JP5012824B2 - Laminated cooling device and manufacturing method of cooling pipe used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品を効果的に冷却できる積層型冷却装置と、それに用いる冷却管の製造方法に関する。 The present invention relates to a stacked cooling apparatus capable of effectively cooling an electronic component and a method of manufacturing a cooling pipe used therefor.
従来から、通電により発熱する電子部品と、冷却管とを交互に積層し、この冷却管によって電子部品を冷却する積層型冷却装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a multilayer cooling apparatus is known in which electronic components that generate heat when energized and cooling pipes are alternately stacked and the electronic components are cooled by the cooling pipes.
従来の積層型冷却装置の部分断面図を図14に示す。図示するごとく、この積層型冷却装置90は、冷却管91と電子部品92とを交互に積層して構成されている。各冷却管91の片方の面には、それぞれ2つずつの電子部品92(上流側電子部品92aと下流側電子部品92b)が接している。また、冷却管91は、管内に冷媒94が流れており、この冷媒94によって電子部品92a,92bを冷却している。
また、冷却管91の中に波板からなるインナフィン95が設けられている。このインナフィン95によって冷媒94との接触面積が増加し、電子部品92の冷却効率を上げることができるようになっている。
FIG. 14 shows a partial cross-sectional view of a conventional stacked cooling apparatus. As shown in the figure, the stacked
An
従来の積層型冷却装置90は、図14に示すごとく、一つの冷却管91によって上流側の電子部品92aと下流側の92bを冷却している。そのため、上流側の電子部品92aの熱を受けて冷媒94の温度が上昇してしまい、その温度が上昇した冷媒94を使って下流側の電子部品92bを冷却しているため、下流側の電子部品92bの冷却効率が向上しないという問題がある。
図14のC−C断面図を図15に示す。同図に示すごとく、冷媒94は、インナフィン95の表面の近傍部分94aのみ温度が高く、表面から遠い部分94bは温度が低い、層流と呼ばれる状態になっている。層流は冷却管内で攪拌されにくいため、そのまま下流側に流れてしまい、温度の高い部分94aによって下流側の電子部品92bを冷却している。このような状態であるため、下流側の電子部品92bの冷却効率が特に上がらないという問題がある。
As shown in FIG. 14, the conventional stacked
FIG. 15 is a sectional view taken along the line CC in FIG. As shown in the figure, the
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、下流側の電子部品を効果的に冷却できる積層型冷却装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a stacked cooling device capable of effectively cooling a downstream electronic component.
本発明は、通電により発熱する電子部品と、管内に冷媒が流れる冷却管とを交互に積層し、上記電子部品を両面から冷却するよう構成した積層型冷却装置であって、
上記冷却管は、その両外面においてそれぞれ上記電子部品に接触する第1管壁及び第2管壁を有し、
上記第1管壁と上記第2管壁との間には、上記第1管壁側から順次第1流路、第2流路、第3流路、及び第4流路を形成するよう順次第1隔壁、第2隔壁、及び第3隔壁を並列配置してなり、
上記第1隔壁の途中には、上記第1流路を流れてきた冷媒が上記第2流路に流入するとともに、上記第2流路を流れてきた冷媒が上記第1流路に流入するよう冷媒の流れ方向を切り替える第1冷媒切替部を有し、
上記第3隔壁の途中には、上記第3流路を流れてきた冷媒が上記第4流路に流入するとともに、上記第4流路を流れてきた冷媒が上記第3流路に流入するよう冷媒の流れ方向を切り替える第2冷媒切替部を有し、
上記第1管壁は、上記第1冷媒切替部よりも上流側及び下流側に位置する第1上流側冷却面及び第1下流側冷却面においてそれぞれ上記電子部品に接触し、
上記第2管壁は、上記第2冷媒切替部よりも上流側及び下流側に位置する第2上流側冷却面及び第2下流側冷却面においてそれぞれ上記電子部品に接触するよう構成されていることを特徴とする積層型冷却装置(請求項1)にある。
The present invention is a stacked cooling device configured to alternately stack electronic components that generate heat when energized and cooling tubes in which refrigerant flows in the tubes, and cool the electronic components from both sides,
The cooling pipe has a first pipe wall and a second pipe wall that come into contact with the electronic components on both outer surfaces thereof,
A first flow path, a second flow path, a third flow path, and a fourth flow path are sequentially formed between the first tube wall and the second tube wall from the first tube wall side. The first partition, the second partition, and the third partition are arranged in parallel,
In the middle of the first partition, the refrigerant flowing through the first flow path flows into the second flow path, and the refrigerant flowing through the second flow path flows into the first flow path. A first refrigerant switching unit that switches a flow direction of the refrigerant;
In the middle of the third partition, the refrigerant flowing through the third flow path flows into the fourth flow path, and the refrigerant flowing through the fourth flow path flows into the third flow path. A second refrigerant switching unit that switches a flow direction of the refrigerant;
The first pipe wall is in contact with the electronic component at a first upstream cooling surface and a first downstream cooling surface located upstream and downstream of the first refrigerant switching unit, respectively.
