KR20170112813A - heat sink formed cooling fin - Google Patents

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KR20170112813A
KR20170112813A KR1020160040441A KR20160040441A KR20170112813A KR 20170112813 A KR20170112813 A KR 20170112813A KR 1020160040441 A KR1020160040441 A KR 1020160040441A KR 20160040441 A KR20160040441 A KR 20160040441A KR 20170112813 A KR20170112813 A KR 20170112813A
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Abstract

본 발명은 내측에 냉각수가 흐를 수 있도록 입구와 출구를 갖는 냉각유로(50)가 형성되고, 상기 냉각유로(50)에는 냉각핀(100)이 형성되는 것으로,
본 발명의 냉각핀이 형성된 히트싱크는 히트싱크의 냉각핀이 타원형 또는 마름모 형상을 함으로써 냉각수에 대한 흐름저항이 낮아져 냉각수의 유속이 개선되고, 동시에 표면적이 넓게 되어 열 배출 효율이 상승하고, 열배출 효율이 상승한 히트싱크를 통해 히트싱크에 삽입되는 파워모듈의 냉각효율을 상승시킴으로써 파워모듈에서 발생하는 고열에 의한 기계적 오류발생을 감소시키는 현저한 효과가 있다.In the present invention, a cooling passage (50) having an inlet and an outlet is formed to allow cooling water to flow inside, and a cooling fin (100) is formed in the cooling passage (50)
In the heat sink having the cooling fin of the present invention, since the cooling fin of the heat sink has an elliptic shape or a rhomboid shape, the flow resistance to the cooling water is lowered so that the flow rate of the cooling water is improved and the surface area is widened, There is a remarkable effect of reducing the occurrence of mechanical errors due to the high temperature generated in the power module by raising the cooling efficiency of the power module inserted into the heat sink through the heat sink whose efficiency is increased.

Description

냉각핀이 형성된 히트싱크 { heat sink formed cooling fin }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat sink formed with cooling fins,

본 발명은 냉각핀이 형성된 히트싱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트싱크의 냉각핀이 타원형 또는 마름모 형상을 함으로써 냉각수에 대한 흐름저항이 낮아져 냉각수의 유속이 개선되고, 동시에 표면적이 넓게 되어 열 배출 효율이 상승함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 냉각핀이 형성된 히트싱크에 관한 것이다.The present invention relates to a heat sink having a cooling fin formed therein. More specifically, the cooling fin of the heat sink has an elliptical shape or a rhombic shape to reduce the flow resistance to the cooling water, thereby improving the flow rate of the cooling water, And more particularly to a heat sink having a cooling fin capable of improving productivity by increasing efficiency.

일반적으로 환경오염 문제 및 화석연료의 고갈로 인해 세계 여러 나라에서는 태양열이나 전기와 같은 대체에너지를 이용한 자동차용 엔진에 대한 연구가 더욱 활발하게 진행되고 있다.Generally, due to environmental pollution problems and depletion of fossil fuels, researches on automobile engines using alternative energy such as solar heat or electricity are being actively conducted in many countries in the world.

상기 대체에너지를 이용한 자동차용 엔진 중에서 가장 실용화 가능성이 높은 것이 전기에너지를 이용하여 차량을 구동하는 방식인 전기 자동차(electric vehicle)용 엔진이다.Among the automobile engines using alternative energy, the most practical is the electric vehicle engine for driving the vehicle using electric energy.

상기 전기 자동차용엔진에 의해 구동모터가 구동하여 바퀴에 동력을 전달하는 원리로 되어 있으며 구동모터는 구동 중 고열을 수반하기 때문에 이러한 고열을 제거하기 위해 냉각하고 있으며, 바람직하게는 히트싱크를 통해 냉각하고 있다.The driving motor is driven by the engine for the electric vehicle to transmit power to the wheels. The driving motor is cooled to remove the high temperature since the driving motor carries high temperature during driving. Preferably, the driving motor is cooled .

일반적으로 냉각핀의 냉각 시 열 배출 효율은 표면적과, 상기 표면적을 지나는 냉각수의 유량 또는 유속에 비례하다.Generally, the heat discharge efficiency upon cooling of the cooling fin is proportional to the surface area and the flow rate or flow rate of the cooling water passing through the surface area.

