半導体素子モジュールの冷却装置
【課題】冷却水通路を有する水冷型のヒートシンクに、冷却水通路での流通方向に並ぶ複数のチップを有する半導体素子モジュールが装着される半導体素子モジュールの冷却装置において、冷却フィンを有するヒートシンクでの冷却効率を向上せしめる。
【解決手段】冷却水通路４３内に、流通方向４６に沿って各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離して流通方向４６と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィン７１Ａが、流通方向４６に延びるようにして配設される。
【解決手段】冷却水通路４３内に、流通方向４６に沿って各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離して流通方向４６と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィン７１Ａが、流通方向４６に延びるようにして配設される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水通路を有する水冷型のヒートシンクに、前記冷却水通路での流通方向に並ぶ複数のチップを有する半導体素子モジュールが装着される半導体素子モジュールの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子モジュールが装着されたヒートシンクの冷却性能を高めるために、該ヒートシンクの冷却水通路内に冷却フィンが配設され、その冷却フィンが冷却水通路の流通方向に沿って延びるとともに、冷却水通路の全長にわたって一体に連なって形成されるようにしたものが、特許文献１で既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４９３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで冷却水通路を冷却水が流通する際に、その入口付近では流速分布の変化に伴う温度の助走区間があり、その助走区間では下流側に向かって熱伝達率が減少し、温度の助走区間を経過した後に流速分布が一定となる発達した領域での一定の熱伝達率に漸近することが知られている。このため上記特許文献１で開示されるように、冷却水通路の流通方向に沿って延びる冷却フィンが冷却水通路の全長にわたって一体に連なって形成されるようにしたものでは、冷却水通路の入口だけが温度の助走区間となり、冷却水通路全体で高い熱伝達効率を得ることが難しい。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、冷却フィンを有するヒートシンクでの冷却効率が向上するようにした半導体素子モジュールの冷却装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、冷却水通路を有する水冷型のヒートシンクに、前記冷却水通路での流通方向に並ぶ複数のチップを有する半導体素子モジュールが装着される半導体素子モジュールの冷却装置において、前記冷却水通路内に、前記流通方向に沿って各チップ毎に分離して前記流通方向と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィンが、前記流通方向に延びるようにして配設されることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記半導体素子モジュールが、前記冷却水通路の流通方向に沿って離隔した位置に配置される一対の半導体素子を備えることを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、複数の前記半導体素子モジュールが、前記ヒートシンクの両面に分かれて装着されることを第３の特徴とする。
【０００９】
本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記半導体素子モジュールが、複数の半導体素子を合成樹脂から成る被覆層内に封入した状態で前記ヒートシンクに装着されることを第４の特徴とする。
【００１０】
さらに本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、複数の前記冷却フィンが一体成形されることを第５の特徴とする。
【００１１】
なお実施の形態の第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈが本発明の半導体素子モジュールに対応し、実施の形態の第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈが本発明の半導体素子に対応し、実施の形態の第１のヒートシンク４０が本発明のヒートシンクに対応し、実施の形態の第１の冷却水通路４３が本発明の冷却水通路に対応する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の特徴によれば、ヒートシンクが有する冷却水通路内に、その流通方向に沿って各チップ毎に分離して流通方向と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィンが配設されるので、流通方向に並ぶ各チップに対応する部分毎に温度の助走区間が生じるようにして、冷却水通路全体での冷却効率を高めることができる。
【００１３】
また本発明の第２の特徴によれば、半導体素子モジュールを構成する一対の半導体素子を冷却水通路の流通方向に沿って離隔した位置に配置することで、各半導体素子毎に温度の助走区間が生じるようにして、より冷却効率を高めることができる。
【００１４】
本発明の第３の特徴によれば、ヒートシンクの両面に分かれて複数の半導体素子モジュールが装着されるので、冷却装置全体をコンパクトに構成しつつ冷却性能を高めることができる。
【００１５】
本発明の第４の特徴によれば、半導体素子モジュールが、半導体素子を合成樹脂製の被覆層内に封入した状態でヒートシンクに装着されるので、被覆層からの放熱ならびにヒートシンクからの冷却によって、半導体素子モジュールをより効果的に冷却することができる。
【００１６】
さらに本発明の第５の特徴によれば、複数の冷却フィンを一体で成形することにより、下流側の冷却フィンの位置を上流側の冷却フィン間の中心位置に確実に配置することができるようになるので、下流側の冷却フィンの位置ずれによる冷却効果低減の不安がなくなり、設計どおりの冷却効果が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の電力変換装置の概略全体回路図である。
【図２】スイッチング素子組立ユニットの側面図である。
【図３】制御回路を省略した状態での図２の３矢視図である。
【図４】制御回路を省略した状態での図２の４矢視図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】スイッチング素子組立ユニットの要部切欠き斜視図である。
【図７】図２の７−７線断面図である。
【図８】第１のヒートシンクでの冷却水流通方向での熱伝達率の変化をスイッチング素子組立ユニットの縦断面と対比させて示す図である。
【図９】電力変換装置の斜視図である。
【図１０】図９の１０矢視平面図である。
【図１１】図１０の１１矢視図である。
【図１２】図１０の１２−１２線断面図である。
【図１３】図１１の１３−１３線に沿う第２のヒートシンクの断面図である。
【図１４】冷却水の循環回路を示す図である。
【図１５】図１０の１５−１５線断面図である。
【図１６】コンデンサユニットの分解斜視図である。
【図１７】スイッチング素子組立ユニット、直流リンクコンデンサユニットおよび外部バスバーユニットの分解斜視図である。
【図１８】外部バスバーユニットの分解斜視図である。
【図１９】外部バスバーユニットがない状態（ａ）ならびに外部バスバーユニットがある状態（ｂ）でのコンバータおよびインバータ間での電流経路を対比しつつ簡略化して示す図である。
【図２０】外部バスバーユニットがある状態での直流リンクコンデンサユニット内での転流電流の経路の一例を示す簡略図である。
【図２１】外部バスバーユニットがある状態での直流リンクコンデンサユニット内での転流電流の経路の他の例を示す簡略図である。
【図２２】外部バスバーユニットがある状態での直流リンクコンデンサユニット内での転流電流の経路のさらに他の例を示す簡略図である。
【図２３】実施例２を示すものであって制御回路を省略した状態でのスイッチング素子組立ユニットの上面を示す平面図である。
【図２４】制御回路を省略した状態でのスイッチング素子組立ユニットの下面を示す底面図である。
【図２５】図２３の２５−２５線断面図である。
【図２６】図２５の２６−２６線断面図である。
【図２７】第１のヒートシンクでの冷却水流通方向での熱伝達率の変化をスイッチング素子組立ユニットの縦断面と対比させて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１について図１〜図２２を参照しながら説明すると、先ず図１において、この電力変換装置は、第１の直流電源である燃料電池１５で得られる直流電力と、第２の直流電源である蓄電池１６で得られる直流電力とを、駆動輪を駆動する動力を発揮する電動モータ１７に供給される三相交流電力に変換するようにして車両に搭載されるものであり、燃料電池１５で得られる直流電圧を昇降圧する第１コンバータ１８と、蓄電池１６で得られる直流電圧を昇降圧する第２コンバータ１９と、第１および第２コンバータ１８，１９からの直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ１７を駆動するインバータ２０と、前記両コンバータ１８，１９および前記インバータ２０間に設けられる直流リンクコンデンサユニット２１とを備える。
【００２０】
第１コンバータ１８は、第１入力コンデンサ２２と、第１インダクタ２４と、一次巻線２６Ａ、二次巻線２６Ｂおよび三次巻線２６Ｃを有する三相トランス２６と、第１、第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃとを備える。
【００２１】
燃料電池１５のマイナス側端子には、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０に共通であるグランドライン２８が接続されており、第１入力コンデンサ２２は、燃料電池１５のプラス側端子に接続される第１入力側プラスライン２９および前記グランドライン２８間に設けられ、第１インダクタ２４の一端は第１入力側プラスライン２９に接続される。また三相トランス２６における一次巻線２６Ａ、二次巻線２６Ｂおよび三次巻線２６Ｃの一端は第１インダクタ２４の他端に並列接続される。
【００２２】
第１スイッチング素子モジュール２７Ａは、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０に共通である共通プラスライン３０および三相トランス２６の一次巻線２６Ａ間に配設される第１プラス側スイッチング素子３１Ａと、前記一次巻線２６Ａおよび前記グランドライン２８間に配設される第１マイナス側スイッチング素子３２Ａとを備え、第２スイッチング素子モジュール２７Ｂは、前記共通プラスライン３０および三相トランス２６の二次巻線２６Ｂ間に配設される第２プラス側スイッチング素子３１Ｂと、前記二次巻線２６Ｂおよび前記グランドライン２８間に配設される第２マイナス側スイッチング素子３２Ｂとを備え、第３スイッチング素子モジュール２７Ｃは、前記共通プラスライン３０および三相トランス２６の三次巻線２６Ｃ間に配設される第３プラス側スイッチング素子３１Ｃと、前記三次巻線２６Ｃおよび前記グランドライン２８間に配設される第３マイナス側スイッチング素子３２Ｃとを備える。
【００２３】
第２コンバータ１９は、第２入力コンデンサ２３と、第２インダクタ２５と、一次巻線３３Ａおよび二次巻線３３Ｂを有する二相トランス３３と、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅとを備える。
【００２４】
第２入力コンデンサ２３は、蓄電池１６のプラス側端子に接続される第２入力側プラスライン３４と、蓄電池１６のマイナス側端子に接続されるグランドライン２８との間に設けられ、第２インダクタ２５の一端は第２入力側プラスライン３４に接続される。また二相トランス３３における一次巻線３３Ａおよび二次巻線３３Ｂの一端は第２インダクタ２５の他端に並列接続される。
【００２５】
第４スイッチング素子モジュール２７Ｄは、前記共通プラスライン３０および二相トランス３３の一次巻線３３Ａ間に配設される第４プラス側スイッチング素子３１Ｄと、前記共通プラスライン３０および前記グランドライン２８間に配設される第４マイナス側スイッチング素子３２Ｄとを備え、第５スイッチング素子モジュール２７Ｅは、前記共通プラスライン３０および二相トランス３３の二次巻線３３Ｂ間に配設される第５プラス側スイッチング素子３１Ｅと、前記共通プラスライン３０および前記グランドライン２８間に配設される第５マイナス側スイッチング素子３２Ｅとを備える。
【００２６】
インバータ２０は、第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈを備える。
【００２７】
第６スイッチング素子モジュール２７Ｆは、前記共通プラスライン３０ならびに三相の交流モータである電動モータ１７に連なるＵ相の電源ライン３５Ｕ間に配設される第６プラス側スイッチング素子３１Ｆと、Ｕ相の電源ライン３５Ｕおよび前記グランドライン２８間に配設される第６マイナス側スイッチング素子３２Ｆとを備え、第７スイッチング素子モジュール２７Ｇは、前記共通プラスライン３０ならびに電動モータ１７に連なるＶ相の電源ライン３５Ｖ間に配設される第７プラス側スイッチング素子３１Ｇと、Ｖ相の電源ライン３５Ｖおよび前記グランドライン２８間に配設される第７マイナス側スイッチング素子３２Ｇとを備え、第８スイッチング素子モジュール２７Ｈは、前記共通プラスライン３０ならびに電動モータ１７に連なるＷ相の電源ライン３５Ｗ間に配設される第８プラス側スイッチング素子３１Ｈと、Ｗ相の電源ライン３５Ｗおよび前記グランドライン２８間に配設される第８マイナス側スイッチング素子３２Ｈとを備える。
【００２８】
ところで第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおける第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは、この実施の形態では、ＩＧＢＴ（Insulatead Gate Bipolar Transistor）と、エミッタからコレクタに向かう側を順方向として各ＩＧＢＴに並列接続されるダイオードとから成るものである。
【００２９】
直流リンクコンデンサユニット２１は、共通プラスライン３０およびグランドライン２８間に設けられる平滑コンデンサ３６…を有する。なお図１では簡略化のために１個の平滑コンデンサ３６しか図示されていないが、直流リンクコンデンサユニット２１は、三相の交流モータである電動モータ１７のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相にそれぞれ対応して共通プラスライン３０およびグランドライン２８間に設けられる平滑コンデンサ３６…を有するものである。
【００３０】
また共通プラスライン３０およびグランドライン２８間には、一対の放電抵抗３７，３７から成る直列回路が接続される。
【００３１】
図２〜図４を併せて参照して、第１コンバータ１８が備える第１、第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃと、第２コンバータ１９が備える第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅと、インバータ２０が備える第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈとは、水冷型の第１のヒートシンク４０の上下両面に配設される。
【００３２】
さらに図５〜図７を併せて参照して、第１のヒートシンク４０は、一方向に長く形成されるヒートシンク本体４１と、該ヒートシンク本体４１との間に第１の冷却水通路４３を形成するようにしてヒートシンク本体４１に上方から結合される蓋体４２とから成る。而して第１の冷却水通路４３は、第１のヒートシンク４０の一端から他端側に向かって該ヒートシンク４０の長手方向に延びる往路部４３ａと、第１のヒートシンク４０の他端から一端側に向かって前記往路部４３ａと平行に延びる復路部４３ｂとが、第１のヒートシンク４０の他端側で相互に連通するように形成されるものであり、第１のヒートシンク４０の一端には、第１の冷却水通路４３における往路部４３ａに通じる冷却水入口管４４と、第１の冷却水通路４３における復路部４３ｂに通じる冷却水出口管４５とが設けられ、冷却水入口管４４から第１の冷却水通路４３内に導入された冷却水は、図７の矢印４６で示す流通方向に沿って往路部４３ａ内を第１のヒートシンク４０の他端側に流れ、さらに第１のヒートシンク４０の他端側で復路部４３ｂ側に反転して第１のヒートシンク４０の一端側の冷却水出口管４５から導出されることになる。
【００３３】
