JP2008187047A - 電子部品用冷却装置および電子部品モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】高い集積度で複数の電子部品を配設した場合であっても、電子部品から発生する熱を適確に放熱し、電子部品の内部温度を所定の範囲に保つことができる電子部品用冷却装置および電子部品モジュールを提供する。
【解決手段】複数の電子部品を冷却する冷却用媒体を流す冷却流路と、電子部品を取り付けるネジ部材を挿通可能な複数の貫通孔とを有する平板状の冷却板を備え、冷却流路は、互いに平行な方向へ直線状に延伸し、この延伸方向と直交する幅方向に等間隔で並ぶとともに、その延伸方向と直交する平面における断面積が互いに等しい複数の直線流路を含み、複数の貫通孔は、冷却板を板厚方向に貫通し、隣接する直線流路の間で直線流路の延伸方向に沿って規則的に並んでいることとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の電子部品から発生する熱を放熱し、複数の電子部品を冷却する電子部品用冷却装置および当該電子部品用冷却装置を備え、複数の電子部品を収容保持する電子部品モジュールに関する。

駆動源としてエンジンおよび電動モータが搭載されるハイブリッド型車両は、エンジンが電動モータを駆動することによって発電した電力を蓄電する蓄電装置を備える。蓄電装置は、電動モータに対して電力を供給する電源としての機能も有している。このような蓄電装置として、例えば大容量のキャパシタを用いて構成されるキャパシタモジュールが適用される。

キャパシタモジュールをハイブリッド型の建設機械に搭載する場合、建設機械は駆動・減速を数秒〜数十秒単位で頻繁に行うため、キャパシタに加わる負荷の変動が大きく、キャパシタの発熱量が大きくなりやすい。このため、キャパシタの劣化が速く、キャパシタの寿命が短くなってしまうという問題があった。

上述したキャパシタの寿命の短縮化を防止するには、キャパシタに加わる負荷の変動が大きくても、キャパシタの内部温度がキャパシタの耐熱温度（例えば６０℃）を超えないようにすることが望ましい。そのためには、キャパシタから発生した熱を効率よく放熱することによってキャパシタを冷却し、キャパシタを常に耐熱温度以下の状態に保持する機構が必要とされる。このような状況下において、従来より、発熱したキャパシタ等の電子部品を冷却するための様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照）。

特開２００５−６４２９１号公報 特開平１０−７５０８１号公報 特開平６−２４２７９号公報

ところで、建設機械では、多様な作業用装置の搭載を可能とするため、個々の作業用装置の小型化、省スペース化が求められる。作業用装置の一つであるキャパシタモジュールの場合には、キャパシタの集積度を高くすることによってキャパシタモジュールの小型化、省スペース化を図ることが多い。しかしながら、キャパシタを高集積化する場合には、上述した従来の電子部品冷却技術を適用しても、キャパシタから発生した熱を十分に放熱することができず、キャパシタの内部温度を耐熱温度以下に保つことができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い集積度で複数の電子部品を配設した場合であっても、電子部品から発生する熱を適確に放熱し、電子部品の内部温度を所定の範囲に保つことができる電子部品用冷却装置および電子部品モジュールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子部品用冷却装置は、複数の電子部品から発生する熱を放熱し、前記複数の電子部品を冷却する電子部品用冷却装置であって、冷却用媒体を流す冷却流路と、前記電子部品を取り付けるネジ部材を挿通可能な複数の貫通孔とを有し、平板状をなす冷却板を備え、前記冷却流路は、互いに平行な方向へ直線状に延在し、この延在方向と直交する幅方向に等間隔で並び、かつ前記延在方向と直交する平面における断面積が互いに等しい複数の直線流路を含み、前記複数の貫通孔は、前記冷却板を板厚方向に貫通し、隣接する前記直線流路の間で前記延在方向に沿って規則的に並んでいることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品用冷却装置は、上記発明において、前記冷却流路は、前記複数の直線流路のうち、互いに隣接する略半数の直線流路の一方の端部を連通するとともに、前記冷却用媒体の流入口につながる第１の連通部と、前記複数の直線流路のうち、前記第１の連通部につながっていない直線流路の一方の端部を連通するとともに、前記冷却用媒体の流出口につながる第２の連通部と、前記複数の直線流路の端部のうち、前記第１および第２の連通部につながっていない端部を連通する第３の連通部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品用冷却装置は、上記発明において、前記第３の連通部は、前記複数の直線流路の端部のうち、同じ側の端部を連通することを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品用冷却装置は、上記発明において、前記複数の直線流路の延在方向と直交する平面であって全ての直線流路を通過する平面における前記複数の直線流路の断面積の和は、当該平面における前記冷却板の断面積の１０〜３０％であることを特徴とする。

