(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１フィン部の間に第１フィン流路が形成された第１フィン部材と、対向する第２フィン部の間に第２フィン流路が形成された第２フィン部材が、前記対向する第１フィン部の間に前記第２フィン部が位置するようにフレームにオフセットさせた状態で配置された冷却器において、
前記冷却器は、前記第１フィン部材と前記第２フィン部材をオフセットさせる位置決め部材を有すること、
前記位置決め部材は、棒を成型することによって前記第１フィン部に嵌合する第１位置決め部と、前記第２フィン部に嵌合する第２位置決め部と、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部を連結する連結部を備えること、
を特徴とする冷却器。
【請求項２】
請求項１に記載する冷却器において、
前記連結部が前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部より太く、前記位置決め部材が段差を持った形状となること、
を特徴とする冷却器。
【請求項３】
請求項１に記載する冷却器において、
前記位置決め部材の形状がクランク形状であること、
を特徴とする冷却器。
【請求項４】
請求項１に記載する冷却器において、
前記第１位置決め部と前記第２位置決め部が、前記対向する第１フィン部及び前記対向する第２フィン部の幅の半分の長さ分流路の幅方向にずれて形成されていること、
を特徴とする冷却器。
【請求項５】
請求項１に記載する冷却器において、
前記第１フィン部材と前記第２フィン部材の間隔が、前記連結部の長さと同じであること、
を特徴とする冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する第１フィン部の間に第１フィン流路が形成された第１フィン部材と、対向する第２フィン部の間に第２フィン流路が形成された第２フィン部材が、フレームにオフセットさせた状態で配置された冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィン部材をフレームに位置決めするためのものとして、図１１に示す、特許文献１に記載する熱交換器１００、及び、図１２に示す、特許文献２の半導体冷却装置２００がある。
図１１に示すように、熱交換器１００は、６つのフィン１０１とフィン１０１を固定するためのフレーム１０２を備える。フィン１０１は多数の垂直に立脚したフィン部１０４を有し、対向するフィン部１０４によりフィン流路１０５が形成される。フレーム１０２は、フィン１０１を固定するために、フレーム１０２の内部に、フィン１０１を保持する凹部１０３を備えている。凹部１０３は、隣り合うフィン１０１が前の列のフィン１０１に対して、後ろの列のフィン１０１を対向するフィン部１０４の幅である間隔Ｐの半分の長さだけずらすようにオフセットして配置されるように、形成されている。
したがって、フィン１０１をフレーム１０２の凹部１０３に嵌合させることにより、フィン１０１を、オフセットし位置決めすることができる。
【０００３】
また、図１２に示すように、半導体冷却装置２００は、３つに分割されたフィン２０１とフィン２０１を固定するためのフレーム２０２を備える。フィン２０１はフィン部２０４を有し、対向するフィン部２０４によりフィン流路２０５が形成される。フレーム２０２には、フィン２０１を取付け固定するための突起部２０３が形成されている。フィン２０１の角の対角線上の２点に凹部２０１Ａが形成されている。突起部２０３にフィン２０１の凹部２０１Ａが嵌合することにより、フィン２０１は、フレーム２０２に位置決めされる。フィン２０１が位置決めされた位置は、前の列のフィン２０１に対して、後ろの列のフィン２０１をフィン部２０４の幅である間隔Ｒの半分の長さだけずらすようにオフセットし位置決めされた位置である。
フレーム２０２に突起部２０３を設けることで、フィン２０１の寸法を調整し、フィン２０１をフレーム２０２の一定のオフセットした位置に位置決めすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６００３７号公報
【特許文献２】特開２００９−１０５３２５号公報
【特許文献３】特開２００３−１０１２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下の問題があった。
