JP2008172024A - 発熱体冷却構造及びその構造を備えた駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な冷却能力を有する発熱体冷却構造を実現し、更に、その発熱体冷却構造を備えることにより信頼性の高い駆動装置を実現する。
【解決手段】発熱体と熱的に接続された放熱面５３ａと、対向配置された対向面６ａとの間に、冷媒空間Ｒが形成され、放熱面５３ａから対向面６ａに向けて放熱フィン５６が立設され、放熱フィン５６の隣接間に冷媒が通流するフィン間通路Ｒｐが形成された発熱体冷却構造又はこれを備えた駆動装置で、フィン間通路５６の並設方向に延在して設けられ、フィン間通路５６の一端側に連通する流入側冷媒溜Ｒｉを備え、フィン間通路Ｒｐと流入側冷媒溜Ｒｉとが、少なくともフィン間通路Ｒｐの並設領域に亘って延在する絞り部Ｒｓにより連通連結され且つ絞り部Ｒｓが、流入側冷媒溜Ｒｉよりも大きな流通抵抗を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、発熱体と熱的に接続された放熱面と、当該放熱面と対向配置された対向面との間に、冷媒空間が形成され、前記冷媒空間に、前記放熱面から前記対向面に向けて立設された複数の放熱フィンが並列配置されて、当該複数の放熱フィンの夫々の隣接間に前記冷媒が通流するフィン間通路が形成されている発熱体冷却構造及び、この発熱体冷却構造を備えた駆動装置に関する。

電動機を車両の駆動源とする場合、電動機はその制御のためのインバータやそのインバータ制御のためのＥＣＵ等を必要とする。こうしたインバータ等は、電動機に対してパワーケーブルで接続されるものであるため、電動機とは分離させて適宜の位置に配設可能であるが、車載上の便宜性から、電動機を内蔵する駆動装置と一体化させる配置が採られる場合がある。
ところで、現状の技術では、インバータ等の耐熱温度は電動機の耐熱温度に対して低い。そこで、上記のようにインバータ等を、電動機を内蔵する駆動装置と一体化させる場合、インバータ等を熱的に保護すべく、電動機からインバータ等への直接的な熱伝達を遮断する何らかの手段が必要である。また、インバータ等は、自身の素子による発熱で温度上昇するため、耐熱温度以下に保つために冷却を必要とする。

こうした事情から、電動機と、前記電動機を収容する駆動装置ケースと、前記電動機を制御するインバータとを備えた駆動装置においては、そのインバータ更には電動機を冷却するための冷却構造を有するものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
かかる特許文献１に記載の駆動装置に備えられる冷却構造は、インバータと熱的に接続された放熱面と、当該放熱面と対向配置され上記駆動装置ケースと熱的に接続された対向面との間に、冷媒空間を形成し、その冷媒空間に、インバータケース側の放熱面から駆動装置ケース側のケース面に向けて立設された複数の放熱フィンを並列配置して、それら複数の放熱フィンの夫々の隣接間に前記冷媒が通流するフィン間通路を形成している。そして、この種の冷却構造は、冷媒ポンプにより上記冷媒空間に供給された冷媒が、上記並列配置された複数のフィン間通路に通流することで、上記放熱面を介してインバータを冷却し、上記対向面を介して電動機を冷却することができる。

また、特許文献２には、特許文献１に記載の冷却構造と同様の冷却構造が開示されている。この特許文献２に記載された冷却構造において、各フィン間通路の一端が、放熱フィンと略同じ高さを有する第１ヘッダーで連通してあり、各フィン間通路の他端が、第１ヘッダーと同様の第２ヘッダーで連通してある。この冷却構造において、第１ヘッダーに供給された冷媒が各フィン間通路に分配されて流通し、各フィン間通路から流出した冷媒が第２ヘッダーにて合流する。

国際公開ＷＯ２００４／０２５８０７号公報 特開２００１−３５９８１号公報

上記のようなインバータ等の発熱体を冷却するための発熱体冷却構造においては、発熱体を確実に冷却するために、各フィン間通路に均一に冷媒を流通させることが好ましい。
しかし、上述の発熱体冷却構造において、第１ヘッダーから各フィン間通路に冷媒を分配するに際し、例えば第１ヘッダーへの冷媒供給箇所に近接したフィン間通路に、冷媒が多く流通し、前記冷媒供給箇所から離間したフィン間通路にはあまり冷媒が流通しないなど、各フィン間通路に均一に冷媒を均一に分配することができない状況が発生する。このため、各フィン間通路を流通する冷媒の量にバラつきが生じ、良好な冷却能力を発揮し得ない場合があるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な冷却能力を有する発熱体冷却構造を実現し、更に、その発熱体冷却構造を備えることにより信頼性の高い駆動装置を実現する点にある。

