JP6537942B2 - 液流通装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、たとえば半導体素子などの発熱体を冷却する液冷式冷却装置として用いられる液流通装置およびその製造方法に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図２の上下を上下というものとする。

従来、液冷式冷却装置に用いられる液流通装置として、中空状のケーシング本体およびケーシング本体に通じる円筒状のパイプ接続部を有するケーシングと、ケーシングのパイプ接続部に接続された通液パイプとを備えており、ケーシングのケーシング本体が、液流通部および液流通部内にパイプ接続部を通じさせる連通部よりなり、ケーシングが、ケーシング本体の液流通部および連通部の上部を形成する第１部分、ならびにパイプ接続部の上半部を形成する第１半円筒部を有する上構成部材と、ケーシング本体の液流通部および連通部の下部を形成する第２部分、ならびにパイプ接続部の下半部を形成する第２半円筒部を有し、かつ上構成部材にろう付された下構成部材とよりなり、通液パイプが、ケーシングのパイプ接続部内に挿入されてろう付されているものが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１記載の液流通装置は、上下両構成部材を、ブレージングシートにプレス加工を施すことによりつくるとともに、通液パイプをつくり、ついでケーシングの上下両構成部材を、第１部分と第２部分、および第１半円筒部と第２半円筒部を合致するように組み合わせた後に、通液パイプを上下両構成部材の組み合わせ体の両半円筒部間に挿入し、この状態で上下両構成部材どうしをろう付してケーシング本体およびパイプ接続部を有するケーシングをつくり、さらに通液パイプをケーシングのパイプ接続部の内周面にろう付することによって製造されている。

しかしながら、特許文献１記載の液流通装置によれば、パイプ接続部とパイプとのろう付に用いられるろう材が不足し、ろう付不良が発生して冷却がケーシングの外部に洩れるおそれがある。

特開２００８−２２４１３４号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、ケーシングの上下両構成部材のパイプ接続部とパイプとの間にろう付不良が発生するのを防止しうる液流通装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)中空状のケーシング本体およびケーシング本体に通じる円筒状のパイプ接続部を有するケーシングと、ケーシングのパイプ接続部に接続された通液パイプとを備えており、ケーシングのケーシング本体が、液流通部および液流通部内にパイプ接続部を通じさせる連通部よりなり、ケーシングが、ケーシング本体の液流通部および連通部の上部を形成する第１部分、ならびにパイプ接続部の上半部を形成する第１半円筒部を有する上構成部材と、ケーシング本体の液流通部および連通部の下部を形成する第２部分、ならびにパイプ接続部の下半部を形成する第２半円筒部を有し、かつ上構成部材にろう付された下構成部材とよりなり、通液パイプが、ケーシングのパイプ接続部内に挿入されてろう付されている液流通装置であって、
ケーシングの上構成部材が少なくとも下面がろう材で覆われたブレージングシートで形成されるとともに、同じく下構成部材が少なくとも上面がろう材で覆われたブレージングシートで形成され、ケーシングの上構成部材における第１半円筒部の両側縁部に、外側方に突出した上水平平板部が一体に設けられ、ケーシングの下構成部材における第２半円筒部の両側縁部に、外側方に突出し、かつ上構成部材の上水平平板部の幅よりも広幅であるとともに上構成部材の上水平平板部が重ね合わされた下水平平板部が一体に設けられており、上構成部材の第１半円筒部および下構成部材の第２半円筒部からなるパイプ接続部の内周面の先端に、外方に向かって拡径された円錐面が形成され、当該円錐面と通液パイプの外周面との間にパイプ接続部の先端側に向かって広がった環状空間が全周にわたって形成され、上下両水平平板部におけるパイプ接続部の開口端側の端面において、上下両水平平板部の合わせ目に、上下両水平平板部の重ね合わせ部の外側縁部と環状空間とを通じさせる連通溝が形成され、環状空間および連通溝の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されている液流通装置。

2)ケーシングの上構成部材の上水平平板部の外側縁に斜め上方に突出した傾斜平板部が一体に設けられ、下構成部材の下水平平板部の幅が、上構成部材の第１半円筒部の両側縁部から傾斜平板部の先端までの直線距離よりも広くなっており、傾斜平板部と下構成部材の下水平平板部との間に外側方に向かって広がった空間が形成され、当該空間と環状空間とが連通溝により通じさせられ、空間、連通溝および環状空間の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されている上記1)記載の液流通装置。

