特許 6237918 電子部品の冷却器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237918

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】電子部品の冷却器

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/473 20060101AFI20171120BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/46 Z

   H05K7/20 N

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-550043(P2016-550043)

(86)(22)【出願日】2015年8月21日

(86)【国際出願番号】JP2015073578

(87)【国際公開番号】WO2016047335

(87)【国際公開日】20160331

【審査請求日】2016年10月3日

(31)【優先権主張番号】特願2014-192123(P2014-192123)

(32)【優先日】2014年9月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086689

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100157772

【弁理士】

【氏名又は名称】宮尾 武孝

(72)【発明者】

【氏名】小山 貴裕

【審査官】 秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５８５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８３５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４５０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７２０１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外壁面が電子部品を冷却する冷却面となる第１壁部、前記第１壁部と対向配置された第２壁部、及び側壁部で囲まれた冷媒流路を備える冷却器本体と、
前記第１壁部の内壁中間部に設けられた複数の冷却フィンと、
前記冷却フィンの冷媒導入側開口部の並びと、前記側壁部とで挟まれた空間に設けられた冷媒導入流路と、
前記冷却フィンの冷媒導出側開口部の並びと、前記側壁部とで挟まれた空間に設けられた冷媒導出流路と、
前記冷媒導入流路の一端に位置する前記側壁部に設けられた冷媒導入管と、
前記冷媒導出流路に接続された冷媒導出管と、
前記第１壁部の前記冷媒導入流路に面する部分に設けられた第１の突出部とを備え、
前記第１の突出部が設けられた箇所の流路断面積が、前記第１の突出部前後の前記流路断面積よりも狭いことを特徴とする冷却器。

【請求項2】

前記冷媒導入管の前記第１壁部側に位置する内壁に設けられた第２の突出部を備え、前記第２の突出部が設けられた箇所の流路断面積が、前記第２の突出部前後の前記流路断面積よりも狭い請求項１に記載の冷却器。

【請求項3】

前記冷媒導入管の前記冷媒導入流路への導入口は、平面的に見たとき、前記冷媒導入流路の流れ方向に沿って伸ばすと、前記突出部に重なるような内径及び位置となるように配置されている請求項２に記載の冷却器。

【請求項4】

前記第１の突出部が、前記電子部品の下側に配置される前記冷却フィンの冷媒導入側の開口よりも上流側に配置されている請求項１に記載の冷却器。

【請求項5】

前記第１の突出部の幅は、前記冷却フィンの冷媒導入側の開口から、前記側壁部までの距離の０．１倍以上０．５倍以下の幅である請求項１に記載の冷却器。

【請求項6】

前記第１の突出部が、冷媒導入流路の前記側壁部に接している請求項１に記載の冷却器。

【請求項7】

前記第１の突出部の前記第２壁部に対向する面が平面である請求項１に記載の冷却器。

【請求項8】

前記冷媒導入流路に、複数の前記第１の突出部を備える請求項１に記載の冷却器。

【請求項9】

前記冷媒導入流路の上流側にある前記第１の突出部が、前記冷媒導入流路の下流側にある他の前記第１の突出部よりも、幅が狭い請求項８に記載の冷却器。

【請求項10】

前記冷媒導入流路の上流側にある前記第１の突出部が、前記冷媒導入流路の下流側にある他の前記第１の突出部よりも、長さが短い又は高さが低い請求項８又は９に記載の冷却器。

【請求項11】

前記冷媒導入流路の上流側にある前記第１の突出部が、前記冷媒導入流路の下流側にある他の前記第１の突出部よりも、体積が小さい請求項８に記載の冷却器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体モジュール等の電子部品を冷却する冷却器に係り、特に冷媒導入流路における流速分布を改良して、電子部品の冷却効果を高めた冷却器に関する。

【背景技術】

【0002】

低炭素社会の実現に向け、エネルギー変換効率の高いインバータ回路を使用した、電源や電動機、及びそれらを応用したハイブリットカー、電気自動車等の導入が加速している。これらの分野では、大電流制御にパワー半導体素子と呼ばれる、整流ダイオード、パワーＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ、サイリスタ等の電子部品が用いられている。

【0003】

パワー半導体素子ではオン抵抗を下げる設計がなされているものの、高出力化にともなう発熱量の増大は避けられず、パワー半導体素子を複数個搭載する半導体モジュール等では、すでに空冷式から液冷式の冷却器が採用されている。このような冷却器においては、冷却効率を高めるため、種々の工夫がなされている。

