JP2017051061A - 冷媒通路の連結構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】第１連結部材の下方で第２連結部材が接続される第２開口周辺におけるケースの耐久性を向上させ、ケースと第２連結部材との間の面シール部材のシール性を良好に確保する。【解決手段】ＰＣＵ１の冷媒通路の連結構造は、積層冷却器を収容する第１ケース２１に取り付けられて当該積層冷却器から延びる冷媒流出管に接続される第１連結管４と、冷媒流出管に連通する第１連結管４の第１開口に接続されると共に、冷媒通路２３に連通する第２ケース２２の第２開口２２ｏに面シール部材としてのＯリング４８を介して接続される第２連結管５とを含み、第２開口２２ｏは、第１連結管４の下方に位置するように第２ケース２２に形成され。第１連結管４は、Ｏリング４８の上方に位置すると共に下方に向かうにつれて第２ケース２２の表面から離間するように傾斜した傾斜面４０ｓを有するテーパ部４０ｔを含む。【選択図】図７

Description

本開示は、ケース内に収容された冷却器から延びる第１冷媒通路に接続される第１連結部材と、第１連結部材に接続されると共に第２冷媒通路に連通するケースの第２開口に面シール部材を介して接続される第２連結部材とを含む冷媒通路の連結構造に関する。
従来、車両に搭載されるインバータとして、それぞれスイッチング素子（半導体素子）を収容した複数のパワーカードと一体化された積層冷却ユニットを収容する第１筐体と、冷媒通路（第２冷媒通路）および当該冷媒通路に連通する開口（第２開口）とを有し、第１筐体の底面に固定される第２筐体とを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このインバータの第１筐体に形成された貫通孔には、第１連結管（ブッシュ）が挿通され、第１連結管は、積層冷却器から延びる剛体のチューブ（第１冷媒通路）に軸シール部材を介して接続される。また、第１連結管のフランジと第１筐体との間には、面シール部材が配置され、第１連結管のフランジは、第１筐体にボルトにより固定される。また、第１筐体には、第１連結管の貫通孔（冷媒流通孔）のチューブとは反対側の端部により開口（第１開口）が画成される。更に、ブッシュにより画成される第１筐体の開口（第１開口）には、第２筐体にボルトにより固定されるＵ字状の第２連結管の一端が軸シール部材を介して接続され、第２筐体の開口（第２開口）には、第２連結管の他端が面シール部材を介して接続される。そして、積層冷却器の冷媒入口には、第１筐体の外部に配置された冷媒ポンプから冷却媒体が供給される。積層冷却器を流通する冷却媒体は、パワーカードから熱を奪って昇温すると共に、上記チューブ、第１および第２連結管を介して第２筐体の冷媒通路に流入する。第２筐体の冷媒通路を流通する冷却媒体は、第１筐体から熱を奪って昇温し、第２筐体の外部に配置されたラジエータに流入する。
特開２０１４−１０２０１７号公報
上記従来のインバータでは、第２筐体の第２開口が第１筐体側の第１開口すなわち第１連結管よりも下方に設けられる。従って、上記インバータを搭載した車両の走行中等には、車輪によって掻き上げられた塩分や砂、泥等を含む水分が、第１連結管や第１および第２筐体の表面を伝って第２開口側の面シール部材の周辺に達し、そこで滞留することがある。このため、上記従来のインバータでは、面シール部材の周辺における第２筐体の耐久性や、当該面シール部材によるシール性が損なわれないように対策を施す必要があるが、特許文献１には、これらの課題に対する対策が何ら開示されていない。
そこで、本開示の発明は、第１連結部材の下方に配置されると共に第２連結部材が接続される第２開口周辺におけるケースの耐久性を向上させて、当該ケースと第２連結部材との間に配置される面シール部材のシール性を良好に確保することを主目的とする。
本開示の冷媒通路の連結構造は、冷却器を収容するケースに取り付けられて前記冷却器から延びる第１冷媒通路に接続される第１連結部材と、前記第１冷媒通路に連通する前記第１連結部材の第１開口に接続されると共に、第２冷媒通路に連通する前記ケースの第２開口に面シール部材を介して接続される第２連結部材とを含む冷媒通路の連結構造において、前記第２開口は、前記第１連結部材の下方に位置するように前記ケースに形成され、前記第１連結部材は、前記面シール部材の上方に位置すると共に下方に向かうにつれて前記ケースの表面から離間するように傾斜した傾斜面を有するテーパ部を含むものである。
