(57)【要約】【課題】車両用電子機器（インバータ等）の冷却器と外部ホースとを接続するユニオン継手を１部材で形成し、製造コストを低減すると共に冷媒シール機能を向上する。【解決手段】  第１工程で、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属ブロック５０を深絞り加工して、一端が閉塞され他端が開口された矩形管形状の加工品Ａに成形し、第２工程で、加工品Ａの開口端部を円筒状に拡管加工し、第３工程で、拡管加工後の加工品Ｂに対し、閉塞された端壁Ｂ１に対して鋭角をなす側壁Ｂ２に、冷却器の冷媒流通口と接続する冷媒流通孔Ｂ３を形成し、第４工程で、拡管加工された円筒状部分の一部周囲に、外部ホースの締結止めの鍔部Ｂ４を、寄せ加工によって形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用電子機器を冷媒によって冷却する冷却器の冷媒流通口と外部ホースとの間を接続するユニオン継手の製造方法であって、
金属素材を、一端が閉塞され、他端が開口した矩形管形状に成形する深絞り加工と、
前記矩形管形状の開口した部分を拡管化して円管形状に成形する拡管加工と、
前記矩形管形状の閉塞端を形成する端壁近傍の側壁に、前記冷却器の冷媒流通口と接続する冷媒流通孔を形成する孔開け加工と、
前記円管形状に拡管化された部分の一部周囲を外側に凸に褶曲させて、外部ホースの締結止めの鍔部を形成する寄せ加工と、
を含むユニオン継手の製造方法。
【請求項２】
前記深絞り加工は、前記端壁を、前記矩形管形状の対向する２つの側壁のうち一方の側壁側を深く、他方の側壁側を浅くするように、傾斜させて形成し、
前記孔開け加工は、前記深くした側の側壁に、前記冷媒流通孔を形成する請求項１に記載のユニオン継手の製造方法。
【請求項３】
前記深絞り加工は、前記矩形管形状が、前記端壁近傍にて先すぼまりになるように、前記矩形管形状の側壁の１つを傾斜させて形成し、
前記孔開け加工は、前記傾斜させて形成した側壁と対向する側壁に、前記冷媒流通孔を形成する請求項１に記載のユニオン継手の製造方法。
【請求項４】
前記車両用電子機器は、車両走行用の回転電機と直流電源との間で、直流／交流変換を行うインバータである請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のユニオン継手の製造方法。
【請求項５】
車両用電子機器を冷媒によって冷却する冷却器の冷媒流通口と外部ホースとの間を接続するユニオン継手であって、
一端が閉塞され他端が開口した矩形管形状部分と、
前記矩形管形状部分の開口端側に連なる円管形状部分と、を含んで構成され、
前記矩形管形状部分の閉塞端を形成する端壁近傍の側壁に、前記冷却器の冷媒流通口と接続する冷媒流通孔が開口され、
前記円管形状部分は、一部周囲が外側に凸に褶曲した外部ホース締結止めの鍔部が形成されているユニオン継手。
【請求項６】
前記矩形管形状部分は、前記開口端から前記端壁までの距離が、対向する２つの側壁のうち一方の側壁側で長く、他方の側壁側で短くなるように、前記端壁が傾斜して形成され、
前記長くした側の側壁に、前記冷媒流通孔が形成されている請求項５に記載のユニオン継手。
【請求項７】
前記矩形管形状部分は、前記端壁近傍にて先すぼまりになるように、前記矩形管形状の側壁の１つを傾斜させて形成され、
前記冷媒流通孔は、前記傾斜して形成された側壁と対向する側壁に形成されている請求項５に記載のユニオン継手。
【請求項８】
前記車両用電子機器は、車両走行用の回転電機と直流電源との間で、直流／交流変換を行うインバータである請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載のユニオン継手。
【請求項９】
車両用電子機器を冷媒によって冷却し、冷媒流通口と外部ホースとの間がユニオン継手を介して接続された冷却器であって、
前記ユニオン継手が、一端が閉塞され他端が開口した矩形管形状部分と、
前記矩形管形状部分の開口端側に連なる円管形状部分と、を含んで構成され、
前記矩形管形状部分の閉塞端を形成する端壁近傍の側壁に、前記冷却器の冷媒流通口と接続する冷媒流通孔が開口され、
前記円管形状部分は、一部周囲が外側に凸に褶曲した外部ホース締結止めの鍔部が形成されている車両用電子機器の冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電子機器を冷媒によって冷却する冷却器の冷媒流通口と外部ホースとの間を接続するユニオン継手の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジン（内燃機関）およびモータ（電動機）を走行用駆動源とするハイブリッド車両において、バッテリの直流電力を交流電力に変換してモータに供給し、または、発電機として機能するモータからの交流電力を直流電力に変換してバッテリを充電するインバータを、エンジン冷却水（冷媒）によって冷却するシステムが開示されている。
