JPH08321570A

JPH08321570A - 沸騰冷却装置

Info

Publication number: JPH08321570A
Application number: JP7168797A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kawaguchi; 清司川口; Masahiko Suzuki; 鈴木　　昌彦; Hiroyuki Osakabe; 長賀部　　博之; Shigeru Kadota; 茂門田
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】第１の目的は、冷媒槽３に取り付けるＩＧＢ
Ｔモジュール２の個数、またはＩＧＢＴモジュール２の
取付けピッチの変化に対応できる冷媒槽３を低コストで
提供することにあり、第２の目的は、ＩＧＢＴモジュー
ル２の総発熱量に合わせて容量の異なる放熱器を低コス
トで提供すること。【構成】沸騰冷却装置は、ＩＧＢＴモジュール２が取
り付けられる冷媒槽３と、この冷媒槽３の上部に組付け
られる放熱器とを備える。冷媒槽３は、対向する２枚の
平板部材８ａ、８ｂ、冷媒槽３の側壁面を形成する２枚
の側板部材、および冷媒槽３の底壁面を形成する底板部
材１０より構成されて、対向する２枚の平板部材８ａ、
８ｂの間にスペーサ６が配されている。ＩＧＢＴモジュ
ール２は、一方の平板部材８ａの外表面に熱伝導性グリ
ースを介して密着され、スペーサ６に設けられた螺子孔
６ａにボルト７を締結することで固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【０００４】また、冷媒槽と組み合わされる放熱器は、
発熱体の発熱量に相応した放熱性能を必要とするため、
例えば冷媒槽に取り付ける発熱体の個数が増加した場
合、即ち総発熱量が増大した場合には、その総発熱量に
合わせて容量の大きい（つまり放熱性能が大）放熱器が
必要となる。このため、発熱体の総発熱量に合わせて容
量の異なる数種類の放熱器が必要となることから、必然
的にコストが高くなってしまう。

【０００５】本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、第１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を提
供することにあり、第２の目的は、発熱体の総発熱量に
合わせて容量の異なる放熱器を低コストで製造できる沸
騰冷却装置を提供することにある。

【０００６】

【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、
締結部材により外側面に発熱体が取り付けられて、内部
に前記発熱体の熱を吸収し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、対向する２枚の平板部材と、この２
枚の平板部材の間隔を一定に保つとともに、前記放熱器
との接続口以外の周壁面を形成する板状の周壁部材とか
ら成り、少なくとも何方か一方の前記平板部材に前記発
熱体が取り付けられることを特徴とする。

【０００７】請求項２では、請求項１に記載した沸騰冷
却装置において、前記冷媒槽は、２枚の前記平板部材お
よび前記周壁部材が、前記発熱体の個数あるいは大きさ
に対応して適宜な寸法に切断して用いられていることを
特徴とする。

【０００８】請求項３では、請求項１または２に記載し
た沸騰冷却装置において、前記冷媒槽は、その上端面が
前記放熱器との接続口として開口しており、前記周壁部
材は、前記冷媒槽の両側壁を形成する２枚の側板部材
と、前記冷媒槽の底壁を形成する底板部材とから成るこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項４では、請求項１または２に記載し
た沸騰冷却装置において、前記冷媒槽は、少なくとも何
方か一方の前記平板部材に前記放熱器との接続口が開口
しており、前記周壁部材は、前記冷媒槽の両側壁を形成
する２枚の側板部材と、前記冷媒槽の底壁を形成する底
板部材と、前記冷媒槽の上壁を形成する天板部材とから
成ることを特徴とする。

【００１０】請求項５では、請求項１〜４に記載した何
れかの沸騰冷却装置において、前記冷媒槽は、対向する
２枚の前記平板部材の間に前記締結部材の締め付け力を
受けるスペーサが介在されていることを特徴とする。

