JP4996284B2 - 熱交換器のパイプ取付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、主として水冷ヒートシンクとして用いられる熱交換器のパイプ取付け構造に関する。

パワートランジスター等の発熱量の大きな電子部品または電子機器を冷却する水冷ヒートシンクとして、皿状に形成された一対のプレートとその端部に設けられた一対の冷却水出入口パイプとを有するものが知られている。この一対のプレートは、プレス成形加工により周縁部を残して全体に浅い凹部が形成されると共に、その周縁部の一部に凹部とその縁とを連通する断面半円形の溝部が形成されている。そして凹部にはインナーフィンが介装され、溝部には図６に示す如く、出入口パイプ５が嵌着され、各部品間がろう材により一体にろう付け固定されるものである。

このように、従来の熱交換器のパイプ取付け構造は、一対のプレート４の縁部に設けた溝部３に出入口パイプ５が嵌着し、両者間が一体にろう付け固定されるものである。ところが、このプレート４はプレス成形により加工されるものであるため、溝部３の上縁はその縁に沿ってＲが形成される。そして一対のプレート４を重ね合わせたとき、溝部３の重ねあわせ部に沿って小さな楔状の隙間13が形成される。そのため、出入口パイプ５と溝部３の重ね合わせ部に断面三角形の隙間が生じ、ろう付け時にその隙間からろう材が外部に流出し、出入口パイプ５と溝部３との液密性を確保できないことがあった。

そこで本出願人は、既に特願２００６−２２１４４８号記載のパイプ取付構造を提案している。これは出入口パイプ５の先端よりに環状の凸状を形成し、それに整合して一対のプレート４に弧状スリットを設け、その弧状スリットに凸状を嵌着してろう付け固定するものである。これにより、出入口パイプ５と溝部３との液密性は保てることが判った。

特開昭６３−２２３４９８号公報

しかしながら、上記提案の構造でも、プレート４の溝部３の縁からろう材が流出することは防げなかった。それと共に、パイプ取付け部のバランスが悪く、不体裁になる欠点があった。
そこで、本発明は係る欠点を全て取り除くことを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、プレス加工により、周縁部を残して全体に浅い凹部(1)が形成されると共に、前記周縁部の一部に前記凹部(1)と前記周縁部の縁(2)とを連通する断面半円状の溝部(3)が形成された互いに整合する一対のプレート(4)を有し、
それぞれの前記凹部(1)および前記溝部(3)を対向して前記両プレート(4)が重ね合わされ且つ、前記溝部(3)に出入口パイプ(5)が嵌着されて、それら各部品の各接触部間が互いに液密にろう付け固定されてなる熱交換器において、
前記出入口パイプ(5)の外周に環状の第１突条(6)が形成され、前記第１突条(6)が前記溝部(3)の縁の全周に接するように構成され、
一対の前記プレート(4)は、その内表面に予めろう材が被覆されたクラッド材が用いられ、前記出入口パイプ(5)は、その外面に前記出入口パイプ(5)の先端と前記第１突条(6)との間で、環状の第２突条(7)が形成され、
前記第２突条(7)に整合して、前記一対のプレート(4)の前記溝部(3)に弧状スリット(8)が設けられ、
前記弧状スリット(8)の長手方向両端は、一対の前記プレート(4)の平坦部まで達し、
前記弧状スリット(8)に前記第２突条(7)が嵌着して、ろう付け固定された熱交換器のパイプ取付け構造。

本発明の熱交換器のパイプ取付け構造は、出入口パイプ５の環状の第１突条(6)が各プレート４の溝部３の縁の全周に接して、それら各部品の接触部間が互いに液密にろう付け固定されたものである。そのため、出入口パイプ５の外周と一対のプレート４の溝部３どうしの突合せ部に生じる隙間を、その端で第１突条６により閉塞し、出入口パイプ５の外周と溝部３との液密性を確保しうる。そして、溝部３の縁からろう材が外部に流出することをその第１突条６によって防止し、出入口パイプ５周縁の体裁がよく、ろう付けの信頼性を向上できる。

さらに、第２突条７を溝部３の弧状スリット８に嵌着してろう付け固定したので、さらに出入口パイプ５と溝部３との液密性を向上させ、信頼性の高い熱交換器のパイプ取付け構造を提供できる。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器の要部分解斜視図であり、図２は同組立て状態を示す斜視図、図３は図２におけるIII−III矢視断面図、図４は図３におけるIV−IV矢視断面図、図５は同熱交換器の平面略図である。
この熱交換器は水冷ヒートシンクとして用いるものであり、一対のプレート４と両プレート４間に介装されるインナーフィン11および出入口パイプ５を具備する。プレート４は、プレス金型により成形加工され、周縁部を残して全体に浅い凹部１が形成されると共に、そのプレート４の幅方向の両側に、凹部１と縁２とを連通する断面半円状の溝部３が図５の如く一対形成されている。そしてその長手方向中央部には、凹部１の存在しない仕切部15が設けられている。なお、一対の溝部３をプレートの長手方向の両端部に配置してもよい。その場合には上記仕切部は不要である。