本発明に係る電子部品モジュールは、上記いずれかの発明に係る電子部品用冷却装置と、前記貫通孔に挿通される前記ネジ部材を螺合することによって前記電子部品用冷却装置に固定され、前記電子部品を収容する複数の収容ケースと、前記電子部品用冷却装置に取り付けられた前記複数の電子部品を一括して被覆し、前記冷却板の表面と対向する開口端部の肉厚が他の部分の肉厚よりも厚い金属製のカバー部材と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品モジュールは、上記発明において、熱伝導性を有する絶縁性材料から成り、前記カバー部材と前記複数の電子部品との間に介在し、前記カバー部材と直接的に接触する一方、前記複数の電子部品と間接的に接触する絶縁材をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品モジュールは、上記発明において、前記電子部品は蓄電素子であることを特徴とする。

本発明によれば、冷却用媒体を流す冷却流路と、電子部品を取り付けるネジ部材を挿通可能な複数の貫通孔とを有し、平板状をなす冷却板を備え、冷却流路は、互いに平行な方向へ直線状に延在し、この延在方向と直交する幅方向に等間隔で並び、かつその延在方向と直交する平面における断面積が互いに等しい複数の直線流路を含み、複数の貫通孔は、冷却板を板厚方向に貫通し、隣接する直線流路の間で延在方向に沿って規則的に並んでいることとしたため、高い集積度で複数の電子部品を配設した場合であっても、それらの電子部品から発生する熱を適確に放熱し、電子部品の内部温度を所定の範囲に保つことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。なお、以下の説明で参照する図面はあくまでも模式的なものであって、同じ物体を異なる図面で示す場合には、寸法や縮尺等が異なる場合もある。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電子部品モジュールの概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線部分断面図である。さらに、図３は、図１のＢ−Ｂ線部分断面図である。本実施の形態では、電子部品としてキャパシタを適用している。このため、本実施の形態に係る電子部品モジュールは、キャパシタをそれぞれ収容保持する複数のキャパシタセルを電気的に接続することによって構成されるキャパシタモジュールである。

図１〜図３に示すキャパシタモジュール１は、複数のキャパシタセル２と、複数のキャパシタセル２をマトリックス状に規則的に取り付けて固定するとともに、キャパシタセル２を冷却する冷却板３と、所定位置にあるキャパシタセル２の近傍の温度を測定する温度センサ４と、キャパシタセル２と冷却板３との間に介在するシート部材５と、を備える。また、キャパシタモジュール１は、複数のキャパシタセル２を一括して被覆する上カバー６（カバー部材）と、冷却板３の底面側でキャパシタセル２が取り付けられている領域を被覆する下カバー７と、冷却板３の底面側の縁端部に設けられ、冷却板３を支持する支持部材８と、キャパシタモジュール１に接続される配線を収容する配線ボックス９と、配線ボックス９に収容された配線に接続するコネクタを着脱自在に装着可能なコネクタ取付部材１０と、を備える。

キャパシタセル２は、蓄電素子の一種であるキャパシタ２１と、キャパシタ２１を収容する収容ケース２２と、キャパシタ２１に接続される二つの外部端子２３と、収容ケース２２の上部開口をふさいだ状態で収容ケース２２に固定され、外部端子２３を保持する端子板２４とを有する。

