JP5125355B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、パワー半導体素子を冷媒によって冷却するための冷媒配管を備えた空気調和装置に関する。

従来より、圧縮機のモータを駆動させるためのインバータ装置などにパワー半導体素子を用いた空気調和装置が知られている。このような空気調和装置では、パワー半導体素子が発熱して高温になるため、該パワー半導体素子を冷却するような構成を有している。

このようなパワー半導体素子の冷却構造としては、例えば特許文献１に開示されているような空冷（特許文献１における図１等）や冷媒冷却（特許文献１における図４）など、さまざまな構成が考えられる。その中でも、上記パワー半導体素子を冷媒によって冷却する構成は、冷却フィンなどを用いて空冷する構成よりも冷却性能が優れているため、冷却構造の小型化が可能になるというメリットがある。

上述のように冷媒によって冷却する構成としては、例えば、パワー半導体素子が載置されたベース板に冷媒配管を接続し、該冷媒配管内を流れる冷媒によって、ベース板を介してパワー半導体素子を冷却するような構成が考えられる。
特開平５−１８７７２５号公報

ところで、上述のように冷媒によってパワー半導体素子を冷却する構成では、冷媒が流れている間は十分な冷却性能が得られる反面、冷媒の流れが止まると、十分な冷却性能が得られなくなるという欠点を有している。そのため、冷媒の供給がない状態でインバータ装置を駆動させるような場合（例えば、圧縮機の予熱運転など）では、パワー半導体素子で発生する熱を冷媒によって吸収することができず、該パワー半導体素子を十分に冷却できないという問題が生じる。そうすると、パワー半導体素子を含むインバータ装置全体が異常な温度まで上昇して、故障する虞がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パワー半導体素子を冷媒によって冷却する構成において、冷媒の流れていない状態でも該パワー半導体素子を冷却できるような構成を得ることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る空気調和装置（1）では、パワー半導体素子（32）を冷媒で冷却するための冷媒配管（23）に、冷媒が流れていない場合でも該パワー半導体素子（32）で発生する熱を放熱可能な放熱手段（23a）を設けるようにした。

具体的には、第１の発明では、パワー半導体素子（32）と、該パワー半導体素子（32）を冷媒によって冷却するための冷媒配管（23）とを備えた空気調和装置を対象とする。そして、上記冷媒配管（23）には、その内部を冷媒が流れない場合に上記パワー半導体素子（32）で発生する熱を放熱可能な放熱手段（23a）が設けられているものとする。

この構成により、冷媒配管（23）内に冷媒の流れていない状態でも、該冷媒配管（23）からパワー半導体素子（32）で発生する熱を放熱することができ、該パワー半導体素子（32）を冷却することができる。よって、冷媒配管（23）内に冷媒が流れている場合には、該冷媒と放熱手段（23a）とによってパワー半導体素子（32）を効率良く冷却できる一方、該冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない場合でも該冷媒配管（23）の放熱手段（23a）によってパワー半導体素子（32）を冷却することができる。すなわち、上述の構成によって、上記パワー半導体素子（32）の冷却性能の向上を図ることができるとともに、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない場合でも該パワー半導体素子（32）が高温になって故障するのを防止することができる。

上述の構成において、上記放熱手段は、略Ｕ字状に折曲形成され且つ平面視で上記パワー半導体素子（32）を挟み込むように配置された上記冷媒配管（23）の折曲部（23a）を含むものとする。

これにより、上記パワー半導体素子（32）を、上記冷媒配管（23）によってより効率良く冷却することができる。すなわち、冷媒配管（23）内に冷媒が流れている場合には、平面視で上記パワー半導体素子（32）を挟み込むように配置された略Ｕ字状の冷媒配管（23）内を流れる冷媒によって、該パワー半導体素子（32）をより効率良く冷却できる一方、上記冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない場合には、該冷媒配管（23）の折曲部（23a）から上記パワー半導体素子（32）の熱を外部に放熱して該パワー半導体素子（32）を冷却することができる。

上記パワー半導体素子（32）は、電装品の収納される電装品箱（3）内に配設されていて、上記冷媒配管（23）は、平面視で上記折曲部（23a）が上記電装品箱（3）の外方に突出し、上記電装品箱（3）の側面から離間した位置に位置付けられるように設けられている。

