JP7363446B2 - 冷却装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載された冷却器は以下のように構成されている。第1フィン群と第2フィン群を備え、第1フィン群は、流路の上流側に配置されており、流路の横断面の長手方向に並んでいるとともに冷媒の流れ方向に延びている。第2フィン群は、第1フィン群の下流側に配置されており、長手方向に並んでいるとともに冷媒の流れ方向に延びており、各フィンが、流路断面の短手方向で対向する流路内面の夫々に接している。第2フィン群のピッチが第1フィン群のピッチよりも大きい。
本発明は、フィン間の距離を小さくすることでフィンの枚数を多くして冷却性能を向上させることができる冷却装置を提供することを目的とする。
ここで、前記凹部の前記短手方向の大きさは、前記複数のフィンのフィン間の距離よりも大きくても良い。
また、前記複数の凹部の合計面積をS、前記複数のフィンのフィン間の距離をw、前記フィンの短手方向の大きさをh、とした場合に、S/2>w×hであっても良い。
また、前記複数の凹部における前記長手方向の大きさは、前記短手方向の一方の端部側に配置される発熱体から遠ざかるに従って大きくなっていても良い。
また、前記複数の凹部の内の隣り合う凹部にて形成される前記フィンの先端部は、前記板面に対して屈曲していても良い。
また、前記フィンの複数の先端部の内の一の先端部の屈曲方向と、当該一の先端部とは異なる他の先端部の屈曲方向とは、板面に対して逆であっても良い。
<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。
実施の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。
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に直交する方向に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。
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を有している。上下方向に見た場合に、複数のフィン11が配置された領域は、絶縁部材Iよりも大きい。
フィン11は、矩形状であり、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、隣接するフィン間の距離、言い換えれば、フィン11とフィン11との間の隙間が、予め定められた間隔w(以下、「所定間隔w」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。
図4(b)は、放熱器10を、図4(a)のIVb方向に見た図である。言い換えれば、図4(b)は、フィン11における入口ジョイント30側の端部の一例を、前後方向に見た図である。
また、フィン11は、例えばアルミニウム材からなる板材にプレス加工を施すことによって成形されることを例示することができる。フィン11の厚さ(板材の板厚)は、0.3~1.2mmであることを例示することができる。フィン11の厚さは、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。
また、本実施の形態に係る液冷式冷却装置1においては、放熱器10のフィン11における入口ジョイント30側の端部に、複数の凹部111が形成されているので、冷却液に混入した異物を捕まえ易い。つまり、隣接する凹部111間は凸状の先端部112が設けられており、異物に対して、線ではなく点で接触し易くなるので、例えば糸状の異物も凸状の先端部112の最先端に引っ掛かり易くなる。それゆえ、異物が、フィン間流路14等の冷却液の流路における下流側の部位で詰まることを抑制することができる。なお、「異物」は、冷却液に混入したごみ、又は、モーターケース、ラジエータ、ウォーターポンプ等同一系統の冷却流路において、液冷式冷却装置1よりも上流で冷却液が流通する流路の内壁から剥がれた物であることを例示することができる。
図6(a)は、第2の実施形態に係る放熱器50における入口ジョイント30側の端部の一例を示す斜視図である。
図6(b)は、放熱器50を、図6(a)のVIb方向に見た図である。
第2の実施形態に係る放熱器50は、第1の実施形態に係る放熱器10に対して、フィン11に相当するフィン60が異なる。以下、放熱器10と異なる点について説明する。第2の実施形態と第1の実施形態とで、同じ機能を有する物については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
その結果、第2の実施形態に係る放熱器50によれば、フィン60間の距離を小さくすることでフィン60の枚数を多くして冷却性能を向上させることができる。
図7(a)は、第3の実施形態に係る放熱器70における入口ジョイント30側の端部の一例を示す斜視図である。
図7(b)は、放熱器70を、図7(a)のVIIb方向に見た図である。言い換えれば、図7(b)は、フィン71における入口ジョイント30側の端部の一例を、入口ジョイント30側から出口ジョイント40側の方へ見た図である。
第3の実施形態に係る放熱器70は、第1の実施形態に係る放熱器10に対して、フィン11に相当するフィン71の形状が異なる。以下、放熱器10と異なる点について説明する。第3の実施形態と第1の実施形態とで、同じ機能を有する物については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
その結果、第3の実施形態に係る放熱器70によれば、フィン60間の距離を小さくすることでフィン60の枚数を多くして冷却性能を向上させることができる。
図8(a)及び図8(b)は、第3の実施形態に係る放熱器70における入口ジョイント30側の端部の変形例の一例を示す斜視図である。
図7(a)及び図7(b)を用いて例示したフィン71においては、屈曲方向が異なる一の先端部713と他の先端部714とが、短手方向に交互になるように成形されているが、特にかかる態様に限定されない。先端部712の屈曲方向は、図8(a)及び図8(b)に示す方向であっても良い。
図9(a)、図9(b)及び図9(c)に示すように、図7(a)及び図7(b)に例示した第3の実施形態に係る放熱器70、図8(a)及び図8(b)に例示した変形例に係る放熱器70においても、第2の実施形態に係る放熱器50と同様に、凹部711における深さを、ケース本体21の頂部21aから遠ざかるに従って深くなるように形成しても良い。これにより、深さが一定である場合よりも、冷却液がバイパス路を流れる際の抵抗を小さくすることができ、異物を捕まえつつも、冷却液の流路が閉塞し難くなるようにすることができる。その結果、第2の実施形態に係る放熱器50によれば、フィン60間の距離を小さくすることでフィン60の枚数を多くして冷却性能を向上させることができる。
Claims (7)
- 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を有する冷却装置であって、
前記フィンにおける、板面に平行な長手方向の端部であって冷却液の入口側の端部に、短手方向に並んだ複数の凹部であって当該長手方向の端面における前記複数のフィンの並び方向の全域から長手方向に凹んだ凹部が形成されている
冷却装置。 - 前記凹部の前記短手方向の大きさは、前記複数のフィンのフィン間の距離よりも大きい請求項1に記載の冷却装置。
- 前記複数の凹部の合計面積をS、前記複数のフィンのフィン間の距離をw、前記フィンの短手方向の大きさをh、とした場合に、
S/2>w×h
である
請求項1又は2に記載の冷却装置。 - 前記複数の凹部における前記長手方向の大きさは、前記短手方向の一方の端部側に配置される発熱体から遠ざかるに従って大きくなっている
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷却装置。 - 前記複数の凹部の内の隣り合う凹部にて形成される前記フィンの先端部は、前記板面に対して屈曲している
請求項1から4のいずれか1項に記載の冷却装置。 - 前記フィンの複数の先端部の内の一の先端部の屈曲方向と、当該一の先端部とは異なる他の先端部の屈曲方向とは、板面に対して逆である
請求項5に記載の冷却装置。 - 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を有する冷却装置であって、
前記フィンにおける、板面に平行な長手方向の端部であって冷却液の入口側の端部に、短手方向に並んだ複数の凹部が形成され、
前記凹部の前記短手方向の大きさは、前記複数のフィンのフィン間の距離よりも大きい冷却装置。
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