JP2001024122A - Cooling device for heat generating element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はサイリスタなどの
半導体素子等の発熱体を効率よく冷却するための熱交換
器に使われる高性能薄型放熱フィンとヒートパイプを用
いた小型・軽量で大容量の発熱体の冷却装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-performance thin radiating fin used in a heat exchanger for efficiently cooling a heating element such as a semiconductor element such as a thyristor and a small-sized, light-weight and large-capacity heat pipe. The present invention relates to a cooling device for a heating element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の発熱体の冷却装置として、半導体
素子等の発熱体を冷却する場合、放熱フィンを設ける空
冷方式や水冷方式、あるいは図８および図９に示すよう
な、例えば特願平１１−１２６９５号公報に示されるヒ
ートパイプを利用した冷却装置がある。図８および図９
において、１は例えばサイリスタなどの半導体素子等の
発熱体２が表面に接触して装着された銅やアルミニウム
などから成る金属ブロックであり、発熱体２が装着され
た面と反対側の面に断面Ｕ字形状の溝１ａが複数形成さ
れている。３は金属ブロック１に形成された溝１ａに装
着され、受熱部３ａが金属ブロック１の溝１ａに装着さ
れ、放熱部３ｂは金属ブロック１の例えば上方に延在す
るヒートパイプであり、熱伝導の良好な銅などから成
る。４はヒートパイプ３の放熱部３ｂに装着されて挿着
された例えば銅やアルミニウムなどから成る多数枚積層
された高性能薄型の放熱フィンである。ヒートパイプ３
の内部には真空排気させた後、作動液（図示せず）が所
定量封入されている。2. Description of the Related Art As a conventional cooling device for a heating element, when a heating element such as a semiconductor element is cooled, an air-cooling method or a water-cooling method in which radiation fins are provided, or as shown in FIGS. There is a cooling device using a heat pipe disclosed in JP-A-11-12695. 8 and 9
Reference numeral 1 denotes a metal block made of copper, aluminum, or the like, on which a heating element 2 such as a semiconductor element such as a thyristor is mounted in contact with the surface, and a cross section of the metal block opposite to the surface on which the heating element 2 is mounted. A plurality of U-shaped grooves 1a are formed. Reference numeral 3 denotes a heat pipe which is mounted in a groove 1a formed in the metal block 1, a heat receiving portion 3a is mounted in the groove 1a of the metal block 1, and a heat radiating portion 3b is, for example, a heat pipe extending above the metal block 1. Of good copper. Reference numeral 4 denotes high-performance thin radiating fins which are mounted on and inserted into the heat radiating portion 3b of the heat pipe 3 and which are made of, for example, copper, aluminum, or the like, and are stacked in large numbers. Heat pipe 3
After evacuating, a predetermined amount of a working fluid (not shown) is sealed in the inside of the device.
【０００３】次に動作について説明する。サイリスタな
どの半導体素子等の発熱体２は金属ブロック１の表面に
接触して装着されており、発熱体２より発せられた熱は
金属ブロック１へ伝わり、金属ブロック１内に挿着され
たヒートパイプ３の受熱部３ａに伝わる。ヒートパイプ
３の受熱部３ａに伝わった熱は、内部に封入された作動
液を加熱する。作動液は内部が真空減圧されているため
に、加熱されることにより沸騰気化し、蒸気となってヒ
ートパイプ３の放熱部３ｂへ移動する。ヒートパイプ３
の放熱部３ｂへ移動した蒸気は、ヒートパイプ３の放熱
部３ｂ内表面において潜熱をヒートパイプ３の放熱部３
ｂ内表面に受け渡した後、凝縮・液化し重力によって再
度ヒートパイプ３の受熱部３ａへ還流する。ヒートパイ
プ３の放熱部３ｂ内表面に伝わった熱は熱伝導によって
放熱フィン４に伝わり、放熱フィン４部から図示しない
ファン等によって外部空気に放出される。これらの一連
の動作が繰り返されることにより発熱体２を冷却する。Next, the operation will be described. A heating element 2 such as a semiconductor element such as a thyristor is mounted in contact with the surface of the metal block 1, and heat generated from the heating element 2 is transmitted to the metal block 1, and the heat inserted into the metal block 1. The heat is transmitted to the heat receiving portion 3a of the pipe 3. The heat transmitted to the heat receiving portion 3a of the heat pipe 3 heats the working fluid sealed therein. Since the inside of the working fluid is decompressed in a vacuum, the working fluid is heated to be vaporized and boiled, and then moved to the heat radiating portion 3 b of the heat pipe 3 as steam. Heat pipe 3
The steam that has moved to the heat radiating portion 3 b of the heat pipe 3 transfers latent heat on the inner surface of the heat radiating portion 3 b of the heat pipe 3.
