JP3972861B2

JP3972861B2 - Electronic circuit cooling equipment

Info

Publication number: JP3972861B2
Application number: JP2003141852A
Authority: JP
Inventors: 憲嗣長縄; 武森田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004349307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路の冷却装置に関する。より詳しくは、冷媒および冷却水により素子を冷却するための電子回路の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，半導体回路において、インバータなど大電流を制御する高出力のものでは、素子などでの熱損失が大きく、作動中に発熱する。電流量の増大に伴い発熱量が増大するため、素子への通電可能な電流量に制限がある。このため、複数の素子を並列にして使用する必要がある。
従来の素子の冷却構造としては、素子をはんだ付けにより絶縁基板上に配設し、この絶縁基板と放熱板とをはんだにより接続する。そして放熱板にシリコングリスを塗布して冷媒を保持する冷却ケースに取付けるものである。
この他にも、金属導体基板の表面に素子を配設し、この金属導体基板内に孔を設け、冷媒を流通させて、素子の冷却を行う構成も知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−８４４８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の冷却構成においても、素子の冷却能力が小さいため、素子温度の上昇が大きく、素子への通電可能な電流量に制限があり、複数の素子を並列にして使用する必要がある。さらに、特許文献１に示される技術においても、冷媒の供給量を十分に大きくする必要があり、装置が大掛かりになるとともに、一つの素子に流通する電流量を増やす場合には、電子回路の冷却機構が大きくなり、電子回路を含む装置をコンパクトに構成することが困難になる。このため、半導体回路の冷却装置について，冷却性能を良くするとともに，コンパクト化が容易な冷却装置が望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく、本発明は次のような手段を用いる。
請求項１に記載のごとく、冷却部および接続部よりなる冷却ユニットにより構成される電子回路の冷却装置であって、冷却部内に冷媒が封入される冷媒貯蔵空間を上下方向に設け、冷却部の下部に電子回路の素子を配設し、前記接続部を冷却部より突出する凸部に構成し、冷却部の素子配設部よりも上部に前記接続部を配設した冷却ユニットを、複数個重ね合わせ、重ね合わせた各冷却ユニットの接続部および冷却部により、前記冷却部を冷却する冷却水経路を構成する。
【０００７】
請求項２に記載のごとく、冷却部および接続部よりなる冷却ユニットにより構成される電子回路の冷却装置であって、冷却部内に冷媒が封入される冷媒貯蔵空間を上下方向に設け、冷却部の下部に電子回路の素子を配設し、前記接続部を冷却部より突出する凸部に構成し、冷却部の素子配設部よりも上部に前記接続部を配設した冷却ユニットを、複数個環状に接続して、接続した各冷却ユニットの接続部および冷却部により、前記冷却部を冷却する冷却水経路を構成する。
【０００８】
請求項３に記載のごとく、冷却部および接続部よりなるＬ字状の冷却ユニットにより構成される電子回路の冷却装置であって、冷却部内に冷媒が封入される冷媒貯蔵空間を上下方向に設け、冷却部の下部に電子回路の素子を配設し、前記接続部を冷却部より突出する凸部に構成し、冷却部の素子配設部よりも上部に前記接続部を配設し、前記冷却ユニットの冷却部と接続部とを互いに当接接続することにより、複数個の冷却ユニットを接続し、接続した各冷却ユニットの接続部および冷却部により、冷却水経路を構成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１はヒートパイプユニットの斜視図、図２は同じく平面図、図３は同じく側面図、図４はヒートパイプユニットの斜視一部断面図、図５は素子の冷却構成を示す模式図である。
電子回路の冷却装置は冷却ユニットであるヒートパイプユニット１を複数個組み合わせることにより構成されるものであり、ヒートパイプユニット１は、冷却部５および接続部４とにより構成される。ヒートパイプユニット１は側面視で時計回りに９０度回転したＴ字状、もしくはＩ字状部材の上端部にＬ字状部材を接続した形状に構成されている。ヒートパイプユニット１において、上下方向に延出された部分が冷却部５であり、冷却部５より水平方向に突出した部分が接続部４である。
【００１０】
冷却部５は底面が長方形の柱状体により構成されており、冷却部５内部には冷媒注入穴３が設けられており、冷媒注入穴３は内部に冷媒を注入した後に閉じられ、冷媒が冷媒注入穴３内に封入される。冷却部５下部の一側面には素子２が配設されており、冷却部５内部の冷媒注入穴３を介して反対側にも素子２が配設されている。冷却部５は熱伝導性の高い物質により構成されており、素子２よりの熱を迅速に吸収可能に構成されている。冷却部５に用いる物質としてはアルミニュームや銅などを用いることが出来る。また、冷媒としてはフロンや水など素子の使用温度域において素子を冷却可能なものを用いることができるものである。
