JP2012164874A - 冷却装置および冷却ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】高い冷却性能を有する冷却装置と冷却ユニットとを提供する。
【解決手段】冷却装置は、コンバータ用素子４３等が装着される装着面４３を含み、コンバータ用素子４３等を冷却する冷媒が内部を流れる第１冷却器４０と、第１冷却器４０に接続され、冷媒を第１冷却器４０に供給する供給管３０と、供給管３０から分岐する分岐管３１と、分岐管３１が接続されて、分岐管３１から供給される冷媒が内部を流れると共に、第１冷却器４０内を流れる冷媒を冷却する第２冷却器４１とを備え、第２冷却器４１内の冷媒は、第１冷却器４０内を流れる冷媒の流れに沿って流れ、第１冷却器４０内には、冷媒が流通する第１冷媒通路が形成され、第２冷却器４１内には、冷媒が流通する第２冷媒通路が形成され、第２冷媒通路を流れる冷媒の流通方向に対して垂直な断面における第２冷媒通路の流路面積は、第１冷媒通路を流れる冷媒の流通方向に対して垂直な断面における第１冷媒通路の流路面積よりも小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却装置および冷却ユニットに関する。

従来からハイブリッド車両や電気自動車などに搭載されるインバータなどの電気機器の冷却装置や冷却ユニットについて各種提案されている。

たとえば、特開２０１０−１４０９６４号公報に記載された半導体素子冷却器は、ケーシングと、このケーシングの外表面に設けられ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が装着される絶縁基板と、ケーシング内に設けられ、冷媒流路を規定するコルゲートフィンとを備える。

特開２００１−２３８４０５号公報および特開２００１−２３８４０６号公報に記載された駆動装置は、駆動装置ケースと、電動機と、駆動装置ケースに取り付けられたインバータと、駆動装置ケースおよびインバータの間に設けられた冷却通路とを備える。冷却通路内には、駆動装置ケースおよびインバータとの間に設けられた遮蔽板が設けられている。遮蔽板およびインバータの間には、第１冷却通路が形成され、遮蔽板および駆動装置ケースの間にも第２冷却通路が形成されている。

特開２００８−３１２４１３号公報に記載された液冷電力変換装置は、電気回路を収容する凹部が形成されたケースと、この凹部の裏面側に設けられたウォータジャケットと、ケースの凹部の底面に設けられ、上面に電気回路が装着される載置台と、２次冷却水路とを備える。

ウォータジャケットには、水が貯留され貯水部と、この貯水部に水を供給する入水口と、貯留した冷却水を排出する排水口とが形成されている。

２次冷却水路は、載置台に形成された２次冷却貯水部と、２次冷却貯水部に貯水部内の冷却水を供給するポンプとを備える。

特開２００８−２２７１５０号公報に記載された電子機器は、半導体意素子と熱的に結合された冷却器を含む第１冷却手段と、冷媒収容部内に収容された液体冷媒によって半導体素子を冷却する第２冷却手段とを備える。第１冷却手段は、冷却器に冷媒を供給して、半導体素子を冷却している。第２冷却手段は、電子機器を液体冷媒内に浸すことで電子機器を冷却している。

特開平６−１６９０３９号公報に記載された浸漬ＤＣ−ＤＣコンバータ冷却器は、冷却液にＤＣ−ＤＣコンバータを浸漬してＤＣ−ＤＣコンバータを冷却する密封容器と、発熱部品である二次整流ダイオードを搭載する冷却板と、冷却板に接続し密封容器の内面に付設される複数本の細管と、各細管に外部から供給する冷媒を分配し冷却後に収集する流路とを備える。

特開２０１０−１４０９６４号公報 特開２００１−２３８４０５号公報 特開２００１−２３８４０６号公報 特開２００８−３１２４１３号公報 特開２００８−２２７１５０号公報 特開平６−１６９０３９号公報

特開２０１０−１４０９６４号公報に記載された半導体素子冷却器においては、冷媒流路内を流れる冷媒の温度が上昇しやすく、その結果としてＩＧＢＴを良好に冷却することが困難な場合がある。

特開２００１−２３８４０５号公報および特開２００１−２３８４０６号公報に記載された駆動装置においては、第２冷却通路内を流れる冷媒の流速が遅く、第１冷却通路を流通する冷媒の温度が高くなるおそれがある。この結果、インバータを良好に冷却することができないおそれがある。

特開２００８−３１２４１３号公報に記載された液冷電力変換装置においては、載置台に形成された２次冷却貯水部内の冷却水によって載置台に載せられた電気回路が冷却されている。しかし、電気回路からの熱が多いときには、冷却水の温度が上昇し、電気回路を良好に冷却することが困難な場合がある。