b, after being transferred to the inner surface, it condenses and liquefies and returns to the heat receiving portion 3a of the heat pipe 3 again by gravity. The heat transmitted to the inner surface of the heat radiating portion 3b of the heat pipe 3 is transmitted to the heat radiating fins 4 by heat conduction, and is released from the heat radiating fin 4 to the outside air by a fan (not shown) or the like. The heating element 2 is cooled by repeating these series of operations.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来装置では、ヒートパイプ３内に真空減圧の上封入さ
れた作動液の潜熱によって発熱体２から発せられた熱を
大気中に放出する構造のものであるが、ヒートパイプ３
の放熱部３ｂは金属ブロック１の上方に延在しており、
金属ブロック１を含めた全体の寸法が大きくなるなどの
課題がある。However, the above-mentioned conventional apparatus has a structure in which the heat generated from the heating element 2 is released into the atmosphere by the latent heat of the working fluid sealed in the heat pipe 3 under vacuum and reduced pressure. But heat pipe 3
Of the heat radiating portion 3b extends above the metal block 1,
There are problems such as an increase in overall dimensions including the metal block 1.
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、ヒートパイプの放熱部を含め
た全体の寸法を小さくできる発熱体の冷却装置を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a cooling device for a heat generating element capable of reducing the overall size of a heat pipe including a heat radiating portion.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る発熱体の冷却装置は、発熱体が表面に接触して装着さ
れる金属ブロックと、金属ブロックの発熱体が装着され
る面と反対側の面に受熱部が接合され、放熱部が金属ブ
ロックの面に対して曲折されて延在するヒートパイプ
と、ヒートパイプの放熱部に挿着された複数の放熱フィ
ンとを設けたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heating element, comprising: a metal block on which the heating element is mounted in contact with a surface; and a surface on which the heating element of the metal block is mounted. A heat pipe in which a heat receiving portion is joined to an opposite surface, and a heat radiating portion is provided so as to be bent and extended with respect to a surface of the metal block, and a plurality of heat radiating fins inserted into the heat radiating portion of the heat pipe are provided. It is.
【０００７】また、この発明の請求項２における発熱体
の冷却装置は、金属ブロックの発熱体が装着される面と
反対側の面に受熱部が接合され、放熱部が金属ブロック
の面に対して曲折されて延在するヒートパイプと、ヒー
トパイプの放熱部に挿着された複数の放熱フィンとから
成る組立部材を金属ブロックに冷却風の流通方向に複数
装着したものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heat generating element, wherein a heat receiving portion is joined to a surface of the metal block opposite to a surface on which the heat generating member is mounted, and a heat radiating portion is formed on the surface of the metal block. A plurality of assembly members each including a bent heat pipe and a plurality of radiating fins inserted into a heat radiating portion of the heat pipe are mounted on a metal block in a flow direction of cooling air.
【０００８】また、この発明の請求項３における発熱体
の冷却装置は、請求項２において、ヒートパイプと放熱
フィンとから成る組立部材における各ヒートパイプの放
熱部にそれぞれ挿着された放熱フィンのフィン間隔を各
組立部材毎に変えたものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heat generating element according to the second aspect, wherein the heat radiating fins respectively inserted into the heat radiating portions of the heat pipes in the assembly member comprising the heat pipe and the heat radiating fins. The fin spacing is changed for each assembly member.
【０００９】また、この発明の請求項４における発熱体
の冷却装置は、請求項２において、ヒートパイプと放熱
フィンとから成る組立部材における各ヒートパイプの放
熱部にそれぞれ挿着された放熱フィンの幅を各組立部材
毎に変えたものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for cooling a heating element according to the second aspect, wherein the radiating fins respectively inserted into the radiating portions of the heat pipes in the assembly member comprising the heat pipe and the radiating fins. The width is changed for each assembly member.
【００１０】また、この発明の請求項５における発熱体
の冷却装置は、請求項２において、金属ブロックに接合
する各ヒートパイプの受熱部の長さを変えたものであ
る。In a fifth aspect of the present invention, a cooling device for a heating element according to the second aspect is configured such that the length of a heat receiving portion of each heat pipe joined to the metal block is changed.
【００１１】また、この発明の請求項６における発熱体
の冷却装置は、請求項２において、金属ブロックに接合
する各ヒートパイプの管径を変えたものである。Further, in the cooling device for the heat generating element according to claim 6 of the present invention, the diameter of each heat pipe joined to the metal block is changed in claim 2.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図１および図２に基づいて説明する。こ
れら各図において、１は例えばサイリスタなどの半導体
素子等の発熱体２が表面に接触して装着された例えば銅
やアルミニウムなどから成る金属ブロックである。５は
金属ブロック１の発熱体２が装着された面と反対側の面
に受熱部５ａが接合され、放熱部５ｂは金属ブロック１
の面に対して例えばＬ字状に曲折されて延在され、例え
ば熱伝導の良好な銅などから成るヒートパイプである。
ヒートパイプ５の受熱部５ａは金属ブロック１の表面に
接触熱抵抗が小さくなるように接合されている。６はヒ
ートパイプ５の放熱部５ｂに挿着された例えば銅やアル
ミニウムなどから成る多数枚積層された高性能薄型の放
熱フィンである。なお、各ヒートパイプ５の内部には真
空排気させた後に作動液（図示せず）が所定量封入され
ている。７ａ、７ｂは冷却風の流通方向を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these figures, reference numeral 1 denotes a metal block made of, for example, copper or aluminum, on which a heating element 2 such as a semiconductor element such as a thyristor is mounted in contact with the surface. Reference numeral 5 denotes a heat receiving portion 5a joined to a surface of the metal block 1 opposite to the surface on which the heating element 2 is mounted.
