(57)【要約】  積層型冷却器２４は、複数の冷媒流路２６と、複数の半導体モジュール２０，２２とを有する。冷媒流路２６と半導体モジュール２０，２２が交互に積層され、半導体モジュール２０，２２の積層方向における両面が冷媒流路２６に接触して半導体モジュール２０，２２が冷却される。半導体モジュール２０，２２は、発熱量がそれぞれ異なる。半導体モジュール２０，２２は、冷媒流路２６に隣接する配置スペースごとの発熱量の差が小さくなるように、配置スペースごとにそれぞれ１個または複数個配置される。これにより、配置スペースごとにおける冷却能力の均一化が図られ、過剰冷却による無駄を低減できる。
2012070129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れる複数の冷媒流路と複数の電子部品とが交互に積層され、電子部品の積層方向における積層面が冷媒流路に接触して電子部品を冷却する積層型冷却器において、
電子部品は、発熱量が異なる電子部品を複数含み、
電子部品は、冷媒流路に隣接する配置スペースごとの電子部品の総発熱量の差が小さくなるように、前記配置スペースごとにそれぞれ１個または複数個配置される、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項２】
請求項１に記載の積層型冷却器において、
電子部品は、発熱体である半導体素子を少なくとも１個含む半導体モジュールであり、
半導体モジュールは、前記総発熱量の差が小さくなるように、前記配置スペースごとにそれぞれ１個または複数個配置される、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項３】
請求項２に記載の積層型冷却器において、
前記配置スペースに配置される半導体モジュールは、前記総発熱量に対応する数の半導体素子を含むように構成される、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項４】
請求項２に記載の積層型冷却器において、
電子部品は、積層型冷却器本体を収容するハウジングと、積層方向の端部に位置する冷媒流路との間に配置される端部電子部品を有し、
端部電子部品の積層方向における一方の積層面が冷媒流路に接触し、他方の積層面がハウジングに接触して、端部電子部品を冷却する、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項５】
請求項４に記載の積層型冷却器において、
端部電子部品は他の電子部品のより多い半導体素子を有する、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項６】
請求項５に記載の積層型冷却器において、
端部電子部品は、積層方向に投影した場合、他の電子部品より大きい、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項７】
請求項６に記載の積層型冷却器において、
端部電子部品は、積層方向に投影した場合、冷媒流路より小さい、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【請求項８】
請求項５に記載の積層型冷却器において、
端部電子部品の前記総発熱量は、他の電子部品の前記総発熱量より小さい、
ことを特徴とする積層型冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を両面から冷却する積層型冷却器の構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷媒が流れる冷媒流路を、発熱体である電子部品の両面にそれぞれ接触させて、この電子部品を冷却する積層型冷却器が知られている。【０００３】
下記特許文献１には、自動車を駆動するモータに電力を供給するインバータ装置を冷却する構造が記載されている。インバータ装置は、６個の半導体モジュールを含む。この特許文献の冷却構造は、冷媒が流れる冷却チューブを半導体モジュールの両面にそれぞれ接触させたものを、積層方向に６個並べて構成される。【０００４】
