(57)【要約】【課題】流体を円滑に流すことができ、圧力損失の低減を図ることができる冷却器を提供すること。【解決手段】冷却器（１０）は、流体が通過可能な複数の流路（４０）と、これらの流路（４０）のそれぞれに流体（Ｆ）を供給するように形成された分岐部（２５）と、流路（４０）のそれぞれから排出された流体（Ｆ）が合流する合流部（２６）と、を備えている。分岐部（２５）及び合流部（２６）の間に位置する中央流路（４１）には、流体（Ｆ）の滞留を抑制するための滞留抑制部（５０）が設けられている。滞留抑制部（５０）は、中央流路（４１）内に導入された流体（Ｆ）の一部を隔離壁（３０）に沿って流すための分流部（５１）と、中央流路（４１）内に導入された流体（Ｆ）の残部を直線（Ｌ）に沿って流し分岐部（２５）から合流部（２６）に向かって下り勾配に形成された勾配部（５２）と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床を構成する平板状の板部材と、
この板部材から立ち上げられた複数の隔離壁と、を備え、
前記隔離壁は、互いに対向して間隔を空けて設けられ、
これらの隔離壁の間に形成されたそれぞれの空間は、流体が通過可能な流路とされ、
前記流路のそれぞれに前記流体を供給するように形成された分岐部と、
前記流路のそれぞれから排出された前記流体が合流する合流部と、を備え、
前記流体の流れ方向を基準として、それぞれの前記隔離壁の上流側の端部は、前記分岐部に臨むとともに、それぞれの前記隔離壁の下流側の端部は、前記合流部に臨み、
前記分岐部及び前記合流部は、１つの直線上に略形成され、
前記流路のうち、前記分岐部及び前記合流部の間に位置する流路を中央流路とした場合に、この中央流路には、前記流体の滞留を抑制するための滞留抑制部が設けられ、
この滞留抑制部は、前記中央流路内に導入された前記流体の一部を前記隔離壁に沿って流すための分流部と、前記中央流路内に導入された前記流体の残部を前記直線に沿って流し前記分岐部から前記合流部に向かって下り勾配に形成された勾配部と、を有することを特徴とする冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の隔離壁の間に形成された流路を有する冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車には、電動モータ等の駆動機器を制御しているパワーコントロールユニットが設けられている。このパワーコントロールユニットは、内部に設けられている半導体素子が蓄電池から供給された電力を直流又は交流等に電力変換することで、駆動機器を制御している。パワーコントロールユニットが駆動機器を駆動させると、半導体素子は発熱する。このため、パワーコントロールユニットには、半導体素子（発熱体）を冷却するための冷却器が備え付けられている。このような冷却器の従来技術として特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
特許文献１に示されるような、冷却器は、床を構成する平板状の板部材と、この板部材から立ち上げられた複数の隔離壁と、これらの隔離壁の間に形成され流体が通過可能な複数の流路と、を有している。
【０００４】
流路の入口側には、それぞれの流路に流体を供給するように分岐部が形成されている。流路の出口側には、それぞれの流路から排出された流体が合流する合流部が形成されている。
【０００５】
冷却器内を流れる流体は、分岐部から流路に導入され、流路を通過して、合流部において合流する。このような冷却器によれば、冷却器内の全体に流体を流すことができ、冷却器に接触している電子部品等をより確実に冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３３３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された冷却器によれば、分岐部から流路に導入された流体は、合流部において合流する。合流部において２つの流路を流れた流体が衝突し、この部位において大きな圧力損失が生じる。このため、流体の流量を確保し、電子部品を確実に冷却するためには、大きな出力のポンプによって流体を循環させる必要がある。しかし、大きな出力のポンプは高価であり、冷却器が搭載される装置の価格が嵩む原因となる。また、合流部では、流体が衝突することによって圧力差が生じ、これによって気泡が発生しやすくなる。気泡が発生すると、流体の接触面積が小さくなり電子部品の冷却効率が低下する。
