JP2013254899A - Cooling device and fluid pressure unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばインバータのパワーモジュール等の発熱体を冷却する冷却装置、および、この冷却装置を有する流体圧ユニットに関する。 The present invention relates to a cooling device that cools a heating element such as a power module of an inverter, and a fluid pressure unit including the cooling device.
従来、冷却装置としては、特開2004−200428号公報(特許文献1)に開示されたものがある。この冷却装置は、半導体素子に熱的に接続される放熱フィンを有し、半導体素子から発生される熱を、放熱フィンを介して、外部に放出して、半導体素子を冷却している。 Conventionally, there is a cooling device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-200428 (Patent Document 1). This cooling device has a heat radiating fin thermally connected to the semiconductor element, and releases the heat generated from the semiconductor element to the outside through the heat radiating fin to cool the semiconductor element.
ところで、上記従来の冷却装置を使用すると、上記半導体素子の熱が、上記放熱フィンに伝達され難くなるという問題を発見した。 By the way, when the said conventional cooling device was used, the problem that the heat | fever of the said semiconductor element became difficult to be transmitted to the said radiation fin was discovered.
これは、上記半導体素子と上記放熱フィンとの間には、シリコンが配置されており、このシリコンの厚みが、理由は不明だが、経年で、面方向において不均一に減少することによる。 This is because silicon is disposed between the semiconductor element and the radiating fin, and the thickness of the silicon is unclear in the surface direction over time although the reason is unknown.
つまり、上記シリコンの上記半導体素子に対する接触面積や、上記シリコンの上記放熱フィンに対する接触面積が、減少して、半導体素子からシリコンを介した放熱フィンへの熱伝達性能が低下する。要するに、上記シリコンの熱伝達性能が低下する。 That is, the contact area of the silicon with the semiconductor element and the contact area of the silicon with the heat radiation fin are reduced, and the heat transfer performance from the semiconductor element to the heat radiation fin through the silicon is lowered. In short, the heat transfer performance of the silicon is reduced.
このシリコンの熱伝達性能の低下について、従来では、認識されていなかったため、シリコンの減厚時、半導体素子の放熱を十分に行えなかった。 Conventionally, this decrease in the heat transfer performance of silicon has not been recognized, so that the semiconductor element cannot sufficiently dissipate heat when the thickness of the silicon is reduced.
そこで、この発明の課題は、シリコンの熱伝達性能の低下を推定できる冷却装置および液体圧ユニットを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling device and a liquid pressure unit capable of estimating a decrease in the heat transfer performance of silicon.
上記課題を解決するため、この発明の冷却装置は、
発熱体を冷却する装置であって、
上記発熱体に熱的に接続される放熱フィンと、
上記放熱フィンの上記発熱体に接続される部分に配置されるシリコンと、
上記放熱フィンの温度を検出する放熱フィン温度センサと、
上記放熱フィン温度センサによって検出された上記放熱フィンの温度が、上記発熱体の発熱量に応じて決定される第1の基準値を下回ると、上記シリコンの熱伝達性能の低下を推定するシリコン性能低下推定部と
を備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the cooling device of the present invention is:
A device for cooling a heating element,
Radiating fins thermally connected to the heating element;
Silicon disposed on a portion of the heat dissipating fin connected to the heating element;
A radiation fin temperature sensor for detecting the temperature of the radiation fin;
Silicon performance for estimating a decrease in heat transfer performance of the silicon when the temperature of the heat radiating fin detected by the heat radiating fin temperature sensor falls below a first reference value determined according to the amount of heat generated by the heating element. And a decrease estimation unit.
この発明の冷却装置によれば、上記シリコン性能低下推定部は、放熱フィン温度センサによって検出された放熱フィンの温度が、発熱体の発熱量に応じて決定される第1の基準値を下回ると、シリコンの熱伝達性能の低下を推定する。 According to the cooling device of the present invention, the silicon performance deterioration estimation unit, when the temperature of the radiation fin detected by the radiation fin temperature sensor is below a first reference value determined according to the amount of heat generated by the heating element. Estimate the decrease in heat transfer performance of silicon.
