JP2018006649A

JP2018006649A - Manufacturing method of cooler

Info

Publication number: JP2018006649A
Application number: JP2016134336A
Authority: JP
Inventors: 和幸塚田; Kazuyuki Tsukada; 太浩石黒; Takahiro Ishiguro; 寛史井下; Hiroshi Ishita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-01-11

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a cooler with a pin fin of which a length is different.SOLUTION: A cooler includes: a first heat sink, a second heat sink, and a cooling liquid passage. A manufacturing method disclosed in the specification, includes: a first step of forming the first sink by pressing a first metal component; and a second step of forming the second heat sink by pressing a second metal component. A press die includes a plurality of pin fin formation surfaces and an external peripheral formation surface. In the first step, a ratio d1/D1 of the width D1 of the first metal component in a part which is contacted with each pin fin formation surface and the width d1 of the first metal component of the part which is contacted to the external peripheral formation surface is larger than 0.15. In the second step,a ratio d2/D2 of the width D2 of the second metal component in a part which is contacted with each pin fin formation surface and the width d2 of the second metal component of the part which is contacted to the external peripheral formation surface is smaller than 0.15.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本明細書に開示の技術は、冷却器の製造方法に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a method of manufacturing a cooler.

特許文献１に、複数のピンフィンを有するヒートシンクの製造方法が開示されている。この製造方法では、平板状の金属部品をプレス型によってプレスする。プレス型は、複数のピンフィン成形孔を有する。金属部品をプレスすると、各ピンフィン成形孔内に金属部品を構成する金属が流入する。これによって、複数のピンフィンを有するヒートシンクが製造される。 Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a heat sink having a plurality of pin fins. In this manufacturing method, a flat metal part is pressed by a press die. The press die has a plurality of pin fin forming holes. When the metal part is pressed, the metal constituting the metal part flows into each pin fin forming hole. Thus, a heat sink having a plurality of pin fins is manufactured.

特開２０１５−５０３１８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-50318

図９に示すように、２つのヒートシンク１００を有する冷却器が知られている。各ヒートシンク１００は、複数のピンフィン１０４を有する放熱面１０２を備えている。放熱面１０２同士が対向するように２つのヒートシンク１００が配置されている。２つの放熱面１０２の間の空間によって冷却液流路１１０が構成されている。各ヒートシンク１００の放熱面１０２とは反対側の表面１０３は、冷却対象の電子部品に接続される。冷却液流路１１０には、冷却液が流れる。冷却液は、各ヒートシンク１００を冷却する。このような冷却器において、一般に、各ピンフィン１０４の長さは均一である。また、一方のヒートシンク１００の各ピンフィン１０４は他方のヒートシンク１００の各ピンフィン１０４に対して非接触となっている。対向するピンフィン１０４の先端同士の間に隙間１２０が設けられている。各ピンフィン１０４の長さが均一であるので、各隙間１２０は平面状（図９に示す断面では直線状）に配列されている。このため、矢印１３０に示すように、各隙間１２０を通る冷却液が直線状に流れ、この冷却液の流れがピンフィン１０４にほとんど当たらない。したがって、隙間１２０を通る冷却液とピンフィン１０４との間で熱交換が生じ難い。 As shown in FIG. 9, a cooler having two heat sinks 100 is known. Each heat sink 100 includes a heat dissipation surface 102 having a plurality of pin fins 104. Two heat sinks 100 are arranged so that the heat radiation surfaces 102 face each other. A coolant channel 110 is constituted by a space between the two heat radiation surfaces 102. A surface 103 of each heat sink 100 opposite to the heat radiating surface 102 is connected to an electronic component to be cooled. The coolant flows through the coolant channel 110. The cooling liquid cools each heat sink 100. In such a cooler, the length of each pin fin 104 is generally uniform. Further, each pin fin 104 of one heat sink 100 is not in contact with each pin fin 104 of the other heat sink 100. A gap 120 is provided between the tips of the opposing pin fins 104. Since the lengths of the pin fins 104 are uniform, the gaps 120 are arranged in a planar shape (linear in the cross section shown in FIG. 9). For this reason, as shown by the arrow 130, the coolant passing through each gap 120 flows in a straight line, and this coolant flow hardly hits the pin fins 104. Therefore, heat exchange hardly occurs between the coolant passing through the gap 120 and the pin fins 104.

これに対し、本願発明者らは、図１０に例示するように、隙間１２０の高さ方向（ピンフィンの長手方向）における位置が変化している冷却器を検討している。このように隙間１２０の高さ方向の位置が変化していると、いずれかの隙間１２０を通った冷却液の流れが他のピンフィン１０４に当たり易くなり、冷却器の冷却効率が向上する。 On the other hand, the inventors of the present application are examining a cooler in which the position of the gap 120 in the height direction (longitudinal direction of the pin fin) is changed as illustrated in FIG. Thus, if the position of the gap 120 in the height direction is changed, the flow of the cooling liquid passing through any one of the gaps 120 easily hits the other pin fins 104, and the cooling efficiency of the cooler is improved.

図１０のようにピンフィンの先端同士の間の隙間の位置が変化している冷却器では、各ヒートシンクにおいて、ピンフィン毎にピンフィンの長さが異なる。本明細書では、長さが異なる複数のピンフィンを有するヒートシンクを好適に作成する技術を提供する。 In the cooler in which the position of the gap between the tip ends of the pin fins is changed as shown in FIG. 10, the length of the pin fin is different for each pin fin in each heat sink. The present specification provides a technique for suitably producing a heat sink having a plurality of pin fins having different lengths.

