JP2019179807A - 水路装置、水冷冷却器及び電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液漏れの予兆を検知することができる水路装置、当該水路装置を備える水冷冷却器、及び当該水冷冷却器を備える電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１００の水路装置１２０において、第１の構造体１４０及び第２の構造体１４２は、それぞれ第１の接合面１５０及び第２の接合面１５２を有する。第１の接合面１５０は、第２の接合面１５２に接合される。第１の構造体１５０と第２の構造体１５２とで水路が構成される。第１の導電体線１３２ａ、絶縁体層及び第２の導電体層１３２ｂは、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に配置される。第２の導電体層１３２ｂは、絶縁体層を介して第１の導電体層１３２ａに接触する。絶縁体層は、厚さ方向に貫通する水の通過経路を有する。電気回路は、第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通を検知する。【選択図】図１

Description

本発明は、水路装置、当該水路装置を備える水冷冷却器、及び当該水冷冷却器を備える電力変換装置に関する。

特開２０１５−１５９１５９号公報に記載された半導体液冷モジュールにおいては、筐体が下側に配置される（段落００１７）。また、放熱板が筐体の上に配設される（段落００１７）。筐体の中央部には、冷却液用通路及び溝部が形成される（段落００１８）。溝部は、冷却液用通路の外周縁に沿って形成される（段落００１８）。溝部には、環状のゴムシールが嵌合される（段落００１８）。ゴムシール本体の上端は、放熱板の下面に当接する（段落００３０）。これにより、冷却液用通路内の冷却液は、ゴムシールよりも内周側に封止される（段落００３０）。

また、特開２０１５−１５９１５９号公報に記載された半導体液冷モジュールにおいては、液漏れ検知センサの検知部が設けられる（段落００３３）。検知部は、冷却液が接触した場合に、液漏れを検知する（段落００３３）。
特開２０１５−１５９１５９号公報

特開２０１５−１５９１５９号公報に記載された半導体液冷モジュールにおいては、ゴムシールが大きなスペースを占める。ゴムシールが大きなスペースを占めることは、半導体液冷モジュールを小型化することの障害となる。

また、特開２０１５−１５９１５９号公報に記載された半導体液冷モジュールにおいては、液漏れが実際に発生しなければ液漏れを検知することができない。

上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、液漏れの予兆を検知することができる水路装置、当該水路装置を備える水冷冷却器、及び当該水冷冷却器を備える電力変換装置を提供することである。

本発明の例示的な第１の態様は、水路装置に向けられる。

本発明の例示的な第１の態様においては、水路装置は、接合体、第１の導電体線、絶縁体層、第２の導電体線及び第１の電気回路を備える。

接合体は、第１の構造体及び第２の構造体を備える。第１の構造体及び第２の構造体は、それぞれ第１の接合面及び第２の接合面を有する。第１の接合面は、第２の接合面に接合される。第１の構造体と第２の構造体とで水路が構成される。

第１の導電体線、絶縁体層及び第２の導電体層は、第１の接合面と第２の接合面との間に配置される。

第２の導電体層は、絶縁体層を介して第１の導電体層に接触する。絶縁体層は、厚さ方向に貫通する水の通過経路を有する。

第１の電気回路は、第１の導電体線と第２の導電体線との間の導通を検知する。

本発明の例示的な第２の態様は、水路装置に向けられる。

本発明の例示的な第２の態様においては、水路装置は、接合体、絶縁体層、導電体線及び第１の電気回路を備える。

接合体は、第１の構造体及び第２の構造体を備える。第１の構造体及び第２の構造体は、それぞれ第１の接合面及び第２の接合面を有する。第１の接合面は、第２の接合面に接合される。第１の構造体と第２の構造体とで水路が構成される。第１の構造体は、導電体からなる。

絶縁体層及び導電体線は、第１の接合面と第２の接合面との間に配置される。

導電体線は、絶縁体層を介して第１の構造体に接触する。絶縁体層は、厚さ方向に貫通する水の通過経路を有する。

第１の電気回路は、第１の構造体と導電体線との間の導通を検知する。

本発明の例示的な第３の態様は、本発明の例示的な第１又は第２の態様の水路装置を備える水冷冷却器に向けられる。

本発明の例示的な第４の態様は、本発明の例示的な第３の態様の水冷冷却器を備える電力変換装置に向けられる。

本発明の例示的な第１及び第２の態様においては、第１の接合面と第２の接合面との間に水が染み出したことを検知することができるので、水漏れの予兆を検知することができる。

