(57)【要約】【課題】電子部品の損失の増加を抑制しつつ当該電子部品を良好に冷却することができる冷却器の提供。【解決手段】冷却器１０は、内部に冷却水の流通路１２を有すると共に電子部品としてのリアクトル１と当接するように配置され、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈを介したリアクトル１と流通路１２内の冷却水との熱交換により当該リアクトル１を良好に冷却し得るものであり、冷却器１０を構成する冷却プレート１５の伝熱部１５ｈには、非導電性部１７が設けられている。これにより、リアクトル１の周囲に生じた磁束による渦電流の流れを伝熱部１５ｈの非導電性部１７により妨げたり、遮断したりすることが可能となり、冷却器１０付近で発生する渦電流を低減してリアクトル１の損失すなわち渦電流損の増加を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒の流通路を有すると共に電子部品と当接するように配置されて該電子部品を冷却する冷却器において、
前記電子部品と当接すると共に前記流通路を流通する冷媒と接触する伝熱部と、前記伝熱部に設けられた非導電性部とを備えることを特徴とする冷却器。
【請求項２】
前記伝熱部を含む第１半部と、
前記第１半部に固定されると共に、該第１半部と共に前記流通路を画成する第２半部とを備え、
前記第１半部の前記伝熱部には、開口部が形成されており、
前記非導電性部は、前記開口部内に配置される非導電性部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷却器。
【請求項３】
前記第２半部は、前記第１半部の前記伝熱部と対向する壁部と、該壁部から前記伝熱部に向けて突出して前記非導電性部材と当接する突出部とを有することを特徴とする請求項２に記載の冷却器。
【請求項４】
前記非導電性部材は、前記第１半部の前記伝熱部と対向する前記第２半部の壁部に向けて突出して該壁部と当接する突出部を有することを特徴とする請求項２に記載の冷却器。
【請求項５】
前記突出部は、前記開口部に沿って間隔をおいて複数配列されることを特徴とする請求項３または４に記載の冷却器。
【請求項６】
前記電子部品は、リアクトルであることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を冷却する冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体モジュールと、半導体モジュールに接触して当該半導体モジュールを冷却する冷却器と、半導体モジュールを冷却器に密着するように押圧する板ばねとを備えた電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電力変換装置では、板ばねを半導体モジュールと面接触させることで半導体モジュールのパワー端子の周囲に発生した磁束によって板ばねに発生する渦電流を大きくし、それにより半導体モジュールのインダクタンスを低減化している。
【０００３】
また、電力変換装置としては、通電により磁束を発生するコイルと磁性粉末混合樹脂からなるコアとを有するリアクトルと、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、当該半導体モジュールを冷却する冷却器とを備えたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。この電力変換装置では、冷却器を構成する複数の冷却管の間にリアクトルを挟持させることで、電力変換装置のケース内にリアクトルを固定すると共に、リアクトルの冷却効率を向上させている。
【０００４】
なお、従来、回路基板と、電子回路装置と当該電子回路装置に取り付けられた放熱器とを有すると共に回路基板に搭載されるモジュールと、平面コイル素子とを備えた回路基板組立体も知られている（例えば、特許文献３参照）。この回路基板組立体では、電子回路装置から突出して基板面に平行に延在する延在部が放熱器に形成されており、放熱器の延在部と平面コイル素子との間の距離は、平面コイル素子により発生する磁界により延在部内に渦電流が発生しないように定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８００２７号公報
【特許文献２】特開２００８−１９８９９１号公報
【特許文献３】特開２００４−２７３９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されたように、冷却器を電子部品と当接するように配置した場合、電子部品の周囲に生じた（漏出した）磁束によって冷却器付近で発生する渦電流が大きくなる。従って、冷却器をリアクトルやコンデンサといった電子部品と当接するように配置した場合、冷却器付近で発生する渦電流により磁力線が打ち消されることでリアクトル等の損失すなわち渦電流損が大きくなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、電子部品の損失の増加を抑制しつつ当該電子部品を良好に冷却することができる冷却器の提供を主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による冷却器は、内部に冷媒の流通路を有すると共に電子部品と当接するように配置されて該電子部品を冷却する冷却器において、前記電子部品と当接すると共に前記流通路を流通する冷媒と接触する伝熱部と、前記伝熱部に設けられた非導電性部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この冷却器は、内部に冷媒の流通路を有すると共に電子部品と当接するように配置され、伝熱部を介した電子部品と流通路内の冷媒との熱交換により電子部品を良好に冷却し得るものである。