(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒートシンクを用いた車両用半導体回路の冷却を行う上で、車両の停車時および低速走行時の冷却性能の低下を抑えることができる車両用半導体冷却装置を提供する。【解決手段】車両用半導体冷却装置は、受熱ブロック群、複数の半導体素子、放熱フィン群、封止カバー４、通風路を有する。受熱ブロック群は受熱ブロック３を、上下に２列平行に、各列所定幅の隙間を空けて２つずつ配列させている。複数の半導体素子は受熱ブロック群の各受熱ブロックの互いに対向する第１の面に配設されている。放熱フィン群は受熱ブロック群の第１の面と反対側の第２の面に、平板状の放熱フィン２ａを所定間隔で複数配設されている。封止カバーは受熱ブロック群の外縁を構成する各受熱ブロックの上下の縁部の対向面間に介挿されている。通風路は配列された受熱ブロック間の隙間に封止カバーを上下に貫通するように設けられている。【選択図】図１
2013051273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受熱ブロックを、上下に２列平行に各列所定幅の隙間を空けて２つずつ配列させた受熱ブロック群と、
前記受熱ブロック群の各受熱ブロックの互いに対向する第１の面に配設された複数の半導体素子と、
前記受熱ブロック群の前記第１の面と反対側の第２の面に、平板状の放熱フィンを所定間隔で複数配設した放熱フィン群と、
前記受熱ブロック群の外縁を構成する各受熱ブロックの上下の縁部の対向面間に介挿された封止カバーと、
配列された受熱ブロック間の隙間に前記封止カバーを上下に貫通するように設けられた通風路と
を具備する車両用半導体冷却装置。
【請求項２】
前記放熱フィンは、各受熱ブロックの車両進行方向の長さと等しい長さとされ、各受熱ブロックごとに独立に配設されている請求項１記載の車両用半導体冷却装置。
【請求項３】
前記放熱フィンは、受熱ブロック群の車両進行方向の長さと等しい長さとされ、車両進行方向の複数の受熱ブロックに跨って配設されている請求項１または２記載の車両用半導体冷却装置。
【請求項４】
前記放熱フィン群の上部に配設され、車両進行方向の前後及び両側に前記放熱フィンの端部から所定の長さ突出する平板状の遮蔽板を具備する請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用半導体冷却装置。
【請求項５】
前記放熱ブロック毎に独立して形成された放熱フィン群上の遮蔽板は、各放熱ブロックに対応させて分割されている請求項４記載の車両用半導体冷却装置。
【請求項６】
前記遮蔽板は、車両進行方向の前後の放熱フィン群上に共通に配設された単一の遮蔽板とされ、遮蔽板の各放熱フィン群に対応する領域には、開口部が形成されている請求項４または５いずれか記載の車両用半導体冷却装置。
【請求項７】
前記通風路の上方の前記遮蔽板の下面に突設され、車両走行時に前記放熱フィン群の隙間に進入する走行風を前記受熱ブロックの側に案内する導風部材を具備する請求項６記載の車両用半導体冷却装置。
【請求項８】
前記封止カバーの車両進行方向の前面側及び背面側に配設され、車両走行時に封止カバーが受ける気流を上下の放熱フィン群に案内する導風部材を具備する請求項１乃至７いずれか１項記載の車両用半導体冷却装置。
【請求項９】
前記導風部材には、前記封止カバーの壁面に沿って上下に貫通する通気穴が形成されている請求項８項記載の車両用半導体冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば鉄道の車両に搭載される電力変換装置の部品として使用する半導体素子を含む回路を、車両の走行風を利用して冷却する車両用半導体冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
在来線、新幹線等の鉄道車両の床下には車両用半導体回路の一つである電力変換装置が搭載されている。この電力変換装置には、ポンプ駆動による強制循環液冷方式、送風機による強制空冷方式、走行風を利用した走行風自然空冷式などの冷却装置が採用されている。
