JP2014020115A - Control box for construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設機械用コントロールボックスに関し、特に、コントロールボックスに収納される電装品の冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a construction machine control box, and more particularly to a cooling structure for electrical components housed in a control box.
従来より、バックホー等の建設機械において、油圧ポンプを駆動するエンジンをアシストモータでアシストするようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。アシストモータは、油圧回路の作動油で動作する発電機により駆動され、その出力が例えば上記油圧ポンプの入力として利用される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a construction machine such as a backhoe that assists an engine that drives a hydraulic pump with an assist motor (see, for example, Patent Document 1). The assist motor is driven by a generator that operates with hydraulic oil in a hydraulic circuit, and its output is used as an input of the hydraulic pump, for example.
この種の建設機械では、上記アシストモータを駆動する電源回路を構成する駆動基板が収納されたコントロールボックスが設けられる。ここで、電源回路に用いられるパワーモジュールは、アシストモータを駆動する際に発熱する。そのため、従来より、内部に冷却用の流体が流通する流体流路が形成された冷却器を設け、該冷却器の内部を流れる流体によってパワーモジュールを冷却することとしている。 In this type of construction machine, a control box is provided in which a drive board constituting a power supply circuit for driving the assist motor is accommodated. Here, the power module used in the power supply circuit generates heat when the assist motor is driven. For this reason, conventionally, a cooler in which a fluid flow path in which a cooling fluid flows is formed is provided, and the power module is cooled by the fluid flowing inside the cooler.
ところで、冷却器の中には、内部を流通する流体の乱流化を促進して熱伝達効率を向上させるべく、流体流路を波形の仕切部材によって幅方向に複数の流路に分割することとしたものがある。しかしながら、このような構成では、波形の仕切部材によって流体の乱流化は促進するものの、流体の圧力損失が著しく増大するため、却って冷却器の冷却効率が低下するおそれがあった。 By the way, in the cooler, in order to promote the turbulent flow of the fluid flowing inside and improve the heat transfer efficiency, the fluid flow path is divided into a plurality of flow paths in the width direction by a corrugated partition member. There is something to do. However, in such a configuration, although the turbulent flow of the fluid is promoted by the corrugated partition member, the pressure loss of the fluid is remarkably increased, so that the cooling efficiency of the cooler may be lowered.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体流路が形成されてパワーモジュールを冷却する建設機械用コントローラの冷却器において、冷却性能の向上を図ることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The objective is to aim at the improvement of cooling performance in the cooler of the controller for construction machines which forms a fluid flow path and cools a power module.
第１の発明は、筐体（20）と、上記筐体（20）に収容されて電源回路を構成する駆動基板（11,12）と、上記筐体（20）の底部（21a）に設けられ、冷却用の流体が流れる流体流路（26）を有し、該流体流路（26）を流れる流体によって上記駆動基板（11,12）に実装されたパワーモジュール（11a,12a）を冷却する冷却器（25）とを備え、建設機械に設置される建設機械用コントロールボックスであって、上記冷却器（25）は、上記流体流路（26）において、流体の流通方向に間隔を空けて設けられた複数の波板形状の波板フィン（55）を有している。 The first invention is provided on the housing (20), the drive board (11, 12) housed in the housing (20) and constituting the power circuit, and the bottom (21a) of the housing (20). The power module (11a, 12a) mounted on the drive board (11, 12) is cooled by the fluid flow path (26) through which the cooling fluid flows, and the fluid flowing through the fluid flow path (26). And a cooler (25) that is installed in a construction machine, the cooler (25) being spaced apart in the fluid flow direction in the fluid flow path (26). A plurality of corrugated fins (55) having a corrugated shape.
第１の発明では、冷却器（25）の流体流路（26）を流れる冷却用の流体により、パワーモジュール（11a,12a）が冷却される。また、流体流路（26）では、波板フィン（55）によって、流体の乱流化が促進され、熱伝達率が向上する。 In the first invention, the power module (11a, 12a) is cooled by the cooling fluid flowing through the fluid flow path (26) of the cooler (25). Moreover, in the fluid flow path (26), the turbulent flow of the fluid is promoted by the corrugated plate fin (55), and the heat transfer coefficient is improved.
第２の発明は、第１の発明において、上記パワーモジュール（11a,12a）は、上記冷却器（25）の上記波板フィン（55）に対応する位置に取り付けられている。 In a second aspect based on the first aspect, the power module (11a, 12a) is attached to a position corresponding to the corrugated plate fin (55) of the cooler (25).
第２の発明では、パワーモジュール（11a,12a）が、冷却器（25）において、流体の乱流化によって熱伝達率が向上した部分に取り付けられる。 In the second aspect of the invention, the power module (11a, 12a) is attached to a portion of the cooler (25) where the heat transfer coefficient is improved by turbulent fluid flow.
第３の発明は、第２の発明において、上記駆動基板（11,12）は、第１基板（11）と、該第１基板（11）に実装されたパワーモジュール（11a）よりも発熱量の大きいパワーモジュール（12a）が実装された第２基板（12）とによって構成され、上記第２基板（12）に実装されたパワーモジュール（12a）は、上記第１基板（11）に実装されたパワーモジュール（11a）よりも上記冷却器（25）において上記流体流路（26）の上流側の位置に取り付けられている。 In a third aspect based on the second aspect, the drive board (11, 12) generates more heat than the first board (11) and the power module (11a) mounted on the first board (11). The power module (12a) mounted on the second substrate (12) is mounted on the first substrate (11). In addition, the cooler (25) is attached to the upstream side of the fluid flow path (26) with respect to the power module (11a).
第３の発明では、発熱温度の高いパワーモジュール（12a）ほど、冷却器（25）において低い温度の流体が流れる流体流路（26）の上流側の位置に取り付けられることとなる。 In the third aspect of the invention, the power module (12a) having a higher heat generation temperature is attached to a position on the upstream side of the fluid flow path (26) through which the low-temperature fluid flows in the cooler (25).
第４の発明は、第３の発明において、上記流体流路（26）は、流体が真っ直ぐ流れる直線流路部（26e）と、流体が折れ曲がって流れる折曲流路部（26c,26d）とを有し、上記直線流路部（26e）には、上記複数の波板フィン（55）が設けられる一方、上記折曲流路部（26c,26d）には、該折曲流路部（26c,26d）に沿って延びる板状のフィン（52,53）が設けられている。 In a fourth aspect based on the third aspect, the fluid flow path (26) includes a straight flow path portion (26e) in which the fluid flows straight, and a bent flow path portion (26c, 26d) in which the fluid flows by bending. The straight channel portion (26e) is provided with the plurality of corrugated plate fins (55), while the bent channel portion (26c, 26d) has the bent channel portion ( Plate-like fins (52, 53) extending along 26c, 26d) are provided.
第４の発明では、流体が真っ直ぐに流れる直線流路部（26e）では、波板形状の波板フィン（55）によって流体の乱流化が促進され、流体が折れ曲がって流れる折曲流路部（26c,26d）では、該折曲流路部（26c,26d）に沿って延びる板状のフィン（52,53）によって流体の乱流化が促進される。 In the fourth invention, in the straight flow path portion (26e) in which the fluid flows straight, the turbulent flow of the fluid is promoted by the corrugated plate fins (55), and the bent flow path portion in which the fluid is bent flows. In (26c, 26d), fluid turbulence is promoted by the plate-like fins (52, 53) extending along the bent flow path portions (26c, 26d).
第５の発明は、第４の発明において、上記波板フィン（55）及び上記板状のフィン（52,53）は、それぞれ上記流体流路（26）の流路幅方向に間隔を空けて複数設けられてそれぞれフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）を構成し、上記複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）は、流体の流通方向における間隔が上記流体流路（26）の上流側から下流側に向かうほど広くなるように配列されている。 In a fifth aspect based on the fourth aspect, the corrugated plate fin (55) and the plate-like fins (52, 53) are spaced apart from each other in the flow channel width direction of the fluid flow channel (26). A plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are provided, and the plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are spaced apart from each other in the fluid flow direction (26). Are arranged so as to become wider from the upstream side to the downstream side.
