(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に取り付けた状態で冷媒を流して用いる冷却器であり、
少なくとも、発熱体と流路を隔てる外壁を形成する第１部材と、その流路の発熱体と反対側を閉じる外壁を形成する第２部材を備えており、
部材群を重ね合わせることによって内部に主流路と副流路と連通路が形成されており、
主流路は、冷媒の流動方向に直交する幅が発熱体の幅よりも広く、
副流路は、主流路の幅を画定する隔壁によって主流路から隔てられた状態で、主流路の幅方向の側方を前記流動方向と平行に伸びており、
連通路は、主流路の長さ方向の一部において、隔壁を幅方向に貫通して主流路と副流路を連通しており、
前記隔壁が、前記第１部材及び／又は第２部材で形成されていることを特徴とする冷却器。
【請求項２】
第１部材は、平坦な板であり、
第２部材は、突条を有しており、
その第２部材の突条の先端を第１部材に密着することによって隔壁が形成され、内部に主流路と副流路と連通路が形成されていることを特徴とする請求項１の冷却器。
【請求項３】
第１部材と第２部材は、同一形状であり、
第１部材と第２部材の一方を反転した姿勢で他方に密着させることによって内部に主流路と副流路と連通路が形成されていることを特徴とする請求項１の冷却器。
【請求項４】
第１部材および／または第２部材が、プレス成形されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの冷却器。
【請求項５】
部材群が重ね合った状態でロウ付けされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの冷却器。
【請求項６】
主流路と副流路を隔てる隔壁の主流路に接する面と副流路に接する面の間に溝が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかの冷却器。
【請求項７】
前記溝が、冷却器を貫通していることを特徴とする請求項６の冷却器。
【請求項８】
主流路と副流路を隔てる隔壁の厚みが、発熱体と主流路を隔てる外壁の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１から７のいずれかの冷却器。
【請求項９】
第１部材は発熱体を取り付ける凹部を備えており、連通路の発熱体側を画定する壁の高さよりも、主流路の発熱体側を画定する壁の高さが低いことを特徴とする請求項１から８のいずれかの冷却器。
【請求項１０】
連通路から主流路に進入した冷媒に含まれる気泡を隔壁に向けて誘導する気泡誘導板が形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかの冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体に取り付けた状態で用い、冷媒を流すことによって発熱体を冷却する冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の局面で冷却器が必要とされている。例えば、パワーモジュールで制御する電力は大電力化しており、パワーモジュールに用いる半導体装置の発熱量が増大している。そこで、その半導体装置を効率的に冷却する冷却器が必要とされている。
特許文献１に、半導体装置等の発熱体に取り付けた状態で冷媒を流すことによって、発熱体を冷却する冷却器が開示されている。この冷却器は、内部に主流路を備えており、その主流路を水等の冷媒が流れる。発熱体は、外壁を介して主流路に接しており、発熱体は主流路を流れる冷媒によって冷却される。
【０００３】
主流路を流れる冷媒は、発熱体を冷却することによって加熱される。従って、主流路の下流に至るほど、発熱体を冷却する能力が低下してしまう。そこで、主流路とは別に副流路を設け、主流路を流れる冷媒が加熱されて冷却能力が低下する位置で、副流路から主流路に冷媒を供給する。すると、主流路を流れる冷媒の温度が低下し、冷却能力が回復される。
【０００４】
上記の冷却器が意図したように機能するためには、副流路を流れる冷媒が副流路を流れるうちに加熱されないようにする必要がある。そこで、特許文献１の技術では、主流路を挟んで発熱体と反対側に副流路を形成している。即ち、発熱体の方向からみると、発熱体、発熱体と主流路を分離する外壁、主流路、主流路と副流路を分離する隔壁、副流路、副流路の主流路と反対側を閉じる外壁の順序で積層された構造を備えている。また、特許文献１には、主流路に沿って副流路を形成し、主流路と連通路を管状の連通路でつないでいる技術も開示されている。管状の連通路は、主流路を横断するように設けられている。管状の連通路には、複数の開口が設けられている。副流路から連通路に流れ込んだ冷却水は、その開口から主流路に供給される。さらに、特許文献１に記載の冷却器は、発熱体と主流路を分離する外壁を熱伝導率の高い材質で形成し、主流と副流路を分離する隔壁を熱伝導率の低い材質で形成している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の冷却器は、発熱体と主流路を分離する外壁、主流路、隔壁、副流路、副流路を閉じる外壁の積層構造を備えており、複雑であり、製作しづらい。また、主流路の両側に副流路を設けていても、主流路内に管状の連通路を形成しており、製作しづらい。しかも、発熱体と主流路を分離する外壁は熱伝導率の高い材質で形成する一方、隔壁については熱伝導率の低い材質で形成する必要があり、これもまた冷却器の製作を困難としている。
【０００７】
本発明では、性能が高くて製作しやすい冷却器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の冷却器は、発熱体に取り付けた状態で用い、冷媒を流すことによって発熱体を冷却する。本発明の冷却器は、発熱体と流路を隔てる外壁を形成する第１部材と、その流路の発熱体と反対側を閉じる外壁を形成する第２部材を備えている。第1部材と第２部材だけで冷却器が構成されていてもよいが、第１部材と第２部材の間に、第３・第４部材等が介在するものであってもよい。本発明の冷却器は、部材群を重ね合わせることによって内部に主流路と副流路と連通路が形成されている。
主流路の流動方向に直交する幅は、発熱体の幅よりも広い。副流路は、主流路の幅を画定する隔壁によって主流路から隔てられた状態で、主流路の幅方向の側方を主流路の流動方向と平行に伸びている。連通路は、主流路の長さ方向の一部において、隔壁を幅方向に貫通して主流路と副流路を連通している。
【０００９】
上記の構成を有すると、主流路と副流路と連通路が、実質的に同一層内に形成される。冷媒が流れるすべての流路が、発熱体を配置する側の外壁を構成する第１部材と、発熱体を配置しない側の外壁を構成する第２部材を重ね合わせて固定するだけで完成する。必要に応じて、第３・第４部材等を介在させてもよいが、いずれにせよ、第１部材と第２部材を重ね合わせて固定することによって、冷却器が完成する。本発明の冷却器は、製作しやすい。
本発明の冷却器では、副流路が主流路の側方に位置する。このような位置関係で流路を設けると、副流路と主流路が向かい合う範囲が狭くなる。副流路と主流路が向かい合う範囲が狭ければ、両者間の熱交換が抑制され、副流路を流れる冷媒が加熱されづらい。副流路を流れる冷媒の温度が、低温に維持される。主流路には、連通路から副流路を流れてきた低温の冷媒が供給される。その結果、主流路を流れる冷媒の温度が低下し、冷却能力が回復する。
主流路と副流路は平行に伸びている。冷媒の流動方向は同一方向であってもよいし、反対方向であってもよい。流動方向が反対方向であると、主流路の下流ほど副流路の上流となることから、主流路を流れる冷媒の長さ方向の温度変化を小さく抑えやすい。
【００１０】
本発明の好ましい態様では、隔壁が、前記第１部材及び／又は第２部材で形成されている。
隔壁が第１部材及び／又は第２部材に形成されていると、隔壁を設けるために別に部材を設ける必要が無い。本冷却器の構成によれば、低コストでしかも簡単に製作することができる。  
【００１１】
本発明の１つの好ましい態様では、第１部材を平坦な板とし、第２部材に突条を形成する。その場合、第２部材の突条の先端を第１部材に密着することによって、隔壁を形成し、内部に主流路と副流路と連通路を形成する。
上記の冷却器では、第１部材の加工に手間がかからない。冷却器の製作コストを削減することができる。本構成の冷却器は、発熱体の冷却能力がよいのに加え、低コストで製作できる。
【００１２】
本発明の他の１つの好ましい態様では、第１部材と第２部材を共通化する。すなわち、同一形状に形成された部材を第１部材と第２部材に用いる。この場合、第１部材と第２部材の一方を反転した姿勢で他方に密着させることによって、内部に主流路と副流路と連通路を形成することができる。
第１部材と第２部材を共通化すると、部品種類数を削減でき、生産設備の種類を削減でできる。本構成の冷却器は、発熱体の冷却能力がよいのに加え、低コストで製作できる。
【００１３】
本発明の冷却器では、第１部材および／または第２部材が、プレス成形されていることが好ましい。
一般的にプレス成形に使用する板材は、内部に巣等の欠陥がない。このためプレス成形によって得られた部材は、ダイカスト成形ダイカスト成形で得られた部材よりも熱伝導率が高い。流路を画定する壁の表面に細かい凹凸があると、冷媒の流れに乱れが生じる。冷媒の流れに乱れが生じると、こまかな泡が生じ、冷却能力が悪くなる。表面が滑らかな板材をプレス成形して冷却器を製作すると、流路を画定する壁の表面を滑らかに仕上げることができる。プレス成形で得られた部材を用いると巣等の欠陥が無く、冷媒の漏れ出しも生じにくい。プレス成形によると、良質な部品を安価に製造することができる。
プレス成形した部材を用いて冷却器を製作すると、冷却能力に優れた冷却器を低コストで製作できる。
【００１４】
本発明の冷却器は、部材群を重ね合せた状態でロウ付けすることによって製作することができる。複数の部材が強固に接合された冷却器を簡単に得ることができる。
【００１５】
本発明の冷却器では、主流路と副流路を隔てる隔壁の主流路に接する面と副流路に接する面の間に溝が形成されていることが好ましい。冷却器を構成する材料は、発熱体からの熱を冷媒に伝えるために伝熱性の高い材料が採用される。主流路に接する面と副流路に接する面の間に溝が形成されていると、その間の断熱性が向上する。
