JP2003069270A - Cooling casing - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling casing capable of improving cooling efficiency of electronic components mounted therein and reducing the casing itself in weight. SOLUTION: The cooling casing 1 is provided with a cooling section 2 on which electronic components 20 are mounted, a sidewall 41 for surrounding the periphery of the components 20, and a lid 4 for covering an amounting space 26 surrounded by the sidewall 41. The sidewall 41 employs a double structure consisting of a metallic inner wall 13B facing inside the casing and a resin-made outer wall 42 facing outside the casing. A cavity having an opening on an end of the cooling section side of the inner wall 13A is formed inside the outer wall 13A, thereby improving the heat insulation performance of the sidewall 41. Also, since the air in a mounting space 26 is cooled by the outer wall 13B, the cooling efficiency for the components 20 can be improved. Further, an indentation is formed on a top end 24 of the outer wall, thereby improving the heat insulation efficiency of the outer wall 42.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電気自動
車のパワーモジュールのように発熱量の大きな電子部品
が実装される冷却筐体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling housing in which an electronic component having a large heat generation amount such as a power module of an electric vehicle is mounted.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ハイブリッド車等においては、パワーモ
ジュールを含む電力変換装置は比較的高温環境であるエ
ンジンルーム内に配設される。そのため、電力変換装置
は冷却筐体内に配設されるのが一般的である。この冷却
筐体は電力変換装置を冷却する機能と、電力変換装置が
発生する電磁波の外部への漏れおよび外部からの電磁波
の侵入を防止する機能とを備えている。そのような観点
から、冷却筐体はアルミ等の金属で構成されている。2. Description of the Related Art In a hybrid vehicle or the like, a power converter including a power module is arranged in an engine room which is in a relatively high temperature environment. Therefore, the power converter is generally arranged in the cooling housing. This cooling housing has a function of cooling the power converter and a function of preventing leakage of electromagnetic waves generated by the power converter to the outside and intrusion of electromagnetic waves from the outside. From such a viewpoint, the cooling case is made of metal such as aluminum.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却筐
体に金属材料を用いているため、筐体自身の重量が重く
なってしまうという欠点があった。また、電力変換装置
をエンジンルーム等の高温環境に設置する場合には、電
子部品自身の発熱とともに外部からの熱が加わるため、
冷却効率を一層向上させる必要がある。その結果、冷却
筐体が大型化してしまうという問題があった。However, since a metal material is used for the cooling housing, there is a drawback that the weight of the housing itself becomes heavy. Also, when the power converter is installed in a high temperature environment such as an engine room, heat from the outside is added to the heat of the electronic components themselves,
It is necessary to further improve the cooling efficiency. As a result, there is a problem that the cooling case becomes large.

【０００４】本発明の目的は、実装された電子部品の冷
却効果を向上させるとともに、軽量化を図ることができ
る冷却筐体を提供することにある。An object of the present invention is to provide a cooling housing which can improve the cooling effect of mounted electronic parts and can be reduced in weight.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図３，７〜１１に対応付けて説明する。 （１）図３に対応付けて説明すると、請求項１の発明
は、冷却対象である電子部品２０が実装される冷却部２
と、冷却部２に立設されて電子部品２０の周囲を囲む側
壁３と、側壁３で囲まれた領域２６を覆う蓋４とを備え
る冷却筐体１に適用され、側壁３を、筐体内に面した良
熱伝導性内壁１３Ｂと筐体外に面した断熱性外壁１３Ａ
とから成る２重構造とする。そして、断熱性外壁１３Ａ
の内部に冷却部２に接する気相空間２１を形成したこと
により上述の目的を達成する。ここで、良熱伝導性とは
熱伝導部材として用いられる金属程度の熱伝導率を有す
ることを意味し、断熱性とは断熱部材として用いられ
る、例えば樹脂程度の熱伝導率を有することを意味す
る。 （２）図７，８に対応付けて説明すると、請求項２の発
明は、冷却対象である電子部品２０が実装される冷却部
２と、冷却部２に立設されて電子部品２０の周囲を囲む
側壁４１と、側壁４１で囲まれた領域２６を覆う蓋４と
を備える冷却筐体４０に適用され、側壁４１を、筐体内
に面した良熱伝導性内壁１３Ｂと筐体外に面した断熱性
外壁４２とから成る２重構造とする。そして、断熱性外
壁４２は、(a)良熱伝導性内壁１３Ｂに接して設けられ
た第１の壁２３と、(b)第１の壁２３との間に隙間を設
けて配設された第２の壁２２と、(c)第１および第２の
壁２３，２２を連結する連結部２４と、(d)第１の壁２
３，第２の壁２２，連結部２４および冷却部２により囲
まれた気相空間２１とを備え、連結部２４の熱伝達経路
に沿った一部の断面積を他の部分の断面積より小さくし
たことにより上述の目的を達成する。 （３）図９，１０に対応付けて説明すると、請求項３の
発明は、請求項１または請求項２に記載の冷却筐体にお
いて、良熱伝導性内壁５３の少なくとも一部５３ａを気
相空間２１に露出させたものである。 （４）請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記
載の冷却筐体において、良熱伝導性内壁５３の蓋４に近
接する部分を気相空間２１に露出させたものである。 （５）図３に対応付けて説明すると、請求項５の発明
は、請求項１〜４のいずれかに記載の冷却筐体におい
て、良熱伝導性内壁１３Ｂを金属により形成し、断熱性
外壁１３Ａを樹脂により形成したものである。 （６）図１１に対応付けて説明すると、請求項６の発明
は、請求項１〜５のいずれかに記載の冷却筐体におい
て、電子部品２０ｄを良熱伝導性内壁１３Ｂに熱的に接
触させる良熱伝導性部材６１を設けたものである。An embodiment of the invention will be described in association with FIGS. (1) Describing in association with FIG. 3, the invention of claim 1 is a cooling unit 2 in which an electronic component 20 to be cooled is mounted.
And the side wall 3 standing upright on the cooling part 2 and surrounding the periphery of the electronic component 20, and the lid 4 covering the region 26 surrounded by the side wall 3, the side wall 3 is provided inside the housing. Good heat conductive inner wall 13B facing the front and heat insulating outer wall 13A facing the outside of the housing
A double structure consisting of and. And the heat insulating outer wall 13A
The above-mentioned object is achieved by forming the gas phase space 21 in contact with the cooling unit 2 inside the. Here, good thermal conductivity means having a thermal conductivity of about the metal used as a heat conducting member, and heat insulating property means having a thermal conductivity of about a resin used as a heat insulating member. To do. (2) Describing in association with FIGS. 7 and 8, the invention of claim 2 is such that the electronic component 20 to be cooled is mounted on the cooling part 2, and the cooling part 2 is provided upright to surround the electronic part 20. It is applied to a cooling case 40 including a side wall 41 surrounding the side wall 41 and a lid 4 covering the region 26 surrounded by the side wall 41. It has a double structure including the heat insulating outer wall 42. The heat insulating outer wall 42 is disposed with a gap between (a) the first wall 23 provided in contact with the good thermal conductive inner wall 13B and (b) the first wall 23. The second wall 22, (c) the connecting portion 24 that connects the first and second walls 23, 22, and (d) the first wall 2
3, the second wall 22, the connecting portion 24, and the vapor phase space 21 surrounded by the cooling portion 2 are provided, and the cross-sectional area of a part of the connecting portion 24 along the heat transfer path is smaller than the cross-sectional area of the other portion. By making it small, the above-mentioned object is achieved. (3) Describing in association with FIGS. 9 and 10, the invention according to claim 3 is the cooling housing according to claim 1 or 2, wherein at least a part 53a of the good thermal conductive inner wall 53 is in a vapor phase. It is exposed in the space 21. (4) The invention of claim 4 is the cooling housing according to claim 1 or 2, wherein a portion of the good thermal conductive inner wall 53 adjacent to the lid 4 is exposed to the vapor phase space 21. . (5) Describing in association with FIG. 3, the invention of claim 5 is the cooling housing according to any one of claims 1 to 4, wherein the good heat conductive inner wall 13B is formed of a metal, and the heat insulating outer wall is formed. 13A is formed of resin. (6) Describing in association with FIG. 11, the invention of claim 6 is the cooling housing according to any one of claims 1 to 5, wherein the electronic component 20d is brought into thermal contact with the good thermal conductive inner wall 13B. A good heat conductive member 61 is provided.

