(57)【要約】【課題】放熱効率に優れた半導体冷却ユニットを提供すること。【解決手段】半導体素子を内蔵する半導体モジュール２と、半導体モジュール２を挟持するように並列配置されると共に冷却媒体ｆを流通させる冷媒流路を有する複数の冷却チューブ３と、複数の冷却チューブ３の入口側端部３２を接続し、冷媒流路に冷却媒体ｆを供給する冷媒供給ヘッダ４と、複数の冷却チューブ３の出口側端部３３を接続し、冷媒流路から冷却媒体ｆを排出する冷媒排出ヘッダ５とを有する半導体冷却ユニット１。冷却チューブ３は、出口側端部３３を入口側端部３２よりも上方に配置した状態で配設されている。【選択図】図１
2006332597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、
該半導体モジュールを挟持するように並列配置されると共に冷却媒体を流通させる冷媒流路を有する複数の冷却チューブと、
該複数の冷却チューブの入口側端部を接続し、上記冷媒流路に冷却媒体を供給する冷媒供給ヘッダと、
上記複数の冷却チューブの出口側端部を接続し、上記冷媒流路から冷却媒体を排出する冷媒排出ヘッダとを有し、
上記冷却チューブは、上記出口側端部を上記入口側端部よりも上方に配置した状態で配設されていることを特徴とする半導体冷却ユニット。
【請求項２】
請求項１において、上記冷媒排出ヘッダは、内部の冷媒排出流路を、上り勾配部又は水平部若しくはこれらの組合せによって構成してなることを特徴とする半導体冷却ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記冷媒供給ヘッダは、内部の冷媒供給流路を、上り勾配部又は水平部若しくはこれらの組合せによって構成してなることを特徴とする半導体冷却ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記冷媒供給ヘッダと上記冷媒排出ヘッダとは、互いに平行に配設されており、上記冷却チューブは、上記冷媒供給ヘッダ及び上記冷媒排出ヘッダに対して直角に配設されていることを特徴とする半導体冷却ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記冷却チューブは、鉛直縦向きに配設されていることを特徴とする半導体冷却ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記冷媒排出ヘッダは、上記冷媒供給ヘッダよりも流路断面積が大きいことを特徴とする半導体冷却ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記冷却チューブは、上記冷媒流路中に冷却フィンを設けてなり、上記冷却チューブの下方には、上記冷媒供給ヘッダから下方に窪んだポケット部が形成されていることを特徴とする半導体冷却ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための複数の冷却チューブとを有する半導体冷却ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流を生成するものとして用いられる。
一般に、電気自動車やハイブリッド自動車等では、交流モータから大きな駆動トルクを得る必要があるため、駆動電流として大電流が必要となる。
そして、これにより、その交流モータ向けの駆動電流を生成する上記電力変換装置においては、該電力変換装置を構成するＩＧＢＴ等の電力用半導体素子を含む半導体モジュールからの発熱が大きくなる傾向にある。
【０００３】
そこで、電力変換装置を構成する複数の半導体モジュール９２を均一性高く冷却できるように、図８、図９に示すごとく、冷却媒体（冷媒）の供給及び排出を担う一対のヘッダ９４、９５の間に多数の冷却チューブ９３を配置し、該冷却チューブ９３の間に半導体モジュール９２を挟持した半導体冷却ユニット９を構成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。なお、図８、図９において、符号９０は、電力変換装置の外装ケースを示す。
【０００４】
しかしながら、上記従来の半導体冷却ユニット９においては、次のような問題がある。
すなわち、図８、図９に示すごとく、上記半導体冷却ユニット９は、冷却チューブ９３を水平横向きに積層配置している。そのため、図９に示すごとく、冷却媒体が沸騰することにより気泡ａが発生した場合、この気泡ａが冷却チューブ９３の冷媒流路内に残留するおそれがある。これにより、冷却チューブ９３による半導体モジュール９２の冷却効率が低下するおそれがある。また、半導体冷却ユニット９を車両に組付けた直後におけるエア抜きが困難となり、冷却チューブ９３内に気泡ａが残留するおそれも考えられる。
【０００５】
