JP3496695B2 - Boiling cooling device and manufacturing method thereof - Google Patents

Boiling cooling device and manufacturing method thereof

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JP3496695B2 JP16894695A JP16894695A JP3496695B2 JP 3496695 B2 JP3496695 B2 JP 3496695B2 JP 16894695 A JP16894695 A JP 16894695A JP 16894695 A JP16894695 A JP 16894695A JP 3496695 B2 JP3496695 B2 JP 3496695B2
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boiling cooling
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長賀部  博之
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、IGBTモジュール等
の発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boiling cooling device for cooling a heating element such as an IGBT module.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、熱サイホン効果を利用してI
GBTモジュール等の発熱体を冷却する沸騰冷却装置が
提案されている。この沸騰冷却装置は、発熱体を冷却す
るための冷媒を収容する冷媒槽と、この冷媒槽の上部に
設置される放熱器とを備え、発熱体の熱を吸収して沸騰
気化した冷媒蒸気が、放熱器で冷却されて大気に放熱す
ることにより発熱体の冷却が行われる。
2. Description of the Related Art Conventionally, by utilizing the thermosiphon effect, I
A boiling cooling device for cooling a heating element such as a GBT module has been proposed. This evaporative cooling device includes a refrigerant tank that contains a refrigerant for cooling the heating element, and a radiator that is installed above the refrigerant tank, and the refrigerant vapor that has boiled to vaporize by absorbing the heat of the heating element. The heat generator is cooled by being cooled by the radiator and radiating heat to the atmosphere.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の沸騰
冷却装置において、冷媒槽に取り付ける発熱体の個数、
または発熱体の取付けピッチが異なる場合に、その発熱
体の個数または発熱体の取付けピッチに対応した冷媒槽
をプレス成形品で構成すると、少数毎に発熱体の個数ま
たは発熱体の取付けピッチに合わせたプレス型を新規設
計する必要が生じる。このため、プレス型に掛かる費用
が大幅に増大して冷媒槽の製造コストが高くなるという
問題が生じる。
However, in the above boiling cooling device, the number of heating elements attached to the refrigerant tank,
Or, if the heating element mounting pitches are different, if the refrigerant tank corresponding to the number of heating elements or the mounting pitch of the heating elements is composed of press-molded products, the number of heating elements or the mounting pitch of the heating elements can be adjusted for each minority. It is necessary to design a new press die. Therefore, there is a problem that the cost for the press die is significantly increased and the manufacturing cost of the refrigerant tank is increased.

【0004】本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、その目的は、冷媒槽に取り付ける発熱体の個数、
または発熱体の取付けピッチが異なる場合に、その発熱
体の個数または発熱体の取付けピッチの変化に対応でき
る冷媒槽を低コストで製造できる沸騰冷却装置の製造方
法およびその沸騰冷却装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to determine the number of heating elements to be installed in a refrigerant tank,
Or, when the mounting pitch of the heating elements is different, it is possible to provide a method of manufacturing a boiling cooling device and a boiling cooling device thereof, which can manufacture a refrigerant tank capable of coping with a change in the number of heating elements or a mounting pitch of the heating elements at low cost. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の構成を採用した。請求項1では、
締結部材によって外壁面に発熱体が取り付けられ、内部
に前記発熱体の熱を受けて沸騰する冷媒を収容した冷媒
槽と、この冷媒槽と連通して設けられて、前記冷媒槽で
沸騰気化した気相冷媒を冷却液化する放熱器とを備え、
前記冷媒槽は、2枚の薄肉部材を互いの接合部で貼り合
わせて形成されており、前記薄肉部材は、所定の形状に
成形された後、前記発熱体の取付け位置に合わせて前記
締結部材の取付け孔または螺子孔が形成されることを特
徴とする。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. In claim 1,
A heating element is attached to the outer wall surface by a fastening member, and a refrigerant tank containing a refrigerant that boils when receiving heat from the heating element inside is provided in communication with this refrigerant tank and boiled in the refrigerant tank. With a radiator for cooling and liquefying the vapor phase refrigerant,
The refrigerant tank is formed by bonding two thin members to each other at their joints. The thin member is formed into a predetermined shape and then the fastening member is fitted to the mounting position of the heating element. Is characterized in that a mounting hole or a screw hole is formed.

【0006】 請求項2では、請求項1に記載した製造
方法によって製造される沸騰冷却装置であって、対向す
る2枚の前記薄肉部材の間で、前記取付け孔と対応する
位置に前記締結部材の締め付け力を受ける取付部材が介
在されていることを特徴とする。
According to claim 2, the manufacturing according to claim 1
A cooling apparatus manufactured by the method, characterized in that between the two opposing said thin member, mounting member for receiving the tightening force of the fastening member in a position corresponding to the attachment hole is interposed And

【0007】請求項3では、請求項2に記載した沸騰冷
却装置において、前記取付部材には、前記締結部材を通
す貫通孔が設けられており、前記締結部材は、前記冷媒
槽の一方側から他方側へ前記貫通孔を通って配されるボ
ルトと、前記冷媒槽の他方側で前記ボルトに螺着される
ナットから成ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the boiling cooling apparatus according to the second aspect, the attachment member is provided with a through hole through which the fastening member passes, and the fastening member is provided from one side of the refrigerant tank. It is characterized by comprising a bolt arranged on the other side through the through hole and a nut screwed to the bolt on the other side of the refrigerant tank.

【0008】請求項4では、請求項2に記載した沸騰冷
却装置において、前記締結部材は、外周に雄ねじが形成
された螺子部材であり、前記取付部材には、前記締結部
材の雄ねじを受ける雌ねじが形成されていることを特徴
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the boiling cooling apparatus according to the second aspect, the fastening member is a screw member having an external thread formed on an outer periphery thereof, and the attachment member has a female thread for receiving the external thread of the fastening member. Is formed.

【0009】請求項5では、請求項4に記載した沸騰冷
却装置において、前記取付部材に形成された雌ねじは、
前記取付部材の両端面側から個々に形成されていること
を特徴とする。
According to a fifth aspect, in the boiling cooling apparatus according to the fourth aspect, the female screw formed on the mounting member is
It is characterized in that the mounting member is individually formed from both end surface sides.

【0010】 請求項6では、請求項2〜5に記載した
何れかの沸騰冷却装置において、前記取付部材には、前
記取付け孔に嵌合する嵌合部が設けられていることを特
徴とする。
According to a sixth aspect, in the boiling cooling device according to any one of the second to fifth aspects, the fitting member is provided with a fitting portion that fits into the fitting hole. It is characterized by

【0011】 請求項7では、請求項1に記載した製造
方法によって製造される沸騰冷却装置であって、前記冷
媒槽は、冷媒を収容するための冷媒室と、前記螺子孔を
形成するための締結空間とが設けられて、前記冷媒室と
前記締結空間とが気密に区画されていることを特徴とす
る。
According to claim 7, the manufacturing according to claim 1.
A boiling cooling device manufactured by a method , wherein the refrigerant tank is provided with a refrigerant chamber for containing a refrigerant and a fastening space for forming the screw hole, and the refrigerant chamber and the fastening space. And are airtightly divided.

【0012】請求項8では、請求項7に記載した沸騰冷
却装置において、前記締結空間は、前記薄肉部材と別部
材により設けられた中空状の取付部材から成り、この取
付部材が、前記螺子孔を形成する位置に合わせて前記冷
媒槽内に配置されることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the boiling cooling apparatus according to the seventh aspect, the fastening space includes a hollow mounting member provided by a member different from the thin member, and the mounting member has the screw hole. It is characterized in that it is arranged in the refrigerant tank in accordance with the position where the refrigerant is formed.

