JP6987147B2

JP6987147B2 - 回路装置

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Publication number: JP6987147B2
Application number: JP2019551069A
Authority: JP
Inventors: 圭司原田; 周平水谷; 喜浩谷口; 雅樹高田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2038-10-18
Also published as: US11557521B2; US20210378084A1; CN116685134A; GB202004096D0; WO2019082783A1; GB2580262B; GB2580262A; DE112018004952T5; CN111247879A; JPWO2019082783A1

Description

本発明はヒートシンクおよび回路装置に関し、特に冷媒が流れる配管を備えたヒートシンク、およびヒートシンクに電子部品が設けられた回路装置に関するものである。

従来より、電子部品を冷却するヒートシンクとして、冷却された流体が流れる配管と、熱伝導性の材料で作られた冷却ブロックとを備えるものがある。そのようなヒートシンクは、たとえば特開２０１３−２３２５２６号公報（特許文献１）に開示されている。特開２０１３−２３２５２６号公報に開示されるヒートシンクは、冷却ブロックの上面に溝が形成され、その溝に上記冷却された流体が流れる配管が嵌め込まれる構成となっている。特開２０１３−２３２５２６号公報においては、溝に嵌め込まれた配管に冷却された流体が流れることにより冷却ブロックが冷却される。これにより、冷却ブロックに接触するように設けられたパワーモジュールが冷却される。

特開２０１３−２３２５２６号公報

特開２０１３−２３２５２６号公報においては、ヒートシンクの本体である冷却ブロックの平面視に関する一方向（たとえば奥行き方向）の全体に、配管を嵌合するための溝が形成されている。この溝に嵌合されるように配管が通るため、冷却ブロックの平面視における一方向の全体の領域が冷却される。このため当該冷却ブロックに接触するように設置された電子部品は、これが一方向のどの部分に設置されたとしても、過度に冷却されることにより結露することがある。

また、たとえば電子部品に含まれることがあるダイオードは、温度が低くなることによって順方向電圧が大きくなる。このためダイオードを含む電子部品は、過剰に冷却されないことが好ましい。しかし特開２０１３−２３２５２６号公報において、ダイオードを含む電子部品が上記一方向のどの部分に設置されたとしても配管により冷却され、順方向電圧が大きくなる。順方向電圧が大きくなれば、ダイオードの電力損失が増加し、効率が低下する。

本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、過剰に冷却すべきでない電子部品の過冷却を抑制し、冷却すべき電子部品のみを高効率に冷却することが可能なヒートシンク、およびそれを含む回路装置を提供することである。

本手段の回路装置は、熱交換器で冷却された冷媒が流れる配管と、第１の面と第１の面の反対側の第２の面とを有する冷却ブロックと、冷却ブロックの第２の面に取り付けられた電子部品とを備え、冷却ブロックの第１の面には少なくとも１つの第１の面上の凸部が形成され、第１の面上の凸部に配管が接触し、配管は冷却ブロックの第１の面上の凸部以外の部分と距離を保って離間して配置され、電子部品は整流ダイオードと整流ダイオード以外の第１の電子部品とを含み、整流ダイオードは、第２の面上であって、第１の面上の凸部以外の領域と平面視において重なる位置に取り付けられ、第１の電子部品の少なくとも一部は、第２の面上であって、第１の面上の凸部の領域と平面視において重なる位置に取り付けられたものである。

本手段の回路装置は、熱交換器で冷却された冷媒が流れる配管と、第１の面と第１の面の反対側の第２の面とを有する冷却ブロックと、冷却ブロックの第２の面に取り付けられ、第１の面と第２の面とを結ぶ方向の厚みが互いに異なる第１の電子部品および第２の電子部品とを備え、冷却ブロックの第１の面には少なくとも１つの第１の面上の凸部が形成され、配管は、第１の面上の凸部に接触し、冷却ブロックの第１の面上の凸部以外の部分と距離を保って離間して配置され、冷却ブロックの第２の面には第１の面と第２の面とを結ぶ方向の厚みが互いに異なる第１の凸部および第２の凸部が形成され、第１の凸部の少なくとも一部は第１の面上の凸部の領域と平面視において重なり、第２の凸部は第１の面上の凸部以外の領域と平面視において重なり、第１の電子部品は第１の凸部に取り付けられ、第２の電子部品は第２の凸部、または第１の凸部および第２の凸部以外の第２の面上の領域である平坦部に取り付けられたものである。

本手段によれば、冷却ブロックのうち凸部に配管が接触載置され、冷却ブロックのうち凸部以外の部分には配管が接触しない。このため所望の電子部品のみを高効率に冷却し、それ以外の電子部品の過冷却を抑制することができる。また、配管が冷却ブロックの凸部以外の部分と一定の距離を保って離間してほぼ平行に配置される。このため配管と冷却ブロックとの物理的な干渉が抑制される。

実施の形態１に係るヒートシンクおよびこれを含む回路装置が空調機に設置された状態を示す回路図である。実施の形態１に係るヒートシンク１００Ａの一部分の概略斜視図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分の概略断面図である。図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の概略断面図である。実施の形態１に係るヒートシンクの全体の概略斜視図である。図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分の概略断面図である。図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う部分の概略断面図である。図５のヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。図８の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＩＸに示す方向から見た概略正面図である。図８および図９の電子部品（図１の電子部品）を含む制御装置に組み込まれるインバータ装置の回路図である。実施の形態１に係るヒートシンクの製造方法を示す概略図である。凸部に形成される溝部の断面の円弧の形成される角度と、配管の冷却能力との関係を示すグラフである。実施の形態２に係るヒートシンクの全体の概略斜視図である。図１３のヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。図１４の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＶに示す方向から見た概略正面図である。図１４および図１５の電子部品（図１の電子部品）を含む制御装置に組み込まれるインバータ装置の回路図である。実施の形態３に係るヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。図１７の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＶＩＩＩに示す方向から見た概略正面図である。実施の形態４に係るヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。図１９の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＸに示す方向から見た概略正面図である。図１９および図２０の電子部品（図１の電子部品）を含む制御装置に組み込まれるインバータ装置の回路図である。実施の形態５の第１例に係るヒートシンクの一部分を第１の面側から見た態様を示す概略斜視図である。実施の形態５の第１例に係るヒートシンクの一部分を第２の面側から見た態様を示す概略斜視図である。図２２または図２３の実施の形態５の第１例に係るヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。図２４の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＸＶに示す方向から見た概略正面図である。図２４および図２５の電子部品（図１の電子部品１２０）を含む制御装置２４０（図１参照）に組み込まれるインバータ装置の回路図である。実施の形態５の第２例に係るヒートシンクの一部分を第１の面側から見た態様を示す概略斜視図である。図２４に対する実施の形態５の変形例としての回路装置の概略斜視図である。

以下、実施の形態について図に基づいて説明する。なお、説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るヒートシンクおよびこれを含む回路装置が空調機に設置された状態を示す回路図である。図１に示す空調機４００は、熱源ユニット２００と、複数の負荷ユニット３００とを有している。熱源ユニット２００はたとえば室外機に相当し、負荷ユニット３００はたとえば室内機に相当する。本実施の形態のヒートシンク１００およびこれを含む回路装置１０１は、熱源ユニット２００に含まれている。

熱源ユニット２００は、主回路２１０と、バイパス回路２２０とを有している。このうち主回路２１０は、圧縮機２１１と、流路切替装置２１２と、熱源側熱交換器２１３とを主に有している。またバイパス回路２２０は制御装置２４０を有しているが、これについては後述し、まず主回路２１０の構成部材について説明する。