冷却部５には長手方向（上下方向）に沿って冷媒注入穴３が構成されており、素子２の配置位置の高さ付近まで冷媒により満たされる。冷媒注入穴３は冷却部５の長手に沿って並行に複数個配設されており、冷却部５は長手方向を上下方向に配設するものである。
素子２は絶縁基板上にはんだ付けされており、この絶縁基板が冷却部５にはんだ付けされている。これにより、素子２よりの熱を効率的に冷却部５に伝えることが出来る。
【００１１】
接続部４は冷却部５より突出した凸部により構成されており、接続部４と冷却部５の側面とは直交した構成となっている。そして、ヒートパイプユニット１を複数個重ね合わせた際には、接続部４が冷却部５に当接する構成となっている。接続部４は隣接したヒートパイプユニット１の冷却部５に隙間無く接続する構成となっており、冷却部５および接続部４により冷却液回路が構成される構成となっている。接続部４も冷却部５と同様に、熱伝導性の高い物質により構成されており、冷却部５よりの熱を迅速に吸収して放熱可能に構成されている。
【００１２】
図５に示すごとく、ヒートパイプユニット１において、冷媒注入穴３を上下方向に配設し、冷媒注入穴３内に冷媒を封入し、冷却部５の下部に素子２を配設するので、素子２の熱を冷却部５と冷媒注入穴３により吸収して冷却水に熱を効率的に伝達できるものである。ここにおいて、冷媒注入穴３はヒートパイプとして作用するものである。
素子２が発熱すると、熱が冷却部５および冷媒注入穴３内の冷媒に伝達される。そして、冷媒の潜熱により冷却部５の下部が冷却され、蒸発した冷媒はヒートパイプユニット１の上部において凝縮して液体となり、下部に戻る。ヒートパイプユニット１の上部には冷却水が接触しており、冷却部５の冷却を行う。このため、冷媒注入穴３内の冷媒が冷却液化される。これにより、素子２の発熱を効率的に吸収し、ヒートユニット１の外面に接触する冷却水に熱を放出することができる。
また、冷媒注入穴３を上下方向に配設するので、蒸発した冷媒の上部への導入および液化した冷媒の下部への戻しに重力を利用でき、ヒートパイプユニット１を簡便な構成とすることができる。
【００１３】
図６はヒートパイプユニットとハウジングケースを示す斜視図、図７は収納状態のヒートパイプユニットとハウジングケースを示す斜視図、図８は冷却水経路の構成を示す断面図である。
電子回路の冷却装置は、複数個のヒートパイプユニット１・１・・と、ヒートパイプユニット１・１・・を収納するハウジングケースとにより構成されている。
ヒートパイプユニット１は接続部４を同一方向に向けて配設され、接続部４の先端を冷却部５に当接させるものである。ヒートパイプユニット１・１・・は各ヒートパイプユニット１の冷却部５が平行に維持された状態で、ハウジングケース内に収納される。
【００１４】
ハウジングケースは側部蓋体１１・１１、前部蓋体１２、蓋体１３・１３、そしてヒートパイプユニット１の外形と同一形状の後部蓋体１７により構成されている。前後方向に束ねられたヒートパイプユニット１・１・・の側部は側部蓋体１１・１１により覆われており、側部蓋体１１にはヒートパイプユニット１の側面形状に沿った突出部１１ｂが構成されている。接続部４より上に位置する突出部１１ｂは、１つおきに、欠けた構成となっている。そして、突出部１１ｂにおいて欠けた部分は左右の側部蓋体１１・１１において互い違いに構成されている。突出部１１ｂの欠けた部分は、冷却水の経路となるものである。なお、側部蓋体１１の端部においては、突起部は前部蓋体１２と後部蓋体１７の側面形状に沿った構成となっている。そして、前部を前部蓋１２により、後部を後部蓋体１７により、上部および下部を蓋体１３・１３により覆うものである。
【００１５】
これにより、ヒートパイプユニット１の上部を通る冷却経路を容易に構成するとともに、一つの冷却経路によりハウジングケース内の全てのヒートパイプユニット１・１・・を冷却可能にする。なお、ヒートパイプユニット１の下部において、全てのヒートパイプユニット１・１・・を通る冷却風経路を構成することも可能である。
冷却水経路１５は、図８に示すごとく、冷却部５の上部および接続部４の上面により構成され、上面を蓋体１３により覆われるものである。ヒートパイプとなる冷媒注入穴３は素子２の配設位置の下から接続部４の上方まで設けられており、上開口部を封止体１４により閉じられている。このため、冷媒注入穴３内に封入された冷媒の蒸気を、冷却水経路１５をとおる冷却水により効率的に冷却できるものである。
このように、簡便な形状のヒートパイプユニット１により、冷却効率の高い電子回路の冷却装置を構成できるものである。
【００１６】
図９は第二実施例におけるヒートパイプユニットを示す斜視図、図１０は同じく平面図、図１１は同じく側面図、図１２はヒートパイプユニットを組んだ状態を示す斜視図である。
第二実施例において、ヒートパイプユニット２１は底面を二等辺台形形状とする柱状体により構成されている。ヒートパイプユニット２１の下部外側面には素子２が配設されており、内部には上下方向に冷媒注入穴３が１つ又は複数個設けられるものである。冷媒注入穴３は素子２の配置位置より下方から上方に向け設けられヒートパイプユニット２１の上面において開口している。冷媒注入穴３は開口部を閉じて、内部に冷媒を封入する構成となっている。
