JP2012146759A - 冷却器及びそれを用いた電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体を冷却する部位ごとに冷媒の流速を制御することにより、発熱体を効率よく冷却することができる冷却器、及びそれを用いた電力変換装置を提供すること。
【解決手段】インバータ装置１０の筐体１５に一体化された冷却器３０において、冷媒を流すための冷媒流路３４ａ，３５ａと、パワーモジュール１１，１２，１３により開口が封止され、パワーモジュール１１，１２，１３と冷媒との間で熱交換を行うための凹部３１，３２，３３と、凹部３１，３２，３３と冷媒通路３４ａ，３５ａとを接続する接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏとを有し、接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口面積及び形状が、冷媒通路３４ａの入口からの距離に対応して変化している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電力変換装置に備わる発熱体を冷却するための冷却器、及びその冷却器を用いた電力変換装置に関する。

近年、電動機を駆動源として搭載したハイブリッド車両や電気自動車等の電動車両が普及してきた。このような電動車両には、電動機の他に、充放電可能なバッテリ、バッテリの直流電力を電動機駆動用の三相交流電力に変換等する電力変換装置などが搭載されている。電力変換装置は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等の半導体素子のスイッチング動作によって電力変換を行うものであり、スイッチング動作によって半導体素子が発熱する。

そのため、電力変換装置には、この熱を除去して半導体素子（発熱体）の過熱を防止するために冷却器を備えている。そして、電力変換装置は、より高出力が求められる一方で小型化や軽量化の要求が厳しくなってきている。このため、冷却器には、高い冷却性能を確保しつつ小型化及び軽量化が求められている。

そこで、電力変換装置の筐体に一体化された冷却器を備えた電力変換装置が実用化されている。そして、このような電力変換装置において、高い（良好な）冷却性能を得るために、例えば、フィン間通路の並設方向に延在して設けられ、フィン間通路の一端側に連通する流入側冷媒溜を備え、フィン間通路と流入側冷媒溜とが、少なくともフィン間通路の並設領域に亘って延在する絞り部により連通連結されるとともに、絞り部が、流入側冷媒溜よりも大きな流通抵抗を有するようにされたものがある（特許文献１）。

このような構成により、流入側冷媒溜に冷媒が流入するとその冷媒が流入側冷媒溜の延在方向の略全体に均等に分配され、絞り部の全領域でフィン間通路に向けて冷媒が流入することとなり、各フィン間通路に略均一に冷媒を流入させることができるようになっている。その結果、各フィン間通路における冷媒の流通状態が略均一になり、効率よく発熱体を冷却することができる。

特開２００８−１７２０２４号公報

しかしながら、上記した電力変換装置では、流入側冷媒溜における配管抵抗の影響により、流入側冷媒溜の冷媒入口から遠くなるに従い、冷媒の圧力損失が大きくなるため、フィン間通路においては、流入側冷媒溜の冷媒入口から遠くなるに従って冷媒の流入量が減少してしまう。そのため、各フィン間通路における冷媒の流速を均一にすることができないおそれがあった。
また、フィン間通路と冷媒溜との連通部分に絞り部を設けているため、冷媒の圧力損失が増大して冷媒の循環量が低減し、冷却性能が悪化してしまうおそれもあった。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、発熱体を冷却する部位ごとに冷媒の流速を制御することにより、発熱体を効率よく冷却することができる冷却器、及びそれを用いた電力変換装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、電力変換器の筐体に一体化された冷却器において、冷媒を流すための冷媒流路と、発熱体により開口が封止され、その発熱体と冷媒の間で熱交換を行うための凹部と、前記凹部と前記冷媒通路とを接続する接続部とを有し、前記接続部の開口面積及び形状が、前記冷媒通路の入口からの距離に対応して変化していることを特徴とする。

この冷却器では、冷媒流路（流入側）から接続部（流入側）を介して凹部へと冷媒が供給される。そして、凹部にて、発熱体と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換を終えた冷媒は、凹部から別の接続部（流出側）から別の冷媒流路（流出側）へと排出され、冷却された後、再度、冷媒流路（流入側）に供給されて循環する。ここで、接続部の開口面積及び形状が、冷媒通路（流入側）の入口からの距離に対応して変化しているため、凹部において部位ごとに冷媒の流速を任意に可変することができる。これにより、例えば、冷媒通路（流入側）の入口からの距離に関わらず、凹部全域で冷媒の流量を均一にすることができ、発熱体を効率よく冷却することができる。

