JP2000036679A - 電気機器の冷却構造 - Google Patents

電気機器の冷却構造

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JP2000036679A
JP2000036679A JP10202188A JP20218898A JP2000036679A JP 2000036679 A JP2000036679 A JP 2000036679A JP 10202188 A JP10202188 A JP 10202188A JP 20218898 A JP20218898 A JP 20218898A JP 2000036679 A JP2000036679 A JP 2000036679A
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electric
air
heat
exhaust duct
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JP10202188A
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English (en)
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Hidetoshi Sato
秀俊 佐藤
Masahito Kitamura
雅人 北村
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気部品を収納した箱体内部の空気を雰囲気
温度以下に冷却することができるとともに、電気部品の
発熱によって暖まった空気を効率よく換気することがで
き、電気機器の効果的な冷却を図ることができるように
する。 【解決手段】 箱体1A,1Bの内部に発熱源となる電
気部品10を収納した電気機器1の冷却構造において、
箱体1A,1Bの壁部に形成され、該箱体1A,1B内
部に外気を取り込む吸気口21と、箱体1A,1Bの内
部と外部を連通させ、該箱体1A,1B内部の空気を外
部に排気する排気ダクト30と、箱体1A,1Bの内部
に設けられ、吸熱側によって該箱体1A,1B内部の空
気を冷すとともに、放熱側によって排気ダクト30内の
空気を暖める熱電冷却素子40とを備えた構成としてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、箱体の内部に発熱
源となる電気部品を収納した電気機器の冷却構造に関
し、特に、エンジンルーム内部の高温雰囲気下に搭載さ
れた電気接続箱の冷却に好適な電気機器の冷却構造に関
する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、実開平3−104023号
において、冷却構造を備えた電気接続箱を提案してお
り、以下、本発明の従来技術として、該電気接続箱につ
いて図3を参照しつつ説明する。図3は従来の冷却構造
を備えた電気接続箱を示す断面図である。
【0003】同図に示すように、電気接続箱100は、
一般的に、上部ケース100Aと下部ケース100Bと
からなる合成樹脂製の箱体の内部に、リレー111,バ
スバー112及びコネクタ113等の電気部品を樹脂基
板に組み付けた本体100Cを収納した構成となってい
る。かかる電気接続箱100は、図示しない車両のエン
ジンルーム内部に搭載され、該車両内部に配索されたワ
イヤハーネス相互間の電気的接続を行なっている。
【0004】ところが、電気接続箱100の内部回路に
電源が供給されると、リレー111等の電気部品が通電
によって発熱し、電気接続箱100の内部温度が雰囲気
温度以上に上昇したとき、これら電気部品が劣化し、あ
るいは、これら電気部品の電気的特性の低下をまねくと
いう問題があった。
【0005】そこで、従来の電気接続箱100では、下
部ケース100Bに水抜き口121及び電線挿通口12
2を形成するとともに、上部ケース100Aと下部ケー
ス100Bを仕切る本体100Cの前記樹脂基板に通気
口123を一体成形し、さらに、上部ケース100Aに
外部に連通する排気ダクト130を一体成形した構成の
冷却構造が設けてあった。
【0006】上記構成からなる従来の冷却構造では、図
3の矢印に示すように、水抜き口121及び電線挿通口
122から、エンジンルーム内の外気が下部ケース10
0B内に取り込まれる。そして、リレー111等の電気
部品の発熱により、上部ケース100A及び下部ケース
100B内に自然対流が生じ、下部ケース100B内に
取り込まれた外気が、通気口123を通って、上部ケー
