(57)【要約】【課題】フィルタに付着した異物の除去を容易にした冷却装置を提供する。【解決手段】流入パイプ３はコネクタ１６の冷媒流出側の大径通路１８に挿入され、その端面が突出部１７の冷媒流出側の側壁に当接した状態で複数のボルト２０により固定されている。導入パイプ５は、コネクタ１６の冷媒流入側の大径通路１９に挿入され、その端面が脱着可能なフィルタ２１を介して突出部１７の冷媒流入側の側壁に当接した状態で複数のボルト２２により固定されている。冷却装置１の運転を停止し、ボルト２０及び２２を緩めてコネクタ１６から導入パイプ５及び流入パイプ３を取り外す。フィルタ２１はコネクタ１６を大径通路１９が下向きになるように傾けることにより、容易に取り出すことができる。コネクタ１６から取り出したフィルタ２１は水等により洗浄することができ、フィルタ２１に付着した異物を簡単に取り除くことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流入口と冷媒流出口を有し、内部に冷媒流路が形成された冷却器と、前記冷媒流入口に取り付けられる導入パイプと、前記冷媒流入口と前記導入パイプとの間に取り外し可能なフィルタとを有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記導入パイプ及び前記冷媒流入口と接続されるコネクタを有し、前記フィルタは当該コネクタに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷媒流入口は、前記冷却器に設けられた冷媒の流入パイプであることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記フィルタは前記コネクタに脱着可能に装着されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記コネクタは、前記導入パイプおよび前記冷媒流入口から脱着可能であり、前記フィルタは前記コネクタに固定されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却器の冷媒流路は、フィンにより区画形成され、前記フィルタは前記冷媒流路の幅よりも小さい目を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、フィルタを備えた電子機器等の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車載用電子機器においては、半導体素子等の発熱体に生じる熱を放熱するために冷却装置が設けられている。冷却装置の一部を構成する冷却器は密閉された枠体内にフィンを内装することによって、冷却器内部に流路を形成している。冷却器は内部の流路に例えば水等の冷媒となる流体を流通することにより、発熱体から冷却器に伝達された熱を冷却器と冷媒との間で熱交換し、発熱体の冷却を行なっている。
【０００３】
冷却器は一般的にラジエータ及びポンプ等とパイプあるいはホース等により接続され、冷媒が循環するように構成されている。冷却装置に使用される冷媒は、冷媒の循環系を構成する各部品が有する異物や各部品の壁面の劣化により生じる異物により使用の経過に伴い汚れるため、冷却器内部の流路が異物により閉塞する恐れがある。このため、例えば、特許文献１に開示されているように、冷却装置は流体のフィルタを備え、冷却器内部の流路に異物が詰まらないように構成されている。
【０００４】
特許文献１に開示された冷却装置は導入側パイプ接続板、流路拡大板、フィルタ板、流路拡大板、導入流路規制板、交互に配置された複数の流路板と複数の伝熱板、排出流路規制板、流路拡大板及び排出側パイプ接続板の順に積層され、一体化された積層構造に構成されている。複数の伝熱板はそれぞれ中央部にフィン部が形成され、各フィン部間に微細流路が形成されている。従って、導入側パイプ接続板側から導入された流体はフィルタ板によって異物が補足される。このため、特許文献１の冷却装置は各フィン部間に形成された微細流路における異物の詰まりを防止することができ、異物の詰まりによるポンプ負荷の増大や冷却性能の低下を防止し、良好に発熱体を冷却することができる
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０５６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フィルタ表面には、冷却装置の運転に伴い補足された異物が順次付着、堆積し、流体の流通が阻害されるため、定期的なフィルタの洗浄が必要となる。しかし、特許文献１に開示された冷却装置は一体化された積層体内にフィルタ板を組み込む構成であるため、積層体からフィルタ板を取り出し、フィルタ板を洗浄することが難しい。
【０００７】
