JP2000234767A

JP2000234767A - 冷却装置及び空気調和機の冷却装置

Info

Publication number: JP2000234767A
Application number: JP3246299A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kawakubo; 守川久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】空気調和機、冷凍機に搭載する制御回路の電
力用半導体などの発熱性部品より発生する熱の放熱方法
として、電力用半導体の冷凍サイクルへの直接接続で
は、制御回路からの距離が離れ、ノイズの影響を受け易
く、製造コストがアップするなどの課題があった。【解決手段】電力用半導体１を備えた冷凍サイクルの
制御装置において、電力用半導体の放熱部と冷凍サイク
ルの低圧部の冷媒配管８との間をヒートパイプ７にて熱
的に接続した

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機や冷蔵
庫等の冷凍サイクルや、それに搭載する制御回路のう
ち、電力用半導体などの発熱性部品より発生する熱を、
ヒートパイプを介して冷凍サイクルの冷媒配管などに伝
達する冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、例えば特開平２−４１６３号公
報に示された空気調和機に搭載する電力用半導体の冷却
装置を示す冷媒回路図である。図において、２１は圧縮
機、１９は四方弁、１６は室外熱交換器（凝縮器）、１
７は毛細管、１８は室内熱交換器、（蒸発器）２０はア
キュムレータである。８は冷媒配管で、前記各部品が図
中に示すように冷媒配管８にて直列に接続されている。
１は発熱素子である電力用半導体、２５は電力用半導体
１が取り付けられた放熱板で、この放熱板２５がアキュ
ムレータ２０に密着固定されている。

【０００３】図８は前記従来技術における電力用半導体
１が、放熱板２５を介してアキュムレータ２０に密着固
定されている構造を示す拡大斜視図である。

【０００４】図９は、他の従来の空気調和機の電気品を
収納した電気品ボックス３を示す断面図である。図９に
おいて、１は発熱性素子である電力用半導体、２は回路
基板、４は貫通孔、５は取り付けネジ、２５は信号及び
電力用リード線、２３は放熱フィン、２４は冷却ファン
である。電力用半導体１は、取付ネジ５にて放熱フィン
２３に取り付けられ、電気品ボックス３の貫通孔４より
放熱フィン２３を電気品ボックス３の外部に出すような
構造となっている。回路基板２上には、電力用半導体１
を駆動する回路が搭載され、各々がリード線２５にて接
続されている。回路基板２、放熱フィン２３は、電気品
ボックス３に取付ネジ５にて取り付け固定されている。

【０００５】図１０は、例えば実開昭６３−５２０４０
号公報に示された空気調和機の電装品冷却構造を示す図
である。図１０において、３は電気品ボックス、１は発
熱素子である電力用半導体、７はヒートパイプ、６は取
付金具、２３は冷却フィン、２４は冷却ファンである。
ヒートパイプ７の一端に取付金具６を介して電力用半導
体１が取り付けられている。また、ヒートパイプ７の他
の一端には空気調和機の室外熱交換器と同様に放熱フィ
ン２３が取り付けられている。冷却ファン２４の風路
に、放熱フィン２３が室外熱交換器と並設された構造と
なっている。

【０００６】次に動作について説明する。図７におい
て、電力用半導体１の冷却装置の動作を説明する。図７
は空気調和機が冷房時の冷凍サイクルを示し、矢印は冷
媒の流れる方向を示している。この圧縮機２１が作動し
て内部の冷媒は、高温・高圧のガス状冷媒となり、四方
弁１９を通って室外熱交換器１６（凝縮器）に導かれ、
この室外熱交換器１６（凝縮器）で室外の熱交換を行
い、外気により冷却されて高圧の液冷媒に変換されてい
る。室外熱交換器１６（凝縮器）で変換された高圧の液
冷媒は、毛細管１７を通過して低圧の液冷媒となる。冷
房時に冷却器として動作する室内側の室内熱交換機１８
（蒸発器）に導かれ、室内空気と熱交換して室内を冷却
して冷媒液が加熱され、低圧ガスに近い２相冷媒とな
る。この２相冷媒は、四方弁１９を通ってアキュムレー
タ２０に流入される。

