(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に発熱体が載置される冷却板と、
冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、
冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、
冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、
底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、
を備え、
少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
前記仕切板が連結された上流側冷却フィンは、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の下流側から上流側へ向かうにつれて徐々に減少するフィンである、冷却装置。
【請求項２】
一主面に発熱体が載置される冷却板と、
冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、
冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、
冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、
底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、
を備え、
少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
前記上流側冷却フィンに連結された仕切板は、当該上流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、
前記仕切板が連結された上流側冷却フィンは、薄板形状のフィンである、冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷却装置であって、
前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少するフィンである、冷却装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の冷却装置であって、
前記下流側冷却フィンに連結された仕切板は、当該下流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、
前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、薄板形状のフィンである、冷却装置。
【請求項５】
一主面に発熱体が載置される冷却板と、
冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、
冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、
冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、
底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、
を備え、
少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少するフィンである、冷却装置。
【請求項６】
一主面に発熱体が載置される冷却板と、
冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、
冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、
冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、
底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、
を備え、
少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
前記下流側冷却フィンに連結された仕切板は、当該下流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、
前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、薄板形状のフィンである、冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１に記載の冷却装置であって、
底部材には、上流側冷媒流路から連通流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に減少する上流側傾斜部が設けられている、冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の冷却装置であって、
底部材には、連通流路から下流側冷媒流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に増大する下流側傾斜部が設けられている、冷却装置。
【請求項９】
一主面に発熱体が載置される冷却板と、
冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、
冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、
冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、
底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、
を備え、
少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
底部材には、上流側冷媒流路から連通流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に減少する上流側傾斜部が設けられている、冷却装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の冷却装置であって、