【０００６】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態
の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態
に限定されるものではない。In the section of means for solving the above problems, the drawings of the embodiments of the present invention are used in order to make the present invention easy to understand, but the present invention is limited to the embodiments of the present invention. Not something.

【０００７】[0007]

【発明の効果】（１）請求項１の発明によれば、側壁は
良熱伝導性内壁と断熱性外壁との２重構造を成し、さら
に、断熱層として機能する気相空間を断熱性外壁に形成
したので、筐体外から筐体内への熱侵入を低減すること
ができるとともに、良熱伝導性内壁により電力変換装置
に対する冷却効果を向上させることができる。さらに、
気相空間を形成して断熱効果を向上させているので。冷
却筐体の大型化の防止および軽量化を図ることができ
る。 （２）請求項２の発明によれば、側壁は良熱伝導性内壁
と断熱性外壁との２重構造を成し、さらに、断熱層とし
て機能する気相空間を断熱性外壁に形成したので、請求
項１と同様の効果を奏する。さらに、断熱性外壁の連結
部は一部の断面積が他の部分より小さいため、連結部の
熱抵抗が大きくなって断熱性外壁の断熱性能が向上す
る。 （３）請求項３の発明によれば、請求項１および２の効
果に加えて、良熱伝導性内壁により気相空間の気体が冷
却され、断熱性外壁の断熱性能がより向上する。 （４）請求項４の発明によれば、請求項１および２の効
果に加えて、気相空間の気体が蓋に近い部分と冷却部に
近い部分とから冷却されるので、気相空間の温度が均一
となり断熱性外壁の断熱性能がより向上する。 （５）請求項５の発明によれば、請求項１〜４の効果に
加えて、側壁を入手しやすい樹脂と金属とを用いて形成
するので、冷却筐体を容易にかつ安価に製作することが
できる。 （６）請求項６の発明によれば、請求項１〜５の効果に
加えて、電子部品は良熱伝導性部材を介して良熱伝導性
内壁によっても冷却されるため、電子部品に対する冷却
効果をさらに高めることができる。(1) According to the invention of claim 1, the side wall has a double structure of an inner wall with good thermal conductivity and an outer wall with heat insulating property, and further, the gas phase space functioning as a heat insulating layer has a heat insulating property. Since it is formed on the outer wall, it is possible to reduce heat intrusion from the outside of the housing into the inside of the housing, and it is possible to improve the cooling effect for the power conversion device by the inner wall of good thermal conductivity. further,
Because it forms a vapor phase space and improves the heat insulation effect. It is possible to prevent the cooling housing from becoming large and to reduce the weight thereof. (2) According to the invention of claim 2, the side wall has a double structure of an inner wall with good heat conductivity and an outer wall with heat insulating property, and further, a vapor phase space functioning as a heat insulating layer is formed on the outer wall with heat insulating property. The same effect as that of claim 1 is achieved. Further, since the cross-sectional area of a part of the connecting portion of the heat insulating outer wall is smaller than that of the other portion, the heat resistance of the connecting portion is increased and the heat insulating performance of the heat insulating outer wall is improved. (3) According to the invention of claim 3, in addition to the effects of claims 1 and 2, the gas in the vapor phase space is cooled by the good heat conductive inner wall, and the heat insulating performance of the heat insulating outer wall is further improved. (4) According to the invention of claim 4, in addition to the effects of claims 1 and 2, since the gas in the vapor phase space is cooled from the portion close to the lid and the portion close to the cooling part, The temperature becomes uniform, and the heat insulating performance of the heat insulating outer wall is further improved. (5) According to the invention of claim 5, in addition to the effects of claims 1 to 4, the side wall is formed by using a resin and a metal that are easily available. Therefore, the cooling housing can be easily and inexpensively manufactured. be able to. (6) According to the invention of claim 6, in addition to the effects of claims 1 to 5, since the electronic component is also cooled by the good thermal conductive inner wall via the good thermal conductive member, cooling of the electronic component is achieved. The effect can be further enhanced.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は冷却筐体１の分解斜視図であり、図２は破断面図