特開２００８−２２７１５０号公報に記載された電気機器においては、液体冷媒内に電気機器を浸すため、電子機器には高度の耐水性が求められることになり汎用性が低い。そして、一般的な素子を冷却する場合には、第２冷却手段を採用することができず、第１冷却手段で素子を冷却することになるが、素子からの発熱量が多いときには、冷却器内の冷媒の温度が上昇し易く、素子を良好に冷却することができないおそれがある。

特開平６−１６９０３９号公報に記載された浸漬ＤＣ−ＤＣコンバータ冷却器においても、同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータは冷却液に浸漬されるためＤＣ−ＤＣコンバータには、高い耐水性が求められ、一般的な素子を冷却する場合には不向きである。このため、一般的な素子を冷却する場合には細管内を流れる冷媒を用いて当該素子を冷却することになる。しかし、素子からの発熱量が多いときには、細管内の冷媒の温度が上昇し易く、素子を良好に冷却することができないおそれがある。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い冷却性能を有する冷却装置と冷却ユニットとを提供することである。

本発明に係る冷却装置は、冷却対象物が装着される装着面を含み、冷却対象物を冷却する冷媒が内部を流れる第１冷却器と、第１冷却器に接続され、冷媒を第１冷却器に供給する冷媒供給管とを備える。冷却装置は、冷媒供給管から分岐する分岐管と、分岐管が接続されて、分岐管から供給される冷媒が内部を流れると共に、第１冷却器内を流れる冷媒を冷却する第２冷却器とを備える。上記第２冷却器内の冷媒は、第１冷却器内を流れる冷媒の流れに沿って流れる。上記第１冷却器内には、冷媒が流通する第１冷媒通路が形成され、第２冷却器内には、冷媒が流通する第２冷媒通路が形成される。上記第２冷媒通路を流れる冷媒の流通方向に対して垂直な断面における第２冷媒通路の流路面積は、第１冷媒通路を流れる冷媒の流通方向に対して垂直な断面における第１冷媒通路の流路面積よりも小さい。

好ましくは、上記第１冷却器は、第１冷媒通路内に配置された第１放熱フィンを含み、第２冷却器は、第２冷媒通路内に配置された第２放熱フィンを含む。上記第１放熱フィンは、第１冷媒通路内を流れる冷媒の流通方向を規定するように一方向に延びると共に装着面に向けて膨らむように湾曲する複数の第１山部と、第１山部の間に形成された第１谷部とを含む。上記第２放熱フィンは、第２冷媒通路内を流れる冷媒の流通方向を規定するように一方向に延びると共に第１放熱フィンに向けて膨らむように湾曲する複数の第２山部と、第２山部間に形成された第２谷部とを含む。上記第２山部の頂点部間の距離は、第１山部の頂点部間の距離よりも小さい。

好ましくは、上記冷却対象物は、装着面に装着された第１素子と、第１素子よりも発熱量が多い第２素子とを含む。上記複数の第２山部には、第１素子と対向する複数の第１素子用山部と、第２素子と対向する複数の第２素子用山部とが含まれる。上記第２素子用山部の頂点部間の距離は、第１素子用山部の頂点部間の距離よりも小さい。

好ましくは、上記第２冷却器に供給される冷媒の供給量を調整する弁部をさらに備える。上記弁部は、冷却対象物の温度が所定温度以上となると第２冷却器に冷媒を供給する。本発明に係る冷却装置は、冷却対象物が装着される装着面を含み、冷却対象物を冷却する冷媒が内部を流れる第１冷却器と、第１冷却器に接続され、冷媒を第１冷却器に供給する冷媒供給管とを含む。上記冷却装置は、冷媒供給管から分岐する分岐管と、分岐管が接続されて、分岐管から供給される冷媒が内部を流れると共に、第１冷却器内を流れる冷媒を冷却する第２冷却器とを備える。上記第２冷却器内を流れる冷媒は、第１冷却器内を流れる冷媒の流れに沿って流れ、第２冷却器内を流通する冷媒の流通速度は、第１冷却器内を流通する冷媒の流通速度よりも速い。

本発明に係る冷却ユニットは、内燃機関およびインバータを冷却する第１冷媒が循環する第１冷却回路と、第１冷媒を冷却する第２冷媒が循環する第２冷却回路とを備える。上記第１冷却回路は、第１冷媒を冷却する冷媒冷却器と、冷媒冷却器に対して第１冷媒の流通方向の下流側に配置され、インバータを冷却する第１冷却器と、第１冷却器に対して第１冷媒の流通方向の下流側に配置され、インバータを冷却する第２冷却器とを含む。上記第２冷却回路は、第１冷却器内を流れる第１冷媒を冷却する第３冷却器を含み、第３冷却器内を流れる第２冷媒の流路面積は、第２冷却器内を流れる第１冷媒の流通速度よりも速い。

