JP5974594B2 - 冷却器 - Google Patents

Description

この発明は、半導体素子または半導体モジュールを用いた半導体装置の冷却器に関するものである。

半導体素子は、この半導体素子の動作時の通電に伴い大きな熱が発生する。この発生した熱の影響を受ける状況において、半導体素子を安定的に動作させるためには、半導体素子を冷却することが必要である。半導体素子の冷却のための冷却器としては、外部より冷媒を強制通流させる液冷式冷却器が知られており、その冷媒流路には、各種パターンがある。

従来の冷却器では、冷却用の冷媒が流れる冷却媒体流路を渦巻状に構成し、往路と復路を交互に構成することで冷却器全体として均一な冷却器を実現している（例えば、特許文献１参照）。また、別の従来の冷却器では、冷却器全体に対して流路を構成し、冷媒が流れる主管から突出した補助管による衝突噴流を半導体素子（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の直下部に衝突させることで冷却性能の向上を実現している（例えば、特許文献２参照）。

特公平７−１１２０３４号公報（第２−３頁、第１図） 特許４６４９３５９号（第４−９頁、第１図）

特許文献１の従来の冷却器では、冷却冷媒が流れる流路を渦巻き状に形成するため、複雑な流路となり冷却器のサイズが大きくなる。また、流路長が長いため、流入口と流出口とでの温度差が生じるために冷却性能が劣化してしまうという問題点があった。さらに、特許文献２の従来の冷却器では、冷却器全体に対して流路が構成されるために、流路長が長くなり冷媒の圧力損失が発生し、冷媒の圧力損失を保障して冷却能力確保のためには、高性能なポンプが必要であるという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、冷媒の不要な温度上昇を回避でき、また、冷媒の圧力損失も低減できるため、少ない流量で高い冷却性能を実現することが可能となる。

この発明に係る冷却器は、半導体装置を冷却する冷却器であって、前記半導体装置の設置面と、前記冷却器の外周部に配置された冷媒流入口と、前記冷却器の外周部に配置された冷媒流出口と、前記冷却器の内部に配設された第一の流路と、前記冷却器の内部に配設された第二の流路と、前記第一の流路および前記第二の流路よりも前記設置面側に配置された複数の冷媒流路と、前記第一の流路と前記冷媒流路とを接続し、前記冷媒流路の断面積より小さい断面積を有する第三の流路と、前記第二の流路と前記冷媒流路とを接続する第四の流路と、前記冷却器の外周部に配置された第二の冷媒流入口または第二の冷媒流出口に接続された第五の流路と、前記複数の冷媒流路のうちの一つの冷媒流路に接続され、前記第五の流路と前記冷媒流路とを接続する第六の流路と、を備えたことを特徴とする冷却器。

この発明は、前記第一の流路および前記第二の流路よりも前記設置面側に配置された冷媒流路と、前記第一の流路と前記冷媒流路とを接続し、前記冷媒流路の断面積より小さい断面積を有する第三の流路と、前記第二の流路と前記冷媒流路とを接続する第四の流路とを備えたので、冷媒の不要な温度上昇を回避でき、また冷媒の圧力損失も低減できるため、高い冷却性能を実現することが可能となる。

この発明の実施の形態１における冷却器の内部構造を示す図である。 この発明の実施の形態２における冷却器の内部構造を示す図である。 この発明の実施の形態３における冷却器の内部構造を示す図である。 この発明の実施の形態４における冷却器の内部構造を示す図である。 この発明の実施の形態４における電動機一体型電力変換装置を示す概略図である。 この発明の実施の形態５における冷却器の内部構造を示す図である。 この発明の実施の形態５における電動機一体型電力変換装置を示す概略図である。 この発明の実施の形態６における冷却器の積層構造を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における冷却器の内部構造を示す図である。図１（ａ）は、冷却器の平面図である。図１（ｂ）は冷却器の線Ａにおける断面図である。はじめに、この実施の形態１における冷却器の内部構造について説明する。図１（ａ）に示すように、冷却器１００は、冷媒流入口１０１、第一の流路１０２、第二の流路１０３、冷媒流出口１０４、第三の流路１１１，１２１，１３１、半導体装置である電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールを冷却するための冷媒流路１１２，１２２，１３２、第四の流路１１３，１２３，１３３、冷却板１１０で構成される。図１（ｂ）に示すように、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール１００２は冷媒流路１２２上方側の設置面１５０上に設置される。