【特許文献１】特開２００８−２９１１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示されるインバータの冷却システムでは、放熱フィンを内蔵した箱状のインバータ冷却器に形成された冷却水流通口と、外部ホースとを、軸方向の両端が開口したユニオン継手を介して接続している。
【０００４】
これに対し、冷媒配管のレイアウトや冷却器小型化等の目的で、外部ホースからの冷媒を水平方向に流入し、インバータ冷却器の上方に向けて開口された冷媒入口に向けて流出させるような、冷媒流路を直角方向に屈曲させるユニオン継手では、従来、筒部材と該筒部材の一方の開口端を閉塞する蓋部材との２部材で形成され、筒部材の他方の開口端に外部ホースを接続し、蓋部材に隣接する筒部材の角部にインバータ冷却器の冷却水流通口に接続する冷却水流通孔が形成された構造を有していた。
【０００５】
しかしながら、このように２部材で形成された冷媒配管では、蓋部材を筒部材に嵌挿してロウ付け等で固定する工程が増え、製造コストが増大すると共に、該嵌挿部の寸法公差にずれが生じると、固定（ロウ付け）が不完全となって冷媒漏洩の発生原因となり、その抑制のため、公差の管理を厳しくするとさらに製造コストが増大してしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、屈曲した冷媒流路を有するユニオン継手を１部材で形成して冷媒の漏洩防止、製造コストの低減等を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明に係る製造方法は、車両用電子機器を冷媒によって冷却する冷却器の冷却水流通口と外部ホースとの間を接続するユニオン継手を、以下の各加工工程を含んで製造する構成とした。
【０００８】
Ａ．金属素材を、一端が閉塞され、他端が開口した矩形管形状に成形する深絞り加工
Ｂ．前記矩形管形状の開口した部分を拡管化して円管形状に成形する拡管加工
Ｃ．前記矩形管形状の閉塞端を形成する端壁近傍の側壁に、前記冷却器の冷媒流通口と接続する冷媒流通孔を形成する孔開け加工
Ｄ．前記円管形状に拡管化された部分の一部周囲を外側に凸に褶曲させて、外部ホースの締結止めの鍔部を形成する寄せ加工
また、本発明に係るユニオン継手は、以下の構成を有する。
【０００９】
一端が閉塞され他端が開口した矩形管形状部分と、
前記矩形管形状部分の開口端側に連なる円管形状部分と、を含んで構成され、
前記矩形管形状部分の閉塞端を形成する端壁近傍の側壁に、前記冷却器の冷媒流通口と接続する冷媒流通孔が開口され、
前記円管形状部分は、一部周囲が外側に凸に褶曲した外部ホース締結止めの鍔部が形成されている。
【００１０】
さらに、本発明に係る冷却器は、前記構成を有したユニオン継手を介して冷媒流通口と外部ホースとの間を接続する構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷媒配管を１部材で形成できるため、複数の部材をロウ付け等によって接続固定する工程が不要となって製造コストを低減でき、また、該接続部の寸法公差のずれによる冷媒の漏洩も回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動系の冷却システムを備えたハイブリッド車両１の概略構成を示す。
【００１４】
ハイブリッド車両１において、エンジン（内燃機関）２と、回転電機であるモータジェネレータ（３相交流機）ＭＧ１，ＭＧ２とは、動力分割機構としての遊星歯車機構３を介して連係されている。詳細には、遊星歯車機構３のキャリアにはエンジン２のクランクシャフト、サンギヤにはモータジェネレータＭＧ１の駆動軸、リングギヤにはモータジェネレータＭＧ２の駆動軸が、それぞれ接続されている。
【００１５】
モータジェネレータＭＧ１は、インバータ４を介してバッテリ（電源）６と接続され、モータジェネレータＭＧ２は、インバータ５を介してバッテリ６と接続される。
【００１６】
図２は、電気回路部の回路構成を示す。
【００１７】
インバータ４は、モータジェネレータＭＧ１のＵ相に接続されたＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）素子Ｑ１１，Ｑ１２、Ｖ相に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ１３，Ｑ１４、Ｗ相に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ１５，Ｑ１６と、これらＩＧＢＴ素子Ｑ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間に、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１６とを含んで構成されている。
