散熱裝置制造方法
【專利摘要】一種散熱裝置，其設置有本體部，發熱元件熱聯接至本體部。在本體部中設置有冷卻劑通路，將發熱元件的熱量消散的冷卻劑流動通過該冷卻劑通路。形成流入通路和流出通路中的至少一者的通路形成部與本體部一體地模制。
【專利說明】散熱裝置
【技術領域】
[0001]本公開的技術涉及具有冷卻劑通路的散熱裝置，將發熱元件的熱量消散的冷卻劑流動通過該冷卻劑通路。
【背景技術】
[0002]在日本特許公開專利公報N0.2008-211147中公開的熱交換器是熱交換器的一個示例，該熱交換器冷卻諸如在被驅動時產生熱量的半導體器件之類的電子零部件。
[0003]在日本特許公開專利公報N0.2008-211147中公開的熱交換器具有一對板。在每塊板的除了板的周緣部之外的整個部分中形成有凹部。在所述一對板中的每個板的周緣部的一部分中形成有將凹部與每塊板的邊緣連通的、具有半圓形截面的槽部。所述一對板疊置為使得槽部彼此面對，出入口管一冷卻劑流動通過該出入口管一配裝至介于所述一對板之間的槽部中。槽部和出入口管釬焊至彼此。
【發明內容】
[0004]期望減少熱交換器的部件數量。
[0005]本公開的目的是提供一種減少部件數量的散熱裝置。
[0006]為了實現前述目的，提供了一種散熱裝置，該散熱裝置包括與發熱元件熱聯接的本體部、流入通路、流出通路以及與本體部一體地形成的流動通路形成部。本體部內包括有冷卻劑通路，將發熱元件的熱量消散的冷卻劑流動通過該冷卻劑通路。流入通路允許冷卻劑進入冷卻劑通路中。流出通路允許冷卻劑流出冷卻劑通路。流動通路形成部形成流入通路和流出通路中的至少一者。
[0007]結合附圖、通過對本發明的原理以示例的方式的說明，根據下列描述本發明的其他方面和優點將變得明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]參照目前優選的實施方式的下列描述連同附圖，可以最佳地理解本發明連同本發明的目的和優點，在附圖中:
[0009]圖1為示出根據一實施方式的逆變器裝置的立體圖；
[0010]圖2為示出根據一實施方式的、設置在圖1的逆變器裝置中的散熱裝置的分解立體圖；
[0011]圖3A為示出圖1的逆變器裝置的平面圖；
[0012]圖3B為示出圖1的逆變器裝置的側視圖；
[0013]圖4為示出圖1的逆變器外殼的截面圖；
[0014]圖5A為示出在圖2的散熱裝置中的位置確定銷的放大圖；
[0015]圖5B為沿圖5A的線5B-5B截取的、示出位置確定銷的截面圖；以及
[0016]圖6為沿圖2的線6-6截取的、示出圖2的逆變器外殼的截面圖。【具體實施方式】
[0017]下面將參照圖1至圖6對設置在根據本公開的實施方式的逆變器裝置的散熱裝置進行描述。
[0018]如圖1所示，逆變器裝置10構造成使得作為逆變器的一個部件的、諸如半導體器件(開關元件和二極管)之類的電子部件12容置在逆變器外殼11中。
[0019]如圖1和圖2所不,逆變器外殼11的殼體13設置有矩形底板14、側壁15a和15b以及側壁16a和16b。側壁15a和15b設立在底板14上的彼此面對的一對短邊上。側壁16a和16b設立在底板14上的彼此面對的一對長邊上。在側壁15a、15b、16a和16b的末端上形成有凸緣17。逆變器外殼11通過將頂板18附接至凸緣17而形成。在凸緣17中形成有多個螺紋部17a，未示出的螺栓擰入至螺紋部中以用于將頂板18固定至殼體13。在頂板18的周邊部中形成有多個通孔18a，上述螺栓插入至多個通孔18a中。在底板14的多個位置處形成有從底板14豎直地延伸的柱狀支承部19。在每個支承部19的末端面上形成有從每個支承部19的末端面豎直地延伸的圓柱狀銷20。每個銷20插入至形成在頂板18的內表面中的相對應的凹部中，該凹部未示出。銷20插入至頂板18的相對應的凹部中，使得頂板18的位置被確定，并且已插入至通孔18a中的螺栓被擰入至螺紋部17a中，使得頂板18固定至殼體13。