【００１１】請求項６では、請求項５に記載した沸騰冷
却装置において、前記スペーサは、前記締結部材の締結
位置に対応して、少なくとも何方か一方の前記平板部材
に位置決めされていることを特徴とする。

【００１２】請求項７では、請求項５または６に記載し
た沸騰冷却装置において、前記スペーサには、予め螺子
孔が設けられており、前記締結部材は、前記発熱体が取
り付けられる一方の前記平板部材を貫通して前記螺子孔
に螺着するボルトであることを特徴とする。

【００１３】請求項８では、請求項５または６に記載し
た沸騰冷却装置において、前記スペーサには、予め貫通
孔が設けられており、前記締結部材は、前記貫通孔を通
って前記発熱体が取り付けられる一方の前記平板部材か
ら他方の前記平板部材まで貫通するボルトと、このボル
トの先端に螺着するナットから成ることを特徴とする沸
騰冷却装置。

【００１４】請求項９では、請求項１〜８に記載した何
れかの沸騰冷却装置において、前記放熱器は、同一形状
を成す複数の中空状放熱管を積層して構成され、前記放
熱管が積層方向に互いに連通していることを特徴とす
る。

【００１５】

【作用および発明の効果】

（請求項１）冷媒槽が、対向する２枚の平板部材と、こ
の２枚の平板部材の間隔を一定に保つ板状の周壁部材と
から構成されている。即ち、冷媒槽をプレス成形品で構
成するのではなく、２枚の平板部材と周壁部材とを接合
して構成される。これにより、冷媒槽に取り付けられる
発熱体の個数あるいは大きさが異なる場合でも、従来の
ように新規にプレス型を設ける必要がなく、発熱体の個
数や大きさに対応した形状の平板部材を容易に作成する
ことができる。

【００１６】（請求項２）冷媒槽に取り付けられる発熱
体の個数あるいは大きさが異なる場合には、その発熱体
の個数あるいは大きさに対応して、２枚の平板部材およ
び周壁部材をそれぞれ適宜な寸法に切断して用いること
ができる。これにより、従来の様なプレス型に掛かる費
用が不要となることから、冷媒槽の大きさを変更する場
合に低コストで対応できる。

【００１７】（請求項３）冷媒槽の上端面が放熱器との
接続口として開口している場合、冷媒槽の周壁面を形成
する周壁部材は、それぞれ別部材である２枚の側板部材
と底板部材とから構成される。従って、発熱体の個数あ
るいは大きさに対応して周壁部材を切断する際にも、極
めて容易に所要の寸法に仕上げることができる。

【００１８】（請求項４）また、冷媒槽の平板部材に放
熱器との接続口が開口している場合、冷媒槽の周壁面を
形成する周壁部材は、それぞれ別部材である２枚の側板
部材、底板部材、および天板部材から構成される。従っ
て、請求項３の場合と同様に、発熱体の個数あるいは大
きさに対応して周壁部材を切断する際にも、極めて容易
に所要の寸法に仕上げることができる。

【００１９】（請求項５）冷媒槽には、対向する２枚の
平板部材の間に締結部材の締め付け力を受けるスペーサ
が介在されていることから、発熱体の取付けピッチが異
なる場合でも、その取付けピッチに合わせてスペーサの
位置を適宜変更することにより、取付けピッチの変化に
対しても容易に対応できる。

【００２０】（請求項６）冷媒槽の内部に配されるスペ
ーサは、締結部材の締結位置に対応して、少なくとも何
方か一方の平板部材に対して位置決めすることができ
る。これにより、冷媒槽の組み立て時にスペーサの組付
け位置を容易に特定することができる。

【００２１】（請求項７）発熱体は、一方の平板部材に
ボルトの締め付けによって固定される。ボルトは、発熱
体を取り付ける一方の平板部材を通って、予めスペーサ
に設けられた螺子孔にねじ込むことができる。

