特許 6979468 電気素子冷却用熱交換器

(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】6979468

(24)【登録日】2021年11月17日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】電気素子冷却用熱交換器

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/473 20060101AFI20211202BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/46 Z

   H05K7/20 T

【請求項の数】15

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-566153(P2019-566153)

(86)(22)【出願日】2018年5月30日

(65)【公表番号】特表2020-522141(P2020-522141A)

(43)【公表日】2020年7月27日

(86)【国際出願番号】KR2018006158

(87)【国際公開番号】WO2018221959

(87)【国際公開日】20181206

【審査請求日】2019年11月29日

(31)【優先権主張番号】10-2017-0067753

(32)【優先日】2017年5月31日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】516011246

【氏名又は名称】ハンオン システムズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジョ，ウィ サム

(72)【発明者】

【氏名】ソン，ジュン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ソン ミ

(72)【発明者】

【氏名】イム，ホン ヨン

【審査官】 豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２１４６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９３２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２３／２９

２３／３４−２３／３６

２３／３７３−２３／４２７

２３／４４

２３／４６７−２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に冷却流体が流動する冷却流路（１１１）を含む冷却流路部（１１０）と、前記冷却流路部（１１０）の長さ方向の両端が挿入され、前記冷却流路部（１１０）の高さ方向の両端と接して結合される連結プレート（１２０）と、を含む冷却組立体（１００）と、
高さ方向に多数積層される前記冷却組立体（１００）の最上側または最下側に位置する前記連結プレート（１２０）のうち何れか１つに連結され、冷却流体が流入する流入部（２１０）と、残りの連結プレート（１２０）のうち何れか１つに連結され、冷却流体が排出される流出部（２２０）と、を含む流出入部（２００）と、
前記連結プレート（１２０）の間に連結され、積層方向に流路を形成する連結ブロック（３００）と、
前記冷却流路部（１１０）は、長さ方向の両側端部が開放するように形成されており、長さ方向の両端に内側が切開されて形成される切開部（１１２）と、前記切開部（１１２）の幅方向の両端に形成される固定部（１１３）と、
を含むことを特徴とする電気素子冷却用熱交換器。

【請求項2】

少なくとも２つ以上の前記冷却組立体（１００）が積層され、前記冷却流路部（１１０）の間に少なくとも１つ以上の電気素子（１）が挿入されることを特徴とする請求項１に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項3】

前記冷却流路部（１１０）の間に挿入される電気素子（１）の高さに応じて、隣合う冷却流路部（１１０）との間隔が変わることを特徴とする請求項２に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項4】

前記連結プレート（１２０）は、
前記冷却流路部（１１０）の長さ方向の両端上側面の一定領域に重なるように結合される上部プレート（１２１）と、
前記冷却流路部（１１０）の長さ方向の両端下側面の一定領域に重なるように結合される下部プレート（１２２）と、
前記上部プレート（１２１）と下部プレート（１２２）とを高さ方向に連結する中央プレート（１２３）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項5】

前記連結プレート（１２０）は、
前記流出入部（２００）および連結ブロック（３００）のうち何れか１つと連結された側面に位置し、最上段の上部プレート（１２１）と最下段の下部プレート（１２２）を除く上部プレート（１２１）および下部プレート（１２２）に、前記切開部（１１２）の位置に対応して貫通形成される上部プレート貫通孔（１２１−１）または下部プレート貫通孔（１２２−１）を含むことを特徴とする請求項４に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項6】

前記連結ブロック（３００）は、
前記下部プレート（１２２）の下側面に接し、前記下部プレート貫通孔（１２２−１）と連通する連通孔（３３０）が形成されている上部連結ブロック（３１０）と、
前記上部プレート（１２１）の上側面に接し、且つ前記上部連結ブロック（３１０）と結合され、前記上部プレート貫通孔（１２１−１）と連通する連通孔（３３０）が形成されている下部連結ブロック（３２０）と、
前記上部連結ブロック（３１０）と下部連結ブロック（３２０）が結合される領域に備えられ、冷却流体の漏れを防止するシール部材（３４０）と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項7】

前記シール部材（３４０）が、ゴムガスケットまたは液状ガスケットから選択される何れか１つ以上であることを特徴とする請求項６に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項8】