【００１７】
ヒートパイプユニット２１は６つを組み合わせることにより、図１２に示すごとく、１つの電子回路冷却装置を構成するものである。ヒートパイプユニット２１の側面は前後面に対して６０度の角度をなしており、６つのヒートパイプユニット２１を組み合わせ、中空六角柱形状の冷却装置が構成されるものである。本実施例においては、素子２がヒートパイプユニット２１の外側に配設されており、六角柱の外側に位置する。そして、中空六角柱の内側に冷却水を導入することができるものである。素子２はヒートパイプユニット２１により冷却水から隔離され、冷却効率が高くコンパクトな冷却装置を構成することができる。また、素子２を外側に配設することにより、素子を含む電子回路のメンテナンス性を向上できる。このほかに、素子２を六角柱の内側に配置し、素子２をヒートパイプユニット２１により物理的に保護するとともに、冷却水の接触面積を大きくとることも可能である。
【００１８】
次に、第三実施例について説明する。
図１３は第三実施例のヒートパイプユニットの平面図、図１４は同じく斜視図、図１５において第三実施例の冷却装置における冷却水経路の構成の平面図を示す。
第３実施例において、ヒートパイプユニット３１は冷却部３２および隔壁３４により構成されている。冷却部３２は底面を二等辺台形形状とする柱状体により構成されており、隔壁３４は底面を二等辺台形形状とする板状体により構成されている。隔壁３４は冷却部３２の上下方向中央部もしくは上部において一側面より突出した状態で配設されている。隔壁３４の斜めに構成された側面（図１３中の上に向いた面と下に向いた面）は冷却部３２の斜め側面に沿った形状となっている。これにより、２つのヒートパイプユニット３１を隣接させた場合に、冷却部３２および隔壁３４の側面が互いに一致する構成となっている。
【００１９】
冷却部３２の下部には素子２・２が配設されており、内部には上下方向に冷媒注入穴３が１つ又は複数個設けられるものである。冷媒注入穴３は素子２の配置位置より下方から上方に向け設けられヒートパイプユニット３１の上面において開口している。冷媒注入穴３は開口部を閉じて、内部に冷媒を封入する構成となっている。
【００２０】
ヒートパイプユニット３１は６つを組み合わせることにより、図１５に示すごとく、１つの電子回路冷却装置を構成するものである。隔壁３４を内側にして円周上に配設することにより、６つのヒートパイプユニット３１を１つの電子回路冷却装置とすることが可能である。ヒートパイプユニット３１の側面は前後面に対して６０度の角度をなしており、６つのヒートパイプユニット３１を組み合わせ、中空の六角柱が構成される。隔壁３４により中央部に六角形状の開口部が構成される。この開口部に冷却水配管おおよび冷却水経路の内側隔壁を構成することにより、冷却水を６つのヒートパイプユニット３１の内側側面に沿って流すことができるものである。すなわち、隔壁３４の先端部に垂直方向の隔壁を配設することにより、組み合わせられたヒートパイプユニット３１・３１・・において容易に冷却水経路を構成し、ヒートパイプユニット３１の冷却を円滑に行うことが出来るものである。
図１５において、冷却水の流れの一例を矢印により示した。中央の開口部に沿って配設された冷却水の隔壁と冷却部３２との間に冷却水が流され、冷却水がヒートパイプユニット３１の上部に沿って流れ、ヒートパイプユニットを効率的に冷却することができるものである。ヒートパイプユニット３１を円状に配設するので、円滑な冷却水経路を構成できる。
なお、冷却水の供給方法はヒートパイプユニット３１を冷却可能であればよく、特に限定されるものではない。
【００２１】
次に、第四実施例について説明する。
図１６は第四実施例のヒートパイプユニットの斜視図、図１７は同じく平面図を示す。
第四実施例において、ヒートパイプユニット４１は、Ｌ字状とされ、冷却部４２と接続部４４が一体化されている。ヒートパイプユニット４１は、平面視Ｌ字状に構成された部材を上下方向に延出した部分と、該部分の上下中途位置において一体的に設けた接続部４４とにより構成されている。接続部４４は、平面視２辺に囲まれた部位に設けられている。
ヒートパイプユニット４１の上部は、冷却部４２となっており、冷却部４２には冷媒注入穴３が形成され、外側面には素子２が配設されている。
冷却部４２の内側面には接続部４４が一体的に配設され、ヒートパイプユニット４１・４１を図１７に示すごとく、対向させてヒートパイプユニット４１・４１により囲まれた接続部４４上に冷却水経路１５が構成される。
このため、図１７に示すように、前記ヒートパイプユニット４１の冷媒注入穴３に封入された冷媒蒸気を冷却水経路１５内の冷却水により効果的に冷却することができる。
ヒートパイプユニット４１をＬ字状のシンプルな構成とし、これを互いに対向させて接続部４４を当接接合することで冷却装置を構成できる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に記載のごとく、冷却部および接続部よりなる冷却ユニットにより構成される電子回路の冷却装置であって、冷却部内に冷媒が封入される冷媒貯蔵空間を上下方向に設け、冷却部の下部に電子回路の素子を配設し、前記接続部を冷却部より突出する凸部に構成し、冷却部の素子配設部よりも上部に前記接続部を配設した冷却ユニットを、複数個重ね合わせ、重ね合わせた各冷却ユニットの接続部および冷却部により、前記冷却部を冷却する冷却水経路を構成するので、冷却効率の高い冷却ユニットを簡便に構成でき、冷却装置の整備性および耐久性を向上できる。そして、複数の素子を用いる電子回路をコンパクトに構成できる。
