冷却装置
【課題】発熱部品の搭載スペースを確保しつつ小型化が可能な冷却装置の提供。
【解決手段】本発明の冷却装置１は、一端から他端に向かって貫通した孔からなり冷媒を流通させる冷媒流通路２２と、この冷媒流通路２２を取り囲むと共に熱伝導性を有する筒状の壁部２１とを有する放熱シンク２と、壁部２１の外面上に固定される発熱部品３と、を備える。
【解決手段】本発明の冷却装置１は、一端から他端に向かって貫通した孔からなり冷媒を流通させる冷媒流通路２２と、この冷媒流通路２２を取り囲むと共に熱伝導性を有する筒状の壁部２１とを有する放熱シンク２と、壁部２１の外面上に固定される発熱部品３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等においては、車両駆動用モータのインバータ、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ、補機駆動用のインバータ等の高圧電装機器が搭載されている。
【０００３】
このような電装機器には、通電時に高熱を発する部品が含まれている。そのため前記電装機器は、特許文献１に示されるように、冷却用の放熱シンク（ヒートシンク）上に固定された状態で車両に搭載されている。この放熱シンクは、互いに間隔を置いて平行に並んだ一対の放熱板と、これらの間に介在される複数の放熱フィンとを備えており、アルミニウム等の放熱性に優れる材料から形成されている。
【０００４】
なお、特許文献２には、隣り合った放熱フィン間に形成される隙間に、空冷ファンを利用して、空気を供給する技術が示される。このように前記隙間に空気を送り込むことによって、放熱シンクの冷却効率が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８４０３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６３０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の放熱シンクは、前記電装機器を搭載できるスペースが限られていた。通常は、放熱シンクの上面側にのみ前記電装機器を搭載できる構成となっていた。そのため、従来の放熱シンクでは、前記電装機器の搭載スペースを確保する都合上、ある程度、大きな構造を採らざるを得なかった。
【０００７】
しかしながら、近年、車両等における前記電装機器及び前記放熱シンクを搭載できるスペースは、狭小化している。そのため、前記放熱シンク等に対する小型化の要求も高まっている。
【０００８】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、発熱部品の搭載スペースを確保しつつ小型化が可能な冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷却装置は、一端から他端に向かって貫通した孔からなり冷媒を流通させる冷媒流通路と、この冷媒流通路を取り囲むと共に熱伝導性を有する筒状の壁部と、を有する放熱シンクと、前記壁部の外面上に固定される発熱部品と、を備える。
【００１０】
前記冷却装置において、前記冷媒流通路の一端から他端に向かって冷媒が流通するように前記壁部の端面に設けられる冷媒流通装置を備えることが好ましい。
【００１１】
前記冷却装置において、前記冷媒流通装置が、ファン装置であってもよい。
【００１２】
前記冷却装置において、前記壁部は、その内面上に突出した放熱フィンを有することが好ましい。
【００１３】
前記冷却装置において、前記壁部は、角筒状であってもよい。
【００１４】
前記冷却装置において、前記発熱部品が前記冷媒流通路を囲むように、前記壁部の外面上に配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発熱部品の搭載スペースを確保しつつ小型化が可能な冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る冷却装置の斜視図
【図２】冷却装置の平面図
【図３】冷却装置の分解斜視図
【図４】放熱シンクの斜視図
【図５】放熱シンクの正面図
【図６】ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図
【図７】図２のＡ−Ａ’線における冷却装置の断面図
【図８】実施形態２に係る冷却装置の斜視図
【図９】冷却装置の分解斜視図
【図１０】冷却装置の背面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
（冷却装置）
以下、本発明の実施形態１を、図１ないし図７を参照しつつ説明する。図１は、実施形態１に係る冷却装置１の斜視図であり、図２は、冷却装置１の平面図であり、図３は、冷却装置１の分解斜視図である。本実施形態の冷却装置１は、筒状の放熱シンク（ヒートシンク）２と、この放熱シンク２に取り付けられるＤＣ−ＤＣコンバータ３と、これらを収容するハウジング４とを備えている。
【００１８】
本実施形態の冷却装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載されるものである。この冷却装置１が備えているＤＣ−ＤＣコンバータ３は、直流電源から供給される高圧の直流電圧（例えば、３００Ｖ）を、低圧バッテリの規定電圧（例えば、１２Ｖ）にまで降圧するために利用される。
【００１９】
（ハウジング）
図１及び図２に示されるように、冷却装置１の外側部分には、外観形状が略直方体であるハウジング４が設けられている。そして、このハウジング４の両側面からは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が備える入力端子Ｔ１，Ｔ２と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とがそれぞれ露出されている。
【００２０】
図３に示されるように、ハウジング４は、放熱シンク２及びＤＣ−ＤＣコンバータ３を、上側から包囲する上カバー部４１と、放熱シンク２及びＤＣ−ＤＣコンバータ３を、下側から受け支えるように覆う下カバー部４２とからなる。各カバー部４１，４２は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂材料を所定形状に加工したものからなる。
【００２１】
上カバー部４１は、矩形状の天井部４１ａと、この天井部４１ａの周縁から下方に向かって延びた周壁部４１ｂとを備えている。そして、この周壁部４１ｂの前後方向には、放熱シンク２の両端面２４ａ，２４ｂを露出させるための切り欠き部４１ｃがそれぞれ設けられている。また、周壁部４１ｂの下端側には、環状の係合部４１ｄが複数個設けられている。
【００２２】
下カバー部４２は、矩形状の底部４２ａと、この底部４２ａの周縁から上方に向かって立ち上がった周壁部４２ｂとを備えている。そして、この周壁部４２ｂの前後方向には、放熱シンク２の両端面２４ａ，２４ｂを露出させるための切り欠き部４２ｃがそれぞれ設けられている。また、周壁部４２ｂの上端側には、前記係合部４１ｄと係合する突起状の被係合部４２が複数個設けられている。なお、底部４２ａには、下カバー部４２を上カバー部４１にネジ止めする際に利用されるネジ孔４２ｅが設けられている。更に、周壁部４２ｂの下端側には、冷却装置１を、車両中の搭載スペースに固定するために利用されるフランジ部４２ｆが設けられている。
【００２３】
上カバー部４１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が取り付けられた放熱シンク２を載せた下カバー部４２に対して被せられる。すると、上カバー部４１の係合部４１ｄが下カバー部４２の被係合部４２ｄと係合して、上カバー部４１が下カバー部４２に対して取り付けられる。更に、ネジ孔４２ｅを利用して、下カバー部４２と上カバー部４１とがネジ止めされることによって、上カバー部４１及び下カバー部４２が確実に固定される。なお、図１に示されるように、ハウジング４の前後方向には、放熱シンク２の両端面２４（前端面２４ａ及び後端面２４ｂ）露出させるための開口部４３が、それぞれ設けられている。この開口部４３は、上カバー部４１の切り欠き部４１ｂと、下カバー部４２の切り欠き部４２ｂとが互いに組み合わさって、枠状に形成されたものである。
