(57)【要約】      （修正有）【課題】容易かつ低コストに製造できるとともに、オフセット配置のずれ度合いを容易に変更できる熱交換器を提供すること。【解決手段】熱交換器１０では、フレームの内部に、冷媒の流れ方向Ａに交差する方向Ｂに複数のフィンが間隔をあけて配置された同一形状のフィン部材２０を、隣り合うように冷媒の流れ方向Ａへ並べて、冷媒流路２５が形成されている。そして、このフレームは、隣り合うフィン部材２０のフィン２０の位置がＢ方向にずれて配置されるように各フィン部材２０を保持する凹凸部を備えている。【選択図】図２
2009260037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの内部に、冷媒の流れ方向に交差する方向に複数のフィンが間隔をあけて配置された同一形状のフィン部材を、隣り合うように冷媒の流れ方向へ並べて冷媒流路を形成した熱交換器であって、
前記フレームは、前記隣り合うフィン部材のフィンの位置が前記交差する方向にずれて配置されるように前記各フィン部材を保持する保持部を備えている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載する熱交換器であって、
前記保持部は、前記フィン部材の少なくとも前記交差する方向における一端部を嵌挿するための凹部を備えている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する熱交換器であって、
前記保持部は、前記隣り合うフィン部材が所定間隔をおいて並べられるように保持する
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜３に記載する熱交換器であって、
前記フィン部材は、前記交差する方向において対称形となるように形成されている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜４に記載する熱交換器であって、
前記隣り合うフィン部材のフィンのずれは、前記各フィン部材におけるフィンの配置間隔より小さい
ことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を流れる冷媒により熱を放出させる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の熱交換器としては、複数のフィンを有するフィン部材を繋ぎ合わせることにより、内部に冷媒の流路を形成したものが知られている。このような熱交換器では、図１６に示すように、フィン１０１，１０１間を流れる冷媒の速度分布（太線矢印参照）によると、フィン１０１に近づくにつれて冷媒の速度が遅くなっている。これは、冷媒の粘性の影響により、冷媒がフィン１０１に引っ張られるためである。これにより、フィン１０１付近には、他の領域に比べて冷媒の流れる速度が遅いか又は冷媒がほとんど停止した領域（境界層）１０２が形成されるという問題があった。この境界層１０２が形成されると、集熱したフィン部材１００は、主にフィン１０１周辺に形成された境界層１０２内の冷媒１０３ａのみと熱交換することになり、境界層１０２以外の領域を流れる冷媒１０３ｂとの熱交換がほとんど行われない。その結果、熱交換器の内部を流れる冷媒全域と有効に熱交換が行われず、冷却効果を高めることができない。
【０００３】
こうした事情から、熱交換器においては、この境界層１０２の形成を抑制するため、図１７に示すように、隣り合うフィン部材のフィン１０４，１０５の上下位置をずらすように配置（オフセット配置）することが行われてきた。このように、フィン部材をオフセット配置することにより、冷媒が次のフィン部材のフィン１０５へ流入する際、フィン１０５の流入側端部１０５ａに衝突して攪拌されるため、冷媒の速度分布を一旦破壊することができる。こうして、冷媒のフィン部材移動ごとに速度分布を破壊することにより、境界層の形成を効果的に抑制することができる。これにより、熱交換器の内部を流れる冷媒全域と有効に熱交換して、高い冷却効果を得ることができる。
【０００４】
ところで、フィン部材をオフセット配置するには、フィンの配置が異なる二種類のフィン部材を組み合わせて使用することが考えられる。しかし、このようにフィンの配置が異なる二種類のフィン部材を成形するには、二種類のフィン部材成形型が必要となる。このため、フィン部材の製造コストが増加するという問題があった。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１に開示された技術では、上下非対称のフィン配置を有するフィン部材を、隣同士で互いに上下を入れ替えて並列させることにより、一種類のフィン部材を用いて、隣り合うフィン部材のフィンの上下位置が重ならない配置を実現している。