第６の発明は、第５の発明において、上記複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）は、流体の流通方向における間隔が８．０ｍｍ以上２９．２ｍｍ以下となるように配列されている。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, the plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are arranged so that an interval in a fluid flow direction is 8.0 mm or more and 29.2 mm or less. Yes.
第５及び第６の発明では、複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）の流体の流通方向における間隔が、流体流路（26）の上流側から下流側に向かうほど広くなる。そのため、流体流路（26）における流体の圧力損失が、下流側ほど小さくなる。 In 5th and 6th invention, the space | interval in the distribution direction of the fluid of a several fin unit (A1-A3, B1-B3) becomes so wide that it goes to the downstream from the upstream of a fluid flow path (26). Therefore, the pressure loss of the fluid in the fluid channel (26) becomes smaller toward the downstream side.
第７の発明は、第５の発明において、上記複数の波板フィン（55）は、流路幅方向の間隔が各波板フィン（55）の厚みよりも長くなるように配列されている。 In a seventh aspect based on the fifth aspect, the plurality of corrugated fins (55) are arranged so that the interval in the flow path width direction is longer than the thickness of each corrugated fin (55).
第８の発明は、第７の発明において、上記複数の波板フィン（55）は、流路幅方向の間隔が４．５±０．１ｍｍとなるように配列されている。 In an eighth aspect based on the seventh aspect, the plurality of corrugated plate fins (55) are arranged so that an interval in the flow path width direction is 4.5 ± 0.1 mm.
第９の発明は、第８の発明において、上記各波板フィン（55）は、厚みが３．５±０．１ｍｍとなるように形成されている。 In a ninth aspect based on the eighth aspect, each corrugated fin (55) is formed to have a thickness of 3.5 ± 0.1 mm.
ところで、波板フィン（55）を部厚く形成すると、伝熱面積が増大するため、熱伝達率が向上する一方、波板フィン（55）の間隔が狭くなるため流体の圧力損失が大きくなる。 By the way, when the corrugated fin (55) is formed to be thick, the heat transfer area is increased, so that the heat transfer rate is improved, while the gap between the corrugated fins (55) is narrowed, and the pressure loss of the fluid is increased.
第７乃至第９の発明では、波板フィン（55）の流路幅方向の間隔が、各波板フィン（55）の厚みよりも長くなるように、波板フィン（55）を設けている。 In 7th thru | or 9th invention, the corrugated sheet fin (55) is provided so that the space | interval of the flow path width direction of the corrugated sheet fin (55) may become longer than the thickness of each corrugated sheet fin (55). .
第１０の発明は、第５の発明において、上記各波板フィン（55）は、波の数が３．５となるように構成されている。 In a tenth aspect based on the fifth aspect, each corrugated fin (55) is configured such that the number of waves is 3.5.
第１の発明によれば、流体の乱流化を促進する波板フィン（55）を、流体の流通方向に間隔を空けて複数設けることとした。そのため、波板フィン（55）を間隔を空けることなく設けた場合に比べて、流体の圧力損失を低減することができる。つまり、波板フィン（55）を流体の流通方向に間隔を空けて設けることにより、流体の圧力損失を低減しつつ、流体の乱流化を促進して熱伝達率を向上させることができる。従って、冷却器（25）において、冷却性能の向上を図ることができる。 According to the first invention, a plurality of corrugated plate fins (55) that promote fluid turbulence are provided at intervals in the fluid flow direction. Therefore, the pressure loss of the fluid can be reduced as compared with the case where the corrugated plate fins (55) are provided without being spaced. That is, by providing the corrugated fins (55) at intervals in the fluid flow direction, it is possible to promote fluid turbulence and improve heat transfer coefficient while reducing fluid pressure loss. Accordingly, the cooling performance can be improved in the cooler (25).
また、第２の発明によれば、冷却器（25）において、流体の乱流化によって熱伝達率が向上した部分にパワーモジュール（11a,12a）を取り付けることにより、パワーモジュール（11a,12a）を効率よく冷却することができる。 According to the second invention, in the cooler (25), the power module (11a, 12a) is attached to the portion where the heat transfer coefficient is improved by the turbulent flow of the fluid. Can be efficiently cooled.
また、第３の発明によれば、発熱温度の高いパワーモジュール（12a）ほど、冷却器（25）において低い温度の流体が流れる流体流路（26）の上流側の位置に取り付けることとした。これにより、発熱温度の高いパワーモジュール（12a）を十分に且つ効率よく冷却することができる。 According to the third invention, the power module (12a) having a higher heat generation temperature is attached to the upstream side of the fluid flow path (26) through which the low temperature fluid flows in the cooler (25). Thereby, the power module (12a) having a high heat generation temperature can be cooled sufficiently and efficiently.
また、第４の発明によれば、流体が真っ直ぐに流れる直線流路部（26e）に波板フィン（55）を設ける一方、流体が折れ曲がって流れる折曲流路部（26c,26d）に板状のフィン（52,53）を設けることとした。これにより、流体流路（26）全体において流体の乱流化を促進することができる。従って、冷却器（25）において、冷却性能のさらなる向上を図ることができる。 Further, according to the fourth invention, the corrugated fin (55) is provided in the straight flow path portion (26e) in which the fluid flows straight, while the plate is disposed in the bent flow path portion (26c, 26d) in which the fluid is bent. Shaped fins (52, 53). Thereby, the turbulent flow of the fluid can be promoted in the entire fluid flow path (26). Therefore, in the cooler (25), the cooling performance can be further improved.
また、第５及び第６の発明によれば、流体流路（26）における流体の圧力損失が下流側ほど小さくなるように構成したため、流体を円滑に流通させることができる。 Further, according to the fifth and sixth inventions, since the pressure loss of the fluid in the fluid flow path (26) is configured to become smaller toward the downstream side, the fluid can be smoothly circulated.
また、第７乃至第９の発明によれば、波板フィン（55）の流路幅方向の間隔が、各波板フィン（55）の厚みよりも長くなるように、波板フィン（55）を設けることとしたため、流体の圧力損失を低減しつつ、流体の乱流化を促進して熱伝達率を向上させることができる。 Further, according to the seventh to ninth inventions, the corrugated fins (55) are arranged such that the interval in the flow path width direction of the corrugated fins (55) is longer than the thickness of each corrugated fin (55). Therefore, it is possible to improve the heat transfer rate by promoting the turbulence of the fluid while reducing the pressure loss of the fluid.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１は、建設機械用コントロールボックス（10）に関するものである。このコントロールボックス（10）は、油圧駆動と電力駆動が併用されるハイブリッド型のバックホー（図示せず）に用いられるコントロールボックス（10）である。上記バックホーは、詳細は図示していないが、油圧ポンプや油圧シリンダ等の油圧アクチュエータと、電動機等の電動アクチュエータとを備えている。また、バックホーは、発電機と、油圧アクチュエータからの戻り油（例えば、減速時に油圧アクチュエータから油タンクへ戻る油）が供給されて上記発電機を駆動する回生油圧モータとを備えている。そして、該回生油圧モータ及び上記発電機によって、戻り油の運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。
コントロールボックス（10）は、上記発電機と上記電動アクチュエータとの間に接続される電源回路を有し、発電機で得られる電気エネルギ（回生エネルギ）を電動アクチュエータに供給する。具体的には、電源回路は、後述する一対の駆動基板（第１駆動基板（11）及び第２駆動基板（12））のそれぞれに形成されたインバータと、一対の駆動基板（11,12）のインバータを接続するＤＣバスラインと、該ＤＣバスラインに接続されたコンデンサ（14）とを有している。第１駆動基板（11）のインバータは上記電動アクチュエータに接続され、第２駆動基板（12）のインバータは上記発電機に接続されている。第２駆動基板（12）のインバータは、発電機からの交流電圧を直流電圧に変換し、第１駆動基板（11）のインバータは、第２駆動基板（12）のインバータから供給された直流電圧を交流電圧に変換して電動アクチュエータに供給する。電動アクチュエータは、コントロールボックス（10）の電源回路から供給された電力によって駆動され、油圧アクチュエータの駆動を補助する。なお、コンデンサ（14）は、上記ＤＣバスラインの電圧変動を吸収するように構成されている。 The control box (10) has a power supply circuit connected between the generator and the electric actuator, and supplies electric energy (regenerative energy) obtained by the generator to the electric actuator. Specifically, the power supply circuit includes an inverter formed on each of a pair of drive boards (a first drive board (11) and a second drive board (12)) to be described later, and a pair of drive boards (11, 12). And a capacitor (14) connected to the DC bus line. The inverter of the first drive board (11) is connected to the electric actuator, and the inverter of the second drive board (12) is connected to the generator. The inverter of the second drive board (12) converts the AC voltage from the generator into a DC voltage, and the inverter of the first drive board (11) is the DC voltage supplied from the inverter of the second drive board (12). Is converted into an AC voltage and supplied to the electric actuator. The electric actuator is driven by electric power supplied from the power supply circuit of the control box (10), and assists in driving the hydraulic actuator. The capacitor (14) is configured to absorb the voltage fluctuation of the DC bus line.