【００２４】
（放熱シンク）
放熱シンク２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を冷却するために利用される。図４は、放熱シンク２の斜視図であり、図５は、放熱シンク２の正面図である。図４及び図５に示されるように、放熱シンク２の外観形状は、概ね前後方向に延びた角筒状をなしている。放熱シンク２は、前後方向に長く延びた筒状（角筒状）の壁部２１と、この壁部２１で囲まれた冷媒流通路２２とを備えている。なお、放熱シンク２は、少なくとも熱伝導性を有する材料を加工したものからなる。熱伝導性を有する材料としては、この種の放熱シンクに利用される一般的な材料が適用できる。具体的には、アルミニウム等の熱伝導率が高い（放熱性に優れる）金属材料が挙げられる。本実施形態の放熱シンク２は、アルミニウムを所定形状に加工したものからなる。加工方法としては、押出成形、鋳造等の公知の加工方法が利用される。
【００２５】
壁部２１は、上述したように角筒状をなしており、その外面２３上にＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品が固定される。壁部２１は、概ね矩形状の外面２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）を４つ備えている。後述するように、これらの４つの外面２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）上に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品がそれぞれ固定される。なお、説明の便宜上、壁部２１のうち、外面２３ａを含む部分を第１壁部と称する場合がある。同様に、外面２３ｂを含む部分を第２壁部と称し、外面２３ｃを含む部分を第３壁部と称し、外面２３ｄを含む部分を第４壁部と称する場合がある。また、壁部２１の外面２３のことを、放熱シンク２の外面２３と称する場合がある。
【００２６】
図４及び図５に示されるように、第２壁部の上端部分は、第１壁部の外面２３ａよりも上方に突出している。そして、その突出した部分には、外面２３ｂよりも外側（図５における右方向）に向かって凸状に張り出した張出部２７が設けられている。また、第２壁部の下端部にも、外面２３ｂよりも外側（図５における右方向）に向かって凸状に張り出した張出部２８が設けられている。各張出部２７，２８は、それぞれ長手方向に沿って形成されている。なお張出部２７の長さは、張出部２８の長さよりも短く設定されている。これらの張出部２７，２８は、後述するように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３における一部の部品を取り付ける際に利用される。
【００２７】
第１壁部、第２壁部，第２壁部及び第４壁部には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品を取り付ける際に利用されるネジ孔６がそれぞれ穿設けられている。なお、ネジ孔６の一部は、張出部２７，２８に設けられている。
【００２８】
壁部２１の内面２５上には、複数の放熱フィン２６が設けられている。放熱フィン２６は、壁部２１の内面２５から垂直に立ち上がると共に、壁部２１の長手方向（前後方向）に沿って真っ直ぐに延びている。放熱フィン２６の大きさ、形状、個数等の放熱フィン２６に関する諸条件は、放熱シンク２の冷却効率等を考慮しつつ、適宜、設定される。
【００２９】
冷媒流通路２２は、壁部２１の一端から他端に向かって貫通した孔からなる。冷媒流通路２２は、図５等に示されるように、壁部２１の平坦な内面２５と共に、複数の放熱フィン２６によって囲まれている。そして、この冷媒流通路２２内に、ガス状又は液体状の冷媒が通される。本実施形態の場合、この冷媒流通路２２には、空気が冷媒として通される。
【００３０】
なお、冷媒の流通方向としては、壁部２１（放熱シンク２）の前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かう場合と、反対に後端面２４ｂ側から前端面２４ａ側に向かう場合とがある。本実施形態の場合、いずれの方向に、冷媒が流通されてもよい。冷媒の流通方向は、適宜、設定される。
【００３１】
（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、上述したように、直流電源から供給される高圧の直流電圧（例えば、３００Ｖ）を、低圧バッテリの規定電圧（例えば、１２Ｖ）にまで降圧するために利用される。図６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の回路図である。ここで、先ず、図３及び図６を参照しつつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品及びそれらの機能について説明する。
【００３２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、主として、入力端子Ｔ１，Ｔ２と、制御回路３０と、高圧回路３１と、スイッチング回路３２と、トランス３３と、整流回路３４と、平滑回路３５と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とを備えている。
【００３３】
入力端子Ｔ１，Ｔ２は、高圧の直流電圧を供給する直流電源（不図示）に接続されている。そして、図６に示されるように、入力端子Ｔ１に接続する１次側配線Ｌ１ａと、入力端子Ｔ２に接続する１次側配線Ｌ１ｂとの間には、高圧回路３１が備えるコンデンサ３１ａと、スイッチング回路３２とが設けられている。また、スイッチング回路３２には、トランス３３が接続されている。
【００３４】
コンデンサ３１ａは、直流電源から出力された直流電圧Ｖｉｎを平滑化する。スイッチング回路３２は、４個のスイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を有する回路構成となっている。各スイッチング素子Ｓは、それぞれ高圧ＦＥＴにより構成されている。このスイッチング回路３２は、所謂、フルブリッジ型となっている。各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）は、制御回路３０から送信される指令信号に基づいて動作するように構成されている。そして、各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）の動作によって、直流電源から入力された直流電圧が交流電圧に変換される。トランス３３は、１次コイル３３ａ及び２次コイル３３ｂを備えており、スイッチング回路３２から１次コイル３３ａに入力された交流電圧を変圧（降圧）する。そして、トランス３３は、変圧（降圧）された交流電圧を出力する。
【００３５】
また、図６に示されるように、トランス３３の２次コイル３３ｂ側には、トランス３３から出力された交流を整流する整流回路３４と、整流された電流（電圧）を平滑化する平滑回路３５と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とがそれぞれ設けられている。
【００３６】
整流回路３４は、一対の整流素子３４（３４ａ，３４ｂ）を有する全波整流型である。更に、この整流回路３４は、センタータップ型の全波整流方式となっており、トランス３３から出力された交流電圧の各半波を、各整流素子３４ａ，３４ｂにより個別に整流して直流電圧を得る構成になっている。なお、整流素子３４ａ，３４ｂとしては、ダイオードを利用してもよいし、ＦＥＴを利用してもよい。本実施形態の場合、各整流素子３４（３４ａ，３４ｂ）は、ＦＥＴからなる。