これによって、使用者は、シリコンの熱伝達性能の低下の原因となるシリコン厚みの減少を認識でき、シリコンの交換や補充を行うことで、発熱体の放熱を十分に行うことができる。 Thus, the user can recognize a decrease in the silicon thickness that causes a decrease in the heat transfer performance of silicon, and can sufficiently dissipate heat from the heating element by exchanging or supplementing silicon.
また、一実施形態の冷却装置では、上記放熱フィン温度センサによって検出された上記放熱フィンの温度が、上記発熱体の発熱量に応じて決定される第2の基準値を超えると、上記放熱フィンの冷却性能の低下を推定する放熱フィン性能低下推定部を備える。 Moreover, in the cooling device of one embodiment, when the temperature of the radiating fin detected by the radiating fin temperature sensor exceeds a second reference value determined according to the amount of heat generated by the heating element, the radiating fin is disposed. A heat dissipating fin performance deterioration estimation unit for estimating a decrease in the cooling performance of the motor is provided.
この実施形態の冷却装置によれば、上記放熱フィン性能低下推定部は、放熱フィン温度センサによって検出された放熱フィンの温度が、発熱体の発熱量に応じて決定される第2の基準値を超えると、放熱フィンの冷却性能の低下を推定する。 According to the cooling device of this embodiment, the radiating fin performance deterioration estimation unit obtains the second reference value in which the temperature of the radiating fin detected by the radiating fin temperature sensor is determined according to the amount of heat generated by the heating element. When it exceeds, the fall of the cooling performance of a radiation fin will be estimated.
これによって、使用者は、放熱フィンの冷却性能の低下の原因となる放熱フィンへの埃の付着や放熱フィンへの空気流れの阻害を認識でき、放熱フィンの掃除などを行うことで、発熱体の放熱を十分に行うことができる。 As a result, the user can recognize the adhesion of dust to the radiating fin and the obstruction of the air flow to the radiating fin, which cause the cooling performance of the radiating fin to be reduced. Can be sufficiently dissipated.
また、一実施形態の冷却装置では、
周囲の温度を検出する周囲温度センサと、
この周囲温度センサによって検出された周囲温度と、上記発熱体の負荷とに基づいて、上記放熱フィンの正常な温度である放熱フィン推定温度を求める放熱フィン推定温度取得部と
を備え、
上記シリコン性能低下推定部は、上記放熱フィン推定温度取得部によって求められた上記放熱フィン推定温度から設定値を引いた値を上記第1の基準値として、上記放熱フィン温度センサによって検出された上記放熱フィンの温度と比較し、
上記放熱フィン性能低下推定部は、上記放熱フィン推定温度取得部によって求められた上記放熱フィン推定温度に設定値を加えた値を上記第2の基準値として、上記放熱フィン温度センサによって検出された上記放熱フィンの温度と比較する。
Moreover, in the cooling device of one embodiment,
An ambient temperature sensor for detecting the ambient temperature;
Based on the ambient temperature detected by the ambient temperature sensor and the load of the heating element, a radiation fin estimated temperature acquisition unit for obtaining a radiation fin estimated temperature that is a normal temperature of the radiation fin,
The silicon performance degradation estimation unit uses the value obtained by subtracting a set value from the heat radiation fin estimated temperature obtained by the heat radiation fin estimated temperature acquisition unit as the first reference value, and is detected by the heat radiation fin temperature sensor. Compared to the temperature of the radiating fin,
The heat radiating fin performance deterioration estimation unit is detected by the heat radiating fin temperature sensor using a value obtained by adding a set value to the heat radiating fin estimated temperature obtained by the heat radiating fin estimated temperature acquisition unit as the second reference value. It compares with the temperature of the said radiation fin.
ここで、「発熱体の負荷」とは、発熱体にかかる電流などの負荷であり、この負荷が大きくなれば、発熱体の発熱量が大きくなる。 Here, the “heating element load” is a load such as a current applied to the heating element, and the heat generation amount of the heating element increases as the load increases.
この実施形態の冷却装置によれば、上記放熱フィン推定温度取得部は、放熱フィン推定温度を求め、上記シリコン性能低下推定部は、この放熱フィン推定温度に基づいて、シリコンの熱伝達性能の低下を推定し、上記放熱フィン性能低下推定部は、この放熱フィン推定温度に基づいて、放熱フィンの冷却性能の低下を推定する。 According to the cooling device of this embodiment, the heat radiating fin estimated temperature acquisition unit obtains the heat radiating fin estimated temperature, and the silicon performance lowering estimation unit reduces the heat transfer performance of silicon based on the heat radiating fin estimated temperature. The radiating fin performance deterioration estimation unit estimates a decrease in cooling performance of the radiating fin based on the radiating fin estimated temperature.
