KR20150116923A - 냉각 부재, 그 제조 방법, 및 제조 장치 - Google Patents

Abstract

냉매 도입관의 표면에 펀치의 외부 모서리가 과도하게 눌러지는 것을 예방하여, 냉매 도입관의 신뢰성과 물리적 강도를 손상시키지 않는 냉각 부재, 그 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다. 또한, 전열 부재로부터 돌출되는 냉매 도입관의 치수와 그 방향을 높은 정밀도로 마무리할 수 있는 냉각 부재, 그 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다. 가장자리부(15),(15)를 갖는 전열 부재(9)에, 상기 가장자리부(15),(15)를 길이 방향의 한계로 하는 홈부(11)를 형성하고, 상기 홈부(11)에 냉매 도입관(17)을 압입하는 냉각 부재에 있어서, 곡면형상으로 성형된 단부의 외부 모서리(3)와 이것에 인접하는 가압면(5)을 갖는 펀치(7)의 가압면(5)을 홈부(11)에 대향시키며, 상기 펀치(7)의 외부 모서리(3)를 전열 부재(9)의 가장자리부(15),(15)보다 길이 방향의 안쪽에 위치 결정하고, 상기 펀치(7)를 상기 홈부(11)에 전진시킴으로써, 상기 가압면(5)에서 상기 냉매 도입관(17)을 상기 홈부(11)에 누른다.

Description

냉각 부재, 그 제조 방법, 및 제조 장치{COOLING MEMBER, AND METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 전열 부재의 홈부에 냉매 도입관을 압입하여 이루어지는 냉각 부재, 그 제조 방법, 및 제조 장치에 관한 것이다.

도 19는, 전열 부재(601)의 홈부(603)에 냉매 도입관(605)을 압입하여 이루어지는 냉각 부재(607)와, 2개의 외부 모서리(609)의 사이에 가압면(611)을 설치한 펀치(613)를 나타내고 있다. 전열 부재(601)는 알루미늄판이다. 홈부(603)는, 그 길이 방향의 한계를 전열 부재(601)의 양측의 가장자리부(615)와 일치시키고 있다. 냉매 도입관(605)은 구리제의 파이프이다. 냉각 부재(607)는, 다음의 순서로 조립된다.

도 20(a)에 나타낸 바와 같이, 펀치(613)의 외부 모서리(609)를 전열 부재(601)의 가장자리부(615)의 바로 위에 위치 결정하고, 홈부(603)에 냉매 도입관(605)을 삽입한다. 이 시점에서, 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같이, 홈부(603)의 내면과 냉매 도입관(605)의 사이에는 간극이 있다. 이어서, 펀치(613)를 홈부(603)를 향해 전진(하강)시켜, 펀치(613)의 가압면(611)을 냉매 도입관(605)에 누른다. 이에 의해, 냉매 도입관(605)은, 상기 도 (c), (d)에 나타낸 바와 같이 소성 변형되고, 홈부(603)의 내면에 냉매 도입관(605)이 밀접한 곳에서, 전열 부재(601)와 냉매 도입관(605)의 접합이 완료된다.

그러나, 냉매 도입관(605)이 펀치(613)에 의해 눌러질 때에, 냉매 도입관(605)의 표면에 외부 모서리(609)의 자국(617)이 남아, 냉매 도입관(605)의 신뢰성이 손상된다. 전열 부재(601)와 냉매 도입관(605)이 접합된 후, 냉매 도입관(605)에 굴곡 방향의 외력이 가해지면, 그 응력이 냉매 도입관(605)과 가장자리부(615)의 경계 부근에 집중되므로, 냉매 도입관(605)의 물리적 강도가 손상된다. 그래서, 가장자리부(615)의 근방에서 홈부(603)의 내면과 냉매 도입관(605)의 사이에 간극이 생기도록, 홈부(603)의 입구 가장자리에 R 가공을 실시하면, 상기 응력의 집중을 예방할 수 있지만, 그를 위한 가공 비용이 여분으로 필요해진다.

또, 냉매 도입관(605)이 펀치(613)에 눌러질 때의 반력은, 냉매 도입관(605)을 외부 모서리(609)의 반대측을 향해 만곡시킨다. 이 때문에, 전열 부재(601)의 가장자리부(615)로부터 돌출되는 냉매 도입관(605)의 치수, 또는 그 방향에 오차가 생긴다. 도 20(c)의 θ는, 상기의 반력으로 냉매 도입관(605)이 구부러진 각도를 나타내고 있다.

또, 냉각 부재(607)가 조립된 후, 냉매 도입관(605)을 코팅재로 보호하는 경우, 전열 부재(601)의 표면(619)과 냉매 도입관(605)에 코팅재를 도포하고, 또한 가장자리부(615)로부터 돌출되는 냉매 도입관(605)과 가장자리부(615)의 경계에 코팅재를 도포한다. 후자의 작업은, 코팅재가 냉매 도입관(605)의 전체 둘레에서 중간에 끊어지지 않도록 주의하지 않으면 안 되므로 번잡하다. 이 밖에, 금속 파이프 등을 홈부에 끼우는 기술이 특허문헌 1∼3에 개시되어 있다.

또, 파워 모듈과 같은 발열하는 전장 부품을 냉각하기 위해서는, 알루미늄의 냉각 부재에 형성된 홈부에, 냉매가 도입되는 구리제의 냉매 도입관을 삽입하여, 상기의 전장 부품에 냉각 부재를 접촉하도록 하고 있다. 이 경우, 냉각 부재의 홈부에 삽입된 냉매 도입관을, 프레스 기계 등을 이용하여, 냉각 부재의 홈부에 밀접하도록 소성 변형시킴으로써, 냉매 도입관과 냉각 부재를 접합한다.

그러나, 냉매 도입관과 냉각 부재가, 대기보다 저온으로 냉각되었을 때에 결로되면, 냉매 도입관과 냉각 부재의 접합부(경계)에 침입하는 습기에 기인하는 양자의 부식이 문제가 된다. 금속을 열화시키는 유해 가스가 대기에 포함되어 있을 때, 또는 염분이 비산하는 환경 하에서, 유해 가스 또는 염분이 결로수에 녹아 들어가면, 상기의 문제는 현저해진다. 또, 냉매 도입관과 냉각 부재의 부식이 진행됨에 따라, 양자의 접합부의 열저항이 증가하여, 전장 부품의 냉각이 방해된다. 이것은 전장 부품의 성능을 저하시키게 된다. 냉매 도입관과 냉각 부재의 접합에 따른 기술이 특허문헌 4에 개시되어 있다.

또한, 전열 부재의 홈부에 파이프 등을 접합하는 기술이 특허문헌 5∼7에 개시되어 있다. 전열 부재의 홈부에 냉매 도입관을 압입하여 이루어지는 냉각 부재를 제조하는 경우, 도 21(a)에 나타낸 바와 같이, 전열 부재(701)의 표면(703)에 홈 입구(705)를 개방한 홈부(707)에, 냉매 도입관(709)을 진입시킨다. 이어서, 펀치(711)를 이용하여 냉매 도입관(709)을 홈부(707)에 누르고, 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같이, 냉매 도입관(709)을 홈부(707)의 내주면(713)에 밀접하도록 소성 변형시킨다. 이에 의해, 홈 입구(705)의 폭 A보다 냉매 도입관(709)의 폭을 확대시켜, 전열 부재(701)와 냉매 도입관(709)을 접합할 수 있다.