【００３７】
平滑回路３５は、平滑コイル３５ａと、コンデンサ３５ｂとを備えている。平滑回路３５は、これらを利用して、整流回路３４で整流された直流電圧を平滑化する。すると出力端子Ｔ３，Ｔ４からは、電圧Ｖｉｎに対して降圧された所定の電圧Ｖｏｕｔが出力される。
【００３８】
なお、図３に示されるように、制御回路３０及び高圧回路３１は、１つの基板３０ａ上に形成されている。高圧回路３１が備える上述したコンデンサ３１ａは、この基板３０ａ上に実装されている。更に、この基板３０ａには、入力端子Ｔ１，Ｔ２も固定されている。
【００３９】
このようなＤＣ−ＤＣコンバータ３が作動すると、各構成部品からは熱が発生する。特に、スイッチング素子Ｓ（ＦＥＴ）、トランス３３、平滑コイル３５ａ、整流素子３４（ＦＥＴ）等からは、多くの熱が発生する。
【００４０】
（発熱部品）
本明細書において、通電によって発熱する部品のことを、「発熱部品」と称する。本実施形態の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を構成する各部品が、発熱部品に相当する。具体的には、スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｓ、トランス３３、平滑コイル３５ａ、整流素子３４（ＦＥＴ）、コンデンサ３１ａ、コンデンサ３５ｂ等が発熱部品として挙げられる。
【００４１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品は、放熱シンク２の外面２３上に固定される。各構成部品は、放熱シンク２（壁部２１）の４つの外面上にそれぞれ分けられた状態で固定される。なお、各構成部品は、放熱シンク２の各外面２３上にそれぞれネジ止め等によって固定される。
【００４２】
（発熱部品の固定個所）
ここで、図３及び図７等を参照しつつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品が、放熱シンク２に固定される個所を説明する。図７は、図２のＡ−Ａ’線における冷却装置１の断面図である。図７等に示されるように、放熱シンク２の外面２３ｂ上には、コンデンサ３１ａ等が実装された基板３０ａが固定される。この基板３０ａの下面側には、各実装品の端子等が突出している。そのため、端子等の突出した部分が放熱シンク２の外面２３ｂに対して直接、触れないように、前記基板３０ａは、張出部２７，２８上に架け渡された状態で固定される。なお、張出部２７，２８には、複数のネジ孔６が設けられている。また、基板３０ａにも前記ネジ孔６の位置に対応した複数のネジ孔５が設けられている。これらのネジ孔５，６同士にネジ７を挿し込むと共に、ネジ７をネジ孔６に螺着することによって、コンデンサ３１ａ等が実装された基板３０ａが、放熱シンク２の外面２３ｂ上に固定される。
【００４３】
更に、放熱シンク２の外面２３ｂ上には、出力側のコンデンサ３５ｂも固定される。このコンデンサ３５ｂは、専用の基板３５ｃ上に実装されている。この基板３５ｃの端部には、複数のネジ孔５が設けられている。また、放熱シンク２の外面２３ｂにも複数のネジ孔６が設けられている。前記基板３５ｃは、各ネジ孔５，６及びネジ７を利用して、放熱シンク２の外面２３ｂ上にネジ止めされる。
【００４４】
放熱シンク２の下側にある外面２３ｃ上には、スイッチング回路３２が備える４個のスイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）が、一列に並んだ状態で固定される。各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）には、それぞれネジ孔５が設けられている。このネジ孔５と共に、放熱シンク２の外面２３ｃに設けられているネジ孔（不図示）に、ネジが螺着されることによって、各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）が、放熱シンク２の下側にある外面２３ｃ上に固定される。
【００４５】
なお、図７に示されるように、出力端子Ｔ３は、放熱シンク２の下側にある外面２３ｃ上に固定されている。出力端子Ｔ３は、その先端部分が外側（図７における左側）を向くように固定されている。
【００４６】
放熱シンク２の上側の外面２３ａ上には、コンデンサ３３と、平滑コイル３５ａとがそれぞれ固定される。なお、コンデンサ３３及び平滑コイル３５ａも、放熱シンク２に対してネジ止めによって固定される。
【００４７】
放熱シンク２の外面２３ｄ上には、整流素子３４（３４ａ，３４ｂ）を備えた整流回路３４が固定される。整流素子３４等は、専用の基板３４ｃ上に実装されている。整流素子３４が実装された基板３４ｃは、ネジ止めによって放熱シンク２の外面２３ｄ上に固定される。
【００４８】
また、放熱シンク２の外面２３ｄ上には、出力端子Ｔ４が固定されている。出力端子Ｔ４は、その先端部分が外側を向くように固定されている。この出力端子Ｔ４も、ネジ７によって放熱シンク２の外面２３ｄ上に固定されている。
【００４９】
このように、放熱シンク２の各外面２３上に、各発熱部品が分けられて固定されている。つまり各発熱部品は、冷媒流通路２２を囲むように配されている。このように発熱部品を配置することよって、放熱シンク２対して熱が加えられる個所が、偏らないようにされている。放熱シンク２の各外面２３上には、均等に発熱部品が配置されることが好ましい。
【００５０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品と、放熱シンク２との間には、必要に応じて、放熱性に優れる絶縁シートが介在される。なお、本明細書において、放熱シンク２（壁部２１）の外面２３上に発熱部品が固定される方法としては、発熱部品が放熱シンク２（壁部２１）の外面２３に対して直接固定される場合のみならず、上記のように絶縁シートを介在させて固定される場合も含まれる。更に、上述したように、発熱部品が、張出部２７，２８等を利用して外面２３との間に間隔を置いて固定される場合も含まれる。
【００５１】
なお、図７等に示されるように、入力端子Ｔ１，Ｔ２及び出力端子Ｔ３，Ｔ４は、それぞれ下カバー部４２の周壁部４２ｂ上に載って支えられているものの、その他の放熱シンク２に固定されている各構成部品は、ハウジング４に対して極力、接触しないように設定されている。
【００５２】
放熱シンク２の各外面２３上に固定された各構成部品同士は、適宜、配線等を利用して電気的に接続されている。
【００５３】
（作用・効果等）
以下、本実施形態の冷却装置１の作用・効果等を説明する。冷却装置１が備える筒状（角筒状）の放熱シンク２は、その外面２３を、全てＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品（発熱部品）の搭載スペースとして利用することができる。具体的には、４つの外面２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）が、それぞれ前記搭載スペースとして利用できる。そのため、本実施形態の放熱シンク２は、従来と比べて、外面２３を、発熱部品の搭載スペースとして有効利用できる。そして、発熱部品を高密度で放熱シンク２に取り付けることができる。
【００５４】
また、放熱シンク２の内側には、前後方向（長手方向）に貫通した孔状の冷媒流通路２２が形成されている。図１等に示されるように、放熱シンク２の前端面２４ａ及び後端面２４ｂはハウジング４からそれぞれ露出されている。
【００５５】
本実施形態の冷却装置１は、例えば、一方向に冷気が通過（移動）するように設定されている箱状の冷却室（不図示）内で利用される。この冷却室は、外部から内部（室内）に冷媒（冷気）が供給されると共に、内部（室内）から外部に冷媒が排出されるように、設定されている。このような冷却室に、冷却装置１を設置すると、冷媒流通路２２中を一方向に冷媒（冷気）が通過させることができる。本実施形態の場合、前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かって、冷媒流通路２２内を冷媒が通過するように設定される。なお、冷媒の流通方向は、冷却装置１の配置方向を変えることによって、適宜、変更できる。