【００２２】（請求項８）発熱体は、一方の平板部材に
ボルトとナットの締結によって固定される。ボルトは、
予めスペーサに設けられた貫通孔を通って、発熱体が取
り付けられる一方の平板部材から他方の平板部材まで挿
通され、他方の平板部材の外側でナットが螺着される。

【００２３】（請求項９）放熱器は、同一形状を成す複
数の放熱管を積層して構成されるため、その積層する放
熱管の数を容易に変更できる。従って、冷媒槽に取り付
けられる発熱体の個数に応じて、即ち総発熱量に応じて
積層する放熱管の数を増減することにより、総発熱量に
相応した放熱容量を容易に確保できる。

【００２４】

【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は沸騰冷却装置の正面図、図２は沸
騰冷却装置の側面図である。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Ｒ（図３参照）を収容する冷媒槽３、この冷媒
槽３の上部に配置される放熱器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。

【００２５】ＩＧＢＴモジュール２は、内蔵する半導体
素子（図示しない）で発生した熱を放出する放熱板２ａ
を有し、この放熱板２ａが冷媒槽３の外壁面に熱伝導グ
リース（図示しない）を介して密着され、冷媒槽３内に
固定されるスペーサ６（図２および図３参照）に対して
ボルト７を締結することにより冷媒槽３に固定されてい
る（図２参照）。

【００２６】冷媒槽３は、対向する２枚の平板部材８
（８ａ、８ｂ）、冷媒槽３の側壁面を形成する２枚の側
板部材９、および冷媒槽３の底壁面を形成する底板部材
１０より構成されて、各々ろう付け接合されている。平
板部材８は、片面にろう材がクラッドされた平坦なアル
ミニウム板（板厚ｔ1 ＝１．６mm程度）を横長の長方形
に切断したもので、本実施例ではＩＧＢＴモジュール２
を３個並んで取り付けることのできる大きさに設けられ
ている（図１参照）。

【００２７】この平板部材８には、ＩＧＢＴモジュール
２の取付け位置に対応して、ボルト７を通すための丸孔
８ｃ（図３参照）が複数箇所（本実施例で１２箇所）板
厚方向に貫通して設けられている。なお、ＩＧＢＴモジ
ュール２は一方の平板部材８ａのみに取り付けられる
が、この一方の平板部材８ａと他方の平板部材８ｂとは
同一形状に設けられている。

【００２８】側板部材９は、一定の幅（ｗ＝９．０mm）
のアルミニウム板を平板部材８の縦辺（図１の左右両側
辺）と同じ長さに切断して得られる。底板部材１０は、
側板部材９と同じ一定の幅（ｗ＝９．０mm）のアルミニ
ウム板を、平板部材８の横辺（図１の下辺）の長さから
側板部材９の板厚２枚分の寸法を差し引いた長さに切断
して得られる。

【００２９】この側板部材９および底板部材１０は、対
向する２枚の平板部材８を一定の間隔（９．０mm）に保
つスペーサとしても機能するもので、そのスペーサとし
ての強度を考慮して平板部材８より板厚が厚く（板厚ｔ
2 ＝５．０mm程度）設定されている。上記の２枚の平板
部材８、２枚の側板部材９、および底板部材１０で構成
される冷媒槽３は、その上端側のみ放熱器との接続口３
ａ（図３参照）として開口されている。

【００３０】ボルト７が締結されるスペーサ６は、ボル
ト７の締め付け荷重を受けて冷媒槽３を補強するもので
あり、平板部材８に開けられた丸孔８ｃと同じ位置に固
定されている（従って、本実施例では１２個のスペーサ
６が使用されている）。このスペーサ６は、例えばアル
ミニウム製で円柱形状に設けられて、側板部材９および
底板部材１０の幅ｗと同一寸法の高さを有し、その両端
面が２枚の平板部材８にろう付けされている。なお、ス
ペーサ６には、図３に示すように、ボルト７を締結する
ための螺子孔６ａが予め設けられている。

