JP7331680B2 - 放熱器、冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、放熱器、冷却装置に関する。

近年、電気自動車、ハイブリッド自動車、電車などに搭載される電力制御装置に用いられるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのパワーデバイス（半導体素子）を冷却する液冷式冷却装置用の放熱器として、複数のフィンプレートを有する物が提案されている。
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。

特許第６２７４７０９号公報

複数のフィンを用いてパワーデバイス等の発熱体を冷却する装置においては、複数のフィンが並んで設けられる。ここで、複数のフィンを並べて位置決めすることがあるが、この位置決めは、簡易な工程により行われることが望ましい。
本発明は、簡易な工程により複数のフィンが位置決めされた放熱器等を提供することを目的とする。

かかる目的のもと完成させた本発明は、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、前記連結部材は、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に架け渡される基部と、当該基部から突出して設けられ当該複数のフィンの各々の当該凹部に挿入される凸部とを有し、前記基部は、前記凸部に対して傾斜している放熱器である。
ここで、前記基部には、先端を有する角部が設けられ、前記角部は、前記フィンの前記凹部に接触して当該凹部を押圧しても良い。
また、前記フィンの前記凹部は、開口が形成された第１部と、当該第１部よりも深部に設けられ当該第１部の当該開口よりも幅が狭い開口が形成された第２部とを有し、前記凸部は、前記第２部に挿入され、前記基部は、前記第１部に挿入されても良い。
また、前記基部と前記凸部との間に設けられ、当該凸部に対して、当該基部とは反対方向に傾斜する中間部を有し、前記中間部の少なくとも一部は、前記フィンの前記凹部に接触して当該凹部を押圧しても良い。
また、前記中間部のうちの前記凹部を押圧する部分は、曲面形状であっても良い。
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間に冷却液が流通するケースと、を備える冷却装置である。

本発明によれば、簡易な工程により複数のフィンが位置決めされた放熱器等を提供することができる。

第１の実施形態に係る液冷式冷却装置の斜視図である。 図１のII－II部の断面図である。 図２のIII－III部の断面図である。 放熱器の斜視図である。 （ａ）は、フィンの斜視図であり、（ｂ）は、フィンの板面に直交する方向から凹部を眺めた場合の図である。 （ａ）は、連結部材の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ－ＶＩ断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、連結部材をフィンに挿入する方法について説明するための図である。 （ａ）は、フィンの変形例を示した図であり、（ｂ）は、変形例のフィンの板面に直交する方向からフィンの凹部を眺めた場合の図である。 （ａ）、（ｂ）は、連結部材をフィンの凹部に挿入する方法について説明するための図である。 （ａ）は、第２の実施形態に係る連結部材の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ－Ｘ部の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、連結部材をフィンの凹部に挿入する方法について説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）は、連結部材をフィンの凹部に挿入する方法について説明するための図である。 （ａ）は、連結部材の変形例を示した図であり、（ｂ）、（ｃ）は、変形例における連結部材がフィンの凹部に引っ掛かっているときの図である。

以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
＜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。以下では、矩形状のフィン１１の長手方向を左右方向、フィン１１の短手方向を上下方向、複数のフィン１１の並び方向を前後方向と称する場合がある。

液冷式冷却装置１は、平板状の絶縁部材Ｉを介してケース２０の外面（本実施の形態においては上面）に装着された発熱体Ｐを、ケース２０の内部に流通させる冷却液及び放熱器１０を用いて冷却する装置である。発熱体Ｐは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））等のパワー半導体デバイスであることを例示することができる。また、発熱体Ｐは、ＩＧＢＴと、このＩＧＢＴを制御する制御回路とがパッケージ化されたＩＧＢＴモジュールや、このＩＧＢＴモジュールと自己保護機能とがパッケージ化されたインテリジェントパワーモジュールであることを例示することができる。

（放熱器１０）
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、フィン１１の短手方向が図１に示した上下方向、フィン１１の長手方向が図１に示した左右方向となる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（以下、「所定間隔」と称する場合がある。）で並べられている。複数のフィン１１は、並び方向が図１に示した前後方向となるように配置されている。

連結部材１２は、棒状であり、複数のフィン１１にわたって挿入されることで、この複数のフィン１１を連結する。連結部材１２は、少なくとも放熱器１０がケース２０に固定されるまで複数のフィン１１を位置決めする、いわゆる複数のフィン１１の仮止めに用いられる。連結部材１２は、複数のフィン１１の並び方向にわたって設けられている。また、本実施形態では、複数の連結部材１２がフィン１１に挿入されている。より具体的には、フィン１１の長手方向における両端部の各々であり且つ、フィン１１の短手方向における両端部の各々に、それぞれ連結部材１２が挿入されている。
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。