【００５６】
このような冷却装置１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が作動すると、発熱部品である各構成部品から熱が発生する。すると、各構成部品から発生した熱は、概ね外面２３側から内面２５側に向かうように、放熱シンク２の壁部２１内を移動する。そして、この熱は、更に壁部２１の内面（放熱フィン２６の表面を含む）２５側から放出されて冷媒流通路２２内の冷媒に移動する。すると、熱を受けて温められた冷媒は、冷媒流通路２２内を進んで、後端面２４ｂ側の冷媒流通路２２の開口端部から外部（冷却室）に排出される。このようにして、発熱部品が放熱シンク２によって冷却される。
【００５７】
本実施形態の放熱シンク２は、発熱部品から加えられた熱を放出する面（以下、放熱面）が筒状に１つに纏められている。そして、１つに纏められた筒状の放熱面によって、冷媒流通路２２が形成されている。そのため、本実施形態の放熱シンク２では、冷媒流通路２２に冷媒を通過させることによって、放熱面（壁部２１の内面（放熱フィン２６の表面も含む））に対する冷媒の接触を効率的に行うことができる。つまり、本実施形態の放熱シンク２は、冷却性（冷却効率）が高い。以上より、本実施形態の冷却装置１は、放熱シンク２上の各発熱部品を効率良く冷却することができる。
【００５８】
＜実施形態２＞
次いで、図８ないし図１０を参照しつつ、本発明の実施形態２について説明する。図８は、実施形態２に係る冷却装置１Ａの斜視図であり、図９は、冷却装置１Ａの分解斜視図であり、図１０は、冷却装置１０の背面図である。図８等に示されるように、本実施形態２の冷却装置１Ａは、概ね、上述した実施形態１の冷却装置１に、空冷ファン（ファン装置）８を取り付けた構成となっている。したがって、本実施形態では、主として、空冷ファン８について説明する。なお、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５９】
図８に示されるように、冷却装置１Ａの前方に、空冷ファン８が取り付けられている。この空冷ファン８は、冷媒流通路２２の一端から他端に向かって冷媒が流通させる冷媒流通装置の一種である。本実施形態の空冷ファン８は、放熱シンク２の冷媒流通路２２内に、冷媒としての空気（風）を強制的に送り込むために利用される。この空冷ファン８は、放熱シンク２の前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かって、冷媒流通路２２内に風を送り込む。なお、空冷ファン８は、放熱シンク２の前端面２４ａ上に取り付けられる。
【００６０】
空冷ファン８は、複数の羽板を備えたファン部８１と、このファン部８１を回転させるモータを備えた本体部８４と、ファン部８１及び本体部８４を収容するケース８２と、このケース８２に設けられているネジ孔８４と、ネジ８３とを備えている。なお、放熱シンク２の前端面２４ａには、内側にネジ溝を備えた筒状の取付部２９が設けられている。空冷ファン８は、ネジ孔８４及び取付部２９と共に、ネジ８３を利用して、放熱シンク２の前端面２４ａに取り付けられる。この空冷ファン８は、外部から供給される電力によって作動する。
【００６１】
本実施形態の冷却装置１Ａは、放熱シンク２の前端面２４ａ上に空冷ファン８が設けられることによって、ハウジング４の形状が一部、実施形態１のものと比べて改良されている。具体的には、ハウジング４の上カバー部４１に、切り欠き部４１ｃを縁取るようなフランジ部４１ｅが設けられている。また、下カバー部４２に、切り欠き部４２ｃを縁取るようなフランジ部４２ｇが設けられている。これらのフランジ部４１ｅ，４２ｇによって、空冷ファン８のケース８２の壁面が囲まれている。
【００６２】
本実施形態の冷却装置１Ａは、空冷ファン８によって空気が強制的に冷媒流通路２２内に送り込まれるため、冷媒流通路２２内の冷媒を効率よく入れ替えることができる。したがって、本実施形態の冷却装置１Ａは、実施形態１と比べて、更に冷却性（冷却効率）が高くなっている。
【００６３】
なお、本実施形態の冷却装置１Ａでは、放熱シンク２が筒状であると共に、その端面（前端面２４ａ又は後端面２４ｂ）が平坦になっている。そのため、この端面２４ａを空冷ファン８の搭載スペースとして利用することができる。したがって、本実施形態の冷却措置１Ａは、空冷ファン８を備えていても、小型化が可能な構成となっている。
【００６４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１等では、放熱シンク２として角筒状のものが利用されていたが、他の実施形態においては、外面上に発熱部品を固定できるものであれば、他の形状（筒状）の放熱シンク２を利用してもよい。例えば、円筒状、断面形状が三角状の三角筒状、断面が五角形状の五角筒状、断面が六角形状の六角筒状等が挙げられる。
【００６５】
（２）上記実施形態１等では、放熱シンク２の冷媒流通路２２が水平方向に配されていたが、冷媒流通路２２の配置方向は、特に限定されるものではない。例えば、冷媒流通路２２の配置方向を水平方向から傾けて設定してもよいし、垂直に設定してもよい。なお、放熱シンク２の冷媒流通路２２の配置方向を、垂直に設定した場合、所謂、煙突効果を利用して、冷媒流通路２２内の冷媒（空気）を外部へ排出させるようにしてもよい。
【００６６】
（３）上記実施形態１等では、冷却装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を放熱シンク２で冷却していたが、他の実施形態においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３以外の装置を冷却対象としてもよい。例えば、車両駆動用モータのインバータ、補機駆動用のインバータ、エアコン用のインバータ等の装置を、放熱シンク２で冷却してもよい。
【００６７】
（４）上記実施形態１等では、冷媒として空気を利用していたが、他の実施形態においては、例えば、水等の液体を冷媒として使用してもよい。
【００６８】
（５）上記実施形態２では、空冷ファン８は、前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かって空気が送り込まれるように（送風するように）設定されていた。他の実施形態においては、反対に後端面２４ｂ側から前端面２４ａ側に向かって空気が流れるように、空冷ファンによって、冷媒を冷媒流通路２２内から吸い出してもよい（排出してもよい）。また、空冷ファン８の取付個所を、前端面２４ａから、後端面２４ｂに変えて、冷媒流通路２２内の冷媒の流通方向を、実施形態２の場合と比べて、逆向きに設定してもよい。
【００６９】
（６）上記実施形態１等では、発熱部品が放熱シンク２に対して、ネジ止めによって固定されていた。他の実施形態においては、これ以外の方法で発熱部品が放熱シンク２に固定されてもよい。
【００７０】
（７）上記実施形態１等では、放熱シンク２が一本の冷媒流通路２２を備えた筒状をなしていたが、他の実施形態においては、冷媒流通路２２が途中で分岐するような形状であってもよい。つまり、二股以上に分岐した筒状の放熱シンクであってもよい。
【００７１】
（８）上記実施形態１の冷却装置等は、車両のトランクルームやその他の個所に適宜、設置される。
【符号の説明】
【００７２】
