(57)【要約】【課題】放熱性を向上させることが可能な電力変換装置を得る。【解決手段】電力変換装置１は、半導体スイッチング素子を用いて直流電流を交流電流に変換する電力変換回路部２、この電力変換回路部２を載置するとともに、冷却媒体を挿通させる第一の挿通路３１を有するヒートシンク３、電力変換回路部２を収納し、ヒートシンク３との間に電力変換回路部２を封止するとともに、冷却媒体を挿通させる第二の挿通路４１を有する筐体４を備え、第一の挿通路３１と第二の挿通路４１は、ヒートシンク３と筐体４との接合面において接続されて冷却通路５を構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチング素子を用いて直流電流を交流電流に変換する電力変換回路部、
上記電力変換回路部を載置するとともに、冷却媒体を挿通させる第一の挿通路を有するヒートシンク、
上記電力変換回路部を収納し、上記ヒートシンクとの間に上記電力変換回路部を封止するとともに、冷却媒体を挿通させる第二の挿通路を有する筐体を備え、
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路は、上記ヒートシンクと上記筐体との接合面において接続されて冷却通路を構成することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路よりなる上記冷却通路は、一続きとなるように設けられ、上記冷却通路の一端部が上記ヒートシンクに、他端部が上記筐体に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路よりなる上記冷却通路は、一続きとなるように設けられ、上記筐体または上記ヒートシンクに設けられた上記第二の挿通路または上記第一の挿通路はU字形状に形成され、上記接合面に開口された第一、第二の開口部の一方から
冷却媒体が導入され、他方から冷却媒体が排出される構成であり、上記ヒートシンクまたは上記筐体には、二本の上記第一の挿通路または上記第二の挿通路が設けられ、上記第一、第二の開口部にそれぞれ接続されるとともに、上記冷却通路の両端部が上記ヒートシンクまたは上記筐体に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
上記電力変換回路部は、上記ヒートシンクと上記筐体との間に、パッキンを介して封止されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の電力変換装置。
【請求項５】
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路は、上記ヒートシンクと上記筐体との上記接合面において、パッキンを介して接続されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の電力変換装置。
【請求項６】
上記電力変換回路部を封止する上記パッキンと、上記第一、第二の挿通路を接続する上記パッキンは、互いに独立な封止領域を形成するとともに、一体に設けられていることを特徴とする請求項５記載の電力変換装置。
【請求項７】
上記電力変換回路部を封止する上記パッキンと、上記第一、第二の挿通路を接続する上記パッキンは、互いに離間し、独立な封止領域を形成することを特徴とする請求項５記載の電力変換装置。
【請求項８】
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路よりなる上記冷却通路は、途中で分岐された構造であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の電力変換装置。
【請求項９】
分岐された上記冷却通路は、上記ヒートシンクまたは上記筐体において合流された構造であることを特徴とする請求項８記載の電力変換装置。
【請求項１０】
上記ヒートシンクは、上記電力変換回路部を載置した側の上記第一の挿通路の壁面部から通路内に突出するフィンを備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の電力変換装置。
【請求項１１】
上記冷却媒体は、液体であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱構造を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換装置において、ヒートシンクは主に発熱部品となる半導体スイッチング素子等を冷却する目的で設置されている。しかし、筐体内に収納される発熱部品は、ヒートシンクとの接触面から放熱がなされるが、ヒートシンクに接していない部分では、電力変換装置の動作によって温度が上昇し、その昇温した部分から筐体内部への放熱が生じ、放熱された熱によって筐体内部の温度が上昇する構成となっていた。