本明細書が開示する製造方法では、第１ヒートシンクと第２ヒートシンクと冷却液流路を有する冷却器を製造する。前記第１ヒートシンクは、複数の第１ピンフィンを有する第１放熱面を有している。前記第２ヒートシンクは、複数の第２ピンフィンを有する第２放熱面を有している。前記第１ピンフィンと前記第２ピンフィンが非接触の状態で前記第１放熱面と前記第２放熱面が対向するように前記第２ヒートシンクは配置されている。前記製造方法が、第１金属部品をプレス型でプレスすることによって前記第１ヒートシンクを作成する第１工程と、第２金属部品をプレス型でプレスすることによって前記第２ヒートシンクを作成する第２工程を有している。前記第１工程で用いられるプレス型と前記第２工程で用いられるプレス型のそれぞれが、複数のピンフィン成形孔を有するピンフィン成形面と、前記ピンフィン成形面の周囲に配置されている外周部成形面とを有している。前記第１工程では、前記ピンフィン成形面に接触する部分の前記第１金属部品の幅Ｄ１と前記外周部成形面に接触する部分の前記第１金属部品の幅ｄ１との比ｄ１／Ｄ１が、０．１５よりも大きい。前記第２工程では、前記ピンフィン成形面に接触する部分の前記第２金属部品の幅Ｄ２と前記外周部成形面に接触する部分の前記第２金属部品の幅ｄ２との比ｄ２／Ｄ２が、０．１５よりも小さい。 In the manufacturing method disclosed in this specification, a cooler having a first heat sink, a second heat sink, and a coolant flow path is manufactured. The first heat sink has a first heat radiating surface having a plurality of first pin fins. The second heat sink has a second heat radiating surface having a plurality of second pin fins. The second heat sink is disposed so that the first heat radiating surface and the second heat radiating surface face each other in a state where the first pin fin and the second pin fin are not in contact with each other. The manufacturing method includes a first step of creating the first heat sink by pressing a first metal part with a press die, and a second step of creating the second heat sink by pressing the second metal component with a press die. It has a process. Each of the press die used in the first step and the press die used in the second step has a pin fin molding surface having a plurality of pin fin molding holes, and an outer peripheral portion molding surface arranged around the pin fin molding surface. And have. In the first step, a ratio d1 / D1 between a width D1 of the first metal part at a portion in contact with the pin fin molding surface and a width d1 of the first metal component at a portion in contact with the outer peripheral molding surface, Greater than 0.15. In the second step, a ratio d2 / D2 between a width D2 of the second metal part of the portion that contacts the pin fin molding surface and a width d2 of the second metal component of the portion that contacts the outer peripheral molding surface, Less than 0.15.

なお、外周部成形面に接触する部分の金属部品（第１金属部品または第２金属部品）の幅ｄ１、ｄ２は、外周部成形面に最初に接触する部分の金属部品の幅を意味する。プレスによって金属部品が変形するため、外周部成形面に接触する部分の金属部品の幅は変化するが、上記の幅ｄ１、ｄ２は変形前の幅を意味する。また、上述した幅ｄ１、ｄ２、Ｄ１、Ｄ２は、ピンフィン成形面と外周部成形面とを横切る所定の一方向における幅を意味する。例えば、第１の方向において幅ｄ１、ｄ２、Ｄ１、Ｄ２を測定してもよいし、第１の方向に直交する第２の方向において幅ｄ１、ｄ２、Ｄ１、Ｄ２を測定してもよい。すなわち、ピンフィン成形面と外周部成形面とを横切る何れか１つの方向において測定された幅ｄ１、ｄ２、Ｄ１、Ｄ２が上記の条件を満たしていればよい。また、第１工程で用いられるプレス型と第２工程で用いられるプレス型は、共通のプレス型であってもよいし、異なるプレス型であってもよい。 In addition, the widths d1 and d2 of the metal part (first metal part or second metal part) at the part that contacts the outer peripheral part molding surface mean the width of the metal part at the part that first contacts the outer peripheral part molding surface. Since the metal part is deformed by pressing, the width of the metal part in contact with the outer peripheral surface is changed, but the above-mentioned widths d1 and d2 mean the width before deformation. Further, the above-mentioned widths d1, d2, D1, and D2 mean widths in a predetermined direction crossing the pin fin forming surface and the outer peripheral portion forming surface. For example, the widths d1, d2, D1, and D2 may be measured in the first direction, and the widths d1, d2, D1, and D2 may be measured in the second direction orthogonal to the first direction. That is, the widths d1, d2, D1, and D2 measured in any one direction across the pin fin molding surface and the outer peripheral molding surface only need to satisfy the above conditions. Further, the press die used in the first step and the press die used in the second step may be a common press die or different press dies.