また、本発明の例示的な第３の態様においては、水漏れの予兆を検知することができる水路装置を水冷冷却器が備えるので、水漏れの予兆を検知することができる水冷冷却器を提供することができる。

また、本発明の例示的な第４の態様においては、水漏れの予兆を検知することができる水冷冷却器を電力変換装置が備えるので、水漏れの予兆を検知することができる電力変換装置を提供することができる。

本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置に備えられる接合部を模式的に図示する拡大断面図である。 本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置に備えられる第１の電気回路を図示する回路図である。 本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置において接合部に微細な空隙が形成された状態を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な第２実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な第２実施形態の電力変換装置に備えられる接合部を模式的に図示する拡大断面図である。 本発明の例示的な第２実施形態の電力変換装置において接合部に微細な空隙が形成された状態を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な第２実施形態の別例の電力変換装置に備えられる接合部を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な第１実施形態及び第２実施形態の第１変形例の電力変換装置の平面図である。 本発明の例示的な第１実施形態及び第２実施形態の第２変形例の電力変換装置の平面図である。 本発明の例示的な第１実施形態及び第２実施形態の第２変形例の電力変換装置に備えられる第１の電気回路及び第２の電気回路を図示する回路図である。

１ 第１実施形態
図１は、本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。図２は、本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置に備えられる接合部を模式的に図示する拡大断面図である。

第１実施形態においては、図１に図示される電力変換装置１００は、直流を三相交流に変換するインバータである。電力変換装置１００が直流を三相交流以外の多相交流に変換してもよい。

電力変換装置１００は、図１に図示されるように、水冷冷却器１１０及び部品１１２を備える。水冷冷却器１１０が電力変換装置１００以外の装置に備えられてもよい。

部品１１２は、水冷冷却器１１０により冷却される。第１実施形態においては、部品１１２は、直流をスイッチングし三相交流を生成するパワーモジュールである。部品１１２がパワーモジュール以外の部品であってもよい。例えば、部品１１２が直流を平滑する平滑コンデンサであってもよい。

水冷冷却器１１０は、水路装置１２０を備える。水路装置１２０が水冷冷却器１１０以外の装置に備えられてもよい。

水路装置１２０は、図１及び図２に図示されるように、接合体１３０、第１の導電体線１３２ａ、第２の導電体線１３２ｂ及び絶縁体層１３４を備える。

接合体１３０は、第１の構造体１４０及び第２の構造体１４２を備える。第１の構造体１４０及び第２の構造体１４２は、それぞれ第１の接合面１５０及び第２の接合面１５２を有する。第１の接合面１５０は、第２の接合面１５２に接合される。接合体１３０においては、第１の構造体１４０と第２の構造体１４２とで水路１６０が構成される。水路１６０には、水が流れる。

第１実施形態においては、第１の構造体１４０は、金属からなるヒートシンクである。ヒートシンクには、部品１１２が実装される。第１の構造体１４０は、ベースプレート１７０及びフィン１７２を備える。ベースプレート１７０は、一方の面１８０及び他方の面１８２を有する。部品１１２は、ベースプレート１７０の一方の面１８０上に実装される。フィン１７２は、ベースプレート１７０の他方の面１８２から突出する。フィン１７２は、水路１６０内に配置され、水路１６０を流れる水にひたされる。第１の接合面１５０は、他方の面１８２の縁部である。

また、第１実施形態においては、第２の構造体１４２は、箱状部品である。箱状部品は、開口部１９０を有する。第２の接合面１５２は、開口部１９０のヘリ部である。

また、第１実施形態においては、第１の接合面１５０は、接合媒体２００を介して第２の接合面１５２に接合される。接合媒体２００は、樹脂又は接着剤からなる。第１の接合面１５０が第２の接合面１５２に直接的に接合されてもよい。例えば、第１の接合面１５０がアンカー効果により第２の接合面１５２に直接的に接合されてもよい。第１の接合面１５０が第２の接合面１５２に接合されることにより、第１の構造体１４０は、第２の構造体１４２の開口部１９０を塞ぐ。また、水が第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間を通過できなくなる。また、第１の構造体１４０が第２の構造体１４２の開口部１９０を塞き、水が第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間を通過できなくなることにより、密閉された水路１６０が構成される。

部品１１２が発生した熱は、ベースプレート１７０及びフィン１７２を順次に経由して水路１６０を流れる水まで伝えられる。また、部品１１２が発生した熱が水まで伝えられることにより、部品１１２は、水冷冷却器１１０により水冷される。

