(57)【要約】【課題】冷媒の圧力損失上昇を抑えることができる冷却装置及び放熱プレートを提供する。【解決手段】冷却装置は、４枚の放熱プレート３０，４０，５０，６０が積層されることで構成された放熱ユニット２０と、放熱ユニット２０を積層方向から挟み込むように配置されることで、溝部の積層方向（Ｚ軸方向）の開放部分を覆う一対のカバープレートとを有する。放熱プレート６０には、冷媒の流れる溝部６１ａと、仕切り部６２ａとが形成されている。同様に、放熱プレート３０，４０，５０にも、溝部３１ａ，４１ａ，５１ａと仕切り部３２ａ，４２ａ，５２ａとが形成されている。溝部３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａは、隣接する別の放熱プレートの溝部に対して、積層方向に重なる位置に形成され、仕切部３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａは、隣接する別の放熱プレートの仕切部に対して、前記積層方向に重ならない位置に形成されている。【選択図】図１４
2013175532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流れる溝部と、前記溝部の内部空間を複数の空間に区分する仕切部とが形成された放熱プレートが積層され構成された放熱ユニットと、
前記放熱ユニットを積層方向から挟み込むように配置されることで、前記溝部の前記積層方向の開放部分を覆う一対のカバープレートと、
を有し、
前記溝部は、隣接する別の前記放熱プレートの前記溝部に対して、前記積層方向に重なる位置に形成され、
前記仕切部は、隣接する別の前記放熱プレートの前記仕切部に対して、前記積層方向に重ならない位置に形成されている冷却装置。
【請求項２】
前記溝部が形成されている前記位置は、隣接する別の前記放熱プレートの前記溝部に対して、前記積層方向に一致する位置である請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記溝部が形成されている前記位置は、隣接する別の前記放熱プレートの前記溝部に対して、前記溝部の溝幅の長さ内でずれた位置である請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記溝部は、複数形成されているとともに、前記冷媒の流れる方向と直交する方向に等間隔に形成されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記仕切部は、前記溝部に１つずつ形成されるとともに、前記溝部の一方の端部から、前記溝部の長手方向の長さの１／５又は３／５の位置に形成され、
１／５の位置に形成された前記仕切部を有する前記溝部と、３／５の位置に形成された前記仕切部を有する前記溝部とは、交互に形成されている請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記放熱プレートは、同じ形状に形成されている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記放熱プレートは、隣接する別の前記放熱プレートに対して、裏表を反転させて積層されている請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記放熱プレートは、隣接する別の前記放熱プレートに対して、長手方向の向きを変えて積層されている請求項６又は７に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記溝部の上方の開放部分を覆う前記カバープレートと、前記溝部の下方の開放部分を覆う前記カバープレートとは、同じ形状に形成されている請求項１乃至８のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記溝部は、平面視した場合に、直線が複数回折れ曲がるジグザグな線形状に形成されている請求項１乃至９のいずれか一項の冷却装置。
【請求項１１】
前記放熱プレートは、クラッド材からなる請求項１乃至１０のいずれか一項の冷却装置。
【請求項１２】
前記溝部の一方の端部に接続され、冷媒を前記溝部に流入させる流入手段と、
前記溝部の他方の端部に接続され、冷媒を前記溝部から流出させる流出手段と、
有する請求項１乃至１１のいずれか一項の冷却装置。
【請求項１３】
冷媒の流れる溝部と、
前記溝部の内部空間を複数の空間に区分する仕切部と、
を有し、
前記仕切部は、前記溝部に１つずつ形成されるとともに、前記溝部の一方の端部から、前記溝部の長手方向の長さの１／５又は３／５の位置に形成され、
１／５の位置に形成された前記仕切部を有する前記溝部と、３／５の位置に形成された前記仕切部を有する前記溝部とは、交互に形成されている放熱プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置及び放熱プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インバータ等の電子機器、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、パワー半導体等の発熱する部材（被冷却体）を冷却する冷却装置として、例えば、複数の放熱プレートが積層された冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置の放熱プレートには、スリット状の長孔が複数穿孔されている。放熱プレートが積層されることにより、この長孔も積層される。積層された長孔は、矩形形状の冷媒の流路として構成され、この流路に、冷媒を流すことによって、被冷却体を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の冷却装置では、放熱プレートは、並設された複数の長孔と、外枠部とを有する。外枠部は、積層方向に重なっている。これにより、冷媒の流入出に用いられるパイプと放熱ユニットとの接続の状態によっては、冷媒の流れが、重なった外枠部に阻害され、圧力損失を生じさせる懸念がある。
