JP7120480B1 - 冷却器及び半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷却器の冷却効率が低下することを抑制する。【解決手段】冷却器１００は、Ｙ方向に延在する本体部１２０を備え、本体部１２０は、半導体モジュール２００が配置される外面ＯＦａ、及び、内面ＩＦａを含む外壁１２２ａと、冷媒の流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と、内面ＩＦａを壁面の一部とする複数の冷却流路ＦＰ３と、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と複数の冷却流路ＦＰ３とを仕切る隔壁１２４ａとを備え、複数の冷却流路ＦＰ３は、外面ＯＦａに垂直なＺ方向において、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と外壁１２２ａとの間に位置し、各冷却流路ＦＰ３は、流入路ＦＰ１と流出路ＦＰ２とをＹ方向に交差するＸ方向に連通し、隔壁１２４ａは、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる面が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、形成され、流入路ＦＰ１は、第１部分及び第２部分により画定されるエア留め空間ＳＰａｒ１を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、冷却器及び半導体装置に関する。
直流電力を交流電力に変換する電力変換装置等の半導体装置が知られている。例えば、特許文献１には、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路、及び、電力変換回路に含まれるスイッチング素子を冷却する冷却器等を有する電力変換装置が開示されている。例えば、冷却器は、スイッチング素子等の発熱体を冷却する冷媒の流路を有する。発熱体は、流路を画定する複数の壁のうちの冷却壁に配置される。
特開２０２１－１４１７２９号公報
ところで、冷媒の沸騰等によりエアが冷媒に発生又は混入した場合、エアが冷媒の流路内に残留する場合がある。流路内のエアが冷却壁に接触した状態で留まると、冷却器の冷却効率が低下するおそれがある。以上の事情を考慮して、本発明のひとつの態様は、冷却器の冷却効率が低下することを抑制することを目的のひとつとする。
本発明の好適な態様に係る冷却器は、第１方向に延在する冷却本体部を備え、前記冷却本体部は、発熱体が配置される第１面、及び、前記第１面とは反対側の第２面を含む冷却壁と、前記第１方向に延在し、一端から冷媒が流入する第１流路と、前記第１方向に延在し、一端から前記冷媒を流出させる第２流路と、前記第２面を壁面の一部とする複数の冷却流路と、前記第１面に垂直な第３方向に前記冷却壁から間隔を空けて配置され、前記第１流路と前記複数の冷却流路とを仕切り、かつ、前記第２流路と前記複数の冷却流路とを仕切る隔壁とを備え、前記複数の冷却流路は、前記第１方向に配列され、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に延在し、前記第３方向において、前記第１流路及び前記第２流路と、前記冷却壁との間に位置し、前記複数の冷却流路の各々は、前記第１流路と前記第２流路とを前記第２方向に連通し、前記隔壁は、前記第１流路の壁面の一部となる第３面が、前記第３方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、形成され、前記第１流路は、前記第１部分及び前記第２部分により画定される第１エア留め空間を含む。
本発明の好適な他の態様に係る冷却器は、第１方向に延在する冷却本体部を備え、前記冷却本体部は、発熱体が配置される第１面、及び、前記第１面とは反対側の第２面を含む冷却壁と、前記第１方向に延在し、一端から冷媒が流入する第１流路と、前記第１方向に延在し、一端から前記冷媒を流出させる第２流路と、前記第２面を壁面の一部とする複数の冷却流路とを備え、前記複数の冷却流路は、前記第１方向に配列され、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に延在し、前記第１面に垂直な第３方向において、前記第１流路及び前記第２流路と、前記冷却壁との間に位置し、前記複数の冷却流路の各々は、前記第１流路と前記第２流路とを前記第２方向に連通し、前記第２面のうち前記第２方向において前記第２流路に近い周縁の部分は、傾斜面又は曲面である。
本発明の好適な態様に係る半導体装置は、上述の冷却器を備える。
第１実施形態に係る電力変換装置の要部を模式的に示す分解斜視図である。 図１に示されたヘッド部を説明するための説明図である。 図１に示された本体部を説明するための説明図である。 図１に示された本体部を説明するための別の説明図である。 図１に示された冷却器の作用を説明するための説明図である。 第１対比例に係る電力変換装置の一例を説明するための説明図である。 電力変換装置全体の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。 第２実施形態に係る電力変換装置の一例を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る電力変換装置の一例を説明するための説明図である。 第４実施形態に係る電力変換装置の一例を説明するための説明図である。 第１変形例に係る電力変換装置の一例を説明するための説明図である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
Ａ．実施形態
以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、図１を参照しながら、第１実施形態に係る電力変換装置１０の概要の一例について説明する。
Ａ１：第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置１０の要部を模式的に示す分解斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する３軸の直交座標系を導入する。以下では、Ｘ軸の矢印の指す方向は＋Ｘ方向と称され、＋Ｘ方向の反対方向は－Ｘ方向と称される。Ｙ軸の矢印の指す方向は＋Ｙ方向と称され、＋Ｙ方向の反対方向は－Ｙ方向と称される。また、Ｚ軸の矢印の指す方向は＋Ｚ方向と称され、＋Ｚ方向の反対方向は－Ｚ方向と称される。以下では、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向を特に区別することなく、Ｙ方向と称し、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向を、特に区別することなく、Ｘ方向と称する場合がある。また、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向を、特に区別することなく、Ｚ方向と称する場合がある。
＋Ｙ方向及び－Ｙ方向の各々は、「第１方向」の一例であり、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向の各々は、「第２方向」の一例であり、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向の各々は、「第３方向」の一例である。また、以下では、特定の方向から対象物をみることを、平面視と称する場合がある。
電力変換装置１０としては、例えば、インバータ及びコンバータ等の任意のパワー半導体装置を採用することができる。なお、電力変換装置１０は、「半導体装置」の一例である。本実施形態では、電力変換装置１０として、電力変換装置１０に入力される直流電力を、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の交流電力に変換するパワー半導体装置を想定する。
例えば、電力変換装置１０は、直流電力を交流電力に変換する３つの半導体モジュール２００ｕ、２００ｖ及び２００ｗと、半導体モジュール２００ｕ、２００ｖ及び２００ｗを冷却する冷却器１００とを有する。半導体モジュール２００ｕ、２００ｖ及び２００ｗは、「発熱体」の一例である。
半導体モジュール２００ｕ、２００ｖ及び２００ｗの各々は、例えば、スイッチング素子等のパワー半導体素子を含むパワー半導体チップを樹脂ケースに収容したパワー半導体モジュールである。スイッチング素子としては、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）及びＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が該当する。
半導体モジュール２００ｕは、例えば、入力端子２０２ｕ及び２０４ｕと、出力端子２０６ｕと、複数の制御端子２０８ｕとを有する。例えば、半導体モジュール２００ｕは、入力端子２０２ｕ及び２０４ｕに入力される直流電力を３相の交流電力のうちのＵ相の交流電力に変換し、Ｕ相の交流電力を出力端子２０６ｕから出力する。例えば、入力端子２０２ｕの電位は、入力端子２０４ｕの電位よりも高い。また、複数の制御端子２０８ｕには、半導体モジュール２００ｕが有するスイッチング素子等の動作を制御するための制御信号が入力される。
半導体モジュール２００ｖ及び２００ｗの各々は、３相の交流電力のうちのＶ相又はＷ相の交流電力を出力することを除いて、半導体モジュール２００ｕと同様である。例えば、半導体モジュール２００ｖは、入力端子２０２ｖ及び２０４ｖと出力端子２０６ｖと複数の制御端子２０８ｖとを有し、Ｖ相の交流電力を出力端子２０６ｖから出力する。また、例えば、半導体モジュール２００ｗは、入力端子２０２ｗ及び２０４ｗと出力端子２０６ｗと複数の制御端子２０８ｗとを有し、Ｗ相の交流電力を出力端子２０６ｗから出力する。
以下では、半導体モジュール２００ｕ、２００ｖ及び２００ｗを、半導体モジュール２００と総称する場合がある。また、入力端子２０２ｕ、２０２ｖ及び２０２ｗを入力端子２０２と総称し、入力端子２０４ｕ、２０４ｖ及び２０４ｗを入力端子２０４と総称し、出力端子２０６ｕ、２０６ｖ及び２０６ｗを出力端子２０６と総称する場合がある。
