JP5705570B2 - Electronic component cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品冷却装置に関するものである。 The present invention relates to an electronic component cooling apparatus.
電気で駆動する車両等は、駆動用のモータ等を制御するために、電力制御筐体内に電力制御装置を備えている。電力制御装置は、IGBTなどのパワーデバイスやその他の電子部品で構成されている。これらの電子部品は熱損失によって発熱するため、通常は電子部品冷却装置に取り付けられ、冷却されている。この種の電気部品冷却装置は、強制空冷や車両移動によって発生する風を利用して、取り付けられた電気部品を効率良く冷却するように構成されている(特許文献1、2参照)。
A vehicle or the like that is driven by electricity includes a power control device in a power control housing in order to control a drive motor and the like. The power control apparatus is composed of a power device such as an IGBT and other electronic components. Since these electronic components generate heat due to heat loss, they are usually attached to an electronic component cooling device and cooled. This type of electrical component cooling device is configured to efficiently cool the mounted electrical components using forced air cooling or wind generated by vehicle movement (see
車両等の高性能化に伴い、電力制御装置は複雑になってきている。それに伴って、電力制御装置を構成する電子部品として、種類の異なる複数の素子が使用されるようになっている。また、各電子部品の発熱量も高くなっている。したがって、より冷却効率の良い電子部品冷却装置が求められている。しかしながら、従来の電子部品冷却装置は、風の向きによっては冷却効率が大きく低下する場合があるという問題があった。 As the performance of vehicles and the like increases, power control devices are becoming more complex. Accordingly, a plurality of different types of elements are used as electronic components constituting the power control apparatus. In addition, the amount of heat generated by each electronic component is also high. Therefore, there is a need for an electronic component cooling device with better cooling efficiency. However, the conventional electronic component cooling apparatus has a problem that the cooling efficiency may be greatly reduced depending on the direction of the wind.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却効率の低下が抑制された電子部品冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an electronic component cooling device in which a decrease in cooling efficiency is suppressed.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子部品冷却装置は、発熱する電子部品に熱的に接続される受熱ブロックと、受熱部と、前記受熱部の一部から延伸する放熱部とを有し、前記受熱部が前記受熱ブロックの表面に沿って延伸し、前記放熱部が前記受熱ブロックの表面に対して立設するように前記受熱ブロックに取り付けられた複数のヒートパイプと、前記複数のヒートパイプの前記放熱部に設けられた複数のフィンと、を備え、前記複数のヒートパイプは、第1のヒートパイプと、前記第1のヒートパイプよりも前記受熱部の長さが長い第2のヒートパイプとを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an electronic component cooling device according to the present invention includes a heat receiving block thermally connected to a heat generating electronic component, a heat receiving portion, and a part of the heat receiving portion. A plurality of heat-dissipating portions extending along the surface of the heat-receiving block, and the heat-dissipating portions are erected with respect to the surface of the heat-receiving block. A heat pipe, and a plurality of fins provided in the heat radiating section of the plurality of heat pipes, wherein the plurality of heat pipes are the first heat pipe and the heat receiving section than the first heat pipe. And a second heat pipe having a long length.
また、本発明に係る電子部品冷却装置は、上記の発明において、前記第1のヒートパイプと前記第2のヒートパイプとは、前記各受熱部が互いに略平行になり、かつ該各受熱部の一端が所定の方向に略揃うように配置されていることを特徴とする。 In the electronic component cooling device according to the present invention, in the above invention, the first heat pipe and the second heat pipe are configured such that the heat receiving portions are substantially parallel to each other, and The one end is arranged so as to be substantially aligned in a predetermined direction.
また、本発明に係る電子部品冷却装置は、上記の発明において、前記第2のヒートパイプは、前記受熱部が前記受熱ブロックの高温部から低温部にわたるように配置されていることを特徴とする。 In the electronic component cooling device according to the present invention as set forth in the invention described above, the second heat pipe is arranged such that the heat receiving portion extends from a high temperature portion to a low temperature portion of the heat receiving block. .
本発明によれば、冷却効率の低下が抑制された電子部品冷却装置を実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to realize an electronic component cooling device in which a decrease in cooling efficiency is suppressed.
以下に、図面を参照して本発明に係る電子部品冷却装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an electronic component cooling device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る電子部品冷却装置の模式的な平面図である。図2は、図1に示す電子部品冷却装置のA矢視図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view of an electronic component cooling apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a view of the electronic component cooling device shown in FIG.