【０００６】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、冷媒の圧力損失上昇を抑えることができる冷却装置及び放熱プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の冷却装置は、放熱ユニットとカバープレートとを有する。放熱ユニットは、冷媒の流れる溝部と、溝部の内部空間を複数の空間に区分する仕切部とが形成された放熱プレートが積層され構成されている。カバープレートは、放熱ユニットを積層方向から挟み込むように配置されることで、前記溝部の前記積層方向の開放部分を覆っている。
放熱プレートの溝部は、隣接する別の放熱プレートの溝部に対して、積層方向に重なる位置に形成されている。また、放熱プレートの仕切部は、隣接する別の放熱プレートの仕切部に対して、前記積層方向に重ならない位置に形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放熱プレートの仕切部は、隣接する別の放熱プレートの仕切部に対して、前記積層方向に重ならない位置に形成されている。これにより、放熱ユニットを通る冷媒の圧力損失上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷却装置の斜視図である。
【図２】冷却装置の平面図である。
【図３】冷却装置の分解斜視図である。
【図４】第４層の放熱プレートの平面図（その１）である。
【図５】第３層の放熱プレートの平面図である。
【図６】第２層の放熱プレートの平面図である。
【図７】第１層の放熱プレートの平面図である。
【図８】（Ａ）は、第４層の放熱プレートの平面図（その２）である。（Ｂ）は、第４層の放熱プレートの平面図（その３）である。（Ｃ）は、第４層の放熱プレートの平面図（その３）である。
【図９】放熱プレートの積層の順番を説明するための平面図である。
【図１０】（Ａ）は、放熱ユニットの斜視図（その１）である。（Ｂ）は、放熱ユニットの斜視図（その２）である。
【図１１】放熱ユニットの平面図である。
【図１２】図１１のＢ−Ｂ線図における断面図である。
【図１３】図２のＡ−Ａ線図における断面図である。
【図１４】（Ａ）は、図１３のＣ−Ｃ線図における断面図である。（Ｂ）は、図１３のＤ−Ｄ線図における断面図である。
【図１５】実施の形態２に係る放熱ユニットの斜視図である。
【図１６】（Ａ）は、図１５のＥ−Ｅ線図における断面図である。（Ｂ）は、実施の形態２に係る冷却装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る冷却装置１０について、図１〜図１４を用いて説明する。なお、図中のＸＹ平面は水平な面であり、図中のＺ軸の方向は鉛直方向である。また、Ｘ軸を、冷媒の流れる方向とする。
【００１１】
冷却装置１０は、図１及び図２に示すように、被冷却体９０を冷却するために用いられる。被冷却体９０は、電力を消費することにより、発熱する電子部品や電子機器等であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インバータ等の電子機器、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、パワー半導体等の発熱する部材などである。被冷却体９０は、冷却装置１０の上面（＋Ｚ側の面）及び下面（−Ｚ側の面）に配置される。なお、本実施の形態においては、２つの被冷却体９０が配置されているが、被冷却体９０の数は、任意であり、これに限られない。被冷却体９０の数は、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。例えば、冷却装置１０の上面に２つの被冷却体９０を配置し、冷却装置１０の下面には被冷却体９０を配置しないということも可能である。
【００１２】
冷却装置１０は、図３に示すように、放熱ユニット２０と、一対のカバープレート７０，７１と、冷媒の流入パイプ８０と、冷媒の流出パイプ８１とを備えている。
【００１３】
放熱ユニット２０は、発熱した被冷却体９０の熱を外部に放出することにより、被冷却体９０を冷却する部材である。本実施形態においては、放熱ユニット２０の−Ｘ側から冷媒が供給され、＋Ｘ方向に流れることで、放熱ユニット２０は、被冷却体９０を冷却する。放熱ユニット２０は、４枚の放熱プレート３０，４０，５０，６０が積層されることで構成されている。
【００１４】
放熱プレート３０は、放熱ユニット２０の最下層（第４層）の放熱プレートとして用いられる。放熱プレート３０は、図４に示すように、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形の略平板状の部材である。放熱プレート３０は、例えば、クラッド材（複合金属材料）からなる。クラッド材の素材としては、銅、アルミ、又は鉄等である。ただし、放熱プレート３０の材料は、これに限られず、ろう付け、はんだ付けが可能なものであって、且つ、熱伝導性の高いものであれば、これ以外の素材からなっていてもよい。また、放熱プレート３０には、６つの溝部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆと、溝部３１ａ〜３１ｆそれぞれに形成された仕切部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆが形成されている。
【００１５】