홈 입구(705)의 내주면(713)은, 그 폭 방향의 단면을 대체로 원호에 따른 형상으로 하고 있다. 예를 들면, 냉매 도입관(709)에 비틀림 방향의 외력이 가해지는 경우가 있다. 이 외력의 크기가 전열 부재(701)와 내주면(713)의 마찰력을 초과하면, 냉매 도입관(709)이 전열 부재(701)에 대해 회전한다는 문제가 일어난다. 펀치(711)가 냉매 도입관(709)을 누르는 힘을 늘리는 것만으로는, 상기의 마찰력을 증대하는데 한도가 있다.

상기와 같이 소성 변형된 냉매 도입관(709)이 전열 부재(701)의 홈부(707)로부터 이탈하지 않도록 양자의 접합을 강화하기 위해서는, 홈 입구(705)의 폭 A와 내주면(713)의 전체 폭 B의 차를 2로 나눈 오버행량을 크게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 냉매 도입관(709)이 홈 입구(705)를 통과하여 홈부(707)에 삽입될 수 있도록 하기 위해서는, 홈 입구(705)의 폭 A가 냉매 도입관(709)의 직경 φ보다 넓지 않으면 안 된다. 이 때문에, 폭 A와 전체 폭 B의 차를 크게 하는 것은 어렵고, 오버행량이 제한되므로, 전열 부재(701)와 냉매 도입관(709)의 접합을 강화할 수 없다는 문제가 있다.

또, 도 22(a)에 나타낸 바와 같이, 전열 부재(801)의 표면(803)에 홈 입구(805)를 개방한 홈부(807)에, 직경 φ의 냉매 도입관(809)을 진입시키고, 펀치(811)를 이용하여 냉매 도입관(809)을 홈부(807)에 누른다. 이에 의해, 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같이 냉매 도입관(809)은 홈부(807)의 내주면에 밀접하도록 소성 변형된다.

또, 냉매 도입관(809)의 외주(πφ), 및 홈부(807)의 내주면의 둘레 길이 L에는, 각각 치수 오차가 포함되므로, 도 22(c)에 나타낸 바와 같이 냉매 도입관(809)이 홈부(807)의 내주면에 밀접하기에 이르지 않고, 양자간에 간극이 남는 경우가 있다. 이 경우, 전열 부재(801)로부터 냉매 도입관(809)으로의 전열이 방해된다. 또, 냉매 도입관(809)에 비틀림 방향의 외력이 가해지면, 냉매 도입관(809)이 전열 부재(801)에 대해 회전하는 문제가 일어난다. 혹은, 상기 도 (d)에 나타낸 바와 같이, 홈부(807)에 무리하게 밀어 넣어진 냉매 도입관(809)이 골짜기형으로 구부러지는 경우가 있다. 이 경우, 냉매 도입관(809)의 내부의 단면적이 좁아져, 냉매 도입관(809)에 도입되는 냉매의 흐름이 방해된다.

그러나, 전열 부재(801)와 냉매 도입관(809)은 서로의 제조 과정이 상이하므로, 양자의 치수를 일원적으로 관리하는 것이 어렵고, 냉각 부재의 품질이 상기와 같이 불안정해지는 것은 피할 수 없다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2007-218439호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특허공개 2005-90794호 공보 특허문헌 3 : 일본국 특허공개 평10-79586호 공보 특허문헌 4 : 일본국 특허공개 소58-106395호 공보 특허문헌 5 : 일본국 특허공개 2007-218439호공보 특허문헌 6 : 일본국 특허공개 2005-90794호 공보 특허문헌 7 : 일본국 특허공개 평10-79586호 공보

본 발명은, 냉매 도입관의 표면에 펀치의 외부 모서리가 과도하게 눌러지는 것을 예방하여, 냉매 도입관의 신뢰성과 물리적 강도를 손상시키지 않는 냉각 부재, 그 제조 방법, 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명의 목적으로 하는 바는, 전열 부재로부터 돌출되는 냉매 도입관의 치수와 그 방향을 높은 정밀도로 마무리할 수 있는 냉각 부재, 그 제조 방법, 및 제조 장치를 제공한다.