【００１８】
同様に、インバータ５は、モータジェネレータＭＧ２のＵ相に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ２１，Ｑ２２、Ｖ相に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ２３，Ｑ２４、Ｗ相に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ２５，Ｑ２６と、これらＩＧＢＴ素子Ｑ２１〜Ｑ２６のコレクタ−エミッタ間に、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続されたダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを含んで構成されている。
【００１９】
これらインバータ４，５は、電圧変動抑制用のコンデンサＣと共に、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）３０に内蔵されて、一体に設けられる。
【００２０】
モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動されてジェネレータとして機能し、発電した電力によって、モータとして機能するモータジェネレータＭＧ２を駆動し、あるいは、発電した電力の一部または全部を、インバータ４を介して交流／直流変換した後、バッテリ６に充電する。また、モータとして機能してエンジンを始動する。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ２は、インバータ５によって変換された３相交流電流を供給されてモータとして駆動し、車輪７に駆動力を供給する走行駆動源としての機能を有する。
【００２２】
一方、車両の減速時には、車両の慣性によって駆動されてジェネレータとして機能し、発電した電力を、インバータ５によって交流／直流変換した後、バッテリ６に充電して電力を回生する機能を有する。
【００２３】
上記インバータ４，５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と共に、駆動時に発熱して温度上昇するので、これらを循環する冷却水(冷媒)を用いて冷却するモータ駆動系の冷却システム１０を備える。尚、図示しないが、同様に循環する冷却水を用いてエンジン２を冷却する冷却システムを備えている。
【００２４】
前記冷却システム１０は、インバータ４，５（を内蔵したＰＣＵ３０）及びモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を冷却する冷却水が循環する冷却水循環路１１と、冷却水循環路１１に冷却水を循環させる電動のウォーターポンプ（冷却ポンプ）１２と、冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータ１３と、ラジエータ１３へ外気を供給する電動ファン１４と、を備える。
【００２５】
さらに、ハイブリッド車両１を総合的に制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）２０を備える。
【００２６】
ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサで構成されており、アクセルペダルの踏み込み量などアクセル操作量を検出するアクセルセンサ２１、エンジン２の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２２、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転速度を検出するＭＧ回転速度センサ２３，２４、走行駆動源となるモータジェネレータＭＧ２の出力トルクを検出するトルクセンサ２５、冷却水循環路１１に取り付けられて冷却水の温度Ｔｗを検出する水温センサ２６、その他図示しない各種制御に必要なセンサからの検出値を入力する。
【００２７】
そして、ＥＣＵ２０は、上記各センサからの検出値に基づいてエンジン１、インバータ４，５、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御すると共に、上記モータ駆動系の冷却システム１０を制御する。
【００２８】
図３（Ａ），（Ｂ）は、上記インバータ４，５の冷却部の断面構造を示す。
【００２９】
インバータ４，５の電子回路部を構成するパワーモジュール２７は、冷却器３１の上面に固定されている。
【００３０】
冷却器３１は、高熱伝導率を有した金属製の上側ケース３２と下側ケース３３とを、図示しないゴムパッキン等を介して液密性を確保して締結してなり、内部に放熱フィン３４が介装され、ロウ付け等により、上側ケース３２及び下側ケース３３の内壁に結合されている。
