特開 2020-129599 ヒートシンク及び熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-129599(P2020-129599A)

(43)【公開日】2020年8月27日

(54)【発明の名称】ヒートシンク及び熱交換器

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/473 20060101AFI20200731BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20200731BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/46 Z

   H05K7/20 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-21316(P2019-21316)

(22)【出願日】2019年2月8日

(71)【出願人】

【識別番号】000107538

【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 義治

(72)【発明者】

【氏名】秦 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】鳥飼 岳

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E322AA01

5E322AA05

5E322AA11

5E322FA04

5F136BA07

5F136BA13

5F136BA14

5F136CB07

5F136CB08

5F136FA02

5F136FA03

5F136GA02

5F136GA04

(57)【要約】

【課題】熱交換器の冷却性能を高めることができるヒートシンク及びこのヒートシンクを備えた熱交換器を提供する。
【解決手段】ヒートシンク１の冷媒流路２は、冷媒導入部２１と、冷媒導出部２２と、冷媒接触部２３と、冷媒中継部２５と、接続部２４とを有している。冷媒接触部２３は、冷媒導入部２１から冷媒導出部２２に至る冷媒の経路に沿って互いに間隔をおいて配置されており、冷却壁部と冷媒とを接触させることができるように構成されている。冷媒中継部２５は、隣り合う冷媒接触部２３の間に配置されており、冷媒の経路における上流側の冷媒接触部２３から下流側の冷媒接触部２３へ冷媒を中継することができるように構成されている。接続部２４は、冷媒中継部２５と冷媒接触部２３との間に介在しており、冷媒接触部２３及び冷媒中継部２５よりも小さい流路断面積を有している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱交換器における発熱体を冷却する冷却壁部に取り付けられ、冷媒が流通する冷媒流路を有するヒートシンクであって、
前記冷媒流路は、
冷媒が導入される冷媒導入部と、
前記冷媒が導出される冷媒導出部と、
前記冷媒導入部から前記冷媒導出部に至る冷媒の経路に沿って互いに間隔をおいて配置され、前記冷却壁部と冷媒とを接触させる複数の冷媒接触部と、
隣り合う前記冷媒接触部の間に配置され、前記冷媒の経路における上流側の前記冷媒接触部から下流側の前記冷媒接触部へ冷媒を中継する冷媒中継部と、
前記冷媒中継部と前記冷媒接触部との間に介在し、前記冷媒接触部及び前記冷媒中継部よりも流路断面積の小さい接続部と、を有している、ヒートシンク。

【請求項2】

前記冷媒中継部は、前記冷媒接触部よりも前記冷却壁部から離隔するように配置されている、請求項１に記載のヒートシンク。

【請求項3】

前記冷媒流路は、隣り合う前記冷媒中継部の間に配置され、前記冷媒の経路における上流側の前記冷媒中継部から下流側の前記冷媒中継部へ冷媒を中継する第２冷媒中継部と、前記第２冷媒中継部と前記冷媒中継部との間に介在し、前記冷媒中継部及び前記第２冷媒中継部よりも流路断面積の小さい第２接続部と、を有している、請求項１または２に記載のヒートシンク。

【請求項4】

互いに積層された複数のフィンプレートを有し、隣り合うフィンプレートの間に前記冷媒流路が形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートシンク。

【請求項5】

前記ヒートシンクは、前記フィンプレートとしての第１フィンプレートと第２フィンプレートとを有するとともに、前記第１フィンプレートと前記第２フィンプレートとが交互に積層されており、
前記第１フィンプレートは、
第１基準面部と、
前記第１基準面部に対して積層方向における第１方向に陥没した第１凹部と、
前記第１基準面部に対して前記第１方向とは反対方向である第２方向に突出した第１凸部と、を有するとともに、
前記第１凹部と前記第１凸部とが前記第１フィンプレートの横方向及び縦方向に交互に配置されており、
前記第２フィンプレートは、
第２基準面部と、
前記第２基準面部に対して前記第１方向に陥没した第２凹部と、
前記第２基準面部に対して前記第２方向に突出した第２凸部と、を有するとともに、
前記第２凹部と前記第２凸部とが前記第２フィンプレートの横方向及び縦方向に交互に配置されており、
前記第１凹部と前記第２凸部とが対向しており、
前記第２凹部と前記第１凸部とが対向している、請求項４に記載のヒートシンク。

【請求項6】

前記第１基準面部は、前記第１凸部と前記第１凹部とによって囲まれた部分に配置されており、前記第２基準面部は、前記第２凸部と前記第２凹部とによって囲まれた部分に配置されている、請求項５に記載のヒートシンク。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートシンクを備えた熱交換器であって、
発熱体を冷却する冷却壁部を含む外壁部と、前記外壁部によって囲まれた内部空間と、前記外壁部を貫通し、前記熱交換器の外部から前記内部空間へ冷媒を供給する冷媒入口と、前記内部空間から前記熱交換器の外部へ冷媒を排出する冷媒出口と、を有する冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットの内部空間に収容された前記ヒートシンクと、を有する、熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒートシンク及び熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子などの発熱体を冷却するために、発熱体が搭載される冷却壁部を備えた熱交換器が使用されている。この種の冷却壁部には、発熱体をより効率よく冷却することを目的として、例えばプレートフィンやピンフィン、コルゲートフィン等のフィンが取り付けられることがある。

【0003】

例えば特許文献１には、多数のスリットを有する金属プレートを積層し、そのスリットに冷却水が流通するように構成された積層型ヒートシンクのコアが記載されている。コアを構成する金属プレートは、スリット間に、多数の互いに平行な細長い縦リブと、隣接する各縦リブ間を連結する横リブと、を有している。また、複数の金属プレートは、縦リブを互いに整合させるとともに、横リブの位置を互いにずらして積層されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−３３０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ヒートシンクに冷媒を流通させると、ヒートシンクの内表面に近い部分を流れる冷媒の温度が、ヒートシンクとの熱交換によってヒートシンクの内表面から離れた部分を流れる冷媒の温度よりも高くなる。特許文献１のコアにおけるスリットは、冷却水の流通方向に沿って延設された長方形状を呈しているため、スリット内に前述した冷却水の温度分布の偏りが生じやすい。このような冷却水の温度分布の偏りが生じると、コアと、コアに接触する冷却水との温度差が小さくなるため、熱交換効率の低下を招き、ひいては冷却性能の低下を招くおそれがある。

【0006】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、熱交換器の冷却性能を向上させることができるヒートシンク及びこのヒートシンクを備えた熱交換器を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、熱交換器における発熱体を冷却する冷却壁部に取り付けられ、冷媒が流通する冷媒流路を有するヒートシンクであって、
前記冷媒流路は、
冷媒が導入される冷媒導入部と、
前記冷媒が導出される冷媒導出部と、
前記冷媒導入部から前記冷媒導出部に至る冷媒の経路に沿って互いに間隔をおいて配置され、前記冷却壁部と冷媒とを接触させる複数の冷媒接触部と、
隣り合う前記冷媒接触部の間に配置され、前記冷媒の経路における上流側の前記冷媒接触部から下流側の前記冷媒接触部へ冷媒を中継する冷媒中継部と、
前記冷媒中継部と前記冷媒接触部との間に介在し、前記冷媒接触部及び前記冷媒中継部よりも流路断面積の小さい接続部と、を有している、ヒートシンクにある。

