JP3435823B2 - 車両用インバータの冷却構造 - Google Patents
車両用インバータの冷却構造Info
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
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- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用インバータの冷
却構造に関し、特に、電気自動車の変速装置などの冷却
に有効なものである。 【０００２】 【従来の技術】電気自動車などの変速装置には、モータ
への電流の周波数を変えるインバータが用いられてい
る。このインバータは、電流の周波数変更が頻繁に行わ
れるので、発熱量が多く、高温になりやすい。インバー
タは、高温になると、周波数変更に係る性能が低下して
しまうので、各種の冷却手段により、冷却されている。 【０００３】この冷却手段としては、空冷タイプのもの
と、水冷タイプのものとがある。空冷タイプのものは、
図６に示すように、放熱フィン１１ａを設けた放熱プレ
ート１１をインバータ１に取り付け、ファン１２を回転
して放熱フィン１１ａに風を送ることにより、インバー
タ１の熱を放熱フィン１１ａから放熱するものである。
一方、水冷タイプのものは、図７に示すように、冷却パ
イプ２１ａを内装した冷却プレート２１をインバータ１
に取り付け、ラジエータ２２で冷却された冷却液をポン
プ２３で冷却パイプ２１ａ内を循環させることにより、
インバータ１内の熱を冷却プレート２１を介して冷却液
で冷却するものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようなインバータの冷却手段には、次のような問題が
生じていた。 （１）空冷タイプのものでは、放熱プレート１１に放熱
フィン１１ａを設けるため、大型化し、インバータ１の
設置場所が限定されてしまい、レイアウトに規制が生じ
るだけでなく、重量が大きくなってしまい、車両速度の
向上を阻害してしまう要因の一つとなっている。 （２）水冷タイプのものでは、ラジエータ２２やポンプ
２３を用いるため、構成部材が多く、空冷タイプのもの
と同様にレイアウトに規制が生じるだでなく、重量も大
きくなってしまう。 （３）空冷タイプや水冷タイプの両者においては、ファ
ン１２やポンプ２３を作動させるのに電力を使用するた
め、モータ出力の低下につながってしまう。 （４）上述の両者においては、ファン１２、ポンプ２３
などの駆動時に騒音が発生するため、防音対策が必要で
ある。 【０００５】 【０００６】 【０００７】【課題を解決するための手段】 本 発明による車両用イン
バータの冷却構造は、車両に搭載されたインバータを冷
却する車両用インバータの冷却構造であって、前記イン
バータとヒートパイプの蒸発部とを連結し、前記車両の
フレームの一部を前記ヒートパイプの凝縮部で構成して
なることを特徴とする。 【０００８】 【０００９】 【００１０】【作用】 本 発明の車両用インバータの冷却構造によれ
ば、インバータで発生した熱は、ヒートパイプの蒸発部
から吸収され、作動流体を介してヒートパイプの凝縮部
からフレームに伝えられる。そして、車両の走行に伴う
走行風がフレームに接触することにより、フレームに伝
えられた熱は冷却される。ここで、フレームの一部がヒ
ートパイプの凝縮部で構成されているので、ヒートパイ
プの設置スペースが小さくなると共に、車両重量の増加
も低減される。 【００１１】 【実施例】本発明による車両用インバータの冷却構造の
理解を容易にするための第一の説明例を図１，２を用い
て説明する。なお、図１は、その概略構成図、図２は、
図１の矢線II部の抽出拡大図である。 【００１２】図１に示すように、車両２の動力室２ａ内
には、タイヤ２ｃを駆動する図示しないモータへの電流
の周波数を変えるインバータ１が設けられている。図２
に示すように、インバータ１には、インバータ１から発
生した熱を集熱する集熱プレート３が取り付けられてい
る。集熱プレート３の内部には、ヒートパイプ４の蒸発
部４ｄが配設され、このヒートパイプ４の凝縮部４ｅ
は、車体であるボンネット２ｂに連結されている。 【００１３】ここで、ヒートパイプの構造を図３を用い
て説明する。なお、図３は、ヒートパイプの概略構成を
表す断面図である。 【００１４】図３に示すように、ヒートパイプ４の密閉
されたパイプ容器４ａの内壁には、金網などの多孔性を
有するウィック４ｂが設けられている。パイプ容器４ａ
の内部は、減圧されると共に、水、アルコール、アンモ
ニアなどの作動流体４ｃが封入されている。即ち、パイ
プ容器４ａの内部は、作動流体４ｃの液状物及び気化物