図１はコントロールボックス（10）の斜視図、図２は背面図、図３は中央縦断面図である。このコントロールボックス（10）には、電動アクチュエータの電源回路を構成する上記一対の駆動基板（第１駆動基板（11）及び第２駆動基板（12））と、上記発電機及び電動アクチュエータの動作を制御する制御基板（13）と、上記コンデンサ（14）とが収納されている。また、コントロールボックス（10）内には、ノイズ遮蔽板（15）と、上記ＤＣバスラインを構成する一対のブスバー（16a,16b）も収納されている。 1 is a perspective view of the control box (10), FIG. 2 is a rear view, and FIG. 3 is a central longitudinal sectional view. The control box (10) includes the pair of drive boards (first drive board (11) and second drive board (12)) constituting the power supply circuit of the electric actuator, and the operations of the generator and the electric actuator. A control board (13) to be controlled and the capacitor (14) are accommodated. The control box (10) also houses a noise shielding plate (15) and a pair of bus bars (16a, 16b) constituting the DC bus line.
コントロールボックス（10）は、筐体（20）と蓋板（30）とを有している。筐体（20）は、中空の本体部（21）と、この本体部（21）と一体的に形成された中空の脚部（22）とを備えている。本体部（21）は図の上下方向に厚さの薄い直方体形状に形成され、脚部（22）は図における上記本体部（21）の左右両端から下方に延出している。逆に言うと、本体部（21）は、脚部（22）に対しては、筐体（20）の中央下部に凹部（23）を形成するように凹んでいる。 The control box (10) has a housing (20) and a lid plate (30). The housing (20) includes a hollow main body (21) and hollow legs (22) formed integrally with the main body (21). The main body (21) is formed in a thin rectangular parallelepiped shape in the vertical direction of the figure, and the leg (22) extends downward from the left and right ends of the main body (21) in the figure. In other words, the main body (21) is recessed with respect to the leg (22) so as to form a recess (23) in the central lower portion of the housing (20).
上記コントロールボックス（10）の筐体（20）は、鋳造により本体部（21）と脚部（22）が一体成形された金属部品である。本体部（21）は上げ底状で凹部（23）を形成しているため、本体部（21）の底部（21a）は脚部（22）の底部（22a）よりも高い位置に形成されている。筐体（20）は図の上面側が開放され、本体部（21）に形成されている中空部分（S1）と脚部（22）に形成されている中空部分（S2）は互いに連通している。筐体（20）の下端の四隅には、脚部（22）をバックホーに固定するための取り付け金具（24）が設けられている。 The casing (20) of the control box (10) is a metal part in which the main body (21) and the leg (22) are integrally formed by casting. Since the main body (21) has a raised bottom and forms a recess (23), the bottom (21a) of the main body (21) is formed at a higher position than the bottom (22a) of the leg (22). . The housing (20) is open on the top side in the figure, and the hollow part (S1) formed in the main body part (21) and the hollow part (S2) formed in the leg part (22) communicate with each other. . At the four corners at the lower end of the housing (20), mounting brackets (24) for fixing the leg portions (22) to the backhoe are provided.
上記蓋板（30）は板金部品であり、本体部（21）の上端開口を閉塞するように構成されている。蓋板（30）は、ボルト（31）によって筐体（20）に取り付けられている。 The lid plate (30) is a sheet metal part, and is configured to close the upper end opening of the main body (21). The cover plate (30) is attached to the housing (20) with bolts (31).
図３に示すように、本体部（21）の中空部の底部には一対の駆動基板（11,12）が配置されている。各駆動基板（11,12）の下面には、上記インバータを構成するパワーモジュール（11a,12a）が２つずつ実装されている。各パワーモジュール（11a,12a）は、上記本体部（21）の底部（21a）と接している。一方、本体部（21）の底部（21a）には、上記パワーモジュール（11a,12a）を冷却するための冷却部（冷却器）（25）が設けられている。つまり、各パワーモジュール（11a,12a）は、上記底部（21a）を介して冷却部（25）と熱的に接触している。 As shown in FIG. 3, a pair of drive substrates (11, 12) are arranged at the bottom of the hollow portion of the main body (21). Two power modules (11a, 12a) constituting the inverter are mounted on the lower surface of each drive substrate (11, 12). Each power module (11a, 12a) is in contact with the bottom (21a) of the main body (21). On the other hand, a cooling part (cooler) (25) for cooling the power module (11a, 12a) is provided on the bottom part (21a) of the main body part (21). That is, each power module (11a, 12a) is in thermal contact with the cooling part (25) via the bottom part (21a).
図４は筐体（20）の底部に取り付けられた冷却部の横断面図である。冷却部（25）は、本体部（21）の底部（21a）における筐体（20）の外面側に形成された溝部（25a）と、この溝部（25a）を覆うように本体部（21）の底部（21a）に固定される図３のカバー（25b）とを有している。上記溝部（25a）とカバー（25b）の間には、冷却用液体（冷却用の流体）が導入されるＵ字形状の流体流路（26）が形成されている。なお、詳細な構成については後述する。図３に示すように、上記冷却部（25）は、上記凹部（23）に設けられている。したがって、筐体（20）をバックホーに設置した状態で、冷却部（25）はバックホーの設置面から離れた状態となる。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the cooling unit attached to the bottom of the housing (20). The cooling part (25) includes a groove part (25a) formed on the outer surface side of the housing (20) in the bottom part (21a) of the main body part (21), and the main body part (21) so as to cover the groove part (25a). 3 and a cover (25b) shown in FIG. 3 fixed to the bottom (21a). A U-shaped fluid flow path (26) into which a cooling liquid (cooling fluid) is introduced is formed between the groove (25a) and the cover (25b). The detailed configuration will be described later. As shown in FIG. 3, the cooling part (25) is provided in the concave part (23). Therefore, in a state where the housing (20) is installed on the backhoe, the cooling unit (25) is separated from the backhoe installation surface.
上記駆動基板（11,12）の上方には、所定の間隔を隔てて制御基板（13）が配置されている。また、制御基板（13）と駆動基板（11,12）の間には、電源回路のノイズを遮断するためのノイズ遮蔽板（15）が設けられている。 A control board (13) is disposed above the drive board (11, 12) with a predetermined interval. In addition, a noise shielding plate (15) is provided between the control board (13) and the drive board (11, 12) for blocking noise of the power supply circuit.
上記脚部（22）の中空部分（S2）には、上記コンデンサ（14）が収納されている。コンデンサ（14）にはフィルムコンデンサ（14）が用いられている。該フィルムコンデンサ（14）と上記各駆動基板（11,12）は、ブスバー（16a,16b）により接続されている。ブスバー（16a,16b）は、互いに重ね合わされて、フィルムコンデンサ（14）及び筐体（20）の本体部（21）の底部（21a）の上方に配置されている。 The capacitor (14) is accommodated in the hollow portion (S2) of the leg portion (22). A film capacitor (14) is used as the capacitor (14). The film capacitor (14) and the drive substrates (11, 12) are connected by bus bars (16a, 16b). The bus bars (16a, 16b) are overlapped with each other and are disposed above the film capacitor (14) and the bottom (21a) of the main body (21) of the housing (20).
