(57)【要約】【課題】製造コストの低減を図ることができる積層型冷却器を提供すること。【解決手段】電子部品４を両面から冷却するための積層型冷却器１。積層型冷却器１は、冷却媒体５を流通させる冷媒流路を設けた扁平形状の複数の冷却管２を、電子部品４を両面から挟持できるように積層配置してなると共に、各冷媒流路２１に冷却媒体５を供給する供給ヘッダ部１１と、各冷媒流路から冷却媒体５を排出する排出ヘッダ部１２とを有する。冷却管２は、積層方向に開口すると共に突出した突出管部２２を設けてなる。隣合う冷却管２は、突出管部２２同士を嵌合させると共に突出管部２２の側壁同士を接合することにより、互いの冷媒流路を連通させて、供給ヘッダ部１１及び排出ヘッダ部１２を形成している。【選択図】図１
2006005014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を両面から冷却するための積層型冷却器であって、
該積層型冷却器は、冷却媒体を流通させる冷媒流路を設けた扁平形状の複数の冷却管を、上記電子部品を両面から挟持できるように積層配置してなると共に、上記各冷媒流路に上記冷却媒体を供給する供給ヘッダ部と、上記各冷媒流路から上記冷却媒体を排出する排出ヘッダ部とを有し、
上記冷却管は、積層方向に開口すると共に突出した突出管部を設けてなり、
隣合う上記冷却管は、上記突出管部同士を嵌合させると共に該突出管部の側壁同士を接合することにより、互いの上記冷媒流路を連通させて、上記供給ヘッダ部及び上記排出ヘッダ部を形成していることを特徴とする積層型冷却器。
【請求項２】
請求項１において、上記冷却管は、積層方向に変形するダイヤフラム部を、上記突出管部の周囲に形成してなることを特徴とする積層型冷却器。
【請求項３】
請求項２において、上記冷却管は、対向配置された一対の上記突出管部のうちの一方の周囲に上記ダイヤフラム部を形成してなり、他方の周囲には形成していないことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項４】
請求項３において、上記冷却管は、上記一対の突出管部のうち、上記供給ヘッダ部における下流側に形成された突出管部の周囲に、上記ダイヤフラム部を形成してなることを特徴とする積層型冷却器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記冷却管は、上記冷媒流路の入口部において、上記冷媒流路の幅を狭める絞り部を設けてなることを特徴とする積層型冷却器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記冷却管は、一対の外殻プレートと、該一対の外殻プレートの間に配された中間プレートと、該中間プレートと上記外殻プレートとの間に配された波形状のインナフィンとを有することを特徴とする積層型冷却器。
【請求項７】
請求項６において、上記外殻プレートは、芯材と、該芯材の内側面に配したろう材とを有するブレージングシートからなり、上記中間プレート及び上記インナフィンは、上記外殻プレートの上記芯材よりも卑な金属を含む金属板からなり、かつ、上記一対の外殻プレートは、端部における内側面を互いに接合してなることを特徴とする積層型冷却器。
【請求項８】
請求項７において、上記外殻プレートは、芯材と、該芯材の内側面に配した犠牲陽極材と、該犠牲陽極材の内側面に配した上記ろう材とを有するブレージングシートからなることを特徴とする積層型冷却器。
【請求項９】
請求項６において、上記外殻プレートは、芯材と、該芯材の内側面に配した犠牲陽極材とを有するブレージングシートからなり、上記中間プレートは、芯材と、該芯材の両面に配したろう材とを有するブレージングシートからなり、上記インナフィンは、上記外殻プレートの上記芯材よりも卑な金属を含む金属板からなり、かつ、上記一対の外殻プレートは、端部における内側面を、上記中間プレートの端部における両面に接合してなることを特徴とする積層型冷却器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項において、上記複数の冷却管のうち積層方向の一端に配された第１冷却管は、上記冷却媒体を上記供給ヘッダ部に導入するための冷媒導入口と、上記冷却媒体を上記排出ヘッダ部から排出するための冷媒排出口とを有すると共に、上記冷媒導入口及び上記冷媒排出口は、上記第１冷却管の外側に突出した突出開口部を設けてなり、上記冷媒導入口及び上記冷媒排出口における上記突出開口部に、それぞれ冷媒導入パイプ及び冷媒排出パイプを嵌合していることを特徴とする積層型冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を両面から冷却するための積層型冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、図１７に示すごとく、電子部品４を両面から挟持するように、複数の冷却管９２を積層配置してなり、上記電子部品４を両面から冷却する積層型冷却器９がある（特許文献１参照）。
該積層型冷却器９は、上記冷却管９２に冷却媒体を供給する供給ヘッダ９４と、上記冷却管９２から冷却媒体を排出する排出ヘッダ９５とを有する。積層配置された上記複数の冷却管９２は、その一端において上記供給ヘッダ９４に接続され、他端において上記排出ヘッダ９５に接続されている。
【０００３】