【０００３】
現在は、低騒音化、省エネ化、メンテナンスフリーなどの観点から、外部駆動による液媒循環ポンプを利用した循環冷却方式、および送風機を用いずに走行風でヒートシンクや冷却パイプを自然空冷する走行風自然空冷式などの冷却装置が主流となっている。
【０００４】
走行風自然空冷式の冷却装置の中で、例えば冷却パイプを用いる冷却装置は、熱応答性、均熱性に非常に優れるという特徴を有している一方で、冷媒を用いることから高コスト、高環境負荷という欠点がある。またヒートシンクを用いる冷却装置の場合、冷却パイプを用いる冷却装置に比べて低コスト、低環境負荷などの利点はあるものの、車両の低速走行時や停止時に、走行風が弱まることから冷却性能が著しく低くなるという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５０７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ヒートシンクを用いた走行風により車両用半導体回路の冷却を行う上で、車両の停車時および低速走行時の冷却性能の低下を抑えることができる車両用半導体冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の車両用半導体冷却装置は、受熱ブロック群、複数の半導体素子、放熱フィン群、封止カバー、通風路を有する。前記受熱ブロック群は受熱ブロックを、上下に２列平行に、各列所定幅の隙間を空けて２つずつ配列させている。前記複数の半導体素子は前記受熱ブロック群の各受熱ブロックの互いに対向する第１の面に配設されている。前記放熱フィン群は前記受熱ブロック群の前記第１の面と反対側の第２の面に、平板状の放熱フィンを所定間隔で複数配設している。前記封止カバーは前記受熱ブロック群の外縁を構成する各受熱ブロックの上下の縁部の対向面間に介挿されている。前記通風路は配列された受熱ブロック間の隙間に前記封止カバーを上下に貫通するように設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の車両用半導体冷却装置の斜視図である。
【図２】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図３】第２実施形態の車両用半導体冷却装置の斜視図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】図３のＺ−Ｚ断面図である。
【図６】第３実施形態の車両用半導体冷却装置の斜視図である。
【図７】図６のヒートシンク部分を示す断面図である。
【図８】第４実施形態の車両用半導体冷却装置の放熱フィン部分の断面図である。
【図９】第５実施形態の車両用半導体冷却装置の放熱フィン部分の断面図である。
【図１０】第５実施形態において自然対流による気流および熱流の流れを示す図である。
【図１１】第６実施形態の車両用半導体冷却装置の斜視図である。
【図１２】図１１の導風体の部分を示す断面図である。
【図１３】第７実施形態の車両用半導体冷却装置の導風体部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）  
第１実施形態について説明する。
（構成の説明）
図１は第１実施形態の車両用半導体冷却装置（以下、実施形態では「冷却装置」と称す）の構成を示す斜視図、図２は図１のＹ−Ｙ断面図である。
【００１０】
図１，２に示すように、第１実施形態の冷却装置は、受熱ブロック３の群、複数（この例では４個）の半導体素子５、放熱フィン２ａの群、封止カバー４、通風路３１を備える。
【００１１】
受熱ブロック３の群は、受熱ブロック３を、上下に２列平行に、かつ車両進行方向に各列所定幅の隙間を空けて２つずつ配列させたものである。
【００１２】
