JP2002314281A

JP2002314281A - 冷却水路を備えた電気装置

Info

Publication number: JP2002314281A
Application number: JP2001116300A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tanba; 昭浩丹波; Takayoshi Nakamura; 卓義中村; Ryuichi Saito; 隆一斎藤; Hisanori Okamura; 久▲宜▼ 岡村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2002-10-25
Anticipated expiration: 2021-04-16
Also published as: JP4626082B2

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却水の水量を増大させずに、流速の増大，圧
力損失増大の抑制，パワー半導体モジュール信頼性向上
を達成する冷却水構造を提供する。【解決手段】本発明の電気装置は、部分的に窪んだ領域
を持つケースと、該ケースに接着される、開口部を有す
る板と、該開口部を有する板の開口部を塞ぐように配置
される、裏面が平面のパワー半導体モジュールとからな
る冷却水路を備え、前記ケースの窪んでいない部分に前
記開口部が存在し、前記ケースの窪んだ領域は、前記板
の開口部以外の部分で覆われる。以上より前記板の板厚
で規定される狭い水路と、前記ケースの窪んだ領域で構
成される深い水路とが接続され、該狭い水路に高速で冷
却水が流れることにより、前記パワー半導体モジュール
が冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＧＢＴ等の高発
熱パワー素子を備えた電気装置の水冷構造に関し、特
に、冷却水路を備えたインバータ装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッド電気自動車用モータ等、大
出力モータを制御するインバータの冷却は、水冷が一般
的である。従来の水冷構造の摸式図を図３，図４に示
す。図３は、インバータケース３３の外側にフィン３２
を形成し、底蓋３４とで冷却水が循環する水路１３を形
成した例である。パワーモジュール３５の放熱は、熱伝
導グリース３１でパワーモジュール３５の金属ベース３
６を水路１３上に接触させて行っている。従って、本実
施例の場合、いわゆる間接冷却のため、水冷とすること
で空冷と比べて大幅に高熱伝達を達成しているにもかか
わらず、金属部材と比べて熱伝導率の極めて低い熱伝導
グリース３１部で大幅に温度上昇してしまう欠点があ
る。

【０００３】図４に示す従来例は、フィン４４をパワー
モジュール４０の金属ベース４５に設け、ケース４１の
開口部４３よりケース４１の外へ出し、直接冷却水を当
てたベース直冷構造である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の水冷構造に
は、システム構成、及び、信頼性の面で以下の問題があ
る。半導体チップジャンクションから冷却水への熱抵
抗、Ｒｔｈ（ｊ−ｗ）を低減するためには、熱伝達を向
上させる必要があり、そのためには、冷却水の流速を速
くして熱伝達率、ｈを大きくすることが知られている。
しかしながら、冷却水の水量が増大し、冷却水を循環さ
せるポンプの負担が大きくなる。結果として、ポンプ能
力を増大させる必要が生じる。このことは、ポンプ体格
の増大をもたらし、例えば、電気自動車のように、設置
スペース，重量に厳しい制約がある場合には致命的とな
る。また、搭載されるパワーモジュール３５，４０の数
が増大すると、流量の増大に伴い圧力損失も顕著に増大
し、ますますポンプ能力増大の必要が生じる。

【０００５】次に、図４に示したベース直冷構造固有の
課題を以下に示す。従来、図３のパワーモジュール３５
のように、モジュールの金属ベース３６は平板である。
しかし、ベース直冷構造とするために、モジュール４０
において、金属ベース４５にはフィン４４が形成されて
いる。通常、金属ベース４５上には、パワーチップと金
属ベース４５を絶縁するために、窒化アルミ等のセラミ
ック基板がはんだ接着される。このはんだには、パワー
チップの発熱，冷却の繰り返しによる温度ストレスで歪
みが発生し疲労する。この疲労は、金属ベース４５の線
膨張係数，剛性が高いほど、はんだに発生する歪みが大
きくなるため顕著になる。従って、金属ベース４５のよ
うに、フィン４４が形成されると、剛性が高くなり、は
んだ歪みは大きくなる。低熱抵抗化は、パワーチップの
ジャンクション温度を最大定格よりも低く押さえるとと
もに、熱的に変動する温度範囲，ΔＴを小さくして高寿
命化するのが目的である。従って、金属ベースにフィン
をつけることにより低熱抵抗化しても、ベースの剛性が
増大し、はんだ歪みが増大すると、フィンによる低熱抵
抗化の効果は大幅に低減してしまう。このことは、使用
環境が過酷で、しかも要求寿命も大きい、電気自動車用
としては不適である。

