JPH04123463A - ヒートパイプ式半導体冷却器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として電鉄の車両に搭載されるヒートパイ
プ式半導体冷却器に関する。

［従来の技術］ 主に、電気鉄道車両搭載の電力制御装置（インバーター
、コンバーター、チョッパー）に使用されているサイリ
スター、ダイオード等の電力半導体の冷却には、浸漬型
もしくは非浸漬型のフロン沸騰冷却方式が用いられてい
た。しかし、近年のフロン規制強化のため、かかる冷却
はフロン液量の少ないヒートパイプ冷却方式に替わりつ
つある。

すなわち、従来のヒートパイプ式半導体冷却器は、第５
図に示す如く、サイリスタの取付ブロック１上に複数本
のヒートパイプ２を立設している。

ヒートパイプ２は、絶縁筒３を介して取付ブロック１に
接続されている。そして、ヒートパイプ２を取付けた取
付ブロック１の複数個を、取付ブロック１間にサイリス
タ４をサンドイッチ状にクランプするようにして、圧接
組立てしている。ヒートパイプ２の一端側の放熱部には
、複数枚の放熱フィン５が挿着されている。放熱フィン
５と絶縁筒３間のヒートパイプ２の部には、厚肉の仕切
板６が、挿着されている。隣接する仕切板６は、ゴムシ
ート７によって一体に水密に連結されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のように構成された従来のヒートパ
イプ式半導体冷却器は、放熱フィン５が取付けられた状
態のヒートパイプ２の仕切板６間にゴムシート７を介在
させるため、仕切板６等の形状精度が高くないと、仕切
板６相互の位置ずれか生じて、ゴムシート７の取付は作
業が極めて困難となる。また、仕切板６の相互を連結す
るゴムシート７によって、仕切板６の下方のサイリスタ
４等を長期間に亘って完全防水状態に保つことは極めて
難しい。その結果、信頼性の高い防水構造のヒートパイ
プ式半導体冷却器の開発が切望されていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、組立
てが容易でしかも長期間に亘って完全防水状態を保つこ
とができるヒートパイプ式半導体冷却器を提供するもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、素子取付ブロックに吸熱部を埋込んで立設さ
れたヒートパイプと、該ヒートパイプに移動自在に貫挿
され前記素子取付ブロックを収納する筐体に固定される
カバープレートと、前記カバープレーバープレートと前
記素子取付ブロック間の前記ヒートパイプの部分に前記
ヒートパイプに固定された仕切板と、前記カバープレー
トに形成された該仕切板の嵌合溝とを具備することを特
徴とするヒートパイプ半導体冷却器である。

ここで、素子取付ブロックに立設するヒートパイプの数
は、放熱効果を高くするために複数本にするのが望まし
い。

また、ヒートパイプの素子取付ブロックに埋込んだ根元
部には、電気絶縁性の絶縁筒を装着するのが望ましい。

素子取付ブロックの側部には、サイリスタ、ダイオード
等の電力半導体素子が取付けられるようになっている。

これらの素子は、筐体内に収容した素子取付ブロック間
に位置付けられており、隣接する素子取付ブロックを相
互に圧接することによって動作するようになっている。

カバープレートには、複数本のヒートパイプが素子取付
ブロックに固定された状態で貫挿する開口部が形成され
、かつ、カバープレートの下面側に仕切板が嵌合する嵌
合溝が形成されている。仕切板には、夫々のヒートパイ
プの貫通孔がヒートパイプの配置状態に対応した配置で
形成されている。つまり、ヒートパイプは、仕切板の貫
通孔及びカバープレートの開口部を貫挿し、カバープレ
ートか筐体に固定されることによって、筐体内の部分を
気密状態にして固定されるようになっている。

