熱交換器
【課題】別体として構成された複数のインナーフィンを熱媒体流路内に積層した熱交換器において、隣り合うインナーフィン間の位置ズレを抑制する。
【解決手段】インナーフィン３３を、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波形状となるように形成するとともに、流路管３と電子部品２との配置方向に複数段積層し、複数段積層されたインナーフィン３３のうち、一のインナーフィン３３を第１インナーフィン３３Ａとし、第１インナーフィン３３Ａに隣り合うインナーフィン３３を第２インナーフィン３３Ｂとしたとき、第２インナーフィン３３Ｂに、第１インナーフィン３３Ａ側に突出する突出部７を設け、突出部７に、第１インナーフィン３３Ａの板部３３１と平行に延びるとともに第１インナーフィン３３Ａの板部３３１に接触する突出板部７１を設ける。
【解決手段】インナーフィン３３を、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波形状となるように形成するとともに、流路管３と電子部品２との配置方向に複数段積層し、複数段積層されたインナーフィン３３のうち、一のインナーフィン３３を第１インナーフィン３３Ａとし、第１インナーフィン３３Ａに隣り合うインナーフィン３３を第２インナーフィン３３Ｂとしたとき、第２インナーフィン３３Ｂに、第１インナーフィン３３Ａ側に突出する突出部７を設け、突出部７に、第１インナーフィン３３Ａの板部３３１と平行に延びるとともに第１インナーフィン３３Ａの板部３３１に接触する突出板部７１を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路管内部を流通する熱媒体と、流路管外部に配置された熱交換対象物との間で熱交換を行う熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器において、熱交換性能を向上させるために、熱媒体が流通する流路管内に、熱媒体と流路管との伝熱面積を増大させて熱媒体と熱交換対象物との熱交換を促進するインナーフィンを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された熱交換器では、１枚の金属板を折り曲げることにより、インナーフィンを流路管の積層方向に２段積層している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載された熱交換器では、１枚の金属板を折り曲げる際の折り曲げ部分を起点として割れが発生する可能性がある。これに対し、インナーフィンを複数段積層する方法として、複数のインナーフィンを別々に形成した後、それらを積層する手法が考えられる。しかしながら、別体として構成されたインナーフィンを、位置ズレが生じないように複数段積層することは非常に困難である。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、別体として構成された複数のインナーフィンを熱媒体流路内に積層した熱交換器において、隣り合うインナーフィン間の位置ズレを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流路形成部材（３）内には、熱媒体流路（３０）を複数の細流路（３３３）に分割するとともに、熱媒体と熱交換対象物（２）との熱交換を促進するインナーフィン（３３）が設けられており、インナーフィン（３３）は、熱媒体の流れ方向に延びるとともに細流路（３３３）を分割する板部（３３１）と、隣り合う板部（３３１）間を繋ぐ連結部（３３２）とを有し、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波形状となるように形成されるとともに、流路形成部材（３）と熱交換対象物（２）との配置方向に複数段積層されており、複数段積層されたインナーフィン（３３）は、別体として構成されており、複数段積層されたインナーフィン（３３）のうち、一のインナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合うインナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）としたとき、第２インナーフィン（３３Ｂ）には、第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する突出部（７）が設けられており、突出部（７）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）に接触する突出板部（７１）を有していることを特徴としている。
【０００７】
このように、第２インナーフィン（３３Ｂ）に突出板部（７１）を有する突出部（７）を設け、第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）と平行に延びる突出板部（７１）と、当該第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）とを接触させることで、突出板部（７１）により、第１インナーフィン（３３Ａ）が熱媒体の流れ方向に直交する方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン（３３Ａ）が、第２インナーフィン（３３Ｂ）に対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【０００８】
なお、本発明における「平行」とは、完全に平行となっていることのみを意味するものではなく、製造誤差、組付誤差によって微小に異なるものも「平行」という用語の範囲内に含むものとする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の熱交換器において、突出部（７）は、第２インナーフィン（３３Ｂ）における熱媒体の流れ方向の一部を切り起こすことにより形成されていることを特徴としている。
【００１０】
このように、突出部（７）を第２インナーフィン（３３Ｂ）の一部を切り起こすことにより形成すると、第２インナーフィン（３３Ｂ）における当該切り起こされた部分には切り欠き部（８）が形成されることになる。この場合、熱媒体流路（３０）のうち切り欠き部（８）を熱媒体が優先的に流れるので、熱媒体流路（３０）におけるインナーフィン（３３）が存在する領域を流れる熱媒体の流量が減少し、熱交換効率が低下するおそれがある。
【００１１】
これに対し、突出部（７）を第２インナーフィン（３３Ｂ）における熱媒体の流れ方向の一部にのみ配置することで、第２インナーフィン（３３Ｂ）に突出部（７）を形成することによる熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の熱交換器において、熱交換対象物（２）は、流路形成部材（３）の外部における熱媒体の流れ方向の一部に配置されており、突出部（７）は、流路形成部材（３）内における熱交換対象物（２）と対応する部位以外の部位に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
これによれば、第２インナーフィン（３３Ｂ）の一部を切り起こすことにより突出部（７）を形成した際にできる切り欠き部（８）を、流路形成部材（３）内における熱交換対象物（２）と対応する部位以外の部位に配置することができる。このため、流路形成部材（３）内における熱交換対象物（２）と対応する部位における熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。したがって、第２インナーフィン（３３Ｂ）に突出部（７）を形成することによる熱交換効率の低下を、より確実に抑制することが可能となる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の熱交換器において、インナーフィン（３３）は、配置方向に３段以上積層されており、複数段積層されたインナーフィン（３３）のうち、一のインナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合うインナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）とし、第２インナーフィン（３３Ｂ）における第１インナーフィン（３３Ａ）と反対側に隣り合うインナーフィン（３３）を第３インナーフィン（３３Ｃ）としたとき、第２インナーフィン（３３Ｂ）には、第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する第１突出部（７Ａ）と、第３インナーフィン（３３Ｃ）側に突出する第２突出部（７Ｂ）とが設けられており、第１突出部（７Ａ）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）に接触する第１突出板部（７１Ａ）を有しており、第２突出板部（７Ｂ）は、第３インナーフィン（３３Ｃ）の板部（３３１）と平行に延びるとともに第３インナーフィン（３３Ｃ）の板部（３３１）に接触する第２突出板部（７１Ｂ）を有していることを特徴としている。
【００１５】
このように、インナーフィン（３３）を３段以上積層する場合において、３段のインナーフィン（３３）のうちの１つのインナーフィン（３３Ｂ）のみに突出部（７Ａ、７Ｂ）を設けることで、突出部（７）を形成するための加工が必要なインナーフィン（３３）の点数を削減できる。このため、生産性を向上することが可能となる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器において、インナーフィン（３３）は、配置方向から見た際に板部（３３１）が熱媒体の流れ方向に三角波形状に屈折するウェーブフィンであり、インナーフィン（３３）の板部（３３１）のうち、当該三角波形状の頂点を構成する部位を頂点部（３３１２）とし、隣り合う頂点部（３３１２）間に位置する部位を波面部（３３１３）とするとともに、インナーフィン（３３）の板部（３３１）における１つの頂点部（３３１２）に接続される２つの波面部（３３１３）のうち、熱媒体の流れ方向上流側のものを上流側波面部（３３１４）とし、熱媒体の流れ方向下流側のものを下流側波面部（３３１５）としたとき、突出部（７）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）に接触する上流側突出板部（７１１）と、第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側波面部（３３１５）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側波面部（３３１５）に接触する下流側突出板部（７１２）とを有していることを特徴としている。
【００１７】
これによれば、第１インナーフィン（３３Ａ）はウェーブフィンなので、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）および下流側突出板部（７１２）は、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。また、突出部（７）の上流側突出板部（７１１）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。同様に、突出部（７）の下流側突出板部（７１２）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側突出板部（７１２）と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。
【００１８】
このため、第２インナーフィン（３３Ｂ）に設けられた突出部（７）の上流側突出板部（７１１）と、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）とを接触させるとともに、第２インナーフィン（３３Ｂ）に設けられた突出部（７）の下流側突出板部（７１２）と、第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側波面部（３３１５）とを接触させることで、上流側突出板部（７１１）および下流側突出板部（７１２）により、第１インナーフィン（３３Ａ）が熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体の流れ方向に移動することを規制できる。これにより、第１インナーフィン（３３Ａ）が、第２インナーフィン（３３Ｂ）に対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体の流れ方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン間の位置ズレをより確実に抑制することが可能となる。
【００１９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る積層型熱交換器１を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図４】第２実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図である。
【図５】第２実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図６】第３実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図である。
【図７】第３実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図８】第４実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図である。
【図９】第４実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を示す模式的な平面図、（ｂ）は第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を流路管長手方向から見た模式的な断面図である。
【図１１】第５実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図である。
【図１２】第５実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本第１実施形態に係る積層型熱交換器１を示す正面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の積層型熱交換器１は、熱交換対象物としての複数の電子部品２を両面から冷却するもので、熱媒体を流通させる熱媒体流路３０（図２参照）を形成する流路形成部材としての複数の流路管３と、複数の流路管３を連通する連通部材４とを備えている。複数の流路管３は、扁平形状に形成されており、電子部品２を両面から挟持できるように複数個積層配置されている。
【００２４】
本実施形態では、電子部品２として、ＩＧＢＴ等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールを用いている。当該半導体モジュールは、自動車用インバータ、産業機器のモータ駆動インバータ、ビル空調用のエアコンインバータ等に用いるものとすることができる。なお、電子部品２としては、上記半導体モジュール以外にも、例えば、パワートランジスタ、パワーＦＥＴ、ＩＧＢＴ等を用いることもできる。
【００２５】
また、熱媒体としては、空気、水、油などの流体を用いている。より具体的には、例えば、この積層型熱交換器１を自動車に搭載した場合、熱媒体としては自動車の冷却水やオイル等を用いることができる。なお、本実施形態では、熱媒体として、エチレングリコール系の不凍液を混入させた水を用いている。
【００２６】
図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、本実施形態の流路管３は、いわゆるドロンカップ構造となっている。すなわち、流路管３は、一対の外殻プレート３１を有して構成されており、一対の外殻プレート３１の間に熱媒体流路３０が形成されている。流路管３内には、熱媒体流路３０を複数の細流路３３３に分割し、熱媒体と電子部品２との熱交換を促進するインナーフィン３３が設けられている。このインナーフィン３３の詳細については後述する。
【００２７】