本発明に係る発熱体冷却構造の第１特徴構成は、
発熱体と熱的に接続された放熱面と、当該放熱面と対向配置された対向面との間に、冷媒空間が形成され、
前記冷媒空間に、前記放熱面から前記対向面に向けて立設された複数の放熱フィンが並列配置されて、当該複数の放熱フィンの夫々の隣接間に前記冷媒が通流するフィン間通路が形成されている発熱体冷却構造であって、
前記フィン間通路の並設方向に延在して設けられ、前記フィン間通路の一端側に連通する流入側冷媒溜を備え、
前記フィン間通路と前記流入側冷媒溜とが、少なくとも前記フィン間通路の並設領域に亘って延在する絞り部により連通連結されるとともに、前記絞り部が、前記流入側冷媒溜よりも大きな流通抵抗を有する点にある。

本構成により、流入側冷媒溜に流入した冷媒が絞り部を介して、フィン間通路に流入することになる。ここで、絞り部は、少なくとも前記フィン間通路の並設領域に亘って延在するとともに流入側冷媒溜の流通抵抗よりも大きな流通抵抗を有するので、流入側冷媒溜に冷媒が流入するとその冷媒が流入側冷媒溜の延在方向の略全体に均等に分配される。そして、絞り部の全領域でフィン間通路に向けて冷媒を流入することとなり、各フィン間通路に略均一に冷媒を流入させることができる。
上述の結果、各フィン間通路における冷媒の流通状態が略均一になり、効率よく発熱体を冷却することができる。

上述の発熱体冷却構造において、前記フィン間通路の並設方向に延在して設けられ、前記フィン間通路の他端側に連通する流出側冷媒溜を備えると好適である。

本構成により、各フィン間通路を流通した冷媒が、フィン間通路の並設方向に延在して設けられた流出側冷媒溜に流出することとなる。つまり、各フィン間通路からの冷媒が延在方向に亘って略均一な流通抵抗を有する流出側冷媒溜に流出することとなるので、各フィン間通路からの冷媒の流出状態も略均一になる。
上述の結果、各フィン間通路における冷媒の流通状態が一層均一になり、冷却効率が増大する。

上述の発熱体冷却構造において、前記フィン間通路と前記流出側冷媒溜とが、少なくとも前記フィン間通路の並設領域に亘って延在するとともに前記流出側冷媒溜よりも大きな抗流通抵を有する絞り部により連通連結されると好適である。

本構成によれば、フィン間通路を流通した冷媒が、流出側冷媒溜の流通抵抗よりも大きな流通抵抗を有する絞り部を介して、流出側冷媒溜に流出することとなるので、各フィン間通路から略均一に冷媒を流出させることができる。
この結果、各フィン間通路における冷媒の流通状態が一層均一になり、発熱体の冷却効率が一層高まる。
さらに、流入側の絞り部と、流出側の絞り部とを設け、両者のバランスを取ることで、フィン間通路を流れる冷媒の流れ状態を適切に制御できる。

上述の発熱体冷却構造において、前記流入側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜の少なくとも一方が前記発熱体とは別の冷却対象を冷却する冷却部として機能すると好適である。

本構成によれば、流入側冷媒溜及び流出側冷媒溜の少なくとも一方が発熱体とは別の冷却対象を冷却する冷却部として機能するので、前記冷却対象を冷却するために別途に冷却部を設ける必要がない。若しくは、別途に冷却部を設ける場合であっても、必要な冷却能力を削減することができる。この結果、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

また、上述の発熱体冷却構造において、前記放熱面から対向面に向かう平面視で、前記フィン間通路の形成部と、前記入流側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜の少なくとも一方とが重なり合うと好適である。

フィン間通路の形成部と入流側冷媒溜及び流出側冷媒溜とをこのように配置した場合、前記平面方向において冷却構造の小型化を図ることができる。

また、前記流入側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜が、前記フィン間通路の形成部と同一平面上に配置してあると好適である。