底部材には、連通流路から下流側冷媒流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に増大する下流側傾斜部が設けられている、冷却装置。
【請求項１１】
一主面に発熱体が載置される冷却板と、
冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、
冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、
冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、
底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、
を備え、
少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、
底部材には、連通流路から下流側冷媒流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に増大する下流側傾斜部が設けられている、冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体で発生した熱を除熱するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱体で発生した熱を除熱するための冷却装置の一例として、マイクロチャンネル型冷却装置が知られている（例えば特許文献１，２及び非特許文献１）。マイクロチャンネル型冷却装置においては、冷却液の流れる微小流路（マイクロチャンネル）を内部に多数形成することで、伝熱面積の拡大及び熱伝達率の増加を図っている。特許文献１では、複数のマイクロチャンネルの各々は、重ねられた少なくとも第１及び第２のプレート状積層体によって形成され、第１のプレート状積層体のマイクロチャンネル用流路部分と第２のプレート状積層体のマイクロチャンネル用流路部分とは、冷却液の流通方向にて連続通路を作るように位置をずらして形成されている。これによって、蛇行流路構造を利用して微小渦流を作り、熱交換能力の向上を図っている。
【０００３】
また、特許文献２及び非特許文献１では、長さの短いマイクロチャンネルを集積化しており、冷媒は、図２６に示すように、フィン間流路１→フィン上流路３→フィン間流路２の順に流れることで、冷却フィン４との間で熱交換を行う。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２７１９号公報
【特許文献２】国際公開第０７／０６５７０５号パンフレット
【非特許文献１】Jurgen J. Brandner他,"A new Enhanced Microstructure Heat Exchanger with Reduced Pressure Drop",4th International Workshop on Micro Chemical Process Technology,Forschungszentrum Karlsruhe,January 26,2006
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロチャンネル型冷却装置では、マイクロチャンネルを多数形成して伝熱面積の拡大及び熱伝達率の増加を図っているが、冷媒の流れる冷媒流路（マイクロチャンネル）の流路面積が小さいため、冷媒の圧力損失が増大する。圧力損失が増大すると、マイクロチャンネルにおける冷媒流量を増やせなくなり、マイクロチャンネルを流れる冷媒の温度上昇量が増加する。その結果、発熱体を均一に冷却することが困難となり、冷却能力の低下を招くことになる。
【０００６】
前述の特許文献２及び非特許文献１では、フィン上流路３の流路長さを短くすることで、マイクロチャンネルとしては圧力損失を比較的小さくしているものの、フィン間流路１の入口間に壁面（図２６中Ｂ）があり、この壁面Ｂはフィン間流路２と冷却フィン４の厚み分の面積があるため、冷媒がフィン間流路１に流入する際に生じる圧力損失が増大する。同様に、フィン間流路２の出口間に、フィン間流路１と冷却フィン４の厚み分の面積を有する壁面（図２６中Ｃ）があるため、冷媒がフィン間流路２から流出する際に生じる圧力損失が増大する。また、冷媒がフィン間流路１からフィン上流路３へ流れる際には、図２６中のＥで示す領域にて冷媒流れのよどみが発生することで、圧力損失が増大する。同様に、冷媒がフィン上流路３からフィン間流路２へ流れる際には、図２６中のＤで示す領域にて冷媒流れのよどみが発生することで、圧力損失が増大する。
【０００７】
本発明は、冷媒の圧力損失を低減しながら冷却能力を向上させることができる冷却装置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】
【０００８】
本発明に係る冷却装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００９】
本発明に係る冷却装置は、一主面に発熱体が載置される冷却板と、冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、を備え、少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、前記仕切板が連結された上流側冷却フィンは、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の下流側から上流側へ向かうにつれて徐々に減少するフィンであることを要旨とする。
【００１０】