即ち、積層体は密閉するために適宜手段により接着固定されており、しかも積層体の複数の電熱板には発熱体がろう付けあるいははんだ付け等により接合され、一体化されているため、積層体の分解は実質的に不可能である。従って、特許文献１に開示された冷却装置はフィルタ板の洗浄ができないため、長期の使用が困難になる恐れがある。
【０００８】
本願発明は、フィルタに付着した異物の除去を容易にした冷却装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１は、冷媒流入口と冷媒流出口を有し、内部に冷媒流路が形成された冷却器と、前記冷媒流入口に取り付けられる導入パイプと、前記冷媒流入口と前記導入パイプとの間に取り外し可能なフィルタとを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１によれば、フィルタの取り付け、取り外しが可能であるため、フィルタの洗浄が容易となり、フィルタに付着した異物を確実に除去することができる。従って、冷却器内の冷媒流路が異物によって遮断される恐れが無く、冷却器の放熱機能を持続させることが可能である。
【００１１】
請求項２では、前記導入パイプ及び前記冷媒流入口と接続されるコネクタを有し、前記フィルタは当該コネクタに設けられていることを特徴とする。請求項２によれば、コネクタは取り付け、取り外しが可能であるため、フィルタの取り付け、取り外しが容易となり、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００１２】
請求項３では、前記冷媒流入口は、前記冷却器に設けられた冷媒の流入パイプであることを特徴とする。請求項３によれば、フィルタの取り付けが容易である。
【００１３】
請求項４では、前記フィルタは前記コネクタに脱着可能に装着されていることを特徴とする。請求項４によれば、コネクタからフィルタを簡単に取り外すことができるため、フィルタの洗浄を容易に、かつ確実に行なうことができる。
【００１４】
請求項５では、前記コネクタは、前記導入パイプおよび前記冷媒流入口から脱着可能であり、前記フィルタは前記コネクタに固定されていることを特徴とする。請求項３によれば、コネクタの通路に水あるいはエア等を吹き付けることによりフィルタの洗浄を容易に行なうことができる。また、フィルタが固定されているので、コネクタをそのまま供給パイプ及び連結パイプに取り付ければよいため、取り付け作業が容易である。
【００１５】
請求項６では、前記冷却器の冷媒流路は、前記フィンにより区画形成され、前記フィルタは前記冷媒流路の幅よりも小さい目を有することを特徴とする。請求項６によれば、冷却器内の流路に詰まり易い異物はフィルタにより確実に除去され、流体の円滑な流れを保証することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明は、フィルタの洗浄を容易に行なうことができるため、冷却器内における円滑な流体の流れを常に維持し、冷却器の放熱機能を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態における冷却装置の概要を示す一部断面図である。
【図２】コネクタとフィルタの関係を示す拡大断面図である。
【図３】フィルタの洗浄形態を示す斜視図である。
【図４】第２の実施形態におけるコネクタとフィルタの関係を示す拡大断面図である。
【図５】フィルタの洗浄形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１〜図３に基づき説明する。なお、本願明細書においては、便宜上、図１を正面図として説明する。
【００１９】
図１において、冷却装置１は冷却器２、流入パイプ３、流出パイプ４、導入パイプ５、導出パイプ６、後述するコネクタ１６、コネクタ２３、フィルタ２１、ポンプ７及びラジエター８から構成される。冷却器２の上面には、熱伝導部材を含む半導体モジュール等の発熱体９からなる電子機器がはんだ付けにより接合されている。
【００２０】
冷却器２は、天板１０と、天板１０と所定の空間を空けて対向して設けられる底板１１と、天板１０および底板１１の外周縁部に設けられる側板１２と、フィン１３と、側板１２に設けられる流入パイプ３および流出パイプ４とから構成されており、天板１０と底板１１と側板１２とで内部に冷媒の流通可能な空間が形成された中空断面形状のケースを構成している。フィン１３は、天板１０と底板１１との間に設けられ、複数の冷媒流路１４を形成する。冷却器２を構成する天板１０、底板１１、フィン１３、側板１２、流入パイプ３及び流出パイプ４はアルミニウムを主成分とする材料等の熱伝達性の高い金属材で構成されている。
【００２１】
