WO2010134160A1

WO2010134160A1 - 熱交換器及びその製造方法

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Publication number: WO2010134160A1
Application number: PCT/JP2009/059180
Authority: WO
Inventors: 正裕森野; 靖治竹綱; 栄作垣内; 悠也高野; 柴田　義範
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-11-25
Also published as: EP2434543A1; EP2434543A4; JP5263392B2; CN102439715A; JPWO2010134160A1; CN102439715B; US20120006523A1; EP2434543B1

Abstract

　押出成形による成形性が良好で且つ反り（湾曲）が抑制されたフィン部材を有し、フィン部材とフレームとの溶接部におけるボイドの発生が抑制された熱交換器、及びその製造方法を提供する。熱交換器１０では、外枠を形成するフレーム３０の内部に、冷媒の流路２５を形成する複数のフィンを備えたフィン部材２０が配置されている。フィン部材２０は、押出成形により一体成形されたフィン部材であって、矩形平板状のベース２１と、ベース２１の表面２１ｂから突出する複数の表面側フィン２２と、ベース２１の裏面２１ｃから突出する複数の裏面側フィン２３とを有している。このフィン部材２０は、フレーム３０に対し、ベース２１の表面２１ｂ及び裏面２１ｃが溶接されることなく、表面側フィン２２及び裏面側フィン２３の少なくともいずれか一方の先端部が溶接されている。

Description

熱交換器及びその製造方法

　本発明は、熱交換器内部を流れる冷媒により半導体素子等の発熱体を冷却する熱交換器、及びその製造方法に関する。

　ハイブリッド自動車等の電源として、電力変換機能を有するインバータ装置が用いられている。インバータ装置は、スイッチング素子として複数の半導体素子を備えている。このインバータ装置の半導体素子は、電力変換等に伴って発熱するため、積極的に冷却される必要がある。

　ここで、半導体素子等の発熱体を冷却する熱交換器としては、例えば、外枠を形成するフレームの内部に、直線状に延びる複数のフィンを平行に配置することにより、冷媒の流路を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－３３５５８８号公報

　ところで、近年、押出成形により一体成形されたフィン部材を、外枠を形成するフレームの内部に配置した熱交換器（図２８参照）が開発されている。図２８に示す熱交換器５１０では、発熱体である半導体素子７１が、絶縁板６０を挟んでフレーム５３０の第１フレーム部材５３１の外表面に配置されている。フィン部材５２０のフィン５２２間に形成される流路５２５には、冷媒（例えば、水）が流される。これにより、半導体素子７１で発生した熱を、絶縁板６０及び第１フレーム部材５３１を通じて、フィン部材５２０のフィン５２２に伝達して冷却することができる。

　フィン部材５２０は、平板状のベース５２１と、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）から突出する複数のフィン５２２とを備えている。これらのフィン５２２は、押出成形の押出方向に沿ったフィン延長方向（図２８において紙面に直交する方向）に延びる平板状をなし、フィン延長方向に直交するフィン配列方向（図２８において左右方向）に間隙をあけて一列に配置されている。

　このフィン部材５２０は、例えば、フレーム５３０の第１フレーム部材５３１に対し、ベース５２１の表面５２１ｂ（フィン５２２が配置されていない面）全体を溶接（例えばロウ付け）する。ところが、このような溶接方法では、溶接面が広いために、溶接時に発生したガスが、溶接部から外部に排出され難い。このため、図２９に示すように、溶接後も、溶接部５８０内にガスが留まり、これによってボイド５８１（空隙）が生じることがあった。このボイド５８１は、第１フレーム部材５３１からフィン部材５２０への熱伝導の妨げになるため、十分な冷却性能を得られないことがあった。

　また、フィン部材による冷却性能を向上させるためには、フィンの突出高さを高くするのが好ましい。しかしながら、フィン部材５２０のようにフィン５２２の突出高さＨを高くするのは、フィン部材を成形する押出成形型の強度を低下させる（詳細には、押出成形型のうちフィンを成形する部位が細長くなるため、この部位の強度が低下する）ことなる。このため、押出成形時に押出成形型が変形し、フィン部材の成形性が低下する虞があった。さらには、押出成形時に押出成形型が破損してしまう虞もあった。

　また、押出成形した直後のフィン部材は高温（例えば、６００℃程度）であるため、これを冷却水等で冷却する。ところが、フィン部材５２０では、フィン５２２が冷えやすく、ベース５２１が冷えにくい。この冷えやすさの違いにより、図３０に示すように、フィン部材５２０に反りが発生（湾曲）することがあった。

　本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、押出成形による成形性が良好で且つ反り（湾曲）が抑制されたフィン部材を有し、フィン部材とフレームとの溶接部におけるボイドの発生が抑制された熱交換器、及びその製造方法を提供することを目的とする。

　本発明の一態様は、外枠を形成するフレームの内部に、冷媒の流路を形成する複数のフィンを備えたフィン部材を配置した熱交換器において、上記フィン部材は、押出成形により一体成形されたフィン部材であって、矩形平板状のベースと、上記ベースの表面から突出する上記フィンであって、上記押出成形の押出方向に沿ったフィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン延長方向に直交するフィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の表面側フィンと、上記ベースの裏面から突出する上記フィンであって、上記フィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の裏面側フィンと、を有し、上記フレームに対し、上記ベースの上記表面及び上記裏面が溶接されることなく、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部が溶接されてなる熱交換器である。

　上述の熱交換器では、押出成形により一体成形されたフィン部材として、矩形平板状のベースと、ベースの表面から突出する複数の表面側フィンと、ベースの裏面から突出する裏面側フィンとを有するフィン部材を用いている。このようなフィン部材では、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が良好になる。その理由は、表面側フィンと裏面側フィンのベースからの突出高さの合計を、フィン５２２の突出高さＨと等しくする（フィンの厚みは等しいとする）ことで、フィン部材による冷却性能を同等にすることができる一方、表面側フィン及び裏面側フィンのそれぞれの突出高さを、フィン５２２の突出高さＨよりも低くすることができるからである。これにより、フィン部材を成形する押出成形型のうちフィンを成形する部位の長さを短くできるので、押出成形型（詳細には、押出成形型のうちフィンを成形する部位）の強度を高めることができる。このため、押出成形時に押出成形型が変形するのが抑制され、フィン部材の成形性が良好になる。

　また、矩形平板状のベースと、ベースの表面から突出する複数の表面側フィンと、ベースの裏面から突出する裏面側フィンとを有するフィン部材を、押出成形して冷却したとき、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反りの発生（湾曲）を抑制することができる。その理由は、上述のフィン部材では、冷えにくいベースの両側（表面側と裏面側）に、冷えやすいフィン（表面側フィンと裏面側フィン）を配置しているからである。これにより、ベースの表面側と裏面側とで、フィン部材の冷えやすさ（冷却速度）の差が小さくなるので、フィン部材の反り（湾曲）を抑制することができる。従って、上述フィン部材は、反り（湾曲）が抑制されたフィン部材となる。

　さらに、上述の熱交換器では、フレームに対し、ベースの表面及び裏面が溶接されることなく、表面側フィン及び裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部が溶接されている。これにより、フレーム５３０に対し、ベース５２１の表面５２１ｂ全体を溶接（例えばロウ付け）する場合（図２９参照）に比べて、溶接面（溶接部）を極めて小さくすることができる。このため、フレームとフィン部材との溶接（例えばロウ付け）時には、発生したガスが溶接部から外部に排出され易くなるので、フィン部材とフレームとの溶接部におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。従って、上述の熱交換器は、フィン部材とフレームとの溶接部におけるボイドの発生が抑制された熱交換器となる。これにより、フレームからフィン部材への熱伝導を良好にすることができる。

　また、熱交換器５１０（図２８参照）では、フレーム５３０の第１フレーム部材５３１の外表面に、絶縁板６０が溶接（例えばロウ付け）されている。フレーム５３０は、熱伝導性の高い材料（例えば、アルミニウム）を用いて形成されており、絶縁板６０は、電気絶縁性を有する材料（例えば、アルミナ等のセラミック）を用いて形成されている。従って、フレーム５３０（第１フレーム部材５３１）と絶縁板６０とでは、線膨張率が大きく異なる。このため、フレームと絶縁板との溶接（例えばロウ付け）時に、フレーム及び絶縁板が加熱された後冷却されたとき、フレームと絶縁板との収縮率（線膨張率）の差によって、反り（湾曲）が生じることがあった。特に、熱交換器５１０（図２８参照）では、フレーム５３０の第１フレーム部材５３１とフィン部材５２０のベース５２１とが溶接（例えばロウ付け）により一体になっていることから、フレームのうち絶縁板が溶接される部位の強度が高くなっている。これにより、上述のような反り（湾曲）が生じ易くなっていた。

　これに対し、上述の熱交換器では、フレームに対し、ベースの表面及び裏面が溶接されることなく、表面側フィン及び裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部が溶接されている。これにより、熱交換器５１０に比べて、フレームのうち絶縁板が溶接される部位の強度が低くなるので、上述のような反り（湾曲）を抑制することができる。

　なお、本願において、溶接とは、ロウ材を用いたロウ付け、ハンダを用いたハンダ付け、母材（接合対象部材）を溶融させて接合する方法等を含むものであり、加熱溶融して接合する方法をいう。

　さらに、上記の熱交換器であって、同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置されてなり、上記フィン部材は、前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定であり、前記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記表面側フィンは、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずれて配置され、上記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記裏面側フィンは、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずれて配置されてなる熱交換器とすると良い。

　ところで、外枠を形成するフレームの内部に冷媒の流路を形成する複数のフィンを備えたフィン部材を配置した熱交換器について、フィン間を流れる冷媒の速度分布を調査したところ、フィンに近づくにつれて冷媒の速度が遅くなる傾向にあった。これは、冷媒の粘性の影響により、冷媒がフィンに引っ張られるためである。これにより、フィン付近には、他の領域に比べて冷媒の流れる速度が遅いか又は冷媒がほとんど停止した領域（以下、これを境界層ともいう）が形成される。この境界層が形成されると、集熱したフィンは、主にフィン周辺に形成された境界層内の冷媒のみと熱交換することになり、境界層以外の領域を流れる冷媒との熱交換がほとんど行われなくなる。その結果、熱交換器の内部を流れる冷媒と有効に熱交換が行われず、高い冷却効果を得ることができないという問題があった。

　これに対し、上述の熱交換器では、フィン延長方向に隣り合う（フィン延長方向に沿って延びる流路の上流側と下流側とに隣り合う）フィン部材の表面側フィンが、その配置間隔の半分だけフィン配列方向にずれて配置されている。換言すれば、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の表面側フィンが、フィン配列方向にオフセットされている。さらに、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の裏面側フィンも、その配置間隔の半分だけフィン配列方向にずれて配置されている。換言すれば、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の裏面側フィンも、フィン配列方向にオフセットされている。