である。冷却筐体１は冷却部２，壁部３および蓋４で構
成されている。壁部３と冷却部２、および蓋４と壁部３
はそれぞれボルト固定されており、５，１２は固定用ボ
ルト８が貫通する穴、６，７はネジ穴である。なお、図
２ではボルト８の図示を省略した。電子部品は冷却部２
の実装部９に固定される。この電子部品の例としては、
電気自動車に用いられるパワーモジュール等がある。こ
のパワーモジュールにはＩＧＢＴやＭＯＳ ＦＥＴなど
の電力変換用半導体素子が搭載されており、発熱量が大
きい。また、冷却筐体１も、エンジンルーム等の高温環
境に配設される場合が多い。そのため、冷却筐体１は電
子部品の冷却を行うとともに、外部からの熱侵入を防止
する役目も有している。さらに、電子部品に対して電磁
シールドの役目も果たしている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. -First Embodiment- Fig. 1 is an exploded perspective view of a cooling housing 1, and Fig. 2 is a broken sectional view. The cooling case 1 is composed of a cooling section 2, a wall section 3 and a lid 4. Wall part 3 and cooling part 2, and lid 4 and wall part 3
Are respectively fixed by bolts, 5 and 12 are holes through which the fixing bolts 8 pass, and 6 and 7 are screw holes. The bolt 8 is not shown in FIG. Electronic parts are cooling unit 2
It is fixed to the mounting part 9 of. As an example of this electronic component,
There are power modules and the like used in electric vehicles. This power module is equipped with a power conversion semiconductor element such as an IGBT or a MOS FET and generates a large amount of heat. Further, the cooling housing 1 is also often arranged in a high temperature environment such as an engine room. Therefore, the cooling housing 1 not only cools the electronic components but also serves to prevent heat from entering from the outside. Furthermore, it also serves as an electromagnetic shield for electronic components.

【０００９】冷却部２の内部には冷却液が流れる流路が
形成されており、冷却液は流路入口１０ａから冷却部内
に流入し流路出口１０ｂから排出される。冷却液には、
水やエチレングリコール水溶液などが用いられる。な
お、冷却部２としては、他の冷却方法でも良く、例え
ば、沸騰冷却装置でも良い。壁部３には、筐体内の電子
部品（不図示）と筐体外部の電子機器とを接続するため
のコネクタ１１が設けられている。壁部３は外壁部１３
Ａと内壁部１３Ｂとから成る。外壁部１３Ａは樹脂等の
低熱伝導性材料で構成され、内壁部１３Ｂは金属等の高
熱伝導性材料で構成される。A channel through which the cooling liquid flows is formed inside the cooling unit 2. The cooling liquid flows into the cooling unit from the channel inlet 10a and is discharged from the channel outlet 10b. For the cooling liquid,
Water or an aqueous solution of ethylene glycol is used. The cooling unit 2 may be another cooling method, for example, a boiling cooling device. The wall 3 is provided with a connector 11 for connecting an electronic component (not shown) inside the housing and an electronic device outside the housing. The wall 3 is the outer wall 13
It is composed of A and the inner wall portion 13B. The outer wall portion 13A is made of a low heat conductive material such as resin, and the inner wall portion 13B is made of a high heat conductive material such as metal.

【００１０】外壁部１３Ａとしては高温度環境下に耐え
得るような樹脂材料が好ましく、例えば、ＰＢＴ（ポリ
ブチレンテレフタレート）やＰＡ（ポリアミド）、ＰＰ
Ｓ（ポリフェニレンサルファイド）等が用いられる。一
方、内壁部１３Ｂとしてはアルミニウム，銅，真鍮，鋼
板等が用いられるが、なるべく薄くて軽く、かつ加工が
容易なものが良く、これらの点からアルミニウムを用い
るのが好ましい。また、放熱や電磁シールドの点では銅
も適している。さらに、冷却部２および蓋４も金属で形
成されており、本実施の形態ではアルミニウムにより形
成されている。なお、蓋４と壁部３との間、および壁部
３と冷却部２との間のシールについては図示していない
が、Ｏリングシールやガスケット等のシール材が用いら
れる。The outer wall portion 13A is preferably made of a resin material that can withstand a high temperature environment. For example, PBT (polybutylene terephthalate), PA (polyamide), PP.
S (polyphenylene sulfide) or the like is used. On the other hand, as the inner wall portion 13B, aluminum, copper, brass, steel plate or the like is used, but it is preferable that the inner wall portion 13B be as thin and light as possible and easy to process. From these points, aluminum is preferably used. Copper is also suitable in terms of heat dissipation and electromagnetic shielding. Further, the cooling unit 2 and the lid 4 are also made of metal, and in the present embodiment, made of aluminum. Although seals between the lid 4 and the wall portion 3 and between the wall portion 3 and the cooling portion 2 are not shown, sealing materials such as O-ring seals and gaskets are used.