【００３１】放熱器４は、放熱チューブ１１、上部タン
クと下部タンク（共に下述する）、および放熱用フィン
１２より構成されている。放熱チューブ１１は、偏平形
状（断面形状が長円形状）のアルミニウム管より成り、
放熱器４の横幅方向（図１の左右方向）に一定の間隔を
保って複数本配置されている。

【００３２】上部タンクは、各放熱チューブ１１の上端
部が接続されるアッパプレート１３と、このアッパプレ
ート１３に組み合わされるアッパタンク１４とから成
り、各放熱チューブ１１と連通されている。下部タンク
は、各放熱チューブ１１と冷媒槽３とを連絡するもの
で、冷媒槽３の接続口３ａに接続されるロアタンク１５
と、各放熱チューブ１１の下端部が接続されるロアプレ
ート１６とから成り、各放熱チューブ１１と連通されて
いる。

【００３３】なお、アッパプレート１３、アッパタンク
１４、ロアタンク１５、およびロアプレート１６は、片
面にろう材がクラッドされたアルミニウム板（板厚１．
６mm程度）をプレス成形したもので、アッパプレート１
３およびロアプレート１６には、それぞれ放熱チューブ
１１の上端部および下端部が挿入される複数の挿入孔
（図示しない）が開けられており、ロアタンク１５に
は、冷媒槽３の接続口３ａが挿入される挿入口１５ａが
設けられている（図３参照）。

【００３４】放熱用フィン１２は、熱伝導率の良いアル
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の外表面に接触している。この放熱用フィン
１２は、放熱器４の表面積を拡大し、且つ熱伝達率を増
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。この放熱器４と冷媒槽３は、両者を組付けた
状態で、炉中にて一体ろう付けされて結合される。

【００３５】冷却ファン５は、モータ（図示しない）に
よって回転駆動されるボス部５ａの外周に複数枚のファ
ンブレード５ｂを備えた軸流式ファンである。この冷却
ファン５は、放熱器４の前面（または後面）に２個並ん
で配されており、ファンブレード５ｂの外周を覆うファ
ンシュラウド１７が放熱器４の側面にボルト１８（図２
参照）で固定されている。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（この
場合の送風方向を図２に矢印で示す）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。

【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内の半導体素子が発熱
すると、ＩＧＢＴモジュール２の放熱板２ａに熱が伝わ
り、さらに熱伝導グリースを介して冷媒槽３を構成する
一方の平板部材８ａに主に伝わることで、冷媒槽３内の
冷媒Ｒが沸騰する。沸騰した冷媒Ｒは、気泡となって冷
媒槽３内を上昇し、放熱器４の下部タンクへ流入した
後、下部タンク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。

【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、自重により放熱チ
ューブ１１内を流下して下部タンクから再び冷媒槽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１２
へ伝わって大気へ放出される。この冷媒Ｒの沸騰・凝縮
熱伝達が繰り返されて、ＩＧＢＴモジュール２から伝わ
った熱が順次大気へ放出されることにより、半導体素子
の冷却が行われる。

【００３８】（第１実施例の効果）本実施例の沸騰冷却
装置１は、冷媒槽３を２枚の平板部材８、２枚の側板部
材９、および底板部材１０によって構成していることか
ら、取り付けるＩＧＢＴモジュール２の個数に対応して
容易に冷媒槽３の大きさを変更することができる。即
ち、平板部材８、側板部材９、および底板部材１０は、
それぞれアルミニウム板を所要の寸法に切断して得られ
るため、冷媒槽３をプレス成形品で構成する場合のよう
に、冷媒槽３の大きさを変更する場合でもプレス型を新
規設計する必要がない。

