチ波部２６３を有する第２インナフィン２６Ｂを配設してなる第２分割冷媒流路部２２Ｂを対面させている。

そして、本例においては、各供給側冷媒ヘッダ３Ａ内に供給する冷媒５の流量を容易に異ならせることができる。そのため、特に、伝熱面積が大きい方の第１分割冷媒流路部２２Ａに供給する冷媒５の流速を、伝熱面積が小さい方の第２分割冷媒流路部２２Ｂに供給する冷媒５の流速よりも大きくして、第１分割冷媒流路部２２Ａに配置した第１電子部品４Ａを効果的に冷却することができる。
本例においても、その他は上記実施例４と同様であり、上記実施例４と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例７）
本例は、図１２に示すごとく、上記実施例５に示した２つの供給側冷媒ヘッダ３Ａの流路断面積を、互いに異ならせた例である。
また、本例においては、２つの排出側冷媒ヘッダ３Ｂの流路断面積も、互いに異ならせている。また、本例の２つの分割冷媒流路部２２は、波型形状のピッチＰが同じであるインナフィン２６をそれぞれ配設してなる。

また、本例における２個の電子部品４は、第１電子部品４ＡがＩＧＢＴ４１を２つ内蔵してなり、第２電子部品４ＢがＦＷＤ４２を２つ内蔵してなる。
そして、発熱量が大きい方の第１電子部品４Ａに対面する一方の分割冷媒流路部２２に対して、流路断面積が大きい方の第１供給側冷媒ヘッダ３Ａａのヘッダ流路３１及び第１排出側冷媒ヘッダ３Ｂａのヘッダ流路３１を連通させ、発熱量が小さい方の第２電子部品４Ｂに対面する他方の分割冷媒流路部２２に対して、流路断面積が小さい方の第２供給側冷媒ヘッダ３Ａｂのヘッダ流路３１及び第２排出側冷媒ヘッダ３Ｂｂのヘッダ流路３１を連通させている。

本例においては、各供給側冷媒ヘッダ３Ａ内に供給する冷媒５の流量を容易に異ならせることができる。そのため、発熱量が大きい方の第１電子部品４Ａに対面する一方の分割冷媒流路部２２に供給する冷媒５の流量を、発熱量が小さい方の第２電子部品４Ｂに対面する他方の分割冷媒流路部２２に供給する冷媒５の流量よりも多くして、第１電子部品４Ａを効果的に冷却することができる。
本例においても、その他は上記実施例５と同様であり、上記実施例５と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例８）
本例は、図１３に示すごとく、上記実施例４に示した第１分割冷媒流路部２２Ａ及び第２分割冷媒流路部２２Ｂ（インナフィン２６における波型形状のピッチＰが互いに異なる２つの分割冷媒流路部２２）に対して、それぞれ上記実施例７に示した第１供給側冷媒ヘッダ３Ａａ及び第２供給側冷媒ヘッダ３Ａｂ（流路断面積が互いに異なる２つの供給側冷媒ヘッダ３Ａａ、３Ａｂ）のヘッダ流路３１を連通させた例である。

本例においては、ＩＧＢＴ４１を２つ内蔵してなる第１電子部品４Ａに対面させた第１分割冷媒流路部２２Ａに第１供給側冷媒ヘッダ３Ａａから冷媒５を供給し、ＦＷＤ４２を２つ内蔵してなる第２電子部品４Ｂに対面させた第２分割冷媒流路部２２Ｂに第２供給側冷媒ヘッダ３Ａｂから冷媒５を供給する。そのため、発熱量が大きい方の第１電子部品４Ａを、ヘッダ流路３１の断面積が大きい方の第１供給側冷媒ヘッダ３Ａａによって効果的に冷却することができる。
本例においても、その他は上記実施例４、７と同様であり、上記実施例４、７と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例９）
本例は、図１４に示すごとく、２つの供給側冷媒ヘッダ３Ａを、１つの冷媒導入管３４から分岐させた例である。
また、本例においては、２つの排出側冷媒ヘッダ３Ｂは、１つの冷媒排出管３５から分岐されている。また、本例の冷却管２は、２つの分割冷媒流路部２２を有しており、各分割冷媒流路部２２には、供給側冷媒ヘッダ３Ａ及び排出側冷媒ヘッダ３Ｂがそれぞれ連通されている。
また、本例の冷媒導入管３４及び冷媒排出管３５は、複数の冷却管２のうち一方側の最も端に積層された一方側端部冷却管２から突出形成した上記突出管部２３によって形成されている。
そして、複数の冷却管２における各分割冷媒流路部２２に供給する冷媒５は、１つの冷媒導入管３４から２つの供給側冷媒ヘッダ３Ａに分岐して流れることができる。また、複数の冷却管２における各分割冷媒流路部２２を流れた冷媒５は、２つの排出側冷媒ヘッダ３Ｂから１つの冷媒排出管３５に合流して流れることができる。