The second pipe wall is configured to be in contact with the electronic component at a second upstream cooling surface and a second downstream cooling surface located upstream and downstream of the second refrigerant switching unit, respectively. The present invention resides in a stacked cooling device (claim 1).
次に、本発明の作用効果につき説明する。
本発明では、第1流路の冷媒と第2流路の冷媒とを冷却管内で入れ替えている。すなわち、第1流路の上流側を流れ、第1上流側冷却面にて電子部品よって暖められた冷媒を第2流路の下流側に流している。また、第2流路の上流側を流れ、温度が低い冷媒を第1流路の下流側に流している。そのため、温度が低い冷媒を使って下流側の電子部品を冷却することができる。
また、本発明では、第3流路の冷媒と第4流路の冷媒とを冷却管内で入れ替えている。すなわち、第4流路の上流側を流れ、第2上流側冷却面にて電子部品によって暖められた冷媒を第3流路の下流側に流している。そして、第3流路の上流側を流れ、温度が低い冷媒を第4流路の下流側に流している。そのため、温度が低い冷媒を使って下流側の電子部品を冷却することができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
In the present invention, the refrigerant in the first channel and the refrigerant in the second channel are exchanged in the cooling pipe. That is, the refrigerant that flows upstream of the first flow path and is warmed by the electronic component on the first upstream cooling surface flows downstream of the second flow path. Moreover, the refrigerant | coolant which flows the upstream of a 2nd flow path and is low temperature is flowed to the downstream of the 1st flow path. Therefore, the downstream electronic component can be cooled using a refrigerant having a low temperature.
Moreover, in this invention, the refrigerant | coolant of a 3rd flow path and the refrigerant | coolant of a 4th flow path are replaced in the cooling pipe. That is, the refrigerant that flows upstream of the fourth flow path and is warmed by the electronic component on the second upstream cooling surface flows downstream of the third flow path. And the refrigerant | coolant which flows the upstream of the 3rd flow path and is low temperature is flowed to the downstream of the 4th flow path. Therefore, the downstream electronic component can be cooled using a refrigerant having a low temperature.
以上のごとく、本発明によれば、下流側の電子部品を効果的に冷却できる積層型冷却装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a stacked cooling device capable of effectively cooling downstream electronic components.
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、上記第1流路における上記第1上流側冷却面および上記第1下流側冷却面に対応する位置と、上記第4流路における上記第2上流側冷却面および上記第2下流側冷却面に対応する位置とには、上記冷媒との接触面積を増やして冷却効率を上げるためのインナフィンが各々設けられ、上記第2流路および上記第3流路には上記インナフィンが設けられていないことが好ましい(請求項2)。
このようにすると、電子部品を冷却するために必要な流路(第1流路および第4流路)のみにインナフィンを配置するため、全ての流路にインナフィンを配置した場合と比較して、冷媒の抵抗を小さくすることができる。
A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
In the present invention, positions corresponding to the first upstream cooling surface and the first downstream cooling surface in the first flow path, and the second upstream cooling surface and the second downstream side in the fourth flow path. Inner fins for increasing the contact area with the refrigerant and increasing the cooling efficiency are provided at positions corresponding to the cooling surface, and the inner fins are provided in the second flow path and the third flow path. It is preferable that there is no (claim 2).
In this case, since the inner fins are arranged only in the flow paths (first flow path and fourth flow path) necessary for cooling the electronic component, compared to the case where the inner fins are arranged in all the flow paths, The resistance of the refrigerant can be reduced.