【０００６】また、パワーモジュールの製造面では以下
の問題がある。平板にフィンを加工することは大幅な製
造コストアップをもたらす。はんだ歪みを低減するため
に、線膨張係数が小さい材料、例えばアルミニウムＳｉ
Ｃ等の材料にフィンを形成することが提案されており、
この場合、コストアップは特に顕著である。さらに、フ
ィンが存在すると、平板よりも温度プロファイル管理が
困難なため、セラミック基板のはんだ接着も困難にな
る。以上のコストアップは装置の広い普及には障害とな
る。

【０００７】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、冷却水量の増大を抑制しながら、流速を増大
でき、かつ、圧力損失の増大も抑制できる、さらにはモ
ジュールの信頼性をも向上できる冷却水路構造を提供す
ることが目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明を、図１，図２を使用して説明する。冷却水の
流速が増大すると、前述のように熱伝達率、ｈは増大す
る。その結果、一定熱量を一定温度差で伝達するのに必
要な熱伝達面積は減少していく。すなわち、熱伝達を向
上させるのに熱伝達面積増大の効果は減少する。このこ
とは、フィンを形成する効果は減少することを意味す
る。発明者は、この点に着目し、図１の断面構造摸式図
に示す水冷構造を考案した。フィンの効果を期待せず、
図４に示すモジュール４０の金属ベース４５に形成して
あったフィン４４を削除し、平板の金属ベース１０２と
している。流速の増大に伴う流量増大の抑制は、フィン
を削除した分、水路深さ１０３を大幅に減少させて達成
している。従来、このような浅い水路を同一ケース中に
複数作製することは極めて困難であった。本発明では、
ケース１４に、開口部１０１を作製した金属板１２を接
着（接着個所：１９）することで、水路１３の形成を容
易に達成している。

【０００９】図２はモジュール１１を搭載していない部
分の断面構造摸式図である。本発明のように流路断面積
の極めて小さい部分に高速で冷却水を流す場合には、圧
力損失の増大が問題となる。しかしながら、本発明で
は、モジュール１１を搭載していない部分のケース１４
の形状を図のように深く窪ませることで深い冷却水路２
０を深くしており、損失増大を抑制している。

【００１０】また、本発明では、平板のベース１０２に
高速な冷却水を当てて、従来のフィン付きベース４５と
同程度の低熱抵抗を実現できるので、フィンを削除して
ベースの剛性を低下させることができる。結果として、
前述したはんだ信頼性を向上することができる。もちろ
ん、フィン加工が必要なくなるので、ベースの製造コス
トも大幅に低減することができ、さらには、モジュール
製造コストも低減できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を、以下図面を使
用して詳細に説明する。

【００１２】（実施例１）図５，図６，図７，図８を使
用して本実施例について説明する。本実施例は５０ＫＷ
クラスのインバータのパワー回路に本発明を適用した場
合である。

【００１３】図５は、モジュール搭載前のインバータケ
ースの構造を示す。底面の大きさは、２７cm×２２cm、
高さは４.５cm である。板厚２mmのアルミニウム板を、
押出し加工でケース５０を製造している。搭載される６
個のモジュール用水路の接続用、及び、給排水路用に７
個所の水路２０が形成されている。本水路の形状は、深
さ１.５cm，幅１.５cmである。開口部付金属板１２はア
ルミニウム板５１で製造しており、板厚は１mmである。
開口部１０１は前述のように６個のモジュールが搭載さ
れるため、６箇所形成されている。さらに、各モジュー
ルの４箇所をＭ５のネジで取り付けるために、開口部１
０１の周囲には合計２４箇所の取付穴５２が形成されて
いる。５５は給排水管であり、６個のモジュール用の水
路を直列に接続し、冷却する構造となっている。なお、
開口部付アルミニウム板５１は、構造を分かりやすくす
るために、透視図で表現している。水路２０を構成して
いない窪み５３は、モジュール以外の部品、例えば電解
コンデンサ等を搭載するためのスペースである。アルミ
ニウム板５１とケース５０は、アルミニウム板５１の外
周５４を溶接して接着している。その他の領域は特に接
着はしていないが、モジュール取付けにより密着される
ため水漏れの心配はない。もちろん、その他の箇所を何
らかの方法で接着しても構わない。図５ではモジュール
を搭載していないため、狭い冷却水路１３は、まだ形成
されていない。