3)上記1)記載の液流通装置を製造する方法であって、
少なくとも片面がろう材で覆われているブレージングシートにプレス加工を施すことによって、ケーシング本体の液流通部および連通部の上部を形成する第１部分、パイプ接続部の上半部を形成する第１半円筒部、ならびに第１半円筒部の両側縁部に外側方に突出するように一体に設けられた上水平平板部を有する上構成部材と、ケーシング本体の液流通部および連通部の下部を形成する第２部分、パイプ接続部の下半部を形成する第２半円筒部、ならびに第２半円筒部の両側縁部に外側方に突出するように一体に設けられ、かつ上構成部材の上水平平板部よりも広幅であるとともに当該上水平平板部が重ね合わされる下水平平板部を有する下構成部材とを成形する第１工程と、
上下両構成部材を、上水平平板部と下水平平板部とが重なるように組み合わせた後、上下両押さえ型によって上下両構成部材の両半円筒部および両水平平板部を、両半円筒部および両水平平板部の端面が外部に露出した状態で上下から拘束する第２工程と、
円柱状本体部、本体部の一端に段部を介して一体に設けられ、かつ本体部よりも小径であるとともに上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入される円柱状挿入部、および本体部の一直径上において径方向外方に張り出すように一体に設けられ、かつ挿入部側端部が上下両水平平板部の外方に露出した端面における上下両水平平板部の合わせ目に当接する羽根部を有しており、本体部と挿入部との間の段部が、挿入部の挿入端側に向かって小径となった円錐面状となっている加工治具を使用し、
加工治具の挿入部を上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入するとともに、前記段部により両半円筒部の開口端面を押圧してパイプ接続部用円筒部の内周面の先端に、外方に向かって拡径された円錐面を形成し、さらに羽根部の端部により上下両水平平板部の外方に露出した端面の合わせ目部分を押圧して一端がパイプ接続用円錐面に開口するとともに、他端が上下両水平平板部の重ね合わせ部の外側縁部に開口した連通溝を形成する第３工程と、
加工治具の挿入部を上下両構成部材の両半円筒部内から引き抜くとともに、上下両押さえ型による上下両構成部材の拘束を解除した後、通液パイプを上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入し、当該パイプ接続部用円筒部の内周面の先端の円錐面と通液パイプの外周面との間に、パイプ接続部用円筒部の先端側に向かって広がった環状空間を全周にわたって形成し、この状態で上下両構成部材および通液パイプを仮止めする第４工程と、
上下両構成部材どうしをろう付して、上構成部材の第１部分および下構成部材の第２部分によりケーシング本体の液流通部および連通部をつくるとともに、上下両構成部材の半円筒部により内周面の先端に円錐面が設けられているパイプ接続部をつくることによってケーシングを形成し、さらにパイプ接続部の内周面に通液パイプをろう付し、パイプ接続部の内周面の先端の円錐面と通液パイプの外周面との間に形成された環状空間、および上下両水平平板部の端面の合わせ目部分の連通溝の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットを形成する第５工程とを含む液流通装置の製造方法。

4)第１工程においてブレージングシートにプレス加工を施して上構成部材を成形する際に、上水平平板部の外側縁に斜め上方に突出した傾斜平板部を一体に設けておき、第２工程において、上下両押さえ型によって上下両構成部材の両半円筒部および両水平平板部を上下から拘束する際に、傾斜平板部を上押さえ型の下面における上下両水平平板部を拘束する部分よりも外側に形成した逃がし空間内に入れるとともに、傾斜平板部と下構成部材の下水平平板部との間に外側方に向かって広がった空間を形成しておき、第３工程において形成した連通溝により、前記空間と第４工程において形成した環状空間とを通じさせ、第５工程における上下両構成部材のろう付時、およびパイプ接続部と通液パイプとのろう付時に、空間、連通溝および環状空間の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットを形成する上記3)記載の液流通装置の製造方法。

