DE112010006084B4

DE112010006084B4 - Kühler

Info

Publication number: DE112010006084B4
Application number: DE112010006084.3T
Authority: DE
Inventors: Tadafumi Yoshida
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2030-12-25
Also published as: JPWO2012086058A1; JP5472443B2; CN103210707A; WO2012086058A1; DE112010006084T5; US9212853B2; US20130206375A1; CN103210707B

Abstract

Kühler (50), umfassend: eine Wärmesenke (53) mit einer wärmeabgebenden Oberfläche (53a), bei der eine Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten, wärmeabgebenden Rippen (56) in einer Reihe angeordnet ist und ein Kühlmittel durch einen Kanal (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) strömt; einen einlaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ri), der sich in der aufeinander folgenden Richtung der wärmeabgebenden Rippen (56) erstreckt und über einen ersten Drosselabschnitt (Rs) mit einer Seite des einen Endes des Kanals (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) verbunden ist; und einen auslaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ro), der sich in der aufeinander folgenden Richtung der wärmeabgebenden Rippen (56) erstreckt und über einen zweiten Drosselabschnitt (Rs) mit einer Seite des anderen Endes des Kanals (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) verbunden ist; wobei das dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ri) zugeführte Kühlmittel über den ersten Drosselabschnitt (Rs) zum Kanal (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) und über den zweiten Drosselabschnitt (Rs) zum auslaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ro) strömt; eine einlaßseitige Rippe (21) dem ersten Drosselabschnitt (Rs) gegenüberliegend auf einer Oberfläche des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ri) stehend ausgebildet ist, und ein Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ri) kleiner ist als ein Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ro).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühler und insbesondere eine Verbesserung des Durchflusses eines Kühlers.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise wird für eine Antriebsvorrichtung mit einem Motor, ein den Motor aufnehmendes Antriebsgehäuse und einen den Motor steuernden Inverter eine Konstruktion vorgesehen, die eine Kühlkonstruktion bzw. einen Kühler zum Kühlen des Inverters und des Motors besitzt.
Die 6, 7 und 8 zeigen eine Kühlkonstruktion bzw. einen Kühler nach dem Stand der Technik, wie sie in der unten beschriebenen Patentliteratur 1 offenbart ist. Die 6 ist eine perspektivische Gesamtansicht des Kühlers, 7 ist ein Vertikalschnitt durch den Kühler und 8 ist ein vertikaler Querschnitt durch grundlegende Abschnitte des Kühlers. Wärme von einer wärmeabgebenden Konstruktion wie einem Inverter 3 und einem Motor 1 wird an ein Kühlmittel abgegeben, das in einem Kühlmittelkreislaufpfad 4 zwischen der wärmeabgebenden Konstruktion und einem Kühlerwärmetauscher 42 zirkuliert, um die wärmeabgebende Konstruktion thermisch zu schützen.
Der Inverter 4 umfaßt einen Schalttransistor, der eine Gleichstromleistung einer Leistungsversorgungsbatterie in eine Wechselstromleistung umwandelt, und zugehörige Schaltungselemente und eine Leiterplatte, auf der der Schalttransistor und die Schaltungselemente angeordnet sind. Der Inverter 3 ist auf einer oberen Oberfläche der Platte selbst oder einer in die Platte integrierten Wärmesenke 53 durch Anbringung eines getrennten Elements auf der Platte montiert, und die Wärmesenke 53 ist an einem Bodenabschnitt eines Invertergehäuses 7 befestigt, das den Inverter 3 aufnimmt. Eine untere Oberfläche der Wärmesenke 53 ist als eine wärmeabgebende Oberfläche 53a ausgebildet, die thermisch mit dem Inverter 3 verbunden ist. Das Invertergehäuse 7 ist so ausgebildet, daß es daß es den darin untergebrachten Inverter 3 vor Regenwasser und Staub schützt.