そして、この冷却器の伝熱部には、非導電性部が設けられている。これにより、電子部品の周囲に生じた（漏出した）磁束による渦電流の流れを伝熱部の非導電性部により妨げたり、遮断したりすることが可能となり、冷却器付近で発生する渦電流を低減して電子部品の損失（渦電流損）の増加を抑制することができる。従って、この冷却器によれば、電子部品の損失の増加を抑制しつつ当該電子部品を良好に冷却することが可能となる。
【００１０】
また、前記冷却器は、前記伝熱部を含む第１半部と、前記第１半部に固定されると共に、該第１半部と共に前記流通路を画成する第２半部とを備えてもよく、前記第１半部の前記伝熱部には、開口部が形成されてもよく、前記非導電性部は、前記開口部内に配置される非導電性部材により構成されてもよい。これにより、第１半部の伝熱部に対して容易に非導電性部を設けることが可能となる。なお、非導電性部材は、第１半部の伝熱部に対して液密に接合されてもよく、非導電性部材と第１半部との間にはシール部材が配置されてもよい。
【００１１】
更に、前記第２半部は、前記第１半部の前記伝熱部と対向する壁部と、該壁部から前記伝熱部に向けて突出して前記非導電性部材と当接する突出部とを有してもよい。これにより、第１半部の伝熱部に対する非導電性部材の組み付けに際して、非導電性部材を第２半部の突出部により支持することができるので、容易に非導電性部材を第１半部に液密に接合することが可能となる。
【００１２】
また、前記非導電性部材は、前記第１半部の前記伝熱部と対向する前記第２半部の壁部に向けて突出して該壁部と当接する突出部を有してもよい。これにより、第１半部の伝熱部に対する非導電性部材の組み付けに際して、突出部すなわち非導電性部材を第２半部の壁部により支持することができるので、容易に非導電性部材を第１半部に液密に接合することが可能となる。
【００１３】
更に、前記突出部は、前記開口部に沿って間隔をおいて複数配列されてもよい。これにより、複数の突出部を介して第２半部により非導電性部材を安定に支持すると共に、流通路における冷媒の流通が妨げられないようにすることが可能となる。
【００１４】
そして、前記電子部品は、リアクトルであってもよい。すなわち、本発明による冷却器は、電子部品の周囲に生じた磁束により冷却器付近で発生する渦電流を低減して電子部品の損失の増加を抑制することができるものであることから、リアクトルのような渦電流により損失が増加する電子部品の冷却に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却器を示す分解斜視図である。
【図２】図１の冷却器を示す断面図である。
【図３】図１の冷却器を示す断面図である。
【図４】図１の冷却器の伝熱部に設けられる非導電性部の機能を説明するための模式図である。
【図５】伝熱部に設けられる非導電性部の変形態様を示す説明図である。
【図６】非導電性部材の変形態様を示す模式図である。
【図７】本発明による冷却器の使用形態を例示する模式図である。
【図８】本発明による冷却器の使用形態を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る冷却器１０を示す分解斜視図であり、図２は、冷却器１０を示す断面図である。これらの図面に示す冷却器１０は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される昇圧コンバータを構成する電子部品であるリアクトル１を冷却するためのものである。電子部品としてのリアクトル１は、磁性体からなるコア２と、当該コア２に対して巻回されたコイル３とを有するものである。コア２は、コイル３の内側に充填されると共に当該コア２の外周を囲む磁性粉末混合樹脂といった磁性体により形成され、リアクトル１は、コイル３への通電に伴って磁束を形成する。
【００１８】
冷却器１０は、図１および図２に示すように、冷却器本体（第２半部）１１と、当該冷却器本体１１に液密に固定（接合）される冷却プレート１５（第１半部）とを含む。本実施形態において、冷却器本体１１は、例えば高い熱伝導性を有する銅やアルミといった金属や高い熱伝導性を有する樹脂等により形成され、矩形枠状のフレーム部１１ａと当該フレーム部を一方から覆う壁部１１ｂとを有する。そして、冷却プレート１５が壁部１１ｂと対向して冷却器本体１１の開口部を覆うように当該冷却器本体１１に液密に固定されることで、冷却水の流通路１２が画成される。なお、冷却器本体１１は、フレーム部１１ａと壁部１１ｂとを一体成形することにより構成されてもよく、フレーム部に別体の板体を液密に固定（接合）することにより構成されてもよい。
【００１９】