종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1444773호의 히트싱크의 제조방법 및 그 히트싱크에 있어서, 베이스의 폭이 124mm이고, 상기 베이스의 하면에 형성된 방열핀의 두께는 0.8mm이며, 방열핀과 방열핀 사이의 피치는 0.4mm이고, 높이가 80mm이며, 상기 베이스와 상기 방열핀이 압출방식에 의해 일체로 형성된 알루미늄 재질의 히트싱크 제조방법에 있어서, 히트싱크에 마련된 상기 베이스의 일영역에 열 발생부를 부착하여 열을 발생시키는 단계; 상기 히트싱크로 공기를 유입시키는 팬을 구동시켜 와류현상에 의한 상기 베이스와 상기 열 발생부의 온도분포를 측정하는 단계; 상기 측정된 온도분포가 49~52℃ 내에 속하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 측정된 온도분포가 49~52℃ 내에 속하지 않는 경우, 상기 베이스에 부착되는 방열핀의 개수 및 피치를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법이라고 기재되어 있다.As a conventional technique, a method of manufacturing a heat sink and a heat sink of the registered patent publication No. 10-1444773, the width of the base is 124 mm, the thickness of the heat dissipation fin formed on the lower surface of the base is 0.8 mm, Wherein the base and the heat radiating fin are integrally formed by an extrusion method, wherein the heat generating part is attached to one area of the base provided in the heat sink, Generating heat; Driving a fan for introducing air into the heat sink to measure a temperature distribution of the base and the heat generating portion due to a vortex phenomenon; Confirming whether the measured temperature distribution falls within 49 to 52 占 폚; And changing the number and the pitch of the radiating fins attached to the base when the measured temperature distribution does not fall within the range of 49 to 52 占 폚.

다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1289313호의 수냉식 쿨러 및 이를 구비한 인버터에 있어서, 적어도 일측면에는 냉각수가 흐를 수 있도록 입구와 출구를 갖는 냉각수 유로를 포함하고, 상기 냉각수 유로는, 상기 입구에서 직선으로 연결되는 제1 유로부; 상기 제1 유로부에서 절곡지게 연결되는 제2 유로부; 및 상기 제2 유로부에서 직선으로 연결되고 그 내부에 적어도 한 개 이상의 냉각핀이 형성되어 복수 개의 유로로 구획되는 제3 유로부;를 포함하며, 상기 제2 유로부에는 그 제2 유로부를 복수 개의 유로로 구획하도록 안내핀이 형성되고, 상기 안내핀은 제1 유로부의 폭방향 넓이를 이등분하는 위치에 형성되는 수냉식 쿨러라고 기재되어 있다.As another prior art, there is disclosed a water-cooled type cooler and an inverter including the same, which is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1289313, wherein at least one side surface includes a cooling water flow path having an inlet and an outlet for allowing cooling water to flow therethrough, A first flow path connected in a straight line at an inlet; A second flow path portion bent in the first flow path portion; And a third flow path part linearly connected to the second flow path part and having at least one or more cooling fins formed therein, the flow path part being divided into a plurality of flow paths, wherein the second flow path part includes a plurality of And the guide pin is a water-cooled cooler formed at a position bisecting the widthwise width of the first flow path portion.

그러나 상기와 같은 종래의 구성에서 냉각핀은 냉각수의 흐름에 방해가 되어 열 배출 효율이 부족하여 파워모듈에서 발생하는 고열에 의한 기계적 오류를 자주 생겨 생산성이 부족해지는 단점이 있다. However, in the conventional structure as described above, the cooling fins interfere with the flow of the cooling water, resulting in insufficient heat discharge efficiency, resulting in frequent mechanical errors due to the high temperature generated in the power module, which leads to a shortage of productivity.

따라서 본 발명은 히트싱크의 냉각핀이 타원형 또는 마름모 형상을 함으로써 냉각수에 대한 흐름저항이 낮아져 냉각수의 유속이 개선되고, 동시에 표면적이 넓게 되어 열 배출 효율이 상승하여 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, according to the present invention, since the cooling fin of the heat sink has an elliptic shape or a rhomboid shape, the flow resistance to the cooling water is lowered so that the flow rate of the cooling water is improved and the surface area is increased.

본 발명은 내측에 냉각수가 흐를 수 있도록 입구와 출구를 갖는 냉각유로(50)가 형성되고, 상기 냉각유로(50)에는 냉각핀(100)이 형성되되, 상기 냉각핀(100)은 수평단면이 타원 또는 마름모형으로서, 복수개가 전후좌우방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that a cooling passage 50 having an inlet and an outlet is formed to allow cooling water to flow inside and a cooling fin 100 is formed in the cooling passage 50. The cooling fin 100 has a horizontal cross- An ellipse or a rhombus pattern, and a plurality of the patterns are arranged so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the front, rear, left and right directions.

본 발명의 냉각핀이 형성된 히트싱크는 히트싱크의 냉각핀이 타원형 또는 마름모 형상을 함으로써 냉각수에 대한 흐름저항이 낮아져 냉각수의 유속이 개선되고, 동시에 표면적이 넓게 되어 열 배출 효율이 상승하고, 열배출 효율이 상승한 히트싱크를 통해 히트싱크에 삽입되는 파워모듈의 냉각효율을 상승시킴으로써 파워모듈에서 발생하는 고열에 의한 기계적 오류발생을 감소시키는 현저한 효과가 있다.In the heat sink having the cooling fin of the present invention, since the cooling fin of the heat sink has an elliptic shape or a rhomboid shape, the flow resistance to the cooling water is lowered so that the flow rate of the cooling water is improved and the surface area is widened, There is a remarkable effect of reducing the occurrence of mechanical errors due to the high temperature generated in the power module by raising the cooling efficiency of the power module inserted into the heat sink through the heat sink whose efficiency is increased.