これによって、シリコンの性能低下や放熱フィンの性能低下を、正確に、推定することができる。 As a result, it is possible to accurately estimate the silicon performance degradation and the heat radiation fin performance degradation.
また、一実施形態の流体圧ユニットでは、
流体タンクの流体を流体圧アクチュエータに供給する流体圧ポンプと、
上記流体圧ポンプを駆動する可変速モータと、
上記流体タンクの流体を冷却するためのラジエータと、
上記可変速モータの回転数を制御して上記流体圧ポンプの吐出流量を設定値にする流量制御と、上記可変速モータの回転数を制御して上記流体圧ポンプの吐出圧力を設定値にする圧力制御とを切り換えて行う回転数制御手段と、
上記冷却装置と
を備え、
上記回転数制御手段は、上記可変速モータに電流を流して上記可変速モータの回転数を制御するインバータを有し、
上記冷却装置は、上記発熱体としての上記インバータを冷却する。
In the fluid pressure unit of one embodiment,
A fluid pressure pump for supplying fluid in a fluid tank to a fluid pressure actuator;
A variable speed motor for driving the fluid pressure pump;
A radiator for cooling the fluid in the fluid tank;
Flow rate control for controlling the rotational speed of the variable speed motor to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump to a set value, and control of the rotational speed of the variable speed motor to set the discharge pressure of the fluid pressure pump to a set value A rotational speed control means for switching pressure control;
Including the cooling device,
The rotation speed control means includes an inverter that controls the rotation speed of the variable speed motor by passing a current through the variable speed motor;
The cooling device cools the inverter as the heating element.
この実施形態の流体圧ユニットによれば、上記冷却装置を備えているので、この冷却装置により、インバータの放熱を十分に行うことができる。 According to the fluid pressure unit of this embodiment, since the cooling device is provided, the cooling device can sufficiently dissipate heat from the inverter.
この発明の冷却装置によれば、上記シリコン性能低下推定部は、放熱フィン温度センサによって検出された放熱フィンの温度が、発熱体の発熱量に応じて決定される第1の基準値を下回ると、シリコンの熱伝達性能の低下を推定する。これにより、シリコンの熱伝達性能の低下の原因となるシリコン厚みの減少を認識でき、発熱体の放熱を十分に行うことができる。 According to the cooling device of the present invention, the silicon performance deterioration estimation unit, when the temperature of the radiation fin detected by the radiation fin temperature sensor is below a first reference value determined according to the amount of heat generated by the heating element. Estimate the decrease in heat transfer performance of silicon. Thereby, the reduction | decrease of the silicon thickness which causes the fall of the heat transfer performance of silicon | silicone can be recognized, and heat dissipation of a heat generating body can fully be performed.
