JPH0682190A - 強制液冷用アルミニウム冷却板 - Google Patents

強制液冷用アルミニウム冷却板

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JPH0682190A
JPH0682190A JP23343992A JP23343992A JPH0682190A JP H0682190 A JPH0682190 A JP H0682190A JP 23343992 A JP23343992 A JP 23343992A JP 23343992 A JP23343992 A JP 23343992A JP H0682190 A JPH0682190 A JP H0682190A
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JP
Japan
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groove
aluminum
plate
brazing
cooling
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JP23343992A
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English (en)
Inventor
Masajiro Ide
政次郎 井手
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0682190A publication Critical patent/JPH0682190A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱効率が優れていると共に、生産性が高く、
低コストの強制液冷用アルミニウム合金冷却板を提供す
る。 【構成】 アルミニウムブレージングシート1のろう材
配置面に、所定の形状に延びる溝5を形成し、この溝5
の縁部に沿う部分のろう材8を残し、この部分に近接す
る領域6,7のろう材8を溝加工により除去する。そし
て、同様の形状の溝が形成されたアルミニウム板をブレ
ージングシート1に重ね合わせ、ろう材8の溶融により
両者を接合する。そうすると、ブレージングシート1及
びアルミニウム板の両溝により液路が形成され、冷却板
はこの液路を通流する液体冷媒により直接冷却されて高
効率で熱が伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大電流用の整流装置及
び制御装置の放熱のために使用される強制液冷用アルミ
ニウム冷却板に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】従来のこの種の冷却板に
は、種々の形のパワートランジスタ、整流素子及びSC
R等の発熱部材が取り付けられ、水又はフロン等の液冷
媒が冷却板の内部等を通流することにより、前記パワー
トランジスタ等を冷却するようになっている。この強制
液冷却用アルミニウム合金板は、メッキ用整流装置、分
子加速器、マグネット制御装置又は電子計算機電源等に
使用される。
【0003】即ち、大電流用の整流装置及び制御装置に
おいては、パワートランジスタ整流素子等のように単位
面積当たりの発生熱が大きい半導体素子の温度上昇を抑
制するために、空冷方式では、放射性能が不足するの
で、水又は液体フロン等による液冷方式にすることが必
要である。従来、この液路に相当する部分に銅管を使用
し、液体の漏れがない密閉構造の液路を得ている。
【0004】図6は従来の強制液冷用冷却板の第1の例
を示す模式図である。この冷却板はアルミニウム合金押
出型材を使用した冷却板23,26の下面に、所定の形
状に曲げ加工した銅管24,27をかしめ部25,28
によりかしめ固定して構成されている。図5はアルミニ
ウム合金押出型材の冷却板20(23,26)の下面に
設けたかしめ部22(25,28)を拡大して示す。こ
の図5に示すように、この冷却板は、銅管21(24,
27)をかしめ部22に嵌合してかしめ固定する構造を
有しているので、銅管21とアルミニウム製冷却板20
との間の熱抵抗が大きく、熱効率が低いので、大型化し
てしまうという難点がある。また、銅管21とアルミニ
ウム製冷却板20との間の隙間腐食及び境界部の電食等
の問題点がある。更に、長年にわたり、ヒートサイクル
を受けると、かしめ部22の嵌合状態が緩くなってくる
ため、熱効率が更に一層低下してしまう。
【0005】一方、図7に示すように、曲げ加工した銅
管31をアルミニウム合金の鋳物で鋳ぐるんだ強制液冷
用冷却板30も提案されている。しかし、この冷却板に
おいては、アルミニウム合金の鋳物が多数の巣欠陥を具
備するため、熱効率が低いという欠点がある。また、ア
ルミニウム合金鋳物の鋳肌の面粗度が悪いため、半導体
素子の取付面を機械的に切削する必要がある。更に、こ
の従来の冷却板は、境界部の電食の問題があると共に、
