(57)【要約】【課題】内部の冷却効率を向上させる【解決手段】筐体は、長手方向を立てた状態で所定の部材に取り付けられ、所定の部材側の壁部の長手方向の下部に吸気口が形成されると共に長手方向の上部に排気口が形成され、ヒートシンクは、吸気口と排気口との間に延在し長手方向に垂直な短手方向に並んで配置される複数の導風路を有し、複数の導風路のうち短手方向において中央部に配置される導風路が中央部より外側に配置される導風路より狭くなるように形成されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載される受電装置に対して非接触で電力を送電する送電装置を制御する制御装置と、  前記制御装置を収容する筐体と、
を備える制御ユニットであって、
前記筐体内の空気が排出されるように送風する冷却ファンと、
前記筐体に収容され、前記制御装置の少なくとも一部が取り付けられるヒートシンクと、
を備え、
前記筐体は、長手方向を立てた状態で所定の部材に取り付けられ、前記所定の部材側の壁部の前記長手方向の下部に吸気口が形成されると共に前記長手方向の上部に排気口が形成され、
前記ヒートシンクは、前記長手方向に延在し前記長手方向に垂直な短手方向に並んで配置される複数の導風路を有し、前記吸気口および前記排気口との間で第１、第２空間を形成するように配置され、複数の前記導風路のうち前記短手方向において中央部に配置される前記導風路が前記中央部より外側に配置される前記導風路より狭くなるように形成されている、
制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御ユニットに関し、詳しくは、制御装置と、筐体と、を備える制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のユニットとしては、制御装置（電気機器）と、筐体と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。制御装置は、車載される受電装置に対して非接触で電力を送電する送電装置（コイルユニット）を制御する。筐体は、制御装置体を収容している。このユニットでは、制御装置と共に送電装置を筐体に収納しており、車両の駐車スペースの床部に埋め込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７３０１８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、送電装置と制御装置とをそれぞれ別のユニットに収納するものにおいて、制御装置を収納する制御ユニットを屋外に設置された壁など所定の部材に取り付ける場合、日差しなど外の環境の影響により内部の温度が上昇しやすい。内部の温度上昇は、収納される制御装置へ影響を与えるため、制御ユニット内を効率よく冷却することが望まれている。
【０００５】
本発明の制御ユニットは、内部の冷却効率を向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御ユニットは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の制御ユニットは、
車載される受電装置に対して非接触で電力を送電する送電装置を制御する制御装置と、  前記制御装置を収容する筐体と、
を備える制御ユニットであって、
前記筐体内の空気が排出されるように送風する冷却ファンと、
前記筐体に収容され、前記制御装置の少なくとも一部が取り付けられるヒートシンクと、
を備え、
前記筐体は、長手方向を立てた状態で所定の部材に取り付けられ、前記所定の部材側の壁部の前記長手方向の下部に吸気口が形成されると共に前記長手方向の上部に排気口が形成され、
前記ヒートシンクは、前記長手方向に延在し前記長手方向に垂直な短手方向に並んで配置される複数の導風路を有し、前記吸気口および前記排気口との間で第１、第２空間を形成するように配置され、複数の前記導風路のうち前記短手方向において中央部に配置される前記導風路が前記中央部より外側に配置される前記導風路より狭くなるように形成されている、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の制御ユニットは、筐体内の空気が排出されるように送風する冷却ファンと、筐体に収容され、制御装置の少なくとも一部が取り付けられるヒートシンクと、を備える。筐体は、長手方向を立てた状態で所定の部材に取り付けられ、所定の部材側の壁部の長手方向の下部に吸気口が形成されると共に前記長手方向の上部に排気口が形成されている。ヒートシンクは、長手方向に延在し長手方向に垂直な短手方向に並んで配置される複数の導風路を有し、吸気口と排気口との間で第１、第２空間を形成するように配置され、複数の導風路のうち短手方向において中央部に配置される導風路が中央部より外側に配置される導風路より狭くなるように形成されている。吸気口から導入された空気は、ヒートシンクの導風路内を流通して、排気口から排出される。制御装置や筐体の空気は、ヒートシンクを介してヒートシンクを流通する空気で冷却される。吸気口から導入される空気や、ヒートシンクの導風路内から排出される空気は、第１、第２空間で一度流れが拡散する。複数の導風路の全てを同一の広さとすると、短手方向において外側に配置されている導風路に比して中央部に配置されている導風路に空気が流れやすくなり、空気の流れが中央部の導風路に偏り、ヒートシンクの短手方向の外側での冷却効率が低下する。本発明では、複数の導風路のうち短手方向において中央部に配置される導風路が中央部より外側に配置される導風路より狭くなるように形成しているから、中央部の導風路における圧損が大きくなり、空気の流れが外側に配置される導風路へ誘導される。この結果、複数の導風路間における空気の流れの偏りを抑制することができ、内部の冷却効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例としての制御ユニット２０を含む給電システム１０の構成の概略を示す構成概略図である。