また、上記第1冷媒切替部は、上記第1隔壁を上流側と下流側に分断するよう切り欠いた第1切欠部と、
上記第1隔壁に直交するように上記第1切欠部に設けられ上記第1流路及び上記第2流路を幅方向に区画する第1仕切板と、
上記第1切欠部の上流側端縁において、上記第1仕切板によって区画された上記第1流路の幅方向一方側を閉塞する第1混合防止板と、上記第1仕切板によって区画された上記第2流路の幅方向他方側を閉塞する第2混合防止板と、
上記第1切欠部の下流側端縁において、上記第1仕切板によって区画された上記第1流路の幅方向他方側を閉塞する第3混合防止板と、上記第1仕切板によって区画された上記第2流路の幅方向一方側を閉塞する第4混合防止板とにより構成されており、
上記第2冷媒切替部は、上記第3隔壁を上流側と下流側に分断するよう切り欠いた第2切欠部と、
上記第3隔壁に直交するように上記第2切欠部に設けられ上記第3流路及び上記第4流路を幅方向に区画する第2仕切板と、
上記第2切欠部の上流側端縁において、上記第2仕切板によって区画された上記第3流路の幅方向一方側を閉塞する第5混合防止板と、上記第2仕切板によって区画された上記第4流路の幅方向他方側を閉塞する第6混合防止板と、
上記第2切欠部の下流側端縁において、上記第2仕切板によって区画された上記第3流路の幅方向他方側を閉塞する第7混合防止板と、上記第2仕切板によって区画された上記第4流路の幅方向一方側を閉塞する第8混合防止板とにより構成されていることが好ましい(請求項3)。
このようにすると、上記第1流路を流れてきた冷媒は、上記第1冷媒切替部において、上記第1混合防止板にて一部が堰き止められ、上記第1仕切板と上記第3混合防止板の存在により第1切欠部を通って第2流路に流入し進んでいく。同様に上記第2流路を流れてきた冷媒は、上記第2混合防止板にて一部が堰き止められ、上記第1仕切板と上記第4混合防止板の存在により第1切欠部を通って第1流路に流入し進んでいく。
そして、上記第3流路と第4流路を流れてきた冷媒は、上記と同様に第2冷媒切替部において流れ方向を変えていく。これにより、冷却管内で冷媒の流れを確実に切り替えることができ、温度の高い冷媒と温度の低い冷媒とが混合するような問題が生じにくくなる。そのため、下流側の電子部品を効果的に冷却することが可能となる。
Further, the first refrigerant switching unit includes a first cutout portion cut out so as to divide the first partition wall into an upstream side and a downstream side,
A first partition plate provided in the first notch so as to be orthogonal to the first partition wall and partitioning the first flow path and the second flow path in the width direction;
At the upstream end edge of the first cutout portion, the first mixing prevention plate that blocks one side in the width direction of the first flow path defined by the first partition plate and the first partition plate A second mixing prevention plate for closing the other side in the width direction of the second flow path;
At the downstream edge of the first notch, the third mixing prevention plate that blocks the other side in the width direction of the first flow path defined by the first partition plate and the first partition plate A fourth mixing prevention plate for closing one side in the width direction of the second flow path,
The second refrigerant switching unit includes a second cutout portion cut out to divide the third partition wall into an upstream side and a downstream side;
A second partition plate provided in the second notch so as to be orthogonal to the third partition wall, and dividing the third channel and the fourth channel in the width direction;
At the upstream end edge of the second notch, the fifth mixing prevention plate that closes one side in the width direction of the third flow path defined by the second partition plate and the second partition plate A sixth mixing prevention plate for closing the other side in the width direction of the fourth flow path;
At the downstream edge of the second notch, the seventh mixing prevention plate that blocks the other side in the width direction of the third flow path defined by the second partition plate and the second partition plate Preferably, the fourth flow path is constituted by an eighth mixing prevention plate that closes one side in the width direction of the fourth flow path.
In this case, a part of the refrigerant flowing through the first flow path is blocked by the first mixing preventing plate in the first refrigerant switching unit, and the first partition plate and the third mixing plate are blocked. Due to the presence of the prevention plate, it flows into the second flow path through the first notch and proceeds. Similarly, a part of the refrigerant flowing through the second flow path is blocked by the second mixing prevention plate, and passes through the first notch due to the presence of the first partition plate and the fourth mixing prevention plate. And flows into the first flow path.
And the refrigerant | coolant which flowed through the said 3rd flow path and the 4th flow path changes a flow direction in a 2nd refrigerant | coolant switching part similarly to the above. Thereby, the flow of the refrigerant can be switched reliably in the cooling pipe, and the problem that the high temperature refrigerant and the low temperature refrigerant are mixed is less likely to occur. Therefore, it is possible to effectively cool the electronic component on the downstream side.
また、上記積層型冷却装置に用いられる冷却管の製造方法は、板金をプレス加工することにより、上記第1仕切板と上記第1〜第4混合防止板とが一体にされた第1冷媒切替部用部品を製造する工程と、上記第2仕切板と上記第5〜第8混合防止板とが一体にされた第2冷媒切替部用部品を製造する工程と、上記第1切欠部に上記第1冷媒切替部用部品を配置して固定する工程と、上記第2切欠部に上記第2冷媒切替部用部品を配置して固定する工程と、を備えることを特徴とする(請求項4)。
このようにすると、一枚の板金をプレス加工して第1冷媒切替部用部品および第2冷媒切替部用部品を形成するため、個々の防止板をロウ付け等して形成する場合と比較して、第1冷媒切替部用部品、第2冷媒切替部用部品を容易に製造することができる。
The method of manufacturing the cooling pipe used in the stacked cooling device includes the first refrigerant switching in which the first partition plate and the first to fourth mixing prevention plates are integrated by pressing a sheet metal. Manufacturing a part part, manufacturing a second refrigerant switching part part in which the second partition plate and the fifth to eighth mixing prevention plates are integrated, and the first notch part A step of arranging and fixing the first refrigerant switching part component and a step of arranging and fixing the second refrigerant switching part component in the second notch portion are provided (claim 4). ).
