層疊型冷卻器的制造方法
【專利說明】層疊型冷卻器
[0001 ]相關申請的相互參照
[0002]本發明基于2013年8月30日申請的日本申請2013-178800號與2013年11月27日申請的日本申請2013-244981號，在此援引其記載內容。
技術領域
[0003]本發明涉及流通熱介質的流路管與熱交換對象物體交替層疊的層疊型冷卻器。
【背景技術】
[0004]在混合動力汽車、電動汽車中使用直流轉換器等電力變換裝置。電力變換裝置具有內置了開關元件等半導體元件的半導體模塊與冷卻器，該冷卻器具有用于冷卻半導體模塊的熱交換部。作為電力變換裝置所使用的冷卻器，例如有專利文獻I所示的結構。
[0005]在專利文獻I中公開了一種具備冷卻器的電力變換裝置，該冷卻器具有由多個冷卻管構成的熱交換部。在熱交換部中，多個半導體模塊與多個冷卻管交替層疊，能夠通過與在形成于冷卻管內的制冷劑流路內流通的制冷劑進行熱交換來進行冷卻。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I日本特開2011-228580號公報
[0009]然而，在專利文獻I所示的冷卻器中有以下的課題。在電力變換裝置中，期望小型化，在冷卻器中也尋求占據容積的大半的熱交換部的小型化。為了使熱交換部小型化，需要使配置于熱交換部中層疊方向的一端的前端冷卻管與連接于前端冷卻管且使制冷劑在制冷劑流路內流通的制冷劑導入管及制冷劑排出管的連接部小徑化。在該情況下，在制冷劑導入管及制冷劑排出管施加外力時，應力容易集中在連接部。因此，前端冷卻管的應力變大而容易產生變形。
[0010]在以往，已知一種層疊型冷卻器(例如參照專利文獻I)，其使熱介質流通的流路管與構成熱交換對象物體的電子部件交替層疊，使熱介質與電子部件進行熱交換來冷卻電子部件。
[0011]另外，在各個相鄰的流路管設置有向層疊方向突出的突出管部，通過接合各流路管的突出管部彼此使各流路管彼此連通。
[0012]在該專利文獻I中提出了一種技術，在為了促進熱介質與電子部件之間的熱交換而在流路管的內部設置有內翅片(波紋散熱片)的層疊型冷卻器中，抑制流路管內部的內翅片的位置偏移。
[0013]然而，在這種層疊型冷卻器中，為了使電子部件與流路管緊貼，在形成于流路管彼此之間的間隙配置有電子部件的狀態下，在層疊方向上施加壓縮負載，由流路管的兩面夾持電子部件。此時，在流路管中，突出管部的根部由于按壓力而向內側變形，從而使電子部件與流路管緊貼。
[0014]在此，圖26是迄今為止使用的流路管80的俯視圖。如圖26所示，流路管80的長度方向的周緣部為圓弧狀，在從該周緣部隔開一定的距離的部位設置有突出管部81。具體而言，在流路管80以其長度方向的周緣部的圓弧中心與突出管部81的截面中心一致的方式設置突出管部81。另外，在流路管80的一對突出管部81之間延伸的扁平面為使熱介質與電子部件進行熱交換的熱交換區域82。
[0015]在這樣構成的結構的流路管80中，包圍突出管部81的根部的區域為承受層疊方向的壓縮負載的區域。在包圍該突出管部81的根部的區域中的從流路管80的長度方向的周緣部到突出管部81為止的距離較短的半圓狀的區域83施加有因層疊方向的壓縮負載而導致突出管部81的根部變形時最強的負荷。進一步，在前述的半圓狀的區域83中，因振動等導致從多方向作用負荷時，有容易產生疲勞損壞等的傾向。
