JP2009212136A - Cooler of heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータなどに用いられる発熱素子の冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device for a heating element used in an inverter or the like.
電気自動車に用いられるインバータには、発熱素子を冷却するために、放熱性に優れたアルミニウム製放熱フィンを有する冷却装置が設けられている。従来のアルミニウム製放熱フィンは、鋳造成形性に優れたAl−Si系アルミ合金などを用いて鋳造されている。 An inverter used in an electric vehicle is provided with a cooling device having aluminum radiating fins excellent in heat dissipation in order to cool a heating element. Conventional aluminum radiating fins are cast using an Al-Si aluminum alloy having excellent cast formability.
しかし、Al−Si系アルミ合金には、鋳造成形性と熱伝導性(冷却性)との間に相反する技術的課題があり、冷却性能を高めるためにシリコンSiの添加量を減少させると鋳造成形性が低下する。したがって、放熱フィンのフィン間隔を小さくして冷却能力を高めることができない。 However, Al-Si-based aluminum alloys have technical problems that contradict each other between cast formability and thermal conductivity (coolability). If the amount of silicon Si added is reduced in order to improve the cooling performance, casting will occur. Formability is reduced. Therefore, the cooling capacity cannot be increased by reducing the fin interval of the heat dissipating fins.
このため、発熱素子が設けられたケース部分と放熱フィンとを別体に構成し、放熱フィンを押出成形法により製造したのち、両者をロー付けするという手法が提案されている(特許文献1)。この手法によれば、Si添加量が少ない熱伝導性に優れたアルミニウム材料を使用することができる。 For this reason, a method has been proposed in which the case portion provided with the heat generating element and the heat dissipating fin are configured separately, and after the heat dissipating fin is manufactured by an extrusion molding method, both are brazed (Patent Document 1). . According to this method, it is possible to use an aluminum material having a small amount of Si added and excellent in thermal conductivity.
しかしながら、発熱素子が設けられたケース部分と放熱フィンとを別体で構成すると、発熱素子から放熱フィンに至る放熱経路にロー付けによる接合面が存在するので、この接合面が放熱抵抗となって冷却性能が低下するという問題があった。 However, if the case portion provided with the heat generating element and the heat dissipating fin are configured separately, there is a joining surface by brazing in the heat dissipating path from the heat generating element to the heat dissipating fin, so this joint surface becomes a heat dissipating resistor. There was a problem that the cooling performance deteriorated.
本発明が解決しようとする課題は、冷却性能を高めることができる発熱素子の冷却装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a cooling device for a heating element capable of improving the cooling performance.
本発明は、発熱素子が設けられた主面とは反対の主面に放熱部を形成し、放熱部以外の部分で第1放熱体と第2放熱体とを接合することによって上記課題を解決する。 The present invention solves the above problem by forming a heat radiating portion on the main surface opposite to the main surface on which the heat generating element is provided, and joining the first heat radiating body and the second heat radiating body at a portion other than the heat radiating portion. To do.
本発明によれば、放熱部以外の接合部で第1放熱体と第2放熱体とを接合するので、発熱体から放熱フィンに至る放熱経路に放熱抵抗が存在せず、これにより発熱素子の冷却性能を高めることができる。 According to the present invention, since the first heat radiating body and the second heat radiating body are joined at the joint portion other than the heat radiating portion, there is no heat radiating resistance in the heat radiating path from the heat radiating body to the heat radiating fin. Cooling performance can be enhanced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る発熱素子の冷却装置を含むモータ駆動システムを示す電気回路図である。以下に説明する各実施形態のインバータ1は、直流電源2からの直流電流を交流電流に変換し、これを三相交流モータ3に供給するもので、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ111(IGBT,以下単にトランジスタとも言う。)及び整流素子としてのダイオード112の対(同図に示す例では6対)で構成される電力変換回路11と、直流電源2からの電力を入力する入力コネクタ12と、電力変換回路11で変換された交流電力をモータ3に出力する出力コネクタ13とを有するものとして構成することができる。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a motor drive system including a cooling device for a heating element according to an embodiment of the present invention. The
またここでは、2対のトランジスタ111およびダイオード112がモジュール化されている。各モジュールをスイッチングモジュール11A,11B,11Cと称する。
Here, two pairs of
なおインバータ1には、図示する電力変換回路11のほか、電力変換回路11に並列に接続されて、直流電源3の変動やリップル成分を抑え、安定な直流電源を電力変換回路11に供給する平滑用コンデンサや、この平滑用コンデンサとで構成される放電経路を用いて、平滑用コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗などが適宜設けられる。
In addition to the
上記スイッチングモジュール11A,11B,11Cが本発明の発熱素子に相当し、特に発熱するトランジスタ111を冷却するための冷却装置を以下に説明する。ただし、本発明の冷却装置はインバータ1の電力変換回路11を冷却することにのみ限定される趣旨ではなく、トランジスタその他、発熱素子を冷却する用途に本発明を適用することができる。
The
上記スイッチングモジュール11A,11B,11Cは冷却装置5を備えるケース4に収容される。図2は、本実施形態に係るスイッチングモジュール11A,11B,11Cを収容したケース4を示す平面図である。同図において符号113は、各スイッチングモジュールと直流電源2とを接続するバスバーであり、符号114は各スイッチングモジュールとモータ3とを接続するバスバーである。
The
以上が、以下に説明する実施形態に共通の構成であり、以降は各実施形態の構成及び作用効果について説明する。 The above is the configuration common to the embodiments described below, and the configuration and operational effects of each embodiment will be described below.