図１に戻り、電子部品２は、流路管３の外部における熱媒体の流れ方向の一部に配置されている。具体的には、電子部品２は、流路管３の一対の外殻プレート３１それぞれに対して２個ずつ設けられている。各外殻プレート３１に設けられた２つの電子部品２は、それぞれ熱媒体の流れ方向に直列に配置されている。なお、本実施形態では、電子部品２は各外殻プレート３１に２個設けられているが、電子部品２は１個であってもよいし、３個以上設けられていてもよい
また、流路管３の外殻プレート３１における長手方向両端部には、外側、すなわち隣り合う他の流路管３側に突出する略円筒状のフランジ部３００が形成されている。そして、隣り合う流路管３のフランジ部３００同士をろう付けにより接合することにより、複数の流路管３を連通する連通部材４が形成されている。
【００２８】
複数の流路管３のうち積層方向最外側に配置される流路管３を外側流路管３ａとしたとき、２つの外側流路管３ａのうち一方の外側流路管３ａの長手方向両端部には、熱媒体を積層型熱交換器１に導入するための熱媒体導入口４０１と、熱媒体を積層型熱交換器１から排出するための熱媒体排出口４０２とがそれぞれ接続されている。熱媒体導入口４０１および熱媒体排出口４０２は、ろう付けにより一方の外側流路管３ａに接合されている。なお、本実施形態の流路管３、連通部材４、熱媒体導入口４０１および熱媒体排出口４０２は、アルミニウム製である。
【００２９】
熱媒体導入口４０１から導入された熱媒体は、連通部材４を通って長手方向における一方の端部から各流路管３に流入し、それぞれの熱媒体流路３０内を他方の端部に向かって流れる。そして、熱媒体は、連通部材４を通って熱媒体排出口４０２から排出される。このように、熱媒体が熱媒体流路３０を流通する間に、電子部品２との間で熱交換を行って、電子部品２を冷却するようになっている。
【００３０】
図２に示すように、インナーフィン３３は、熱媒体の流れ方向、すなわち流路管３の長手方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されている。具体的には、インナーフィン３３は、流路管長手方向に延びるとともに細流路３３３を分割する板部３３１と、隣り合う板部３３１間を繋ぐ連結部３３２とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が台形波状に形成されたストレートフィンである。
【００３１】
インナーフィン３３は、１つの流路管３内に、流路管３と電子部品との配置方向、すなわち、流路管３の積層方向に２段積層されている。各段のインナーフィン３３は、別体として形成されている。
【００３２】
ここで、インナーフィン３３における１つの板部３３１に接続される２つの連結部３３２のうち、流路管３と電子部品２との配置方向、すなわち流路管積層方向の一側（図２における上側）に配置されるものを頂部６１とし、流路管積層方向の他側（図２における下側）に配置されるものを谷部６２とする。また、２段のインナーフィン３３のうち、流路管積層方向の一側（図２における上側）に配置されるものを第１インナーフィン３３Ａといい、流路管積層方向の他側（図４における下側）に配置されるものを第２インナーフィン３３Ｂという。
【００３３】
また、流路管長手方向および流路管積層方向に対してともに直交する方向を、流路幅方向とする。また、インナーフィン３３における流路幅方向両端部に配置される頂部６１を外側頂部６１０とする。また、インナーフィン３３における流路幅方向両端部に配置される谷部６２を外側谷部６２０とする。また、インナーフィン３３における流路幅方向両端部に配置される板部３３１を外側板部３３１０とする。
【００３４】
２段のインナーフィン３３は、第１インナーフィン３３Ａの谷部６２と第２インナーフィン３３Ｂの頂部６１とが接触するように配置されている。また、２段のインナーフィン３３における流路幅方向の両端部には、それぞれ頂部６１が配置されている。
【００３５】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向の長さは、第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向の長さより短くなっている。具体的には、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０が、第１インナーフィン３３Ａの外側谷部６２０に接触している。
【００３６】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する突出部７が設けられている。突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。より詳細には、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される突出板部７１と、突出板部７１に接続される突出頂部７２を有して構成されている。
【００３７】
突出板部７１は、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。突出頂部７２は、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００３８】
図３は、本第１実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。図３に示すように、突出部７、すなわち突出板部７１および突出頂部７２は、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の全域に亘って設けられている。本実施形態では、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【００３９】
以上説明したように、第２インナーフィン３３Ｂに突出板部７１を有する突出部７を設け、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びる突出板部７１と、当該第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０とを接触させることで、突出板部７１により、第１インナーフィン３３Ａが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン３３間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【００４０】
また、突出部７に、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びる突出頂部７２を設け、突出頂部７２と当該第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０とを接触させることで、第１インナーフィン３３Ａと第２インナーフィン３３Ｂとの位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４および図５に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、インナーフィン３３の積層段数および突出部７の構成が異なるものである。図４は、本第２実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図であり、第１実施形態の図２に対応する図面である。
【００４２】
図４に示すように、本実施形態では、インナーフィン３３は、１つの流路管３内に、流路管３と電子部品との配置方向、すなわち、流路管３の積層方向に３段積層されている。各段のインナーフィン３３の流路幅方向の長さは、略同一になっている。
【００４３】
ここで、３段のインナーフィン３３のうち、流路管積層方向の一側（図４における上側）に配置されるものを第１インナーフィン３３Ａという。また、３段のインナーフィン３３のうち、第１インナーフィン３３Ａに隣り合うものを第２インナーフィン３３Ｂという。また、３段のインナーフィン３３のうち、第２インナーフィン３３Ｂにおける第１インナーフィン３３Ａと反対側（図４における下側）に隣り合うものを第３インナーフィン３３Ｃという。すなわち、第１インナーフィン３３Ａと第３インナーフィン３３Ｃとの間に、第２インナーフィン３３Ｂが配置されている。
【００４４】
３段のインナーフィン３３は、第１インナーフィン３３Ａの谷部６２と第２インナーフィン３３Ｂの頂部６１とが接触するとともに、第２インナーフィン３３Ｂの谷部６２と第３インナーフィン３３Ｃの頂部６１とが接触するように配置されている。また、第１インナーフィン３３Ａおよび第３インナーフィン３３Ｃにおける流路幅方向の両端部には、それぞれ頂部６１が配置されている。一方、第２インナーフィン３３Ｂにおける流路幅方向の両端部には、谷部６２が配置されている。
【００４５】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する第１突出部７Ａが設けられている。第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。より詳細には、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される第１突出板部７１Ａと、第１突出板部７１Ａに接続される第１突出頂部７２Ａを有して構成されている。
【００４６】
第１突出板部７１Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第１突出頂部７２Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００４７】
第３インナーフィン３３Ｃの流路幅方向両端部には、第２インナーフィン３３Ｂ側に向かって突出する第２突出部７Ｂが設けられている。第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側頂部６１０より流路幅方向内側に位置するとともに当該外側頂部６１０と隣り合う頂部６１（以下、第２外側頂部６１１という）に接続されている。より詳細には、第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける第２外側頂部６１１に接続される第２突出板部７１Ｂと、第２突出板部７１Ｂに接続される第２突出頂部７２Ｂを有して構成されている。
【００４８】
第２突出板部７１Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側板部３３１０より流路管幅方向内側に位置するとともに当該外側板部３３１０と隣り合う板部３３１（以下、第２外側板部３３１１という）と平行に延びるとともに、当該第２外側板部３３１１における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第２突出頂部７２Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第３インナーフィン３３Ｃ側の面と全面に亘って接触している。
【００４９】
図５は、本第２実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。図５に示すように、第１突出部７Ａ、すなわち第１突出板部７１Ａおよび第１突出頂部７２Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の一部に設けられている。
【００５０】
ところで、電子部品２は、流路管３の外部における熱媒体の流れ方向の一部に配置されている。具体的には、電子部品２は、流路管３の外側における熱媒体流れ方向中央部を除く部位、すなわち熱媒体流れ方向上流側の部位と、熱媒体流れ方向下流側の部位に、１つずつ配置されている。
【００５１】
図５に示されるように、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂにおける熱媒体流れ方向の一部である略中央部に設けられている。また、図示を省略しているが、第２突出部７Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃにおける熱媒体流れ方向の一部である略中央部に設けられている。したがって、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けられている。
【００５２】
本実施形態の第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側谷部６２０および外側板部３３１０に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第１インナーフィン３３Ａ側（図５の紙面上側）に押し上げることにより、第１突出部７Ａが形成される。このため、第２インナーフィン３３Ｂの外側谷部６２０および外側板部３３１０には、切り欠き部８が形成される。
【００５３】
図示を省略しているが、第２突出部７Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第３インナーフィン３３Ｃにおける外側谷部６２０および第２外側板部３３１１に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第２インナーフィン３３Ｂ側に押し上げることにより、第２突出部７Ｂが形成される。このため、第３インナーフィン３３Ｃの外側谷部６２０および外側板部３３１０には、切り欠き部が形成される。
【００５４】
以上説明したように、第２インナーフィン３３Ｂに第１突出板部７１Ａを有する第１突出部７Ａを設け、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びる第１突出板部７１Ａと、当該第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０とを接触させることで、第１突出板部７１Ａにより、第１インナーフィン３３Ａが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。
【００５５】
また、第３インナーフィン３３Ｃに第２突出板部７１Ｂを有する第２突出部７Ｂを設け、第２インナーフィン３３Ｂの第２外側板部３３１１と平行に延びる第２突出板部７１Ｂと、当該第２インナーフィン３３Ｂの第２外側板部３３１１とを接触させることで、第２突出板部７１Ｂにより、第２インナーフィン３３Ｂが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第２インナーフィン３３Ｂが、第３インナーフィン３３Ｃに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。
【００５６】
したがって、隣り合うインナーフィン３３間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【００５７】
また、第１突出部７Ａに、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びる第１突出頂部７２Ａを設け、第１突出頂部７２Ａと当該第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０とを接触させることで、第１インナーフィン３３Ａと第２インナーフィン３３Ｂとの位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００５８】
また、第２突出部７Ｂに、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０と平行に延びる第２突出頂部７２Ｂを設け、第２突出頂部７２Ｂと当該第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０とを接触させることで、第２インナーフィン３３Ｂと第３インナーフィン３３Ｃとの位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００５９】
ところで、第１突出部７Ａを、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成すると、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該切り起こされた部分には切り欠き部８が形成されることになる。同様に、第２突出部７Ｂを、第３インナーフィン３３Ｃの一部を切り起こすことにより形成すると、第３インナーフィン３３Ｃにおける当該切り起こされた部分には切り欠き部が形成されることになる。この場合、熱媒体流路３０のうち切り欠き部８を熱媒体が優先的に流れるので、熱媒体流路３０におけるインナーフィン３３が存在する領域を流れる熱媒体の流量が減少し、熱交換効率が低下するおそれがある。