本発明に係る冷却装置および冷却ユニットによれば、冷却対象物を冷却する冷媒を良好に冷却することができる。

本実施の形態１に係る冷却装置および冷却ユニットが搭載されたハイブリッド車両のブロック図である。 車両１０に搭載された冷却ユニット２０の回路図を模式的に示す図である。 冷却装置２４の斜視図である。 冷却装置２４の断面図である。 図４に示す断面図の一部を拡大視した断面図である。 載置面４２を省略したときの冷却装置２４の斜視図である。 区画壁５３を省略したときの第２冷却器４１の斜視図である。 供給管３０、分岐管３１および冷媒流通管２８およびその周囲に設けられた部材を示す模式図である。 実施の形態２に係る冷却装置２４の断面図である。 山部６６Ａおよびその周囲の構成を示す断面図である。 山部６６Ｂおよびその周囲の構成を示す断面図である。 山部６６Ｃおよびその周囲の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る冷却ユニット２０の冷却回路を模式的に示す回路図である。 冷却装置２４の断面図である。

図１から図１４を用いて、本発明の実施の形態に係る冷却装置および冷却ユニットについて説明する。なお、下記の実施の形態においては、内燃機関としてのエンジンを搭載したハイブリッド車両に本発明を適用した例について説明するが、エンジンを有さない電気車両や燃料電池車両にも適用することができることはいうまでもない。すなわち、ハイブリッド車両、燃料電池車両および電気自動車などの電動車両に適用することができる。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る冷却装置および冷却ユニットが搭載されたハイブリッド車両のブロック図である。この図１において、車両１０は、エンジン１と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２と、バッテリＢと、コンデンサＣと、リアクトルＬと、コンバータ４と、インバータ５およびインバータ６と、車両ＥＣＵ（electronic control unit）７と、アクセルペダル１８とを備える。

動力分割機構２は、エンジン１およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されており、これらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構２としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構が用いられる。この３つの回転軸は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸に接続されている。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空とし、その中心にエンジン１のクランク軸を通すことによって、動力分割機構２にエンジン１およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を機械的に接続されている。

なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって駆動輪である前輪３に結合されている。動力分割機構２の内部には、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機がさらに組み込まれてもよい。

モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン１の始動を行ない得る電動機として動作するものとして車両１０に組み込まれている。モータジェネレータＭＧ２は、車両１０の駆動輪である前輪３を駆動する電動機として車両１０に組み込まれている。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、三相交流同期電動機である。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルからなる三相コイルをステータコイルとして含む。

モータジェネレータＭＧ１は、エンジン出力を用いて三相交流電圧を発生し、その発生した三相交流電圧をインバータ５へ出力する。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ６から受ける三相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン１の始動を行なう。

モータジェネレータＭＧ２は、インバータ６から受ける三相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、三相交流電圧を発生してインバータ６へ出力する。アクセルペダル１８には、アクセルペダル１８の踏み込み角度をセンシング可能なセンサ１７が設けられている。

図２は、車両１０に搭載された冷却ユニット２０の回路図を模式的に示す図である。この図２に示すように、冷却ユニット２０は、コンバータ４、インバータ５およびインバータ６を冷却する冷却回路ユニット２１と、エンジン１を冷却する冷却回路ユニット２２と、ラジエータ３５とを備える。

冷却回路ユニット２２は、エンジン１を冷却するエンジン冷却器１１と、冷却回路ユニット２２内を流れる冷媒ＣＭ２を冷却する冷媒冷却器１２と、ポンプ１３と、冷媒流通管１４，１５，１６とを含む。

冷媒冷却器１２と、ポンプ１３とは、冷媒流通管１４によって接続され、ポンプ１３とエンジン冷却器１１とは冷媒流通管１５によって接続され、エンジン冷却器１１と冷媒冷却器１２とは冷媒流通管１６によって接続されている。そして、冷媒冷却器１２によって冷却された冷媒ＣＭ２がエンジン冷却器１１に供給され、エンジン１が冷却される。

冷却回路ユニット２１は、コンバータ４、インバータ５およびインバータ６を冷却する冷却装置２４と、冷却回路ユニット２１内を流れる冷媒ＣＭ１を冷却する冷媒冷却器２５と、ポンプ２６と、複数の冷媒流通管２７，２８，２９とを含む。

冷媒冷却器２５とポンプ２６とは、冷媒流通管２７によって接続され、ポンプ２６と冷却装置２４とは、冷媒流通管２８によって接続されている。冷却装置２４と冷媒冷却器２５とは、冷媒流通管２９によって接続されている。

冷却装置２４は、コンバータ４、インバータ５およびインバータ６を冷却する第１冷却器４０と、この第１冷却器４０内を流れる冷媒ＣＭ１を冷却する第２冷却器４１とを含む。

冷媒流通管２８は、第１冷却器４０に冷媒ＣＭ１を供給する供給管３０と、供給管３０から分岐して、第２冷却器４１に冷媒ＣＭ１を供給する分岐管３１とを含む。

冷媒流通管２９は、第１冷却器４０から排出される冷媒ＣＭ１が流通する第１排出管３２と、第２冷却器４１から排出される冷媒ＣＭ１が流れる第２排出管３３とを含み、第２排出管３３は、第１排出管３２に接続されている。

