(57)【要約】【課題】本明細書は、流路にフィンを備えた冷却器であって、フィンの上流端に異物が引っ掛かり難い冷却器を提供する。【解決手段】本明細書が開示する冷却器は、流路内に、冷媒の流れ方向に沿って延びる板状のフィン（波板フィン２３）が備えられている冷却器である。波板フィン２３の冷媒の流れ方向の上流側の端面２３１と側面２３２が湾曲面２３３でつながっている。あるいは、フィンの冷媒の流れ方向の上流側の端面と側面の境界に面取りが施されていてもよい。端面と側面を湾曲面でつなげることで（あるいは面取りを施すことで）、異物が引っ掛かり難くなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内に、冷媒の流れ方向に沿って延びる板状のフィンが備えられている冷却器であり、前記フィンの前記冷媒の流れ方向の上流側の端面と側面が湾曲面でつながっている、または、前記端面と前記側面の境界に面取りが施されている、冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、流路にフィンを備えた冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２に、流路にフィンを備えた冷却器が開示されている。フィンは、流路を構成する冷却器本体と一体に作られていたり、流路に配置された波板（波板フィン）だったりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９１５２７号公報
【特許文献２】特開２０１７−０４５８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィンの冷媒流上流側の端面と側面が直角に交わっていると、冷媒と一緒に流れてきた異物が端面に衝突したとき、端面に引っ掛かってしまうおそれがある。本明細書は、フィンの上流端に異物が引っ掛かり難い冷却器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する冷却器は、流路内に、冷媒の流れ方向に沿って延びる板状のフィンが備えられている冷却器であり、フィンの冷媒の流れ方向の上流側の端面と側面が湾曲面でつながっている。あるいは、フィンの冷媒の流れ方向の上流側の端面と側面の境界に面取りが施されている。端面と側面を湾曲面でつなげることで（あるいは面取りを施すことで）、異物が引っ掛かり難くなる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施例の冷却器を含む積層ユニットの斜視図である。
【図２】冷却器の分解斜視図である。
【図３】波板フィンの斜視図とその一部拡大図である。
【図４】波板フィンの製造方法を説明する図である。
【０００７】
図面を参照して実施例の冷却器を説明する。図１は、実施例の冷却器２０を含む積層ユニット２の斜視図である。積層ユニット２は、複数の冷却器２０が積層されているとともに、隣接する冷却器２０の間に半導体モジュール１０が挟み込まれたユニットである。なお、図１では、理解を助けるために、１つの半導体モジュール１０とその両側の絶縁板６を、積層ユニット２から抜き出して描いてある。半導体モジュール１０は、パワートランジスタと呼ばれる半導体チップ１１ａ、１１ｂを収容している。半導体モジュール１０の両面には半導体チップ１１ａ、１１ｂと導通している放熱板７が露出している。冷却器２０の外板はアルミニウムで作られている。放熱板７と冷却器２０を絶縁するため、冷却器２０と半導体モジュール１０の間には絶縁板６が挟まれる。積層ユニット２は、多数のパワートランジスタを用いるデバイス、例えばインバータに用いられる。
【０００８】
積層ユニット２は、仮想線で描かれたハウジング９に収容される。積層ユニット２の積層方向の一端とハウジング９の内壁の間には板バネ８が挟まれる。積層ユニット２は、板バネ８によって積層方向に加圧される。積層方向の加圧によって、冷却器２０と半導体モジュール１０が密着し、半導体モジュール１０から冷却器２０への伝熱効率が高められる。なお、図中の座標系のＺ方向が複数の冷却器２０の積層方向に相当する。
【０００９】
隣接する冷却器２０は接続管５ａ、５ｂで接続されている。積層ユニット２の積層方向の一端の冷却器２０に供給管４ａと排出管４ｂが接続されている。供給管４ａは、積層方向からみたときに接続管５ａと重なるように設けられている。排出管４ｂは、積層方向からみたときに接続管５ｂと重なるように設けられている。各冷却器２０の内部には、図中のＸ方向に冷媒が流れる流路が設けられており、その流路は、接続管５ａ、５ｂと連通している。供給管４ａから供給された冷媒は、接続管５ａを通じて各冷却器２０へ分配される。冷媒は、各冷却器２０の流路を通過する間に隣接する半導体モジュール１０から熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は接続管５ｂと排出管４ｂを通じて積層ユニット２から排出される。供給管４ａと排出管４ｂには不図示の冷媒循環路とラジエータとポンプが接続されており、排出された冷媒はラジエータで冷却されて再び積層ユニット２へ供給される。冷媒は液体であり、典型的には水、あるいは、不凍液（ＬＬＣ：Long Life Coolant）である。
【００１０】
