(57)【要約】【課題】  被温調部品の温度を効率よく調整でき、かつ設置スペースを含めて全体を小型化する。【解決手段】  一側面が凹陥された第１，第２の凹状直線部７，９となると共に各凹状直線部７，９の直線方向の端部を連絡する凹状連絡部１０となり、他側面がパワーモジュール１８が取付けられる温調面６Ｂとなった熱交換媒体通路形成部６を備える。この上で、熱交換媒体通路形成部６の凹状連絡部１０は、温調面６Ｂよりも熱交換媒体通路形成部６のパワーモジュール１８側に膨出した膨出部６Ｃを一体的に備え、連絡通路部１５は、膨出部６Ｃ内に設けられ温調面６Ｂを越える深さ寸法の大きな深溝１５Ａとして形成する。【選択図】図３
2017073421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側面が凹陥された複数の凹状直線部となると共に前記各凹状直線部の直線方向の端部を連絡する凹状連絡部となり、他側面が被温調部品が取付けられる温調面となった熱交換媒体通路形成部と、
前記熱交換媒体通路形成部の前記複数の凹状直線部および前記凹状連絡部を覆って設けられた閉塞部材と、
前記閉塞部材により前記熱交換媒体通路形成部の前記各凹状直線部が閉塞されることにより熱交換媒体が流通する空間として形成された複数の直線通路部と、
前記閉塞部材により前記熱交換媒体通路形成部の前記凹状連絡部が閉塞されることにより一の直線通路部から他の直線通路部への熱交換媒体の流れ方向を変化させる連絡通路部と、
前記各直線通路部のうち最上流に位置する直線通路部に前記熱交換媒体を流入させるために前記熱交換媒体通路形成部に形成された熱交換媒体流入口と、
前記各直線通路部のうち最下流に位置する直線通路部から前記熱交換媒体を流出させるために前記熱交換媒体通路形成部に形成された熱交換媒体流出口とを備えてなる被温調部品の熱交換装置において、
前記熱交換媒体通路形成部の凹状連絡部は、前記温調面よりも前記熱交換媒体通路形成部の前記被温調部品側に膨出した膨出部を一体的に備え、
前記連絡通路部は、前記膨出部内に設けられ前記温調面を越える深さをもった深溝として形成したことを特徴とする被温調部品の熱交換装置。
【請求項２】
前記深溝として形成された前記連絡通路部の通路面積は、前記各直線通路部の通路面積以上の値に設定してなる請求項１に記載の被温調部品の熱交換装置。
【請求項３】
前記連絡通路部の前記深溝の深さ寸法（Ｌ）は、前記連絡通路部の前記直線方向の幅寸法（Ｗ）よりも大きな値に設定してなる請求項１に記載の被温調部品の熱交換装置。
【請求項４】
前記各直線通路部には、前記直線方向に延びる多数の放熱フィンを設け、
前記熱交換媒体通路形成部の前記被温調部品側に対する前記各凹状直線部の高さ寸法（Ｈ２，Ｈ３）は、前記各放熱フィンの高さ寸法（Ｈ１，Ｈ４）よりも高く形成してなる請求項１に記載の被温調部品の熱交換装置。
【請求項５】
前記熱交換媒体通路形成部の周囲には、前記各直線通路部、連絡通路部および前記閉塞部材を取囲んでケーシングを設け、
前記閉塞部材には、前記ケーシングに囲まれた位置に温度調整が不要な他の部品を配置する構成としてなる請求項１に記載の被温調部品の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気部品等の被温調部品の温度を調整するのに用いて好適な被温調部品の熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械には、例えばエンジン、モータ等の駆動源の制御、走行時や作業時の動作の制御等を行うために多くの電気部品が搭載されている。これらの電気部品は、塵埃や雨水に対して脆弱であるから、ボックス状のケース内に密閉状態で収容し、塵埃等から保護する構成としている。この場合、電気部品の一部には、電力変換器、蓄電器のように熱を発生するものがあり、これらの電気部品は冷却する必要がある。
【０００３】
そこで、一般的な従来方法では、電気部品のうち、冷却（温度調整）が必要な被温調部品は、温度の調整機能を有する熱交換装置に搭載されている。この従来方法では、内部に熱交換媒体を通じさせるための熱交換回路を直下に備えた金属製のベースプレートに機器の発熱部を面接させる構成がある。冷却が必要なときには、このベースプレート下部の熱交換回路に熱交換媒体を通じることでベースプレートを介して熱交換媒体と機器の発熱部との熱交換を行う方法が知られている。このときに、発熱部を効率的に冷却するためには、発熱部とベースプレートを面接させた部分の直下に熱交換媒体を通じさせ、さらに熱交換媒体を可能な限り直線的に流通させることが望ましい。
【０００４】
これに対して、特許文献１による熱交換装置では、放熱性能を向上させるためや、熱交換媒体の導入部、排出部のレイアウト性を確保するために熱交換回路の一部の通路を曲げて、熱交換媒体の流通方向を１８０度ターンさせる方法が知られている。
【０００５】
この特許文献１によるものでは、放熱性能を向上させるため、冷却回路の流通経路に複数の直線部と複数のターン部を備えており、ターン部においては、熱交換媒体の流通抵抗を小さくするために半径寸法を大きくしている。この構造においては、ターン部の冷却効率は直線部の冷却効率に劣るため、ターン部における冷却効率の低下を許容してターン部に発熱量の小さな機器を配置している。
【０００６】
しかし、この冷却効率の低下が許容できない場合は、ターン部の位置に発熱部品を設置することができないから、機器の外側にターン部を作成しなくてはならない。この場合、ターン部によって機器が大型化するという問題がある。
【０００７】
一方で、特許文献２として、機器の大型化を抑制するために、ターン部を発熱部品と逆方向に曲げてから流通経路のターンを行うようにしたものが知られている。この場合では、冷媒が流通する通路の直線部の方向で寸法を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２０２３０９号公報
