JPH0546278Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は鉄道車両に装備される半導体変換装置
に係り、特に個々にヒートパイプを有する複数の
半導体素子からなる半導体スタツクにおける半導
体スタツクブロツクに、ヒートパイプの低圧側で
防塵・防水機能を具備するとともに、ヒートパイ
プの低圧側の異常温度を検知し得るシール構造体
を備えた半導体素子放熱器に関するものである。

〔従来の技術〕

鉄道車両においては車両駆動用のインバータお
よびチヨツパ，補助電源用インバータなど半導体
変換位置が多く適用されるようになつてきた。

かような鉄道車両用半導体変換装置は半導体素
子の大容量化に対応した冷却性能が望まれ、また
車両装備上塵埃，雨や雪などの侵入に対する防
塵・防水機能が所望されるものとなる。

そして、鉄道車両用半導体変換装置にヒートパ
イプ冷却方式の採用が活発になつてきている。

そのヒートパイプ冷却方式を用いた鉄道車両用
半導体変換装置においては、複数の半導体素子か
らなる半導体スタツクを構成するものとなり、ま
たヒートパイプの加熱部の絶縁面でガイシ絶縁形
と非絶縁形があり、さらにはヒートパイプブロツ
クを共用化したものと個別に有するものがある。

この種のヒートパイプ冷却方式半導体スタツク
において、個々にヒートパイプを有する半導体素
子を用いて構成するものとすれば、自由性がある
など好ましいことは言うまでもない。

反面、半導体スタツクの圧接連結ブロツクの防
塵・防水面で工夫が必要となつてくる。従来、か
かるヒートパイプブロツクに防塵・防水機能を具
備したものとして、隣接するヒートパイプ間の空
〓をしやへいするためのしやへい板が用いられ、
しやへい板を半乾性附着性粘弾型のパテ（液体パ
ツキン）で固着する方法がとられるものとなつて
いた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

前述したような複数の半導体素子を交互に挾む
複数のヒートパイプからなるヒートパイプ冷却方
式半導体スタツクの構成においては、複数の半導
体素子と複数のヒートパイプの加熱部を交互に配
置して圧接連結し、その圧接連結ブロツクは両端
で支着されるものとなる。

一方、かかる複数のヒートパイプそのものは、
加熱部からヒートパイプや凝縮部が大きく長く突
出されたものであり、前述の圧接連結ブロツクに
応じて固持しなければならないものとなるが、そ
の組立支持の際に個々の加熱部には余計な力をか
けれないものである。

そのため、従来方法によるヒートパイプブロツ
クを解放とし、半導体スタツクの圧接連結ブロツ
クを防塵・防水するためのしやへい板に対する液
体パツキンの採用によれば、組立作業は可能とな
るものの厄介な作業となり、また実用後はパテで
固められているため素子交換などの際に手間どる
ものとなつていた。

さらには、個々にヒートパイプ冷却を行うもの
とすれば、そのヒートパイプの異常温度を検知の
うえ、半導体スタツクの保護を行う必要が生じて
くる。

〔問題点の解決手段および作用〕

本考案は上述したような点に鑑みなされたもの
で、複数の絶縁形ヒートパイプの低圧側間に格別
に嵌合させてなるＨ形断面形状をなす可撓性を有
するパツキンゴム板材を少なくとも備えて、半導
体スタツクの圧接連結ブロツクに対応したヒート
パイプブロツクとして防塵・防水機能を発揮し、
前記ヒートパイプの低圧側で温度保護を行い得る
簡便な装置を実現したものである。

以下、本考案を図面に基づいて詳細説明する。

〔実施例〕

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示すもの
であり、第１図および第２図は要部構成を示す正
面部分組立図およびその側面要部組立図、第３図
および第４図はヒートパイプ廻りの要部を示す正
面図および側面図である。

まず、本実施例の理解を容易にするため示した
ヒートパイプ廻り部分を示す第３図および第４図
について説明する。

第３図および第４図においては、１はヒートパ
イプ、２は後述する半導体スタツクの圧接連結ブ
ロツクを防塵・防水機能を発揮するため等の薄板
導体材である。ここで、ヒートパイプ１において
は加熱部Ａ，ヒートパイプ部Ｈおよび凝縮部Ｃを
主たる構成部分として冷却性能を奏する公知のも
のであつてよい。また、ヒートパイプ１において
Ｔは端子であり、Ｇは碍子であり、Ｓは支持金具
である。

すなわち、碍子形のヒートパイプ１は特に薄板
導体材２が低圧側に付設されてなり、薄板導体材
２を碍子Ｇと凝縮部Ｃの間にヒートパイプ部Ｈに
軸通してなるものである。

つぎに、かかる絶縁形ヒートパイプ用いるよう
にした実施例を第１図および第２図を参照して説
明する。

第１図および第２図は三相インバータスタツク
の一例の部分構成を示している。すなわち、一相
分の２個のスイツチング素子S_UP，S_UNおよび２個
のダイオードD_UP，D_UNとこれらの半導体素子を
挾むようにした５個のヒートパイプからなる部分
を示している。

