JPH1093277A - 冷却体 - Google Patents
冷却体Info
- Publication number
- JPH1093277A JPH1093277A JP23889996A JP23889996A JPH1093277A JP H1093277 A JPH1093277 A JP H1093277A JP 23889996 A JP23889996 A JP 23889996A JP 23889996 A JP23889996 A JP 23889996A JP H1093277 A JPH1093277 A JP H1093277A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- copper
- cooling medium
- medium
- cooling body
- 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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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却体の重量が増加すると、冷却体の制作、
運搬、電力変換装置の組立てに支障をきたすとともに、
電力変換装置全体の重量が増加する。 【解決手段】 中心部に向かいうず巻状に折曲形成され
中心部から逆うず巻状に折曲形成される銅製の冷却管
と、この銅製の冷却管の折曲された部分を覆い表面に発
熱体との接触面を有するアルミニウム製の伝熱体と、前
記銅製の冷却管の端部にステンレス製の接続口金とから
冷却体を構成することで、冷却効率を低下させることな
く冷却体の重量を軽減できる。
運搬、電力変換装置の組立てに支障をきたすとともに、
電力変換装置全体の重量が増加する。 【解決手段】 中心部に向かいうず巻状に折曲形成され
中心部から逆うず巻状に折曲形成される銅製の冷却管
と、この銅製の冷却管の折曲された部分を覆い表面に発
熱体との接触面を有するアルミニウム製の伝熱体と、前
記銅製の冷却管の端部にステンレス製の接続口金とから
冷却体を構成することで、冷却効率を低下させることな
く冷却体の重量を軽減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平形半導体素子を
効率良く冷却する冷却体に関する。
効率良く冷却する冷却体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体電力変換装置の大容量化に
伴い、この半導体電力変換装置に使用される個々の半導
体素子も大容量化してきている。このような傾向の中で
近年では、定格４０００Ｖ／３０００Ａといった大容量
の半導体素子も実用化されている。
伴い、この半導体電力変換装置に使用される個々の半導
体素子も大容量化してきている。このような傾向の中で
近年では、定格４０００Ｖ／３０００Ａといった大容量
の半導体素子も実用化されている。
【０００３】このような大容量の半導体素子において
は、通電時に発生する熱は数ｋＷにもおよび温度上昇も
かなりのものとなってしまう。そこで、従来は伝熱特性
の優れている銅を材料とした冷却体を半導体素子に熱的
に結合して取り付け、素子を効率良く冷却するようにし
ていた。
は、通電時に発生する熱は数ｋＷにもおよび温度上昇も
かなりのものとなってしまう。そこで、従来は伝熱特性
の優れている銅を材料とした冷却体を半導体素子に熱的
に結合して取り付け、素子を効率良く冷却するようにし
ていた。
【０００４】図７及び図８は、従来の冷却体の内部の冷
却媒体流通路の構成を示すものであり、平形半導体素子
と接触する一方の面を接触面１ａとし、他方の面を接触
面１ｂとし、内部の冷却媒体流路１ｃを破線で示したも
のである。
却媒体流通路の構成を示すものであり、平形半導体素子
と接触する一方の面を接触面１ａとし、他方の面を接触
面１ｂとし、内部の冷却媒体流路１ｃを破線で示したも
のである。
【０００５】冷却体１は、一方の端面に冷却媒体入口１
ｄを有し、この冷却媒体入口１ｄから冷却体１の内部で
うず巻き状に冷却体１の中心部へと向かい、中心部でＵ
ターンし、逆うず巻き状に冷却体１の他端面に有する冷
却媒体出口１ｅに連通する冷却媒体流路１ｃを形成して
いる。
ｄを有し、この冷却媒体入口１ｄから冷却体１の内部で
うず巻き状に冷却体１の中心部へと向かい、中心部でＵ
ターンし、逆うず巻き状に冷却体１の他端面に有する冷
却媒体出口１ｅに連通する冷却媒体流路１ｃを形成して
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】半導体素子の大容量化
による半導体素子の大型化で冷却体も大型化する必要が
ある。しかしながら、従来の冷却体の材料は、伝熱特性
の優れた銅を使用しているため、冷却体の重量が増加
し、冷却体の制作、運搬、電力変換装置の組立てに支障