ところで、第１コンバータ１８が３個の第１、第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを備え、第２コンバータ１９が２個の第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅを備え、インバータ２０が３個の第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈを備えるので、第１のヒートシンク４０の両表面に配設されるのは偶数個、この実施の形態では８個のスイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈであり、それらのスイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、第１のヒートシンク４０の上下両面に略対称配置で装着される。
【００３４】
しかも第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃの発熱量がたとえば７００Ｗであるときに、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅの発熱量はたとえば５００Ｗ、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈの発熱量はたとえば１１００Ｗであるので、より冷却し易い第１のヒートシンク４０の下面側の方に発熱量が高いスイッチング素子モジュールが配置されるようにしつつ、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが第１のヒートシンク４０の上下両面に略対称配置で装着されるものであり、この実施の形態では、第１のヒートシンク４０の上面に第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ｂ，２７Ｃと、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅとが配設され、第１のヒートシンク４０の下面に第１スイッチング素子モジュール２７Ａと、第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈとが配設される。
【００３５】
図５に注目して、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈを第１のヒートシンク４０の幅方向一側、この実施の形態では第１の冷却水通路４３の往路部４３ａ側に配置するとともに、第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈを第１のヒートシンク４０の幅方向他側、この実施の形態では第１の冷却水通路４３の復路部４３ｂ側に配置するようにして、第１のヒーシンク４０の上下両面に配設される。
【００３６】
第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈをそれぞれ構成する複数のチップ、この実施の形態では６個のチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２は、図３および図４で示すように、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように配置されるものであり、図５で示すように、銅電極５３上にハンダ層５４を介して配設され、絶縁基板５５を前記銅電極５３との間に挟む銅電極５６がハンダ層５７を介して銅ベースプレート５８上に固着される。
【００３７】
前記銅ベースプレート５８上には、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈを第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈ毎に配置する開口部５９…をそれぞれ有して矩形の枠状に形成される合成樹脂製のケース６０，６０…が配置されるものであり、銅ベースプレート５８…およびケース６０…が第１のヒートシンク４０に固定される。
【００３８】
第１のヒートシンク４０には、図６で明示するように、ねじ軸部６３ａ，６３ａを両端部にそれぞれ有する複数のスタッドボルト６３…が、前記各ケース６０…の４つの隅角部にそれぞれ対応した位置で前記ねじ軸部６３ａ…を第１のヒートシンク４０の上下両面から突出させるようにして植設される。而して第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのケース６０…および銅ベースプレート５８…が、前記各スタッドボルト６３…のうち選択されたスタッドボルト６３…の前記ねじ軸部６３ａ…に螺合するナット６４…を締め付けて締結することで、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが第１のヒートシンク４０の上下両面に装着される。
【００３９】
しかも前記ケース６０…内には、前記各チップ４７〜５２、銅電極５３、ハンダ層５４、絶縁基板５５、銅電極５６およびハンダ層５７を埋没させるようにして、合成樹脂から成る被覆層６５…が形成されるものであり、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈの第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは、前記被覆層６５…内に封入されることになる。またケース６０…には、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおける第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈの導通・遮断をそれぞれ切換制御する制御回路６６…が、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを覆うようにして取付けられる。
【００４０】
第１のヒートシンク４０と、第１のヒートシンク４０の上下両面に装着される第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈとは、その制御回路６６…を含んでスイッチング素子組立ユニット６７を構成する。
【００４１】
ところで第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、三相トランス２６、二相トランス３３および電動モータ１７に接続されるべき端子を第１のヒートシンク４０の幅方向一側に配置するようにして第１のヒートシンク４０に装着されるものであり、第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃの三相トランス２６に接続されるべき端子に連なる端子部材６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃと、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅの二相トランス３３に接続されるべき端子に連なる端子部材６８Ｄ，６８Ｅと、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈの電動モータ１７に接続されるべき端子に連なる端子部材６８Ｆ，６８Ｇ，６８Ｈとが、第１のヒートシンク４０の幅方向一側に配置されるようにして、前記ケース６０…に取付けられる。
【００４２】
また前記各スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおいて、共通プラスライン３０に接続されるべきプラス側接続端子６９，６９…と、グランドライン２８に接続されるべきマイナス側接続端子７０，７０…とは、第１のヒートシンク４０の幅方向他側で各スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈ毎に並列配置されるようにして、前記ケース６０…に取付けられる。
【００４３】
第１のヒートシンク４０が有する第１の冷却水通路４３内には、流通方向４６に直交する断面を連続するＵ字またはＶ字状の波形としてアルミニウム合金等の軽金属で一体成形された複数の冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…が、第１の冷却水通路４３内を幅方向に複数に分割しつつ流通方向４６に延びるようにして配設される。
【００４４】
一方、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおける第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈをそれぞれ構成する複数のチップ４７〜５２は、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように、すなわちチップ４７，４８と、チップ４９，５０と、チップ５１，５２とが前記流通方向４６に並ぶように配置される。
【００４５】
しかもチップ４７，４９，５１が前記流通方向４６に沿う上流側で該流通方向４６に沿う位置を同一として配置され、チップ４８，５０，５２が前記流通方向４６に沿う下流側で該流通方向４６に沿う位置を同一として配置されており、第１のヒートシンク４０の上面側の第２〜第５スイッチング素子モジュール２７Ｂ〜２７Ｅにおける第２〜第５プラス側スイッチング素子３１Ｂ〜３１Ｅおよび第２〜第５マイナス側スイッチング素子３２Ｂ〜３２Ｅと、第１のヒートシンク４０の下面側の第１、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｆ〜２７Ｈにおける第１、第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｆ〜３１Ｈおよび第１、第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｆ〜３２Ｈとでは、図３および図４で示すように、前記各チップ４７〜５２の前記流通方向４６に沿う位置が同一に設定されている。
【００４６】
それに対して前記冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…は、図７および図８（ａ）で示すように、上流側のチップ４７，４９，５１と、下流側のチップ４８，５０，５２との間の前記流通方向４６に沿う間隔に対応して流通方向４６に沿う長さが定められるようにしつつ、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離するとともに、図７で明示するように、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される。
【００４７】
ところで前記各冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…に沿って冷却水が流通する際に、各冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の入口付近には流速分布の変化に伴う温度の助走区間があり、その区間では下流側に向かって熱伝達率が減少し、温度の助走区間を経過した後に流速分布が一定となる発達した領域での一定の熱伝達率に漸近することが知られており、助走区間では比較的高い熱伝達率が得られるものの、発達した領域では冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の表面との間の境界層が厚くなって熱伝達効率が低下してしまう。このため第１の冷却水通路４３内に流通方向４６に沿って長く連なるフィンを配設した場合には、第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが難しい。しかるに上述のように、冷却フィン７１Ａ…，７１Ａ…が、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離しつつ、各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置されるので、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離した冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の入口毎に、図８（ｂ）で示すような温度助走区間を形成することができ、それによって第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが可能となる。
【００４８】
図９〜図１２を併せて参照して、前記スイッチング素子組立ユニット６７の一側方には、第１のヒートシンク４０の幅方向一側に配置されるようにしてケース６０…に取付けられる端子部材６８Ａ〜６８Ｈを貫通せしめるようにして、電流センサ等を配設するための基板７２が配置されており、該基板７２は第１のヒートシンク４０に固定される。また前記スイッチング素子組立ユニット６７の上方には、第２のヒートシンク７３が配置され、第１コンバータ１８における第１インダクタ２４および三相トランス２６と、第２コンバータ１９における第２インダクタ２５および二相トランス３３と、第１コンバータ１８の第１入力コンデンサ２２および第２コンバータ１９の第２入力コンデンサ２３が一体化されて成るコンデンサユニット３８とが、第２のヒートシンク７３を前記スイッチング素子組立ユニット６７との間に介在させるようにして、第２のヒートシンク７３の上方に配置される。
【００４９】
第２のヒートシンク７３は、第１のヒートシンク４０の長手方向と同方向に長く形成されるヒートシンク本体７４と、該ヒートシンク本体７４との間に第２の冷却水通路７６を形成するようにしてヒートシンク本体７４に下方から結合される蓋体７５とから成り、第１のヒートシンク４０よりも薄く形成される。
【００５０】
図１３において、第２の冷却水通路７６は、第２のヒートシンク７３の一端から他端側に向かって該ヒートシンク７３の長手方向に延びる往路部７６ａと、第２のヒートシンク７３の他端から一端側に向かって前記往路部７６ａと平行に延びる復路部７６ｂが、第２のヒートシンク７３の他端側で相互に連通するようにして前記ヒートシンク本体７４および蓋体７５間に形成されるものであり、第２のヒートシンク７３の一端には、前記往路部７６ａに通じる冷却水入口管７８と、前記復路部７６ｂに通じる冷却水出口管７９とが設けられ、冷却水入口管７８から第２の冷却水通路７６内に導入された冷却水は、矢印７７で示す流通方向に沿って第２の冷却水通路７６の往路部７６ａ内を第２のヒートシンク７３の他端側に流れ、さらに第２のヒートシンク７３の他端側で復路部７６ｂｂ側に反転して第２のヒートシンク７３の一端側の冷却水出口管７９から導出されることになる。また第２のヒートシンク７３におけるヒートシンク本体７４には、第２の冷却水通路７６の往路部７６ａに配置される整流壁部７４ａが前記流通方向７７に沿って延びるようにして一体に設けられる。
【００５１】
図１４において、第１のヒートシンク４０における第１の冷却水通路４３と、第２のヒートシンク７３における第２の冷却水通路７６とには、冷却水供給源である冷却水ポンプ８０の吐出口が並列に接続されており、第１および第２の冷却水通路４３，７６から導出された冷却水は電動モータ１７を冷却した後、ラジエータ８１で冷却されて冷却水ポンプ８０の吸入口に戻る。
【００５２】
第１コンバータ１８の三相トランス２６は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向一側すなわち基板７２が配置される側であって第１および第２のヒートシンク４０，７３の一端側すなわち冷却水入口管４４，７８および冷却水出口管４５，７９が設けられる側に配置されるようにして第２のヒートシンク７３上に固定されており、この三相トランス２６を覆う第１カバー８４が第２のヒートシンク７３に固定される。
【００５３】
また第２コンバータ１９の二相トランス３３は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向一側で前記三相トランス２６と並ぶ位置に配置され、第２コンバータ１９の第２インダクタ２５は、前記二相トランス３３を前記三相トランス２６との間に挟むようにして第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向一側に配置され、第２のヒートシンク７３上に固定される前記二相トランス３３および第２インダクタ２５は、第２のヒートシンク７３に固定される第２カバー８５で共通に覆われる。しかも第１カバー８４には前記基板７２の上方に位置する第１端子台８６が固定され、第２カバー８５には前記基板７２の上方に位置する第２端子台８７が固定される。
【００５４】
第１端子台８６には、三相トランス２６の各巻線２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを第１インダクタ２４に接続するための共通端子８８と、各巻線２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃに個別に接続するための個別端子８９，９０，９１とが設けられており、各個別端子８９〜９１には、第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃの三相トランス２６に接続されるべき端子に連なって前記基板７２を貫通する端子部材６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃが、基板７２の外方に位置するバスバー９２，９３，９４を介して接続される。
【００５５】