しかしながら、上記従来の積層型冷却器９においては、上記冷却管９２とは別部材の上記供給ヘッダ９４及び排出ヘッダ９５に、上記冷却管２が接続されている。そのため、上記積層型冷却器９を製造するに当り、部材点数が多く、製造コストが高くなるおそれがある。
また、上記積層型冷却器９においては、複数の冷却管９２が供給ヘッダ９４及び排出ヘッダ９５に固定されているため、上記複数の冷却管９２の間の間隔を変更することが困難である。それ故、電子部品４を冷却管９２の間に挿入して、該冷却管９２を上記電子部品４の両主面に確実に密着させることが困難となる。
【０００４】
また、図１８に示すごとく、電子部品４を両面から挟持するように複数の冷却管９２を配設してなると共に、該複数の冷却管９２を連通部材９３によって連通して、冷却媒体が各冷却管９２に流通するよう構成した積層型冷却器９０がある（特許文献２参照）。
しかしながら、この積層型冷却器９０においても、冷却管９２とは別部材である連通部材９３を冷却管９２に接合して、積層型冷却器９０を組み立てる必要がある。そのため、製造コストが高くなると共に生産性の向上が困難となるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２０００５号公報
【特許文献２】特開２００２−２６２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストの低減を図ることができる積層型冷却器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電子部品を両面から冷却するための積層型冷却器であって、
該積層型冷却器は、冷却媒体を流通させる冷媒流路を設けた扁平形状の複数の冷却管を、上記電子部品を両面から挟持できるように積層配置してなると共に、上記各冷媒流路に上記冷却媒体を供給する供給ヘッダ部と、上記各冷媒流路から上記冷却媒体を排出する排出ヘッダ部とを有し、
上記冷却管は、積層方向に開口すると共に突出した突出管部を設けてなり、
隣合う上記冷却管は、上記突出管部同士を嵌合させると共に該突出管部の側壁同士を接合することにより、互いの上記冷媒流路を連通させて、上記供給ヘッダ部及び上記排出ヘッダ部を形成していることを特徴とする積層型冷却器にある（請求項１）。
【０００８】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記積層型冷却器においては、冷却管に形成された上記突出管部同士を嵌合させることにより、隣合う冷却管における互いの冷媒流路を連通させている。そのため、複数の冷却管は、特に別部材を介して接続する必要がなく、部品点数を少なくすることができると共に、製造が容易である。
【０００９】
また、隣合う冷却管における上記突出管部は、該突出管部の側壁同士を接合することにより接続されている。そのため、上記供給ヘッダ部及び排出ヘッダ部は、突出管部の内径と略同等の流路径を確保することができる。これにより、供給ヘッダ部及び排出ヘッダ部における通水抵抗を低減すると共に、圧力損失を抑制することができる。それ故、複数の冷却管へ冷却媒体を均等に流通させることができ、ひいては、電子部品を均等に冷却することができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、製造コストの低減を図ることができる積層型冷却器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明（請求項１）において、上記電子部品は、例えば、ＩＧＢＴ等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールとすることができる。そして、該半導体モジュールは、自動車用インバータ、産業機器のモータ駆動インバータ、ビル空調用のエアコンインバータ等に用いるものとすることができる。
また、上記電子部品として、上記半導体モジュール以外にも、例えば、パワートランジスタ、パワーＦＥＴ、ＩＧＢＴ等を用いることもできる。
【００１２】
また、上記冷却媒体としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液が混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒などを用いることができる。
【００１３】
また、上記冷却管は、積層方向に変形するダイヤフラム部を、上記突出管部の周囲に形成してなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、隣合う冷却管の間の間隔を容易に調整することができ、上記電子部品を隣合う上記冷却管の間に容易かつ確実に配設することができる。そして、上記電子部品を上記冷却管に確実に密着させ、或いは両者の間に介在させる伝熱部材等に、電子部品及び冷却管を確実に密着させることができる。
【００１４】
なお、上記積層型冷却器に電子部品を配設するに当っては、例えば、上記ダイヤフラム部を冷却管の内側に向かって変形させることにより、冷却管の間に電子部品を挟持させることができる。また、一旦、上記ダイヤフラム部を冷却管の外側に向かって変形させることにより隣合う冷却管の間の間隔を拡げて、その間に電子部品を挿入した後、冷却管の間の間隔を狭めることにより、電子部品を挟持させてもよい。
【００１５】
また、上記冷却管は、対向配置された一対の上記突出管部のうちの一方の周囲に上記ダイヤフラム部を形成してなり、他方の周囲には形成していないことが好ましい（請求項３）。