また、高い冷却効率を有する電子回路の冷却装置を構成するユニットを簡便に構成可能であり、電子回路および冷却装置の整備および補修を容易に行うことができる。
さらに、冷却装置の冷却効率を向上できるので、素子への通電可能な電流量を増大可能となり、素子数を減少させ、省スペースおよび低コスト化を図れる。
【００２４】
請求項２に記載のごとく、冷却部および接続部よりなる冷却ユニットにより構成される電子回路の冷却装置であって、冷却部内に冷媒が封入される冷媒貯蔵空間を上下方向に設け、冷却部の下部に電子回路の素子を配設し、前記接続部を冷却部より突出する凸部に構成し、冷却部の素子配設部よりも上部に前記接続部を配設した冷却ユニットを、複数個環状に接続して、接続した各冷却ユニットの接続部および冷却部により、前記冷却部を冷却する冷却水経路を構成するので、電子回路および冷却装置のバリエーションを多彩にすることが可能である。そして、複数の素子を用いる電子回路および冷却装置をコンパクトに構成できる。
【００２５】
請求項３に記載のごとく、冷却部および接続部よりなるＬ字状の冷却ユニットにより構成される電子回路の冷却装置であって、冷却部内に冷媒が封入される冷媒貯蔵空間を上下方向に設け、冷却部の下部に電子回路の素子を配設し、前記接続部を冷却部より突出する凸部に構成し、冷却部の素子配設部よりも上部に前記接続部を配設し、前記冷却ユニットの冷却部と接続部とを互いに当接接続することにより、複数個の冷却ユニットを接続し、接続した各冷却ユニットの接続部および冷却部により、冷却水経路を構成するので、冷却装置を簡便に構成するとともに、冷却効率を向上できる。さらに、複数の素子を用いる電子回路をコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒートパイプユニットの斜視図。
【図２】同じく平面図。
【図３】同じく側面図。
【図４】ヒートパイプユニットの斜視一部断面図。
【図５】素子の冷却構成を示す模式図。
【図６】ヒートパイプユニットとハウジングケースを示す斜視図。
【図７】収納状態のヒートパイプユニットとハウジングケースを示す斜視図。
【図８】冷却水経路の構成を示す断面図。
【図９】第二実施例におけるヒートパイプユニットを示す斜視図。
【図１０】同じく平面図。
【図１１】同じく側面図。
【図１２】ヒートパイプユニットを組んだ状態を示す斜視図。
【図１３】第三実施例のヒートパイプユニットの平面図。
【図１４】同じく斜視図。
【図１５】第三実施例の冷却装置における冷却水経路の構成を示す平面図。
【図１６】第四実施例のヒートパイプユニットの斜視図。
【図１７】同じく平面図。
【符号の説明】
１ヒートパイプユニット
２素子
３冷媒注入穴
４接続部
５冷却部
１１側部蓋体
１２前部蓋体
１３蓋体
１４封止体
１５冷却水経路
１７後部蓋体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic circuit cooling apparatus. More particularly, the present invention relates to an electronic circuit cooling device for cooling an element with a coolant and cooling water.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a semiconductor circuit with a high output that controls a large current such as an inverter, heat loss in the element is large, and heat is generated during operation. Since the amount of heat generation increases as the amount of current increases, the amount of current that can be supplied to the element is limited. For this reason, it is necessary to use a plurality of elements in parallel.
As a conventional element cooling structure, an element is disposed on an insulating substrate by soldering, and the insulating substrate and the heat sink are connected by solder. And it attaches to the cooling case which apply | coats silicone grease to a heat sink and hold | maintains a refrigerant | coolant.