をきたすとともに、電力変換装置全体の重量が増加する
状況となってきている。よって、本発明は、軽量でかつ
平形半導体素子を効率良く冷却することのできる冷却体
を提供することを目的とする。
による半導体素子の大型化で冷却体も大型化する必要が
ある。しかしながら、従来の冷却体の材料は、伝熱特性
の優れた銅を使用しているため、冷却体の重量が増加
し、冷却体の制作、運搬、電力変換装置の組立てに支障
をきたすとともに、電力変換装置全体の重量が増加する
状況となってきている。よって、本発明は、軽量でかつ
平形半導体素子を効率良く冷却することのできる冷却体
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る冷却体では、冷却媒体を接
触する冷却管を銅とし、その冷却管を覆う伝熱体をアル
ミニウムとすることで、冷却効率を低下させることなく
冷却体の重量を軽減することができる。
に、本発明の請求項１に係る冷却体では、冷却媒体を接
触する冷却管を銅とし、その冷却管を覆う伝熱体をアル
ミニウムとすることで、冷却効率を低下させることなく
冷却体の重量を軽減することができる。
【０００８】本発明の請求項２に係る冷却体では、冷却
管を複数設け冷却媒体の流路を分岐させることにより、
一定流量の冷却媒体のもとで圧力損失を増加することな
く冷却効率を向上させることができる。
管を複数設け冷却媒体の流路を分岐させることにより、
一定流量の冷却媒体のもとで圧力損失を増加することな
く冷却効率を向上させることができる。
【０００９】本発明の請求項３に係る冷却体では、冷却
管同士を接続することで冷却系統を同一にするととも
に、冷却管が電気的導体を兼ねるため、冷却体の軽量化
とともに装置を小型化することができる。本発明の請求
項４に係る冷却体では、冷却管の内部に複数の溝を形成
することにより、冷却媒体と冷却管との接触面積が増加
するため冷却効率が向上する。
管同士を接続することで冷却系統を同一にするととも
に、冷却管が電気的導体を兼ねるため、冷却体の軽量化
とともに装置を小型化することができる。本発明の請求
項４に係る冷却体では、冷却管の内部に複数の溝を形成
することにより、冷却媒体と冷却管との接触面積が増加
するため冷却効率が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態の冷却体の平面図であり、図２はその正面図であ
る。
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態の冷却体の平面図であり、図２はその正面図であ
る。
【００１１】冷却体１０の両面は、平形半導体素子（図
示せず）から熱を取り出すための接触面１１ａ、１１ｂ
を形成する。冷却体１０の内部は銅を材料とする冷却管
１２がうず巻き状に折曲形成され、その周囲がアルミニ
ウムを材料とした伝熱体１３で覆われている。冷却管１
２の端部は伝熱体１３の端面に突出し、他の冷却管との
接続のために耐電気的腐食性に優れたステンレスを材料
とした口金の冷却媒体入口１４ａ及び冷却媒体出口１４
ｂを有している。
示せず）から熱を取り出すための接触面１１ａ、１１ｂ
を形成する。冷却体１０の内部は銅を材料とする冷却管
１２がうず巻き状に折曲形成され、その周囲がアルミニ
ウムを材料とした伝熱体１３で覆われている。冷却管１
２の端部は伝熱体１３の端面に突出し、他の冷却管との
接続のために耐電気的腐食性に優れたステンレスを材料
とした口金の冷却媒体入口１４ａ及び冷却媒体出口１４
ｂを有している。
【００１２】アルミニウムの伝熱体で冷却管を覆う製造
方法は、減圧鋳型または加圧鋳型等の方法で行なうこと
により、種々自由な形状に形成することができる。この
ように構成された冷却体１０においては、冷却媒体の流
路となる冷却管１２だけが銅であり、冷却管１２を覆い
冷却体１０の大半を占める伝熱体１３の材料にアルミニ
ウムを使用することで、冷却媒体との熱伝達性能は優れ
たまま冷却体１０の重量が大幅に軽減でき、従来の銅を
材料とする冷却体と比較して同一熱性能の冷却体におい
てその重量は約１／３に軽減することができる。
方法は、減圧鋳型または加圧鋳型等の方法で行なうこと
により、種々自由な形状に形成することができる。この
ように構成された冷却体１０においては、冷却媒体の流
路となる冷却管１２だけが銅であり、冷却管１２を覆い
冷却体１０の大半を占める伝熱体１３の材料にアルミニ
ウムを使用することで、冷却媒体との熱伝達性能は優れ
たまま冷却体１０の重量が大幅に軽減でき、従来の銅を
材料とする冷却体と比較して同一熱性能の冷却体におい
てその重量は約１／３に軽減することができる。
【００１３】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。図３は、本発明の第２の実施の形態の冷却体の
正面図である。第１の実施の形態と異なる点は、冷却管
１２ａ及び１２ｂを２層に重ねて冷却体１０を構成した
点である。尚、この冷却管１２ａ及び１２ｂは第１の実