本例においては、１つの冷媒導入管３４を積層型冷却器１の外部に配設した冷媒供給源の供給側配管に接続することにより、各供給側冷媒ヘッダ３Ａへ冷媒５を供給することができる。また、１つの冷媒排出管３５を積層型冷却器１の外部に配設した冷媒供給源のリターン側配管に接続することにより、各排出側冷媒ヘッダ３Ｂから冷媒５を冷媒供給源に戻すことができる。
そのため、冷媒供給源への接続性（積層型冷却器１の搭載性）を悪化させることなく、複数の供給側冷媒ヘッダ３Ａ及び排出側冷媒ヘッダ３Ｂを積層型冷却器１に配設することができる。
本例においても、その他は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例１０）
本例は、図１５に示すごとく、上記積層型冷却器１を自動車に配設する際の向きに工夫を行った例である。
本例の積層型冷却器１は、上記流路形成方向Ｌを重力方向（鉛直方向）に向けると共に、一対の冷媒ヘッダ３のうち供給側冷媒ヘッダ３Ａを鉛直方向上方に向けて自動車に配設してある。
本例においては、各冷却管２において、冷媒５を重力方向に向けて通過させることができる。そのため、各冷却管２内に冷媒５以外の空気が溜まってしまうことを効果的に防止することができる。
本例においても、その他は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

なお、図示は省略するが、上記実施例２、４、６、７、８に示した２つのＩＧＢＴ４１を内蔵した第１電子部品４Ａと、２つのＦＷＤ４２を内蔵した第２電子部品４Ｂとは、種々の半導体パッケージ材料によって一体化することもできる。また、上記実施例１、３、５に示したＩＧＢＴ４１及びＦＷＤ４２を内蔵した２つの電子部品４同士も、種々の半導体パッケージ材料によって一体化することもできる。

（比較例）
本例は、参考までに、図１６、図１７に示すごとく、冷却管２Ｚの流路形成方向Ｌに向けて複数個（本例では２個）並ぶ状態で電子部品４を挟持してなる積層型冷却器１Ｚを示す例である。
本例においては、冷却管２Ｚ同士の間に挟持された２個の電子部品４の供給側冷媒ヘッダ３Ａからの配置距離が異なっている。これにより、供給側冷媒ヘッダ３Ａから各冷却管２Ｚに冷媒５が供給されたときには、冷却管２Ｚの流路形成方向Ｌにおける上流側に位置する第１電子部品４Ａは、温度が低い冷媒５によって効果的に冷却することができる一方、下流側に位置する第２電子部品４Ｂは、温度が上昇した冷媒５によって冷却することになり、十分に冷却することが困難となるおそれがある。そのため、本例においては、供給側冷媒ヘッダ９３Ａから各冷却管２に供給された冷媒５は、冷却管２同士の間に挟持された各電子部品４を均一に冷却することが困難となるおそれがある。

このように、積層型冷却器１Ｚにおける電子部品４の保持数を多くするために、電子部品４を流路形成方向Ｌに向けて複数個配置することも考えられるが、この構成によれば、各電子部品４を均一に冷却することが困難であることがわかる。
それ故、上述した実施例１〜１０に示したように、積層型冷却器１において、冷却管２が上記直交方向Ｗに向けて電子部品４を１列に並ぶ状態で複数個挟持することにより、冷却性能を維持したまま、多くの電子部品４を保持できることがわかる。