第２端子台８７には、二相トランス２６の各巻線３３Ａ，３３Ｂを第２インダクタ２５に接続するための共通端子９５と、各巻線３３Ａ，３３Ｂを第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅに接続するための個別端子９６，９７とが、共通端子９５の下方に個別端子９６が配置されるとともに共通端子９５の上方に個別端子９７が配置されるようにして設けられるとともに、第２インダクタ２５の両端に連なる端子９８，９９とが設けられる。前記個別端子９６，９７には、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅの二相トランス３３に接続されるべき端子に連なって前記基板７２を貫通する端子部材６８Ｄ，６８Ｅが、基板７２の外方に位置するバスバー１００，１０１を介して接続される。また共通端子９５および前記端子９８はバスバー１０２を介して接続される。
【００５６】
第１コンバータ１８の第１インダクタ２４は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向他側すなわち基板７２が配置される側と反対側であって第１および第２のヒートシンク４０，７３の一端側すなわち冷却水入口管４４，７８および冷却水出口管４５，７９が設けられる側に、三相トランス２６と並ぶようにして配置されて第２のヒートシンク７３上に固定されており、この第１インダクタ２４を覆う第３カバー１０５が第２のヒートシンク７３に固定される。しかも第３カバー１０５には、第１および第２のヒートシンク４０，７３の一端側に配置されるようにして第３端子台１０６が固定される。
【００５７】
また第３端子台１０６には、第１インダクタ２４の両端に連なる端子１０７，１０８が設けられており、一方の端子１０７には、スイッチング素子組立ユニット６７および第２のヒートシンク７３間を、第２のヒートシンク７３の長手方向他端側に延びるバスバー１０９が接続され、他方の端子１０８には、第１端子台８６に設けられた前記共通端子８８がバスバー１１０を介して接続される。
【００５８】
コンデンサユニット３８は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向他側すなわち基板７２が配置される側と反対側に、第１インダクタ２４と並ぶように配置されて第２のヒートシンク７３に固定されるものであり、このコンデンサユニット３８は、第２のヒートシンク７３に固定される第４カバー１１１で覆われる。
【００５９】
図１５および図１６において、コンデンサユニット３８の一部を構成する第１入力コンデンサ２２は、並列配置される複数個の第１コンデンサ素子１１２，１１２…が接続されて成り、コンデンサユニット３８の残部を構成する第２入力コンデンサ２３は、第１コンデンサ素子１１２，１１２…の配列方向に平行に並ぶ複数個の第２コンデンサ素子１１３，１１３…が接続されて成るものである。同一個数に設定される第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…；１１３，１１３…は、そのマイナス側を相互に対向させるようにして配列されており、第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…；１１３，１１３…のマイナス側にハンダで接続される複数のマイナス側接続片１１４ａ，１１４ａ…を有する共通バスバー１１４が第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…；１１３，１１３…を上方から覆うように配置され、第１コンデンサ素子１１２，１１２…のプラス側にハンダで接合される複数のプラス側接続片１１５ａ，１１５ａ…を有する第１個別バスバー１１５と、第２コンデンサ素子１１３，１１３…のプラス側にハンダで接続される複数のプラス側接続片１１６ａ，１１６ａ…を有する第２個別バスバー１１６とが、前記共通バスバー１１４との間に絶縁紙１１７を挟むようにして共通バスバー１１４上に配置される。而して共通バスバー１１４と第１および第２バスバー１１５，１１６とで第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…，１１３，１１３…が接続されて成るコンデンサユニット３８は、合成樹脂から成る被覆層１１８に埋封されるようにしてケース１１９内に収容され、そのケース１１９が第４カバー１１１で覆われる。
【００６０】
しかも前記共通バスバー１１４には、第１および第２入力コンデンサ２２，２３に共通のアース端子１２０が前記被覆層１１８から突出するようにして一体に突設され、第１および第２個別バスバー１１５，１１６には、第１および第２入力コンデンサ２２，２３に個別に対応したプラス端子１２１，１２２が前記アース端子１２０を両側から挟むようにして一体に突設され、両プラス端子１２１，１２２も前記被覆層１１８から突出する。
【００６１】
前記コンデンサユニット３８を第１インダクタ２４との間に挟む位置で第２のヒートシンク７３の他端部上には第４端子台１２３が固定されており、この第４端子台１２３には、燃料電池１５を接続するための燃料電池用プラス側およびマイナス側端子１２４，１２５と、蓄電池１６を接続するための蓄電池用プラス側およびマイナス側端子１２６，１２７が設けられる。
【００６２】
而して前記コンデンサユニット３８のプラス端子１２１と、第１インダクタ２４に連なって第３端子台１０６に設けられた端子１０７に接続されたバスバー１０９とが、燃料電池用プラス側端子１２４に連なるように第４端子台１２３に接続され、前記コンデンサユニット３８のプラス端子１２２と、第２インダクタ２５に連なるようにして第２端子台８７に設けられた端子９９に連なるバスバー１２８とが、蓄電池用プラス側端子１２６に連なるように第４端子台１２３に接続される。
【００６３】
また第１のヒートシンク４０の他端には、電動モータ１７に連なるＵ相、Ｖ相およびＷ相の電源ライン３５Ｕ，３６Ｖ，３５Ｗを接続するための第５端子台１３０が固定されており、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈの電動モータ１７に接続されるべき端子に連なって前記基板７２を貫通する端子部材６８Ｆ〜６８Ｈに一端がそれぞれ接続されるバスバー１３１，１３２，１３３が第５端子台１３０まで延設される。
【００６４】
ところで前記基板７２と反対側には、直流リンクコンデンサユニット２１が配置されており、この直流リンクコンデンサユニット２１は、ステイ１３５，１３５によって第１のヒートシンク４０に支持され、第１のヒートシンク４０および直流リンクコンデンサユニット２１間には、外部バスバーユニット１３６が配置される。
【００６５】
図１７において、前記直流リンクコンデンサユニット２１において第１のヒートシンク４０側の側面には、第１のヒートシンク４０の上下両面に装着された第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈがそれぞれ備えるプラス側接続端子６９…およびマイナス側接続端子７０…に接続されるべきプラス側接続端子１３９…およびマイナス側接続端子１４０…が突出される。
【００６６】
図１８において、前記外部バスバーユニット１３６は、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…および直流リンクコンデンサユニット２１のプラス側接続端子１３９…に接続される複数のプラス側接続片１４１ａ，１４１ａ…を両側から突出せしめるプラス側外部バスバー１４１と、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのマイナス側接続端子７０…および直流リンクコンデンサユニット２１のマイナス側接続端子１４０…に接続される複数のマイナス側接続片１４２ａ，１４２ａ…を両側から突出せしめるマイナス側外部バスバー１４２とを備え、プラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２と、プラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２間に挟まれる平板状の絶縁部材１４３と、該絶縁部材１４３との間にプラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２を挟む平板状の絶縁部材１４４，１４５とが積層されることで、直流リンクコンデンサユニット２１の外方に配置される外部バスバーユニット１３６が構成される。
【００６７】
また外部バスバーユニット１３６におけるマイナス側外部バスバー１４２の一端には、プラス側外部バスバー１４１の一端よりも突出する取付け板部１４２ｂが一体に設けられており、この取付け板部１４２ｂが、ボルト１４６で第１のヒートシンク４０に固定され、外部バスバーユニット１３６は、第１のヒートシンク４０に直接当接される。
【００６８】
而して直流リンクコンデンサユニット２１のプラス側接続端子１３９…と、外部バスバーユニット１３６のプラス側接続片１４１ａ…と、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…とは、図１２で示すように、プラス側接続端子１３９…，６９…間にプラス側接続片１４１ａ…を挟むようにしてボルト１４７…で接続される。また直流リンクコンデンサユニット２１のマイナス側接続端子１４０…と、外部バスバーユニット１３６のマイナス側接続片１４２ａ…と、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのマイナス側接続端子７０…とは、マイナス側接続端子１４０…，７０…間に、マイナス側接続片１４２ａ…を挟むようにしてボルト１４８…で接続される。
【００６９】
ところで第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９で得られた直流電力は、インバータ２０で交流電力に変換されて電動モータ１７に供給されるのであるが、第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９からの電力は、直流リンクコンデンサユニット２１の平滑コンデンサ３６…に一旦蓄えられ、その蓄えられた電力をインバータ２０が取り出すことになる。このような電力の流れは電流の流れに置き換えることができ、外部バスバーユニット１３６が設けられていないときには、図１９（ａ）の細線矢印で示すように、平滑コンデンサ３６から供給される電流ｉ１と、平滑コンデンサ３６を通らずに第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９から供給される電流ｉ２とが、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を通ってインバータ２０に流れることになる。このように直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線が全ての電流を負担するような構成とすると、内部配線は発熱や肥大化を生じることになり、配線の発熱は平滑コンデンサ３６に熱的悪影響を及ぼす。
【００７０】
それに対し、第１コンバータ１８および第２コンバータ１９と、直流リンクコンデンサユニット２１との間に外部バスバーユニット１３６を介在せしめると、図１９（ｂ）の細線矢印で示すように、第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９から供給される電流ｉ２の一部ｉ２′が、外部バスバーユニット１３６におけるプラス側外部バスバー１４１を通ってインバータ２０側に直接流れるので、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流を少なく抑え、平滑コンデンサ３６に与える熱影響を小さく抑えることができる。
【００７１】
またインバータ２０の第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈにおける第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ｆ〜３１Ｈおよび第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ｆ〜３２Ｈの導通・遮断を切換えることによって直流リンクコンデンサユニット２１内には転流電流が流れるものであり、簡略化のために、インバータ２０のＷ相に対応する部分を省略して、第６および第７プラス側スイッチング素子３１Ｆ，３１Ｇならびに第６および第７マイナス側スイッチング素子３２Ｆ，３２Ｇの導通・遮断を切換えたときの直流リンクコンデンサユニット２１内および外部バスバーユニット１３６を流れる転流電流の経路を図２０〜図２２を参照しながら説明する。
【００７２】
先ず第６プラス側スイッチング素子３１Ｆおよび第７マイナス側スイッチング素子３２Ｇを導通し、第６マイナス側スイッチング素子３２Ｆおよび第７プラス側スイッチング素子３１Ｇを遮断したときには、図２０の細線矢印で示すように、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流ｉ３，ｉ４に対応した電流ｉ３′，ｉ４′が外部バスバーユニット１３６のプラス側およびマイナス側バスバー１４１，１４２を流れることになり、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線に流れる電流を小さく抑えることができる。
【００７３】
また第６および第７マイナス側スイッチング素子３２Ｆ，３２Ｇを導通し、第６および第７プラス側スイッチング素子３１Ｆ，３１Ｇを遮断したときには、図２１の細線矢印で示すように、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流ｉ５に対応した電流ｉ５′が外部バスバーユニット１３６のマイナス側バスバー１４２を流れることになり、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線に流れる電流を小さく抑えることができる。
【００７４】
さらに第６および第７プラス側スイッチング素子３１Ｆ，３１Ｇを導通し、第６および第７マイナス側スイッチング素子３２Ｆ，３２Ｇを遮断したときには、図２２の細線矢印で示すように、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流ｉ６に対応した電流ｉ６′が外部バスバーユニット１３６のプラス側バスバー１４１を流れることになり、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線に流れる電流を小さく抑えることができる。
【００７５】
すなわち第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…を外部バスバーユニット１３６によって直流リンクコンデンサユニット２１の外方で共通に接続し、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのマイナス側接続端子７０…を外部バスバーユニット１３６によって直流リンクコンデンサユニット２１の外方で共通に接続することによって、第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９からインバータ２０に供給される電流の一部が直流リンクコンデンサユニット２１の外方を通り、インバータ２０での第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ｆ〜３１Ｈおよび第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ｆ〜３２Ｈの導通・遮断切換えによって生じる転流電流の一部が直流リンクコンデンサユニット２１の外方を通るようにすることができる。
【００７６】
次にこの実施例１の作用について説明すると、水冷型の第１ヒートシンク４０の上下両面に、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０の一部をそれぞれ構成しつつ第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが装着されることでスイッチング素子組立ユニット６７が構成され、そのスイッチング素子組立ユニット６７の上方に、水冷型の第２のヒートシンク７３をスイッチング素子組立ユニット６７との間に介在させるようにして、第１コンバータ１８における第１インダクタ２４および三相トランス２６と、第２コンバータ１９における第２インダクタ２５および二相トランス３３とが配置されるので、コンパクト化を可能としつつ、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈと、第１インダクタ２４、三相トランス２６、第２インダクタ２５および二相トランス３３とを効率よく冷却することが可能であり、しかも第１インダクタ２４、三相トランス２６、第２インダクタ２５および二相トランス３３によるノイズの影響が第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈに及ぶことを第２のヒートシンク７３で抑制することができる。
【００７７】