フィン間通路の形成部と入流側冷媒溜及び流出側冷媒溜とをこのように配置した場合、高さ方向において冷却構造の小型化を図ることができる。

また、前記流入側冷媒溜と前記流出側冷媒溜との間に、断熱部が設けてあると好適である。

一般的に、発熱対象との熱交換をした後に流出側冷媒溜に流出する冷媒の温度は、流入側冷媒溜に流入する発熱対象との熱交換前の冷媒の温度と比較して高いものとなる。そこで、本構成のように、流入側冷媒溜と流出側冷媒溜との間に断熱部を設けることにより、流出側冷媒溜から流入側冷媒溜への熱伝導により流入側冷媒溜の冷媒の温度が上昇するのを防止することができる。この結果、発熱体に対する冷却効率を一層高めることができる。

また、前記流入側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜の両方が前記冷却対象を冷却可能に構成される場合、前記流出側冷媒溜の前記冷却対象に対する冷却能力が、前記流入側冷媒溜の前記冷却対象に対する冷却能力よりも高く設定してあると好適である。

本構成のように、流出側冷媒溜の冷却対象に対する冷却能力を、流入側冷媒溜の冷却対象に対する冷却能力よりも高く設定することにより、流入側冷媒溜による冷却対象の冷却を抑制することができる。この結果、流入側冷媒溜の冷媒の温度上昇を抑制することができるので、他の冷却対象を冷却しつつ、発熱体に対する冷却効率の低減を防止することができる。

また、前記放熱フィンを形成するに、前記フィン間通路の形成方向に関し、前記放熱フィンの先端部の長さと基端部の長さを異ならせて、前記冷却ファンの前記形成方向端に、端面が放熱フィンの立設方向に対して傾斜した傾斜流入部を設けてあると好適である。

本構成のように、フィン間通路への流入部をフィンの立設方向に対して傾斜させることにより、フィンの立設方向に対して垂直に設定する場合と比較して、流入部を流入部の流通面積を大きくすることができる。このため、通路への流入部における流通抵抗を低減することができ、フィン間通路における冷媒の流通状態が良好になる。この結果、発熱体の冷却効率を一層高めることができる。

本発明に係る駆動装置の第１特徴構成は、
電動機と、前記電動機を収容する駆動装置ケースと、前記電動機を制御するインバータとを備えると共に、
上述の何れかの構成を有する発熱体冷却構造を、前記インバータを前記発熱体として備えた点にある。

上記のようにインバータを、電動機を内蔵する駆動装置と一体化させる場合でも、上述した本発明に係る発熱体冷却構造を、インバータを発熱体として備えるので、当該発熱体冷却構造の特徴構成と同様の特徴構成を発揮して、インバータの熱を良好に放熱させて、インバータを熱的に保護することができる。

上述の駆動装置において、前記駆動装置ケースが、前記放熱面に対して前記対向面側に設けられ、前記駆動装置ケースと前記対向面が熱的に接続されていると好適である。

上記駆動装置の第２特徴構成によれば、駆動装置ケースが放熱面に熱的に接続されているので、駆動装置ケース内部の電動機等から発生した熱を、放熱面を介して冷媒側に良好に放熱させることができる。
また、このように駆動装置ケースを放熱面と熱的に接続する場合には、放熱フィンの先端部を対向面に当接させて、放熱面から冷媒側への放熱能力を向上させることもできる。

本発明に係る発熱体冷却構造及びそれを備えた駆動装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図２に示すように、本発明の駆動装置（以下、「本駆動装置」と呼ぶ。）は、電動機１と、電動機１を収容する駆動装置ケース２と、電動機１を制御するインバータ３とを備え、本発明の発熱体冷却構造５０（以下、「本冷却構造」と呼ぶ。）を採用している。

尚、本駆動装置は、電気自動車やハイブリッド車等に用いられる駆動装置を構成するもので、駆動装置ケース２は、電動機１としてのモータ又はジェネレータ若しくはそれら両方と、ディファレンシャル装置、カウンタギヤ機構等の付属機構を収容している。
一方、本冷却構造５０は、詳細については後述するが、図１に示すように、インバータ３や電動機１等の発熱体が発生した熱を、冷媒循環路４においてラジエータ４２との間で循環する冷媒に対して放熱させて、当該発熱体を熱的に保護するものである。