そして、供給管３０から供給される冷媒ＣＭ１が第１冷却器４０内を流れ、インバータ６、インバータ５、およびコンバータ４を冷却する。さらに、分岐管３１から供給される冷媒ＣＭ１が第２冷却器４１内を流れ、第１冷却器４０内を流れる冷媒ＣＭ１を冷却する。

そして、第１冷却器４０や第２冷却器４１から排出される冷媒ＣＭ１は、第１排出管３２や第２排出管３３と、冷媒流通管２９とを通って、冷媒冷却器２５で冷却される。図３から図７を用いて、冷却装置２４の構成について詳細に説明する。

図３は、冷却装置２４の斜視図である。この図３に示すように、第１冷却器４０の外表面の一部がコンバータ４等の素子が搭載される載置面４２とされている。本実施の形態１においては、載置面４２は、第１冷却器４０の上面とされているが、載置面４２の位置としては他の周面であってもよい。第２冷却器４１は、第１冷却器４０の外周面のうち、載置面４２と反対側に位置する部分に配置されている。

載置面４２には、コンバータ４を形成する複数のコンバータ用素子４３と、インバータ５を形成する複数のインバータ用素子４４と、インバータ６を形成する複数のインバータ用素子４５とが搭載されている。

複数のコンバータ用素子４３のうち、少なくとも１つには、温度センサ４６が設けられている。コンバータ用素子４３は、載置面４２のうち、供給管３０および第１冷却器４０の接続位置と隣り合う領域に設けられている。

複数のインバータ用素子４４のうち、少なくとも１つには、温度センサ４７が設けられている。インバータ用素子４４は、載置面４２のうち、コンバータ用素子４３が設けられた領域に対して、上記接続位置と反対側に位置する領域に設けられている。

複数のインバータ用素子４５のうち、少なくとも１つのインバータ用素子４５には、温度センサ４８が設けられている。インバータ用素子４５が設けられる領域は、インバータ用素子４４が設けられた領域に対してコンバータ用素子４３が設けられた領域と反対側に位置している。

温度センサ４６、温度センサ４７および温度センサ４８がセンシングした各素子の温度情報は、図１に示す車両ＥＣＵ７に送られる。

図４は、冷却装置２４の断面図である。この図４に示すように、載置面４２上には、絶縁基板が配置され、この絶縁基板上に複数の回路基板が設けられ、回路基板上にコンバータ用素子４３，インバータ用素子４４およびインバータ用素子４５が設けられている。

冷却装置２４は、内部に第１冷却器４０の冷媒通路５１と第２冷却器４１の冷媒通路５２とが形成されたケーシング５０と、ケーシング５０内に配置され、冷媒通路５１と冷媒通路５２とを区画する区画壁５３とを含む。

冷媒通路５１内を流れる冷媒ＣＭ１および冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ２は、いずれも、紙面に対して垂直な方向に流れており、この図４に示す断面図は、冷媒通路５１および冷媒通路５２内を流れる冷媒に対して垂直な方向における断面図である。

そして、この図４からも明らかなように、冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ１の流通方向に対して垂直な断面における冷媒通路５２の流路面積は、冷媒通路５１内を流れる冷媒ＣＭ１の流通方向における断面における冷媒通路５１の流路面積よりも小さい。

ここで、冷媒通路５１および冷媒通路５２内に供給される冷媒ＣＭ１は、図２に示すポンプ２６によって加圧されている。

このため、冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度は、冷媒通路５１内を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度よりも速くなっている。

第１冷却器４０は、ケーシング５０内に形成された冷媒通路５１と、この冷媒通路５１内に設けられた放熱フィン５４とを含む。冷媒通路５１は、載置面４２と隣り合う位置に形成されている。

図５は、図４に示す断面図の一部を拡大視した断面図であり、図６は、載置面４２を省略したときの冷却装置２４の斜視図である。この図５および図６に示すように、放熱フィン５４は、複数の山部５５と複数の谷部５６とが形成されており、山部５５および谷部５６とが互いに繰り返すように形成されている。これにより、２つの山部５５の間に谷部５６が形成されている。

山部５５は、載置面４２に向けて膨らむように湾曲しており、谷部５６は載置面４２から離れるように湾曲している。

ここで、上記図３および図６に示すように、ケーシング５０は、冷媒通路５１の少なくとも一部を規定する周壁部６０，６１，６２，６３を含む。

周壁部６０と周壁部６２とは、コンバータ４、インバータ５およびインバータ６の配列方向に配列するように設けられている。周壁部６１は、周壁部６０の一端と周壁部６２の一端とを接続するように設けられ、周壁部６３は周壁部６０の他方端と周壁部６２の他方端とを接続するように設けられている。