[0016]對此，本發明者們為了謀求流路管90的耐久性的提高而進行了銳意討論。其結果，如圖27所示，提出了一種結構，使從流路管90的長度方向的周緣部到突出管部91為止的距離變長，使承受層疊方向的壓縮負載的區域擴大，從而實現流路管91的耐久性的提高。
[0017]然而，若采用圖27所示的流路管90，則流路管90中的使熱介質與電子部件進行熱交換的熱交換區域92會變窄。即，在采用圖27所示的流路管90的情況下，為了確保與圖27所示的流路管80的熱交換區域82同等的熱交換區域92，需要增大流路管90的長度方向的體格。
【發明內容】
[0018]本發明是鑒于該背景而完成的，其目的在于提供一種層疊型冷卻器，能夠抑制在制冷劑導入管及制冷劑排出管施加外力時的變形且能夠小型化。另外，其目的在于提供一種層疊型冷卻器，不使流路管的長度方向的體格變大，就能夠確保熱交換對象物體與熱介質的熱交換區域及實現流路管的耐久性的提高。
[0019]本發明的第一方式是一種層疊型冷卻器，其特點在于，具備:層疊的多個流路管，該多個流路管具有扁平形狀，并且形成有在內部流通熱介質的介質流路;熱交換對象物體，該熱交換對象物體配置于相鄰的所述流路管彼此之間，且被所述流路管的扁平面夾持；以及突出管部，該突出管部連接于至少一個所述流路管，且向所述流路管的層疊方向突出，該層疊型冷卻器還具有負荷抑制部，與施加在流路管的其他部位的負荷相比該負荷抑制部抑制施加在所述突出管部與所述流路管的連接部位的負荷。
[0020]本發明的第二方式是一種層疊型冷卻器，其特點在于，具備:熱交換部，該熱交換部使具有使制冷劑流通的制冷劑流路的多個冷卻管以連接相鄰的該冷卻管彼此且在兩者之間形成有用于配置發熱部件的配置空隙的方式并排配置而成；向上述制冷劑流路導入制冷劑的制冷劑導入管；以及從上述制冷劑流路排出制冷劑的制冷劑排出管，上述制冷劑導入管及上述制冷劑排出管具備剛性提高部，該剛性提高部從上述多個冷卻管中的配置于前端的前端冷卻管向上述排列方向伸出，使該前端冷卻管的剛性提高，該前端是該多個冷卻管的排列方向上的一端。
[0021]上述層疊型冷卻器具備使上述前端冷卻管的剛性提高的剛性提高部。因此，在對上述制冷劑導入管及上述制冷劑排出管施加外力時，能夠防止在上述前端冷卻管產生變形。由此，即使為了謀求上述熱交換部的小型化，在使與上述制冷劑導入管及上述制冷劑排出管的上述前端冷卻管的連接部小徑化時，也能夠防止上述前端冷卻管的變形。由此，能夠抑制在對上述制冷劑導入管及上述制冷劑排出管施加外力時的變形且能夠謀求上述層疊型冷卻器的小型化。
[0022]如上所述，根據上述層疊型冷卻器，抑制在對制冷劑導入管及制冷劑排出管施加外力時的變形且能夠小型化。
[0023]本發明的層疊型冷卻器具備多個流路管與熱交換對象物體，其中，多個流路管設置有熱介質流通的介質流路且形成為扁平形狀，熱交換對象物體配置在形成于相鄰的流路管之間的間隙，并與熱介質進行熱交換。
[0024]為了達成上述目的，第三方式的特點在于，流路管及熱交換對象物體以在相鄰的流路管中的沿長度方向延伸的扁平面夾持熱交換對象物體的方式層疊配置，多個流路管具有在層疊方向開口且向層疊方向突出的筒狀的突出管部及形成突出管部的根部且因在層疊方向上作用的壓縮負載而變形的變形部位，從流路管中的寬度方向的周緣部到突出管部為止的最短距離比從流路管中的長度方向的周緣部到突出管部為止的最短距離長。
[0025]由此，能夠使從流路管中的寬度方向的周緣部到突出管部為止的區域，即承受在層疊方向上作用的壓縮負載的區域擴大。此時，無需使從流路管中的長度方向的周緣部到突出管部為止的區域擴大，因此能夠確保流路管中的長度方向上延伸的扁平面，即，使熱交換對象物體與熱介質進行熱交換的熱交換區域。