こうすることで、パワー半導体素子（32）を冷却するための冷媒配管（23）の折曲部（23a）が電装品箱（3）の外方に位置付けられて、その上下には放熱を阻害するものがないため、該折曲部（23a）からの自然放熱を促進することができる。これにより、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない場合でも、該冷媒配管（23）の折曲部（23a）によって上記パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。

また、上記放熱手段は、上記パワー半導体素子（32）が熱的に接続され且つ上記冷媒配管（23）が接続されるベース板（31）を含むものとする（第２の発明）。これにより、パワー半導体素子（32）で発生した熱は、ベース板（31）を介して冷媒配管（23）から放熱されるとともに、該ベース板（31）からも放熱されるため、該冷媒配管（23）に冷媒が流れていない状態でもパワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。

また、上記パワー半導体素子（32）は、電装品の収納される電装品箱（3）内に配設されていて、上記ベース板（31）は、少なくとも一部が上記電装品箱（3）に形成された穴部（3a）から外部に露出するように配設されているのが好ましい（第３の発明）。

このように、ベース板（31）の少なくとも一部を電装品箱（3）から外部に露出させることで、該ベース板（31）上のパワー半導体素子（32）で発生した熱を該ベース板（31）から外部に効率良く放熱することができる。したがって、上記ベース板（31）を電装品箱（3）内に配置する場合に比べて、上記パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。

具体的には、上記電装品箱（3）が横置きに設置されている場合には、上記ベース板（31）は、少なくとも一部が上記電装品箱（3）の上面に形成された穴部（3a）から外部に露出するように配設されているのが好ましく（第４の発明）、上記電装品箱が縦置きに設置されている場合には、上記ベース板（31）は、少なくとも一部が上記電装品箱（3）の側面に形成された穴部（3a）から外部に露出するように配設されているのが好ましい（第５の発明）。

こうすることで、ベース板（31）の上方に電装品箱（3）が位置するのを確実に防止することができ、該ベース板（31）からの自然放熱を促進することができる。したがって、上記ベース板（31）上に配設されたパワー半導体素子（32）で発生した熱をより効率良く放熱することができ、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも該パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。

本発明に係る空気調和装置（1）によれば、パワー半導体素子（32）を冷媒によって冷却するための冷媒配管（23）に、冷媒が流れない場合でも該パワー半導体素子（31）で発生する熱を放熱できるような放熱手段（23a）を設けたため、該冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない場合でも該パワー半導体素子（31）を確実に冷却することができ、装置の故障を防止することができる。しかも、上述のような構成にすることで、冷媒配管（23）に冷媒が流れている際は、パワー半導体素子（31）をより効率良く冷却することができる。

また、上記放熱手段は、略Ｕ字状に折曲形成されて平面視で上記パワー半導体素子（32）を挟み込むように配置された冷媒配管（23）の屈曲部（23a）を含むことから、該屈曲部（23a）からパワー半導体素子（32）の熱を放熱することができ、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない場合でも該パワー半導体素子（32）を冷却することができる。特に、平面視で上記折曲部（23a）が電装品箱（3）の外方に向かって突出するように冷媒配管（23）を設けることで、該折曲部（23a）における自然放熱が電装品箱（3）によって阻害されるのを防止でき、パワー半導体素子（32）で発生した熱を該折曲部（23a）から効率良く放熱することができる。

また、第２の発明によれば、上記放熱手段は、パワー半導体素子（32）が熱的に接続され且つ冷媒配管（23）が接続されるベース板（31）を含むことから、該ベース板（31）を介して、パワー半導体素子（32）で発生した熱を効率良く放熱することができる。