【００６０】
これに対し、本実施形態では、第１突出部７Ａを第２インナーフィン３３Ｂにおける熱媒体の流れ方向の一部にのみ配置するとともに、第２突出部７Ｂを第３インナーフィン３３Ｃにおける熱媒体の流れ方向の一部にのみ配置することで、インナーフィン３３Ｂ、３３Ｃに突出部７Ａ、７Ｂを形成することによる熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。
【００６１】
また、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂを、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けることで、インナーフィン３３Ｂ、３３Ｃの一部を切り起こすことにより突出部７Ａ、７Ｂを形成した際にできる切り欠き部８を、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に配置することができる。このため、流路管３内における電子部品２と対応する部位における熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。したがって、インナーフィン３３Ｂ、３３Ｃに突出部７Ａ、７Ｂを形成することによる熱交換効率の低下を、より確実に抑制することが可能となる。
【００６２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６および図７に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第２実施形態と比較して、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂの双方を第２インナーフィン３３Ｂに設けた点が異なるものである。図６は、本第３実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図であり、第１実施形態の図２に対応する図面である。
【００６３】
図６に示すように、第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する第１突出部７Ａ、および第３インナーフィン３３Ｃ側に向かって突出する第２突出部７Ｂが設けられている。第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【００６４】
第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。より詳細には、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される第１突出板部７１Ａと、第１突出板部７１Ａに接続される第２突出頂部７２Ａを有して構成されている。
【００６５】
第１突出板部７１Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第１突出頂部７２Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００６６】
第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側谷部６２０より流路幅方向内側に位置するとともに当該外側谷部６２０と隣り合う谷部６２（以下、第２外側谷部６２１という）に接続されている。より詳細には、第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける第２外側谷部６２１に接続される第２突出頂部７２Ｂと、第２突出頂部７２Ｂに接続される第２突出板部７１Ｂと、第２突出板部７１Ｂに接続される第２突出谷部７３Ｂとを有して構成されている。
【００６７】
第２突出頂部７２Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。第２突出板部７１Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第２突出谷部７３Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの外側谷部６２０と平行に延びるとともに、当該外側谷部６２０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００６８】
図７は、本第３実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。図７に示すように、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の一部に設けられている。本実施形態では、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向における中央部近傍に設けられている。第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向における中央部近傍、かつ、第１突出部７Ａに対して第２インナーフィン３３Ｂの長手方向にずれた位置に設けられている。したがって、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けられている。
【００６９】
本実施形態の第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側谷部６２０および外側板部３３１０に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第１インナーフィン３３Ａ側（図５の紙面上側）に押し上げることにより、第１突出部７Ａが製造される。このため、第２インナーフィン３３Ｂの外側谷部６２０および外側板部３３１０には、第１切り欠き部８Ａが形成される。
【００７０】
また、第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。すなわち、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける第２外側板部３３１１、外側頂部６１０、外側板部３３１０および外側谷部６２０に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第３インナーフィン３３Ｃ側に押し下げることにより、第２突出部７Ｂが製造される。このため、第３インナーフィン３３Ｃにおける第２外側板部３３１１、外側頂部６１０、外側板部３３１０および外側谷部６２０には、第２切り欠き部８Ｂが形成される。
【００７１】
本実施形態のように、インナーフィン３３を３段積層する場合において、３段のインナーフィン３３のうちの１つのインナーフィン３３Ｂのみに突出部７Ａ、７Ｂを設けることで、突出部７Ａ、７Ｂを形成するための加工が必要なインナーフィン３３の点数を削減できる。このため、生産性を向上することが可能となる。
【００７２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８〜図１０に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第１実施形態と比較して、インナーフィン３３としてウェーブフィンを用いた点が異なるものである。図８は本第４実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図であり、第１実施形態の図２に対応する図面である。
【００７３】
図８に示すように、本実施形態のインナーフィン３３は、流路管長手方向（熱媒体の流れ方向）に延びるとともに細流路３３３を分割する板部３３１と、隣り合う板部３３１間を繋ぐ連結部３３２とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が矩形波形状となるとともに、流路管積層方向（流路管３と電子部品２との配置方向）から見た際に板部３３１が熱媒体の流れ方向に三角波形状に屈折するウェーブフィンである。これにより、流路管３内に流路幅方向の熱媒体流れを形成することで熱媒体の混合を促進することができる。
【００７４】
上記第１実施形態と同様、インナーフィン３３は、１つの流路管３内に、流路管３と電子部品との配置方向、すなわち、流路管３の積層方向に２段積層されている。各段のインナーフィン３３は、別体として形成されている。
【００７５】
図９は本第４実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図、図１０（ａ）は本第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を示す模式的な平面図、図１０（ｂ）は本第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を流路管長手方向から見た模式的な断面図である。なお、図１０（ａ）において、実線が第２インナーフィン３３Ｂを示しており、破線が第１インナーフィン３３Ａを示しており、太実線が後述する突出部７を示している。
【００７６】
ここで、インナーフィン３３の三角波形状に屈折した板部３３１のうち、当該三角波形状の頂点を構成する部位を頂点部３３１２とし、隣り合う頂点部３３１２間に位置する部位を波面部３３１３とする。また、インナーフィン３３の三角波形状に屈折した板部３３１における、１つの頂点部３３１２に接続される２つの波面部３３１３のうち、熱媒体流れ方向上流側のものを上流側波面部３３１４とし、熱媒体流れ方向下流側のものを下流側波面部３３１５とする。
【００７７】
図９および図１０に示すように、第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する突出部７が設けられている。突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【００７８】
突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。本実施形態では、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０における、１つの上流側波面部３３１４との接続部分、および当該上流側波面部３３１４に隣り合う下流側波面部３３１５との接続部分に、突出部７が接続されている。また、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される第１突出板部７１と、突出板部７１に接続される突出頂部７２を有して構成されている。
【００７９】
突出板部７１は、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。
【００８０】
より詳細には、突出板部７１は、第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の上流側波面部３３１４と平行に延びる上流側突出板部７１１と、第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の下流側波面部３３１５と平行に延びる下流側突出板部７１２とを有して構成されている。上流側突出板部７１１は、当該第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の上流側波面部３３１４の流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。下流側突出板部７１２は、当該第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の下流側波面部３３１５の流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。
【００８１】
突出頂部７２は、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００８２】
突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の一部に設けられている。本実施形態では、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向における中央部近傍に１箇所設けられている。したがって、突出部７は、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けられている。
【００８３】
本実施形態によれば、第１インナーフィン３３Ａはウェーブフィンなので、第１インナーフィン３３Ａの上流側波面部３３１４および下流側突出板部７１２は、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。また、突出部７の上流側突出板部７１１は、第１インナーフィン３３Ａの上流側波面部３３１４と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。同様に、突出部７の下流側突出板部７１２は、第１インナーフィン３３Ａの下流側突出板部７１２と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。
【００８４】
このため、第２インナーフィン３３Ｂに設けられた突出部７の上流側突出板部７１１と、第１インナーフィン３３Ａの上流側波面部３３１４とを接触させるとともに、第２インナーフィン３３Ｂに設けられた突出部７の下流側突出板部７１２と、第１インナーフィン３３Ａの下流側波面部３３１５とを接触させることで、上流側突出板部７１１および下流側突出板部７１２により、第１インナーフィン３３Ａが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、流路幅方向および熱媒体の流れ方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン間の位置ズレをより確実に抑制することが可能となる。
【００８５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１１および図１２に基づいて説明する。本第５実施形態は、本発明の熱交換器を、熱交換対象物としての半導体素子に放熱用の金属体を接続したものを封止材により封止してなる半導体実装体を備え、当該金属体の放熱面を熱媒体で冷却するようにした熱交換器に適用したものである。
【００８６】
図１１は本第５実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図、図１２は本第５実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。図１２に示すように、半導体実装体５１は、半導体素子としての第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２と、金属体としての下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０と、これらの間に介在する導電性接合部材としての各はんだ５４１、５４２と、さらに、封止材としてのモールド樹脂５５０とを備えて構成されている。
【００８７】
本実施形態の半導体実装体５１では、第１半導体チップ５１１と第２半導体チップ１２とが互いに並列に平面方向に配置されている。なお、図１２では、半導体チップは２個設けられているが、半導体チップは１個であってもよいし、３個以上設けられていてもよい。
【００８８】
それぞれの半導体チップ５１１、５１２の裏面（図１２中の右面）と下側ヒートシンク５２０の上面との間は、第１はんだ５４１によって接合されている。また、それぞれの半導体チップ５１１、５１２の表面（図１２中の左面）と上側ヒートシンク５３０の下面との間は、第２はんだ５４２によって接合されている。本実施形態において、これら各はんだ５４１、５４２としては、一般的に用いられている各種のはんだ、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだや、Ｓｎ−Ａｇ系はんだなどの鉛フリーはんだを採用することができる。
【００８９】
これにより、上記した構成においては、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の表面では、第２はんだ５４２および上側ヒートシンク５３０を介して放熱が行われ、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の裏面では、第１はんだ５４１から下側ヒートシンク５２０を介して放熱が行われる。