溝部３１ａ〜３１ｆは、冷媒の流れる方向（Ｘ軸方向）に沿って形成されているとともに、Ｙ軸方向にほぼ等間隔に並列に形成されている。また、溝部３１ａ〜３１ｆは、Ｚ軸方向に貫通している。これらの溝部３１ａ〜３１ｆは、冷媒の流れる通路として用いられる。溝部３１ａ〜３１ｆは、例えば、プレス加工によって形成される。ただし、これに限らず、レーザーカット加工、エッチング加工等で形成されてもよい。溝部３１ａ〜３１ｆは、放熱プレート３０の−Ｘ側の端部から、＋Ｘ側の端部に到るまで、放熱プレート３０の全長Ｌ（Ｘ軸方向の長さ）に渡って形成されている。また、溝部３１ａ〜６１ｆの−Ｘ側の端部３３は、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流入口として使用される。同様に、溝部３１ａ〜３１ｆの＋Ｘ側の端部３４も、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流出口として使用される。また、溝部３１ａ〜３１ｆは、同じ溝幅Ｍに形成されている。
【００１６】
また、溝部３１ａ〜３１ｆは、平面視した場合（＋Ｚ側から視た場合）に、直線が複数折れ曲がるジグザグな線形状に形成されている。溝部３１ａ〜３１ｆのジグザグ線を構成する折曲部は、Ｘ軸方向に沿って等間隔に形成されている。これにより、直線形状に形成された場合よりも、冷媒の流れる通路の面積を大きく確保し、冷却効果を高めることができる。
【００１７】
また、溝部３１ａ〜３１ｆは、放熱プレート３０の中心線Ａ（Ｘ軸方向に沿った中心線で、放熱プレート３０の幅Ｗ（Ｙ軸方向における寸法）の中央の線）を対称軸として、対称となるように形成されている。詳しくは、溝部３１ａ及び溝部３１ｆ、溝部３１ｂ及び溝部３１ｅ、溝部３１ｃ及び溝部３１ｄが、中心線Ａに対して、互いに対称に形成されている。また、溝部３１ａ〜３１ｆは、中心線Ｂ（Ｙ軸方向に沿った中心線で、放熱プレート３０の全長Ｌ（Ｘ軸方向における寸法）の中央の線）を対称軸として、対称となるように形成されている。また、溝部３１ａ〜３１ｆは、中心線Ａと中心線Ｂとが交わる中心点Ｃを中心として、点対称となるように形成されている。
【００１８】
仕切部３２ａ〜３２ｆは、各溝部３１ａ〜３１ｆに１つずつ形成されることで、溝部３１ａ〜３１ｆの内部空間を２つの空間に区分するように形成されている。例えば、仕切部３２ａは、溝部３１ａに形成され、仕切部３２ｂは、溝部３１ｂに形成されている。６つの仕切部３２ａ〜３２ｆのうち、３つの仕切部３２ａ，３２ｃ，３２ｅは、溝部３１ａ，３１ｃ，３１ｅの−Ｘ側の端部３３から、Ｌ／５の位置近傍に形成されている。また、これら以外の３つの仕切部３２ｂ，３２ｄ，３２ｆは、溝部３１ｂ，３１ｄ，３１ｆの−Ｘ側の端部３３から、３／５Ｌの位置近傍に形成されている。Ｌ／５の位置近傍に形成された仕切部３２ａ，３２ｃ，３２ｅと、３／５Ｌの位置近傍に形成された仕切部３２ｂ，３２ｄ，３２ｆとは、放熱プレート３０の幅方向（Ｙ軸方向）に交互に形成されている（千鳥状に形成されている。）。これにより、中心線Ａよりも−Ｙ側にある仕切部３２ａ〜３２ｃと、中心線Ａよりも＋Ｙ側にある仕切部３２ｄ〜３２ｆとは、中心線Ａに対して非対称に形成される。また、中心線Ｂよりも−Ｘ側にある仕切部３２ａ，３２ｃ，３２ｅと、中心線Ｂよりも＋Ｘ側にある仕切部３２ｂ，３２ｄ，３２ｆとは、中心線Ｂに対して非対称に形成される。さらには、仕切部３２ａ〜３２ｆは、中心点Ｃに対して、互いに点対称にはならないように形成される。
【００１９】
放熱プレート４０は、放熱プレート３０の上側（＋Ｚ側）に積層される略平板状の部材である。放熱プレート４０は、放熱ユニット２０の上から３番目の層（第３層）として用いられる。放熱プレート４０は、図５に示すように、放熱プレート３０と同じ全長Ｌ、幅Ｗに形成されている。放熱プレート４０には、６つの溝部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆと、溝部４１ａ〜４１ｆそれぞれに形成された仕切部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆが形成されている。放熱プレート４０は、仕切部４２ａ〜４２ｆの形成された位置において、上述の放熱プレート３０と相違している。
【００２０】
溝部４１ａ〜４１ｆは、放熱プレート３０の溝部３１ａ〜３１ｆと同様に、平面視した場合（＋Ｚ側から視た場合）に、直線が何度も折れ曲がるジグザグな線形状に形成されている。また、溝部４１ａ〜４１ｆは、冷媒の流れる方向（Ｘ軸方向）に沿って形成されているとともに、Ｙ軸方向にほぼ等間隔に並列に形成されている。溝部４１ａ〜４１ｆは、放熱プレート４０が放熱プレート３０に積層された場合に、放熱プレート３０の溝部３１ａ〜３１ｆに積層方向（Ｚ軸方向）に一致するように形成されている。また、溝部４１ａ〜４１ｆは、溝部３１ａ〜３１ｆと同じ溝幅Ｍに形成されている。
【００２１】
また、溝部４１ａ〜４１ｆの−Ｘ側の端部４３は、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流入口として使用される。同様に、溝部４１ａ〜４１ｆの＋Ｘ側の端部４４も、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流出口として使用される。
【００２２】
仕切部４２ａ〜４２ｆは、各溝部４１ａ〜４１ｆに１つずつ形成されることで、溝部４１ａ〜４１ｆの内部空間を２つの空間に区分するように形成されている。６つの仕切部４２ａ〜４２ｆのうち、３つの仕切部４２ａ，４２ｃ，４２ｅは、溝部４１ａ，４１ｃ，４１ｅの＋Ｘ側の端部４４から、３／５Ｌの位置近傍に形成されている。また、これら以外の３つの仕切部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆは、溝部４１ｂ，４１ｄ，４１ｆの＋Ｘ側の端部４４から、Ｌ／５の位置近傍に形成されている。３／５Ｌの位置近傍に形成された仕切部４２ａ，４２ｃ，４２ｅと、Ｌ／５の位置近傍に形成された仕切部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆとが、放熱プレート４０の幅方向（Ｙ軸方向）に交互に形成されている。