下記特許文献２には、冷媒が流れる複数の冷媒流路と複数の半導体モジュールとが交互に積層される積層型冷却器が記載されている。この積層型冷却器においても、各冷媒流路が、半導体モジュールの積層方向における両面にそれぞれ接触するように設けられる。この積層型冷却器においては、複数の半導体モジュールが、複数の制御対象機器をそれぞれ制御する半導体モジュールグループに分類されている。そして、半導体モジュールグループのうち、最も発熱量の大きい半導体モジュールグループに属する半導体モジュールが、ある冷媒流路を挟んで積層方向に隣り合わないように配置される。このような配置により、半導体モジュールごとに異なる発熱量によって積層型冷却器内の発熱量分布が偏ってしまうことを抑制し、半導体モジュールがこれの許容温度を超えないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６２１５号公報
【特許文献２】特開２００７−２６６６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
原動機として内燃機関と回転電機とを搭載する自動車、いわゆるハイブリッド車両においては、出力特性が異なる２台の回転電機が使用される例がある。この場合、各回転電機にそれぞれ対応するパワーモジュール、言い換えれば半導体モジュールグループの発熱量も異なる。そうすると、ハイブリッド車両に搭載される積層型冷却器は、このような複数の半導体モジュールグループを冷却するため、最も発熱量の大きい半導体モジュールグループに属する半導体モジュールに対応する冷却能力を有するように構成される。しかし、その冷却能力は、発熱量の小さい半導体モジュールグループに属する半導体モジュールに対して過剰な性能になってしまう。つまり、積層型冷却器が、過剰性能になってしまうという問題がある。【０００７】
上記特許文献２の積層型冷却器のように、最も発熱量の大きい半導体モジュールグループに属する半導体モジュールを分散する方法が考えられる。しかし、分散配置により、各制御対象機器への電気的な接続が複雑になるとともに、積層型冷却器の体格が大型化してしまう、あるいは小型化に対応することができないという問題がある。【０００８】
本発明の目的は、簡易な構成で、冷却性能の適正化を図るとともに、体格の小型化を図ることができる積層型冷却器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、冷媒が流れる複数の冷媒流路と複数の電子部品とが交互に積層され、電子部品の積層方向における積層面が冷媒流路に接触して電子部品を冷却する積層型冷却器において、電子部品は、発熱量が異なる電子部品を複数含み、電子部品は、冷媒流路に隣接する配置スペースごとの電子部品の総発熱量の差が小さくなるように、前記配置スペースごとにそれぞれ１個または複数個配置されることを特徴とする。【００１０】
また、電子部品は、発熱体である半導体素子を少なくとも１個含む半導体モジュールであり、半導体モジュールは、前記総発熱量の差が小さくなるように、前記配置スペースごとにそれぞれ１個または複数個配置されることが好適である。【００１１】
また、前記配置スペースに配置される半導体モジュールは、前記総発熱量に対応する数の半導体素子を含むように構成されることが好適である。【００１２】
また、電子部品は、積層型冷却器本体を収容するハウジングと、積層方向の端部に位置する冷媒流路との間に配置される端部電子部品を有し、端部電子部品の積層方向における一方の積層面が冷媒流路に接触し、他方の積層面がハウジングに接触して、端部電子部品を冷却することができる。【００１３】
また、端部電子部品は他の電子部品のより多い半導体素子を有することができる。【００１４】
また、端部電子部品は、積層方向に投影した場合、他の電子部品より大きいことが好適である。【００１５】
また、端部電子部品は、積層方向に投影した場合、冷媒流路より小さいことが好適である。【００１６】
また、端部電子部品の前記総発熱量は、他の電子部品の前記総発熱量より小さいことが好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の積層型冷却器によれば、簡易な構成で、冷却性能の適正化を図るとともに、体格の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る積層型冷却器を搭載するハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る積層型冷却器の分解斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線による積層型冷却器の断面図である。