본 발명의 목적으로 하는 바는, 냉매 도입관과 전열 부재의 부식을 예방하여, 양자간의 전열을 양호하게 유지할 수 있는 냉각 부재를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 전열 부재와 냉매 도입관이 강고하게 접합된 냉각 부재, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 냉매 도입관의 외주 또는 홈부의 내주면의 둘레 길이에 치수 오차가 포함되어 있어도, 전열 부재로부터 냉매 도입관으로의 양호한 전열을 실현할 수 있으며, 또한 냉매 도입관에 도입되는 냉매의 양호한 흐름을 확보할 수 있는 냉각 부재, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명의 목적으로 하는 바는, 냉매 도입관에 가해지는 비틀림 방향의 외력에 대해, 냉매 도입관을 전열 부재에 강고하게 유지할 수 있는 냉각 부재, 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 가장자리부를 갖는 전열 부재에, 상기 가장자리부를 길이 방향의 한계로 하는 홈부를 형성하고, 상기 홈부에 냉매 도입관을 압입하는 냉각 부재의 제조 방법으로서, 곡면형상으로 성형된 단부의 외부 모서리와 이것에 인접하는 가압면을 갖는 펀치를 준비하고, 상기 펀치의 가압면을 상기 홈부에 대향시키며, 상기 펀치의 외부 모서리를 상기 전열 부재의 가장자리부보다 길이 방향의 안쪽에 위치 결정하고, 상기 펀치를 상기 홈부에 전진시킴으로써, 상기 가압면으로 상기 냉매 도입관을 상기 홈부에 누르는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 가장자리부를 갖는 전열 부재에, 상기 가장자리부를 길이 방향의 한계로 하는 홈부가 형성되고, 상기 홈부에 냉매 도입관이 프레스로 압입된 냉각 부재로서, 상기 냉매 도입관을 프레스로 누름으로써 수축시킨 피프레스 영역이, 상기 전열 부재의 가장자리부보다 길이 방향의 안쪽에 위치하며, 상기 전열 부재의 가장자리부로부터 상기 피프레스 영역을 향함에 따라 상기 냉매 도입관이 프레스에 눌러진 방향으로 점차로 수축된 형상의 곡면부를, 상기 냉매 도입관에 형성한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 가장자리부를 갖는 전열 부재에 형성되고 상기 가장자리부를 길이 방향의 한계로 하는 홈부에, 냉매 도입관을 압입하는 냉각 부재의 제조 장치로서, 곡면형상으로 성형된 단부의 외부 모서리와 이것에 인접하는 가압면을 갖는 펀치와, 상기 전열 부재를 그 홈부가 상기 가압면에 대향하는 자세로 지지하는 지지체를 구비하며, 상기 펀치가 그 가압면으로 상기 냉매 도입관을 상기 홈부에 누르는 과정에서, 상기 외부 모서리가 상기 가장자리부보다 길이 방향의 안쪽에서 상기 냉매 도입관에 접촉하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 펀치에, 상기 전열 부재의 가장자리부보다 길이 방향의 바깥쪽으로 연장되는 백업부를 설치하며, 상기 펀치의 외부 모서리가 상기 냉매 도입관에 접촉할 때, 상기 백업부가 상기 냉매 도입관에 부딪히는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 전열 부재가 상기 홈부의 개방된 표면을 가지며, 상기 전열 부재의 표면과 상기 냉매 도입관이 피복재로 피복된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 피복재가, 상기 전열 부재와 상기 냉매 도입관에 도포되는 코팅재인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 피복재가, 상기 전열 부재를 내포하는 커버인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 한 면에 전장 부품을 부착하고 다른 면에 상기 전열 부재와 상기 냉매 도입관을 밀접시키는 도열(導熱) 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 피프레스 영역의 단부보다 길이 방향의 바깥쪽에서, 상기 전열 부재의 홈부와 상기 냉매 도입관의 사이에 개재되는 시일 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 홈부가, 상기 전열 부재의 표면에 개방된 홈 입구의 안쪽에 중심을 정하고, 또한 상기 홈 입구의 폭 방향에 장축의 방향을 일치시킨 장원형을 따른 내주면을 가지며, 상기 냉매 도입관은, 상기 내주면에 밀접하는 주곡부(周曲部)와, 상기 홈 입구를 막는 면형상부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명은, 상기 장원형이 타원인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 곡면형상으로 성형된 단부의 외부 모서리와 이것에 인접하는 가압면을 갖는 펀치를 준비하고, 홈 입구의 안쪽에 중심을 정하며, 또한 상기 홈 입구의 폭 방향에 장축의 방향을 일치시킨 장원형으로 내주면의 형상을 따르게 한 홈부를 갖는 전열 부재를 준비하고, 상기 홈부에 냉매 도입관을 삽입하고, 상기 펀치의 가압면을 상기 홈부에 대향시키며, 상기 펀치의 외부 모서리를 상기 전열 부재의 가장자리부보다 길이 방향의 안쪽에 위치 결정하고, 상기 펀치를 상기 홈부에 전진시킴으로써, 상기 가압면으로 상기 냉매 도입관을 상기 홈부에 누르며, 상기 냉매 도입관을 상기 홈부의 내주면에 밀접하도록 소성 변형시키는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명은, 상기 장원형이 타원인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 홈부가, 그 내주면의 곡률 중심을 상기 홈 입구의 안쪽에 정하고, 또한 상기 홈 입구의 폭에 상기 내주면의 둘레 길이를 가산한 길이가 상기 냉매 도입관의 외주보다 짧으며, 상기 냉매 도입관은, 상기 내주면에 밀접하는 주곡부와, 상기 홈 입구를 막고 상기 표면으로부터 돌출되는 면형상부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 곡면형상으로 성형된 단부의 외부 모서리와 이것에 인접하는 가압면을 갖는 펀치를 준비하고, 홈 입구의 안쪽에 내주면의 곡률 중심을 정하며, 또한 상기 홈 입구의 폭에 상기 내주면의 둘레 길이를 가산한 길이가 상기 냉매 도입관의 외주보다 짧은 형상의 홈부를 갖는 전열 부재를 준비하고, 상기 홈부에 냉매 도입관을 삽입하고, 상기 펀치의 가압면을 상기 홈부에 대향시키며, 상기 펀치의 외부 모서리를 상기 전열 부재의 가장자리부보다 길이 방향의 안쪽에 위치 결정하고, 상기 펀치를 상기 홈부에 전진시킴으로써, 상기 가압면으로 상기 냉매 도입관을 상기 홈부에 누르며, 상기 냉매 도입관을 상기 내주면에 밀접하도록 소성 변형시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 의하면, 펀치를 전열 부재의 홈부에 전진시키는 과정에서, 펀치의 가압면의 전역이 대략 동시에 냉매 도입관에 접촉하지만, 펀치의 단부의 외부 모서리는 곡면형상으로 성형되어 있으므로, 냉매 도입관이 가압면에 눌러져 소성 변형됨에 따라 냉매 도입관의 표면에 점차로 접촉한다. 이에 의해, 펀치의 외부 모서리가 냉매 도입관을 누르는 힘을 분산시킬 수 있으므로, 냉매 도입관의 표면을 매끄럽게 유지하며, 냉매 도입관의 신뢰성, 및 물리적 강도를 확보할 수 있다.

또한, 펀치는, 그 외부 모서리가 전열 부재의 가장자리부보다 길이 방향의 안쪽에 위치 결정되므로, 냉매 도입관의 소성 변형되는 반력은, 전열 부재에 의해 모두 막아내어진다. 이 때문에, 본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 의하면, 전열 부재의 가장자리부로부터 돌출되는 냉매 도입관에 불필요한 굴골력이 가해지지 않으므로, 전열 부재의 가장자리부로부터 돌출되는 냉매 도입관의 치수, 및 그 방향이 정확한 냉각 부재를 조립할 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 장치는, 펀치의 양단부로부터 백업부가 연장되어 있으므로, 펀치가 그 가압면으로 냉매 도입관을 홈부에 누르는 과정에서, 백업부가 냉매 도입관에 부딪힌다. 이에 의해, 냉매 도입관의 프레스에 의한 소성 변형의 반력으로, 냉매 도입관이 위쪽으로 휘어지는 것을 규제하여, 전열 부재의 가장자리부로부터 돌출되는 냉매 도입관의 치수, 및 그 방향이 정확한 냉각 부재를 조립할 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 부재는, 냉매 도입관이 프레스에 눌러진 방향으로 수축됨으로써 냉매 도입관에 피프레스 영역이 형성되어 있다. 이 피프레스 영역은, 전열 부재의 가장자리부보다 길이 방향의 안쪽에 위치한다. 또한 냉매 도입관에는, 전열 부재의 가장자리부로부터 피프레스 영역을 향함에 따라 프레스에 눌러진 방향으로 점차로 수축된 형상의 곡면부가 형성되어 있다. 이 때문에, 냉매 도입관에 굴곡 방향의 외력이 가해져도, 그 응력을 곡면부에 분산시킬 수 있으므로, 냉매 도입관의 물리적 강도를 확보할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 방법으로 조립된 냉각 부재는, 전열 부재의 가장자리부의 근방에 있어서, 전열 부재의 홈부의 내면과 냉매 도입관의 사이에 간극이 남는다. 이 때문에, 냉매 도입관에 굴곡 방향의 외력이 가해져도, 그 응력이 냉매 도입관과 가장자리부의 경계 부근에 집중되는 것을 피할 수 있으므로, 종래와 같이 각각의 전열 부재에 R 가공하는 수고와 비용을 삭감할 수 있다.

