(57)【要約】【課題】冷却性能を損なうことなく冷却システム設置面積の増大を抑えることが可能な冷却器を提供する。【解決手段】実施形態によれば、冷却器は、筒状部材と、取付面と、溝部とを備える。前記筒状部材は、一端面から他端面にかけて冷却液の流路を内部に備える。前記取付面は、前記筒状部材の外部表面に形成され、熱源を取り付ける。前記溝部は、前記取付面が形成される前記筒状部材の外部表面の面において、前記取付面よりも前記他端面側に、前記一端面から前記他端面に向かう方向と直交する方向に沿って前記筒状部材に設けられている。【選択図】図３
2014127631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面から他端面にかけて冷却液の流路を内部に備える筒状部材と、
前記筒状部材の外部表面に形成される、熱源を取り付ける取付面と、
前記取付面が形成される前記筒状部材の外部表面の面において、前記取付面よりも前記他端面側に、前記一端面から前記他端面に向かう方向と直交する方向に沿って筒状部材に設けられている溝部と、
を備える、冷却器。
【請求項２】
前記溝部と前記他端面の間、かつ、前記筒状部材の内面に形成された突起を備える、請求項１記載の冷却器。
【請求項３】
前記突起は、前記一端面に最も近い面が前記一端面から前記他端面にかけた斜面または曲面で形成されている、請求項２記載の冷却器。
【請求項４】
前記溝部と前記他端面の間、かつ、前記筒状部材の内面に形成された凹部を備える、請求項１記載の冷却器。
【請求項５】
前記凹部は、前記他端面に最も近い面が前記一端面から前記他端面にかけて斜面または曲面で形成されている、請求項４記載の冷却器。
【請求項６】
前記一端面と前記溝部の間かつ前記筒状部材の内部に設けられ、前記取付面側に略平面の第１面を有し、前記第１面と逆側に凸面の第２面を有する仕切り板を備える、請求項１記載の冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、強制流動沸騰冷却を行う冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動用インバータのような車載電力変換装置に用いられるパワー半導体用冷却装置は、半導体の損失による発熱量によって空冷や水冷などさまざまな冷却方式がある。近年、パワー半導体の発熱密度の増大により、そのパワー半導体モジュールを搭載するヒートシンク（冷却器）にも、より高い除熱性能が求められている。その結果、水冷ヒートシンクの改良による熱伝達性能の向上が進められてきた。一般的に、水冷ヒートシンクによる冷却システムは、ヒートシンクによる受熱部とラジエーターによる放熱部とポンプで構成され、冷却液を循環させるシステムである。
【０００３】
さらに、より高い熱伝達性能を実現するためにヒートシンクの伝熱面に核沸騰伝熱を生じさせる強制流動沸騰冷却がある。沸騰伝熱を用いた冷却システムには、水冷に比べて熱伝達率を格段に大きくできるというメリットがあるが、冷却システムの循環系に気泡が流入することによる圧力損失の増加がデメリットである。気泡による圧力損失の増加を抑えるためには、循環系に気液分離器と凝縮器を設ける方法があるが、機能部品の追加による設置スペースの確保が問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７２０１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９９３９号公報
【特許文献３】特開２００３−１９７８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、冷却性能を損なうことなく冷却システム設置面積の増大を抑えることが可能な冷却器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、冷却器は、筒状部材と、取付面と、溝部とを備える。前記筒状部材は、一端面から他端面にかけて冷却液の流路を内部に備える。前記取付面は、前記筒状部材の外部表面に形成され、熱源を取り付ける。前記溝部は、前記取付面が形成される前記筒状部材の外部表面の面において、前記取付面よりも前記他端面側に、前記一端面から前記他端面に向かう方向と直交する方向に沿って前記筒状部材に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る一例となる冷却システムの概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンクの外観図。
【図３】第１の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図。
