JPS62117352A - 電力用半導体素子冷却器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はヒートパイプ群を利用１ノχ電力用半導体素子
を冷ｉＪｌする電力用半導体素子冷却器に関する。

〔発明の技術的前照とその問題貞〕

電力用半導体素子は発熱に二Ｊ、る竹能低十を抑制する
ため、通常、受熱用金属ｙｒｒツク−［−に固定され、
ヒートパイプ群及び放熱−フィン群にＪ、り冷却される
ことが多い。

このような電力用半導体素子の性能向上を図るには受熱
用金属ブ［１ツクの熱抵抗をいかにして小さくするか、
ヒートパイプＲＹの熱抵抗をいかにして小さくづるか、
及び放熱フィン群の放熱能をいかにして大きくするかの
３点について改善することが必要である。

従来から、ヒートパイプの大口径化、受熱用金属ブ１１
ツクに挿接するヒートパイプ本数の増加、電接面とヒー
トパイプとの近接化、フィン効率改善のための放熱フィ
ン群におけるヒートパイプ間隙の拡大等種々の改善策が
試みられてきたが、各種の制約によってこれらの改善は
ほとんど限界に達している。

電力用半導体素子冷却器の代表的な例として電力用ザイ
リスタ素子冷１１器の従来構造を第８図以下に例示する
と共にそれらの問題点について説明りる。

第８図は従来の電力用サイリスタ素子冷却器の正面図で
あって、受熱用金属ブロック１の両面にはサイリスタ素
子に加圧接触して受熱及び受電をするため電接面２が設
けられている。受熱用金属ブロックには多数の挿接孔３
が穿設されており、各挿接孔にはヒートパイプ４ａ、４
ｂ、４ｃの受熱部が挿接されている。ヒートパイプ４ａ
、４ｂ。

４Ｃの各放熱部に番、！放熱フィン群５が固着されでい
る。

各ヒートパイプは第８図の実施例においては、受熱部の
直径を放熱部の直径Ｊ＝り大径に形成されている。これ
は受熱面積を拡大することにより、受熱能力を増加させ
ると共に、電接平面とヒートパイプの間の距離を小さく
し、受熱用金属１１ツク１を介してヒー］・バイブ４ａ
、４ｂ、４ｃに吸収される熱量の熱抵抗を小さくするた
めである。

また、放熱フィンｂ内においてはヒートパイプ間隙を大
きくしてフィン効率を良好４Ｔらしめるため、受熱部直
径より放熱部直径を小さくしである。

第８図において、サイリスタ素子の１１ｉｔｙりくＴわ
ち電接面２の直径が８０Ｊｌｌｌ１１の場合、１で−１
−バイブ４ａ、４ｂ、４ｃの受熱部の直ＩＹ寸なわら挿
接孔３の直径は、４０＃ｌ程度が適当ひあることがわか
る。これより直径が大ぎいど、両外側のヒートパイプ４
ａ、４ｃμ受熱面の大半が受熱用布接而２の円周から遠
くなり、受熱用金属１［１ツク１０員流熱抵抗が増加Ｊ
るからである。

−〇　　　　− また、図からヒートパイプの受熱部直径が３０〜７１Ｏ
ＩＩｍの場合、ヒートパイプの本数は２〜３本が適当で
あることも分る。すなわち、これより本数が多い場合は
、両外側のヒートパイプ４番よ電接面２から遠ざかり、
その結果として両外側のヒートパイプがはどんど活用さ
れなくなるからである。

第９図は第８図に示した受熱用金属ブロック１を底面側
からみた略図であって、３ａ、３ｂ、３ｃｔよ各々挿接
孔を示す。この図から明らかなように、電接面からピー
１〜パ４フ表面に至る距離は短い程員流熱抵抗を小さく
できるにもかかわらず、実際には相当な距離が形成され
であることを示している。１なわち、挿接孔の直径が４
０ｍの場合、挿接孔と電接面との距離は受熱用金属ブ１
］ツクの材質が純銅の場合、最短距離は１３Ｍ１平均距
離は１７閣位となる。これはこの種の冷却器はサイリス
タ素子を常時的１００Ｋｇ／ｃ＃ｉの圧力で加圧接触せ
ｊノめで使用されるので、この圧力により圧潰や変形を
生じせしめない為に、所定の厚さを必要とＪるからであ
る。