冷却器１００は、Ｙ方向に延在する本体部１２０と、本体部１２０に冷媒を供給する供給管１６０と、本体部１２０から冷媒を排出する排出管１６２と、供給管１６０及び排出管１６２と本体部１２０とを接続するヘッド部１４０とを有する。なお、図１の破線の矢印は、冷媒の流れの一例を示す。本実施形態では、冷媒が水等の液体である場合を想定する。
本体部１２０は、「冷却本体部」の一例である。図１では、本体部１２０の概要を説明する。本体部１２０の詳細については、後述の図３及び図４において説明される。また、ヘッド部１４０については、後述の図２において説明される。
本体部１２０は、例えば、Ｙ方向に延在する直方体に形成された中空の構造体である。例えば、本体部１２０は、Ｙ方向に延在し、一端から冷媒が流入する流入路ＦＰ１と、Ｙ方向に延在し、一端から冷媒を流出させる流出路ＦＰ２と、複数の冷却流路ＦＰ３とを有する。なお、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２の各々の他端（＋Ｙ方向の端部）は、外壁１２２ｅにより画定される。流入路ＦＰ１は、「第１流路」の一例であり、流出路ＦＰ２は、「第２流路」の一例である。
また、本体部１２０は、半導体モジュール２００が配置される外壁１２２ａを有する。外壁１２２ａは、半導体モジュール２００が配置される外面ＯＦａ、及び、外面ＯＦａとは反対側の内面ＩＦａを含む。内面ＩＦａは、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部である。なお、外壁１２２ａは、「冷却壁」の一例であり、外面ＯＦａは、「第１面」の一例であり、内面ＩＦａは、「第２面」の一例である。
複数の冷却流路ＦＰ３は、Ｙ方向に配列され、かつ、Ｙ方向に交差するＸ方向に延在する。複数の冷却流路ＦＰ３の各々の一端及び他端は、外壁１２２ｃ及び１２２ｄによりそれぞれ画定される。また、例えば、本体部１２０は、Ｙ方向に配列され、かつ、Ｘ方向に延在する複数の隔壁１２４ｃを有する。複数の冷却流路ＦＰ３のうちの互いに隣接する２つの冷却流路ＦＰ３は、当該２つの冷却流路ＦＰ３の間に位置する隔壁１２４ｃにより、互いに仕切られる。
なお、図１では、冷媒の流れを分かり易くするために、複数の隔壁１２４ｃは、外壁１２２ａから離して記載されているが、本実施形態では、図４に示されるように、複数の隔壁１２４ｃが外壁１２２ａと一体に形成される場合を想定する。なお、隔壁１２４ｃの数は複数に限定されない。例えば、冷却流路ＦＰ３の数が２つの場合、隔壁１２４ｃの数は１つでもよい。
また、複数の冷却流路ＦＰ３は、外面ＯＦａに垂直なＺ方向において、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と、外壁１２２ａとの間に位置する。そして、複数の冷却流路ＦＰ３の各々は、流入路ＦＰ１と流出路ＦＰ２とをＸ方向に連通する。
冷却器１００は、外壁１２２ａの内面ＩＦａを壁面の一部とする複数の冷却流路ＦＰ３を流れる冷媒により、外壁１２２ａの外面ＯＦａに配置された半導体モジュール２００を冷却する。例えば、半導体モジュール２００に発生した熱は、外壁１２２ａを介して冷媒に放熱される。
ここで、本体部１２０は、熱伝導性に優れる材料で形成される。本体部１２０の具体的な構成材料としては、例えば、銅、アルミニウム又はこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。また、ヘッド部１４０、供給管１６０及び排出管１６２は、例えば、本体部１２０と同一材料で形成される。すなわち、ヘッド部１４０、供給管１６０及び排出管１６２の具体的な構成材料としては、例えば、銅、アルミニウム又はこれらのいずれかの合金等の金属が挙げられる。なお、ヘッド部１４０、供給管１６０及び排出管１６２の一部又は全部は、本体部１２０と異なる材料で形成されてもよい。
なお、本体部１２０の形状は、Ｙ方向に延在する直方体に限定されない。例えば、－Ｙ方向からの平面視における本体部１２０の形状は、曲線を有する形状でもよい。すなわち、外壁１２２ｃ及び１２２ｄは、湾曲していてもよい。
次に、図２を参照しながら、ヘッド部１４０について説明する。
図２は、図１に示されたヘッド部１４０を説明するための説明図である。なお、図２の第１平面図は、＋Ｚ方向から平面視した冷却器１００及び半導体モジュール２００の平面図であり、第２平面図は、－Ｙ方向から平面視した冷却器１００及び半導体モジュール２００の平面図である。また、図２のＡ１－Ａ２断面図は、第１平面図におけるＡ１－Ａ２線に沿う冷却器１００の断面図である。なお、図２では、図を見やすくするために、入力端子２０２ｕ等の符号の記載が省略されている。図２以降の図においても、入力端子２０２ｕ等の符号の記載は適宜省略される。
ヘッド部１４０は、例えば、流入路ＦＰ１と連通する開口、流出路ＦＰ２と連通する開口、供給口Ｈｉ及び排出口Ｈｏを有する中空の直方体である。
供給口Ｈｉ及び排出口Ｈｏは、第２平面図に示されるように、Ｘ－Ｚ平面に略平行な外壁１４２ｅに形成された貫通孔である。なお、「略平行」等は、誤差を含む概念である。例えば、「略平行」とは、設計上平行であればよい。外壁１４２ｅには、供給管１６０及び排出管１６２が接続される。例えば、供給管１６０は、供給管１６０内の流路が供給口Ｈｉと連通するように、外壁１４２ｅに接続され、排出管１６２は、排出管１６２内の流路が排出口Ｈｏと連通するように、外壁１４２ｅに接続される。
また、Ａ１－Ａ２断面図に示されるように、ヘッド部１４０は、外壁１４２ｅの他に、Ｘ－Ｙ平面に略平行な外壁１４２ａ及び１４２ｂと、Ｙ－Ｚ平面に略平行な外壁１４２ｃ及び１４２ｄと、Ｘ－Ｚ平面に略平行な外壁１４２ｆ及び１４２ｇとを有する。さらに、ヘッド部１４０は、Ｙ－Ｚ平面に略平行な隔壁１４４を有する。
外壁１４２ｆ及び１４２ｇは、例えば、外壁１４２ｅから＋Ｙ方向に離れて配置され、本体部１２０の外壁１２２ｃ及び１２２ｄにそれぞれ接続される。そして、供給口Ｈｉから流入路ＦＰ１までの流路と、流出路ＦＰ２から排出口Ｈｏまでの流路とを仕切る隔壁１４４が、Ｘ方向において本体部１２０の外壁１２２ｃ及び１２２ｄ間に配置される。例えば、隔壁１４４は、外壁１４２ａ及び１４２ｂと、本体部１２０の複数の隔壁１２４ｃのうち最もヘッド部１４０に近い隔壁１２４ｃと、本体部１２０の隔壁１２４ａと、図３において後述する本体部１２０の隔壁１２４ｂとに接続される。
なお、ヘッド部１４０の形状は、図２に示される形状に限定されない。例えば、－Ｙ方向からの平面視におけるヘッド部１４０の形状は、曲線を有する形状でもよい。すなわち、外壁１４２ｃ及び１４２ｄは、湾曲していてもよい。
次に、図３及び図４を参照しながら、本体部１２０について説明する。
図３は、図１に示された本体部１２０を説明するための説明図である。なお、図３は、図２の第１平面図に示されたＢ１－Ｂ２線に沿う電力変換装置１０の断面図である。図の破線の矢印は、冷媒の流れを示す。また、半導体モジュール２００の断面図では、半導体モジュール２００に含まれるスイッチング素子等の要素の記載が省略されている。図３以降に示される半導体モジュール２００の断面図においても、半導体モジュール２００に含まれるスイッチング素子等の要素の記載が省略される。
本体部１２０は、図１において説明された外壁１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ及び１２２ｅと隔壁１２４ｃとの他に、隔壁１２４ａ及び１２４ｂを有する。隔壁１２４ａは、「隔壁」の一例である。
隔壁１２４ａは、外壁１２２ａ及び１２２ｂ間に配置される。すなわち、隔壁１２４ａは、外壁１２２ａから－Ｚ方向に間隔を空けて配置される。外壁１２２ａ及び１２２ｂ間に配置された隔壁１２４ａは、流入路ＦＰ１と複数の冷却流路ＦＰ３とを仕切り、かつ、流出路ＦＰ２と複数の冷却流路ＦＰ３とを仕切る。なお、隔壁１２４ａの＋Ｘ方向の縁部と外壁１２２ｃの内面ＩＦｃとの間には、流入路ＦＰ１と複数の冷却流路ＦＰ３とを連通する空間が確保されている。同様に、隔壁１２４ａの－Ｘ方向の縁部と外壁１２２ｄの内面ＩＦｄとの間には、流出路ＦＰ２と複数の冷却流路ＦＰ３とを連通する空間が確保されている。
また、隔壁１２４ａは、例えば、外壁１２２ａに略平行なベース部ＢＳＥと、ベース部ＢＳＥの＋Ｘ方向の縁部から－Ｚ方向に突出する突出部ＣＶ１と、ベース部ＢＳＥの－Ｘ方向の縁部から－Ｚ方向に突出する突出部ＣＶ２とを含む。なお、突出部ＣＶ１は、「突出部」の一例であり、－Ｚ方向は、「冷却壁から遠ざかる方向」の一例である。例えば、突出部ＣＶ１は、隔壁１２４ａのＹ方向に沿う２つの縁部のうち、流入路ＦＰ１に近い縁部から、外壁１２２ａから遠ざかる－Ｚ方向に突出する。また、例えば、突出部ＣＶ２は、隔壁１２４ａのＹ方向に沿う２つの縁部のうち、流出路ＦＰ２に近い縁部から、外壁１２２ａから遠ざかる－Ｚ方向に突出する。
ベース部ＢＳＥは、例えば、外壁１２２ａの内面ＩＦａに対向する面ＳＦａ１０と、面ＳＦａ１０の反対側の面ＳＦａ１１及びＳＦａ１２とを含む。ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１１は、面ＳＦａ１０の反対側の面のうち、後述する隔壁１２４ｂよりも＋Ｘ方向の部分であり、ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１２は、面ＳＦａ１０の反対側の面のうち、隔壁１２４ｂよりも－Ｘ方向の部分である。なお、本実施形態では、ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１０が、外壁１２２ａの内面ＩＦａと略平行である場合を想定するが、ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１０は、外壁１２２ａの内面ＩＦａと平行でなくてもよい。例えば、ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１０は、面ＳＦａ１０の＋Ｘ方向の縁部が外壁１２２ａから遠ざかるように、傾斜していてもよい。
また、突出部ＣＶ１は、外壁１２２ｃの内面ＩＦｃに対向する面ＳＦａ２０と、面ＳＦａ２０の反対側の面ＳＦａ２１と、突出部ＣＶ１の先端部分の面ＳＦａ２２とを含む。突出部ＣＶ２は、外壁１２２ｄの内面ＩＦｄに対向する面ＳＦａ３０と、面ＳＦａ３０の反対側の面ＳＦａ３１と、突出部ＣＶ２の先端部分の面ＳＦａ３２とを含む。なお、本実施形態では、突出部ＣＶ１及びＣＶ２が、Ｙ－Ｚ平面と略平行である場合を想定するが、突出部ＣＶ１及びＣＶ２は、Ｙ－Ｚ平面と平行でなくてもよい。