【特許文献１】特開２００６−２５８３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、隣り合うフィン部材間におけるフィンのずれ度合の調整や、設計段階でずれ度合いを微妙に調整したい場合に、ずれ度合いの調整に合わせてフィンの位置が異なるフィン部材を製造する必要があった。
【０００７】
また、フィン部材を成形する場合には、例えば鋳造や鍛造によると微細部品の製造に対応できず、フィン構造の微細化による冷却性能の向上が望めない。このため、半導体素子等の微細部品に適したフィン部材は、主として押出成形により成形した成形素材を切断することにより製造されてきた。その際、隣り合うフィン部材のフィン間に冷媒の流路（スリット）を確保するため、フィン部材のフィン両端に切削加工を施す必要があった。こうして、スリット加工に多大な時間を要するだけでなく、フィン部材の製造費も高くなるという問題があった。
【０００８】
さらに、この技術では、フィンの配置が異なる二種類のフィン部材を隣同士で互いに上下を入れ替えて並列させている。このため、フィン部材の誤組付が生じるおそれもある。
【０００９】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、容易かつ低コストに製造できるとともに、オフセット配置のずれ度合いを容易に変更できる熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る熱交換器は、フレームの内部に、冷媒の流れ方向に交差する方向に複数のフィンが間隔をあけて配置された同一形状のフィン部材を、隣り合うように冷媒の流れ方向へ並べて冷媒流路を形成した熱交換器であって、前記フレームは、前記隣り合うフィン部材のフィンの位置が前記交差する方向にずれて配置されるように前記各フィン部材を保持する保持部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この熱交換器では、フレームに備わる保持部により、隣り合うフィン部材のフィンの位置が冷媒の流れ方向に交差する方向にずれて配置されるようにフィン部材を保持している。このため、保持部の形状を変更することにより、隣り合うフィン部材間におけるフィン位置のずれ度合いを変更することができる。
また、この熱交換器では、同一形状のフィン部材を並べることにより、冷媒流路を形成している。このため、すべてのフィン部材を、一種類の成形型から製造することができる。したがって、熱交換器を容易かつ低コストに製造することができる。
【００１２】
本発明に係る熱交換器において、前記保持部は、前記フィン部材の少なくとも前記交差する方向における一端部を嵌挿するための凹部を備えていることが望ましい。
【００１３】
この熱交換器では、保持部が備える凹部に、フィン部材の少なくとも前記交差する方向における一端部を嵌挿することにより、フィン部材を保持することができる。このように簡単な構造で保持部を構築することにより、本発明に係る熱交換器を、容易かつ安価に製造することができる。また、保持部に備わる凹部にフィン部材を嵌挿して保持することから、凹部の深さを変更するだけでフィン部材の前記交差する方向における保持位置を変更することができる。これにより、隣り合うフィン部材間におけるフィン位置のずれ度合いを容易に変更することができる。
【００１４】
この熱交換器に係る保持部の態様として、次の（１），（２）を例示できる。
（１）前記保持部は、前記フィン部材の前記交差する方向における一端部を嵌挿するための凹部と、前記フィン部材の前記交差する方向における他端部に当接させるための凸部とを備えている態様
この態様によれば、フィン部材の前記交差する方向における一端部を凹部に嵌挿して保持し、フィン部材の前記交差する方向における他端部を凸部に当接させて保持することができる。その結果、こうした簡単な構造の保持部により、フィン部材を確実に保持することができる。
（２）前記保持部は、前記フィン部材の前記交差する方向における一端部を嵌挿するための第一凹部と、前記フィン部材の前記交差する方向における他端部を嵌挿するための第二凹部とを備えている態様
この態様によれば、フィン部材の前記交差する方向における両端部を各凹部に嵌挿して保持することができる。その結果、こうした簡単な構造の保持部により、フィン部材をより確実に保持することができる。
【００１５】
本発明に係る熱交換器において、前記保持部は、前記隣り合うフィン部材が所定間隔をおいて並べられるように保持することが望ましい。