Der Motor 1 ist im Antriebsgehäuse 2 untergebracht und ein Abstandsblock 6 ist auf einer oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 vorgesehen. Eine gegenüberliegende Oberfläche 6a, die der wärmeabgebenden Oberfläche 53a gegenüberliegt und thermisch mit dem Motor 1 verbunden ist, ist auf einer oberen Oberfläche des Abstandsblocks 6 ausgebildet. Auf der oberen Oberfläche des Abstandsblocks 6 ist eine rechteckige Ausnehmung ausgebildet, um einen Kühlmittelraum R zwischen der oberen Oberfläche des Abstandsblocks 6 und der unter Oberfläche der Wärmesenke 53, das heißt der wärmeabgebenden Oberfläche 53a bei einem Zustand zu bilden, in dem die Wärmesenke 53 auf dem Abstandsblock 6 montiert ist. Eine Bodenfläche der Ausnehmung bildet die gegenüberliegende Oberfläche 6a. Auf einer unteren Oberfläche des Abstandsblocks 6 sind parallel zu einander eine zur Bildung eines Kühlmittelbehälters Ri auf der Einströmseite mit der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 zusammenwirkende Ausnehmung 61 und eine mit der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 zur Bildung eines Kühlmittelbehätlters Ro auf der Ausgangsseite zusammenwirkende Ausnehmung 62 ausgebildet.
Der Kühler wird durch Ausbildung eines Kühlmittelraums zwischen der wärmeabgebenden Oberfläche 53a der Wärmesenke 53 und der gegenüberliegenden Oberfläche 6a des Abstandsblocks 6 gebildet, indem eine Mehrzahl von wärmeabgebenden Rippen 56 gegen die gegenüberliegende Oberfläche 6a stehend und zueinander parallel angeordnet sind und einen zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp bilden, durch den zwischen einander benachbarten der Mehrzahl von wärmeabgebenden Rippen 56 Kühlmittel strömt. Die wärmeabgebende Rippe 56 erstreckt sich im Kühlmittelraum R von der wärmeabgebenden Oberfläche 53a auf der Seite der Wärmesenke 53 gegen die gegenüberliegende Oberfläche 6a des Abstandsblocks 6, um eine Wärmeaustauschfläche sicherzustellen, und überquert seitlich den Kühlmittelraum R in Richtung seiner Dicke.
Die wärmeabgebende Rippe 56 wird durch spanabhebende Bearbeitung der Unterseite der Wärmesenke 53 ausgebildet und die wärmeabgebende Oberfläche 53a wird eng an der Seite des Inverters 3 ausgebildet. Bei der stehenden Anordnung der Rippe 56 wird, im Vergleich zu einer Position, an welcher die Rippe 56 vor der spanabhebenden Bearbeitung von einer Oberfläche abstehend angeordnet ist, eine Länge der Spitze der wärmeabgebenden Rippe 56 kürzer bemessen als eine Länge des Basisendes, und eine Endfläche des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp ist in Bezug auf die Standrichtung der wärmeabgebenden Rippe 56 geneigt.
Von der Ausnehmung 61 des Abstandselement 6 und der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 wird der einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri gebildet, der sich in einer aufeinanderfolgenden Richtung des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp erstreckt und von der Ausnehmung 62 des Abstandselement 6 und der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 wird der auslaßseitige Kühlmittelbehälter Ro gebildet, der sich in einer aufeinanderfolgenden Richtung des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp erstreckt. Der einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri und das eine Ende des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp sind durch einen Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs verbunden und gekuppelt, der sich in einem aufeinanderfolgenden Bereich des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp erstreckt, und der auslaßseitige Kühlmittelbehälter Ro und das andere Ende des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp sind durch einen Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs verbunden und gekuppelt, der sich in einem aufeinanderfolgenden Bereich des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp erstreckt.
An Positionen des Antriebsgehäuses 2, die den Ausnehmungen 61 und 62 gegenüberliegen, sind in stehender Weise gegen den einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri und den auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro gerichtete Rippen 21 vorgesehen, um die Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern.
An einem Seitenende des Abstandselements 6 sind eine dem Kühlmittel das Einströmen in den einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri gestattende einlaßseitige Öffnung 51 und eine das Ausströmen aus dem auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro gestattende auslaßseitige Öffnung 52 parallel zueinander angeschlossen. Mit einer im Kühlmittelkreislauf vorgesehenen Kühlmittelpumpe 41 wird das dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri zugeführte Kühlmittel über den Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs durch die Mehrzahl der zwischen den Rippen parallel zueinander verlaufenden Kanäle Rp hindurchgeführt, um den Inverter 3 durch die wärmeabgebende Oberfläche 53a zu kühlen. Nach der Kühlung des Inverters 3 strömt das Kühlmittel über den Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs zum auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro aus.
