JPH07211826A - 電気車用半導体冷却装置 - Google Patents
電気車用半導体冷却装置Info
- Publication number
- JPH07211826A JPH07211826A JP6014854A JP1485494A JPH07211826A JP H07211826 A JPH07211826 A JP H07211826A JP 6014854 A JP6014854 A JP 6014854A JP 1485494 A JP1485494 A JP 1485494A JP H07211826 A JPH07211826 A JP H07211826A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- semiconductor
- heat pipe
- base block
- semiconductor cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電気車の走行風を有効に利用し、冷却性能を高
めることにより、小形で高効率な半導体冷却装置を提供
することにある。 【構成】電気車用半導体冷却装置において、一方の面に
半導体４を取着し他方の面に複数列の溝30を有するベー
スブロック10と、複数個所Ｕ字状に曲折しあるいは横連
鎖状にループ形に成形したヒートパイプ20からなり、ベ
ースブロック10の溝30に、ヒートパイプ20の熱流入端Ｈ
を圧接して挿着すると共に溝30に充填物50を充填して固
着せしめたものである。
めることにより、小形で高効率な半導体冷却装置を提供
することにある。 【構成】電気車用半導体冷却装置において、一方の面に
半導体４を取着し他方の面に複数列の溝30を有するベー
スブロック10と、複数個所Ｕ字状に曲折しあるいは横連
鎖状にループ形に成形したヒートパイプ20からなり、ベ
ースブロック10の溝30に、ヒートパイプ20の熱流入端Ｈ
を圧接して挿着すると共に溝30に充填物50を充填して固
着せしめたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気車に使用する大電力
半導体の冷却装置に関し、特に電気車の走行風の通風効
果を有効に利用する半導体冷却装置に関するものであ
る。
半導体の冷却装置に関し、特に電気車の走行風の通風効
果を有効に利用する半導体冷却装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の半導体冷却装置の正面図で
あり、図５は図４の側面図である。１はベースブロッ
ク、２は円筒形ヒートパイプ、３は冷却フィン、４は半
導体である。図に示すごとく、半導体冷却装置は、半導
体４を取りつけたベースブロック１に円筒形のヒートパ
イプ２の熱流入端Ｈを埋込み、ヒートパイプ２の熱流出
端Ｃに複数枚の冷却フィン３を取付けて放熱する構成で
ある。
あり、図５は図４の側面図である。１はベースブロッ
ク、２は円筒形ヒートパイプ、３は冷却フィン、４は半
導体である。図に示すごとく、半導体冷却装置は、半導
体４を取りつけたベースブロック１に円筒形のヒートパ
イプ２の熱流入端Ｈを埋込み、ヒートパイプ２の熱流出
端Ｃに複数枚の冷却フィン３を取付けて放熱する構成で
ある。
【０００３】図６は上述の半導体冷却装置を複数個横一
列に配設して箱に収納した電気車用インバータの一列を
示した要部構成図であり、電気車の走行風の流れを矢印
で示したものである。５は半導体冷却装置を収納する箱
である。一般に半導体冷却装置の冷却性能は冷却フィン
間の風速に左右され、この風速が大きければ冷却性能も
向上する。
列に配設して箱に収納した電気車用インバータの一列を
示した要部構成図であり、電気車の走行風の流れを矢印
で示したものである。５は半導体冷却装置を収納する箱
である。一般に半導体冷却装置の冷却性能は冷却フィン
間の風速に左右され、この風速が大きければ冷却性能も
向上する。
【０００４】しかしながら、電気車の場合、図６に示す
ごとく半導体冷却装置の冷却フィン３は風洞のない自由
空間に配設されているため、走行風は冷却フィン３の周
りを迂回して流れ、その量は大きくなり、逆に、冷却フ
ィン３間を通る風量は少なくなると共に冷却フィン３間
の風速は低くなっていた。実験によれば、車両速度、す
なわち冷却フィン入気側の風速が10ｍ／sec の場合にお
いて冷却フィン排気側の風速は１ｍ／sec に低下するこ
ともあった。
ごとく半導体冷却装置の冷却フィン３は風洞のない自由
空間に配設されているため、走行風は冷却フィン３の周
りを迂回して流れ、その量は大きくなり、逆に、冷却フ
ィン３間を通る風量は少なくなると共に冷却フィン３間
の風速は低くなっていた。実験によれば、車両速度、す
なわち冷却フィン入気側の風速が10ｍ／sec の場合にお
いて冷却フィン排気側の風速は１ｍ／sec に低下するこ
ともあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前の述べたごとく、従
来の半導体冷却装置では電気車の走行風を効果的に利用
できないため、冷却性能が低下していた、特に風下側の
半導体冷却装置でその傾向が著しい。 ここで、通常の
電気車は一方のみに走行するのではなく、前後両方向に
均等に走行するものである。すなわち、図６に示す半導
体冷却装置ＣＦは電気車の進行方向によって風上側に
も、風下側にもなり得る。これは半導体冷却装置ＣＢに
ついても同様である。
来の半導体冷却装置では電気車の走行風を効果的に利用
できないため、冷却性能が低下していた、特に風下側の
半導体冷却装置でその傾向が著しい。 ここで、通常の
電気車は一方のみに走行するのではなく、前後両方向に
均等に走行するものである。すなわち、図６に示す半導
体冷却装置ＣＦは電気車の進行方向によって風上側に
も、風下側にもなり得る。これは半導体冷却装置ＣＢに
ついても同様である。
【０００６】したがって、図６の様に半導体冷却装置を
配置した場合には、風下側の風速における低い冷却性能
によって、大きい容量の装置を選定する必要があった。
本発明は、上述した点に鑑みて創案されたものでその目
的とするところは、電気車の走行風を有効に利用し、冷