【特許文献２】特開２００９−２１２３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２に記載の技術においても、この手法はターン部を設ける方向に対し、機器を大型化させてしまうという側面があり、小型化の障害となっている。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、被温調部品の温度を効率よく調整することができ、かつ設置スペースを含めて全体を小型化できるようにした被温調部品の熱交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による被温調部品の熱交換装置は、一側面が凹陥された複数の凹状直線部となると共に前記各凹状直線部の直線方向の端部を連絡する凹状連絡部となり、他側面が被温調部品が取付けられる温調面となった熱交換媒体通路形成部と、前記熱交換媒体通路形成部の前記複数の凹状直線部および前記凹状連絡部を覆って設けられた閉塞部材と、前記閉塞部材により前記熱交換媒体通路形成部の前記各凹状直線部が閉塞されることにより熱交換媒体が流通する空間として形成された複数の直線通路部と、前記閉塞部材により前記熱交換媒体通路形成部の前記凹状連絡部が閉塞されることにより一の直線通路部から他の直線通路部への熱交換媒体の流れ方向を変化させる連絡通路部と、前記各直線通路部のうち最上流に位置する直線通路部に前記熱交換媒体を流入させるために前記熱交換媒体通路形成部に形成された熱交換媒体流入口と、前記各直線通路部のうち最下流に位置する直線通路部から前記熱交換媒体を流出させるために前記熱交換媒体通路形成部に形成された熱交換媒体流出口とを備えてなる被温調部品の熱交換装置において、前記熱交換媒体通路形成部の凹状連絡部は、前記温調面よりも前記熱交換媒体通路形成部の前記被温調部品側に膨出した膨出部を一体的に備え、前記連絡通路部は、前記膨出部内に設けられ前記温調面を越える深さをもった深溝として形成してなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被温調部品の温度を効率よく調整することができ、また、設置スペースを含めて全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による熱交換装置の外形形状を示す斜視図である。
【図２】図１中のケーシングおよび熱交換媒体通路形成部を図３中の矢示II−II方向から見た底面図である。
【図３】熱交換装置の内部構造を図２中の矢示III−III方向から見た断面図である。
【図４】熱交換装置の内部構造を図２中の矢示IV−IV方向から見た断面図である。
【図５】隣合う通路部と連絡通路部の形状を仮想的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による熱交換装置を図３と同様位置から見た断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるケーシングおよび熱交換媒体通路形成部を図２と同様位置から見た底面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態による熱交換装置を図４と同様位置から見た断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態による熱交換装置を図４と同様位置から見た断面図である。
【図１０】図９中の各直線通路部、連絡通路部および邪魔板の形状を仮想的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による被温調部品の熱交換装置を、建設機械を制御するための電気部品の温度調整に用いた場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
ここで、建設機械に搭載される電気部品等には、高温環境下または低温環境下で動作に支障をきたす虞があるものがあり、このように温度調整を必要とする被温調部品を保護するために熱交換装置が用いられている。この場合、熱交換装置に用いる熱交換媒体には、冷却水、加温水、作動油、空気、空気調和装置に用いられる冷媒等がある。本実施の形態では、被温調部品を熱交換媒体としての冷却水を用いて熱交換（冷却）する場合を、例に挙げて述べる。
【００１６】
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。この第１の実施の形態では、凹状直線部（直線通路部）を上流側と下流側に１本ずつ設けた場合を例示している。
【００１７】
図１において、熱交換装置１は、内部に収容した電気部品としてのパワーモジュール１８、制御基板１９、平滑コンデンサ２０等を外部の塵埃や雨水から保護すると共に、冷却が必要な被温調部品としてのパワーモジュール１８の温度調整（冷却）を行うものである。熱交換装置１は、後述のケーシング２、熱交換媒体通路形成部６、第１の凹状直線部７、放熱フィン８、第２の凹状直線部９、凹状連絡部１０、閉塞部材１２、第１の直線通路部１３、第２の直線通路部１４、連絡通路部１５、熱交換媒体流入口１６、熱交換媒体流出口１７等を含んで構成されている。
【００１８】
ケーシング２は、熱交換装置１の外形を構成するものである。このケーシング２は、図３、図４に示すように、天面と底面が開口する長方形状の枠体として形成された側面板３と、該側面板３の天面側を閉塞する天面板４と、前記側面板３の底面側を閉塞する底面板５とにより箱状体として構成されている。
【００１９】
