JPWO2014162780A1 - Cooling structure - Google Patents
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Abstract
冷却効率を向上させた冷却構造体を提供する。冷却構造体(A)は、ヒートシンク(12)が挿入される第1孔(K1)と、ヒートシンク(22)が挿入される第2孔(K2)と、が形成されている筒状の冷却風ダクト(30)と、PDU(10)とDC−DCコンバータ(20)とを高さ方向において離間した状態で保持する一対の保持部(42a,42b)を有すると共に、PDU(10)及びDC−DCコンバータ(20)に結合されるフレーム部材(40)と、を備え、冷却風ダクト(30)は、第1孔(K1)の周囲がPDU(10)に密着し、第2孔(K2)の周囲がDC−DCコンバータ(20)に密着するように配置される。A cooling structure with improved cooling efficiency is provided. The cooling structure (A) has a cylindrical cooling air in which a first hole (K1) into which the heat sink (12) is inserted and a second hole (K2) into which the heat sink (22) is inserted are formed. While having a pair of holding | maintenance part (42a, 42b) which hold | maintains a duct (30), PDU (10), and DC-DC converter (20) in the state spaced apart in the height direction, PDU (10) and DC- A cooling air duct (30), the periphery of the first hole (K1) is in close contact with the PDU (10), and the second hole (K2) is provided with a frame member (40) coupled to the DC converter (20). Is arranged so as to be in close contact with the DC-DC converter (20).
Description
本発明は、冷却風との熱交換によって電力変換装置を冷却する冷却構造体に関する。 The present invention relates to a cooling structure that cools a power converter by heat exchange with cooling air.
ハイブリッド自動車に設置される電装部品(エアコン、ランプ、オーディオ機器等)は、バッテリから供給される直流電力や走行モータから供給される回生電力等によって駆動する。なお、前記した電力を供給する際、DC−DCコンバータによる電圧の昇降圧や、インバータによる直流/交流変換が行われる。 Electrical components (air conditioners, lamps, audio equipment, etc.) installed in the hybrid vehicle are driven by DC power supplied from a battery, regenerative power supplied from a traveling motor, or the like. In addition, when supplying the above-mentioned electric power, voltage step-up / step-down by a DC-DC converter and DC / AC conversion by an inverter are performed.
ところで、DC−DCコンバータ、インバータ等の電力変換装置は、自身の駆動に伴って発熱する。したがって、電力変換装置にヒートシンクを設け、このヒートシンクを介して冷却風と熱交換することで電力変換装置を冷却する冷却構造体が知られている。 By the way, power converters, such as a DC-DC converter and an inverter, generate | occur | produce heat | fever with an own drive. Therefore, a cooling structure that cools the power conversion device by providing a heat sink in the power conversion device and exchanging heat with the cooling air via the heat sink is known.
例えば、特許文献1には、DC−DCコンバータのヒートシンクと、インバータのヒートシンクと、が冷却風の通流方向に対して平行となるように、各電力変換装置(DC−DCコンバータ及びインバータ)の両側をブラケットで固定した冷却構造体について記載されている。当該冷却構造体は、高さ方向において各電力変換装置で挟まれ、かつ、幅方向において2つのブラケットで挟まれる流路に冷却風を通流させる構成となっている。 For example, Patent Document 1 discloses that each power conversion device (DC-DC converter and inverter) has a heat sink of a DC-DC converter and a heat sink of an inverter in parallel with the flow direction of cooling air. It describes a cooling structure with both sides fixed by brackets. The cooling structure is configured to allow cooling air to flow through a flow path sandwiched between the power conversion devices in the height direction and sandwiched between the two brackets in the width direction.
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、各電力変換装置とブラケットとの間に隙間が生じ易く、この隙間を介して冷却風が外部に漏れてしまい、冷却効率が低下するおそれがある。 However, in the invention described in Patent Document 1, a gap is easily generated between each power conversion device and the bracket, and cooling air leaks to the outside through the gap, and there is a possibility that the cooling efficiency is lowered.
そこで本発明は、冷却効率を向上させた冷却構造体を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the cooling structure which improved the cooling efficiency.
前記した課題を解決するための手段として、本発明に係る冷却構造体は、第1ヒートシンクを有する第1電力変換装置と、第2ヒートシンクを有する第2電力変換装置と、を冷却風との熱交換によって冷却する冷却構造体であって、前記第1ヒートシンクが挿入される第1孔と、前記第1ヒートシンクと対向するように前記第2ヒートシンクが挿入される第2孔と、が形成された樹脂製の筒状体である冷却風ダクトと、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを高さ方向において離間した状態で保持する一対の保持部を有すると共に、前記第1電力変換装置及び前記第2電力変換装置に結合されるフレーム部材と、を備え、前記冷却風ダクトは、前記第1孔の周囲が前記第1電力変換装置に密着し、前記第2孔の周囲が前記第2電力変換装置に密着するように配置されることを特徴とする。 As a means for solving the above-described problems, a cooling structure according to the present invention includes a first power conversion device having a first heat sink and a second power conversion device having a second heat sink. A cooling structure that cools by replacement, wherein a first hole into which the first heat sink is inserted and a second hole into which the second heat sink is inserted so as to face the first heat sink are formed A cooling air duct that is a resin tubular body, and a pair of holding portions that hold the first power conversion device and the second power conversion device in a state of being separated from each other in the height direction, and the first power A frame member coupled to the conversion device and the second power conversion device, wherein the cooling air duct has a periphery of the first hole in close contact with the first power conversion device, and a periphery of the second hole. Said second power Characterized in that it is arranged so as to be in close contact with the conversion device.
