JPH10321779A - ヒートパイプ式冷却装置 - Google Patents
ヒートパイプ式冷却装置Info
- Publication number
- JPH10321779A JPH10321779A JP9130693A JP13069397A JPH10321779A JP H10321779 A JPH10321779 A JP H10321779A JP 9130693 A JP9130693 A JP 9130693A JP 13069397 A JP13069397 A JP 13069397A JP H10321779 A JPH10321779 A JP H10321779A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- receiving block
- heat pipe
- protruding parts
- pipes
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- 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
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
Abstract
(57)【要約】
【課題】冷却性能の高効率化と軽量化を同時に満たすヒ
ートパイプ式冷却装置を提供する。 【解決手段】被冷却体を取り付ける面を有する受熱ブロ
ックに、該取り付け面と対向する面側から複数のヒート
パイプの一端部を該取り付け面に対し垂直に該受熱板に
挿入し、該ヒートパイプの他端部に放熱フィンをヒート
パイプ長手方向に対して垂直に取り付けて成るヒートパ
イプ式冷却装置において、該受熱ブロック２のヒートパ
イプ挿入面が凹凸形状を有し、その凸部２ａの一部また
は全部に該ヒートパイプを挿入する。
ートパイプ式冷却装置を提供する。 【解決手段】被冷却体を取り付ける面を有する受熱ブロ
ックに、該取り付け面と対向する面側から複数のヒート
パイプの一端部を該取り付け面に対し垂直に該受熱板に
挿入し、該ヒートパイプの他端部に放熱フィンをヒート
パイプ長手方向に対して垂直に取り付けて成るヒートパ
イプ式冷却装置において、該受熱ブロック２のヒートパ
イプ挿入面が凹凸形状を有し、その凸部２ａの一部また
は全部に該ヒートパイプを挿入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素子
の冷却に用いられるヒートパイプ式冷却装置に関する。
の冷却に用いられるヒートパイプ式冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子は一般に熱に弱く、動作保証
温度が１００℃程度であることから、半導体素子を効果
的に冷却することが重要である。例えば特開平7−26360
1 号公報では、半導体素子を取り付ける面を有する受熱
ブロックに、該取り付け面と対向する面側から複数のヒ
ートパイプの一端部を該取り付け面に対し垂直に該受熱
板に挿入し、該ヒートパイプの他端部に放熱フィンをヒ
ートパイプ長手方向に対して垂直に取り付けたヒートパ
イプ式冷却装置が開示されている。本構成では、ヒート
パイプを用いることで冷却効率を向上させている。
温度が１００℃程度であることから、半導体素子を効果
的に冷却することが重要である。例えば特開平7−26360
1 号公報では、半導体素子を取り付ける面を有する受熱
ブロックに、該取り付け面と対向する面側から複数のヒ
ートパイプの一端部を該取り付け面に対し垂直に該受熱
板に挿入し、該ヒートパイプの他端部に放熱フィンをヒ
ートパイプ長手方向に対して垂直に取り付けたヒートパ
イプ式冷却装置が開示されている。本構成では、ヒート
パイプを用いることで冷却効率を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば冷却装置を車両
用の電力変換装置に適用する場合を考えると、必要動力
をできるだけ小さくするためには、小型軽量化が重要と
なる。一方冷却効率の向上という観点からは、ヒートパ
イプの受熱部および放熱部における所謂伝熱面積を大き
くすることが好ましい。ここで前述したヒートパイプ式
冷却装置（特開平7−263601 号）において、受熱部の伝
熱面積を拡大するためには、受熱ブロックへ差し込まれ
るヒートパイプ長さを大きくすることが必要になる。し
かし、この方法では受熱ブロックの重量が増加するとい
う問題があった。
用の電力変換装置に適用する場合を考えると、必要動力
をできるだけ小さくするためには、小型軽量化が重要と
なる。一方冷却効率の向上という観点からは、ヒートパ
イプの受熱部および放熱部における所謂伝熱面積を大き
くすることが好ましい。ここで前述したヒートパイプ式
冷却装置（特開平7−263601 号）において、受熱部の伝
熱面積を拡大するためには、受熱ブロックへ差し込まれ
るヒートパイプ長さを大きくすることが必要になる。し
かし、この方法では受熱ブロックの重量が増加するとい
う問題があった。
【０００４】本発明の目的は、高効率かつ軽量化を同時
に可能とするヒートパイプ式冷却装置を提供することに
ある。
に可能とするヒートパイプ式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】本発明のヒートパイプ式
冷却装置は、以下の手段により上記目的を達成するもの
である。
冷却装置は、以下の手段により上記目的を達成するもの
である。
【０００６】基本的に、被冷却体を取り付ける面を有す
る受熱ブロックに、該取り付け面と対向する面側から複
数のヒートパイプの一端部を該取り付け面に対し垂直に
該受熱板に挿入し、該ヒートパイプの他端部に放熱フィ
ンをヒートパイプ長手方向に対して垂直に取り付けて成
るヒートパイプ式冷却装置において、該受熱ブロックの
ヒートパイプ挿入面が凹凸形状を有し、その凸部の一部
または全部に該ヒートパイプを挿入することを特徴とす
る。このとき、該受熱ブロックは一体成形により製作さ
れたものであることが好ましい。
る受熱ブロックに、該取り付け面と対向する面側から複
数のヒートパイプの一端部を該取り付け面に対し垂直に
該受熱板に挿入し、該ヒートパイプの他端部に放熱フィ
ンをヒートパイプ長手方向に対して垂直に取り付けて成
るヒートパイプ式冷却装置において、該受熱ブロックの