도 1은 종래의 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도
도 2a는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크를 사용하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도
도 2b는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크를 사용하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 내부순환통로를 통한 냉각수의 이동경로를 나타내는 분해사시도
도 3은 본 발명에서 개선하고자 하는 내부순환통로의 냉각수치를 측정한 값을 도식화 한 실시도
도 4는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크를 사용하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 조립사시도
도 5는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크에서 타원형과 마름모 형태 냉각핀의 표면적 예시도
도 6은 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크의 가공공구 이동경로에 따른 예시도
도 7은 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크의 각 간격에 따른 예시도1 is an exploded perspective view of a conventional water-cooled inverter structure for an electric vehicle
2A is an exploded perspective view of a water-cooled inverter structure for an electric vehicle using a heat sink having a cooling fin according to the present invention.
FIG. 2B is an exploded perspective view showing the path of the cooling water through the internal circulation passage of the water-cooled inverter structure for an electric vehicle using the heat sink having the cooling fin of the present invention
FIG. 3 is a schematic diagram showing a value obtained by measuring a cooling water value of an internal circulation passage to be improved in the present invention
4 is an assembled perspective view of a water-cooled inverter structure for an electric vehicle using a heat sink in which a cooling fin of the present invention is formed
FIG. 5 is a view illustrating an exemplary surface area of an elliptical and rhombic cooling fins in a heat sink having a cooling fin of the present invention
Fig. 6 is an exemplary view showing a process tool movement path of the heat sink having the cooling fin of the present invention
FIG. 7 is an exemplary view showing the intervals of the heat sink in which the cooling fins of the present invention are formed

본 발명은 내측에 냉각수가 흐를 수 있도록 입구와 출구를 갖는 냉각유로(50)가 형성되고, 상기 냉각유로(50)에는 냉각핀(100)이 형성되되, 상기 냉각핀(100)은 수평단면이 타원형 또는 마름모형으로서, 복수개가 전후좌우방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that a cooling passage 50 having an inlet and an outlet is formed to allow cooling water to flow inside and a cooling fin 100 is formed in the cooling passage 50. The cooling fin 100 has a horizontal cross- An elliptic or a rhombic pattern, and a plurality of them are arranged so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the front, rear, left and right directions.

또한, 상기 냉각유로(50)에 전후좌우 방향으로 배열되어 있는 복수개의 냉각핀(100)에서, 후열에 배열되어 있는 냉각핀은 전열에 배열되어 있는 냉각핀 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.Further, in the plurality of cooling fins 100 arranged in the front-rear and left-right direction in the cooling passage 50, the cooling fins arranged in the rear row are located between the cooling fins arranged in the heat transfer.

또한, 상기 냉각유로(50)에 형성된 복수개의 냉각핀 중에서 같은 열에서 기준이 되는 냉각핀과 인접하는 냉각핀 사이의 간격은 냉각핀의 폭보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, among the plurality of cooling fins formed in the cooling passage 50, an interval between the cooling fins serving as a reference in the same row and the adjacent cooling fins is formed to be wider than the width of the cooling fins.

본 발명을 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도1 is an exploded perspective view of a conventional water-cooled inverter structure for an electric vehicle

도 2a는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크를 사용하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도, 도 2b는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크를 사용하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 내부순환통로를 통한 냉각수의 이동경로를 나타내는 분해사시도, 도 3은 본 발명에서 개선하고자 하는 내부순환통로의 냉각수치를 측정한 값을 도식화 한 실시도, 도 4는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크를 사용하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 조립사시도, 도 5는 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크에서 타원형과 마름모 형태 냉각핀의 표면적 예시도, 도 6은 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크의 가공공구 이동경로에 따른 예시도, 도 7은 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크의 각 간격에 따른 예시도이다.FIG. 2A is an exploded perspective view of a water-cooled inverter structure for an electric vehicle using a heat sink in which a cooling fin of the present invention is formed, FIG. 2B is an exploded perspective view of the water- FIG. 3 is a graphical representation of a value obtained by measuring the cooling water value of the internal circulation passage to be improved in the present invention. FIG. 4 is a graph showing the cooling water flow rate of the cooling water for an electric vehicle FIG. 5 is an exemplary view showing the surface area of an elliptical and rhombic cooling fins in a heat sink in which the cooling fin of the present invention is formed, and FIG. 6 is an exemplary view of a heat sink in which a cooling fin of the present invention is formed. And FIG. 7 is an exemplary view according to each interval of the heat sink in which the cooling fin of the present invention is formed.

본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 본 발명은 내측에 냉각수가 흐를 수 있도록 입구와 출구를 갖는 냉각유로(50)가 형성되고, 상기 냉각유로(50)에는 냉각핀(100)이 형성되는 히트싱크(10)에 관한 것이다.In the present invention, a cooling channel (50) having an inlet and an outlet is formed to allow cooling water to flow inside, and a cooling fin (100) is formed in the cooling channel (50) (10).