また、第３の発明によれば、上記ベース板（31）は、少なくとも一部が電装品箱（3）から外部に露出するように設けられているため、パワー半導体素子（32）で発生した熱を該ベース板（31）から効率良く外部に放熱することができる。特に、第４の発明のように、電装品箱（3）を横置きにする場合には、その上面に上記ベース板（31）の少なくとも一部が露出するように該ベース板（31）を配設したり、第５の発明のように、電装品箱（3）を縦置きにする場合には、その側面に上記ベース板（31）の少なくとも一部が露出するように該ベース板（31）を配設したりすることで、ベース板（31）からの自然放熱を促進することができ、パワー半導体素子（32）で発生した熱を該ベース板（31）から効率良く外部に放熱することができる。したがって、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも上記パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
−全体構成−
図１に、本発明の実施形態１に係る空気調和装置（1）の概略構成を示す。この空気調和装置（1）は、室外ユニット（11）と室内ユニット（12）とを備えている。室外ユニット（11）には、圧縮機（13）、室外熱交換器（14）、膨張弁（15）、四路切換弁（16）、室外ファン（17）、キャピラリ（18）及び冷却ジャケット（30）が設けられている。室内ユニット（12）には、室内熱交換器（19）及び室内ファン（20）が設けられている。そして、上記空気調和装置（1）内には、上記室外ユニット（11）及び室内ユニット（12）内の各構成部品が冷媒配管によって接続されて冷媒回路（2）が構成されている。

上記室外ユニット（11）において、圧縮機（13）の吐出側は、四路切換弁（16）の第１ポート（P1）に接続されている。圧縮機（13）の吸入側は、四路切換弁（16）の第３ポート（P3）に接続されている。

上記室外熱交換器（14）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。室外熱交換器（14）の一端は、四路切換弁（16）の第４ポート（P4）に接続されている。室外熱交換器（14）の他端は、液側閉鎖弁（21）に接続されている。

上記室外ファン（17）は、室外熱交換器（14）の近傍に設けられている。この室外熱交換器（14）では、室外ファン（17）によって送られる室外空気と該熱交換器（14）内を流通する冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（14）と液側閉鎖弁（21）との間には、開度可変の膨張弁（15）とキャピラリ（18）と詳しくは後述する冷却ジャケット（30）とが設けられている。この冷却ジャケット（30）は、膨脹弁（15）とキャピラリ（18）との間に設けられている。また、四路切換弁（16）の第２ポート（P2）はガス側閉鎖弁（22）に接続されている。

上記四路切換弁（16）は、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）とが互いに連通し且つ第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）とが互いに連通し且つ第３ポート（P3）と第４ポート（P4）とが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とが切り換え可能になっている。

この空気調和装置（1）では、四路切換弁（16）が第１状態の場合、冷房運転が行われ、四路切換弁（16）が第２状態の場合、暖房運転が行われる。冷房運転では、冷媒回路（2）において、室外熱交換器（14）が凝縮器として機能し且つ室内熱交換器（19）が蒸発器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。一方、暖房運転では、冷媒回路（2）において、室外熱交換器（14）が蒸発器として機能し且つ室内熱交換器（19）が凝縮器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。

−冷却ジャケットの構成−
次に、上記冷却ジャケット（30）周辺の構造について以下で詳細に説明する。

上記冷却ジャケット（30）は、図２に示すように、冷媒配管（23）に接続される金属製のベース板（31）を備えている。このベース板（31）の一方の面には、上記冷媒配管（23）が接続されている一方、他方の面には、インバータ装置（図示省略）のパワー半導体素子（32）が熱的に接続されている。

ここで、上記ベース板（31）と冷媒配管（23）との接続部分について具体的に説明すると、上記ベース板（31）の一方の面には、上記冷媒配管（23）と接続するための接続部（33,33）が一体形成されている。この接続部（33）は、上記冷媒配管（23）を所定長さに亘って側方から挟み込むような形状を有する一対の突条（33a,33a）を備えている。この突条（33a）は、対向する側面が断面視で略円弧状に形成されていて、その側面が上記冷媒配管（23）に当接するように該突条（33a）を変形させることで、該冷媒配管（23）をベース板（31）に接続固定できるようになっている。

これにより、上記冷媒配管（23）内を流れる冷媒によって、上記ベース板（31）上のパワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。しかも、上記冷媒配管（23）内を流れる冷媒は、膨脹弁（15）またはキャピラリ（18）によって中間圧に減圧され、冷媒回路（2）内の高温高圧冷媒と低温低圧冷媒との中間の温度になることから、該冷媒によってベース板（31）を冷却することで、冷却ジャケット（30）周辺で結露が発生するのを防止しつつ上記パワー半導体素子（32）を冷却することができる。