前記連結ブロック（３００）は、
前記上部連結ブロック（３１０）の連通孔（３３０）の上側縁で上側に突出し、前記下部プレート貫通孔（１２２−１）に挿入される第１貫通孔挿入部（３３０−１）と、
前記下部連結ブロック（３２０）の連通孔（３３０）の下側縁で下側に突出し、前記上部プレート貫通孔（１２１−１）に挿入される第２貫通孔挿入部（３３０−２）と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項9】

前記冷却流路部（１１０）には、前記冷却流路（１１１）に長さ方向に延びて隔壁（１１１−１）が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項10】

前記冷却流路部（１１０）は、前記固定部（１１３）の幅方向の厚さが、前記隔壁（１１１−１）よりも大きく形成されることを特徴とする請求項９に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項11】

前記連結プレート（１２０）は、
前記上部プレート（１２１）、下部プレート（１２２）の少なくとも何れか１つ以上に、高さ方向の内側に形成される挿入制限部（１２４）を含むことを特徴とする請求項４に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項12】

前記流出入部（２００）および連結ブロック（３００）の配置によって、冷却流体の流路が変わることを特徴とする請求項１に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項13】

多段に積層された冷却組立体（１００）の連結プレート（１２０）の間に、少なくとも１つの連結ブロック（３００）が備えられることを特徴とする請求項１２に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項14】

前記冷却流路部（１１０）の間に、一定間隔が維持されるように支持ブロック（４００）が備えられることを特徴とする請求項１２に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【請求項15】

前記連結ブロック（３００）および支持ブロック（４００）の高さが、電気素子（１）の高さと同一に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の電気素子冷却用熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気素子冷却用熱交換器に関し、より詳細には、チューブタイプの冷却流路部の多段結合が可能であり、多段結合時における電気素子と冷却流路部の組み立てが容易であるとともに、電気素子と冷却流路部の密着結合により、電気素子の両面冷却が可能な電気素子冷却用熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

モータの駆動力を利用するハイブリッド車両、燃料電池車両、電気車両などの車両には、一般に、駆動用電池から供給される電力が所望の状態でモータに供給されるように調節するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）がともに装着されている。

【0003】

ＰＣＵは、インバータ、平滑コンデンサ、およびコンバータなどの電気素子を含み、電力の供給に伴って電気素子で熱が発生するため、それを冷却するための別の冷却装置が必要である。

【0004】

日本特開２００１−２４５４７８号（インバータの冷却装置、２００１．０９．０７．）公報には、ＩＧＢＴなどの半導体素子とダイオードを内蔵した半導体モジュールが用いられるインバータが開示されており、日本特開２００８−２９４２８３号（半導体装置、２００８．１２．０４）公報には、半導体素子の下側面に接するように設けられ、内部で流体が流れながら熱交換するように形成されるヒートシンクが開示されている。

【0005】

上述の片面冷却方式は冷却性能に限界があるため、これを改善するために考え出されたものが両面冷却方式である。両面冷却方式は、熱交換器の間に素子が挿入される構造を有し、熱交換器における電気素子の挿入間隔が電気素子の高さよりも高くなければならないとともに、熱交換器の熱伝逹性能を増大させるためには、素子と熱交換器がしっかり圧着されなければならないという条件を全て満たすべきである。

【0006】

図１に示した両面冷却方式の熱交換器は、電気素子１０の両側面に位置し、内部で熱交換媒体が流動するように形成されるチューブ２０と、前記チューブ２０の両端に結合され、熱交換媒体が流入または排出されるタンク３０と、を含んで形成される。

【0007】

この際、図１に示された両面冷却方式の熱交換器は、ロウ付け結合されて電気素子１０の挿入空間が固定された後に、電気素子１０を挿入しなければならないため、電気素子１０の挿入作業が困難であるという問題がある。

【0008】

また、電気素子を挿入しやすくするためにチューブ２０の間の間隔を広くする場合は、電気素子１０とチューブ２０とがしっかり圧着されず、熱交換効率が低下してしまうという問題がある。

【0009】

図２に示した両面冷却方式の熱交換器は、チューブ５０の曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）により形成され、曲げられたチューブ５０の間に電気素子４０を挿入して圧着する熱交換器である。

【0010】

この際、図２に示した両面冷却方式の熱交換器は、チューブ５０の間に電気素子４０を挿入しなければならないため、多数の電気素子を冷却することができないだけでなく、素子４０の圧着のための別のプレートをさらに備えなければならない。