상기 히트싱크(10)는 냉각유로(50)에 흐르는 냉각수를 통해 파워모듈(36)의 온도 감소시키는 것이다.The heat sink 10 reduces the temperature of the power module 36 through the cooling water flowing in the cooling channel 50.

상기 파워모듈(36)은 전기자동차의 부품이며, 전기자동차의 작동 시 열이 발생하는 것으로, 상기 파워모듈(36)은 히트싱크(10)에 결합하여 온도가 상승되는 것을 방지한다.The power module 36 is a component of an electric vehicle and generates heat when the electric vehicle operates. The power module 36 is coupled to the heat sink 10 to prevent the temperature from rising.

상기 파워모듈(36)은 도 3에 도시된 바와 같이, 주로 육면체이며, 상면 또는 하면에 히트싱크(10)가 결합되되, 상기 히트싱크(10)도 주로 육면체이다.3, the power module 36 is mainly a hexahedron, and a heat sink 10 is coupled to an upper surface or a lower surface, and the heat sink 10 is mainly a hexahedron.

상기 파워모듈(36) 면의 면적보다 히트싱크(10) 면의 면적을 더 넓게 함으로써 상기 파워모듈(36)의 열이 감소되는 효율이 증가한다.By increasing the area of the surface of the heat sink 10 than the area of the surface of the power module 36, the efficiency of reducing the heat of the power module 36 is increased.

상기 냉각유로(50)에 형성된 열을 배출하는 냉각핀(100)은 파워모듈(36)에서 전달된 열을 빠르고 효율적으로 배출함과 동시에 냉각수의 순환에 방해되지 않도록 형성된다.The cooling fin 100 for discharging the heat generated in the cooling passage 50 is formed so as to discharge the heat transferred from the power module 36 quickly and efficiently and to prevent the circulation of the cooling water.

상기 냉각핀(100)은 소정의 깊이를 가지는 수평단면이 타원형 또는 마름모형이며, 복수개가 전후좌우방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있는 것이다.The cooling fin 100 has an elliptical or rhombic horizontal cross section having a predetermined depth, and a plurality of the cooling fin 100 are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the front, rear, left and right directions.

상기 타원형의 냉각핀(100)은 수평단면이 타원형 형상으로, 길이가 긴 부분이 냉각수가 흐르는 방향과 같은 방향이 되도록 형성된다.The elliptical cooling fin 100 is formed such that the horizontal cross section has an elliptical shape and the longer length portion is oriented in the same direction as the cooling water flows.

상기 마름모형의 냉각핀(100)은 수평단면이 네 변의 길이가 같으며 내부 두 대각선의 길이가 서로 다른 마름모 형태인 것으로, 대각선 중 길이가 긴 부분이 냉각수가 흐르는 방향과 같은 방향이 되도록 형성된다.The rhombic cooling fins 100 are formed in a rhombic shape in which the horizontal cross-section has the same length on four sides and the lengths of the two diagonal lines are different from each other, and the long portion of the diagonal line is formed in the same direction as the cooling water flows .

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 타원형 및 마름모형 냉각핀(100)은 냉각수에 대한 흐름저항이 낮아져 냉각수의 유속이 개선되고, 동시에 표면적이 넓게 되어 열 배출 효율이 상승한다.As shown in FIG. 2, the elliptical and rhombic cooling fins 100 have a low flow resistance to cooling water, thereby improving the flow rate of cooling water, and at the same time, the surface area is widened to increase the heat discharge efficiency.

특히, 상기 마름모형 냉각핀(100)은 직선으로 이동되는 밀링 커터를 사용하는 밀링공정을 할 때, 상기 밀링 커터가 지나가는 경로가 직선이 되도록 단순화하여 생산성을 더 높일 수 있다.Particularly, when the milling cooling fin 100 is milled using a linear milling cutter, it is possible to simplify the milling cutter 100 so that the path through which the milling cutter passes is straight, thereby further improving the productivity.

상기 냉각핀(100)은 냉각유로(50)에 복수개가 상하좌우 일정간격 이격되어 배열로 형성되는 것으로, 상기 냉각유로(50)에 전후좌우 방향으로 배열되어 있는 복수개의 냉각핀(100)에서, 후열에 배열되어 있는 냉각핀은 전열에 배열되어 있는 냉각핀 사이에 위치하는 것이다.A plurality of cooling fins 100 are arranged in the cooling flow path 50 at predetermined intervals so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance. In the plurality of cooling fins 100 arranged in the cooling passage 50 in the longitudinal and lateral directions, The cooling fins arranged in the rear row are located between the cooling fins arranged in the heat conduction.

