(57)【要約】【課題】本体３の長手方向に直交する方向に供給孔７が設けられている冷却器２に関し、供給孔７の軸線方向（図中のＹ方向）における冷却液の分布を均一化する。【解決手段】冷却器２は、長手方向に沿って冷却液が流れる流路が内部に形成されている本体３と、本体３の幅広板４の裏面に設けられており、長手方向に沿って延びている複数のフィン６と、幅広板に隣り合う側板５であって長手方向に延びる側板の一方の端に設けられている冷却液の供給孔７を備える。複数のフィン６のうち、供給孔７に近い一部のフィン６ａは、側板５の法線方向からみたときに供給孔７と重なっておらず、一部のフィン６ａよりも供給孔７から遠い側に位置するフィン６ｂは法線方向からみたときに供給孔７と重なっている。供給孔を７通り長手方向に直交する平面で本体３をカットした断面において流路の幅広板から反対側の底板９までの深さが供給孔から遠ざかるにつれて浅くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な本体であって長手方向に沿って冷却液が流れる流路が内部に形成されており、幅広板に発熱体が取り付け可能な本体と、
前記本体の前記幅広板の裏面に設けられており、前記長手方向に沿って延びている複数のフィンと、
前記幅広板に隣り合う側板であって前記長手方向に延びる側板の一方の端に設けられている冷却液の供給孔と、
前記本体の長手方向で前記供給孔が設けられている側とは反対側の端に設けられている排出孔と、
を備えており、
前記複数のフィンのうち、前記供給孔に近い一部の前記フィンは、前記側板の法線方向からみたときに前記供給孔と重なっておらず、前記一部のフィンよりも供給孔から遠い側に位置する前記フィンは前記法線方向からみたときに前記供給孔と重なっており、
前記供給孔を通り前記長手方向に直交する平面で前記本体をカットした断面において前記流路の前記幅広板から反対側の底板までの深さが前記供給孔から遠ざかるにつれて浅くなっている、冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、冷却器に関する。特に、扁平な本体の内部を長手方向に沿って冷却液が流れるとともに、冷却液の供給孔が長手方向に直交する方向に設けられている冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、扁平な本体の内部をその長手方向に冷却液が流れる冷却器が開示されている。その冷却器は、複数のリアクトル（発熱体）を冷却する。複数の発熱体は、扁平な本体の幅広板に、その長手方向に沿って一列に配置されている。
【０００３】
特許文献１の冷却器では、本体の幅広板に隣り合う側板であって本体の長手方向に延びる側板の一方の端に冷却液の供給孔が設けられており、本体の長手方向において供給孔とは反対側の端に排出孔が設けられている。発熱体が取り付けられる幅広板の裏面には長手方向に沿って延びる複数のフィンが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１５３２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の冷却器では、本体の長手方向に沿って延びている側板に供給孔が設けられているため、供給孔から供給される冷却液は、直角に曲がって本体内を長手方向に流れることになる。流路の上流で冷却液がほぼ直角に曲がるため、冷却液の分布に偏りが生じる。特許文献１の冷却器では、側板の法線方向（すなわち、冷却液の流入方向）からみたときに、複数のフィンは供給孔と重なっていない。冷却液が流路の長手方向に対して直角に流入するため、供給孔に近い箇所では流路の長手方向に曲がる冷却液の量が少なくなる。流路に対して直角の方向から供給される冷却液は、供給孔から遠い側へと流れ、やがて直角に曲がって本体の長手方向に沿って流れる。そのため、長手方向に延びる流路において、供給孔に近い側では冷却液の流量が少なく、供給孔から遠い側で流量が多くなるという流量の偏りが生じる。本明細書が開示する技術は、扁平な本体の長手方向に対して直角の方向から冷却液が供給される冷却器について、冷却液の分布の不均一性を緩和する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する冷却器は、内部が流路になっている扁平な本体と、複数のフィンと、冷却液の供給孔と、排出孔を備えている。扁平な本体の幅広板に発熱体が取り付けられる。複数のフィンは、本体の幅広板の裏面に設けられており、本体の長手方向に沿って延びている。冷却液の供給孔は、幅広板に隣り合う側板であって長手方向に延びる側板の一方の端に設けられている。排出孔は、本体の長手方向で供給孔が設けられている側とは反対側の端に設けられている。複数のフィンのうち、供給孔に近い一部のフィンは、側板の法線方向からみたときに供給孔と重なっていない。一方、供給孔と重なっていない一部のフィンよりも供給孔から遠い側に位置するフィンは法線方向からみたときに供給孔と重なっている。また、供給孔を通り長手方向に直交する平面で本体をカットした断面において流路の幅広板から反対側の底板までの深さが供給孔から遠ざかるにつれて浅くなっている。