放熱器１０の材質は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム材であることを例示することができる。また、放熱器１０の材質は、銅、アルミニウム又はアルミニウム合金とカーボンとの複合材であっても良い。また、フィン１１の部分がアルミニウムカーボン複合材で、連結部材１２がアルミニウム材であっても良い。特に、本実施形態の連結部材１２は、弾性を有する材料により構成される。
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。

放熱器１０は、複数のフィン１１の上端部がケース本体２１の頂部２１ａにおける、発熱体Ｐが装着される面とは反対側の面（下面）にろう付され、複数のフィン１１の下端部がカバー２２の上面にろう付されることで、ケース２０内に固定される。ろう付する際には、複数のフィン１１の上端部とケース本体２１とのろう付、複数のフィン１１の下端部とカバー２２とのろう付、ケース本体２１とカバー２２とのろう付を全て同時に行うことを例示することができる。

（ケース２０）
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。

カバー２２は、平板状であり、かつ、矩形状であり、ケース本体２１のフランジ部２１ｃよりも大きい。カバー２２における４つの角部には、液冷式冷却装置１を他の部材に取り付けるためのボルト等を通す貫通孔２２ａが形成されている。

ケース２０は、ケース本体２１のフランジ部２１ｃとカバー２２とがろう付されることで、内部に放熱器１０を収納可能なように箱状に構成される。ケース本体２１及びカバー２２は、アルミニウムブレージングシートを使用して成形されることを例示することができる。その際、少なくとも、互いに対向する一面にろう材層が位置する。
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）
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）
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。

以上のように構成された液冷式冷却装置１においては、入口ジョイント３０の内部及び入口用貫通孔２１ｄを通ってケース２０内の流入側空間２３に冷却液が流入する。そして、放熱器１０における、複数のフィン１１の内の互いに隣接するフィン１１間の隙間にて形成されるフィン間流路１４内を左方向に流れ、流出側空間２４に至る。また、放熱器１０における最も前側のフィン１１とケース本体２１の側部２１ｂとの間にて形成される前側流路１５、及び、放熱器１０における最も後側のフィン１１とケース本体２１の側部２１ｂとの間の隙間にて形成される後側流路１６を通って左方向に流れ、流出側空間２４に至る。流出側空間２４に至った冷却液は、出口用貫通孔２１ｅ及び出口ジョイント４０の内部を通ってケース２０の外に流出する。

そして、発熱体Ｐから発せられた熱は、絶縁部材Ｉ、ケース本体２１の頂部２１ａ、及び、放熱器１０のフィン１１を経て、フィン間流路１４、前側流路１５、及び、後側流路１６を流れる冷却液に放熱される。これにより、発熱体Ｐが冷却される。

（フィン１１）
次に、フィン１１の構成について説明する。
図５（ａ）は、フィン１１の斜視図であり、図５（ｂ）は、フィン１１の板面に直交する方向から凹部１１０を眺めた場合の図である。
図５（ａ）に示すように、フィン１１には、窪みを有する凹部１１０が設けられている。この凹部１１０には、連結部材１２が挿入される。また、凹部１１０には、フィン１１の板面に直交する方向において、図中手前側の板面から図中奥側の板面まで貫通する開口が形成されている。なお、フィン１１の板面に直交する方向を、以下では、フィン１１の厚さ方向と称することがある。本実施形態では、フィン１１の長手方向の両端部において、フィン１１の短手方向における上面１１ａと下面１１ｂとにそれぞれ凹部１１０が設けられている。

図５（ｂ）に示すように、凹部１１０には、第１開口部１１１と、第２開口部１１２と、第３開口部１１３とが設けられている。なお、図５（ｂ）には、フィン１１の上面１１ａに設けられた凹部１１０が示されている。
第１部の一例としての第１開口部１１１は、フィン１１の長手方向における図中右側に設けられた第１右側面１１１ａと、フィン１１の長手方向における図中左側に設けられた第１左側面１１１ｂとを有する。第１右側面１１１ａおよび第１左側面１１１ｂは、フィン１１の短手方向に沿って直線的に形成されている。フィン１１の長手方向において、第１右側面１１１ａから第１左側面１１１ｂまでの長さは、長さＷ１である。また、第１開口部１１１には、第１右側面１１１ａと第１左側面１１１ｂとの間に、直方体状の開口が形成されている。この開口は、フィン１１の上面１１ａから形成されている。

第２開口部１１２は、第１開口部１１１に連続して、第１開口部１１１よりも深部に設けられている。第２開口部１１２は、フィン１１の長手方向の図中右側において、フィン１１の短手方向に対して傾斜する傾斜面１１２ａを有する。また、第２開口部１１２は、フィン１１の長手方向における図中左側に設けられた第２左側面１１２ｂを有する。傾斜面１１２ａは、フィン１１の短手方向に対して、フィン１１の長手方向に傾斜している。より具体的には、傾斜面１１２ａは、フィン１１の上面１１ａから離れるにしたがって第２左側面１１２ｂに近づくように傾斜している。第２左側面１１２ｂは、フィン１１の短手方向に沿って直線的に形成されている。また、第２開口部１１２には、傾斜面１１２ａと第２左側面１１２ｂとの間に開口が形成されている。また、フィン１１の短手方向において、フィン１１の上面１１ａから傾斜面１１２ａの図中下側における先端までの長さは、長さＷ２である。