側面板３は、熱交換媒体通路形成部６、閉塞部材１２の周囲を取囲むように設けられている。側面板３は、図２に示すように、長尺方向の一方に位置する第１面部３Ａと、該第１面部３Ａの反対側となる長尺方向の他方に位置する第２面部３Ｂと、第１面部３Ａと第２面部３Ｂとを短尺方向から挟んだ第３面部３Ｃおよび第４面部３Ｄとにより構成されている。例えば、第１面部３Ａは、後述する各凹状直線部７，９の閉塞側に位置するもので、この第１面部３Ａには、後述の熱交換媒体流入口１６と熱交換媒体流出口１７とが左，右方向に間隔をもって設けられている。さらに、第１面部３Ａ、第４面部３Ｄ等には、ケーシング２内に収容されたパワーモジュール１８、制御基板１９、平滑コンデンサ２０等と電気的に接続するための接続口３Ｅ，３Ｆが設けられている。ここで、側面板３は、後述の熱交換媒体通路形成部６と一緒に鋳造手段（ダイキャスト）を用いることにより１つの部材として一体成形することができる。
【００２０】
天面板４と底面板５は、側面板３の角枠形状に対応した長方形状の板体として形成され、その周囲が側面板３の開口端にねじ止めされている。これにより、天面板４と底面板５は、ケーシング２内を密閉状態に保持することができる。
【００２１】
熱交換媒体通路形成部６は、ケーシング２の内部に配設されている。熱交換媒体通路形成部６は、ケーシング２内を上側（天面側）に位置する第１の収容室２Ａと、下側（底面側）に位置する第２の収容室２Ｂとに画成している。即ち、熱交換媒体通路形成部６は、側面板３の上，下方向の中間位置に配置され、その周辺部が側面板３に一体化されている。ここで、熱交換媒体通路形成部６は、例えば、側面板３と一緒に前述した鋳造手段等の成型加工によって形成されたもので、一側面となる第２の収容室２Ｂ側が熱交換面６Ａとなっている。また、他側面となる第１の収容室２Ａ側が温調面６Ｂとなっている。
【００２２】
熱交換面６Ａは、熱交換媒体通路形成部６の一側面（実施の形態では下側面）を構成するもので、後述する第１の凹状直線部７、第２の凹状直線部９および凹状連絡部１０が形成されている。
【００２３】
温調面６Ｂは、長尺方向の端部を除いてほぼ平坦に形成され、後述するパワーモジュール１８の接触面１８Ａと面接触するものである。温調面６Ｂのうち、側面板３の第２面部３Ｂ側の端部は、後述する連絡通路部１５に対応する位置であり、この位置には、温調面６Ｂよりも熱交換媒体通路形成部６の板厚方向に膨出した膨出部６Ｃが設けられている。
【００２４】
ここで、膨出部６Ｃは、熱交換媒体通路形成部６の凹状連絡部１０と一体的に設けられたもので、温調面６Ｂよりも熱交換媒体通路形成部６の被温調部品であるパワーモジュール１８側に膨出している。この膨出部６Ｃは、図４に示すように、後述する各凹状直線部７，９に亘る幅寸法よりも大きな幅寸法を有している。膨出部６Ｃは、凹状連絡部１０の外面部分をなすもので、膨出部６Ｃの内部には、連絡通路部１５を形成するための深溝１５Ａが形成されている。なお、熱交換媒体通路形成部６の板厚寸法は寸法ｔとなるが、前述した熱交換媒体通路形成部６の板厚方向とは、熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａと温調面６Ｂとの間の厚みの方向、即ち、熱交換媒体通路形成部６の平面に対して直交する方向（図３における上，下方向）となっている。
【００２５】
第１の凹状直線部７は、熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａに熱交換媒体通路形成部６の板厚方向に矩形状ないしＵ字状をなして突設されている。第１の凹状直線部７は、熱交換媒体としての冷却水の流れ方向の上流側に配置されている。ここで、熱交換媒体としては、冷却水、加温水、作動油、空気、空気調和装置に用いられる冷媒等の流体がある。この実施の形態では、熱交換媒体として冷却水を用いた場合を例示し、以下、冷却水を熱交換媒体と述べるものとする。
【００２６】
第１の凹状直線部７は、熱交換媒体通路形成部６の短尺方向で側面板３の第３面部３Ｃ側寄りに熱交換面６Ａに沿って熱交換媒体通路形成部６の長さ方向に延びている。第１の凹状直線部７は、側面板３の第１面部３Ａ側が閉塞端７Ａとなり、反対側の第２面部３Ｂ側が開口７Ｂとなっている。さらに、第１の凹状直線部７の溝底面は、熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａの一部となっている。
【００２７】
第１の凹状直線部７の溝底面、即ち、熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａには、後述する第１の直線通路部１３内に位置して多数の放熱フィン８が設けられている。この多数の放熱フィン８は、熱交換媒体通路形成部６の長尺方向および短尺方向に所定の間隔をもって並べられている。各放熱フィン８は、図３に示すように、高さ寸法Ｈ１を有する略長方形状の板体からなり、例えば側面板３、熱交換媒体通路形成部６と共に一体的に成形されている。
【００２８】
第２の凹状直線部９は、熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａに沿って熱交換媒体通路形成部６の長さ方向に延びるように、第１の凹状直線部７と所定の間隔寸法をもって並列に配置されている。第２の凹状直線部９は、第１の凹状直線部７とほぼ同様に、熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａに熱交換媒体通路形成部６の板厚方向に矩形状ないしＵ字状をなして突設されている。第２の凹状直線部９は、第１の凹状直線部７と同一の方向、即ち、側面板３の第１面部３Ａ側が閉塞端９Ａとなり、反対側の第２面部３Ｂ側が開口９Ｂとなっている。
【００２９】