上記1)の液流通装置によれば、ケーシングの上構成部材が少なくとも下面がろう材で覆われたブレージングシートで形成されるとともに、同じく下構成部材が少なくとも上面がろう材で覆われたブレージングシートで形成され、ケーシングの上構成部材における第１半円筒部の両側縁部に、外側方に突出した上水平平板部が一体に設けられ、ケーシングの下構成部材における第２半円筒部の両側縁部に、外側方に突出し、かつ上構成部材の上水平平板部の幅よりも広幅であるとともに上構成部材の上水平平板部が重ね合わされた下水平平板部が一体に設けられており、上構成部材の第１半円筒部および下構成部材の第２半円筒部からなるパイプ接続部の内周面の先端に、外方に向かって拡径された円錐面が形成され、当該円錐面と通液パイプの外周面との間にパイプ接続部の先端側に向かって広がった環状空間が全周にわたって形成され、上下両水平平板部におけるパイプ接続部の開口端側の端面において、上下両水平平板部の合わせ目に、上下両水平平板部の重ね合わせ部の外側縁部と環状空間とを通じさせる連通溝が形成され、環状空間および連通溝の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されているので、次のような効果を奏する。すなわち、上記3)の方法により液流通装置を製造する際に、下構成部材の下水平平板部における上構成部材の上水平平板部よりも外側方に突出した部分の上面から溶け出したろう材が、前記連通溝を通って環状空間内に流入し、環状空間および連通溝の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されるので、パイプ接続部と通液パイプとのろう付に寄与するろう材量が、特許文献１記載の装置に比べて多くなる。したがって、パイプ接続部と通液パイプとのろう付部にろう付不良が発生することを防止することができる。

上記2)の液流通装置によれば、上記4)の方法により液流通装置を製造する際に、上構成部材の傾斜平板部の下面から溶け出したろう材、および下構成部材の下水平平板部の上面から溶け出したろう材が、空間内に入るとともに連通溝を通って環状空間に流入し、空間、連通溝および環状空間の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されるので、パイプ接続部とパイプとのろう付に寄与するろう材量が、特許文献１記載の装置に比べて多くなる。したがって、パイプ接続部とパイプとのろう付部にろう付不良が発生することを効果的に防止することができる。

上記3)の製造方法によれば、下構成部材の下水平平板部における上構成部材の上水平平板部よりも外側方に突出した部分の上面から溶け出したろう材が、前記連通溝を通って環状空間内に流入し、環状空間および連通溝の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されるので、パイプ接続部と通液パイプとのろう付に寄与するろう材量が、特許文献１記載の装置に比べて多くなる。したがって、パイプ接続部と通液パイプとのろう付部にろう付不良が発生することを防止することができる。

上記4)の製造方法によれば、上構成部材の傾斜平板部の下面から溶け出したろう材、および下構成部材の下水平平板部における上構成部材の上水平平板部よりも外側方に突出した部分の上面から溶け出したろう材が、空間内に入るとともに連通溝を通って環状空間に流入し、空間、連通溝および環状空間の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されるので、パイプ接続部とパイプとのろう付に寄与するろう材量が、特許文献１記載の装置に比べて多くなる。したがって、パイプ接続部とパイプとのろう付部にろう付不良が発生することを効果的に防止することができる。

この発明の液流通装置を適用した液冷式冷却装置の全体構成を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１の液冷式冷却装置を製造するのに用いられる上下両構成部材、上下両押さえ型および加工治具を示す分解斜視図である。 図１の液冷式冷却装置を製造する工程において、上下両構成部材を上下両押さえ型により拘束した状態を示す斜視図である。 図５のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 図６のＤ−Ｄ線断面図である。 図１の液冷式冷却装置を製造する工程において、加工治具の挿入部を上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入した状態を示す要部拡大垂直断面図である。 図１の液冷式冷却装置を製造する工程において、加工治具の挿入部を上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内から引き抜いた状態を示す要部拡大垂直断面図である。 図９のＥ−Ｅ線断面図である。 図１の液冷式冷却装置を製造する工程において、上下両押さえ型による上下両構成部材の拘束を解除した状態を示す斜視図である。 図１の液冷式冷却装置を製造する工程において、通液パイプを上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入する状態を示す斜視図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明の液流通装置を、半導体素子などの発熱体を冷却する液冷式冷却装置に適用したものである。

以下の説明において、図２の左右を左右といい、図３の左側を前、これと反対側を後というものとする。

また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

図１および図２この発明の液流通装置を適用した液冷式冷却装置を示し、図３はその要部の構成を示す。また、図４〜図１２は液冷式冷却装置の製造方法を示す。

図１〜図３において、液冷式冷却装置(1)は、アルミニウム製ケーシング(2)と、ケーシング(2)に接続された２つのアルミニウム製通液パイプ(3)とを備えており、一方の通液パイプ(3)がケーシング(2)内に冷却液を流入させるのに用いられ、他方の通液パイプ(3)がケーシング(2)内から冷却液を流出させるのに用いられるようになっている。