[0026]因此，根據本方式，不使流路管中的長度方向的體格擴大，就能夠確保熱交換對象物體與熱介質的熱交換區域及實現流路管的耐久性的提高。
[0027]另外，第四方式的特點在于，從突出管部的與層疊方向正交的方向的截面中心到流路管中的長度方向的周緣部為止的最短距離比流路管中的沿長度方向延伸的一對周緣部的寬度方向長度的一半短。
[0028]由此，通過使突出管部以其截面中心向長度方向的周緣部側靠近的方式偏心，從而能夠充分確保流路管中的長度方向上延伸的扁平面(熱交換區域)。
【附圖說明】
[0029]參照附圖并根據下述詳細的記載，使本發明的上述目的及其他的目的、特點、優點變得更加明確。該附圖為:
[0030]圖1是表示實施例1的具有層疊型冷卻器的電力變換裝置的說明圖。
[0031]圖2是圖1的I1-1I箭頭剖視圖。
[0032]圖3是實施例1的層疊型冷卻器的部分剖視圖(相當于圖2的II1-1II箭頭剖面)。
[0033]圖4是表不實施例1的增強板的說明圖。
[0034]圖5是圖4的V箭頭圖。
[0035]圖6是表示實施例2的層疊型冷卻器的說明圖。
[0036]圖7是表示實施例3的層疊型冷卻器的局部剖視圖。
[0037]圖8是表示實施例4的層疊型冷卻器的局部剖視圖。
[0038]圖9是實施例5的層疊型冷卻器的正視圖。
[0039]圖10是圖9的X-X剖視圖。
[0040]圖11是圖10的X1-XI剖視圖。
[0041]圖12是圖10的XII方向上的流路管的箭頭圖。
[0042]圖13是實施例5的在層疊方向施加壓縮負載時的層疊型冷卻器的正視圖。
[0043]圖14是表示實施例5的流路管的長度方向端部的主要部分的俯視圖。
[0044]圖15是圖14的XV-XV剖視圖。
[0045]圖16是圖14的XV1-XVI剖視圖。
[0046]圖17是用于對實施例5的流路管的作用效果進行說明的說明圖。
[0047]圖18是表示實施例5的流路管的熱介質的流動方式的圖。
[0048]圖19是表示比較例的流路管的熱介質的流動方式的圖。
[0049]圖20是表示實施例5的流路管的熱介質的流動方式的圖。
[0050]圖21是表示比較例的流路管的熱介質的流動方式的圖。
[0051]圖22是表示實施例5的流路管的配置了焊料的區域的俯視圖。
[0052]圖23是實施例6的流路管的俯視圖。
[0053]圖24是變形例(I)的流路管的俯視圖。
[0054]圖25是變形例(2)的流路管的俯視圖。
[0055]圖26是用于對課題進行說明的說明圖。
[0056]圖27是用于對課題進行說明的說明圖。
【具體實施方式】
[0057]以下，參照附圖對實施方式進行說明。另外，在以下的各實施方式中，有對與在先前的實施方式中進行了說明的事項相同或等同的部分標記相同的參照符號而省略其說明的情況。另外，在各實施方式中，在僅對結構要素的一部分進行說明的情況下，能夠對結構要素的其他部分適用在先前的實施方式中進行了說明的結構要素。
[0058]在上述層疊型冷卻器中，上述熱交換部也可以具有:上述前端冷卻管;配置于上述排列方向上的后端的后端冷卻管；以及配置于上述前端冷卻管與上述后端冷卻管之間的中間冷卻管，上述前端冷卻管的剛性比上述中間冷卻管的剛性大。在該情況下，能夠抑制中間冷卻管的重量及材料費的增大。由此，能夠實現上述層疊型冷卻器的輕量化及成本降低，且可靠地防止變形。
[0059]另外，上述前端冷卻管的剛性也可以比上述后端冷卻管的剛