この冷媒通路の連結構造は、冷却器を収容するケースに取り付けられて当該冷却器から延びる第１冷媒通路に接続される第１連結部材と、第１冷媒通路に連通する第１連結部材の第１開口に接続されると共に、第２冷媒通路に連通するケースの第２開口に面シール部材を介して接続される第２連結部材とを含む。また、第２開口は、第１連結部材の下方に位置するようにケースに形成される。更に、第１連結部材は、面シール部材の上方に位置すると共に下方に向かうにつれてケースの表面から離間するように傾斜した傾斜面を有するテーパ部を含む。このように、第１連結部材にテーパ部を設けることで、第１連結部材周辺の水分が当該第１連結部材の表面を伝って流下したとしても、流下する水分がケースの表面を伝って第２開口や面シール部材に向けて流れるのを抑制することが可能となる。これにより、水分が第２開口側の面シール部材の周辺に流入しないようにして、ケースが面シール部材の周辺で水分によるダメージを受けてしまうのを良好に抑制することができる。この結果、第１連結部材の下方に配置されると共に第２連結部材が接続される第２開口周辺におけるケースの耐久性を向上させて、当該ケースと第２連結部材との間に配置される面シール部材のシール性を良好に確保することが可能となる。
また、前記第２連結部材は、前記第１開口に接続される第１端部と、前記第２開口に接続される第２端部とを有してもよく、前記第２連結部材の前記第２端部の端面には、前記面シール部材を支持するシール支持部が形成されてもよく、前記第２端部の外周面の少なくとも上部には、溝が形成されてもよい。これにより、第１連結部材側から流下する水分を第２端部の溝に集めて下方へと流下させることができるので、水分が第２開口側の面シール部材の周辺に流入するのを良好に抑制することが可能となる。
更に、前記第２連結部材は、前記第２端部の周囲に形成され、それぞれ前記ケースに締結される少なくとも２つの締結部を有してもよい。これにより、第２開口側の面シール部材のシール性を良好に確保することが可能となる。
また、前記第１連結部材は、前記ケースに固定されるフランジ部と、前記フランジ部から延出されると共に前記ケースに形成された貫通孔に挿通されて軸シール部材を介して前記第１冷媒通路に接続される筒状部と、前記フランジ部および筒状部を貫通する冷媒流通孔とを有してもよく、前記フランジ部と前記ケースとの間には、面シール部材が配置されてもよく、前記テーパ部は、前記フランジ部の下部に設けられてもよい。これにより、第１冷媒通路と第２連結部材との間で冷却媒体が漏洩するのを良好に抑制すると共に、第１連結部材のフランジ部とケースとの隙間を介した流体の流通を良好に規制することが可能となる。
更に、前記冷却器は、電動機を駆動するインバータに含まれる電子部品を冷却してもよく、前記第２冷媒通路は、前記ケースに形成されてもよい。これにより、インバータを冷却器および第２冷媒通路を流通する冷却媒体の双方により冷却することが可能となる。
本開示の冷媒通路の連結構造を含む電力制御装置を示す概略構成図である。 図１に示す電力制御装置の要部拡大断面図である。 本開示の連結構造に含まれる第１連結部材の正面図および側面図である。 本開示の連結構造に含まれる第２連結部材の正面図および側面図である。 本開示の連結構造に含まれる第１連結部材のケースに対する組付手順を示す断面図である。 本開示の連結構造に含まれる第１連結部材のケースに対する組付手順を示す断面図である。 図１に示す電力制御装置の要部拡大図である。
次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本開示の冷媒通路の連結構造を含む電力制御装置（以下、「ＰＣＵ」という）１を示す概略構成図であり、図２は、ＰＣＵ１の要部拡大断面図である。図１および図２に示すＰＣＵ１は、図示しないハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される同期発電電動機（交流電動機）を駆動するためのものであり、例えば車両の前部に設けられたコンパートメント内にエンジンおよび／または電動機と共に配置される。ＰＣＵ１は、例えばリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池である図示しないバッテリからの電力を昇圧する電圧変換モジュール（昇圧コンバータ）や、コンデンサモジュール、電動機を駆動するインバータと、これらの電圧変換モジュールやコンデンサモジュール、インバータ等を収容するケース２とを含む。
