JPH11111898A - 半導体素子の冷却装置 - Google Patents
半導体素子の冷却装置Info
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- JPH11111898A JPH11111898A JP29029297A JP29029297A JPH11111898A JP H11111898 A JPH11111898 A JP H11111898A JP 29029297 A JP29029297 A JP 29029297A JP 29029297 A JP29029297 A JP 29029297A JP H11111898 A JPH11111898 A JP H11111898A
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- H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁誘導加熱式炊飯器における制御用の半導
体素子７の冷却装置であって、大型の炊飯器であっても
送風ファンを必要とせず、半導体素子を確実に冷却する
ことのできる冷却装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 内部に密閉空間を形成した箱体９の前記
密閉空間内に低融点物質１０を封入して蓄熱体６を形成
し、半導体素子７を止着した放熱板８を前記密閉空間内
の低融点物質１０に接触せしめる。
体素子７の冷却装置であって、大型の炊飯器であっても
送風ファンを必要とせず、半導体素子を確実に冷却する
ことのできる冷却装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 内部に密閉空間を形成した箱体９の前記
密閉空間内に低融点物質１０を封入して蓄熱体６を形成
し、半導体素子７を止着した放熱板８を前記密閉空間内
の低融点物質１０に接触せしめる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導加熱式炊
飯器などの電気器具において、整流素子やスイッチング
素子などの半導体素子を冷却し、過熱を防止するための
冷却装置に関するものである。
飯器などの電気器具において、整流素子やスイッチング
素子などの半導体素子を冷却し、過熱を防止するための
冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から電磁誘導加熱式炊飯器などにお
いては、それを制御するための回路が設けられており、
その中には各種の半導体素子が使用されており、特に整
流素子やスイッチング素子などはその作動により大量の
熱を発生する。
いては、それを制御するための回路が設けられており、
その中には各種の半導体素子が使用されており、特に整
流素子やスイッチング素子などはその作動により大量の
熱を発生する。
【０００３】しかしながらこれらの半導体素子は熱に弱
く、一般に１２０℃以上の温度になると壊れる恐れがあ
る。そのため作動により発生した大量の熱を放散させる
必要があり、通常はこれらの素子をアルミニウムの放熱
板に止着し、その放熱板にファンで冷風を吹き付けて冷
却していた。
く、一般に１２０℃以上の温度になると壊れる恐れがあ
る。そのため作動により発生した大量の熱を放散させる
必要があり、通常はこれらの素子をアルミニウムの放熱
板に止着し、その放熱板にファンで冷風を吹き付けて冷
却していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら半導体素
子をファンで冷却するためには、ファン及びそれを駆動
制御するための回路が必要であり、部品点数が多く組み
立て工数が多くなっていた。また炊飯中にファンの回転
による騒音が耳につくなどの問題もあり、より簡単な無
音の冷却手段が求められていた。
子をファンで冷却するためには、ファン及びそれを駆動
制御するための回路が必要であり、部品点数が多く組み
立て工数が多くなっていた。また炊飯中にファンの回転
による騒音が耳につくなどの問題もあり、より簡単な無
音の冷却手段が求められていた。
【０００５】また小型の炊飯器では、半導体素子の発熱
が小さく、送風ファンを使用しないものもあり、また炊
飯器内の空気に対流を起こさせて自然換気により冷却す
るものも知られているが、大型の炊飯器には適用でき
ず、また構造も限定されるものであった。
が小さく、送風ファンを使用しないものもあり、また炊
飯器内の空気に対流を起こさせて自然換気により冷却す
るものも知られているが、大型の炊飯器には適用でき
ず、また構造も限定されるものであった。
【０００６】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、大型の炊飯器であっても送風ファンを必要とせ
