WO2012026217A1 - 冷却装置 - Google Patents

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WO2012026217A1
WO2012026217A1 PCT/JP2011/065226 JP2011065226W WO2012026217A1 WO 2012026217 A1 WO2012026217 A1 WO 2012026217A1 JP 2011065226 W JP2011065226 W JP 2011065226W WO 2012026217 A1 WO2012026217 A1 WO 2012026217A1
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WO
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lid
frame
cooling device
fin member
frame portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/065226
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直哉 後藤
秀則 砂金
勇輝 高橋
Original Assignee
三桜工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 三桜工業株式会社 filed Critical 三桜工業株式会社
Priority to EP11819688.0A priority Critical patent/EP2610908B1/en
Priority to US13/818,240 priority patent/US9562728B2/en
Priority to CN201180040399.0A priority patent/CN103155142B/zh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20254Cold plates transferring heat from heat source to coolant
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to a cooling device.
  • a cooling device for cooling a heating element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element of an inverter for an electric vehicle or the like
  • a heating element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element of an inverter for an electric vehicle or the like
  • fins that form flow paths protrude from the inner surface of the top wall of the case.
  • An IGBT element or the like is attached to the outer surface of the top wall, and the heat generated by the IGBT element or the like is transmitted to the fin through the top wall of the case.
  • the fins are cooled (heat exchanged) by a coolant such as water flowing through the flow path.
  • the ceiling of the case generally has a predetermined rigidity by increasing the plate thickness.
  • the plate thickness of the top wall of the case is increased, the heat transfer coefficient for transferring heat of the IGBT element or the like to the fins is lowered, and as a result, the cooling efficiency of the IGBT element or the like is lowered.
  • the present invention provides a cooling device capable of reducing the thickness of the lid.
  • a cooling device includes a frame-shaped frame portion, a lid portion that closes an opening of the frame portion, a supply port that is provided in the frame portion and supplies a refrigerant into the frame portion, A discharge port provided in the frame portion for discharging the refrigerant in the frame portion to the outside and a flow path extending from the inner side surface of the frame portion to flow the refrigerant in the frame portion, and the lid portion being fixed An extended portion.
  • the lid portion is fixed to the extension portion, thereby increasing the rigidity of the lid portion.
  • the lid portion is fixed to the extension portion, thereby increasing the rigidity of the lid portion.
  • the cooling device is the cooling device according to the first aspect, wherein the extension portion is fixed through the lid portion and fixing a member to be cooled to the outer surface of the lid portion. A fixed portion to which the member is fastened is provided.
  • the member to be cooled is fixed to the outer surface of the lid portion by fastening the fixing member penetrating the lid portion to the portion to be fixed provided in the extending portion. Therefore, for example, the fixing strength of the member to be cooled can be ensured while reducing the plate thickness of the lid portion as compared with the configuration in which the lid portion is provided with a fixed portion such as a female screw.
  • a cooling device is the cooling device according to the first aspect or the second aspect, wherein the fin member is disposed in the flow path and is welded or brazed to the inner surface of the lid portion. It has.
  • the fin member disposed in the flow path is welded or brazed to the inner surface of the lid.
  • the heat of a to-be-cooled member is transmitted to a fin member not only through an extension part but through a cover part.
  • the fin member is cooled by the refrigerant flowing through the flow path.
  • the rigidity of a cover part increases by welding or brazing the fin member to the inner surface of a cover part. Thereby, the plate
  • the cooling device according to a fourth aspect of the present invention is the cooling device according to any one of the first to third aspects, wherein the lid portion is a lid body that closes the opening in the thickness direction of the frame portion. is there.
  • the lid is a lid that closes the opening in the thickness direction of the frame.
  • a cover body can be shape
  • the cooling device according to a fifth aspect of the present invention is the cooling device according to the fourth aspect, wherein the lid is welded or brazed to the frame portion and the extension portion.
  • the rigidity of the lid is increased. Therefore, the lid can be thinned.
  • an O-ring is provided in the gap between the lid body and the frame portion, and these lid bodies and the frame portion are joined by bolts (for example, Compared with Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-296748, the sealing performance of the frame portion is improved.
  • a sealing member such as an O-ring is not necessary, cost reduction can be achieved.
  • the assembly man-hour can be reduced.
  • the cooling device according to a sixth aspect of the present invention is the cooling device according to the fourth or fifth aspect, wherein a groove into which the lid is dropped is formed at an edge of the opening of the frame portion. .
  • the position of the lid body is regulated by dropping the lid body into the groove formed at the edge of the opening of the frame portion as compared with the configuration in which the lid body is not dropped into the groove. can do.
  • a cooling device is the cooling device according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the extension portion is fitted into a through-hole formed in the lid portion, A boss portion joined to the through hole is provided.
  • the leakage of the refrigerant from the through hole formed in the lid is suppressed by fitting and joining the boss portion to the through hole formed in the lid.
  • the cooling device according to an eighth aspect of the present invention is the cooling device according to any one of the first to third aspects, wherein the lid portion closes the opening on one side in the thickness direction of the frame portion. It is molded integrally with the frame part.
  • the assembly process of a frame part and a cover body can be reduced by integrally forming the cover part and frame part which close the opening of the plate
  • the cooling device is the cooling device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the fin member is locked to the extension portion, and the fin member is A locking portion for positioning with respect to the frame portion is provided.
  • the fin member is positioned with respect to the frame portion. Therefore, the assembling property between the frame portion and the fin member is improved.
  • a cooling device is the cooling device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the fin member is a corrugated plate, and an end portion of the corrugated plate is the extending portion. It is welded or brazed to the outlet.
  • the heat of the cooling member transmitted to the extending portion is transmitted to the fin member having good cooling efficiency by welding or brazing the end portion of the corrugated plate to the extending portion. Is done. Therefore, the cooling efficiency of the member to be cooled is improved.
  • the present invention can provide a cooling device capable of reducing the thickness of the lid.
  • FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line 4-4 of FIG. It is a decomposition
  • the cooling device 10 is provided with a member to be cooled 12 such as a semiconductor element used in an inverter such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and transmits heat of the member 12 to be cooled to a refrigerant flowing inside the cooling device 10.
  • a member to be cooled 12 such as a semiconductor element used in an inverter such as a hybrid vehicle or an electric vehicle
  • the cooling device 10 includes a case 14 and a fin member 16 accommodated in the case 14.
  • the case 14 includes a frame-shaped frame 20 as a frame portion and two lids as lid portions that close the openings 22 and 24 (see FIG. 4) in the thickness direction (arrow Z direction) of the frame-shaped body 20. 26, 28.
  • the frame body 20 is a metal (e.g., aluminum, copper or the like) in are formed by casting (die casting) and the like.