キャパシタ２１は、底面積が小さい縦長形状をなしており、二つの内部端子２１１を有する。二つの内部端子２１１は、それぞれ別の外部端子２３に接続されており、電圧が加わると、一方が正極となり、他方が負極となる。

収容ケース２２は、アルミニウムなどの比較的熱伝導性がよい軽金属からなり、一端が閉じた筒状をなしている。収容ケース２２の底部２２１には、キャパシタセル２を冷却板３の所定位置に固定するネジ部材１４を螺合するネジ穴２２２が設けられている。ネジ穴２２２を設けた底部２２１の肉厚は、収容ケース２２の側面部の肉厚よりも厚い。したがって、ネジ穴２２２の深さを十分に取ることができ、キャパシタセル２を冷却板３に対して確実に固定することができる。また、収容ケース２２の冷却板３への取付構造が単純であるため、キャパシタセル２の冷却板３への取り付けが容易である。

収容ケース２２は、縦長形状のキャパシタ２１を収容可能とするため、自身も縦長形状をなし、底面積が小さい。このため、キャパシタセル２を水平方向に規則正しく配置し、小型でコンパクトなモジュール構造を実現することができる。加えて、収容ケース２２の底面積が小さいことにより、１本のネジ部材１４によって冷却板３に密着させた状態でキャパシタセル２を冷却板３へ確実に固定することができる上、キャパシタセル２の底面からキャパシタ２１を効率よく冷却することが可能となる。

なお、収容ケース２２の外側面に、絶縁性を有する合成樹脂からなる被膜を形成すれば、絶縁性を向上させることができてより好ましい。また、底部２２１にネジ穴２２２を複数設けることも可能である。

キャパシタセル２は、冷却板３の表面にマトリックス状に規則的に取り付けられている。具体的には、各キャパシタセル２は、キャパシタモジュール１の長手方向（図１の水平方向）に沿って二つの外部端子２３を並べるようにして配設される。キャパシタモジュール１の長手方向（図１の行方向）に沿って隣接するキャパシタセル２の対向する外部端子２３間は、電気接続用の金具であるバスバー１１を介して連結される。また、行方向の最端部に位置するキャパシタセル２の外部端子２３は、バスバー１１を介して隣接する行の最端部に位置するキャパシタセル２の外部端子２３に連結される。このようにして、隣接するキャパシタセル２間を、バスバー１１を介してジグザグ状に連結することにより、キャパシタモジュール１内の全てのキャパシタセル２は、電気的に直列に接続される。

ところで、上記のごとく縦長形状をなし、底面積が小さいキャパシタセル２から構成されるキャパシタモジュール１を、建設機械のように激しい振動が繰り返し加わる車両に搭載する場合、振動負荷に対するキャパシタセル２の強度が不十分になる恐れがある。そこで、本実施の形態では、バスバー１１として、剛性が高く、肉厚な材料を適用する。これにより、個々のキャパシタセル２は、その底面では１本のネジ部材１４によって冷却板３に固定されるとともに、その上部ではバスバー１１を介して隣接するキャパシタセル２に連結されるため、複数のキャパシタセル２が全体として高い剛性を有するようになる。したがって、振動負荷に対して十分な強度を有し、高い防振性を備えたキャパシタモジュール１を提供することが可能となる。また、バスバー１１を肉厚とすることにより、異なるキャパシタセル２の外部端子２３間の電気伝導性を高める効果も得ることができる。

直列に接続したときの最端部に位置する二つの外部端子２３（図１では左上端と左下端に位置）には、配線ボックス９に収容される配線Ｗｃがそれぞれ接続される。図１では、列数を偶数とすることにより、配線Ｗｃに接続される最端部の外部端子２３がともに配線ボックス９側に位置するようにしているため、配線Ｗｃの余長を少なくすることができるとともに、キャパシタセル２の上方を配線Ｗｃが横断することもなくなる。したがって、列数を偶数とするのは、小型化、省スペース化を図る上でも好ましい。なお、図２および図３では、図の煩雑さを避けるため、配線Ｗｃを省略している。

キャパシタセル２が有する二つの外部端子２３は、バランス基板１２を介して接続されている。このバランス基板１２は、キャパシタ２１の電圧を所定の範囲内で調整する機能を有する。

