冷卻構(gòu)造、渦流形成板成形裝置及渦流生成部的成形方法
【專利摘要】本發(fā)明的冷卻構(gòu)造通過使冷卻用流體在發(fā)熱體(30)或配置發(fā)熱體(30)的基材(22)上流通，對該發(fā)熱體(30)進(jìn)行冷卻，在該冷卻構(gòu)造中形成有向與所述冷卻用流體的流通方向α交叉的方向β延伸，且根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而生成渦流的渦流生成部(C1)。
【專利說明】冷卻構(gòu)造、渦流形成板成形裝置及渦流生成部的成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于冷卻半導(dǎo)體或電動機(jī)等電子設(shè)備的冷卻構(gòu)造、渦流形成板成形裝置及渦流生成部的成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為這種現(xiàn)有技術(shù)，在稱為“冷卻裝置”的名稱中具有專利文獻(xiàn)I所公開的技術(shù)。
[0003]專利文獻(xiàn)I所公開的冷卻裝置具備相對于電子零件向背離的方向延伸的多個散熱部件，通過使冷卻用流體在該各散熱部件相互間通過，進(jìn)行所述電子零件的冷卻，這些多個散熱部件的長度形成為隨著所述電子零件的發(fā)熱產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)溫度變低而變短。
[0004]另外，記載有上述多個散熱部件的長度形成為沿著冷卻用流體的流動方向，從電子零件的中央部朝向端部變短。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 - 8264號公報
[0006]但是，上述專利文獻(xiàn)I中記載的冷卻裝置是通過多個散熱部件相對于電子零件向背離的方向延伸，且使與散熱部件的流動接觸面積增加而進(jìn)行冷卻的裝置，成為阻礙小型化的原因。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]于是，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)小型化并且能夠?qū)崿F(xiàn)壓力損失降低和傳熱性提高的冷卻構(gòu)造、渦流形成板成形裝置及渦流生成部的成形方法。
[0008]用于解決上述課題的本發(fā)明的冷卻構(gòu)造，通過使冷卻用流體在發(fā)熱體或配置有發(fā)熱體的基材上流通，對該電子零件進(jìn)行冷卻，形成有向與所述冷卻用流體的流通方向交叉的方向延伸，且根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的渦流生成部。
[0009]用于解決同上的課題的本發(fā)明的渦流形成板成形裝置，在渦流形成板上成形渦流生成部。
[0010]在本發(fā)明中，具有上下移動形成渦流生成部的上模、被固定的下模、用于按壓配置于上模與下模之間的渦流形成板的外周緣部的套筒、用于向該套筒和下模間施加背壓的背壓施加單元，利用該套筒和下模施加背壓而按壓渦流形成板的外周緣部，且利用上模和下模在該渦流形成板上成形渦流生成部。
[0011]用于解決同上的課題的本發(fā)明的渦流生成部的成形方法，使用上述的渦流形成板成形裝置。
[0012]在本發(fā)明中，利用套筒和下模通過施加背壓而按壓配置于上模與下模之間的渦流形成板的外周緣部，利用上模和下模在該渦流形成板上成形渦流生成部。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，由于形成有向與冷卻用流體的流通方向交叉的方向延伸，且根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的渦流生成部，所以能夠?qū)崿F(xiàn)小型、簡略化，且能夠?qū)崿F(xiàn)壓力損失的降低及傳熱性的提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明一實(shí)施方式的冷卻構(gòu)造的冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成的說明圖；