【0013】請求項9では、発熱体を冷却する沸騰冷却
装置であって、対向する2枚の薄肉部材を貼り合わせて
形成され、内部に前記発熱体の熱を受けて沸騰する冷媒
を収容する冷媒槽と、この冷媒槽と連通して設けられ
て、前記冷媒槽で沸騰気化した気相冷媒を冷却液化する
放熱器とを備え、前記冷媒槽は、複数の前記発熱体に対
応して設けられた複数の冷媒室と、隣合う冷媒室の間に
窪んで形成された締結領域とを有し、前記発熱体は、前
記締結領域に配された取付部材に取り付けられているこ
とを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a boiling cooling device for cooling a heating element, which is formed by laminating two thin members facing each other, and accommodates a refrigerant which receives the heat of the heating element and boils therein. A cooling medium tank and a radiator provided in communication with the cooling medium tank for cooling and liquefying the vapor phase cooling medium that has been boiled in the cooling medium tank are provided, and the cooling medium tank is provided corresponding to the plurality of heating elements. A plurality of coolant chambers, and a fastening region formed between adjacent coolant chambers so as to be recessed, wherein the heating element is attached to a mounting member arranged in the fastening region. To do.

【0014】請求項10では、請求項9に記載した沸騰
冷却装置において、前記取付部材は、前記冷媒槽の表面
に密着して配された平板材と、前記締結領域で前記平板
材の裏面に取り付けられた取付板とから成り、前記発熱
体は、前記冷媒室上の前記平板材の表面に密着して配さ
れて、前記取付板に形成された螺子孔に締結部材を固定
することにより取り付けられていることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the boiling cooling apparatus according to the ninth aspect, the mounting member is provided on a flat plate material that is disposed in close contact with the surface of the refrigerant tank, and on the back surface of the flat plate material in the fastening region. The heating element is arranged in close contact with the surface of the flat plate material on the refrigerant chamber, and is mounted by fixing a fastening member to a screw hole formed in the mounting plate. It is characterized by being.

【0015】請求項11では、請求項9に記載した沸騰
冷却装置において、前記取付部材は、前記締結領域で互
いに当接する前記薄肉部材と前記発熱体の取付け部との
間に介在されたスペーサであり、前記発熱体は、締結部
材により前記スペーサに締め付け固定されていることを
特徴とする。
According to an eleventh aspect, in the boiling cooling apparatus according to the ninth aspect, the mounting member is a spacer interposed between the thin member and the mounting portion of the heating element that abut each other in the fastening region. And the heating element is fastened and fixed to the spacer by a fastening member.

【0016】[0016]

【作用および発明の効果】[Operation and effect of the invention]

(請求項1)冷媒槽を形成する薄肉部材は、所定の形状
に成形された後、発熱体の取付け位置に合わせて締結部
材の取付け孔または螺子孔が形成される。従って、冷媒
槽に取り付けられる発熱体の個数あるいは取付けピッチ
が異なる場合でも、同一のプレス型を使用して薄肉部材
をプレス成形した後、個々の発熱体の取付けピッチに応
じて取付け孔または螺子孔を形成すれば良い。このた
め、発熱体の個数あるいは取付けピッチに合わせたプレ
ス型を新規設計する必要がなく、冷媒槽を低コストで製
造することができる。
(Claim 1) The thin member that forms the refrigerant tank is formed into a predetermined shape, and then a mounting hole or a screw hole for the fastening member is formed in accordance with the mounting position of the heating element. Therefore, even if the number or the mounting pitch of the heating elements attached to the refrigerant tank is different, after the thin-walled member is press-molded using the same press die, mounting holes or screw holes are formed according to the mounting pitch of each heating element. Should be formed. Therefore, it is not necessary to newly design a press die according to the number of heating elements or the mounting pitch, and the refrigerant tank can be manufactured at low cost.

【0017】(請求項2)締結部材の締め付け力を受け
る取付部材を2枚の薄肉部材の間に介在させることによ
り、締結部材の締め付け力によって薄肉部材が変形する
のを防止できる。また、取付部材は、発熱体の取付け位
置に応じて自由に配置できるため、発熱体の個数あるい
は取付けピッチが異なる場合に発熱体の取付けを効果的
に行なうことができる。
(Claim 2) By interposing the mounting member which receives the tightening force of the fastening member between the two thin members, it is possible to prevent the thin member from being deformed by the tightening force of the fastening member. Further, since the mounting member can be freely arranged according to the mounting position of the heating element, the heating element can be effectively mounted when the number of heating elements or the mounting pitch is different.

【0018】(請求項3)取付部材に貫通孔を設けるこ
とで、締結部材として一般的なボルトとナットを使用す
ることができる。
(Claim 3) By providing a through hole in the mounting member, general bolts and nuts can be used as the fastening member.

【0019】(請求項4)取付部材に雌ねじを形成する
ことで、締結部材としてボルトやスクリュ等の螺子部材
を使用することができる。
(Claim 4) By forming a female screw in the mounting member, a screw member such as a bolt or a screw can be used as the fastening member.

【0020】(請求項5)請求項4に記載した様に取付
部材に雌ねじを形成する場合、取付部材の両端面側から
個々に雌ねじを形成することにより、冷媒槽の両側に発
熱体を取り付ける場合でも、冷媒槽の片側だけで取付け
作業を行なうことができる。即ち、ボルトとナットを使
用する場合の様に、冷媒槽の両側に手を廻す必要がない
ため、作業性が良いと言える。
(Claim 5) When the female screw is formed on the mounting member as described in claim 4, the heating element is mounted on both sides of the refrigerant tank by individually forming the female screw from both end surfaces of the mounting member. Even in this case, the attachment work can be performed only on one side of the refrigerant tank. That is, it is possible to say that the workability is good because it is not necessary to put hands on both sides of the refrigerant tank as in the case of using the bolt and the nut.

【0021】 (請求項6)取付 部材の端面に、薄肉部材に形成された取付け孔に嵌
合する嵌合部を設けることで、薄肉部材に対する取付
材の位置決めを行なうことができる。この場合、取付
材の両面に嵌合部を設けても良いし、片面だけに嵌合部
を設けても十分位置決めの機能を果たすことができる。
[0021] end surface of (claim 6) the mounting member, by providing the fitting portion fitted in a mounting hole formed in the thin member, is possible to position the attachment portion <br/> material for thin member it can. In this case, the fitting portions may be provided on both surfaces of the attachment member, or the fitting portion may be provided on only one surface to sufficiently perform the positioning function.

【0022】(請求項7)冷媒室と区画された締結空間
を設けることにより、その締結空間内であれば、発熱体
の取付けピッチがずれても冷媒室に影響が及ばないた
め、取付けピッチの異なる発熱体でも取り付けることが
可能である。なお、締結空間は、冷媒室とともにプレス
成形された2枚の薄肉部材を接合部で貼り合わせること
により形成することができる。
(Claim 7) By providing the fastening space partitioned from the refrigerant chamber, the refrigerant chamber is not affected even if the mounting pitch of the heating element is deviated within the fastening space. It is possible to attach different heating elements. The fastening space can be formed by bonding together two thin-walled members press-molded together with the refrigerant chamber at the joint portion.

【0023】(請求項8)請求項7に記載した締結空間
は、プレス成形された薄肉部材とは別部材で形成された
中空状の取付部材に構成することができる。具体的に
は、その取付部材を螺子孔を形成する位置に合わせて冷
媒槽内に配置して固定(例えばろう付け)することによ
り実現できる。なお、中空状の取付部材とは、例えば、
断面形状が偏平なチューブを使用することができる。
(Claim 8) The fastening space described in claim 7 can be configured as a hollow mounting member formed of a member different from the press-molded thin member. Specifically, it can be realized by arranging and fixing (for example, brazing) the mounting member in the refrigerant tank in accordance with the position where the screw hole is formed. Incidentally, the hollow mounting member, for example,
A tube having a flat cross section can be used.