【0004】

例えば、下記特許文献１には、電子部品の被冷却部を冷却する冷却流路と、当該冷却流路に入口から冷却媒体を導入する導入流路と、前記冷却流路から前記冷却媒体を出口へ排出する排出流路とを含むとともに、前記導入流路及び前記排出流路の少なくともいずれかの流路面積は、所定位置においてよりも、前記入口又は前記出口から当該所定位置よりも遠い位置において大きいことを特徴とする冷却器が開示されている。

【0005】

また、下記特許文献２には、冷却器を構成するウォータージャケットに外部から冷媒を供給して、前記冷却器の外面に配置された半導体素子を冷却する半導体モジュールにおいて、前記半導体素子と熱的に接続されたヒートシンクと、前記ウォータージャケット内に、冷媒導入口から延在され、かつ前記ヒートシンクの一の側面に向かって前記冷媒を誘導するための傾斜した一の面、及び他の面を少なくとも有するガイド部が配置された第１流路と、前記第１流路と並列して前記ウォータージャケット内に配置され、冷媒排出口に延在され、かつ前記ヒートシンクの他の側面に平行な側壁が形成された第２流路と、前記ウォータージャケット内の前記第１流路と前記第２流路とを連通する位置に形成され、前記ヒートシンクが配置された第３流路と、を備えることを特徴とする半導体モジュールが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−１７４９６３号公報

【特許文献2】国際公開第２０１１／１３２７３６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１及び特許文献２に記載された技術は、どちらも、導入流路から並列配置された冷却用流路に分配される、冷媒分配量の偏りを補正し、冷却面を均一に冷却することを目的にしている。

【0008】

しかしながら、上記従来技術では、冷媒導入流路断面の流速分布を改善して、冷却効率を高める方法については、検討されていなかった。

【0009】

よって、本発明の目的は、電子部品の冷却器において、冷媒導入流路断面の流速分布を改善して、冷却効率を高めるようにした電子部品の冷却器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の冷却器は、外壁面が電子部品を冷却する冷却面となる第１壁部、前記第１壁部と対向配置された第２壁部、及び側壁部で囲まれた冷媒流路を備える冷却器本体と、前記第１壁部の内壁中間部に設けられ、前記冷媒流路を冷媒導入流路及び冷媒導出流路に区分する複数の冷却フィンと、前記冷媒導入流路の一端に位置する前記側壁部に設けられた冷媒導入管と、前記冷媒導出流路に接続された冷媒導出管と、前記第１壁部の前記冷媒導入流路に面する部分に設けられた第１の突出部とを備え、前記第１の突出部が設けられた箇所の流路断面積が、前記第１の突出部前後の前記流路断面積よりも狭いことを特徴とする。

【0011】

本発明の冷却器において、前記冷媒導入管の前記第１壁部側に位置する内壁に設けられた第２の突出部を備え、前記第２の突出部が設けられた箇所の流路断面積が、前記第２の突出部前後の前記流路断面積よりも狭いことが好ましい。

【0012】

本発明の冷却器において、前記第１の突出部が、前記電子部品の下側に配置される前記冷却フィンの冷媒導入側の開口よりも上流側に配置されていることが好ましい。

【0013】

本発明の冷却器において、前記第１の突出部の幅は、前記冷却フィンの冷媒導入側の開口から、前記側壁部までの距離の０．１倍以上０．５倍以下の幅であることが好ましい。

【0014】

本発明の冷却器において、前記第１の突出部が、冷媒導入流路の前記側壁部に接していることが好ましい。

【0015】

本発明の冷却器において、前記第１の突出部の前記第２壁部に対向する面が平面であることが好ましい。

【0016】

本発明の冷却器において、前記冷媒導入流路に、複数の前記第１の突出部を備えることができる。

【0017】

本発明の冷却器において、前記冷媒導入流路の上流側にある前記第１の突出部が、前記冷媒導入流路の下流側にある他の前記第１の突出部よりも、幅が狭いことが好ましい。

【0018】

本発明の冷却器において、前記冷媒導入流路の上流側にある前記第１の突出部が、前記冷媒導入流路の下流側にある他の前記第１の突出部よりも、長さが短い又は高さが低いことが好ましい。