図1、2に示すように、電子部品冷却装置10は、受熱ブロック1と、16本のヒートパイプ2と、4本のヒートパイプ3と、放熱フィン4とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electronic
受熱ブロック1は、板状であり、対向する表面1a、1bとを有する。受熱ブロック1は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、または銅合金などの熱伝導性の高い金属材料からなる。受熱ブロック1の表面1aには電子部品D1、D2、D3が載置されている。電子部品D1、D2、D3はたとえばIGBT、サイリスタ、ダイオード、抵抗器などの発熱する電子部品である。受熱ブロック1は表面1aにおいて電子部品D1、D2、D3に熱的に接続されている。
The
第1のヒートパイプであるヒートパイプ2は、受熱部2aと、受熱部2aの両端から延伸する2つの放熱部2bとを有している。ヒートパイプ2は全体的にU字型の形状を有している。ヒートパイプ2は、受熱ブロック1の表面1b側に取り付けられている。受熱部2aは、受熱ブロック1の表面1bに形成された溝1cに収容され、表面1bに沿って延伸している。放熱部2bは表面1bに対して立設している。
The
第2のヒートパイプであるヒートパイプ3は、ヒートパイプ2と同様に、受熱部3aと、受熱部3aの両端から延伸する2つの放熱部3bとを有しており、全体的にU字型の形状を有している。ヒートパイプ3は、受熱ブロック1の表面1b側に取り付けられている。受熱部3aは、受熱ブロック1の表面1bに形成された溝1dに収容され、表面1bに沿って延伸している。放熱部3bは表面1bに対して立設している。ここで、ヒートパイプ3の受熱部3aの長さはヒートパイプ2の受熱部2aより長い。
As with the
なお、ヒートパイプ2、3はいずれも熱伝導性の高い金属材料からなる。また、ヒートパイプ2、3の内部には作動液が収容されている。
Each of the
放熱フィン4は、熱伝導性の高い金属材料からなる複数の板材が略平行に配列された構造を有する。放熱フィン4はヒートパイプ2、3の放熱部2b、3bに取り付けられている。
The radiating
ここで、16本のヒートパイプ2は、各受熱部2aが互いに略平行になり、かつ各受熱部2aの一端が矢印Aの方向に沿って略直線状に揃うように、3列に配置されている。また、4本のヒートパイプ3は、それぞれヒートパイプ2の間に配置されている。各ヒートパイプ3は、各受熱部3aがヒートパイプ2の各受熱部2aに略平行になり、かつ各受熱部3aの一端が各受熱部2aの一端に対して略直線状に揃うように配列されている。このように、各ヒートパイプ2、3が、その各受熱部2a、3aの一端が略揃うように配置されるので、受熱ブロック1に対してより多数のヒートパイプ2、3を設けることができる。
Here, the 16
この電子部品冷却装置10はたとえば車両等に備えられた電力制御装置において使用される。電子部品冷却装置10は、放熱フィン4の表面に沿って風が流れるように配置される。電力制御装置を構成する電子部品D1、D2、D3が動作時に発熱した場合、発生した熱は受熱ブロック1を介して各ヒートパイプ2、3の各受熱部2a、3aに伝導する。各受熱部2a、3aにおいては、伝導された熱によって内部の作動液が蒸発して各放熱部2b、3bに移動する。各放熱部2b、3bは、放熱フィン4がその表面に沿って風が当てられることによって冷却されている。その結果、蒸発した作動液は各放熱部2b、3bにおいて冷却されて凝縮し、各受熱部2a、3aに戻ってくる。以上のような動作によって、電子部品D1、D2、D3で発生した熱は各放熱部2b、3bに移動してそこで放熱される。これによって電子部品D1、D2、D3は冷却される。
The electronic
ここで、矢印Aの方向に風が吹くとすると、風下に位置する各ヒートパイプ2の放熱部2bは、最も風上のヒートパイプ2の放熱部2bによって風がさえぎられる。しかしながら、図2に示すように、矢印Aの方向に見た場合に、ヒートパイプ3の一方の端部の放熱部3bは、最も風上のヒートパイプ2の放熱部2bとは重ならない。したがって、その放熱部3bには放熱部2bによってさえぎられずに風が当たることとなる。その結果、電子部品冷却装置10の冷却効率の低下は抑制される。
Here, if the wind blows in the direction of arrow A, the heat is dissipated by the
また、図1に示す矢印Bの方向に風が吹く場合は、矢印Aの方向に見た場合には放熱部2bと重ならない放熱部3bが、最も風上のヒートパイプ2の放熱部2bと重なってしまう。しかし、この場合は、ヒートパイプ3のもう一方の端部の放熱部3b、および風下に位置する幾つかのヒートパイプ2の放熱部2bは、最も風上のヒートパイプ2の放熱部2bにはさえぎられずに風が当たることとなる。その結果、電子部品冷却装置10の冷却効率の低下は抑制される。
In addition, when the wind blows in the direction of arrow B shown in FIG. 1, when viewed in the direction of arrow A, the
また、受熱ブロック1は、電子部品D1、D2、D3が載置された領域が高温部S1、S2、S3となっており、その周囲は高温部よりも温度が低い低温部S4となっている。図1に示すように、たとえば電子部品D2の下側に配置されたヒートパイプ3は、受熱部3aが高温部S2から低温部S4にわたるように配置されている。その結果、受熱ブロック1の面内で温度分布がより均一化される。これによって、電子部品冷却装置10は、各電子部品D1、D2、D3をより均一に冷却することができる。
Moreover, as for the
なお、上記実施の形態では、ヒートパイプはU字型の形状を有しているが、受熱部の一方の端部のみから放熱部が延伸しているL字型のヒートパイプを用いてもよいし、ループ型のヒートパイプを用いてもよい。また、ヒートパイプの配置は上記実施の形態のものに限られない。たとえば受熱ブロックの外周のいずれの方向から見た場合にも、他のヒートパイプの放熱部とは重ならない放熱部の数が一定数、または所定の範囲内になるように、ヒートパイプを配置してもよい。また、上記実施の形態では、受熱部の長さが互いに異なる2種類のヒートパイプを備えているが、受熱部の長さが互いに異なる3種類以上のヒートパイプを備えるようにしてもよい。 In addition, in the said embodiment, although the heat pipe has a U-shaped shape, you may use the L-shaped heat pipe from which the thermal radiation part has extended only from one edge part of a heat receiving part. However, a loop type heat pipe may be used. Further, the arrangement of the heat pipe is not limited to that of the above embodiment. For example, when viewed from any direction on the outer periphery of the heat receiving block, arrange the heat pipes so that the number of heat dissipating parts that do not overlap with the heat dissipating parts of other heat pipes is within a certain number or within a specified range. May be. Moreover, in the said embodiment, although two types of heat pipes from which the length of a heat receiving part differs are provided, you may make it provide three or more types of heat pipes from which the length of a heat receiving part differs from each other.