施の形態の冷却管に比べ細い径であってもかまわない。
明する。図３は、本発明の第２の実施の形態の冷却体の
正面図である。第１の実施の形態と異なる点は、冷却管
１２ａ及び１２ｂを２層に重ねて冷却体１０を構成した
点である。尚、この冷却管１２ａ及び１２ｂは第１の実
施の形態の冷却管に比べ細い径であってもかまわない。
【００１４】このように、冷却管を２層に重ねることに
よって、冷却媒体を冷却管との接触面積が増加し、より
冷却効率を向上させることができる。次に本発明の第３
の実施の形態について説明する。
よって、冷却媒体を冷却管との接触面積が増加し、より
冷却効率を向上させることができる。次に本発明の第３
の実施の形態について説明する。
【００１５】図４は本発明の第３の実施の形態の冷却体
の平面図である。電力変換装置においては、冷却を必要
とする構成要素は半導体素子だけではないので、隣接す
る冷却を必要とする他の構成要素を冷却するように形状
を変化させることで、構成要素の冷却及び電気的接続が
可能となり、冷却体の軽量化とともに装置を小型化でき
る。
の平面図である。電力変換装置においては、冷却を必要
とする構成要素は半導体素子だけではないので、隣接す
る冷却を必要とする他の構成要素を冷却するように形状
を変化させることで、構成要素の冷却及び電気的接続が
可能となり、冷却体の軽量化とともに装置を小型化でき
る。
【００１６】また、電気的接続を必要とする他の構成要
素及び他の半導体素子との距離が離れている場合には、
図５のように冷却管を共通または接続することにより、
冷却管が電気的接続導体を兼ねるので、冷却体の軽量化
とともに装置を小型化することができる。
素及び他の半導体素子との距離が離れている場合には、
図５のように冷却管を共通または接続することにより、
冷却管が電気的接続導体を兼ねるので、冷却体の軽量化
とともに装置を小型化することができる。
【００１７】次に本発明の第４の実施の形態について説
明する。図６は本発明の第４の実施の形態の冷却管の断
面図である。冷却管１２の内部に複数の溝１６を形成す
ることで、冷却媒体を冷却管との接触面積が増加するの
で、冷却媒体を冷却管との伝熱性能が向上し冷却能力の
優れた冷却体を得ることができる。
明する。図６は本発明の第４の実施の形態の冷却管の断
面図である。冷却管１２の内部に複数の溝１６を形成す
ることで、冷却媒体を冷却管との接触面積が増加するの
で、冷却媒体を冷却管との伝熱性能が向上し冷却能力の
優れた冷却体を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の請求項１に係る冷却体では、冷
却媒体を接触する冷却管を銅とし、その冷却管を覆う伝
熱体をアルミニウムとすることで、冷却効率を低下させ
ることなく冷却体の重量を軽減することができる。
却媒体を接触する冷却管を銅とし、その冷却管を覆う伝
熱体をアルミニウムとすることで、冷却効率を低下させ
ることなく冷却体の重量を軽減することができる。
【００１９】本発明の請求項２に係る冷却体では、冷却
管を複数設け冷却媒体の流路を分岐させることにより、
一定流量の冷却媒体のもとで圧力損失を増加することな
く冷却効率を向上させることができる。
管を複数設け冷却媒体の流路を分岐させることにより、
一定流量の冷却媒体のもとで圧力損失を増加することな
く冷却効率を向上させることができる。
【００２０】本発明の請求項３に係る冷却体では、冷却
管同士を接続することで冷却系統を同一にするととも
に、冷却管が電気的導体を兼ねるため、冷却体の軽量化
とともに装置を小型化することができる。本発明の請求
項４に係る冷却体では、冷却管の内部に複数の溝を形成
することにより、冷却媒体と冷却管との接触面積が増加
するため冷却効率が向上する。
管同士を接続することで冷却系統を同一にするととも
に、冷却管が電気的導体を兼ねるため、冷却体の軽量化
とともに装置を小型化することができる。本発明の請求
項４に係る冷却体では、冷却管の内部に複数の溝を形成
することにより、冷却媒体と冷却管との接触面積が増加
するため冷却効率が向上する。
【図１】 本発明の第１の実施の形態の冷却体の平面
図。
図。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の冷却体の正面
図。
図。
【図３】 本発明の第２の実施の形態の冷却体の正面
図。
図。
【図４】 本発明の第３の実施の形態の冷却体の正面
図。
図。
【図５】 本発明の他の実施の形態の冷却体の正面図。
【図６】 本発明の第４の実施の形態の冷却管の断面
図。
図。
【図７】 従来の冷却体の正面図。
【図８】 従来の冷却体の平面図。
１０…冷却体 １１ａ、１１ｂ…接触面 １２、１２ａ、１２ｂ…冷却管 １３…伝熱体 １４ａ…冷却媒体入口 １４ｂ…冷却媒体出口 １５…溝
Claims (4)
- 【請求項１】 中心部に向かいうず巻状に折曲形成され
中心部から逆うず巻状に折曲形成される銅製の冷却管
と、 この銅製の冷却管の折曲された部分を覆い表面に発熱体