以下では、ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１０及びＳＦａ１１は、隔壁１２４ａの面ＳＦａ１０及びＳＦａ１１ともそれぞれ称される。また、突出部ＣＶ１の面ＳＦａ２０、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２は、隔壁１２４ａの面ＳＦａ２０、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２ともそれぞれ称される。また、突出部ＣＶ２の面ＳＦａ３０、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２ともそれぞれ称される。
隔壁１２４ｂは、外壁１２２ｃ及び１２２ｄ間に配置され、隔壁１２４ａ及び外壁１２２ｂに接続される。隔壁１２４ｂは、例えば、Ｙ－Ｚ平面に略平行な壁であり、流入路ＦＰ１と流出路ＦＰ２とを仕切る。例えば、隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ１は、隔壁１２４ｂの面のうち、外壁１２２ｃの内面ＩＦｃに対向する面であり、外壁１２２ｃの内面ＩＦｃと略平行である。また、隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ２は、隔壁１２４ｂの面のうち、外壁１２２ｄの内面ＩＦｄに対向する面であり、外壁１２２ｄの内面ＩＦｄと略平行である。
例えば、隔壁１２４ａの面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２と、隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ１と、外壁１２２ｂの内面ＩＦｂ１とは、流入路ＦＰ１の壁面の一部である。また、隔壁１２４ａの面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２と、隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ２と、外壁１２２ｂの内面ＩＦｂ２とは、流出路ＦＰ２の壁面の一部である。なお、外壁１２２ｂの内面ＩＦｂ１は、外壁１２２ｂの内面ＩＦｂのうち、隔壁１２４ｂよりも＋Ｘ方向の部分であり、外壁１２２ｂの内面ＩＦｂ２は、外壁１２２ｂの内面ＩＦｂのうち、隔壁１２４ｂよりも－Ｘ方向の部分である。
流入路ＦＰ１に流入した冷媒は、突出部ＣＶ１の面ＳＦａ２０と外壁１２２ｃの内面ＩＦｃとの間を通り、複数の冷却流路ＦＰ３に流入する。そして、複数の冷却流路ＦＰ３に流入した冷媒は、突出部ＣＶ２の面ＳＦａ３０と外壁１２２ｄの内面ＩＦｄとの間を通り、流出路ＦＰ２に流入する。すなわち、本実施形態では、複数の冷却流路ＦＰ３の各々は、一端で流入路ＦＰ１に連通し、他端で流出路ＦＰ２に連通する。
隔壁１２４ｃは、外壁１２２ａに略垂直な壁であり、Ｘ方向に延在する。例えば、隔壁１２４ｃは、隔壁１２４ａと外壁１２２ａとの間に配置され、外壁１２２ａ、１２２ｃ及び１２２ｄと隔壁１２４ａとに接続される。すなわち、本実施形態では、隔壁１２４ｃは、隔壁１２４ａと外壁１２２ａとの両方に接続されている。なお、隔壁１２４ｃは、隔壁１２４ａと外壁１２２ａとのうちの一方のみに接続されてもよい。複数の冷却流路ＦＰ３の各々は、例えば、複数の隔壁１２４ｃのうちの互いに隣接する隔壁１２４ｃ間に形成される。また、外壁１２２ａの内面ＩＦａ及び隔壁１２４ａの面ＳＦａ１０は、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部である。
本実施形態では、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部である内面ＩＦａを含む外壁１２２ａの外面ＯＦａに半導体モジュール２００が配置される。これにより、例えば、半導体モジュール２００で発生した熱は、半導体モジュール２００の表面のうちの外壁１２２ａの外面ＯＦａに対向する面から複数の冷却流路ＦＰ３内の冷媒に伝達される。所謂、片面冷却により、半導体モジュール２００が冷却される。図３では、特に図示していないが、半導体モジュール２００と外壁１２２ａの外面ＯＦａとの間には、熱伝導性のグリス、熱伝導性の接着剤、熱伝導性のシート及びはんだ等のＴＩＭ（Thermal Interface Material）が介在してもよい。
また、本実施形態では、隔壁１２４ａは、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２を含む。そして、例えば、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２のうち、突出部ＣＶ１が形成されていない面ＳＦａ１１と突出部ＣＶ１の先端部分の面ＳＦａ２１とは、Ｚ方向において互いに異なる位置に存在する。なお、面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２を含む面は、「第３面」の一例である。すなわち、本実施形態では、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる第３面（面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２）が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、隔壁１２４ａが形成される。なお、本実施形態では、突出部ＣＶ１の先端部分が第１部分に該当し、面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２のうち、突出部ＣＶ１が形成されていない部分（面ＳＦａ１１）が第２部分に該当する。
流入路ＦＰ１は、突出部ＣＶ１の先端部分及びベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１１により画定されるエア留め空間ＳＰａｒ１を含む。例えば、隔壁１２４ａの面のうち、ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１１及び突出部ＣＶ１の面ＳＦａ２１は、エア留め空間ＳＰａｒ１の壁面の一部となる。すなわち、エア留め空間ＳＰａｒ１は、隔壁１２４ａにおいて、突出部ＣＶ１の面ＳＦａ２２に対して＋Ｚ方向に窪んだ空間である。なお、エア留め空間ＳＰａｒ１は、「第１エア留め空間」の一例である。
エア留め空間ＳＰａｒ１の作用については、図５において後述するが、例えば、本実施形態では、冷媒の沸騰等により流入路ＦＰ１に発生又は混入したエアＡＲをエア留め空間ＳＰａｒ１に留めることにより、エアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制する。これにより、本実施形態では、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、隔壁１２４ａは、流出路ＦＰ２の壁面の一部となる面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２を含む。そして、例えば、流出路ＦＰ２の壁面の一部となる面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２のうち、突出部ＣＶ２が形成されていない面ＳＦａ１２と突出部ＣＶ２の先端部分の面ＳＦａ３１とは、Ｚ方向において互いに異なる位置に存在する。なお、面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２を含む面は、「第４面」の一例である。すなわち、本実施形態では、流出路ＦＰ２の壁面の一部となる第４面（面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２）が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第３部分及び第４部分を含むように、隔壁１２４ａが形成される。なお、本実施形態では、突出部ＣＶ２の先端部分が第３部分に該当し、面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２のうち、突出部ＣＶ２が形成されていない部分（面ＳＦａ１２）が第４部分に該当する。
流出路ＦＰ２は、突出部ＣＶ２の先端部分及びベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１２により画定されるエア留め空間ＳＰａｒ２を含む。例えば、隔壁１２４ａの面のうち、ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１２及び突出部ＣＶ２の面ＳＦａ３１は、エア留め空間ＳＰａｒ２の壁面の一部となる。すなわち、エア留め空間ＳＰａｒ２は、隔壁１２４ａにおいて、突出部ＣＶ２の面ＳＦａ３２に対して＋Ｚ方向に窪んだ空間である。なお、エア留め空間ＳＰａｒ２は、「第２エア留め空間」の一例である。本実施形態では、突出部ＣＶ１及びＣＶ２が形成されるため、隔壁１２４ａは、－Ｙ方向からの平面視において、Ｕ字形状として把握される。
また、本実施形態では、複数の冷却流路ＦＰ３がＺ方向において流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と外壁１２２ａとの間に位置するため、半導体モジュール２００の端子（例えば、入力端子２０２、２０４及び出力端子２０６等）のＺ方向に空間を確保することができる。例えば、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２は、複数の冷却流路ＦＰ３を仕切る隔壁１２４ｃよりも－Ｚ方向に位置する。これにより、本実施形態では、複数の冷却流路ＦＰ３の各々の一端を画定する外壁１２２ｃの内面ＩＦｃを流入路ＦＰ１の壁面の一部とし、複数の冷却流路ＦＰ３の各々の他端を画定する外壁１２２ｄの内面ＩＦｄを流出路ＦＰ２の壁面の一部とすることができる。この場合、半導体モジュール２００の端子のＺ方向に空間が確保されるため、半導体モジュール２００の端子に配線等を容易に接続することができる。