受熱用金属ブ１−１ツク祠Ｆ１を純銅とし、挿接孔と電
接面の平均距離を１７ｓ＋ｓ’）イリスタ県了の直径を
８０Ｍとした場合の熱抵抗は０．００Ｉ１℃／Ｗとなる
から、総合熱抵抗が０．０４６・〜０．０４０℃／Ｗ程
度の電力用リーイリスタ素了冷７４１器においてはこの
熱１１（抗値１まかろうじＣ実用に供し１５Ｉる程度の
数艙であるが、０．ｒ）／Ｉ〜０．０２℃／Ｗのごどき
低い熱抵抗給が斂求される場合Ｇｅｌ：　、平均距離は
少なくとも８Ｍ以下程１腹にすることが望ましい。

以上の理由から、ヒートパイプの外径増大にＪ、る半導
体素子冷却器の能力改善はヒートパイプ受熱部直径４０
ａｍ前後が限界であり、これ以−１の大径化は電接面と
ピー１〜バイブの平均距離を増大させ、受熱用金属ブ［
１ツクの熱抵抗を増大さけるため、逆効果となる。

従って、第８図及び第９図は従来技術の限界構造を示し
ていることになるが、最も多用されている大容量のりイ
リスタ素子冷却器は素子径７０〜７５Ｍ、使用されるピ
ー１〜バイブは４０＃ｌの揚合２木、自（￥３０Ｍの場
合３本のものが大部分である。

このＪ、うに半導体集子の直径が一定である場合にｔ、
ｔ、冷７ＪＩ器の受熱用金属ブロック１に設けられる挿
接孔のｔ目￥と個数には限界があり、従って挿接される
に−トパイプの直径及び本数も１ｉｆｔ約を受ｉＪるた
め、従来技術における熱抵抗の改善番よ受熱用金属ブ１
−１ツク及びヒートパイプに関してはほぼ限界に達しで
いた。

電力用１）−イリスタ素子冷却器の性能改善に残された
構成要木は放熱部のみであり、いかにして放熱フィン群
の面積を拡大するかにかかつている。

しかし放熱フィン群の形状及び面積にも種々の制約があ
る。

第１０図はりイリスタ素子冷却器の使用状態を示づもの
で１電力用サイリスタ索了６は受熱用金属ブロック１の
電接面間に約１００Ｋｇ／Ｃｄの汁力を保持しＩＣ状態
で挟持されている。電力用勺イリスタ素子６の厚さは一
般に２５〜３５ａｍ位であるから放熱フィン群５０幅は
、受熱用金属ブロック１より１０〜１５＃Ｉ以−１−大
きくづることはできイ１い。これは隣接りる受熱用金属
Ｊ１ツク１相ムｊ間には使用峙に高い電４１７Ｘが７１
じ（゛おり、相！ｊ接触およびｔｌｌｌｍの恐れのある
＆［ｊ離への近接は許されないからである。従っＣ，ピ
ー１−バ、イブ４の受熱部直径が４０ｔｘａの場合には
、フィン幅は７５ｊｌｌＩｌ１以上には大ぎくできない
ことになる。

このように放熱フィン群の幅に制限があるので、フィン
１枚当たりの１ｍ積を拡大ケるためには冷Ｎｌ風の流れ
方向の長さを拡大１！シめる以外に方法はないことにな
る。

しかしながら、第８図のようにヒートパイプが直線状の
場合にはヒートパイプの間隔は一定であり、フィンの長
さの延長可能な部分はフィン群における両端部分だｃ）
ど／７る。しかし、この両端すその長さ５０間へ・６０
＃１ｌＩ１位までの廷艮が可能Ｃあるのみであって、そ
れ以１の１（さｂ［良はフィン効率を悪化させるのみで
人きイＴ効宋は４りられない。

従って、フィンの各々の面積拡大の余地【ま極めて少な
く、故熱能力増人のｌこめに・まピー１〜パイプの放熱
部を延長して、挿着するフィン枚数を増加１！シめるこ
とが唯一つの手段となる。