冷却器１００内における主な冷媒の流路は、冷媒流入口１０１と連通され円弧状の流路を有する第一の流路１０２と、冷媒流出口１０４と連通され円弧状の流路を有する第二の流路１０３との２流路であり、第一の流路１０２は第二の流路１０３の内側に配置される。第三の流路１１１，１２１，１３１は、第一の流路１０２から垂直上方向（設置面１５０方向）に分岐して形成される。この第三の流路１１１，１２１，１３１にそれぞれ連通して、冷媒流路１１２，１２２，１３２は形成され、これらの冷媒流路１１２，１２２，１３２の断面積は、第三の流路１１１，１２１，１３１の断面積よりも大きくなるように設定される。冷媒流路１１２，１２２，１３２は、設置面１５０上に周回状に設置される電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）の下方側に配置される。第四の流路１１３，１２３，１３３は、第二の流路１０３から垂直上方向に分岐して形成される。この第四の流路１１３，１２３，１３３にそれぞれ連通して、冷媒流路１１２，１２２，１３２は形成され、これらの冷媒流路１１２，１２２，１３２の断面積は、第四の流路１１３，１２３，１３３の断面積よりも大きくなるように設定される。

冷媒は、冷媒流入口１０１から冷却器１００内へ流入され、第一の流路１０２を流れ、その一部は第三の流路１１１、冷媒流路１１２、第四の流路１１３を介して第二の流路１０３へと流れ、冷媒流出口１０４から冷却器１００外へ流出される。また、第一の流路１０２を流れる冷媒のうち、第三の流路１１１の方に分岐されない分はその先に流れ、第三の流路１２１、冷媒流路１２２、第四の流路１２３を介して第二の流路１０３へと流れ、冷媒流出口１０４から冷却器１００外へ流出される。そして、第一の流路１０２を流れる冷媒のうち、第三の流路１２１の方に分岐されない分はその先に流れ、第三の流路１３１、冷媒流路１３２、第四の流路１３３を介して第二の流路１０３へと流れ、冷媒流出口１０４から冷却器１００外へ流出される。このとき、それぞれの冷媒流路１１２，１２２，１３２に流入した冷媒は、その冷媒流路１１２，１２２，１３２内の上方の面、すなわち設置面１５０に設置された電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）に対向する面１６０側に衝突噴流として衝突しながら進入する。このように進入してきた冷媒は冷媒流路１１２，１２２，１３２から冷却板１１０を冷却し、この冷却板１１０の上方側の設置面１５０に設置された電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）を冷却する。そして、冷媒はこのような冷却過程を経て、第三の流路１１３，１２３，１３３を経由し、第二の流路１０３に合流し、冷媒流出口１０４より冷却器１００の外へ流出する。

以上のように構成された冷却器においては、円弧状の流路を有する第一の流路を、円弧状の流路を有する第二の流路の内側に形成することで流路距離を短く設計できる。そのため、低温で流入した冷媒が冷媒流路に到達するまでの温度上昇を回避でき、流路距離を短くできるため、冷媒の圧力損失の低減も可能となる。

また、冷媒は限定された第三の流路、第四の流路を流れるため、少ない流量で冷媒流路内の冷媒を交換可能である。少ない流量で高い冷却性能を発揮できるため、冷媒の節約が可能となる。そのため、高性能なポンプを必要とせず冷却器の冷却性能を向上させることが可能となる。そのため、冷却性能が高く、小型化、薄型化が可能な冷却器を実現できる。さらに、冷却流路としては、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールに合わせて冷却に最適な形状、最適な個数があれば良い。さらに、冷媒の流路の断面積を大きくし、衝突噴流としたことにより、効率よく冷媒を供給できるので冷却性能を向上させることが可能となる。なお、本実施の形態１では、第三の流路は、第一の流路から垂直上方向に分岐して形成されるとしたが、分岐の方向としては、垂直上方向に限定されるものではなく、冷却能力が得られる向きに分岐されていれば良い。また、冷却器として、冷却能力に余裕がある場合、冷媒流入口と第二の流路とが接続され、冷媒流出口と第一の流路とが接続される逆の構成でも良く、その場合は冷媒の流れが本実施の形態１とは逆になる。