【図４】第２の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図。
【図５】第２の実施形態に係る他の一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図。
【図６】第３の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図。
【図７】第３の実施形態に係る他の一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図。
【図８】第４の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る一例となる冷却システム全体の概略構成図である。冷却システムは、沸騰冷却ヒートシンク（冷却器）２、放熱部３、ポンプ４、配管５、リザーブタンク１４を備え、沸騰冷却ヒートシンク２に対する冷却液１０１の循環系を形成する。  
沸騰冷却ヒートシンク２は、一例として、車載向けインバータ装置を冷却するように設置される。沸騰冷却ヒートシンク２は、インバータ装置の熱源となるパワー半導体モジュール１を冷却するために用いられる。沸騰冷却ヒートシンク２は、パワー半導体モジュール１（熱源）を取り付けるための取付面１１を備える。パワー半導体モジュール１は、取付面１１に例えばボルトで固定される。パワー半導体モジュール１は、パワー半導体モジュール１のベースとヒートシンク２のベース面は熱的に接続されている。パワー半導体モジュール１は、半導体素子と基板とベースを１つのパッケージにおさめた構造となっている電力変換装置の構成部品である。パワー半導体モジュール１は、車両駆動動作時に半導体素子によって発熱する。そのため、半導体素子が発熱した際には、取付面１１の温度は、１３０℃程度まで上昇する。なお、パワー半導体モジュール１は、沸騰冷却ヒートシンク２に１つだけでなく複数実装されていてもよい。
【００１０】
沸騰冷却ヒートシンク２は、筒状部材２ａ、口金６ａ、口金６ｂを備える。  
筒状部材２ａは、一端面から他端面にかけて冷却液１０１を流通させるための流路１２となる略方形の開孔を内部に備える筒状で構成されている。第１の実施形態では、一端面から他端面に向かう方向（冷却液１０１の流れ方向）を長手方向というものとする。筒状部材２ａは、一例として、筒状部材２ａと直交する断面が略矩形状である。流路１２は、筒状部材２ａの表面に設けられた取付面１１に取り付けられたパワー半導体モジュール１の発熱部直下に冷却液１０１を通す。筒状部材２ａにおける取付面１１の詳細な位置については、後述する。なお、流路１２は、パワー半導体モジュール１の実装数によって沸騰冷却ヒートシンク２内部で分岐するように筒状部材２ａに形成されていてもよい。冷却液１０１は、大気圧での沸点が１３０℃以下のもので、例えば、イオン除去をして電気伝導度を管理された水でもよいし、エチレングリコール水溶液でもよく、限定されない。沸騰冷却ヒートシンク２の材料は、熱伝導性や機械強度を満足する金属である。例えば、沸騰冷却ヒートシンク２は、一例として、Ａ６０６１のようなアルミ合金やＣ１１００のような銅合金などである。  
口金６ａは、筒状部材２ａの長手方向における一端面側に設けられている。口金６ａは、筒状部材２ａ内部に冷却液１０１を入れるために用いられる。  
口金６ｂは、筒状部材２ａの長手方向における他端面側に設けられている。口金６ｂは、筒状部材２ａ内部から冷却液１０１を出すために用いられる。  
なお、第１の実施形態では、口金６ａが設けられた筒状部材２ａの一端面側から口金６ｂが設けられた筒状部材２ａの他端面側に冷却液１０１が流れるため、筒状部材２ａの一端面側を冷却液１０１の流れ方向における上流側、筒状部材２ａの他端面側を冷却液１０１の流れ方向における下流側というものとする。また、筒状部材２ａにおいて、長手方向と直交し、取付面１１に対して鉛直方向を高さ方向、長手方向及び高さ方向と直交する方向を幅方向というものとする。
【００１１】
放熱部３は、冷却液１０１の熱を大気と交換する機能を備える。  
ポンプ４は、冷却システムにおいて冷却液１０１を循環させる機能を備える。  
配管５は、沸騰冷却ヒートシンク２、放熱部３、ポンプ４、冷却液１０１を蓄えるリザーブタンク１４を繋いで冷却システムの流路を形成する。配管５は、例えばＳＵＳ管のような配管５内部の圧力に耐える耐圧強度を持ち、口金６ｂから排出される冷却液１０１の温度以上の耐熱強度を持つ材料で構成されている。
【００１２】
上記のように構成された冷却システムでは、冷却液１０１は、ポンプ４の循環力により、口金６ａから沸騰冷却ヒートシンク２内部に送り込まれる。冷却液１０１は、沸騰冷却ヒートシンク２内部で半導体モジュール１から受熱し、気相化することで、気泡１０２を発生させる。気泡１０２は、後述するように、ヒートシンク２内部で消滅（液化）する。口金６ｂから排出された冷却液１０１は、放熱部３に流れて、大気中にその熱が排出される。