Is a heat pipe made of, for example, copper and the like, which is bent and extended in an L-shape with respect to the surface, and has good heat conduction, for example.
The heat receiving portion 5a of the heat pipe 5 is joined to the surface of the metal block 1 so as to reduce the contact thermal resistance. Reference numeral 6 denotes a high-performance thin radiating fin which is inserted into the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5 and is made of, for example, copper or aluminum. A predetermined amount of a working fluid (not shown) is filled in each heat pipe 5 after evacuation. 7a and 7b indicate the direction of flow of the cooling air.
【００１３】次に動作について説明する。発熱体２より
発せられた熱は金属ブロック１へ伝わり、金属ブロック
１に接合されたヒートパイプ５の受熱部５ａに伝わる。
ヒートパイプ５の受熱部５ａに伝わった熱は、内部に封
入された作動液を加熱する。作動液は内部が真空減圧さ
れているために、加熱されることにより沸騰気化し、蒸
気となってヒートパイプ５の放熱部５ｂへ移動する。ヒ
ートパイプ５の放熱部５ｂへ移動した蒸気は、ヒートパ
イプ５の放熱部５ｂ内表面において潜熱をヒートパイプ
５の放熱部５ｂ内表面に受け渡した後、凝縮・液化し、
重力により再度ヒートパイプ５の受熱部５ａへ還流す
る。ヒートパイプ５の放熱部５ｂ内表面に伝わった熱は
熱伝導によって放熱フィン６に伝わり、放熱フィン６部
から図示しないファン等によって外部空気に放出され
る。これらの一連の動作が繰り返されることにより発熱
体２を冷却する。ヒートパイプ５の受熱部５ａと放熱部
５ｂを例えばＬ字状に曲折した構造とすることにより、
従来装置と比べて金属ブロック１上方にヒートパイプ５
は延在しないため、冷却装置全体の長さを小さくするこ
とができ、小型化することが可能となる。Next, the operation will be described. The heat generated from the heating element 2 is transmitted to the metal block 1 and transmitted to the heat receiving portion 5a of the heat pipe 5 joined to the metal block 1.
The heat transmitted to the heat receiving portion 5a of the heat pipe 5 heats the working fluid sealed therein. Since the inside of the working fluid is decompressed in a vacuum, the working fluid is vaporized by being heated, becomes vapor, and moves to the heat radiating portion 5 b of the heat pipe 5. The vapor that has moved to the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5 transfers latent heat on the inner surface of the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5 to the inner surface of the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5, and then condenses and liquefies.
It returns to the heat receiving portion 5a of the heat pipe 5 again by gravity. The heat transmitted to the inner surface of the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5 is transmitted to the heat radiating fins 6 by heat conduction, and is released from the heat radiating fin 6 to the outside air by a fan (not shown) or the like. The heating element 2 is cooled by repeating these series of operations. By having the heat receiving portion 5a and the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5 bent in, for example, an L shape,
Heat pipe 5 above metal block 1 compared to the conventional device
Does not extend, the entire length of the cooling device can be reduced, and the size can be reduced.
【００１４】実施の形態２．この発明の実施の形態２を
図３に基づいて説明する。図３において、金属ブロック
１の表面に複数の発熱体２が接触して装着され、それら
発熱体２が装着された面と反対側の面に放熱部５ｂが例
えばＬ字状に曲折されて延在するヒートパイプ５および
放熱フィン６から成る組立部材を冷却風の流通方向８ａ
〜８ｂに複数例えば３個配置し、各ヒートパイプ５の受
熱部５ａを金属ブロック１にそれぞれ接合している。Embodiment 2 FIG. Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, a plurality of heating elements 2 are mounted on the surface of the metal block 1 in contact with each other, and a heat radiating portion 5b is bent and extended in, for example, an L-shape on a surface opposite to the surface on which the heating elements 2 are mounted. The assembly member consisting of the existing heat pipe 5 and the radiating fins 6 is connected to the cooling air flow direction 8a.
8b, three heat receiving portions 5a of each heat pipe 5 are joined to the metal block 1, respectively.