との接触面を有するアルミニウム製の伝熱体と、 前記銅製の冷却管の端部にステンレス製の接続口金とを
具備したことを特徴とする冷却体。 - 【請求項２】 前記銅製の冷却管を複数個有したことを
特徴とする請求項１記載の冷却体。 - 【請求項３】 前記銅製の冷却管と他の冷却体の銅製の
冷却管とを接続したことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の冷却体。 - 【請求項４】 前記銅製の冷却管の内部に複数の溝を有
したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の冷却体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23889996A JPH1093277A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 冷却体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23889996A JPH1093277A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 冷却体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1093277A true JPH1093277A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17036933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23889996A Pending JPH1093277A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 冷却体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1093277A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000004583A1 (en) * | 1998-07-17 | 2000-01-27 | Abb Ab | Cooling element and method for manufacturing a cooling element for cooling of at least one electric power component |
| US7538427B2 (en) | 2005-03-08 | 2009-05-26 | Seiko Epson Corporation | Microchannel structure and manufacturing method therefor, light source device, and projector |
| JP2010238904A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nec Corp | 電子装置、電子装置の冷却方法、電子装置の冷却ユニットおよび電子装置冷却ユニットの製造方法 |
| CN102404973A (zh) * | 2010-09-10 | 2012-04-04 | 奇鋐科技股份有限公司 | 热交换器结构 |
-
1996
- 1996-09-10 JP JP23889996A patent/JPH1093277A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000004583A1 (en) * | 1998-07-17 | 2000-01-27 | Abb Ab | Cooling element and method for manufacturing a cooling element for cooling of at least one electric power component |
| US7538427B2 (en) | 2005-03-08 | 2009-05-26 | Seiko Epson Corporation | Microchannel structure and manufacturing method therefor, light source device, and projector |
| JP2010238904A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nec Corp | 電子装置、電子装置の冷却方法、電子装置の冷却ユニットおよび電子装置冷却ユニットの製造方法 |
| CN102404973A (zh) * | 2010-09-10 | 2012-04-04 | 奇鋐科技股份有限公司 | 热交换器结构 |
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