　これにより、流路（例えば、フィン部材の表面側の流路）を流れる冷媒を、下流側に位置するフィン部材の上流側端面（例えば、表面側フィンの上流側端面）に衝突させて、表面側フィンまたは裏面側フィンによって分岐する２つの流路（例えば、表面側フィンを挟んでフィン配列方向に隣り合う２つの流路）と、ベースを挟んで反対側（例えば、裏面側）に位置する流路とに分流させることができる。これにより、冷媒の流れに乱流を発生させて、境界層の形成を効果的に抑制することができる。これにより、熱交換器の内部を流れる冷媒を有効に活用して、高い冷却効果を得ることができる。

　さらに、前記の熱交換器であって、同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置されてなり、上記フィン部材は、前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定で、上記表面側フィンと上記裏面側フィンとが、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずれて配置されたフィン部材であり、複数の上記フィン部材は、前記ベースの前記表面及び前記裏面の向きを交互に反対にして、前記冷媒の流れ方向に配列されてなる熱交換器とすると良い。

　上述の熱交換器では、フィン部材として、表面側フィンと裏面側フィンとがフィン配置間隔の半分だけフィン配列方向にずれて配置されたフィン部材を用いている。さらに、これらのフィン部材を、ベースの表面及び裏面の向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向（フィン延長方向）に配列している。これにより、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の表面側フィンと裏面側フィンとを、その配置間隔の半分だけフィン配列方向にずらして配置させることができる。

　しかも、上述のようなフィン部材では、ベースについて表面側フィンと対称な位置に裏面側フィンが存在せず、さらには、ベースについて裏面側フィンと対称な位置に表面側フィンが存在しない。このため、ベースについて表面側フィンと対称な位置に裏面側フィンが存在するフィン部材を用いた熱交換器と比べて、流路（例えば、フィン部材の表面側の流路）を流れる冷媒が下流側に位置するフィン部材の上流側端面（例えば、表面側フィンの上流側端面）に衝突したとき、ベースを挟んで反対側（例えば、裏面側）に位置する流路に、冷媒が分流し易くなる。これにより、冷媒の乱流を促進させて、境界層の形成をより一層抑制することができる。

　さらに、上記いずれかの熱交換器であって、同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に一列に配置されてなり、上記フィン部材は、複数の前記表面側フィンが同一形状で、複数の前記裏面側フィンが同一形状で、上記表面側フィンの突出高さと上記裏面側フィンの突出高さとが異なるフィン部材であり、上記複数のフィン部材は、前記ベースの表面及び裏面の向きを交互に反対にして、上記冷媒の流れ方向に配置されてなる熱交換器とすると良い。

　上述の熱交換器では、フィン部材として、複数の表面側フィンが互いに同一形状で、複数の裏面側フィンが互いに同一形状で、表面側フィンの突出高さと裏面側フィンの突出高さとが異なるフィン部材を用いている。さらに、これらのフィン部材を、ベースの表面及び裏面の向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向（フィン延長方向）に配列している。これにより、フィン延長方向に隣り合うフィン部材において、フィン部材のベースをオフセットさせる（ベースの表面に直交する方向にベースをずらして配置する）ことができる。このため、流路を流れる冷媒が、下流側に位置するフィン部材のベースの上流側端面に衝突し易くなり、ベースを挟んで表面側と裏面側に位置する２つの流路に、冷媒が分流し易くなる。これにより、冷媒の乱流を促進させて、境界層の形成を抑制することができるので、熱交換器の内部を流れる冷媒を有効に活用して、高い冷却効果を得ることができる。

　また、前記いずれかの熱交換器であって、前記フィン部材は、前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが前記ベースに関し対称なフィン部材である熱交換器とすると良い。

　上述の熱交換器では、フィン部材として、表面側フィンと裏面側フィンとがベースに関し対称なフィン部材を用いている。このようなフィン部材では、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が特に良好になる。その理由は、表面側フィンと裏面側フィンのベースからの突出高さの合計を、フィン５２２の突出高さＨと等しくする（フィンの厚みは等しいとする）ことで、フィン部材による冷却性能を同等にすることができる一方、表面側フィン及び裏面側フィンのそれぞれの突出高さを、フィン５２２の突出高さＨの半分にすることができるからである。これにより、フィン部材を成形する押出成形型のうちフィンを成形する部位の長さを半分にできるので、押出成形型（詳細には、押出成形型のうちフィンを成形する部位）の強度を高めることができる。このため、押出成形時に押出成形型が変形するのが抑制され、フィン部材の成形性が良好になる。

　また、上述のフィン部材を押出成形して冷却したとき、反りの発生（湾曲）を防止することができる。その理由は、上述のフィン部材では、同一形状（従って、冷えやすさが同等）の表面側フィンと裏面側フィンとが、ベースについて対称な位置に配置されているからである。これにより、ベースの表面側と裏面側とで、フィン部材の冷えやすさが同等になるので、フィン部材の反り（湾曲）を防止することができる。従って、上述フィン部材は、反り（湾曲）が防止されたフィン部材となる。

　さらに、上記いずれかの熱交換器であって、同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に一列に配置されてなり、上記フィン部材は、前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが、前記フィン配列方向の同一側に傾斜して突出するフィン部材であり、上記複数のフィン部材は、互いに、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンが同一側に傾斜する向きで配置され、前記ベースの上記フィン配列方向にかかる一端面が、前記フレームの上記フィン配列方向にかかる一側壁の平坦な内壁面に当接してなる熱交換器とすると良い。

　上述の熱交換器は、同一形状をなす複数のフィン部材が、互いにフィン延長方向を同一方向に向けて、フィン延長方向に沿った冷媒の流れ方向に一列に配置された熱交換器である。このような熱交換器では、複数のフィン部材が、フィン配列方向（冷媒の流れ方向に直交する方向）に位置ズレすることなく、冷媒の流れ方向に真っ直ぐ一列に配列されることを要求されることがある。

　これに対し、上述の熱交換器では、フィン延長方向に沿った冷媒の流れ方向に一列に配置した複数のフィン部材について、ベースのフィン配列方向にかかる一端面を、フレームのフィン配列方向にかかる一側壁の平坦な内壁面に当接させている。これにより、冷媒の流れ方向に一列に配置した複数のフィン部材が、フレームの一側壁の平坦な内壁面に沿って、真っ直ぐ一列に配列される。従って、複数のフィン部材が、フィン配列方向（冷媒の流れ方向に直交する方向）に位置ズレすることなく、冷媒の流れ方向に真っ直ぐ一列に配列される。

　なお、複数のフィン部材について、ベースのフィン配列方向にかかる一端面を、フィン配列方向にかかるフレームの一側壁の平坦な内壁面に当接させる手法は、以下の通りである。フレームの内部に配置した複数のフィン部材について、フレームを通じて、表面側フィンの先端部をベースの表面側に押圧すると共に、裏面側フィンの先端部をベースの裏面側に押圧する。これにより、表面側フィン及び裏面側フィンを圧縮変形させて、表面側フィン及び裏面側フィンの基端部（ベース側の部位、先端部の反対側の部位）を、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側に動かす力を作用することができる。これにより、ベースを、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側に移動させて、ベースのフィン配列方向（詳細には、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側）にかかる一端面を、フィン配列方向（詳細には、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側）にかかるフレームの一側壁の平坦な内壁面に当接させることができる。

　本発明の他の態様は、外枠を形成するフレームの内部に、冷媒の流路を形成する複数のフィンを備えたフィン部材を配置した熱交換器の製造方法において、上記フィン部材を押出成形により一体成形する押出成形工程と、上記押出成形工程で成形された上記フィン部材を、上記フレームの内部に配置する配置工程と、上記フレームと当該フレームの内部に配置した上記フィン部材とを溶接する接合工程と、を有し、上記押出成形工程は、矩形平板状のベースと、上記ベースの表面から突出する上記フィンであって、上記押出成形の押出方向に沿ったフィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン延長方向に直交するフィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の表面側フィンと、上記ベースの裏面から突出する上記フィンであって、上記押出成形の押出方向に沿った上記フィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の裏面側フィンと、を有するフィン部材を押出成形により一体成形し、上記接合工程は、上記フレームに対し、上記ベースの上記表面及び上記裏面を溶接することなく、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部を溶接する熱交換器の製造方法である。

　上述の製造方法では、平板状のベースと、ベースの表面から突出する複数の表面側フィンと、ベースの裏面から突出する裏面側フィンと、を有するフィン部材を、押出成形により一体成形する。このような形態のフィン部材を押出成形するのは、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）を押出成形する場合に比べて、成形性を良好にすることができる。その理由は、前述の通りである。さらには、フィン部材を上記のような形態とすることで、フィン部材を押出成形して冷却したとき、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反りの発生（湾曲）を抑制することができる。その理由は、前述の通りである。

　さらに、上述の製造方法では、フレームに対し、ベースの表面及び裏面を溶接することなく、表面側フィン及び裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部を溶接する。これにより、フレーム５３０に対しベース５２１の表面５２１ｂ全体を溶接（例えばロウ付け）する場合（図２９参照）に比べて、溶接面（溶接部）を極めて小さくすることができる。このため、フレームとフィン部材との溶接（例えばロウ付け）時に発生したガスが溶接部から外部に排出され易くなるので、フィン部材とフレームとの溶接部におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。これにより、フレームからフィン部材への熱伝導を良好にすることができる。

　また、フレームに対し、ベースの表面及び裏面を溶接することなく、表面側フィン及び裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部を溶接することで、前述のように、熱交換器５１０に比べて、フレームのうち絶縁板が溶接される部位の強度を低くすることができる。これにより、フレームと絶縁板との収縮率（線膨張率）の差によって生じる反り（湾曲）を抑制することができる。

　なお、接合工程における溶接方法としては、例えば、フレームとフィン部材とをロウ付けする方法、フレームとフィン部材とをハンダ付けする方法、フレームとフィン部材との接合部を溶融させて接合する方法（レーザ溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等）などを挙げることができる。

　さらに、上記の熱交換器の製造方法であって、前記押出成形工程は、前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定であるフィン部材を、押出成形により一体成形し、前記配置工程は、同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置する工程であって、上記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記表面側フィンを、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずらして配置すると共に、上記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記裏面側フィンを、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずらして配置する熱交換器の製造方法とすると良い。

　上述の製造方法では、フィン延長方向に隣り合う（フィン延長方向に沿って延びる流路の上流側と下流側とに隣り合う）フィン部材の表面側フィンを、その配置間隔の半分だけフィン配列方向にずらして配置している。換言すれば、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の表面側フィンを、フィン配列方向にオフセットさせている。さらに、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の裏面側フィンも、その配置間隔の半分だけフィン配列方向にずらして配置している。換言すれば、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の裏面側フィンも、フィン配列方向にオフセットさせている。