【００１６】
この熱交換器では、保持部により隣り合うフィン部材が所定間隔をおいて保持されている。ここで、押出成形によりフィン部材を製造する際、隣り合うフィン部材間の冷媒流路を確保するためには、隣り合うフィン部材間のフィン両端を機械加工等で削り落とす必要がある。これに対して、この熱交換器では、隣り合うフィン部材が間隔をおいて保持されているため、隣り合うフィン部材のフィン間に冷媒の流路（スリット）を確保することができる。これにより、スリット形成のための切削加工を省略できるので、フィン部材の製造に要する加工時間及び加工費を低減することができる。したがって、熱交換器を容易かつ低コストに製造することができる。
【００１７】
本発明に係る熱交換器において、前記フィン部材は、前記交差する方向において対称形となるように形成されていることが望ましい。
【００１８】
この熱交換器では、フィン部材が前記交差する方向において対称形となるように形成されているため、組付の際に前記交差する方向における配置の向きを調節する必要が無い。これにより、誤組付の発生を防止することができる。したがって、本発明に係る熱交換器の製造工程をより容易なものとすることができる。
【００１９】
本発明に係る熱交換器において、前記隣り合うフィン部材のフィンのずれは、前記各フィン部材におけるフィンの配置間隔より小さいことが望ましい。
【００２０】
このように、隣り合うフィン部材のフィンのずれを、各フィン部材におけるフィンの配置間隔より小さくすることにより、フレームの形状を大きく変更することなく、わずかなずれで確実にオフセット配置を実現することができる。したがって、本発明に係る熱交換器を容易かつ低コストに製造できるとともに、オフセット配置のずれ度合いを容易に変更することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る熱交換器によれば、上記した通り、容易かつ低コストに製造できるとともに、オフセット配置のずれ度合いを容易に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の熱交換器を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、発熱体である半導体素子に対して本発明に係る熱交換器を適用した場合について説明する。以下に示す二つの実施形態に係る熱交換器は、内部を流れる冷媒（例えば冷却水）により熱を放出させるものであって、小型かつ高冷却性が要求される半導体素子を冷却するためのものである。
［第一実施形態］
【００２３】
第一実施形態に係る熱交換器について、図１〜図６を参照しながら説明する。図１は、第一実施形態に係る熱交換器の全体構成図である。図２は、図１に示す熱交換器の内部を下方から見上げた平面図である。図３は、同熱交換器のフィン部材を示す斜視図である。図４は、同熱交換器のフレームに備わる型枠を示す平面図である。図５は、同型枠を示す部分拡大図である。図６は、図２に示す熱交換器における、（ａ）がＶＩ（ａ）−ＶＩ（ａ）断面図、（ｂ）がＶＩ（ｂ）−ＶＩ（ｂ）断面図である。
【００２４】
本実施形態に係る熱交換器１０は、図１に示すように、外枠を形成するフレーム３０と、フレーム３０内に収容されるフィン部材２０とを備えている。そして、フレーム３０の上面には、熱拡散部材であるヒートスプレッダ１２を介して、発熱体としての半導体素子１１が取り付けられている。本実施形態に係る半導体素子１０は、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の面積を有する微細部品である。
【００２５】
フィン部材２０は、図２に示すように、冷媒の流れ方向（Ａ方向）に沿って隣り同士を当接させるように六つ並設されている。また、これらすべてのフィン部材２０は、同一形状に形成されている。これにより、各フィン部材２０を一種類の成形型から製造できるようになっている。
【００２６】
各フィン部材２０は、図３に示すように、Ａ方向に直交する方向（Ｂ方向）に延びる長方形板状をなすベース２１と、ベース２１の一面から突出した複数のフィン２２とを備えている。各フィン２２は、長方形板状をなしており、各フィン２２間に冷媒の流路２５を形成するようにＢ方向へ十九個並列している。より詳細には、フィン２２は、Ａ方向と平行にかつＢ方向に所定のフィンピッチＰｆで配置されている。こうして、各フィン２２の間には、フィンピッチＰｆからフィン２２の厚さＴを引いた幅（Ｐｆ−Ｔ）を有し、Ａ方向へと冷媒を導く冷媒の流路２５が形成されている。また、このフィン２２のＡ方向長さＬ２は、後述するスリット加工により、ベース２１のＡ方向長さＬ１より短く形成されている。こうして、隣り合うフィン部材２０のフィン２２間には、図２に示すように、Ｂ方向へ連通する冷媒の流路（スリット）２６が形成されている。