以上説明した本実施形態における電装部品等の配置を要約すると、コントロールボックス（10）には、筐体（20）の上方から下方へ順に、制御基板（13）、ノイズ遮蔽板（15）、駆動基板（11,12）、及び冷却部（25）が配置され、これらの基板等の両側にフィルムコンデンサ（14）が位置していることになる。 Summarizing the arrangement of the electrical components and the like in the present embodiment described above, the control box (10) includes a control board (13), a noise shielding plate (15), and a drive in order from the top to the bottom of the housing (20). A board | substrate (11,12) and a cooling part (25) are arrange | positioned, and the film capacitor (14) is located on both sides of these board | substrates.
（各ポート）
図１及び図２に示すように、コントロールボックス（10）の筐体（20）の背面（27）には、上方から下方へ順に、ケーブルポート（28）として、制御基板（13）用の信号ケーブル（17b）を通す信号ケーブルポート（28a）と、駆動基板（11,12）用の電力ケーブル（17a）を通す電力ケーブルポート（28b）とが設けられ、さらに、上記冷却部（25）に配管ないしチューブ（図示せず）を接続するための配管接続ポート（29）として上記流入ポート（29a）と流出ポート（29b）が設けられている。上記各ケーブルポート（28）と上記配管接続ポート（29）は、コントロールボックス（10）の筐体（20）の同じ面に設けられている。
(Each port)
As shown in FIGS. 1 and 2, the signal for the control board (13) is provided on the back surface (27) of the housing (20) of the control box (10) as a cable port (28) in order from the top to the bottom. A signal cable port (28a) for passing the cable (17b) and a power cable port (28b) for passing the power cable (17a) for the drive board (11, 12) are provided. The inflow port (29a) and the outflow port (29b) are provided as a pipe connection port (29) for connecting pipes or tubes (not shown). Each cable port (28) and the pipe connection port (29) are provided on the same surface of the housing (20) of the control box (10).
（各基板）
図５は、蓋板（30）を外した状態でのコントロールボックス（10）の平面図、図６は、蓋板（30）と制御基板（13）を外した状態でのコントロールボックス（10）の平面図である。
(Each board)
5 is a plan view of the control box (10) with the cover plate (30) removed, and FIG. 6 is a control box (10) with the cover plate (30) and the control board (13) removed. FIG.
上記駆動基板（11,12）には、両基板（11,12）同士を接続するケーブルが接続される基板間インターフェース（11b,12b）や、電力ケーブル（17a）が接続される外部インターフェース（11c,12c）が設けられている。 The drive board (11, 12) has an inter-board interface (11b, 12b) to which a cable for connecting both boards (11, 12) is connected, and an external interface (11c) to which a power cable (17a) is connected. , 12c).
一方、上記制御基板（13）には、第１及び第２のＣＰＵ（13a,13b）,基板間インターフェース（13c,13d）,外部インターフェース（13e）などが設けられている。 On the other hand, the control board (13) is provided with first and second CPUs (13a, 13b), inter-board interfaces (13c, 13d), an external interface (13e), and the like.
第１及び第２のＣＰＵ（13a,13b）は、信号線によって互いに接続され、互いの間で通信して一対の駆動基板（11,12）に形成されるインバータをそれぞれ制御する。本実施形態では、第１ＣＰＵ（13a）が第１駆動基板（11）のインバータを制御して電動機（電動アクチュエータ）の回転数（又はトルク）を調整し、第２ＣＰＵ（13b）が第２駆動基板（12）のインバータを制御して発電機の発電量を調整する。 The first and second CPUs (13a, 13b) are connected to each other by signal lines and communicate with each other to control inverters formed on the pair of drive boards (11, 12), respectively. In the present embodiment, the first CPU (13a) controls the inverter of the first drive board (11) to adjust the rotation speed (or torque) of the electric motor (electric actuator), and the second CPU (13b) is the second drive board. Control the inverter of (12) to adjust the power generation amount of the generator.
基板間インターフェース（13c,13d）は、制御基板（13）に形成された信号線によって、第１及び第２のＣＰＵ（13a,13b）に接続されている。また、基板間インターフェース（13c,13d）は、信号ケーブルによって第１及び第２駆動基板（11,12）の基板間インターフェース（11b,12b）にそれぞれ接続されている。 The board-to-board interface (13c, 13d) is connected to the first and second CPUs (13a, 13b) by a signal line formed on the control board (13). The board-to-board interfaces (13c, 13d) are connected to the board-to-board interfaces (11b, 12b) of the first and second drive boards (11, 12) by signal cables, respectively.
外部インターフェース（13e）は、信号線によって第１及び第２のＣＰＵ（13a,13b）にそれぞれ接続されている。さらに、外部インターフェース（13e）には上記信号ケーブル（17b）が接続されている。 The external interface (13e) is connected to the first and second CPUs (13a, 13b) by signal lines, respectively. Further, the signal cable (17b) is connected to the external interface (13e).
〈冷却部〉
上述したように、筐体（20）の本体部（21）の底部に形成された溝部（25a）と、該溝部（25a）を覆うカバー（25b）との間には、冷却用液体が導入される流体流路（26）が形成されている。つまり、本実施形態では、溝部（25a）が形成された筐体（20）の本体部（21）の底部と、溝部（25a）を覆うカバー（25b）とによって冷却器が構成されている。
<Cooling section>
As described above, the cooling liquid is introduced between the groove (25a) formed in the bottom of the main body (21) of the housing (20) and the cover (25b) covering the groove (25a). A fluid flow path (26) is formed. That is, in the present embodiment, the cooler is configured by the bottom of the main body (21) of the housing (20) in which the groove (25a) is formed and the cover (25b) that covers the groove (25a).
図４に示すように、流体流路（26）は、コントロールボックス（10）の筐体（20）の同じ面に設けられた流入ポート（29a）と流出ポート（29b）とに接続されて断面形状がＵ字形状に形成されいる。流体流路（26）は、順に繋がる流入部（26a）と、第１折曲部（26c）と、本体部（26e）と、第２折曲部（26d）と、流出部（26b）とを有している。流入部（26a）は、流入ポート（29a）に接続され、流出部（26b）は、流出ポート（29b）に接続されている。 As shown in FIG. 4, the fluid flow path (26) is connected to an inflow port (29a) and an outflow port (29b) provided on the same surface of the housing (20) of the control box (10). The shape is U-shaped. The fluid flow path (26) includes an inflow portion (26a), a first bent portion (26c), a main body portion (26e), a second bent portion (26d), and an outflow portion (26b) that are connected in order. have. The inflow part (26a) is connected to the inflow port (29a), and the outflow part (26b) is connected to the outflow port (29b).
流入部（26a）及び流出部（26b）は、断面形状が略矩形状に形成され、冷却用液体が真っ直ぐに流れる。流入部（26a）と流出部（26b）とは、冷却用液体が対向して流れるように形成されている。 The inflow part (26a) and the outflow part (26b) are formed in a substantially rectangular cross-sectional shape, and the cooling liquid flows straight. The inflow portion (26a) and the outflow portion (26b) are formed so that the cooling liquid flows oppositely.