圧縮機２１１は、冷媒を圧縮して吐出させるものである。流路切替装置２１２は、たとえば四方弁で構成され、冷房運転時と暖房運転時との間で冷媒の流路を切り換えるものである。熱源側熱交換器２１３は、圧縮機２１１から吐出された主回路２１０中を循環する冷媒と空気との間で熱交換を行なうものである。熱源側熱交換器２１３は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。

一方、負荷ユニット３００は、負荷側絞り装置３０１と、負荷側熱交換器３０２とを有する。なお図１においては１台の熱源ユニット２００に対して２台の負荷ユニット３００が並列に接続されている。しかし１台の熱源ユニット２００に対して接続される負荷ユニット３００の数は任意であり、１台のみであっても３台以上であってもよい。負荷側絞り装置３０１は、たとえば電子式膨張弁または毛細管等により構成される。負荷側絞り装置３０１は、熱源側熱交換器２１３から流入する冷媒を減圧して膨張させる。負荷側熱交換器３０２は、負荷側絞り装置３０１で減圧された冷媒と空気との間で熱交換を行なうものである。負荷側熱交換器３０２は、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する。

圧縮機２１１と、流路切替装置２１２と、熱源側熱交換器２１３と、負荷側絞り装置３０１と、負荷側熱交換器３０２とは、冷媒配管により接続されて冷媒回路の主回路２１０を構成している。主回路２１０を流れる冷媒は、たとえば水、フルオロカーボン、アンモニア、二酸化炭素からなる群から選択されるいずれかが用いられる。

次に熱源ユニット２００の、バイパス回路２２０の構成部材について説明する。バイパス回路２２０は制御装置２４０を有し、制御装置２４０は発熱体としての電子部品１２０と、電子部品１２０の温度に基づいてこれの冷却を制御する冷却制御器２３０とを有している。つまりバイパス回路２２０は、制御装置２４０の発熱体としての電子部品１２０を、冷媒を用いて冷却するための回路である。

バイパス回路２２０は、上記各部材の他に、予冷熱交換器２２２と、流量調整装置２２３と、ヒートシンク１００とを有している。予冷熱交換器２２２は、熱源側熱交換器２１３と一体に構成されている。熱源側熱交換器２１３の一部が予冷熱交換器２２２として用いられる。予冷熱交換器２２２は、主回路２１０から分岐して流入する冷媒を冷却する。流量調整装置２２３は、開度が可変な電子式膨張弁等で構成され、予冷熱交換器２２２で冷却された冷媒を減圧して膨張させる。ヒートシンク１００は、流量調整装置２２３で減圧された冷媒の冷熱により、制御装置２４０に含まれる発熱する電子部品１２０を冷却する。以下において電子部品１２０とは、制御装置２４０を構成する複数の電子部品１２０のうち発熱するものをいう。なお電子部品１２０の温度は温度センサ１１０により検出可能となっている。またヒートシンク１００に電子部品１２０が取り付けられることにより、回路装置１０１が構成されている。

バイパス回路２２０において、予冷熱交換器２２２と、流量調整装置２２３と、ヒートシンク１００とは、バイパス配管２２１により接続される。ここで、圧縮機２１１と流路切替装置２１２との間には高圧配管２０１が接続されており、圧縮機２１１の吸入側には低圧配管２０２が接続されている。バイパス配管２２１は、高圧配管２０１から分岐し、低圧配管２０２に接続されている。

なお図１においては、ヒートシンク１００の入口側（図１の左側）に流量調整装置２２３が設けられている。しかし流量調整装置２２３はヒートシンク１００の出口側（図１の右側）に設けられてもよい。図１のように流量調整装置２２３がヒートシンク１００の入口側に設けられる場合、予冷熱交換器２２２で冷却された冷媒は、流量調整装置２２３において減圧され、さらに温度が低下した状態でヒートシンク１００に流入する。

制御装置２４０は、圧縮機２１１の周波数、流路切替装置２１２の切り替えおよび負荷側絞り装置３０１の開度等を制御する。また制御装置２４０に含まれる冷却制御器２３０は、温度センサ１１０により検出された電子部品１２０の温度に基づいて流量調整装置２２３の開度を制御する。具体的には、冷却制御器２３０は、電子部品１２０の温度が上限温度以上である場合には流量調整装置２２３を開いてバイパス回路２２０に冷媒を流し、電子部品１２０の温度が下限温度以下である場合には流量調整装置２２３を閉じてバイパス回路２２０での冷媒の流通を止める。ここで電子部品１２０の上限温度はたとえば電子部品１２０の耐熱温度に応じたものであり、電子部品１２０の下限温度はたとえば電子部品１２０に結露が生じる温度に応じたものである。

圧縮機２１１から吐出された冷媒は、主回路２１０を流れ、負荷ユニット３００において空気と熱交換する。これにより冷房または暖房が行なわれる。電子部品１２０の温度が上限温度以上に上昇すれば、冷却制御器２３０は流量調整装置２２３を開くように制御する。これにより圧縮機２１１から吐出された高圧ガス冷媒の一部がバイパス配管２２１に流入する。

バイパス配管２２１に流入した高圧ガス冷媒は、予冷熱交換器２２２で冷却されて液体冷媒となる。その液体冷媒は流量調整装置２２３で減圧され、ヒートシンク１００に流入する。ヒートシンク１００に流入した液体冷媒は、電子部品１２０で発生した熱を吸収し、ガス冷媒となってバイパス配管２２１へ流出する。ヒートシンク１００から流出したガス冷媒は、バイパス配管２２１から低圧配管２０２を通ってそこから圧縮機２１１に吸入される。圧縮機２１１はガス冷媒を圧縮して高圧ガス冷媒とする。

このとき、冷却制御器２３０は、電子部品１２０の温度が上限温度以上である場合にはバイパス回路２２０にて冷媒を流入させ電子部品１２０を冷却し、電子部品１２０の温度が下限温度以下である場合にはバイパス回路２２０への冷媒の流入を閉止する。

以上の空調機の回路図におけるヒートシンク１００およびこれを含む回路装置１０１が、本実施の形態のヒートシンク１００および回路装置１０１である。次に図２〜図７を用いて、本実施の形態のヒートシンク１００としてのヒートシンク１００Ａについて説明する。

図２は、実施の形態１に係るヒートシンク１００Ａの一部分の概略斜視図である。図３および図４は図２の構成を各方向から見た概略断面図である。図２〜図４を参照して、本実施の形態のヒートシンク１００Ａは、冷却ブロック１１を備えている。冷却ブロック１１は、ＸＹ平面において矩形状を有し、Ｚ方向について厚みを有する平板状である。冷却ブロック１１は伝熱性のよい材料、たとえばアルミニウムまたは銅などにより形成される。

冷却ブロック１１には少なくとも１つ以上の凸部１２が形成されている。図２の例においては冷却ブロック１１に１つの凸部１２が形成されている。凸部１２は冷却ブロック１１の凸部以外の部分である平坦部１３に比べて、Ｚ方向上方に盛り上がった部分である。すなわち冷却ブロック１１はＸＹ平面に沿うように、主表面１４としての一方の主表面１４ａ（図２のＺ方向下側）とその反対側の他方の主表面１４ｂ（Ｚ方向上側）とを有する。一方の主表面１４ａはその全体においてＸＹ平面に沿うよう平坦に形成される。これに対して、他方の主表面１４ｂは凸部１２において平坦部１３に比べて図２のＺ方向上方に隆起している。ただし他方の主表面１４ｂは凸部１２および平坦部１３ともに、一方の主表面１４ａ（ＸＹ平面）に沿うように拡がっている。