[0020]如圖2所示，在底板14上形成有用于對容置在逆變器外殼11中的電子部件12進行冷卻的散熱裝置31。在本實施方式中，散熱裝置31與殼體13—體地形成。在下文中，將進行詳細說明。
[0021]在底板14上設立有在平面圖中呈U形的外殼33。在外殼33的內部中形成有U形凹部32。散熱裝置31的外殼33形成在殼體13 (底板14)的一部分上，并且殼體13用作散熱裝置31的外殼33。
[0022]凹部32形成為使得凹部32從彼此面對的一對側壁15a、15b中的一個(即側壁15a)向一對側壁15a、15b中的另一個(即側壁15b)延伸，并且在到達側壁15b之前朝向側壁15a折返。在凹部32中形成有從底板14豎直地延伸的多個板翅片34。翅片34沿側壁15a和側壁15b面對彼此的方向延伸。
[0023]如圖6所示，翅片34與散熱裝置31的外殼33 —體地模制。
[0024]如圖2所示，在底板14中的凹部32的周邊部的多個位置處形成有螺紋部35，螺栓BI擰入至螺紋部35中。此外，在底板14中的凹部32的周邊部的兩個位置處形成有從底板14的外表面豎直地延伸的銷36。
[0025]覆蓋凹部32的板蓋構件37附接至底板14。通過外殼33和蓋構件37形成了冷卻劑流動通過的冷卻劑通路38。在本實施方式中散熱裝置31的本體部39設置有外殼33和蓋構件37。
[0026]在蓋構件37的周邊部的多個位置處形成有通孔40，用于將蓋構件37固定至底板14的螺栓BI插入至通孔40中。此外，在蓋構件37的周邊部的兩個位置處形成有通孔41，銷36插入至通孔41中。蓋構件37通過將銷36插入至形成在蓋構件37中的通孔41并且將螺栓BI擰入至螺紋部35中而附接至底板14。因此，銷36用作確定蓋構件37對于底板14—即外殼33—的位置的位置確定銷。[0027]如圖5A和圖5B所示，銷36——該銷36在蓋構件37附接至散熱裝置31的外殼33時確定蓋構件37的位置——與散熱裝置31的外殼33 —體地模制。類似地，位置確定銷20——該位置確定銷20在頂板18附接至殼體13時確定頂板18的位置——與殼體13 —體地模制。
[0028]如圖2所示，作為流動通路形成部的筒形流入通路形成部42與側壁15a —體地模制。在流入通路形成部42中形成有流入通路51。流入通路51與冷卻劑通路38的入口連通。類似地，作為流動通路形成部的流出通路形成部43與側壁15a—體地模制。在流出通路形成部43中形成有流出通路52。流出通路52與冷卻劑通路38的出口連通。
[0029]如圖3A和圖3B所示，冷卻劑供給源通過諸如軟管之類的管狀構件44被連接至流入通路形成部42和流出通路形成部43。從冷卻劑供給源供給的冷卻劑通過流入通路51流動至冷卻劑通路38，并且通過流出通路52從冷卻劑通路38排出。
[0030]如圖4所示，流入通路形成部42與散熱裝置31的外殼33 —體地模制。類似地，流出通路形成部43與散熱裝置31的外殼33 (殼體13) —體地模制。
[0031]如上文所描述的，散熱裝置31的外殼33、流入通路形成部42、流出通路形成部43、銷20和銷36以及翅片34 —體地模制在殼體13中。