実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２における冷却器の内部構造を示す図である。図２（ａ）は、冷却器の平面図である。図２（ｂ）は冷却器の線Ａにおける断面図である。はじめに、この実施の形態２における冷却器の内部構造について説明する。図２（ａ）に示すように、冷却器２００は、冷媒流入口２０１、第一の流路２０２、第二の流路２０３、冷媒流出口２０４、第五の流路２０５、第二の冷媒流出口２０６、第三の流路２１１，２２１，２３１、半導体装置である電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールを冷却するための冷媒流路２１２，２２２，２３２、第四の流路２１３，２２３、第六の流路２３３、冷却板２１０で構成されている。図２（ｂ）に示すように、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール２００２は冷媒流路２２２上方側の設置面２５０上に配置される。

本実施の形態２においては、冷媒は冷媒流入口２０１から流入され、冷媒流路２１２と冷媒流路２３２との間に形成された第一の流路２０２の分岐点で、冷媒流路２１２，２２２方向と冷媒流路２３２方向とに分岐し、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）の冷却後の冷媒の流路を第三の流路２１３，２２３介して第二の流路２０３と、第六の流路２３３を介して第五の流路２０５とし、冷媒流出口２０４と第二の冷媒流出口２０６を設けたことが実施の形態１からの変更点である。このような構成にすることで、冷媒をより短い距離の流路を用いて冷媒流路へ供給することができ、冷媒の温度上昇を抑制することが可能となる。その結果、冷却器の冷却能力を向上することができる。

冷媒は、冷媒流入口２０１から第一の流路２０２を通って冷却器２００内へ流入される。第一の流路２０２は冷媒器２００の内部で分岐され、第三の流路２１１，２２１と第三の流路２３１との２方向へ流れる。一方は、第一の流路２０２を流れ、その一部は第三の流路２１１、冷媒流路２１２、第四の流路２１３を介して第二の流路２０３へと流れ、冷媒流出口１０４から冷却器２００外へ流出される。また、第一の流路１０２を流れる冷媒のうち、第三の流路２１１の方に分岐されない分はその先に流れ、第三の流路２２１、冷媒流路２２２、第四の流路２２３を介して第二の流路２０３へと流れ、冷媒流出口２０４から冷却器２００外へ流出される。また、他方は、第一の流路２０２を流れ、第三の流路２３１、冷媒流路２３２、第六の流路２３３を介して、第五の流路２０５へと流れ、第二の冷媒流出口２０６から冷却器２００外へ流出される。冷媒による電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールの冷却処理は、実施の形態１と同様であり、それぞれの冷媒流路２１２，２２２，２３２に流入した冷媒は、その冷媒流路２１２，２２２，２３２内の上方の面、すなわち設置面２５０に設置された電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）に対向する面２６０側に衝突噴流として衝突しながら進入する。このように進入してきた冷媒は、冷媒流路２１２，２２２，２３２から冷却板２１０を冷却し、この冷却板２１０の上方側の設置面２５０に設置された電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）を冷却する。

以上のように構成された冷却器においては、実施の形態１での効果に加えて、第一の流路が途中で分岐されており、周回状に設置されている電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）の下方側の位置に、より短い距離の流路で到達できる。そのため、低温で流入する冷媒が冷媒流路に到達するまでの温度上昇をさらに低減でき、流路距離を短くできるため、冷媒の圧力損失も低減することが可能となり、冷却器の冷却性能を向上させることが可能となる。なお、本実施の形態２では、第一の流路が冷媒流入口に接続し、第二の流路と第五の流路とが冷媒流出口に接続したが、第一の流路が冷媒流出口に接続し、第二の流路と第五の流路とが冷媒流入口に接続した逆の構成であっても良く、本実施の形態２と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３における冷却器の内部構造を示す図である。図３（ａ）は、冷却器の平面図である。図３（ｂ）は冷却器の線Ａにおける断面図である。はじめに、この実施の形態３における冷却器の内部構造について説明する。図３（ａ）に示すように、冷却器３００は、冷媒流入口３０１、第一の流路３０２、第二の流路３０３、冷媒流出口３０４、第三の流路３１１，３２１，３３１、半導体装置である電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールを冷却するための冷媒流路３１２，３２２，３３２、第四の流路３１３，３１４，３１５，３１６，３２３，３２４，３２５，３２６，３３３，３３４，３３５，３３６、冷却板３１０で構成されている。図３（ｂ）に示すように、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール３００２は冷媒流路３３２上方側の設置面３５０上に配置される。

