JPH0886551A - 沸騰冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の発熱体を効率良く冷却できる沸騰冷却
装置を提供すること。 【構成】 冷媒槽２は、２枚の薄肉部材６、７を接合し
て偏平形状に設けられ、横幅方向に３分割された冷媒室
８〜１０（第１冷媒室８、第２冷媒室９、第３冷媒室１
０）と、各冷媒室８〜１０の下端側を連通する連通通路
１１とが形成されて、内部にフロロカーボン系の冷媒が
封入されている。冷媒槽２を形成する一方の薄肉部材６
は、平坦な外壁面が発熱体の取付平面６ａとして設けら
れて、その取付平面６ａに各発熱体が取付用ボルトによ
り固定されている。発熱体は、走行時に発熱する走行用
インバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、エアコン用インバ
ータ、および非走行時のバッテリ充電時に発熱する充電
器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱した半導体素子等
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、複数の発熱体を冷却することので
きる沸騰冷却装置として、特開平５−３２６７７４号公
報に開示された沸騰冷却装置がある。これは、中継タン
クから下部に延びた複数の冷却槽に発熱体を挟んだもの
である。しかしながら、この沸騰冷却装置では、複数の
発熱体の内の特定の発熱体に接している冷媒槽は多くて
２つであり、その特定の発熱体のみが急激に加熱した場
合においても２つの冷媒槽のみで冷却しなければなら
ず、効率良い放熱が行なえないという問題があった。

【０００３】また、上記問題が生じないものとして冷媒
槽を共通にした沸騰冷却装置がある。その一例として実
開平３−１１６０４７号公報に開示された沸騰冷却装置
は、大きな冷媒槽の中に複数の発熱体を浸して冷却させ
るものである。この沸騰冷却装置では、特定の発熱体が
発熱すると、その周辺の冷媒が加熱されて冷媒表面から
気化して放熱部へ上昇する。そして、上昇した冷媒を補
うために、その上昇した冷媒の体積と同一の冷媒が周囲
から移動し、全体として略同一密度となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、複数の発熱
体を冷却する際に、特定の発熱体が発熱し、その隣接し
た発熱体も発熱している場合、特定の発熱体の発熱によ
り上昇した冷媒を補う冷媒は、隣接した発熱体により加
熱された後の冷媒が移動してくる。同じ体積の冷媒が移
動してきたとした場合、高温になった冷媒が移動してき
た時は、冷媒はすぐにまた沸騰するべき温度に達してし
まい、その特定の発熱体を充分冷却できずに上昇してし
まう。この結果、効率良い冷却ができないという問題が
あった。本発明は、上記事情に基づいて成されたもの
で、その目的は、複数の発熱体を効率よく冷却できる沸
騰冷却装置を提供することにある。

【０００５】

【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、
駆動することにより熱を発生する第１発熱体と、この第
１発熱体と異なるタイミングで駆動するとともに、駆動
することにより熱を発生する第２発熱体と、外部に前記
第１発熱体が取り付けられる第１取付平面および前記第
２発熱体が取り付けられる第２取付平面を有し、内部の
前記第１取付平面裏面に第１領域および前記第２取付平
面裏面に第２領域を有する冷媒槽と、この冷媒槽内に封
入され、前記第１発熱体および前記第２発熱体がそれぞ
れ発生した熱を吸収して気化する冷媒と、前記冷媒槽内
の前記第１領域と前記第２領域との間に形成され、前記
第１領域と前記第２領域との間の前記冷媒の相互移動を
抑制する抑制手段と、この抑制手段の下部の前記冷媒槽
内に少なくとも形成され、前記第１領域と前記第２領域
とを連通させる連通通路と、一方の開口面が前記冷媒槽
に取り付けられ、前記気化した冷媒を冷却液化させて前
記冷媒槽に戻す放熱部とを備えたことを特徴とする。

【０００６】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、薄肉部材を接合部にて
貼り合わせて形成され、前記接合部は、少なくとも前記
第１領域と前記第２領域との間に配置され、対向する冷
媒槽壁面が密着するように前記薄肉部材が貼り合わされ
た密着領域を有し、前記抑制手段は、前記密着領域から
成ることを特徴とする。

【０００７】請求項３では、請求項２に記載した沸騰冷
却装置において、前記薄肉部材の前記密着領域は凸状に
形成され、前記密着領域で対向する前記薄肉部材がろう
付けにより接合されていることを特徴とする。請求項４
では、請求項１〜３に記載した何れかの沸騰冷却装置に
おいて、前記冷媒槽は偏平形状に構成されることを特徴
とする。

