(57)【要約】【課題】冷却管の冷却性能を調整することができる半導体冷却器を提供すること。【解決手段】第１及び第２冷媒空間２６、２７にインナフィンが配置され複数の分割流路が形成される。冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との間に冷却媒体を流通させる第１及び第２流通経路が構成される。第１及び第２流通経路は、断面積が異なる複数の分割流路を含んで構成される。また、第１及び第２流通経路の通水抵抗は同一となるように構成される。ここで、第１及び第２流通経路の通水抵抗は同一のため、第１及び第２流通経路に流入する冷却媒体の流量は同一である。また、第１及び第２流通経路は断面積が異なる複数の分割流路を含んで構成されるため、第１及び第２流通経路内において異なる流速を持たせることができる。よって、無駄な通水抵抗の増加なく、冷却管２の冷却性能を調整することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を内蔵し、発熱量が異なる複数の半導体モジュール（３、３ａ〜３ｄ）と、
前記複数の半導体モジュール（３、３ａ〜３ｄ）が密着配置された冷却面（２３ａ〜２３ｄ）を有する冷却管（２）とを備えた半導体冷却器（１）であって、
前記冷却管（２）は、冷却媒体を導入する冷媒導入口（２１）と前記冷却媒体を排出する冷媒排出口（２２）と、
前記冷媒導入口（２１）及び前記冷媒排出口（２２）に連通し前記冷却管（２）の長手方向に沿って延びる冷媒流路（２５）と、
前記冷却面（２３ａ〜２３ｄ）と平行に配置され前記冷媒流路（２５）を第１冷媒空間（２６）と第２冷媒空間（２７）とに仕切る中間プレート（２８）とを有し、
前記第１冷媒空間（２６）と前記第２冷媒空間（２７）には、前記冷却媒体の流通方向に沿って複数の分割流路を形成するインナフィンがそれぞれ配置されており、
前記冷媒導入口（２１）と前記冷媒排出口（２２）との間に前記冷却媒体を流通させる第１流通経路と第２流通経路が構成され、
前記第１流通経路と前記第２流通経路は、断面積が異なる複数の前記分割流路を含んで構成され、
前記第１流通経路の通水抵抗と前記第２流通経路の通水抵抗は同一となるように構成されていること、
を特徴とする半導体冷却器（１）。
【請求項２】
前記第１冷媒空間（２６）は、前記分割流路として第１空間側幅狭区域（７１）と第１空間側幅広区域（７０）を備え、
前記第１空間側幅狭区域（７１）の断面積は前記第１空間側幅広区域（７０）の断面積より狭く形成され、
前記第２冷媒空間（２７）は、前記分割流路として第２空間側幅狭区域（７３）と第２空間側幅広区域（７２）を備え、
前記第２空間側幅狭区域（７３）の断面積は前記第２空間側幅広区域（７２）の断面積より狭く形成され、
前記第１流通経路は、前記第１空間側幅狭区域（７１）と前記第１空間側幅広区域（７０）を含んで構成され、
前記第２流通経路は、前記第２空間側幅狭区域（７３）と前記第２空間側幅広区域（７２）を含んで構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の半導体冷却器（１）。
【請求項３】
発熱量の異なる複数の前記半導体モジュール（３、３ａ〜３ｄ）のうち、発熱量が大きい前記半導体モジュール（３、３ａ〜３ｄ）が前記第１空間側幅狭区域（７１）及び前記第２空間側幅狭区域（７３）に対向して配置され、
発熱量が小さい前記半導体モジュール（３、３ａ〜３ｄ）が前記第１空間側幅広区域（７０）及び前記第２空間側幅広区域（７２）に対向して配置されていること、
を特徴とする請求項２に記載の半導体冷却器（１）。
【請求項４】
前記第１空間側幅狭区域（７１）は、前記中間プレート（２８）を介在させて前記第２空間側幅広区域（７２）に対向して配置され、
前記第１空間側幅広区域（７０）は、前記中間プレート（２８）を介在させて前記第２空間側幅狭区域（７３）に対向して配置されていること、
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体冷却器（１）。
【請求項５】
前記第１冷媒空間（２６）において、前記第１空間側幅狭区域（７１）と前記第１空間側幅広区域（７０）は、前記冷却管（２）の長手方向に対して連続して設けられ、
前記第２冷媒空間（２７）において、前記第２空間側幅狭区域（７３）と前記第２空間側幅広区域（７２）は、前記冷却管（２）の長手方向に対して連続して設けられていること、
を特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の半導体冷却器（１）。
【請求項６】
前記第１冷媒空間（２６）において、前記第１空間側幅狭区域（７１）と前記第１空間側幅広区域（７０）は、前記冷却管（２）の長手方向に対して離間して設けられ、
前記第２冷媒空間（２７）において、前記第２空間側幅狭区域（７３）と前記第２空間側幅広区域（７２）は、前記冷却管（２）の長手方向に対して離間して設けられ、
前記第１空間側幅狭区域（７１）と前記第１空間側幅広区域（７０）との離間距離と、前記第２空間側幅狭区域（７３）と前記第２空間側幅広区域（７２）との離間距離とは同一であること、
を特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の半導体冷却器（１）。
【請求項７】
前記インナフィンは、前記冷却管（２）の長手方向に対して平行に配置されたストレートフィン（２９ａ、２９ｂ）であること、
を特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の半導体冷却器（１）。
【請求項８】
前記中間プレート（２８）は、前記冷却管（２）の長手方向に対して直交する方向の両端部に、前記第１冷媒空間（２６）と前記第２冷媒空間（２７）とを連通する連通孔（８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄ）を有しており、
前記インナフィンは、前記冷却管（２）の長手方向に対して斜めに配置された傾斜フィン（８０ａ、８０ｂ）であり、
前記傾斜フィン（８０ａ、８０ｂ）は、前記第１冷媒空間（２６）に配置された第１傾斜フィン（８０ａ）と前記第２冷媒空間（２７）に配置された第２傾斜フィン（８０ｂ）を備え、
前記第１傾斜フィン（８０ａ）と前記第２傾斜フィン（８０ｂ）とは互いに傾斜方向が逆であり、
前記第１冷媒空間（２６）に配置された前記第１傾斜フィン（８０ａ）により形成された前記分割流路と、前記第２冷媒空間（２７）に配置された前記第２傾斜フィン（８０ｂ）により形成された前記分割流路との断面積が異なり、
前記第１流通経路は、前記冷却媒体が前記連通孔（８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄ）を介して前記第１冷媒空間（２６）と前記第２冷媒空間（２７）を交互に螺旋状に流れる第１螺旋冷媒流路であり、
前記第２流通経路は、前記冷却媒体が前記連通孔（８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄ）を介して前記第１冷媒空間（２６）と前記第２冷媒空間（２７）を交互に螺旋状に流れる第２螺旋冷媒流路であること、
を特徴とする請求項１に記載の半導体冷却器（１）。
