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JP6636397B2 - Cooling fin structure - Google Patents
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Description

この発明は、冷却フィン構造に関し、さらに詳しくは千鳥状に配置される柱状フィンを有する冷却フィン構造に関する。   The present invention relates to a cooling fin structure, and more particularly to a cooling fin structure having columnar fins arranged in a staggered manner.

従来の冷却フィン構造に関して、特許文献1には、電子機器の冷却を目的とした横断面円形のピンフィンを備えた冷却フィン構造が開示されている。   Regarding a conventional cooling fin structure, Patent Literature 1 discloses a cooling fin structure provided with a pin fin having a circular cross section for cooling an electronic device.

上述の特許文献に開示されるように、発熱を伴う各種電子機器を冷却するために、冷媒通路上にピンフィンを配置した冷却器が利用されている。しかし、近年の電子機器小型化に伴い、電子機器の熱流束が増加し、冷却器のさらなる高性能化が求められている。そこで、冷却器に配置される冷却フィン構造の高性能化が必要となる。   As disclosed in the above-mentioned patent documents, a cooler having pin fins disposed on a refrigerant passage is used to cool various electronic devices that generate heat. However, with the recent miniaturization of electronic devices, the heat flux of the electronic devices has increased, and there has been a demand for higher performance of coolers. Therefore, it is necessary to improve the performance of the cooling fin structure arranged in the cooler.

特開2013−123038号公報JP 2013-123038 A

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、柱状フィンが千鳥状に配置される冷却フィン構造において、柱状フィンから冷媒への熱伝達の効率を向上させることである。   An object of the present invention is to solve the above-described problem, and to improve the efficiency of heat transfer from the columnar fins to the refrigerant in the cooling fin structure in which the columnar fins are arranged in a staggered manner.

本発明は、上記目的を達成するために以下の様態からなる。   The present invention has the following aspects in order to achieve the above object.

1)電子機器の冷却器に用いられる冷却フィン構造であって、冷媒が流れる冷媒通路に千鳥状に配置される複数の柱状フィンを備え、前記柱状フィンは、外側に凸となった1つの凸円弧と、内側に凹となった2つの凹円弧とから成る扇状断面形状を有し、前記柱状フィンの凹円弧は、その柱状フィンから凹円弧側の斜め方向に隣り合って配置される柱状フィンの凸円弧の中心点を中心とした円周上に位置している冷却フィン構造。   1) A cooling fin structure used for a cooler of an electronic device, comprising: a plurality of columnar fins arranged in a staggered manner in a refrigerant passage through which a refrigerant flows, wherein the columnar fins have one convex shape that is convex outward. The cylindrical fin has a fan-shaped cross-sectional shape composed of an arc and two concave arcs concaved inward, and the concave arc of the columnar fin is disposed adjacent to the columnar fin in an oblique direction on the concave arc side. The cooling fin structure located on the circumference centered on the center point of the convex arc.

2)前記凸円弧が半径Rを有し、冷媒流れに対して直交する方向に隣り合って配置される柱状フィン間の隙間がdであり、冷媒流れに対して斜め方向に隣り合って配置される柱状フィン間のピッチが、冷媒流れに対して直交する方向においてR+d/2であり、柱状フィンの凹円弧が位置する前記円周の半径がR+dである上記1)に記載の冷却フィン構造。   2) The convex arc has a radius R, the gap between the columnar fins disposed adjacent to each other in a direction orthogonal to the refrigerant flow is d, and is disposed adjacent to the refrigerant flow obliquely. The pitch between the columnar fins is R + d / 2 in a direction orthogonal to the flow of the refrigerant, and the radius of the circumference where the concave arc of the columnar fin is located is R + d. Cooling fin structure.

3)前記流れ方向に並んだ複数の柱状フィンからなるフィン列が、複数列設けられていることを特徴とする上記1)または2)記載の冷却フィン構造。   3) The cooling fin structure according to the above 1) or 2), wherein a plurality of fin rows including a plurality of columnar fins arranged in the flow direction are provided.

