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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024068489
(43)【公開日】2024-05-20
(54)【発明の名称】冷却器、電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240513BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240513BHJP
H01L 23/473 20060101ALI20240513BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
H05K7/20 N
H01L23/46 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022178990
(22)【出願日】2022-11-08
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 祐司
(72)【発明者】
【氏名】藤本 裕地
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
5H770
【Ｆターム（参考）】
5E322AA05
5E322AA11
5E322DA04
5E322FA01
5E322FA04
5F136BA03
5F136CB06
5F136DA27
5F136FA02
5F136FA03
5F136GA02
5H770AA21
5H770DA03
5H770PA17
5H770PA42
5H770QA06
5H770QA28
(57)【要約】
【課題】安定した冷却性能を確保することができる冷却器を提案すること。
【解決手段】冷却器１は、本体部を備え、本体部は、第２面２２２を有する第１基部２２と、第２面２２２に間隔をあけて対向する第４面２３２を含む第２基部２３と、第４面２３２から第２面２２２に向かって突出し、互いに離間する複数の隔壁２４と、を備え、本体部内は、第１基部２２、第２基部２３、および複数の隔壁２４によって形成される複数の冷却流路Ｒ３を含み、第２面２２２は、複数の凹部２２０を有し、複数の凹部２２０内にはろう材６が配置され、複数の隔壁２４の少なくとも一部は、ろう材６により複数の凹部２２０に接合される。
【選択図】図８
【解決手段】冷却器１は、本体部を備え、本体部は、第２面２２２を有する第１基部２２と、第２面２２２に間隔をあけて対向する第４面２３２を含む第２基部２３と、第４面２３２から第２面２２２に向かって突出し、互いに離間する複数の隔壁２４と、を備え、本体部内は、第１基部２２、第２基部２３、および複数の隔壁２４によって形成される複数の冷却流路Ｒ３を含み、第２面２２２は、複数の凹部２２０を有し、複数の凹部２２０内にはろう材６が配置され、複数の隔壁２４の少なくとも一部は、ろう材６により複数の凹部２２０に接合される。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に延在する本体部を備え、
前記本体部は、
前記第１方向に延在し、第１面、および前記第１面と反対側の第２面を有する第１基部と、
前記第１方向に延在する第２基部であって、発熱体を冷却する第３面、および、前記第３面の反対側において前記第２面に間隔をあけて対向する第４面を含む第２基部と、
前記第４面から前記第２面に向かって突出し、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、互いに離間する前記複数の隔壁と、を備え、
前記本体部内は、前記第１基部、前記第２基部、および前記複数の隔壁によって形成される複数の冷却流路を含み、
前記第２面は、複数の凹部を有し、
前記複数の凹部内には、接合材が配置され、
前記複数の隔壁の少なくとも一部は、前記接合材により前記複数の凹部に接合される、
ことを特徴とする冷却器。
前記本体部は、
前記第１方向に延在し、第１面、および前記第１面と反対側の第２面を有する第１基部と、
前記第１方向に延在する第２基部であって、発熱体を冷却する第３面、および、前記第３面の反対側において前記第２面に間隔をあけて対向する第４面を含む第２基部と、
前記第４面から前記第２面に向かって突出し、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、互いに離間する前記複数の隔壁と、を備え、
前記本体部内は、前記第１基部、前記第２基部、および前記複数の隔壁によって形成される複数の冷却流路を含み、
前記第２面は、複数の凹部を有し、
前記複数の凹部内には、接合材が配置され、
前記複数の隔壁の少なくとも一部は、前記接合材により前記複数の凹部に接合される、
ことを特徴とする冷却器。
【請求項2】
前記複数の隔壁のそれぞれは、前記第４面に接続される第１部分と、前記第１部分の幅よりも小さく、前記接合材により前記複数の凹部に接合される第２部分と、を有する、
請求項１に記載の冷却器。
請求項１に記載の冷却器。
【請求項3】
前記第２部分の幅は、前記第１部分からの距離が増加するにつれて減少する、
請求項２に記載の冷却器。
請求項２に記載の冷却器。
【請求項4】
前記凹部の底面は、平坦であり、
前記複数の隔壁の各先端は、平坦である、
請求項２または３に記載の冷却器。
前記複数の隔壁の各先端は、平坦である、
請求項２または３に記載の冷却器。
【請求項5】
前記凹部の底面は、湾曲している、
請求項２または３に記載の冷却器。
請求項２または３に記載の冷却器。
【請求項6】
前記複数の隔壁の先端の少なくとも一部は、前記凹部の底面に接触している、
請求項１に記載の冷却器。
請求項１に記載の冷却器。
【請求項7】
前記複数の隔壁の先端の少なくとも一部は、前記接合材を介して前記凹部に接合される、
請求項１に記載の冷却器。
請求項１に記載の冷却器。
【請求項8】
前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記複数の隔壁に対応するように沿って設けられ、
前記複数の隔壁の少なくとも一部は、前記凹部内に配置され、前記接合材により前記複数の凹部に接合される、
請求項１に記載の冷却器。
前記複数の隔壁の少なくとも一部は、前記凹部内に配置され、前記接合材により前記複数の凹部に接合される、
請求項１に記載の冷却器。
【請求項9】
請求項１に記載の冷却器を備える、
電力変換装置。