第１１図は風の流れ方向にフィンの長さを充分に延長し
、これらの放熱フィン群５にフィン効率の良好ｆｃに状
態にてヒートパイプ４ａ、４ｂ、４ｃを固着した場合の
例を示している。しかしながら、放熱フィン群５におけ
るヒートパイプ４ａ、４ｂ。

４、　ｃの相互間隔を数１０ｍ＋と充分に広く配置し、
これを基準としてサイリスタ冷却器を構成した場合は、
同図の如く受熱用金属ブロック１が大型化し、重量も大
ぎくなる一Ｌ１両外側の挿接孔３ａ。

３Ｇは電接面２からの距離が遠くなり、受熱用金属ブ［
Ｊツク１の熱抵抗が増加するという不都合がある。

このように、電力用半導体素子冷却器の性能改善はさま
ざまな制約により、受熱用金属ブロックの熱抵抗、ヒー
トパイプの熱抵抗、及び放熱部の熱抵抗の三構成要素と
もに、はとんど限界に達している。

なお、上述においては一例として電力用サイリスタ素子
冷却器について説明したが、比較的的容量が大きく、受
熱用金属ブ［１ツクどピートバイブど放熱フィン群とか
らなる他の電力用ｆｌ休体了冷却器におい−Ｃも多少の
差ｔまあ−）（も類似の問題点を有しており、その解決
が望まれていた。

ところで、受熱用金属７１１ツク内ＣＧまヒートパイプ
ブの受熱部を相７ｊに充分ｔ、１間隔をりえて配置ｔ’
ｔ　’ｌＪる手段も考えられる。

第１２図はその一例であ・）′Ｃ１受熱川金属ブ１−１
ツク１には比較的近接しＩ、：状態で挿接孔３ａ、３ｂ
、３ｃが削孔され、それぞれヒートパイプ４ａ。

４ｂ、４ｃの受熱部が挿接されている。各挿接孔３ａ、
３ｂ、３ｃの間隔ｔｉｔ　：ｆ、れらが電接面２０円形
面に近接するよう充分に小さな間隔とされている。一方
、各ビー１〜バイ１の放熱部はｈ’ｌ熱フィン群５の内
部における相ｌｉ間隔が充分に大きくなるよう配置され
、フィン面積を有効に活用できるようにしである。また
、フィンの長さし充分な寸法に形成されている。

この場合、ヒートパイプの受熱部と放熱部を結ぶ断熱部
は中心の１本を除いて全て屈曲されることになる。それ
らの屈曲部にはいずれもほぼ直角に近い小さな曲率で２
回の反転面げが施されている。

このように、断熱部に直角に近い曲げ加工を施りど、作
動液蒸気の流通が困難になり、ヒートパイプの性能は低
下づる。特に連続する友転直角曲げｔよ、ヒートパイプ
の性能を大幅に低下させることが経験的にＪ、く知られ
ている。

さらにこの例の場合は反転直角の連続曲げ加Ｔが施され
るヒートパイプの本数の割合は、ヒートパイプの本数が
増加リ−る稈増加し、冷ＮＩ器全体の性能を（Ｉｔ下υ
しめてフィン面積拡大による改善を相殺し、結局＜）ん
らの性能向上効果も得られ２Ｚい結果となる。

第１３図はヒートパイプを１−型に湾曲させた例を示１
Ｊ０この場合、受熱用金属ブロック１内にはヒートパイ
プ群４ａ、４ｂ、４ｃの受熱部が密接して挿接されてい
るが、放熱部は放熱フィン群５内で人きへ間隔で配置さ
れ、フィンの長さも充分に長くなっている。、【ノが１
ノイ【がｌう、この場合、ヒートパイプの受熱部が仝て
水＼１１配Ｆ　Ｔ’ある！５：め、作動液の環流状態が
垂直配同の場合に比較して悪く、性能低下の原因となる
上、ヒートパイプの断熱部の長さが極めて良くなり、Ｌ
７がも直角曲げ加工が施されているため、性能が低Ｆ４
るという不都合がある。

このように第１２図や第１３図の例′Ｃ１，１市力用半
導体素子冷Ｌｉ器としＣ受熱用金属１１−１ツクの受熱
効率白土、放熱面積拡大の効果はあるが、ヒートパイプ
としての総合的す性能は大幅に低小し、冷却器全体とし
ての性能白土には人きｂ効果Ｇ、Ｌ　４５１られない結
果となる（参考文献・・・公開実用新案公報５６−１１
２９／Ｉ７）。