この場合には、電子部品を挟持させた状態において一定の形状となるように積層型冷却器を製造することが容易となる。
【００１６】
即ち、双方の上記突出管部の周囲にダイヤフラム部を設けて変形させると、それぞれの変形量にばらつきが生ずるおそれがある。そして、この場合に、ダイヤフラム部の変形量を調整しようとすると、冷却管のプレス成形の絞り率や板厚など、種々の条件を正確に管理する必要が生ずる。
そこで、上記のごとくダイヤフラム部を一方にのみ設けることにより、冷却管によって電子部品を挟持させる際の変形を、略設計どおりに行うことが容易となる。
【００１７】
また、上記冷却管は、上記一対の突出管部のうち、上記供給ヘッダ部における下流側に形成された突出管部の周囲に、上記ダイヤフラム部を形成してなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、供給ヘッダ部から冷却管への冷却媒体の円滑な供給が上記ダイヤフラム部によって妨げられることを防ぐことができる。
【００１８】
また、上記冷却管は、上記冷媒流路の入口部において、上記冷媒流路の幅を狭める絞り部を設けてなることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記複数の冷媒流路における最小流路断面積の均一化が容易となり、各冷媒流路への冷却媒体の流量を均一化することができる。
【００１９】
また、上記冷却管は、一対の外殻プレートと、該一対の外殻プレートの間に配された中間プレートと、該中間プレートと上記外殻プレートとの間に配された波形状のインナフィンとを有することが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記外殻プレートと中間プレートとインナフィンとをそれぞれ別個にプレス成形等した後、これらを接合することにより、いわゆるドロンカップ構造の冷却管を得ることができる。それ故、上記冷却管を容易に製造することができる。
【００２０】
また、上記インナフィンを所望の部分に形成することが容易となる。これによって、例えば、供給ヘッダ部や排出ヘッダ部となる部分にはインナフィンを配置しないようにして、供給ヘッダ部や排出ヘッダ部の加工を容易にすることができる。
また、この場合には、上記冷媒流路が、冷却管の積層方向に２段形成されることとなる。そのため、冷却管の両側に配設される電子部品の間における熱の移動を抑制することができる。これにより、例えば、一方の電子部品の急激な温度上昇による他方の電子部品への影響を抑制することができる。
【００２１】
また、上記外殻プレートは、芯材と、該芯材の内側面に配したろう材とを有するブレージングシートからなり、上記中間プレート及び上記インナフィンは、上記外殻プレートの上記芯材よりも卑な金属を含む金属板からなり、かつ、上記一対の外殻プレートは、端部における内側面を互いに接合してなることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記インナフィン及び上記中間プレートを、上記外殻プレートに対して優先的に腐食させ、外殻プレートの腐食を防ぐことができる。これにより、冷却管からの冷却媒体の漏れを防止することができる。
【００２２】
また、一対の外殻プレートの接合面に上記ろう材が配されることとなるため、一対の外殻プレートを容易にろう付け接合することができ、冷却管の作製を容易に行うことができる。
なお、「芯材よりも卑な金属」とは、芯材とする金属よりも腐食電位が低い金属をいう。例えば、上記芯材及びろう材としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合、上記中間プレート及びインナフィンに用いる金属板として、アルミニウムに亜鉛（Ｚｎ）を添加した金属材料を用いることができる。
【００２３】
また、上記外殻プレートは、芯材と、該芯材の内側面に配した犠牲陽極材と、該犠牲陽極材の内側面に配した上記ろう材とを有するブレージングシートからなることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記外殻プレート内においても芯材に対して犠牲陽極材を優先的に腐食させ、芯材の腐食を防ぐことができる。これにより、該外殻プレートの厚み方向に腐食が進むことがなく、上記冷却管に孔が開くことを防ぐことができる。
例えば、上記芯材としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合、上記犠牲陽極材としてアルミニウムに亜鉛（Ｚｎ）を添加した金属材料を用いることができる。
【００２４】
また、上記外殻プレートは、芯材と、該芯材の内側面に配した犠牲陽極材とを有するブレージングシートからなり、上記中間プレートは、芯材と、該芯材の両面に配したろう材とを有するブレージングシートからなり、上記インナフィンは、上記外殻プレートの上記芯材よりも卑な金属を含む金属板からなり、かつ、上記一対の外殻プレートは、端部における内側面を、上記中間プレートの端部における両面に接合してなることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記冷却管の内面を全て犠牲陽極材により覆うことが可能となり、外殻プレートの芯材の腐食を防いで、冷却管に孔が開くことを防ぐことができる。
