(57)【要約】【課題】新たな熱源や制御装置を使用することなく付着した雪を簡単に融かすことができる車両用冷却器及び融雪アタッチメントを提供することを目的とする。【解決手段】発熱体３１が装着されるベースブロック３２と、ベースブロック３２の発熱体３１の装着面３７とは反対面３８に埋設され冷媒が収容されたタンク３３及びタンク３３の側面に相互に平行に立設した状態で接続される複数のパイプ３４からなるパイプユニット３９と、複数のパイプ３４を貫通させた状態でパイプ３４に取り付けられた複数の放熱フィン３５と、ベースブロック３２に取り付けられパイプ３４及び放熱フィン３５の周囲を囲んでタンク３３の長手方向に沿った送風路５０を形成する通風ダクト４０と、通風ダクトの入り口４１に取付けられ、パイプユニット３９の熱を通風ダクトの入り口４１に伝える融雪アタッチメント１０とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体が装着されるベースブロックと、該ベースブロックの前記発熱体の装着面とは反対面に埋設され冷媒が収容されたタンク及び該タンクの側面に相互に平行に立設した状態で接続される複数のパイプからなるパイプユニットと、複数の前記パイプを貫通させた状態で該パイプに取り付けられた複数の放熱フィンと、前記ベースブロックに取り付けられ前記パイプ及び前記放熱フィンの周囲を囲んで前記タンクの長手方向に沿った送風路を形成する通風ダクトと、前記通風ダクトの入り口に取付けられ、前記パイプユニットの熱を前記通風ダクトの入り口に伝える融雪アタッチメントとを備えることを特徴とする車両用冷却器。
【請求項２】
前記通風ダクトの入り口の内側に配置される枠状体と、該枠状体から前記通風ダクトの通風方向に沿って前記パイプに向けて延びる熱伝導板とが一体に形成されている前記融雪アタッチメントを備えることを特徴とする請求項１記載の車両用冷却器。
【請求項３】
前記熱伝導板の先端部が前記放熱フィンの隙間に挿入されていることを特徴とする請求項２記載の車両用冷却器。
【請求項４】
前記枠状体に、前記熱伝導板を前記パイプの長さ方向に移動可能に支持する位置調整機構が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の車両用冷却器。
【請求項５】
放熱フィンを通風ダクトで囲ってなる車両用冷却器に取付けられる融雪アタッチメントであって、前記通風ダクトの入り口の内側に配置可能な枠状体と、該枠状体の枠面に直交する方向に沿って前記枠状体から延びる熱伝導板とが一体に形成されていることを特徴とする融雪アタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車両等のパワートランジスタやサイリスタ等の半導体素子を利用した制御機器等の冷却に用いる車両用冷却器及び融雪アタッチメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワートランジスタやサイリスタ等の半導体素子を利用した制御機器等の冷却に使用する冷却器として、例えば特許文献１及び特許文献２に示すようなパイプを用いた冷却器が知られている。
特許文献１に記載の冷却器は、半導体素子等の発熱体の熱を受けるベースブロック（受熱用ブロック）に、断面積の大きな複数本のタンクを埋設するとともに、タンクの露出部分の側面に複数の細いパイプを立設させ、そのパイプに複数のフィンを取り付けた構成とされ、発熱体の熱を外気によって冷却することができるようになっている。
【０００３】
また、特許文献２に記載の冷却器（冷却装置）は、ベースブロック（受熱板）の外面側に、内部に冷媒を流通する複数のパイプの一端部が取り付けられるとともに、各パイプの他端部に複数の放熱フィンが取り付けられた構成とされており、特許文献１の冷却器と同様に、発熱体の熱を外気により冷却することができる。
そして、このような冷却器においては、多くの場合、放熱フィンの周囲を通風ダクトで覆うことにより、車両走行時に通風ダクト内に外気を良好に送風して冷却できるようになっている。なお、特許文献２に記載される冷却器においては、通風ダクト内に外気を強制的に送風する送風ファンを設けることで、車両の走行、停止に関わらず一定の冷却作用を確保することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２５３８１号公報
【特許文献２】特許第２７５９５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような通風ダクトを用いた構造の車両用冷却器においては、寒冷地で使用する際に通風ダクトの入り口に雪が付着することがある。付着した雪は、通風ダクトの入り口と接する４辺では融けにくく、付着量が多くなると通風ダクトの入り口を塞ぐ板状に付着してしまい、外気の導入が出来ず冷却器としての機能を失ってしまう問題があった。