ケーシング(2)は、中空状ケーシング本体(4)と、ケーシング本体(4)の左右両端部にそれぞれ一体に設けられ、かつケーシング本体(4)内に通じる円筒状のパイプ接続部(5)とを備えている。ケーシング本体(4)は、頂壁(6a)、周壁(6b)および底壁(6c)を有し、かつ内部を冷却液が流れるようになされた液流通部(6)と、液流通部(6)の左右両端部に設けられ、かつパイプ接続部(5)側に向かって狭くなっているとともにパイプ接続部(5)を液流通部(6)に通じさせる連通部(7)とよりなる。

ケーシング(2)は、ケーシング本体(4)の液流通部(6)および連通部(7)の上部を形成する第１部分(9)、ならびにパイプ接続部(5)の上半部を形成する第１半円筒部(11)を有する上構成部材(8)と、ケーシング本体(4)の液流通部(6)および連通部(7)の下部を形成する第２部分(13)、ならびにパイプ接続部(5)の下半部を形成する第２半円筒部(14)を有し、かつ上構成部材(8)にろう付された下構成部材(12)とよりなる。上構成部材(8)の第１部分(9)に、液流通部(6)の頂壁(6a)および周壁(6b)の全体と、連通部(7)の上半部とが設けられている。下構成部材(12)の第２部分(13)に、液流通部(6)の平坦な底壁(6c)の全体と、連通部(7)の下半部とが設けられている。上構成部材(8)は、少なくとも下面がろう材で覆われたアルミニウムブレージングシートで形成され、下構成部材(12)は、少なくとも上面がろう材で覆われたアルミニウムブレージングシートで形成されている。

ケーシング(2)の上構成部材(8)における第１部分(9)の前後両側縁部に、外側方に真っ直ぐに突出した第１上水平平板部(15)が一体に設けられている。また、上構成部材(8)における第１半円筒部(11)の前後両側縁部に、外側方に真っ直ぐに突出した第２上水平平板部(16)が一体に設けられ、第２上水平平板部(16)の外側縁に、斜め上方に突出した傾斜平板部(17)が一体に設けられている。上構成部材(8)の第２上水平平板部(16)は、第１上水平平板部(15)の左右両端部に面一となるように連なっている。

ケーシング(2)の下構成部材(12)における第２部分(13)の前後両側縁部に、外側方に真っ直ぐに突出した第１下水平平板部(18)が一体に設けられている。また、下構成部材(12)における第２半円筒部(14)の前後両側縁部に、外側方に真っ直ぐに突出した第２下水平平板部(19)が一体に設けられている。下構成部材(12)の第２下水平平板部(19)は、第１下水平平板部(18)の左右両端部に面一となるように連なっている。下構成部材(12)の両下水平平板部(18)(19)の外形は、左右方向の長さが上構成部材(8)の左右方向の長さと等しくなっているとともに、前後方向の長さが上構成部材(8)の第１上水平平板部(15)の前後両側縁部間の直線距離よりも長くなっている左右方向に長い方形である。したがって、下構成部材(12)の両下水平平板部(18)(19)の前後方向の幅は、上構成部材(8)の両上水平平板部(15)(16)の幅よりも広く、かつ第１半円筒部(11)の前後両側縁部から前後両傾斜平板部(17)の先端までの直線距離よりも広くなっている。

ケーシング(2)の上構成部材(8)の第１半円筒部(11)および下構成部材(12)の第２半円筒部(14)により形成されるパイプ接続部(5)の内周面の先端に、外方に向かって拡径された円錐面(21)が形成され、円錐面(21)とパイプ接続部(5)に挿入される通液パイプ(3)の外周面との間に、左右方向外側に向かって径方向に広がった環状空間(22)が全周にわたって形成されている。また、上構成部材(8)の傾斜平板部(17)と下構成部材(12)の第２下水平平板部(19)との間に前後方向外側に向かって上下方向に広がった空間(23)が形成されている。さらに、ケーシング(2)の上構成部材(8)の第２上水平平板部(16)および下構成部材(12)の第２下水平平板部(19)におけるパイプ接続部(5)の開口端側の端面において、両水平平板部(16)(19)の合わせ目に、左右方向にのびかつ環状空間(22)と空間(23)とを通じさせる連通溝(24)が形成されている。