【発明の効果】

【0008】

前記ヒートシンクは、冷媒導入部と冷媒導出部との間に配置された複数の冷媒接触部と、冷媒の経路における上流側の冷媒接触部から下流側の冷媒接触部へ冷媒を中継する冷媒中継部と、冷媒中継部と冷媒接触部との間に介在する接続部と、を備えた冷媒流路を有している。また、接続部は、冷媒接触部及び冷媒中継部よりも小さい流路断面積を有している。

【0009】

前記冷媒流路においては、冷媒中継部から冷媒接触部に冷媒が流入する際に、冷媒が冷媒中継部及び冷媒接触部よりも流路断面積の小さな接続部を通過する。前記冷媒流路は、この流路の拡縮により、冷媒接触部内に流入した冷媒を効率よく攪拌することができる。また、前記冷媒流路は、冷媒接触部内に流入する冷媒と同様に、流路の拡縮により、冷媒接触部から冷媒中継部内に流入する冷媒も効率よく攪拌することができる。

【0010】

このように、前記冷媒流路は、冷媒の経路に沿って、拡大と縮小とを繰り返すように構成されているため、冷媒流路内を流れる冷媒を効率よく攪拌し、冷媒の温度の偏りを低減することができる。その結果、ヒートシンクと、ヒートシンクに接触する冷媒との間の温度差をより大きくし、冷却性能を向上させることができる。

【0011】

従って、前記ヒートシンクによれば、熱交換器の冷却性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１における、ヒートシンクの斜視図である。

【図2】実施形態１における、ヒートシンクの上面図である。

【図3】図２のIII−III線矢視断面図である。

【図4】図２のIV−IV線一部矢視断面図である。

【図5】図３のV−V線一部矢視断面図である。

【図6】実施形態１における、第１フィンプレートを第２方向から視た平面図である。

【図7】実施形態１における、第２フィンプレートを第２方向から視た平面図である。

【図8】実施形態２における、縦方向の一部に凹凸を付与した第１フィンプレートを第２方向から視た平面図である。

【図9】実施形態３における、横方向の一部に凹凸を付与した第１フィンプレートを第２方向から視た平面図である。

【図10】実施形態４における、熱交換器の斜視図である。

【図11】実施形態４における、熱交換器の上面図である。

【図12】図１１のXII−XII線矢視断面図である。

【図13】比較形態１における、スリットを備えたプレートを複数積層してなるヒートシンクの分解斜視図である。

【図14】比較形態１における、ヒートシンクの上面図である。

【図15】図１４のXV−XV線矢視断面図である。

【図16】実施形態１のヒートシンクの冷却性能と、比較形態１のヒートシンクの冷却性能とを比較したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

前記ヒートシンクは、１本の冷媒流路を有していてもよいし、複数本の冷媒流路を有していてもよい。後者の場合、各冷媒流路の冷媒導入部及び冷媒導出部は、他の冷媒流路の冷媒導入部及び冷媒導出部から分離して設けられていてもよい。また、複数の冷媒流路が共通の冷媒導入部及び冷媒導出部を有しており、冷媒導入部と冷媒導出部との間において、複数の冷媒流路が並列に接続されていてもよい。

【0014】

冷媒接触部は、冷却壁部と接触するように配置されていてもよいし、冷却壁部から離隔するように配置されていてもよい。冷却性能をより向上させる観点からは、冷媒接触部は、冷却壁部と接触するように配置されていることが好ましい。

【0015】

冷媒中継部は、冷媒流路内における冷媒の経路上において、隣り合う冷媒接触部の間に配置されている。冷媒中継部は、冷媒接触部よりも冷却壁部から離隔するように配置されていることが好ましい。この場合には、隣り合う冷媒接触部同士の間隔をより狭くし、各冷媒流路に配置される冷媒接触部の数をより多くすることができる。

【0016】

また、冷媒中継部を冷媒接触部よりも冷却壁部から離隔した位置に配置することにより、冷媒中継部及び冷媒接触部において、冷媒をより効率よく攪拌することができる。ヒートシンクの温度は、冷却壁部からの距離が大きくなるほど低くなる傾向がある。そのため、冷媒接触部内における冷却壁部に比較的近い部分を通過した冷媒の温度は、冷却壁部等との熱交換によって比較的高くなりやすい。一方、冷媒接触部内における冷却壁部から比較的遠い部分を通過した冷媒の温度は、冷却壁部に比較的近い部分を通過した冷媒の温度に比べて低くなりやすい。従って、冷媒接触部から流出する冷媒の温度分布には偏りが生じることがある。

【0017】

このように、冷媒接触部から流出する冷媒の温度分布に偏りがある場合においても、冷媒中継部を冷媒接触部よりも冷却壁部から離隔した位置に配置することにより、冷媒をより効率よく攪拌し、温度分布の偏りを軽減することができる。その結果、下流側の冷媒接触部に供給される冷媒の温度を、前述した比較的高温の冷媒よりも低くすることができる。

【0018】

これらの結果、冷媒中継部を冷媒接触部よりも冷却壁部から離隔した位置に配置することにより、熱交換器の冷却性能をより向上させることができる。

【0019】

冷媒接触部と冷媒中継部とは、接続部を介して接続されている。接続部は、冷媒接触部及び冷媒中継部よりも小さい流路断面積を有している。即ち、冷媒流路は、冷媒接触部から冷媒中継部に至る冷媒の経路上に流路断面積が最小となる部分を有しており、この流路断面積が最小となる部分を接続部という。なお、前述した流路断面積とは、冷媒流路内における冷媒の流れに直交する断面の断面積をいう。

【0020】

接続部は、冷媒接触部と冷媒中継部とを最短距離で接続するように配置されていることが好ましい。この場合には、接続部による冷却性能の向上効果を確保しつつ、流路断面積の縮小に伴う圧力損失の増大をより抑制することができる。

【0021】

冷媒流路は、隣り合う冷媒中継部の間に配置され、冷媒の経路における上流側の冷媒中継部から下流側の冷媒中継部へ冷媒を中継する第２冷媒中継部と、第２冷媒中継部と冷媒中継部との間に介在し、冷媒中継部及び第２冷媒中継部よりも流路断面積の小さい第２接続部と、を有していてもよい。この場合には、第２冷媒中継部において、冷媒中継部と同様に冷媒を攪拌することができる。

【0022】

また、前述したように、ヒートシンクの温度は冷却壁部からの距離が大きくなるほど低くなる傾向があるため、第２冷媒中継部を通過する冷媒の温度は、冷媒接触部を通過する冷媒の温度よりも低くなりやすい。それ故、第２冷媒中継部を設けることにより、冷媒中継部において、冷媒接触部から接続部を介して流入する比較的高温の冷媒と、第２冷媒中継部から第２接続部を介して流入する比較的低温の冷媒とを合流させ、これらの冷媒をより効率よく混合するとともに、冷媒の温度をより低下させることができる。これらの結果、熱交換器の冷却性能をより向上させることができる。