却性能を高めることにより、小形で高効率な半導体冷却
装置を提供するものである。
配置した場合には、風下側の風速における低い冷却性能
によって、大きい容量の装置を選定する必要があった。
本発明は、上述した点に鑑みて創案されたものでその目
的とするところは、電気車の走行風を有効に利用し、冷
却性能を高めることにより、小形で高効率な半導体冷却
装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、電気車用半導体装置において、一方
の面に半導体を取着し他方の面に複数列の溝を有するベ
ースブロツクと、複数個所をＵ字状に曲折しあるいは横
連鎖状にループ形に成形した複数の熱流入端と熱流出端
を備えてなるヒートパイプからなり、前記ベースブロッ
クの各列の溝に、このヒートパイプの熱流入端を圧接し
て挿着すると共に前記溝に充填物を充填して固着せしめ
たものである。
するための手段は、電気車用半導体装置において、一方
の面に半導体を取着し他方の面に複数列の溝を有するベ
ースブロツクと、複数個所をＵ字状に曲折しあるいは横
連鎖状にループ形に成形した複数の熱流入端と熱流出端
を備えてなるヒートパイプからなり、前記ベースブロッ
クの各列の溝に、このヒートパイプの熱流入端を圧接し
て挿着すると共に前記溝に充填物を充填して固着せしめ
たものである。
【０００８】
【作用】上記の構成において、ベースブロックに取り付
けられた半導体の損失熱は、ベースブロックに伝わり、
ヒートパイプに伝熱される。ヒートパイプは溝に圧接し
て挿着し、さらに充填物で充填してあるので伝熱効率が
良い。ヒートパイプに伝熱された熱はヒートポンプ作用
により伝熱し、ベースブロックからヒートパイプの先端
まで均熱化され、ヒートパイプ周囲の空気に放熱され
る。従来の技術においては、ヒートパイプからヒートパ
イプに取り付けられたフィンに伝熱し、フィンから空気
に放熱していた。しかし本発明ではヒートパイプ本体か
ら直接空気に放熱させているために熱効率が良い。ま
た、放熱フィンが無いために走行風に対する放熱部の空
気抵抗か小さく、風下側の冷却部にも走行風が良く流れ
るために、進行方向による冷却性能の低下の影響が少な
い。したがって、冷却装置の小形化が可能となる。
けられた半導体の損失熱は、ベースブロックに伝わり、
ヒートパイプに伝熱される。ヒートパイプは溝に圧接し
て挿着し、さらに充填物で充填してあるので伝熱効率が
良い。ヒートパイプに伝熱された熱はヒートポンプ作用
により伝熱し、ベースブロックからヒートパイプの先端
まで均熱化され、ヒートパイプ周囲の空気に放熱され
る。従来の技術においては、ヒートパイプからヒートパ
イプに取り付けられたフィンに伝熱し、フィンから空気
に放熱していた。しかし本発明ではヒートパイプ本体か
ら直接空気に放熱させているために熱効率が良い。ま
た、放熱フィンが無いために走行風に対する放熱部の空
気抵抗か小さく、風下側の冷却部にも走行風が良く流れ
るために、進行方向による冷却性能の低下の影響が少な
い。したがって、冷却装置の小形化が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。図１は本発明の半導体冷却装置の一実施例を示す
正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
図１，図２において、10はベースブロック、20はヒート
パイプ、30は溝、50は充填物である。図中、図５と同符
号のものは同一部品を示す。
する。図１は本発明の半導体冷却装置の一実施例を示す
正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
図１，図２において、10はベースブロック、20はヒート
パイプ、30は溝、50は充填物である。図中、図５と同符
号のものは同一部品を示す。
【００１０】ベースブロツク10は半導体４を取付けるも
ので、一般に銅、アルミニュームなどの金属が用いられ
る、軽量化のためにはアルミニュームが使われる。ベー
スブロックの一方の面には、半導体取付用の穴が明けら
れている。この面には半導体を密着させて取り付けられ
るよう平面加工されており、この面に伝熱性グリスを塗
布し、半導体をネジ等で取り付ける。
ので、一般に銅、アルミニュームなどの金属が用いられ
る、軽量化のためにはアルミニュームが使われる。ベー
スブロックの一方の面には、半導体取付用の穴が明けら
れている。この面には半導体を密着させて取り付けられ
るよう平面加工されており、この面に伝熱性グリスを塗
布し、半導体をネジ等で取り付ける。
【００１１】ベースブロックの他方の面には、ヒートパ
イプ20を挿着させるための複数列の溝30を設ける、溝30
は機械加工でも押出し等の型による成形でも良い。しか
し、ベースブロック10の熱を効率よくヒートパイプに伝
熱させるために溝幅を精度良く加工し、ヒートパイプ20
をベースブロック10に密着させることの配慮がされてい
る。また、溝のすき間は半田または樹脂，接着剤などの
充填物50で充填して固着する。
イプ20を挿着させるための複数列の溝30を設ける、溝30
は機械加工でも押出し等の型による成形でも良い。しか
し、ベースブロック10の熱を効率よくヒートパイプに伝
熱させるために溝幅を精度良く加工し、ヒートパイプ20
をベースブロック10に密着させることの配慮がされてい
る。また、溝のすき間は半田または樹脂，接着剤などの
充填物50で充填して固着する。
【００１２】ヒートパイプ20はヒートパイプ作用を持つ
管で、一般には銅，アルミニュームなどの金属管の一端
を封止し、熱輸送媒体となる水，アルコール，パーフロ
ロカーボンなどの液体を適性量注入した後管内の空気を
排出し、他端を封止するように構成されたものである。
管で、一般には銅，アルミニュームなどの金属管の一端
を封止し、熱輸送媒体となる水，アルコール，パーフロ
ロカーボンなどの液体を適性量注入した後管内の空気を
排出し、他端を封止するように構成されたものである。
【００１３】容量が数百ワットから数キロワット程度の
電気車用半導体冷却装置でのヒートパイプ20の外径寸法
は、２mmから３mmが適当である。ヒートパイプ20は管の
複数個所をＵ字状に曲折して成形したもので、複数の熱
