(57)【要約】【課題】部品点数を削減することができる放熱装置を提供すること。【解決手段】放熱装置３１の本体部３９は、凹部３２が形成された筐体３３に蓋部材３７を取り付けることで構成されている。本体部３９の内部には、筐体３３と蓋部材３７によって冷媒が流れる冷媒通路３８が形成されている。本体部３９には、流入路５１を形成する流入路形成部４２及び流出路を形成する流出路形成部が一体成形されている。【選択図】図４
2014075488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体が熱的に結合され、前記発熱体の熱を放熱する冷媒が流れる冷媒通路が内部に形成された本体部を備え、前記冷媒通路に冷媒を流入させる流入路を有するとともに前記冷媒通路から冷媒を流出させる流出路を有する放熱装置であって、
前記本体部には、前記流入路及び前記流出路の少なくとも一方を形成する流路形成部が一体成形されることを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
前記本体部は、凹部が形成された筐体と、前記凹部を覆う状態で前記筐体に取り付けられることで前記筐体とともに前記冷媒通路を形成する蓋部材とから構成され、前記筐体には、前記蓋部材の位置決めを行う位置決め用のピンが一体成形されることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
【請求項３】
前記本体部には、前記冷媒通路の内部に突出するフィンが一体成形されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放熱装置。
【請求項４】
前記本体部及び前記流路形成部は、鋳造により製造されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項５】
前記本体部及び前記流路形成部は、切削により製造されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項６】
前記本体部及び前記流路形成部は、鍛造により製造されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体が熱的に結合され、発熱体の熱を放熱する冷媒が流れる冷媒通路が内部に形成された本体部を備え、冷媒通路に冷媒を流入させる流入路を有するとともに冷媒通路から冷媒を流出させる流出路を有する放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子など、駆動に伴い発熱する電子部品を冷却する熱交換器としては、例えば、特許文献１に記載の熱交換器が挙げられる。
特許文献１に記載の熱交換器は、一対のプレートを有している。一対のプレートには、それぞれ、周縁部を残して全体に凹部が形成されている。一対のプレートの周縁部の一部には、それぞれ、凹部とプレートの縁とを連通する断面半円状の溝部が形成されている。一対のプレートは、溝部が対向するように重ね合わされるとともに、溝部には出入口パイプが嵌着されている。そして、溝部と出入口パイプの間をロウ付けすることで熱交換器が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１１１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、熱交換器においては、部品点数の削減が望まれている。
本発明の目的は、部品点数を削減することができる放熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、発熱体が熱的に結合され、前記発熱体の熱を放熱する冷媒が流れる冷媒通路が内部に形成された本体部を備え、前記冷媒通路に冷媒を流入させる流入路を有するとともに前記冷媒通路から冷媒を流出させる流出路を有する放熱装置であって、前記本体部には、前記流入路及び前記流出路の少なくとも一方を形成する流路形成部が一体成形されることを要旨とする。
【０００６】
これによれば、流入路及び流出路の少なくとも一方については、本体部の形成と同時に流路形成部を作ることによって設けられているため、流入路及び流出路の少なくとも一方のためにその形成用の部材を別に用意する必要がない。このため、放熱装置の部品点数が削減される。
【０００７】
また、前記本体部は、凹部が形成された筐体と、前記凹部を覆う状態で前記筐体に取り付けられることで前記筐体とともに前記冷媒通路を形成する蓋部材とから構成され、前記筐体には、前記蓋部材の位置決めを行う位置決め用のピンが一体成形されていてもよい。
【０００８】