【００２３】
図８（Ａ）は、中心点Ｃを中心に１８０度回転させた放熱プレート３０の平面図である。放熱プレート４０の形状は、図５と図８（Ａ）とを比較すると分かるように、中心点Ｃを中心に１８０度回転させた放熱プレート３０の形状と同一である。
【００２４】
放熱プレート５０は、放熱プレート４０の上側（＋Ｚ側）に積層される略平板状の部材である。放熱プレート５０は、放熱ユニット２０の上から２番目の層（第２層）として用いられる。放熱プレート５０は、図６に示すように、放熱プレート３０，４０と同じ全長Ｌ、幅Ｗに形成されている。放熱プレート５０には、６つの溝部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆと、溝部５１ａ〜５１ｆそれぞれに形成された仕切部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆが形成されている。放熱プレート５０は、仕切部５２ａ〜５２ｆの形成された位置において、上述の放熱プレート３０，４０と相違している。
【００２５】
溝部５１ａ〜５１ｆは、放熱プレート４０の溝部４１ａ〜４１ｆと同様に、平面視した場合（＋Ｚ側から視た場合）に、直線が何度も折れ曲がるジグザグな線形状に形成されている。また、溝部５１ａ〜５１ｆは、冷媒の流れる方向（Ｘ軸方向）に沿って形成されているとともに、Ｙ軸方向にほぼ等間隔に並列に形成されている。溝部５１ａ〜５１ｆは、放熱プレート５０が放熱プレート４０に積層された場合に、放熱プレート４０の溝部４１ａ〜４１ｆに積層方向に一致するように形成されている。また、溝部５１ａ〜５１ｆは、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆと同じ溝幅Ｍに形成されている。
【００２６】
また、溝部５１ａ〜５１ｆの−Ｘ側の端部５３は、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流入口として使用される。同様に、溝部５１ａ〜５１ｆの＋Ｘ側の端部５４も、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流出口として使用される。
【００２７】
仕切部５２ａ〜５２ｆは、各溝部５１ａ〜５１ｆに１つずつ形成されることで、溝部５１ａ〜５１ｆの内部空間を２つの空間に区分するように形成されている。６つの仕切部５２ａ〜５２ｆのうち、３つの仕切部５２ａ，５２ｃ，５２ｅは、溝部５１ａ，５１ｃ，５１ｅの＋Ｘ側の端部５４から、Ｌ／５の位置近傍に形成されている。また、これら以外の３つの仕切部５２ｂ，５２ｄ，５２ｆは、溝部５１ｂ，５１ｄ，５１ｆの＋Ｘ側の端部５４から、３／５Ｌの位置近傍に形成されている。Ｌ／５の位置近傍に形成された仕切部５２ａ，５２ｃ，５２ｅと、３／５Ｌの位置近傍に形成された仕切部５２ｂ，５２ｄ，５２ｆとが、放熱プレート５０の幅方向（Ｙ軸方向）に交互に形成されている。
【００２８】
図８（Ｂ）は、中心線Ｂ回りに裏表反転させた放熱プレート３０の平面図である。放熱プレート５０の形状は、図６と図８（Ｂ）とを比較すると分かるように、中心線Ｂ回りに裏表反転させた放熱プレート３０の形状と同一である。
【００２９】
放熱プレート６０は、放熱プレート５０の上側（＋Ｚ側）に積層される略平板状の部材である。放熱プレート６０は、放熱ユニット２０の上から最上層（第１層）として用いられる。放熱プレート６０は、図７に示すように、放熱プレート３０，４０，５０と同じ全長Ｌ、幅Ｗに形成されている。放熱プレート３０には、６つの溝部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ，６１ｆと、溝部６１ａ〜６１ｆそれぞれに形成された仕切部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆが形成されている。放熱プレート６０は、仕切部６２ａ〜６２ｆの形成された位置において、上述の放熱プレート３０〜５０と相違している。
【００３０】
溝部６１ａ〜６１ｆは、放熱プレート５０の溝部５１ａ〜５１ｆと同様に、平面視した場合（＋Ｚ側から視た場合）に、直線が何度も折れ曲がるジグザグな線形状に形成されている。また、溝部６１ａ〜６１ｆは、冷媒の流れる方向（Ｘ軸方向）に沿って形成されているとともに、Ｙ軸方向にほぼ等間隔に並列に形成されている。溝部６１ａ〜６１ｆは、放熱プレート６０が放熱プレート５０に積層された場合に、放熱プレート６０の溝部６１ａ〜６１ｆに積層方向に一致するように形成されている。また、溝部６１ａ〜６１ｆは、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆと同じ溝幅Ｍに形成されている。
【００３１】
また、溝部６１ａ〜６１ｆの−Ｘ側の端部６３は、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流入口として使用される。同様に、溝部６１ａ〜６１ｆの＋Ｘ側の端部６４も、Ｘ軸方向に開放されており、冷媒の流出口として使用される。
【００３２】
仕切部６２ａ〜６２ｆは、各溝部６１ａ〜６１ｆに１つずつ形成されることで、溝部６１ａ〜６１ｆの内部空間を２つの空間に区分するように形成されている。６つの仕切部６２ａ〜６２ｆのうち、３つの仕切部６２ａ，６２ｃ，６２ｅは、溝部６１ａ，６１ｃ，６１ｅの−Ｘ側の端部６３から、３／５Ｌの位置近傍に形成されている。また、これら以外の３つの仕切部６２ｂ，６２ｄ，６２ｆは、溝部６１ｂ，６１ｄ，６１ｆの−Ｘ側の端部６３から、Ｌ／５の位置近傍に形成されている。３／５Ｌの位置近傍に形成された仕切部６２ａ，６２ｃ，６２ｅと、Ｌ／５の位置近傍に形成された仕切部６２ｂ，６２ｄ，６２ｆとが、放熱プレート６０の幅方向（Ｙ軸方向）に交互に形成されている。