ケース２は、図１および図２に示すように、ＰＣＵ１の車載時に上側に位置する第１ケース２１と、ＰＣＵ１の車載時に下側に位置する第２ケース２２とを含む。本実施形態において、第１および第２ケース２１，２２は、例えばアルミニウム合金等の金属を鋳造することにより形成されている。第１ケース２１は、電圧変換モジュールやコンデンサモジュール、インバータ等に加えて、インバータや電圧変換モジュールに含まれる電子部品としての複数の半導体モジュールＭを冷却するための積層冷却器３を収容する。第２ケース２２は、第１ケース２１の下部に固定され、その内部には、第１および第２ケース２１，２２の接合面に沿ってＵ字状に延びる冷媒通路２３が形成されている。なお、図１には、説明をわかりやすくするために、冷媒通路２３を図中上下方向に沿ってＵ字状に延びるものとして示す。
積層冷却器３は、図１および図２に示すように、高い熱伝導性を有する銅やアルミニウム合金といった金属により中空かつ扁平に形成された複数の冷却器３０を含む。複数の冷却器３０は、インバータや電圧変換モジュールを構成する複数の半導体モジュールＭと交互に並ぶように配設（積層）される。すなわち、１つの半導体モジュールＭに対しては、当該半導体モジュールＭの表面または裏面に当接するように２つの冷却器３０が配設される。また、各冷却器３０の幅方向における両端部には、貫通孔が形成されている。各冷却器３０の幅方向における一側の貫通孔は、隣り合う冷却器３０の幅方向における一側の貫通孔に連通管３０ｐを介して接続され、各冷却器３０の幅方向における他側の貫通孔は、隣り合う冷却器３０の他側の貫通孔に連通管３０ｐを介して接続される。
更に、図２において最も左側に位置する冷却器３０には、図示しない冷媒流入管と、第１ケース２１内に配置される管状の第１冷媒通路としての冷媒流出管３１とが接続される。本実施形態において、冷媒流入管および冷媒流出管３１は、冷却器３０と同一の材料によって形成されている。また、積層冷却器３、冷媒流入管および冷媒流出管３１は、ＰＣＵ１の車載時における上下方向に全体として若干移動可能となるように第１ケース２１内に取り付けられる。積層冷却器３（冷却器３０）に接続される冷媒流入管には、図示しない配管等を介して冷媒ポンプ３２の吐出口が接続される。また、冷媒流出管３１は、図１および図２に示すように、第１ケース２１に装着される第１連結管（連結部材としてのブッシュ）４と、当該第１連結管４に接続される第２連結管（連結部材）５とを介して第２ケース２２に形成された冷媒通路（第２冷媒通路）２３の一端に接続される。そして、冷媒通路２３の一端は、第２ケース２２の側壁部に形成された第２開口２２ｏ（図２参照）に連通し、冷媒通路２３の他端は、図示しない配管を介してラジエータ３３の冷媒入口に連通する。ラジエータ３３の冷媒出口は、図示しない配管を介してリザーバタンク３４に接続される。
冷媒ポンプ３２は、例えばエチレングリコール系の不凍液が混入されたＬＬＣ（ロングライフクーラント）といった冷却媒体をリザーバタンク３４から吸入して上記冷媒流入管に圧送する。冷媒流入管を介してそれに最も近接する冷却器３０に供給された冷却媒体は、隣り合う冷却器３０内に順次流入し、各冷却器３０内を流通する冷却媒体は、当該冷却器３０に当接する半導体モジュールＭ等から熱を奪って昇温する。各冷却器３０から流出する冷却媒体は、冷媒流出管３１に流入し、第１および第２連結管４，５を介して第２ケース２２の冷媒通路２３に流入する。冷媒通路２３を流通する冷却媒体は、第１ケース２１側の熱を奪って昇温した後、ラジエータ３３に流入し、ラジエータ３３で冷却された冷却媒体は、リザーバタンク３４へと戻される。これにより、複数の冷却器３０内に冷却媒体を循環供給して各冷却器３０により複数の半導体モジュールＭ等を冷却すると共に、第２ケース２２の冷媒通路２３を流通する冷却媒体により、第１ケース２１の底部を介して当該第１ケース２１内に収容された例えば電圧変換モジュールのリアクトルやコンデンサモジュール等を冷却することが可能となる。
図２および図３に示すように、第１連結管４は、積層冷却器３を収容する第１ケース２１に固定されるフランジ部４０と、フランジ部４０から延出された円筒状の筒状部４１と、フランジ部４０および筒状部４１を貫通する冷媒流通孔４２とを有する。本実施形態において、第１連結管４は、樹脂製であり、フランジ部４０および筒状部４１は、樹脂により一体に成形される。ただし、第１連結管４は、例えば金属により形成されてもよく、ケース２と同一の材料により形成されてもよい。
