(57)【要約】【課題】衝突等による車両変形時に冷却器より突出配置されている流入及び流出用パイプと冷却器本体との連結部にかかる荷重を緩和させることが可能な車両用の冷却装置の提供にある。【解決手段】ケース１２と、該ケース１２に収納されるとともに、表面に回路基板１４を介して発熱素子としてのパワーデバイス１３が搭載され、該パワーデバイス１３からの熱を内部に設けられた冷媒流路２１内を流通する冷却媒体としての冷却水に伝導し放熱する冷却器１１とを備えた車両用の冷却装置１０であって、冷却器１１は、ケース１２外部へと連通し、冷却水を流入又は流出する流入パイプ１６及び流出パイプ１７を備え、流入パイプ１６及び流出パイプ１７はケース１２外部に取り付けられたパイプ規制部材２５によりケース１２に対して変位を規制されている。【選択図】  図２
2010163018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、該ケースに収納されるとともに、表面に発熱素子が搭載され該発熱素子からの熱を内部に設けられた冷媒流路内を流通する冷却媒体へ伝導させることにより放熱する冷却器とを備えた車両用の冷却装置であって、
前記冷却器は、ケース外部へと連通し、前記冷却媒体を流入又は流出するパイプを備え、
前記パイプはケース外部に設けられたパイプ規制部材により前記ケースに対して変位を規制されていることを特徴とする車両用の冷却装置。
【請求項２】
前記パイプ規制部材は、中心部に前記パイプを挿通する貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲に前記ケースへの取付孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用の冷却装置。
【請求項３】
前記パイプ規制部材は、前記パイプの軸心方向に突出する突出部を備え、該突出部には前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用の冷却装置。
【請求項４】
前記ケースとケース外部へ連通する前記パイプとの間にゴムシールが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１で開示された従来技術においては、発熱素子を冷却する冷却器としてのパワーモジュール用ヒートシンクが開示されている。パワーモジュール用ヒートシンクは表面側に絶縁回路基板を介して発熱素子が搭載され、発熱素子からの熱を内部に設けられた冷媒流路内を流通する冷却媒体に伝導し放熱するものであり、積層体と第１側板と第２側板とを備えている。積層体内には複数の平行流路が形成されており、第１側板及び第２側板には各平行流路に連通し、冷却媒体を各平行流路に流入させる流入路及び、冷却媒体を各平行流路から流出させる流出路が形成されている。流入路及び流出路はヒートシンクの第１側板及び第２側板より外側に突出するパイプ内にそれぞれ形成されており、各パイプは第１側板及び第２側板の側端部に連結固定されている。
【０００３】
特許文献１には開示されていないが、図５に示すように、パワーモジュール用ヒートシンク５０（以下、ヒートシンク５０とする）はケース５１内に収納されて、例えば、車両内の所定の位置に固定されているが、流入路及び流出路に相当する各パイプ５２はケース５１に形成された孔５３に挿通されてケース５１外へと突出するように配置されている。孔５３と各パイプ５２との間にはゴムシール５４が装着されており、ゴムシール５４を介して各パイプ５２はケース５１に支持されると共に、ゴムシール５４によりケース５１内とケース５１外とがシールされている。ケース５１より突出する各パイプ５２の先端部は、ホース５５を介して図示しない冷却媒体の貯留装置に連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１０４８５号公報（第７〜９頁、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記構造を有する従来技術においては、ヒートシンク５０を搭載した車両が衝突し車両変形が発生した場合には、ケース５１外部に突出したパイプ５２が周辺の他部品と干渉することにより、例えば、図５に二点鎖線で示すように、パイプ５２に矢印方向の外力が作用し、ゴムシール５４が上方に変形することによりパイプ５２の先端部は上向きに変形する。このため、パイプ５２のヒートシンク５０本体への連結部に外力による変形荷重が直接作用し、連結部が損傷する恐れがある。