한편, 상기 냉각유로(50)에 형성된 복수개의 냉각핀 중에서 동일한 열에서 근접한 냉각핀 사이 간격(b)은 냉각핀 내부의 폭보다 넓게 형성되는 것으로, 더 자세하게는 같은 열의 하나의 냉각핀과 그 우측의 냉각핀 사이 간격(b)이 냉각핀 내부좌우폭(a)보다 넓게 형성됨으로써 각각의 냉각핀이 좌우가 겹쳐지는 것을 방지하게 된다.On the other hand, among the plurality of cooling fins formed in the cooling passage 50, a gap b between adjacent cooling fins in the same row is formed wider than a width of the inside of the cooling fins. More specifically, one cooling fins in the same row, (B) between the cooling fins of the cooling fins is larger than the inner width (a) of the cooling fins. Thus, the cooling fins are prevented from overlapping each other.

그리고 상기 냉각유로(50)에 형성된 복수개의 냉각핀 중에서 전열(110)의 냉각핀 가로중심선(111)과 후열(120)의 냉각핀 가로중심선(121)간의 길이방향 사이 간격(c)은 냉각핀의 상하폭(d)보다 넓게 형성되는 것으로, 각각의 냉각핀이 상하가 겹쳐지는 것을 방지하게 된다.The distance c in the longitudinal direction between the center line 111 of the cooling fins of the heat transfer 110 and the center line 121 of the cooling fins of the rear heat 120 among the plurality of cooling fins formed in the cooling passage 50, And the upper and lower widths d of the cooling fins are prevented from overlapping each other.

그러므로 각각의 냉각핀이 좌우가 겹쳐지는 것을 방지함과 동시에 상하가 겹쳐지는 것을 방지하게 됨으로써, 냉각수가 통과할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 적절한 폭을 가지게 됨으로써 유속이 상승하게 된다.Therefore, the cooling fins are prevented from overlapping with each other, and at the same time, the overlapping of the upper and lower sides is prevented, so that not only the cooling water can pass but also the appropriate width at the same time.

상기 본 발명 냉각핀이 형성된 히트싱크가 사용되는 수냉 인버터 구조물의 일실시예로서, 상기 수냉 인버터 구조물은 하부가 개구된 상부커버(32)와 상부가 개구된 하부커버(38)가 결합된 것으로, 상기 상부커버(32)와 하부커버(38)가 결합된 내부공간에는 파워모듈(36)이 장착되되, 상기 상부커버(32)와 파워모듈(36) 사이에는 상부히트싱크(35)가 개재되어 있고, 상기 하부커버(38)와 파워모듈(36) 사이에는 하부히트싱크(37)가 개재되어 있다.In the water-cooled inverter structure in which the heat sink having the cooling fin of the present invention is used, the water-cooled inverter structure includes an upper cover 32 having an opened lower portion and a lower cover 38 having an opened upper portion, A power module 36 is mounted in an inner space where the upper cover 32 and the lower cover 38 are coupled and an upper heat sink 35 is interposed between the upper cover 32 and the power module 36 And a lower heat sink 37 is interposed between the lower cover 38 and the power module 36.

이때, 상부에 있는 히트싱크(10)를 상부히트싱크(35)라고 하며, 하부에 있는 히트싱크(10)를 하부히트싱크(37)라고 정의한다.The upper heat sink 10 is referred to as an upper heat sink 35 and the lower heat sink 10 is referred to as a lower heat sink 37. [

상기 상부히터싱커부(35)와 상부커버(32) 사이에는 상부가스켓(34-1)이 장착되고, 상기 하부히터싱커부(37)와 하부커버(38) 사이에도 하부가스켓(34-2)이 장착되어 있다.An upper gasket 34-1 is mounted between the upper heater sinker portion 35 and the upper cover 32 and a lower gasket 34-2 is provided between the lower heater sinker portion 37 and the lower cover 38. [ Respectively.

상기 상부가스켓(34-1)과 하부가스켓(34-2)은 사각 테두리 형상이며, 상기 상,하부가스켓(34-1,34-2)은 용가재로서, 용접 또는 브레이킹 공정에 사용되어, 상,하부히트싱크(35,37)와 상,하부커버(32,38)를 각각 일체화시켜, 조립공차 및 열변형을 줄여, 냉각효율을 높이는 것이다.The upper gasket 34-1 and the lower gasket 34-2 are in the shape of a quadrangular rim and the upper and lower gaskets 34-1 and 34-2 are used as a filler material in a welding or braking process, The lower heat sinks 35 and 37 and the upper and lower covers 32 and 38 are integrated to reduce assembly tolerances and thermal deformation, thereby enhancing the cooling efficiency.

상기 상부가스켓(34-1) 또는 하부가스켓(34-2)을 대체하여 다른 용가재 또는 접합제를 사용할 수도 있다.Other fillers or bonding agents may be used in place of the upper gasket 34-1 or the lower gasket 34-2.

상기 상부커버(32)와 상부히트싱크(35)가 용가재인 상부가스켓(34-1)에 의해 결합됨에 있어 용접(welding) 또는 브레이징(brazing) 공정에 의해 결합된다.The upper cover 32 and the upper heat sink 35 are joined together by a welding or brazing process in which the upper cover 32 and the upper heat sink 35 are coupled by the upper gasket 34-1 which is a filler material.