上記ベース板（31）は、他方の面が上記インバータ装置等が収納される電装品箱（3）内に位置付けられるとともに、一方の面が該電装品箱（3）の外方に位置付けられるように、室外ユニット（11）内に配設されている。詳しくは、上記電装品箱（3）には、その下面に上記ベース板（31）を配置可能な穴部（3a）が設けられていて、該ベース板（31）は、一方の面が電装品箱（3）の外方に、他方の面が該電装品箱（3）の内方にそれぞれ位置付けられるように上記穴部（3a）内に配設されている。

これにより、上記電装品箱（3）の外方に露出している上記ベース板（31）の一方の面から、上記パワー半導体素子（32）で発生した熱を放熱することができ、該パワー半導体素子（32）で発熱していて上記冷媒配管（23）内に冷媒の流れていない状態（例えば圧縮機（13）の予熱運転時など、冷媒が循環していない状態で上記パワー半導体素子（32）に電流を流しているような状態）でも該パワー半導体素子（32）の冷却が可能になる。しかも、上記ベース板（31）は、電装品箱（3）の下面に取り付けられるため、該ベース板（31）及び冷媒配管（23）を室外ユニット（11）内に組み付けた後、それらの上方に電装品箱（3）を組み込むことが可能になり、該電装品箱（3）の取り付け作業性の向上を図れる。

また、上記ベース板（31）に接続される冷媒配管（23）は、上記図２に示すように、略Ｕ字状に折曲されている。そのため、本実施形態では、上記ベース板（31）には、一対の接続部（33）が並設されていて、それぞれの接続部（33）に、折り曲げられた冷媒配管（23）が接続固定されている。このように冷媒配管（23）を略Ｕ字状に折り曲げることで、上記ベース板（31）との接続箇所を増やすことができ、該冷媒配管（23）へ熱が伝わりやすくすることができる。

したがって、上記冷媒配管（23）内に冷媒が流れている場合には、該冷媒配管（23）内の冷媒だけでなく、冷媒配管（23）の折曲部（23a）やベース板（31）によってパワー半導体素子（32）を効率良く冷却できる一方、上記冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない場合には、該冷媒配管（23）の折曲部（23a）やベース板（31）から上記パワー半導体素子（32）で発生した熱を放熱することができ、該パワー半導体素子（32）の冷却が可能となる。

さらに、本実施形態では、上記ベース板（31）に接続される冷媒配管（23）は、その折曲部（23a）が上方に向かって折り曲げられていて、上記電装品箱（3）の側面から離間した位置に位置付けられるように配置されている。このように、上記冷媒配管（23）の折曲部（23a）を平面視で電装品箱（3）から外方に突出させることで、該折曲部（23a）から自然放熱する際に、該電装品箱（3）によって放熱が阻害されるのを確実に防止することができる。よって、上記冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも、該冷媒配管（23）の折曲部（23a）から上記パワー半導体素子（32）の熱を効率良く放熱することができ、該パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。

ここで、上記冷媒配管（23）の折曲部（23a）及びベース板（31）が、本発明における放熱手段を構成している。

−運転動作−
次に、上記空気調和機（1）の運転動作について説明する。

上記空気調和機（1）の冷媒回路（2）では、上記四路切換弁（16）の設定に応じて、冷媒の循環方向が切り替わる。その結果、この空気調和機（1）では、室内熱交換器（19）が蒸発器となり、室外熱交換器（14）が凝縮器となる冷房運転と、室内熱交換器（19）が凝縮器となり、室外熱交換器（14）が蒸発器となる暖房運転とに切換可能になっている。

〈冷房運転〉
冷房運転では、上記四路切換弁（16）が図１に実線で示す状態に設定され、上記膨張弁（15）の開度が適宜調節される。

冷房運転では、上記圧縮機（13）で圧縮された冷媒が、吐出管より吐出され、室外熱交換器（14）を流れる。この室外熱交換器（14）では、高圧のガス冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。上記室外熱交換器（14）で凝縮した高圧液冷媒は、キャピラリ（18）を流れて減圧された後、冷却ジャケット（30）の冷媒配管（23）を流れる。

このとき、上記冷却ジャケット（30）のベース板（31）上に設けられたパワー半導体素子（32）で発生する熱は、上記冷媒配管（23）内の冷媒によって吸収され、該パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。なお、上記冷却ジャケット（30）の冷媒配管（23）内を流れる冷媒は、上記キャピラリ（18）によって減圧され、冷媒回路（2）内の高温高圧冷媒と低温低圧冷媒との中間の温度になるため、該冷却ジャケット（30）で結露が発生するのを防止できる。