複数の半導体素子５は、例えばインバータおよびコンバータなどの鉄道車両の電力変換機能を担う回路に用いる素子である。複数の半導体素子５は、各受熱ブロック３の互いに対向する面（上の受熱ブロック３の下面と下の受熱ブロック３の上面）に配設されている。これら内側の半導体素子取付面を第１の面という。
【００１３】
放熱フィン２ａの群は受熱ブロック３の群の第１の面と反対側の面に、平板状の放熱フィン２ａを、車両進行方向に平行に、かつ所定間隔で複数配設したものである。
【００１４】
放熱フィン２ａは車両進行方向と平行して所定間隔にて配置されており、車両が走行する際に発生する走行風１０１ａを冷却風として複数の放熱フィン２ａの隙間を通風するように構成されている。第１の面と反対側のフィン取付面を第２の面という。
【００１５】
放熱フィン２ａは各受熱ブロック３の車両進行方向の長さと等しい長さとされ、各受熱ブロック３ごとに独立に配設されている。
【００１６】
放熱フィン２ａの群のうち、各放熱フィン２ａが配置される向きとして、上部の放熱フィン２ａは上向き、下部の放熱フィン２ａは下向きに配置される。
【００１７】
つまり受熱ブロック３の第１の面に、複数の半導体素子５が取り付けられ、その反対の第２の面に放熱フィン２ａが配設される。
【００１８】
各放熱フィン２ａと各受熱ブロック３とでヒートシンク１ａが構成されている。鉄道車両の床下に載置される冷却装置では、重力方向（垂直方向または上下方向）に２段、車両進行方向の風上側ブロックＡ１，Ａ２と風下側ブロックＢ１，Ｂ２に２列の計４台のヒートシンク１ａが上下、前後とも所定間隙の隙間を空けて分散配置される。車両進行方向と走行風の方向１０１ａとは向きが１８０度逆であるが、向きを考慮しない直線という意味では方向が同じといえる。
【００１９】
封止カバー４は受熱ブロック３の群の外縁を構成する各受熱ブロック３の上下の縁部の対向面間に介挿されている。封止カバー４は、受熱ブロック３の群の外周部と通風路３１を形成する内壁面とで、上下の受熱ブロック３間の半導体素子５の収納空間を２つに分離しつつ封止するものである。つまり封止カバー４は受熱ブロック３の群の周囲を囲んで封止するものである。
【００２０】
通風路３１は車両進行方向に対して前後に配置された受熱ブロック３の隙間に封止カバー４を上下に貫通するように設けられている。通風路３１は自然対流で生じた下方の気流を上方へ通すためのものである。
【００２１】
風上側と風下側との間に通風路３１を設けたことで、この装置は、風上側上部ブロックＡ１、風上側下部ブロックＡ２、風下側上部ブロックＢ１、風下側下部ブロックＢ２の４つの放熱ブロックに区画される。
【００２２】
（作用の説明）  
この第１実施形態の冷却装置の動作を説明する。
図２に示すように、冷却装置を上下および車両進行方向の前後の発熱体収納部に分け、特に前後の発熱体収納部の間に通風路３１を設けたことで、車両停車時または低速走行時に、下側からの自然対流１０２による空気の流れが通風路３１内で上昇気流１０３となる。
【００２３】
この際、通風路３１内と放熱フィン２ａ外との間に気圧差が生じ、相対的に通風路３１内が負圧となることから、各ヒートシンク１ａ外から放熱フィン２ａ内へ熱流１０４が誘起され、放熱フィン２ａへの通風量が増加する。
【００２４】
（効果の説明）
このようにこの第１の実施形態によれば、走行風だけでなく自然対流によっても放熱フィンへ気流を通すことができ、車両の通常走行時だけでなく、低速走行時または停止時の冷却性能の低下を抑えることができるようになり、装置全体として自然空冷性能を向上することができる。
【００２５】
また、各ヒートシンク１ａを分散配置することで、各々の放熱フィン２ａの高さを短くできるので、放熱フィン２ａから受熱ブロック３までの伝熱距離を短くでき、フィン効率を向上することができる。
【００２６】