【0023】

なお、第２接続部とは、冷媒接触部から冷媒中継部に至る冷媒の経路上における、流路断面積が最小となる部分である。また、前述した流路断面積とは、冷媒流路内における冷媒の流れに直交する断面の断面積をいう。

【0024】

第２接続部は、接続部と同様に、冷媒中継部と第２冷媒中継部とを最短距離で接続するように配置されていることが好ましい。この場合には、第２接続部による冷却性能の向上効果を確保しつつ、流路断面積の縮小に伴う圧力損失の増大をより抑制することができる。

【0025】

第２冷媒中継部は、冷媒中継部よりも冷却壁部から離隔するように配置されていることが好ましい。この場合には、前述した、冷媒中継部を冷媒接触部よりも冷却壁部から離隔するように配置する場合と同様の理由により、熱交換器の冷却性能をより向上させることができる。

【0026】

前記ヒートシンクは、互いに積層された複数のフィンプレートを有し、隣り合うフィンプレートの間に冷媒流路が形成されていてもよい。この場合には、複数のフィンプレートを積層するという単純な作業によって冷媒流路を形成することができる。それ故、ヒートシンクの製造コストをより容易に低減することができる。

【0027】

複数のフィンプレートを備えたヒートシンクにおいて、冷媒接触部を有する側のヒートシンクの端面の平面度は０．２ｍｍ以下であることが好ましい。即ち、フィンプレートにおける、冷媒接触部を有する側の端面の全てを互いに平行な２枚の平面の間に挟んだときに、２枚の平面の間隔が０．２ｍｍ以下であることが好ましい。この場合には、冷却壁部とヒートシンクとをろう付する際に、冷却壁部とヒートシンクとの間により容易にろうを進入させ、ボイド等の接合欠陥の発生をより効果的に抑制することができる。

【0028】

冷媒接触部を有する側のヒートシンクの端面の平面度は、具体的には以下の方法により測定することができる。まず、ヒートシンクを定盤上に載置して、フィンプレートの横方向における一対の端面のうち、冷媒接触部を有しない側の端面を定盤に当接させる。次いで、ハイトゲージを用いて、フィンプレートにおける冷媒接触部を有する側の端面の高さを種々の位置において測定する。そして、測定結果のうち最大の高さと最小の高さとの差を、冷媒接触部を有する側のヒートシンクの端面の平面度とする。

【0029】

ヒートシンクは、例えば、前記フィンプレートとしての第１フィンプレートと第２フィンプレートとを有するとともに、第１フィンプレートと第２フィンプレートとが交互に積層された積層構造を有していてもよい。かかるヒートシンクにおいて、第１フィンプレートとしては、第１基準面部と、第１基準面部に対して積層方向における第１方向に陥没した第１凹部と、第１基準面部に対して第１方向とは反対方向である第２方向に突出した第１凸部と、を有するとともに、第１凹部と前記第１凸部とが第１フィンプレートの横方向及び縦方向に交互に配置されたフィンプレートを使用することができる。また、第２フィンプレートとしては、第２基準面部と、第２基準面部に対して前記第１方向に陥没した第２凹部と、第２基準面部に対して前記第２方向に突出した第２凸部と、を有するとともに、第２凹部と第２凸部とが第２フィンプレートの横方向及び縦方向に交互に配置されたフィンプレートを使用することができる。

【0030】

なお、前述した「フィンプレートの縦方向」とは、冷媒導入部と冷媒導出部との並び方向を言い、「フィンプレートの横方向」とは、積層方向及び縦方向の両方に直交する方向をいう。

【0031】

このような第１フィンプレートと第２フィンプレートとを、第１凹部と第２凸部とが対向し、かつ、第２凹部と第１凸部とが対向するように積層すると、第１フィンプレートにおける第１凸部が突出している側に、第１凹部と第２凸部との間の空間を含む冷媒流路が形成される。更に、第１フィンプレートにおける第１凹部が陥没している側に、第２凹部と第１凸部との間の空間を含む冷媒流路を形成することができる。

【0032】

従って、前記特定の構造を有するヒートシンクは、隣り合うフィンプレートの間に形成される空間を確実に前記冷媒流路として利用することができる。その結果、ヒートシンクと冷媒とが接触する面積をより広くし、冷却性能をより向上させることができる。

【0033】

前記ヒートシンクにおいて、第１凸部と、第２方向においてこの第１凸部に隣り合う第２凹部との間には隙間が形成されていてもよいし、互いに当接していてもよい。また、第１凹部と第２凸部とがろう付接合等の接合部を介して接合されていてもよい。第１フィンプレートと第２フィンプレートとの間に意図しない冷媒の経路が形成されることを抑制する観点からは、第１凸部と、第２方向においてこの第１凸部に隣り合う第２凹部とが当接していることが好ましく、ろう付接合等の接合部を介して接合されていることがより好ましい。

【0034】

同様に、第２凸部と、この第２凸部の第１方向側に配置された第１凹部との間には隙間が形成されていてもよいし、互いに当接していてもよい。また、第２凸部と第１凹部とがろう付接合等の接合部を介して接合されていてもよい。第１フィンプレートと第２フィンプレートとの間に意図しない冷媒の経路が形成されることを抑制する観点からは、第２凸部と、この第２凸部の第１方向側に配置された第１凹部とが当接していることが好ましく、ろう付接合等の接合部を介して接合されていることがより好ましい。

【0035】

前記特定の構造を有するヒートシンクにおいて、第１基準面部は、第１凸部と第１凹部とによって囲まれた部分に配置されており、第２基準面部は、第２凸部と第２凹部とによって囲まれた部分に配置されていることが好ましい。この場合には、第１凹部と第２凸部との間の空間及び第２凹部と第１凸部との間に前述した冷媒接触部や冷媒中継部を形成するとともに、第１基準面部と第２基準面部との間に接続部を形成することができる。その結果、前記冷媒流路をより確実に形成することができる。

【0036】

前記ヒートシンクは、熱交換器の冷却壁部に取り付けることができる。例えば、熱交換器は、発熱体を冷却する冷却壁部を含む外壁部と、外壁部によって囲まれた内部空間と、外壁部を貫通し、外部から内部空間へ冷媒を供給する冷媒入口と、内部空間から外部へ冷媒を排出する冷媒出口と、を有する冷却ジャケットを有していてもよい。この冷却ジャケットの内部空間に前記ヒートシンクを収容することにより、熱交換器の冷却性能を向上させることができる。