【0024】(請求項9)発熱体を締結領域に配された
取付部材に取り付けることができるため、成形プレート
に取付け孔や螺子孔を形成する必要がないため、発熱体
の個数や取付けピッチが異なる場合でも、同一のプレス
型でプレス成形された薄肉部材を使用して冷媒槽を形成
することができる。
(Claim 9) Since the heating element can be attached to the attachment member arranged in the fastening region, it is not necessary to form the attachment hole or the screw hole in the molding plate. Even if they are different, the refrigerant tank can be formed by using a thin member press-molded by the same press die.

【0025】(請求項10)請求項9に記載した取付部
材の具体的な例として、冷媒槽の表面に密着して配され
た平板材と、締結領域で平板材の裏面に取り付けられた
取付板とを使用することができる。取付板には、発熱体
の取付けピッチに合わせて螺子孔を形成しておき、平板
材には、螺子孔と同位置に締結部材を通す孔を形成して
おく。これにより、平板材の表面に密着して配された発
熱体は、締結領域において取付板に形成された螺子孔に
締結部材(例えばボルト)を締め付けて固定することに
より取り付けることができる。
(Claim 10) As a concrete example of the mounting member according to claim 9, a flat plate material that is arranged in close contact with the surface of the refrigerant tank and a mounting plate that is mounted on the back surface of the flat plate material in the fastening region. Boards and can be used. A screw hole is formed in the mounting plate in accordance with the mounting pitch of the heating element, and a hole through which the fastening member is inserted is formed in the flat plate member at the same position as the screw hole. Thus, the heating element arranged in close contact with the surface of the flat plate material can be attached by fastening and fastening the fastening member (for example, bolt) to the screw hole formed in the attachment plate in the fastening region.

【0026】(請求項11)請求項9に記載した取付部
材の他の例として、薄肉部材と発熱体の取付け部との間
に介在されたスペーサを使用することができる。この場
合、締結領域を形成する2枚のの薄肉部材は、スペーサ
に加わる締め付け力によって変形しないように、互いに
当接している必要がある。これにより、発熱体を固定す
る締結部材の締め付け力をスペーサで受けることができ
る。
(Claim 11) As another example of the mounting member described in claim 9, a spacer interposed between the thin member and the mounting portion of the heating element can be used. In this case, the two thin members forming the fastening region need to be in contact with each other so as not to be deformed by the tightening force applied to the spacer. Thereby, the fastening force of the fastening member that fixes the heating element can be received by the spacer.

【0027】[0027]

【実施例】次に、本発明の沸騰冷却装置の実施例を図面
に基づいて説明する。 (第1実施例)図1は沸騰冷却装置1の正面図、図2は
沸騰冷却装置1の側面図である。本実施例の沸騰冷却装
置1は、電気自動車や一般電力制御機器のインバータ回
路(図示しない)を構成するIGBTモジュール2(本
発明の発熱体)の冷却装置であり、内部にフロロカーボ
ン系の冷媒(図3参照)を収容する冷媒槽3、この冷媒
槽3の上部に組付けられる放熱器4、および放熱器4に
送風する冷却ファン5より構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the boiling cooling apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a front view of a boiling cooling device 1, and FIG. 2 is a side view of the boiling cooling device 1. The boiling cooling device 1 of the present embodiment is a cooling device for an IGBT module 2 (heating element of the present invention) that constitutes an inverter circuit (not shown) of an electric vehicle or a general power control device, and has a fluorocarbon-based refrigerant ( 3) (see FIG. 3), a radiator 4 mounted on the upper portion of the refrigerant tank 3, and a cooling fan 5 for blowing air to the radiator 4.

【0028】冷媒槽3は、平面形状が略矩形状を成す2
枚の成形プレート6(図3参照/本発明の薄肉部材)か
ら成り、その2枚の成形プレート6を互いの周縁部(上
端を除く)で接合して偏平な袋状(厚み幅t:約12m
m)に形成されている。その冷媒槽3の内部は、冷媒を
収容する冷媒室7(図3参照)として形成されるが、冷
媒槽3の内部を分割して複数の冷媒室7を形成しても良
いし、分割することなく全体を1つの冷媒室7として形
成しても良い。
The coolant tank 3 has a substantially rectangular planar shape 2
It is composed of one molding plate 6 (see FIG. 3 / thin member of the present invention), and the two molding plates 6 are joined at their peripheral portions (excluding the upper end) to form a flat bag shape (thickness width t: about 12m
m) is formed. The inside of the refrigerant tank 3 is formed as a refrigerant chamber 7 (see FIG. 3) that contains the refrigerant, but the inside of the refrigerant tank 3 may be divided to form a plurality of refrigerant chambers 7, or it may be divided. Alternatively, the whole may be formed as one refrigerant chamber 7.

【0029】冷媒槽3の上端は、放熱器4との接続口と
して開口している。成形プレート6は、熱伝導性の良好
な薄い金属板、例えばアルミニウム板(板厚約1.6m
m)をプレス成形したもので、複数のIGBTモジュー
ル2が取り付けられるだけの取付け面積を有し、その表
面にはIGBTモジュール2の取付け位置に合わせて複
数の取付け孔6a(図3参照)が開けられている。但
し、この取付け孔6aは、プレス成形の際に同時に開け
るのではなく、プレス成形後に、実際に取り付けられる
IGBTモジュール2の個数(本実施例では6個)、お
よび取付けピッチに合わせて開けられている。
The upper end of the refrigerant tank 3 is opened as a connection port with the radiator 4. The forming plate 6 is a thin metal plate having good thermal conductivity, for example, an aluminum plate (plate thickness of about 1.6 m.
m) is press-molded and has a mounting area for mounting a plurality of IGBT modules 2, and a plurality of mounting holes 6a (see FIG. 3) are formed on the surface in accordance with the mounting positions of the IGBT modules 2. Has been. However, the mounting holes 6a are not opened at the same time during press molding, but are opened according to the number of IGBT modules 2 (six in this embodiment) actually mounted after press molding and the mounting pitch. There is.

【0030】冷媒槽3の内部には、成形プレート6に開
けられた各取付け孔6aと同位置にそれぞれスペーサ8
(本発明の取付部材)が配置されている。このスペーサ
8は、図3(図1のA−A断面図)に示すように、両端
面の中央部に成形プレート6の板厚分だけ隆起した円形
の嵌合部8aが設けられており、この嵌合部8aが取付
け孔6aに嵌め込まれた状態で2枚の成形プレート6の
間に挟まれて、一体ろう付けにより成形プレート6に接
合されている。従って、スペーサ8の両端面は、各成形
プレート6の表面と同じ高さで(同一平面)、冷媒槽3
の外側に表れている(但し、一体ろう付けにより冷媒槽
3の気密性は確保されている)。また、このスペーサ8
には、その中央部を冷媒槽3の厚み幅方向(図3の左右
方向)に貫通する円形の貫通孔8bが設けられている。
Inside the coolant tank 3, spacers 8 are provided at the same positions as the mounting holes 6a formed in the molding plate 6.
(The mounting member of the present invention) is arranged. As shown in FIG. 3 (A-A cross-sectional view of FIG. 1), the spacer 8 is provided with a circular fitting portion 8a that is raised by the thickness of the molding plate 6 at the center of both end surfaces, The fitting portion 8a is sandwiched between the two molding plates 6 in a state of being fitted into the mounting hole 6a, and is joined to the molding plate 6 by integral brazing. Therefore, both end surfaces of the spacer 8 are at the same height (same plane) as the surface of each molding plate 6, and the refrigerant tank 3
Outside (however, the airtightness of the refrigerant tank 3 is secured by integral brazing). Also, this spacer 8
Is provided with a circular through hole 8b penetrating the central portion thereof in the thickness width direction of the refrigerant tank 3 (left-right direction in FIG. 3).