流入端Ｈと熱流出端Ｃを備えて構成している。図３は本
発明に使われるヒートパイプの他の実施例を示す説明図
であり、21はヒートパイプである。ヒートパイプ21は横
連鎖状にループ形に成形されたものである。
電気車用半導体冷却装置でのヒートパイプ20の外径寸法
は、２mmから３mmが適当である。ヒートパイプ20は管の
複数個所をＵ字状に曲折して成形したもので、複数の熱
流入端Ｈと熱流出端Ｃを備えて構成している。図３は本
発明に使われるヒートパイプの他の実施例を示す説明図
であり、21はヒートパイプである。ヒートパイプ21は横
連鎖状にループ形に成形されたものである。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば電気車の走行風を有効に
利用し、小形で冷却効果の高い半導体冷却装置を提供す
るものである。
利用し、小形で冷却効果の高い半導体冷却装置を提供す
るものである。
【図１】本発明の半導体冷却装置の一実施例を示す正面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明に使われるヒートパイプの他の実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】従来の半導体冷却装置の正面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】従来の電気用インバータの要部構成図である。
１ ベースブロック ２ ヒートパイプ ３ 冷却ファン ４ 半導体 ５ 箱 10 ベースブロック 20 ヒートパイプ 21 ヒートパイプ 30 溝 50 充填物
Claims (1)
- 【請求項１】 電気車用半導体冷却装置において、一方
の面に半導体を取着し他方の面に複数列の溝を有するベ
ースブロックと、複数個所をＵ字状に曲折しあるいは横
連鎖状にループ形に成形した複数の熱流入端と熱流出端
を備えてなるヒートパイプからなり、前記ベースブロッ
クの各列の溝に、このヒートパイプの熱流入端を圧接し
て挿着すると共に前記溝に充填物を充填して固着せしめ
たことを特徴とする電気車用半導体冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6014854A JPH07211826A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 電気車用半導体冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6014854A JPH07211826A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 電気車用半導体冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211826A true JPH07211826A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11872626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6014854A Pending JPH07211826A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 電気車用半導体冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211826A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054583A2 (en) * | 1999-05-20 | 2000-11-22 | TS Heatronics Co., Ltd. | Electronic components cooling apparatus |
| KR101023823B1 (ko) * | 2008-11-20 | 2011-03-22 | 이상철 | 히트파이프형 방열장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453438A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Actronics Kk | Cooler for power semiconductor element |
| JPH046240U (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-21 |
-
1994
- 1994-01-13 JP JP6014854A patent/JPH07211826A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453438A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Actronics Kk | Cooler for power semiconductor element |
| JPH046240U (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-21 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054583A2 (en) * | 1999-05-20 | 2000-11-22 | TS Heatronics Co., Ltd. | Electronic components cooling apparatus |
| EP1054583A3 (en) * | 1999-05-20 | 2001-06-20 | TS Heatronics Co., Ltd. | Electronic components cooling apparatus |
| KR101023823B1 (ko) * | 2008-11-20 | 2011-03-22 | 이상철 | 히트파이프형 방열장치 |
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