【００１１】図３は、図１のＡ−Ａ断面を示したもので
ある。２０は冷却部２の実装部９に設けられた電子部品
であり、例えば、パワーモジュール２０ｃ，コンデンサ
２０ａおよび回路基板２０ｂを有している。２８は冷却
部２内に形成された流路であり、図１，２の流路入口１
０ａおよび出口１０ｂに連通している。壁部３は、金属
製の内壁部１３Ｂを樹脂製外壁部１３Ａでモールドする
ことにより一体成形される。外壁部１３Ａの内部には壁
面に沿った空洞２１が形成されており、空洞２１内は空
気により満たされている。すなわち、外側部２２と内側
部２３とは外壁上端部２４のみで繋がっているだけなの
で、実質的に外壁部１３Ａは外側部２２、空洞２１およ
び内側部２３からなる三層構造とみなすことができる。
内壁部１３Ｂの上端は外壁上端部２４に覆い被さるよう
に折り曲げられ、フランジ２５を形成している。一方、
下端部分は実装空間２６側に折り曲げられ、フランジ２
７を形成している。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. Reference numeral 20 is an electronic component provided in the mounting portion 9 of the cooling unit 2, and has, for example, a power module 20c, a capacitor 20a, and a circuit board 20b. Reference numeral 28 denotes a flow channel formed in the cooling unit 2, and the flow channel inlet 1 shown in FIGS.
0a and the outlet 10b. The wall portion 3 is integrally formed by molding the metal inner wall portion 13B with the resin outer wall portion 13A. A cavity 21 is formed along the wall surface inside the outer wall portion 13A, and the interior of the cavity 21 is filled with air. That is, since the outer portion 22 and the inner portion 23 are connected only by the outer wall upper end portion 24, the outer wall portion 13A can be substantially regarded as a three-layer structure including the outer portion 22, the cavity 21, and the inner portion 23. .
The upper end of the inner wall portion 13B is bent so as to cover the outer wall upper end portion 24 and forms a flange 25. on the other hand,
The lower end is bent toward the mounting space 26 side, and the flange 2
Forming 7.

【００１２】図４はシール部の詳細を示す図であり、
（ａ）は図３のＢ部拡大図で、（ｂ）は図３のＣ部拡大
図である。図４（ａ）に示すように、壁部下側では内側
部２３にＯリングシール２９が設けられている。壁部下
側はボルト８により冷却部２に固定されており、内壁部
１３Ｂのフランジ２７が冷却部に接触している。一方、
壁部上側では外壁上端部２４にＯリングシール３０が設
けられており、内壁部１３Ｂのフランジ２５は金属製の
蓋４に直接接触している。このように、金属製の内壁部
１３Ｂが金属製の蓋４および冷却部２と接触することに
より、電磁シールド性が確保されるとともに、冷却部２
による蓋４の冷却が効果的に行われる。なお、電磁シー
ルド性を確保するためには、Ｏリングシール自体に導電
性を有する材料を用いても良いし、メタルガスケットを
用いても良い。FIG. 4 is a view showing details of the seal portion,
3A is an enlarged view of a B part in FIG. 3, and FIG. 3B is an enlarged view of a C part in FIG. As shown in FIG. 4A, an O-ring seal 29 is provided in the inner portion 23 on the lower side of the wall portion. The lower side of the wall portion is fixed to the cooling portion 2 by a bolt 8, and the flange 27 of the inner wall portion 13B is in contact with the cooling portion. on the other hand,
An O-ring seal 30 is provided on the upper end 24 of the outer wall on the upper side of the wall, and the flange 25 of the inner wall 13B is in direct contact with the lid 4 made of metal. In this way, the metal inner wall portion 13B is brought into contact with the metal lid 4 and the cooling portion 2, whereby the electromagnetic shielding property is ensured and the cooling portion 2 is provided.
The lid 4 is effectively cooled by. In order to secure the electromagnetic shield property, a material having conductivity may be used for the O-ring seal itself, or a metal gasket may be used.

【００１３】図５は壁部３に設けられたコネクタ１１部
分の断面図である。３１はコネクタ１１から連通してい
る電極であり、ハーネス（不図示）の端子との嵌合およ
びパワーモジュール２０ｃとの接続を行っている。３２
はコネクタ１１に付随する電磁シールド板であり、コネ
クタインナー３３の周囲を覆うとともに、金属製の内壁
部１３Ｂと接続されている。コネクタインナー３３は電
極３１と電磁シールド板３２との間に介在する絶縁材で
あり、例えば、樹脂で形成されている。FIG. 5 is a sectional view of a portion of the connector 11 provided on the wall 3. Reference numeral 31 denotes an electrode communicating with the connector 11 for fitting with a terminal of a harness (not shown) and connecting with the power module 20c. 32
Is an electromagnetic shield plate attached to the connector 11, which covers the periphery of the connector inner 33 and is connected to the metal inner wall portion 13B. The inner connector 33 is an insulating material interposed between the electrode 31 and the electromagnetic shield plate 32, and is made of, for example, resin.

【００１４】上述した冷却筐体１の特徴を、図６に示す
従来の冷却筐体１００と比較しながら説明する。なお、
図５は図３と同様の断面図であり、図３の冷却筐体１と
同一部分には同一符号を付した。電磁シールドとしての
機能を有する壁部１０１は、冷却部２や蓋４と同様に金
属（例えばアルミニウム）により形成されている。その
ため、壁部１０１の熱伝導率が大きく、高温環境から熱
侵入に対する断熱効果が小さい。その結果、熱侵入のた
めに電子部品２０に対する冷却効果が低下するという問
題があった。The features of the cooling enclosure 1 described above will be described in comparison with the conventional cooling enclosure 100 shown in FIG. In addition,
FIG. 5 is a sectional view similar to FIG. 3, and the same parts as those of the cooling housing 1 of FIG. The wall portion 101 having a function as an electromagnetic shield is formed of metal (for example, aluminum) like the cooling portion 2 and the lid 4. Therefore, the thermal conductivity of the wall portion 101 is large, and the heat insulating effect against heat intrusion from a high temperature environment is small. As a result, there is a problem that the cooling effect on the electronic component 20 is deteriorated due to the heat penetration.