１，１Ａ…冷却装置、２…放熱シンク、２１…壁部、２２…冷媒流通路、２３…壁部（放熱シンク）の外面、２４（２４ａ，２４ｂ）…端面、２５…壁部（放熱シンク）の内面、２６…放熱フィン、２７，２８…張出部、２９…取付部、３…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３０…制御回路、３１…高圧回路、３１ａ…コンデンサ、３２…スイッチング回路、Ｓ…スイッチング素子（ＦＥＴ）、３３…トランス、３４…整流回路、３４ａ，３４ｂ…整流素子、３５…平滑回路、３５ａ…平滑コイル、３５ｂ…コンデンサ、４…ハウジング、４１…上カバー部、４２…下カバー部、５…ネジ孔（各構成部品側）、６…ネジ孔（放熱シンク側）、７…ネジ、８…空冷ファン（ファン装置）、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等においては、車両駆動用モータのインバータ、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ、補機駆動用のインバータ等の高圧電装機器が搭載されている。
【０００３】
このような電装機器には、通電時に高熱を発する部品が含まれている。そのため前記電装機器は、特許文献１に示されるように、冷却用の放熱シンク（ヒートシンク）上に固定された状態で車両に搭載されている。この放熱シンクは、互いに間隔を置いて平行に並んだ一対の放熱板と、これらの間に介在される複数の放熱フィンとを備えており、アルミニウム等の放熱性に優れる材料から形成されている。
【０００４】
なお、特許文献２には、隣り合った放熱フィン間に形成される隙間に、空冷ファンを利用して、空気を供給する技術が示される。このように前記隙間に空気を送り込むことによって、放熱シンクの冷却効率が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８４０３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６３０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の放熱シンクは、前記電装機器を搭載できるスペースが限られていた。通常は、放熱シンクの上面側にのみ前記電装機器を搭載できる構成となっていた。そのため、従来の放熱シンクでは、前記電装機器の搭載スペースを確保する都合上、ある程度、大きな構造を採らざるを得なかった。
【０００７】
しかしながら、近年、車両等における前記電装機器及び前記放熱シンクを搭載できるスペースは、狭小化している。そのため、前記放熱シンク等に対する小型化の要求も高まっている。
【０００８】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、発熱部品の搭載スペースを確保しつつ小型化が可能な冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷却装置は、一端から他端に向かって貫通した孔からなり冷媒を流通させる冷媒流通路と、この冷媒流通路を取り囲むと共に熱伝導性を有する筒状の壁部と、を有する放熱シンクと、前記壁部の外面上に固定される発熱部品と、を備える。
【００１０】
前記冷却装置において、前記冷媒流通路の一端から他端に向かって冷媒が流通するように前記壁部の端面に設けられる冷媒流通装置を備えることが好ましい。
【００１１】
前記冷却装置において、前記冷媒流通装置が、ファン装置であってもよい。
【００１２】
前記冷却装置において、前記壁部は、その内面上に突出した放熱フィンを有することが好ましい。
【００１３】
前記冷却装置において、前記壁部は、角筒状であってもよい。
【００１４】
前記冷却装置において、前記発熱部品が前記冷媒流通路を囲むように、前記壁部の外面上に配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発熱部品の搭載スペースを確保しつつ小型化が可能な冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る冷却装置の斜視図
【図２】冷却装置の平面図
【図３】冷却装置の分解斜視図
【図４】放熱シンクの斜視図
【図５】放熱シンクの正面図
【図６】ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図
【図７】図２のＡ−Ａ’線における冷却装置の断面図
【図８】実施形態２に係る冷却装置の斜視図
【図９】冷却装置の分解斜視図
【図１０】冷却装置の背面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
（冷却装置）
以下、本発明の実施形態１を、図１ないし図７を参照しつつ説明する。図１は、実施形態１に係る冷却装置１の斜視図であり、図２は、冷却装置１の平面図であり、図３は、冷却装置１の分解斜視図である。本実施形態の冷却装置１は、筒状の放熱シンク（ヒートシンク）２と、この放熱シンク２に取り付けられるＤＣ−ＤＣコンバータ３と、これらを収容するハウジング４とを備えている。
【００１８】
本実施形態の冷却装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載されるものである。この冷却装置１が備えているＤＣ−ＤＣコンバータ３は、直流電源から供給される高圧の直流電圧（例えば、３００Ｖ）を、低圧バッテリの規定電圧（例えば、１２Ｖ）にまで降圧するために利用される。
【００１９】
（ハウジング）
図１及び図２に示されるように、冷却装置１の外側部分には、外観形状が略直方体であるハウジング４が設けられている。そして、このハウジング４の両側面からは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が備える入力端子Ｔ１，Ｔ２と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とがそれぞれ露出されている。
【００２０】
図３に示されるように、ハウジング４は、放熱シンク２及びＤＣ−ＤＣコンバータ３を、上側から包囲する上カバー部４１と、放熱シンク２及びＤＣ−ＤＣコンバータ３を、下側から受け支えるように覆う下カバー部４２とからなる。各カバー部４１，４２は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂材料を所定形状に加工したものからなる。
【００２１】
上カバー部４１は、矩形状の天井部４１ａと、この天井部４１ａの周縁から下方に向かって延びた周壁部４１ｂとを備えている。そして、この周壁部４１ｂの前後方向には、放熱シンク２の両端面２４ａ，２４ｂを露出させるための切り欠き部４１ｃがそれぞれ設けられている。また、周壁部４１ｂの下端側には、環状の係合部４１ｄが複数個設けられている。
【００２２】
下カバー部４２は、矩形状の底部４２ａと、この底部４２ａの周縁から上方に向かって立ち上がった周壁部４２ｂとを備えている。そして、この周壁部４２ｂの前後方向には、放熱シンク２の両端面２４ａ，２４ｂを露出させるための切り欠き部４２ｃがそれぞれ設けられている。また、周壁部４２ｂの上端側には、前記係合部４１ｄと係合する突起状の被係合部４２が複数個設けられている。なお、底部４２ａには、下カバー部４２を上カバー部４１にネジ止めする際に利用されるネジ孔４２ｅが設けられている。更に、周壁部４２ｂの下端側には、冷却装置１を、車両中の搭載スペースに固定するために利用されるフランジ部４２ｆが設けられている。
【００２３】
上カバー部４１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が取り付けられた放熱シンク２を載せた下カバー部４２に対して被せられる。すると、上カバー部４１の係合部４１ｄが下カバー部４２の被係合部４２ｄと係合して、上カバー部４１が下カバー部４２に対して取り付けられる。更に、ネジ孔４２ｅを利用して、下カバー部４２と上カバー部４１とがネジ止めされることによって、上カバー部４１及び下カバー部４２が確実に固定される。なお、図１に示されるように、ハウジング４の前後方向には、放熱シンク２の両端面２４（前端面２４ａ及び後端面２４ｂ）露出させるための開口部４３が、それぞれ設けられている。この開口部４３は、上カバー部４１の切り欠き部４１ｂと、下カバー部４２の切り欠き部４２ｂとが互いに組み合わさって、枠状に形成されたものである。
【００２４】
（放熱シンク）