【００９０】
このように、下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０は、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２と熱的に接続されこれら各半導体チップ５１１、５１２からの熱を伝達する金属体として構成されている。そして、下側ヒートシンク５２０においては、図１２中の右面が放熱面５２１として構成され、上側ヒートシンク５３０においては、図１２中の左面が放熱面５３１として構成されている。そして、各放熱面５２１、５３１は、モールド樹脂５５０から露出している。
【００９１】
ここで、第１半導体チップ１１としては、特に限定されるものではないが、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やサイリスタ等のパワー半導体素子から構成することができる。また、同じく第２半導体チップ５１２は、たとえば、ＦＷＤ（フリーホイールダイオード）等からなるものにできる。また、具体的には、上記第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の形状は、たとえば矩形状の薄板状とすることができる。
【００９２】
また、本実施形態の各半導体チップ５１１、５１２の表面および裏面には、図示しない電極が形成されている。そして、この電極は、各はんだ５４１、５４２と電気的に接続されている。
【００９３】
このように、本実施形態においては、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の裏面側の電極は、下側ヒートシンク５２０に対して、第１はんだ５４１を介して電気的に接続され、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の表面側の電極は、第２はんだ５４２を介して上側ヒートシンク５３０に対して、電気的に接続されている。
【００９４】
ここで、下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０は、例えば、銅合金もしくはアルミ合金等の熱伝導性および電気伝導性の良い金属で構成されている。また、下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０は、例えば、全体としてほぼ長方形状の板材とすることができる。
【００９５】
本実施形態の熱交換器は、上記構成の半導体実装体５１におけるヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１が熱媒体により冷却されるようになっている。したがって、ヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１が、本発明の熱交換対象物に相当している。
【００９６】
図１２に示されるように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体５１におけるモールド樹脂５５０の一部が、熱媒体冷媒が流れる熱媒体流路３０として構成されたものとなっている。モールド樹脂５５０は、半導体チップ５１１、５１２およびヒートシンク５２０、５３０を封止する封止部５５１と、この封止部５５１の周囲に設けられ先端部がヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１よりも突出する壁部５５２とから構成されている。本実施形態は、壁部５５２は、放熱面５２１、５３１を取り囲むように環状に設けられたものである。
【００９７】
また、封止部５５１のうちヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１と壁部５５２との間の部位に、貫通穴５５３が設けられており、この貫通穴５５３が熱媒体流路３０として構成されている。
【００９８】
図１１に示すように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体５１が複数個連結されたものとして構成されている。具体的には、半導体実装体５１が複数個（図示例では３個）積層されて連結されているとともに、それぞれの貫通穴５５３は、互いに連通している。
【００９９】
積層体における一端側の半導体実装体５１には、熱媒体の入口８１および出口８２を有する第１蓋材８０が連結されており、これら入口８１および出口８２と貫通穴５５３とが連通している。また、積層体における他端側の半導体実装体５１には、第２蓋材９０が連結されており、貫通穴５５３が、この第２蓋材９０により閉塞されている。こうして、入口８１、出口８２および貫通穴５５３が接続され、入口８１から流入した熱媒体が貫通穴５５３を通って出口８２から流出するようになっている。
【０１００】
なお、壁部５５２の端面にて、個々の半導体実装体５１の連結および半導体実装体５１と蓋材８０、９０との連結が行われており、この壁部５５２における各々の連結は、図示しない接着剤を介した接着により行われている。また、蓋材８０、９０は、ともに、例えば、樹脂、金属、セラミックなどの材料から成形、プレス加工などにより作成することができる。
【０１０１】
ここで、積層された複数個の半導体実装体５１において、互いの放熱面５２１、５３１が対向するように配置されており、この対向する放熱面５２１、５３１の間も熱媒体流路３０として熱媒体が流れるようになっている。また、半導体実装体５１の放熱面５２１、５３１と蓋材８０、９０との間にも、熱媒体流路３０が形成されている。したがって、対向する放熱面５２１、５３１、モールド樹脂５５０および蓋材８０、９０が、本発明の流路形成部材に相当している。
【０１０２】
ヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１の表面には、隣り合う半導体実装体５１の間、および半導体実装体５１と蓋材８０、９０との間に形成された熱媒体流路３０を複数の細流路に分割するとともに、熱媒体とヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１との熱交換を促進するインナーフィン３３が設けられている。本実施形態では、インナーフィン３３として、熱媒体流れ方向に直交する断面形状が三角波形状であるストレートフィンを用いている。
【０１０３】
より詳細には、隣り合う半導体実装体５１同士の間には、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。すなわち、隣り合う半導体実装体５１の互いに対向する放熱面５２１、５３１間に、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。
【０１０４】
また、半導体実装体５１と蓋材８０、９０との間にも、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。すなわち、半導体実装体５１の積層方向両端部に配置された半導体実装体５１の放熱面５２１、５３１と蓋材８０、９０との間に、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。
【０１０５】
ここで、２段積層されたインナーフィン３３のうち、第２蓋材９０に近い側（図１２中の右側）に位置するインナーフィン３３を第１インナーフィン３３Ａといい、第２蓋材９０から遠い側（図１２中の左側）に位置するインナーフィン３３を第２インナーフィン３３Ｂという。
【０１０６】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する突出部７が設けられている。突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部における、三角波形状の頂点（すなわち連結部３３２）に接続されている。また、突出部７は、第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向両端部の板部３３１と平行に延びるとともに、当該板部３３１における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。
【０１０７】
突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの熱媒体流れ方向における略中央部に設けられている。本実施形態では、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【０１０８】
本実施形態の突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける流路幅方向両端部の板部３３１に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第１インナーフィン３３Ａ側（図１１の紙面上側）に押し上げることにより、突出部７が形成される。このため、第２インナーフィン３３Ｂの外流路幅方向両端部の板部３３１には、切り欠き部８が形成される。
【０１０９】
以上説明したように、第２インナーフィン３３Ｂに第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向両端部の板部３３１と平行に延びる突出部７を設けるとともに、突出部７を当該第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向両端部の板部３３１と接触させることで、突出部７により、第１インナーフィン３３Ａが熱媒体の流れ方向に直交する方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン３３間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【０１１０】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【０１１１】
（１）上記第１〜第４実施形態では、熱交換対象物として電子部品２を採用した例について説明したが、熱交換対象物はこれに限定されない。例えば、流路管３の外表面に接合されるとともに、流路管３と流路管３外部を流れる外部流体（空気）との伝熱面積を増大させるアウターフィンを熱交換対象物として採用してもよい。
【０１１２】
（２）上記第１〜第４実施形態では、熱交換器として、流路管３をいわゆるドロンカップ構造とし、隣り合う流路管３のフランジ部３００同士をろう付けにより接合することにより複数の流路管３を連通する連通部材４を形成した積層型熱交換器１を採用した例について説明したが、熱交換器はこれに限定されない。例えば、流路形成部材としての複数本のチューブ、この複数本のチューブの両端側に配置されてそれぞれのチューブを流通する熱媒体の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンク等を有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を、熱交換器として採用してもよい。
【０１１３】
（３）上記第１、第４、第５実施形態では、インナーフィン３３を２段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン３３を３段以上積層してしてもよい。
【０１１４】
（４）上記第２、第３実施形態では、インナーフィン３３を３段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン３３を４段以上積層してしてもよい。
【０１１５】
（５）上述の各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
２ 電子部品（熱交換対象物）
３ 流路管（流路形成部材）
７ 突出部
３０ 熱媒体流路
３３ インナーフィン
７１ 突出板部
３３１ 板部
３３２ 連結部
３３３ 細流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路管内部を流通する熱媒体と、流路管外部に配置された熱交換対象物との間で熱交換を行う熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器において、熱交換性能を向上させるために、熱媒体が流通する流路管内に、熱媒体と流路管との伝熱面積を増大させて熱媒体と熱交換対象物との熱交換を促進するインナーフィンを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された熱交換器では、１枚の金属板を折り曲げることにより、インナーフィンを流路管の積層方向に２段積層している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載された熱交換器では、１枚の金属板を折り曲げる際の折り曲げ部分を起点として割れが発生する可能性がある。これに対し、インナーフィンを複数段積層する方法として、複数のインナーフィンを別々に形成した後、それらを積層する手法が考えられる。しかしながら、別体として構成されたインナーフィンを、位置ズレが生じないように複数段積層することは非常に困難である。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、別体として構成された複数のインナーフィンを熱媒体流路内に積層した熱交換器において、隣り合うインナーフィン間の位置ズレを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流路形成部材（３）内には、熱媒体流路（３０）を複数の細流路（３３３）に分割するとともに、熱媒体と熱交換対象物（２）との熱交換を促進するインナーフィン（３３）が設けられており、インナーフィン（３３）は、熱媒体の流れ方向に延びるとともに細流路（３３３）を分割する板部（３３１）と、隣り合う板部（３３１）間を繋ぐ連結部（３３２）とを有し、熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波形状となるように形成されるとともに、流路形成部材（３）と熱交換対象物（２）との配置方向に複数段積層されており、複数段積層されたインナーフィン（３３）は、別体として構成されており、複数段積層されたインナーフィン（３３）のうち、一のインナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合うインナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）としたとき、第２インナーフィン（３３Ｂ）には、第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する突出部（７）が設けられており、突出部（７）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）に接触する突出板部（７１）を有していることを特徴としている。
【０００７】
このように、第２インナーフィン（３３Ｂ）に突出板部（７１）を有する突出部（７）を設け、第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）と平行に延びる突出板部（７１）と、当該第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）とを接触させることで、突出板部（７１）により、第１インナーフィン（３３Ａ）が熱媒体の流れ方向に直交する方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン（３３Ａ）が、第２インナーフィン（３３Ｂ）に対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【０００８】
なお、本発明における「平行」とは、完全に平行となっていることのみを意味するものではなく、製造誤差、組付誤差によって微小に異なるものも「平行」という用語の範囲内に含むものとする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の熱交換器において、突出部（７）は、第２インナーフィン（３３Ｂ）における熱媒体の流れ方向の一部を切り起こすことにより形成されていることを特徴としている。
【００１０】
このように、突出部（７）を第２インナーフィン（３３Ｂ）の一部を切り起こすことにより形成すると、第２インナーフィン（３３Ｂ）における当該切り起こされた部分には切り欠き部（８）が形成されることになる。この場合、熱媒体流路（３０）のうち切り欠き部（８）を熱媒体が優先的に流れるので、熱媒体流路（３０）におけるインナーフィン（３３）が存在する領域を流れる熱媒体の流量が減少し、熱交換効率が低下するおそれがある。