この実施形態の流体圧ユニットによれば、上記冷却装置を備えているので、この冷却装置により、インバータの放熱を十分に行うことができる。 According to the fluid pressure unit of this embodiment, since the cooling device is provided, the cooling device can sufficiently dissipate heat from the inverter.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、この発明の一実施形態の油圧ユニットを示す回路図である。この油圧ユニット1は、本発明の流体圧ユニットの一例であり、例えば、旋盤、研磨盤、表面仕上げ機械、削り盤、マシニングセンタ等の工作機械に用いられる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a hydraulic unit according to an embodiment of the present invention. The
工作機械は、図示しないが、例えば、心押台クランプや刃物台クランプ、チャック等のように、ワークや工具を固定する複数の油圧アクチュエータを有し、これら油圧アクチュエータが、油圧ユニット1によって駆動される。
Although not shown, the machine tool has a plurality of hydraulic actuators for fixing a work and a tool, such as a tailstock clamp, a tool post clamp, and a chuck, and these hydraulic actuators are driven by the
上記油圧ユニット1は、油圧回路10と、この油圧回路10を制御するための制御ユニット30とを備えている。
The
上記油圧回路10は、油タンク11と、油圧ポンプ13と、この油圧ポンプ13を駆動するポンプ用モータ14と、絞り通路21と、ラジエータ23とを備えている。
The
上記油圧ポンプ13は、流体圧ポンプの一例であり、流体タンクの一例である上記油タンク11の作動油を、吸入して、油圧アクチュエータに吐出する。この油圧ポンプ13は、例えばピストンポンプであり、固定容量型ポンプで構成されている。
The
上記ポンプ用モータ14は、油圧ポンプ13に接続され、油圧ポンプ13を駆動する可変速モータである。このポンプ用モータ14には、ポンプ用モータ14の回転速度に応じたパルス信号を出力するパルスジェネレータ15が接続されている。
The
上記油圧ポンプ13の吸入側には、オイルフィルタ12が設けられている。油圧ポンプ13の吐出配管18には、油圧ポンプ13の吐出圧力が所定圧力を超えないようにリリーフ弁16が設けられている。
An
上記油圧ポンプ13の吐出配管18には、油圧ポンプ13の吐出圧力を検出する圧力センサ17が設けられている。油圧ポンプ13の吐出配管18は、図示しない方向切換弁を介して、工作機械側の油圧アクチュエータに接続されている。
The
上記絞り通路21は、油タンク11と油圧ポンプ13の吐出配管18とに接続されている。この絞り通路21には、可変絞り弁22が設けられている。絞り通路21は、常時油圧ポンプ13から吐出された作動油の一部が工作機械側へは流れずに油タンク11に戻るように構成されている。この油タンク11への戻り量は、可変絞り弁22によって調節される。
The
上記絞り通路21を設けることにより、油圧ポンプ13が低回転領域で運転されるのを確実に回避することができる。つまり、油圧ポンプ13から吐出された作動油の一部が絞り通路21へ流れるため、油圧ポンプ13の吐出流量は工作機械のアクチュエータで必要な流量よりも多くなる。そうすると、油圧ポンプ13は比較的高い回転領域で運転されることとなる。これによって、油圧ポンプ13が低回転で運転されるのを避けることができ、圧力制御/流量制御を安定に行うことができる。
By providing the
上記ラジエータ23は、絞り通路21における可変絞り弁22の下流側に設けられている。ラジエータ23は、ラジエータ本体231と、ラジエータファン232と、ファンモータ233とを有する。
The
上記ラジエータ本体231は、絞り通路21に接続されている。上記ラジエータファン232は、ラジエータ本体231を通過する作動油を冷却する。上記ファンモータ233は、ラジエータファン232を駆動する。
The radiator
このように、上記ラジエータ23は、油タンク11の作動油を冷却して、作動油の温度上昇を抑制する。
Thus, the
上記油圧ポンプ13には、ドレン通路25が設けられている。このドレン通路25は、絞り通路21における可変絞り弁22とラジエータ23との間に接続されている。ドレン通路25では、油圧ポンプ13内で漏れた作動油が絞り通路21に流れる。
The
上記制御ユニット30は、PQ制御部31と、速度制御部32と、インバータ33と、速度検出部34と、冷却装置50とを備えている。
The
上記PQ制御部31には、圧力センサ17から油圧ポンプ13の吐出圧力が、入力される。そして、PQ制御部31は、入力された吐出圧力と、図2に示す吐出圧力−吐出流量特性(以下、P−Q特性という。)とに基づいて、速度指令を出力する。
The discharge pressure of the
上記速度検出部34は、パルスジェネレータ15からパルス信号が入力され、そのパルス信号同士の間隔を測定することにより、ポンプ用モータ14の回転数回転速度を、現在速度として検出する。
The
上記速度制御部32は、PQ制御部31から速度指令が、速度検出部34から現在速度が入力される。そして、速度制御部32は、速度指令と現在速度を用いて速度制御演算を行い、電流指令を出力する。
The