このような構成を有すると、主流路を流れる冷媒が加熱されても、副流路を流れる冷媒は加熱されづらい。主流路を流れるうちに加熱された冷媒に、副流路から冷たい冷媒を供給することができる。
なお「溝」は、隔壁の一部に空間が形成されるように設けられていればよい。主流路と副流路を分離する隔壁に沿って連続的に形成されていてもよいし、断続的に形成されていてもよい。溝底の有無には限定されない。また隔壁内にトンネル状に形成された溝もここで言う「溝」に含まれる。
【００１６】
隔壁に溝を有する場合、その溝が冷却器を貫通していることが特に好ましい。隔壁に形成される溝が貫通していると、その溝が主流路と副流路の熱交換を不活発にする他、冷却機能をもたらす。副流路の冷媒が確実に低温に保たれ、冷却能力の高い冷却器を得ることができる。
【００１７】
本発明の冷却器において、主流路と副流路を隔てる隔壁の厚みが、発熱体と主流路を隔てる外壁の厚みよりも厚く形成されていると好ましい。
上記の構成を有すると、発熱体と主流路の熱交換は活発な一方、主流路と副流路の熱交換は不活発となる。主流路を流れる冷媒が温度上昇しても、副流路の冷媒は低温に維持される。結果、副流路を流れる冷媒は低温に保たれ、冷却能力の高い冷却器を得ることができる。
【００１８】
第１部材が発熱体を取り付ける凹部を備えており、連通路の発熱体側を画定する壁の高さよりも主流路の発熱体側を画定する壁の高さが低いことが好ましい。
冷却器を流通している冷媒は、気泡が生じる。特に、沸点近くの冷媒を流して沸騰冷却する場合には、発熱体の熱によって冷媒が沸騰する。沸騰した冷媒には、冷媒の気化による気泡が生じる。また、連通路から主流路に冷媒を供給するときに、連通路から気泡が入り込むおそれがある。発熱体を冷却する冷媒に気泡が含まれると、気泡の断熱作用により冷却器の冷却能力が悪くなる。
上記構成を備えていると、簡単にいうと、主流路の天井が低くて連通路側の天井が高い関係が得られ、冷媒内で発生した気泡は、転用が高い連通路側に自然と集まる。また連通路から主流路に供給される冷媒に気泡が混入していても、気泡は天井が低い主流路内に移動しづらい。さらに連通路から流れ込む低温の冷媒により、集まった気泡が冷やされて気泡の温度が沸点よりも低くなれば、気泡は消滅する。主流路の側縁方向に気泡が寄ることで、発熱体を冷却する主流路の中央領域では気泡が疎な状態が保たれる。本構成によれば、冷媒の気泡による冷却能力の低下が抑制される。
【００１９】
また、冷却器の主流路に、連通路から主流路に進入した冷媒に含まれる気泡を隔壁に向けて誘導する気泡誘導板が形成されていると好ましい。
気泡誘導板が形成されることで、連通路から主流路に気泡が侵入しても、主流路の発熱体を冷やす領域まで入り込まない。発熱体の熱で冷媒の温度が沸点を超えると、冷媒の気化による気泡が生じる。主流路内で発生した気泡も気泡誘導板により主流路の側方に寄せられる。また、連通路から主流路に冷媒を供給するときに、連通路から気泡が入り込むおそれがある。連通路から浸入する気泡が気泡誘導板で中央領域まで侵入することが抑制される。発熱体を冷却する主流路の中央領域では気泡が疎な状態が保たれる。本構成によれば、冷媒の気泡による冷却能力の低下が抑制される。
なお、気泡誘導板が備えられる部材は限定されない。気泡誘導板は、第１部材に備えられてもよいし、第２部材に備えられてもよいし、第１部材と第２部材の両方に備えられてもよい。あるいは第３・第４の部材に形成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に示す実施例の特徴を最初に列記する。
（形態１）冷却器は、パワーモジュールを冷却する。
（形態２）冷却器の冷媒は水であり、冷却水の温度は、沸点付近である。
（形態３）冷却器は、ダイカスト成形法で成形された２部材から構成されている。
（形態４）冷却器は、プレス成形法で成形された２部材から構成されている。
（形態５）冷却器は、プレス成形法で形成された４部材から構成されている。
（形態６）冷却器を構成する部材は、同一の材料で構成されている。
（形態７）１つの主流路に、両サイドに位置する２つの副流路から冷媒が供給される。
（形態８）副流路は直線状に設けられており、主流路も直線上に設けられており、主流路と副流路は略平行に設けられている。
（形態９）冷却器は、平行に伸びる複数の主流路を有しており、複数のパワーモジュールを冷却する。
（形態１０）形態８において、隣接する主流路の間を副流露が伸びている。
（形態１１）主流路の冷媒注入口と副流路の冷媒注入口は別々に設けられており、主流路の冷媒排出管と副流路の冷媒排出管も別々に設けられている。
（形態１２）副流路を冷媒の流れる向きと、主流路を冷媒の流れる向きが反対である。
（形態１３）主流路と副流路は上流部と下流部で合流しており、冷媒注入口と冷媒排出管が共通化されている。
【実施例】
【００２１】
＜第１実施例＞
本実施例の冷却器１０を、図１〜４を参照して説明する。冷却器１０は、パワーモジュール（発熱体の実施例）１００を冷却するためのものであり、上面と下面が広い扁平形状である。パワーモジュール１００は、冷却器１０の上面にパワーモジュール１００の下面が密着するように取り付けられる。冷却器１０は、内部に冷媒を通すことによって、パワーモジュール１００を冷却する。冷却器１０の主流路３０を流れる冷媒は、沸点近くに設定された水である。冷媒がパワーモジュール１００の熱を吸収するとき、冷媒は沸騰する。水やその他の液体は、沸騰するための熱（沸騰熱）を他の媒体から吸収する。パワーモジュール１００の冷却に沸点近くの冷媒を用いると、パワーモジュール１００から熱をよく吸収する。
図１は冷却器１０の部分平面図である。図１に示すように、冷却器１０の内部に、主流路３０と、副流路２０Ｒ、２０Ｌと、連通路４０が形成されている。図１では、パワーモジュール１００の設置部位を仮想線で示している。図１に示すように、主流路３０の冷媒の流動方向に直交する幅Ｗ１は、パワーモジュール１００の幅Ｗ２よりも広い。パワーモジュール１００は、下面の全域が主流路３０の上部に位置するように設置される。なお、図１において、紙面の手前側が冷却器１０の上部であり、紙面の奥側が冷却器１０の下部である。
【００２２】
図１に示すように、冷却器１０の内部に、副流路２０Ｌと主流路３０と副流路２０Ｒの順で幅方向に横並びの状態で設けられている。副流路２０Ｒ、２０Ｌは、主流路３０の両側に沿って設けられている。冷却器１０は、主流路３０を中心に左右対称の構造である。副流路２０Ｒ、２０Ｌと主流路３０の間には連通路４０が設けられている。連通路４０は、主流路３０の長さ方向に断続的に設けられている。
図１に示す矢印は、冷媒が流れる方向を示している。主流路３０に流れる冷媒は、主流路３０の一方の端部に設けられた主流路用冷媒供給管７６から供給され、他方の端部に設けられた主流路用冷媒排出管（図示しない）から排出される。主流路３０に流れる冷媒は、前記したように沸点近くの水である。パワーモジュール１００を冷やすとき、冷媒は沸騰する。
副流路２０Ｒ、２０Ｌに流れる冷媒は、主流路用冷媒排出管側の端部にある副流路用冷媒供給管（図示しない）から供給され、主流路用冷媒供給管７６側の端部にある副流路用冷媒排出管６０側から排出される。副流路２０Ｒ、２０Ｌには、主流路３０と同程度の温度の冷媒か主流路３０に流れる冷媒よりも低温の冷媒が供給される。副流路用冷媒排出管６０は、省略することができる。副流路用冷媒排出管６０を省略する場合、副流路２０Ｒ、２０Ｌに供給された冷媒はすべて主流路３０に流れ込む。このとき、冷却器１０を流れる冷媒は、主流路用冷却排出管からすべて排出される。図１の矢印が示すように、副流路２０Ｒ、２０Ｌを冷媒が流れる向きと、主流路３０を冷媒が流れる向きは反対である。
連通路４０では、副流路２０Ｒ、２０Ｌの冷媒が主流路３０に向けて流れる。主流路３０の下流側では副流路２０Ｒ、２０Ｌの上流側の冷媒が供給され、主流路３０の上流側では副流路２０Ｒ、２０Ｌの下流側の冷媒が供給される。主流路３０を流れる冷媒は、パワーモジュール１００を冷却することによって加熱される。主流路３０に流れる冷媒は、前記したように沸点近くの水である。パワーモジュール１００から熱を吸収することで、主流路３０に流れる冷媒（水）は沸騰する。冷媒の沸騰により気泡が発生すると、気泡による断熱作用が働き、パワーモジュール１００を冷却する能力が低下するバーンアウト現象が生じやすくなる。バーンアウト現象とは、熱伝達のよい沸騰から沸騰による気泡の発生で熱伝達が悪くなるために発熱体の温度が急上昇する現象である。本冷却器１０は、連通路４０を通じて主流路３０に低温な冷媒が供給されるので、主流路３０内で沸騰により発生した気泡は、液化される。結果、主流路３０内の気泡は消滅し、バーンアウト現象が抑制される。主流路３０の下流側に、副流路２０Ｒ、２０Ｌから低温の冷媒が供給されることで、主流路３０の下流側を流れる冷媒の温度が下がる。その結果、主流路３０を流れる冷媒が過熱されて主流路３０の下流側に配置されているパワーモジュール１００の冷却効率が低下することが抑制される。
【００２３】
冷却器１０の詳細な構成について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、冷却器１０の分解斜視図である。図３は、図１のIII−III線断面図である。図３では、連通路４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図４は、図１のIV−IV線断面図である。図４では、連通路４０が設けられた領域の断面形状を示す。
図２〜４に示すように、冷却器１０は、上壁部材１２（第１部材の実施例）と下壁部材（第２部材の実施例）１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材１２と下壁部材１４は同一材質で同一形状であり、同じものである。上壁部材１２と下壁部材１４は、同じ金型を用いてダイカスト成形されている。上壁部材１２と下壁部材１４の一方の面には、主流路用の溝３２、３４と、副流路用の溝２２、２４と、連通路用の溝４２、４４が設けられている。主流路用の溝３２、３４と、副流路用の溝２２、２４の端部には、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される。（図２では主流路用冷媒供給管７６と副流路用冷媒排出管６０が示されている。）このため、上壁部材１２と下板１３の端縁には、配管用の溝部６２、６４、７７、７８が設けられている。