【００３３】
図８（Ｃ）は、中心線Ａ回りに裏表反転させた放熱プレート３０の平面図である。放熱プレート６０の形状は、図７と図８（Ｃ）とを比較すると分かるように、中心線Ａ回りに裏表反転させた放熱プレート３０の形状と同一である。
【００３４】
また、放熱プレート４０，５０，６０は、放熱プレート３０と同様に、例えば、クラッド材（複合金属材料）であり、銅、アルミ、又は鉄からなる。ただし、放熱プレート４０，５０，６０の材料は、これに限られず、ろう付け、はんだ付けが可能な材料であって、且つ、熱伝導性の良い材料であれば、これ以外の素材からなっていてもよい。
【００３５】
上述のように構成された放熱プレート３０〜６０が積層されることで、放熱ユニット２０は完成する。詳しくは、図９に示すように、放熱プレート３０を最下層として、放熱プレート４０、放熱プレート５０、放熱プレート６０の順に積載していくことで、図１０及び図１１に示すように、放熱ユニット２０は完成する。
【００３６】
このように組み立てられた放熱ユニット２０においては、図１２に示すように、放熱プレート３０〜６０それぞれの溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆが、積層方向（Ｚ軸方向）に一致する。例えば、溝部３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａが、積層方向に一致し、溝部３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂが、積層方向に一致する。また、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆが積層方向に一致することにより、図１０（Ａ）に示すように、−Ｘ側の端部３３，４３，５３，６３も、積層方向に一致する。さらに、図１０（Ｂ）に示すように、＋Ｘ側の端部３４，４４，５４，６４も、積層方向に一致する。
【００３７】
また、放熱プレート３０〜６０それぞれの仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆは、図１１に示すように、積層方向に重ならないように配置される。これにより、放熱プレート３０（最下層の放熱プレート）の仕切部３２ａ〜３２ｆが、放熱プレート６０（最上層の放熱プレート）の溝部６１ａ〜６１ｆから、上方に露出する。また、放熱プレート４０（第３層の放熱プレート）の仕切部４２ａ〜４２ｆ、放熱プレート５０（第２層の放熱プレート）の仕切部５２ａ〜５２ｆが、放熱プレート６０（最上層の放熱プレート）の溝部６１ａ〜６１ｆから、上方に露出する。
【００３８】
放熱プレート３０〜６０は、例えば、１種類の金型を用いたプレス加工により形成される。そして、図８を参照するとわかるように、１種類の金型により形成されたプレートを、裏表を反転させたり、上下方向（Ｘ軸方向）の向きを変えたりすることで、４枚の放熱プレート３０〜６０を用意できる。放熱プレート３０〜６０の溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆは、中心線Ａ、Ｂに対して対称となるように形成されているため、裏表を反転させても、積層方向に一致するように配置される。また、中心点Ｃを中心として、点対称となるように形成されているため、上下方向（Ｘ軸方向）の向きを変えても、積層方向に一致するように配置される。
【００３９】
また、放熱プレート３０〜６０の仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆは、中心線Ａ、Ｂに対して、非対称となるように形成されている。そのため、裏表を反転させても、積層方向には重ならないように配置される。また、中心点Ｃに対して、非対称となるように形成されている。そのため、上下方向の向きを変えても、積層方向には重ならないように配置される。
【００４０】
カバープレート７０は、図３に示すように、放熱ユニット２０の上側（＋Ｚ側）に配置される長方形の略平板状の部材である。カバープレート７０は、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆや仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆ以外は、放熱プレート３０〜６０と同等の寸法、形状に形成されている。また、カバープレート７０は、放熱プレート３０〜６０と同様に、例えば、クラッド材（複合金属材料）であり、銅、アルミ、又は鉄からなるただし、カバープレート７０の材料は、これに限られず、ろう付け、はんだ付けが可能な材料であって、且つ、熱伝導性の良い材料であれば、これ以外の素材からなっていてもよい。このカバープレート７０の上面には、被冷却体９０が積載される。
【００４１】
カバープレート７１は、放熱ユニット２０の下側（−Ｚ側）に配置される長方形の略平板状の部材である。カバープレート７１の形状及び素材は、カバープレート７０と同じであり、また、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆや仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆ以外は、放熱プレート３０〜６０と同等の寸法、形状に形成されている。このカバープレート７１の下面には、被冷却体９０が取り付けられる。
【００４２】