In addition, a configuration is also known in which an element is disposed on the surface of a metal conductor substrate, a hole is provided in the metal conductor substrate, a coolant is circulated, and the element is cooled (for example, Patent Document 1). See).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-84483
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the conventional cooling configuration, since the cooling capacity of the element is small, the element temperature rises greatly, the amount of current that can be supplied to the element is limited, and it is necessary to use a plurality of elements in parallel. Further, even in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to sufficiently increase the amount of refrigerant supplied, and when the apparatus becomes large and the amount of current flowing through one element is increased, the cooling of the electronic circuit is required. The mechanism becomes large, and it becomes difficult to make a device including an electronic circuit compact. For this reason, there is a demand for a cooling device that improves the cooling performance of the semiconductor circuit cooling device and that can be easily made compact.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention uses the following means.
An electronic circuit cooling device comprising a cooling unit comprising a cooling unit and a connection unit as defined in claim 1, wherein a cooling medium storage space in which a refrigerant is sealed is provided in the cooling unit in the vertical direction, A plurality of cooling units each having an electronic circuit element disposed in a lower portion, the connecting portion configured as a convex portion protruding from the cooling portion, and the connecting portion disposed above the element disposing portion in the cooling portion. A cooling water path for cooling the cooling unit is configured by the overlapping portions and the connecting portions and cooling units of the respective cooling units .
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling device for an electronic circuit including a cooling unit including a cooling unit and a connection unit, wherein a cooling medium storage space in which a cooling medium is sealed is provided in the cooling unit , and the cooling unit A plurality of cooling units each having an electronic circuit element disposed in a lower portion, the connecting portion configured as a convex portion protruding from the cooling portion, and the connecting portion disposed above the element disposing portion in the cooling portion. A cooling water path for cooling the cooling unit is configured by connecting the cooling units in a ring shape and connecting portions and cooling units of the connected cooling units .
[0008]
4. An electronic circuit cooling apparatus comprising an L-shaped cooling unit comprising a cooling part and a connection part as defined in claim 3 , wherein a cooling medium storage space in which the cooling medium is sealed is provided in the cooling part. An electronic circuit element is disposed below the cooling unit, the connection unit is formed as a convex portion protruding from the cooling unit, and the connection unit is disposed above the element installation unit of the cooling unit, A plurality of cooling units are connected by abutting and connecting the cooling unit and the connection unit of the cooling unit to each other , and a cooling water path is configured by the connection unit and the cooling unit of each connected cooling unit .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a perspective view of the heat pipe unit, FIG. 2 is also a plan view, FIG. 3 is also a side view, FIG. 4 is a partial perspective view of the heat pipe unit, and FIG. .
The electronic circuit cooling apparatus is configured by combining a plurality of heat pipe units 1 that are cooling units, and the heat pipe unit 1 includes a cooling unit 5 and a connection unit 4. The heat pipe unit 1 has a T-shape rotated 90 degrees clockwise in a side view, or a shape in which an L-shaped member is connected to the upper end of an I-shaped member. In the heat pipe unit 1, the part extending in the vertical direction is the cooling part 5, and the part protruding in the horizontal direction from the cooling part 5 is the connection part 4.
[0010]
The cooling unit 5 is formed of a columnar body having a rectangular bottom surface, and a refrigerant injection hole 3 is provided in the cooling unit 5. The refrigerant injection hole 3 is closed after the refrigerant is injected therein, and the refrigerant is the refrigerant. It is enclosed in the injection hole 3. The element 2 is disposed on one side surface of the lower portion of the cooling unit 5, and the element 2 is also disposed on the opposite side through the refrigerant injection hole 3 inside the cooling unit 5. The cooling unit 5 is made of a material having high thermal conductivity, and is configured to be able to quickly absorb the heat from the element 2. Aluminum, copper, or the like can be used as the material used for the cooling unit 5. Further, as the refrigerant, a refrigerant that can cool the element in the operating temperature range of the element, such as chlorofluorocarbon or water, can be used.
The cooling portion 5 is formed with a coolant injection hole 3 along the longitudinal direction (vertical direction) and is filled with the coolant up to the height of the arrangement position of the element 2. A plurality of refrigerant injection holes 3 are arranged in parallel along the length of the cooling unit 5, and the cooling unit 5 is arranged with the longitudinal direction in the vertical direction.
The element 2 is soldered on an insulating substrate, and this insulating substrate is soldered to the cooling unit 5. Thereby, the heat from the element 2 can be efficiently transmitted to the cooling unit 5.
[0011]
The connection part 4 is comprised by the convex part protruded from the cooling part 5, and the connection part 4 and the side surface of the cooling part 5 become a structure orthogonal. When a plurality of heat pipe units 1 are stacked, the connection portion 4 is in contact with the cooling portion 5. The connecting portion 4 is configured to be connected to the cooling portion 5 of the adjacent heat pipe unit 1 without a gap, and the cooling liquid circuit is configured by the cooling portion 5 and the connecting portion 4. Similarly to the cooling unit 5, the connection unit 4 is made of a material having high thermal conductivity, and is configured to absorb heat from the cooling unit 5 quickly and dissipate heat.