[0015]圖2㈧是表示形成冷卻系統(tǒng)的一部分的變換器的構(gòu)成的、沿著圖1所示的I — I線的剖視圖，圖2(B)是冷卻器的流動接觸面的說明圖；
[0016]圖3是沿著圖2(A)所示I1-1I線的剖視圖；
[0017]圖4(A)是表示第一變形例的渦流生成部的說明圖，圖4(B)是表示第二變形例的渦流生成部的說明圖，圖4(C)是表示第三變形例的渦流生成部的說明圖，圖4(D)是表示第四變形例的渦流生成部的說明圖；
[0018]圖5是表示相對于現(xiàn)有型鰭形狀的相同壓力損失下的傳熱系數(shù)的圖；
[0019]圖6是表示冷卻用流體的各流速下的傳熱率相對于平均值的傳熱增加率的圖；
[0020]圖7(A)是成形開始時的渦流形成板成形裝置的局部立體圖，圖7(B)是成形完成時的渦流形成板成形裝置的局部立體圖；
[0021]圖8(A)是成形渦流生成部的渦流形成板的立體圖，圖8(B)是形成于渦流形成板上的渦流生成部的形成面的背面俯視圖；
[0022]圖9是表示圖8(B)所示的渦流形成板的渦流形成板的背面的各位置的以中央為基準(zhǔn)的板的彎曲量的柱狀圖；
[0023]圖10是表示施加套筒、下模間的背壓值和施加上模、下模間的成形負(fù)荷的時間性變化的曲線圖；
[0024]圖11 (A)是在用于成形渦流生成部的上模上形成的成形部的局部放大剖視圖，圖1l(B)是相當(dāng)于圖2中用包圍線III表示的部分的渦流生成部的第一其它例的渦流生成部的放大圖；
[0025]圖12(A)是在用于成形渦流生成部的上模上形成的成形部的局部放大剖視圖，圖12(B)是相當(dāng)于圖2中用包圍線III表示的部分的渦流生成部的第二其它例的渦流生成部的放大圖；
[0026]圖13(A)是在用于成形渦流生成部的上模上形成的成形部的局部放大剖視圖，圖13(B)是相當(dāng)于圖2中用包圍線III表示的部分的渦流生成部的第三其它例的渦流生成部的放大圖。
[0027]符號說明
[0028]22基材(冷卻器)
[0029]30發(fā)熱體
[0030]50 上模
[0031]51 下模
[0032]52 套筒
[0033]53背壓施加單元
[0034]60渦流形成板
[0035]60a外周緣部
[0036]60c、60c'、60c"凸部
[0037]Cl?C8渦流生成部
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，參照附圖對用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的一實(shí)施方式的冷卻構(gòu)造的冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成的說明圖，圖2(A)是表示形成冷卻系統(tǒng)的一部分的變換器的構(gòu)成的沿著圖1所示的I 一 I線的剖視圖，圖2(B)是冷卻器的流動接觸面的說明圖。另外，圖3是沿著圖2(A)所示的I 一 I線的剖視圖。
[0039]如圖1所示，一例的冷卻系統(tǒng)A的構(gòu)成具有:散熱器10、水冷式電動機(jī)11、DC-DC轉(zhuǎn)換器12、變換器20、電動泵13及控制器B。
[0040]水冷式電動機(jī)11、DC-DC轉(zhuǎn)換器12、變換器20及電動泵13與控制器B的輸出側(cè)連接，以被適當(dāng)?shù)乜刂啤?br>
[0041]控制器B由CPU (Central Processing Unit)及接口電路等構(gòu)成,通過所需的程序的執(zhí)行而發(fā)揮所需的功能。
[0042]在本實(shí)施方式中所示的變換器20是從直流電力電生成交流電力的電力變換裝置，如圖2 (A)所示，為依次層疊水套21、冷卻器22、電絕緣材料23、由銅等形成的匯流條