【０００３】
従来技術として、発熱部品から筐体内部に放出された熱を、筐体に設けた空冷式の放熱構造によって筐体外に放熱し、筐体内部の温度上昇を抑制する電力変換装置が開示されている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４６４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された電力変換装置にあっては、筐体に設けた空冷式の放熱構造によって筐体外部の雰囲気中に放熱する。そのため、電力変換装置の雰囲気温度、つまり電力変換装置の周囲の空気の温度が筐体内部の温度よりも高温である場合は、筐体の内部から外部への放熱ができないという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、雰囲気温度に関わらず、筐体内部に収納された発熱部品からの放熱により、筐体内部の温度が上昇することを抑制することが可能な放熱構造を備えた電力変換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる電力変換装置は、半導体スイッチング素子を用いて直流電流を交流電流に変換する電力変換回路部、上記電力変換回路部を載置するとともに、冷却媒体を挿通させる第一の挿通路を有するヒートシンク、上記電力変換回路部を収納し、上記ヒートシンクとの間に上記電力変換回路部を封止するとともに、冷却媒体を挿通させる第二の挿通路を有する筐体を備え、上記第一の挿通路と上記第二の挿通路は、上記ヒートシンクと上記筐体との接合面において接続されて冷却通路を構成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電力変換装置によれば、発熱部品である電力変換回路部を収納する筐体に、ヒートシンクに設けられた冷却媒体を挿通させる第一の挿通路に繋がる第二の挿通路を設けたため、ヒートシンクの冷却と同時に筐体の冷却も行うことができ、高温雰囲気下においても、筐体内部の温度上昇を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の電力変換装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の電力変換装置の上面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２の電力変換装置のヒートシンクの上面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の電力変換装置の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３の電力変換装置のヒートシンクの上面図である。
【図７】本発明の実施の形態３の電力変換装置の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４の電力変換装置の分解斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４の電力変換装置の上面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５の電力変換装置のヒートシンクの上面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５の電力変換装置の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態６の電力変換装置のヒートシンクの上面図である。
【図１５】本発明の実施の形態６の電力変換装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１の電力変換装置１について、図１から図３を用いて説明する。図１は、電力変換装置１の分解斜視図、図２は、電力変換装置１の上面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、電力変換装置１を構成するヒートシンク３および筐体４の内部に設けられた冷却媒体の通路となる一続きの冷却通路５を示す図である。  
この電力変換装置１は、例えば、半導体スイッチング素子を用いて直流電流を交流電流に変換する、発熱部品である電力変換回路部２を備えた構成であり、この発熱部品からの熱を放熱させるために、冷却水等の冷却媒体を挿通させるための冷却通路５を、ヒートシンク３側にだけでなく、筐体４側にも設けた放熱構造を有している。
【００１１】
図１、図２に示すように、電力変換装置１は、インバータ回路等を備えた電力変換回路部２、この電力変換回路部２を載置するヒートシンク３、ヒートシンク３との間に電力変換回路部２を封止するとともに電力変換回路部２を収納する筐体収納部４２を有する筐体４を備えている。