【００１５】この実施の形態２においては、金属ブロッ
ク１にヒートパイプ５および放熱フィン６から成る組立
部材を複数個取り付けることにより、大容量の発熱体２
を冷却することができる。図３に示すように、３個の組
立部材を取り付けた場合には上述した実施の形態１のも
のと比べて３倍程度、冷却能力を増加させることができ
る。In the second embodiment, a large-capacity heating element 2 is provided by attaching a plurality of assembly members comprising a heat pipe 5 and a radiation fin 6 to a metal block 1.
Can be cooled. As shown in FIG. 3, when three assembly members are attached, the cooling capacity can be increased about three times as compared with that of the first embodiment.
【００１６】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
図４に基づいて説明する。上述した実施の形態２におい
ては、冷却風の流通方向に複数、例えば３個配置したヒ
ートパイプ５および放熱フィン６から成る組立部材のフ
ィン間隔が全て同じ場合について述べたが、図４に示す
ように、冷却風１０ａ〜１０ｄの流通方向の上流側に位
置するヒートパイプ５の放熱部５ｂに挿着される放熱フ
ィン９ａのフィン間隔Ｐ１を大きく構成し、下流側に位
置するヒートパイプ５の放熱部５ｂに挿着される放熱フ
ィン９ｂのフィン間隔Ｐ２をＰ１より小さく構成し、最
下流側に位置するヒートパイプ５の放熱部５ｂに挿着さ
れる放熱フィン９ｃのフィン間隔Ｐ３をＰ２より小さく
構成したものである。なお、各放熱フィン９ａ〜９ｃの
一枚毎の厚さ、面積は同じである。Embodiment 3 Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described second embodiment, the case has been described where all the fins of the assembly members including the heat pipes 5 and the radiation fins 6 arranged in a plurality, for example, three, in the flow direction of the cooling air are all the same. In addition, the fin interval P1 of the radiating fins 9a inserted into the radiating portion 5b of the heat pipe 5 located on the upstream side in the flow direction of the cooling air 10a to 10d is configured to be large, and the heat radiation of the heat pipe 5 located on the downstream side is increased. The fin spacing P2 of the radiating fins 9b inserted into the portion 5b is made smaller than P1, and the fin spacing P3 of the radiating fins 9c inserted into the radiating portion 5b of the heat pipe 5 located on the most downstream side is made smaller than P2. It is composed. Note that the thickness and area of each of the radiation fins 9a to 9c are the same.
【００１７】この実施の形態３においては、冷却風１０
ａ〜１０ｄの温度は放熱フィン９ａ〜９ｃを順次通過す
るに従い徐々に上昇し、それに伴い金属ブロック１の温
度も冷却風の下流側は上流側に比べて温度が高くなり、
金属ブロック１に温度分布に差が発生する。冷却風の上
流側の放熱フィン９ａのフィン間隔Ｐ１を大きく構成
し、冷却風の下流側の放熱フィン９ｂのフィン間隔Ｐ２
を上流側のフィン間隔Ｐ１より小さく構成することによ
り、放熱フィンの積層枚数を増やして放熱面積を大きく
することで、下流側の放熱特性を上流側よりも大きくし
ている。このような構成にすることにより、冷却風の温
度上昇が金属ブロック１の温度差に与える影響をなくす
ことができる。In the third embodiment, the cooling air 10
The temperatures of a to 10d gradually rise as they sequentially pass through the radiation fins 9a to 9c, and accordingly, the temperature of the metal block 1 also becomes higher on the downstream side of the cooling air than on the upstream side,
A difference occurs in the temperature distribution in the metal block 1. The fin spacing P1 of the cooling fins 9a on the upstream side of the cooling air is configured to be large, and the fin spacing P2 of the cooling fins 9b on the downstream side of the cooling air is configured.
Is configured to be smaller than the fin spacing P1 on the upstream side, thereby increasing the number of stacked radiating fins and increasing the radiating area, so that the radiating characteristics on the downstream side are made larger than those on the upstream side. With such a configuration, it is possible to eliminate the influence of the temperature rise of the cooling air on the temperature difference of the metal block 1.
