JPH09213849A - 液冷用ヒートシンクの冷却装置 - Google Patents
液冷用ヒートシンクの冷却装置Info
- Publication number
- JPH09213849A JPH09213849A JP8034306A JP3430696A JPH09213849A JP H09213849 A JPH09213849 A JP H09213849A JP 8034306 A JP8034306 A JP 8034306A JP 3430696 A JP3430696 A JP 3430696A JP H09213849 A JPH09213849 A JP H09213849A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- heat sink
- oil
- vane
- heat
- 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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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】冷却ファンやポンプなど寿命の短い回転体を用
いないで、油など熱伝達率の良好な液体を用いて自然冷
却の自冷方式にて、発生損失の大きな半導体素子の冷却
を行うに有効な放熱を行うことにある。 【解決手段】半導体素子から発生する熱を、放散させる
ため油などの液体にて放熱用フインの羽根部を冷却する
ヒートシンクにおいて、前記羽根部の羽根４１の形状を
円周方向に向って放射状に配列した。そして、この円周
方向に向って放射状に配列した複数の羽根を円周方向の
長さ方向に段差を設けて配置する。
いないで、油など熱伝達率の良好な液体を用いて自然冷
却の自冷方式にて、発生損失の大きな半導体素子の冷却
を行うに有効な放熱を行うことにある。 【解決手段】半導体素子から発生する熱を、放散させる
ため油などの液体にて放熱用フインの羽根部を冷却する
ヒートシンクにおいて、前記羽根部の羽根４１の形状を
円周方向に向って放射状に配列した。そして、この円周
方向に向って放射状に配列した複数の羽根を円周方向の
長さ方向に段差を設けて配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子より発
生する損失による熱を、熱伝達率の良好な液体を介して
放熱する冷却フインの冷却装置に関するものである。
生する損失による熱を、熱伝達率の良好な液体を介して
放熱する冷却フインの冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子を使用した電力変換装置は、
高性能の素子開発とＰＷＭ制御技術の発展に伴い、イン
バータ化などの傾向により装置の高性能化，低騒音化な
どのニーズにより、高周波スイッチングの傾向にある。
この変換装置を、高周波スイッチングさせる場合には、
スイッチング周波数に比例して、ＩＧＢＴなどスイッチ
ング素子として使用する半導体素子の損失が増大し、有
効な冷却方式が必要となる。
高性能の素子開発とＰＷＭ制御技術の発展に伴い、イン
バータ化などの傾向により装置の高性能化，低騒音化な
どのニーズにより、高周波スイッチングの傾向にある。
この変換装置を、高周波スイッチングさせる場合には、
スイッチング周波数に比例して、ＩＧＢＴなどスイッチ
ング素子として使用する半導体素子の損失が増大し、有
効な冷却方式が必要となる。
【０００３】従来、一般には、これら半導体素子を冷却
するヒートシンクは、羽根の形状を平衡に配置して、ヒ
ートシンク前面または後部より冷却ファンにて冷却空気
を取り込んで、いわゆる強制通風方式にて冷却を行って
いる。この場合、通風冷却は、高速に回転する冷却用フ
ァンモータを介して風を送風するので、ベアリングなど
の磨耗する部品があり、かつヒートシンクからの発生熱
を受けて、より寿命が短くなり、一般には定期点検を行
い、４〜５年に一度冷却ファンモータを交換を行ってい
る。
するヒートシンクは、羽根の形状を平衡に配置して、ヒ
ートシンク前面または後部より冷却ファンにて冷却空気
を取り込んで、いわゆる強制通風方式にて冷却を行って
いる。この場合、通風冷却は、高速に回転する冷却用フ
ァンモータを介して風を送風するので、ベアリングなど
の磨耗する部品があり、かつヒートシンクからの発生熱
を受けて、より寿命が短くなり、一般には定期点検を行
い、４〜５年に一度冷却ファンモータを交換を行ってい
る。
【０００４】図３は従来の油ケース内を上部より見たヒ
ートシンク羽根部41の配置を示す平面図であり、油ケー
ス１の側面より外気への放熱により冷却された油は、平
行に並んだ羽根内に入るが、この実施例ではケースの両
側面より羽根部41に入るが、上下方向の冷却油は有効に
活用していない。
ートシンク羽根部41の配置を示す平面図であり、油ケー
ス１の側面より外気への放熱により冷却された油は、平
行に並んだ羽根内に入るが、この実施例ではケースの両
側面より羽根部41に入るが、上下方向の冷却油は有効に