　これにより、流路（例えば、フィン部材の表面側の流路）を流れる冷媒を、下流側に位置するフィン部材の上流側端面（例えば、表面側フィンの上流側端面）に衝突させて、表面側フィンまたは裏面側フィンによって分岐する２つの流路（例えば、表面側フィンを挟んでフィン配列方向に隣り合う２つの流路）と、ベースを挟んで反対側（例えば、裏面側）に位置する流路とに分流させることができる。このため、冷媒の流れに乱流を発生させて、境界層の形成を効果的に抑制することができる。これにより、熱交換器の内部を流れる冷媒を有効に活用して、高い冷却効果を得ることができる。

　さらに、前記の熱交換器の製造方法であって、前記押出成形工程は、前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定で、上記表面側フィンと上記裏面側フィンとが上記配置間隔の半分だけ前記フィン配列方向にずれて配置されたフィン部材を、押出成形により一体成形し、前記配置工程は、同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置する工程であって、複数の上記フィン部材を、前記ベースの前記表面及び前記裏面の向きを交互に反対にして、上記冷媒の流れ方向に真っ直ぐ一列に配列する熱交換器の製造方法とすると良い。

　上述の製造方法では、表面側フィンと裏面側フィンとがフィン配置間隔の半分だけフィン配列方向にずれて配置されたフィン部材を、押出成形により一体成形する。さらに、これらのフィン部材を、ベースの表面及び裏面の向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向（フィン延長方向）に真っ直ぐ一列に配列する。これにより、フィン延長方向に隣り合うフィン部材の表面側フィンと裏面側フィンとを、その配置間隔の半分だけフィン配列方向にずらして配置することができる。

　さらに、上記いずれかの熱交換器の製造方法であって、前記押出成形工程は、複数の前記表面側フィンが同一形状で、複数の前記裏面側フィンが同一形状で、上記表面側フィンの突出高さと上記裏面側フィンの突出高さとが異なるフィン部材を、押出成形により一体成形し、前記配置工程は、同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置する工程であって、複数の上記フィン部材を、前記ベースの前記表面及び前記裏面の向きを交互に反対にして、上記冷媒の流れ方向に配列する熱交換器の製造方法とすると良い。

　上述の製造方法では、複数の表面側フィンが互いに同一形状で、複数の裏面側フィンが互いに同一形状で、表面側フィンの突出高さと裏面側フィンの突出高さとが異なるフィン部材を、押出成形により一体成形する。さらに、これらのフィン部材を、ベースの表面及び裏面の向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向（フィン延長方向）に配列する。これにより、フィン延長方向に隣り合うフィン部材において、フィン部材のベースをオフセットさせる（ベースの表面に直交する方向にベースをずらして配置する）ことができる。このため、流路を流れる冷媒が、下流側に位置するフィン部材のベースの上流側端面に衝突し易くなり、ベースを挟んで表面側と裏面側に位置する２つの流路に、冷媒が分流し易くなる。これにより、冷媒の乱流を促進させて、境界層の形成を抑制することができるので、熱交換器の内部を流れる冷媒を有効に活用して、高い冷却効果を得ることができる。

　また、前記いずれかの熱交換器の製造方法であって、前記押出成形工程は、前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが前記ベースに関し対称なフィン部材を、押出成形により一体成形する熱交換器の製造方法とすると良い。

　上述の製造方法では、表面側フィンと裏面側フィンとがベースに関し対称なフィン部材を、押出成形により一体成形する。このようなフィン部材では、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が特に良好になる。その理由は、前述の通りである。
　また、上述のフィン部材を押出成形して冷却したとき、反りの発生（湾曲）を防止することができる。その理由は、前述の通りである。

　さらに、上記いずれかの熱交換器の製造方法であって、前記押出成形工程は、前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが前記フィン配列方向の同一側に傾斜して突出するフィン部材を、押出成形により一体成形し、前記配置工程は、同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に一列に配置する工程であって、上記複数のフィン部材を、互いに、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンが同一側に傾斜する向きで、上記フレームの内部に配置し、前記接合工程は、上記フレームを通じて、上記フレームの内部に位置する上記複数のフィン部材について、上記表面側フィンの前記先端部を前記ベースの前記表面側に押圧すると共に、上記裏面側フィンの前記先端部を前記ベースの前記裏面側に押圧し、上記ベースの上記フィン配列方向にかかる一端面を、上記フレームの上記フィン配列方向にかかる一側壁の平坦な内壁面に当接させた状態で、上記フレームと上記フィン部材とを溶接する熱交換器の製造方法とすると良い。

　上述の製造方法では、配置工程において、同一形状をなす複数のフィン部材を、互いにフィン延長方向を同一方向に向けて、フィン延長方向に沿った冷媒の流れ方向に一列に配置する。このような配置工程では、複数のフィン部材が、フィン配列方向（冷媒の流れ方向に直交する方向）に位置ズレすることなく、冷媒の流れ方向に真っ直ぐ一列に配列されることを要求されることがある。

　これに対し、上述の製造方法では、表面側フィンと裏面側フィンとがフィン配列方向の同一側に傾斜して突出するフィン部材を、押出成形により一体成形する。そして、これらのフィン部材を、互いに、表面側フィン及び裏面側フィンが同一側に傾斜する向きで、フレームの内部に配置する。その後、フレームの内部に配置した複数のフィン部材について、フレームを通じて、表面側フィンの先端部をベースの表面側に押圧すると共に、裏面側フィンの先端部をベースの裏面側に押圧する。

　これにより、表面側フィン及び裏面側フィンを圧縮変形させて、表面側フィン及び裏面側フィンの基端部（ベース側の部位、先端部の反対側の部位）を、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側に動かす力を作用することができる。これにより、ベースを、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側に移動させて、ベースのフィン配列方向（詳細には、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側）にかかる一端面を、フィン配列方向（詳細には、フィン配列方向のうち表面側フィン及び裏面側フィンが傾斜する側とは反対側）にかかるフレームの一側壁の平坦な内壁面に当接させることができる。

　これにより、冷媒の流れ方向に一列に配置した複数のフィン部材を、フレームの一側壁の平坦な内壁面に沿って、真っ直ぐ一列に配列することができる。上述の製造方法では、この状態で、フレームとフィン部材とを溶接するので、「複数のフィン部材が、フィン配列方向（冷媒の流れ方向に直交する方向）に位置ズレすることなく、冷媒の流れ方向に真っ直ぐ一列に配列された熱交換器」を製造することができる。

実施例１にかかる熱交換器の斜視図である。同熱交換器のフィン部材の斜視図である。実施例１にかかる押出成形工程を説明する図である。実施例１にかかる押出成形型の断面図である。実施例１にかかる押出成形工程を説明する図である。実施例１にかかる配置工程及び接合工程を説明する図（断面図）である。実施例１にかかる接合工程を説明する図であり、図６のＭ部拡大図に相当する。実施例１にかかる半導体装置の斜視図である。実施例２にかかる熱交換器の斜視図である。同熱交換器の断面図である。同熱交換器における冷媒（冷却水）の流れを説明する図である。実施例３にかかる熱交換器の斜視図である。同熱交換器のフィン部材の斜視図である。同熱交換器の断面図である。同熱交換器における冷媒（冷却水）の流れを説明する図である。実施例３にかかる押出成形工程を説明する図である。実施例４にかかる熱交換器の斜視図である。同熱交換器のフィン部材の斜視図である。同熱交換器における冷媒（冷却水）の流れを説明する図である。実施例４にかかる押出成形工程を説明する図である。実施例５にかかる熱交換器の斜視図である。同熱交換器のフィン部材の正面図である。同熱交換器の断面図である。実施例５にかかる押出成形工程を説明する図である。実施例５にかかる配置工程を説明する図である。実施例５にかかる配置工程を説明する図である。実施例５にかかる接合工程を説明する図である。本発明とは異なる熱交換器の断面図である。同熱交換器におけるボイドの発生を説明する図であり、図２８のＱ部拡大図に相当する。同熱交換器におけるフィン部材の反り（湾曲）の様子を示す図である。

（実施例１）
　次に、本発明の実施例１について、図面を参照しつつ説明する。
　本実施例１の熱交換器１０は、図１に示すように、外枠を形成するフレーム３０と、フレーム３０内に収容されたフィン部材２０とを備えている。フレーム３０とフィン部材２０とは、ロウ付けにより接合されている。
　なお、図１において、Ａ方向は、熱交換器１０の内部を流れる冷媒（例えば、水）の流れ方向を示している。また、Ｃ方向は、フィン部材２０のフィン延長方向、Ｄ方向は、フィン延長方向Ｃに直交する方向であって、フィン部材２０のフィン配列方向を示している。なお、Ａ方向は、Ｃ方向に沿った方向である。

　フィン部材２０は、アルミニウムからなり、図２に示すように、矩形平板状をなすベース２１と、ベース２１の表面２１ｂから突出する複数（本実施例１では１０個）の表面側フィン２２と、ベース２１の裏面２１ｃから突出する複数（本実施例１では１０個）の裏面側フィン２３とを有している。このフィン部材２０は、押出成形により一体成形されている。表面側フィン２２は、押出成形の押出方向に沿ったフィン延長方向Ｃに延びる矩形平板状をなし、フィン延長方向Ｃに直交するフィン配列方向Ｄに一定の間隙をあけて一列に配置されている。裏面側フィン２３も、フィン延長方向Ｃに延びる矩形平板状（表面側フィン２２と同一形状）をなし、フィン延長方向Ｃに直交するフィン配列方向Ｄに一定の間隙をあけて一列に配置されている。

　なお、表面側フィン２２の配置間隔（ピッチ）と裏面側フィン２３の配置間隔（ピッチ）とは、等しい配置間隔Ｐとされている。また、表面側フィン２２の厚みと裏面側フィン２３の厚みとは、等しい厚みＷとされている。このフィン部材２０では、フィン配列方向Ｄに隣り合う表面側フィン２２の間、及びフィン配列方向Ｄに隣り合う裏面側フィン２３の間に、一定の幅を有し、フィン延長方向Ｃに沿った冷媒の流れ方向Ａへと冷媒を導く冷媒の流路２５が形成される。

　このようなフィン部材２０では、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が良好になる。その理由は、表面側フィン２２と裏面側フィン２３のベース２１からの突出高さの合計（Ｈ１＋Ｈ２）を、フィン５２２の突出高さＨと等しくする（フィンの厚みＷは等しいとする）ことで、フィン部材による冷却性能を同等にすることができる一方、表面側フィン２２及び裏面側フィン２３のそれぞれの突出高さＨ１，Ｈ２を、フィン５２２の突出高さＨよりも低くすることができるからである。これにより、フィン部材を成形する押出成形型（詳細には、押出成形型のうちフィンを成形する部位）の強度を高めることができるので、押出成形時に押出成形型が変形するのが抑制され、フィン部材の成形性が良好になる。