この本発明においては、連通流路を流れる冷媒が冷却板の裏面に衝突することで、冷却板との熱交換を促進させることができ、冷却能力を向上させることができる。さらに、上流側冷却フィンにおける冷媒流れ方向に直交する断面の面積を冷媒流れ方向の下流側から上流側へ向かうにつれて徐々に減少させることで、上流側冷却フィンの上流側先端部付近にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができ、冷媒が上流側冷媒流路に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係る冷却装置は、一主面に発熱体が載置される冷却板と、冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、を備え、少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、前記上流側冷却フィンに連結された仕切板は、当該上流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、前記仕切板が連結された上流側冷却フィンは、薄板形状のフィンであることを要旨とする。
【００１２】
この本発明においては、連通流路を流れる冷媒が冷却板の裏面に衝突することで、冷却板との熱交換を促進させることができ、冷却能力を向上させることができる。さらに、上流側冷却フィンに連結された仕切板は、この上流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、この仕切板が連結された上流側冷却フィンは、薄板形状のフィンであることで、上流側冷却フィンの上流側先端部付近にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができ、冷媒が上流側冷媒流路に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００１３】
本発明の一態様では、前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少するフィンであることが好適である。また、本発明の一態様では、前記下流側冷却フィンに連結された仕切板は、当該下流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、薄板形状のフィンであることが好適である。
【００１４】
また、本発明に係る冷却装置は、一主面に発熱体が載置される冷却板と、冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、を備え、少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少するフィンであることを要旨とする。
【００１５】
この本発明においては、連通流路を流れる冷媒が冷却板の裏面に衝突することで、冷却板との熱交換を促進させることができ、冷却能力を向上させることができる。さらに、下流側冷却フィンにおける冷媒流れ方向に直交する断面の面積を冷媒流れの上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少させることで、下流側冷却フィンの下流側先端部付近にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができ、冷媒が下流側冷媒流路から流出する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００１６】
また、本発明に係る冷却装置は、一主面に発熱体が載置される冷却板と、冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、を備え、少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、前記下流側冷却フィンに連結された仕切板は、当該下流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、前記仕切板が連結された下流側冷却フィンは、薄板形状のフィンであることを要旨とする。
【００１７】
この本発明においては、連通流路を流れる冷媒が冷却板の裏面に衝突することで、冷却板との熱交換を促進させることができ、冷却能力を向上させることができる。さらに、下流側冷却フィンに連結された仕切板は、この下流側冷却フィンとの連結部分またはその付近にて互いに結合され、この仕切板が連結された下流側冷却フィンは、薄板形状のフィンであることで、下流側冷却フィンの下流側先端部付近にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができ、冷媒が下流側冷媒流路から流出する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００１８】
本発明の一態様では、底部材には、上流側冷媒流路から連通流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に減少する上流側傾斜部が設けられていることが好適である。また、本発明の一態様では、底部材には、連通流路から下流側冷媒流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に増大する下流側傾斜部が設けられていることが好適である。
【００１９】
また、本発明に係る冷却装置は、一主面に発熱体が載置される冷却板と、冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、を備え、少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、底部材には、上流側冷媒流路から連通流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に減少する上流側傾斜部が設けられていることを要旨とする。
【００２０】
この本発明においては、連通流路を流れる冷媒が冷却板の裏面に衝突することで、冷却板との熱交換を促進させることができ、冷却能力を向上させることができる。さらに、上流側冷媒流路から連通流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に減少する上流側傾斜部を底部材に設けることで、冷媒流れが上流側冷媒流路から連通流路に移行する際によどみ域が発生するのを抑制することができ、冷媒が上流側冷媒流路から連通流路に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。上流側傾斜部を設けることで、冷却板の裏面への冷媒の衝突をさらに強化することができ、冷却板との熱交換をさらに促進させることができる。
