JP2018057188A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の冷却効率をより向上できる電力変換装置を提供すること。【解決手段】複数の電子部品２と、冷媒１２の流路３０を有する複数の冷却管３とを積層した積層体１０を備える。冷却管３には、連通冷却管３ａと分離冷却管３ｂとがある。分離冷却管３ｂは、流路３０と分離して形成された貫通孔３１を備える。分離冷却管３ｂの流路３０には流路用パイプ４ａが接続し、貫通孔３１には貫通用パイプ４ｂが接続している。Ｘ方向における分離冷却管３ｂの一方側にて、流路用パイプ４ａは貫通用パイプ４ｂからＹ方向に離隔した位置に配されている。他方側にて、流路用パイプ４ａは貫通用パイプ４ｂに隣り合う位置に配されている。Ｙ方向において、流路用パイプ４ａと貫通用パイプとからなるパイプ対４０に隣り合う位置に、電子部品２が配されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換回路を構成する複数の電子部品と、該電子部品を冷却する冷却管とを積層した電力変換装置に関する。

電力変換回路を構成する電子部品と、該電子部品を冷却する冷却管とを積層して積層体を構成した電力変換装置が知られている（下記特許文献１参照）。電子部品には、半導体素子を内蔵した半導体モジュールや、昇圧用のリアクトル等がある。この電力変換装置は、上記半導体素子をスイッチング動作させることにより、直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。電力変換装置を稼働すると、上記電子部品が発熱する。そのため、上記冷却管によって電子部品を冷却している。冷却管内には、冷媒が流れる流路が形成されている。

上記積層体の積層方向に隣り合う２つの冷却管は、一対の連結パイプによって連結されている。また、複数の冷却管のうち、積層方向における一端に位置する端部冷却管には、導入パイプと導出パイプとが接続している。導入パイプから冷媒を導入すると、冷媒は、連結パイプと冷却管とを通り、導出パイプから導出する。これにより、電子部品を冷却している。

上記導入パイプ、導出パイプ、連結パイプ等のパイプは、流路の延出方向における、冷却管の両端に設けられている（図２２参照）。また、上記延出方向における一対のパイプの間に、上記電子部品を配置してある。冷却管内の流路と、接続した全てのパイプとは連通している（以下、この冷却管を連通冷却管とも記す）。

特開２０１５−２２０８３９号公報

しかしながら、上記電力変換装置は、電子部品の冷却効率に改善の余地があった。すなわち、上記連通冷却管のみを用いて積層体を構成すると、導入した冷媒が全ての冷却管に分岐して流れることになる（図２２参照）。そのため、個々の冷却管に流れる冷媒の量が少なく、電子部品の冷却効率を向上しにくい。

また、上記電力変換装置では、延出方向における冷却管の両端にパイプが接続しており、この一対のパイプの間に電子部品が配されている。そのため、冷却管のうちパイプが接続した部分（端部）は、電子部品を冷却する部位として利用することができない。したがって、電子部品を冷却できる面積が少なく、電子部品の冷却効率を充分に高めることができない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、電子部品の冷却効率をより向上できる電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電力変換回路（１１）を構成する複数の電子部品（２）と、該電子部品を冷却する冷媒（１２）が流れる流路（３０）が形成された複数の冷却管（３）とを積層した積層体（１０）と、
個々の上記冷却管に接続し、上記積層体の積層方向に隣り合う２つの上記冷却管の間における上記冷媒の流通経路をなすと共に、上記複数の冷却管のうち上記積層方向における一端に配された上記冷却管と外部装置との間の、上記冷媒の流通経路をなす複数のパイプ（４）とを備え、
上記冷却管には、上記流路の延出方向における両端に上記パイプが接続し、接続した全ての該パイプと上記流路とが連通した連通冷却管（３ａ）と、上記延出方向における一端に上記積層方向へ貫通した貫通孔（３１）が形成され、該貫通孔と上記流路とをこれらの間に介在する隔壁（３２）によって分離してある分離冷却管（３ｂ）とがあり、
該分離冷却管の上記流路には、上記積層方向における上記分離冷却管の両側に、上記パイプである流路用パイプ（４ａ）がそれぞれ接続し、上記貫通孔には、上記積層方向における上記分離冷却管の両側に、上記パイプである貫通用パイプ（４ｂ）がそれぞれ接続し、
上記積層方向における上記分離冷却管の一方側にて、上記流路用パイプは上記貫通用パイプから上記延出方向に離隔した位置に配され、他方側にて、上記流路用パイプは上記貫通用パイプに隣り合う位置に配され、上記延出方向において、上記流路用パイプと上記貫通用パイプとからなるパイプ対（４０）に隣り合う位置に、上記電子部品が配されている電力変換装置（１）にある。