すなわち、特許文献１の熱交換器１００では、フレーム１０２の凹部１０３の寸法によりフィン１０１の位置決めがされるため、フレーム１０２の寸法精度を確保する必要がある。
一方、特許文献２の半導体冷却装置２００では、フィン２０１の角の対角線上の２点に形成された凹部２０１Ａとフレーム２０２の突起部２０３により位置決めされる。そのため、フィン２０１とフレーム２０２の寸法精度を確保する必要がある。
しかし、フィンとフレームはプレス加工により成形されるものである。フィンとフレームはサイズが大きなものであるため、プレス加工により寸法精度を確保することは困難である。プレス加工により寸法精度を確保しようとすると、コストが高くなるため問題となる。
そのため、サイズが大きなものをプレス加工し安く寸法精度を確保することの困難性から、フィンのオフセットの位置決めに関し、コストが高くなる問題が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は安価にフィンのオフセットの位置決め精度を高めた冷却器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様における冷却器は、以下の構成を有する。
（１）対向する第１フィン部の間に第１フィン流路が形成された第１フィン部材と、対向する第２フィン部の間に第２フィン流路が形成された第２フィン部材が、前記対向する第１フィン部の間に前記第２フィン部が位置するようにフレームにオフセットさせた状態で配置された冷却器において、前記冷却器は、前記第１フィン部材と前記第２フィン部材をオフセットさせる位置決め部材を有すること、前記位置決め部材は、棒を成型することによって前記第１フィン部に嵌合する第１位置決め部と、前記第２フィン部に嵌合する第２位置決め部と、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部を連結する連結部を備えること、を特徴とするものである。
（２）（１）に記載する冷却器において、前記連結部が前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部より太く、前記位置決め部材が段差を持った形状となること、を特徴とするものである。
（３）（１）に記載する冷却器において、前記位置決め部材の形状がクランク形状であること、を特徴とするものである。
（４）（１）に記載する冷却器において、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部が、前記対向する第１フィン部及び前記対向する第２フィン部の幅の半分の長さ分流路の幅方向にずれて形成されていること、を特徴とするものである。
（５）（１）に記載する冷却器において、前記第１フィン部材と前記第２フィン部材の間隔が、前記連結部の長さと同じであること、を特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記冷却器の作用及び効果について説明する。
（１）対向する第１フィン部の間に第１フィン流路が形成された第１フィン部材と、対向する第２フィン部の間に第２フィン流路が形成された第２フィン部材が、前記対向する第１フィン部の間に前記第２フィン部が位置するようにフレームにオフセットさせた状態で配置された冷却器において、前記冷却器は、前記第１フィン部材と前記第２フィン部材をオフセットさせる位置決め部材を有すること、前記位置決め部材は、棒を成型することによって前記第１フィン部に嵌合する第１位置決め部と、前記第２フィン部に嵌合する第２位置決め部と、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部を連結する連結部を備えることにより、安価にオフセットの位置決め精度を高めた冷却器を製造することができる。
その理由は、位置決め部材は、フィンやフレームと比較して小型であるため、簡単な曲げ加工により精度良く成型することができる。そのため、フィンやフレームをプレス加工により精度良く成形する場合と比較して、安価で、かつ、オフセットの位置決め精度を高めた冷却器を製造することができるためである。
（２）前記連結部が前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部より太く、前記位置決め部材が段差を持った形状となる。連結部を第１位置決め部及び第２位置決め部よりも太くすることでオフセットの位置決め精度を容易に高めることができる。そのため、安価かつ容易にオフセットの位置決め精度を高めた冷却器を製造することができる。