以上の構成を有するキャパシタセル２は、収容ケース２２の上部に外部端子２３を配置するとともに、収容ケース２２の底部２２１にネジ穴２２２を形成したことにより、複数のキャパシタセル２を、被固定面である冷却板３の上面に対して整列して固定することができる。したがって、キャパシタモジュール１の小型化、省スペース化を実現することができる。

なお、図１では、キャパシタセル２が、６行６列のマトリックス状に配設された場合を図示しているが、これはあくまでも一例に過ぎず、行や列の数は適宜変更可能である。このように配置することにより、高集積化が可能となり、例えばキャパシタセル２の個数を５０個程度以上とすることにより、バスバー１１による剛性を高めることができる。

図４は、本実施の形態に係る電子部品用冷却装置の少なくとも一部をなす冷却板３の内部構成を示す図であり、図２のＣ−Ｃ線断面を示す図である。冷却板３は、２枚の板状部材３１，３２が板厚方向に積層されて成り、キャパシタセル２の収容ケース２２と同様、比較的熱伝導性がよいアルミニウムなどの軽金属によって形成される。

冷却板３は、キャパシタ２１で発生した熱を冷却する冷却水（冷却用媒体）を流す冷却流路３３と、肉厚方向に貫通され、キャパシタセル２を取り付けるネジ部材１４を挿通可能であり、キャパシタセル２を取り付けたときにネジ穴２２２と連通するセル取付孔３４（貫通孔）と、肉厚方向に貫通され、上カバー６および下カバー７を取り付けるネジ部材１５を挿通するカバー取付孔３５と、肉厚方向に貫通され、支持部材８に埋め込まれたボルト８１を挿通するボルト挿通孔３６と、を有する。

板状部材３１には、セル取付孔３４，カバー取付孔３５のそれぞれ一部をなす孔部３４ａ，３５ａが設けられている。他方、板状部材３２には、セル取付孔３４，カバー取付孔３５のそれぞれ一部をなす孔部３４ｂ，３５ｂが設けられている。したがって、例えばセル取付孔３４は、孔部３４ａ，３４ｂが連通することによって形成される。なお、板状部材３１，３２には、ボルト挿通孔３６の一部をなす孔部も形成されている（図示せず）。

冷却流路３３は、板状部材３１に形成された溝部と、板状部材３２の表面のうち板状部材３１と対向する表面とによって包囲された中空部分である。この意味で、図４は、板状部材３１に形成された溝部の形状を示す断面図でもある。

冷却流路３３は、互いに平行な方向に延在する７本の直線流路３０１〜３０７と、互いに隣接する３本の直線流路３０１〜３０３の同じ側の端部を連通し、流出口３１１につながる連通部３２１と、互いに隣接する４本の直線流路３０４〜３０７の同じ側の端部を連通し、流入口３１２につながる連通部３２２と、直線流路３０１〜３０７の連通部３２１または３２２につながっていない側の端部を連通する連通部３２３と、を有する。この意味で、連通部３２１が第２の連通部であり、連通部３２２が第１の連通部であり、連通部３２３が第３の連通部である。

直線流路３０１〜３０７の延在方向すなわちキャパシタモジュール１の長手方向と直交する平面の断面積は互いに等しい（図３を参照）。また、図３や図４からも明らかなように、直線流路３０１〜３０７は、キャパシタモジュール１の短手方向に沿って等間隔で並んでいる。

図３に示す断面において、直線流路３０１〜３０７の断面積の和は、同じ断面において直線流路３０１〜３０７の断面積を含む冷却板３の断面積の１０〜３０％程度である。この比率（以後、「断面積比」と称する）は、冷却板３の機械強度と冷却板３の冷却性能とのバランスを考慮した上で定められる。