ケーシング(2)の上下両構成部材(8)(12)は、片面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことによって、他方の構成部材(12)(8)側を向いた面にろう材層が来るように形成されたものである。すなわち、上構成部材(8)は、アルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことによって、両上水平平板部(15)(16)を除いた部分を膨出させるとともに、第２上水平平板部(16)の外側縁部に傾斜平板部(17)を設けることにより成形される。下構成部材(12)は、アルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことによって、両下水平平板部(18)(19)および液流通部(6)の底壁(6c)となる部分を除いた部分（連通部(7)の下半部となる部分）を膨出させることにより成形される。

通液パイプ(3)のパイプ接続部(5)内に挿入された部分における円錐面(21)よりもケーシング本体(4)側に、環状ビード(3a)が全周にわたって形成されている。環状ビード(3a)の外径は、パイプ接続部(5)の内径と等しいか、または若干小さくなっている。

そして、ケーシング(2)の上構成部材(8)の第１上水平平板部(15)と下構成部材(12)の第１下水平平板部(18)、および上構成部材(8)の第２上水平平板部(16)と下構成部材(12)の第２下水平平板部(19)とが、上構成部材(8)の下面のろう材および下構成部材(12)の上面のろう材によりろう付されることにより液流通部(6)および連通部(7)を有するケーシング本体(4)とパイプ接続部(5)とが形成され、さらにパイプ接続部(5)と通液パイプ(3)とが上構成部材(8)の下面のろう材および下構成部材(12)の上面のろう材によりろう付されており、環状空間(22)、空間(23)、連通溝(24)、および通液パイプ(3)の環状ビード(3a)よりも外側部分の外周面とパイプ接続部(5)の内周面との間の部分内に跨るように、上構成部材(8)の下面および下構成部材(12)の上面を覆っていたろう材からなるフィレット(25)が形成されている。

上記構成の液冷式冷却装置(1)において、たとえば半導体素子などからなる発熱体は、絶縁部材を介してケーシング本体(4)の液流通部(6)の頂壁(6a)外面に取り付けられる。そして、図示しない冷却液供給用配管から一方、たとえば右側の通液パイプ(3)内に送り込まれた冷却液は、ケーシング本体(4)の右側連通部(7)を通って液流通部(6)内に流入し、液流通部(6)内を左方に流れた後に左側連通部(7)を通って左側通液パイプ(3)内に流入し、図示しない冷却液排出用配管内に送り込まれる。発熱体から発せられる熱は、絶縁部材、およびケーシング本体(4)の液流通部(6)の頂壁(6a)を経てケーシング本体(4)の液流通部(6)内を流れる冷却液に伝わり、発熱体が冷却される。

以下、液冷式冷却装置(1)の製造方法を、図４〜図１２を参照して説明する。

まず、片面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことによって、第１部分(9)、第１半円筒部(11)、両上水平平板部(15)(16)および傾斜平板部(17)を有する上構成部材(8)と、第２部分(13)、第２半円筒部(14)および両下水平平板部(18)(19)を有する下構成部材(12)とを、それぞれ他方の構成部材(12)(8)側を向いた面にろう材が来るように成形する(図４参照)(第１工程)。

ついで、上下両構成部材(8)(12)を、第１および第２上水平平板部(15)(16)と第１および第２下水平平板部(18)(19)とが重なるように組み合わせた後、左右方向の幅がパイプ接続部(5)の左右方向の長さよりも若干長い上下両押さえ型(30)(31)によって、上下両構成部材(8)(12)の両半円筒部(11)(14)と、第２上水平平板部(16)および第２下水平平板部(19)を、両半円筒部(11)(14)および両水平平板部(16)(19)の端面が左右方向外方に露出した状態で上下から拘束する(図４および図５参照)(第２工程)。