また第１コンバータ１８が備える第１入力コンデンサ２２と、第２コンバータ１９が備える第２入力コンデンサ２３とが一体化されて成るコンデンサユニット３８が、第２のヒートシンク７３をスイッチング素子組立ユニット６７との間に介在させるようにして、スイッチング素子組立ユニット６７の上方に配置されるので、第１および第２入力コンデンサ２２，２３のコンパクトな配置によって電力変換装置のコンパクト化が可能となるとともに、第１および第２入力コンデンサ２２，２３への第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈからの熱伝達を第２のヒートシンク７３で抑制することができる。
【００７８】
しかもコンデンサユニット３８は、第１および第２入力コンデンサ２２，２３に共通である単一のアース端子１２０を有するものであるので、コンデンサユニット３８をより一層コンパクト化することが可能となるだけでなく、配線インダクタンスの低減が可能となる。
【００７９】
また偶数個である第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、第１のヒートシンク４０の上下両面に略対称配置で装着されるので、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈの冷却性能を最適化することができる。
【００８０】
しかも第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは接続端子の向きを同一として第１のヒートシンク４０に装着されており、第１および第２コンバータ１８，１９の一部を構成して第１のヒートシンク４０に装着される第１〜第５スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｅと、第１および第２コンバータ１８，１９の一部を構成して第２のヒートシンク７３上に配設されるとともに第１〜第５スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｅに直接連なる三相トランス２６および二相トランス３３とが、バスバー９２，９３，９４，１００，１０１で接続されるので、バスバー９２〜９４，１００，１０１の最短化を図ることができるとともに、組立を容易とすることができる。
【００８１】
ところで第１のヒートシンク４０には、ねじ軸部６３ａ，６３ａを両端部に有する複数のスタッドボルト６３…が第１のヒートシンク４０の上下両面から突出させるようにして植設されており、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのケース６０…および銅ベースプレート５８…が、前記各スタッドボルト６３…のうち選択されたスタッドボルト６３…の前記ねじ軸部６３ａ…に螺合するナット６４…を締め付けて締結することで、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが第１のヒートシンク４０の上下両面に装着されるので、第１のヒートシンク４０の上下両面に、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを少ない部品で容易に装着することができる。
【００８２】
また第１のヒートシンク４０における第１の冷却水通路４３および第２ヒートシンク７３における第２の冷却水通路７６に冷却水を供給する冷却水ポンプ８０は、第１および第２の冷却水通路４３，７６に並列接続されており、冷却水ポンプ８０からの冷却水が第１および第２のヒートシンク４０，７３に分配して供給されるので、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈならびに第１インダクタ２４、三相トランス２６、第２インダクタ２５および二相トランス３３の冷却にあたって最適な冷却性能が得られるようにすることができる。
【００８３】
また第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを構成する第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは、複数のチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２を有しており、それらのチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２は、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように第１のヒートシンク４０に配設されており、第１のヒートシンク４０が有する第１の冷却水通路４３内には、図８（ａ）で示すように、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離して配置されるとともに、図７で明示するように、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される複数の冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…が配設されている。
【００８４】
これにより流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離した冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の入口毎に、図８（ｂ）で示すような温度助走区間を形成して、第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが可能となる。
【００８５】
また第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを構成する第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈと、第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈとは、第１の冷却水通路４３の流通方向４６に沿って離隔した位置に配置されるものであり、この実施の形態では、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈが第１の冷却水通路４３の往路部４３ａに対応する位置に配置されるのに対して、第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは第１の冷却水通路４３の復路部４３３ｂに対応する位置に配置されており、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈならびに第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈ毎に温度の助走区間が生じるようにして、より冷却効率を高めることができる。
【００８６】
また第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、それを構成する第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈならびに第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈを合成樹脂から成る被覆層６５…内に封入した状態で第１のヒートシンク４０に装着されるものであり、被覆層６５…からの放熱ならびに第１のヒートシンク４０からの冷却によって、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈをより効果的に冷却することができる。
【００８７】
しかも複数の前記冷却フィン７１Ａ…は一体で成形されており、下流側の冷却フィン７１Ａの位置を上流側の冷却フィン７１Ａ間の中心位置に確実に配置することができるようになるので、下流側の冷却フィン７１Ａの位置ずれによる冷却効果低減の不安がなくなり、設計どおりの冷却効果が得られるようになる。
【００８８】
ところで第１および第２コンバータ１８，１９と、インバータ２０との間には、平滑コンデンサ３６…を有する直流リンクコンデンサユニット２１が設けられており、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０が備える第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…およびマイナス側接続端子７０…は、前記直流リンクコンデンサユニット２１が備えるプラス側接続端子１３９…およびマイナス側接続端子１４０…に接続されるのであるが、前記プラス側接続端子６９…、１３９サ…にはプラス側外部バスバー１４１が共通に接続され、前記マイナス側接続端子７０…、１４０…にはマイナス側外部バスバー１４２が共通に接続されており、直流リンクコンデンサユニット２１の外方に配置されるプラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２が相互間に絶縁部材１４３を介在させて積層されることで外部バスバーユニット１３６として一体化されるので、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を通る電流を減少し、平滑コンデンサ３６…に熱的悪影響を及ぼすような発熱が直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線で生じることを防止することができる。
【００８９】
さらに外部バスバーユニット１３６が、第１のヒートシンク４０に直接当接されるので、外部バスバーユニット１３６で生じた熱を第１のヒートシンク４０側に直接伝達するようにして、直流リンクコンデンサユニット２１の近傍の温度上昇を抑制することができる。
【実施例２】
【００９０】
本発明の実施例２について図２３〜図２７を参照しながら説明するが、実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００９１】
第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈをそれぞれ構成する６個のチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２は、図２３および図２４で示すように、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように、すなわちチップ４７，４８と、チップ４９，５０と、チップ５１，５２とが前記流通方向４６に並ぶように配置される。
【００９２】
第１のヒートシンク４０が有する第１の冷却水通路４３内には、流通方向４６に直交する断面を連続するＵ字またはＶ字状の波形としてアルミニウム合金等の軽金属で一体成形された複数の冷却フィン７１Ｂ，７１Ｂ…が、第１の冷却水通路４３内を幅方向に複数に分割しつつ流通方向４６に延びるようにして配設される。
【００９３】
しかも第１のヒートシンク４０の上面側の第２〜第５スイッチング素子モジュール２７Ｂ〜２７Ｅにおける第２〜第５プラス側スイッチング素子３１Ｂ〜３１Ｅおよび第２〜第５マイナス側スイッチング素子３２Ｂ〜３２Ｅでは、図２３で示すように、チップ４７，５０，５１がチップ４８，４９，５２に対して流通方向上流側に配置されるものの、各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う方向での相対位置が、第２〜第５プラス側スイッチング素子３１Ｂ〜３１Ｅ（すなわち冷却水通路４３における往路部４３ａに対応する部分）と、第２〜第５マイナス側スイッチング素子３２Ｂ〜３２Ｅ（すなわち冷却水通路４３における復路部４３ｂに対応する部分）とでは異なっている。
【００９４】
一方、第１のヒートシンク４０の下面側の第１および第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｆ〜２７Ｈにおける第１および第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｆ〜３１Ｈならびに第１および第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｆ〜３２Ｈでは、図２４で示すように、チップ４８，４９，５２がチップ４７，５０，５１に対して流通方向上流側に配置されるものの、各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う方向での相対位置が、第１および第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｆ〜３１Ｈ（すなわち冷却水通路４３における往路部４３ａに対応する部分）と、第１および第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｆ〜３２Ｅ（すなわち冷却水通路４３における復路部４３ｂに対応する部分）とでは異なっている。
【００９５】
すなわち第１のヒートシンク４０の上面側では冷却水通路４３の往路部４３ａに対応する部分と、復路部４３ｂに対応する部分とでは各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う位置が異なり、第１のヒートシンク４０の下面側でも冷却水通路４３の往路部４３ａに対応する部分と、復路部４３ｂに対応する部分とでは各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う位置が異なり、第１のヒートシンク４０の上面側と、下面側とでも各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う位置が異なっている。
【００９６】
このため図２５で示すように、前記冷却水通路４３の往路部４３ａおよび復路部４３ｂをそれぞれ上下に分割する隔壁１４９，１５０が第１のヒートシンク４０に設けられており、冷却水通路４３内において隔壁１４９，１５０よりも上部には、図２６および図２７（ａ）で示すように、第１のヒートシンク４０の上面側の第２〜第５スイッチング素子モジュール２７Ｂ〜２７Ｅにおける各チップ４７〜５２に個別に対応した長さを有する冷却フィン７１Ｂ，７１Ｂ…が、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離するとともに、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される。
【００９７】
また冷却水通路４３内において隔壁１４９，１５０よりも下部にも、図２７（ａ）で示すように、第１のヒートシンク４０の下面側の第１および第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｆ〜２７Ｈにおける各チップ４７〜５２に個別に対応した長さを有する冷却フィン７１Ｂ，７１Ｂ…が、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離するとともに、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される。
【００９８】
この実施例２によっても、図２７（ｂ）で示すような温度助走区間を形成して、第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが可能となる。
【００９９】
本発明のさらに他の実施例として、異なったピッチの複数の冷却フィンを一体に成形するようにしてもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈ・・・半導体素子モジュールであるスイッチング素子モジュール
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈ，・・・半導体素子であるプラス側スイッチング素子
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ・・・半導体素子であるマイナス側スイッチング素子
４０・・・ヒートシンク
４３・・・冷却水通路
４６・・・流通方向
４７，４８，４９，５０，５１，５２・・・チップ
６５・・・被覆層
７１Ａ，７１Ｂ・・・冷却フィン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水通路を有する水冷型のヒートシンクに、前記冷却水通路での流通方向に並ぶ複数のチップを有する半導体素子モジュールが装着される半導体素子モジュールの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子モジュールが装着されたヒートシンクの冷却性能を高めるために、該ヒートシンクの冷却水通路内に冷却フィンが配設され、その冷却フィンが冷却水通路の流通方向に沿って延びるとともに、冷却水通路の全長にわたって一体に連なって形成されるようにしたものが、特許文献１で既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４９３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで冷却水通路を冷却水が流通する際に、その入口付近では流速分布の変化に伴う温度の助走区間があり、その助走区間では下流側に向かって熱伝達率が減少し、温度の助走区間を経過した後に流速分布が一定となる発達した領域での一定の熱伝達率に漸近することが知られている。このため上記特許文献１で開示されるように、冷却水通路の流通方向に沿って延びる冷却フィンが冷却水通路の全長にわたって一体に連なって形成されるようにしたものでは、冷却水通路の入口だけが温度の助走区間となり、冷却水通路全体で高い熱伝達効率を得ることが難しい。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、冷却フィンを有するヒートシンクでの冷却効率が向上するようにした半導体素子モジュールの冷却装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、冷却水通路を有する水冷型のヒートシンクに、前記冷却水通路での流通方向に並ぶ複数のチップを有する半導体素子モジュールが装着される半導体素子モジュールの冷却装置において、前記冷却水通路内に、前記流通方向に沿って各チップ毎に分離して前記流通方向と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィンが、前記流通方向に延びるようにして配設されることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記半導体素子モジュールが、前記冷却水通路の流通方向に沿って離隔した位置に配置される一対の半導体素子を備えることを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、複数の前記半導体素子モジュールが、前記ヒートシンクの両面に分かれて装着されることを第３の特徴とする。