【０００８】請求項５では、請求項２に記載した沸騰冷
却装置において、前記接合部における前記密着領域に貫
通孔を形成し、この貫通孔において前記第１発熱体およ
び前記第２発熱体を締結部材により前記冷媒槽に取り付
けたことを特徴とする。請求項６では、請求項１〜５に
記載した何れかの沸騰冷却装置において、前記抑制手段
は、前記第１領域と前記第２領域との間に上下方向に延
びるように配置された部材から成ることを特徴とする。

【０００９】請求項７では、請求項１〜６に記載した何
れかの沸騰冷却装置において、前記第１発熱体は、前記
第２発熱体が駆動する時間間隔と異なる時間間隔で駆動
することを特徴とする。請求項８では、請求項１〜７に
記載した何れかの沸騰冷却装置において、前記第１発熱
体は、前記第２発熱体が駆動しない時に駆動することを
特徴とする。

【００１０】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、前記冷媒槽は１つの壁面
を有し、前記第１取付平面と前記第２取付平面とは前記
壁面に形成されることを特徴とする。請求項１０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、前記冷媒槽は対向した２つの壁面を有し、前記第１
取付平面は前記対向した２つの壁面のうちの一方の壁面
に形成され、前記第２取付平面は前記対向した２つの壁
面のうちの他方の壁面に形成されることを特徴とする。

【００１１】請求項１１では、請求項１〜１０に記載し
た何れかの沸騰冷却装置において、前記冷媒槽内におけ
る前記連通通路よりも上方に、前記第１領域と前記第２
領域とを連通させる第２の連通通路を更に備えることを
特徴とする。請求項１２では、請求項１〜１１に記載し
た何れかの沸騰冷却装置において、前記第１発熱体は駆
動することにより第１発熱量の熱を発生し、前記第２発
熱体は駆動することにより第２発熱量の熱を発生するこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項１３では、請求項１〜１２に記載し
た何れかの沸騰冷却装置において、前記冷媒槽の外部に
配置され、裏面に第３領域を有する第３取付平面と、こ
の第３取付平面に取り付けられ、前記第１発熱体と異な
るタイミングで駆動するとともに、駆動することにより
第３発熱量の熱を発生する第３発熱体と、前記冷媒槽内
の前記第１領域と前記第３領域との間に形成され、前記
第１領域と前記第３領域との間の前記冷媒の相互移動を
抑制する第２の抑制手段と、この第２の抑制手段の下部
の前記冷媒槽内に少なくとも形成され、前記第１領域と
前記第３領域とを連通させる第３の連通通路とを更に有
し、前記第１発熱体、前記第２発熱体および前記第３発
熱体が同時に駆動した時の全体の発熱量は、前記第１発
熱量、前記第２発熱量および前記第３発熱量とを合計し
た発熱量よりも少ないものであることを特徴とする。

【００１３】請求項１４では、請求項１〜１３に記載し
た何れかの沸騰冷却装置において、前記第１発熱体は電
気自動車用の走行用モータの制御に用いられる走行用イ
ンバータであり、前記第２発熱体は前記走行用インバー
タの駆動していない時に駆動する充電器であることを特
徴とする。請求項１５では、請求項１〜１４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、前記放
熱部に連通するとともに前記第１取付平面を有する第１
冷媒槽および前記第２取付平面を有する第２冷媒槽から
成り、前記連通通路は前記第１冷媒槽と前記第２冷媒槽
とを連通させる通路であることを特徴とする。

【００１４】請求項１６では、駆動することにより熱を
発生する第１発熱体と、この第１発熱体と異なるタイミ
ングで駆動するとともに、駆動することにより熱を発生
する第２発熱体と、外部に前記第１発熱体が取り付けら
れる第１取付平面および前記第２発熱体が取り付けられ
る第２取付平面を有し、内部の前記第１取付平面裏面に
第１領域および前記第２取付平面裏面に第２領域を有す
る冷媒槽と、この冷媒槽内に封入され、前記第１発熱体
および前記第２発熱体がそれぞれ発生した熱を吸収して
気化する冷媒と、前記冷媒槽内の前記第１領域と前記第
２領域との間に形成され、前記第１領域と前記第２領域
との間の前記冷媒の相互移動を抑制する抑制手段と、前
記第１発熱体の上端よりも下部であり前記第２発熱体の
上端よりも下部である前記冷媒槽内に形成され、前記第
１領域と前記第２領域とを連通させる連通通路と、一方
の開口面が前記冷媒槽に取り付けられ、前記気化した冷
媒を冷却液化させて前記冷媒槽に戻す放熱部とを備えた
ことを特徴とする。