上記インバータ３は、バッテリ電源の直流をスイッチング作用で交流（電動機が３相交流電動機の場合は３相交流）に変換するスイッチングトランジスタや付随の回路素子と、それらを配した回路基板からなるパワーモジュールを意味する。
そして、このインバータ３は、その基板自体又は別部材を基板に取り付けることで基板と一体化されたヒートシンク５３の上面側に取り付けられており、そのヒートシンク５３が上記インバータ３を収容するインバータケース７の底部に固定されている。そして、そのヒートシンク５３の下面が、インバータ３と熱的に接続された放熱面５３ａとして形成されている。
尚、インバータケース７は、内部のインバータ３を雨水や埃から保護すべく覆うように形成してある。

一方、電動機１は、駆動装置ケース２に収容され、その駆動ケース２の上面にスペーサ部材６が設けてある。当該スペーサ部材６の上面には、当該放熱面５３ａと対向配置され、且つ、電動機１と熱的に接続された対向面６ａが形成されている。
即ち、スペーサ部材６の上面には、ヒートシンク５３をスペーサ部材６の上に搭載した状態で、ヒートシンク５３の下面即ち放熱面５３ａとの間に後述する冷媒空間Ｒを形成するための矩形の凹部が形成されている。そして、その凹部の底面が上記対向面６ａとなる。

また、図３及び図４に示すように、スペーサ部材６の下面（つまり、駆動装置ケース２との対向面）には、駆動ケース２の上面と協働して、後述する流入側冷媒溜Ｒｉを形成する凹部６１及び流出側冷媒溜を形成する凹部６２が、互いに平行に形成してある。

尚、本願において放熱面５３ａ及び対向面６ａがインバータ３及び電動機１と熱的に接続されるとは、インバータ３及び電動機１が発生した熱が直接又は間接的に、当該放熱面５３ａ及び対向面６ａに伝達される状態を言う。

図２に示すように、本冷却構造５０は、上記ヒートシンク５３の放熱面５３ａと上記スペーサ部材６の対向面６ａとの間に冷媒空間Ｒを形成し、当該冷媒空間Ｒに、放熱面５３ａから対向面６ａに向けて立設された複数の放熱フィン５６を並列配置して、当該複数の放熱フィン５６の夫々の隣接間に冷媒が通流するフィン間通路Ｒｐを形成してなる。
上記複数の放熱フィン５６は、熱交換面積確保のために、ヒートシンク５３側の放熱面５ａからスペーサ部材６の対向面２ａに向けて冷媒空間Ｒ内に延出し、冷媒空間Ｒをその厚さ方向に横断する。
この放熱フィン５６は、ヒートシンク５３の下面を削り起し形成されるため、放熱面５３aはインバータ３側に近接されている。一方、フィン５６の立設にあたっては、削り起し前の面より立設された部位に関しては、図３に示すように、放熱フィン５６の先端部の長さが基端部の長さより短く設定され、フィン間通路Ｒｐの端面（絞り部Ｒｓに近接する端面）が、放熱フィン５６の立設方向に対して傾斜させてある。

更に、図３及び図４に示すように、上記スペーサ部材６の凹部６１と駆動装置ケース２の上面とにより、流入側冷媒溜Ｒｉがフィン間通路Ｒｐの並設方向に延在して設形成され、上記スペーサ部材６の凹部６２と駆動装置ケース２の上面とにより、流出側冷媒溜Ｒｏがフィン間通路Ｒｐの並設方向に延在して設形成される。
また、図３及び図６に示すように、流入側冷媒溜Ｒｉとフィン間通路Ｒｐの一端とが、フィン間通路Ｒｐの並設領域に亘って延在する絞り部Ｒｓにより連通連結され、流出側冷媒溜Ｒｏとフィン間通路Ｒｐの他端とが、フィン間通路Ｒｐの並設領域に亘って延在する絞り部Ｒｓにより連通連結される。

ここで、絞り部Ｒｓの流通抵抗が流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの流通抵抗よりも大きくなるように、流入側冷媒溜Ｒｉ、流出側冷媒溜Ｒｏ及び絞り部Ｒｓの大きさ・形状等を設定してある。また、絞り部Ｒｓは、当該絞り部の延在範囲の全領域に亘って略同一の幅で形成してある。

例えばフィン間通路Ｒｐの並設長さ７０ｍｍ、フィン間通路Ｒｐの延在方向長さ２００ｍｍ、併設されたフィン間通路Ｒｐの総流通面積１０００ｍｍ²（放熱フィンを除いた面積）、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの容量は１．０Ｌ、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの延在方向長さ２００ｍｍ、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの流通面積４００ｍｍ²、絞り部Ｒｓの流通面積５００ｍｍ²とすることにより、絞り部Ｒｓの流通抵抗を流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの流通抵抗よりも大きく設定することができる。なお、上述の値は一例でありこれに限定されるものではない。