ず、半導体素子を確実に冷却することのできる冷却装置
を提供することを目的とするものである。
あって、大型の炊飯器であっても送風ファンを必要とせ
ず、半導体素子を確実に冷却することのできる冷却装置
を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】而して本発明は、半導体
素子を止着した放熱板を密閉空間に接触せしめ、当該密
閉空間内に低融点物質を封入したことを特徴とするもの
である。本発明における前記低融点物質としては、パラ
フィンが適当である。
素子を止着した放熱板を密閉空間に接触せしめ、当該密
閉空間内に低融点物質を封入したことを特徴とするもの
である。本発明における前記低融点物質としては、パラ
フィンが適当である。
【０００８】本発明の具体的構造としては、内部に密閉
空間を形成した箱体内に低融点物質を封入し、その箱体
の壁面を放熱板となし、その表面又は内面に半導体素子
を止着したものとすることができる。
空間を形成した箱体内に低融点物質を封入し、その箱体
の壁面を放熱板となし、その表面又は内面に半導体素子
を止着したものとすることができる。
【０００９】また他の具体的構造として、内部に密閉空
間を形成した箱体内に、半導体素子を止着した放熱板を
収容し、且つ前記密閉空間内に低融点物質を封入したも
のとすることもできる。
間を形成した箱体内に、半導体素子を止着した放熱板を
収容し、且つ前記密閉空間内に低融点物質を封入したも
のとすることもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明の冷却装置を使用した
電磁誘導加熱式炊飯器を示すものであって、炊飯器本体
１内に鉄製の内鍋２が設置され、その内鍋２の下方に電
磁誘導コイル３が設けられ、その電磁誘導コイル３から
の磁力による電磁誘導により、内鍋２を発熱させて炊飯
するようになっている。
の形態を説明する。図１は本発明の冷却装置を使用した
電磁誘導加熱式炊飯器を示すものであって、炊飯器本体
１内に鉄製の内鍋２が設置され、その内鍋２の下方に電
磁誘導コイル３が設けられ、その電磁誘導コイル３から
の磁力による電磁誘導により、内鍋２を発熱させて炊飯
するようになっている。
【００１１】そして５は本発明の冷却装置であって、蓄
熱体６の表面に整流素子やスイッチング素子などの半導
体素子７が止着されている。
熱体６の表面に整流素子やスイッチング素子などの半導
体素子７が止着されている。
【００１２】図２は本発明の冷却装置５の一形態を示す
ものであって、アルミニウムの放熱板８をその一面に使
用して箱体９が形成されており、当該箱体９内の密閉空
間にパラフィンなどの低融点物質１０を封入して蓄熱体
６が形成されている。
ものであって、アルミニウムの放熱板８をその一面に使
用して箱体９が形成されており、当該箱体９内の密閉空
間にパラフィンなどの低融点物質１０を封入して蓄熱体
６が形成されている。
【００１３】放熱板８の裏面には、前記密閉空間内に突
出するように多数のフィン１１が形成されており、封入
された低融点物質１０との接触面積が大きくなってい
る。また箱体９を構成する他の面も、アルミニウムなど
の熱伝導度の大きい材料よりなるものとし、その表面に
フィン１２を突設して外気との接触面積を大きくするの
が好ましい。
出するように多数のフィン１１が形成されており、封入
された低融点物質１０との接触面積が大きくなってい
る。また箱体９を構成する他の面も、アルミニウムなど
の熱伝導度の大きい材料よりなるものとし、その表面に
フィン１２を突設して外気との接触面積を大きくするの
が好ましい。
【００１４】そして放熱板８の表面には半導体素子７が
止着されている。図面においては一つの蓄熱体６に二つ
の半導体素子７が止着されているが、蓄熱体６に止着す
る半導体素子７の数は一つでもまた３つ以上でも差し支
えない。またこの例では放熱板８の表面に半導体素子７
が止着されているが、放熱板８の内面に止着し、低融点
物質中に埋入することもできる。
止着されている。図面においては一つの蓄熱体６に二つ
の半導体素子７が止着されているが、蓄熱体６に止着す
る半導体素子７の数は一つでもまた３つ以上でも差し支
えない。またこの例では放熱板８の表面に半導体素子７
が止着されているが、放熱板８の内面に止着し、低融点
物質中に埋入することもできる。
【００１５】また半導体素子７を二つ以上止着する場合
であって、その半導体素子７ａ，７ｂの発熱量が異ると
きには、図面に示すようにより発熱量が大きい半導体素
子７ａを放熱板８の中央近くの位置に、発熱量が小さい
半導体素子７ｂを放熱板８の縁近くの位置に止着するの
が好ましい。半導体素子７が電磁誘導加熱式炊飯器にお
けるスイッチング素子及び整流素子である場合には、比
較的発熱量が大きいスイッチング素子を放熱板８の中央