上押さえ型(30)の下面には、上押さえ型(30)の左右方向の全幅にわたり、かつ上構成部材(8)の第１半円筒部(11)を嵌め入れる下方に開口した半円筒状の凹溝(32)と、凹溝(32)の前後両側に形成されかつ上構成部材(8)の第２上水平平板部(16)を下方に向かって押さえる第１押さえ部(33)と、両第１押さえ部(33)の前後方向外側に下方に開口するように形成され、かつ上押さえ型(30)の左右方向の全幅にわたるとともに上構成部材(8)の傾斜平板部(17)を収容する逃がし空間(34)と、両逃がし空間(34)の前後方向外側に形成され、かつ下構成部材(12)の第２下水平平板部(19)を下方に向かって押さえる第２押さえ部(35)とが設けられている。下押さえ型(31)の上面には、下押さえ型(31)の左右方向の全幅にわたり、かつ下構成部材(12)の第２半円筒部(14)を嵌め入れる上方に開口した半円筒状の凹溝(36)と、凹溝(36)の前後両側に形成されかつ下構成部材(8)の第２下水平平板部(19)を上方に向かって押さえる第１押さえ部(37)とが設けられている（図６および図７参照）。

そして、上下両構成部材(8)(12)の両半円筒部(11)(14)を上下両押さえ型(30)(31)の凹溝(32)(36)からなる貫通穴内に嵌め入れるとともに、上構成部材(8)の傾斜平板部(17)を逃がし空間(34)内に入れ、さらに上下両押さえ型(30)(31)の押さえ部(33)(37)により第２上水平平板部(16)および第２下水平平板部(19)を上下から押圧するとともに、上下両押さえ型(30)(31)の押さえ部(35)(37)により第２下水平平板部(19)を上下から押圧する。

ついで、外径が上下両押さえ型(30)(31)の凹溝(32)(36)からなる貫通穴の内径に等しい円柱状本体部(41)、本体部(41)の一端に段部(42)を介して一体に設けられ、かつ本体部(41)よりも小径であるとともに上下両構成部材(8)(12)の両半円筒部(11)(14)からなる円筒部内に挿入される円柱状挿入部(43)、および本体部(41)の一直径上において径方向外方に張り出すように一体に設けられ、かつ挿入部(43)側端部が上下両第２水平平板部(16)(19)の左右方向外方に露出した端面における上下両第２水平平板部(16)(19)の合わせ目に当接する羽根部(44)を有する加工治具(40)を用意する。加工治具(40)の本体部(41)と挿入部(43)との間の段部(42)における上下両構成部材(8)(12)側を向いた面は、挿入部(43)の挿入端側に向かって小径となった円錐面状となっている。また、羽根部(44)の挿入部(43)側端部は、挿入部(43)の本体部(41)側端部と同一位置にある。さらに、羽根部(44)の挿入部(43)側端部は先端が尖っている。

そして、加工治具(40)の挿入部(43)を、上下両構成部材(8)(12)の両半円筒部(11)(14)からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入するとともに段部(42)により両半円筒部(11)(14)の開口端面を押圧して両半円筒部(11)(14)の内周面に、パイプ接続部(5)の円錐面(21)となる部分円錐面(11a)(14a)を形成する。これと同時に、羽根部(44)の端部により上下両第２水平平板部(16)(19)の左右方向外方に露出した端面の合わせ目部分を押圧して連通溝(24)を形成する(図８〜図１０参照)(第３工程)。

ついで、加工治具(40)の挿入部(43)を上下両構成部材(8)(12)の両半円筒部内から引き抜くとともに、上下両押さえ型(30)(31)による上下両構成部材(8)(12)の拘束を解除した後、通液パイプ(3)を上下両構成部材(8)(12)の両半円筒部(11)(14)からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入し（図１１および図１２参照）、当該パイプ接続部用円筒部の内周面の先端の両部分円錐面(11a)(14a)からなる円錐面(21)と通液パイプ(3)の外周面との間に、パイプ接続部用円筒部の先端側に向かって広がった環状空間(22)を全周にわたって形成し、この状態で上下両構成部材(8)(12)および通液パイプ(3)を仮止めする(第４工程)。