【００１４】図６は、開口部付アルミニウム板５１を搭
載する前のアルミニウム押出ケース５０の形状図、図７
は開口部付アルミニウム板５１の形状図である。水路２
０を形成するための窪み６１がケース５０には形成さ
れ、また、モジュール取付用ネジ穴６０が２４箇所形成
されている。さらに、アルミニウム板５１が搭載される
領域は、アルミニウム板厚１mm分全体に窪んでいる。本
実施例では、ネジ穴６０部の板厚はケース５０の板厚２
mmであるが、ネジ締付けの信頼性等を考慮して、この部
分の肉厚を厚くする、または、ケース５０裏面にナット
を溶接する、等の手段をとっても構わない。

【００１５】アルミニウム板５１の大きさは２３cm×１
３cmであり、モジュール取付用ネジ穴７０が２４箇所形
成されている。外周の形状は、溶接しやすいように滑ら
かな形状になっている。

【００１６】図８はモジュール取付け後の形状図であ
る。電圧／電流定格，６００Ｖ／400Aの１アームＩＧＢ
Ｔモジュール８０が６個取り付けられている。取付ネジ
８１は前述のようにＭ５である。図示していないが、各
モジュール底面のケースに密着する部分には、液状ガス
ケット、いわゆる室温硬化樹脂が塗布され、冷却水をシ
ールしている。本構造で、水路２０のみでなく、狭い冷
却水路１３も形成される。モジュール８０内部は記述し
ていないが、金属ベースは厚さ１mmの銅板であり、信頼
性の高い構造となっている。また、端子８２，８３，８
４，８５は各々コレクタ，エミッタ，ゲート，補助エミ
ッタ端子であり、外部基板へ接続される。

【００１７】構成された水路に、５リットル／分の冷却
水を流したときの圧力損失を測定すると、１８ＫＰａで
あり、深い冷却水路２０が無い場合の圧力損失は計算
上、１００ＫＰａを超える。また、モジュールベースと
冷却水間の熱抵抗、Ｒｔｈ（ｃ−ｗ）、即ち、主として
熱伝達の熱抵抗は、測定結果０.０６℃／Ｗ（流速の計
算値は３ｍ／ｓ）であった。従来構造の典型的な値であ
る、フィン長さ６mmで流速１.５ｍ／ｓの場合、Ｒｔｈ
（ｃ−ｗ）は０.１℃／Ｗであり、本構造の有効性が確
認できた。

【００１８】本実施例では、アルミニウム板５１の板厚
は１mmであったが、板厚はもちろん２mm，３mmと厚くし
ても構わない。あるいは、剛性が保てる範囲で０.５mm
等と薄くしても構わない。さらには、ケース５０，アル
ミニウム板５１の材質は銅であっても構わない。

【００１９】また、エチレングリコールを主成分とする
冷却水を流す場合、水路の腐食が問題となる可能性あ
る。そこで、ケース５０の冷却水が当たる部分、及び、
必要に応じ、アルミニウム板５１の同じく冷却水の当た
る部分にエポキシ樹脂，ガラス等の防食材を塗布しても
良い。

【００２０】（実施例２）図９は、ケース９０をアルミ
ニウムダイカストで製造した場合の実施例である。ケー
スをアルミニウム押出し加工で製造した実施例１の場
合、製造コストを低減するためには板厚を薄くしなけれ
ばならない。板厚増大に伴いプレス加工が困難になり、
製造タクトが増大してしまうためである。この場合、シ
ステムによっては、ケースの強度が不十分になる場合が
ある。例えば、電気自動車のように、激しい振動中に配
置される環境の場合等である。本実施例は、このことに
対処した実施例である。深い水路２０用の窪みと、回路
部品を搭載するための窪み５３以外、肉厚は約１７mmと
厚くなっており、強度は飛躍的に増大している。