【００１３】
次に、沸騰冷却ヒートシンク２の構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンク２の外観図である。図３は、第１の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンク２の断面図である。筒状部材２ａは、一端面側近傍に取付面１１が設けられている。筒状部材２ａは、取付面１１よりも筒状部材２ａの他端面側に溝部７を備える。溝部７は、幅方向に沿って筒状部材２ａの取付面１１が設けられた表面に設けられている。溝部７は、一例として、幅３ｍｍ、深さ２ｍｍで構成されているが、沸騰冷却ヒートシンク２の設計都合により、幅及び深さを変更してもよく、限定されない。なお、第１の実施形態では、長手方向において筒状部材２ａの一端面と、この一端面に最も近い溝部７の縁との間は、筒状部材２ａにおける気泡発生区間２０１というものとする。つまり、取付面１１は、気泡発生区間２０１のみに位置する。気泡発生区間２０１は、パワー半導体モジュール１からの熱によって冷却液１０１に沸騰が起こる領域である。長手方向において筒状部材２ａの一端面に最も近い溝部７の縁と筒状部材２ａの他端面の間は、筒状部材２ａにおける気泡消滅区間２０２というものとする。気泡消滅区間２０２は、後述するように、気泡発生区間２０１で発生した気泡を消滅させるための領域である。
【００１４】
溝部７は、筒状部材２ａの表面において、気泡発生区間２０１から気泡消滅区間２０２への熱伝導を妨げるために設けられている。溝部７が設けられた部分における筒状部材２ａの厚みが、溝部７が設けられていない部分における筒状部材２ａの厚みよりも薄いため、気泡発生区間２０１から気泡消滅区間２０２へ熱が伝わりにくくなる。なお、溝部７は、この効果を高めるために、筒状部材２ａにおける取付面１１が設けられた表面以外の面にも設けられていてもよい。なお、溝部７は、筒状部材２ａの表面に代えて、または、筒状部材２ａの表面と共に、幅方向に沿って筒状部材２ａの内面に設けられていてもよい。
【００１５】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の作用について説明する。沸騰冷却ヒートシンク２内部には、口金６ａから沸点以下の温度の冷却液１０１が流入する。パワー半導体モジュール１が動作すると、取付面１１の温度は、１３０℃程度まで上昇する。取付面１１の壁面温度は、冷却液１０１の沸点以上となるため、筒状部材２ａにおける取付面１１と逆面である伝熱面１５で核沸騰が生じる。伝熱面１５は、パワー半導体モジュール２で発生する熱を冷却液１０１へ核沸騰伝熱させる。このとき沸騰冷却ヒートシンク２内部は、サブクール強制流動沸騰状態となる。冷却液１０１は、２０ｋＷ／ｍ２・Ｋ程度の熱伝達率でパワー半導体モジュール１を冷却するが、気泡１０２が発生する伝熱面１５近傍を流れる冷却液１０１の温度は、沸点付近まで高くなっている。そのため、伝熱面１５近傍を流れる冷却液１０１は、高温のまま気泡消滅区間２０２へ流れる。一方、核沸騰は、冷却液１０１と伝熱面１５の境界層近傍で起こるため、伝熱面１５から遠い位置、例えば、気泡発生区間２０１内部で伝熱面１５と対向する内面近傍、を流れる冷却液１０１は沸点以下の低温のまま気泡消滅区間２０２へ流れる。気泡発生区間２０１内部で発生した気泡１０２は、冷却液１０１の流れによって気泡消滅区間２０２内部へ流れる。
【００１６】
さらに、上述したように、溝部７は、沸騰冷却ヒートシンク２の表面において、気泡発生区間２０１から気泡消滅区間２０２への熱伝導を妨げる。そのため、気泡消滅区間２０２の流路１２の温度は、気泡発生区間２０１の流路１２の温度よりも低く保たれる。
【００１７】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の効果について説明する。気泡発生区間２０１で発生した気泡１０２の熱は、気泡消滅区間２０２における筒状部材２ａ自体の温度及び気泡消滅区間２０２内部に流入する一部の冷却液１０１の温度が低温に保たれているため、気泡消滅区間２０２で筒状部材２ａ及び低温の冷却液１０１に伝達する。その結果、核沸騰伝熱で発生した気泡１０２は、気泡消滅区間２０２内部で消滅する。つまり、沸騰冷却ヒートシンク２は、小型化することで熱密度が上がったとしても、単位面積当たりの冷却性能（熱伝達率）を向上させることができるので、気泡１０２の発生から気泡１０２の消滅までを内部で完結させることができる。以上より、冷却システムは、その循環系に気泡１０２が排出されることがなく強制流動沸騰冷却を実現することができる。