【0031】IGBTモジュール2は、熱伝導性の良好
な金属製(例えば銅製)の放熱板2a(図3参照)を有
し、この放熱板2aが冷媒槽3の外壁面(成形プレート
6の取付け面)に密着した状態で、ボルト9とナット1
0の締結により冷媒槽3に取り付けられている。但し、
本実施例では、冷媒槽3の両側にそれぞれ6個ずつのI
GBTモジュール2が取り付けられており、冷媒槽3を
挟んで相対する2個ずつのIGBTモジュール2が、そ
れぞれ共通のボルト9とナット10によって締結されて
いる。
The IGBT module 2 has a heat radiating plate 2a (see FIG. 3) made of metal (for example, copper) having good heat conductivity, and this heat radiating plate 2a is an outer wall surface of the refrigerant tank 3 (attachment of the molding plate 6). Bolts 9 and nuts 1 in close contact with
It is attached to the refrigerant tank 3 by fastening 0. However,
In this embodiment, six I's are provided on each side of the refrigerant tank 3.
The GBT module 2 is attached, and two IGBT modules 2 facing each other across the refrigerant tank 3 are fastened by a common bolt 9 and nut 10.

【0032】具体的には、図3に示すように、冷媒槽3
の一方側(図3では左側)に取り付けられるIGBTモ
ジュール2の取付け部2b(4か所)に挿通したボルト
9をスペーサ8の貫通孔8bに通し、さらに冷媒槽3の
他方側に取り付けられるIGBTモジュール2の取付け
部2bをも挿通して、その先端から螺着したナット10
を締め付けることにより、冷媒槽3の両側にそれぞれI
GBTモジュール2が取り付けられる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the coolant tank 3
An IGBT mounted on one side (left side in FIG. 3) of the IGBT module 2 having bolts 9 inserted through the mounting portions 2b (four places) of the spacer 8 and further mounted on the other side of the refrigerant tank 3. The nut 10 which is inserted through the mounting portion 2b of the module 2 and is screwed from the tip thereof.
By tightening the
The GBT module 2 is attached.

【0033】放熱器4は、放熱チューブ11、上部タン
ク12、上部プレート12′、下部タンク13、下部プ
レート13′および放熱用フィン14より構成されてい
る。放熱チューブ11は、断面形状が偏平なアルミニウ
ム管より成り、放熱用フィン14とともに交互に組み合
わされて、上部タンク12、上部プレート12′と下部
タンク13、下部プレート13′とに支持されている。
上部プレート12′は、各放熱チューブ11の上端部が
接続されて、各放熱チューブ11を連通し、下部プレー
ト13′は、各放熱チューブ11の下端部が接続され
て、各放熱チューブ11を連通している。また、下部タ
ンク13には、冷媒槽3の接続口が挿入される長孔状の
挿入口13aが設けられている。
The radiator 4 is composed of a radiation tube 11, an upper tank 12, an upper plate 12 ', a lower tank 13, a lower plate 13' and a radiation fin 14. The heat radiating tube 11 is made of an aluminum tube having a flat cross section, is alternately combined with the heat radiating fins 14, and is supported by the upper tank 12, the upper plate 12 ', the lower tank 13, and the lower plate 13'.
The upper plate 12 ′ is connected to the upper ends of the heat radiating tubes 11 to communicate the respective heat radiating tubes 11, and the lower plate 13 ′ is connected to the lower ends of the respective heat radiating tubes 11 to communicate the respective heat radiating tubes 11. is doing. Further, the lower tank 13 is provided with an elongated hole-shaped insertion port 13a into which the connection port of the refrigerant tank 3 is inserted.

【0034】放熱用フィン14は、高熱伝導率のアルミ
ニウムの薄板を交互に折り曲げて波状に成形したもの
で、隣合う放熱チューブ11の間に介在されて、放熱チ
ューブ11の外表面に接合されている。この放熱用フィ
ン14は、放熱器4の表面積を拡大し、且つ熱伝導率を
増大させることで、放熱器4の放熱性能を向上させるこ
とができる。
The radiating fins 14 are formed by alternately bending thin plates of aluminum having a high thermal conductivity and are formed into a wavy shape. The radiating fins 14 are interposed between adjacent radiating tubes 11 and joined to the outer surface of the radiating tubes 11. There is. The heat dissipation fins 14 can improve the heat dissipation performance of the radiator 4 by increasing the surface area of the radiator 4 and increasing the thermal conductivity.

【0035】冷却ファン5は、例えば軸流式ファンで、
放熱器4の前面(または後面)に2個並んで配されてい
る。なお、冷却ファン5は、放熱器4に対して送風方向
の下流側に位置する吸込式でも良いし、放熱器4に対し
て送風方向の上流側に位置する押込式でも良い。即ち、
放熱器4に対する送風方向はどちらでも良い。
The cooling fan 5 is, for example, an axial flow fan,
Two radiators are arranged side by side on the front surface (or rear surface) of the radiator 4. The cooling fan 5 may be of a suction type located downstream of the radiator 4 in the blowing direction, or may be of a pushing type located upstream of the radiator 4 in the blowing direction. That is,
Either direction of air blow to the radiator 4 may be used.

【0036】次に、本実施例の沸騰冷却装置1の作用を
説明する。IGBTモジュール2に内蔵された半導体素
子(図示しない)が発熱すると、IGBTモジュール2
の放熱板2aから冷媒槽3を構成する成形プレート6に
熱伝導されることにより、冷媒槽3内の冷媒が沸騰気化
する。この時、冷媒槽3の内壁面と冷媒との間で高効率
な熱伝達(沸騰時で自然対流時の100〜1000倍に
も達する)が行なわれる。沸騰した冷媒は、気泡となっ
て冷媒槽3内を上昇し、放熱器4の下部タンク13へ流
入した後、下部タンク13から各放熱チューブ11へ分
配されて、放熱チューブ11内を上昇する。
Next, the operation of the boiling cooling device 1 of this embodiment will be described. When a semiconductor element (not shown) built in the IGBT module 2 generates heat, the IGBT module 2
By heat conduction from the heat radiating plate 2a to the forming plate 6 constituting the refrigerant tank 3, the refrigerant in the refrigerant tank 3 is boiled and vaporized. At this time, highly efficient heat transfer (up to 100 to 1000 times that during natural convection during boiling) is performed between the inner wall surface of the refrigerant tank 3 and the refrigerant. The boiled refrigerant becomes bubbles and rises in the refrigerant tank 3, flows into the lower tank 13 of the radiator 4, and then is distributed from the lower tank 13 to the respective heat radiation tubes 11 and rises in the heat radiation tube 11.

【0037】放熱チューブ11内を流れる冷媒蒸気は、
冷却ファン5の送風を受けて低温となっている放熱チュ
ーブ11の内壁面に凝縮して液化し、この際に凝縮潜熱
を放出する。凝縮して液滴となった冷媒は、自重により
放熱チューブ11内を流下して下部タンク13に一時溜
まり、下部タンク13から再び冷媒槽3内へ戻る。一
方、冷媒蒸気が凝縮する際に放出された凝縮潜熱は、放
熱チューブ11の管壁から放熱用フィン14へ伝わって
大気へ放出される。この冷媒の沸騰・凝縮熱伝達が繰り
返されることにより、IGBTモジュール2から伝わっ
た熱が順次大気へ放出されて、半導体素子が冷却され
る。
The refrigerant vapor flowing in the heat radiation tube 11 is
When the cooling fan 5 blows air, it condenses and liquefies on the inner wall surface of the heat dissipation tube 11 that is at a low temperature, and releases latent heat of condensation at this time. The refrigerant that has condensed into droplets flows down in the heat dissipation tube 11 due to its own weight, is temporarily accumulated in the lower tank 13, and then returns from the lower tank 13 into the refrigerant tank 3 again. On the other hand, the latent heat of condensation released when the refrigerant vapor is condensed is transmitted from the tube wall of the heat dissipation tube 11 to the heat dissipation fins 14 and released to the atmosphere. By repeating the boiling and condensation heat transfer of the refrigerant, the heat transferred from the IGBT module 2 is sequentially released to the atmosphere, and the semiconductor element is cooled.