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、冷却器およびそれを備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
直流電力を交流電力に変換する電力変換装置等の半導体装置が知られている。当該半導体装置には、発熱体の熱を放散させるための冷却器が搭載されている。当該冷却器としては、複数の矩形状または円形状の孔で構成された複数の流路を有するものが知られている。かかる複数の流路を有する冷却器の例として、特許文献１に記載の冷却器が挙げられる。
【0003】
特許文献１に記載の冷却器は、複数の冷却流路を有する本体部を備える。本体部は、発熱体が配置される外面を含み第１方向に延在する平板状の外壁と、外壁に離間し、第１方向に延在す平板状の第１隔壁とを有する。また、外壁には、その内面から第１方向に直交する第２方向に延在する平板状の複数の隔壁が設けられる。かかる外壁、第１隔壁、および複数の隔壁によって、互いに独立した複数の冷却流路が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特願２０２２－００６３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１では、複数の隔壁が、壁の平坦面に接続されている。このため、例えば、複数の隔壁を第１隔壁にろう材を介して接合する場合、ろう材量が過剰であると冷却流路にろう材が流れ込むおそれがある。この結果、冷却流路の断面積の極度な縮小または流路の閉塞が発生するおそれがある。よって、発熱体の冷却不良または冷却器の圧力損失の増大を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示の好適な態様に係る冷却器は、第１方向に延在する本体部を備え、前記本体部は、前記第１方向に延在し、第１面、および前記第１面と反対側の第２面を有する第１基部と、前記第１方向に延在する第２基部であって、発熱体を冷却する第３面、および、前記第３面の反対側において前記第２面に間隔をあけて対向する第４面を含む第２基部と、前記第４面から前記第２面に向かって突出し、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、互いに離間する前記複数の隔壁と、を備え、前記本体部内は、前記第１基部、前記第２基部、および前記複数の隔壁によって形成される複数の冷却流路を含み、前記第２面は、複数の凹部を有し、前記複数の凹部内には、接合材が配置され、
前記複数の隔壁の少なくとも一部は、前記接合材により前記複数の凹部に接合される。
前記複数の隔壁の少なくとも一部は、前記接合材により前記複数の凹部に接合される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、余剰の接合材による冷却流路の断面積の極度な縮小および流路閉塞のおそれを抑制することができる。このため、発熱体の冷却不良または冷却器の圧力損失の増大を招くおそれを抑制することができ、よって、安定した冷却性能を確保することができる冷却器を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態の冷却器１および半導体モジュールの分解斜視図である。
【図10】比較例の冷却流路形成部を示す図である。
【図12】冷却流路形成部の製造について説明するための図である。
【図13】冷却流路形成部の製造について説明するための図である。
【図14】冷却流路形成部の製造について説明するための図である。
【図15】第１変形例の冷却流路形成部を示す図である。
【図16】第２変形例の冷却流路形成部を示す図である。
【図17】第３変形例の冷却流路形成部を示す図である。
【図18】第４変形例の冷却流路形成部を示す図である。
【図19】第５変形例の冷却流路形成部を示す図である。
【図20】第６変形例の冷却器を示す斜視図である。
【図22】第７変形例の冷却器を示す斜視図である。
【図24】電力変換装置の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【0010】
１．実施形態
１－１．冷却器１の概略
図１は、実施形態の冷却器１および半導体モジュール２００の分解斜視図である。図２は、図１の冷却器１および半導体モジュール２００の平面図である。以下の説明は、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、以下では、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向とは反対の方向がＸ２方向である。Ｙ軸に沿う一方向がＹ１方向であり、Ｙ１方向とは反対の方向がＹ２方向である。Ｚ軸に沿う一方向がＺ１方向であり、Ｚ１方向とは反対の方向がＺ２方向である。また、Ｘ軸およびＹ軸に沿った平面をＸ－Ｙ平面とする。また、以下では、Ｚ１方向を「上方」とし、Ｚ２方向を「下方」とする。また、以下では、Ｚ１方向またはＺ２方向からみることを「平面視」とする。また、Ｙ１方向およびＹ１方向のそれぞれは、「第１方向」の一例であり、Ｘ１方向およびＸ１方向のそれぞれは、「第２方向」の一例である。
１－１．冷却器１の概略
図１は、実施形態の冷却器１および半導体モジュール２００の分解斜視図である。図２は、図１の冷却器１および半導体モジュール２００の平面図である。以下の説明は、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、以下では、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向とは反対の方向がＸ２方向である。Ｙ軸に沿う一方向がＹ１方向であり、Ｙ１方向とは反対の方向がＹ２方向である。Ｚ軸に沿う一方向がＺ１方向であり、Ｚ１方向とは反対の方向がＺ２方向である。また、Ｘ軸およびＹ軸に沿った平面をＸ－Ｙ平面とする。また、以下では、Ｚ１方向を「上方」とし、Ｚ２方向を「下方」とする。また、以下では、Ｚ１方向またはＺ２方向からみることを「平面視」とする。また、Ｙ１方向およびＹ１方向のそれぞれは、「第１方向」の一例であり、Ｘ１方向およびＸ１方向のそれぞれは、「第２方向」の一例である。
【0011】