【００２７】
このように構成されたフィン部材２０は、Ｂ方向（フィン部材２０の長さ方向）において対称形をなしている。これにより、フィン部材２０のＢ方向（長さ方向）における方向性がなくなるため、フィン部材２０をフレーム３０に組み付ける際、誤組付が発生するのを防止することができる。
【００２８】
フレーム３０は、図１に示すように、断面コ状をなす型枠３２と、型枠３２に蓋をするための蓋部材３１とを備えている。そして、型枠３２にフィン部材２０を収納した状態で、型枠３２の両側壁部３３，３４に蓋部材３１をろう付けすることにより、フレーム３０の内部にフィン部材２０が収納される構成となっている。また、フレーム３０の開口する一端は、冷媒を導入するための導入口３０ａとなっており、フレーム３０の開口する他端は、冷媒を排出するための排出口３０ｂとなっている。
【００２９】
型枠３２を構成する側壁部３３の内面側には、図４に示すように、各フィン部材２０を保持するための凹凸部３３ａ，３３ｂが設けられている。この凹凸部３３ａ，３３ｂは、Ａ方向に沿って交互に凹凸が繰り返されるように配置された三つの凹部３３ａ及び三つの凸部３３ｂを備え構成されている。そして、図５に示す凹部３３ａの幅Ｗは、フィン部材２０のＡ方向長さＬ１（例えば１０ｍｍ）より僅かに長く形成されている。また、凹部３３ａの深さＤは、フィンピッチＰｆ（図３参照）の半分となるように形成されている。そして、この凹部３３ａを、側壁部３３に対して、ベース２１のＡ方向長さＬ１と同じ長さだけ間隔をおいて形成することにより、凹部３３ａの側方には、ベース２１のＡ方向長さＬ１と同じ幅を有する凸部３３ｂが形成されている（図４参照）。
【００３０】
さらに、側壁部３４の内面側にも、各フィン部材２０を保持するための凹凸部３４ａ，３４ｂが設けられている。この凹凸部３４ａ，３４ｂは、上記凹凸部３３ａ，３３ｂに対して凹凸が逆配置となるように設けられた三つの凹部３３ａ及び三つの凸部３３ｂを備えている。そして、凹部３４ａの幅Ｗも、フィン部材２０のＡ方向長さＬ１（例えば１０ｍｍ）より僅かに長く形成されており、凹部３４ａの深さＤも、フィンピッチＰｆ（図３参照）の半分となるように形成されている。そして、この凹部３４ａを、側壁部３４に対して、図２に示すように、ベース２１のＡ方向長さＬ１と同じ長さだけ間隔をおいて形成することにより、凹部３４ａの側方には、ベース２１のＡ方向長さＬ１と同じ幅を有する凸部３４ｂが形成されている（図４参照）。
【００３１】
このように凹凸部３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂを構成することにより、凹部３３ａとその対向位置に配された凸部３４ｂ、又は凹部３４ａとその対向位置に配された凸部３３ｂが一組となって、１つのフィン部材２０のＢ方向（長さ方向）の両端部を保持することができる。より詳細には、凹部３３ａにフィン部材２０のＢ方向一端部を嵌挿してフィン部材２０のＢ方向他端部に凸部３４ｂを当接させ、又は凹部３３ａにフィン部材２０のＢ方向一端部を嵌挿してフィン部材２０のＢ方向他端部に凸部３４ｂを当接させることにより、フィン部材２０を確実に保持することができる。例えば、各側壁部３３，３４に備わる凹部３３ａ，３４ａの深さＤを、フィン２２の厚さＴと同じになるように形成することにより、図６に示すように、各フィン部材２０のフィン２２を、隣のフィン部材２０のフィン２２に対して、Ｂ方向にフィン２２の厚さＴだけずれた状態で保持することができる。
【００３２】
また、本実施形態の熱交換器１０では、凹凸部３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの形状を変更することにより、隣り合うフィン部材２０間におけるフィン位置のずれ度合いを容易に変更することができる。具体的には、凹部３３ａ，３４ａの深さＤ及び凸部３３ｂ，３４ｂの高さ（凹部底面からの距離）を変更するだけで、隣り合うフィン部材２０間におけるフィン位置をＢ方向にずらすことができる。このとき、隣り合うフィン部材２０間におけるフィン２２のずれを、各フィン部材２０におけるフィンピッチＰｆより小さくすることにより、フレーム３０の形状を大きく変更することなく、わずかなずれで確実にオフセット配置を実現することができる。
【００３３】
次に、上記構成を有する熱交換器に備わるフィン部材の製造工程について、図７を参照しながら簡単に説明する。図７は、フィン部材の製造工程を示す説明図である。