これによれば、位置決め用のピンを筐体とは別に用意する必要がなく、放熱装置の部品点数が削減される。
また、前記本体部には、前記冷媒通路の内部に突出するフィンが一体成形されていてもよい。
【０００９】
これによれば、フィンを本体部とは別に用意する必要がなく、放熱装置の部品点数が削減される。
また、前記本体部及び前記流路形成部は、鋳造により製造されていてもよい。
【００１０】
これによれば、鋳造は、鋳型に溶融した金属材料を流し込んで形成する方法であるため、放熱装置の量産性に優れる。
また、前記本体部及び前記流路形成部は、切削により製造されていてもよい。
【００１１】
これによれば、複雑な形状の放熱装置であっても成形することができる。
また、前記本体部及び前記流路形成部は、鍛造により製造されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるインバータ装置を示す斜視図。
【図２】実施形態における放熱装置を示す分解斜視図。
【図３】（ａ）は実施形態におけるインバータ装置の平面図、（ｂ）は実施形態におけるインバータ装置の側面図。
【図４】実施形態におけるインバータケースの断面図。
【図５】（ａ）は実施形態における位置決め用のピンを示す拡大図、（ｂ）は位置決め用のピンを示す（ａ）のｂ−ｂ線断面図。
【図６】実施形態におけるインバータケースを示す図２の６−６線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明をインバータ装置に設けられる放熱装置に具体化した一実施形態について図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、インバータ装置１０は、インバータケース１１内に、インバータを構成する半導体素子（スイッチング素子やダイオード）などの電子部品１２が収容されて構成されている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、インバータケース１１のケース本体１３は、矩形状をなす底板１４と、底板１４の対向する一対の短辺から立設された側壁１５ａ，１５ｂと、底板１４の対向する一対の長辺から立設された側壁１６ａ，１６ｂとから構成されている。各側壁１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの先端には、フランジ１７が形成されており、このフランジ１７に天板１８が取り付けられることで、インバータケース１１が形成されている。フランジ１７には、天板１８をケース本体１３に固定するための図示しないボルトが螺合される螺合部１７ａが形成されている。天板１８の周縁部には、ボルトが挿通される挿通孔１８ａが形成されている。底板１４には、底板１４から垂直に延びる柱状の支持部１９が複数箇所に形成されており、支持部１９の先端面には、先端面から垂直に延びる円柱状のピン２０が形成されている。このピン２０は、天板１８の内面に形成された図示しない凹部に挿入されている。ピン２０が天板１８の凹部に挿入されて天板１８が位置決めされるとともに、挿通孔１８ａに挿通されたボルトが螺合部１７ａに螺合されて天板１８がケース本体１３に固定されている。
【００１６】
図２に示すように、底板１４には、インバータケース１１内に収容された電子部品１２を冷却するための放熱装置３１が設けられている。本実施形態において、放熱装置３１は、ケース本体１３と一体に設けられている。以下、詳細に説明を行う。
【００１７】
底板１４には、平面視Ｕ字状をなす筐体３３が立設されている。そして、筐体３３の内側には、Ｕ字状の凹部３２が形成されている。放熱装置３１の筐体３３は、ケース本体１３の一部（底板１４）に形成されており、ケース本体１３が放熱装置３１の筐体３３を兼ねている。
【００１８】
凹部３２は、対向する一対の側壁１５ａ，１５ｂのうち、一方の側壁１５ａから他方の側壁１５ｂに向けて延びるとともに、他方の側壁１５ｂに至る前に一方の側壁１５ａに向けて折り返すように形成されている。凹部３２には、底板１４から垂直に延びる板状のフィン３４が複数形成されている。フィン３４は、対向する一対の側壁１５ａ，１５ｂの対向方向に延びている。
【００１９】
図６に示すように、フィン３４は、放熱装置３１の筐体３３に一体成形されている。
図２に示すように、底板１４において、凹部３２の周囲には、ボルトＢ１が螺合される螺合部３５が形成されている。また、底板１４において、凹部３２の周囲には、底板１４の外面から垂直に延びるピン３６が２箇所に形成されている。
【００２０】
底板１４には、凹部３２を覆う平板状の蓋部材３７が取り付けられている。そして、筐体３３と蓋部材３７によって冷媒が流れる冷媒通路３８が形成されている。本実施形態では、放熱装置３１の筐体３３と、蓋部材３７とで、放熱装置３１の本体部３９が構成されている。