【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を冷却する半導体冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電気モータの両方を駆動源として有するハイブリッド車両や、電気モータを駆動源として備えた電気自動車等には、電池から供給される直流電流と電気モータへ出力する交流電流との間で双方向変換する電力変換装置が備えられている。ハイブリッド車両や電気自動車等に用いられる電力変換装置は、電気モータから大きな駆動トルクを出力する必要があるため大電流が流れるように構成されている。そのため、電力変換装置の一部を構成し半導体素子を内蔵する半導体モジュールからの発熱量が大きくなるという問題がある。そこで、半導体モジュールの温度上昇を防止するため、冷却管の表面と裏面に複数の半導体モジュールを密着配置させた構造がある（特許文献１参照）。この構造においては、一対の外殻プレートによって中間プレートを挟んで冷却管を構成し、外殻プレートと中間プレートによって第一流路と第ニ流路が形成されている。そして、第一流路と第二流路に同一形状のフィンが互いに傾斜方向が逆となるように配置されている。また、第一流路と第二流路に配置されているフィンの数は同一である。そして、第一流路と第二流路に冷却媒体が流通し、冷却管の表面側と裏面側に密着配置された半導体モジュールが冷却されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８８３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、冷却管の表面側と裏面側に密着配置された半導体モジュールは、１つの電力変換装置内であっても、インバータ機能を構成するものやコンバータ機能を構成するものが存在する。そのため、半導体モジュールの各発熱量は、その半導体モジュールが発揮する機能によって異なっている。さらには、２種類のモータを駆動する電流変換装置も知られており、インバータ機能を構成するものであっても半導体モジュールがいずれのモータを駆動するものであるかによって発熱量は異なる。そのため、各半導体モジュールに必要とされる冷却性能は異なる場合がある。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の従来技術では、第一流路と第二流路に同一形状のフィンが互いに傾斜方向が逆となるように配置されている。また、第一流路と第二流路に配置されているフィンの数は同一である。つまり、第一流路と第二流路の通水抵抗は同一である。そのため、第一流路と第二流路に流入する冷却媒体の流量は同一である。また、第一流路と第二流路において中間プレートを挟んで隣り合う位置に配置されたフィンにより形成された冷却媒体が流通する流路の断面積は同一である。そのため、第一流路と第二流路を流れる冷却媒体の流速は同一である。よって、第一流路と第二流路、つまり、冷却管の表面側と裏面側の冷却性能は同一である。そのため、冷却管の冷却性能は、冷却管の表面側と裏面側に密着配置された半導体モジュールの中で最大発熱量を有する半導体モジュールを基準として決定される。
【０００６】
特許文献１に記載の従来技術の構成においては、最大発熱量に対する冷却性能を得るため第一流路と第二流路に配置するフィンの間隔を狭くし、冷却媒体の流速を増加させるという方法がある。この場合、最大発熱量を有する半導体モジュール以外の半導体モジュールを冷却する上では必要がないにも関わらず、無駄に通水抵抗が増加する。一般的に冷却媒体はポンプによって冷却管を循環する構成となっており、かかる通水抵抗の増加によりポンプの動力損失が大きくなるという問題があった。
【０００７】
また、第一流路と第二流路において高い冷却性能が必要とされる部分に配置されるフィンの間隔のみを狭くする方法を採用した場合、第一流路と第二流路の通水抵抗にばらつきが生じる。そのため、フィンの間隔を狭くした部分の冷却媒体の流速は増加するが、第一流路と第二流路に流入する冷却媒体の流量が変化するため、第一流路と第二流路の冷却性能の調整を適切に行うことができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、中間プレートが介在された冷却管を備えた半導体冷却器において、冷却管に発熱量が異なる半導体モジュールが配置された場合であっても、無駄な通水抵抗の増加なく、冷却管の冷却性能を調整することができる半導体冷却器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、半導体素子を内蔵し、発熱量が異なる複数の半導体モジュールと、前記複数の半導体モジュールが密着配置された冷却面を有する冷却管とを備えた半導体冷却器であって、前記冷却管は、冷却媒体を導入する冷媒導入口と前記冷却媒体を排出する冷媒排出口と、前記冷媒導入口及び前記冷媒排出口に連通し前記冷却管の長手方向に沿って延びる冷媒流路と、前記冷却面と平行に配置され前記冷媒流路を第１冷媒空間と第２冷媒空間とに仕切る中間プレートとを有し、前記第１冷媒空間と前記第２冷媒空間には、前記冷却媒体の流通方向に沿って複数の分割流路を形成するインナフィンがそれぞれ配置されており、前記冷媒導入口と前記冷媒排出口との間に前記冷却媒体を流通させる第１流通経路と第２流通経路が構成され、前記第１流通経路と前記第２流通経路は、断面積が異なる複数の前記分割流路を含んで構成され、前記第１流通経路の通水抵抗と前記第２流通経路の通水抵抗は同一となるように構成されていることを特徴とする．
このように構成すれば、第１冷媒空間と第２冷媒空間にそれぞれインナフィンが配置されることによって、複数の分割流路が形成される。また、冷媒導入口と冷媒排出口との間に冷却媒体を流通させる第１流通経路及び第２流通経路が構成される。また、第１流通経路と第２流通経路は、断面積が異なる複数の分割流路を含んで構成される。さらに、第１流通経路の通水抵抗と第２流通経路の通水抵抗は同一となるように構成される。ここで、第１流通経路と第２流通経路の通水抵抗は同一のため、第１流通経路と第２流通経路に流入する冷却媒体の流量は同一である。また、第１流通経路と第２流通経路は断面積が異なる複数の分割流路を含んで構成されるため、第１流通経路内及び第２流通経路内において異なる流速を持たせることができる。よって、本発明によれば、冷却管に発熱量が異なる半導体モジュールが配置された場合であっても、無駄な通水抵抗の増加なく、冷却管の冷却性能を調整することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体冷却器であって、前記第１冷媒空間は、前記分割流路として第１空間側幅狭区域と第１空間側幅広区域を備え、前記第１空間側幅狭区域の断面積は前記第１空間側幅広区域の断面積より狭く形成され、前記第２冷媒空間は、前記分割流路として第２空間側幅狭区域と第２空間側幅広区域を備え、前記第２空間側幅狭区域の断面積は前記第２空間側幅広区域の断面積より狭く形成され、前記第１流通経路は、前記第１空間側幅狭区域と前記第１空間側幅広区域を含んで構成され、前記第２流通経路は、前記第２空間側幅狭区域と前記第２空間側幅広区域を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このように構成すれば、第１冷媒空間は断面積が異なる第１空間側幅狭区域と第１空間側幅広区域を含んで構成される。そのため、第１冷媒空間内において、冷却媒体に異なる流速を持たせることができる。よって、本発明によれば、第１冷媒空間内において、第１空間側幅狭区域と第１空間側幅広区域に異なる冷却性能を持たせることができる。
【００１２】