第１図および第２図において、３はオサエ板、
４はバネ受け、５はバネ、６は絶縁スペーサ、７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅはヒートパイプ、８
はヒートパイプブロツク側を固持する固持金具、
９，９′はパツキンゴム板材、１０はヒートパイ
プブロツクの端面を被う一般的なパツキン、１１
はサーマルスイツチである。ここに、ヒートパイ
プ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅは第３図および
第４図に示したヒートパイプ１と同種のものであ
る。

なお、個々のヒートパイプをスタツクの接続構
成面からその端子廻りを異なるものとしてもよい
ことは勿論である。

そして、半導体スタツク構成においては図示の
一相分と同様に三相分を積み重ね、それらを圧接
連結のうえ半導体スタツクの圧接連結ブロツクを
構成し、通常は両端のオサエ板３部分などで固持
されるものとなる。かような圧接連結ブロツクの
構成と相まつて、主たる構成部分として個々に分
離されている複数のヒートパイプに対し、低圧の
防塵・防水機能を有する如く、つぎのように構成
してなるものである。

すなわちヒートパイプブロツクを、第３図およ
び第４図に示した薄板導体材２の複数個所で圧接
連結ブロツクから切り離すため、ヒートパイプ７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅは個々に前記薄板導
体材２を備え、その薄板導体材２の間にそれぞれ
咬合するパツキンゴム板材９，９′を備えてなる
ものである。

ここにパツキンゴム板材９，９′は一例として
可撓性をもつゴム板材の材質のものである。その
断面形状はパツキンゴム板材９を例にとると、対
向する薄板材間の空〓をうめる部分としての柱部
分と薄板材に咬合する両側面側にコの字形状の咬
合部分をもつＨ形断面形状をなすものである。ま
たパツキンゴム板材９′は例示の如くパツキンゴ
ム板材９の断面形状の左半分または右半分を形成
するものであればよいことは明らかである。な
お、かくの如きＨ形断面形のパツキンゴム板材は
薄板導体材間に介在し、後述する如く圧接連結ブ
ロツクのピツチに対応して組み合せ整合するため
の可撓性を保有するものであればよく、特に平担
と限定されるものでなくある程度の山形を有して
咬合両先端がせばめられたものとして、薄板材と
の密着性を高めた形状としてもよい。

かようにして複数のヒートパイプ間を、個々の
ヒートパイプに薄板導体材を配し、対向する薄板
導体材間にパツキンゴム板材を咬合させることに
より、ヒートパイプブロツクを半導体スタツクの
圧接連結ブロツクの整合に対応して密閉させるこ
とができる。

また、かような防塵・放水機能を有した放熱器
は、パツキンゴム板材部分の分解および再組立し
得ることは言うまでもない。

さらに、本実施例は第２図に例示した如く薄板
導体材部分にサーマルスイツチ１１を設けてなる
ものである。

すなわち、ヒートパイプの薄板導体材にサーマ
ルスイツチが配され、ヒートパイプの低圧側でヒ
ートパイプのもれ等の不具合を異常温度としてす
ばやく検知し得るものとなる。

なお、かようなサーマルスイツチ１１はヒート
パイプの全てに付設してもよく、特定な複数のス
イツチング素子のためのヒートパイプに、あるい
はさらに特定のダイオードへのヒートパイプに付
設する如く適宜選定するようにしてもよいことは
勿論である。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、ヒートパ
イプ付半導体素子を用いてなる半導体スタツクの
圧接連結ブロツクに格別に防塵・防水機能を有
し、ヒートパイプの異常温度を行い得る実用性の
顕著な装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例の要部
構成を示す正面部分組立図およびその側面要部組
立図、第３図および第４図はヒートパイプ廻りの
要部を示す正面図および側面図である。 １，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ……ヒート
パイプ、２……薄板導体材、９，９′……パツキ
ンゴム板材、１１……サーマルスイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒートパイプ冷却方式半導体スタツクからなる
   鉄道車両用半導体変換装置において、複数の半導
   体素子を交互に挾む複数のヒートパイプの加熱部
   を圧接連結するとともに、該複数のヒートパイプ
   にヒートパイプの絶縁碍子と凝縮部の間にそれぞ
   れ肉厚面を対向させた薄板導体材を軸通し、かつ
   対向する薄板導体材にそれぞれ咬合させたＨ形断
   面形状をなす可撓性を有するパツキンゴム板材を
   備え、前記薄板導体にサーマルスイツチを連設し
   てなることを特徴としたシール構造体を備えた半
   導体素子放熱器。