【０００８】
本発明は、流体を円滑に流すことができ、圧力損失の低減を図ることができる冷却器の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１による発明によれば、床を構成する平板状の板部材と、
この板部材から立ち上げられた複数の隔離壁と、を備え、
前記隔離壁は、互いに対向して間隔を空けて設けられ、
これらの隔離壁の間に形成されたそれぞれの空間は、流体が通過可能な流路とされ、
前記流路のそれぞれに前記流体を供給するように形成された分岐部と、
前記流路のそれぞれから排出された前記流体が合流する合流部と、を備え、
前記流体の流れ方向を基準として、それぞれの前記隔離壁の上流側の端部は、前記分岐部に臨むとともに、それぞれの前記隔離壁の下流側の端部は、前記合流部に臨み、
前記分岐部及び前記合流部は、１つの直線上に略形成され、
前記流路のうち、前記分岐部及び前記合流部の間に位置する流路を中央流路とした場合に、この中央流路には、前記流体の滞留を抑制するための滞留抑制部が設けられ、
この滞留抑制部は、前記中央流路内に導入された前記流体の一部を前記隔離壁に沿って流すための分流部と、前記中央流路内に導入された前記流体の残部を前記直線に沿って流し前記分岐部から前記合流部に向かって下り勾配に形成された勾配部と、を有することを特徴とする冷却器が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、分岐部及び合流部の間に位置する流路を中央流路とした場合に、この中央流路には、流体の滞留を抑制するための滞留抑制部が設けられている。この滞留抑制部は、中央流路内に導入された流体の一部が隔離壁に沿って流れるように形成された分流部、及び、流体の残部が分岐部から合流部に向かって真っ直ぐ流すように形成された勾配部を有している。分流部を設けることにより、流体は隔離壁に沿って中央流路の全体に流体を流すことができ、中央流路における流れの滞りを抑制することができる。更に、勾配部を設けることにより、分岐部から合流部に向かって真っ直ぐ進む流体を介して分流部で分流された流体が合流することになり、流体の衝突による圧力損失の低減が図れる。この結果、流体を円滑に流すことができ、圧力損失の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による冷却器の分解斜視図である。
【図２】本発明の作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌｅは左、Ｒｉは右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞
【００１３】
図１を参照する。冷却器１０は、作動中に発熱する電子部品Ｅ（発熱体Ｅ）を冷却するために用いられる。より詳細には、冷却器１０は、冷却器１０の中に流される流体（冷却水）の熱及び電子部品Ｅの熱を交換することにより、電子部品Ｅを冷却するものである。
【００１４】
冷却器１０は、流体が通過可能な本体部２０と、この本体部２０に被せられ上面に電子部品Ｅが固定されたカバー部１１と、からなる。
【００１５】
本体部２０及びカバー部１１は、例えば、アルミニウム等の金属によって形成されている。本体部２０及びカバー部１１は、同じ金属としても良いし、異なる金属としても良い。
【００１６】
本体部２０は、床を構成する平板状の板部材２１と、この板部材２１の両側方から立ち上げられた本体部壁部２２、２２と、これらの本体部壁部２２、２２の間に形成され流体を導入可能な導入部２３と、この導入部２３から導入された流体を排出可能な排出部２４と、これらの導入部２３及び排出部２４の間且つ本体部壁部２２、２２の間の領域において板部材２１から立ち上げられた複数（６枚）の隔離壁３０と、これらの隔離壁３０の間の領域であって流体が通過可能な流路４０と、これらの流路４０の一端に位置し流路４０のそれぞれに流体を供給するように形成された分岐部２５と、流路４０の他端に位置しそれぞれの流路４０から排出された流体が合流する合流部２６と、板部材２１の中央に形成されている流路４０に設けられた滞留抑制部５０と、からなる。
【００１７】
板部材２１は、導入部２３及び排出部２４に対応した部位が略四角形を呈し、上面に流路４０が形成されている部位が略八角形を呈している。略四角形に形成された部位と略八角形に形成された部位は、連続している。
【００１８】