【図４】別の実施形態に係る積層型冷却器の分解斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線による積層型冷却器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る積層型冷却器の実施形態について、図を用いて説明する。一例として、自動車を駆動する回転電機に電力を供給するパワーモジュールであるインバータを挙げ、これを冷却する積層型冷却器について説明する。なお、本発明は、上記パワーモジュールに限らず、発熱体である電子部品を冷却する積層型冷却器にも適用することができる。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る積層型冷却器を搭載するハイブリッド車両（以下、単に「車両」と記す）の概略構成を示す図である。
【００２１】
車両１０は、バッテリ１２、コンバータ１４、インバータ１６、および回転電機１８を有する。
【００２２】
バッテリ１２は、充放電可能な二次電池、例えばニッケル水素二次電池またはリチウムイオン二次電池などで構成される。バッテリ１２は、複数のセルを直列に接続して構成されるモジュールを複数有し、これらのモジュールをさらに直列接続している。すなわち、バッテリ１２は、直列接続されたモジュールに含まれるセルをすべて直列接続している。これにより、バッテリ１２は、車両１０を駆動するのに必要な高電圧を確保する。なお、バッテリ１２は、大容量コンデンサとすることもできる。
【００２３】
コンバータ１４は、リアクトルと、半導体素子であるスイッチング素子とを有し、スイッチング素子のスイッチング動作によりリアクトルにおけるエネルギの蓄積と放出とを繰り返し、入力電圧を変換して出力電圧を得る装置である。図１においては、コンバータ１４は、直流電力を昇圧および降圧する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００２４】
具体的には、図１において、コンバータ１４は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを有する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワートランジスタ、サイリスタ等から構成される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、インバータ１６の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。上アームのスイッチング素子Ｑ１のコレクタは電源ラインに接続され、下アームのスイッチング素子Ｑ２のエミッタはアースラインに接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の中間点、すなわちスイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタの接続点にはリアクトルＬ１の一端が接続される。このリアクトルＬ１の他端は、バッテリ１２の正極に接続される。また、スイッチング素子Ｑ２のエミッタは、バッテリ１２の負極に接続される。また、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタとエミッタとの間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ配置される。
【００２５】
リアクトルＬ１の他端とアースラインとの間には平滑用コンデンサＣ１が接続される。また、スイッチング素子Ｑ１のコレクタとアースラインとの間には平滑用コンデンサＣ２が接続される。これらのコンデンサＣ１，Ｃ２は、電解コンデンサまたはフィルムコンデンサからなる。コンデンサＣ１は、バッテリ１２から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をコンバータ１４へ供給する。一方、コンデンサＣ２は、コンバータ１４からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１６へ供給する。
【００２６】
インバータ１６は、その一方をコンバータ１４に接続され、その他方を回転電機１８に接続される。回転電機１８は、３相の永久磁石モータである。以下、インバータ１６と回転電機１８と構成について説明する。
【００２７】