一対のカバープレート７０，７１は、放熱ユニット２０を挟みこむように配置される。そして、ろう付け、又ははんだ付けにより、水密状態に接合される。これにより、図１３に示すように、溝部６１ａ〜６１ｆの上方（＋Ｚ側）の開放部分が覆われるとともに、溝部３１ａ〜３１ｆの下方（−Ｚ側）の開放部分が覆われる。これらの開放部分が覆われることで、放熱ユニット２０の内部に、Ｚ軸方向を長手方向とする矩形断面の流路１１，１２，１３，１４，１５，１６が形成される。流路１１，１２，１３，１４，１５，１６は、放熱プレート３０〜６０それぞれの溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆの数に対応して、６つ形成される。詳しくは、流路１１の側面は、放熱プレート３０の溝部３１ａ、放熱プレート４０の４１ａ、放熱プレート５０の５１ａ、放熱プレート６０の６１ａの内壁面から構成される。また、流路１１の上面は、カバープレート７０の下面（−Ｚ側の面）から構成されるとともに、流路１１の下面は、カバープレート７１の上面（＋Ｚ側の面）から構成される。この流路１１〜１６内には、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆが配置される。例えば、流路１１には、図１４（Ａ）に示すように、仕切部３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａが配置される。また、流路１２には、図１４（Ｂ）に示すように、仕切部３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６２ｂが配置される。
【００４３】
流入パイプ８０は、図１及び図２に示すように、放熱ユニット２０に冷媒を供給する部材である。流入パイプ８０は、放熱ユニット２０の−Ｘ側の面に接続されている。冷媒は、流入パイプ８０の−Ｙ側から流れ、流入パイプ８０を通過して、放熱ユニット２０の−Ｘ側の面から、内部に流入する。詳しくは、放熱ユニット２０の流路１１に流入する。
【００４４】
流出パイプ８１は、放熱ユニット２０から冷媒を流出させる部材である。流出パイプ８１は、放熱ユニット２０の＋Ｘ側の面に接続されている。放熱ユニット２０の流路１１を通過した冷媒は、放熱ユニット２０の＋Ｘ側から流出し、流出パイプ８１を通過して、冷却装置１０の外部にまで流出する。
【００４５】
上述のように構成された冷却装置１０に用いられる冷媒としては、水、不凍液、ＬＬＣ（Long life coolant）、潤滑油などの各種冷却液、空気、水素等の気体などが用いられる。
【００４６】
冷媒が、図１及び図２に示すように、冷却装置１０に供給されると、冷媒は、流入パイプ８０を通過する。そして、流入パイプ８０を通過した冷媒は、図１及び図２に示すように、放熱ユニット２０に流入する。
【００４７】
例えば、６つの流路１１〜１６のうち、流路１１に流入した冷媒は、図１４（Ａ）に示すように、仕切部３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａを回避しつつ、溝部３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って流れる。また、流路１２に流入した冷媒は、図１４（Ｂ）に示すように、仕切部３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６２ｂを回避しつつ、溝部３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って流れる。同様に、流路１３〜１６にも、冷媒が流れる。
【００４８】
冷媒が、流路１１〜１６を流れることにより、被冷却体９０が冷却される。流路１１〜１６を通過した冷媒は、流出パイプ８１で合流する。そして、流出パイプ８１から、冷却装置１０の外部に排出される。
【００４９】
以上、説明したように、本実施の形態１では、積層された放熱プレート３０〜６０のそれぞれの仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆは、積層方向に重ならないように形成されている。これにより、仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆによって、冷媒の流路１１〜１６の断面積が、小さくなりすぎることを防ぐことができる。
【００５０】
例えば、本実施の形態１とは異なり、仕切部が、積層方向に重なるように形成されている場合、この仕切部によって、冷媒の流路の断面積が部分的に小さくなりすぎる場合がある。この場合、冷媒の流路の狭小化により、冷媒の圧力損失が大きくなるおそれがある。
【００５１】
しかしながら、これに対して、本実施の形態１では、仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆは、積層方向に重ならないように形成されているため、仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆによる冷媒の流路１１〜１６の狭小化を最小限に抑えることができる。これにより、放熱ユニット２０の内部を通過する冷媒の圧力損失を抑えることができる。
【００５２】
また、本実施の形態１では、４枚の放熱プレート３０〜６０は、同じ形状に形成されている。このため、複数種類の放熱プレートが積層されたものに比べて、部品の種類を減らすことができ、コストを低減させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態１では、４枚の放熱プレート３０〜６０を、１種類の金型を用いて形成している。このため、複数の金型を使用しなくてもよいため、製造に係るコストを抑えることができる。
【００５４】
また、本実施の形態１では、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆは、平面視した場合（＋Ｚ側から視た場合）に、直線が何度も折れ曲がるジグザグな線形状に形成されている。このため、直線形状に形成された場合よりも、冷媒の流路１１〜１６の放熱面積を大きく確保することができる。これにより、冷却効果を高めることができる。
【００５５】