更に、図３及び図４に示すように、フィン間通路Ｒｐの形成部の下方に、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏが配置され、各冷媒溜Ｒｐ，Ｒｉの上面（駆動装置ケース２との対向面）から、上方に絞り部Ｒｓが延在して、各冷媒溜Ｒｐ，Ｒｉとフィン間通路Ｒｐとを連通している。

また、上記駆動装置ケース２の上面とスペーサ部材６の下面との間には上記流入側冷媒溜Ｒｉ及び上記流出側冷媒溜Ｒｏとを密閉するためにシール材（不図示）が適宜設けられている。また、上記スペーサ部材６の下面と上記インバータケース５の下面との間には、上記冷媒空間Ｒを外部に対して密閉するためにシール材（不図示）が適宜設けられている。

更に、図１及び図４に示すように、スペーサ部材６の一方側の側端部には、流入側冷媒溜Ｒｉに冷媒を流入させる流入側ポート５１と当該流出側冷媒溜Ｒｏから冷媒を流出させる流出側ポート５２とが互いに平行に接続されている。

そして、図３及び図６に示すように、後述する冷媒循環路に設けられた冷媒ポンプ４１により流入側冷媒溜Ｒｉに供給された冷媒を、絞り部Ｒｓを介して上記並列配置された複数のフィン間通路Ｒｐに通流させることで、上記放熱面５３ａを介してインバータ３が冷却される。インバータ３を冷却後の冷媒は、絞り部Ｒｓを介して流出側冷媒溜Ｒｏに流出される。

上述の構成により、流入側冷媒溜Ｒｉに流入した冷媒が、絞り部Ｒｓの全領域からフィン間通路Ｒｐに対して略均一に流入し、各フィン間通路Ｒｐから略均一に流出することとなる。
更に、上述のとおり、絞り部Ｒｓが、流入側冷媒溜Ｒｉから上方に延在しているので、冷媒が、流入側冷媒溜Ｒｉ全体に充満されてからフィン間通路Ｒｐに流入することとなる。このため、絞り部Ｒｓの延在方向における冷媒の流通量を均一化することができるので、各フィン間通路Ｒｐを流通する冷媒も均一化することができる。また、絞り部Ｒｓの下方に流出側冷媒溜Ｒｏが位置することとなるので、冷媒が逆流するのを防止することができる。

更に、図３に示すように、駆動ケース２の上面が流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの一部を構成しており、流入側冷媒溜Ｒｉに流入した冷媒及びフィン間通路Ｒｐから流出側冷媒溜Ｒｏに流出した冷媒により、駆動ケース２を介して電動機１が冷却される。即ち、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏが電動機１の冷却部として機能する。
なお、図３及び図５に示すように、駆動装置ケースの凹部６１，６２と対向する位置には、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏ内に向けて、フィン２１が立設してある。これにより、伝熱面積を増加させている。
また、冷媒空間Ｒと電動機１とは、上記対向面６ａ及びスペーサ部材６を介して熱的に接続されており、フィン間通路Ｒｐを流通する冷媒によっても、電動機１が冷却されることになる。

また、図６に示すように、放熱面５３ａから対向面６ａに向かう平面視で、流入側ポート５１から流入側冷媒溜Ｒｉへ流入する冷媒の流れ方向と、流入側冷媒溜Ｒｉから絞り部Ｒｓへ流出する冷媒の流れ方向とが重なり合わないように、流入側ポート５１と絞り部Ｒｓが配置してある。つまり、流出側ポート５１の開口と絞り部Ｒｓの開口とが対向しないように設定してある。また、流出側ポート５２と絞り部Ｒｓとの関係も同様に設定してある。
流入側ポート５１と絞り部Ｒｓとを上述のように配置することにより、流入側ポート５１に流入した冷媒が、絞り部Ｒｓの一部のみ流入するのを防止することができるので、各フィン間通路Ｒｐの冷媒の流通量をより一層均一化することができる。