のみとなっているのである。なお、図３中、４ｄは蒸発
部、４ｅは凝縮部、４ｆは断熱部である。 【００１５】このようなヒートパイプは、次のように作
用する。ヒートパイプ４の蒸発部４ｄに熱が加わると、
蒸発部４ｄ側の作動流体４ｃが気化し、凝縮部４ｅ側よ
りも高蒸気圧となる。これに伴い、気化した作動流体４
ｃは、凝縮部４ｅ側へ移動し、凝縮部４ｅで潜熱を放出
し、液化する。液化した作動流体４ｃは、ウィック４ｂ
の毛細管力により蒸発部４ｄ側へ還流される。即ち、ヒ
ートパイプ４は、作動流体４ｃの相変化に伴う潜熱授受
により、熱を蒸発部から凝縮部へ移動させるのである。 【００１６】よって、前述したような車両用インバータ
の冷却構造は、次にように作用するのである。車両２の
走行に伴い、インバータ１が発熱すると、インバータ１
からの熱は、集熱プレート３を介してヒートパイプ４の
蒸発部４ｄへ伝達し、前述したヒートパイプ４の機構に
より、ヒートパイプ４の凝縮部４ｅからボンネット２ｂ
へ伝達される。ボンネット２ｂへ伝達された熱は、車両
２の走行に伴う走行風により冷却される。これにより、
インバータ１は冷却されるのである。 【００１７】従って、非常に簡単な構成でインバータ１
を冷却することができるので、インバータ１のレイアウ
トの自由度が増え、設計が容易になるだけでなく、車両
重量も軽くなり、車両速度が向上するのである。また、
冷却に際して電力を全く使用しないので、モータ出力を
低下させることがないのである。さらに、機械的作動を
要する部材を全く使用しないので、騒音を発生すること
がないのである。 【００１８】また、本発明による車両用インバータの冷
却構造の理解を容易にするための第二の説明例を図４を
用いて説明する。なお、図４は、その概略構成図であ
る。但し、前述した説明例と同様な部材については、前
述した説明例と同様な符合を用いて、その説明を省略す
る。 【００１９】図４に示すように、ヒートパイプ４の凝縮
部４ｅは、車体の一部であるボンネット２ｂに蛇行して
巡るように設けられている。これにより、ヒートパイプ
４によるボンネット２ｂへの放熱面積が拡大するのであ
る。従って、前述した説明例と同様な効果が得られるだ
けでなく、冷却効果がさらに向上するのである。 【００２０】なお、前述したこれらの説明例では、ヒー
トパイプ４の凝縮部４ｅをボンネット２ｂに連結した
り、巡らすように設けたりしたが、ボンネット２ｂに限
らず、フェンダやアンダボディなど、走行風を受ける車
体部分にヒートパイプに凝縮部を連結したり、巡らすよ
うに設ければよい。 【００２１】次に、本発明による車両用インバータの冷
却構造の一実施例を図５を用いて説明する。なお、図５
は、その概略構成図である。但し、前述した説明例と同
様の部材については、前述した説明例と同様な符合を用
いて、その説明を省略する。 【００２２】図５に示すように、車両２のフレーム２ｄ
の一部である前方の横材は、ヒートパイプ４で構成され
ている。ヒートパイプ４の蒸発部には、図示しないが、
インバータが連結されている。つまり、ヒートパイプ４
は、フレーム２ｄの横材も兼ねているのである。従っ
て、前述した説明例と同様な効果が得られるだけでな
く、ヒートパイプ４の設置に伴うスペースの確保がさら
に容易になると共に、車両重量の増加もさらに抑えられ
るのである。 【００２３】なお、前述した説明例や実施例では、集熱
プレート３を介してインバータ１をヒートパイプ４の蒸
発部４ｄに連結したが、インバータを直接ヒートパイプ
の蒸発部に取り付けても良い。 【００２４】 【発明の効果】前述したような、本発明による車両用イ
ンバータの冷却構造では、（１）非常に簡単な構成で冷
却できるので、インバータの車両搭載に係るレイアウト
の自由度が増え、設計が容易になるだけでなく、車両重
量も軽くなり、車両速度が向上すると共に、（２）冷却
に際して電力を全く使用しないので、車両の動力出力を
低下させることがなく、（３）機械的作動を要する部材
を全く使用しないので、騒音を発生することがない、と
いう効果が得られるばかりか、（４）冷却効率をさらに
向上することができると同時に、（５）ヒートパイプの
設置に伴うスペースの確保が容易になると共に、（６）
車両重量の増加をさらに抑えることができる。 【００２５】 【００２６】
却構造に関し、特に、電気自動車の変速装置などの冷却
に有効なものである。 【０００２】 【従来の技術】電気自動車などの変速装置には、モータ
への電流の周波数を変えるインバータが用いられてい
る。このインバータは、電流の周波数変更が頻繁に行わ
れるので、発熱量が多く、高温になりやすい。インバー
タは、高温になると、周波数変更に係る性能が低下して
しまうので、各種の冷却手段により、冷却されている。 【０００３】この冷却手段としては、空冷タイプのもの