【００３９】また、ＩＧＢＴモジュール２は、その製造
業者毎にボルト７の取付けピッチが異なる場合がある。
この様な場合、冷媒槽３をプレス成形品で構成すると、
取り付けるＩＧＢＴモジュール２の個数が同一でも、ボ
ルト７の取付けピッチが異なるだけでそれまでのプレス
成形品が使用できなくなる。従って、新たなプレス型に
よって取付けピッチに合わせたプレス成形品を成形する
必要があることから、大幅なコスト増加となるが、本実
施例では、スペーサ６の位置をボルト７の取付けピッチ
に合わせて適宜変更するだけで良い。これらの結果、Ｉ
ＧＢＴモジュール２の個数やボルト７の取付けピッチが
異なる場合に対して、プレス型に掛かる費用が不要であ
ることから、非常に低コストで対応することができる。

【００４０】（第２実施例）図４は第２実施例に係わる
冷媒槽３の断面図である。本実施例の沸騰冷却装置１
は、冷媒槽３に対してＩＧＢＴモジュール２を上下２段
に取り付けた場合の具体的な例を示すものである。この
場合は、冷媒槽３を構成する２枚の平板部材８および２
枚の側板部材９の大きさを変更（上下方向の長さのみを
略２倍にする）して、ＩＧＢＴモジュール２を取り付け
るボルト７の締結位置に対応してそれぞれスペーサ６を
配置するだけで対応できる。なお、底板部材１０は第１
実施例の場合と共通使用できる。

【００４１】（第３実施例）図５は第３実施例に係わる
冷媒槽３の断面図である。冷媒槽３にＩＧＢＴモジュー
ル２を固定する方法としては、第１実施例で説明したよ
うに、冷媒槽３内に配置されたスペーサ６の螺子孔６ａ
にボルト７を締結する方法でも良いが、図５に示すよう
に、他方の平板部材８ｂの外側まで突出させたボルト７
の先端にナット１９を締め付けて固定することもでき
る。この場合、スペーサ６にはボルト７を挿通するため
の貫通孔６ｂが設けられている。

【００４２】また、第１実施例では、スペーサ６の両端
面を２枚の平板部材８にそれぞれろう付けして固定する
例を説明したが、この時、平板部材８に対してスペーサ
６の位置決めを行なっても良い。具体的には、少なくと
も何方かの平板部材８（図５では他方の平板部材８ｂ）
に位置決め孔８ｄを形成するとともに、スペーサ６の端
面に嵌合部６ｃを形成して、位置決め孔８ｄに嵌合部６
ｃを嵌合させることでスペーサ６の位置決めを行なうこ
とができる。

【００４３】なお、上記のように平板部材８に対してス
ペーサ６を位置決めした場合は、スペーサ６の位置が特
定されることから、ＩＧＢＴモジュール２を取り付ける
ボルト７の取付けピッチが異なる場合にスペーサ６の位
置を変更することができない。そこで、前述の貫通孔６
ｂを設けたスペーサ６であれば、予めボルト７の取付け
ピッチのずれを見込んでスペーサ６の取付け面積を大き
く設定しておくことにより、取付けピッチのずれを吸収
することができる。

【００４４】（第４実施例）図６は第４実施例に係わる
沸騰冷却装置１の正面図である。本実施例は、冷媒槽３
に取り付けられるＩＧＢＴモジュール２の個数に応じて
（即ち、総発熱量に合わせて）、放熱器４の容量を変更
できるように構成したもので、放熱器４として所謂ドロ
ンカップタイプの熱交換器を使用する。その放熱器４
は、中空状の放熱管２０（図７参照）を複数積層して構
成され、積層された各放熱管２０の間に放熱用フィン１
２が介在されて、各放熱管２０の内部にはそれぞれイン
ナフィン２１が挿入されている。