また、両面にろう材を配した中間プレートの両面の端部に、上記一対の外殻プレートを接合している。そのため、一対の外殻プレートを中間プレートに容易にろう付け接合することができ、冷却管の作製を容易に行うことができる。
【００２５】
また、上記複数の冷却管のうち積層方向の一端に配された第１冷却管は、上記冷却媒体を上記供給ヘッダ部に導入するための冷媒導入口と、上記冷却媒体を上記排出ヘッダ部から排出するための冷媒排出口とを有すると共に、上記冷媒導入口及び上記冷媒排出口は、上記第１冷却管の外側に突出した突出開口部を設けてなり、上記冷媒導入口及び上記冷媒排出口における上記突出開口部に、それぞれ冷媒導入パイプ及び冷媒排出パイプを嵌合していることが好ましい（請求項１０）。
【００２６】
この場合には、上記冷媒導入パイプ或いは冷媒排出パイプによって、供給ヘッダ部或いは排出ヘッダ部と冷媒流路との間の流路を遮蔽しないようにすることができる。これにより、上記第１冷却管についても、他の冷却管と同様の流路断面積を確保することができ、電子部品を均等に冷却することが可能となる。
上記突出開口部は、例えば、バーリング加工により、冷却管の主面から略垂直に立ち上げて形成することができる。また、上記突出開口部は、例えば２ｍｍ突出させることができる。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる積層型冷却器につき、図１〜図５を用いて説明する。
本例の積層型冷却器１は、図１に示すごとく、大電力を制御するパワー素子などを収容し板状に形成された電子部品４をその両面から冷却する。電子部品４は扁平な直方体形状に形成され、その一方の長辺側外周面から電力用電極が延び出し、その他方の長辺側外周面から制御用電極が延びだしている。
【００２８】
電子部品４の一方の主平面に接して冷却管２を配置するとともに、電子部品４の他の主平面にも接して冷却管２が配置される。これら冷却管２は、冷却管２の両端に設けられる供給ヘッダ部１１および排出ヘッダ部１２に接続されている。この実施例では、複数の電子部品４を両面から冷却する。そのため、複数の電子部品４と、複数の冷却管２とが、交互に配置される。複数の電子部品４と複数の冷却管２とを積層配置した組み立て体における積層方向の両端には冷却管２が配置される。
【００２９】
積層型冷却器１は、冷却媒体５を流通させる冷媒流路２１を設けた扁平形状の複数の冷却管２を、上記電子部品４を両面から挟持できるように積層配置してなる。積層型冷却器１は、各冷媒流路２１に冷却媒体５を供給する供給ヘッダ部１１と、各冷媒流路２１から冷却媒体５を排出する排出ヘッダ部１２とを有する。
【００３０】
図１、図２に示すごとく、上記冷却管２は、積層方向に開口すると共に突出した突出管部２２を設けてなる。冷却管２は、図４に示すごとく、アルミあるいは銅などの高い熱伝導性をもつ金属板製のプレートを積層し、これらプレートをろう付けなどの接合技術により接合して構成されている。プレートは、全体がほぼ長方形状である。冷却管２の外殻を構成する外殻プレート２７は、電子部品４と接して熱を奪うための扁平管を構成する部分と、供給ヘッダ部１１と排出ヘッダ部１２とを構成する部分とを有する。この供給ヘッダ部１１と排出ヘッダ部１２とを構成する部分は、外殻プレート２７の両端部に形成される。
【００３１】
外殻プレート２７における、供給ヘッダ部１１と排出ヘッダ部１２とを構成する部分は、外殻プレート２７の板状面から垂直方向に突出する突出管部２２と、この突出管部２２の付け根部周辺に所定の径方向幅をもって環状に形成されたダイヤフラム部２３とにより特徴づけられる。突出管部２２は、隣接する冷却管２の間を積層方向に連結し、供給ヘッダ部１１及び排出ヘッダ部１２を構成し、積層方向に関して坐屈しない程度の強度を提供する。
【００３２】
冷却管２としては、扁平管部分と、ダイヤフラム部２３と、積層方向へ延びる突出管部２２とにより構成することができる。突出管部２２は、別体の管状部材によって構成してもよい。
また、突出管部２２は、インロー接続される。即ち、突出管部２２としては、外側に配置される段付き大径突出管部２２３と、大径突出管部２２３の内側に挿入配置される小径突出管部２２２とがある。このため、積層型冷却器１は、少なくとも２種類の外殻プレート２７を備える。ひとつの外殻プレート２７は、大径突出管部２２３を有し、残るひとつの外殻プレート２７は、小径突出管部２２２を有する。これら２種類の外殻プレート２７は、交互に、かつ表裏に、積層される。
【００３３】
積層型冷却器１は、その両端に、さらに端部用の外殻プレート２７を備える。即ち、一方の端部用の外殻プレート２７は、突出管部２２を形成せず、開口していない。他方の端部用の外殻プレート２７は、後述する冷却管２０用の外殻プレート２７であり、突出管部２２の代わりに、図５に示すごとく、冷媒導入パイプ３１及び冷媒排出パイプ３２を接続する突出開口部２４を形成してなる。
【００３４】
大径突出管部２２３は、その内部に小径突出管部２２２を受け容れる。大径突出管部２２３内に形成された段部は、小径突出管部２２２の挿入長さを規制するための規制部分として機能する。小径突出管部２２２の先端は、段部に当接して、軸方向への挿入長さが規制される。規制部分は、小径突出管部２２２の外周面に突出して形成した膨出部又はバルジ部により形成することができる。大径突出管部２２３の内面と、小径突出管部２２２の外面との間には、その組み付け過程では挿入可能な程度の隙間があるが、両者はろう付けにより接合され、隙間は閉じられ、密封される。