【０００６】
これを防ぐためには、通風ダクトの入り口に付着した雪を取り除く充分な熱を与えればよいが、熱源を設けることは冷却効果を低減させることになる。また、冷却効果の低減を最小限にとどめる為には融雪時のみ発熱するなどの制御が別途必要となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、新たな熱源や制御装置を使用することなく付着した雪を簡単に融かすことができる車両用冷却器及び融雪アタッチメント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】
【０００８】
本発明の車両用冷却器は、発熱体が装着されるベースブロックと、該ベースブロックの前記発熱体の装着面とは反対面に埋設され冷媒が収容されたタンク及び該タンクの側面に相互に平行に立設した状態で接続される複数のパイプからなるパイプユニットと、複数の前記パイプを貫通させた状態で該パイプに取り付けられた複数の放熱フィンと、前記ベースブロックに取り付けられ前記パイプ及び前記放熱フィンの周囲を囲んで前記タンクの長手方向に沿った送風路を形成する通風ダクトと、前記通風ダクトの入り口に取付けられ、前記パイプユニットの熱を前記通風ダクトの入り口に伝える融雪アタッチメントとを備える。
【０００９】
融雪アタッチメントが、パイプユニットの熱を通風ダクトの入り口に伝達することで、通風ダクトの入り口に付着した雪を簡単に溶かすことができる。
【００１０】
本発明の車両用冷却器において、前記融雪アタッチメントは、前記通風ダクトの入り口の内側に配置される枠状体と、該枠状体から前記通風ダクトの通風方向に沿って前記パイプに向けて延びる熱伝導板とが一体に形成されている。
枠状体と熱伝導板とが一体に形成されていることで、パイプユニットの熱を効率よく通風ダクトの入り口に伝えることができる。
【００１１】
本発明の車両用冷却器は、前記熱伝導板の先端部が前記放熱フィンの隙間に挿入されている。
熱伝導板を放熱フィンの隙間より挿入することで、車両用冷却器内部の高温部分の熱を通風ダクトの入り口に配置された枠状体に効率よく伝達し付着した雪を融雪できる。
【００１２】
本発明の車両用冷却器は、前記枠状体に、前記熱伝導板を前記パイプの長さ方向に移動可能に支持する位置調整機構が設けられている。
位置調整機構を有することで、通風ダクトの入り口に融雪アタッチメントを取付ける際に放熱フィンの隙間の位置にバラツキが生じていても容易に取付け出来る。
【００１３】
本発明の融雪アタッチメントは、放熱フィンを通風ダクトで囲ってなる車両用冷却器に取付けられる融雪アタッチメントであって、前記通風ダクトの入り口の内側に配置可能な枠状体と、該枠状体の枠面に直交する方向に沿って前記枠状体から延びる熱伝導板とが一体に形成されている。
【００１４】
本融雪アタッチメントは、既に製造され使用されている車両用冷却器にも装着が可能であり、通風ダクトの入り口に付着した雪の融雪に有効であるとともに放熱性も向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、新たな熱源や制御装置を使用することなく付着した雪を簡単に融かすことができ、その融雪アタッチメントによって放熱性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態である車両用冷却器を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図１の一部を断面としたものを示す斜視図である。
【図４】図１に示す融雪アタッチメントを示す斜視図である。
【図５】図４を分解した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の車両用冷却器の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態の車両用冷却器１００を示している。この車両用冷却器１００は、発熱体３１が装着されるベースブロック３２と、そのベースブロック３２に装着される発熱体３１の装着面３７とは他方面（反対面）３８に埋設される複数のタンク３３と、タンク３３の側面に立設した状態で接続される複数のパイプ３４からなるパイプユニット３９と、複数のパイプ３４を貫通させた状態とし、これらパイプ３４に取り付けられた複数の放熱フィン３５と、ベースブロック３２に取り付けられ、パイプ３４及び放熱フィン３５の周囲を囲んでタンク３３の長手方向に沿った送風路５０を形成する通風ダクト４０と、放熱フィン３５の先端部隙間より挿入し通風ダクトの入り口４１に取付けられる融雪アタッチメント１０とを備える。  
