JP3166423B2 - 冷却構造体 - Google Patents

冷却構造体

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気部品等の発熱体を
冷却するための冷却構造体に関し、特に電気自動車に搭
載される半導体部品等の冷却に用いて好適なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、電気自動車において、多大な
発熱を伴う走行駆動モータの制御装置(例えば、直流チ
ョッパ装置、直流/交流インバータ装置等)の冷却方法
としては、空気冷却が一般的である。ところが、狭い空
間に多数の部品が配置される電気自動車では、スムーズ
な冷却風の流れを確保することが困難であり、従って、
十分な冷却性能を得ることができない。
【0003】そこで、図5に示すような液冷却式の冷却
装置を適用することが考えられる。この冷却装置100
は、所定の間隔で長手方向に延びる複数のリブ110
a、120aが形成された一対の冷却ブロック110、
120を備え、互いのリブ110a、120a同士が対
向して組み合わされることで複数の冷却通路130が形
成されている。そして、各冷却通路130に冷却液を循
環させることで、冷却ブロック110、120の外壁面
に接触して取り付けられた発熱体の冷却を行うものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の冷却装置100
は、冷却ブロック110、120の外壁および冷却通路
130を構成するリブ110a、120aを介して伝え
られる発熱体の熱を、冷却通路130を流れる冷却液が
吸収することで発熱体の冷却を行うものである。従っ
て、冷却効率を高めるためには、リブ110a、120
aの間隔を小さくして冷却通路130を細くする必要が
ある。ところが、リブ110a、120aの間隔が小さ
くなるほど加工が困難となるため、コストの上昇を招く
ことになる。本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、その目的は、コストの上昇を招くことなく、冷却
効率の向上を図った冷却構造体の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、一方の面に被冷却物を搭載することので
きる平面部を有し、他方の面に所定の間隔で長手方向に
延びる複数のリブが設けられた一対の冷却ブロックを備
え、互いの前記他方の面を向かい合わせて、互いの前記
リブ同士が一定の間隔を有して交互に組み合わされるこ
とで複数の冷却通路が形成されたことを技術的手段とす
る。
【0006】
【作用】上記構成より成る本発明の冷却構造体は、一対
の冷却ブロックのリブ同士が一定の間隔を有して交互に
組み合わされることで複数の冷却通路が形成される。従
って、互いのリブの間に冷却通路が形成されることにな
るため、1つの冷却ブロックのリブ間に2つの冷却通路
が形成される。これにより、互いのリブ同士を突き合わ
せて冷却通路を形成した場合と比較して、多くの冷却通
路を形成することが可能となる。
【0007】
【実施例】次に、本発明の冷却構造体の一実施例を図1
ないし図4を基に説明する。図1は冷却構造体の断面図
(図4のA−A断面図)である。本実施例の冷却構造体
1は、図4に示すように、電気自動車の電気部品2(被
冷却物)を冷却するために使用されるもので、一対の冷
却ブロック3、4と、冷却液の入口を成す入口パイプ5
と、冷却液の出口を成す出口パイプ6より構成されてい
る。
【0008】冷却ブロック3、4は、熱伝導性に優れた
金属(例えば銅)を切削加工して形成したもので、同一
形状に設けられている。この冷却ブロック3、4は、平
面形状が矩形状を呈し、外壁面3a、4aが電気部品2
を搭載するために平面とされている。冷却ブロック3、
4の内側の面には、図2(冷却ブロックの断面図)およ
び図3(冷却ブロックの平面図)に示すように、長手方
向(図3の上下方向)に延びる複数のリブ7が略等間隔
に形成され、外周が凸部8で囲まれている。
【0009】各リブ7は、冷却ブロック3、4の幅方向
の中心に対して左右対称に配置した状態から、リブ間隔
sの半分(s/2)だけ全体に幅方向のどちらかへずれ
た位置に設けられている(図2参照)。このリブ7は、
冷却通路9(図1参照)を形成するための複数(本実施
例では5本)の通路用リブ7aと、冷却通路9の往路側
と帰路側とを仕切るための1本の仕切用リブ7bから成
る。
【0010】通路用リブ7aは、図3に示すように、長
手方向の両側で凸部8との間に所定の間隔を有して形成
されている。なお、通路用リブ7aと凸部8との間の間
隔は、長手方向の一方側(図3の上側)では小さく、他
方側では大きく設けられている。仕切用リブ7bは、冷
却ブロック3、4の幅方向(図3の左右方向)における
中程に位置し、長手方向の一方側では通路用リブ7aと
同様に凸部8との間に所定の間隔を有し、長手方向の他
方側は凸部8と繋がって形成されている。また、この仕
切用リブ7bは、幅方向にずれた方向へ通路用リブ7a
より若干太く形成されている。こうすることにより、仕
切用リブ7b間に隙間が形成されないようにしている。
なお、この仕切用リブ7bも他の通路用リブ7aと同じ
太さにしても良い。
【0011】これらの各リブ7は、外周の凸部8より高
く設けられて、互いの冷却ブロック3、4を向かい合わ
せて組み合わせた時(互いの凸部8同士が当接した状
態)に、各リブ7の先端面が相手側の底面(各リブ7の
間の面)に略接触する程の高さhを有する。
【0012】各通路用リブ7aの他方側で凸部8との間
に形成されたスペースには、仕切用リブ7bの片側に入
口パイプ5あるいは出口パイプ6を取り付けるための取
付穴10が設けられている。冷却ブロック3、4の外周
に設けられた凸部8には、図3に示すように、Oリング
11(図1参照)を装着するための周溝12が凸部8の
全周に亘って形成されている。また、Oリング11の周