第１の導電体線１３２ａ、第２の導電体線１３２ｂ及び絶縁体層１３４は、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に配置される。第２の導電体線１３２ｂは、絶縁体層１３４を介して第１の導電体線１３２ａに接触する。絶縁体層１３４は、厚さ方向に貫通する複数の水の通過経路２１０を有する。

第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂは、よりあわされていてもよいし、並行に配置されていてもよい。

第１のベースプレート１７０の他方の面１８２に溝部が形成されてもよい。また、形成された溝部に第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂが収容されてもよい。溝部は、例えばＵ字状の断面形状を有する。

第１の導電体線１３２ａ、第２の導電体線１３２ｂ及び絶縁体層１３４は、漏水センサを構成する。

第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み込んでいない場合は、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂが絶縁体層１３４により互いに隔てられているため、第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通は生じない。

一方、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み込んだ場合は、染み込んだ水が複数の水の通過経路２１０に侵入する。また、染み込んだ水が複数の水の通過経路２１０に侵入することにより、第１の導電体線１３２ａから複数の水の通過経路２１０を経由して第２の導電体線１３２ｂまで連続する水が存在するようになる。また、第１の導電体線１３２ａから複数の水の通過経路２１０を経由して第２の導電体線１３２ｂまで連続する水が存在するようになることにより、第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通が生じる。

第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通は、水漏れが発生した状態だけでなく、水漏れが発生する前に第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み込んだ状態でも生じる。そのため、第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通は、水漏れだけでなく、水漏れの予兆の検知に利用することができる。

第１実施形態においては、第１の導電体線１３２ａ、第２の導電体線１３２ｂ及び絶縁体層１３４は、接合媒体２００に埋設される。

また、第１実施形態においては、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂは、それぞれ第１の外周面２２０ａ及び第２の外周面２２０ｂを有する。また、絶縁体層１３４は、第１の外周面２２０ａ及び第２の外周面２２０ｂ上にそれぞれ配置される第１の被膜２３０ａ及び第２の被膜２３０ｂを備える。複数の水の通過経路２１０は、第１の被膜２３０ａ及び第２の被膜２３０ｂがそれぞれ有する第１のピンホール２４０ａ及び第２のピンホール２４０ｂを含む。第１のピンホール２４０ａ及び第２のピンホール２４０ｂは、それぞれ第１の被膜２３０ａ及び第２の被膜２３０ｂ中に散在する。第１の被膜２３０ａ及び第２の被膜２３０ｂの片方が省略されてもよい。第１の被膜２３０ａ及び第２の被膜２３０ｂの材質が互いに異なってもよい。

また、第１実施形態においては、第１の導電体線１３２ａは、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。また、第１の被膜２３０ａは、アルマイト被膜である。また、第２の導電体線１３２ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。また、第２の被膜２３０ｂは、アルマイト被膜である。

絶縁体層１３４が、樹脂からなり格子状の平面形状を有してもよい。絶縁体層１３４が格子状の平面形状を有する場合は、複数の水の通過経路２１０は、絶縁体層１３４の開口部である。樹脂からなり格子状の平面形状を有する絶縁体層１３４は、例えば、レジスト材のような流動性を有する樹脂材料を格子状に塗布し、塗布した樹脂材料を硬化させることにより形成することができる。樹脂からなり格子状の平面形状を有する絶縁体層１３４が設けられた場合は、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂが互いに接触せず、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂの間の微小距離が保たれる。絶縁体層１３４が、ドッド状の平面形状を有してもよい。

部品１１２であるパワーモジュールは、半導体素子２５０、第１のはんだ部２５２、絶縁基板２５４、第２のはんだ部２５６及び封止樹脂２５８を備える。半導体素子２５０は、第１のはんだ部２５２により絶縁基板２５４に接続される。絶縁基板２５４は、第２のはんだ部２５６により第１の構造体１４０に接合される。封止樹脂２５８は、半導体素子２５０を封止する。

図３は、本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置に備えられる第１の電気回路を図示する回路図である。

電力変換装置１００は、図３に図示される第１の電気回路２６０をさらに備える。

第１の電気回路２６０は、第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通を検知する。第１実施形態においては、第１の電気回路２６０が第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通の発生を検知することにより、水漏れ及び水漏れの予兆が検知される。

第１実施形態においては、第１の電気回路２６０は、直列接続部２７０、第１の端子２７２及び第２の端子２７４を備える。直列接続部２７０は、直流電源２８０及び電流検知回路２８２を備える。