【０００９】
本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記半導体素子モジュールが、複数の半導体素子を合成樹脂から成る被覆層内に封入した状態で前記ヒートシンクに装着されることを第４の特徴とする。
【００１０】
さらに本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、複数の前記冷却フィンが一体成形されることを第５の特徴とする。
【００１１】
なお実施の形態の第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈが本発明の半導体素子モジュールに対応し、実施の形態の第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈが本発明の半導体素子に対応し、実施の形態の第１のヒートシンク４０が本発明のヒートシンクに対応し、実施の形態の第１の冷却水通路４３が本発明の冷却水通路に対応する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の特徴によれば、ヒートシンクが有する冷却水通路内に、その流通方向に沿って各チップ毎に分離して流通方向と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィンが配設されるので、流通方向に並ぶ各チップに対応する部分毎に温度の助走区間が生じるようにして、冷却水通路全体での冷却効率を高めることができる。
【００１３】
また本発明の第２の特徴によれば、半導体素子モジュールを構成する一対の半導体素子を冷却水通路の流通方向に沿って離隔した位置に配置することで、各半導体素子毎に温度の助走区間が生じるようにして、より冷却効率を高めることができる。
【００１４】
本発明の第３の特徴によれば、ヒートシンクの両面に分かれて複数の半導体素子モジュールが装着されるので、冷却装置全体をコンパクトに構成しつつ冷却性能を高めることができる。
【００１５】
本発明の第４の特徴によれば、半導体素子モジュールが、半導体素子を合成樹脂製の被覆層内に封入した状態でヒートシンクに装着されるので、被覆層からの放熱ならびにヒートシンクからの冷却によって、半導体素子モジュールをより効果的に冷却することができる。
【００１６】
さらに本発明の第５の特徴によれば、複数の冷却フィンを一体で成形することにより、下流側の冷却フィンの位置を上流側の冷却フィン間の中心位置に確実に配置することができるようになるので、下流側の冷却フィンの位置ずれによる冷却効果低減の不安がなくなり、設計どおりの冷却効果が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の電力変換装置の概略全体回路図である。
【図２】スイッチング素子組立ユニットの側面図である。
【図３】制御回路を省略した状態での図２の３矢視図である。
【図４】制御回路を省略した状態での図２の４矢視図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】スイッチング素子組立ユニットの要部切欠き斜視図である。
【図７】図２の７−７線断面図である。
【図８】第１のヒートシンクでの冷却水流通方向での熱伝達率の変化をスイッチング素子組立ユニットの縦断面と対比させて示す図である。
【図９】電力変換装置の斜視図である。
【図１０】図９の１０矢視平面図である。
【図１１】図１０の１１矢視図である。
【図１２】図１０の１２−１２線断面図である。
【図１３】図１１の１３−１３線に沿う第２のヒートシンクの断面図である。
【図１４】冷却水の循環回路を示す図である。
【図１５】図１０の１５−１５線断面図である。
【図１６】コンデンサユニットの分解斜視図である。
【図１７】スイッチング素子組立ユニット、直流リンクコンデンサユニットおよび外部バスバーユニットの分解斜視図である。
【図１８】外部バスバーユニットの分解斜視図である。
【図１９】外部バスバーユニットがない状態（ａ）ならびに外部バスバーユニットがある状態（ｂ）でのコンバータおよびインバータ間での電流経路を対比しつつ簡略化して示す図である。
【図２０】外部バスバーユニットがある状態での直流リンクコンデンサユニット内での転流電流の経路の一例を示す簡略図である。
【図２１】外部バスバーユニットがある状態での直流リンクコンデンサユニット内での転流電流の経路の他の例を示す簡略図である。
【図２２】外部バスバーユニットがある状態での直流リンクコンデンサユニット内での転流電流の経路のさらに他の例を示す簡略図である。
【図２３】実施例２を示すものであって制御回路を省略した状態でのスイッチング素子組立ユニットの上面を示す平面図である。
【図２４】制御回路を省略した状態でのスイッチング素子組立ユニットの下面を示す底面図である。
【図２５】図２３の２５−２５線断面図である。
【図２６】図２５の２６−２６線断面図である。
【図２７】第１のヒートシンクでの冷却水流通方向での熱伝達率の変化をスイッチング素子組立ユニットの縦断面と対比させて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１について図１〜図２２を参照しながら説明すると、先ず図１において、この電力変換装置は、第１の直流電源である燃料電池１５で得られる直流電力と、第２の直流電源である蓄電池１６で得られる直流電力とを、駆動輪を駆動する動力を発揮する電動モータ１７に供給される三相交流電力に変換するようにして車両に搭載されるものであり、燃料電池１５で得られる直流電圧を昇降圧する第１コンバータ１８と、蓄電池１６で得られる直流電圧を昇降圧する第２コンバータ１９と、第１および第２コンバータ１８，１９からの直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ１７を駆動するインバータ２０と、前記両コンバータ１８，１９および前記インバータ２０間に設けられる直流リンクコンデンサユニット２１とを備える。
【００２０】
第１コンバータ１８は、第１入力コンデンサ２２と、第１インダクタ２４と、一次巻線２６Ａ、二次巻線２６Ｂおよび三次巻線２６Ｃを有する三相トランス２６と、第１、第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃとを備える。
【００２１】
燃料電池１５のマイナス側端子には、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０に共通であるグランドライン２８が接続されており、第１入力コンデンサ２２は、燃料電池１５のプラス側端子に接続される第１入力側プラスライン２９および前記グランドライン２８間に設けられ、第１インダクタ２４の一端は第１入力側プラスライン２９に接続される。また三相トランス２６における一次巻線２６Ａ、二次巻線２６Ｂおよび三次巻線２６Ｃの一端は第１インダクタ２４の他端に並列接続される。
【００２２】
第１スイッチング素子モジュール２７Ａは、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０に共通である共通プラスライン３０および三相トランス２６の一次巻線２６Ａ間に配設される第１プラス側スイッチング素子３１Ａと、前記一次巻線２６Ａおよび前記グランドライン２８間に配設される第１マイナス側スイッチング素子３２Ａとを備え、第２スイッチング素子モジュール２７Ｂは、前記共通プラスライン３０および三相トランス２６の二次巻線２６Ｂ間に配設される第２プラス側スイッチング素子３１Ｂと、前記二次巻線２６Ｂおよび前記グランドライン２８間に配設される第２マイナス側スイッチング素子３２Ｂとを備え、第３スイッチング素子モジュール２７Ｃは、前記共通プラスライン３０および三相トランス２６の三次巻線２６Ｃ間に配設される第３プラス側スイッチング素子３１Ｃと、前記三次巻線２６Ｃおよび前記グランドライン２８間に配設される第３マイナス側スイッチング素子３２Ｃとを備える。
【００２３】
第２コンバータ１９は、第２入力コンデンサ２３と、第２インダクタ２５と、一次巻線３３Ａおよび二次巻線３３Ｂを有する二相トランス３３と、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅとを備える。
【００２４】
第２入力コンデンサ２３は、蓄電池１６のプラス側端子に接続される第２入力側プラスライン３４と、蓄電池１６のマイナス側端子に接続されるグランドライン２８との間に設けられ、第２インダクタ２５の一端は第２入力側プラスライン３４に接続される。また二相トランス３３における一次巻線３３Ａおよび二次巻線３３Ｂの一端は第２インダクタ２５の他端に並列接続される。
【００２５】
第４スイッチング素子モジュール２７Ｄは、前記共通プラスライン３０および二相トランス３３の一次巻線３３Ａ間に配設される第４プラス側スイッチング素子３１Ｄと、前記共通プラスライン３０および前記グランドライン２８間に配設される第４マイナス側スイッチング素子３２Ｄとを備え、第５スイッチング素子モジュール２７Ｅは、前記共通プラスライン３０および二相トランス３３の二次巻線３３Ｂ間に配設される第５プラス側スイッチング素子３１Ｅと、前記共通プラスライン３０および前記グランドライン２８間に配設される第５マイナス側スイッチング素子３２Ｅとを備える。
【００２６】
インバータ２０は、第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈを備える。
【００２７】
第６スイッチング素子モジュール２７Ｆは、前記共通プラスライン３０ならびに三相の交流モータである電動モータ１７に連なるＵ相の電源ライン３５Ｕ間に配設される第６プラス側スイッチング素子３１Ｆと、Ｕ相の電源ライン３５Ｕおよび前記グランドライン２８間に配設される第６マイナス側スイッチング素子３２Ｆとを備え、第７スイッチング素子モジュール２７Ｇは、前記共通プラスライン３０ならびに電動モータ１７に連なるＶ相の電源ライン３５Ｖ間に配設される第７プラス側スイッチング素子３１Ｇと、Ｖ相の電源ライン３５Ｖおよび前記グランドライン２８間に配設される第７マイナス側スイッチング素子３２Ｇとを備え、第８スイッチング素子モジュール２７Ｈは、前記共通プラスライン３０ならびに電動モータ１７に連なるＷ相の電源ライン３５Ｗ間に配設される第８プラス側スイッチング素子３１Ｈと、Ｗ相の電源ライン３５Ｗおよび前記グランドライン２８間に配設される第８マイナス側スイッチング素子３２Ｈとを備える。
【００２８】
ところで第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおける第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは、この実施の形態では、ＩＧＢＴ（Insulatead Gate Bipolar Transistor）と、エミッタからコレクタに向かう側を順方向として各ＩＧＢＴに並列接続されるダイオードとから成るものである。
【００２９】
直流リンクコンデンサユニット２１は、共通プラスライン３０およびグランドライン２８間に設けられる平滑コンデンサ３６…を有する。なお図１では簡略化のために１個の平滑コンデンサ３６しか図示されていないが、直流リンクコンデンサユニット２１は、三相の交流モータである電動モータ１７のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相にそれぞれ対応して共通プラスライン３０およびグランドライン２８間に設けられる平滑コンデンサ３６…を有するものである。
【００３０】
また共通プラスライン３０およびグランドライン２８間には、一対の放電抵抗３７，３７から成る直列回路が接続される。
【００３１】
図２〜図４を併せて参照して、第１コンバータ１８が備える第１、第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃと、第２コンバータ１９が備える第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅと、インバータ２０が備える第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈとは、水冷型の第１のヒートシンク４０の上下両面に配設される。
【００３２】
さらに図５〜図７を併せて参照して、第１のヒートシンク４０は、一方向に長く形成されるヒートシンク本体４１と、該ヒートシンク本体４１との間に第１の冷却水通路４３を形成するようにしてヒートシンク本体４１に上方から結合される蓋体４２とから成る。而して第１の冷却水通路４３は、第１のヒートシンク４０の一端から他端側に向かって該ヒートシンク４０の長手方向に延びる往路部４３ａと、第１のヒートシンク４０の他端から一端側に向かって前記往路部４３ａと平行に延びる復路部４３ｂとが、第１のヒートシンク４０の他端側で相互に連通するように形成されるものであり、第１のヒートシンク４０の一端には、第１の冷却水通路４３における往路部４３ａに通じる冷却水入口管４４と、第１の冷却水通路４３における復路部４３ｂに通じる冷却水出口管４５とが設けられ、冷却水入口管４４から第１の冷却水通路４３内に導入された冷却水は、図７の矢印４６で示す流通方向に沿って往路部４３ａ内を第１のヒートシンク４０の他端側に流れ、さらに第１のヒートシンク４０の他端側で復路部４３ｂ側に反転して第１のヒートシンク４０の一端側の冷却水出口管４５から導出されることになる。
【００３３】
ところで、第１コンバータ１８が３個の第１、第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを備え、第２コンバータ１９が２個の第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅを備え、インバータ２０が３個の第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈを備えるので、第１のヒートシンク４０の両表面に配設されるのは偶数個、この実施の形態では８個のスイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈであり、それらのスイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、第１のヒートシンク４０の上下両面に略対称配置で装着される。
【００３４】
しかも第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃの発熱量がたとえば７００Ｗであるときに、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅの発熱量はたとえば５００Ｗ、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈの発熱量はたとえば１１００Ｗであるので、より冷却し易い第１のヒートシンク４０の下面側の方に発熱量が高いスイッチング素子モジュールが配置されるようにしつつ、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが第１のヒートシンク４０の上下両面に略対称配置で装着されるものであり、この実施の形態では、第１のヒートシンク４０の上面に第２および第３スイッチング素子モジュール２７Ｂ，２７Ｃと、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅとが配設され、第１のヒートシンク４０の下面に第１スイッチング素子モジュール２７Ａと、第６、第７および第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈとが配設される。
【００３５】
図５に注目して、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈを第１のヒートシンク４０の幅方向一側、この実施の形態では第１の冷却水通路４３の往路部４３ａ側に配置するとともに、第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈを第１のヒートシンク４０の幅方向他側、この実施の形態では第１の冷却水通路４３の復路部４３ｂ側に配置するようにして、第１のヒーシンク４０の上下両面に配設される。