  • a supply port 30 for supplying a coolant such as cooling water or oil into the frame-shaped body 20 and an exhaust for discharging the refrigerant in the frame-shaped body 20 to the outside.
  • Each outlet 32 is provided.
  • the supply port 30 and the discharge port 32 are provided diagonally to the frame-like body 20, and connection pipes 34 and 36 are fitted into the supply port 30 and the discharge port 32, respectively.
  • a pump is connected to the connection pipe 34 via a hose (not shown) or the like so that the refrigerant is supplied from the supply port 30 to the inside of the frame body 20.
  • Extending portions 38 and 40 are provided on the inner surfaces (inner surfaces) of the side walls 20A and 20B in the depth direction (arrow Y direction) in the frame-shaped body 20, respectively.
  • Each extending portion 38, 40 is formed integrally with the frame-like body 20 by casting or the like.
  • the extending portion 38 extends from the inner surface of the one side wall 20A toward the other side wall 20B, and the extending portion 40 extends from the inner surface of the other side wall 20B toward the one side wall 20A.
  • the extending portions 38 and 40 are provided at intervals in the width direction (arrow X direction) of the frame body 20.
  • the inside of the frame-like body 20 is partitioned into an S-shape in plan view by these extending portions 38, 40, and a flow path 42 for guiding the refrigerant supplied from the supply port 30 to the discharge port 32 is provided in the frame-like body. 20 is formed inside.
  • the arrow in FIG. 2 has shown the flow (circulation direction) of the refrigerant
  • Each extending portion 38, a plurality (in this embodiment, each of the four) screw holes 44 is formed as a fixed part of the.
  • Each screw hole 44 is formed at intervals in the extending direction (longitudinal direction) of the extending portions 38 and 40.
  • a bolt (fixing member) 56 described later can be fastened to each screw hole 44.
  • a boss portion 46 is provided at the edge of the screw hole 44.
  • the boss portion 46 has a cylindrical shape, is raised from the edge of the screw hole 44, and is fitted into a through hole 54 formed in the lid bodies 26 and 28 described later.
  • a step (step) is provided between the boss portion 46 and the extending portions 38 and 40.
  • Locking portions 48A and 48B for locking the fin member 16 are provided on the distal end side and the proximal end side in the extending direction of the extending portions 38 and 40, respectively.
  • the locking portions 48A and 48B are protrusions protruding in the width direction of the frame-like body 20 from the side walls of the extending portions 38 and 40.
  • the fin member 16 is disposed between the locking portion 48B. By sandwiching the fin member 16 with these locking portions 48A and 48B, the fin member 16 is positioned with respect to the frame-like body 20, and the displacement of the fin member 16 in the refrigerant flow direction (arrow Y direction) is restricted. Has been.
  • the fin member 16 is a corrugated plate obtained by bending a metal plate such as aluminum or copper having good heat conductivity into a corrugated shape, and the folded portion is disposed in the flow path 42 with the refrigerant flowing direction (arrow Y direction). Has been.
  • the folded plate (fin) of the fin member 16 divides (divides) the inside of the flow path 42 into a plurality of sections (flow paths) in a direction (arrow X direction) intersecting the refrigerant flow direction.
  • the contact area of the fin member 16 in contact with is increased.
  • the inside of the flow path 42 is partitioned in a direction intersecting with the flow direction of the refrigerant” means that each folded plate of the fin member 16 extending in the flow direction of the refrigerant becomes a partition plate that partitions the inside of the flow path 42. It means that a plurality of flow paths through which the refrigerant flows are formed between the partition plates adjacent to each other in the direction intersecting with the flow direction of the refrigerant.
  • grooves 50 and 52 into which outer peripheries of the lids 26 and 28 are dropped (fitted) are formed on the edges of the openings 22 and 24 on the upper and lower surfaces of the frame-like body 20. It is formed across. The bottom surfaces of the grooves 50 and 52 are flush with the upper surfaces or the lower surfaces of the extending portions 38 and 40.
  • the lid body 26. , 28 is in contact with the upper surface or the lower surface of the extended portions 38, 40.
  • the height of the extending portions 38 and 40 (the length in the arrow Z direction) and the height of the fin member 16 (the length in the arrow Z direction) are the same or substantially the same.
  • the inner surface comes into contact with the upper surface or the lower surface of the extending portions 38, 40, the inner surfaces of the lid bodies 26, 28 come into contact with the folded portion of the fin member 16.
  • the grooves 50 and 52 can be omitted as appropriate.
  • the lids 26 and 28 are made of a clad material obtained by coating the inner surface of a metal plate such as aluminum or copper with good thermal conductivity with a brazing material, and are formed thin by rolling, extrusion, or press molding. .
  • the inner surfaces of the lid bodies 26 and 28 are respectively fixed to the grooves 50 and 52 of the frame-like body 20, the extending portions 38 and 40, and the fin member 16 by brazing. 22 and 24 are respectively closed. Thereby, the case 14 is sealed, and an airtight chamber is formed in the case 14.
  • the lids 26 and 28 and the frame-like body 20 are connected by the extending portions 38 and 40.
  • the opposed lid bodies 26 and 28 are connected by the extending portions 38 and 40 and the fin member 16. As a result, the rigidity of the lid bodies 26 and 28 against bending or the like is increased.
  • the lid bodies 26 and 28 may be made of an aluminum plate or the like instead of the clad material, and the brazing material and flux may be applied to the inner surfaces of the lid bodies 26 and 28 before the lid bodies 26 and 28 are brazed.
  • a plurality of through holes 54 are formed in each of the lid bodies 26 and 28.
  • the member 56 to be cooled is fixed to the lids 26 and 28 by fastening the bolts 56 to the screw holes 44 through the through holes 54.
  • An attachment hole 58 through which the bolt 56 passes is formed in the flange portion 12A of the member 12 to be cooled.
  • the outer shape of the member to be cooled 12 is indicated by a two-dot chain line.
  • the frame body 20, the fin member 16, and the lid bodies 26 and 28 thus configured are placed in a furnace in a temporarily assembled state, and are heated and integrally brazed.
  • the fin member 16 is disposed between the locking portions 48 ⁇ / b> A and 48 ⁇ / b> B provided in the extending portions 38 and 40 of the frame body 20, and the fin member 16 is positioned with respect to the frame body 20.
  • the outer peripheral portions of the lid bodies 26 and 28 are fitted into the grooves 50 and 52 of the frame-like body 20, and the boss portions 46 provided on the extending portions 38 and 40 are penetrated through the lid bodies 26 and 28. It fits in the hole 54 and closes the openings 22 and 24 of the frame 20.
  • Connection pipes 34 and 36 are fitted in advance into the supply port 30 and the discharge port 32 of the frame-shaped body 20.