インバータ１６は、電源ラインとアースラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列接続からなり、Ｖ相はスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の直列接続からなり、Ｗ相はスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の直列接続からなる。スイッチング素子Ｑ３−Ｑ８は、ＩＧＢＴ、パワートランジスタ、サイリスタ等から構成される。各スイッチング素子Ｑ３−Ｑ８のコレクタとエミッタとの間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ３−Ｄ８がそれぞれ配置されている。
【００２８】
各相アームの中間点は、回転電機１８の各相コイルの各相端に接続されている。具体的には、Ｕ相アームのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中間点、すなわちスイッチング素子Ｑ３のエミッタとスイッチング素子Ｑ４のコレクタの接続点は、回転電機１８のＵ相コイルの一端に接続される。また、Ｖ相アームのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中間点、すなわちスイッチング素子Ｑ５のエミッタとスイッチング素子Ｑ６のコレクタの接続点は、回転電機１８のＶ相コイルの一端に接続される。また、Ｗ相アームのスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の中間点、すなわちスイッチング素子Ｑ７のエミッタとスイッチング素子Ｑ８のコレクタの接続点は、回転電機１８のＷ相コイルの一端に接続される。回転電機１８は、これの各相コイルの他端が中点に共通に接続されて構成される。
【００２９】
インバータ１６は、コンバータ１４からコンデンサＣ２を介して直流電力が供給されると、直流電力を交流電力に変換して回転電機１８を駆動させる。また、インバータ１６は、車両１０の回生制動時、回転電機１８が発電した交流電力を直流電力に変換し、その変換した直流電力を、コンデンサＣ２を介してコンバータ１４へ供給する。
【００３０】
本実施形態の車両１０は、図１に示されるように、回転電機１８を２個有する。これらの回転電機１８は、出力特性がそれぞれ異なる。出力特性が小さい回転電機１８を、以降、単にＭＧ１と記す。一方、出力特性が大きい回転電機１８を、以降、単にＭＧ２と記す。また、以降、ＭＧ１に対応するインバータ１６を第１インバータ１６ａと、ＭＧ２に対応するインバータ１６を第２インバータ１６ｂとそれぞれ記す。
【００３１】
上述のように、ＭＧ２の出力特性は、ＭＧ１の出力特性より大きい。よって、第２インバータ１６ｂの発熱量は、第１インバータ１６ａの発熱量より大きく、当然に、第２インバータ１６ｂのスイッチング素子一個当たりの発熱量も、第１インバータ１６ａのそれより大きい。ここで、発熱量とは、単位時間当たりの発熱量（Ｗ）のことである。
【００３２】
第１インバータ１６ａは、６ｉｎ１モジュール、すなわち３相のアームを樹脂でモールドした半導体モジュール２０を１個有する。半導体モジュール２０には、６個のスイッチング素子が内蔵される。一方、第２インバータ１６ｂは、２ｉｎ１モジュール、すなわち１相のアームを樹脂でモールドした半導体モジュール２２を３個有する。半導体モジュール２２には、２個のスイッチング素子がそれぞれ内蔵される。本実施形態においては、２ｉｎ１の半導体モジュール２２の発熱量が、６ｉｎ１の半導体モジュール２０の発熱量より大きい。なお、本発明はこの構成に限定されず、半導体モジュール２２の発熱量が半導体モジュール２０の発熱量より小さくてもよい。
【００３３】
次に、本実施形態の積層型冷却器２４について、図２，３を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る積層型冷却器２４の分解斜視図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線による積層型冷却器２４の断面図である。なお、図に示されるＸ軸は、半導体モジュール２０，２２および後述する冷媒流路が積層する積層方向である。
【００３４】
積層型冷却器２４は、冷媒が流れる複数の冷媒流路２６と複数の電子部品とが交互に積層され、電子部品の積層方向における積層面が冷媒流路に接触して電子部品を冷却する装置である。本実施形態における電子部品は、半導体モジュール２０，２２である。
【００３５】
積層型冷却器２４は、各冷媒流路２６に冷媒を供給する供給ヘッダ部２８と、各冷媒流路２６から冷媒を排出する排出ヘッダ部３０とを有する。本実施形態の冷媒は、ＬＬＣ（Long Life Coolant）であるが、本発明はこの構成に限定されず、周知の冷媒を用いることができる。