凸部１２は、冷却ブロック１１のＸ方向の全体に亘り形成されている。ただし凸部１２は冷却ブロック１１のＹ方向に関する中央部のみに形成されている。冷却ブロック１１のＹ方向に関しては、凸部１２の奥側および手前側の双方から凸部１２を挟むように、平坦部１３が形成されている。

凸部１２には溝部１５が形成されている。溝部１５は凸部１２の、平面視における一の方向すなわちＹ方向に沿って延びている。溝部１５は凸部１２の他方の主表面１４ｂが部分的にＺ方向下方に凹んだ領域である。溝部１５はたとえばＹ方向に沿って延びた形状を有している。凸部１２の平面視における一の方向であるＹ方向における寸法は、冷却ブロック１１全体のＹ方向における寸法よりも短い。言い換えれば、冷却ブロック１１は、溝部１５の延びる方向に関して、凸部１２の部分の寸法が、冷却ブロック１１全体の寸法よりも短い。

図２および図４に示すように、溝部１５はその延びるＹ方向に交差する断面において、円弧形状を有している。すなわちこの場合、溝部１５を形成する表面は曲面状となっている。しかし溝部１５の形状はこれに限らず、後述する配管の形状に応じて適宜変更可能である。溝部１５はたとえば図４の断面において楕円形状の一部を有していてもよい。

図５は、図２の冷却ブロックに配管が設置された実施の形態１に係るヒートシンク１００Ａ全体の概略斜視図である。図６および図７は図５の構成を各方向から見た概略断面図である。図５〜図７を参照して、本実施の形態のヒートシンク１００Ａは、図２の冷却ブロック１１にさらに配管１０が設置されている。配管１０は、内部に冷媒が流れるものである。配管１０は図５に示すように、平面視においてたとえばＵ字形状を有する。配管１０は図５および図７に示すように、その延びる方向（おおむねＹ方向）に交差する断面がたとえば円形状であるがこれに限られない。配管１０の断面はたとえば楕円形状であっても矩形状または正方形状であってもよい。また配管１０は平面視においてＭ字形状を有していてもよい。

凸部１２に配管１０が接触するように設置されている。具体的には、配管１０の一部分の表面が、凸部１２に形成された溝部１５の曲面状の表面に接触するように配管１０が配置されている。溝部１５に対して配管１０は、ろう付け加工などにより接合されている。これにより配管１０は、溝部１５に嵌合して凸部１２と接触する。

Ｕ字形状の配管１０は、図５に示すように、Ｙ方向については、冷却ブロック１１の配置される領域のほぼ全体に重なるように配置されている。つまり配管１０は、平面視において冷却ブロック１１の凸部１２、およびそのＹ方向における一方側および他方側に配置される平坦部１３と重なるように配置されている。ただし上記のように、配管１０は凸部１２とは、溝部１５において接触されているが、平坦部１３とは接触していない。つまり特に図６に示すように、配管１０は、冷却ブロック１１の凸部１２以外の部分である平坦部１３（より詳しくは平坦部１３の他方の主表面１４ｂとしての部分）とは、Ｚ方向に関して距離を保って離間して配置されている。すなわち配管１０は平坦部１３とは互いに間隔をあけて配置されている。

図８は、図５のヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。図９は、図８の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＩＸに示す方向から見た概略正面図である。図８および図９を参照して、上記のようにヒートシンク１００Ａは、ＸＹ平面に沿う方向に関して、凸部１２が形成される第１の面としての他方の主表面１４ｂと、他方の主表面１４ｂと反対側の第２の面としての一方の主表面１４ａとを有している。本実施の形態の回路装置１０１としての回路装置１０１Ａはヒートシンク１００Ａと、後述の電子部品とを含む。回路装置１０１Ａにおいてヒートシンク１００Ａは、一方の主表面１４ａがＺ方向上方を向くように、他方の主表面１４ｂがＺ方向下方を向くように設置されることが好ましい。一方の主表面１４ａ上には電子部品としてのダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２が取り付けられている。ダイオードモジュール１は整流ダイオードを含む。ＩＧＢＴモジュール２はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）の素子を含む。

第１の電子部品としてのＩＧＢＴモジュール２は、その少なくとも一部が凸部１２の領域と平面視において重なるように、ヒートシンク１００Ａの一方の主表面１４ａ上に設置されている。なお、ここで平面視とはヒートシンク１００Ａの一方の主表面１４ａに対して垂直な方向からヒートシンク１００Ａを見た場合を意味する。しかし第２の電子部品としてのダイオードモジュール１は、平坦部１３と平面視において重なるように、ヒートシンク１００Ａの一方の主表面１４ａ上に設置されている。ダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２は、固定部材のある一例でネジにより、一方の主表面１４ａに固定されている。ただしダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２は、放熱シートまたはグリスなどの放熱インターフェースを介して冷却ブロック１１に取り付けられることが好ましい。これにより、ダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２と、ヒートシンク１００Ａとの間の接触熱抵抗を低減することができる。

図９に示すように、ダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２は、ヒートシンク１００Ａと平面的に重なるように配置されたプリント配線板３０に実装されている。

図１０は図８および図９の電子部品（図１の電子部品１２０）を含む制御装置２４０（図１参照）に組み込まれるインバータ装置の回路図である。図１０を参照して、インバータ装置は、入力電源Ｐ_in、ダイオードモジュール１を含む整流回路、平滑コンデンサ３、ＩＧＢＴモジュール２を含むインバータ回路、および出力電源Ｐ_outを備えている。入力電源Ｐ_inは三相すなわちＲ相、Ｓ相およびＴ相を有している。また出力電源Ｐ_outは三相すなわちＵ相、Ｖ相およびＷ相を有している。Ｒ相、Ｓ相およびＴ相のそれぞれにはダイオードモジュール１を構成する整流ダイオード１ａ〜１ｆが接続されている。具体的には、整流ダイオード１ａおよび整流ダイオード１ｄは互いに直列接続されており、両者の間にＲ相の端子が接続されている。また整流ダイオード１ｂおよび整流ダイオード１ｅは互いに直列接続されており、両者の間にＳ相の端子が接続されている。また整流ダイオード１ｃおよび整流ダイオード１ｆは互いに直列接続されており、両者の間にＴ相の端子が接続されている。整流ダイオード１ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれは、整流ダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆのそれぞれのカソード側に直列接続されている。整流ダイオード１ａ，１ｄと整流ダイオード１ｂ，１ｅと整流ダイオード１ｃ，１ｆとは互いに並列接続されている。

ダイオードモジュール１の整流ダイオード１ａ〜１ｆのアノード側には負ラインＬｎが、カソード側には正ラインＬｐが、それぞれ接続されている。この負ラインＬｎおよび正ラインＬｐを繋ぐように、整流ダイオード１ａ〜１ｆに並列に平滑コンデンサ３が接続されている。

ＩＧＢＴモジュール２は、図１０に示すようにＩＧＢＴ素子２１ａ〜２１ｆのそれぞれと、還流ダイオード２２ａ〜２２ｆのそれぞれとが並列接続されたものが６つ形成された素子により構成されている。ＩＧＢＴ素子２１ａおよび還流ダイオード２２ａと、ＩＧＢＴ素子２１ｄおよび還流ダイオード２２ｄとが互いに直列接続されており、両者の間にＵ相の端子が接続されている。またＩＧＢＴ素子２１ｂおよび還流ダイオード２２ｂと、ＩＧＢＴ素子２１ｅおよび還流ダイオード２２ｅとが互いに直列接続されており、両者の間にＶ相の端子が接続されている。またＩＧＢＴ素子２１ｃおよび還流ダイオード２２ｃと、ＩＧＢＴ素子２１ｆおよび還流ダイオード２２ｆとが互いに直列接続されており、両者の間にＷ相の端子が接続されている。ＩＧＢＴ素子２１ａ，２１ｄとＩＧＢＴ素子２１ｂ，２１ｅとＩＧＢＴ素子２１ｃ，２１ｆとは互いに並列接続されている。