第２の凹状直線部９の溝底面でもある熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａには、第１の凹状直線部７と同様に、前述した放熱フィン８が多数設けられている。
【００３０】
上流側に位置する第１の凹状直線部７と下流側に位置する第２の凹状直線部９とは、互いに隣合って配置され、長さ方向で同一の端部がそれぞれ開口７Ｂ，９Ｂとして形成されている。これにより、各凹状直線部７，９は、開口７Ｂ，９Ｂ間を後述の凹状連絡部１０によって連絡することができる。
【００３１】
凹状連絡部１０は、互いに隣合う第１の凹状直線部７の開口７Ｂと第２の凹状直線部９の開口９Ｂとを連絡するために、熱交換媒体通路形成部６の板厚方向に突設されている。また、凹状連絡部１０は、前述した熱交換媒体通路形成部６の膨出部６Ｃを一体的に備えている。即ち、凹状連絡部１０は、図３に示すように、各凹状直線部７，９の開口７Ｂ，９Ｂから温調面６Ｂ側（上側）にほぼ直角に折れ曲がり、膨出部６Ｃ内を温調面６Ｂを超えて延びている。
【００３２】
ここで、図２に示すように、各凹状直線部７，９および凹状連絡部１０を取囲む位置には、熱交換媒体通路形成部６の熱交換面６Ａ側に位置してＵ字状の取付端部１１が突出して設けられている。この取付端部１１は、後述の閉塞部材１２が取付けられるもので、取付端部１１には、全長に亘って溝部１１Ａが環状に形成されている。この溝部１１Ａには、閉塞部材１２との間を気液密にシールするためのＯリング１１Ｂが装着されている（図３、図４参照）。
【００３３】
各凹状直線部７，９、凹状連絡部１０と各放熱フィン８との高さ関係について述べる。熱交換媒体通路形成部６の板厚方向に対する各凹状直線部７，９および凹状連絡部１０は、各凹状直線部７，９に設けられた各放熱フィン８の高さ寸法Ｈ１よりも高く形成されている。即ち、各凹状直線部７，９、凹状連絡部１０の先端となる取付端部１１の位置は、各凹状直線部７，９の溝底面である熱交換面６Ａから高さ寸法Ｈ２となっている。このパワーモジュール１８側に対する各凹状直線部７，９の高さ寸法Ｈ２は、各放熱フィン８の高さ寸法Ｈ１よりも大きな値に設定されている（Ｈ２＞Ｈ１）。
【００３４】
閉塞部材１２は、各凹状直線部７，９および凹状連絡部１０の突出端を覆って設けられている。この閉塞部材１２は、例えば熱交換媒体通路形成部６よりも小さな長方形状の板体として形成され、取付端部１１に対してねじ止めされている。これにより、閉塞部材１２は、熱交換媒体通路形成部６側のシール面１２Ａを取付端部１１のＯリング１１Ｂに密着させることにより、後述の各通路部１３，１４，１５を気液密にシールすることができる。一方、シール面１２Ａと反対側の取付面１２Ｂには、後述する制御基板１９、平滑コンデンサ２０等が取付けられている。
【００３５】
第１の直線通路部１３は、閉塞部材１２により第１の凹状直線部７が閉塞されることにより、第１の凹状直線部７の内部に熱交換媒体が流通する上流側の空間として形成されている。第１の直線通路部１３は、隣合う一の直線通路部を構成している。第１の直線通路部１３の通路面積は、図４に示すように、第１の凹状直線部７と閉塞部材１２との間に左，右方向に広幅に形成された通路面積（断面積）から、幅方向に並べられた枚数、本実施の形態では、５枚の放熱フィン８を熱交換媒体の流れ方向で投影した場合の面積を引いた値となっている。
【００３６】
第２の直線通路部１４は、閉塞部材１２により第２の凹状直線部９が閉塞されることにより、第２の凹状直線部９の内部に熱交換媒体が流通する下流側の空間として形成されている。第２の直線通路部１４は、隣合う他の直線通路部を構成している。第２の直線通路部１４は、第１の直線通路部１３と所定の間隔をもって平行に配設されている。第２の直線通路部１４の通路面積は、第１の直線通路部１３の通路面積と同様に、第２の凹状直線部９と閉塞部材１２との間に左，右方向に広幅に形成された通路面積（断面積）から、幅方向に並べられた５枚の放熱フィン８の投影面積を引いた値となっている。
【００３７】
連絡通路部１５は、閉塞部材１２により凹状連絡部１０が閉塞されることにより、内部で隣合う第１の直線通路部１３から第２の直線通路部１４への熱交換媒体の流れ方向を変化させるものである。即ち、連絡通路部１５は、第１の直線通路部１３から第２の直線通路部１４に熱交換媒体をターンさせる（折返させる）ための通路を形成している。連絡通路部１５は、各直線通路部１３，１４の端部（各凹状直線部７，９の開口７Ｂ，９Ｂ）から屈曲して熱交換媒体通路形成部６の膨出部６Ｃ内に延びて設けられた深溝１５Ａとして形成されている。連絡通路部１５の深溝１５Ａは、熱交換媒体通路形成部６の板厚方向に対し温調面６Ｂを越える深さ寸法をもって形成されている。
【００３８】
この場合、連絡通路部１５は、熱交換媒体を円滑に流通させるために、第１の直線通路部１３の通路面積、第２の直線通路部１４の通路面積以上の通路面積に設定する必要がある。これに対し、連絡通路部１５は、熱交換媒体通路形成部６の温調面６Ｂを越える深溝１５Ａとして形成している。具体的には、図２ないし図４に示すように、連絡通路部１５の深溝１５Ａの深さ寸法を寸法Ｌとし、連絡通路部１５の長さ方向の幅寸法を寸法Ｗとすると、深さ寸法Ｌは幅寸法Ｗよりも大きな値に設定されている（Ｌ＞Ｗ）。
【００３９】
これにより、連絡通路部１５は、各直線通路部１３，１４の通路面積以上の通路面積を確保しつつ、連絡通路部１５の長さ方向の幅寸法Ｗを短尺（コンパクト）に形成することができる。しかも、連絡通路部１５は、熱交換媒体通路形成部６の温調面６Ｂを越える方向（パワーモジュール１８側）に延びて形成することにより、この連絡通路部１５および膨出部６Ｃをケーシング２の第１の収容室２Ａ側に配置することができる。
【００４０】