第２部の一例としての第３開口部１１３は、第２開口部１１２に連続して、第２開口部１１２よりも深部に設けられている。第３開口部１１３は、フィン１１の長手方向における図中右側に設けられた第３右側面１１３ａと、フィン１１の長手方向における図中左側に設けられた第３左側面１１３ｂと、凹部１１０の最深部に設けられた凹部底面１１３ｃとを有する。第３右側面１１３ａおよび第３左側面１１３ｂは、フィン１１の短手方向に沿って直線的に形成されている。凹部底面１１３ｃは、フィン１１の長手方向に沿って直線的に形成されている。フィン１１の長手方向において、第３右側面１１３ａから第３左側面１１３ｂまでの長さは、長さＷ３である。この長さＷ３は、長さＷ１よりも短くなっている。また、第３開口部１１３には、第３右側面１１３ａと第３左側面１１３ｂとの間に、直方体状の開口が形成されている。

（連結部材１２）
次に、連結部材１２の構成について説明する。
図６（ａ）は、連結部材１２の斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩ－ＶＩ断面図である。
図６（ａ）に示すように、連結部材１２は、放熱器１０に設けられている各フィン１１に架け渡される基部１２１と、基部１２１から突出する突出部１２２とを有する。また、突出部１２２には、連結部材１２の長手方向における予め定められた間隔ごとに、窪みを有する突出部凹部１２２１が設けられている。突出部凹部１２２１には、直方体状の開口が形成されている。この開口は、連結部材１２の図中手前側における板面から図中奥側における板面まで貫通している。

図６（ｂ）に示すように、基部１２１は、図中右側に設けられた基部右側面１２１ａと、図中左側に設けられた基部左側面１２１ｂと、図中上側に設けられた基部上面１２１ｃとを有する。また、基部１２１のうちの基部右側面１２１ａと基部上面１２１ｃとの接続部には、先端を有する角部１２１ｄが設けられている。
凸部の一例としての突出部１２２は、直方体状である。この突出部１２２は、図中右側に設けられた突出右側面１２２ａと、図中左側に設けられた突出左側面１２２ｂとを有する。また、突出部凹部１２２１には、凹部底面１２２１ａが設けられている。

連結部材１２の厚さ方向（図６（ｂ）における左右方向）において、突出右側面１２２ａから突出左側面１２２ｂまでの長さは、長さＷ４である。この長さＷ４は、長さＷ３（図５（ｂ）参照）よりも僅かに短い。そのため、突出部１２２は、フィン１１の凹部１１０における第３開口部１１３に嵌まることが可能になっている。
また、基部１２１は、突出部１２２に対して図中右側に傾斜して設けられている。本実施形態では、連結部材１２に折り曲げ加工が施されることにより、基部１２１が突出部１２２に対して傾斜している。突出左側面１２２ｂの延長線Ｌ１と、基部左側面１２１ｂとがなす角度は、角度αである。角度αは、鋭角である。また、図示を省略するが、突出右側面１２２ａの延長線と、基部右側面１２１ａとがなす角度もまた、角度αである。

また、連結部材１２の厚さ方向において、延長線Ｌ１から基部１２１の角部１２１ｄにおける先端までの長さは、長さＷ５である。この長さＷ５は、フィン１１の凹部１１０における長さＷ１（図５（ｂ）参照）よりも長い。また、詳細は後述するが、本実施形態では、フィン１１の凹部１１０に連結部材１２を入れようとすると、まず、基部右側面１２１ａの一部が凹部１１０に引っ掛かる。基部右側面１２１ａのうちの凹部１１０に引っ掛かる部分を、引掛り部１２１ａＡと称する。ここで、連結部材１２の厚さ方向において、引掛り部１２１ａＡから延長線Ｌ１までの長さＷ６は、長さＷ１と同じ長さである。また、突出部１２２が突出する方向（図６（ｂ）における上下方向）において、引掛り部１２１ａＡから突出部凹部１２２１における凹部底面１２２１ａまでの長さＷ７は、長さＷ２（図５（ｂ）参照）よりも長くなっている。この場合、連結部材１２をフィン１１の凹部１１０に入れる場合において、引掛り部１２１ａＡが凹部１１０に引っ掛かるときには、連結部材１２における突出部１２２の先端部が、凹部１１０における第３開口部１１３（図５（ｂ）参照）に嵌まるようになる。そのため、引掛り部１２１ａＡが凹部１１０に引っ掛かるときに突出部１２２の先端部が第３開口部１１３に到達していない場合に比べて、連結部材１２が傾いて凹部１１０に挿入されることが抑制される。