[0012]
As shown in FIG. 5, in the heat pipe unit 1, the refrigerant injection hole 3 is arranged in the vertical direction, the refrigerant is enclosed in the refrigerant injection hole 3, and the element 2 is arranged below the cooling unit 5. The heat of 2 can be absorbed by the cooling unit 5 and the refrigerant injection hole 3 to efficiently transfer the heat to the cooling water. Here, the refrigerant injection hole 3 functions as a heat pipe.
When the element 2 generates heat, the heat is transmitted to the refrigerant in the cooling unit 5 and the refrigerant injection hole 3. And the lower part of the cooling unit 5 is cooled by the latent heat of the refrigerant, and the evaporated refrigerant condenses into a liquid in the upper part of the heat pipe unit 1 and returns to the lower part. Cooling water is in contact with the upper part of the heat pipe unit 1 to cool the cooling unit 5. For this reason, the refrigerant in the refrigerant injection hole 3 is cooled and liquefied. Thereby, the heat generated by the element 2 can be efficiently absorbed, and heat can be released to the cooling water in contact with the outer surface of the heat unit 1.
Further, since the refrigerant injection hole 3 is arranged in the vertical direction, gravity can be used to introduce the evaporated refrigerant into the upper part and return the liquefied refrigerant to the lower part, and the heat pipe unit 1 can have a simple configuration. it can.
[0013]
6 is a perspective view showing the heat pipe unit and the housing case, FIG. 7 is a perspective view showing the heat pipe unit and the housing case in the housed state, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling water path.
The electronic circuit cooling device includes a plurality of heat pipe units 1... And a housing case that houses the heat pipe units 1.
The heat pipe unit 1 is arranged with the connection portion 4 facing in the same direction, and the tip of the connection portion 4 is brought into contact with the cooling portion 5. The heat pipe units 1, 1,... Are accommodated in a housing case in a state where the cooling parts 5 of the heat pipe units 1 are maintained in parallel.
[0014]
The housing case is composed of side lid bodies 11 and 11, front lid body 12, lid bodies 13 and 13, and rear lid body 17 having the same shape as the outer shape of heat pipe unit 1. The side portions of the heat pipe units 1... Bundled in the front-rear direction are covered with the side lid bodies 11 and 11, and the side lid bodies 11 have protrusions along the side shape of the heat pipe unit 1. 11b is configured. Every other protruding portion 11b located above the connecting portion 4 has a configuration lacking. And the part which lacked in the protrusion part 11b is comprised by turns in the right-and-left side cover body 11 * 11. The lacking portion of the protrusion 11b serves as a cooling water path. Note that, at the end of the side lid 11, the protrusions are configured along the side shapes of the front lid 12 and the rear lid 17. The front part is covered with the front cover 12, the rear part is covered with the rear cover body 17, and the upper and lower parts are covered with the cover bodies 13 and 13.
[0015]
Thus, a cooling path passing through the upper part of the heat pipe unit 1 can be easily configured, and all the heat pipe units 1... In the housing case can be cooled by one cooling path. It is also possible to configure a cooling air path passing through all the heat pipe units 1... At the lower part of the heat pipe unit 1.
As shown in FIG. 8, the cooling water path 15 is configured by the upper part of the cooling part 5 and the upper surface of the connection part 4, and the upper surface is covered with the lid body 13. The refrigerant injection hole 3 serving as a heat pipe is provided from below the arrangement position of the element 2 to above the connection portion 4, and the upper opening is closed by the sealing body 14. For this reason, the vapor | steam of the refrigerant | coolant enclosed in the refrigerant | coolant injection hole 3 can be efficiently cooled with the cooling water which goes through the cooling water path | route 15. FIG.
Thus, the cooling device of an electronic circuit with high cooling efficiency can be comprised with the heat pipe unit 1 of a simple shape.
[0016]
9 is a perspective view showing a heat pipe unit in the second embodiment, FIG. 10 is a plan view, FIG. 11 is a side view, and FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the heat pipe unit is assembled.
In the second embodiment, the heat pipe unit 21 is composed of a columnar body having a bottom surface with an isosceles trapezoidal shape. The element 2 is disposed on the lower outer surface of the heat pipe unit 21, and one or a plurality of refrigerant injection holes 3 are provided inside in the vertical direction. The refrigerant injection hole 3 is provided from the lower side to the upper side from the position where the element 2 is disposed, and is opened on the upper surface of the heat pipe unit 21. The refrigerant injection hole 3 is configured to close the opening and enclose the refrigerant therein.