【実施例】

【0037】

（実施形態１）
前記ヒートシンクの実施形態を、図１〜図７を参照しつつ説明する。本形態のヒートシンク１（図1参照）は、熱交換器における発熱体を冷却する冷却壁部に取り付けられた状態で使用される。図３に示すように、ヒートシンク１は、冷媒が流通する冷媒流路２を有している。冷媒流路２は、冷媒が導入される冷媒導入部２１と、冷媒が導出される冷媒導出部２２と、を有している。また、冷媒導入部２１から冷媒導出部２２に至る冷媒の経路上には、複数の冷媒接触部２３と、冷媒中継部２５と、接続部２４と、が設けられている。

【0038】

冷媒接触部２３は、冷媒導入部２１から冷媒導出部２２に至る冷媒の経路に沿って互いに間隔をおいて配置されており、冷却壁部と冷媒とを接触させることができるように構成されている。冷媒中継部２５は、隣り合う冷媒接触部２３の間に配置されており、冷媒の経路における上流側の冷媒接触部２３から下流側の冷媒接触部２３へ冷媒を中継することができるように構成されている。接続部２４は、図３及び図５に示すように、冷媒中継部２５と冷媒接触部２３との間に介在しており、冷媒接触部２３及び冷媒中継部２５よりも小さい流路断面積を有している。

【0039】

本形態のヒートシンク１の具体的な構成について、より詳細に説明する。図１及び図２に示すように、本形態のヒートシンク１は、互いに積層された複数のフィンプレート３（３ａ、３ｂ）を有しており、隣り合うフィンプレート３の間に冷媒流路２が形成されている。フィンプレート３の積層方向におけるヒートシンク１の外寸法は、５４．４ｍｍである。

【0040】

フィンプレート３の材質としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の、熱伝導率の高い金属を採用することができる。本形態のフィンプレート３は、具体的には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる心材の両面に、Ａｌ−Ｓｉ（アルミニウム−シリコン）系合金からなるろう材が積層された、いわゆる両面ブレージングシートから構成されている。

【0041】

図６及び図７に示すように、フィンプレート３は長方形の板状を呈している。また、本形態のフィンプレート３は、縦方向Ｘ及び横方向Ｚの全体に亘って凹凸が付与されている。フィンプレート３の長さ及び幅は特に限定されることはない。例えば、本形態のフィンプレート３の長さは６４ｍｍであり、幅は８ｍｍである。

【0042】

フィンプレート３の厚みは、０．６〜１．５ｍｍであることが好ましい。この場合には、圧力損失の低減及び冷却性能の向上を両立するとともに、フィンプレート３に凹凸形状をより容易に付与することができる。本形態のフィンプレート３の厚みは、具体的には０．８ｍｍである。

【0043】

なお、以下において、フィンプレート３の縦方向Ｘにおける冷媒導入部２１側を「前方Ｘ１」といい、冷媒導出部２２側を「後方Ｘ２」ということがある。また、フィンプレート３の横方向Ｚにおける、冷却壁部に対面する側を「上方Ｚ１」といい、その反対側を「下方Ｚ２」ということがある。なお、前述した方向に関する表現は便宜上のものであり、ヒートシンク１を実際に配置する際の向きとは何ら関係がない。

【0044】

本形態のヒートシンク１は、より具体的には、フィンプレート３としての第１フィンプレート３ａと第２フィンプレート３ｂとを有している。図１及び図２に示すように、本形態のヒートシンク１においては、第１フィンプレート３ａと第２フィンプレート３ｂとが交互に積層されている。

【0045】

図５及び図６に示すように、第１フィンプレート３ａは、平板状を呈する第１基準面部３１ａと、第１基準面部３１ａに対して積層方向Ｙにおける第１方向Ｙ１に陥没した第１凹部３２ａと、第１基準面部３１ａに対して第１方向Ｙ１とは反対方向である第２方向Ｙ２に突出した第１凸部３３ａと、を有している。図６に示すように、第１凹部３２ａと第１凸部３３ａとは、第１フィンプレート３ａの縦方向Ｘ及び横方向Ｚにおいて交互に配置されている。

【0046】

本形態の第１フィンプレート３ａは、より具体的には、第１凹部３２ａと第１凸部３３ａとが横方向Ｚの上方Ｚ１の辺に沿って交互に設けられた上段凹凸列３４ａと、下方Ｚ２の辺に沿って設けられた下段凹凸列３６ａと、上段凹凸列３４ａと下段凹凸列３６ａとの間に設けられた中段凹凸列３５ａとの３列の凹凸列を有している。上段凹凸列３４ａ及び下段凹凸列３６ａの最も前方Ｘ１には第１凹部３２ａが配置されており、中段凹凸列３５ａの最も前方Ｘ１には第１凸部３３ａが配置されている。

【0047】

第１基準面部３１ａは、積層方向Ｙから視た平面視において、第１凹部３２ａと第１凸部３３ａとによって囲まれた部分に配置されている。図には示さないが、第１基準面部３１ａは、積層方向Ｙから視た平面視において、縦方向Ｘに対して４５°傾いた方向に延設された長方形状を呈している。

【0048】

図４に示す、積層方向Ｙにおける第１フィンプレート３ａの外寸法Ｈ［ｍｍ］は、第１フィンプレート３ａの厚みをｔ［ｍｍ］とした場合に、１．０≦Ｈ／ｔ≦７．０であることが好ましい。この場合には、成形不良を抑制するとともに第１凹部３２ａの深さ及び第１凸部３３ａの高さを十分に高くし、伝熱面積をより拡大することができる。その結果、冷却性能をより向上させることができる。本形態の第１フィンプレート３ａの積層方向Ｙにおける外寸法Ｈは、具体的には１．７ｍｍである。

【0049】

第１凹部３２ａの底部３２１ａ、つまり、最も第１方向Ｙ１側に陥没している部分は、図５に示すように、第１基準面部３１ａと平行な平板状を呈している。また、図６に示すように、複数の第１凹部３２ａのうち、第１フィンプレート３ａの辺に沿って設けられた第１凹部３２ａの底部３２１ａは、積層方向Ｙから視た平面視において八角形の一部をなす形状を呈しており、第１フィンプレート３ａの辺よりも内部に設けられた第１凹部３２ａの底部３２１ａは完全な八角形を呈している。

【0050】

図４に示すように、底部３２１ａの周縁部３２２ａは滑らかな曲面状を呈しており、第１凸部３３ａにおける頂部３３１ａの周縁部３３２ａ（後述）に接続されている。図４に示す、底部３２１ａの周縁部３２２ａにおける外側曲げ半径Ｒは、１．０〜３．０ｍｍであることが好ましい。この場合には、成形不良を抑制するとともに、圧力損失の低減と冷却性能の向上を両立することができる。本形態の第１フィンプレート３ａにおける底部３２１ａの周縁部３２２ａの外側曲げ半径Ｒは、具体的には１．３ｍｍである。

【0051】

第１凸部３３ａは、第１凹部３２ａの凹形状を反転させた形状を有している。図には示さないが、第１凸部３３ａの頂部３３１ａ、つまり、最も第２方向Ｙ２側に突出している部分は、第１凹部３２ａの底部３２１ａと同様に、第１基準面部３１ａと平行な平板状を呈している。また、図６に示すように、複数の第１凸部３３ａのうち、第１フィンプレート３ａの辺に沿って設けられた第１凸部３３ａの頂部３３１ａは、積層方向Ｙから視た平面視において八角形の一部をなす形状を呈しており、第１フィンプレート３ａの辺よりも内部に設けられた第１凸部３３ａの頂部３３１ａは完全な八角形を呈している。