このような構成によれば、第1電力変換装置と第2電力変換装置は、一対の保持部によって高さ方向において離間した状態で保持され、フレーム部材に結合される。したがって、樹脂製の冷却風ダクトを用いた場合でも、第1電力変換装置と第2電力変換装置との結合強度をフレーム部材によって充分に確保できる。 According to such a configuration, the first power converter and the second power converter are held in a state of being separated in the height direction by the pair of holding portions, and are coupled to the frame member. Therefore, even when a resin cooling air duct is used, the coupling strength between the first power converter and the second power converter can be sufficiently secured by the frame member.
また、筒状体である冷却風ダクトは、第1孔の周囲が第1電力変換装置に密着し、第2孔の周囲が第2電力変換装置に密着するように配置される。したがって、第1電力変換装置又は第2電力変換装置と冷却風ダクトとの間に隙間が生じることはなく、冷却風が外部に漏れることを防止できる。さらに、冷却風ダクトが樹脂製であることから、冷却構造体の製造時に生じる寸法誤差を吸収しつつ、冷却風ダクトを第1電力変換装置及び第2電力変換装置に対して適切に密着させることができる。
その結果、互いに対向するように配置される第1ヒートシンク及び第2ヒートシンクと冷却風との熱交換が高効率で行われ、第1電力変換装置及び第2電力変換装置の冷却効率を向上させることができる。The cooling air duct, which is a cylindrical body, is arranged so that the periphery of the first hole is in close contact with the first power converter and the periphery of the second hole is in close contact with the second power converter. Therefore, there is no gap between the first power converter or the second power converter and the cooling air duct, and the cooling air can be prevented from leaking outside. In addition, since the cooling air duct is made of resin, the cooling air duct is appropriately brought into close contact with the first power conversion device and the second power conversion device while absorbing a dimensional error generated when the cooling structure is manufactured. Can do.
As a result, heat exchange between the first heat sink and the second heat sink and the cooling air disposed so as to face each other is performed with high efficiency, and the cooling efficiency of the first power converter and the second power converter is improved. Can do.
また、一対の前記保持部はそれぞれ、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを離間させるように、高さ方向に延在する支持部と、前記支持部の一端から幅方向内側に延びると共に、幅方向において前記支持部と前記冷却風ダクトとの間で前記第2電力変換装置にボルト締結される締結部と、を有することが好ましい。 Each of the pair of holding portions includes a support portion extending in a height direction so as to separate the first power conversion device and the second power conversion device, and a width direction inner side from one end of the support portion. And a fastening part that is bolted to the second power converter between the support part and the cooling air duct in the width direction.
このような構成によれば、締結部は、支持部の一端から幅方向内側に延びている。換言すると、第2電力変換装置とフレーム部材とを組み付けた状態において、それぞれの締結部は、その先端が幅方向において互いに近づくように延在している。したがって、各支持部及び各締結部を含んで一枚の板金でフレーム部材を形成しやすくなる。
また、筒状体である冷却風ダクトと、高さ方向に延在する支持部と、の間にできる幅方向の隙間において、締結部を第2電力変換装置と適切にボルト締結(結合)できる。なお、前記したボルト締結とは、互いに対応するボルト及びナットを用いた締結を意味している。According to such a configuration, the fastening portion extends inward in the width direction from one end of the support portion. In other words, in a state where the second power conversion device and the frame member are assembled, the respective fastening portions extend so that their tips approach each other in the width direction. Therefore, it becomes easy to form a frame member with one sheet metal including each support part and each fastening part.
Further, the fastening portion can be appropriately bolted (coupled) to the second power conversion device in the gap in the width direction formed between the cooling air duct that is a cylindrical body and the support portion extending in the height direction. . The bolt fastening described above means fastening using bolts and nuts corresponding to each other.
また、前記フレーム部材は、前記第2ヒートシンクが挿入される挿入孔を形成するように、それぞれの前記締結部と一体形成される連結部を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said frame member is provided with the connection part integrally formed with each said fastening part so that the insertion hole in which a said 2nd heat sink is inserted may be formed.