放熱シンク２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を冷却するために利用される。図４は、放熱シンク２の斜視図であり、図５は、放熱シンク２の正面図である。図４及び図５に示されるように、放熱シンク２の外観形状は、概ね前後方向に延びた角筒状をなしている。放熱シンク２は、前後方向に長く延びた筒状（角筒状）の壁部２１と、この壁部２１で囲まれた冷媒流通路２２とを備えている。なお、放熱シンク２は、少なくとも熱伝導性を有する材料を加工したものからなる。熱伝導性を有する材料としては、この種の放熱シンクに利用される一般的な材料が適用できる。具体的には、アルミニウム等の熱伝導率が高い（放熱性に優れる）金属材料が挙げられる。本実施形態の放熱シンク２は、アルミニウムを所定形状に加工したものからなる。加工方法としては、押出成形、鋳造等の公知の加工方法が利用される。
【００２５】
壁部２１は、上述したように角筒状をなしており、その外面２３上にＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品が固定される。壁部２１は、概ね矩形状の外面２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）を４つ備えている。後述するように、これらの４つの外面２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）上に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品がそれぞれ固定される。なお、説明の便宜上、壁部２１のうち、外面２３ａを含む部分を第１壁部と称する場合がある。同様に、外面２３ｂを含む部分を第２壁部と称し、外面２３ｃを含む部分を第３壁部と称し、外面２３ｄを含む部分を第４壁部と称する場合がある。また、壁部２１の外面２３のことを、放熱シンク２の外面２３と称する場合がある。
【００２６】
図４及び図５に示されるように、第２壁部の上端部分は、第１壁部の外面２３ａよりも上方に突出している。そして、その突出した部分には、外面２３ｂよりも外側（図５における右方向）に向かって凸状に張り出した張出部２７が設けられている。また、第２壁部の下端部にも、外面２３ｂよりも外側（図５における右方向）に向かって凸状に張り出した張出部２８が設けられている。各張出部２７，２８は、それぞれ長手方向に沿って形成されている。なお張出部２７の長さは、張出部２８の長さよりも短く設定されている。これらの張出部２７，２８は、後述するように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３における一部の部品を取り付ける際に利用される。
【００２７】
第１壁部、第２壁部，第２壁部及び第４壁部には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品を取り付ける際に利用されるネジ孔６がそれぞれ穿設けられている。なお、ネジ孔６の一部は、張出部２７，２８に設けられている。
【００２８】
壁部２１の内面２５上には、複数の放熱フィン２６が設けられている。放熱フィン２６は、壁部２１の内面２５から垂直に立ち上がると共に、壁部２１の長手方向（前後方向）に沿って真っ直ぐに延びている。放熱フィン２６の大きさ、形状、個数等の放熱フィン２６に関する諸条件は、放熱シンク２の冷却効率等を考慮しつつ、適宜、設定される。
【００２９】
冷媒流通路２２は、壁部２１の一端から他端に向かって貫通した孔からなる。冷媒流通路２２は、図５等に示されるように、壁部２１の平坦な内面２５と共に、複数の放熱フィン２６によって囲まれている。そして、この冷媒流通路２２内に、ガス状又は液体状の冷媒が通される。本実施形態の場合、この冷媒流通路２２には、空気が冷媒として通される。
【００３０】
なお、冷媒の流通方向としては、壁部２１（放熱シンク２）の前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かう場合と、反対に後端面２４ｂ側から前端面２４ａ側に向かう場合とがある。本実施形態の場合、いずれの方向に、冷媒が流通されてもよい。冷媒の流通方向は、適宜、設定される。
【００３１】
（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、上述したように、直流電源から供給される高圧の直流電圧（例えば、３００Ｖ）を、低圧バッテリの規定電圧（例えば、１２Ｖ）にまで降圧するために利用される。図６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の回路図である。ここで、先ず、図３及び図６を参照しつつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各部品及びそれらの機能について説明する。
【００３２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、主として、入力端子Ｔ１，Ｔ２と、制御回路３０と、高圧回路３１と、スイッチング回路３２と、トランス３３と、整流回路３４と、平滑回路３５と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とを備えている。
【００３３】
入力端子Ｔ１，Ｔ２は、高圧の直流電圧を供給する直流電源（不図示）に接続されている。そして、図６に示されるように、入力端子Ｔ１に接続する１次側配線Ｌ１ａと、入力端子Ｔ２に接続する１次側配線Ｌ１ｂとの間には、高圧回路３１が備えるコンデンサ３１ａと、スイッチング回路３２とが設けられている。また、スイッチング回路３２には、トランス３３が接続されている。
【００３４】
コンデンサ３１ａは、直流電源から出力された直流電圧Ｖｉｎを平滑化する。スイッチング回路３２は、４個のスイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を有する回路構成となっている。各スイッチング素子Ｓは、それぞれ高圧ＦＥＴにより構成されている。このスイッチング回路３２は、所謂、フルブリッジ型となっている。各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）は、制御回路３０から送信される指令信号に基づいて動作するように構成されている。そして、各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）の動作によって、直流電源から入力された直流電圧が交流電圧に変換される。トランス３３は、１次コイル３３ａ及び２次コイル３３ｂを備えており、スイッチング回路３２から１次コイル３３ａに入力された交流電圧を変圧（降圧）する。そして、トランス３３は、変圧（降圧）された交流電圧を出力する。
【００３５】
また、図６に示されるように、トランス３３の２次コイル３３ｂ側には、トランス３３から出力された交流を整流する整流回路３４と、整流された電流（電圧）を平滑化する平滑回路３５と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とがそれぞれ設けられている。
【００３６】
整流回路３４は、一対の整流素子３４（３４ａ，３４ｂ）を有する全波整流型である。更に、この整流回路３４は、センタータップ型の全波整流方式となっており、トランス３３から出力された交流電圧の各半波を、各整流素子３４ａ，３４ｂにより個別に整流して直流電圧を得る構成になっている。なお、整流素子３４ａ，３４ｂとしては、ダイオードを利用してもよいし、ＦＥＴを利用してもよい。本実施形態の場合、各整流素子３４（３４ａ，３４ｂ）は、ＦＥＴからなる。
【００３７】
平滑回路３５は、平滑コイル３５ａと、コンデンサ３５ｂとを備えている。平滑回路３５は、これらを利用して、整流回路３４で整流された直流電圧を平滑化する。すると出力端子Ｔ３，Ｔ４からは、電圧Ｖｉｎに対して降圧された所定の電圧Ｖｏｕｔが出力される。
【００３８】