〔発明の目的〕

本発明は曹制技術における上述のごとき欠員を除去すべ
くなされＩこもので、電接面がら各ヒートパイプの表面
に至る５７７均距離を縮小ｕしめＣ受熱用金属ブロック
内を通′Ａする熱Ｍ（二対づるＶム流熱抵抗を低減せし
め、受熱用金属ブ１１ツク内に挿接されるヒー］ヘパイ
ブ本数を増加せしめることを可能とし、しかも受熱用金
属ブロック内には多数本のヒートパイプの受熱部を高密
度に挿接させ、放熱フィン群内におけるヒートパイプ群
を放熱部間に充分な間隔を保って配置させ、かつ各々の
フィン面積を充分に拡大させることによって総合的なヒ
ートパーイブの熱抵抗を大幅に改善せしめた電力用崖導
体素子冷ｕ１器を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

−Ｌ述の目的を達成するため、本発明の電力用半導体素
子冷ＦＪＩ　＋Ｐｉ１．ｉ、電力用半導体素子を電接す
る電接面を備えた受熱用金属ブロックと、この受熱用金
属ブロックに挿接した多数枚のピー１〜パイプと、これ
らのヒートパイプの放熱部に設けた放熱−フィン群とか
らなる電力用半導体素子冷ＮＩ器において、前記受熱用
金属ブ［１ツクが平行四辺形の複数本の受熱片の積層体
からなり、前記ヒートパイプは受熱部と放熱部の途中を
鈍角に湾曲されていることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、図面を参照して本発明の電力用半導体素子冷却器
の実施例を説明する。

第１図は本発明に係る市ノＪ用生導体索了冷却器の一実
施例を示＝ｊ　ｂので、受熱用金属ブ１１ツク１は受熱
片１ａ、ｌｂを積層接首し−Ｃ構成さねでいる。

各受熱片１ａ、１ｂｌよ’ＩＩ、　１．ｔ　Ｑ　／、：
傾斜角を右りる同一高さの平行四辺形からｈす、イれら
の対角線の交点はいづれｌξ通の軸心十番、−一致する
よう組合されている。両受熱片１ａ、ｌｂの外側には対
角線の交点を中心どして主接面２が形成−ｙ　ｉｔ　Ｔ
いる。なお、電接面２は電力用２１′導体索子（図シ１
（せず）に加圧接触して、電気的及（ｆ熱的に接続され
る平滑面である。

各受熱片１ａ、１ｂにはイれらの斜辺１１戸１１行に、
かつ主接面２に近接１）て挿接孔３ａ−３ｆが削孔され
ている。これらの挿接孔にはそれぞれ、ヒートパイプ４
ａ−４ｆの受熱部が挿接され（いる。

各ヒートパイプは２群に分しＩられており、第２図にも
示すように第１５１のヒートパイプ／Ｉａ〜４Ｇは前面
側の受熱片１ａに設けＩＣ挿接孔３内に挿接されており
、また、第２列のヒートパイプ４（１へ・４ｆは後面側
の受熱片１ｂに設けた挿接孔３内に挿接されている。

また、各ヒートパイプ４ａ〜４ｆは放熱部が垂肖となる
よう断熱部の途中で緩かに湾曲されているが、これらの
湾曲部の位置と傾斜角はヒートパイプ４８〜４Ｇの列と
４ｄ〜４ｆの列とでは貸なっており、放熱部においては
、第１列のヒートパイプど第２列のヒートパイプとは交
互に千鳥配列とされている。

このＪ：うに本発明の電力用半導体素子冷却器は電力用
半導体素子からの熱量を充分に受熱すると共に、放熱部
におけるヒートパイプ４ａ〜４ｆ間の中心距離は約２倍
に拡大されており、放熱能力が十分に発揮されるよう構
成されている。また、各ヒートパイプの曲げ角度は全て
十分な大きさの鈍角であり、ヒートパイプの性能を低下
させることはない。