付近に、発熱量の小さい整流素子を縁近くに止着する。
であって、その半導体素子７ａ，７ｂの発熱量が異ると
きには、図面に示すようにより発熱量が大きい半導体素
子７ａを放熱板８の中央近くの位置に、発熱量が小さい
半導体素子７ｂを放熱板８の縁近くの位置に止着するの
が好ましい。半導体素子７が電磁誘導加熱式炊飯器にお
けるスイッチング素子及び整流素子である場合には、比
較的発熱量が大きいスイッチング素子を放熱板８の中央
付近に、発熱量の小さい整流素子を縁近くに止着する。
【００１６】半導体素子７を放熱板８に止着する手段と
しては、半導体素子７の熱が放熱板８に伝達しやすいよ
うにできるだけ密着させて、接着し、又は適宜の係止手
段で取り付けるのが良い。
しては、半導体素子７の熱が放熱板８に伝達しやすいよ
うにできるだけ密着させて、接着し、又は適宜の係止手
段で取り付けるのが良い。
【００１７】箱体９内に封入される低融点物質１０は、
融解潜熱が大きく、且つその融点が４０〜１００℃程度
の物質を使用するのが好ましい。低融点物質１０の融点
は明確な融解点を有する必要はないが、４０℃以上で完
全に凝縮しており、１００℃以下で完全に融解している
べきである。
融解潜熱が大きく、且つその融点が４０〜１００℃程度
の物質を使用するのが好ましい。低融点物質１０の融点
は明確な融解点を有する必要はないが、４０℃以上で完
全に凝縮しており、１００℃以下で完全に融解している
べきである。
【００１８】融点が１００℃を超えると、半導体素子７
が発熱時に耐熱限界を超えて壊れる恐れがあり、また融
点が４０℃未満のものでは、炊飯器の使用後に低融点物
質１０が凝縮するのに長時間を要し、夏期などでは炊飯
器をなかなか再使用できないことがある。
が発熱時に耐熱限界を超えて壊れる恐れがあり、また融
点が４０℃未満のものでは、炊飯器の使用後に低融点物
質１０が凝縮するのに長時間を要し、夏期などでは炊飯
器をなかなか再使用できないことがある。
【００１９】具体的な低融点物質１０としては、例えば
パラフィン（融点約７０〜８０℃、融解潜熱約４５cal/
g）などが適当である。またその他低融点合金や融点が
前記範囲の合成物質などを使用することもできる。
パラフィン（融点約７０〜８０℃、融解潜熱約４５cal/
g）などが適当である。またその他低融点合金や融点が
前記範囲の合成物質などを使用することもできる。
【００２０】低融点物質１０の量は、炊飯器の一回の使
用により半導体素子７から生じる熱によって、固体の低
融点物質１０が融点にまで昇温し、融解した後さらに液
体の低融点物質１０が１００℃程度に昇温するまでの間
に、吸収し得る程度の量であることが必要である。融解
した低融点物質１０が１００℃以上に昇温すれば、半導
体素子７が過熱して機能を損なう恐れがある。
用により半導体素子７から生じる熱によって、固体の低
融点物質１０が融点にまで昇温し、融解した後さらに液
体の低融点物質１０が１００℃程度に昇温するまでの間
に、吸収し得る程度の量であることが必要である。融解
した低融点物質１０が１００℃以上に昇温すれば、半導
体素子７が過熱して機能を損なう恐れがある。
【００２１】なお炊飯器の使用中も熱の一部は冷却装置
５から外気に放熱し、また放熱板８や箱体９も若干なが
ら熱を蓄えることができるので、半導体素子７から生じ
る熱の全てを低融点物質１０が吸収する必要はない。炊
飯器の構造、冷却装置５の設置箇所、蓄熱体６の構造、
低融点物質１０の融点などによっても異るが、低融点物
質１０の使用量は半導体素子７から生じる熱の約半分程
度を吸収する程度とするのが適当である。
５から外気に放熱し、また放熱板８や箱体９も若干なが
ら熱を蓄えることができるので、半導体素子７から生じ
る熱の全てを低融点物質１０が吸収する必要はない。炊
飯器の構造、冷却装置５の設置箇所、蓄熱体６の構造、
低融点物質１０の融点などによっても異るが、低融点物
質１０の使用量は半導体素子７から生じる熱の約半分程
度を吸収する程度とするのが適当である。
【００２２】一升炊きの炊飯器に低融点物質１０として
前記パラフィンを使用する場合、当該パラフィンの使用
量は１５０ｇ程度が適当である。パラフィンの比熱は固
体で約０．５０cal/g、液体で約０．５９cal/gであり、
融解潜熱は約４５cal/gであるから、パラフィンの融点
を７５℃とすれば、パラフィン１ｇを３０℃から９０℃
にまで昇温するに要する熱量は、次の数１式に示すよう
に、７６．３５cal/gである。
前記パラフィンを使用する場合、当該パラフィンの使用
量は１５０ｇ程度が適当である。パラフィンの比熱は固
体で約０．５０cal/g、液体で約０．５９cal/gであり、
融解潜熱は約４５cal/gであるから、パラフィンの融点
を７５℃とすれば、パラフィン１ｇを３０℃から９０℃
にまで昇温するに要する熱量は、次の数１式に示すよう