【００１５】

【作用および発明の効果】

（請求項１）冷媒槽の第１取付平面に取り付けられた第
１発熱体が発熱すると、第１領域の冷媒が第１発熱体か
ら発生した熱を吸収して高温になる。その後、冷媒槽の
第２取付平面に取り付けられた第２発熱体が、第１発熱
体と異なるタイミングで動作した時、第２発熱体の熱を
吸収させるために第２領域では低温の冷媒が必要にな
る。本発明では、抑制手段により第１領域から第２領域
への冷媒の流入が抑制され、連通通路からの冷媒を優先
的に第２領域へ流入させているため、効率良く第２発熱
体の発した熱を放熱部に導くことができる。即ち、冷媒
は上方に行くほど高温になっており、また下方の連通通
路付近の冷媒は比較的低温になっている。冷媒は高温に
なるに従って上方に移動していくため、冷媒の移動の穴
埋めをする低温の冷媒の供給が必要になる。本発明にお
いては、連通通路を通して下方に溜まっている低温の冷
媒を積極的に第２領域に流入させるため、同じ体積の高
温の冷媒が第１領域から直接流入した場合に比べて、熱
を効率良く吸収できる。

【００１６】（請求項２）薄肉部材が貼り合わされる接
合部の密着領域によって容易に抑制手段を形成すること
ができる。また、薄肉部材を貼り合わせて冷媒槽を形成
するため、切削やダイカストで製造する必要がないため
に重量大にならず、且つ生産性の向上になる。さらに、
抑制手段を部品点数を増やすことなく形成することがで
きるため、コストダウンを図ることが可能である。

【００１７】（請求項３）第１発熱体と第２発熱体を固
定するために広い取付面積を必要とする冷媒槽に対し
て、接合部の密着領域で対向する薄肉部材がろう付け接
合されるため、冷媒槽全体および発熱体の取付平面の剛
性が向上し、各々耐圧力性能向上および取付熱抵抗低減
の効果が期待できる。

【００１８】（請求項４）冷媒槽を偏平形状としたこと
により、必要な発熱体取付面積を確保しながら、冷媒量
の低減が可能となる。また、冷媒槽の幅が狭くなるた
め、特に電気自動車等に使用した場合には、車両の振
動、傾斜による液面の変動を緩和することができ、振動
および傾斜時でも安定した放熱性能を得ることができ
る。

【００１９】（請求項５）接合部の密着領域に形成した
貫通孔を通して、第１発熱体および第２発熱体を締結部
材により冷媒槽へ取り付けることができるため、シート
コックなしで非常に簡素な構成での固定が可能となるた
め、コストダウンが可能になる。

【００２０】（請求項６）抑制手段を第１領域と第２領
域との間に配置した部材（例えばスペーサ）によって形
成したことにより、冷媒槽の構成部品が簡素な形状とな
り、コストダウンを図ることができるとともに、設計自
由度が増える。

【００２１】（請求項７および請求項８）第１発熱体が
最も冷却を必要とするタイミングと、第２発熱体が最も
冷却を必要とするタイミングとをずらすことができるた
め、効率良く第１発熱体および第２発熱体から発生した
熱を吸収して放熱することができる。

【００２２】（請求項９）冷媒槽の１つの壁面に第１発
熱体を取り付ける第１取付平面、および第２発熱体を取
り付ける第２取付平面を形成している。即ち、冷媒槽の
片面に第１発熱体と第２発熱体の両方を取り付けるた
め、メインテナンス等が行ない易くなる。

【００２３】（請求項１０）冷媒槽の一方の壁面に第１
取付平面を形成し、他方の壁面に第２取付平面を形成し
て、冷媒槽の両面に発熱体を取り付ける構成としたこと
により、冷媒槽の体格を小さくできる。

【００２４】（請求項１１）連通通路を複数形成したこ
とにより、第１領域と第２領域との間で低温冷媒の移動
量が多くなるため、効率の良い冷却を行なうことができ
る。

【００２５】（請求項１２）第１発熱体および第２発熱
体を効率良く冷却できる。これにより、第１、第２発熱
体の発熱量を合計した放熱量を持つ冷却器より小型化が
可能となる。

【００２６】（請求項１３）第１発熱体、第２発熱体、
および第３発熱体を効率良く冷却できる。これにより、
各発熱体の発熱量を合計した放熱量を持つ冷却器より小
型化が可能となる。

【００２７】（請求項１４）充電器は急速充電の際は発
熱量が大きいが、非走行時に限られるので、充電器専用
の冷却装置を必要とせずに一つの冷却装置で効率良く冷
却を行なうことができ、小型化とコストダウンを図るこ
とができる。