第３図は同一の対角線を有する受熱片１１ａ。

１１ｂを同一方向に傾斜した状態で相合せた例を示すも
ので、この場合ヒートパイプ４ａ・へ、４ｆの受熱部の
配列は、帽１１状配列になる１゜第４図は、受熱部２１
ａ、２１ｂに挿接孔３に替えてＵ字溝４１ａ−４１ｆを
設けると）ｔに受熱片２１ａ、２Ｉｂ間にスベーリー片
３０を介挿１ノた例を示ずもので、この場合、各ヒート
パイプの受熱部は（１字溝に圧入の干、受熱片とスベー
４Ｊ−片３０との間に挟持される。

第５図は本発明の電力用半導体素子冷却器の他の実施例
を示すもので、第６図は、その側面図を、第７図番ま第
５図のＶＩ−■線に沿う断面図を示す。

これらの図において、受熱片５１ａ、５１ｂは同一傾斜
角、同一高さの平行四辺形からなり、相互に反対方向に
傾斜した状態に相合けられている。

４ａ〜４Ｃは受熱片５１ａに挿接されたヒートパイプで
あり、また４ｄ〜４「は受熱片５１　ｂに挿接されたヒ
ートパイプＣある。

この実施例の場合、第６図及び第７図からもわかるよう
にヒートパイプ４ｂは電接面２に直角な−１５一 方向にも曲げられてヒートパイプ４ｄ、４ｆと共に列を
形成し、また、ヒートパイプ４ｅは電接面２に直角な方
向に曲げられてヒートパイプ４ａ。

４Ｇと共に列を形成している。

これにより、ヒートパイプ列４ａ、４Ｇ、４ｅと、ヒー
トパイプ４ｂ、４ｄ、４ｆは相互に千鳥配列に整列され
、列内におけるヒートパイプの中心距離は受熱部５１ａ
、５１ｂにおけるヒートパイプ列内の（ノイリスタ素子
の中心距離の少なくとも２倍以上に拡大され、十分なフ
ィン面積が与えられている。＜’にお、第６図と第７図
に示すように、列間のヒートパイプの中心距離はスペー
サ片３０によって充分な距離が保持されている。

この実施例における各ヒートパイプの曲げ角度は第１図
の実施例にりも大きな鈍角とされ、ヒートパイプの性能
低下は防止されている。また、ピー１〜バイブ４ｂ、４
ｅの列変更の曲げは反転曲げ加工となるが、これによる
ヒートパイプ性能の低下を防１］゛するため、それぞれ
の曲げ角度は大きな鈍角どされている。

上述した各実施例において、受熱用金属ブ【１ツク５１
ａ、５１ｂに挿接されるＣいるヒートパイプは従来の同
容量の冷却器に使用されているものよりＩＩ径であり、
その代りに多数本が用いられでいる。

このようなヒートパイプの細径多数化、１ｈわち挿接孔
の細径多数化にに　ｌ’）、電接面からヒー１へパイプ
表面までの平均距離を大幅に短縮Ｊることが可能となり
、受熱用金属ブ［］ツクの真流熱抵抗を極めて小さくす
ることができる。

例えば、従来の構造で直径４０ＩＮＲであった挿接孔を
１６Ｉｌｌにした場合、挿接孔の耐圧潰力は大幅に強化
される。すなわち、従来、電接面まＣ距離が１０ａｍで
あったのに対して実験の結束、３馴まで短縮しても強度
的に【ま１−分子あり、加圧力１００にグ／　ｃｄにお
いて何等の変形も牛じｔＴいことが分かった。これによ
り電接面からヒートパイプ表面までの平均距離は１７ａ
ｍから約８ａｍ＋まで減少し、上記従来例で受熱用金属
ブロックの熱抵抗が０．０１℃／Ｗであったものを０．
００４７℃／Ｗへと大幅に減少させることができる。

また、放熱部が多数のヒートパイプの基盤目または千鳥
配列構造どされているので、管群により乱流作用が強化
され、これによりヒートパイプ表面及びフィン表面にお
ける熱伝達率が向上する。