【0038】(第1実施例の効果)本実施例では、成形
プレート6に開けられる取付け孔6aが、プレス成形の
際に同時に開けるのではなく、プレス成形後に、実際に
取り付けられるIGBTモジュール2の個数、および取
付けピッチに合わせて開けられている。従って、冷媒槽
3に取り付けられるIGBTモジュール2の個数あるい
は取付けピッチが異なる場合でも、同一のプレス型を使
用して成形プレート6をプレス成形した後、個々のIG
BTモジュール2の取付けピッチに応じて取付け孔6a
を開ければ良い。このため、IGBTモジュール2の個
数あるいは取付けピッチに合わせたプレス型を新規設計
する必要がなく、プレス型に掛かる費用が一つのプレス
型費で良いことから、冷媒槽3を低コストで製造するこ
とができる。
(Effect of First Embodiment) In this embodiment, the mounting holes 6a formed in the molding plate 6 are not simultaneously opened during press molding, but the mounting of the IGBT module 2 actually mounted after press molding is performed. It is opened according to the number and mounting pitch. Therefore, even if the number or the mounting pitch of the IGBT modules 2 mounted in the refrigerant tank 3 is different, after the molding plate 6 is press-molded using the same press die, the individual IG
Mounting holes 6a according to the mounting pitch of the BT module 2
Just open it. Therefore, it is not necessary to newly design a press die according to the number of IGBT modules 2 or the mounting pitch, and the cost for the press die can be one press die cost. Therefore, the refrigerant tank 3 can be manufactured at low cost. You can

【0039】また、ボルト9とナット10の締め付け力
をスペーサ8で受けることができるため、冷媒槽3に大
きな締め付け荷重が加わることがなく、冷媒槽3の変形
を防止できる。言い換えれば、スペーサ8が冷媒槽3の
補強材として機能するため、大きな締め付け力でIGB
Tモジュール2を成形プレート6の取付け面に取り付け
ることが可能である。これにより、IGBTモジュール
2の放熱板2aと成形プレート6との間の接触熱抵抗を
極力小さくできるため、放熱性能の向上が期待できる。
また、スペーサ8は、その端面に設けられた嵌合部8a
を取付け孔6aに嵌め込んた状態で固定するため、取付
け孔6aに対して位置ずれすることがなく、組付けが容
易である。
Since the spacer 8 can receive the tightening force of the bolt 9 and the nut 10, the refrigerant tank 3 can be prevented from being deformed without applying a large tightening load to the refrigerant tank 3. In other words, since the spacer 8 functions as a reinforcing material for the refrigerant tank 3, a large tightening force is applied to the IGBT.
It is possible to mount the T module 2 on the mounting surface of the molding plate 6. As a result, the contact thermal resistance between the heat radiating plate 2a of the IGBT module 2 and the molding plate 6 can be made as small as possible, so that improvement in heat radiating performance can be expected.
Further, the spacer 8 has a fitting portion 8a provided on its end face.
Since it is fixed while being fitted in the mounting hole 6a, it is easy to assemble without being displaced with respect to the mounting hole 6a.

【0040】(第2実施例)図4は冷媒槽3の断面図
(図1のA−A断面に相当)である。本実施例は、スペ
ーサ8に貫通した螺子孔8cを形成して、この螺子孔8
cにボルト9を螺着する場合の一例を示すものである。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of the refrigerant tank 3 (corresponding to the AA section in FIG. 1). In the present embodiment, a screw hole 8c penetrating the spacer 8 is formed, and the screw hole 8c is formed.
It shows an example in which the bolt 9 is screwed to c.

【0041】(第3実施例)図5は冷媒槽3の断面図
(図1のA−A断面に相当)である。本実施例は、スペ
ーサ8の両端面側からそれぞれ螺子孔8cを形成して、
冷媒槽3の両側でそれぞれ個々のボルト9により各IG
BTモジュール2を締結した場合の一例を示すものであ
る。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a sectional view of the refrigerant tank 3 (corresponding to the AA section in FIG. 1). In this embodiment, the screw holes 8c are formed from both end surfaces of the spacer 8,
Each IG is connected to each side of the refrigerant tank 3 by an individual bolt 9.
It shows an example when the BT module 2 is fastened.

【0042】(第4実施例)図6は冷媒槽3の断面図で
ある。本実施例は、成形プレート6に取付け孔6aを開
けることなくIGBTモジュール2の取付けを行う場合
の一例を示すものである。例えば、冷媒槽3に複数の冷
媒室7を形成して、各冷媒室7毎にIGBTモジュール
2を取り付ける場合、隣合う冷媒室7の間に窪んだ領域
が形成される。そこで、この窪んだ領域をIGBTモジ
ュール2を締結するための締結領域15として利用す
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a sectional view of the refrigerant tank 3. This embodiment shows an example of mounting the IGBT module 2 without opening the mounting hole 6a in the molded plate 6. For example, when a plurality of refrigerant chambers 7 are formed in the refrigerant tank 3 and the IGBT module 2 is attached to each refrigerant chamber 7, a recessed region is formed between adjacent refrigerant chambers 7. Therefore, this recessed area is used as a fastening area 15 for fastening the IGBT module 2.

【0043】具体的には、図6に示すように、締結領域
15を含む冷媒槽3の表面に放熱用プレート16(本発
明の平板材)を配し、締結領域15のみ放熱用プレート
16の裏面に締結用プレート17(本発明の取付板)を
貼り合わせておく。放熱用プレート16には、IGBT
モジュール2の取付けピッチに合わせてボルト9を通す
丸孔16aが開けられており、締結用プレート17に
は、その丸孔16aと同位置にボルト9を螺着する螺子
孔17aがバーリング加工等により形成されている。な
お、放熱用プレート16は、熱伝導性の良好なアルミニ
ウム製あるいは銅製で、成形プレート6の表面に密着し
て接合される。
Specifically, as shown in FIG. 6, a heat radiation plate 16 (a flat plate material of the present invention) is arranged on the surface of the coolant tank 3 including the fastening region 15, and only the fastening region 15 is provided with the heat radiation plate 16. The fastening plate 17 (mounting plate of the present invention) is attached to the back surface. The heat dissipation plate 16 has an IGBT
A round hole 16a through which the bolt 9 is inserted is opened in accordance with the mounting pitch of the module 2, and a screw hole 17a for screwing the bolt 9 at the same position as the round hole 16a is formed in the fastening plate 17 by burring or the like. Has been formed. The heat dissipation plate 16 is made of aluminum or copper having good thermal conductivity, and is closely bonded to the surface of the molding plate 6.

【0044】IGBTモジュール2は、放熱用プレート
16の表面に放熱板2aが密着した状態で配されて、取
付け部2bに挿通したボルト9を放熱用プレート16の
丸孔16aを通して締結用プレート17に形成された螺
子孔17aに螺着して締め付けることにより取り付けら
れる。本実施例では、成形プレート6に取付け孔6aを
開ける必要がないため、締結領域15をある程度の大き
さに確保しておけば、IGBTモジュール2の取付けピ
ッチが多少異なっても、放熱用プレート16に形成する
丸孔16aおよび締結用プレート17に形成する螺子孔
17aの位置を変更するだけで対応できる。これによ
り、成形プレート6自体は同一形状のものを使用できる
ため、プレス型を増設する必要がなく、コストを低減で
きる。
The IGBT module 2 is arranged with the heat radiating plate 2a in close contact with the surface of the heat radiating plate 16, and the bolt 9 inserted into the mounting portion 2b is passed through the round hole 16a of the heat radiating plate 16 to the fastening plate 17. It is attached by screwing into the formed screw hole 17a and tightening. In this embodiment, since it is not necessary to open the mounting hole 6a in the molded plate 6, if the fastening region 15 is secured to a certain size, the heat dissipation plate 16 can be provided even if the mounting pitch of the IGBT module 2 is slightly different. This can be dealt with only by changing the positions of the round hole 16a formed in the above and the screw hole 17a formed in the fastening plate 17. As a result, since the molding plate 6 itself can be of the same shape, it is not necessary to add a press die and the cost can be reduced.