本体部壁部２２、２２は、板部材２１の側縁に沿って２つ設けられている。これらの２つの本体部壁部２２、２２は、互いに対向している。
【００１９】
導入部２３は、本体部壁部２２、２２によって形成された空間のうち、本体部２０における、流体の流れ方向の上流側の端部に形成された空間である。導入部２３は、流体を冷却器１０の内部に導入可能となるように形成されている。
【００２０】
排出部２４は、本体部壁部２２、２２によって形成された空間のうち、本体部２０における、流体の流れ方向の下流側の端部に形成された空間である。排出部２４は、流体を冷却器１０の内部から排出可能となるように形成されている。
【００２１】
隔離壁３０は、それぞれ長さの異なる３種類の隔離壁３１〜３３によって構成される。これらの３種類の隔離壁３１〜３３を、長さの短いものから第１の隔離壁３１、第２の隔離壁３２、第３の隔離壁３３という。第１の隔離壁３１〜第３の隔離壁３３は、それぞれ略Ｃ字状を呈し、２枚ずつ設けられている。
【００２２】
第１の隔離壁３１、３１は、滞留抑制部５０を囲うように対向して設けられている。第２の隔離壁３２、３２は、第１の隔離壁３１、３１を囲うように第１の隔離壁３１、３１に対して間隔を開けて設けられている。第３の隔離壁３３、３３は、第２の隔離壁３２、３２を囲うように第２の隔離壁３２、３２に対して間隔を開けて設けられている。
【００２３】
第１の隔離壁３１、３１〜第３の隔離壁３３、３３は、流体の流れ方向を基準として、それぞれ上流側の端部が分岐部２５に臨んでおり、それぞれ下流側の端部が合流部２６に臨んでいる。
【００２４】
流路４０は、第１の隔離壁３１、３１の間に形成された第１の流路４１と、第１の隔離壁３１、３１及び第２の隔離壁３２、３２の間に形成された２つの第２の流路４２、４２と、第２の隔離壁３２、３２及び第３の隔離壁３３、３３の間に形成された２つの第３の流路４３、４３と、を有する。
【００２５】
第１の流路４１〜第３の流路４３は、第１の流路４１を中心に略同心円上に形成されている。第１の流路４１は、中央に位置している中央流路４１ということもできる。以下、第１の流路４１を適宜中央流路４１という。
【００２６】
中央流路４１は、分岐部２５及び合流部２６の間に形成されている。略Ｃ字状の第１の隔離壁３１、３１が対向して形成された中央流路４１の幅は、上流側から下流側に向かって変化している。
【００２７】
中央流路４１、第２の流路４２、４２及び第３の流路４３、４３は、この順に長さが長くなるように形成されている。
【００２８】
分岐部２５の上流側の端部は、導入部２３から連続しており、下流側の端部は、中央流路４１の入口まで連続している。
【００２９】
合流部２６の上流側の端部は、中央流路４１の出口から連続しており、合流部２６の下流側の端部は、排出部２４まで連続している。
【００３０】
滞留抑制部５０は、中央流路４１内に導入された流体の一部を第１の隔離壁３１、３１に沿って流すための分流部５１と、中央流路４１内に導入された流体の残部が流れ分岐部２５から合流部２６に向かって下り勾配に形成された勾配部５２と、を有している。
【００３１】
滞留抑制部５０は、分岐部２５及び合流部２６を繋ぐ１つの直線Ｌ上に略形成されている。勾配部５２は、流体の残部を直線Ｌに沿って流す。
【００３２】
滞留抑制部５０は、板部材２１の中央から上方に突出している。滞留抑制部５０は、中央流路４１に導入された流体の一部を、第１の隔離壁３１、３１に沿って分流する。滞留抑制部５０は、板部材２１と一体的に形成されていても良いし、別部品として板部材２１に取り付けられていても良い。
【００３３】
分流部５１は、流体が流れる方向を基準に、中央流路４１に導入された流体の一部を分流するように滞留抑制部５０の上流側の端部に臨んでいる。分流部５１は、例えば、板部材２１から鉛直方向に立ち上げられた壁である。なお、分流部５１は、傾斜形状を呈するように板部材２１から斜め上方に向かって形成されていても良い。分流部５１の形状は、例えば、湾曲形状である。なお、分流部５１の形状は、尖っていても良い。
【００３４】
勾配部５２は、板部材２１から上方に突出した滞留抑制部５０の上面を構成し、分流部５１の頂点から合流部２６に向かって下り勾配となるように形成されている。
【００３５】
勾配部５２は、中央流路４１内に導入された流体のうち、分流部５１に分流されない流体の残部を分岐部２５及び合流部２６を繋ぐ直線Ｌに沿って流すように形成されている。
【００３６】