【００１８】
ベースブロック３２は、熱伝導性に優れる熱容量の大きなアルミニウムや銅等の金属により形成されている。そして、ベースブロック３２は、下面側の装着面３７に電子部品等の発熱体３１が装着され、その発熱体３１の装着面３７とは他方面３８に、タンク３３が埋設されている。
【００１９】
タンク３３は、図２に示すように、横断面が円形状のパイプで形成されている。そして、タンク３３の側面に、複数の細いパイプ３４が立設して設けられている。パイプ３４は、図２に示すように、各タンク３３の側面（図２では上面）に一定間隔をおいて相互に平行（一列）に並べられてパイプユニット３９を構成する。タンク３３とパイプ３４とは、内部空間を一体としてろう付けにより接合され、内部に水やパーフルオロカーボン等の冷媒が収容されている。
これらタンク３３及びパイプ３４は、アルミニウム又は銅により形成されている。
【００２０】
このように、複数のパイプ３４が取り付けられたタンク３３を、図１及び図３に示すように、ベースブロック３２に複数個並列に配置することにより、パイプ３４をマトリクス状に配置している。本実施形態では、これらパイプ３４は上面視で千鳥状に配列されている。なお、タンク３３の半分以上がベースブロック３２に埋め込まれた状態とされ、はんだ付け等によりベースブロック３２とタンク３３とが一体に接合されている。このため、ベースブロック３２とタンク３３との間の熱移動が円滑に行われるようになっている。
【００２１】
また、パイプ３４には、熱伝導率に優れたアルミニウムや銅からなる薄い板状の放熱フィン３５が、パイプ３４を貫通させた状態で串刺しにされたように複数枚重ねて取り付けられている。放熱フィン３５には、薄板の所定位置に、例えばバーリング加工等により形成された複数の貫通孔（図示略）が設けられており、これらの貫通孔にパイプ３４を圧入することにより、放熱フィン３５は各パイプ３４と一体に取り付けられている。なお、放熱フィン３５に挿入したパイプ３４を拡管することにより放熱フィン３５を取り付けることもできる。
【００２２】
通風ダクト４０は、図３に示すように、板材を曲げて形成され、一対の側壁部４２の上端を天板部４３で連結してなるカバー部材４４と、カバー部材４４をベースブロック３２に接続する接続部４５と、図２に示すようにパイプ３４下端を貫通した状態で支持しカバー部材４４に接続される下部連結板４６とを有する構成とされる。
通風ダクト４０の形状は、放熱フィン３５やパイプ３４及びタンク３３との関係において決定すればよく特に限定するものではないが、本実施形態では横長矩形の前面形状で通風ダクト全体としては直方体形状とした。
【００２３】
融雪アタッチメント１０は、一対のアタッチメント部材１４，１５と、これらを枠状に固定するボルト及びナットからなる締結治具１６ｂ，１６ｃと、通風ダクト４０に固定するための固定部材６０とを有している。各アタッチメント部材１４，１５は、プレス成形した銅又はアルミニウム合金等の金属板を折り曲げて形成されており、一対の帯状の側板部１１ａと、これら側板部１１ａの間に広い面積で形成される熱伝導板１２，１３とにより形成されている。
【００２４】
一対のアタッチメント部材１４，１５の各々の帯状の側板部１１ａをそれぞれボルト１６ｂとナット１６ｃで固定することにより、側板部１１ａと熱伝導板１２，１３の基端部１２ａ，１３ａとにより枠状体１１が形成される。枠状体１１の形状は特に限定するものではないが、本実施形態では通風ダクトの入り口４１の内側面形状に合わせ、側板部１１ａと熱伝導板１２，１３の基端部１２ａ，１３ａとにより前面視矩形に成形されている。
【００２５】
側板部１１ａにはボルト１６ｂを挿通する孔１６ａ，１６ｄがそれぞれ形成されており、例えばアタッチメント部材１４の側板部１１ａのうちの一方の側板部１１ａには丸孔１６ｄが、他方の側板部１１ａには長さ方向に沿う長孔１６ａが形成されている。同様にアタチメント部材１５にも一方の側板部１１ａには丸孔１６ｄが、他方の側板部１１ａには長さ方向に沿う長孔１６ａが形成されている。そして、アタッチメント部材１４とアタッチメント部材１５とを向かい合わせ側板部１１ａを重ね合わせると、側板部１１ａの丸孔１６ｄと長孔１６ａとが連通する組み合わせとなる。また側板部１１ａと熱伝導板１２，１３とはそれぞれ直交するように形成されており、側板部１１ａの先端部どうしを重ね合わせてボルト１６ｂとナット１６ｃで固定する際の位置を長孔１６ａの長さ範囲で側板部１１ａをスライドさせることで、熱伝導板１２と熱伝導板１３との板面が直交する方向の間隔を調整できる位置調整機構となっている。
【００２６】