24、焊錫層25、由銅、鑰等形成的熱緩沖板26、焊錫層27及作為發(fā)熱體的半導(dǎo)體芯片30的結(jié)構(gòu)。
[0043]在該水套21的冷卻流體流入側(cè)側(cè)壁21d，形成有用于使冷卻流體流入的流入口21e，另外，在冷卻流體流出側(cè)側(cè)壁21f，形成有用于使冷卻流體流出的流出口 21g。
[0044]在該水套21，冷卻用流體通過上述流入口 21e、流出口 21g向圖1、2中用“ α ”表示的方向流通。
[0045]冷卻器22形成為板體，在面向上述水套21內(nèi)的流動接觸面22a采用了本發(fā)明一實(shí)施方式的冷卻構(gòu)造。
[0046]本發(fā)明一實(shí)施方式的冷卻構(gòu)造具有通過使冷卻用流體與配置有作為發(fā)熱體的半導(dǎo)體芯片30的基材即冷卻器22流動接觸，而對該半導(dǎo)體芯片30進(jìn)行冷卻的功能，形成有向與上述冷卻用流體的流通方向α交叉的方向β延伸，且根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的渦流生成部Cl。
[0047]在本實(shí)施方式中，在基材即冷卻器22上經(jīng)由上述絕緣材23、匯流條24、焊錫層25、緩沖板26、焊錫層27載置作為發(fā)熱體的半導(dǎo)體芯片30。
[0048]緩沖板26用于緩沖與半導(dǎo)體芯片30的線膨脹率之差。
[0049]渦流生成部Cl向與冷卻用流體的流通方向交叉的方向延伸，且具有根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的功能。
[0050]在本實(shí)施方式中，在上述冷卻器22的流動接觸面22a (參照圖2)使作為多個凹部的截面半圓形的槽22b以規(guī)定的間隔連續(xù)而形成。
[0051]在本實(shí)施方式中，鄰接的兩個槽22b、22b彼此以劃分它們的內(nèi)壁彼此交叉的規(guī)定的間隔形成，且滿足以下的條件。
[0052]所謂“使凹部連續(xù)而形成”，除了形成使鄰接的凹部的內(nèi)壁彼此交叉的方式的排列以外，還包括不使這些鄰接的凹部的內(nèi)壁彼此交叉的方式。
[0053]在不使凹部的內(nèi)壁交叉的方式的情況下，用曲面等使鄰接的凹部的內(nèi)壁的終端彼此光滑地連續(xù)即可。這樣，若使內(nèi)壁的終端彼此以曲面等光滑地連續(xù)，易于進(jìn)行機(jī)械加工。
[0054]所謂“內(nèi)壁彼此交叉”，在將凹部設(shè)定為截面半圓形的槽的情況下，除了像按它們的每個直徑尺寸以隔開一定的間隔排列時那樣，內(nèi)周壁面彼此在流動接觸面上抵接的方式以外，還包括以上述直徑尺寸以下的間隔排列的方式。該情況下，鄰接的槽的內(nèi)周壁面彼此在流動接觸面以下交叉。
[0055]當(dāng)然，凹部的截面形狀不限于上述的截面半圓形，可以是不規(guī)則的形狀，還可以是將這些形狀組合排列的形狀。
[0056]S卩，只要是根據(jù)冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的凹部即可。
[0057]“規(guī)定的間隔”包含形成為一定的間隔的情況、使多個凹部全部或它們的一部分形成不規(guī)則的間隔的情況這兩者。
[0058]通過以劃分這些槽22b、22b的內(nèi)壁彼此所交叉的規(guī)定的間隔排列形成鄰接的兩個槽22b、22b彼此，可以更多地形成槽22b，從而可以更多地生成渦流。
[0059](I)使槽(凹部)22b的最大高度H(參照圖2)比根據(jù)作為流動條件的雷諾數(shù)Re和代表長度d計(jì)算的壁面附近的層流低層厚度δ b = 63.5/(Re778) Xd大。
[0060](2)將W+ = Wut/ V設(shè)定為25?300的范圍，該W+是使用根據(jù)剪切應(yīng)力τ ω和流體密度P計(jì)算的剪切速度u τ = (τ ω/ρ)1/2及根據(jù)流速u，密度P、雷諾數(shù)Re計(jì)算的管摩擦系數(shù)的實(shí)驗(yàn)式Cf= τ ω/(0.5 P U2) =0.73Re —°_25和動粘度v將槽22b的開口寬度W無因次化的值。