【0045】なお、放熱用プレート16自体に螺子孔を
形成することも可能であるが(従って、締結用プレート
17は不要)、ボルト9の締結力を受けるために放熱用
プレート16の厚み幅を厚くする必要がある。この場
合、IGBTモジュール2の放熱板2aと成形プレート
6との間隔が大きくなることで放熱性が悪化するばかり
でなく、材料費が高くなるとともに、重量も増加するた
め、上記のように締結領域15にのみ締結用プレート1
7を貼り合わせて使用した方が有利である。
Although it is possible to form a screw hole in the heat dissipation plate 16 itself (therefore, the fastening plate 17 is not necessary), the thickness width of the heat dissipation plate 16 is set to receive the fastening force of the bolt 9. Need to thicken. In this case, not only the heat dissipation performance deteriorates due to the increased distance between the heat dissipation plate 2a of the IGBT module 2 and the molding plate 6, but also the material cost increases and the weight increases. Fastening plate 1 only for 15
It is advantageous to use 7 by bonding.

【0046】(第5実施例)図7は冷媒槽3の断面図で
ある。本実施例は、第4実施例と同様に、締結領域15
で放熱用プレート16の裏面に締結用プレート17を貼
り合わせて使用する他の例を示すものである。即ち、第
4実施例では締結用プレート17の板厚が薄いため、螺
子孔17aをバーリング加工等によって形成している
が、本実施例では、図7に示すように、締結用プレート
17の板厚を厚くして、通常の螺子孔加工によって螺子
孔17aを形成している。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 is a sectional view of the refrigerant tank 3. This embodiment is similar to the fourth embodiment in that the fastening area 15
2 shows another example in which the fastening plate 17 is attached to the back surface of the heat dissipation plate 16 for use. That is, in the fourth embodiment, since the fastening plate 17 is thin, the screw holes 17a are formed by burring or the like. However, in the present embodiment, as shown in FIG. The thickness is increased and the screw hole 17a is formed by the usual screw hole processing.

【0047】(第6実施例)図8は沸騰冷却装置1の正
面図である。本実施例は、冷媒槽3を形成する2枚の成
形プレート6のみによって締結空間18を形成する場合
の一例を示すものである。例えば、図9(図8のB−B
断面図)に示すように、一方の成形プレート6Aに括れ
部6bを形成して、その括れ部6bの先端が他方の成形
プレート6Bの内面に当接した状態で接合することによ
り、気密に区画された冷媒室7と締結空間18とを形成
することができる。この様な場合、図8に示すように、
複数のIGBTモジュール2において取付けピッチP1
、P2 の何方か一方が略同じ時(仮にピッチP1 がほ
ぼ同じとする)は、冷媒槽3の縦方向(図8の上下方
向)に延びる締結空間18でピッチP2 を任意の位置に
取ることができる。
(Sixth Embodiment) FIG. 8 is a front view of the boiling cooling apparatus 1. This embodiment shows an example in which the fastening space 18 is formed only by the two molding plates 6 forming the coolant tank 3. For example, in FIG. 9 (BB of FIG. 8
As shown in the cross-sectional view), a constricted portion 6b is formed on one of the molding plates 6A, and the constricted portion 6b is joined in a state where the tip of the constricted portion 6b is in contact with the inner surface of the other molding plate 6B, whereby airtight partition The coolant chamber 7 and the fastening space 18 can be formed. In such a case, as shown in FIG.
Mounting pitch P1 for multiple IGBT modules 2
, P2 is substantially the same (if the pitch P1 is substantially the same), the pitch P2 can be set at an arbitrary position in the fastening space 18 extending in the vertical direction of the refrigerant tank 3 (vertical direction in FIG. 8). You can

【0048】なお、図10(図8のB−B断面に相当)
に示すように、両方の成形プレート6A、6Bに同様の
括れ部6bを形成して、互いの括れ部6b同士を当接さ
せた状態で接合することにより冷媒室7と締結空間18
とを形成することもできる。この場合、2枚の成形プレ
ート6を同一形状にして、成形プレート6のプレス型を
一つにできるため、図9の場合と比べてコストを低減で
きる。また、図9および図10では、冷媒槽3の両側に
それぞれIGBTモジュール2を取り付けた例を示した
が、例えば図11(図8のB−B断面に相当)に示すよ
うに、冷媒槽3の片側だけにIGBTモジュール2を取
り付ける様にしても良い。
Incidentally, FIG. 10 (corresponding to the BB cross section of FIG. 8)
As shown in FIG. 3, the same constricted portion 6b is formed on both of the molding plates 6A and 6B, and the constricted portions 6b are joined together in a state of being in contact with each other, whereby the refrigerant chamber 7 and the fastening space 18 are joined together.
Can also be formed. In this case, since the two molding plates 6 can have the same shape and the press molds of the molding plates 6 can be one, the cost can be reduced as compared with the case of FIG. 9. 9 and 10, an example in which the IGBT modules 2 are attached to both sides of the refrigerant tank 3 is shown, but as shown in FIG. 11 (corresponding to the BB cross section of FIG. 8), the refrigerant tank 3 is shown. The IGBT module 2 may be attached to only one side of the.

【0049】(第7実施例)図12は沸騰冷却装置1の
断面図(図8のB−B断面に相当)である。本実施例
は、締結空間18を成形プレート6と別部材のチューブ
19(本発明の中空状の取付部材)によって形成した場
合の一例を示すものである。例えば、図12に示すよう
に、対向する2枚の成形プレート6の間に偏平なチュー
ブ19を挟み込んで、成形プレート6と一体にろう付け
することにより、そのチューブ19内に締結空間18が
形成されて、締結空間18の外側には冷媒室7が形成さ
れる。この構成によれば、冷媒槽3内でチューブ19の
取付け位置、即ち締結空間18を自由に移動できるた
め、取付けピッチの異なるIGBTモジュール2にも容
易に対応できる。また、成形プレート6の形状を簡素化
できることからコストダウンが可能である。
(Seventh Embodiment) FIG. 12 is a sectional view of the boiling cooling apparatus 1 (corresponding to the BB section in FIG. 8). This embodiment shows an example in which the fastening space 18 is formed by a tube 19 (a hollow mounting member of the present invention) which is a separate member from the molding plate 6. For example, as shown in FIG. 12, a flat tube 19 is sandwiched between two opposing molding plates 6 and brazed integrally with the molding plate 6 to form a fastening space 18 in the tube 19. Thus, the refrigerant chamber 7 is formed outside the fastening space 18. According to this configuration, since the mounting position of the tube 19, that is, the fastening space 18 can be freely moved within the refrigerant tank 3, it is possible to easily cope with the IGBT modules 2 having different mounting pitches. Further, since the shape of the molding plate 6 can be simplified, the cost can be reduced.