  • the temporarily assembled frame-like body 20, the fin member 16, and the lid bodies 26, 28 are heated in a furnace, so that the inner surfaces of the lid bodies 26, 28 extend to the grooves 50, 52 of the frame-like body 20, the extension.
  • the protruding portions 38 and 40 and the fin member 16 are brazed.
  • the edges of the through holes 54 of the lids 26 and 28 are brazed to the upper surface or the lower surface of the extending portions 38 and 40. Thereby, the inside of the case 14 is sealed.
  • the connection pipes 34 and 36 may be attached to the frame body 20 after the frame body 20, the fin member 16, and the lid bodies 26 and 28 are integrally brazed.
  • the member to be cooled 12 such as an IGBT element is attached to the lids 26 and 28.
  • the bolt 56 is passed through the mounting hole 58 of the flange portion 12 ⁇ / b> A in the member to be cooled 12 and the through-hole 54 of the lid bodies 26 and 28, and formed in the extending portions 38 and 40 of the frame-like body 20. Fastened to the screw hole 44. Accordingly, the flange portion 12A of the member to be cooled 12 is fixed to the lid bodies 26 and 28 in a state where the flange portion 12A is in close contact with the lid bodies 26 and 28, respectively.
  • the refrigerant When a pump (not shown) is driven, the refrigerant is supplied into the case 14 from the supply port 30 in which the connection pipe 34 is fitted.
  • the refrigerant flows along the flow path 42 formed in the case 14 by the extending portions 38 and 40, and is discharged to the outside of the case 14 through the discharge port 32 in which the connection pipe 36 is fitted. Thereby, heat exchange is performed between the refrigerant and the extending portions 38 and 40, and the extending portions 38 and 40 are cooled.
  • the fin member 16 is disposed in the flow path 42, and the refrigerant flows along the folded plate of the fin member 16. Thereby, heat exchange is performed between the refrigerant and the fin member 16, and the fin member 16 is cooled.
  • the heat of the member 12 to be cooled attached to the lids 26 and 28 is transmitted to the extended portions 38 and 40 brazed to the lids 26 and 28 and the fin member 16 via the lids 26 and 28. Is done. Thereby, the heat of the member 12 to be cooled is taken away by the refrigerant, and the member 12 to be cooled is cooled. Further, the fin member 16 divides the inside of the flow path 42 into a plurality of sections (flow paths) in a direction intersecting the refrigerant flow direction, thereby increasing the contact area of the fin member 16 with which the refrigerant contacts. Thereby, as a result of improving the cooling efficiency of the fin member 16, the cooling efficiency of the member 12 to be cooled is improved.
  • the extending portions 38 and 40 provided on the frame-like body 20 are brazed to the inner surfaces of the lid bodies 26 and 28, and the fin member 16 is also brazed.
  • the rigidity of the lid bodies 26 and 28 is increased, and the protrusion of the lid bodies 26 and 28 convexly outward is suppressed.
  • the plate thickness of the lid bodies 26 and 28 can be reduced. That is, the lids 26 and 28 can be thinned.
  • the fin member 16 is formed not by casting but by bending a metal plate. Therefore, compared to a configuration in which the fin member 16 and the frame-like body 20 are integrally formed by casting or the like, the interval between adjacent folded plates (fins) can be narrowed, so that the contact area with the refrigerant is increased. be able to. As a result, the cooling efficiency of the fin member 16 is improved, and as a result, the cooling efficiency of the member to be cooled 12 is further improved.
  • the screw holes 44 in which the bolts 56 for fixing the member 12 to be cooled to the outer surfaces of the lid bodies 26 and 28 are fastened are formed in the extending portions 38 and 40.
  • the fixed strength of the to-be-cooled member 12 can be ensured, making the plate
  • the cooling efficiency of the member to be cooled 12 is improved.
  • the edge of the through hole 54 formed in the lid 26, 28 are fixed by brazing to the upper or lower surface of the extending portion 38, 40. Thereby, the leakage of the refrigerant from the through hole 54 is suppressed.
  • the assembly work of the O-ring and the bolt fastening work can be omitted. . Therefore, productivity is improved because the number of assembly steps is reduced. Furthermore, since the locking portions 48A and 48B are provided on the extending portions 38 and 40, the fin member 16 can be easily positioned with respect to the frame-like body 20 when temporarily assembled. Therefore, the assembling property of the fin member 16 to the frame body 20 is improved.
  • the member to be cooled 12 can be attached to the two lid bodies 26 and 28, respectively. Therefore, compared with a configuration in which a member to be cooled is attached only to one side of the cooling device as in a conventional configuration (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-296748), the member to be cooled 12 is reduced while downsizing the cooling device.
  • the mounting area can be increased.
  • the lid bodies 26 and 28 are dropped into the grooves 50 and 52 formed at the edges of the upper and lower openings 22 and 24 of the frame-like body 20, respectively, so that the lid bodies 26 and 28 are not dropped into the grooves 50 and 52.
  • the positions of the lids 26 and 28 can be regulated.
  • the apparatus thickness (length in the arrow Z direction) of the cooling apparatus 10 can be reduced.
  • the boss portion 46 by fitting the boss portion 46 into the through hole 54 formed in the lids 26 and 28, the molten brazing material flows into the gap between the boss portion 46 and the inner peripheral wall of the through hole 54, and the gap is filled. . Thereby, since the outer peripheral surface of the boss part 46 is joined to the inner peripheral surface of the through hole 54, leakage of the refrigerant from the through hole 54 is suppressed. Further, the boss portion 46 prevents the brazing material from entering the screw hole 44.
  • the two lid bodies 26 and 28 and the frame-like body 20 are formed separately. However, even if one of the two lid bodies 26 and 28 is formed integrally with the frame-like body 20 (integral molding). good.
  • the case 64 has a box shape in which the upper part is opened (opening 22).
  • the case 64 includes a frame-shaped frame portion 70, a lid portion 78 that closes the opening 74 at the lower portion of the frame portion 70, and a lid body 26 that closes the opening 22 at the upper portion of the frame portion.
  • the lid portion 78 is a thin plate and is integrally formed with the frame portion 70 and the extension portions 38 and 40 by casting or the like so as to close the opening 74 at the bottom of the frame portion 70, and constitutes the bottom wall of the case 64. Yes.
  • the extending portions 38 and 40 extend from the inner wall of the frame portion 70 and rise from the inner surface of the lid portion 78. That is, the lid portion 78 is fixed to the extending portions 38 and 40.
  • the lid portion 78 and the frame portion 70 are connected by the extending portions 38 and 40.
  • the lid portion 78 is formed with a through hole 80 that communicates with the screw hole 44 formed in the extending portions 38 and 40. Thereby, the member 12 to be cooled can be attached to the screw hole 44 with the bolt 56.