また、本実施の形態１では、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆに、溝部の内部空間を複数の空間に区分する仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆが形成されている。これにより、プレス加工等によって、放熱プレート３０〜６０に溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆを形成したときに、１枚の放熱プレート３０〜６０が、複数の部材に分割されてしまうことを防ぐことができる。また、１枚の放熱プレート３０〜６０が、複数の部材に分割されてしまうことで、放熱プレート３０〜６０の積層作業が、煩雑になることを防ぐことができる。
【００５６】
また、本実施の形態１では、一対のカバープレート７０，７１は、同じ形状に形成されている。このため、例えば、一対のカバープレートのうち、冷媒の開口が形成されたカバープレートと、冷媒の開口が形成されていないカバープレートとを有する従来の冷却装置に比べて、部品の種類を減らすことができ、コストを低減させることができる。
【００５７】
また、本実施の形態１では、カバープレート７０，７１は、溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆや仕切部３２ａ〜３２ｆ，４２ａ〜４２ｆ，５２ａ〜５２ｆ，６２ａ〜６２ｆ以外は、放熱プレート３０〜６０と同等の寸法、形状に形成されている。このため、例えば、６枚のプレートを用意して、６枚のプレートのうち、４枚のプレートに溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆ等を形成する。そして、他の２枚のプレートには、加工を施さないことで、放熱プレート３０〜６０と、カバープレート７０，７１とをそれぞれ用意することが可能になる。これにより、製造に係るコストを抑えることができる。
【００５８】
実施の形態２
以上、説明したように、本実施の形態１に係る放熱ユニット２０においては、積層されたそれぞれの放熱プレート３０〜６０の溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆは、積層方向（Ｚ軸方向）に一致するように形成されている。しかしながら、放熱プレート３０〜６０の溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆは、積層方向（Ｚ軸方向）に一致していなくともよい。以下、放熱プレート３０〜６０の溝部３１ａ〜３１ｆ，４１ａ〜４１ｆ，５１ａ〜５１ｆ，６１ａ〜６１ｆは、積層方向（Ｚ軸方向）にずれた実施の形態２について、図１５及び図１６を用いて説明する。なお、実施の形態１と同様に、図中のＸＹ平面は水平な面であり、図中のＺ軸の方向は鉛直方向である。Ｘ軸は、冷媒の流れる方向である。
【００５９】
放熱ユニット１２０は、図１５に示すように、４枚の放熱プレート１３０，１４０，１５０，１６０が積層されることで構成されている。
【００６０】
放熱プレート１３０は、実施の形態１に係る放熱プレート３０〜６０と同様に、長方形の略平板状の部材である。放熱プレート１３０は、例えば、銅、アルミ、又は鉄からなる。ただし、放熱プレート１３０の材料は、これに限られず、ろう付け、はんだ付けが可能な材料であって、且つ、熱伝導性の良い材料であれば、これ以外の素材からなっていてもよい。放熱プレート１３０には、６つの溝部１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ，１３１ｅ，１３１ｆと、溝部１３１ａ〜１３１ｆそれぞれに形成された仕切部１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄ，１３２ｅ，１３２ｆとが形成されている。
【００６１】
また、放熱プレート１４０には、６つの溝部１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅ，１４１ｆと、溝部１４１ａ〜１４１ｆそれぞれに形成された仕切部１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅ，１４２ｆとが形成されている。
同様に、放熱プレート１５０には、６つの溝部１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄ，１５１ｅ，１５１ｆと、溝部１５１ａ〜１５１ｆそれぞれに形成された仕切部１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄ，１５２ｅ，１５２ｆとが形成されている。
同様に、放熱プレート１６０には、６つの溝部１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６１ｄ，１６１ｅ，１６１ｆと、溝部１６１ａ〜１６１ｆそれぞれに形成された仕切部１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｃ，１６２ｄ，１６２ｅ，１６２ｆとが形成されている。
【００６２】
積層された放熱プレート１３０〜１６０の溝部１３１ａ〜１３１ｆ、１４１ａ〜１４１ｆ、１５１ａ〜１５１ｆ、１６１ａ〜１６１ｆは、図１６（Ａ）に示すように、積層方向（Ｚ軸方向）に完全に一致せずに、Ｙ軸方向にずれた位置（オフセットされた位置）に形成されている。例えば、溝部１４１ａは、溝部１３１ａに対して−Ｙ方向にずれた位置に形成されている。また、溝部１５１ａは、溝部１４１ａに対して＋Ｙ方向にずれた位置に形成され、溝部１６１ａは、溝部１５１ａに対して−Ｙ方向にずれた位置に形成されている。このオフセット量Ｆ（ずれ幅）は、溝部１３１ａ〜１３１ｆ、１４１ａ〜１４１ｆ、１５１ａ〜１５１ｆ、１６１ａ〜１６１ｆのＹ軸方向の溝幅Ｍよりも小さい値である。
【００６３】