[0032]殼體13為一體模制的鑄件。即，殼體13通過將熔融的金屬材料(比如鋁)流動至按照殼體I的形狀所形成的模具中并且使金屬材料凝固而制造。殼體13通過從模具中拔出殼體13而獲得，在殼體13中，散熱裝置31的外殼33、流入通路形成部42、流出通路形成部43、銷20和銷36以及翅片34 —體地形成。措詞“一體地模制”指的是散熱裝置31的本體部39、流入通路形成部42以及流出通路形成部43為同一構件的事實。該措詞不包括例如通過釬焊材料而一體地接合的多個構件。
[0033]如圖3A所示，冷卻劑通路38的頂部與用于作為外殼33中發熱體的電子部件12的安裝區域相對應。電子部件12安裝在該區域上。每個電子部件12信號連接至容置在殼體13中的控制板45。電子部件12由形成有控制裝置的控制板45來控制，該控制裝置未示出。
[0034]接下來，將描述根據本實施方式的散熱裝置31的操作。
[0035]當電子部件12產生熱量并且冷卻劑從流入通路51流動至冷卻劑通路38時，電子部件12經由本體部39將熱量傳遞至冷卻劑。電子部件12由冷卻劑冷卻。已經穿過冷卻劑通路38的冷卻劑從冷卻劑通路38通過流出通路52排出。
[0036]上文所描述的實施方式具有下列優點。
[0037](I)散熱裝置31的外殼33與流入通路形成部42以及流出通路形成部43 —體地模制。因此，由于流入通路形成部42以及流出通路形成部43與本體部39 (外殼33)同時地形成，因而沒有必要單獨地準備用于形成流入通路51和流出通路52的構件。因此，減少了散熱裝置31的部件的數量。
[0038](2)銷36——該銷36確定蓋構件37的附接至散熱裝置31的外殼33的位置——與散熱裝置31的外殼33—體地模制。因此，沒有必要與外殼33分開地準備的位置確定銷36。因此，減少了散熱裝置31的部件的數量。
[0039](3)在冷卻劑通路38的內部中突出的翅片34與散熱裝置31的外殼33 —體地模制。因此，沒有必要與外殼33分開地準備翅片34。因此，減少了散熱裝置31的部件的數量。
[0040](4)殼體13通過鑄造而制造。由于鑄造是一種熔融的金屬材料流入至模具中的方法，因而該方法在殼體13的大規模生產方面是優異的。
[0041](5)銷20——該銷20確定頂板18的附接至殼體13的位置——與殼體13 —體地模制。因此，沒有必要與殼體13分開地準備銷20，從而減少了部件的數量。
[0042](6)例如，如在日本特許公開專利公報N0.2008-211147中公開的熱交換器中，當散熱裝置通過將出入口管釬焊在一對板之間而構造時，密封構件置于出入口管與一對板之間的接合面處以確保在出入口管與一對板之間的密封性能。在本實施方式的散熱裝置31中，由于散熱裝置31的外殼33與流入通路形成部42以及流出通路形成部43 —體地模制，因而在外殼33、流入通路形成部42以及流出通路形成部43之間不存在接合面。因此，沒有必要設置密封構件。因此，沒有必要在散熱裝置31的外殼33、流入通路形成部42、流出通路形成部43之間設置確保外殼33、流入通路形成部42以流出通路形成部43之間密封性能的密封構件，從而減少了部件的數量。
[0043](7)如在日本特許公開專利公報N0.2008-211147中公開的熱交換器中，當出入口管釬焊至一對板時，在將出入口管設置在一對板的凹部上的步驟中、以及在出入口管設置在一對板的凹部上之后將釬焊材料熔融的步驟中會導致出入口管的位置移動。當釬焊在導致了出入口管的位置移動的情況下來執行時，易于導致不良接合，從而降低了熱交換器的接合可靠性。在本實施方式的散熱裝置31中，因為流入通路形成部42以及流出通路形成部43與外殼33 —體地模制，因此不會導致流入通路形成部42和流出通路形成部43的位置移動。
