JP2014152983A - Cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気車両等のパワートランジスタやサイリスタ等の半導体素子を利用した制御機器等の冷却に使用する冷却器に関する。 The present invention relates to a cooler used for cooling a control device using a semiconductor element such as a power transistor or a thyristor of an electric vehicle.
パワートランジスタやサイリスタ等の半導体素子を利用した制御機器等の冷却に使用する冷却器として、例えば特許文献1及び特許文献2に示すようなパイプを用いた冷却器が知られている。
特許文献1に記載の冷却器は、半導体素子等の発熱体の熱を受けるベースブロック(受熱用ブロック)に、断面積の大きな複数本のタンクを埋設するとともに、タンクの露出部分の側面に複数の細いパイプを立設させ、そのパイプに複数のフィンを取り付けた構成とされ、発熱体の熱を外気によって冷却することができるようになっている。
As coolers used for cooling control devices using semiconductor elements such as power transistors and thyristors, for example, coolers using pipes as shown in
In the cooler described in
また、特許文献2に記載の冷却器(冷却装置)は、ベースブロック(受熱板)の外面側に、内部に冷媒を流通する複数のパイプの一端部が取り付けられるとともに、各パイプの他端部に複数の放熱フィンが取り付けられた構成とされており、特許文献1の冷却器と同様に、発熱体の熱を外気により冷却することができる。
そして、このような冷却器においては、多くの場合、放熱フィンの周囲を通風ダクトで覆うことにより、車両走行時に通風ダクト内に外気を良好に送風して冷却できるようになっている。なお、特許文献2に記載される冷却器においては、通風ダクト内に外気を強制的に送風する送風ファンを設けることで、車両の走行、停止に関わらず一定の冷却作用を確保することができるようになっている。
In addition, in the cooler (cooling device) described in
And in such a cooler, in many cases, by covering the periphery of the radiating fins with a ventilation duct, the outside air can be blown well into the ventilation duct when the vehicle is running so as to be cooled. In the cooler described in
ところで、上記のような通風ダクトを用いた構造の冷却器においては、車両の走行時に通風ダクトが振動して、割れ等の破損が生じることがあった。そこで、従来から、通風ダクトの外側に強め輪となるアングル等の強度部材を溶接する等して、振動を抑制するための種々の対策がなされている。しかし、車両の高速化等によって通風ダクトに生じる振動条件はより一層過酷なものとなってきており、振動を抑えるための通風ダクトのさらなる強度向上が求められている。 By the way, in the cooler having the structure using the ventilation duct as described above, the ventilation duct vibrates when the vehicle travels, and breakage such as cracks may occur. Therefore, conventionally, various measures for suppressing vibration have been taken, such as by welding a strength member such as an angle that becomes a strong wheel on the outside of the ventilation duct. However, the vibration conditions generated in the ventilation duct due to the speeding up of the vehicle have become more severe, and further improvement in the strength of the ventilation duct is required to suppress vibration.
また、特許文献2に記載の冷却器においては、パイプの放熱フィン側の端部を連結部材で連結して固定部(通風ダクト等)に支持することにより、走行風によるパイプの振動を抑制することが記載されているが、通風ダクトが振動する環境下では、通風ダクトの振動によってパイプを破損するおそれがある。
Moreover, in the cooler described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構造で通風ダクトの強度を向上でき、通風ダクトに生じる振動を低減することができる冷却器を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the cooler which can improve the intensity | strength of a ventilation duct with simple structure, and can reduce the vibration which arises in a ventilation duct. To do.