と、水冷タイプのものとがある。空冷タイプのものは、
図６に示すように、放熱フィン１１ａを設けた放熱プレ
ート１１をインバータ１に取り付け、ファン１２を回転
して放熱フィン１１ａに風を送ることにより、インバー
タ１の熱を放熱フィン１１ａから放熱するものである。
一方、水冷タイプのものは、図７に示すように、冷却パ
イプ２１ａを内装した冷却プレート２１をインバータ１
に取り付け、ラジエータ２２で冷却された冷却液をポン
プ２３で冷却パイプ２１ａ内を循環させることにより、
インバータ１内の熱を冷却プレート２１を介して冷却液
で冷却するものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようなインバータの冷却手段には、次のような問題が
生じていた。 （１）空冷タイプのものでは、放熱プレート１１に放熱
フィン１１ａを設けるため、大型化し、インバータ１の
設置場所が限定されてしまい、レイアウトに規制が生じ
るだけでなく、重量が大きくなってしまい、車両速度の
向上を阻害してしまう要因の一つとなっている。 （２）水冷タイプのものでは、ラジエータ２２やポンプ
２３を用いるため、構成部材が多く、空冷タイプのもの
と同様にレイアウトに規制が生じるだでなく、重量も大
きくなってしまう。 （３）空冷タイプや水冷タイプの両者においては、ファ
ン１２やポンプ２３を作動させるのに電力を使用するた
め、モータ出力の低下につながってしまう。 （４）上述の両者においては、ファン１２、ポンプ２３
などの駆動時に騒音が発生するため、防音対策が必要で
ある。 【０００５】 【０００６】 【０００７】【課題を解決するための手段】 本 発明による車両用イン
バータの冷却構造は、車両に搭載されたインバータを冷
却する車両用インバータの冷却構造であって、前記イン
バータとヒートパイプの蒸発部とを連結し、前記車両の
フレームの一部を前記ヒートパイプの凝縮部で構成して
なることを特徴とする。 【０００８】 【０００９】 【００１０】【作用】 本 発明の車両用インバータの冷却構造によれ
ば、インバータで発生した熱は、ヒートパイプの蒸発部
から吸収され、作動流体を介してヒートパイプの凝縮部
からフレームに伝えられる。そして、車両の走行に伴う
走行風がフレームに接触することにより、フレームに伝
えられた熱は冷却される。ここで、フレームの一部がヒ
ートパイプの凝縮部で構成されているので、ヒートパイ
プの設置スペースが小さくなると共に、車両重量の増加
も低減される。 【００１１】 【実施例】本発明による車両用インバータの冷却構造の
理解を容易にするための第一の説明例を図１，２を用い
て説明する。なお、図１は、その概略構成図、図２は、
図１の矢線II部の抽出拡大図である。 【００１２】図１に示すように、車両２の動力室２ａ内
には、タイヤ２ｃを駆動する図示しないモータへの電流
の周波数を変えるインバータ１が設けられている。図２
に示すように、インバータ１には、インバータ１から発
生した熱を集熱する集熱プレート３が取り付けられてい
る。集熱プレート３の内部には、ヒートパイプ４の蒸発
部４ｄが配設され、このヒートパイプ４の凝縮部４ｅ
は、車体であるボンネット２ｂに連結されている。 【００１３】ここで、ヒートパイプの構造を図３を用い
て説明する。なお、図３は、ヒートパイプの概略構成を
表す断面図である。 【００１４】図３に示すように、ヒートパイプ４の密閉
されたパイプ容器４ａの内壁には、金網などの多孔性を
有するウィック４ｂが設けられている。パイプ容器４ａ
の内部は、減圧されると共に、水、アルコール、アンモ
ニアなどの作動流体４ｃが封入されている。即ち、パイ
プ容器４ａの内部は、作動流体４ｃの液状物及び気化物
のみとなっているのである。なお、図３中、４ｄは蒸発
部、４ｅは凝縮部、４ｆは断熱部である。 【００１５】このようなヒートパイプは、次のように作
用する。ヒートパイプ４の蒸発部４ｄに熱が加わると、
蒸発部４ｄ側の作動流体４ｃが気化し、凝縮部４ｅ側よ
りも高蒸気圧となる。これに伴い、気化した作動流体４
ｃは、凝縮部４ｅ側へ移動し、凝縮部４ｅで潜熱を放出
し、液化する。液化した作動流体４ｃは、ウィック４ｂ
の毛細管力により蒸発部４ｄ側へ還流される。即ち、ヒ
ートパイプ４は、作動流体４ｃの相変化に伴う潜熱授受
により、熱を蒸発部から凝縮部へ移動させるのである。 【００１６】よって、前述したような車両用インバータ
の冷却構造は、次にように作用するのである。車両２の
走行に伴い、インバータ１が発熱すると、インバータ１
からの熱は、集熱プレート３を介してヒートパイプ４の
蒸発部４ｄへ伝達し、前述したヒートパイプ４の機構に
より、ヒートパイプ４の凝縮部４ｅからボンネット２ｂ