《第1実施形態》
図3A〜図3Cは、第1実施形態に係る冷却装置5を示す断面図であり、図3Aは図2のIIIA-IIIA線に沿う断面図、図3Bは図2のIIIB-IIIB線に沿う断面図、図3Cは図3Bの分解断面図であり、図3Dは、第1実施形態に係る冷却装置5を分解して示す分解斜視図である。
<< First Embodiment >>
3A to 3C are cross-sectional views showing the
本実施形態の冷却装置5は、第1放熱体51と、第2放熱体52と、冷媒入口53aと、冷媒出口53bとを備える。
The
第1放熱体51は平板状の基板部511を有し、この基板部511の一方の主面である上面511aには、スイッチングモジュール11A〜11Cがボルトなどの固定手段により接触して固定されている。また、他方の主面である下面511bには、図3Aおよび図3Bに示すように断面が矩形状の複数の放熱フィン512が、スイッチングモジュール11A〜11Cの略直下の位置に、当該基板部511と一体的に形成されている。
The first
本例の冷却装置5は、図2に二点鎖線で示すように、冷媒入口53aから導入された冷媒が各スイッチングモジュール11A〜11Cの一方のトランジスタの下面を通過したのちUターンし、さらに他方のトランジスタの下面を通過して冷媒出口53bに至る、いわゆるUターン循環方式を採用している。このため、複数の放熱フィン512からなる放熱フィン群512a,512bは、冷媒入口53aからUターンするまでの往路部分と,Uターンしてから冷媒出口53bに至るまでの復路部分にそれぞれ形成されている、これにより、6つのトランジスタを効率的に冷却することができる。
In the
第1放熱体51の基板部511のうち、上記2つの放熱フィン群512a,512b以外の部分、すなわち放熱フィン群512a,512bを包囲する部分は後述する第2放熱体52との接合部分として機能する。この放熱フィン群512a,512bを包囲する基板部511の部分を第1放熱体51の第1接合部513と称し、また、第2放熱体52が接合される第1接合部513の面を第1接合面514と称し、図3A〜図3Dに示す。
Of the
一方、第2放熱体52は、図3Dに示すように、第1放熱体51の放熱フィン群512a,512bを受容してUターン形状の冷媒流路521を形成するように、底面522を有する凹部523を有する。なお、図3Dは、図3A〜図3Cに対し第1放熱体51と第2放熱体52の天地をひっくり返した斜視図であり、理解を容易にするためにXYZ軸を各図に示す。
On the other hand, as shown in FIG. 3D, the
第2放熱体52に形成された凹部523は、一方の放熱フィン群512aを受容する部分523aと、他方の放熱フィン群512bを受容する部分523bと、これらを接続して冷媒をUターンさせる部分523cを有し、全体としてU字溝形状とされている。また、U字溝状の凹部523の両端の底面522には、冷媒入口53aおよび冷媒出口53bに連通する孔524a,524bがそれぞれ形成されている。そして、この各孔524a,524bの部分に冷媒入口53aおよび冷媒出口53bをそれぞれ構成するブロック531a,531bがそれぞれ固定されている。なお、各ブロック531a,531bには配管532a,532bがそれぞれ固定されている。なお、図3Aには、冷媒入口53aに連通する孔524a、ブロック531aおよび配管532aのみを示すが、冷媒出口53bに連通する孔524b、ブロック531bおよび配管532bも同図に示すものと同じ構造となっている。
The
なお本例では、図2に示すようにU字溝状の凹部523のうち冷媒をUターンさせる部分523cの直上にはスイッチングモジュール11A〜11Cが位置しないので、放熱フィン群512a,512bは設けていない。
In this example, since the switching
第2放熱体52の上面のうち凹部523およびブロック531a,531b以外の部分は、上述した第1放熱体51との接合部分として機能する。この部分を第2放熱体52の第2接合部525と称し、また、第1放熱体51の第1接合面514が接合される第2接合部525の面を第2接合面526と称し、図3A〜図3Dに示す。この第2放熱体52の第2接合部525は凹部523の底面の部分に比べて当該凹部523の深さぶんだけ肉厚が大きく形成されており、本発明の厚肉部に相当する。
Of the upper surface of the second
次に、本実施形態に係る冷却装置5の材料および製造方法について説明する。
Next, the material and manufacturing method of the
上述したとおり、本例の冷却装置5は、第1放熱体51、第2放熱体52、ブロック531および配管532から構成されている。
As described above, the
このうち、第1放熱体51は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の展伸材を原材料として押し出し成形により一体的に形成される。展伸材は、押出成形のほか鍛造加工やプレス加工にも適用できるので、本例の第1放熱体51を鍛造加工やプレス加工で製造することもできるが、放熱フィン512のフィン間隔を小さくして放熱有効面積を大きくするという観点からは押出成形がより好ましい。第1放熱体51は、図3Eに示すようにY軸方向に沿って同一断面形状となっているので押出成形により形成することができる。そして、放熱フィン512のフィン間隔を小さくすることで放熱性能を高めることができる。