【0011】

また、多層に積層する場合、電気素子４０の低い高さにより、それぞれのチューブ５０同士を連結するためのタンク６０を備えることが困難である。

【0012】

そのために、積層するタンク６０をジグザグ方向に互いにずらして構成し得るが、その場合にも、多層に積層する際に、図３に示したように、内部に備えられたタンク６０を連結するための連結部を構成することができない。したがって、図２および図３に示された両面冷却方式の熱交換器は、多数積層されて多段に形成することが困難である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、チューブタイプの冷却流路部の多段結合が可能であり、多段結合時における電気素子と冷却流路部の組み立てが容易であるとともに、電気素子と冷却流路部の密着結合により、電気素子の両面冷却が可能な電気素子冷却用熱交換器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明による電気素子冷却用熱交換器は、内部に冷却流体が流動する冷却流路（１１１）を含む冷却流路部（１１０）と、前記冷却流路部（１１０）の長さ方向の両端が挿入され、前記冷却流路部（１１０）の高さ方向の両端と接して結合される連結プレート（１２０）と、を含む冷却組立体（１００）と、高さ方向に多数積層される前記冷却組立体（１００）の最上側または最下側に位置する前記連結プレート（１２０）のうち何れか１つに連結され、冷却流体が流入する流入部（２１０）と、残りの連結プレート（１２０）のうち何れか１つに連結され、冷却流体が排出される流出部（２２０）と、を含む流出入部（２００）と、前記連結プレート（１２０）の間に連結され、積層方向に流路を形成する連結ブロック（３００）と、前記冷却流路部（１１０）は、長さ方向の両側端部が開放するように形成されており、長さ方向の両端に内側が切開されて形成される切開部（１１２）と、前記切開部（１１２）の幅方向の両端に形成される固定部（１１３）と、を含むことを特徴とする。

【0016】

また、前記電気素子冷却用熱交換器１０００は、少なくとも２つ以上の前記冷却組立体１００が積層され、前記冷却流路部１１０の間に少なくとも１つ以上の電気素子１が挿入されることを特徴とする。

【0017】

また、前記電気素子冷却用熱交換器１０００は、前記冷却流路部１１０の間に挿入される電気素子１の高さに応じて、隣合う冷却流路部１１０との間隔が変わることを特徴とする。

【0018】

また、前記連結プレート１２０は、前記冷却流路部１１０の長さ方向の両端上側面の一定領域に重なるように結合される上部プレート１２１と、前記冷却流路部１１０の長さ方向の両端下側面の一定領域に重なるように結合される下部プレート１２２と、前記上部プレート１２１と下部プレート１２２とを高さ方向に連結する中央プレート１２３と、を含むことを特徴とする。

【0019】

また、前記連結プレート（１２０）は、前記流出入部（２００）および連結ブロック（３００）のうち何れか１つと連結された側面に位置し、最上段の上部プレート（１２１）と最下段の下部プレート（１２２）を除く上部プレート（１２１）および下部プレート（１２２）に、前記切開部（１１２）の位置に対応して貫通形成される上部プレート貫通孔（１２１−１）または下部プレート貫通孔（１２２−１）を含むことを特徴とする。

【0020】

また、前記連結ブロック（３００）は、前記下部プレート（１２２）の下側面に接し、前記下部プレート貫通孔（１２２−１）と連通する連通孔（３３０）が形成されている上部連結ブロック（３１０）と、前記上部プレート（１２１）の上側面に接し、且つ前記上部連結ブロック（３１０）と結合され、前記上部プレート貫通孔（１２１−１）と連通する連通孔（３３０）が形成されている下部連結ブロック（３２０）と、前記上部連結ブロック（３１０）と下部連結ブロック（３２０）が結合される領域に備えられ、冷却流体の漏れを防止するシール部材（３４０）と、を含むことを特徴とする。

【0021】

また、前記シール部材３４０は、ゴムガスケットまたは液状ガスケットから選択される何れか１つ以上であることを特徴とする。

【0022】

また、前記連結ブロック３００は、前記上部連結ブロック３１０の連通孔３３０の上側縁で上側に突出し、前記下部プレート貫通孔１２２−１に挿入される第１貫通孔挿入部３３０−１と、前記下部連結ブロック３２０の連通孔３３０の下側縁で下側に突出し、前記上部プレート貫通孔１２１−１に挿入される第２貫通孔挿入部３３０−２と、を含むことを特徴とする。