　しかも、本実施例１のフィン部材２０は、表面側フィン２２と裏面側フィン２３とがベース２１に関し対称（図２において上下対称）な形態である。このようなフィン部材２０では、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が特に良好になる。その理由は、表面側フィン２２と裏面側フィン２３のベースからの突出高さの合計（Ｈ１＋Ｈ２）を、フィン５２２の突出高さＨと等しくする（フィンの厚みＷは等しいとする）ことで、フィン部材による冷却性能を同等にすることができる一方、表面側フィン２２及び裏面側フィン２３のそれぞれの突出高さＨ１，Ｈ２を、フィン５２２の突出高さＨの半分にすることができるからである。これにより、フィン部材を成形する押出成形型（詳細には、押出成形型のうちフィンを成形する部位）の強度を高めることができるので、押出成形時に押出成形型が変形するのが抑制され、フィン部材の成形性が良好になる。

　また、本実施例１のフィン部材２０は、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反り（湾曲）が抑制されたフィン部材となる。フィン部材を押出成形して冷却したとき、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反りの発生（湾曲）を抑制することができるからである。その理由は、本実施例１のフィン部材２０では、冷えにくいベース２１の両側（表面２１ｂ側と裏面２１ｃ側）に、冷えやすいフィン（表面側フィン２２と裏面側フィン２３）を配置しているからである。これにより、ベース２１の表面２１ｂ側と裏面２１ｃ側とで、フィン部材の冷えやすさ（冷却速度）の差が小さくなるので、フィン部材の反り（湾曲）を抑制することができる。

　特に、本実施例１では、フィン部材２０を、表面側フィン２２と裏面側フィン２３とがベース２１に関し対称（図２において上下対称）な形態としている。すなわち、同一形状（従って、冷えやすさが同等）の表面側フィン２２と裏面側フィン２３を、ベース２１について対称な位置に配置している。これにより、ベース２１の表面２１ｂ側と裏面２１ｃ側とで、フィン部材の冷えやすさが同等になるので、フィン部材の反り（湾曲）を防止することができる。従って、本実施例１のフィン部材２０は、反り（湾曲）が防止されたフィン部材となる。

　フレーム３０は、矩形平板状をなすアルミニウム製の第１フレーム部材３１と、断面コ字状をなすアルミニウム製の第２フレーム部材３２とを有している（図１、図６参照）。第１フレーム部材３１と第２フレーム部材３２とは、ロウ付けにより接合されている。これにより、フレーム３０は、矩形筒状をなす。このフレーム３０では、長手方向（Ａ方向に一致する方向）の一端が、冷媒を導入する導入口３０ａとなり、長手方向（Ａ方向に一致する方向）の他端が、冷媒を排出する排出口３０ｂとなる。

　さらに、本実施例１の熱交換器１０では、フィン部材２０が、表面側フィン２２の先端部２２ｂにおいて、フレーム３０の第１フレーム部材３１に溶接（本実施例１ではロウ付け）されている（図７参照）。すなわち、フレーム３０に対し、ベース２１の表面２１ｂ及び裏面２１ｃが溶接されることなく、表面側フィン２２の先端部２２ｂが溶接（本実施例１ではロウ付け）されている。

　これにより、フレーム５３０に対し、ベース５２１の表面５２１ｂ全体を溶接（例えばロウ付け）する場合（図２９参照）に比べて、溶接面（溶接部８１）を極めて小さくすることができる。このため、フレーム３０とフィン部材２０との溶接（例えばロウ付け）時には、発生したガス８１が溶接部８０から外部に排出され易くなるので、フィン部材２０とフレーム３０との溶接部８０におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。従って、本実施例１の熱交換器１０は、フィン部材２０とフレーム３０との溶接部８０におけるボイドの発生が抑制された熱交換器となる。これにより、フレーム３０からフィン部材２０への熱伝導を良好にすることができる。

　本実施例１の熱交換器１０は、例えば、半導体素子の冷却に用いることができる。具体的には、例えば、図８に示すように、熱交換器１０と、第１フレーム部材３１の外面３１ｆの４箇所に配置された絶縁板６０と、絶縁板６０の表面に配置された半導体素子７１～７４とにより、半導体装置１を構成する。絶縁板６０は、電気絶縁性を有する部材（例えば、アルミナ等のセラミック）からなり、矩形平板状をなしている。４個の絶縁板６０は、等しい間隙をあけて、第１フレーム部材３１の長手方向（Ａ方向に一致する方向）に一列に並んでいる。これらの絶縁板６０は、ロウ付けにより、第１フレーム部材３１の外面３１ｆに接合されている。半導体素子７１～７４は、絶縁板６０の表面にハンダ付けされている。

　ところで、絶縁板６０とフレーム３０（第１フレーム部材３１）とでは、線膨張率が異なる。具体的には、例えば、アルミナからなる絶縁板６０を用いた場合、その線膨張率は約７×１０^－６／℃である。一方、アルミニウムからなるフレーム３０（第１フレーム部材３１）の線膨張率は、約２３×１０^－６／℃である。この例の場合、フレーム３０（第１フレーム部材３１）の線膨張率は、絶縁板６０の線膨張率の３倍以上となる。

　このため、アルミナからなる絶縁板とアルミニウムからなるフレーム（第１フレーム部材）との溶接（例えばロウ付け）時に、フレーム及び絶縁板が加熱された後冷却されたとき、フレームと絶縁板との収縮率（線膨張率）の差によって、反り（湾曲）が生じることがあった。特に、熱交換器５１０（図２８参照）では、フレーム５３０の第１フレーム部材５３１とフィン部材５２０のベース５２１とが溶接（例えばロウ付け）により一体になっていることから、フレームのうち絶縁板が溶接される部位の強度が高くなっている。これにより、上述のような反り（湾曲）が生じ易くなっていた。

　これに対し、本実施例１の熱交換器１０では、前述のように、フレーム３０に対し、ベース２１の表面２１ｂ及び裏面２１ｃが溶接されることなく、表面側フィン２２の先端部２２ｂが溶接（本実施例１ではロウ付け）されている（図６参照）。これにより、熱交換器５１０に比べて、フレームのうち絶縁板が溶接される部位の強度が低くなるので、上述のような反り（湾曲）を抑制することができる。なお、図６は、熱交換器１０をＡ方向に直交する方向に切断した断面図である。

　ここで、本実施例１の熱交換器１０による冷却作用を、半導体装置１（図８参照）について説明する。半導体素子７１～７４は、使用に伴って発熱する。これらの熱は、絶縁板６０を通じて、フレーム３０（第１フレーム部材３１）に伝えられ、さらに、フレーム３０の内部に収納されているフィン部材２０の表面側フィン２２及び裏面側フィン２３に伝えられる。

　フレーム３０の内部には、図８に矢印で示すように、導入口３０ａを通じて冷媒（例えば、水）が連続的に導入される。フレーム３０の内部に導入された冷媒は、フィン配列方向Ｄに沿った方向に隣り合う表面側フィン２２の間及び裏面側フィン２３の間に形成される流路２５を、Ａ方向（フィン延長方向Ｃに沿った方向）に流れてゆく。

　これにより、フィン部材２０の表面側フィン２２の間及び裏面側フィン２３は、流路２５を流れる冷媒と熱交換を行うことができる。すなわち、半導体素子７１～７４から表面側フィン２２の間及び裏面側フィン２３に伝えられた熱を、流路２５を流れる冷媒に放出することができる。流路２５を流れつつ表面側フィン２２の間及び裏面側フィン２３の熱を吸収した冷媒は、排出口３０ｂを通じてフレーム３０の外部に排出される。このようにして、発熱した半導体素子７１～７４を、適切に冷却することができる。

　次に、本実施例１にかかる熱交換器１０の製造方法について説明する。
　まず、押出成形工程において、フィン部材２０を押出成形により一体成形する。具体的には、図３に示すように、貫通孔５１ｂを有する押出成形型５１を備える押出成形機５０を用いて、加熱により軟化させたアルミニウムを押出し、冷却して、フィン部材２０を一体成形する。これにより、矩形平板状をなすベース２１と、ベース２１の表面２１ｂから突出する複数（本実施例１では１０個）の表面側フィン２２と、ベース２１の裏面２１ｃから突出する複数（本実施例１では１０個）の裏面側フィン２３とを有するフィン部材２０を得ることができる。なお、押出成形型５１の貫通孔５１ｂは、図４に示すように、フィン部材２０の断面（フィン部材２０をフィン延長方向Ｃに直交する方向に切断した断面、図６参照）に対応する形状をなしている。

　このような形態のフィン部材２０を押出成形するのは、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）を押出成形する場合に比べて、成形性を良好にすることができる。その理由は、表面側フィン２２と裏面側フィン２３のベース２１からの突出高さの合計（Ｈ１＋Ｈ２）を、フィン５２２の突出高さＨと等しくする（フィンの厚みＷは等しいとする）ことで、フィン部材による冷却性能を同等にすることができる一方、表面側フィン２２及び裏面側フィン２３のそれぞれの突出高さＨ１，Ｈ２を、フィン５２２の突出高さＨよりも低くすることができるからである。特に、本実施例１では、フィン部材２０を、表面側フィン２２と裏面側フィン２３とがベース２１に関し対称（図２において上下対称）な形態とすることで、表面側フィン２２及び裏面側フィン２３のそれぞれの突出高さＨ１，Ｈ２を、フィン５２２の突出高さＨの半分にすることができる。これにより、押出成形型５１のうちフィンを成形する部位５１ｃの長さを短く（フィン部材５２０の押出成形型の半分に）できるので、押出成形型５１の強度を高めることができる。このため、押出成形時に押出成形型５１が変形するのが抑制され、フィン部材２０の成形性が良好になる。

　また、フィン部材２０を、上述のような形態とすることで、アルミニウムを押出して冷却したとき、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反りの発生（湾曲）を抑制することができる（図５参照）。その理由は、本実施例１のフィン部材２０では、冷えにくいベース２１の両側（表面２１ｂ側と裏面２１ｃ側）に、冷えやすいフィン（表面側フィン２２と裏面側フィン２３）を配置しているからである。特に、本実施例１では、フィン部材２０を、表面側フィン２２と裏面側フィン２３とがベース２１に関し対称（図２において上下対称）な形態としている。すなわち、同一形状（従って、冷えやすさが同等）の表面側フィン２２と裏面側フィン２３を、ベース２１について対称な位置に配置している。これにより、ベース２１の表面２１ｂ側と裏面２１ｃ側とで、フィン部材の冷えやすさが同等になるので、図５に示すように、フィン部材２０の反り（湾曲）を防止することができる。