この放熱ユニット１２０の上面及び下面には、カバープレート１７０，１７１が配置される。これにより、図１６（Ｂ）に示すように、放熱ユニット１２０の内部に、冷媒の流路１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６が形成される。溝部１３１ａ〜１３１ｆ、１４１ａ〜１４１ｆ、１５１ａ〜１５１ｆ、１６１ａ〜１６１ｆが相互にオフセットされていることにより、流路１１１〜１１６は、矩形状の流路１１〜１６に比べて、放熱面積を大きく確保できる。このため、冷却効果を高めることができる。
【００６４】
以上、本実施の形態１及び２について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。
【００６５】
例えば、上記実施の形態１及び２では、放熱ユニット２０，１２０は、４枚の放熱プレート３０〜６０，１３０〜１６０が積層されることで構成されている。しかしながら、これに限らず、３枚以下であってもよいし、５枚以上であってもよい。
【００６６】
また、放熱プレート３０〜６０，１３０〜１６０は、１つの金型を用いて、プレス加工により形成されている。しかしながら、これに限らず、複数の金型で放熱プレート３０〜６０，１３０〜１６０を形成してもよいし、複数種の加工方法により、放熱プレート３０〜６０を形成してもよい。例えば、４枚の放熱プレート３０〜６０のうち、放熱プレート３０，４０を１つの金型で形成し、放熱プレート５０，６０を別の金型で形成してもよい。また、４つの金型で、それぞれ形成してもよい。
【００６７】
また、上記実施の形態１及び２では、放熱プレート３０〜６０，１３０〜１６０は、他の放熱プレート３０〜６０，１３０〜１６０に対して、裏表を反転させたり、長手方向の向きを変えたりして積層されている。しかしながら、これに限らず、予め、仕切部が積層方向に重ならないように形成された放熱プレートを用意し、これらの放熱プレートを、裏表を反転させたり、長手方向の向きを変えたりせずに積層してもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態１及び２では、放熱ユニット２０，１２０は、同じ形状の放熱プレート３０〜６０，１３０〜１６０が積層されることで構成されている。しかしながら、これに限らず、異なる形状の放熱プレートが積層されることで構成されていてもよい。例えば、形成されている溝部の数が異なる放熱プレートを積層してもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態１及び２では、溝部３１ａ〜３１ｆ、４１ａ〜４１ｆ、５１ａ〜５１ｆ、６１ａ〜６１ｆ、１３１ａ〜１３１ｆ、１４１ａ〜１４１ｆ、１５１ａ〜１５１ｆ、１６１ａ〜１６１ｆは、平面視した場合（＋Ｚ側から視た場合）に、直線が何度も折れ曲がるジグザグな線形状に形成されている。しかしながら、これに限らず、波線形状であってもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態１及び２では、冷媒の流入手段及び流出手段として、放熱ユニット２０，１２０に、流入パイプ８０及び流出パイプ８１が接続されている。しかしながら、これに限らず、冷媒を流入又は流出させるものであれば、他の構造のものを用いてもよい。
【００７１】
また、実施の形態１では、放熱プレートの溝部は、他の放熱プレートの溝部に対して、積層方向（Ｚ軸方向）に一致するように形成されている。また、実施の形態２では、放熱プレートの溝部は、他の放熱プレートの溝部に対して、Ｙ軸方向にずれた位置（オフセットされた位置）に形成されている。本発明においては、積層方向（Ｚ軸方向）に一致する位置も、Ｙ軸方向にずれた位置（オフセットされた位置）も、積層方向に重なる位置に含まれるものとする。
【００７２】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００７３】
１０  冷却装置
１１〜１６、１１１〜１１６  流路
２０、１２０  放熱ユニット
３０、１３０  放熱プレート（第４層の放熱プレート）
３１ａ〜３１ｆ、１３１ａ〜１３１ｆ  溝部
３２ａ〜３２ｆ、１３２ａ〜１３２ｆ  仕切部
３３、３４  端部
４０、１４０  放熱プレート（第３層の放熱プレート）
４１ａ〜４１ｆ、１４１ａ〜１４１ｆ  溝部
４２ａ〜４２ｆ、１４２ａ〜１４２ｆ  仕切部
４３、４４  端部
５０、１５０  放熱プレート（第２層の放熱プレート）
５１ａ〜５１ｆ、１５１ａ〜１５１ｆ  溝部
５２ａ〜５２ｆ、１５２ａ〜１５２ｆ  仕切部
５３、５４  端部
６０、１６０  放熱プレート（第１層の放熱プレート）
６１ａ〜６１ｆ、１６１ａ〜１６１ｆ  溝部
６２ａ〜６２ｆ、１６２ａ〜１６２ｆ  仕切部
６３、６４  端部
７０、７１  カバープレート
８０  流入パイプ（流入手段）
８１  流出パイプ（流出手段）
９０  被冷却体
【図１】
2013175532.tif 000003
【図２】
2013175532.tif 000004
【図３】
2013175532.tif 000005
【図４】
2013175532.tif 000006
【図５】
2013175532.tif 000007
【図６】
2013175532.tif 000008
【図７】
2013175532.tif 000009
【図８】
2013175532.tif 000010
【図９】
2013175532.tif 000011
【図１０】
2013175532.tif 000012
【図１１】
2013175532.tif 000013
【図１２】
2013175532.tif 000014
【図１３】
2013175532.tif 000015
【図１４】
2013175532.tif 000016
【図１５】
2013175532.tif 000017
【図１６】
2013175532.tif 000018