【0023】

また、前記冷却流路部（１１０）には、前記冷却流路（１１１）に長さ方向に延びて隔壁（１１１−１）が形成されることを特徴とする。

【0024】

また、前記冷却流路部（１１０）は、前記固定部（１１３）の幅方向の厚さが、前記隔壁（１１１−１）よりも大きく形成されることを特徴とする。

【0025】

また、前記連結プレート１２０は、前記上部プレート１２１、下部プレート１２２の少なくとも何れか１つ以上に、高さ方向の内側に形成される挿入制限部１２４を含むことを特徴とする。

【0026】

また、前記流出入部（２００）および連結ブロック（３００）の配置によって、冷却流体の流路が変わることを特徴とする。

【0027】

また、前記電気素子冷却用熱交換器１０００は、多段に積層された冷却組立体１００の連結プレート１２０の間に、少なくとも１つの連結ブロック３００が備えられることを特徴とする。

【0028】

また、前記電気素子冷却用熱交換器１０００は、前記冷却流路部１１０の間に、一定間隔が維持されるように支持ブロック４００が備えられることを特徴とする。

【0029】

また、前記連結ブロック３００および支持ブロック４００の高さが、電気素子１の高さと同一に形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0030】

本発明に係る電気素子冷却用熱交換器は、チューブタイプの冷却流路部の多段結合が可能であり、多段結合時における電気素子と冷却流路部の組み立てが容易であるとともに、電気素子の両面冷却が可能である利点がある。

【0031】

また、本発明に係る電気素子冷却用熱交換器は、冷却流路部と連結プレートで冷却組立体を形成し、連結ブロックを用いて機械的に多段に組み立てることができるため、電気素子の挿入が容易であるとともに、冷却流路部と電気素子との圧着力を高めることにより、冷却性能を向上させることができる利点がある。

【0032】

さらに、本発明に係る電気素子冷却用熱交換器は、冷却流路部と連結プレートのロウ付けにより冷却組立体を形成し、連結ブロックを用いて電気素子と冷却流路部を組み立てながら積層方向に力が加えられて密着されるため、冷却性能が向上するだけでなく、組立性が著しく改善される利点がある。

【0033】

また、本発明に係る電気素子冷却用熱交換器は、必要な電気素子の個数に応じて冷却流路部の積層数を増加することができるため、多数の電気素子冷却において有利であるだけでなく、選択的に冷却適用範囲を拡張させることができる利点がある。

【0034】

また、本発明に係る電気素子冷却用熱交換器は、電気素子の機能による発熱量に応じて、冷却流体が流動する流路を直列方式、並列方式だけでなく、直列と並列が混合された方式で多様に実施可能である利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】従来の電気素子冷却装置を示した図である。

【図2】従来の電気素子冷却用熱交換器を示した図である。

【図3】従来の電気素子冷却用熱交換器を示した他の図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を示した斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を示した他の斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器の冷却流路部を示した断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を構成する冷却流路部を示した平面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を構成する冷却組立体を示した図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を示した断面図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を構成する冷却流路部の実施態様を示した面である。

【図11】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を構成する連結プレートの実施態様を示した図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を構成する連結プレートの実施態様を示した他の図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器の冷却流体が流動する流路の実施態様を示した図である。

【図14】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器の冷却流体が流動する流路の実施態様を示した図である。

【図15】本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器の冷却流体が流動する流路の実施態様を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、上述のような本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器を添付図面を参照して詳細に説明する。

【0037】

図４および図５に示したように、本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、大きく、冷却組立体１００と、流出入部２００と、連結ブロック３００と、を含んで形成される。

【0038】

前記冷却組立体１００は、冷却流路部１１０と連結プレート１２０を含んで形成され、高さ方向に多数積層して形成することができる。

【0039】

図４から図７に示されたように、前記冷却流路部１１０は、押出工程によりチューブタイプに製造することができる。冷却流路部１１０は、内部に冷却流体が流動する冷却流路１１１を含み、長さ方向の両側端部が開放されるように形成されている。

【0040】

この際、前記冷却流路部１１０は、長さ方向の両端に、内側が切開されて形成される切開部１１２を含み、切開部１１２を形成するために内側が切開された両端には固定部１１３が形成されている。

【0041】

前記冷却流路部１１０は、必要に応じて、冷却効率を向上させるために、冷却流路１１１にインナーフィン（不図示）をさらに備えてもよく、冷却流路部１１０の押出工程の時に、冷却流路１１１の幅方向における空間を分離する隔壁１１１−１が長さ方向に延びて形成することができる。