図２に冷却器２０の分解図を示す。冷却器２０は、外板２１、２２、中板２４、２枚の波板フィン２３で構成される。２枚の波板フィン２３と中板２４を挟んで外板２１、２２を張り合わせると冷却器２０が完成する。外板２１、２２を張り合わせたその内側の空間が流路に相当する。外板２１、２２の夫々には、先に述べた接続管５ａ、５ｂが設けられている。中板２４は、外板２１、２２で囲まれる空間を２つの流路に区分するために備えられている。中板２４には、接続管５ａ、５ｂに対応する位置に孔が設けられている。
【００１１】
矢印２６ａが冷媒の供給方向を示しており、矢印２６ｂは冷媒の排出方向を示している。接続管５ａから供給された冷媒は、外板２１と中板２４で囲まれた流路、及び、外板２２と中板２４で囲まれた流路を通り、接続管５ｂを通じて排出される。図中のＸ軸の正方向が、冷却器２０の内部における冷媒の流れ方向を示している。
【００１２】
波板フィン２３は、冷媒の流れ方向と交差する方向（図中のＹ方向）に波打っている金属製の板であり、波板の山と谷の間がいわゆる「フィン」に相当する。波板の山と谷の間の「フィン」は、図中のＸ方向、即ち、冷媒の流れ方向に沿って延びている。
【００１３】
図３に、波板フィン２３の斜視図と、その一部拡大図を示す。図３には、冷媒の流れの方向も示してある。一部拡大図は、波板フィン２３の冷媒流の上流側の端部を示している。波板フィン２３は、一枚の金属板をプレス加工して作られる。波板フィン２３の製造方法は後に説明するが、波板フィン２３は、冷媒流の上流側に相当する端部が１８０度折り返された金属板を波状にプレス加工したものである。冷媒流の上流側に位置する予定の端部を１８０度折り返すことによって、波板フィン２３は、冷媒流の上流側の端面２３１と側面２３２とが、湾曲面２３３でつながった形状を備えている。別言すれば、波板フィン２３は、冷媒流の上流側の端面２３１から側面２３２にかけて滑らかな湾曲面を描く形状を有している。端面２３１とは、その法線が冷媒の流れ方向（図中のＸ方向）を向く面であり、側面２３２とは、その法線が冷媒の流れ方向（Ｘ方向）に対して直交する面である。
【００１４】
波板フィン２３は、例えば、熱伝導率が高く、しかもプレス加工し易いアルミニウムで作られる。
【００１５】
冷媒と一緒に異物（例えば、冷媒流路の内面から剥離した金属片など）が波板フィン２３の上流側の端面２３１に当たった場合、端面２３１と側面２３２がなだらかな湾曲面２３３でつながっているため、異物は波板フィン２３の端面に引っ掛からずに下流へと流れて行き易くなる。
【００１６】
図４を参照しつつ、波板フィン２３の製造方法を説明する。先に述べたように、波板フィン２３は、一枚の金属板１２３の端部を折り返した後、プレス加工で波板に成形したものである。図４（Ａ）は、加工前の金属板１２３を示している。図４（Ｂ）は、金属板１２３の端部１２３ａを２回折り返した状態を示している。図４（Ｂ）（及び、図４（Ｃ））は理解を助けるため、折り返した部分と折り返す手前の部分との間に隙間があるように描いてある。実際には、折り返した部分と折り返す手前の部分とが密着するように、折り返した部分は平潰しされる。
【００１７】
図３では、波板フィン２３の端部は、１回折り返された形状を有しているが、図４では、２回折り返した形状を示してある。金属板１２３の折り返しは、ヘミング加工によって得られる。なお、ヘミング加工（ヘミング形状）は、金属板の端部の強化、あるいは、手が触れた時にけがをしないように端部を滑らかにするときに採用される加工方法である。本実施例は、そのヘミング加工によって、金属板の端部を折返し、フィンの端面（図３の端面２３１）と側面（図３の側面２３２）との間がなめらかな曲面（図３の湾曲面２３３）でつながる形状を得る。なお、金属板（波板フィン）の端部は、図３に示したように、１回のみ折り曲げてあってもよく、図４に示したように、２回折り曲げてあってもよい。波板フィンの端部は、３回以上折り曲げてあってもよい。
【００１８】
図４（Ｃ）にて複数の破線１２３ｂが示すように、金属板１２３の端部１２３ａを折り曲げたのち、波板フィンの山と谷に相当する位置に切り込みを入れてもよい。切り込みを入れることによって、波板形状に加工するときに曲率が大きくなる山と谷が曲がり易くなる。
【００１９】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例の冷却器２０では、波板フィン２３の冷媒流上流側の端部は、金属板を折り返すことによって、端面２３１と側面２３２が湾曲面２３３でつながる形状を実現している。端部を折り返すことなく、端面と側面の境界に面取りを施してもよい。端面と側面の境界に面取りを施すことによっても、異物が引っ掛かり難くなる。
【００２０】
実施例の冷却器２０のフィンは、一枚の金属板を波板形状に加工した波板フィン２３であった。本明細書が開示する技術は、例えば、冷媒の流路を構成する本体とフィンが一体形成された冷却器に適用されてもよい。
【００２１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２２】
２：積層ユニット
１０：半導体モジュール
２０：冷却器
２１、２２：外板
２３：波板フィン
２４：中板
１２３：金属板
１２３ａ：端部
２３１：端面
２３２：側面
２３３：湾曲面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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