なお、図３に示されるように、制御回路３０及び高圧回路３１は、１つの基板３０ａ上に形成されている。高圧回路３１が備える上述したコンデンサ３１ａは、この基板３０ａ上に実装されている。更に、この基板３０ａには、入力端子Ｔ１，Ｔ２も固定されている。
【００３９】
このようなＤＣ−ＤＣコンバータ３が作動すると、各構成部品からは熱が発生する。特に、スイッチング素子Ｓ（ＦＥＴ）、トランス３３、平滑コイル３５ａ、整流素子３４（ＦＥＴ）等からは、多くの熱が発生する。
【００４０】
（発熱部品）
本明細書において、通電によって発熱する部品のことを、「発熱部品」と称する。本実施形態の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を構成する各部品が、発熱部品に相当する。具体的には、スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｓ、トランス３３、平滑コイル３５ａ、整流素子３４（ＦＥＴ）、コンデンサ３１ａ、コンデンサ３５ｂ等が発熱部品として挙げられる。
【００４１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品は、放熱シンク２の外面２３上に固定される。各構成部品は、放熱シンク２（壁部２１）の４つの外面上にそれぞれ分けられた状態で固定される。なお、各構成部品は、放熱シンク２の各外面２３上にそれぞれネジ止め等によって固定される。
【００４２】
（発熱部品の固定個所）
ここで、図３及び図７等を参照しつつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品が、放熱シンク２に固定される個所を説明する。図７は、図２のＡ−Ａ’線における冷却装置１の断面図である。図７等に示されるように、放熱シンク２の外面２３ｂ上には、コンデンサ３１ａ等が実装された基板３０ａが固定される。この基板３０ａの下面側には、各実装品の端子等が突出している。そのため、端子等の突出した部分が放熱シンク２の外面２３ｂに対して直接、触れないように、前記基板３０ａは、張出部２７，２８上に架け渡された状態で固定される。なお、張出部２７，２８には、複数のネジ孔６が設けられている。また、基板３０ａにも前記ネジ孔６の位置に対応した複数のネジ孔５が設けられている。これらのネジ孔５，６同士にネジ７を挿し込むと共に、ネジ７をネジ孔６に螺着することによって、コンデンサ３１ａ等が実装された基板３０ａが、放熱シンク２の外面２３ｂ上に固定される。
【００４３】
更に、放熱シンク２の外面２３ｂ上には、出力側のコンデンサ３５ｂも固定される。このコンデンサ３５ｂは、専用の基板３５ｃ上に実装されている。この基板３５ｃの端部には、複数のネジ孔５が設けられている。また、放熱シンク２の外面２３ｂにも複数のネジ孔６が設けられている。前記基板３５ｃは、各ネジ孔５，６及びネジ７を利用して、放熱シンク２の外面２３ｂ上にネジ止めされる。
【００４４】
放熱シンク２の下側にある外面２３ｃ上には、スイッチング回路３２が備える４個のスイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）が、一列に並んだ状態で固定される。各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）には、それぞれネジ孔５が設けられている。このネジ孔５と共に、放熱シンク２の外面２３ｃに設けられているネジ孔（不図示）に、ネジが螺着されることによって、各スイッチング素子Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）が、放熱シンク２の下側にある外面２３ｃ上に固定される。
【００４５】
なお、図７に示されるように、出力端子Ｔ３は、放熱シンク２の下側にある外面２３ｃ上に固定されている。出力端子Ｔ３は、その先端部分が外側（図７における左側）を向くように固定されている。
【００４６】
放熱シンク２の上側の外面２３ａ上には、コンデンサ３３と、平滑コイル３５ａとがそれぞれ固定される。なお、コンデンサ３３及び平滑コイル３５ａも、放熱シンク２に対してネジ止めによって固定される。
【００４７】
放熱シンク２の外面２３ｄ上には、整流素子３４（３４ａ，３４ｂ）を備えた整流回路３４が固定される。整流素子３４等は、専用の基板３４ｃ上に実装されている。整流素子３４が実装された基板３４ｃは、ネジ止めによって放熱シンク２の外面２３ｄ上に固定される。
【００４８】
また、放熱シンク２の外面２３ｄ上には、出力端子Ｔ４が固定されている。出力端子Ｔ４は、その先端部分が外側を向くように固定されている。この出力端子Ｔ４も、ネジ７によって放熱シンク２の外面２３ｄ上に固定されている。
【００４９】
このように、放熱シンク２の各外面２３上に、各発熱部品が分けられて固定されている。つまり各発熱部品は、冷媒流通路２２を囲むように配されている。このように発熱部品を配置することよって、放熱シンク２対して熱が加えられる個所が、偏らないようにされている。放熱シンク２の各外面２３上には、均等に発熱部品が配置されることが好ましい。
【００５０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品と、放熱シンク２との間には、必要に応じて、放熱性に優れる絶縁シートが介在される。なお、本明細書において、放熱シンク２（壁部２１）の外面２３上に発熱部品が固定される方法としては、発熱部品が放熱シンク２（壁部２１）の外面２３に対して直接固定される場合のみならず、上記のように絶縁シートを介在させて固定される場合も含まれる。更に、上述したように、発熱部品が、張出部２７，２８等を利用して外面２３との間に間隔を置いて固定される場合も含まれる。
【００５１】
なお、図７等に示されるように、入力端子Ｔ１，Ｔ２及び出力端子Ｔ３，Ｔ４は、それぞれ下カバー部４２の周壁部４２ｂ上に載って支えられているものの、その他の放熱シンク２に固定されている各構成部品は、ハウジング４に対して極力、接触しないように設定されている。
【００５２】
放熱シンク２の各外面２３上に固定された各構成部品同士は、適宜、配線等を利用して電気的に接続されている。
【００５３】
（作用・効果等）
以下、本実施形態の冷却装置１の作用・効果等を説明する。冷却装置１が備える筒状（角筒状）の放熱シンク２は、その外面２３を、全てＤＣ−ＤＣコンバータ３の各構成部品（発熱部品）の搭載スペースとして利用することができる。具体的には、４つの外面２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）が、それぞれ前記搭載スペースとして利用できる。そのため、本実施形態の放熱シンク２は、従来と比べて、外面２３を、発熱部品の搭載スペースとして有効利用できる。そして、発熱部品を高密度で放熱シンク２に取り付けることができる。
【００５４】
また、放熱シンク２の内側には、前後方向（長手方向）に貫通した孔状の冷媒流通路２２が形成されている。図１等に示されるように、放熱シンク２の前端面２４ａ及び後端面２４ｂはハウジング４からそれぞれ露出されている。
【００５５】
本実施形態の冷却装置１は、例えば、一方向に冷気が通過（移動）するように設定されている箱状の冷却室（不図示）内で利用される。この冷却室は、外部から内部（室内）に冷媒（冷気）が供給されると共に、内部（室内）から外部に冷媒が排出されるように、設定されている。このような冷却室に、冷却装置１を設置すると、冷媒流通路２２中を一方向に冷媒（冷気）が通過させることができる。本実施形態の場合、前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かって、冷媒流通路２２内を冷媒が通過するように設定される。なお、冷媒の流通方向は、冷却装置１の配置方向を変えることによって、適宜、変更できる。
【００５６】