  • the case 64 only needs to have one opening in the thickness direction (opening 22) and the fin member 16 can be disposed therein.
  • a brazing material is applied to the lower surface of the fin member 16 and is brazed to the inner surface of the lid portion 78 in the furnace.
  • the case 14 may be provided with an accommodating portion 90 for accommodating the member 12 to be cooled.
  • the case 84 includes a frame-shaped frame portion 70, a lid portion 96 that closes an opening 92 in the upper portion of the frame portion 70, and an opening in the lower portion of the frame portion 70.
  • 24 is provided with a lid body 28 that closes 24 and an accommodating portion 90 provided above the lid portion 96.
  • the lid portion 96 is a thin plate and is integrally formed (integrated) with the frame portion 70 and the extension portions 38 and 40 by casting or the like so as to close the opening 92 at the top of the frame portion 70. Is configured.
  • the case 84 has a configuration in which the case 64 shown in FIG.
  • a side wall 98 is raised on the outer peripheral portion of the frame portion 70, and an accommodating portion 90 is formed therein.
  • the member to be cooled 12 is disposed in the accommodating portion 90 and is fixed to the lid portion 96 by a bolt 56. Further, the upper portion of the side wall 98 and the cover member 100 is fixed by screws 102, upper opening 104 of the side wall 98 is closed by the cover member 100. Thereby, the water, dust, etc. which permeate the accommodating part 90 are suppressed.
  • the housing portion 90 can be integrally provided in the case 84.
  • the side wall of the extending portion 108 is formed flat, and the direction (arrow X direction) perpendicular to the refrigerant flow direction (arrow Y direction) in the fin member 16 is formed on the side wall.
  • the end 16X may be contacted. That is, the end 16 ⁇ / b> X of the fin member 16 adjacent to the extension 108 may be brought into contact with the side wall of the extension 108.
  • the heat of the member to be cooled 12 transmitted to the extending portions 38 and 40 is transmitted to the fin member 16 having good cooling efficiency. Therefore, the cooling efficiency of the member to be cooled 12 is improved.
  • the end portion 16 ⁇ / b> X of the fin member 16 may be brazed to the side wall of the extending portion 108.
  • the brazing material between the end portion 16X of the fin member 16 and the side walls of the extension portions 38 and 40, the heat transfer coefficient between the extension portions 38 and 40 and the fin member 16 is improved.
  • the cooling efficiency of the member to be cooled 12 can be further improved.
  • one member to be cooled 12 is fixed to the outer surfaces of the lids 26 and 28, but the number and arrangement of the members to be cooled 12 fixed to the lids 26 and 28 can be changed as appropriate.
  • the lid 26 and the extended portions 38, 40 into the through hole 54 may be formed threaded holes 44, respectively.
  • the member to be cooled 12 may be fixed to the lids 26 and 28 via a heat diffusion member such as a heat spreader.
  • a heat diffusion member such as a heat spreader.
  • the object to be cooled member 12 is not limited to an inverter or the like used in the hybrid vehicle or the like, may be heating elements, such as a computer CPU (Central Processing Unit).
  • the two extending portions 38 and 40 are provided on the inner wall of the frame-shaped body 20, but the number and arrangement of the extending portions 38 and 40 can be changed as appropriate.
  • the locking portions 48A and 48B are provided on the distal end side and the proximal end side in the extending portions 38 and 40, the present invention is not limited thereto.
  • the positions where the locking portions 48A and 48B are provided can be changed according to the shape and arrangement of the fin member 16. Further, the locking portions 48A and 48B can be omitted.
  • the three fin members 16 are arranged in the frame-like body 20, the number and arrangement of the fin members 16 can be changed as appropriate.
  • the shape of the frame-like body 20 is not limited to a quadrangle in plan view, and may be a polygon such as a pentagon or a circle.
  • the to-be-cooled member 12 was fixed to the outer surface of the cover bodies 26 and 28 by fastening the volt
  • the member 12 to be cooled is attached to the groove body by engaging a claw provided at the tip of a pin that passes through the lid bodies 26 and 28 with a groove-like engagement portion formed in the extending portions 38 and 40. You may fix to the outer surface of 26,28. Further, the boss portions 46 provided in the extending portions 38 and 40 may be provided as necessary and can be omitted as appropriate.
  • the brazing material is provided on the entire inner surface of the lids 26 and 28.
  • the brazing material may be applied only to the brazed portions of the lids 26 and 28.
  • a laser was irradiated from the outer surface side of the cover bodies 26 and 28, and a cover body Laser brazing or the like for brazing the lid bodies 26 and 28 to the frame-like body 20 or the like by melting the brazing material applied to the inner surfaces of 26 and 28 may be used.
  • welding that melt-bonds the lid bodies 26 and 28 and the frame body 20 with a laser or the like may be used without using a brazing material.
  • the outer peripheral portions of the lid bodies 26 and 28 and the frame-like body 20 are not limited to brazing or welding, but may be joined with a bolt or the like via a seal member such as an O-ring.