ＩＧＢＴ素子２１ａ，２１ｄからなる直列回路はＵ相をスイッチングする。ＩＧＢＴ素子２１ｂ，２１ｅからなる直列回路はＶ相をスイッチングする。ＩＧＢＴ素子２１ｃ，２１ｆからなる直列回路はＷ相をスイッチングする。出力電源Ｐ_outのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれには負荷であるたとえばモータのＵ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子のそれぞれが接続される。

なお各ＩＧＢＴ素子２１ａ〜２１ｆのゲートおよびエミッタには、複数の駆動回路２３ａ〜２３ｆのそれぞれから駆動信号が個別に供給される。駆動回路２３ａ〜２３ｆのそれぞれは、光絶縁用のフォトカプラを備える。駆動回路２３ａ〜２３ｆのそれぞれは、マイクロプロセッサ等の外部制御回路からの制御信号を受信して、個々の駆動信号を出力し、各ＩＧＢＴ素子２１ａ〜２１ｆのゲートおよびエミッタに供給する。

ＩＧＢＴ素子２１ｄ，２１ｅ，２１ｆのそれぞれのエミッタと負ラインＬｎとの間には、Ｕ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子に流れる電流を検知するためのシャント抵抗２４が接続される。

図１０の回路においては、全体として、入力電源Ｐ_in側から出力電源Ｐ_out側に向けて、ダイオードモジュール１、平滑コンデンサ３、ＩＧＢＴ素子２１ａ〜２１ｆなどの順に接続されている。

以上に説明した本実施の形態のヒートシンク１００Ａは、以下のように製造される。図１１は、実施の形態１に係るヒートシンク１００Ａの特に冷却ブロック１１の形状の加工方法を示す概略図である。図１１を参照して、ヒートシンク１００Ａの冷却ブロック１１は、平板形状に形成された金属部材をヒートシンク１００ＡのＹＺ面における断面形状を有するダイス孔が形成されたダイス内に設置し、たとえばＸ方向正側から矢印で示す力Ｆが印加され、押し出し加工がなされる。この力Ｆは、特に金属部材のＹ方向手前側および奥側に印加されることが好ましい。これにより、力が印加された領域において、特に他方の主表面１４ｂ側の金属材料が、Ｘ方向負側に移動されるように除去される。これにより、金属部材が除去された領域においては他の領域よりもＺ方向の高さが低くされた平坦部１３が形成される。逆に言えば、金属部材が除去された領域以外の領域においては、金属部材が除去された領域に比べて相対的にＺ方向の寸法が大きい凸部１２が形成される。押し出し加工時のＸ方向に加わる力Ｆにより、平坦部１３の領域においてはＸ方向の全体に力が加わり材料が押し出される。このため平坦部１３および凸部１２は、冷却ブロック１１のＸ方向に関する全体に形成される。

なお凸部１２を形成するための加工方法は上記の押し出し加工に限定されない。ただし押し出し加工によれば、加工コストを低減させることができる。

凸部１２が形成された後、押し出し加工において印加された力Ｆの方向に交差（たとえば直交）するＹ方向に沿って延びるように、凸部１２の他方の主表面１４ｂに溝部１５が形成される。溝部１５は、凸部１２の切削加工により形成される。

図２および図４においては、溝部１５の延びる方向に交差する断面がなす円弧形状は、半円形状となっている。つまり溝部１５の断面の、円形状の中心に対する円弧の形成される角度は１８０°となっている。この円弧の形成される角度は１８０°以上３６０°以下であることが好ましい。図１２はこのことを示すグラフである。

図１２の横軸は、溝部１５の延びる方向に交差する断面がなす円弧形状の形成される角度を示し、縦軸は溝部１５に設置された配管１０による冷却能力の高さを示している。図１２を参照して、溝部１５としての円弧の形成される角度が大きくなるにつれて、冷却能力は高くなる。上記角度が大きくなるにつれて配管１０と溝部１５との接触面積が大きくなるためである。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態のヒートシンク１００Ａは、冷媒が流れる配管１０と、冷却ブロック１１とを備える。冷却ブロック１１には少なくとも１つ以上の凸部１２が形成され、凸部１２に配管１０が接触する。配管１０は冷却ブロック１１の凸部１２以外の部分である平坦部１３と互いに間隔をあけて配置される。

このため、冷却ブロック１１のうち特に凸部１２は配管１０の接触により冷却しやすくなる領域となるが、平坦部１３は配管１０と接触しないため冷却しにくい領域となる。つまり冷却しやすい凸部１２と冷却しにくい平坦部１３とをヒートシンク１００Ａに共存させることにより、冷却量を調整することができる。したがって過冷却によるヒートシンク１００Ａの結露を抑制することができる。

冷却ブロック１１の加工時の押し出し加工における、凸部１２を形成するための金属部材を押し出し除去する領域は、押し出し加工に用いるダイスのダイス孔の形状を調整することにより調整可能である。よって、冷却ブロック１１全体のうち凸部１２が形成される領域の割合を調整することにより、配管１０と凸部１２との接触面積を容易に調整することができる。よって接触面積の調整により、ダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２の冷却効率を調整することができる。

なお冷却ブロック１１が平坦部１３を有するため、冷却ブロック１１は平坦部１３による熱容量を有している。このため、たとえば冷却ブロック１１が平坦部１３を有さない場合に比べて、凸部１２の温度変化を小さくすることができる。

また配管１０と冷却ブロック１１とが接触する領域は、冷却ブロック１１の凸部１２に限定される。このため、ダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２などの発熱源から離れた冷却ブロック１１の領域における、過冷却に起因する結露の発生を抑制することができる。また、配管１０が冷却ブロック１１の凸部以外の部分と一定の距離を保って離間してほぼ平行に配置される。このため配管１０と冷却ブロック１１との物理的な干渉が抑制される。

上記凸部１２には、平面視における一の方向（図２のＹ方向）に沿って延びる溝部１５が形成され、配管１０は溝部１５に嵌合して凸部１２と接触する。これにより、凸部１２が形成された領域に配管１０が容易に接触するように、配管１０を固定することができる。

凸部１２の一の方向（図２のＹ方向）における寸法は、冷却ブロック１１のＹ方向における寸法よりも短い。このため一の方向に沿って延びる配管１０は、冷却ブロック１１のＹ方向における全体と平面的に重なった場合に、その一部が凸部１２すなわち冷却ブロック１１と接触し、その他の一部が平坦部１３と重なる（冷却ブロック１１と非接触になる）。このため上記のように、過冷却を抑制することが可能なヒートシンク１００Ａを提供することができる。

冷却ブロック１１は、凸部１２が形成される他方の主表面１４ｂと、その反対側の一方の主表面１４ａとを有しており、一方の主表面１４ａに電子部品が取り付けられることで回路装置１０１Ａが形成される。一方の主表面１４ａは凸部１２が形成されずその全体が平坦であるため、容易かつ安定に電子部品を取り付けることができる。