フランジ部４０の筒状部４１側の端面（内面）には、面シール部材としてのＯリング４５が配置される環状のシールリング溝４０ｇが筒状部４１を包囲するように形成されている。なお、本明細書において、「面シール部材」とは、それぞれ流体の流通路（孔）を有する２つの部材の端面の間に配置されて当該２つの部材同士の隙間を封止するシール部材をいう。また、フランジ部４０には、シールリング溝４０ｇを介して当該シールリング溝４０ｇの径方向に対向するように２つの締結部４０ｃ（図３参照）が形成されている。各締結部４０ｃは、ボルト孔を有し、当該ボルト孔に挿通されると共に第１ケース２１に形成されたネジ孔に螺合される図示しないボルトを介して当該第１ケース２１に締結される。更に、図３に示すように、フランジ部４０の図中下部には、図中下方に向かうにつれてフランジ部４０の筒状部４１から離間するように傾斜した傾斜面４０ｓを有するテーパ部４０ｔが形成されている。
第１連結管４の筒状部４１は、フランジ部４０側の根元部４１ｒ（図３参照）と、第１ケース２１に形成された貫通孔（円孔）２１ｈに挿通されて冷媒流出管３１に接続される先端部４１ｔと、根元部４１ｒと先端部４１ｔとを繋ぐ傾斜面４１ｓ（図２および図３参照）を有する中間部４１ｍとを含む。筒状部４１の根元部４１ｒは、当該筒状部４１の径方向に沿って部分的に拡径されており、冷媒流通孔４２を介して径方向に対向する一対の拡径部４１ｅ（図３参照）を有する。本実施形態において、各拡径部４１ｅの外周面は、第１ケース２１の貫通孔２１ｈの内周面に接触可能となるように、例えば、当該貫通孔２１ｈの内径よりも僅かに小さい曲率半径を有する円柱面状に形成されている。また、根元部４１ｒの２つの拡径部４１ｅを繋ぐ部分の外周面は、例えば、拡径部４１ｅの曲率半径よりも小さい短径を有する楕円柱面状に形成されている。
図２に示すように、筒状部４１の先端部４１ｔは、根元部４１ｒすなわち第１ケース２１の貫通孔２１ｈの内径よりも細く形成されている。従って、中間部４１ｍも根元部４１ｒとの境界を除いて当該根元部４１ｒよりも細くなる。また、先端部４１ｔの内周面には、軸シール部材としてのＯリング４６が配置される環状のシールリング溝４１ｇが形成されている。なお、本明細書において、「軸シール部材」とは、管材の外周面と当該管材を包囲する部材（他の管材あるいは孔を有する部材）の内周面との間に配置されて管材と当該管材を包囲する部材との隙間を封止するシール部材をいう。更に、先端部４１ｔの軸長Ｌｔは、根元部４１ｒの軸長Ｌｒ（および中間部４１ｍの軸長）よりも長く定められている（図３参照）。また、図２に示すように、先端部４１ｔ側の冷媒流通孔４２の内径は、上記冷媒流出管３１の外径よりも僅かに大きく定められており、冷媒流通孔４２のフランジ部４０側の端部は、その内径が先端部４１ｔ側の内径よりも大きくなるように拡径されている。
第２連結管５は、本体５０と、当該本体５０に接合されるカバー部材５９とを含む。本体５０およびカバー部材５９は、何れも樹脂製（本実施形態では、第１連結管４を構成する樹脂と同一の樹脂製）である。ただし、第２連結管５は、例えば金属により形成されてもよく、ケース２と同一の材料により形成されてもよい。図２および図４に示すように、本体５０は、短尺円筒状の第１端部５１と、当該第１端部５１と概ね平行に延在する短尺円筒状の第２端部５２と、第１および第２端部５１，５２に連通する開口部５０ｏとを有する。カバー部材５９は、図２に示すように、開口部５０ｏを塞ぐように本体５０の当該開口部５０ｏを画成する壁部の端面に溶着され、本体５０とカバー部材５９とにより第１および第２端部５１，５２を連通させる連通部５３が形成される。これにより、Ｕ字状の第２連結管５を樹脂により容易に構成することが可能となる。
第１端部５１の外径は、冷媒流通孔４２のフランジ部４０側の端部の内径よりも僅かに小さく定められている。また、第１端部５１の先端部は、図２に示すように、縮径されており、縮径された第１端部５１の先端部には、軸シール部材としてのＯリング４７が装着される。更に、第２端部５２の端面には、面シール部材としてのＯリング４８が配置される環状のシールリング溝（シール支持部）５２ｇが第２端部５２の開口を包囲するように形成されている。加えて、第２端部５２の外周面の図４における上部には、図４に示すように、当該第２端部５２の周方向に延びる水分受容溝５２ｒが形成されている。
また、第２連結管５の本体５０は、１つの第１締結部５４と、２つの第２締結部５５とを有する。図４に示すように、第１締結部５４は、第１端部５１よりも第２端部５２から図４における上下方向に離間するように形成され、第１端部５１を基準として第２端部５２の反対側に位置する。第１締結部５４は、ボルト孔５４ｈを有し、当該ボルト孔５４ｈに挿通されると共に第１ケース２１に形成されたネジ孔に螺合される図示しないボルトを介して当該第１ケース２１に締結される。２つの第２締結部５５は、第２端部５２の周囲に当該第２端部５２を介して径方向に対向するように本体５０に形成される。各第２締結部５５は、ボルト孔５５ｈを有し、当該ボルト孔５５ｈに挿通されると共に第２ケース２２に形成されたネジ孔に螺合される図示しないボルトを介して当該第２ケース２２に締結される。