さらに、この第１実施形態では、放熱フィン２ａのみの構成（冷却パイプなどの付属部品を設けない構成）となり、通風抵抗が減少するため、高速走行域における放熱フィン２ａ内への通風量が増加する。結果として、ヒートシンク１ａを用いた冷却装置のような冷媒を用いない構成としたことで、熱交換効率の低下を相殺可能となり、冷却性能を向上することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態について説明する。なおこの第２実施形態において上記第１実施形態と同一要素または相当の構成には同一符号を付しその説明は省略する。
（構成の説明）
図３は第２実施形態の冷却装置の構成を示す斜視図、図４は図３のＹ−Ｙ断面図であり、かつ車両の停車時または低速走行時における風の流れを説明した図、図５は図３のＺ−Ｚ断面図である。
【００２８】
図３，図４に示すように、第２実施形態の冷却装置は、複数の放熱フィン２ｂを有している。放熱フィン２ｂは、受熱ブロック３群の車両進行方向の長さと等しい長さとされ、車両進行方向の複数の受熱ブロック３に跨って配設されている。
【００２９】
すなわち、この放熱フィン２ｂは車両進行方向の風上側Ａと風下側Ｂが、上部と下部ともに一体化されている。
【００３０】
放熱フィン２ｂは受熱ブロック３に押し込みで行うカシメ法、または受熱ブロック３の面にロウ付けなどにより固着させる方法などにより取り付けられる。
【００３１】
（作用の説明）
この第２実施形態の冷却装置の動作を説明する。
この第２実施形態の場合、図４に示すように、風上側Ａと風下側Ｂの各々に対する上部、下部共に放熱フィン２ｂを一体化することで、半導体素子５から発生した熱が受熱ブロック３を介して、熱伝導により放熱フィン２ｂへ効率よく伝えられる。
【００３２】
また、この例では、放熱フィン２ｂの中央部分の直下に受熱ブロック３が存在しないため、図５に示すように、冷却装置の下面から自然対流１０２が発生し、通風路３１内を通過した後、上部の放熱フィン２ｂに熱流１０４が通風路３１内へ第１実施形態と同様の作用にて誘起される。
【００３３】
（効果の説明）
このようにこの第２実施形態によれば、放熱フィン２ｂを、受熱ブロック３群の車両進行方向の長さと等しい長さとし、車両進行方向の複数の受熱ブロック３に跨って配設したことで、放熱フィン２ｂの放熱面積が増加する。これにより、伝熱量を均一に広げることができ、大気中への熱放散を効率よく行うことができる。
【００３４】
一枚の放熱フィン２ｂの長さを長くしたことで、通過する放熱面積が増加するので、車両の停車時あるいは低速走行時の冷却性能をさらに向上することができる。
【００３５】
また、同一の体積の冷却装置と比較した場合、放熱フィン２ｂの放熱面積を増加したことから、冷却装置の体積当たりの熱放散量が増大し、所望の冷却性能を確保したい場合、冷却装置を小型化することができる。
【００３６】
この例では、上部下部両側の放熱フィン２ｂを上下共に一体化して長くしたが、上部のみ、または下部のみを長くしてもよい。
【００３７】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態について説明する。なおこの第３実施形態において上記第１および第２実施形態と同一要素または相当の構成には同一符号を付しその説明は省略する。
【００３８】
（構成の説明）
図６は第３実施形態の冷却装置の構成を示す斜視図、図７は図６の放熱フィン部分を拡大した側面断面図であり、かつ車両の停車時または低速走行時における風の流れを説明した図である。
【００３９】
図６に示すように、第３実施形態の冷却装置は、平板状の遮蔽板７ａを備える。遮蔽板７ａは放熱フィン２ａの群の上部に配設されている。遮蔽板７ａは車両進行方向の前後および両側に放熱フィン２ａの端部から所定の長さ分突出するように設けられている。
【００４０】
遮蔽板７ａの材質は、基本的に当該冷却装置と同様の材質が推奨されるが、取り付けられている放熱フィン２ａに対して、所望の強度が満足できない場合は、その他（鉄、銅、アルミニウムなど）の金属材料を適用してもよい。
【００４１】
この場合、遮蔽板７ａの設置は、上部に配置する放熱フィン２ａのみに設置するものとし、下部に配置される放熱フィン２ａには設置しないものとする。これは、車両の停車時または低速走行時における下面からの自然対流１０２による通風を阻害してしまう要因となるためである。