次に、上記冷媒空間Ｒが接続されている上記冷媒循環路４について、図１に基づいて説明を加える。
冷媒循環路４は、ヒートシンク５３と駆動装置ケース２との間の冷媒空間Ｒを通して単一の冷媒を循環させるものとされている。冷媒循環路４は、圧送源としての冷媒ポンプ４１と、熱交換器としてのラジエータ４２と、それらをつなぐ流路４３，４４，４５とから構成されている。

尚、冷媒ポンプ４１の駆動モータ等の付属設備については、図示を省略されている。冷媒循環路４の起点としての冷媒ポンプ４１の吐出側流路４３は、冷媒空間Ｒの入口側の流入側ポート５１に接続され、冷媒空間Ｒの出口側の流出側ポート５２は、戻り流路４４を経てラジエータ４２の入口側に接続され、ラジエータ４２の出口側が冷媒ポンプ４１の吸込側流路４５に接続されている。したがって、この冷媒循環路４において、冷却水などの冷媒は、冷媒ポンプ４１から送り出された後、冷媒空間Ｒに形成されたフィン間通路Ｒｐを流れる際にインバータ３を構成するモジュールからの熱と駆動装置ケース２の熱を吸収して加熱され、戻り流路４４を経由でラジエータ４２に送り込まれて空気への放熱により冷却され、冷媒ポンプ４１に戻されて一巡のサイクルを終わる循環を繰り返すことになる。
なお、この冷媒循環路４は、途中、例えば戻り流路４４の部分で、更なる冷却のために駆動装置ケース２内を通る流路とすることもできる。

〔別実施形態〕
（１）上述の実施例において、放熱面から対向面に向かう平面視で、フィン間通路Ｒｐの形成部と、入流側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏとが、一部重なり合う例を示した。しかし、フィン間通路Ｒｐの形成部と流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏとの位置関係は、上述の例に限られるものではなく、適宜変更可能である。

例えば、図７に示すように、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏを、フィン間通路Ｒｐの形成部と同一平面上に配置してもよい。入流側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏを、このようにすることにより、高さ方向にコンパクトな構成で本冷却構造５０を備えることができる。

また、例えば、図８に示すように、前記放熱面から対向面に向かう平面視で、前記フィン間通路Ｒｐの形成部と、入流側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏとが完全に重なり合うように配置してもよい。入流側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏを、このように配置することにより、平面方向にコンパクトな構成で本冷却構造５０を備えることができる。

（２）また、上述のように、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの両方が発熱対象（つまり、インバータ３）とは異なる冷却対象（つまり、電動機１）を冷却可能に構成する場合、流出側冷媒溜Ｒｏの冷却対象に対する冷却能力が、流入側冷媒溜Ｒｉの冷却対象に対する冷却能力よりも高く設定するとよい。このようにすると、流入側冷媒溜Ｒｉによる冷却対象の冷却を抑制することができる。この結果、流入側冷媒溜Ｒｉの冷媒の温度上昇を抑制することができるので、発熱対象に対する冷却効率の低減を防止することができる。

具体的には、例えば、図８に示すように、駆動装置ケース２から流出側冷媒溜Ｒｏ内に突出させるフィン２１の数を、駆動装置ケース２から流入側冷媒溜Ｒｉ内に突出させるフィン２１の数よりも多く設定すればよい。フィン２１の本数をこのように設定することにより、流出側冷媒溜Ｒｏと駆動装置ケース２との間の伝熱面積が、流入側冷媒溜Ｒｉと駆動装置ケース２との間の伝熱面積よりも大きくなる。このため、流出側冷媒溜Ｒｏの冷却対象に対する冷却能力が、流入側冷媒溜Ｒｉの冷却対象に対する冷却能力よりも高く設定される。

また、例えば、図９に示すように、流出側冷媒溜Ｒｏにおいて冷媒と接触する駆動装置ケース２上面の面積を、流入側冷媒溜Ｒｉにおいて冷媒と接触する駆動装置ケース２上面の面積よりも大きく設定するとともに、流出側冷媒溜Ｒｏのフィン２１の数を流入側冷媒溜Ｒｉのフィン２１の数よりも大きく設定してある。この場合も、流出側冷媒溜Ｒｏと駆動装置ケース２との間の伝熱面積が、流入側冷媒溜Ｒｉと駆動装置ケース２との間の伝熱面積よりも大きくなり、流出側冷媒溜Ｒｏの冷却対象に対する冷却能力の方が大きく設定される。