図５は、適正な断面積比の設定例を示す図である。図５において、曲線Ｌ１は、冷却板３の機械強度と断面積比との関係を表す一方、曲線Ｌ２は、冷却板３の冷却性能と断面積比との関係を表している。このうち、曲線Ｌ１に示される冷却板３の機械強度は、断面積比が大きくなるにつれて低下し、断面積比が３０％より大きくなると、冷却板３として適用可能な機械強度を有しなくなる。他方、曲線Ｌ２に示される冷却板３の冷却性能は、断面積比が小さくなるにつれて低下し、断面積比が１０％より小さくなると、直線流路３０１〜３０７の冷却性能にばらつきが生じ始め、適正な冷却性能を有しなくなる。そこで、断面積比が１０〜３０％である範囲Ｓに含まれるような態様で冷却板３を形成することにより、冷却板３の機械強度と冷却板３の冷却性能とを適正に両立させることが可能となる。

流入口３１２および流出口３１１は、冷却水の流路をなす配管を介して冷却水を循環させるポンプと、流出口３１１から循環してきた冷却水を冷却する冷却器（例えばラジエータ）に接続されている（図示せず）。

なお、図４では、冷却流路３３の幅方向の両端に位置する直線流路３０１，３０７の長さが、残る直線流路３０２〜３０６の長さよりも短い場合を示しているが、直線流路３０１〜３０７の長さを全て同じ長さとしてもよい。また、直線流路の個数や配置は、キャパシタセル２の個数や配置に応じて定めればよい。

セル取付孔３４は、隣接する直線流路の間で、直線流路３０１〜３０７の延在方向すなわちキャパシタモジュール１の長手方向に沿って等間隔に並んでいる。この間隔は、キャパシタセル２の底面の長手方向の長さに対応している。セル取付孔３４には、キャパシタセル２のネジ穴２２２と同径の孔部１３１を有し、絶縁性材料からなる介装材１３が挿通されている。この介装材１３の一端は、セル取付孔３４に係止されるフランジ形状をなしている。

カバー取付孔３５は、冷却流路３３の周囲や、隣接する直線流路間の端部近傍に形成されており、上カバー６と下カバー７を取り付けるとき、後述する上カバー６のネジ穴６１１および下カバー７のカバー取付孔７２と連通する位置に配設されている。

板状部材３１，３２は、接着等によって冷却流路３３以外の部分が隙間なく固着される。これにより、冷却流路３３には、冷却水が流入口３１２から流入し、途中で外部に漏れることなく流れた後、流出口３１１から流出させることができる。特に、本実施の形態では、流入口３１２や流出口３１１がある側の端部でほぼ半数ずつの流路が連通するとともに、反対側の端部では全ての流路が連通する構成を有しているため、冷却水が流れやすい。したがって、冷却板３の冷却性能を向上させることができる。

以上の構成を有する冷却板３に対してキャパシタセル２を取り付ける際には、冷却板３の底面からネジ部材１４を螺合する。この際、冷却板３のセル取付孔３４に介装材１３を予め挿通した後、ネジ部材１４を螺合する。ネジ部材１４は、キャパシタセル２を冷却板３に取り付ける機能を有するとともに、キャパシタ２１で発生した熱を、収容ケース２２を介して冷却板３へ放熱する機能を有する。本実施の形態では、ネジ部材１４が隣接する直線流路の間を板厚方向に貫通する構成としているため、ネジ部材１４の周囲が冷却水によって冷却され、キャパシタセル２で発生した熱を適確に放熱することができる。

引き続き、キャパシタモジュール１の構成を説明する。温度センサ４は、略中央部に位置する二つのキャパシタセル２間を接続するバスバー１１と、流出口３１１に最も近いバスバー１１の２箇所に設けられている。これらの温度センサ４は、配線Ｗｓを介してコントローラ（図示せず）に接続されている。なお、図２および図３では、配線Ｗｓを省略している。

コントローラは、電力変換機能や昇圧機能を具備しており、温度センサ４からのセンサ信号に基づいて、キャパシタセル２の充放電制御を行う。具体的には、コントローラは、２つの温度センサ４の検出結果を用いてキャパシタセル２の温度の校正を行い、この校正結果に基づいて充放電制御を行う。温度センサ４が設けられるバスバー１１の温度は、キャパシタ２１の内部温度とほぼ等しいので、キャパシタ２１に温度センサを設けることなく、キャパシタ２１の発熱に応じた制御を適確に行うことが可能となる。なお、キャパシタモジュール１に対し、さらに多くの温度センサ４を設けてもよい。