예를 들면, 코팅재를 냉매 도입관에 도포하는 작업은, 코팅재가 상기의 간극에 인입되는 모세관 현상을 이용하여, 코팅재를 냉매 도입관의 전체 둘레에 인도함으로써 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이 작업은 냉각 부재의 표면측으로부터 행할 수 있으므로, 코팅재를 냉각 부재의 원하는 개소에 솜씨 좋게 도포할 수 있다. 이상에 서술한 방법은, 본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 장치에 의해서도 실시할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 냉각 부재는, 전열 부재와 냉매 도입관의 홈부에 삽입된 냉매 도입관을 피복재로 피복함으로써, 전열 부재와 냉매 도입관의 접합부로부터 주위의 대기를 차단한 것이다. 이 때문에, 전열 부재와 냉매 도입관이 결로되는 경우가 있어도, 이들 접합부에 습기가 침입하는 것을 예방할 수 있다. 또, 전열 부재와 냉매 도입관이 유해 가스에 접촉되거나, 또는 염분이 비산하는 환경 하에 놓여지는 경우가 있어도, 전열 부재와 냉매 도입관의 부식을 예방할 수 있다. 또한, 당해 냉각 부재는, 전열 부재와 냉매 도입관의 사이의 양호한 전열을 확보하며, 전장 부품의 냉각을 촉진할 수 있으므로, 전장 부품에 그 성능을 적절히 발휘시킬 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 부재의 피복재가 코팅재인 경우, 전열 부재와 냉매 도입관에 코팅재를 도포하는 것만으로, 상기의 효과를 용이하게 달성할 수 있다. 혹은, 피복재가 전열 부재를 내포하는 커버인 경우, 상기의 코팅재에 비교하여, 피복재의 물리적 강도가 높아지므로, 피복재가 외력 또는 충격을 받거나 해도 손상되기 어렵다는 이점이 있다.

예를 들면, 전장 부품과 전열 부재가 도열 부재를 통해 접속되는 경우가 있다. 이 경우, 도열 부재의 한 면에 전장 부품을 부착하고, 도열 부재의 다른 면에 전열 부재와 냉매 도입관을 밀접시키면, 이 도열 부재를 피복재로서 이용할 수 있다. 이에 의해 상기의 코팅재, 또는 커버가 불필요한 만큼, 당해 부식 방지 구조의 부품수가 적어져, 그 제조 비용을 저감할 수 있다.

전열 부재의 홈부의 내면과 냉매 도입관의 사이에 남겨지는 상기의 간극에, 시일 부재를 삽입한 경우, 전열 부재와 냉매 도입관의 사이에 수분, 또는 먼지 등이 침입하는 것을 예방할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 의하면, 전열 부재의 홈부에 냉매 도입관을 삽입하고, 냉매 도입관을 펀치로 홈부에 누름으로써, 냉매 도입관을 홈부의 내주면에 밀접하도록 소성 변형시킬 수 있다. 또, 홈부의 내주면은, 홈 입구의 안쪽에 중심을 정한 장원형을 따른 형상이므로, 여기에 서술한 방법으로 제조된 냉각 부재는, 홈부의 내주면에 밀접한 냉매 도입관에 비틀림 방향의 외력이 가해져도, 전열 부재와 내주면의 마찰력에 크게 의존하지 않으며, 냉매 도입관이 전열 부재에 대해 회전하는 것을 저지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 냉각 부재는, 상기의 장원형의 장축의 방향을 홈 입구의 폭 방향에 일치시키고 있으므로, 장원형의 장축과 홈 입구의 폭의 치수차는, 내주면의 단면이 종래의 원호를 따른 형상인 경우에 비교하여 커진다. 이 때문에, 냉각 부재에 홈부를 성형하는 단계에서, 오버행량을 증대하는데 유리하며, 전열 부재와 냉매 도입관의 접합을 강화할 수 있다. 특히, 상기의 장원형이 타원인 경우, 오버행량을 후술의 순서로 정량적으로 결정할 수 있다는 이점이 있다.

또, 본 발명에 따른 냉각 부재는 다음의 방법에 의해 제조된다. 즉, 전열 부재의 홈부에 냉매 도입관을 삽입하고, 냉매 도입관을 펀치로 홈부에 누른다. 이에 의해 소성 변형되는 냉매 도입관이, 홈부의 내주면에 밀접한 시점에서, 냉매 도입관은 홈부의 홈 입구에 완전히 몰입되지 않는다. 동시에, 냉매 도입관의 전체 폭이 홈 입구보다 넓어지므로, 전열 부재와 냉매 도입관의 접합이 완료된다.

따라서, 본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 의하면, 냉매 도입관의 외주, 및 홈부의 내주면의 둘레 길이에 각각 치수 오차가 포함되어 있어도, 전열 부재와 냉매 도입관이 접합된 시점에서, 양자간에 간극이 남는 경우는 없다. 이 때문에, 본 발명에 따른 냉각 부재에 의해 제조되는 냉각 부재는, 전열 부재로부터 냉매 도입관의 주곡부로의 양호한 전열을 실현할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 냉각 부재에 있어서 펀치가 냉매 도입관을 누르는 힘을, 냉매 도입관이 홈부에 완전히 몰입되지 않을 정도로 설정해 두면, 냉매 도입관이 무리한 힘으로 구부러지는 것을 예방하여, 냉매 도입관에 면형상부를 형성할 수 있다. 이 때문에, 냉매 도입관의 소성 변형에 의한 단면적의 감소를 억제할 수 있으므로, 본 발명에 따른 냉각 부재에 의해 제조되는 냉각 부재는, 냉매 도입관에 도입되는 냉매의 양호한 흐름을 확보할 수 있는 것이다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 따른 냉각 부재, 및 그 제조 장치의 주요부를 도시한 사시도이다.
도 2의 (a)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 냉각 부재의 제조 장치에 적용한 펀치와 전열 부재의 치수를 설명하는 측면도, (b)는, 그 펀치에 의해 변형되는 냉매 도입관의 치수를 설명하는 측면도이다.
도 3의 (a)∼(c)는, 본 발명에 따른 냉각 부재의 제조 장치를 이용하여 실시되는 제조 방법의 순서를 설명하는 측면도, (d)는, 그것을 A-A선으로 파단한 폭 방향의 단면도이다.
도 4의 (a)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 냉각 부재의 제조 장치의 동작 과정을 도시한 측면도, (b)는, 그 제1 변형예의 동작 과정을 도시한 측면도이다.
도 5의 (a)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 냉각 부재의 제조 장치의 제2 변형예의 동작 과정을 도시한 폭 방향의 단면도, (b)는, 그것에 의해 제조된 냉각 부재의 단면도이다.
도 6의 (a)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 냉각 부재의 제조 장치의 제3 변형예의 동작 과정을 도시한 폭 방향의 단면도, (b)는, 그것에 의해 제조된 냉각 부재의 단면도이다.
도 7의 (a)는, 본 발명의 실시예 2에 따른 냉각 부재의 평면도, (b)는, 그것을 A'-A'선으로 파단한 폭 방향의 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 실시예 2에 따른 냉각 부재의 제1 변형예를 도시한 단면도이다.
도 9는, 도 8에 나타낸 냉각 부재를 대상으로 한 아세트산염수 분무 시험에 의한 열저항비의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은, 본 발명의 실시예 2에 따른 냉각 부재의 제2 변형예를 도시한 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 실시예 2에 따른 냉각 부재의 제3 변형예를 도시한 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 실시예 2에 따른 냉각 부재의 제4 변형예를 도시한 단면도이다.
도 13은, 본 발명의 실시예 2에 따른 냉각 부재의 제5 변형예를 도시한 측면도이다.
도 14의 (a)는, 본 발명의 실시 형태에 따른 냉각 부재의 제조 방법의 공정예를 도시한 폭 방향의 단면도, (b)는, 그 방법으로 제조된 냉각 부재의 단면도이다.
도 15는, 본 발명의 실시 형태에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 적용한 전열 부재의 홈부의 치수에 냉매 도입관을 대비시킨 설명도이다.
도 16은, 본 발명의 실시 형태에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 적용한 전열 부재의 홈부의 반분 단축을 가로축에 나타내고, 그 내주면의 둘레 길이의 계산치를 세로축에 나타낸 그래프이다.
도 17은, 본 발명의 실시 형태에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 의해 소성 변형된 냉매 도입관의 패임률을 가로축에 나타내고, 그 패임률의 증가에 따라 냉매의 압력 손실이 증가하는 비율을 세로축에 나타낸 그래프이다.
도 18(a), (b)는, 본 발명의 실시 형태에 따른 냉각 부재의 제조 방법에 적용할 수 있는 전열 부재의 제5 변형예, 및 제6 변형예를 각각 도시한 단면도이다.
도 19는, 종래예의 냉각 부재의 제조 방법의 순서를 설명하는 사시도이다.
도 20(a), (c)는, 종래예의 냉각 부재의 제조 방법의 순서를 설명하는 측면도, (b)는, B-B선 단면도, (d)는, C-C선 단면도이다.
도 21의 (a)는, 종래예의 냉각 부재를 제조하는 공정을 도시한 단면도, (b)는, 그 방법에 의해 제조된 냉각 부재의 예를 도시한 단면도이다.
도 22의 (a)는, 종래예의 냉각 부재를 제조하는 공정을 도시한 단면도, (b)∼(d)는, 그 방법에 의해 제조된 냉각 부재의 예를 각각 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 냉각 부재, 그 제조 장치, 및 제조 방법에 대해, 이하의 실시예 1∼3에서 설명한다.