上記電力変換装置は、上記連通冷却管と上記分離冷却管とを備える。
そのため、電子部品の冷却効率を高めることができる。すなわち、上記分離冷却管には、上記流路と貫通孔とが形成され、これら流路と貫通孔とが、上記隔壁によって分離されている。したがって、貫通孔を流れた冷媒と、流路を流れた冷媒とが混じり合わず、冷媒は、貫通孔および流路を素通りすることになる（図２参照）。そのため、分離冷却管において冷媒が分流することを防止でき、分離冷却管に流れる冷媒の量を増やすことができる。例えば、冷媒を先に貫通孔に流す場合は、冷媒は、貫通孔を通過した後、下流側の冷却管を流れ、その後、分離冷却管に戻って、該分離冷却管の流路を流れる。そのため、貫通孔に導入された冷媒を全て分離冷却管の流路に流すことができ、この流路に流れる冷媒の量を増やすことができる。したがって、電子部品の冷却効率を高めることができる。なお、冷媒を先に流路に流す場合も同様である。

また、上記電力変換装置では、積層方向における分離冷却管の一方側において、上記流路用パイプと貫通用パイプとを互いに離隔した位置に配置し、他方側において、流路用パイプと貫通用パイプとを互いに隣り合う位置に配置して、パイプ対を構成してある。そして、上記延出方向において上記パイプ対に隣り合う位置に、電子部品を配置してある。
そのため、パイプ対を構成する２つのパイプ（貫通用パイプと流路用パイプ）が纏まって配置され、上記延出方向における分離冷却管の、パイプ対を設けた側とは反対側の端部に、パイプが配されなくなる。したがって、この端部を、電子部品を冷却する部位として有効活用することができる。そのため、分離冷却管の、電子部品を冷却する面積を増やすことができ、電子部品の冷却効率を高めることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、電子部品の冷却効率をより向上できる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、電力変換装置の断面図であって、図２のI-I断面図。 図１のII-II断面図。 図１のIII-III断面図。 実施形態１における、分離冷却管および連通冷却管の斜視図。 図１のV矢視図であって、ケース外に配された電子部品を取り除いたもの。 図２のVI-VI断面図。 図１のVII-VII断面図。 実施形態１における、電力変換装置の回路図。 実施形態１における、冷媒の向きを逆にした、分離冷却管および連通冷却管の斜視図。 実施形態２における、電力変換装置の断面図。 図１０の部分拡大図。 図１１のXII-XII断面図。 図１２のXIII-XIII断面図。 図１２のXIV-XIV断面図。 図１２のXV-XV断面図。 実施形態３における、分離冷却管および連通冷却管の斜視図。 実施形態３における、電力変換装置の側面図であって、ケース外に配された電子部品を取り除いたもの。 実施形態４における、電力変換装置の部分拡大断面図。 図１８のXIX-XIX断面図。 実施形態５における、電力変換装置の側面図であって、ケース外に配された電子部品を取り除いたもの。 実施形態５における、分離冷却管の位置を変えた電力変換装置の断面図。 比較形態における、電力変換装置の断面図。

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。

（実施形態１）
上記電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図９を用いて説明する。図１、図２に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、積層体１０と、複数のパイプ４とを備える。積層体１０は、複数の電子部品２と、複数の冷却管３とを積層してなる。上記複数の電子部品２により、電力変換回路１１（図８参照）が構成されている。冷却管３内には、電子部品２を冷却する冷媒１２が流れる流路３０が形成されている。

