JP2012009532A - 積層型冷却器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子部品5を両面から冷却するための積層型冷却器1。冷媒流路20を内部に設けてなると共に、互いに積層配置された複数の冷却管2と、隣り合う冷却管2同士を連結する連結部3と、前端冷却管25に接続される冷媒導入管22及び冷媒排出管23とを備える。積層型冷却器1における積層方向の後端には、冷媒流路20の中で最も高い位置に形成されるエア溜まり部4が設けてあり、エア溜まり部4に溜まったエア40が、冷却管2における電子部品5と接触する冷却壁24に接触しないよう構成されている。
【選択図】図1
Description
これらの積層型冷却器には、図9に示すごとく、積層型冷却器9の冷却管92に冷媒流路920が設けられ、該冷媒流路920内に冷却媒体96を流通させることで、上記冷却管92における電子部品95と接触する冷却壁924を介し、上記電子部品95を両面から冷却する(特許文献1参照)。
そして、上記冷却管92のうち、上記電子部品95と接触する冷却壁924に接触した状態で、上記エア940が留まると、その電子部品95の冷却効率が低下するおそれがある。
また、図9に示すごとく、上記後端冷却管926に流れる上記冷却媒体96は、流速が低く、上記エア940が留まるとこれを冷却媒体96によって押し出しにくい。
冷却媒体を流通させる冷媒流路を内部に設けてなると共に、互いに積層配置された複数の冷却管と、
隣り合う該冷却管同士を、上記冷媒流路の両端部においてそれぞれ互いに連結する連結部と、
上記複数の冷却管のうち積層方向の前端に配置された前端冷却管に接続され、上記積層型冷却器に冷却媒体を導入する冷媒導入管、及び冷却媒体を排出する冷媒排出管とを備え、
上記積層型冷却器における上記積層方向の後端には、上記冷媒流路の中で最も高い位置に形成されるエア溜まり部が設けてあり、
該エア溜まり部に溜まったエアが、上記冷却管における上記電子部品と接触する冷却壁に接触しないよう構成されていることを特徴とする積層型冷却器にある(請求項1)。
そして、上記積層型冷却器は、上記エア溜まり部に溜まったエアが、上記冷却壁に接触しないよう構成されている。これによって、エアが上記電子部品と接触する冷却壁に接触することによる電子部品の冷却効率の低下を防ぐことができる。
このように、上記冷却媒体に発生あるいは混入したエアを上記冷媒流路内において、電子部品の冷却に影響を与えない位置に集めることができるため、上記積層型冷却器による電子部品の冷却効率の低下を防ぐことができる。
上記電子部品は、例えば、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とすることができる。そして、該半導体モジュールは、例えば、自動車用インバータ、産業機器のモータ駆動インバータ等に用いられる。
また、上記積層型冷却器において、上記冷媒導入管及び上記冷媒排出管を配設した側を積層方向の前端側、その反対方向を積層方向の後端側として説明する。
この場合には、上記電子部品と接触していない上記後端冷却管自体が、上記エア溜まり部となるため、上記エアが上記冷却管における上記電子部品と接触する冷却壁に接触することを確実に防ぎ、上記積層型冷却器の電子部品の冷却効率の低下を確実に防ぐことができる。
この場合には、上記冷却管における冷媒流路内に流れる冷却媒体が、上記狭持される金属部材を両面から冷却し、該金属部材を介し、金属部材と接続される金属ケースを冷却することができる。したがって、上記金属ケースに接触する発熱部品をも効果的に冷却することができる。
この場合には、上記積層型冷却器の小型化を図ることができる。
この場合には、上記エア溜まり部の形成のために上記冷却管の積層段数を増やす必要がなく、材料コストの低減及び軽量化を図ることができる。
この場合には、上記電子部品に接触しない上記後端冷却管における、冷却媒体の流量を少なくすることができる。その結果、上記電子部品に接触する他の冷却管における冷却媒体の流量を多くすることができ、全体として、上記電子部品の冷却効率を高めることができる。
本発明における積層型冷却器1について、図1及び図2を用いて説明する。
本例の積層型冷却器1は、図1に示すごとく、電子部品5を両面から冷却するためのものである。
また、同図に示すごとく、積層型冷却器1は、冷却媒体6を流通させる冷媒流路20を内部に設けてなると共に、互いに積層配置された複数の冷却管2と、隣り合う冷却管2同士を、冷媒流路20の両端部21においてそれぞれ互いに連結する連結部3を有する。
さらに、同図に示すごとく、積層型冷却器1は、複数の冷却管2のうち積層方向の前端に配置された前端冷却管25に接続され、積層型冷却器1に冷却媒体6を導入する冷媒導入管22及び冷却媒体6を排出する冷媒排出管23を備える。
さらに、図1及び図2に示すごとく、後端冷却管26と、後端冷却管26に隣接配置された冷却管2との間には、金属部材7が挟持されている。また、金属部材7は、積層型冷却器1を収容する金属ケース8と接続されている。
この熱を冷却媒体6によって吸収して、電子部品5の温度上昇を抑制すべく、積層型冷却器1は、電子部品5の両面に冷却管2を接触配置している。
金属ケース8内には、電子部品5(半導体モジュール)の他にも、電力変換装置の他の構成部品(例えばコンデンサ等)も収容されている。
また、図2に示すごとく、積層型冷却器1は、後端冷却管26が最も高い位置に配されるように、積層方向が水平方向に対して傾斜した状態で用いられる。