【0052】

図４に示すように、頂部３３１ａの周縁部３３２ａは滑らかな曲面状を呈しており、第１凹部３２ａにおける底部３２１ａの周縁部３２２ａに接続されている。図には示さないが、頂部３３１ａの周縁部３３２ａにおける外側曲げ半径は、第１凹部３２ａの底部３２１ａと同様に、１．０〜３．０ｍｍであることが好ましい。本形態の第１フィンプレート３ａにおける頂部３３１ａの周縁部３３２ａの外側曲げ半径は、具体的には１．３ｍｍである。

【0053】

図４に示す第１フィンプレート３ａの成形角度θは、３０〜６０°であることが好ましい。この場合には、成形不良を抑制するとともに、圧力損失の低減と冷却性能の向上を両立することができる。なお、前述した成形角度θは、具体的には図４に示すように、第１凹部３２ａの中央を通る横方向Ｚの断面において、第１凸部３３ａの頂部３３１ａにおける第２方向Ｙ２の表面３３３ａと、第１フィンプレート３ａの第１方向Ｙ１の表面における、第１凹部３２ａの周縁部３２２ａと第１凸部３３ａの周縁部３３２ａとの境界を通る接線３３４ａとのなす角度である。

【0054】

また、前述した表面３３３ａと接線３３４ａとのなす角度に替えて、第１凹部３２ａの中央を通る横方向Ｚの断面において、第１凹部３２ａの底部３２１ａにおける第１方向Ｙ１の表面と、第１フィンプレート３ａの第２方向Ｙ２の表面における、第１凹部３２ａの周縁部３２２ａと第１凸部３３ａの周縁部３３２ａとの境界を通る接線とのなす角度を成形角度θとすることもできる。本形態の第１フィンプレート３ａにおける成形角度θは、具体的には６０°である。

【0055】

図５及び図７に示すように、第２フィンプレート３ｂは、平板状を呈する第２基準面部３１ｂと、第２基準面部３１ｂに対して第１方向Ｙ１に陥没した第２凹部３２ｂと、第２基準面部３１ｂに対して第２方向Ｙ２に突出した第２凸部３３ｂと、を有している。図７に示すように、第２凹部３２ｂと第２凸部３３ｂとは、第２フィンプレート３ｂの縦方向Ｘ及び横方向Ｚにおいて交互に配置されている。

【0056】

本形態の第２フィンプレート３ｂは、より具体的には、第１フィンプレート３ａの凹凸を反転させた形状を有している。即ち、第２フィンプレート３ｂは、第２凹部３２ｂと第２凸部３３ｂとが横方向Ｚの上方Ｚ１の辺に沿って交互に設けられた上段凹凸列３４ｂと、下方Ｚ２の辺に沿って設けられた下段凹凸列３６ｂと、上段凹凸列３４ｂと下段凹凸列３６ｂとの間に設けられた中段凹凸列３５ｂとの３列の凹凸列を有している。上段凹凸列３４ｂ及び下段凹凸列３６ｂの最も前方Ｘ１には第２凸部３３ｂが配置されており、中段凹凸列３５ｂの最も前方Ｘ１には第２凹部３２ｂが配置されている。

【0057】

第２基準面部３１ｂは、積層方向Ｙから視た平面視において、第２凹部３２ｂと第２凸部３３ｂとによって囲まれた部分に配置されている。図には示さないが、第２基準面部３１ｂは、積層方向Ｙから視た平面視において、縦方向Ｘに対して４５°傾いた方向に延設された長方形状を呈している。

【0058】

図４に示す、積層方向Ｙにおける第２フィンプレート３ｂの外寸法Ｈ［ｍｍ］は、第１フィンプレート３ａと同様に、第２フィンプレート３ｂの厚みをｔ［ｍｍ］とした場合に、１．０≦Ｈ／ｔ≦７．０であることが好ましい。この場合には、成形不良を抑制するとともに第２凹部３２ｂの深さ及び第２凸部３３ｂの高さを十分に高くし、伝熱面積をより拡大することができる。その結果、冷却性能をより向上させることができる。本形態の第２フィンプレート３ｂの積層方向Ｙにおける外寸法Ｈは、具体的には１．７ｍｍである。

【0059】

第２凹部３２ｂの底部３２１ｂ（図４参照）、つまり、最も第１方向Ｙ１側に陥没している部分は、図には示さないが、第２基準面部３１ｂと平行な平板状を呈している。また、図７に示すように、第２凹部３２ｂの底部３２１ｂは、積層方向Ｙから視た平面視において、完全な八角形または八角形の一部をなす形状を呈している。第２凸部３３ｂの頂部３３１ｂ、つまり、最も第２方向Ｙ２側に突出している部分は、第２凹部３２ｂの底部３２１ｂと同様に、第２基準面部３１ｂと平行な平板状を呈しており、積層方向Ｙから視た平面視において、完全な八角形または八角形の一部をなす形状を呈している。

【0060】

図４に示すように、第２凹部３２ｂにおける底部３２１ｂの周縁部３２２ｂ及び第２凸部３３ｂにおける頂部３３１ｂの周縁部３３２ｂは、滑らかな曲面状を呈しており、底部３２１ｂの周縁部３２２ｂと、これに隣り合う頂部３３１ｂの周縁部３３２ｂとが接続されている。底部３２１ｂの周縁部３２２ｂ及び頂部３３１ｂの周縁部３３２ｂにおける外側曲げ半径Ｒは、１．０〜３．０ｍｍであることが好ましい。この場合には、成形不良を抑制するとともに、圧力損失の低減と冷却性能の向上を両立することができる。本形態の第２フィンプレート３ｂにおける、底部３２１ｂの周縁部３２２ｂ及び頂部３３１ｂの周縁部３３２ｂの外側曲げ半径Ｒは、具体的には１．３ｍｍである。

【0061】

また、第２フィンプレート３ｂにおける凹凸形状の成形角度θは、第１フィンプレート３ａと同様に、３０〜６０°であることが好ましい。この場合には、成形不良を抑制するとともに、圧力損失の低減と冷却性能の向上を両立することができる。なお、前述した成形角度θは、具体的には図４に示すように、第２凹部３２ｂの中央を通る横方向Ｚの断面において、第２凹部３２ｂの底部３２１ｂにおける第１方向Ｙ１の表面３２３ｂと、第２フィンプレート３ｂの第２方向Ｙ２の表面における、第２凹部３２ｂの周縁部３２２ｂと第２凸部３３ｂの周縁部３３２ｂとの境界を通る接線３２４ｂとのなす角度である。