本実施の形態３においては、１つの冷媒流路３１２から第二の流路３０４へ冷媒を排出する際の第四の流路が４つに増加し、４つの第四の流路を冷媒流路３１２の四隅へ接続したことが、実施の形態１および実施の形態２からの変更点である。このような構成とすることで、冷媒が冷媒流路３１２から均等に排出されるため、冷媒流路の上面（設置面３５０に対向する面３６０）において均一な冷却冷媒による冷却が可能となり、冷媒による冷却性能の均一性を向上させることができる。その結果、冷却器の冷却能力を向上することができる。

冷媒は、冷媒流入口３０１から第一の流路３０２を通って冷却器３００内に流入される。冷媒は、第一の流路３０２からそれぞれの第三の流路３１１，３２１，３３１へ分岐し、冷媒流路３１２，３２２，３３２に衝突しながら流入するため、高い冷却性能を発揮する。第三の流路３１１，３２１，３３１は冷媒流路３１２，３２２，３３２の中央部に配置され、また、冷媒流路の四隅に第四の流路３１３，３１４，３１５，３１６，３２３，３２４，３２５，３２６，３３３，３３４，３３５，３３６が接続されている。従って、それぞれの冷媒流路３１２、３２２，３３２に流入した冷媒は、その冷媒流路３１２、３２２，３３２内の上方の面、すなわち設置面３５０に設置された電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）の設置面３５０に対向する面３６０側に衝突噴流として衝突しながら進入する。このように進入してきた冷媒は、四隅の第四の流路３１３，３１４，３１５，３１６，３２３，３２４，３２５，３２６，３３３，３３４，３３５，３３６から均等に排出されるため、冷媒流路３１２，３２２，３３２の電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）の設置面３５０に対向する面３６０側において均一な冷却が可能となる。冷媒流路３１２，３２２，３３２に進入した冷媒は冷媒流路３１２，３２２，３３２から冷却板３１０を冷却し、この冷却板３１０の上方側の設置面３５０に設置された電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール（図示せず）を冷却する。冷媒はこのような冷却過程を経て、第四の流路３１３，３１４，３１５，３１６，３２３，３２４，３２５，３２６，３３３，３３４，３３５，３３６を経由し、第二の流路３０３に合流し、冷媒流出口３０４より冷却器３００の外へ流出する。

以上のように構成された冷却器においては、実施の形態１での効果に加えて、冷媒流路の四隅に第四の流路が接続されたことで、冷媒流路の上面において均一な冷却が可能となる。そのため、冷却器の冷却性能を向上させることが可能となる。

実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４における冷却器の内部構造を示す図である。図４（ａ）は、冷却器の平面図である。図４（ｂ）は冷却器の線Ａにおける断面図である。はじめに、この実施の形態４における冷却器の内部構造について説明する。図４（ａ）に示すように、冷却器４００、冷媒流入口４０１、第一の流路４０２、第二の流路４０３、冷媒流出口４０４、第五の流路４０５、第二の冷媒流出口４０６、第三の流路４１１，４２１，４３１、半導体装置である電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールを冷却するための冷媒流路４１２，４２２，４３２、第四の流路４１３，４２３、第六の流路４３３、中空穴４４０、冷却板４１０で構成されている。図４（ｂ）に示すように、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール４００２は冷媒流路４２２上方側の設置面４５０上に配置される。

図５は本実施の形態４における電動機一体型電力変換装置を示す概略図である。図５に示すように、電動機一体型電力変換装置は、冷却器４００、冷媒流入口４０１、冷媒流出口４０４、第二の冷媒流出口４０６、中空穴４４０、冷却板４１０、電力変換用半導体素子及び電力変換用半導体モジュールを設置する設置面４５０、電力変換用半導体素子及び電力変換用半導体モジュール４００１，４００２，４００３、電動機４１００、電動機シャフト４１０１で構成されている。

本実施の形態４においては、中空穴４４０を第一の流路４０２の内側で中心部に配置したことで、電動機シャフトを有する電動機と一体化できる点が、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３からの変更点である。このような構成とすることで、冷却器の冷却能力を保持したまま、電動機と一体型とすることが可能となり、電動機の小型化が可能となる。

冷却器４００内の冷媒の流路は、実施の形態２で示した冷却器２００と同様であり、冷媒の流れも実施の形態２と同様である。

図５において冷却器４００の設置面４５０に被冷却対象である電力変換用半導体素子及び電力変換用半導体モジュール４００１，４００２，４００３を配置し、冷却器４００がモータブラケットを兼用した構造である。電動機シャフト４１０１は中空穴４４０を通して直接アクセスできる構造となる。