【００４２】
（作用の説明）
この第３実施形態の冷却装置の動作を説明する。
この第３実施形態の場合、図７に示すように、放熱フィン２ａの上端を覆うように遮蔽板７ａを配設したことで、車両の停車時または低速走行時において、各ヒートシンク１ａ周囲を流れる下面からの自然対流１０２による通風路内上昇気流１０３がそのまま外部流１０５のように上部外へ流出するのが抑制され、その分、上部の放熱フィン２ａの隙間へ取り込む風量を増加することができる。
【００４３】
また、上部の放熱フィン２ａの隙間へ取り込んだ風は、放熱フィン２ａで熱交換がなされ、熱流１０４として通風路３１の出口から熱放散がなされる。
【００４４】
（効果の説明）
この第３実施形態によれば、車両進行方向の前後および両側に放熱フィン２ａの端部から所定の長さ分突出するように平板状の遮蔽板７ａを放熱フィン２ａの群の上部に配設したことで、自然対流１０２による通風路内の上昇気流１０３が上部へ流出するのが抑制され、その分、上部の放熱フィン２ａの隙間へ取り込む風量を増加することができ、自然空冷性能を向上することができる。
【００４５】
この実施形態で示した遮蔽板７ａの効果は、上記の限りではなく、上部の放熱フィン２ａの押さえ板としての効果もある。放熱フィン２ａと受熱ブロック３との結合部が何らかの外部衝撃の影響で破損したとしても、受熱ブロック３からの放熱フィン２ａが離脱し脱落することを防止できる。
【００４６】
（第４実施形態）
続いて、第４実施形態について説明する。なおこの第４実施形態において上記第１実施形態と同一要素または相当の構成には同一符号を付しその説明は省略する。
（構成の説明）
図８は第４実施形態の冷却装置の放熱フィン部分の断面図であり、かつ車両の停車時または低速走行時における風の流れを説明した図である。
【００４７】
図８に示すように、第４実施形態の冷却装置は、平板状の遮蔽板７ｂを備える。この例の遮蔽板７ｂは、車両進行方向の前後の放熱フィン２ａ群上に共通に配設された単一の遮蔽板とされている。つまり、遮蔽板７ｂは、風上側Ａ１と風下側Ｂ１との間の通風路３１の出口を塞ぐように放熱フィン２ａ群上に配設されている。
【００４８】
遮蔽板７ｂの各放熱フィン２ａ群に対応する領域には、開口部または通風口としての貫通穴２１ａが形成されている。この貫通穴２１ａは、通風用の穴、つまり気流の出口（通風出口）として機能する。
【００４９】
貫通穴２１ａは、風上側Ａと風下側Ｂの上部に配置されるヒートシンク１ａに対する放熱フィン２ａの中央部付近の直上にあたる位置に配置されている。これ以外の構成は第１実施形態と同じ構成である。
【００５０】
（作用の説明）
この第４実施形態の冷却装置の動作を説明する。
この第４実施形態の場合、通風路３１の出口を塞ぐように放熱フィン２ａ群上に遮蔽板７ｂを配設すると共に、各放熱フィン２ａ群に貫通穴２１ａ（通風用の出口）を設けたことで、車両の停車時あるいは低速走行時において、第３実施形態に記載したのと同様の作用により、熱流１０４がヒートシンク１ａ外から誘起され、放熱フィン２ａ内で熱交換され、放熱フィン２内の熱流が滞ることなく貫通穴２１ａを通過し、熱放散させることができる。
【００５１】
（効果の説明）
この第４実施形態によれば、風上側Ａ１と風下側Ｂ１との間の通風路３１の出口を塞ぐように放熱フィン２ａ群上に配設した遮蔽板７ｂに貫通穴２１ａを設けたことで、放熱フィン２ａ内で熱交換された熱流１０４が貫通穴２１ａから排気されるので、熱流の流出量を増加させ、冷却性能を向上することができる。
【００５２】
なおこの例で示した、貫通穴２１ａを設けた遮蔽板７ｂの効果は、上記の限りでなく、上記第３実施形態と同様に上部フィン２ａの押さえ板としての効果があることはいうまでない。
【００５３】
（第５実施形態）
続いて、第５実施形態について説明する。なおこの第５実施形態において上記第１実施形態と同一要素または相当の構成には同一符号を付しその説明は省略する。