【0042】

図８および図９に示したように、前記連結プレート１２０は、前記冷却流路部１１０の長さ方向の両端が挿入され、且つ前記冷却流路部１１０の高さ方向の両端と接して結合される。

【0043】

この際、前記連結プレート１２０は、上部プレート１２１、下部プレート１２２、および中央プレート１２３を含んで形成することができる。前記上部プレート１２１は、固定部１１３の上側面を含む冷却流路部１１０の長さ方向の両端上側面に一定領域が重なるように結合され、前記下部プレート１２２は、固定部１１３の下側面を含む冷却流路部１１０の長さ方向の両端下側面に一定領域が重なるように結合され、前記中央プレート１２３は、冷却流路部１１０の高さに対応して形成され、上部プレート１２１と下部プレート１２２を連結するように形成される。

【0044】

つまり、前記連結プレート１２０は、上部プレート１２１、下部プレート１２２、および中央プレート１２３を含む「コ」字状の断面を有するように形成されており、上部プレート１２１、下部プレート１２２、および中央プレート１２３が一体に形成される。そのため、冷却流路部１１０が挿入された後、ロウ付けにより結合することができる。

【0045】

図５に示したように、前記流出入部２００は、流入部２１０と流出部２２０を含んで形成される。

【0046】

前記流入部２１０は、最上側または最下側に位置する連結プレート１２０のうち何れか１つに連結され、冷却流体が流入するように形成されており、前記流出部２２０は、最上側または最下側に位置する連結プレート１２０のうち、流入部２１０が連結されていない連結プレート１２０の何れか１つに連結され、冷却流体が排出するように形成される。

【0047】

この際、前記流入部２１０および流出部２２０には、パイプ状の入口パイプおよび出口パイプがさらに結合されてもよく、この他にも、他の形態の流出入通路が連結されてもよい。

【0048】

図９に示したように、前記連結ブロック３００は前記流出入部２００と連通しており、多数積層される連結プレート１２０の間に、積層方向に冷却流体が流動する連結流路を形成することができる。

【0049】

上述のように、冷却流路部１１０の間に冷却流体が流動するようにする連結流路を形成するために、連結プレート１２０、流出入部２００、および連結ブロック３００が互いに連通して形成される。

【0050】

より詳細に説明すると、上部プレート１２１に結合された冷却流路部１１０に冷却流体が流動するように、前記切開部１１２の位置に対応するように上部プレート貫通孔１２１−１を貫通形成することができ、下部プレート１２２には下部プレート貫通孔１２２−１を形成することができる。

【0051】

尚、前記連結ブロック３００は上部連結ブロック３１０と下部連結ブロック３２０から構成することができる。前記上部連結ブロック３１０は、下部プレート１２２の下側面に接しており、下部プレート１２２に形成された下部プレート貫通孔１２２−１と連通する連通孔３３０を含み、前記下部連結ブロック３２０は、上部プレート１２１の上側面に接しており、上部プレート１２１に形成された上部プレート貫通孔１２１−１と連通する連通孔３３０を含む。

【0052】

この際、前記連結ブロック３００は、上部連結ブロック３１０と下部連結ブロック３２０が結合される領域に備えられ、冷却流体の漏れを防止するシール部材３４０をさらに含んでもよい。

【0053】

前記シール部材３４０は、ゴムガスケットであってもよく、液状ガスケットのように、硬化される部材であってもよい。

【0054】

前記連結ブロック３００は、電気素子１の高さと同一に形成されることで、電気素子１の両側面と冷却流路部１１０が互いに面接触されるようにする。

【0055】

上述のように、本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、流入部２１０に流入した冷却流体が、連結プレート１２０を介して切開部１１２を通過し、冷却流路部１１０の内部の冷却流路１１１に流動することとなり、積層方向に隣合う冷却流路部１１０への移動のために、上部プレート貫通孔１２１−１または下部プレート貫通孔１２２−１と連結した連結ブロック３００の連通孔３３０を通過して、隣合う上部プレート貫通孔１２１−１または下部プレート貫通孔１２２−１および切開部１１２を経て冷却流路部１１０の内部の冷却流路１１１に移動する。

【0056】

尚、本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、連結プレート１２０と連結ブロック３００の連結により、積層方向への冷却流体の流動流路を形成することになる。この際、連結プレート１２０と連結ブロック３００の結合の容易性のために、連結ブロック３００は、第１貫通孔挿入部３３０−１および第２貫通孔挿入部３３０−２を含むことができる。