流入パイプ３は冷媒流路１４と連通するように、冷却器２に側板１２の一部を貫通して取り付けられ、冷却器２への冷媒流入口を構成している。また、流出パイプ４は冷媒流路１４と連通するように、流入パイプ３と反対側に位置する側板１２を貫通して冷却器２に取り付けられ、冷却器２内の冷媒流出口を構成している。一方、導入パイプ５はポンプ７に連結され、導出パイプ６はラジエター８に連結されている。また、ポンプ７とラジエター８とは連結パイプ１５によって連結されている。
【００２２】
コネクタ１６は、図２に拡大して示したように、流入パイプ３と導入パイプ５とが接続されている。コネクタ１６は内部に大径通路１８、１９が形成された環状部材で構成され、内部のほぼ中央部に小径通路を形成する環状の突出部１７が形成されている。従って、コネクタ１６内部には、冷媒流入側の大径通路１９と、冷媒流出側の大径通路１８と、小径通路とが形成される。大径通路１８、１９の径は流入パイプ３及び導入パイプ５の外径と略同一に形成されている。突出部１７の小径通路の径は流入パイプ３及び導入パイプ５の内径と略同一に形成されている。
【００２３】
流入パイプ３は、コネクタ１６の冷媒流出側の大径通路１８に挿入され、その端面が突出部１７の冷媒流出側の側壁に当接した状態で複数のボルト２０によりコネクタ１６に固定されている。導入パイプ５は、コネクタ１６の冷媒流入側の大径通路１９に挿入され、その端面が後述するフィルタ２１に当接した状態で複数のボルト２２によりコネクタ１６に固定されている。
【００２４】
フィルタ２１は、外径が大径通路１９の径と略同一の円柱状に形成されている。フィルタ２１は、コネクタ１６の冷媒流入側の大径通路１９に挿入され、フィルタ２１の冷媒流出側の面の一部が突出部１７の冷媒流入側の側壁と当接するように配置される。また、フィルタ２１はステンレス等の金属材料、ガラス繊維材料あるいはポリウレタン、ナイロン等の樹脂材料を用いて構成することができるが、冷媒に常時晒されるため、耐食性を有する材料を選択することが好ましい。なお、フィルタ２１の目の大きさは、フィン１３により区画形成された冷媒流路１４の幅よりも小さく形成されており、冷媒流路１４に詰まるような異物を確実に補足することができる。
【００２５】
コネクタ２３は、コネクタ１６と同一の構成を有し、内部の中央部に環状の突出部２４が形成されている。コネクタ２３は、流出パイプ４と導出パイプ６が接続される。流出パイプ４は、コネクタ２３の冷媒流入側の大径通路２５に挿入され、その端面が突出部２４の冷媒流入側の側壁に当接した状態で、複数のボルト２６によってコネクタ２３に固定されている。導出パイプ６は、コネクタ２３の冷媒流出側の大径通路２７に挿入され、その端面が突出部２４の冷媒流出側の側壁に当接した状態で、複数のボルト２８によってコネクタ２３に固定されている。なお、導入パイプ５及び導出パイプ６は柔軟性のあるパイプで構成すれば、コネクタ１６、２３への取り付け作業をより容易にすることができる。
【００２６】
以上のように構成された第１の実施形態は以下の作用及び効果を有する。
図１において、冷却装置１の運転により、ポンプ７から導入パイプ５に供給された冷媒は、フィルタ２１によってろ過され、流入パイプ３から冷却器２内に供給される。異物を除かれた冷媒は冷媒流路１４を円滑に通過する間に冷却器２との間で熱交換を行ない、流出パイプ４に達する。冷却器２から排出された冷媒は導出パイプ６によってラジエター８に送られ、冷却される。ラジエター８によって冷却された冷媒は連結パイプ１５によりポンプ７に送られ、導入パイプ５に再び供給される。このように、冷媒を循環させることにより冷却器２は発熱体９の冷却を行なうことができる。
【００２７】
冷却装置１が一定時間運転されると、フィルタ２１の目が異物の付着により塞がれてフィルタ２１を通過する冷媒の流量が減少する。この場合、冷却装置１の運転を停止させた後、ボルト２０及び２２を緩め、コネクタ１６から導入パイプ５と流入パイプ３を取り外す。図３に示すように、コネクタ１６の冷媒流入側の大径通路１９が下向きになるようにコネクタ１６を傾けることにより、フィルタ２１はコネクタ１６から容易に取り出される。コネクタ１６から取り出したフィルタ２１は水等により洗浄することができるため、フィルタ２１に付着した異物を簡単に取り除くことができる。なお、フィルタ２１がコネクタ１６を傾けただけでは出てこないような場合は、コネクタ１６の大径通路１８側から例えば棒状の部材を挿入して押し出せば、フィルタ２１を簡単に取り出すことができる。
【００２８】
冷却装置１は、洗浄したフィルタ２１をコネクタ１６の大径通路１９内に取り付け、図１及び図２に示すように、コネクタ１６を流入パイプ３及び導入パイプ５に連結することにより、復元することができる。従って、フィルタ２１を定期的に容易に洗浄することができるため、冷却器２は冷媒流路１４における冷媒の円滑な流れを維持し、効率の良い放熱機能を持続させることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図４及び図５に示す第２の実施形態は、第１の実施形態におけるフィルタ２１の装着形態を変更したもので、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３０】