【００３６】
半導体モジュール２０，２２は、積層方向に対して潰れた矩形板状である。本実施形態の半導体モジュール２０は、上述したように６ｉｎ１モジュールであり、スイッチング素子を６個含む。半導体モジュール２０は、図１，２に示されるように積層方向の端部に位置する。一方、本実施形態の半導体モジュール２２は、上述したように２ｉｎ１モジュールであり、スイッチング素子を２個含む。半導体モジュール２２は、図１，２に示されるように、半導体モジュール２０から積層方向の一方側に向かい３列に並んで配置される。なお、図１，２には、便宜上、半導体モジュール２２が１列に２個配置されるように示されているが、２ｉｎ１モジュールが１列に１個配置されるものとする。また、半導体モジュール２０,２２の数は一例であって、本発明は半導体モジュール２０の数１個および半導体モジュール２２の数３個に限定されない。また、半導体モジュール２０,２２に含まれる、発熱体であるスイッチング素子の数も一例であって、本発明は、半導体モジュール２０のスイッチング素子の数６個および半導体モジュール２２のスイッチング素子の数３個に限定されない。
【００３７】
冷媒流路２６はアルミニウム製である。冷媒流路２６は積層方向に対して潰れた角筒状である。冷媒流路２６は、積層方向に計５個配置される。冷媒流路２６の長手方向一端には、冷媒が流れ込む流入口３２が形成され、他端には、冷媒が流れ出す流出口３４が形成される。流入口３２と流出口３４とは、冷媒流路２６内部において区画された空間により連通している。
【００３８】
供給ヘッダ部２８はアルミニウム製である。供給ヘッダ部２８は、供給ヘッダ本体部３６と供給ヘッダ連通管３８とを有する。供給ヘッダ連通管３８は、短軸の円筒状である。供給ヘッダ連通管３８は、積層方向において互いに隣接する冷媒流路２６に接続される。具体的には、互いの冷媒流路２６の流入口３２をそれぞれ覆うように接続される。供給ヘッダ連通管３８は、積層方向に直線上に並んで計４個配置される。
【００３９】
供給ヘッダ本体部３６は、供給ヘッダ連通管３８よりも長軸の円筒状である。供給ヘッダ本体部３６は、供給ヘッダ連通管３８と同じ直線上に、半導体モジュール２０,２２と冷媒流路２６からなる積層体より積層方向の一方側に延在するように設けられる。供給ヘッダ本体部３６の一端は、積層方向の一方側の端部に位置する冷媒流路２６に、これの流入口３２を覆うように接続される。供給ヘッダ本体部３６の他端は、放熱装置（図示せず）に接続される。また、供給ヘッダ本体部３６は、積層型冷却器２４を収容するハウジング（図示せず）に固定される。
【００４０】
排出ヘッダ部３０はアルミニウム製である。排出ヘッダ部３０は、排出ヘッダ本体部４０と排出ヘッダ連通管４２とを有する。排出ヘッダ連通管４２は、短軸の円筒状である。排出ヘッダ連通管４２は、積層方向において互いに隣接する冷媒流路２６に接続される。具体的には、互いの冷媒流路２６の流出口３４をそれぞれ覆うように接続される。排出ヘッダ連通管４２は、積層方向に直線上に並んで計４個配置される。
【００４１】
排出ヘッダ本体部４０は、排出ヘッダ連通管４２よりも長軸の円筒状である。排出ヘッダ本体部４０は、排出ヘッダ連通管４２と同じ直線上に、半導体モジュール２０,２２と冷媒流路２６からなる積層体より積層方向の一方側に延在するように設けられる。排出ヘッダ本体部４０の一端は、積層方向の一方側の端部に位置する冷媒流路２６に、これの流出口３４を覆うように接続される。排出ヘッダ本体部４０の他端は、放熱装置（図示せず）に接続される。また、排出ヘッダ本体部４０は、積層型冷却器２４を収容するハウジング（図示せず）に固定される。
【００４２】
冷媒流路２６と供給ヘッダ部２８と排出ヘッダ部３０とは、それらの各接合部がろう付け、またはかしめにより接合される。そして、積層方向において隣接する冷媒流路２６の間に、半導体モジュール２０,２２をそれぞれ配置し、これらからなる積層体を積層方向外側から所定圧力で挟みこむことにより、半導体モジュール２０,２２が冷媒流路２６により挟持される。具体的には、上記所定圧力の挟みこみにより、供給及び排出ヘッダ連通管３８，４２が積層方向に縮むように塑性変形し、隣接する冷媒流路２６の距離が小さくなることで、半導体モジュール２０,２２と冷媒流路２６の、積層方向に直交する積層面において互いに密着することができる。さらに、積層体をハウジングに組み付ける際に、図３に示されるように、弾性変形させた弾性部材４４が、積層方向の一方側の端部に位置する冷媒流路２６に対して押し当てられる。弾性部材４４は、例えば板ばねである。この弾性部材４４の復元力により、冷媒流路２６と半導体モジュール２０,２２との密着が保持される。