冷却器１０は、上壁部材１２と下壁部材１４が同一の材料（例えば、銅や銅合金やアルミニウムやアルミニウム合金）で構成されている。これらを重ね合わせて接合面１５をロウ付けするだけで極めて簡単に製作することができる。それぞれの流路に冷媒を供給する供給管（図２では主流路用冷媒供給管７６が示されている）や排出管（図２では副流路用冷媒排出管６０が示されている）は、上壁部材１２と下壁部材１４を固定した後に、圧入法やねじ込み法やロウ付けなどで固定してもよいし、上壁部材１２と下壁部材１４を同時に固定してもよい。
【００２４】
冷却器１０の場合、パワーモジュール１００を配置する領域の上壁部材１２の厚さよりも、主流路３０と副流路２０Ｒ、２０Ｌを隔てる隔壁４６、４８の壁厚のほうが肉厚である。例えば上壁部材１２の主流路３０の上壁を構成する領域の厚みが２ｍｍ〜１０ｍｍであるの対し、隔壁４６、４８の厚みは１０ｍｍ以上（例えば２０ｍｍ）である。隔壁４６、４８が肉厚であれば、副流路２０Ｒ、２０Ｌを流れる冷媒にパワーモジュール１００の熱が伝播しにくい。このような肉厚の隔壁４６、４８を有すると、副流路２０Ｒ、２０Ｌに流れる冷媒の温度が上昇しづらくなる。副流路２０Ｒ、２０Ｌから主流路３０に供給する冷媒の温度が低温に保たれる。その結果、主流路３０の冷媒も低温に保たれ、主流路３０内で沸騰により発生した気泡を効果的に液化し、除去することができる。主流路３０内の冷媒の沸騰による気泡が消滅するので、冷却器１０内でバーンアウト現象が生じにくくなる。結果、本冷却器１０は、パワーモジュール１００をよく冷却することができる。
【００２５】
＜第２実施例＞
図５、図６を用いて、本実施例の冷却器１１０について説明する。なお、上記第１実施例と重複する説明は省略する。
図５は、冷却器１１０の連通路１４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図６は、冷却器１１０の連通路１４０が設けられた領域の断面形状を示す。図６において、連通路１４０部分に記した矢印は、副流路１２０から主流路１３０に向かう冷媒の流れ方向を示している。
【００２６】
図５、６に示すように、冷却器１１０は、主流路１３０と、一対の副流路１２０と、連通路１４０を備える。一対の副流路１２０は、主流路１３０の両側に設けられている。主流路１３０と、一対の副流路１２０と、連通路１４０は、一つの層内に収まるように幅方向に横並びの状態で設けられている。図６に示すように、冷却器１１０は、連通路１４０が上壁部材１１２側に沿うように設けられている。冷却器１１０は、上壁部材１１２と下壁部材１１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材１１２は平坦な板材である。上壁部材１１２には、突条や溝部が形成されていない。下壁部材１１４の一方の面には、主流路用の溝１３２と、一対の副流路用の一対の溝１２２と、連通路用の溝１４２と、一対の隔壁１４８用の一対の突条が設けられている。下壁部材１１４は、ダイカスト成形によって得られる。肉厚の圧延材を切削加工して製造してもよいが、一般的に量産の場合は、ダイカスト成形で製作するほうが製造コストが安くなる。主流路用の溝１３２と、一対の副流路用の溝１２２の端部には、図示はしないが、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される。
冷却器１１０も、扁平な板材である上壁部材１１２と下壁部材１１４と配管を重ね合わせて接合面１１５をロウ付けするだけでよく、極めて簡単に製作することができる。
【００２７】
冷却器１１０では、パワーモジュールを配置する領域の上壁部材１１２の厚さよりも、主流路１３０と副流路１２０を離隔する隔壁１４８の壁厚のほうが肉厚である。隔壁１４８が肉厚であれば、副流路１２０を流れる冷媒にパワーモジュールの熱が伝播しにくい。このような肉厚の隔壁１４８を有すると副流路１２０に流れる冷媒の温度が上昇しづらくなる。主流路１３０には、副流路１２０の低温の冷媒が供給される。その結果、主流路１３０内で沸騰により発生した気泡は、効果的に液化されて消滅する。主流路１３０内の冷媒の沸騰による気泡が消滅するので、冷却器１１０内でバーンアウト現象が生じにくくなる。結果、本冷却器１１０は、パワーモジュール１００をよく冷却することができる。
【００２８】
＜第３実施例＞
図７〜９を用いて、本実施例の冷却器２１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図７は、冷却器２１０の部分平面図を示す。図７に示すように、冷却器２１０の内部に、主流路２３０と、一対の副流路２２０と、連通路２４０を備える。
なお、図７において、紙面の手前側が冷却器２１０の上部であり、紙面の奥側が冷却器２１０の下部である。図８は、図７のVIII−VIII線断面図である。図８は、連通路１４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図９は、図１のIX−IX線断面図である。図９は、連通路２４０が設けられた領域の断面形状を示す。図９において、連通路２４０部分に記した矢印は、副流路２２０から主流路２３０に向かう冷媒の流れ方向を示している。
【００２９】
図７〜９に示すように、冷却器２１０は、主流路２３０と、一対の副流路２２０と、連通路２４０を備える。副流路２２０は主流路２３０の両側に沿って２本設けられている。主流路２３０と副流路２２０と連通路２４０は一つの層内に収まるように横並びの状態で設けられている。冷却器２１０は、上壁部材２１２と下壁部材２１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材２１２と下壁部材２１４のそれぞれ一方の面には、主流路用の溝２３２、２３４と、一対の副流路用の一対の溝２２２、２２４と、連通路用の溝２４２、２４４が設けられている。上壁部材２１２と下壁部材２１４は上下対称である。上壁部材２１２と下壁部材２１４は、共通の金型を用いたダイカスト成形によって得られる。主流路２３０と、一対の副流路２２０の端部には、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と、冷媒を排出する排出管が配管される。図７には、主流路２３０に冷媒を供給する主流路用冷媒供給管２７６と、副流路２２０から冷媒を排出する副流路用冷媒排出管２６０が図示されている。
冷却器２１０は、上壁部材２１２と下壁部材２１４が同一の材料で構成されている。冷却器２１０は、これらを重ね合わせて接合面２１５をロウ付けするだけで極めて簡単に製作することができる。
【００３０】
冷却器２１０の主流路２３０と副流路２２０の隔壁２４６には、溝２４８、２４９、２５２、２５４が形成されている。溝２４８、２５２は上壁部材３１２の上面側から連続した状態で切り込まれている。溝２４９、２５４は下壁部材３１４の下面側から連続した状態で切り込まれている。溝２４８、２４９は連通路２４０が設けられていない領域に形成されている。溝２５２、２５４は、連通路２４０が設けられている領域に形成されている。溝２４８、２４９の深さは、溝２５２、２５４の深さよりも深いが、貫通しなければ同じ深さであってもよい。隔壁２４６に、溝２４８、２４９、２５２、２５４が形成されていると、主流路２３０と副流路２２０の断熱状態が良くなる。本実施例の冷却器２１０は、暖められた主流路２３０の冷媒の熱が副流路２２０の冷媒に極めて伝播しにくい。副流路２２０が低温に維持されることで、主流路２３０には、副流路２２０の低温の冷媒が供給される。その結果、主流路２３０内で沸騰により発生した気泡は、効果的に液化されて消滅する。主流路２３０内の冷媒の沸騰による気泡が消滅するので、冷却器２１０内でバーンアウト現象が生じにくくなる。結果、本冷却器２１０は、パワーモジュール１００をよく冷却することができる。冷却器２１０は優れた冷却能力を発揮する。
【００３１】
＜変形例１：隔壁に設けられる溝の形状の変形例＞
本変形例は、主流路３３０と一対の副流路３２０の間に形成されている一対の隔壁３４６に形成される溝３５６の形状が異なることを除けば、上記第３実施例の冷却器２１０と同様であるので、重複する説明は省略する。図１０は、連通路が設けられていない領域の断面を示す。
【００３２】
冷却器３１０の上壁部材３１２と下壁３１４は、上下対称の部材である。上壁部材３１２と下壁部材３１４は、接合面３１５を重ね合わせてロウ付けされている。主流路３３０と副流路３２０の隔壁３４６であり、連通路が設けられていない部分には、内部溝３５６が形成されている。内部溝３５６は、図１０の破線で示すように、冷却器３１０の上面と下面を貫通した貫通溝であってもよい。内部溝３５６が上下方向に貫通していると、主流路３３０と副流路３２０の断熱性がさらに向上する。図示はしないが、連通路が設けられている部分の隔壁には、第３実施例の冷却器２１０と同様に外側から溝が切られている。なお、連通路３４０が設けられている部分の熱伝播の影響が小さい場合には、連通路の外側に設ける溝は省略することができる。
本冷却器３１０は、主流路３３０の冷媒の熱は副流路３２０の冷媒に伝熱しづらい構造を有している。主流路３３０には、副流路３２０の低温の冷媒が供給される。主流路３３０内で沸騰により発生した気泡は、効果的に液化されて消滅する。主流路３３０内の冷媒の沸騰による気泡が消滅するので、冷却器３１０内でバーンアウト現象が生じにくくなる。結果、本冷却器３１０は、パワーモジュール１００をよく冷却することができる。
【００３３】
＜第４実施例＞
図１１、１２を用いて、本実施例の冷却器４１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図１１は、連通路４４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図１２は、連通路４４０が設けられた領域の断面形状を示す。
【００３４】
図１１、１２に示すように、冷却器４１０は、主流路４３０と一対の副流路４２０と連通路４４０を備える。一対の副流路４２０は、主流路４３０の両側に設けられている。主流路４３０と一対の副流路４２０と連通路４４０は、一つの層内に収まるように横並びの状態で設けられている。図１２に示すように、連通路４４０は上壁部材４１２側に沿うように設けられている。冷却器４１０は、上壁部材４１２と下壁部材４１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材４１２は平坦な板材である。上壁部材４１２には、突条や溝部が形成されていない。下壁部材４１４の一方の面には、主流路用の溝４３２と、一対の副流路用の一対の溝４２２と、連通路用の溝と、隔壁４４６用の突条４４６が設けられている。下壁部材４１４は、ダイカスト成形によって得られる。主流路用の溝４３２と、一対の副流路用の溝４２２の端部には、図示はしないが、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される。