さらに、図３ないし図５に示すように、連絡通路部１５は、各直線通路部１３，１４との接続部位１５Ｂを円弧面として形成している。また、連絡通路部１５の奥角部１５Ｃは、大きな円弧状に形成している。これにより、各直線通路部１３，１４と連絡通路部１５との間では、熱交換媒体を円滑に流通させることができる。
【００４１】
熱交換媒体流入口１６は、最上流となる第１の凹状直線部７について、開口７Ｂと長さ方向の反対側、即ち、閉塞端７Ａ側に設けられている。この熱交換媒体流入口１６は、熱交換媒体を第１の直線通路部１３に流入させるもので、側面板３の第１面部３Ａに開口して設けられている。熱交換媒体流入口１６は、ホース等を介して熱交換媒体の供給源（いずれも図示せず）に接続されている。
【００４２】
熱交換媒体流出口１７は、最下流となる第２の凹状直線部９について、開口９Ｂと長さ方向の反対側、即ち、閉塞端９Ａ側に設けられている（図２、図４参照）。この熱交換媒体流出口１７は、第１の直線通路部１３、連絡通路部１５、第２の直線通路部１４の順で流通した熱交換媒体を流出させるもので、側面板３の第１面部３Ａに開口して設けられている。熱交換媒体流出口１７は、ホース等を介して熱交換媒体の貯留タンク（いずれも図示せず）に接続されている。
【００４３】
次に、熱交換装置１のケーシング２内に収容される電気部品を例示する。熱交換媒体通路形成部６の温調面６Ｂには、複数個のパワーモジュール１８が並べて配置されている。このパワーモジュール１８は、給電されることで熱を発生するものである。即ち、パワーモジュール１８は、冷却が必要な被温調部品を構成している。このパワーモジュール１８以外にも、冷却が必要な被温調部品としては、リアクトル、蓄電器等を用いることができる。
【００４４】
各パワーモジュール１８は、温調面６Ｂと対面する接触面１８Ａを有している。各パワーモジュール１８は、接触面１８Ａを熱交換媒体通路形成部６の温調面６Ｂに面接触させた状態で、ねじ止め等の手段を用いて熱交換媒体通路形成部６に取付けられている。そして、熱交換媒体通路形成部６の温調面６Ｂにパワーモジュール１８を配置したことにより、このパワーモジュール１８が発生する熱は、熱交換媒体通路形成部６、各放熱フィン８を介して各通路部１３，１４，１５を流通する熱交換媒体に放出することができ、パワーモジュール１８を冷却することができる。
【００４５】
閉塞部材１２の取付面１２Ｂには、他の部品として制御基板１９、平滑コンデンサ２０等が取付けられている。この場合、平滑コンデンサ２０は、パワーモジュール１８の近傍に配置することが望ましく、効率のよいレイアウトを実現することができる。
【００４６】
従って、制御基板１９と平滑コンデンサ２０は、取付面１２Ｂから浮いた状態で閉塞部材１２に取付けられている。即ち、制御基板１９は、複数の支柱１９Ａによって取付面１２Ｂから離れた状態で閉塞部材１２に取付けられている。平滑コンデンサ２０は、複数の脚部２０Ａを有し、本体部位２０Ｂを取付面１２Ｂから離した状態で各脚部２０Ａを介して閉塞部材１２に取付けられている。
【００４７】
本実施の形態による熱交換装置１は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００４８】
熱交換媒体の供給源から熱交換媒体流入口１６を通じて第１の直線通路部１３に熱交換媒体を流入させる。これにより、熱交換媒体は、第１の直線通路部１３、連絡通路部１５、第２の直線通路部１４の順で流通し、熱交換媒体通路形成部６、各放熱フィン８を介して伝わるパワーモジュール１８の熱を奪い、このパワーモジュール１８を冷却することができる。そして、パワーモジュール１８を冷却した熱交換媒体は、熱交換媒体流出口１７から貯留タンクに戻すことができる。
【００４９】
かくして、第１の実施の形態によれば、一側面が凹陥された第１の凹状直線部７、第２の凹状直線部９となると共に前記各凹状直線部７，９の直線方向の端部を連絡する凹状連絡部１０となり、他側面がパワーモジュール１８が取付けられる温調面６Ｂとなった熱交換媒体通路形成部６と、前記熱交換媒体通路形成部６の前記第１，第２の凹状直線部７，９および前記凹状連絡部１０を覆って設けられた閉塞部材１２と、前記閉塞部材１２により前記熱交換媒体通路形成部６の前記第１の凹状直線部７、第２の凹状直線部９が閉塞されることにより熱交換媒体が流通する空間として形成された第１の直線通路部１３、第２の直線通路部１４と、前記閉塞部材１２により前記熱交換媒体通路形成部６の前記凹状連絡部１０が閉塞されることにより第１の凹状直線部７から第２の凹状直線部９への熱交換媒体の流れ方向を変化させる連絡通路部１５と、前記第１の直線通路部１３に前記熱交換媒体を流入させるために前記熱交換媒体通路形成部６に形成された熱交換媒体流入口１６と、第２の直線通路部１４から前記熱交換媒体を流出させるために前記熱交換媒体通路形成部６に形成された熱交換媒体流出口１７とを備えている。この上で、前記熱交換媒体通路形成部６の凹状連絡部１０は、前記温調面６Ｂよりも前記熱交換媒体通路形成部６のパワーモジュール１８側に膨出した膨出部６Ｃを一体的に備え、前記連絡通路部１５は、前記膨出部６Ｃ内に設けられ前記温調面６Ｂを越える深さをもった深溝１５Ａとして形成している。
【００５０】
これにより、連絡通路部１５は、熱交換媒体通路形成部６の温調面６Ｂを越える方向に延びて形成することにより、この連絡通路部１５および膨出部６Ｃをケーシング２の第１の収容室２Ａ側に配置することができる。
【００５１】
この結果、熱交換装置１は、連絡通路部１５および膨出部６Ｃをケーシング２の第１の収容室２Ａ側に配置したことにより、第２の収容室２Ｂ側の収容スペースを拡大することができ、制御基板１９や平滑コンデンサ２０を効率よく配置できる。一方で、第２の収容室２Ｂを小型化することもできるから、熱交換装置１は、設置スペースを含めて全体を小型化することができる。
【００５２】