【００１５】一方、本実施の形態の冷却筐体１では、壁
部３を熱伝導率の低い外壁部１３Ａと熱伝導率の高い内
壁部１３Ｂとで構成しているので、外壁部１３Ａは断熱
層としての機能を有している。さらに、外壁部１３Ａに
空洞２１を形成したことにより、外壁部１３Ａはほとん
ど３層構造と見なすことができる。筐体外部から実装空
間２６に侵入する熱は、外側部２２（樹脂）→空洞２１
（空気）→内側部２３→内壁部１３Ｂ（金属）という経
路で熱伝達される。On the other hand, in the cooling housing 1 of the present embodiment, the wall portion 3 is composed of the outer wall portion 13A having a low thermal conductivity and the inner wall portion 13B having a high thermal conductivity, so that the outer wall portion 13A is thermally insulated. It has a function as a layer. Furthermore, since the cavity 21 is formed in the outer wall portion 13A, the outer wall portion 13A can be regarded as having a three-layer structure. The heat that enters the mounting space 26 from the outside of the housing is the outside portion 22 (resin) → the cavity 21.
Heat is transferred through a route of (air) → inner portion 23 → inner wall portion 13B (metal).

【００１６】外壁部１３Ａに形成された空洞２１は空気
層となるため、その部分の熱伝導率は樹脂部分の熱伝導
率より小さくなる。実際、空気の熱伝導率は０．０３
（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度であって、樹脂の熱伝導率０．３
（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度よりも１桁程度小さい。その結果、
外側部２２から内側部２３への熱の流れはこの空気層に
よりほとんど遮断されることになり、実装空間２６への
熱侵入を従来より低下させることができる。Since the cavity 21 formed in the outer wall portion 13A serves as an air layer, the thermal conductivity of that portion is smaller than that of the resin portion. In fact, the thermal conductivity of air is 0.03
(W / m · K) and the thermal conductivity of the resin is 0.3
It is about an order of magnitude smaller than (W / mK). as a result,
The flow of heat from the outer side portion 22 to the inner side portion 23 is almost blocked by this air layer, and the heat intrusion into the mounting space 26 can be made lower than in the conventional case.

【００１７】さらに、金属製の内壁部１３Ｂは冷却部２
に接触しているため効果的に冷却され、内壁部１３Ｂで
囲まれた実装空間２６の気体温度が低温に保たれる。そ
のため、発熱量の大きな電子部品２０は、冷却部２と実
装空間２６の空気との両方により冷却されることにな
る。すなわち、壁部３の外壁部１３Ａで周囲からの熱侵
入を抑え、内壁部１３Ｂにより電子部品２０の冷却が積
極的に行われる。そのため、電子部品２０の使用温度上
限値をより低い値とすることができ、電子部品２０の長
寿命化や小型化、さらには低コスト化を図ることができ
る。Further, the metal inner wall portion 13B is the cooling portion 2.
Is effectively cooled because it is in contact with, and the gas temperature of the mounting space 26 surrounded by the inner wall portion 13B is kept at a low temperature. Therefore, the electronic component 20 that generates a large amount of heat is cooled by both the cooling unit 2 and the air in the mounting space 26. That is, the outer wall portion 13A of the wall portion 3 suppresses heat invasion from the surroundings, and the inner wall portion 13B positively cools the electronic component 20. Therefore, the upper limit of the operating temperature of the electronic component 20 can be set to a lower value, and the life of the electronic component 20 can be reduced, the size can be reduced, and the cost can be reduced.

【００１８】もちろん、空洞２１内の空気層を伝わって
外側部２２から内側部２３へと熱伝達があるが、空洞２
１内の空気層は冷却部２と直接接触しているため、空気
層に伝達された熱のかなりの部分は冷却部２へと逃げて
行く。その結果、空気層から内側部２３へと伝達される
熱が減少し、実装空間２６内への熱侵入がさらに低下す
る。Of course, heat is transferred from the outer portion 22 to the inner portion 23 through the air layer in the cavity 21, but the cavity 2
Since the air layer in 1 is in direct contact with the cooling section 2, a significant part of the heat transferred to the air layer escapes to the cooling section 2. As a result, the heat transferred from the air layer to the inner portion 23 is reduced, and the heat penetration into the mounting space 26 is further reduced.

【００１９】本実施の形態では、磁気シールド性および
コストを考慮して蓋４をアルミニウムで構成するように
したが、熱的影響を考えた場合には、壁部３と同様に熱
伝導率の低い外壁部と熱伝導率の高い内壁部との二重構
造とするのが好ましい。ただし、以下に示す理由から、
金属であっても差し支えない。蓋４を金属とした場合、
外部の熱が実装空間２６に伝わるという影響が考えられ
る。実装空間２６の空気は冷却部２によって冷却され、
かつ、側壁３にて断熱が図られているので、実装空間内
空気は空間上部の部分のみが外部からの熱により上昇す
ることになる。In the present embodiment, the lid 4 is made of aluminum in consideration of the magnetic shielding property and the cost. However, in consideration of thermal influence, the lid 4 has the same thermal conductivity as the wall portion 3. It is preferable to have a double structure of a low outer wall portion and an inner wall portion having high thermal conductivity. However, for the following reasons,
It can be metal. If the lid 4 is made of metal,
The influence that external heat is transmitted to the mounting space 26 is considered. The air in the mounting space 26 is cooled by the cooling unit 2,
Moreover, since the side wall 3 is insulated, only the upper part of the air in the mounting space rises due to heat from the outside.