に、７６．３５cal/gである。
【００２３】
【数１】０．５０×４５＋４５＋０．５９×１５＝７
６．３５cal/g 従ってパラフィン１５０ｇが吸収し得る総熱量は、次の
数２式で算出されるように、１１４５２．５calとな
る。
６．３５cal/g 従ってパラフィン１５０ｇが吸収し得る総熱量は、次の
数２式で算出されるように、１１４５２．５calとな
る。
【００２４】
【数２】７６．３５×１５０＝１１４５２．５cal 一方、一升炊きの炊飯器で一升の米を炊飯する際に、整
流素子及びスイッチング素子から生じる熱量は約２２０
００calであるから、その熱量のうち約半分を低融点物
質１０が吸収することができる。残りの半分の熱量は蓄
熱体６から外気に放散されるので、半導体素子７の過熱
を十分に防止することができる。
流素子及びスイッチング素子から生じる熱量は約２２０
００calであるから、その熱量のうち約半分を低融点物
質１０が吸収することができる。残りの半分の熱量は蓄
熱体６から外気に放散されるので、半導体素子７の過熱
を十分に防止することができる。
【００２５】図３は本発明の冷却装置５の他の実施の形
態を示すものであって、アルミニウムの箱体９内に低融
点物質１０を封入し、当該箱体９内に放熱板８を収容
し、低融点物質１０に埋入している。そしてその放熱板
８に半導体素子７を止着し、その半導体素子７のリード
線１３は箱体９の壁面を貫通して外部に引き出し、所要
の配線に接続されている。
態を示すものであって、アルミニウムの箱体９内に低融
点物質１０を封入し、当該箱体９内に放熱板８を収容
し、低融点物質１０に埋入している。そしてその放熱板
８に半導体素子７を止着し、その半導体素子７のリード
線１３は箱体９の壁面を貫通して外部に引き出し、所要
の配線に接続されている。
【００２６】なおこの例においても、箱体９の表面にフ
ィン１２を形成し、外気との接触面積を大きくするのが
好ましい。
ィン１２を形成し、外気との接触面積を大きくするのが
好ましい。
【００２７】
【作用】本発明においては、半導体素子７が放熱板８に
止着されているので、その半導体素子７が発熱したとき
にはその熱は先ず放熱板８に伝わる。そしてその放熱板
８が密閉空間内の低融点物質１０に接しているので、放
熱板８に伝わった熱は低融点物質１０に伝達され、低融
点物質１０が昇温する。
止着されているので、その半導体素子７が発熱したとき
にはその熱は先ず放熱板８に伝わる。そしてその放熱板
８が密閉空間内の低融点物質１０に接しているので、放
熱板８に伝わった熱は低融点物質１０に伝達され、低融
点物質１０が昇温する。
【００２８】そして低融点物質１０がその融点にまで昇
温すると、放熱板８から伝達される熱は低融点物質１０
を融解するために消費され、低融点物質１０が完全に融
解し尽すまでは、低融点物質１０の温度は融点に保持さ
れる。そして低融点物質１０が完全に融解したならば、
その後は放熱板８から伝達される熱により、融解した低
融点物質１０が昇温する。
温すると、放熱板８から伝達される熱は低融点物質１０
を融解するために消費され、低融点物質１０が完全に融
解し尽すまでは、低融点物質１０の温度は融点に保持さ
れる。そして低融点物質１０が完全に融解したならば、
その後は放熱板８から伝達される熱により、融解した低
融点物質１０が昇温する。
【００２９】而して半導体素子７から生じた熱の一部は
蓄熱体６の表面から外気に放散されると共に、放散し得
ない熱は低融点物質１０に伝達されて、当該低融点物質
１０が昇温し融解するために消費される。従って半導体
素子７から生じる熱は低融点物質１０の融解潜熱により
多量に消費されるので、少量の低融点物質１０により多
量の熱が吸収され、半導体素子７は過度に昇温すること
がなく、半導体素子７の機能を損なうことがない。
蓄熱体６の表面から外気に放散されると共に、放散し得
ない熱は低融点物質１０に伝達されて、当該低融点物質
１０が昇温し融解するために消費される。従って半導体
素子７から生じる熱は低融点物質１０の融解潜熱により
多量に消費されるので、少量の低融点物質１０により多
量の熱が吸収され、半導体素子７は過度に昇温すること
がなく、半導体素子７の機能を損なうことがない。
【００３０】そして炊飯が終了してスイッチが切れたな
らば、半導体素子７の発熱は停止する。その後は蓄熱体
６が外気に触れているので、蓄熱体６から外気に熱が放
散され、低融点物質１０は熱を放出しつつ凝縮し、完全
に凝縮したならばさらに熱を放散して常温にまで冷却さ
れる。低融点物質１０が完全に凝縮したならば、再度炊
飯器を使用することが可能となる。
らば、半導体素子７の発熱は停止する。その後は蓄熱体
６が外気に触れているので、蓄熱体６から外気に熱が放
散され、低融点物質１０は熱を放出しつつ凝縮し、完全
に凝縮したならばさらに熱を放散して常温にまで冷却さ