筐体内に収容する素子取付ブロックの数及び素子取付ブ
ロックに取付けるヒートパイプの数は、素子の種類、仕
様等に応じて適宜設定するのが望ましい。

［作用］ 本発明に係るヒートパイプ式半導体冷却器によれば、ヒ
ートパイプに固定された仕切板によってヒートパイプと
仕切板間の気密性を保持し、かつ、この仕切板をカバー
プレートの嵌合溝に嵌合すると共に、このカバープレー
トと筐体に固定する構造にしている。このため、組立て
が容易であると共に長期間に亘って完全防水状態を保つ
ことができるものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は、本発明の一実施例のヒートパイプ式半導体
冷却器の斜視図、第２図は、同ヒートパイプ式半導体冷
却器の構造を示す説明図、第３図は、同ヒートパイプ式
半導体冷却器の要部の斜視図である。図中１０は、複数
個の素子取付ブロック１１を収容した筐体である。夫々
の素子取付ブロック１１の互いに対向する側面部分（電
気室）には、インバーター等として働く半導体素子１２
が装着されている。夫々の素子取付ブロック１１には、
複数本の銅−フロン系のヒートパイプ１３が、吸熱部１
３ａを素子取付フロック１１内に埋込むようにして立設
されている。ヒートパイプ１３の素子取付ブロック１１
に埋込んだ根元部には、絶縁筒１４が装着されている。

ヒートパイプ１３の放熱部（外気部）１３ｂは、筐体１
０の上部壁面を貫挿して外部に導出されている。放熱部
１３ｂには、肉厚０．４ｍｍの鋼製の放熱フィン１５か
多数枚、ヒートパイプ１３に串刺状に取付けられている
。放熱フィン１５と絶縁筒１４間のヒートパイプ１３の
所定部分には、厚さ約６．０鰭の金属製のカバープレー
ト１６がヒートパイプ１３に沿って移動自在に設けられ
ている。カバープレート１６は、筐体１０の上部壁面の
所定部分にねじ止めによって固定されるようになってい
る。

カバープレート１６には、第４図（Ａ）、（Ｂ）に示す
如く、ヒートパイプ１３が貫挿する楕円形の開口部１６
ａが形成されている。また、カバープレート１６の下面
側には、後述する仕切板１７を固定するための嵌合溝１
６ｂが形成されている。

仕切板１７は、絶縁筒１４と筐体１０の上部壁面間のヒ
ートパイプ１３の部に固定して設けられている。仕切板
１７は、厚さ約２．０鰭の金属部材で形成されている。

仕切板１７には、夫夫のヒートパイプ１３がその取付は
位置の状態で貫入する貫通孔１７ａが開口している。

このように構成されたヒートパイプ式半導体冷却器によ
れば、ヒートパイプ１３に固定にして仕切板１７を取付
けてこの仕切板１７によってヒートパイプ１３と仕切板
１７間の気密性が保たれるようにしている。しかも、仕
切板１７は、カバプレート１６の嵌合溝１６ｂに嵌合し
て固定される。このような仕切板１７とカバープレート
１６は、素子取付ブロック１１毎に設けられている。

そして、カバープレート１６は、筐体１ｏの上部壁面に
ねじ等によって固定される。このため、夫々の素子取付
ブロック１１の筐体１ｏ内での収納状態やヒートパイプ
１３の取付は状態に左右されずに、カバープレート１６
を固定することによって、極めて容易にヒートパイプ式
半導体冷却器を組立てることができる。しかも、長期間
に亘って完全防水状態を確実に保つことができる。

［発明の効果コ 以上説明した如く、本発明に係る半導体冷却器によれば
、組立てが容易でしかも長期間に亘って完全防水状態を
保つことができる等顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のヒートパイプ式半導体冷
却器の斜視図、第２図は、同ヒートパイプ式半導体冷却
器の構造を示す説明図、第３図は、同ヒートパイプ式半
導体冷却器の要部の斜視図、第４図は、同ヒートパイプ
式半導体冷却器にて用いられるカバープレートの説明図
、第５図は、従来のヒートパイプ式半導体冷却器の斜視
図である。 １０・・・筐体、１１・・・素子取付ブロック、２・・
・素子、１３・・・ヒートパイプ、１４・・・絶縁筒、
１５・・放熱フィン、１６・・・カバープレート、１７
・・・仕切板。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 素子取付ブロックに吸熱部を埋込んで立設されたヒート
   パイプと、該ヒートパイプに移動自在に貫挿され前記素
   子取付ブロックを収納する筐体に固定されるカバープレ
   ートと、前記カバープレートと前記素子取付ブロック間
   の前記ヒートパイプの部分に前記ヒートパイプに固定さ
   れた仕切板と、前記カバープレートに形成された該仕切
   板の嵌合溝とを具備することを特徴とするヒートパイプ
   式半導体冷却器。