【0057】

前記第１貫通孔挿入部３３０−１は、上部連結ブロック３１０の連通孔３３０の上側縁で上側に突出し、下部プレート貫通孔１２２−１に挿入結合される。また、前記第２貫通孔挿入部３３０−２は、下部連結ブロック３２０の連通孔３３０の下側縁で下側に突出し、上部プレート貫通孔１２１−１に挿入結合される。

【0058】

本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、上述の方式により連結ブロック３００と連結プレート１２０を結合することで、冷却流路部１１０を高さ方向に多段積層することができ、冷却流路部１１０の間に電気素子１が配置されるようにすることができる。

【0059】

すなわち、冷却流路部１１０および連結プレート１２０を含む冷却組立体１００および電気素子１を多段に積層する時に、連結プレート１２０および連結ブロック３００を用いて機械的に組み立てることで、電気素子１の挿入が容易であるだけでなく、冷却流路部１１０および電気素子１の圧着力を高めることができるため、冷却性能を向上させることができる。

【0060】

尚、実施態様として、冷却流路部１１０の多段積層により形成された空間に電気素子１が挿入されるが、各層に挿入される電気素子１の高さに応じて、隣合う冷却流路部１１０の間隔が変わり得る。

【0061】

すなわち、各層毎に介在される電気素子１の高さが異なる場合、多段積層される冷却流路部１１０の間の離間距離が電気素子１の高さに対応するように形成することで、電気素子１が冷却流路部１１０と密着されて結合されるようにすることができる。

【0062】

本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、冷却流路部１１０の両端が連結プレート１２０に挿入して結合されることで冷却組立体を形成することになるが、この際、冷却流路部１１０の両端に形成された固定部１１３の上下側面に連結プレート１２０が接して結合される。

【0063】

この際、図１０に示したように、前記固定部１１３は連結プレート１２０との接合性を増大するために、冷却流路１１１に形成された隔壁１１１−１よりも厚さが大きく形成されることが好ましい。

【0064】

すなわち、本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、冷却流路部１１０の長さ方向の両端内側が切開されて切開部１１２が形成されており、これを介して、連結プレート１２０に形成された上部プレート１２１の上部プレート貫通孔１２１−１および下部プレート１２２の下部プレート貫通孔１２２−１と連通するように形成される。

【0065】

これは、切開部１１２の形成により、冷却流路部１１０の長さ方向両端の一部および固定部１１３が連結プレート１２０と結合されることで、厚さの薄い固定部１１３と連結プレート１２０の接合性が低下し得るため、固定部１１３の厚さを隔壁１１１−１よりも厚く形成することで、接合性を増大することが好ましいためである。

【0066】

但し、冷却流路部１１０の断面形状は、固定部１１３と連結プレート１２０の接合性が改善される形状であれば、両側面の形態がラウンド状に形成される冷却流路部の他に、四角形、三角形などの種々の形状に形成可能であることは言うまでもない。

【0067】

尚、本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、図１１、図１２に示したように、前記連結プレート１２０の上部プレート１２１および下部プレート１２２の少なくとも１つ以上に、フォーミング作業により、固定部１１３と接合する方向に突出した形状を有する挿入制限部１２４を形成することができる。

【0068】

前記挿入制限部１２４は、固定部１１３が挿入されて結合する位置を除いた位置に形成されることが好ましく、挿入制限部１２４により冷却流路部１１０の挿入位置を制限することで、冷却流路部１１０と連結プレート１２０との組立性を向上することができる。

【0069】

前記挿入制限部１２４の形状は限定されず、切開部１１２が形成された冷却流路部１１０の両側の一定領域が連結プレート１２０に挿入される位置を制限することができれば、様々な形状の実施態様が可能であることは言うまでもない。

【0070】

尚、挿入制限部１２４は、上部プレート１２１と下部プレート１２２の何れか１つ以上に、フォーミング作業により形成することができるが、これに限定されず、別の挿入制限部１２４を形成し、上部プレート１２１、下部プレート１２２から選択される何れか１つ以上に結合して形成してもよいなど、様々な形成方法の実施態様が可能であることは言うまでもない。

【0071】

本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器１０００は、前記流入部２１０および流出部２２０を含む流出入部２００および連結ブロック３００の配置によって、様々な冷却流体の流路を構成することができる。