冷却器４１０も、扁平な板材である上壁部材４１２と下壁部材４１４と配管を重ね合わせて接合面４１５をロウ付けするだけでよく、極めて簡単に製作することができる。
【００３５】
主流路４３０と副流路４２０を隔てる隔壁４４６には、溝４４８、４５０が設けられている。溝４４８、４５０は、下壁部材４１４の下面側から連続した状態で切り込まれている。溝４４８は連通路４４０が設けられていない領域に形成されている。溝４５０は、連通路４４０が設けられている領域に形成されている。溝４４８の深さは、溝４５０の深さよりも深くてもよいし、連通路４４０に貫通しなければ同じ深さであってもよい。隔壁４４６に溝４４８、４５０が形成されていると、主流路４３０と副流路４２０の断熱状態が良くなる。本実施例の冷却器４１０は、暖められた主流路４３０の冷媒の熱が副流路４２０の冷媒に極めて伝播しにくい。副流路４２０の冷媒は、低温に維持される。主流路４３０には、副流路４２０の低温の冷媒が供給される。その結果、主流路４３０内で沸騰により発生した気泡は、効果的に液化されて消滅する。主流路４３０内の冷媒の沸騰による気泡が消滅するので、冷却器４１０内でバーンアウト現象が生じにくくなる。結果、本冷却器４１０は、パワーモジュール１００をよく冷却することができる。
【００３６】
＜第５実施例＞
図１３、１４を用いて、本実施例の冷却器５１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図１３は、連通路５４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図１４は、連通路５４０が設けられた領域の断面形状を示す。
【００３７】
図１３、１４に示すように、冷却器５１０は、主流路５３０と一対の副流路５２０と連通路５４０を備える。一対の副流路５２０は、主流路５３０の両側に設けられている。主流路５３０と一対の副流路５２０と連通路５４０は、一つの層内に収まるように横並びの状態で設けられている。図１４に示すように、連通路５４０が上壁部材５１２側に沿うように設けられている。冷却器５１０は、上壁部材５１２と下壁部材５１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材５１２の主流路５３０の中央領域に窪み５１３が形成されている。上壁部材５１２には、明らかな突条や明らかな溝部が形成されていない。下壁部材５１４の一方の面には、主流路用の溝５３２と、一対の副流路用の一対の溝５２２と、連通路用の溝と、隔壁５４６用の突条５４６が設けられている。下壁部材５１４は、ダイカスト成形によって得られる。主流路用の溝５３２と、一対の副流路用の溝５２２の端部には、図示はしないが、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される。
冷却器５１０も、扁平な板材である上壁部材５１２と下壁部材５１４と配管を重ね合わせて接合面５１５をロウ付けするだけでよく、極めて簡単に製作することができる。
【００３８】
冷却器５１０において、主流路５３０と副流路５２０を分離する隔壁５４６には、溝５４８、５５０が設けられている。溝５４８、５５０は、下壁部材５１４の下面側から連続した状態で切り込まれている。溝５４８は連通路５４０が設けられていない領域に形成されている。溝５５０は、連通路５４０が設けられている領域に形成されている。溝５４８の深さは、溝５５０の深さよりも深くてもよいし、連通路５４０と貫通しなければ同じ深さでもよい。隔壁５４６に溝５４８、５５０が形成されていると、主流路５３０と副流路５２０の断熱状態が良くなる。冷却器５１０は、暖められた主流路５３０の冷媒の熱が、副流路５２０に極めて伝播しにくい。副流路５２０が低温に維持されることで、冷却器５１０は優れた冷却能力を発揮する。
【００３９】
冷却器５１０には、上壁部材５１２のパワーモジュールが配置される領域に窪み５１３が形成されている。主流路５３０の横断面形状を観察すると、中央部での天井よりも隔壁５４６側の天井が高い。冷媒の流通過程で形成された主流路５３０内の気泡は、図１３に示すように、隔壁側の隔壁側隅部５３５に寄せられる。気泡が隔壁側隅部５３５に集められると、パワーモジュールを主に冷却する窪み５１３部分に気泡が形成されにくくなる。冷却器５１０は、冷媒の沸騰によるバーンアウト現象の発生を避けることができる。冷却器５１０は気泡の形成による冷却能力の低下を抑制することができる。
【００４０】
さらに、図１４に示すように、本冷却器５１０では、連通路５４０が上部に形成されている。連通路５４０を通じて主流路５３０に供給される低温の冷媒は、隔壁側隅部５３５に寄せられた気泡に向けて導入されることになる。連通路５４０から導入される低温の冷媒の作用により、隔壁側隅部５３５に寄せられた気泡は冷却され、消滅する。副流路５２０から連通路５４０へ供給される低温の冷媒との混合が促進され、主流路５３０の沸騰気泡の消滅が効率的に行われる。冷却能力を下げる要因の一つである気泡が消滅することで冷却器の冷却能力の低下は抑制される。
【００４１】
＜第６実施例＞
図１５〜１７を用いて、本実施例の冷却器６１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図１５は、冷却器６１０の部分平面図を示す。図１５に示すように、冷却器６１０の内部に、主流路６３０と、一対の副流路６２０と、連通路６４０を備える。副流路６２０は主流路６３０の両側に沿って２本設けられている。
なお、図１５において、紙面の手前側が冷却器６１０の上部であり、紙面の奥側が冷却器６１０の下部である。図１６は、図１５のXVI−XVI線断面図である。図１６は、連通路６４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図１７は、図１５のXVII−XVII線断面図である。図１７は、連通路６４０が設けられた領域の断面形状を示す。図１７において、連通路６４０部分に記した矢印は、副流路６２０から主流路６３０に向かう冷媒の流れ方向を示している。
【００４２】
図１５〜１７に示すように、冷却器６１０は、主流路６３０と、一対の副流路６２０と、連通路６４０を備える。主流路６３０と副流路６２０と連通路６４０は一つの層内に収まるように横並びの状態で設けられている。冷却器６１０は、上壁部材６１２と下壁部材６１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材６１２と下壁部材６１４のそれぞれ一方の面には、主流路用の溝６３２、６３４と、一対の副流路用の一対の溝６２２、６２４と、連通路用の溝６４２、６４４が設けられている。上壁部材６１２と下壁部材６１４は上下対称である。上壁部材６１２と下壁部材６１４は、共通のプレス金型を用いたプレス成形によって極めて容易に得られる。主流路６３０と、副流路６２０の端部には、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される（図１５では、主流路用冷媒供給管６７６と副流路用冷媒排出管６６０が示されている。）。
冷却器６１０は、上壁部材６１２と下壁部材６１４が同一の材料で構成されている。冷却器６１０は、これらを重ね合わせて接合面６１５をロウ付けするだけで極めて簡単に製作することができる。
【００４３】
主流路６３０と副流路６２０の間には、溝６４８、６４９、６５２、６５４が形成されている。溝６４８、６５２は上壁部材６１２の上面側から連続した状態で形成されている。溝６４９、６５４連は下壁部材６１４の下面側から連続した状態で切り込まれている。溝６４８、６４９は連通路６４０が設けられていない領域に形成されている。溝６５２、６５４は、連通路６４０が設けられている領域に形成されている。溝６４８、６４９の深さは、溝６５２、６５４の深さよりも深い。隔壁６４６に溝６４８、６４９、６５２、６５４が形成されていると、主流路６３０と副流路６２０の断熱状態が良くなる。本実施例の冷却器６１０は、暖められた主流路６３０の冷媒の熱が、副流路６２０に極めて伝播しにくい。副流路６２０が低温に維持されることで、冷却器６１０は優れた冷却能力を発揮する。
【００４４】
＜第７実施例＞
図１８、１９を用いて、本実施例の冷却器７１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図１８は、冷却器７１０の連通路７４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図１９は、冷却器７１０の連通路７４０が設けられた領域の断面形状を示す。
【００４５】
図１８、１９に示すように、冷却器７１０は、冷媒が流通する流路として主流路７３０と、一対の副流路７２０と、連通路７４０を備える。一対の副流路７２０は、主流路７３０の両側に沿って２本設けられている。主流路７３０と副流路７２０と連通路７４０は一つの層内に収まるように横並びの状態で設けられている。図１８に示すように、連通路７４０は上壁部材７１２側に沿うように設けられている。冷却器７１０は、上壁部材７１２と下壁部材７１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材７１２は平坦な板材である。上壁部材７１２には、突条や溝部が形成されていない。下壁部材７１４の一方の面には、主流路用の溝７３２と、一対の副流路用の溝７２２と、連通路用の溝と隔壁用の突条７４６が設けられている。下壁部材７１４は、一枚の板材をプレス成形することで得られる。主流路用の溝７３２と、一対の副流路用の溝７２２の端部には、図示はしないが、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される。
冷却器７１０も、扁平な板材である上壁部材７１２と下壁部材７１４と配管を重ね合わせて接合面７１５をロウ付けするだけでよく、極めて簡単に製作することができる。
【００４６】