상기 하부히트싱크(37)와 하부커버(38)가 용가재인 하부가스켓(34-2)에 의해 결합됨에 있어 용접(welding) 또는 브레이징(brazing) 공정에 의해 결합된다.The lower heat sink 37 and the lower cover 38 are joined by a welding or brazing process when they are joined by the lower gasket 34-2 which is a fugitive material.

상기 브레이징(brazing) 공정은 작업온도를 450℃이상이며 모재용융점(melting point) 이하의 온도를 사용하고, 접합하려는 모재인 커버 및 히트싱크보다 녹는점이 낮은 용가재인 가스켓(34)을 사용함으로써 모재를 거의 용융시키지 않고 가스켓(34)만을 용융시켜 접합하는 접합 방법이다.The brazing process uses a gasket 34, which is a sparing material having a melting point lower than that of the cover and the heat sink, which are the base materials to be bonded, by using a working temperature of 450 ° C or higher and a melting point or less of the base material. Is a bonding method in which only the gasket (34) is melted and hardened without substantially melting.

상기 용접(welding) 공정은 작업온도를 모재용융점(melting point) 이상의 온도를 사용함으로써 모재와 용가재를 모두 용융하여 접합하는 방법이다.The welding process is a method in which both the base material and the filler material are melted by using the working temperature at a temperature higher than the melting point of the base material.

상기 용가재는 통상 알루미늄 재질을 사용한다.The above-mentioned sparingly materials are usually made of aluminum.

한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 하부커버(38)의 좌측 하면에는 내부로 냉각수가 유입되는 입구(51)가 형성되고, 상기 입구(51)에 근접한 하부커버(38)의 전면에는 내부로 유입된 냉각수가 순환하여 배출되는 출구(52)가 형성되어 있다.2B, an inlet 51 through which the cooling water flows into the lower cover 38 is formed on the lower left side of the lower cover 38, And an outlet 52 through which the cooling water introduced into the cooling water circulation path is discharged.

더 자세히 설명하면, 상기 하부커버(38) 하면에는 길이방향 좌측 가장자리에서 일정간격 이격되는 위치에 상하로 관통되도록 입구(51)가 형성되며, 상기 출구(52)는 하부커버(38)와 하부히트싱크(37) 사이의 공간부에서 냉각수가 외부로 나갈 수 있도록 하부커버(38) 전면이 관통되어 형성된다.An inlet 51 is formed at a lower surface of the lower cover 38 so as to pass through the lower cover 38 at a position spaced apart from the left edge in the longitudinal direction by a predetermined distance, The front surface of the lower cover 38 penetrates through the space between the sinks 37 so that the cooling water can flow out to the outside.

이때, 상기 입구(51)를 통해 유입된 냉각수가 수냉 인버터 구조물의 내부에서 유동할 수 있는 내부순환통로(50)가 형성되어 있어야한다.At this time, an internal circulation passage 50 through which the cooling water introduced through the inlet 51 can flow inside the water-cooled inverter structure should be formed.

상기 내부순환통로(50)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수가 내부로 유입되는 하부커버(38)의 입구(51)와, 상기 입구(51)로부터 상부 측 하부히트싱크(37)와 상부히트싱크(35)의 좌측 단에 상하로 관통되어 형성된 좌측관통공과; 상기 좌측관통공으로부터 냉각수가 유입되도록 상부커버(32)와 상부히트싱크(35) 사이에 형성된 상부공간부와; 상기 상부공간부에서 냉각수가 하부로 흐를 수 있도록 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)의 우측 단에 상하로 관통되어 형성된 우측관통공과; 상기 우측관통공의 냉각수가 유입되도록 연결된 하부히트싱크(35)와 하부커버(38) 사이에 형성된 하부공간부와; 상기 하부공간부의 냉각수를 외부로 배출하는 출구(52); 로 이루어진다.2B, the inner circulation passage 50 includes an inlet 51 of the lower cover 38 into which the cooling water is introduced and an inlet 51 extending from the inlet 51 to the upper side lower heat sink 37 A left through hole formed vertically through the left end of the upper heat sink 35; An upper hollow portion formed between the upper cover (32) and the upper heat sink (35) so that cooling water flows from the left through hole; A right through hole formed at the right end of the upper heat sink 35 and the lower heat sink 37 so as to allow cooling water to flow downward in the upper hollow portion; A lower space formed between the lower heat sink 35 and the lower cover 38 to allow the cooling water of the right through hole to flow therethrough; An outlet (52) for discharging the cooling water in the lower space portion to the outside; .

즉, 상기 내부순환통로(50)의 입구(51)를 통해 내부로 유입된 냉각수는 입구(51)로부터 좌측관통공을 통해 상부로 이동하여 상부공간부를 거친 후, 상기 우측관통공을 통해 하부로 이동하고, 하부로 이동된 냉각수는 하부공간부를 거쳐 출구(52)를 통해 외부로 배출되는 됨으로써 내부의 열을 냉각시킬 수 있도록 형성된다.That is, the cooling water introduced into the interior of the inner circulation passage 50 through the inlet 51 moves upward through the left through hole from the inlet 51, passes through the upper space portion, and then flows downward through the right through- And the cooling water moved downward is discharged to the outside through the outlet 52 through the lower space portion, thereby cooling the internal heat.