4)柱状フィンの断面形状が、前記冷媒流れ方向にのびかつ柱状フィンにおける前記冷媒流れと直交する方向の中心を通る中心線を軸として線対称となっている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の冷却フィン装置。   4) The cross-sectional shape of the columnar fin extends in the refrigerant flow direction and is line-symmetric with respect to a center line passing through the center of the columnar fin in a direction orthogonal to the refrigerant flow as one of the above 1) to 3). The cooling fin device according to any one of the above.

5)前記流れ方向に対して上流側に凸円弧が配置され、下流側に凹円弧が配置されている上記4)記載の冷却フィン構造。   5) The cooling fin structure according to 4) above, wherein a convex arc is arranged on an upstream side with respect to the flow direction, and a concave arc is arranged on a downstream side.

6)前記流れ方向に対して上流側に凹円弧が配置され、下流側に凸円弧が配置されている上記4)記載の冷却フィン構造。   6) The cooling fin structure according to 4) above, wherein a concave arc is arranged on an upstream side with respect to the flow direction, and a convex arc is arranged on a downstream side.

以上に説明したように、この発明に従えば、柱状フィンが千鳥状に配置される冷却フィンにおいて、冷媒流れに対して斜め方向に隣り合って配置される柱状フィン間の隙間を一定に保ったまま、冷媒流れ方向における柱状フィンの密度を高めることができる。その結果、柱状フィンから冷媒への熱伝達の効率を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, in the cooling fins in which the columnar fins are arranged in a staggered manner, the gap between the columnar fins arranged obliquely adjacent to the refrigerant flow is kept constant. As it is, the density of the columnar fins in the coolant flow direction can be increased. As a result, the efficiency of heat transfer from the columnar fins to the refrigerant can be improved.

この発明による冷却フィン構造が適用されたパワー制御ユニットの冷却器を示す一部を省略した側面図である。It is the side view which omitted a part which shows the cooler of the power control unit to which the cooling fin structure by this invention was applied. 一部を省略した図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 with a part omitted. 図2の一部分を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of FIG. この発明の他の実施形態の冷却フィン構造を示す図2相当の図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 and illustrating a cooling fin structure according to another embodiment of the present invention. 千鳥状に配置された横断面円形のピンフィンと、この発明の冷却フィン構造の柱状フィン外との発熱面あたりの熱伝達率を比較するグラフである。It is a graph which compares the heat transfer coefficient per heat generation surface between the pin fins of circular cross section arranged in a zigzag shape and the outside of the columnar fin of the cooling fin structure of the present invention.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   In the drawings referred to below, the same or corresponding members have the same reference characters allotted.

また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。   In the following description, the term “aluminum” includes an aluminum alloy in addition to pure aluminum.

本実施の形態では、本発明における冷却フィン構造が、ハイブリッド自動車に搭載されるパワー制御ユニット(PCU:Power Control Unit)の冷却器に適用される。図1は、この発明の実施の形態における冷却フィン構造が適用されたパワー制御ユニットの冷却器を示す側面図である。図2は、図1中のパワー制御ユニットの冷却器を平面的に見た場合の断面図である。図3は,図2の一部分を拡大して示す図である。
図1を参照して、パワー制御ユニット1の冷却器10には、冷却対象である複数の半導体素子12が搭載されている。複数の半導体素子12は、パワー制御ユニット10の駆動に伴って発熱する。
In the present embodiment, the cooling fin structure according to the present invention is applied to a cooler of a power control unit (PCU) mounted on a hybrid vehicle. FIG. 1 is a side view showing a cooler of a power control unit to which a cooling fin structure according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view when the cooler of the power control unit in FIG. 1 is viewed in a plan view. FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG.
Referring to FIG. 1, a plurality of semiconductor elements 12 to be cooled are mounted on a cooler 10 of a power control unit 1. The plurality of semiconductor elements 12 generate heat as the power control unit 10 is driven.