（連結部材１２の挿入方法）
次に、連結部材１２をフィン１１に挿入する方法について説明する。
図７（ａ）、図７（ｂ）は、連結部材１２をフィン１１に挿入する方法について説明するための図である。
図７（ａ）に示すように、まず、連結部材１２の突出部１２２を、フィン１１の凹部１１０に入れる。これにより、連結部材１２の突出部１２２における先端部は、フィン１１の凹部１１０における第１開口部１１１と第２開口部１１２とを通って、第３開口部１１３に入る。なお、図７（ａ）には一つのフィン１１のみを示しているが、放熱器１０に設けられた各フィン１１の凹部１１０における第３開口部１１３にも、連結部材１２の突出部１２２における先端部が入っている。一方、上述の通り、長さＷ５は長さＷ１よりも長いため、連結部材１２の基部１２１はフィン１１の凹部１１０における第１開口部１１１には入り切らない。このとき、基部１２１の基部右側面１２１ａにおける引掛り部１２１ａＡが、凹部１１０における第１右側面１１１ａとフィン１１の上面１１ａとの接続部に引っ掛かる。また、このとき、連結部材１２の突出部凹部１２２１における凹部底面１２２１ａは、フィン１１の凹部１１０における凹部底面１１３ｃには到達していない。

次に、対象物を押し込む押し込み部材（不図示）を用いて、連結部材１２をフィン１１の凹部１１０に押し込む。連結部材１２が押し込み部材から押し込み力Ｆ１を受けると、引掛り部１２１ａＡは、フィン１１に対して押圧力を与えるとともに、この押圧力に対する反力Ｆ２をフィン１１から受ける。そして、引掛り部１２１ａＡが反力Ｆ２を受けると、連結部材１２が変形する。より具体的には、突出部１２２に対する基部１２１の傾斜の程度が小さくなるように、連結部材１２が変形する。言い換えると、角度αが小さくなるように連結部材１２が変形する。また、この変形に伴い、長さＷ５が小さくなる。

そして、連結部材１２が押し込み部材に押し込まれているときに長さＷ５が長さＷ１よりも僅かに小さくなると、図７（ｂ）に示すように、基部１２１が更に凹部１１０に入る。また、連結部材１２の突出部１２２における凹部底面１２２１ａが、フィン１１の凹部底面１１３ｃに到達する。また、このとき、図示されていない各フィン１１の凹部底面１１３ｃにも、連結部材１２の凹部底面１２２１ａが到達する。このようにして、連結部材１２がフィン１１の凹部１１０に挿入される。また、図示を省略するが、このとき、放熱器１０に設けられた各フィン１１の間にも、連結部材１２の突出部１２２が挿入されている。

また、このとき、基部１２１の角部１２１ｄにおける先端が、フィン１１の第１右側面１１１ａを力Ｆ３により押圧しているため、角部１２１ｄが第１右側面１１１ａに引っ掛かっている。この力Ｆ３は、連結部材１２が反力Ｆ２を受けて変形したことに対する弾性力である。
なお、図７（ｂ）に示した凹部１１０のみならず、各フィン１１に設けられている他の凹部１１０にも、図７（ａ）および図７（ｂ）を参照しながら説明した方法と同じ方法により、連結部材１２がそれぞれ挿入される。

（放熱器１０の作用・効果）
上記の方法により製造された放熱器１０によれば、複数のフィン１１における各凹部１１０に連結部材１２が押し込まれることにより、複数のフィン１１が位置決めされる。より具体的には、連結部材１２の基部１２１は突出部１２２に対して傾斜しており、突出部１２２に対する基部１２１の傾斜の程度が小さくなりながら連結部材１２が複数のフィン１１の各凹部１１０に押し込まれることにより、複数のフィン１１が位置決めされる。

ここで、例えば、複数のフィン１１における各凹部１１０に連結部材１２を挿入した後、各凹部１１０に連結部材１２を挟んで押圧させ連結部材１２をかしめることにより、複数のフィン１１が位置決めされる構成も考えられる。しかしながら、この構成によると、複数のフィン１１の位置決めを行うために、連結部材１２をフィン１１に挿入する工程、およびフィン１１に連結部材１２を押圧させる工程が必要になる。また、フィン１１に連結部材１２を押圧させる手法として、例えば、フィン１１のうちの連結部材１２が挿入された部分の近傍を、この近傍の部分に凹みが生じるように押圧する手法が考えられる。より具体的には、押圧力を与える押圧手段がフィン１１を凹ませるように押圧することにより、フィン１１に連結部材１２を押圧させる手法が考えられる。しかしながら、この場合、フィン１１に凹みが生じる分だけ、発熱体Ｐ（図１参照）から発せられた熱の放熱に用いられるフィン１１の伝熱領域が小さくなり、放熱器１０による冷却効率が低下するおそれがある。

