(57)【要約】【課題】冷媒に生じた気泡によって冷媒循環経路の流通が妨げられることを抑制する冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１０は、電子部品１４を冷却するための冷媒循環経路を有し、一端部２４ａが他端部２４ｂより高くなるように傾斜して配置される冷却管２４を備える。導入口２６は、他端部２４ｂ側に形成され、供給手段から冷媒循環経路に冷媒を送り込まれる。排出口２８は、他端部２４ｂ側に形成され、冷媒循環経路を通った冷媒を排出する。一対の収集室は、冷媒循環経路より一端部２４ａ側にて冷媒循環経路に接続され、気泡を収集する。仕切り壁３０は、一対の収集室の連通を遮る。一対の収集室の一方は、導入口２６側に開口し、他方は排出口２８側に開口する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を冷却するための冷媒循環経路を有し、一端部が他端部より高くなるように傾斜して配置される冷却管を備えた冷却装置であって、
前記冷却管は、
前記他端部側に形成され、供給手段から前記冷媒循環経路に冷媒を送り込まれる導入口と、
前記他端部側に形成され、前記冷媒循環経路を通った冷媒を排出する排出口と、
前記冷媒循環経路より前記一端部側にて前記冷媒循環経路に接続され、気泡を収集するための一対の収集室と、
前記一対の収集室の連通を遮る仕切り壁と、を有し、
前記一対の収集室の一方は、前記導入口側に開口し、他方は前記排出口側に開口することを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒循環経路に冷媒を流通して電子部品を冷却する冷却管を備えた冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に搭載される電子部品、例えばインバータに用いる半導体モジュールを冷却するために冷却管を備えた冷却装置が用いられる。特許文献１には、電子部品を冷却するための積層型冷却器が開示される。
【０００３】
特許文献１に開示される積層型冷却器は、積層配置させた複数の冷却管と、複数の冷却管の両端をそれぞれ連結する一対の連結部と、積層方向の前端側の一方の連結部に連結される冷媒導入管と、積層方向の前端側の他方の連結部に連結される冷媒排出管と、を備える。電子部品は、隣合う冷却管の間に配置され、ポンプから冷媒導入管に送り込まれた冷媒により冷却される。積層型冷却器は、積層方向の後端側が前端側より高くなるように傾斜して設けられ、冷媒の加熱により生じた気泡が後端側の冷却管に移動するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される技術では、積層方向後端側の冷却管に冷媒の気泡が収集される構成となっている。この冷却管が製造誤差や路面状況により積層方向に直交する方向に傾くと、収集した気泡が傾きにしたがって移動して局所的に集中するおそれがある。気泡が局所的に集中すると、冷媒の流通が妨げられて、冷却性能が低下し得る。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒に生じた気泡によって冷媒循環経路での流通が妨げられることを抑制する冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、電子部品を冷却するための冷媒循環経路を有し、一端部が他端部より高くなるように傾斜して配置される冷却管を備える冷却装置である。冷却管は、他端部側に形成され、供給手段から冷媒循環経路に冷媒を送り込まれる導入口と、他端部側に形成され、冷媒循環経路を通った冷媒を排出する排出口と、冷媒循環経路より一端部側にて冷媒循環経路に接続され、気泡を収集するための一対の収集室と、一対の収集室の連通を遮る仕切り壁と、を有する。一対の収集室の一方は、導入口側に開口し、他方は排出口側に開口する。
【０００８】
この態様によると、一対の収集室により導入口側から浮上する気泡と排出口側から浮上する気泡を収集して分散できる。これにより、気泡による冷媒循環経路の流通の妨げを抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷媒に生じた気泡によって冷媒循環経路での流通が妨げられることを抑制する冷却装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例に係る冷却装置について説明するための図である。