また、第２冷媒空間は断面積が異なる第２空間側幅狭区域と第２空間側幅広区域を含んで構成される。そのため、第２冷媒空間内において、冷却媒体に異なる流速を持たせることができる。よって、本発明によれば、第２冷媒空間内において、第２空間側幅狭区域と第２空間側幅広区域に異なる冷却性能を持たせることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の半導体冷却器であって、発熱量の異なる複数の前記半導体モジュールのうち、発熱量が大きい前記半導体モジュールが前記第１空間側幅狭区域及び前記第２空間側幅狭区域に対向して配置され、発熱量が小さい前記半導体モジュールが前記第１空間側幅広区域及び前記第２空間側幅広区域に対向して配置されていることを特徴とする。
【００１４】
このように構成すれば、発熱量が異なる複数の半導体モジュールのうち、発熱量が大きい半導体モジュールが第１空間側幅狭区域及び第２空間側幅狭区域に対向して配置される。ここで、第１空間側幅狭区域の断面積は第１空間側幅広区域の断面積より狭く構成されている。また、第２空間側幅狭区域の断面積は第２空間側幅広区域の断面積より狭く構成されている。よって、本発明によれば、第１空間側幅狭区域に対向して配置された半導体モジュールに対して、第１空間側幅広区域に対向して配置された半導体モジュールより高い冷却性能で効率的に冷却することができる。また、第２空間側幅狭区域に対向して配置された半導体モジュールに対して、第２空間側幅広区域に対向して配置された半導体モジュールより高い冷却性能で効率的に冷却することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の半導体冷却器であって、前記第１空間側幅狭区域は、前記中間プレートを介在させて前記第２空間側幅広区域に対向して配置され、前記第１空間側幅広区域は、前記中間プレートを介在させて前記第２空間側幅狭区域に対向して配置されていることを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、第１空間側幅狭区域は、中間プレートを介在させて第２空間側幅広区域に対向して配置される。また、第１空間側幅広区域は、中間プレートを介在させて第２空間側幅狭区域に対向して配置される。よって、本発明によれば、冷却管の長手方向に直交する方向における第１冷媒空間及び第２冷媒空間に異なる冷却性能を持たせることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の半導体冷却器であって、前記第１冷媒空間において、前記第１空間側幅狭区域と前記第１空間側幅広区域は、前記冷却管の長手方向に対して連続して設けられ、前記第２冷媒空間において、前記第２空間側幅狭区域と前記第２空間側幅広区域は、前記冷却管の長手方向に対して連続して設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このように構成すれば、第１冷媒空間において第１空間側幅狭区域と第１空間側幅広区域は、冷却管の長手方向に対して連続して設けられる。また、第２冷媒空間において第２空間側幅狭区域と第２空間側幅広区域は、冷却管の長手方向に対して連続して設けられる。そのため、第１冷媒空間において第１空間側幅狭区域及び第１空間側幅広区域を形成するインナフィンを複数用意する必要がない。同様に、第２冷媒空間において第２空間側幅狭区域及び第２空間側幅広区域を形成するインナフィンを複数用意する必要がない。よって、本発明によれば、インナフィンの部品点数を削減することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の半導体冷却器であって、前記第１冷媒空間において、前記第１空間側幅狭区域と前記第１空間側幅広区域は、前記冷却管の長手方向に対して離間して設けられ、前記第２冷媒空間において、前記第２空間側幅狭区域と前記第２空間側幅広区域は、前記冷却管の長手方向に対して離間して設けられ、前記第１空間側幅狭区域と前記第１空間側幅広区域との離間距離と、前記第２空間側幅狭区域と前記第２空間側幅広区域との離間距離とは同一であることを特徴とする。
【００２０】
このように構成すれば、第１冷媒空間において第１空間側幅狭区域と第１空間側幅広区域は、冷却管の長手方向に対して離間して設けられる。また、第２冷媒空間において第２空間側幅狭区域と第２空間側幅広区域は、冷却管の長手方向に対して離間して設けられる。そのため、インナフィンが配置されていない第１冷媒空間及び第２冷媒空間と比較して通水抵抗が大きい第１空間側幅狭区域、第１空間側幅広区域、第２空間側幅狭区域、及び第２空間側幅広区域の冷却管の長手方向に対する長さを短くすることができる。よって、本発明によれば、第１冷媒空間及び第２冷媒空間全体にインナフィンが配置された場合と比較して、第１冷媒空間及び第２冷媒空間の通水抵抗を低減することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の半導体冷却器であって、前記インナフィンは、前記冷却管の長手方向に対して平行に配置されたストレートフィンであることを特徴とする。
【００２２】
このように構成すれば、インナフィンとして冷却管の長手方向に対して平行に配置されたストレートフィンが用いられる。よって、本発明によれば、容易かつ確実に、第１冷媒空間及び第２冷媒空間を流れる冷却媒体とインナフィンとの伝熱面積を充分に確保することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の半導体冷却器であって、前記中間プレートは、前記冷却管の長手方向に対して直交する方向の両端部に、前記第１冷媒空間と前記第２冷媒空間とを連通する連通孔を有しており、前記インナフィンは、前記冷却管の長手方向に対して斜めに配置された傾斜フィンであり、前記傾斜フィンは、前記第１冷媒空間に配置された第１傾斜フィンと前記第２冷媒空間に配置された第２傾斜フィンを備え、前記第１傾斜フィンと前記第２傾斜フィンとは互いに傾斜方向が逆であり、前記第１冷媒空間に配置された前記第１傾斜フィンにより形成された前記分割流路と、前記第２冷媒空間に配置された前記第２傾斜フィンにより形成された前記分割流路との断面積が異なり、前記第１流通経路は、前記冷却媒体が前記連通孔を介して前記第１冷媒空間と前記第２冷媒空間を交互に螺旋状に流れる第１螺旋冷媒流路であり、前記第２流通経路は、前記冷却媒体が前記連通孔を介して前記第１冷媒空間と前記第２冷媒空間を交互に螺旋状に流れる第２螺旋冷媒流路であることを特徴とする。
【００２４】
このように構成すれば、中間プレートの冷却管の長手方向に対して直交する方向の両端部に第１冷媒空間と第２冷媒空間とを連通する連通孔が形成される。また、第１冷媒空間と第２冷媒空間にそれぞれ第１及び第２傾斜フィンが配置されることによって、複数の分割流路が形成される。また、第１冷媒空間に配置された第１傾斜フィンにより形成された分割流路と、第２冷媒空間に配置された第２傾斜フィンにより形成された分割流路との断面積は異なっている。そして、第１流通経路は、冷却媒体が連通孔を介して第１冷媒空間と第２冷媒空間を交互に螺旋状に流れる第１螺旋冷媒流路である。また、第２流通経路は、冷却媒体が連通孔を介して第１冷媒空間と第２冷媒空間を交互に螺旋状に流れる第２螺旋冷媒流路である。さらに、第１流通経路の通水抵抗と第２流通経路の通水抵抗は同一となるように構成される。ここで、第１流通経路と第２流通経路の通水抵抗は同一のため、第１流通経路と第２流通経路に流入する冷却媒体の流量は同一である。また、第１流通経路と第２流通経路は断面積が異なる複数の分割流路を含んで構成されるため、第１流通経路内及び第２流通経路内において異なる流速を持たせることができる。よって、本発明によれば、冷却管に発熱量が異なる半導体モジュールが配置された場合であっても、無駄な通水抵抗の増加なく、冷却管の冷却性能を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施例における半導体冷却器の平面図。