れる。低融点物質１０が完全に凝縮したならば、再度炊
飯器を使用することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】従って本発明によれば、半導体素子７か
ら生じた熱を蓄熱体６中の低融点物質１０が吸収し、当
該低融点物質１０が融解することにより温度の上昇を防
止するので、送風ファンなどの機械的な冷却手段を設け
ることなく、半導体素子７の温度上昇を防止することが
できる。
ら生じた熱を蓄熱体６中の低融点物質１０が吸収し、当
該低融点物質１０が融解することにより温度の上昇を防
止するので、送風ファンなどの機械的な冷却手段を設け
ることなく、半導体素子７の温度上昇を防止することが
できる。
【００３２】従って送風ファンやその制御回路が不要で
あり、冷却装置の構造が簡単でコンパクトになり、炊飯
器の構造が簡単なものとなる。また送風ファンの駆動に
よる騒音も生じない。
あり、冷却装置の構造が簡単でコンパクトになり、炊飯
器の構造が簡単なものとなる。また送風ファンの駆動に
よる騒音も生じない。
【００３３】本発明は電磁誘導加熱式炊飯器に限らず、
各種の電磁誘導加熱式の調理器具について使用すること
ができるが、低融点物質１０が蓄えることのできる熱量
が限られるので、炊飯器のように一回の使用時間が限ら
れており、半導体素子７から一定量以上の熱が生じるこ
とのない調理器具に使用するのが好ましい。
各種の電磁誘導加熱式の調理器具について使用すること
ができるが、低融点物質１０が蓄えることのできる熱量
が限られるので、炊飯器のように一回の使用時間が限ら
れており、半導体素子７から一定量以上の熱が生じるこ
とのない調理器具に使用するのが好ましい。
【図１】 本発明の冷却装置を使用した電磁誘導加熱式
炊飯器の一部を破断して示した正面図
炊飯器の一部を破断して示した正面図
【図２】 本発明の冷却装置の実施の一形態を示す一部
を破断した斜視図
を破断した斜視図
【図３】 本発明の冷却装置の実施の他の形態を示す一
部を破断した斜視図
部を破断した斜視図
５ 冷却装置 ６ 蓄熱体 ７ 半導体素子 ８ 放熱板 ９ 箱体 １０ 低融点物質
Claims (4)
- 【請求項１】 内部に密閉空間を形成した箱体（９）の
前記密閉空間内に低融点物質（１０）を封入して蓄熱体
（６）を形成し、半導体素子（７）を止着した放熱板
（８）を前記密閉空間内の低融点物質（１０）に接触せ
しめたことを特徴とする、半導体素子の冷却装置 - 【請求項２】 前記放熱板（８）が前記蓄熱体（６）の
箱体（９）の壁面を形成し、当該放熱板（８）の表面又
は内面に前記半導体素子（７）を止着し、放熱板（８）
の裏面が前記低融点物質（１０）に接触していることを
特徴とする、請求項１に記載の半導体素子の冷却装置 - 【請求項３】 前記半導体素子（７）を止着した放熱板
（８）を、前記蓄熱体（６）の箱体（９）内に収容し、
低融点物質（１０）内に埋入したことを特徴とする、請
求項１に記載の半導体素子の冷却装置 - 【請求項４】 前記低融点物質（１０）がパラフィンで
あることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の半
導体素子の冷却装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29029297A JPH11111898A (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 半導体素子の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29029297A JPH11111898A (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 半導体素子の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111898A true JPH11111898A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17754259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29029297A Pending JPH11111898A (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 半導体素子の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11111898A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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