また、深溝１５Ａとして形成された連絡通路部１５の通路面積は、第１，第２の直線通路部１３，１４の通路面積以上の値に設定している。従って、連絡通路部１５は、各直線通路部１３，１４の通路面積以上の通路面積を確保しつつ、連絡通路部１５の長さ方向の幅寸法Ｗを短尺に形成することができる。さらに、連絡通路部１５は、各直線通路部１３，１４との接続部位１５Ｂを円弧面として形成すると共に、その奥角部１５Ｃは、大きな円弧状に形成している。これにより、熱交換装置１は、熱交換媒体を円滑に流通させることができ、パワーモジュール１８を効率よく冷却することができる。しかも、熱交換媒体の流れ方向を変化させるための構造を設けても熱交換装置１の大型化を抑制することができる。
【００５３】
一方、連絡通路部１５および膨出部６Ｃは、ケーシング２の第１の収容室２Ａに収まるように配置しているから、連絡通路部１５等を外部からの衝撃に対して保護することができ、耐久性を高めることができる。また、膨出部６Ｃは、外部に突出しないために邪魔にならないから、専用の取付ブラケット等を製作する必要がなく、搭載性の向上やコストの低減を図ることができる。
【００５４】
連絡通路部１５の深溝１５Ａの深さ寸法Ｌは、連絡通路部１５の直線（長さ）方向の幅寸法Ｗよりも大きな値に設定している。従って、各直線通路部１３，１４、連絡通路部１５を通じて全体で熱交換媒体を円滑に流通させることができるから、パワーモジュール１８の冷却効率を高めることができる。
【００５５】
熱交換媒体通路形成部６の各凹状直線部７，９には、各直線通路部１３，１４内に位置して各凹状直線部７，９の長さ方向に延びる多数の放熱フィン８を設けている。この場合、熱交換媒体通路形成部６の板厚方向に対する各凹状直線部７，９および凹状連絡部１０の高さ寸法Ｈ２は、各放熱フィン８の高さ寸法Ｈ１よりも高く形成している。これにより、多数の放熱フィン８を配設しつつ、熱交換媒体が流通する空間を確保でき、この点においても冷却効率を高めることができる。
【００５６】
さらに、熱交換媒体通路形成部６の周囲には、各凹状直線部７，９、凹状連絡部１０および閉塞部材１２を取囲んでケーシング２を設けている。この上で、閉塞部材１２の取付面１２Ｂには、ケーシング２に囲まれた第２の収容室２Ｂ内に位置して温度調整が不要な他の部品としての制御基板１９、平滑コンデンサ２０を取付ける構成としている。これにより、ケーシング２（側面板３）内の空間を利用して制御基板１９、平滑コンデンサ２０等を配置できるから、各部品を効率よくレイアウトすることができ、小型化を図ることができる。
【００５７】
次に、図６は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、閉塞部材への電気部品の取付けを廃止し、熱交換媒体通路形成部の温調面だけに被温調部品としての電池スタックを取付ける構成としたことにある。
【００５８】
図６において、第２の実施の形態による熱交換装置２１は、内部に収容した被温調部品としての後述の電池スタック３４を外部の塵埃や雨水から保護すると共に、電池スタック３４の温度調整（冷却）を行うものである。
【００５９】
第２の実施の形態によるケーシング２２は、第１の実施の形態によるケーシング２とほぼ同様に、長方形状の枠体として形成された側面板２３と、該側面板２３の天面側を閉塞する天面板２４とにより箱状体として構成されている。しかし、第２の実施の形態によるケーシング２２は、側面板２３が高さ方向に短尺に形成されている点と、底面板が廃止されている点で第１の実施の形態によるケーシング２と相違している。この第２の実施の形態においても、側面板２３は、後述の熱交換媒体通路形成部２５と一緒に鋳造手段を用いて一体成形することができる。
【００６０】
第２の実施の形態による熱交換媒体通路形成部２５は、側面板２３内の下側寄りに配置されている。これにより、熱交換媒体通路形成部２５は、ケーシング２の底部分を兼ねている。熱交換媒体通路形成部２５は、熱交換面２５Ａと温調面２５Ｂとを有している。温調面２５Ｂのうち、後述する連絡通路部３２に対応する位置には、温調面２５Ｂよりも熱交換媒体通路形成部２５の板厚方向に膨出した膨出部２５Ｃが設けられている。
【００６１】
第２の実施の形態による第１の凹状直線部２６は、第１の実施の形態による第１の凹状直線部７と同様に、熱交換媒体通路形成部６の長さ方向に延び、多数の放熱フィン２７が設けられている。また、第２の凹状直線部（図示せず）、凹状連絡部２８も、第２の凹状直線部９、凹状連絡部１０と同様に形成されている。さらに、各凹状直線部２６および凹状連絡部２８を取囲む位置には、取付端部２９が設けられ、この取付端部２９には、閉塞部材３０が取付けられている。
【００６２】
これにより、第１の凹状直線部２６、第２の凹状直線部、凹状連絡部２８と閉塞部材３０との間には、熱交換媒体が流通する第１の直線通路部３１、第２の直線通路部（図示せず）、連絡通路部３２が形成されている。第２の実施の形態による第１の直線通路部３１、第２の直線通路部（図示せず）、連絡通路部３２は、第１の実施の形態による第１の直線通路部１３、第２の直線通路部１４、連絡通路部１５と同様に構成されている。第１の直線通路部３１には熱交換媒体流入口３３が接続され、第２の直線通路部には熱交換媒体流出口（図示せず）が接続されている。
【００６３】
電池スタック３４は、冷却が必要な被温調部品として形成されている。そして、電池スタック３４は、熱交換媒体通路形成部２５の温調面２５Ｂに複数個並べて配置されている。この場合、各電池スタック３４は、平坦な接触面３４Ａを温調面２５Ｂに面接触させた状態で熱交換媒体通路形成部２５に取付けられている。これにより、電池スタック３４が発生する熱は、熱交換媒体通路形成部２５、各放熱フィン２７を介して各直線通路部３１を流通する熱交換媒体に放出することができる。