【００１８】実施の形態４．この発明の実施の形態４を
図５に基づいて説明する。上述した実施の形態３におい
ては、冷却風１０ａ〜１０ｄの流通方向の上流側に位置
するヒートパイプ５の放熱部５ｂに挿着される放熱フィ
ン９ａのフィン間隔Ｐ１を大きく構成し、下流側に位置
するヒートパイプ５の放熱部５ｂに挿着される放熱フィ
ン９ｂのフィン間隔Ｐ２をＰ１より小さく構成し、最下
流側に位置するヒートパイプ５の放熱部５ｂに挿着され
る放熱フィン９ｃのフィン間隔Ｐ３をＰ２より小さく構
成した場合について述べたが、図５に示すように、冷却
風１２ａ〜１２ｄの流通方向の上流側に位置するヒート
パイプ５の放熱部５ｂに挿着される放熱フィン１１ａの
フィン幅Ｗ１を小さく構成し、下流側に位置するヒート
パイプ５の放熱部５ｂに挿着される放熱フィン１１ｂの
フィン幅Ｗ２をＷ１より大きく構成し、最下流側に位置
するヒートパイプ５の放熱部５ｂに挿着される放熱フィ
ン１１ｃのフィン幅Ｗ３をＷ２より大きく構成したもの
である。Embodiment 4 Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described third embodiment, the fin interval P1 of the radiating fins 9a inserted into the radiating portion 5b of the heat pipe 5 located on the upstream side in the flow direction of the cooling air 10a to 10d is configured to be large, and The fin spacing P2 of the radiating fins 9b inserted into the radiating portion 5b of the heat pipe 5 is smaller than P1, and the fin 9c inserted into the radiating portion 5b of the heat pipe 5 located at the most downstream side. Although the case where the fin interval P3 is configured to be smaller than P2 has been described, as shown in FIG. 5, the radiation fin inserted into the radiation portion 5b of the heat pipe 5 located on the upstream side in the flow direction of the cooling air 12a to 12d. The fin width W1 of the heat radiating fin 11b to be inserted into the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5 located on the downstream side is configured to be larger than W1. The fin width W3 of the heat radiating fins 11c which are inserted into the heat radiating portion 5b of the heat pipe 5 located on the side is obtained by constituting greater than W2.
【００１９】この実施の形態４においては、冷却風１２
ａ〜１２ｄの温度は放熱フィン１１ａ〜１１ｃを順次通
過するに従い徐々に上昇し、それに伴い金属ブロック１
の温度も冷却風の下流側は上流側に比べて温度が高くな
り、金属ブロック１に温度分布に差が発生する。冷却風
の上流側の放熱フィン１１ａのフィン幅Ｗ１を小さく構
成し、冷却風の下流側の放熱フィン１１ｂのフィン幅Ｗ
２を上流側のフィン幅Ｗ１より大きく構成することによ
り、放熱フィンの積層枚数は同じにして放熱面積を順次
大きくすることで、下流側の放熱特性を上流側よりも大
きくしている。このような構成にすることにより、冷却
風の温度上昇が金属ブロック１の温度差に与える影響を
なくすことができる。In the fourth embodiment, the cooling air 12
The temperatures of a to 12d gradually increase as they sequentially pass through the radiation fins 11a to 11c, and the
Is higher on the downstream side of the cooling air than on the upstream side, and a difference occurs in the temperature distribution in the metal block 1. The fin width W1 of the radiation fins 11a on the upstream side of the cooling air is configured to be small, and the fin width W of the radiation fins 11b on the downstream side of the cooling air is reduced.
2 is configured to be larger than the fin width W1 on the upstream side, the number of stacked radiating fins is the same, and the radiating area is sequentially increased, so that the radiating characteristic on the downstream side is made larger than that on the upstream side. With such a configuration, it is possible to eliminate the influence of the temperature rise of the cooling air on the temperature difference of the metal block 1.
【００２０】実施の形態５．この発明の実施の形態５を
図６に基づいて説明する。上述した実施の形態３，４に
おいては、冷却風の流通方向において放熱フィンのフィ
ン間隔を変えたり、フィン幅を変えた場合について述べ
たが、図６に示すように、冷却風１７ａ〜１７ｄの流通
方向の上流側に位置するヒートパイプ１３の受熱部１３
ａの長さＬ１を短く構成し、下流側に位置するヒートパ
イプ１４の受熱部１４ａの長さＬ２をＬ１より長く構成
し、最下流側に位置するヒートパイプ１５の受熱部１５
ａの長さＬ３をＬ２より長く構成したものである。１６
は各ヒートパイプ１３〜１５の放熱部１３ｂ〜１５ｂに
挿着された放熱フィンである。Embodiment 5 Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described third and fourth embodiments, the case where the fin spacing of the heat radiation fins is changed or the fin width is changed in the flow direction of the cooling air has been described. However, as shown in FIG. Heat receiving portion 13 of heat pipe 13 located on the upstream side in the flow direction
The length L1 of the heat pipe 14 is configured to be shorter, the length L2 of the heat receiving portion 14a of the heat pipe 14 located on the downstream side is configured to be longer than L1, and the heat receiving portion 15 of the heat pipe 15 located on the most downstream side is configured.
The length L3 is longer than L2. 16
Are radiating fins inserted into the radiating portions 13b to 15b of the heat pipes 13 to 15.