【0062】

また、前述した表面３２３ｂと接線３２４ｂとのなす角度に替えて、第２凹部３２ｂの中央を通る横方向Ｚの断面において、第２凸部３３ｂの頂部３３１ｂにおける第２方向Ｙ２の表面と、第２フィンプレート３ｂの第１方向Ｙ１の表面における、第２凹部３２ｂの周縁部３２２ｂと第２凸部３３ｂの周縁部３３２ｂとの境界を通る接線とのなす角度を成形角度θとすることもできる。本形態の第２フィンプレート３ｂにおける成形角度θは、具体的には６０°である。

【0063】

本形態のヒートシンク１では、図４に示すように、第１フィンプレート３ａの第１凹部３２ａと、第１フィンプレート３ａに隣り合う第２フィンプレート３ｂの第２凸部３３ｂとが対向しており、第２フィンプレート３ｂの第２凹部３２ｂと、第２フィンプレート３ｂに隣り合う第１フィンプレート３ａの第１凸部３３ａとが対向している。また、図４に示すように、第１凹部３２ａの底部３２１ａと、第１方向Ｙ１において底部３２１ａに隣り合う第２凸部３３ｂの頂部３３１ｂとがろう付接合３７を介して接合されており、第１凸部３３ａの頂部３３１ａと、第２方向Ｙ２において頂部３３１ａに隣り合う第２凹部３２ｂの底部３２１ｂとがろう付接合３８を介して接合されている。

【0064】

これにより、第１フィンプレート３ａと、第２方向Ｙ２において第１フィンプレート３ａに隣り合う第２フィンプレート３ｂとの間に、図３及び図５に示すように、第１凹部３２ａと第２凸部３３ｂとの間の空間、及び、第１基準面部３１ａと第２基準面部３１ｂとの間の空間を含む冷媒流路２が形成される。また、図には示さないが、第１フィンプレート３ａと、第１方向Ｙ１において第１フィンプレート３ａに隣り合う第２フィンプレート３ｂとの間に、第２凹部３２ｂと第１凸部３３ａとの間の空間、及び、第１基準面部３１ａと第２基準面部３１ｂとの間の空間を含む冷媒流路２が形成される。

【0065】

本形態の冷媒流路２は、前述した通り、隣り合うフィンプレート３同士の間に形成される。本形態の冷媒流路２における冷媒導入部２１は、具体的には、図３に示すように、第１フィンプレート３ａの前方Ｘ１の辺に沿って設けられた第１凹部３２ａと、第２方向Ｙ２において第１凹部３２ａに隣り合う第２凸部３３ｂとの間の空間、及び、第１フィンプレート３ａの前方Ｘ１の辺に沿って設けられた第１凸部３３ａと、第１方向Ｙ１において第１凸部３３ａに隣り合う第２凹部３２ｂとの間の空間から構成されている。

【0066】

本形態の冷媒導出部２２は、具体的には、第１フィンプレート３ａの後方Ｘ２の辺に沿って設けられた第１凹部３２ａと、第２方向Ｙ２において第１凹部３２ａに隣り合う第２凸部３３ｂとの間の空間、及び、第１フィンプレート３ａの後方Ｘ２の辺に沿って設けられた第１凸部３３ａと、第１方向Ｙ１において第１凸部３３ａに隣り合う第２凹部３２ｂとの間の空間から構成されている。

【0067】

本形態の冷媒接触部２３は、具体的には、第１フィンプレート３ａの上段凹凸列３４ａと、第２フィンプレート３ｂの上段凹凸列３４ｂとの間の空間から構成されている。また、冷媒接触部２３は、ヒートシンク１の上方Ｚ１の端面に配置されており、冷却壁部に冷媒を直接供給することができるように構成されている。

【0068】

各冷媒流路２における冷媒接触部２３は、例えば、以下の式（１）を満足するように配置することができる。但し、下記式（１）におけるλ_lは縦方向Ｘにおける冷媒接触部２３のピッチ（図３参照）であり、Ｌはヒートシンク１の縦方向Ｘにおける寸法であり、ｎは自然数である。
ｎλ_l／２＝Ｌ ・・・（１）

【0069】

本形態の冷媒接触部２３のピッチλ_lは、具体的には８．０ｍｍである。本形態の冷媒接触部２３は、ｎの値が１６の場合の前記式（１）を満たすように配置されている。

【0070】

本形態の冷媒中継部２５は、冷媒接触部２３よりも冷却壁部から下方Ｚ２に離隔するように配置されている。冷媒中継部２５は、具体的には図５に示すように、第１フィンプレート３ａの中段凹凸列３５ａと、第２フィンプレート３ｂの中段凹凸列３５ｂとの間の空間である。

【0071】

本形態の接続部２４は、具体的には図５に示すように、第１フィンプレート３ａにおける上段凹凸列３４ａと中段凹凸列３５ａとの間に存在する第１基準面部３１ａと、第２フィンプレート３ｂにおける上段凹凸列３４ｂと中段凹凸列３５ｂとの間に存在する第２基準面部３１ｂとの間の空間を含んでいる。本形態の接続部２４は、冷媒接触部２３と冷媒中継部２５との間を直線状、つまり、最短距離で接続している。

【0072】

接続部２４は、フィンプレート３の縦方向Ｘに対して傾いた方向に延設されていることが好ましい。この場合には、冷却性能を維持しつつ、冷媒を流す際の圧力損失をより低減することができる。高い冷却性能と、低い圧力損失とを両立させる観点からは、縦方向Ｘに対する接続部２４の延設方向の傾きが２０〜７０°であることが好ましく、３０〜６０°であることがより好ましく、４０〜５０°であることがさらに好ましい。本形態の接続部２４は、具体的には、フィンプレート３の縦方向Ｘに対して４５°傾いた方向に延設されている。

【0073】

また、本形態の冷媒流路２は、更に、隣り合う冷媒中継部２５の間に配置され、冷媒の経路における上流側の冷媒中継部２５から下流側の冷媒中継部２５へ冷媒を中継する第２冷媒中継部２７と、第２冷媒中継部２７と冷媒中継部２５との間に介在し、冷媒中継部２５及び第２冷媒中継部２７よりも流路断面積の小さい第２接続部２６と、を有している。

【0074】

本形態の第２冷媒中継部２７は、具体的には図５に示すように、第１フィンプレート３ａの下段凹凸列３６ａと、第２フィンプレート３ｂの下段凹凸列３６ｂとの間の空間である。

【0075】

本形態の第２接続部２６は、具体的には、第１フィンプレート３ａにおける中段凹凸列３５ａと下段凹凸列３６ａとの間に存在する第１基準面部３１ａと、第２フィンプレート３ｂにおける上段凹凸列３４ｂと中段凹凸列３５ｂとの間に存在する第２基準面部３１ｂとの間の空間を含んでいる。本形態の第２接続部２６は、冷媒中継部２５と第２冷媒中継部２７との間を直線状、つまり、最短距離で接続している。