また、車両停止時等に、冷却媒体を循環させる循環ポンプが停止したとき、冷却チューブ９３内に高温の冷却媒体が滞留することとなる。これにより、半導体モジュール９２の放熱が不充分となるおそれがあるという問題もある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２６２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、放熱効率に優れた半導体冷却ユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、
該半導体モジュールを挟持するように並列配置されると共に冷却媒体を流通させる冷媒流路を有する複数の冷却チューブと、
該複数の冷却チューブの入口側端部を接続し、上記冷媒流路に冷却媒体を供給する冷媒供給ヘッダと、
上記複数の冷却チューブの出口側端部を接続し、上記冷媒流路から冷却媒体を排出する冷媒排出ヘッダとを有し、
上記冷却チューブは、上記出口側端部を上記入口側端部よりも上方に配置した状態で配設されていることを特徴とする半導体冷却ユニットにある（請求項１）。
【０００９】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記冷却チューブは、上記出口側端部を上記入口側端部よりも上方に配置した状態で配設されている。そのため、冷却チューブ内の冷却媒体に気泡が混入した場合においても、気泡はその浮力によって冷却チューブの出口側端部へ向かって上昇し、冷媒排出ヘッダへ排出される。それ故、冷却チューブの冷媒流路内に気泡が残留することを防ぐことができる。これにより、冷却媒体による半導体モジュールの冷却効率を確保することができる。
【００１０】
また、半導体冷却ユニットを車両等に組付けた直後におけるエア抜きも容易に行うことができる。即ち、組付け直後の半導体冷却ユニットに冷却媒体を導入する際には、冷媒流路に存在している空気を抜く必要があるが、本発明の構造を採用することにより、この空気を効率的に冷却チューブの出口側端部から排出することができる。
【００１１】
また、冷却媒体を循環させる循環ポンプが停止したときにも、冷却チューブ内に高温の冷却媒体が滞留することを防ぐことができる。即ち、半導体モジュールから受熱した冷却チューブ内の冷却媒体は、他の部分の冷却媒体よりも高温となるため、浮力により上昇する。これにより、この高温の冷却媒体が冷却チューブの出口側端部から冷媒排出ヘッダへ排出されるように冷却媒体が循環する。その結果、循環ポンプ等により積極的に冷却媒体を循環させない状態においても、冷却媒体の自発的な循環を促すことが可能となり、半導体モジュールの放熱を行うことができる。
【００１２】
以上のごとく、本発明によれば、放熱効率に優れた半導体冷却ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上記半導体冷却ユニットは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流を生成するための、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置の一部を構成するものとすることができる。
また、上記半導体素子としては、例えば、ＭＯＳ型ＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ素子、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、パワー集積回路等がある。
【００１４】
また、上記冷却媒体としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液が混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒などを用いることができる。
【００１５】
また、上記冷媒排出ヘッダは、内部の冷媒排出流路を、上り勾配部又は水平部若しくはこれらの組合せによって構成してなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記冷媒排出流路に気泡が溜まることを防ぎ、半導体モジュールの放熱効率を向上させることができる。即ち、冷媒排出流路に下り勾配があると気泡が下り勾配の上端に溜まるおそれがあるが、冷媒排出流路を上り勾配部又は水平部若しくはこれらの組合せによって構成することにより、冷却媒体の流れに沿って気泡を排出することができる。
【００１６】