本実施の形態４では、冷媒器４００は実施の形態２で示した冷媒器２００と同様の構造をしているので、実施の形態２と同様の効果も得られる。

さらに、本実施の形態では冷却器４００に中空穴４４０を設置しており、中心軸上に突起物を有する電動機との一体化が容易であり、電力変換器と電動機の高密度実装が可能である。

以上のように構成された冷却器においては、実施の形態２での効果に加えて、冷媒冷却器に中空穴を設置しており、中心軸上に突起物を有する電動機との一体化が容易であり、電力変換器と電動機の高密度実装が可能となる。

実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５における冷却器の内部構造を示す図である。図６（ａ）は、冷却器の平面図である。図６（ｂ）は冷却器の線Ａにおける断面図である。はじめに、この実施の形態５における冷却器の内部構造について説明する。図６（ａ）に示すように、冷却器５００、第一の流路５０３、第二の流路５０４、第七の流路５０２、第八の流路５０５、第三の流路５１１，５２１，５３１、半導体装置である電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールを冷却するための冷媒流路５１２，５２２，５３２、第四の流路５１３，５２３，５３３、中空穴５４０、冷却板５１０で構成されている。図６（ｂ）に示すように、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール５００２は冷媒流路５２２上方側の設置面５５０上に配置される。

図７は本実施の形態５における電動機一体型電力変換装置を示す概略図である。図７に示すように、電動機一体型電力変換装置は、冷却器５００、中空穴５４０、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールの設置面５５０、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール５００１，５００２，５００３、電動機５１００、電動機シャフト５１０１で構成されている。

本実施の形態５においては、冷媒流入口５０１、冷媒流出口５０６を設置面５５０の反対面側に形成し、第七の流路５０２と第一の流路５０３とを、第八の流路５０５と第二の流路５０４とを接続したことが実施の形態４からの変更点である。このような構成とすることで、冷却器の冷却能力を保持したまま、電動機と一体型とすることが可能となり、電動機をより小型化にすることが可能となる。

以上のように構成された冷却器においては、実施の形態４での効果に加えて、冷媒の流出入口を冷却器内部に形成したことで、中心軸上に突起物を有する電動機との一体化が容易であり、電力変換器と電動機の高密度実装が可能となる。また、冷媒流入口と冷媒流出口とを、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールの設置面の反対面側に形成したことで、冷媒流入口および冷媒流出口と電動機の冷媒の流路との接続が容易かつ簡素にすることが可能である。

さらに、冷却流路としては、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールに合わせて冷却に最適な形状、１つまたは最適な個数があれば良い。

実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６における冷却器の層構造を示す図である。はじめに、この実施の形態６における冷却器の内部構造について説明する。図８に示すように、冷却器の部材は、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールを設置する設置面を準備する冷却器部材６１０、冷媒流路６２１，６２２，６２３を準備する冷却器部材６２０、第三の流路６３１，６３３，６３５と、第四の流路６３２，６３４，６３６を準備する冷却器部材６３０、冷媒流入口６４１、第一の流路６４２、第二の流路６４３、および冷媒流出口６４４を準備する冷却器部材６４０、冷却器部材６５０で構成される。

各冷却器部材には流路が形成されているため、上記冷却器部材６１０，６２０，６３０，６４０，６５０を順次積層することで内部に流路を有する冷却器となる。なお、本実施の形態６で示す冷却器は、実施の形態１の冷却器１００を示しているが、他の冷却器でも同様の構成を作製することは可能である。また、電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュールの設置面を準備する冷却器部材６１０と冷媒流路を準備する冷却器部材６２０とを同一の部材で、第一の流路および第二の流路を準備する冷却器部材６４０と冷却器部材６５０とを同一の部材で形成しても良い。このようにすることで、部品点数を低減することが可能となる。

以上のように構成された冷却器においては、冷却器は積層部材で構成されており、組立が容易で作業性を向上させることが可能である。また、冷却器を構成する冷却部材に流路を抜き出しで形成するため、鋳物による生産が可能であり量産が容易である。そのため、冷却器の量産性を向上させることが可能となる。