図１に示す冷却器１は、多穴管を有する水冷式の冷却装置である。冷却器１は、半導体モジュール２００ｕ、２００ｖおよび２００ｗを冷却する。半導体モジュール２００ｕ、２００ｖおよび２００ｗのそれぞれは、「発熱体」の例示である。半導体モジュール２００ｕ、２００ｖおよび２００ｗのそれぞれは、例えば、スイッチング素子等のパワー半導体素子を含むパワー半導体チップを樹脂ケースに収容したパワー半導体モジュールである。スイッチング素子としては、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）およびＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が該当する。なお、以下では、半導体モジュール２００ｕ、２００ｖおよび２００ｗを、半導体モジュール２００と総称する場合がある。また、冷却器１、半導体モジュール２００ｕ、２００ｖおよび２００ｗは、例えば、インバータおよびコンバータ等の任意のパワー半導体装置に搭載される。
【0012】
図１および図２に示すように、冷却器１は、本体部２と、ヘッド部３と、導入管４と、導出管５とを有する。本体部２の外表面には、半導体モジュール２００が配置される。また、本体部２は、液状の冷媒を収容する内部空間Ｓを有する。冷媒としては、特に限定されないが、例えば、水等の水系冷媒が挙げられる。かかる冷却器１では、本体部２内で冷媒を循環させて半導体モジュール２００を放熱させる対流熱伝達による冷却方式により半導体モジュール２００を冷却させる。
【0013】
１－１ａ．本体部２
図３は、図２中のＡ１－Ａ１線の断面図である。図３に示すように、本体部２は、液状の冷媒を収容する内部空間Ｓを有する。図１に示すように、本体部２は、Ｚ１方向に延在する。本体部２は、ヘッド部３に向けてＹ２方向に開口している。図１および図３に示すように、本体部２は、筐体２１と冷却流路形成部２０とを有する。また、本体部２の内部空間Ｓは、冷媒導入流路Ｒ１と、複数の冷却流路Ｒ２と冷媒導出流路Ｒ３とに区分される。以下、本体部２の各部について順次説明する。
図３は、図２中のＡ１－Ａ１線の断面図である。図３に示すように、本体部２は、液状の冷媒を収容する内部空間Ｓを有する。図１に示すように、本体部２は、Ｚ１方向に延在する。本体部２は、ヘッド部３に向けてＹ２方向に開口している。図１および図３に示すように、本体部２は、筐体２１と冷却流路形成部２０とを有する。また、本体部２の内部空間Ｓは、冷媒導入流路Ｒ１と、複数の冷却流路Ｒ２と冷媒導出流路Ｒ３とに区分される。以下、本体部２の各部について順次説明する。
【0014】
１－１ａ１．筐体２１
筐体２１は、Ｙ１方向に延び、Ｚ１方向およびＹ２方向に開口している。筐体２１は、底板２１１と３つの側壁２１２、２１３および２１４と仕切板２１５とを有する。底板２１１は、Ｙ１方向に延び、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板である。３つの側壁２１２、２１３および２１４は、底板２１１に接続され、底板２１１からＺ1方向に突出する。側壁２１２および２１３は、Ｙ－Ｚ平面に沿った平板であり、互いに離間している。側壁２１４は、Ｘ－Ｚ平面に沿った平板であり、側壁２１２と側壁２１３とを接続する。仕切板２１５は、Ｚ１方向に延び、Ｙ－Ｚ平面に沿った平板である。仕切板２１５は、側壁２１２と側壁２１３との間に配置される。仕切板２１５、側壁２１２および側壁２１３は、互いに平行で、互いに離間している。側壁２１２と仕切板２１５との間の距離と、側壁２１３と仕切板２１５との間の距離とは、ほぼ等しいが特に限定されない。仕切板２１５のＹ１方向の端は、側壁２１４に接続される。
筐体２１は、Ｙ１方向に延び、Ｚ１方向およびＹ２方向に開口している。筐体２１は、底板２１１と３つの側壁２１２、２１３および２１４と仕切板２１５とを有する。底板２１１は、Ｙ１方向に延び、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板である。３つの側壁２１２、２１３および２１４は、底板２１１に接続され、底板２１１からＺ1方向に突出する。側壁２１２および２１３は、Ｙ－Ｚ平面に沿った平板であり、互いに離間している。側壁２１４は、Ｘ－Ｚ平面に沿った平板であり、側壁２１２と側壁２１３とを接続する。仕切板２１５は、Ｚ１方向に延び、Ｙ－Ｚ平面に沿った平板である。仕切板２１５は、側壁２１２と側壁２１３との間に配置される。仕切板２１５、側壁２１２および側壁２１３は、互いに平行で、互いに離間している。側壁２１２と仕切板２１５との間の距離と、側壁２１３と仕切板２１５との間の距離とは、ほぼ等しいが特に限定されない。仕切板２１５のＹ１方向の端は、側壁２１４に接続される。
【0015】
なお、底板２１１、３つの側壁２１２、２１３、２１４、および仕切板２１５は、一体で形成されてもよいし、別体を接合して形成されてもよい。底板２１１、３つの側壁２１２、２１３、２１４、および仕切板２１５のそれぞれは、熱伝導性に優れる材料で形成される。具体的には、底板２１１、３つの側壁２１２、２１３、２１４、および仕切板２１５の各材料としては、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。なお、底板２１１、３つの側壁２１２、２１３、２１４、および仕切板２１５は、互いに同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。
【0016】
かかる筐体２１は、冷媒導入流路Ｒ１と冷媒導出流路Ｒ３とを形成する。具体的には、筐体２１の内部が、仕切板２１５によって、冷媒導入流路Ｒ１と冷媒導出流路Ｒ３とに区切られている。冷媒導入流路Ｒ１は、Ｙ１方向に延び、仕切板２１５に対してＸ１方向に設けられる。冷媒導出流路Ｒ３は、Ｙ１方向に延び、仕切板２１５に対してＸ２方向に設けられる。なお、冷媒導入流路Ｒ１が仕切板２１５に対してＸ２方向に設けられ、冷媒導出流路Ｒ３が仕切板２１５に対してＸ１方向に設けられていてもよい。
【0017】
【0018】
第１基部２２は、筐体２１内に配置されており、筐体２１の仕切板２１５に接続されている。第１基部２２は、Ｙ１方向に延在し、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状である。第１基部２２は、第１面２２１および第２面２２２有する。第１面２２１は、仕切板２１５に接続される。第２面２２２は、第１面２２１と反対側の面である。第１面２２１および第２面２２２は、Ｘ―Ｙ平面に沿った面である。また、第１基部２２のＸ１方向での中心に、仕切板２１５が接続されるが特に限定されない。
【0019】
なお、第１基部２２は、仕切板２１５と一体で形成されてもよいし、仕切板２１５とは別体で形成されてもよい。第１基部２２は、熱伝導性に優れる材料で形成される。具体的には、第１基部２２の材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。
【0020】