パイプ４は、個々の冷却管３に接続している。パイプ４は、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）に隣り合う２つの冷却管３の間における冷媒１２の流通経路をなすと共に、複数の冷却管３のうちＸ方向における一端に配された冷却管３ｔと外部装置（図示しない）との間の、冷媒１２の流通経路をなしている。外部装置は、冷媒１２を冷却したり、冷媒１２を循環させたりするための装置である。

冷却管３には、連通冷却管３ａと分離冷却管３ｂとがある。連通冷却管３ａには、流路３０の延出方向（Ｙ方向）における両端にパイプ４が接続している。連通冷却管３ａに接続した全てのパイプと、連通冷却管３ａ内の流路３０とは連通している。
図２、図４に示すごとく、分離冷却管３ｂは、貫通孔３１と隔壁３２とを備える。貫通孔３１は、Ｙ方向における分離冷却管３ｂの一端に形成されており、Ｘ方向に貫通している。冷媒１２は貫通孔３１内を、Ｘ方向に流れる。隔壁３２は、貫通孔３１と流路３０との間に介在し、これらを分離している。

図４に示すごとく、分離冷却管３ｂの流路３０には、Ｘ方向における分離冷却管３ｂの両側に、上記パイプ４である流路用パイプ４ａ（４ａ_a，４ａ_b）がそれぞれ接続している。また、分離冷却管３ｂの貫通孔３１には、Ｘ方向における分離冷却管３ｂの両側に、上記パイプ４である貫通用パイプ４ｂ（４ｂ_a，４ｂ_b）がそれぞれ接続している。

図１〜図４に示すごとく、Ｘ方向における分離冷却管３ｂの一方側Ｓ１にて、流路用パイプ４ａは貫通用パイプ４ｂからＹ方向に離隔した位置に配されている。流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとの間に電子部品２（２ｂ_b）が設けられている。また、他方側Ｓ２にて、流路用パイプ４ａは貫通用パイプ４ｂに隣り合う位置に配されている。そして、Ｙ方向において、流路用パイプ４ａと貫通用パイプとからなるパイプ対４０に隣り合う位置に、電子部品２（２ｂ_a）が配されている。

本形態の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。図８に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、昇圧部１００とインバータ部１０１とを備える。昇圧部１００は、フィルタコンデンサ８４と、リアクトル２９と、半導体モジュール２ａとによって構成されている。半導体モジュール２ａは、半導体素子２０（ＩＧＢＴ）を内蔵している。この半導体素子２０をスイッチング動作させることにより、直流電源８１の直流電圧を昇圧するよう構成されている。

インバータ部１０１は、平滑コンデンサ８５と、複数の半導体モジュール２ａとからなる。昇圧部１００によって昇圧した電圧を平滑コンデンサ８５によって平滑化している。また、半導体モジュール２内の半導体素子２０をスイッチング動作させることにより、昇圧後の直流電力を交流電力に変換している。これにより、交流負荷８２を駆動し、上記車両を走行させている。

また、フィルタコンデンサ８４に並列に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が接続している。このＤＣ−ＤＣコンバータ２８を用いて直流電源８１の電圧を降圧し、低圧バッテリー８３を充電するよう構成されている。

図７に示すごとく、半導体モジュール２ａは、上記半導体素子２０を内蔵した本体部２１と、該本体部２１から突出したパワー端子２２と、制御端子２３とを備える。パワー端子２２には、直流電圧が加わる直流端子２２ｐ，２２ｎと、交流負荷８２に電気接続される交流端子２２ａとがある。パワー端子２２は、本体部２１から、Ｘ方向とＹ方向との双方に直交する直交方向（Ｚ方向）に突出している。また、制御端子２３は、制御回路基板１４に接続している。この制御回路基板１４によって、上記半導体素子２０のスイッチング動作を制御している。