【図２】図１における冷却管の平面図及び半導体モジュールの断面図。
【図３】実施例１における図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】（ａ）は実施例１における図２のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は実施例１における図２のＣ−Ｃ断面、（ｃ）は実施例１における図２のＤ−Ｄ断面。
【図５】（ａ）は実施例２における図２のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は実施例２における図２のＣ−Ｃ断面、（ｃ）は実施例２における図２のＤ−Ｄ断面。
【図６】実施例３における図２のＡ−Ａ断面図
【図７】（ａ）は実施例３における図２のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は実施例３における図２のＣ−Ｃ断面、（ｃ）は実施例３における図２のＤ−Ｄ断面。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施例１）
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、図１以降の説明において同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
図１は、本実施例における半導体冷却器１の平面図を示している。
【００２８】
半導体冷却器１は、図１に示すように、冷却管２、半導体モジュール３、連結管４、冷媒導入管５、冷媒排出管６から構成されている。
【００２９】
実施例１の半導体冷却器１は、出力の異なる２つの交流モータ（不図示）を駆動する電力変換装置としてのインバータの一部を構成している。図１に示すように、冷却管２は半導体モジュール３を両面から挟持するように配置されている。そして、全体的には、冷却管２と半導体モジュール３の列とを交互に積層している。これにより、全ての半導体モジュール３は、その両面を冷却管２により挟持された状態となる。また、積層方向に隣り合う複数の冷却管２は、その長手方向の両端部にそれぞれ設けた冷媒導入口２１及び冷媒排出口２２を互いに連結管４によって連結されている。積層方向の一端に配置される冷却管２には、冷却管２の積層体全体に冷却媒体を導入するための冷媒導入管５と、積層体全体から冷却媒体を排出するための冷媒排出管６とが配置されている。また、積層方向の両端に配される冷却管２は、片側にのみ半導体モジュール３が密着配置される冷却面２３を備えている。積層方向の両端に配される冷却管２以外の冷却管２は、図１に示したように両側に冷却面２３を備えている。
【００３０】
このように構成することにより、冷媒導入管５から導入された冷却媒体は、連結管４を介して複数の冷却管２に分配される。冷却媒体は各冷却管２における冷媒導入口２１から各冷却管２における冷媒排出口２２の方向へ流通する。このとき、冷却媒体は、各冷却管２の冷却面２３に密着配置された半導体モジュール３との間で熱交換を行う。熱交換を行った後の冷却媒体は、各冷却管２における冷媒排出口２２から、連結管４を介して冷媒排出管６に達し排出される。
【００３１】
冷却媒体としては、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、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等の冷媒等を用いることができる。
【００３２】
図２は、図１における半導体冷却器１を構成する冷却管２の平面図及び冷却管２に密着配置された第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄの断面図を示している。図３は、実施例１における図２のＡ−Ａ断面図を示している。図４（ａ）は実施例１における図２のＢ−Ｂ断面図、図４（ｂ）は実施例１における図２のＣ−Ｃ断面図、図４（ｃ）は実施例１における図２のＤ−Ｄ断面図を示している。
【００３３】
図２〜図４に示すように、冷却管２は、一対の第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂ、及び中間プレート２８から構成されている。
【００３４】
冷却管２の外殻部を構成する第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂは、長方形状の外観を有し、周縁を除いて、互いに離れる方向へ後退した凹形状に形成されている。また、第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂの両端部に冷却媒体を導入する冷媒導入口２１と冷却媒体を排出する冷媒排出口２２が形成されている。そして、第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂは冷媒導入口２１から冷媒排出口２２に向かって冷却媒体を流通させる冷媒流路２５を内部に備えている。また、冷却管２は偏平状に形成され冷媒導入口２１から冷媒排出口２２の方向が長手方向となっている。そして、冷却管２の長手方向に沿って冷媒流路２５を第１冷媒空間２６と第２冷媒空間２７とに仕切る平板状の中間プレート２８が配置されている。
【００３５】
第１冷媒空間２６は、第１外殻プレート２４ａと中間プレート２８との間に形成されている。また、第２冷媒空間２７は、第２外殻プレート２４ｂと中間プレート２８との間に形成されている。
【００３６】
中間プレート２８から第１外殻プレート２４ａまでの距離と中間プレート２８から第２外殻プレート２４ｂまでの距離とは等しくされており、第１冷媒空間２６を構成する空間の体積と第２冷媒空間２７を構成する空間の体積は等しくなっている。
【００３７】
図４（ｂ）に示すように中間プレート２８には、第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂが備えている冷媒導入口２１と対向する位置にプレート側導入口２８１が形成され、冷媒排出口２２と対向する位置にプレート側排出口２８２を備えている。中間プレート２８はその周縁においてろう付等によって第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂと接合されている。また、冷却管２は、アルミニウム、銅、又はその合金からなる複数の部材から構成されている。
【００３８】
また、１つの冷却管２内には冷媒導入口２１から冷媒排出口２２に至るまで２つの流通経路が存在する。実施例１では、第１冷媒空間２６が第１流通経路に相当し、第２冷媒空間２７が第２流通経路に相当する。
【００３９】
図２に示すように、冷却管２の第１〜第４冷却面２３ａ〜２３ｄに第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄが密着配置されている。第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄは、冷却管２の積層方向における両側の第１〜第４冷却面２３ａ〜２３ｄのうち、一方の第１及び第２冷却面２３ａ、２３ｂと他方の第３及び第４冷却面２３ｃ、２３ｄに対してそれぞれ２個ずつ、冷却管２の長手方向に対して並べて配置されている。具体的には、第１半導体モジュール３ａ及び第４半導体モジュール３ｄは出力の異なる２つの交流モータのうち、出力の小さいモータの駆動に用いられている。第２半導体モジュール３ｂ及び第３半導体モジュール３ｃは出力の異なる２つの交流モータのうち、出力の大きいモータの駆動に用いられている。そのため、第１半導体モジュール３ａ及び第４半導体モジュール３ｄよりも、第２半導体モジュール３ｂ及び第３半導体モジュール３ｃは発熱量が大きくなっている。