[0044](8)由于與在日本特許公開專利公報N0.2008-211147中公開的熱交換器不同，因而沒有必要將出入口管釬焊至板，因此省略了將流入通路形成部42和流出通路形成部43釬焊的步驟。
[0045](9)當銷20未一體地模制時，銷被壓配合至形成在要被設置在殼體13中的支承部19中的孔中。在本實施方式的散熱裝置31中，由于銷20與殼體13 —體地模制，因而對銷進行壓配合的步驟變得沒有必要。
[0046]本實施方式可以進行如下修改。
[0047]在實施方式中，與逆變器外殼11的殼體13 —體地模制的散熱裝置31用作散熱裝置31。散熱裝置31不限于此。散熱裝置31的本體部39、流入通路形成部42、流出通路形成部43可以一體地模制。沒有必要將這些元件與諸如殼體13之類的其他構件一體地模制。
[0048]殼體13 (散熱裝置31的外殼33、流入通路形成部42以及流出通路形成部43)可以是通過切削而制造的切削加工件。在這種情況下，與鑄造的情況不同，沒有必要從模具中拔出殼體13。因此，殼體13被制造，即使在殼體13包括復雜形狀的情況下亦能夠制造殼體13。例如，流入通路形成部42和流出通路形成部43可以是折曲狀的。
[0049]殼體13 (散熱裝置31的外殼33、流入通路形成部42以及流出通路形成部43)可以通過鍛造而制造的鍛件。
[0050]流入通路形成部42以及流出通路形成部43中的僅一者可以與散熱裝置31的外殼33 —體地模制。
[0051]沒有必要將位置確定銷36與殼體13 —體地模制。[0052]沒有必要將翅片34與殼體13 —體地模制。
[0053]翅片34可以與蓋構件37 —體地模制。
[0054]因此，本示例和實施方式被認為是說明性的而非限制性的，本發明不限于已在文中給出的細節，但可以在所附權利要求的范圍和等同方案內進行修改。
【權利要求】
1.一種散熱裝置，包括: 本體部，所述本體部與發熱元件熱聯接，其中，所述本體部內包括有冷卻劑通路，將所述發熱元件的熱量消散的冷卻劑流動通過所述冷卻劑通路； 流入通路，所述流入通路允許所述冷卻劑進入所述冷卻劑通路中； 流出通路，所述流出通路允許所述冷卻劑流出所述冷卻劑通路；以及 流動通路形成部,所述流動通路形成部與所述本體部一體地形成,其中,所述流動通路形成部形成所述流入通路和所述流出通路中的至少一者。
2.根據權利要求1所述的散熱裝置，其中 所述本體部包括外殼和蓋構件，所述外殼包括凹部，所述蓋構件在所述蓋構件覆蓋所述凹部以與所述外殼形成所述冷卻劑通路的狀態下附接至所述外殼，以及 所述散熱裝置還包括位置確定銷，所述位置確定銷與所述外殼一體地形成以確定所述蓋構件相對于所述外殼的位置。
3.根據權利要求1所述的散熱裝置，還包括翅片，所述翅片與所述本體部一體地模制并且設置在所述冷卻劑通路的內部。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的散熱裝置，其中，所述本體部和所述流動通路形成部為鑄件。
5.根據權利要求1至3中的任一項所述的散熱裝置，其中，所述本體部和所述流動通路形成部為切削加工件。
6.根據權利要求1至3中的任一項所述的散熱裝置，其中，所述本體部和所述流動通路形成部為鍛件。
【文檔編號】H01L23/473GK103715157SQ201310456301
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2012年10月4日
【發明者】小島寬之, 若井一浩, 吉田義治, 室屋俊世, 增井良光, 今井智一, 瀧本智英 申請人:株式會社豐田自動織機, 東海精機株式會社