そして、凹部が複数設けられている場合には、各凹部において冷媒の流速を任意に可変することができる。これにより、冷媒通路（流入側）の入口からの距離に関わらず、各凹部ごとに最適な流速で冷媒を供給することができる。また、各凹部においては、上記したように、それぞれの凹部全域で冷媒の流量を均一にすることができる。従って、各発熱体からの発熱量に応じて各発熱体を効率よく冷却することができる。

このように、この冷却器では、発熱体を冷却する部位ごとに冷媒の流速を制御することができ、発熱体を効率よく冷却することができる。そして、接続部には、従来技術のように絞りを設けていないため、冷媒の圧力損失が増大することがない。従って、冷媒の循環量が低減して、冷却性能が悪化することはない。

上記した冷却器において、前記接続部の開口形状は、前記冷媒通路の入口から遠くなるに従って徐々に大きくなっていることが望ましい。

このような構成にすることにより、凹部全域で冷媒の流量を均一にすることができる。従って、凹部全域において均一に熱交換を行うことができるので、発熱体からの均一な放熱を実現することができる。

上記した冷却器において、前記冷媒流路は、流路断面積が除々に変化するように内周面がテーパ状に形成されていることが望ましい。

このような構成にすることにより、冷媒流路内において冷媒の流速を変化させることができるため、凹部へ供給する冷媒の流量をより精度良く制御することができる。また、接続部における開口面積の調整が容易になる。従って、発熱体を一層効率よく冷却することができる。

上記した冷却器において、前記冷媒流路は、前記筐体に設けた中空リブの内部空間により形成されていることが望ましい。

このような構成にすることにより、凹部の両端に中空リブが配置されるため、冷却器に備わる凹部の強度を向上させることができる。これにより、凹部の封止面に対して発熱体を加圧して密着させることができるので、凹部の封止面における熱抵抗を低減することができ、発熱体の放熱性を高めることができる。すなわち、発熱体をより一層効率よく冷却することができる。
また、中空リブにより冷却器自体の強度も向上しているため、部材を薄肉化することができ、冷却器の小型化・軽量化を図ることもできる。

そして、上記したいずれか１つの冷却器を用いた電力変換装置においては、直流電力と交流電力との間で電力変換を行う半導体素子と、前記半導体素子から発生する熱を放熱する放熱部とを備え、前記冷却器の凹部を覆うように前記放熱部が配置されて前記凹部の開口が封止されるパワーモジュールと、前記開口部の反対側にて前記冷却器に接触して配置されるリアクトルと、を有することを特徴とする。

この電力変換装置では、上記したいずれか１つの冷却器を有しているため、発熱体である半導体素子を効率よく冷却することができる。また、別の発熱体であるリアクトルが、凹部の開口側とは反対側にて冷却器に接触して配置されているため、リアクトルも効率よく冷却することができる。

上記した電力変換装置において、前記開口部の封止面は、前記筐体のうち前記パワーモジュールが配置される側の端面から突出していることが望ましい。

このように、開口部の封止面を、筐体のうち前記パワーモジュールが配置される側の端面より外側に突出させることにより、凹部の封止面の加工性を高めることができるため、冷却器とパワーモジュールとの密着性を向上させることができる。その結果として、半導体素子の放熱性を向上させることができるとともに、凹部の封止面におけるシール性も向上させることができる。

本発明に係る冷却器及び電力変換装置によれば、上記した通り、発熱体を冷却する部位ごとに冷媒の流速を制御することにより、発熱体を効率よく冷却することができる。

実施の形態に係るインバータ装置の概略構成を示す分解斜視図である。 インバータ装置に備わる冷却器の斜視図である。図１に示す熱交換器の分解斜視図である。 冷却器の概略構成を示す平面図である。 筐体の外枠上端面と凹部の封止面との位置関係を説明する図である。 第１変形例に係る冷却器の概略構成を示す平面図である。 第１変形例に係る冷却器の概略構成を示す平面図である。 第２変形例に係る冷却器の概略構成を示す断面図である。 第２変形例に係る冷却器の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の冷却器及びそれを用いた電力変換装置を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、電動車両に搭載される車両駆動用のインバータ装置を例に挙げて説明する。実施の形態に係るインバータ装置は、３相交流モータジェネレータの駆動を制御する制御装置として車両駆動用電機システムに備えられ、車載電源を構成するバッテリから供給された直流電力を所定の交流電力に変換し、得られた交流電力を３相交流モータジェネレータに供給して３相交流モータジェネレータの駆動を制御する。また、３相交流モータジェネレータは発電機としての機能も有しているので、インバータ装置は、運転モードに応じ、３相交流モータジェネレータの発生する交流電力を直流電力に変換する機能も有している。