[Literaturnachweise]
[Patentliteratur]

[Patentliteratur 1] JP 2008-172024 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
[Technisches Problem]
Es wird eine Konstruktion angewandt, bei der ein dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri zugeführtes Kühlmittel über den Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs durch den zwischen den Rippen verlaufender Kanal Rp strömt. Jedoch ist eine Rippe 21 in stehender Weise im einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri angeordnet und deshalb strömt das dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri zugeführte Kühlmittel gezielt in einen Raum, der zwischen der Rippe 21 und dem Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs existiert, und der Durchfluß des Kühlmittels zum Boden der Rippe 21 ist verhältnismäßig reduziert, was das Problem verursacht, daß das Kühlvermögen reduziert ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Kühlvermögen im einlaßseitigen Kühlmittelbehälter bei einem Kühler verbessert wird, bei dem der einlaßseitige Kühlmittelbehälter und der auslaßseitige Kühlmittelbehälter über Drosselabschnitte im Kühlmittelkanal der wärmeabführenden Oberfläche verbunden sind.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kühler vorgesehen, der eine Wärmesenke mit einer wärmeabgebenden Oberfläche umfaßt, bei der eine Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten, wärmeabgebenden Rippen in einer Reihe angeordnet ist und ein Kühlmittel durch einen Kanal zwischen den wärmeabgebenden Rippen strömt; sowie einen einlaßseitigen Kühlmittelbehälter, der sich in der aufeinander folgenden Richtung der wärmeabgebenden Rippen erstreckt und über einen ersten Drosselabschnitt mit einer Seite des einen Endes des Kanals zwischen den wärmeabgebenden Rippen verbunden ist; und einen auslaßseitigen Kühlmittelbehälter, der sich in der aufeinander folgenden Richtung der wärmeabgebenden Rippen erstreckt und über einen zweiten Drosselabschnitt mit einer Seite des anderen Endes des Kanals zwischen den wärmeabgebenden Rippen verbunden ist; wobei das dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter zugeführte Kühlmittel über den ersten Drosselabschnitt zum Kanal zwischen den wärmeabgebenden Rippen und über den zweiten Drosselabschnitt zum auslaßseitigen Kühlmittelbehälter strömt; und eine einlaßseitige Rippe dem ersten Drosselabschnitt gegenüberliegend auf einer Oberfläche des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters stehend ausgebildet ist, und ein Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters kleiner ist als ein Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfüllen Zirkulationswiderstände des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters, des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters und der ersten und zweiten Drosselabschnitte vorzugsweise die Bedingung (Zirkulationswiderstände der ersten und zweiten Drosselabschnitte) > (Zirkulationswiderstand des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters) > (Zirkulationswiderstand des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters).
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die einlaßseitige Rippe vorzugsweise eine nicht-orientierte Rippe.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die nicht-orientierte Rippe eine stiftförmige Rippe.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die stiftförmige Rippe vorzugsweise stehend angeordnet und erstreckt sich nicht bis zu einer Oberfläche, auf der der erste Drosselabschnitt ausgebildet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die stiftförmige Rippe vorzugsweise stehend angeordnet und erstreckt sich bis zu einer Oberfläche, auf der der erste Drosselabschnitt ausgebildet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine auslaßseitige Rippe vorzugsweise dem zweiten Drosselabschnitt gegenüberliegend auf einer Oberfläche des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters ausgebildet, wobei sowohl die einlaßseitige Rippe als auch die auslaßseitige Rippe nicht-orientierte Rippen sind.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Gemäß den verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels im Kühlmittelbehälter auf der Einströmseite erhöht, das Kühlmittel wird auch der auf der Einströmseite befindlichen Rippe des Kühlmittelbehälters auf der Einströmseite zugeführt und das Kühlvermögendes Kühlmittelbehälters auf der Einströmseite kann im Vergleich zum Stande der Technik verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein vertikaler Querschnitt durch einen Kühler gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine laterale Querschnittsansicht des Kühlers gemäß der ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt nach der Linie A-A in 1.
3 ist eine laterale Querschnittsansicht eines Kühlers gemäß einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine laterale Querschnittsansicht eines Kühlers gemäß einer dritten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein vertikaler Querschnitt durch einen Kühler gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlers nach dem Stand der Technik.
7 ist ein vertikaler Querschnitt durch den Kühler nach dem Stand der Technik.