上記インバータ33は、速度制御部32から電流指令が入力され、それに基づいてポンプ用モータ14に電流を流して、ポンプ用モータ14の回転数を制御する。
The
上記PQ制御部31と上記速度制御部32と上記インバータ33とは、回転数制御手段を構成している。そして、この回転数制御手段は、図2に示すP−Q特性に基づいて、油圧ポンプ13の流量制御と圧力制御とを切り換えて行う。
The
上記流量制御では、油圧ポンプ13の吐出流量が流量設定値Qaとなるように、ポンプ用モータ14の回転数(回転速度)が制御される。つまり、図2のA点の流量制御時には、例えば、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダは一定速度で伸長動作または収縮動作を行い、ワークや工具が所定位置まで移動する。その際、油圧ポンプ13の吐出圧力は比較的低い値となる。
In the flow rate control, the rotation speed (rotational speed) of the
上記圧力制御では、油圧ポンプ13の吐出圧力が設定値(デッドヘッド圧力)Paとなるように、ポンプ用モータ14の回転数(回転速度)が制御される。つまり、図2のB点の圧力制御時には、例えば、油圧シリンダは伸縮動作を行わず、ワークや工具が所定力でクランプされて保持される。この状態は、油圧ポンプ13の吐出流量が殆どゼロであり、デッドヘッド状態にある。
In the pressure control, the rotation speed (rotational speed) of the
図3に示すように、上記冷却装置50は、上記インバータ33のパワーモジュール331に取り付けられ、このパワーモジュール331を冷却する。パワーモジュール331は、本発明の発熱体の一例である。
As shown in FIG. 3, the
上記冷却装置50は、放熱フィン51と、シリコン52と、放熱フィン温度センサ53と、周囲温度センサ54と、冷却ファン55と、性能推定部60とを有する。
The
上記放熱フィン51は、パワーモジュール331に熱的に接続される。つまり、パワーモジュール331から発生される熱を、放熱フィン51を介して、外部に放出する。
The
上記シリコン52は、熱伝導性接着剤であり、放熱フィン51のパワーモジュール331に接続される部分に配置される。シリコン52は、放熱フィン51とパワーモジュール331とを接着する。
The
上記放熱フィン温度センサ53は、放熱フィン51に取り付けられ、放熱フィン51の温度を検出する。上記周囲温度センサ54は、放熱フィン51から離隔してインバータ33の基板332に配置され、放熱フィン51の周囲の温度を検出する。
The radiation
上記冷却ファン55は、放熱フィン51に空気を送って、放熱フィン51の熱を逃がす。
The cooling fan 55 sends air to the radiating
図3と図4に示すように、上記性能推定部60は、放熱フィン推定温度取得部61と、シリコン性能低下推定部62と、放熱フィン性能低下推定部63とを有する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
上記放熱フィン推定温度取得部61は、上記周囲温度センサ54によって検出された周囲温度と、上記パワーモジュール331の負荷とに基づいて、上記放熱フィン51の正常な温度である放熱フィン推定温度を求める。
The heat radiation fin estimated
ここで、「パワーモジュール331の負荷」とは、パワーモジュール331にかかる電流の負荷であり、つまり、この電流は、ポンプ用モータ14を駆動する電流であり、この負荷が大きくなれば、パワーモジュール331の発熱量が大きくなる。
Here, the “load of the
このとき、上記放熱フィン推定温度取得部61は、予め求めた基準データに基づいて、異常を推定する。この基準データは、予め実験で求められる。
At this time, the heat radiating fin estimated
つまり、保圧状態を継続し、運転時間、周囲温度、モータ回転数に比例するモータ電流値、放熱フィン温度を実機で測定する。その際、モータ電流平均値を、1Aから10Aまで段階的に変化させて測定し、図5に示すように、データベースを作成する。 That is, the pressure holding state is continued, and the operating time, the ambient temperature, the motor current value proportional to the motor rotation speed, and the radiation fin temperature are measured with the actual machine. At that time, the motor current average value is measured while being changed stepwise from 1A to 10A, and a database is created as shown in FIG.
図5は、周囲温度25℃で保圧時の圧力を変えながら、それぞれの圧力において保圧時動作を継続した場合の、放熱フィン温度とモータ電流(平均)値との関係を示す。 FIG. 5 shows the relationship between the radiating fin temperature and the motor current (average) value when the pressure keeping operation is continued at each pressure while changing the pressure at the ambient temperature of 25 ° C.