図1および図2において、パワー制御ユニット1の冷却器10は、絶縁板14、流路天板16、流路底板18および流路側壁24を備え、複数の柱状フィン20からなる冷却フィン構造を有する。   1 and 2, the cooler 10 of the power control unit 1 has a cooling fin structure including an insulating plate 14, a flow path top plate 16, a flow path bottom plate 18, and a flow path side wall 24 and including a plurality of columnar fins 20. Have.

絶縁板14は、高い電気絶縁性および熱伝導性を有する材料、たとえばセラミックスにより形成されている。絶縁板14の表面上には、複数の半導体素子12が互いに間隔をあけて接合されている。   The insulating plate 14 is formed of a material having high electrical insulation and thermal conductivity, for example, ceramics. On the surface of the insulating plate 14, a plurality of semiconductor elements 12 are joined at intervals.

流路天板16、流路底板18、流路側壁24および複数の柱状フィン20は、高い熱伝導性を有する材料により形成されている。本実施形態では、流路天板16、流路底板18、流路側壁24および複数の柱状フィン20がアルミニウムから形成されている。流路天板16、流路底板18、流路側壁24および複数の柱状フィン20は、半導体素子12で発生した熱を冷媒としての冷却水(LLC:ロングライフクーラント)に放熱するヒートシンクを構成している。   The flow path top plate 16, the flow path bottom plate 18, the flow path side walls 24, and the plurality of columnar fins 20 are formed of a material having high thermal conductivity. In the present embodiment, the channel top plate 16, the channel bottom plate 18, the channel side walls 24, and the plurality of columnar fins 20 are formed from aluminum. The channel top plate 16, the channel bottom plate 18, the channel side walls 24, and the plurality of columnar fins 20 constitute a heat sink that radiates heat generated in the semiconductor element 12 to cooling water (LLC: long life coolant) as a coolant. ing.

なお、冷却器の製造方法として、アルミダイキャストによって、複数の柱状フィン20を流路天板16もしくは流路底板18と一体に成形してもよいし、複数の柱状フィン20を単体で成形した後、これらを流路天板16および流路底板18に組み付けてもよい。あるいは、鍛造によって柱状フィン20を流路天板16および流路底板18のうちのいずれか一方に一体に成形し、同他方に接合してもよい。   As a method of manufacturing the cooler, a plurality of columnar fins 20 may be formed integrally with the channel top plate 16 or the channel bottom plate 18 by aluminum die casting, or a plurality of columnar fins 20 may be formed as a single unit. Thereafter, these may be assembled to the channel top plate 16 and the channel bottom plate 18. Alternatively, the columnar fins 20 may be formed integrally with one of the flow path top plate 16 and the flow path bottom plate 18 by forging and joined to the other.

流路天板16、流路底板18および流路側壁24が四方から組み合わされることによって、冷却水が流通する冷却水通路22が形成されている。流路天板16には、複数の半導体素子12が接合された絶縁板14が接合されている。複数の柱状フィン20は、冷却水通路22に配置されている。複数の柱状フィン20は、棒状に延伸する柱状形状を有し、互いに間隔を隔てて流路天板16と流路底板18との間に立設されている。   The cooling water passage 22 through which the cooling water flows is formed by combining the flow path top plate 16, the flow path bottom plate 18, and the flow path side wall 24 from all sides. An insulating plate 14 to which a plurality of semiconductor elements 12 are joined is joined to the channel top plate 16. The plurality of columnar fins 20 are arranged in the cooling water passage 22. The plurality of columnar fins 20 have a columnar shape extending in a rod shape, and are erected between the channel top plate 16 and the channel bottom plate 18 with an interval therebetween.