また、冷却器１０、すなわち冷却器本体１１のフレーム部１１ａの長手方向における一端部には、流通路１２と連通するように冷媒供給管１３ｉが液密に接続され、フレーム部１１ａの長手方向における他端部には、流通路１２と連通するように冷媒排出管１３ｏが液密に接続される。冷媒供給管１３ｉには、図示しないリザーブタンクから冷却水（クーラント）を吸引して吐出するウォーターポンプ（図示省略）からの冷却水（冷媒）が図示しないラジエータを経由して供給される。そして、流通路１２を流通した冷却水は、冷媒排出管１３ｏへと流入し、当該冷媒排出管１３ｏを介して上記リザーブタンクへと戻される。
【００２０】
冷却プレート１５は、例えば高い熱伝導性を有する銅やアルミといった金属や高い熱伝導性を有する樹脂等により  冷却器本体１１の壁部１１ｂと同一形状を有するように形成される。また、冷却プレート１５の長手方向における中央部は、リアクトル１のコア２の一表面と当接すると共に流通路１２と対向して冷却水と接触する伝熱部１５ｈとして定められている。すなわち、冷却器１０は、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈがコア２の一表面と当接するように図示しない締結具を介してリアクトル１に固定されるか、あるいは板ばね等の押圧手段によりリアクトル１に対して押し付けられる。なお、本実施形態では、冷却器本体１１が冷却プレート１５と同様に高い伝導性を有する素材により形成されるが、冷却プレート１５が高い伝導性を有する素材により形成されていれば、必ずしも冷却器本体１１を銅やアルミといった高い熱伝導性を有する素材により形成する必要はない。
【００２１】
また、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈには、図１に示すように、リアクトル１のコイル３の中心に対応した伝熱部１５ｈの中心部から図中上下に延びる矩形状のスリット（開口部）１５ｓが形成されている。そして、冷却プレート１５のスリット１５ｓには、非導電性の樹脂等により形成された非導電性部材１６の挿入部１６ａが挿入される。非導電性部材１６は、図示するように、スリット１５ｓ内に密に嵌り込むように形成された挿入部１６ａと、壁部１１ｂと対向する冷却プレート１５の内面と当接するように当該挿入部１６ａと一体化されたベース部１６ｂとを有する。
【００２２】
また、図１および図２に示すように、冷却器本体１１は、壁部１１ｂの内面から冷却プレート１５に向けて突出して非導電性部材１６のベース部１６ｂを支持する複数の突出部１４を有する。複数の突出部１４は、図３に示すように、冷却プレート１５のスリット１５ｓ（挿入部１６ａ）の長手方向に沿って間隔をおいて（等間隔に）配列される。そして、本実施形態において、非導電性部材１６は、挿入部１６ａがスリット１５ｓ内に挿入されると共にベース部１６ｂの表面が冷却プレート１５の内面と当接し、かつベース部１６ｂの背面が冷却器本体１１の複数の突出部１４と当接する状態で加熱される。これにより、挿入部１６ａがスリット１５ｓの内壁面に液密に接合（溶着固定）されると共に、ベース部１６ｂが冷却プレート１５の内面に液密に接合（溶着固定）される。こうして、冷却プレート１５には、非導電性部材１６の挿入部１６ａによって非導電性部１７が形成される。
【００２３】
上述のように構成される冷却器１０は、内部に冷却水の流通路１２を有すると共に電子部品としてのリアクトル１と当接するように配置され、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈを介したリアクトル１と流通路１２内の冷却水との熱交換により当該リアクトル１を良好に冷却し得るものである。そして、冷却器１０を構成する冷却プレート１５の伝熱部１５ｈには、非導電性部１７が設けられている。これにより、図４において二点鎖線で示すように、リアクトル１の周囲に生じた（漏出した）磁束による渦電流の流れを伝熱部１５ｈの非導電性部１７により妨げたり、遮断したりすることが可能となり、図４において実線矢印で示すように冷却器１０付近で発生する渦電流を低減してリアクトル１の損失すなわち渦電流損の増加を抑制することができる。
【００２４】
また、上記冷却器１０は、伝熱部１５ｈを含む第１半部としての冷却プレート１５と、冷却プレート１５に固定されて当該冷却プレート１５と共に流通路１２を画成する第２半部としての冷却器本体１１とを含み、非導電性部１７は、冷却プレート１５に形成されたスリット１５ｓに非導電性部材１６の挿入部１６ａを挿入することにより構成される。これにより、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈに対して容易に非導電性部１７を設けることが可能となる。更に、冷却器１０の冷却器本体１１は、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈと対向する壁部１１ｂと、壁部１１ｂの内面から伝熱部１５ｈに向けて突出して非導電性部材１６のベース部１６ｂと当接する複数の突出部１４を有する。これにより、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈに対する非導電性部材１６の組み付けに際して、非導電性部材１６を冷却器本体１１の複数の突出部１４により支持することができるので、容易に非導電性部材１６を冷却プレート１５に液密に接合することが可能となる。そして、複数の突出部１４は、冷却プレート１５のスリット１５ｓすなわち非導電性部材１６の挿入部１６ａに沿って間隔をおいて配列される。これにより、複数の突出部１４を介して冷却器本体１１により非導電性部材１６を安定に支持すると共に、流通路１２における冷媒の流通が妨げられないようにすることが可能となる。