また、長い棒を加工するのではなく、金型成型で成型することができるため、コストを低減することができる。
（３）前記位置決め部材の形状がクランク形状であることにより、位置決め部材が段差を持った形状となる。すなわち、第１位置決め部と第２位置決め部とが段差を持った形状となる。第１位置決め部と第２位置決め部とが段差を持つことにより、安価かつ容易にオフセットの位置決め精度を高めた冷却器を製造することができる。
また、長い棒を加工することで、フィン部材が複数である場合に位置決めするのが容易である。
（４）前記第１位置決め部と前記第２位置決め部が、前記対向する第１フィン部及び前記対向する第２フィン部の幅の半分の長さ分流路の幅方向にずれて形成されていることにより、最も乱流が生じやすい位置に第１フィン部材と第２フィン部材を位置させることができる。
その理由は、対向する第１フィン部及び対向する第２フィン部の幅の半分の長さ分流路の幅方向にずれて形成されていることにより、第１フィン部の間の流路の延長線上に第２フィン部が形成される。第１フィン部の間の流路を流体が流れると第２フィン部に衝突し乱流が生じる。以上から、乱流が生じやすい位置に第１フィン部材及び第２フィン部材を位置させることができる。
（５）前記第１フィン部材と前記第２フィン部材の間隔が、前記連結部の長さと同じであることにより、第１フィン部材と第２フィン部材の間の間隔の調整を簡単かつ正確にすることができる。
その理由は、位置決め部材を製造する際に連結部の長さを調整することにより、第１フィン部材と第２フィン部材の間の間隔を調整することができるからである。そのため、第１フィン部材と第２フィン部材の間の間隔の調整が簡単かつ正確にできる。第１フィン部材と第２フィン部材の間の間隔幅を調整することにより、フィン流路を流れる冷却媒体の乱流の大きさが変わってくるため有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の本実施例１に係る冷却器の一部正面図である。
【図２】本発明の本実施例１に係る図１の一部拡大図である。
【図３】本発明の本実施例１に係る図１の外観斜視図である。
【図４】本発明の本実施例１に係る冷却器の製造工程図（１）である。
【図５】本発明の本実施例１に係る冷却器の製造工程図（２）である。
【図６】本発明の本実施例１に係る冷却器の外観斜視図である。
【図７】本発明の本実施例１に係る図１の流路を一部拡大し流体の流れを表した図である。
【図８】本発明の本実施例１に係る冷却器の冷却性能の比較図である。
【図９】本発明の本実施例２に係る冷却器の一部正面図である。
【図１０】本発明の本実施例２に係る図９の一部拡大図である。
【図１１】従来技術（１）に係る熱交換器の正面図である。
【図１２】従来技術（２）に係る半導体冷却装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明に係る冷却器の一実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
＜冷却器の全体構成＞
図６に、冷却器１の外観斜視図を示す。図５に、冷却器の製造工程図（２）であり、図６の冷却器１から天板１４を取り外した状態の外観斜視図を示す。図４に、冷却器の製造工程図（１）であり、図５からフィン部材３を取り外した状態の外観斜視図を示す。
図６に示すように、冷却器１は、フレーム１２、及び、天板１４により構成される。また、天板１４の上部には、ヒートスプレッダ１５を介して、発熱部１６が接合されている。
フレーム１２は、箱形状であり天板１４を接合させることにより密閉された状態になる。フレーム１２は、図５に示す、底面１２Ａと、底面１２Ａの４つの端面に垂直に接続する４つの面を有する。４つの面は、図５中の正面方向にある入口面１２Ｂ、入口面１２Ｂの反対に位置する出口面１２Ｃ、右側に位置する右側面１２Ｄ、及び図５中の左側に位置する左側面１２Ｅを備える。入口面１２Ｂ、出口面１２Ｃ、右側面１２Ｄ、及び左側面１２Ｅが、底面１２Ａの端面に垂直に接続することにより、フレーム１２は箱形状となる。
図５に示すように、入口面１２Ｂに図示しない冷却媒体導入路と連通する冷却媒体入口１２１Ｂが形成されている。出口面１２Ｃに図示しない冷却媒体排出路と連通する冷却媒体出口１２１Ｃが形成されている。冷却媒体入口１２１Ｂに流入した冷却媒体は、フレーム１２内のフィン組立体３のフィン流路３１４を流通し、冷却媒体出口１２１Ｃから冷却媒体排出路へと流出する。