直列接続部２７０の一端及び他端は、それぞれ第１の端子２７２及び第２の端子２７４に電気的に接続される。直列接続部２７０においては、直流電源２８０及び電流検知回路２８２が電気的に直列接続される。第１の端子２７２及び第２の端子２７４は、それぞれ第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂに電気的に接続される。

第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通が生じた場合は、電流検知回路２８２に電流が流れる。第１の電気回路２６０は、電流検知回路２８２に流れる電流を検知することにより、第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通を検知する。

第１実施形態においては、電流検知回路２８２は、抵抗、及び当該抵抗における電圧降下を検知する回路を備える。

図４は、本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置において接合部に微細な空隙が形成された状態を模式的に図示する断面図である。

図４に図示される状態においては、第１の構造体１４０と接合媒体２００との界面に沿って内周側の始点から外周側の終点に向かって微細な空隙２９０が形成されている。また、絶縁体層１３４と接合媒体２００との界面に沿って微細な空隙２９２が形成されている。微細な空隙２９０及び微細な空隙２９２は、クラック、はがれ等である。

接合部３００が図４に図示される状態となった場合は、形成された微細な空隙２９０及び微細な空隙２９２に水が侵入する。微細な空隙２９０及び微細な空隙２９２への水の侵入は毛細管現象により行われるので、水は、微細な空隙２９０及び微細な空隙２９２の先端まで侵入する。また、水は、第１の被膜２３０ａと接合媒体２００との界面に沿って形成された微細な空隙３１０ａを第１の導電体線１３２ａが伸びる方向に進み、第２の被膜２３０ｂと接合媒体２００との界面に沿って形成された微細な空隙３１０ｂを第２の導電体線１３２ｂが伸びる方向に進む。また、水が、微細な空隙２９０及び微細な空隙２９２の先端まで侵入し、微細な空隙３１０ａを第１の導電体線１３２ａが伸びる方向に進み、微細な空隙３１０ｂを第２の導電体線１３２ｂが伸びる方向に進むため、第１のピンホール２４０ａ及び第２のピンホール２４０ｂが互いに直接的に接触していない場合においても、第１の導電体線１３２ａから微細な空隙２９０及び微細な空隙２９２を経由して第２の導電体線１３２ｂまで連続する水が存在するようになる。また、第１の導電体線１３２ａから微細な空隙２９０及び微細な空隙２９２を経由して第２の導電体線１３２ｂまで連続する水が存在するようになるため、第１の導電体線１３２ａと第２の導電体線１３２ｂとの間の導通が生じる。

第１実施形態においては、第１の接合面１５０が第２の接合面１５２に接合されるため、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間にＯリング等の大きなスペースを占める部材を設ける必要がない。また、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間にＯリング等の大きなスペースを占める部材を設ける必要がないため、水路装置１２０を小型化することができる。

また、第１実施形態においては、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み出したことを検知することができるので、わずかな水漏れ及び水漏れの予兆を検知することができる。また、わずかな水漏れ及び水漏れの予兆を検知することができるので、水漏れに起因する電力変換装置１００の故障又は誤動作を確実に防止することができる。

また、第１実施形態においては、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に配置される第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂは細線であってもよいため、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂが第１の接合面１５０の第２の接合面１５２への接合に悪影響を与えにくい。また、接合媒体２００を薄くすることができる。第１のベースプレート１７０の他方の面１８２に形成された溝部に第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂが収容された場合は、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂが第１の接合面１５０の第２の接合面１５２への接合に悪影響を与える可能性がさらに低くなる。

また、第１実施形態においては、漏水センサを構成する第１の導電体線１３２ａ、第２の導電体線１３２ｂ及び絶縁体層１３４を一般的な部材から作製することができるので、漏水センサを低コスト化することができる。

２ 第２実施形態
図５は、本発明の例示的な第２実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。図６は、本発明の例示的な第２実施形態の電力変換装置に備えられる接合部を模式的に図示する拡大断面図である。

第２実施形態においても、図５に図示される電力変換装置１００は、直流を三相交流に変換するインバータである。

電力変換装置１００は、水冷冷却器１１０及び部品１１２を備える。

部品１１２は、水冷冷却器１１０により冷却される。部品１１２は、第１実施形態の電力変換装置１００に備えられる部品１１２と同様の部品である。

水路装置１２０は、図５及び図６に図示されるように、接合体１３０、導電体線１３２及び絶縁体層１３４を備える。

接合体１３０は、第１の構造体１４０及び第２の構造体１４２を備える。第１の構造体１４０及び第２の構造体１４２は、それぞれ第１の接合面１５０及び第２の接合面１５２を有する。第１の接合面１５０は、第２の接合面１５２に接合される。接合体１３０においては、第１の構造体１４０と第２の構造体１４２とで水路１６０が構成される。接合体１３０は、第１実施形態の電力変換装置１００に備えられる接合体１３０と同様の接合体である。ただし、第２実施形態においては、第１の構造体１４０は、導電体からなる。