この製造方法では、プレス型により金属部品をプレスすることでヒートシンクを成形する。金属部品をプレスする際に、ピンフィン成形孔内に金属部品を構成する金属が流入することで、ピンフィンが成形される。このとき、ピンフィン成形面の外周側に位置するピンフィン成形孔に流入する金属に加わる圧力は、外周部成形面によってプレスされる金属の量に応じて変化する。外周部成形面によってプレスされる金属の量が多いほど、外周側のピンフィン成形孔内に流入する金属に加わる圧力が大きくなる。このため、外周部成形面によってプレスされる金属の量が多いほど、外周側のピンフィンが長くなる。本願発明者らは、実験により、外周部成形面に接触する部分の金属部品の幅ｄとピンフィン成形面に接触する部分の金属部品の幅Ｄとの比ｄ／Ｄと外周部のピンフィンの長さとの関係を調査した。その結果、比ｄ／Ｄが大きいほど外周側のピンフィンの長さが長くなることが判明した。さらに、比ｄ／Ｄが０．１５よりも大きい場合に外周側のピンフィンが中央側のピンフィンよりも長くなり、比ｄ／Ｄが０．１５よりも小さい場合に外周側のピンフィンが中央側のピンフィンよりも短くなることが判明した。 In this manufacturing method, a heat sink is formed by pressing a metal part with a press die. When pressing a metal part, the metal which comprises a metal part flows in into a pin fin formation hole, and a pin fin is shape | molded. At this time, the pressure applied to the metal flowing into the pin fin molding hole located on the outer peripheral side of the pin fin molding surface changes according to the amount of metal pressed by the outer peripheral molding surface. The greater the amount of metal pressed by the outer peripheral molding surface, the greater the pressure applied to the metal flowing into the pin fin molding hole on the outer peripheral side. For this reason, the larger the amount of metal pressed by the outer peripheral surface, the longer the pin fin on the outer peripheral side. The inventors of the present application have experimented to determine the ratio d / D between the width d of the metal part in contact with the outer peripheral surface and the width D of the metal part in contact with the pin fin forming surface and the length of the pin fin in the outer surface. Investigated the relationship. As a result, it has been found that the larger the ratio d / D, the longer the length of the pin fin on the outer peripheral side. Further, when the ratio d / D is larger than 0.15, the outer peripheral pin fin is longer than the central pin fin, and when the ratio d / D is smaller than 0.15, the outer peripheral pin fin is at the central side. It was found to be shorter than pin fins.

上記の製造方法では、第１工程では、比ｄ１／Ｄ１が０．１５よりも大きい条件で第１金属部品をプレスすることで、第１ヒートシンクを作成する。このため、第１ヒートシンクでは、外周側のピンフィンが中央側のピンフィンよりも長い。第２工程では、比ｄ２／Ｄ２が０．１５よりも小さい条件で第２金属部品をプレスすることで、第２ヒートシンクを作成する。このため、第２ヒートシンクでは、外周側のピンフィンが中央側のピンフィンよりも短い。この方法によれば、第１ヒートシンクと第２ヒートシンクを容易に作成することができる。第１ヒートシンクの放熱面が第２ヒートシンクの放熱面に対向するように第１ヒートシンクと第２ヒートシンクを配置すると、第１ヒートシンクの外周側のピンフィン（長いピンフィン）に対向する位置に第２ヒートシンクの外周側のピンフィン（短いピンフィン）が配置され、第１ヒートシンクの中央側のピンフィン（短いピンフィン）に対向する位置に第２ヒートシンクの中央側のピンフィン（長いピンフィン）が配置される。このため、第１ヒートシンクのピンフィンと第２ヒートシンクのピンフィンの間に設けられる隙間の位置が、ピンフィンの長手方向に変化している構造が得られる。したがって、この製造方法によれば、冷却効率が高い冷却器を製造することができる。 In the above manufacturing method, in the first step, the first heat sink is created by pressing the first metal part under the condition that the ratio d1 / D1 is larger than 0.15. For this reason, in the first heat sink, the outer peripheral side pin fin is longer than the central side pin fin. In the second step, the second heat sink is created by pressing the second metal part under the condition that the ratio d2 / D2 is smaller than 0.15. For this reason, in the second heat sink, the outer peripheral side pin fin is shorter than the central side pin fin. According to this method, the first heat sink and the second heat sink can be easily created. When the first heat sink and the second heat sink are arranged so that the heat radiating surface of the first heat sink faces the heat radiating surface of the second heat sink, the second heat sink has a position facing the pin fin (long pin fin) on the outer peripheral side of the first heat sink. A pin fin on the outer peripheral side (short pin fin) is arranged, and a pin fin (long pin fin) on the center side of the second heat sink is arranged at a position facing the pin fin (short pin fin) on the center side of the first heat sink. For this reason, the structure where the position of the clearance gap provided between the pin fin of a 1st heat sink and the pin fin of a 2nd heat sink is changing to the longitudinal direction of a pin fin is obtained. Therefore, according to this manufacturing method, a cooler with high cooling efficiency can be manufactured.

冷却器６０の断面図。Sectional drawing of the cooler 60. FIG. ヒートシンク２０の斜視図。FIG. ヒートシンク３０の斜視図。The perspective view of the heat sink 30. FIG. プレス型１０の断面図。Sectional drawing of the press die. プレス型１０の断面図。Sectional drawing of the press die. プレス型１０の断面図。Sectional drawing of the press die. 変形例のヒートシンクの斜視図。The perspective view of the heat sink of a modification. 変形例のヒートシンクの斜視図。The perspective view of the heat sink of a modification. 従来の冷却器の断面図。Sectional drawing of the conventional cooler. 本明細書が提供する冷却器の一例の断面図。Sectional drawing of an example of the cooler which this specification provides.

図１は、本実施形態の製造方法により製造される冷却器６０を示している。図１に示すように、冷却器６０は、ヒートシンク２０とヒートシンク３０を有している。 FIG. 1 shows a cooler 60 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the cooler 60 includes a heat sink 20 and a heat sink 30.