パワー制御ユニット10の駆動に伴って複数の半導体素子12が発熱する。複数の半導体素子12で発生した熱は、絶縁板14および流路天板16を通じて複数の柱状フィン20に伝わる。一方、図示しない電動ポンプによって、冷却水が冷却水通路22に供給され、図2中の矢印100に示すように一方向に流通する。この間、冷却水と複数の柱状フィン20との間で熱交換が行なわれることによって、複数の半導体素子12で発生した熱が放熱される。   The plurality of semiconductor elements 12 generate heat as the power control unit 10 is driven. Heat generated in the plurality of semiconductor elements 12 is transmitted to the plurality of columnar fins 20 through the insulating plate 14 and the channel top plate 16. On the other hand, cooling water is supplied to the cooling water passage 22 by an electric pump (not shown), and flows in one direction as indicated by an arrow 100 in FIG. During this time, heat generated between the plurality of semiconductor elements 12 is radiated by performing heat exchange between the cooling water and the plurality of columnar fins 20.

図2中において、冷却水通路22における冷却水の流れ方向をX軸方向とし、その冷却水の流れ方向に直交する方向をY軸方向とする。柱状フィン20は、流路天板16と流路底板18との間でX軸方向およびY軸方向に直交する方向に延伸している。   In FIG. 2, the flow direction of the cooling water in the cooling water passage 22 is defined as an X-axis direction, and a direction orthogonal to the flow direction of the cooling water is defined as a Y-axis direction. The columnar fins 20 extend between the channel top plate 16 and the channel bottom plate 18 in a direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction.

冷却フィン構造を構成する複数の柱状フィン20は、冷却水通路22において千鳥状に配置されている。すなわち、X軸方向に一列に配列される複数の柱状フィン20(図2中の中心線110A上に配列される複数の柱状フィン20A)と、その複数の柱状フィン20Aの隣でX軸方向に一列に配列される複数の柱状フィン20B(図2中の中心線110B上に配列される複数の柱状フィン20B)とは、Y軸方向に互いにずれて配置されている(以下、特に中心線110Aと中心線110Bとを区別しない場合には、中心線110という)。   The plurality of columnar fins 20 constituting the cooling fin structure are arranged in a staggered manner in the cooling water passage 22. That is, a plurality of columnar fins 20 arranged in a line in the X-axis direction (a plurality of columnar fins 20A arranged on the center line 110A in FIG. 2) and the plurality of columnar fins 20A are arranged in the X-axis direction next to the plurality of columnar fins 20A. The plurality of columnar fins 20B arranged in a line (the plurality of columnar fins 20B arranged on the center line 110B in FIG. 2) are arranged so as to be shifted from each other in the Y-axis direction (hereinafter, particularly the center line 110A). And the center line 110B is not distinguished.

図2中の柱状フィン20Aと、その柱状フィン20Aから冷却水の流れ方向に対して斜め方向(X軸方向とY軸方向との間の方向)に隣り合って配置される柱状フィン20Bとに注目すると、柱状フィン20Aおよび柱状フィン20Bは、X軸方向においてPxのピッチで配置され、Y軸方向においてPyのピッチで配置されている。   The columnar fins 20A in FIG. 2 and the columnar fins 20B arranged adjacent to the columnar fins 20A in a direction oblique to the flow direction of the cooling water (a direction between the X-axis direction and the Y-axis direction). Note that the columnar fins 20A and the columnar fins 20B are arranged at a pitch of Px in the X-axis direction and at a pitch of Py in the Y-axis direction.

本実施の形態では、複数の柱状フィン20が、Px>Pyの関係を満たすように配置されている。さらに本実施の形態では、ピッチPyの大きさが、柱状フィン20AをX軸方向に1/2Pxずらした場合に、柱状フィン20Aの一部が柱状フィン20Bと重なるように設定されている。   In the present embodiment, the plurality of columnar fins 20 are arranged so as to satisfy the relationship of Px> Py. Further, in the present embodiment, the size of the pitch Py is set such that a part of the columnar fin 20A overlaps with the columnar fin 20B when the columnar fin 20A is shifted by PPx in the X-axis direction.