　また、アルミニウム製で矩形平板状の第１フレーム部材３１と、アルミニウム製で断面コの字状の第２フレーム部材３２とを用意する。なお、第２フレーム部材３２は、矩形平板状のアルミニウム板を、コの字状にプレス加工することで製造できる。

　次に、配置工程に進み、図６に示すように、フィン部材２０を、第１フレーム部材３１と第２フレーム部材３２とからなるフレーム３０の内部に配置する。具体的には、４つのフィン部材２０を、第２フレーム部材３２の底面３２ｈ上に一列に配置する。詳細には、４つのフィン部材２０を、互いにフィン延長方向Ｃを同一方向に向けて、フィン延長方向Ｃに沿った冷媒の流れ方向Ａに、一定の間隙をあけて一列に配置する（図１参照）。その後、第１フレーム部材３１で蓋をするように、第１フレーム部材３１を第２フレーム部材の上端面３２ｄ上に配置する（図６参照）。このとき、表面側フィン２２の先端部２２ｂと第１フレーム部材３１の内面３１ｈとが接触する。なお、第１フレーム部材３１の内面３１ｈ及び第２フレーム部材の上端面３２ｄには、予めロウ材（融点６００℃）が塗布されている。

　その後、接合工程に進み、配置工程においてフィン部材２０、第１フレーム部材３１、及び第２フレーム部材３２を組み合わせたもの（組み合わせ体）を、電気炉（図示なし）内に収容する。次いで、電気炉内の温度を６００℃にまで上昇させて、ロウ材を溶融させる。その後、組み合わせ体を電気炉内から取り出し、冷却して、ロウ材を硬化させる。これにより、フィン部材２０、第１フレーム部材３１、及び第２フレーム部材３２を、ロウ付けにより接合することができる。このようにして、本実施例１の熱交換器１０が完成する。

　ところで、本実施例１では、フィン部材２０を、表面側フィン２２の先端部２２ｂにおいて、フレーム３０の第１フレーム部材３１に溶接（本実施例１ではロウ付け）している（図６、図７参照）。すなわち、フレーム３０に対し、ベース２１の表面２１ｂ及び裏面２１ｃを溶接することなく、表面側フィン２２の先端部２２ｂを溶接（本実施例１ではロウ付け）している。

　これにより、フレーム５３０に対し、ベース５２１の表面５２１ｂ全体を溶接（例えばロウ付け）する場合（図２９参照）に比べて、溶接面（溶接部８１）を極めて小さくすることができる。このため、図７に示すように、フレーム３０とフィン部材２０との溶接（例えばロウ付け）時に、発生したガス８１が溶接部８０から外部に排出され易くなるので、フィン部材２０とフレーム３０との溶接部８０におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。これにより、本実施例１の熱交換器１０では、フレーム３０からフィン部材２０への熱伝導を良好にすることができる。

（実施例２）
　次に、本発明の実施例２について、図面を参照しつつ説明する。
　本実施例２の熱交換器１１０（図９参照）は、実施例１の熱交換器１０と比較して、フィン部材２０の配列形態が異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。

　本実施例２の熱交換器１１０では、実施例１の熱交換器１０と同様に、４つのフィン部材２０を、互いにフィン延長方向Ｃを同一方向に向けて、フィン延長方向Ｃに沿った冷媒の流れ方向Ａに、一定の間隙をあけて一列に配置している（図９参照）。しかしながら、実施例１の熱交換器１０と異なり、フィン延長方向Ｃ（図１０において上下方向）に隣り合うフィン部材２０を、フィン配列方向Ｄ（図１０において左右方向）にずらして配置している（図９及び図１０参照）。なお、図１０は、熱交換器１１０を、第１フレーム部材３１とフィン部材２０のベース２１との間の位置で、冷媒の流れ方向Ａに沿って切断した断面図である。

　詳細には、フィン延長方向Ｃに隣り合う（フィン延長方向Ｄに沿って延びる流路２５の上流側（図１０において下側）と下流側（図１０において上側）とに隣り合う）フィン部材２０の表面側フィン２２が、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄ（図１０において左右方向）にずれて配置されている。換言すれば、フィン延長方向Ｃ（図１０において上下方向）に隣り合うフィン部材２０の表面側フィン２２が、フィン配列方向Ｄにオフセットされている。同様に、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材２０の裏面側フィン２３も、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄにずれて配置されている。換言すれば、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材２０の裏面側フィン２３も、フィン配列方向Ｄにオフセットされている。

　これに対し、本実施例２の熱交換器１１０では、上述のように、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材２０の表面側フィン２２が、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄ（図１０において左右方向）にずれて配置されている。同様に、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材２０の裏面側フィン２３も、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄにずれて配置されている。

　これにより、図１０及び図１１に矢印で示すように、フィン部材２０のベース２１の表面２１ｂ側の流路２５を流れる冷媒を、下流側（図１０において上側）に位置するフィン部材２０の表面側フィン２２の上流側端面２２ｃに衝突させて、表面側フィン２２によって分岐する２つの流路２５ｂ，２５ｃ（表面側フィン２２を挟んでフィン配列方向Ｄに隣り合う２つの流路２５ｂ，２５ｃ）と、ベース２１を挟んで裏面２１ｃ側に位置する流路２５ｄ，２５ｅ（図１１参照）とに分流させることができる。これにより、冷媒の流れに乱流を発生させて、境界層の形成を効果的に抑制することができる。さらに、フィン部材２０のベース２１の裏面２１ｂ側の流路２５を流れる冷媒についても、ベース２１の表面２１ｂ側の流路２５を流れる冷媒と同様にして、冷媒の流れに乱流を発生させて、境界層の形成を効果的に抑制することができる。これにより、熱交換器１１０の内部を流れる冷媒を有効に活用して、高い冷却効果を得ることができる。

　次に、本実施例２にかかる熱交換器１１０の製造方法について説明する。
　まず、実施例１と同様に、押出成形工程において、フィン部材２０を押出成形により一体成形する（図３参照）。また、実施例１と同様に、アルミニウム製で矩形平板状の第１フレーム部材３１と、アルミニウム製で断面コの字状の第２フレーム部材３２とを用意する。

　次に、配置工程に進み、図９及び図１０に示すように、フィン部材２０を、第１フレーム部材３１と第２フレーム部材３２とからなるフレーム３０の内部に配置する。具体的には、４つのフィン部材２０を、第２フレーム部材３２の底面３２ｈ上に一列に配置する。詳細には、４つのフィン部材２０を、互いにフィン延長方向Ｃを同一方向に向けて、フィン延長方向Ｃに沿った冷媒の流れ方向Ａに、一定の間隙をあけて一列に配置する（図９及び図１０参照）。

　但し、フィン延長方向Ｃ（図１０において上下方向）に隣り合うフィン部材２０を、フィン配列方向Ｄ（図１０において左右方向）にずらして配置する（図９及び図１０参照）。詳細には、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材２０の表面側フィン２２及び裏面側フィン２３が、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄ（図１０において左右方向）にずれるように、４つのフィン部材２０をフィン延長方向Ｃに配列する。その後、第１フレーム部材３１で蓋をするように、第１フレーム部材３１を第２フレーム部材の上端面３２ｄ上に配置する（図９参照）。このとき、表面側フィン２２の先端部２２ｂと第１フレーム部材３１の内面３１ｈとが接触する。なお、第１フレーム部材３１の内面３１ｈ及び第２フレーム部材の上端面３２ｄには、予めロウ材（融点６００℃）が塗布されている。

　その後、接合工程に進み、実施例１と同様にして、フィン部材２０、第１フレーム部材３１、及び第２フレーム部材３２を、ロウ付けにより接合する。このようにして、本実施例２の熱交換器１１０が完成する。

　本実施例２の熱交換器１１０も、実施例１の熱交換器１０と同様にして、半導体素子の冷却に用いることができる。具体的には、例えば、第１フレーム部材３１の外面３１ｆに、絶縁板６０を挟んで半導体素子７１～７４を配置（図８参照）して、半導体装置を構成する。これにより、熱交換器１１０によって半導体素子７１～７４を冷却することができる。

（実施例３）
　次に、本発明の実施例３について、図面を参照しつつ説明する。
　本実施例３の熱交換器２１０（図１２参照）は、実施例１の熱交換器１０と比較して、フィン部材及びその配列形態が異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。

　本実施例３のフィン部材２２０は、アルミニウムからなり、矩形平板状をなすベース２２１と、ベース２２１の表面２２１ｂから突出する複数（本実施例３では１０個）の表面側フィン２２２と、ベース２２１の裏面２２１ｃから突出する複数（本実施例３では１０個）の裏面側フィン２２３とを有している（図１３参照）。このフィン部材２２０も、実施例１のフィン部材２０と同様に、押出成形により一体成形されている。
　但し、このフィン部材２２０では、図１３に示すように、実施例１のフィン部材２０と異なり、表面側フィン２２２と裏面側フィン２２３とが、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄにずれて配置されている。

　本実施例３の熱交換器で２１０では、上述の形態のフィン部材２２０を、ベース２２１の表面２２１ｂ及び裏面２２１ｃの向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向Ａ（フィン延長方向Ｃ）に真っ直ぐ一列に配列している（図１２、図１４参照）。これにより、フィン延長方向Ｃ（図１４において上下方向）に隣り合うフィン部材２２０の表面側フィン２２２と裏面側フィン２２３とを、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄ（図１４において左右方向）にずらして配置させることができる。なお、図１４は、熱交換器２１０を、第１フレーム部材３１とフィン部材２２０のベース２２１との間の位置で、冷媒の流れ方向Ａに沿って切断した断面図である。

　これにより、図１４及び図１５に矢印で示すように、フィン部材２２０のベース２２１の裏面２２１ｃ側の流路２２５を流れてきた冷媒を、下流側（図１４において上側）に位置するフィン部材２２０の表面側フィン２２２の上流側端面２２２ｃに衝突させて、表面側フィン２２２によって分岐する２つの流路２２５ｂ，２２５ｃ（表面側フィン２２２を挟んでフィン配列方向Ｄに隣り合う２つの流路２２５ｂ，２２５ｃ）と、ベース２２１を挟んで裏面２２１ｃ側に位置する流路２２５ｄ（図１５参照）とに分流させることができる。これにより、冷媒の流れに乱流を発生させて、境界層の形成を効果的に抑制することができる。さらに、フィン部材２２０のベース２２１の表面２２１ｂ側の流路２２５を流れてきた冷媒についても、ベース２２１の裏面２２１ｃ側の流路２２５を流れてきた冷媒と同様に、冷媒の流れに乱流を発生させて、境界層の形成を効果的に抑制することができる。これにより、熱交換器２１０の内部を流れる冷媒を有効に活用して、高い冷却効果を得ることができる。