[0017]
By combining six heat pipe units 21, as shown in FIG. 12, one electronic circuit cooling device is configured. The side surface of the heat pipe unit 21 forms an angle of 60 degrees with respect to the front and rear surfaces, and the six heat pipe units 21 are combined to constitute a cooling device having a hollow hexagonal prism shape. In the present embodiment, the element 2 is disposed outside the heat pipe unit 21 and is located outside the hexagonal column. And a cooling water can be introduce | transduced inside a hollow hexagonal column. The element 2 is isolated from the cooling water by the heat pipe unit 21 and can form a compact cooling device with high cooling efficiency. Further, by disposing the element 2 on the outside, the maintainability of the electronic circuit including the element can be improved. In addition, it is possible to arrange the element 2 inside the hexagonal column, physically protect the element 2 by the heat pipe unit 21, and to increase the contact area of the cooling water.
[0018]
Next, a third embodiment will be described.
13 is a plan view of the heat pipe unit of the third embodiment, FIG. 14 is a perspective view of the same, and FIG. 15 is a plan view of the configuration of the cooling water path in the cooling device of the third embodiment.
In the third embodiment, the heat pipe unit 31 includes a cooling unit 32 and a partition wall 34. The cooling unit 32 is configured by a columnar body having a bottom surface with an isosceles trapezoidal shape, and the partition wall 34 is configured by a plate-shaped body having a bottom surface with an isosceles trapezoidal shape. The partition wall 34 is disposed so as to protrude from one side surface in the central part or upper part of the cooling part 32 in the vertical direction. Side surfaces (an upward surface and a downward surface in FIG. 13) of the partition wall 34 that are obliquely formed are shaped along the oblique side surface of the cooling unit 32. Thereby, when the two heat pipe units 31 are adjacent to each other, the side surfaces of the cooling unit 32 and the partition wall 34 coincide with each other.
[0019]
Elements 2 and 2 are disposed below the cooling unit 32, and one or a plurality of refrigerant injection holes 3 are provided in the vertical direction inside. The refrigerant injection hole 3 is provided from the lower side to the upper side from the position where the element 2 is disposed, and is opened on the upper surface of the heat pipe unit 31. The refrigerant injection hole 3 is configured to close the opening and enclose the refrigerant therein.
[0020]
By combining six heat pipe units 31, as shown in FIG. 15, one electronic circuit cooling device is constituted. By arranging the partition wall 34 on the circumference, the six heat pipe units 31 can be used as one electronic circuit cooling device. The side surface of the heat pipe unit 31 forms an angle of 60 degrees with respect to the front and rear surfaces, and the six heat pipe units 31 are combined to form a hollow hexagonal column. The partition 34 forms a hexagonal opening at the center. By configuring the cooling water pipe and the inner partition wall of the cooling water path in the opening, the cooling water can flow along the inner side surfaces of the six heat pipe units 31. That is, by disposing a vertical partition at the tip of the partition 34, the combined heat pipe unit 31, 31 can easily form a cooling water path and smoothly cool the heat pipe unit 31. It can be done.
In FIG. 15, an example of the flow of cooling water is indicated by arrows. Cooling water is caused to flow between the cooling water partition disposed along the central opening and the cooling portion 32, and the cooling water flows along the upper portion of the heat pipe unit 31. It can be cooled. Since the heat pipe unit 31 is arranged in a circular shape, a smooth cooling water path can be configured.
The cooling water supply method is not particularly limited as long as the heat pipe unit 31 can be cooled.
[0021]
Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 16 is a perspective view of the heat pipe unit of the fourth embodiment, and FIG. 17 is a plan view of the same.
In the fourth embodiment, the heat pipe unit 41 is L-shaped, and the cooling part 42 and the connecting part 44 are integrated. The heat pipe unit 41 is configured by a portion in which a member configured in an L shape in plan view is extended in the vertical direction, and a connection portion 44 that is integrally provided at a midway position in the vertical direction of the portion. The connecting portion 44 is provided at a site surrounded by two sides in plan view.
The upper part of the heat pipe unit 41 is a cooling unit 42, the coolant injection hole 3 is formed in the cooling unit 42, and the element 2 is disposed on the outer surface.
A connecting portion 44 is integrally disposed on the inner surface of the cooling portion 42, and the heat pipe units 41 and 41 are opposed to each other on the connecting portion 44 surrounded by the heat pipe units 41 and 41 as shown in FIG. 17. A cooling water path 15 is configured.
Therefore, as shown in FIG. 17, the refrigerant vapor sealed in the refrigerant injection hole 3 of the heat pipe unit 41 can be effectively cooled by the cooling water in the cooling water passage 15.
The heat pipe unit 41 has a simple L-shaped configuration, and the cooling unit can be configured by abutting and joining the connection portions 44 while facing each other.
[0022]
【The invention's effect】
An electronic circuit cooling device comprising a cooling unit comprising a cooling unit and a connection unit as defined in claim 1, wherein a cooling medium storage space in which a refrigerant is sealed is provided in the cooling unit in the vertical direction, A plurality of cooling units each having an electronic circuit element disposed in a lower portion, the connecting portion configured as a convex portion protruding from the cooling portion, and the connecting portion disposed above the element disposing portion in the cooling portion. Since the cooling water path for cooling the cooling section is configured by the overlapping and overlapping connecting sections and cooling sections of the cooling units, a cooling unit with high cooling efficiency can be easily configured, and maintainability and durability of the cooling device Can be improved. And the electronic circuit using a some element can be comprised compactly.