【００２５】
以上説明したように、冷却器１０によれば、電子部品であるリアクトル１の損失の増加を抑制しつつ当該リアクトル１を良好に冷却することが可能となる。そして、冷却器１０は、電子部品の周囲に生じた磁束により当該冷却器１０付近で発生する渦電流を低減して電子部品の損失の増加を抑制することができるものであることから、リアクトル１のような渦電流により損失が増加する電子部品の冷却に極めて有用である。ただし、冷却器１０の適用対象がリアクトル１に限られるものでなく、冷却器１０が例えばコンデンサといった他の電子部品に適用されてもよいことはいうまでもない。
【００２６】
また、冷却器１０の冷却効率を高めるために、冷却プレート１５や冷却器本体１１にフィンを設けてもよい。更に、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈに対して、図５に示すように、コイル３の中心に対応した位置から放射状に延びる複数の渦電流遮断部１７１を有する非導電性部１７０を設けてもよい。これにより、非導電性部１７０によってリアクトル１の周囲に生じた（漏出した）磁束による渦電流の流れをより一層効果的に妨げたり、遮断したりすることが可能となり、冷却器１０付近で発生する渦電流をより一層低減してリアクトル１の損失（渦電流損）の増加をより良好に抑制することができる。このような非導電性部１７０の形成に際しては、冷却プレート１５に対して、非導電性部１７０の形状に応じた図示しない開口部（スリット）を形成すると共に、非導電性部１７０の形状に応じた挿入部と、冷却プレート１５の内面と当接するように当該挿入部と一体化されたベース部とを有する非導電性部材（何れも図示省略）を用意すればよい。
【００２７】
また、冷却器１０に対して、上述のような非導電性部材１６の代わりに、ベース部１６ｂの冷却プレート１５側の面にＯリング等のシール部材１８が配置される凹部（溝）１６ｃを有する図６に示すような非導電性部材１６０を適用し、非導電性部材１６０の凹部１６ｃと冷却プレート１５との間にシール部材１８を配置してもよい。これにより、スリット１５ｓを介して流通路１２からの冷却水が漏出するのをより確実に抑制することが可能となる。そして、このような非導電性部材１６０は、上述の非導電性部材１６と同様にして冷却プレート１５に接合（溶着固定）されてもよく、突出部１４により押圧されることで冷却プレート１５に対して位置決めされてもよい。
【００２８】
更に、上述のように冷却器本体１１の壁部１１ｂの内面から冷却プレート１５に向けて複数の突出部１４を突出させる代わりに、図６に示す非導電性部材１６０のように、ベース部１６ｂの背面から複数の突出部１６ｐを突出させてもよい。この場合、突出部１６ｐは、非導電性部材１６０のベース部１６ｂの背面から冷却プレート１５と対向する冷却器本体１１の壁部１１ｂの内面に向けて突出して当該壁部１１ｂの内面と当接するように形成される。これにより、冷却プレート１５の伝熱部１５ｈに対する非導電性部材１６の組み付けに際して、非導電性部材１６の突出部１６ｐを冷却器本体１１の壁部１１ｂの内面により支持することができるので、容易に非導電性部材１６を冷却プレート１５に液密に接合することが可能となる。
【００２９】
また、図７に示すように、上記冷却器１０と、当該冷却器１０と同様に構成されるか、あるいは上記非導電性部材１６が省略された冷却器１０′とを用いて、リアクトル１や例えば半導体モジュールといった他の電子部品５，６，７…等を冷却可能な積層冷却器１００を構成してもよい。この場合、リアクトル１および冷却器１０は、図７に示すように、積層冷却器１００の終端部に配置されるとよい。更に、上記冷却器１０は、図８に示すように、電子部品としてのリアクトル１の両側に配置されてもよい。このように、リアクトル１の両側に冷却器１０を配置すれば、リアクトル１をより良好に冷却したり、リアクトル１および２体の冷却器１０を図７に示すような積層冷却器１００の中間部に配置したりすることが可能となる。
【００３０】
ここで、上記実施形態における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施形態はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、電子部品を冷却する冷却器の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  リアクトル、２  コア、３  コイル、５，６，７  電子部品、１０  冷却器、１１  冷却器本体、１１ａ  フレーム部、１１ｂ  壁部、１２  流通路、１３ｉ  冷媒供給管、１３ｏ  冷媒排出管、１４  突出部、１５  冷却プレート、１５ｈ  伝熱部、１５ｓ  スリット、１６，１６０  非導電性部材、１６ａ  挿入部、１６ｂ  ベース部、１６ｃ  凹部、１６ｐ  突出部、１７，１７０  非導電性部、１７１  渦電流遮断部、１８  シール部材、１００  積層冷却器。
【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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