図３に示すように、第２基部２３は、筐体２１のＺ１方向の開口を塞ぐ。また、第２基部２３は、第１基部２２と離間する。第２基部２３は、Ｙ１方向に延在し、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状である。第２基部２３は、第３面２３１と第４面２３２とを有する。第３面２３１は、半導体モジュール２００に熱的に接続されており、半導体モジュール２００を冷却する。第４面２３２は、第３面２３１とは反対側の面である。第４面２３２は、第１基部２２の第２面２２２に間隔をあけて対向する。なお、第１基部２２と半導体モジュール２００とは直接的に接続されていてもよいし、第１基部２２と半導体モジュール２００との間には伝熱グリース、接着剤または伝熱性の高い熱伝導シート等が介在してもよい。
【0021】
第２基部２３は、熱伝導性に優れる材料で形成される。具体的には、第２基部２３の材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。
【0022】
図４は、図２中のＡ２－Ａ２線断面図である。図４に示すように、各隔壁２４は、第２基部２３に接続され、第２基部２３の第４面２３２から第１基部２２の第２面２２２に向かって突出する。各隔壁２４は、Ｘ１方向に延在する。複数の隔壁２４は、互いに離間し、Ｙ１方向に等間隔で並ぶ。なお、複数の隔壁２４は等間隔でなくてもよい。例えば、複数の隔壁２４のうちＹ１方向の端部に近い位置ほど冷媒が流れ難くなるので、Ｙ１方向の端部に近い位置ほど隔壁２４の間隔が大きくてもよい。また、図８等を参照しつつ後述するが、各隔壁２４は、「接合材」としてのろう材６により第１基部２２の第２面２２２に接合される。
【0023】
なお、各隔壁２４は、第２基部２３と一体で形成されてもよいし、第２基部２３とは別体で形成されてもよい。各隔壁２４は、熱伝導性に優れる材料で形成される。具体的には、各隔壁２４の材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。
【0024】
かかる第１基部２２、第２基部２３、および複数の隔壁２４は、複数の冷却流路Ｒ２を形成する。第１基部２２および第２基部２３の間の空間が複数の隔壁２４によって仕切られることにより、複数の冷却流路Ｒ２が形成される。第１基部２２、第２基部２３および２つの隣り合う隔壁２４によって、１つの冷却流路Ｒ２が形成される。各冷却流路Ｒ２はＸ１方向に延び、複数の冷却流路Ｒ２はＹ１方向に並ぶ。各冷却流路Ｒ２は、冷媒導入流路Ｒ１と冷媒導出流路Ｒ３とを連通する。具体的には、複数の冷却流路Ｒ２のそれぞれの一端は冷媒導入流路Ｒ１に接続され、複数の冷却流路Ｒ２のそれぞれの他端は冷媒導出流路Ｒ３に接続される。図３中の破線の矢印で示すように、冷媒導入流路Ｒ１の冷媒は、複数の冷却流路Ｒ２を通り、冷媒導出流路Ｒ３に流入する。
【0025】
１－１ｂ．ヘッド部３
図５は、図２中のＡ３－Ａ３線の断面図である。図１および図５に示すように、ヘッド部３は、本体部２に接続される。ヘッド部３の平面視形状はＸ１方向を長手方向とする矩形であり、ヘッド部３は内部空間を有する箱状をなす。また、ヘッド部３は、筐体２１の冷媒導入流路Ｒ１に対応する開口と、冷媒導出流路Ｒ３に対応する開口を有する。また、ヘッド部３は、後述の導入路Ｒ４に対応する開口と導出路Ｒ５に対応する開口とを有する。また、図２に示すように、ヘッド部３のＸ１方向の長さは、本体部２のＸ１方向の長さよりも大きい。
図５は、図２中のＡ３－Ａ３線の断面図である。図１および図５に示すように、ヘッド部３は、本体部２に接続される。ヘッド部３の平面視形状はＸ１方向を長手方向とする矩形であり、ヘッド部３は内部空間を有する箱状をなす。また、ヘッド部３は、筐体２１の冷媒導入流路Ｒ１に対応する開口と、冷媒導出流路Ｒ３に対応する開口を有する。また、ヘッド部３は、後述の導入路Ｒ４に対応する開口と導出路Ｒ５に対応する開口とを有する。また、図２に示すように、ヘッド部３のＸ１方向の長さは、本体部２のＸ１方向の長さよりも大きい。
【0026】
図１および図５に示すように、ヘッド部３は、ヘッド本体３１と仕切板３２とを有する。ヘッド本体３１は、ヘッド部３の外壁を構成する。また、仕切板３２は、ヘッド本体３１内に配置され、ヘッド本体３１に接続される。仕切板３２は、Ｙ－Ｚ面に沿った平板状であり、ヘッド本体３１内を２つの空間Ｒ０１と空間Ｒ０２とに区切る。空間Ｒ０１は、本体部２の冷媒導入流路Ｒ１に接続され、空間Ｒ０２は、本体部２の冷媒導出流路Ｒ３に接続される。
【0027】
ヘッド部３は、熱伝導性に優れる材料で形成される。具体的には、ヘッド部３の材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。なお、ヘッド部３は、例えば、本体部２と同一材料で形成されてもよい、異なる材料で形成されてもよい。
【0028】
１－１ｃ．導入管４および導出管５
図６は、図１に示す導入管４および導出管５をＹ１方向にみた図である。図１および図２に示すように、導入管４および導出管５のそれぞれは、ヘッド部３に接続され、ヘッド部３からＹ２方向に延びるパイプである。図１および図６に示すように、導入管４は、本体部２内に冷媒を導入する導入路Ｒ４を有する。導出管５は、本体部２内から冷媒を導出する導出路Ｒ５を有する。また、導入路Ｒ４は、冷媒導入流路Ｒ１にヘッド部３の空間Ｒ０１を介して接続される。導出路Ｒ５は、冷媒導出流路Ｒ３にヘッド部３の空間Ｒ０２を介して接続される。また、図示の例では、導入路Ｒ４および導出路Ｒ５は、円筒状である。
図６は、図１に示す導入管４および導出管５をＹ１方向にみた図である。図１および図２に示すように、導入管４および導出管５のそれぞれは、ヘッド部３に接続され、ヘッド部３からＹ２方向に延びるパイプである。図１および図６に示すように、導入管４は、本体部２内に冷媒を導入する導入路Ｒ４を有する。導出管５は、本体部２内から冷媒を導出する導出路Ｒ５を有する。また、導入路Ｒ４は、冷媒導入流路Ｒ１にヘッド部３の空間Ｒ０１を介して接続される。導出路Ｒ５は、冷媒導出流路Ｒ３にヘッド部３の空間Ｒ０２を介して接続される。また、図示の例では、導入路Ｒ４および導出路Ｒ５は、円筒状である。
【0029】
導入管４および導出管５のそれぞれは、熱伝導性に優れる材料で形成される。具体的には、導入管４および導出管５の各材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。なお、導入管４および導出管５は、例えば、本体部２およびヘッド部３と同一材料で形成されてもよい、異なる材料で形成されてもよい。
【0030】
１－２．冷却器１の冷媒の流れ
