冷卻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冷卻器（10），所述冷卻器（10）被設置成與電子元件（1）接觸以冷卻該電子元件（1）。冷卻器（10）被設置成與電子元件（1）接觸。冷卻器（10）包括用于冷卻介質的流動通路（12）、傳熱部（15h）和非導電部（17）。流動通路（12）被設置在冷卻器（10）中。傳熱部（15h）與電子元件（1）接觸，并且該傳熱部（15h）接觸流過流動通路（12）的冷卻介質。非導電部（17）被設置在傳熱部（15h）中。
【專利說明】冷卻器

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于冷卻電子元件的冷卻器。

【背景技術】
[0002] 已知一種電力轉換器，它包括：半導體模塊；與半導體模塊接觸以冷卻半導體模 塊的冷卻器；以及擠壓半導體模塊以使其與冷卻器緊密接觸的板簧(例如，參考日本專利申 請公報No. 2012-80027 (JP2012-80027A))。在這個電力轉換器中，板簧與半導體模塊面對 面接觸以在半導體模塊的功率端子周圍產生磁通。然后，利用磁通增加在板簧中產生的過 電流。以該方式，在電力轉換器中，在半導體模塊中的電感減小。
[0003] 還已知一種電力轉換器，它包括：電抗器，該電抗器具有當通電時產生磁通的線圈 和由磁粉混合樹脂制成的芯；合并在半導體裝置內的半導體模塊；以及冷卻半導體模塊的 冷卻器(例如參考日本專利申請公報No. 2008-198981 (JP2008-198981A))。在這個電力轉 換器中，電抗器被支撐在構成冷卻器的多個冷卻管之間。以該方式，在這個電力轉換器中， 電抗器被固定在電力轉換器的外殼中，并且電抗器的冷卻效率得以改進。
[0004] 還已知一種電路板組件，它包括電路板、模塊和平面線圈元件(例如參考日本專利 申請公報No. 2004-273937( JP2004-273937A))。該模塊具有電子電路裝置和被附接到該電 子電路裝置的散熱器，并且該模塊被安裝在電路板上。在這個電路板組件中，從電子電路裝 置突出并且與板的表面平行地延伸的延伸部分形成在散熱器上。在散熱器的延伸部分和平 面線圈元件之間的距離被設定為如此距離，使得由平面線圈元件產生的磁場不在延伸部分 中產生任何過電流。


【發(fā)明內容】

[0005] 當冷卻器如在JP2012-80027A中描述地被設置成與電子元件接觸時，電子元件的 周圍產生(從其泄漏）的磁通增加了在冷卻器的附近產生的過電流。因此，當冷卻器被設置 成與電子元件，諸如電抗器或者電容器接觸時，磁場線被在冷卻器的附近產生的過電流抵 消。當如上所述磁場線被抵消時，在電抗器等中的損耗即過電流損耗增加。
[0006] 因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠防止在電子元件中的損耗增加并且能 夠有效地冷卻電子元件的冷卻器。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，冷卻器10被設置成與電子元件1接觸。冷卻器10包括 用于冷卻介質的流動通路12、傳熱部15h和非導電部17。流動通路12被設置在冷卻器10 中。傳熱部15h與電子元件1接觸并且接觸流過流動通路12的冷卻介質。非導電部17被 設置在傳熱部15h中。
[0008] 冷卻器10具有用于冷卻其中的介質的流動通路12,并且該冷卻器10被設置成與 電子元件1接觸。冷卻器10能夠經(jīng)由傳熱部15h在電子元件1和流動通路12中的冷卻介 質之間熱交換，以有效地冷卻電子元件1。非導電部17被設置在冷卻器10的傳熱部15h 中。非導電部17能夠阻擋或者中斷由電子元件1的周圍產生(從其泄漏）的磁通引起的過 電流的流動。因此，能夠減小在冷卻器10的附近產生的過電流，以防止在電子元件1中的 損耗(過電流損耗)增力卩。因此，冷卻器10能夠防止電子元件1中的損耗增加并且有效地冷 卻電子兀件1。
