JP2003287377A - 素子冷却器 - Google Patents
素子冷却器Info
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- JP2003287377A JP2003287377A JP2002090137A JP2002090137A JP2003287377A JP 2003287377 A JP2003287377 A JP 2003287377A JP 2002090137 A JP2002090137 A JP 2002090137A JP 2002090137 A JP2002090137 A JP 2002090137A JP 2003287377 A JP2003287377 A JP 2003287377A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
の新しい空気の流入をより円滑に行うことができ、一層
優れた放熱効率を達成することを可能とする素子冷却器
を提供する。 【解決手段】 ヒートシンクからなる素子冷却器であっ
て、該ヒートシンクが、発熱体を挟んで取り付けられた
一対の受熱ブロックと該一対の受熱ブロックから発熱体
を挟んでそれぞれ対向して互いに略平行に突出する1本
以上のヒートパイプと該ヒートパイプに取り付けられた
放熱フィンから構成され、前記ヒートパイプが鉛直方向
に配設され、放熱フィンが発熱体側から外方に向けて下
方に傾斜して取り付けられている。前記対向して互いに
略平行に突出するヒートパイプが互いに略平行を保持し
ながら鉛直方向から傾斜して配設され、放熱フィンが発
熱体側から外方に向けて下方に傾斜して取り付けられて
いてもよい。
Description
器に搭載される半導体素子などの小型部品、サイリス
タ、インバータ、IGBTなど、変電用機器、車両用電
源装置に用いられる大型部品を冷却するための素子冷却
器の改良に関する。
ンク(以下、単にヒートシンク)を複数並設してなるも
のであるが、従来、素子冷却器の構成要素となるヒート
パイプは、図6に示すように、ヒートパイプ4に直角方
向に多数の放熱フィン5を取り付け、これを発熱体6に
取り付けた受熱ブロック7に鉛直に突出して設けてなる
もので、熱は、発熱体6から受熱ブロック7へ伝達さ
れ、ヒートパイプ4の吸熱側から放熱側へ移動し、放熱
フィン5を介して外気へ放出される。
ートパイプ4に対して直角に取り付けられているため
に、ヒートパイプ4が鉛直になるようにヒートシンクを
設置すると、放熱フィン5が水平となるため、放熱フィ
ン5の温度上昇により温められた外気の上方への移動が
妨げられ、対流が円滑に行われずヒートシンクの放熱効
率を損なうという難点があり、この難点を解決するため
に、図5に示すように、ヒートパイプ4を鉛直に配設
し、ヒートパイプ4に対して傾斜して取り付けられた放
熱フィン5を有するヒートシンク2が提案された(特開
2000−283670号公報)。
ィン5が傾斜して配置されることにより温められた外気
が上昇し易くなり対流がより円滑に行われるようになる
が、提案のヒートシンク2においても、設置態様によっ
ては温められた外気の移動、対流、放熱フィンへの空気
の流入が十分に行われないことがあり、また、上方へ移
動する発熱体6自身からの熱を直接放熱フィン5が受け
ることとなるため、発熱体6の熱が受熱ブロック7へ伝
達され、ヒートパイプ4の吸熱側から放熱側へ移動し、
放熱フィン5を介して外気へ放出されるという本来のヒ
ートパイプ式ヒートシンクの作用が十分行われないとい
う問題があり、これを改善するために、発明者らは、図
4に示すように、ヒートパイプ4が鉛直方向から傾斜し
て配設され、放熱フィン5がヒートパイプ4の傾斜方向
に対してさらに傾斜して取り付けられたヒートシンク1
を提案した。
トパイプからなる上記のヒートシンクを複数並設して素
子冷却器とする場合でも、発熱体の熱を受ける受熱ブロ
ック、ヒートパイプ、放熱フィンからなるヒートシンク
の構成やヒートシンクの配設方式よって冷却性能が変化
するため、種々の組合わせが試みられており、例えば、
図3に示すように、半導体素子などの発熱体6を挟んで
取り付けられた一対の受熱ブロック7、7と一対の受熱
ブロック7、7から発熱体6を挟んで突出するヒートパ
イプ4、4とヒートパイプに取り付けられた放熱フィン
5、5から構成され、放熱フィンの間を流れる空気が外
側に流出するようにした素子冷却器12が提案されてい
る(特開2000−228880号公報)。
が傾斜して取り付けられたヒートパイプからなるヒート
シンクを複数並設してなる素子冷却器において、さらに
改善された冷却性能を得るために、ヒートシンクの構
成、ヒートシンクの配設方式と冷却性能との関連につい
て実験、検討を重ねた結果としてなされたものであり、
その目的は、温められた外気の移動、対流、放熱フィン
への新しい空気の流入をより円滑に行うことができ、一
層優れた放熱効率を達成することを可能とする素子冷却
器を提供することにある。
めの本発明の請求項1による素子冷却器は、ヒートシン
クからなる素子冷却器であって、該ヒートシンクが、発
熱体を挟んで取り付けられた一対の受熱ブロックと該一
対の受熱ブロックから発熱体を挟んでそれぞれ対向して
互いに略平行に突出する1本以上のヒートパイプと該ヒ
ートパイプに取り付けられた放熱フィンから構成され、
前記ヒートパイプが鉛直方向に配設され、放熱フィンが
発熱体側から外方に向けて下方に傾斜して取り付けられ