図７は、図１に示す冷却器１内での冷媒の流れを説明するための平面図である。図７の太線の矢印で示すように、導入管４に導入された冷媒は、導入路Ｒ４、ヘッド部３の空間Ｒ０１、冷媒導入流路Ｒ１、複数の冷却流路Ｒ２、冷媒導出流路Ｒ３、ヘッド部３の空間Ｒ０２、および導出路Ｒ５を通り、導出管５から導出される。このように冷媒が循環することで、複数の冷却流路Ｒ２を形成する第２基部２３上の半導体モジュール２００を効率良く冷却させることができる。
図７は、図１に示す冷却器１内での冷媒の流れを説明するための平面図である。図７の太線の矢印で示すように、導入管４に導入された冷媒は、導入路Ｒ４、ヘッド部３の空間Ｒ０１、冷媒導入流路Ｒ１、複数の冷却流路Ｒ２、冷媒導出流路Ｒ３、ヘッド部３の空間Ｒ０２、および導出路Ｒ５を通り、導出管５から導出される。このように冷媒が循環することで、複数の冷却流路Ｒ２を形成する第２基部２３上の半導体モジュール２００を効率良く冷却させることができる。
【0031】
１－３．冷却流路形成部２０およびろう材６
図８は、図１に示す冷却流路形成部２０の一部を拡大した断面図である。図９は、図８の第１基部２２の一部を示す平面図である。図８および図９に示すように、第１基部２２の第２面２２２は、複数の凹部２２０を有する。各凹部２２０は、第２面２２２に形成された凹みである。各凹部２２０は、Ｘ１方向に延在する。複数の凹部２２０は、互いに離間し、Ｙ１方向に等間隔で並ぶが特に限定されない。ただし、複数の凹部２２０がＹ１方向に並ぶ間隔は、後述の対応する複数の隔壁２４と同じ間隔である。各凹部２２０は、第１基部２２のＸ１方向の辺からＸ２方向の辺まで延びる溝である。
図８は、図１に示す冷却流路形成部２０の一部を拡大した断面図である。図９は、図８の第１基部２２の一部を示す平面図である。図８および図９に示すように、第１基部２２の第２面２２２は、複数の凹部２２０を有する。各凹部２２０は、第２面２２２に形成された凹みである。各凹部２２０は、Ｘ１方向に延在する。複数の凹部２２０は、互いに離間し、Ｙ１方向に等間隔で並ぶが特に限定されない。ただし、複数の凹部２２０がＹ１方向に並ぶ間隔は、後述の対応する複数の隔壁２４と同じ間隔である。各凹部２２０は、第１基部２２のＸ１方向の辺からＸ２方向の辺まで延びる溝である。
【0032】
複数の凹部２２０は、複数の隔壁２４に１対１で対応して形成される。したがって、１つの凹部２２０には、１つの隔壁２４が配置される。複数の凹部２２０は、複数の隔壁２４に対して同数またはそれ以上設けられても良い。また、各凹部２２０内には、ろう材６が配置される。ろう材６により隔壁２４は凹部２２０に接合される。
【0033】
かかる凹部２２０は、ろう材溜まり部として機能する。凹部２２０が設けられていることで、複数の隔壁２４と第１基部２２とを確実に接合しつつ、複数の隔壁２４と第１基部２２とをろう付けする際、ろう材６の余剰分が複数の凹部２２０に留まる。このため、余剰なろう材６が凹部２２０に留まることにより、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを抑制することができる。このため、半導体モジュール２００の冷却不良または冷却器１の圧力損失の増大を招くおそれを抑制することができる。よって、安定した冷却性能を確保することができる冷却器１を提案することができる。また、複数の隔壁２４と第１基部２２とが確実に接合されることで、隣り合う２つの冷却流路Ｒ２内の冷媒が混ざることを防止することができる。よって、冷却面としての第３面２３１における冷却性能のバラつきを抑制することができる。
【0034】
なお、ろう材６の材料としては、特に限定されないが、例えば、銀、銅、チタン、またはこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。なお、複数の隔壁２４のそれぞれがろう材６により、対応する凹部２２０に接合されているが、複数の隔壁２４のうちのいくつかの隔壁２４だけがろう材６により、対応する凹部２２０に接合されていてもよい。
【0035】
図１０は、比較例の冷却流路形成部２０ｘを示す図である。図１０に示す比較例の冷却流路形成部２０ｘの第１基部２２ｘが有する第２面２２２ｘは、前述の複数の凹部２２０を有さない。このため、複数の隔壁２４ｘと第１基部２２ｘとをろう付けする際、溶融した余剰なろう材６の逃げ場がない。このため、比較例の冷却流路形成部２０ｘの場合、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれがある。
【0036】
図１１は、図８に示す冷却流路形成部２０の拡大図である。図１１に示すように、各隔壁２４は、第１部分２４１と第２部分２４２とを有する。第１部分２４１は、第２基部２３の第４面２３２に接続される。第２部分２４２は、第１部分２４１の幅Ｗ１よりも小さい幅Ｗ２の部分である。第２部分２４２は、第１部分２４１より第１基部２２の近くに位置し、ろう材６により凹部２２０に接合される。第１部分２４１と第２部分２４２との境界は、第２面２２２のうち凹部２２０を除く上面よりもＺ１方向に位置する。なお、当該境界は、当該上面よりもＺ２方向に位置してもよい。第２部分２４２は、先端面２４２１と側面２４２２とを有する。図１１に示す例では、先端面２４２１は、Ｘ－Ｙ平面に沿った面であって、平坦である。側面２４２２は、先端面２４２１に接続される。側面２４２２は、Ｘ１方向を向く面、Ｘ２方向を向く面、これら面を接続する第１傾斜面２４２３および第２傾斜面２４２４を有する。第１傾斜面２４２３および第２傾斜面２４２４は、Ｘ１方向に延びる。第１傾斜面２４２３および第２傾斜面２４２４は、隔壁２４のＺ１方向に沿った中心線に対して傾斜する。
【0037】
前述のように、第２部分２４２の幅Ｗ２は、第１部分２４１の幅Ｗ１よりも小さい。このため、第１部分２４１の幅Ｗ１が幅Ｗ２と同一である場合に比べ、凹部２２０に溜まるろう材６の量を増加させることができる。よって、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれをより効果的に抑制することができる。
【0038】
第２部分２４２の幅Ｗ２は、第１部分２４１からの距離が増加するにつれて減少する。したがって、第２部分２４２のうち凹部２２０に近い端部における幅が、第２部分２４２のうち第１部分２４１に近い端部における幅よりも小さい。
【0039】
第１部分２４１からの距離が増加するにつれて幅Ｗ２が減少することで、幅Ｗ２が一定である場合に比べ、各凹部２２０内にろう材６が配置され易い。具体的には、複数の隔壁２４を複数の凹部２２０にろう付けする際、所定温度で加熱されて溶融したろう材が第１傾斜面２４２３および第２傾斜面２４２４に沿って凹部２２０内に誘導され易くなる。このため、各凹部２２０内にろう材６が配置され易い。よって、複数の隔壁２４と第１基部２２とをより確実に接合し、かつ、冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれをより効果的に抑制することができる。