供給管３０は、周壁部６０のうち、周壁部６１と隣り合う位置に接続されており、第１排出管３２は、周壁部６２のうち、周壁部６３と隣り合う部分に接続されている。

放熱フィン５４は、周壁部６１および周壁部６３から間隔をあけて配置されており、コンバータ用素子４３、インバータ用素子４４およびインバータ用素子４５の下方に配置されている。山部５５および谷部５６は、周壁部６１側から周壁部６３側に向けて延びるように形成されている。

そして、供給管３０から冷媒通路５１内に入り込んだ冷媒ＣＭ１は、まず、冷媒通路５１内のうち周壁部６１および放熱フィン５４の間の空間に入り込む。その後、冷媒ＣＭ１が放熱フィン５４に差し掛かると、冷媒ＣＭ１は、山部５５および谷部５６によって案内され、山部５５および谷部５６に沿って流れる。このように山部５５および谷部５６は、冷媒ＣＭ１の流通方向を規定する。

冷媒ＣＭ１は、放熱フィン５４を通過すると、冷媒通路５１内のうち、周壁部６３と放熱フィン５４との間の空間内に流れ込み、その後、周壁部６２に形成された排出口６４から第１排出管３２に流れ込む。

図５において、山部５５の頂点部５８は、載置面４２を規定するケーシング５０の天板部５９の内表面に接触するように形成されている。さらに、インバータ用素子４５の下方には、複数の山部５５の頂点部５８が位置している。

インバータ用素子４５が駆動することで生じる熱は、回路基板や絶縁基板を介して天板部５９に達する。その後、熱は、インバータ用素子４５の下方に位置する頂点部５８から放熱フィン５４に伝えられ、放熱フィン５４に伝わった熱は、放熱フィン５４の周囲を流れる冷媒ＣＭ１によって冷却される。同様にコンバータ用素子４３やインバータ用素子４４からの熱も同様に、冷媒ＣＭ１に放熱される。そして、コンバータ用素子４３、インバータ用素子４４やインバータ用素子４５を冷却した冷媒ＣＭ１は、図６に示す排出口６４から第１排出管３２に排出される。なお、図４は、図６に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。

図７は、区画壁５３を省略したときの第２冷却器４１の斜視図である。この図７に示すように、第２冷却器４１は、分岐管３１から供給される冷媒ＣＭ１が流れる冷媒通路５２と、この冷媒通路５２内に配置された放熱フィン６５とを含む。

ケーシング５０は、冷媒通路５２の少なくとも一部を規定する周壁部７０，７１，７２，７３を含む。各周壁部７０，７１，７２，７３は、各周壁部６０，６１，６２，６３の下方に位置する。

周壁部７０および周壁部７２は、コンバータ４、インバータ５およびインバータ６の配列方向に配列している。周壁部７１は、周壁部７０の一端および周壁部７２の一端を接続するように設けられており、周壁部７３は、周壁部７０の他方端および周壁部７２の他方端を接続するように設けられている。

分岐管３１は、周壁部７０のうち、周壁部７１と隣り合う部分に接続されており、第２排出管３３は、周壁部７２のうち、周壁部７３と隣り合う部分に接続されている。放熱フィン６５は、周壁部７１および周壁部７３から間隔をあけて配置されており、放熱フィン５４の下方に配置されている。

放熱フィン６５にも複数の山部６６と谷部６７とが交互に形成されている。山部６６は、図５に示すように、放熱フィン５４および区画壁５３に向けて膨らむように湾曲しており、谷部６７は、山部６６の間に形成されている。山部６６および谷部６７は、いずれも、周壁部７１側から周壁部７３に向けて延びている。

そして、冷媒ＣＭ１は、分岐管３１から冷媒通路５２内に入り込み、放熱フィン６５に冷媒ＣＭ１が達すると、冷媒ＣＭ１は、山部６６および谷部６７に沿って流れる。

ここで、上述のように、冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度は、冷媒通路５１内を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度よりも速いため、冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ１の温度が高くなることが抑制されている。

このため、冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ１の温度が冷媒通路５１内を流れる冷媒ＣＭ１の温度よりも、低く抑えられ、冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ１の熱が、冷媒通路５２内を流れる冷媒ＣＭ１に良好に放熱される。

図５に示すように、山部６６の頂点部６８は、区画壁５３に接触するように形成されている。そして、冷媒通路５１内を流れる冷媒ＣＭ１の熱は、区画壁５３に伝えられ、区画壁５３に伝えられた熱は、頂点部６８から放熱フィン６５に伝えられる。