실시예 1

도 1에 나타낸 바와 같이, 냉각 부재의 제조 장치(1)는, 양단부의 외부 모서리(3)가 곡면형상으로 성형되고 몸통부의 하면을 가압면(5)으로 한 펀치(7)와, 전열 부재(9)를 그 홈부(11)가 가압면(5)에 대향하는 자세로 지지하는 지지체(13)를 구비한다.

펀치(7)는, 2개의 외부 모서리(3)를 가압면(5)에 각각 인접시킨 직육면체이다. 외부 모서리(3)의 「곡면형상」이란, 그 표면이 구면형상일 뿐만 아니라, 비구면형상인 것도 의미한다. 또, 펀치(7)는, 프레스 기계의 램에 형공구(型工具)로서 부착되는 것이다. 프레스 기계는 자명한 기술이므로, 그 도시는 생략하고 있다. 지지체(13)는, 전열 부재(9)를 프레스 기계의 베드에 위치 결정하는 지그이며, 볼트 등을 이용하여 전열 부재(9)를 고정할 수 있다.

도 2(a)는, 전열 부재(9)로부터 펀치(7)가 후퇴(상승)한 상태를 나타내며, 상기 도 (b)는, 펀치(7)가 전열 부재(9)를 향해 전진한 상태를 나타내고 있다. 이와 같이 전열 부재(9)에 대향하는 펀치(7)의 2개의 외부 모서리(3)는, 전열 부재(9)의 양측의 가장자리부(15)보다 길이 방향의 안쪽에 각각 위치 결정되어 있다. 치수 d는 외부 모서리(3)와 가압면(5)의 경계로부터 가장자리부(15)까지의 거리를 나타내고 있다. 가압면(5)의 길이 방향의 치수에 상당하는 프레스폭 x는, 전열 부재(9)의 전체 폭 L보다 짧게 설정되어 있다. 전체 폭 L은, 전열 부재(9)의 양측의 가장자리부(15)가 서로 이격되는 거리이다.

냉각 부재의 제조 방법에 대해 이하에 설명한다. 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 펀치(7)를 전열 부재(9)로부터 후퇴시키고, 홈부(11)에 냉매 도입관(17)을 삽입한 후, 펀치(7)를 전진시킨다. 이 과정에서, 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같이, 우선 펀치(7)의 가압면(5)의 전역이 냉매 도입관(17)에 접촉한다. 펀치(7)가 더욱 전진함으로써, 냉매 도입관(17)이 가압면(5)에 눌러져 평평한 형상으로 소성 변형됨에 따라, 외부 모서리(3)가 냉매 도입관(17)의 표면에 점차로 접촉한다. 이 때 외부 모서리(3)가 냉매 도입관(17)을 누르는 힘은, 외부 모서리(3)보다 길이 방향의 바깥쪽으로 분산되므로, 냉매 도입관(17)의 표면이 외부 모서리(3)에 과도하게 눌러져 손상되는 경우는 없다. 이와 같이, 냉매 도입관(17)의 표면을 매끄럽게 유지함으로써, 냉매 도입관(17)의 신뢰성, 및 물리적 강도를 확보할 수 있다.

도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 냉매 도입관(17)의 변형량 p가 원하는 크기에 도달한 곳에서, 펀치(7)의 전진하는 동작을 정지시키고, 다시 펀치(7)를 상기 도 (a)에 나타낸 위치까지 후퇴시킨다. 여기까지의 공정에서, 홈부(11)의 내면에 냉매 도입관(17)이 밀접하고, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 냉매 도입관(17)에, 펀치(7)의 외부 모서리(3)와 대략 동일한 곡률 반경 R의 곡면이 형성된다. 또, 상기의 냉매 도입관(17)의 소성 변형되는 반력은, 펀치(7)의 외부 모서리(3)와 전열 부재(9)의 가장자리부(15)의 사이에서 모두 막아내어지므로, 가장자리부(15)로부터 돌출되는 냉매 도입관(17)에 불필요한 굴곡력이 가해지는 경우가 없다. 이 때문에, 가장자리부(15)로부터 돌출되는 냉매 도입관(17)의 치수, 및 그 방향이 정확한 냉각 부재(19)를 조립할 수 있다.

냉각 부재(19)는, 냉매 도입관(17)이 프레스 기계의 펀치(7)에 눌러진 방향으로 수축됨으로써, 냉매 도입관(17)에 피프레스 영역(23)이 형성되어 있다. 또한 냉매 도입관(17)에는, 전열 부재(9)의 가장자리부(15)로부터 피프레스 영역(23)을 향함에 따라 프레스에 눌러진 방향으로 점차로 수축된 형상의 곡면부(25)가 형성되어 있다. 여기에서, 점차로 압축이란, 냉매 도입관(17)이 펀치(7)의 외부 모서리(3)를 따라 곡률 반경 R의 곡면형상으로 대체로 소성 변형되어 있는 것을 의미한다.