さらに、冷却システムは、従来必要であった凝縮部を削減することができ、小型・軽量化、コスト低減が可能となる。さらに、冷却システムは、これまでよりも発熱密度の高いパワー半導体を適用した車両駆動用インバータにも用いることができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２について説明する。図４は、第２の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。第２の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、筒状部材４ａ内部に突起８を備える点で第１の実施形態とは構成が異なっている。
【００１９】
沸騰冷却ヒートシンク２の構成について説明する。筒状部材２ａは、気泡消滅区間２０２、かつ、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面に形成された内向きの突起８を備える。突起８は、略方形である。突起８は、一例として、筒状部材２ａの高さの半分以下の大きさであって、筒状部材２ａの幅と同じ大きさで形成されているが、限定されない。なお、突起８は、気泡消滅区間２０２であれば、１つだけでなく、複数設けられていてもよい。さらに、突起８は、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面に加えて、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面以外の少なくとも１つの内面にさらに設けられていてもよい。なお、突起８は、筒状部材２ａと同じ材料で構成されることで、沸騰冷却ヒートシンク２を加工する際に一括で成型できる。
【００２０】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の作用について説明する。気泡発生区間２０１では、気泡１０２が発生する伝熱面１５近傍を流れる冷却液１０１の温度は、沸点付近まで高くなっている。そのため、伝熱面１５近傍を流れる冷却液１０１は、高温のまま気泡消滅区間２０２へ流れる。一方、伝熱面１５から遠い位置を流れる冷却液１０１は沸点以下の低温のまま気泡消滅区間２０２へ流れる。低温の冷却液１０１は、突起８と衝突することによって、突起８が設けられた面と対向する面側に向かって流れ、冷却液１０１の流れ方向に対して垂直方向の渦を発生させる。この渦によって、気泡１０２は、低温度の冷却液１０１と混ざり、気泡１０２から低温度の冷却液への熱伝達が促進される。
【００２１】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の効果について説明する。第２の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、第１の実施形態で得られる効果に加えて、筒状部材２ａに突起８が設けられることにより、気泡消滅区間２０２内部で気泡１０２と冷却液１０１が効率よく混ざり、気泡１０２と冷却液１０１の間での熱伝達がより積極的に行われる効果を得られる。そのため、第２の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、第１の実施形態よりも気泡消滅区間２０２の長手方向の長さを短くすることができるので、さらなる小型・軽量化が可能となる。なお、突起８は、上記効果をより発揮させるために、気泡消滅区間２０２の中間位置よりも上流側に少なくとも１つ設けられている方が好ましい。
【００２２】
図５は、第２の実施形態に係る他の一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図である。図５に示す突起８は、図４に示す例と形状が異なる。突起８は、長手方向において筒状部材２ａの一端面に最も近い面がスロープ形状で形成されている。つまり、突起８は、長手方向において、筒状部材２ａの一端面に最も近い面が筒状部材２ａの一端面から他端面にかけた斜面または曲面で形成されている。なお、長手方向において筒状部材２ａの他端面に最も近い面の形状は、限定されない。なお、突起８は、気泡消滅区間２０２に設けられていれば、大きさ、数は限定されない。さらに、突起８は、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面に加えて、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面以外の少なくとも１つの内面にさらに設けられていてもよい。
【００２３】