そして、上記冷却ジャケット（30）を通過した中間圧の冷媒は、膨脹弁（15）でさらに減圧されて低圧になった状態で室内熱交換器（19）に流れる。この室内熱交換器（19）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内の冷房が行われる。上記室内熱交換器（19）で蒸発した冷媒は、四路切換弁（16）を通過した後、吸入管から上記圧縮機（13）内に吸入される。

〈暖房運転〉
暖房運転では、四路切換弁（16）が図１に破線で示す状態に設定され、上記膨張弁（15）の開度が適宜調節される。

暖房運転では、上記圧縮機（13）で圧縮された冷媒が、吐出管より吐出され、室内熱交換器（19）を流れる。この室内熱交換器（19）では、高圧のガス冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、室内の暖房が行われる。上記室内熱交換器（19）で凝縮した後の高圧液冷媒は、膨脹弁（15）で中間圧に減圧された後、冷却ジャケット（30）の冷媒配管（23）を流れる。

このとき、冷房運転の場合と同様、上記冷却ジャケット（30）のベース板（31）上に設けられたパワー半導体素子（32）で発生する熱は、上記冷媒配管（23）内の冷媒によって吸収され、該パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。なお、上記冷却ジャケット（30）の冷媒配管（23）内を流れる冷媒は、上記膨脹弁（15）によって減圧され、冷媒回路（2）内の高温高圧冷媒と低温低圧冷媒との中間の温度になるため、該冷却ジャケット（30）で結露が発生するのを防止できる。

そして、上記冷却ジャケット（30）を通過した中間圧の冷媒は、キャピラリ（18）でさらに減圧されて低圧になった状態で室外熱交換器（14）に流れる。この室外熱交換器（14）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。このように室外熱交換器（14）で蒸発した冷媒は、四路切換弁（16）を通過した後、吸入管から上記圧縮機（13）内に吸入される。

−実施形態１の効果−
以上より、この実施形態によれば、冷媒配管（23）に接続され、パワー半導体素子（32）が設けられた冷却ジャケット（30）のベース板（31）を、電装品箱（3）の下面から露出させることで、上記パワー半導体素子（32）で発生した熱を該ベース板（31）から自然放熱させることができる。これにより、上記冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも、上記パワー半導体素子（32）を冷却することができ、該パワー半導体素子（32）が異常な高温になって故障するのを防止することができる。

しかも、上記ベース板（31）は、電装品箱（3）の下面側に設けられているため、該電装品箱（3）を空気調和装置（1）内に設置する際は、上記冷媒配管（23）及びベース板（31）を空気調和装置（1）に取り付けた後、電装品箱（3）を設置すればよく、該電装品箱（3）の取り付け作業性の向上を図れる。

また、上記冷媒配管（23）は略Ｕ字状に折曲されていて、上記ベース板（31）に対して２箇所で接続されるため、該冷媒配管（23）側にパワー半導体素子（32）の熱を伝えやすい。よって、上記冷媒配管（23）内に冷媒が流れている状態では、上記パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる一方、該冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態では、該冷媒配管（23）にパワー半導体素子（32）の熱をより多く伝えることができ、該冷媒配管（23）の折曲部（23a）から効率良く放熱することができる。

さらに、上記冷媒配管（23）の折曲部（23a）は、電装品箱（3）の外方に延びて上方に折り曲げられているため、平面視で電装品箱（3）の外方に突出していて、その上下の空間には放熱を阻害するもの（例えば電装品箱）がないため、該折曲部（23a）から上記パワー半導体素子（32）で発生した熱を効率良く自然放熱をさせることができる。よって、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも、上記パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。

−実施形態１の変形例１−
この変形例１は、図３に示すように、電装品箱（3）が縦置き型のものであって、冷却ジャケット（30）のベース板（31）を該電装品箱（3）の側面に取り付けた点で上記実施形態１とは異なる。

具体的には、上記電装品箱（3）は、最も大きな面積を有する面が側面になるように縦置きに配置されたもので、その側面にベース板（31）が厚み方向に挿通可能な穴部（3a）が形成されている。このベース板（31）等の構成は上記実施形態１と同じなので詳しい説明については省略する。