このような構成によれば、フレーム部材は、一対の保持部と連結部とが一体形成される。したがって、例えば、一枚の板金を折曲加工・穿設加工等することでフレーム部材を形成することが可能であり、フレーム部材を製造する際の手間を省くと共に冷却構造体の部品点数を削減できる。なお、挿入孔は、第2ヒートシンクに対応した任意の形(例えば、矩形状)に形成できる。 According to such a structure, a pair of holding | maintenance part and a connection part are integrally formed in the frame member. Therefore, for example, it is possible to form a frame member by bending or punching a single sheet metal, which saves the trouble of manufacturing the frame member and reduces the number of parts of the cooling structure. it can. The insertion hole can be formed in an arbitrary shape (for example, a rectangular shape) corresponding to the second heat sink.
また、前記冷却構造体において、前記第1電力変換装置と前記フレーム部材とを締結するボルトの挿通位置と、前記第2電力変換装置と前記フレーム部材とを締結するボルトの挿通位置と、が前記第1電力変換装置及び前記第2電力変換装置の組付方向において重ならないことが好ましい。 Further, in the cooling structure, the insertion position of a bolt that fastens the first power conversion device and the frame member, and the insertion position of a bolt that fastens the second power conversion device and the frame member, It is preferable that the first power converter and the second power converter do not overlap in the assembly direction.
このような構成によれば、第1電力変換装置とフレーム部材とを締結する工程と、第2電力変換装置とフレーム部材とを締結する工程と、を分ける必要がない。すなわち、前記した各締結を行うためのボルトの挿通位置が組付方向において重ならないため、第1電力変換装置、冷却風ダクト、フレーム部材、及び第2電力変換装置の組付作業及び締結作業を一括して行うことができる。したがって、冷却構造体を製造する際の工数を削減できる。 According to such a configuration, there is no need to separate the step of fastening the first power conversion device and the frame member and the step of fastening the second power conversion device and the frame member. That is, since the insertion positions of the bolts for performing each fastening described above do not overlap in the assembly direction, the assembly work and fastening work of the first power conversion device, the cooling air duct, the frame member, and the second power conversion device are performed. Can be done in a lump. Therefore, the man-hour at the time of manufacturing a cooling structure can be reduced.
本発明によれば、冷却効率を向上させた冷却構造体を提供できる。 According to the present invention, a cooling structure with improved cooling efficiency can be provided.
本発明を実施するための形態(以下、実施形態と記す)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、一例として、「第1電力変換装置」がPDU10(Power Drive Unit:図1参照)であり、「第2電力変換装置」がDC−DCコンバータ20(図1参照)である場合について説明する。また、向きを説明する場合、図1に示す上下前後左右に基づいて説明する。 Modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Hereinafter, as an example, a case where the “first power conversion device” is the PDU 10 (Power Drive Unit: see FIG. 1) and the “second power conversion device” is the DC-DC converter 20 (see FIG. 1) will be described. To do. Further, the direction will be described based on the top, bottom, front, back, left and right shown in FIG.
≪実施形態≫
まず、本実施形態に係る冷却構造体Aに先立って、PDU10及びDC−DCコンバータ20について、図1〜図4を参照しつつ説明する。なお、PDU10及びDC−DCコンバータ20は、バッテリ(図示せず)の充放電や走行モータ(図示せず)の力行/回生駆動を制御するPCU(Power Control Unit)に含まれ、例えば、車両のリヤシート(図示せず)の下に搭載される。<Embodiment>
First, prior to the cooling structure A according to the present embodiment, the
(PDU)
図1に示すPDU10(第1電力変換装置)は、バッテリ及び走行モータと電気的に接続され、バッテリからの直流電力を所定の交流電力に変換するインバータとして機能する。
PDU10(図4参照)は、スイッチング素子や抵抗等の電子回路(発熱体:図示せず)を有する本体部11と、この本体部11と熱交換可能に配設されたヒートシンク12(第1ヒートシンク)と、本体部11を収容する収容部13と、を有している。(PDU)
The PDU 10 (first power conversion device) shown in FIG. 1 is electrically connected to the battery and the travel motor, and functions as an inverter that converts DC power from the battery into predetermined AC power.