【００２１】この実施の形態５においては、冷却風１７
ａ〜１７ｄの温度は各放熱フィン１６〜１６を順次通過
するに従い徐々に上昇し、それに伴い金属ブロック１の
温度も冷却風の下流側は上流側に比べて温度が高くな
り、金属ブロック１に温度分布に差が発生する。冷却風
の上流側のヒートパイプ１３の受熱部１３ａの長さＬ１
を短く構成し、冷却風の下流側のヒートパイプ１４の受
熱部１４ａの長さＬ２をＬ１より長く構成することによ
り、ヒートパイプ１４の蒸発面積を増やして蒸発熱抵抗
を小さく抑え、ヒートパイプ１４としての性能を向上さ
せることができ、下流側の放熱特性を上流側よりも大き
くしている。このような構成にすることにより、冷却風
の温度上昇が金属ブロック１の温度差に与える影響をな
くすことができる。In the fifth embodiment, the cooling air 17
The temperatures of a to 17d gradually rise as they sequentially pass through the radiating fins 16 to 16, and accordingly, the temperature of the metal block 1 becomes higher on the downstream side of the cooling air than on the upstream side, and A difference occurs in the temperature distribution. Length L1 of heat receiving portion 13a of heat pipe 13 on the upstream side of cooling air
And the length L2 of the heat receiving portion 14a of the heat pipe 14 on the downstream side of the cooling air is made longer than L1, so that the evaporation area of the heat pipe 14 is increased to reduce the evaporation heat resistance. The heat dissipation characteristics on the downstream side are made larger than those on the upstream side. With such a configuration, it is possible to eliminate the influence of the temperature rise of the cooling air on the temperature difference of the metal block 1.
【００２２】実施の形態６．この発明の実施の形態６を
図７に基づいて説明する。上述した実施の形態５におい
ては、ヒートパイプの受熱部の長さを変えた場合につい
て述べたが、図７に示すように、冷却風２２ａ〜２２ｄ
の流通方向の上流側に位置するヒートパイプ１８の管径
Ｄ１を小さく構成し、下流側に位置するヒートパイプ１
９の管径Ｄ２をＤ１より大きく構成し、最下流側に位置
するヒートパイプ２０の管径Ｄ３をＤ２より大きく構成
したものである。２１は各ヒートパイプ１８〜２０の放
熱部１８ｂ〜２０ｂに挿着された放熱フィンである。Embodiment 6 FIG. Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described fifth embodiment, the case where the length of the heat receiving portion of the heat pipe is changed has been described. However, as shown in FIG.
The diameter D1 of the heat pipe 18 located on the upstream side in the flow direction of the heat pipe 1 is configured to be small, and the heat pipe 1 located on the downstream side
9 is configured such that the pipe diameter D2 is larger than D1, and the pipe diameter D3 of the heat pipe 20 located on the most downstream side is larger than D2. Reference numeral 21 denotes a radiating fin inserted into the radiating portions 18b to 20b of each of the heat pipes 18 to 20.
【００２３】この実施の形態６においては、冷却風２２
ａ〜２２ｄの温度は各放熱フィン２１〜２１を順次通過
するに従い徐々に上昇し、それに伴い金属ブロック１の
温度も冷却風の下流側は上流側に比べて温度が高くな
り、金属ブロック１に温度分布に差が発生する。冷却風
の上流側のヒートパイプ１８の管径Ｄ１を小さく構成し
冷却風の下流側のヒートパイプ１９の管径Ｄ２をＤ１よ
り大きく構成することにより、ヒートパイプ１９の蒸発
及び凝縮面積を大きくし、ヒートパイプ１９としての性
能を向上させることができ、下流側の放熱特性を上流側
よりも大きくしている。このような構成にすることによ
り、冷却風の温度上昇が金属ブロック１の温度差に与え
る影響をなくすことができる。In the sixth embodiment, the cooling air 22
The temperatures of a to 22d gradually rise as they sequentially pass through the heat radiation fins 21 to 21, and accordingly, the temperature of the metal block 1 becomes higher on the downstream side of the cooling air than on the upstream side, and A difference occurs in the temperature distribution. By configuring the pipe diameter D1 of the heat pipe 18 on the upstream side of the cooling air to be smaller and the pipe diameter D2 of the heat pipe 19 on the downstream side of the cooling air to be larger than D1, the evaporation and condensation area of the heat pipe 19 is increased. The performance of the heat pipe 19 can be improved, and the heat radiation characteristics on the downstream side are made larger than those on the upstream side. With such a configuration, it is possible to eliminate the influence of the temperature rise of the cooling air on the temperature difference of the metal block 1.
【００２４】[0024]
【発明の効果】この発明の請求項１に係る発熱体の冷却
装置は、発熱体が表面に接触して装着される金属ブロッ
クと、金属ブロックの発熱体が装着される面と反対側の
面に受熱部が接合され、放熱部が金属ブロックの面に対
して曲折されて延在するヒートパイプと、ヒートパイプ
の放熱部に挿着された複数の放熱フィンとを設けたこと
により、冷却装置全体の長さを小さくすることができ、
小型化することが可能となる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heating element, wherein the heating element is mounted in contact with the surface of the metal block, and a surface of the metal block opposite to the surface on which the heating element is mounted. A heat pipe that is joined to the heat receiving section, the heat radiating section is bent with respect to the surface of the metal block and extends, and a plurality of radiating fins inserted into the heat radiating section of the heat pipe are provided. The overall length can be reduced,
It is possible to reduce the size.