本発明の冷却器は、発熱体が装着されるベースブロックと、該ベースブロックの前記発熱体の装着面とは他方面に埋設され冷媒が収容された複数のタンクと、該タンクの側面に相互に平行に立設した状態で接続される複数のパイプと、複数の前記パイプを貫通させた状態で該パイプに取り付けられた複数の放熱フィンと、前記ベースブロックに取り付けられ前記パイプ及び前記放熱フィンの周囲を囲んで前記タンクの長手方向に沿った送風路を形成する通風ダクトとを備え、前記通風ダクトは、板材を曲げて形成され一対の側壁部の上端を天板部で連結してなるカバー部材と、前記カバー部材の両側壁部の下端部を前記ベースブロックに接続する一対のチャンネルと、前記パイプの下端を貫通した状態で支持し前記カバー部材に接続される下部連結板と、前記パイプの上端を貫通した状態で支持し前記カバー部材に接続される上部連結板とを有する構成とされていることを特徴とする。 The cooler of the present invention includes a base block to which a heating element is mounted, a plurality of tanks embedded in the other side of the mounting surface of the base block and containing a refrigerant, and a side surface of the tank. A plurality of pipes connected in a standing state parallel to the plurality of pipes, a plurality of heat radiation fins attached to the pipes in a state of passing through the plurality of pipes, and the pipes and the heat radiation fins attached to the base block And a ventilation duct that forms a ventilation path along the longitudinal direction of the tank. The ventilation duct is formed by bending a plate material, and the upper ends of a pair of side wall portions are connected by a top plate portion. A cover member, a pair of channels that connect lower end portions of both side wall portions of the cover member to the base block, and a bottom that is connected to the cover member while supporting the lower end of the pipe. Connecting the plates, characterized in that it is configured to be supported in a state of penetrating the upper end of the pipe and an upper connecting plate which is connected to said cover member.
冷却器の冷却部は、ベースブロック、タンク、パイプ及び放熱フィンにより構成されているが、これらの冷却部は、板材を折り曲げて形成された通風ダクトよりも剛性が高いものとなっている。
そして、通風ダクトは、下部連結板及び上部連結板によってパイプと接続状態とされており、全体の剛性が高められている。また、下部連結板及び上部連結板に複数のパイプを貫通させた状態で支持することにより、通風ダクトとパイプを安定した状態で固定することができる。
したがって、通風ダクトに生じる振動を低減することができる。
The cooling unit of the cooler includes a base block, a tank, pipes, and heat radiating fins. These cooling units have higher rigidity than a ventilation duct formed by bending a plate material.
The ventilation duct is connected to the pipe by the lower connecting plate and the upper connecting plate, and the overall rigidity is enhanced. Moreover, the ventilation duct and the pipe can be fixed in a stable state by supporting the lower connecting plate and the upper connecting plate with a plurality of pipes penetrating them.
Therefore, vibration generated in the ventilation duct can be reduced.
また、連結板を設けるという簡単な構造により強度を向上させることができ、通風ダクトの外側にアングル等の強度部材を溶接する等の複雑な作業を必要としないので、通風ダクトの外観の意匠性を向上させることもできる。
さらに、通風ダクトの下部連結板により、放熱フィンが配置される送風路とその下方空間とが区切られており、外気が送風路を通る際に付着する雨水等の水分がベースブロックに付着することが防止される。このため、ベースブロックに装着される電子部品(発熱体)と水分との接触が確実に防止され、雨水等による電子部品の故障を回避することができる。
In addition, the simple structure of providing a connecting plate can improve the strength and does not require complicated work such as welding strength members such as angles on the outside of the ventilation duct. Can also be improved.
Furthermore, the lower connecting plate of the ventilation duct divides the air passage where the heat dissipating fins are disposed and the space below the air passage, and moisture such as rainwater attached when outside air passes through the air passage adheres to the base block. Is prevented. For this reason, the contact between the electronic component (heating element) mounted on the base block and moisture is reliably prevented, and failure of the electronic component due to rainwater or the like can be avoided.
本発明によれば、通風ダクトの内側に連結板を設けるという簡単な構造で通風ダクトの強度を向上でき、通風ダクトに生じる振動を低減することができる。 According to the present invention, the strength of the ventilation duct can be improved with a simple structure in which the connecting plate is provided inside the ventilation duct, and the vibration generated in the ventilation duct can be reduced.