  • the present invention is not limited to such an embodiment, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

 本発明は、蓋部の薄肉化が可能な冷却装置を提供する。本発明の第1の態様に係る冷却装置は、枠状のフレーム部と、前記フレーム部の開口を閉じる蓋部と、前記フレーム部に設けられ、該フレーム部内に冷媒を供給する供給口と、前記フレーム部に設けられ、該フレーム部内の冷媒を外部に排出する排出口と、前記フレーム部の内側面から延出し、該フレーム部内に冷媒が流れる流路を形成すると共に、前記蓋部が固定される延出部と、を備えている。

Description

冷却装置
 本発明は、冷却装置に関する。
 電気自動車用等のインバータのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子等の発熱体を冷却する冷却装置(ヒートシンク)として、箱状のケース内に複数のフィンを設け、当該ケース内に流路を形成したものが知られている(例えば、特開2004-296748号公報)。特開2004-296748号公報に開示された冷却装置では、ケースの天壁の内面に、流路を形成するフィンが突設されている。この天壁の外面にはIGBT素子等が取り付けられており、IGBT素子等で発熱された熱がケースの天壁を介してフィンに伝達されるように構成されている。このフィンは、流路を流れる水等の冷媒によって冷却(熱交換)される。
 ここで、冷媒が流路を流れると、ケースの内圧が上昇する。そのため、ケースの天壁は、一般に板厚を厚くするなどして所定の剛性が確保される。しかしながら、ケースの天壁の板厚を厚くすると、IGBT素子等の熱をフィンに伝達する熱伝達率が低下する結果、IGBT素子等の冷却効率が低下してしまう。
 本発明は、蓋部の薄肉化が可能な冷却装置を提供する。
 本発明の第1の態様に係る冷却装置は、枠状のフレーム部と、前記フレーム部の開口を閉じる蓋部と、前記フレーム部に設けられ、該フレーム部内に冷媒を供給する供給口と、前記フレーム部に設けられ、該フレーム部内の冷媒を外部に排出する排出口と、前記フレーム部の内側面から延出し、該フレーム部内に冷媒が流れる流路を形成すると共に、前記蓋部が固定される延出部と、を備えている。
 本発明の第1の態様によれば、蓋部を延出部に固定したことにより、蓋部の剛性が増加する。これにより、流路に冷媒が流れて蓋部に圧力が作用しても、蓋部が外側へ凸状に湾曲するはらみ出しが抑制される。このように蓋部を延出部に固定し、蓋部の剛性を確保することにより、蓋部の板厚を薄くすることができる。即ち、蓋部の薄肉化が可能となる。この蓋部に被冷却部材を取り付けることにより、被冷却部材の熱を延出部に伝達する熱伝達率が向上する結果、被冷却部材の冷却効率が向上する。
 本発明の第2の態様に係る冷却装置は、第1の態様に係る冷却装置において、前記延出部には、前記蓋部を貫通して該蓋部の外面に被冷却部材を固定する固定部材が留められる被固定部が設けられている。
 本発明の第2の態様によれば、延出部に設けられた被固定部に、蓋部を貫通する固定部材を留めることにより、被冷却部材が蓋部の外面に固定される。従って、例えば、蓋部に雌ねじ等の被固定部を設ける構成と比較して、蓋部の板厚を薄くしつつ、被冷却部材の固定強度を確保することができる。
 本発明の第3の態様に係る冷却装置は、第1の態様又は第2の態様に係る冷却装置において、前記流路内に配置され、前記蓋部の内面に溶接又はろう付されるフィン部材を備えている。
 本発明の第3の態様によれば、流路内に配置されたフィン部材が蓋部の内面に溶接又はろう付される。これにより、被冷却部材の熱が、延出部だけでなく蓋部を介してフィン部材に伝達される。このフィン部材は流路を流れる冷媒によって冷却される。また、蓋部の内面にフィン部材を溶接又はろう付したことにより、蓋部の剛性が増加する。これにより、蓋部の板厚を更に薄くすることができる。
 本発明の第4の態様に係る冷却装置は、第1~第3の何れか1つの態様に係る冷却装置において、前記蓋部が、前記フレーム部の厚さ方向の前記開口を閉じる蓋体である。
 本発明の第4の態様によれば、蓋部が、フレーム部の厚さ方向の開口を閉じる蓋体とされている。このようにフレーム部と蓋体とを別体で構成することにより、蓋体を圧延成形、押し出し成形、プレス成形等で薄肉に成形することができる。従って、蓋体の加工性が向上する。
 本発明の第5の態様に係る冷却装置は、第4の態様に係る冷却装置において、前記蓋体が、前記フレーム部及び前記延出部に溶接又はろう付されている。
 本発明の第5の態様によれば、蓋体をフレーム部及び延出部に溶接又はろう付することにより、蓋体の剛性が増加する。従って、蓋体の薄肉化が可能となる。また、蓋体の外周部をフレーム部に溶接又はろう付することにより、蓋体とフレーム部の隙間にOリングを設け、これらの蓋体とフレーム部とをボルトで接合する従来の構成(例えば、特開2004-296748号公報)と比較して、フレーム部の密閉性(シール性)が向上する。更に、Oリング等のシール部材が不要になるため、コスト削減を図ることができる。更にまた、例えば、蓋体の内面にろう材を塗布し、炉内で蓋体をフレーム部及び延出部にろう付することにより、組み付け工数を低減することができる。
 本発明の第6の態様に係る冷却装置は、第4又は第5の態様に係る冷却装置において、前記フレーム部の前記開口の縁には、前記蓋体が落とし込まれる溝が形成されている。
 本発明の第6の態様によれば、フレーム部の開口の縁に形成された溝に蓋体を落とし込むことにより、溝に蓋体を落とし込まない構成と比較して、蓋体の位置を規制することができる。
 本発明の第7の態様に係る冷却装置は、第4~第6の何れか1つの態様に係る冷却装置において、前記延出部には、前記蓋部に形成された貫通孔に嵌め込まれ、該貫通孔に接合されるボス部が設けられている。
 本発明の第7の態様によれば、蓋体に形成された貫通孔にボス部を嵌め込んで接合することにより、蓋体に形成された貫通孔からの冷媒の漏れが抑制される。
 本発明の第8の態様に係る冷却装置は、第1~第3の何れか1つの態様に係る冷却装置において、前記蓋部が、前記フレーム部の厚さ方向片側の開口を閉じるように該フレーム部と一体成形されている。
 本発明の第8の態様によれば、フレーム部の板厚方向片側の開口を閉じる蓋部とフレーム部とを一体成形することにより、フレーム部と蓋体との組み付け工数を低減することができる。
 本発明の第9の態様に係る冷却装置は、第1~第8の何れか1つの態様に係る冷却装置において、前記延出部には、前記フィン部材が係止され、該フィン部材を前記フレーム部に対して位置決めする係止部が設けられている。
 本発明の第9の態様によれば、延出部に設けられた係止部にフィン部材を係止することにより、フレーム部に対してフィン部材が位置決めされる。従って、フレーム部とフィン部材との組み付け性が向上する。
 本発明の第10の態様に係る冷却装置は、第1~第9の何れか1つの態様に係る冷却装置において、前記フィン部材が、波形板であり、前記波形板の端部が、前記延出部に溶接又はろう付されている。
 本発明の第10の態様によれば、波形板の端部を延出部に溶接又はろう付したことにより、延出部に伝達された冷却部材の熱が、冷却効率が良いフィン部材に伝達される。従って、被冷却部材の冷却効率が向上する。