【００２１】アルミニウムダイカストの場合、部材中に
ボイドが存在し、高温にさらされると本ボイドが膨らみ
破裂する問題がある。つまり、開口部付アルミニウム板
９３をケース９０にロー付け等の手段で接着することは
極めて困難である。従って、本実施例では、開口部１０
１以外の部分にガスケット９１を配置し、ネジ９２で締
め付けることにより冷却水シールを達成している。

【００２２】ネジ９２は、モジュール取付けの障害とな
らないような箇所に配置されている。なお、ガスケット
９１は樹脂でも良く、また、Ｏリングでも良い。

【００２３】前述したボイドの破裂が問題とならない温
度で接着する手段としては、ガスケットネジ締めの代わ
りに、共晶はんだ等の低融点はんだによる接着でも良
い。さらには、水中で摩擦攪拌して接合する場合のよう
に、低温で溶接できる構造でもよい。実施例１，２にお
いて、開口部付アルミニウム板５１，９３表面と、ケー
ス５０，９０接合面の高さが同一なのは、水中摩擦攪拌
接合が適用できるようにするためである。

【００２４】（実施例３）これまでの実施例はモータ制
御用途の場合であり、１アームモジュールを６個搭載し
た３相モジュールの場合であった。インバータの用途と
しては、モータ制御だけではなく、太陽光発電用インバ
ータ等の単相インバータも考えられる。図１０は、単相
インバータに本発明を適用した場合の実施例であるイン
バータケース５０は実施例１のケースをそのまま使用し
ている。特徴は、開口部付アルミニウム板１０４である
（透視図で表現）。単相インバータのため、必要ない２
アームの搭載領域のアルミニウム板１０４を、プレス加
工で蓋のように凸形状１０５として覆い、全体の水路を
接続している。凸部の高さは８mmである。高さは搭載さ
れる回路の邪魔にならない範囲で高くする方が良い。水
路断面積を可能な限り大きくして、圧力損失をできるだ
け小さくするためである。実施例１のＩＧＢＴモジュー
ルを４個搭載して水路を構成し、５リットル／分の冷却
水を流し、圧力損失を測定すると、１０ＫＰａであっ
た。板厚はこれまでの実施例と同じく１mmである。

【００２５】（実施例４）電流容量が小さい場合には、
モジュール単位を１アームにする必要はなく、例えば１
相モジュール、さらに小さい場合には３相モジュールと
することが考えられる。図１１は１相モジュール３個を
搭載して、３相インバータを構成する場合の水路構造の
実施例である。これまでの実施例では給排水管５５はイ
ンバータケースの一辺に配置されていたが、本実施例で
は対向する２辺に給排水間を各々２本接続している。２
本の給水管１１３、同じく２本の排水管１１２である。
インバータケース１１１の大きさは２２cm×２５cmであ
り、高さはこれまでの実施例と同じ４.５cm である。ま
た、アルミニウム板１１０の大きさは２１cm×１３cmで
ある。これまでの実施例では各モジュールについて水路
２０により一個所で給排水していたが、開口部１０１を
２倍の面積とし、それぞれ一対の水路２０で給排水して
いる。モジュール取付穴５２は、冷却水のシール性を考
慮して、各モジュールについて６箇所としている。本構
造で、モジュール裏面の冷却水の流速分布は、１アーム
モジュールと同程度に均一であると予想される。

【００２６】（実施例５）これまでの実施例は、冷却水
路の片面のみに被冷却体であるＩＧＢＴモジュールを配
置した例であった。本発明のように、インバータ容量が
数十ＫＷ〜百数十ＫＷの場合、冷却水温はほとんど上昇
しない。そこで、パワー密度を増大して装置を小型化す
ることが考えられる。パワー密度を増大する手段として
は、冷却装置の両面にＩＧＢＴモジュールを配置する、
いわゆる両面実装が考えられる。本実施例は、両面実装
を実現した例である。図１２に断面構造模式図を示す。
アルミニウムダイカストで製造した水路用ボックス１２
２には、貫通穴１２４が設けられている。この水路用ボ
ックス１２２に、これまでの実施例と全く同様に、開口
部付アルミニウム板１２３を２枚、表裏面に接着するこ
とにより、深い冷却水路１２１が形成される。さらに、
ＩＧＢＴモジュール８０を表裏面に搭載することによ
り、モジュール冷却用の狭い冷却水路１３が形成され
る。冷却水の流れ方向は図中に矢印１２０で示した。冷
却水は表裏面同時に同じ方向に流れる。本断面摸式図
は、ある一断面を示しており、給水管１１３から給水さ
れた冷却水は上端で接続された別の水路に流れ込むこと
を示している。本構造で、実装面積は１／２で、これま
での実施例と同じ熱抵抗を実現できる。