以下、本発明の冷却器の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1から図4は、本発明の一実施形態の冷却器100を示している。この冷却器100は、図1及び図4に示すように、発熱体9が装着されるベースブロック1と、そのベースブロック1に装着される発熱体9の装着面11とは他方面(反対面)12に埋設される複数のタンク2と、タンク2の側面に立設した状態で接続される複数のパイプ3と、複数のパイプ3を貫通させた状態とし、これらパイプ3に取り付けられた複数の放熱フィン4と、ベースブロック1に取り付けられ、パイプ3及び放熱フィン4の周囲を囲んでタンク2の長手方向に沿った送風路50を形成する通風ダクト5とを備える。
Hereinafter, an embodiment of a cooler of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a
ベースブロック1は、熱伝導性に優れる熱容量の大きなアルミニウムや銅等の金属により形成されている。そして、ベースブロック1は、下面側の装着面11に電子部品等の発熱体9が装着され、その発熱体9の装着面11とは他方面12に、タンク2が埋設されている。
The
タンク2は、図4に示すように、断面が円形状のパイプで形成されている。そして、タンク2の側面に、複数の細いパイプ3が立設して設けられている。パイプ3は、図5に示すように、各パイプ2の側面(図4では上面)に一定間隔をおいて相互に平行(一列)に並べられている。タンク2とパイプ3とは、内部空間を一体としてろう付けにより接合され、内部に水やパーフルオロカーボン等の冷媒が収容されている。
これらタンク2及びパイプ3は、アルミニウム又は銅により形成されている。
As shown in FIG. 4, the
The
このように、複数のパイプ3が取り付けられたタンク2を、図1及び図4に示すように、ベースブロック1に複数個並列に配置することにより、パイプ3をマトリクス状に配置している。なお、タンク2の半分以上がベースブロック1に埋め込まれた状態とされ、はんだ付け等によりベースブロック1とタンク2とが一体に接合されている。このため、ベースブロック1とタンク2との間の熱移動が円滑に行われるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 4, a plurality of
また、パイプ3には、熱伝導率に優れたアルミニウムや銅からなる薄い板状の放熱フィン4が、パイプ3を貫通させた状態で串刺しにされたように複数枚重ねて取り付けられている。放熱フィン4には、薄板の所定位置に、例えばバーリング加工等により形成された複数の貫通孔(図示略)が設けられており、これらの貫通孔にパイプ3を圧入することにより、放熱フィン4は各ヒートシンク3と一体に取り付けられている。なお、パイプ3を拡管することにより放熱フィン4を取り付けることもできる。
In addition, a plurality of thin plate-like
通風ダクト5は、図4に示すように、板材を曲げて形成され、一対の側壁部51の上端を天板部52で連結してなるカバー部材54と、カバー部材54の両側壁部51の下端部をベースブロック1に接続する一対のチャンネル55と、パイプ3の下端を貫通した状態で支持しカバー部材54に接続される下部連結板56と、パイプ3の上端を貫通した状態で支持しカバー部材54に接続される上部連結板57とを有する構成とされる。
なお、カバー部材54の両側壁部51の下端部には、つば部53が設けられており、このつば部53をチャンネル55と締結することにより、チャンネル55を介してカバー部材54をベースブロック1に固定する構成とされている。
As shown in FIG. 4, the
Note that a
下部連結板56及び上部連結板57には、パイプ3を通す複数の貫通孔(図示略)が設けられており、下部連結板56及び上部連結板54は、貫通孔にパイプ3を貫通させた状態でカバー部材54の両側壁部51に接続されている。なお、放熱フィン4は、これら下部連結板56と上部連結板57との間に配置されている。また、下部連結板56及び上部連結板57の貫通孔は、バーリング加工等により形成することができる。
The lower connecting
また、チャンネル55は、溝型により形成されており、開口部を外方に向けた状態でベースブロック1の上に、平行に固定される。そして、チャンネル55に下部連結板56を載置するとともに、下部連結板56にカバー部材54のつば部53を重ねて配置することにより、下部連結板56がチャンネル55とカバー部材54のつば部53との間に挟まれた状態で固定されるようになっている。
また、本実施形態においては、図1及び図4に示すように、通風ダクト5のカバー部材54を構成する側壁部51と天板部52とは、1枚の板材をコの字状に成形することにより一体に形成されており、両チャンネル55の間を跨ぐように取り付けられている。
The
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG.1 and FIG.4, the
通風ダクト5とベースブロック1とで囲まれた空間は、下部連結板56によって、放熱フィン4が配置される送風路50と、その下方の空間55とに区切られている。また、送風路50の両端部(入口及び出口)には、フランジ状の継手板6が設けられている。
A space surrounded by the
また、本実施形態の冷却器100は、次のように組み立てることができる。
まず、図5に示すように、タンク2とパイプ3とを一体に接合しておく。そして、ベースブロック1には、予め所定位置にタンク2を嵌め込むための凹溝(図示略)を形成しておく。
Moreover, the cooler 100 of this embodiment can be assembled as follows.