続いて、運転開始からの経過時間と放熱フィン上昇温度ΔTをパラメータとして、図6に示すように、データベースを作成する。図6では、運転開始からの経過時間をtとする。運転時間tは、放熱フィンの温度上昇が安定する、運転サイクルに対して十分長い時間である。 Subsequently, a database is created as shown in FIG. 6 using the elapsed time from the start of operation and the radiating fin rising temperature ΔT as parameters. In FIG. 6, let t be the elapsed time from the start of operation. The operation time t is a sufficiently long time with respect to the operation cycle in which the temperature rise of the radiating fin is stabilized.
そして、上記放熱フィン推定温度取得部61は、図6のグラフに、運転時間t とモータ電流を入力して、放熱フィン上昇温度ΔTを得て、この放熱フィン上昇温度ΔTに周囲温度を加えて、放熱フィン推定温度を求める。
Then, the radiating fin estimated
なお、データベースをメモリあるいは近似式の形でプログラム化し、冷却装置50のマイコンで実行してもよく、また、冷却装置50の外部でパソコン等を使って実行してもよい。
The database may be programmed in the form of a memory or an approximate expression and executed by the microcomputer of the
上記シリコン性能低下推定部62は、放熱フィン温度センサ53によって検出された放熱フィン51の温度が、パワーモジュール331の発熱量(つまり、モータ電流値)に応じて決定される第1の基準値を下回ると、シリコンの熱伝達性能の低下を推定する。
The silicon performance
具体的に述べると、上記シリコン性能低下推定部62は、放熱フィン推定温度取得部61によって求められた放熱フィン推定温度から設定値を引いた値を上記第1の基準値として、放熱フィン温度センサ53によって検出された放熱フィン51の温度と比較する。
More specifically, the silicon performance
上記放熱フィン性能低下推定部63は、放熱フィン温度センサ53によって検出された放熱フィン51の温度が、パワーモジュール331の発熱量(つまり、モータ電流値)に応じて決定される第2の基準値を超えると、放熱フィン51の冷却性能の低下を推定する。
The heat radiating fin performance
具体的に述べると、上記放熱フィン性能低下推定部63は、放熱フィン推定温度取得部61によって求められた放熱フィン推定温度に設定値を加えた値を上記第2の基準値として、放熱フィン温度センサ53によって検出された放熱フィン51の温度と比較する。
More specifically, the radiating fin performance
上記性能推定部60は、図7の動作を行う。図7に示すように、図6のグラフFtに運転時間t とモータ電流Iを入力して、放熱フィン上昇温度ΔT[℃]を得て、この放熱フィン上昇温度ΔTに周囲温度Tを加えて、放熱フィン推定温度Tef[℃]を求める(ステップS1)。上記放熱フィン推定温度取得部61は、ステップS1から構成される。
The
そして、放熱フィン温度センサ53によって検出された放熱フィン温度Tf[℃]から放熱フィン推定温度Tefを引いた値が、温度上昇最大値K1[℃]を超えるか否かを判断する(ステップS2)。
Then, it is determined whether or not the value obtained by subtracting the heat radiation fin estimated temperature Tef from the heat radiation fin temperature Tf [° C.] detected by the heat radiation
温度上昇最大値K1[℃]を超えると(ステップS2)、放熱フィンの冷却性能低下と推定する(ステップS5)。上記放熱フィン性能低下推定部63は、ステップS2とステップS5から構成される。
If the temperature rise maximum value K1 [° C.] is exceeded (step S2), it is estimated that the cooling performance of the radiating fin is lowered (step S5). The heat radiating fin performance
一方、温度上昇最大値K1[℃]を超えないと(ステップS2)、放熱フィン推定温度Tefから放熱フィン温度Tfを引いた値が、温度上昇最小値K2[℃]を超えるか否かを判断する(ステップS3)。温度上昇最小値K2[℃]を超えると、シリコンの熱伝達性低下と推定する(ステップS4)。上記シリコン性能低下推定部62は、ステップS3とステップS4から構成される。
On the other hand, if the temperature rise maximum value K1 [° C.] is not exceeded (step S2), it is determined whether or not the value obtained by subtracting the heat radiation fin temperature Tf from the heat radiation fin estimated temperature Tef exceeds the temperature rise minimum value K2 [° C.]. (Step S3). If the temperature rise minimum value K2 [° C.] is exceeded, it is estimated that the heat transfer property of silicon is lowered (step S4). The silicon performance