【図２】本発明の一実施例としての制御ユニット２０の側面の概略を示す概略図である。
【図３】制御ユニット２０を図２におけるＡ方向から視た概略を示す概略図である。
【図４】制御ユニット２０を図２におけるＢ方向から視た概略を示す概略図である。
【図５】制御ユニット２０を図３のＡＡ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。
【図６】制御ユニット２０を図３のＢＢ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。
【図７】制御ユニット２０を図５のＣＣ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。
【図８】制御ユニット２０を図５のＤＤ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。
【図９】制御ユニット２０を図５のＥＥ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。
【図１０】制御ユニット２０における主な熱輸送経路の一例を示す説明図である。
【図１１】ケース２４内の空気の流れの概略を説明するための説明図である。
【図１２】吸気口２８から導入した空気の流れの概略を説明するための説明図である。
【図１３】変形例のヒートシンク１３４の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例としての制御ユニット２０を含む給電システム１０の構成の概略を示す構成概略図である。図２は、本発明の一実施例としての制御ユニット２０の側面の概略を示す概略図である。図３は、制御ユニット２０を図２におけるＡ方向から視た概略を示す概略図である。図４は、制御ユニット２０を図２におけるＢ方向から視た概略を示す概略図である。図４では、説明の都合上、図２、図３の壁Ｗの記載を省略している。図５は、制御ユニット２０を図３のＡＡ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。図６は、制御ユニット２０を図３のＢＢ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。なお、図６では、ケース２４の蓋体２７の記載を省略している。図７は、制御ユニット２０を図５のＣＣ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。図８は、制御ユニット２０を図５のＤＤ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。図９は、制御ユニット２０を図５のＥＥ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。
【００１２】
給電システム１０は、図１に示すように、受電装置１２と、送電装置１４と、制御ユニット２０と、を備える。
【００１３】
受電装置１２は、図１に示すように、モータやバッテリ（いずれも図示せず）を有する車両１に搭載されている。受電装置１２は、送電装置１４から送電される電力を非接触で受電してその電力で車両１に搭載されるバッテリを充電するよう構成されており、フェライトコア上に配置された受電コイルや、受電コイルと共に共振回路を構成するコンデンサなどを備えている。
【００１４】
送電装置１４は、図１に示すように、駐車場等の車両１の停車スペースの地面に埋め込まれている。送電装置１４は、受電装置１２に対して非接触で電力を送電する装置として構成されており、フェライトコア上に配置された送電コイルや、送電コイルと共に共振回路を構成するコンデンサや、家庭用電源２などの所定周波数の交流電力を送電コイルに供給するための複数の電力機器を備えている。
【００１５】
制御ユニット２０は、図２〜図９に示すように、制御装置２２と、電源装置２３と、ケース２４と、冷却ファン３２と、ヒートシンク３４と、を備え、駐車場等の車両１の停車スペース付近に設置された壁Ｗに取り付けられている。制御装置２２と、電源装置２３と、冷却ファン３２と、ヒートシンク３４とは、ケース２４に収容されている。
【００１６】
制御装置２２は、図６〜図８に示すように、図１に例示した送電装置１４を制御するコントローラとして構成されており、制御基板上に制御用の各種素子（制御基板、素子は図示せず）が搭載されている。制御装置２２は、支持台２２ａに支持された状態で、ヒートシンク３４を覆うようにヒートシンク３４に取り付けられたブラケットＢＣＫ３に取り付けられている。なお、制御基板に搭載される素子のうち、比較的高温となる素子については、ヒートシンク３４に直接取り付けてもよい。
【００１７】
電源装置２３は、図５、図６、図９に示すように、図１に例示した家庭用電源２などの所定周波数の交流電力を送電コイルへ供給するための装置として構成されている。電源装置２３を構成する各種素子は、電源基板（図示せず）に搭載されている。