シート部材５は、熱伝導性を有する絶縁性材料から成る。このようなシート部材５をキャパシタセル２と冷却板３との間に介在させることにより、キャパシタセル２と冷却板３とを絶縁するとともに、キャパシタセル２が発生した熱を冷却板３に伝達し、放熱効果を向上させることができる。

上カバー６は、冷却板３に取り付けられた全てのキャパシタセル２を一括して被覆する形状をなし、アルミニウム、鉄板などの金属部材によって形成されている。上カバー６の開口端部には、全周にわたって他の部分よりも肉厚が厚いフランジ部６１が形成されており、このフランジ部６１には、冷却板３のカバー取付孔３５と同径をなし、取付時にカバー取付孔３５と連通するネジ穴６１１が形成されている。また、上カバー６の側面のうち、配線ボックス９が取り付けられる側面には、配線Ｗｃや配線Ｗｓを通すための開口部６２が設けられている。

下カバー７は、冷却板３の底面側において、冷却板３に取り付けられた複数のキャパシタセル２をそれぞれ固定する複数のネジ部材１４を一括して被覆する形状をなし、上カバー６と同様の金属部材によって形成されている。下カバー７の開口端には、冷却板３へ取り付ける取り付け用のフランジ部７１が形成されている。フランジ部７１には、冷却板３のカバー取付孔３５や上カバー６のネジ穴６１１と同径をなし、フランジ部７１の肉厚方向に貫通されたカバー取付孔７２が設けられている。

本実施の形態では、上カバー６および下カバー７によってキャパシタセル２およびネジ部材１４をそれぞれ被覆することにより、キャパシタ２１に対する防滴効果および防塵効果を得ることができる。また、複数のキャパシタセル２を一括して被覆しているため、部品点数を減らし、キャパシタモジュール１の組み立てを容易に行うことが可能となる。

支持部材８は、防振ゴムを用いて形成され、その中心軸に沿って本体部分から延出するボルト８１が埋め込まれている。支持部材８は、ボルト８１を冷却板３のボルト挿通孔３６に挿通した後、ナット８２を締結することによって冷却板３に固着されている。このようにして支持部材８を冷却板３に取り付けることにより、冷却板３の防振性を向上させることができる。

配線ボックス９内において、配線Ｗｃにはヒューズが介装されるとともに、冷却水を循環させる際のポンプの開閉動作を制御するリレーが設けられている（図示せず）。なお、配線ボックス９の設置位置は、キャパシタモジュール１の形状、特に上カバー６の形状に応じて適宜変更可能である。

コネクタ取付部材１０は、キャパシタモジュール１の配線とキャパシタモジュール１の制御を行うコントローラとの電気的な接続を図るコネクタを着脱自在に取り付け可能である。このようにコネクタ取付部材１０を介してコネクタを着脱自在とすることにより、キャパシタセル２やコントローラのメンテナンス時にコネクタをとり外すことでメンテナンス作業の安全性を確保することができる。

図６は、本実施の形態に係るキャパシタモジュール１が適用されるハイブリッド型車両の一例である建設機械の概略構成を示す図である。同図に示す建設機械は油圧ショベル１００であり、車輪の回転等によって自走する自走部１０１ａと、バケット、ブーム、アーム等の作業機や運転室を有し、自走部１０１ａに対して所定の方向を指向する旋回軸の周りに旋回可能な旋回部１０１ｂとを備える。このような外部構成を有する油圧ショベル１００は、エンジン１０１と、エンジン１０１の駆動軸に直結された駆動軸を有し、エンジン１０１の駆動を補助する電動のアシストモータ１０２と、旋回部１０１ｂに連結された駆動軸を有し、旋回部１０１ｂを自走部１０１ａに対して所定の軸の周りに旋回させる電動の旋回モータ１０３と、を備える。キャパシタモジュール１，アシストモータ１０２，旋回モータ１０３は、コントローラ１０４に電気的に接続され、コントローラ１０４の制御のもとで作動する。なお、キャパシタモジュール１を建設機械に搭載する場合、キャパシタ２１としては電気２重層キャパシタが好適である。