In this case, since the first refrigerant switching part component and the second refrigerant switching part component are formed by pressing one sheet metal, compared with the case where the individual prevention plates are formed by brazing or the like. Thus, the first refrigerant switching part component and the second refrigerant switching part component can be easily manufactured.
また、上記積層型冷却装置に用いられる冷却管の製造方法は、上記第1隔壁を加工して上記第1〜第4混合防止板および上記第1切欠部を形成する工程と、該第1切欠部に上記第1仕切板を配置して固定する工程と、上記第3隔壁を加工して上記第5〜第8混合防止板および上記第2切欠部を形成する工程と、上記第2切欠部に上記第2仕切板を配置して固定する工程と、を備えることを特徴とする(請求項5)。
第1〜第4混合防止板および第1仕切板が一体になったものをプレス加工により形成する場合は比較的複雑な形状の型が必要になるが、上述のように、第1隔壁を加工して第1〜第4混合防止板を形成すると、比較的簡単な形状の型ですむ。また、第5〜第8混合防止板も、同じ形状の型で製造することが可能となる。
In addition, a method of manufacturing a cooling pipe used in the stacked cooling device includes the steps of processing the first partition to form the first to fourth mixing prevention plates and the first notch, and the first notch. A step of arranging and fixing the first partition plate at a portion, a step of processing the third partition wall to form the fifth to eighth mixing prevention plates and the second cutout portion, and the second cutout portion. And a step of disposing and fixing the second partition plate (Claim 5).
When the first to fourth mixing prevention plates and the first partition plate are integrated by pressing, a relatively complicated shape is required, but the first partition is processed as described above. When the first to fourth mixing prevention plates are formed, a mold having a relatively simple shape can be used. In addition, the fifth to eighth mixing prevention plates can be manufactured with a mold having the same shape.
(実施例1)
本発明の実施例にかかる積層型冷却装置につき、図1〜図10を用いて説明する。図1は積層型冷却装置1の分解斜視図であり、図2は冷却管2の一部切欠斜視図である。また、図3は、図2の下側半分のみを示した一部切欠斜視図である。さらに、図4は図2のA−A断面図であり、図5は図2のB−B断面図である。
Example 1
A stacked cooling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view of the
本発明は、図1に示すごとく、通電により発熱する電子部品3と、管内に冷媒7が流れる冷却管2とを交互に積層し、電子部品3を両面から冷却するよう構成した積層型冷却装置1である。
図2に示すごとく、冷却管2は、その両外面においてそれぞれ電子部品3に接触する第1管壁2a及び第2管壁2bを有する。
また、図2、図4、図5に示すごとく、第1管壁2aと第2管壁2bとの間には、第1管壁2a側から順次第1流路21、第2流路22、第3流路23、及び第4流路24を形成するよう順次第1隔壁4a、第2隔壁4b、及び第3隔壁4cを並列配置してなる。
第1隔壁4aの途中には、第1流路21を流れてきた冷媒7が第2流路22に流入すると共に、第2流路22を流れてきた冷媒7が第1流路21に流入するよう冷媒7の流れ方向を切り替える第1冷媒切替部5aを有する。
さらに、図3〜図5に示すごとく、第3隔壁4cの途中には、第3流路23を流れてきた冷媒7が第4流路24に流入するとともに、第4流路24を流れてきた冷媒7が第3流路23に流入するよう冷媒7の流れ方向を切り替える第2冷媒切替部5bを有する。
また、図4、図5に示すごとく、第1管壁2aは、第1冷媒切替部5aよりも上流側及び下流側に位置する第1上流側冷却面20a及び第1下流側冷却面20bにおいてそれぞれ電子部品3に接触している。
そして、第2管壁2bは、第2冷媒切替部5bよりも上流側及び下流側に位置する第2上流側冷却面20c及び第2下流側冷却面20dにおいてそれぞれ電子部品3に接触するよう構成されている。
以下、さらに詳説する。
As shown in FIG. 1, the present invention is a stacked cooling apparatus in which
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
In the middle of the
Further, as shown in FIGS. 3 to 5, in the middle of the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
And the
Further details will be described below.