또한, 상기 하부커버(38), 하부가스켓(34-2), 하부히트싱크(37), 파워모듈(36), 상부히트싱크(35), 상부가스켓(34-1), 상부커버(32)는 순서대로 하부에서 상부로 적층되어 나사 결합된다.The lower cover 38, the lower gasket 34-2, the lower heat sink 37, the power module 36, the upper heat sink 35, the upper gasket 34-1, the upper cover 32, Are stacked and screwed in order from bottom to top.

더 상세히 설명하면 상기 상부커버(32)의 상면에는 길이방향의 가장자리를 따라 복수개의 홈이 서로 일정간격 이격되어 형성되어 있고, 상기 홈의 바닥면에는 나사가 관통하여 체결될 수 있도록 상하로 관통된 나사공이 형성된다.In more detail, a plurality of grooves are formed on the upper surface of the upper cover 32 along a longitudinal edge of the upper cover 32 to be spaced apart from each other by a predetermined distance. A screw is vertically penetrated through the bottom surface of the groove, A screw hole is formed.

그리고 상기 파워모듈(36)은 하부히트싱크(37)의 상면에 고정되어 있는 것으로, 상기 하부히트싱크(37)의 상면에는 일측 방향으로 길이를 가지는 돌기(37-2)가 복수 개 형성되어 있고, 파워모듈(36)의 하면에는 상기 돌기(37-2)에 대응하는 삽입홈인 파워모듈안착부(37-1)가 형성되어 있다.The power module 36 is fixed to the upper surface of the lower heat sink 37. A plurality of protrusions 37-2 having a length in one direction are formed on the upper surface of the lower heat sink 37 And a power module seating portion 37-1, which is an insertion groove corresponding to the projection 37-2, is formed on a lower surface of the power module 36. [

그리고 상기 파워모듈(36)은 육면체 형상이되, 다수 개의 커넥터가 측방향으로 돌출 형성되는 것이며, 상기 커넥터에는 외부의 구동보드, 제어보드, 및 전원보드가 직접 결합될 수 있다.The power module 36 has a hexahedron shape, and a plurality of connectors are protruded laterally. An external driving board, a control board, and a power board can be directly coupled to the connector.

특히, 상기 하부히트싱크(37)의 파워모듈안착부(37-1)에 파워모듈(36)을 삽입할 시, 상기 파워모듈(36)은 파워모듈안착부(37-1)에 하부히트싱크(37)의 돌출부가 없는 방향으로 커넥터가 위치하도록 삽입하여야 한다.Particularly, when the power module 36 is inserted into the power module seating portion 37-1 of the lower heat sink 37, the power module 36 is mounted on the power module seating portion 37-1, The connector should be inserted in such a direction that the protrusion of the connector 37 does not exist.

상기 파워모듈(36)에 대해 자세히 설명하면, 전력사용에 의한 스위칭 작용에 의해 발열량이 상승하는 복수의 스위칭소자로 이루어지며, 이때, 상기 복수의 스위칭소자에 의해 발열량이 상승하는 파워모듈(36)은 상부히트싱크(35)의 하면과 하부히트싱크(37)의 상면 사이에 충분히 냉각되도록 서로 밀접하게 설치하여 발열에 의한 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)의 변형을 최소화함으로써 밀착상태를 유지할 수 있다.The power module 36 includes a plurality of switching elements whose heating values are increased by a switching operation by the use of electric power. At this time, the power module 36, whose heating value is increased by the plurality of switching elements, The upper heat sink 35 and the lower heat sink 37 can be cooled sufficiently between the lower surface of the upper heat sink 35 and the upper surface of the lower heat sink 37 to minimize the deformation of the upper heat sink 35 and the lower heat sink 37, State can be maintained.

상기 스위칭 작용은 입력부의 전류가 일정 범위를 넘어서는 순간 출력부에 전류가 흐르게 되는 원리를 통해 회로를 On/Off 하는 작용으로, 전류를 통해 회로를 On/Off함으로써 열이 발생하게 된다.The switching operation is a function of turning on / off the circuit through the principle that a current flows to the output portion at a moment when the current of the input portion exceeds a certain range, and heat is generated by turning on / off the circuit through the current.

그러므로 상기 파워모듈(36)에서 발생하는 열을 냉각순환통로(50)에 흐르는 냉각수를 통해 냉각시킬 필요가 있다.Therefore, it is necessary to cool the heat generated in the power module 36 through the cooling water flowing in the cooling circulation passage 50. [

그리고 상기 하부커버(38), 하부가스켓(34-2), 하부히트싱크(37), 파워모듈(36), 상부히트싱크(35), 상부가스켓(34-1), 상부커버(32)는 순서대로 하부에서 상부로 적층되어 나사 결합되어 수냉인버터 구조물이 결합된다.The lower cover 38, the lower gasket 34-2, the lower heat sink 37, the power module 36, the upper heat sink 35, the upper gasket 34-1, and the upper cover 32 In order, they are stacked from the bottom to the top and screwed together to join the water-cooled inverter structure.