【０００７】この時、電力用半導体１で発熱した熱は、
放熱板２５を介してアキュムレータ２０に伝導されて、
アキュムレータ２０に流入さた２相冷媒によって発熱し
た熱を吸熱することで電力用半導体１が冷却され、冷媒
が加熱される。アキュムレータ２０を通過して加熱され
たガス状の冷媒は、再び圧縮機２１に吸引されるととも
に、冷媒を高温・高圧のガス状冷媒にしている。以上説
明した動作を繰り返して、冷房運転行うと同時に、電力
用半導体１を強制冷却している。

【０００８】図１０において、空気調和機の冷凍サイク
ルの動作は図７と同様である。電気品ボックス３内の電
力用半導体１で発熱した熱は、電力用半導体１に取り付
けられた取付金具６に伝達され、さらにヒートパイプ７
を介して放熱フィン２３に伝達される。ここで、放熱フ
ィン２３は、冷却ファン２４により強制空冷されるの
で、電力用半導体１が冷却されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】空気調和機や冷凍機に
搭載する制御回路の発熱性部品よりなる電力用半導体
（パワーモジュール）のうち、電力用トランジスタは特
に近年になって駆動の高周波数化およびスイッチングス
ピードの高速化が急速に進行している。この影響で発生
ノイズ、損失（熱）も増加傾向にある。これらの要因
が、電力用トランジスタの実装方法、駆動方法などの設
計および評価を難しくしており、対策に時間と費用を費
やさざるを得ない状況になってきている。

【００１０】例えば、従来例のうち、図７から図９に示
すものにおいてはノイズの影響を受けて誤動作したり、
発生するノイズが増加するといった課題があった。ま
た、図１０においては、電力用半導体が冷媒管と空気と
の間の熱交換を考慮して設計された放熱フィンに直接接
続できないためにこの放熱フィンとの間にヒートパイプ
を使用しており、電力用半導体と冷媒管との間を連結す
る点や、その際のノイズの発生についての考慮はされて
いない。

【００１１】電力用半導体などを、空気調和機又は冷凍
機の冷媒配管、アキュムレータに直接接続して冷却しよ
うとすると、前記のように電力用半導体と、その駆動回
路あるいは波形生成回路間の距離が離れるため、この間
をリード線で接続することになりノイズの影響を受けて
回路が誤動作したり、また逆にノイズを発生して他の制
御回路が誤動作したり、両者間の接続にリード線を使用
する必要からコストアップしてしまうなどの課題があっ
た。

【００１２】また、電力用半導体とその駆動回路、波形
生成回路の距離を近くするために、これらの回路を同一
回路基板上に実装して空気調和機又は冷凍機の冷媒配
管、アキュムレータに直接接続して冷却しようとする
と、制御回路の重量を支えるために配管支持部材が必要
となりコストアップにつながるなどの課題があった。

【００１３】また、電力用半導体の周辺温度の上昇に伴
い、電力用半導体の温度保護のためにインバータ回路出
力を低減し、制御電流を減少させ、電力用半導体の損失
を低減させるよう運転制御していたので、特に夏場など
高出力が必要な場合でも、空気調和機、冷凍機の出力を
低下させざるを得ないなどの課題があった。

【００１４】また、電力用半導体素子として、一般的に
ＭＯＳ−ＦＥＴまたはＩＧＢＴが使用される。この素子
使用時には、素子への導通電流にて素子損失が発生し
て、導通抵抗または導通電圧が上昇する。そこで、さら
に素子損失が増加し素子温度が上昇する。このように、
素子温度の上昇に伴い、空気調和機又は冷凍機に搭載す
る制御装置の損失が増加してしまうどの課題があった。

【００１５】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたもので、ノイズの影響を低減しながら発熱
性素子等の発熱体からの放熱を促すことができる冷却装
置を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷却装置
は、冷凍サイクルと発熱性素子等の発熱体とを備えた空
気調和機又は冷凍機の制御装置において、前記発熱体の
放熱部と前記冷凍サイクルの低圧部との間をヒートパイ
プにて熱的に接続したものである。

【００１７】また、上記冷凍サイクルの低圧部はアキュ
ムレータ又はその近傍の冷媒配管としたものである。

【００１８】また、前記ヒートパイプと前記発熱体の放
熱部との接続部に、発熱体の放熱面積と少なくとも同一
面積を有する良熱伝導性金属を用いたものである。

【００１９】また、前記ヒートパイプと前記発熱体の放
熱部との間に、良熱伝導性物質を介在して熱的に接続す
るものである。

【００２０】また、前記発熱体の放熱部は、前記冷凍サ
イクルの制御装置に搭載されたコンバータ回路、インバ
ータ回路を構成するトランジスタおよびダイオードとし
たものである。