図１、２に示すように、ヒートシンク２０は、基部２０ｄと、基部２０ｄから柱状に伸びる複数のピンフィン２０ｃを有している。基部２０ｄは、平板形状を有している。基部２０ｄは、厚み方向に沿って平面視したときに、外周縁がｘ方向とｙ方向（ｘ方向に直交する方向）に沿って伸びる矩形を有している。基部２０ｄは、放熱面２０ａと冷却面２０ｂを有している。冷却面２０ｂは放熱面２０ａの裏面である。図示していないが、冷却面２０ｂには、冷却対象の電子部品が固定される。例えば、インバータ回路用のスイッチング用半導体部品が冷却面２０ｂに固定される。放熱面２０ａに、複数のピンフィン２０ｃが設けられている。複数のピンフィン２０ｃは、放熱面２０ａにおいてｘ方向とｙ方向に沿って配列されている。ピンフィン２０ｃ毎に、ピンフィン２０ｃの長さが異なる。放熱面２０ａの中央に位置するピンフィン２０ｃは最も長い。放熱面２０ａの中央から外周側に向かうにしたがって、ピンフィン２０ｃが短くなる。放熱面２０ａの最も外周側に位置するピンフィン２０ｃは最も短い。このため、図１に示すように、各ピンフィン２０ｃの先端を繋いで得られる仮想面２０ｅは、凸形状となっている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the heat sink 20 has a base portion 20 d and a plurality of pin fins 20 c extending from the base portion 20 d in a columnar shape. The base 20d has a flat plate shape. The base portion 20d has a rectangular shape whose outer peripheral edge extends along the x direction and the y direction (a direction orthogonal to the x direction) when viewed in plan along the thickness direction. The base 20d has a heat radiating surface 20a and a cooling surface 20b. The cooling surface 20b is the back surface of the heat radiation surface 20a. Although not shown, an electronic component to be cooled is fixed to the cooling surface 20b. For example, a switching semiconductor component for an inverter circuit is fixed to the cooling surface 20b. A plurality of pin fins 20c are provided on the heat radiation surface 20a. The plurality of pin fins 20c are arranged along the x direction and the y direction on the heat radiating surface 20a. The length of the pin fin 20c is different for each pin fin 20c. The pin fin 20c located at the center of the heat radiation surface 20a is the longest. The pin fins 20c are shortened from the center of the heat radiating surface 20a toward the outer peripheral side. The pin fin 20c located on the outermost peripheral side of the heat radiation surface 20a is the shortest. For this reason, as shown in FIG. 1, the virtual surface 20e obtained by connecting the tips of the pin fins 20c has a convex shape.

図１、３に示すように、ヒートシンク３０は、基部３０ｄと、基部３０ｄから柱状に伸びる複数のピンフィン３０ｃを有している。基部３０ｄは、平板形状を有している。基部３０ｄは、厚み方向に沿って平面視したときに、外周縁がｘ方向とｙ方向に沿って伸びる矩形を有している。基部３０ｄのｘ方向及びｙ方向におけるサイズは、ヒートシンク２０の基部２０ｄよりも大きい。基部３０ｄは、放熱面３０ａと冷却面３０ｂを有している。冷却面３０ｂは放熱面３０ａの裏面である。図示していないが、冷却面３０ｂには、冷却対象の電子部品（例えば、インバータ回路用のスイッチング用半導体部品）が固定される。放熱面３０ａに、複数のピンフィン３０ｃが設けられている。複数のピンフィン３０ｃは、放熱面３０ａにおいてｘ方向とｙ方向に沿って配列されている。ピンフィン３０ｃ毎に、ピンフィン３０ｃの長さが異なる。放熱面３０ａの中央に位置するピンフィン３０ｃは最も短い。放熱面３０ａの中央から外周側に向かうにしたがって、ピンフィン３０ｃが長くなる。放熱面３０ａの最も外周側に位置するピンフィン３０ｃは最も長い。このため、図１に示すように、各ピンフィン３０ｃの先端を繋いで得られる仮想面３０ｅは、凹形状となっている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the heat sink 30 includes a base 30d and a plurality of pin fins 30c extending from the base 30d in a columnar shape. The base 30d has a flat plate shape. The base 30d has a rectangular shape whose outer periphery extends along the x direction and the y direction when viewed in plan along the thickness direction. The size of the base portion 30 d in the x direction and the y direction is larger than the base portion 20 d of the heat sink 20. The base 30d has a heat radiating surface 30a and a cooling surface 30b. The cooling surface 30b is the back surface of the heat dissipation surface 30a. Although not shown, an electronic component to be cooled (for example, a switching semiconductor component for an inverter circuit) is fixed to the cooling surface 30b. A plurality of pin fins 30c are provided on the heat dissipation surface 30a. The plurality of pin fins 30c are arranged along the x direction and the y direction on the heat radiation surface 30a. The length of the pin fin 30c is different for each pin fin 30c. The pin fin 30c located at the center of the heat radiation surface 30a is the shortest. The pin fin 30c becomes longer as it goes from the center of the heat radiation surface 30a to the outer peripheral side. The pin fin 30c located on the outermost peripheral side of the heat radiation surface 30a is the longest. For this reason, as shown in FIG. 1, the virtual surface 30e obtained by connecting the tips of the pin fins 30c has a concave shape.