【００１２】
ヒートシンク３には、例えば、冷却媒体を挿通させるため、ヒートシンク３の基部から外部に突き出した接続部３０が設けられる。この接続部３０には、ヒートシンク３を貫通する、冷却媒体を流入又は流出させるための第一の挿通路３１の一方の端部となる冷却通路端部３ａが開口されている。ヒートシンク３を貫通する第一の挿通路３１の他方の端部は、筐体４と接合される上面側（電力変換回路部２が載置される面に同じ。）に開口された開口部３ｂとなっている。
【００１３】
筐体４には、ヒートシンク３の第一の挿通路３１に接続され、第一の挿通路３１と協同で一続きの冷却通路５を構成する第二の挿通路４１が設けられている。
上述したように、冷却通路５の一方の端部は、接続部３０に開口された冷却通路端部３ａであり、図２に示すように、電力変換装置１の上面側に冷却通路５の他方の端部となる冷却通路端部４ｂが開口されている。
【００１４】
ここで、ヒートシンク３は、例えばアルミニウムによって構成できるが、銅などの熱伝導性の良い金属によって構成することも可能である。
また、筐体４は、例えばアルミニウムによって構成できるが、熱伝導性の良い金属または樹脂によって構成することも可能である。筐体４を金属にて製作する場合、生産性の観点から、ダイキャスト加工が可能な熱伝導性の高い金属を用いることが可能であり、アルミニウム合金や亜鉛合金など、融点の低い材料で構成することが望ましい。そして、筐体４の材料は、熱伝導性の高い材質であれば、金属に限定されることなくモールド加工可能な樹脂材料を用いることも可能である。
【００１５】
図３に示すように、ヒートシンク３を貫通する第一の挿通路３１の、筐体４との接合面側の開口部３ｂと、筐体４を貫通する第二の挿通路４１の、ヒートシンク３との接合面側の開口部４ａは連結され、第一の挿通路３１と第二の挿通路４１よりなる一続きの冷却通路５が得られる。そして、この冷却通路５は、一端部がヒートシンク３に設けられ、他端部が筐体４に設けられている。
【００１６】
ここで、例えば、冷却通路５に挿通させる冷却媒体としては冷却水を使用することができ、冷却通路５は通水部となる。冷却水としては、ＬＬＣ（ロングライフクーラント）を用いることができるが、油冷とすることも可能であり、ＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）などを用いることも可能である。
なお、冷却媒体としては、液体だけでなく、気体である冷却ガス等を用いることも可能である。
【００１７】
図３に示す冷却通路５を用いることで、ヒートシンク３の冷却に用いる冷却水を筐体４側にも循環させることができ、筐体４を積極的に冷却することが可能である。よって、高温雰囲気となる環境下においても、冷却水を用いて筐体４の内部の温度上昇を抑制することができる。そのため、この実施の形態１によれば、高温環境下での電力変換装置１の安定的な動作状態を確保することが可能である。
【００１８】
なお、本実施の形態１においては、例えば、冷却通路５のヒートシンク３側の冷却通路端部３ａを通水経路入口とし、筐体４側の冷却通路端部４ｂを通水経路出口としているが、冷却媒体の入出力口を逆方向として利用することも可能であることは言うまでもない。
【００１９】
さらに、本構成の冷却通路５を備えた放熱構造では、冷却媒体として調温した水を用いることで、筐体収納部４２の温度上昇を抑制するとともに、電力変換装置１の温度を所定の温度に保つ等の調整を行うことも可能となる。
なお、図２および図３において示した冷却通路５の第一の挿通路３１、第二の挿通路４１は、それぞれ、ヒートシンク３、筐体４を一方向に貫く、略直線状の空洞部によって構成されているが、例えば、挿通路の形状をカーブまたは蛇行させて流路長を稼ぐ形状に変形させることも可能である。
【００２０】
また、上記の例では、一つの電力変換装置１内に１つの冷却通路５を設けた場合を示したが、同一装置内に、複数の冷却通路５を並行配置するなどして、装置内において独立した複数の冷却通路を設けるように変形することも可能である。
さらに、図２および図３の例では、第一の挿通路３１の方が第二の挿通路４１よりも通路の断面積が大きくなる場合を示したが、これに限定されることなく、必要となる放熱性能に応じて、適宜通路の断面積を調整して設けることが可能であることは言うまでもない。
【００２１】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２の電力変換装置１について、図４および図５を用いて説明する。上述の実施の形態１の構成に加え、実施の形態２による電力変換装置１は、ヒートシンク３と筐体４との接合にパッキンを用いたことを特徴としている。