なお、隔壁１２４ａの形状は、図３に示される例に限定されない。例えば、突出部ＣＶ１及びＣＶ２のうち、突出部ＣＶ１のみが形成されてもよい。この場合、隔壁１２４ａは、－Ｙ方向からの平面視において、Ｌ字形状として把握される。
図４は、図１に示された本体部１２０を説明するための別の説明図である。なお、図４の平面図は、＋Ｚ方向から平面視した冷却器１００の平面図である。また、図４のＣ１－Ｃ２断面図は、図４の平面図におけるＣ１－Ｃ２線に沿う冷却器１００の断面図であり、図４のＤ１－Ｄ２断面図は、図４の平面図におけるＤ１－Ｄ２線に沿う冷却器１００の断面図である。図の破線の矢印は、冷媒の流れを示す。
供給管１６０から流入路ＦＰ１に流入した冷媒は、複数の冷却流路ＦＰ３のいずれかに流入する。そして、複数の冷却流路ＦＰ３に流入した冷媒と半導体モジュール２００との間で熱交換が行われる。また、複数の冷却流路ＦＰ３に流入した冷媒は、流出路ＦＰ２に流れる。そして、流出路ＦＰ２に流入した冷媒は、排出管１６２から排出される。このように、本実施形態では、流入路ＦＰ１から複数の冷却流路ＦＰ３に流入する新鮮な冷媒により、半導体モジュール２００を冷却することができる。新鮮な冷媒とは、例えば、半導体モジュール２００との熱交換が行われる前の冷媒、又は、半導体モジュール２００との熱交換が行われる前の冷媒とほぼ同じ温度の冷媒等である。
また、本実施形態では、Ｃ１－Ｃ２断面図及びＤ１－Ｄ２断面図に示されるように、複数の隔壁１２４ｃは、外壁１２２ａと一体に形成される。例えば、外壁１２２ａ及び複数の隔壁１２４ｃが互いに一体に形成された構造物と冷媒との接触面積は、複数の隔壁１２４ｃが接続されていない場合の外壁１２２ａと冷媒との接触面積よりも大きい。このため、本実施形態では、半導体モジュール２００から外壁１２２ａを介して冷媒に熱を伝達させる場合の熱伝達の効率を向上させることができる。
図４では、外壁１２２ｅのうち、外壁１２２ａと一体に形成される部分は、外壁１２２ｅａとも称され、外壁１２２ｅのうち、外壁１２２ｅａ以外の部分は、外壁１２２ｅｂとも称される。
なお、複数の隔壁１２４ｃ等の製造方法は、特に限定されない。例えば、外壁１２２ａと一体に形成された複数の隔壁１２４ｃは、隔壁１２４ａに接続されてもよいし、隔壁１２４ａに接続されなくてもよい。また、例えば、複数の隔壁１２４ｃは、外壁１２２ａと一体に形成されなくてもよい。この場合、複数の隔壁１２４ｃは、隔壁１２４ａと一体に形成されてもよい。隔壁１２４ａと一体に形成された複数の隔壁１２４ｃは、外壁１２２ａに接続されてもよいし、外壁１２２ａに接続されなくてもよい。あるいは、外壁１２２ａ及び隔壁１２４ａとは別に形成された複数の隔壁１２４ｃが、外壁１２２ａ及び隔壁１２４ａの一方又は両方に接続されてもよい。
次に、図５を参照しながら、エア留め空間ＳＰａｒ１の作用について説明する。
図５は、図１に示された冷却器１００の作用を説明するための説明図である。なお、図５では、冷媒の沸騰等により流入路ＦＰ１にエアＡＲが発生又は混入した場合を想定する。
エア留め空間ＳＰａｒ１は、図３において説明したように、隔壁１２４ａにおいて、突出部ＣＶ１の面ＳＦａ２１に対して＋Ｚ方向に窪んだ空間である。本実施形態では、＋Ｚ方向は、重力方向における上方向に該当する。従って、例えば、流入路ＦＰ１内のエアＡＲは、＋Ｚ方向（重力方向における上方向）に上昇し、エア留め空間ＳＰａｒ１に移動する。そして、本実施形態では、例えば、突出部ＣＶ１が、エアＡＲがエア留め空間ＳＰａｒ１から複数の冷却流路ＦＰ３に移動する場合の障壁となるため、エア留め空間ＳＰａｒ１に移動したエアＡＲは、エア留め空間ＳＰａｒ１に留まる。すなわち、本実施形態では、エアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。この結果、本実施形態では、エアＡＲが外壁１２２ａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３に留まることを抑制することができる。これにより、本実施形態では、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、例えば、エアＡＲが流出路ＦＰ２に発生又は混入した場合、流出路ＦＰ２内のエアＡＲが＋Ｚ方向に上昇し、エア留め空間ＳＰａｒ２に留まる。すなわち、本実施形態では、流出路ＦＰ２内のエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。この結果、本実施形態では、エアＡＲが外壁１２２ａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３に留まることを抑制することができる。これにより、本実施形態では、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
次に、電力変換装置１０と対比される形態として、突出部ＣＶ１及びＣＶ２が隔壁１２４ａから省かれた形態（以下、第１対比例とも称する）について、図６を参照しながら、説明する。
図６は、第１対比例に係る電力変換装置１０Ｚの一例を説明するための説明図である。なお、図６では、図３に示された電力変換装置１０の断面に対応する電力変換装置１０Ｚの断面が示されている。図１から図５において説明された要素と同様の要素については、同様の符号が付され、詳細な説明は省略される。図の破線の矢印は、冷媒の流れを示す。
電力変換装置１０Ｚは、図１等に示された冷却器１００の代わりに冷却器１００Ｚを有することを除いて、図１等に示された電力変換装置１０と同様である。冷却器１００Ｚは、図１等に示された本体部１２０の代わりに本体部１２０Ｚを有することを除いて、図１等に示された冷却器１００と同様である。本体部１２０Ｚは、図３に示された隔壁１２４ａの代わりに隔壁１２４Ａａを有することを除いて、本体部１２０と同様である。隔壁１２４Ａａは、隔壁１２４ａから突出部ＣＶ１及びＣＶ２が省かれていることを除いて、隔壁１２４ａと同様である。すなわち、冷却器１００Ｚの流入路ＦＰ１は、エア留め空間ＳＰａｒ１を含まない。同様に、冷却器１００Ｚの流出路ＦＰ２は、エア留め空間ＳＰａｒ２を含まない。
このため、冷媒の沸騰等により流入路ＦＰ１に発生又は混入したエアＡＲは、例えば、＋Ｚ方向に上昇し、流入路ＦＰ１に留まらずに複数の冷却流路ＦＰ３に移動する。複数の冷却流路ＦＰ３内のエアＡＲは、＋Ｚ方向に上昇する。また、冷却流路ＦＰ３内のエアＡＲは、複数の冷却流路ＦＰ３内の冷媒が－Ｘ方向（外壁１２２ｄの内面ＩＦｄに向かう方向）に流れるため、外壁１２２ｄの内面ＩＦｄに向かって移動する。
冷却器１００Ｚでは、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部となる外壁１２２ａの内面ＩＦａと流出路ＦＰ２の壁面の一部となる外壁１２２ｄの内面ＩＦｄとが直角に交わる。このため、冷却器１００Ｚでは、内面ＩＦａと内面ＩＦｄとが交わる角の部分（例えば、図の破線で囲んだ部分）でエアＡＲ等の流れが悪くなる。このため、例えば、流入路ＦＰ１から複数の冷却流路ＦＰ３に移動したエアＡＲは、内面ＩＦａと内面ＩＦｄとが交わる角の部分に滞留する。この結果、例えば、流入路ＦＰ１から複数の冷却流路ＦＰ３に移動したエアＡＲは、外壁１２２ａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３内に留まる。この場合、外壁１２２ａの外面ＯＦａに配置された半導体モジュール２００を冷却する場合の冷却効率が低下する。
ここで、例えば、複数の冷却流路ＦＰ３のうち、外壁１２２ｅに最も近い後端の冷却流路ＦＰ３を、エアＡＲを留めるための流路に割り当てる形態（以下、第２対比例とも称する）が考えられる。第２対比例では、複数の冷却流路ＦＰ３のうち、後端の冷却流路ＦＰ３が外壁１２２ｅから遠い冷却流路ＦＰ３よりも＋Ｚ方向に位置するように、冷却器１００Ｚを傾けて配置することにより、後端の冷却流路ＦＰ３にエアＡＲが留まる。従って、第２対比例では、＋Ｚ方向からの平面視において、外壁１２２ａの外面ＯＦａのうち、後端の冷却流路ＦＰ３と重ならない部分に半導体モジュール２００を配置することにより、半導体モジュール２００を冷却する場合の冷却効率の低下が抑制される。但し、第２対比例では、冷却器１００Ｚを傾けて配置する必要があり、冷却器１００Ｚを含む電力変換装置１０ＺのＺ方向の大きさが大きくなる。また、半導体モジュール２００の冷却に使用されない後端の冷却流路ＦＰ３が設けられるため、冷却器１００ＺのＹ方向の大きさが大きくなる。
これに対し、本実施形態では、冷却器１００を傾けて配置することなく、流入路ＦＰ１に発生又は混入したエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。また、本実施形態では、半導体モジュール２００の冷却に使用されない冷却流路ＦＰ３を設ける必要がないため、冷却器１００のＹ方向の大きさが大きくなることを抑制することができる。
次に、図７を参照しながら、電力変換装置１０全体の概略的な内部構造について説明する。
図７は、電力変換装置１０全体の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。
電力変換装置１０は、図１等に示された冷却器１００及び半導体モジュール２００の他に、コンデンサ３００、制御基板４００、筐体５００、入力コネクタ５２０及び出力コネクタ５４０等を有する。コンデンサ３００は、半導体モジュール２００の入力端子２０２及び２０４間に印加される直流電圧を平滑化する。制御基板４００には、半導体モジュール２００を制御する制御回路等が設けられる。筐体５００は、冷却器１００、半導体モジュール２００、コンデンサ３００及び制御基板４００等の電力変換装置１０の内部部品を収納する。また、筐体５００には、入力コネクタ５２０及び出力コネクタ５４０が設けられている。例えば、図示されない直流電源から入力コネクタ５２０を介して、半導体モジュール２００の入力端子２０２及び２０４間に直流電圧が印加される。また、例えば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の交流電力が半導体モジュール２００の出力端子２０６から出力コネクタ５４０を介して、図示されない外部装置（例えば、モータ）に出力される。