【００２８】（請求項１５）冷媒槽を各発熱体用にユニ
ット化して、選択可能とすることにより、多種少量生産
にも対向可能となる。また、冷媒槽を分割構造とするこ
とで、液面の変動を抑制することができ、振動や傾斜に
対しても有利である。

【００２９】（請求項１６）発熱体と接続する回路等の
制約により、各発熱体の取付け位置の自由度が最重要視
される場合等は、連通通路を少なくとも発熱体の上端よ
り下方とすることで効果が得られる。但し、連通通路を
形成する位置は、発熱体の取付位置からみてできる限り
下方に形成することが望ましい。

【００３０】

【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は図
１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図（但し、
発熱体は非断面形状とする）である。本実施例の沸騰冷
却装置１は、電気自動車用の冷却システムに用いるもの
で、冷媒槽２、放熱器３、および冷却用ファン４（図２
参照）より構成されて、放熱器３と冷媒槽２およびケー
ス５とが溶接またはろう付けにより接合されている。

【００３１】冷媒槽２は、２枚の薄肉部材６、７（例え
ば板厚１．６mm程度のアルミニウム板）を接合（例え
ば、ろう付け）して偏平形状に設けられ（図２および図
３参照）、図４に示すように、横幅方向（図４の左右方
向）に３分割された冷媒室８〜１０（第１冷媒室８、第
２冷媒室９、第３冷媒室１０）と、各冷媒室８〜１０の
下端側を連通する連通通路１１（図６参照）とが形成さ
れて、内部にフロロカーボン系の冷媒が封入されてい
る。

【００３２】一方の薄肉部材６は、平坦な外壁面が発熱
体（下述する）の取付平面６ａとして設けられて、その
取付平面６ａの各所に発熱体の取付用ボルト１２（本発
明の締結部材）を通すための貫通孔６ｂ（図６参照）が
設けられている。なお、冷媒槽２の内部に形成される各
冷媒室８〜１０は、図４に示すように、それぞれ一方の
薄肉部材６の取付平面６ａに対応して（即ち取付平面６
ａの裏側）設けられている。

【００３３】他方の薄肉部材７は、各冷媒室８〜１０お
よび連通通路１１に対応する部位が窪んで形成されてい
る。言い換えれば、各冷媒室８〜１０および連通通路１
１に対応する部位以外（上端側を除く外周部および各冷
媒室８〜１０に対応する部位の間）が接合部７ａ、７
ｂ、７ｃ（図６参照）として一方の薄肉部材６側へ突設
されている。即ち、この接合部７ａ〜７ｃの表面が一方
の薄肉部材６の対向面と密着してろう付けにより接合さ
れている。また、接合部７ａ〜７ｃには、図６に示すよ
うに、一方の薄肉部材６に設けられた貫通孔６ｂと対応
する位置に同様の貫通孔７ｄが設けられている。なお、
本発明の抑制手段は、各冷媒室８〜１０に対応する部位
の間に形成される接合部７ｂ、７ｃによって構成されて
いる。

【００３４】発熱体は、例えば走行用インバータ１３、
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４、エアコン用インバータ１
５、充電器１６であり、それぞれ放熱面が熱伝導グリー
スを介して一方の薄肉部材６の取付平面６ａに密着し
て、取付用ボルト１２により冷媒槽２に固定されている
（図４および図５参照）。取付用ボルト１２は、図２に
示すように、ケース５の壁面に溶接あるいはろう付け等
により接合された雌ねじ部材１７に螺着される。なお、
各発熱体は、車両走行時に走行用インバータ１３、ＤＣ
−ＤＣコンバータ１４、エアコン用インバータ１５が作
動して発熱し、非走行時のバッテリ充電時には、走行用
インバータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４、エアコン
用インバータ１５は発熱せず、充電器１６のみが発熱す
る。この各発熱体１３〜１６の発熱量の一例を図７に示
す。

【００３５】放熱器３は、断面形状が偏平な複数本の放
熱チューブ１８、各放熱チューブ１８の上端部と連通す
る上部タンク１９、各放熱チューブ１８の下端部と連通
する下部タンク２０、および隣合う放熱チューブ１８の
間に介在される放熱用フィン２１より構成される。冷却
用ファン４は、放熱器３へ強制的に冷却風を送風するも
ので、本実施例では、図２および図３に示すようにクロ
スフローファンを用いている。なお、冷却用ファン４は
軸流ファンでも良い。ケース５は、図２および図３に示
すように、冷媒槽２とともに各発熱体１３〜１６を収容
するケース本体５ａと、このケース本体５ａを気密に閉
塞する蓋体５ｂとから成る。