活用していない。
【０００５】図４は従来における他の例を示す平面図で
あり、この場合にはケースの側面より冷却された油はケ
ースの四方向からヒートシンクの羽根部41に流入でき、
ある程度の冷却効果は期待できる。しかし、羽根部の取
り込む冷却油は、このような円形のケースの場合、ケー
スの外気への放熱面積を部分的（この例では約１／３）
にしか活用されていない。
あり、この場合にはケースの側面より冷却された油はケ
ースの四方向からヒートシンクの羽根部41に流入でき、
ある程度の冷却効果は期待できる。しかし、羽根部の取
り込む冷却油は、このような円形のケースの場合、ケー
スの外気への放熱面積を部分的（この例では約１／３）
にしか活用されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した点に
鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、冷
却ファンやポンプなど寿命の短い回転体を用いないで、
油など熱伝達率の良好な液体を用いて自然冷却の自冷方
式にて、発生損失の大きな半導体素子の冷却を行うに有
効な放熱を行う冷却用ヒートシンクの冷却装置を提供す
るものである。
鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、冷
却ファンやポンプなど寿命の短い回転体を用いないで、
油など熱伝達率の良好な液体を用いて自然冷却の自冷方
式にて、発生損失の大きな半導体素子の冷却を行うに有
効な放熱を行う冷却用ヒートシンクの冷却装置を提供す
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、半導体素子から発生する熱を、油な
どの液体にて放熱用フインの羽根部を冷却するヒートシ
ンクにおいて、前記羽根部の羽根の形状を円周方向に向
って放射状に配列したことにある。そして、この円周方
向に向って放射状に配列した複数の羽根を円周方向の長
さ方向に段差を設けて配置することもある。すなわち、
外気で冷却された油をヒートシンクの羽根部に有効に導
くには、羽根の方向を、油を冷却するケース面に向ける
ことが有効である。
するための手段は、半導体素子から発生する熱を、油な
どの液体にて放熱用フインの羽根部を冷却するヒートシ
ンクにおいて、前記羽根部の羽根の形状を円周方向に向
って放射状に配列したことにある。そして、この円周方
向に向って放射状に配列した複数の羽根を円周方向の長
さ方向に段差を設けて配置することもある。すなわち、
外気で冷却された油をヒートシンクの羽根部に有効に導
くには、羽根の方向を、油を冷却するケース面に向ける
ことが有効である。
【０００８】ヒートシンクの放熱部を、従来通風冷却を
行っていた羽根部を平行に配置したフインを適用する場
合の冷却用液体としては、一般に半導体を用いた変換装
置では、トランス，リアクトルおよび抵抗器など装置を
構成する他の主電動機回路機器にも高周波電流が流れて
大きな発熱を伴うので、これらの導電部品の冷却も兼ね
るので冷却用液体としては、変圧器油など絶縁性の油が
使用される。
行っていた羽根部を平行に配置したフインを適用する場
合の冷却用液体としては、一般に半導体を用いた変換装
置では、トランス，リアクトルおよび抵抗器など装置を
構成する他の主電動機回路機器にも高周波電流が流れて
大きな発熱を伴うので、これらの導電部品の冷却も兼ね
るので冷却用液体としては、変圧器油など絶縁性の油が
使用される。
【０００９】また、油内に放熱された熱は、油ケースの
表面より、放熱効率のよい放熱フインを用いてケース表
面より外気に自然対流または熱放射により放熱される。
表面より、放熱効率のよい放熱フインを用いてケース表
面より外気に自然対流または熱放射により放熱される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面に基
づいて詳述する。図１は、本発明におけるヒートシンク
の羽根構造を示し、図１（ａ）はヒートシンクを羽根部
の上から見た平面図、図１（ｂ）はその側面図である。
図１において、羽根部の羽根41は、全周にわたり放射状
に配置し、素子取付板42に羽根取付板43で接触面をロ一
付けなどで一体化したものである。羽根41は、同じ高
さ、同じ厚さ、同じ長さの平板を外周方向に対し、一枚
おきに長さ方向に段差ΔＬを設けている。
づいて詳述する。図１は、本発明におけるヒートシンク
の羽根構造を示し、図１（ａ）はヒートシンクを羽根部
の上から見た平面図、図１（ｂ）はその側面図である。
図１において、羽根部の羽根41は、全周にわたり放射状
に配置し、素子取付板42に羽根取付板43で接触面をロ一
付けなどで一体化したものである。羽根41は、同じ高
さ、同じ厚さ、同じ長さの平板を外周方向に対し、一枚
おきに長さ方向に段差ΔＬを設けている。
【００１１】図２はこれらの羽根を電子装置に収納した
場合の構成図であり、油ケース１と機器ケース２よりな
る電力変換装置を組み込んだ電子装置で、油ケース１の
底面12に、ヒートシンク４を配置し、ヒートシンク下面