へ伝達される。ボンネット２ｂへ伝達された熱は、車両
２の走行に伴う走行風により冷却される。これにより、
インバータ１は冷却されるのである。 【００１７】従って、非常に簡単な構成でインバータ１
を冷却することができるので、インバータ１のレイアウ
トの自由度が増え、設計が容易になるだけでなく、車両
重量も軽くなり、車両速度が向上するのである。また、
冷却に際して電力を全く使用しないので、モータ出力を
低下させることがないのである。さらに、機械的作動を
要する部材を全く使用しないので、騒音を発生すること
がないのである。 【００１８】また、本発明による車両用インバータの冷
却構造の理解を容易にするための第二の説明例を図４を
用いて説明する。なお、図４は、その概略構成図であ
る。但し、前述した説明例と同様な部材については、前
述した説明例と同様な符合を用いて、その説明を省略す
る。 【００１９】図４に示すように、ヒートパイプ４の凝縮
部４ｅは、車体の一部であるボンネット２ｂに蛇行して
巡るように設けられている。これにより、ヒートパイプ
４によるボンネット２ｂへの放熱面積が拡大するのであ
る。従って、前述した説明例と同様な効果が得られるだ
けでなく、冷却効果がさらに向上するのである。 【００２０】なお、前述したこれらの説明例では、ヒー
トパイプ４の凝縮部４ｅをボンネット２ｂに連結した
り、巡らすように設けたりしたが、ボンネット２ｂに限
らず、フェンダやアンダボディなど、走行風を受ける車
体部分にヒートパイプに凝縮部を連結したり、巡らすよ
うに設ければよい。 【００２１】次に、本発明による車両用インバータの冷
却構造の一実施例を図５を用いて説明する。なお、図５
は、その概略構成図である。但し、前述した説明例と同
様の部材については、前述した説明例と同様な符合を用
いて、その説明を省略する。 【００２２】図５に示すように、車両２のフレーム２ｄ
の一部である前方の横材は、ヒートパイプ４で構成され
ている。ヒートパイプ４の蒸発部には、図示しないが、
インバータが連結されている。つまり、ヒートパイプ４
は、フレーム２ｄの横材も兼ねているのである。従っ
て、前述した説明例と同様な効果が得られるだけでな
く、ヒートパイプ４の設置に伴うスペースの確保がさら
に容易になると共に、車両重量の増加もさらに抑えられ
るのである。 【００２３】なお、前述した説明例や実施例では、集熱
プレート３を介してインバータ１をヒートパイプ４の蒸
発部４ｄに連結したが、インバータを直接ヒートパイプ
の蒸発部に取り付けても良い。 【００２４】 【発明の効果】前述したような、本発明による車両用イ
ンバータの冷却構造では、（１）非常に簡単な構成で冷
却できるので、インバータの車両搭載に係るレイアウト
の自由度が増え、設計が容易になるだけでなく、車両重
量も軽くなり、車両速度が向上すると共に、（２）冷却
に際して電力を全く使用しないので、車両の動力出力を
低下させることがなく、（３）機械的作動を要する部材
を全く使用しないので、騒音を発生することがない、と
いう効果が得られるばかりか、（４）冷却効率をさらに
向上することができると同時に、（５）ヒートパイプの
設置に伴うスペースの確保が容易になると共に、（６）
車両重量の増加をさらに抑えることができる。 【００２５】 【００２６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用インバータの冷却構造の理
解を容易にするための第一の説明例の概略構成図であ
る。 【図２】図１の矢線II部抽出拡大断面図である。 【図３】ヒートパイプの概略構造を表す断面図である。 【図４】本発明による車両用インバータの冷却構造の理
解を容易にするための第二の説明例の主要部の概略構成
を表す断面図である。 【図５】本発明による車両用インバータの冷却構造の一
実施例の概略構成図である。 【図６】従来の車両用インバータ冷却構造の一例の概略
構成図である。 【図７】その他の例の概略構成図である。 【符号の説明】 １ インバータ ２ 車両 ２ｂ ボンネット ２ｄ フレーム ３ 集熱プレート ４ ヒートパイプ ４ｄ 蒸発部 ４ｅ 凝縮部
解を容易にするための第一の説明例の概略構成図であ
る。 【図２】図１の矢線II部抽出拡大断面図である。 【図３】ヒートパイプの概略構造を表す断面図である。 【図４】本発明による車両用インバータの冷却構造の理
解を容易にするための第二の説明例の主要部の概略構成
を表す断面図である。 【図５】本発明による車両用インバータの冷却構造の一
実施例の概略構成図である。 【図６】従来の車両用インバータ冷却構造の一例の概略
構成図である。 【図７】その他の例の概略構成図である。 【符号の説明】 １ インバータ ２ 車両 ２ｂ ボンネット ２ｄ フレーム ３ 集熱プレート ４ ヒートパイプ ４ｄ 蒸発部 ４ｅ 凝縮部
