(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に開口する枠状の本体部と、
上記本体部の上下の開口を塞口するように該本体部の上下に取り付けられた上部ヒートシンクおよび下部ヒートシンクと、
上記本体部の内部を上下に２分するように配設され、上記上部ヒートシンクとの間に上部空間を構成し、上記下部ヒートシンクとの間に下部空間を構成する仕切り板と、
上記上部ヒートシンクと上記仕切り板との間に構成された冷却液供給ヘッダと、
上記下部ヒートシンクと上記仕切り板との間に構成され、流路方向を上記冷却液供給ヘッダの流路方向と平行とする冷却液排出ヘッダと、
上記冷却液供給ヘッダから流路方向と直交する幅方向に所定距離離間し、上記仕切り板を上下に貫通して、上記冷却液供給ヘッダの流路方向と平行に延在し、上記上部空間と上記下部空間とを連通する上下流通路と、
上記冷却液供給ヘッダ内に配設され、該冷却液供給ヘッダの流路断面積が上流側から下流端に向かって漸次小さくなる外形形状に構成され、該冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液を上記上下流通路の方向に分配する冷却液分配構造体と、を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
上記本体部と上記仕切り板とが一体物に構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
上記冷却液供給ヘッダおよび上記冷却液排出ヘッダが上記本体部内の幅方向中央部に配置され、上記上下流通路が上記本体部内の幅方向両側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
上記冷却液供給ヘッダおよび上記冷却液排出ヘッダが上記本体部内の幅方向両側に配置され、上記上下流通路が上記本体部内の幅方向中央に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項５】
上記冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向と上記冷却液排出ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向とが同じ方向であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
上記冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向と上記冷却液排出ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向とが逆の方向であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の冷却装置。
【請求項７】
上記上部ヒートシンクおよび上記下部ヒートシンクは、上記上部空間および上記下部空間に収納される放熱フィンの群を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
上記放熱フィンの群の一部が、上記冷却液供給ヘッダ内および上記冷却液排出ヘッダ内の少なくとも一方に延在し、フィン高さがヘッダ中央部に向かって漸次低くなるように形成されていることを特徴とする請求項７記載の冷却装置。
【請求項９】
上記放熱フィンの群は、冷却液が蛇行して流れるように該放熱フィンを配列して構成されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の冷却装置。
【請求項１０】
上記仕切り板が樹脂で作製されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１１】
上記冷却液分配構造体の側面が平坦面で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１２】
上記冷却液分配構造体の側面が湾曲面で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１３】
上記上下流通路の幅ｔが０．７５ｍｍ≦ｔ≦６．５ｍｍを満足していることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣＰＵ、ＬＳＩ、パワー半導体などの発熱素子を冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＰＵ、ＬＳＩ、パワー半導体などの発熱素子の発熱密度が増大し、冷却装置の高冷却性能化が求められている。
【０００３】
このような状況を鑑み、冷却液供給流路および冷却液排出流路が、冷却用基材の内部に流路方向を平行として該流路方向と直交する方向に所定距離離間して形成され、冷却用流路が、それぞれ流路方向を冷却液供給流路および冷却液排出流路の流路方向と直交させて冷却液供給流路と冷却液排出流路とを連通するように冷却用基材の内部に形成されて、上下に２層となって、かつ冷却液供給流路および冷却液排出流路の流路方向に所定のピッチで配列された従来の冷却装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この従来の冷却装置においては、１つのスイッチング半導体素子と１つのダイオードとを、冷却用基材の表面および裏面に、冷却用流路における冷却液の流通方向に沿って直列に配置している。これにより、発熱したスイッチング半導体素子又はダイオードが常に冷却液供給流路の側からの十分に冷却された状態の温度上昇していない冷却液により冷却されるので、スイッチング半導体素子又はダイオードを効率よく冷却することが可能となり、冷却能力を高めることが可能となる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６９９８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の冷却装置では、冷却液供給流路の流路断面積が流路方向に関して一定に構成されているので、冷却液供給流路内の冷却液の慣性力により、冷却液供給流路の上流側に接続された冷却用流路の流速が冷却液供給流路の下流側に接続された冷却用流路の流速よりも遅くなる。これにより、冷却液供給流路の上流側に接続された冷却用流路の冷却性能が冷却液供給流路の下流側に接続された冷却用流路の冷却性能より悪くなり、冷却用基材の表面および裏面に並列に配設されている各パワー半導体素子に対する冷却性能にバラツキが生じるという課題があった。