導電体線１３２及び絶縁体層１３４は、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に配置される。導電体線１３２は、絶縁体層１３４を介して第１の構造体１４０に接触する。絶縁体層１３４は、厚さ方向に貫通する複数の水の通過経路２１０を有する。

第１のベースプレート１７０の他方の面１８２に溝部が形成されてもよい。また、形成された溝部に導電体線１３２が収容されてもよい。

第１の構造体１４０、導電体線１３２及び絶縁体層１３４は、漏水センサを構成する。

第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み込んでいない場合は、第１の構造体１４０及び導電体線１３２が絶縁体層１３４により互いに隔てられているため、第１の構造体１４０と導電体線１３２との間の導通は生じない。

一方、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み込んだ場合は、染み込んだ水が複数の水の通過経路２１０に侵入する。また、染み込んだ水が複数の水の通過経路２１０に侵入することにより、第１の構造体１４０から複数の水の通過経路２１０を経由して導電体線１３２まで連続する水が存在するようになる。また、第１の構造体１４０から複数の水の通過経路２１０を経由して導電体線１３２まで連続する水が存在するようになることにより、第１の構造体１４０と導電体線１３２との間の導通が生じる。

第１の構造体１４０と導電体線１３２との間の導通は、水漏れが発生した状態だけでなく、水漏れが発生する前に第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み込んだ状態でも発生する。このため、第１の構造体１４０と導電体線１３２との間の導通は、水漏れだけでなく、水漏れの予兆の検知に利用することができる。

第２実施形態においては、導電体線１３２及び絶縁体層１３４は、接合媒体２００に埋設される。

また、第２実施形態においては、導電体線１３２は、外周面２２０を有する。また、絶縁体層１３４は、外周面２２０上に配置される被膜２３０を備える。複数の水の通過経路２１０は、被膜２３０が有するピンホール２４０を含む。ピンホール２４０は、被膜２３０中に散在する。

また、第２実施形態においては、導電体線１３２は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。また、被膜２３０は、アルマイト被膜である。

絶縁体層１３４が、樹脂からなり格子状の平面形状を有してもよい。絶縁体層１３４が格子状の平面形状を有する場合は、複数の水の通過経路２１０は、絶縁体層１３４の開口部である。樹脂からなり格子状の平面形状を有する絶縁体層１３４は、例えば、レジスト材のような流動性を有する樹脂材料を格子状に塗布し、塗布した樹脂材料を硬化させることにより形成することができる。樹脂からなり格子状の平面形状を有する絶縁体層１３４が設けられた場合は、第１の構造体１４０及び導電体線１３２が互いに接触せず、第１の構造体１４０及び導電体線１３２の間の微小距離が保たれる。絶縁体層１３４が、ドッド状の形状を有してもよい。

図３は、本発明の例示的な第１実施形態の電力変換装置に備えられる第１の電気回路を図示する回路図でもある。

電力変換装置１００は、図３に図示される第１の電気回路２６０をさらに備える。第１の電気回路２６０は、第１実施形態の電力変換装置１００に備えられる第１の電気回路２６０と同様の電気回路である。ただし、第１の端子２７２及び第２の端子２７４は、それぞれ第１の構造体１４０及び導電体線１３２に電気的に接続される。また、第１の電気回路２６０は、第１の構造体１４０と導電体線１３２との間の導通を検知する。第２実施形態においては、第１の電気回路２６０が第１の構造体１４０と導電体線１３２との間の導通の発生を検知することにより、水漏れ及び水漏れの予兆が検知される。

図７は、本発明の例示的な第２実施形態の電力変換装置において接合部に微細な空隙が形成された状態を模式的に図示する断面図である。

図７に示される状態においては、第１の構造体１４０と接合媒体２００との界面に沿って内周側の始点から外周側の終点に向かって微細な空隙３２０が形成されている。また、絶縁体層１３４と接合媒体２００との界面に沿って微細な空隙３２２が形成されている。微細な空隙３２０及び微細な空隙３２２は、クラック、はがれ等である。