このような実施の形態に係るインバータ装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、実施の形態に係るインバータ装置の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、インバータ装置に備わる冷却器の斜視図である。図３は、冷却器の概略構成を示す平面図である。図４は、筐体の外枠上端面と凹部の封止面との位置関係を説明する図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るインバータ装置１０は、３つの３相交流モータジェネレータそれぞれの駆動を制御するパワーモジュール１１，１２，１３と、昇圧用のリアクトル１４と、パワーモジュール１１〜１３及びリアクトル１４が取り付けられる筐体１５と、パワーモジュール１１〜１３及びリアクトル１４を冷却する冷却器３０と、筐体１５の上面に配置されパワーモジュール１１〜１３を覆う上蓋１６と、筐体１５の下面に配置されリアクトル１４を覆う下蓋１７とを備えている。

パワーモジュール１１，１２，１３は、直流電力と交流電力との間で電力変換を行う半導体素子２１，２２，２３と、半導体素子２１，２２，２３から発生する熱を放熱する放熱部２４，２５，２６とを備えている。各放熱部２４，２５，２６は、それぞれ平板状のフィンベース２４ａ，２５ａ，２６ａと、フィンベース２４ａ，２５ａ，２６ａから突出して設けられた放熱フィン２４ｂ，２５ｂ，２６ｂとを備えている。そして、各半導体素子２１，２２，２３は、それぞれ絶縁部材２７，２８，２９を介して各フィンベース２４ａ，２５ａ，２６ａに対し放熱フィン２４ｂ，２５ｂ，２６ｂとは反対側に接合されている。これにより、後述する冷却器３０の凹部３１，３２，３３に、放熱フィン２４ｂ，２５ｂ，２６ｂがそれぞれ配置されるようになっている。

冷却器３０は、図２及び図３に示すように、上端面に形成された凹部３１，３２，３３を備えており、インバータ装置１０の筐体１５に一体化されている。各凹部３１，３２，３３の周囲には、パワーモジュール１１，１２，１３を取り付けるためのパワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａが設けられている。そして、凹部３１，３２，３３の各開口は、例えばＯリングなどのシール部材３６（図４参照）を介して各パワーモジュール１１，１２，１３が冷却器３０のパワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａに固定されることにより液密に封止される。なお、本実施の形態では、冷却器に３つの凹部（開口面積は同じ）を設けているが、凹部の数はこれに制限されることなく、パワーモジュールの数に応じた数だけ設ければよい。

筐体１５は、外枠１８と、筐体長手方向に並列に設けられた２本の中空リブ３４，３５とを備えている。外枠１８の上端には、上蓋１６を取り付けるための上蓋取付面１８ａが形成され、外枠１８の下端には、下蓋１７を取り付けるための下蓋取付面１８ｂが形成されている。
各中空リブ３４，３５は、筐体１５の高さ方向の中央に配置され、それぞれの両端部が外枠１８に接合されている。中空リブ３４，３５の一端部は筐体外部に開口し、他端部は埋栓されている。これら中空リブ３４，３５は、冷却器３０の両端近傍に配置され、中空リブ３４，３５の内部空間が冷却器３０の冷媒通路３４ａ，３５ａとなっている。詳細には、中空リブ３４の内部空間が流入側冷媒通路３４ａとなり、中空リブ３５の内部空間が流出側冷媒通路３５ａとなっている。これら冷媒通路３４ａ，３５ａは不図示のラジエターに接続されており、冷媒通路３４ａ，３５ａとラジエターとの間で冷媒が循環するようになっている。