【００２１】
また、本発明に係る冷却装置は、一主面に発熱体が載置される冷却板と、冷却板の一主面の裏面と間隔をおいて対向配置され、冷却板の裏面との間に冷媒流路が形成される底部材と、冷却板の裏面に立設され、互いに間隔をおいて配列された複数の上流側冷却フィンであって、互いに隣接する上流側冷却フィン間に上流側冷媒流路が形成される複数の上流側冷却フィンと、冷却板の裏面に立設され、上流側冷却フィンの配列方向と略平行方向に互いに間隔をおいて配列された複数の下流側冷却フィンであって、互いに隣接する下流側冷却フィン間に下流側冷媒流路が形成される複数の下流側冷却フィンと、底部材上に立てられた状態で配置され、上流側冷却フィンと下流側冷却フィンとを連結する複数の仕切板であって、上流側冷媒流路と下流側冷媒流路とを連通させる連通流路が冷却板の裏面との間に形成される複数の仕切板と、を備え、少なくとも一部の上流側冷却フィンには、上流側冷却フィンから下流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、少なくとも一部の下流側冷却フィンには、下流側冷却フィンから上流側冷却フィンへ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大する仕切板が連結され、底部材には、連通流路から下流側冷媒流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に増大する下流側傾斜部が設けられていることを要旨とする。
【００２２】
この本発明においては、連通流路を流れる冷媒が冷却板の裏面に衝突することで、冷却板との熱交換を促進させることができ、冷却能力を向上させることができる。さらに、連通流路から下流側冷媒流路へ向かうにつれて冷却板の裏面との間隔が徐々に増大する下流側傾斜部を底部材に設けることで、冷媒流れが連通流路から下流側冷媒流路に移行する際によどみ域が発生するのを抑制することができ、冷媒が連通流路から下流側冷媒流路に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、冷媒の圧力損失を低減しながら冷却能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２５】
図１〜４は、本発明の実施形態に係る冷却装置１０の概略構成を示す図である。図１は上面側から見た内部の概略構成を示し、図２は側面側から見た内部の概略構成を示し、図３，４は内部の概略構成の斜視図を示す。冷却板１２の表面（一主面）１２ａ上には発熱体３０が載置されている。冷却板１２の表面積（表面１２ａの面積）は、発熱体３０の面積より大きく設定されている。冷却板１２の裏面（一主面の裏面）１２ｂ側には、底部材として底板２２が冷却板１２の裏面１２ｂと間隔をおいて対向配置されている。冷却板１２と底板２２とは、互いに間隔をおいて対向配置された一対の側板２４を介して連結されており、冷却板１２の裏面１２ｂと底板２２との間、より具体的には、冷却板１２の裏面１２ｂと底板２２と一対の側板２４とに囲まれた空間に、冷媒の流れる冷媒流路が形成される。側板長手方向（図１の左右方向）に関する冷却装置１０の両端部には、冷媒流入口３６及び冷媒流出口４６がそれぞれ形成されており、冷媒は冷媒流入口３６から冷媒流路に流入して冷媒流出口４６から流出する。なお、ここでの発熱体３０の具体例としては、例えばＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子（パワーデバイス）を挙げることができるが、他の電子部品であってもよい。また、ここでの冷媒の具体例としては、例えば水やフロン等の液体冷媒を挙げることができる。
【００２６】
冷却板１２の裏面１２ｂにおける発熱体３０の裏側（直下）の位置には、複数の上流側冷却フィン１４が立設されており、各上流側冷却フィン１４の先端部は底板２２に接合されている。図１〜４に示す例では、各上流側冷却フィン１４の立設方向（図２の上下方向）は冷却板１２の裏面１２ｂと垂直方向であり、各上流側冷却フィン１４の厚さ方向（図１の上下方向）は側板２４の板面と垂直方向である。複数の上流側冷却フィン１４は、その厚さ方向に関して互いに間隔をおいて配列されており、側板長手方向に関して冷媒流入口３６と対向配置されている。厚さ方向に互いに隣接する上流側冷却フィン１４間には、冷媒の流れる上流側冷媒流路１６が形成されている。
【００２７】
さらに、冷却板１２の裏面１２ｂにおける発熱体３０の裏側（直下）の位置には、複数の下流側冷却フィン１５が立設されており、各下流側冷却フィン１５の先端部も底板２２に接合されている。図１〜４に示す例では、各下流側冷却フィン１５の立設方向（図２の上下方向）も冷却板１２の裏面１２ｂと垂直方向であり、各下流側冷却フィン１５の厚さ方向（図１の上下方向）も側板２４の板面と垂直方向である。複数の下流側冷却フィン１５も、その厚さ方向に関して互いに間隔をおいて配列されており、下流側冷却フィン１５の配列方向は、上流側冷却フィン１４の配列方向と平行（あるいはほぼ平行）である。複数の下流側冷却フィン１５は、冷媒流れ方向（図１の左右方向）に関して複数の上流側冷却フィン１４よりも下流側の位置に配置されており、側板長手方向に関して冷媒流出口４６と対向配置されている。厚さ方向に互いに隣接する下流側冷却フィン１５間には、冷媒の流れる下流側冷媒流路１７が形成されている。図１〜４に示す例では、下流側冷却フィン１５間の間隔が上流側冷却フィン１４間の間隔と等しく設定されており、下流側冷媒流路１７の流路断面積が上流側冷媒流路１６の流路断面積と等しく設定されている。なお、上流側冷却フィン１４及び下流側冷却フィン１５については、冷却板１２と一体で形成することもできるし、冷却板１２と別体で形成して接合することもできる。
【００２８】