主流路７３０と副流路７２０を隔てる隔壁７４６には、溝７４８、７５０が設けられている。溝７４８、７５０は、下壁部材７１４の下面側から連続した状態で設けられている。溝７４８は連通路７４０が設けられていない領域に形成されている。溝７５０は、連通路７４０が設けられている領域に形成されている。溝７４８の深さは、溝７５０の深さよりも深い。隔壁７４６に溝７４８、７５０が形成されていると、主流路７３０と副流路７２０の断熱状態が良くなる。本実施例の冷却器７１０は、暖められた主流路７３０の冷媒の熱が、副流路７２０に極めて伝播しにくい。副流路７２０が低温に維持されることで、冷却器７１０は優れた冷却能力を発揮する。
【００４７】
＜第８実施例＞
図２０、２１を用いて、本実施例の冷却器８１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図２０は、連通路８４０が設けられていない領域の断面形状を示す。図２１は、連通路８４０が設けられた領域の断面形状を示す。
【００４８】
図２０、２１に示すように、冷却器８１０は、主流路８３０と副流路８２０と連通路８４０を備える。一対の副流路８２０は主流路８３０の両側に沿って２本設けられている。主流路８３０と一対の副流路８２０と連通路８４０は一つの層内に収まるように横並びの状態で設けられている。図２０に示すように、連通路８４０は上壁部材８１２側に沿うように設けられている。冷却器８１０は、上壁部材８１２と下壁部材８１４を重ね合わせて組み立てられる。上壁部材８１２は主流路８３０の中央領域に窪み８１３が形成されている板材である。上壁部材８１２には、明らかな突条や明らかな溝部が形成されていない。上壁部材８１２の窪み８１３は、プレス成形によって得られる。下壁部材８１４の一方の面には、主流路用の溝８３２と、副流路用の溝８２２と、連通路用の溝８４２と隔壁８４６用の突条が設けられている。下壁部材８１４は、プレス成形によって得られる。主流路用の溝８３２と、副流路用の溝８２２の端部には、図示はしないが、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される。
冷却器８１０も、上壁部材８１２と下壁部材８１４と配管を重ね合わせて接合面８１５をロウ付けするだけでよく、極めて簡単に製作することができる。
【００４９】
冷却器８１０において、主流路８３０と副流路８２０の隔壁８４６には、溝８４８、８５０が設けられている。溝８４８、８５０は、下壁部材８１４の下面側から連続した状態で切り込まれている。溝８４８は連通路８４０が設けられていない領域に形成されている。溝８５０は、連通路８４０が設けられている領域に形成されている。溝８４８の深さは、溝８５０の深さよりも深い。隔壁８４６に溝８４８、８５０が形成されていると、主流路８３０と副流路８２０の断熱状態が良くなる。冷却器８１０は、暖められた主流路８３０の冷媒の熱が、副流路８２０に極めて伝播しにくい。副流路８２０が低温に維持されることで、冷却器８１０は優れた冷却能力を発揮する。
【００５０】
冷却器８１０には、上壁部材８１２のパワーモジュールが配置される領域に窪み８１３が形成されている。主流路８３０の横断面形状を観察すると、中央部での天井よりも隔壁８４６側の天井が高い。冷媒の流通過程で形成された主流路８３０内の気泡は、図１３に示すように、隔壁８４６側の隔壁側隅部８３５に寄せられる。気泡が隔壁側隅部８３５に集められると、パワーモジュールを主に冷却する窪み８１３部分に気泡が形成されにくくなる。冷却器８１０は、冷媒の沸騰によるバーンアウト現象の発生を避けることができる。冷却器８１０は気泡の形成による冷却能力の低下を抑制することができる。
【００５１】
さらに、図２１に示すように、本冷却器８１０では、連通路８４０が上部に形成されている。連通路８４０を通じて主流路８３０に供給される低温の冷媒は、隔壁側隅部８３５に寄せられた気泡に向けて導入されることになる。連通路８４０から導入される低温の冷媒の作用により、隔壁側隅部８３５に寄せられた気泡は冷却され、消滅する。副流路８２０から連通路８４０へ供給される低温の冷媒との混合が促進され、主流路８３０の沸騰気泡の消滅が効率的に行われる。気泡が消滅することで冷却器の冷却能力の低下は抑制される。
【００５２】
＜第９実施例＞
図２２、２３を用いて、本実施例の冷却器９１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図２２は、冷却器９１０の部分平面図を示す。図２２に示すように、冷却器９１０の内部は、主流路９３０と、一対の副流路９２０と、連通路９４０を備える。一対の副流路９２０は主流路９３０の両側に沿って２本設けられている。図２２中に示された矢印は、冷却器９１０内を流通する冷媒の流れ方向を示している。
なお、図２２において、紙面の手前側が冷却器９１０の上部であり、紙面の奥側が冷却器９１０の下部である。図２３は、図２２のXXIII−XXIII線断面図である。図２３は、連通路９４０が設けられていない領域の断面形状を示す。
【００５３】
図２２、２３に示すように、冷却器９１０は、主流路９３０と一対の副流路９２０と連通路９４０を備える。主流路９３０と一対の副流路９２０と連通路９４０は、一つの層内に収まる横並びの状態で設けられている。冷却器９１０は、上壁部材９１２と下壁部材９１４を重ね合わせて組み立てられる。下壁部材９１４には、主流路用の溝９３２と、副流路用の一対の溝９２２と、連通路用の溝が設けられている。上壁部材９１２と下壁部材９１４は、プレス金型を用いたプレス成形によって極めて容易に得られる。主流路９３０と、副流路９２０の端部には、それぞれの流路に冷媒を供給する供給管と冷媒を排出する排出管が配管される（図２２では、主流路用冷媒供給管９７６と副流路用冷媒排出管９６０が示されている。）。
冷却器９１０は、上壁部材９１２と下壁部材９１４を重ね合わせて接合面９１５をロウ付けするだけで極めて簡単に製作することができる。
【００５４】
主流路９３０と副流路９２０の間で連通路９４０が設けられていない領域には、冷却器９１０の上壁部材９１２と下壁部材９１４を貫通する貫通溝９５４が形成されている。主流路９３０と副流路９２０の間で貫通溝９５４が形成されていると貫通溝９５４の孔の部分は伝熱しにくい。主流路９３０と副流路９２０の断熱状態はさらに良くなる。本実施例の冷却器９１０は、主流路９３０の冷媒の熱が、副流路９２０に極めて伝播しにくい。副流路９２０が低温に維持されることで、冷却器９１０は特に優れた冷却能力を発揮する。
【００５５】
＜第１０実施例＞
図２４〜図３０を用いて、本実施例の冷却器１０１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図２４は、冷却器１０１０の部分平面図を示す。図２４に示すように、冷却器１０１０の内部には冷媒が流通する流路として主流路１０３０と、一対の副流路１０２０と、連通路１０４０を備える。一対の副流路１０２０は、主流路１０３０の両側に沿って２本設けられている。冷却器１０１０は、主流路１０３０に冷媒を供給する主流路用冷媒供給管１０７６と、副流路に冷媒を供給する副流路用冷媒供給管１０６６が設けられている。主流路用冷媒供給管１０７６と副流路用冷媒供給管１０６６は、相対する端部に設けられている。また、冷却器１０１０は、主流路１０３０にのみに冷媒排出管１０７０が設けられており、副流路１０２０には冷媒排出管が設けられていない。副流路１０２０を流れる冷媒は、主流路１０３０にすべて流入する。主流路１０３０と副流路１０２０に流れる冷媒は、主流路１０３０に設けられた冷媒排出管１０７０から共通して排出される。図２４中に示された矢印は、冷却器１０１０内を流通する冷媒の流れ方向を示している。図２５は、図２４のXXV−XXV線断面図である。図２５は、連通路１０４０が設けられている領域の断面形状を示す。図２６は、図２４のXXVI−XXVI線断面図である。図２６は、連通路１０４０が設けられていない領域の断面形状を示す。
【００５６】
図２４〜図２６に示すように、冷却器１０１０は、冷媒が流通する流路として、主流路１０３０と一対の副流路１０２０と連通路１０４０を備える。主流路１０３０と一対の副流路１０２０と連通路１０４０は、一つの層内に収まる横並びの状態で設けられている。図２５、２６に示すように、冷却器１０１０は、上壁を構成する上壁板１０１２と、上側中板１０１４と、下側中板１０１６と、下壁を構成する下壁板１０１８の４枚の板材から構成されている。
各板材１０１２、１０１４、１０１６、１０１８は、圧延材をプレスカットして得られる。圧延材は、板材の厚みを薄くすることができる。その一方でダイカスト成形等の鋳造材から得られる板材は、厚みを薄くしづらい。厚みを薄くすることができる圧延材を用いると、パワーモジュールの熱が冷媒にすばやく伝播する。また、ダイカスト等の鋳造材は、圧延材よりも熱伝導率が低い。例えば、主材料としてアルミニウムを用いる場合、圧延材の熱伝導率は２３８Ｗ／ｍＫであるのに対し、ダイカスト材の熱伝導率は９０〜１５０Ｗ／ｍＫである。アルミニウムを圧延する場合、高純度のアルミニウムを用いることができる。その一方で、アルミニウムを鋳造する場合、アルミニウムにシリコン等の添加物をもちいる。鋳造材は、アルミニウムの純度が悪いため、熱伝導率が低くなる。冷却器は構成部材に、圧延材のプレス成形品を採用することで、冷却能力がさらに向上する。各板材１０１２、１０１４、１０１６、１０１８の詳しい形状については、後に説明する。
【００５７】
主流路１０３０と一対の副流路１０２０の間で連通路１０４０が設けられていない領域には、上壁を構成する上壁板１０１２と、上側中板１０１４と、下側中板１０１６と、下壁を構成する下壁板１０１８の４枚を貫通する貫通溝１０５４が形成されている。主流路１０３０と副流路１０２０の間に貫通溝１０５４が形成されていると、その貫通溝１０５４の孔の部分は熱交換が不活性な部分である。主流路１０３０と副流路１０２０の間は、断熱状態に優れる。主流路１０３０に供給される副流路１０２０の冷媒が低温に保たれるので、冷却器１０１０内を流れる全体の冷媒の温度上昇が抑制され、バーンアウト現象が抑制される。結果、冷却器１０１０の冷却能力は高くなる。
【００５８】