ヒートパイプ挿入面が凹凸形状を有し、その凸部の一部
または全部に該ヒートパイプを挿入することを特徴とす
る。このとき、該受熱ブロックは一体成形により製作さ
れたものであることが好ましい。
【０００７】本発明によれば、次の作用から、上記の各
目的が達成できる。まず、発熱体(被冷却体)から発生し
た熱が受熱ブロックを介してヒートパイプに伝わる際
に、受熱ブロック凸部に埋め込まれているヒートパイプ
は表面積、即ち伝熱面積が増加していることから、ヒー
トパイプ部の冷却性能が向上する。一方、受熱ブロック
に凸部を設けたことで受熱ブロック自身の表面積が増加
するため、受熱ブロック単体での冷却性能も向上する。
なお、受熱ブロックおよびその凸部は一体成形にて製作
されることが好ましく、これにより受熱ブロックからヒ
ートパイプへの熱移動が良好となり、冷却性能が一層向
上する。
目的が達成できる。まず、発熱体(被冷却体)から発生し
た熱が受熱ブロックを介してヒートパイプに伝わる際
に、受熱ブロック凸部に埋め込まれているヒートパイプ
は表面積、即ち伝熱面積が増加していることから、ヒー
トパイプ部の冷却性能が向上する。一方、受熱ブロック
に凸部を設けたことで受熱ブロック自身の表面積が増加
するため、受熱ブロック単体での冷却性能も向上する。
なお、受熱ブロックおよびその凸部は一体成形にて製作
されることが好ましく、これにより受熱ブロックからヒ
ートパイプへの熱移動が良好となり、冷却性能が一層向
上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１から図３に、電力用半導体モジュール
およびその冷却装置の第一実施例を示す。図１は冷却装
置の斜視図である。図２は図１のＡ方向から見たヒート
パイプ部を含む断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ′断
面を示している。電力用半導体モジュール１０は、複数
の半導体スイッチング素子を複数個実装したものであ
り、本冷却装置には１２モジュールが搭載されている。
これらモジュール１０は、受熱ブロック２に平面実装さ
れる。モジュール取り付け面に対向する面には、複数の
凸部２ａが設けられており、この凸部にヒートパイプ１
の一端部が挿入され、他端部には放熱フィン３が複数
枚、ヒートパイプ長手方向に対して垂直に取り付けられ
る。本実施例において凸部は、図中のＡで示す冷却風の
送風方向のヒートパイプ列に対して共通となるように形
成されているため、該凸部は放熱フィンの役割も果たし
ている。
およびその冷却装置の第一実施例を示す。図１は冷却装
置の斜視図である。図２は図１のＡ方向から見たヒート
パイプ部を含む断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ′断
面を示している。電力用半導体モジュール１０は、複数
の半導体スイッチング素子を複数個実装したものであ
り、本冷却装置には１２モジュールが搭載されている。
これらモジュール１０は、受熱ブロック２に平面実装さ
れる。モジュール取り付け面に対向する面には、複数の
凸部２ａが設けられており、この凸部にヒートパイプ１
の一端部が挿入され、他端部には放熱フィン３が複数
枚、ヒートパイプ長手方向に対して垂直に取り付けられ
る。本実施例において凸部は、図中のＡで示す冷却風の
送風方向のヒートパイプ列に対して共通となるように形
成されているため、該凸部は放熱フィンの役割も果たし
ている。
【００１０】図４，図５に、本発明による第二実施例を
示す。図４は冷却装置を送風方向側から見たヒートパイ
プ部を含む断面図、図５は図４において矢印Ｂ−Ｂ′に
示す断面図である。このように受熱ブロック２の凸部２
ａを前述の実施例に示したような複数のヒートパイプに
共通な構成とせず、個々のヒートパイプに１つの凸部が
対応する構成であってもよい。この構成では、前述の実
施例と比較してさらなる軽量化が可能となる。
示す。図４は冷却装置を送風方向側から見たヒートパイ
プ部を含む断面図、図５は図４において矢印Ｂ−Ｂ′に
示す断面図である。このように受熱ブロック２の凸部２
ａを前述の実施例に示したような複数のヒートパイプに
共通な構成とせず、個々のヒートパイプに１つの凸部が
対応する構成であってもよい。この構成では、前述の実
施例と比較してさらなる軽量化が可能となる。
【００１１】図６に本発明による第三実施例を示す。図
６は冷却装置を送風方向側から見たヒートパイプ部を含
む断面図である。これに示すように、受熱ブロック２の
凸部２ａはすべてヒートパイプが挿入される必要がな
く、単独で放熱フィン３ａとして機能するものと混在し
ても良い。この場合、放熱フィン３ａの形状としては、
いわゆる平行平板フィンやピンフィンが好ましい。
６は冷却装置を送風方向側から見たヒートパイプ部を含
む断面図である。これに示すように、受熱ブロック２の
凸部２ａはすべてヒートパイプが挿入される必要がな
く、単独で放熱フィン３ａとして機能するものと混在し
ても良い。この場合、放熱フィン３ａの形状としては、
いわゆる平行平板フィンやピンフィンが好ましい。
【００１２】以上に述べた実施例においては、ヒートパ
イプを垂直に配置し、水平方向に冷却風を送風する形態
について説明してきたが、放熱フィンおよび半導体取り
付け面が垂直に構成された場合、あるいは強制的に冷却
風を送風しない自然空冷方式の場合でも、本発明は効果
を有するものである。
イプを垂直に配置し、水平方向に冷却風を送風する形態
について説明してきたが、放熱フィンおよび半導体取り
付け面が垂直に構成された場合、あるいは強制的に冷却
風を送風しない自然空冷方式の場合でも、本発明は効果
を有するものである。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却装置の高効率化と同時に軽量化が可能なヒートパイ
プ式冷却装置を提供できる。
冷却装置の高効率化と同時に軽量化が可能なヒートパイ
プ式冷却装置を提供できる。
【図１】本発明の第一実施例であるヒートパイプ式冷却
装置の斜視図である。
装置の斜視図である。
【図２】図１に示す矢印Ａ方向から見たヒートパイプ部
を含む断面図である。
を含む断面図である。
【図３】図２に示す矢印Ｂ−Ｂ′線断面図である。
【図４】本発明の第二実施例であるヒートパイプ式冷却