ス100A及び下部ケース100B内を循環する。その
後、リレー111等の電気部品によって暖められた空気
が、排気ダクト130を通って、再びエンジンルーム内
に排気される。
【0007】このような従来の冷却構造によれば、自然
対流により、上部ケース100A及び下部ケース100
B内の空気を循環させ、リレー111等の電気部品の発
熱によって暖まった空気を絶え間なく換気することによ
り、電気接続箱100の内部を、常にエンジンルーム内
の雰囲気温度と同じ温度に冷却することができた。
【0008】また、排気ダクト130から下部ケース1
00B内に入った水滴を、水抜き口121から排水する
ことができた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、本出願
人の提案した従来の電気接続箱の冷却構造は、電気接続
箱の内部を雰囲気温度に冷却することができるととも
に、電気接続箱の内部に侵入した水滴を排水することが
できるという優れた効果を奏するものであるが、次のよ
うな不都合が存在し、改良の必要性が生じた。
【0010】すなわち、上述した従来の電気接続箱の冷
却構造では、電気接続箱100内部の空気を積極的に冷
却する手段を備えていなかったため、電気接続箱100
内部の空気を雰囲気温度以下に冷却することができなか
った。
【0011】また、自然対流により、電気接続箱100
内部の空気を循環させていたため、リレー111等の電
気部品の発熱によって暖まった空気を効率よく換気する
ことができなかった。
【0012】なお、従来技術として電気接続箱を例示し
たが、このような不都合は、箱体の内部に発熱源となる
電気部品を収納した電気機器全般に生じるものである。
【0013】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、電気部品を収納した箱体内部の空気を雰囲気温
度以下に冷却することができるとともに、電気部品の発
熱によって暖まった空気を効率よく換気することがで
き、電気機器の効果的な冷却を図ることができる電気機
器の冷却構造の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の電気機器の冷却構造は、箱体の内部
に発熱源となる電気部品を収納した電気機器の冷却構造
において、前記箱体の壁部に形成され、該箱体内部に外
気を取り込む吸気口と、前記箱体の内部と外部を連通さ
せ、該箱体内部の空気を外部に排気する排気ダクトと、
前記箱体の内部に設けられ、吸熱側によって該箱体内部
の空気を冷すとともに、放熱側によって前記排気ダクト
内の空気を暖める熱電冷却素子とを備えた構成としてあ
る。
【0015】このような構成によれば、熱電冷却素子の
吸熱側によって、吸気口から箱体内部に取り込まれた外
気が雰囲気温度以下に冷やされるとともに、熱電冷却素
子の放熱側によって、排気ダクト内の空気が局所的に暖
められ、箱体内部において人工的な対流が生じる。
【0016】この結果、熱電冷却素子の吸熱側に冷やさ
れた空気が、電気部品の熱を吸収して暖められた後、よ
り暖かい排気ダクト内に流れ込み、該排気ダクトを通っ
て外部に排気される。
【0017】このように、箱体内部において人工的な対
流を生じさせることにより、雰囲気温度以下に冷やされ
た空気を強制的に循環させることができるとともに、電
子部品の熱を吸収して暖まった空気を効果的に換気する
ことができる。これにより、箱体内部の空気を常に雰囲
気温度以下に保ち、電気機器を効果的に冷却することが
できる。
【0018】好ましくは、請求項2記載の電気機器の冷
却構造のように、前記排気ダクトの排気口を、前記箱体
の上部に設けるとともに、前記熱電冷却素子の放熱側
を、前記排気ダクトの排気口付近に接触させ、かつ、前
記熱電冷却素子の吸熱側を、発熱源となる前記電気部品
の付近に位置させた構成する。
【0019】このような構成によれば、冷やされた空気
と暖められた空気の密度の相違を利用して、箱体内部の
空気を効率よく循環及び換気させることができる。すな
わち、熱電冷却素子の吸熱側によって冷やされた箱体内
部の上側の空気が下降し、電気部品の熱を吸収して暖め
られた後、より暖かい排気ダクト内に流れ込み、該排気
ダクト内でさらに暖められて上昇し、排気口から外部へ
迅速に排気される。これによって、電気機器をより効果
的に冷却することができる。
【0020】好ましくは、請求項3記載の電気機器の冷
却構造のように、前記吸気口を、前記箱体の底壁部に形
成した構成とする。
【0021】このような構成によれば、箱体の内部と外
部を連通させる排気ダクトから、箱体内部に水滴が侵入