なお、電力変換装置１０の構成は、図７に示される例に限定されない。例えば、本実施形態では、半導体モジュール２００が片面から冷却されるため、冷却器１００のＺ方向の大きさを小さくすることができる。このため、本実施形態では、半導体モジュール２００の＋Ｚ方向に他の部材等を配置する空間が確保される。例えば、制御基板４００は、＋Ｚ方向からの平面視において、一部が半導体モジュール２００に重なるように配置されてもよい。この場合、電力変換装置１０のＺ方向の大きさが大きくなることを抑制しつつ、電力変換装置１０のＸ方向の大きさを小さくすることができる。
以上、本実施形態では、電力変換装置１０は、冷却器１００を有する。冷却器１００は、Ｙ方向に延在する本体部１２０を有する。本体部１２０は、半導体モジュール２００が配置される外面ＯＦａ、及び、外面ＯＦａとは反対側の内面ＩＦａを含む外壁１２２ａを有する。さらに、本体部１２０は、Ｙ方向に延在し、一端から冷媒が流入する流入路ＦＰ１と、Ｙ方向に延在し、一端から冷媒を流出させる流出路ＦＰ２と、内面ＩＦａを壁面の一部とする複数の冷却流路ＦＰ３と、隔壁１２４ａとを有する。隔壁１２４ａは、外面ＯＦａに垂直なＺ方向に外壁１２２ａから間隔を空けて配置され、流入路ＦＰ１と複数の冷却流路ＦＰ３とを仕切り、かつ、流出路ＦＰ２と複数の冷却流路ＦＰ３とを仕切る。複数の冷却流路ＦＰ３は、Ｙ方向に配列され、かつ、Ｙ方向に交差するＸ方向に延在する。
また、複数の冷却流路ＦＰ３は、Ｚ方向において、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と、外壁１２２ａとの間に位置する。そして、複数の冷却流路ＦＰ３の各々は、流入路ＦＰ１と流出路ＦＰ２とをＸ方向に連通する。また、隔壁１２４ａは、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる第３面（面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２）が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、形成される。流入路ＦＰ１は、第１部分及び第２部分により画定されるエア留め空間ＳＰａｒ１を含む。
本実施形態では、流入路ＦＰ１がエア留め空間ＳＰａｒ１を含むため、流入路ＦＰ１にエアＡＲが発生又は混入した場合でも、エアＡＲをエア留め空間ＳＰａｒ１に留めることができる。従って、本実施形態では、流入路ＦＰ１内のエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、エアＡＲが外壁１２２ａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３内に留まることを抑制することができる。この結果、本実施形態では、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、隔壁１２４ａは、Ｙ方向に沿う２つの縁部のうち流入路ＦＰ１に近い縁部から、外壁１２２ａから遠ざかる方向（－Ｚ方向）に突出する突出部ＣＶ１を有する。上述の第１部分は、突出部ＣＶ１の先端部分であり、上述の第２部分は、第３面（面ＳＦａ１１、ＳＦａ２１及びＳＦａ２２）のうち、突出部ＣＶ１が形成されていない部分（ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１１）である。従って、本実施形態では、流入路ＦＰ１は、突出部ＣＶ１の先端部分及びベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１１により画定されるエア留め空間ＳＰａｒ１を含む。これにより、本実施形態では、上述したように、エアＡＲが外壁１２２ａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３内に留まることを抑制することができ、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、隔壁１２４ａは、流出路ＦＰ２の壁面の一部となる第４面（面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２）が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第３部分及び第４部分を含むように、形成される。流出路ＦＰ２は、第３部分及び第４部分により画定されるエア留め空間ＳＰａｒ２を含む。第３部分は、突出部ＣＶ２の先端部分であり、第４部分は、第４面（面ＳＦａ１２、ＳＦａ３１及びＳＦａ３２）のうち、突出部ＣＶ２が形成されていない部分（ベース部ＢＳＥの面ＳＦａ１２）である。
このように、本実施形態では、流出路ＦＰ２がエア留め空間ＳＰａｒ２を含むため、流出路ＦＰ２内のエアＡＲがエア留め空間ＳＰａｒ２に留まる。すなわち、本実施形態では、流出路ＦＰ２内のエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。この結果、本実施形態では、エアＡＲが外壁１２２ａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３に留まることを抑制することができ、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
Ａ２：第２実施形態
図８は、第２実施形態に係る電力変換装置１０Ａの一例を説明するための説明図である。なお、図８では、図３に示された電力変換装置１０の断面に対応する電力変換装置１０Ａの断面が示されている。図１から図７において説明された要素と同様の要素については、同様の符号が付され、詳細な説明は省略される。図の破線の矢印は、エアＡＲ及び冷媒の流れを示す。
電力変換装置１０Ａは、図１等に示された冷却器１００の代わりに冷却器１００Ａを有することを除いて、図１等に示された電力変換装置１０と同様である。冷却器１００Ａは、図１等に示された本体部１２０の代わりに本体部１２０Ａを有することを除いて、図１等に示された冷却器１００と同様である。電力変換装置１０Ａは、「半導体装置」の別の例であり、本体部１２０Ａは、「冷却本体部」の別の例である。
本体部１２０Ａは、図３に示された外壁１２２ａ及び隔壁１２４ａの代わりに外壁１２２Ａａ及び隔壁１２４Ａａを有する。また、本体部１２０Ａでは、隔壁１２４ｃは、外壁１２２ｃ及び１２２ｄに接続されていない。本体部１２０Ａのその他の構成は、本体部１２０と同様である。外壁１２２Ａａは、「冷却壁」の別の例であり、隔壁１２４Ａａは、「隔壁」の別の例である。
外壁１２２Ａａは、曲面ＣＳ１及びＣＳ２を有することを除いて、外壁１２２ａと同様である。例えば、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部となる外壁１２２Ａａの内面ＩＦａと流入路ＦＰ１の壁面の一部となる外壁１２２ｃの内面ＩＦｃとが交わる部分が、曲面ＣＳ１である。また、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部となる外壁１２２Ａａの内面ＩＦａと流出路ＦＰ２の壁面の一部となる外壁１２２ｄの内面ＩＦｄとが交わる部分が、曲面ＣＳ２である。すなわち、本実施形態では、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流入路ＦＰ１に近い周縁の部分が、曲面ＣＳ１であり、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流出路ＦＰ２に近い周縁の部分が、曲面ＣＳ２である。
隔壁１２４Ａａは、隔壁１２４ａから突出部ＣＶ１及びＣＶ２が省かれていることを除いて、隔壁１２４ａと同様である。このため、本実施形態では、流入路ＦＰ１は、エア留め空間ＳＰａｒ１を含まない。同様に、流出路ＦＰ２は、エア留め空間ＳＰａｒ２を含まない。
但し、本実施形態では、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａと外壁１２２ｄの内面ＩＦｄとが交わる部分が曲面ＣＳ２であるため、内面ＩＦａと内面ＩＦｄとが交わる部分におけるエアＡＲの流れが悪くなることを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、エアＡＲが外壁１２２Ａａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３内に留まることを抑制することができる。この結果、本実施形態では、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａと外壁１２２ｃの内面ＩＦｃとが交わる部分が曲面ＣＳ１であるため、内面ＩＦａと内面ＩＦｃとが交わる部分におけるエアＡＲの流れが悪くなることを抑制することができる。この結果、本実施形態では、エアＡＲが外壁１２２Ａａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３内に留まることを抑制することができ、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、隔壁１２４ｃは、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、曲面ＣＳ１及びＣＳ２を除く部分に接続されている。この場合、曲面ＣＳ１及びＣＳ２に隔壁１２４ｃを接続する必要がないため、隔壁１２４ｃを容易に形成することができる。
なお、冷却器１００Ａの構成は、図８に示される例に限定されない。例えば、外壁１２２Ａａは、図９に示すように、傾斜面ＴＳ１及びＴＳ２を曲面ＣＳ１及びＣＳ２の代わりに有してもよい。この場合においても、内面ＩＦａと内面ＩＦｃとが交わる部分、及び、内面ＩＦａと内面ＩＦｄとが交わる部分におけるエアＡＲの流れが悪くなることを抑制することができる。
また、例えば、隔壁１２４ｃは、曲面ＣＳ１及びＣＳ２と外壁１２２ｃ及び１２２ｄとに接続されてもよい。また、例えば、外壁１２２Ａａは、曲面ＣＳ１を含まずに、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａと外壁１２２ｃの内面ＩＦｃとが直角（又はほぼ直角）に交わるように形成されてもよい。