その後、前記仮止め体を所定温度に加熱することによって、上構成部材(8)の第１上水平平板部(15)と下構成部材(12)の第１下水平平板部(18)、および上構成部材(8)の第２上水平平板部(16)と下構成部材(12)の第２下水平平板部(19)とをろう付してケーシング本体(4)およびパイプ接続部(5)を形成してケーシング(2)をつくり、さらにパイプ接続部(5)に通液パイプ(3)をろう付する。このろう付の際に、上構成部材(8)の傾斜平板部(17)の下面から溶け出したろう材、および下構成部材(12)の第２下水平平板部(19)における上構成部材(8)の第２上水平平板部(16)よりも外側方に突出した部分の上面から溶け出したろう材が、傾斜平板部(17)と第２下水平平板部(19)との間に形成された空間(23)内に流入するとともに、連通溝(24)を通って、部分円錐面(11a)(14a)からなる円錐面(21)と通液パイプ(5)の外周面との間に形成された環状空間(22)、および通液パイプ(3)の環状ビード(3a)よりも外側部分の外周面とパイプ接続部(5)の内周面との間の部分内に流入する(第５工程)。したがって、環状空間(22)、空間(23)、連通溝(24)、および通液パイプ(3)の環状ビード(3a)よりも外側部分の外周面とパイプ接続部(5)の内周面との間の部分の内部に跨るように、上構成部材(8)の下面および下構成部材(12)の上面を覆っていたろう材からなるフィレット(25)が形成され、パイプ接続部(5)と通液パイプ(3)とのろう付に寄与するろう材量が多くなって、パイプ接続部(5)と通液パイプ(3)とのろう付部にろう付不良が発生することを効果的に防止される。こうして、液冷式冷却装置(1)が製造される。

この発明による液流通装置は、半導体素子などの発熱体を冷却する液冷式冷却装置として好適に用いられる。

(1)：液冷式冷却装置（液流通装置）
(2)：ケーシング
(3)：通液パイプ
(4)：ケーシング本体
(5)：パイプ接続部
(6)：液流通部
(7)：連通部
(8)：上構成部材
(9)：第１部分
(11)：第１半円筒部
(12)：下構成部材
(13)：第２部分
(14)：第２半円筒部
(16)：第２上水平平板部
(17)：傾斜平板部
(19)：第２下水平平板部
(21)：円錐面
(22)：環状空間
(23)：空間
(24)：連通溝
(25)：フィレット
(30)：上押さえ型
(31)：下押さえ型
(34)：逃がし空間
(40)：加工治具
(41)：本体部
(42)：段部
(43)：挿入部
(44)：羽根部

Claims (4)