Among these, the 1st
展伸材の種類は特に限定されないが、99%以上の純アルミニウムからなる1000番系展伸材、マンガンMnが添加されて強度が改善された3000番系展伸材、マグネシウムMgやシリコンSiが添加されて強度および耐蝕性が改善された6000番系展伸材などを用いることが好ましい。特に添加物がない展伸材または添加物の添加量が少ない展伸材は熱伝導率が高いので、放熱性能を高めることができる。 The type of the wrought material is not particularly limited, but the number 1000 type wrought material made of 99% or more pure aluminum, the number 3000 type wrought material whose strength has been improved by adding manganese Mn, magnesium Mg or silicon Si It is preferable to use a 6000 type wrought material which has been added to improve strength and corrosion resistance. In particular, a wrought material having no additive or a wrought material having a small additive amount has a high thermal conductivity, so that the heat dissipation performance can be improved.
なお、第1放熱体51を押出成形すると、図3Eの上図に示すように放熱フィン群512a,512bのそれぞれの両端にも放熱フィン512が形成される。しかしながら、この両端部には第1放熱体51の第1接合部513の第1接合面514を形成する必要があるため、押出成形後に、同図の下図に示すように、それぞれの両端を切削加工して放熱フィン512を削除する。このように、アルミニウムの展伸材を押出成形および切削加工することにより第1放熱体51が得られる。
When the
これに対して、第2放熱体52は、アルミニウムにシリコンSiを添加したAl−Si系アルミ合金の鋳造材を原材料として、鋳造法またはダイカスト法により一体的に形成される。第2放熱体52は、発熱源であるスイッチングモジュール11A〜11Cから放熱フィン512に至る放熱経路には存在しない部材であるため、放熱性能は相対的に低いが鋳造成形性に優れたシリコン添加アルミニウムを用いることが好ましい。これにより、溶融アルミニウムの鋳型内への流動性が向上し、鋳造品質が高い第2放熱体52を得ることができる。
On the other hand, the second
なお、ブロック531も、スイッチングモジュール11A〜11Cから放熱フィン512に至る放熱経路には存在しない部材であるため、鋳造成形性に優れたシリコン添加アルミニウムを用いた鋳造またはダイカストにより製造することができる。ただし、断面形状が同一でもあるので、上述した展伸材を用いた押出成形により製造することもできる。そして、冷媒通路を穴あけ加工により形成する。
The block 531 is also a member that does not exist in the heat radiation path from the switching
以上のようにしてそれぞれ製造された第1放熱体51と第2放熱体52は、ろう付けにより接合される。このろう付け接合は、上述したとおり第1放熱体51の第1接合部513の第1接合面514と、第2放熱体52の第2接合部525の第2接合面526との間にろう材を配置し、加熱することで行うことができる。展伸材アルミからなる第1放熱体51と鋳造材アルミからなる第2放熱体52とを接合するにあたり、ここで用いるろう材として比較的融点が低いものを選定することが接合信頼性の点から望ましい。
The
ブロック531と配管532もろう付けにより接合することができる。また、この配管532が接合されたブロック531と第2放熱体52もろう付けにより接合することができる。
The block 531 and the pipe 532 can also be joined by brazing. Further, the block 531 to which the pipe 532 is joined and the
最後に、以上のようにして接合された冷却装置5に、図3Cに示すようにケース4とスイッチングモジュール11A〜11Cをボルトなどの締結手段で固定する。
Finally, as shown in FIG. 3C, the
以上のように、本実施形態に係る冷却装置5によれば、第1放熱体51と第2放熱体52との構造関係上、第1放熱体51を押出成形できる形状としたので、当該第1放熱体51を熱伝導性に優れた展伸材アルミニウムから構成することができる。
As described above, according to the