【図２】冷却管の傾きについて説明するための図である。
【図３】比較技術の冷却管を説明するための図である。
【図４】第１実施例の冷却装置の気泡の動きについて説明するための図である。
【図５】第２実施例の冷却装置について説明するための図である。
【図６】他の実施例の冷却装置について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、第１実施例に係る冷却装置１０について説明するための図である。図１（ａ）は、車体１２に取り付けた冷却装置１０の側面を示し、図１（ｂ）は、冷却装置１０の上面を示す。
【００１２】
冷却装置１０は、車体１２に設けられる複数の電子部品１４を冷却するために用いられる。図１（ａ）に示すように、冷却装置１０は、電子部品１４を冷却するための冷却管２４と、冷却管２４を支持するベース２０と、冷却管２４とベース２０を連結する立設部２２とを有する。
【００１３】
ベース２０は、平板状に形成され、水平方向に延びる車体１２に対して傾斜して配置される。ベース２０の一端側から立設部２２が立設し、冷却管２４に連結される。
【００１４】
冷却管２４は、導入口２６、排出口２８、仕切り壁３０、導入側配管３２、排出側配管３４、第１挿入孔３６、第２挿入孔３８、連通管４０、第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂを備える。冷却管２４は、ベース２０に対向し、一端部２４ａが他端部２４ｂより高くなるように水平方向に傾斜して配置される。冷却管２４は、一端部２４ａから他端部２４ｂに向かって長手状に形成される。図１（ｂ）に示すように、不図示の供給手段により液状の冷媒が導入口２６から冷却管２４に送り込まれ、排出口２８から排出される。供給手段は、冷却管２４に冷媒を供給するポンプであってよい。導入口２６および排出口２８はともに冷却管２４の他端部２４ｂ側に設けられる。
【００１５】
冷却管２４は、導入口２６から連続して延びる導入側配管３２と、排出口２８から連続して延びる排出側配管３４と、導入側配管３２および排出側配管３４を連通する複数の連通管４０と、最奥の一端部２４ａ側に形成されて導入側配管３２に連通する第１収集室４２ａと、一端部２４ａ側に形成されて排出側配管３４に連通する第２収集室４２ｂとを有する。
【００１６】
導入側配管３２、排出側配管３４および連通管４０は、複数の電子部品１４を冷却するための複数の第１挿入孔３６を形成して、冷媒循環経路を構成する。第１挿入孔３６に挿入された電子部品１４は、連通管４０、導入側配管３２および排出側配管３４の少なくともいずれかに当接または近接して、冷却される。図１（ｂ）に示すように、冷媒は、導入口２６から流入して、導入側配管３２、連通管４０、排出側配管３４、排出口２８の順に流通する。
【００１７】
冷却管２４の一端部２４ａ側には、立設部２２を挿通する第２挿入孔３８が形成される。第２挿入孔３８の一端部２４ａ側に第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂ（これらを区別しない場合「収集室４２」という）が設けられる。第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂは、仕切り壁３０により連通していない状態にある。仕切り壁３０は、第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂとともに一端部２４ａ側に設けられ、第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂの連通を遮る。第１収集室４２ａは、導入口２６側の導入側配管３２に開口し、第２収集室４２ｂは排出口２８側の排出側配管３４に開口する。仕切り壁３０により、第１収集室４２ａ内にある冷媒が導入側配管３２から排出側配管３４側への移動をできなくする。
【００１８】