しかもヒートパイプの放熱部直径が小さくなることによ
り流体抵抗が小さくなり、ヒートパイプの表面の実効風
速が増加し、熱伝達率が向上する。

これらの相乗効果により冷却器の放熱部の熱抵抗は大幅
に低下１−ることになる。

また、受熱用金属ブロックは受熱片積層構造からなり、
各受熱片としては傾斜角の異なるものを組合せて使用り
−ることによって各受熱片の斜辺に平行して削孔された
挿接孔に挿接されるヒートパイプを受熱片角に各ヒート
パイプの所定の曲げ予定位置に向かって最短距離を経て
延長させることができる。

また、受熱用金属ブロックを積層構造とし、各挿接部を
（」字溝とした場合には、ヒートパイプの。

受熱部を側面から圧入装着し、その後、積層すればよい
ので、ヒートパイプの挿接は極めて容易どなる。

なお、受熱ハは平行並列の挿接孔群が設置）らねた状態
で長尺平板どして押出成形が０１能である。

受熱片の平行四辺形はこの長尺下根の切断時に所定の傾
斜角をうえて切断するだけｅ所定の各種Ｎｐ行四辺形を
容易に形成することができる。ｔ）・）とも、本発明に
おいてはＵ字溝群を比較的長い下根に切削加工で形成し
−（、イの後、長尺の甲根を所定の傾斜角で切断しでも
よい。

受熱用金属ブ１ツクは積層構造であるから各種の特殊の
機能を合せ持つた受熱ハやスベーりを組合せて構成する
ことができる。′１なわら、受熱片の間にスペーサ片を
介在させる場合、スベーリー片の素材として導電材料、
絶縁材料、熱伝導材１１１、断熱材Ｆｌぞの他の各種ｆ
１１ａ・無機Ｈ利などいか／する材料でも使用でき、そ
の組合けにより−Ｃ各種の特徴を有する受熱用金属ブ［
１ツクを構成Ｊることができる。また、スベーり片とＪ
（に温度【？ンリー、圧力センサー、その他の各種セン
リー−を介在ｌしめで当該冷却器を適用した装置の作動
状況の把握制御等を合せ実施することも可能となる。

本発明における挿接部（挿接孔またはＵ字溝）はすべて
受熱片の斜辺に平行に設けられているから、受熱片に挿
接されたヒートパイプを受熱部の延長線上で垂直方向に
曲げて放熱フィン群中の所定の位置に配置せしめる場合
、曲げ角度は基本平行四辺形の鋭角の角１に９０°を加
算した鈍角となり、決して直角面げとなることはない。

このように、本発明においては基本的にはヒートパイプ
の曲げ角度は大きな鈍角であるからヒートパイプの性能
低下はほとんど生じない。

本発明においては、受熱片に挿接されたヒートパイプの
受熱部の延長線は全て受熱片の斜辺に平行である。従っ
て、受熱部の延長線が受熱片上面上の所定の高さの水平
面と交差する位置は受熱片の傾斜角に応じて変化する。

また、これらの位置における水平面上のヒートパイプ配
列におけるヒートパイプの中心距離は受熱用金属ブロッ
ク内における中心距離より拡大されることになる。この
拡大率はそれぞれの受熱片の傾斜角の大小によって変化
する。従って、受熱片の傾斜角を適切に選択して挿接孔
から延長されたヒートパイプを上記水平面上において、
垂直方向に屈曲せしめれば、ヒートパイプの放熱部を水
平面内で所望の中心距離で配列させることができる。

また、本発明においＣは、同一傾斜角の複数の受熱片を
同−傾斜右向で組合ｊＩＣ積Ｎｉｊれれば、基盤目配列
が得られ、また、傾斜角を適切に巽ならせたものを用い
て逆向きに組合せれば千鳥配列が得れる。この場合、ぞ
れぞれの受熱Ｌｔにより形成されるヒートパイプ列の列
間中心距離【よ、両受熱片間に適切なスペーサ片を介在
させることにより調節される。

なお、同一傾斜角の２枚の受熱片を傾斜右向が反対とな
るように組合せて曲げ加工をＭ　′ＩＪ揚合場合−トパ
イプの曲げ角度が最も大きな鈍角であるヒートパイプの
放熱部列が得られる。この場合は、２列の放熱部位置に
は相互に位置づれが生じ、また列内におけるヒートパイ
プ中心距離の拡大率が非常に小さい等の問題が生じるが
、相互の列の余剰ヒートパイプにまり相ｎのヒートパイ
プ欠落部を補填Ｊるよう屈曲部における一部ヒートパイ
プの曲げ方向を修正することにより千鳥配列を得ること
ができる。