図４は、ヒートシンク３の上面図であり、ヒートシンク３の上面は、筐体４との接合面である。図４に示すように、筐体４の筐体収納部４２の周囲に回路部パッキン６１ａが設けられ、ヒートシンク３の開口部３ｂの周囲に冷却通路部パッキン６１ｂが設けられ、回路部パッキン６１ａと冷却通路部パッキン６１ｂは、両者を接続するパッキン接続部６１ｃによって接続され一体化されている。ここでは、これら一体化されたパッキンを一体型パッキン６１と称する。
【００２２】
図４のＢ−Ｂ断面に相当する電力変換装置１の断面図を図５に示し、一体型パッキン６１の各構成要素となる回路部パッキン６１ａ、冷却通路部パッキン６１ｂ、パッキン接続部６１ｃの設置個所を示す。
図５に示すように、筐体４とヒートシンク３との間に一体型パッキン６１が設置されたことにより、冷却通路部パッキン６１ｂによって第一の挿通路３１と第二の挿通路４１の接続部の水密性を確保して両通路を接続するとともに、回路部パッキン６１ａによって筐体４とヒートシンク３との間の防水・防塵性を確保しつつ筐体収納部４２内に配置される電力変換回路部２を封止することで、回路部を外部の水や異物から保護することができる。よって、この電力変換装置１を高温環境下で安定的に動作させることが可能となる。
【００２３】
この実施の形態２によれば、電力変換回路部２を封止する回路部パッキン６１ａと、第一の挿通路３１および第二の挿通路４１を接続する冷却通路部パッキン６１ｂは、互いに独立な封止領域を形成する。よって、回路部パッキン６１ａにより筐体４の筐体収納部４２の内部を外来物から保護することと、冷却通路部パッキン６１ｂにより冷却通路５の水密性を確保することをそれぞれ独立して可能としている。
そして、一つの一体型パッキン６１をヒートシンク３と筐体４の間に配置すれば良いため、組み付け性に優れた電力変換装置１とすることができる。
【００２４】
なお、一体型パッキン６１は、例えばゴムによって製作されたものを用いることができ、その他、メタルガスケットや、金属とゴムの複合材によるシールなどによって構成することも可能である。
ここで、一体型パッキン６１が、Ｏリングのようなパッキンを使用する場合、例えば、筐体４の接合面側またはヒートシンク３の接合面側のパッキン配置箇所に凹部を設けて配置する。一方、一体型パッキン６１がメタルガスケットなどである場合、フラット面同士を合わせてシール部を構成することが可能である。
【００２５】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３の電力変換装置１について、図６および図７を用いて説明する。上述の実施の形態２では、一体型パッキン６１について説明したが、この実施の形態３では、図６のヒートシンク３の上面図に示すように、筐体収納部４２に収納された電力変換回路部２を封止する回路部パッキン６２ａと、冷却通路５を封止する冷却通路部パッキン６２ｂとを互いに離間し、独立な封止領域を形成する分離型パッキン６２を用いる。
【００２６】
図６のＣ−Ｃ断面に相当する電力変換装置１の断面図を図７に示し、分離型パッキン６２の各構成要素となる回路部パッキン６２ａ、冷却通路部パッキン６２ｂの設置個所を示す。
図７に示すように、筐体４とヒートシンク３との間に、分離型パッキン６２を構成する回路部パッキン６２ａと冷却通路部パッキン６２ｂが配設されたことにより、実施の形態２の場合と同様に、冷却通路部パッキン６２ｂによって第一の挿通路３１と第二の挿通路４１の接続部の水密性を確保するとともに、回路部パッキン６２ａによって筐体４とヒートシンク３との間の防水・防塵性を確保し、筐体収納部４２内に配置される電力変換回路部２を封止することで、外部の水や異物から保護することが可能となる。
【００２７】
さらに、この実施の形態３によれば、冷却通路５の水密性を確保する冷却通路部パッキン６２ｂと、筐体４の筐体収納部４２の内部を外来物から保護する回路部パッキン６２ａとが互いに離間し、封止領域が独立した分離型の構造となっているため、パッキン毎に異なる材質を選択することや、個別に部品交換することなどが可能となる。
そのため、例えば、分離型パッキン６２の冷却通路部パッキン６２ｂに不具合が生じ、
冷却水の漏れが発生した場合でも、回路部パッキン６２ａにより筐体収納部４２内部への漏水を防止することができ、電力変換装置１の信頼性を確保することが可能となる。
なお、分離型パッキン６２の材質については、上述した一体型のものと同様のものを用いることができる。
【００２８】
実施の形態４．
上述の実施の形態１から３では、冷却水を挿通させる冷却通路５の一方の端部となる入口（もしくは出口）を、ヒートシンク３に設け、冷却通路５の他方の端部となる出口（もしくは入口）を筐体４に設けているが、ヒートシンク３と筐体４との間の冷却通路５の接続部を複数設け、冷却水をＵターンさせた流路とすることで出入口（両端部）をヒートシンク３もしくは筐体４に集約させることも可能である。
【００２９】