【００６４】
かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、ケーシング２２の小型化と共に熱交換装置２１の小型化を図ることができる。
【００６５】
次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、最上流の凹状直線部と最下流の凹状直線部との間に１本の凹状直線部を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６６】
図７において、第３の実施の形態による熱交換装置４１は、内部に収容したパワーモジュール、制御基板、平滑コンデンサ（いずれも図示せず）を外部の塵埃や雨水から保護すると共に、パワーモジュールの温度調整（冷却）を行うものである。
【００６７】
第３の実施の形態によるケーシング４２は、第１の実施の形態によるケーシング２とほぼ同様に、側面板４３、天面板、底面板（いずれも図示せず）により箱状体として構成されている。しかし、第３の実施の形態によるケーシング４２は、全体的に広幅に形成されている点で第１の実施の形態によるケーシング２と相違している。
【００６８】
第３の実施の形態による熱交換媒体通路形成部４４は、熱交換面４４Ａと温調面（図示せず）とを有し、熱交換面４４Ａには、所定の間隔をもって３本の凹状直線部４５，４６，４７が並列に配設されている。この３本の凹状直線部４５，４６，４７は、熱交換媒体の流れ方向の最上流が第１の凹状直線部４５となり、続いて中間に位置する第２の凹状直線部４６、最下流が第３の凹状直線部４７となっている。
【００６９】
第１の凹状連絡部４８は、互いに隣合う第１の凹状直線部４５の開口４５Ｂと第２の凹状直線部４６の開口４６Ｂとを接続するために熱交換媒体通路形成部４４の板厚方向に突設されている。一方、第２の凹状連絡部４９は、互いに隣合う第２の凹状直線部４６の開口４６Ａと第３の凹状直線部４７の開口４７Ａとを接続するために熱交換媒体通路形成部４４の板厚方向に突設されている。
【００７０】
取付端部５０は、各凹状直線部４５，４６，４７および各凹状連絡部４８，４９を取囲む位置に設けられ、この取付端部５０には、閉塞部材（図示せず）が取付けられている。これにより、各凹状直線部４５，４６，４７、各凹状連絡部４８，４９と閉塞部材との間には、第１〜第３の直線通路部、第１，第２の連絡通路部（いずれも図示せず）が形成される。最上流に位置する第１の凹状直線部４５の閉塞端４５Ａには、熱交換媒体流入口５１が接続されている。一方、最下流に位置する第３の凹状直線部４７の閉塞端４７Ｂには、熱交換媒体流出口５２が接続されている。
【００７１】
かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、熱交換媒体通路形成部４４に３本の凹状直線部４５，４６，４７を並べて配置しているから、パワーモジュール等の被温調部品を効率よく冷却することができる。この場合でも、各凹状連絡部４８，４９は、ケーシング４２内にコンパクトに収めることができる。
【００７２】
次に、図８は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、複数の凹状直線部の高さ寸法を異ならせる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７３】
図８において、第４の実施の形態による熱交換装置６１は、ケーシング２内に熱交換媒体通路形成部６２を有し、この熱交換媒体通路形成部６２には、後述する第１の凹状直線部６３と第２の凹状直線部６５とが設けられている。
【００７４】
第１の凹状直線部６３は、第１の実施の形態による第１の凹状直線部７と同様に、熱交換媒体通路形成部６２の板厚方向に矩形状ないしＵ字状をなすように高さ寸法Ｈ２をもって突設されている。第１の凹状直線部６３の溝底面となる熱交換媒体通路形成部６２の熱交換面６２Ａには、第１の実施の形態による放熱フィン８と同様の放熱フィン６４が多数設けられている。
【００７５】
一方、第２の凹状直線部６５は、第１の実施の形態による第２の凹状直線部９とほぼ同様に、熱交換媒体通路形成部６２の板厚方向に矩形状ないしＵ字状をなすように突設されている。しかし、第４の実施の形態による第２の凹状直線部６５は、その高さ寸法Ｈ３が第１の実施の形態による第２の凹状直線部９の高さ寸法Ｈ２よりも大きな値に設定されている点で相違している。これに伴い、第２の凹状直線部６５に設けられた放熱フィン６６の高さ寸法は、第２の凹状直線部６５の高さ寸法Ｈ３よりも小さく、第１の実施の形態による放熱フィン８の高さ寸法Ｈ１よりも大きな寸法Ｈ４に設定されている（Ｈ３＞Ｈ４＞Ｈ１）。
【００７６】
第４の実施の形態による凹状連絡部６７は、第１の実施の形態による凹状連絡部１０とほぼ同様に、互いに隣合う第１の凹状直線部６３と第２の凹状直線部６５とを接続するために、熱交換媒体通路形成部６２の膨出部６２Ｂに向け熱交換媒体通路形成部６２の板厚方向に突設されている。
【００７７】
各凹状直線部６３，６５および凹状連絡部６７を取囲む位置には、取付端部６８が設けられ、この取付端部６８には、閉塞部材６９が取付けられている。これにより、第１の凹状直線部６３、第２の凹状直線部６５、凹状連絡部６７と閉塞部材６９との間には、熱交換媒体が流通する第１の直線通路部７０、第２の直線通路部７１、連絡通路部７２が形成されている。
【００７８】
ここで、第１の凹状直線部６３の高さ寸法Ｈ２よりも第２の凹状直線部６５の高さ寸法Ｈ３を大きく設定している。従って、第４の実施の形態による第２の直線通路部７１の通路面積は、第１の直線通路部７０の通路面積よりも大きな値となっている。これにより、第２の直線通路部７１では、第１の直線通路部７０と比較して熱交換媒体を遅い速度で流通させることができる。
