(57)【要約】【課題】発熱体を効率良く冷却することができる電装箱の冷却構造を提供する。【解決手段】パワー素子５０を収納した電装箱１８の外側に設けられ、パワー素子５０と熱的に接続されて当該パワー素子５０を冷却する冷却板１９と、冷媒が循環する冷媒回路３から冷却板１９に冷媒を供給する冷媒配管２４とを備えた電装箱の冷却構造において、冷却板１９は、略中央部から両側縁部に向けて傾斜する傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃを備え、これら傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃに冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４Ａをそれぞれ配置し、これら直管部２４Ａ，２４Ａの間に対応する領域５５にパワー素子５０を配置した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を収納した電装箱の外側に設けられ、前記発熱体と熱的に接続されて当該発熱体を冷却する冷却板と、冷媒が循環する冷媒回路から前記冷却板に冷媒を供給する冷媒配管とを備えた電装箱の冷却構造において、
前記冷却板は、略中央部から両側縁部に向けて傾斜する傾斜面を備え、これら傾斜面に前記冷媒配管をそれぞれ配置し、これら冷媒配管の間に対応する領域に前記発熱体を配置したことを特徴とする電装箱の冷却構造。
【請求項２】
前記冷却板は、前記傾斜面に前記冷媒配管が嵌る溝部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電装箱の冷却構造。
【請求項３】
前記冷媒配管を前記傾斜面に配置した状態で固定する固定具を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電装箱の冷却構造。
【請求項４】
前記電装箱は、前記冷却板と対向する位置に開口部を備え、この開口部を通じて当該電装箱内に露出する前記冷却板の面に前記発熱体を取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電装箱の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体を収納した電装箱の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発熱体を収納した電装箱の外側に設けられ、前記発熱体と熱的に接続されて当該発熱体を冷却する冷却板と、冷媒が循環する冷媒回路から前記冷却板に冷媒を供給する冷媒配管とを備えた電装箱の冷却構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の冷却構造では、空冷のヒートシンクを備えたものと比べて、電装箱の設置場所の制限が少ないことに加え、冷却板のサイズダウンを実現できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−１８７７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発熱体の発熱量は増加する傾向にあるため、より効率良く発熱体を冷却することが要望されている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、発熱体を効率良く冷却することができる電装箱の冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、発熱体を収納した電装箱の外側に設けられ、前記発熱体と熱的に接続されて当該発熱体を冷却する冷却板と、冷媒が循環する冷媒回路から前記冷却板に冷媒を供給する冷媒配管とを備えた電装箱の冷却構造において、前記冷却板は、略中央部から両側縁部に向けて傾斜する傾斜面を備え、これら傾斜面に前記冷媒配管をそれぞれ配置し、これら冷媒配管の間に対応する領域に前記発熱体を配置したことを特徴とする。
【０００６】
この構成において、前記冷却板は、前記傾斜面に前記冷媒配管が嵌る溝部を設けても良い。また、前記冷媒配管を前記傾斜面に配置した状態で固定する固定具を備えても良い。また、前記電装箱は、前記冷却板と対向する位置に開口部を備え、この開口部を通じて当該電装箱内に露出する前記冷却板の面に前記発熱体を取り付けても良い。
更に、上述した固定具の代わりに断面形状が略丸形の冷媒配管を一部潰して、その断面形状を少し扁平形状として、その冷媒配管を冷却板の傾斜面に形成した溝部（凹部）に嵌合させて、固定具を用いずに冷媒配管を冷却板に固定するようにしても良い。
また、発熱体と冷却板との間には、熱伝導性を良好とするパテや塗装を施し、発熱体からの放熱を冷却板へ確実に伝えるようにしても良い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記冷却板は、略中央部から両側縁部に向けて傾斜する傾斜面を備え、これら傾斜面に前記冷媒配管をそれぞれ配置し、これら冷媒配管の間に対応する領域に前記発熱体を配置したため、発熱体の配置領域における冷却板が肉厚に形成されて熱容量を高めることができる。さらに、発熱体の配置領域を挟むように冷媒配管が配置され、各冷媒配管に冷媒が流通されることにより、当該領域に配置される発熱体からの発熱を効率良く冷却することができ、ひいては、冷却板の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電装箱の冷却構造を備えた空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】電装箱の冷却構造を示す外観斜視図である。
