JP2516087Y2 - 半導体冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は半導体素子等の電子部品を冷却する装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、インバータ装置などに使用される電子部品、と
くに通電される電流値が大きいパワー素子など、熱によ
り特性が比較的変化し易い部品は、冷却する必要があ
る。そのため、例えば第５図に示すように、ヒートシン
ク１の一方の面である冷却面12にアルミ押し出し加工等
により直線状のフィンが多数平行に延びる冷却フィン11
を突出させている。ヒートシンク１の他方の面には平面
部13を備え、平面部13にパワー素子２を取り付け、冷却
フィン11に冷却空気が当たってパワー素子２から発生す
る熱を放散するように、ケース３に取り付けている（例
えば実公昭63−31393号公報）。

このような冷却フィン11を備えたヒートシンク１を自
然対流による冷却により冷却する場合、ヒートシンク１
は、冷却空気が矢印Ａに示すように、下から冷却フィン
11に沿って層流状に流れて上昇するように配置される。
すなわち、インバータ装置のケース３の中でのヒートシ
ンク１の取付け方向は一定して、冷却フィン11を地面に
対し垂直になる縦方向取付けにしている。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、近年、インバータの用途が拡大するにつ
れ、インバータ装置に要求される形状が多様化し、イン
バータ装置の中の電子部品の収納スペース、収納方向が
制約されることが多くなってきた。

したがって、ヒートシンクの取付け方向も標準の縦方
向取付けでは収納不可能な場合があり、横方向取付けに
する必要も出てきた。

しかし、ヒートシンクを横方向取付けにすると自然対
流により上昇する空気の流れは、第６図に示した矢印Ｃ
のように、フィンの方向と交差し、フィンと衝突しては
ね返される。最初に接触するフィンとの熱伝達は充分行
われるが、下から２段目以上のフィンには両端部分が接
触するだけで、フィンの中央部には冷却空気が到達せ
ず、熱伝達は充分行われないため、冷却効果が低下する
欠点があった。

本考案は、ヒートシンクを何れの方向の取り付け方に
しても冷却効果が充分維持出来るようにすることを目的
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、一方の面に複数の冷却フィンを備え、他方
の面にパワー素子を取付ける平面部を備えたヒートシン
クにおいて、前記冷却フィンの長手方向の側面を台形状
に形成するとともに、長手方向に間隔をおいて複数個配
列し、かつこの冷却フィン列を冷却フィンの長手方向と
直角の方向に対して冷却フィンの上半部間で通風路か形
成されるように、斜めに平行にずらして千鳥に複数配列
して構成されたものである。

［作用］ ヒートシンクの冷却フィンは冷却フィンの長手方向の
側面を台形上に形成し、この冷却フィンを長手方向に間
隔をおいて複数個配列し、かつ冷却フィン列を冷却フィ
ンの長手方向と直角の方向に対して冷却フィンの上半部
間で通風路が形成されるように斜めに平行にずらして千
鳥に配列したので、ヒートシンクを横方向取付けにより
取り付けても、冷却空気は冷却フィンの間を縫って乱流
の状態を形成しながら上昇して流れる。

したがって、下から上までの全てのフィンに冷却空気
が接触し、冷却フィンの回りに形成される熱をもった空
気層を強制剥離する。そのため、冷却フィンの表面が常
に新しい空気に曝された状態で、冷却フィンから冷却空
気への熱伝達が行われるので、冷却効果が大きい。

［実施例］ 本考案を図に示す実施例について説明する。

第１図は本考案の実施例の正面図、第２図はその側面
図で、ヒートシンク１はダイカスト成形により形成さ
れ、冷却フィン11はヒートシンク１の一方の冷却面12
に、冷却フィンの長手方向の側面を台形状にし、冷却フ
ィンを長手方向に間隔おいて複数個配列してある。この
冷却フィン列を冷却フィンの長手方向と直角の方向に対
して冷却フィンの上半部間で通風路12aが形成されるる
ように、斜めに平行にずらして千鳥に複数配列してあ
る。ヒートシンク１の他方の面の平面部13にはパワー素
子２が取り付けられるようにしてある。

したがって、ヒートシンク１を縦方向取付けによりイ
ンバータ装置のケース３に取り付けた場合は、第２図に
示すように、従来と同じく対流による冷却空気は冷却フ
ィン11の側面に沿って矢印Ａ、Ａ′のように直線状に流
れる。

ヒートシンク１を横方向取付けにより取り付けた場合
は、第３図および第４図に示すように、対流による冷却
空気は冷却フィン11の間で縫って矢印B,B′のようにジ
クザク状に流れる。

上記のようにシートシンクの冷却フィンは冷却フィン
の長手方向の側面を台形状に形成し、冷却フィンの長手
方向と直角の方向に対して冷却フィンの上半部間に通風
路が形成されるように斜めに平行にずらして千鳥に複数
配列したので、ヒートシンクを横方向取付けにより取り
付けても、冷却空気は冷却フィンの間を縫って乱流の状
態を形成しながら上昇して流れる。そのため、冷却フィ
ンの回りに形成される熱をもった空気層を強制剥離し、
冷却フィンの表面を常に新しい空気に曝すことができ
る。

また、冷却フィンの側面が台形状に形成されているの
で、一つの段のフィンから次の段のフィンに流れる空気
の流れの抵抗が少なく、自然対流による熱伝達が円滑に
なる。

したがって、下から上までの全てのフィンに冷却空気
が乱流状態で接触して、冷却フィンから冷却空気への熱
伝達が行われるので、大きな冷却効果が得られる。

［考案の効果］ 以上述べたように、本考案によれば、ヒートシンクの
取付け方向を何れの方向に向けても、冷却効果が充分維
持出来るので、インバータ装置の取付け方向や、インバ
ータ装置の中の電子部品の配置を自由に選択でき、イン
バータ装置が要求される形状の多様化に即応できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す正面図、第２図は第１図
のII−II矢視からの側面図、第３図は異なる配置におけ
る正面図、第４図は第３図のIV−IV矢視からの側面図、
第５図は従来例を示す斜視図、第６図は動作を示す側面
図である。 １…ヒートシンク、11…冷却フィン、12…冷却面、13…
平面部、２…パワー素子

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の面に複数の冷却フィンを備え、他方
   の面にパワー素子を取付ける平面部を備えたヒートシン
   クからなる半導体冷却装置において、 前記冷却フィンの長手方向の側面を台形状にし、前記冷
   却フィンの長手方向に間隔をおいて複数個配列し、この
   冷却フィン列を冷却フィンの長手方向と直角の方向に斜
   めに平行にずらして冷却フィンの上半部間に形成した通
   風路を設けたことを特徴とする半導体冷却装置。