 本発明は、蓋部の薄肉化が可能な冷却装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る冷却装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る枠状体内にフィン部材を配置した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る冷却装置を示す分解斜視図である。 図2の4-4線拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る冷却装置の変形例を示す分解縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る冷却装置の変形例を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る冷却装置の変形例を示す図2に相当する要部拡大平面図である。
 以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る冷却装置について説明する。なお、各図において適宜図示される矢印X、矢印Y、矢印Zは、本実施形態に係る冷却装置の幅方向、奥行き方向、厚さ方向をそれぞれ示しており、矢印Z方向を上下方向として以下説明する。
 図1~図4には、本実施形態に冷却装置10が示されている。この冷却装置10は、例えば、ハイブリット車や電気自動車等のインバータに用いられる半導体素子等の被冷却部材12が取り付けられ、この被冷却部材12の熱を冷却装置10の内部を流れる冷媒に伝達することにより、被冷却部材12を冷却するものである。
 具体的には、冷却装置10は、ケース14と、ケース14内に収容されるフィン部材16を備えている。ケース14は、フレーム部としての枠状の枠状体20と、枠状体20の厚さ方向(矢印Z方向)の開口22,24(図4参照)を閉じる蓋部としての2つの蓋体26,28を備えている。
 図2に示されるように、枠状体20は金属製(例えば、アルミニウム、銅等)で、鋳造(ダイキャスト)等により成形されている。枠状体20の奥行き方向の側壁20A,20Bには、枠状体20内に冷却水、又はオイル等の冷媒を供給する供給口30、及び枠状体20内の冷媒を外部に排出する排出口32がそれぞれ設けられている。供給口30及び排出口32は枠状体20の対角状に設けられており、各供給口30及び排出口32に接続パイプ34,36がそれぞれ嵌め込まれている。なお、接続パイプ34には、図示しないホース等を介してポンプが接続され、供給口30から枠状体20の内部に冷媒が供給されるようになっている。
 枠状体20における奥行き方向(矢印Y方向)の側壁20A,20Bの内面(内側面)には、延出部38,40がそれぞれ設けられている。各延出部38,40は鋳造等により枠状体20と一体に成形されている。延出部38は一方の側壁20Aの内面から他方の側壁20Bへ向かって延出しており、延出部40は他方の側壁20Bの内面から一方の側壁20Aへ向かって延出している。また、延出部38,40は枠状体20の幅方向(矢印X方向)に間隔を空けて設けられている。これらの延出部38,40によって枠状体20の内部が平面視にてS字状に仕切られており、供給口30から供給された冷媒を排出口32へ導く流路42が枠状体20の内部に形成されている。なお、図2中の矢印は、冷媒の流れ(流通方向)を示している。
 各延出部38,40には、複数(本実施形態では、各4つ)の被固定部としてのねじ孔44(図4参照)が形成されている。各ねじ孔44は、延出部38,40の延出方向(長手方向)に間隔を空けて形成されている。また、各ねじ孔44には、後述するボルト(固定部材)56が締結可能となっている。更に、ねじ孔44の縁には、ボス部46が設けられている。ボス部46は筒状で、ねじ孔44の縁から立ち上げられており、後述する蓋体26,28に形成された貫通孔54に嵌め込まれるようになっている。なお、ボス部46と延出部38,40との間には段差(段部)が設けられている。
 各延出部38,40の延出方向の先端側及び基端側には、フィン部材16が係止される係止部48A,48Bが設けられている。係止部48A,48Bは、延出部38,40の側壁から枠状体20の幅方向へ突出した突起であり、各延出部38,40における先端側の係止部48Aと基端側の係止部48Bとの間にフィン部材16が配置されている。これらの係止部48A,48Bでフィン部材16を挟むことにより、枠状体20に対してフィン部材16が位置決めされると共に、フィン部材16の冷媒の流通方向(矢印Y方向)の変位が規制されている。
 フィン部材16は、熱伝導性が良いアルミニウム、銅等の金属板を波形形状に折り曲げ加工した波形板であり、その折り返し部を冷媒の流通方向(矢印Y方向)にして流路42内に配置されている。これにより、フィン部材16の各折り板(フィン)によって、流路42内が冷媒の流通方向と交差する方向(矢印X方向)に複数の区画(流路)に仕切られ(分けられ)、冷媒と接触するフィン部材16の接触面積が大きくなっている。
 なお、ここでいう「流路42内が冷媒の流通方向と交差する方向に仕切られる」とは、冷媒の流通方向に延びるフィン部材16の各折り板が流路42内を仕切る仕切り板となり、冷媒の流通方向と交差する方向に隣接する仕切り板の間に、冷媒が流れる複数の流路が形成されることを意味する。
 図4に示されるように、枠状体20の上面及び下面における開口22,24の縁には、蓋体26,28の外周部が落とし込まれる(嵌め込まれる)溝50,52が全周に渡って形成されている。溝50,52の底面と延出部38,40の上面又は下面とは面一となっており、各溝50,52に蓋体26,28の外周部を嵌め込んだときに、蓋体26,28の内面が延出部38,40の上面又は下面に接触するようになっている。更に、延出部38,40の高さ(矢印Z方向の長さ)とフィン部材16の高さ(矢印Z方向の長さ)は同じ又は略同じになっており、蓋体26,28の内面が延出部38,40の上面又は下面に接触したときに、蓋体26,28の内面がフィン部材16の折り返し部にも接触するようになっている。なお、溝50,52は適宜省略可能である。
 蓋体26,28は、熱伝導性が良いアルミニウム、銅等の金属板の内面をろう材で被覆したクラッド材で構成され、圧延成形、押し出し成形、又はプレス成形等によって薄肉に成形されている。各蓋体26,28は、その内面が枠状体20の溝50,52、延出部38,40、及びフィン部材16にろう付によりそれぞれ固定されており、枠状体20の上下の開口22,24をそれぞれ塞いでいる。これにより、ケース14が密閉され、ケース14内に気密室が形成されている。また、延出部38,40によって、蓋体26,28と枠状体20とが連結される。更に、延出部38,40及びフィン部材16によって、対向する蓋体26,28が連結される。これにより、湾曲等に対する蓋体26,28の剛性が大きくなっている。
 なお、蓋体26,28をクラッド材ではなくアルミニウム板等で構成し、蓋体26,28をろう付する前に、蓋体26,28の内面にろう材及びフラックスを塗布しても良い。
 また、各蓋体26,28には複数の貫通孔54が形成されている。この貫通孔54には、蓋体26,28の外周部を枠状体20の溝50,52に嵌め込んだときに、延出部38,40に設けられたボス部46が嵌め込まれるようになっている。この貫通孔54を通してボルト56をねじ孔44に締結することにより、被冷却部材12が蓋体26,28にそれぞれ固定されている。なお、被冷却部材12のフランジ部12Aには、ボルト56が貫通される取付孔58が形成されている。また、図2には、被冷却部材12の外形が二点鎖線で示されている。