【００３６】
第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈをそれぞれ構成する複数のチップ、この実施の形態では６個のチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２は、図３および図４で示すように、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように配置されるものであり、図５で示すように、銅電極５３上にハンダ層５４を介して配設され、絶縁基板５５を前記銅電極５３との間に挟む銅電極５６がハンダ層５７を介して銅ベースプレート５８上に固着される。
【００３７】
前記銅ベースプレート５８上には、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈを第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈ毎に配置する開口部５９…をそれぞれ有して矩形の枠状に形成される合成樹脂製のケース６０，６０…が配置されるものであり、銅ベースプレート５８…およびケース６０…が第１のヒートシンク４０に固定される。
【００３８】
第１のヒートシンク４０には、図６で明示するように、ねじ軸部６３ａ，６３ａを両端部にそれぞれ有する複数のスタッドボルト６３…が、前記各ケース６０…の４つの隅角部にそれぞれ対応した位置で前記ねじ軸部６３ａ…を第１のヒートシンク４０の上下両面から突出させるようにして植設される。而して第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのケース６０…および銅ベースプレート５８…が、前記各スタッドボルト６３…のうち選択されたスタッドボルト６３…の前記ねじ軸部６３ａ…に螺合するナット６４…を締め付けて締結することで、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが第１のヒートシンク４０の上下両面に装着される。
【００３９】
しかも前記ケース６０…内には、前記各チップ４７〜５２、銅電極５３、ハンダ層５４、絶縁基板５５、銅電極５６およびハンダ層５７を埋没させるようにして、合成樹脂から成る被覆層６５…が形成されるものであり、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈの第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは、前記被覆層６５…内に封入されることになる。またケース６０…には、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおける第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈの導通・遮断をそれぞれ切換制御する制御回路６６…が、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを覆うようにして取付けられる。
【００４０】
第１のヒートシンク４０と、第１のヒートシンク４０の上下両面に装着される第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈとは、その制御回路６６…を含んでスイッチング素子組立ユニット６７を構成する。
【００４１】
ところで第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、三相トランス２６、二相トランス３３および電動モータ１７に接続されるべき端子を第１のヒートシンク４０の幅方向一側に配置するようにして第１のヒートシンク４０に装着されるものであり、第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃの三相トランス２６に接続されるべき端子に連なる端子部材６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃと、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅの二相トランス３３に接続されるべき端子に連なる端子部材６８Ｄ，６８Ｅと、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈの電動モータ１７に接続されるべき端子に連なる端子部材６８Ｆ，６８Ｇ，６８Ｈとが、第１のヒートシンク４０の幅方向一側に配置されるようにして、前記ケース６０…に取付けられる。
【００４２】
また前記各スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおいて、共通プラスライン３０に接続されるべきプラス側接続端子６９，６９…と、グランドライン２８に接続されるべきマイナス側接続端子７０，７０…とは、第１のヒートシンク４０の幅方向他側で各スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈ毎に並列配置されるようにして、前記ケース６０…に取付けられる。
【００４３】
第１のヒートシンク４０が有する第１の冷却水通路４３内には、流通方向４６に直交する断面を連続するＵ字またはＶ字状の波形としてアルミニウム合金等の軽金属で一体成形された複数の冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…が、第１の冷却水通路４３内を幅方向に複数に分割しつつ流通方向４６に延びるようにして配設される。
【００４４】
一方、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈにおける第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈをそれぞれ構成する複数のチップ４７〜５２は、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように、すなわちチップ４７，４８と、チップ４９，５０と、チップ５１，５２とが前記流通方向４６に並ぶように配置される。
【００４５】
しかもチップ４７，４９，５１が前記流通方向４６に沿う上流側で該流通方向４６に沿う位置を同一として配置され、チップ４８，５０，５２が前記流通方向４６に沿う下流側で該流通方向４６に沿う位置を同一として配置されており、第１のヒートシンク４０の上面側の第２〜第５スイッチング素子モジュール２７Ｂ〜２７Ｅにおける第２〜第５プラス側スイッチング素子３１Ｂ〜３１Ｅおよび第２〜第５マイナス側スイッチング素子３２Ｂ〜３２Ｅと、第１のヒートシンク４０の下面側の第１、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｆ〜２７Ｈにおける第１、第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｆ〜３１Ｈおよび第１、第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｆ〜３２Ｈとでは、図３および図４で示すように、前記各チップ４７〜５２の前記流通方向４６に沿う位置が同一に設定されている。
【００４６】
それに対して前記冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…は、図７および図８（ａ）で示すように、上流側のチップ４７，４９，５１と、下流側のチップ４８，５０，５２との間の前記流通方向４６に沿う間隔に対応して流通方向４６に沿う長さが定められるようにしつつ、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離するとともに、図７で明示するように、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される。
【００４７】
ところで前記各冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…に沿って冷却水が流通する際に、各冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の入口付近には流速分布の変化に伴う温度の助走区間があり、その区間では下流側に向かって熱伝達率が減少し、温度の助走区間を経過した後に流速分布が一定となる発達した領域での一定の熱伝達率に漸近することが知られており、助走区間では比較的高い熱伝達率が得られるものの、発達した領域では冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の表面との間の境界層が厚くなって熱伝達効率が低下してしまう。このため第１の冷却水通路４３内に流通方向４６に沿って長く連なるフィンを配設した場合には、第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが難しい。しかるに上述のように、冷却フィン７１Ａ…，７１Ａ…が、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離しつつ、各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置されるので、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離した冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の入口毎に、図８（ｂ）で示すような温度助走区間を形成することができ、それによって第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが可能となる。
【００４８】
図９〜図１２を併せて参照して、前記スイッチング素子組立ユニット６７の一側方には、第１のヒートシンク４０の幅方向一側に配置されるようにしてケース６０…に取付けられる端子部材６８Ａ〜６８Ｈを貫通せしめるようにして、電流センサ等を配設するための基板７２が配置されており、該基板７２は第１のヒートシンク４０に固定される。また前記スイッチング素子組立ユニット６７の上方には、第２のヒートシンク７３が配置され、第１コンバータ１８における第１インダクタ２４および三相トランス２６と、第２コンバータ１９における第２インダクタ２５および二相トランス３３と、第１コンバータ１８の第１入力コンデンサ２２および第２コンバータ１９の第２入力コンデンサ２３が一体化されて成るコンデンサユニット３８とが、第２のヒートシンク７３を前記スイッチング素子組立ユニット６７との間に介在させるようにして、第２のヒートシンク７３の上方に配置される。
【００４９】
第２のヒートシンク７３は、第１のヒートシンク４０の長手方向と同方向に長く形成されるヒートシンク本体７４と、該ヒートシンク本体７４との間に第２の冷却水通路７６を形成するようにしてヒートシンク本体７４に下方から結合される蓋体７５とから成り、第１のヒートシンク４０よりも薄く形成される。
【００５０】
図１３において、第２の冷却水通路７６は、第２のヒートシンク７３の一端から他端側に向かって該ヒートシンク７３の長手方向に延びる往路部７６ａと、第２のヒートシンク７３の他端から一端側に向かって前記往路部７６ａと平行に延びる復路部７６ｂが、第２のヒートシンク７３の他端側で相互に連通するようにして前記ヒートシンク本体７４および蓋体７５間に形成されるものであり、第２のヒートシンク７３の一端には、前記往路部７６ａに通じる冷却水入口管７８と、前記復路部７６ｂに通じる冷却水出口管７９とが設けられ、冷却水入口管７８から第２の冷却水通路７６内に導入された冷却水は、矢印７７で示す流通方向に沿って第２の冷却水通路７６の往路部７６ａ内を第２のヒートシンク７３の他端側に流れ、さらに第２のヒートシンク７３の他端側で復路部７６ｂｂ側に反転して第２のヒートシンク７３の一端側の冷却水出口管７９から導出されることになる。また第２のヒートシンク７３におけるヒートシンク本体７４には、第２の冷却水通路７６の往路部７６ａに配置される整流壁部７４ａが前記流通方向７７に沿って延びるようにして一体に設けられる。
【００５１】
図１４において、第１のヒートシンク４０における第１の冷却水通路４３と、第２のヒートシンク７３における第２の冷却水通路７６とには、冷却水供給源である冷却水ポンプ８０の吐出口が並列に接続されており、第１および第２の冷却水通路４３，７６から導出された冷却水は電動モータ１７を冷却した後、ラジエータ８１で冷却されて冷却水ポンプ８０の吸入口に戻る。
【００５２】
第１コンバータ１８の三相トランス２６は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向一側すなわち基板７２が配置される側であって第１および第２のヒートシンク４０，７３の一端側すなわち冷却水入口管４４，７８および冷却水出口管４５，７９が設けられる側に配置されるようにして第２のヒートシンク７３上に固定されており、この三相トランス２６を覆う第１カバー８４が第２のヒートシンク７３に固定される。
【００５３】
また第２コンバータ１９の二相トランス３３は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向一側で前記三相トランス２６と並ぶ位置に配置され、第２コンバータ１９の第２インダクタ２５は、前記二相トランス３３を前記三相トランス２６との間に挟むようにして第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向一側に配置され、第２のヒートシンク７３上に固定される前記二相トランス３３および第２インダクタ２５は、第２のヒートシンク７３に固定される第２カバー８５で共通に覆われる。しかも第１カバー８４には前記基板７２の上方に位置する第１端子台８６が固定され、第２カバー８５には前記基板７２の上方に位置する第２端子台８７が固定される。
【００５４】
第１端子台８６には、三相トランス２６の各巻線２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを第１インダクタ２４に接続するための共通端子８８と、各巻線２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃに個別に接続するための個別端子８９，９０，９１とが設けられており、各個別端子８９〜９１には、第１〜第３スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｃの三相トランス２６に接続されるべき端子に連なって前記基板７２を貫通する端子部材６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃが、基板７２の外方に位置するバスバー９２，９３，９４を介して接続される。
【００５５】
第２端子台８７には、二相トランス２６の各巻線３３Ａ，３３Ｂを第２インダクタ２５に接続するための共通端子９５と、各巻線３３Ａ，３３Ｂを第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅに接続するための個別端子９６，９７とが、共通端子９５の下方に個別端子９６が配置されるとともに共通端子９５の上方に個別端子９７が配置されるようにして設けられるとともに、第２インダクタ２５の両端に連なる端子９８，９９とが設けられる。前記個別端子９６，９７には、第４および第５スイッチング素子モジュール２７Ｄ，２７Ｅの二相トランス３３に接続されるべき端子に連なって前記基板７２を貫通する端子部材６８Ｄ，６８Ｅが、基板７２の外方に位置するバスバー１００，１０１を介して接続される。また共通端子９５および前記端子９８はバスバー１０２を介して接続される。
【００５６】
第１コンバータ１８の第１インダクタ２４は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向他側すなわち基板７２が配置される側と反対側であって第１および第２のヒートシンク４０，７３の一端側すなわち冷却水入口管４４，７８および冷却水出口管４５，７９が設けられる側に、三相トランス２６と並ぶようにして配置されて第２のヒートシンク７３上に固定されており、この第１インダクタ２４を覆う第３カバー１０５が第２のヒートシンク７３に固定される。しかも第３カバー１０５には、第１および第２のヒートシンク４０，７３の一端側に配置されるようにして第３端子台１０６が固定される。
【００５７】
また第３端子台１０６には、第１インダクタ２４の両端に連なる端子１０７，１０８が設けられており、一方の端子１０７には、スイッチング素子組立ユニット６７および第２のヒートシンク７３間を、第２のヒートシンク７３の長手方向他端側に延びるバスバー１０９が接続され、他方の端子１０８には、第１端子台８６に設けられた前記共通端子８８がバスバー１１０を介して接続される。
【００５８】
コンデンサユニット３８は、第１および第２のヒートシンク４０，７３の幅方向他側すなわち基板７２が配置される側と反対側に、第１インダクタ２４と並ぶように配置されて第２のヒートシンク７３に固定されるものであり、このコンデンサユニット３８は、第２のヒートシンク７３に固定される第４カバー１１１で覆われる。
【００５９】