また、本発明に係る電子部品冷却装置は、ヒートパイプの受熱部が水平となるような向きであり、地面に対して放熱部が受熱部と同じ高さあるいは受熱部よりも高い位置となっていれば、受熱ブロックの設置角度はいずれの角度でも使用することができる。すなわち、たとえば受熱ブロックの表面を水平、鉛直、または傾斜させて設置してもよい。 The electronic component cooling device according to the present invention is oriented so that the heat receiving portion of the heat pipe is horizontal, and the heat radiating portion is at the same height as the heat receiving portion or higher than the heat receiving portion with respect to the ground. Then, the installation angle of the heat receiving block can be used at any angle. That is, for example, the surface of the heat receiving block may be installed horizontally, vertically, or inclined.
また、本発明に係る電子部品冷却装置は、車両用に限らず、たとえば、エレベータのモータ制御用の電気部品冷却に使用することもできる。あるいは、太陽光発電装置からの直流電源を交流電源に変換するインバータ装置等の電子部品冷却に使用することも可能である。 Moreover, the electronic component cooling device according to the present invention is not limited to a vehicle, and can be used, for example, for cooling an electrical component for controlling an elevator motor. Or it is also possible to use it for electronic component cooling, such as an inverter apparatus which converts the direct current power supply from a solar power generation device into alternating current power supply.
また、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明に含まれる。 Further, other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above-described embodiments are all included in the present invention.
1 受熱ブロック
1a、1b 表面
1c、1d 溝
2、3 ヒートパイプ
2a、3a 受熱部
2b、3b 放熱部
4 放熱フィン
10 電子部品冷却装置
A、B 矢印
D1、D2、D3 電子部品
S1、S2、S3 高温部
S4 低温部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
受熱部と、前記受熱部の一部から延伸する放熱部とを有し、前記受熱部が前記受熱ブロックの表面に沿って延伸し、前記放熱部が前記受熱ブロックの表面に対して立設するように前記受熱ブロックに取り付けられた複数のヒートパイプと、
前記複数のヒートパイプの前記放熱部に設けられた複数のフィンと、
を備え、前記複数のヒートパイプは、前記受熱部が前記受熱ブロックの高温部に配置されている第1のヒートパイプと、前記第1のヒートパイプよりも前記受熱部の長さが長くかつ前記受熱部が前記受熱ブロックの高温部から低温部にわたるように配置されている第2のヒートパイプと、前記受熱部が前記受熱ブロックの低温部のみに配置されている第3のヒートパイプとを含むことを特徴とする電子部品冷却装置。 A heat receiving block thermally connected to the heat generating electronic components;
A heat receiving portion; and a heat radiating portion extending from a part of the heat receiving portion, the heat receiving portion extending along a surface of the heat receiving block, and the heat radiating portion standing on a surface of the heat receiving block. A plurality of heat pipes attached to the heat receiving block,
A plurality of fins provided in the heat dissipation portion of the plurality of heat pipes;
Wherein the plurality of heat pipes, a first heat pipe in which the heat receiving portion is disposed in the high temperature portion of the heat receiving block, the length of the heat-receiving portion than the first heat pipe length KuKatsu A second heat pipe in which the heat receiving part is arranged so as to extend from a high temperature part to a low temperature part of the heat receiving block; and a third heat pipe in which the heat receiving part is arranged only in the low temperature part of the heat receiving block. An electronic component cooling device comprising:
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