(57)【要約】【課題】省スペース化を図りつつ複数の発熱体を良好に冷却することが可能な機器ユニットを提供する。【解決手段】リアクトル１２と、リアクトル１２よりも発熱量が小さいインバータ１３と、リアクトル１２とインバータ１３との間に配置された冷却器２１と、を備え、冷却器２１は、内部に冷却媒体が流れる冷却媒体流路２６を有し、冷却媒体流路２６には、リアクトル１２側に冷却フィン３１が設けられ、冷却媒体流路２６における冷却媒体の流体抵抗がリアクトル１２側よりもインバータ１３側が小さくされている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発熱体と、
前記第１の発熱体よりも発熱量が小さい第２の発熱体と、
前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との間に位置する冷却器と、
を備え、
前記冷却器は、内部に冷却媒体が流れる冷却媒体流路を有するとともに前記冷却媒体流路内における前記第１発熱体側に前記冷却媒体が流れる方向と略平行に配置した冷却フィンを有し、前記冷却媒体流路における前記冷却媒体の流体抵抗は前記第１の発熱体側よりも前記第２の発熱体側が小さい機器ユニット。
【請求項２】
前記冷却フィンは、前記冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する波形状である、請求項１に記載の機器ユニット。
【請求項３】
前記冷却器は、前記冷却媒体流路内における前記第２の発熱体側において前記冷却媒体流路に突出する突起を有する請求項１または請求項２に記載の機器ユニット。
【請求項４】
前記第１の発熱体はリアクトルであり、前記第２の発熱体はインバータである請求項１から３のいずれか一項に記載の機器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気機器が収容された複数の筐体を積み重ねてユニット化した機器ユニットを車両に搭載することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２３４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、リアクトルやインバータなどの発熱体を積み重ねてユニット化する場合、これらの発熱体の間に冷却器を設けることで、ユニットを小型にして省スペース化を図ることが考えられる。
【０００５】
しかし、これらの発熱体は、発熱量が異なるため、発熱体の間に配置させた冷却器では、一方の発熱体の冷却が十分であっても、他方の発熱体の冷却が不十分となるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、省スペース化を図りつつ複数の発熱体を良好に冷却することが可能な機器ユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の機器ユニットは、
第１の発熱体と、
前記第１の発熱体よりも発熱量が小さい第２の発熱体と、
前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との間に位置する冷却器と、
を備え、
前記冷却器は、内部に冷却媒体が流れる冷却媒体流路を有するとともに前記冷却媒体流路内における前記第１発熱体側に前記冷却媒体が流れる方向と略平行に配置した冷却フィンを有し、前記冷却媒体流路における前記冷却媒体の流体抵抗は前記第１の発熱体側よりも前記第２の発熱体側が小さい機器ユニット。
【０００８】
この構成の機器ユニットによれば、冷却媒体流路内における第１の発熱体側に冷却フィンを有するので、第１の発熱体側の冷却効率を促進させることができる。
また、第２の発熱体側には冷却フィンが配置されていないため、第２の発熱体側の冷却媒体の流れに対する抵抗は、第１の発熱体側の冷却媒体の流れに対する抵抗より小さくなる。よって、第２の発熱体側の冷却媒体の流速は第１の発熱体側の冷却媒体の流速より速くなるので第２の発熱体側の冷却効率を促進させることができる。
これにより、冷却器の両側に発熱体を備える構成において、冷却媒体流路内の片側に冷却フィンを設ける場合でも、両方の発熱体の冷却効率を向上させることができる。
また、第１の発熱体と第２の発熱体とを一つの冷却器で冷却しているので、部品点数削減を図ることができ、しかも、積層方向である高さ寸法の嵩張りを極力抑えることができる。
【０００９】
本発明の機器ユニットにおいて、前記冷却フィンは、前記冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する波形状であってもよい。
【００１０】
この構成の機器ユニットによれば、冷却フィンを冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状とすることで、冷却フィンに沿って流れる冷却媒体が冷却フィンから受ける抵抗を大きくできる。これにより、第１の発熱体側の冷却媒体が第２の発熱体側に流れ込む。このため、第２の発熱体側に流れる冷却媒体の流速が速くなり、第２の発熱体の冷却が促進される。
【００１１】