【００１１】
＜位置決め部材の構成＞
図１にフィン部材３、及び位置決め部材２の上面図を示す。図２に、図１中の一点鎖線Ｑの一部拡大図を示す。図１及び図２においては、フィン部材３のフィン部の厚みを省略して実線で記載しているが、本実施形態においては、０．３ｍｍの厚みを有する。
図４に示すように、底面１２Ａの上部には、位置決め部材２が固着されている。位置決め部材２は、長い円柱の棒を曲げ加工することによりクランク形状に成型される。位置決め部材２の径は、本実施形態においては、０．６ｍｍである。本実施形態においては、位置決め部材２は円柱の棒としたが、矩形状、正方形状、又は三角形状等の棒であってもよい。位置決め部材２の径は、対向するフィン部により形成されるフィン流路の幅により決定する。
位置決め部材２は、棒を曲げ加工することにより成型することができるため、原材料が安く済む。また、棒を曲げ加工するだけで成型することができるため、プレス加工を行う場合と比較してコストを低減することができる。
【００１２】
本実施形態においては、フィン部材が４つある例を説明する。
位置決め部材２は、図１に示すように、フィン部材３を位置決めする４つの位置決め部、位置決め部材２の両端に位置する第１端部２３１、第２端部２４１、及び４つの位置決め部を連結する５つの連結部２２０を有する。
４つの位置決め部は、第１位置決め部２１１、第２位置決め部２１２、第３位置決め部２１３、及び第４位置決め部２１４である。図１に示すように、第１位置決め部２１１、乃至第４位置決め部２１４の軸心方向の長さは、それぞれフィン部材３の流路方向の第１フィン部３１３の流路方向の長さである幅Ｓの長さと同じ長さである。
第１位置決め部２１１と第３位置決め部２１３、第２位置決め部２１２と第４位置決め部２１４は同じ軸心線上に位置する。第１位置決め部２１１、及び第３位置決め部２１３と、第２位置決め部２１２及び第４位置決め部２１４の軸心は平行の位置関係にある。
【００１３】
連結部は、５つの連結部２２０を有する。連結部２２０は、第１端部２３１と第１位置決め部２１１、第１位置決め部２１１と第２位置決め部２１２、第２位置決め部２１２と第３位置決め部２１３、第３位置決め部２１３と第４位置決め部２１４、及び、第４位置決め部２１４と第２端部２４１を連結する。
図２に示すように、連結部２２０は、第３位置決め部２１３と第４位置決め部２１４を連結している。連結部２２０に連結されることにより、第３位置決め部２１３の軸心と第４位置決め部２１４の軸心が長さＸ分ずれる。本実施形態においては、長さＸは、０．４５ｍｍである。第３位置決め部２１３の軸心と第４位置決め部２１４の軸心が長さＸ分ずれるのは、連結部２２０が、図２に示すように断面平行四辺形形状をしているためである。連結部２２０のうち第３位置決め部２１３と接する右辺２２１Ａと第４位置決め部２１４と接する左辺２２１Ｂの中心が、０．４５ｍｍ分ずれている。そのため、連結部２２０に当接する第３位置決め部２１３の軸心と第４位置決め部２１４の軸心が０．４５ｍｍ分ずれる。
連結部２２０の傾斜角度により、第３位置決め部２１３の軸心と第４位置決め部２１４の軸心のずれる距離を変更することができる。
【００１４】
連結部２２０は、同様に断面平行四辺形の形状をしているため、第１位置決め部２１１の軸心と第２位置決め部２１２の軸心が０．４５ｍｍ分ずれている。また、第２位置決め部２１２の軸心と第３位置決め部２１３の軸心が０．４５ｍｍ分ずれている。他の連結部２２０も、上記第３位置決め部２１３と第４位置決め部２１４を連結する場合と同様の作用効果を有する。
また、図１に示すように、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２の間、第２フィン部材３２と第３フィン部材３３の間、第３フィン部材３３と第４フィン部材３４の間には、隙間３３０が形成されている。隙間３３０の間隔は、連結部２２０の右辺２２１Ａから左辺２２１Ｂまでの長さと同じ長さである。
なお、本実施形態においては、第１端部２３１と第２端部２４１をフレーム１２に固定することにより、位置決め部材２を固定している。他方、フィン部材３をフレーム１２内側に位置決めする場合には、フレーム１２と固定するための第１端部２３１と第２端部２４１が必要ない。そのため、フィン部材３をフレーム１２内側に位置決めする場合には、第１端部２３１と第２端部２４１、第１位置決め部２１１と第１端部２３１を連結する連結部２２０、及び、第４位置決め部２１４と第２端部２４１を連結する連結部２２０は必要ない。位置決め部材２の端部になる第１位置決め部２１１と第４位置決め部２１４はまっすぐの状態となる。フィン部材３をフレーム１２内側に位置決めする場合には、第１位置決め部２１１と第４位置決め部２１４がフィン部材３からはみ出さないように短い形状とすることに留意する。