（３）上述の実施形態において、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの両方が、電動機１に熱的に接続され、電動機１を冷却可能に構成されている場合を例に説明した。しかし、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの何れか一方のみが、電動機１を冷却可能に構成されてもよい。この場合、他方の冷媒溜は、例えば、断熱材を介して駆動装置ケース２の上面に配置される、駆動装置ケース２から離間して配置されるなど、電動機１と熱的に接続されない状態で配置されればよい。
また、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏの何れもが、電動機１と熱的に接続されない状態で配置され、流入側冷媒溜Ｒｉ及び流出側冷媒溜Ｒｏによる電動機１の冷却を行わないように構成しても良い。

（４）また、上述の実施形態において、図８及び図９に示すように、流入側冷媒溜Ｒｉと流出側冷媒溜Ｒｏとの間に断熱部６３を設けてもよい。このようにすると、流出側冷媒溜Ｒｏから流入側冷媒溜Ｒｉへの熱伝導により流入側冷媒溜Ｒｉの冷媒の温度が上昇するのを防止することができる。この結果、冷却効率を一層高めることができる。

（５）上述の実施形態では、流入側冷媒溜Ｒｉの延在方向と流入側ポート５１の延在方向とが一致するように、流入側冷媒溜Ｒｉと流入側ポート５１を配置したが、流入側冷媒溜Ｒｉと流入側ポート５１との位置関係は、上述の実施形態に限られるものではない。例えば、流入側冷媒溜Ｒｉの延在方向に垂直な方向から流入側ポート５１を設けたり、流入側冷媒溜Ｒｉの上方又は下方から流入側ポート５１を設けるなど適宜変更可能である。

また、上述の実施形態のように、流出側ポート５１の開口と絞り部Ｒｓの開口とが対向しないように、流入側ポート５１と絞り部Ｒｓとの位置関係が設定してあることが好ましいが、必ずしもこのような位置関係になっていなくてもよい。例え、流出側ポート５１の開口と絞り部Ｒｓの開口とが対向して設けてあった場合でも、絞り部Ｒｓの流通抵抗が流入側冷媒溜Ｒｉより大きく設定してあるので、冷媒が流入側冷媒溜Ｒｉの延在方向全体に広がり、各フィン間通路Ｒｐへ流入する冷媒の量を略均一化することができる。
なお、流入側ポート５１と絞り部Ｒｓとの位置関係を例に説明したが、流出側ポート５２と絞り部Ｒｐとの関係についても同様である。

上述のとおり、流入側ポート５１及び流出側ポート５２の配置位置に拘らず、フィン間通路Ｒｐにおける冷媒の流通状態を均一に保つことができる。このため、本冷却構造５０の設置位置の状況等に応じて、流入側ポート５１及び流出側ポート５２の配置位置を適宜決定することができるので、装置の設計の自由度が増大する。

（６）上述の実施形態において、流入側冷媒溜Ｒｉと流入側の絞り部Ｒｓと及び流出側冷媒溜Ｒｏと流出側の絞り部Ｒｓとを備える例を示したが、流出側冷媒溜Ｒｏ及び流出側の絞り部Ｒｓは、必ずしも備える必要はない。例えば、流出側冷媒溜Ｒｏ及び流出側の絞り部Ｒｓを備えない構造、絞り部Ｒｓを介さずにフィン間通路Ｒｐを排出側冷媒溜Ｒｏに連通する構造など適宜変更可能である。
さらに、流入側の絞り部Ｒｓの絞りと流出側の絞り部Ｒｓの絞りとの関係に関しては、流出側の絞り部Ｒｓの絞りを流入側の絞り部Ｒｓの絞りよりも甘くすれば、スムーズな冷媒の流れを形成できる。

（７）上述の実施形態において、駆動装置ケース２の上面にスペーサ部材６とヒートシンク５３とを載置して本冷却構造５０を構成する例を示したが、上述の構成に限定されるものではない。例えば、本冷却構造５０を一体的に形成するなど上述以外の構成であってもよい。

（８）上記実施の形態では、ヒートシンク５３の放熱面５３ａを削り起こすことで、当該放熱面５３ａに放熱フィン５６を起立形成したが、放熱面に対して別に製作した放熱フィンを溶接したり、放熱フィンをヒートシンクと一体で鋳型で成形するなどのように、別の方法で放熱フィンを形成しても構わない。