【図３】冷却構造の分解側断面図である。
【図４】冷却板に配置されたパワー素子と冷媒配管との配置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる電装箱の冷却構造を備えた空気調和装置の冷媒回路図である。空気調和装置１００は、図１に示すように、被調和室の外に設置される室外ユニット１と、被調和室内に設置される室内ユニット２とを備えた分離型のヒートポンプ式空気調和装置である。空気調和装置１００は、室外ユニット１と室内ユニット２とを接続する閉回路状に接続された冷媒回路３を備え、この冷媒回路３に冷媒を循環することにより、被調和室を空調（冷房及び暖房）する。
【００１０】
室外ユニット１は、圧縮機１１と、この圧縮機１１の吸込側に接続されたアキュムレータ１２と、圧縮機１１の吐出側に順次接続されたオイルセパレータ１３、四方弁１４、室外熱交換器１５、及び、レシーバタンク１６とを備える。また、室外ユニット１には、室外熱交換器１５へ向かって送風する室外ファン１７と、空気調和装置１００全体の動作を制御する制御基板（不図示）が収容された電装箱１８とが配設される。この電装箱１８には、制御基板に配置される発熱体としてのパワー素子５０（図３）と熱的に接続された冷却板１９が取り付けられている。
室内ユニット２は、レシーバタンク１６に接続される電動膨張弁２１と、この電動膨張弁２１と四方弁１４との間に接続される室内熱交換器２２と、この室内熱交換器２２へ向かって送風する室内ファン２３とを備える。
【００１１】
空気調和装置１００では、四方弁１４を切り換えることにより冷媒回路３を流れる冷媒の流れを切り換えて冷房運転と暖房運転とを切り換えるよう構成されている。冷房運転時には図中に示す実線矢印の方向に冷媒が流れ、暖房運転時には破線矢印の方向に冷媒が流れる。
すなわち、冷房運転時には、四方弁１４が実線の位置に切り替えられ、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒がオイルセパレータ１３、四方弁１４を経て室外熱交換器１５に達し、室外熱交換器１５において凝縮される。この室外熱交換器１５で凝縮された液冷媒は、レシーバタンク１６を経て電動膨張弁２１に送られ、この電動膨張弁２１を通過して膨張した後、室内熱交換器２２において蒸発される。この室内熱交換器２２で気化されたガス冷媒は、四方弁１４及びアキュムレータ１２を経た後に圧縮機１１の吸込側に戻る。
一方、暖房運転時には、四方弁１４が破線の位置に切り替えられ、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒がオイルセパレータ１３、四方弁１４を経て室内熱交換器２２に送られ、この室内熱交換器２２において凝縮される。この室内熱交換器２２で凝縮された液冷媒は、電動膨張弁２１に送られ、この電動膨張弁２１を通過して膨張した後、レシーバタンク１６を経て室外熱交換器１５において蒸発される。この室外熱交換器１５で気化されたガス冷媒は、四方弁１４及びアキュムレータ１２を経た後に圧縮機１１の吸込側に戻る。
【００１２】
上述のように、室外熱交換器１５と室内熱交換器２２とを接続する冷媒配管２４には、室外熱交換器１５または室内熱交換器２２で凝縮された液冷媒が流れる。この液冷媒は５０〜６０℃程度に冷却されており、室外熱交換器１５とレシーバタンク１６との間の冷媒配管２４には上記パワー素子５０を冷却するための冷却板１９が接合されている。
【００１３】
次に、電装箱の冷却構造について説明する。
図２は、電装箱の冷却構造を示す外観斜視図であり、図３は、冷却構造の分解側断面図である。
電装箱１８は、図２に示すように、底板３０の正面を除いた周縁から上方に延びる側板３１，３２及び背板３３と、これら側板３１，３２及び背板３３の上縁部に配置される天板３４とを備え、正面側が開口して構成されている。
背板３３には、図３に示すように、背板３３を貫通する開口部３３Ａが形成され、この開口部３３Ａに対向する背板３３の外面には、冷却板１９がねじ４０によって固定されている。背板３３と冷却板１９との間には、防水シール（不図示）が介在されており、電装箱１８に雨水がかかった場合であっても、この雨水が開口部３３Ａを通じて電装箱１８内に侵入することを防止している。
【００１４】
冷却板１９は、平面視で外郭が水平方向に長い略長方形状に形成され、例えば、アルミニウム等の熱伝導性の高い材質で形成された厚みのある板材である。上記開口部３３Ａに対向する冷却板１９の面１９Ａには、圧縮機１１や室外ファン１７を動作させるインテリジェントパワーモジュール(Intelligent Power Module)５１，５１及び、各インテリジェントパワーモジュール５１，５１への電流を整流するダイオード５２等のパワー素子５０が、ねじ４１によって、直接固定されている。これらパワー素子５０は、開口部３３Ａを通じて、電装箱１８内に露出し、当該電装箱１８内に収容される制御基板に接続される。
この構成によれば、熱伝導性の高い金属で形成された冷却板１９にパワー素子５０が直接固定されるため、これら冷却板１９とパワー素子５０との間の熱抵抗を抑えることができ、冷却板１９での冷却効率を向上させることができる。
【００１５】
外部に露出する冷却板１９の外側の面は、図３に示すように、断面視で略中央部が突出した山型に形成されており、略中央部に水平方向に延びる平面部１９Ｂと、この平面部１９Ｂから上方及び下方の側縁部に向かってそれぞれ傾斜する傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃとを備える。
これら傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃには、それぞれ長手方向に延びる一対の溝部４２，４２が設けられている。各溝部４２，４２は断面が半円弧状であり、これら溝部４２，４２には冷媒配管２４が嵌めこまれる。