この不具合は、冷却用基材の表面および裏面に並列に配設されるパワー半導体素子の個数が増えるほど、顕著となる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、実装される発熱素子の個数が増えても、各発熱素子に対する冷却性能のバラツキを抑制できる冷却装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷却装置は、上下に開口する枠状の本体部と、上記本体部の上下の開口を塞口するように該本体部の上下に取り付けられた上部ヒートシンクおよび下部ヒートシンクと、上記本体部の内部を上下に２分するように配設され、上記上部ヒートシンクとの間に上部空間を構成し、上記下部ヒートシンクとの間に下部空間を構成する仕切り板と、上記上部ヒートシンクと上記仕切り板との間に構成された冷却液供給ヘッダと、上記下部ヒートシンクと上記仕切り板との間に構成され、流路方向を上記冷却液供給ヘッダの流路方向と平行とする冷却液排出ヘッダと、上記冷却液供給ヘッダから流路方向と直交する幅方向に所定距離離間し、上記仕切り板を上下に貫通して、上記冷却液供給ヘッダの流路方向と平行に延在し、上記上部空間と上記下部空間とを連通する上下流通路と、上記冷却液供給ヘッダ内に配設され、該冷却液供給ヘッダの流路断面積が上流側から下流端に向かって漸次小さくなる外形形状に構成され、該冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液を上記上下流通路の方向に分配する冷却液分配構造体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷却液供給ヘッダの流路断面積が上流側から下流端に向かって漸次小さくなる外形形状に構成された冷却液分配構造体が冷却液供給ヘッダ内に配設されているので、冷却液供給ヘッダの上流側から上下流通路側に分配される冷却液の流量が冷却液供給ヘッダの下流側から上下流通路側に分配される冷却液の流量よりも多くなる。そこで、冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液の慣性力に起因する流通方向における冷却液の分配量のバラツキが緩和され、流通方向における冷却能力のバラツキの発生が抑制される。また、冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液の流れ方向が冷却液分配構造体の側面に上下流通路側に変えられ、冷却液の分配がスムーズに行われる。これにより、実装される発熱素子の個数が増えても、各発熱素子に対する冷却性能のバラツキの発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷却装置を示す平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る冷却装置を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る冷却装置の構成を説明する分解斜視図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図である。
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【図８】この発明の冷却装置の動作原理を説明する図である。
【図９】この発明の冷却装置の動作原理を説明する図である。
【図１０】この発明の冷却装置における流速バラツキと上下流通路の幅との関係を示す図である。
【図１１】この発明の冷却装置における最適度と上下流通路の幅との関係を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る冷却装置の構成を説明する分解斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る冷却装置を流入側ヘッダの冷却液流通方向と直交する平面で切った断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る冷却装置を示す平面図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る冷却装置を示す側面図である。
【図１８】この発明の実施の形態３に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【図１９】この発明の実施の形態３に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図である。
【図２０】図１６のＸＸ−ＸＸ矢視断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態４に係る冷却装置を流入側ヘッダの冷却液流通方向と直交する平面で切った断面図である。
【図２２】この発明の実施の形態５に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【図２３】この発明の実施の形態６に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【図２４】図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ矢視断面図である。
【図２５】この発明の実施の形態７に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【図２６】この発明の実施の形態８に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の冷却装置の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る冷却装置を示す平面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る冷却装置を示す側面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る冷却装置の構成を説明する分解斜視図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、図５はこの発明の実施の形態１に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図６はこの発明の実施の形態１に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図、図７は図１のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。なお、図３乃至図７において、矢印は冷却液の流れを示している。
【００１３】
図１乃至図３において、冷却装置１００は、ウォータージャケット１と、ウォータージャケット１の上部に取り付けられた上部ヒートシンク１０と、ウォータージャケット１の下部に取り付けられた下部ヒートシンク１１と、を備え、ＣＰＵ、ＬＳＩ、パワー半導体などの発熱素子１５の冷却に供せられる。
【００１４】