そして、上記ベース板（31）に接続される冷媒配管（23）は、上記実施形態１と同様、略Ｕ字状に折曲されていて、その折曲部（23a）が側方、すなわち電装品箱（3）の側面に略直交する方向に折れ曲がっている。これにより、上記実施形態１と同様、上記冷媒配管（23）の折曲部（23a）の上下の空間に電装品箱（3）等の障害物が位置するのを防止でき、パワー半導体素子（32）で発生した熱を該折曲部（23a）からより確実に放熱させることができる。

−実施形態１の変形例２−
この変形例２では、図４に示すように、電装品箱（3）の上面に冷却ジャケット（30）を取り付ける点が上記実施形態１とは異なる。

具体的には、上記電装品箱（3）の上面には、上記冷却ジャケット（30）のベース板（31）が厚み方向に挿通可能な穴部（3a）が設けられていて、該ベース板（31）は、一方の面が電装品箱（3）内に、他方の面が電装品箱（3）の外方に位置付けられるように配設されている。

これにより、上記ベース板（31）よりも下方に電装品箱（3）が位置付けられるため、該電装品箱（3）によって該ベース板（31）からの放熱が阻害されるのを防止することができる。したがって、パワー半導体素子（32）で発生した熱を上記ベース板（31）から電装品箱（3）の外部に効率良く放熱することができ、冷媒配管（23）内に冷媒が流れない状態でも該パワー半導体素子（32）を冷却することが可能になる。

なお、この変形例においても、上記実施形態１のように、冷媒配管（23）の折曲部（23a）を平面視で電装品箱（3）の外方に突出させるように設けてもよい。こうすることで、上記冷媒配管（23）の折曲部（23a）の上下に放熱を阻害するものがなくなるため、パワー半導体素子（32）で発生した熱を該折曲部（23a）からより効率良く放熱することができる。

−実施形態１の参考例−
この参考例では、図５に示すように、冷却ジャケット（40）のベース板（41）に冷媒配管（23）が接続する箇所を４箇所にした点が上記実施形態１とは異なる。

具体的には、上記ベース板（41）は、上記実施形態１のものよりも幅広に形成されている。冷媒配管（23）は、略Ｍ字状に折曲されていて、上記ベース板（41）に対して４箇所で接続されている。なお、上記ベース板（41）の接続部分は上記実施形態１と同じ構成なので、詳しい説明については省略する。

このように、上記ベース板（41）に対して冷媒配管（23）を４箇所以上で接続することにより、該ベース板（41）から冷媒配管（23）に熱がより伝わりやすくなり、パワー半導体素子（32）で発生した熱を該冷媒配管（23）からより効率良く放熱することができる。

また、上述のように、上記冷媒配管（23）を略Ｍ字状に折曲することで、その折曲部分（23b）にベース板（41）から効率良く熱を伝えることができるため、パワー半導体素子（32）で発生した熱を該折曲部分（23b）からさらに効率良く放熱することができる。

したがって、上述の構成にすることで、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも上記パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができ、該パワー半導体素子（32）が異常に高温になって故障するのを防止することができる。

なお、この参考例では、上記ベース板（40）に冷媒配管（23）が４箇所で接続されるように該冷媒配管（23）を略Ｍ字状に折曲させているが、この限りではなく、冷媒配管（23）の折曲形状を変えて、ベース板に冷媒配管を３箇所若しくは５箇所以上、接続させるようにしてもよい。

《参考技術１》
図６に本発明の参考技術１に係る空気調和装置の冷却ジャケット（50）を示す。この冷却ジャケット（50）は、ベース板（51）に複数のフィン部（52）が一体成形された点でのみ上記実施形態１と異なる。そのため、上記実施形態１と同一の部分には同一の符号を付して、異なる部分について以下で説明する。

具体的には、上記ベース板（51）のパワー半導体素子（32）に接続している面とは反対側の面には、複数のフィン部（52）が一体形成されている。上記ベース板（51）には、上記実施形態１と同様、冷媒配管（23）との接続部（53）が一体形成されているため、上記フィン部（52）は、ベース板（51）上の接続部（53）と干渉しないように設けられている。上記フィン部（52）は、上記冷媒配管（23）に沿って延びるように設けられている。