【０００７】
本明細書が開示する冷却器では、供給孔から供給される冷却液の一部は、供給孔からみて奥側のフィンに当たり、乱流化する。奥側のフィンに当たって乱流化した冷却液の一部は、供給孔からみて手前側のフィンの間へ流れ込む。扁平な流路において供給孔に近い側に供給される冷却液の流量が増える。また、冷却液の流が乱流化されることで、本体とフィンの熱の拡散が促進されるので冷却性能が向上する。
【０００８】
さらに、扁平な流路の深さ（幅広板の法線方向における流路の幅）は、供給孔から遠ざかるにつれて浅くなる。流路の深さが徐々に浅くなるので供給孔から遠ざかるように流れる冷却液は徐々に強制的にフィン間の空間へ押し出される。フィン間の空間へ押し出された冷却液は、そのまま長手方向へと流れる。その結果、供給孔に近い側から遠い側にわたって冷却液の分布の不均一が緩和される。
【０００９】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の冷却器の平面図である。
【図２】冷却器の側面図である。
【図３】幅広板を外した冷却器の平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、図３の破線の範囲ＩＶＡの拡大図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して実施例の冷却器２を説明する。図１に、冷却器２の平面図を示し、図２に冷却器２の側面図を示す。図３に、幅広板４を外した冷却器２の平面図を示す。
【００１２】
冷却器２の本体３は、扁平で細長い直方体形状を有している。本体３の内部は空洞であり、その空洞を冷却液が流れる。本体３の図中の右側に冷却液の供給孔７が設けられており、図中の左側に冷却液の排出孔８が設けられている。本体３は、図中の座標系のＸ方向に沿って細長であり、冷却液は、本体３の長手方向（Ｘ方向）に流れる。本体３の内部の空洞を流路ＦＰと称する。
【００１３】
扁平な冷却器２は、幅広板４に冷却対象の発熱体Ｈを取り付けることが可能である。発熱体Ｈは、例えばリアクトルである。図１、図２では、複数の発熱体Ｈを仮想線で描いてある。冷却器２は、例えば、複数のリアクトルを有する電力変換器で用いられる。冷却器２は、電力変換器の筐体内部に配置され、その幅広板４に複数のリアクトル（発熱体Ｈ）が取り付けられる。
【００１４】
冷却器２は、本体３の内部に複数のフィン６を備えている。フィン６は、発熱体Ｈが取り付けられる幅広板４の裏面（流路ＦＰに面する側）に取り付けられている。図１−３では、右端の一列のフィンにのみ、符号６（６ａ−６ｃ）を付し、残りのフィンには符号を省略した。符号を付さないフィンも含め、全てのフィンをフィン６と総称する。
【００１５】
フィン６は、発熱体Ｈが取り付けられる幅広板４の裏面（流路ＦＰに面する側）に設けられている。フィン６は、幅広板４の熱を冷却液に拡散させるために設けられている。すなわち、フィン６を備えることによって、発熱体Ｈに対する冷却性能が向上する。以下では、図３の右側の一例のフィン６に着目して説明を続ける。
【００１６】
符号６ａを付したフィンは、供給孔７に近い側のフィンであり、他のフィン６ｂ、６ｃよりも長さ（流路の長手方向の長さ）が短い。説明の便宜上、長さの短いフィンを短フィン６ａと称する。
【００１７】
符号６ｂを付したフィンは、供給孔７から遠い側で短フィン６ａに隣り合うフィンである。このフィンを隣接フィン６ｂと称する。符号６ｃは、隣接フィン６ｂよりも供給孔７から遠い側にある残りのフィンを示す。
【００１８】
図２は、供給孔７が設けられている本体３の側板５の法線方向から冷却器２をみた図である。図中の座標系のＹ方向が、側板５の法線方向に相当する。図２に良く示されているように。短フィン６ａは、側板５の法線方向からみたときに、供給孔７と重なっていないが、隣接フィン６ｂは、供給孔７と重なっている。理解を助けるために、図２において、隣接フィン６ｂの供給孔７と重なる部分はグレーで示してある。
【００１９】
冷却液の供給孔７は、幅広板４に隣り合う側板５の長手方向の一端に設けられている。供給孔７から供給される冷却液は、流路ＦＰの長手方向に対して直角に流路ＦＰに流れ込む。従って冷却液は、流路ＦＰにおいて、供給孔７から遠い側に集中し易い。実施例の冷却器２は、流路ＦＰにおける冷却液の偏りを抑える構造を有している。以下、その構造を説明する。