また、本発明においては、ヒートパイプの断熱部は所定
の曲げ位置に至るまで必ずしも直線である必要はなく、
所定の曲げ位置に至るまでの間にヒートパイプの性能を
悪化させない範囲で任意の方向、任意の曲率半径で補助
的な曲げを施してもよい。放熱部内にお１ノる所定のヒ
ートパイプ配列を実現するためには、上述した各種の曲
げを併用して実１＝Ｊることが望ましい。

〔発明の効果） 本発明に係わる電力用半導体素子冷却器は、上述の如く
、電接面とヒートパイプ受熱部を大幅に近接化せしめ、
かつ受熱用金属ブロックの電接面に近接した部分に可能
な範囲で数多くのヒートパイプを挿接し、これにより受
熱用金属ブロックとヒートパイプの熱抵抗を減少せしめ
ることができ、また放熱部において（５Ｌ１ヒートパイ
プの放熱部組η間の距離を拡入りることにＪ、リフイン
面積を拡大１）、フィン動子を改舛するとＪξに、ヒー
１へパイプを細径多数化して段列化し、管酊効宋により
熱伝達率を増加せしめ、ヒートパイプの曲げ部分のヒー
トパイプ性能に対Ｊる悪影響を防止する等、数多くの改
善１段の相乗効果により、従来技術ではほぼ限Ｗに達し
つつあった電力用半導体索子冷却器の性能を大幅に改り
することを可能にプるｂのである。

特に、平行四辺形を基本にした形状の受熱片の組合せ構
造の作用である放熱部におけるヒートパイプ放熱部の配
列ピッチの拡大とそれによるフィン面積の拡大、曲げ角
撓の鈍角電番、太効果が極めで大きく、本発明の電力用
半導体素子冷却器の性能向上に大きく貢献づるものであ
る。

４、図面の筒中ｔ′に説明 第１図は本発明の電力用？ｒ導体素子冷ｆＪＩ器の実施
例を示す正面図、第２図は第１図のｍ、−ｙｎ線に沿Ｚ
　　ｃｊ　　　　− う横断面図、第３図と第４図はそれぞれ第２図の変形例
を示す横断面図、第５図は本発明の他の実を示す正面図
、第６図はその側面図、第７図は第６図のＶｌ−■線に
沿う横断面図、第８図は従来の電力用半導体素子冷却器
の正面図、第９図は第８図の底面図、第１０図は従来の
電力用半導体素子冷却器の積層使用状態を示す側面図、
第１１図ないし第１３図はそれぞれ従来の電力用半導体
素子冷却器の他の実施例を示す正面図である。

１．５１８．５１ｂ・・・受熱用金属ブロック、２・・
・電接面、３，３ａ〜３ｆ・・・挿接孔、４，４ａ〜４
ｆ・・・ヒートパイプ、５・・・放熱フィン群、６・・
・サイリスタ素子。

出願人代理人　　佐　藤　　−雄 第　ｌ　図 第２図 ４ａ　　４ｂ　　４ｃ 第３図 第４図 第５図　　　第６図 第７図 第８図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電力用半導体素子を電接する電接面を備えた受熱用
   金属ブロックと、この受熱用金属ブロックに挿接した多
   数本のヒートパイプと、これらのヒートパイプの放熱部
   に設けた放熱フィン群とからなる電力用半導体素子冷却
   器において、前記受熱用金属ブロックが平行四辺形の複
   数枚の受熱片の積層体からなり、前記ヒートパイプは受
   熱部と放熱部の途中を鈍角に湾曲されていることを特徴
   とする電力用半導体素子冷却器。 ２　受熱片が平行四辺形であり、ヒートパイプの受熱部
   が前記受熱片の斜辺に平行して設けた挿接孔またはＵ字
   溝内に挿接されていることを特徴とする特許請求の範囲
   １項記載の電力用半導体素子冷却器。 ３　ヒートパイプの放熱部が千鳥配列とされていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電力用半導体
   素子冷却器。 ４　ヒートパイプの放熱部が基盤目配列とされているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電力用半導
   体素子冷却器。