【００７９】
かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態によれば、第２の直線通路部７１の通路面積を、第１の直線通路部７０の通路面積よりも大きな値とすることにより、第２の直線通路部７１では、第１の直線通路部７０よりも遅い速度で熱交換媒体を流通させることができる。この結果、第１の直線通路部７０側と第２の直線通路部７１側とで、取付位置を選択することにより、発熱量に差がある電気部品等の被温調部品を適正に冷却することができる。
【００８０】
次に、図９および図１０は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、連絡通路部に熱交換媒体の流れを整える整流板を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８１】
図９において、第４の実施の形態による整流板８１は、連絡通路部１５内に突出するように閉塞部材１２のシール面１２Ａに固着されている。この整流板８１は、第１の直線通路部１３から第２の直線通路部１４に向けて連絡通路部１５内を流通する熱交換媒体が、連絡通路部１５の全体を使用して効率よく流れるように案内するものである。
【００８２】
整流板８１は、連絡通路部１５の長さ方向の中間部に位置して、連絡通路部１５を部分的に遮るように設けられた邪魔板として形成されている。これにより、図１０に点線矢示で示すように、連絡通路部１５を近い経路で流れようとする熱交換媒体を整流板８１で遮ることにより、連絡通路部１５の全体を大きく使って熱交換媒体を円滑に流通させることができる。
【００８３】
かくして、このように構成された第５の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施の形態によれば、整流板８１によって連絡通路部１５での熱交換媒体の流れを整えることができるから、熱交換媒体を円滑に流通させて冷却効率を高めることができる。
【００８４】
なお、第１の実施の形態では、被温調部品としてパワーモジュール１８を例に挙げ、第２の実施の形態では、被温調部品として電池スタック３４を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、給電によって発熱を生じる電気部品等を冷却対象として用いることもできる。一方、被温調部品として加熱が必要な電気部品を用いる構成としてもよい。また、電池スタックとして、例えばリチウムイオン電池スタック、または電池スタックの代わりに電気二重層コンデンサを使用した場合でも、前述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
第３の実施の形態では、熱交換媒体通路形成部４４の熱交換面４４Ａに、所定の間隔をもって３本の凹状直線部４５，４６，４７を並列に配設した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、熱交換媒体通路形成部の温調面に４本以上の凹状直線部を並列に配設する構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができる。
【００８６】
さらに、各実施の形態では、発熱する被温調部品を冷却するために、熱交換媒体として被温調部品を冷却する冷却水を用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、熱交換媒体として、作動油、空気、空気調和装置に用いられる冷媒等を使用する構成としてもよい。また、例えば寒冷地、冷凍倉庫等で作業を行う場合のように、被温調部品を温める必要がある場合には、温められた加温水を熱交換媒体として用いることにより、熱交換装置を被温調部品の加温用に用いることもできる。
【符号の説明】
【００８７】
１，２１，４１，６１  熱交換装置
２，２２，４２  ケーシング
３，２３，４３  側面板
６，２５，４４，６２  熱交換媒体通路形成部
６Ａ，２５Ａ，４４Ａ，６２Ａ  熱交換面
６Ｂ，２５Ｂ  温調面
６Ｃ，２５Ｃ，６２Ｂ  膨出部
７，２６，４５，６３  第１の凹状直線部
７Ａ，９Ａ，４５Ａ，４７Ｂ  閉塞端
７Ｂ，９Ｂ，４５Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ，４７Ａ  開口
８，２７，６４，６６  放熱フィン
９，４６，６５  第２の凹状直線部
１０，２８，６７  凹状連絡部
１２，３０，６９  閉塞部材
１３，３１，７０  第１の直線通路部
１４，７１  第２の直線通路部
１５，３２，７２  連絡通路部
１５Ａ  深溝
１６，３３，５１  熱交換媒体流入口
１７，５２  熱交換媒体流出口
１８  パワーモジュール（被温調部品）
１８Ａ，３４Ａ  接触面
１９  制御基板（他の部品）
２０  平滑コンデンサ（他の部品）
３４  電池スタック（被温調部品）
４７  第３の凹状直線部
４８  第１の凹状連絡部
４９  第２の凹状連絡部
Ｌ  連絡通路部の深さ寸法
Ｗ  連絡通路部の幅寸法
Ｈ１，Ｈ４  放熱フィンの高さ寸法
Ｈ２，Ｈ３  凹状直線部の高さ寸法
【図１】
2017073421.tif 000003
【図２】
2017073421.tif 000004
【図３】
2017073421.tif 000005
【図４】
2017073421.tif 000006
【図５】
2017073421.tif 000007
【図６】
2017073421.tif 000008
【図７】
2017073421.tif 000009
【図８】
2017073421.tif 000010
【図９】
2017073421.tif 000011
【図１０】
2017073421.tif 000012