この実施の形態４では、図８から図１１を用い、ヒートシンク３に冷却通路５の両端部を集約させ、冷却通路５の一部を筐体４側にも挿通させた電力変換装置１について例示し、説明する。
図８は、実施の形態４による電力変換装置１の分解斜視図である。この図８に示すように、ヒートシンク３側に、冷却通路の一端側となる第一の接続部３０ａと、冷却通路の他端側となる第二の接続部３０ｂとが設けられ、筐体４側の冷却通路に接続されるヒートシンク側第一の開口部３２ａ、ヒートシンク側第二の開口部３２ｂが、ヒートシンク３の筐体４との接合面に開口されている。
【００３０】
ここで、第一の接続部３０ａには、冷却媒体の入口（または出口）となる冷却通路端部３ａが設けられ、例えば、ヒートシンク３内の冷却通路５である第一の挿通路３３ａを介してヒートシンク側第一の開口部３２ａに接続されている。また、第二の接続部３０ｂには、冷却媒体の出口（または入口）となる冷却通路端部３ａａが設けられ、例えば、ヒートシンク３内の別の冷却通路を介してヒートシンク側第二の開口部３２ｂに接続されている。
【００３１】
図９は、図８の電力変換装置１の上面図であり、ヒートシンク３内には、電力変換回路部２を載置した面に平行に伸びる、二つの並行配置された第一の挿通路３３ａ、３３ｂが設けられ、筐体４内にはＵ字形第二の挿通路４６が設けられることを示している。そして、ヒートシンク３内の、第一の挿通路３３ａ、３３ｂは、冷却媒体の往路（または復路）、復路（または往路）として設けられている。
つまり、ヒートシンク３側の第一の挿通路３３ａは、ヒートシンク側第一の開口部３２ａを介して筐体４のヒートシンク３との接合面に複数の開口部を有するＵ字形第二の挿通路４６の一方の開口部に接続されている。そして、ヒートシンク３側の第一の挿通路３３ｂは、ヒートシンク側第二の開口部３２ｂを介してＵ字形第二の挿通路４６の他方の開口部に接続されている。
【００３２】
図１０は、図９のＤ−Ｄ断面図である。上述の実施の形態１から３においては、筐体４側の第二の挿通路４１は、筐体４の厚さ方向（ヒートシンク３との接合面から上面に至る厚さの方向）に貫通した状態に設けられていたが、この実施の形態４の筐体４に設けられたＵ字形第二の挿通路４６は、その両端部が同一面（ヒートシンク３との接合面）に開口され、流路がＵターンした形状である。そのため、このＵ字形第二の挿通路４６は、筐体４の上面側には貫通しない。そして、図１０に例示するように、Ｕ字形第二の挿通路４６の一方の端部である筐体側第一の開口部４５ａは、ヒートシンク３側の第一の挿通路３３ａのヒートシンク側第一の開口部３２ａに接続される。
【００３３】
図１１は、図９のＥ−Ｅ断面図である。Ｕ字形第二の挿通路４６は、ヒートシンク３との接合面に向かうように、下向きに筐体側第一の開口部４５ａ、筐体側第二の開口部４５
ｂを開口し、筐体４内部の冷却媒体経路を長く稼ぐようにＵ字形にカーブして設けられている。
なお、図９および図１０の例では、ヒートシンク３側の第一の挿通路３３ａと３３ｂが直線状に伸びるように構成された場合を示しているが、各挿通路が蛇行・カーブする形状に変形させて用いること、挿通路の断面積を適宜調整して用いることが可能である。
【００３４】
上述したように、この実施の形態４による電力変換装置１の第一の挿通路３３ａ、３３ｂはＵ字形第二の挿通路４６を介して一続きとなるように冷却通路が設けられている。そして、筐体４側に設けられたＵ字形第二の挿通路４６は、その断面形状がＵ字形状に形成され、ヒートシンク３と筐体４との接合面に開口された筐体側第一の開口部４５ａまたは筐体側第二の開口部４５ｂから冷却媒体が導入され、筐体側第二の開口部４５ｂまたは筐体側第一の開口部４５ａから冷却媒体が排出される構成である。そして、ヒートシンク３には、二本の第一の挿通路３３ａ、３３ｂが設けられ、筐体４との接合面部に位置する筐体側第一の開口部４５ａ、筐体側第二の開口部４５ｂにそれぞれ接続されるとともに、冷却通路の両端部がヒートシンク３に設けられている。よって、冷却媒体の入出力口をヒートシンク３側に集約させた構造とすることが可能である。
【００３５】
また、冷却媒体の入出力口を筐体４側に集約させることも可能であり、その場合は、筐体４を並行に貫通する二本の第二の挿通路、ヒートシンク３内に設けられ、筐体４との接合面に冷却通路の両端が開口されたＵ字形の第一の挿通路を備え、Ｕ字形の第一の挿通路の一端が一方の第二の挿通路に接続され、Ｕ字形の第一の挿通路の他端が他方の第二の挿通路に接続された状態となる。
このように、ヒートシンク３と筐体４との間の通水経路接続部を複数設けることで、冷却媒体をヒートシンク３側の冷却通路端部３ａ（入口）からヒートシンク３の内部（発熱部品直下を含む部分）を経由して筐体４へ挿通させ、その後再びヒートシンク３の冷却通路端部３ａａ（出口）へ挿通させるような複雑な経路の冷却通路を構成することが可能となる。
【００３６】
実施の形態５．