第１折曲部（26c）及び第２折曲部（26d）は、断面形状が略半円形状に形成されている。一方、本体部（26e）は、断面形状が略矩形状に形成され、流入部（26a）及び流出部（26b）の冷却用液体の流通方向とは略直交する方向に冷却用液体を導くように形成されている。第１折曲部（26c）は、本体部（26e）の流入側端部に接続され、流入部（26a）と本体部（26e）との間において、Ｕ字形状の流体流路（26）を折り曲げる流入側の折曲部を構成している。一方、第２折曲部（26d）は、本体部（26e）の流出側端部に接続され、本体部（26e）と流出部（26b）との間において、Ｕ字形状の流体流路（26）を折り曲げる流出側の折曲部を構成している。 The first bent portion (26c) and the second bent portion (26d) have a substantially semicircular cross section. On the other hand, the main body (26e) is formed in a substantially rectangular cross-sectional shape so that the cooling liquid is guided in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the cooling liquid in the inflow part (26a) and the outflow part (26b). Is formed. The first bent part (26c) is connected to the inflow side end of the main body part (26e), and a U-shaped fluid flow path (26) between the inflow part (26a) and the main body part (26e). The bent portion on the inflow side that bends is formed. On the other hand, the second bent portion (26d) is connected to the outflow side end portion of the main body portion (26e), and a U-shaped fluid flow path (between the main body portion (26e) and the outflow portion (26b)). 26) Constructs a bent part on the outflow side to bend.
また、上記流入部（26a）は、第１折曲部（26c）の本体部（26e）寄りの位置に接続されている。一方、上記流出部（26b）は、第２折曲部（26d）の本体部（26e）寄りの位置に接続されている。 The inflow part (26a) is connected to a position near the main body part (26e) of the first bent part (26c). On the other hand, the outflow part (26b) is connected to a position near the main body part (26e) of the second bent part (26d).
《区画壁》
上記流体流路（26）には、該流体流路（26）を、内周側の内側流路（41）と外周側の外側流路（42）とに区画する区画壁（51）が設けられている。区画壁（51）は、本体壁部（51a）と湾曲部（51b）とを有している。
《Division wall》
The fluid channel (26) is provided with a partition wall (51) that divides the fluid channel (26) into an inner channel (41) on the inner circumferential side and an outer channel (42) on the outer circumferential side. It has been. The partition wall (51) has a main body wall part (51a) and a curved part (51b).
本体壁部（51a）は、流体流路（26）の２つの折曲部（第１折曲部（26c）及び第２折曲部（26d））の間の本体部（26e）に沿って延びている。本体壁部（51a）は、本体部（26e）の流路幅方向の中央に設けられている。つまり、本体壁部（51a）によって区画される内側流路（41）及び外側流路（42）の流路断面積は、略等しくなる。 The main body wall portion (51a) extends along the main body portion (26e) between the two bent portions (the first bent portion (26c) and the second bent portion (26d)) of the fluid flow path (26). It extends. The main body wall (51a) is provided at the center of the main body (26e) in the flow path width direction. That is, the channel cross-sectional areas of the inner channel (41) and the outer channel (42) defined by the main body wall portion (51a) are substantially equal.
一方、湾曲部（51b）は、本体壁部（51a）の流入側の端部に連続し、第１折曲部（26c）において流入部（26a）に向かって湾曲して延びている。湾曲部（51b）は、断面形状が略Ｌ字形状となるように形成され、第１折曲部（26c）の下流側に位置する部分が上流側に位置する部分よりも幅広に形成されている。また、湾曲部（51b）は、流入側端部が第１折曲部（26c）の流路幅方向の中央よりも外周側に位置するように設けられている。このように湾曲部（51b）を設けることにより、内側流路（41）の入口における流路断面積が、外側流路（42）の入口における流路断面積よりも大きくなる。 On the other hand, the curved portion (51b) is continuous with the end portion on the inflow side of the main body wall portion (51a), and extends in a curved manner toward the inflow portion (26a) at the first bent portion (26c). The curved portion (51b) is formed so that the cross-sectional shape is substantially L-shaped, and the portion located on the downstream side of the first bent portion (26c) is formed wider than the portion located on the upstream side. Yes. Further, the curved portion (51b) is provided such that the inflow side end portion is located on the outer peripheral side with respect to the center in the flow path width direction of the first bent portion (26c). By providing the curved portion (51b) in this manner, the flow path cross-sectional area at the inlet of the inner flow path (41) becomes larger than the flow path cross-sectional area at the inlet of the outer flow path (42).
このような区画壁（51）によって内側流路（41）と外側流路（42）とが区画されることにより、内側流路（41）と外側流路（42）とを流れる冷却用液体の流量が等しくなる。つまり、区画壁（51）は、内側流路（41）と外側流路（42）とを流れる冷却用液体の流量が等しくなるように、内側流路（41）と外側流路（42）とを区画している。 By dividing the inner channel (41) and the outer channel (42) by such a partition wall (51), the cooling liquid flowing through the inner channel (41) and the outer channel (42) The flow rate becomes equal. That is, the partition wall (51) has the inner flow path (41) and the outer flow path (42) so that the flow rates of the cooling liquid flowing through the inner flow path (41) and the outer flow path (42) are equal. Is partitioned.
《フィン》
上記流体流路（26）の第１折曲部（26c）及び第２折曲部（26d）のそれぞれには、各折曲部（26c,26d）に沿って延びる板状のフィン（52,53）が複数設けられている。
"fin"
Each of the first bent portion (26c) and the second bent portion (26d) of the fluid flow path (26) has a plate-like fin (52, 52) extending along each bent portion (26c, 26d). 53) are provided.
具体的には、第１折曲部（26c）の内側流路（41）には、３つのフィン（52）が流路幅方向に間隔を空けて設けられ、第１折曲部（26c）の外側流路（42）には、４つのフィン（52）が流路幅方向に間隔を空けて設けられている。また、第２折曲部（26d）の内側流路（41）には、３つのフィン（52）が流路幅方向に間隔を空けて設けられ、第２折曲部（26d）の外側流路（42）には、５つのフィン（52）が流路幅方向に間隔を空けて設けられている。 Specifically, the inner flow path (41) of the first bent portion (26c) is provided with three fins (52) at intervals in the flow path width direction, and the first bent portion (26c). The outer flow path (42) is provided with four fins (52) at intervals in the flow path width direction. In addition, three fins (52) are provided in the inner flow path (41) of the second bent portion (26d) at intervals in the width direction of the flow path, and the outer flow of the second bent portion (26d). In the channel (42), five fins (52) are provided at intervals in the channel width direction.
上記流体流路（26）の本体部（26e）には、該本体部（26e）に沿って延びる断面形状が波板形状の波板フィン（55）が複数設けられている。 The main body (26e) of the fluid flow path (26) is provided with a plurality of corrugated fins (55) having a corrugated cross section extending along the main body (26e).
具体的には、波板フィン（55）は、本体部（26e）の内側流路（41）において、上流側と下流側の２箇所に、流路幅方向に間隔を空けて５つずつ設けられている。また、本体部（26e）の外側流路（42）においても、波板フィン（55）は、上流側と下流側の２箇所に、流路幅方向に間隔を空けて５つずつ設けられている。 Specifically, five corrugated fins (55) are provided in the inner flow path (41) of the main body (26e) at two positions on the upstream side and the downstream side, with a gap in the flow path width direction. It has been. In the outer channel (42) of the main body (26e), five corrugated fins (55) are provided at two locations on the upstream side and the downstream side at intervals in the channel width direction. Yes.
各波板フィン（55）は、流路幅方向に隣り合う波板フィン（55）との間隔が、各波板フィン（55）の厚みよりも長くなるように設けられている。各波板フィン（55）の流路幅方向の間隔としては、４．５±０．１ｍｍが好ましく、各波板フィンの厚みとしては、３．５±０．１ｍｍが好ましい。また、本実施形態では、各波板フィン（55）は、波の数が３．５となるように構成されている。 Each corrugated fin (55) is provided such that the interval between the corrugated fins (55) adjacent in the flow path width direction is longer than the thickness of each corrugated fin (55). The interval between the corrugated fins (55) in the flow path width direction is preferably 4.5 ± 0.1 mm, and the thickness of each corrugated fin is preferably 3.5 ± 0.1 mm. In the present embodiment, each corrugated fin (55) is configured such that the number of waves is 3.5.
また、上記流体流路（26）には、内側流路（41）及び外側流路（42）のそれぞれにおいて流路幅方向に間隔を空けて設けられた複数の上記各種フィン（52,53,55）により、複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）が形成されている。 The fluid channel (26) includes a plurality of fins (52, 53, 52) provided at intervals in the channel width direction in each of the inner channel (41) and the outer channel (42). 55), a plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are formed.