続いて、図1、図2および図3中のパワー制御ユニット1の冷却器10に用いられる柱状フィン20の構造について詳細に説明する。図3は、図2の一部分を拡大して示す図である。   Subsequently, the structure of the columnar fin 20 used in the cooler 10 of the power control unit 1 in FIGS. 1, 2 and 3 will be described in detail. FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG.

図3を参照して、柱状フィン20は、X軸−Y軸平面により切断された場合に扇状断面形状を有する。より具体的には、柱状フィン20は、X軸−Y軸平面により切断された場合に、外側に凸となった1つの凸円弧26と、内側に凹となった2つの凹円弧28とのみから構成される断面形状を有する。   Referring to FIG. 3, columnar fin 20 has a fan-shaped cross-sectional shape when cut along an X-axis-Y-axis plane. More specifically, when cut along the X-Y-axis plane, the columnar fin 20 has only one convex arc 26 that is convex outward and two concave arcs 28 that are concave inward. Has a cross-sectional shape composed of

凸円弧26は、中心線110上に位置する中心点102を中心に半径Rを有する。凹円弧28は、凹円弧28側の冷却水流れに対して斜め方向に隣り合って配置される柱状フィン20の凸円弧26の中心点102を中心とする円周130上に位置している。凸円弧26は冷媒流れ方向の上流側に配置され、凹円弧28は同じく下流側に配置されている。ここで、冷媒流れに対して直交するY軸方向に隣り合って配置される柱状フィン20間の隙間をdとすると、冷媒流れに対して斜め方向に隣り合って配置される柱状フィン20の凸円弧26の中心点102間のY軸方向のピッチPyはR+d/2であり、柱状フィン20の凹円弧28が位置する前記円周130の半径がR+dである。また、2つの凹円弧28の一端は中心線110上で交わり、2つの凹円弧28の他端と凸円弧26の両端とは、Y軸方向に延びる1つの直線上で交わっている。したがって、柱状フィン20の断面形状は、中心線110を軸として線対称となっている。   The convex arc 26 has a radius R around a center point 102 located on the center line 110. The concave arc 28 is located on a circumference 130 centered on the center point 102 of the convex arc 26 of the columnar fin 20 which is arranged obliquely adjacent to the cooling water flow on the concave arc 28 side. The convex arc 26 is disposed on the upstream side in the refrigerant flow direction, and the concave arc 28 is also disposed on the downstream side. Here, assuming that a gap between the columnar fins 20 arranged adjacent to each other in the Y-axis direction orthogonal to the refrigerant flow is d, the protrusion of the columnar fins 20 arranged adjacently to the refrigerant flow in the oblique direction. The pitch Py in the Y-axis direction between the center points 102 of the arc 26 is R + d / 2, and the radius of the circumference 130 where the concave arc 28 of the columnar fin 20 is located is R + d. One end of the two concave arcs 28 intersects on the center line 110, and the other end of the two concave arcs 28 and both ends of the convex arc 26 intersect on one straight line extending in the Y-axis direction. Therefore, the cross-sectional shape of the columnar fin 20 is line-symmetric about the center line 110.

なお、図2においては、柱状フィン20の凸円弧26が冷却水の流れ方向上流側に配置され、凹円弧28が同下流側に配置されているが、これとは逆に、図4に示すように、凸円弧26が冷却水の流れ方向下流側に配置され、凹円弧28が同上流側に配置されていてもよい。   In FIG. 2, the convex arc 26 of the columnar fin 20 is arranged on the upstream side in the flow direction of the cooling water, and the concave arc 28 is arranged on the downstream side. In contrast, FIG. As described above, the convex arc 26 may be arranged on the downstream side in the flow direction of the cooling water, and the concave arc 28 may be arranged on the upstream side.

図5は、本発明の冷却フィン構造の柱状フィンを用いて求めた冷却水への等価熱伝達率(実施例)と、横断面円形のピンフィンを用いて求めた冷却水への等価熱伝達率(比較例)とを比較するグラフである。   FIG. 5 shows an equivalent heat transfer coefficient to the cooling water obtained by using the columnar fins of the cooling fin structure of the present invention (Example) and an equivalent heat transfer coefficient to the cooling water obtained by using the pin fin having a circular cross section. It is a graph which compares with (comparative example).