本発明の機器ユニットにおいて、前記冷却器は、前記冷却媒体流路内における前記第２の発熱体側であって、前記冷却媒体流路に突出する突起を有していてもよい。
【００１２】
この構成の機器ユニットによれば、冷却媒体流路における第２の発熱体側において前記冷却媒体流路に突出する突起によって、冷却媒体流路を流れる冷却媒体を、冷却フィンが設けられた第１の発熱体側に導くことができる。これにより、発熱量の大きい第１の発熱体側の冷却効率を高めることができる。
【００１３】
本発明の機器ユニットにおいて、前記第１の発熱体はリアクトルであり、前記第２の発熱体はインバータであってもよい。
【００１４】
この構成の機器ユニットによれば、省スペース化を図りつつ、発熱量の異なるリアクトルとインバータとを共通の冷却器で効率的に冷却することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の機器ユニットによれば、省スペース化を図りつつ複数の発熱体を良好に冷却することが可能な機器ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る機器ユニットが搭載された車両の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る機器ユニットの側面図である。
【図３】本実施形態に係る機器ユニットの下面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】変形例１に係る機器ユニットの図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る機器ユニットの実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る機器ユニットが搭載された車両の概略構成図である。図２は、本実施形態に係る機器ユニットの側面図である。図３は、本実施形態に係る機器ユニットの下面図である。図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図５は、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
図１に示すように、車両１は、機器ユニット１１を搭載する。機器ユニット１１は、車両１のエンジンコンパートメント２内に収容されている。この機器ユニット１１が搭載される車両１は、例えば、エンジン及びモータの駆動力で走行するハイブリッド車両や燃料電池によって発電された電力でモータを駆動させて走行する燃料電池車両などである。本実施形態では、燃料電池車両に機器ユニット１１を搭載した場合について説明する。
【００１９】
車両１のエンジンコンパートメント２には、燃料電池３が搭載されており、機器ユニット１１は、この燃料電池３に積層された昇圧コンバータである。
【００２０】
図２及び図３に示すように、昇圧コンバータである機器ユニット１１は、昇圧用の複数のリアクトル（第１の発熱体）１２と、燃料電池３のウォーターポンプと水素ポンプ用のインバータ（第２の発熱体）１３と、を備えている。インバータ１３は、リアクトル１２よりも発熱量が小さい機器である。
【００２１】
この機器ユニット１１は、冷却器２１を備えている。冷却器２１は、リアクトル１２とインバータ１３との間に配置されている。この冷却器２１は、装着されたリアクトル１２及びインバータ１３をそれぞれ冷却する共通の冷却器である。冷却器２１は、一方の面がリアクトル装着面２１Ａとされ、他方の面がインバータ装着面２１Ｂとされている。冷却器２１のリアクトル装着面２１Ａには、複数のリアクトル１２が互いに間をあけて装着されている。冷却器２１のインバータ装着面２１Ｂには、インバータ１３が装着されている。
【００２２】
図４に示すように、冷却器２１は、リアクトル側冷却部材２２と、インバータ側冷却部材２３とを備えており、これらのリアクトル側冷却部材２２とインバータ側冷却部材２３とを組み合わせることで構成されている。インバータ側冷却部材２３は、周縁からリアクトル側冷却部材２２へ向かって突出する周壁２５を有している。インバータ側冷却部材２３は、平板状に形成されている。そして、これらのリアクトル側冷却部材２２とインバータ側冷却部材２３とを組み合わせることで、冷却器２１の内部には、冷却媒体流路２６が形成される。この冷却媒体流路２６には、図２および図５示すＤ方向（冷却媒体の流れの方向。ただし向きは逆であってもよい。）に沿って冷却水などの冷却媒体が流される。
【００２３】
リアクトル側冷却部材２２には、冷却媒体の流れの方向と略平行に配置した冷却フィン３１が設けられている。冷却フィン３１は、冷却媒体の流れの方向と直交する方向である冷却器２１の幅方向（冷却媒体の流れの幅方向）に間隔をあけて複数配列されている。冷却フィン３１の先端部とインバータ側冷却部材２３との間には、クリアランスＣが形成されている。図５に示すように、冷却フィン３１は、冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状に形成されており、その波形状が冷却媒体の流れに沿って連続するように配設されている。