First, as shown in FIG. 5, the
次に、側壁部51と天板部52とが一体に形成されたカバー部材54に、上部連結板57をボルト83で固定する。そして、この上部連結板57が固定されたカバー部材54を、ベースブロック1に被せる。この際、上部連結板57の貫通孔にパイプ3の上端を圧入することにより、パイプ3と上部連結板57とが互いに支持された状態となる。
最後に、チャンネル55、下部連結板56、カバー部材54のつば部53をボルト82で締結して、下部連結板56を、チャンネル55とカバー部材54との間に挟んだ状態で固定することにより、冷却器100を組み立てることができる。
Next, the upper connecting
Finally, the
このように構成された冷却器100においては、発熱体9から発生した熱がベースブロック1に伝わり、さらにベースブロック1からタンク2に伝わってタンク2内の冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒は、パイプ3内を上昇し、熱はパイプ3を介して放熱フィン4を伝わって大気中に放出される。そして、パイプ3内を上昇した冷媒は、熱を放出した後、凝縮してパイプ3内を降下して、タンク2内に戻る。冷媒がこのような循環を繰り返すことにより、発熱体9から発生する熱を大気中に放出して、発熱体9の温度上昇を抑えて安定した性能を発揮させることができるようになっている。
In the cooler 100 configured as described above, heat generated from the
本実施形態の冷却器100においては、通風ダクト5は、カバー部材54の両側壁部51が、下部連結板56及び上部連結板57によって、パイプ3と接続状態とされており、通風ダクト5の下部から上部にかけて全体の剛性が高められている。また、下部連結板56及び上部連結板57に複数のパイプ3を貫通させた状態で支持することにより、通風ダクト5とパイプ3を安定した状態で固定することができる。
したがって、通風ダクト5に生じる振動を低減することができる。
In the cooler 100 of the present embodiment, the
Therefore, vibration generated in the
また、送風路50内に連結板を設けるという簡単な構造により、通風ダクト5の強度を向上させることができ、通風ダクト5の外側にアングル等の強度部材を溶接する等の複雑な作業を必要としないので、通風ダクト5の外観の意匠性を向上させることもできる。
さらに、通風ダクト5の下部連結板56により、放熱フィン4が配置される送風路50とその下方空間58とが区切られており、外気が送風路50を通る際に付着する雨水等の水分がベースブロック1に付着することが防止される。このため、ベースブロックに装着される電子部品(発熱体9)と水分との接触が確実に防止され、雨水等による電子部品の故障を回避することができる。
Further, the strength of the
Further, the lower connecting
また、上記本実施形態の冷却器100を実際に作製し、振動付加試験を行ったところ、従来の冷却器(下部連結板56と上部連結板57が無く、通風ダクト5の外側を強め輪により支持した構造)に対して発生する応力が約半分に抑えられ、通風ダクト5全体の強度を向上できることが確認できた。
In addition, when the cooler 100 of the present embodiment was actually manufactured and subjected to a vibration addition test, the conventional cooler (the lower connecting
なお、本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、放熱フィン4は、上記実施形態にように、全部のパイプ3を貫通させた状態で取り付ける構成とする他、いくつかのブロックに分けて、複数個のパイプ3毎に分けて取り付ける構成とすることもできる。
In addition, this invention is not limited to the thing of the structure of the said embodiment, In a detailed structure, a various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the radiating
1 ベースブロック
2 タンク
3 パイプ
4 放熱フィン
5 通風ダクト
6 継手板
9 発熱体
11 装着面
12 他方面
50 送風路
51 側壁部
52 天板部
53 つば部
54 カバー部材
55 チャンネル
56 下部連結板
57 上部連結板
58 下方空間
81〜83 ボルト
100 冷却器
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013022737A JP2014152983A (en) | 2013-02-07 | 2013-02-07 | Cooler |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=51575025
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