　しかも、本実施例３のフィン部材２２０では、ベース２２１について表面側フィン２２２と対称な位置（図１３及び図１５において真下の位置）に裏面側フィン２２３が存在せず、さらには、ベース２２１について裏面側フィン２２３と対称な位置（図１３及び図１５において真上の位置）に表面側フィン２２２が存在しない。このため、ベースについて表面側フィンと対称な位置に裏面側フィンが存在するフィン部材（例えば、フィン部材２０）を用いた熱交換器（例えば、実施例２の熱交換器１１０）と比べて、流路２２５（例えば、フィン部材２２０のベース２２１の裏面２２１ｃ側の流路２２５）を流れてきた冷媒が下流側に位置するフィン部材２２０の上流側端面（例えば、表面側フィン２２２の上流側端面２２２ｃ）に衝突したとき、ベース２２１を挟んで反対側（例えば、裏面２２１ｃ側）に位置する流路２２５に、冷媒が分流し易くなる。これにより、冷媒の乱流を促進させて、境界層の形成をより一層抑制することができる。

　なお、本実施例３のフィン部材２２０では、表面側フィン２２２及び裏面側フィン２２３を有しているので、実施例１のフィン部材２０と同様に、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が良好になる。その理由は、フィン部材２２０を成形する押出成形型２５１（詳細には、押出成形型２５１のうちフィンを成形する部位、図１６参照）の強度を高めることができるので、押出成形時に押出成形型２５１が変形するのを抑制できるからである。

　さらに、本実施例３のフィン部材２２０は、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反り（湾曲）が抑制されたフィン部材となる。フィン部材を押出成形して冷却したとき、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反りの発生（湾曲）を抑制することができるからである。その理由は、フィン部材２２０では、冷えにくいベース２２１の両側（表面２２１ｂ側と裏面２２１ｃ側）に、冷えやすいフィン（表面側フィン２２２と裏面側フィン２２３）を配置しているからである。これにより、ベース２２１の表面２２１ｂ側と裏面２２１ｃ側とで、フィン部材の冷えやすさ（冷却速度）の差が小さくなるので、フィン部材の反り（湾曲）を抑制することができる。

　さらに、本実施例３の熱交換器２１０では、フィン部材２２０が、表面側フィン２２２の先端部２２２ｂにおいて、フレーム３０の第１フレーム部材３１に溶接（ロウ付け）されている。すなわち、フレーム３０に対し、ベース２２１の表面２２１ｂ及び裏面２２１ｃが溶接されることなく、表面側フィン２２２の先端部２２２ｂが溶接（ロウ付け）されている。これにより、フレーム３０とフィン部材２２０との溶接（例えばロウ付け）時には、発生したガスが溶接部から外部に排出され易くなるので、フィン部材２２０とフレーム３０との溶接部におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。

　次に、本実施例３にかかる熱交換器２１０の製造方法について説明する。
　まず、押出成形工程において、フィン部材２２０を押出成形により一体成形する。具体的には、図１６に示すように、貫通孔２５１ｂを有する押出成形型２５１を備える押出成形機２５０を用いて、加熱により軟化させたアルミニウムを押出し、冷却して、フィン部材２２０を一体成形する。これにより、フィン配列方向Ｄにかかる表面側フィン２２２の配置間隔Ｐと裏面側フィン２２３の配置間隔Ｐとが等しく一定で、表面側フィン２２２と裏面側フィン２２３とが配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄにずれて配置されたフィン部材２２０（図１３参照）を得ることができる。なお、押出成形型２５１の貫通孔２５１ｂは、フィン部材２２０の断面（フィン部材２２０をフィン延長方向Ｃに直交する方向に切断した断面）に対応する形状をなしている。

　また、実施例１と同様に、アルミニウム製で矩形平板状の第１フレーム部材３１と、アルミニウム製で断面コの字状の第２フレーム部材３２とを用意する。
　次に、配置工程に進み、図１２及び図１４に示すように、フィン部材２２０を、第１フレーム部材３１と第２フレーム部材３２とからなるフレーム３０の内部に配置する。具体的には、４つのフィン部材２２０を、第２フレーム部材３２の底面３２ｈ上に一列に配置する。詳細には、４つのフィン部材２０を、互いにフィン延長方向Ｃを同一方向に向けて、フィン延長方向Ｃに沿った冷媒の流れ方向Ａに、一定の間隙をあけて一列に配置する（図１２及び図１４参照）。

　但し、４つのフィン部材２２０を、ベース２２１の表面２２１ｂ及び裏面２２１ｃの向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向Ａ（フィン延長方向Ｃ）に真っ直ぐ一列に配列する（図１２、図１４参照）。これにより、フィン延長方向Ｃ（図１４において上下方向）に隣り合うフィン部材２２０の表面側フィン２２２と裏面側フィン２２３とを、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄ（図１４において左右方向）にずらして配置させることができる。

　その後、第１フレーム部材３１で蓋をするように、第１フレーム部材３１を第２フレーム部材の上端面３２ｄ上に配置する（図１２参照）。このとき、表面側フィン２２２の先端部２２２ｂと第１フレーム部材３１の内面３１ｈとが接触する。なお、第１フレーム部材３１の内面３１ｈ及び第２フレーム部材の上端面３２ｄには、予めロウ材（融点６００℃）が塗布されている。その後、接合工程に進み、実施例１と同様にして、フィン部材２２０、第１フレーム部材３１、及び第２フレーム部材３２を、ロウ付けにより接合する。このようにして、本実施例３の熱交換器２１０が完成する。

　本実施例３の熱交換器２１０も、実施例１の熱交換器１０と同様にして、半導体素子の冷却に用いることができる。具体的には、例えば、第１フレーム部材３１の外面３１ｆに、絶縁板６０を挟んで半導体素子７１～７４を配置（図８参照）して、半導体装置を構成する。これにより、熱交換器２１０によって半導体素子７１～７４を冷却することができる。

（実施例４）
　次に、本発明の実施例４について、図面を参照しつつ説明する。
　本実施例４の熱交換器３１０は、実施例１の熱交換器１０と比較して、フィン部材及びその配列形態が異なり、その他については同様である（図１７参照）。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。

　本実施例４のフィン部材３２０は、アルミニウムからなり、矩形平板状をなすベース３２１と、ベース３２１の表面３２１ｂから突出する複数（本実施例４では１０個）の表面側フィン３２２と、ベース３２１の裏面３２１ｃから突出する複数（本実施例４では１０個）の裏面側フィン３２３とを有している（図１８参照）。このフィン部材３２０も、実施例１のフィン部材２０と同様に、押出成形により一体成形されている。
　このフィン部材３２０では、図１８に示すように、実施例１のフィン部材２０と比較して、表面側フィン３２２の突出高さＨ１と裏面側フィン３２３の突出高さＨ２とが異なる（Ｈ１＜Ｈ２）点のみが異なっている。

　本実施例４の熱交換器で３１０では、上述の形態のフィン部材３２０を、ベース３２１の表面３２１ｂ及び裏面３２１ｃの向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向Ａ（フィン延長方向Ｃ）に一列に配列している（図１７、図１９参照）。これにより、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材３２０において、フィン部材３２０のベース３２１をオフセットさせることができる。詳細には、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材３２０において、ベース３２１の表面３２１ｂに直交する方向（図１７及び図１９において上下方向）にベース３２１をずらして配置することができる。なお、図１９は、図１７において配列されている複数のフィン部材３２０の一部分を拡大した図である。

　これにより、図１９に矢印で示すように、流路３２５を流れる冷媒を、下流側（図１９において右斜め上側）に位置するフィン部材３２０のベース３２１の上流側端面３２１ｄに衝突させて、ベース３２１を挟んで表面３２１ｂ側と裏面３２１ｃ側に位置する２つの流路３２５ｂ，３２５ｃに、冷媒を分流させることができる。これにより、冷媒の乱流を促進させて、境界層の形成を抑制することができる。従って、熱交換器３１０の内部を流れる冷媒を有効に活用して、高い冷却効果を得ることができる。

　なお、本実施例４のフィン部材３２０では、表面側フィン３２２及び裏面側フィン３２３を有しているので、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が良好になる。その理由は、フィン部材３２０を成形する押出成形型３５１（詳細には、押出成形型３５１のうちフィンを成形する部位、図２０参照）の強度を高めることができるので、押出成形時に押出成形型３５１が変形するのを抑制できるからである。

　さらに、本実施例４のフィン部材３２０は、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反り（湾曲）が抑制されたフィン部材となる。フィン部材を押出成形して冷却したとき、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反りの発生（湾曲）を抑制することができるからである。その理由は、フィン部材３２０では、冷えにくいベース３２１の両側（表面３２１ｂ側と裏面３２１ｃ側）に、冷えやすいフィン（表面側フィン３２２と裏面側フィン３２３）を配置しているからである。これにより、ベース３２１の表面３２１ｂ側と裏面３２１ｃ側とで、フィン部材の冷えやすさ（冷却速度）の差が小さくなるので、フィン部材の反り（湾曲）を抑制することができる。

　さらに、本実施例４の熱交換器３１０では、フィン部材３２０が、表面側フィン３２２の先端部３２２ｂにおいて、フレーム３０の第１フレーム部材３１に溶接（ロウ付け）されている。すなわち、フレーム３０に対し、ベース３２１の表面３２１ｂ及び裏面３２１ｃが溶接されることなく、表面側フィン３２２の先端部３２２ｂが溶接（ロウ付け）されている。これにより、フレーム３０とフィン部材３２０との溶接（例えばロウ付け）時には、発生したガスが溶接部から外部に排出され易くなるので、フィン部材３２０とフレーム３０との溶接部におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。

　次に、本実施例４にかかる熱交換器３１０の製造方法について説明する。
　まず、押出成形工程において、フィン部材３２０を押出成形により一体成形する。具体的には、図２０に示すように、貫通孔３５１ｂを有する押出成形型３５１を備える押出成形機３５０を用いて、加熱により軟化させたアルミニウムを押出し、冷却して、フィン部材３２０を一体成形する。これにより、フィン配列方向Ｄにかかる表面側フィン３２２の配置間隔Ｐと裏面側フィン３２３の配置間隔Ｐとが等しく一定で、表面側フィン３２２の突出高さＨ１と裏面側フィン３２３の突出高さＨ２とが異なる（Ｈ１＜Ｈ２）フィン部材３２０（図１８参照）を得ることができる。なお、押出成形型３５１の貫通孔３５１ｂは、フィン部材３２０の断面（フィン部材３２０をフィン延長方向Ｃに直交する方向に切断した断面）に対応する形状をなしている。