[0009] 冷卻器10可以包括：第一部分15,該第一部分15包括傳熱部15h ;以及第二部分 11，該第二部分11被固定到第一部分15并且與第一部分15 -起限定流動通路。第一部分 15的傳熱部15h可以具有開口 15s，并且非導電部17可以由被設置在開口 15s中的非導電 部件16構成。在該情形中，非導電部17能夠被容易地設置在第一部分15的傳熱部15h中。 非導電部件16可以被液密性地連結到第一部分15的傳熱部15h，并且密封部件可以被設置 在非導電部件16和第一部分15之間。
[0010] 另外，第二部分11可以具有：壁部11b，該壁部lib與第一部分15的傳熱部15h 相對；以及至少一個第一突出部14,該第一突出部14從壁部lib朝向傳熱部15h突出并且 與非導電部件16接觸。在該情形中，當非導電部件16被組裝到第一部分15的傳熱部15h 時，第二部分11的突出部(第一突出部）14能夠支撐非導電部件16。因此，非導電部件16 能夠被容易地液密性地連結到第一部分15。
[0011] 非導電部件16可以具有至少一個第二突出部16p。第二突出部16p朝向第二部分 11的壁部lib突出并且與壁部lib接觸，其中壁部lib與第一部分15的傳熱部15h相對。 在該情形中，當非導電部件16被組裝到第一部分15的傳熱部15h時，第二部分11的壁部 lib能夠支撐第二突出部16p，即，非導電部件16。因此，非導電部件16能夠容易地被液密 性地連結到第一部分15。
[0012] 另外，第二部分11可以具有多個第一突出部lib。非導電部件16可以具有多個第 二突出部16p。第一突出部lib和第二突出部16p可以沿著開口 15s間隔開地布置。在該 情形中，第二部分11能夠經(jīng)由突出部穩(wěn)定地支撐非導電部件16而不干擾冷卻介質通過流 動通路的流動。
[0013] 電子元件1可以是電抗器。換言之，根據(jù)以上方面，冷卻器10能夠通過利用電子 元件1的周圍產生的磁通減小在冷卻器10的附近產生的過電流而防止電子元件1中的損 耗增加。因此，該冷卻器對于冷卻損耗被過電流增加的電子元件1，諸如電抗器1而言是非 常有用的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 將在下面參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意 義，其中類似的附圖標記表示類似的元件，并且其中：
[0015] 圖1是示意根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的冷卻器的分解透視圖；
[0016] 圖2是示意圖1的冷卻器的截面視圖；
[0017] 圖3是示意圖1的冷卻器的截面視圖；
[0018] 圖4是用于解釋被設置在圖1的冷卻器的傳熱部中的非導電部的功能的概略圖；
[0019] 圖5是示意被設置在傳熱部中的非導電部的變型的解釋性視圖；
[0020] 圖6是示意非導電部件的變型的概略圖；
[0021] 圖7是示意根據(jù)本發(fā)明的冷卻器的使用方式的一個實例的概略圖；并且
[0022] 圖8是示意根據(jù)本發(fā)明的冷卻器的使用方式的一個實例的截面視圖。

【具體實施方式】
[0023] 在下文中參考【專利附圖】

【附圖說明】用于實現(xiàn)本發(fā)明的模式。
[0024] 圖1是示意根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的冷卻器10的分解透視圖。圖2是示意冷 卻器10的截面視圖。在這些附圖中示出的冷卻器10用于冷卻例如被安裝在混合動力車輛 或者電動車輛上的電抗器1。電抗器1是構成被安裝在混合動力車輛或者電動車輛上的升 壓轉換器的電子元件。作為電子元件的電抗器1具有由磁性材料制成的芯2,和在芯2中纏 繞的線圈3。芯2由填充在線圈3的內側并且包圍芯2的外周邊的磁性材料諸如磁粉混合 樹脂形成。當線圈3被通電時，電抗器1形成磁通。