また、本実施形態においては連結部２２０の形状を斜めの形状としたが、クランク形状であれば連結部２２０が例えば直角でもよい。連結部２２０の形状を変更することで、連結部２２０の長さが変わるため、例えば第１フィン部材３１と第２フィン部材３２との隙間の幅を調整することができる。
【００１５】
＜フィンの構成＞
図３に、フィン部材３の外観斜視図を示す。図３において、フィン部材３の構成が理解しやすいように図５の状態からフレーム１２を省略して記載した。
図３に示すようにフィン部材３は、第１フィン部材３１（請求項中の「第１フィン部材」）、第２フィン部材３２（請求項中の「第２フィン部材」）、第３フィン部材３３、及び第４フィン部材３４を有する。
第１フィン部材３１は、天板１４と接触する第１フィン凸部３１１と、底面部１２Ａと接触する第１フィン凹部３１２と、第１フィン凸部３１１と第１フィン凹部３１２との間を連結する第１フィン部３１３が形成されている。第１フィン部３１３は、隣り合う第１フィン部３１３との間に、第１フィン流路３１４を形成する。本実施形態においては、第１フィン流路３１４の長さは、０．６ｍｍである。
本実施形態において、対向する第１フィン部３１３の幅の長さＭは、０．９ｍｍである。対向する第１フィン部３１３の幅の長さＭとは、第１フィン部３１３の厚みと第１フィン流路３１４の流路幅を加算したものである。したがって、図７に示すように、１つの第１フィン部３１３の厚みである０．３ｍｍに、第１フィン流路３１４の流路幅である０．６ｍｍを加算した幅である、０．９ｍｍが幅の長さＭとなる。幅の長さＭは、フィン部の厚み及びフィン流路の流路幅の変更により変化するものである。
その他、本実施形態において、対向する第２フィン部３２３、対向する第３フィン部３３３、及び、対向する第４フィン部３４３の幅の長さも同様に、０．９ｍｍである。
【００１６】
第１フィン部材３１は、熱伝導性が良い部材が用いられる。例えば、本実施例においては、アルミニウムを用いる。アルミニウムは熱伝導性が良いため、冷却媒体によりフィン部材３が冷却され、フィン部材３の低い温度をフィン部材３に当接する天板１４に伝えることができる。そして、天板１４が冷却されることで、ヒートスプレッダ５、発熱部１６と冷却することができる。第１フィン部材３１の厚みが、０．３〜０．９ｍｍであり、本実施形態においては、厚みを０．３ｍｍとする。
第１フィン部材３１以外の、第２フィン部材３２、第３フィン部材３３、第４フィン部材３４は、第１フィン部材３１と同様の構成を有するため説明を割愛する。
【００１７】
図１及び図３に示すように、第１フィン部材３１のうち向かい合う２つの第１フィン部３１３の間に、位置決め部材２の第１位置決め部２１１が嵌合している。第２フィン部材３２のうち向かい合う２つの第２フィン部３２３の間に、位置決め部材第２位置決め部２１２が嵌合している。第１位置決め部２１１と第１フィン部３１３、及び第２位置決め部２１２と第２フィン部３２３が嵌合している。そのため、本実施形態においては、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２は、長さＭの半分の長さの０．４５ｍｍずれてオフセットされ配設される。
第２フィン部材３２のうち向かい合う２つの第２フィン部３２３の間に、位置決め部材２の第２位置決め部２１２が嵌合している。第３フィン部材３３のうち向かい合う２つのフィン部３３３の間に、位置決め部材第３位置決め部２１３が嵌合している。第２位置決め部２１２と第２フィン部３２３、及び第３位置決め部２１３と第３フィン部３３３が嵌合している。そのため、本実施形態においては、第２フィン部材３２と第３フィン部材３３は、長さＭの半分の長さ分の０．４５ｍｍずれてオフセットされ配設される。
第３フィン部材３３のうち向かい合う２つの第３フィン部３３３の間に、位置決め部材２の第３位置決め部２１３が嵌合している。第４フィン部材３４のうち向かい合う２つのフィン部３４３の間に、位置決め部材第４位置決め部２１４が嵌合している。第３位置決め部２１３と第３フィン部３３３、及び第４位置決め部２１４と第４フィン部３４３が嵌合している。そのため、本実施形態においては、第３フィン部材３３と第４フィン部材３４は、長さＭの半分の長さ分の０．４５ｍｍずれてオフセットされ配設される。