電子部品としてはＩＧＢＴモジュール２とダイオードモジュール１とを含むが、ＩＧＢＴモジュール２の方がダイオードモジュール１よりも駆動時の発熱量が多い。このため、ＩＧＢＴモジュール２の少なくとも一部が凸部１２の領域と平面視において重なり、ダイオードモジュール１は平坦部１３と平面視において重なることが好ましい。

これによりＩＧＢＴモジュール２は、少なくとも一部が、冷媒の流れる配管１０が固定された凸部１２により近い領域に固定されることになる。このため、発熱量がダイオードモジュール１より多いＩＧＢＴモジュール２を、凸部１２と平面的に重なる領域にて、効率よく冷却することができる。

一方、ダイオードモジュール１は、配管１０が接合された凸部１２とは平面視において重ならない。このためダイオードモジュール１はＩＧＢＴモジュール２よりも配管１０から離れた位置に配置される。したがってダイオードモジュール１はＩＧＢＴモジュール２よりも冷却されにくくなる。しかしダイオードモジュール１はＩＧＢＴモジュール２よりも発熱量が少ないため問題はない。

むしろ、ダイオードモジュール１を配管１０から離れた平坦部１３に配置し、冷却効率を低下させることにより、以下の効果を奏する。ダイオードモジュール１に含まれる整流ダイオード１ａ〜１ｆ（図１０参照）の順電圧は一般に温度係数が負となる。このため整流ダイオード１ａ〜１ｆが冷却されにくくその温度が上昇することにより、順電圧は低下する。よって順方向電流と順電圧との積により発生する順電力損失は、整流ダイオード１ａ〜１ｆの温度が上昇するにつれて低下していく。このためにダイオードモジュール２の効率を向上させることができる。

第１の電子部品としてのＩＧＢＴモジュール２は、その少なくとも一部が凸部１２の領域と平面視において重なればよい。つまりＩＧＢＴモジュール２の他の一部は凸部１２の領域と平面視において重ならず、たとえば平坦部１３と平面視において重なってもよい。しかし平面視においてＩＧＢＴモジュール２は、凸部１２の平面積よりもその平面積が小さいことが好ましい。このようにすれば、発熱量が大きいＩＧＢＴモジュール２の平面視における全体を凸部１２と重なるように載置することができる。このため発熱量が大きいＩＧＢＴモジュール２をより高効率に冷却することができる。

以上の実施の形態１の説明においては、図１０において、三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の入力電源Ｐ_inを三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力電源Ｐ_outへ変換するインバータ装置が例示されている。しかし本実施の形態は、その他の各種コンバータまたは各種インバータにも適用可能である。

実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係るヒートシンク１００Ｂ全体の概略斜視図である。図１３を参照して、本実施の形態のヒートシンク１００としてのヒートシンク１００Ｂは、実施の形態１の図５に示すヒートシンク１００Ａと大筋で同様の構成を有しており、その製造方法も大筋で同様である。このため図１３において図５と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図１３のヒートシンク１００Ｂの冷却ブロック１１においては、凸部１２が複数（２つ）、互いに間隔をあけて形成されている。それぞれの凸部をここでは凸部１２ａ、凸部１２ｂとしている。なお凸部１２の数は２つに限らず３つ以上であってもよい。また複数の凸部１２ａ，１２ｂのそれぞれの形状は同じでもよいが異なっていてもよい。たとえば凸部１２ａのＹ方向の幅は凸部１２ｂのＹ方向の幅と異なっていてもよい。ヒートシンク１００Ｂの凸部１２ａ，１２ｂは、ヒートシンク１００Ａの凸部１２と同様に、冷却ブロック１１のＸ方向の全体に亘り形成されている。また凸部１２ａ，１２ｂのそれぞれに溝部１５（図示せず）が形成されている。凸部１２ａ，１２ｂのそれぞれの溝部１５には、冷媒の配管１０が接触するように嵌合されている。

そしてヒートシンク１００Ｂの凸部１２ａ，１２ｂは、Ｙ方向に関して互いに間隔をあけて形成されている。複数（２つ）の凸部１２ａ，１２ｂのそれぞれの延びる方向は互いにほぼ平行であることが好ましいが、これに限られない。この点において本実施の形態のヒートシンク１００Ｂの冷却ブロック１１は、単一の凸部１２ａ，１２ｂのみが形成されたヒートシンク１００Ａの冷却ブロック１１とは異なっている。

図１４は、図１３のヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。図１５は、図１４の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＶに示す方向から見た概略正面図である。図１４および図１５を参照して、ヒートシンク１００Ｂもヒートシンク１００Ａと同様に、ＸＹ平面に沿う方向に関して、凸部１２ａ，１２ｂが形成される第１の面としての他方の主表面１４ｂと、他方の主表面１４ｂと反対側の一方の主表面１４ａとを有している。本実施の形態の回路装置１０１としての回路装置１０１Ｂはヒートシンク１００Ｂを含む。一方の主表面１４ａ上には電子部品として、ダイオードモジュール１、ＩＧＢＴモジュール２に加えて昇圧モジュール５が取り付けられている。

第１の電子部品としてのＩＧＢＴモジュール２および昇圧モジュール５は、その少なくとも一部は凸部１２の領域と平面視において重なるように、ヒートシンク１００Ｂの一方の主表面１４ａ上に設置されている。図１４および図１５においては一例として、凸部１２ａと重なるようにＩＧＢＴモジュール２が、凸部１２ｂと重なるように昇圧モジュール５が、それぞれ取り付けられている。ただし逆に凸部１２ａと重なるように昇圧モジュール５が、凸部１２ｂと重なるようにＩＧＢＴモジュール２が取り付けられてもよい。なお本実施の形態においても実施の形態１と同様に、ダイオードモジュール１は平坦部１３と平面視において重なるようにヒートシンク１００Ｂの一方の主表面１４ａ上に設置されている。

ダイオードモジュール１、ＩＧＢＴモジュール２および昇圧モジュール５の取付態様は、実施の形態１と同様である。また図１５に示すように、ダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２は、ヒートシンク１００Ｂと平面的に重なるように配置されたプリント配線板３０に実装されている。

図１６は図１４および図１５の電子部品（図１の電子部品１２０）を含む制御装置２４０（図１参照）に組み込まれるインバータ装置の回路図である。図１６を参照して、本実施の形態のインバータ装置は、図１０の実施の形態１のインバータ装置の回路に、さらに昇圧回路が設けられている。図１６においては、昇圧回路として、リアクトル４と昇圧モジュール５とが用いられている。リアクトル４は、ダイオードモジュール１の整流ダイオード１ａ，１ｂ，１ｃのカソード側、すなわち正ラインＬｐに接続されている。

昇圧モジュール５は、駆動回路５ａと、ＩＧＢＴ素子５ｂと、還流ダイオード５ｃと、ダイオード５ｄとを有している。駆動回路５ａとＩＧＢＴ素子５ｂと還流ダイオード５ｃとの接続態様は、平滑コンデンサ３の出力側の駆動回路２３ａ〜２３ｆとＩＧＢＴ素子２１ａ〜２１ｆと還流ダイオード２２ａ〜２２ｆとの接続態様と同様である。またＩＧＢＴ素子５ｂのエミッタと負ラインＬｎとの間には、Ｕ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子に流れる電流を検知するためのシャント抵抗２４が接続される。

駆動回路５ａと、ＩＧＢＴ素子５ｂと、還流ダイオード５ｃとの組み合わせは、負ラインＬｎおよび正ラインＬｐを繋ぐように、整流ダイオード１ａ〜１ｆおよび平滑コンデンサ３と並列に接続されている。一方、ダイオード５ｄは、リアクトル４と直列に接続された整流ダイオードである。言い換えればダイオード５ｄはリアクトル４と同様に、正ラインＬｐに接続されている。ダイオード５ｄのアノード側はリアクトル４に、カソード側は平滑コンデンサ３に、それぞれ接続されている。