の素子取付板42に電力変換装置を構成するＩＧＢＴなど
の半導体素子５を取付け、半導体素子５の発生損失より
生ずる熱を油ケース１内にある該ヒートシンク４の羽根
部に導き、羽根41の表面より冷却用の油３内に放熱して
半導体素子５を冷却する。
場合の構成図であり、油ケース１と機器ケース２よりな
る電力変換装置を組み込んだ電子装置で、油ケース１の
底面12に、ヒートシンク４を配置し、ヒートシンク下面
の素子取付板42に電力変換装置を構成するＩＧＢＴなど
の半導体素子５を取付け、半導体素子５の発生損失より
生ずる熱を油ケース１内にある該ヒートシンク４の羽根
部に導き、羽根41の表面より冷却用の油３内に放熱して
半導体素子５を冷却する。
【００１２】この場合、油ケース１内には、トランス，
リアクトル類８および抵抗器６など通常は熱の発生を伴
う他の付属部品も収められるので、冷却用の油３には、
変圧油など絶縁性の高い油を使用する。
リアクトル類８および抵抗器６など通常は熱の発生を伴
う他の付属部品も収められるので、冷却用の油３には、
変圧油など絶縁性の高い油を使用する。
【００１３】これらの機器より発生する熱は、油の熱伝
達率が空気の５倍以上高いので、放熱により高温となっ
た油は自然対流で、図中イに示すように、ケース上部に
移動後、ロに示すようにケース側面に移動し、ケース側
面よりケース外部の外気に放熱されるので、ケース側面
で冷却された油は、ハに示すように、側面に沿ってケー
ス下部まで循環して、ヒートシンク４などに放熱される
熱を冷却する。なお、13，14はリアクトル５や抵抗６を
蓋11に取付ける取付金具であり、７は半導体素子をドラ
イブするゲート回路などの電子部品である。
達率が空気の５倍以上高いので、放熱により高温となっ
た油は自然対流で、図中イに示すように、ケース上部に
移動後、ロに示すようにケース側面に移動し、ケース側
面よりケース外部の外気に放熱されるので、ケース側面
で冷却された油は、ハに示すように、側面に沿ってケー
ス下部まで循環して、ヒートシンク４などに放熱される
熱を冷却する。なお、13，14はリアクトル５や抵抗６を
蓋11に取付ける取付金具であり、７は半導体素子をドラ
イブするゲート回路などの電子部品である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヒ
ートシンクの羽根構造を放射状にすることにより、ケー
スの全周にわたり冷却された油がフイン羽根部に流入す
るので、冷却効率が著しく改善される。また、ヒートシ
ンクの羽根の長さを全周方向にわたって段差を設けるこ
とにより、フインの羽根部に流入する冷却油のガイドの
作用も期待でき、ヒートシンクの放熱効果をあげること
ができる。
ートシンクの羽根構造を放射状にすることにより、ケー
スの全周にわたり冷却された油がフイン羽根部に流入す
るので、冷却効率が著しく改善される。また、ヒートシ
ンクの羽根の長さを全周方向にわたって段差を設けるこ
とにより、フインの羽根部に流入する冷却油のガイドの
作用も期待でき、ヒートシンクの放熱効果をあげること
ができる。
【図１】本発明のヒートシンクの一実施例を示す羽根構
成図である。
成図である。
【図２】本発明に係る油など、液体で冷却されるヒート
シンクを有する電子構造の構成図である。
シンクを有する電子構造の構成図である。
【図３】従来のヒートシンクの一例を示す平面図であ
る。
る。
【図４】従来のヒートシンクの他の例を示す平面図であ
る。
る。
１ 油ケース ２ 機器ケース ３ 油 ４ ヒートシンク 41 羽根 42 取付板 43 羽根取付板 ５ 半導体素子 ６ 電子部品 ７ 電子部品 ８ トランス，リアクトル類 11 蓋 12 ケーイ底板 13 取付金具 14 取付金具
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体素子から発生する熱を、油などの
液体にて放熱用フインの羽根部を冷却するヒートシンク
において、前記羽根部の羽根の形状を、円周方向に向っ
て放射状に配列したことを特徴とする液冷却用ヒートシ
ンクの冷却装置。 - 【請求項２】 前記円周方向に向って放射状に配列した
複数の羽根を、円周方向の長さ方向に段差を設けて配置
した請求項１記載の液冷用ヒートシンクの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8034306A JPH09213849A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 液冷用ヒートシンクの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8034306A JPH09213849A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 液冷用ヒートシンクの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213849A true