【００４０】
第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄはそれぞれ半導体素子である第１〜第４ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３１ａ〜３１ｄと、第１〜第４フライホイールダイオード３２ａ〜３２ｄが内蔵されている。また、第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄは第１〜第４ＩＧＢＴ３１ａ〜３１ｄと、第１〜第４フライホイールダイオード３２ａ〜３２ｄを挟持するように配設された一対の放熱板３３ａ、３３ｂを備えている。また、第１〜第４ＩＧＢＴ３１ａ〜３１ｄと、第１〜第４フライホイールダイオード３２ａ〜３２ｄは、一方の放熱板３３ａとは直接接触しているが、他方の放熱板３３ｂとの間には熱伝導性に優れたスペーサ３４を介在させている。
【００４１】
半導体素子としては、例えば、ＩＧＢＴに替えてＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いてもよい。
【００４２】
次に、実施例１の要部について説明する。
【００４３】
第１外殻プレート２４ａと中間プレート２８との間に形成された第１冷媒空間２６には、インナフィンとして第１ストレートフィン２９ａと第２ストレートフィン２９ｂが配置されている。以下、第１冷媒空間２６のうち、第１ストレートフィン２９ａが配置された流路区域を第１空間側幅広区域７０といい、第２ストレートフィン２９ｂが配置された流路区域を第１空間側幅狭区域７１という。そして、第１ストレートフィン２９ａが配置された第１空間側幅広区域７０と、第２ストレートフィン２９ｂが配置された第１空間側幅狭区域７１とが第１流通経路に相当する。
【００４４】
第２外殻プレート２４ｂと中間プレート２８との間に形成された第２冷媒空間２７にも、第１冷媒空間２６と同様に第１ストレートフィン２９ａと第２ストレートフィン２９ｂが配置されている。以下、第２冷媒空間２７のうち、第１ストレートフィン２９ａが配置された流路区域を第２空間側幅広区域７２といい、第２ストレートフィン２９ｂが配置された流路区域を第２空間側幅狭流路区域７３という。そして、第１ストレートフィン２９ａが配置された第２空間側幅広区域７２と、第２ストレートフィン２９ｂが配置された第２空間側幅狭区域７３とが第２流通経路に相当する。
【００４５】
第１及び第２ストレートフィン２９ａ、２９ｂは凹凸が繰り返された波形に形成されている。また、第２ストレートフィン２９ｂは第１ストレートフィン２９ａよりも凹凸の間隔が狭くなるように形成されている。具体的に図３、図４に示すように第１ストレートフィン２９ａは、第１空間側幅広区域７０及び第２空間側幅広区域７２に４個の幅広流路７４を形成するように、凹凸間の長さがＬ１となるように折曲形成されている。また、第２ストレートフィン２９ｂは第１空間側幅狭区域７１及び第２空間側幅狭区域７３に８個の幅狭流路７５を形成するように、凹凸間の長さが第１ストレートフィン２９ａよりも小さいＬ２（Ｌ１＞Ｌ２）となるように折曲形成されている。また、これらの第１及び第２ストレートフィン２９ａ、２９ｂは中間プレート２８にろう付け接合されている。
【００４６】
以下、第１及び第２ストレートフィン２９ａ、２９ｂが配置された第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７について説明する。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、第１冷媒空間２６に対して冷媒導入口２１から冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置まで第１ストレートフィン２９ａが配置され、第１空間側幅広区域７０が形成されている。また、第１ストレートフィン２９ａは、冷却管２の長手方向と直交する方向の第１外殻プレート２４ａの端部から第１ストレートフィン２９ａの端部までの長さがＬ１となるように配置されている。そのため、第１外殻プレート２４ａの端部から等間隔（Ｌ１）に４個の幅広流路７４が形成されている。
【００４８】
また、第１冷媒空間２６に対して、冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置から冷媒排出口２２まで第２ストレートフィン２９ｂが配置され、第１空間側幅狭区域７１が形成されている。第２ストレートフィン２９ｂは、冷却管２の長手方向と直交する方向の第１外殻プレート２４ａの端部から第２ストレートフィン２９ｂの端部までの長さがＬ２となるように配置されている。そのため、第１外殻プレート２４ａの端部から等間隔（Ｌ２）に８個の幅狭流路７５が形成されている。
【００４９】
図４（ｃ）に示すように、第２冷媒空間２７に対して冷媒導入口２１から冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置まで第２ストレートフィン２９ｂが配置され、第２空間側幅狭区域７３が形成されている。また、第２ストレートフィン２９ｂは、冷却管２の長手方向と直交する方向の第２外殻プレート２４ｂの端部から第２ストレートフィン２９ｂの端部までの長さがＬ２となるように配置されている。そのため、第２外殻プレート２４ｂの端部から等間隔（Ｌ２）に８個の幅狭流路７５が形成されている。
【００５０】
また、第２冷媒空間２７に対して、冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置から冷媒排出口２２まで第１ストレートフィン２９ａが配置され、第２空間側幅広区域７２が形成されている。第１ストレートフィン２９ａは、冷却管２の長手方向と直交する方向の第２外殻プレート２４ｂの端部から第１ストレートフィン２９ａの端部までの長さがＬ１となるように配置されている。そのため、第２外殻プレート２４ｂの端部から等間隔（Ｌ１）に４個の幅広流路７４が形成されている。
【００５１】
ここで、第１ストレートフィン２９ａの凹凸間の長さＬ１は第２ストレートフィン２９ｂの凹凸間の長さＬ２より長い（Ｌ１＞Ｌ２）。また、中間プレート２８から第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂまでの距離は同一である。そのため、冷却管２の長手方向と直交する方向の幅広流路７４の断面積（Ｓ１）は、幅狭流路７５の断面積（Ｓ２）より大きくなる（Ｓ１＞Ｓ２）。
【００５２】
次に、実施例１の作用効果について説明する。
【００５３】
冷媒導入口２１から第１冷媒空間２６に流入した冷媒は、まず第１空間側幅広区域７０を通過し、その後、第１空間側幅狭区域７１を通過し、冷媒排出口２２から排出される。このとき第１空間側幅広区域７０では、流速が相対的に遅くなり、第１空間側幅狭区域７１では、流速が相対的に速くなる。一方、冷媒導入口２１から第２冷媒空間２７に流入した冷媒は、まず第２空間側幅狭区域７３を通過し、その後、第２空間側幅広区域７２を通過し、冷媒排出口２２から排出される。このとき第２空間側幅狭区域７３では、流速が相対的に速くなり、第２空間側幅広区域７２では、流速が相対的に遅くなる。ここで、第１空間側幅広区域７０と第２空間側幅広区域７２の断面積は同一のため、第１空間側幅広区域７０及び第２空間側幅広区域７２を流れる冷却媒体の流速は同一である。また、第１空間側幅狭区域７１と第２空間側幅狭区域７３の断面積は同一のため、第１空間側幅狭区域７１及び第２空間側幅狭区域７３を流れる冷却媒体の流速は同一である。