図１〜図３に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、電子部品２として、上記半導体モジュール２ａと、該半導体モジュール２ａに電気接続し該半導体モジュール２ａよりも体積が大きい大型部品２ｂ（２ｂ_a，２ｂ_b）とを備える。第１の大型部品２ｂ_aは、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ２８である。また、第２の大型部品２ｂ_bは、上記リアクトル２９（図８参照）である。これら２個の大型部品２ｂ_a，２ｂ_bを、上記分離冷却管３ｂによって冷却している。また、上記連通冷却管３ａによって、半導体モジュール２ａを冷却している。

本形態の電力変換装置１は、積層体１０の一部を収容するケース５を備える。ケースの壁部５０には、Ｘ方向に貫通した穴部５１が形成されている。この穴部５１を、分離冷却管３ｂによってケース外側から塞いである。分離冷却管３ｂは、ボルト３９によってケース５に締結されている。

図５に示すごとく、本形態の分離冷却管３ｂは、連通冷却管３ａ（図７参照）よりも、Ｘ方向から見たときの面積が大きい。図１、図２に示すごとく分離冷却管３ｂによって冷却する２個の上記大型部品２ｂ_a，２ｂ_bのうち、第１の大型部品２ｂ_aはケース５の外側に配されており、第２の大型部品２ｂ_bはケース５の内側に配されている。

また、図１〜図３に示すごとく、ケース５内には、加圧部材１３（板ばね）が配されている。この加圧部材１３を用いて、複数の連通冷却管３ａ及び半導体モジュール２ａと、第２の大型部品２ｂ_bとを、分離冷却管３ｂに向けて加圧している。これにより、連通冷却管３ａと半導体モジュール２ａと第２の大型部品２ｂ_bとをケース５内に固定すると共に、連通冷却管３ａと半導体モジュール２ａとの接触圧を確保している。

上述したように、分離冷却管３ｂには、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとが接続している。これらのパイプ４ａ，４ｂは、Ｚ方向において互いに隣り合っている。図２に示すごとく、パイプ対４０を構成する貫通用パイプ４ｂ_aから冷媒１２を導入すると、冷媒１２は、貫通部３１、ケース５内の貫通用パイプ４ｂ_bを通り、複数の連通冷却管３ａに分配される。上述したように、連通冷却管３ａは、内部に形成された流路３０と、接続した全てのパイプ４とが連通している。そのため、パイプ４を通って連通冷却管３ａに導入された冷媒１２の一部は、流路３０に流れ、他の一部は、導入側のパイプ４とはＸ方向において反対側に設けられたパイプ４に流れる。したがって、冷媒１２は、複数の連通冷却管３ａの流路３０に分かれて流れる。

冷媒１２は、連通冷却管３ａの流路３０を通った後、合流して、ケース５内の流路用パイプ４ａ_bを流れる。その後、冷媒１２は分離冷却管３ｂの流路３０に導入され、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａ_a（図１参照）を通って導出される。このように構成してあるため、貫通用パイプ４ｂ_aから導入した全ての冷媒１２は、分離冷却管３ｂの流路３０を流れる。これにより、分離冷却管３ｂの流路３０に流れる冷媒の量を増やし、電子部品２ｂ（２ｂ_a）の冷却効率を高めている。

次に、本形態の作用効果について説明する。本形態の電力変換装置１は、連通冷却管３ａと分離冷却管３ｂとを備える。
そのため、電子部品２の冷却効率を高めることができる。すなわち、分離冷却管３ｂには、冷媒１２が流れる流路３０と貫通孔３１とが形成され、これら流路３０と貫通孔３１とが、隔壁３２によって分離されている。したがって、貫通孔３１を流れた冷媒１２と、流路３０を流れた冷媒１２とが混じり合わず、冷媒１２は、分離冷却管３ｂ内の貫通孔３１および流路３０を素通りすることになる（図２参照）。そのため、分離冷却管３ｂにおいて冷媒１２が分流することを防止でき、分離冷却管３ｂに流れる冷媒１２の量を増やすことができる。したがって、分離冷却管３ｂに接触した電子部品２ｂの冷却効率を高めることができる。