The PDU 10 (see FIG. 4) includes a
図4に示すように、本体部11の左右両側には、本体部11と収容部13とを締結するための一対のフランジ11a,11bが形成されている。右側のフランジ11aは前後方向に延びており、収容部13の底壁131に溶着されたボルトb1を挿通するための挿通孔h1が2つ形成されている。左側のフランジ11bについても同様である。
ヒートシンク12は、互いに平行に配置される複数の放熱フィンを有し、本体部11と熱交換可能に配設されている。放熱フィンは側面視で矩形状を呈する金属板(例えば、アルミニウム)であり、左右方向で隣り合う他の放熱フィンと所定間隔を空けて互いに平行に配置されている。As shown in FIG. 4, a pair of
The
収容部13(図4参照)は、ヒートシンク12を露出させた状態で本体部11を収容する部材であり、凹状(上方が開いた箱状)に形成されている。収容部13の底壁131には、ヒートシンク12が挿入される矩形状の孔H1が形成されている。なお、収容部13は、本体部11に接続される配線(図示せず)を引き回すために、本体部11の側面に対して自身の内側面が、前後・左右方向で所定の余裕を有するように形成されている。
The accommodating part 13 (refer FIG. 4) is a member which accommodates the main-
収容部13の底壁131の上面(底面)には、上方に向けて突出する4つのボルトb1が溶着されている。収容部13に本体部11を収容する際、各ボルトb1が前記したフランジ11a,11bの挿通孔h1に挿通される。
一方、収容部13の底壁131の下面には、下方に向けて突出する4つのボルトb4が溶着されている。これらのボルトb4は、PDU10を冷却風ダクト30及びフレーム部材40と締結するために予め溶着されている。Four bolts b <b> 1 projecting upward are welded to the upper surface (bottom surface) of the
On the other hand, four bolts b4 projecting downward are welded to the lower surface of the
(DC−DCコンバータ)
図4に示すDC−DCコンバータ20(第2電力変換装置)は、ECU(Electric Control Unit:図示せず)からの制御指令に応じて電圧を昇降圧する装置であり、バッテリ(図示せず)や各種電装部品(図示せず)と電気的に接続される。DC−DCコンバータ20は、スイッチング素子や抵抗等の電子回路(発熱体:図示せず)を有する本体部21と、この本体部21と熱交換可能に配設されたヒートシンク22(第2ヒートシンク:図4参照)と、を有している。(DC-DC converter)
A DC-DC converter 20 (second power conversion device) shown in FIG. 4 is a device that steps up and down a voltage in accordance with a control command from an ECU (Electric Control Unit: not shown), and includes a battery (not shown), It is electrically connected to various electrical components (not shown). The DC-
本体部21の上壁には、この本体部21をフレーム部材40と締結するためのフランジ21aが形成されている。フランジ21aにおいて前後・左右の四隅には、下方に突出するようにフレーム部材40に溶着されたボルトb2を挿通するための挿通孔h2がそれぞれ形成されている。
ヒートシンク22は、互いに平行に配置される複数の放熱フィンを有し、本体部21と熱交換可能に配設されている。放熱フィンは側面視で矩形状を呈する金属板(例えば、アルミニウム)であり、左右方向で隣り合う他の放熱フィンと所定間隔を空けて互いに平行に配置されている。A
The
<冷却構造体の構成>
冷却構造体Aは、PDU10及びDC−DCコンバータ20を冷却風との熱交換によって冷却する機能を有している。冷却構造体Aは、冷却風を通流させるための冷却風ダクト30と、PDU10とDC−DCコンバータ20とを結合するフレーム部材40と、を備えている。<Configuration of cooling structure>
The cooling structure A has a function of cooling the
(冷却風ダクト)
図4に示すように、冷却風ダクト30は、冷却風を通流させるためのダクト本体31と、冷却風ダクト30をPDU10及びDC−DCコンバータ20に密着させるためのシール部材32p,32qと、一対のフランジ33a,33bと、を有している。
ダクト本体31は、樹脂製の筒状体であり、その内部に冷却風を通流させる流路を有している。ダクト本体31には、PDU10のヒートシンク12が挿入される第1孔K1と、このヒートシンク12と対向するようにDC−DCコンバータ20のヒートシンク22が挿入される第2孔K2と、が形成されている。(Cooling air duct)
As shown in FIG. 4, the cooling
The duct
換言すると、ダクト本体31は、ヒートシンク12,22を左右方向から挟むように延在する側壁34(図3参照)と、この側壁34から冷却風の上流側に向かって延びる筒状の導入部35(図2参照)と、側壁34から冷却風の下流側に向かって延びる筒状の導出部36(図2参照)と、が一体形成されている。
図2に示すように、導入部35は開口35tが下方に臨むように形成され、導出部36は開口36tが前方に臨むように形成されている。それぞれの開口35t,36tには、他の機器又は配管と結合された状態で冷却風の漏れを防止するためのシール部材32r、32sが設置されている。In other words, the
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、第1孔K1は矩形状の孔であり、PDU10のヒートシンク12が冷却風ダクト30内に臨むように、前記した収容部13の孔H1よりも大きく形成されている。
シール部材32pは、内縁及び外縁が平面視で略矩形である環状の弾性部材(例えば、樹脂製)である。シール部材32pは、第1孔K1の矩形状の縁を囲むようにダクト本体31の上面に接着されている。PDU10を冷却風ダクト30に組み付けて上下方向で押圧すると、シール部材32p(第1孔K1の周囲)が圧縮されて収容部13の下面に密着する。As shown in FIG. 4, the first hole K <b> 1 is a rectangular hole, and is formed larger than the hole H <b> 1 of the