枠状体１１の端縁部により囲まれた矩形の枠面と直交する方向に沿って延びる熱伝導板１２，１３は、枠状体１１とは反対側の先端部からパイプ３４と嵌合する複数の切り込み溝１８が熱伝導板１２，１３の長さ方向に沿って形成されている。切り込み溝１８はタンク３３の長さ方向に間隔をおいて並んでいる複数本のパイプ３４を嵌合し得る長さを有しており、パイプ３４に必ずしも接触しないまでも熱源としてのパイプ３４へはできるだけ接近していることが好ましい。そこで切り込み溝１８の位置及び幅は、パイプ３４の位置及び太さに合わせた設定がなされている。例えば本実施形態では、熱伝導板１２，１３それぞれに先端部が開放の略Ｕ字形状の切込み溝１８が並列に各々６箇所形成され、パイプ３４が千鳥状に配置されていることに合わせて、端から２箇所目と５箇所目の切り込み溝１８の長さがそれ以外の切り込み溝１８よりも短く形成されている。これにより、熱伝導板１２，１３全体としてそれぞれのパイプ３４とそれぞれの切り込み溝１８との嵌合をより密接にする設定とされている。
また熱伝導板１２，１３には、放熱フィン３５の隙間に挿入した際に放熱フィン３５の外へ突出する熱伝導板１２，１３の基端部１２ａ，１３ａに、融雪アタッチメント１０を通風ダクト４０に固定するための挿通孔１９が形成されている。
【００２７】
本実施形態では熱伝導板１２，１３を２枚設け、その一方の熱伝導板１２をパイプ３４の先端部で通風ダクト４０の天板部４３に近い位置の放熱フィン３５の隙間に挿入し、他方の熱伝導板１３をパイプ３４の基端部でタンク３３に近い位置の放熱フィン３５の隙間に挿入し取付ける構成とされている。
図２及び図３は、パイプ３４と切り込み溝１８の嵌合状態を示す為に、一部放熱フィン３５を図示せず省略した。
【００２８】
固定部材６０は、金属製の平板で矩形に形成されたスペーサー３０と取付けボルト１７とにより構成される。スペーサー３０は、一方の熱伝導板１３の基端部１３ａの挿通孔１９から挿通した取付けボルト１７によって通風ダクト４０に固定される。
【００２９】
本実施形態の車両用冷却器１００においては、次のように融雪アタッチメント１０を装着する。
まず融雪アタッチメント１０のアタッチメント部材１４とアタッチメント部材１５とを切り離しそれぞれ単体の状態にする。次に一方のアタッチメント部材１５の熱伝導板１３をベースブロック３２に近い位置の放熱フィン３５より挿入し、アタッチメント部材１５の熱伝導板１３と通風ダクトの入り口４１との間にスペーサー３０を介して取り付けボルト１７で通風ダクト４０に仮止めをする。その後他方のアタッチメント部材１４の熱伝導板１２を通風ダクト４０の天板部４３に近い位置の放熱フィン３５より挿入し、アタッチメント部材１４とアタッチメント部材１５との各々の側板部１１ａを重ね合わせボルト１６ｂとナット１６ｃで仮止めする。さらにボルト１７を本締めしアタッチメント部材１４の熱伝導板１２とアタッチメント部材１５の熱伝導板１３との間隔を調整して、ボルト１６ｂとナット１６ｃを本締めして装着する。
【００３０】
このように構成された車両用冷却器１００においては、発熱体３１から発生した熱がベースブロック３２に伝わり、ベースブロック３２からパイプユニット３９を介して融雪アタッチメント１０に伝わり、融雪アタッチメント１０はその熱を利用して通風ダクトの入り口４１に付着した雪を融かす。
通風ダクトの入り口４１への着雪は、低温部分となる通風ダクトの入り口４１の内側面４辺より着雪し、堆積した雪が一枚の板状となる。本実施形態のように融雪アタッチメント１０の枠状体１１を通風ダクトの入り口４１の内側面に沿った形状とすると、枠状体１１が放熱フィン３５より突出して通風ダクトの入り口４１の内側面４辺に付着した雪の外縁部に近いところで直接融雪ができるので大変有効である。
【００３１】
本発明の車両用冷却器１００によれば、新たな熱源や制御装置を使用することなく車両用冷却器１００の内部の熱を利用して付着した雪を簡単に融かすことができる。また本発明の融雪アタッチメント１０によっては、既に製造され使用されている車両用冷却器にも追加装着が可能であり、融雪効果以外に融雪アタッチメント１０自体の放熱性が向上する効果もある。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…融雪アタッチメント
１１…枠状体
１１ａ…側板部
１２，１３…熱伝導板
１２ａ，１３ａ…熱伝導板基端部
１４…第一アタッチメント部材
１５…第二アタッチメント部材
１６ａ…長孔
１６ｄ…丸孔
１８…切り込み溝
３３…タンク
３４…パイプ
４０…通風ダクト
１００…車両用冷却器
【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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