いずれにしても、積層型冷却器1は後端冷却管26(エア溜まり部4)が最も高い位置となるように傾斜した状態で、車両のエンジンルーム等に設置される。
本例においては、積層型冷却器1は、冷媒流路20の中で最も高い位置にエア溜まり部4を有する。それゆえ、冷却媒体6に発生あるいは混入したエア40を、エア溜まり部4に集めることができる。
そして、積層型冷却器1は、エア溜まり部4に溜まったエア40が、冷却壁24に接触しないよう構成されている。これによって、エア40が電子部品5と接触する冷却壁24に接触することによる電子部品5の冷却効率の低下を防ぐことができる。
このように、冷却媒体6に発生あるいは混入したエア40を冷媒流路20内において、電子部品5の冷却に影響を与えない位置に集めることができるため、積層型冷却器1による電子部品5の冷却効率の低下を防ぐことができる(図1参照)。
これによって、冷却管2における冷媒流路20内に流れる冷却媒体6が、狭持される金属部材7を両面から冷却し、金属部材7を介し、金属部材7と接続される金属ケース8を冷却することができる。したがって、金属ケース8に接触する上記電子部品5(半導体モジュール)以外の発熱部品(例えばコンデンサ等)をも効果的に冷却することができる(図1及び図2参照)。
本例は、図3及び図4に示すごとく、後端冷却管26と、後端冷却管26に隣接配置された冷却管2とが、互いに密着して配設された積層型冷却器1の例である。
すなわち、後端冷却管26とこれに隣接配置された冷却管2とは、互いの主面を重ね合わせるように、密接配置されている。そして、後端冷却管26と冷却管2とは、これらの長手方向の両端部21において、互いの冷媒流路20同士を連通させている。その他は、実施例1と同様である。
本例の場合には、積層型冷却器1の積層方向寸法を小さくすることができ、積層型冷却器1の小型化を図ることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図5及び図6に示すごとく、後端冷却管26の内部に設けた冷媒流路20が、他の冷却管2の内部に設けた冷媒流路20よりも積層方向の幅が大きい幅広部分27を一部に有し、幅広部分27における冷却壁24と反対側の部分によってエア溜まり部4を形成した例である。
幅広部分27は後端冷却管26における長手方向の両端部21を除く部分において、積層方向の外方に向かって突き出している。その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
なお、上記幅広部分27は、後端冷却管26の全体にわたって、形成してもよい。すなわち、後端冷却管26の幅を全体にわたって一定とすると共に、その幅を冷却管2よりも大きくしてもよい。
本例は、図7および図8に示すごとく、後端冷却管26と、後端冷却管26に隣接配置された冷却管2とを連結する連結部3を、他の連結部3よりも冷却媒体6の通水抵抗が高くなるように構成した例である。
そのための構造として、連結部3の内部断面積を、他の連結部3における内部断面積よりも狭く形成している。その他は、実施例1と同様である。
2 冷却管
20 冷媒流路
21 端部
22 冷媒導入管
23 冷媒排出管
24 冷却壁
25 前端冷却管
3 連結部
4 エア溜まり部
40 エア
5 電子部品
6 冷却媒体
Claims (6)
- 電子部品を両面から冷却するための積層型冷却器であって、
冷却媒体を流通させる冷媒流路を内部に設けてなると共に、互いに積層配置された複数の冷却管と、
隣り合う該冷却管同士を、上記冷媒流路の両端部においてそれぞれ互いに連結する連結部と、
上記複数の冷却管のうち積層方向の前端に配置された前端冷却管に接続され、上記積層型冷却器に冷却媒体を導入する冷媒導入管、及び冷却媒体を排出する冷媒排出管とを備え、
上記積層型冷却器における上記積層方向の後端には、上記冷媒流路の中で最も高い位置に形成されるエア溜まり部が設けてあり、
該エア溜まり部に溜まったエアが、上記冷却管における上記電子部品と接触する冷却壁に接触しないよう構成されていることを特徴とする積層型冷却器。 - 請求項1に記載の積層型冷却器において、上記複数の冷却管のうち上記積層方向の後端に配置された後端冷却管は、内部に設けた冷媒流路が上記エア溜まり部を構成していると共に、上記電子部品と接触していないことを特徴とする積層型冷却器。
- 請求項2に記載の積層型冷却器において、上記後端冷却管と、該後端冷却管に隣接配置された上記冷却管との間には、金属部材が挟持されており、該金属部材は、上記積層型冷却器を収容する金属ケースと接続されていることを特徴とする積層型冷却器。
- 請求項2に記載の積層型冷却器において、上記後端冷却管と、該後端冷却管に隣接配置された上記冷却管とは、互いに密着していることを特徴とする積層型冷却器。
- 請求項1に記載の積層型冷却器において、上記複数の冷却管のうち上記積層方向の後端に配置された後端冷却管は、内部に設けた冷媒流路が、他の上記冷却管の内部に設けた冷媒流路よりも上記積層方向の幅が大きい幅広部分を少なくとも一部に有し、該幅広部分における上記冷却壁と反対側の部分によって上記エア溜まり部が構成されていることを特徴とする積層型冷却器。
- 請求項2〜4のいずれか一項に記載の積層型冷却器において、上記後端冷却管と、該後端冷却管に隣接配置された上記冷却管とを連結する一対の上記連結部のうち、少なくともいずれか一方は、他の上記連結部よりも冷却媒体の通水抵抗が高いことを特徴とする積層型冷却器。
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