一対のプレート４は、互いに整合する形状を有する。溝部３は、その先端部と凹部１との間の高さを次第に減少する斜面12が設けられていると共に、その溝部３の中間部には弧状スリット８が形成されている。また、下側のプレート４の縁の適宜位置に複数の係止用爪10が立ち上げられ、それに整合した上側のプレート４に複数の欠切部９が形成されている。
各プレート４の内部に挿入されるインナーフィン11は、その高さが各プレート４の凹部１の深さの２倍に形成され且つ、その長さは各凹部１の長さより僅かに小に形成されている。この例では、２つのインナーフィン11が各凹部１に嵌着される。
なお、プレート４の形状は図５の形状に限らず、適宜設計変更できる。

次に、出入口パイプ５はその断面外周が溝部３の内周に整合する。それと共に、出入口パイプ５の先端部に第２突条７が膨出され、その第２突条７がプレート４の弧状スリット８に整合する。そして第２突条７から所定距離隔てて、第１突条６が出入口パイプ５に膨出されている。この第２突条７と第１突条６との間隔は、プレート４の弧状スリット８と縁２との間隔に整合する。
このようにしてなるプレート４の凹部１にインナーフィン11が配置されると共に、溝部３に出入口パイプ５が嵌着する。そして、溝部３の弧状スリット８に第２突条７が嵌着し且つ、第１突条６が溝部３の縁に接触した状態で一対のプレート４が図２の如く組み立てられる。なお、各プレート４の内面には予めろう材が被覆されたクラッド材が用いられる。

プレート４の一例としては、アルミニュームのクラッド材を用いることができる。なお、クラッド材の代わりに箔状のろう材または粉状のろう材を用いても良い。その場合には、プレート４としてステンレス鋼板等を用いることができる。各部品が組み立てられると、プレート４に設けられた係止用爪10がカシメられて、その組立て状態が保持される。そして全体が高温の炉内に挿入され、被覆されたろう材により各部品間が液密にろう付け固定される。このとき溝部３と出入口パイプ５の外周との間には、図４に示す隙間13が形成される。しかし、その縁は第１突条６により閉塞されるため、その閉塞部にろうフィレット17が形成され、それが外部に流出することがない。同様に弧状スリット８と第２突条７との間においても、第２突条７が前記隙間を閉塞しそこにろうフィレットが形成されるため、それが外部に流出することがない。

このようにしてなるヒートシンク用の熱交換器は、図５の如く、一方の出入口パイプ５から冷却水16（または他の冷媒）が熱交換器14の内部に入り、それが仕切部15の回りをＵ字状に流通して他方の出入口パイプ５より流出する。そして、熱交換器14の外面に取付けられる図示しない電子部品が冷却水16を介して冷却され、暖められた冷却水16は図示しない他の熱交換器によって冷却され、再び一方の出入口パイプ５から熱交換器14内に流入して循環する。

本発明の熱交換器の要部分解斜視図。 同熱交換器の組立て状態を示す要部斜視図。 図２におけるIII−III矢視断面図。

図３におけるIV−IV矢視断面図。 同熱交換器の平面略図。 従来型熱交換器のパイプ取付け構造の要部分解斜視図。

符号の説明

１ 凹部
２ 縁
３ 溝部
４ プレート
５ 出入口パイプ
６ 第１突条
７ 第２突条
８ 弧状スリット

９ 欠切部
10 係止用爪
11 インナーフィン
12 斜面
13 隙間
14 熱交換器
15 仕切部
16 冷却水
17 ろうフィレット

Claims (1)

1. プレス加工により、周縁部を残して全体に浅い凹部(1)が形成されると共に、前記周縁部の一部に前記凹部(1)と前記周縁部の縁(2)とを連通する断面半円状の溝部(3)が形成された互いに整合する一対のプレート(4)を有し、
   それぞれの前記凹部(1)および前記溝部(3)を対向して前記両プレート(4)が重ね合わされ且つ、前記溝部(3)に出入口パイプ(5)が嵌着されて、それら各部品の各接触部間が互いに液密にろう付け固定されてなる熱交換器において、
   前記出入口パイプ(5)の外周に環状の第１突条(6)が形成され、前記第１突条(6)が前記溝部(3)の縁の全周に接するように構成され、
   一対の前記プレート(4)は、その内表面に予めろう材が被覆されたクラッド材が用いられ、前記出入口パイプ(5)は、その外面に前記出入口パイプ(5)の先端と前記第１突条(6)との間で、環状の第２突条(7)が形成され、
   前記第２突条(7)に整合して、前記一対のプレート(4)の前記溝部(3)に弧状スリット(8)が設けられ、
   前記弧状スリット(8)の長手方向両端は、一対の前記プレート(4)の平坦部まで達し、
   前記弧状スリット(8)に前記第２突条(7)が嵌着して、ろう付け固定された熱交換器のパイプ取付け構造。

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