JPH09213849A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=12410484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8034306A Pending JPH09213849A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 液冷用ヒートシンクの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213849A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11122875A (ja) * | 1997-10-13 | 1999-04-30 | Toshiba Corp | 電動機 |
| JP2000500928A (ja) * | 1996-09-20 | 2000-01-25 | モトローラ・インコーポレイテッド | 液密封止を有する電子制御モジュール |
| JP2008218732A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | リアクトル固定構造 |
| KR100921370B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2009-10-14 | 폴리마테크 컴퍼니 리미티드 | 전자소자를 냉각하는 장치와 방법 및 그 방법을 이용하는 열전도성 쉬트와 열전도성 쉬트를 생산하는 방법 |
| CN103219833A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-07-24 | 苏州市莱赛电车技术有限公司 | 电机散热结构 |
| JP2014165227A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電子制御装置 |
| JP2015111540A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-06-18 | 三菱電機株式会社 | 照明器具およびヒートシンク |
| JPWO2013180270A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-01-21 | 国立大学法人 鹿児島大学 | ヒートシンク |
| CN105591500A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-05-18 | 华南理工大学 | 一种基于热管传热技术的新型风冷电机 |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP8034306A patent/JPH09213849A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000500928A (ja) * | 1996-09-20 | 2000-01-25 | モトローラ・インコーポレイテッド | 液密封止を有する電子制御モジュール |
| JPH11122875A (ja) * | 1997-10-13 | 1999-04-30 | Toshiba Corp | 電動機 |
| KR100921370B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2009-10-14 | 폴리마테크 컴퍼니 리미티드 | 전자소자를 냉각하는 장치와 방법 및 그 방법을 이용하는 열전도성 쉬트와 열전도성 쉬트를 생산하는 방법 |
| JP2008218732A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | リアクトル固定構造 |
| JPWO2013180270A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-01-21 | 国立大学法人 鹿児島大学 | ヒートシンク |
| JP2014165227A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電子制御装置 |
| CN103219833A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-07-24 | 苏州市莱赛电车技术有限公司 | 电机散热结构 |
| JP2015111540A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-06-18 | 三菱電機株式会社 | 照明器具およびヒートシンク |
| CN105591500A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-05-18 | 华南理工大学 | 一种基于热管传热技术的新型风冷电机 |
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