これに対し、本実施形態のように、折り曲げ加工された連結部材１２を、凹部１１０に押し込む過程で折り曲げが小さくなるように変形させながら凹部１１０に挿入すると複数のフィン１１が位置決めされる場合、各フィン１１の位置決めに要する工程が簡易になる。すなわち、複数のフィン１１の位置決めを行うにあたり、連結部材１２をフィン１１に挿入する工程とは別に、フィン１１に連結部材１２を押圧させる工程を別途設ける必要がなくなる。また、この場合、フィン１１に連結部材１２を押圧させるためにフィン１１に凹みを生じさせる必要がなくなるため、発熱体Ｐから発せられた熱の放熱に用いられるフィン１１の伝熱領域を確保することができ、放熱器１０による冷却効率の低下を抑制できる。

また、本実施形態では、フィン１１の凹部１１０に連結部材１２が挿入された状態で、基部１２１が、フィン１１の凹部１１０における第１右側面１１１ａに弾性力を加えている。より具体的には、基部１２１が、第１右側面１１１ａに対して、連結部材１２が凹部１１０から抜ける方向（図７（ｂ）における上方向）とは異なる方向に弾性力を加えている。そのため、連結部材１２が凹部１１０を押圧しない構成に比べて、フィン１１から連結部材１２が抜けることを抑制することができる。

また、本実施形態のように、連結部材１２が長手方向に沿って折り曲げられている構成である場合、連結部材１２に折り曲げ加工が施されていない場合に比べて、連結部材１２のうちの折り曲げ加工が施されていない部分の折れ曲がりが発生することを抑制できる。

また、本実施形態では、連結部材１２の基部１２１には、先端を有する角部１２１ｄが設けられ、この角部１２１ｄは、フィン１１の凹部１１０に接触して凹部１１０を押圧する。そのため、例えば連結部材１２のうちの凹部１１０を押圧する部分が曲面形状である場合に比べて、連結部材１２が凹部１１０に引っ掛かりやすくなり、連結部材１２がフィン１１から抜けることを抑制できる。

また、本実施形態では、フィン１１の凹部１１０には、開口が形成された第１開口部１１１と、第１開口部１１１よりも深部に設けられ第１開口部１１１の開口よりも幅が狭い開口が形成された第３開口部１１３とを有する。そして、連結部材１２の突出部１２２は、凹部１１０の第３開口部１１３に挿入され、基部１２１は、第１開口部１１１に挿入される。
この場合、連結部材１２の突出部１２２は、開口の幅が第３開口部１１３よりも広い第１開口部１１１を通ってから、第３開口部１１３に挿入されるようになる。そのため、凹部１１０に形成される開口の幅が一定である場合に比べて、突出部１２２をフィン１１の凹部１１０に挿入し易くすることができる。

（フィン１１の変形例）
図８（ａ）は、フィン１１の変形例を示した図であり、図８（ｂ）は、変形例のフィン１１の板面に直交する方向からフィン１１の凹部２１０を眺めた場合の図である。
図９（ａ）および図９（ｂ）は、連結部材１２をフィン１１の凹部２１０に挿入する方法について説明するための図である。
図５（ａ）および図５（ｂ）を用いて説明したフィン１１においては、フィン１１の短手方向における位置によって、凹部１１０に形成された開口の幅（フィン１１の長手方向における開口の長さ）が異なっているが、凹部１１０の形状は、上述したものに限定されない。フィン１１には、例えば、図８（ａ）に示すような凹部２１０が設けられてもよい。

図８（ａ）に示す凹部２１０には、直方体状の開口が形成されている。この開口は、フィン１１の厚さ方向において、図中手前側の板面から図中奥側の板面まで貫通している。
図８（ｂ）に示すように、凹部２１０は、フィン１１の長手方向における図中右側に設けられた右側面２１０ａと、フィン１１の長手方向における図中左側に設けられた左側面２１０ｂと、凹部２１０の最深部に設けられた凹部底面２１０ｃとを有する。なお、図８（ｂ）には、フィン１１の上面１１ａに設けられた凹部２１０が示されている。右側面２１０ａおよび左側面２１０ｂは、フィン１１の短手方向に沿って直線的に形成されている。凹部底面２１０ｃは、フィン１１の長手方向に沿って直線的に形成されている。右側面２１０ａから左側面２１０ｂまでの長さは、長さＷ８である。この長さＷ８は、連結部材１２の突出部１２２における長さＷ４よりも長くなっている。また、突出部１２２における凹部底面１２２１ａと突出右側面１２２ａとの交点と、基部１２１における角部１２１ｄの先端とを通る線を直線Ｌ２とする。さらに、この直線Ｌ２と平行な線であって基部左側面１２１ｂと突出左側面１２２ｂとの交点を通る線を直線Ｌ３とする。この場合に、直線Ｌ２から直線Ｌ３までの長さを、長さＷ９とする。この長さＷ９は、長さＷ８よりも長くなっている。