製造コストが高いという難点がある。
【0006】図8は従来の更に他の強制液冷用冷却板を
示す。アルミニウム合金の厚板40に所定の液路に沿っ
て延びる溝41を加工し、この溝41内に、曲げ加工し
た銅管42を配置し、その上に熱伝導性接着剤(硬質)
43を充填して銅管42を溝41内に埋め込む。その
後、接着剤43の面と厚板40の表面とが面一になるよ
うに、厚板40及び接着剤43を機械加工する。
【0007】この従来の強制液冷用冷却板も、銅管42
とアルミニウム合金製厚板40との間の熱抵抗が若干大
きいため、熱効率が十分ではないという難点がある。ま
た、この冷却板には、熱伝導性接着剤の充填作業性が悪
いと共に、乾燥時間を設ける必要があり、生産性が悪い
という欠点がある。更に、熱伝導性接着剤43の切削性
が悪いため、これが更に一層生産性を低下させていると
共に、境界部で電食が発生する虞がある。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、熱効率が優れていると共に、生産性が高
く、低コストの強制液冷用アルミニウム合金冷却板を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る強制液冷用
アルミニウム合金冷却板は、その一面に第1の溝が形成
された第1のアルミニウム合金製分割板と、その一面に
前記第1の溝と整合する形状の第2の溝が形成された第
2のアルミニウム合金製分割板とをその溝形成面を前記
第1及び第2の溝を整合させて重ね合わせ、両者を前記
溝の縁部に沿って配置したろう材により接合処理して構
成されており、前記第1及び第2の溝により液路が形成
されていることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明においては、第1及び第2の分割板をそ
の溝形成面で重ね合わせて両者を接合することにより、
冷却板が構成されている。そして、前記各分割板には、
第1及び第2の溝が形成されているので、この第1及び
第2の溝により液路が構成される。
【0011】このように、本発明においては、液冷媒が
直接分割板、ひいては冷却板に接触しているので、従来
のように銅管を介して熱を伝達させる必要がないため、
熱効率が極めて高い。
【0012】また、本発明においては、ろう材を溝の縁
部に沿って配置しているので、接合時に溶けたろう材
は、溝内によりも、毛細管現象により、ろう材が配置さ
れていない部分の前記第1及び第2の分割板の対向する
溝形成面間に導かれる。このため、接合面積がろう材配
置部よりも拡大して接合強度が増大すると共に、溶けた
ろう材が溝内に侵入して溝を閉塞したりすることがな
い。また、溝に沿ってろう材を配置することにより、液
路に露出する接合部(分割板の溝形成面間)はろう材に
より占められ、液冷媒が液路から漏出することはない。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。
【0014】図1は本発明の実施例に係る強制液冷用ア
ルミニウム冷却板を示す正面図、図2は図1の2−2線
による断面図、図3は図2の2−2線による断面図であ
る。本実施例においては、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金シート上にろう材を配置したアルミニウムブレー
ジングシート1(第1の分割板)と、ベア材を使用した
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウ
ム板2(第2の分割板)とを重ね合わせ、重ね合わせ面
3にて両者をブレージングシート1のろう材により接合
している。
【0015】図2に示すように、アルミニウムブレージ
ングシート1はそのろう材配置面に3回屈曲して延びる
溝5が形成されており、この溝5は図3に示すように、
断面が半円状をなしている。また、アルミニウムブレー
ジングシート1の正面の端面には溝5より若干大径の液
冷媒供給接続部4が設けられている。このブレージング
シート1と重ね合わされるアルミニウム板2にも、溝5
と同様の形状で延びる溝が形成されており、それらの溝
形成面を重ね合わせることにより、断面が円形の液路が
形成される。なお、液冷媒供給接続部4は後述するよう
にしてブレージングシート1とアルミニウム板2とを接
合した後に、例えばネジ加工される。
【0016】図2のハッチングはアルミニウムブレージ
ングシート1の表面に配置されたろう材を示す。この図
2に示すように、ブレージングシート1の表面に断面半
円形の溝5を加工すると共に、この溝5を挟むようにし
て溝5に沿って延びる適幅の領域6,7に配置されてい
る部分のろう材を溝加工により取り除く。このろう材除
去領域6,7は、図3に示すように、表面上のろう材を
含めてブレージングシート1の表面を浅く切削除去する
ことにより設けられる。このようにして、ブレージング
シート1の表面には、溝5の縁部に沿って延びる領域