フィン部材２０の製造工程は、（ａ）押出成形工程と、（ｂ）素材切断工程と、（ｃ）フィン部材切断工程と、（ｄ）スリット加工工程とを含んでいる。
【００３４】
（ａ）押出成形工程では、約６００℃で融解したアルミ１３が、チップ１４により一種類の成形型枠１５から押し出される。こうして、例えば１５ｍ程度の長さのフィン素材１７が得られる。この押出成形によれば、鋳造や鍛造による成形に比べ、複数のフィン２２を有する微細形状のフィン部材２０を高精度に製造することができる。これにより、半導体素子１１等のように小型かつ高冷却性が要求される微細部品にも対応できるような高い冷却効果を得ることができる。また、一種類の成形型枠１５のみを利用して成形するため、フィン部材２０を容易かつ低コストで製造することができる。
【００３５】
続いて、（ｂ）素材切断工程では、フィン素材１７が搬送に適した長さ（例えば１．５ｍ程度の長さ）に切断される。そして、（ｃ）フィン部材切断工程では、搬送された素材１７が、フレーム３０の各側壁部３３，３４に備わる凹部３３ａ，３４ａの幅Ｗより僅かに短い長さ（例えば１０ｍｍ程度）に切断される。
【００３６】
その後、（ｄ）スリット加工工程において、フィン部材２０に備わるフィン２２の両端に、切削加工が施される。これにより、隣り合うフィン部材２０のフィン２２の間に冷媒の流路（スリット）２６を形成することができる。なお、このスリット加工は、フィン部材製造工程の中で、加工時間や加工費に大きく影響するものである。
【００３７】
ヒートスプレッダ１２は、アルミ又は銅製の熱拡散部材であり、図１に示すように、フレーム３０の上面に広面積にわたるように配設されている。そして、ヒートスプレッダ１２の上面には、発熱体としての半導体素子１１が複数（本実施形態では１６素子）載置されている。このように、ヒートスプレッダ１２の上面に半導体素子１１を配置することにより、半導体素子１１から発生する熱を広面積に拡散させることができる。
【００３８】
上記した構成を有する熱交換器１０の作用効果について、図１、図２を参照しながら説明する。
冷媒は、導入口３０ａから熱交換器１０の内部へと導入される（図１参照）。そして、熱交換器１０内部に導入された冷媒は、各フィン部材２０のフィン２２により形成された流路２５に従ってＡ方向へと流れていく（図２参照）。
【００３９】
ここで、本実施形態に係る熱交換器１０では、図２に示すように、隣り合うフィン部材２０のフィン２２同士がＢ方向に位置をずらすように配置（オフセット配置）されている。このように、フィン部材２０をオフセット配置することにより、冷媒が次のフィン部材２０へ流入する際、フィン２２の流入側端部に衝突して攪拌されるため、隣り合うフィン２２間において乱流が発生する。こうして乱流を発生させることにより、冷媒の速度分布を一旦破壊することができる。例えば、各フィン部材２０のフィン２２を、隣のフィン部材２０のフィン２２に対して、Ｂ方向にフィン２２の厚さＴだけずらすように配置した場合には、各フィン２２間に形成された流路２５の幅（Ｐｆ−Ｔ）が、フィンの厚さＴと同じになるように形成される。このため、流路２５を流れる冷媒が、次のフィン部材２０へと流れる際、必ずフィン２２の流入側端部に衝突することになる。これにより、冷媒が次のフィン部材２２へと流れるたびに、確実に速度分布を破壊できるため、境界層（図１６参照）の形成を最も効果的に抑制することができる。以上のようにして、この熱交換器１０では、内部を流れる冷媒全域と有効に熱交換して、高い冷却効果を得ることができる。そして、冷媒は、すべてのフィン部材２０の流路２５を通過して、各フィン２２との熱交換を終えた後、排出口３０ｂから外部へと排出される。
【００４０】
一方、発熱体である半導体素子１１は、自らが発した熱をヒートスプレッダ１２に伝える（図１参照）。そして、ヒートスプレッダ１２に伝えられた熱は、スプレッダ１２全体に広がるように拡散される。こうして拡散された熱は、ヒートスプレッダ１２と当接するフレーム３０に伝えられる。フレーム３０に伝えられた熱は、フレーム３０内部に収納された各フィン部材２０のフィン２２に伝えられる。そして、上記のようにフィン２２と冷媒全域とが有効に熱交換を行う。以上のようにして、半導体素子１１は、熱交換器１０内の冷媒全域から有効に冷却効果を得ることができる。
【００４１】