更に、第１および第２締結部５４，５５は、図４に示すように、第１締結部５４の締結点すなわちボルト孔５４ｈの中心と、２つの第２締結部５５の締結点すなわちボルト孔５５ｈの中心を結ぶ直線との間隔を“Ｌｃ”とし、第１端部５１すなわちＯリング４７の中心と、第２端部５２すなわちＯリング４８の中心との間隔を“Ｌｓ”としたときに、Ｌｃ＞Ｌｓを満たすように形成されている。また、本実施形態の第２連結管５では、図４に示すように、本体５０の第１端部５１と第１締結部５４との間、すなわち開口部５０ｏを画成する本体５０の壁部の外側に位置するＡ部が肉薄かつ細幅に形成されている。
次に、第１および第２連結管４，５のケース２に対する組付手順について説明する。
上述のように構成される第１連結管４をケース２の第１ケース２１に装着するに際しては、第１連結管４の根元部４１ｒの拡径部４１ｅが例えばＰＣＵ１の車載時における上下方向と概ね直交する方向に延在する状態で、第１連結管４の筒状部４１の先端部４１ｔを第１ケース２１の貫通孔２１ｈに挿通し、積層冷却器３の冷媒流出管３１を第１連結管４の先端部４１ｔおよびＯリング４６内に差し込んでいく。この際、筒状部４１の先端部４１ｔや中間部４１ｍが根元部４１ｒよりも細いことから、図５に示すように、先端部４１ｔの外周面や中間部４１ｍの傾斜面４１ｓと貫通孔２１ｈの内周面との間隔は充分に確保される。従って、第１連結管４と冷媒流出管３１とを接続する際に、冷媒流出管３１がＰＣＵ１の車載時における上下方向に若干傾いていたとしても、第１連結管４および冷媒流出管３１の貫通孔２１ｈの径方向における移動が許容されるので、第１連結管４（先端部４１ｔ）と冷媒流出管３１とにより押し潰されるＯリング４６の反力により両者を調心すると共に、Ｏリング４６の潰し代を周方向の全体において概ね均一にすることが可能となる。そして、Ｏリング４６の潰し代を周方向の全体において概ね均一にすることで、第１連結管４の冷媒流出管３１に対する押し込み荷重を小さくすることができるので、当該押し込み荷重により積層冷却器３の複数の冷却器３０が第１連結管４の押し込み方向に変形するのを抑制することが可能となる。
冷媒流出管３１の傾きを矯正しつつ第１連結管４を積層冷却器３側に押し込んでいくのに伴って、図６に示すように、筒状部４１の根元部４１ｒの拡径部４１ｅが貫通孔２１ｈの内周面に接すると、第１連結管４の全体が第１ケース２１に対して位置決めされることになる。これにより、第１連結管４に位置決めピン等を別途設けると共に、第１ケース２１に当該位置決めピンと係合する孔部を設けることなく、第１連結管４を第１ケース２１に対して容易に位置決めすることができる。また、先端部４１ｔの軸長Ｌｔを根元部４１ｒの軸長Ｌｒよりも長くすることで、筒状部４１の軸方向における先端部４１ｔと冷媒流出管３１との重なり長さを充分に確保して、根元部４１ｒの拡径部４１ｅにより第１連結管４を第１ケース２１に対して位置決めする際に、第１連結管４と冷媒流出管３１との位置関係のズレ（冷媒流出管３１に対する第１連結管４の曲り）を良好に抑制することが可能となる。更に、冷媒流出管３１が傾いていたとしても、先端部４１ｔと根元部４１ｒとの間の中間部４１ｍの傾斜面４１ｓが貫通孔２１ｈの縁部に当たることで、根元部４１ｒの拡径部４１ｅを貫通孔２１ｈの内周面にスムースに当接させることができる。加えて、第１連結管４では、根元部４１ｒの拡径部４１ｅ以外の部分が第１ケース２１の貫通孔２１ｈよりも縮径されているので、拡径部４１ｅが貫通孔２１ｈに嵌まり込む際に、根元部４１ｒすなわち第１連結管４の貫通孔２１ｈに対する若干の移動を許容して冷媒流出管３１の上記上下方向の傾きを吸収することが可能となる。この結果、第１連結管４と積層冷却器３から延びる冷媒流出管３１との間に介設されるＯリング４６（軸シール部材）の潰し代を均一化すると共に、当該第１連結管４を第１ケース２１に対して容易に位置決めすることができる。