【００１１】
これに対し、突出部（７）を第２インナーフィン（３３Ｂ）における熱媒体の流れ方向の一部にのみ配置することで、第２インナーフィン（３３Ｂ）に突出部（７）を形成することによる熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の熱交換器において、熱交換対象物（２）は、流路形成部材（３）の外部における熱媒体の流れ方向の一部に配置されており、突出部（７）は、流路形成部材（３）内における熱交換対象物（２）と対応する部位以外の部位に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
これによれば、第２インナーフィン（３３Ｂ）の一部を切り起こすことにより突出部（７）を形成した際にできる切り欠き部（８）を、流路形成部材（３）内における熱交換対象物（２）と対応する部位以外の部位に配置することができる。このため、流路形成部材（３）内における熱交換対象物（２）と対応する部位における熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。したがって、第２インナーフィン（３３Ｂ）に突出部（７）を形成することによる熱交換効率の低下を、より確実に抑制することが可能となる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の熱交換器において、インナーフィン（３３）は、配置方向に３段以上積層されており、複数段積層されたインナーフィン（３３）のうち、一のインナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合うインナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）とし、第２インナーフィン（３３Ｂ）における第１インナーフィン（３３Ａ）と反対側に隣り合うインナーフィン（３３）を第３インナーフィン（３３Ｃ）としたとき、第２インナーフィン（３３Ｂ）には、第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する第１突出部（７Ａ）と、第３インナーフィン（３３Ｃ）側に突出する第２突出部（７Ｂ）とが設けられており、第１突出部（７Ａ）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の板部（３３１）に接触する第１突出板部（７１Ａ）を有しており、第２突出板部（７Ｂ）は、第３インナーフィン（３３Ｃ）の板部（３３１）と平行に延びるとともに第３インナーフィン（３３Ｃ）の板部（３３１）に接触する第２突出板部（７１Ｂ）を有していることを特徴としている。
【００１５】
このように、インナーフィン（３３）を３段以上積層する場合において、３段のインナーフィン（３３）のうちの１つのインナーフィン（３３Ｂ）のみに突出部（７Ａ、７Ｂ）を設けることで、突出部（７）を形成するための加工が必要なインナーフィン（３３）の点数を削減できる。このため、生産性を向上することが可能となる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器において、インナーフィン（３３）は、配置方向から見た際に板部（３３１）が熱媒体の流れ方向に三角波形状に屈折するウェーブフィンであり、インナーフィン（３３）の板部（３３１）のうち、当該三角波形状の頂点を構成する部位を頂点部（３３１２）とし、隣り合う頂点部（３３１２）間に位置する部位を波面部（３３１３）とするとともに、インナーフィン（３３）の板部（３３１）における１つの頂点部（３３１２）に接続される２つの波面部（３３１３）のうち、熱媒体の流れ方向上流側のものを上流側波面部（３３１４）とし、熱媒体の流れ方向下流側のものを下流側波面部（３３１５）としたとき、突出部（７）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）に接触する上流側突出板部（７１１）と、第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側波面部（３３１５）と平行に延びるとともに第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側波面部（３３１５）に接触する下流側突出板部（７１２）とを有していることを特徴としている。
【００１７】
これによれば、第１インナーフィン（３３Ａ）はウェーブフィンなので、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）および下流側突出板部（７１２）は、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。また、突出部（７）の上流側突出板部（７１１）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。同様に、突出部（７）の下流側突出板部（７１２）は、第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側突出板部（７１２）と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。
【００１８】
このため、第２インナーフィン（３３Ｂ）に設けられた突出部（７）の上流側突出板部（７１１）と、第１インナーフィン（３３Ａ）の上流側波面部（３３１４）とを接触させるとともに、第２インナーフィン（３３Ｂ）に設けられた突出部（７）の下流側突出板部（７１２）と、第１インナーフィン（３３Ａ）の下流側波面部（３３１５）とを接触させることで、上流側突出板部（７１１）および下流側突出板部（７１２）により、第１インナーフィン（３３Ａ）が熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体の流れ方向に移動することを規制できる。これにより、第１インナーフィン（３３Ａ）が、第２インナーフィン（３３Ｂ）に対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体の流れ方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン間の位置ズレをより確実に抑制することが可能となる。
【００１９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る積層型熱交換器１を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図４】第２実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図である。
【図５】第２実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図６】第３実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図である。
【図７】第３実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図８】第４実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図である。
【図９】第４実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を示す模式的な平面図、（ｂ）は第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を流路管長手方向から見た模式的な断面図である。
【図１１】第５実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図である。
【図１２】第５実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本第１実施形態に係る積層型熱交換器１を示す正面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の積層型熱交換器１は、熱交換対象物としての複数の電子部品２を両面から冷却するもので、熱媒体を流通させる熱媒体流路３０（図２参照）を形成する流路形成部材としての複数の流路管３と、複数の流路管３を連通する連通部材４とを備えている。複数の流路管３は、扁平形状に形成されており、電子部品２を両面から挟持できるように複数個積層配置されている。
【００２４】
本実施形態では、電子部品２として、ＩＧＢＴ等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールを用いている。当該半導体モジュールは、自動車用インバータ、産業機器のモータ駆動インバータ、ビル空調用のエアコンインバータ等に用いるものとすることができる。なお、電子部品２としては、上記半導体モジュール以外にも、例えば、パワートランジスタ、パワーＦＥＴ、ＩＧＢＴ等を用いることもできる。
【００２５】
また、熱媒体としては、空気、水、油などの流体を用いている。より具体的には、例えば、この積層型熱交換器１を自動車に搭載した場合、熱媒体としては自動車の冷却水やオイル等を用いることができる。なお、本実施形態では、熱媒体として、エチレングリコール系の不凍液を混入させた水を用いている。
【００２６】
図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、本実施形態の流路管３は、いわゆるドロンカップ構造となっている。すなわち、流路管３は、一対の外殻プレート３１を有して構成されており、一対の外殻プレート３１の間に熱媒体流路３０が形成されている。流路管３内には、熱媒体流路３０を複数の細流路３３３に分割し、熱媒体と電子部品２との熱交換を促進するインナーフィン３３が設けられている。このインナーフィン３３の詳細については後述する。
【００２７】
図１に戻り、電子部品２は、流路管３の外部における熱媒体の流れ方向の一部に配置されている。具体的には、電子部品２は、流路管３の一対の外殻プレート３１それぞれに対して２個ずつ設けられている。各外殻プレート３１に設けられた２つの電子部品２は、それぞれ熱媒体の流れ方向に直列に配置されている。なお、本実施形態では、電子部品２は各外殻プレート３１に２個設けられているが、電子部品２は１個であってもよいし、３個以上設けられていてもよい
また、流路管３の外殻プレート３１における長手方向両端部には、外側、すなわち隣り合う他の流路管３側に突出する略円筒状のフランジ部３００が形成されている。そして、隣り合う流路管３のフランジ部３００同士をろう付けにより接合することにより、複数の流路管３を連通する連通部材４が形成されている。
【００２８】
複数の流路管３のうち積層方向最外側に配置される流路管３を外側流路管３ａとしたとき、２つの外側流路管３ａのうち一方の外側流路管３ａの長手方向両端部には、熱媒体を積層型熱交換器１に導入するための熱媒体導入口４０１と、熱媒体を積層型熱交換器１から排出するための熱媒体排出口４０２とがそれぞれ接続されている。熱媒体導入口４０１および熱媒体排出口４０２は、ろう付けにより一方の外側流路管３ａに接合されている。なお、本実施形態の流路管３、連通部材４、熱媒体導入口４０１および熱媒体排出口４０２は、アルミニウム製である。
【００２９】
熱媒体導入口４０１から導入された熱媒体は、連通部材４を通って長手方向における一方の端部から各流路管３に流入し、それぞれの熱媒体流路３０内を他方の端部に向かって流れる。そして、熱媒体は、連通部材４を通って熱媒体排出口４０２から排出される。このように、熱媒体が熱媒体流路３０を流通する間に、電子部品２との間で熱交換を行って、電子部品２を冷却するようになっている。
【００３０】
図２に示すように、インナーフィン３３は、熱媒体の流れ方向、すなわち流路管３の長手方向に垂直な断面形状が、凸部を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状に形成されている。具体的には、インナーフィン３３は、流路管長手方向に延びるとともに細流路３３３を分割する板部３３１と、隣り合う板部３３１間を繋ぐ連結部３３２とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が台形波状に形成されたストレートフィンである。
【００３１】
インナーフィン３３は、１つの流路管３内に、流路管３と電子部品との配置方向、すなわち、流路管３の積層方向に２段積層されている。各段のインナーフィン３３は、別体として形成されている。
【００３２】
ここで、インナーフィン３３における１つの板部３３１に接続される２つの連結部３３２のうち、流路管３と電子部品２との配置方向、すなわち流路管積層方向の一側（図２における上側）に配置されるものを頂部６１とし、流路管積層方向の他側（図２における下側）に配置されるものを谷部６２とする。また、２段のインナーフィン３３のうち、流路管積層方向の一側（図２における上側）に配置されるものを第１インナーフィン３３Ａといい、流路管積層方向の他側（図４における下側）に配置されるものを第２インナーフィン３３Ｂという。
【００３３】
また、流路管長手方向および流路管積層方向に対してともに直交する方向を、流路幅方向とする。また、インナーフィン３３における流路幅方向両端部に配置される頂部６１を外側頂部６１０とする。また、インナーフィン３３における流路幅方向両端部に配置される谷部６２を外側谷部６２０とする。また、インナーフィン３３における流路幅方向両端部に配置される板部３３１を外側板部３３１０とする。
【００３４】
２段のインナーフィン３３は、第１インナーフィン３３Ａの谷部６２と第２インナーフィン３３Ｂの頂部６１とが接触するように配置されている。また、２段のインナーフィン３３における流路幅方向の両端部には、それぞれ頂部６１が配置されている。
【００３５】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向の長さは、第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向の長さより短くなっている。具体的には、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０が、第１インナーフィン３３Ａの外側谷部６２０に接触している。
【００３６】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する突出部７が設けられている。突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。より詳細には、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される突出板部７１と、突出板部７１に接続される突出頂部７２を有して構成されている。
【００３７】
突出板部７１は、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。突出頂部７２は、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００３８】
図３は、本第１実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。図３に示すように、突出部７、すなわち突出板部７１および突出頂部７２は、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の全域に亘って設けられている。本実施形態では、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【００３９】
以上説明したように、第２インナーフィン３３Ｂに突出板部７１を有する突出部７を設け、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びる突出板部７１と、当該第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０とを接触させることで、突出板部７１により、第１インナーフィン３３Ａが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン３３間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【００４０】