곡률 반경 R은, 냉매 도입관(17)이 변형된 부위에 응력이 집중하는 것을 피한다는 관점에서, 냉매 도입관(17)의 두께 t보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또, 곡률 반경 R이 냉매 도입관(17)의 직경 Φ 이상으로 커지면, 펀치(7)의 외부 모서리(3)와 전열 부재(9)의 가장자리부(15)의 사이에서, 냉매 도입관(17)의 변형량이 부족하여, 홈부(11)의 내면과 냉매 도입관(17)의 접촉력이 약해지므로, 양자간의 전열 성능이 손상된다. 이 때문에, 외부 모서리(3)의 곡률 반경 R은 t<R<Φ가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

또, 치수 d를 작게 설정할수록, 펀치(7)의 외부 모서리(3)가 전열 부재(9)의 가장자리부(15)에 접근하며, 상기의 소성 변형의 반력에 의거한 굴곡력이 냉매 도입관(17)에 가해지는 경향이 강해지므로, 치수 d를 냉매 도입관(17)의 변형량 p보다 크게 하는 것이 바람직하다. 치수 d를 냉매 도입관(17)의 직경 Φ의 2배 이상으로 크게 하면, 가압면(5)의 프레스폭 x가 제한되므로, 홈부(11)의 내면과 냉매 도입관(17)의 사이의 전열 성능이 손상된다. 이 때문에, 치수 d는 p<d<2Φ가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기의 p<d<2Φ의 조건이 만족되면, 도 3(d)가 나타낸 바와 같이, 냉각 부재(19)를 조립한 단계에서, 가장자리부(15) 근방의 홈부(11)의 내면과 냉매 도입관(17)의 사이에 원호형상의 간극(21)이 남는다. 이 때문에, 냉매 도입관(17)에 굴곡 방향의 외력이 가해져도, 그 응력이 냉매 도입관(17)과 가장자리부(15)의 경계 부근에 집중되는 것을 피할 수 있으므로, 냉매 도입관(17)의 물리적 강도를 확보할 수 있으며, 또한 종래와 같이 각각의 전열 부재에 R 가공하는 수고와 비용을 삭감할 수 있다.

도 3(c)에 나타낸 냉매 도입관(17)에 코팅재를 도포하는 작업을 행하는 경우, 부호 23으로 가리킨 냉매 도입관(17)과 가장자리부(15)의 경계에, 코팅재를 가볍게 접촉시키는 것만으로, 코팅재는 간극(21)을 따라 냉매 도입관(17)의 전체 둘레로 인도된다(모세관 현상). 또한, 이 작업은 냉각 부재(19)의 표면측으로부터 용이하게 행할 수 있으므로, 코팅재를 냉각 부재(19)의 원하는 개소에 솜씨 좋게 도포할 수 있다.

또한, 프레스 기계의 베드에 전열 부재(9)를 직접 위치 결정하고, 이 베드가 지지체(13)의 역할을 하도록 해도 된다. 예를 들면, 1개의 펀치(7)가 2개의 외부 모서리(3)를 갖는 것은 필수가 아니며, 1개의 외부 모서리를 갖는 1 또는 복수의 펀치를 프레스 기계의 램에 부착해도 된다. 전열 부재(9)의 형태는, 직사각형판에 한정되는 것은 아니며, 원반형이어도 된다.

도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 냉매 도입관(17)의 재질, 또는 펀치(7)의 전진하는 속도에 따라서는, 냉매 도입관(17)의 프레스에 의한 소성 변형의 반력으로, 냉매 도입관(17)이 위쪽으로 휘어지는 경우가 있다. 그래서, 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같이, 펀치(7)에 그 양단부로부터 냉매 도입관(17)을 따르는 방향으로 연장되는 백업부(27)를 설치하고, 냉매 도입관(17)에 백업부(27)를 위쪽으로부터 부딪히게 한다. 이에 의해, 냉매 도입관(17)의 휘어짐을 규제하여, 가장자리부(15)로부터 돌출되는 냉매 도입관(17)의 치수, 및 그 방향이 정확한 냉각 부재(19)를 조립할 수 있다.

또, 펀치(7)의 가압면(5)이 평평한 형상인 것을 전제로 이상의 설명을 행하였지만, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 가압면(5)을, 홈부(11)에 대해 돌출된 볼록형으로 해도 된다. 이 경우, 홈부(11)에 삽입된 냉매 도입관(17)에 가압면(5)이 눌러지면, 냉매 도입관(17)의 피프레스 영역(23)의 단면은, 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같은 오목형이 된다. 혹은, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 가압면(5)을 홈부(11)에 대해 오목형으로 해도 된다. 이 경우, 냉매 도입관(17)에 가압면(5)이 눌러지면, 피프레스 영역(23)의 단면은, 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같은 볼록형이 된다.

실시예 2

실시예 1에서 이미 서술한 요소에는, 이하의 도면에 나타낸 형태, 또는 그 도시의 유무에 상관없이, 계속해서 동일한 호칭을 이용하는 것으로 한다.

도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 냉각 부재(101)는, 전열 부재(103)의 홈부(105)에 냉매 도입관(107)을 압입하고, 전열 부재(103)의 표면(111), 및 냉매 도입관(107)을 피복하는 피복재(113)를 설치한 것이다. 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같이, 전장 부품(115)에는 알루미늄판으로 이루어지는 도열 부재(117)가 부착되고, 도열 부재(117)를 통해 전열 부재(103)와 전장 부품(115)이 접속되어 있지만, 도열 부재(117)를 생략하고, 전열 부재(103)와 전장 부품(115)을 직접 접속해도 된다.

전열 부재(103)는 알루미늄판이며, 홈부(105)의 홈 입구가 전열 부재(103)의 표면(111)에 개방되어 있다. 피복재(113)는, 전열 부재(103)의 표면(111), 및 냉매 도입관(107)에 도면 중에서 도트를 붙인 영역에 도포된 코팅재이다. 이 영역은, 조금도 한정되는 것은 아니며, 적어도 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)의 접합부(119)를 따라 코팅재가 도포되어 있으면 충분하다. 이 밖에, 피복재(113)로서, 상기의 영역에 접착되는 필름 또는 점착 테이프를 적용해도 되며, 혹은 도 8에 나타낸 판재(121)를 적용해도 된다.

냉각 부재(101)는, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)의 접합부(119)를 피복재(113)에 의해 주위의 대기로부터 차단하고 있으므로, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)이 결로되는 경우가 있어도, 접합부(119)에 습기가 침입하는 것을 예방할 수 있다. 또, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)이 유해 가스에 접촉되거나, 또는 염분이 비산하는 환경 하에 놓여지는 경우가 있어도, 피복재(113)에 의해 접합부(119)에 유해 가스 또는 염분이 침입하는 것을 예방할 수 있다. 이에 의해, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)의 부식을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 냉각 부재(101)는, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)의 사이의 양호한 전열을 다음에 서술하는 바와 같이 확보할 수 있으며, 전장 부품(115)의 냉각을 촉진함으로써, 전장 부품(115)에 그 성능을 적절히 발휘시킬 수 있다.

즉, 도 7(a)에 나타낸 냉각 부재(101)를 실시예 샘플로 하고, 동일한 냉각 부재로부터 피복재가 제거된 비교 샘플을 준비한다. 그리고, 아세트산염수를 실시예 샘플, 및 비교 샘플의 각각의 접합부(119)를 향해 분무하여, 소정의 시간이 경과할 때마다, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)의 열저항비를 계측한다. 이 결과는, 아세트산염수가 분무되는 분무 시간을 가로축으로 하고 열저항비를 세로축으로 한 도 9의 그래프에 나타나 있다. 상기 도면의 실선 S는, 실시예 샘플의 열저항비가 거의 증가하지 않는 것을 나타내고 있는데 반해, 점선 C는, 비교 샘플의 열저항비가 분무 시간의 경과에 따라 증가하는 것을 나타내고 있다.