ここで仮に、図２２に示すごとく、大型部品２ｂ_aに隣接する冷却管３ｔを連通冷却管３ａにしたとすると、この大型部品２ｂ_aの冷却効率が低下しやすくなる。すなわち、上述したように、連通冷却管３ａは、全てのパイプ４が内部の流路３０と連通している。したがって、導入用のパイプ４_iから冷媒１２を導入すると、冷媒１２の一部は流路３０に流れ、残りは、上記パイプ４_iの反対側に設けられたパイプ４_oへ流れてしまう。つまり、冷媒１２が分流してしまう。そのため、冷却管３ｔの流路３０に流れる冷媒１２の量は少なく、大型部品２ｂ_aの冷却効率が低くなりやすい。

これに対して、図２に示すごとく、本形態のように、大型部品２ｂ_aに隣接する冷却管３ｔを分離冷却管３ｂにすれば、この大型部品２ｂ_aの冷却効率を高めることができる。すなわち、図２に示すごとく、分離冷却管３ｂには隔壁３２が形成されている。そのため、分離冷却管３ｂの貫通孔３１に冷媒１２を導入すると、冷媒１２は分離冷却管３ｂの流路３０へ流れず、全て下流側の冷却管３（３ａ）へ向かう。その後、冷媒１２は連通冷却管３ａを流れ、分離冷却管３ｂに戻って、該分離冷却管３ｂの流路３０を流れる。そのため、貫通孔３１に導入した冷媒１２を全て分離冷却管３ｂの流路３０に流すことができ、この流路３０に流れる冷媒１２の量を増やすことができる。したがって、大型部品３ｂ_aの冷却効率を高めることができる。

なお、本形態では、ケース５外から、分離冷却管３ｂの貫通孔３１に冷媒１２を導入しているが、冷媒１２の向きを変えた場合も、同様の効果を奏することができる。例えば図９に示すごとく、分離冷却管３ｂの流路３０に先に冷媒１２を導入した場合、冷媒１２は流路３０を流れ、ケース５内の流路用パイプ４ａ_bを通る。分離冷却管３ｂ内には隔壁３２が形成されているため、冷媒１２は流路３０から貫通孔３１に流れず、冷媒１２は全て、下流側に設けられた連通冷却管３ａに向かう。冷媒１２はその後、複数の連通冷却管３ａに分配され、貫通孔３１を通って、導出される。そのため、導入した全ての冷媒１２を、分離冷却管３ｂの流路３０に流すことができ、流れる冷媒１２の量を増やすことができる。したがって、大型部品２ｂ_a（図１、図２参照）の冷却効率を高めることができる。

また、図４に示すごとく、本形態の電力変換装置１では、Ｘ方向における分離冷却管３ｂの上記一方側Ｓ１において、流路用パイプ４ａ_bと貫通用パイプ４ｂ_bとを離隔した位置に配置し、他方側Ｓ２において、流路用パイプ４ａ_aと貫通用パイプ４ｂ_bとを互いに隣り合う位置に配置して、パイプ対４０を構成してある。そして、図２に示すごとく、Ｙ方向おいてパイプ対４０に隣り合う位置に、電子部品２（２ｂ_a）を配置してある。
そのため、２本のパイプ４ａ_a，４ｂ_bが纏まって配置され、Ｙ方向における分離冷却管３ｂの、パイプ対４０を設けた側とは反対側の端部４９に、パイプ４が配されなくなる。したがって、この端部４９を、電子部品２（２ｂ_a）を冷却する部位として有効活用することができる。そのため、分離冷却管３ｂの、電子部品２（２ｂ_a）を冷却する面積を増やすことができ、電子部品２（２ｂ_a）をより効果的に冷却することが可能になる。

また、図１、図４に示すごとく、本形態では、パイプ対４０を構成する貫通用パイプ４ｂ_aと流路用パイプ４ａ_aとは、Ｚ方向において、互いに隣り合っている。
そのため、Ｚ方向から見たときの、パイプ対４０のＹ方向長さを短くすることができる。したがって、分離冷却管３ｂのうち、電子部品２（２ｂ_a）を冷却する部位のＹ方向長さを長くすることができ、この部位の面積を広くしやすくなる。そのため、電子部品２（２ｂ_a）を広い面積にわたって冷却することが可能になる。