以上の構成を有する油圧ショベル１００において、キャパシタモジュール１は、アシストモータ１０２や旋回モータ１０３に電力を供給する一方、アシストモータ１０２や旋回モータ１０３で発電した電力を蓄える機能を有する。キャパシタモジュール１は、キャパシタセル２を高集積化して配設することによって小型化、省スペース化を実現することができるため、油圧ショベル１００等の建設機械に搭載するのに好適である。

キャパシタモジュール１の支持部材８は、上述したように防振ゴムを用いて形成されている。このため、大きな振動が繰り返し加えられることが多い油圧ショベル１００のような建設機械にキャパシタモジュール１を取り付けた場合であっても、十分な防振効果を得ることができ、キャパシタモジュール１の信頼性および耐久性を確保することができる。

また、本実施の形態では、個々のキャパシタセル２を、その底面で１本のネジ部材１４によって冷却板３に固定する一方、その上部では、剛性が高く、肉厚なバスバー１１によって隣接するキャパシタセル２と連結しているため、複数のキャパシタセル２が全体として高い剛性を有している。したがって、キャパシタモジュール１は、振動負荷に対して十分な強度を有しており、この意味でも建設機械用として好適である。

ところで、油圧ショベル１００では、冷却水を循環させるための配管が、旋回モータ１０３およびコントローラ１０４を経由して設けられており（図示せず）、冷却器が冷却した冷却水は、ポンプによって冷却板３の冷却流路３３，コントローラ１０４，旋回モータ１０３の順に循環される。したがって、最も温度が低い状態の冷却水が冷却流路３３を流れることとなり、耐熱温度が低いキャパシタセル２の放熱を最優先に行うことができる。

なお、キャパシタモジュール１を建設機械に適用する場合にも、キャパシタセル２の個数は５０個程度以上であることが好ましい。

以上説明した本発明の一実施の形態によれば、冷却用媒体を流す冷却流路と、電子部品を取り付けるネジ部材を挿通可能な複数の貫通孔とを有し、平板状をなす冷却板を備え、冷却流路は、互いに平行な方向へ直線状に延在し、この延在方向と直交する幅方向に等間隔で並び、かつその延在方向と直交する平面における断面積が互いに等しい複数の直線流路を含み、複数の貫通孔は、冷却板を板厚方向に貫通し、隣接する直線流路の間で延在方向に沿って規則的に並んでいることとしたため、高い集積度で複数の電子部品を配設した場合であっても、電子部品から発生する熱を適確に放熱し、電子部品の内部温度を所定の範囲に保つことができる。

図７は、本実施の形態の一変形例に係るキャパシタモジュールの構成を示す部分断面図であり、図２に相当する図である。図７に示すキャパシタモジュール１６は、キャパシタモジュール１の構成に加えて、上カバー６とキャパシタセル２との間に介在し、熱伝導性がよいシリコンゴム等の絶縁性材料から成るシート部材１７（絶縁材）をさらに備える。シート部材１７は、バスバー１１の配置パターンに対応してシート状の一方の面（図７の下面）から突起する複数の突起部１７１を備える。

シート部材１７は、上カバー６と直接的に接触する一方、複数の突起部１７１がバスバー１１の中央部に当接することによってキャパシタ２１と間接的に接触する。このようなシート部材１７を設けることにより、キャパシタセル２と上カバー６が接触して短絡するのを防止するとともに、キャパシタ２１で発生した熱を、上カバー６を介して放熱することができ、キャパシタモジュール１の放熱性能を一段と向上させることができる。

ここまで、本発明を実施するための最良の形態として、電子部品がキャパシタである場合を説明してきたが、本発明に係る電子部品用冷却装置および電子部品モジュールは、キャパシタ以外の電子部品に対しても適用することができる。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