図２５に示すように、冷却器１０１０の連通路１０４０では、下側中板１０１６の平坦部１０５８と上側中板１０１４の平坦部１０５６が、連通路１０４０の段差を形成するように向かい合っている。これにより、連通路１０４０は、屈曲している。副流路１０２０内の気泡は、屈曲した連通路１０４０を通過しにくい。連通路１０４０が屈曲していると、副流路１０２０内の気泡が主流路１０３０内に導入されにくくなる。主流路１０３０内では、連通路１０４０からの気泡の導入が抑制される。主流路１０３０内における気泡の発生要素が減ることで、冷却器１０１０の冷却能力が上がる。また、後で説明するが、上側中板１０１４は、平坦部１０５６を有することで隔壁領域１０４６が分断されず製作しやすい。同様に、下側中板１０１６は、平坦部１０５８を有することで隔壁領域１０４８が分断されず製作しやすい。
【００５９】
次に、冷却器１０１０を構成する上壁板１０１２と、上側中板１０１４と、下側中板１０１６と、下壁板１０１８の各板材と冷却器１０１０の製作方法について、説明する。
図２７は、上壁板１０１２の部分平面図である。図２７に示すように、上壁板１０１２は、主流路１０３０と副流路１０２０の隔壁に沿った領域に断続的な貫通孔１０５４ａを有する。冷却器１０１０の隔壁に形成された貫通溝１０５４は、貫通孔１０５４ａと他の構成板の貫通孔１０５４ｂ、１０５４ｃ、１０５４ｄが重なり合うことで形成される。
【００６０】
図２８は、上側中板１０１４の部分平面図である。図２８に示すように、上側中板１０１４は、副流路用の孔１０２２と主流路用の孔１０３２と貫通孔１０５４ｂが設けられている。また、配管用の切り込みとして、主流路用冷媒供給管１０７６用の切り込み１０７７と、副流路用冷媒供給管１０６６用の切り込み１０６７と、冷媒排出管１０７０用の切り込み１０７１が設けられている。冷却器１０１０は、冷媒を排出する冷媒排出管１０７０が共通化されているため、副流路１０２０側には冷媒排出管用の切り込みが形成されていない。上側中板１０１４は、縁部が細かく切断されていないので、他の板材１０１２、１０１６、１０１８との位置決めが容易である。上側中板１０１４は、冷却器１０１０の隔壁１０４０を構成する隔壁領域１０４６を有する。貫通孔１０５４ｂは、隔壁領域１０４６に沿って断続的に形成される。冷却器１０１０の隔壁に形成された貫通溝１０５４は、貫通孔１０５４ｂと他の構成板の貫通孔１０５４ａ、１０５４ｃ、１０５４ｄが重なり合うことで形成される。隔壁領域１０４６において、隣り合う貫通孔１０５４ｂ、１０５４ｂの間には、連通路用の切り込み１０４２が入れられている。連通路用の切り込み１０４２は、副流路用の孔１０２２側に略四角形に形成されている。冷却器１０１０の連通路１０４０の冷媒は、切り込み１０４２と後述する下側中板１０１６の切り込み１０４４の間を流通する。隣り合う貫通孔１０５４ｂの間であり、連通路用の切り込み１０４２が形成されていない領域は、冷却器１０１０の連通路１０４０の段差となる平坦部１０５６を有している。平坦部１０５６を有すると、隣り合う連通路１０４０と連通路１０４０の間の領域が細かく分断されないので、上側中板１０１４の製作が容易である。また、他の板材１０１２、１０１６、１０１８と接合するときにおいて、位置決めが容易である。
上側中板１０１４の上面は、副流路用の孔１０２２と、主流路用の孔１０３２と、貫通孔１０５４ｂと、配管用の切り込み１０６７、１０７７、１０７１と、連通路用の切り込み１０４２以外の領域が上壁板１０１２の下面と接合する。上側中板１０１４の下面は、副流路用の孔１０２２と主流路用の孔１０３２と貫通孔１０５４ｂと連通路用の切り込み１０４４と平坦部１０５６と配管用の切り込み１０６７、１０７７、１０７１と、連通路用の切り込み１０４２以外の領域が下側中板１０１６の上面と接合する。
【００６１】
図２９は、下側中板１０１６の部分平面図である。図２９に示すように、下側中板１０１６は、副流路用の孔１０２４と主流路用の孔１０３４と貫通孔１０５４ｃが設けられている。また、配管用の切り込みとして、主流路用冷媒供給管１０７６用の切り込み１０７８と、副流路用冷媒供給管１０６６用の切り込み１０６８と、冷媒排出管１０７０用の切り込み１０７２が設けられている。冷却器１０１０は、冷媒を排出する冷媒排出管１０７０が共通化されているため、副流路１０２０側には冷媒排出管用の切り込みが形成されていない。下側中板１０１６の縁部が細かく切断されないため、他の板材１０１２、１０１４、１０１８との位置決めが容易である。下側中板１０１６は、冷却器１０１０の隔壁１０４０を構成する隔壁領域１０４８を有する。貫通孔１０５４ｃは、隔壁領域１０４８に沿って断続的に形成される。冷却器１０１０の隔壁に形成された貫通溝１０５４は、貫通孔１０５４ｃと他の構成板の貫通孔１０５４ａ、１０５４ｂ、１０５４ｄが重なり合うことで形成される。隔壁領域１０４８において、隣り合う貫通孔１０５４ｃ、１０５４ｃの間には、連通路用の切り込み１０４４が入れられている。連通路用の切り込み１０４４は、副流路用の孔１０２４側に略四角形に形成されている。冷却器１０１０の連通路１０４０の冷媒は、切り込み１０４４と上述の上側中板１０１４の切り込み１０４２の間を流通する。隣り合う貫通孔１０５４ｃの間であり、連通路用の切り込み１０４４が形成されていない領域は、冷却器１０１０の連通路１０４０の段差となる平坦部１０５８を有している。平坦部１０５８を有すると、隣り合う連通路１０４０と連通路１０４０の間の領域が細かく分断されないので、下側中板１０１６の製作が容易である。また、他の板材１０１２、１０１４、１０１８と接合するときにおいて、位置決めが容易になる。
下側中板１０１６の下面は、副流路用の孔１０２４と、主流路用の孔１０３４と、貫通孔１０５４ｃと、配管用の切り込み１０６８、１０７８、１０７２と、連通路用の切り込み１０４４以外の領域が下壁板１０１８の上面と接合する。下側中板１０１６の上面は、副流路用の孔１０２４と主流路用の孔１０３４と貫通孔１０５４ｃと連通路用の切り込み１０４２と平坦部１０５８と配管用の切り込み１０６８、１０７８、１０７２と、連通路用の切り込み１０４４以外の領域が上側中板１０１４の下面と接合する。
【００６２】
図３０は、冷却器１０１０の下壁板１０１８の部分平面図である。図３０に示すように、下壁板１０１８は、主流路１０３０と副流路１０２０の隔壁に沿った領域に断続的な貫通孔１０５４ｄを有する。冷却器１０１０の隔壁に形成された貫通溝１０５４は、貫通孔１０５４ｄと他の構成板の貫通孔１０５４ａ、１０５４ｂ、１０５４ｃが重なり合うことで形成される。
冷却器１０１０は、上記の形状を有する上壁板１０１２と上側中板１０１４と下側中板１０１６と下壁板１０１８を積み重ね、接合面１０１５をロウ付けすることで製作される。なお、上壁板１０１２と上側中板１０１４と下側中板１０１６と下壁板１０１８は、同一の材料で構成されている。本冷却器１０１０は、各構成板１０１２、１０１４、１０１６、１０１８を重ねた状態で一度にロウ付けして製作することができる。
【００６３】
＜第１１実施例＞
図３１、３２を用いて、本実施例の冷却器１１１０を説明する。図３１は、冷却器１１１０を模式的に示した平面図である。図３２は、図３１のXXXII−XXXII線断面図である。図３１、３２中の矢印は、冷媒が冷却器１１１０中を流れる方向を示している。
図３１、３２が示すように、冷却器１１１０には、冷媒が連通する流路として主流路１１３０と副流路１１２０と主流路１１３０と副流路１１２０を連通する連通路１１４０が設けられている。主流路１１３０と副流路１１２０と連通路１１４０は、冷却器１１３０内の同一層内に設けられている。
図３２の断面図に示すように  上壁部材１１１２には、上方向に突き出した主流路用冷媒排出管１１７０と主流路用冷媒供給管１１７６と副流路用冷媒排出管１１６０と副流路用冷媒供給管１１６６を有している。冷却器１１１０は、板材のプレス成形によって得られた上壁部材１１２０と下壁部材１１３０を接合面１１１５でロウ付けすることで製作されている。
【００６４】
図３１、３２に示すように、冷却器１１１０を流通する冷媒の経路は、主流路１１３０が冷却器１１１０の中央領域に設けられており、副流路１１２０が主流路１１３０の外周を囲むように設けられている。副流路１１２０と主流路１１３０の間には連通路１１４０が設けられている。
主流路１１３０に流れる冷媒は、主流路１１３０の一方の端部に設けられた主流路用冷媒供給管１１７６から供給され、他方の端部に設けられた主流路用冷媒排出管１１７０から排出される。副流路１１２０に流れる冷媒は、主流路１１３０の主流路用冷媒排出管１１７０側の端部にある一つの副流路用冷媒供給管１１６６から供給され、主流路用冷媒供給管１１７６側の一つの副流路用冷媒排出管１１６０側から排出される。副流路１１２０の冷媒の流れは、まず副流路用冷媒供給管１１６６から供給され、主流路１１３０を流れる冷媒の流れ方向と垂直方向に分岐する。ついで、主流路１１３０の流れ方向と反対の方向に流れる。そして、副流路用冷媒排出管１１６０に向けて合流する。主流路１１３０の下流側では副流路１１２０の上流側の冷媒が供給され、主流路１１３０の上流側では副流路１１２０の下流側の冷媒が供給される。連通路１１４０を通じて副流路１１２０から主流路１１３０に向けて新鮮な冷媒が供給されるので、主流路１１３０の下流側を流れる冷媒の温度上昇も抑制される。結果、主流路１１３０を流れる冷媒は低温が維持され、バーンアウト現象が抑制される。本冷却器１１１０は、パワーモジュールを冷却する能力に優れる。
【００６５】
＜第１２実施例＞
図３３を用いて、本実施例の冷却器１２１０を説明する。図３３は、冷却器１２１０を模式的に示した平面図である。図３３中の矢印は、冷媒が冷却器１２１０中を流れる方向を示している。
図３３が示すように、冷却器１２１０は、主流路１２３０と副流路１２２０と、連通路１２４０を有している。主流路１２３０と副流路１２２０と連通路１２４０は、冷却器１２３０内の同一層内に設けられている。冷却器１２１０の上面には、上方向に突き出した冷媒排出管１２８０と冷媒供給管１２８６を有している。なお、冷却器１２１０の上面は、図３１の紙面手前側である。なお、冷却器１２３０は、上記第１１実施例の冷却器１１１０と同様に板材のプレス成形によって得られた上壁部材と下壁部材を接合面でロウ付けすることで製作されている。
【００６６】
図３３に示すように、冷却器１２１０を流通する冷媒の経路は、主流路１２３０が冷却器１２１０の中央領域に設けられており、副流路１２２０が主流路１２３０の外周を囲むように設けられている。副流路１２２０と主流路１２３０の間には連通路１２４０が設けられている。主流路１２３０と副流路１２２０は、両端部で連通している。