図1に示すごとく、積層型冷却装置1は、隣接する冷却管2を互いに接続するための接続部10と、冷媒7の導入管11と、導出管12とを備える。導入管11から冷媒7を導入することにより、全ての冷却管2に冷媒7が流れ、電子部品3を冷却するようになっている。
電子部品3の内部にはIGBT素子とフライホイールダイオードが封止されており(図10参照)、この電子部品3を用いて、後述するインバータを構成している。
As shown in FIG. 1, the stacked
An IGBT element and a flywheel diode are sealed inside the electronic component 3 (see FIG. 10), and this
一方、図2に示すごとく、冷却管2は、第1側壁2c、第2側壁2dを備える。上述した第1管壁2a、第2管壁2bと、第1側壁2c、第2側壁2dによって、断面四角形状の冷却管2の外壁を構成している。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
また、図2〜図5に示すごとく、第1流路21における第1上流側冷却面20aおよび第1下流側冷却面20bに対応する位置と、第4流路24における第2上流側冷却面20cおよび第2下流側冷却面20dに対応する位置とには、冷媒7との接触面積を増やして冷却効率を上げるためのインナフィン6が各々設けられ、第2流路22および第3流路23にはインナフィン6が設けられていない。
このインナフィン6は、図2に示すごとく波板から構成されており、第1管壁2aまたは第2管壁2bに接触している。電子部品3から発生した熱は第1管壁2aまたは第2管壁2bを通ってインナフィン6に伝わり、冷媒7によって冷却される。
2-5, the position corresponding to the 1st
The
また、図6に示すごとく、第1冷媒切替部5aは、第1隔壁4aを上流側と下流側に分断するよう切り欠いた第1切欠部201を備える。
また、第1隔壁4aに直交するように第1切欠部201に設けられ第1流路21及び第2流路22を幅方向に区画する第1仕切板61を備える。
そして、第1切欠部201の上流側端縁203において、第1仕切板61によって区画された第1流路21の幅方向一方側を閉塞する第1混合防止板51と、第1仕切板61によって区画された第2流路22の幅方向他方側を閉塞する第2混合防止板52を備える。
さらに、第1切欠部201の下流側端縁204において、第1仕切板61によって区画された第1流路21の幅方向他方側を閉塞する第3混合防止板53と、第1仕切板61によって区画された第2流路22の幅方向一方側を閉塞する第4混合防止板54とを備える。
Moreover, as shown in FIG. 6, the 1st refrigerant |
Moreover, the
A first mixing
Furthermore, a third mixing
一方、図7に示すごとく、第2冷媒切替部5bは、第3隔壁4cを上流側と下流側に分断するよう切り欠いた第2切欠部202を備える。
また、第3隔壁4cに直交するように第2切欠部202に設けられ第3流路23及び第4流路24を幅方向に区画する第2仕切板62を備える。
そして、第2切欠部202の上流側端縁205において、第2仕切板62によって区画された第3流路23の幅方向一方側を閉塞する第5混合防止板55と、第2仕切板62によって区画された第4流路24の幅方向他方側を閉塞する第6混合防止板56を備える。
さらに、第2切欠部202の下流側端縁206において、第2仕切板62によって区画された第3流路23の幅方向他方側を閉塞する第7混合防止板57と、第2仕切板62によって区画された第4流路24の幅方向一方側を閉塞する第8混合防止板58とを備える。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the 2nd refrigerant |
In addition, a
Then, at the
Further, a seventh mixing
換言すると、図6に示すごとく、第1混合防止板51は、第1切欠部201の上流側端縁203と、第1仕切板61の上流側端縁61aと、第1側壁2c(図6では一部省略している)と、第1管壁2aとによって囲まれる部分を閉塞している。また、第2混合防止板52は、第1切欠部201の上流側端縁203と、第1仕切板61の上流側端縁61aと、第2側壁2dと、第2隔壁4bとによって囲まれる部分を閉塞している。
さらに、第3混合防止板53は、第1切欠部201の下流側端縁204と、第1仕切板61の下流側端縁61bと、第2側壁2dと、第1管壁2aとによって囲まれる部分を閉塞している。そして、第4混合防止板54は、第1切欠部201の下流側端縁204と、第1仕切板61の下流側端縁61bと、第1側壁2cと、第2隔壁4bとによって囲まれる部分を閉塞している。
In other words, as shown in FIG. 6, the first mixing
Further, the third mixing
また、図7に示すごとく、第5混合防止板55は、第2切欠部202の上流側端縁205と、第2仕切板62の上流側端縁62aと、第1側壁2c(図7では一部省略している)と、第2隔壁4bとによって囲まれる部分を閉塞している。そして、第6混合防止板56は、第2切欠部202の上流側端縁205と、第2仕切板62の上流側端縁62aと、第2側壁2dと、第2管壁2bとによって囲まれる部分を閉塞している。