根元部４１ｒにより第１連結管４が第１ケース２１に対して位置決めされた後、必要に応じて、第１連結管４を多少回転させてフランジ部４０の２つの締結部４０ｃの位置を調整し、各締結部４０ｃのボルト孔にボルトを挿通すると共に各ボルトを第１ケース２１のネジ孔に螺合して第１連結管４を第１ケース２１に固定（締結）する。これにより、第１ケース２１には、第１連結管４の冷媒流通孔４２の冷媒流出管３１とは反対側の端部（主に拡径された部分）によって、第２ケース２２の第２開口２２ｏからＰＣＵ１の車載時における上下方向（一方向）に間隔をおいて第１開口２１ｏが画成されることになる。また、第１連結管４では、シールリング溝４０ｇを介して対向するように２つの締結部４０ｃがフランジ部４０に設けられることから、当該フランジ部４０を第１ケース２１に対して傾かないように押し付けることができる。従って、フランジ部４０と第１ケース２１との間のＯリング４５（面シール部材）のシール性を良好に確保して、第１連結管４と第１ケース２１との隙間を介した流体すなわち外部からの水分や内部からの冷却媒体等の流通を規制することが可能となる。
第１連結管４が第１ケース２１に装着された後、第２連結管５の第１端部５１を第１ケース２１の第１開口２１ｏ（第１連結管４の冷媒流通孔４２の端部）に差し込むと共に、第２端部５２の端面を第２開口２２ｏの周囲の第２ケース２２の表面に当接させる。更に、第２連結管５の１つの第１締結部５４のボルト孔５４ｈと、２つの第２締結部５５のボルト孔５５ｈとにボルトを挿通すると共に、各ボルトを第１および第２ケース２１，２２の対応するネジ孔に螺合し、第２連結管５をケース２に固定（締結）する。これにより、第１端部５１が軸シール部材としてのＯリング４７を介して冷媒流出管３１に連通する第１開口２１ｏすなわち第１連結管４に接続されると共に、第２端部５２が面シール部材としてのＯリング４８を介して冷媒通路２３に連通する第２開口２２ｏに接続される。
本実施形態では、第１端部５１の先端部（縮径された部分）の外周面と、第１開口２１ｏの内周面との間に軸シール部材としてのＯリング４７が配置され、当該Ｏリング４７により第１および第２連結管４，５間の隙間が封止される。従って、第１端部５１側の第１締結部５４を１つにしても（第１締結部５４を複数設けなくても）、Ｏリング４７のシール性を良好に確保することができる。また、第２連結管５には、シールリング溝５２ｇを介して対向するように２つの第２締結部５５が設けられることから、第２端部５２を第２ケース２２に対して傾かないように押し付けることができる。従って、第２端部５２の端面と第２ケース２２との間のＯリング４８（面シール部材）のシール性を良好に確保することが可能となる。
さて、上述のように構成されるＰＣＵ１では、金属製のケース２と樹脂製の第２連結管５とで線膨張係数（熱膨張係数）が異なることから、ＰＣＵ１の周囲温度に応じたケース２（第１および第２ケース２１，２２）の膨縮量と、周囲温度に応じた第２連結管５の膨縮量とが異なることになる。このため、ＰＣＵ１では、それぞれ第１または第２ケース２１，２２に追従する第１および第２締結部５４，５５により、第１締結部５４と２つの第２締結部５５との間の部分の変形が制限されることになる。これを踏まえて、第２連結管５では、第２締結部５５が第２端部５２の周辺に形成されるのに対して、図２に示すように、第１締結部５４が第１端部５１よりも２つの第２端部から一方向すなわちＰＣＵ１の車載時における上下方向に離間するように形成される。
これにより、第１締結部５４の締結点と第２締結部５５の締結点との当該上下方向に沿った間隔Ｌｃすなわち周囲温度に応じた第２連結管５の変形が許容される範囲を拡げることが可能となる。従って、第２連結管５の変形が制限されることで本体５０とカバー部材５９との溶着部の応力が高まるのを良好に抑制することができる。この結果、ケース２に締結される第１および第２締結部５４，５５を有する第２連結管５の耐久性をより向上させることが可能となる。更に、第２連結管５では、本体５０の第１端部５１と第１締結部５４との間に位置するＡ部が肉薄かつ細幅に形成される。これにより、周囲温度に応じた第２連結管５の変形を肉薄かつ細幅の変形吸収部としてのＡ部で良好に吸収することができる。この結果、本体５０とカバー部材５９との溶着部の応力が高まるのを極めて良好に抑制して、第２連結管５の耐久性をより向上させることが可能となる。
また、ＰＣＵ１を搭載した車両の走行に際して、ＰＣＵ１が配置されるコンパートメント内には、砂、泥等を含む水分や、路面の氷雪を溶かすために撒かれた塩が溶融した水分等が車輪より掻き上げられて入り込むことがある。そして、ＰＣＵ１の周辺に入り込んだ水分が第１連結管４や第１および第２ケース２１，２２の表面を伝って第２開口２２ｏ側のＯリング４８（面シール部材）の周辺に達し、そこで滞留してしまうと、当該Ｏリング４８の周辺で第２ケース２２が腐食され、第２ケース２２の肉やせによりＯリング４８のシール性が損なわれてしまうおそれがある。このため、ＰＣＵ１の第１連結管４には、図７に示すように、第２端部５２すなわちＯリング４８の上方に位置すると共に下方に向かうにつれて第２ケース２２の表面から離間するように傾斜した傾斜面４０ｓを有するテーパ部４０ｔが設けられている。