また、本形態の電力変換装置１は、電子部品２として、上記半導体モジュール２ａと、該半導体モジュール２ａよりも体積が大きい大型部品２ｂとを備える。この大型部品２ｂ（２ｂ_a）をＹ方向においてパイプ対４０に隣り合う位置に配置してある。
この場合には、本発明の効果を充分に発揮させることができる。すなわち、大型部品２ｂ_aは表面積が大きいため、広い面積にわたって冷却する必要がある。本形態ではパイプ対４０を形成し、Ｙ方向においてパイプ対４０に隣り合う位置に大型部品２ｂ_aを配置してあるため、分離冷却管３ｂの、大型部品２ｂ_aを冷却する面積を広くすることができる。そのため、大型部品２ｂ_aを広い面積にわたって冷却することが可能になる。

また、図５に示すごとく、分離冷却管３ｂは、連通冷却管３ａ（図７参照）よりも、Ｘ方向から見たときの面積が大きい。
そのため、分離冷却管３ｂの、電子部品２（２ｂ_a）を冷却する面積を大きくすることができ、電子部品２（２ｂ_a）の冷却効率を高めることができる。

また、図１に示すごとく、本形態では、複数の冷却管３のうちＸ方向における一端に配された冷却管３ｔを、分離冷却管３ｂとしてある。
そのため、分離冷却管３ｂの流路３０に流す冷媒１２の量を、より増やすことができる。すなわち、後述するように、Ｘ方向における一端に配された冷却管３ｔ以外の冷却管３を、分離冷却管３ｂとすることもできるが（図１０参照）、この場合、導入用のパイプ４_iと分離冷却管３ｂとの間に連通冷却管３ａが存在するため、導入した冷媒１２の一部がこの連通冷却管３ａへ流れてしまう。そのため、分離冷却管３ｂに流すことができる冷媒１２の量が低下しやすくなる。これに対して、本形態のように、Ｘ方向における一端に配された冷却管３ｔを分離冷却管３ｂとすれば、導入された冷媒１２を全て分離冷却管３ｂの流路３０に流すことができる。そのため、流れる冷媒１２の量を増やすことができ、電子部品２（２ｂ_a）を効果的に冷却することができる。

また、本形態の電力変換装置１は、積層体１０の一部を収容するケース５を備える。このケース５の側壁５０にはＸ方向に貫通した穴部５１が形成されている。上記分離冷却管３ｂによって穴部５１を塞いである。上記パイプ対４０はケース５の外側に配されている。そして、ケース５外側であってパイプ対４０に隣り合う位置に、電子部品２（２ｂ_a）を配置してある。
そのため、ケース５の外側に配されている電子部品２（２ｂ_a）を、分離冷却管３ｂによって効率的に冷却することができる。

なお、本形態では、分離冷却管３ｂを用いて上記穴部５１をケース外側から塞いであるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、分離冷却管３ｂを用いて穴部５１をケース内側から塞いでもよい。

以上のごとく、本形態によれば、電子部品の冷却効率をより向上できる電力変換装置を提供することができる。

なお、本形態では、ケース５外に配した大型部品２ｂ_aとしてＤＣ−ＤＣコンバータ２８を採用したが、本発明はこれに限るものではなく、リアクトル２９やコンデンサ等を採用しても良い。

（実施形態２）
本形態は、分離冷却管３ｂの位置を変更した例である。図１０、図１１に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、２本の分離冷却管３ｂ（３ｂ_a，３ｂ_b）を備える。これら２本の分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bは、Ｘ方向における積層体１０の中央付近に配されている。Ｘ方向における、分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの、加圧部材１３を設けた側には、複数の連通冷却管３ａが配されている。また、Ｘ方向における、分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの、加圧部材１３を設けた側とは反対側にも、複数の連通冷却管３ａが配されている。