[0025] 如在圖1和圖2中所示，冷卻器10包括冷卻器本體(第二部分）11，和液密性地固 定(連結）到冷卻器本體11的冷卻板15 (第一部分)。在該實施例中，冷卻器本體11由例 如具有高導熱率的金屬諸如銅或鋁或者具有高導熱率的樹脂制成。冷卻器本體11具有帶 有矩形框架狀構形的框架部分11a，和從一側覆蓋框架部分11a的壁部lib。冷卻板15被 設置成與壁部lib相對并且被液密性固定到冷卻器本體11，以覆蓋冷卻器本體11的開口。 以該方式，用于冷卻水的流動通路12由包括框架部分11a和壁部lib的冷卻器本體11以 及冷卻板15限定?？梢酝ㄟ^一體地形成框架部分11a和壁部lib構造冷卻器本體11?？?替代地，可以通過將分離的板本體液密性地固定(連結）到框架部分11a來構造冷卻器本體 11。
[0026] 冷卻介質供應管道13i被液密性地連接到冷卻器10的一個縱向端以與流動通路 12連通。冷卻介質排出管道13〇被液密性連接到冷卻器10的另一個縱向端以與流動通路 12連通。換言之，冷卻介質供應管道13i被連接到冷卻器本體11的框架部分11a的一個縱 向端，并且冷卻介質排出管道13〇被連接到框架部分11a的另一個縱向端。從水泵供應的 冷卻水(冷卻介質)經(jīng)由散熱器被供應到冷卻介質供應管道13i。水泵抽吸并且輸送備用槽 中的冷卻水(冷卻劑)。省略了水泵、備用槽和散熱器的圖示。冷卻水通過流動通路12流動 到冷卻介質排出管道13〇中，并且通過冷卻介質排出管道13〇返回備用槽。
[0027] 冷卻板15由具有高導熱率的金屬(諸如銅或鋁)或者樹脂制成。冷卻板15被形成 為具有與冷卻器本體11的壁部lib相同的形狀。冷卻板15在沿其縱向方向的中央部分處 具有傳熱部15h。傳熱部15h是冷卻板15的、與電抗器1的芯2的一個表面接觸并且與流 動通路12相對地定位并且接觸冷卻水的部分。冷卻器10利用夾具(未示出)被固定到電抗 器1，使得冷卻板15的傳熱部15h與芯2的一個表面接觸。可替代地，冷卻器10被擠壓裝 置諸如板簧朝著電抗器1擠壓。雖然如在該實施例中的冷卻板15的情形中那樣冷卻器本 體11由具有高導熱率的材料制成，但是可以僅冷卻板15由具有高導熱率的材料制成。換 言之，冷卻器本體11并不是必要地由具有高導熱率的材料諸如銅或鋁制成。
[0028] 如在圖1中所示，矩形狹縫(開口）15s貫穿冷卻板15的傳熱部15h地形成。矩形 狹縫(開口）15s被形成為從傳熱部15h的中心在圖中上下地延伸，該傳熱部15h的中心與 電抗器1的線圈3的中心對應。由例如非導電樹脂制成的非導電部件16的插入部16a被 插入冷卻板15的狹縫15s中。如所示意地，非導電部件16具有插入部16a和基座部16b。 插入部16a被形成為緊密地裝配在狹縫15s中?；?6b與插入部16a-體地形成，以 便與冷卻板15的內表面接觸，該冷卻板15的內表面與壁部lib相對地定位。
[0029] 如在圖1和圖2中所示，冷卻器本體11具有多個突出部14 (第一突出部)。突出 部14從壁部lib的內表面朝向冷卻板15突出并且支撐非導電部件16的基座部16b。如 在圖3中所示，突出部14被布置在沿著冷卻板15的狹縫15s (插入部16a)的縱向方向（以 規(guī)則的間隔）間隔開的位置處。在該實施例中，插入部16a被插入狹縫15s中，其中基座部 16b的前側與冷卻板15的內表面接觸并且基座部16b的后側與冷卻器本體11的突出部14 接觸。在插入部16a和基座部16b處于以上狀態(tài)中時，非導電部件16被加熱。插入部16a 由此被液密性地連結(焊接并且固定）到狹縫15s的內壁，并且基座部16b被液密性地連結 (焊接并且固定)到冷卻板15的內表面。結果，非導電部件16的插入部16a在冷卻板15中 形成非導電部17。
[0030] 如上所述地構成的冷卻器10在其中具有用于冷卻水的流動通路12并且被設置成 與作為電子元件的電抗器1接觸。因此，熱交換經(jīng)由冷卻板15的傳熱部15h在電抗器1和 流動通路12中的冷卻水之間發(fā)生，并且電抗器1能夠因此被有效地冷卻。構成冷卻器10 的冷卻板15的傳熱部15h設有非導電部17。如由圖4中的雙點劃線示意地，由電抗器1的 周圍產生(從其泄漏）的磁通引起的過電流的流動能夠被傳熱部15h的非導電部17阻斷或 者中斷。因此，如由圖4中的實線箭頭示意地，在冷卻器10的附近產生的過電流減小并且 能夠防止在電抗器1中的損耗換言之過電流損耗的增加。