　また、実施例１と同様に、アルミニウム製で矩形平板状の第１フレーム部材３１と、アルミニウム製で断面コの字状の第２フレーム部材３２とを用意する。
　次に、配置工程に進み、図１７に示すように、フィン部材３２０を、第１フレーム部材３１と第２フレーム部材３２とからなるフレーム３０の内部に配置する。具体的には、４つのフィン部材３２０を、第２フレーム部材３２の底面３２ｈ上に一列に配置する。詳細には、４つのフィン部材３２０を、互いにフィン延長方向Ｃを同一方向に向けて、フィン延長方向Ｃに沿った冷媒の流れ方向Ａに、一定の間隙をあけて一列に配置する（図１７参照）。

　但し、フィン部材３２０を、ベース３２１の表面３２１ｂ及び裏面３２１ｃの向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向Ａ（フィン延長方向Ｃ）に一列に配列する（図１７、図１９参照）。これにより、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材３２０において、フィン部材３２０のベース３２１をオフセットさせることができる。詳細には、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材３２０において、ベース３２１の表面３２１ｂに直交する方向（図１７及び図１９において上下方向）にベース３２１をずらして配置することができる。

　その後、第１フレーム部材３１で蓋をするように、第１フレーム部材３１を第２フレーム部材の上端面３２ｄ上に配置する（図１７参照）。このとき、表面側フィン３２２の先端部３２２ｂと第１フレーム部材３１の内面３１ｈとが接触する。なお、第１フレーム部材３１の内面３１ｈ及び第２フレーム部材の上端面３２ｄには、予めロウ材（融点６００℃）が塗布されている。その後、接合工程に進み、実施例１と同様にして、フィン部材３２０、第１フレーム部材３１、及び第２フレーム部材３２を、ロウ付けにより接合する。このようにして、本実施例４の熱交換器３１０が完成する。

　本実施例４の熱交換器３１０も、実施例１の熱交換器１０と同様にして、半導体素子の冷却に用いることができる。具体的には、例えば、第１フレーム部材３１の外面３１ｆに、絶縁板６０を挟んで半導体素子７１～７４を配置（図８参照）して、半導体装置を構成する。これにより、熱交換器３１０によって半導体素子７１～７４を冷却することができる。

（実施例５）
　次に、本発明の実施例５について、図面を参照しつつ説明する。
　本実施例５の熱交換器４１０（図２１参照）は、実施例１の熱交換器１０と比較して、フィン部材が異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。

　本実施例５のフィン部材４２０は、アルミニウムからなり、矩形平板状をなすベース４２１と、ベース４２１の表面４２１ｂから突出する複数（本実施例５では１０個）の表面側フィン４２２と、ベース４２１の裏面４２１ｃから突出する複数（本実施例５では１０個）の裏面側フィン４２３とを有している（図２２参照）。このフィン部材４２０も、実施例１のフィン部材２０と同様に、押出成形により一体成形されている。

　このフィン部材４２０では、図２２に示すように、実施例１のフィン部材２０と比較して、表面側フィン４２２と裏面側フィン４２３とが、フィン配列方向Ｄの同一側（図２２において右側）に傾斜して突出している点が異なっている。具体的には、表面側フィン４２２は、ベース４２１の表面４２１ｂに直交する方向（図２２において垂直方向上方）に対し斜め方向（図２２において斜め右上方）に突出している。また、裏面側フィン４２３は、ベース４２１の裏面４２１ｃに直交する方向（図２２において垂直方向下方）に対し斜め方向（図２２において斜め右下方）に突出している。また、表面側フィン４２２の突出高さＨ１と裏面側フィン４２３の突出高さＨ２とは等しいが、実施例１のフィン部材２０の突出高さＨ１，Ｈ２よりも僅かに高くなっている。

　本実施例５の熱交換器で４１０では、複数（本実施例５でも４個）のフィン部材４２０が、互いに、表面側フィン４２２及び裏面側フィン４２３が同一側に傾斜する向きで配置されている（図２１参照）。そして、各々のフィン部材４２０は、ベース４２１のフィン配列方向Ｄにかかる一端面４２１ｆが、第２フレーム部材３２のフィン配列方向Ｄにかかる一側壁３３の平坦な内壁面３３ｂに当接している（図２１、図２３参照）。

　これにより、冷媒の流れ方向Ａ（図２３において上方）に一列に配置した複数のフィン部材４２０が、第２フレーム部材３２の一側壁３３の平坦な内壁面３３ｂに沿って、真っ直ぐ一列に配列される。従って、複数のフィン部材４２０が、フィン配列方向Ｄ（図２３において左右方向）に位置ズレすることなく、冷媒の流れ方向Ａに真っ直ぐ一列に配列される。なお、図２３は、熱交換器４１０を、第１フレーム部材３１とフィン部材４２０のベース４２１との中間の位置で、冷媒の流れ方向Ａに沿って切断した断面図である。

　なお、本実施例５のフィン部材４２０では、表面側フィン４２２及び裏面側フィン４２３を有しているので、ベース５２１の裏面５２１ｃ（片面）のみからフィン５２２が突出するフィン部材５２０（図２８参照）に比べて、押出成形による成形性が良好になる。その理由は、フィン部材４２０を成形する押出成形型４５１（詳細には、押出成形型４５１のうちフィンを成形する部位、図２４参照）の強度を高めることができるので、押出成形時に押出成形型４５１が変形するのを抑制できるからである。

　さらに、本実施例５のフィン部材４２０は、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反り（湾曲）が抑制されたフィン部材となる。フィン部材を押出成形して冷却したとき、フィン部材５２０（図３０参照）に比べて、反りの発生（湾曲）を抑制することができるからである。その理由は、フィン部材４２０では、冷えにくいベース４２１の両側（表面４２１ｂ側と裏面４２１ｃ側）に、冷えやすいフィン（表面側フィン４２２と裏面側フィン４２３）を配置しているからである。これにより、ベース４２１の表面４２１ｂ側と裏面４２１ｃ側とで、フィン部材の冷えやすさ（冷却速度）の差が小さくなるので、フィン部材の反り（湾曲）を抑制することができる。

　さらに、本実施例５の熱交換器４１０では、フィン部材４２０が、表面側フィン４２２の先端部４２２ｂにおいて、フレーム３０の第１フレーム部材３１に溶接（ロウ付け）されている。すなわち、フレーム３０に対し、ベース４２１の表面４２１ｂ及び裏面４２１ｃが溶接されることなく、表面側フィン４２２の先端部４２２ｂが溶接（ロウ付け）されている。これにより、フレーム３０とフィン部材４２０との溶接（例えばロウ付け）時には、発生したガスが溶接部から外部に排出され易くなるので、フィン部材４２０とフレーム３０との溶接部におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。

　次に、本実施例５にかかる熱交換器４１０の製造方法について説明する。
　まず、押出成形工程において、フィン部材４２０を押出成形により一体成形する。具体的には、図２４に示すように、貫通孔４５１ｂを有する押出成形型４５１を備える押出成形機４５０を用いて、加熱により軟化させたアルミニウムを押出し、冷却して、フィン部材４２０を一体成形する。これにより、表面側フィン４２２と裏面側フィン４２３とが、フィン配列方向Ｄの同一側に傾斜して突出するフィン部材４２０（図２２参照）を得ることができる。なお、押出成形型４５１の貫通孔４５１ｂは、フィン部材４２０の断面（フィン部材４２０をフィン延長方向Ｃに直交する方向に切断した断面）に対応する形状をなしている。

　また、実施例１と同様に、アルミニウム製で矩形平板状の第１フレーム部材３１と、アルミニウム製で断面コの字状の第２フレーム部材３２とを用意する。
　次に、配置工程に進み、図２５に示すように、４つのフィン部材４２０を、第２フレーム部材３２の底面３２ｈ上に一列に配置する。詳細には、４つのフィン部材２０を、互いにフィン延長方向Ｃを同一方向に向けて、フィン延長方向Ｃに沿った冷媒の流れ方向Ａに、一定の間隙をあけて一列に配置する。

　その後、第１フレーム部材３１で第２フレーム部材３２に蓋をするように、第１フレーム部材３１をフィン部材４２０上に配置する（図２６参照）。このとき、第１フレーム部材３１は、第２フレーム部材の上端面３２ｄに接触することなく、第２フレーム部材の上端面３２ｄから離れた上方に配置される。これは、本実施例５のフィン部材４２０では、表面側フィン４２２の突出高さＨ１及び裏面側フィン４２３の突出高さＨ２を、実施例１のフィン部材２０の突出高さＨ１，Ｈ２よりも僅かに高くしているからである。なお、第１フレーム部材３１の内面３１ｈ及び第２フレーム部材の上端面３２ｄには、予めロウ材（融点６００℃）が塗布されている。

　ところで、フィン部材４２０及び第２フレーム部材３２は、設計上の寸法公差や製造上の寸法誤差等を有する。このため、配置工程において、４つのフィン部材４２０を、第２フレーム部材３２の底面３２ｈ上に一列に配置したとき、図２５に示すように、４つのフィン部材４２０が、フィン配列方向Ｄ（図２５において左右方向）に位置ズレすることがあった。なお、図２５は、４つのフィン部材４２０を、第２フレーム部材３２の底面３２ｈ上に一列に配置した状態の上面図である。

　これに対し、本実施例５では、図２７に示すように、接合工程において、電気炉５内で、押圧治具（図示なし）により、第１フレーム部材３１をフィン部材４２０側（図２７において下方）に押圧して、第１フレーム部材３１の内面３１ｈを第２フレーム部材３２の上端面３２ｄに接触させた状態で、フィン部材４２０、第１フレーム部材３１、及び第２フレーム部材３２を、ロウ付けにより接合する。第１フレーム部材３１をフィン部材４２０側（図２７において下方）に押圧することで、第２フレーム部材３２の内部に位置する４つのフィン部材４２０について、第１フレーム部材３１を通じて、表面側フィン４２２の先端部４２２ｂをベース４２１の表面４２１ｂ側（図２７において下方）に押圧すると共に、第２フレーム部材３２を通じて、裏面側フィン４２３の先端部４２３ｂをベース４２１の裏面４２１ｃ側（図２７において上方）に押圧することができる。

　これにより、表面側フィン４２２及び裏面側フィン４２３を圧縮変形させて、表面側フィン４２２の基端部４２２ｄ及び裏面側フィン４２３の基端部４２３ｄを、フィン配列方向Ｄのうち表面側フィン４２２及び裏面側フィン４２３が傾斜する側とは反対側（図２７において左側）に動かすことができる。これにより、ベース４２１を、フィン配列方向Ｄのうち表面側フィン４２２及び裏面側フィン４２３が傾斜する側とは反対側（図２７において左側）に移動させて、ベース４２１のフィン配列方向Ｄ（詳細には、フィン配列方向Ｄのうち表面側フィン４２２及び裏面側フィン４２３が傾斜する側とは反対側）にかかる一端面４２１ｆを、フィン配列方向Ｄ（詳細には、フィン配列方向Ｄのうち表面側フィン４２２及び裏面側フィン４２３が傾斜する側とは反対側）にかかる第２フレーム部材３２の一側壁３３の平坦な内壁面３３ｂに当接させることができる。