【００３６】次に、本実施例の作動を説明する。走行時
に走行用インバータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４、
エアコン用インバータ１５から発生した熱は、一方の薄
肉部材６を介して冷媒槽２（主に第１冷媒室８と第２冷
媒室９）の冷媒に伝わり、冷媒を沸騰気化させる。この
時、薄肉部材６の壁面と冷媒との間で高効率な熱伝達
（沸騰時で自然対流時の１００〜１０００倍にも達す
る）が行なわれる。

【００３７】沸騰した冷媒は、気泡となって冷媒槽２内
を上昇し、放熱器３の下部タンク２０へ流入した後、下
部タンク２０から各放熱チューブ１８へ分配されて、放
熱チューブ１８内を対流する。ここで、気化した冷媒蒸
気が冷却用ファン４の送風を受けて低温となっている放
熱チューブ１８の内壁面に接触すると、凝縮潜熱を放出
して凝縮液化し、自重により放熱チューブ１８内を流下
して下部タンク２０から再び冷媒槽２へ戻る。また、冷
媒蒸気から放出された凝縮潜熱は、放熱チューブ１８の
管壁から放熱用フィン２１を介して大気へ放出される。
この冷媒の沸騰・凝縮熱伝達が繰り返されて、各発熱体
１３〜１６から発生した熱が順次大気へ放出される。

【００３８】一方、非走行時のバッテリ充電時には、走
行用インバータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４、エア
コン用インバータ１５は発熱せず、充電器１６のみが発
熱して、走行時と同様に冷媒の沸騰・凝縮による高効率
な熱伝達が行なわれる。

【００３９】（第１実施例の効果）本実施例では、走行
時に発熱する走行用インバータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ１４、エアコン用インバータ１５と、バッテリ充電
時（非走行時）に発熱する充電器１６との駆動タイミン
グが異なる（図７参照）ため、走行時には充電器１６が
取り付けられた取付平面６ａ（本発明の第２取付平面）
に対応する第３冷媒室１０の冷媒を走行用インバータ１
３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４、エアコン用インバータ
１５の冷却に利用することができ、非走行時には走行用
インバータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４、エアコン
用インバータ１５が取り付けられた取付平面６ａ（本発
明の第１取付平面）に対応する第１冷媒室８および第２
冷媒室９の冷媒を充電器１６の冷却に利用することがで
きる。これにより、各発熱体１３〜１６を効率良く冷却
することができるばかりでなく、沸騰冷却装置１全体の
小型化および低コスト化が可能となる。

【００４０】本実施例では、抑制手段を成す接合部７
ｂ、７ｃによって各冷媒室８〜１０間の冷媒の移動が抑
制されているため、充電器１６の発熱時には、第３冷媒
室１０の冷媒が沸騰気化するのに伴って、第１冷媒室８
および第２冷媒室９の下部から、比較的低温の冷媒が連
通通路１１を通って第３冷媒室１０へ流入することがで
きる。このため、第３冷媒室１０には比較的低温の冷媒
が順次供給されるため、効率良く充電器１６を冷却する
ことができる。また、充電器１６は急速充電の際は発熱
量が大きいが、非走行時に限られるので、充電器１６専
用の冷却装置を必要とせず、一つの冷却装置で効率良く
冷却を行なうことができるため、小型化とコストダウン
を図ることができる。

【００４１】本実施例の冷媒槽２は、２枚の薄肉部材
６、７を貼り合わせて形成されるため、切削やダイカス
トで製造した場合と比較して軽量化できるとともに、生
産性の向上を図ることも可能である。また、冷媒槽２と
放熱器３とを別体で形成するため、放熱器３を大きくす
ることができ、十分な放熱面積を確保できる。各発熱体
１３〜１６は、取付用ボルト１２をケース５に接合され
た雌ねじ部材１７に螺着することによって冷媒槽２に取
り付けられるため、シートコックなしで非常に簡素な構
成での固定が可能となり、コストダウンが可能である。
また、貫通孔６ｂ、７ｄが設けられた周囲をろう付け等
で接合することにより、気密性を損なわずに各発熱体１
３〜１６の取付けが可能である。

【００４２】各発熱体１３〜１６を固定するために広い
取付面積を必要とする冷媒槽２に対して、抑制手段を成
す接合部７ｂ、７ｃで対向する２枚の薄肉部材６、７が
ろう付け接合されるため、冷媒槽２全体および各発熱体
１３〜１６の取付平面６ａの剛性が向上し、各々耐圧力
性能向上および取付熱抵抗低減の効果が期待できる。更
に、沸騰冷却装置１を電気自動車等の振動、傾斜が存在
する使用条件の製品に適用した場合には、冷媒槽２を分
割構造にすることで液面の変動を抑制することができる
ため、振動や傾斜に対して有利になる。