ていることを特徴とする。
クからなる素子冷却器であって、該ヒートシンクが、発
熱体を挟んで取り付けられた一対の受熱ブロックと該一
対の受熱ブロックから発熱体を挟んでそれぞれ対向して
互いに略平行に突出する1本以上のヒートパイプと該ヒ
ートパイプに取り付けられた放熱フィンから構成され、
前記対向して互いに略平行に突出するヒートパイプが互
いに略平行を保持しながら鉛直方向から傾斜して配設さ
れ、放熱フィンが発熱体側から外方に向けて下方に傾斜
して取り付けられていることを特徴とする。
おいて、前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパイプと
直角の方向に対して0°を超え45°以下の角度である
ことを特徴とする。
おいて、前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパイプと
直角の方向に対して5°〜30°の角度であることを特
徴とする。
おいて、前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパイプと
直角の方向に対して0°を超え45°以下の角度であ
り、前記ヒートパイプの傾斜角度は、鉛直方向に対して
0°を超え45°以下の角度であることを特徴とする。
おいて、前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパイプと
直角の方向に対して5°〜30°の角度であり、前記ヒ
ートパイプの傾斜角度は、鉛直方向に対して0°〜30
°の角度であることを特徴とする。
実施形態について説明する。図1(a)は、第1の実施
形態に係る素子冷却器の主要部を示す正面図、図1
(b)は、同じく側面図である。
構成するヒートシンクは、発熱体6を挟んで取り付けら
れた一対の受熱ブロック7A、7Bと一対の受熱ブロッ
ク7A、7Bから発熱体6を挟んでそれぞれ対向して互
いに略平行に突出する3本のヒートパイプ4a1 、4b
1 、4c1 および4a2 、4b2 、4c2 とこれらのヒ
ートパイプに取り付けられた放熱フィン5A、5Bから
なり、ヒートパイプ4a1 、4b1 、4c1 および4a
2 、4b2 、4c2 が鉛直方向に配設れ、放熱フィン5
A、5Bが発熱体6側から外方に向けて下方にヒートパ
イプに対して直角の方向からβの角度傾斜して取り付け
られている。
ートシンク10A、10B、10Cは、横方向に並設さ
れ、素子冷却器10が構成される。図1の構成において
は、発熱体6からの熱が放熱フィン5A、5Bの間の空
間を上昇することもあって、外方に向けて下方に傾斜し
た放熱フィンの間から矢印の方向に新鮮な空気の流入が
促進され放熱効果を高めることができ、冷却性能を向上
させることが可能となる。
における放熱フィンの傾斜角度βは、使用態様や設置場
所に応じて選択されるが、好ましくは0°を超え45°
以下の角度、さらに好ましくは5°〜30°の範囲の角
度とするのが、自然対流の促進により放熱効率を大きく
するのにより効果的である。
冷却器の主要部を示す正面図、図2(b)は、同じく側
面図である。
構成するヒートシンクは、発熱体6を挟んで取り付けら
れた一対の受熱ブロック7A、7Bと一対の受熱ブロッ
ク7A、7Bから発熱体6を挟んでそれぞれ対向して互
いに略平行に突出するヒートパイプ4a1 、4b1 、4
c1 および4a2 、4b2 、4c2 と、これらのヒート
パイプに取り付けられた放熱フィン5A、5Bからな
り、対向して互いに略平行に突出するヒートパイプ4a
1 、4b1 、4c1 および4a2 、4b2 、4c2 が互
いに略平行を保持しながら鉛直方向から、この実施形態
においては同方向にαの角度傾斜して配設され、放熱フ
ィン5A、5Bが発熱体6側から外方に向けて下方にβ
の角度傾斜して取り付けられている。
ートシンク11A、11B、11C、11D、11E、
11Fが横方向に並設されて素子冷却器11が構成され
る。図2の構成においては、発熱体6からの熱が放熱フ
ィン5A、5Bの間の空間を上昇することもあって、外
方に向けて下方に傾斜した放熱フィンの間から矢印の方
向に新鮮な空気の流入が促進され放熱効果を高めること
ができ、冷却性能を向上させることが可能となる。
おけるヒートシンクの傾斜角度α、放熱フィンの傾斜角
度βは、使用態様や設置場所に応じて選択されるが、α
は、好ましくは0°を超え45°以下の角度、さらに好
ましくは5°〜30°の範囲の角度とし、βは、好まし
くは0°を超え45°以下の角度、さらに好ましくは5
°〜30°の範囲の角度とするのが、自然対流の促進に
より放熱効率を大きくするのにより効果的である。
動、対流、放熱フィンへの新しい空気の流入をより円滑
に行うことができ、一層優れた放熱効率を達成すること
を可能とする冷却効率の良い素子冷却器が提供される。
面図である。
図、側面図である。
トシンクの側面図である。
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 ヒートシンクからなる素子冷却器であっ
て、該ヒートシンクが、発熱体を挟んで取り付けられた
一対の受熱ブロックと該一対の受熱ブロックから発熱体
を挟んでそれぞれ対向して互いに略平行に突出する1本
以上のヒートパイプと該ヒートパイプに取り付けられた
放熱フィンから構成され、前記ヒートパイプが鉛直方向
に配設され、放熱フィンが発熱体側から外方に向けて下
方に傾斜して取り付けられていることを特徴とする素子