なお、比較例におけるピンフィンは、本発明の冷却フィン構造の柱状フィン20の凸円弧26と同じ半径(半径R)の円柱形状のピンフィンであり、冷媒流れと直交するY軸方向に隣り合って配置されるピンフィンの隙間、および冷媒流れに対して斜め方向に隣り合って配置されるピンフィンの隙間がdとなるように千鳥状に配置されたものである。   The pin fin in the comparative example is a columnar pin fin having the same radius (radius R) as the convex arc 26 of the columnar fin 20 of the cooling fin structure of the present invention, and is disposed adjacent to the coolant flow in the Y-axis direction. The pin fins are arranged in a staggered manner so that the gap between the pin fins and the pin fins arranged adjacent to the refrigerant flow in the oblique direction are d.

CAE解析によって、フィンから冷却水への等価熱伝達率を評価したところ、図5に示すように、等価熱伝達率に関して、実施例が比較例よりも3000W/m2Kほど高くなった。 When the equivalent heat transfer coefficient from the fin to the cooling water was evaluated by CAE analysis, as shown in FIG. 5, the equivalent heat transfer coefficient of the example was 3000 W / m 2 K higher than that of the comparative example.

以上に説明した、この発明の実施の形態における冷却フィン構造の構成についてまとめて説明すると、本実施の形態における冷却フィン構造は、電子機器としてのパワー制御ユニット1の冷却器10に用いられる。冷却フィン構造は、冷媒としての冷却水が流れる冷媒通路としての冷却水通路22に千鳥状に配置される複数の柱状フィン20を備える。柱状フィン20は、1つの凸円弧26と2つの凹弧28とのみから成る断面形状を有する。凹円弧28には、当該凹円弧28を有する柱状フィン20から冷却水流れに対して斜め方向に隣り合って配置される柱状フィン20の凸円弧26の中心点102を中心とした円周130上に位置している。   The configuration of the cooling fin structure according to the embodiment of the present invention described above will be described collectively. The cooling fin structure according to the present embodiment is used for the cooler 10 of the power control unit 1 as an electronic device. The cooling fin structure includes a plurality of columnar fins 20 arranged in a staggered manner in a cooling water passage 22 as a coolant passage through which cooling water as a coolant flows. The columnar fin 20 has a cross-sectional shape consisting of only one convex arc 26 and two concave arcs 28. The concave arc 28 has a circumference 130 centered on the center point 102 of the convex arc 26 of the columnar fin 20 disposed obliquely adjacent to the cooling water flow from the columnar fin 20 having the concave arc 28. It is located in.

このように構成された冷却フィン構造によれば、千鳥状配置された柱状フィン20を備えるパワー制御ユニット1の冷却器10において、柱状フィン20から冷却水への熱伝達の効率を向上させることができる。これにより、パワー制御ユニット1を構成する複数の半導体素子12の冷却効率を向上させることができる。   According to the cooling fin structure thus configured, in the cooler 10 of the power control unit 1 including the staggered columnar fins 20, it is possible to improve the efficiency of heat transfer from the columnar fins 20 to the cooling water. it can. Thereby, the cooling efficiency of the plurality of semiconductor elements 12 constituting the power control unit 1 can be improved.

なお、本発明を、燃料電池と2次電池とを動力源とする燃料電池ハイブリッド車(FCHV:Fuel Cell Hybrid Vehicle)または電気自動車(EV:Electric Vehicle)に搭載されるパワー制御ユニットの冷却器に適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、2次電池の使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。   The present invention is applied to a cooler of a power control unit mounted on a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) or an electric vehicle (EV: Electric Vehicle) using a fuel cell and a secondary battery as power sources. It can also be applied. In the hybrid vehicle according to the present embodiment, the internal combustion engine is driven at the fuel efficiency optimum operating point, whereas in the fuel cell hybrid vehicle, the fuel cell is driven at the power generation efficiency optimum operating point. The use of the secondary battery is basically the same for both hybrid vehicles.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、主に、半導体素子などの発熱体を冷却するための冷却器に適用される。   The present invention is mainly applied to a cooler for cooling a heating element such as a semiconductor element.