図１に示すように、ヒートシンク２０とヒートシンク３０は、ヒートシンク２０の放熱面２０ａがヒートシンク３０の放熱面３０ａと対向するように配置されている。ヒートシンク２０とヒートシンク３０は、各ピンフィン２０ｃの先端が対応するピンフィン３０ｃの先端と対向するように配置されている。対向する一対のピンフィン２０ｃ、３０ｃの間に隙間５０が設けられている。上述したように、ピンフィン２０ｃは放熱面２０ａの中央側ほど長く、ピンフィン３０ｃは放熱面３０ａの中央側ほど短い。したがって、冷却器６０の中央側では長いピンフィン２０ｃに短いピンフィン３０ｃが対向しており、冷却器６０の外周側では短いピンフィン２０ｃに長いピンフィン３０ｃが対向している。このため、各隙間５０の幅（一対のピンフィン２０ｃとピンフィン３０ｃの間の間隔）は互いに略等しい。他方、隙間５０の上下方向（ピンフィン２０ｃ、３０ｃの長手方向）における位置は、隙間５０毎に異なる。冷却器６０の中央側では隙間５０が基部３０ｄに近い側に配置されており、冷却器６０の外周側では隙間５０が基部２０ｄに近い側に配置されている。放熱面２０ａと放熱面３０ａの間の空間によって、冷却液流路４０が構成されている。冷却液流路４０には、各隙間５０も含まれる。冷却液流路４０には、ｘ方向に沿って冷却液が流れる。冷却液流路４０内を冷却液が流れる間に、冷却液とピンフィン２０ｃ、３０ｃとの間で熱交換が行われる。これによって、ヒートシンク２０、３０（すなわち、冷却面２０ｂ、３０ｂに固定されている電子部品）が冷却される。 As shown in FIG. 1, the heat sink 20 and the heat sink 30 are arranged so that the heat radiation surface 20 a of the heat sink 20 faces the heat radiation surface 30 a of the heat sink 30. The heat sink 20 and the heat sink 30 are arranged so that the tips of the pin fins 20c face the tips of the corresponding pin fins 30c. A gap 50 is provided between the pair of pin fins 20c, 30c facing each other. As described above, the pin fins 20c are longer toward the center of the heat dissipation surface 20a, and the pin fins 30c are shorter toward the center of the heat dissipation surface 30a. Therefore, the short pin fins 30c are opposed to the long pin fins 20c on the center side of the cooler 60, and the long pin fins 30c are opposed to the short pin fins 20c on the outer peripheral side of the cooler 60. For this reason, the width | variety (space | interval between a pair of pin fin 20c and pin fin 30c) of each clearance gap 50 is mutually substantially equal. On the other hand, the position of the gap 50 in the vertical direction (the longitudinal direction of the pin fins 20 c and 30 c) is different for each gap 50. On the central side of the cooler 60, the gap 50 is disposed on the side close to the base 30d, and on the outer peripheral side of the cooler 60, the gap 50 is disposed on the side close to the base 20d. The coolant channel 40 is configured by the space between the heat radiation surface 20a and the heat radiation surface 30a. Each gap 50 is also included in the coolant channel 40. The coolant flows in the coolant flow path 40 along the x direction. While the coolant flows in the coolant channel 40, heat exchange is performed between the coolant and the pin fins 20c and 30c. As a result, the heat sinks 20 and 30 (that is, electronic components fixed to the cooling surfaces 20b and 30b) are cooled.

冷却液が冷却液流路４０を流れる際に、一部の冷却液は隙間５０内を流れる。冷却器６０では、隙間５０毎に隙間５０の上下方向の位置が異なる。このため、所定の隙間５０内の冷却液の流れが、その隙間５０よりも下流側のピンフィン２０ｃ、３０ｃに当たる。このため、図９の矢印１３０のようにピンフィンの間の隙間のみを通って流れる冷却液の流れが生じ難い。したがって、本実施形態の冷却器６０では、ピンフィン２０ｃ、３０ｃに冷却液の流れが当たり易くなっており、ピンフィン２０ｃ、３０ｃが冷却され易い。本実施形態の冷却器６０は、冷却能力が高い。 When the coolant flows through the coolant channel 40, a part of the coolant flows in the gap 50. In the cooler 60, the vertical position of the gap 50 is different for each gap 50. For this reason, the flow of the coolant in the predetermined gap 50 strikes the pin fins 20 c and 30 c on the downstream side of the gap 50. For this reason, the flow of the coolant flowing only through the gap between the pin fins as shown by the arrow 130 in FIG. Therefore, in the cooler 60 of the present embodiment, the flow of the coolant is likely to hit the pin fins 20c and 30c, and the pin fins 20c and 30c are easily cooled. The cooler 60 of this embodiment has a high cooling capacity.

次に、冷却器６０の製造方法について説明する。図４は、ヒートシンク２０、３０を作成するためのプレス型１０を示している。プレス型１０は、パンチ１２、ダイス１４及び受圧型１６を有している。パンチ１２、ダイス１４及び受圧型１６は、それぞれ、金属製の型である。ダイス１４は、受圧型１６上に固定されている。ダイス１４の下面１４ｂの全体が、受圧型１６の上面に接している。ダイス１４の上面１４ａは平坦な平面である。ダイス１４には、複数のピンフィン成形孔１８が設けられている。各ピンフィン成形孔１８は、上面１４ａから下面１４ｂまでダイス１４を貫通している。複数のピンフィン成形孔１８が設けられている範囲のダイス１４の上面１４ａを、以下では、ピンフィン成形面１５ａという。また、ピンフィン成形面１５ａよりも外周側の上面１４ａを、以下では、外周部成形面１５ｂという。外周部成形面１５ｂは平坦な平面である。ピンフィン成形面１５ａは、ｘ方向において幅Ｗａを有している。また、図示していないが、ピンフィン成形面１５ａは、ｙ方向においても幅Ｗａを有している。 Next, a method for manufacturing the cooler 60 will be described. FIG. 4 shows a press die 10 for making the heat sinks 20 and 30. The press die 10 has a punch 12, a die 14, and a pressure receiving die 16. Each of the punch 12, the die 14, and the pressure receiving die 16 is a metal die. The die 14 is fixed on the pressure receiving die 16. The entire lower surface 14 b of the die 14 is in contact with the upper surface of the pressure receiving die 16. The upper surface 14a of the die 14 is a flat plane. A plurality of pin fin forming holes 18 are provided in the die 14. Each pin fin forming hole 18 penetrates the die 14 from the upper surface 14a to the lower surface 14b. The upper surface 14a of the die 14 in a range where the plurality of pin fin molding holes 18 are provided is hereinafter referred to as a pin fin molding surface 15a. Further, the upper surface 14a on the outer peripheral side of the pin fin molding surface 15a is hereinafter referred to as an outer peripheral molding surface 15b. The outer peripheral portion molding surface 15b is a flat plane. The pin fin molding surface 15a has a width Wa in the x direction. Although not shown, the pin fin molding surface 15a also has a width Wa in the y direction.