【0050】(第8実施例)図13は沸騰冷却装置1の
正面図である。本実施例は、冷媒槽3の外側にボルト9
の締め付け力を受けるスペーサ8を配置した場合の一例
を示すものである。例えば、図14(図13のC−C断
面図)に示すように、冷媒室7と冷媒室7との間に形成
される締結領域15(成形プレート6の窪んだ領域)に
スペーサ8を配置して、このスペーサ8に形成された螺
子孔8cにボルト9をねじ込んで締め付けることによ
り、冷媒槽3の両側にIGBTモジュール2を取り付け
ることができる。この場合、ボルト9を螺子孔8cにね
じ込むだけでIGBTモジュール2を取り付けることが
できるため、作業性が良いと言える。
(Eighth Embodiment) FIG. 13 is a front view of the boiling cooling apparatus 1. In this embodiment, the bolt 9 is provided on the outside of the coolant tank 3.
This is an example in which the spacer 8 that receives the tightening force of is arranged. For example, as shown in FIG. 14 (C-C cross-sectional view of FIG. 13), the spacer 8 is arranged in the fastening region 15 (a recessed region of the molding plate 6) formed between the refrigerant chambers 7. Then, the bolts 9 are screwed into the screw holes 8c formed in the spacer 8 and tightened, whereby the IGBT modules 2 can be attached to both sides of the refrigerant tank 3. In this case, the IGBT module 2 can be attached simply by screwing the bolt 9 into the screw hole 8c, and thus the workability can be said to be good.

【0051】または、図15(図13のC−C断面に相
当)に示すように、締結領域15に配置されたスペーサ
8に貫通孔8bを形成し、この貫通孔8bにボルト9を
通してナット10により締め付けることにより、冷媒槽
3の両側にIGBTモジュール2を取り付けることもで
きる。なお、本実施例の場合、締結領域15の2枚の成
形プレート6A、6Bが互いに当接している必要があ
る。これにより、ボルト9の締め付け力をスペーサ8で
受けることができるため、成形プレート6が変形するこ
とはない。但し、スペーサ8は、冷媒室7を形成する成
形プレート6の表面と同じ高さ(同一平面)、または少
し低くなっている。
Alternatively, as shown in FIG. 15 (corresponding to the C-C cross section of FIG. 13), a through hole 8b is formed in the spacer 8 arranged in the fastening region 15, and the bolt 9 is passed through the through hole 8b to pass through the nut 10. The IGBT modules 2 can be attached to both sides of the refrigerant tank 3 by tightening with. In the case of this embodiment, the two molding plates 6A and 6B in the fastening region 15 need to be in contact with each other. As a result, the tightening force of the bolt 9 can be received by the spacer 8, so that the molding plate 6 is not deformed. However, the spacer 8 has the same height (same plane) as the surface of the molding plate 6 forming the refrigerant chamber 7, or slightly lower.

【0052】(第9実施例)図16は沸騰冷却装置1の
正面図である。本実施例は、冷媒槽3内部にインナフィ
ン20を挿入して、そのインナフィン20によってスペ
ーサ8の位置決めを行なう場合の一例を示すものであ
る。冷媒槽3の内部にボルト9の締め付け力を受けるス
ペーサ8を配置する場合、図17(図16のD−D断面
図)に示すように、そのスペーサ8を冷媒槽3内に挿入
されたインナフィン20によって固定することができ
る。この場合、インナフィン20は、スペーサ8を固定
するだけでなく、放熱面積を増大させることができるた
め、放熱性能の向上を図ることができる。
(Ninth Embodiment) FIG. 16 is a front view of the boiling cooling apparatus 1. The present embodiment shows an example in which the inner fin 20 is inserted into the coolant tank 3 and the spacer 8 is positioned by the inner fin 20. When arranging the spacer 8 that receives the tightening force of the bolt 9 inside the refrigerant tank 3, as shown in FIG. 17 (D-D cross-sectional view of FIG. 16), the spacer 8 is inserted into the inner fin 3 which is inserted into the refrigerant tank 3. It can be fixed by 20. In this case, since the inner fin 20 can not only fix the spacer 8 but also increase the heat radiation area, the heat radiation performance can be improved.

【0053】上述の各実施例に示した構成によれば、I
GBTモジュール2の取付け部2b(ボルト9の締め付
け力が加わる部位)が必ず成形プレート6、スペーサ
8、あるいは放熱用プレート16に支持されており、例
えば図18に示す様な構造(取付け部2bの下側が中空
状態)と比較してIGBTモジュール2に撓み力が加わ
らないため、IGBTモジュール2内部のセラミック基
板(図示しない)に悪影響が及ばない。
According to the configurations shown in the above embodiments, I
The mounting portion 2b (the portion to which the tightening force of the bolt 9 is applied) of the GBT module 2 is always supported by the molding plate 6, the spacer 8 or the heat radiation plate 16, and has a structure as shown in FIG. Since the bending force is not applied to the IGBT module 2 as compared with the case where the lower side is hollow, the ceramic substrate (not shown) inside the IGBT module 2 is not adversely affected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】沸騰冷却装置の正面図である(第1実施例)。FIG. 1 is a front view of a boiling cooling device (first embodiment).

【図2】沸騰冷却装置の側面図である(第1実施例)。FIG. 2 is a side view of a boiling cooling device (first embodiment).

【図3】図1のA−A断面図である(第1実施例)。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1 (first embodiment).

【図4】第2実施例に係る冷媒槽の断面図である(図1
のA−A断面に相当)。
FIG. 4 is a sectional view of a refrigerant tank according to a second embodiment (FIG. 1).
Corresponding to the A-A cross section).

【図5】第3実施例に係る冷媒槽の断面図である(図1
のA−A断面に相当)。
FIG. 5 is a sectional view of a refrigerant tank according to a third embodiment (FIG. 1).
Corresponding to the A-A cross section).

【図6】第4実施例に係る冷媒槽の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a refrigerant tank according to a fourth embodiment.

【図7】第5実施例に係る冷媒槽の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a refrigerant tank according to a fifth embodiment.

【図8】第6実施例に係わる沸騰冷却装置の正面図であ
る。
FIG. 8 is a front view of a boiling cooling device according to a sixth embodiment.

【図9】図8のB−B断面図である(第6実施例)。9 is a sectional view taken along line BB of FIG. 8 (sixth embodiment).

【図10】冷媒槽の断面図(図8のB−B断面に相当)
である(第6実施例)。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a refrigerant tank (corresponding to the BB cross section of FIG. 8).
(Sixth embodiment).

【図11】冷媒槽の断面図(図8のB−B断面に相当)
である(第6実施例)。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a refrigerant tank (corresponding to the BB cross section of FIG. 8).
(Sixth embodiment).

【図12】第7実施例に係わる冷媒槽の断面図(図8の
B−B断面に相当)である。
FIG. 12 is a cross-sectional view (corresponding to the BB cross section of FIG. 8) of the refrigerant tank according to the seventh embodiment.

【図13】第8実施例に係わる沸騰冷却装置の正面図で
ある。
FIG. 13 is a front view of a boiling cooling device according to an eighth embodiment.

【図14】図13のC−C断面図である(第8実施
例)。
FIG. 14 is a sectional view taken along line CC of FIG. 13 (eighth embodiment).

【図15】冷媒槽の断面図(図13のC−C断面に相
当)である(第8実施例)。
FIG. 15 is a sectional view of a refrigerant tank (corresponding to the CC section in FIG. 13) (eighth embodiment).

【図16】第9実施例に係わる沸騰冷却装置の正面図で
ある。
FIG. 16 is a front view of a boiling cooling device according to a ninth embodiment.

【図17】図16のD−D断面図である(第9実施
例)。
FIG. 17 is a sectional view taken along line DD of FIG. 16 (ninth embodiment).