ウォータージャケット１は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などを用いて成形された樹脂成型体であり、所定の厚みを有する長方形の枠状の本体部２と、本体部２より薄い厚みを有する長方形の平板状に作製され、本体部２の内周面の厚み方向中央部に連結されて、本体部２の内部を厚み方向に２分するように配設された仕切り板３と、仕切り板３の上面の幅方向中央部の長さ方向全域に、仕切り板３の長さ方向に延在するように凹設された冷却液供給溝４ａと、仕切り板３の下面の幅方向中央部の長さ方向全域に、仕切り板３の長さ方向に延在するように凹設された冷却液排出溝５ａと、冷却液供給溝４ａの一端に接続されるように本体部２の長さ方向一端に連結された冷却液供給ポート６と、冷却液排出溝５ａの他端に接続されるように本体部２の長さ方向他端に連結された冷却液排出ポート７と、を備えている。
【００１５】
さらに、冷却液分配構造体８が、所定高さを有し、かつ幅が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって漸次広くなるように、冷却液供給溝４ａの底面に、冷却液供給溝４ａの一端側から他端に至るように突設されている。ここでは、冷却液分配構造体８は、図５に示されるように、底面を二等辺三角形とする三角柱に構成され、冷却液供給溝４ａの幅方向中央を通る面に対して面対称となっている。これにより、冷却液供給溝４ａは、その溝断面積が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって漸次小さくなるように構成されている。一方、冷却液排出溝５ａは、その溝断面積が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって一定となっている。
また、上下流通路９が、仕切り板３の幅方向両端部の長さ方向全域に、仕切り板３を厚み方向に貫通して仕切り板３の長さ方向に延在するように形成されている。
【００１６】
上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１は、それぞれ、アルミニウム、銅、AlSiCなどの良熱伝導性の材料を用いて、略長方形の平板状に作製され、裏面に放熱フィン１２が立設されている。放熱フィン１２は、上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の裏面に垂直に立設された円柱体である。そして、図３に示されるように、上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の長さ方向に所定のピッチで配列された放熱フィン１２の列が、上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の長さ方向に半ピッチずれて、上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の幅方向に所定の間隔で多数列配列され、上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の裏面にマトリクス状に配設されている。
【００１７】
このように構成された冷却装置１００を組み立てるには、まず、必要に応じてシール部材を介在させて、上部ヒートシンク１０の裏面側を上部側から本体部２に重ね合わせる。また、必要に応じてシール部材を介在させて、下部ヒートシンク１１の裏面側を下部側から本体部２に重ね合わせる。ついで、本体部２と上部および下部ヒートシンク１０，１１とを固着し、ウォータージャケット１と上部および下部ヒートシンク１０，１１とが連結一体化され、冷却装置１００が組み立てられる。
【００１８】
この冷却装置１００においては、上部ヒートシンク１０が本体部２の上部開口を塞口し、下部ヒートシンク１１が本体部２の下部開口を塞口している。そして、本体部２、仕切り板３および上部ヒートシンク１０により上部空間が構成され、本体部２、仕切り板３および下部ヒートシンク１１により下部空間が構成される。
【００１９】
そして、冷却液分配構造体８が上部ヒートシンク１０の裏面に接し、冷却液供給ヘッダ４が冷却液供給溝４ａと上部ヒートシンク１０とにより上部空間の幅方向中央部に構成される。この冷却液供給ヘッダ４の流路断面積は、冷却液供給ヘッダ４の一端側から他端に向かって漸次小さくなっている。また、冷却液排出ヘッダ５が冷却液排出溝５ａと下部ヒートシンク１１とにより下部空間の幅方向中央部に構成される。この冷却液排出ヘッダ５の流路断面積は、冷却液供給ヘッダ４の一端側から他端に向かって一定となっている。冷却液の流入方向と排出方向が、図７に示されるように、同じ方向となっている。さらに、上部および下部ヒートシンク１０，１１の放熱フィン１２の群が、それぞれ、冷却液供給ヘッダ４、冷却液排出ヘッダ５および上下流通路９を避けて、上部空間および下部空間内に収納され、冷却用流路を構成する。
【００２０】
このように構成された冷却装置１００では、発熱素子１５が、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面のそれぞれに、冷却液供給ヘッダ４の流路方向に並んで、金属結合、グリース、接着などにより固定される。そして、ポンプ（図示せず）などから送られてきた冷却液が、図５に矢印で示されるように、冷却液供給ポート６から冷却液供給ヘッダ４の一端側に流入し、冷却液供給ヘッダ４内を冷却液分配構造体８に沿って他端側に流れる。そして、冷却液は、冷却液分配構造体８により流れ方向をウォータージャケット１の幅方向に変えられ、上部空間内に収納されている放熱フィン１２の群内に流入する。
【００２１】
放熱フィン１２の群は、隣り合う放熱フィン１２の列が、ウォータージャケット１の長さ方向に半ピッチずれている。そこで、冷却液は、放熱フィン１２の群内を蛇行しながら上下流通路９の方向に流れる。このとき、上部ヒートシンク１０に実装されている発熱素子１５で発生した熱が、放熱フィン１２を介して冷却液に放熱される。
【００２２】
ついで、上下流通路９に流入した冷却液は、図４に矢印で示されるように、上下流通路９を通ってウォータージャケット１の下部側に流れ、下部空間内に収納されている放熱フィン１２の群内に流入する。そして、冷却液は、図６に矢印で示されるように、放熱フィン１２の群内を蛇行しながら冷却液排出ヘッダ５の方向に流れる。このとき、下部ヒートシンク１１に実装されている発熱素子１５で発生した熱が、放熱フィン１２を介して冷却液に放熱される。そして、冷却液排出ヘッダ５に流入した冷却液は、冷却液排出ヘッダ５内を他端側に流れ、冷却液排出ポート７から排出される。
【００２３】
このように構成された冷却装置１００では、冷却用流路が、上部側の幅方向中央部に長さ方向に延在する冷却液供給ヘッダ４から、幅方向両端部に長さ方向に延在する上下流通路９に至る流路と、上下流通路９から下部側の幅方向中央部に長さ方向に延在する冷却液排出ヘッダ５に至る流路と、から構成されている。そこで、発熱素子１５の発熱密度に差異がある場合には、発熱密度の大きな発熱素子１５を上部ヒートシンク１０に実装し、発熱密度の小さな発熱素子１５を下部ヒートシンク１１に実装することが好ましい。つまり、発熱密度の大きな発熱素子１５が、常に冷却液供給ヘッダ４からの十分に冷却された状態の温度上昇していない冷却液により冷却されるので、発熱密度の大きな発熱素子１５を効率よく冷却することができる。