さらに、底板２２における発熱体３０の裏側（直下）の位置には、複数の仕切板２０−１，２０−２が立設されている。底板２２上に立てられた複数の仕切板２０−１，２０−２は、冷媒流れ方向に関して上流側冷却フィン１４と下流側冷却フィン１５との間の位置に配置されており、上流側冷却フィン１４及び下流側冷却フィン１５の厚さ方向（図１の上下方向、以下フィン厚さ方向とする）に互いに間隔をおいて配置されている。各仕切板２０−１，２０−２は、その一端部が上流側冷却フィン１４に連結され、その他端部が下流側冷却フィン１５に連結されていることで、上流側冷却フィン１４と下流側冷却フィン１５とを連結する。各仕切板２０−１，２０−２と冷却板１２の裏面１２ｂとの間には、上流側冷媒流路１６と下流側冷媒流路１７とを連通させる連通流路１８が形成されている。図１〜４に示す例では、仕切板２０−１，２０−２は冷却板１２の裏面１２ｂに直接接触しておらず、仕切板２０−１（または仕切板２０−２）と冷却板１２の裏面１２ｂと上流側冷却フィン１４と下流側冷却フィン１５とに囲まれた空間に連通流路１８が形成されている。つまり、図１〜４に示す例では、連通流路１８は、仕切板２０−１（または仕切板２０−２）の一端部から他端部にかけて（上流側冷却フィン１４から下流側冷却フィン１５にかけて）形成されている。そして、図１〜４に示す例では、仕切板２０−１，２０−２の高さが一端部から他端部にかけて一定であり、連通流路１８の高さが一端部から他端部にかけて一定である。なお、仕切板２０−１，２０−２については、上流側冷却フィン１４及び下流側冷却フィン１５と一体で形成することもできるし、上流側冷却フィン１４及び下流側冷却フィン１５と別体で形成して接合することもできる。また、仕切板２０−１，２０−２については、底板２２と一体で形成することもできるし、底板２２と別体で形成して接合することもできる。
【００２９】
上流側冷却フィン１４及び下流側冷却フィン１５は、フィン厚さ方向に関する位置を互いにずらして配置されており、側板長手方向に関して、上流側冷却フィン１４が下流側冷媒流路１７と対向配置され、下流側冷却フィン１５が上流側冷媒流路１６と対向配置されている。各上流側冷却フィン１４（あるいは少なくとも一部の上流側冷却フィン１４）には、フィン厚さ方向に互いに隣接する一対の仕切板２０−１，２０−２が連結されている。この上流側冷却フィン１４に連結された一対の仕切板２０−１，２０−２は、上流側冷却フィン１４から下流側冷却フィン１５へ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大するように所定の角度を成して互いに傾斜しており、フィン厚さ方向に互いに隣接する一対の下流側冷却フィン１５にそれぞれ連結されている。そして、この一対の仕切板２０−１，２０−２と冷却板１２の裏面１２ｂとの間にそれぞれ形成された一対の連通流路１８が、この一対の仕切板２０−１，２０−２にそれぞれ連結された一対の下流側冷却フィン１５間に形成された下流側冷媒流路１７と連通している。また、各下流側冷却フィン１５（あるいは少なくとも一部の下流側冷却フィン１５）にも、フィン厚さ方向に互いに隣接する一対の仕切板２０−１，２０−２が連結されている。この下流側冷却フィン１５に連結された一対の仕切板２０−１，２０−２は、下流側冷却フィン１５から上流側冷却フィン１４へ向かうにつれて互いの間隔が徐々に増大するように所定の角度を成して互いに傾斜しており、フィン厚さ方向に互いに隣接する一対の上流側冷却フィン１４にそれぞれ連結されている。そして、この一対の仕切板２０−１，２０−２と冷却板１２の裏面１２ｂとの間にそれぞれ形成された一対の連通流路１８が、この一対の仕切板２０−１，２０−２にそれぞれ連結された一対の上流側冷却フィン１４間に形成された上流側冷媒流路１６と連通している。
【００３０】
本実施形態では、一対の仕切板２０−１，２０−２が連結された各上流側冷却フィン１４は、その厚さが冷媒流れ方向の下流側から上流側へ向かうにつれて徐々に減少する形状を呈している。各上流側冷却フィン１４は、この形状によって、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の下流側から上流側へ向かうにつれて徐々に減少する。そして、一対の仕切板２０−１，２０−２が連結された各下流側冷却フィン１５は、その厚さが冷媒流れ方向の上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少する形状を呈している。各下流側冷却フィン１５は、この形状によって、冷媒流れ方向に直交する断面の面積が冷媒流れ方向の上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少する。図１〜４に示す例では、各上流側冷却フィン１４は、冷媒流入口３６と対向する上流側の先端部が鋭角となるくさび形状を呈しており、各下流側冷却フィン１５は、冷媒流出口４６と対向する下流側の先端部が鋭角となるくさび形状を呈している。
【００３１】
さらに、本実施形態では、底板２２における発熱体３０の裏側（直下）の位置には、上流側冷媒流路１６から連通流路１８へ向かうにつれて冷却板１２の裏面１２ｂとの間隔が徐々に減少するように冷却板１２の裏面１２ｂに対し傾斜した上流側傾斜面２６ａを有する上流側傾斜部２６が設けられている。上流側傾斜部２６は、その上流側端部が隣接する上流側冷却フィン１４に連結され、その下流側端部が下流側冷却フィン１５に連結され、その上流側端部と下流側端部との間の部分が隣接する仕切板２０−１，２０−２に連結されている。上流側傾斜部２６（上流側傾斜面２６ａ）の高さは、その上流側端部から下流側端部へ向かうにつれて徐々に高くなっており、その下流側端部の高さが仕切板２０−１，２０−２の高さと等しく（あるいはほぼ等しく）設定されている。そして、底板２２における発熱体３０の裏側（直下）の位置には、連通流路１８から下流側冷媒流路１７へ向かうにつれて冷却板１２の裏面１２ｂとの間隔が徐々に増大するように冷却板１２の裏面１２ｂに対し傾斜した下流側傾斜面２７ａを有する下流側傾斜部２７が設けられている。下流側傾斜部２７は、その上流側端部が上流側冷却フィン１４に連結され、その下流側端部が隣接する下流側冷却フィン１５に連結され、その上流側端部と下流側端部との間の部分が隣接する仕切板２０−１，２０−２に連結されている。下流側傾斜部２７（下流側傾斜面２７ａ）の高さは、その上流側端部から下流側端部へ向かうにつれて徐々に低くなっており、その上流側端部の高さが仕切板２０−１，２０−２の高さと等しく（あるいはほぼ等しく）設定されている。図１〜４は、上流側傾斜面２６ａ及び下流側傾斜面２７ａが平面形状である例を示している。なお、上流側傾斜部２６及び下流側傾斜部２７については、底板２２と一体で形成することもできるし、底板２２と別体で形成して接合することもできる。