【００３５】
接合後の突出管部２２は、それらの軸方向、すなわち積層方向に関してダイヤフラム部２３が塑性変形する程度の加圧力を受けても坐屈しない程度の剛性を提供する。
外殻プレート２７の外側縁部には、図２、図３に示すごとく、積層方向に立ち上がる外周壁面２７４と、外周壁面から外側へ広がる細い幅のフランジ部２７５と、フランジ部２７５の先端から更に斜めに伸び出す縁部２７６とが形成されている。フランジ部２７５は、積層方向と垂直な方向に広がる平面を提供している。
【００３６】
一対の外殻プレート２７は、それらのフランジ部２７５を平行に接触させて配置され、ろう付けにより接合されている。従って、外殻プレート２７は、その外側縁部においては、フランジ部２７５によって積層方向と垂直な平面の間で積層され接合される。その一方で、外殻プレート２７は、供給ヘッダ部１１及び排出ヘッダ部１２を構成する部分においては、突出管部２２をインロー継ぎして、積層方向と平行な筒状面の間で積層され接合される。なお、対向して延びる突出管部２２の先端にフランジ部を設けて積層方向と垂直な平面の間で積層し接合する構成を採用してもよい。
【００３７】
突出管部２２のインロー継ぎを採用する構成は、積層方向と垂直な平面間での積層構造と比べて、軸方向長さ調節の自由度が大きいこと、外殻プレート２７の加工工程における製造が容易であること、コストが低いことといった利点がある。
【００３８】
上述のごとく、隣合う上記冷却管２は、上記突出管部２２同士を嵌合させると共に該突出管部２２の側壁同士を接合することにより、互いの冷媒流路２１を連通させている。これにより、上記供給ヘッダ部１１及び上記排出ヘッダ部１２を形成している。
また、図２に示すごとく、上記冷却管２は、積層方向に変形するダイヤフラム部２３を、上記突出管部２２の周囲に形成してなる。上記ダイヤフラム部２３は、積層型冷却器１に電子部品４を配設するに当って、隣合う冷却管２の間の間隔を狭める際に、冷却管２の内側に向かって変形する。
【００３９】
即ち、電子部品４を挟持させる前においては、図３に示すごとく、上記積層型冷却器１は、電子部品４の厚みよりも若干広い間隔をもって複数の冷却管２を積層して、該冷却管２の突出管部２２において接続されている。この状態にある積層型冷却器１の冷却管２の間に、複数の電子部品４を配置する。その後、積層型冷却器１を積層方向に挟圧する。これにより、突出管部２２を通じてダイヤフラム部２３に押圧力が加えられ、図２に示すごとく、該ダイヤフラム部２３が冷却管２の内側に向かって変形する。これにより、隣合う冷却管２の間の間隔が狭められ、冷却管２と電子部品４とが密着して、該電子部品４が冷却管２によって挟持される状態となる。
【００４０】
また、図４に示すごとく、上記冷却管２は、一対の外殻プレート２７と、該一対の外殻プレート２７の間に配された中間プレート２８と、該中間プレート２８と上記外殻プレート２７との間に配された波形状のインナーフィン２９とを有する。
そして、中間プレート２８と外殻プレート２７との間に、冷媒流路２１が形成されている。
また、上記外殻プレート２７、中間プレート２８、及びインナーフィン２９は、互いにろう付け接合されることにより、冷却管２を構成している。
中間プレート２８は、長方形の板状である。中間プレート２８は、その両端部に供給ヘッダ部１１及び排出ヘッダ部１２に対応して円形の開口部２８４を有する。また、中間プレート２８の外側縁部は、外殻プレート２７の間に挟持されていてもよい。
【００４１】
また、図１に示すごとく、上記複数の冷却管２のうち積層方向の一端に配された第１冷却管２０は、冷却媒体５を供給ヘッダ部１１に導入するための冷媒導入口１３と、冷却媒体５を排出ヘッダ部１２から排出するための冷媒排出口１４とを有する。この冷媒導入口１３及び冷媒排出口１４は、図５に示すごとく、第１冷却管２０の外側に突出した突出開口部２４を設けてなる。そして、冷媒導入口１３及び冷媒排出口１４における突出開口部２４に、それぞれ冷媒導入パイプ３１及び冷媒排出パイプ３２を嵌合している。
【００４２】
上記突出開口部２４は、バーリング加工により、第１冷却管２０の主面から略垂直に立ち上がると共に、約２ｍｍ突出している。
また、上記冷媒導入パイプ３１及び冷媒排出パイプ３２は、それぞれの開口先端部３３の端面から約２ｍｍ後退した部分にツバ部３４を設けてなる。
【００４３】
そして、冷媒導入パイプ３１及び冷媒排出パイプ３２の開口先端部３３は、それぞれ突出開口部２４の内側に嵌合すると共に、ツバ部３４が、突出開口部２４の先端に当接する。これにより、上記冷媒導入パイプ３１あるいは冷媒排出パイプ３２の開口先端部３３が、冷却管２における外殻プレート２７の内側にまで入り込むことがなく、冷媒流路２１を遮蔽することがない。
【００４４】
上記電子部品４は、ＩＧＢＴ等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールである。そして、該半導体モジュールは、自動車用インバータの一部を構成する。
また、上記冷却媒体５としてはエチレングリコール系の不凍液が混入した水を用いる。
また、上記電子部品４は、冷却管２に直接接触させた状態で配設することができる。ただし、場合によっては、電子部品４と冷却管２との間に、セラミック等の絶縁板や、熱伝導性グリス等を介在させることもできる。