図１５および図１６において、コンデンサユニット３８の一部を構成する第１入力コンデンサ２２は、並列配置される複数個の第１コンデンサ素子１１２，１１２…が接続されて成り、コンデンサユニット３８の残部を構成する第２入力コンデンサ２３は、第１コンデンサ素子１１２，１１２…の配列方向に平行に並ぶ複数個の第２コンデンサ素子１１３，１１３…が接続されて成るものである。同一個数に設定される第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…；１１３，１１３…は、そのマイナス側を相互に対向させるようにして配列されており、第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…；１１３，１１３…のマイナス側にハンダで接続される複数のマイナス側接続片１１４ａ，１１４ａ…を有する共通バスバー１１４が第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…；１１３，１１３…を上方から覆うように配置され、第１コンデンサ素子１１２，１１２…のプラス側にハンダで接合される複数のプラス側接続片１１５ａ，１１５ａ…を有する第１個別バスバー１１５と、第２コンデンサ素子１１３，１１３…のプラス側にハンダで接続される複数のプラス側接続片１１６ａ，１１６ａ…を有する第２個別バスバー１１６とが、前記共通バスバー１１４との間に絶縁紙１１７を挟むようにして共通バスバー１１４上に配置される。而して共通バスバー１１４と第１および第２バスバー１１５，１１６とで第１および第２コンデンサ素子１１２，１１２…，１１３，１１３…が接続されて成るコンデンサユニット３８は、合成樹脂から成る被覆層１１８に埋封されるようにしてケース１１９内に収容され、そのケース１１９が第４カバー１１１で覆われる。
【００６０】
しかも前記共通バスバー１１４には、第１および第２入力コンデンサ２２，２３に共通のアース端子１２０が前記被覆層１１８から突出するようにして一体に突設され、第１および第２個別バスバー１１５，１１６には、第１および第２入力コンデンサ２２，２３に個別に対応したプラス端子１２１，１２２が前記アース端子１２０を両側から挟むようにして一体に突設され、両プラス端子１２１，１２２も前記被覆層１１８から突出する。
【００６１】
前記コンデンサユニット３８を第１インダクタ２４との間に挟む位置で第２のヒートシンク７３の他端部上には第４端子台１２３が固定されており、この第４端子台１２３には、燃料電池１５を接続するための燃料電池用プラス側およびマイナス側端子１２４，１２５と、蓄電池１６を接続するための蓄電池用プラス側およびマイナス側端子１２６，１２７が設けられる。
【００６２】
而して前記コンデンサユニット３８のプラス端子１２１と、第１インダクタ２４に連なって第３端子台１０６に設けられた端子１０７に接続されたバスバー１０９とが、燃料電池用プラス側端子１２４に連なるように第４端子台１２３に接続され、前記コンデンサユニット３８のプラス端子１２２と、第２インダクタ２５に連なるようにして第２端子台８７に設けられた端子９９に連なるバスバー１２８とが、蓄電池用プラス側端子１２６に連なるように第４端子台１２３に接続される。
【００６３】
また第１のヒートシンク４０の他端には、電動モータ１７に連なるＵ相、Ｖ相およびＷ相の電源ライン３５Ｕ，３６Ｖ，３５Ｗを接続するための第５端子台１３０が固定されており、第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈの電動モータ１７に接続されるべき端子に連なって前記基板７２を貫通する端子部材６８Ｆ〜６８Ｈに一端がそれぞれ接続されるバスバー１３１，１３２，１３３が第５端子台１３０まで延設される。
【００６４】
ところで前記基板７２と反対側には、直流リンクコンデンサユニット２１が配置されており、この直流リンクコンデンサユニット２１は、ステイ１３５，１３５によって第１のヒートシンク４０に支持され、第１のヒートシンク４０および直流リンクコンデンサユニット２１間には、外部バスバーユニット１３６が配置される。
【００６５】
図１７において、前記直流リンクコンデンサユニット２１において第１のヒートシンク４０側の側面には、第１のヒートシンク４０の上下両面に装着された第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈがそれぞれ備えるプラス側接続端子６９…およびマイナス側接続端子７０…に接続されるべきプラス側接続端子１３９…およびマイナス側接続端子１４０…が突出される。
【００６６】
図１８において、前記外部バスバーユニット１３６は、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…および直流リンクコンデンサユニット２１のプラス側接続端子１３９…に接続される複数のプラス側接続片１４１ａ，１４１ａ…を両側から突出せしめるプラス側外部バスバー１４１と、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのマイナス側接続端子７０…および直流リンクコンデンサユニット２１のマイナス側接続端子１４０…に接続される複数のマイナス側接続片１４２ａ，１４２ａ…を両側から突出せしめるマイナス側外部バスバー１４２とを備え、プラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２と、プラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２間に挟まれる平板状の絶縁部材１４３と、該絶縁部材１４３との間にプラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２を挟む平板状の絶縁部材１４４，１４５とが積層されることで、直流リンクコンデンサユニット２１の外方に配置される外部バスバーユニット１３６が構成される。
【００６７】
また外部バスバーユニット１３６におけるマイナス側外部バスバー１４２の一端には、プラス側外部バスバー１４１の一端よりも突出する取付け板部１４２ｂが一体に設けられており、この取付け板部１４２ｂが、ボルト１４６で第１のヒートシンク４０に固定され、外部バスバーユニット１３６は、第１のヒートシンク４０に直接当接される。
【００６８】
而して直流リンクコンデンサユニット２１のプラス側接続端子１３９…と、外部バスバーユニット１３６のプラス側接続片１４１ａ…と、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…とは、図１２で示すように、プラス側接続端子１３９…，６９…間にプラス側接続片１４１ａ…を挟むようにしてボルト１４７…で接続される。また直流リンクコンデンサユニット２１のマイナス側接続端子１４０…と、外部バスバーユニット１３６のマイナス側接続片１４２ａ…と、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのマイナス側接続端子７０…とは、マイナス側接続端子１４０…，７０…間に、マイナス側接続片１４２ａ…を挟むようにしてボルト１４８…で接続される。
【００６９】
ところで第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９で得られた直流電力は、インバータ２０で交流電力に変換されて電動モータ１７に供給されるのであるが、第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９からの電力は、直流リンクコンデンサユニット２１の平滑コンデンサ３６…に一旦蓄えられ、その蓄えられた電力をインバータ２０が取り出すことになる。このような電力の流れは電流の流れに置き換えることができ、外部バスバーユニット１３６が設けられていないときには、図１９（ａ）の細線矢印で示すように、平滑コンデンサ３６から供給される電流ｉ１と、平滑コンデンサ３６を通らずに第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９から供給される電流ｉ２とが、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を通ってインバータ２０に流れることになる。このように直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線が全ての電流を負担するような構成とすると、内部配線は発熱や肥大化を生じることになり、配線の発熱は平滑コンデンサ３６に熱的悪影響を及ぼす。
【００７０】
それに対し、第１コンバータ１８および第２コンバータ１９と、直流リンクコンデンサユニット２１との間に外部バスバーユニット１３６を介在せしめると、図１９（ｂ）の細線矢印で示すように、第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９から供給される電流ｉ２の一部ｉ２′が、外部バスバーユニット１３６におけるプラス側外部バスバー１４１を通ってインバータ２０側に直接流れるので、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流を少なく抑え、平滑コンデンサ３６に与える熱影響を小さく抑えることができる。
【００７１】
またインバータ２０の第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ｆ〜２７Ｈにおける第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ｆ〜３１Ｈおよび第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ｆ〜３２Ｈの導通・遮断を切換えることによって直流リンクコンデンサユニット２１内には転流電流が流れるものであり、簡略化のために、インバータ２０のＷ相に対応する部分を省略して、第６および第７プラス側スイッチング素子３１Ｆ，３１Ｇならびに第６および第７マイナス側スイッチング素子３２Ｆ，３２Ｇの導通・遮断を切換えたときの直流リンクコンデンサユニット２１内および外部バスバーユニット１３６を流れる転流電流の経路を図２０〜図２２を参照しながら説明する。
【００７２】
先ず第６プラス側スイッチング素子３１Ｆおよび第７マイナス側スイッチング素子３２Ｇを導通し、第６マイナス側スイッチング素子３２Ｆおよび第７プラス側スイッチング素子３１Ｇを遮断したときには、図２０の細線矢印で示すように、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流ｉ３，ｉ４に対応した電流ｉ３′，ｉ４′が外部バスバーユニット１３６のプラス側およびマイナス側バスバー１４１，１４２を流れることになり、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線に流れる電流を小さく抑えることができる。
【００７３】
また第６および第７マイナス側スイッチング素子３２Ｆ，３２Ｇを導通し、第６および第７プラス側スイッチング素子３１Ｆ，３１Ｇを遮断したときには、図２１の細線矢印で示すように、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流ｉ５に対応した電流ｉ５′が外部バスバーユニット１３６のマイナス側バスバー１４２を流れることになり、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線に流れる電流を小さく抑えることができる。
【００７４】
さらに第６および第７プラス側スイッチング素子３１Ｆ，３１Ｇを導通し、第６および第７マイナス側スイッチング素子３２Ｆ，３２Ｇを遮断したときには、図２２の細線矢印で示すように、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を流れる電流ｉ６に対応した電流ｉ６′が外部バスバーユニット１３６のプラス側バスバー１４１を流れることになり、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線に流れる電流を小さく抑えることができる。
【００７５】
すなわち第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…を外部バスバーユニット１３６によって直流リンクコンデンサユニット２１の外方で共通に接続し、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのマイナス側接続端子７０…を外部バスバーユニット１３６によって直流リンクコンデンサユニット２１の外方で共通に接続することによって、第１コンバータ１８もしくは第２コンバータ１９からインバータ２０に供給される電流の一部が直流リンクコンデンサユニット２１の外方を通り、インバータ２０での第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ｆ〜３１Ｈおよび第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ｆ〜３２Ｈの導通・遮断切換えによって生じる転流電流の一部が直流リンクコンデンサユニット２１の外方を通るようにすることができる。
【００７６】
次にこの実施例１の作用について説明すると、水冷型の第１ヒートシンク４０の上下両面に、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０の一部をそれぞれ構成しつつ第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが装着されることでスイッチング素子組立ユニット６７が構成され、そのスイッチング素子組立ユニット６７の上方に、水冷型の第２のヒートシンク７３をスイッチング素子組立ユニット６７との間に介在させるようにして、第１コンバータ１８における第１インダクタ２４および三相トランス２６と、第２コンバータ１９における第２インダクタ２５および二相トランス３３とが配置されるので、コンパクト化を可能としつつ、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈと、第１インダクタ２４、三相トランス２６、第２インダクタ２５および二相トランス３３とを効率よく冷却することが可能であり、しかも第１インダクタ２４、三相トランス２６、第２インダクタ２５および二相トランス３３によるノイズの影響が第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈに及ぶことを第２のヒートシンク７３で抑制することができる。
【００７７】
また第１コンバータ１８が備える第１入力コンデンサ２２と、第２コンバータ１９が備える第２入力コンデンサ２３とが一体化されて成るコンデンサユニット３８が、第２のヒートシンク７３をスイッチング素子組立ユニット６７との間に介在させるようにして、スイッチング素子組立ユニット６７の上方に配置されるので、第１および第２入力コンデンサ２２，２３のコンパクトな配置によって電力変換装置のコンパクト化が可能となるとともに、第１および第２入力コンデンサ２２，２３への第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈからの熱伝達を第２のヒートシンク７３で抑制することができる。
【００７８】
しかもコンデンサユニット３８は、第１および第２入力コンデンサ２２，２３に共通である単一のアース端子１２０を有するものであるので、コンデンサユニット３８をより一層コンパクト化することが可能となるだけでなく、配線インダクタンスの低減が可能となる。
【００７９】
また偶数個である第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、第１のヒートシンク４０の上下両面に略対称配置で装着されるので、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈの冷却性能を最適化することができる。
【００８０】
しかも第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは接続端子の向きを同一として第１のヒートシンク４０に装着されており、第１および第２コンバータ１８，１９の一部を構成して第１のヒートシンク４０に装着される第１〜第５スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｅと、第１および第２コンバータ１８，１９の一部を構成して第２のヒートシンク７３上に配設されるとともに第１〜第５スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｅに直接連なる三相トランス２６および二相トランス３３とが、バスバー９２，９３，９４，１００，１０１で接続されるので、バスバー９２〜９４，１００，１０１の最短化を図ることができるとともに、組立を容易とすることができる。
【００８１】
ところで第１のヒートシンク４０には、ねじ軸部６３ａ，６３ａを両端部に有する複数のスタッドボルト６３…が第１のヒートシンク４０の上下両面から突出させるようにして植設されており、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのケース６０…および銅ベースプレート５８…が、前記各スタッドボルト６３…のうち選択されたスタッドボルト６３…の前記ねじ軸部６３ａ…に螺合するナット６４…を締め付けて締結することで、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈが第１のヒートシンク４０の上下両面に装着されるので、第１のヒートシンク４０の上下両面に、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを少ない部品で容易に装着することができる。