図１２、図１５に示すごとく、第１分離冷却管３ｂ_aの貫通孔３１には、第１貫通用パイプ４ｂ_aと第２貫通用パイプ４ｂ_bとの、２つの貫通用パイプ４ｂ（４ｂ_a，４ｂ_b）が接続している。同様に、第２分離冷却管３ｂ_bの貫通孔３１には、第２貫通用パイプ４ｂ_bと第３貫通用パイプ４ｂ_cとの、２つの貫通用パイプ４ｂ（４ｂ_b，４ｂ_c）が接続している。さらに、第２分離冷却管３ｂ_bの流路３０には、第１流路用パイプ４ａ_aと第２流路用パイプ４ａ_bとの、２本の流路用パイプ４ａ（４ａ_a，４ａ_b）が接続している。また、第１分離冷却管３ｂ_aの流路３０には、第２流路用パイプ４ａ_bと第３流路用パイプ４ａ_cとの、２本の流路用パイプ４ａ（４ａ_b，４ａ_c）が接続している。第２貫通用パイプ４ｂ_bと第２流路用パイプ４ａ_bとは互いに隣り合う位置に配され、パイプ対４０を構成している。

図１０に示すごとく、パイプ４_iから導入された冷媒１２は、まず複数の連通冷却管３ａに分配される。そして、残余の冷媒１２は、図１２〜図１５に示すごとく、第１貫通用パイプ４ｂ_a〜第３貫通用パイプ４ｂ_cを通り、分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの下流に配された複数の連通冷却管３ａに向かう。冷媒１２は、これらの連通冷却管３ａ内の流路３０を流れた後、第１流路用パイプ４ａ_a、第２分離冷却管３ｂ_bの流路３０、第２流路用パイプ４ａ_b、第１分離冷却管３ｂ_aの流路３０、第３流路用パイプ４ａ_cを流れる。これにより、電子部品２（２ｂ_a）を冷却するよう構成されている。

パイプ対４０を構成する第２貫通用パイプ４ｂ_bと第２流路用パイプ４ａ_bとは、Ｚ方向において互いに隣り合っている。また、Ｙ方向においてパイプ対４０に隣り合う位置に、電子部品２（２ｂ_a）が配されている。

本形態の作用効果について説明する。本形態においても、分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの貫通孔３１に導入された冷媒１２が、全て、分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの流路３０に流れる。そのため、分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの流路３０に流れる冷媒１２の量を増やすことができ、電子部品２（２ｂ_a）の冷却効率を高めることができる。

また、本形態では図１０に示すごとく、複数の冷却管３のうち、Ｘ方向における両端に配された冷却管３（３ｔ₁，３ｔ₂）以外の冷却管３を、分離冷却管３ｂとしている。そのため、分離冷却管３ｂを設ける位置の自由度を高くすることができ、電力変換装置１の設計自由度を高めることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本形態では、２本の分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの間に大型部品２ｂ_aを配置しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、２本の分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの間に半導体モジュール２ａを配置してもよい。特に、複数の半導体モジュール２ａのうち発熱量が高い半導体モジュール２ａを、２本の分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bの間に配すると、この半導体モジュール２ａを効率的に冷却することが可能になる。

（実施形態３）
本形態は、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとの位置関係を変更した例である。図１６、図１７に示すごとく、本形態では、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとが、Ｙ方向において互いに隣り合うよう構成されている。また、本形態では、実施形態１と同様に、複数の冷却管３のうちＸ方向における一端に位置する冷却管３ｔを、分離冷却管３ｂとしている。この分離冷却管３ｂにパイプ対４０が接続している。

本形態の作用効果を説明する。上述したように、本形態では、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとが、Ｙ方向において互いに隣り合っている。そのため、実施形態１のように流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとをＺ方向に隣り合わせた場合と比べて（図４、図５参照）、分離冷却管３ｂのＺ方向長さを短くすることができる。そのため、電力変換装置１を小型化しやすい。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態４）
本形態は、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとの位置関係を変更した例である。図１８、図１９に示すごとく、本形態では、実施形態２と同様に、Ｘ方向における積層体１０の中央に、２本の分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bを配置してある。これら２本の分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bを繋ぐ流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとによって、パイプ対４０が構成されている。

パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとは、Ｙ方向において互いに隣り合っている。そのため、実施形態２のように流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとをＺ方向に隣り合わせた場合と比べて、分離冷却管３ｂ_a，３ｂ_bのＺ方向長さを短くすることができる。したがって、電力変換装置１を小型化しやすい。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態５）
本形態は、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとの位置関係を変更した例である。図２０に示すごとく、本形態では、パイプ対４０を構成する流路用パイプ４ａと貫通用パイプ４ｂとを、斜め方向において互いに隣り合わせてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本形態では、複数の冷却管３のうちＸ方向における一端に位置する冷却管３ｔを分離冷却管３ｂとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図２１に示すように、Ｘ方向における積層体１０の中央に配された冷却管３を、分離冷却管３ｂとしてもよい。

１ 電力変換装置
２ 電子部品
３ 冷却管
３ａ 連通冷却管
３ｂ 分離冷却管
３０ 流路
３１ 貫通孔
４ａ 流路用パイプ
４ｂ 貫通用パイプ
４０ パイプ対

Claims (7)

1. 電力変換回路（１１）を構成する複数の電子部品（２）と、該電子部品を冷却する冷媒（１２）が流れる流路（３０）が形成された複数の冷却管（３）とを積層した積層体（１０）と、
   個々の上記冷却管に接続し、上記積層体の積層方向に隣り合う２つの上記冷却管の間における上記冷媒の流通経路をなすと共に、上記複数の冷却管のうち上記積層方向における一端に配された上記冷却管と外部装置との間の、上記冷媒の流通経路をなす複数のパイプ（４）とを備え、
   上記冷却管には、上記流路の延出方向における両端に上記パイプが接続し、接続した全ての該パイプと上記流路とが連通した連通冷却管（３ａ）と、上記延出方向における一端に上記積層方向へ貫通した貫通孔（３１）が形成され、該貫通孔と上記流路とをこれらの間に介在する隔壁（３２）によって分離してある分離冷却管（３ｂ）とがあり、
   該分離冷却管の上記流路には、上記積層方向における上記分離冷却管の両側に、上記パイプである流路用パイプ（４ａ）がそれぞれ接続し、上記貫通孔には、上記積層方向における上記分離冷却管の両側に、上記パイプである貫通用パイプ（４ｂ）がそれぞれ接続し、
   上記積層方向における上記分離冷却管の一方側にて、上記流路用パイプは上記貫通用パイプから上記延出方向に離隔した位置に配され、他方側にて、上記流路用パイプは上記貫通用パイプに隣り合う位置に配され、上記延出方向において、上記流路用パイプと上記貫通用パイプとからなるパイプ対（４０）に隣り合う位置に、上記電子部品が配されている電力変換装置（１）。
2. 上記パイプ対を構成する上記貫通用パイプと上記流路用パイプとは、上記積層方向と上記延出方向との双方に直交する直交方向において、互いに隣り合っている、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 上記電子部品として、半導体素子（２０）を内蔵した半導体モジュール（２ａ）と、該半導体モジュールに電気接続し該半導体モジュールよりも体積が大きい大型部品（２ｂ）とを備え、該大型部品を上記延出方向において上記パイプ対に隣り合う位置に配置してある、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 上記分離冷却管は、上記連通冷却管よりも、上記積層方向から見たときの面積が大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
5. 上記複数の冷却管のうち上記積層方向における一端に配された上記冷却管を上記分離冷却管としてある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
6. 上記積層体の少なくとも一部を収容するケース（５）を備え、該ケースの側壁（５０）には上記積層方向に貫通した穴部（５１）が形成され、上記分離冷却管によって上記穴部を塞いであり、上記パイプ対は上記ケースの外側に配され、該ケースの外側であって上記パイプ対に隣り合う位置に上記電子部品が配されている、請求項５に記載の電力変換装置。
7. 上記複数の冷却管のうち、上記積層方向における両端に配された上記冷却管以外の上記冷却管を上記分離冷却管としてある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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