【0040】
また、第２部分２４２の幅Ｗ２は、凹部２２０の幅Ｗ０よりも小さい。このため、凹部２２０内に第２部分２４２を配置することができる。凹部２２０内に第２部分２４２が配置される構成であることで、複数の隔壁２４のそれぞれについて、第２部分２４２を凹部２２０に安定して接合することができる。
【0041】
図１１に示すように、各凹部２２０は、底面２２０１と内壁面２２０２とを有する。底面２２０１は、Ｘ－Ｙ平面に沿った面である。内壁面２２０２は、底面２２０１に接続され、Ｚ１方向に沿った面である。
【0042】
凹部２２０の底面２２０１には、複数の隔壁２４の先端面２４２１がろう材６を介して接合される。したがって、先端面２４２１と底面２２０１との間にはろう材６が介在している。このため、先端面２４２１が底面２２０１に直接的に接触している場合に比べ、複数の隔壁２４と第１基部２２との接合強度をより高めることができる。よって、隣り合う２つの冷却流路Ｒ２内の冷媒が混ざることをより確実に防止することができる。なお、複数の隔壁２４の先端面２４２１の全てがろう材６を介して複数の凹部２２０に接合されなくてもよく、複数の隔壁２４の先端面２４２１の少なくとも一部が複数の凹部２２０に接合されていればよい。
【0043】
また、図１１に示す例では、底面２２０１は、平坦である。また、先端面２４２１は、平坦である。第２部分２４２が平坦な先端面２４２１を有することで、第２部分２４２の先端が尖った形状である場合に比べ、凹部２２０と第２部分２４２との接合の安定性を高めることができる。
【0044】
なお、凹部２２０の深さは特に限定されず、例えばろう材６の量によって設定される。また、第２部分２４２の全てが凹部２２０内に配置されていてもよいし、第２部分２４２の一部は凹部２２０内に位置していなくてもよい。したがって、凹部２２０のＺ１方向に沿った深さは、第２部分２４２のＺ１方向に沿った長さと等しくても、当該長さよりも短くても長くてもよい。
【0045】
１－４．冷却流路形成部２０の製造
図１２、図１３および図１４のそれぞれは、冷却流路形成部２０の製造について説明するための図である。以下、冷却流路形成部２０の製造の例示について簡単に説明する。まず、図１２に示すように、第１基部２２の母材２２ａにろう材６の母材６ａが圧延された平板状のクラッド材７を用意する。次に、図１３に示すように、クラッド材７に複数の溝７０を形成する。次に、図１４に示すように、複数の溝７０内に１対１で複数の隔壁２４を配置する。次に、所定温度に加熱することにより、ろう材６の母材６ａが溶融し、第１基部２２の複数の凹部２２０内に流れ込む。その後、冷却して凹部２２０内のろう材６が固まり、複数の隔壁２４と第２基部２３とが接合される。
図１２、図１３および図１４のそれぞれは、冷却流路形成部２０の製造について説明するための図である。以下、冷却流路形成部２０の製造の例示について簡単に説明する。まず、図１２に示すように、第１基部２２の母材２２ａにろう材６の母材６ａが圧延された平板状のクラッド材７を用意する。次に、図１３に示すように、クラッド材７に複数の溝７０を形成する。次に、図１４に示すように、複数の溝７０内に１対１で複数の隔壁２４を配置する。次に、所定温度に加熱することにより、ろう材６の母材６ａが溶融し、第１基部２２の複数の凹部２２０内に流れ込む。その後、冷却して凹部２２０内のろう材６が固まり、複数の隔壁２４と第２基部２３とが接合される。
【0046】
１－５．変形例
前述の実施形態は、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各変形例を適宜組み合わせてもよい。
前述の実施形態は、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各変形例を適宜組み合わせてもよい。
【0047】
１－５ａ．第１変形例
図１５は、第１変形例の冷却流路形成部２０Ａを示す図である。図１５に示す冷却流路形成部２０Ａでは、隔壁２４が凹部２２０の底面２２０１に突き当たっている。すなわち、隔壁２４は、底面２２０１に接触している。隔壁２４が底面２２０１に接触していることで、冷却流路Ｒ２のＺ１方向の高さを複数の冷却流路Ｒ２間で均一にし易い。このため、各冷却流路Ｒ２での冷却性能のバラつきを抑制することができる。なお、各隔壁２４の先端面２４２１の全てが底面２２０１に接触しているが、各先端面２４２１の一部が底面２２０１に接触していてもよい。また、複数の隔壁２４のそれぞれが対応する底面２２０１に接触しているが、複数の隔壁２４のうちのいくつかの隔壁２４だけが対応する底面２２０１に接触していてもよい。
図１５は、第１変形例の冷却流路形成部２０Ａを示す図である。図１５に示す冷却流路形成部２０Ａでは、隔壁２４が凹部２２０の底面２２０１に突き当たっている。すなわち、隔壁２４は、底面２２０１に接触している。隔壁２４が底面２２０１に接触していることで、冷却流路Ｒ２のＺ１方向の高さを複数の冷却流路Ｒ２間で均一にし易い。このため、各冷却流路Ｒ２での冷却性能のバラつきを抑制することができる。なお、各隔壁２４の先端面２４２１の全てが底面２２０１に接触しているが、各先端面２４２１の一部が底面２２０１に接触していてもよい。また、複数の隔壁２４のそれぞれが対応する底面２２０１に接触しているが、複数の隔壁２４のうちのいくつかの隔壁２４だけが対応する底面２２０１に接触していてもよい。
【0048】
１－５ｂ．第２変形例
図１６は、第２変形例の冷却流路形成部２０Ｂを示す図である。図１６に示す冷却流路形成部２０Ｂが有する各隔壁２４Ｂの第２部分２４２Ｂは、前述の底面２２０１を有さない。第２部分２４２Ｂの先端は尖っている。かかる隔壁２４Ｂによっても、前述の実施形態と同様に、複数の隔壁２４Ｂと第１基部２２とを確実に接合しつつ、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを抑制することができる。なお、第２部分２４２Ｂの先端は、底面２２０１にろう材６を介して接合されているが、第１変形例と同様に、底面２２０１に接触していてもよい。