【００３２】
本実施形態に係る冷却装置１０において、発熱体３０で発生した熱は、冷却板１２に伝えられ、さらに、上流側冷却フィン１４及び下流側冷却フィン１５に伝えられる。冷媒流入口３６から供給された冷媒（液体冷媒）は、図５，６に示すように、上流側冷媒流路１６に流入し、この上流側冷媒流路１６を形成する上流側冷却フィン１４との間で熱交換を行うことで、発熱体３０からの除熱が行われる。本実施形態では、上流側冷媒流路１６を形成する上流側冷却フィン１４の厚さを下流側から上流側へ向かうにつれて徐々に薄くすることで、冷媒流入口３６の流路断面積と上流側冷媒流路１６の入口部の流路断面積との差を小さくすることができ、冷媒流れが冷媒流入口３６から上流側冷媒流路１６に流入する際に流路断面積が急激に縮小し冷媒流れが上流側冷媒流路１６の壁面から剥離することを抑制することができる。これによって、上流側冷却フィン１４の上流側先端部付近にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制し、液体冷媒が上流側冷媒流路１６に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００３３】
上流側冷媒流路１６に供給された（上流側冷却フィン１４との間で熱交換を行った）冷媒は、図５，６に示すように、冷却板１２の裏面１２ｂに面し且つこの上流側冷媒流路１６と連通する一対の連通流路１８に分かれて流入する。この一対の連通流路１８をそれぞれ通る冷媒は、冷却板１２との間で熱交換を行う。この熱交換によっても、発熱体３０からの除熱が行われる。本実施形態では、上流側冷媒流路１６から連通流路１８へ向かうにつれて高さが徐々に高くなる上流側傾斜部２６を底板２２に設けることで、上流側冷媒流路１６に流入した冷媒の流れ方向を冷却板１２の裏面１２ｂ側へ向けて傾斜させることができ、液体冷媒を冷却板１２の裏面１２ｂに衝突させて冷却板１２との熱交換を促進させることができる。そして、液体冷媒が上流側冷媒流路１６から連通流路１８へ流れる際に、仕切板２０−１，２０−２間の流路２８にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができる。さらに、本実施形態では、連通流路１８を仕切板２０−１（または仕切板２０−２）の一端部から他端部に渡って形成することで、液体冷媒が連通流路１８に流入する際に、連通流路１８の入口付近にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができる。
【００３４】
連通流路１８に供給された（冷却板１２との間で熱交換を行った）冷媒は、図５に示すように、下流側冷媒流路１７に流入し、この下流側冷媒流路１７を形成する下流側冷却フィン１５との間で熱交換を行うことで、発熱体３０からの除熱が行われる。その際には、下流側冷媒流路１７と連通する一対の連通流路１８からの冷媒が合流してこの下流側冷媒流路１７に流入する。本実施形態では、連通流路１８から下流側冷媒流路１７へ向かうにつれて高さが徐々に低くなる下流側傾斜部２７を底板２２に設けることで、液体冷媒が連通流路１８から下流側冷媒流路１７へ流れる際に、仕切板２０−１，２０−２間の流路２９にて冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができる。
【００３５】
下流側冷媒流路１７を通過した（下流側冷却フィン１５との間で熱交換を行った）冷媒は、冷媒流出口４６から流出する。本実施形態では、下流側冷媒流路１７を形成する下流側冷却フィン１５の厚さを上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に薄くすることで、冷媒流出口４６の流路断面積と下流側冷媒流路１７の出口部の流路断面積との差を少なくすることができ、冷媒流れが下流側冷媒流路１７から冷媒流出口４６へ流出する際に流路断面積が急激に拡大するのを抑制して、下流側冷却フィン１５の下流側先端部付近にて液体冷媒流れのよどみ域が発生するのを抑制することができる。これによって、液体冷媒が下流側冷媒流路１７から流出する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００３６】
以上説明した本実施形態では、発熱体３０直下に、上流側冷却フィン１４及び下流側冷却フィン１５をそれぞれ複数設置し、上流側冷媒流路１６及び下流側冷媒流路１７をそれぞれ複数形成することで、発熱体３０を均一に冷却することが可能となる。さらに、冷却板１２の裏面１２ｂに面する連通流路１８を発熱体３０直下に形成することで、連通流路１８を流れる冷媒が冷却板１２の裏面１２ｂに衝突し、冷却板１２との熱交換を促進させることができる。
【００３７】
そして、本実施形態では、上流側冷却フィン１４における冷媒流れ方向に直交する断面の面積を冷媒流れ方向の下流側から上流側へ向かうにつれて徐々に減少させることで、冷媒流れが冷媒流入口３６から上流側冷媒流路１６に流入する際に冷媒流れがフィン壁面から剥離することを抑制することができ、上流側冷却フィン１４の上流側先端部付近にてよどみ域が発生するのを抑制することができる。したがって、液体冷媒が上流側冷媒流路１６に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。また、本実施形態では、下流側冷却フィン１５における冷媒流れ方向に直交する断面の面積を冷媒流れ方向の上流側から下流側へ向かうにつれて徐々に減少させることで、冷媒流れが下流側冷媒流路１７から冷媒流出口４６へ流出する際に下流側冷却フィン１５の下流側先端部付近にてよどみ域が発生するのを抑制することができ、液体冷媒が下流側冷媒流路１７から流出する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上流側傾斜部２６（上流側傾斜面２６ａ）の高さを上流側冷媒流路１６から連通流路１８へ向かうにつれて徐々に高くすることで、冷媒流れが上流側冷媒流路１６から連通流路１８に流入する際に仕切板２０−１，２０−２間の流路２８にてよどみ域が発生するのを抑制することができ、液体冷媒が上流側冷媒流路１６から連通流路１８に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。さらに、冷却板１２の裏面１２ｂに衝突する冷媒の流速を増大させることができ、冷却板１２との熱交換をより促進させることができる。また、本実施形態では、下流側傾斜部２７（下流側傾斜面２７ａ）の高さを連通流路１８から下流側冷媒流路１７へ向かうにつれて徐々に低くすることで、冷媒流れが連通流路１８から下流側冷媒流路１７へ流出する際に仕切板２０−１，２０−２間の流路２９にてよどみ域が発生するのを抑制することができ、液体冷媒が連通流路１８から下流側冷媒流路１７へ流出する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００３９】