【００３１】
放熱フィン３４は、高熱伝導率を有した金属板を波状に湾曲して形成され、冷却器３１内部において、放熱フィン３４の波形が連続する方向と直角な方向の両側の空洞部が、冷却水導入路３５及び冷却水導出路３６として形成される。
【００３２】
冷却器３１は、冷却水導入路３５上流端部が外側に突出して延設され、該延設部分の上側ケース３２には、冷却水入口３７が開口され、該冷却水入口３７の周縁部は、上方にフランジをなして突出形成されている。
【００３３】
上記冷却器３１の冷却水入口３７に、ユニオン継手３８が連結して固定され、該ユニオン継手３８の上流側に、クイックコネクタ３９を介して外部ホース４０が接続されている。
【００３４】
同様に、対称的に、冷却水導出路３６下流端部が外側に突出して延設され、該延設部分の上側ケース３２に冷却水出口４１が開口され、該冷却水出口４１に、ユニオン継手４２が接続され、該ユニオン継手４２の下流側に、クイックコネクタ４３を介して外部ホース４４が接続されている。
【００３５】
冷媒である冷却水は、図３の矢印に示すように、上流側の外部ホース４０からユニオン継手３８を介して冷却器３１内の冷却水導入路３５に導入された後、放熱フィン３４と冷却器３１のケース内壁との間を通って冷却水導出路３６に導出され、ユニオン継手４２を介して下流側の外部ホース４４へ流出する。
【００３６】
パワーモジュール３０内のインバータ４，５におけるＩＧＢＴ素子等から発生した熱は、冷却器３１のケースから内部の放熱フィン３４に伝達され、放熱フィン３４の各波形状部間に沿って流動する冷却水に放出される。これにより、インバータ４，５のＩＧＢＴ素子等が効率よく冷却される。
【００３７】
なお、冷却器３１の上側ケース３２の上面に、スペースに余裕があればパワーモジュール３０以外の電子機器を設置してもよく、下側ケース３３の下面にも同様に、他の電子機器を設置してもよい。
【００３８】
かかる冷却システムに用いられる上記ユニオン継手３８，４２が、図４に示す各工程を経て形成される。
【００３９】
第１工程では、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属素材である金属ブロック５０を深絞り加工する。具体的には、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、偏平な矩形断面を有し先端面が軸方向に対して傾斜する形状のポンチ６１と、対応する凹形状を有したダイス６２とを用いて、前記金属ブロック５０を、一端が軸方向に対して傾斜した端壁によって閉塞され、他端が開口された矩形管形状の加工品Ａに成形する。なお、開口部側は、後述する円筒状に拡管加工を行うので完全な矩形断面でなくてもよい。
【００４０】
第２工程では、前記加工品Ａの開口部側を円筒状に拡管加工する。詳細には、図４（Ｃ）に示すように、丸棒工具６３を加工品Ａの開口端から軸方向に挿入しつつ軸周りに回転することによって、偏平な矩形管形状から円管形状に拡管する工程であり、小径の丸棒工具で粗加工した後、大径の丸棒工具に交換して高精度に加工して真円度を確保する。あるいは、公知のマンドレル工具を用いて拡管加工してもよい。
【００４１】
第３工程では、図４（Ｄ）に示すように、上記のように開口部を拡管加工した加工品Ｂに対し、閉塞された端壁Ｂ１の近傍の側壁Ｂ２に、前記冷却器３１の冷却水流通口（冷却水入口３７、冷却水出口４１）と接続する冷却水流通孔Ｂ３を形成する。ここで、端壁Ｂ１の傾斜方向両端に連なって対向する２つの側壁は、開口端から端壁Ｂ１までの距離が一方は長く、他方は短いが、前記冷却水流通孔Ｂ３は、長い方の側壁Ｂ２に形成される。
【００４２】
詳細には、加工品Ｂの内部にサポート具６４を挿入して冷却水流通孔が形成される部分にあてがい、矩形筒状の刃部を有するカッター６５によって、加工品Ｂの前記側壁Ｂ２の壁を打ち抜き、冷却水流出孔Ｂ３を形成する。
【００４３】
ここで、加工品Ｂの側壁Ｂ２の端壁Ｂ１側の冷却水流通孔Ｂ３端縁と端壁Ｂ１内面との角部をなす空間は、そのスペースが大きいと冷却水の淀みとなって流動効率の低下につながる。そこで、前記第１工程の深絞り加工において、図４（Ａ）のａ部に示すように、端壁Ｂ１の鋭角をなす角部の肉厚を内側に大きめに残すことにより、前記サポート具６４が端壁Ｂ１内面の奥まで確実に当たるようにしておく。これにより、冷却水流通孔Ｂ３の端縁を可能な限り端壁Ｂ１内面に接近させつつ精度よく形成して、上記角部空間のスペースを可能な限り縮小することができ、冷却水の流動効率ひいては冷却効率を良好に維持することができる。
【００４４】