主流路１２３０と副流路１２２０に流れる冷媒は、主流路１２３０の一方の端部であり副流路１２２０と連通している領域に設けられた冷媒供給管１２８６から供給され、他方の端部であり副流路１２２０と連通している領域に設けられた冷媒排出管１２８０から排出される。冷媒供給管１２８６から供給された冷媒は、副流路１２２０と主流路１２３０と副流路１２２０の三方向に、Ｔ字型に分岐する。ついで、主流路１２３０の流れ方向と反対の方向に流れる。ついで、副流路１２２０、１２２０に流れる冷媒は、主流路１２３０の冷媒の流れと同方向に流れるように直角に曲がる。そして、副流路１２２０、１２２０を流れる冷媒は、下流側で再び直角に曲がり主流路１２３０と合流する。合流した主流路１２３０と副流路１２２０の冷媒は、合流部分にある冷媒排出管１２８０から排出される。
本冷却器１２１０は、主流路１２３０と副流路１２２０に冷媒を供給する冷媒供給管１２８０と冷媒を排出する冷媒排出管１２８６が共通化されている。冷却器１２１０は、主流路１２３０と副流路１２２０を流れる冷媒の進行方向が同一であるため、副流路１２２０の下流に流れる冷媒が主流路１２３０の下流に供給される。冷却器１２１０の冷媒の供給と排出に係る配管が簡素である。  
【００６７】
＜第１３実施例＞
図３４、３５を用いて、本実施例の冷却器１３１０について説明する。なお、他の実施例と重複する説明は省略する。
図３４は、冷却器１３１０を模式的に示した平面図である。上壁部材１３１２の図示を省略している。図３５は図３４のXXXV−XXXV線断面図であり、冷却器１３１０の連通路１３４０が設けられた領域の断面形状を示す。
【００６８】
図３４に示すように、冷却器１３１０は、主流路１３３０と、副流路１３２０と、連通路１３４０を備える。図３５に示すように、主流路１３３０と副流路１３２０と連通路１３４０は一つの層内に収まるように横並びの状態で設けられている。
図３５に示すように、冷却器１３１０は連通路１３４０が上壁部材１３１２側に沿うように設けられている。冷却器１３１０は、上壁部材１３１２と下壁部材１３１４を重ね合わせて組み立てられる。冷却器１３１０の上壁部材１３１２には、平坦な板材が用いられている。
下壁部材１３１４の一方の面には、主流路用の溝１３３２と、副流路用の溝１３２２と、連通路用の溝１３４２と隔壁１３４６用の突条が設けられている。さらに下壁部材１３１４には、主流路用１３３２の溝内に複数の突条が設けられている。この複数の突条は、後述する気泡誘導板１３３６を構成する。
下壁部材１３１４は、板材のプレス成形によって得られる。主流路用の溝１３３２の端部には、主流路に冷媒を供給する主流路用冷媒供給管１３７６と冷媒を排出する主流路用冷媒排出管１３７０が配管される。副流路用の溝１３２２の端部には、副流路１３２０に冷媒を供給する副流路用冷媒供給管１３６６と副流路１３２０の冷媒を排出する副流路用冷媒排出管１３６６が配管される。
冷却器１３１０も、上壁部材１３１２と下壁部材１３１４と配管を重ね合わせて接合面１３１５をロウ付けするだけでよく、極めて簡単に製作することができる。
【００６９】
冷却器１３１０は、主流路１３３０内に主流路の中央から隔壁に向けて設けられた気泡誘導板１３３６を有する。冷媒の流通過程で形成された主流路１３３０内の気泡は、隔壁側隅部１３３５に寄せられる。また、連通路１３４０から主流路１３３０に流れ込むときにできた気泡は、気泡誘導板１３３６があることで隔壁側に押し戻され、図３５に示すように隔壁側隅部１３３５に寄せられる。気泡が隔壁側隅部１３３５に集められると、主流路１３３０のパワーモジュールを主に冷却する領域に気泡ができにくくなる。冷却器１３１０は気泡の形成による冷却能力の低下を抑制することができる。
【００７０】
さらに、図３５に示すように、本冷却器１３１０は、連通路１３４０が上部に形成されている。連通路１３４０を通じて主流路１３３０に供給される冷媒は、隔壁側隅部１３３５に寄せられた気泡に向けて導入されることになる。本冷却器１３１０では、連通路１３４０が上部に形成されている。連通路１３４０を通じて主流路１３３０に供給される低温の冷媒は、隔壁側隅部１３３５に寄せられた気泡に向けて導入されることになる。連通路１３４０から導入される低温の冷媒の作用により、隔壁側隅部１３３５に寄せられた気泡は冷却され、消滅する。副流路１３２０から連通路１３４０へ供給される低温の冷媒との混合が促進され、主流路１３３０の沸騰気泡の消滅が効率的に行われる。冷却能力を下げる要因の一つである気泡が消滅することで冷却器の冷却能力の低下は抑制される。
【００７１】
＜第１４実施例＞
本実施例の冷却器１４１０の部分平面図を図３６に示す。冷却器１４１０は上面に２つのパワーモジュール１００を配置して冷却する。本実施例の冷却器１４１０は、２本の主流路１４３０ａ、１４３０ｂと、３本の副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃと、連通路１４４０を備える。主流路１４３０ａは副流路１４２０ａと副流路１４２０ｂの間に設けられている。主流路１４３０ｂは副流路１４２０ｂと副流路１４２０ｃの間に設けられている。２つのパワーモジュール１００は、一方は主流路１４３０ａの上面に配置され、他方は主流路１４３０ｂの上面に配置される。
連通路１４４０は、副流路１４２０ａと主流路１４３０ａの間と、主流路１４３０ａと副流路１４２０ｂの間と、副流路１４２０ｂと主流路１４３０ｂの間と、主流路１４３０ｂと副流路１４２０ｃの間に複数本ずつ設けられている。主流路１４３０ａ、１４３０ｂと副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃと連通路１４４０は、上壁部材と下壁部材の間の、一つの層内に設けられている。冷却器１４１０は、上壁部材と下壁部材の接合面をロウ付けするだけできわめて簡単に製作することができる。
【００７２】
図３６に示す矢印は、冷媒が流れる方向を示している。主流路１４３０ａ、１４３０ｂは、それぞれの一方の端部に設けられた主流路用冷媒供給管１４７６ａ、１４７６ｂを備えており、それぞれの他方の端部に設けられた主流路用冷媒排出管（図示しない）を備えている。主流路１４３０ａ、１４３０ｂを流れる冷媒は、主流路用冷媒供給管１４７６ａ、１４７６ｂから供給され、主流路用冷媒排出管から排出される。
副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃは、それぞれの一方の端部に設けられた副流路用冷媒供給管（図示しない）を備えており、それぞれの他方の端部に設けられた主流路用冷媒排出管１４６０ａ、１４６０ｂ、１４６０ｃを備えている。副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃを流れる冷媒は、副流路用冷媒供給管から供給され、副流路用冷媒排出管１４６０ａ、１４６０ｂ、１４６０ｃから排出される。図３５の矢印が示すように、主流路１４３０ａ、１４３０ｂの冷媒が流れる向きは、同一方向である。副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃの冷媒が流れる向きは、同一方向である。主流路１４３０ａ、１４３０ｂの冷媒が流れる向きは、副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃの冷媒が流れる向きと反対方向である。連通路１４４０では、副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃの冷媒が主流路１４３０ａ、１４３０ｂに向けて流れる。主流路１４３０ａ、１４３０ｂの下流側では副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃの上流側の冷媒が供給され、主流路１４３０ａ、１４３０ｂの上流側では副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃの下流側の冷媒が供給される。連通路１４４０を通じて副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃから主流路１４３０ａ、１４３０ｂに向けて新鮮な冷媒が供給されるので、主流路１４３０ａ、１４３０ｂの下流側を流れる冷媒の温度上昇も抑制される。主流路１４３０ａ、１４３０ｂの下流側に、副流路１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃの新鮮な冷媒が供給されることで、主流路１４３０ａ、１４３０ｂの下流側を流れる冷媒の温度が下がる。結果、主流路１４３０ａ、１４３０ｂを流れる冷媒の過熱は抑制される。本冷却器１４４０の構成によれば、２つのパワーモジュール１００を上面に並列して配置しても、高い冷却能力を発揮する。なお、本冷却器１４４０は、２つのパワーモジュール１００を配置した例を示している。本冷却器１４４０を応用し、主流路と副流路が交互に並ぶ流路構成を採用すれば、より多くのパワーモジュールを配置することができる。
【００７３】
＜第１５実施例＞
本実施例の冷却器１５００の構成を示す断面図を図３７に示す。図３７では、各冷却ユニット１５１０の連通路１５４０と、主流路１５３０、１５３０をつなぐ連結部１５７４、１５７３と、副流路１５２０、１５２０をつなぐ連結部１５６４が設けられた領域の断面形状を示している。冷却ユニット１５１０において、連通路１５４０が設けられていない領域の断面形状は、連通路１５４０部分が閉じている。
冷却器１５００は、下方から冷却ユニット１５１０ａ、１５１０ｂ、１５１０ｃ、１５１０ｄ、１５１０ｅの５つが積み重なった積層構造を有する。なお、下記の説明において、冷却ユニット１５１０ａ、１５１０ｂ、１５１０ｃ、１５１０ｄ、１５１０ｅは、それぞれの特徴的な説明をする場合を除いて冷却ユニット１５１０記載する。
隣り合う冷却ユニット１５１０、１５１０の間には、パワーモジュール１００が配置される。冷却器１５００は、４つのパワーモジュール１００を冷却する。
【００７４】
冷却器１５００の冷却ユニット１５１０について説明する。
冷却ユニット１５１０は、冷媒が流通する流路として主流路１５３０と副流路１５２０と連通路１５４０を備える。副流路１５２０は主流路１５３０の片側に沿って設けられている。主流路１５３０と副流路１５２０と連通路１５４０は、一つの層内に納まるように横並びの状態で設けられている。
【００７５】