冷却器。 - 【請求項2】 ヒートシンクからなる素子冷却器であっ
て、該ヒートシンクが、発熱体を挟んで取り付けられた
一対の受熱ブロックと該一対の受熱ブロックから発熱体
を挟んでそれぞれ対向して互いに略平行に突出する1本
以上のヒートパイプと該ヒートパイプに取り付けられた
放熱フィンから構成され、前記対向して互いに略平行に
突出するヒートパイプが互いに略平行を保持しながら鉛
直方向から傾斜して配設され、放熱フィンが発熱体側か
ら外方に向けて下方に傾斜して取り付けられていること
を特徴とする素子冷却器。 - 【請求項3】 前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパ
イプと直角の方向に対して0°を超え45°以下の角度
であることを特徴とする請求項1記載の素子冷却器。 - 【請求項4】 前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパ
イプと直角の方向に対して5°〜30°の角度であるこ
とを特徴とする請求項1記載の素子冷却器。 - 【請求項5】 前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパ
イプと直角の方向に対して0°を超え45°以下の角度
であり、前記ヒートパイプの傾斜角度は、鉛直方向に対
して0°を超え45°以下の角度であることを特徴とす
る請求項2記載の素子冷却器。 - 【請求項6】 前記放熱フィンの傾斜角度は、ヒートパ
イプと直角の方向に対して5°〜30°の角度であり、
前記ヒートパイプの傾斜角度は、鉛直方向に対して0°
〜30°の角度であることを特徴とする請求項2記載の
素子冷却器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002090137A JP3936614B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 素子冷却器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002090137A JP3936614B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 素子冷却器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003287377A true JP2003287377A (ja) | 2003-10-10 |
JP3936614B2 JP3936614B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=29235503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002090137A Expired - Lifetime JP3936614B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 素子冷却器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3936614B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008004280A1 (fr) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Fujitsu Limited | Dispositif de radiation de chaleur, radiateur et appareil électronique |
JP2008148421A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Meidensha Corp | 無停電電源装置又はインバータ装置 |
JP2008311282A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | ヒートパイプ式冷却器 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002090137A patent/JP3936614B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008004280A1 (fr) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Fujitsu Limited | Dispositif de radiation de chaleur, radiateur et appareil électronique |
JP2008148421A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Meidensha Corp | 無停電電源装置又はインバータ装置 |
JP2008311282A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | ヒートパイプ式冷却器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3936614B2 (ja) | 2007-06-27 |
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