【００１８】
ケース２４は、図２〜図４に示すように、全体として扁平状に樹脂により形成されている。ケース２４は、底面を構成する底部２６と、底部２６と共に制御装置２２を収容する空間を形成する蓋体２７と、を備える。底部２６には、長手方向Ｌｄの下部に吸気口２８が形成されており、長手方向Ｌｄの上部に排気口３０が形成されている。ケース２４は、底部２６の壁Ｗと対向する面の上部および下部に取り付けられたブラケットＢＣＫ１、ＢＣＫ２により、長手方向Ｌｄが立てられた状態で壁Ｗに取り付けられている。ケース２４の長手方向Ｌｄの下面には、図１〜図４に示すように、図１に例示する家庭用電源２からの配線や送電装置１４からの配線を接続する複数のコネクタＣが取り付けられている。
【００１９】
冷却ファン３２は、図５、図６、図９に示すように、底部２６の排気口３０に取り付けられており、ケース２４内の空気がケース２４外へ排出されるように送風する。冷却ファン３２の長手方向Ｌｄの上方には、図２、図３に示すように、空気が冷却ファン３２より長手方向Ｌｄの上方へ移動することを妨げるための仕切り板３３が設けられている。
【００２０】
ヒートシンク３４は、図５，図６に示すように、吸気口２８と排気口３０との間で空間Ｓ１、Ｓ２を形成するように配置されている。ヒートシンク３４は、図６〜図９に示すように、空気の流路となる導風路３６ａ〜３６ｇを備えている。導風路３６ａ〜３６ｇは、長手方向Ｌｄに延在し、長手方向Ｌｄに垂直な短手方向Ｓｄに並んで配置されている。導風路３６ａ〜３６ｇのうち短手方向Ｓｄの中央部に配置される導風路３６ｃ、３６ｄは、導風路３６ｃ、３６ｄの外側に配置される導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｅ〜３６ｇと図７〜図９の上下方向における下端が揃うように、且つ、導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｅ〜３６ｇに比して図７〜図９の上下方向において高さが低くなって狭くなるように形成されている。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例の制御ユニット２０内の熱輸送の経路について説明する。図１０は、制御ユニット２０における主な熱輸送経路の一例を示す説明図である。図中、実線矢印は、直接接続された各部材間の伝熱の経路を示している。破線矢印は、ケース２４内の空気への放熱による熱の伝搬経路を示している。一点鎖線矢印は、吸気口２８から取り入れた空気（冷却風）の経路を示している。実施例の制御ユニット２０では、太陽からの日射と制御装置２２の素子の発熱とが主な熱源となる。日射により蓋体２７が温められると、その熱は、底部２６、ブラケットＢＣＫ３、ヒートシンク３４の経路で伝搬する。制御装置２２の素子が発熱すると、その熱は、制御基板、ブラケットＢＣＫ３、ヒートシンク３４の経路で伝搬する。蓋体２７や制御装置２２（素子および制御基板）、ブラケットＢＣＫ３の熱は、ケース２４内の空気へ放熱される。制御装置２２やケース２４内の空気は、ヒートシンク３４を介して吸気口２８から導入されヒートシンク３４内を流通する空気（冷却風）で冷却される。
【００２２】
図１１は、ケース２４内の空気の流れの概略を説明するための説明図である。図中、太線矢印は、空気の流れを模式的に示している。ケース２４では、蓋体２７は日射にさらされ、底部２６は日射が壁Ｗに遮られることから日射にさらされない。したがって、蓋体２７の日射にさらされている表面Ｐ１が最も温度が高く、蓋体２７の日射にさられていない面、底部２６の順に温度が低くなる。そのため、ケース２４内の空気は、底部２６側に比して蓋体２７側の空気の温度がより上昇する。そして、表面Ｐ１近傍では暖められた空気が上昇して、仕切り板３３により経路を曲げられ、ヒートシンク３４より壁Ｗ側を下降する。
【００２３】
図１２は、吸気口２８から導入した空気の流れの概略を説明するための説明図である。図中、太線矢印は、吸気口２８から導入した空気の流れを示している。実施例の制御ユニット２０では、ケース２４の底部２６の長手方向Ｌｄの下部に吸気口２８が形成されており、長手方向Ｌｄの上部に排気口３０が形成されており、排気口３０に冷却ファン３２が取り付けられて、吸気口２８と排気口３０との間に長手方向Ｌｄに延在する導風路３６ａ〜３６ｇを有するヒートシンク３４が配置されている。吸気口２８と排気口３０とヒートシンク３４との間には、図５に示すように、空間Ｓ１，Ｓ２が形成されている。そのため、吸気口２８から導入した空気は、空間Ｓ１で流れが拡散した後に、ヒートシンク３４の導風路３６ａ〜３６ｇへ流入する。そして、ヒートシンク３４の導風路３６ａ〜３６ｇへ流入した空気は、導風路３６ａ〜３６ｇを長手方向Ｌｄにおいて上方へ向かって流れながら制御装置２２やケース２４内の空気を冷却し、空間Ｓ２へ導入され、排気口３０から排出される。
【００２４】
吸気口２８から導入した空気は、蓋体２７の日射にさられている表面Ｐ１へ向かって流れて、ケース２４内の空間Ｓ１で方向を変えて長手方向Ｌｄへと流れる。そのため、空気の流れは、表面Ｐ１側へ偏流する。ヒートシンク３４の導風路３６ｃ、３６ｄは、導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｅ〜３６ｇと図７〜図９の上下方向における下端が揃うように、且つ、導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｅ〜３６ｇに比して図７〜図９の上下方向において高さが低くなるように形成されているから、蓋体２７の表面Ｐ１側へ偏流した空気がヒートシンク３４に衝突し、流れが拡散されやすい。したがって、空気が、蓋体２７の表面Ｐ１側へ偏流することを抑制できる。