【００２１】
蓋部材３７の周縁部には、蓋部材３７を底板１４に固定するためのボルトＢ１が挿通される挿通孔４０が形成されている。また、蓋部材３７の周縁部には、ピン３６が挿通される挿通孔４１が形成されている。そして、蓋部材３７は、蓋部材３７に形成された挿通孔４１にピン３６が挿通されるとともに、ボルトＢ１が螺合部３５に螺合されることで、底板１４に取り付けられている。したがって、ピン３６は蓋部材３７の位置決めを行う位置決め用のピンとして機能している。
【００２２】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、放熱装置３１の筐体３３に蓋部材３７を取り付けるときに蓋部材３７の位置決めを行う位置決め用のピン３６は、放熱装置３１の筐体３３に一体成形されている。同様に、ケース本体１３に天板１８を取り付けるときに天板１８の位置決めを行う位置決め用のピン２０はケース本体１３に一体成形されている。
【００２３】
図２に示すように、側壁１５ａには、流路形成部としての筒状の流入路形成部４２が一体成形されている。流入路形成部４２内には、流入路５１が形成され、流入路５１は冷媒通路３８の入口に連通している。同様に、側壁１５ａには、流路形成部としての筒状の流出路形成部４３が一体成形されている。流出路形成部４３内には、流出路５２が形成され、流出路５２は冷媒通路３８の出口に連通している。
【００２４】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、流入路形成部４２及び流出路形成部４３には、ホースなどの管状の部材４４を介して冷媒供給源が接続され、冷媒供給源から供給される冷媒を、流入路５１を介して冷媒通路３８に流入させるとともに、流出路５２を介して冷媒通路３８から流出させる。
【００２５】
図４に示すように、流入路形成部４２は、放熱装置３１の筐体３３と一体成形されている。同様に、流出路形成部４３は、放熱装置３１の筐体３３（ケース本体１３）と一体成形されている。
【００２６】
上記したように、ケース本体１３には、放熱装置３１の筐体３３、流入路形成部４２、流出路形成部４３、ピン２０，３６、フィン３４が一体成形されている。
ケース本体１３は、鋳造により一体成形されており、ケース本体１３の形状に合わせて製造された鋳型に溶融した金属材料（例えば、アルミニウム）を流し込み、凝固させることでケース本体１３が製造される。そして、ケース本体１３を鋳型から引き抜くことで、放熱装置３１の筐体３３、流入路形成部４２、流出路形成部４３、ピン２０，３６及びフィン３４が一体形成されたケース本体１３が得られる。なお、「一体成形」とは、放熱装置３１の本体部３９、流入路形成部４２及び流出路形成部４３が同一の部材であることを示し、例えば、複数の部材をロウ材などで接合して一体化したものを含まない。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、筐体３３において、冷媒通路３８上は、発熱体としての電子部品１２の搭載領域とされており、この領域に電子部品１２が搭載されている。それぞれの電子部品１２は、ケース本体１３に収容された制御基板４５に信号接続される。そして、電子部品１２は図示しない制御機器が設けられた制御基板４５によって制御される。
【００２８】
次に、本実施形態における放熱装置３１の作用について説明する。
電子部品１２が発熱し、流入路５１から冷媒通路３８に冷媒が流入すると、電子部品１２が発した熱は、本体部３９を介して冷媒と熱交換を行う。そして、冷媒と熱交換を行うことで、電子部品１２は冷却される。冷媒通路３８を流通した冷媒は、流出路５２を介して冷媒通路３８から流出する。
【００２９】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）放熱装置３１の筐体３３と、流入路形成部４２及び流出路形成部４３とは一体成形されている。したがって、流入路形成部４２及び流出路形成部４３は、本体部３９（筐体３３）と同時に作られているため、流入路５１及び流出路５２のためにその形成用の部材を別に用意する必要がない。このため、放熱装置３１の部品点数が削減される。
【００３０】
（２）放熱装置３１の筐体３３に取り付けられる蓋部材３７の位置決めを行うピン３６と、放熱装置３１の筐体３３とは一体成形されている。したがって、位置決め用のピン３６を筐体３３とは別に用意する必要がなく、放熱装置３１の部品点数が削減される。
【００３１】