その結果、損傷したパイプ５２の連結部から冷却媒体がケース５１内に漏れ、ケース５１内部の電気部品が故障してしまう問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、衝突等による車両変形時に冷却器より突出配置されている流入及び流出用パイプと冷却器本体との連結部にかかる荷重を緩和させることが可能な車両用の冷却装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ケースと、該ケースに収納されるとともに、表面に発熱素子が搭載され該発熱素子からの熱を内部に設けられた冷媒流路内を流通する冷却媒体へ伝導させることにより放熱する冷却器とを備えた車両用の冷却装置であって、前記冷却器は、ケース外部へと連通し、前記冷却媒体を流入又は流出するパイプを備え、前記パイプはケース外部に設けられたパイプ規制部材により前記ケースに対して変位を規制されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、衝突等による車両変形時にケース外部へと連通するパイプの先端部に外力が加わっても、パイプはケース外部に設けられたパイプ規制部材によりケースに対して変位を規制されていることによって、パイプと冷却器本体との連結部に作用する外力による変形荷重を緩和させることができる。よって、連結部の破損による冷却媒体のケース内への漏れを防止できる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用の冷却装置において、前記パイプ規制部材は、中心部に前記パイプを挿通する貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲に前記ケースへの取付孔が形成されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、パイプ規制部材の中心部に形成された貫通孔にパイプを挿通させて、貫通孔の周囲に形成された取付孔にボルトを通してケースに固定すればよいので、取り付けが簡単であり、大きな設置スペースを必要としない。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の車両用の冷却装置において、前記パイプ規制部材は、前記パイプの軸心方向に突出する突出部を備え、該突出部には前記貫通孔が形成されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、パイプの軸心方向に突出する突出部には貫通孔が形成されているので、貫通孔に挿通されるパイプの外周面と貫通孔の内周面との接触面積を大きくすることができ、パイプの変位規制を確実に行えると共に、パイプと冷却器本体との連結部に作用する変形荷重を一層緩和させることができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用の冷却装置において、前記ケースとケース外部へ連通する前記パイプとの間にゴムシールが設けられていることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、ゴムシールによってパイプはケースに支持されると共に、ケース内とケース外とをシールすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ケース外部にパイプの変位を規制するパイプ規制部材を設けることにより、衝突等による車両変形時におけるパイプと冷却器本体との連結部にかかる荷重を緩和させることができ、連結部の破損による冷却媒体のケース内への漏れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用の冷却装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用の冷却装置の作用説明用の模式図である。（ａ）外力が作用した時の状態を示す、（ｂ）比較例における外力作用時の状態を示す。
【図４】その他の実施形態に係るパイプ規制部材の全体構成を示す斜視図である。
【図５】従来技術における冷却装置の全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（本発明の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る車両用の冷却装置を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、冷却装置１０は、表面に絶縁性の回路基板１４を介して発熱素子であるパワーデバイス１３が搭載され、該回路基板１４の下方に設けられ内部に冷却媒体が流通する冷媒流路が形成された箱型の筐体１５を備えた冷却器１１と、該冷却器１１を収納するケース１２とにより構成されている。なお、筐体１５は冷却器１１本体に相当する。冷却装置１０は、車両におけるエンジンルーム内の所定位置に配設されている。筐体１５及びケース１２としてはアルミニウムなどの金属部材が用いられている。
冷却器１１の上部には、流入パイプ１６及び流出パイプ１７がそれぞれ外側に突出するように設けられている。流入パイプ１６及び流出パイプ１７は、ケース１２外部へと連通し、冷媒流路に冷却媒体を流入又は流出するパイプに相当する。