【００２５】また、この発明の請求項２に係る発熱体の
冷却装置は、金属ブロックの発熱体が装着される面と反
対側の面に受熱部が接合され、放熱部が金属ブロックの
面に対して曲折されて延在するヒートパイプと、ヒート
パイプの放熱部に挿着された複数の放熱フィンとから成
る組立部材を金属ブロックに冷却風の流通方向に複数装
着したことにより、大容量の発熱体を冷却することがで
きる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heat generating element, wherein a heat receiving portion is joined to a surface of the metal block opposite to a surface on which the heat generating member is mounted, and a heat radiating portion is formed on the surface of the metal block. By mounting a plurality of assembly members including a heat pipe that is bent and extended and a plurality of radiating fins inserted into a heat radiating portion of the heat pipe in a metal block in a cooling air flow direction, a large capacity is provided. The heating element can be cooled.
【００２６】また、この発明の請求項３に係る発熱体の
冷却装置は、請求項２においてヒートパイプと放熱フィ
ンとから成る組立部材における各ヒートパイプの放熱部
にそれぞれ挿着された放熱フィンのフィン間隔を各組立
部材毎に変えたことにより、放熱フィンの積層枚数を増
やして放熱面積を大きくすることで、下流側の放熱特性
を上流側よりも大きくし、冷却風の温度上昇が金属ブロ
ックの温度差に与える影響をなくすことができる。According to a third aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heat generating element, wherein the heat radiating fins respectively inserted into the heat radiating portions of the heat pipes in the assembly member comprising the heat pipe and the heat radiating fins. By changing the fin spacing for each assembly member, the number of stacked radiating fins is increased to increase the radiating area, so that the radiating characteristics on the downstream side are greater than those on the upstream side, and the temperature rise of the cooling air is reduced by the metal block. The influence on the temperature difference can be eliminated.
【００２７】また、この発明の請求項４に係る発熱体の
冷却装置は、請求項２において、ヒートパイプと放熱フ
ィンとから成る組立部材における各ヒートパイプの放熱
部にそれぞれ挿着された放熱フィンの幅を各組立部材毎
に変えたことにより、放熱フィンの積層枚数は同じにし
て放熱面積を順次大きくすることで、下流側の放熱特性
を上流側よりも大きくし、冷却風の温度上昇が金属ブロ
ックの温度差に与える影響をなくすことができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heating element according to the second aspect, wherein the radiating fins respectively inserted into the radiating portions of each heat pipe in the assembly member including the heat pipe and the radiating fins. By changing the width of each assembly member, the number of radiating fins is the same and the radiating area is gradually increased, so that the radiating characteristics on the downstream side are larger than those on the upstream side, and the temperature rise of the cooling air is reduced. The effect on the temperature difference of the metal block can be eliminated.
【００２８】また、この発明の請求項５に係る発熱体の
冷却装置は、請求項２において、金属ブロックに接合す
る各ヒートパイプの受熱部の長さを変えたことにより、
ヒートパイプの蒸発面積を増やして蒸発熱抵抗を小さく
抑え、ヒートパイプとしての性能を向上させることがで
き、下流側の放熱特性を上流側よりも大きくし、冷却風
の温度上昇が金属ブロックの温度差に与える影響をなく
すことができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a heating element, wherein the length of a heat receiving portion of each heat pipe joined to a metal block is changed.
By increasing the evaporation area of the heat pipe, the evaporation heat resistance can be reduced and the performance as a heat pipe can be improved, the heat radiation characteristics on the downstream side are made larger than on the upstream side, and the temperature rise of the cooling air increases the temperature of the metal block. The effect on the difference can be eliminated.
【００２９】また、この発明の請求項６に係る発熱体の
冷却装置は、請求項２において、金属ブロックに接合す
る各ヒートパイプの管径を変えたことにより、ヒートパ
イプの蒸発及び凝縮面積を大きくし、ヒートパイプとし
ての性能を向上させることができ、下流側の放熱特性を
上流側よりも大きくし、冷却風の温度上昇が金属ブロッ
クの温度差に与える影響をなくすことができる。Further, in the cooling device for the heat generating element according to claim 6 of the present invention, the evaporating and condensing area of the heat pipe is reduced by changing the pipe diameter of each heat pipe joined to the metal block. It is possible to improve the performance as a heat pipe, increase the heat radiation characteristics on the downstream side than on the upstream side, and eliminate the influence of the temperature rise of the cooling air on the temperature difference of the metal block.
【図１】 この発明の実施の形態１を示す正面図であ
る。FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１を示す上面図であ
る。FIG. 2 is a top view showing the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態２を示す正面図であ
る。FIG. 3 is a front view showing a second embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態３を示す正面図であ
る。FIG. 4 is a front view showing a third embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態４を示す正面図であ
る。FIG. 5 is a front view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態５を示す正面図であ
る。FIG. 6 is a front view showing a fifth embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態６を示す正面図であ
る。FIG. 7 is a front view showing a sixth embodiment of the present invention.
【図８】 従来装置を示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing a conventional device.