 このように構成された枠状体20、フィン部材16、蓋体26,28は仮組みされた状態で炉内に配置され、加熱されて一体にろう付される。具体的には、枠状体20の延出部38,40に設けられた係止部48A,48Bの間にフィン部材16を配置し、枠状体20に対してフィン部材16を位置決めする。次に、蓋体26,28の外周部を枠状体20の溝50,52に嵌め込むと共に、延出部38,40に設けられたボス部46を蓋体26,28に形成された貫通孔54に嵌め込み、枠状体20の開口22,24を閉じる。なお、枠状体20の供給口30及び排出口32には、接続パイプ34,36を予め嵌め込んでおく。次に、仮組みされた枠状体20、フィン部材16、及び蓋体26,28を炉内で加熱することにより、蓋体26,28の内面を枠状体20の溝50,52、延出部38,40、及びフィン部材16にろう付する。この際、蓋体26,28の貫通孔54の縁が、延出部38,40の上面又は下面にろう付される。これにより、ケース14内が密閉される。なお、接続パイプ34,36は、枠状体20、フィン部材16、及び蓋体26,28を一体にろう付した後に、枠状体20に取り付けても良い。
 そして、蓋体26,28にIGBT素子等の被冷却部材12が取り付けられる。具体的には、被冷却部材12におけるフランジ部12Aの取付孔58、及び蓋体26,28の貫通孔54にボルト56を貫通させ、枠状体20の延出部38,40に形成されたねじ孔44に締結する。これにより、被冷却部材12のフランジ部12Aが蓋体26,28に密着した状態で、蓋体26,28にそれぞれ固定される。
 次に、本実施形態に係る冷却装置の作用について説明する。
 図示しないポンプを駆動すると、接続パイプ34が嵌め込まれた供給口30からケース14の内部に冷媒が供給される。この冷媒は、延出部38,40によってケース14内に形成された流路42に沿って流れ、接続パイプ36が嵌め込まれた排出口32からケース14の外部へ排出される。これにより、冷媒と延出部38,40との間で熱交換が行われ、延出部38,40が冷却される。また、流路42にはフィン部材16が配置されており、このフィン部材16の折り板に沿って冷媒が流れる。これにより、冷媒とフィン部材16との間で熱交換が行われ、フィン部材16が冷却される。
 一方、蓋体26,28に取り付けられた被冷却部材12の熱は、蓋体26,28を介して当該蓋体26,28にろう付された延出部38,40及びフィン部材16に伝達される。これにより、被冷却部材12の熱が冷媒に奪われ、被冷却部材12が冷却される。また、フィン部材16によって、流路42内を冷媒の流通方向と交差する方向に複数の区画(流路)に仕切ることにより、冷媒が接触するフィン部材16の接触面積が増加する。これにより、フィン部材16の冷却効率が向上する結果、被冷却部材12の冷却効率が向上する。
 ここで、蓋体26,28の内面には、枠状体20に設けられた延出部38,40がろう付され、更にフィン部材16もろう付される。これにより、蓋体26,28の剛性が増加し、蓋体26,28が外側へ凸状に湾曲するはらみ出しが抑制される。このように延出部38,40及びフィン部材16によって蓋体26,28に剛性を付与することにより、蓋体26,28の板厚を薄くすることができる。即ち、蓋体26,28の薄肉化が可能となる。従って、被冷却部材12の熱を延出部38,40及びフィン部材16に伝達する熱伝達率が向上する結果、被冷却部材12の冷却効率が向上する。更に、フィン部材16は、鋳造ではなく金属板を折り曲げ加工することにより形成される。従って、フィン部材16と枠状体20とを鋳造等で一体に成形する構成と比較して、隣接する折り板(フィン)の間隔を狭くすることができるため、冷媒との接触面積を大きくすることができる。これにより、フィン部材16の冷却効率が向上する結果、被冷却部材12の冷却効率が更に向上する。
 また、本実施形態では、被冷却部材12を蓋体26,28の外面に固定するボルト56が留められるねじ孔44が、延出部38,40に形成されている。これにより、蓋体26,28にねじ孔44を形成する構成と比較して、蓋体26,28の板厚を薄くしつつ、被冷却部材12の固定強度を確保することができる。しかも、ボルト56を介して被冷却部材12の熱が延出部38,40に伝達されるため、被冷却部材12の冷却効率が向上する。なお、蓋体26,28に形成された貫通孔54の縁は、延出部38,40の上面又は下面にろう付で固定されている。これにより、貫通孔54からの冷媒の漏れ出しが抑制されている。
 また、蓋体26,28の外周部を枠状体20の溝50,52にろう付したことにより、蓋体26,28の外周部と枠状体20の隙間にOリングを設け、これらの蓋体26,28の外周部と枠状体20とをボルトで接合する従来の構成(例えば、特開2004-296748号公報)と比較して、ケース14の密閉性(シール性)が向上する。また、Oリング等のシール部材が不要になるため、コスト削減を図ることができる。更に、枠状体20、フィン部材16、及び蓋体26,28を仮組みした状態で、炉内で一体にろう付することにより、Oリングの組み付け工数やボルト締め工数を省略することができる。従って、組み付け工数が減少するため、生産性が向上する。更にまた、延出部38,40に係止部48A,48Bを設けたことにより、仮組みする際に、枠状体20に対するフィン部材16の位置決めが容易となる。従って、枠状体20に対するフィン部材16の組み付け性が向上する。
 また、本実施形態では、2つの蓋体26,28に被冷却部材12をそれぞれ取り付けることが可能である。従って、従来の構成(例えば、特開2004-296748号公報)のように、冷却装置の片側にのみ被冷却部材を取り付ける構成と比較して、冷却装置の小型化を図りつつ、被冷却部材12の取り付け面積を大きくすることができる。
 更に、枠状体20の上下の開口22,24の縁に形成された溝50,52に蓋体26,28をそれぞれ落とし込むことにより、溝50,52に蓋体26,28を落とし込まない構成と比較して、蓋体26,28の位置を規制することができる。更に、冷却装置10の装置厚さ(矢印Z方向の長さ)を薄くすることができる。
 また、蓋体26,28に形成された貫通孔54にボス部46を嵌め込むことにより、ボス部46と貫通孔54の内周壁との隙間に溶融したろう材が流れ込み、当該隙間が埋められる。これにより、貫通孔54の内周面にボス部46の外周面が接合されるため、貫通孔54からの冷媒の漏れ出しが抑制される。更に、ボス部46によってネジ孔44へのろう材の侵入が抑制される。
 次に、本実施形態に係る冷却装置10の変形例について説明する。
 上記実施形態では、2つの蓋体26,28と枠状体20を別体で構成したが、2つの蓋体26,28の一方を枠状体20と一体に成形(一体成形)しても良い。具体的には、図5に示される変形例のように、ケース64は、上部が開口(開口22)された箱状とされている。このケース64は、枠状のフレーム部70と、フレーム部70の下部の開口74を閉じる蓋部78と、フレーム部の上部の開口22を閉じる蓋体26を備えている。蓋部78は薄板状でフレーム部70の下部の開口74を閉じるように、鋳造等でフレーム部70及び延出部38,40と一体に成形されており、ケース64の底壁を構成している。延出部38,40は、フレーム部70の内側壁から延出すると共に、蓋部78の内面から立ち上げられている。即ち、延出部38,40に蓋部78が固定されている。この延出部38,40によって、蓋部78とフレーム部70とが連結されている。また、蓋部78には、延出部38,40に形成されたねじ孔44に通じる貫通孔80が形成されている。これにより、ねじ孔44に被冷却部材12をボルト56で取り付け可能となっている。