[0061](3)槽22b的最大高度H比從流動接觸面到對向的流路面(底壁面21c)的距離X小。
[0062](4)使根據(jù)與冷卻用流體的流通方向正交的流路截面的最小流路截面積A和最大潤周長度L計(jì)算的代表長度d = 4A/L變大。
[0063]最小流路截面積A是由圖3所示的輪廓線段L1、L2、L3、L4劃分的截面積。
[0064]輪廓線段L1、L3為與底壁面21c和凸部22c的頂部的間隔一致的長度，另外，輪廓線段L2、L4為槽22b的長度。
[0065]所謂“潤周長度L”，如圖3所示，是與由輪廓線段L5、L6、L7、L8劃分的流路截面的冷卻用流體相接的輪廓線的長度。
[0066]輪廓線段L5、L7為與底壁面21c和凹部22b的底部間的間隔一致的長度，另外，輪廓線段L6、L8為凹部22b的長度。
[0067](5)將代表長度d = 4A/L設(shè)定為0.004以上，但優(yōu)選將該代表長度d = 4A/L設(shè)定為0.007以上。
[0068](6)將與槽22b的冷卻用流體的流通方向α正交的方向β的里部的寬度無因次化的值W+設(shè)定為40?150的范圍。
[0069](7)越向凸側(cè)的前端，凸部相對于冷卻用流體的流通方向α的長度越小，相對于流動方向，凸部前端平坦的區(qū)域小，凹凸形狀相對于冷卻用流體的流動方向是連續(xù)的。
[0070]根據(jù)由以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的冷卻構(gòu)造，可以獲得下面的效果。
[0071]由于形成有向與冷卻用流體的流通方向交叉的方向延伸，且根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的渦流生成部，所以能夠利用由該渦流生成部產(chǎn)生的渦流，對發(fā)熱體或配置有發(fā)熱體的基材附近的冷卻用流體進(jìn)行攪拌，從而促進(jìn)傳熱。
[0072]由于使槽22b (凹部)的最大高度H比根據(jù)作為流動條件的雷諾數(shù)和代表長度d計(jì)算的壁面附近的層流低層厚度Sb = 63.5/(Re778) Xd大，所以可以在發(fā)熱體或配置有發(fā)熱體的基材附近的層流低層的厚度以上促進(jìn)傳熱。
[0073]由于將W+ = Wut / V設(shè)為25?300的范圍，該W+是使用根據(jù)剪切應(yīng)力τ ω和流體密度P計(jì)算的剪切速度ιιτ = (τ ω/P)1/2及根據(jù)流速U、密度P、雷諾數(shù)Re計(jì)算的管摩擦系數(shù)的實(shí)驗(yàn)式Cf= τ ω/(0.5 P U2) =0.73Re —°_25和動粘度v將槽22b的開口寬度W無因次化的值，所以可以提高傳熱效率。
[0074]由于將根據(jù)與冷卻用流體的流通方向正交的流路截面的最小流路截面積A和最大潤周長度L計(jì)算的代表長度d = 4A/L設(shè)定為0.004以上，所以能夠減小壁面剪切應(yīng)力的影響，抑制壓力損失的增加。
[0075]通過形成為與冷卻用流體的流通方向交叉的槽，可以在流動接觸面的與上述流通方向交叉的方向整個區(qū)域形成渦流，由此促進(jìn)傳熱。
[0076]通過將向冷卻用流體流過的面開口的槽的寬度設(shè)定為規(guī)定的值，可以進(jìn)一步提高傳熱性能。
[0077]通過在與冷卻用流體的流通方向正交的方向形成連續(xù)的槽，可以使相對于該流通方向的漩渦的產(chǎn)生頻次增加，促進(jìn)傳熱。
[0078]通過在冷卻器的流動接觸面設(shè)置凹槽，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用冷卻構(gòu)造的發(fā)熱體及基材的進(jìn)一步小型化。