【００２１】また、前記トランジスタは、電圧駆動型素
子（パワーMOS-FET又はIGBT）としたものである。

【００２２】また、前記発熱体を冷凍サイクルの圧縮機
を制御するインバータ回路の発熱素子としたものであ
る。

【００２３】また、上記冷却装置を空気調和機の室内機
に備えたものである。

【００２４】また、発熱性素子等の発熱体を備えた冷凍
サイクルの制御装置において、前記制御装置を収納し、
送風ファンの風路に臨んで設けられた電気品ボックスの
筐体と、この筐体に取り付けられた冷却用放熱フィンと
を備え、前記発熱体と前記冷却用放熱フィンとをヒート
パイプにて熱的に接続したものである。

【００２５】また、前記送風ファンを空気調和機の室外
機における熱交換器用の送風ファンとしたものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の一実施
の形態を図１にて説明する。従来装置と同様の部分は同
一符号を付しその説明を省略する。図１は冷却装置の断
面図で、図１において、１は発熱体である電力用半導
体、２は回路基板、３は制御装置を収納する電気品ボッ
クス、４は貫通孔、５は取付ネジ、６ａ、６ｂは取付金
具、７はヒートパイプ、８は空気調和機又は冷凍機等の
冷凍サイクルを構成する冷媒配管である。電力用半導体
１が実装された回路基板２は、電気品ボックス３に取付
ネジ５にて取り付け固定されている。電力用半導体１の
放熱部とヒートパイプ７の一端の間は、アルミニウム等
の熱良導性金属よりなる取付金具６ａを介して熱的に接
続されている。

【００２７】また、ヒートパイプ７は電気品ボックス３
に穿設された貫通孔４を貫通して配置され、他の一端に
は冷凍サイクル低圧部の冷媒配管８にアルミニウム等の
熱良導性金属よりなる取付金具６ｂを介して熱的に接続
されている。図１では、ヒートパイプ７の一端が取付金
具６ｂを介して冷媒配管８に接続されているが、アキュ
ムレータ２０に接続してもよい。

【００２８】図２は、電動機を駆動するための一般的な
インバータ装置を示す図であり、図１の回路基板２に搭
載されているものである。図２において、９は交流電
源、１０は交流を直流に変換するコンバータ回路、１１
は前記コンバータ回路１０の出力より得られる直流を平
滑する平滑コンデンサ、１２はインバータ回路、１３は
トランジスタ、１４はダイオードで、インバータ回路１
２はトランジスタ１３、ダイオード１４から構成され、
平滑コンデンサ１１に接続される。１５は電動機で、イ
ンバータ回路１２の出力に接続される。

【００２９】図３は空気調和機などの冷凍サイクルを示
す冷媒回路図で、図３において、１６は室外熱交換機、
１７は毛細管、１８は室内熱交換器、１９は四方弁、２
０はアキュムレータ、２１は圧縮機である。８は冷媒配
管で、前記室外熱交換機１６、毛細管１７、室内熱交換
器１８、四方弁１９、アキュムレータ２０、圧縮機２１
が直列に接続された構成である。圧縮機２１内には、電
動機１５が内蔵されている。図１の冷却装置は図３のア
キュムレータ２０又はその近傍（上流又は下流）の冷媒
配管８に取付け金具６ｂを介して接続される。

【００３０】図４は、インバータ回路１２内のトランジ
スタ１３として使用するＩＧＢＴに、任意の電流を流し
たときの素子温度と電力端子間（コレクタ〜エミッタ
間）に発生する導通電圧との関係を示す相関図である。
Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃は素子を流れる電流で、電流値はＩ₁＜Ｉ
₂＜Ｉ₃の関係にある。導通電圧は、流れる電流がＩ₁の
ように少ない場合には、素子温度に係わらずほぼ一定と
なっている。Ｉ₂は素子温度の上昇とともに導通電圧が
増加しており、Ｉ₃はさらに導通電圧の増加が著しい。