また、第1放熱体51を押出成形できる形状としたので放熱フィン512のフィン間隔を小さくして表面積を大きくできるので、放熱性能を高めることができる。
In addition, since the first
さらに、発熱源であるスイッチングモジュール11A〜11Cから放熱フィン512に至る放熱経路が、上述した熱伝導性に優れた展伸材アルミニウムで構成され、しかも熱抵抗となる接合部も存在しないので、放熱性能を高めることができる。
Further, the heat radiation path from the switching
また、冷媒流路521を構成する第1放熱体51と第2放熱体52をろう付けにより接合したので、シールリングなどのシール部材が不要となり、またシールリングなどを設置するための設置代が不要となるので、そのぶんだけ冷却装置5を小型化することができる。
Further, since the first
また、冷却装置5の放熱性能にはほとんど寄与しない第2放熱体52を鋳造またはダイカストで形成したので、生産性が向上するとともに低コストで製造することができる。
Further, since the second
《第2実施形態》
図4Aは、第2実施形態に係る発熱素子の冷却装置5を分解して示す分解斜視図、図4Bは同じく冷却装置5を示す断面図であって図2のIIIB-IIIB線に沿う断面図である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 4A is an exploded perspective view showing the heat generating
本実施形態の冷却装置5は、上述した第1実施形態の冷却装置5に対し、第2放熱体52の構成が相違し、その他の第1放熱体51、ブロック531および配管532の構成は同じである。したがって、以下においては共通する部材については第1実施形態と同じ符号を付し、その説明をここに援用することとする。
The
上述した第1実施形態に係る第2放熱体52は、鋳造材アルミを原材料として鋳造またはダイカストにより一体的に形成したが、本例の第2放熱体52は、平板状の底板52Bと、当該底板52Bと協働して放熱フィン512の受容部である凹部523を形成する枠体52Aとに2分割されている。
The
平板状の底板52Bには、第1実施形態に係る孔524a,524bに相当する孔(不図示)が形成され、それぞれの孔にブロック531a,531bがろう付けにより接合される。この底板52Bは、スイッチングモジュール11A〜11Cから放熱フィン512に至る放熱経路には存在しない部材であるため、鋳造成形性に優れたシリコン添加アルミニウムを用いた鋳造またはダイカストにより製造することができるし、断面形状が同一でもあるので、上述した展伸材を用いた押出成形により製造することもできる。ただし、ろう付け性の点からは展伸材アルミを原材料とした押出成形により製造することが望ましい。
Holes (not shown) corresponding to the
一方、枠体52Aは、凹部523の一部となる部分が上下方向に挿通し、これを第2接合部525が包囲しており、これにより図4Aに示す押出成形方向に対して同一断面となることから、展伸材アルミを原材料として押出成形により形成することができる。
On the other hand, in the
なお、同図に示す枠体52Aの第2接合部525は中実であるが、軽量化を図るために図4Cに示すように中空状に形成することもできる。図4Cは第2実施形態に係る枠体52Aの変形例を示す斜視図である。この場合に、枠体52Aの形状を維持するとともに強度を確保するために、各辺の第2接合部525にリブ529が設けられている。
In addition, although the
枠体52Aと底板52Bは、図4Bに示すように、枠体52Aの第3接合面527と、底板52Bの第4接合面528との部分でろう付けにより接合される。なお、図4Cに示す変形例についても同様である。
As shown in FIG. 4B, the
以上のように、本実施形態に係る冷却装置5によれば、第1放熱体51と第2放熱体52との構造関係上、第1放熱体51を押出成形できる形状としたので、当該第1放熱体51を熱伝導性に優れた展伸材アルミニウムから構成することができる。
As described above, according to the
また、第1放熱体51を押出成形できる形状としたので放熱フィン512のフィン間隔を小さくして表面積を大きくできるので、放熱性能を高めることができる。
In addition, since the first
さらに、発熱源であるスイッチングモジュール11A〜11Cから放熱フィン512に至る放熱経路が、上述した熱伝導性に優れた展伸材アルミニウムで構成され、しかも熱抵抗となる接合部も存在しないので、放熱性能を高めることができる。
Further, the heat radiation path from the switching
また、冷媒流路521を構成する第1放熱体51と第2放熱体52をろう付けにより接合したので、シールリングなどのシール部材が不要となり、またシールリングなどを設置するための設置代が不要となるので、そのぶんだけ冷却装置5を小型化することができる。
Further, since the first