The sealing
第2孔K2は矩形状の孔であり、DC−DCコンバータ20のヒートシンク22が冷却風ダクト30内に臨むように、後記するフレーム部材40の挿入孔H4と略同一の大きさに(又は、挿入孔H4よりも大きく)形成されている。
シール部材32qは、内縁及び外縁が平面視で略矩形である環状の弾性部材(例えば、樹脂製)である。シール部材32qは、第2孔K2の矩形状の縁を囲むようにダクト本体31の下面に接着されている。DC−DCコンバータ20を、フレーム部材40を介し冷却風ダクト30に組み付けて上下方向で押圧すると、シール部材32q(第2孔K2の周囲)が圧縮されてフレーム部材40に密着する。The second hole K2 is a rectangular hole, and has a size substantially equal to an insertion hole H4 of the
The
一対のフランジ33a,33bは、ダクト本体31の側壁34(図2、図3参照)にそれぞれ設置されている。右側のフランジ33aは前後方向に延びており、収容部13の下面から突出するボルトb4を挿通するための挿通孔h3が2つ形成されている。左側のフランジ33bについても同様である。
The pair of
(フレーム部材)
図4に示すフレーム部材40は、PDU10及びDC−DCコンバータ20に結合される板状部材であり、例えば、一枚の板金を折曲加工・穿設加工等することで形成される。これによって、PDU10、冷却風ダクト30、フレーム部材40、及びDC−DCコンバータ20の結合強度を充分に確保できる。
フレーム部材40は、PDU10とDC−DCコンバータ20とを高さ方向において離間した状態で保持する一対の保持部42a,42bと、これらの保持部42a,42bを連結する一対の連結部41と、を有している。(Frame member)
The
The
保持部42aは、支持部421aと、支持部421aの上端から右側に延びるフランジ422aと、支持部421aの下端から左側に延びる締結部423aと、を有している。
支持部421aは、冷却風の通流方向(前後方向)に沿って延び、PDU10とDC−DCコンバータ20とを離間させるように高さ方向に延在している。
フランジ422aは、冷却風ダクト30のフランジ33aと共にPDU10に結合される部分であり、支持部421aの上端から右側(幅方向外側)に延びている。フランジ422aには、収容部13の下面から突出するボルトb4を挿通するための挿通孔h4が2つ形成されている。The holding
The
The
締結部423aは、DC−DCコンバータ20のフランジ21aに結合される部分であり、支持部421aの下端から左側(幅方向内側)に延びている。締結部423aには、フランジ21aの挿通孔h2に挿通される2つのボルトb2が、下方に向けて突出するように溶着されている。
締結部423aは、自身にDC−DCコンバータ20及び冷却風ダクト30が組み付けられた状態で、幅方向において冷却風ダクト30の側壁34(図3参照)と支持部421aとの間でDC−DCコンバータ20にボルト締結される。なお、前記した「ボルト締結」とは、互いに対応するボルトb2及びナットm2を用いた締結を意味している。The
The
保持部42bは、支持部421bと、支持部421bの上端から左側に延びるフランジ422bと、支持部421bの下端から右側に延びる締結部423bと、を有している。保持部42bについては、前記した保持部42aと同様の構成であるから説明を省略する。
The holding
一対の連結部41は、右側の締結部423aと左側の締結部423bとを連結するように、左右方向に延びている。すなわち、それぞれの連結部41は、ヒートシンク22が挿入される矩形状の挿入孔H4を形成するように一対の締結部423a,423bと一体形成されている。なお、挿入孔H4は、DC−DCコンバータ20のヒートシンク22を挿入可能な大きさに形成されている。
したがって、一枚の板金を折曲加工・穿設加工等することでフレーム部材40を形成することができ、フレーム部材40を製造する際の手間を省くと共に冷却構造体Aの部品点数を最小限に抑えることができる。The pair of connecting
Therefore, it is possible to form the
<冷却構造体の組付手順>
次に、図3〜図6を参照しつつ、冷却構造体Aの組付手順について説明する。
図4に示すように、本体部11のフランジ11a,11bに形成された4つの孔h1に、収容部13の底壁131から上方に向けて突出するボルトb1を挿通させ、ナットm1で締結する。なお、ボルトb1は収容部13の底壁131に予め溶着されているため、ボルト(図示せず)を別体として用意しナットm1で締結する場合と比較して、締結作業を簡単化できる。
このようにしてPDU10の本体部11と収容部13とを締結すると、収容部13の孔H1を介してヒートシンク12が露出した状態になる。<Assembly procedure of cooling structure>
Next, the assembly procedure of the cooling structure A will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4, bolts b1 protruding upward from the
When the
次に、下方に向けて突出するようにフレーム部材40の締結部423a,423bに溶着されたボルトb2を、DC−DCコンバータ20の挿通孔h2に挿通させ、締結部423a,423b及び連結部41の下面をフランジ21aの上面に密着させる(図3参照)。そうすると、フレーム部材40の挿入孔H4を介してヒートシンク22が露出した状態になる。
なお、ボルトb2とナットm2との締結については、後記するボルトb4とナットm4との締結と併せて、一括して行うことが好ましい。Next, the bolt b2 welded to the
In addition, about fastening with the volt | bolt b2 and the nut m2, it is preferable to collectively carry out together with the fastening with the volt | bolt b4 and the nut m4 which are mentioned later.