図９（ａ）に示すように、まず、連結部材１２の突出部１２２が、フィン１１の凹部２１０に入り込む。一方、上述の通り、長さＷ９は長さＷ８よりも長いため、連結部材１２の基部１２１は凹部２１０に入り切らず、基部１２１の基部右側面１２１ａにおける引掛り部１２１ａＡが、凹部２１０における右側面２１０ａとフィン１１の上面１１ａとの接続部に引っ掛かる。
次に、押し込み部材（不図示）を用いて、連結部材１２を凹部２１０に押し込む。これにより、引掛り部１２１ａＡが、フィン１１に対して押圧力を与えるとともに、この押圧力に対する反力をフィン１１から受けると、突出部１２２に対する基部１２１の傾斜の程度が小さくなるように、連結部材１２が変形する。また、この変形に伴い、長さＷ９が小さくなる。

そして、連結部材１２が押し込み部材に押し込まれているときに長さＷ９が長さＷ８よりも僅かに小さくなると、図９（ｂ）に示すように、基部１２１が更に凹部２１０に入る。また、突出部凹部１２２１における凹部底面１２２１ａと突出左側面１２２ｂとの接続部が、凹部底面２１０ｃに到達する。このようにして、連結部材１２がフィン１１の凹部２１０に挿入される。また、このとき、基部１２１の角部１２１ｄにおける先端が、フィン１１の右側面２１０ａを押圧している。また、このとき、基部左側面１２１ｂと突出左側面１２２ｂとの接続部が、フィン１１の左側面２１０ｂを押圧している。また、このとき、突出部凹部１２２１の凹部底面１２２１ａと突出右側面１２２ａとの接続部が、フィン１１の右側面２１０ａを押圧している。

このように、フィン１１の短手方向における位置に関わらず開口の幅（フィン１１の長手方向における開口の長さ）が一定である凹部２１０に連結部材１２を挿入することにより、複数のフィン１１を位置決めが行われてもよい。

＜第２の実施形態＞
図１０（ａ）は、第２の実施形態に係る連結部材２２０の斜視図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸ－Ｘ部の断面図である。
第２の実施形態に係る連結部材２２０は、基部１２１（図６（ａ）参照）に相当する基部２２１と、突出部１２２に相当する突出部２２２との間に設けられる中間部２２３を有する点で、第１の実施形態に係る連結部材１２と異なる。

連結部材２２０の突出部２２２には、突出部凹部１２２１に相当する突出部凹部２２２１が設けられている。この突出部凹部２２２１の最深部には、凹部底面２２２１ａが設けられている。

図１０（ｂ）に示すように、基部２２１は、図中右側に設けられた基部右側面２２１ａと、図中左側に設けられた基部左側面２２１ｂと、図中上側に設けられた基部上面２２１ｃとを有する。また、基部２２１には、基部１２１の角部１２１ｄ（図６（ｂ）参照）に相当する角部２２１ｄが設けられている。また、基部右側面２２１ａには、基部１２１の引掛り部１２１ａＡに相当する引掛り部２２１ａＡが設けられている。
突出部２２２は、図中右側に設けられた突出右側面２２２ａと、図中左側に設けられた突出左側面２２２ｂとを有する。
中間部２２３は、図中右側に設けられた中間右側面２２３ａと、図中左側に設けられた中間左側面２２３ｂとを有する。また、中間左側面２２３ｂと基部左側面２２１ｂとの接続部には、先端を有する接続角部２２３ｃが設けられている。