以上が上述した第1実施形態と共通する効果であるが、本例では、第2放熱体52を、押出成形が可能な形状の枠体52Aと底板52Bとに2分割し、枠体52Aを展伸材アルミから構成したので、第1放熱体51と第2放熱体52とのろう付け性が、鋳造材アルミ製第2放熱体52に比べて良好となる。
Although the above is an effect common to 1st Embodiment mentioned above, in this example, the
また、図4Cに示すように、枠体52Aを中空状に形成したものでは、軽量化を図ることができるとともに材料使用量の低減にともなうコストダウンを図ることができる。さらに、薄肉化(軽量化)されることにより熱容量が小さくなるのでろう付け信頼性が向上するという効果もある。
Further, as shown in FIG. 4C, when the
《第3実施形態》
図5Aは、第3実施形態に係る発熱素子の冷却装置5を分解して示す分解斜視図である。
<< Third Embodiment >>
FIG. 5A is an exploded perspective view showing the heat generating
本実施形態の冷却装置5は、上述した第2実施形態の冷却装置5に対し、第2放熱体52の枠体52Aの構成が相違し、その他の第1放熱体51、底板52B、ブロック531および配管532の構成は同じである。したがって、以下においては共通する部材については第1実施形態および第2実施形態と同じ符号を付し、その説明をここに援用することとする。
The
上述した第2実施形態に係る枠体52Aは、展伸材アルミを原材料として押出成形により一体的に形成したが、本例の枠体52Aは、これをさらに分割し、それぞれを、展伸材アルミを原材料として押出成形により形成し、互いにろう付けにより接合する。
The
すなわち、本例の枠体52Aは、第2接合部525となる5つの部材52A1〜52A5により構成し、それぞれを、展伸材アルミを原材料として押出成形により形成する。各部材52A1〜52A5の押出方向は、図示するZ軸方向とすることができるが、部材52A1以外はX軸およびY軸方向に対しても同一断面を有するので、X軸またはY軸方向とすることもできる。
That is, the
なお、同図に示す枠体52Aの各部材52A1〜52A5はいずれも中実であるが、軽量化及び熱容量の減少にともなうろう付け信頼性を向上させるために、図5Bに示すように中空状に形成することもできる。図5Bは第3実施形態に係る枠体52Aの各部材52A1〜52A5の変形例を示す斜視図である。この場合に、部材52A1〜52A5の強度を確保するために、リブ529を設けることもできる。また、全ての部材52A1〜52A5を中空状に形成することもできるし、幾つかの部材52A1〜52A5を中空状に形成することもできる。
The members 52A1 to 52A5 of the
各部材52A1〜52A5は、隣接する部材とろう付けにより接合されて枠体52Aが構成され、この枠体52Aと底板52Bは、上述した第2実施形態と同様の接合面でろう付けにより接合される。
Each member 52A1 to 52A5 is joined to an adjacent member by brazing to form a
以上のように、本実施形態に係る冷却装置5によれば、上述した第2実施形態の効果に加え、枠体52Aを構成する各部材52A1〜52A5の形状が単純化されることから押出成形性が向上する。
As described above, according to the
《第4実施形態》
図6Aは、第4実施形態に係る発熱素子の冷却装置5を分解して示す分解斜視図である。
<< 4th Embodiment >>
FIG. 6A is an exploded perspective view showing the heat generating
本実施形態の冷却装置5は、上述した第3実施形態の冷却装置5に対し、第2放熱体52の枠体52Aの構成が相違し、その他の第1放熱体51、底板52B、ブロック531および配管532の構成は同じである。したがって、以下においては共通する部材については第1実施形態および第3実施形態と同じ符号を付し、その説明をここに援用することとする。
The
上述した第3実施形態に係る枠体52Aは、第1放熱体51および底板52Bとろう付けすることにより冷媒流路523の密封性が維持されているが、本例の枠体52Aは、これをシール部材52Cと5つの補強部材52D(52D1〜52D5)に分割し、ろう付け箇所を減少させている。
In the
本例のシール部材52Cは、NBRやEPDMなどの弾性率が比較的高いゴム材料により形成され、一方の面(同図の下面)の全周が、第1放熱体51の第1接合部513の第1接合面514に接触するとともに、他方の面(同図の上面)の全周が、底板52Bの第4接合面528に接触するシール部52C1〜52C4を有する。このシール部52C1〜52C4の両面が第1放熱体51と底板52Bとのそれぞれに接触し、さらに底板52Bにより押圧されることにより、冷媒流路523の水密性が確保されるようになっている。
The sealing
シール部材52Cの四隅には、外側に向かって膨出する略直方体または略立方体形状の膨出部52C5がそれぞれ形成されている。