　このようにして、冷媒の流れ方向Ａに一列に配置した４つのフィン部材４２０を、第２フレーム部材３２の一側壁３３の平坦な内壁面３３ｂに沿って、真っ直ぐ一列に配列することができる。この状態で、電気炉５内の温度を６００℃にまで上昇させて、ロウ材を溶融させた後、冷却してロウ材を硬化させる。これにより、フィン部材４２０、第１フレーム部材３１、及び第２フレーム部材３２を、ロウ付けにより接合することができる。このようにして、「複数のフィン部材４２０が、フィン配列方向Ｄに位置ズレすることなく、冷媒の流れ方向Ａに真っ直ぐ一列に配列された熱交換器４１０（図２１参照）」が完成する。

　本実施例５の熱交換器４１０も、実施例１の熱交換器１０と同様にして、半導体素子の冷却に用いることができる。具体的には、例えば、第１フレーム部材３１の外面３１ｆに、絶縁板６０を挟んで半導体素子７１～７４を配置（図８参照）して、半導体装置を構成する。これにより、熱交換器４１０によって半導体素子７１～７４を冷却することができる。

　以上において、本発明を実施例１～５に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

　例えば、実施例４の熱交換器で３１０では、フィン部材３２０を、ベース３２１の表面３２１ｂ及び裏面３２１ｃの向きを交互に反対にして、冷媒の流れ方向Ａ（フィン延長方向Ｃ）に真っ直ぐ一列に配列した（図１７、図１９参照）。

　しかしながら、実施例２と同様に、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材３２０を、フィン配列方向Ｄにずらして配置するようにしても良い。詳細には、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材３２０の表面側フィン３２２を、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄにずらして配置すると共に、フィン延長方向Ｃに隣り合うフィン部材３２０の裏面側フィン３２３も、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄにずらして配置するようにしても良い。これにより、実施例４の冷媒乱流効果に加えて、実施例２の冷媒乱流効果も得られるので、冷媒の流れにより一層乱流を発生させて、境界層の形成をより一層抑制することができる。

　あるいは、フィン部材３２０を、表面側フィン３２２の突出高さＨ１と裏面側フィン３２３の突出高さＨ２とが異なり（Ｈ１＜Ｈ２）、しかも、実施例３のフィン部材２２０のように、表面側フィン３２２と裏面側フィン３２３とが、その配置間隔Ｐの半分だけフィン配列方向Ｄにずれて配置された形態としても良い。これにより、実施例４の冷媒乱流効果に加えて、実施例３の冷媒乱流効果も得られるので、冷媒の流れにより一層乱流を発生させて、境界層の形成をより一層抑制することができる。

１０，１１０，２１０，３１０，４１０　熱交換器
２０，２２０，３２０，４２０　フィン部材
２１，２２１，３２１，４２１　ベース
２１ｂ，２２１ｂ，３２１ｂ，４２１ｂ　ベースの表面
２１ｃ，２２１ｃ，３２１ｃ，４２１ｃ　ベースの裏面
２２，２２２，３２２，４２２　表面側フィン
２２ｂ，２２２ｂ，３２２ｂ，４２２ｂ　表面側フィンの先端部
２３，２２３，３２３，４２３　裏面側フィン
２５，２２５，３２５，４２５　流路
３０　フレーム
３１　第１フレーム部材
３２　第２フレーム部材
３３　フィン配列方向にかかるフレーム（第２フレーム部材）の一側壁
３３ｂ　フィン配列方向にかかるフレーム（第２フレーム部材）の一側壁の平坦な内壁面
４２１ｆ　ベースのフィン配列方向にかかる一端面
Ａ　冷媒の流れ方向
Ｃ　フィン延長方向
Ｄ　フィン配列方向
Ｐ　表面側フィンの配置間隔及び裏面側フィンの配置間隔
Ｈ１　表面側フィンの突出高さ
Ｈ２　裏面側フィンの突出高さ

Claims

外枠を形成するフレームの内部に、冷媒の流路を形成する複数のフィンを備えたフィン部材を配置した熱交換器において、
　上記フィン部材は、
　　押出成形により一体成形されたフィン部材であって、
　　矩形平板状のベースと、
　　上記ベースの表面から突出する上記フィンであって、上記押出成形の押出方向に沿ったフィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン延長方向に直交するフィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の表面側フィンと、
　　上記ベースの裏面から突出する上記フィンであって、上記フィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の裏面側フィンと、を有し、
　　上記フレームに対し、上記ベースの上記表面及び上記裏面が溶接されることなく、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部が溶接されてなる
熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器であって、
　同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置されてなり、
　上記フィン部材は、前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定であり、
　前記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記表面側フィンは、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずれて配置され、
　上記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記裏面側フィンは、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずれて配置されてなる
熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器であって、
　同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置されてなり、
　上記フィン部材は、
　　前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定で、
　　上記表面側フィンと上記裏面側フィンとが、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずれて配置されたフィン部材であり、
　複数の上記フィン部材は、前記ベースの前記表面及び前記裏面の向きを交互に反対にして、前記冷媒の流れ方向に配列されてなる
熱交換器。
請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器であって、
　同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に一列に配置されてなり、
　上記フィン部材は、
　　複数の前記表面側フィンが同一形状で、
　　複数の前記裏面側フィンが同一形状で、
　　上記表面側フィンの突出高さと上記裏面側フィンの突出高さとが異なるフィン部材であり、
　上記複数のフィン部材は、前記ベースの表面及び裏面の向きを交互に反対にして、上記冷媒の流れ方向に配置されてなる
熱交換器。
請求項１または請求項２に記載の熱交換器であって、
　前記フィン部材は、前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが前記ベースに関し対称なフィン部材である
熱交換器。
請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器であって、
　同一形状をなす複数の前記フィン部材が、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に一列に配置されてなり、
　上記フィン部材は、前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが、前記フィン配列方向の同一側に傾斜して突出するフィン部材であり、
　上記複数のフィン部材は、互いに、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンが同一側に傾斜する向きで配置され、前記ベースの上記フィン配列方向にかかる一端面が、前記フレームの上記フィン配列方向にかかる一側壁の平坦な内壁面に当接してなる
熱交換器。
外枠を形成するフレームの内部に、冷媒の流路を形成する複数のフィンを備えたフィン部材を配置した熱交換器の製造方法において、
　上記フィン部材を押出成形により一体成形する押出成形工程と、
　上記押出成形工程で成形された上記フィン部材を、上記フレームの内部に配置する配置工程と、
　上記フレームと当該フレームの内部に配置した上記フィン部材とを溶接する接合工程と、を有し、
　上記押出成形工程は、
　　矩形平板状のベースと、
　　上記ベースの表面から突出する上記フィンであって、上記押出成形の押出方向に沿ったフィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン延長方向に直交するフィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の表面側フィンと、
　　上記ベースの裏面から突出する上記フィンであって、上記押出成形の押出方向に沿った上記フィン延長方向に延びる平板状をなし、上記フィン配列方向に間隙をあけて一列に配置された複数の裏面側フィンと、を有するフィン部材を押出成形により一体成形し、
　上記接合工程は、
　　上記フレームに対し、上記ベースの上記表面及び上記裏面を溶接することなく、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンの少なくともいずれか一方の先端部を溶接する
熱交換器の製造方法。
請求項７に記載の熱交換器の製造方法であって、
　前記押出成形工程は、
　　前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定であるフィン部材を、押出成形により一体成形し、
　前記配置工程は、
　　同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置する工程であって、
　　上記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記表面側フィンを、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずらして配置すると共に、上記フィン延長方向に隣り合う上記フィン部材の上記裏面側フィンを、上記配置間隔の半分だけ上記フィン配列方向にずらして配置する
熱交換器の製造方法。
請求項７に記載の熱交換器の製造方法であって、
　前記押出成形工程は、
　　前記フィン配列方向にかかる前記表面側フィンの配置間隔と前記裏面側フィンの配置間隔とが等しく一定で、上記表面側フィンと上記裏面側フィンとが上記配置間隔の半分だけ前記フィン配列方向にずれて配置されたフィン部材を、押出成形により一体成形し、
　前記配置工程は、
　　同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置する工程であって、
　　複数の上記フィン部材を、前記ベースの前記表面及び前記裏面の向きを交互に反対にして、上記冷媒の流れ方向に真っ直ぐ一列に配列する
熱交換器の製造方法。
請求項７～請求項９のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法であって、
　前記押出成形工程は、
　　複数の前記表面側フィンが同一形状で、複数の前記裏面側フィンが同一形状で、上記表面側フィンの突出高さと上記裏面側フィンの突出高さとが異なるフィン部材を、押出成形により一体成形し、
　前記配置工程は、
　　同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に間隙をあけて一列に配置する工程であって、
　　複数の上記フィン部材を、前記ベースの前記表面及び前記裏面の向きを交互に反対にして、上記冷媒の流れ方向に配列する
熱交換器の製造方法。
請求項７または請求項８に記載の熱交換器の製造方法であって、
　前記押出成形工程は、
　　前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが前記ベースに関し対称なフィン部材を、押出成形により一体成形する
熱交換器の製造方法。
請求項７～請求項１１のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法であって、
　前記押出成形工程は、
　　前記表面側フィンと前記裏面側フィンとが前記フィン配列方向の同一側に傾斜して突出するフィン部材を、押出成形により一体成形し、
　前記配置工程は、
　　同一形状をなす複数の上記フィン部材を、互いに前記フィン延長方向を同一方向に向けて、上記フィン延長方向に沿った前記冷媒の流れ方向に一列に配置する工程であって、
　　上記複数のフィン部材を、互いに、上記表面側フィン及び上記裏面側フィンが同一側に傾斜する向きで、上記フレームの内部に配置し、
　前記接合工程は、
　　上記フレームを通じて、上記フレームの内部に位置する上記複数のフィン部材について、上記表面側フィンの前記先端部を前記ベースの前記表面側に押圧すると共に、上記裏面側フィンの前記先端部を前記ベースの前記裏面側に押圧し、上記ベースの上記フィン配列方向にかかる一端面を、上記フレームの上記フィン配列方向にかかる一側壁の平坦な内壁面に当接させた状態で、上記フレームと上記フィン部材とを溶接する
熱交換器の製造方法。