また、上記冷媒供給ヘッダは、内部の冷媒供給流路を、上り勾配部又は水平部若しくはこれらの組合せによって構成してなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記冷媒供給流路に気泡が溜まることを防ぎ、半導体モジュールの放熱効率を向上させることができる。即ち、冷媒供給流路に下り勾配があると気泡が下り勾配の上端に溜まるおそれがあるが、冷媒排出流路を上り勾配部又は水平部若しくはこれらの組合せによって構成することにより、冷却媒体の流れに沿って気泡を排出することができる。
【００１７】
また、上記冷媒供給ヘッダと上記冷媒排出ヘッダとは、互いに平行に配設されており、上記冷却チューブは、上記冷媒供給ヘッダ及び上記冷媒排出ヘッダに対して直角に配設されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記半導体冷却ユニットの小型化を容易に行うことができる。
【００１８】
また、上記冷却チューブは、鉛直縦向きに配設されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、冷却チューブの冷媒流路における気泡を、より確実に排出することができる。その結果、冷媒流路における気泡の滞留を確実に防止し、放熱効率を確実に向上させることができる。
【００１９】
また、上記冷媒排出ヘッダは、上記冷媒供給ヘッダよりも流路断面積が大きいことが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記冷媒排出ヘッダの内部において、冷却媒体の気泡を冷却して消滅させやすくすることができる。即ち、例えば上記冷却チューブ内において冷却媒体が沸騰することにより生じた気泡は、上昇して上記冷媒排出ヘッダに達する。ここで、上記のごとく、冷媒排出ヘッダの流路断面積が大きいと、そこを流れる冷却媒体の量も大きく、熱容量も大きい。それ故、上記気泡は、容易に冷却されて液体に戻り、気泡を消滅させやすくすることができる。
これにより、半導体モジュールの冷却効率を一層向上させることができる。
【００２０】
また、上記冷却チューブは、上記冷媒流路中に冷却フィンを設けてなり、上記冷却チューブの下方には、上記冷媒供給ヘッダから下方に窪んだポケット部が形成されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、半導体モジュールの冷却効率を一層向上させることができると共に、冷却媒体の循環を円滑に行うことができる。
【００２１】
即ち、上記冷媒流路中に冷却フィンを設けることにより、冷却チューブと冷却媒体との間の接触面積を増加させて熱交換効率を高めることができる。これにより、半導体モジュールの冷却効率を向上させることができる。
そして、上記冷却チューブの下方に上記ポケット部を設けることにより、たとえ冷却媒体に異物が混入しても、その異物が冷却チューブ内に詰まることを防ぐことができる。
【００２２】
即ち、冷媒供給ヘッダから冷却チューブに冷却媒体が上昇していく際に、上記異物も冷却媒体と共に冷却チューブ内を上昇する。このとき、冷却フィンの入口側において異物が引っ掛かることがある。そして、冷却媒体の流れを止めると、異物は重力により冷媒供給ヘッダの部分に落下するが、仮に上記ポケット部がないとすると、冷却媒体の流通を再開したとき、上記異物は再び冷却媒体と共に上方へ巻き上げられて冷却フィンの入口部分に達する。これを繰り返すことにより、多くの異物が冷却フィンの入口部分に堆積するおそれがある。これにより、冷却チューブの流路断面積が小さくなり、冷却媒体の循環が悪くなり、ひいては冷却効率の低下を引き起こすおそれがある。
【００２３】
そこで、上記ポケット部を設けることにより、冷却媒体の流れを止めたとき、異物をポケット部に落下させることができる。このポケット部は、冷却媒体の流れの主経路からはずれているため、冷却媒体を再び流し始めても、これと共に巻き上げられることを防ぐことができる。これにより、異物が冷却媒体に混入したとしても、冷却媒体の流れを止めるたびにポケット部に異物を落下させると共にトラップして、冷却フィンの入口に堆積することを防ぐことができる。そのため、円滑な冷却媒体の循環を確保することができる。
【実施例】
【００２４】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる半導体冷却ユニットにつき、図１〜図５を用いて説明する。
なお、図３〜図５は、説明の便宜上、模式図として簡略化して示してある。
本例の半導体冷却ユニット１は、図１〜図３に示すごとく、半導体素子を内蔵する半導体モジュール２と、該半導体モジュール２を挟持するように並列配置されると共に冷却媒体ｆを流通させる冷媒流路３１を有する複数の冷却チューブ３とを有する。
【００２５】
また、半導体冷却ユニット１は、複数の冷却チューブ３の入口側端部３２を接続し、冷媒流路３１に冷却媒体ｆを供給する冷媒供給ヘッダ４と、複数の冷却チューブ３の出口側端部３３を接続し、冷媒流路３１から冷却媒体ｆを排出する冷媒排出ヘッダ５とを有する。