カバー部１１は、平板状のカバー部ベース部１１ａと、このカバー部ベース部１１ａの側縁からそれぞれ下げられたカバー部壁部１１ｂ、１１ｂと、からなる。
【００３７】
カバー部ベース部１１ａは、板部材２１と形状が略同一であり、板部材２１よりもわずかに大きい。カバー部ベース部１１ａには、例えば、はんだ付けにより発熱体Ｅが取り付けられる。
【００３８】
カバー部壁部１１ｂ、１１ｂは、本体部壁部２２、２２と近接している。カバー部壁部１１ｂ、１１ｂは、例えば、ろう接により本体部壁部２２、２２と接合されている。これにより、冷却器１０内部を流れる流体が漏れることがない。
【００３９】
次に、本発明の作用を説明する。
【００４０】
冷却器１０は、冷却器１０内に形成された流路４０を流れる流体によって、カバー部１１と接触した発熱体Ｅを冷却する。流体は、分岐部２５からそれぞれの流路４０に導入され、合流部２６に向かってそれぞれの流路４０から排出される。これらの流路４０の中央には中央流路４１が形成されている。
【００４１】
図２を参照する。図２には、中央流路４１を流れる流体Ｆの流れが示されている。導入部２３（図１参照）から導入された流体Ｆのうち、分流部５１の下流側の端部まで到達した流体Ｆ（ａ１）は、次に中央流路４１を流れる。中央流路４１を流れる流体Ｆ（ａ１）は、滞留抑制部５０に到達する。
【００４２】
図２（ａ）を参照する。滞留抑制部５０に到達した流体Ｆ（ａ１）の一部は、分流部５１によって左右方向に分流される。残りの流体Ｆは、滞留抑制部５０の上面に達する（ａ３）。ここで、分流部５１によって左右方向に分流された流体Ｆ（ａ２、ａ４）は、第１の隔離壁３１、３１に沿って流れ、滞留抑制部５０の上面に達した流体Ｆ（ａ３）は、勾配部５２の上面に沿って流れる。なお、分流された流体Ｆ（ａ２、ａ４）は隔離壁３０に沿って流れるため、中央流路４１において、流体Ｆの流れ方向に直交する幅が広くなっても流体Ｆの流れの滞りが抑制される。
【００４３】
流体Ｆは、一部が第１の隔離壁３１、３１に沿って流れ（ａ５、ａ７）、残部が勾配部５２に沿って流れる（ａ６）。流体Ｆは、合流部２６において合流する。勾配部５２に沿った流れに合流するように、第１の隔離壁３１、３１に沿った流れ（ａ５、ａ７）が合流する。第１の隔離壁３１、３１に沿った流れ（ａ５、ａ７）同士が衝突することを抑制することができる。
【００４４】
次に、本発明の効果を説明する。
【００４５】
図１及び図２を参照する。中央流路４１には、流体Ｆの滞留を抑制するための滞留抑制部５０が設けられている。この滞留抑制部５０は、中央流路４１内に導入された流体Ｆの一部が隔離壁３０に沿って流れるように形成された分流部５１、及び、流体Ｆの残部が分岐部２５から合流部２６に向かって真っ直ぐ流すように形成された勾配部５２を有している。分流部５１を設けることにより、流体Ｆは隔離壁３０に沿って中央流路４１の全体に流体Ｆを流すことができ、中央流路４１における流れの滞りを抑制することができる。更に、勾配部５２を設けることにより、分岐部２５から合流部２６に向かって真っ直ぐ進む流体Ｆを介して分流部５１で分流された流体Ｆが合流することになり、流体Ｆの衝突による圧力損失の低減が図れる。この結果、流体Ｆを円滑に流すことができ、圧力損失の低減を図ることができる。
【００４６】
なお、本発明による冷却器１０は、電気自動車等に搭載されたパワーコントロールユニットに組み付けられた半導体素子の冷却を例に説明した。しかし、冷却される対象は、電気自動車等に組み付けられた半導体素子に限られず、冷却を必要とする発熱体であれば良い。即ち、電気自動車等の乗り物の他、建機や工場設備等にも適用が可能である。
【００４７】
また、実施例において、冷却器１０が冷却する発熱体Ｅは、カバー部１１に固定された発熱体Ｅである例をもって説明した。しかしながら、冷却器１０は、本体部２０に固定された発熱体Ｅを冷却しても良い。
【００４８】
即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の冷却器は、電気自動車等のパワーコントロールユニットに組み付けられた半導体素子を冷却するのに好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…冷却器
２１…板部材
２５…分岐部
２６…合流部
３０…隔離壁
４０…流路
４１…中央流路（第１の流路）
５０…滞留抑制部
５１…分流部
５２…勾配部
Ｆ…流体
Ｌ…直線
【図１】
2019160993.tif 000003
【図２】
2019160993.tif 000004