【0019】

本発明の冷却器において、前記冷媒導入流路の上流側にある前記第１の突出部が、前記冷媒導入流路の下流側にある他の前記第１の突出部よりも、体積が小さいことが好ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、冷媒導入流路の冷却面側に設置された突出部によって、該突出部に接する部分で高速となるように流速分布を形成することができるので、冷却フィンの冷媒導入側開口から流入する冷媒が、冷却面となる第１壁部に接する部分でより高速に流れるようにすることができ、それによって電子部品の冷却効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の冷却器の一実施形態を示す構造模式図である。

【図2】本発明の冷却器の冷媒導入流路における流速分布の一例を示す模式図である。

【図3】本発明の冷却器について、シミュレーションによって求めた、流速分布の一例を示す図面である。

【図4】従来の冷却器について、シミュレーションによって求めた、流速分布の一例を示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して、本願発明による電子部品の冷却器の一実施形態を説明する。

【0023】

図１（ａ）には同冷却器の平面図が、同図（ｂ）には（ａ）のＡ−Ａ’断面図が示されている。冷却器２０は、電子部品１０を冷却する冷却面として機能する第１壁部２１ａと、第１壁部２１ａに対向して配置される第２壁部２１ｂと、第１壁部２１ａと第２壁部２１ｂを囲む側壁部２１ｃとからなる冷却器本体２１を有している。

【0024】

電子部品１０を効率的に冷却するため、第１壁部２１ａの内壁面には冷却フィン２２が取付られている。冷却フィン２２としては、ブレードフィン、コルゲートフィン、ピンフィンなど、いずれのタイプのものも使用可能である。ブレードフィンとコルゲートフィンは、直線流路になるようにストレート形状にしてもよいが、流路が蛇行するようにフィンを波状にうねらせるウェービングフィン、フィンを長手方向に分割し横方向にオフセットをつけて配列するオフセットフィンにしてもよい。ピンフィンのピンは、円柱、四角柱等のピンを用いることができ、方形配置又は千鳥配置にすることができる。この実施形態では、冷却フィン２２として、平板を並べたブレードフィンが採用されている。

【0025】

第１壁部２１ａ及び冷却フィン２２は、熱伝導性の高い材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属材料を用いて形成されていることが好ましく、熱伝導性を高めるために、第１壁部２１ａと冷却フィン２２とが、溶接又は鋳造によって、一体成型されていることがより好ましい。

【0026】

冷却器２０の、冷却フィン２２の冷媒導入側開口部２３ａの並びと、冷却器２０の側壁部２１ｃとで挟まれた空間が、冷媒導入流路２８をなしている。冷媒導入流路２８の一端には、側壁部２１ｃを貫通する冷媒導入口２４が設けられ、該冷媒導入口２４に冷媒導入管２６が接続されている。

【0027】

一方、冷却フィン２２の冷媒導出側開口部２３ｂの並びと、冷却器２０の側壁部２１ｃとで挟まれた空間が、冷却フィンの冷媒導出側開口部２３ｂから排出された冷媒を集めて排出するための、冷媒導出流路２９をなしている。冷媒導出流路２９の一端（この実施形態では冷媒導入口２４と同じ側）には、冷媒導出口２５が設けられ、該冷媒導出口２５に冷媒導出管２７が接続されている。ただし、冷媒導出口２５は、冷媒導入口２４とは反対側の端部にあってもよい。また、冷媒導出口２５は、冷媒導出流路２９のいずれかの箇所にある側壁部２１ｃに設けられていればよく、必ずしも冷媒導出流路２９の端部にある必要はない。

【0028】

冷媒導入流路２８及び冷媒導出流路２９は、必ずしも直線的である必要はなく、カーブしていてもよい。ただし、冷媒導入流路２８は、流速分布を制御したい区間においては、直線的であることが好ましい。冷媒導入流路２８の曲りが大きいと、渦による停留部が生じるため好ましくない。

【0029】

冷媒導入管２６の断面形状は、特に限定されず、円形、矩形等の断面の冷媒導入管２６を用いることができる。冷媒導入管２６の出口となる冷媒導入口２４の、第１壁部２１ａ及び第２壁部２１ｂと直交する方向の内径は、第１壁部２１ａと第２壁部２１ｂとの間隔の０．５〜１．０倍であることが好ましい。冷媒導入口２４の上記内径が、上記よりも小さいと、冷媒導入流路２８における流速分布の制御がしにくくなる可能性がある。