【００２４】
この実施の形態１によれば、冷却液供給ヘッダ４内の冷却液の慣性力により、冷却液供給ヘッダ４の上流側の流速が下流側の流速よりも遅くなるが、冷却液供給ヘッダ４の流路断面積が冷却液供給ヘッダ４の一端側から他端に向かって漸次小さくなっているので、冷却液供給ヘッダ４から上部空間内の放熱フィン１２の群内に流入する冷却液の流量が、冷却液供給ヘッダ４の流路方向（ウォータージャケット１の長さ方向）に関して、均一化される。そして、ウォータージャケット１の長さ方向に関して、流量が均一化された冷却液は、上下流通路９を介して下部空間内の放熱フィン１２の群内に流入する。
【００２５】
このように、冷却液供給ヘッダ４内を流通する冷却液が、冷却液供給ヘッダ４の流路方向に関して、放熱フィン１２の群内に均等に流入するので、放熱フィン１２の群内に流入する冷却液の流量が、冷却液供給ヘッダ４の流路方向に関して、均一化される。そこで、冷却液供給ヘッダ４の流路方向に関して、冷却装置１００の冷却性能の均一化が図られ、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面に並列に実装された発熱素子１５に対する冷却性能にバラツキの発生が抑えられる。
【００２６】
さらに、冷却液供給溝４ａ内に配設されている冷却液分配構造体８が底面を二等辺三角形とする三角柱に構成されているので、冷却液分配構造体８の両側面が冷却液供給ヘッダ４内を流れる冷却液の流れ方向に対して傾斜し、冷却液の流れ方向の流れ方向をウォータージャケット１の長さ方向から幅方向に変換する。そこで、冷却液供給ヘッダ４内を流れる冷却液がスムーズに放熱フィン１２の群内に流入するので、冷却性能が高められる。
【００２７】
また、放熱フィン１２の群は、隣り合う放熱フィン１２の列が、ウォータージャケット１の長さ方向に半ピッチずれているので、冷却液は、放熱フィン１２の群内を蛇行しながら冷却液供給ヘッダ４から上下流通路９の方向に、さらに上下流通路９から冷却液排出ヘッダ５の方向に流れる。したがって、冷却液供給ヘッダ４から冷却液排出ヘッダ５に至る冷却用流路が長くなり、放熱フィン１２の放熱面積が増大するので、冷却性能が高められる。
【００２８】
また、仕切り板３が樹脂成型体で構成されているので、上部ヒートシンク１０と下部ヒートシンク１１とが熱的に分離される。そこで、上部ヒートシンク１０（又は下部ヒートシンク１１）に実装されている発熱素子１５での発熱が下部ヒートシンク１１（又は上部ヒートシンク１０）に実装されている発熱素子１５に伝達されて、下部ヒートシンク１１（又は上部ヒートシンク１０）に実装されている発熱素子１５の温度が高くなるような不具合が未然に阻止される。
【００２９】
また、ウォータージャケット１が樹脂成型体で構成されているので、本体部２、仕切り板３、冷却液供給ポート６および冷却液排出ポート７が一体成形される。そこで、本体部２、仕切り板３、冷却液供給ポート６および冷却液排出ポート７を別部材で作製し、後工程で組み立ててウォータージャケット１を作製する場合に比べ、製造時間を短縮できるとともに、低コスト化が図られる。
【００３０】
また、仕切り板３が本体部２の内部を厚み方向に２分するように配設され、冷却液供給ヘッダ４から冷却液排出ヘッダ５に至る冷却用流路が上下２層に構成され、かつ上下２層の流路が上下流通路９を介して直列に接続されている。そこで、冷却装置１００を大型化することなく、冷却液供給ヘッダ４から冷却液排出ヘッダ５に至る冷却用流路を長くでき、放熱フィン１２の放熱面積を増大できるので、冷却性能が高められる。
【００３１】
つぎに、上下流通路９の幅ｔについて検討する。図８および図９はそれぞれこの発明の冷却装置の動作原理を説明する図であり、図８は冷却装置の上部および下部ヒートシンクを取り除いた状態を冷却液供給ヘッダ内の冷却液の流れ方向と直交する平面で切った断面図、図９は冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図である。なお、フィン領域の幅をＬ[ｍｍ]、フィン領域の長さをＬｗ[ｍｍ]とする。ここで、フィン領域とは、仕切り板３の本体部２の長さ方向の両内壁面、冷却液供給溝４ａおよび上下流通路９で囲まれた領域である。また、上下流通路９の入口の圧力をＰ１[Ｐａ]、上下流通路９の出口の圧力をＰ２[Ｐａ]とする。さらに、下部フィン領域を長手方向に対しｎ個の領域に分け、それぞれの領域の冷却液の流速をＶ1〜Ｖnとする。
【００３２】
ここで、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］を広くし過ぎると、冷却液が上下流通路９を通過する過程で、上下流通路９の他端側（冷却液排出パイプ７側）に偏り、冷却液の流れにバラツキが生じやすい。これは、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］が広くなると、上下流通路９の長手方向における流路抵抗が小さくなることに起因する。そして、冷却装置１の上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の面内の放熱性能を均一にするためには、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］を狭くして、流速バラツキを小さくすることが望ましい。
【００３３】
一方、上下流通路９の幅ｔ[ｍｍ]を狭くし過ぎると、上下流通路９の入口の圧力Ｐ1[Ｐａ]と上下流通路９の出口の圧力Ｐ２[Ｐａ]の差、すなわち圧力損失が大きくなり、冷却液を循環するポンプの駆動に多くのエネルギーが必要となる。そして、エネルギーの消費量を少なくするには、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］を広くすることが望ましい。
【００３４】
まず、図８および図９に示されるように、下部フィン領域を長手方向に対しｎ個の領域に分け、それぞれの領域の冷却液の流速Ｖ1〜Ｖｎの平均流速をＶaverage 、流速分布の標準偏差をσとし、冷却液の流速バラツキＤを式（１）により定義した。
【００３５】
【数１】
0005523542.tif 000002
【００３６】
ここで、分割数ｎを変えて流体シミュレーションをした結果、ｎが５以上のときに、平均流速Ｖaverageおよび流速バラツキＤがほぼ一定の値となることが確認された。
ついで、上下流通路９の幅ｔ[ｍｍ]を変えて流速バラツキＤについて流体シミュレーションした結果を図１０に示した。
【００３７】