At the four corners of the
一方、4つの補強部材52D1〜52D4は、展伸材アルミを原材料として押出成形により中空状に形成され、それぞれの両端にネジ孔52D6が形成されている。このネジ孔52D6に対して、底板52Bに形成されたボルト孔52B2を介してボルト52B1をねじ込むことで、底板52Bと各補強部材52D1〜52D4が接合され、同時にシール部材52Cが底板52Bにより押圧されることになる。
On the other hand, the four reinforcing members 52D1 to 52D4 are formed into a hollow shape by extrusion molding using wrought aluminum as a raw material, and screw holes 52D6 are formed at both ends. By screwing the bolt 52B1 into the screw hole 52D6 via the bolt hole 52B2 formed in the
また、4つの補強部材52D1〜52D4のそれぞれの両端面は、シール部材52Cの各辺において2つの膨出部52C5の縦面に当接する長さとされ、ここにおいても冷媒流路523のシール面が形成されるので、シール性をさらに高めることができる。
In addition, both end surfaces of the four reinforcing members 52D1 to 52D4 have a length that abuts against the vertical surfaces of the two bulging portions 52C5 on each side of the
ここで、シール部材52Cの膨出部52C5に対し、図6Bまたは図6Cに示すように補強部材52D1〜52D4の両端部を変形し、シール性をさらに高めることもできる。
Here, with respect to the bulging portion 52C5 of the
図6Bは、本実施形態に係る補強部材52D1〜52D4の変形例を示す図であって、図6AのVIB部を拡大して示す(a)斜視図、(b)平面図および(c)C-C線に沿う断面図である。同図に示す変形例では、各補強部材52D1〜52D4の両端に第1突起片52D7を形成し、シール部材52Cの膨出部52C5の2面に接触させている。これにより、同図(b)に示すようにシール部材52Cの四隅において、膨出部52D5の4面がシール面となり、よりシール性が高まることになる。また、同図(c)に示すように膨出部52D5以外の各辺に段部52C6を形成して、この段部52C6の部分においてもシール部材52Cを挟持すれば、各辺におけるシール性をさらに高めることができる。
6B is a view showing a modification of the reinforcing members 52D1 to 52D4 according to the present embodiment, and shows an enlarged view of the VIB portion of FIG. 6A, (a) a perspective view, (b) a plan view, and (c) CC. It is sectional drawing which follows a line. In the modification shown in the figure, first protrusions 52D7 are formed at both ends of each of the reinforcing members 52D1 to 52D4, and are in contact with the two surfaces of the bulging portion 52C5 of the
図6Cは、本実施形態に係る補強部材52D1〜52D4の更なる変形例を示す図であって、図6AのVIB部を拡大して示す(a)斜視図および(b)平面図である。同図に示す変形例では、各補強部材52D1〜52D4の両端に第1突起片52D7に加えて第2突起片52D8を形成し、シール部材52Cの膨出部52C5の6面に接触させている。これにより、同図(b)に示すようにシール部材52Cの四隅において、膨出部52D5の8面がシール面となり、よりシール性が高まることになる。
FIG. 6C is a diagram showing a further modification of the reinforcing members 52D1 to 52D4 according to the present embodiment, and is an enlarged (a) perspective view and (b) plan view showing an enlarged VIB portion of FIG. 6A. In the modification shown in the figure, in addition to the first protrusions 52D7, the second protrusions 52D8 are formed at both ends of each of the reinforcing members 52D1 to 52D4, and are in contact with the six surfaces of the bulging portion 52C5 of the