【００４３】（第２実施例）図８は沸騰冷却装置１の正
面図、図９は冷媒槽２を下方から見た図、図１０は図８
のＤ−Ｄ線に沿う冷媒槽２の断面図である。本実施例の
冷媒槽２は、２枚の薄肉部材２２、２３（図９、１０参
照）と、この２枚の薄肉部材２２、２３の間に介在され
るスペーサ２４、２５によって構成されている。２枚の
薄肉部材２２、２３は、それぞれ第１実施例で説明した
一方の薄肉部材６と同様の平坦なプレートで、２枚が同
一形状に設けられている。スペーサは、冷媒槽２の外周
壁面を形成する外壁スペーサ２４と、冷媒槽２を３分割
する分割用スペーサ２５から成り、２枚の薄肉部材２
２、２３とろう付け等により接合されている。発熱体２
６は、２枚の薄肉部材２２、２３およびスペーサ２４、
２５に設けられた貫通孔２４ａ、２５ａに挿通された取
付用ボルト１２にナット２７を締結することにより冷媒
槽２に固定されている（図１０参照）。また、本実施例
の場合、取付用ボルト１２を挿通する貫通孔２４ａ、２
５ａの位置を変更することにより、図１１に示すよう
に、サイズの異なる発熱体２６を取り付けることもでき
る。図１２は図１１のＥ−Ｅ断面図である。

【００４４】（第３実施例）図１３は沸騰冷却装置１の
正面図、図１４は図１３のＦ−Ｆ線に沿う冷媒槽２の断
面図である。本実施例は、第２実施例で説明した分割用
スペーサ２５の中央部に上下方向に延びる下降凝縮液通
路２５ｂを形成したものである。この下降凝縮液通路２
５ｂに存在する冷媒は、発熱体２６により直接加熱され
ないため比較的低温になっている。この低温の冷媒を下
降凝縮液通路２５ｂから連通通路１１を通って各冷媒室
８〜１０に供給することにより、効率良く発熱体２６を
冷却することができる。

【００４５】（第４実施例）図１５は沸騰冷却装置１の
正面図、図１６は図１５のＧ−Ｇ線に沿う冷媒槽２の断
面図である。本実施例では、発熱体２６を冷媒槽２の上
下方向に取り付けて、その相互間に抑制手段であるスペ
ーサ２８を設けたものである。本実施例の構成において
も、発熱体２６の取付平面６ａに対応する冷媒室に比較
的低温の冷媒を優先的に供給できることから、効率の良
い放熱を実現できる。

【００４６】（第５実施例）図１７は沸騰冷却装置１の
正面図、図１８は図１７のＨ−Ｈ線に沿う冷媒槽２の断
面図である。本実施例は、発熱体２６を取り付ける冷媒
槽２を各冷媒室８〜１０毎に分割し、その分割された各
冷媒槽２（冷媒室８〜１０）の下端部を連通チューブ２
９で連通させたものである。

【００４７】（第６実施例）図１９は沸騰冷却装置１の
側面断面図である。本実施例では、対向する２枚の薄肉
部材６、７の間に仕切板３０を挿入して、冷媒槽２の内
部を前後方向（図１９の左右方向）に分割し、冷媒槽２
の前後面に発熱体２６を取り付けた例を示すものであ
る。仕切板３０の下部には、仕切板３０の両側を連通す
る連通孔３０ａが設けられている。この連通孔３０ａ
は、図２０に示すように、仕切板３０の幅方向全体に亘
って長く形成しても良いし、図２１に示すように、各冷
媒室８〜１０毎に対応して小さく形成しても良い。

【００４８】（第７実施例）図２２は沸騰冷却装置１の
正面図、図２３は図２２のＩ−Ｉ線に沿う冷媒槽２の断
面図である。本実施例では、各冷媒室８〜１０を連通す
る連通通路１１の位置を発熱体２６の上端より下方に形
成した場合の例を示すものである。本実施例において
も、連通通路１１のない構造と比較して、低温冷媒を隣
接の冷媒室から連通通路１１を通って積極的に導入する
ことができるため、効率の良い冷却を行うことができ
る。但し、連通通路１１を形成する位置は、発熱体２６
の取付位置からみてできる限り下方に形成することが望
ましい。即ち、より下方に形成する程、低温の冷媒を導
入できるため、効率の良い冷却を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】沸騰冷却装置の正面図である（第１実施例）。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】冷媒槽の断面図（図６のＣ−Ｃ断面図）であ
る。