図１０から、流速バラツキＤは、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］を０．２ｍｍから大きくすると急激に大きくなり、幅ｔ［ｍｍ］が０．５ｍｍを超えると、なだらかに大きくなることが分った。ここで、冷却装置１の上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の面内の放熱性能を均一にするには、流速バラツキＤを０．２５（２５％）以下とすることが望ましい。図１０から、流速バラツキＤが０．２５以下となる上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］は６．５ｍｍである。したがって、放熱性能の均一化の観点から、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］を６．５ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００３８】
上下流通路９の幅ｔ[ｍｍ]が０ｍｍに近付く程、流速バラツキＤは減少するが、圧力損失が増加し、冷却液を循環するポンプのエネルギー消費が多くなる。一般的に、ベルヌーイの式より、圧力損失は流速の２乗に比例するので、この比例定数を圧損係数ζと置き、式（２）により定義した。なお、式(２)中、ρは冷却液の密度である。
【００３９】
【数２】
0005523542.tif 000003
【００４０】
ζの値が小さいほど圧力損失は低くなり、冷却液を循環するポンプのエネルギー消費は少なくてよい。また、圧損係数ζと流速バラツキＤは、それぞれ小さい程よいため、ζとＤの積の逆数が大きい程よい。そこで、ζとＤの積の逆数を、最適度Ｏとして、式（３）により定義した。
【００４１】
【数３】
0005523542.tif 000004
【００４２】
ついで、上下流通路９の幅ｔ[ｍｍ]を変えて最適度Ｏについて流体シミュレーションした結果を図１１に示した。
図１１から、最適度Ｏは、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］が０．７５[ｍｍ]より小さくなると急激に低下し、０．７５[ｍｍ]以上となると、ほぼ一定の値となっていることが分った。したがって、エネルギー消費量の低減の観点から、上下流通路９の幅ｔ［ｍｍ］を０．７５［ｍｍ］以上とすることが望ましい。
【００４３】
一般的に、レイノルズ数が同じ値であれば、その流れは相似である。ここで、レイノルズ数をＲｅ＝Ｖaverage・Ｌｗ／νと定義し、流体シミュレーションした結果、Ｒｅ≦１０６の条件下で、図１０に示される流速バラツキＤと上下流通路９の幅ｔとの関係、および図１１に示される最適度Ｏと上下流通路９の幅ｔとの関係が成立することが確認された。但し、Ｌｗ［ｍ］はフィン領域の長手方向長さ、ν［ｍ２／ｓ］は冷却液の動粘性係数である。
【００４４】
これらのことから、上下流通路９は、０．７５[ｍｍ]≦ｔ≦６．５[ｍｍ]を満足するように幅ｔを設定することが望ましい。すなわち、上下流通路９の幅ｔが、０．７５[ｍｍ]≦ｔ≦６．５[ｍｍ]を満足していれば、流速バラツキＤおよび圧力損失を小さくできる。これにより、冷却装置１の上部ヒートシンク１０および下部ヒートシンク１１の面内の放熱性能の均一化が図られるとともに、冷却液を循環するポンプのエネルギー消費を少なくすることができる。なお、上下流通路９の幅ｔの最適条件（０．７５[ｍｍ]≦ｔ≦６．５[ｍｍ]）は、Ｒｅ≦１０６であれば、Ｌｗやνの値によらず、不変的に成立する。
【００４５】
なお、上記実施の形態１では、本体部、仕切り板、冷却液供給ポートおよび冷却液排出ポートが一体成形されているものとしているが、本体部と仕切り板とを一体成形し、冷却液供給ポートおよび冷却液排出ポートを後工程で組み付けるようにしてもよい。
【００４６】
実施の形態２．
図１２はこの発明の実施の形態２に係る冷却装置の構成を説明する分解斜視図、図１３はこの発明の実施の形態２に係る冷却装置を流入側ヘッダの冷却液流通方向と直交する平面で切った断面図、図１４はこの発明の実施の形態２に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図１５はこの発明の実施の形態２に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図である。なお、図１２乃至図１５において、矢印は冷却液の流れを示している。
【００４７】
図１２乃至図１５において、ウォータージャケット１Ａは、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などを用いて成形された樹脂成型体であり、所定の厚みを有する長方形の枠状の本体部２０と、本体部２０より薄い厚みを有する長方形の平板状に作製され、本体部２０の内周面の厚み方向中央部に連結されて、本体部２０の内部を厚み方向に２分するように配設された仕切り板２１と、仕切り板２１の幅方向中央部の長さ方向全域に、仕切り板２１を厚み方向に貫通して仕切り板２１の長さ方向に延在するように形成された上下流通路２２と、仕切り板２１の上面の幅方向両端部の長さ方向全域に、それぞれ、仕切り板２１の長さ方向に延在するように凹設された冷却液供給溝２３ａと、仕切り板２１の下面の幅方向両端部の長さ方向全域に、それぞれ、仕切り板２１の長さ方向に延在するように凹設された冷却液排出溝２４ａと、本体部２０の長さ方向一端に連結された冷却液供給ポート２５と、本体部２０の長さ方向他端に連結された冷却液排出ポート２６と、冷却液供給ポート２５と冷却液供給溝２３ａの一端とを接続するように本体部２０の上面の一端側に凹設された供給側連通路２７と、冷却液排出ポート２６と冷却液排出溝２４ａの他端とを接続するように本体部２０の下面の他端側に凹設された排出側連通路２８と、を備えている。
【００４８】
さらに、冷却液分配構造体２９が、幅が冷却液供給溝２３ａの一端側から他端に向かって漸次広くなるように、冷却液供給溝２３ａの底面に、冷却液供給溝２３ａの一端側から他端に至るように突設されている。ここでは、冷却液分配構造体２９は、図１４に示されるように、底面を直角三角形とする三角柱に構成され、本体部２０の幅方向両側部に一体に形成されている。これにより、冷却液供給溝２３ａは、その溝断面積が冷却液供給溝２３ａの一端側から他端に向かって漸次小さくなるように構成されている。一方、冷却液排出溝２４ａは、その溝断面積が冷却液供給溝２３ａの一端から他端に向かって一定となっている。
【００４９】
なお、実施の形態２による冷却装置１０１は、ウォータージャケット１に替えてウォータージャケット１Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１による冷却装置１００と同様に構成されている。
【００５０】
このように構成された冷却装置１０１を組み立てるには、まず、必要に応じてシール部材を介在させて、上部ヒートシンク１０の裏面側を上部側から本体部２０に重ね合わせる。また、必要に応じてシール部材を介在させて、下部ヒートシンク１１の裏面側を下部側から本体部２０に重ね合わせる。ついで、本体部２０と上部および下部ヒートシンク１０，１１とを固着し、ウォータージャケット１Ａと上部および下部ヒートシンク１０，１１とが連結一体化され、冷却装置１０１が組み立てられる。