Moreover, the unit which comprises the cooling device of the electronic circuit which has high cooling efficiency can be comprised simply, and maintenance and repair of an electronic circuit and a cooling device can be performed easily.
Furthermore, since the cooling efficiency of the cooling device can be improved, the amount of current that can be supplied to the elements can be increased, the number of elements can be reduced, and space saving and cost reduction can be achieved.
[0024]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling device for an electronic circuit including a cooling unit including a cooling unit and a connection unit, wherein a cooling medium storage space in which a cooling medium is sealed is provided in the cooling unit , and the cooling unit A plurality of cooling units each having an electronic circuit element disposed in a lower portion, the connecting portion configured as a convex portion protruding from the cooling portion, and the connecting portion disposed above the element disposing portion in the cooling portion. Since the cooling water path for cooling the cooling section is constituted by the connection section and the cooling section of each cooling unit connected in a ring shape, it is possible to diversify the variations of the electronic circuit and the cooling device. And the electronic circuit and cooling device using a some element can be comprised compactly.
[0025]
4. An electronic circuit cooling apparatus comprising an L-shaped cooling unit comprising a cooling part and a connection part as defined in claim 3 , wherein a cooling medium storage space in which the cooling medium is sealed is provided in the cooling part. An electronic circuit element is disposed below the cooling unit, the connection unit is formed as a convex portion protruding from the cooling unit, and the connection unit is disposed above the element installation unit of the cooling unit, Since the cooling unit and the connection unit of the cooling unit are abutted and connected to each other, a plurality of cooling units are connected, and the cooling water path is configured by the connection unit and the cooling unit of each connected cooling unit. The cooling efficiency can be improved. Furthermore, an electronic circuit using a plurality of elements can be made compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a heat pipe unit.
FIG. 2 is also a plan view.
FIG. 3 is a side view of the same.
FIG. 4 is a partial perspective view of a heat pipe unit.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a cooling structure of an element.
FIG. 6 is a perspective view showing a heat pipe unit and a housing case.
FIG. 7 is a perspective view showing a heat pipe unit and a housing case in a stored state.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a cooling water path.
FIG. 9 is a perspective view showing a heat pipe unit in the second embodiment.
FIG. 10 is also a plan view.
FIG. 11 is a side view of the same.
FIG. 12 is a perspective view showing a state in which a heat pipe unit is assembled.
FIG. 13 is a plan view of a heat pipe unit of a third embodiment.
FIG. 14 is a perspective view of the same.
FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a cooling water path in the cooling device of the third embodiment.
FIG. 16 is a perspective view of a heat pipe unit according to a fourth embodiment.
FIG. 17 is also a plan view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pipe unit 2 Element 3 Refrigerant injection hole 4 Connection part 5 Cooling part 11 Side cover body 12 Front cover body 13 Cover body 14 Sealing body 15 Cooling water path 17 Rear cover body

Claims

A cooling device for an electronic circuit comprising a cooling unit comprising a cooling part and a connection part,
A coolant storage space in which the coolant is sealed in the cooling unit is provided in the vertical direction, an element of the electronic circuit is disposed below the cooling unit, and the connection unit is configured as a convex portion that protrudes from the cooling unit. A plurality of cooling units in which the connecting portion is disposed above the disposing portion are overlapped,
A cooling water path for cooling the cooling unit is constituted by the connection unit and the cooling unit of the respective cooling units that are overlapped.
A cooling device for an electronic circuit.

A cooling device for an electronic circuit comprising a cooling unit comprising a cooling part and a connection part,
A coolant storage space in which the coolant is sealed in the cooling unit is provided in the vertical direction, an element of the electronic circuit is disposed below the cooling unit, and the connection unit is configured as a convex portion that protrudes from the cooling unit. A plurality of cooling units in which the connection part is arranged above the arrangement part are connected in a ring shape,
A cooling water path for cooling the cooling unit is configured by the connecting unit and the cooling unit of each connected cooling unit.
A cooling device for an electronic circuit.

A cooling device for an electronic circuit comprising an L-shaped cooling unit comprising a cooling part and a connection part,
A coolant storage space in which the coolant is sealed in the cooling unit is provided in the vertical direction, an element of the electronic circuit is disposed below the cooling unit, and the connection unit is configured as a convex portion that protrudes from the cooling unit. The connecting part is disposed above the disposing part,
A plurality of cooling units are connected by abutting and connecting the cooling unit and the connection unit of the cooling unit to each other,
A cooling water path for cooling the cooling unit is configured by the connecting unit and the cooling unit of each connected cooling unit.
A cooling device for an electronic circuit.