図１６の回路においては、全体として、入力電源Ｐ_in側から出力電源Ｐ_out側に向けて、ダイオードモジュール１、リアクトル４、昇圧モジュール５、平滑コンデンサ３、ＩＧＢＴ素子２１ａ〜２１ｆなどの順に接続されている。

本実施の形態の作用効果は、基本的に、実施の形態１の作用効果と同様である。すなわち、複数（２つ）の凸部１２ａ，１２ｂに配管１０が接触し、配管１０が平坦部１３と互いに間隔をあけて配置される。このため、凸部１２ａ，１２ｂと平面視において重なる領域を含むように配置された、発熱量のより多いＩＧＢＴモジュール２および昇圧モジュール５を、配管１０の中を流れる冷媒により高効率に冷却可能とする。一方、発熱量の少ないダイオードモジュール１を平坦部１３と平面視にて重なるように設置することにより、ダイオードモジュール１の冷却効率を低下させ、順電力損失を低下させることでその効率を向上させることができる。

実施の形態３．
図１７は、実施の形態３に係るヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。すなわち図１７は、実施の形態１の図８、および実施の形態２の図１４に相当する。図１８は、図１７の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＶＩＩＩに示す方向から見た概略正面図である。図１７および図１８を参照して、本実施の形態のヒートシンク１００としてのヒートシンク１００Ｃは、実施の形態２の図１３に示すヒートシンク１００Ｂと大筋で同様の構成を有している。このため図１７において図１３と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図１７のヒートシンク１００Ｃの冷却ブロック１１においては、一方の主表面１４ａの一部に、円弧状突起１６を更に設けている。この点において、ヒートシンク１００Ｃはヒートシンク１００Ｂと異なっている。

円弧状突起１６は、一方の主表面１４ａが図１７のＺ方向上方に盛り上がった部分である。円弧状突起１６は、凸部１２ａ，１２ｂと同様に、冷却ブロック１１のＸ方向の全体に亘り形成されている。図１７においては円弧状突起１６は突起１２ｂと平面視において重なるように形成されているが、円弧状突起１６は突起１２ａと平面視において重なるように形成されてもよい。

円弧状突起１６も、突起１２ａ，１２ｂと同様に、たとえば押し出し加工により形成されることが好ましい。円弧状突起１６は、その延びる方向に交差する断面が円弧状を有しているが、この円弧状部分の内側には、たとえば円柱形状のリアクトル４（図１６および図１８参照）を配置可能である。

本実施の形態の回路装置１０１としての回路装置１０１Ｃは、実施の形態２の図１４および図１５に示す回路装置１０１Ｂと大筋で同様の構成を有している。このため図１７および図１８において図１４および図１５と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。回路装置１０１Ｃにおいては、回路装置１０１Ｂと同様に、電子部品としてのダイオードモジュール１と、ＩＧＢＴモジュール２と、昇圧モジュール５とが設置されている。ダイオードモジュール１は平坦部１３と平面視において重なるように配置されている。これに対してＩＧＢＴモジュール２と昇圧モジュール５との双方が、少なくともその一部が凸部１２ａと平面視において重なる領域を含むように配置されている。これらのダイオードモジュール１、ＩＧＢＴモジュール２および昇圧モジュール５は、ヒートシンク１００Ｃと平面的に重なるように配置されたプリント配線板３０に実装されている。

図１８に示すように、図１７の回路装置１０１Ｃにおいて、リアクトル４はその表面が円弧状突起１６の円弧状の部分の内側に接触するように配置される。リアクトル４の配線は、円弧状突起１６の上側（図１８のＺ方向下側）の切れ目から引き出される。このリアクトル４の配線は、プリント配線板３０と接続される。円弧状突起１６により固定されるリアクトル４の本体部分は、樹脂封止材４０により封止された構成を有している。これによりリアクトル４の本体部分は、金属材料からなるヒートシンク１００Ｃの円弧状突起１６に接触するように固定可能である。リアクトル４の本体部分を封止する樹脂封止材４０は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などにより形成される。

本実施の形態の作用効果は、基本的に、実施の形態１，２の作用効果と同様である。加えて、本実施の形態においては上記の構成を有することにより、リアクトル４を樹脂封止するためのケースを別途使用することなく、冷却ブロック１１と容易に一体化することができる。このため、回路装置１０１Ｃの製造コストの低減および、各部材の一体化による熱抵抗の低減効果が得られる。

また本実施の形態によれば、リアクトル４がヒートシンク１００Ｃに接触するため、リアクトル４の熱をヒートシンク１００Ｃへ放熱し、その温度上昇を抑制することができる。このためリアクトル４を小型化することができる。なお本実施の形態においては一例としてリアクトル４が円弧状突起１６に収納される例を示している。しかしこれに限らず、たとえばリアクトル４の代わりにチョークコイルなどの巻線部品を用いた場合にも同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図１９は、実施の形態４に係るヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。すなわち図１９は、実施の形態１の図８、実施の形態２の図１４、および実施の形態３の図１７に相当する。図２０は、図１９の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＸに示す方向から見た概略正面図である。図２１は、図１９および図２０の電子部品（図１の電子部品１２０）を含む制御装置２４０（図１参照）に組み込まれるインバータ装置の回路図である。

図１９、図２０および図２１を参照して、本実施の形態のヒートシンク１００としてのヒートシンク１００Ｄは、実施の形態１のヒートシンク１００Ａと大筋で同様の構成を有している。このため図１９において図８と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図１９の回路装置１０１としての回路装置１０１Ｄに設置される電子部品は複合モジュール６である。複合モジュール６は、実施の形態１におけるダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２が複合され一体とされたモジュールである。すなわち複合モジュール６には、整流ダイオード１ａ〜１ｆと、ＩＧＢＴ素子２１ａ〜２１ｆと、還流ダイオード２２ａ〜２２ｆとが含まれる。複合モジュール６は直接プリント配線板３０に実装されている。

このようにすれば、発熱量の多寡にかかわらずすべての素子が凸部１２と平面的に重なる領域に配置され、その冷却効果を高められることとなる。しかし少なくとも本実施の形態においても、凸部１２が存在することにより、凸部１２が存在しない場合に比べて、凸部１２と配管１０との接触面積を小さくするなどの調整が可能となる。このため本実施の形態においても、接触面積の調整により、ダイオードモジュール１およびＩＧＢＴモジュール２の冷却効率を調整することができる。

なお上記においては一例として、実施の形態１と同様にダイオードモジュール１とＩＧＢＴモジュール２とを有する複合モジュール６を用いた場合を示している。しかし本実施の形態においては、実施の形態２，３のように複数の凸部１２ａ，１２ｂを有し昇圧モジュール５をさらに有する例において、複合モジュール６を形成したものが適用されてもよい。

実施の形態５．
図２２は、実施の形態５の第１例に係るヒートシンクの一部分を第１の面側から見た態様を示す概略斜視図である。図２３は、実施の形態５の第１例に係るヒートシンクの一部分を第２の面側から見た態様を示す概略斜視図である。図２２および図２３を参照して、本実施の形態の第１例のヒートシンク１００としてのヒートシンク１００Ｅは、冷却ブロック１１の部分が実施の形態１のヒートシンク１００Ａと大筋で同様の構成を有している。このため図２２および図２３において図５のヒートシンク１００Ａと同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図２２および図２３のヒートシンク１００Ｅは、凸部１２が第１の面としての他方の主表面１４ｂと、第２の面としての一方の主表面１４ａとの双方に形成されている。ヒートシンク１００Ｅは、第２の面としての一方の主表面１４ａに形成された凸部１２が、第１の凸部と第２の凸部とを含んでいる。