【００１５】
図２に示すように、回路基板１４はセラミック基板３１の両面にエッチング処理により金属層１８、１９を形成させたものであり、回路基板１４上の表面側の金属層１８には複数個のパワーデバイス１３が半田を介して接合されている。また、回路基板１４の裏面側の金属層１９は筐体１５の上壁部１５ａと半田を介して接合されている。
筐体１５内には金属製の波状フィン２０が配設されており、波状フィン２０の山頂部と谷底部とはそれぞれ筐体１５の上壁部１５ａ及び下壁部１５ｂにロウ材によりロウ付けされている。このことにより、波状フィン２０と筐体１５の上壁部１５ａ及び下壁部１５ｂとの間には複数個の冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１は、図２において、紙面に直角方向に形成されている。
【００１６】
筐体１５の上壁部１５ａの回路基板１４に隣接する端部には、流入パイプ１６が連結固定されている。流入パイプ１６は円筒部１６ａと扁平部１６ｂとを有し、内部に冷媒流路が形成された筒状のパイプである。扁平部１６ｂの下部には孔１６ｃが形成されている。また、扁平部１６ｂにおける円筒部１６ａと反対側の端部は栓部材１６ｄで密閉されている。
筐体１５の上壁部１５ａに形成された入口孔２２に対向して流入パイプ１６の扁平部１６ｂの孔１６ｃを配置し、上壁部１５ａと扁平部１６ｂとをロウ付けすることにより流入パイプ１６が筐体１５の上壁部１５ａに連結固定されている。この扁平部１６ｂと上壁部１５ａとの接合部が流入パイプ１６と筐体１５との連結部に相当する。
なお、筐体１５はケース１２に図示しない固定手段により固定されている。
【００１７】
流入パイプ１６はケース１２に形成された孔２３に挿通されてケース１２外へと突出するように配置されている。孔２３と流入パイプ１６の円筒部１６ａとの間には弾性を有するゴムシール２４が装着されており、ゴムシール２４によって流入パイプ１６はケース１２に支持されると共に、ケース１２内とケース１２外とがシールされた状態にある。
【００１８】
ケース１２外部には流入パイプ１６のケース１２に対する変位を規制するパイプ規制部材２５が取り付けられている。パイプ規制部材２５は、中心部に流入パイプ１６を挿通する貫通孔２６を有し、貫通孔２６の周囲にケース１２への取付孔２７が２個形成された平板状の金属部材である。
パイプ規制部材２５の貫通孔２６に流入パイプ１６の円筒部１６ａを挿通させ、取付孔２７に通したネジ２８をケース１２に形成されたネジ孔２９に螺合させることにより、パイプ規制部材２５はケース１２に取り付けられている。パイプ規制部材２５によって流入パイプ１６の中心軸線ｍを中心としたパイプの径方向の変位規制が行われている。
パイプ規制部材２５より外側にある流入パイプ１６の先端部は、ホース３０を介して図示しない冷却媒体の貯留装置に連結されている。
なお、この実施形態においては、冷却媒体として冷却水を用いている。
【００１９】
筐体１５の上壁部１５ａの流入パイプ１６が連結固定されている端部と反対側には、流出パイプ１７が連結固定されている（図１参照）が取り付け構造は流入パイプ１６の場合と同等なので説明を省略する。
流入パイプ１６を通って筐体１５内に導入された冷却水は、筐体１５内の冷媒流路２１を流通したのち流出パイプ１７を通って外部に排出される。冷媒流路２１の流通の途中でパワーデバイス１３からの熱が冷却水に伝導され放熱されることで、パワーデバイス１３の冷却が行われる。
【００２０】
次に、上記構成を有する車両用の冷却装置１０について作用説明を行う。
図３（ａ）に示すように、流入パイプ１６を通って筐体１５内に導入された冷却水は、筐体１５内の冷媒流路２１を流通し、流通の途中でパワーデバイス１３からの熱が回路基板１４を介して冷却水に伝導され放熱されて、パワーデバイス１３の冷却が行われる。
【００２１】
ここで、冷却装置１０を搭載した車両が衝突し車両変形が発生した場合には、ケース１２外部に突出した流入パイプ１６が周辺の他部品と干渉することにより、例えば、図３（ａ）に二点鎖線で示すように、流入パイプ１６の先端部に矢印方向の外力が作用する。しかし、流入パイプ１６はケース１２外部に設けられたパイプ規制部材２５によってパイプの径方向の変位規制が行われた状態にあるので、ケース１２内部にあり流入パイプ１６と筐体１５との連結部、即ち、扁平部１６ｂと上壁部１５ａとの接合部に作用する外力による変形荷重を緩和させることができる。よって、接合部の破損による冷却水のケース１２内への漏れを防止できる。
【００２２】
もし、流入パイプ１６の先端部に作用する外力が大きい場合には、図３（ａ）に二点鎖線で示すように、流入パイプ１６の先端部はパイプ規制部材２５の貫通孔２６の箇所で折れ曲がり変形する。このことにより、流入パイプ１６の折れ曲がり変形部に亀裂が発生して流入パイプ１６内の冷却水はこの亀裂より外部に漏れる。しかし、ケース１２内部とはゴムシール２４によりシールされているので、この漏れた冷却水がケース１２内部に侵入することが防止される。