冷媒が加熱されることにより冷却管２４に気泡が生じる。第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂは、導入側配管３２および排出側配管３４などの冷媒循環経路より高い位置にあるため、浮上した気泡を収集できる。第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂは、電子部品１４に隣接しておらず、冷媒を循環させなくてよい。
【００１９】
図２は、製造ばらつき等による冷却管２４の傾きについて説明するための図である。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。図２には、長手方向から見た冷却管２４を示し、冷却管２４の排出口２８側が導入口２６側より高くなるように傾斜している。なお、図２では実際の製造誤差で生じる傾きより急な状態を図示する。
【００２０】
製造ばらつきによっては、図２に示すように冷却管２４に傾きが生じることがある。また、路面の傾きによっても、排出口２８側が導入口２６側より高くなるように傾斜することがある。このように冷却管２４が傾斜した場合、一端部２４ａ側に集まった気泡がさらに局所的に集中し得る。
【００２１】
図３は、比較技術の冷却管１２４を説明するための図である。比較技術の冷却管１２４は、図１（ｂ）に示す冷却管２４と比べて、第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂを有さない構成が異なる。冷却管１２４には、導入口２６から冷媒が送り込まれ、導入側配管３２、連通管４０、排出側配管３４を経由して排出口２８から排出される。
【００２２】
冷却管１２４は一端部１２４ａが他端部１２４ｂより高くなるように傾斜するため、冷却管１２４内で生じた気泡４４は、一端部１２４ａ側の連通管４０に集まる。このとき、図２に示したように、冷却管１２４の排出口２８側が導入口２６側より高くなるように傾くと、気泡４４が一端部１２４ａ側の排出側配管３４に局所的に集中し得る。一端部１２４ａ側の連通管４０では導入口２６側の連通管４０より冷媒の流速が遅く、気泡４４の影響を受けて冷媒の流れが悪くなりやすい。気泡４４が局所的に集中しすぎると、一端部１２４ａ側の電子部品１４の冷却性能が低下するおそれがある。
【００２３】
図４は、第１実施例の冷却装置１０の気泡の動きについて説明するための図である。図４（ａ）には、供給手段を駆動して冷媒を供給している状態の冷却装置１０を示す。駆動中での気泡は、図１（ａ）に示すした冷却装置１０の長手方向の傾斜による浮力と、導入側配管３２での流れによって第１収集室４２ａに移動する。供給手段の性能が同じならば、連通管４０を増やすに連れて冷媒の循環性能が低下するが、第１収集室４２ａおよび第２収集室４２ｂには冷媒が循環しない構成であるため、冷媒の循環性能の低下を抑えることができる。
【００２４】
図４（ｂ）には、供給手段を停止した状態の冷却装置１０を示す。供給手段を停止すると、図４（ａ）に示したように導入口２６からだけでなく、排出口２８からも気泡が浮上する。導入口２６からの気泡は導入側配管３２を通って第１収集室４２ａに収集され、排出口２８からの気泡は排出側配管３４を通って第２収集室４２ｂに収集される。このように、導入口２６側および排出口２８側の気泡を一対の収集室４２のそれぞれに収集できる。
【００２５】
図４（ｃ）には、冷却管２４が、図２に示した排出口２８側が導入口２６側より高くなるように傾いた状態を示す。冷却管２４の傾きにより、排出口２８側に気泡が浮いて集まる。この場合、第２収集室４２ｂの気泡は冷媒循環経路に移動し得るが、第１収集室４２ａの気泡は仕切り壁３０に遮られて冷媒循環経路に移動できない。このように、気泡を分散して収集することで、収集した気泡が一箇所に集中することを和らげることができる。
【００２６】
図５は、第２実施例の冷却装置２００について説明するための図である。図５（ａ）に示す第２実施例の冷却装置２００は、図１（ｂ）に示す第１実施例の冷却装置１０と比べて、一端部２２４ａ側に排出弁５０が設けられている構成が異なる。排出弁５０は、開閉可能であり、開状態の際に一端部２２４ａ側に浮上した気泡を排出する。排出弁５０の入口５０ａには気泡を入口５０ａに誘導する誘導部５２が設けられる。
【００２７】