【００２０】しかし、金属製の内壁部１３Ｂは冷却部２
により直接冷却されているため、実装空間２６の空気の
温度は冷却部２に近い温度となる。さらに、発熱が著し
いパワーモジュール２０ｃは冷却部２に面接触するよう
に搭載されているので、半導体素子への熱的影響は少な
い。そのため、蓋４を通して侵入する熱の影響を低減す
ることができる。However, the inner wall portion 13B made of metal is the cooling portion 2.
Since it is directly cooled by, the temperature of the air in the mounting space 26 is close to that of the cooling unit 2. Further, the power module 20c, which generates a great amount of heat, is mounted so as to come into surface contact with the cooling unit 2, so that the semiconductor element is less thermally affected. Therefore, the influence of heat entering through the lid 4 can be reduced.

【００２１】《変形例》図７は、上述した第１の実施の
形態の変形例を示す図である。図７は図３と同様の断面
図であり、図３と同一部分には同一の符号を付した。図
３に示したように壁部３の外壁部１３Ａは外側部２２と
内側部２３とを有し、それらは外壁上端部２４で連結さ
れている。そのため、外側部２２に侵入した熱は、空洞
２１の空気層を介して内側部２３に伝達されるととも
に、外壁上端部２４を伝っても伝達されることになる。
上述したように、樹脂の熱伝導率は空気の熱伝導率に比
べて一桁程度大きいので、この部分の熱伝達は無視する
ことができない。<< Modification >> FIG. 7 is a view showing a modification of the above-described first embodiment. 7 is a sectional view similar to FIG. 3, and the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 3, the outer wall portion 13A of the wall portion 3 has an outer portion 22 and an inner portion 23, which are connected by an outer wall upper end portion 24. Therefore, the heat that has entered the outer portion 22 is transmitted to the inner portion 23 via the air layer of the cavity 21 and is also transmitted to the inner wall upper portion 24.
As described above, the thermal conductivity of the resin is about one digit higher than the thermal conductivity of air, so the heat transfer in this portion cannot be ignored.

【００２２】図７に示す変形例では、この外壁上端部２
４を介した熱伝達をより小さくするようにした。図７の
冷却筐体４０の側壁４１では、外壁部４２のみが図３の
側壁３と異なっている。図３の外壁部１３Ａでは空洞２
１の上端部が平坦となっている。一方、図７の冷却筐体
４０では、側壁４１を内壁部１３Ｂと外壁部４２で構成
した。図８は図７のＤ部拡大図であり、外壁部４２に形
成された空洞２１の上端は楔状の凸形状を成している。
すなわち、外壁上端部２４は符号２４ａで示した部分が
くびれており、くびれ部２４ａの断面積（図８の直線Ｅ
−Ｅに沿った断面の面積）は他の部分より小さくなって
いる。そのため、くびれ部２４ａにおいて熱抵抗が大き
くなり、外壁上端部２４を介して外側部２２から内側部
２３へと伝達される熱量が減少する。断面積が小さな部
分の熱伝達経路に沿った長さは、外壁上端部２４の強度
の許す限り長い方が断熱効果が向上する。In the modification shown in FIG. 7, the outer wall upper end portion 2 is
The heat transfer through 4 was made smaller. In the side wall 41 of the cooling case 40 of FIG. 7, only the outer wall portion 42 is different from the side wall 3 of FIG. In the outer wall portion 13A of FIG.
The upper end of 1 is flat. On the other hand, in the cooling case 40 of FIG. 7, the side wall 41 is composed of the inner wall portion 13B and the outer wall portion 42. FIG. 8 is an enlarged view of portion D in FIG. 7, and the upper end of the cavity 21 formed in the outer wall portion 42 has a wedge-shaped convex shape.
That is, the outer wall upper end portion 24 is constricted at the portion indicated by reference numeral 24a, and the cross-sectional area of the constricted portion 24a (the straight line E in FIG. 8 is indicated.
The area of the cross section along -E) is smaller than the other portions. Therefore, thermal resistance is increased in the constricted portion 24a, and the amount of heat transferred from the outer portion 22 to the inner portion 23 via the outer wall upper end portion 24 is reduced. The longer the length along the heat transfer path of the portion having the smaller cross-sectional area is as long as the strength of the outer wall upper end portion 24 allows, the better the heat insulating effect.

【００２３】くびれ部２４ａは、図１，２に示したネジ
穴６を避けて形成される。なお、このようなくびれ部２
４ａを形成することにより外壁上端部２４の強度に懸念
がある場合には、空洞２１の部分に補強用のリブを形成
すれば良い。このとき、空洞２１内の空気が冷却部２と
接触するような構造とするために、リブによって空洞２
１が上下に分離されないようなリブ形状とする必要があ
る。The constricted portion 24a is formed avoiding the screw hole 6 shown in FIGS. In addition, such a constricted portion 2
If there is concern about the strength of the outer wall upper end portion 24 due to the formation of 4a, a reinforcing rib may be formed in the cavity 21 portion. At this time, in order to have a structure in which the air in the cavity 21 comes into contact with the cooling part 2, the cavity 2 is formed by ribs.
It is necessary to have a rib shape so that 1 is not separated vertically.