本発明の一実施の形態に係る電子部品モジュール（キャパシタモジュール）の概略構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線部分断面図である。 図１のＢ−Ｂ線部分断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電子部品用冷却装置の内部構成を示す図である。 適正な断面積比の設定例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る電子部品モジュール（キャパシタモジュール）が適用される建設機械の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の変形例に係る電子部品モジュール（キャパシタモジュール）の概略構成を示す部分断面図である。

符号の説明

１，１６ キャパシタモジュール
２ キャパシタセル
３ 冷却板
４ 温度センサ
５，１７ シート部材
６ 上カバー
７ 下カバー
８ 支持部材
９ 配線ボックス
１０ コネクタ取付部材
１１ バスバー
１２ バランス基板
１３ 介装材
１４，１５ ネジ部材
２１ キャパシタ
２２ 収容ケース
２３ 外部端子
２４ 端子板
３１，３２ 板状部材
３３ 冷却流路
３４ セル取付孔
３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，１３１ 孔部
３５，７２ カバー取付孔
３６ ボルト挿通孔
６１，７１ フランジ部
６２ 開口部
８１ ボルト
８２ ナット
１００ 油圧ショベル
１０１ エンジン
１０１ａ 自走部
１０１ｂ 旋回部
１０２ アシストモータ
１０３ 旋回モータ
１０４ コントローラ
１７１ 突起部
２１１ 内部端子
２２１ 底部
２２２，６１１ ネジ穴
３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６，３０７ 直線流路
３１１ 流出口
３１２ 流入口
３２１，３２２，３２３ 連通部
Ｗｃ，Ｗｓ 配線

Claims (7)

1. 複数の電子部品から発生する熱を放熱し、前記複数の電子部品を冷却する電子部品用冷却装置であって、
   冷却用媒体を流す冷却流路と、前記電子部品を取り付けるネジ部材を挿通可能な複数の貫通孔とを有し、平板状をなす冷却板
   を備え、
   前記冷却流路は、互いに平行な方向へ直線状に延在し、この延在方向と直交する幅方向に等間隔で並び、かつ前記延在方向と直交する平面における断面積が互いに等しい複数の直線流路を含み、
   前記複数の貫通孔は、前記冷却板を板厚方向に貫通し、隣接する前記直線流路の間で前記延在方向に沿って規則的に並んでいることを特徴とする電子部品用冷却装置。
2. 前記冷却流路は、
   前記複数の直線流路のうち、互いに隣接する略半数の直線流路の一方の端部を連通するとともに、前記冷却用媒体の流入口につながる第１の連通部と、
   前記複数の直線流路のうち、前記第１の連通部につながっていない直線流路の一方の端部を連通するとともに、前記冷却用媒体の流出口につながる第２の連通部と、
   前記複数の直線流路の端部のうち、前記第１および第２の連通部につながっていない端部を連通する第３の連通部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品用冷却装置。
3. 前記第３の連通部は、前記複数の直線流路の端部のうち、同じ側の端部を連通することを特徴とする請求項２記載の電子部品用冷却装置。
4. 前記複数の直線流路の延在方向と直交する平面であって全ての直線流路を通過する平面における前記複数の直線流路の断面積の和は、当該平面における前記冷却板の断面積の１０〜３０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電子部品用冷却装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載の電子部品用冷却装置と、
   前記複数の電子部品と、
   前記貫通孔に挿通される前記ネジ部材を螺合することによって前記電子部品用冷却装置に固定され、前記電子部品を収容する複数の収容ケースと、
   前記電子部品用冷却装置に取り付けられた前記複数の電子部品を一括して被覆し、前記冷却板の表面と対向する開口端部の肉厚が他の部分の肉厚よりも厚い金属製のカバー部材と、
   を備えたことを特徴とする電子部品モジュール。
6. 熱伝導性を有する絶縁性材料から成り、前記カバー部材と前記複数の電子部品との間に介在し、前記カバー部材と直接的に接触する一方、前記複数の電子部品と間接的に接触する絶縁材
   をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載の電子部品モジュール。
7. 前記電子部品は蓄電素子であることを特徴とする請求項５または６記載の電子部品モジュール。

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