また、突出部７に、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びる突出頂部７２を設け、突出頂部７２と当該第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０とを接触させることで、第１インナーフィン３３Ａと第２インナーフィン３３Ｂとの位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４および図５に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、インナーフィン３３の積層段数および突出部７の構成が異なるものである。図４は、本第２実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図であり、第１実施形態の図２に対応する図面である。
【００４２】
図４に示すように、本実施形態では、インナーフィン３３は、１つの流路管３内に、流路管３と電子部品との配置方向、すなわち、流路管３の積層方向に３段積層されている。各段のインナーフィン３３の流路幅方向の長さは、略同一になっている。
【００４３】
ここで、３段のインナーフィン３３のうち、流路管積層方向の一側（図４における上側）に配置されるものを第１インナーフィン３３Ａという。また、３段のインナーフィン３３のうち、第１インナーフィン３３Ａに隣り合うものを第２インナーフィン３３Ｂという。また、３段のインナーフィン３３のうち、第２インナーフィン３３Ｂにおける第１インナーフィン３３Ａと反対側（図４における下側）に隣り合うものを第３インナーフィン３３Ｃという。すなわち、第１インナーフィン３３Ａと第３インナーフィン３３Ｃとの間に、第２インナーフィン３３Ｂが配置されている。
【００４４】
３段のインナーフィン３３は、第１インナーフィン３３Ａの谷部６２と第２インナーフィン３３Ｂの頂部６１とが接触するとともに、第２インナーフィン３３Ｂの谷部６２と第３インナーフィン３３Ｃの頂部６１とが接触するように配置されている。また、第１インナーフィン３３Ａおよび第３インナーフィン３３Ｃにおける流路幅方向の両端部には、それぞれ頂部６１が配置されている。一方、第２インナーフィン３３Ｂにおける流路幅方向の両端部には、谷部６２が配置されている。
【００４５】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する第１突出部７Ａが設けられている。第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。より詳細には、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される第１突出板部７１Ａと、第１突出板部７１Ａに接続される第１突出頂部７２Ａを有して構成されている。
【００４６】
第１突出板部７１Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第１突出頂部７２Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００４７】
第３インナーフィン３３Ｃの流路幅方向両端部には、第２インナーフィン３３Ｂ側に向かって突出する第２突出部７Ｂが設けられている。第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側頂部６１０より流路幅方向内側に位置するとともに当該外側頂部６１０と隣り合う頂部６１（以下、第２外側頂部６１１という）に接続されている。より詳細には、第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける第２外側頂部６１１に接続される第２突出板部７１Ｂと、第２突出板部７１Ｂに接続される第２突出頂部７２Ｂを有して構成されている。
【００４８】
第２突出板部７１Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側板部３３１０より流路管幅方向内側に位置するとともに当該外側板部３３１０と隣り合う板部３３１（以下、第２外側板部３３１１という）と平行に延びるとともに、当該第２外側板部３３１１における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第２突出頂部７２Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第３インナーフィン３３Ｃ側の面と全面に亘って接触している。
【００４９】
図５は、本第２実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。図５に示すように、第１突出部７Ａ、すなわち第１突出板部７１Ａおよび第１突出頂部７２Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の一部に設けられている。
【００５０】
ところで、電子部品２は、流路管３の外部における熱媒体の流れ方向の一部に配置されている。具体的には、電子部品２は、流路管３の外側における熱媒体流れ方向中央部を除く部位、すなわち熱媒体流れ方向上流側の部位と、熱媒体流れ方向下流側の部位に、１つずつ配置されている。
【００５１】
図５に示されるように、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂにおける熱媒体流れ方向の一部である略中央部に設けられている。また、図示を省略しているが、第２突出部７Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃにおける熱媒体流れ方向の一部である略中央部に設けられている。したがって、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けられている。
【００５２】
本実施形態の第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側谷部６２０および外側板部３３１０に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第１インナーフィン３３Ａ側（図５の紙面上側）に押し上げることにより、第１突出部７Ａが形成される。このため、第２インナーフィン３３Ｂの外側谷部６２０および外側板部３３１０には、切り欠き部８が形成される。
【００５３】
図示を省略しているが、第２突出部７Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第３インナーフィン３３Ｃにおける外側谷部６２０および第２外側板部３３１１に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第２インナーフィン３３Ｂ側に押し上げることにより、第２突出部７Ｂが形成される。このため、第３インナーフィン３３Ｃの外側谷部６２０および外側板部３３１０には、切り欠き部が形成される。
【００５４】
以上説明したように、第２インナーフィン３３Ｂに第１突出板部７１Ａを有する第１突出部７Ａを設け、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びる第１突出板部７１Ａと、当該第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０とを接触させることで、第１突出板部７１Ａにより、第１インナーフィン３３Ａが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。
【００５５】
また、第３インナーフィン３３Ｃに第２突出板部７１Ｂを有する第２突出部７Ｂを設け、第２インナーフィン３３Ｂの第２外側板部３３１１と平行に延びる第２突出板部７１Ｂと、当該第２インナーフィン３３Ｂの第２外側板部３３１１とを接触させることで、第２突出板部７１Ｂにより、第２インナーフィン３３Ｂが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第２インナーフィン３３Ｂが、第３インナーフィン３３Ｃに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。
【００５６】
したがって、隣り合うインナーフィン３３間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【００５７】
また、第１突出部７Ａに、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びる第１突出頂部７２Ａを設け、第１突出頂部７２Ａと当該第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０とを接触させることで、第１インナーフィン３３Ａと第２インナーフィン３３Ｂとの位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００５８】
また、第２突出部７Ｂに、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０と平行に延びる第２突出頂部７２Ｂを設け、第２突出頂部７２Ｂと当該第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０とを接触させることで、第２インナーフィン３３Ｂと第３インナーフィン３３Ｃとの位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００５９】
ところで、第１突出部７Ａを、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成すると、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該切り起こされた部分には切り欠き部８が形成されることになる。同様に、第２突出部７Ｂを、第３インナーフィン３３Ｃの一部を切り起こすことにより形成すると、第３インナーフィン３３Ｃにおける当該切り起こされた部分には切り欠き部が形成されることになる。この場合、熱媒体流路３０のうち切り欠き部８を熱媒体が優先的に流れるので、熱媒体流路３０におけるインナーフィン３３が存在する領域を流れる熱媒体の流量が減少し、熱交換効率が低下するおそれがある。
【００６０】
これに対し、本実施形態では、第１突出部７Ａを第２インナーフィン３３Ｂにおける熱媒体の流れ方向の一部にのみ配置するとともに、第２突出部７Ｂを第３インナーフィン３３Ｃにおける熱媒体の流れ方向の一部にのみ配置することで、インナーフィン３３Ｂ、３３Ｃに突出部７Ａ、７Ｂを形成することによる熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。
【００６１】
また、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂを、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けることで、インナーフィン３３Ｂ、３３Ｃの一部を切り起こすことにより突出部７Ａ、７Ｂを形成した際にできる切り欠き部８を、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に配置することができる。このため、流路管３内における電子部品２と対応する部位における熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。したがって、インナーフィン３３Ｂ、３３Ｃに突出部７Ａ、７Ｂを形成することによる熱交換効率の低下を、より確実に抑制することが可能となる。
【００６２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６および図７に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第２実施形態と比較して、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂの双方を第２インナーフィン３３Ｂに設けた点が異なるものである。図６は、本第３実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図であり、第１実施形態の図２に対応する図面である。
【００６３】
図６に示すように、第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する第１突出部７Ａ、および第３インナーフィン３３Ｃ側に向かって突出する第２突出部７Ｂが設けられている。第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【００６４】
第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。より詳細には、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される第１突出板部７１Ａと、第１突出板部７１Ａに接続される第２突出頂部７２Ａを有して構成されている。
【００６５】
第１突出板部７１Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第１突出頂部７２Ａは、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００６６】
第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側谷部６２０より流路幅方向内側に位置するとともに当該外側谷部６２０と隣り合う谷部６２（以下、第２外側谷部６２１という）に接続されている。より詳細には、第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂにおける第２外側谷部６２１に接続される第２突出頂部７２Ｂと、第２突出頂部７２Ｂに接続される第２突出板部７１Ｂと、第２突出板部７１Ｂに接続される第２突出谷部７３Ｂとを有して構成されている。
【００６７】
第２突出頂部７２Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。第２突出板部７１Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。第２突出谷部７３Ｂは、第３インナーフィン３３Ｃの外側谷部６２０と平行に延びるとともに、当該外側谷部６２０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００６８】
図７は、本第３実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図である。図７に示すように、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の一部に設けられている。本実施形態では、第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向における中央部近傍に設けられている。第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向における中央部近傍、かつ、第１突出部７Ａに対して第２インナーフィン３３Ｂの長手方向にずれた位置に設けられている。したがって、第１突出部７Ａおよび第２突出部７Ｂは、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けられている。
【００６９】
本実施形態の第１突出部７Ａは、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける外側谷部６２０および外側板部３３１０に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第１インナーフィン３３Ａ側（図５の紙面上側）に押し上げることにより、第１突出部７Ａが製造される。このため、第２インナーフィン３３Ｂの外側谷部６２０および外側板部３３１０には、第１切り欠き部８Ａが形成される。
【００７０】
また、第２突出部７Ｂは、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。すなわち、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける第２外側板部３３１１、外側頂部６１０、外側板部３３１０および外側谷部６２０に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第３インナーフィン３３Ｃ側に押し下げることにより、第２突出部７Ｂが製造される。このため、第３インナーフィン３３Ｃにおける第２外側板部３３１１、外側頂部６１０、外側板部３３１０および外側谷部６２０には、第２切り欠き部８Ｂが形成される。