【図18】発熱体の締結構造を示す断面図である(従来
例)。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a fastening structure of a heating element (conventional example).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 沸騰冷却装置 2 IGBTモジュール(発熱体) 3 冷媒槽 4 放熱器 6 成形プレート(薄肉部材) 6a 取付け孔 7 冷媒室 8 スペーサ(取付部材) 8a スペーサの嵌合部 8b スペーサの貫通孔 8c スペーサの螺子孔 9 ボルト(締結部材、螺子部材) 10 ナット(締結部材) 15 締結領域 16 放熱用プレート(平板材) 17 締結用プレート(取付板) 18 締結空間 19 チューブ(中空状の取付部材) 1 boiling cooling system 2 IGBT module (heating element) 3 Refrigerant tank 4 radiator 6 Molded plate (thin member) 6a Mounting hole 7 Refrigerant chamber 8 Spacer (mounting member) 8a Spacer fitting part 8b Spacer through hole 8c Spacer screw hole 9 bolts (fastening members, screw members) 10 Nut (fastening member) 15 fastening area 16 Heat dissipation plate (flat plate material) 17 Fastening plate (mounting plate) 18 fastening space 19 tube (hollow mounting member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/427 H05K 7/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 23/427 H05K 7/20

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】締結部材によって外壁面に発熱体が取り付
けられ、内部に前記発熱体の熱を受けて沸騰する冷媒を
収容した冷媒槽と、 この冷媒槽と連通して設けられて、前記冷媒槽で沸騰気
化した気相冷媒を冷却液化する放熱器とを備え、 前記冷媒槽は、2枚の薄肉部材を互いの接合部で貼り合
わせて形成されており、前記薄肉部材は、所定の形状に
成形された後、前記発熱体の取付け位置に合わせて前記
締結部材の取付け孔または螺子孔が形成されることを特
徴とする沸騰冷却装置の製造方法。
1. A refrigerant tank, in which a heating element is attached to an outer wall surface by a fastening member, and which contains a refrigerant that boils when receiving the heat of the heating element, and a refrigerant tank provided in communication with the refrigerant tank. And a radiator that cools and liquefies the vapor phase refrigerant that has boiled and vaporized in the tank. The refrigerant tank is formed by bonding two thin members at their joints, and the thin member has a predetermined shape. A method for manufacturing a boiling cooling device, characterized in that, after being molded into, the mounting hole or the screw hole of the fastening member is formed in accordance with the mounting position of the heating element.
【請求項2】請求項1に記載した製造方法によって製造
される沸騰冷却装置であって、 対向する2枚の前記薄肉部材の間で、前記取付け孔と対
応する位置に前記締結部材の締め付け力を受ける取付部
材が介在されていることを特徴とする沸騰冷却装置。
2. Manufacturing by the manufacturing method according to claim 1.
A cooling apparatus which is, between the two opposing said thin member, boil the mounting member for receiving the tightening force of the fastening member in a position corresponding to the mounting hole, characterized in that it is interposed Cooling system.
【請求項3】請求項2に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記取付部材には、前記締結部材を通す貫通孔が設けら
れており、 前記締結部材は、前記冷媒槽の一方側から他方側へ前記
貫通孔を通って配されるボルトと、前記冷媒槽の他方側
で前記ボルトに螺着されるナットから成ることを特徴と
する沸騰冷却装置。
3. The boiling cooling device according to claim 2, wherein the attachment member is provided with a through hole through which the fastening member is passed, and the fastening member is provided from one side of the refrigerant tank to the other side thereof. A boiling cooling device comprising a bolt arranged through the through hole and a nut screwed to the bolt on the other side of the refrigerant tank.
【請求項4】請求項2に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記締結部材は、外周に雄ねじが形成された螺子部材で
あり、 前記取付部材には、前記締結部材の雄ねじを受ける雌ね
じが形成されていることを特徴とする沸騰冷却装置。
4. The boiling cooling device according to claim 2, wherein the fastening member is a screw member having an external thread formed on the outer periphery, and the mounting member is provided with an internal thread for receiving the external thread of the fastening member. A boiling cooling device characterized in that
【請求項5】請求項4に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記取付部材に形成された雌ねじは、前記取付部材の両
端面側から個々に形成されていることを特徴とする沸騰
冷却装置。
5. The boiling cooling device according to claim 4, wherein the female screw formed on the mounting member is individually formed from both end surfaces of the mounting member.
【請求項6】請求項2〜5に記載した何れかの沸騰冷却
装置において、 前記取付部材には、前記取付け孔に嵌合する嵌合部が設
けられていることを特徴とする沸騰冷却装置。
6. In any of the cooling apparatus according to claim 2-5, boiling cooling to the mounting member is characterized in that the fitting portion fitted before Symbol mounting hole is provided apparatus.
【請求項7】請求項1に記載した製造方法によって製造
される沸騰冷却装置であって、 前記冷媒槽は、冷媒を収容するための冷媒室と、前記螺
子孔を形成するための締結空間とが設けられて、前記冷
媒室と前記締結空間とが気密に区画されていることを特
徴とする沸騰冷却装置。
7. Produced by the production method according to claim 1.
A cooling apparatus which is said refrigerant tank includes a refrigerant chamber for accommodating a refrigerant, and a fastening space is provided for forming the screw hole, the fastening space and airtight and the coolant chamber A boiling cooling device characterized by being partitioned into.
【請求項8】請求項7に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記締結空間は、前記薄肉部材と別部材により設けられ
た中空状の取付部材から成り、この取付部材が、前記螺
子孔を形成する位置に合わせて前記冷媒槽内に配置され
ることを特徴とする沸騰冷却装置。
8. The boiling cooling apparatus according to claim 7, wherein the fastening space includes a hollow mounting member provided by a member different from the thin member, and the mounting member forms the screw hole. A boiling cooling device arranged in the refrigerant tank according to a position.
【請求項9】発熱体を冷却する沸騰冷却装置であって、 対向する2枚の薄肉部材を貼り合わせて形成され、内部
に前記発熱体の熱を受けて沸騰する冷媒を収容する冷媒
槽と、 この冷媒槽と連通して設けられて、前記冷媒槽で沸騰気
化した気相冷媒を冷却液化する放熱器とを備え、 前記冷媒槽は、複数の前記発熱体に対応して設けられた
複数の冷媒室と、隣合う冷媒室の間に窪んで形成された
締結領域とを有し、 前記発熱体は、前記締結領域に配された取付部材に取り
付けられていることを特徴とする沸騰冷却装置。
9. A boiling cooling device for cooling a heating element, which is formed by laminating two thin members facing each other, and has a refrigerant tank for containing a refrigerant which receives the heat of the heating element and boils therein. And a radiator provided in communication with the refrigerant tank for cooling and liquefying the vapor-phase refrigerant boiled and vaporized in the refrigerant tank, wherein the refrigerant tank is provided in a plurality corresponding to the plurality of heating elements. Of the cooling chamber and a fastening region formed between adjacent cooling chambers in a depressed manner, wherein the heating element is attached to a mounting member arranged in the fastening region. apparatus.
【請求項10】請求項9に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記取付部材は、前記冷媒槽の表面に密着して配された
平板材と、 前記締結領域で前記平板材の裏面に取り付けられた取付
板とから成り、 前記発熱体は、前記冷媒室上の前記平板材の表面に密着
して配されて、前記取付板に形成された螺子孔に締結部
材を固定することにより取り付けられていることを特徴
とする沸騰冷却装置。
10. The boiling cooling apparatus according to claim 9, wherein the mounting member is mounted on a back surface of the flat plate material in a close contact with a flat plate material that is disposed in close contact with the surface of the coolant tank. The heating element is arranged in close contact with the surface of the flat plate material on the refrigerant chamber, and is mounted by fixing a fastening member to a screw hole formed in the mounting plate. A boiling cooling device characterized by the above.
【請求項11】請求項9に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記取付部材は、前記締結領域で互いに当接する前記薄
肉部材と前記発熱体の取付け部との間に介在されたスペ
ーサであり、 前記発熱体は、締結部材により前記スペーサに締め付け
固定されていることを特徴とする沸騰冷却装置。
11. The boiling cooling device according to claim 9, wherein the mounting member is a spacer interposed between the thin member and the mounting portion of the heating element that abut each other in the fastening region, The boiling cooling device, wherein the heating element is clamped and fixed to the spacer by a fastening member.
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