そして、冷却チューブ３は、出口側端部３３を入口側端部３２よりも上方に配置した状態で配設されている。
【００２６】
上記半導体冷却ユニット１は、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流を生成するための、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置の一部を構成する。
また、半導体モジュール２にはＩＧＢＴ素子等の半導体素子が内蔵されている。
【００２７】
また、上記冷却媒体ｆとしては、エチレングリコール系の不凍液が混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒などを用いることができる。
【００２８】
また、図１〜図３に示すごとく、冷媒供給ヘッダ４と冷媒排出ヘッダ５とは、互いに平行に配設されており、冷却チューブ３は、冷媒供給ヘッダ４及び冷媒排出ヘッダ５に対して直角に配設されている。
また、冷却チューブ３は、鉛直縦向きに配設されている。そして、冷媒供給ヘッダ４及び冷媒排出ヘッダ５は水平に配置され、冷媒供給流路４１及び冷媒排出流路５１に下り勾配はない。
【００２９】
また、上記冷媒供給ヘッダ４の端部には冷媒入口４２が配設されており、上記冷媒排出ヘッダ５の端部には冷媒出口５２が配設されている。冷媒出口５２は冷媒入口４２よりも上方に配置している。
【００３０】
複数の冷却チューブ３の間には、半導体モジュール２が配設されている。半導体モジュール２は、冷却チューブ３の長さ方向、即ち上下方向に２個並列して配設されている。各半導体モジュール２には、上記ＩＧＢＴ等の半導体素子の他に、温度センサ素子が組み込まれていてもよい。この温度センサ素子は、半導体モジュール２の温度をモニタリングするために設けられ、特に上側の半導体モジュール２に設けた温度センサからの信号を取り出して半導体モジュール２の温度をモニタリングしている。半導体モジュール２を並列配置した場合には、上側、即ち冷却媒体ｆの下流側（冷媒排出ヘッダ５側）の半導体モジュール２の方が温度が高くなりやすいからである。
【００３１】
上記半導体冷却ユニット１においては、以下のようにして、半導体モジュール２を冷却することができる。まず、冷却媒体ｆは冷媒入口４２から冷媒供給ヘッダ４に導入される。そして、冷却媒体ｆは、冷媒供給ヘッダ４から複数の冷却チューブ３の冷媒流路３１に分配して供給される。この冷却チューブ３を冷却媒体ｆが流通する間に、冷却チューブ３に接触した半導体モジュール２が冷却される。即ち、冷却チューブ３内の冷却媒体ｆと半導体モジュール２との間で熱交換を行い、冷却媒体ｆが半導体モジュール２から受熱し、半導体モジュール２が冷却媒体ｆへ放熱する。
【００３２】
受熱した冷却媒体ｆは、図３に示すごとく、冷却チューブ３の冷媒流路３１を上昇し、冷媒排出ヘッダ５へ排出される。冷媒排出ヘッダ５に達した冷却媒体ｆは、冷媒出口５２へ向かって流れ、冷媒出口５２から排出される。
このようにして、半導体冷却ユニット１においては、冷却媒体ｆを冷却チューブ３内を循環させて、半導体モジュール２との熱交換を行うことにより、半導体モジュール２を冷
却する。
なお、冷却媒体ｆの循環は、循環ポンプ等を用いて行なっている。
また、図２に示すごとく、半導体冷却ユニット１は、例えば、電力変換装置の外装ケース１０に収納配置されている。
【００３３】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記冷却チューブ３は、出口側端部３３を入口側端部３２よりも上方に配置した状態で配設されている。そのため、図３に示すごとく、冷却チューブ３内の冷却媒体ｆに気泡ａが混入した場合においても、気泡ａはその浮力によって冷却チューブ３の出口側端部３３へ向かって上昇し、冷媒排出ヘッダ５へ排出される。それ故、冷却チューブ３の冷媒流路３１内に気泡ａが残留することを防ぐことができる。これにより、冷却媒体ｆによる半導体モジュール２の冷却効率を確保することができる。
【００３４】
また、半導体冷却ユニット１を車両等に組付けた直後におけるエア抜きも容易に行うことができる。即ち、組付け直後の半導体冷却ユニット１に冷却媒体ｆを導入する際には、冷媒流路３１に存在している空気を抜く必要があるが、本発明の構造を採用することにより、この空気を効率的に冷却チューブ３の出口側端部３３から排出することができる。
【００３５】
また、冷却媒体ｆを循環させる循環ポンプが停止したときにも、冷却チューブ３内に高温の冷却媒体ｆが滞留することを防ぐことができる。即ち、半導体モジュール２から受熱した冷却チューブ３内の冷却媒体ｆは、他の部分の冷却媒体ｆよりも高温となるため、浮力により上昇する。これにより、この高温の冷却媒体ｆが冷却チューブ３の出口側端部３３から冷媒排出ヘッダ５へ排出されるように冷却媒体ｆが循環する。その結果、循環ポンプ等により積極的に冷却媒体ｆを循環させない状態においても、冷却媒体ｆの自発的な循環を促すことが可能となり、半導体モジュール２の放熱を行うことができる。