上記構成の冷却装置50によれば、上記シリコン性能低下推定部62は、シリコン52の熱伝達性能の低下を推定する。これによって、使用者は、シリコン52の熱伝達性能の低下の原因となるシリコン52の厚みの減少を認識でき、シリコン52の交換や補充を行うことで、パワーモジュール331の放熱を十分に行うことができる。
According to the
また、上記放熱フィン性能低下推定部63は、放熱フィン51の冷却性能の低下を推定する。これによって、使用者は、放熱フィン51の冷却性能の低下の原因となる放熱フィン51への埃の付着や放熱フィン51への空気流れの阻害を認識でき、放熱フィン51の掃除などを行うことで、パワーモジュール331の放熱を十分に行うことができる。
Further, the radiating fin performance
また、上記放熱フィン推定温度取得部61は、放熱フィン推定温度を求め、上記シリコン性能低下推定部62は、この放熱フィン推定温度に基づいて、シリコン52の熱伝達性能の低下を推定し、上記放熱フィン性能低下推定部63は、この放熱フィン推定温度に基づいて、放熱フィン51の冷却性能の低下を推定する。これによって、シリコン52の性能低下や放熱フィン51の性能低下を、正確に、推定することができる。
Moreover, the said heat radiation fin estimated
また、上記構成の油圧ユニット1によれば、上記冷却装置50を備えているので、この冷却装置50により、インバータ33の放熱を十分に行うことができる。
Moreover, according to the
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment.
上記実施形態では、放熱フィン性能低下推定部63を設けたが、これを省略してもよい。
In the said embodiment, although the radiation fin performance
また、上記実施形態では、冷却装置50を、油圧ユニットに適用したが、工作機械以外の装置や、作動油以外の流体を用いる流体圧ユニットに適用してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、冷却装置50を、油圧ユニットに適用したが、半導体素子等の自ら発熱する発熱体を有する装置であれば、如何なる装置に適用してもよい。
In the above embodiment, the
1 油圧ユニット(流体圧ユニット)
10 油圧回路
11 油タンク(流体タンク)
12 オイルフィルタ
13 油圧ポンプ(流体圧ポンプ)
14 ポンプ用モータ(可変速モータ)
16 リリーフ弁
17 圧力センサ
23 ラジエータ
30 制御ユニット
31 PQ制御部(回転数制御手段)
32 速度制御部(回転数制御手段)
33 インバータ(回転数制御手段)
331 パワーモジュール(発熱体)
50 冷却装置
51 放熱フィン
52 シリコン
53 放熱フィン温度センサ
54 周囲温度センサ
60 性能推定部
61 放熱フィン推定温度取得部
62 シリコン性能低下推定部
63 放熱フィン性能低下推定部
1 Hydraulic unit (fluid pressure unit)
10 Hydraulic circuit 11 Oil tank (fluid tank)
12
14 Pump motor (variable speed motor)
16
32 Speed controller (rotational speed control means)
33 Inverter (rotational speed control means)
331 Power module (heating element)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記発熱体に熱的に接続される放熱フィン(51)と、
上記放熱フィン(51)の上記発熱体に接続される部分に配置されるシリコン(52)と、
上記放熱フィン(51)の温度を検出する放熱フィン温度センサ(53)と、
上記放熱フィン温度センサ(53)によって検出された上記放熱フィン(51)の温度が、上記発熱体の発熱量に応じて決定される第1の基準値を下回ると、上記シリコン(52)の熱伝達性能の低下を推定するシリコン性能低下推定部(62)と
を備えることを特徴とする冷却装置。 A device for cooling a heating element,
A radiation fin (51) thermally connected to the heating element;
Silicon (52) disposed on a portion of the heat dissipating fin (51) connected to the heating element;
A radiation fin temperature sensor (53) for detecting the temperature of the radiation fin (51);
When the temperature of the radiating fin (51) detected by the radiating fin temperature sensor (53) falls below a first reference value determined according to the amount of heat generated by the heating element, the heat of the silicon (52) A cooling device comprising: a silicon performance deterioration estimation unit (62) for estimating a decrease in transmission performance.