【００４５】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記積層型冷却器１においては、図１、図２に示すごとく、冷却管２に形成された上記突出管部２２同士を嵌合させることにより、隣合う冷却管における互いの冷媒流路２１を連通させている。そのため、複数の冷却管２は、特に別部材を介して接続する必要がなく、部品点数を少なくすることができると共に、製造が容易である。
【００４６】
また、隣合う冷却管２における上記突出管部２２は、図２に示すごとく、該突出管部２２の側壁同士を接合することにより接続されている。そのため、上記供給ヘッダ部１１及び排出ヘッダ部１２は、突出管部２２の内径と略同等の流路径を確保することができる。これにより、供給ヘッダ部１１及び排出ヘッダ部１２における通水抵抗を低減すると共に、圧力損失を抑制することができる。それ故、複数の冷却管２へ冷却媒体５を均等に流通させることができ、ひいては、複数の電子部品４を均等に冷却することができる。
【００４７】
また、図２に示すごとく、上記冷却管２は、上記ダイヤフラム部２３を突出管部２２の周囲に形成してなる。そのため、隣合う冷却管２の間の間隔を容易に調整することができ、電子部品４を隣合う冷却管２の間に容易かつ確実に配設することができる。そして、電子部品４を冷却管２に確実に密着させることができる。
【００４８】
また、上記冷却管２は、一対の外殻プレート２７と、中間プレート２８と、インナーフィン２９とを有する。そのため、外殻プレート２７と中間プレート２８とインナーフィン２９とをそれぞれ別個にプレス成形等した後、これらを接合することにより、いわゆるドロンカップ構造の冷却管２を得ることができる。それ故、冷却管２を容易に製造することができる。
【００４９】
また、インナーフィン２９を所望の部分に形成することが容易となる。これによって、供給ヘッダ部１１や排出ヘッダ部１２となる部分にはインナーフィン２９を配置しないようにして、供給ヘッダ部１１や排出ヘッダ部１２の加工を容易にすることができる。
また、この場合には、図４に示すごとく、上記冷媒流路２１が、冷却管２の積層方向に２段形成されることとなる。そのため、冷却管２の両側に配設される電子部品４の間における熱の移動を抑制することができる。これにより、例えば、一方の電子部品４の急激な温度上昇による他方の電子部品４への影響を抑制することができる。
【００５０】
また、上記第１冷却管２０における冷媒導入口１３及び上記冷媒排出口１４は、図５に示すごとく、上記突出開口部２４を設けてなる。そのため、上記冷媒導入パイプ３１或いは冷媒排出パイプ３２によって、供給ヘッダ部１１或いは排出ヘッダ部１２と冷媒流路２１との間の流路を遮蔽しないようにすることができる。これにより、第１冷却管２０についても、他の冷却管２と同様の流路断面積を確保することができ、電子部品４を均等に冷却することが可能となる。
【００５１】
以上のごとく、本例によれば、製造コストの低減を図ることができると共に、複数の冷却管へ冷却媒体を均等に流通させることができる積層型冷却器を提供することができる。
【００５２】
（実施例２）
本例は、図６〜図８に示すごとく、冷却管２が、対向配置された一対の突出管部２２のうちの一方の周囲にダイヤフラム部２３を形成してなり、他方の周囲には形成していない例である。
上記冷却管２は、上記一対の突出管部２２のうち、供給ヘッダ部１１における下流側に形成された突出管部２２の周囲に、ダイヤフラム部２３を形成してなる。
また、上記冷却管２の入口部には、中間プレート２８の一部を供給ヘッダ部１１の上流側に変形させた整流部２５が設けてある。該整流部２５は、中間プレート２８を挟んだ２段の冷媒流路２１の入口部における流路断面積が均等になるようにしている。
【００５３】
上記整流部２５は、中間プレート２８の開口部２８４の縁に形成されている。整流部２５は、中間プレート２８によって区画される上下の流路への冷媒流体の分配を調節する。冷却対象物である電子部品４の冷却要求などに応じて、冷媒流体の分配量は、整流部２５の形状によって、均等または不均等に調節可能である。整流部２５は、中間プレート２８の開口部における縁部を、冷却管２の一方にのみ設けたダイヤフラム部２３の変形方向と同方向へ所定量だけ変形させて形成される。
【００５４】
上記のごとく、一方の突出管部２２の周囲にのみダイヤフラム部２３を形成する方法、即ち一方のみを変形させる方法としては、例えば、図７、図８に示すごとく、他方の突出管部２２の立ち上がり部を補強して、積層方向の押圧力に対して変形しないようにする方法がある。即ち、図７に示す方法は、他方の突出管部２２の立ち上がり部において、外殻プレート２７の曲率半径を大きくする方法である。また、図８に示す方法は、隣合う冷却管２２の突出管部２２とのろう付け接合により形成されるろう材のフィレット２２１を、上記他方の突出管部２２の立上り部にかかるようにする方法である。
その他は、実施例１と同様である。
【００５５】
本例の場合には、電子部品４を挟持させた状態において一定の形状となるように積層型冷却器１を製造することが容易となる。
即ち、実施例１の場合（図２参照）のように、双方の突出管部２２の周囲にダイヤフラム部２３を設けて変形させると、それぞれの変形量にばらつきが生ずるおそれがある。そして、この場合に、ダイヤフラム部２３の変形量を調整しようとすると、冷却管２のプレス成形の絞り率や板厚など、種々の条件を正確に管理する必要が生ずる。
そこで、上記のごとく、ダイヤフラム部２３を一方にのみ設けることにより、冷却管２によって電子部品４を挟持させる際の変形を、略設計どおりに行うことが容易となる。