冷却管２２４は、一端部２２４ａ側が他端部２２４ｂ側より高くなるように傾斜して設けられる。冷却管２２４には、一端部２２４ａにも導入側配管３２と排出側配管３４を連通する連通管４０が設けられる。誘導部５２は、一端部２２４ａ側の連通管４０内に壁状に設けられ、一端部２２４ａの内壁面から張り出すように設けられ、一端部２２４ａ側の連通管４０に浮上した気泡を収集する。誘導部５２は、一端部２２４ａの内壁面に傾斜して形成され、導入側配管３２側から排出側配管３４側の入口５０ａに近づくに従って一端部２２４ａの内壁面との間隔が狭くなるように形成される。誘導部５２は、連通管４０の断面積の略半分を塞ぐように配置されてよい。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、供給手段が駆動している際、気泡は導入側配管３２から一端部２２４ａ側の連通管４０に流入し、一端部２２４ａに沿い、冷媒の流れによって誘導部５２により排出弁５０へ誘導される。誘導部５２により、供給手段により循環する気泡を収集できる。図５（ｃ）に示すように、排出弁５０を開状態にすることで、気泡を排出することができる。排出弁５０の開閉は、電子制御手段により制御されてよい。
【００２９】
第２実施例では、気泡が収集される一端部２２４ａ側の連通管４０の冷却性能が低下するが、一端部２２４ａ側にはベース２０の立設部２２が配置されるため、電子部品１４に対する冷却性能は低下しない。また、排出弁５０による気泡の排出によって冷却管２２４の詰まりを防ぐことができる。
【００３０】
図６は、他の実施例の冷却装置について説明するための図である。図６（ａ）に示す第３実施例の冷却管３２４には、一端部３２４ａ側に収集室５６が設けられる。収集室５６は、連通管４０と収集用孔５８により接続される。収集用孔５８は、連通管４０より細く形成され、すなわち導入側配管３２から排出側配管３４に向かう方向に直交する連通管４０の断面積より小さく形成され、連通管４０より冷媒の出入りがしづらくなるように形成される。収集用孔５８は、連通管４０に対して、導入側配管３２および排出側配管３４の中間部分に接続される。
【００３１】
冷却管３２４は、一端部３２４ａ側が他端部３２４ｂ側より高くなるように傾斜して設けられ、一端部３２４ａ側の収集室５６に気泡が浮上するように構成される。このように、収集室５６にて気泡を収集することで冷却管３２４の気泡による冷媒の循環性能の低下を防ぐことができる。
【００３２】
図６（ｂ）に示す第４実施例の冷却管４２４には、一端部４２４ａに第１収集室６０ａおよび第２収集室６０ｂが設けられる。第１収集室６０ａは、第１収集用孔６２ａによって一端部４２４ａ側の連通管４０に接続され、第２収集室６０ｂは、第２収集用孔６２ｂによって一端部４２４ａ側の連通管４０に接続される。第１収集用孔６２ａおよび第２収集用孔６２ｂは、連通管４０より細く形成される。
【００３３】
冷却管４２４は、一端部４２４ａ側が他端部４２４ｂ側より高くなるように傾斜して設けられ、一端部４２４ａ側の第１収集室６０ａおよび第２収集室６０ｂに気泡が浮上するように構成される。第１収集室６０ａおよび第２収集室６０ｂには、それぞれ気泡を排出するための第１排出弁６４ａおよび第２排出弁６４ｂが設けられる。第１収集室６０ａにより導入口２６から浮上する気泡を収集でき、第２収集室６０ｂにより排出口２８から浮上する気泡を収集できる。第１排出弁６４ａおよび第２排出弁６４ｂにより気泡を排出することで、気泡による冷媒の循環性能の低下を防ぐことができる。
【００３４】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  冷却装置、  １２  車体、  １４  電子部品、  ２０  ベース、  ２２  立設部、  ２４  冷却管、  ２４ａ  一端部、  ２４ｂ  他端部、  ２６  導入口、  ２８  排出口、  ３０  仕切り壁、  ３２  導入側配管、  ３４  排出側配管、  ３６  第１挿入孔、  ３８  第２挿入孔、  ４０  連通管、  ４２ａ  第１収集室、  ４２ｂ  第２収集室、  ４２  収集室、  ４４  気泡、  ５０  排出弁、  ５０ａ  入口、  ５２  誘導部。
【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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