（構成の説明）
図９は第５実施形態の冷却装置の放熱フィン部分の断面図であり、かつ車両の停車時または低速走行時における風の流れを説明した図である。
【００５４】
図９に示すように、第５実施形態の冷却装置は、平板状の遮蔽板７ｂと導風部材としての導風体８とを有する。この第５実施形態では、これらの部材（遮蔽板７ｂ、導風体８）を単なる遮蔽だけてなく、導風ガイドとして機能させる。
【００５５】
導風体８は遮蔽板７ｂのほぼ中央部（通風路３１の上方）の下面（裏面）に、下向きに頂部を向けて（▽形状に）突設されている。
【００５６】
放熱フィン２ａには、導風体８の斜面の形状に合わせてカット部２ｃが設けられている。なお導風体８の加工が複雑になるが、導風体８を放熱フィン２ａと同様に複数のガイド板を平行に列設したものとし、放熱フィン２ａの隙間に導風体８のガイド板を介挿する構造とすることで、カット部２ｃを設けなくてもよい。
【００５７】
導風体８は車両走行時に放熱フィン２ａ群の隙間に進入する走行風１０１ｂを、走行風１０１ｂが流出しないよう受熱ブロック３の側（放熱フィン２ａの隙間の内部）へ案内する。導風体８以外の構成は、第４実施形態と同じ構成である。
【００５８】
（作用の説明）
第５実施形態の場合、車両が通常走行したときには、遮蔽板７ｂの裏面に導風体８を設けたことで、風上側Ａ１側から放熱フィン２ａ上部の隙間に流入した走行風１０１ｂは、遮蔽板７ｂの中央部に設けられた導風体８の▽形状の斜面に沿って、風下側Ｂ１の放熱フィン２ａの隙間内へと流入する。
【００５９】
このような作用により、風下側Ｂ１へ流入する走行風１０１ｂの風量が相対的に増加し、風下側Ｂ１の冷却性能の低下を抑制することができる。但し、導風体８を鋭角形状、つまり導風体８の斜面を急勾配にすると、導風体８の斜面が走行風１０１ｂの抵抗体となりうるので、放熱フィン２ａのフィン高さと通風路３１の間隙幅から、最適な導風体８の斜面の角度２０１を定めることが望ましい。
【００６０】
一方、車両の停車時あるいは低速走行時には、図１０に示すように、遮蔽板７ｂと導風体８を設けたことで、下から流入してきた通風路３１内の上昇気流１０３を、導風体８の前後の斜面が遮蔽板７ｂの下面へ効率よく案内し、その先の貫通穴２１ｂへと誘導するので、放熱フィン２ａ内に熱流１０４が滞ることなく、熱放散させることができる。
【００６１】
（効果の説明）
このようにこの第５実施形態によれば、車両が通常走行するときは、風上側Ａ１の放熱フィン２ａの隙間に流入した走行風１０１ｂが導風体８により下方へ案内されるので、風下側Ｂ１の放熱フィン２ａの隙間へ風を効率よく送り込むことができる。
【００６２】
また車両の停車時あるいは低速走行時には、下方から上昇してきた通風路３１内の上昇気流１０３を、導風体８の前後の斜面が効率よく前後の方向へ案内し、貫通穴２１ｂへと誘導するので、放熱フィン２ａ内に熱流１０４が滞ることなく、熱放散させることができる。
【００６３】
なお上記第４および第５実施形態では、放熱フィン２ａの上に遮蔽板７ａ，７ｂを直接載せる形で設置したが、遮蔽板７ａ，７ｂを放熱フィン２ａから少し浮かせて設けてもよい。
【００６４】
（第６実施形態）
続いて、第６実施形態について説明する。なおこの第６実施形態において上記第１実施形態と同一要素または相当の構成には同一符号を付しその説明は省略する。
（構成の説明）
図１１は第６実施形態の冷却装置の構成を示す斜視図、図１２は図１１の導風体部分の断面図であり、かつ車両の停車時または低速走行時における風の流れを説明した図である。
【００６５】
図１１に示すように、第６実施形態の冷却装置は、導風部材としての三角柱形の導風体６ａを有している。導風体６ａは車両走行時に封止カバー４が受ける気流を上下の放熱フィン２ａの群の隙間へ案内するものであり、長手方向を横にして（横向きに）封止カバー４の側面に取り付けられている。
【００６６】
導風体６ａは封止カバー４の、車両進行方向の前端部Ｃと後端部Ｄの２ヶ所に、それぞれ取り付けられる。すなわち、導風体６ａは、封止カバー４の車両進行方向の前面側及び背面側に配設される。