【００７１】
本実施形態のように、インナーフィン３３を３段積層する場合において、３段のインナーフィン３３のうちの１つのインナーフィン３３Ｂのみに突出部７Ａ、７Ｂを設けることで、突出部７Ａ、７Ｂを形成するための加工が必要なインナーフィン３３の点数を削減できる。このため、生産性を向上することが可能となる。
【００７２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８〜図１０に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第１実施形態と比較して、インナーフィン３３としてウェーブフィンを用いた点が異なるものである。図８は本第４実施形態における流路管３近傍を示す拡大断面図であり、第１実施形態の図２に対応する図面である。
【００７３】
図８に示すように、本実施形態のインナーフィン３３は、流路管長手方向（熱媒体の流れ方向）に延びるとともに細流路３３３を分割する板部３３１と、隣り合う板部３３１間を繋ぐ連結部３３２とを有し、流路管長手方向に直交する断面形状が矩形波形状となるとともに、流路管積層方向（流路管３と電子部品２との配置方向）から見た際に板部３３１が熱媒体の流れ方向に三角波形状に屈折するウェーブフィンである。これにより、流路管３内に流路幅方向の熱媒体流れを形成することで熱媒体の混合を促進することができる。
【００７４】
上記第１実施形態と同様、インナーフィン３３は、１つの流路管３内に、流路管３と電子部品との配置方向、すなわち、流路管３の積層方向に２段積層されている。各段のインナーフィン３３は、別体として形成されている。
【００７５】
図９は本第４実施形態における第２インナーフィン３３Ｂを示す斜視図、図１０（ａ）は本第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を示す模式的な平面図、図１０（ｂ）は本第４実施形態における２段積層されたインナーフィン３３を流路管長手方向から見た模式的な断面図である。なお、図１０（ａ）において、実線が第２インナーフィン３３Ｂを示しており、破線が第１インナーフィン３３Ａを示しており、太実線が後述する突出部７を示している。
【００７６】
ここで、インナーフィン３３の三角波形状に屈折した板部３３１のうち、当該三角波形状の頂点を構成する部位を頂点部３３１２とし、隣り合う頂点部３３１２間に位置する部位を波面部３３１３とする。また、インナーフィン３３の三角波形状に屈折した板部３３１における、１つの頂点部３３１２に接続される２つの波面部３３１３のうち、熱媒体流れ方向上流側のものを上流側波面部３３１４とし、熱媒体流れ方向下流側のものを下流側波面部３３１５とする。
【００７７】
図９および図１０に示すように、第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する突出部７が設けられている。突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【００７８】
突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続されている。本実施形態では、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０における、１つの上流側波面部３３１４との接続部分、および当該上流側波面部３３１４に隣り合う下流側波面部３３１５との接続部分に、突出部７が接続されている。また、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの外側頂部６１０に接続される第１突出板部７１と、突出板部７１に接続される突出頂部７２を有して構成されている。
【００７９】
突出板部７１は、第１インナーフィン３３Ａの外側板部３３１０と平行に延びるとともに、当該外側板部３３１０における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。
【００８０】
より詳細には、突出板部７１は、第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の上流側波面部３３１４と平行に延びる上流側突出板部７１１と、第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の下流側波面部３３１５と平行に延びる下流側突出板部７１２とを有して構成されている。上流側突出板部７１１は、当該第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の上流側波面部３３１４の流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。下流側突出板部７１２は、当該第１インナーフィン３３Ａにおける外側板部３３１０の下流側波面部３３１５の流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。
【００８１】
突出頂部７２は、第１インナーフィン３３Ａの外側頂部６１０と平行に延びるとともに、当該外側頂部６１０における第２インナーフィン３３Ｂ側の面と全面に亘って接触している。
【００８２】
突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向、すなわち熱媒体の流れ方向の一部に設けられている。本実施形態では、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの長手方向における中央部近傍に１箇所設けられている。したがって、突出部７は、流路管３内における電子部品２と対応する部位以外の部位に設けられている。
【００８３】
本実施形態によれば、第１インナーフィン３３Ａはウェーブフィンなので、第１インナーフィン３３Ａの上流側波面部３３１４および下流側突出板部７１２は、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。また、突出部７の上流側突出板部７１１は、第１インナーフィン３３Ａの上流側波面部３３１４と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。同様に、突出部７の下流側突出板部７１２は、第１インナーフィン３３Ａの下流側突出板部７１２と平行に延びているので、熱媒体の流れ方向に直交する方向および熱媒体流れ方向に対して共に傾斜している。
【００８４】
このため、第２インナーフィン３３Ｂに設けられた突出部７の上流側突出板部７１１と、第１インナーフィン３３Ａの上流側波面部３３１４とを接触させるとともに、第２インナーフィン３３Ｂに設けられた突出部７の下流側突出板部７１２と、第１インナーフィン３３Ａの下流側波面部３３１５とを接触させることで、上流側突出板部７１１および下流側突出板部７１２により、第１インナーフィン３３Ａが流路幅方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、流路幅方向および熱媒体の流れ方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン間の位置ズレをより確実に抑制することが可能となる。
【００８５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１１および図１２に基づいて説明する。本第５実施形態は、本発明の熱交換器を、熱交換対象物としての半導体素子に放熱用の金属体を接続したものを封止材により封止してなる半導体実装体を備え、当該金属体の放熱面を熱媒体で冷却するようにした熱交換器に適用したものである。
【００８６】
図１１は本第５実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図、図１２は本第５実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。図１２に示すように、半導体実装体５１は、半導体素子としての第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２と、金属体としての下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０と、これらの間に介在する導電性接合部材としての各はんだ５４１、５４２と、さらに、封止材としてのモールド樹脂５５０とを備えて構成されている。
【００８７】
本実施形態の半導体実装体５１では、第１半導体チップ５１１と第２半導体チップ１２とが互いに並列に平面方向に配置されている。なお、図１２では、半導体チップは２個設けられているが、半導体チップは１個であってもよいし、３個以上設けられていてもよい。
【００８８】
それぞれの半導体チップ５１１、５１２の裏面（図１２中の右面）と下側ヒートシンク５２０の上面との間は、第１はんだ５４１によって接合されている。また、それぞれの半導体チップ５１１、５１２の表面（図１２中の左面）と上側ヒートシンク５３０の下面との間は、第２はんだ５４２によって接合されている。本実施形態において、これら各はんだ５４１、５４２としては、一般的に用いられている各種のはんだ、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだや、Ｓｎ−Ａｇ系はんだなどの鉛フリーはんだを採用することができる。
【００８９】
これにより、上記した構成においては、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の表面では、第２はんだ５４２および上側ヒートシンク５３０を介して放熱が行われ、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の裏面では、第１はんだ５４１から下側ヒートシンク５２０を介して放熱が行われる。
【００９０】
このように、下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０は、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２と熱的に接続されこれら各半導体チップ５１１、５１２からの熱を伝達する金属体として構成されている。そして、下側ヒートシンク５２０においては、図１２中の右面が放熱面５２１として構成され、上側ヒートシンク５３０においては、図１２中の左面が放熱面５３１として構成されている。そして、各放熱面５２１、５３１は、モールド樹脂５５０から露出している。
【００９１】
ここで、第１半導体チップ１１としては、特に限定されるものではないが、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やサイリスタ等のパワー半導体素子から構成することができる。また、同じく第２半導体チップ５１２は、たとえば、ＦＷＤ（フリーホイールダイオード）等からなるものにできる。また、具体的には、上記第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の形状は、たとえば矩形状の薄板状とすることができる。
【００９２】
また、本実施形態の各半導体チップ５１１、５１２の表面および裏面には、図示しない電極が形成されている。そして、この電極は、各はんだ５４１、５４２と電気的に接続されている。
【００９３】
このように、本実施形態においては、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の裏面側の電極は、下側ヒートシンク５２０に対して、第１はんだ５４１を介して電気的に接続され、第１半導体チップ５１１および第２半導体チップ５１２の表面側の電極は、第２はんだ５４２を介して上側ヒートシンク５３０に対して、電気的に接続されている。
【００９４】
ここで、下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０は、例えば、銅合金もしくはアルミ合金等の熱伝導性および電気伝導性の良い金属で構成されている。また、下側ヒートシンク５２０および上側ヒートシンク５３０は、例えば、全体としてほぼ長方形状の板材とすることができる。
【００９５】
本実施形態の熱交換器は、上記構成の半導体実装体５１におけるヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１が熱媒体により冷却されるようになっている。したがって、ヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１が、本発明の熱交換対象物に相当している。
【００９６】
図１２に示されるように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体５１におけるモールド樹脂５５０の一部が、熱媒体冷媒が流れる熱媒体流路３０として構成されたものとなっている。モールド樹脂５５０は、半導体チップ５１１、５１２およびヒートシンク５２０、５３０を封止する封止部５５１と、この封止部５５１の周囲に設けられ先端部がヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１よりも突出する壁部５５２とから構成されている。本実施形態は、壁部５５２は、放熱面５２１、５３１を取り囲むように環状に設けられたものである。
【００９７】
また、封止部５５１のうちヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１と壁部５５２との間の部位に、貫通穴５５３が設けられており、この貫通穴５５３が熱媒体流路３０として構成されている。
【００９８】
図１１に示すように、本実施形態の熱交換器は、半導体実装体５１が複数個連結されたものとして構成されている。具体的には、半導体実装体５１が複数個（図示例では３個）積層されて連結されているとともに、それぞれの貫通穴５５３は、互いに連通している。
【００９９】
積層体における一端側の半導体実装体５１には、熱媒体の入口８１および出口８２を有する第１蓋材８０が連結されており、これら入口８１および出口８２と貫通穴５５３とが連通している。また、積層体における他端側の半導体実装体５１には、第２蓋材９０が連結されており、貫通穴５５３が、この第２蓋材９０により閉塞されている。こうして、入口８１、出口８２および貫通穴５５３が接続され、入口８１から流入した熱媒体が貫通穴５５３を通って出口８２から流出するようになっている。
【０１００】
なお、壁部５５２の端面にて、個々の半導体実装体５１の連結および半導体実装体５１と蓋材８０、９０との連結が行われており、この壁部５５２における各々の連結は、図示しない接着剤を介した接着により行われている。また、蓋材８０、９０は、ともに、例えば、樹脂、金属、セラミックなどの材料から成形、プレス加工などにより作成することができる。
【０１０１】
ここで、積層された複数個の半導体実装体５１において、互いの放熱面５２１、５３１が対向するように配置されており、この対向する放熱面５２１、５３１の間も熱媒体流路３０として熱媒体が流れるようになっている。また、半導体実装体５１の放熱面５２１、５３１と蓋材８０、９０との間にも、熱媒体流路３０が形成されている。したがって、対向する放熱面５２１、５３１、モールド樹脂５５０および蓋材８０、９０が、本発明の流路形成部材に相当している。
【０１０２】
ヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１の表面には、隣り合う半導体実装体５１の間、および半導体実装体５１と蓋材８０、９０との間に形成された熱媒体流路３０を複数の細流路に分割するとともに、熱媒体とヒートシンク５２０、５３０の放熱面５２１、５３１との熱交換を促進するインナーフィン３３が設けられている。本実施形態では、インナーフィン３３として、熱媒体流れ方向に直交する断面形状が三角波形状であるストレートフィンを用いている。
【０１０３】
より詳細には、隣り合う半導体実装体５１同士の間には、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。すなわち、隣り合う半導体実装体５１の互いに対向する放熱面５２１、５３１間に、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。
【０１０４】