基部２２１は、突出部２２２に対して図中右側に傾斜して設けられている。また、中間部２２３は、突出部２２２に対して図中左側に傾斜して設けられている。言い換えると、中間部２２３は、突出部２２２に対して、基部２２１が傾斜する方向とは逆方向に傾斜している。
突出右側面２２２ａから突出左側面２２２ｂまでの長さＷ１０は、フィン１１の凹部１１０における長さＷ３（図５（ｂ）参照）やフィン１１の凹部２１０における長さＷ８（図８（ｂ）参照）よりも短くなっている。また、連結部材２２０の厚さ方向（図１０（ｂ）における左右方向）において、基部右側面２２１ａと突出右側面２２２ａとの接線Ｌ４から、この接線Ｌ４と平行な線であって接続角部２２３ｃにおける先端を通る直線Ｌ５までの長さは、長さＷ１１である。この長さＷ１１は、フィン１１の凹部１１０における長さＷ１（図５（ｂ）参照）やフィン１１の凹部２１０における長さＷ８（図８（ｂ）参照）よりも長くなっている。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、連結部材２２０をフィン１１の凹部１１０に挿入する方法について説明するための図である。
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、連結部材２２０をフィン１１の凹部２１０に挿入する方法について説明するための図である。
図１１（ａ）に示すように、まず、連結部材２２０の突出部２２２と中間部２２３とをフィン１１の凹部１１０に入れる。なお、連結部材２２０をフィン１１の凹部１１０に入れる場合には、中間部２２３における中間左側面２２３ｂが凹部１１０における傾斜面１１２ａに対向するように、連結部材２２０を入れる。これにより、突出部２２２および中間部２２３が、フィン１１の凹部１１０に入り込む。一方、上述の通り、長さＷ１１は長さＷ１よりも長いため、基部２２１は凹部１１０に入り切らず、基部２２１の引掛り部２２１ａＡが、凹部１１０における第１左側面１１１ｂとフィン１１の上面１１ａとの接続部に引っ掛かる。また、このとき、接続角部２２３ｃが、凹部１１０における第１右側面１１１ａに引っ掛かる。

次に、押し込み部材（不図示）を用いて、連結部材２２０を凹部１１０に押し込む。これにより、引掛り部２２１ａＡが、フィン１１に対して押圧力を与えるとともに、この圧力に対する反力をフィン１１から受けると、突出部２２２に対する基部２２１の傾斜の程度が小さくなるように、連結部材２２０が変形する。また、この変形に伴い、長さＷ１１が小さくなる。
そして、連結部材２２０が押し込み部材に押し込まれているときに長さＷ１１が長さＷ１よりも僅かに小さくなると、図１１（ｂ）に示すように、基部２２１が更に凹部１１０に入る。また、突出部凹部２２２１の凹部底面２２２１ａが凹部１１０における凹部底面１１３ｃに到達する。このようにして、連結部材２２０がフィン１１の凹部１１０に挿入される。また、このとき、基部２２１の角部２２１ｄが、凹部１１０の第１左側面１１１ｂを押圧しているため、角部２２１ｄが第１左側面１１１ｂに引っ掛かっている。また、このとき、接続角部２２３ｃが、凹部１１０の第１右側面１１１ａを押圧しているため、この接続角部２２３ｃが第１右側面１１１ａに引っ掛かっている。

また、図１２（ａ）に示すように、連結部材２２０をフィン１１の凹部２１０に入れると、突出部２２２および中間部２２３が凹部２１０に入り込む。一方、上述の通り、長さＷ１１は長さＷ８よりも長いため、基部２２１は凹部２１０に入り切らず、基部２２１の引掛り部２２１ａＡが、凹部２１０における右側面２１０ａとフィン１１の上面１１ａとの接続部に引っ掛かる。また、このとき、接続角部２２３ｃが、凹部２１０における左側面２１０ｂに引っ掛かる。
次に、押し込み部材（不図示）を用いて、連結部材２２０を凹部２１０に押し込む。これにより、引掛り部２２１ａＡが、フィン１１に対して押圧力を与えるとともに、この押圧力に対する反力をフィン１１から受けると、突出部２２２に対する基部２２１の傾斜の程度が小さくなるように、連結部材２２０が変形する。また、この変形に伴い、長さＷ１１が小さくなる。

そして、連結部材２２０が押し込み部材に押し込まれているときに長さＷ１１が長さＷ８よりも僅かに小さくなると、図１２（ｂ）に示すように、基部２２１が更に凹部２１０に入る。また、突出部凹部２２２１の凹部底面２２２１ａが凹部２１０の凹部底面２１０ｃに到達する。このようにして、連結部材２２０がフィン１１の凹部２１０に挿入される。また、このとき、基部２２１の角部２２１ｄが、凹部２１０の右側面２１０ａを押圧しているため、角部２２１ｄが右側面２１０ａに引っ掛かっている。また、このとき、接続角部２２３ｃが、凹部２１０の左側面２１０ｂを押圧しているため、この接続角部２２３ｃが左側面２１０ｂに引っ掛かっている。

このように、本実施形態では、接続角部２２３ｃが、フィン１１の凹部１１０や凹部２１０に接触して押圧する。すなわち、本実施形態では、中間部２２３のうちの少なくとも一部が、凹部１１０や凹部２１０に接触して押圧する。
この場合、基部２２１の角部２２１ｄのみならず、接続角部２２３ｃも凹部１１０や凹部２１０に引っ掛かるようになる。そのため、凹部１１０や凹部２１０に引っ掛かる部分が基部２２１のみである場合に比べて、連結部材２２０がフィン１１から抜けることを抑制することができる。