放熱フィン６５に伝えられた熱は、放熱フィン６５の周囲を流れる冷媒ＣＭ１に放熱される。

山部６６の頂点部６８間のピッチ間距離Ｌ２は、放熱フィン５４の頂点部５８のピッチ間距離Ｌ１よりも小さい。このように、区画壁５３と放熱フィン６５との接触部分が多いため、冷媒通路５１内を流れる冷媒ＣＭ１や放熱フィン５４の熱が良好に放熱フィン６５に伝えられる。

このように、本実施の形態１に係る冷却装置２４および冷却回路ユニット２１によれば、各コンバータ用素子４３、インバータ用素子４４およびインバータ用素子４５を良好に冷却する冷媒の温度が高くなることを抑制することができ、素子の冷却効率を高めることができる。

図８は、供給管３０、分岐管３１および冷媒流通管２８およびその周囲に設けられた部材を示す模式図である。

この図８に示すように、冷却回路ユニット２１は、分岐管３１と冷媒流通管２８（供給管３０）との接続部分に設けられた弁部８０をさらに備える。弁部８０は、第２冷却器４１に供給される冷媒ＣＭ１の流通量を調整する。

弁部８０は、冷媒流通管２８に形成された分岐管３１の開口部８３を開閉する板部８１と、この板部８１を駆動する駆動部８２とを含む。

弁部８０は、コンバータ用素子４３、インバータ用素子４４、およびインバータ用素子４５のいずれかの素子が所定温度以上となると、開口部８３を開く。

具体的には、車両ＥＣＵ７は、温度センサ４６〜４８からの信号に基づいて、素子の温度が所定温度以上であると判断すると、板部８１が開口部８３を開くように駆動部８２を駆動する。

これにより、第２冷却器４１内に冷媒ＣＭ１が供給され、第１冷却器４０内を流れる冷媒ＣＭ１を冷却することができ、各素子を冷ますことができる。

さらに、車両ＥＣＵ７は、温度センサ４６〜４８からの信号に基づいて、各素子の温度が高くなるにつれて、板部８１の開角度θが大きくなるように、駆動部８２を駆動する。

車両ＥＣＵ７は、図１に示すセンサ１７からの信号に基づいて、アクセルペダル１８の踏み込み角度にあわせて、板部８１の開角度θが大きくなるように、駆動部８２を駆動する。

アクセルペダル１８の踏み込み角度が大きくなると、インバータ５，６が駆動する頻度が多くなり易く、各素子の温度が上昇し易い。そこで、第２冷却器４１に冷媒ＣＭ１を供給することで、各素子が高温となることを抑制する。

また、第１排出管３２内を通る冷媒ＣＭ１の温度を測定する温度センサからの信号に基づいて、第１排出管３２内を通る冷媒ＣＭ１の温度が所定温度以上となると、板部８１が開口部８３を開くように駆動部８２を駆動してもよい。

（実施の形態２）
図９から図１２と、図３および図７とを用いて、本実施の形態２に係る冷却装置２４について説明する。なお、図９から図１２に示す構成のうち、上記図１から図８に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図９は、本実施の形態２に係る冷却装置２４の断面図である。この図９に示すように、本実施の形態２に係る冷却装置２４も、コンバータ４、インバータ５、およびインバータ６を冷却する第１冷却器４０と、この第１冷却器４０内を流れる冷媒を冷却する第２冷却器４１とを含む。コンバータ４のコンバータ用素子４３の発熱量は、インバータ５のインバータ用素子４４の発熱量よりも多く、インバータ５のインバータ用素子の発熱量は、４４インバータ６のインバータ用素子４５の発熱量よりも多い。

第１冷却器４０の冷媒通路５１内には、放熱フィン５４が設けられ、第２冷却器４１の冷媒通路５２内には放熱フィン６５が設けられている。放熱フィン６５には、複数の山部６６Ａ〜６６Ｃが形成されている。この山部には、インバータ用素子４５と対向する山部６６Ａと、インバータ用素子４４と対向する山部６６Ｂと、コンバータ用素子４３と対向する山部６６Ｃとを含む。

図１０は、山部６６Ａおよびその周囲の構成を示す断面図である。この図１０に示すように、インバータ用素子４５の下方に複数の山部６６Ａが形成されている。山部６６Ａの頂点部６８Ａ間のピッチ間距離をピッチ間距離Ｌ３とする。図１１は、山部６６Ｂおよびその周囲の構成を示す断面図である。この図１１に示すように、山部６６Ｂの頂点部６８Ｂ間のピッチ間距離をピッチ間距離Ｌ４とする。図１２は、山部６６Ｃおよびその周囲の構成を示す断面図である。この図１１に示すように、山部６６Ｃの頂点部６８Ｃ間のピッチ間距離をピッチ間距離Ｌ５とする。なお、山部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃの高さは、いずれも実質的に一致している。

図９から図１２から明らかなように、山部６６Ｂのピッチ間距離Ｌ４は、山部６６Ａのピッチ間距離Ｌ３よりも小さく。このため、山部６６Ｂの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度は、山部６６Ａの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度よりも速い。