本実施形態では、冷媒配管２４は、略平行に延びる一対の直管部２４Ａ，２４Ａと、これら直管部２４Ａ，２４Ａの一端同士を接続する略Ｕ字形状の曲管部２４Ｂとを備え、当該直管部２４Ａ，２４Ａが各溝部４２，４２に嵌めこまれる。
【００１６】
ところで、近年、パワー素子５０の発熱量は増加する傾向にあり、冷媒を用いて冷却する構成であっても、より効率良く冷却するレイアウトが要望されている。
このため、本実施形態では、上述したように、冷却板１９が略中央部から両側縁部に向けて傾斜する傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃを備え、これら傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃに冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４Ａをそれぞれ配置している。さらに、インテリジェントパワーモジュール５１，５１及びダイオード５２等のパワー素子５０は、図４に示すように、開口部３３Ａに対向する冷却板１９の面１９Ａにおける冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４Ａ間に対応する領域５５に配置されている。
【００１７】
上述のように、冷却板１９が略中央部から両側縁部に向けて傾斜する傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃを備えるため、パワー素子５０が配置される領域５５における冷却板１９の厚みは、傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃの側縁部に比べて肉厚となっており、当該領域５５における冷却板１９の熱容量を高めることができる。
さらに、パワー素子５０が配置される領域５５を挟むように冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４が配置され、各直管部２４Ａ，２４に冷媒が流通されることにより、当該領域５５に配置されるパワー素子５０が発する熱を効率良く冷却することができる。
従って、冷却板１９の小型化を図ることができ、電装箱１８における冷却板１９の配置構成の自由度が高まる。
また、本構成では、パワー素子５０が配置される領域５５における冷却板１９が肉厚に形成されることにより、図３に示すように、パワー素子５０（インテリジェントパワーモジュール５１，５１及びダイオード５２）を固定するためのねじ穴４４の深さを、冷却板１９が肉厚以下に抑えることができる。このため、このねじ穴４４が冷却板１９を貫通することを防止することができ、防水のための構成を付加する必要がなく、冷却板１９の構成の簡素化を図ることができる。
【００１８】
ところで、本実施形態では、冷却板１９を単一の板材で形成しているため、冷却板１９の一方の面１９Ａにパワー素子５０が取り付けられ、他方の面に冷媒配管２４が取り付けられる構成となっている。この構成では、例えば、メンテナンス等で電装箱１８を取り外す際に、冷媒配管２４が邪魔となることが想定されるため、この冷媒配管２４を冷却板１９から簡単に着脱できる構成とすることが望ましい。
本実施形態では、冷却板１９は傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃを備え、これら傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃの溝部４２，４２に冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４Ａを配置するとともに、これら直管部２４Ａ，２４Ａの一端側を曲管部２４Ｂで連結した構成となっている。
この構成によれば、曲管部２４Ｂで連結された直管部２４Ａ，２４Ａが、傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃの溝部４２，４２を挟持することにより、簡単な構成で冷媒配管２４を冷却板１９に固定することができる。また、冷媒配管２４を取り外す際には、曲管部２４Ｂとは反対側の直管部２４Ａ，２４Ａの部位を、お互いに離間するように湾曲させることにより、簡単に溝部４２，４２から離脱させることができる。
さらに、本実施形態では、冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４Ａが各溝部４２，４２に嵌めこまれた状態で、当該冷媒配管２４を冷却板１９に固定するための固定部材（固定具）４３が設けられている。この固定部材４３は、冷却板１９の形状に合わせて、側面視で略中央部が突出した山型に形成されており、溝部４２，４２に対向する位置に半円弧状に屈曲部４３Ａ，４３Ａと、両端部に背板３３にねじ止めするための固定部４３Ｂ，４３Ｂとを備える。この構成によれば、輸送時の振動等で、冷媒配管２４が冷却板１９から離脱する事態を回避することができ、パワー素子５０を確実に冷却することが可能となる。