さらに、第7混合防止板57は、第2切欠部202の下流側端縁206と、第2仕切板62の下流側端縁62bと、第2側壁2dと、第2隔壁4bとによって囲まれる部分を閉塞している。そして、第8混合防止板58は、第2切欠部202の下流側端縁206と、第2仕切板62の下流側端縁62bと、第1側壁2cと、第2管壁2bとによって囲まれる部分を閉塞している。
Further, as shown in FIG. 7, the fifth mixing
Furthermore, the seventh mixing
次に、本例の積層型冷却装置1に用いる冷却管2の製造方法について説明する。まず、板金をプレス加工することにより、図8に示すごとく、第1仕切板61と第1〜第4混合防止板54とが一体にされた第1冷媒切替部用部品50aを製造する。また、同様にして、板金をプレス加工することにより、第2仕切板62と第5〜第8混合防止板58とが一体にされた第2冷媒切替部用部品50bを製造する。
Next, the manufacturing method of the
一方、図9に示すごとく、第1側壁2cおよび第2側壁2dの一部と第1管壁2aとが一体になった部材Aと、第1側壁2cおよび第2側壁2dの一部と第2管壁2bとが一体になった部材2Bとを用意する。そして図示するごとく、部材2Bと、インナフィン6と、第3隔壁4cと、第2冷媒切替部用部品50bと、第2隔壁4bと、第1冷媒切替部用部品50aと、第1隔壁4aと、インナフィン6と、部材2Aとを順次配置する。第1〜第3隔壁4cと、第1冷媒切替部用部品50a,第2冷媒切替部用部品50bにはロウ材が付着しており、加熱することによりロウ付けされ、これらの部材が固定される。
On the other hand, as shown in FIG. 9, a member A in which a part of the
次に、電子部品3を接続して構成したインバータ8の回路図を図10に示す。図示するごとく、電子部品3にはIGBT素子31と、フライホイールダイオード32とが封止されている。一方の電子部品3aのコレクタ端子と、他方の電子部品3bのエミッタ端子とが、直流入力端子となっている。また、一方の電子部品3aのエミッタ端子と、他方の電子部品3bのコレクタ端子とが接続され、交流出力端子になっている。この交流出力端子に、三相交流モータ81,82が接続されている。
また、直流電源80の電圧を昇圧するためのコンバータ83と、平滑用コンデンサ84が設けられている。
上記インバータ8は車両に搭載されるもので、直流電源80の電圧をインバータ8で交流に変換し、三相交流モータ81,82を駆動して車両を走行させている。
Next, a circuit diagram of the inverter 8 configured by connecting the
Further, a
The inverter 8 is mounted on a vehicle. The inverter 8 converts the voltage of the
次に、本例の積層型冷却装置1の作用効果につき説明する。
図2〜図5に示すごとく、本例では冷却管2を4層に分けており、第1冷媒切替部5aによって第1流路21と第2流路22の冷媒7を入れ替えている。すなわち、第1流路21の上流を流れ電子部品3(第1上流側冷却面20a)に暖められた冷媒7を第2流路22の下流側に流し、第2流路22の上流側を流れた温度の低い冷媒7を第1流路21の下流側に流している。これにより、温度の低い冷媒7を使って下流側の電子部品3(第1下流側冷却面20b)を冷却することができる。
また、第2冷媒切替部5bによって第3流路23と第4流路24の冷媒7を入れ替えている。すなわち、第4流路24の上流側を流れ電子部品3(第2上流側冷却面20c)で電子部品3に暖められた冷媒7を第3流路23の下流側に流し、第3流路23の上流側を流れた温度の低い冷媒7を第4流路24の下流側に流している。これにより、温度の低い冷媒7を使って下流側の電子部品3(第2下流側冷却面20d)を冷却することができる。
Next, the effect of the
As shown in FIGS. 2 to 5, in this example, the
Further, the
また、図2〜図5に示すごとく、本例では、冷却管2の第1流路21および第4流路24にのみインナフィン6を設けており、第2流路22および第3流路23にはインナフィン6を設けていない。
このようにすると、電子部品3を冷却するために必要な流路(第1流路21および第4流路24)のみにインナフィン6を配置するため、全ての流路にインナフィン6を配置した場合と比較して、冷媒7の抵抗を小さくすることができる。
As shown in FIGS. 2 to 5, in this example, the
In this case, since the
また、本例では、第1冷媒切替部5aと第2冷媒切替部5bを、図6、図7に示す形状にしている。このようにすると、第1流路21を流れてきた冷媒7は、第1冷媒切替部5aにおいて、第1混合防止板51にて一部が堰き止められ、第1仕切板61と第3混合防止板53の存在により第1切欠部201を通って第2流路22に流入し進んでいく。同様に第2流路22を流れてきた冷媒7は、第2混合防止板52にて一部が堰き止められ、第1仕切板61と第4混合防止板54の存在により第1切欠部201を通って第1流路21に流入し進んでいく。