【００２７】（実施例６）実施例５と同じく、両面実装
の実施例である。断面構造摸式図を図１３に示す。実施
例５では、冷却水の流れ方向は水路の両面で同じであっ
たが、本実施例では逆であり、水路の片面から給水管１
１３で給水し、もう一方の面の排水管112から排水して
いる。すなわち、図示した断面のみで水路は閉じてい
る。アルミニウムダイカストで製造した水路用ボックス
１３１の表裏面に、貫通しない水路用窪み１３４を形成
し、上端の一個所に貫通穴１３３を形成している。開口
部付アルミニウム板１２３を表裏面に接着すると、深い
冷却水路１３０が形成され、上端で表裏面の水路が接続
される。ＩＧＢＴモジュール８０を搭載すると、狭い冷
却水路１３も完成する。図１２と同じように冷却水の流
れ方向を矢印１３２で示している。本構造で極めてコン
パクトな実装構造を実現できた。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、部分的に深い窪みを形
成したケースに、開口部を有する板を接着することで、
開口部を有する板の板厚で規定される狭い水路と、深い
窪みで形成される深い水路とを容易に接続できる。この
ことは、冷却水の流量、及び、圧力損失の増大を抑制し
ながら、流速を増大できる効果がある。

【００２９】また、上記深い窪みを貫通穴に変え、開口
部を有する板を両面に接着することで、ケース両面に狭
い水路を容易に形成する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却水路構造を示す断面摸式図。