【００４５】放熱管２０は、平面形状が略矩形状を成す
２枚の成形プレート２２より成り、各成形プレート２２
の外周縁部を接合して中空体に形成されている。この放
熱管２０は、図７に示すように、その中央部全体が偏平
な冷媒通路２３となり、その冷媒通路２３の両端にそれ
ぞれ連通部２４が設けられている。連通部２４は、他の
放熱管２０の連通部２４と接続されて放熱器４全体のタ
ンク部を構成する。成形プレート２２は、熱伝導性の良
好な金属製（例えばアルミニウム製）で、プレス成形に
より同一形状に設けられて、連通部２４を構成する両端
部に連通口２５が開けられている。

【００４６】各放熱管２０は、図７に示すように、互い
の連通部２４同士を合わせて積層され、連通部２４に開
口する連通口２５を通じて互いに連通している。但し、
最も外側に位置する放熱管２０の外側の成形プレート２
２には、連通口２５が設けられていない。あるいは、連
通口２５を開けた成形プレート２２を使用した場合で
も、成形プレート２２の外側から端板（図示しない）等
で連通口２５を塞いでも良い。

【００４７】放熱用フィン１２は、積層された各放熱管
２０の冷媒通路２３同士の間に形成される送風空間に介
在される（図７参照）。従って、冷却ファン５は、図６
および図８に示すように、放熱器４の側方に配置され
る。インナフィン２１は、放熱用フィン１２と同様にア
ルミニウム製の薄板を波形に成形したもので、放熱管２
０の冷媒通路２３に挿入されている（図８参照）。以上
の構成より成る放熱器４は、両タンク部（連通部２４）
が上下に位置するように配されて、縦長に設けられた冷
媒槽３の側面上部に接合されている。

【００４８】この放熱器４と組み合わされる冷媒槽３
は、対向する２枚の平板部材８（８ａ、８ｂ）、冷媒槽
３の側壁面を形成する２枚の側板部材９、冷媒槽３の底
壁面を形成する底板部材１０、および冷媒槽３の上壁面
を形成する天板部材２６（図７参照）より構成されて、
放熱器４と一体にろう付けされている。但し、放熱器４
が接続される一方の平板部材８ａには、放熱管２０の連
通口２５と連通する接続口２７が２か所設けられてい
る。

【００４９】次に、本実施例の作用を説明する。ＩＧＢ
Ｔモジュール２から発生した熱が伝わって沸騰した冷媒
Ｒは、気泡となって冷媒槽３内を上昇し、接続口２７か
ら放熱器４のタンク部（連通部２４）へ流入する。タン
ク部から各放熱管２０の冷媒通路２３へ分配された冷媒
蒸気は、冷却ファン５の送風を受けて低温となっている
冷媒通路２３の内壁面およびインナフィン２１の表面に
凝縮して液化し、この際に凝縮潜熱を放出する。液化し
た冷媒は、液滴となって自重により冷媒通路２３を流下
して下側のタンク部（連通部２４）へ流入し、下部の接
続口２７から冷媒槽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、冷媒通路２３の壁面か
ら放熱用フィン１２へ伝わって大気へ放出される。

【００５０】（本実施例の効果）本実施例では、第１実
施例の効果（取り付けるＩＧＢＴモジュール２の個数や
取付けピッチが異なる場合でも低コストで冷媒槽３を提
供できる）に加えて、ドロンカップタイプの放熱器４を
使用したことにより、ＩＧＢＴモジュール２の取付け個
数が増加して総発熱量が増大した場合でも、容易に放熱
器４の容量を変更できる。即ち、同一形状の放熱管２０
を順次積層していくことで放熱器４の容量を容易に増加
できるため、総発熱量に相応した容量の放熱器４を低コ
ストで提供できる。

【００５１】（第５実施例）図９は第５実施例に係わる
沸騰冷却装置１の正面図である。本実施例は、第４実施
例で説明したドロンカップタイプの放熱器４を冷媒槽３
の両側に配置した場合の一例を示すものである。この場
合、装置の全幅が放熱器４の厚み幅（積層方向の長さ）
で決まるため、図１０に示すように、ＩＧＢＴモジュー
ル２を冷媒槽３の両面に取り付けた場合でも装置の全幅
が増大することはなく有利である。