図３７に示すように、冷却ユニット１５１０の上壁部材１５１２には、副流路１５２０側の主流路１５３０の上面から突き出した上部冷媒供給管１５７５と副流路１５２０とは反対側の上面から突き出した上部冷媒排出管１５７１が設けられている。最も上部にある冷却ユニット１５１０ｅの上部冷媒排出管１５７１と上部冷媒供給管１５７５にはそれぞれ栓１５８２が備えられている。また、予め冷却ユニット１５１０ｅだけ上部冷媒排出管１５７１と上部冷媒供給管１５７５を形成しない形状で構成することも可能である。栓１５８２が備えて冷却ユニット１５１０ｅの主流路１５３０の上壁を完全に閉じることで、図３７の矢印で示す冷媒の流れが形成される。冷却器１５００の冷媒の流れについては、あとで詳述する。
また、上壁部材１５１２には、副流路１５２０の上面から突き出した冷媒排出管１５６０が設けられている。５つの冷却ユニット１５１０のうち、最も上部にある冷却ユニット１５１０ｅの上壁部材１５１２の冷媒排出管１５６０は、５つの冷却ユニット１５１０の副流路１５２０の冷媒を排出する副流路用冷媒排出管１５６２である。
【００７６】
冷却ユニット１５１０の下壁部材１５１４には、副流路１５２０側の主流路１５３０の下面から突き出した下部冷媒排出管１５７０と副流路１５２０とは反対側の下面から突き出した下部冷媒供給管１５７６が設けられている。下部冷媒排出管１５７０と前記した上部冷媒供給管１５７５は対向しており、下部冷媒供給管１５７６と上部冷媒排出管１５７１は対向している。また、下壁部材１５１４には、副流路１５２０の下面から突き出した冷媒供給管１５６６が設けられている。冷媒供給管１５６６と前記した冷媒排出管１５６０は対向している。
最も下部にある冷却ユニット１５１０ａの下部冷媒供給管１５７６は、５つの冷却ユニット１５１０の主流路１５３０に冷媒を供給する主流路用冷媒供給管１５７８である。また、冷却ユニット１５１０ａの下部冷媒排出管１５７０は、５つの冷却ユニット１５１０の主流路１５３０の冷媒を排出する主流路用冷媒排出管１５７２である。また、最も下部にある冷却ユニット１５１０ａの冷媒供給管１５６６は、５つの冷却ユニット１５１０の副流路１５２０に冷媒を供給する副流路用冷媒供給管１５６８である。
冷却ユニット１５１０は、板材のプレス成形によって得られた上壁部材１５１２と下壁部材１５１４を重ね合わせてロウ付けすることで簡単に製作される。
【００７７】
隣り合う冷却ユニット１５１０、１５１０は、主流路１５３０、１５３０同士が連結しており、副流路１５２０、１５２０同士が連結している。冷却ユニット１５１０ａ、冷却ユニット１５１０ｂで詳しく説明すると、主流路１５３０、１５３０は、下方に位置する冷却ユニット１５１０ａの上部排出管１５７１と上方に位置する冷却ユニット１５１０ｂの下部供給管１５７６が連結した主流路第１連結部１５７４と、下方に位置する冷却ユニット１５１０ａの上部供給管１５７５と上方に位置する冷却ユニット１５１０ｂの下部排出管１５７０が連結した主流路第２連結部１５７３を形成して連結している。副流路１５２０、１５２０は、下方に位置する冷却ユニット１５１０ａの排出管１５６０と上方に位置する冷却ユニット１５１０ｂの供給管１５６６が副流路連結部１５６４を形成して連結している。
【００７８】
次に冷却器１５００内を流通する冷媒の経路について説明する。
図３７に示す矢印は、冷却器１５００内を流通する冷媒の経路を示している。
冷却器１５００内において、主流路用冷媒供給管１５７８から供給された冷媒は、冷却ユニット１５１０ａの主流路１５３０内に一部が供給され残部が主流路用第１連結部１５７４を通じて冷却ユニット１５１０ｂの主流路１５３０に供給される。冷却ユニット１５１０ａ内に留まった冷媒は上面に配置しているパワーモジュール１００を冷却して主流路用冷媒排出管１５７２から排出される。
副流路用冷媒供給管１５６８から供給された冷媒は、冷却ユニット１５１０ａの副流路１５２０内に供給された冷媒は、一部が冷却ユニット１５１０ａの副流路１５２０内に留まり残部が副流路用連結間１５６４を通じて冷却ユニット１５１０ｂの副流路１５２０に供給される。冷却ユニット１５１０ａ内に留まった冷媒は、連通路１５４０を通じて冷却ユニット１５１０ａの副流路１５３０に供給される。副流路１５２０から主流路１５３０内への冷媒の流れが確保されるため、冷却ユニット１５１０ａの冷媒の過熱が防止される。
【００７９】
冷却ユニット１５１０ａから主流路用第１連結部１５７４を通じて冷却ユニット１５１０ｂに供給された冷媒は、冷却ユニット１５１０ｂの主流路１５３０内に一部が供給され、残部が主流路用第１連結部１５７４を通じて冷却ユニット１５１０ｂに供給される。冷却ユニット１５１０ｂ内に留まった冷媒は、上面と下面の両方に配置しているパワーモジュール１００、１００を冷却して下部冷却排出管１５７０から第２連結部１５７３を通じて冷却ユニット１５１０ａに供給される。
冷却ユニット１５１０ａから副流路用連結部１５６４を通じて冷却ユニット１５１０ｂの副流路１５２０内に供給された冷媒は、一部が冷却ユニット１５１０ｂの副流路１５２０内に留まり残部が副流路用連結部１５６４を通じて冷却ユニット１５１０ｃの副流路１５２０に供給される。冷却ユニット１５１０ｂ内に留まった冷媒は、連通路１５４０を通じて冷却ユニット１５１０ｂの副流路１５３０に供給される。副流路１５２０から主流路１５３０内への冷媒の流れが確保されるため、冷却ユニット１５１０ｂの冷媒の過熱も防止される。
冷却ユニット１５１０ｃ、１５１０ｄの冷媒は冷却ユニット１５１０ｂの冷媒と等しい流路をとるため、説明は省略する。
【００８０】
冷却ユニット１５１０ｄから主流路用第１連結部１５７４を通じて冷却ユニット１５１０ｅに供給された冷媒は、冷却ユニット１５１０ｅの主流路１５３０内に供給される。冷却ユニット１５１０ｅの主流部１５３０では、上部冷媒排出管１５７１と上部冷媒供給管１５７５に栓１５８２が備えられている。このため、冷却ユニット１５１０の主流部１５３０に第１連結部１５７４を通じて供給された冷媒は、下面に配置しているパワーモジュール１００を冷却して下部冷却排出管１５７０から第２連結部１５７３を通じて冷却ユニット１５１０ｄに供給される。
冷却ユニット１５１０ｄから副流路用連結部１５６４を通じて冷却ユニット１５１０ｅの副流路１５２０内に供給された冷媒は、一部が連通路１５４０を通じて冷却ユニット１５１０ｅの主流路１５３０に供給される。残部は副流路用排出管１５６２から排出される。なお、副流路用冷媒排出管１５６２に栓をするか、副流路用冷媒排出管１５６２を省略して副流路の冷媒を主流路冷媒排出管１５７２から排出することもできる。
本冷却器１５００は、内部の冷却ユニット１５１０のすべての冷媒の過熱が防止される。このため、冷却器１５００は、パワーモジュール１００群を冷却する能力に優れる。
【００８１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記実施例では、一対の副流路が主流路をはさむように構成した例を列挙したが、パワーモジュールが小型であるならば主流路の片側のみに副流路を設けてもよい。
また、冷却器において、冷却や冷媒の流通に関与しない領域では、部材の厚みを減らして材料を削減しもよい。
上記実施例では、冷却器を構成する部材の接合にロウ付けを用いているが、シール材を介してねじ止めしてもよい。
また、冷却器を流れる冷媒の種類も、限定されない。例えば、水のほか、フルオロカーボン等の有機冷媒を用いてもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１実施例の冷却器の部分平面図である。
【図２】第１実施例の冷却器の分解斜視図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】第２実施例の冷却器の隔壁の様子を示す断面図である。
【図６】第２実施例の冷却器の連通路の様子を示す断面図である。
【図７】第３実施例の冷却器の部分平面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図７のIX−IX線断面図である。
【図１０】変形例の冷却器の隔壁の様子を示す断面図である。
【図１１】第４実施例の冷却器の隔壁の様子を示す断面図である。
【図１２】第４実施例の冷却器の連通路の様子を示す断面図である。
【図１３】第５実施例の冷却器の上壁部材と主流路の気泡を示す断面図である。
【図１４】第５実施例の冷却器の主流路の気泡と連通路の関係を示す断面図である。
【図１５】第６実施例の冷却器の部分平面図である。
【図１６】図１５のXVI−XVI線断面図である。
【図１７】図１５のXVI−XVI線断面図である。
【図１８】第７実施例の冷却器の隔壁を示す断面図である。
【図１９】第７実施例の冷却器の連通路を示す断面図である。
【図２０】第８実施例の冷却器の上壁部材と主流路の気泡を示す断面図である。
【図２１】第８実施例の冷却器の主流路の気泡と連通路の様子を示す断面図である。
【図２２】第９実施例の冷却器の部分断面図である。
【図２３】図２２のXXIII−XXIII線断面図である。
【図２４】第１０実施例の冷却器を示す部分平面図である。
【図２５】図２４のXXV−XXV線断面図である。
【図２６】図２４のXXVI−XXVI線断面図である。
【図２７】第１０実施例の構成板の一つを示す平面図である。
【図２８】第１０実施例の構成板の一つを示す平面図である。
【図２９】第１０実施例の構成板の一つを示す平面図である。
【図３０】第１０実施例の構成板の一つを示す平面図である。
【図３１】第１１実施例の冷却器を示す平面図である。
【図３２】図３１のXXXII−XXXII線断面図である。
【図３３】第１２実施例の冷却器を示す平面図である。
【図３４】第１３実施例の冷却器を示す平面図である。
【図３５】第１３実施例の冷却器の構成を示す断面図である。
【図３６】第１４実施例の冷却器を示す部分平面図である。
【図３７】第１５実施例の冷却器の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  冷却器
１２  上壁部材
１４  下壁部材
１５  接合面
２０  副流路
３０  主流路
４０  連通路
６０  副流路用冷媒排出管
７６  主流路用冷媒排出管
４６、４８  隔壁
１００  パワーモジュール
２４８  溝
【図１】
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【図２】
0004544187.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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