図１６は、第２変形例の冷却流路形成部２０Ｂを示す図である。図１６に示す冷却流路形成部２０Ｂが有する各隔壁２４Ｂの第２部分２４２Ｂは、前述の底面２２０１を有さない。第２部分２４２Ｂの先端は尖っている。かかる隔壁２４Ｂによっても、前述の実施形態と同様に、複数の隔壁２４Ｂと第１基部２２とを確実に接合しつつ、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを抑制することができる。なお、第２部分２４２Ｂの先端は、底面２２０１にろう材６を介して接合されているが、第１変形例と同様に、底面２２０１に接触していてもよい。
【0049】
１－５ｃ．第３変形例
図１７は、第３変形例の冷却流路形成部２０Ｃを示す図である。図１７に示す冷却流路形成部２０Ｃでは、第１基部２２Ｃが有する凹部２２０Ｃの底面２２０１Ｃが、湾曲している。具体的には、底面２２０１Ｃは、隔壁２４と離れる方向であるＺ２方向に向かって湾曲している。底面２２０１Ｃが湾曲していることで、ろう材６を溜まり易くすることができる。よって、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを効果的に抑制することができる。
図１７は、第３変形例の冷却流路形成部２０Ｃを示す図である。図１７に示す冷却流路形成部２０Ｃでは、第１基部２２Ｃが有する凹部２２０Ｃの底面２２０１Ｃが、湾曲している。具体的には、底面２２０１Ｃは、隔壁２４と離れる方向であるＺ２方向に向かって湾曲している。底面２２０１Ｃが湾曲していることで、ろう材６を溜まり易くすることができる。よって、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを効果的に抑制することができる。
【0050】
なお、隔壁２４の先端面２４２１も、底面２２０１Ｃの湾曲に応じて湾曲していてもよい。また、底面２２０１Ｃは、段差を有していてもよい。また、内壁面２２０２は、湾曲していてもよし、段差を有していてもよい。
【0051】
１－５ｄ．第４変形例
図１８は、第４変形例の冷却流路形成部２０Ｄを示す図である。図１８に示す冷却流路形成部２０Ｄでは、各隔壁２４Ｄの幅Ｗが一定である。なお、幅Ｗは、凹部２２０の幅Ｗ０よりも小さい。この場合であっても、凹部２２０が設けられていることで、複数の隔壁２４Ｄと第１基部２２Ｄとを確実に接合しつつ、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを抑制することができる。
図１８は、第４変形例の冷却流路形成部２０Ｄを示す図である。図１８に示す冷却流路形成部２０Ｄでは、各隔壁２４Ｄの幅Ｗが一定である。なお、幅Ｗは、凹部２２０の幅Ｗ０よりも小さい。この場合であっても、凹部２２０が設けられていることで、複数の隔壁２４Ｄと第１基部２２Ｄとを確実に接合しつつ、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを抑制することができる。
【0052】
なお、各隔壁２４Ｄの幅Ｗは、隔壁２４Ｄの基端から先端に向かって増加していてもよいし、減少していてもよい。
【0053】
１－５ｅ．第５変形例
図１９は、第５変形例の冷却流路形成部２０Ｅを示す図である。図１９に示す冷却流路形成部２０Ｅでは、各隔壁２４Ｅの第２部分２４２Ｅの幅Ｗ２が一定である。この場合であっても、凹部２２０が設けられていることで、複数の隔壁２４Ｅと第１基部２２Ｅとを確実に接合しつつ、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを抑制することができる。
図１９は、第５変形例の冷却流路形成部２０Ｅを示す図である。図１９に示す冷却流路形成部２０Ｅでは、各隔壁２４Ｅの第２部分２４２Ｅの幅Ｗ２が一定である。この場合であっても、凹部２２０が設けられていることで、複数の隔壁２４Ｅと第１基部２２Ｅとを確実に接合しつつ、余剰なろう材６による冷却流路Ｒ２の断面積の極度な縮小および冷却流路Ｒ２の閉塞のおそれを抑制することができる。
【0054】
なお、第１部分２４１と第１基部２２との間に隙間があれば、第１部分２４１の幅Ｗ１は、凹部２２０の幅Ｗ０よりも大きくてもよい。
【0055】
１－５ｆ．第６変形例
図２０は、第６変形例の冷却器１Ｆを示す斜視図である。図２１は、図２０中の冷却器１ＦのＢ１－Ｂ１線の断面図である。図２０および図２１に示すように、冷却器１Ｆは、本体部２Ｆと、本体部２Ｆに接続された導入管４と、本体部２Ｆに接続された導出管５とを有する。本体部２Ｆは、第１筐体２５と第２筐体２６と冷却流路形成部２０Ｆとを有する。
図２０は、第６変形例の冷却器１Ｆを示す斜視図である。図２１は、図２０中の冷却器１ＦのＢ１－Ｂ１線の断面図である。図２０および図２１に示すように、冷却器１Ｆは、本体部２Ｆと、本体部２Ｆに接続された導入管４と、本体部２Ｆに接続された導出管５とを有する。本体部２Ｆは、第１筐体２５と第２筐体２６と冷却流路形成部２０Ｆとを有する。
【0056】
第１筐体２５および第２筐体２６は、Ｙ１方向に延び、互いに独立している。第１筐体２５および第２筐体２６のそれぞれは、冷却流路形成部２０Ｆに接続される。具体的には、第１筐体２５および第２筐体２６のそれぞれは、第１基部２２および第２基部２３Ｆのそれぞれに接続される。第１筐体２５は、冷媒導入流路Ｒ１を有する。第２筐体２６は、冷媒導出流路Ｒ３を有する。
【0057】
冷却流路形成部２０Ｆは、第１筐体２５および第２筐体２６に対してＺ１方向に配置される。冷却流路形成部２０Ｆは、Ｘ１方向において、第１筐体２５と第２筐体２６との間に位置する。また、冷却流路形成部２０Ｆが有する第２基部２３Ｆは、Ｘ－Ｙ平面に沿った壁部２３５と、Ｙ－Ｚ平面に沿った２つの壁部２３６および壁部２３７とを有する。壁部２３６および壁部２３７は、互いに離間し、壁部２３５からＺ２方向に突出する。壁部２３６は、第１筐体２５に接続される。壁部２３７は、第２筐体２６に接続される。また、複数の隔壁２４は、壁部２３５、２３６および２３７に囲まれ、これらに接続される。
【0058】
かかる構成によっても、前述の実施形態と同様に、半導体モジュール２００の冷却不良または冷却器１Ｆの圧力損失の増大を招くおそれを抑制することができる。よって、安定した冷却性能を確保することができる冷却器１Ｆを提案することができる。
【0059】
１－５ｇ．第７変形例
図２２は、第７変形例の冷却器１Ｇを示す斜視図である。図２３は、図２２中のＢ２－Ｂ２線の断面図である。図２２および図２３に示すように、冷却器１Ｇは、本体部２Ｇと、本体部２Ｇに接続された導入管４と、本体部２Ｇに接続された導出管５とを有する。本体部２Ｇは、第１筐体２７と第２筐体２８と冷却流路形成部２０Ｆとを有する。
図２２は、第７変形例の冷却器１Ｇを示す斜視図である。図２３は、図２２中のＢ２－Ｂ２線の断面図である。図２２および図２３に示すように、冷却器１Ｇは、本体部２Ｇと、本体部２Ｇに接続された導入管４と、本体部２Ｇに接続された導出管５とを有する。本体部２Ｇは、第１筐体２７と第２筐体２８と冷却流路形成部２０Ｆとを有する。