【００３１】素子温度が同一の場合、素子の導通電圧
は、素子を流れる電流に応じて高くなっている。このよ
うに、素子定格に対して余裕を持つ場合を除き、素子の
電流定格値に対して非常に小さな電流を流すような場合
には、一般的に、素子温度が高く、素子を流れる電流値
が大きいほど、素子の導通電圧は高くなる特性を有して
いる。

【００３２】図５は、インバータ回路１２内のトランジ
スタ１３として使用するＭＯＳ−ＦＥＴに、任意の電流
を流したときの素子温度と電力端子間（ドレイン〜ソー
ス間）の導通抵抗との関係を示す相関図である。導通抵
抗は、素子温度に比例して高くなっている。一般的にこ
の素子は、流れる電流値に比例して導通損失が増加して
素子温度が上昇し、導通抵抗が大きくなる特性を有して
いる。

【００３３】次にこの実施の形態の動作について説明す
る。図２において、交流電源９の出力には全波整流回路
等からなるコンバータ回路２が接続され、交流を直流に
変換し、得られた脈流する電圧を平滑コンデンサ１１で
平滑して脈流の少ない直流電源を得る。この平滑コンデ
ンサ１１に接続されたインバータ回路１２は、ＰＷＭ変
調方式による動作にて直流を任意の交流電圧・周波数に
変換し、インバータ回路１２の出力に接続された電動機
１５を可変速駆動する一般的に用いられている電動機駆
動回路である。

【００３４】インバータ駆動回路１２は、電動機１５の
回転数を可変することで圧縮機２１の出力を可変する。
ここで、コンバータ回路１０は、全波整流回路、倍電圧
整流回路など単に交流を整流する回路でもよく、トラン
ジスタ等を用いてスイッチングすることによりリアクト
ルへの蓄積エネルギーを利用して直流電圧を昇降圧する
回路でもよい。また、電動機１５は、電動誘導機、ＤＣ
ブラシレスモータなどいずれでもよい。

【００３５】図３において、この空気調和機などの冷凍
サイクルの動作について、冷房時の冷凍サイクルの流れ
を示した図にて説明する。図中の矢印は、冷媒の流れる
方向を示している。２１は圧縮機で、この圧縮機２１が
作動して内部の冷媒は、高温・高圧のガス状冷媒とな
り、四方弁１９を通って室外熱交換器１６（凝縮器）に
導かれ、この室外熱交換器１６（凝縮器）で室外の熱交
換を行い、外気により冷却させられて高圧の液冷媒に変
換されている。

【００３６】室外熱交換器１６（凝縮器）で変換された
高圧の液冷媒は、毛細管１７を通過して低圧の液冷媒と
なる。冷房時に冷却器として動作する室内熱交換器１８
（蒸発器）に導かれ、室内空気と熱交換して、室内を冷
却して冷媒液が加熱され、低圧ガスに近い２相冷媒とな
る。この２相冷媒は、四方弁１９を通ってアキュムレー
タ２０に流入される。ここで、圧縮機２１に内蔵された
電動機１５の回転数に比例して、冷凍サイクルの能力を
可変する事が可能となる。

【００３７】ここで、コンバータ回路１０およびインバ
ータ回路１２は、トランジスタ１３やダイオード１４な
どの電力用半導体１が搭載されているため、この部分で
の電力消費にて多くの熱を発生する。この熱は取付金具
６ａを介してヒートパイプ７に伝導される。ヒートパイ
プ内では、短時間に内部の液冷媒が気化して他の一端に
熱移動し、更にこの部分に接続された取付金具６ｂを介
して、冷媒配管８に熱が伝えられる。

【００３８】アキュムレータ２０およびこの近傍の冷媒
配管８は、アキュムレータ２０に低温低圧の２相冷媒が
充満しているので、冷凍サイクルの起動時または停止時
における冷媒移動停止時においても、電力用半導体１に
比べてアキュムレータ２０の熱容量が大きいため、電力
用半導体１は冷却される。冷凍サイクルが停止した場合
は、電力用半導体１の動作も停止しているので、吸熱量
はアキュムレータ２０の吸熱量で十分である。また、通
常の冷房及び暖房時においても電力用半導体１を十分に
冷却する事が可能であり、電力用半導体１の熱による破
壊はない。