【００５４】
また、第１空間側幅広区域７０、第１空間側幅狭区域７１、第２空間側幅狭区域７３、及び第２空間側幅広区域７２の冷却管２の長手方向に対する長さは同一である。そのため、第１冷媒空間２６の通水抵抗と、第２冷媒空間２７の通水抵抗は同一である。従って、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７に流入する冷却媒体の流量は同一である。
【００５５】
そのため、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７に流入する冷却媒体の流量を変化させずに、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７内において冷却媒体に異なる流速を持たせることができる。
【００５６】
その結果、流速の速い第１冷媒空間２６の第１空間側幅狭区域７１に対向した第２冷却面２３ｂと第２冷媒空間２７の第２空間側幅狭区域７３に対向した第３冷却面２３ｃでは、冷却性能が大きくなる。そのため、第１空間側幅狭区域７１の第２冷却面２３ｂに発熱量の大きい第２半導体モジュール３ｂが配置され、第２空間側幅狭区域７３の第３冷却面２３ｃに発熱量の大きい第３半導体モジュール３ｃが配置されることで、発熱量の大きい第２及び第３半導体モジュール３ｂ、３ｃが高い冷却能力で効率的に冷却される。その一方で、流速の遅い第１冷媒空間２６の第１空間側幅広区域７０に対向した第１冷却面２３ａと第２冷媒空間２７の第２空間側幅広区域７２に対向した第４冷却面２３ｄでは、冷却性能が小さくなる。そのため、第１空間側幅広区域７０の第１冷却面２３ａに発熱量の小さい第１半導体モジュール３ａが配置され、第２空間側幅広区域７２の第４冷却面２３ｄに発熱量の小さい第４半導体モジュール３ｄが配置されることで、発熱量の小さい第１及び第４半導体モジュール３ａ、３ｄが低い冷却能力で効率的に冷却される。よって、冷却管２に発熱量が異なる第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄが配置された場合であっても、無駄な通水抵抗の増加なく、冷却管２の冷却性能を調整することができる。
【００５７】
また、第１冷媒空間２６は断面積が異なる第１空間側幅狭区域７１と第１空間側幅広区域７０を含んで構成される。そのため、第１冷媒空間２６内において、冷却媒体に異なる流速を持たせることができる。よって、第１冷媒空間２６内において第１空間側幅狭区域７１と第１空間側幅広区域７０に異なる冷却性能を持たせることができる。
【００５８】
また、第２冷媒空間２７は断面積が異なる第２空間側幅狭区域７３と第２空間側幅広区域７２を含んで構成される。そのため、第２冷媒空間２７内において、冷却媒体に異なる流速を持たせることができる。よって、第２冷媒空間２６内において第２空間側幅狭区域７３と第２空間側幅広区域７２に異なる冷却性能を持たせることができる。
【００５９】
また、発熱量が異なる複数の第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄのうち、発熱量が大きい第２及び第３半導体モジュール３ｂ、３ｃが第１空間側幅狭区域７１及び第２空間側幅狭区域７３に対向して配置される。ここで、第１空間側幅狭区域７１の断面積は第１空間側幅広区域７０の断面積より狭く構成されている。また、第２空間側幅狭区域７３の断面積は第２空間側幅広区域７２の断面積より狭く構成されている。よって、第１空間側幅狭区域７１に対向して配置された第２半導体モジュール３ｂに対して、第１空間側幅広区域７０に対向して配置された第１半導体モジュール３ａより高い冷却性能で効率的に冷却することができる。また、第２空間側幅狭区域７３に対向して配置された第３半導体モジュール３ｃに対して、第２空間側幅広区域７２に対向して配置された第４半導体モジュール３ｄより高い冷却性能で効率的に冷却することができる。
【００６０】
また、第１冷媒空間２６において第１空間側幅狭区域７１と第１空間側幅広区域７０は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられる。また、第２冷媒空間２７において第２空間側幅狭区域７３と第２空間側幅広区域７２は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられる。そのため、インナフィンが配置されていない第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７と比較して通水抵抗が大きい第１空間側幅狭区域７１、第１空間側幅広区域７０、第２空間側幅狭区域７３、及び第２空間側幅広区域７２の冷却管２の長手方向に対する長さを短くすることができる。よって、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７全体にインナフィンが配置された場合と比較して、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７の通水抵抗を低減することができる。
【００６１】
また、インナフィンとして冷却管２の長手方向に対して平行に配置された第１及び第２ストレートフィン２９ａ、２９ｂが用いられる。よって、容易かつ確実に、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７を流れる冷却媒体とインナフィンとの伝熱面積を充分に確保することができる。
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。
【００６２】
図５（ａ）は実施例２における図２のＢ−Ｂ断面図、図５（ｂ）は実施例２における図２のＣ−Ｃ断面図、図５（ｃ）は実施例２における図２のＤ−Ｄ断面図を示している。
【００６３】
実施例２では、第１冷媒空間２６において第１空間側幅狭区域７０と第１空間側幅広区域７１は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられている。また、第２冷媒空間２７において第２空間側幅狭区域７３と第２空間側幅広区域７２は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられている点が実施例１と異なる。
【００６４】
次に、実施例２の要部について説明する。
【００６５】
実施例２においては、図５（ａ）に示すように、第１冷媒空間２６に対して冷媒導入口２１から冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置より所定長さ冷媒導入口２１側の位置まで第１ストレートフィン２９ａが配置され、第１空間側幅広区域７０が形成されている。また、第１冷媒空間２６に対して冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置より所定長さ冷媒排出口２２側の位置から冷媒排出口２２まで第２ストレートフィン２９ｂが配置され、第１空間側幅狭区域７１が形成されている。つまり、第１冷媒空間２６において第１空間側幅狭区域７０と第１空間側幅広区域７１は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられる。そのため、実施例１と比較して、冷却管２の長手方向に対する第１空間側幅広区域７０及び第１空間側幅狭区域７１の長さが短くなるように構成されている。