内側流路（41）には、第１〜第４内側フィンユニット（A1〜A4）が、冷却用液体の流通方向に間隔を空けて形成されている。具体的には、第１折曲部（26c）に設けられた３つのフィン（52）によって第１内側フィンユニット（A1）が形成され、本体部（26e）の上流側に設けられた５つの波板フィン（55）によって第２内側フィンユニット（A2）が形成され、本体部（26e）の第２内側フィンユニット（A2）の下流側に設けられた５つの波板フィン（55）によって第３内側フィンユニット（A3）が形成され、第２折曲部（26d）に設けられた３つのフィン（53）によって第４内側フィンユニット（A4）が形成されている。 In the inner channel (41), first to fourth inner fin units (A1 to A4) are formed at intervals in the flow direction of the cooling liquid. Specifically, the first inner fin unit (A1) is formed by three fins (52) provided in the first bent portion (26c), and five fins provided on the upstream side of the main body portion (26e). The corrugated fin (55) forms a second inner fin unit (A2), and the corrugated fin (55) provided on the downstream side of the second inner fin unit (A2) of the main body (26e) Three inner fin units (A3) are formed, and a fourth inner fin unit (A4) is formed by three fins (53) provided in the second bent portion (26d).
一方、外側流路（42）には、第１〜第４外側フィンユニット（B1〜B4）が、冷却用液体の流通方向に間隔を空けて形成されている。具体的には、第１折曲部（26c）に設けられた４つのフィン（52）によって第１外側フィンユニット（B1）が形成され、本体部（26e）の上流側に設けられた５つの波板フィン（55）によって第２外側フィンユニット（B2）が形成され、本体部（26e）の第２外側フィンユニット（B2）の下流側に設けられた５つの波板フィン（55）によって第３外側フィンユニット（B3）が形成され、第２折曲部（26d）に設けられた５つのフィン（53）によって第４外側フィンユニット（B4）が形成されている。 On the other hand, the first to fourth outer fin units (B1 to B4) are formed in the outer flow path (42) at intervals in the flow direction of the cooling liquid. Specifically, the first outer fin unit (B1) is formed by the four fins (52) provided in the first bent portion (26c), and the five outer fin units (26e) are provided on the upstream side. A second outer fin unit (B2) is formed by the corrugated fin (55), and the second corrugated fin (55) provided on the downstream side of the second outer fin unit (B2) of the main body (26e) Three outer fin units (B3) are formed, and a fourth outer fin unit (B4) is formed by five fins (53) provided in the second bent portion (26d).
また、複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）は、流体の流通方向に隣り合うフィンユニットとの間隔が、上流側から下流側に向かうほど広くなるように設けられている。各フィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）の流体の流通方向の間隔としては、８．０ｍｍ以上２９．２ｍｍ以下が好ましい。 Further, the plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are provided such that the interval between the fin units adjacent to each other in the fluid flow direction becomes wider from the upstream side toward the downstream side. The interval in the fluid flow direction of each fin unit (A1 to A3, B1 to B3) is preferably 8.0 mm or more and 29.2 mm or less.
なお、本実施形態では、内側流路（41）では、第１内側フィンユニット（A1）と第２内側フィンユニット（A2）との間隔が８．０ｍｍ、第２内側フィンユニット（A2）と第３内側フィンユニット（A3）との間隔が１５．５ｍｍ、第３内側フィンユニット（A3）と第４内側フィンユニット（A4）との間隔が２０．７ｍｍとなっている。また、外側流路（42）では、第１外側フィンユニット（B1）と第２外側フィンユニット（B2）との間隔が８．４ｍｍ、第２外側フィンユニット（B2）と第３外側フィンユニット（B3）との間隔が１５．５ｍｍ、第３外側フィンユニット（B3）と第４外側フィンユニット（B4）との間隔が２９．２ｍｍとなっている。 In the present embodiment, in the inner channel (41), the distance between the first inner fin unit (A1) and the second inner fin unit (A2) is 8.0 mm, and the second inner fin unit (A2) and the second inner fin unit (A2) The distance between the third inner fin unit (A3) is 15.5 mm, and the distance between the third inner fin unit (A3) and the fourth inner fin unit (A4) is 20.7 mm. In the outer channel (42), the distance between the first outer fin unit (B1) and the second outer fin unit (B2) is 8.4 mm, and the second outer fin unit (B2) and the third outer fin unit (B2) The distance between B3) is 15.5 mm, and the distance between the third outer fin unit (B3) and the fourth outer fin unit (B4) is 29.2 mm.
また、図４に示すように、上記各駆動基板（11,12）に実装された各パワーモジュール（11a,12a）は、上記波板フィン（55）に対応する位置に取り付けられている。また、第２駆動基板（12）に実装されたパワーモジュール（12a）は、第１駆動基板（11）に実装されたパワーモジュール（11a）よりも冷却部（25）において流体流路（26）の上流側の位置に取り付けられている。 Moreover, as shown in FIG. 4, each power module (11a, 12a) mounted on each said drive board | substrate (11, 12) is attached to the position corresponding to the said corrugated fin (55). Further, the power module (12a) mounted on the second drive board (12) has a fluid flow path (26) in the cooling section (25) than the power module (11a) mounted on the first drive board (11). It is attached to the upstream position.
以上のような構成により、冷却部（25）では、流入ポート（29a）を介して流体流路（26）に供給された冷却用液体は、流体流路（26）においてＵ字形状に流通して流入ポート（29a）から排出される。このとき、冷却部（25）に取り付けられた各パワーモジュール（11a,12a）は、流体流路（26）を流れる冷却用液体によって冷却される。 With the configuration as described above, in the cooling section (25), the cooling liquid supplied to the fluid flow path (26) via the inflow port (29a) flows in a U-shape in the fluid flow path (26). And discharged from the inflow port (29a). At this time, each power module (11a, 12a) attached to the cooling unit (25) is cooled by the cooling liquid flowing through the fluid flow path (26).
また、流体流路（26）に流入した冷却用液体は、区画壁（51）によって内側流路（41）と外側流路（42）とに、それぞれにおける冷却用液体の流量が等しくなるように分流される。これにより、流体流路（26）における冷却用液体の偏流が抑制されるため、冷却部（25）の冷却性能が均一になり、各パワーモジュール（11a,12a）が効率よく冷却される。 In addition, the cooling liquid flowing into the fluid flow path (26) is divided by the partition wall (51) so that the flow rates of the cooling liquid in the inner flow path (41) and the outer flow path (42) are equal to each other. Divided. Thereby, since the drift of the cooling liquid in the fluid flow path (26) is suppressed, the cooling performance of the cooling section (25) becomes uniform, and each power module (11a, 12a) is efficiently cooled.
また、内側流路（41）と外側流路（42）とには、フィン（52,53）が設けられている。そのため、内側流路（41）及び外側流路（42）は、流入側端部及び流出側端部のそれぞれにおいて、流路幅方向に複数の流路に分割される。これにより、内側流路（41）及び外側流路（42）のそれぞれにおいて、冷却用液体が外周側に偏流することなく流路幅方向にバランス良く流れる。また、冷却用液体の流通方向が折れ曲がる第１折曲部（26c）及び第２折曲部（26d）にこのようなフィン（52,53）を設けることにより、冷却用液体の乱流化が促進される。 Further, fins (52, 53) are provided in the inner channel (41) and the outer channel (42). Therefore, the inner channel (41) and the outer channel (42) are divided into a plurality of channels in the channel width direction at each of the inflow side end and the outflow side end. Thereby, in each of the inner channel (41) and the outer channel (42), the cooling liquid flows in a balanced manner in the channel width direction without drifting to the outer peripheral side. Further, by providing such fins (52, 53) at the first bent portion (26c) and the second bent portion (26d) where the flow direction of the cooling liquid is bent, the turbulent flow of the cooling liquid can be prevented. Promoted.