【0030】

第１壁部２１ａの、冷媒導入流路２８に面した内面には、側壁部２１ｃに隣接して、側方から見て逆台形の形状の突出部３１、３２が、冷媒導入流路２８の流れ方向に沿って所定間隔で設置されている。ここで、冷媒導入流路２８の上流側に設置された突出部３１は、電子部品１０の下側に配置される冷却フィンの冷媒導入側開口部２３ａよりも上流側に配置されていることが好ましい。

【0031】

また、この実施形態では、冷媒導入管２６の第１壁部２１ａ側の内面にも、側方から見て台形をなす突出部３０が設置されている。

【0032】

このように、突出部３０、３１、３２を設置することによって、突出部を設置した各々の箇所では流路断面積が絞られ、突出部の前後の流路断面積よりも狭くなっている。

【0033】

第１壁部２１ａの冷媒導入流路２８の内面から、突出部３１、３２の頂部までの距離で表される、突出部３１、３２の高さＨ３１、Ｈ３２は、第１壁部２１ａと第２壁部２１ｂとの間隔の０．１〜０．５倍であることが好ましく、０．３〜０．５倍であることがより好ましい。突出部３１、３２の高さＨ３１、Ｈ３２が、第１壁部２１ａと第２壁部２１ｂとの間隔の０．１倍よりも低いと効果が表れず、０．５倍よりも高いと流路が狭くなることで流速が急激に向上し、制御困難になる。なお、冷媒導入流路２８の流れ方向に沿って、上流側に配置された突出部３１の高さＨ３１は、下流側に配置された突出部３２の高さＨ３２よりも、低いことが好ましい。冷媒導入流路２８に沿って配置される突出部３１，３２は、２つに限らず、１つ又は３つ以上であってもよいが、その場合も冷媒導入流路２８の上流側にある突出部は、冷媒導入流路２８の下流側にある他の突出部よりも、高さが低いことが好ましい。

【0034】

また、平面的に見たとき、突出部３１、３２の幅Ｗ３１、Ｗ３２は、側壁部２１ｃ内面と冷却フィン２２の冷媒導入側開口部２３ａとの間隔よりも小さくされており、それによって、突出部３１、３２と、冷却フィン２２の冷媒導入側開口部２３ａとの間に、間隙５１、５２が形成されている。冷媒導入流路２８の流れ方向に沿って、上流側に配置された突出部３１の幅Ｗ３１は、下流側に配置された突出部３２の幅Ｗ３２よりも、幅が狭いことが好ましい。更には冷媒導入流路２９に沿って配置される突出部３１，３２は、２つに限らず、１つ又は３つ以上であってもよいが、その場合も冷媒導入流路２８の上流側にある突出部は、冷媒導入流路２８の下流側にある他の突出部よりも、幅が狭いことが好ましい。突出部３１、３２の幅Ｗ３１、Ｗ３２は、冷媒導入側開口部２３ａから側壁部２１ｃまでの距離Ｗ０の０．１倍以上０．５倍以下の幅であることが好ましい。長い突出部を１つ設ける場合は０．１倍に近づけることが好ましく、短い突出部を複数設ける場合は０．５倍に近づけることが好ましい。なお、突出部３１、３２の幅Ｗ３１、Ｗ３２が上記よりも狭いと効果が表れず、上記よりも広いと流路が狭くなることで流速が上がり、制御困難になる。

【0035】

冷媒導入管２６の出口となる冷媒導入口２４は、平面的に見たとき、冷媒導入流路２８の流れ方向に沿って伸ばすと、突出部３１、３２に重なるような内径及び位置となるように配置されていることが好ましい。それによって、冷媒導入管２６を通って冷媒導入口２４から流入する冷媒を、突出部３１、３２に効果的に衝突させることができる。

【0036】

冷媒導入流路２８の流れ方向に沿って、上流側に配置された突出部３１の長さＬ３１は、下流側に配置された突出部３２の長さＬ３２よりも、長さが短いことが好ましい。冷媒導入流路２８に沿って配置される突出部３１，３２は、２つに限らず、１つ又は３つ以上であってもよいが、その場合も冷媒導入流路２８の上流側にある突出部は、冷媒導入流路２８の下流側にある他の突出部よりも、長さが短いことが好ましい。突出部３１，３２の長さＬ３１、Ｌ３２は、特に限定されないが、両者の合計の長さが、冷媒導入流路２８の長さの０．３〜０．７倍であることが好ましく、０．５倍であることがより好ましい。上記合計の長さが、上記よりも短いと効果が表れず、上記よりも長いと流路が狭くなり、流速が上がる事で制御困難となる。