次に、上下方向においてPDU10、冷却風ダクト30、フレーム部材40、及びDC−DCコンバータ20が順次並ぶように配置し、相互に組み付ける。すなわち、収容部13の底壁131に溶着された4つのボルトb4を、フランジ33a,33bの挿通孔h3と、フランジ422a,422bの挿通孔h4と、に挿通する。そうすると、PDU10のヒートシンク12が第1孔K1を介して冷却風の流路に露出し、DC−DCコンバータ20のヒートシンク22が挿入孔H4及び第2孔K2を介して冷却風の流路に露出する。この状態において、ヒートシンク12,22は、それぞれの放熱フィンが同じ方向(前後方向)に延び、かつ、上下方向で相互に対向している。したがって、冷却風が通流する際の流体抵抗を最小限に抑えることができる。
Next, the
次に、PDU10、冷却風ダクト30、フレーム部材40、及びDC−DCコンバータ20をナットm2,m4を用いて結合(締結)する。すなわち、図4、図5(a)に示すように、収容部13に溶着されたボルトb4を、右側のフランジ33aの挿通孔h3、及びフランジ422aの挿通孔h4に挿通し、下方からナットm4で締結する。
また、図4、図5(b)に示すように、収容部13に溶着されたボルトb4を、左側のフランジ33bの挿通孔h3、及びフランジ422bの挿通孔h4に挿通し、下方からナットm4で締結する。
さらに、図4に示すように、締結部423a,423bに溶着されたボルトb2をDC−DCコンバータ20のフランジ21aの挿通孔h2に挿通し、下方からナットm2で締結する。Next, the
Further, as shown in FIGS. 4 and 5B, the bolt b4 welded to the
Furthermore, as shown in FIG. 4, the bolt b2 welded to the
ところで、図6に示すように、PDU10とフレーム部材40とを締結するボルトb4の挿通位置(工具ライン:○印)と、DC−DCコンバータ20とフレーム部材40とを締結するボルトb2の挿通位置(工具ライン:△印)と、は組付方向(上下方向)において重なっていない。
By the way, as shown in FIG. 6, the insertion position (tool line: ◯) of the bolt b4 that fastens the
つまり、組み付けた状態の冷却構造体Aを下方から視ると、ボルトb2,b4(○印、△印)が露出した状態になる。したがって、合計8個のボルトb2,b4それぞれに対し一括してナットm2,m4を締結すればよく、複数段階に分けて締結作業を行う場合と比較して組付作業を簡単化・高速化できる。また、ボルトb2はフレーム部材40の締結部423a,423bに溶着され、ボルトb4は収容部13の底壁131に溶着されている。したがって、下方からナットm2,m4を締めさえすればよく、締結作業を簡単化できる。
That is, when the assembled cooling structure A is viewed from below, the bolts b2 and b4 (◯ and Δ) are exposed. Therefore, the nuts m2 and m4 may be fastened together for each of the eight bolts b2 and b4 in total, and the assembling work can be simplified and speeded up as compared with the case where the fastening work is performed in a plurality of stages. . The bolt b <b> 2 is welded to the
前記した締結がなされると、ヒートシンク12,22を左右方向で挟む冷却風ダクト30の側壁34(図3参照)と、PDU10の下面(ヒートシンク12の表面を含む)と、DC−DCコンバータ20の上面(ヒートシンク22を含む)と、によって冷却風を通流させる流路が形成される。なお、前記したように、冷却風ダクト30の側壁34から上流側に筒状の導入部35が延び、下流側に筒状の導出部36が延びている。
When the above-described fastening is performed, the side wall 34 (see FIG. 3) of the cooling
また、前記した締結作業によって、弾性を有するシール部材32p,32qが上下方向で圧縮される。その結果、シール部材32pがPDU10の収容部13の下面に密着し、シール部材32qがフレーム部材40の連結部41及び締結部423a,423bの上面に密着する。したがって、冷却風ダクト30とPDU10との間、及び、冷却風ダクト30とDC−DCコンバータ20との間に隙間ができず、冷却風が外部に漏れることを確実に防止できる。
Further, the
<作用>
図2の矢印で示すように、開口35tを介して送り込まれた冷却風は、筒状の導入部35内を通流し、冷却風ダクト30の側壁34(図3参照)、PDU10、及びDC−DCコンバータ20によって形成される流路に流入する。当該流路を通流する際、冷却風はヒートシンク12,22から吸熱する。換言すると、PDU10はヒートシンク12を介して冷却風に放熱することで冷却され、DC−DCコンバータ20はヒートシンク22を介して冷却風に放熱することで冷却される。<Action>
As shown by the arrow in FIG. 2, the cooling air sent through the
なお、冷却風ダクト30は樹脂製であるため、自身の変形によって製造時の寸法誤差を吸収できる。さらに、弾性を有するシール部材32p,32qによって、冷却風ダクト30がPDU10及びDC−DCコンバータ20に密着している。したがって、冷却風が外部に漏れることを確実に防止できる。前記した吸熱によって昇温した冷却風は、筒状の導出部36を通流し、開口36tを介して流出する。
In addition, since the cooling
<効果>
本実施形態に係る冷却構造体Aによれば、第1孔K1を囲むように設置されるシール部材32pがPDU10に密着し、第2孔K2を囲むように設置されるシール部材32qがフレーム部材40に密着する。したがって、PDU10と冷却風ダクト30との間、又は、冷却風ダクト30とフレーム部材40との間に隙間が生じることがなく、冷却風が外部に漏れることを確実に防止できる。その結果、PDU10及びDC−DCコンバータ20を高効率で冷却でき、そのぶん冷却風を送る冷却ファン(図示せず)を小型化できる。<Effect>
According to the cooling structure A according to the present embodiment, the