接合部３００が図７に示される状態となった場合は、形成された微細な空隙３２０及び微細な空隙３２２に水が侵入する。微細な空隙３２０及び微細な空隙３２２への水の侵入は毛細管現象により行われるので、水は、微細な空隙３２０及び微細な空隙３２２の先端まで侵入する。また、水は、微細な空隙３２２を導電体線１３２が伸びる方向に進む。また、水が、微細な空隙３２０及び微細な空隙３２２の先端まで侵入し、微細な空隙３２２が伸びる方向に進むため、第１の構造体１４０から微細な空隙３２０及び微細な空隙３２２を経由して導電体線１３２まで連続する水が存在するようになる。また、第１の構造体１４０から微細な空隙３２０及び微細な空隙３２２を経由して導電体線１３２まで連続する水が存在するようになるため、第１の構造体１４０と導電体線１３２との間の導通が生じる。

第２実施形態においては、第１の接合面１５０が第２の接合面１５２に接合されるため、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間にＯリング等の大きなスペースを占める部材を設ける必要がない。また、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間にＯリング等の大きなスペースを占める部材を設ける必要がないため、水路装置１２０を小型化することができる。

また、第２実施形態においては、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に水が染み出したことを検知することができるので、わずかな水漏れ及び水漏れの予兆を検知することができる。また、わずかな水漏れ及び水漏れの予兆を検知することができるので、水漏れに起因する電力変換装置１００の故障又は誤動作を確実に防止することができる。

また、第２実施形態においては、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間に配置される導電体線１３２は細線であってもよいため、導電体線１３２が第１の接合面１５０の第２の接合面１５２への接合に悪影響を与えにくい。また、接合媒体２００を薄くすることができる。第１のベースプレート１７０の他方の面１８２に形成された溝部に導電体線１３２が収容された場合は、導電体線１３２が第１の接合面１５０の第２の接合面１５２への接合に悪影響を与える可能性がさらに低くなる。

また、１本の導電体線１３２が第１の接合面１５０の第２の接合面１５２への接合に与える影響は、２本の導電体線１３２ａ及び１３２ｂが第１の接合面１５０の第２の接合面１５２への接合に与える悪影響より小さい。したがって、第２実施形態においては、第１実施形態と比較された場合に、第１の接合面１５０の第２の接合面１５２への接合に与える影響を小さくすることができる。

また、１本の導電体線１３２に要するコストは、２本の導電体線１３２ａ及び１３２ｂに要するコストより小さい。したがって、第２実施形態においては、第１実施形態と比較された場合に、導電体線１３２に要するコストを減らすことができる。

また、１本の導電体線１３２が第１の構造体１４０に近接するように１本の導電体線１３２を設置する作業は、２本の導電体線１３２ａ及び１３２ｂが互いに近接するように２本の導電体線１３２ａ及び１３２ｂを設置する作業より容易である。なぜならば、１本の導電体線１３２が第１の構造体１４０に近接するように１本の導電体線１３２を設置するためには、接合媒体２００中に導電体線１３２を配置してから第１の構造体１４０を第２の構造体１４２に対して押すだけで足りるからである。このため、第２実施形態においては、第１実施形態と比較された場合に、導電体線１３２の全長に渡る近接配置を実現することが容易である。

３ 第２実施形態の別例
図８は、本発明の例示的な第２実施形態の別例の電力変換装置に備えられる接合部を模式的に図示する断面図である。

別例においては、絶縁体層１３４は、第１の接合面１５０上に配置される被膜３５０を備える。また、絶縁体層１３４は、第２の接合面１５２上に配置される被膜３５２を備える。第２の構造体１４２が樹脂等の絶縁体からなる場合は、被膜３５２が省略されてもよい。

また、別例においては、第１の構造体１４０は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。また、被膜３５０は、アルマイト被膜である。

絶縁体層１３４が、樹脂からなり格子状の平面形状を有してもよい。絶縁体層１３４が格子状の平面形状を有する場合は、複数の水の通過経路２１０は、絶縁体層１３４の開口部である。樹脂からなり格子状の平面形状を有する絶縁体層１３４は、例えば、レジスト材のような流動性を有する樹脂材料を格子状に塗布し、塗布した樹脂材料を硬化させることにより形成することができる。樹脂からなり格子状の平面形状を有する絶縁体層１３４が設けられた場合は、第１の構造体１４０及び導電体線１３２が互いに接触せず、第１の構造体１４０及び第２の導電体線１３２の間の微小距離が保たれる。絶縁体層１３４が、ドッド状の形状を有してもよい。