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図５】図４に示す矢印Ｂ−Ｂ′線断面図である。
【図６】本発明の第三実施例によるヒートパイプ式冷却
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図７】従来の冷却装置を示す斜視図である。
１…ヒートパイプ、２…受熱ブロック、２ａ…凸部、
３，３ａ…放熱フィン、１０…半導体モジュール。
３，３ａ…放熱フィン、１０…半導体モジュール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高崎 利夫 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 近藤 久 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内
Claims (1)
- 【請求項１】被冷却体を取り付ける面を有する受熱ブロ
ックに、該取り付け面と対向する面側から複数のヒート
パイプの一端部を該取り付け面に対し垂直に該受熱板に
挿入し、該ヒートパイプの他端部に放熱フィンをヒート
パイプ長手方向に対して垂直に取り付けて成るヒートパ
イプ式冷却装置において、該受熱ブロックのヒートパイ
プ挿入面が凹凸形状を有し、その凸部の一部または全部
に該ヒートパイプを挿入することを特徴としたヒートパ
イプ式冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130693A JPH10321779A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130693A JPH10321779A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321779A true JPH10321779A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15040373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9130693A Pending JPH10321779A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321779A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020065256A (ko) * | 2001-02-06 | 2002-08-13 | 익스팬전자 주식회사 | 열전달 파이프를 구비한 히트싱크 |
| WO2008037135A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Jianjun Du | Heat sink with heat pipe and manufacturing method thereof |
| CN102901388A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-01-30 | 天津市国民制药机械有限公司 | 导热管冷凝装置 |
| KR200467728Y1 (ko) * | 2010-09-23 | 2013-07-03 | 카오-테 차이 | 복수의 열전도 파이프를 구비한 방열 장치 |
| WO2014092176A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 古河電気工業株式会社 | 冷却装置 |
| CN105592671A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-05-18 | 苏州市万松电气有限公司 | 采用热管散热器的列车供电箱 |
| WO2021230526A1 (ko) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 정춘식 | 고효율 냉각용 히트파이프 |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP9130693A patent/JPH10321779A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020065256A (ko) * | 2001-02-06 | 2002-08-13 | 익스팬전자 주식회사 | 열전달 파이프를 구비한 히트싱크 |
| WO2008037135A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Jianjun Du | Heat sink with heat pipe and manufacturing method thereof |
| KR200467728Y1 (ko) * | 2010-09-23 | 2013-07-03 | 카오-테 차이 | 복수의 열전도 파이프를 구비한 방열 장치 |
| CN102901388A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-01-30 | 天津市国民制药机械有限公司 | 导热管冷凝装置 |
| WO2014092176A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 古河電気工業株式会社 | 冷却装置 |
| JP5654180B2 (ja) * | 2012-12-14 | 2015-01-14 | 古河電気工業株式会社 | 冷却装置 |
| CN105592671A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-05-18 | 苏州市万松电气有限公司 | 采用热管散热器的列车供电箱 |
| WO2021230526A1 (ko) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 정춘식 | 고효율 냉각용 히트파이프 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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