また、PDU10及びDC−DCコンバータ20は、一対の保持部42a,42b及び連結部41を有するフレーム部材40によって結合される。したがって、例えば、冷却風ダクト30を樹脂製とした場合でも、フレーム部材40によってPDU10とDC−DCコンバータ20との結合強度を充分に確保できる。
つまり、本実施形態によれば、冷却風の流路を形成する役割を冷却風ダクト30に担わせ、結合強度を確保する役割をフレーム部材40に担わせることによって、充分な結合強度を確保しつつ冷却効率を向上させることができる。Further, the
That is, according to the present embodiment, the cooling
また、フレーム部材40は、支持部421aから左側(幅方向内側)に延びる締結部423aと、支持部421bから右側(幅方向内側)に延びる締結部423bと、を一対の連結部41を介して連結した構成になっている。したがって、一枚の板金を折曲加工・穿設加工等することでフレーム部材40を形成できると共に、冷却構造体Aに必要な部品点数を削減できる。その結果、冷却構造体40を製造する際の手間を省き、製造コストを大幅に削減できる。
Further, the
また、各締結を行うためのボルトb2,b4の挿通位置(工具ライン)が組付方向において重なっていない。したがって、PDU10、冷却風ダクト30、フレーム部材40、及びDC−DCコンバータ20を組み付けた状態で組付作業・締結作業を片側から一括して行い、冷却構造体Aを製造する際の工数を削減できる。
Further, the insertion positions (tool lines) of the bolts b2 and b4 for performing each fastening do not overlap in the assembling direction. Therefore, the assembly work and the fastening work are collectively performed from one side in a state where the
≪変形例≫
以上、本発明に係る冷却構造体Aについて前記実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、前記実施形態では、一枚の板金を折曲加工、穿設加工等することでフレーム部材40を形成する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、フレーム部材40のうち一対の連結部41を省略し、フレーム部材を2つの部品(つまり、保持部42a,42b)に分けてもよい。この場合でも、それぞれのフレーム部材を用いてPDU10、冷却風ダクト30、及びDC−DCコンバータ20を締結することで結合強度を確保できる。≪Modification≫
As mentioned above, although the cooling structure A which concerns on this invention was demonstrated by the said embodiment, this invention is not limited to these description, A various change can be made.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
また、前記実施形態では、組付方向(上下方向)においてPDU10(収容部13)と保持部42との間に冷却風ダクト30のフランジ33a,33bが介在する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、冷却風ダクト30のフランジ33a,33bを省略し、PDU10と保持部42とを密着させた状態で締結してもよい。この場合、高さ方向に延びる支持部421a,421bの長さを適宜調整することで、シール部材32pをPDU10に密着させ、かつ、シール部材32qをフレーム部材40に密着させることができる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
また、前記実施形態では、第1電力変換装置がPDU10(インバータ)であり、第2電力変換装置がDC−DCコンバータ20である場合について説明したが、これに限らない。例えば、第1、第2電力変換装置として、交流/直流変換用のコンバータ、VCU(Voltage Control Unit)等、他の電力変換装置を用いてもよい。
また、前記実施形態では、PDU10が収容部13を有し、この収容部13にボルトb1,b4が予め溶着されている場合について説明したが、これに限らない。すなわち、収容部13を省略し、フランジ11a,11bが左右方向に延びる長さを前記実施形態よりも長くし、このフランジ11a,11bにボルトb1,b4を溶着してもよい。Moreover, although the said 1st power converter device was PDU10 (inverter) and the 2nd power converter device was the DC-
Moreover, although the
また、前記実施形態では、左右方向において冷却風ダクト30よりも外側に保持部42a,42b(図3、図4参照)を設ける場合について説明したが、これに限らない。すなわち、左右方向において冷却風ダクト30よりも内側に保持部を配置し、この保持部の配置に対応してフランジ、ボルト等の配置を適宜設定してもよい。
また、前記実施形態では、冷却構造体Aの組付方向においてボルトb2,b4が重ならず、下方から視てボルトb2,b4が露出する場合について説明したが、これに限らない。例えば、冷却構造体の組付作業を一括して行った後、上方及び下方の両側からボルトを締結する構成としてもよい。Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where holding |
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the volt | bolt b2, b4 did not overlap in the assembly direction of the cooling structure A, and the volt | bolt b2, b4 was exposed seeing from the downward direction, it is not restricted to this. For example, it is good also as a structure which fastens a bolt from both upper and lower sides after performing the assembly | attachment operation | work of a cooling structure collectively.