１００，２００，３００，４００，５００ 冷却器、１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６４１ 冷媒流入口、１０２，２０２，３０２，４０２，５０３，６４２ 第一の流路、１０３，２０３，３０３，４０３，５０４，６４３ 第二の流路、１０４，２０４，３０４，４０４，５０６ 冷媒流出口、２０６，４０６ 第二の冷媒流出口、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０ 冷却板、１１１，１２１，１３１，２１１，２２１，２３１，３１１，３２１，３３１，４１１，４２１，４３１，５１１，５２１，５３１，６３１，６３３，６３５ 第三の流路、１１２，１２２，１３２，２１２，２２２，２３２，３１２，３２２，３３２，４１２，４２２，４３２，５１２，５２２，５３２，６２１，６２２，６２３ 冷媒流路、１１３，１２３，１３３，２１３，２２３，３１３，３１４，３１５，３１６，３２３，３２４，３２５，３２６，３３３，３３４，３３５，３３６，４１３，４２３，５１３，５２３，５３３，６３２，６３４，６３６ 第四の流路、２０５，４０５ 第五の流路、２３３，４３３ 第六の流路、５０２ 第七の流路、５０５ 第八の流路、設置面１５０に対向する面 １６０、設置面２５０に対向する面 ２６０、設置面３５０に対向する面 ３６０、１５０，２５０，３５０，４５０，５５０ 設置面、４４０，５４０ 中空穴、１００２，２００２，３００２，４００１，５００１，４００２，５００２，４００３，５００３ 電力変換用半導体素子または電力変換用半導体モジュール、４１００，５１００ 電動機、４１０１，５１０１ 電動機シャフト、６１０ 設置面を準備する冷却器部材、６２０ 冷媒流路を準備する冷却器部材、６３０ 第三の流路及び第四の流路を準備する冷却器部材、６４０ 第一の流路及び第二の流路を準備する冷却器部材、６５０ 冷却器部材。

Claims (9)

1. 半導体装置を冷却する冷却器であって、
   前記半導体装置の設置面と、
   前記冷却器の外周部に配置された冷媒流入口と、
   前記冷却器の外周部に配置された冷媒流出口と、
   前記冷却器の内部に配設された第一の流路と、
   前記冷却器の内部に配設された第二の流路と、
   前記第一の流路および前記第二の流路よりも前記設置面側に配置された複数の冷媒流路と、
   前記第一の流路と前記冷媒流路とを接続し、前記冷媒流路の断面積より小さい断面積を有する第三の流路と、
   前記第二の流路と前記冷媒流路とを接続する第四の流路と、
   前記冷却器の外周部に配置された第二の冷媒流入口または第二の冷媒流出口に接続された第五の流路と、
   前記複数の冷媒流路のうちの一つの冷媒流路に接続され、前記第五の流路と前記冷媒流路とを接続する第六の流路と、
   を備えたことを特徴とする冷却器。
2. 半導体装置を冷却する冷却器であって、
   前記半導体装置の設置面と、
   前記冷却器の外周部に配置された冷媒流入口と、
   前記冷却器の外周部に配置された冷媒流出口と、
   前記冷却器の内部に配設され、円弧状および多角形状のうち少なくとも一方の流路を有する第一の流路と、
   前記冷却器の内部に配設され、円弧状および多角形状のうち少なくとも一方の流路を有する第二の流路と、
   前記第一の流路および前記第二の流路よりも前記設置面側に配置された複数の冷媒流路と、
   前記第一の流路と前記冷媒流路とを接続し、前記冷媒流路の断面積より小さい断面積を有する第三の流路と、
   前記第二の流路と前記冷媒流路とを接続する第四の流路と、
   前記冷却器の外周部に配置された第二の冷媒流入口または第二の冷媒流出口に接続された第五の流路と、
   前記複数の冷媒流路のうちの一つの冷媒流路に接続され、前記第五の流路と前記冷媒流路とを接続する第六の流路と、
   を備えたことを特徴とする冷却器。
3. 前記冷媒流路に対して、前記第四の流路を複数個備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却器。
4. 前記冷却器の中心部で、前記第一の流路の内側に中空穴を配置したことを特徴する請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の冷却器。
5. 前記冷媒流入口と前記冷媒流出口とを前記設置面の反対面側に配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の冷却器。
6. 前記冷媒流入口から流入した冷媒は、前記第三の流路から前記冷媒流路へ衝突噴流として流入することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の冷却器。
7. 前記設置面と前記冷媒流路と、前記第一の流路と前記第二の流路と、前記第三の流路と前記第四の流路とは、それぞれを構造的に集約された同一平板上に形成され、前記それぞれの平板が順次積層されることを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか１項記載の冷却器。
8. 前記半導体装置は、前記冷媒流路の略直上の前記設置面に配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか１項記載の冷却器。
9. 前記半導体装置は、前記設置面に周回状に配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項８いずれか１項記載の冷却器。