【００２４】−第２の実施の形態− 図９は冷却筐体の第２の実施の形態を示す図であり、図
７と同様の断面図である。図９の冷却筐体５０では側壁
５１のみが図６の冷却筐体４０と異なっており、他は同
一構造を成している。側壁５１も外壁部５２と内壁部５
３とから成り、外壁部５２内には空洞２１が形成されて
いる。図１０は図９のＦ部拡大図であり、外壁上端部２
４にくびれ部２４ａが形成されている。そのため、くび
れ部２４ａで外壁上端部２４の断面積が減少し、熱抵抗
が大きくなる。-Second Embodiment- FIG. 9 is a view showing a second embodiment of the cooling housing, and is a sectional view similar to FIG. In the cooling case 50 of FIG. 9, only the side wall 51 is different from the cooling case 40 of FIG. 6, and the other parts have the same structure. The side wall 51 also includes the outer wall portion 52 and the inner wall portion 5
3, and the cavity 21 is formed in the outer wall portion 52. FIG. 10 is an enlarged view of part F of FIG.
A neck portion 24a is formed on the No. 4 side. Therefore, the cross-sectional area of the outer wall upper end portion 24 is reduced at the constricted portion 24a, and the thermal resistance is increased.

【００２５】内壁部５３の上部は空洞２１方向に折り曲
げられており、その一部５３ａは空洞２１内に露出して
いる。金属製の内壁部５３の下端に形成されたフランジ
２７は冷却部２と接触しているので、空洞２１内に露出
した露出部５３ａは外壁部５２に比べて温度が低くなっ
ている。空洞２１内の空気は空洞下端部分で冷却部２に
より冷却されるとともに、空洞上部では露出部５３ａに
より冷却される。その結果、矢印Ｒ１で示すような空気
の対流が生じて、空洞２１内の空気の温度分布が均一と
なる。外側部２２から空洞２１内の空気層に伝達された
熱は効果的に冷却部２へと排出され、実装空間２６への
熱侵入を効果的に低減することができる。なお、図９，
１０に示す例では、蓋４に近い部分の内壁部５３を空洞
２１に露出させたが、露出位置はここに限定されない。The upper portion of the inner wall portion 53 is bent toward the cavity 21, and a part 53 a thereof is exposed in the cavity 21. Since the flange 27 formed at the lower end of the metal inner wall portion 53 is in contact with the cooling portion 2, the exposed portion 53a exposed in the cavity 21 has a lower temperature than the outer wall portion 52. The air in the cavity 21 is cooled by the cooling unit 2 at the lower end of the cavity and is cooled by the exposed portion 53a at the upper portion of the cavity. As a result, air convection occurs as indicated by the arrow R1, and the temperature distribution of the air in the cavity 21 becomes uniform. The heat transferred from the outer part 22 to the air layer in the cavity 21 is effectively discharged to the cooling part 2, and the heat intrusion into the mounting space 26 can be effectively reduced. In addition, FIG.
In the example shown in 10, the inner wall portion 53 near the lid 4 is exposed in the cavity 21, but the exposed position is not limited to this.

【００２６】−第３の実施の形態− 図１１は冷却筐体の第３の実施の形態を示す断面図であ
る。なお、図３および７と同様の部分には同一符号を付
し、異なる部分を中心に説明する。２０ｄは２０ｂと同
様の回路基板であり、制御ＩＣや電源用部品が実装され
ている。この回路基板２０ｄには、内壁部１３Ｂに固着
された熱伝導部材６１が接触している。なお、熱伝導部
材６１は熱伝導率の高いアルミ部材で形成し、発熱部品
（制御ＩＣや電源用部品）の近くに接触させる。その結
果、回路基板２０ｄに実装された発熱部品は、熱伝導部
材６１により積極的に冷却されることになる。第３の実
施の形態においても、実装空間２６の空気は内壁部１３
Ｂによって冷却され、電子部品２０の温度上昇が抑えら
れる。-Third Embodiment- FIG. 11 is a sectional view showing a third embodiment of the cooling housing. The same parts as those in FIGS. 3 and 7 are designated by the same reference numerals, and different parts will be mainly described. Reference numeral 20d denotes a circuit board similar to 20b, on which a control IC and power supply components are mounted. The heat conducting member 61 fixed to the inner wall portion 13B is in contact with the circuit board 20d. The heat conducting member 61 is formed of an aluminum member having a high heat conductivity, and is brought into contact with a heat generating component (control IC or power source component). As a result, the heat generating component mounted on the circuit board 20d is actively cooled by the heat conducting member 61. Also in the third embodiment, the air in the mounting space 26 is not allowed to pass through the inner wall portion 13
It is cooled by B, and the temperature rise of the electronic component 20 is suppressed.

【００２７】上述した第１〜第３の実施の形態では、外
壁部と内壁部とを一体でモールド成形したが、外壁部と
内壁部とを別個に製作して後から貼り付けても良いし、
樹脂製外壁部に金属製内壁部をインサートして側壁を形
成しても良い。また、空洞２１は外壁部の四方に渡って
連通した空洞であっても良いし、外壁部の上下方向に形
成された筒状空洞を外壁部に複数形成したものであって
も良い。In the above-described first to third embodiments, the outer wall portion and the inner wall portion are integrally molded, but the outer wall portion and the inner wall portion may be separately manufactured and then attached later. ,
You may form a side wall by inserting a metal inner wall part in a resin outer wall part. Further, the cavity 21 may be a cavity communicating with the outer wall portion in four directions, or may be a cavity in which a plurality of cylindrical cavities formed in the vertical direction of the outer wall portion are formed in the outer wall portion.

【００２８】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、電力変換装置を、実装空間２
６は領域を、空洞２１は気相空間を、内側部２３は第１
の壁を、外部側２２は第２の壁を、外壁上端部２４は連
結部を、熱伝導部材６１は良熱伝導性部材をそれぞれ構
成する。In the correspondence between the embodiment described above and the elements in the claims, the power converter is installed in the mounting space 2
6 is a region, cavity 21 is a vapor phase space, and inner portion 23 is the first
, The outer side 22 constitutes a second wall, the outer wall upper end 24 constitutes a connecting portion, and the heat conducting member 61 constitutes a good heat conducting member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１の実施の形態における冷却筐体１の分解斜
視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a cooling housing 1 according to a first embodiment.