8 ist ein vertikaler Querschnitt durch grundlegende Abschnitte des Kühler nach dem Stand der Technik.
BESTE ART DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die unten beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft zu verstehen und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die unten beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
1. Erste bevorzugte Ausführungsform
Eine Gesamtkonstruktion eines Kühlers gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist annähernd identisch mit dem in den 6 bis 8 gezeigten Kühler nach dem Stand der Technik. Insbesondere wird der Kühler gestaltet durch die Ausbildung eines Kühlmittelraums R zwischen einer wärmeabgebenden Oberfläche 53a einer Wärmesenke 53 und einer gegenüberliegenden Oberfläche 6a eines Abstandsblocks 6, wobei eine Mehrzahl von wärmeabgebenden Rippen 56 stehend und zu einander parallel im Kühlmittelraum R von der wärmeabgebenden Oberfläche 53a in Richtung auf die gegenüberliegende Oberfläche 6a angeordnet sind und einen zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp bilden, durch den das Kühlmittel zwischen einander benachbarten der Mehrzahl von wärmeabgebenden Rippen 56 fließt.
Mit einer Ausnehmung 61 des Abstandsblocks 6 und einer oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 ist ein einlaßseitiger Kühlmittelbehälter Ri ausgebildet, der sich in der aufeinanderfolgenden Richtung der zwischen den Rippen verlaufenden Kanäle Rp erstreckt. In ähnlicher Weise ist mit einer Ausnehmung 62 des Abstandsblocks 6 und der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 ein auslaßseitiger Kühlmittelbehälter Ro ausgebildet, der sich in der aufeinanderfolgenden Richtung der zwischen den Rippen verlaufenden Kanäle Rp erstreckt. Der einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri und das eine Ende des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp sind durch einen Drosselabschnitt (erster Drosselabschnitt) Rs verbunden und verkoppelt der sich im zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp erstreckt, und der auslaßseitige Kühlmittelbehälter Ro und das andere Ende des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp sind durch einen Drosselabschnitt (zweiter Drosselabschnitt) Rs verbunden und verkoppelt, der sich im zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp erstreckt. An den Ausnehmungen 61 und 62 gegenüberliegenden Positionen des Antriebsgehäuses 2 sind in Richtung auf den einlaßseitigen Behälter Ri und den auslaßseitigen Behälter Ro stehend Rippen 21 angeordnet, um eine wärmeübertragende Fläche zu vergrößern.
An einem seitlichen Ende einer Seite des Abstandselements 6 sind eine das Einströmen von Kühlmittel in den einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri gestattende einlaßseitige Öffnung 51 und eine das Ausströmen von Kühlmittel aus dem auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro gestattende auslaßseitige Öffnung 52 parallel zueinander angeschlossen. Durch eine im Kühlmittelkreislaufpfad vorgesehene Kühlmittelpumpe 41 wird das dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri zugeführte Kühlmittel über den Drosselabschnitt Rs zur Mehrzahl der zwischen den Rippen verlaufenden, zu einander parallel angeordneten Kanäle Rp geleitet, um den Inverter 3 über die wärmeabgebende Oberfläche 53a zu kühlen. Nach der Kühlung des Inverters 3 fließt das Kühlmittel über den Drosselabschnitt Rs zum auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro.
Ein Unterschied zum Kühler nach dem Stand der Technik besteht bei den Querschnittsflächen des Kühlmittelkreislaufs im einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri und im auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro. Während beim Stand der Technik die Querschnittsflächen des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri und des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro miteinander identisch sind, ist insbesondere bei der vorliegenden Ausführungsform die Querschnittsfläche des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri kleiner eingestellt, um folgendem Verhältnis zu entsprechen: (Kreislaufquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri) < (Kreislaufquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro).
Die 1 ist ein vertikaler Querschnitt durch einen Kühler 50 der vorliegenden Ausführungsform. Die 1 entspricht der 8, die einen Kühler nach dem Stand der Technik zeigt. Die 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die die quer durch den einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri und den auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro verläuft, das heißt, ein in 1 angezeigter Querschnitt A-A. Wie oben beschrieben, wird von der Ausnehmung 61 des Abstandselements 6 und der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 der sich in der aufeinanderfolgenden Richtung der zwischen den Rippen verlaufenden Kanäle Rp erstreckende einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri ausgebildet. Außerdem wird von der Ausnehmung 62 des Abstandselements 6 und der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 der sich in der aufeinanderfolgenden Richtung der zwischen den Rippen verlaufenden Kanäle Rp erstreckende auslaßseitige Kühlmittelbehälter Ro ausgebildet.