図6Aに戻り、4つの補強部材52D1〜52D4の下面は、第1放熱体51の第1接合部513の第1接合面514にろう付けされているが、他の面のろう付けは必要ない。また、残りの補強部材52D5は冷媒流路523の往路と復路の仕切りとして機能し、同図における下面のみ第1放熱体51の第1接合部513の第1接合面514にろう付けされている。
Returning to FIG. 6A, the lower surfaces of the four reinforcing members 52D1 to 52D4 are brazed to the first
以上のように、本実施形態に係る冷却装置5によれば、上述した第3実施形態に係る冷却装置5に比べ、シール部材52Cを設けたので冷媒流路523のシールは当該シール部材52Cにより確保される。したがって、4つの補強部材52D1〜52D4および仕切りとしての補強部材52D5は、下面のみを第1放熱体51とろう付けし、底板52Bとはボルト52B1により締結することができるので、ろう付け箇所を少なくすることができる。
As described above, according to the
また、補強部材52D1〜52D4の両端に第1突起片52D7および/または第2突起片52D8を形成することで、シール部材52Cの四隅のシール性をさらに高めることができる。
Further, by forming the first protrusion pieces 52D7 and / or the second protrusion pieces 52D8 at both ends of the reinforcing members 52D1 to 52D4, the sealing performance at the four corners of the
《第5実施形態》
図7Aは、第5実施形態に係る発熱素子の冷却装置5を分解して示す分解斜視図、図7Bは図7AのVIIB-VIIB線に沿う断面図である。
<< 5th Embodiment >>
FIG. 7A is an exploded perspective view showing the heat generating
本実施形態の冷却装置5は、上述した第4実施形態の冷却装置5に対し、第2放熱体52の枠体52Aの構成が相違し、その他の第1放熱体51、底板52B、ブロック531および配管532の構成は同じである。したがって、以下においては共通する部材については第1実施形態および第3実施形態と同じ符号を付し、その説明をここに援用することとする。
The
上述した第4実施形態に係る枠体52Aはシール部材52Cと補強部材52D1〜52D5によって構成されているが、本例の枠体52Aは、シール部材52Cと、内面にネジが形成されたボス52Eとで構成し、軽量化および部品点数の削減が図られている。
The
本例のシール部材52は、ポリフェニレンサルファイド樹脂PPSやナイロン66などのポリアミド樹脂を基材とし、表面にエラストマ樹脂のような弾性率が高い樹脂層を形成したものである。そして、図7Aに示すように冷媒流路523を構成する挿通部分の周囲に第2接合部525を有する。形状としては、ボルト孔52C6以外は、上述した第2実施形態(図4A参照)の枠体52Aと同じである。
The sealing
また、ボス52Eは、ろう付けにより第1放熱体51の第1接合部513の第1接合面514に接合され、図7Bに示すように、底板52Bのボルト孔52B2およびシール部材52Cのボルト孔52C6を通してボルト52B1がネジ込まれる。これにより、シール部材52Cの第2接合面526と第1放熱体51の第1接合面514とが密着するとともに、シール部材の第3接合面527と底板52Bの第4接合面528とが密着することになる。
The
以上のように、本実施形態に係る冷却装置5によれば、上述した第4実施形態に係る冷却装置5に比べ、補強部材52D1〜52D5に代えて、枠体52Aをシール部材52Cとボス52Eで構成したので軽量化を図ることができる。また、シール部材52Cにシール機能と補強機能とをもたせたことにより部品点数を少なくすることができ、コストダウンと組み付け作業性の向上を図ることができる。
As described above, according to the
1…インバータ
11…電力変換回路
11A〜11C…スイッチングモジュール(発熱素子)
5…冷却装置
51…第1放熱体
511…基板部
512…放熱フィン(放熱部)
513…第1接合部
514…第1接合面
52…第2放熱体
52A…枠体
52B…底板
52C…シール部材
52C5…膨出部
52D…補強部材
52D7…第1突起片(突起片)
52D8…第2突起片(突起片)
52E…ボス
521…冷媒流路
522…底面
523…凹部(受容部)
525…第2接合部(厚肉部)
526…第2接合面
53a…冷媒入口
53b…冷媒出口
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
513 ... 1st joined
52D8 ... 2nd protrusion piece (protrusion piece)
52E ...