 このようにケース64は、板厚方向の一方が開口(開口22)し、その内部にフィン部材16が配置可能であれば良い。なお、本変形例では、フィン部材16の下面にろう材が塗布されており、炉内において蓋部78の内面にろう付される。
 また、ケース14には、被冷却部材12を収容する収容部90を設けても良い。具体的には、図6に示される変形例のように、ケース84は、枠状のフレーム部70と、フレーム部70の上部の開口92を閉じる蓋部96と、フレーム部70の下部の開口24を閉じる蓋体28と、蓋部96の上方に設けられた収容部90を備えている。蓋部96は薄板状でフレーム部70の上部の開口92を閉じるように、鋳造等でフレーム部70及び延出部38,40と一体に成形(一体成形)されており、ケース84の天壁を構成している。なお、ケース84は、図5に示すケース64を上下反転させ、更に収容部90を付加した構成である。
 フレーム部70の外周部には側壁98が立ち上げられており、その内部に収容部90が形成されている。この収容部90に被冷却部材12が配置され、ボルト56によって蓋部96に固定されている。また、側壁98の上部にはカバー体100がビス102で固定されており、このカバー体100によって側壁98の上部の開口104が閉じられている。これにより、収容部90に浸入する水や埃等が抑制されている。このように、ケース84に収容部90を一体に設けることも可能である。
 また、図7に示される変形例のように、延出部108の側壁を平坦に成形し、当該側壁にフィン部材16における冷媒の流通方向(矢印Y方向)と直交する方向(矢印X方向)の端部16Xを接触させても良い。即ち、延出部108の側壁に、延出部108に隣接するフィン部材16の端部16Xを接触させても良い。これにより、延出部38,40に伝達された被冷却部材12の熱が、冷却効率が良いフィン部材16に伝達される。従って、被冷却部材12の冷却効率が向上する。また、延出部108の側壁にフィン部材16の端部16Xをろう付しても良い。このように、フィン部材16の端部16Xと延出部38,40の側壁の間にろう材を介在させることにより、延出部38,40とフィン部材16との熱伝達率が向上するため、被冷却部材12の冷却効率が更に向上することができる。
 また、上記実施形態では、蓋体26,28の外面に被冷却部材12を各1つ固定したが、蓋体26,28に固定する被冷却部材12の数や配置は適宜変更可能である。この場合、被冷却部材12の数や配置に応じて、蓋体26,28及び延出部38,40に貫通孔54、ねじ孔44をそれぞれ形成すれば良い。更に、蓋体26,28には、ヒートスプレッダ等の熱拡散部材を介して被冷却部材12を固定しても良い。なお、被冷却部材12としては、ハイブリット車等に用いられるインバータ等に限らず、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)等の発熱体でも良い。
 また、上記実施形態では、枠状体20の内側壁に2つの延出部38,40を設けたが、延出部38,40の数や配置は適宜変更可能である。また、延出部38,40における先端側及び基端側に、係止部48A,48Bを設けたがこれに限らない。係止部48A,48Bを設ける位置は、フィン部材16の形状や配置に応じて変更可能である。また、係止部48A,48Bは省略可能である。更に、枠状体20内には、3つのフィン部材16を配置したが、フィン部材16の数や配置も適宜変更可能である。更にまた、枠状体20の形状は平面視にて4角形に限らず、5角形等の多角形でも良いし、円形でも良い。
 また、上記実施形態では、延出部38,40に形成されたねじ孔44にボルト56を留めることにより、被冷却部材12を蓋体26,28の外面に固定したがこれに限らない。例えば、延出部38,40に形成された溝状の係止部に、蓋体26,28を貫通するピンの先端に設けられた爪を係止することにより、被冷却部材12を蓋体26,28の外面に固定しても良い。また、延出部38,40に設けたボス部46は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。
 また、上記実施形態では、蓋体26,28の内面の全域にろう材を設けたが、蓋体26,28のろう付部にのみろう材を塗布しても良い。また、上記実施形態では、炉内において、枠状体20、フィン部材16、及び蓋体26,28を一体にろう付したが、蓋体26,28の外面側からレーザを照射し、蓋体26,28の内面に塗布されたろう材を溶融することにより、蓋体26,28を枠状体20等にろう付するレーザブレージング等を用いても良い。更には、ろう材を用いずに、レーザ等で蓋体26,28と枠状体20と溶融結合する溶接を用いても良い。また、蓋体26,28の外周部と枠状体20とはろう付や溶接に限らず、Oリング等のシール部材を介してボルト等で接合しても良い。
 なお、日本出願(特願2010-186552号)の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

Claims (10)

  1.  枠状のフレーム部と、
     前記フレーム部の開口を閉じる蓋部と、
     前記フレーム部に設けられ、該フレーム部内に冷媒を供給する供給口と、
     前記フレーム部に設けられ、該フレーム部内の冷媒を外部に排出する排出口と、
     前記フレーム部の内側面から延出し、該フレーム部内に冷媒が流れる流路を形成すると共に、前記蓋部が固定される延出部と、
     を備える冷却装置。
  2.  前記延出部には、前記蓋部を貫通して該蓋部の外面に被冷却部材を固定する固定部材が留められる被固定部が設けられている請求項1に記載の冷却装置。
  3.  前記流路内に配置され、前記蓋部の内面に溶接又はろう付されるフィン部材を備える請求項1又は請求項2に記載の冷却装置。
  4.  前記蓋部が、前記フレーム部の厚さ方向の前記開口を閉じる蓋体である請求項1~3の何れか1項に記載の冷却装置。
  5.  前記蓋体が、前記フレーム部及び前記延出部に溶接又はろう付される請求項4に記載の冷却装置。
  6.  前記フレーム部の前記開口の縁には、前記蓋体が落とし込まれる溝が形成されている請求項4又は5に記載の冷却装置。
  7.  前記延出部には、前記蓋部に形成された貫通孔に嵌め込まれ、該貫通孔に接合されるボス部が設けられている請求項4~6の何れか1項に記載の冷却装置。
  8.  前記蓋部が、前記フレーム部の厚さ方向片側の開口を閉じるように該フレーム部と一体成形されている請求項1~3の何れか1項に記載の冷却装置。
  9.  前記延出部には、前記フィン部材が係止され、該フィン部材を前記フレーム部に対して位置決めする係止部が設けられている請求項1~8の何れか1項に記載の冷却装置。
  10.  前記フィン部材が、波形板であり、
     前記波形板の端部が、前記延出部に溶接又はろう付される請求項1~9の何れか1項に記載の冷却装置。
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