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公開番号2025162026
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-27
出願番号2024065112
出願日2024-04-15
発明の名称電力変換装置の冷却装置
出願人株式会社東芝
代理人個人,個人
主分類H01L 23/467 20060101AFI20251020BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
本発明が解決しようとする課題は、複数の半導体素子とヒートパイプを縦方向に立てて使用しても性能を発揮することができる電力変換装置の冷却装置を提供することである。
【解決手段】
複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子が縦方向に並べて取り付けられ、前記半導体素子の発した熱を受熱するベース板と、前記ベース板に長手方向が縦方向になるように設けられ、内部に熱伝導媒体が収容されたヒートパイプと、前記ベース板から直交する方向に突出して設けられ、前記ベース板の熱を放熱するフィンと、を備えたヒートシンクと、前記ヒートシンクの上部に設けられ、前記ヒートシンクの前記フィンに向けて下方に送風するファンと、を有する電力変換装置の冷却装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の半導体素子と、
前記複数の半導体素子が縦方向に並べて取り付けられ、前記半導体素子の発した熱を受熱するベース板と、前記ベース板に長手方向が縦方向になるように設けられ、内部に熱伝導媒体が収容されたヒートパイプと、前記ベース板から直交する方向に突出して設けられ、前記ベース板の熱を放熱するフィンと、を有するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの上部に設けられ、前記ヒートシンクの前記フィンに向けて下方に送風するファンと、
を有する電力変換装置の冷却装置。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記フィンは薄板状で、縦方向に所定の間隙を維持して並んで形成されている、
請求項1に記載の電力変換装置の冷却装置。
【請求項３】
前記フィンは円柱形状で形成されている、
請求項1に記載の電力変換装置の冷却装置。
【請求項４】
前記ファンから送風された空気を前記フィンに導くダクトと、
前記フィンの先端に接するように配置された空気漏れ防止板と、
を有する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置の冷却装置。
【請求項５】
前記空気漏れ防止板は前記ダクトの端部から前記フィンの全領域を囲むように設けられている、
請求項４に記載の電力変換装置の冷却装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置の冷却装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は、半導体素子と、半導体素子を冷却する冷却器と、その他電気用品等で構成されている。冷却器としては、ポンプ等を用いた強制循環液冷方式やファン・ブロア等を用いた強制空冷方式、ヒートシンクのみを用いた自然空冷式に大別される。冷却方式を選択するにあたっては、冷却性能を始め、低コスト化や低騒音化、省エネ化、メンテナンスフリー等、様々な観点から検討が行われるが、半導体素子の負荷がある程度大きくなると自然空冷式では冷却ができないため、強制空冷方式が選択されることが多い。
【０００３】
強制空冷式の冷却器において、特に複数の半導体素子が適用される電力変換装置では、半導体素子が複数並べられ、それらの熱をヒートシンクに伝え、ファンによる風によって排熱が行われる。また、半導体素子数が多く、設置面積が大きい場合にはヒートシンクのベース板に熱を拡散するためのヒートパイプが埋め込まれる場合がある。
【０００４】
複数の半導体素子を用いて構成される電力変換装置では、水平に設置されたヒートシンクに半導体素子を並べて設置した場合、設置面積を広く取らなければならない。設置面積を小さくするためには、垂直に設置されたヒートシンクに半導体素子を並べれば良いが、半導体素子を縦方向に並べる場合、上部の半導体素子は、下部の半導体素子の熱の影響を受けることから、半導体素子の負荷が同じ場合、上部に行くほど半導体素子の温度上昇が大きくなってしまい、上部と下部で半導体素子間に温度差が生じてしまうという課題がある。
【０００５】
また、ヒートパイプが埋め込まれたヒートシンクを縦方向に設置することにより均熱化を行おうとする場合、ヒートパイプがトップヒート状態となるため、ヒートパイプを垂直に立てて使用すると性能を発揮することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１１－２３３５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、複数の半導体素子が取り付けられるヒートシンクを縦方向に立てて設置しても性能を発揮することができる電力変換装置の冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態の電力変換装置の冷却装置は、複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子が縦方向に並べて取り付けられ、前記半導体素子の発した熱を受熱するベース板と、前記ベース板に長手方向が縦方向になるように設けられ、内部に熱伝導媒体が収容されたヒートパイプと、前記ベース板から直交する方向に突出して設けられ、前記ベース板の熱を放熱するフィンと、で構成されるヒートシンクと、前記ヒートシンクの上部に設けられ、前記ヒートシンクの前記フィンに向けて下方に送風するファンと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係る薄板状のフィン板を並べたくし型ヒートシンクを備えた電力変換装置の冷却装置を示す斜視図である。
図２は、第１の実施形態の変形例に係るピン型フィンを並べたヒートシンクを備えた電力変換装置の冷却装置を示す斜視図である。
図３は、第２の実施形態に係る電力変換装置の冷却装置であって、第１の実施形態の構成に対して、ダクトと、空気漏れ防止板と、を設けた電力変換装置の冷却装置を示す斜視図である。
図４は、第２の実施形態に係る電力変換装置の冷却装置であって、第１の実施形態の構成に対して、ダクトと、空気漏れ防止板と、を設けた電力変換装置の冷却装置を横方向から見た側面図である。
図５は、第２の実施形態に係る電力変換装置の冷却装置であって、第１の実施形態の構成に対して、ダクトと、空気漏れ防止板と、を設けた電力変換装置の冷却装置を下面方向から見た平面図である。
図６は、第２の実施形態の変形例に係る電力変換装置の冷却装置であって、第１の実施形態の変形例の構成に対して、ダクトと、フィンを取り囲むように空気漏れ防止板と、を設けた電力変換装置の冷却装置を横方向から見た断面図である。
図７は、第２の実施形態の変形例に係る電力変換装置の冷却装置であって、第１の実施形態の変形例の構成に対して、ダクトと、フィンを取り囲むように空気漏れ防止板と、を設けた電力変換装置の冷却装置を下面方向から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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