【0076】

第２接続部２６は、接続部２４と同様に、フィンプレート３の縦方向Ｘに対して傾いた方向に延設されていることが好ましい。この場合には、冷却性能を維持しつつ、冷媒を流す際の圧力損失をより低減することができる。高い冷却性能と、低い圧力損失とを両立させる観点からは、縦方向Ｘに対する第２接続部２６の延設方向の傾きは、２０〜７０°であることが好ましく、３０〜６０°であることがより好ましく、４０〜５０°であることがさらに好ましい。本形態の第２接続部２６は、具体的には、フィンプレート３の縦方向Ｘに対して４５°傾いた方向に延設されている。

【0077】

本形態のヒートシンク１は、冷媒導入部２１と冷媒導出部２２との間に配置された複数の冷媒接触部２３と、冷媒の経路における上流側の冷媒接触部２３から下流側の冷媒接触部２３へ冷媒を中継する冷媒中継部２５と、冷媒中継部２５と冷媒接触部２３との間に介在する接続部２４と、を備えた冷媒流路２を有している。また、接続部２４は、冷媒接触部２３及び冷媒中継部２５よりも小さい流路断面積を有している。

【0078】

本形態のヒートシンク１の冷媒流路２内における冷媒の流れは、例えば以下のようになる。冷媒導入部２１から流路内に流入した冷媒は、冷媒導入部２１から冷媒接触部２３へ導かれる。そして、冷媒接触部２３において熱交換器の冷却壁部等と熱交換した冷媒は、接続部２４内を介して冷媒中継部２５へ流入する。接続部２４の流路断面積は冷媒接触部２３及び冷媒中継部２５よりも小さいため、冷媒中継部２５内へ流入した冷媒は、流路の拡縮によって攪拌される。また、冷媒中継部２５から接続部２４を介して冷媒接触部２３に流入する冷媒も、前記と同様に、接続部２４と冷媒接触部２３及び冷媒中継部２５との流路断面積の違いによって攪拌される。

【0079】

従って、ヒートシンク１は、冷媒接触部２３と冷媒中継部２５との間に接続部２４を設けることにより、冷媒流路２内を流れる冷媒を効率よく攪拌し、冷媒流路２内の冷媒の温度の偏りを低減することができる。これにより、ヒートシンク１に接触する冷媒とヒートシンク１との温度差をより大きくすることができる。その結果、熱交換器の冷却性能を向上させることができる。

【0080】

また、冷媒流路２は、隣り合う冷媒中継部２５の間に配置され、冷媒の経路における上流側の冷媒中継部２５から下流側の冷媒中継部２５へ冷媒を中継する第２冷媒中継部２７と、第２冷媒中継部２７と冷媒中継部２５との間に介在し、冷媒中継部２５及び第２冷媒中継部２７よりも流路断面積の小さい第２接続部２６と、を有している。そのため、第２冷媒中継部２７において、冷媒接触部２３と同様に冷媒を攪拌することができる。更に、冷媒中継部２５において、冷媒接触部２３から接続部２４を介して流入する冷媒の流れと、第２冷媒中継部２７から第２接続部２６を介して流入する冷媒の流れとを合流させ、冷媒をより効果的に攪拌することができる。これらの結果、熱交換器の冷却性能をより向上させることができる。

【0081】

また、本形態における第１凹部３２ａの周縁部３２２ａ、第１凸部３３ａの周縁部３３２ａ、第２凹部３２ｂの周縁部３２２ｂ及び第２凸部３３ｂの３３２ｂは、いずれも滑らかな曲面より構成されている。これにより、冷媒流路２のいずれの位置においても、ヒートシンク１の内表面が冷媒の流れ方向に直交する面に対して傾斜している。即ち、本形態のヒートシンク１の内表面は、冷媒の流れ方向に直交する面を有さない。

【0082】

このように、ヒートシンク１を、その内表面が冷媒の流れ方向に直交する面を有さないように構成することにより、冷媒の流通抵抗をより低減することができる。その結果、圧力損失をより低減することができる。

【0083】

（実施形態２）
本形態では、凹凸形状を付与する範囲を変更したフィンプレート３０２を説明する。なお、本形態以降の形態において使用する符号のうち、既出の形態と同一の符号は、特に説明のない限り、既出の形態における構成要素等と同様の構成要素等を示す。

【0084】

実施形態１においては、縦方向Ｘ及び横方向Ｚの全体に凹部３２（第１凹部３２ａ、第２凹部３２ｂ）及び凸部３３（第１凸部３３ａ、第２凸部３３ｂ）を設けた第１フィンプレート３ａ及び第２フィンプレート３ｂを示したが、凹部３２及び凸部３３は、フィンプレート３の一部に設けられていてもよい。

【0085】

例えば、図８に示すように、凹部３２及び凸部３３は、フィンプレート３０２の縦方向Ｘにおける一部に設けられていてもよい。例えば、発熱体の搭載予定位置の直下に凹部３２及び凸部３３を設けることにより、十分な冷却性能を確保しつつ、凹凸形状による圧力損失の増大を抑制することができる。

【0086】

（実施形態３）
本形態では、凹凸形状を付与する範囲を変更したフィンプレート３０３のさらに他の態様を説明する。例えば図９に示すように、凹部３２及び凸部３３は、フィンプレート３０３の横方向Ｚにおける一部に設けられていてもよい。この場合にも、凹凸形状によって冷却性能を高めるとともに、凹凸形状による圧力損失の増大を抑制することができる。

【0087】

（実施形態４）
本形態では、ヒートシンク１を備えた熱交換器４を説明する。図１０〜図１２に示すように、熱交換器４は、ヒートシンク１と、冷却ジャケット５とを有している。図１０及び図１２に示すように、冷却ジャケット５は、発熱体を冷却する冷却壁部５１を含む外壁部５２と、外壁部５２によって囲まれた内部空間５３と、外壁部５２を貫通し、熱交換器４の外部から内部空間５３へ冷媒を供給する冷媒入口５４と、内部空間５３から熱交換器４の外部へ冷媒を排出する冷媒出口５５と、を有している。ヒートシンク１は、冷却ジャケット５の内部空間５３に収容されている。

【0088】

冷却ジャケット５の外壁部５２は、図１０及び図１１に示すように、略長方形状を呈する蓋部５６と、蓋部５６上に載置されるカップ部５７とを有している。図１０及び図１２に示すように、カップ部５７は、蓋部５６に対面して配置され、略長方形状を呈する冷却壁部５１と、冷却壁部５１の外周端縁から蓋部５６側に延出した側壁部５７１と、側壁部５７１の先端に形成され、蓋部５６に接合されるフランジ部５７２とを有している。なお、蓋部５６とフランジ部５７２との接合は、例えば、ろう付、溶接及び摩擦撹拌接合等の方法により行うことができる。

【0089】

冷媒入口５４及び冷媒出口５５は、冷却壁部５１の外周縁部における、一対の短辺の中央部に設けられている。

【0090】

図１２に示すように、蓋部５６とカップ部５７とによって囲まれた冷却壁部５１の内部空間５３には、ヒートシンク１が配置されている。ヒートシンク１は、冷媒流路２の冷媒導入部２１を冷却ジャケット５の冷媒入口５４側、冷媒導出部２２を冷媒出口５５側に向けて配置されている。