[0031] 冷卻器10包括：作為第一部分的冷卻板15,該冷卻板15包括傳熱部15h ;以及作 為第二部分的冷卻器本體11，該冷卻器本體11被固定到冷卻板15并且與冷卻板15 -起限 定流動通路12。通過將非導電部件16的插入部16a插入貫穿冷卻板15地形成的狹縫15s 中構造非導電部17。因此，非導電部17能夠被容易地設置在冷卻板15的傳熱部15h中。 另外，冷卻器10的冷卻器本體11具有壁部lib和突出部14。壁部lib與冷卻板15的傳熱 部15h相對。突出部14從壁部lib的內表面朝向傳熱部15h突出并且與非導電部件16的 基座部16b接觸。因此，當非導電部件16被組裝到冷卻板15的傳熱部15h時，冷卻器本體 11的突出部14能夠支撐非導電部件16。結果，非導電部件16能夠被容易地液密性地連結 到冷卻板15。突出部14被布置在沿著冷卻板15的狹縫15s間隔開的位置處。換言之，突 出部14被布置在沿著非導電部件16的插入部16a (以規(guī)則的間隔）間隔開的位置處。因 此，冷卻器本體11能夠經(jīng)由突出部14穩(wěn)定地支撐非導電部件16而不干擾冷卻介質通過流 動通路12的流動。
[0032] 如上所述，根據(jù)冷卻器10,能夠防止在作為電子元件的電抗器1中的損耗增加并 且有效地冷卻電抗器1。另外，冷卻器10能夠通過利用電子元件的周圍產生的磁通減小在 冷卻器10的附近產生的過電流而防止在電子元件中的損耗的增加。因此，冷卻器10對于 冷卻損耗被過電流增加的電子元件諸如電抗器1而言是非常有用的。然而，顯然冷卻器10 的應用范圍不限于電抗器1，并且冷卻器10可以應用于另一個電子元件，諸如電容器。
[0033] 為了提高冷卻器10的冷卻效率，可以在冷卻板15或者冷卻器本體11上設置散熱 片。而且，如在圖5中所示，具有從與線圈3的中心對應的位置沿著徑向延伸的多個過電流 中斷部分171的非導電部170可以被設置在冷卻板15的傳熱部15h中。在該情形中，由電 抗器1的周圍產生(從其泄漏)的磁通引起的過電流的流動能夠被非導電部170更有效地阻 斷或者中斷。因此，能夠進一步減小在冷卻器10的附近產生的過電流并且能夠更有效地防 止在電抗器1中的損耗(過電流損耗)的增加。能夠通過如下方式實現(xiàn)如上所述的非導電部 170 :形成形狀與通過冷卻板15的非導電部170對應的開口（狹縫）（未示出）；或者如上所 述地形成開口（狹縫）并且制備非導電部件，該非導電部件具有形狀與非導電部170對應的 插入部(未示出）以及與插入部一體地形成的基座部(未示出），以便與冷卻板15的內表面接 觸。
[0034] 可替代地，如在圖6中所示在基座部16b的冷卻板15側表面中具有能夠接收密封 部件18諸如0形環(huán)的凹部（凹槽）16c的非導電部件160可以替代如上所述的非導電部件 16被應用于冷卻器10。密封部件18可以被設置在非導電部件160的凹部16c和冷卻板15 之間。在該情形中，能夠更可靠地防止冷卻水通過狹縫15s從流動通路12泄漏。如上所述 的非導電部件160可以如在非導電部件16的情形中被連結(焊接并且固定）到冷卻板15， 或者可以被突出部14相對于冷卻板15擠壓并且放置到位。
[0035] 另外，替代從冷卻器本體11的壁部lib的內表面朝向冷卻板15突出的突出部14， 多個突出部16p (第二突出部)可以如在圖6所示非導電部件160的情形中從基座部16b的 后側突出。在該情形中，突出部16p被形成為從非導電部件160的基座部16b的后側朝向 與冷卻板15相對的冷卻器本體11的壁部lib的內表面突出。另外，基座部16b還被形成 為與壁部lib的內表面接觸。結果，當非導電部件16被組裝到冷卻板15的傳熱部15h時， 冷卻器本體11的壁部lib的內表面能夠支撐非導電部件16的突出部16p。結果，非導電部 件16能夠被容易地液密性地連結到冷卻板15。