【００２３】
一方、図３（ｂ）では、パイプ規制部材２５が設けられていない比較例を示している。この場合には、流入パイプ１６の先端部に矢印方向の外力が作用すると、流入パイプ１６はゴムシール２４で支持されているだけなので、図３（ｂ）に二点鎖線で示すように、ゴムシール２４が上方に変形することにより流入パイプ１６の全体が上向きに変形する。このため、流入パイプ１６の扁平部１６ｂと筐体１５の上壁部１５ａとの接合部に変形荷重が直接作用し、接合部が剥離損傷してしまう。その結果、剥離した部分より冷却水がケース１２内部に漏れ、回路基板１４上の電気部品がショートし故障してしまう。
【００２４】
このように、パイプ規制部材２５を設けることにより、扁平部１６ｂと上壁部１５ａとの接合部の破損を防いで冷却水のケース１２内への漏れを防止できるので、回路基板１４上の電気部品が漏れた冷却水によって故障することを防止できる。
なお、流出パイプ１７についても上記流入パイプ１６の場合と同等の作用効果を得ることができる。
【００２５】
この本発明の実施形態に係る車両用の冷却装置１０によれば以下の効果を奏する。
（１）ケース１２外部に流入パイプ１６の径方向の変位を規制するパイプ規制部材２５が取り付けられていることにより、例えば、車両が衝突し車両変形が発生した場合でも、流入パイプ１６の扁平部１６ｂと筐体１５の上壁部１５ａとの接合部に作用する外力による変形荷重を緩和させることができる。よって、接合部の破損による冷却水のケース１２内への漏れを防止でき、回路基板１４上の電気部品が漏れた冷却水によって故障することを防止できる。
（２）流入パイプ１６の先端部に作用する外力が大きい場合であっても、流入パイプ１６の先端部はパイプ規制部材２５の貫通孔２６の箇所で折れ曲がり変形する。このことにより、流入パイプ１６の折れ曲がり変形部に亀裂が発生して流入パイプ１６内の冷却水はこの亀裂より外部に漏れる。しかし、ケース１２内部とはゴムシール２４によりシールされているので、この漏れた冷却水がケース１２内部に侵入することが防止される。
（３）パイプ規制部材２５は、中心部に流入パイプ１６を挿通する貫通孔２６を有し、貫通孔２６の周囲にケース１２への取付孔２７が２個形成された構造であり、パイプ規制部材２５の貫通孔２６に流入パイプ１６の円筒部１６ａを挿通させ、取付孔２７に通したネジ２８をケース１２に形成されたネジ孔２９に螺合させればよい。よって、取り付けが簡単であり、大きな設置スペースを必要としない利点を有する。
【００２６】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○  本発明の実施形態では、平板状のパイプ規制部材２５の中心部に流入パイプ１６を挿通する貫通孔２６を設けるとして説明したが、図４に示すように、パイプ規制部材４０が流入パイプ１６の軸心方向に突出する突出部４１を備え、該突出部４１に貫通孔４２が形成されていてもよい。この場合には、貫通孔４２に挿通される流入パイプ１６の外周面と貫通孔４２の内周面との接触面積を大きくすることができ、流入パイプ１６の変位規制を確実に行えると共に、流入パイプ１６と筐体１５との連結部に作用する変形荷重を一層緩和させることができる。
○  上記突出部４１をバーリングにより形成してもよい。この場合には、板材にバーリング加工を行うだけで突出部を形成することができるので、部品コストを低減可能である。
○  本発明の実施形態では、冷却器１１の表面に回路基板１４を介してパワーデバイス１３が搭載されているとして説明したが、冷却器１１の表面と裏面の両面に回路基板１４を介してパワーデバイス１３を搭載しても良い。
○  本発明の実施形態において、パイプ規制部材２５の貫通孔２６と該貫通孔２６に挿通される流入パイプ１６の円筒部１６ａとはある程度遊嵌していても良い。すなわち、貫通孔２６と円筒部１６ａとの間に若干の隙間があっても、流入パイプ１６の先端部に作用する外力による流入パイプ１６の径方向への変位を微少レベルに抑えることができ、流入パイプ１６と筐体１５との連結部に作用する変形荷重を緩和させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  冷却装置
１１  冷却器
１２  ケース
１３  発熱素子
１４  回路基板
１５  筐体
１６  流入パイプ
１７  流出パイプ
２１  冷媒流路
２４  ゴムシール
２５  パイプ規制部材
【図１】
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【図２】
2010163018.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010163018.tif 000006
【図５】
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