このようにして、冷却器３０が筐体１５に一体化されており、中空リブ３４，３５により冷却器３０の強度が向上している。また、凹部３１，３２，３３の封止面（パワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａ）は、図４に示すように、上蓋取付面１８ａから上方へ突出して形成されている。そのため、パワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａの加工性を高めることができるため、冷却器３０とパワーモジュール１１，１２，１３との密着性を向上させることができる。そして、冷却器３０の強度が向上しているため、凹部３１，３２，３３の封止面、つまりパワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａにパワーモジュール１１，１２，１３を加圧して取り付けることができる。これらのことにより、パワーモジュール１１，１２，１３のパワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａに対する密着性が高められるため、パワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａにおける熱抵抗を低減することができる。従って、パワーモジュール１１，１２，１３の放熱性を高めることができるとともに、凹部３１，３２，３３に各開口におけるシール性も向上させることができる。

また、冷却器３０の強度向上により、冷却器３０の構成部材を薄肉化することができ、冷却器３０の小型化・軽量化を図ることもできる。さらに、凹部３１〜３３の開口側とは反対側に配置されているリアクトル１４を冷却器３０に対し加圧して密着させることができる。これにより、リアクトル１４の放熱性を高めることができる。

そして、図３及び図４に示すように、凹部３１〜３３の底部両端には接続部３７ｉ〜３９ｏが設けられており、これらの接続部３７ｉ〜３９ｏを介して凹部３１〜３３が冷媒通路３４ａ，３５ａの上部に連通している。具体的には、流入側接続部３７ｉ，３８ｉ，３９ｉを介して、凹部３１，３２，３３と流入側冷媒通路３４ａとが連通している。また、流出側接続部３７ｏ，３８ｏ，３９ｏを介して、凹部３１，３２，３３と流出側冷媒通路３５ａとが連通している。これにより、流入側冷媒通路３４ａを流れる冷媒が、各流入側接続部３７ｉ，３８ｉ，３９ｉを介して、凹部３１，３２，３３にそれぞれ供給され、凹部３１，３２，３３に供給された冷媒が、それぞれ流出側接続部３７ｏ，３８ｏ，３９ｏを介して、流出側冷媒通路３５ａに流出するようになっている。

ここで、各接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口面積（流路断面積）及び形状は、流入側冷媒通路３４ａの入口からの距離に対応して変化している。これにより、凹部３１，３２，３３へ供給する冷媒の流速及び流量を任意に可変することができる。なお、接続部３７ｉと３７ｏ、３８ｉと３８ｏ、３９ｉと３９ｏは、それぞれ凹部３１，３２，３３の中心線（２本の中空リブの中間位置）において対称な形状をなしており、それぞれの開口面積が等しい。

本実施の形態では、流入側冷媒通路３４ａの入口から遠くなるに従って、各接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏにおいて、開口面積が徐々に大きくなっている。つまり、各接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口形状は、略台形となっている。そして、接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口面積は、この順に大きくなっている。これにより、流入側冷媒通路３４ａの入口からの距離に関わらず、つまり流入側冷媒通路３４ａの配管抵抗に影響されずに、すべての凹部３１，３２，３３における冷媒の流量を等しくするとともに、各凹部３１，３２，３３において全域で冷媒の流側を均一にすることができるようになっている。

そして、筐体１５に一体化された冷却器３０の上面にパワーモジュール１１，１２，１３が固定され、冷却器３０の下面にリアクトル１４が固定された状態で、上蓋取付面１８ａに上蓋１６が取り付けられ、下蓋取付面１８ｂに下蓋１７が取り付けられる。これにより、筐体１５の外枠１８、上蓋１６及び下蓋１７によって、冷却器３０、パワーモジュール１１，１２，１３、及びリアクトル１４が雨水や埃から保護されている。

続いて、上記した構成を有するインバータ装置１０及び冷却器３０の動作について簡単に説明する。インバータ装置１０は、バッテリから供給された直流電力の電圧をリアクトル１４により昇圧した後、各パワーモジュール１１，１２，１３で所定の交流電力に変換してそれぞれ３相交流モータジェネレータに供給する。また、インバータ装置１０は、３相交流モータジェネレータが発電機として機能する場合には、その３相交流モータジェネレータの発生する交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給する。