溝12より外側には、複数の螺子穴13(雌穴)が適宜
設けられている。なお、各螺子穴13は、2つの冷却ブ
ロック3、4を向かい合わせて組み合わせた時に、互い
の螺子穴13が一致する位置に設けられている。
【0013】上記の冷却ブロック3、4は、長手方向の
向きを揃えて、互いの内側の面を向かい合わせ、Oリン
グ11を装着して組み合わせた後、各螺子穴13を螺子
14で締めつけることにより固定される。これにより、
互いの冷却ブロック3、4の仕切用リブ7bが幅方向に
隣接するとともに、各通路用リブ7aが一定の間隔で交
互に配置されて、各冷却ブロック3、4の内部に複数の
冷却通路9が形成される(図1参照)。この冷却通路9
は、仕切用リブ7bの両側で、それぞれ冷却ブロック
3、4に設けられた入口パイプ5または出口パイプ6の
取付穴10と連通されるとともに、仕切用リブ7bの両
側の各冷却通路9が長手方向の一方側で連絡されてい
る。
【0014】各冷却ブロック3、4を組付けた後、入口
パイプ5および出口パイプ6を冷却ブロック3、4の取
付穴10に圧入によって組付ける。入口パイプ5および
出口パイプ6は、冷却液が流れる冷却液回路(図示しな
い)に接続される。そして、発熱体である電気部品2
は、冷却ブロック3、4の外壁面3a、4a(平面)に
密着した状態で固定される(図4参照)。
【0015】次に、本実施例の作動を説明する。入口パ
イプ5を介して冷却液回路より冷却ブロック3、4内に
流入した冷却液は、入口パイプ5に連通する往路側の各
冷却通路9を冷却ブロック3、4の他方側から一方側へ
向かって流れた後、冷却ブロック3、4の一方側で帰路
側へ流れ込み、その帰路側の各冷却通路9を一方側から
他方側へ向かって流れて、帰路側の各冷却通路9と連通
する出口パイプ6より冷却液回路へ流出する。
【0016】冷却ブロック3、4に固定された電気部品
2より放出される熱は、冷却ブロック3、4の外壁、冷
却通路9を形成する通路用リブ7a、および仕切用リブ
7bを伝わって、冷却通路9を流れる冷却液に吸収され
る。これにより電気部品2の冷却が行われる。
【0017】このように、本実施例では、互いの冷却ブ
ロック3、4を向かい合わせて組付けた時に、互いの各
通路用リブ7aが一定の間隔で交互に配置されることで
冷却通路9が形成される。つまり、互いの通路用リブ7
aの間に冷却通路9が形成されることになるため、1つ
の冷却ブロック3、4のリブ7間に2つの冷却通路9を
形成することができる。これにより、リブ7同士を突き
合わせて冷却通路9を形成する場合と比較すると、1つ
の冷却ブロック3、4のリブ7数が同じでも、より多く
の冷却通路9を形成することが可能となる。この結果、
リブ間隔sを小さくすることなく冷却効率の向上を実現
することができるため、加工コストを低く抑えることが
できる。
【0018】また、本実施例では、組付け時に熱加工が
ないため、熱応力による歪みの発生がなく、更に、加工
部品数が少なく、同一形状の冷却ブロック3、4を使用
することから、組付けの簡素化を図ることが出来る。
【0019】〔変形例〕上述の実施例では、螺子穴13
に螺子14を締めつけることで2つの冷却ブロック3、
4を固定したが、2つの冷却ブロック3、4を溶接によ
って固定しても良い。この場合、Oリング11を介して
螺子14の締めつけで固定した時より気密性が向上する
ことから、高圧でも使用することが可能となる。また、
同一形状の冷却ブロック3、4を使用することから、異
形部品を溶接する場合と比較して歪みの発生を少なくす
ることが可能である。
【0020】本実施例では、冷却ブロック3、4に設け
た取付穴10に入口パイプ5および出口パイプ6を圧入
により固定したが、入口パイプ5および出口パイプ6に
テーパ雄ネジ加工を施し、冷却ブロック3、4の取付穴
10にテーパ雌ネジ加工を施して、両者をテーパネジで
組付けるようにしても良い。または、入口パイプ5およ
び出口パイプ6を取付穴10に溶接で組付けても良い。
本実施例では、入口パイプ5および出口パイプ6と冷却
ブロック3、4とを別体で設けたが、冷却ブロック3、
4と入口パイプ5または出口パイプ6とを鋳造あるいは
ダイキャストで一体に製造しても良い。これにより、1
種類の構造部品で冷却構造体1を作製することができ
る。
【0021】
【発明の効果】本発明の冷却構造体1は、1つの冷却ブ
ロックのリブ間に2つの冷却通路を形成することができ
る。この結果、リブ間隔を小さくしてリブ数を増加する
ことなく冷却効率の向上を図ることが可能となるため、
加工コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る冷却構造体の断面図である。
【図2】冷却ブロックの断面図である。
【図3】冷却ブロックの平面図である。
【図4】冷却構造体の斜視図である。
【図5】従来技術に係る冷却装置の断面図である。
【符号の説明】
1 冷却構造体 2 電気部品(被冷却物) 3 冷却ブロック 3a 外壁面(平面部) 4 冷却ブロック 4a 外壁面(平面部) 7 リブ 9 冷却通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−150841(JP,A) 特開 昭61−112359(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/473

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方の面に被冷却物を搭載することのでき
    る平面部を有し、他方の面に所定の間隔で長手方向に延
    びる複数のリブが設けられた一対の冷却ブロックを備
    え、 互いの前記他方の面を向かい合わせて、互いの前記リブ
    同士が一定の間隔を有して交互に組み合わされることで
    複数の冷却通路が形成された冷却構造体。
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