上記放熱フィン温度センサ(53)によって検出された上記放熱フィン(51)の温度が、上記発熱体の発熱量に応じて決定される第2の基準値を超えると、上記放熱フィン(51)の冷却性能の低下を推定する放熱フィン性能低下推定部(63)を備えることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein
When the temperature of the radiating fin (51) detected by the radiating fin temperature sensor (53) exceeds a second reference value determined according to the amount of heat generated by the heating element, the radiating fin (51) A cooling device comprising a radiating fin performance deterioration estimation unit (63) for estimating a decrease in cooling performance.
周囲の温度を検出する周囲温度センサ(54)と、
この周囲温度センサ(54)によって検出された周囲温度と、上記発熱体の負荷とに基づいて、上記放熱フィン(51)の正常な温度である放熱フィン推定温度を求める放熱フィン推定温度取得部(61)と
を備え、
上記シリコン性能低下推定部(62)は、上記放熱フィン推定温度取得部(61)によって求められた上記放熱フィン推定温度から設定値を引いた値を上記第1の基準値として、上記放熱フィン温度センサ(53)によって検出された上記放熱フィン(51)の温度と比較し、
上記放熱フィン性能低下推定部(63)は、上記放熱フィン推定温度取得部(61)によって求められた上記放熱フィン推定温度に設定値を加えた値を上記第2の基準値として、上記放熱フィン温度センサ(53)によって検出された上記放熱フィン(51)の温度と比較することを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 2, wherein
An ambient temperature sensor (54) for detecting the ambient temperature;
Based on the ambient temperature detected by the ambient temperature sensor (54) and the load on the heating element, a radiation fin estimated temperature acquisition unit for obtaining a radiation fin estimated temperature that is a normal temperature of the radiation fin (51) ( 61)
The silicon performance degradation estimation unit (62) uses the value obtained by subtracting a set value from the heat radiation fin estimated temperature obtained by the heat radiation fin estimated temperature acquisition unit (61) as the first reference value, and the heat radiation fin temperature. Compared to the temperature of the radiating fin (51) detected by the sensor (53),
The heat radiating fin performance deterioration estimation unit (63) uses the value obtained by adding a set value to the heat radiating fin estimated temperature obtained by the heat radiating fin estimated temperature acquisition unit (61) as the second reference value. The cooling device characterized by comparing with the temperature of the radiation fin (51) detected by the temperature sensor (53).
上記流体圧ポンプ(13)を駆動する可変速モータ(14)と、
上記流体タンク(11)の流体を冷却するためのラジエータ(23)と、
上記可変速モータ(14)の回転数を制御して上記流体圧ポンプ(13)の吐出流量を設定値にする流量制御と、上記可変速モータ(14)の回転数を制御して上記流体圧ポンプ(13)の吐出圧力を設定値にする圧力制御とを切り換えて行う回転数制御手段(31,32,33)と、
請求項1から3の何れか一つに記載の上記冷却装置(50)と
を備え、
上記回転数制御手段(31,32,33)は、上記可変速モータ(14)に電流を流して上記可変速モータ(14)の回転数を制御するインバータ(33)を有し、
上記冷却装置(50)は、上記発熱体としての上記インバータ(33)を冷却することを特徴とする流体圧ユニット。 A fluid pressure pump (13) for supplying fluid in the fluid tank (11) to a fluid pressure actuator;
A variable speed motor (14) for driving the fluid pressure pump (13);
A radiator (23) for cooling the fluid in the fluid tank (11);
A flow rate control for controlling the rotational speed of the variable speed motor (14) to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) to a set value, and a rotational speed of the variable speed motor (14) for controlling the fluid pressure. A rotation speed control means (31, 32, 33) for switching pressure control for setting the discharge pressure of the pump (13) to a set value;
The cooling device (50) according to any one of claims 1 to 3,
The rotation speed control means (31, 32, 33) includes an inverter (33) that controls the rotation speed of the variable speed motor (14) by supplying a current to the variable speed motor (14).
The fluid pressure unit, wherein the cooling device (50) cools the inverter (33) as the heating element.
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JP2012130907A JP2013254899A (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Cooling device and fluid pressure unit |
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WO2018229849A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | Temperature protection device of semiconductor element |
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- 2012-06-08 JP JP2012130907A patent/JP2013254899A/en active Pending
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