【００１８】
＜冷却器の組立工程＞
（第１工程）
図４に示すように、フレーム１２の底面１２Ａの上部に、位置決め部材２を接着剤等により固着させる。本実施形態においては、接着剤で固着させたが、位置決め部材２の両端を入口面１２Ｂと出口面１２Ｃに固定することによっても、固設することができる。
位置決め部材２の第１位置決め部２１１、第２位置決め部２１２、第３位置決め部２１３、及び第４位置決め部２１４が、右側面１２Ｄ、及び左側面１２Ｅと平行になるように固着する。右側面１２Ｄ、及び左側面１２Ｅと平行とすることで、後工程でフィン部材３を嵌合させると、フィン部材３の側面を右側面１２Ｄ、及び左側面１２Ｅと平行にすることができる。さらに、フィン部材３は、矩形状であるため、フィン部材３の正面、及び背面を、入口面１２Ｂ、及び出口面１２Ｃと平行にすることができる。
【００１９】
（第２工程）
図５に示すように、フィン部材３を位置決め部材２に嵌合させる。具体的には、第１フィン部材３１のうち向かい合う２つの第１フィン部３１３を第１位置決め部２１１に嵌合させる。第２フィン部材３２のうち向かい合う２つの第２フィン部３２３を第２位置決め部２１２に嵌合させる。第３フィン部材３３のうち向かい合う２つの第３フィン部３３３を第３位置決め部２１３に嵌合させる。第４フィン部材３４のうち向かい合う２つの第４フィン部３４３を第４位置決め部２１４に嵌合させる。
フィン部材３を位置決め部材２に嵌合させることによりフィン部材３を位置決めすることができる。フィン部材３の位置は、第１フィン部材３１及び第３フィン部材３３と、第２フィン部材３２と第４フィン部材３４がピッチの幅の長さＭの半分の長さ分の０．４５ｍｍずれた配置となる。
【００２０】
第１フィン部材３１と第２フィン部材３２、第２フィン部材３２と第３フィン部材３３、第３フィン部材３３と第４フィン部材３４とが、長さＭの半分の長さ分の０．４５ｍｍずれた配置となることにより、オフセットされる。
すなわち、位置決め部材２を用いることにより、第２フィン部材３２を、前の列の第１フィン部材３１に対し、その後の第１フィン部材３１のうち向かい合う第１フィン部３１３の間隔の半分の長さである０．４５ｍｍだけずらすようにオフセットされ位置決めがされる。その他の第２フィン部材３２と第３フィン部材３３、第３フィン部材３３と第４フィン部材３４も同様に０．４５ｍｍオフセットされ位置決めされる。
【００２１】
（第３工程）
図５のフィン部材３の凸部にろう付けをする。図６に示すように、天板１４をフレーム１２の上部に覆うように接着させる。フィン部材３のろう付け部分が天板１４と接着される。それにより、冷却器１が完成する。
【００２２】
＜冷却器の作用効果＞
上記冷却器１の製造方法により製造された冷却器１の作用効果について説明する。
図６に示すように、冷却媒体入口１２１Ｂから冷却媒体を流入させる。冷却媒体入口１２１Ｂから流入した冷却媒体は、フィン部材３のうち向かい合うフィン部により形成されるフィン流路の間を流れ、図示しない冷却媒体出口１２１Ｃへ流出する。
【００２３】
図７に、図１の流路を一部拡大し流体の流れを表した図を示す。
本実施例においては、図１に示すように、第１フィン部材３１及び第３フィン部材３３と、第２フィン部材３２及び第４フィン部材３４がフィン流路の幅である長さＭの半分の０．４５ｍｍ分ずれてオフセットされた位置で位置決めされている。
図７に示すように、フィン流路の長さＭの半分の０．４５ｍｍ分ずれオフセットされていることにより、第１フィン部材３１のうち向かい合う第１フィン流路３１４を流れる冷却媒体Ｊは、第２フィン部材３２の第２フィン部３２３に衝突する。第１フィン部材３１の第１フィン流路３１４の流路の延長線上の中心には、第２フィン部材３２の第２フィン部３２３が形成されている。そのため、第１フィン部材３１の第１フィン流路３１４を流れた冷却媒体Ｊは、必ず第２フィン部材３２の第２フィン部３２３に衝突する。
冷却媒体Ｊが第２フィン部材３２の第２フィン部３２３に衝突すると、冷却媒体Ｊに乱流Ｋが生じる。冷却媒体Ｊに乱流Ｋが生じることによりフィン部材３に接触する流れが多くなる。そのため、フィン部材３の冷却効率を上げることができ、天板１４を介して、発熱部１６を冷却することができる。乱流Ｋは、乱流となり、冷却媒体Ｌの方向へ流れる。
【００２４】