そして、第3流路23と第4流路24を流れてきた冷媒7は、上記と同様に第2冷媒切替部5bにおいて流れ方向を変えていく。これにより、冷却管2内で冷媒7の流れを確実に切り替えることができ、温度の高い冷媒7と温度の低い冷媒7とが混合するような問題が生じにくくなる。そのため、下流側の電子部品3を効果的に冷却することが可能となる。
Moreover, in this example, the 1st refrigerant |
Then, the
また、本例では、板金をプレス加工することにより図8に示す形状の第1冷媒切替部用部品50aおよび第2冷媒切替部用部品50bを製造する。そして図9に示すごとく、この第1冷媒切替部用部品50aおよび第2冷媒切替部用部品50bをその他の部品とともに配置し、ロウ付けにより固定して、冷却管2を製造する。
このようにすると、一枚の板金をプレス加工して第1冷媒切替部5aおよび第2冷媒切替部5bを形成するため、個々の部品をロウ付け等して形成する場合と比較して、第1冷媒切替部用部品50aおよび第2冷媒切替部用部品50bを容易に製造することができる。
Moreover, in this example, the 1st refrigerant | coolant switching
In this case, since the first
以上のごとく、本例によれば、下流側の電子部品3を効果的に冷却できる積層型冷却装置1を提供することができる。
As described above, according to this example, it is possible to provide the stacked
(実施例2)
本例は、冷却管2の製造方法を変えた例である。まず、図11に示すごとく、切欠部が形成されていない第1隔壁4aを用意する。そして図12に示すごとく、第1隔壁4aをプレス加工することにより第1〜第4混合防止板54および第1切欠部201を形成する。その後、第1切欠部201に第1仕切板61を配置してロウ付け等により固定する。
同様にして、切欠部が形成されていない第3隔壁4cを用意する。そして図12に示すごとく、第3隔壁4cをプレス加工することにより第5〜第8混合防止板58および第2切欠部202を形成する。その後、第2切欠部202に第2仕切板を配置して固定する。
その他、実施例1と同様の構成を有する。
(Example 2)
In this example, the manufacturing method of the
Similarly, a
In addition, the configuration is the same as that of the first embodiment.
第1〜第4混合防止板および第1仕切板が一体になったものをプレス加工により形成する場合は比較的複雑な形状の型が必要になるが、上述のように、第1隔壁を加工して第1〜第4混合防止板を形成すると、比較的簡単な形状の型ですむ。また、第5〜第8混合防止板も、同じ形状の型で製造することが可能となる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
When the first to fourth mixing prevention plates and the first partition plate are integrated by pressing, a relatively complicated shape is required, but the first partition is processed as described above. When the first to fourth mixing prevention plates are formed, a mold having a relatively simple shape can be used. In addition, the fifth to eighth mixing prevention plates can be manufactured with a mold having the same shape.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例3)
本例は、冷却管2の形状を変更した例である。本例では図13に示すごとく、第1管壁2aを含み端部207,208が折り曲げられた部材2A’と、第2管壁2bを含み端部207,208が折り曲げられた部材2B’とを用いる。そして、部材2A’と第2隔壁4bと部材2B’とを重ね、端部207,208にて圧着している。
このようにすると、部材2A’と2B’をしっかりと接続することができる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
(Example 3)
In this example, the shape of the
If it does in this way,
In addition, the configuration and operational effects are the same as those of the first embodiment.