以上、本実施形態では、電力変換装置１０Ａは、冷却器１００Ａを有する。冷却器１００Ａは、Ｙ方向に延在する本体部１２０Ａを有する。本体部１２０Ａは、半導体モジュール２００が配置される外面ＯＦａ、及び、外面ＯＦａとは反対側の内面ＩＦａを含む外壁１２２Ａａを有する。さらに、本体部１２０Ａは、Ｙ方向に延在し、一端から冷媒が流入する流入路ＦＰ１と、Ｙ方向に延在し、一端から冷媒を流出させる流出路ＦＰ２と、内面ＩＦａを壁面の一部とする複数の冷却流路ＦＰ３とを有する。複数の冷却流路ＦＰ３は、Ｙ方向に配列され、かつ、Ｙ方向に交差するＸ方向に延在する。また、複数の冷却流路ＦＰ３は、Ｚ方向において、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と、外壁１２２Ａａとの間に位置する。そして、複数の冷却流路ＦＰ３の各々は、流入路ＦＰ１と流出路ＦＰ２とをＸ方向に連通する。
また、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流出路ＦＰ２に近い周縁の部分は、曲面ＣＳ２である。なお、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流出路ＦＰ２に近い周縁の部分は、図９に示すような傾斜面ＴＳ２でもよい。
このように、本実施形態では、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流出路ＦＰ２に近い周縁の部分が曲面ＣＳ２又は傾斜面ＴＳ２である。このため、本実施形態では、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流出路ＦＰ２に近い周縁の部分でエアＡＲの流れが悪くなることを抑制することができる。これにより、本実施形態では、エアＡＲが外壁１２２Ａａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３内に留まることを抑制することができる。この結果、本実施形態では、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流入路ＦＰ１に近い周縁の部分は、曲面ＣＳ１である。なお、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流入路ＦＰ１に近い周縁の部分は、図９に示すような傾斜面ＴＳ１でもよい。すなわち、本実施形態では、外壁１２２Ａａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流入路ＦＰ１に近い周縁の部分が曲面ＣＳ１又は傾斜面ＴＳ１である。このため、本実施形態では、内面ＩＦａと内面ＩＦｃとが交わる部分におけるエアＡＲの流れが悪くなることを抑制することができ、エアＡＲが外壁１２２Ａａの内面ＩＦａに接触した状態で複数の冷却流路ＦＰ３内に留まることを抑制することができる。この結果、本実施形態では、冷却器１００の冷却効率が低下することを抑制することができる。
Ａ３：第３実施形態
図９は、第３実施形態に係る電力変換装置１０Ｂの一例を説明するための説明図である。なお、図９では、図３に示された電力変換装置１０の断面に対応する電力変換装置１０Ｂの断面が示されている。図１から図８において説明された要素と同様の要素については、同様の符号が付され、詳細な説明は省略される。図の破線の矢印は、エアＡＲ及び冷媒の流れを示す。
電力変換装置１０Ｂは、図１等に示された冷却器１００の代わりに冷却器１００Ｂを有することを除いて、図１等に示された電力変換装置１０と同様である。冷却器１００Ｂは、図１等に示された本体部１２０の代わりに本体部１２０Ｂを有することを除いて、図１等に示された冷却器１００と同様である。電力変換装置１０Ｂは、「半導体装置」の別の例であり、本体部１２０Ｂは、「冷却本体部」の別の例である。
本体部１２０Ｂは、図３に示された外壁１２２ａ及び隔壁１２４ａの代わりに外壁１２２Ｂａ及び隔壁１２４Ｂａを有することを除いて、本体部１２０と同様である。外壁１２２Ｂａは、「冷却壁」の別の例であり、隔壁１２４Ｂａは、「隔壁」の別の例である。
外壁１２２Ｂａは、傾斜面ＴＳ１及びＴＳ２を有することを除いて、外壁１２２ａと同様である。例えば、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部となる外壁１２２Ｂａの内面ＩＦａと流入路ＦＰ１の壁面の一部となる外壁１２２ｃの内面ＩＦｃとが交わる部分が、内面ＩＦｃに対して傾斜する傾斜面ＴＳ１である。また、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部となる外壁１２２Ｂａの内面ＩＦａと流出路ＦＰ２の壁面の一部となる外壁１２２ｄの内面ＩＦｄとが交わる部分が、内面ＩＦｄに対して傾斜する傾斜面ＴＳ２である。
すなわち、本実施形態では、外壁１２２Ｂａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流入路ＦＰ１に近い周縁の部分が、傾斜面ＴＳ１であり、外壁１２２Ｂａの内面ＩＦａのうち、Ｘ方向において流出路ＦＰ２に近い周縁の部分が、傾斜面ＴＳ２である。従って、本実施形態においても、内面ＩＦａと内面ＩＦｃとが交わる部分、及び、内面ＩＦａと内面ＩＦｄとが交わる部分におけるエアＡＲの流れが悪くなることを抑制することができる。
また、隔壁１２４Ｂａは、図３に示された突出部ＣＶ１の代わりに複数の凹部ＣＰ１が形成され、突出部ＣＶ２の代わりに複数の凹部ＣＰ２が形成されることを除いて、隔壁１２４ａと同様である。例えば、隔壁１２４Ｂａでは、面ＳＦａ１１に複数の凹部ＣＰ１が形成され、面ＳＦａ１２に複数の凹部ＣＰ２が形成されている。面ＳＦａ１１は、「第３面」の別の例であり、面ＳＦａ１２は、「第４面」の別の例である。また、複数の凹部ＣＰ１は、「複数の凹部」の一例である。
複数の凹部ＣＰ１は、例えば、Ｙ方向に延在し、かつ、Ｘ方向に配列される。なお、複数の凹部ＣＰ１は、Ｘ方向に延在し、かつ、Ｙ方向に配列されてもよい。あるいは、Ｘ方向及びＹ方向に配列される所定の大きさの複数の凹部ＣＰ１が、面ＳＦａ１１に形成されてもよい。
また、複数の凹部ＣＰ２は、例えば、Ｙ方向に延在し、かつ、Ｘ方向に配列される。なお、複数の凹部ＣＰ２は、Ｘ方向に延在し、かつ、Ｙ方向に配列されてもよい。あるいは、Ｘ方向及びＹ方向に配列される所定の大きさの複数の凹部ＣＰ２が、面ＳＦａ１２に形成されてもよい。
このように、本実施形態では、例えば、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる面ＳＦａ１１が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、隔壁１２４Ｂａが形成される。なお、本実施形態では、複数の凹部ＣＰ１の各々の底面が第１部分に該当し、複数の凹部ＣＰ１により形成される複数の凸部の頂部（凹部ＣＰ１の開口部の周縁部分）が第２部分に該当する。また、第１部分及び第２部分により画定される空間、すなわち、凹部ＣＰ１内の空間が、エア留め空間ＳＰａｒ１に該当する。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、流入路ＦＰ１は、エア留め空間ＳＰａｒ１を含む。このため、本実施形態においても、流入路ＦＰ１内のエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。
また、本実施形態では、例えば、流出路ＦＰ２の壁面の一部となる面ＳＦａ１２が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第３部分及び第４部分を含むように、隔壁１２４Ｂａが形成される。なお、本実施形態では、複数の凹部ＣＰ２の各々の底面が第３部分に該当し、複数の凹部ＣＰ２により形成される複数の凸部の頂部（凹部ＣＰ２の開口部の周縁部分）が第４部分に該当する。また、第３部分及び第４部分により画定される空間、すなわち、凹部ＣＰ２内の空間が、エア留め空間ＳＰａｒ２に該当する。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、流出路ＦＰ２は、エア留め空間ＳＰａｒ２を含む。このため、本実施形態においても、流出路ＦＰ２内のエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。
なお、冷却器１００Ｂの構成は、図９に示される例に限定されない。例えば、外壁１２２Ｂａは、図８に示された曲面ＣＳ１及びＣＳ２を傾斜面ＴＳ１及びＴＳ２の代わりに有してもよい。また、例えば、隔壁１２４ｃは、図８に示した隔壁１２４ｃと同様に、傾斜面ＴＳ１及びＴＳ２と外壁１２２ｃ及び１２２ｄとに接続されなくてもよい。
また、例えば、外壁１２２Ｂａは、傾斜面ＴＳ１及びＴＳ２の一方又は両方を含まなくてもよい。具体的には、外壁１２２Ｂａは、傾斜面ＴＳ１を含まずに、外壁１２２Ｂａの内面ＩＦａと外壁１２２ｃの内面ＩＦｃとが直角（又はほぼ直角）に交わるように形成されてもよい。あるいは、外壁１２２Ｂａは、傾斜面ＴＳ２を含まずに、外壁１２２Ｂａの内面ＩＦａと外壁１２２ｄの内面ＩＦｄとが直角（又はほぼ直角）に交わるように形成されてもよい。
あるいは、冷却器１００Ｂは、隔壁１２４Ｂａの代わりに、隔壁１２４ａを有してもよい。
以上、本実施形態においても、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
Ａ４：第４実施形態
図１０は、第４実施形態に係る電力変換装置１０Ｃの一例を説明するための説明図である。なお、図１０では、図３に示された電力変換装置１０の断面に対応する電力変換装置１０Ｃの断面が示されている。図１から図９において説明された要素と同様の要素については、同様の符号が付され、詳細な説明は省略される。図の破線の矢印は、冷媒の流れを示す。
電力変換装置１０Ｃは、図１等に示された冷却器１００の代わりに冷却器１００Ｃを有することを除いて、図１等に示された電力変換装置１０と同様である。冷却器１００Ｃは、図１等に示された本体部１２０の代わりに本体部１２０Ｃを有することを除いて、図１等に示された冷却器１００と同様である。電力変換装置１０Ｃは、「半導体装置」の別の例であり、本体部１２０Ｃは、「冷却本体部」の別の例である。
本体部１２０Ｃは、図３に示された隔壁１２４ａの代わりに隔壁１２４Ｃａを有することを除いて、本体部１２０と同様である。隔壁１２４Ｃａは、「隔壁」の別の例である。