山部６６Ｃのピッチ間距離Ｌ５は、山部６６Ｂのピッチ間距離Ｌ４よりも小さい。このため、山部６６Ｃの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度は、山部６６Ｂの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度よりも速い。

このように、山部６６Ｃの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度は速いため、冷媒通路５１のうち、山部６６Ｃの上方に位置する部分を流れる冷媒ＣＭ１は、山部６６Ｃの周囲を流れる冷媒ＣＭ１によって良好に冷却される。

山部６６Ｂの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度は、山部６６Ｃの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度よりも遅い一方で、インバータ用素子４４からの発熱量はコンバータ用素子４３からの発熱量よりも少ないため、インバータ用素子４４が高温となることが抑制される。

山部６６Ａの周囲を流れる冷媒ＣＭ１の流通速度は小さい一方で、インバータ用素子４５からの発熱量は、小さいため、インバータ用素子４５が高温となることが抑制されている。

このように、本実施の形態２に係る冷却装置２４によれば、発熱量の異なる多種類の素子を冷却する際に、いずれの素子も高温となることを抑制することができる。

（実施の形態３）
図１３および図１４を用いて、本実施の形態３に係る冷却ユニット２０について説明する。なお、図１３および図１４に示す構成のうち、上記図１から図１２に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。図１３は、本実施の形態に係る冷却ユニット２０の冷却回路を模式的に示す回路図である。

この図１３に示すように、冷却ユニット２０は、冷却回路ユニット９０と、冷却回路ユニット９１とを含む。

冷却回路ユニット９０は、冷媒を冷却する冷媒冷却器９２と、この冷媒冷却器９２より冷媒の流通方向の下流側に配置されたポンプ９３と、ポンプ９３の下流側に配置された
第１冷却器４０と、第１冷却器４０の下流側に配置されたエンジン冷却器１１とを含む。エンジン冷却器１１は、冷媒冷却器９２に接続されている。この冷却回路ユニット９０は、冷媒冷却器９２によって冷却された冷媒によってインバータ６、インバータ５およびコンバータ４の各素子が冷却される。そして、インバータ６、インバータ５およびコンバータ４を冷却した冷媒によってエンジン１が冷却されている。

冷却回路ユニット９１は、冷媒を冷却する冷媒冷却器９４と、この冷媒冷却器９４に対して冷媒の流通方向の下流側に配置されたポンプ９５と、このポンプ９５よりも下流側に配置された第２冷却器４１とを含み、第２冷却器４１は冷媒冷却器９４に接続されている。第２冷却器４１は、第１冷却器４０内を流れる冷媒を冷却している。

このような冷却ユニット２０においては、冷媒冷却器９４の冷却性能は冷媒冷却器９２よりも低くてもよく、冷媒冷却器９４をコンパクトにすることができる。さらに、冷却回路ユニット９１の流路長は短いため、ポンプ９５をコンパクトにすることができる。

また、コンバータ４、インバータ５およびインバータ６の冷却と、エンジン１の冷却を１つの冷却回路ユニット９０で行うことにより、コンバータ４等を冷却する冷却回路ユニットと、エンジン１を冷却する冷却回路ユニットとを別々に設けた場合よりも、冷却ユニット２０全体をコンパクトにすることができる。

図１４は、本実施の形態３に係る冷却ユニット２０に設けられた冷却装置２４の断面図である。この図１４に示すように、第１冷却器４０内には冷却回路ユニット９０の冷媒が流れる冷媒通路５１が形成されている。第２冷却器４１内には、冷却回路ユニット９１の冷媒が流れる冷媒通路５２が形成されている。冷媒通路５２内を流れる冷媒は、冷媒通路５１内を流れる冷媒の流通方向に沿って同じ向きに流れている。

そして、冷媒通路５１内を流れる冷媒の流通方向と垂直な方向における冷媒通路５１の流路面積よりも冷媒通路５２内を流れる冷媒の流通方向と垂直な方向における冷媒通路５２の流路面積は小さい。このため、冷媒通路５２内を流れる冷媒の流通速度は、冷媒通路５１内を流れる冷媒の流通速度よりも速い。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、各実施の形態に記載された構成を組み合わせることは、出願当初から予定されている。