また、前記実施形態では、PDU10の底壁131に予めボルトb1,b4が溶着され、フレーム部材40の締結部423a,423bに予めボルトb2が溶着されている場合について説明したが、これに限らない。すなわち、別部材として用意したボルトをナットと締結してもよい。
また、前記実施形態では、冷却構造体Aをハイブリッド車に搭載する場合について説明したが、これに限らない。例えば、冷却構造体Aを電気自動車や燃料電池車等、他の種類の自動車に搭載してもよい。また、冷却構造体Aを二輪車、船舶、航空機等の移動体に搭載してもよいし、定置式のシステムに搭載してもよい。Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the volt | bolt b1, b4 was welded previously to the
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the cooling structure A was mounted in a hybrid vehicle, it is not restricted to this. For example, the cooling structure A may be mounted on other types of vehicles such as electric vehicles and fuel cell vehicles. Further, the cooling structure A may be mounted on a moving body such as a motorcycle, a ship, or an aircraft, or may be mounted on a stationary system.
A 冷却構造体
10 PDU(第1電力変換装置)
11 本体部
12 ヒートシンク(第1ヒートシンク)
13 収容部
20 DC−DCコンバータ(第2電力変換装置)
21 本体部
22 ヒートシンク(第2ヒートシンク)
30 冷却風ダクト
31 ダクト本体
32p,32q シール部材
40 フレーム部材
41 連結部
42a,42b 保持部
421a,421b 支持部
422a,422b フランジ
423a,423b 締結部
K1 第1孔
K2 第2孔
H4 挿入孔A Cooling
11
13
21
30
前記した課題を解決するための手段として、本発明に係る冷却構造体は、第1ヒートシンクを有する第1電力変換装置と、第2ヒートシンクを有する第2電力変換装置と、を冷却風との熱交換によって冷却する冷却構造体であって、前記第1ヒートシンクが挿入される第1孔と、前記第1ヒートシンクと対向するように前記第2ヒートシンクが挿入される第2孔と、が形成された樹脂製の筒状体である冷却風ダクトと、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを鉛直方向において離間した状態で保持する一対の保持部を有すると共に、前記第1電力変換装置及び前記第2電力変換装置に結合されるフレーム部材と、を備えることを特徴とする。 As a means for solving the above-described problems, a cooling structure according to the present invention includes a first power conversion device having a first heat sink and a second power conversion device having a second heat sink. A cooling structure that cools by replacement, wherein a first hole into which the first heat sink is inserted and a second hole into which the second heat sink is inserted so as to face the first heat sink are formed A cooling air duct that is a resin tubular body, and a pair of holding portions that hold the first power converter and the second power converter in a state of being separated in the vertical direction, and the first power conversion a frame member which is device and coupled to the second power converter, and wherein the obtaining Bei a.
Claims (4)
前記第1ヒートシンクが挿入される第1孔と、前記第1ヒートシンクと対向するように前記第2ヒートシンクが挿入される第2孔と、が形成された樹脂製の筒状体である冷却風ダクトと、
前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを高さ方向において離間した状態で保持する一対の保持部を有すると共に、前記第1電力変換装置及び前記第2電力変換装置に結合されるフレーム部材と、を備え、
前記冷却風ダクトは、前記第1孔の周囲が前記第1電力変換装置に密着し、前記第2孔の周囲が前記第2電力変換装置に密着するように配置される
ことを特徴とする冷却構造体。A cooling structure that cools a first power conversion device having a first heat sink and a second power conversion device having a second heat sink by heat exchange with cooling air,
A cooling air duct that is a resin-made cylindrical body in which a first hole into which the first heat sink is inserted and a second hole into which the second heat sink is inserted so as to face the first heat sink are formed. When,
The first power converter and the second power converter have a pair of holding units that are spaced apart in the height direction, and are coupled to the first power converter and the second power converter. A frame member,
The cooling air duct is disposed such that the periphery of the first hole is in close contact with the first power converter, and the periphery of the second hole is in close contact with the second power converter. Structure.
前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置とを離間させるように、高さ方向に延在する支持部と、
前記支持部の一端から幅方向内側に延びると共に、幅方向において前記支持部と前記冷却風ダクトとの間で前記第2電力変換装置にボルト締結される締結部と、を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の冷却構造体。Each of the pair of holding portions is
A support portion extending in a height direction so as to separate the first power converter and the second power converter;
A fastening portion that extends inward in the width direction from one end of the support portion, and that is bolted to the second power converter between the support portion and the cooling air duct in the width direction. The cooling structure according to claim 1.
前記第2ヒートシンクが挿入される挿入孔を形成するように、それぞれの前記締結部と一体形成される連結部を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の冷却構造体。The frame member is
The cooling structure according to claim 2, further comprising a connecting portion integrally formed with each of the fastening portions so as to form an insertion hole into which the second heat sink is inserted.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷却構造体。The bolt insertion position for fastening the first power converter and the frame member and the bolt insertion position for fastening the second power converter and the frame member are the first power converter and the first The cooling structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the two power converters do not overlap in the assembling direction.
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