Der einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri und das eine Ende des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp sind durch einen sich im aufeinanderfolgenden Bereich der zwischen den Rippen verlaufenden Kanäle Rp erstreckenden Drosselabschnitt Rs verbunden und gekuppelt. In ähnlicher Weise sind der auslaßseitige Kühlmittelbehälter Ro und das andere Ende des zwischen den Rippen verlaufenden Kanals Rp durch einen sich im aufeinanderfolgenden Bereich der zwischen den Rippen verlaufenden Kanäle Rp erstreckenden Drosselabschnitt Rs verbunden und gekuppelt. Rippen 21 sind stehend innerhalb des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri und des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro angeordnet. Das dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri zugeführte Kühlmittel wird über den Drosselabschnitt Rs zur Mehrzahl von zwischen den zueinander parallelen Rippen verlaufenden Kanälen Rp weitergeleitet, und nach der Kühlung des Inverters 3 fließt das Kühlmittel über den Drosselabschnitt Rs zum auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro ab.
Weil sich der Drosselabschnitt Rs oberhalb des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri erstreckt, fließt das Kühlmittel in den zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp ein, nachdem der einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri mit dem Kühlmittel gefüllt ist. Außerdem kann eine Gegenströmung des Kühlmittels verhindert werden, weil der auslaßseitige Kühlmittelbehälter Ro unterhalb des Drosselabschnitts Rs angeordnet ist.
Bei einer solchen Konstruktion, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist eine Zirkulationsbreite Wi des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri kleiner als eine Zirkulationsbreite Wo des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro und ein Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri ist kleiner als ein Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro. Beispielsweise ist ein Verhältnis zwischen der Zirkulationsbreite Wi des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri und der Zirkulationsbreite Wo des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro auf Wi:Wo = 1:2 eingestellt, und ein Verhältnis zwischen dem Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri und dem Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro ist auf 1:4 eingestellt. Im Vergleich mit dem Stand der Technik werden, falls die Zirkulationsquerschnitte des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri und des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro bei dem Kühler nach dem Stande der Technik 400 mm² sind, und der Zirkulationsquerschnitt des Drosselabschnitts Rs 500 mm² ist, bei der vorliegenden Ausführungsform die Zirkulationsquerschnitte des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro und des Drosselabschnitts Rs entsprechend beibehalten, und der Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri ist kleiner eingestellt als beim Stand der Technik, wie etwa 100 mm² oder 200 mm². Unter Bezug auf die Zirkulationswiderstände des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri, des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro und des Drosselabschnitts Rs bei dem Kühler nach dem Stand der Technik, gilt das folgende Verhältnis: (Zirkulationswiderstand des Drosselabschnitts Rs) > (Zirkulationswiderstand des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri) = (Zirkulationswiderstand des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro).
Andererseits gilt bei der vorliegenden Ausführungsform die folgende Beziehung: (Zirkulationswiderstand des Drosselabschnitts Rs) > (Zirkulationswiderstand des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro) > (Zirkulationswiderstand des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri).
Mit der Einstellung des Zirkulationsquerschnitts des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri bei einem kleineren Wert, wird die Strömungsgeschwindigkeit des vom Kühlmittelzirkulationspfad zum einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri zugeführten Kühlmittels im einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri entsprechend erhöht, und die Reduzierung des Durchflusses des Kühlmittels durch die Anordnung der Rippe 21 kann dadurch kompensiert werden. Durch eine solche Gestaltung wird die Kühlwirkung des Bodens der Rippe 21 verbessert. Das heißt, die Kühlwirkung des Antriebsgehäuses 2 wird verbessert.
2. Zweite bevorzugte Ausführungsform
Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rippe 21 beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri und beim auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro stehend angeordnet. Alternativ kann anstelle der Rippe 21 beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri eine nicht-orientierte Rippe 22 stehend angeordnet sein.
Die 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Kühlers gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Ein Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri ist kleiner eingestellt als ein Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro und eine stiftförmige Rippe, die als nicht-orientierte Rippe dient, ist stehend anstelle der Rippe 21 im einlaßseitige Kühlmittelbehälter Ri angeordnet. Beim auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro ist die Rippe 21 ähnlich der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stehend angeordnet.