以上、詳細に説明したように本実施形態に係る熱交換器１０によれば、すべてのフィン部材２０を一種類の成形型から製造することができるとともに、フィン部材２０を凹凸部３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂという簡単な構成により保持していることから、容易かつ低コストに製造することができる。また、この熱交換器１０では、各側壁部３３，３４に備わる凹凸部３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの形状を変更するだけでオフセット配置のずれ度合いを容易に変更することができる。
［第二実施形態］
【００４２】
第二実施形態に係る熱交換器について、図８〜１２を参照しながら説明する。図８は、第二実施形態に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。図９は、図８に示す熱交換器の内部を下方から見上げた平面図である。図１０は、同熱交換器のフィン部材を示す斜視図である。図１１は、同熱交換器のフレームに備わる型枠を示す平面図である。図１２は、同型枠を示す部分拡大図である。なお、第二実施形態において、上記した第一実施形態と同一の構成品については図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【００４３】
第二実施形態に係る熱交換器５０は、図８に示すように、外枠を形成するフレーム７０と、フレーム７０内に収容されるフィン部材６０とを備えている。そして、フレーム７０の上面には、熱拡散部材であるヒートスプレッダ１２を介して、発熱体としての半導体素子１１が取り付けられている。なお、本実施形態に係る熱交換器５０は、フレーム７０及びフィン部材６０の形状において、上記した第一実施形態のものと相違している。
【００４４】
フィン部材６０は、図９に示すように、冷媒の流れ方向（Ａ方向）に沿って隣り同士を所定の間隔をおいて六つ並設されている。また、これらすべてのフィン部材６０は、同一形状に形成されている。これにより、各フィン部材６０を一種類の成形型から製造できるようになっている。
【００４５】
各フィン部材６０は、図１０に示すように、Ａ方向に直交する方向（Ｂ方向）に延びる長方形板状をなすベース２１と、ベース２１の一面から突出した複数のフィン６２とを備えている。各フィン６２は、長方形板状をなしており、各フィン６２間に冷媒の流路２５を形成するようにＢ方向へ十九個並列している。より詳細には、フィン６２は、Ａ方向と平行にかつＢ方向に所定の間隔（フィンピッチ）Ｐｆで配置されている。こうして、各フィン６２の間には、フィンピッチＰｆからフィン６２の厚さＴを引いた幅（Ｐｆ−Ｔ）を有し、Ａ方向へと冷媒を導く冷媒の流路２５が形成されている。ここで、本実施形態では、第一実施形態のフィン２２とは異なり、フィン６２に冷媒の流路を形成するためのスリット加工が施されていない。したがって、このフィン６２のＡ方向長さＬ３は、ベース２１のＡ方向長さＬ１と同じ長さに形成されている。
【００４６】
このように構成されたフィン部材６０は、Ｂ方向（フィン部材６０の長さ方向）において対称形をなしている。これにより、フィン部材６０のＢ方向（長さ方向）における方向性がなくなるため、フィン部材６０をフレーム７０に組み付ける際、誤組付が発生するのを防止することができる。
【００４７】
フレーム７０は、図８に示すように、断面コ状をなす型枠７２と、型枠７２に蓋をするための蓋部材３１とを備えている。そして、型枠７２にフィン部材６０を収納した状態で、型枠７２の両側壁部７３，７４に蓋部材３１をろう付けすることにより、フレーム７０の内部にフィン部材６０が収納される構成となっている。なお、本実施形態においても、フレーム７０の開口する一端は、冷媒を導入するための導入口３０ａとなっており、フレーム７０の開口する他端は、冷媒を排出するための排出口３０ｂとなっている。
【００４８】
型枠７２を構成する側壁部７３の内面側には、図１１に示すように、各フィン部材６０を保持するための凹凸部７３ａ，７３ｂが設けられている。この凹凸部７３ａ，７３ｂは、Ａ方向に沿って交互に凹凸が繰り返されるように配置された三つの凹部７３ａ及び三つの凸部７３ｂを備え構成されている。そして、図１２に示す凹部７３ａの幅Ｗは、フィン部材６０のＡ方向長さＬ１（例えば１０ｍｍ）より僅かに長く形成されている。また、凹部７３ａの深さは、フィンピッチＰｆ（図１０参照）の半分となるように形成されている。
そして、この凹部７３ａは、側壁部７３に対して所定のピッチＰで形成されている。これにより、各凹部７３ａの間には、ピッチＰから凹部７３ａの幅Ｗを差し引いた幅Ｌ４を有する凸部７３ｂが形成されている。なお、本実施形態において、ピッチＰは、凸部７３ｂの幅Ｌ４がフィン部材６０のＡ方向長さＬ１より長くなるように設定されている。
【００４９】