図８に、本実施形態における冷却器１のフィンにオフセットを設けた場合と設けていない場合の熱伝達率を表した棒グラフを示す。図８の縦軸は、熱伝達率を示す。フィンをオフセットしていない場合の熱伝達率を１として、フィンをオフセットした場合の熱伝達率の上昇具合を相対比較する。
図８に示すように、本実施形態のようにフィン部材をオフセットした場合の熱伝達率は、フィン部材をオフセットしない場合と比較して、熱伝達率が１．９２倍となる。したがって、フィン部材をオフセットしていない場合と比較して、熱伝達率が１．９２倍となるため、フィン部材の温度を発熱部１６に伝えやすくなる。そのため、発熱部１６の温度上昇を低減することができる。
【００２５】
以上詳細に説明したように、第１実施形態の冷却器１によれば、以下の効果を有する。
すなわち、対向する第１フィン部３１３の間に第１フィン流路３１４が形成された第１フィン部材３１と、対向する第２フィン部３２３の間に第２フィン流路３２４が形成された第２フィン部材３２が、フレーム１２にオフセットさせた状態で配置された冷却器１において、冷却器１は、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２をオフセットさせる位置決め部材２を有すること、位置決め部材２は、第１フィン部３１３に嵌合する第１位置決め部２１１と、第２フィン部３２３に嵌合する第２位置決め部２１２と、第１位置決め部２１１と第２位置決め部２１２を連結する連結部２２０を備え、第１位置決め部２１１と第２位置決め部２１２が、対向する第１フィン部３１３、及び対向する第２フィン部３２３の幅の長さＭの半分の長さ分流路の幅方向にずれて形成されていることにより、安価にオフセットの位置決め精度を高めた冷却器１を製造することができる。
その理由は、位置決め部材２は、フィン部材３やフレーム１２と比較して小型であるため、簡単な曲げ加工により精度良く成型することができる。そのため、フィン部材３やフレーム１２をプレス加工により精度良く成形する場合と比較して、安価で、かつ、オフセットの位置決め精度を高めた冷却器を製造することができるためである。
【００２６】
隙間３３０の幅が連結部２２０の長さと同じ長さであることにより、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２の間の隙間３３０の幅の調整を簡単かつ正確にすることができる。その理由は、位置決め部材２を製造する際に連結部２２０の長さを調整することにより、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２の間の隙間３３０の幅を調整することができる。そのため、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２の間の隙間３３０の幅の調整が簡単かつ正確にできる。
【００２７】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る冷却器は、第１実施形態に係る冷却器１と比較して、冷却器１のフィン部材３を位置決めするのに用いられる位置決め部材５以外に異なるところがない。そのため、第２実施形態においては位置決め部材５を説明することにより、その他の部分の説明を割愛する。
なお、第２実施形態ではその他の部分の説明を割愛するが、第１実施形態と同様の作用、及び効果を有する。
【００２８】
図９に、冷却器の位置決め部材５が理解できる一部正面図を示す。図１０に、図９の一点鎖線Ｕの一部拡大図を示す。
位置決め部材５は、第１位置決め部材５１、第２位置決め部材５２、及び第３位置決め部材５３を有する。第１位置決め部材５１は、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２の位置決めを行う。第２位置決め部材５２は、第２フィン部材３２と第３フィン部材３３の位置決めを行う。第３位置決め部材５３は、第３フィン部材３３と第４フィン部材３４の位置決めを行う。
第１位置決め部材５１乃至第３位置決め部材５３の形状は同様であるため、第３位置決め部材５３の形状を説明することで、他の形状の説明を割愛する。
【００２９】
第３位置決め部材５３は、金属をプレス成型することにより成型される。第３位置決め部材５３の径は、本実施形態においては、０．６ｍｍである。本実施形態においては、第３位置決め部材５３は円柱の形状としたが、矩形状、正方形状、又は三角形状等の棒であってもよい。第３位置決め部材５３の径は、対向するフィン部により形成されるフィン流路の幅により決定する。