【図２】本発明の冷却水路構造を示す断面摸式図でモジ
ュール非搭載部を示す。

【図３】従来技術の水冷構造を示す断面構造摸式図。

【図４】別の従来技術の水冷構造を示す断面構造摸式
図。

【図５】実施例１のモジュール搭載前のインバータケー
スの説明図。

【図６】図５のインバータケースにアルミニウム板を接
着する前の説明図。

【図７】図５の開口部付きアルミニウム板の形状の説明
図。

【図８】図５のインバータケースに１アームモジュール
を搭載し、狭水路を形成した説明図。

【図９】実施例２のアルミニウムダイカストケースの説
明図。

【図１０】実施例３の単相インバータケースの説明図。

【図１１】実施例４の一相モジュールを３個搭載した場
合の説明図。

【図１２】実施例５の水路の両面にモジュールを配置し
て冷却する場合の説明図。

【図１３】実施例６の水路の両面にモジュールを配置し
て冷却する場合の説明図。

【符号の説明】

１１，３５，４０…パワーモジュール、１２…開口部付
金属板、１３…狭い冷却水路、１４，３３，４１…ケー
ス、１５…上蓋、１６…ガスケット、１７，８１…モジ
ュール取付ネジ、１８…ケース取付ネジ、１９…金属板
接合個所、２０，１２１，１３０…深い冷却水路、３１
…熱伝導グリース、３２，４４…フィン、３４…ケース
底蓋、３６，４５，１０２…モジュール金属ベース、４
２…Ｏリング、４３…ケース開口部、５０，１１１…ア
ルミニウム押出し加工インバータケース、５１，９３，
１０４，１１０，１２３…開口部付アルミニウム板、５
２…モジュール取付穴、５３…窪み、５４…アルミニウ
ム板の外周、５５…給排水管、６０，７０…モジュール
取付用ネジ穴、６１…水路用ケース窪み、８０…１アー
ムＩＧＢＴモジュール、８２…コレクタ端子、８３…エ
ミッタ端子、８４…ゲート端子、８５…補助エミッタ端
子、９０…アルミニウムダイカストケース、９１…ガス
ケット、９２…アルミニウム板締付ネジ、１０１…金属
板開口部、１０３…冷却水路深さ、１０５…開口部付ア
ルミニウム板凸部、１１２…排水管、１１３…給水管、
１２０,１３２…冷却水の流れ方向、１２２,１３１…水
路用アルミニウムダイカストボックス、１２４，１３３
…水路用貫通穴、１３４…水路用窪み。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤隆一茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者岡村久▲宜▼ 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 5E322 AB01 AB02 AB06 DA04 EA10 EA11 FA01 5F036 AA01 BA05 BA24 BB41 BD01 BD03 BF03 5H007 AA00 AA06 BB00 BB06 CA01 CC03 HA03 HA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却水が給水される給水口と、冷却水が排
水される排水口と、該給水口と排水口とに接続される、
基準底面より窪んだ領域を持つ一体部品であるケース
と、該ケースに接着される、開口部を有する板と、該開
口部を有する板の開口部に裏面が接触し、該開口部を塞
ぐように配置される裏面が平面の発熱体、とからなる冷
却水路を備えた電気装置において、前記窪んだ領域を持つケースの基準底面上に、前記開口
部を有する板の開口部を有し、少なくとも開口部の２辺
の一部が前記窪んだ領域と重なり、前記ケースの窪んだ
領域は、前記開口部が存在する板の開口部以外の部分で
覆われていて、前記開口部を有する板の板厚で規定される狭い水路と、
前記ケースの窪んだ領域で構成される深い水路とが接続
され、さらに、前記ケースの窪んだ領域に前記給水口若
しくは排水口が接続され、冷却水が該水路に給水口から
排水口へと流れることにより、狭い水路に流れる冷却水
で前記発熱体が冷却されることを特徴とする冷却水路を
備えた電気装置。
【請求項２】請求項１において、前記基準底面より窪ん
だ領域を持つケース、及び、前記開口部を有する板は金
属で形成され、前記裏面が平面の発熱体は、少なくとも
ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ等のパワー半導体を備えたパワ
ーモジュールであることを特徴とする冷却水路を備えた
電気装置。
【請求項３】請求項２において、前記基準底面より窪ん
だ領域を持つケース、及び、前記開口部を有する板を構
成する金属はアルミニウム、あるいはアルミニウム合金
であって、前記パワーモジュールの裏面を構成するモジ
ュールベース材は、銅、または、アルミニウム、もしく
は、それらの合金であることを特徴とする冷却水路を備
えた電気装置。
【請求項４】請求項３において、前記基準底面より窪ん
だ領域を持つケースは、アルミニウムダイカストで形成
されることを特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項５】請求項３において、前記開口部を有する板
の板厚は５mm以下であることを特徴とする冷却水路を備
えた電気装置。
【請求項６】請求項３において、前記開口部を有する板
は、平板であることを特徴とする冷却水路を備えた電気
装置。
【請求項７】請求項２において、前記基準底面より窪ん
だ領域を持つケース、及び、前記開口部を有する板は、
少なくとも、該開口部を有する板の周囲の溶接で接着さ
れることを特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項８】請求項７において、前記基準底面より窪ん
だ領域を持つケースの基準底面の表面と、前記開口部を
有する板表面の溶接される部分の高さは同一であること