【００５６】
また、上記冷却管２は、上記一対の突出管部２２のうち、供給ヘッダ部１１における下流側に形成された突出管部２２の周囲に、ダイヤフラム部２３を形成してなる。それ故、供給ヘッダ部１１から冷却管２への冷却媒体５の円滑な供給がダイヤフラム部２３によって妨げられることを防ぐことができる。
【００５７】
即ち、仮に図９に示すごとく、ダイヤフラム部２３を、一対の突出管部２２のうち、供給ヘッダ部１１における上流側に形成された突出管部２２の周囲に設けた場合、供給ヘッダ部１１から冷却管２への冷却媒体５の円滑な供給が妨げられるおそれがある。即ち、供給ヘッダ部１１から冷却管２へ冷却媒体５が供給される際に、ダイヤフラム部２３付近で冷却媒体５の流れが剥離するおそれがある。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５８】
（実施例３）
本例は、図１０に示すごとく、冷却管２が、冷媒流路２１の入口部において、冷媒流路２１の幅を狭める絞り部２６を設けてなる例である。
上記冷却管２においては、実施例２と同様にダイヤフラム部２３及び整流部２５が設けてある。
【００５９】
上記絞り部２６は、外殻プレート２７のプレス成形時に同時に形成される。
絞り部２６は、外殻プレート２７のうち、冷却管２の扁平部分を構成する部分の幅方向に渡って連続して延びる。絞り部２６は、外殻プレート２７に、外側から見て溝状に形成されている。絞り部２６は、冷媒流路２１の積層方向に関する高さを絞る。絞り部２６は、断続的に配置された凹部として形成することができる。
【００６０】
絞り部２６は、ダイヤフラム部２３より下流側に配置され、冷却管２のうち電子部品４と接触する部位と、ダイヤフラム部２３との間に配置される。また、絞り部２６は、冷却管２のうち電子部品４と接触する部位より上流側に配置される。
絞り部２６は、冷却管２のうち電子部品４と接触する部位より下流側に配置することもでき、冷却管２のうち電子部品４と接触する部位の上流側と、下流側との両側に配置されることができる。
【００６１】
また、絞り部２６は、ダイヤフラム部２３より高い剛性を有する。ダイヤフラム部２３の範囲は、相対的に剛性が低く、積層方向に関して塑性変形しやすい部分として把握される。
また、絞り部２６において、冷媒流路２１の流路断面積が最小となるように絞り部２６の形状を設定する。そして、この最小流路断面積が、全ての冷却管２において均等となるようにしている。
その他は、実施例１と同様である。
【００６２】
本例の場合には、ダイヤフラム部２３の変形によってヘッダ部と冷媒流路との間の連通面積が変化しても、冷媒流路への流量を絞り部２６によって所望の値に調節できる。この構成は、複数のダイヤフラム部２３の変形量がばらつく場合に有利な効果を発揮する。即ち、ダイヤフラム部２３の変形量にばらつきがあっても、上記複数の冷媒流路２１における最小流路断面積の均一化が容易となり、各冷媒流路２１への冷却媒体５の流量を均一化することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６３】
（実施例４）
本例は、図１１、図１２に示すごとく、冷却管２を構成する外殻プレート２７、中間プレート２８、及びインナーフィン２９として、以下のような金属板を用いた例である。
即ち、外殻プレート２７は、芯材２７１と、該芯材２７１の内側面に配したろう材２７２とを有するブレージングシートからなる。
中間プレート２８及びインナフィン２９は、外殻プレート２７の芯材２７１よりも卑な金属（腐食電位が低い金属）を含む金属板からなる。
【００６４】
また、一対の外殻プレート２７は、端部における内側面を互いに接合している。
また、本例の場合、図１２に示すごとく、突出管部２２は、内側面にろう材２７２が配された状態となる。そして、隣合う冷却管２の突出管部２２同士が嵌合したとき、一方の突出管部２２の内側面に配されたろう材２７２が、他方の突出管部２２の芯材２７１の外側面に接触する状態となる。それ故、この状態において接触部を加熱することにより、上記ろう材２７２によって突出管部２２同士が接合される。
【００６５】
外殻プレート２７における芯材２７１及びろう材２７２としては、アルミニウム（Ａｌ）を用い、中間プレート２８及びインナフィン２９に用いる金属板としては、アルミニウムに亜鉛（Ｚｎ）を添加した金属材料を用いることができる。
その他は、実施例１と同様である。
なお、図１２は、ダイヤフラム部２３の変形前の状態を示している。後述する図１４、図１６についても同様である。
【００６６】
本例の場合には、インナフィン２９及び中間プレート２８を、外殻プレート２７に対して優先的に腐食させ、外殻プレート２７の腐食を防ぐことができる。これにより、冷却管２からの冷却媒体５の漏れを防止することができる。
また、一対の外殻プレート２７の接合面にろう材２７２が配されることとなるため、一対の外殻プレート２７を容易にろう付け接合することができ、冷却管２の作製を容易に行うことができる。
【００６７】
また、図１２に示すごとく、突出管部２２は、内側面にろう材２７２が配されるため、隣合う冷却管２の突出管部２２同士が嵌合したとき、一方の突出管部２２の内側面に配されたろう材２７２が、他方の突出管部２２の芯材２７１の外側面に接触する。これにより、上記ろう材２７２により突出管部２２同士を容易に接合することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６８】