【００５１】
この冷却装置１０１においては、上部ヒートシンク１０が本体部２０の上部開口を塞口し、下部ヒートシンク１１が本体部２０の下部開口を塞口している。そして、本体部２０、仕切り板２１および上部ヒートシンク１０により上部空間が構成され、本体部２０、仕切り板２１および下部ヒートシンク１１により下部空間が構成される。
【００５２】
そして、冷却液分配構造体２９が上部ヒートシンク１０の裏面に接し、冷却液供給ヘッダ２３が冷却液供給溝２３ａと上部ヒートシンク１０とにより上部空間の幅方向中央部に構成される。この冷却液供給ヘッダ２３の流路断面積は、冷却液供給ヘッダ２３の一端側から他端に向かって漸次小さくなっている。また、冷却液排出ヘッダ２４が冷却液排出溝２４ａと下部ヒートシンク１１とにより下部空間の幅方向中央部に構成される。この冷却液排出ヘッダ２４の流路断面積は、冷却液供給ヘッダ２３の一端から他端に向かって一定となっている。さらに、上部および下部ヒートシンク１０，１１の放熱フィン１２の群が、それぞれ、冷却液供給ヘッダ２３、冷却液排出ヘッダ２４および上下流通路２２を避けて、上部空間および下部空間内に収納され、冷却用流路を構成する。
【００５３】
このように構成された冷却装置１０１では、発熱素子１５が、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面のそれぞれに、冷却液供給ヘッダ２３の流路方向に並んで、金属結合、グリース、接着などにより固定される。そして、ポンプ（図示せず）などから送られてきた冷却液が、図１４に矢印で示されるように、冷却液供給ポート２５から供給側連通路２７を通って冷却液供給ヘッダ２３の一端側に流入し、冷却液供給ヘッダ２３内を冷却液分配構造体２９に沿って他端側に流れる。そして、冷却液は、冷却液分配構造体２９により流れ方向をウォータージャケット１の幅方向に変えられ、上部空間内に収納されている放熱フィン１２の群内に流入する。
【００５４】
そして、冷却液は、放熱フィン１２の群内を蛇行しながら上下流通路９の方向に流れる。このとき、上部ヒートシンク１０に実装されている発熱素子１５で発生した熱が、放熱フィン１２を介して冷却液に放熱される。
【００５５】
ついで、上下流通路９に流入した冷却液は、図１３に矢印で示されるように、上下流通路２２を通ってウォータージャケット１の下部側に流れ、下部空間内に収納されている放熱フィン１２の群内に流入する。そして、冷却液は、図１５に矢印で示されるように、放熱フィン１２の群内を蛇行しながら冷却液排出ヘッダ２４の方向に流れる。このとき、下部ヒートシンク１１に実装されている発熱素子１５で発生した熱が、放熱フィン１２を介して冷却液に放熱される。そして、冷却液排出ヘッダ２４に流入した冷却液は、冷却液排出ヘッダ２４内を他端側に流れ、排出側連通路２８を通って冷却液排出ポート２６から排出される。
【００５６】
このように構成された冷却装置１０１では、冷却用流路が、上部側の幅方向両端部に長さ方向に延在する冷却液供給ヘッダ２３から、幅方向中央部に長さ方向に延在する上下流通路２２に至る流路と、上下流通路２２から下部側の幅方向両端部に長さ方向に延在する冷却液排出ヘッダ２４に至る流路と、から構成されている。そこで、発熱素子１５の発熱密度に差異がある場合には、発熱密度の大きな発熱素子１５を上部ヒートシンク１０に実装し、発熱密度の小さな発熱素子１５を下部ヒートシンク１１に実装することが好ましい。つまり、発熱密度の大きな発熱素子１５が、常に冷却液供給ヘッダ２３からの十分に冷却された状態の温度上昇していない冷却液により冷却されるので、発熱密度の大きな発熱素子１５を効率よく冷却することができる。
【００５７】
この実施の形態２においても、冷却液供給ヘッダ２３の流路断面積が冷却液供給ヘッダ２３の一端側から他端に向かって漸次小さくなっているので、上記実施の形態１と同様に、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面に並列に実装された発熱素子１５に対する冷却性能にバラツキの発生が抑えられるとともに、冷却性能が高められる。
【００５８】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３に係る冷却装置を示す平面図、図１７はこの発明の実施の形態３に係る冷却装置を示す側面図、図１８はこの発明の実施の形態３に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図１９はこの発明の実施の形態３に係る冷却装置の下部ヒートシンクを取り除いた状態を下部側から見た平面図
図２０は図１６のＸＸ−ＸＸ矢視断面図である。なお、図１８乃至図２０において、矢印は冷却液の流れを示している。
【００５９】
図１６乃至図２０において、ウォータージャケット１Ｂは、冷却液供給溝４ａの一端に接続されるように本体部２の長さ方向一端の上部側に連結された冷却液供給ポート６と、冷却液排出溝５ａの一端に接続されるように本体部２の長さ方向一端の下部側に連結された冷却液排出ポート７と、を備えている。
なお、実施の形態３による冷却装置１０２は、ウォータージャケット１に替えてウォータージャケット１Ｂを用いている点を除いて、上記実施の形態１による冷却装置１００と同様に構成されている。
【００６０】
このように構成された冷却装置１０２では、発熱素子１５が、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面のそれぞれに、冷却液供給ヘッダ４の流路方向に並んで、金属結合、グリース、接着などにより固定される。そして、ポンプ（図示せず）などから送られてきた冷却液が、図１８に矢印で示されるように、冷却液供給ポート６から冷却液供給ヘッダ４の一端側に流入し、冷却液供給ヘッダ４内を冷却液分配構造体８に沿って他端側に流れる。そして、冷却液は、冷却液分配構造体８により流れ方向をウォータージャケット１Ｂの幅方向に変えられ、上部空間内に収納されている放熱フィン１２の群内に流入する。
【００６１】
そこで、冷却液は、放熱フィン１２の群内を蛇行しながら上下流通路９の方向に流れる。このとき、上部ヒートシンク１０に実装されている発熱素子１５で発生した熱が、放熱フィン１２を介して冷却液に放熱される。
【００６２】
ついで、上下流通路９に流入した冷却液は、上下流通路９を通ってウォータージャケット１Ｂの下部側に流れ、下部空間内に収納されている放熱フィン１２の群内に流入する。そして、冷却液は、図１９内に矢印で示されるように、放熱フィン１２の群内を蛇行しながら冷却液排出ヘッダ５の方向に流れる。このとき、下部ヒートシンク１１に実装されている発熱素子１５で発生した熱が、放熱フィン１２を介して冷却液に放熱される。そして、冷却液排出ヘッダ５に流入した冷却液は、冷却液排出ヘッダ５内を一端側に流れ、冷却液排出ポート７から排出される。なお、冷却液の流入方向と排出方向が、図２０に示されるように、逆の方向となっている。