Durch Anwendung der stiftförmigen Rippe 22 anstelle der Rippe 21 beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri kann die Wärmeübertragungsfläche vergrößert werden, und selbst falls die stiftförmige Rippe 22 weiter in Richtung auf den Drosselabschnitt Rs ausgedehnt wird, um den Abstand zwischen der stiftförmigen Rippe 22 und dem Drosselabschnitt Rs auszufüllen, kann das Kühlmittel zum zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp über den Drosselabschnitt Rs fließen. Außerdem kann die Strömung des wahlweise im Abstandsabschnitt konzentrierten Kühlmittels, wenn die Rippe 21 stehend vorgesehen ist, auch gegen den Boden der stiftförmigen Rippe 22 gerichtet werden, und dadurch kann das Kühlvermögen des Antriebsgehäuses 2 weiter verbessert werden.
3. Dritte bevorzugte Ausführungsform
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die nicht-orientierte stiftförmige Rippe 22 als Rippe beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri eingesetzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die nicht-orientierte Rippe nicht nur beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri, sondern auch beim auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro angewandt.
Die 4 ist ein seitlicher Querschnitt durch einen Kühler gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Ein Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri ist kleiner eingestellt als ein Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro, und eine als eine nicht-orientierte Rippe dienende stiftförmige Rippe 22 ist stehend anstelle der Rippe 21 im einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri und im auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro angeordnet.
Durch die Verwendung der stiftförmigen Rippe 22 als Rippe im einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri kann eine Wärmeübertragungsfläche vergrößert werden und selbst bei einer Gestaltung, bei der die stiftförmige Rippe 22 sich weiter in Richtung auf den Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs erstreckt, um den Abstand zwischen der stiftförmigen Rippe 22 und dem Drosselabschnitt Rs auszufüllen, kann das Kühlmittel durch den Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs zum zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp fließen. Außerdem kann die Strömung des wahlweise im Abstandsabschnitt konzentrierten Kühlmittels, wenn die stiftförmige Rippe 22 stehend angeordnet ist, auch zum Boden der stiftförmigen Rippe 22 strömen und dadurch kann die Kühlfähigkeit des Antriebsgehäuses 2 weiter verbessert werden.
4. Alternative Gestaltung
Es wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen beschränkt und andere, alternative Ausgestaltungen können angewandt werden.
Beispielsweise ist bei den Ausführungsformen eine Konstruktion verwendet, bei der der Kühler 50 den Inverter 3 und auch das den Motor 1 aufnehmende Antriebsgehäuse 2 kühlt, doch alternativ kann auch eine Konstruktion verwendet werden, bei der Motorbetriebseinheiten, wie ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler und eine Drosselspule im Antriebsgehäuse 2 untergebracht sind und der Kühler 50 diese Betriebseinheiten kühlt.
Des weiteren wird bei den Ausführungsformen die stiftförmige Rippe 22 beispielhaft als die nicht-orientierte Rippe beschrieben, aber der Querschnitt der stiftförmigen Rippe 22 ist nicht notwendigerweise, wie in den 2 oder 3 gezeigt, ein Kreis, und es können andere Querschnittsformen, beispielsweise eine Ellipse oder eine Raute verwendet werden.
Überdies wird bei den Ausführungsformen die als nicht-orientierte Rippe dienende stiftförmige Rippe 22 in stehender Weise nur beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri oder beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri und dem auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro angeordnet. Alternativ kann die nicht-orientierte Rippe sich bis zum Erreichen der Oberfläche des Abstandselements 6 erstrecken, auf dem der Drosselabschnitt Rs ausgebildet ist, oder kann sich nur über einen Teil der Strecke erstrecken und die Oberfläche des Abstandselements 6 nicht erreichen.