一方、冷却器３０においては、流入側冷媒通路３４ａを流れる冷媒が、各流入側接続部３７ｉ，３８ｉ，３９ｉを介して、凹部３１，３２，３３にそれぞれ供給される。そして、凹部３１に導入された冷媒は放熱フィン２４ｂ間を流れていき、流出側接続部３７ｏから流出側冷媒通路３５ａへと排出される。同様に、凹部３２に導入された冷媒は放熱フィン２５ｂ間を流れていき、流出側接続部３８ｏから流出側冷媒通路３５ａへと排出される。同様に、凹部３３に導入された冷媒は放熱フィン２６ｂ間を流れていき、流出側接続部３９ｏから流出側冷媒通路３５ａへと排出される。このとき、各凹部３１，３２，３３は、シール部材３６を介して各パワーモジュール１１，１２，１３によって液密に封止されているため、各凹部３１，３２，３３内を流れる冷媒が外部に漏れることはない。

ここで、流入側冷媒通路３４ａを流れる冷媒は、配管抵抗の影響により入口から遠くなるに従って徐々に流速が減少するが、各接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口形状は、流入側冷媒通路３４ａの入口から遠くなるに従って徐々に大きくなる略台形をなしているので、凹部３１，３２，３３のそれぞれにおいて全域で冷媒の流速が等しくなっている。また、接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口面積はこの順に大きくなっており、すべての凹部３１，３２，３３における冷媒の流量が等しくなっている。このように、冷却器３０では、流入側冷媒通路３４ａの入口からの距離に関わらず、各凹部３１，３２，３３において全域で冷媒の流量が均一になっている。これにより、凹部３１，３２，３３のそれぞれにおいて全域で均一に熱交換を行うことができるので、パワーモジュール１１，１２，１３からは均一に放熱が行われる。従って、冷却器３０により、パワーモジュール１１，１２，１３を効率よく冷却することができる。

また、冷却器３０では、中空リブ３４，３５による強度向上と、パワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａの加工性向上との結果、パワーモジュール取付面３１ａ，３２ａ，３３ａにおける熱抵抗が低減されている。そのため、パワーモジュール１１，１２，１３の放熱性がより高められており、パワーモジュール１１，１２，１３をより一層効率よく冷却することができる。
さらに、冷却器３０の強度向上により、リアクトル１４が冷却器３０に対し加圧されて密着している。そのため、リアクトル１４も効率よく冷却することができる。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るインバータ装置１０によれば、冷却器３０における各接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口形状が、流入側冷媒通路３４ａの入口から遠くなるに従って徐々に大きくなる台形となっているとともに、接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口面積はこの順に大きくなっている。これにより、インバータ装置１０では、流入側冷媒通路３４ａの入口からの距離に関わらず、各凹部３１，３２，３３において全域で冷媒の流量を均一にすることができるので、冷却器３０によりパワーモジュール１１，１２，１３を効率よく冷却することができる。

ここで、インバータ装置に備わる冷却器の変形例について、図５〜図８を参照しながら説明する。図５、図６は、第１変形例に係る冷却器の概略構成を示す平面図である。図７、図８は、第２変形例に係る冷却器の概略構成を示す断面図である。

第１変形例に係る冷却器では、基本的な構成を冷却器３０とほぼ同じくするが、各接続部における開口面積が異なっている。これにより、凹部ごとに冷媒の流量を変えることができる。従って、パワーモジュール１１，１２，１３の発熱量に応じて、各凹３１，３２，３３における冷媒の流量を調整することができる。その結果、冷媒の循環量を抑えつつ、パワーモジュール１１，１２，１３を効率よく冷却することができる。このように、冷媒の循環量を抑えることができることから、冷却器の小型化・軽量化をさらに図ることができる。

例えば、パワーモジュール３１，３２，３３の順で発熱量が大きい場合であれば、図５に示すように、接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏの開口面積を、この順で大きくすればよい。
また、パワーモジュール３２の発熱量が最も大きい場合であれば、図６に示すように、３８ｉ・３８ｏの開口面積を最も大きくすればよい。なお、接続部３７ｉ・３７ｏの開口面積と３９ｉ・３９ｏの開口面積の大きさは、パワーモジュール１１と１３の発熱量に応じて決定すればよい。なお、図６では、パワーモジュール１１と１３の発熱量がほぼ等しいため、接続部３７ｉ・３７ｏの開口面積が３９ｉ・３９ｏの開口面積より小さくなっている。