【図２】冷却筐体１の破断面図である。FIG. 2 is a broken cross-sectional view of the cooling housing 1.

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図４】シール部の詳細を示す図であり、（ａ）は図３
のＢ部拡大図で、（ｂ）は図３のＣ部拡大図である。FIG. 4 is a diagram showing details of a seal part, FIG.
3B is an enlarged view of the B portion of FIG. 3, and FIG. 3B is an enlarged view of the C portion of FIG.

【図５】壁部３に設けられたコネクタ１１部分の断面図
である。5 is a cross-sectional view of a connector 11 portion provided on the wall portion 3. FIG.

【図６】従来の冷却筐体１００の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional cooling housing 100.

【図７】第１の実施の形態の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a modified example of the first embodiment.

【図８】図７のＤ部拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of part D in FIG.

【図９】冷却筐体の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a cooling housing.

【図１０】図９のＦ部拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of a portion F of FIG.

【図１１】冷却筐体の第３の実施の形態示す断面図であ
る。FIG. 11 is a sectional view showing a third embodiment of the cooling housing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，４０，５０，１００ 冷却筐体 ２ 冷却部 ３，４１，５１，１０１ 側壁 ４ 蓋 １３Ａ，４２，５２ 外壁部 １３Ｂ，５３ 内壁部 ２０ 電子部品 ２１ 空洞 ２２ 外部側 ２３ 内部側 ２４ 外壁上端部 ２４ａ くびれ部 ２６ 実装空間 1,40,50,100 Cooling enclosure 2 Cooling unit 3,41,51,101 Side wall 4 lid 13A, 42, 52 outer wall 13B, 53 inner wall 20 electronic components 21 cavity 22 Outside 23 Inside 24 Upper edge of outer wall 24a Constriction 26 mounting space

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 冷却対象である電子部品が実装される冷
却部と、前記冷却部に立設されて前記電子部品の周囲を
囲む側壁と、前記側壁で囲まれた領域を覆う蓋とを備え
る冷却筐体において、 前記側壁を、筐体内に面した良熱伝導性内壁と筐体外に
面した断熱性外壁とから成る２重構造とし、前記断熱性
外壁の内部に前記冷却部に接する気相空間を形成したこ
とを特徴とする冷却筐体。1. A cooling unit on which an electronic component to be cooled is mounted, a side wall standing upright on the cooling unit to surround the periphery of the electronic component, and a lid covering a region surrounded by the side wall. In the cooling housing, the side wall has a double structure composed of a good heat conductive inner wall facing the inside of the housing and a heat insulating outer wall facing the outside of the housing, and a gas phase in contact with the cooling unit inside the heat insulating outer wall. A cooling case characterized by forming a space. 【請求項２】 冷却対象である電子部品が実装される冷
却部と、前記冷却部に立設されて前記電子部品の周囲を
囲む側壁と、前記側壁で囲まれた領域を覆う蓋とを備え
る冷却筐体において、 前記側壁を、筐体内に面した良熱伝導性内壁と筐体外に
面した断熱性外壁とから成る２重構造とし、 前記断熱性外壁は、(a)前記良熱伝導性内壁に接して設
けられた第１の壁と、(b)前記第１の壁との間に隙間を
設けて配設された第２の壁と、(c)前記第１および第２
の壁を連結する連結部と、(d)前記第１の壁，第２の
壁，連結部および冷却部により囲まれた気相空間とを備
え、前記連結部の熱伝達経路に沿った一部分の断面積を
他の部分の断面積より小さくしたことを特徴とする冷却
筐体。2. A cooling unit in which an electronic component to be cooled is mounted, a side wall that stands upright on the cooling unit and surrounds the periphery of the electronic component, and a lid that covers a region surrounded by the side wall. In the cooling housing, the side wall has a double structure composed of a good heat conductive inner wall facing the inside of the housing and a heat insulating outer wall facing the outside of the housing, and the heat insulating outer wall is (a) the good heat conductive A first wall provided in contact with the inner wall; (b) a second wall provided with a gap between the first wall; and (c) the first and second walls.
And a gas phase space surrounded by the first wall, the second wall, the connecting part and the cooling part, and a part along the heat transfer path of the connecting part. The cooling casing has a cross-sectional area smaller than that of other portions. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の冷却筐
体において、 前記良熱伝導性内壁の少なくとも一部を前記気相空間に
露出させたことを特徴とする冷却筐体。3. The cooling housing according to claim 1, wherein at least a part of the good thermal conductive inner wall is exposed to the vapor phase space. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の冷却筐
体において、 前記良熱伝導性内壁の前記蓋に近接する部分を前記気相
空間に露出させたことを特徴とする冷却筐体。4. The cooling housing according to claim 1, wherein a portion of the good thermal conductive inner wall adjacent to the lid is exposed to the vapor phase space. . 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の冷却筐
体において、 前記良熱伝導性内壁を金属により形成し、前記断熱性外
壁を樹脂により形成したことを特徴とする冷却筐体。5. The cooling housing according to claim 1, wherein the good thermal conductive inner wall is made of metal and the heat insulating outer wall is made of resin. . 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の冷却筐
体において、 前記電子部品を前記良熱伝導性内壁に熱的に接触させる
良熱伝導性部材を設けたことを特徴とする冷却筐体。6. The cooling housing according to claim 1, further comprising a good thermal conductive member that thermally contacts the electronic component with the good thermal conductive inner wall. Cooling enclosure.