隔壁１２４Ｃａは、図３に示された突出部ＣＶ１及びＣＶ２が形成されずに、面ＳＦａ１１が傾斜するように形成されることを除いて、隔壁１２４ａと同様である。例えば、隔壁１２４Ｃａのうち、隔壁１２４ｂよりも＋Ｘ方向の壁部分ＤＷ１は、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜し、隔壁１２４ｂよりも－Ｘ方向の壁部分ＤＷ２は、Ｘ－Ｙ平面に略平行である。従って、隔壁１２４Ｃａの面ＳＦａ１０のうち、壁部分ＤＷ１の面ＳＦａ１０は、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜し、壁部分ＤＷ２の面ＳＦａ１０は、Ｘ－Ｙ平面に略平行である。また、隔壁１２４Ｃａの面ＳＦａ１０とは反対側の面のうち、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる壁部分ＤＷ１の面ＳＦａ１１は、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜し、流出路ＦＰ２の壁面の一部となる壁部分ＤＷ２の面ＳＦａ１２は、Ｘ－Ｙ平面に略平行である。
例えば、壁部分ＤＷ１の面ＳＦａ１１は、Ｙ方向に沿う２つの縁部のうち、流入路ＦＰ１と複数の冷却流路ＦＰ３との連通部分に近い縁部（面ＳＦａ２０に近い縁部）が外壁１２２ａから遠ざかるように、傾斜している。すなわち、隔壁１２４Ｃａの面ＳＦａ１１と面ＳＦａ２０とが交わる部分は、面ＳＦａ１１と隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ１とが交わる部分よりも、－Ｚ方向に位置する。
このように、本実施形態では、例えば、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる面ＳＦａ１１が、Ｚ方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、隔壁１２４Ｃａが形成される。なお、本実施形態では、面ＳＦａ１１のＹ方向に沿う２つの縁部のうちの一方が第１部分に該当し、面ＳＦａ１１のＹ方向に沿う２つの縁部のうちの他方が第２部分に該当する。また、壁部分ＤＷ１の面ＳＦａ１１と隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ１とにより画定される空間は、エア留め空間ＳＰａｒ１に該当する。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、流入路ＦＰ１は、エア留め空間ＳＰａｒ１を含む。このため、本実施形態においても、流入路ＦＰ１内のエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。
なお、冷却器１００Ｃの構成は、図１０に示される例に限定されない。例えば、外壁１２２ａは、図８に示された曲面ＣＳ１及びＣＳ２の一方又は両方を有してもよいし、図９に示された傾斜面ＴＳ１及びＴＳ２の一方又は両方を有してもよい。この場合、上述した第２実施形態及び第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、例えば、冷却器１００Ｃは、隔壁１２４Ｃａの代わりに、図９に示され隔壁１２４Ｂａを有してもよい。あるいは、隔壁１２４Ｃａの壁部分ＤＷ２は、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜してもよい。例えば、壁部分ＤＷ２の面ＳＦａ１２は、Ｙ方向に沿う２つの縁部のうち、流出路ＦＰ２と複数の冷却流路ＦＰ３との連通部分に近い縁部（面ＳＦａ３０を含む縁部）が外壁１２２ａから遠ざかるように、傾斜してもよい。この場合、壁部分ＤＷ２の面ＳＦａ１２と隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ２とにより画定されるエア留め空間ＳＰａｒ２が流出路ＦＰ２に含まれるため、流出路ＦＰ２内のエアＡＲが複数の冷却流路ＦＰ３に移動することを抑制することができる。
また、例えば、隔壁１２４ｃは、壁部分ＤＷ１の面ＳＦａ１０と接続されるように、形成されてもよい。例えば、－Ｙ方向からの平面視において、隔壁１２４ｃは、隔壁１２４ｂよりも＋Ｘ方向の部分が、面ＳＦａ１０に平行な辺を含む台形状になるように、形成されてもよい。
以上、本実施形態では、流入路ＦＰ１の壁面の一部となる面ＳＦａ１１は、Ｙ方向に沿う２つの縁部のうち、流入路ＦＰ１と複数の冷却流路ＦＰ３との連通部分に近い縁部（面ＳＦａ２０に近い縁部）が外壁１２２ａから遠ざかるように、傾斜している。なお、本実施形態では、面ＳＦａ１１のＹ方向に沿う２つの縁部の一方である第１部分と面ＳＦａ１１のＹ方向に沿う２つの縁部の他方である第２部分とにより、エア留め空間ＳＰａｒ１が確定される。本実施形態においても、第１実施形態と同様に、流入路ＦＰ１は、エア留め空間ＳＰａｒ１を含む。このため、本実施形態においても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
Ｂ：変形例
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で併合してもよい。
Ｂ１：第１変形例
上述した実施形態では、ヘッド部１４０を有する冷却器１００を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、冷却器１００は、ヘッド部１４０を有さなくてもよい。
図１１は、第１変形例に係る電力変換装置１０Ｄの一例を説明するための説明図である。なお、図１１では、電力変換装置１０Ｄの斜視図、Ｂ１－Ｂ２断面図及びＣ１－Ｃ２断面図が示されている。図１１のＢ１－Ｂ２断面図は、図１１の斜視図におけるＢ１－Ｂ２線に沿う電力変換装置１０Ｄの断面図である。また、図１１のＣ１－Ｃ２断面図は、図１１の斜視図におけるＣ１－Ｃ２線に沿う冷却管１２０Ｄ及び半導体モジュール２００の断面図である。図の破線の矢印は、冷媒の流れを示す。図１から図１０において説明された要素と同様の要素については、同様の符号が付され、詳細な説明は省略される。
電力変換装置１０Ｄは、例えば、３つの半導体モジュール２００ｕ、２００ｖ及び２００ｗと、半導体モジュール２００ｕ、２００ｖ及び２００ｗを冷却する冷却器１００Ｄとを有する。冷却器１００Ｄは、Ｙ方向に延在する本体部１０２と、供給管１６０と、排出管１６２とを有する。電力変換装置１０Ｄは、「半導体装置」の別の例であり、本体部１０２は、「冷却本体部」の別の例である。
本体部１０２は、Ｙ方向に配列され、かつＸ方向に延在する複数の冷却流路ＦＰ３を含む冷却管１２０Ｄと、Ｙ方向に延在する流入路ＦＰ１を含む輸送管１３０ｉと、Ｙ方向に延在する流出路ＦＰ２を含む輸送管１３０ｏとを有する。
冷却管１２０Ｄは、例えば、Ｘ－Ｙ平面に略平行な外壁１２２Ｂａ及び１２２ｂと、Ｙ－Ｚ平面に略平行な外壁１２２ｃ及び１２２ｄと、Ｘ－Ｚ平面に略平行な外壁１２２ｅ及び１２２ｆとを有する。なお、外壁１２２ｂの＋Ｘ方向の縁部と外壁１２２ｃとの間には、流入路ＦＰ１と複数の冷却流路ＦＰ３とを連通する空間が確保されている。同様に、外壁１２２ｂの－Ｘ方向の縁部と外壁１２２ｄとの間には、流出路ＦＰ２と複数の冷却流路ＦＰ３とを連通する空間が確保されている。すなわち、冷却管１２０Ｄは、流入路ＦＰ１と連通する開口、及び、流出路ＦＰ２と連通する開口を有する中空の直方体である。
また、冷却管１２０Ｄは、Ｘ方向に延在し、かつ、Ｙ方向に配列される複数の隔壁１２４ｃを有する。複数の隔壁１２４ｃの各々は、例えば、Ｘ－Ｚ平面に略平行な壁であり、外壁１２２Ｂａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄに接続される。なお、複数の隔壁１２４ｃの各々は、外壁１２２Ｂａ及び１２２ｂの一方に接続されなくてもよい。あるいは、複数の隔壁１２４ｃの各々は、外壁１２２ｃ及び１２２ｄに接続されなくてもよい。複数の隔壁１２４ｃにより、冷却管１２０Ｄ内の空間が複数の冷却流路ＦＰ３に仕切られる。冷却管１２０Ｄにおいても、半導体モジュール２００が配置される外壁１２２Ｂａの内面ＩＦａが、複数の冷却流路ＦＰ３の壁面の一部となる。
輸送管１３０ｉは、例えば、Ｘ－Ｙ平面に略平行な外壁１３２ｉａ及び１３２ｉｂと、Ｙ－Ｚ平面に略平行な外壁１３２ｉｃ及び１３２ｉｄと、Ｘ－Ｚ平面に略平行な外壁１３２ｉｅ及び１３２ｆｉとを有する。なお、外壁１３２ｉａの－Ｘ方向の縁部と外壁１３２ｉｄとの間には、流入路ＦＰ１と複数の冷却流路ＦＰ３とを連通する空間が確保されている。また、外壁１３２ｉｅには、外壁１３２ｉｅを貫通する供給口Ｈｉが形成されている。すなわち、輸送管１３０ｉは、複数の冷却流路ＦＰ３と連通する開口、及び、供給口Ｈｉを有する中空の直方体である。
輸送管１３０ｏは、例えば、Ｘ－Ｙ平面に略平行な外壁１３２ｏａ及び１３２ｏｂと、Ｙ－Ｚ平面に略平行な外壁１３２ｏｃ及び１３２ｏｄと、Ｘ－Ｚ平面に略平行な外壁１３２ｏｅ及び１３２ｏｆとを有する。なお、外壁１３２ｏａの＋Ｘ方向の縁部と外壁１３２ｏｄとの間には、流出路ＦＰ２と複数の冷却流路ＦＰ３とを連通する空間が確保されている。また、外壁１３２ｏｅには、外壁１３２ｏｅを貫通する排出口Ｈｏが形成されている。すなわち、輸送管１３０ｏは、複数の冷却流路ＦＰ３と連通する開口、及び、排出口Ｈｏを有する中空の直方体である。
冷却管１２０Ｄは、輸送管１３０ｉの外壁１３２ｉａ及び１３２ｉｄと、輸送管１３０ｏの外壁１３２ｏａ及び１３２ｏｄとに接続される。これにより、複数の冷却流路ＦＰ３の各々は、流入路ＦＰ１と流出路ＦＰ２とをＸ方向に連通する。また、本変形例においても、複数の冷却流路ＦＰ３は、Ｚ方向において、流入路ＦＰ１及び流出路ＦＰ２と、外壁１２２Ｂａとの間に位置する。
なお、冷却管１２０Ｄ、輸送管１３０ｉ及び輸送管１３０ｏの各々の形状は、Ｙ方向に延在する直方体に限定されない。例えば、－Ｙ方向からの平面視における輸送管１３０ｉ及び１３０ｏの各々の形状は、曲線を有する形状でもよい。同様に、－Ｙ方向からの平面視における冷却管１２０Ｄの形状は、曲線を有する形状でもよい。
また、輸送管１３０ｉの外壁１３２ｉｂは、輸送管１３０ｏの外壁１３２ｏｂと一体に形成されてもよい。この場合、輸送管１３０ｉ及び１３０ｏは、外壁１３２ｉｄ及び１３２ｏｄの代わりに、流入路ＦＰ１と流出路ＦＰ２とを仕切る共通の隔壁（例えば、図３に示された隔壁１２４ａと同様の隔壁）を有してもよい。
以上、本変形例においても、上述した第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本変形例では、ヘッド部１４０が設けられていないため、冷却器１００ＤのＹ方向の大きさを小さくすることができる。