1:パワー制御ユニット
10:冷却器
20,20A,20B :柱状フィン
22:冷媒通路
26:凸円弧
28:凹円弧
102:中心点
110,110A,110B:中心線
130:円周
1: Power control unit 10: Coolers 20, 20A, 20B: Column fins 22: Refrigerant passage 26: Convex arc 28: Concave arc 102: Center points 110, 110A, 110B: Center line 130: Circumference

Claims (6)

電子機器の冷却器に用いられる冷却フィン構造であって、冷媒が流れる冷媒通路に千鳥状に配置される複数の柱状フィンを備え、前記柱状フィンは、外側に凸となった1つの凸円弧と、内側に凹となった2つの凹円弧とから成る扇状断面形状を有し、前記柱状フィンの凹円弧は、その柱状フィンから凹円弧側の斜め方向に隣り合って配置される柱状フィンの凸円弧の中心点を中心とした円周上に位置している冷却フィン構造。   A cooling fin structure used for a cooler of an electronic device, comprising a plurality of columnar fins arranged in a staggered manner in a refrigerant passage through which a refrigerant flows, wherein the columnar fin has one convex arc that is convex outward. , And has a fan-shaped cross-sectional shape composed of two concave arcs that are concave inward, and the concave arcs of the columnar fins are convexes of the columnar fins disposed adjacent to the columnar fins in a diagonal direction on the concave arc side. Cooling fin structure located on the circumference centered on the center point of the arc. 前記凸円弧が半径Rを有し、冷媒流れに対して直交する方向に隣り合って配置される柱状フィン間の隙間がdであり、冷媒流れに対して斜め方向に隣り合って配置される柱状フィン間のピッチが、冷媒流れに対して直交する方向においてR+d/2であり、柱状フィンの凹円弧が位置する前記円周の半径がR+dである請求項1に記載の冷却フィン構造。   The convex arc has a radius R, and the gap between the columnar fins arranged adjacently in a direction orthogonal to the refrigerant flow is d, and the columnar shape is arranged adjacent to the refrigerant flow obliquely. The cooling fin according to claim 1, wherein the pitch between the fins is R + d / 2 in a direction orthogonal to the coolant flow, and the radius of the circumference where the concave arc of the columnar fin is located is R + d. Construction. 冷媒流れの方向に並んだ複数の柱状フィンからなるフィン列が、複数列設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の冷却フィン構造。 The cooling fin structure according to claim 1, wherein a plurality of fin rows including a plurality of columnar fins arranged in the direction of the refrigerant flow are provided. 柱状フィンの断面形状が、冷媒流れの方向にのびかつ柱状フィンにおける冷媒流れに対して直交する方向の中心を通る中心線を軸として線対称となっている請求項1〜3のうちのいずれかに記載の冷却フィン構造The cross-sectional shape of the columnar fin extends in the direction of the refrigerant flow and is line-symmetric with respect to a center line passing through the center of the columnar fin in a direction orthogonal to the refrigerant flow as an axis. 4. The cooling fin structure according to 1 . 冷媒流れの方向に対して上流側に凸円弧が配置され、下流側に凹円弧が配置されている請求項4記載の冷却フィン構造。 5. The cooling fin structure according to claim 4, wherein a convex arc is arranged on the upstream side with respect to the direction of the refrigerant flow, and a concave arc is arranged on the downstream side. 冷媒流れの方向に対して上流側に凹円弧が配置され、下流側に凸円弧が配置されている請求項4記載の冷却フィン構造。
The cooling fin structure according to claim 4, wherein a concave arc is arranged on the upstream side with respect to the direction of the refrigerant flow, and a convex arc is arranged on the downstream side.
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