（９）上記実施の形態では、本冷却構造５０を本駆動装置のインバータ３や電動機１等の発熱体が発生した熱を冷媒に対して放熱させて当該発熱体を熱的に保護するものとして構成したが、別に、本冷却構造を、別の装置においてインバータや他の電子部品等の発生した熱を冷媒に対して放熱させるように構成しても構わない。

本発明に係る発熱体冷却構造及び駆動装置は、良好な放熱能力を有する発熱体冷却構造、及び、その発熱体冷却構造を備えることにより小型化及び省エネルギ化を実現し得る駆動装置として有効に利用可能である。

発熱体冷却構造の冷媒循環路の状態を示す図 発熱体冷却構造を備えた駆動装置の概略構成を示す断面図 冷媒空間の状態を示す断面図 冷媒空間の状態を示す斜視図 冷媒溜の状態を示す断面図 フィン間通路の状態を示す断面図 別実施形態の冷媒空間の状態を示す断面図 別実施形態の冷媒空間の状態を示す断面図 別実施形態の冷媒空間の状態を示す断面図

符号の説明

１：電動機
２ａ：対向面
３：インバータ
７：インバータケース
５０：発熱体冷却構造
５６：放熱フィン
Ｒ：冷媒空間
Ｒｐ：フィン間通路
Ｒｉ：流入側冷媒溜
Ｒｏ：流出側冷媒溜
Ｒｓ：絞り部

Claims (11)

1. 発熱体と熱的に接続された放熱面と、当該放熱面と対向配置された対向面との間に、冷媒空間が形成され、
   前記冷媒空間に、前記放熱面から前記対向面に向けて立設された複数の放熱フィンが並列配置されて、当該複数の放熱フィンの夫々の隣接間に前記冷媒が通流するフィン間通路が形成されている発熱体冷却構造であって、
   前記フィン間通路の並設方向に延在して設けられ、前記フィン間通路の一端側に連通する流入側冷媒溜を備え、
   前記フィン間通路と前記流入側冷媒溜とが、少なくとも前記フィン間通路の並設領域に亘って延在する絞り部により連通連結されるとともに、前記絞り部が、前記流入側冷媒溜よりも大きな流通抵抗を有する発熱体冷却構造。
2. 前記フィン間通路の並設方向に延在して設けられ、前記フィン間通路の他端側に連通する流出側冷媒溜を備える請求項１に記載の発熱体冷却構造。
3. 前記フィン間通路と前記流出側冷媒溜とが、少なくとも前記フィン間通路の並設領域に亘って延在するとともに前記流出側冷媒溜よりも大きな流通抵抗を有する絞り部により連通連結される請求項２に記載の発熱体冷却構造。
4. 前記流入側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜の少なくとも一方が前記発熱体とは別の冷却対象を冷却する冷却部として機能する請求項２〜３の何れか一項に記載の発熱体冷却構造。
5. 前記放熱面から対向面に向かう平面視で、前記フィン間通路の形成部と、前記流入側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜の少なくとも一方とが重なり合う請求項２〜４の何れか一項に記載の発熱体冷却構造。
6. 前記流入側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜が、前記フィン間通路の形成部と同一平面上に配置してある請求項２〜４の何れか一項に記載の発熱体冷却構造。
7. 前記流入側冷媒溜と前記流出側冷媒溜との間に、断熱部が設けてある請求項２〜６の何れか一項に記載の発熱体冷却構造。
8. 前記流入側冷媒溜及び前記流出側冷媒溜の両方が前記冷却対象を冷却可能に構成され、
   前記流出側冷媒溜の前記冷却対象に対する冷却能力が、前記流入側冷媒溜の前記冷却対象に対する冷却能力よりも高く設定してある請求項４に記載の発熱体冷却構造。
9. 前記放熱フィンを形成するに、前記フィン間通路の形成方向に関し、前記放熱フィンの先端部の長さと基端部の長さを異ならせて、前記冷却ファンの前記形成方向端に、端面が放熱フィンの立設方向に対して傾斜した傾斜流入部を設けてある請求項１〜８の何れか一項に記載の発熱体冷却構造。
10. 電動機と、
    前記電動機を収容する駆動装置ケースと、
    前記電動機を制御するインバータとを備えると共に、
    請求項１〜９の何れか一項に記載の発熱体冷却構造を、前記インバータを前記発熱体として備えた駆動装置。
11. 前記駆動装置ケースが、前記放熱面に対して前記対向面側に設けられ、前記駆動装置ケースと前記対向面が熱的に接続されている請求項１０記載の駆動装置。

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