【００６６】
同様に、図５（ｃ）に示すように、第２冷媒空間２７に対して冷媒導入口２１から冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置より所定長さ冷媒導入口２１側の位置まで第２ストレートフィン２９ｂが配置され、第２空間側幅狭区域７３形成されている。また、第２冷媒空間２７に対して冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との中間位置より所定長さ冷媒排出口２２側の位置から冷媒排出口２２まで第１ストレートフィン２９ａ配置され、第２空間側幅広区域７２が形成されている。つまり、第２冷媒空間２７において第２空間側幅狭区域７３と第２空間側幅広区域７２は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられる。そのため、実施例１と比較して、冷却管２の長手方向に対する第２空間側幅広区域７２及び第２空間側幅狭区域７３の長さが短くなるように構成されている。
【００６７】
なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。
【００６８】
次に、実施例２の作用効果について説明する。
第１冷媒空間２６において第１空間側幅狭区域７０と第１空間側幅広区域７１は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられる。また、第２冷媒空間２７において第２空間側幅狭区域７３と第２空間側幅広区域７２は、冷却管２の長手方向に対して離間して設けられる。そのため、第１及び第２ストレートフィン２９ａ、２９ｂが配置されていない第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７と比較して通水抵抗が大きい第１空間側幅広区域７０、第１空間側幅狭区域７１、第２空間側幅狭区域７３、及び第２空間側幅広区域７２の冷却管２の長手方向に対する長さを短くすることができる。よって、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７全体に第１及び第２ストレートフィン２９ａ、２９ｂが配置された場合と比較して、第１冷媒空間２６及び第２冷媒空間２７の通水抵抗を低減することができる。
（実施例３）
次に、実施例３について説明する。
【００６９】
図６は実施例３における図２のＡ−Ａ断面図を示している。図７（ａ）は実施例３における図２のＢ−Ｂ断面図、図７（ｂ）は実施例３における図２のＣ−Ｃ断面図、図７（ｃ）は実施例３における図２のＤ−Ｄ断面図を示している。
【００７０】
実施例３では、インナフィンとして第１及び第２傾斜フィン８０ａ、８０ｂが用いられている。また、中間プレート２８は冷却管２の長手方向に対して直交する方向の両端部に第１冷媒空間２６と第２冷媒空間２７とを連通する第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄを備えている。そして、冷却媒体が流通する第１及び第２流通経路は、中間プレート２８の第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄを介して第１冷媒空間２６と第２冷媒空間２７を交互に流れる第１及び第２螺旋冷媒流路である点が上記実施例と異なる。
【００７１】
次に、実施例３の要部について説明する。
【００７２】
図６に示すように、中間プレート２８は冷却管２の長手方向に対して直交する方向の両端部に第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄを有している。第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄは、冷却媒体が第１冷媒空間２６と第２冷媒空間２７とを交互に流れるように第１冷媒空間２６と第２冷媒空間２７とを連通している。第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄは、冷却管２の長手方向に延びる長孔に形成されている。第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄは、それぞれ僅かな間隔をあけて４個ずつ冷却管２の長手方向に並んで形成されている。そして、第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄは冷却管２の長手方向に対して直交する方向に対向して配置されている。
【００７３】
図７（ａ）に示すように、第１外殻プレート２４ａと中間プレート２８との間に形成された第１冷媒空間２６には、インナフィンとして第１傾斜フィン８０ａが配置されている。また、図７（ｃ）に示すように、第２外殻プレート２４ｂと中間プレート２８との間に形成された第２冷媒空間２７には、インナフィンとして第２傾斜フィン８０ｂが配置されている。具体的には、中間プレート２８から第１外殻プレート２４ａに向かって薄板状の第１傾斜フィン８０ａが突出して形成されている。また、中間プレート２８から第２外殻プレート２４ｂに向かって薄板状の第２傾斜フィン８０ｂが突出して形成されている。
【００７４】
第１冷媒空間２６に配置された第１傾斜フィン８０ａは同間隔で形成され、第１傾斜フィン８０ａ間には幅狭流路７５が形成されている。また、第２冷媒空間２７に配置された第２傾斜フィン８０ｂは同間隔で形成され、第２傾斜フィン８０ｂ間には幅広流路７４が形成されている。
【００７５】
第１傾斜フィン８０ａは冷却管２の長手方向に対して４５°傾斜して第１冷媒空間２６に配置されている。また、第２傾斜フィン８０ｂは冷却管２の長手方向に対してー４５°傾斜して第２冷媒空間２７に配置されている。つまり、第１冷媒空間２６に配置される第１傾斜フィン８０ａと第２冷媒空間２７に配置される第２傾斜フィン８０ｂとは、互いに傾斜方向が逆となっている。また、第１傾斜フィン８０ａは、その両先端部が第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄに近接して配置されている。また、第２傾斜フィン８０ｂも、その両先端部が第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄに近接して配置されている。なお、実施例３において近接とは、第１及び第２傾斜フィン８０ａ、８０ｂの両先端部が第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄの周縁まで延びている状態をいうが、冷却媒体の流れに影響を与えない範囲内であれば、第１及び第２傾斜フィン８０ａ、８０ｂの両先端部と第１及び第２連通孔８１ａ〜８１ｄ、８２ａ〜８２ｄとを離間させてもよい。
【００７６】
互いに傾斜方向が逆となった第１傾斜フィン８０ａと第２傾斜フィン８０ｂとにより、冷媒導入口２１から第１冷媒空間２６に導入された冷媒は、図７（ａ）、（ｃ）において濃色で示したように、幅狭流路７５→第１連通孔８１ａ→幅広流路７４→第２連通孔８２ｂ→幅狭流路７５→第１連通孔８１ｃ→幅広流路７４と流れ、冷媒排出口２２から排出される。その結果、冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との間に、第１冷媒空間２６の幅狭流路７５、第２冷媒空間２７の幅広流路７４、中間プレート２８の第１連通孔８１ａ、８１ｃ、及び第２連通孔８２ｂにより冷却媒体が流通する第１螺旋冷媒流路が第１流通経路として形成される。