【００３９】また、電力用半導体１のうち、トランジス
タ１３は図４または図５に示す特性を有しているため、
冷凍サイクルにて強制冷却して温度の低い状態つまり、
素子の導通電圧（素子の電力端子間電圧）あるいは導通
抵抗（素子の電力端子間抵抗）の低い状態にて使用する
ことで、電力用半導体素子１あるいは回路全体の損失を
低減する事が可能となる。冷凍サイクルは、電力用半導
体１より発生する熱を十分吸収する能力を有しており、
冷暖房能力には殆ど影響を及ぼすことがない。

【００４０】さらに、インバータ回路１２内のトランジ
スタ１３は、ＰＷＭ駆動を行うために波形生成や駆動回
路を回路基板２上に実装し、さらにその近傍にトランジ
スタ１３が実装される構成をとる。これは、駆動回路と
トランジスタ１３間の距離が離れ、特にその間をリード
線で接続することでノイズによる影響を受けてトランジ
スタ１３が誤動作し、システムの信頼性が低下しないよ
うにするためである。また駆動回路とトランジスタ１３
間をリード配線にて接続することでコストアップしない
ようにするためである。これらの理由から、ＰＷＭ信号
波形生成回路や駆動回路と、トランジスタ１３の距離は
近接させる必要がある。

【００４１】駆動回路とトランジスタ１３を近接して実
装しても、ヒートパイプ７を曲げ加工したり、取付金具
６ａ、６ｂの形状を、ヒートパイプ７の取り付け易い構
造にすることが可能となり、放熱フィン２３が回路基板
２上に実装した他の部品と接触したり、放熱フィンの取
り付け方法に制約が生じて放熱効果が低下するなどの実
装上の問題がなくなるため、設計の自由度が非常に大き
くなる。さらに、電力用半導体１の放熱面と取付金具６
間、取付金具６とヒートパイプ７間などの金属材料にシ
リコン等の物質を挿入することで、接触面の粗さにかか
わらず十分な接着面積を確保することができ、接触不良
等を防止して効率よく熱を伝えることが可能となる。

【００４２】このように空気調和機、冷凍機に搭載され
る制御回路のうち、電力用半導体などの発熱部品を、ヒ
ートパイプを通じてアキュムレータ、冷媒配管など冷凍
サイクル低圧部に熱的に接続させたので、強制冷却する
ことが可能となり高い冷却効果が得られる。特に、アキ
ュムレータは冷媒配管より熱容量が大きいため、空気調
和機、冷凍機の始動時における発熱体の急激な温度上昇
を防止することができる。一般的に、電力用半導体の損
失は、自身が制御する空気調和機、冷凍機の制御装置内
の冷却能力に比べ数%程度と低いため、その発熱を冷凍
サイクルの利用で冷却しても装置自体の能力に与える影
響は非常に小さくすることができ、ヒートパイプにて効
率よく伝達して冷却できるので、回路の信頼性が向上す
る。また、冷却ファンの故障などによる冷却不足を防止
でき、回路の信頼性が向上する。

【００４３】冷凍サイクルの低圧側冷媒配管（圧縮機吸
入側配管部）に接続することで同様の効果が得られる。
特に、空気調和機の室内機においては、放熱フィンの設
置スペースの確保が困難なため、室内熱交換器を通過し
た後の冷媒配管に接続することで、室内機の送風用ファ
ン駆動回路に搭載する電力用半導体などの発熱部品を強
制冷却することが可能となる。これにより、狭いスペー
スで発熱体を効率よく冷却することが可能となる。

【００４４】また、冷凍サイクルの圧縮機制御に用いら
れるインバータ回路などの電力用半導体の損失は、圧縮
機出力にほぼ比例するため、電力用半導体などの発熱部
品を十分冷却することが可能となる。また、電力用半導
体の周辺温度の上昇に伴い、電力用半導体の温度保護の
ためにインバータ出力（電動機出力）を減少させること
で損失を低減させるような運転方法を行なう必要がなく
なり、特に夏場などにおける電力用半導体の冷却効果の
低下、あるいは空気調和機、冷凍機の出力低下がなく、
常に最大出力運転が可能となる。

【００４５】発熱部品である電力用半導体より発生する
熱が、ヒートパイプを通じて圧縮機の低温側配管に移動
し、放熱フィン（および冷却ファン）なしで電力用半導
体（発熱体）の冷却が可能となり、電気品ボックスが軽
量・小型化できる。さらに、風路内に設置していた放熱
フィンがなくなるため、放熱フィンより発生する騒音が
低減でき、装置の低騒音化が実現できる。