【００２４】
上記構成の機器ユニット１１では、燃料電池３を駆動させることで、リアクトル１２及びインバータ１３が発熱する。これらのリアクトル１２及びインバータ１３の熱は、それぞれ冷却器２１に伝達される。これにより、リアクトル１２及びインバータ１３が冷却されることとなる。
【００２５】
このとき、冷却器２１では、図２および図５示すＤ方向に沿って、冷却媒体流路２６に冷却媒体が流されることで、リアクトル１２及びインバータ１３から伝達された熱が冷却媒体を介して放出される。この冷却媒体流路２６を流れる冷却媒体は、リアクトル１２側に設けられた冷却フィン３１同士の間及びクリアランスＣを流れる。このとき、冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状の冷却フィン３１に沿って流れる冷却媒体は、冷却フィン３１から抵抗を受けることとなる。
これに対して、インバータ１３側では、冷却フィン３１とインバータ側冷却部材２３との間に設けられたクリアランスＣを、あまり抵抗を受けずに冷却媒体が流れることとなる。つまり、冷却器２１では、冷却媒体流路２６におけるリアクトル１２側に冷却フィン３１を設けて冷却媒体の流れに対する抵抗を、リアクトル１２側より発熱量が小さいインバータ１３側を小さくしている。これにより、発熱量の大きいリアクトル１２の冷却を冷却フィン３１により促進させることができ、また、冷却媒体流路２６におけるインバータ１３側はリアクトル１２側より冷却媒体の流速を速くして全体の冷却効率を促進させることができる。これにより、冷却器２１の両側にリアクトル１２及びインバータ１３からなる発熱量の異なる発熱体を備える構成において、冷却媒体流路２６の片側に冷却フィン３１を設ける場合でも、リアクトル１２及びインバータ１３の両方の発熱体の冷却効率を向上させることができる。
【００２６】
また、リアクトル１２とインバータ１３とを一つの冷却器２１で冷却するとともに、冷却器２１の冷却媒体流路２６における高さ方向の片側だけに冷却フィン３１を設けているので、部品点数削減を図ることができ、しかも、機器ユニット１１の積層方向である高さ寸法の嵩張りを極力抑えることができる。
【００２７】
すなわち、冷却媒体流路２６の両側（リアクトル１２側とインバータ１３側）に冷却フィンを形成する場合は、フィン間に溝を形成するため冷却媒体流路断面が全体として大きくならざるを得ず、そうすると流速が低減してフィン冷却性能が悪化し、かつ、フィンの高さのぶん冷却器が大型化するという問題があるのに対し、本実施形態では、発熱の小さいインバータ１３側をフィンレスにすることで、冷却媒体流路断面積を小さくして流速を増大させることによってリアクトル１２側の熱伝達率を向上させて冷却性能を向上させ、かつ、フィンレスのぶん冷却器の小型化を図っている。
【００２８】
したがって、本実施形態に係る機器ユニット１１によれば、複数の発熱体を良好に冷却することができ、しかも、省スペース化により車両１のエンジンコンパートメント２内に無理なく収容させることができる。また、体格、質量を低減できるので、車両１に搭載した状態で重心を下げることができる。
【００２９】
しかも、冷却フィン３１を冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状とすることで、冷却フィン３１に沿って流れる冷却媒体が冷却フィン３１から受ける抵抗を大きくできる。このため、インバータ１３側に流れる冷却媒体の流速が速くなり、インバータ１３の冷却が促進される。
【００３０】
次に、他の構造の冷却器２１を備えた変形例に係る機器ユニットについて説明する。
【００３１】
図６は、変形例に係る機器ユニットの図２におけるＡ−Ａ断面図である。
図６に示すように、この変形例では、冷却器２１の冷却媒体流路２６におけるインバータ１３側に、複数の突起４１が設けられている。これらの突起４１は、インバータ側冷却部材２３に形成されており、それぞれ冷却媒体の流れの幅方向（冷却器２１の幅方向）に沿って間隔をあけて冷却フィン３１同士の間及び冷却フィン３１と周壁２５との間に配置されている。また、突起４１の冷却媒体の流れに垂直な幅方向（冷却器２１の幅方向）の長さは、冷却フィン３１の冷却媒体の流れに垂直な幅方向（冷却器２１の幅方向）の長さより小さい。
【００３２】
この変形例によれば、冷却媒体流路２６における第２の発熱体であるインバータ１３側において冷却媒体流路２６に突出する突起４１によって冷却媒体流路２６を流れる冷却媒体を、冷却フィン３１が設けられたリアクトル１２側に導くことができる。これにより、発熱量の大きいリアクトル１２側の冷却効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１２  リアクトル（第１の発熱体）
１３  インバータ（第２の発熱体）
２１  冷却器
２６  冷却媒体流路
３１  冷却フィン
４１  突起
【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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