図５に示す沸騰冷却ヒートシンク２は、図４に示す沸騰冷却ヒートシンク２よりも、突起８による圧力損失を低減することができると共に、気泡消滅区間２０２内部で気泡１０２と冷却液１０１が効率よく混ざるため、気泡１０２と冷却液１０１の間での熱伝達がより積極的に行われる効果を得られる。さらに、図５に示す沸騰冷却ヒートシンク２は、図４に示す沸騰冷却ヒートシンク２よりも、突起８による圧力損失を低減することができる。なお、突起８は、幅方向を向く面が斜面または曲面で形成されていてもよい。例えば、このような突起８が口金６ｂ近傍に設けられていれば、突起８により対流する冷却液１０１は、筒状部材２ａの隅に留まろうとする冷却液１０１を撹拌する。そのため、気泡１０２と筒状部材２ａ内の冷却液１０１全体が効率よく混ざる。
【００２４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２について説明する。図６は、第３の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンク２の断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。第３の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、筒状部材４ａ内部に凹部９を備える点で第１の実施形態とは構成が異なっている。
【００２５】
沸騰冷却ヒートシンク２の構成について説明する。筒状部材２ａは、気泡消滅区間２０２、かつ、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面に形成された凹部９を備える。凹部９は、略方形である。凹部９は、一例として、筒状部材２ａの幅と同じ大きさで形成されているが、限定されない。凹部９は、気泡消滅区間２０２であれば、１つだけでなく、複数設けられていてもよい。さらに、凹部９は、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面に加えて、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面以外の少なくとも１つの内面にさらに設けられていてもよい。
【００２６】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の作用について説明する。気泡発生区間２０１では、気泡１０２が発生する伝熱面１５近傍を流れる冷却液１０１の温度は、沸点付近まで高くなっている。そのため、伝熱面１５近傍を流れる冷却液１０１は、高温のまま気泡消滅区間２０２に流れる。一方、伝熱面１５から遠い位置を流れる冷却液１０１は沸点以下の低温のまま気泡消滅区間２０２に流れる。高温の冷却液１０１及び気泡１０２は、凹部９によって流路１２に低圧力部分が生じることで、凹部８が設けられた筒状部材２ａの内面側に向かって流れる。高温の冷却液１０１及び気泡１０２の流れにより、気泡１０２は、低温度の冷却液１０１と混ざり、気泡１０２から低温度の冷却液への熱伝達が促進される。
【００２７】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の効果について説明する。第３の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、第１の実施形態で得られる効果に加えて、筒状部材２ａに凹部９が設けられることにより、気泡消滅区間２０２内部で気泡１０２と冷却液１０１が効率よく混ざり、気泡１０２と冷却液１０１の間での熱伝達がより積極的に行われる効果が得られる。そのため、第３の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、第１の実施形態よりも気泡消滅区間２０２の長手方向の長さを短くすることができるので、さらなる小型・軽量化が可能となる。さらに、第３の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、第２の実施形態のように筒状部材２ａに突起８を加える構造と異なり、筒状部材２ａの底面に凹部９を設ける構造であるため、第２の実施形態よりも材料、コストを少なく抑えることができる。
【００２８】
図７は、第３の実施形態に係る他の一例となる沸騰冷却ヒートシンクの断面図である。図７に示す凹部９は、図６に示す例と形状が異なる。凹部９は、長手方向において筒状部材２ａの他端面に最も近い面がスロープ形状で形成されている。つまり、凹部９は、長手方向において筒状部材２ａの他端面に最も近い面が筒状部材２ａの一端面から他端面にかけた斜面または曲面で形成されている。なお、長手方向において筒状部材２ａの一端側に最も近い面の形状は、限定されない。なお、凹部９は、気泡消滅区間２０２に設けられていれば、大きさ、数は限定されない。さらに、凹部９は、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面に加えて、伝熱面１５と対向する筒状部材２ａの内面以外の少なくとも１つの内面にさらに設けられていてもよい。