1 積層型冷却装置
2 冷却管
2a 第1管壁
2b 第2管壁
2c 第1側壁
2d 第2側壁
20a 第1上流側冷却面
20b 第1下流側冷却面
20c 第2上流側冷却面
20d 第2下流側冷却面
21 第1流路
22 第2流路
23 第3流路
24 第4流路
3 電子部品
4a 第1隔壁
4b 第2隔壁
4c 第3隔壁
5a 第1冷媒切替部
5b 第2冷媒切替部
6 インナフィン
7 冷媒
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記冷却管は、その両外面においてそれぞれ上記電子部品に接触する第1管壁及び第2管壁を有し、
上記第1管壁と上記第2管壁との間には、上記第1管壁側から順次第1流路、第2流路、第3流路、及び第4流路を形成するよう順次第1隔壁、第2隔壁、及び第3隔壁を並列配置してなり、
上記第1隔壁の途中には、上記第1流路を流れてきた冷媒が上記第2流路に流入するとともに、上記第2流路を流れてきた冷媒が上記第1流路に流入するよう冷媒の流れ方向を切り替える第1冷媒切替部を有し、
上記第3隔壁の途中には、上記第3流路を流れてきた冷媒が上記第4流路に流入するとともに、上記第4流路を流れてきた冷媒が上記第3流路に流入するよう冷媒の流れ方向を切り替える第2冷媒切替部を有し、
上記第1管壁は、上記第1冷媒切替部よりも上流側及び下流側に位置する第1上流側冷却面及び第1下流側冷却面においてそれぞれ上記電子部品に接触し、
上記第2管壁は、上記第2冷媒切替部よりも上流側及び下流側に位置する第2上流側冷却面及び第2下流側冷却面においてそれぞれ上記電子部品に接触するよう構成されていることを特徴とする積層型冷却装置。 An electronic component that generates heat when energized and a cooling tube in which a refrigerant flows in the tube are alternately stacked, and is a stacked cooling device configured to cool the electronic component from both sides,
The cooling pipe has a first pipe wall and a second pipe wall that come into contact with the electronic components on both outer surfaces thereof,
A first flow path, a second flow path, a third flow path, and a fourth flow path are sequentially formed between the first tube wall and the second tube wall from the first tube wall side. The first partition, the second partition, and the third partition are arranged in parallel,
In the middle of the first partition, the refrigerant flowing through the first flow path flows into the second flow path, and the refrigerant flowing through the second flow path flows into the first flow path. A first refrigerant switching unit that switches a flow direction of the refrigerant;
In the middle of the third partition, the refrigerant flowing through the third flow path flows into the fourth flow path, and the refrigerant flowing through the fourth flow path flows into the third flow path. A second refrigerant switching unit that switches a flow direction of the refrigerant;
The first pipe wall is in contact with the electronic component at a first upstream cooling surface and a first downstream cooling surface located upstream and downstream of the first refrigerant switching unit, respectively.
The second pipe wall is configured to be in contact with the electronic component at a second upstream cooling surface and a second downstream cooling surface located upstream and downstream of the second refrigerant switching unit, respectively. A laminated cooling device characterized by the above.
上記第1隔壁に直交するように上記第1切欠部に設けられ上記第1流路及び上記第2流路を幅方向に区画する第1仕切板と、
上記第1切欠部の上流側端縁において、上記第1仕切板によって区画された上記第1流路の幅方向一方側を閉塞する第1混合防止板と、上記第1仕切板によって区画された上記第2流路の幅方向他方側を閉塞する第2混合防止板と、
上記第1切欠部の下流側端縁において、上記第1仕切板によって区画された上記第1流路の幅方向他方側を閉塞する第3混合防止板と、上記第1仕切板によって区画された上記第2流路の幅方向一方側を閉塞する第4混合防止板とにより構成されており、
上記第2冷媒切替部は、上記第3隔壁を上流側と下流側に分断するよう切り欠いた第2切欠部と、
上記第3隔壁に直交するように上記第2切欠部に設けられ上記第3流路及び上記第4流路を幅方向に区画する第2仕切板と、
上記第2切欠部の上流側端縁において、上記第2仕切板によって区画された上記第3流路の幅方向一方側を閉塞する第5混合防止板と、上記第2仕切板によって区画された上記第4流路の幅方向他方側を閉塞する第6混合防止板と、
上記第2切欠部の下流側端縁において、上記第2仕切板によって区画された上記第3流路の幅方向他方側を閉塞する第7混合防止板と、上記第2仕切板によって区画された上記第4流路の幅方向一方側を閉塞する第8混合防止板とにより構成されていることを特徴とする積層型冷却装置。 In Claim 1 or Claim 2, the 1st refrigerant change part is the 1st notch which notched so that the 1st partition might be divided into the upper stream side and the lower stream side,
A first partition plate provided in the first notch so as to be orthogonal to the first partition wall and partitioning the first flow path and the second flow path in the width direction;
At the upstream end edge of the first cutout portion, the first mixing prevention plate that blocks one side in the width direction of the first flow path defined by the first partition plate and the first partition plate A second mixing prevention plate for closing the other side in the width direction of the second flow path;
At the downstream edge of the first notch, the third mixing prevention plate that blocks the other side in the width direction of the first flow path defined by the first partition plate and the first partition plate A fourth mixing prevention plate for closing one side in the width direction of the second flow path,
The second refrigerant switching unit includes a second cutout portion cut out to divide the third partition wall into an upstream side and a downstream side;
A second partition plate provided in the second notch so as to be orthogonal to the third partition wall, and dividing the third channel and the fourth channel in the width direction;
At the upstream end edge of the second notch, the fifth mixing prevention plate that closes one side in the width direction of the third flow path defined by the second partition plate and the second partition plate A sixth mixing prevention plate for closing the other side in the width direction of the fourth flow path;
At the downstream edge of the second notch, the seventh mixing prevention plate that blocks the other side in the width direction of the third flow path defined by the second partition plate and the second partition plate A laminated cooling apparatus comprising: an eighth mixing prevention plate that closes one side in the width direction of the fourth flow path.
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