具体的には、ヒートシンク１００Ｅにおいては、上記他の実施の形態と同様に他方の主表面１４ｂの一部としての平坦部１３がＺ方向正側に隆起した、他方の主表面１４ｂの他の一部としての凸部１２ｃが形成されている。またヒートシンク１００Ｅにおいては、一方の主表面１４ａの一部としての平坦部１３がＺ方向負側に隆起した、一方の主表面１４ａの他の一部としての凸部１２ｄ，１２ｅが形成されている。一方の主表面１４ａの平坦部１３に形成された凸部１２は、第１の凸部としての凸部１２ｄと、第２の凸部としての凸部１２ｅとを含んでいる。

図２２に示すように、ヒートシンク１００Ｅにおいては、凸部１２ｃは、冷却ブロック１１のＸ方向の一部分、すなわちＸ方向の中央部に形成されている。またヒートシンク１００Ｅにおいては、凸部１２ｃは、上記の他の実施の形態のヒートシンク１００に比べてＹ方向に長く延びている。ただしヒートシンク１００Ｅにおいても他の実施の形態と同様に、凸部１２の平面視における一の方向であるＹ方向における寸法は、冷却ブロック１１全体のＹ方向における寸法よりも短い。このため図２３ではＹ方向の最も手前側において、凸部１２ｃが配置されずその左右側の平坦部１３と繋がるような平坦部１３が配置された領域を有する。凸部１２ｃにはＹ方向に延びるＵ字形状の配管１０がＹ方向に延びる２か所の部分のうちの１か所の部分のみが嵌合するように、Ｙ方向に沿って延びる溝部１５が１つ形成されている。

図２３に示すように、ヒートシンク１００Ｅにおいては、凸部１２ｄは、冷却ブロック１１のＸ方向の一部分、すなわちＸ方向の中央部に形成されている。またヒートシンク１００Ｅにおいては、凸部１２ｄは、冷却ブロック１１のＹ方向の全体に亘り形成されている。ただしこのような態様に限らず、凸部１２ｄは、冷却ブロック１１のＹ方向の一部のみに形成されてもよい。

一方、ヒートシンク１００Ｅにおいては、凸部１２ｅは、一方の主表面１４ａのうち、たとえば凸部１２ｄのＸ方向右側の平坦部１３が部分的に隆起されるように形成されている。凸部１２ｅがＹ方向に延びる長さは、凸部１２ｄがＹ方向に延びる長さに比べて短い。ただし凸部１２ｅのＹ方向の長さは凸部１２ｄのＹ方向の長さと等しくてもよい。また凸部１２ｅのＸ方向に延びる長さは、凸部１２ｄのＸ方向に延びる長さに比べて短くてもよいし、等しくても長くてもよい。

図２３に示すように、凸部１２ｄと凸部１２ｅとは、他方の主表面１４ｂと一方の主表面１４ａとを結ぶ方向すなわちＺ方向に関する厚みが異なっている。具体的には、図２３においては、凸部１２ｄの方が凸部１２ｅよりも、Ｚ方向に関して厚く形成されている。なお凸部１２ｄ，１２ｅと凸部１２ｃとのＺ方向の厚みの大小関係は任意である。

図２４は、図２２または図２３の実施の形態５の第１例に係るヒートシンクに電子部品が取り付けられた回路装置の概略斜視図である。すなわち図２４は、実施の形態１の図８、実施の形態２の図１４、実施の形態３の図１７、および実施の形態４の図１９に相当する。図２５は、図２４の回路装置がプリント配線板に実装されたものを矢印ＸＸＶに示す方向から見た概略正面図である。図２６は、図２４および図２５の電子部品（図１の電子部品１２０）を含む制御装置２４０（図１参照）に組み込まれるインバータ装置の回路図である。

図２４、図２５および図２６を参照して、本実施の形態においては、電子部品として、ダイオードモジュール１と、インテリジェントパワーモジュール７とが取り付けられている。具体的には、インテリジェントパワーモジュール７として、インテリジェントパワーモジュール７ａ，７ｂ，７ｃを有している。インテリジェントパワーモジュール７ａ，７ｂ，７ｃは、実施の形態１におけるＩＧＢＴモジュール２および駆動回路２３が複合され一体とされたモジュールである。

これらの電子部品としてのダイオードモジュール１およびインテリジェントパワーモジュール７ａ，７ｂ，７ｃがヒートシンク１００Ｅの一方の主表面１４ａに取り付けられることにより、本実施の形態の回路装置１０１としての回路装置１０１Ｅが形成される。すなわち回路装置１０１Ｅにおいては、ヒートシンク１００Ｅの一方の主表面１４ａの凸部１２ｄ，１２ｅ上に上記の電子部品が取り付けられている。

より具体的には、第１の電子部品としてのインテリジェントパワーモジュール７は、一方の主表面１４ａのうちの凸部１２ｄに取り付けられている。また第２の電子部品としてのダイオードモジュール１は、一方の主表面１４ａのうちの凸部１２ｅに取り付けられている。しかしこれに限らず逆に、インテリジェントパワーモジュール７が凸部１２ｅに取り付けられ、ダイオードモジュール１が凸部１２ｄに取り付けられてもよい。いずれにせよ本実施の形態では、第１の電子部品および第２の電子部品のうち一方は凸部１２ｄに取り付けられることが好ましい。また本実施の形態では、第１の電子部品および第２の電子部品のうち上記一方と異なる他方は、一方の主表面１４ａにこれが隆起する態様として形成された凸部１２ｄとは異なる凸部１２ｅに取り付けられることが好ましい。なお図２５に示すように、ダイオードモジュール１と、インテリジェントパワーモジュール７ａ，７ｂ，７ｃとは直接、プリント配線板３０に実装されている。

以上のように、本実施の形態では一方の主表面１４ａに複数の凸部１２ｄ，１２ｅが形成される。これにより、回路装置１０１Ｅに取り付けられる電子部品のＺ方向の設置位置を任意に変更できる。具体的には、まずダイオードモジュール１と、インテリジェントパワーモジュール７とのＺ方向の寸法が比較される。ここでたとえばダイオードモジュール１の方がインテリジェントパワーモジュール７よりＺ方向の寸法が大きい（すなわち厚い）場合、仮にダイオードモジュール１とインテリジェントパワーモジュール７とが同一の凸部上に設けられれば、図２５のようにプリント配線板３０が厚いダイオードモジュール１と干渉する。その結果、ダイオードモジュール１とインテリジェントパワーモジュール７との双方を適切にプリント配線板３０に実装することが困難となる。

そこで本実施の形態では、複数の凸部１２ｄ，１２ｅのＺ方向の厚みを異なるものとしている。これにより、厚いダイオードモジュール１を薄い凸部１２ｅに、薄いインテリジェントパワーモジュール７を厚い凸部１２ｄに取り付けることができる。このようにすれば、元々厚みの異なるダイオードモジュール１とインテリジェントパワーモジュール７とは、Ｚ方向に関して異なる位置に取り付けられる。このため図２５に示すように、一方の主表面１４ａの平坦部１３からの、ダイオードモジュール１の平坦部１３から最も離れた上面と、インテリジェントパワーモジュール７の平坦部１３から最も離れた上面とのＺ方向に関する距離をほぼ等しくすることができる。このためダイオードモジュール１とインテリジェントパワーモジュール７とを同一のプリント配線板３０に実装することができる。したがってたとえば厚いダイオードモジュール１と薄いインテリジェントパワーモジュール７とを分割された複数のプリント配線板のそれぞれに実装する必要がなくなる。