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60L 15/00
B60K 11/06
H02M 7/48
H05K 7/20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両に搭載されたインバータを冷却する
車両用インバータの冷却構造であって、前記インバータ
とヒートパイプの蒸発部とを連結し、前記車両のフレー
ムの一部を前記ヒートパイプの凝縮部で構成してなるこ
とを特徴とする車両用インバータの冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17802494A JP3435823B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 車両用インバータの冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17802494A JP3435823B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 車両用インバータの冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847113A JPH0847113A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3435823B2 true JP3435823B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=16041254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17802494A Expired - Fee Related JP3435823B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 車両用インバータの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3435823B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008206228A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | 車両 |
| JP6205575B2 (ja) * | 2012-06-22 | 2017-10-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 冷却装置およびこれを搭載した電子機器、および電気自動車 |
| DE102012106243A1 (de) * | 2012-07-11 | 2014-01-16 | Still Gmbh | Elektrisch betriebenes Flurförderzeug |
| CN106549583B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-01-04 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 超低音车载逆变器 |
| JP7035760B2 (ja) * | 2017-10-17 | 2022-03-15 | 株式会社デンソー | 冷却装置 |
| WO2019077902A1 (ja) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 株式会社デンソー | 冷却装置 |
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| CN108612836B (zh) * | 2018-07-02 | 2020-12-18 | 合肥工业大学 | 一种快速散热的变速箱壳体 |
| CN108612837B (zh) * | 2018-07-02 | 2020-11-10 | 安徽思源三轻智能制造有限公司 | 一种传动箱壳体 |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17802494A patent/JP3435823B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0847113A (ja) | 1996-02-16 |
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