Die 5 zeigt eine Konstruktion, bei der sich die als nicht-orientierte Rippe dienende stiftförmige Rippe 22 so weit erstreckt, daß sie die Oberfläche des Abstandselements 6 erreicht. Ähnlich der 1 ist ein Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters Ri kleiner eingestellt als ein Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters Ro. Außerdem ist die als nicht-orientierte Rippe dienende stiftförmige Rippe 22 sowohl beim einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri wie auch beim auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro als auf der oberen Oberfläche des Antriebsgehäuses 2 stehend angeordnet, und die stiftförmige Rippe 22 erstreckt sich derart, daß sie die Oberfläche des Abstandselements 6 erreicht, an dem der Membran- bzw. Drosselabschnitt Rs ausgebildet ist, um den in 1 bestehenden Abstand zwischen dem Drosselabschnitt Rs und der Rippe 21 auszufüllen. Weil sich der Drosselabschnitt Rs im aufeinanderfolgenden Bereich der zwischen den Rippen verlaufenden Kanäle Rp erstreckt, kann, selbst wenn sich die stiftförmige Rippe 22 so weit erstreckt, daß sie die Oberfläche des Abstandselements 6 erreicht, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, das Kühlmittel vom einlaßseitigen Kühlmittelbehälter Ri über den Drosselabschnitt Rs zum zwischen den Rippen verlaufenden Kanal Rp strömen und aus diesem in den auslaßseitigen Kühlmittelbehälter Ro ausströmen. Gemäß dieser Gestaltung wird die wärmeübertragende Fläche weiter vergrößert, weil die Oberfläche der stiftförmigen Rippe 22 vergrößert wird.

Claims

Kühler (50), umfassend: eine Wärmesenke (53) mit einer wärmeabgebenden Oberfläche (53a), bei der eine Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten, wärmeabgebenden Rippen (56) in einer Reihe angeordnet ist und ein Kühlmittel durch einen Kanal (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) strömt; einen einlaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ri), der sich in der aufeinander folgenden Richtung der wärmeabgebenden Rippen (56) erstreckt und über einen ersten Drosselabschnitt (Rs) mit einer Seite des einen Endes des Kanals (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) verbunden ist; und einen auslaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ro), der sich in der aufeinander folgenden Richtung der wärmeabgebenden Rippen (56) erstreckt und über einen zweiten Drosselabschnitt (Rs) mit einer Seite des anderen Endes des Kanals (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) verbunden ist; wobei das dem einlaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ri) zugeführte Kühlmittel über den ersten Drosselabschnitt (Rs) zum Kanal (R) zwischen den wärmeabgebenden Rippen (56) und über den zweiten Drosselabschnitt (Rs) zum auslaßseitigen Kühlmittelbehälter (Ro) strömt; eine einlaßseitige Rippe (21) dem ersten Drosselabschnitt (Rs) gegenüberliegend auf einer Oberfläche des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ri) stehend ausgebildet ist, und ein Zirkulationsquerschnitt des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ri) kleiner ist als ein Zirkulationsquerschnitt des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ro).
Kühler (50) nach Anspruch 1, bei welchem Zirkulationswiderstände des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ri), des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ro) und der ersten und der zweiten Drosselabschnitte (Rs) folgende Bedingung erfüllen: (Zirkulationswiderstände der ersten und zweiten Drosselabschnitte (Rs)) > (Zirkulationswiderstand des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ro)) > (Zirkulationswiderstand des einlaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ri)).
Kühler (50) nach Anspruch 1, bei welchem die einlaßseitige Rippe (21) eine nicht-orientierte Rippe (22) ist.
Kühler (50) nach Anspruch 3, bei welchem die nicht-orientierte Rippe (22) eine stiftförmige Rippe (22) ist.
Kühler (50) nach Anspruch 4, bei welchem die stiftförmige Rippe (22) stehend angeordnet ist und sich nicht bis zu einer Oberfläche erstreckt, auf der der erste Drosselabschnitt (Rs) ausgebildet ist.
Kühler (50) nach Anspruch 4, bei welchem die stiftförmige Rippe (22) stehend angeordnet ist und sich bis zu einer Oberfläche erstreckt, auf der der erste Drosselabschnitt (Rs) ausgebildet ist.
Kühler (50) nach Anspruch 1, bei welchem eine auslaßseitige Rippe (21) dem zweiten Drosselabschnitt (Rs) gegenüberliegend auf einer Oberfläche des auslaßseitigen Kühlmittelbehälters (Ro) ausgebildet ist, und sowohl die einlaßseitige Rippe (21) als auch die auslaßseitige Rippe (21) nicht-orientierte Rippen (22) sind.
Kühler (50) nach Anspruch 7, bei welchem die nicht-orientierte Rippe (22) eine stiftförmige Rippe (22) ist.