【００６７】
封止カバー４へ取り付ける導風体６ａのサイズおよび配置位置は、所望の封止カバー形状に合わせたサイズおよび配置位置に取り付ければよい。導風体６ａ以外の構成は、第１実施形態と同じ構成である。
【００６８】
（作用の説明）
図１２に示すように、走行風の方向１０１ｂに、導風体６ａのとがった山状の先端部分を向けて導風体６ａを封止カバー４に取り付けた場合、走行風は封止カバー４の面に衝突することなく、導風体６ａの外形に沿って放熱フィン２ａの方向へ導かれるので、放熱フィン２ａの隙間の中へ取り込む風量を増加することができる。
【００６９】
（効果の説明）
このようにこの第６実施形態によれば、車両走行時に封止カバー４が受ける気流を上下の放熱フィン２ａの群の隙間へ案内する導風体６ａを封止カバー４の、車両進行方向の前端部Ｃと後端部Ｄの２ヶ所にそれぞれ取り付けたことで、車両走行時の冷却性能を向上することができる。
【００７０】
また、車両の停車時あるいは低速走行時の自然対流を取り込むためには、図１３に示すように、上記導風体６ａに貫通穴２１ａを設けた導風体６ｂとし、下面からの外部流１０５を貫通穴２１ａに通風させることで、この部分についても冷却性能を確保することができる。したがって、導風体６ａ，６ｂを取り付けることにより、通常車両走行時、停車時および低速走行時による冷却性能を向上することができる。
【００７１】
この第６実施形態では、封止カバー４の側壁のほぼ中央部に導風体６ａ，６ｂを取り付けた例を示したが、導風体６ａ，６ｂを取り付ける位置は、上記の限りではない。図示はしないが、車両の停車時あるいは低速走行時を考慮した場合、上記導風体６ａ，６ｂは走行風１０１ｂを効率よく放熱フィン２ａ内に取り込む効果を有するが、一方で流速の抵抗体として作用することが考えられるため、所定の間隔を隔てて通風路を確保した構成としてもよい。
【００７２】
また、図示はしていないが、冷却装置の側面に仕切板を設けてもよい。仕切板と導風板７との相乗効果により側面方向へ流出する走行風を放熱フィン２ａ内へ効率よく取り込むようにできる。
【００７３】
（第７実施形態）
図示はしていないが、上記第１実施形態で示したヒートシンクを加工する方法および材質として、例えばアルミ製押出ヒートシンク、アルミ製カシメ型ヒートシンク、アルミ製ロウ付けヒートシンクなどが市場価格、重量、熱伝導性の面において推奨される。
【００７４】
しかし、冷却装置として所望の重量、体積、冷却性能を確保できれば、アルミニウム以外の材料、例えば銅材を用いてもよく、また受熱ブロック３と放熱フィン２ａ、２ｂに銅とアルミニウムをハイブリッド化させた金属材を用いてもよい。
【００７５】
以上のように、上述した第１乃至第７実施形態によれば、放熱フィン部の分散配置化で下面からの通風路を確保することで、自然対流による冷却効果を向上させ、車両の停車時および低速走行時の放熱フィン内への通風量を低下させることなく、冷却性能の低下を抑えることができる。また、冷媒を用いず走行風を冷却風として利用するため、信頼性が高く、低コストで低環境負荷の車両用半導体冷却装置を提供することができる。
【００７６】
上記では、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。
【符号の説明】
【００７７】
Ａ１…風上側上部ブロック、Ａ２…風上側下部ブロック、Ｂ１…風下側上部ブロック、Ｂ２…風下側下部ブロック、Ｃ…封止カバーの前端部、Ｄ…封止カバーの後端部、１ａ…ヒートシンク、２ａ，２ｂ…放熱フィン、３…受熱ブロック、４…封止カバー、５…半導体素子、６ａ，６ｂ…導風体、７ａ，７ｂ…遮蔽板、８…導風体、２１ａ，２１ｂ…貫通穴、３１…通風路。
【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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