[0036] 可替代地，與冷卻器10構造類似或者不設有非導電部件16的冷卻器10'可以如 在圖7中所示與冷卻器10相結合地使用。換言之，冷卻器10和冷卻器10'可以用于構造 能夠冷卻除了電抗器1以外的其它電子元件5、6、7···諸如半導體模塊的堆疊式冷卻器100。 在該情形中，電抗器1和冷卻器10優(yōu)選地如在圖7中所示位于堆疊式冷卻器100的末端處。 如在圖8中所示，冷卻器10可以位于作為電子元件的電抗器1的兩側上。當冷卻器10如 上所述位于電抗器1的兩側上時，電抗器1能夠被更有效地冷卻。另外，電抗器1和兩個冷 卻器10能夠被布置在如在圖7中所示的堆疊式冷卻器100的中部。
[0037] 以上實施例僅是用于詳細地描述用于實現(xiàn)本發(fā)明的模式的實例。因此，以上實施 例的要素并非旨在限制在
【發(fā)明內容】
中描述的本發(fā)明的要素。換言之，實施例僅是在發(fā)明內 容中描述的發(fā)明的具體實例。在
【發(fā)明內容】
中描述的對本發(fā)明的解釋應該基于在該部分中的 說明進行。
[0038] 雖然在前面描述了本發(fā)明的一個實施例，但是本發(fā)明根本不受以上實施例限制。 顯然能夠在不偏離本發(fā)明的主旨的情況下對于本發(fā)明作出各種變型。
[0039] 工業(yè)適用性
[〇〇4〇] 能夠在用于冷卻電子元件的冷卻器的生產領域中利用本發(fā)明。
【權利要求】
1. 一種冷卻器（10)，所述冷卻器（10)被設置成與電子元件（1)接觸以冷卻所述電子元 件（1)，所述冷卻器（10)包括： 用于冷卻介質的流動通路（12)，所述流動通路（12)被設置在所述冷卻器（10)中； 傳熱部（15h)，所述傳熱部（15h)與所述電子元件（1)接觸，并且所述傳熱部（15h)接觸 流過所述流動通路（12)的冷卻介質；和 非導電部（17)，所述非導電部（17)被設置在所述傳熱部（15h)中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的冷卻器（10)，進一步包括： 第一部分（15)，所述第一部分（15)包括所述傳熱部（15h)，所述第一部分（15)的所述 傳熱部（15h)具有開口（15s);和 第二部分（11)，所述第二部分（11)被固定到所述第一部分（15)，所述第二部分（11)與 所述第一部分（15) -起限定所述流動通路（12)， 其中，所述非導電部（17)由被設置在所述開口（15s)中的非導電部件（16)構成。
3. 根據(jù)權利要求2所述的冷卻器（10)，其中： 所述第二部分（11)具有：壁部（11b)，所述壁部（lib)與所述第一部分（15)的所述傳 熱部（15h)相對；以及至少一個第一突出部（14)，所述第一突出部（14)從所述壁部（lib)朝 向所述傳熱部（15h)突出并且與所述非導電部件（16)接觸。
4. 根據(jù)權利要求3所述的冷卻器（10)，其中： 所述第二部分具有多個所述第一突出部（14)，所述第一突出部（14)沿著所述開口 (15s)間隔開地布置。
5. 根據(jù)權利要求2所述的冷卻器（10)，其中： 所述非導電部件（16)具有至少一個第二突出部（16p)，所述第二突出部（16p)朝向所 述第二部分（11)的壁部（lib)突出并且與所述壁部（lib)接觸，其中所述壁部（lib)與所 述第一部分（15)的所述傳熱部（15h)相對。
6. 根據(jù)權利要求5所述的冷卻器（10)，其中： 所述非導電部件（16)具有多個所述第二突出部（16p)，所述第二突出部（16p)沿著所 述開口（ 15s)間隔開地布置。
7. 根據(jù)權利要求1到5中的任一項所述的冷卻器，其中： 所述電子元件（1)是電抗器。
【文檔編號】H05K7/20GK104066305SQ201410108405
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2013年3月22日
【發(fā)明者】吉田忠史 申請人:豐田自動車株式會社