した場合でも、箱体の底壁部に形成した吸気口から水滴
を外部に排水することができる。
【0022】好ましくは、請求項4記載の電気機器の冷
却構造のように、前記電気機器を、車両のエンジンルー
ム内部に搭載された電気接続箱とした構成とする。すな
わち、本発明の電気機器の冷却構造を電気接続箱に応用
する。
【0023】このような構成によれば、エンジンルーム
の高温雰囲気下に曝される電気接続箱を雰囲気温度以下
に効果的に冷却することができ、電気接続箱を形成する
電気部品の劣化及び電気部品の電気的特性の低下を確実
に防止することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
電気機器の冷却構造について、図面を参照しつつ説明す
る。図1は本発明の一実施形態に係る電気機器の冷却構
造を示す断面図である。また、図2は上記電気機器の冷
却構造を構成する熱電冷却素子の周辺を示す拡大図であ
る。
【0025】なお、本実施形態では、本発明の電気機器
の冷却構造を、従来と同様の電気接続箱に応用した構成
としてある。
【0026】まず、電気接続箱全体の構成について、図
1を参照しつつ説明する。同図において、電気接続箱1
は、上部ケース1Aと下部ケース1Bとからなる合成樹
脂製の箱体の内部に、リレー,ヒューズ,バスバー及び
コネクタ等の電気部品10を樹脂基板に組み付けた本体
1Cを収納した構成となっている。かかる電気接続箱1
は、図示しない車両のエンジンルーム内部に搭載され、
該車両内部に配索されたワイヤハーネス相互間の電気的
接続を行なっている。
【0027】このような電気接続箱1には、本実施形態
に係る冷却構造が設けてある。具体的に、下部ケース1
Bの底壁部中央には、水抜き口を兼ねる吸気口21が形
成してあり、該吸気口21から電気接続箱1内部に前記
エンジンルーム内の外気が取り込まれる。なお、22は
電線挿通口であるが、電気接続箱1内部の冷却時には、
前記エンジンルーム内の外気を電気接続箱1内部に取り
込む吸気口の役割を果たす。
【0028】上部ケース1Aと下部ケース1Bを仕切る
本体1Cの前記樹脂基板には、通気口23,23が一体
成形してある。これら通気口23,23を介して、吸気
口21及び電線挿通口22から取り込まれた空気が、上
部ケース1A及び下部ケース1B(以下、箱体1A,1
Bという)内を循環する。
【0029】上部ケース1Aの上壁部には、下部ケース
1B内から外部に連通し、箱体1A,1B内部の空気を
外部に排気する筒状の排気ダクト30が取り付けてあ
る。該排気ダクト30は、上部ケース1Aに形成した開
口に圧入又は嵌合してあり、上部ケース1Aの防水性を
損なうことなく水密に取り付けてある。
【0030】また、排気ダクト30は、下記熱電冷却素
子40の放熱側に暖められ、箱体1A,1B内部の空気
を人工的に対流させるものであるから、熱伝導性の良好
なものが好ましく、合成樹脂以外に金属で形成してもよ
い。
【0031】なお、排気ダクト30を合成樹脂で形成す
る場合は、上部ケース1Aに排気口31側を一体成形し
た構成としてもよい。このような構成とした場合は、簡
単かつ確実に上部ケース1Aの防水性を維持することが
できる。
【0032】上部ケース1A内における排気ダクト30
の上端部、すなわち、排気口31の近傍には、前記熱電
冷却素子40が取り付けてある。該熱電冷却素子40
は、異種金属(本実施形態では、半導体と金属)の接合
面に電流を流すと、熱の吸収及び発生が生じるというペ
ルチェ効果を利用した電子熱ポンプである。
【0033】具体的に、熱電冷却素子40は、図2に示
すように、中心に交互に設けられたn形半導体41,4
1及びp形半導体42,42と、両端のn形半導体41
及びp形半導体42に接続された銅製の正電極43及び
負電極44と、中央のn形半導体41及びp形半導体4
2に接続された銅製の吸熱側中間電極45,45及び放
熱側中間電極46と、これらを挟み込むように設けられ
た吸熱側セラミック板47及び放熱側セラミック板48
とからなっている。なお、正電極43及び負電極44
は、図示しない給電用電線を介して本体1Cに接続して
あり、本体1Cから電源の供給を受けている。
【0034】本実施形態では、熱電冷却素子40の吸熱
側(吸熱側セラミック板47)を、電気部品(リレー)
10の付近に位置させるとともに、放熱側(放熱側セラ
ミック板48)を、排気ダクト30の排気口31付近に
接触させた構成としてある。
【0035】このような構成からなる本実施形態の冷却
構造によれば、図1に示すように、熱電冷却素子40の
吸熱側によって、吸気口21及び電線挿通口22から箱
体1A,1B内部に取り込まれた外気が、箱体1A,1