上述の実施の形態１から４の電力変換装置１は、ヒートシンク３および筐体４に冷却媒体を挿通させる冷却通路が一続きであり、１本の経路をたどるような構成であった。しかし、ヒートシンク３または筐体４の内部において、１本の冷却通路を複数本に分岐させた形状とする、あるいは、冷媒の流れを逆に見た場合には、複数本の冷却通路を１本に合流させた形状とすることも可能である。
この実施の形態５では、図１２および図１３を用い、冷却通路の分岐構造を有する電力変換装置１の例について説明する。
【００３７】
図１２は、実施の形態５による電力変換装置１のヒートシンク３の上面図であり、ヒートシンク３側に、冷却通路の一端側となる接続部３０が設けられ、筐体４側の冷却通路に接続されるヒートシンク側第一の開口部３６ａ、ヒートシンク側第二の開口部３６ｂが、ヒートシンク３の筐体４との接合面に開口されている。ヒートシンク３内において、冷却通路端部３ａに繋がる１本の冷却通路は、分岐部３５において第一の挿通路３５ａ、３５ｂの二本に分岐し、第一の挿通路３５ａ、３５ｂは、それぞれ筐体４との接合面に開口されたヒートシンク側第一の開口部３６ａ、ヒートシンク側第二の開口部３６ｂに接続されている。
【００３８】
次に、図１２のＦ−Ｆ断面に相当する電力変換装置１の断面図を図１３に示し、筐体４側における複数の冷却通路の合流について説明する。図１３に示すように、ヒートシンク側第一の開口部３６ａは、筐体４側の第二の挿通路４８ａに接続され、ヒートシンク側第二の開口部３６ｂは、筐体４側の第二の挿通路４８ｂに接続される。筐体４内においては
、第一の開口部４７ａに繋がる第二の挿通路４８ａと、第二の開口部４７ｂに繋がる第二の挿通路４８ｂが並行して延在しているが、合流部４８において集約され、その経路が一本となり、筐体４の上面側に開口された冷却通路端部４ｂに繋がっている。
【００３９】
このように、冷却通路の分岐・合流構造を取り入れることにより、放熱効率を向上させたい部分の流路長を稼ぐ構造とすることも可能である。
なお、図１２および図１３の例では、ヒートシンク３または筐体４に設けられる冷媒入出口が一つずつであり、流路の途中で二本に分岐された形状の冷却通路を例示したが、３本、４本…とより多数本に経路を分岐させることも可能である。
また、上述の例では、２本に分岐した冷却通路を１本に合流させて外部へ接続する場合について示したが、複数本の流路を合流させることなく、分岐させたまま外部に接続させる形態とすることも可能である。
【００４０】
実施の形態６．
上述の実施の形態１から５の電力変換装置１においては、電力変換回路部２を載置した領域においてヒートシンク３の昇温が顕著となる傾向がある。よって、ヒートシンク３の電力変換回路部２の直下領域において放熱性を向上させることが、放熱性向上のためには望ましい。そこで、この実施の形態６では、ヒートシンク３の電力変換回路部２の直下領域など、昇温が顕著となる領域における放熱性を向上させる変形例について、図１４および図１５を用いて説明する。
【００４１】
図１４は、この実施の形態６の電力変換装置１に用いるヒートシンク３の上面図である。このヒートシンク３は、冷却媒体が流れる第一の挿通路３１の電力変換回路部２を載置した側の壁面部から通路内に突出するフィン７を備えている。
そして、図１５に、図１４のＧ−Ｇ断面に相当する電力変換装置１の断面図を示すように、このフィン７は、冷却媒体の流れに沿って伸びる形状であり、冷却媒体の流れの妨げとならない形状に形成されている。
【００４２】
このフィン７は、電力変換装置１のヒートシンク３側の冷却通路に、電力変換回路部２に近い側の壁面（内壁上面）から通路の下側に突出するように設けることによって、液体の冷却媒体が第一の挿通路３１の上面まで満たされていないような状態においても、フィン７と冷却媒体との接触面積を確保することができ、放熱性を向上させることが可能である。
この実施の形態６の電力変換装置１のように、発熱の大きいスイッチング素子の下部に位置するヒートシンク３の冷却通路にフィン７を設け、冷却通路の他の部分(昇温が顕著
ではない部分)にはフィン７を設けない構成とすることで、機器全体の圧損を低減させる
ことが可能となる。
【００４３】
なお、筐体４の放熱構造に着目した場合、第二の挿通路４１では、電力変換回路部２に近い側の内壁部で最も昇温が顕著となる。そこで、第二の挿通路４１の発熱部品に近い側の内壁部に、フィンを限定的に設けた構造とすることで、機器全体の圧損を抑制しつつ、筐体４側における放熱性をより向上させることが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  電力変換装置、                ２  電力変換回路部、
３  ヒートシンク、                ３ａ、３ａａ、４ｂ  冷却通路端部、
３ｂ、４ａ、開口部、              ４  筐体、