[0079]接著，參照圖4(A)?(D)，對渦流生成部的變形例進(jìn)行說明。圖4(A)是表示第一變形例的渦流生成部的說明圖，圖4(B)是表示第二變形例的渦流生成部的說明圖，圖4(C)是表示第三變形例的渦流生成部的說明圖，圖4(D)是表示第四變形例的渦流生成部的說明圖。
[0080]圖4㈧所示的第一變形例的渦流生成部C2，使直線的槽40相互以一定的間隔沿冷卻用流體的流通方向α斜行形成。
[0081]圖4(B)所示的第二變形例的渦流生成部C3，使之字形的槽41相互以一定的間隔與冷卻用流體的流通方向α正交。
[0082]圖4(C)所示的第三變形例的渦流生成部C4，使波形的槽42相互以一定的間隔與冷卻用流體的流通方向α正交。
[0083]圖4(D)所示的第四變形例的渦流生成部C5，使直線的且斷續(xù)的槽43相互以一定的間隔與冷卻用流體的流通方向α正交。
[0084]實(shí)施例1
[0085]圖5是表示相對于現(xiàn)有型鰭形狀的相同壓力損失下的傳熱系數(shù)的圖，圖6是表示冷卻用流體的各流速下的傳熱率相對于平均值的傳熱增加率的圖。
[0086]從圖5可知，存在相對于相同壓力損失下的現(xiàn)有型鰭的傳熱性能提高的槽寬度。
[0087]另外，從圖6可知，存在相對于相同流速的正交槽的傳熱率的W+的最適合范圍。
[0088]上述的渦流生成部通過圖7 (A)、(B)所示的渦流形成板成形裝置而成形。圖7 (A)是成形開始時的渦流形成板成形裝置的局部立體圖，圖7(B)是成形完成時的渦流形成板成形裝置的局部立體圖。另外，圖8(A)是成形渦流生成部的渦流形成板的立體圖，圖8(B)是形成于渦流形成板上的渦流生成部的形成面的背面俯視圖。
[0089]渦流形成板成形裝置D是在作為冷卻器的渦流形成板60上成形上述的渦流生成部Cl (C2?5)及后述的渦流生成部C6?8的裝置。
[0090]該渦流形成板成形裝置D具有:上下移動形成渦流生成部Cl?CS的上模50、被固定的下模51、用于按壓配置于這些上模50與下模51之間的渦流形成板60的外周緣部60a(參照圖8)的套筒52、向該套筒52和下模51間施加背壓的背壓施加單元53。
[0091]在本實(shí)施方式中所示的渦流形成板60由具有延展性的銅或銅合金構(gòu)成，也可以使用其它延展性材料。通過利用這種銅或銅合金形成渦流形成板60，能夠容易地成形渦流生成部C。
[0092]如圖8(A)，“渦流形成板60的外周緣部60a”為圍繞渦流生成部Cl (C2?C8)的外側(cè)的區(qū)域。
[0093]套筒52形成為與上述外周緣部60a抵接的壁厚的圓環(huán)形。
[0094]在本實(shí)施方式中所示的背壓施加單元53由用于施加背壓的液壓缸54和用于通過該液壓缸54按壓套筒52的按壓部件55構(gòu)成。
[0095]另外，液壓缸54與未圖不的控制器的輸出側(cè)連接，以向套筒52和下模51間施加所需的背壓的方式進(jìn)行驅(qū)動控制。另外，液壓缸56也與上模50連接，并且與上述控制器的輸出側(cè)連接，以便適當(dāng)?shù)仳?qū)動。
[0096]使用由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的渦流形成板成形裝置D的渦流生成部的成形方法的內(nèi)容是，利用套筒52和下模51通過施加背壓而按壓配置于上模50和下模51之間的渦流形成板60的外周緣部60a，利用上模50和下模51在該渦流形成板60上成形渦流生成部C。
[0097]圖9是表示圖8 (B)所示的渦流形成板的渦流形成板的背面的各位置的、以中央為基準(zhǔn)的板的彎曲量的柱狀圖，圖10是表示施加套筒和下模間的背壓值、施加上模和下模間的成形負(fù)荷的時間的變化的曲線圖。
[0098]圖9所示的柱狀圖表示圖8 (B)所示的渦流形成板60的渦流生成部的背面的各位置“左上”、“中央上”、“右上”、“左中”、“右中”、“左下”、“中央下”、“右下”的以“中央中”為基準(zhǔn)的板的彎曲量。
[0099]如圖10所示，在套筒52和下模51間，從成形開始被施加大致一定的背壓，另外，在上模50和下模51間，隨著時間經(jīng)過而施加逐漸增大的負(fù)荷。