同様に、側壁部７４の内面側にも、図１１に示すように、各フィン部材６０を保持するための凹凸部７４ａ，７４ｂが設けられている。この凹凸部７４ａ，７４ｂは、上記凹凸部７３ａ，７３ｂに対して凹凸が逆配置となるように設けられた三つの凹部７３ａ及び三つの凸部７３ｂを備え構成されている。そして、図１２に示すように、凹部７４ａの幅Ｗも、フィン部材６０のＡ方向長さＬ１より僅かに長く形成されており、凹部７４ａの深さも、フィンピッチＰｆ（図１０参照）の半分となるように形成されている。
そして、この凹部７４ａも、側壁部７４に対して所定のピッチＰで形成されている。これにより、各凹部７４ａの間にも、ピッチＰから凹部７４ａの幅Ｗを差し引いた幅Ｌ４を有する凸部７４ｂが形成されている。
【００５０】
このように凹凸部７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂを構成することにより、凹部７３ａとその対向位置に配された凸部７４ｂ、又は凹部７４ａとその対向位置に配された凸部７３ｂが一組となって、１つのフィン部材６０のＢ方向（長さ方向）の両端部を保持することができる。より詳細には、凹部７３ａにフィン部材６０のＢ方向一端部を嵌挿してフィン部材６０のＢ方向他端部に凸部７４ｂを当接させ、又は凹部７３ａにフィン部材６０のＢ方向一端部を嵌挿してフィン部材６０のＢ方向他端部に凸部７４ｂを当接させることにより、フィン部材６０を保持することができる。
【００５１】
ここで、本実施形態において、ピッチＰは、凸部７３ｂの幅Ｌ４がフィン部材６０のＡ方向長さＬ１より長くなるように設定されている。このため、上記した第一実施形態とは異なり、各フィン部材６０が、隣り合うフィン部材６０の間に所定の間隔をおいて配置されるようになっている。これにより、図９に示すように、隣り合うフィン部材６０のフィン６２間に冷媒の流路（スリット）６６を確保することができる。したがって、本実施形態では、第一実施形態で必要とされたスリット形成のための切削加工を省略することができるので、フィン部材の製造に要する加工時間及び加工費を低減することができる。なお、本実施形態においても、例えば各側壁部７３，７４に備わる凹部７３ａ，７４ａの深さを、フィン６２の厚さＴと同じになるように形成することにより、各フィン部材６０のフィン６２を、隣のフィン部材６０のフィン６２に対して、Ｂ方向にフィン６０の厚さＴだけずれた状態で保持することができる。
【００５２】
以上、詳細に説明したように本実施形態に係る熱交換器５０によれば、上記第一実施形態で得られる効果に加え、フィン部材６０にスリット６６を形成するための切削加工を省略することができるので、フィン部材の製造に要する加工時間及び加工費を低減することができる。したがって、熱交換器５０を容易かつ低コストに製造することができる。
また、この熱交換器５０では、ピッチＰの設計を変更するだけで、スリット６６の幅を容易に変更することができる。したがって、冷媒が次のフィン部材２０へ流入する際、フィン２２の流入側端部に最も効果的に衝突させて攪拌させることができる。よって、この熱交換器５０によれば、境界層（図１６参照）の形成をさらに効果的に抑制して、より高い冷却効果を得ることができる。
［変更例］
【００５３】
次に、第二実施形態に係る熱交換器５０の変更例について、図１３〜図１５を参照しながら詳細に説明する。図１３は、第二実施形態の変更例に係る熱交換器の内部を下方から見上げた平面図である。図１４は、同変更例に係る熱交換器のフレームに備わる型枠を示す平面図である。図１５は、同変更例に係る型枠を示す部分拡大図である。
【００５４】
この変更例は、図１４に示すように、型枠７２に備わる凹凸部７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂに、新たに固定部７５が追加されている点で、上記第二実施形態のものと相違している。より詳細には、この変更例では、図１５に示すように、上記第二実施形態と同様の構成をなす各凸部７３ｂ，７４ｂのＡ方向両端部に、幅Ｌ６を有する固定部７５がＢ方向内側へ突出するように形成されている。したがって、ピッチＰは、凹部７３ａ，７４ａの幅Ｗと、凸部７３ｂ，７４ｂの幅Ｌ５と、両側の固定部７５の幅Ｌ６とを加えたものとなっている（Ｐ＝Ｗ＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ６）。また、各凸部７３ｂ，７４ｂの幅Ｌ５は、フィン部材６０のＡ方向長さＬ１より僅かに長く形成されている。
【００５５】