実施例１において、積層型冷却器を示す正面図。実施例１において、積層型冷却器の冷却管における電子部品の配置状態を示す平面説明図。実施例１において、積層型冷却器における冷却管及び電子部品を示す断面説明図。実施例１において、積層型冷却器における冷媒ヘッダを示す断面説明図。実施例１において、積層型冷却器における冷媒ヘッダを示す断面説明図。実施例２において、積層型冷却器における冷却管及び電子部品を示す断面説明図。実施例２において、積層型冷却器の冷却管における電子部品の配置状態を示す平面説明図。実施例３において、積層型冷却器における冷却管及び電子部品を示す断面説明図。実施例４において、積層型冷却器における冷却管及び電子部品を示す断面説明図。実施例５において、積層型冷却器における冷媒ヘッダを示す断面説明図。実施例６において、積層型冷却器における冷媒ヘッダを示す断面説明図。実施例７において、積層型冷却器における冷媒ヘッダを示す断面説明図。実施例８において、積層型冷却器における冷媒ヘッダを示す断面説明図。実施例９において、積層型冷却器における冷媒ヘッダを示す断面説明図。実施例１０において、積層型冷却器を示す正面図。比較例において、積層型冷却器を示す正面図。比較例において、積層型冷却器の冷却管における電子部品の配置状態を示す平面説明図。従来例において、積層型冷却器を示す正面図。

符号の説明

１積層型冷却器
２冷却管
２１冷媒流路
２２分割冷媒流路部
２３突出管部
２４外側プレート
２５中間プレート
２６インナフィン
３冷媒ヘッダ
３１ヘッダ流路
３４冷媒導入管
３５冷媒排出管
４電子部品
５冷媒
Ｄ積層方向
Ｌ流路形成方向
Ｗ直交方向
Ｐピッチ

Claims

電子部品を挟持して冷却する複数の冷却管と、
該複数の冷却管の両端部にそれぞれ係合し、該複数の冷却管を積層固定する一対の冷媒ヘッダとを有し、
上記各冷却管内に形成した冷媒流路は、その両端部が上記各冷媒ヘッダ内に形成したヘッダ流路にそれぞれ連通してあり、
上記冷却管は、該冷却管の積層方向及び上記冷媒流路の流路形成方向に直交する方向に、上記電子部品を１列に並ぶ状態で複数個挟持するよう構成してあり、
上記冷媒流路は、上記電子部品の配列数と同じ数に上記直交する方向に分割形成した複数の分割冷媒流路部からなり、
上記一対の冷媒ヘッダのうち上記冷却管に冷媒を供給する供給側冷媒ヘッダは、上記分割冷媒流路部毎に配設してあることを特徴とする積層型冷却器。
請求項１において、上記複数の供給側冷媒ヘッダの流路断面積は互いに異なっていることを特徴とする積層型冷却器。
請求項２において、上記複数の供給側冷媒ヘッダのうち上記流路断面積が最も大きいもの上記ヘッダ流路を、上記複数の電子部品のうち発熱量が最も大きいものに対向する上記分割冷媒流路部に連通させたことを特徴とする積層型冷却器。
請求項１〜３のいずれか一項において、上記複数の供給側冷媒ヘッダは、１つの冷媒導入管から分岐していることを特徴とする積層型冷却器。
電子部品を挟持して冷却する複数の冷却管と、
該複数の冷却管の両端部にそれぞれ係合し、該複数の冷却管を積層固定する一対の冷媒ヘッダとを有し、
上記各冷却管内に形成した冷媒流路は、その両端部が上記各冷媒ヘッダ内に形成したヘッダ流路にそれぞれ連通してあり、
上記冷却管は、該冷却管の積層方向及び上記冷媒流路の流路形成方向に直交する方向に、上記電子部品を１列に並ぶ状態で複数個挟持するよう構成してあり、
上記冷却管の内部には、上記流路形成方向に直交する断面が波型形状を有するインナフィンが配設してあり、
該インナフィンは、発熱量が異なる上記複数の電子部品のうち発熱量が他よりも大きくなるものに対向させる部分の上記波型形状のピッチを小さくして、当該部分の伝熱面積を大きくしたことを特徴とする積層型冷却器。
請求項１〜５のいずれか一項において、上記積層型冷却器は、上記流路形成方向を鉛直方向に向けると共に、上記一対の冷媒ヘッダのうち上記冷却管に冷媒を供給する供給側冷媒ヘッダを、鉛直方向上方に向けて配設するよう構成してあることを特徴とする積層型冷却器。