【００２０】
なお、流路ＦＰは、幅広板４とその反対側の幅広板で挟まれている。説明の便宜上、幅広板４の反対側の幅広板（幅広板４と対向している幅広板）を底板９と称する。流路ＦＰの幅広板４から底板９（底面９ａ）までの深さは、供給孔７よりも下流側では一定であり、供給孔７は、下流側の底面９ａよりも幅広板４から離れた位置に設けられている。別言すれば、供給孔７の近傍における幅広板４から底板９（底面９ａ）までの深さは、下流側における深さよりも深くなっている。
【００２１】
図３において記号ＩＶＡが示す範囲の拡大図を図４（Ａ）に示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図４（Ａ）は、幅広板４が省かれているが、図４（Ｂ）では、幅広板４も描かれている。ただし、図４（Ｂ）では幅広板４に取り付けられる発熱体Ｈは図示を省略してある。図４（Ｂ）は、供給孔７を通り長手方向（Ｘ方向）に直交する平面で冷却器２をカットした断面に相当する。
【００２２】
先に述べたように、供給孔７に近い幾つかの短フィン６ａは、側板５の法線方向（Ｙ方向）からみて供給孔７と重ならない。従って、供給孔７から流入する冷却液は、短フィン６ａの上流側を通過し、奥側（供給孔７から離れる側）へ向かう。短フィン６ａに隣り合う隣接フィン６ｂは、側板５の法線方向からみて供給孔７と重なる。従って、供給孔７から流入する冷却液の一部は隣接フィン６ｂに当たり、乱流化する。供給孔７から流入した冷却液の一部は、図２においてグレーで示した範囲（隣接フィン６ｂの上流側の一部）に当たり、乱流化する。
【００２３】
乱流となった冷却液の一部は、供給孔７の方へと戻り、短フィン６ａの間にて長手方向（Ｘ方向）へ流れの方向を変える。図４の太矢印線Ａ１が、隣接フィン６ｂに当たって戻る冷却液の流を模式的に示している。供給孔７に近い短フィン６ａが供給孔７と重ならず、供給孔７とは反対側で短フィン６ａに隣り合う隣接フィン６ｂが供給孔７と重なっていることで、短フィン６ａの間を流れる冷却液の流量が増える。流路ＦＰにおいて供給孔７に近い側の冷却液の流量が少なくなりやすいという傾向（不均一性）が緩和される。
【００２４】
隣接フィン６ｂに当たらなかった冷却液はさらに奥へと流れる。図４（Ｂ）に示すように、供給孔７を通り長手方向（Ｘ方向）に直交する断面において、幅広板４から反対側の底板９までの深さＤは、供給孔７に近い側が深さＤ１で最も深く、供給孔７から遠い側で深さがＤ２で最も浅くなっている。幅広板４から流路ＦＰを挟んで反対側の底板９までの深さは、供給孔７から遠ざかるにつれて徐々に浅くなっている。
【００２５】
供給孔７から遠ざかるにつれて流路ＦＰの深さが徐々に浅くなるので冷却液は供給孔７から離れるにつれて徐々に強制的にフィン６ｃの間の空間へ押し出される。図４（Ｂ）の太矢印線Ａ２が、フィン６ｃの間へと押し出される冷却液の流れを模式的に示している。フィン間の空間へ押し出された冷却液は、そのまま長手方向へと流れる。
【００２６】
供給孔７から供給された冷却液は、その一部が隣接フィン６ｂに当たって跳ね返り、供給孔７に近い側で長手方向に流れる。隣接フィン６ｂを越えた冷却液は、流れの方向（この場合はＹ方向）に対して傾斜している底板９（底面９ａ）によって、徐々にフィン６ｃの間へと押し出される。その結果、供給孔に近い側から遠い側にわたって冷却液の分布の不均一が緩和される。実施例の冷却器２は、本体３の長手方向に直交する方向に供給孔７が設けられているが、供給孔７の軸線方向（図中のＹ方向）における冷却液の分布が均一化する。
【００２７】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。隣接フィン６ｂよりも供給孔７から遠い側に位置するフィン６ｃは、隣接フィン６ｂと同じ長さであってもよいし、隣接フィン６ｂよりも短くてもよい。短フィン６ａのすぐ隣のフィン（隣接フィン６ｂ）が、供給孔７と重なっていれば、上記した効果が期待できる。
【００２８】
実施例では、フィン６は、真直ぐな板状を有している。フィン６は、波板状であってもよい。
【００２９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３０】
２：冷却器    ３：本体    ４：幅広板    ５：側板    ６、６ａ、６ｂ、６ｃ：フィン    ７：供給孔    ８：排出孔    ９：底板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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