また本実施の形態においても上記他の実施の形態と同様に、凸部１２と配管１０との接触面積を小さくするなどの調整により、ダイオード１と、インテリジェントパワーモジュール７との冷却効率を調整することができる。

図２７は、実施の形態５の第２例に係るヒートシンクの一部分を第１の面側から見た態様を示す概略斜視図である。図２７を参照して、本実施の形態の第２例のヒートシンク１００としてのヒートシンク１００Ｆは、同第１例のヒートシンク１００Ｅと大筋で同様の構成を有している。このため図２７において図２２のヒートシンク１００Ｅと同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図２７のヒートシンク１００Ｆは、他方の主表面１４ｂに形成される凸部１２ｃが、図２のヒートシンク１００Ａと同様の態様を有している。すなわち凸部１２ｃは、冷却ブロック１１のＸ方向の全体に亘り形成されている。ただし凸部１２は冷却ブロック１１のＹ方向に関する中央部のみに形成されている。凸部１２ｃの溝部１５は、Ｕ字形状に延びる配管１０の湾曲部を挟むように直線状に延びる一方側と他方側との双方を嵌合可能とすべく、Ｘ方向に互いに間隔をあけて２か所形成されている。一方、ヒートシンク１００Ｆの一方の主表面１４ａ側の凸部１２ｄ，１２ｅはヒートシンク１００Ｅと同様である。凸部１２ｃの反対側の位置に発熱の大きい電子部品が搭載される場合は、図２７の構成を有するヒートシンク１００Ｆを用いて回路装置１０１が形成されてもよい。

図２８は、図２４に対する実施の形態５の変形例としての回路装置の概略斜視図である。図２８を参照して、当該変形例の回路装置１０１Ｇは、本実施の形態の図２４の回路装置１０１Ｅと大筋で同様の構成を有する。このため図２８において図２４の回路装置１０１Ｅと同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図２８の回路装置１０１Ｇは、第１の電子部品および第２の電子部品のうち一方であるインテリジェントパワーモジュール７とは、凸部１２ｄに取り付けられている。一方、第１の電子部品および第２の電子部品のうち上記一方と異なる他方は、一方の主表面１４ａ上の凸部１２ｄ，１２ｅ以外の領域、すなわち平坦部１３上に取り付けられている。

このようにインテリジェントパワーモジュール７が設けられても、図２４の実施の形態５と同様の作用効果を奏することができる。図２４および図２８とをまとめると、本実施の形態においては、第１の電子部品および第２の電子部品のうち第１の凸部である凸部１２ｄに取り付けられる一方とは異なる他方は、第２の面に形成された第１の凸部とは異なる凸部である第２の凸部、および第２の面上の凸部以外の領域のいずれかに取り付けられればよい。

なお図示されないが、第１の電子部品が凸部１２ｅに、第２の電子部品が平坦部１３に、取り付けられてもよい。

以上に述べた各実施の形態に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ダイオードモジュール、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ整流ダイオード、２ＩＧＢＴモジュール、３平滑コンデンサ、４リアクトル、５昇圧モジュール、５ｄダイオード、６複合モジュール、７，７ａ，７ｂ，７ｃインテリジェントパワーモジュール、１１冷却ブロック、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ凸部、１３平坦部、１４主表面、１４ａ一方の主表面、１４ｂ他方の主表面、１５溝部、１６円弧状突起、５ｂ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆＩＧＢＴ素子、５ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ還流ダイオード、５ａ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ駆動回路、２４シャント抵抗、３０プリント配線板、４０樹脂封止材、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆヒートシンク、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｇ回路装置、１１０温度センサ、１２０電子部品、２００熱源ユニット、２０１高圧配管、２０２低圧配管、２１０主回路、２１１圧縮機、２１２流路切替装置、２１３熱源側熱交換器、２２０バイパス回路、２２１バイパス配管、２２２予冷熱交換器、２２３流量調整装置、２３０冷却制御器、２４０制御装置、３００負荷ユニット、３０１負荷側絞り装置、３０２負荷側熱交換器、４００空調機。

Claims

熱交換器で冷却された冷媒が流れる配管と、
第１の面と前記第１の面の反対側の第２の面とを有する冷却ブロックと、
前記冷却ブロックの前記第２の面に取り付けられた電子部品とを備え、
前記冷却ブロックの前記第１の面には少なくとも１つの第１の面上の凸部が形成され、
前記第１の面上の凸部に前記配管が接触し、
前記配管は前記冷却ブロックの前記第１の面上の凸部以外の部分と距離を保って離間して配置され、
前記電子部品は整流ダイオードと前記整流ダイオード以外の第１の電子部品とを含み、前記整流ダイオードは、前記第２の面上であって、前記第１の面上の凸部以外の領域と平面視において重なる位置に取り付けられ、前記第１の電子部品の少なくとも一部は、前記第２の面上であって、前記第１の面上の凸部の領域と平面視において重なる位置に取り付けられた
、回路装置。
熱交換器で冷却された冷媒が流れる配管と、
第１の面と前記第１の面の反対側の第２の面とを有する冷却ブロックと、
前記冷却ブロックの前記第２の面に取り付けられ、前記第１の面と前記第２の面とを結ぶ方向の厚みが互いに異なる第１の電子部品および第２の電子部品とを備え、
前記冷却ブロックの前記第１の面には少なくとも１つの第１の面上の凸部が形成され、
前記配管は、前記第１の面上の凸部に接触し、前記冷却ブロックの前記第１の面上の凸部以外の部分と距離を保って離間して配置され、
前記冷却ブロックの前記第２の面には前記第１の面と前記第２の面とを結ぶ方向の厚みが互いに異なる第１の凸部および第２の凸部が形成され、
前記第１の凸部の少なくとも一部は前記第１の面上の凸部の領域と平面視において重なり、前記第２の凸部は前記第１の面上の凸部以外の領域と平面視において重なり、
前記第１の電子部品は前記第１の凸部に取り付けられ、
前記第２の電子部品は前記第２の凸部、または第１の凸部および第２の凸部以外の前記第２の面上の領域である平坦部に取り付けられた
、回路装置。
前記第１の電子部品は、前記第２の電子部品よりも発熱量が多い、請求項２に記載の回路装置。
前記冷却ブロックの前記平坦部からの、前記第１の電子部品の前記平坦部から最も離れた上面と、前記第２の電子部品の前記平坦部から最も離れた上面との前記第１の面と前記第２の面とを結ぶ方向の距離は等しい、請求項２または請求項３に記載の回路装置。
前記第１の面上の凸部には、平面視における前記第１の面上の凸部の一の方向に沿って延びる溝部が形成され、
前記配管は、前記溝部に嵌合して前記第１の面上の凸部と接触する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路装置。
前記第１の面上の凸部の前記一の方向における寸法は、前記冷却ブロックの前記一の方向における寸法よりも短い、請求項５に記載の回路装置。
平面視において前記第１の面上の凸部の平面積よりも前記第１の電子部品の平面積は小さい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回路装置。
前記冷却ブロックの前記第１の面には複数の前記第１の面上の凸部が形成され、
複数の前記第１の面上の凸部は互いに間隔をあけて形成された、請求項１〜７のいずれか一項に記載の回路装置。
前記冷却ブロックの前記第２の面には、所定の部品を内側に接触させ固定可能な円弧状の突起が形成された、請求項１〜８のいずれか一項に記載の回路装置。