【００４３】
また、積層型冷却器２４がハウジングに収容されるとき、積層方向の他方側の端部に位置する冷媒流路２６に対して、この冷媒流路２６の積層方向における移動を規制する冷媒流路移動規制部（図示せず）を接続することが好適である。この冷媒流路移動規制部は、積層型冷却器２４を支持するブラケット、または冷媒流路１４により冷却可能な電子部品モジュール、例えば昇圧コンバータである。積層型冷却器２４をハウジングに収容されるときには、供給及び排出ヘッダ本体部３６，４０もそれぞれハウジングに接続されるので、積層方向における供給及び排出ヘッダ本体部３６，４０の移動も規制される。
【００４４】
このように構成される積層型冷却器２４における冷媒の流れについて、図３を用いて説明する。なお、パワーモジュールが動作中であり、半導体モジュール２０,２２が発熱している場合について説明する。
【００４５】
図示しない放熱装置から供給ヘッダ本体部３６に導入される冷媒は、直接または供給ヘッダ連通管３８を介して、５個の冷媒流路２６にそれぞれ供給される。半導体モジュール２０,２２の熱は、冷媒流路２６を流れる冷媒に伝達される。半導体モジュール２０,２２の熱を受けて温度が上昇した冷媒は、冷媒流路２６から、直接または排出ヘッダ連通管４２を介して、排出ヘッダ本体部４０に流れ込む。排出ヘッダ本体部４０において合流した冷媒は、放熱装置へ供給され冷却される。そして、放熱装置において冷却された冷媒は、再び供給ヘッダ本体部３６に導入される。
【００４６】
上述したように、ＭＧ２の出力特性は、ＭＧ１の出力特性より大きいので、ＭＧ２の第２インバータ１６ｂの発熱量は、ＭＧ１の第１インバータ１６ａの発熱量より大きい。このような場合、従来の積層型冷却器は、発熱量が異なる２個のインバータをそれぞれ冷却するため、最も発熱量の大きいインバータ（本実施形態の第２インバータ１６ｂに相当）に属する半導体モジュールに対応する冷却能力が必要になる。しかし、その冷却能力は、発熱量の小さいインバータ（本実施形態の第１インバータ１６ａに相当）に属する半導体モジュールに対して過剰な性能になってしまう。
【００４７】
そこで、本実施形態においては、冷媒流路２６に隣接して、電子部品が配置される配置スペースに半導体モジュール２０，２２がそれぞれ配置され、この配置は、配置スペースごとの半導体モジュールの発熱量の差が小さくなるように構成される。具体的には、積層方向の一方側から他方側に向けて、３個の半導体モジュール２２と、半導体モジュール２０とが順に並んで配置される。なお、１つの配置スペースに半導体モジュールが複数配置される場合においては、それらの半導体モジュールの総発熱量と、その他の配置スペースの発熱量の差が小さくなるように構成することができる。
【００４８】
第２インバータ１６ｂの半導体モジュールが３個に分けられるので、第２インバータ１６ｂの発熱量が分散され、配置スペース間における発熱量の差を小さくすることができる。これにより、積層型冷却器２４の冷却性能が、一方のインバータに対応させて過剰になってしまうことを防止することができる。また、第２インバータ１６ｂの半導体モジュールを３個に分けたとしても、それらが積層方向に順に並んでいるので、各制御対象機器（ＭＧ２）への電気的な接続の複雑化を防止することができ、その複雑化による積層型冷却器２４の体格の大型化を防止することができる。
【００４９】
次に、別の実施形態の積層型冷却器４６について、図４，５を用いて説明する。図４は、別の実施形態に係る積層型冷却器４６の分解斜視図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線による積層型冷却器４６の断面図である。なお、上記実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５０】
半導体モジュール２０は６ｉｎ１モジュールであるので、積層方向に投影した場合、２ｉｎ１モジュールである半導体モジュール２２より大きい。このような半導体モジュール２０に対して、冷媒流路２６は、積層方向に投影した場合、半導体モジュール２０の外形を覆うように形成される。言い換えれば、半導体モジュール２０は、積層方向に投影した場合、冷媒流路２６より小さい。そして、半導体モジュール２０は、冷媒流路２６の長手方向、言い換えれば積層体の幅方向において、供給及び排出ヘッダ部２８，３０の間隔より大きいことが好適である。そして、このような形状の半導体モジュール２０は、積層方向の他端側に位置する冷媒流路２６よりさらに外側に配置される。