【図５】冷媒槽を下方から見た図である。

【図６】冷媒槽の正面図である。

【図７】各発熱体の駆動タイミングおよび発熱量を示す
タイムチャートである。

【図８】沸騰冷却装置の正面図である（第２実施例）。

【図９】冷媒槽を下方から見た図である（第２実施
例）。

【図１０】図８のＤ−Ｄ線に沿う冷媒槽の断面図であ
る。

【図１１】沸騰冷却装置の正面図である（第３実施
例）。

【図１２】図１１のＥ−Ｅ線に沿う冷媒槽の断面図であ
る。

【図１３】沸騰冷却装置の正面図である（第４実施
例）。

【図１４】図１３のＦ−Ｆ線に沿う冷媒槽の断面図であ
る。

【図１５】沸騰冷却装置の正面図である（第５実施
例）。

【図１６】図１５のＧ−Ｇ線に沿う冷媒槽の断面図であ
る。

【図１７】沸騰冷却装置の正面図である（第６実施
例）。

【図１８】図１７のＨ−Ｈ線に沿う冷媒槽の断面図であ
る。

【図１９】沸騰冷却装置の側面断面図である（第７実施
例）。

【図２０】連通孔の形状を示す沸騰冷却装置の正面図で
ある（第７実施例）。

【図２１】連通孔の形状を示す沸騰冷却装置の正面図で
ある（第７実施例）。

【図２２】沸騰冷却装置の正面図である（第８実施
例）。

【図２３】図２２のＩ−Ｉ線に沿う冷媒槽の断面図であ
る。

【符号の説明】 １ 沸騰冷却装置 ２ 冷媒槽 ３ 放熱器（放熱部） ６ 一方の薄肉部材 ６ａ 取付平面（第１取付平面、第２取付平面） ６ｂ 貫通孔（一方の薄肉部材） ７ 他方の薄肉部材 ７ｂ 接合部（抑制手段） ７ｃ 接合部（抑制手段） ７ｄ 貫通孔（他方の薄肉部材） ８ 第１冷媒室（第１領域） ９ 第２冷媒室（第１領域） １０ 第３冷媒室（第２領域） １１ 連通通路 １２ 取付用ボルト（締結部材） １３ 走行用インバータ（第１発熱体） １４ ＤＣ−ＤＣコンバータ（第１発熱体） １５ エアコン用インバータ（第１発熱体） １６ 充電器（第２発熱体） ２８ スペーサ（上下方向に延びるように配置された部
材） ２９ 連通チューブ（通路）