第４工程では、図４（Ｅ）に示すように、第３工程後の加工品に対し、拡管加工された円筒状部分の一部周囲に、外部ホース（４０，４４）の締結止めの鍔部を、寄せ加工によって形成する。詳細には、円筒状部分の被加工部を挟んで両側の外周部分を１対のチャック６７Ａ，６７Ｂで把持し、該１対のチャック６７Ａ，６７Ｂを軸方向に相互に接近するように駆動する。これにより、チャック６７Ａ，６７Ｂに挟まれた円筒状部分が外側に凸に褶曲し、鍔部Ｂ４が形成される。
【００４５】
なお、冷却水流通孔Ｂ３の加工は、前記深絞り加工の次の工程、あるいは、前記寄せ加工後の最後の工程で行ってもよい。
【００４６】
図５は、上記のように製造されたユニオン継手３８の冷却器および外部ホースとの接続部を拡大して示したものである。冷却器３１の冷却水入口３７周縁部と、ユニオン継手３８の冷却水流出孔３８ａ周縁部とがロウ付け等によって固定される。
【００４７】
一方、可撓性を有した外部ホース４０の先端に連結されたクイックコネクタ３９は、ユニオン継手３８の鍔部３８ｂより下流側の円筒部外周面にＯリング３９ａを圧着させて液密性を確保しつつ、中央のチャック機構３９ｂによって鍔部３８ｂに係合して抜け止め機能を有して外部ホース４０とユニオン継手３８を接続するようになっている。
【００４８】
但し、クイックコネクタ３９の構成は、これに限らず多種のものを用いることができることは勿論であり、また、簡易には、可撓性を有した外部ホース４０を、鍔部３８ｂを乗り越えてユニオン継手３８の円筒部に装着し、鍔部３８ｂより先の（下流側の）部分を締結金具で締結するような構成であってもよい。
【００４９】
以上示したユニオン継手の製造方法によれば、ユニオン継手を１個の金属素材を用いて１部品で製造することができる。したがって、従来のように複数の部材をロウ付け等によって接続固定する工程が不要となって製造コストを低減でき、また、該接続部の寸法公差のずれによる冷却水の漏洩も回避することができる。
【００５０】
また、本実施形態のように、前記深絞り加工の際に、ユニオン継手３８の端壁３８ｃを、対向する２つの側壁のうち、一方の側壁側を深く、他方の側壁側を浅くするように、傾斜させて形成し、前記深くした側の側壁に冷媒流出孔３８ａを形成することにより、ユニオン継手３８から冷却器３１に流入する際の冷却水流路が滑らかに変化し、端壁を直立した場合の角部の淀み空間を無くすことができる。これにより、冷却水の流動が円滑になり、流動損失が低減して冷却効率を向上できる。なお、ユニオン継手の端壁のみを傾斜させるだけでも、流動損失低減による冷却効率の向上効果は得られる。
【００５１】
また、冷却器３１の冷却水出口側についても冷却水入口側と対称的に形成されているので、冷却水は冷却水出口４１から下流側のユニオン継手４２へ円滑に流出した後、外部ホース４４へ流出し、この場合も冷却器３１からユニオン継手４２に流入する際の冷却水流路が滑らかに変化することにより、流動損失が低減して冷却効率を向上できる。
【００５２】
図６（Ａ），（Ｂ）は、ユニオン継手３８，４２の冷却水流出孔３８ａまたは冷却水流入孔４２ａと、冷却器３１の冷却水入口３７または冷却水出口４１との間で冷却水の流動を円滑にして冷却効率を向上させるユニオン継手３８，４２の別の形状を示す。
【００５３】
矩形管形状が、端壁３８ｃ近傍で先すぼまりになるように、図６（Ａ）では、冷却水流出孔３８ａまたは冷却水流入孔４２ａに相対する側壁３８ｃ’、４２ｃ’を、軸方向に対して傾斜（または湾曲）させて形成し、同図（Ｂ）では、端壁３８ｃ”、４２ｃ”を円弧状に湾曲させて形成する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動系の冷却システムを備えたハイブリッド車両の概略構成を示す図。
【図２】同上実施形態の電気回路部の回路図。
【図３】同上実施形態のインバータの冷却部の断面構造を示す横断面図および縦断面図。
【図４】同上実施形態に用いられるユニオン継手の製造工程を示す図。
【図５】同上ユニオン継手の冷却器および外部ホースとの接続部を拡大して示した断面図。
【図６】ユニオン継手の端壁の異なる２つの形態を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
４，５…インバータ、１１…冷却水循環路、２７…インバータのパワーモジュール、３１…冷却器、３４…放熱フィン、３５…冷却水導入路、３６…冷却水導出路、３７…冷却水入口、３８，４２…ユニオン継手、３８ａ…冷却水流出孔、３８ｂ…鍔部、３８ｃ，３８ｃ”，４２ｃ，４２ｃ”，…端壁、３８ｃ’ ４２ｃ’…側壁、３９，４３…クイックコネクタ、４０，４４…外部ホース、４１…冷却水出口、４２ａ…冷却水流入孔、５０…金属ブロック、Ａ，Ｂ…加工品、Ｂ１…端壁、Ｂ２…側壁、Ｂ３…冷却水流通孔、Ｂ４…鍔部
【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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