1. 中空状のケーシング本体およびケーシング本体に通じる円筒状のパイプ接続部を有するケーシングと、ケーシングのパイプ接続部に接続された通液パイプとを備えており、ケーシングのケーシング本体が、液流通部および液流通部内にパイプ接続部を通じさせる連通部よりなり、ケーシングが、ケーシング本体の液流通部および連通部の上部を形成する第１部分、ならびにパイプ接続部の上半部を形成する第１半円筒部を有する上構成部材と、ケーシング本体の液流通部および連通部の下部を形成する第２部分、ならびにパイプ接続部の下半部を形成する第２半円筒部を有し、かつ上構成部材にろう付された下構成部材とよりなり、通液パイプが、ケーシングのパイプ接続部内に挿入されてろう付されている液流通装置であって、
   ケーシングの上構成部材が少なくとも下面がろう材で覆われたブレージングシートで形成されるとともに、同じく下構成部材が少なくとも上面がろう材で覆われたブレージングシートで形成され、ケーシングの上構成部材における第１半円筒部の両側縁部に、外側方に突出した上水平平板部が一体に設けられ、ケーシングの下構成部材における第２半円筒部の両側縁部に、外側方に突出し、かつ上構成部材の上水平平板部の幅よりも広幅であるとともに上構成部材の上水平平板部が重ね合わされた下水平平板部が一体に設けられており、上構成部材の第１半円筒部および下構成部材の第２半円筒部からなるパイプ接続部の内周面の先端に、外方に向かって拡径された円錐面が形成され、当該円錐面と通液パイプの外周面との間にパイプ接続部の先端側に向かって広がった環状空間が全周にわたって形成され、上下両水平平板部におけるパイプ接続部の開口端側の端面において、上下両水平平板部の合わせ目に、上下両水平平板部の重ね合わせ部の外側縁部と環状空間とを通じさせる連通溝が形成され、環状空間および連通溝の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されている液流通装置。
2. ケーシングの上構成部材の上水平平板部の外側縁に斜め上方に突出した傾斜平板部が一体に設けられ、下構成部材の下水平平板部の幅が、上構成部材の第１半円筒部の両側縁部から傾斜平板部の先端までの直線距離よりも広くなっており、傾斜平板部と下構成部材の下水平平板部との間に外側方に向かって広がった空間が形成され、当該空間と環状空間とが連通溝により通じさせられ、空間、連通溝および環状空間の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットが形成されている請求項１記載の液流通装置。
3. 請求項１記載の液流通装置を製造する方法であって、
   少なくとも片面がろう材で覆われているブレージングシートにプレス加工を施すことによって、ケーシング本体の液流通部および連通部の上部を形成する第１部分、パイプ接続部の上半部を形成する第１半円筒部、ならびに第１半円筒部の両側縁部に外側方に突出するように一体に設けられた上水平平板部を有する上構成部材と、ケーシング本体の液流通部および連通部の下部を形成する第２部分、パイプ接続部の下半部を形成する第２半円筒部、ならびに第２半円筒部の両側縁部に外側方に突出するように一体に設けられ、かつ上構成部材の上水平平板部よりも広幅であるとともに当該上水平平板部が重ね合わされる下水平平板部を有する下構成部材とを成形する第１工程と、
   上下両構成部材を、上水平平板部と下水平平板部とが重なるように組み合わせた後、上下両押さえ型によって上下両構成部材の両半円筒部および両水平平板部を、両半円筒部および両水平平板部の端面が外部に露出した状態で上下から拘束する第２工程と、
   円柱状本体部、本体部の一端に段部を介して一体に設けられ、かつ本体部よりも小径であるとともに上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入される円柱状挿入部、および本体部の一直径上において径方向外方に張り出すように一体に設けられ、かつ挿入部側端部が上下両水平平板部の外方に露出した端面における上下両水平平板部の合わせ目に当接する羽根部を有しており、本体部と挿入部との間の段部が、挿入部の挿入端側に向かって小径となった円錐面状となっている加工治具を使用し、
   加工治具の挿入部を上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入するとともに、前記段部により両半円筒部の開口端面を押圧してパイプ接続部用円筒部の内周面の先端に、外方に向かって拡径された円錐面を形成し、さらに羽根部の端部により上下両水平平板部の外方に露出した端面の合わせ目部分を押圧して一端がパイプ接続用円錐面に開口するとともに、他端が上下両水平平板部の重ね合わせ部の外側縁部に開口した連通溝を形成する第３工程と、
   加工治具の挿入部を上下両構成部材の両半円筒部内から引き抜くとともに、上下両押さえ型による上下両構成部材の拘束を解除した後、通液パイプを上下両構成部材の両半円筒部からなるパイプ接続部用円筒部内に挿入し、当該パイプ接続部用円筒部の内周面の先端の円錐面と通液パイプの外周面との間に、パイプ接続部用円筒部の先端側に向かって広がった環状空間を全周にわたって形成し、この状態で上下両構成部材および通液パイプを仮止めする第４工程と、
   上下両構成部材どうしをろう付して、上構成部材の第１部分および下構成部材の第２部分によりケーシング本体の液流通部および連通部をつくるとともに、上下両構成部材の半円筒部により内周面の先端に円錐面が設けられているパイプ接続部をつくることによってケーシングを形成し、さらにパイプ接続部の内周面に通液パイプをろう付し、パイプ接続部の内周面の先端の円錐面と通液パイプの外周面との間に形成された環状空間、および上下両水平平板部の端面の合わせ目部分の連通溝の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットを形成する第５工程とを含む液流通装置の製造方法。
4. 第１工程においてブレージングシートにプレス加工を施して上構成部材を成形する際に、上水平平板部の外側縁に斜め上方に突出した傾斜平板部を一体に設けておき、第２工程において、上下両押さえ型によって上下両構成部材の両半円筒部および両水平平板部を上下から拘束する際に、傾斜平板部を上押さえ型の下面における上下両水平平板部を拘束する部分よりも外側に形成した逃がし空間内に入れるとともに、傾斜平板部と下構成部材の下水平平板部との間に外側方に向かって広がった空間を形成しておき、第３工程において形成した連通溝により、前記空間と第４工程において形成した環状空間とを通じさせ、第５工程における上下両構成部材のろう付時、およびパイプ接続部と通液パイプとのろう付時に、空間、連通溝および環状空間の内部に跨るように、上構成部材の下面および下構成部材の上面を覆っていたろう材からなるフィレットを形成する請求項３記載の液流通装置の製造方法。
   

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