また、別例においては、導電体線１３２の外周面２２０上に被膜が配置されない。

第１の接合面１５０上に被膜を配置することは、導電体線１３２の外周面２２０上に被膜を配置することよりも容易である。また、外周面２２０上に被膜が配置されない導電体線１３２を作製することは、外周面２２０上に被膜が配置される導電体線１３２を作製することよりも容易である。また、別例においては、第１の接合面１５０上に被膜３５０を配置すること、及び外周面２２０上に被膜が配置されない導電体線１３２を作製することが容易であることにより、漏水センサを容易に作製することができる。

４ 第１実施形態及び第２実施形態の第１変形例
図９は、本発明の例示的な第１実施形態及び第２実施形態の第１変形例の電力変換装置の平面図である。

第１変形例においては、電力変換装置１００は、ケース４００を備える。また、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ、パワーモジュール、バスバ電極等の部品を備える。また、電力変換装置１００は、基板４０２を備える。平滑コンデンサ、パワーモジュール、バスバ電極等の部品は、ケース４００に収容される。基板４０２も、ケース４００に収容される。平滑コンデンサは、バスバ電極を介してパワーモジュールに接続される。基板４０２は、第１の電気回路２６０を備える。

また、第１変形例においては、ケース４００は、金属からなり、第１の構造体１４０又は第２の構造体１４２と一体化されている。第１の構造体１４０及び第２の構造体１４２は、ケース４００の底部に配置される。第１の構造体１４０は、ケース４００の内側に配置される。第１の構造体１４０がケース４００の内側に配置されるため、第１の構造体１４０に実装されるパワーモジュールは、ケース４００の内側に配置され、ケース４００に収容される。基板４０２は、パワーモジュールの上方に配置される。

また、第１変形例においては、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２は、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間から、電力変換装置１００の内部の、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間以外の場所まで延びる。この場合は、ケース４００が第１の端子２７２に電気的に接続される。第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２が、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間以外の場所まで延びることにより、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間以外からの水漏れを検出することが可能になる。例えば、水が流れる配管、水冷冷却器１１０と外部からの配管との接続部からの水漏れを検出することが可能になる。また、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間以外の場所まで第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２を延ばすことは、低コストで行うことができる。

第１変形例においては、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２の主要な部分が、ケース４００の底面上に配置される。また、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２が、ケース４００に収容される平滑コンデンサ、パワーモジュール、バスバ電極等の部品まで延びる。第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２は、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間からの引き出し部分４１０から、平滑コンデンサ、パワーモジュール、バスバ電極等の部品を経由して、基板４０２への接続部分４１２まで延びる。

５ 第１実施形態及び第２実施形態の第２変形例
図１０は、本発明の例示的な第１実施形態及び第２実施形態の第２変形例の電力変換装置の平面図である。図１１は、本発明の例示的な第１実施形態及び第２実施形態の第２変形例の電力変換装置に備えられる第１の電気回路及び第２の電気回路を図示する回路図である。

第２変形例は、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２が、ケース４００の内側面に沿って配置される点で、第１変形例と相違する。

また、第２変形例は、基板４０２が、電力変換装置１００に備えられる第２の電気回路４２０を備える点で、第１変形例と相違する。

図１１に図示される第２の電気回路４２０は、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂの少なくとも一方、又は導電体線１３２の断線を検知する。

第２変形例においては、第２の電気回路４２０は、直列接続部４３０、第１の端子４３２及び第２の端子４３４を備える。直列接続部４３０は、直流電流源４４０及び無電流検知回路４４２を備える。第２の電気回路４２０は、第１の電気回路２６０から電気的に絶縁されている。

直列接続部４３０の一端及び他端は、それぞれ第１の端子４３２及び第２の端子４３４に電気的に接続される。直列接続部４３０においては、直流電流源４４０及び無電流検知回路４４２が電気的に直列接続される。第１の端子４３２及び第２の端子４３４は、それぞれ第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂの少なくとも一方、又は導電体線１３２の始点及び終点の付近に電気的に接続される。

第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂの少なくとも一方、又は導電体線１３２が断線した場合は、無電流検知回路４４２に電流が流れなくなる。第２の電気回路４２０は、無電流検知回路４４２に電流が流れなくなることを検知することにより、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂの少なくとも一方、又は導電体線１３２の断線を検知する。

第２変形例においては、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂの少なくとも一方、又は導電体線１３２が断線したことを検知することにより、ケース４００に強い外力が加わってケース４００が変形又は破壊したことを検知することができる。

また、第２変形例においては、第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂの少なくとも一方、又は導電体線１３２が断線したことを検知することができることを利用して、電力変換装置１００からの高電圧の出力を遮断することができる。