（実施例５）
本例は、図１３、図１４に示すごとく、外殻プレート２７として、芯材２７１と、該芯材２７１の内側面に配した犠牲陽極材２７３と、該犠牲陽極材２７３の内側面に配したろう材２７２とを有するブレージングシートを用いた例である。
上記犠牲陽極材２７３としては、アルミニウム（Ａｌ）に亜鉛（Ｚｎ）を添加した金属材料を用いることができる。
その他は、実施例４と同様である。
【００６９】
本例の場合には、上記外殻プレート２７内においても芯材２７１に対して犠牲陽極材２７３を優先的に腐食させ、芯材２７１の腐食を防ぐことができる。これにより、該外殻プレート２７の厚み方向に腐食が進むことがなく、上記冷却管２に孔が開くことを防ぐことができる。
その他、実施例４と同様の作用効果を有する。
【００７０】
（実施例６）
本例は、図１５、図１６に示すごとく、外殻プレート２７として、芯材２７１と、該芯材２７１の内側面に配した犠牲陽極材２７３とを有するブレージングシートを用いた例である。
また、中間プレート２８は、芯材２８１と、該芯材２８１の両面に配したろう材２８２とを有するブレージングシートからなる。インナフィン２９は、外殻プレート２７の芯材２７１よりも卑な金属（腐食電位が低い金属）を含む金属板からなる。
上記インナフィン２９を構成する金属板及び上記犠牲陽極材２７３としては、アルミニウム（Ａｌ）に亜鉛（Ｚｎ）を添加した金属材料を用いることができる。
【００７１】
また、一対の外殻プレート２７は、端部における内側面を、中間プレート２８の端部における両面に接合してなる。
また、図１６に示すごとく、突出管部２２は、ろう材が配されていない外殻プレート２７によって構成される。そのため、隣合う冷却管２の突出管部２２における接合は、新たにペーストろう材やリングろう材等を配置することにより行う（図示略）。
その他は、実施例１と同様である。
【００７２】
本例の場合には、上記冷却管２の内面を全て犠牲陽極材２７３により覆うことが可能となり、外殻プレート２７の芯材２７１の腐食を防いで、冷却管２に孔が開くことを防ぐことができる。
また、両面にろう材２８２を配した中間プレート２８の両面の端部に、上記一対の外殻プレート２７を接合している。そのため、一対の外殻プレート２７を中間プレート２８に容易にろう付け接合することができ、冷却管２の作製を容易に行うことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施例１における、積層型冷却器の平面図。
【図２】実施例１における、積層型冷却器の供給ヘッダ部付近の断面図。
【図３】実施例１における、ダイヤフラム部を変形させる前の供給ヘッダ部付近の断面図。
【図４】実施例１における、冷却管の断面斜視図。
【図５】実施例１における、冷媒導入パイプ（冷媒排出パイプ）と冷媒導入口（冷媒排出口）との接続部の断面図。
【図６】実施例２における、積層型冷却器の供給ヘッダ部付近の断面図。
【図７】実施例２における、突出管部の立上り部の曲率半径を大きくした供給ヘッダ部付近の断面図。
【図８】実施例２における、突出管部の立上り部をろう材のフィレットにより補強した供給ヘッダ部付近の断面図。
【図９】比較例における、積層型冷却器の供給ヘッダ部付近の断面図。
【図１０】実施例３における、積層型冷却器の供給ヘッダ部付近の断面図。
【図１１】実施例４における、冷媒流路に直交する断面による冷却管の断面図。
【図１２】実施例４における、供給ヘッダ部（排出ヘッダ部）の断面図。
【図１３】実施例５における、冷媒流路に直交する断面による冷却管の断面図。
【図１４】実施例５における、供給ヘッダ部（排出ヘッダ部）の断面図。
【図１５】実施例６における、冷媒流路に直交する断面による冷却管の断面図。
【図１６】実施例６における、供給ヘッダ部（排出ヘッダ部）の断面図。
【図１７】従来例における、積層型冷却器の平面図。
【図１８】他の従来例における、積層型冷却器の断面図。
【符号の説明】
【００７４】
１  積層型冷却器
１１  供給ヘッダ部
１２  排出ヘッダ部
２  冷却管
２１  冷媒流路
２２  突出管部
２３  ダイヤフラム部
２７  外殻プレート
２８  中間プレート
２９  インナーフィン
４  電子部品
５  冷却媒体
【図１】
2006005014.tif 000003
【図２】
2006005014.tif 000004
【図３】
2006005014.tif 000005
【図４】
2006005014.tif 000006
【図５】
2006005014.tif 000007
【図６】
2006005014.tif 000008
【図７】
2006005014.tif 000009
【図８】
2006005014.tif 000010
【図９】
2006005014.tif 000011
【図１０】
2006005014.tif 000012
【図１１】
2006005014.tif 000013
【図１２】
2006005014.tif 000014
【図１３】
2006005014.tif 000015
【図１４】
2006005014.tif 000016
【図１５】
2006005014.tif 000017
【図１６】
2006005014.tif 000018
【図１７】
2006005014.tif 000019
【図１８】
2006005014.tif 000020