さらに、本体部（26e）には、波板フィン（55）が設けられている。そのため、内側流路（41）及び外側流路（42）のそれぞれにおいて、冷却用液体の乱流化が促進される。また、波板フィン（55）を本体部（26e）の流入側端部から流出側端部に亘って長く形成するのではなく、冷却用流体の流通方向に間隔を空けて複数設けることにより、冷却用流体の圧力損失を低減することができる。さらに、内側流路（41）及び外側流路（42）のそれぞれにおいて流路幅方向に間隔を空けて並ぶ複数の波板フィン（55）により、両流路（41,42）が流路幅方向に複数の流路に分割される。これにより、内側流路（41）及び外側流路（42）のそれぞれにおいて、流体が外周側に偏流することなく流路幅方向にバランス良く流れることとなる。 Furthermore, the corrugated sheet fin (55) is provided in the main body (26e). Therefore, the turbulent flow of the cooling liquid is promoted in each of the inner channel (41) and the outer channel (42). In addition, rather than forming the corrugated fin (55) long from the inflow side end to the outflow side end of the main body (26e), by providing a plurality in spaced intervals in the flow direction of the cooling fluid, The pressure loss of the cooling fluid can be reduced. Furthermore, both the flow paths (41, 42) are formed by a plurality of corrugated fins (55) arranged at intervals in the flow path width direction in each of the inner flow path (41) and the outer flow path (42). Divided into a plurality of channels in the direction. As a result, in each of the inner channel (41) and the outer channel (42), the fluid flows in a balanced manner in the channel width direction without being biased toward the outer peripheral side.
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、冷却用液体の乱流化を促進する波板フィン（55）を、流体流路（26）において冷却用液体の流通方向に間隔を空けて複数設けることとした。そのため、波板フィン（55）を冷却用液体の流通方向に間隔を空けることなく設けた場合に比べて、冷却用液体の圧力損失を低減することができる。つまり、上記構成によれば、冷却用液体の圧力損失を低減しつつ、冷却用液体の乱流化を促進して熱伝達率を向上させることができる。従って、冷却器（25）において、冷却性能の向上を図ることができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, a plurality of corrugated fins (55) that promote the turbulent flow of the cooling liquid are provided in the fluid flow path (26) at intervals in the flow direction of the cooling liquid. Therefore, the pressure loss of the cooling liquid can be reduced as compared with the case where the corrugated fins (55) are provided without being spaced in the flow direction of the cooling liquid. That is, according to the above configuration, the heat transfer rate can be improved by promoting the turbulent flow of the cooling liquid while reducing the pressure loss of the cooling liquid. Accordingly, the cooling performance can be improved in the cooler (25).
また、本実施形態１によれば、各パワーモジュール（11a,12a）を、冷却部（25）において、波板フィン（55）に対応する位置に取り付けることとした。つまり、各パワーモジュール（11a,12a）を、冷却部（25）における冷却用液体の乱流化が促進されて熱伝達率が向上した部分に取り付けることとした。従って、各パワーモジュール（11a,12a）を効率よく冷却することができる。 Further, according to the first embodiment, each power module (11a, 12a) is attached to a position corresponding to the corrugated fin (55) in the cooling section (25). That is, each power module (11a, 12a) is attached to a portion where the turbulent flow of the cooling liquid in the cooling section (25) is promoted and the heat transfer coefficient is improved. Therefore, each power module (11a, 12a) can be efficiently cooled.
また、本実施形態１によれば、冷却用液体が真っ直ぐに流れて乱流が生じ難い本体部（26e）には、波板フィン（55）を設けて冷却用液体の乱流化を促進することとし、比較的乱流が生じ易い第１及び第２折曲部（26c,26d）には、板状のフィン（52,53）を設けて冷却用液体の乱流化を促進することとした。これにより、流体流路（26）全体において流体の乱流化を促進することができる。従って、冷却器（25）において、冷却性能のさらなる向上を図ることができる。 Further, according to the first embodiment, the main body (26e), in which the cooling liquid flows straight and hardly generates turbulent flow, is provided with the corrugated plate fin (55) to promote the turbulent flow of the cooling liquid. In particular, plate-like fins (52, 53) are provided in the first and second bent portions (26c, 26d) where turbulent flow is relatively likely to occur to promote turbulent flow of the cooling liquid. did. Thereby, the turbulent flow of the fluid can be promoted in the entire fluid flow path (26). Therefore, in the cooler (25), the cooling performance can be further improved.
また、本実施形態１によれば、複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）を、冷却用流体の流通方向における間隔が流体流路（26）の上流側から下流側に向かうほど広くなるように配列することとした。そのため、流体流路（26）において、各フィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）による冷却用液体の圧力損失を下流側ほど小さくすることができ、冷却用液体を円滑に流通させることができる。 Further, according to the first embodiment, the plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are widened so that the interval in the flow direction of the cooling fluid increases from the upstream side to the downstream side of the fluid flow path (26). It was decided to arrange as follows. Therefore, in the fluid flow path (26), the pressure loss of the cooling liquid by the fin units (A1 to A3, B1 to B3) can be reduced toward the downstream side, and the cooling liquid can be circulated smoothly. .
ところで、波板フィン（55）を部厚く形成すると、伝熱面積が増大するため、熱伝達率が向上する一方、波板フィン（55）の間隔が狭くなるため流体の圧力損失が大きくなる。 By the way, when the corrugated fin (55) is formed to be thick, the heat transfer area is increased, so that the heat transfer rate is improved, while the gap between the corrugated fins (55) is narrowed, and the pressure loss of the fluid is increased.
また、本実施形態１によれば、波板フィン（55）の流路幅方向の間隔が各波板フィン（55）の厚みよりも長くなるように、波板フィン（55）を配列することとした。そのため、冷却用液体の圧力損失を低減しつつ、冷却用液体の乱流化を促進して熱伝達率を向上させることができる。 Further, according to the first embodiment, the corrugated fins (55) are arranged so that the interval in the flow path width direction of the corrugated fins (55) is longer than the thickness of each corrugated fin (55). It was. Therefore, it is possible to improve the heat transfer coefficient by promoting the turbulent flow of the cooling liquid while reducing the pressure loss of the cooling liquid.
《発明の実施形態２》
図７に示すように、実施形態２のコントロールボックス（10）は、２つの駆動基板（11,12）の構成が実施形態１と異なっている。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
As shown in FIG. 7, the control box (10) of the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the two drive substrates (11, 12).
具体的には、実施形態２では、第２駆動基板（12）には、第１駆動基板（11）に実装されたパワーモジュール（11a）よりも発熱量の大きいパワーモジュール（12a）が実装されている。また、実施形態１と同様に、第２駆動基板（12）に実装されたパワーモジュール（12a）は、第１駆動基板（11）に実装されたパワーモジュール（11a）よりも冷却部（25）において流体流路（26）の上流側の位置に取り付けられている。つまり、実施形態２では、発熱量の大きいパワーモジュール（12a）ほど、冷却部（25）において低い温度の流体が流れる流体流路（26）の上流側の位置に取り付けられることとなる。 Specifically, in the second embodiment, a power module (12a) that generates a larger amount of heat than the power module (11a) mounted on the first drive board (11) is mounted on the second drive board (12). ing. Similarly to the first embodiment, the power module (12a) mounted on the second drive board (12) is more cooled than the power module (11a) mounted on the first drive board (11). Are attached at positions upstream of the fluid flow path (26). That is, in the second embodiment, the power module (12a) having a larger calorific value is attached to the upstream position of the fluid flow path (26) through which the low temperature fluid flows in the cooling section (25).
実施形態２によれば、発熱量の大きいパワーモジュール（12a）を十分に且つ効率よく冷却することができる。 According to the second embodiment, the power module (12a) having a large calorific value can be sufficiently and efficiently cooled.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
上記各実施形態では、冷却部（25）の流体流路（26）が断面形状がＵ字形状となるように構成していたが、流体流路（26）の形状はこれに限られない。Ｌ字形状であってもよく、直線形状であってもよい。 In each of the above embodiments, the fluid channel (26) of the cooling unit (25) is configured to have a U-shaped cross section, but the shape of the fluid channel (26) is not limited thereto. It may be L-shaped or linear.