【００３６】
また、図１〜図３に示すごとく、冷媒供給ヘッダ４と冷媒排出ヘッダ５とは、互いに平行に配設されており、冷却チューブ３は、冷媒供給ヘッダ４及び冷媒排出ヘッダ５に対して直角に配設されているため、半導体冷却ユニット１の小型化を容易に行うことができる。
また、冷却チューブ３は、鉛直縦向きに配設されているため、冷却チューブ３の冷媒流路３１における気泡ａを、より確実に排出することができる。その結果、冷媒流路３１における気泡ａの滞留を確実に防止し、放熱効率を確実に向上させることができる。
【００３７】
また、冷媒供給ヘッダ４及び冷媒排出ヘッダ５は水平に配置され、冷媒供給流路４１及び冷媒排出流路５１に下り勾配がない。そのため、冷媒供給流路４１又は冷媒排出流路５１に気泡が溜まることを防ぎ、半導体モジュール２の放熱効率を向上させることができる。即ち、仮に、図４、図５に示すごとく、冷媒排出流路５１あるいは冷媒供給流路４１に下り勾配部６２があると、気泡ａが下り勾配部６２の上端６２０に溜まるおそれがある。このとき、場合によっては、気泡ａが溜まった付近の半導体冷却ユニット１の放熱効率を充分に確保することが困難となるおそれがある。
【００３８】
しかし、本例（図１〜図３）のように、冷媒排出流路５１及び冷媒供給流路４１に下り勾配を設けずに、これらの流路を水平部によって構成することにより、冷却媒体ｆの流れに沿って気泡ａを排出することができる。
【００３９】
以上のごとく、本例によれば、放熱効率に優れた半導体冷却ユニットを提供することができる。
【００４０】
（実施例２）
本例は、図６に示すごとく、冷媒供給ヘッダ４及び冷媒排出ヘッダ５が、内部の冷媒供給流路４１及び冷媒排出流路５１を、上り勾配部６１によって構成してなる半導体冷却ユニット１の例である。
【００４１】
即ち、冷媒供給ヘッダ４は、冷媒供給流路４１が冷却媒体ｆの下流へ向かうに従って上昇するように傾斜してなる。また、冷媒排出ヘッダ５も、冷媒排出流路５１が冷却媒体ｆの下流へ向かうに従って上昇するように傾斜してなる。
なお、図６は、説明の便宜上、簡略化して模式図として示してある。
その他は、実施例１と同様である。
【００４２】
本例の半導体冷却ユニット１においては、冷媒排出ヘッダ５は、内部の冷媒排出流路５１を、上り勾配部６１によって構成してなるため、冷媒排出流路５１に気泡ａが溜まることをより確実に防ぎ、半導体モジュール２の放熱効率を向上させることができる。即ち、冷媒排出流路５１を上り勾配部６１によって構成することにより、冷却媒体ｆの流れに沿ってより円滑に気泡ａを排出することができる。
【００４３】
また、冷媒供給ヘッダ４は、内部の冷媒供給流路４１を、上り勾配部６１によって構成してなるため、冷媒供給流路４１に気泡ａが溜まることをより確実に防ぎ、半導体モジュール２の放熱効率を向上させることができる。即ち、冷媒排出流路４１を上り勾配部６１によって構成することにより、冷却媒体ｆの流れに沿って気泡ａをより円滑に排出することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４４】
（実施例３）
本例は、図７に示すごとく、冷媒排出ヘッダ５の流路断面積を、冷媒供給ヘッダ４の流路断面積よりも大きくした、半導体冷却ユニット１の例である。
複数の冷却チューブ３は、その入口側端部３２と出口側端部３３とにおいてそれぞれ連結管４３、５３によって連結され、それぞれ冷媒供給ヘッダ４および冷媒排出ヘッダ５を構成している。そして、連結管４３及び５３の軸方向に直交する平面による内側断面積が、それぞれ冷媒供給ヘッダ４及び冷媒排出ヘッダ５の流路断面積となる。
本例においては、上述のごとく、冷媒排出ヘッダ５の流路断面積すなわち連結管５３の内側断面積が、冷媒供給ヘッダ４の流路断面積すなわち連結管４３の内側断面積よりも大きくなっている。
【００４５】
また、冷却チューブ３は、冷媒流路３１中に冷却フィン７を設けてなる。該冷却フィン７は、半導体モジュール２の配設位置に対応する位置に配置されている。
また、冷却チューブ３の下方には、冷媒供給ヘッダ４３から下方に窪んだポケット部４４が形成されている。
本例においては、上記ポケット部４４は、冷却チューブ３の一部であり、上記連結管４３よりも下方に位置する部分である。
その他は、実施例１と同様である。
【００４６】
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の半導体冷却ユニット１においては、冷媒排出ヘッダ５の流路断面積を、冷媒供給ヘッダ４の流路断面積よりも大きくしている。