５  冷却通路、                    ７  フィン、
３０  接続部、                    ３０ａ  第一の接続部、
３０ｂ  第二の接続部、      ３１、３３ａ、３３ｂ、３５ａ、３５ｂ  第一の挿通路、３２ａ、３６ａ  ヒートシンク側第一の開口部、
３２ｂ、３６ｂ  ヒートシンク側第二の開口部、
３５  分岐部、                    ４１、４８ａ、４８ｂ  第二の挿通路、
４２  筐体収納部、                ４５ａ、４７ａ  筐体側第一の開口部、
４５ｂ、４７ｂ  筐体側第二の開口部、    ４６  Ｕ字形第二の挿通路、
４８  合流部、                    ６１  一体型パッキン、
６１ａ、６２ａ  回路部パッキン、  ６１ｂ、６２ｂ  冷却通路部パッキン、
６１ｃ  パッキン接続部、          ６２  分離型パッキン
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年11月24日(2017.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチング素子を用いて直流電流を交流電流に変換する電力変換回路部、
上記電力変換回路部を載置するとともに、冷却媒体を挿通させる第一の挿通路を有するヒートシンク、
上記電力変換回路部を収納し、上記ヒートシンクとの間にパッキンを介して上記電力変換回路部を封止するとともに、冷却媒体を挿通させる第二の挿通路を有する筐体を備え、
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路は、上記ヒートシンクと上記筐体との接合面においてパッキンを介して接続されて冷却通路を構成し、
上記電力変換回路部を封止する上記パッキンと、上記第一、第二の挿通路を接続する上記パッキンは、互いに独立な封止領域を形成するとともに、一体に設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路よりなる上記冷却通路は、一続きとなるように設けられ、上記冷却通路の一端部が上記ヒートシンクに、他端部が上記筐体に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路よりなる上記冷却通路は、一続きとなるように設けられ、上記筐体または上記ヒートシンクに設けられた上記第二の挿通路または上記第一の挿通路はU字形状に形成され、上記接合面に開口された第一、第二の開口部の一方から冷却媒体が導入され、他方から冷却媒体が排出される構成であり、上記ヒートシンクまたは上記筐体には、二本の上記第一の挿通路または上記第二の挿通路が設けられ、上記第一、第二の開口部にそれぞれ接続されるとともに、上記冷却通路の両端部が上記ヒートシンクまたは上記筐体に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
上記第一の挿通路と上記第二の挿通路よりなる上記冷却通路は、途中で分岐された構造であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の電力変換装置。
【請求項５】
分岐された上記冷却通路は、上記ヒートシンクまたは上記筐体において合流された構造であることを特徴とする請求項４記載の電力変換装置。
【請求項６】
上記ヒートシンクは、上記電力変換回路部を載置した側の上記第一の挿通路の壁面部から通路内に突出するフィンを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の電力変換装置。
【請求項７】
上記冷却媒体は、液体であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係わる電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を用いて直流電流を交流電流に変換する電力変換回路部、上記電力変換回路部を載置するとともに、冷却媒体を挿通させる第一の挿通路を有するヒートシンク、上記電力変換回路部を収納し、上記ヒートシンクとの間にパッキンを介して上記電力変換回路部を封止するとともに、冷却媒体を挿通させる第二の挿通路を有する筐体を備え、上記第一の挿通路と上記第二の挿通路は、上記ヒートシンクと上記筐体との接合面においてパッキンを介して接続されて冷却通路を構成し、上記電力変換回路部を封止する上記パッキンと、上記第一、第二の挿通路を接続する上記パッキンは、互いに独立な封止領域を形成するとともに、一体に設けられていることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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