【００４６】また、電力用半導体を十分冷却して素子温
度が低い状態にて使用が可能となるため、半導体素子よ
り発生する導通損失の低減が図れ、制御装置の省エネル
ギー化が図れる。さらに、素子温度が低い状態で使用す
るため、温度保護機能が動作することもなく回路の信頼
性が向上する。

【００４７】発熱部品である電力用半導体（発熱体）に
取り付けられたヒートパイプを、冷凍サイクルの冷媒配
管あるいはアキュムレータに熱的に接続するため、既存
の空気調和機、冷凍機の冷媒配管を変更せずに取付が可
能となり、開発負荷の軽減、開発期間の短縮が可能とな
る。

【００４８】発熱部品である電力用半導体とヒートパイ
プとの接合部においては、取付金具の面積を電力用半導
体の放熱面の面積と同一にすることができるので、従来
のような専用の大きな放熱フィンを必要とせず、電力用
半導体への取付部品の小型化、低コスト化が可能とな
る。さらに、金属材料間にシリコン等の物質を挿入する
ことで、接着面積が増加して熱抵抗を低くすることがで
きるため、効率よく熱を伝えることが可能となり、回路
の信頼性が向上する。

【００４９】実施の形態２．図６は、本発明の電力用半
導体の冷却装置における他の実施の形態を示す断面図
で、前記実施の形態と同一部分については、同一符号を
付してその説明を省略する。図６において、２３は発熱
体の冷却用の放熱フィン、６ｂは取付金具で、ヒートパ
イプ７は取付金具６ｂにて放熱フィン２３に熱的に接続
されている。放熱フィン２３は、電気品ボックス３に取
付ネジ５にて取り付けられ、電気品ボックス３に設けら
れた貫通口４よりヒートパイプ７の取り付けとは反対側
の放熱部が、電気品ボックス３の外部に露出する構造で
貫通口４を塞ぐように取り付けられている。２４は冷却
ファンで、放熱フィン２３は冷却ファン２４の風路に配
置されている。

【００５０】放熱フィン２３は室外機側熱交換器の冷却
用ファンを臨む位置に設けられているので、冷却効率が
高く、小型軽量化が可能である。この結果、室外機側熱
交換器の冷却用ファンに臨んで設けられ、制御装置を収
納する電気品ボックス３の筐体に放熱フィン２３を取り
付けることが可能になっている。ヒートパイプ７は電気
品ボックス３内に収まる。

【００５１】空気調和機の室外機に搭載する電気品ボッ
クスに、ヒートパイプからの熱を放熱するための放熱フ
ィンを取り付けた場合、送風ファンの風路に置かれるた
め強制空冷され十分な放熱が可能となるので、電気品ボ
ックスへの放熱フィンの取付構造等が簡単になり、加工
費の低減が可能となる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、発熱
性素子等の発熱体を備えた冷凍サイクルの制御装置にお
いて、前記発熱体の放熱部と前記冷凍サイクルの低圧部
との間をヒートパイプにて熱的に接続したので、高い冷
却効果が得られる。

【００５３】また、上記冷凍サイクルの低圧部はアキュ
ムレータ又はその近傍の冷媒配管であるので、冷凍サイ
クル始動時の発熱体の急激な温度上昇を抑制できる効果
が得られる。

【００５４】また、前記ヒートパイプと前記発熱体の放
熱部との接続部に、発熱体の放熱面積と少なくとも同一
面積を有する良熱伝導性金属を用いたので、伝熱面積が
十分確保でき、発熱体からヒートパイプへの伝熱性が向
上し、高い冷却効果が得られる。

【００５５】また、前記ヒートパイプと前記発熱体の放
熱部との間に、良熱伝導性物質を介在して熱的に接続す
るので、発熱体からヒートパイプへの伝熱性が向上し、
高い冷却効果が得られる。

【００５６】また、前記発熱体の放熱部は、前記冷凍サ
イクルの制御装置に搭載されたコンバータ回路、インバ
ータ回路を構成するトランジスタおよびダイオードであ
るので、高い能力で冷凍サイクルを運転する場合でも十
分な冷却効果が得られる。