したがって、第２変形例においては、ケース４００に強い外力が加わってケース４００が変形又は破壊した場合に電力変換装置１００からの高電圧の出力を遮断することができる。そのため、ケース４００が変形又は破壊しているにもかかわらず電力変換装置１００からの高電圧の出力が継続されつづける時間をほぼゼロにすることができる。そのため、電力変換装置１００が自動車に搭載された場合に、衝突等により自動車に強い外力が加わったときに電力変換装置１００からの高電圧の出力が継続されつづける時間をほぼゼロにすることができる。したがって、エアバッグセンサー等からの信号に従って電力変換装置１００からの高電圧の出力を遮断する場合よりも高速で確実に電力変換装置１００からの高電圧の出力を遮断することができる。

また、第１の接合面１５０と第２の接合面１５２との間以外の場所まで第１の導電体線１３２ａ及び第２の導電体線１３２ｂ、又は導電体線１３２を延ばすことは、低コストで行うことができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１００ 電力変換装置
１１０ 水冷冷却器
１１２ 部品
１２０ 水路装置
１３０ 接合体
１３２ 導電体線
１３２ａ 第１の導電体線
１３２ｂ 第２の導電体線
１３４ 絶縁体層
１４０ 第１の構造体
１４２ 第２の構造体
１５０ 第１の接合面
１５２ 第２の接合面
１６０ 水路
２００ 接合媒体
２１０ 複数の水の通過経路
２６０ 第１の電気回路
４２０ 第２の電気回路

Claims (14)

1. 第１の接合面を有する第１の構造体、及び第２の接合面を有する第２の構造体を備え、前記第１の接合面が前記第２の接合面に接合され、第１の構造体と第２の構造体とで水路を構成する接合体と、
   前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に配置される第１の導電体線と、
   前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に配置され、厚さ方向に貫通する複数の水の通過経路を有する絶縁体層と、
   前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に配置され、前記絶縁体層を介して前記第１の導電体線に接触する第２の導電体線と、
   前記第１の導電体線と前記第２の導電体線との間の導通を検知する第１の電気回路と、
   を備える水路装置。
2. 前記第１の導電体線及び前記第２の導電体線の少なくとも一方の断線を検知する第２の電気回路
   をさらに備える請求項１の水路装置。
3. 前記第１の導電体線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、第１の外周面を有し、
   前記絶縁体層は、前記第１の外周面上に配置される第１のアルマイト被膜を備える
   請求項１又は２の水路装置。
4. 前記第２の導電体線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、第２の外周面を有し、
   前記絶縁体層は、前記第２の外周面上に配置される第２のアルマイト被膜を備える
   請求項１から３までのいずれかの水路装置。
5. 前記絶縁体層は、樹脂からなり、格子状の平面形状を有する
   請求項１又は２の水路装置。
6. 請求項１から５までのいずれかの水路装置を備える水冷冷却器。
7. 請求項６の水冷冷却器と、
   前記水冷冷却器により冷却される部品と、
   を備える電力変換装置であって、
   前記第１の導電体線及び前記第２の導電体線は、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間から、前記電力変換装置の内部の、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間以外の場所まで延びる
   電力変換装置。
8. 導電体からなり第１の接合面を有する第１の構造体、及び第２の接合面を有する第２の構造体を備え、前記第１の接合面が前記第２の接合面に接合され、第１の構造体と第２の構造体とで水路を構成する接合体と、
   前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に配置され、厚さ方向に貫通する複数の水の通過経路を有する絶縁体層と、
   前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に配置され、前記絶縁体層を介して前記第１の構造体に接触する導電体線と、
   前記第１の構造体と前記導電体線との間の導通を検知する第１の電気回路と、
   を備える水路装置。
9. 前記導電体線の断線を検知する第２の電気回路
   をさらに備える請求項８の水路装置。
10. 前記第１の構造体は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、
    前記絶縁体層は、前記第１の接合面上に配置されるアルマイト被膜を備える
    請求項８又は９の水路装置。
11. 前記導電体線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、外周面を有し、
    前記絶縁体層は、前記外周面上に配置されるアルマイト被膜を備える
    請求項８から１０までのいずれかの水路装置。
12. 前記絶縁体層は、樹脂からなり、格子状の平面形状を有する
    請求項８又は９の水路装置。
13. 請求項８から１２までのいずれかの水路装置を備える水冷冷却器。
14. 請求項１３の水冷冷却器と、
    前記水冷冷却器により冷却される部品と、
    を備える電力変換装置であって、
    前記導電体線は、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間から、前記電力変換装置の内部の、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間以外の場所まで延びる
    電力変換装置。

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