【００２５】
また、吸気口２８から導入された空気や、ヒートシンク３４の導風路３６ａ〜３６ｇ内から排出された空気は、空間Ｓ１，Ｓ２で一度流れが拡散する。導風路３６ａ〜３６ｇの全てを同一の広さとすると、短手方向Ｓｄにおいて外側に配置されている導風路３６ａ，３６ｂ、３６ｅ〜３６ｆに比して中央部に配置されている導風路３６ｃ、３６ｄに空気が流れやすくなり、空気の流れが導風路３６ｃ、３６ｄに偏りやすくなり、ヒートシンク３４の短手方向Ｓｄの外側での冷却効率が低下する。実施例では、導風路３６ｃ、３６ｄを導風路３６ａ，３６ｂ、３６ｅ〜３６ｆより狭くなるように形成しているから、導風路３６ａ，３６ｂ、３６ｅ〜３６ｆへの空気の流れを誘導することができる。これにより、導風路３６ａ〜３６ｇに流通する空気量の偏りを抑制することができ、制御ユニット２０内部の冷却効率の向上を図ることができる。
【００２６】
以上説明した実施例の制御ユニット２０を含む給電システム１０によれば、冷却ファン３２と、ヒートシンク３４と、を備え、ケース２４は、長手方向Ｌｄを立てた状態で壁Ｗに取り付けられ、壁Ｗ側の底部２６の長手方向Ｌｄの下部に吸気口２８が形成され、底部２６の長手方向Ｌｄの上部に排気口３０が形成されており、ヒートシンク３４は、吸気口２８と排気口３０との間に延在し長手方向Ｌｄに垂直な短手方向Ｓｄに並んで配置される導風路３６ａ〜３６ｇを有し、導風路３６ａ〜３６ｇのうち短手方向Ｓｄにおいて中央部に配置される導風路３６ｃ、３６ｄが中央部より外側に配置される導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｅ〜３６ｆより狭くなるように形成されているから、制御ユニット２０の内部の冷却効率を向上させることができる。
【００２７】
実施例の制御ユニット２０では、ヒートシンク３４の導風路３６ａ〜３６ｇのうち短手方向Ｓｄの中央部に配置される導風路３６ｃ、３６ｄは、導風路３６ｃ、３６ｄの外側に配置される導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄと図７〜図９の上下方向における下端が揃うように、且つ、導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに比して図７〜図９の上下方向において高さが低くなって狭くなるように形成されている。しかしながら、図１３の変形例のヒートシンク１３４に例示するように、導風路３６ａ〜３６ｇのうち短手方向Ｓｄの中央部に配置される導風路３６ｃ、３６ｄは、導風路３６ｃ、３６ｄの外側に配置される導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄと図１３の上下方向における上端が揃うように、且つ、導風路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに比して図１３の上下方向において高さが低くなって狭くなるように形成されていてもよい。
【００２８】
実施例の制御ユニット２０では、ヒートシンク３４は、７つの導風路３６ａ〜３６ｇを備えているが、導風路の個数は７つに限定しておらず、複数個とすればよい。
【００２９】
実施例の制御ユニット２０では、ケース２４は、底部２６と蓋体２７との２つの部材を備えているが、底部２６と蓋体２７とが一つの部材となった一体型のものとしてもよい。
【００３０】
実施例の制御ユニット２０は、駐車場等の壁Ｗに取り付けられているが、屋外の壁Ｗに取り付けるものに限定したもではなく、所定の部材に長手方向Ｌｄを立てた状態で取り付けられていればよい。
【００３１】
実施例の制御ユニット２０では、制御装置２２をブラケットＢＣＫ３を介してヒートシンク３４に取り付けているが、制御装置２２をブラケットＢＣＫ３を介さずにヒートシンク３４に取り付けてもよい。
【００３２】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、制御装置２２が「制御装置」に相当し、ケース２４が「筐体」に相当し、冷却ファン３２が「冷却ファン」に相当し、ヒートシンク３４が「ヒートシンク」に相当する。
【００３３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３４】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、制御ユニットの製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  車両、２  家庭用電源、１０  給電システム、１２  受電装置、１４  送電装置、２０  制御ユニット、２２  制御装置、２２ａ  支持台、２３  電源装置、２４  ケース、２６  底部、２７  蓋体、２８  吸気口、３０  排気口、３２  冷却ファン、３３  仕切り板、３４、１３４  ヒートシンク、３６ａ〜３６ｇ  導風路、ＢＣＫ１〜ＢＣＫ３  ブラケット、Ｐ１  表面、Ｓ１，Ｓ２  空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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