なお、本参考技術では、上記図６に示すように、上記フィン部（52）は、冷媒配管（23）に沿って延びるように設けられているが、この限りではなく、上記フィン部（52）の形状は表面積が大きくなるような構成であれば、どのような形状であってもよい。

−参考技術１の効果−
以上より、この参考技術によれば、上記ベース板（51）にフィン部（52）を設けたため、該ベース板（51）上のパワー半導体素子（32）で発生した熱を該ベース板（51）だけでなく、フィン部（52）からも放熱することができる。したがって、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも、上記パワー半導体素子（32）を冷却することができる。

《参考技術２》
図７に本発明の参考技術２に係る空気調和装置の冷却ジャケット（60）を示す。この冷却ジャケット（60）は、上記実施形態１のベース板（31）に接続される冷媒配管（23）にフィン部（24）が設けられたもので、実施形態１と同一の部分には同一の符号を付して、異なる部分について以下で説明する。

具体的には、上記冷却ジャケット（60）は、上記実施形態１と同様のベース板（31）に冷媒配管（23）が接続されてなるもので、該冷媒配管（23）のベース板（31）近傍の外表面には複数のフィン部（24）が設けられている。このフィン部（24）は、円盤状の部材の略中央部分に貫通穴が設けられたもので、該貫通穴内に上記冷媒配管（23）を挿通した状態で該冷媒配管（23）に対して溶接等により固定されている。なお、上記フィン部（24）は、上記ベース板（31）を挟んで該ベース板（31）の両側の冷媒配管（23）上に設けられている。

−参考技術２の効果−
以上より、この参考技術によれば、冷却ジャケット（60）の冷媒配管（23）にフィン部（24）を設けたため、ベース板（31）上のパワー半導体素子（32）で発生した熱を、上記冷媒配管（23）のフィン部（24）から効率良く外部に放熱することができる。したがって、冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも上記パワー半導体素子（32）を効率良く冷却することができる。しかも、上記フィン部（24）を上記ベース板（31）の近傍の冷媒配管（23）上に設けることで、上記パワー半導体素子（32）で発生してベース板（31）に伝わった熱を、該フィン部（24）からより効率良く外部に放熱することができる。

また、上述のように、冷媒配管（23）にフィン部（24）を設けることで、その上下に自然放熱を阻害するものがなくなり、効率良く放熱させることができる。すなわち、上記参考技術１のようにベース板（51）にフィン部（52）を一体形成する場合には、該ベース板（51）の上面にパワー半導体素子（32）が配設されるため、該フィン部（52）はベース板（51）の下面に形成されて、該フィン部（52）はその上方をベース部（52）によって塞がれることになるが、上述のように冷媒配管（23）にフィン部（24）を設けることで、このような問題を解決することができる。したがって、上記参考技術１の構成に比べて、効率良くパワー半導体素子（32）を冷却することができる。

《参考技術３》
図８に本発明の参考技術３に係る空気調和装置の冷却ジャケット（30）を示す。この冷却ジャケット（30）は、上記実施形態１のものと同じ構成を有しているが、ベース部（31）及び冷媒配管（23）が電装品箱（3）（他の構成部品）の内面に接触するように配設されていて、これにより、該電装品箱（3）を介してパワー半導体素子（32）で発生した熱が外部に放熱されるようになっている。

具体的には、上記冷却ジャケット（30）は、電装品箱（3）の内面にベース部（31）及び冷媒配管（23）が接触するように配設されている。これにより、該ベース部（31）上のパワー半導体素子（32）で発生した熱は、電装品箱（3）に伝わって、該電装品箱（3）から外部へ放熱される。

なお、本参考技術では、上記ベース部（31）及び冷媒配管（32）の両方を電装品箱（3）に当接させるようにしているが、この限りではなく、いずれか一方のみを該電装品箱（3）に当接させるようにしてもよい。また、上記ベース部（31）及び冷媒配管（32）を当接させる相手部材は、電装品箱（3）に限らず、放熱可能な部材であればその他の構成部品であってもよい。