【００５１】
この実施形態の積層型冷却器４６においては、積層方向において隣接する冷媒流路２６の間に、半導体モジュール２２をそれぞれ配置し、さらに、積層方向の他端側に位置する冷媒流路２６よりさらに外側に半導体モジュール２０を配置し、これらからなる積層体を積層方向外側から所定圧力で挟みこむことにより、半導体モジュール２０,２２と冷媒流路２６とが各積層面において互いに密着する。
【００５２】
積層型冷却器４６を収容するハウジング４８は、アルミニウム製であり、積層体の位置決め用の係合部（図示せず）を有する。この係合部と積層体との接触により、ハウジング４８内部における積層体の位置が決定する。係合部は、例えば複数のピンであり、これらのピンが積層体の外周に接触するように配置される。また、本発明はこの構成に限定されず、係合部が雄ねじ、例えばハウジング４８に貫通して挿入されるボルトであってもよい。この場合、半導体モジュール２０に雌ねじ孔が形成され、その孔に雄ねじをねじ込んでハウジング４８内部における積層体の位置が決定するとともに、積層体がハウジング４８に確実に固定される。また、係合部が孔であってもよい。この場合、半導体モジュール２０に、積層方向の他端側に伸びるピンが形成され、このピンが係合部に挿入されてハウジング４８内部における積層体の位置が決定する。
【００５３】
そして、積層体をハウジング４８に組み付ける際に、図５に示されるように、弾性変形させた弾性部材４４が、積層方向の一方側の端部に位置する冷媒流路２６に対して押し当てられる。この弾性部材４４の復元力により、冷媒流路２６と半導体モジュール２０,２２との密着が保持される。このとき、半導体モジュール２０の積層面であって、冷媒流路２６に接触する積層面に対向する積層面は、積層型冷却器４６を収容するハウジング４８に密着する。
【００５４】
この実施形態の積層型冷却器４６においては、半導体モジュール２０が積層体の他方側の端部に位置する。すなわち、半導体モジュール２０より他方側には冷媒流路２６が設けられていない。そして、半導体モジュール２０は、これの一方の積層面が冷媒流路２６に接触し、他方の積層面がハウジング４８に接触するように構成される。この構成により、半導体モジュール２０は、冷媒流路２６とハウジング４８により冷却される。具体的には、半導体モジュール２０の熱は、冷媒流路２６を流れる冷媒に伝達されるとともに、ハウジング４８に伝達される。ハウジング４８に伝達される熱は、ハウジング４８の外表面から外部に放熱される。よって、半導体モジュール２０に対する冷却性能も維持することができる。この実施形態においては、半導体モジュール２０の片方の積層面が、冷媒より冷却性能が劣る空冷方式となるので、半導体モジュール２０の発熱量が、半導体モジュール２２の発熱量より小さいほうが好適である。
【００５５】
この実施形態の積層型冷却器４６によれば、半導体モジュール２０より他方側には冷媒流路２６が設けられていないので、前述した実施形態の積層型冷却器２４に比べ積層方向における体格を小さくすることができる。さらに、半導体モジュール２０を覆うように冷媒流路２６が形成されるので、前述した実施形態の積層型冷却器２４に比べ積層体の幅方向の体格を小さくすることができる。また、前述した実施形態の積層型冷却器２４に比べ冷媒流路移動規制部や冷媒流路２６の削減が図られるので、コストの削減とともに、組み立て工程における手間を省くことができる。
【００５６】
各実施形態においては、冷媒流路２６と供給ヘッダ部２８と排出ヘッダ部３０とハウジング４８は、アルミニウム製である場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。熱伝導性に優れた材質であれば、例えば銅製であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０  ハイブリッド車両、１２  バッテリ、１４  コンバータ、１６  インバータ、１８  回転電機、２０，２２  半導体モジュール、２４，４６  積層型冷却器、２６  冷媒流路、２８  供給ヘッダ部、３０  排出ヘッダ部、３２  流入口、３４  流出口、３６  供給ヘッダ本体部、３８  供給ヘッダ連通管、４０  排出ヘッダ本体部、４２  排出ヘッダ連通管、４４  弾性部材、４８  ハウジング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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