Ｂ２：第２変形例
上述した実施形態及び変形例では、複数の冷却流路ＦＰ３の各々が、一端で流入路ＦＰ１に連通し、他端で流出路ＦＰ２に連通する場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、複数の冷却流路ＦＰ３の各々は、Ｘ方向において、外壁１２２ｃの内面ＩＦｃと隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ１との中間付近で流入路ＦＰ１に連通し、外壁１２２ｄの内面ＩＦｄと隔壁１２４ｂの面ＳＦｂ２との中間付近で流出路ＦＰ２に連通してもよい。以上、本変形例においても、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を得ることができる。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｚ…電力変換装置、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｚ…冷却器、１０２、１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｚ…本体部、１２２ａ、１２２Ａａ、１２２Ｂａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｅａ、１２２ｅｂ、１３２ｉａ、１３２ｏａ、１３２ｉｂ、１３２ｏｂ、１３２ｉｃ、１３２ｏｃ、１３２ｉｄ、１３２ｏｄ、１３２ｉｅ、１３２ｏｅ、１４２ａ、１４２ｃ、１４２ｅ、１４２ｆ…外壁、１２４ａ、１２４Ａａ、１２４Ｂａ、１２４Ｃａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１４４…隔壁、１２０Ｄ…冷却管、１３０ｉ、１３０ｏ…輸送管、１４０…ヘッド部、１６０…供給管、１６２…排出管、２００ｕ、２００ｖ、２００ｗ…半導体モジュール、２０２ｕ、２０２ｖ、２０２ｗ、２０４ｕ、２０４ｖ、２０４ｗ…入力端子、２０６ｕ、２０６ｖ、２０６ｗ…出力端子、２０８ｕ、２０８ｖ、２０８ｗ…制御端子、３００…コンデンサ、４００…制御基板、５００…筐体、５２０…入力コネクタ、５４０…出力コネクタ、ＢＳＥ…ベース部、ＣＰ１、ＣＰ２…凹部、ＣＶ１、ＣＶ２…突出部、ＤＷ１、ＤＷ２…壁部分、ＦＰ１…流入路、ＦＰ２…流出路、ＦＰ３…冷却流路、Ｈｉ…供給口、Ｈｏ…排出口、ＩＦａ、ＩＦｂ、ＩＦｂ１、ＩＦｂ２、ＩＦｃ、ＩＦｄ…内面、ＯＦａ…外面、ＳＦａ１０、ＳＦａ１１、ＳＦａ１２、ＳＦａ２０、ＳＦａ２１、ＳＦａ２２、ＳＦａ３０、ＳＦａ３１、ＳＦａ３２、ＳＦｂ１、ＳＦｂ２…面、ＳＰａｒ１、ＳＰａｒ２…エア留め空間。

Claims (9)

  1. 第１方向に延在する冷却本体部を備え、
    前記冷却本体部は、
    発熱体が配置される第１面、及び、前記第１面とは反対側の第２面を含む冷却壁と、
    前記第１方向に延在し、一端から冷媒が流入する第１流路と、
    前記第１方向に延在し、一端から前記冷媒を流出させる第２流路と、
    前記第２面を壁面の一部とする複数の冷却流路と、
    前記第１面に垂直な第３方向に前記冷却壁から間隔を空けて配置され、前記第１流路と前記複数の冷却流路とを仕切り、かつ、前記第２流路と前記複数の冷却流路とを仕切る第１隔壁と、
    前記第１流路と前記第２流路とを仕切る第２隔壁とを備え、
    前記複数の冷却流路は、
    前記第１方向に配列され、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に延在し、
    前記第３方向において、前記第１流路及び前記第２流路と、前記冷却壁との間に位置し、
    前記複数の冷却流路の各々は、
    前記第１流路と前記第２流路とを前記第２方向に連通し、
    前記第１隔壁は、
    前記第１流路の壁面の一部となる第３面が、前記第３方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、形成され、
    前記第１部分及び前記第２部分は、
    前記第２方向において、前記第２隔壁と、前記第１流路と前記複数の冷却流路との連通部分との間に位置し、
    前記第２部分は、
    前記第２方向において、前記第２隔壁と前記第１部分との間に位置し、前記第３方向において、前記第１部分と前記複数の冷却流路との間に位置し、
    前記第１流路は、
    前記第１部分及び前記第２部分により画定される第１エア留め空間を含む、
    冷却器。
  2. 前記第１隔壁は、
    前記第２流路の壁面の一部となる第４面が、前記第３方向の位置が互いに異なる第３部分及び第４部分を含むように、形成され、
    前記第２流路は、
    前記第３部分及び前記第４部分により画定される第２エア留め空間を含む、
    請求項１に記載の冷却器。
  3. 前記第１隔壁は、
    前記第１方向に沿う２つの縁部のうち前記第１流路に近い縁部から、前記冷却壁から遠ざかる方向に突出する突出部を有し、
    前記第１部分は、
    前記突出部の先端部分であり、
    前記第２部分は、
    前記第３面のうち、前記突出部が形成されていない部分である、
    請求項１又は２に記載の冷却器。
  4. 前記第３面は、
    前記第１方向に沿う２つの縁部のうち、前記連通部分に近い縁部が前記冷却壁から遠ざかるように、傾斜し、
    前記第１部分は、
    前記第３面の前記第１方向に沿う２つの縁部のうち、前記連通部分に近い縁部であり、
    前記第２部分は、
    前記第３面の前記第１方向に沿う２つの縁部のうち、前記第２隔壁に近い縁部である、
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷却器。
  5. 第１方向に延在する冷却本体部を備え、
    前記冷却本体部は、
    発熱体が配置される第１面、及び、前記第１面とは反対側の第２面を含む冷却壁と、
    前記第１方向に延在し、一端から冷媒が流入する第１流路と、
    前記第１方向に延在し、一端から前記冷媒を流出させる第２流路と、
    前記第２面を壁面の一部とする複数の冷却流路と、
    前記第１面に垂直な第３方向に前記冷却壁から間隔を空けて配置され、前記第１流路と前記複数の冷却流路とを仕切り、かつ、前記第２流路と前記複数の冷却流路とを仕切る第１隔壁とを備え、
    前記複数の冷却流路は、
    前記第１方向に配列され、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に延在し、
    前記第３方向において、前記第１流路及び前記第２流路と、前記冷却壁との間に位置し、
    前記複数の冷却流路の各々は、
    前記第１流路と前記第２流路とを前記第２方向に連通し、
    前記第１隔壁は、
    前記第１流路の壁面の一部となる第３面が、前記第３方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、形成され、
    前記第１流路は、
    前記第１部分及び前記第２部分により画定される第１エア留め空間を含み、
    前記第３面は、
    前記第１方向に沿う２つの縁部のうち、前記第１流路と前記複数の冷却流路との連通部分に近い縁部が前記冷却壁から遠ざかるように、傾斜し、
    前記第１部分は、
    前記第３面の前記第１方向に沿う２つの縁部の一方であり、
    前記第２部分は、
    前記第３面の前記第１方向に沿う２つの縁部の他方である、
    冷却器。
  6. 第１方向に延在する冷却本体部を備え、
    前記冷却本体部は、
    発熱体が配置される第１面、及び、前記第１面とは反対側の第２面を含む冷却壁と、
    前記第１方向に延在し、一端から冷媒が流入する第１流路と、
    前記第１方向に延在し、一端から前記冷媒を流出させる第２流路と、
    前記第２面を壁面の一部とする複数の冷却流路と、
    前記第１面に垂直な第３方向に前記冷却壁から間隔を空けて配置され、前記第１流路と前記複数の冷却流路とを仕切り、かつ、前記第２流路と前記複数の冷却流路とを仕切る第１隔壁と、
    前記第１流路と前記第２流路とを仕切る第２隔壁とを備え、
    前記複数の冷却流路は、
    前記第１方向に配列され、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に延在し、
    前記第３方向において、前記第１流路及び前記第２流路と、前記冷却壁との間に位置し、
    前記複数の冷却流路の各々は、
    前記第１流路と前記第２流路とを前記第２方向に連通し、
    前記第１隔壁は、
    前記第１流路の壁面の一部となる第３面が、前記第３方向の位置が互いに異なる第１部分及び第２部分を含むように、形成され、
    前記第１部分及び前記第２部分は、
    前記第２方向において、前記第２隔壁と、前記第１流路と前記複数の冷却流路との連通部分との間に位置し、
    前記第１流路は、
    前記第１部分及び前記第２部分により画定される第１エア留め空間を含み、
    前記第３面に、複数の凹部が形成され、
    前記第１部分は、
    前記複数の凹部の各々の底面であり、
    前記第２部分は、
    前記複数の凹部により形成される複数の凸部の頂部である、
    冷却器。
  7. 前記第１隔壁は、
    前記第２流路の壁面の一部となる第４面が、前記第３方向の位置が互いに異なる第３部分及び第４部分を含むように、形成され、
    前記第２流路は、
    前記第３部分及び前記第４部分により画定される第２エア留め空間を含む、
    請求項６に記載の冷却器。
  8. 前記第２面のうち前記第２方向において前記第１流路に近い周縁の部分は、傾斜面又は曲面である、
    請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の冷却器。
  9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の冷却器を備える半導体装置。
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