を特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項９】請求項２において、前記基準底面より窪ん
だ領域を持つケース、及び、前記開口部を有する板は、
少なくとも、該開口部を有する板の周囲のロー付けで接
着されることを特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項１０】請求項９において、前記基準底面より窪
んだ領域を持つケースと、前記開口部を有する板を接着
するロー材は、共晶はんだ等、融点が５００℃以下の低
融点ロー材であることを特徴とする冷却水路を備えた電
気装置。
【請求項１１】請求項２において、前記基準底面より窪
んだ領域を持つケース、及び、前記開口部を有する板
は、少なくとも、該開口部を有する板の周囲をガスケッ
トを使用したネジ止めで接着されることを特徴とする冷
却水路を備えた電気装置。
【請求項１２】請求項２において、前記基準底面より窪
んだ領域を持つケース、及び、前記開口部を有する板
は、少なくとも、該開口部を有する板の周囲を有機系の
接着材で接着されることを特徴とする冷却水路を備えた
電気装置。
【請求項１３】少なくとも冷却水が給排水される給排水
口と、該給排水口に接続される貫通穴を持つ一体部品で
あるケースと、該ケースの表裏両面に接着される開口部
を有する板と、該開口部を有する板の開口部に裏面が接
触し該開口部を塞ぐように配置される裏面が平面の発熱
体、とからなる冷却水路を備えた電気装置において、前記貫通穴を持つケースの貫通穴の開いていない領域の
表裏両面上に、前記開口部を有する板の開口部が存在
し、少なくとも開口部の２辺の一部が前記窪んだ領域と
重なり、前記貫通穴領域の表裏両面は、前記開口部が存
在する板の開口部以外の部分で覆われていて、前記開口部を有する板の板厚で規定される前記貫通穴を
持つケースの表裏両面に形成される狭い水路と、前記ケ
ースの貫通穴領域で構成される深い水路とが接続され、
さらに、前記ケースの貫通穴領域に前記給排水口が接続
され、冷却水が該水路に給排水口を通して流れることに
より狭い水路に流れる冷却水で前記発熱体が冷却される
ことを特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記貫通穴を持つ
ケースはアルミニウムダイカスト、前記開口部を有する
板はアルミニウムで形成され、前記裏面が平面の発熱体
は、少なくともＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ等のパワー半導
体を含んだパワーモジュールであることを特徴とする冷
却水路を備えた電気装置。
【請求項１５】少なくとも冷却水が給排水される給排水
口と、該給排水口に接続される表裏面の基準面よりも窪
んだ、貫通しない表裏両面の穴、及び、表裏面への貫通
穴を持つ一体部品であるケースと、該ケースの表裏両面
に接着される開口部を有する板と、該開口部を有する板
の開口部に裏面が接触し、該開口部を塞ぐように配置さ
れる裏面が平面の発熱体、とからなる冷却水路を備えた
電気装置において、前記ケースの窪んでいない領域、及び、貫通穴の開いて
いない領域の表裏両面上に、前記開口部を有する板の開
口部が存在し、少なくとも開口部の２辺の一部が前記窪
んだ領域と重なり、前記ケースの窪んだ領域、及び、貫
通穴領域の表裏両面は、前記開口部が存在する板の開口
部以外の部分で覆われていて、前記開口部を有する板の板厚で規定される前記ケースの
表裏両面に形成される狭い水路と、前記ケースの窪んだ
領域及び貫通穴領域で構成される深い水路とが接続さ
れ、さらに、前記ケースの窪んだ領域に前記給排水口が
接続され、冷却水が表裏面の片面より該水路に給水さ
れ、もう一方の面より排水されることにより狭い水路に
流れる冷却水で前記発熱体が冷却されることを特徴とす
る冷却水路を備えた電気装置。
【請求項１６】請求項１５において、前記表裏両面の窪
んだ穴、及び、貫通穴を持つケースはアルミニウムダイ
カスト、前記開口部を有する板はアルミニウムで形成さ
れ前記裏面が平面の発熱体は、少なくともＭＯＳＦＥ
Ｔ，ＩＧＢＴ等のパワー半導体を含んだパワーモジュー
ルであることを特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項１７】少なくとも冷却水が給排水される給排水
口と、該給排水口に接続される基準底面より窪んだ領域
を持つ一体部品であるケースと、該ケースに接着される
開口部を有する板と、該開口部を有する板の開口部に裏
面が接触し、該開口部を塞ぐように配置される裏面が平
面の発熱体、とからなる冷却水路を備えた電気装置にお
いて、前記窪んだ領域を持つケースの基準底面の表面を底面、
前記開口部を有する板の開口部側面を側面、前記発熱体
の裏面を上面とする前記開口部を有する板の板厚で規定
される狭い水路に流れる冷却水で前記発熱体が冷却され
ることを特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項１８】請求項３において、前記開口部を有する
板の板厚で規定される狭い水路と、前記ケースの窪んだ
領域で構成される深い水路との断面積の比は１：４以上
であることを特徴とする冷却水路を備えた電気装置。
【請求項１９】請求項８において、同一高さである前記
基準底面より窪んだ領域を持つケースの基準底面の表面
と、前記開口部を有する板表面の溶接部分の接合界面
に、大気中、または、水中で溶接ツールを接触させて摩
擦攪拌することにより接合したことを特徴とする冷却水
路を備えた電気装置。
【請求項２０】請求項３において、前記電気装置は、直
流を交流に変換するインバータであり、前記基準底面よ
り窪んだ領域を持つケースは、該インバータケースの一
部を構成することを特徴とする冷却水路を備えた電気装
置。