これにより、第１連結管４の周辺の水分がフランジ部４０の表面を伝って流下したとしても、流下した水分は、テーパ部４０ｔの存在により、第２ケース２２の表面（図７におけるＸ部）に達することなく、フランジ部４０の縁部から下方へと滴下する。従って、フランジ部４０の表面を流下する水分が第２ケース２２の表面を伝って第２開口２２ｏやＯリング４８に向けて流れるのを抑制することが可能となる。これにより、砂や泥、塩分等を含む水分が第２開口２２ｏ側のＯリング４８の周辺に流入しないようにして、第２ケース２２がＯリング４８の周辺で水分によるダメージを受けてしまうのを良好に抑制することができる。この結果、第１連結管４の下方に配置されると共に第２連結管５が接続される第２開口２２ｏの周辺における第２ケース２２の耐久性を向上させて、当該第２ケース２２と第２連結管５との間に配置されるＯリング４８（面シール部材）のシール性を良好に確保することが可能となる。
また、第２端部５２の外周面の上部には、図４および図７に示すように、周方向に延びる水分受容溝５２ｒが形成されている。これにより、上方、すなわち第１連結管４側から流下する水分を第２端部５２の水分受容溝５２ｒに集めると共に、第２端部５２の外周面を伝わせて下方へと流下させることができる。この結果、砂や泥、塩分等を含む水分が第２開口２２ｏ側のＯリング４８の周辺に流入するのをより一層良好に抑制することが可能となる。
以上説明したように、ＰＣＵ１の冷媒通路の連結構造は、積層冷却器３を収容する第１ケース２１に取り付けられて当該積層冷却器３から延びる冷媒流出管３１（第１冷媒通路）に接続される第１連結管４と、冷媒流出管３１に連通する第１連結管４の第１開口２１ｏに接続されると共に、冷媒通路２３（第２冷媒通路）に連通する第２ケース２２の第２開口２２ｏに面シール部材としてのＯリング４８を介して接続される第２連結管５とを含む。また、第２開口２２ｏは、第１連結管４の下方に位置するように第２ケース２２に形成される。更に、第１連結管４は、Ｏリング４８の上方に位置すると共に下方に向かうにつれて第２ケース２２の表面から離間するように傾斜した傾斜面４０ｓを有するテーパ部４０ｔを含む。
このように、第１連結管４にテーパ部４０ｔを設けることで、第１連結管４の周辺の水分が当該第１連結管４の表面を伝って流下したとしても、流下する水分がケース２の表面を伝って第２開口２２ｏやＯリング４８に向けて流れるのを抑制することが可能となる。これにより、水分が第２開口２２ｏ側のＯリング４８の周辺に流入しないようにして、第２ケース２２がＯリング４８の周辺で水分によるダメージを受けてしまうのを良好に抑制することができる。この結果、第１連結管４の下方に配置されると共に第２連結管５が接続される第２開口２２ｏの周辺における第２ケース２２の耐久性を向上させて、当該第２ケース２２と第２連結管５との間に配置されるＯリング４８のシール性を良好に確保することが可能となる。
また、上記実施形態において、第２連結管５は、第１開口２１ｏに接続される第１端部５１と、第２開口２２ｏに接続される第２端部５２とを有し、第２端部５２の端面には、Ｏリング４８を支持するシールリング溝５２ｇ（シール支持部）が形成され、第２端部５２の外周面の少なくとも上部には、水分受容溝５２ｒが形成されている。これにより、第１連結管４側から流下する水分を第２端部５２の水分受容溝５２ｒに集めて下方へと流下させることができるので、水分が第２開口２２ｏ側のＯリング４８の周辺に流入するのを良好に抑制することが可能となる。
更に、上記実施形態において、第２連結管５は、第２端部５２の周囲に形成され、それぞれ第２ケース２２に締結される２つの第２締結部５５を有する。これにより、第２開口２２ｏ側のＯリング４８のシール性を良好に確保することが可能となる。ただし、第２締結部５５は、第２端部５２の近傍に１つのみ設けられてもよく、第２端部５２の周囲に３つ以上設けられてもよい。