パンチ１２は、ダイス１４から間隔を開けてダイス１４の上方に配置されている。パンチ１２の下面１２ａは、平坦な平面である。図示しない駆動装置によって、パンチ１２をダイス１４に対して進退動させることができる。 The punch 12 is disposed above the die 14 at a distance from the die 14. The lower surface 12a of the punch 12 is a flat plane. The punch 12 can be moved back and forth with respect to the die 14 by a driving device (not shown).

まず、プレス型１０を用いて、ヒートシンク３０を作成する。ヒートシンク３０の作成工程では、図４に示すように、ダイス１４上に金属部品７０を載置する。金属部品７０は、厚みが一定の平板形状の金属板である。ｘ方向及びｙ方向において、金属部品７０の幅Ｗ１はピンフィン成形面１５ａの幅Ｗａよりも広い。ここでは、ダイス１４の上面１４ａの中央に金属部品７０を配置する。金属部品７０によって、全てのピンフィン成形孔１８が塞がれる。すなわち、金属部品７０によってピンフィン成形面１５ａの全域が覆われる。また、金属部品７０の外周部によって、ピンフィン成形面１５ａよりも外周側の外周部成形面１５ｂも覆われる。ｘ方向及びｙ方向において、外周部成形面１５ｂに接触する部分の金属部品７０の幅ｄ１は、ｄ１≒（Ｗ１−Ｗａ）／２の関係を満たす。また、ｘ方向及びｙ方向において、ピンフィン成形面１５ａに接触する部分の金属部品７０の幅Ｄ１は、ピンフィン成形面１５ａの幅Ｗａと等しい。ヒートシンク３０の作成工程においては、比ｄ１／Ｄ１が、０．１５よりも大きい。 First, the heat sink 30 is created using the press die 10. In the process of creating the heat sink 30, a metal part 70 is placed on the die 14 as shown in FIG. The metal component 70 is a flat metal plate having a constant thickness. In the x direction and the y direction, the width W1 of the metal part 70 is wider than the width Wa of the pin fin molding surface 15a. Here, the metal component 70 is disposed in the center of the upper surface 14 a of the die 14. All the pin fin forming holes 18 are closed by the metal component 70. That is, the entire region of the pin fin molding surface 15 a is covered with the metal component 70. In addition, the outer peripheral portion of the metal part 70 also covers the outer peripheral portion molding surface 15b on the outer peripheral side of the pin fin molding surface 15a. In the x direction and the y direction, the width d1 of the metal component 70 in the portion that contacts the outer peripheral portion forming surface 15b satisfies the relationship d1≈ (W1-Wa) / 2. In addition, in the x direction and the y direction, the width D1 of the metal component 70 in contact with the pin fin molding surface 15a is equal to the width Wa of the pin fin molding surface 15a. In the process of creating the heat sink 30, the ratio d1 / D1 is greater than 0.15.

次に、図５に示すように、プレス型１０によって金属部品７０をプレスする。金属部品７０のプレスは、いわゆる冷間鍛造によって行う。すなわち、常温下で、パンチ１２をダイス１４に向かって下降させる。パンチ１２の下面１２ａを金属部品７０の上面に接触させ、パンチ１２によって金属部品７０をダイス１４に向けてプレスする。これによって、金属部品７０を塑性変形させる。このとき、図５において実線矢印で示すように、金属部品７０を構成する金属が各ピンフィン成形孔１８内に流入する。このようにピンフィン成形孔内に流入する金属が、ピンフィン３０ｃとなる。また、ピンフィン３０ｃが形成された金属部品７０が、ヒートシンク３０となる。また、外周部成形面１５ｂ上の金属部品７０が、図５において破線矢印で示すように、外周側及び内周側に向かって流動する。外周部成形面１５ｂ上において内周側（すなわち、ピンフィン成形面１５ａ側）に流動する金属が多いと、ピンフィン成形面１５ａの外周側に位置するピンフィン成形孔１８内に流入する金属に加わる圧力が大きくなり、外周側のピンフィン成形孔１８に流入する金属の量が多くなる。ヒートシンク３０の作成工程では、外周部成形面１５ｂによってプレスされる部分の金属部品７０の幅ｄ１が広く、比ｄ１／Ｄ１が０．１５よりも大きいので、外周側のピンフィン成形孔１８に流入する金属が多い。このため、外周側のピンフィン３０ｃが、中央側のピンフィン３０ｃよりも長くなる。したがって、図１、２に示すように、中央側から外周側に向かうにしたがってピンフィン３０ｃが長くなるヒートシンク３０が得られる。 Next, as shown in FIG. 5, the metal part 70 is pressed by the press die 10. The metal part 70 is pressed by so-called cold forging. That is, the punch 12 is lowered toward the die 14 at room temperature. The lower surface 12 a of the punch 12 is brought into contact with the upper surface of the metal component 70, and the metal component 70 is pressed toward the die 14 by the punch 12. Thereby, the metal part 70 is plastically deformed. At this time, as shown by solid line arrows in FIG. 5, the metal constituting the metal component 70 flows into each pin fin forming hole 18. Thus, the metal flowing into the pin fin forming hole becomes the pin fin 30c. Further, the metal component 70 on which the pin fins 30 c are formed becomes the heat sink 30. Further, the metal component 70 on the outer peripheral portion molding surface 15b flows toward the outer peripheral side and the inner peripheral side, as indicated by broken line arrows in FIG. If there is much metal flowing on the inner peripheral side (that is, the pin fin molding surface 15a side) on the outer peripheral molding surface 15b, the pressure applied to the metal flowing into the pin fin molding hole 18 positioned on the outer peripheral side of the pin fin molding surface 15a is increased. The amount of metal flowing into the pin fin molding hole 18 on the outer peripheral side increases. In the manufacturing process of the heat sink 30, since the width d1 of the metal part 70 of the portion pressed by the outer peripheral molding surface 15b is wide and the ratio d1 / D1 is larger than 0.15, it flows into the pin fin molding hole 18 on the outer peripheral side. There are many metals. For this reason, the pin fin 30c on the outer peripheral side is longer than the pin fin 30c on the central side. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the heat sink 30 is obtained in which the pin fins 30 c become longer from the central side toward the outer peripheral side.