と、この溝間の中央部等とにろう材8が配置され、溝5
の縁部に沿って延びる領域の近傍の領域6,7には、ろ
う材が配置されていない。
【0017】本実施例の冷却板においては、ブレージン
グシート1とアルミニウム板2とをろう材の溶融により
接合する際に、ろう材8は図3に示すように、溝5の縁
部及びこの縁部から離れた領域にのみ配置されていて、
溝5の縁部のろう材8が配置された領域の近傍の領域
6,7には、ろう材が配置されていない。このため、接
合時に溶融し、加圧されたろう材8は、ブレージングシ
ート1とアルミニウム板2との間のろう材除去領域6,
7に毛細管現象により侵入し、ブレージングシート1と
アルミニウム板2との間の広範な領域にろう材が介在し
て両者が接合される。このため、両者の接合強度が高い
と共に、ろう材8が溝5内に垂れ込むことはなく、ろう
材により液路が閉塞することもない。
【0018】ブレージングシート1の全面にろう材を配
置すると、接合時にろう材が溶融し分割板同士が押圧さ
れたときに、溶けたろう材が溝5内に垂れ込む。従っ
て、このろう材が配置されている領域と、ろう材が配置
されていない領域との割合は、接合時にろう材が広がる
領域を勘案して、十分な接合強度と、溝内へのろう材の
垂れ込み防止との双方の効果が得られるものにする。
【0019】上述の如くして製造された冷却板は、ブレ
ージングシート1の断面半円形の溝5とアルミニウム板
2の断面半円形の溝とにより構成される断面円形の液路
内を水又は液体フロンが通流して冷却される。このた
め、アルミニウム冷却板に搭載された大電流用の整流装
置等にて発生した熱は、従来のように銅管などを介して
液路の液体冷媒に伝達されるのではなく、アルミニウム
製シート1及びアルミニウム板2から直接液体冷媒に伝
達され、放散する。このため、本実施例の冷却板は熱効
率が著しく高い。
【0020】図4は本発明の第2の実施例を示す正面図
である。本実施例においては、ベア材からなるアルミニ
ウム板13,14の重ね合わせ面に液路となる溝15,
16を加工し、この溝形成面間に両面クラッドのブレー
ジングシート10を介装する。このブレージングシート
10はアルミニウムシート11の両面にろう材12を設
けたものである。このブレージングシート10も、その
ろう材12は、溝15,16の縁部に沿って延びる領域
に配置され、この領域に近接する領域には、配置されて
いない。
【0021】本実施例においても、ブレージングシート
10のろう材12によりアルミニウム板13,14が相
互に接合され、溝15,16により液路が構成され、第
1の実施例と同様の効果を奏する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1及び第2の分割板を適所に配置したろう材により接
合処理することにより、冷却板が構成されているから、
極めて熱効率が高い強制液冷用アルミニウム合金冷却板
が得られる。また、本発明の冷却板は、分割板を溝加工
すると共に、両者をろう付けすることにより製造される
ので、生産性が高いと共に、製造コストが低い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る冷却板を示す正面図であ
る。
【図2】図1の2−2線による平面図である。
【図3】図2の3−3線による断面図である。
【図4】本発明の他の実施例に係る冷却板を示す正面図
である。
【図5】従来の強制液冷用冷却板の銅管取り付け態様を
示す模式図である。
【図6】同じくその銅管配置を示す模式図である。
【図7】従来の他の強制液冷用冷却板を示す模式図であ
る。
【図8】従来の更に他の強制液冷用冷却板を示す模式図
である。
【符号の説明】
1;アルミニウムブレージングシート 2,13,14;アルミニウム板 5,15,16;溝 6,7;ろう材除去領域 8;ろう材 10;両面クラッドブレージングシート 21,24,27,31,42;銅管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その一面に第1の溝が形成された第1の
    アルミニウム合金製分割板と、その一面に前記第1の溝
    と整合する形状の第2の溝が形成された第2のアルミニ
    ウム合金製分割板とをその溝形成面を前記第1及び第2
    の溝を整合させて重ね合わせ、両者を前記溝の縁部に沿
    って配置したろう材により接合処理して構成されてお
    り、前記第1及び第2の溝により液路が形成されている
    ことを特徴とする強制液冷用アルミニウム冷却板。
  2. 【請求項2】 前記第1の分割板は、アルミニウムブレ
    ージングシートに溝加工したものであることを特徴とす
    る請求項1に記載の強制液冷用アルミニウム冷却板。
JP23343992A 1992-09-01 1992-09-01 強制液冷用アルミニウム冷却板 Pending JPH0682190A (ja)

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