【0060】
第１筐体２７および第２筐体２８は、Ｙ１方向に延び、互いに独立している。第１筐体２７および第２筐体２８のそれぞれは、冷却流路形成部２０に接続される。具体的には、第１筐体２７および第２筐体２８のそれぞれは、第１基部２２および第２基部２３のそれぞれに接続される。第１筐体２７は、冷媒導入流路Ｒ１を有する。第２筐体２８は、冷媒導出流路Ｒ３を有する。冷却流路形成部２０は、Ｚ１方向において、第１筐体２７および第２筐体２８の間に位置する。
【0061】
かかる構成によっても、前述の実施形態と同様に、半導体モジュール２００の冷却不良または冷却器１Ｇの圧力損失の増大を招くおそれを抑制することができる。よって、安定した冷却性能を確保することができる冷却器１Ｇを提案することができる。
【0062】
２．電力変換装置
図２４は、電力変換装置１００の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。図２４に示す電力変換装置１００は、図１等に示された冷却器１および半導体モジュール２００と、コンデンサ３００と、制御基板４００と、筐体５００と、入力コネクタ５２０と、出力コネクタ５４０とを有する。コンデンサ３００は、図示されない直流電源から入力コネクタ５２０を介して供給される電力を蓄え、半導体モジュール２００が有する複数の入力端子間に印加される直流電圧を平滑化する。制御基板４００には、半導体モジュール２００を制御する制御回路等が設けられる。筐体５００は、冷却器１、半導体モジュール２００、コンデンサ３００および制御基板４００等の電力変換装置１００の内部部品を収納する。また、筐体５００には、入力コネクタ５２０および出力コネクタ５４０が設けられている。例えば、図示されない直流電源から入力コネクタ５２０およびコンデンサ３００を介して、半導体モジュール２００の複数の入力端子間に直流電圧が印加される。また、例えば、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の交流電力が、半導体モジュール２００が有する出力端子から出力コネクタ５４０を介して、図示されない外部装置に出力される。
図２４は、電力変換装置１００の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。図２４に示す電力変換装置１００は、図１等に示された冷却器１および半導体モジュール２００と、コンデンサ３００と、制御基板４００と、筐体５００と、入力コネクタ５２０と、出力コネクタ５４０とを有する。コンデンサ３００は、図示されない直流電源から入力コネクタ５２０を介して供給される電力を蓄え、半導体モジュール２００が有する複数の入力端子間に印加される直流電圧を平滑化する。制御基板４００には、半導体モジュール２００を制御する制御回路等が設けられる。筐体５００は、冷却器１、半導体モジュール２００、コンデンサ３００および制御基板４００等の電力変換装置１００の内部部品を収納する。また、筐体５００には、入力コネクタ５２０および出力コネクタ５４０が設けられている。例えば、図示されない直流電源から入力コネクタ５２０およびコンデンサ３００を介して、半導体モジュール２００の複数の入力端子間に直流電圧が印加される。また、例えば、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の交流電力が、半導体モジュール２００が有する出力端子から出力コネクタ５４０を介して、図示されない外部装置に出力される。
【0063】
かかる電力変換装置１００は、安定した冷却性能を確保することができる前述の冷却器１を有するため、熱による半導体モジュール２００の誤動作や故障等のおそれが抑制されている。よって、電力変換装置１００は、長期信頼性に優れている。なお、冷却器１の代わりに冷却器１Ｆまたは１Ｇを用いた場合も同様である。
【0064】
なお、電力変換装置１００の構成は、図２４に示される例に限定されない。例えば、本実施形態では、半導体モジュール２００が片面から冷却されるため、冷却器１のＺ１方向での大きさを小さくすることができる。このため、半導体モジュール２００のＺ１方向に他の部材等を配置する空間が確保される。例えば、制御基板４００は、Ｚ２方向にみて、一部が半導体モジュール２００に重なるように配置されてもよい。この場合、電力変換装置１００のＺ１方向の大きさが大きくなることを抑制しつつ、電力変換装置１００のＸ１方向の大きさを小さくすることができる。
【0065】
以上、本発明について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。また、本発明の各部の構成は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【符号の説明】
【0066】
１…冷却器、１Ｆ…冷却器、１Ｇ…冷却器、２…本体部、２Ｆ…本体部、２Ｇ…本体部、３…ヘッド部、４…導入管、５…導出管、６…ろう材、６ａ…母材、７…クラッド材、２０…冷却流路形成部、２０Ａ…冷却流路形成部、２０Ｂ…冷却流路形成部、２０Ｃ…冷却流路形成部、２０Ｄ…冷却流路形成部、２０Ｅ…冷却流路形成部、２０Ｆ…冷却流路形成部、２０ｘ…冷却流路形成部、２１…筐体、２２…第１基部、２２Ｃ…第１基部、２２Ｄ…第１基部、２２Ｅ…第１基部、２２ａ…母材、２２ｘ…第１基部、２３…第２基部、２３Ｆ…第２基部、２４…隔壁、２４Ｂ…隔壁、２４Ｄ…隔壁、２４Ｅ…隔壁、２４ｘ…隔壁、２５…第１筐体、２６…第２筐体、２７…第１筐体、２８…第２筐体、３１…ヘッド本体、３２…仕切板、７０…溝、１００…電力変換装置、２００…半導体モジュール、２００ｕ…半導体モジュール、２００ｖ…半導体モジュール、２１１…底板、２１２…側壁、２１３…側壁、２１４…側壁、２１５…仕切板、２２０…凹部、２２０Ｃ…凹部、２２１…第１面、２２２…第２面、２２２ｘ…第２面、２３１…第３面、２３２…第４面、２３５…壁部、２３６…壁部、２３７…壁部、２４１…第１部分、２４２…第２部分、２４２Ｂ…第２部分、２４２Ｅ…第２部分、３００…コンデンサ、４００…制御基板、５００…筐体、５２０…入力コネクタ、５４０…出力コネクタ、２２０１…底面、２２０１Ｃ…底面、２２０２…内壁面、２４２１…先端面、２４２２…側面、２４２３…第１傾斜面、２４２４…第２傾斜面、Ｒ０１…空間、Ｒ０２…空間、Ｒ１…冷媒導入流路、Ｒ２…冷却流路、Ｒ３…冷媒導出流路、Ｒ４…導入路、Ｒ５…導出路、Ｓ…内部空間。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】