【００５２】また、図９および図１１に示すように、冷
媒槽３に対して放熱器４を両タンク部（連通部２４）が
左右に位置するように組付けて、各冷媒通路２３にイン
ナフィン２１を横向きに挿入しても良い。但し、各冷媒
通路２３内で凝縮液化した冷媒を再び冷媒槽３へ戻すた
めに、冷媒槽３に対して放熱器４全体を若干傾斜した状
態（傾斜角θ）で組付ける必要がある（図９参照）。あ
るいは、インナフィン２１のみを若干傾斜した状態で冷
媒通路２３内に固定する必要がある。なお、この場合、
放熱器４の送風空間が上下方向に貫通するため、放熱用
フィン１２を縦向き（インナフィン２１と略直交する向
き）に組付けて、冷却ファン５を放熱器４の上方に配置
することにより、その冷却ファン５による冷却風を放熱
器４に対して上下方向に送風することができる。

【００５３】（第６実施例）図１２は第６実施例に係わ
る沸騰冷却装置１の正面図である。本実施例は、第５実
施例と同様に、ドロンカップタイプの放熱器４を冷媒槽
３の両側に配置した場合の他の例を示すものである。但
し、放熱器４は、図１２に示すように、放熱管２０の連
通部２４が放熱管２０の角部に４か所設けられており、
各連通部２４の間は偏平な冷媒通路２３として連通して
いる。インナフィン２１は、第５実施例と同様に冷媒通
路２３に横向き（但し、傾斜角θ）に挿入されている。

【００５４】この様な構成によれば、積層方向に隣合う
放熱管２０同士の間で、４か所の連通部２４の間が全て
送風空間として利用できるが（図１３および図１４参
照）、本実施例では、放熱器４に対して左右方向に冷却
風を流すように構成されている。つまり、放熱器４の送
風空間に放熱用フィン１２を横向き（図１３参照）に組
付けて、冷却ファン５を放熱器４の側方に配置してい
る。

【００５５】（第７実施例）図１５は第７実施例に係わ
る沸騰冷却装置１の正面図である。本実施例は、ドロン
カップタイプの放熱器４を冷媒槽３の上方に配置した場
合の一例を示すものである。即ち、放熱器４は、図１５
および図１７に示すように、各放熱管２０が上下方向に
積層された状態で冷媒槽３の上部に接合されている。但
し、冷媒槽３に接続される放熱管２０の成形プレート２
２には、バーリング加工によって成形された挿入口２８
が設けられている。この放熱器４は、各放熱管２０の冷
媒通路２３が水平方向に形成されるため、冷媒槽３に対
して若干の傾斜角θを付けて組付けられている。

【００５６】一方、冷媒槽３は、その上端が放熱器４と
の接続口３ａとして開口している。即ち、第４〜６実施
例のように天板部材２６はなく、上端面が開口された状
態で、放熱器４の挿入口２８に挿入されている。但し、
冷媒槽３の側壁面を形成する側板部材９は、バーリング
加工によって成形された挿入口２８の内周形状に合わせ
て、その外周面が半円形の凸曲面で構成されている（図
１６参照）。なお、冷却ファン５は、図１７に示すよう
に、放熱器４の正面（ＩＧＢＴモジュール２側）に配置
されて、放熱器４の前後方向に送風することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】沸騰冷却装置の正面図である。