[0100]利用施加如上所述的大致一定的背壓值的下模51和套筒52，按壓渦流形成板60的外周緣部60a，同時成形渦流生成部Cl (C2?CS)，由此，如圖9所示，能夠使該渦流形成板60的彎曲為0.1mm以下。
[0101]因此，不進(jìn)行矯正渦流形成板60等追加的加工，就能夠直接安裝半導(dǎo)體等。
[0102]接著，參照圖11?13對形成于鄰接的凹部間的凸部的其它方式進(jìn)行說明。圖11?13是表示將鄰接的凹部間形成的凸部的前端形成為由一定的曲率半徑構(gòu)成的曲面的局部放大圖。圖11(A)、(B)?圖13(A)、(B)的各圖(A)是形成于用于成形渦流生成部的上模上的成形部的局部放大剖視圖，(B)是相當(dāng)于圖2中用包圍線II表示的部分的渦流生成部的第一?第三其它例的渦流生成部的放大圖。
[0103]圖11 (B)所示的第一其它例的渦流生成部C6向與冷卻用流體的流通方向α交叉的方向延伸，且具有根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的功能。
[0104]在本實(shí)施方式中，在上述渦流形成板60的流動接觸面60d以一定的間隔Pl復(fù)合形成作為多個凹部的以一定的曲率形成的截面半圓形的槽60b和以與該槽60b相同的曲率形成的凸部60c。
[0105]該情況下，(A)所示的上模50的成形部50a使與上述槽60b對應(yīng)的凸部50c及與上述凸部60c對應(yīng)的凹部50b的曲率分別相同。
[0106]“凸部前端”是有助于渦流生成部C6的成形的部分。
[0107]若使上模50的凹部50b的曲率半徑為0.2mm以上，則在用線切割進(jìn)行加工方面被優(yōu)選。
[0108]圖12(B)所示的第二其它例的渦流生成部C7，在上述渦流形成板60的流動接觸面60d以一定的間隔ΡΓ復(fù)合形成有作為多個凹部的以一定的曲率形成的截面半圓形的槽60b'和以比該槽60b'大的曲率形成的凸部60c'。
[0109]該情況下，(A)所示的上模50的成形部50a使與上述槽60b'對應(yīng)的凸部51c'及與上述凸部60V對應(yīng)的凹部50b'的曲率分別相同。
[0110]圖13(B)所示的第三其它例的渦流生成部CS，在上述渦流形成板60的流動接觸面60d以一定的間隔Pl"復(fù)合形成作為多個凹部的以一定的曲率形成的截面半圓形的槽60b"和以比該槽60b"大的曲率形成的凸部60c"。
[0111]該情況下，㈧所示的下模50的成形部50a使與上述槽60b"對應(yīng)的凸部51c"及與上述凸部60c"對應(yīng)的凹部50b"的曲率分別相同。
[0112]根據(jù)圖7?圖13記載的各渦流生成部，除上述的效果外，還可以獲得下面的效果。
[0113]通過將鄰接的凹部間形成的凸部前端形成為由一定的曲率半徑構(gòu)成的曲面，可以抑制腐蝕造成的磨損，并且能夠容易地進(jìn)行渦流生成部的加工。
[0114]另外，可以抑制模型的裂紋及碎片的產(chǎn)生，由于在凸部前端沒有角部，因此，在表面形成防銹被膜的情況下，能夠容易地進(jìn)行平均膜厚的管理。
[0115]另外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，可以進(jìn)行如下的變形實(shí)施。
[0116]在上述的實(shí)施方式中，作為通過使冷卻用流體在配置有發(fā)熱體的基材上流通，對該發(fā)熱體進(jìn)行冷卻的冷卻構(gòu)造的例子，對將冷卻構(gòu)造應(yīng)用于變換器的例子進(jìn)行了說明，但不用說，當(dāng)然也可以直接應(yīng)用于作為發(fā)熱體的電動機(jī)等。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻構(gòu)造，通過使冷卻用流體與發(fā)熱體或配置有發(fā)熱體的基材流動接觸，對該發(fā)熱體進(jìn)行冷卻，其特征在于， 形成向與所述冷卻用流體的流通方向交叉的方向延伸且根據(jù)該冷卻用流體的流通速度而產(chǎn)生渦流的渦流生成部。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻構(gòu)造，其中， 渦流生成部以規(guī)定的間隔排列有多個凹部。