また、上記実施形態において、第１連結管４は、第１ケース２１に固定されるフランジ部４０と、フランジ部４０から延出されると共に第１ケース２１に形成された貫通孔２１ｈに挿通されて軸シール部材としてのＯリング４６を介して冷媒流出管３１（第１冷媒通路）に接続される筒状部４１と、フランジ部４０および筒状部４１を貫通する冷媒流通孔４２とを有する。そして、フランジ部４０と第１ケース２１との間には、面シール部材としてのＯリング４５が配置され、テーパ部４０ｔは、フランジ部４０の下部に設けられる。これにより、冷媒流出管３１と第２連結管５との間で冷却媒体が漏洩するのを良好に抑制すると共に、第１連結管４のフランジ部４０と第１ケース２１との隙間を介した流体の流通を良好に規制することが可能となる。
更に、上記実施形態において、積層冷却器３は、電動機を駆動するインバータに含まれる電子部品としての半導体モジュールＭを冷却し、冷媒通路２３は、第２ケース２２に形成される。これにより、インバータを積層冷却器３および冷媒通路２３を流通する冷却媒体の双方により冷却することが可能となる。ただし、第１および第２連結管４，５は、２つの冷媒通路を連結するのに用いられるものであればよく、その適用対象は、上述のようなＰＣＵ１に限られるものではない。すなわち、第１連結管４は、例えば車載バッテリを冷却するための２つの冷媒通路を連結するのに用いられてもよい。また、第１および第２連結管４，５と共に用いられる軸シール部材および面シール部材は、上述のようなＯリングに限られるものではなく、例えばＤリングといったシール部材であってもよい。
そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。
本開示の発明は、冷媒通路の連結構造の製造分野等において利用可能である。
１ ＰＣＵ、２ ケース、３ 積層冷却器、４ 第１連結管、５ 第２連結管、２１ 第１ケース、２１ｈ 貫通孔、２１ｏ 第１開口、２２ 第２ケース、２２ｏ 第２開口、２３ 冷媒通路、３０ 冷却器、３０ｐ 連通管、３１ 冷媒流出管、３２ 冷媒ポンプ、３３ ラジエータ、３４ リザーバタンク、４０ フランジ部、４０ｃ 締結部、４０ｇ シールリング溝、４０ｓ 傾斜面、４０ｔ テーパ部、４１ 筒状部、４１ｅ 拡径部、４１ｇ シールリング溝、４１ｍ 中間部、４１ｒ 根元部、４１ｓ 傾斜面、４１ｔ 先端部、４２ 冷媒流通孔、４５，４６，４７，４８ Ｏリング、５０ 本体、５０ｏ 開口部、５１ 第１端部、５２ 第２端部、５２ｇ シールリング溝、５２ｒ 水分受容溝、５３ 連通部、５４ 第１締結部、５４ｈ ボルト孔、５５ 第２締結部、５５ｈ ボルト孔、５９ カバー部材、Ｍ 半導体モジュール。

Claims (5)

  1. 冷却器を収容するケースに取り付けられて前記冷却器から延びる第１冷媒通路に接続される第１連結部材と、前記第１冷媒通路に連通する前記第１連結部材の第１開口に接続されると共に、第２冷媒通路に連通する前記ケースの第２開口に面シール部材を介して接続される第２連結部材とを含む冷媒通路の連結構造において、
    前記第２開口は、前記第１連結部材の下方に位置するように前記ケースに形成され、
    前記第１連結部材は、前記面シール部材の上方に位置すると共に下方に向かうにつれて前記ケースの表面から離間するように傾斜した傾斜面を有するテーパ部を含む冷媒通路の連結構造。
  2. 請求項１に記載の冷媒通路の連結構造において、
    前記第２連結部材は、前記第１開口に接続される第１端部と、前記第２開口に接続される第２端部とを有し、
    前記第２連結部材の前記第２端部の端面には、前記面シール部材を支持するシール支持部が形成され、前記第２端部の外周面の少なくとも上部には、溝が形成されている冷媒通路の連結構造。
  3. 請求項２に記載の冷媒通路の連結構造において、
    前記第２連結部材は、前記第２端部の周囲に形成され、それぞれ前記ケースに締結される少なくとも２つの締結部を有する冷媒通路の連結構造。
  4. 請求項１から３の何れか一項に記載の冷媒通路の連結構造において、
    前記第１連結部材は、前記ケースに固定されるフランジ部と、前記フランジ部から延出されると共に前記ケースに形成された貫通孔に挿通されて軸シール部材を介して前記第１冷媒通路に接続される筒状部と、前記フランジ部および筒状部を貫通する冷媒流通孔とを有し、前記フランジ部と前記ケースとの間には、面シール部材が配置され、前記テーパ部は、前記フランジ部の下部に設けられる冷媒通路の連結構造。
  5. 請求項１から４の何れか一項に記載の冷媒通路の連結構造において、
    前記冷却器は、電動機を駆動するインバータに含まれる電子部品を冷却し、前記第２冷媒通路は、前記ケースに形成されている冷媒通路の連結構造。
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