−参考技術３の効果−
以上より、この参考技術によれば、ベース部（31）及び冷媒配管（23）が電装品箱（3）の内面に接触するように冷却ジャケット（30）を配置したため、該ベース部（31）上のパワー半導体素子（32）で発生した熱を電装品箱（3）から外部に放熱することができる。したがって、上記冷媒配管（23）内に冷媒が流れていない状態でも、上記パワー半導体素子（32）を冷却することができる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態では、ベース板（31,51）に突起状の接続部（33,53）を設けて、該接続部（33,53）で冷媒配管（23）を挟持するようにしているが、この限りではなく、ベース板（31,51）に冷媒配管（23）を貫通させるようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、ベース板（31,51）において、接続部（33,53）の設けられている面とは反対側の面に、パワー半導体素子（32）を接続するようにしているが、この限りではなく、上記接続部（33,53）の設けられている面にパワー半導体素子（32）を接続するようにしてもよい。この場合には、パワー半導体素子（32）を挟むようにベース板（31,51）上に上記接続部（33,53）を形成すればよい。

さらに、上記各実施形態では、冷却ジャケット（30）の冷媒配管（23）に流す冷媒を中間圧にするために、膨脹弁（15）及びキャピラリ（18）を設けているが、膨脹弁（15）とキャピラリ（18）の位置を逆にしたり、キャピラリの代わりにもう一つ膨脹弁を設けたりするなど、冷媒配管（23）内の冷媒を減圧できる減圧機構であれば、どのようなものを用いてもよい。

以上説明したように、本発明の空気調和装置は、冷媒によって冷却されるパワー半導体素子を備えた空気調和装置に特に有用である。

図１は、本発明の実施形態１に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。 図２は、実施形態１に係る空気調和装置の冷却ジャケットの概略構成を示す斜視図である。 図３は、実施形態１の変形例１に係る図２相当図である。 図４は、実施形態１の変形例２に係る図２相当図である。 図５は、実施形態１の参考例に係る冷却ジャケットの概略構成を示す平面図である。 図６は、（ａ）参考技術１に係る冷却ジャケットの側面図、（ｂ）（ａ）におけるVIb−VIb線断面図である。 図７は、参考技術２に係る冷却ジャケットの側面図である。 図８は、参考技術３に係る冷却ジャケットの側面図である。

1 空気調和装置
3 電装品箱（他の構成部品）
3a 穴部
23 冷媒配管
23a、23b 折曲部（放熱手段）
24 フィン部（放熱手段）
30、40、50、60 冷却ジャケット
31、41、51 ベース板（放熱手段）
32 パワー半導体素子
52 フィン部

Claims (5)

1. パワー半導体素子（32）と、該パワー半導体素子（32）を冷媒によって冷却するための冷媒配管（23）とを備えた空気調和装置であって、
   上記冷媒配管（23）には、その内部を冷媒が流れない場合に上記パワー半導体素子（32）で発生する熱を放熱可能な放熱手段（23a）が設けられ、
   上記放熱手段は、略Ｕ字状に折曲形成され且つ平面視で上記パワー半導体素子（32）を挟み込むように配置された上記冷媒配管（23）の折曲部（23a）を含み、
   上記パワー半導体素子（32）は、電装品の収納される電装品箱（3）内に配設されていて、
   上記冷媒配管（23）は、平面視で上記折曲部（23a）が上記電装品箱（3）の外方に突出し、上記電装品箱（3）の側面から離間した位置に位置付けられるように設けられていることを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１において、
   上記放熱手段は、上記パワー半導体素子（32）と上記冷媒配管（23）との間に介設されるベース板（31）を含むことを特徴とする空気調和装置。
3. 請求項２において、
   上記パワー半導体素子（32）は、電装品の収納される電装品箱（3）内に配設されていて、
   上記ベース板（31）は、少なくとも一部が上記電装品箱（3）に形成された穴部（3a）から外部に露出するように配設されていることを特徴とする空気調和装置。
4. 請求項３において、
   上記電装品箱（3）は、横置きに設置されていて、
   上記ベース板（31）は、少なくとも一部が上記電装品箱（3）の上面に形成された穴部（3a）から外部に露出するように配設されていることを特徴とする空気調和装置。
5. 請求項３において、
   上記電装品箱（3）は、縦置きに設置されていて、
   上記ベース板（31）は、少なくとも一部が上記電装品箱（3）の側面に形成された穴部（3a）から外部に露出するように配設されていることを特徴とする空気調和装置。

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