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態によれば、パワー素子５０を収納した電装箱１８の外側に設けられ、パワー素子５０と熱的に接続されて当該パワー素子５０を冷却する冷却板１９と、冷媒が循環する冷媒回路３から冷却板１９に冷媒を供給する冷媒配管２４とを備えた電装箱１８の冷却構造において、冷却板１９は、略中央部から両側縁部に向けて傾斜する傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃを備え、これら傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃに冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４Ａをそれぞれ配置し、これら直管部２４Ａ，２４Ａの間に対応する領域５５にパワー素子５０を配置したため、パワー素子５０が配置される領域５５における冷却板１９の厚みは、傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃの側縁部に比べて肉厚となっており、当該領域５５における冷却板１９の熱容量を高めることができる。パワー素子５０が配置される領域５５を挟むように冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４が配置され、各直管部２４Ａ，２４に冷媒が流通されることにより、当該領域５５に配置されるパワー素子５０が発する熱を効率良く冷却することができる。
従って、冷却板１９の小型化を図ることができ、電装箱１８における冷却板１９の配置構成の自由度が高まる。
【００２０】
また、本実施形態によれば、冷却板１９は、傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃに冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４が嵌る溝部４２，４２を設けたため、簡単な構成で冷媒配管２４を冷却板１９に固定することができる。
さらに、本実施形態によれば、冷媒配管２４は、直管部２４Ａ，２４の一端側を曲管部２４Ｂで連結しているため、この一体となった直管部２４Ａ，２４が、傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃの溝部４２，４２を挟持することにより、簡単な構成で冷媒配管２４を冷却板１９に固定することができる。
【００２１】
また、本実施形態によれば、冷媒板１９を傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃに配置した状態で冷媒配管２４を固定する固定部材４３を備えるため、輸送時の振動等で、冷媒配管２４が冷却板１９から離脱する事態を回避することができ、パワー素子５０を確実に冷却することが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態によれば、電装箱１８は、冷却板１９と対向する位置に開口部３３Ａを備え、この開口部３３Ａを通じて当該電装箱１８内に露出する冷却板１９の面１９Ａにパワー素子５０を直接取り付けたため、冷却板１９とパワー素子５０との間の熱抵抗を抑えることができ、冷却板１９での冷却効率を向上させることができる。
【００２３】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、冷却板１９を電装箱１８の背板３３に取り付けた構成としているが、これに限るものではなく、他の面に配置しても良いことはもちろんである。
また、本実施形態では、発熱体として、インテリジェントパワーモジュール５１，５１及びダイオード５２を含むパワー素子５０を例示したが、これに限るものではなく、ハイブリッドＩＣ（Integrated Circuit）を配置する構成に適用しても良いことは勿論である。
また、本実施形態では、冷却板１９は、傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃを水平方向に延びる構成としたが、これに限るものではなく、傾斜面部に冷媒配管が配置されるのであれば、当該傾斜面部が垂直方向に延びても良いことは勿論である。
また、本実施形態では、冷媒板１９を傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃに配置した状態で冷媒配管２４を固定する固定部材４３を備える構成としているが、これに限るものではなく、例えば、断面形状が略丸形の冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４を一部潰して、その断面形状を少し扁平形状として、その冷媒配管２４の直管部２４Ａ，２４を冷却板１９の傾斜面部１９Ｃ，１９Ｃに形成した溝部４２，４２に嵌合させても良い。この構成によれば、直管部２４Ａ，２４を一部潰すことにより、冷媒配管２４が冷却板１９に固定されることにより、固定部材４３が不要となり、冷媒配管２４と冷却板１９との構成を簡素化することができる。
また、パワー素子５０と冷却板１９との間に、熱伝導性を良好とするパテや塗装を施し、パワー素子５０からの放熱を冷却板１９へ確実に伝えるようにしても良いこと勿論である。
また、本実施形態では、冷媒配管２４を冷媒回路３に直列に接続された構成としているが、これに限るものではなく、冷媒回路３から並列に分岐した分岐管として設けても良い。
【符号の説明】
【００２４】
１  室外ユニット
２  室内ユニット
３  冷媒回路
１１  圧縮機
１４  四方弁
１５  室外熱交換器
１６  レシーバタンク
１８  電装箱
１９  冷却板
１９Ｃ  傾斜面部（傾斜面）
２４  冷媒配管
２４Ａ  直管部
２４Ｂ  曲管部
３３    背板
３３Ａ  開口部
４２  溝部
４３  固定部材（固定具）
４３Ａ  屈曲部
４３Ｂ  固定部
４４  ねじ穴
５０  パワー素子
５１  インテリジェントパワーモジュール
５２  ダイオード
５５  領域（発熱体が配置される領域）
１００  空気調和装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013135177.tif 000006