【0072】

この際、前記連結ブロック３００を冷却組立体１００の連結プレート１２０の間に少なくとも１つ備えることができる。

【0073】

換言すれば、冷却組立体１００の間に、長さ方向の両端にそれぞれ連結ブロック３００が備えられる場合には、冷却流体が並列方式で流路を形成することになる。

【0074】

また、長さ方向の両端から選択されるある一側にのみ連結ブロック３００が備えられる場合には、冷却流体が直列方式で流路を形成することになる。

【0075】

これについての実施態様をさらに詳細に説明する。

【0076】

図１３に示された電気素子冷却用熱交換器１０００は、最下側に位置した連結プレート１２０のうち、左側の連結プレート１２０には流入部２１０が連結され、右側の連結プレート１２０には流出部２２０が連結されている。

【0077】

この際、連結ブロック３００は、連結プレート１２０の間毎に結合されている。

【0078】

これにより、図１３に示された電気素子冷却用熱交換器１０００は、流入部２１０に冷却流体が流入され、下側から上側方向に移動しながらそれぞれの冷却流路部１１０に分配され、冷却流路部１１０の長さ方向に移動した後、切開部１１２、連結プレート１２０、および連結ブロック３００の結合により形成された流路に沿って、下側に位置した流出部２２０を介して排出される。

【0079】

換言すれば、図１３に示された電気素子冷却用熱交換器１０００は、並列方式で構成されたものであって、冷却流体が全ての冷却流路部１１０内で同一の方向に移動する。

【0080】

図１４に示した電気素子冷却用熱交換器１０００は、最下側に位置した連結プレート１２０のうち左側の連結プレート１２０に流入部２１０が連結され、最上側に位置した連結プレート１２０のうち右側の連結プレート１２０に流出部２２０が連結されている。

【0081】

この際、連結ブロック３００は、各層毎に交番するように連結プレート１２０と結合されている。

【0082】

これにより、図１４に示した電気素子冷却用熱交換器１０００は、流入部２１０に冷却流体が流入して右側に移動し、次の層では左側に移動する動作を繰り返した後、最上層に位置した流出部２２０を介して排出される。

【0083】

換言すれば、図１４に示した電気素子冷却用熱交換器１０００は、直列方式で構成されたものであって、冷却流体が、隣合う冷却流路部１１０とは反対方向に移動する。

【0084】

この際、連結ブロック３００が備えられていない空間には、別の支持ブロック４００がさらに備えられる。支持ブロック４００は、連結ブロック３００が備えられていなくても、冷却流路部１１０の間の間隔が一定に維持されるようにすることができる。

【0085】

他の実施態様として、図１５に示された電気素子冷却用熱交換器１０００は、最下側に位置した連結プレート１２０のうち左側の連結プレート１２０に流入部２１０が連結され、最上側の連結プレート１２０に流出部２２０が連結されている。

【0086】

前記実施態様では、最下側では冷却流路部１１０を介して左側から右側に冷却流体が移動し、次の２層では冷却流路が右側から左側に移動した後、３層と４層では冷却流体が分配されてさらに右側に移動し、最後の層では左側に移動して流出部２２０を介して排出される。

【0087】

換言すれば、図１５に示された電気素子冷却用熱交換器１０００は、直列と並列方式が混合された構成である。

【0088】

その他にも、様々な直列と並列方式が混合された構成を利用して、ユーザが所望の方向に冷却流体を移動させながら電気素子１の冷却を行うことができる。

【0089】

本発明は、上述の実施形態に限定されず、適用範囲が多様であることは言うまでもなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば誰でも、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく多様な変形実施が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0090】

１０００ 本発明の一実施形態に係る電気素子冷却用熱交換器
１００ 冷却組立体
１１０ 冷却流路部
１１１ 冷却流路
１１１−１ 隔壁
１１２ 切開部
１１３ 固定部
１２０ 連結プレート
１２１ 上部プレート
１２１−１ 上部プレート貫通孔
１２２ 下部プレート
１２２−１ 下部プレート貫通孔
１２３ 中央プレート
１２４ 挿入制限部
２００ 流出入部
２１０ 流入部
２２０ 流出部
３００ 連結ブロック
３１０ 上部連結ブロック
３２０ 下部連結ブロック
３３０ 連通孔
３３０−１ 第１貫通孔挿入部
３３０−２ 第２貫通孔挿入部
３４０ シール部材
４００ 支持ブロック
１ 電気素子

【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】