3.如權(quán)利要求2所述的冷卻構(gòu)造，其中， 使凹部的最大高度H比根據(jù)作為流動條件的雷諾數(shù)Re和代表長度d計(jì)算的壁面附近的層流低層厚度S b = 63.5/ (Re778) X d大。
4.如權(quán)利要求2或3所述的冷卻構(gòu)造，其中， 將W+ = Wut/ V設(shè)定為25?300的范圍，該W+是使用根據(jù)剪切應(yīng)力τ ω和流體密度P計(jì)算的剪切速度^ = (τω/P)1/2及根據(jù)流速U、密度P、雷諾數(shù)Re計(jì)算的管摩擦系數(shù)的實(shí)驗(yàn)式Cf= τ ω/(0.5 P U2) =0.73Re —°_25和動粘度v將凹部的開口寬度W無因次化的值。
5.如權(quán)利要求4所述的冷卻構(gòu)造，其中， 使凹部的最大高度H比從該開口面到對向的流路面的距離X小。
6.如權(quán)利要求5所述的冷卻構(gòu)造，其中， 將根據(jù)與冷卻用流體的流通方向正交的流路截面的最小流路截面積A和最大潤周長度L計(jì)算的代表長度d = 4A/L設(shè)定為0.004以上。
7.如權(quán)利要求6所述的冷卻構(gòu)造，其中， 將根據(jù)與冷卻用流體的流通方向正交的流路截面的最小流路截面積A和最大潤周長度L計(jì)算的代表長度d = 4A/L設(shè)定為0.007以上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的冷卻構(gòu)造，其中， 將與凹部的冷卻用流體的流通方向正交的方向的寬度無因次化的值W+設(shè)定為40?150的范圍。
9.如權(quán)利要求2?8中任一項(xiàng)所述的冷卻構(gòu)造，其中， 將鄰接的兩個凹部形成為使劃分它們的內(nèi)壁彼此交叉。
10.如權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的冷卻構(gòu)造，其中， 渦流生成部是在發(fā)熱體或配置有發(fā)熱體的基材的與冷卻用流體流動接觸的流動接觸面上凹設(shè)的凹槽。
11.如權(quán)利要求2?10中任一項(xiàng)所述的冷卻構(gòu)造，其中， 使凹部的截面形狀為半圓形。
12.如權(quán)利要求1?11中任一項(xiàng)所述的冷卻構(gòu)造,其中， 使鄰接的凹部間形成的凸部前端形成為由一定的曲率半徑構(gòu)成的曲面。
13.如權(quán)利要求12所述的冷卻構(gòu)造，其中， 使凸部前端的曲率半徑為0.2mm以上。
14.如權(quán)利要求1?13中任一項(xiàng)所述的冷卻構(gòu)造，其中， 將渦流生成部成形在由銅或銅合金構(gòu)成的渦流形成板上。
15.一種渦流形成板成形裝置，在渦流形成板上成形權(quán)利要求14所述的渦流生成部，其特征在于，具有: 用于上下移動形成渦流生成部的上模； 被固定的下模； 用于按壓配置于上模與下模之間的渦流形成板的外周緣部的套筒； 向該套筒與下模間施加背壓的背壓施加單元， 利用施加了背壓的套筒和下模按壓渦流形成板的外周緣部，并且，利用上模和下模在該渦流形成板上成形渦流生成部。
16.一種渦流生成部的成形方法，使用權(quán)利要求15所述的渦流形成板成形裝置，其特征在于， 利用施加了背壓的套筒和下模按壓配置于上模與下模之間的渦流形成板的外周緣部，并利用上模和下模在該渦流形成板上成形渦流生成部。
【文檔編號】H05K7/20GK104206041SQ201380018036
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月10日
【發(fā)明者】肥塚洋輔, 中山達(dá)臣, 石川一郎 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社