第３位置決め部材５３は、プレス成型により成型することができるため、大量に生産することができる。そのため、製造コストを低減することができる。また、第３位置決め部材５３は、小さいものであるため、曲げ加工を行うよりもプレス加工による方が製造コストを低減できるからである。
また、本実施形態においては、プレス成型により成型したが、第１実施形態と同様の曲げ加工によっても成型することができる。
【００３０】
本実施形態においては、フィン部材が４つある例を説明する。
第３位置決め部材５３は、図１０に示すように、第１位置決め部５３１、第２位置決め部５３２、連結部５３３を有する。
第１位置決め部５３１と第２位置決め部５３２の軸心方向の長さは、それぞれフィン部材３の流路方向の第１フィン部３１３の流路方向の長さである幅Ｓの長さの半分以下の長さである。幅Ｓの長さの半分以下の長さであることにより、第３位置決め部材５３と隣り合う第２位置決め部材５２と接触することなく、嵌合させることができるからである。
第１位置決め部５３１と第２位置決め部５３２の軸心は平行の位置関係にある。
【００３１】
図１０に示すように、連結部５３３は、第１位置決め部５３１と第２位置決め部５３２を連結している。連結部５３３に連結されることにより、第１位置決め部５３１の軸心と第２位置決め部５３２の軸心が長さＸ分ずれる。本実施形態においては、長さＸは、０．４５ｍｍである。第１位置決め部５３１の軸心と第２位置決め部５３２の軸心が長さＸ分ずれるのは、連結部５３３が、第１位置決め部５３１及び第２位置決め部５３２よりも１．５倍程度太い形状をしているためである。連結部５３３が１．５倍程度太い形状をしていることにより、第１位置決め部５３１と第２位置決め部５３２の中心が、０．４５ｍｍ分ずれる。
連結部５３３の太さを調整することにより第１位置決め部５３１の軸心と第２位置決め部５３２の軸心のずれる距離を変更することができる。太さを調整することで軸心のずれ幅を調整できるため、容易かつ安価にオフセットを行うことができる。
また、図１０に示すように、第３フィン部材３３と第４フィン部材３４の間の間には、隙間３３０が形成されている。隙間３３０の間隔は、連結部５３３の右辺５３３Ａから左辺５３３Ｂまでの長さと同じ長さである。
また、第２実施形態における連結部５３３が太い形状の位置決め部材５を第１実施形態における、連結部２２０と相互に変更することができる。相互に連結部を変更したとしても、同様の作用、効果を得ることができる。
【００３２】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、連結部２２０の長さを短くすることにより、第１フィン部材３１と第２フィン部材３２の隙間３３０の距離を小さくすることができる。第１フィン部材３１と第２フィン部材３２の隙間３３０の距離を小さくすることにより、第１フィン流路３１４から流れる冷却媒体が、隙間３３０の距離が大きい場合と比較して早く第２フィン部３２３に衝突する。隙間３３０の距離が大きい場合と比較して早く第２フィン部３２３に衝突することにより、乱流Ｋが大きくなる。乱流Ｋが大きくなることにより、フィン部材３の冷却効率を上げることができ、天板１４を介して、発熱部１６を冷却することができる。
位置決め部材２は、曲げ加工のほか、プレス加工によっても製造することができる。位置決め部材２は、フィンやフレームと比較して小さい部品であるためプレス加工によっても、寸法精度を高くするのにコストが低くて済む。そのため、位置決め部材２をプレス加工により製造した場合であっても、コストを低減することができる。
また、本実施形態の冷却器の組立工程においては、位置決め部材を先に組み付けた後に、フィン部材を組み付けたが、フィン部材が先で後から位置決め部材を組み付けることも可能である。
また、本実施形態の冷却器においては、位置決め部材を一つしか用いていないが、複数個用いることも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１      冷却器
２      位置決め部材
２１１  第１位置決め部
２１２  第２位置決め部
２２０  連結部
１２    フレーム
３１    第１フィン部材
３１３  第１フィン部
３１４  第１フィン流路
３２    第２フィン部材
３２３  第２フィン部
３２４  第２フィン流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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