【００２９】
図７に示す沸騰冷却ヒートシンク２は、図６に示す沸騰冷却ヒートシンク２よりも、気泡消滅区間２０２内部で気泡１０２と冷却液１０１が効率よく混ざるため、気泡１０２と冷却液１０１の間での熱伝達がより積極的に行われる効果を得られる。さらに、図７に示す沸騰冷却ヒートシンク２は、図６に示す沸騰冷却ヒートシンク２よりも、凹部９による圧力損失を低減することができる。
【００３０】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２について説明する。図８は、第４の実施形態に係る一例となる沸騰冷却ヒートシンク２の断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。第４の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、筒状部材４ａ内部に仕切り板１０を備える点で第１の実施形態とは構成が異なっている。
【００３１】
沸騰冷却ヒートシンク２の構成について説明する。仕切り板１０は、気泡発生区間２０１の内部において、伝熱面１５とそれに対向する筒状部材２ａの内面の間の中立面として設けられている。仕切り板１０は、一例として、少なくともパワー半導体モジュール１のうち最も高温となる部分と対向するように沸騰冷却ヒートシンク２に設けられている。仕切り板１０は、取付面１１側に取付面１１と平行な略平面の第１面を有し、第１面と逆側に凸面の第２面を有する。仕切り板１０は、沸騰冷却ヒートシンク２と同じ材料または１３０℃程度の耐熱、冷却液１０１中での耐腐食性能を満足する材料で構成されていればよく、限定されない。仕切り板１０の幅は、一例として、流路１２の幅と等しい。仕切り板１０は、気泡発生区間２０１内部における流路１２を伝熱面１５近傍の高温側流路１３ａと、それと対向する筒状部材２ａの内面近傍の低温側流路１３ｂとに２分割する構造である。
【００３２】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の作用について説明する。低温側流路１３ｂを流れる冷却液１０１は、仕切り板１０が高温側流路１３ａを流れる冷却液１０１と混合するのを防いでいるため、第１〜３の実施形態よりも低温のまま気泡消滅区間２０２へ流れる。さらに、高温側流路１３ａの断面は、仕切り板１０により、流路１２の断面積よりも小さくなるため、伝熱面１５近傍の冷却液１０１の流速が上がる。さらに、仕切り板１０の第２面だけが凸形状となっているので、高温側流路１３ａと低温側流路１３ｂとの間には流速差が生じる。そのため、仕切り板１０の下流では渦が発生する。
【００３３】
次に、上記のように構成された沸騰冷却ヒートシンク２の効果について説明する。第４の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、第１の実施形態で得られる効果に加えて、仕切り板１０によって、第１〜３の実施形態と比べて伝熱面１５近傍の流速が上がるため、伝熱面１５から冷却液１０１への熱伝達が促進され、より高い冷却性能を得ることができる。さらに、第４の実施形態に係る沸騰冷却ヒートシンク２は、仕切り板１０の形状に伴う渦の発生により、気泡消滅区間２０２内部での冷却液１０１と気泡１０２との撹拌が促進され、気泡１０２の消滅効果を高めることができる。そのため、第４の実施形態に係る冷却沸騰ヒートシンク２は、第１の実施形態よりも気泡消滅区間２０２の長手方向の長さを短くすることができるので、さらなる小型・軽量化が可能となる。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。これらの実施形態は、車載向けインバータ装置に限られず、産業用、家庭用など種々の要素の冷却に適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…パワー半導体モジュール、  ２…沸騰冷却ヒートシンク（冷却器）、２ａ…筒状部材、３…放熱部、４…ポンプ、５…配管、６ａ…口金、６ｂ…口金、７…溝部、８…突起、９…凹部、１０…仕切り板、１１…取付面、１２…流路、１３ａ…高温側流路、１３ｂ…低温側流路、１４…リザーブタンク、１５…伝熱面、１０１…冷却液、１０２…気泡、２０１…気泡発生区間、２０２…気泡消滅区間。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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