【0091】

図１２に示すように、本形態においては、フィンプレート３の横方向Ｚにおける両端面３４（３４１、３４２）が、冷却壁部５１の内表面または蓋部５６の内表面にろう付接合を介して接合されている。

【0092】

本形態のように複数のフィンプレート３を備えたヒートシンク１を冷却ジャケット５にろう付する場合には、冷媒接触部２３を有する側のヒートシンク１の端面の平面度及び冷媒接触部２３を有しない側のヒートシンク１の端面の平面度を０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。この場合には、冷却ジャケット５とヒートシンク１とをろう付する際に、冷却ジャケット５とヒートシンク１との間により容易にろうを進入させ、ボイド等の接合欠陥の発生をより効果的に抑制することができる。

【0093】

なお、冷媒接触部２３を有しない側のヒートシンク１の端面の平面度は、前述した、冷媒接触部２３を有する側のヒートシンク１の端面の平面度と同様の方法により測定することができる。即ち、ヒートシンク１を定盤上に載置して、フィンプレート３の横方向Ｚにおける一対の端面３４のうち、冷媒接触部２３を有する側の端面３４１を定盤に当接させる。次いで、ハイトゲージを用いて、フィンプレートにおける冷媒接触部２３を有しない側の端面３４２の高さを種々の位置において測定する。そして、測定結果のうち最大の高さと最小の高さとの差を、冷媒接触部２３を有しない側のヒートシンク１の端面の平面度とする。

【0094】

本形態の熱交換器４は、上記の構成を有しているため、冷媒入口５４から内部空間５３に流入した冷媒を、ヒートシンク１の冷媒導入部２１を介して冷媒流路２内に導くことができる。また、冷媒流路２内の冷媒は、前述したように、冷媒中継部２５、接続部２４、第２冷媒中継部２７及び第２接続部２６により攪拌されながら、冷媒接触部２３において冷却壁部５１と熱交換することができる。そして、冷媒導出部２２に到達した冷媒は、冷媒出口５５から排出される。これにより、冷却壁部５１の外表面に搭載した発熱体を効率よく冷却することができる。

【0095】

（比較形態１）
本形態では、縦方向に延設された複数の縦リブ９１１（９１１ａ、９１１ｂ）と、縦リブ９１１に直交する複数の横リブ９１２（９１２ａ、９１２ｂ）と、縦リブ９１１及び横リブ９１２によって区画された複数のスリット９１３を有する格子状のプレート９１（９１ａ、９１ｂ）を複数枚積層してなるヒートシンク９を説明する。本形態のヒートシンク９は、図１３〜図１５に示すように、縦方向に延在する多数のスリット９１３ａを有する第１のプレート９１ａと、縦方向におけるスリット９１３ｂの位置が、第１のプレート９１ａのスリット９１３ａに対してスリット９１３のピッチの半分ずれている第２のプレート９１ｂとを有しており、第１のプレート９１ａと第２のプレート９１ｂとが交互に積層されている。図１５に示すように、本形態のヒートシンク９の冷媒流路は、第１のプレート９１ａのスリット９１３ａと、第２のプレート９１ｂのスリット９１３ｂとによって構成されている。

【0096】

具体的には、本形態のヒートシンク９は、縦６４ｍｍ、横５４．２ｍｍ、厚み８ｍｍの外寸法を有している。プレート９１の厚みは１．０ｍｍである。また、プレート９１の縦リブ９１１の幅は１．０ｍｍであり、縦リブ９１１同士の間隔（つまり、スリット９１３の幅）は０．９０ｍｍである。また、プレート９１の横リブ９１２の幅は２．０ｍｍであり、横リブ９１２同士の間隔（つまり、スリット９１３の長さ）は５．７５ｍｍである。

【0097】

実施形態１のヒートシンクと比較形態１のヒートシンク９との冷却性能及び圧力損失は、例えば、以下の熱流体シミュレーションにより比較することができる。

【0098】

まず、ヒートシンク１、９に冷却壁部５１としてのアルミニウム板を載置した構造モデルを準備する。この冷却壁部５１上に、発熱量１６５０Ｗの発熱体を配置する。そして、ヒートシンク１、９の冷媒流路に、冷媒としてのロングライフクーラントを種々の流量で供給し、発熱体の温度が定常状態に達した時点での発熱体と冷媒との間の熱抵抗及び圧力損失（つまり、冷媒流路の入口における冷媒の圧力と、出口における冷媒の圧力との差）を算出する。

【0099】

図１６に、実施形態１のヒートシンク１及び比較形態１のヒートシンク９における、熱抵抗と圧力損失との関係をプロットしたグラフを示す。なお、図１６の縦軸は、比較形態１のヒートシンク９において冷媒流量が６Ｌ／分であるときの熱抵抗の値を基準とした場合の熱抵抗の比率であり、横軸は、比較形態１のヒートシンク９において冷媒流量が６Ｌ／分であるときの圧力損失の値を基準とした場合の圧力損失の比率である。

【0100】

図１６に示したように、実施形態１のヒートシンク１は、比較形態１のヒートシンク９と同程度の熱抵抗を、比較形態のヒートシンク９よりも低い圧力損失で達成することができる。これらの結果から、実施形態１のヒートシンク１によれば、冷却性能を高めるとともに、圧力損失を低減できることが理解できる。

【0101】

本発明に係るヒートシンクの具体的な態様は、実施形態１〜３に示した態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜構成を変更することができる。例えば、第１凹部及び第２凹部の底部、第１凸部及び第２凸部の頂部は、円や楕円、四角形、六角形及びこれらの一部をなす形状を呈していてもよい。

【0102】

また、実施形態１〜３においては、第１凹部及び第２凹部の底部、第１凸部及び第２凸部の頂部が平板状を呈する構成を示したが、第１凹部、第２凹部、第１凸部及び第２凸部は、例えば半球状などの、平板状の底部や頂部を有しない形状であってもよい。

【0103】

第１フィンプレート３ａと第２フィンプレート３ｂとは、実施形態１〜３に示したようにろう付接合によって互いに接合されていてもよいし、例えば、複数のフィンプレートに交差し、複数のフィンプレートを連結する連結部材によって保持されていてもよい。

【0104】

更に、実施形態１〜３においては、各フィンプレートが上段凹凸列、中段凹凸列、下段凹凸列の３列の凹凸列を有する構成を示したが、各フィンプレートは、４列以上の凹凸列を有していてもよい。凹凸列は、例えば、以下の式（２）を満足するように配置することができる。但し、下記式（２）におけるλ_hは横方向Ｚにおける凹凸列のピッチであり、ｈはヒートシンクの横方向Ｚにおける寸法であり、ｍは自然数である。
ｍλ_h／２＝ｈ ・・・（１）

【符号の説明】

【0105】

１ ヒートシンク
２ 冷媒流路
２１ 冷媒導入部
２２ 冷媒導出部
２３ 冷媒接触部
２４ 接続部
２５ 冷媒中継部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】