このように凹凸部７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂを構成することにより、凹部７３ａとその対向位置に配された凸部７４ｂ及び固定部７５、又は凹部７４ａとその対向位置に配された凸部７３ｂ及び固定部７５が一組となって、１つのフィン部材６０のＢ方向（長さ方向）の両端部を保持することができる。より詳細には、凹部７３ａにフィン部材６０のＢ方向一端部を嵌挿してフィン部材６０のＢ方向他端部に凸部７４ｂを当接させるとともに固定部７５によりフィン部材６０のＢ方向他端部のＡ方向両側を固定し、又は凹部７４ａにフィン部材６０のＢ方向一端部を嵌挿してフィン部材６０のＢ方向他端部に凸部７３ｂを当接させるとともに固定部７５によりフィン部材６０のＢ方向他端部のＡ方向両側を固定することにより、フィン部材６０をより確実に保持することができる。
【００５６】
上記のように、この変更例では、隣り合うフィン部材６０の間に固定部７５が位置するように構成されているため、各フィン部材６０が隣り合うフィン部材６０の間に固定部７５の幅Ｌ６だけ間隔をおいて配置されるようになっている。これにより、図１３に示すように、隣り合うフィン部材６０の間に冷媒の流路（スリット）６６を確保することができる。したがって、上記第二実施例で得られる効果に加え、固定部７５により確実にフィン部材６０を保持することができるため、フィン部材６０の傾きを確実に防止して、冷媒の流路６６を確実に確保することができる。
【００５７】
また、凹凸部７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ及び固定部７５の形状を変更することにより、隣り合うフィン部材６０間におけるフィン位置のずれ度合いだけでなく冷媒の流路６６の幅も容易に変更することができる。具体的には、凹部７３ａ，７４ａの深さ、凸部７３ｂ，７４ｂの高さ（凹部底面からの距離）及び固定部７５の幅Ｌ５を変更するだけで、隣り合うフィン部材６０間におけるフィン位置をＡ方向及びＢ方向のいずれにも自由にずらすことができる。
【００５８】
なお、上記した実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
例えば、上記した実施形態では、半導体素子に対し本発明を適用した場合を示したが、これに限られることなく、冷却効果を必要とする様々な微細部品に対して本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第一実施形態に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す熱交換器の内部を下方から見上げた平面図である。
【図３】同熱交換器のフィン部材を示す斜視図である。
【図４】同熱交換器のフレームに備わる型枠を示す平面図である。
【図５】同型枠を示す部分拡大図である。
【図６】図２に示す熱交換器における、（ａ）がＶＩ（ａ）−ＶＩ（ａ）断面図、（ｂ）がＶＩ（ｂ）−ＶＩ（ｂ）断面図である。
【図７】フィン部材の製造工程を示す説明図である。
【図８】第二実施形態に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示す熱交換器の内部を下方から見上げた平面図である。
【図１０】同熱交換器のフィン部材を示す斜視図である。
【図１１】同熱交換器のフレームに備わる型枠を示す平面図である。
【図１２】同型枠を示す部分拡大図である。
【図１３】第二実施形態の変更例に係る熱交換器の内部を下方から見上げた平面図である。
【図１４】同変更例に係る熱交換器のフレームに備わる型枠を示す平面図である。
【図１５】同型枠を示す部分拡大図である。
【図１６】境界層の形成の様子を示す説明図である。
【図１７】オフセット配置時における冷媒の流れる様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    熱交換器［第一実施形態］
２０    フィン部材
２１    ベース
２２    フィン
２５    流路
３０    フレーム
３３ａ  凹部
３３ｂ  凸部
３４ａ  凹部
３４ｂ  凸部
Ａ    冷却水の流れ方向
Ｂ    Ａ方向に直交する方向
【図１】
2009260037.tif 000003
【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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【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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