【0037】

以上、冷却器２０が複数の突出部を有する場合は、冷媒導入流路２８の上流側にある突出部が、冷媒導入流路２８の下流側にある他の突出部よりも、高さを低くするか、幅を狭くするか、又は長さを短くして、体積を小さくすることが好ましく、突出部の長さ、幅、高さ及び設置位置を適宜調整して、電子部品１０を効率よく冷却しホットスポットの発生を防止することができる。

【0038】

なお、突出部３１、３２の形状は、特に限定されないが、第２壁部に対向する面は平面であることが好ましい。ただし、突出部３１、３２は、幅方向に沿って同じ高さを有する形状である必要はなく、例えば冷却フィン２２の冷媒導入側開口部２３ａ側に向けて高さが低くなるように傾斜していてもよい。

【0039】

一方、冷媒導入管２６に設置された突出部３０は、第１壁部２１ａ側の内面に設けられていればよく、その形状は特に限定されないが、第２壁部に対向する面は平面であることが好ましい。突出部３０の高さＨ３０は、冷媒導入管２６の、第１壁部２１ａ、第２壁部２１ｂに対して垂直な方向の内径の、０．１〜０．５倍であることが好ましく、０．３〜０．５倍であることがより好ましい。突出部３０の高さＨ３０が上記よりも低いと効果が得られなくなり、上記よりも高いと導入管路が狭くなる事で流速の急激な向上並びに、圧力損失が増大する。

【0040】

本発明においては、冷媒導入流路２８に設けた突出部３１、３２と、冷媒導入管２６に設けた突出部３０との両方が必ずしも必要ではなく、どちらかに突出部が設けられていればよい。ただし、電子部品１０を効率的に冷却するために、電子部品１０の下側に配置される冷却フィンの冷媒導入側開口部２３ａよりも上流側に配置されていることが好ましい。

【0041】

本発明の冷却器２０は、電子部品１０、特に、パワー半導体素子と呼ばれる、整流ダイオード、パワーＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ、サイリスタ等を搭載する半導体モジュールの冷却に好適に用いられる。電子部品１０と、第１壁部２１ａとの接合は、例えば、電子部品１０の基板の裏面に形成された導体層を、半田層を介して、第１壁部２１ａに直接接合したり、上記基板の裏面に形成された導体層を、同じく半田層を介して、銅又はニッケルメッキされたアルミニウム等のベース板に接合し、このベース板の裏面にサーマルグリースを塗布して、冷却器２０の第１壁部２１ａに押し付けたりして接合することができる。

【0042】

次に、上記冷却器２０の作用効果について説明する。
図示しないポンプ等により、冷媒は、冷媒導入管２６を通って、冷却器２０の冷媒導入流路２８に流入する。冷媒は、冷媒導入管２６を通るとき、冷媒導入口２４の手前で、突出部３０に接触し、流速分布が変化する。すなわち、突出部３０に近接した部分、言い換えると第１壁部２１ａに近接した部分ほど、流速が早くなる。

【0043】

そして、冷媒導入流路２８に流入した冷媒は、２つの突出部３１，３２に接触して、更に流速分布が変化する。すなわち、突出部３１，３２に近接した部分、言い換えると第１壁部２１ａに近接した部分ほど、更に流速が早くなる。また、冷媒導入流路２８を通る過程で、冷却フィン２２の、冷媒導入流路２８に沿って並ぶ、冷媒導入側開口部２３ａに順次流入し、冷却フィン２２の冷却流路２３ｃを通って、冷媒導出流路２９に抜ける。

【0044】

このとき、冷媒は、前記突出部３０，３１，３２により、冷媒導入流路２８において、第１壁部２１ａに近接した部分ほど、更に流速が早くなるように流速分布が変化しているため、冷却フィン２２の冷却流路２３ｃを通るときも、第１壁部２１ａに近接した部分ほど流速が早くなって通過する。