図４において、流入パイプ３及び導入パイプ５を接続するコネクタ２９は、内径が流入パイプ３または導入パイプ５の外径と略同一に形成された環状のパイプ３０、３１からなり、パイプ３０、３１は端面が互いに接合されている。パイプ３０、３１は、互いに接合される端面の内径側にはそれぞれ環状溝３２、３３が形成され、環状溝３２、３３にフィルタ２１の外周部を嵌合した状態でろう材３４等により接合され、一体化されている。従って、フィルタ２１はコネクタ２９の一部となるように、コネクタ２９に固定された構成である。
【００３１】
流入パイプ３は、パイプ３０に挿入され、流入パイプ３の端面をフィルタ２１の冷媒流入側の側面に当接した状態でボルト２０により固定される。また、導入パイプ５は、パイプ３１に挿入され、導入パイプ５の端面がフィルタ２１の冷媒流出側の側面に当接した状態でボルト２２により固定される。このため、フィルタ２１は流入パイプ３と導入パイプ５により挟持され、安定した状態で冷媒のろ過作用を行なうことができる。
【００３２】
フィルタ２１の洗浄は次のようにして行なうことができる。ボルト２０及び２２を緩め、流入パイプ３及び導入パイプ５とコネクタ２９とを分離する。分離されたコネクタ２９は図５に示すように、図示しない洗浄機に連結した洗浄ホース３７をパイプ３１内に向けて水等の洗浄液３８を噴射することにより、フィルタ２１の冷媒流入側の側面に付着している異物を除去することができる。また、洗浄ホース３７をパイプ３０内に指向して洗浄液３８を噴射することにより、フィルタ２１の目に挟まっている異物が除去され易くなり、フィルタ２１全体を容易に洗浄することができる。
【００３３】
本願発明は、前記した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。
【００３４】
（１）第１の実施形態におけるフィルタ２１はコネクタ１６に挿入され、流入パイプ３と突出部１７の冷媒流出側の側壁との間に装着されるように構成しても良い。
（２）第１の実施形態において、流入パイプ３及び導入パイプ５の内径及び突出部１７の小径通路の径はフィルタ２１の装着が可能である限り、それぞれ異なる径で形成し、冷媒の通路に段差が生じるような構成であっても構わない。
（３）本願発明における冷却器の冷媒流入口は、第１の実施形態のように流入パイプ３で構成する必要は無く、冷却器２の側板１２に形成した貫通孔のみで形成してもよい。この場合、フィルタ２１は側板１２の貫通孔に取り外し可能に取り付けられる。この実施形態の場合は、側板１２の貫通孔に、第１の実施形態で説明したコネクタ１６を直接接続し、このコネクタ１６に導入パイプ５を接続すればよい。他の接続方法としては、コネクタ１６を無くし、側板１２の貫通孔に導入パイプ５を直接接続する構成を採用することができる。
【００３５】
（４）第１の実施形態において、コネクタ１６、２３は流入パイプ３、導入パイプ５、流出パイプ４及び導出パイプ６を挿入するのみで固定することができるワンタッチ式の構成を採用することができる。また、本願発明の各実施形態では、ボルト式やワンタッチ式に限らず、流入パイプ３、導入パイプ５、流出パイプ４及び導出パイプ６を柔軟性のあるパイプで構成し、ホースクリップ等の固定手段を用いてコネクタ１６、２３、２９に固定する構成を採用することができる。
【００３６】
（５）第２の実施形態において、フィルタ２１をコネクタ２９に固定して装着する手段は図４の構成に限らず、１つのパイプ内にフィルタ２１を挿入し、接着剤等の手段を用いて固定する構成を採用することができる。
（６）本願発明を実施する冷却装置１は、半導体モジュールの冷却に限らず、電子機器を構成する他の発熱体の冷却に用いることができる。また、本願発明は車両以外の他の機械における電子機器の冷却装置において実施することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  冷却装置
２  冷却器
３  流入パイプ
４  流出パイプ
５  導入パイプ
６  導出パイプ
１５  連結パイプ
９  発熱体
１３  フィン
１４  冷媒流路
１６、２３、２９  コネクタ
１７、２４  突出部
１８、１９、２５、２７  大径通路
２１  フィルタ
３０、３１  パイプ
３２、３３  環状溝
３４  ろう材
３７  洗浄ホース
３８  洗浄液
【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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