【図９】 従来装置を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a conventional device.
１ 金属ブロック、２ 発熱体、５ ヒートパイプ、５
ａ 受熱部、５ｂ 放熱部部、６ 放熱フィン、９ａ
放熱フィン、９ｂ 放熱フィン、９ｃ 放熱フィン、１
１ａ 放熱フィン、１１ｂ 放熱フィン、１１ｃ 放熱
フィン、１３ ヒートパイプ、１３ａ 受熱部、１３ｂ
放熱部、１４ ヒートパイプ、１４ａ 受熱部、１４
ｂ 放熱部、１５ ヒートパイプ、１５ａ 受熱部、１
５ｂ 放熱部、１６ 放熱フィン、１８ ヒートパイ
プ、１８ａ 受熱部、１８ｂ 放熱部、１９ ヒートパ
イプ、１９ａ 受熱部、１９ｂ 放熱部、２０ ヒート
パイプ、２０ａ 受熱部、２０ｂ 放熱部、２１ 放熱
フィン。1 metal block, 2 heating elements, 5 heat pipes, 5
a heat receiving part, 5b heat radiating part, 6 heat radiating fin, 9a
Radiation fin, 9b radiation fin, 9c radiation fin, 1
1a radiation fin, 11b radiation fin, 11c radiation fin, 13 heat pipe, 13a heat receiving section, 13b
Heat radiating section, 14 heat pipe, 14a Heat receiving section, 14
b heat radiator, 15 heat pipe, 15a heat receiver, 1
5b heat radiator, 16 heat radiator, 18 heat pipe, 18a heat receiver, 18b heat radiator, 19 heat pipe, 19a heat receiver, 19b heat radiator, 20 heat pipe, 20a heat receiver, 20b heat radiator, 21 heat fin.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 真二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BB05 BB60 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Miyazaki 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 5F036 AA01 BB05 BB60
Claims (6)
ブロックと、上記金属ブロックの上記発熱体が装着され
る面と反対側の面に受熱部が接合され、放熱部が上記金
属ブロックの面に対して曲折されて延在するヒートパイ
プと、上記ヒートパイプの放熱部に挿着された複数の放
熱フィンとを備えたことを特徴とする発熱体の冷却装
置。1. A metal block on which a heating element is mounted in contact with a surface, and a heat receiving portion is joined to a surface of the metal block opposite to a surface on which the heating element is mounted, and a heat radiating portion is formed on the metal block. And a plurality of radiating fins inserted into the heat radiating portion of the heat pipe.
反対側の面に受熱部が接合され、放熱部が上記金属ブロ
ックの面に対して曲折されて延在するヒートパイプと、
上記ヒートパイプの放熱部に挿着された複数の放熱フィ
ンとから成る組立部材を上記金属ブロックに冷却風の流
通方向に複数装着したことを特徴とする発熱体の冷却装
置。2. A heat pipe in which a heat receiving portion is joined to a surface of the metal block opposite to a surface on which the heating element is mounted, and a heat radiating portion is bent and extends with respect to the surface of the metal block.
A cooling device for a heating element, wherein a plurality of assembly members each including a plurality of radiating fins inserted into a radiating portion of the heat pipe are mounted on the metal block in a direction in which cooling air flows.
フィンとから成る組立部材における各ヒートパイプの放
熱部にそれぞれ挿着された放熱フィンのフィン間隔を上
記各組立部材毎に変えたことを特徴とする発熱体の冷却
装置。3. The assembly according to claim 2, wherein the fin spacing of the radiating fins inserted into the heat radiating portion of each heat pipe in the assembly member comprising the heat pipe and the radiating fins is changed for each of the assembly members. Heating device cooling device.
フィンとから成る組立部材における各ヒートパイプの放
熱部にそれぞれ挿着された放熱フィンの幅を上記各組立
部材毎に変えたことを特徴とする発熱体の冷却装置。4. The assembly according to claim 2, wherein the width of the radiating fins inserted into the heat radiating portion of each heat pipe in the assembling member comprising the heat pipe and the radiating fins is changed for each of the assembling members. Heating device cooling device.
する各ヒートパイプの受熱部の長さを変えたことを特徴
とする発熱体の冷却装置。5. The cooling device according to claim 2, wherein the length of the heat receiving portion of each heat pipe joined to the metal block is changed.
する各ヒートパイプの管径を変えたことを特徴とする発
熱体の冷却装置。6. The cooling device for a heating element according to claim 2, wherein the diameter of each heat pipe joined to the metal block is changed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11195228A JP2001024122A (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Cooling device for heat generating element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11195228A JP2001024122A (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Cooling device for heat generating element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001024122A true JP2001024122A (en) | 2001-01-26 |
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ID=16337616
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP11195228A Pending JP2001024122A (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Cooling device for heat generating element |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001024122A (en) |
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-
1999
- 1999-07-09 JP JP11195228A patent/JP2001024122A/en active Pending
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