これにより、冷媒排出ヘッダ５の内部において、冷却媒体ｆの気泡を冷却して消滅させやすくすることができる。即ち、例えば冷却チューブ３内において冷却媒体ｆが沸騰することにより生じた気泡は、上昇して冷媒排出ヘッダ５に達する。ここで、上記のごとく、冷媒排出ヘッダ５の流路断面積が大きいと、そこを流れる冷却媒体ｆの量も大きく、熱容量も大きい。それ故、上記気泡は、容易に冷却されて液体に戻り、気泡を消滅させやすくすることができる。
これにより、半導体モジュール２の冷却効率を一層向上させることができる。
【００４７】
また、冷媒流路３１中に冷却フィン７が設けてあることにより、冷却チューブ３と冷却媒体ｆとの間の接触面積を増加させて熱交換効率を高めることができる。これにより、半導体モジュール２の冷却効率を向上させることができる。
そして、冷却チューブ３の下方にポケット部４４を設けることにより、たとえ冷却媒体ｆに異物が混入しても、その異物が冷却チューブ３内に詰まることを防ぐことができる。
【００４８】
即ち、冷媒供給ヘッダ４から冷却チューブ５に冷却媒体ｆが上昇していく際に、異物も冷却媒体ｆと共に冷却チューブ２内を上昇する。このとき、冷却フィン７の入口７１側において異物が引っ掛かることがある。そして、冷却媒体ｆの流れを止めると、異物は重力により冷媒供給ヘッダ４の部分に落下するが、仮に上記ポケット部４４がないとすると、冷却媒体ｆの流通を再開したとき、上記異物は再び冷却媒体ｆと共に上方へ巻き上げられて冷却フィン７の入口７１部分に達する。これを繰り返すことにより、多くの異物が冷却フィン７の入口７１部分に堆積するおそれがある。これにより、冷却チューブ３の流路断面積が小さくなり、冷却媒体ｆの循環が悪くなり、ひいては冷却効率の低下を引き起こすおそれがある。
【００４９】
そこで、上記ポケット部４４を設けることにより、冷却媒体ｆの流れを止めたとき、異物をポケット部に落下させることができる。このポケット部４４は、冷却媒体ｆの流れの主経路からはずれているため、冷却媒体ｆを再び流し始めても、これと共に巻き上げられることを防ぐことができる。これにより、異物が冷却媒体ｆに混入したとしても、冷却媒体ｆの流れを止めるたびにポケット部４４に異物を落下させると共にトラップして、冷却フィン７の入口７１に堆積することを防ぐことができる。そのため、円滑な冷却媒体ｆの循環を確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５０】
なお、上記実施例においては、冷却チューブ３を鉛直縦向きに配置した例を示したが、冷却チューブ３の配置は必ずしもこれに限らない。即ち、出口側端部３３を入口側端部３２よりも上方に配置した状態であれば、例えば斜めに形成されていてもよい。ただし、冷却チューブ３の冷媒流路３１には下り勾配となる部分がないことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１における、半導体冷却ユニットを示す側面図。
【図２】実施例１における、半導体冷却ユニットを示す斜視図。
【図３】実施例１における、半導体冷却ユニットを示す断面模式図。
【図４】実施例１における、半導体冷却ユニットの冷媒排出ヘッダに下り勾配部が形成された場合の不具合を示す断面模式図。
【図５】実施例１における、半導体冷却ユニットの冷媒供給ヘッダに下り勾配部が形成された場合の不具合を示す断面模式図。
【図６】実施例２における、半導体冷却ユニットの冷却排出ヘッダ及び冷却供給ヘッダの双方に上り勾配部が形成されていることを示す断面模式図。
【図７】実施例３における、半導体冷却ユニットを示す断面図。
【図８】従来例における、半導体冷却ユニットの斜視図。
【図９】従来例における、半導体冷却ユニットの断面説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１  半導体冷却ユニット
２  半導体モジュール
３  冷却チューブ
３１  冷媒流路
３２  入口側端部
３３  出口側端部
４  冷媒供給ヘッダ
４１  冷媒供給流路
４２  冷媒入口
４４  ポケット部
５  冷媒排出ヘッダ
５１  冷媒排出流路
５２  冷媒出口
７  冷却フィン
ａ  気泡
ｆ  冷却媒体
【図１】
2006332597.tif 000003
【図２】
2006332597.tif 000004
【図３】
2006332597.tif 000005
【図４】
2006332597.tif 000006
【図５】
2006332597.tif 000007
【図６】
2006332597.tif 000008
【図７】
2006332597.tif 000009
【図８】
2006332597.tif 000010
【図９】
2006332597.tif 000011