【0045】

図２（ａ）及び（ｂ）は、上記説明の速度分布を視覚化した模式図である。同図（ａ）は側壁部２１ｃに近く、突出部３０，３１，３２を縦断するＡ−Ａ’断面での速度分布を表す。また、同図（ｂ）は冷媒導入側開口部２３ａに近く、間隙５１及び５２、突出部３０を縦断するＢ−Ｂ’断面での速度分布を表す。同図において、速度はハッチングの濃淡で表されている。すなわち、ハッチングが濃くなるほど、冷媒の流れは高速であることを示す。突出部の近くで流れが速くなくなるため、同図（ａ）では突出部３０，３１，３２に近接するところでハッチングが濃く描かれている。同図（ｂ）では、冷媒導入管２６から導入された冷媒は、突出部の作用によって第１壁部２１ａに向けられるので、ハッチングは上に向かって裾を引いており、第１壁部２１ａに接する場所で流速が速くなっていることを示している。

【0046】

本発明の冷却器の作用効果は、数値計算による流体解析によって、視覚的に示すことができる。

【0047】

図１に示される冷却器２０の作用効果の検証には、ＡＮＳＹＳ社製の電気・電子機器熱流体解析ソフトウエアＡＮＳＹＳ Ｉｃｅｐａｋを用いた。

【0048】

本検証において、計算条件は、
（１）冷却器２０はＡｌ材料（Ａ６０６３材）からなり、
（２）冷媒導入管２６には１つの突出部３０が設置され、
（３）冷媒導入流路２８には同形状の２つの突出部３１，３２が設置され、
（４）突出部３１、３２は側壁部２１ｃに接し、
（５）突出部３１、３２の幅は、冷媒導入側開口部２３ａから側壁部２１ｃまでの距離の０．５倍とし、
（６）冷媒は体積比でエチレングリコール：水＝５０：５０の混合物からなる、
と仮定した。

【0049】

図３は、本発明の冷却器について、側壁部２１ｃからの距離Ｗに位置するＡ−Ａ’断面の流速分布を、Ｗ／Ｗ０＝０．１，０．２，０．３，０．４，０．５，０．６，０．７，０．８，０．９の各々の位置において、０．２ｍ／ｓ間隔の等高線で表した図面である。側壁部２１ｃからの距離がＷ／Ｗ０＝０〜０．５の空間には突出部３１、３２が設置されており、突出部３１、３２の表面付近では等高線が密集して、速度勾配が急峻になっている。また、突出部３１、３２の後方では、等高線の稜線が第１壁部２１ａに向かっている。一方、Ｗ／Ｗ０＝０．５〜１の空間に突出部はないが、Ｗ／Ｗ０＝０〜０．５の空間における流速分布と同様に、突出部３１、３２の後方では等高線の稜線は第１壁部２１ａに向かい、第１壁部２１ａ側に高速部が偏った流速分布が形成されている。この第１壁部２１ａ側に高速部が偏った流速分布によって、第１壁部２１ａが効果的に冷却される。

【0050】

これに対し、図４は、従来の突出部をもたない冷却器について、その流速分布を９か所の断面において、０．２ｍ／ｓ間隔の等高線で表した図面である。いずれの断面においても、等高線の稜線は水平に真っ直ぐに伸びており、冷却効率を高める特別な効果は認められない。

【0051】

以上、本発明の冷却器における突出部の作用効果は、シミュレーションによっても、確認された。

【符号の説明】

【0052】

１０：電子部品
２０：冷却器
２１：冷却器本体
２１ａ：第１壁部
２１ｂ：第２壁部
２１ｃ：側壁部
２２：冷却フィン
２３ａ：冷却フィンの冷媒導入側開口部
２３ｂ：冷却フィンの冷媒導出側開口部
２３ｃ：冷却流路
２４：冷媒導入口
２５：冷媒導出口
２６：冷媒導入管
２７：冷媒導出管
２８：冷媒導入流路
２９：冷媒導出流路
３０、３１、３２：突出部
４１、４２：突出部直下の冷媒導入流路の縊れ
５１、５２：間隙
Ｃ３０，Ｃ３１，Ｃ３２：間隙の幅
Ｈ３０，Ｈ３１，Ｈ３２：突出部の高さ
Ｌ３０，Ｌ３１，Ｌ３２：突出部の長さ
Ｗ：側壁部２１ｃからＡ−Ａ’断面までの距離
Ｗ０：冷媒導入側開口部２３ａから側壁部２１ｃまでの距離
Ｗ３０，Ｗ３１，Ｗ３２：突出部の幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】