【００５７】また、前記トランジスタは、電圧駆動型素
子（パワーMOS-FET又はIGBT）であるので、素子温度の
上昇を抑え、導通抵抗や導通電圧の上昇を防止して、高
い冷却効果が得られる。

【００５８】また、前記発熱体が冷凍サイクルの圧縮機
を制御するインバータ回路の発熱素子であるので、発熱
損失と圧縮機出力との比例関係に応じて発熱素子を十分
に冷却できる効果が得られる。

【００５９】また、上記の冷却装置を空気調和機の室内
機に備えたので、狭いスペースで発熱体を効率良く冷却
できる効果が得られる。

【００６０】また、発熱性素子等の発熱体を備えた冷凍
サイクルの制御装置において、前記制御装置を収納し、
送風ファンの風路に臨んで設けられた電気品ボックスの
筐体と、この筐体に取り付けられた冷却用放熱フィンと
を備え、前記発熱体と前記冷却用放熱フィンとをヒート
パイプにて熱的に接続したので、簡単な構造で高い冷却
効果が得られる。

【００６１】また、前記送風ファンは空気調和機の室外
機における熱交換器用の送風ファンであるので、熱交換
器用の送風ファンを冷却用ファンとして兼用でき、発熱
体の効率的な冷却ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による冷却装置を示
す断面図である。

【図２】電動機を可変速駆動するインバータ回路を示
す回路図である。

【図３】空気調和機の冷房時における冷凍サイクルを
示す冷媒回路図である。

【図４】ＩＧＢＴの素子温度と素子の導通電圧（素子
の電力端子間電圧）を示す特性図。

【図５】ＭＯＳ−ＦＥＴの素子温度と素子の導通抵抗
（素子の電力端子間抵抗）を示す特性図。

【図６】この発明の実施の形態２による冷却装置を示
す断面図である。

【図７】従来の空気調和機に搭載する電力用半導体の
冷却装置を示す概念図である。

【図８】従来の電力用半導体を放熱板を介してアキュ
ムレータに固定した冷却装置を示す斜視図である。

【図９】従来の冷却装置を示す断面図である。

【図１０】従来の空気調和機の電装品冷却構造を示す
平面断面図である。

【符号の説明】１電力用半導体、２回路基板、６取付金具、
７ヒートパイプ、８冷媒配管、２０アキュム
レータ、２３放熱フィン、２４冷却ファン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱性素子等の発熱体を備えた冷凍サイ
クルの制御装置において、前記発熱体の放熱部と前記冷
凍サイクルの低圧部との間をヒートパイプにて熱的に接
続したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】上記冷凍サイクルの低圧部はアキュムレ
ータ又はその近傍の冷媒配管であることを特徴とする請
求項１記載の冷却装置。
【請求項３】前記ヒートパイプと前記発熱体の放熱部
との接続部に、発熱体の放熱面積と少なくとも同一面積
を有する良熱伝導性金属を用いたことを特徴とする請求
項１または２記載の冷却装置。
【請求項４】前記ヒートパイプと前記発熱体の放熱部
との間に、良熱伝導性物質を介在して熱的に接続するこ
とを特徴とする請求項３記載の冷却装置。
【請求項５】前記発熱体の放熱部は、前記冷凍サイク
ルの制御装置に搭載されたコンバータ回路、インバータ
回路を構成するトランジスタおよびダイオードであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項６】前記トランジスタは、電圧駆動型素子
（パワーMOS-FET又はIGBT）であることを特徴とする請
求項５記載の冷却装置。
【請求項７】前記発熱体が冷凍サイクルの圧縮機を制
御するインバータ回路の発熱素子であることを特徴とす
る請求項１乃至６の何れか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】請求項１乃至６の何れか１項に記載の冷
却装置を空気調和機の室内機に備えたことを特徴とする
空気調和機の冷却装置。
【請求項９】発熱性素子等の発熱体を備えた冷凍サイ
クルの制御装置において、前記制御装置を収納し、送風
ファンの風路に臨んで設けられた電気品ボックスの筐体
と、この筐体に取り付けられた冷却用放熱フィンとを備
え、前記発熱体と前記冷却用放熱フィンとをヒートパイ
プにて熱的に接続したことを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】前記送風ファンは空気調和機の室外機
における熱交換器用の送風ファンであることを特徴とす
る請求項９記載の冷却装置を備えた空気調和機の冷却装
置。