次に、プレス型１０を用いて、ヒートシンク２０を作成する。ヒートシンク２０の作成工程では、図６に示すように、ダイス１４上に金属部品８０を載置する。金属部品８０は、厚みが一定の平板形状の金属板である。ｘ方向及びｙ方向において、金属部品８０の幅Ｗ２はピンフィン成形面１５ａの幅Ｗａよりも広い。また、金属部品８０の幅Ｗ２は、上述した金属部品７０の幅Ｗ１よりも狭い。ここでは、ダイス１４の上面１４ａの中央に金属部品８０を配置する。金属部品８０によってピンフィン成形面１５ａの全域が覆われる。また、金属部品８０の外周部によって、外周部成形面１５ｂも覆われる。ｘ方向及びｙ方向において、外周部成形面１５ｂに接触する部分の金属部品８０の幅ｄ２は、ｄ２≒（Ｗ２−Ｗａ）／２の関係を満たす。幅Ｗ２が幅Ｗ１よりも狭いので、幅ｄ２は上述した金属部品７０の幅ｄ１よりも狭い。また、ｘ方向及びｙ方向において、ピンフィン成形面１５ａに接触する部分の金属部品８０の幅Ｄ２は、ピンフィン成形面１５ａの幅Ｗａと等しい。ヒートシンク２０の作成工程においては、比ｄ２／Ｄ２が、０．１５よりも小さい。 Next, the heat sink 20 is created using the press die 10. In the production process of the heat sink 20, as shown in FIG. 6, the metal component 80 is placed on the die 14. The metal component 80 is a flat metal plate having a constant thickness. In the x direction and the y direction, the width W2 of the metal part 80 is wider than the width Wa of the pin fin molding surface 15a. Further, the width W2 of the metal part 80 is narrower than the width W1 of the metal part 70 described above. Here, the metal part 80 is arranged in the center of the upper surface 14a of the die 14. The entire region of the pin fin molding surface 15a is covered with the metal component 80. Further, the outer peripheral portion molding surface 15 b is also covered by the outer peripheral portion of the metal part 80. In the x direction and the y direction, the width d2 of the metal part 80 at the portion in contact with the outer peripheral surface 15b satisfies the relationship d2≈ (W2-Wa) / 2. Since the width W2 is narrower than the width W1, the width d2 is narrower than the width d1 of the metal component 70 described above. Further, in the x direction and the y direction, the width D2 of the metal part 80 at the portion that contacts the pin fin molding surface 15a is equal to the width Wa of the pin fin molding surface 15a. In the process of creating the heat sink 20, the ratio d2 / D2 is smaller than 0.15.

次に、ヒートシンク２０の作成工程と同様にして、プレス型１０によって金属部品８０をプレスする。すると、金属部品８０を構成する金属が各ピンフィン成形孔１８内に流入して、ピンフィン２０ｃが形成される。プレスによってピンフィン２０ｃが形成された金属部品８０が、ヒートシンク２０となる。また、外周部成形面１５ｂ上の金属部品８０が、外周側及び内周側に向かって流動する。ヒートシンク２０の作成工程では、外周部成形面１５ｂによってプレスされる部分の金属部品８０の幅ｄ２が狭く、比ｄ２／Ｄ２が０．１５よりも小さいので、外周側のピンフィン成形孔１８に流入する金属が少ない。このため、外周側のピンフィン２０ｃが、中央側のピンフィン２０ｃよりも短くなる。したがって、図１、３に示すように、中央側から外周側に向かうにしたがってピンフィン２０ｃが短くなるヒートシンク２０が得られる。 Next, the metal part 80 is pressed by the press die 10 in the same manner as in the process of creating the heat sink 20. Then, the metal which comprises the metal component 80 flows in into each pin fin shaping | molding hole 18, and the pin fin 20c is formed. The metal part 80 in which the pin fins 20c are formed by pressing becomes the heat sink 20. Further, the metal part 80 on the outer peripheral portion forming surface 15b flows toward the outer peripheral side and the inner peripheral side. In the manufacturing process of the heat sink 20, the width d2 of the portion of the metal part 80 pressed by the outer peripheral molding surface 15b is narrow and the ratio d2 / D2 is smaller than 0.15, so that it flows into the pin fin molding hole 18 on the outer peripheral side. Less metal. For this reason, the pin fin 20c on the outer peripheral side is shorter than the pin fin 20c on the center side. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3, the heat sink 20 is obtained in which the pin fins 20 c are shortened from the center side toward the outer peripheral side.

ヒートシンク２０、３０を作成したら、ヒートシンク２０、３０を図１に示すようにピンフィン２０ｃとピンフィン３０ｃが対向するように配置する。これによって、図１に示す冷却装置が完成する。 When the heat sinks 20 and 30 are formed, the heat sinks 20 and 30 are arranged so that the pin fins 20c and the pin fins 30c face each other as shown in FIG. Thereby, the cooling device shown in FIG. 1 is completed.