（連結部材２２０の変形例）
図１３（ａ）は、連結部材２２０の変形例を示した図である。また、図１３（ｂ）は、変形例における連結部材２２０の引掛り部２２１ａＡがフィン１１の凹部１１０に引っ掛かっているときの図である。さらに、図１３（ｃ）は、変形例における連結部材２２０の引掛り部２２１ａＡがフィン１１の凹部２１０に引っ掛かっているときの図である。
図１０（ａ）および図１０（ｂ）を用いて説明した連結部材２２０は、基部２２１と中間部２２３との接続部に接続角部２２３ｃが設けられているが、連結部材２２０の形状は、上述したものに限定されない。連結部材２２０は、例えば、図１３（ａ）に示すような形状であってもよい。

図１３（ａ）に示す連結部材２２０においては、基部２２１の基部左側面２２１ｂと中間左側面２２３ｂとの接続部に、曲面を有する曲面部２２３ｄが設けられている。この曲面部２２３ｄは、連結部材２２０の厚さ方向に曲がっている。このような連結部材２２０の引掛り部２２１ａＡがフィン１１の凹部１１０（図１３（ｂ）参照）に引っ掛かっているときにおいて、曲面部２２３ｄは、接続角部２２３ｃ（図１１（ａ）参照）に比べて、第１右側面１１１ａに引っ掛かりにくくなっている。そのため、連結部材２２０をフィン１１の凹部１１０に挿入しやすくなる。また、連結部材２２０の引掛り部２２１ａＡがフィン１１の凹部２１０（図１３（ｃ）参照）に引っ掛かっているときにおいて、曲面部２２３ｄは、接続角部２２３ｃ（図１２（ａ）参照）に比べて、左側面２１０ｂに引っ掛かりにくくなっている。そのため、連結部材２２０をフィン１１の凹部２１０に挿入しやすくなる。

このように、変形例の連結部材２２０においては、中間部２２３のうちの凹部１１０や凹部２１０を押圧する部分が、曲面形状である。この場合、中間部２２３のうちの凹部１１０や凹部２１０を押圧する部分に先端が設けられている場合に比べて、連結部材２２０をフィン１１に挿入する際に中間部２２３が凹部１１０や凹部２１０に引っ掛かりにくくなる。そのため、連結部材２２０をフィン１１に挿入しやすくすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。上記の実施形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明では、複数のフィン１１の各々に、四つの連結部材が挿入されることを説明したが、これに限定されない。複数のフィン１１の各々には、少なくとも一つの連結部材が挿入されればよい。また、フィン１１のうちの凹部１１０や凹部２１０が設けられる箇所は、フィン１１の長手方向における端部でなくてもよい。

また、本発明では、中間部２２３（図１０（ｂ）参照）が、基部２２１と突出部２２２とを接続しているが、これに限定されない。
例えば、基部２２１と中間部２２３との間に、他の機能部が設けられてもよい。また、例えば、中間部２２３と突出部２２２との間に、他の機能部が設けられてもよい。

また、本発明では、連結部材がフィン１１の凹部１１０や凹部２１０に引っ掛かっている箇所のうちの少なくとも一箇所が、先端を有する角部であることを説明したが、これに限定されない。
連結部材がフィン１１の凹部１１０や凹部２１０に引っ掛かっている何れの箇所も、曲面形状であってもよい。

１…液冷式冷却装置、１０…放熱器、１１…フィン、１２、２２０…連結部材、２０…ケース、３０…入口ジョイント、４０…出口ジョイント、１１０、２１０…凹部、１２１、２２１…基部、１２２、２２２…突出部、２２３…中間部、Ｐ…発熱体、Ｉ…絶縁部材

Claims (6)

1. 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、
   前記連結部材は、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に架け渡される基部と、当該基部から突出して設けられ当該複数のフィンの各々の当該凹部に挿入される凸部とを有し、
   前記基部は、前記凸部に対して傾斜している
   放熱器。
2. 前記基部には、先端を有する角部が設けられ、
   前記角部は、前記フィンの前記凹部に接触して当該凹部を押圧する
   請求項１に記載の放熱器。
3. 前記フィンの前記凹部は、開口が形成された第１部と、当該第１部よりも深部に設けられ当該第１部の当該開口よりも幅が狭い開口が形成された第２部とを有し、
   前記凸部は、前記第２部に挿入され、前記基部は、前記第１部に挿入される
   請求項１に記載の放熱器。
4. 前記基部と前記凸部との間に設けられ、当該凸部に対して、当該基部とは反対方向に傾斜する中間部を有し、
   前記中間部の少なくとも一部は、前記フィンの前記凹部に接触して当該凹部を押圧する
   請求項１記載の放熱器。
5. 前記中間部のうちの前記凹部を押圧する部分は、曲面形状である
   請求項４に記載の放熱器。
6. 請求項１乃至５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間に冷却液が流通するケースと、
   を備える冷却装置。

Images