【００７７】
同様に、冷媒導入口２１から第２冷媒空間２７に導入された冷媒は、図７（ａ）、（ｃ）において白色で示したように、幅広流路７４→第２連通孔８２ａ→幅狭流路７５→第１連通孔８１ｂ→幅広流路７４→第２連通孔８２ｃ→幅狭流路７５と流れ、冷媒排出口２２から排出される。その結果、冷媒導入口２１と冷媒排出口２２との間に、第１冷媒空間２６の幅狭流路７５、第２冷媒空間２７の幅広流路７４、中間プレート２８の第１連通孔８１ｂ、及び第２連通孔８２ａ、８２ｃにより冷却媒体が流通する第２螺旋冷媒流路が第２流通経路として形成される。
【００７８】
第１傾斜フィン８０ａの間隔は第２傾斜フィン８０ｂの間隔よりも小さく形成されている。具体的に第１冷媒空間２６内の冷却媒体の流通方向と直交する方向における第１傾斜フィン８０ａ間の長さはＬ３であり、第２冷媒空間２７内の冷却媒体の流通方向と直交する方向における第２傾斜フィン８０ｂ間の長さはＬ４である。ここで、Ｌ３の長さがＬ４の長さより短く（Ｌ３＜Ｌ４）となるように第１及び第２傾斜フィン８０ａ、８０ｂが配置されている。また、図６に示すように、中間プレート２８から第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂまでの距離は同一である。そのため、冷却媒体の流通方向と直交する方向の幅狭流路７５の断面積（Ｓ３）は、幅広流路７４の断面積（Ｓ４）より小さくなる（Ｓ３＜Ｓ４）。
【００７９】
また、発熱量の大きい第２及び第３半導体モジュール３ｂ、３ｃは第１冷媒空間２６の幅狭流路７５に対向した第１及び第２冷却面２３ａ、２３ｂに配置されている。また、発熱量の小さい第１及び第４半導体モジュール３ａ、３ｄは第２冷媒空間２７の幅広流路７４に対向した第３及び第４冷却面２３ｃ、２３ｄに配置されている。
【００８０】
なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。
【００８１】
次に、実施例３の作用効果について説明する。
【００８２】
第１流通経路である第１螺旋冷媒流路を流れる冷却媒体は、幅狭流路７５では流速が相対的に速くなり、幅広流路７４では流速が相対的に遅くなる。同様に、第２流通経路である第２螺旋冷媒流路を流れる冷却媒体も、幅狭流路７５では流速が相対的に速くなり、幅広流路７４では流速が相対的に遅くなる。ここで、第１螺旋冷媒流路及び第２螺旋冷媒流路では冷媒導入口２１から導入された冷却媒体は共に幅狭流路７５を２回、幅広流路７４を２回通過して冷媒排出口２２から排出される。そのため、第１螺旋冷媒流路及び第２螺旋冷媒流路の冷媒流通方向の長さ（冷媒長）は同一である。また、冷却媒体の流通方向と直交する方向における幅狭流路７５の断面積は全て同じである。また、冷却媒体の流通方向と直交する方向における幅広流路７４の断面積は全て同じである。そのため、第１螺旋冷媒流路の通水抵抗と、第２螺旋冷媒流路の通水抵抗は同一となる。従って、第１螺旋冷媒流路及び第２螺旋冷媒流路に流入する冷却媒体の流量は同一である。
【００８３】
そのため、第１螺旋冷媒流路及び第２螺旋冷媒流路に流入する冷却媒体の流量を変化させずに、第１螺旋冷媒流路及び第２螺旋冷媒流路内において冷却媒体に異なる流速を持たせることができる。
【００８４】
その結果、流速の速い第１冷媒空間２６の幅狭流路７５に対向した第１及び第２冷却面２３ａ、２３ｂでは冷却性能が大きくなる。そのため、発熱量の大きい第２及び第３半導体モジュール３ｂ、３ｃが高い冷却性能で効率的に冷却される。その一方で、流速の遅い第２冷媒空間２７の幅広流路７４に対向した第３及び第４冷却面２３ｃ、２３ｄでは冷却性能が小さくなる。そのため、発熱量の小さい第１及び第４半導体モジュール３ａ、３ｄが低い冷却性能で効率的に冷却される。
【００８５】
従って、第１螺旋冷媒流路及び第２螺旋冷媒流路の通水抵抗を同一にした状態で第１螺旋冷媒流路内及び第２螺旋冷媒流路内の冷却媒体の流速を変化させることによって、冷却性能の調整を適切に行うことができる。よって、冷却管２に発熱量が異なる第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄが配置された場合であっても、無駄な通水抵抗の増加なく、冷却管２の冷却性能を調整することができる。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されることはなく、本発明の技術的範囲に存在する限り、以下のように変形させてもよい。
【００８７】
・実施例１及び実施例２において、第１及び第２ストレートフィン２９ａ、２９ｂと第１及び第２傾斜フィン８０ａ、８０ｂは中間プレート２８にろう付け接合されているが、中間プレート２８と外殻プレート２４ａ、２４ｂとのいずれか一方又は双方にろう付け接合されてもよい。
【００８８】
・実施例１及び実施例２において、第１及び第２冷媒空間２６、２７は冷却管２の長手方向に対して断面積が異なる２種類の分割流路が形成されているが、３種類以上の分割流路を形成してもよい。
【００８９】
・実施例１及び実施例２において、中間プレート２８を介在させて第１空間側幅狭区域７１と第２空間側幅狭区域７３を対向して配置してもよい。また、中間プレート２８を介在させて第１空間側幅広区域７０と第２空間側幅広区域７２を対向して配置してもよい。
【００９０】
・上記実施例３において、第１及び第２傾斜フィン８０ａ、８０ｂは冷却管２の長手方向に対して４５°傾斜して配置されているがこの角度に限定しない。
【００９１】
・実施例３において、第１及び第２傾斜フィン８０ａ、８０ｂは中間プレート２８から第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂに向かって突出して形成されているが、第１及び第２外殻プレート２４ａ、２４ｂから中間プレート２８に向かって突出して形成してもよい。
【００９２】
・上記実施例において、第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄを冷却管２の一方の冷却面に対して２個配置しているが、２個以上配置してもよい。また、第１〜第４半導体モジュール３ａ〜３ｄについて第１〜第４ＩＧＢＴ３１ａ〜３１ｄと第１〜第４フライホイールダイオード３２ａ〜３２ｄを冷却管２の長手方向に対して直交する方向に配置しているが、冷却管２の長手方向に対して配置してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１  半導体冷却器
２  冷却管
２１  冷媒導入口
２２  冷媒排出口
２３、２３ａ〜２３ｄ  第１〜第４冷却面
２４ａ  第１外殻プレート
２４ｂ  第２外殻プレート
２６  第１冷媒空間
２７  第２冷媒空間
２８  中間プレート
２９ａ  第１ストレートフィン
２９ｂ  第２ストレートフィン
３、３ａ〜３ｄ  第１〜第４半導体モジュール
７０  第１空間側幅広区域
７１  第１空間側幅狭区域
７２  第２空間側幅広区域
７３  第２空間側幅狭区域
７４  幅広流路
７５  幅狭流路
８０ａ  第１傾斜フィン
８０ｂ  第２傾斜フィン
８１ａ〜８１ｄ  第１連通孔
８２ａ〜８２ｄ  第２連通孔
【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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