したがって、本実施形態によれば、冷媒の圧力損失を低減しながら冷却能力を向上させることができる。
【００４０】
なお、本実施形態において、冷媒が上流側冷媒流路１６から連通流路１８へ流れる際に生じる圧力損失をさらに低減するためには、上流側冷媒流路１６の入口部の流路断面積を、この上流側冷媒流路１６に連通する（この上流側冷媒流路１６からの冷媒が供給される）一対の連通流路１８の流路断面積の和と等しく（あるいはほぼ等しく）することが好ましい。さらに、図７，８Ａ〜８Ｃに示すように、冷媒の流線３１Ａ〜３１Ｃに直交する断面における面積がほぼ一定となるように、上流側冷媒流路１６、仕切板２０−１，２０−２間の流路２８、及び連通流路１８の形状（上流側冷却フィン１４、上流側傾斜部２６、及び仕切板２０−１，２０−２の形状）を設計することが好ましい。ここで、図８Ａは図７のＡ−Ａ断面図（上流側冷媒流路１６の入口部の断面図）を示し、図８Ｂは図７のＢ−Ｂ断面図を示し、図８Ｃは図７のＣ−Ｃ断面図（連通流路１８の断面図）を示す。また、本実施形態において、冷媒が連通流路１８から下流側冷媒流路１７へ流れる際に生じる圧力損失をさらに低減するためには、下流側冷媒流路１７の出口部の流路断面積を、この下流側冷媒流路１７に連通する（この下流側冷媒流路１７へ冷媒を供給する）一対の連通流路１８の流路断面積の和と等しく（あるいはほぼ等しく）することが好ましい。さらに、図７，８Ｃ〜８Ｅに示すように、冷媒の流線３１Ｃ〜３１Ｅに直交する断面における面積がほぼ一定となるように、連通流路１８、仕切板２０−１，２０−２間の流路２９、及び下流側冷媒流路１７の形状（下流側冷却フィン１５、下流側傾斜部２７、及び仕切板２０−１，２０−２の形状）を設計することが好ましい。ここで、図８Ｄは図７のＤ−Ｄ断面図を示し、図８Ｅは図７のＥ−Ｅ断面図（下流側冷媒流路１７の出口部の断面図）を示す。なお、ここでの流線３１Ａ〜３１Ｅは設計上の流線を表す。
【００４１】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【００４２】
本実施形態では、仕切板２０−１，２０−２の高さ（連通流路１８の高さ）は、必ずしも一端部から他端部にかけて一定である必要はなく、例えば図９〜１２に示すように、仕切板２０−１，２０−２の高さを一端部から他端部にかけて変化させることで、連通流路１８の高さを一端部から他端部にかけて変化させることもできる。また、例えば図１２，１３に示すように、仕切板２０−１，２０−２の一部分を冷却板１２の裏面１２ｂに接触させることで、連通流路１８を複数の流路に分割して形成することも可能である。その場合は、分割された各流路は、必ずしも同じ形状である必要はない。
【００４３】
また、本実施形態では、上流側傾斜部２６の上流側傾斜面２６ａの形状は必ずしも平面である必要はなく、例えば図１０に示すように上流側傾斜面２６ａの形状を曲面（凹曲面）にすることもできるし、例えば図１２，１３に示すように上流側傾斜面２６ａの形状を段階的に折り曲げた形状にすることもできる。また、例えば図９に示すように、必ずしも上流側冷媒流路１６の入口部（上流側冷却フィン１４の上流側先端部）から上流側傾斜部２６を設ける必要はない。また、例えば図９，１２に示すように、上流側傾斜部２６（上流側傾斜面２６ａ）の下流側端部の高さを必ずしも仕切板２０−１，２０−２の高さと等しくする必要はない。同様に、下流側傾斜部２７の下流側傾斜面２７ａの形状も必ずしも平面である必要はなく、例えば、下流側傾斜面２７ａの形状を曲面（凹曲面）にすることもできるし、下流側傾斜面２７ａの形状を段階的に折り曲げた形状にすることもできる。また、必ずしも下流側冷媒流路１７の出口部（下流側冷却フィン１５の下流側先端部）まで下流側傾斜部２７を設ける必要もないし、下流側傾斜部２７（下流側傾斜面２７ａ）の上流側端部の高さを必ずしも仕切板２０−１，２０−２の高さと等しくする必要もない。
【００４４】
また、本実施形態では、例えば図１４，１５に示すように、仕切板２０−１，２０−２と上流側冷却フィン１４との連結面１４ａ、及び仕切板２０−１，２０−２と下流側冷却フィン１５との連結面１５ａは、必ずしもフィン厚さ方向に平行である必要はない。図１４に示す例では、仕切板２０−１，２０−２と上流側冷却フィン１４との連結面１４ａ、及び仕切板２０−１，２０−２と下流側冷却フィン１５との連結面１５ａを冷媒流れに沿って傾斜させている。また、例えば図１５に示すように、仕切板２０−１，２０−２と上流側冷却フィン１４との連結面１４ａ、及び仕切板２０−１，２０−２と下流側冷却フィン１５との連結面１５ａを冷媒流れに沿った曲面にすることも可能である。
【００４５】
また、本実施形態では、上流側冷却フィン１４の形状は必ずしも鋭角のくさび形状である必要はなく、例えば図１６に示すように、上流側冷却フィン１４の上流側先端部の形状を凸曲面形状にすることもできる。同様に、下流側冷却フィン１５の形状も必ずしも鋭角のくさび形状である必要はなく、例えば図１６に示すように、下流側冷却フィン１５の下流側先端部の形状を凸曲面形状にすることもできる。また、例えば図１７に示すように、上流側冷却フィン１４の上流側先端部の形状を凸曲面形状にするとともに、下流側冷却フィン１５の形状をくさび形状にすることもできる。同様に、上流側冷却フィン１４の形状をくさび形状にするとともに、下流側冷却フィン１５の下流側先端部の形状を凸曲面形状にすることもできる。
【００４６】