（３）冷媒通路３８の内部に突出するフィン３４と、放熱装置３１の筐体３３とは一体成形されている。したがって、フィン３４を筐体３３とは別に用意する必要がなく、放熱装置３１の部品点数が削減される。
【００３２】
（４）ケース本体１３は、鋳造によって製造されている。鋳造は、鋳型に溶融した金属材料を流し込んで形成する方法であるため、ケース本体１３の量産性に優れる。
（５）ケース本体１３に取り付けられる天板１８の位置決めを行うピン２０は、ケース本体１３に一体成形されている。このため、ピン２０をケース本体１３とは別に用意する必要がなく、部品点数が削減される。
【００３３】
（６）例えば、特許文献１に記載の熱交換器のように、出入口パイプを一対のプレートにロウ付けすることで放熱装置を構成する場合、出入口パイプと、一対のプレートとのシール性を確保するために、出入口パイプと一対のプレートとの境界にシール材を介在させる場合がある。本実施形態の放熱装置３１においては、放熱装置３１の筐体３３と流入路形成部４２及び流出路形成部４３とが一体成形されているため、流入路形成部４２及び流出路形成部４３と筐体３３との境界部がなく、シール材を設ける必要がない。このため、流入路形成部４２及び流出路形成部４３と、放熱装置３１の筐体３３とのシール性を確保するためにシール材を設ける必要がなく、部品点数が削減される。
【００３４】
（７）特許文献１に記載の熱交換器のように、出入口パイプを一対のプレートにロウ付けする場合には、一対のプレートの凹部に出入口パイプを配置する段階や、一対のプレートの凹部に出入口パイプを配置した後、ロウ材を溶融させる段階などで、出入口パイプに位置ずれが生じる場合がある。そして、出入口パイプに位置ずれが生じた状態でロウ付けが行われると、接合不良が生じるおそれがあり、熱交換器の接合信頼性が低下する。本実施形態の放熱装置３１においては、流入路形成部４２及び流出路形成部４３が筐体３３に一体成形されることで、流入路形成部４２及び流出路形成部４３に位置ずれが生じることがない。
【００３５】
（８）特許文献１に記載の熱交換器とは異なり、出入口パイプをプレートにロウ付けする必要がないため、流入路形成部４２及び流出路形成部４３をロウ付けする工程が不要となる。
【００３６】
（９）ピン２０を一体成形しない場合には、支持部１９に形成された穴にピンを圧入することで、ケース本体１３にピンを設ける。本実施形態の放熱装置３１においては、ピン２０がケース本体１３に一体成形されているため、ピンを圧入する工程が不要となる。
【００３７】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、放熱装置３１として、インバータケース１１のケース本体１３に一体成形された放熱装置３１を用いたが、これに限られない。放熱装置３１の本体部３９、流入路形成部４２及び流出路形成部４３が一体成形されていればよく、ケース本体１３など、他の部材と一体化されていなくてもよい。
【００３８】
○  実施形態において、ケース本体１３（放熱装置３１の筐体３３、流入路形成部４２及び流出路形成部４３）は、切削によって製造されていてもよい。この場合、鋳造の場合とは異なり、鋳型からケース本体１３を引き抜く必要がなく、ケース本体１３が複雑な形状であっても、製造することができる。例えば、流入路形成部４２及び流出路形成部４３を屈曲させた形状とすることができる。
【００３９】
○  実施形態において、ケース本体１３（放熱装置３１の筐体３３、流入路形成部４２及び流出路形成部４３）は、鍛造によって製造されていてもよい。
○  実施形態において、流入路形成部４２及び流出路形成部４３のいずれか一方のみを放熱装置３１の筐体３３に一体成形してもよい。
【００４０】
○  実施形態において、位置決め用のピン３６は、ケース本体１３に一体成形されていなくてもよい。
○  実施形態において、フィン３４は、ケース本体１３に一体成形されていなくてもよい。
【００４１】
○  実施形態において、フィン３４は、蓋部材３７に一体成形されていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
３１…放熱装置、３２…凹部、３３…筐体、３４…フィン、３６…ピン、３７…蓋部材、３８…冷媒通路、３９…本体部、４２…流路形成部としての流入路形成部、４３…流路形成部としての流出路形成部、５１…流入路、５２…流出路。
【図１】
2014075488.tif 000003
【図２】
2014075488.tif 000004
【図３】
2014075488.tif 000005
【図４】
2014075488.tif 000006
【図５】
2014075488.tif 000007
【図６】
2014075488.tif 000008