また、半導体実装体５１と蓋材８０、９０との間にも、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。すなわち、半導体実装体５１の積層方向両端部に配置された半導体実装体５１の放熱面５２１、５３１と蓋材８０、９０との間に、インナーフィン３３が、半導体実装体５１の積層方向に２段積層されている。
【０１０５】
ここで、２段積層されたインナーフィン３３のうち、第２蓋材９０に近い側（図１２中の右側）に位置するインナーフィン３３を第１インナーフィン３３Ａといい、第２蓋材９０から遠い側（図１２中の左側）に位置するインナーフィン３３を第２インナーフィン３３Ｂという。
【０１０６】
第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部には、第１インナーフィン３３Ａ側に向かって突出する突出部７が設けられている。突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの流路幅方向両端部における、三角波形状の頂点（すなわち連結部３３２）に接続されている。また、突出部７は、第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向両端部の板部３３１と平行に延びるとともに、当該板部３３１における流路幅方向外側の面と全面に亘って接触している。
【０１０７】
突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの熱媒体流れ方向における略中央部に設けられている。本実施形態では、突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂと一体に形成されている。
【０１０８】
本実施形態の突出部７は、第２インナーフィン３３Ｂの一部を切り起こすことにより形成される。具体的には、まず、第２インナーフィン３３Ｂにおける流路幅方向両端部の板部３３１に、熱媒体の流れ方向に直交する切り込みを２つ平行に形成する。続いて、第２インナーフィン３３Ｂにおける当該２つの切り込みの間の部分を、第１インナーフィン３３Ａ側（図１１の紙面上側）に押し上げることにより、突出部７が形成される。このため、第２インナーフィン３３Ｂの外流路幅方向両端部の板部３３１には、切り欠き部８が形成される。
【０１０９】
以上説明したように、第２インナーフィン３３Ｂに第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向両端部の板部３３１と平行に延びる突出部７を設けるとともに、突出部７を当該第１インナーフィン３３Ａの流路幅方向両端部の板部３３１と接触させることで、突出部７により、第１インナーフィン３３Ａが熱媒体の流れ方向に直交する方向に移動することを規制できる。このため、第１インナーフィン３３Ａが、第２インナーフィン３３Ｂに対して、熱媒体の流れ方向に直交する方向に位置ズレすることを抑制できる。したがって、隣り合うインナーフィン３３間の位置ズレを抑制することが可能となる。
【０１１０】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【０１１１】
（１）上記第１〜第４実施形態では、熱交換対象物として電子部品２を採用した例について説明したが、熱交換対象物はこれに限定されない。例えば、流路管３の外表面に接合されるとともに、流路管３と流路管３外部を流れる外部流体（空気）との伝熱面積を増大させるアウターフィンを熱交換対象物として採用してもよい。
【０１１２】
（２）上記第１〜第４実施形態では、熱交換器として、流路管３をいわゆるドロンカップ構造とし、隣り合う流路管３のフランジ部３００同士をろう付けにより接合することにより複数の流路管３を連通する連通部材４を形成した積層型熱交換器１を採用した例について説明したが、熱交換器はこれに限定されない。例えば、流路形成部材としての複数本のチューブ、この複数本のチューブの両端側に配置されてそれぞれのチューブを流通する熱媒体の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンク等を有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を、熱交換器として採用してもよい。
【０１１３】
（３）上記第１、第４、第５実施形態では、インナーフィン３３を２段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン３３を３段以上積層してしてもよい。
【０１１４】
（４）上記第２、第３実施形態では、インナーフィン３３を３段積層して配置した例について説明したが、これに限らず、インナーフィン３３を４段以上積層してしてもよい。
【０１１５】
（５）上述の各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
２ 電子部品（熱交換対象物）
３ 流路管（流路形成部材）
７ 突出部
３０ 熱媒体流路
３３ インナーフィン
７１ 突出板部
３３１ 板部
３３２ 連結部
３３３ 細流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流通する熱媒体流路（３０）を内部に有する流路形成部材（３）を備え、
前記熱媒体と、前記熱媒体流路（３０）の外部または内部に配置された熱交換対象物（２）との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記流路形成部材（３）内には、前記熱媒体流路（３０）を複数の細流路（３３３）に分割するとともに、前記熱媒体と前記熱交換対象物（２）との熱交換を促進するインナーフィン（３３）が設けられており、
前記インナーフィン（３３）は、前記熱媒体の流れ方向に延びるとともに前記細流路（３３３）を分割する板部（３３１）と、隣り合う前記板部（３３１）間を繋ぐ連結部（３３２）とを有し、前記熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波形状となるように形成されるとともに、前記流路形成部材（３）と前記熱交換対象物（２）との配置方向に複数段積層されており、
複数段積層された前記インナーフィン（３３）は、別体として構成されており、
複数段積層された前記インナーフィン（３３）のうち、一の前記インナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、前記第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合う前記インナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）としたとき、
前記第２インナーフィン（３３Ｂ）には、前記第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する突出部（７）が設けられており、
前記突出部（７）は、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）に接触する突出板部（７１）を有していることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記突出部（７）は、前記第２インナーフィン（３３Ｂ）における前記熱媒体の流れ方向の一部を切り起こすことにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換対象物（２）は、前記流路形成部材（３）の外部における前記熱媒体の流れ方向の一部に配置されており、
前記突出部（７）は、前記流路形成部材（３）内における前記熱交換対象物（２）と対応する部位以外の部位に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記インナーフィン（３３）は、前記配置方向に３段以上積層されており、
前記複数段積層されたインナーフィン（３３）のうち、一の前記インナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、前記第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合う前記インナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）とし、前記第２インナーフィン（３３Ｂ）における前記第１インナーフィン（３３Ａ）と反対側に隣り合う前記インナーフィン（３３）を第３インナーフィン（３３Ｃ）としたとき、
前記第２インナーフィン（３３Ｂ）には、前記第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する第１突出部（７Ａ）と、前記第３インナーフィン（３３Ｃ）側に突出する第２突出部（７Ｂ）とが設けられており、
前記第１突出部（７Ａ）は、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）に接触する第１突出板部（７１Ａ）を有しており、
前記第２突出板部（７Ｂ）は、前記第３インナーフィン（３３Ｃ）の前記板部（３３１）と平行に延びるとともに前記第３インナーフィン（３３Ｃ）の前記板部（３３１）に接触する第２突出板部（７１Ｂ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記インナーフィン（３３）は、前記配置方向から見た際に前記板部（３３１）が前記熱媒体の流れ方向に三角波形状に屈折するウェーブフィンであり、
前記インナーフィン（３３）の前記板部（３３１）のうち、当該三角波形状の頂点を構成する部位を頂点部（３３１２）とし、隣り合う前記頂点部（３３１２）間に位置する部位を波面部（３３１３）とするとともに、
前記インナーフィン（３３）の前記板部（３３１）における１つの前記頂点部（３３１２）に接続される２つの前記波面部（３３１３）のうち、前記熱媒体の流れ方向上流側のものを上流側波面部（３３１４）とし、前記熱媒体の流れ方向下流側のものを下流側波面部（３３１５）としたとき、
前記突出部（７）は、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記上流側波面部（３３１４）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記上流側波面部（３３１４）に接触する上流側突出板部（７１１）と、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記下流側波面部（３３１５）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記下流側波面部（３３１５）に接触する下流側突出板部（７１２）とを有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１】
熱媒体が流通する熱媒体流路（３０）を内部に有する流路形成部材（３）を備え、
前記熱媒体と、前記熱媒体流路（３０）の外部または内部に配置された熱交換対象物（２）との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記流路形成部材（３）内には、前記熱媒体流路（３０）を複数の細流路（３３３）に分割するとともに、前記熱媒体と前記熱交換対象物（２）との熱交換を促進するインナーフィン（３３）が設けられており、
前記インナーフィン（３３）は、前記熱媒体の流れ方向に延びるとともに前記細流路（３３３）を分割する板部（３３１）と、隣り合う前記板部（３３１）間を繋ぐ連結部（３３２）とを有し、前記熱媒体の流れ方向に直交する断面形状が波形状となるように形成されるとともに、前記流路形成部材（３）と前記熱交換対象物（２）との配置方向に複数段積層されており、
複数段積層された前記インナーフィン（３３）は、別体として構成されており、
複数段積層された前記インナーフィン（３３）のうち、一の前記インナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、前記第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合う前記インナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）としたとき、
前記第２インナーフィン（３３Ｂ）には、前記第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する突出部（７）が設けられており、
前記突出部（７）は、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）に接触する突出板部（７１）を有していることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記突出部（７）は、前記第２インナーフィン（３３Ｂ）における前記熱媒体の流れ方向の一部を切り起こすことにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換対象物（２）は、前記流路形成部材（３）の外部における前記熱媒体の流れ方向の一部に配置されており、
前記突出部（７）は、前記流路形成部材（３）内における前記熱交換対象物（２）と対応する部位以外の部位に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記インナーフィン（３３）は、前記配置方向に３段以上積層されており、
前記複数段積層されたインナーフィン（３３）のうち、一の前記インナーフィン（３３）を第１インナーフィン（３３Ａ）とし、前記第１インナーフィン（３３Ａ）に隣り合う前記インナーフィン（３３）を第２インナーフィン（３３Ｂ）とし、前記第２インナーフィン（３３Ｂ）における前記第１インナーフィン（３３Ａ）と反対側に隣り合う前記インナーフィン（３３）を第３インナーフィン（３３Ｃ）としたとき、
前記第２インナーフィン（３３Ｂ）には、前記第１インナーフィン（３３Ａ）側に突出する第１突出部（７Ａ）と、前記第３インナーフィン（３３Ｃ）側に突出する第２突出部（７Ｂ）とが設けられており、
前記第１突出部（７Ａ）は、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記板部（３３１）に接触する第１突出板部（７１Ａ）を有しており、
前記第２突出板部（７Ｂ）は、前記第３インナーフィン（３３Ｃ）の前記板部（３３１）と平行に延びるとともに前記第３インナーフィン（３３Ｃ）の前記板部（３３１）に接触する第２突出板部（７１Ｂ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記インナーフィン（３３）は、前記配置方向から見た際に前記板部（３３１）が前記熱媒体の流れ方向に三角波形状に屈折するウェーブフィンであり、
前記インナーフィン（３３）の前記板部（３３１）のうち、当該三角波形状の頂点を構成する部位を頂点部（３３１２）とし、隣り合う前記頂点部（３３１２）間に位置する部位を波面部（３３１３）とするとともに、
前記インナーフィン（３３）の前記板部（３３１）における１つの前記頂点部（３３１２）に接続される２つの前記波面部（３３１３）のうち、前記熱媒体の流れ方向上流側のものを上流側波面部（３３１４）とし、前記熱媒体の流れ方向下流側のものを下流側波面部（３３１５）としたとき、
前記突出部（７）は、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記上流側波面部（３３１４）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記上流側波面部（３３１４）に接触する上流側突出板部（７１１）と、前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記下流側波面部（３３１５）と平行に延びるとともに前記第１インナーフィン（３３Ａ）の前記下流側波面部（３３１５）に接触する下流側突出板部（７１２）とを有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１８６３４４（Ｐ２０１２−１８６３４４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８９３２（Ｐ２０１１−４８９３２）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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