以上に説明したように、この製造方法によれば、金属材料をプレス型でプレスするだけで、位置によってピンフィンの長さが異なるヒートシンクを容易に作成することができる。また、この製造方法では、金属部品のサイズを変更するだけで、ヒートシンク２０とヒートシンク３０を作り分けることができる。すなわち、共通のプレス型１０によってヒートシンク２０とヒートシンク３０を作成することができる。ヒートシンク２０を作成する工程とヒートシンク３０を作成する工程の間でプレス型を変更する必要がないので、効率的に冷却器６０を製造することができる。 As described above, according to this manufacturing method, it is possible to easily create heat sinks having different pin fin lengths depending on positions by simply pressing a metal material with a press die. Moreover, in this manufacturing method, the heat sink 20 and the heat sink 30 can be made separately only by changing the size of the metal part. That is, the heat sink 20 and the heat sink 30 can be created by the common press die 10. Since there is no need to change the press mold between the step of creating the heat sink 20 and the step of creating the heat sink 30, the cooler 60 can be manufactured efficiently.

なお、上述した実施形態では、ｘ方向とｙ方向のそれぞれにおいて、ピンフィン２０ｃ、３０ｃの長さが変化していた。しかしながら、図７、８に示すように、ｘ方向においてピンフィンの長さが変化しており、ｙ方向においてはピンフィンの長さが一定であってもよい。ｙ方向において比ｄ／Ｄを約０．１５とすることで、ｙ方向において各ピンフィンの長さほぼ一定にすることができる。 In the above-described embodiment, the length of the pin fins 20c and 30c is changed in each of the x direction and the y direction. However, as shown in FIGS. 7 and 8, the length of the pin fins may change in the x direction, and the length of the pin fins may be constant in the y direction. By setting the ratio d / D to about 0.15 in the y direction, the length of each pin fin can be made substantially constant in the y direction.

また、上述した実施形態では、共通のプレス型によってヒートシンク２０とヒートシンク３０を作成したが、異なるプレス型によってこれらを作成してもよい。 In the above-described embodiment, the heat sink 20 and the heat sink 30 are created by a common press mold, but these may be created by different press molds.

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。 The embodiments have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of them.

１０：プレス型
１２：パンチ
１４：ダイス
１５ａ：ピンフィン成形面
１５ｂ：外周部成形面
１６：受圧型
１８：ピンフィン成形孔
２０：ヒートシンク
２０ａ：放熱面
２０ｂ：冷却面
２０ｃ：ピンフィン
３０：ヒートシンク
３０ａ：放熱面
３０ｂ：冷却面
３０ｃ：ピンフィン
４０：冷却液流路
５０：隙間
６０：冷却器
７０：金属部品
８０：金属部品 10: Press die 12: Punch 14: Die 15a: Pin fin molding surface 15b: Outer peripheral molding surface 16: Pressure receiving die 18: Pin fin molding hole 20: Heat sink 20a: Heat radiation surface 20b: Cooling surface 20c: Pin fin 30: Heat sink 30a: Heat radiation Surface 30b: Cooling surface 30c: Pin fin 40: Coolant flow path 50: Clearance 60: Cooler 70: Metal part 80: Metal part

Claims

冷却器の製造方法であって、
前記冷却器が、
複数の第１ピンフィンを有する第１放熱面を備える第１ヒートシンクと、
複数の第２ピンフィンを有する第２放熱面を備えており、前記第１ピンフィンと前記第２ピンフィンが非接触の状態で前記第１放熱面と前記第２放熱面が対向するように配置されている第２ヒートシンクと、
前記第１放熱面と前記第２放熱面の間の空間によって構成されている冷却液流路、
を有しており、
前記製造方法が、
第１金属部品をプレス型でプレスすることによって前記第１ヒートシンクを作成する第１工程と、
第２金属部品をプレス型でプレスすることによって前記第２ヒートシンクを作成する第２工程、
を有しており、
前記第１工程で用いられるプレス型と前記第２工程で用いられるプレス型のそれぞれが、複数のピンフィン成形孔を有するピンフィン成形面と、前記ピンフィン成形面の周囲に配置されている外周部成形面とを有しており、
前記第１工程では、前記ピンフィン成形面に接触する部分の前記第１金属部品の幅Ｄ１と前記外周部成形面に接触する部分の前記第１金属部品の幅ｄ１との比ｄ１／Ｄ１が、０．１５よりも大きく、
前記第２工程では、前記ピンフィン成形面に接触する部分の前記第２金属部品の幅Ｄ２と前記外周部成形面に接触する部分の前記第２金属部品の幅ｄ２との比ｄ２／Ｄ２が、０．１５よりも小さい、
製造方法。 A method for manufacturing a cooler, comprising:
The cooler is
A first heat sink comprising a first heat dissipating surface having a plurality of first pin fins;
A second heat dissipating surface having a plurality of second pin fins, wherein the first heat dissipating surface and the second heat dissipating surface are opposed to each other when the first pin fin and the second pin fin are not in contact with each other; A second heat sink,
A coolant flow path formed by a space between the first heat dissipation surface and the second heat dissipation surface;
Have
The manufacturing method is
A first step of creating the first heat sink by pressing a first metal part with a press die;
A second step of creating the second heat sink by pressing a second metal part with a press die;
Have
Each of the press die used in the first step and the press die used in the second step has a pin fin molding surface having a plurality of pin fin molding holes, and an outer peripheral portion molding surface arranged around the pin fin molding surface. And
In the first step, a ratio d1 / D1 between a width D1 of the first metal part at a portion in contact with the pin fin molding surface and a width d1 of the first metal component at a portion in contact with the outer peripheral molding surface, Greater than 0.15,
In the second step, a ratio d2 / D2 between a width D2 of the second metal part of the portion that contacts the pin fin molding surface and a width d2 of the second metal component of the portion that contacts the outer peripheral molding surface, Less than 0.15,
Production method.