B内部の上側において雰囲気温度以下に冷やされるとと
もに、熱電冷却素子40の放熱側によって、排気ダクト
30内の空気が局所的に暖められ、箱体1A,1B内部
において人工的な対流が生じる。
【0036】この結果、同図矢印に示すように、箱体1
A,1B内部の上側で雰囲気温度以下に冷やされた空気
が下降し、電気部品10の熱を吸収して暖められた後、
より暖かい排気ダクト30内に流れ込み、該排気ダクト
30内でさらに暖められて上昇し、排気口31から外部
へ迅速に排気される。
【0037】このように、箱体1A,1B内部において
人工的な対流を生じさせることにより、雰囲気温度以下
に冷やされた空気を強制的に循環させることができ、ま
た、電子部品10の熱を吸収して暖まった空気を効果的
に換気することができる。
【0038】これにより、箱体1A,1B内部の空気を
常に雰囲気温度以下に保ち、前記エンジンルームの高温
雰囲気下に曝される電気接続箱1を効果的に冷却するこ
とができ、電気接続箱1を形成する電気部品10の劣化
及び電気部品の電気的特性の低下を確実に防止すること
ができる。
【0039】さらに、排気ダクト30から下部ケース1
B内に水滴が侵入した場合でも、下部ケース1Bの底壁
部に形成した吸気口21から水滴を外部に排水すること
ができ、電気接続箱1内部の防水性を向上させることが
できる。
【0040】なお、本発明の電気機器の冷却構造は、上
述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本
発明の冷却構造は、上述した実施形態のような電気接続
箱に限らず、箱体内に発熱原を有する種々の電気機器に
実施することができ、このような電気機器全般において
効果的な冷却を図ることができる。
【0041】また、冷却の対象となる電気機器の内部構
造や設置位置等の諸条件に応じて、排気ダクトの形成位
置や形状、及び、吸気口の数などを適宜変更することも
可能である。
【0042】
【発明の効果】以上のように、本発明の電気機器の冷却
構造によれば、電気部品を収納した箱体内部の空気を雰
囲気温度以下に冷却することができるとともに、電気部
品の発熱によって暖まった空気を効率よく換気すること
ができ、電気機器の効果的な冷却を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電気機器の冷却構造
を示す断面図である。
【図2】上記電気機器の冷却構造を構成する熱電冷却素
子の周辺を示す拡大図である。
【図3】従来の冷却構造を備えた電気接続箱を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 電気接続箱(電気機器) 1A 上部ケース(箱体) 1B 下部ケース(箱体) 1C 本体 10 電気部品 21 吸気口 22 電線挿通口 23 通気口 30 排気ダクト 31 排気口 40 熱電冷却素子 41 n形半導体 42 p形半導体 43 正電極 44 負電極 45 吸熱側中間電極 46 放熱側中間電極 47 吸熱側セラミック板 48 放熱側セラミック板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 箱体の内部に発熱源となる電気部品を収
    納した電気機器の冷却構造において、 前記箱体の壁部に形成され、該箱体内部に外気を取り込
    む吸気口と、 前記箱体の内部と外部を連通させ、該箱体内部の空気を
    外部に排気する排気ダクトと、 前記箱体の内部に設けられ、吸熱側によって該箱体内部
    の空気を冷すとともに、放熱側によって前記排気ダクト
    内の空気を暖める熱電冷却素子とを備えたことを特徴と
    する電気機器の冷却構造。
  2. 【請求項2】 前記排気ダクトの排気口を、前記箱体の
    上部に設けるとともに、前記熱電冷却素子の放熱側を、
    前記排気ダクトの排気口付近に接触させ、かつ、前記熱
    電冷却素子の吸熱側を、発熱源となる前記電気部品の付
    近に位置させた請求項1記載の電気機器の冷却構造。
  3. 【請求項3】 前記吸気口を、前記箱体の底壁部に形成
    した請求項1又は2記載の電気機器の冷却構造。
  4. 【請求項4】 前記電気機器が、車両のエンジンルーム
    内部に搭載された電気接続箱である請求項1〜3いずれ
    か記載の電気機器の冷却構造。
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Cited By (6)

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