이상에 서술한 냉각 부재(101)에 의한 효과는, 피복재(113)가 필름, 점착 테이프, 코팅재, 또는 판재(121) 중 어느 것이어도 달성할 수 있다. 특히, 코팅재를 피복재(113)로서 선택한 경우, 코팅재를 전열 부재(103)의 표면(111), 및 냉매 도입관(107)에 재빨리 도포하는 것만으로, 이상의 효과를 용이하게 달성할 수 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 냉각 부재(123)는, 전열 부재(103), 및 냉매 도입관(107)을 내포하는 커버(125)를 피복재로서 적용하고 있는 점을 제외하고, 상기의 냉각 부재(101)와 동일하다. 커버(125)는, 그 홈형부(124)의 내측에 전열 부재(103)를 몰입시키고, 홈형부(124)의 양측으로부터 연장된 한 쌍의 플랜지(126)를 도열 부재(117)에 대면시키는 것이다. 커버(125)의 플랜지(126)를 도열 부재(117)에 접착제로 고정하거나, 또는 나사 등으로 체결해도 된다. 또, 도열 부재(117)와 한 쌍의 플랜지(126)는 기밀하게 접합하는 것이 바람직하며, 이들 사이에 시일재를 개재하는 등으로 해도 된다.

냉각 부재(123)의 이점으로서, 커버(125)를 전열 부재(103)로부터 용이하게 떼어낼 수 있으므로, 커버(125)와 전열 부재(103)를 솜씨 좋게 분별하여 리사이클할 수 있다. 또, 커버(125)의 재료는, 금속, 또는 합성 수지여도 되고, 코팅재에 비교하여 물리적 강도가 높은 것을 적용할 수 있다. 이 때문에, 커버(125)는, 외력 또는 충격을 받거나 해도 손상되기 어려우며, 또 전열 부재(103)로부터 예기치 않게 탈락되지 않는다는 이점이 있다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 냉각 부재(127)는, 피복재로서 도열 부재(117)를 이용한 것이므로, 상기의 코팅재, 또는 커버가 불필요해지는 만큼, 부품수가 적고, 그 제조 비용이 저렴하다. 이 경우, 도열 부재(117)의 한 면(129)에 전장 부품(115)을 부착하고, 도열 부재(117)의 다른 면(131)에 전열 부재(103)의 표면(111), 및 냉매 도입관(107)을 밀접시키도록 한다.

또한, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도열 부재(117)의 다른 면(131)에, 전열 부재(103)의 표면(111)과 냉매 도입관(107)을 밀접시킨 상태로, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)을 커버(125)에 수납하도록 해도 된다. 또, 도 3(d)에 나타낸 간극(21)이 냉각 부재에 남는 것은 앞서 서술한 바와 같다. 이러한 간극에 도 13에 나타낸 시일 부재(132)를 삽입하여, 전열 부재(103)와 냉매 도입관(107)의 사이에 수분, 또는 먼지 등이 침입하는 것을 예방해도 된다.

실시예 3

본 발명에 따른 냉각 부재, 및 그 제조 방법의 실시 형태에 대해 설명한다. 도 14(a)는, 홈부(201)의 홈 입구(203)가 표면(205)에 개방된 전열 부재(207)와, 홈부(201)에 대향하는 평탄한 가압면(209)을 갖는 펀치(211)와, 홈부(201)에 삽입된 냉매 도입관(213)을 나타내고 있다. 펀치(211)의 길이 방향의 단부에 곡면형상의 외부 모서리가 성형되어 있는 점은, 실시예 1과 동일하다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 홈부(201)는, 그 내주면(217)의 곡률 중심 O를 홈 입구(203)의 안쪽에 위치시키고 있다. 2개의 각부(219, 221)는, 타원형을 따라 만곡하는 내주면(217)과, 홈 입구(203)의 내측면(223)이 인접하는 개소이다. 내주면(217)의 둘레 길이는, 각부(219)로부터 각부(221)에 미치는 내주면(217)의 길이를 의미하지만, 본 실시예에서는, 각부(219)로부터 표면(205)까지의 두께 E와, 각부(221)로부터 표면(205)까지의 두께 E가 가산되는 것으로 한다. 따라서, 내주면(217)의 둘레 길이가 L일 때, A+L+2E<πG가 되고, 홈부(201)는, 홈 입구(203)의 폭 A에 내주면(217)의 둘레 길이를 가산한 길이(A+L)가 냉매 도입관(213)의 외주(πG)보다 짧아지는 조건을 만족하고 있다.

[표 1]

표 1은 A∼G의 치수를 나타내고 있다. 이하에서 치수의 단위는 모두 [mm]이다. A∼G의 치수를 산정하는 순서에 대해, 냉매 도입관(213)의 직경이 9.52이고 ±0.08의 오차를 포함하는 경우를 예로 설명한다. 우선, 홈 입구(203)의 폭 A가 냉매 도입관(213)의 직경의 최대치 9.60 이상이 되도록 A=9.7±0.1로 한다. 홈 입구(203)의 폭 A의 최대치 Amax=9.8이다. 최대치 Amax와 타원의 장축인 내주면(217)의 전체 폭 B의 최소치 Bmin의 차를 2로 나눈 오버행량이 적어도 0.4(A의 약 4%)가 되도록, 하기의 식에 의거하여 Bmin=10.6을 산출한다. 전열 부재(207)에 홈부(201)가 성형될 때의 오차를 ±0.1이라고 어림잡으면, B의 값을 10.7±0.1로 정할 수 있다.

[수식 1]

이어서, 두께 E=0.44라고 가정하고, 2개의 각부(219, 221)의 양쪽에 접하는 타원의 단축을 변화시켰을 때의 내주면(217)의 둘레 길이의 계산치를 구한다. 도 16은, 타원의 단축의 반분에 상당하는 반분 단축을 가로축에 나타내고, 내주면(217)의 둘레 길이의 계산치를 세로축에 나타낸 그래프이다. 냉매 도입관(213)의 외주(πG)의 최소치는 약 29.7이므로, 이 최소치보다 내주면(217)의 둘레 길이가 짧아지는 조건은, 타원의 반분 단축이 상기 도면의 파선으로 구분한 값 이하가 되는 것이다. 예를 들면, πG<29일 때는 C<4가 된다.

냉각 부재(215)의 제조 방법은 다음과 같다. 도면은 특별히 언급하지 않는 한 도 14(a), (b)를 참조한다. 처음에, 전열 부재(207)의 홈부(201)에 삽입된 냉매 도입관(213)을 펀치(211)로 홈부(201)에 누름으로써, 소성 변형되는 냉매 도입관(213)을 홈부(201)의 내주면(217)에 밀접시킨다. 이 시점에서, 냉매 도입관(213)은 홈부(201)의 홈 입구(203)에 완전히 몰입되지 않는다. 이것은, 홈 입구(203)의 폭에 내주면(217)의 둘레 길이를 가산한 길이가, 냉매 도입관(213)의 외주보다 짧은 만큼, 냉매 도입관(213)의 일부가 전열 부재(207)의 표면(205)으로부터 돌출되기 때문이다. 또, 홈부(201)의 곡률 중심 O는 홈 입구(203)보다 전열 부재(207)의 안쪽에 위치하고 있다. 이 때문에, 상기와 같이 냉매 도입관(213)이 홈부(201)의 내주면(217)에 밀접한 시점에서, 냉매 도입관(213)의 폭이 홈 입구(203)보다 넓어져, 전열 부재(207)로부터의 냉매 도입관(213)의 이탈이 규제되므로, 전열 부재(207)와 냉매 도입관(213)의 접합이 완료된다.