第２変形例に係る冷却器も、基本的な構成を冷却器３０とほぼ同じくするが、流入側冷媒通路の形状が異なっている。具体的には、流入側冷媒流路３４ａの流路断面積が除々に変化するように内周面がテーパ状に形成されている。これにより、流入側冷媒流路３４ａ内において冷媒の流速を変化させることができるため、凹部３１，３２，３３へ供給する冷媒の流量をより精度良く制御することができる。また、接続部３７ｉ・３７ｏ，３８ｉ・３８ｏ，３９ｉ・３９ｏにおける開口面積の調整が容易になる。

例えば、パワーモジュール３１，３２，３３の順で発熱量が大きい場合であれば、図７に示すように、流入側冷媒流路３４ａを、下流側に向かって内径が徐々に小さくなるテーパ形状とすればよい。
また、パワーモジュール３２の発熱量が最も大きい場合であれば、図８に示すように、流入側冷媒流路３４ａを、下流側に向かって内径が徐々に小さくなっていき、凹部３２において内径が最小となり、その後内径が徐々に大きくなるテーパ形状とすればよい。

ここでは、第１変形例と第２変形例とを別々に説明したが、もちろん、第１変形例と第２変形例とを組み合わせることもできる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、各凹部３１，３２，３３の開口面積が等しい場合を例示したが、各凹部の開口面積はパワーモジュールの大きさに合わせて異なっていてもよい。凹部３１，３２，３３ごとに開口面積を変化させることによっても、上記した変形例のように、凹部３１，３２，３３ごとに冷媒の流量を変えることができる。

また、上記した実施の形態では、電動車両の車両駆動用インバータ装置を例示したが、本発明はこれ以外の電力変換装置、例えば電車や船舶、航空機などの電力変換装置、さらに工場の設備を駆動する電動機の制御装置として用いられる産業用電力変換装置、あるいは家庭の太陽光発電システムや家庭の電化製品を駆動する電動機の制御装置に用いられたりする家庭用電力変換装置に対しても適用することができる。

１０ インバータ装置
１１ パワーモジュール
１２ パワーモジュール
１３ パワーモジュール
１４ リアクトル
１５ 筐体
２１ 半導体素子
２２ 半導体素子
２３ 半導体素子
２４ 放熱部
２５ 放熱部
２６ 放熱部
３０ 冷却器
３１ 凹部
３２ 凹部
３３ 凹部
３４ 中空リブ
３４ａ 流入側冷媒通路
３５ 中空リブ
３５ａ 流出側冷媒通路
３７ｉ 流入側接続部
３７ｏ 流出側接続部
３８ｉ 流入側接続部
３８ｏ 流出側接続部
３９ｉ 流入側接続部
３９ｏ 流出側接続部

Claims (6)

1. 電力変換器の筐体に一体化された冷却器において、
   冷媒を流すための冷媒流路と、
   発熱体により開口が封止され、その発熱体と冷媒との間で熱交換を行うための凹部と、
   前記凹部と前記冷媒通路とを接続する接続部とを有し、
   前記接続部の開口面積及び形状が、前記冷媒通路の入口からの距離に対応して変化している
   ことを特徴とする冷却器。
2. 請求項１に記載する冷却器において、
   前記接続部の開口形状は、前記冷媒通路の入口から遠くなるに従って徐々に大きくなっている
   ことを特徴とする冷却器。
3. 請求項１又は請求項２に記載する冷却器において、
   前記冷媒流路は、流路断面積が除々に変化するように内周面がテーパ状に形成されている
   ことを特徴とする冷却器。
4. 請求項１に記載する冷却器において、
   前記冷媒流路は、前記筐体に設けられた中空リブの内部空間により形成されている
   ことを特徴とする冷却器。
5. 請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの冷却器と、
   直流電力と交流電力との間で電力変換を行う半導体素子と、前記半導体素子から発生する熱を放熱する放熱部とを備え、前記冷却器の凹部を覆うように前記放熱部が配置されて前記凹部の開口が封止されるパワーモジュールと、
   前記開口部の反対側にて前記冷却器に接触して配置されるリアクトルと、
   を有することを特徴とする電力変換装置。
6. 請求項５に記載する電力変換装置において、
   前記開口の封止面は、前記筐体のうち前記パワーモジュールが配置される側の端面から突出している
   ことを特徴とする電力変換装置。

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