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動することにより熱を発生する第１発熱
   体と、 この第１発熱体と異なるタイミングで駆動するととも
   に、駆動することにより熱を発生する第２発熱体と、 外部に前記第１発熱体が取り付けられる第１取付平面お
   よび前記第２発熱体が取り付けられる第２取付平面を有
   し、内部の前記第１取付平面裏面に第１領域および前記
   第２取付平面裏面に第２領域を有する冷媒槽と、 この冷媒槽内に封入され、前記第１発熱体および前記第
   ２発熱体がそれぞれ発生した熱を吸収して気化する冷媒
   と、 前記冷媒槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に形
   成され、前記第１領域と前記第２領域との間の前記冷媒
   の相互移動を抑制する抑制手段と、 この抑制手段の下部の前記冷媒槽内に少なくとも形成さ
   れ、前記第１領域と前記第２領域とを連通させる連通通
   路と、 一方の開口面が前記冷媒槽に取り付けられ、前記気化し
   た冷媒を冷却液化させて前記冷媒槽に戻す放熱部とを備
   えた沸騰冷却装置。
2. 【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、薄肉部材を接合部にて貼り合わせて形成
   され、 前記接合部は、少なくとも前記第１領域と前記第２領域
   との間に配置され、対向する冷媒槽壁面が密着するよう
   に前記薄肉部材が貼り合わされた密着領域を有し、 前記抑制手段は、前記密着領域から成ることを特徴とす
   る沸騰冷却装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載した沸騰冷却装置におい
   て、 前記薄肉部材の前記密着領域は凸状に形成され、前記密
   着領域で対向する前記薄肉部材がろう付けにより接合さ
   れていることを特徴とする沸騰冷却装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３に記載した何れかの沸騰冷却
   装置において、 前記冷媒槽は偏平形状に構成されることを特徴とする沸
   騰冷却装置。
5. 【請求項５】請求項２に記載した沸騰冷却装置におい
   て、 前記接合部における前記密着領域に貫通孔を形成し、こ
   の貫通孔において前記第１発熱体および前記第２発熱体
   を締結部材により前記冷媒槽に取り付けたことを特徴と
   する沸騰冷却装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５に記載した何れかの沸騰冷却
   装置において、 前記抑制手段は、前記第１領域と前記第２領域との間に
   上下方向に延びるように配置された部材から成ることを
   特徴とする沸騰冷却装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６に記載した何れかの沸騰冷却
   装置において、 前記第１発熱体は、前記第２発熱体が駆動する時間間隔
   と異なる時間間隔で駆動することを特徴とする沸騰冷却
   装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７に記載した何れかの沸騰冷却
   装置において、 前記第１発熱体は、前記第２発熱体が駆動しない時に駆
   動することを特徴とする沸騰冷却装置。
9. 【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、 前記冷媒槽は１つの壁面を有し、前記第１取付平面と前
   記第２取付平面とは前記壁面に形成されることを特徴と
   する沸騰冷却装置。
10. 【請求項１０】請求項１〜８に記載した何れかの沸騰冷
    却装置において、 前記冷媒槽は対向した２つの壁面を有し、前記第１取付
    平面は前記対向した２つの壁面のうちの一方の壁面に形
    成され、前記第２取付平面は前記対向した２つの壁面の
    うちの他方の壁面に形成されることを特徴とする沸騰冷
    却装置。
11. 【請求項１１】請求項１〜１０に記載した何れかの沸騰
    冷却装置において、 前記冷媒槽内における前記連通通路よりも上方に、前記
    第１領域と前記第２領域とを連通させる第２の連通通路
    を更に備えることを特徴とする沸騰冷却装置。
12. 【請求項１２】請求項１〜１１に記載した何れかの沸騰
    冷却装置において、 前記第１発熱体は駆動することにより第１発熱量の熱を
    発生し、前記第２発熱体は駆動することにより第２発熱
    量の熱を発生することを特徴とする沸騰冷却装置。
13. 【請求項１３】請求項１〜１２に記載した何れかの沸騰
    冷却装置において、 前記冷媒槽の外部に配置され、裏面に第３領域を有する
    第３取付平面と、 この第３取付平面に取り付けられ、前記第１発熱体と異
    なるタイミングで駆動するとともに、駆動することによ
    り第３発熱量の熱を発生する第３発熱体と、 前記冷媒槽内の前記第１領域と前記第３領域との間に形
    成され、前記第１領域と前記第３領域との間の前記冷媒
    の相互移動を抑制する第２の抑制手段と、 この第２の抑制手段の下部の前記冷媒槽内に少なくとも
    形成され、前記第１領域と前記第３領域とを連通させる
    第３の連通通路とを更に有し、 前記第１発熱体、前記第２発熱体および前記第３発熱体
    が同時に駆動した時の全体の発熱量は、前記第１発熱
    量、前記第２発熱量および前記第３発熱量とを合計した
    発熱量よりも少ないものであることを特徴とする沸騰冷
    却装置。
14. 【請求項１４】請求項１〜１３に記載した何れかの沸騰
    冷却装置において、 前記第１発熱体は電気自動車用の走行用モータの制御に
    用いられる走行用インバータであり、前記第２発熱体は
    前記走行用インバータの駆動していない時に駆動する充
    電器であることを特徴とする沸騰冷却装置。
15. 【請求項１５】請求項１〜１４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、前記放熱部に連通するとともに前記第１
    取付平面を有する第１冷媒槽および前記第２取付平面を
    有する第２冷媒槽から成り、前記連通通路は前記第１冷
    媒槽と前記第２冷媒槽とを連通させる通路であることを
    特徴とする沸騰冷却装置。
16. 【請求項１６】駆動することにより熱を発生する第１発
    熱体と、 この第１発熱体と異なるタイミングで駆動するととも
    に、駆動することにより熱を発生する第２発熱体と、 外部に前記第１発熱体が取り付けられる第１取付平面お
    よび前記第２発熱体が取り付けられる第２取付平面を有
    し、内部の前記第１取付平面裏面に第１領域および前記
    第２取付平面裏面に第２領域を有する冷媒槽と、 この冷媒槽内に封入され、前記第１発熱体および前記第
    ２発熱体がそれぞれ発生した熱を吸収して気化する冷媒
    と、 前記冷媒槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に形
    成され、前記第１領域と前記第２領域との間の前記冷媒
    の相互移動を抑制する抑制手段と、 前記第１発熱体の上端よりも下部であり前記第２発熱体
    の上端よりも下部である前記冷媒槽内に形成され、前記
    第１領域と前記第２領域とを連通させる連通通路と、 一方の開口面が前記冷媒槽に取り付けられ、前記気化し
    た冷媒を冷却液化させて前記冷媒槽に戻す放熱部とを備
    えた沸騰冷却装置。