상기 상부커버(32), 상부히트싱크(35), 하부히트싱크(37), 및 하부커버(38)의 나사(31) 결합 시, 상기 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)가 밀착되어 사이에 있는 파워모듈(36)도 함께 밀착된다.When the screws 31 of the upper cover 32, the upper heat sink 35, the lower heat sink 37 and the lower cover 38 are engaged, the upper heat sink 35 and the lower heat sink 37 And the power module 36 between them is also closely contacted.

한편, 나사 결합된 상기 수냉인버터 구조물은 도 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 육면체 형상이되, 양측방향으로 파워모듈(36)의 커넥터가 돌출된 형상이 된다.As shown in FIG. 4, the screw-coupled water-cooled inverter structure has a hexahedral shape, and the connector of the power module 36 protrudes in both directions.

따라서 본 발명의 냉각핀이 형성된 히트싱크는 히트싱크의 냉각핀이 타원형 또는 마름모 형상을 함으로써 냉각수에 대한 흐름저항이 낮아져 냉각수의 유속이 개선되고, 동시에 표면적이 넓게 되어 열 배출 효율이 상승하고, 열배출 효율이 상승한 히트싱크를 통해 히트싱크에 삽입되는 파워모듈의 냉각효율을 상승시킴으로써 파워모듈에서 발생하는 고열에 의한 기계적 오류발생을 감소시키는 현저한 효과가 있다.Therefore, the heat sink having the cooling fin according to the present invention has an oval shape or a rhomboid shape, so that the flow resistance to the cooling water is lowered and the flow rate of the cooling water is improved. At the same time, the surface area is widened, There is a remarkable effect of reducing the occurrence of mechanical errors due to the high temperature generated in the power module by raising the cooling efficiency of the power module inserted into the heat sink through the heat sink whose discharge efficiency is increased.

10 : 히트싱크
31 : 나사 32 : 상부커버
33 : 고무씰 33-1 : 상부고무씰 33-2 : 하부고무씰
34 : 가스켓 34-1 : 상부가스켓 34-2 : 하부가스켓
35 : 상부히트싱크 36 : 파워모듈 37 : 하부히트싱크
37-1 : 파워모듈안착부 37-2 : 돌기
38 : 하부커버
50 : 냉각유로 51 : 입구 52 : 출구
100 : 냉각핀
110 : 전열 111 : 전열의 냉각핀 가로중심선
120 : 후열 121 : 후열의 냉각핀 가로중심선10: Heatsink
31: screw 32: upper cover
33: Rubber seal 33-1: Upper rubber seal 33-2: Lower rubber seal
34: gasket 34-1: upper gasket 34-2: lower gasket
35: upper heat sink 36: power module 37: lower heat sink
37-1: Power module seating portion 37-2:
38: Lower cover
50: cooling channel 51: inlet 52: outlet
100: cooling pin
110: Heat transfer 111: Heat transfer cooling fin horizontal center line
120: Post heat 121: Cooling fin of the post heat horizontal center line

Claims (3)

내측에 냉각수가 흐를 수 있도록 입구와 출구를 갖는 냉각유로(50)가 형성되고, 상기 냉각유로(50)에는 냉각핀(100)이 형성되되,
상기 냉각핀(100)은 수평단면이 타원 또는 마름모형으로서, 복수개가 전후좌우방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각핀이 형성된 히트싱크A cooling passage 50 having an inlet and an outlet is formed to allow cooling water to flow inside the cooling passage 50. A cooling fin 100 is formed in the cooling passage 50,
Wherein the cooling fins (100) have an elliptical or rhombic cross section in a horizontal section, and a plurality of the cooling fins (100) 제 1항에 있어서, 상기 냉각유로(50)에 전후좌우 방향으로 배열되어 있는 복수개의 냉각핀(100)에서, 후열(120)에 배열되어 있는 냉각핀은 전열(110)에 배열되어 있는 냉각핀 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각핀이 형성된 히트싱크The cooling device according to claim 1, wherein the plurality of cooling fins (100) arranged in the front-rear, left-right, and right-side directions in the cooling passage (50) And a cooling fin formed on the heat sink, 제 1항에 있어서, 상기 냉각유로(50)에 형성된 복수개의 냉각핀 중에 같은 열에서 기준이 되는 냉각핀과 인접하는 냉각핀 사이의 간격은 냉각핀의 폭보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각핀이 형성된 히트싱크The cooling device according to claim 1, characterized in that among the plurality of cooling fins formed in the cooling passage (50), an interval between the cooling fins serving as a reference in the same row and adjacent cooling fins is formed wider than the width of the cooling fins The heat sink
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