本発明は、冷却装置および冷却ユニットに適用することができる。

１ エンジン、２ 動力分割機構、３ 前輪、４ コンバータ、５，６ インバータ、７ 車両ＥＣＵ、１１ エンジン冷却器、１２ 冷媒冷却器、１３，２６，９３，９５ ポンプ、１４，１５，１６，２７，２８，２９ 冷媒流通管、１７ センサ、２０ 冷却ユニット、２１，２２，９０，９１ 冷却回路ユニット、２４ 冷却装置、２５，９２，９４ 冷媒冷却器、３０ 供給管、３１ 分岐管、３２ 第１排出管、３３ 第２排出管、３５ ラジエータ、４０ 第１冷却器、４１ 第２冷却器、４２ 載置面、４３ コンバータ用素子、４４，４５ インバータ用素子、４６，４７，４８ 温度センサ、５０ ケーシング、５１，５２ 冷媒通路、５３ 区画壁、５４，６５ 放熱フィン、５５，６６，６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ 山部、５６，６７ 谷部、５８，６８，６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ 頂点部、５９ 天板部、６０，６１，６２，６３，６４，７０，７１，７２，７３ 周壁部、６４ 排出口、８０ 弁部、８１ 板部、８２ 駆動部、８３ 開口部、Ｂ バッテリ、Ｃ コンデンサ、ＣＭ１，ＣＭ２ 冷媒、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ ピッチ間距離、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (6)

1. 冷却対象物が装着される装着面を含み、前記冷却対象物を冷却する冷媒が内部を流れる第１冷却器と、
   前記第１冷却器に接続され、冷媒を前記第１冷却器に供給する冷媒供給管と、
   前記冷媒供給管から分岐する分岐管と、
   前記分岐管が接続されて、前記分岐管から供給される冷媒が内部を流れると共に、前記第１冷却器内を流れる冷媒を冷却する第２冷却器と、
   を備え、
   前記第２冷却器内の冷媒は、前記第１冷却器内を流れる冷媒の流れに沿って流れ、
   前記第１冷却器内には、冷媒が流通する第１冷媒通路が形成され、
   前記第２冷却器内には、冷媒が流通する第２冷媒通路が形成され、
   前記第２冷媒通路を流れる冷媒の流通方向に対して垂直な断面における第２冷媒通路の流路面積は、前記第１冷媒通路を流れる冷媒の流通方向に対して垂直な断面における第１冷媒通路の流路面積よりも小さい、冷却装置。
2. 前記第１冷却器は、前記第１冷媒通路内に配置された第１放熱フィンを含み、
   前記第２冷却器は、前記第２冷媒通路内に配置された第２放熱フィンを含み、
   前記第１放熱フィンは、前記第１冷媒通路内を流れる冷媒の流通方向を規定するように一方向に延びると共に前記装着面に向けて膨らむように湾曲する複数の第１山部と、前記第１山部の間に形成された第１谷部とを含み、
   前記第２放熱フィンは、前記第２冷媒通路内を流れる冷媒の流通方向を規定するように前記一方向に延びると共に前記第１放熱フィンに向けて膨らむように湾曲する複数の第２山部と、前記第２山部間に形成された第２谷部とを含み、
   前記第２山部の頂点部間の距離は、前記第１山部の頂点部間の距離よりも小さい、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記冷却対象物は、前記装着面に装着された第１素子と、前記第１素子よりも発熱量が多い第２素子とを含み、
   前記複数の第２山部には、前記第１素子と対向する複数の第１素子用山部と、前記第２素子と対向する複数の第２素子用山部とが含まれ、
   前記第２素子用山部の頂点部間の距離は、前記第１素子用山部の頂点部間の距離よりも小さい、請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記第２冷却器に供給される冷媒の供給量を調整する弁部をさらに備え、
   前記弁部は、前記冷却対象物の温度が所定温度以上となると前記第２冷却器に冷媒を供給する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷却装置。
5. 冷却対象物が装着される装着面を含み、前記冷却対象物を冷却する冷媒が内部を流れる第１冷却器と、
   前記第１冷却器に接続され、冷媒を前記第１冷却器に供給する冷媒供給管と、
   前記冷媒供給管から分岐する分岐管と、
   前記分岐管が接続されて、前記分岐管から供給される冷媒が内部を流れると共に、前記第１冷却器内を流れる冷媒を冷却する第２冷却器と、
   を備え、
   前記第２冷却器内を流れる冷媒は、前記第１冷却器内を流れる冷媒の流れに沿って流れ、
   前記第２冷却器内を流通する冷媒の流通速度は、前記第１冷却器内を流通する冷媒の流通速度よりも速い、冷却装置。
6. 内燃機関およびインバータを冷却する第１冷媒が循環する第１冷却回路と、
   前記第１冷媒を冷却する第２冷媒が循環する第２冷却回路と、
   を備え、
   前記第１冷却回路は、前記第１冷媒を冷却する冷媒冷却器と、前記冷媒冷却器に対して前記第１冷媒の流通方向の下流側に配置され、前記インバータを冷却する第１冷却器と、前記第１冷却器に対して前記第１冷媒の流通方向の下流側に配置され、前記インバータを冷却する第２冷却器とを含み、
   前記第２冷却回路は、前記第１冷却器内を流れる前記第１冷媒を冷却する第３冷却器を含み、前記第３冷却器内を流れる第２冷媒の流路面積は、第２冷却器内を流れる第１冷媒の流通速度よりも速い、冷却ユニット。

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