【図２】沸騰冷却装置の側面図である。

【図３】冷媒槽の断面図である（第１実施例）。

【図４】冷媒槽の断面図である（第２実施例）。

【図５】冷媒槽の断面図である（第３実施例）。

【図６】沸騰冷却装置の正面図である（第４実施例）。

【図７】沸騰冷却装置の側面断面図である（第４実施
例）。

【図８】沸騰冷却装置の上面図である（第４実施例）。

【図９】沸騰冷却装置の正面図である（第５実施例）。

【図１０】沸騰冷却装置の側面断面図である（第５実施
例）。

【図１１】沸騰冷却装置の上面図である（第５実施
例）。

【図１２】沸騰冷却装置の正面図である（第６実施
例）。

【図１３】沸騰冷却装置の側面断面図である（第６実施
例）。

【図１４】沸騰冷却装置の上面図である（第６実施
例）。

【図１５】沸騰冷却装置の正面図である（第７実施
例）。

【図１６】冷媒槽の底面図である（第７実施例）。

【図１７】沸騰冷却装置の側面断面図である（第７実施
例）。

【符号の説明】

１沸騰冷却装置２ＩＧＢＴモジュール（発熱体）３冷媒槽３ａ接続口４放熱器６スペーサ６ａ螺子孔６ｂ貫通孔７ボルト（締結部材）８平板部材８ａ一方の平板部材８ｂ他方の平板部材９側板部材（周壁部材）１０底板部材（周壁部材）１９ナット（締結部材）２０放熱管（中空体）２６天板部材（周壁部材）２７接続口Ｒ冷媒

フロントページの続き (72)発明者門田茂愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】締結部材により外側面に発熱体が取り付け
られて、内部に前記発熱体の熱を吸収して沸騰する冷媒
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、対向する２枚の平板部材と、この２枚の
平板部材の間隔を一定に保つとともに、前記放熱器との
接続口以外の周壁面を形成する板状の周壁部材とから成
り、少なくとも何方か一方の前記平板部材に前記発熱体
が取り付けられることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】請求項１に記載した沸騰冷却装置におい
て、前記冷媒槽は、２枚の前記平板部材および前記周壁部材
が、前記発熱体の個数あるいは大きさに対応して適宜な
寸法に切断して用いられていることを特徴とする沸騰冷
却装置。
【請求項３】請求項１または２に記載した沸騰冷却装置
において、前記冷媒槽は、その上端面が前記放熱器との接続口とし
て開口しており、前記周壁部材は、前記冷媒槽の両側壁を形成する２枚の
側板部材と、前記冷媒槽の底壁を形成する底板部材とか
ら成ることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項４】請求項１または２に記載した沸騰冷却装置
において、前記冷媒槽は、少なくとも何方か一方の前記平板部材に
前記放熱器との接続口が開口しており、前記周壁部材は、前記冷媒槽の両側壁を形成する２枚の
側板部材と、前記冷媒槽の底壁を形成する底板部材と、
前記冷媒槽の上壁を形成する天板部材とから成ることを
特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項５】請求項１〜４に記載した何れかの沸騰冷却
装置において、前記冷媒槽は、対向する２枚の前記平板部材の間に前記
締結部材の締め付け力を受けるスペーサが介在されてい
ることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項６】請求項５に記載した沸騰冷却装置におい
て、前記スペーサは、前記締結部材の締結位置に対応して、
少なくとも何方か一方の前記平板部材に位置決めされて
いることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項７】請求項５または６に記載した沸騰冷却装置
において、前記スペーサには、予め螺子孔が設けられており、前記締結部材は、前記発熱体が取り付けられる一方の前
記平板部材を貫通して前記螺子孔に螺着するボルトであ
ることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項８】請求項５または６に記載した沸騰冷却装置
において、前記スペーサには、予め貫通孔が設けられており、前記締結部材は、前記貫通孔を通って前記発熱体が取り
付けられる一方の前記平板部材から他方の前記平板部材
まで貫通するボルトと、このボルトの先端に螺着するナ
ットから成ることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項９】請求項１〜８に記載した何れかの沸騰冷却
装置において、前記放熱器は、同一形状を成す複数の中空状放熱管を積
層して構成され、前記放熱管が積層方向に互いに連通し
ていることを特徴とする沸騰冷却装置。