따라서, 이상에 서술한 방법에 의하면, 전열 부재(207)의 표면(205)으로부터 냉매 도입관(213)을 돌출시킨 상태로, 냉매 도입관(213)이 홈부(201)의 내주면(217)에 밀접하므로, 냉매 도입관(213)의 외주, 및 홈부(201)의 내주면(217)의 둘레 길이에 각각 치수 오차가 포함되어 있어도, 전열 부재(207)와 냉매 도입관(213)이 접합된 시점에서, 양자간에 간극이 남는 경우는 없다. 이 때문에, 냉각 부재(215)는, 전열 부재(207)로부터 냉매 도입관(213)의 주곡부(225)로의 양호한 전열을 실현할 수 있게 된다. 주곡부(225)는, 홈부(201)의 내주면(217)을 따라 냉매 도입관(213)이 타원형으로 소성 변형된 부위이다. 또한, 내주면(217)의 단면이, 홈 입구(203)의 폭 방향에 장축을 따르게 한 타원형이므로, 냉매 도입관(213)에 가해지는 비틀림 방향의 외력에 대해, 전열 부재(207)에 냉매 도입관(213)을 강고하게 유지할 수 있다.

또, 이상에 서술한 방법은, 펀치(211)가 냉매 도입관(213)을 누르는 힘을, 냉매 도입관(213)이 홈부(201)에 완전히 몰입되지 않고, 냉매 도입관(213)이 표면(205)으로부터 냉매 도입관(213)이 돌출될 정도로 설정하고 있으므로, 냉매 도입관(213)이 무리한 힘으로 구부러지는 것을 예방하여, 냉매 도입관(213)에 면형상부(227)를 형성할 수 있다. 면형상부(227)는, 펀치(211)의 가압면(209)을 따라 냉매 도입관(213)이 평탄한 형상으로 소성 변형된 부위이다.

도 17은, 면형상부(227)의 패임량 △t를 타원의 장축 B(내주면(217)의 전체 폭)로 나누어 얻어지는 패임률을 가로축에 나타내고, 패임률의 증가에 따라 냉매 도입관(213)을 흐르는 냉매의 압력 손실이 증가하는 비율을 압손(壓損) 증가율로서 세로축에 나타낸 그래프이다. 상기 그래프로부터, 압손 증가율을 3 이하로 하기 위해서는, 패임률을 0.3 이하로 억제할 필요가 있는 것을 알 수 있다. 이것을 실현하기 위해, 펀치(211)가 냉매 도입관(213)을 누르는 힘은, 전열 부재(207)의 표면(205)으로부터 면형상부(227)가 돌출되는 높이 t가, 냉매 도입관(213)의 두께보다 작아지도록 조정되어 있다.

냉각 부재(215)는, 상기의 타원형의 장축의 방향을 홈 입구(203)의 폭 방향에 일치시키고 있으므로, 타원형의 장축과 홈 입구(203)의 폭의 치수차는, 내주면(217)의 단면이 종래의 원호를 따르는 형상인 경우에 비교하여 커진다. 이 때문에, 냉각 부재(215)에 홈부(201)를 성형하는 단계에서, 오버행량을 증대하는데 유리하며, 전열 부재(207)와 냉매 도입관(213)의 접합을 강화할 수 있다. 또한, 상기의 예에서 두께 E를 0.44로 설정함으로써, 전열 부재(207)의 홈 입구(203)의 물리적 강도를 높게 할 수 있다.

냉각 부재(215)의 리사이클을 행하기 위해서는, 주곡부(225)와 면형상부(227)가 성형된 냉매 도입관(213)을 전열 부재(207)로부터 이탈시켜, 양자를 분별할 필요가 있다. 이 경우, 냉매 도입관(213)의 내부에, 냉매 도입관(213)이 팽창할 정도로 고압의 압착 공기를 공급하면, 냉매 도입관(213)의 단면을 원형으로 복귀시켜, 냉매 도입관(213)을 홈부(201)의 홈 입구(203)로부터 용이하게 추출할 수 있다.

또한, 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자의 지식에 의거하여 다양한 개량, 수정, 또는 변형을 행한 양태로도 실시할 수 있다. 예를 들면, 내주면(217)의 단면은 타원형에 한정되지 않으며, 기하학적 중심축의 방향을 홈 입구(203)의 폭 방향에 일치시킨 포물선을 따른 형상이어도 된다. 도 18(a)에 나타낸 바와 같이, 홈 입구(203)의 폭 방향에 장축을 따르게 한 장원형이어도 된다. 혹은, 홈부(201)의 내주면(217)은, 원호부(319)와 직선형상의 바닥면(321)을 조합한 형상이어도 된다. 상기 도 (b)에 나타낸 바와 같이, 내주면(217)의 곡률 중심 O가 2개 이상이어도 된다.

이상에 서술한 전열 부재(207)를 구비하는 냉각 부재는, 홈부(201)의 내주면(217)에 밀접한 냉매 도입관(213)에 비틀림 방향의 외력이 가해져도, 전열 부재(207)와 내주면(217)의 마찰력에 크게 의존하지 않으며, 냉매 도입관(213)이 전열 부재(207)에 대해 회전하는 것을 저지할 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 파워 모듈 등의 발열하는 전기 부품을 냉각하기 위한 냉각 부재를 제조하는데 유익한 기술이다.

1 : 제조 장치 3 : 외부 모서리
5 : 가압면 7 : 펀치
9 : 전열 부재 11 : 홈부
13 : 지지체 15 : 가장자리부
17 : 냉매 도입관 19 : 냉각 부재
23 : 피프레스 영역 25 : 곡면부
27 : 백업부 101, 123, 127 : 냉각 부재
103 : 전열 부재 105 : 홈부
107 : 냉매 도입관 111 : 표면
113 : 피복재 115 : 전장 부품
117 : 도열 부재 125 : 커버
129 : 한 면 131 : 다른 면
132 : 시일 부재 201 : 홈부
203 : 홈 입구 205 : 표면
207 : 전열 부재 211 : 펀치
213 : 냉매 도입관 215 : 냉각 부재
217 : 내주면 225 : 주곡부
227 : 면형상부

Claims (1)

1. 전열 부재의 표면에 개방된 홈부에 냉매 배관을 삽입한 냉각 부재로서,
   전열 부재는 알루미늄으로 이루어지고, 냉매 배관은 구리로 이루어지며,
   상기 홈부의 내면에 냉매 배관이 밀착되어 있고, 적어도 상기 전열 부재와 상기 냉매 배관의 접합부를 따르도록, 상기 전열 부재의 표면과 상기 냉매 배관에 도포된 코팅재에 의해, 상기 접합부를 대기로부터 차단한 것을 특징으로 하는 냉각 부재.

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