【００６３】
このように構成された冷却装置１０２では、冷却用流路が、上部側の幅方向中央部に長さ方向に延在する冷却液供給ヘッダ４から、幅方向両端部に長さ方向に延在する上下流通路９に至る流路と、上下流通路９から下部側の幅方向中央部に長さ方向に延在する冷却液排出ヘッダ５に至る流路と、から構成されている。そこで、発熱素子１５の発熱密度に差異がある場合には、発熱密度の大きな発熱素子１５を上部ヒートシンク１０に実装し、発熱密度の小さな発熱素子１５を下部ヒートシンク１１に実装することが好ましい。
【００６４】
この実施の形態３においても、冷却液供給ヘッダ４の流路断面積が冷却液供給ヘッダ４の一端側から他端に向かって漸次小さくなっているので、上記実施の形態１と同様に、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面に並列に実装された発熱素子１５に対する冷却性能にバラツキの発生が抑えられるとともに、冷却性能が高められる。
【００６５】
また、この実施の形態３によれば、冷却液供給ポート６と冷却液排出ポート７がウォータージャケット１Ｂの長さ方向の一端部に設けられ、冷却液の流入方向と排出方向とが逆方向となっている、つまり、冷却液供給ヘッダ４内の冷却液の流れ方向と冷却液排出ヘッダ５内の冷却液の流れ方向とが逆の方向となっているので、上下流通路９では上部側の冷却液の慣性力と、下部側の冷却液の慣性力とが相殺され、上下流通路９を流れる冷却液の偏りを抑制できる。
【００６６】
実施の形態４．
図２１はこの発明の実施の形態４に係る冷却装置を流入側ヘッダの冷却液流通方向と直交する平面で切った断面図である。
【００６７】
図２１において、上部ヒートシンク１０Ａは、幅方向中央側に配列されている放熱フィン１２の高さが幅方向中央に向かって漸次低くなるテーパー形状に形成されている。そして、上部ヒートシンク１０Ａを本体部２の上部に取り付けた際に、テーパー形状に形成された放熱フィン１２が冷却液供給ヘッダ４内に延在している。下部ヒートシンク１１Ａは、幅方向中央側に配列されている放熱フィン１２の高さが幅方向中央に向かって漸次低くなるテーパー形状に形成されている。そして、下部ヒートシンク１１Ａを本体部２の下部に取り付けた際に、テーパー形状に形成された放熱フィン１２が冷却液排出ヘッダ５内に延在している。
なお、実施の形態４による冷却装置１０３の他の構成は、上記実施の形態１による冷却装置１００と同様に構成されている。
【００６８】
このように構成された冷却装置１０３では、幅方向中央側の放熱フィン１２の高さをテーパー形状に低くして、冷却液供給ヘッダ４および冷却液排出ヘッダ５内に延在させている。そこで、冷却液供給ヘッダ４および冷却液排出ヘッダ５の流路断面積を過度に小さくすることなく、放熱フィン１２による放熱面積を拡大できるので、発熱素子１５での発熱を効果的に放熱することができる。
【００６９】
実施の形態５．
図２２はこの発明の実施の形態５に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【００７０】
図２２において、ウォータージャケット１Ｃは、冷却液分配構造体８Ａが、所定高さを有し、かつ幅が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって漸次広くなるように、冷却液供給溝４ａの底面に、冷却液供給溝４ａの一端側から他端に至るように突設されている。ここでは、冷却液分配構造体８Ａは、底面を不等辺三角形とする三角柱に構成されている。
なお、実施の形態５による冷却装置１０４は、ウォータージャケット１に替えてウォータージャケット１Ｃを用いている点を除いて、上記実施の形態１による冷却装置１００と同様に構成されている。
【００７１】
このように構成された冷却装置１０４では、冷却液供給ヘッダの流路断面積が一端側から他端に向かって漸次小さくなるように構成されているので、冷却液供給ヘッダの幅方向両側の冷却用流路のそれぞれに流入する冷却液の流量は、冷却液供給ヘッダの流路方向に関し、それぞれ等しくなる。また、冷却液供給ヘッダ内を流れる冷却液の流れ方向に対する、冷却液分配構造体８Ａの両側面の傾斜角度が異なっているので、冷却液供給ヘッダの幅方向両側の冷却用流路に流入する冷却液の流量は異なる。そこで、この冷却装置１０４では、冷却液分配構造体８Ａの両側面の傾斜角度を調整することで、上部ヒートシンク１０の幅方向両側および下部ヒートシンク１１の幅方向両側の４つの異なる冷却能力の領域を構成できる。ここでは、冷却液供給ヘッダの幅方向一側（図２２中下側）の冷却能力が冷却液供給ヘッダの幅方向他側（図２２中上側）の冷却能力より大きくなっている。
【００７２】
この実施の形態５によれば、発熱密度が最も大きい発熱素子１５の群を上部ヒートシンク１０の幅方向一側の領域に実装し、発熱密度が次に大きい発熱素子１５の群を上部ヒートシンク１０の幅方向他側の領域に実装し、発熱密度が次に大きい発熱素子１５の群を下部ヒートシンク１１の幅方向他側の領域に実装し、発熱密度が最も小さい発熱素子１５の群を下部ヒートシンク１１の幅方向一側の領域に実装することで、異なる発熱密度の発熱素子１５の群を効果的に冷却することができる。
【００７３】
実施の形態６．
図２３はこの発明の実施の形態６に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図、図２４は図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ矢視断面図である。
【００７４】
図２３および図２４において、ウォータージャケット１Ｄは、所定高さを有し、冷却液供給溝４ａの溝方向と直交する断面を台形とする冷却液分配構造体８Ｂが、冷却液供給溝４ａの一端側では断面積を一定とし、その後断面積を他端に向かって漸次大きくなるように、冷却液供給溝４ａの底面に突設されている。
なお、実施の形態６による冷却装置１０５は、ウォータージャケット１に替えてウォータージャケット１Ｄを用いている点を除いて、上記実施の形態１による冷却装置１００と同様に構成されている。
【００７５】
このように構成された冷却装置１０５では、冷却液供給ヘッダの一端側（上流側）での流路断面積は一定であり、冷却液供給ヘッダの他端側（下流側）での流路断面積が他端に向かって漸次小さくなっている。つまり、冷却液供給ヘッダ内の冷却液の慣性力が最も大きくなる他端側の流路断面積が他端に向かって漸次小さくなっているので、冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液が、冷却液供給ヘッダの流路方向に関して、放熱フィン１２の群内に略均等に流入する。
【００７６】