また、本実施形態では、例えば図１８に示すように、上流側冷却フィン１４の形状及び下流側冷却フィン１５の形状を薄板形状にすることもできる。図１８に示す構成例では、図１〜４に示す構成例と比較して、上流側冷却フィン１４に連結された一対の仕切板２０−１，２０−２は、この上流側冷却フィン１４との連結部分（またはその付近）にて互いに結合されている。そして、冷媒流れ方向に沿って延びる薄板形状の上流側冷却フィン１４の下流側端部が、仕切板２０−１，２０−２同士の結合部分（またはその付近）に連結されている。この構成によっても、冷媒流れが冷媒流入口３６から上流側冷媒流路１６に流入する際に冷媒流れがフィン壁面から剥離することを抑制することができ、上流側冷却フィン１４の上流側先端部付近にてよどみ域が発生するのを抑制することができる。したがって、液体冷媒が上流側冷媒流路１６に流入する際に生じる圧力損失を低減することができる。また、図１８に示す構成例では、下流側冷却フィン１５に連結された一対の仕切板２０−１，２０−２は、この下流側冷却フィン１５との連結部分（またはその付近）にて互いに結合されている。そして、冷媒流れ方向に沿って延びる薄板形状の下流側冷却フィン１５の上流側端部が、仕切板２０−１，２０−２同士の結合部分（またはその付近）に連結されている。この構成によっても、冷媒流れが下流側冷媒流路１７から冷媒流出口４６へ流出する際に下流側冷却フィン１５の下流側先端部付近にてよどみ域が発生するのを抑制することができ、液体冷媒が下流側冷媒流路１７から流出する際に生じる圧力損失を低減することができる。なお、本実施形態では、上流側冷却フィン１４の形状を例えば図１８に示す薄板形状にするとともに、下流側冷却フィン１５の下流側先端部の形状を図１に示すくさび形状や図１６に示す凸曲面形状にすることもできる。同様に、上流側冷却フィン１４の上流側先端部の形状を図１に示すくさび形状や図１６に示す凸曲面形状にするとともに、下流側冷却フィン１５の形状を例えば図１８に示す薄板形状にすることもできる。
【００４７】
また、本実施形態では、例えば図１９に示すように、上流側冷媒流路１６の流路幅（上流側冷却フィン１４間の間隔）をフィン厚さ方向の位置に応じて異ならせることもできる。その場合は、発熱体３０の発熱量の大きい領域の裏側（直下）に位置する上流側冷媒流路１６の流路幅（上流側冷却フィン１４間の間隔）を狭くすることが好ましい。同様に、下流側冷媒流路１７の流路幅（下流側冷却フィン１５間の間隔）をフィン厚さ方向の位置に応じて異ならせることもできる。その場合は、発熱体３０の発熱量の大きい領域の裏側（直下）に位置する下流側冷媒流路１７の流路幅（下流側冷却フィン１５間の間隔）を狭くすることが好ましい。なお、図１９は、上流側冷却フィン１４の形状及び下流側冷却フィン１５の形状が薄板形状である例を示しているが、上流側冷却フィン１４の上流側先端部の形状を図１に示すくさび形状や図１６に示す凸曲面形状にすることもできるし、下流側冷却フィン１５の下流側先端部の形状を図１に示すくさび形状や図１６に示す凸曲面形状にすることもできる。
【００４８】
また、本実施形態では、例えば図２０，２１に示すように、冷媒流入口３６と冷媒流出口４６との間には、上流側冷媒流路１６と連通流路１８と下流側冷媒流路１７とによる冷媒流路を多段階に形成することもできる。その場合は、上流側冷媒流路１６と連通流路１８と下流側冷媒流路１７とによる冷媒流路の形状は必ずしも同じ形状である必要はなく、発熱体３０の発熱量の大きい領域の裏側（直下）に位置する上流側冷媒流路１６、連通流路１８、及び下流側冷媒流路１７の形状を微細にすることが好ましい。
【００４９】
また、本実施形態では、例えば図２２，２３に示すように、上流側冷却フィン１４と下流側冷却フィン１５とを連結する仕切板２０−１，２０−２を互いに交差させることで、冷媒流路を互いに重なり合わせることもできる。
【００５０】
本実施形態に係る冷却装置１０の動作を熱流れ解析により確認した結果を図２４，２５に示す。熱流れ解析の際には、直線状の冷却フィンのみによる構成の動作も比較例として熱流れ解析を行った。図２４（Ａ）は、比較例における冷媒の流速分布を示し、図２４（Ｂ）は、本実施形態に係る冷却装置１０における冷媒の流速分布を示す。また、図２５（Ａ）は、比較例における温度分布を示し、図２５（Ｂ）は、本実施形態に係る冷却装置１０における温度分布を示す。図２４に示すように、本実施形態に係る冷却装置１０によれば、比較例よりも発熱体３０直下での冷媒の流速を増大できていることがわかる。
【００５１】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る冷却装置における冷媒の流れを説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る冷却装置における冷媒の流れを説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図８Ｄ】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図８Ｅ】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態に係る冷却装置の他の概略構成を示す図である。
【図２４】本実施形態に係る冷却装置における冷媒の流速分布を熱流れ解析により確認した結果を示す図である。
【図２５】本実施形態に係る冷却装置における温度分布を熱流れ解析により確認した結果を示す図である。
【図２６】関連技術に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  冷却装置、１２  冷却板、１４  上流側冷却フィン、１５  下流側冷却フィン、１６  上流側冷媒流路、１７  下流側冷媒流路、１８  連通流路、２０−１，２０−２  仕切板、２２  底板、２４  側板、２６  上流側傾斜部、２７  下流側傾斜部、３０  発熱体、３６  冷媒流入口、４６  冷媒流出口。
【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】
0004983664.tif 000008
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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