上記各実施形態では、冷却器を構成する冷却部（25）の一部が、筐体（20）の底部の一部によって構成されていたが、冷却器は、筐体（20）の底部と別体に構成されていてもよい。 In each of the embodiments described above, a part of the cooling unit (25) configuring the cooler is configured by a part of the bottom of the housing (20). However, the cooler is connected to the bottom of the housing (20). It may be configured separately.
例えば、上記各実施形態では、本発明に係るコントロールボックス（10）をバックホーに適用した例を説明したが、このコントロールボックス（10）は、油圧アクチュエータと電動アクチュエータを備えたハイブリッド式の建設機械であれば、バックホー以外のものに適用してもよい。 For example, in each of the above embodiments, an example in which the control box (10) according to the present invention is applied to a backhoe has been described. However, the control box (10) is a hybrid construction machine including a hydraulic actuator and an electric actuator. If there is, it may be applied to other than the backhoe.
また、コントロールボックス（10）の内部のフィルムコンデンサ（14）を除く部品の配置、冷却部（25）の配置、溝部（25a）やカバー（25b）の形状などは、上記各実施形態に限定されず、変更してもよい。 In addition, the arrangement of parts excluding the film capacitor (14) inside the control box (10), the arrangement of the cooling part (25), the shape of the groove part (25a) and the cover (25b) are limited to the above embodiments. However, it may be changed.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、建設機械用コントロールボックスについて有用である。 As described above, the present invention is useful for a construction machine control box.
１０ コントロールボックス（建設機械用コントロールボックス）
１１ 第１駆動基板（駆動基板、第１基板）
１１ａ パワーモジュール
１２ 第２駆動基板（駆動基板、第２基板）
１２ａ パワーモジュール
２０ 筐体
２１ 本体部
２１ａ 底部
２５ 冷却部（冷却部）
２６ 流体流路
２６ｃ 第１折曲部（折曲部、流入側の折曲部）
２６ｄ 第２折曲部（折曲部、流出側の折曲部）
２６ｅ 本体部（直線流路部）
５２ フィン（板状のフィン）
５５ 波板フィン
Ａ１〜Ａ４ 第１〜第４内側フィンユニット（フィンユニット）
Ｂ１〜Ｂ４ 第１〜第４外側フィンユニット（フィンユニット）
10 Control box (Control box for construction machinery)
11 First drive substrate (drive substrate, first substrate)
11a Power module
12 Second drive substrate (drive substrate, second substrate)
12a power module
20 housing
21 Body
21a bottom
25 Cooling part (cooling part)
26 Fluid flow path
26c 1st bending part (bending part, inflow side bending part)
26d 2nd bent part (folded part, bent part on the outflow side)
26e Body part (straight channel part)
52 Fins (plate-shaped fins)
55 Corrugated Fin
A1 to A4 First to fourth inner fin units (fin units)
B1 to B4 First to fourth outer fin units (fin units)
Claims (10)
上記筐体（20）に収容されて電源回路を構成する駆動基板（11,12）と、
上記筐体（20）の底部（21a）に設けられ、冷却用の流体が流れる流体流路（26）を有し、該流体流路（26）を流れる流体によって上記駆動基板（11,12）に実装されたパワーモジュール（11a,12a）を冷却する冷却器（25）とを備え、建設機械に設置される建設機械用コントロールボックスであって、
上記冷却器（25）は、上記流体流路（26）において、流体の流通方向に間隔を空けて設けられた複数の波板形状の波板フィン（55）を有している
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 A housing (20),
A drive substrate (11, 12) housed in the housing (20) and constituting a power circuit;
The drive board (11, 12) is provided at the bottom (21a) of the housing (20) and has a fluid flow path (26) through which a cooling fluid flows, and the fluid flowing through the fluid flow path (26). A cooler (25) for cooling the power modules (11a, 12a) mounted on the machine, and a control box for construction machines installed in the construction machine,
The cooler (25) includes a plurality of corrugated corrugated fins (55) provided at intervals in the fluid flow direction in the fluid passage (26). Control box for construction machinery.
上記パワーモジュール（11a,12a）は、上記冷却器（25）の上記波板フィン（55）に対応する位置に取り付けられている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 1,
The control box for a construction machine, wherein the power module (11a, 12a) is attached to a position corresponding to the corrugated fin (55) of the cooler (25).
上記駆動基板（11,12）は、第１基板（11）と、該第１基板（11）に実装されたパワーモジュール（11a）よりも発熱量の大きいパワーモジュール（12a）が実装された第２基板（12）とによって構成され、
上記第２基板（12）に実装されたパワーモジュール（12a）は、上記第１基板（11）に実装されたパワーモジュール（11a）よりも上記冷却器（25）において上記流体流路（26）の上流側の位置に取り付けられている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 2,
The drive board (11, 12) includes a first board (11) and a power module (12a) having a heat generation amount larger than that of the power module (11a) mounted on the first board (11). And two substrates (12),
The power module (12a) mounted on the second substrate (12) has the fluid flow path (26) in the cooler (25) than the power module (11a) mounted on the first substrate (11). A control box for construction machinery, characterized in that it is mounted at a position upstream of the machine.
上記流体流路（26）は、流体が真っ直ぐ流れる直線流路部（26e）と、流体が折れ曲がって流れる折曲流路部（26c,26d）とを有し、
上記直線流路部（26e）には、上記複数の波板フィン（55）が設けられる一方、上記折曲流路部（26c,26d）には、該折曲流路部（26c,26d）に沿って延びる板状のフィン（52,53）が設けられている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 3,
The fluid flow path (26) has a straight flow path section (26e) through which the fluid flows straight and a bent flow path section (26c, 26d) through which the fluid flows.
The straight channel portion (26e) is provided with the plurality of corrugated plate fins (55), while the bent channel portion (26c, 26d) is provided with the bent channel portion (26c, 26d). A control box for construction machinery, characterized in that plate-like fins (52, 53) extending along the line are provided.
上記波板フィン（55）及び上記板状のフィン（52,53）は、それぞれ上記流体流路（26）の流路幅方向に間隔を空けて複数設けられてそれぞれフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）を構成し、
上記複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）は、流体の流通方向における間隔が上記流体流路（26）の上流側から下流側に向かうほど広くなるように配列されている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 4,
A plurality of the corrugated fins (55) and the plate-like fins (52, 53) are provided at intervals in the flow channel width direction of the fluid flow channel (26), respectively, and fin units (A1 to A3, B1-B3)
The plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are arranged so that the intervals in the fluid flow direction become wider from the upstream side to the downstream side of the fluid flow path (26). Control box for construction machinery.
上記複数のフィンユニット（A1〜A3,B1〜B3）は、流体の流通方向における間隔が８．０ｍｍ以上２９．２ｍｍ以下となるように配列されている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 5,
The control box for a construction machine, wherein the plurality of fin units (A1 to A3, B1 to B3) are arranged so that a distance in a fluid flow direction is 8.0 mm or more and 29.2 mm or less.
上記複数の波板フィン（55）は、流路幅方向の間隔が各波板フィン（55）の厚みよりも長くなるように配列されている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 5,
The control box for a construction machine, wherein the plurality of corrugated fins (55) are arranged such that an interval in a flow path width direction is longer than a thickness of each corrugated fin (55).
上記複数の波板フィン（55）は、流路幅方向の間隔が４．５±０．１ｍｍとなるように配列されている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 7,
The control box for a construction machine, wherein the plurality of corrugated plate fins (55) are arranged so that an interval in a flow path width direction is 4.5 ± 0.1 mm.
上記各波板フィン（55）は、厚みが３．５±０．１ｍｍとなるように形成されている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 8,
Each corrugated fin (55) is formed so as to have a thickness of 3.5 ± 0.1 mm.
上記各波板フィン（55）は、波の数が３．５となるように構成されている
ことを特徴とする建設機械用コントロールボックス。 In claim 5,
Each of the corrugated fins (55) is configured so that the number of waves is 3.5.
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