したがって、この実施の形態６においても、冷却液供給ヘッダの流路方向に関して、冷却装置１０５の冷却性能の均一化が図られ、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面に並列に実装された発熱素子１５に対する冷却性能にバラツキの発生が抑えられる。
【００７７】
実施の形態７．
図２５はこの発明の実施の形態７に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【００７８】
図２５において、ウォータージャケット１Ｅは、冷却液分配構造体８Ｃが、所定の高さを有し、かつ幅が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって漸次広くなるように、冷却液供給溝４ａの底面に、冷却液供給溝４ａの一端側から他端に至るように突設されている。ここでは、冷却液分配構造体８Ｃは、両側面を凸状の湾曲面とする柱状体に構成され、冷却液供給溝４ａの幅方向中央を通る面に対して面対称となっている。これにより、冷却液供給溝４ａは、その溝断面積が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって漸次小さくなるように構成されている。
なお、実施の形態７による冷却装置１０６は、ウォータージャケット１に替えてウォータージャケット１Ｅを用いている点を除いて、上記実施の形態１による冷却装置１００と同様に構成されている。
【００７９】
このように構成された冷却装置１０６では、冷却液供給ヘッダの流路断面積が一端側から他端に向かって漸次小さくなっているので、冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液が、冷却液供給ヘッダの流路方向に関して、放熱フィン１２の群内に略均等に流入する。
【００８０】
したがって、この実施の形態７においても、冷却液供給ヘッダの流路方向に関して、冷却装置１０６の冷却性能の均一化が図られ、上部および下部ヒートシンク１０，１１の表面に並列に実装された発熱素子１５に対する冷却性能にバラツキの発生が抑えられる。
【００８１】
なお、上記実施の形態７では、冷却液分配構造体の側面が凸状の湾曲面に構成されているものとしているが、冷却液分配構造体の側面は凸状の湾曲面に限定されず、冷却液供給ヘッダの流路断面積が一端側から他端に向かって漸次小さくなっていればよく、例えば、凹状の湾曲面でもよい。
【００８２】
実施の形態８．
図２６はこの発明の実施の形態８に係る冷却装置の上部ヒートシンクを取り除いた状態を上部側から見た平面図である。
【００８３】
図２６において、ウォータージャケット１Ｆは、冷却液分配構造体８Ｄが、所定の高さを有し、かつ幅が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって漸次広くなるように、冷却液供給溝４ａの底面に、冷却液供給溝４ａの一端側から他端に至るように突設されている。ここでは、冷却液分配構造体８Ｄは、一方の側面を凸状の湾曲面とし、他方の側面を平坦面とする柱状体に構成されている。これにより、冷却液供給溝４ａは、その溝断面積が冷却液供給溝４ａの一端側から他端に向かって漸次小さくなるように構成されている。
なお、実施の形態８による冷却装置１０７は、ウォータージャケット１に替えてウォータージャケット１Ｆを用いている点を除いて、上記実施の形態１による冷却装置１００と同様に構成されている。
【００８４】
このように構成された冷却装置１０７では、冷却液供給ヘッダの流路断面積が一端側から他端に向かって漸次小さくなっているので、冷却液供給ヘッダ内を流通する冷却液が、冷却液供給ヘッダの流路方向に関して、冷却液供給ヘッダの幅方向一側の放熱フィン１２の群内に均等に流入し、冷却液供給ヘッダの幅方向他側の放熱フィン１２の群内に均等に流入する。そして、冷却液分配構造体８Ｄの両側面の面形状が異なっているので、冷却液供給ヘッダの幅方向一側の放熱フィン１２の群内に流入する流量と、冷却液供給ヘッダの幅方向他側の放熱フィン１２の群内に流入する流量とが異なる。
【００８５】
したがって、この実施の形態８においても、冷却液分配構造体８Ｄの両側面の面形状を調整することで、上部ヒートシンク１０の両側および下部ヒートシンク１１の幅方向両側に４つの異なる冷却能力の領域を構成できるので、上記実施の形態５と同様の効果が得られる。
【００８６】
なお、上記各実施の形態では、ウォータージャケットが樹脂製であるものとしているが、ウォータージャケットの材料は樹脂に限定されず、例えば、アルミニウムなどの金属を用いてもよい。
また、上部ヒートシンク１０、および下部ヒートシンク１１を本体部２０に連結一体化するために、必ずしもシール部材を介在させる必要は無く、例えば接着剤や溶接などを用いて冷却液が漏れないように密閉接合してもよい。
【００８７】
また、上記各実施の形態では、放熱フィンが円柱状に形成されているものとしているが、放熱フィンの形状は円柱に限定されず、例えば、楕円柱、菱形柱、角柱、平板状、スリットの入った薄板を積層したものなどでもよい。
また、上記各実施の形態では、冷却液が蛇行するように放熱フィンを配設するものとしているが、放熱フィンは、必ずしも、冷却液が蛇行するように配設される必要はない。
また、上記各実施の形態では、冷却液について具体的に説明していないが、冷却液には水、オイルなどの冷媒を用いることができる。
【符号の説明】
【００８８】
２  本体部、３  仕切り板、４  冷却液供給ヘッダ、５  冷却液排出ヘッダ、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ  冷却液分配構造体、９  上下流通路、１０，１０Ａ  上部ヒートシンク、１１，１１Ａ  下部ヒートシンク、１２  放熱フィン、２０  本体部、２１  仕切り板、２２  上下流通路、２３  冷却液供給ヘッダ、２４  冷却液排出ヘッダ、２９  冷却液分配構造体。
【要約】
【課題】この発明は、実装される発熱素子の個数が増えても、各発熱素子に対する冷却性能のバラツキを抑制できる冷却装置を得る。
【解決手段】上部および下部ヒートシンク１０，１１が本体部２の上下の開口を塞口するように取り付けられ、仕切り板３が本体部の内部を上下に２分するように配設され、冷却液供給ヘッダが上部ヒートシンク１０と仕切り板３との間の幅方向中央部に構成され、冷却液排出ヘッダが冷却液供給ヘッダと平行に下部ヒートシンク１１と仕切り板３との間の幅方向中央部に構成され、上下流通路９が幅方向両側に、仕切り板３を上下に貫通して、冷却液供給ヘッダと平行に構成され、冷却液分配構造体８が冷却液供給ヘッダ内に配設され、冷却液供給ヘッダの流路断面積が上流側から下流端に向かって漸次小さくなる外形形状に構成されている。
【選択図】図３【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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