【００８２】
また第１のヒートシンク４０における第１の冷却水通路４３および第２ヒートシンク７３における第２の冷却水通路７６に冷却水を供給する冷却水ポンプ８０は、第１および第２の冷却水通路４３，７６に並列接続されており、冷却水ポンプ８０からの冷却水が第１および第２のヒートシンク４０，７３に分配して供給されるので、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈならびに第１インダクタ２４、三相トランス２６、第２インダクタ２５および二相トランス３３の冷却にあたって最適な冷却性能が得られるようにすることができる。
【００８３】
また第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを構成する第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは、複数のチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２を有しており、それらのチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２は、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように第１のヒートシンク４０に配設されており、第１のヒートシンク４０が有する第１の冷却水通路４３内には、図８（ａ）で示すように、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離して配置されるとともに、図７で明示するように、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される複数の冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…が配設されている。
【００８４】
これにより流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離した冷却フィン７１Ａ，７１Ａ…の入口毎に、図８（ｂ）で示すような温度助走区間を形成して、第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが可能となる。
【００８５】
また第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈを構成する第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈと、第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈとは、第１の冷却水通路４３の流通方向４６に沿って離隔した位置に配置されるものであり、この実施の形態では、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈが第１の冷却水通路４３の往路部４３ａに対応する位置に配置されるのに対して、第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈは第１の冷却水通路４３の復路部４３３ｂに対応する位置に配置されており、第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈならびに第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈ毎に温度の助走区間が生じるようにして、より冷却効率を高めることができる。
【００８６】
また第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈは、それを構成する第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈならびに第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈを合成樹脂から成る被覆層６５…内に封入した状態で第１のヒートシンク４０に装着されるものであり、被覆層６５…からの放熱ならびに第１のヒートシンク４０からの冷却によって、第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈをより効果的に冷却することができる。
【００８７】
しかも複数の前記冷却フィン７１Ａ…は一体で成形されており、下流側の冷却フィン７１Ａの位置を上流側の冷却フィン７１Ａ間の中心位置に確実に配置することができるようになるので、下流側の冷却フィン７１Ａの位置ずれによる冷却効果低減の不安がなくなり、設計どおりの冷却効果が得られるようになる。
【００８８】
ところで第１および第２コンバータ１８，１９と、インバータ２０との間には、平滑コンデンサ３６…を有する直流リンクコンデンサユニット２１が設けられており、第１コンバータ１８、第２コンバータ１９およびインバータ２０が備える第１〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ〜２７Ｈのプラス側接続端子６９…およびマイナス側接続端子７０…は、前記直流リンクコンデンサユニット２１が備えるプラス側接続端子１３９…およびマイナス側接続端子１４０…に接続されるのであるが、前記プラス側接続端子６９…、１３９サ…にはプラス側外部バスバー１４１が共通に接続され、前記マイナス側接続端子７０…、１４０…にはマイナス側外部バスバー１４２が共通に接続されており、直流リンクコンデンサユニット２１の外方に配置されるプラス側およびマイナス側外部バスバー１４１，１４２が相互間に絶縁部材１４３を介在させて積層されることで外部バスバーユニット１３６として一体化されるので、直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線を通る電流を減少し、平滑コンデンサ３６…に熱的悪影響を及ぼすような発熱が直流リンクコンデンサユニット２１の内部配線で生じることを防止することができる。
【００８９】
さらに外部バスバーユニット１３６が、第１のヒートシンク４０に直接当接されるので、外部バスバーユニット１３６で生じた熱を第１のヒートシンク４０側に直接伝達するようにして、直流リンクコンデンサユニット２１の近傍の温度上昇を抑制することができる。
【実施例２】
【００９０】
本発明の実施例２について図２３〜図２７を参照しながら説明するが、実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００９１】
第１〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ〜３１Ｈおよび第１〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ〜３２Ｈをそれぞれ構成する６個のチップ４７，４８，４９，５０，５１，５２は、図２３および図２４で示すように、第１の冷却水通路４３における冷却水の流通方向４６に沿う方向に２個ずつ並ぶように、すなわちチップ４７，４８と、チップ４９，５０と、チップ５１，５２とが前記流通方向４６に並ぶように配置される。
【００９２】
第１のヒートシンク４０が有する第１の冷却水通路４３内には、流通方向４６に直交する断面を連続するＵ字またはＶ字状の波形としてアルミニウム合金等の軽金属で一体成形された複数の冷却フィン７１Ｂ，７１Ｂ…が、第１の冷却水通路４３内を幅方向に複数に分割しつつ流通方向４６に延びるようにして配設される。
【００９３】
しかも第１のヒートシンク４０の上面側の第２〜第５スイッチング素子モジュール２７Ｂ〜２７Ｅにおける第２〜第５プラス側スイッチング素子３１Ｂ〜３１Ｅおよび第２〜第５マイナス側スイッチング素子３２Ｂ〜３２Ｅでは、図２３で示すように、チップ４７，５０，５１がチップ４８，４９，５２に対して流通方向上流側に配置されるものの、各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う方向での相対位置が、第２〜第５プラス側スイッチング素子３１Ｂ〜３１Ｅ（すなわち冷却水通路４３における往路部４３ａに対応する部分）と、第２〜第５マイナス側スイッチング素子３２Ｂ〜３２Ｅ（すなわち冷却水通路４３における復路部４３ｂに対応する部分）とでは異なっている。
【００９４】
一方、第１のヒートシンク４０の下面側の第１および第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｆ〜２７Ｈにおける第１および第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｆ〜３１Ｈならびに第１および第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｆ〜３２Ｈでは、図２４で示すように、チップ４８，４９，５２がチップ４７，５０，５１に対して流通方向上流側に配置されるものの、各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う方向での相対位置が、第１および第６〜第８プラス側スイッチング素子３１Ａ，３１Ｆ〜３１Ｈ（すなわち冷却水通路４３における往路部４３ａに対応する部分）と、第１および第６〜第８マイナス側スイッチング素子３２Ａ，３２Ｆ〜３２Ｅ（すなわち冷却水通路４３における復路部４３ｂに対応する部分）とでは異なっている。
【００９５】
すなわち第１のヒートシンク４０の上面側では冷却水通路４３の往路部４３ａに対応する部分と、復路部４３ｂに対応する部分とでは各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う位置が異なり、第１のヒートシンク４０の下面側でも冷却水通路４３の往路部４３ａに対応する部分と、復路部４３ｂに対応する部分とでは各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う位置が異なり、第１のヒートシンク４０の上面側と、下面側とでも各チップ４７〜５２の流通方向４６に沿う位置が異なっている。
【００９６】
このため図２５で示すように、前記冷却水通路４３の往路部４３ａおよび復路部４３ｂをそれぞれ上下に分割する隔壁１４９，１５０が第１のヒートシンク４０に設けられており、冷却水通路４３内において隔壁１４９，１５０よりも上部には、図２６および図２７（ａ）で示すように、第１のヒートシンク４０の上面側の第２〜第５スイッチング素子モジュール２７Ｂ〜２７Ｅにおける各チップ４７〜５２に個別に対応した長さを有する冷却フィン７１Ｂ，７１Ｂ…が、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離するとともに、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される。
【００９７】
また冷却水通路４３内において隔壁１４９，１５０よりも下部にも、図２７（ａ）で示すように、第１のヒートシンク４０の下面側の第１および第６〜第８スイッチング素子モジュール２７Ａ，２７Ｆ〜２７Ｈにおける各チップ４７〜５２に個別に対応した長さを有する冷却フィン７１Ｂ，７１Ｂ…が、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に分離するとともに、流通方向４６に沿って並ぶ各チップ４７，４９，５１；４８，５０，５２毎に前記流通方向４６と直交する方向にオフセットして配置される。
【００９８】
この実施例２によっても、図２７（ｂ）で示すような温度助走区間を形成して、第１の冷却水通路４３全体で高い冷却効率を得ることが可能となる。
【００９９】
本発明のさらに他の実施例として、異なったピッチの複数の冷却フィンを一体に成形するようにしてもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈ・・・半導体素子モジュールであるスイッチング素子モジュール
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈ，・・・半導体素子であるプラス側スイッチング素子
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ・・・半導体素子であるマイナス側スイッチング素子
４０・・・ヒートシンク
４３・・・冷却水通路
４６・・・流通方向
４７，４８，４９，５０，５１，５２・・・チップ
６５・・・被覆層
７１Ａ，７１Ｂ・・・冷却フィン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水通路（４３）を有する水冷型のヒートシンク（４０）に、前記冷却水通路（４３）での流通方向（４６）に並ぶ複数のチップ（４７，４９，５１；４８，５０，５２）を有する半導体素子モジュール（２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈ）が装着される半導体素子モジュールの冷却装置において、前記冷却水通路（４３）内に、前記流通方向（４６）に沿って各チップ（４７，４９，５１；４８，５０，５２）毎に分離して前記流通方向（４６）と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィン（７１Ａ，７１Ｂ）が、前記流通方向（４６）に延びるようにして配設されることを特徴とする半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項２】
前記半導体素子モジュール（２７Ａ〜２７Ｈ）が、前記冷却水通路（４３）の流通方向（４６）に沿って離隔した位置に配置される一対の半導体素子（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈ；３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ）を備えることを特徴とする請求項１記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項３】
複数の前記半導体素子モジュール（２７Ａ〜２７Ｈ）が、前記ヒートシンク（４０）の両面に分かれて装着されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項４】
前記半導体素子モジュール（２７Ａ〜２７Ｈ）が、複数の半導体素子（３１Ａ〜３１Ｈ，３２Ａ〜３２Ｈ）を合成樹脂から成る被覆層（６５）内に封入した状態で前記ヒートシンク（４０）に装着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項５】
複数の前記冷却フィン（７１Ａ，７１Ｂ）が一体成形されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項１】
冷却水通路（４３）を有する水冷型のヒートシンク（４０）に、前記冷却水通路（４３）での流通方向（４６）に並ぶ複数のチップ（４７，４９，５１；４８，５０，５２）を有する半導体素子モジュール（２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ，２７Ｇ，２７Ｈ）が装着される半導体素子モジュールの冷却装置において、前記冷却水通路（４３）内に、前記流通方向（４６）に沿って各チップ（４７，４９，５１；４８，５０，５２）毎に分離して前記流通方向（４６）と直交する方向にオフセットした複数の冷却フィン（７１Ａ，７１Ｂ）が、前記流通方向（４６）に延びるようにして配設されることを特徴とする半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項２】
前記半導体素子モジュール（２７Ａ〜２７Ｈ）が、前記冷却水通路（４３）の流通方向（４６）に沿って離隔した位置に配置される一対の半導体素子（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈ；３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ）を備えることを特徴とする請求項１記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項３】
複数の前記半導体素子モジュール（２７Ａ〜２７Ｈ）が、前記ヒートシンク（４０）の両面に分かれて装着されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項４】
前記半導体素子モジュール（２７Ａ〜２７Ｈ）が、複数の半導体素子（３１Ａ〜３１Ｈ，３２Ａ〜３２Ｈ）を合成樹脂から成る被覆層（６５）内に封入した状態で前記ヒートシンク（４０）に装着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【請求項５】
複数の前記冷却フィン（７１Ａ，７１Ｂ）が一体成形されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体素子モジュールの冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−１８７２９（Ｐ２０１１−１８７２９Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１６１１（Ｐ２００９−１６１６１１）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]