525 ... 2nd junction part (thick part)
526 ... second
Claims (11)
前記第1接合部の接合面にろう付け接合される接合面を有する第2接合部と、前記放熱部を受容して冷媒流路を形成する受容部とを有する第2放熱体と、を備えることを特徴とする発熱素子の冷却装置。 A first heat dissipating body having one main surface provided in contact with the heat generating element, and the other main surface on which the first joining portion surrounding the heat dissipating portion and the heat dissipating portion is formed, and formed by extrusion molding When,
A second joining part having a joining surface that is brazed to the joining surface of the first joining part, and a second heat radiating body having a receiving part that receives the heat radiating part and forms a refrigerant flow path. A cooling device for a heat generating element.
前記第1放熱体は平板状の基板部を有し、当該基板の前記他方の主面に前記放熱部が突出して形成されていることを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 1,
The heat-dissipating element cooling apparatus according to claim 1, wherein the first heat dissipating member has a flat substrate portion, and the heat dissipating portion protrudes from the other main surface of the substrate.
前記第2放熱体の前記受容部は、底面を有する凹部を含み、
前記第2放熱体の前記第2接合部は、前記受容部を包囲するとともに前記底面の部分に比べて肉厚が大きい厚肉部を含むことを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 1 or 2,
The receiving portion of the second heat radiator includes a recess having a bottom surface,
The cooling device for a heating element, wherein the second joint portion of the second heat radiating body includes a thick portion that surrounds the receiving portion and is thicker than a portion of the bottom surface.
前記第2放熱体は、鋳造またはダイカストにより一体的に形成されていることを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the exothermic element according to any one of claims 1 to 3,
The heating element cooling device, wherein the second heat radiating body is integrally formed by casting or die casting.
前記第2放熱体は、別体に形成された複数の部材を互いに接合して構成されていることを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the exothermic element according to any one of claims 1 to 3,
The cooling device for a heating element, wherein the second heat radiating member is constituted by joining a plurality of members formed separately from each other.
前記第2放熱体は、平板状の底板と、前記第2接合部を含むとともに前記底板と協働して前記受容部を構成する枠体とを有することを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 5,
The second heat radiator includes a flat bottom plate and a frame that includes the second joint portion and forms the receiving portion in cooperation with the bottom plate.
前記枠体は、それぞれ別体に形成された複数の部材を互いに接合して構成されていることを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 6,
The frame body is constituted by joining a plurality of members formed separately to each other, and is configured to cool a heating element.
前記複数の部材のうち少なくとも一つの部材は、押出成形により中空状に形成されていることを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 5 or 7,
The cooling device for a heating element, wherein at least one member among the plurality of members is formed in a hollow shape by extrusion molding.
前記枠体は、前記第1接合部と前記第2接合部の間の前記接合面の全周を密封するシール部材を含むことを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 6,
The cooling device for a heat generating element, wherein the frame includes a seal member that seals an entire circumference of the joint surface between the first joint and the second joint.
前記枠体は、前記第1接合部と前記第2接合部の間の前記接合面の全周を密封するシール部材と、当該シール部材の周囲に配置された補強部材とを有することを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 9,
The frame includes a seal member that seals the entire circumference of the joint surface between the first joint and the second joint, and a reinforcing member that is disposed around the seal member. Heating element cooling device.
前記シール部材は、コーナ部分に外側に膨出する膨出部を有し、
前記補強部材は、前記膨出部の少なくとも一部に接触する突起片を有することを特徴とする発熱素子の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating element according to claim 10,
The seal member has a bulging portion that bulges outward at a corner portion;
The heating element cooling device according to claim 1, wherein the reinforcing member has a protruding piece that contacts at least a part of the bulging portion.
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