このような冷却装置１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が作動すると、発熱部品である各構成部品から熱が発生する。すると、各構成部品から発生した熱は、概ね外面２３側から内面２５側に向かうように、放熱シンク２の壁部２１内を移動する。そして、この熱は、更に壁部２１の内面（放熱フィン２６の表面を含む）２５側から放出されて冷媒流通路２２内の冷媒に移動する。すると、熱を受けて温められた冷媒は、冷媒流通路２２内を進んで、後端面２４ｂ側の冷媒流通路２２の開口端部から外部（冷却室）に排出される。このようにして、発熱部品が放熱シンク２によって冷却される。
【００５７】
本実施形態の放熱シンク２は、発熱部品から加えられた熱を放出する面（以下、放熱面）が筒状に１つに纏められている。そして、１つに纏められた筒状の放熱面によって、冷媒流通路２２が形成されている。そのため、本実施形態の放熱シンク２では、冷媒流通路２２に冷媒を通過させることによって、放熱面（壁部２１の内面（放熱フィン２６の表面も含む））に対する冷媒の接触を効率的に行うことができる。つまり、本実施形態の放熱シンク２は、冷却性（冷却効率）が高い。以上より、本実施形態の冷却装置１は、放熱シンク２上の各発熱部品を効率良く冷却することができる。
【００５８】
＜実施形態２＞
次いで、図８ないし図１０を参照しつつ、本発明の実施形態２について説明する。図８は、実施形態２に係る冷却装置１Ａの斜視図であり、図９は、冷却装置１Ａの分解斜視図であり、図１０は、冷却装置１０の背面図である。図８等に示されるように、本実施形態２の冷却装置１Ａは、概ね、上述した実施形態１の冷却装置１に、空冷ファン（ファン装置）８を取り付けた構成となっている。したがって、本実施形態では、主として、空冷ファン８について説明する。なお、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５９】
図８に示されるように、冷却装置１Ａの前方に、空冷ファン８が取り付けられている。この空冷ファン８は、冷媒流通路２２の一端から他端に向かって冷媒が流通させる冷媒流通装置の一種である。本実施形態の空冷ファン８は、放熱シンク２の冷媒流通路２２内に、冷媒としての空気（風）を強制的に送り込むために利用される。この空冷ファン８は、放熱シンク２の前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かって、冷媒流通路２２内に風を送り込む。なお、空冷ファン８は、放熱シンク２の前端面２４ａ上に取り付けられる。
【００６０】
空冷ファン８は、複数の羽板を備えたファン部８１と、このファン部８１を回転させるモータを備えた本体部８４と、ファン部８１及び本体部８４を収容するケース８２と、このケース８２に設けられているネジ孔８４と、ネジ８３とを備えている。なお、放熱シンク２の前端面２４ａには、内側にネジ溝を備えた筒状の取付部２９が設けられている。空冷ファン８は、ネジ孔８４及び取付部２９と共に、ネジ８３を利用して、放熱シンク２の前端面２４ａに取り付けられる。この空冷ファン８は、外部から供給される電力によって作動する。
【００６１】
本実施形態の冷却装置１Ａは、放熱シンク２の前端面２４ａ上に空冷ファン８が設けられることによって、ハウジング４の形状が一部、実施形態１のものと比べて改良されている。具体的には、ハウジング４の上カバー部４１に、切り欠き部４１ｃを縁取るようなフランジ部４１ｅが設けられている。また、下カバー部４２に、切り欠き部４２ｃを縁取るようなフランジ部４２ｇが設けられている。これらのフランジ部４１ｅ，４２ｇによって、空冷ファン８のケース８２の壁面が囲まれている。
【００６２】
本実施形態の冷却装置１Ａは、空冷ファン８によって空気が強制的に冷媒流通路２２内に送り込まれるため、冷媒流通路２２内の冷媒を効率よく入れ替えることができる。したがって、本実施形態の冷却装置１Ａは、実施形態１と比べて、更に冷却性（冷却効率）が高くなっている。
【００６３】
なお、本実施形態の冷却装置１Ａでは、放熱シンク２が筒状であると共に、その端面（前端面２４ａ又は後端面２４ｂ）が平坦になっている。そのため、この端面２４ａを空冷ファン８の搭載スペースとして利用することができる。したがって、本実施形態の冷却措置１Ａは、空冷ファン８を備えていても、小型化が可能な構成となっている。
【００６４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１等では、放熱シンク２として角筒状のものが利用されていたが、他の実施形態においては、外面上に発熱部品を固定できるものであれば、他の形状（筒状）の放熱シンク２を利用してもよい。例えば、円筒状、断面形状が三角状の三角筒状、断面が五角形状の五角筒状、断面が六角形状の六角筒状等が挙げられる。
【００６５】
（２）上記実施形態１等では、放熱シンク２の冷媒流通路２２が水平方向に配されていたが、冷媒流通路２２の配置方向は、特に限定されるものではない。例えば、冷媒流通路２２の配置方向を水平方向から傾けて設定してもよいし、垂直に設定してもよい。なお、放熱シンク２の冷媒流通路２２の配置方向を、垂直に設定した場合、所謂、煙突効果を利用して、冷媒流通路２２内の冷媒（空気）を外部へ排出させるようにしてもよい。
【００６６】
（３）上記実施形態１等では、冷却装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を放熱シンク２で冷却していたが、他の実施形態においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３以外の装置を冷却対象としてもよい。例えば、車両駆動用モータのインバータ、補機駆動用のインバータ、エアコン用のインバータ等の装置を、放熱シンク２で冷却してもよい。
【００６７】
（４）上記実施形態１等では、冷媒として空気を利用していたが、他の実施形態においては、例えば、水等の液体を冷媒として使用してもよい。
【００６８】
（５）上記実施形態２では、空冷ファン８は、前端面２４ａ側から後端面２４ｂ側に向かって空気が送り込まれるように（送風するように）設定されていた。他の実施形態においては、反対に後端面２４ｂ側から前端面２４ａ側に向かって空気が流れるように、空冷ファンによって、冷媒を冷媒流通路２２内から吸い出してもよい（排出してもよい）。また、空冷ファン８の取付個所を、前端面２４ａから、後端面２４ｂに変えて、冷媒流通路２２内の冷媒の流通方向を、実施形態２の場合と比べて、逆向きに設定してもよい。
【００６９】
（６）上記実施形態１等では、発熱部品が放熱シンク２に対して、ネジ止めによって固定されていた。他の実施形態においては、これ以外の方法で発熱部品が放熱シンク２に固定されてもよい。
【００７０】
（７）上記実施形態１等では、放熱シンク２が一本の冷媒流通路２２を備えた筒状をなしていたが、他の実施形態においては、冷媒流通路２２が途中で分岐するような形状であってもよい。つまり、二股以上に分岐した筒状の放熱シンクであってもよい。
【００７１】
（８）上記実施形態１の冷却装置等は、車両のトランクルームやその他の個所に適宜、設置される。
【符号の説明】
【００７２】
１，１Ａ…冷却装置、２…放熱シンク、２１…壁部、２２…冷媒流通路、２３…壁部（放熱シンク）の外面、２４（２４ａ，２４ｂ）…端面、２５…壁部（放熱シンク）の内面、２６…放熱フィン、２７，２８…張出部、２９…取付部、３…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３０…制御回路、３１…高圧回路、３１ａ…コンデンサ、３２…スイッチング回路、Ｓ…スイッチング素子（ＦＥＴ）、３３…トランス、３４…整流回路、３４ａ，３４ｂ…整流素子、３５…平滑回路、３５ａ…平滑コイル、３５ｂ…コンデンサ、４…ハウジング、４１…上カバー部、４２…下カバー部、５…ネジ孔（各構成部品側）、６…ネジ孔（放熱シンク側）、７…ネジ、８…空冷ファン（ファン装置）、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から他端に向かって貫通した孔からなり冷媒を流通させる冷媒流通路と、この冷媒流通路を取り囲むと共に熱伝導性を有する筒状の壁部と、を有する放熱シンクと、
前記壁部の外面上に固定される発熱部品と、を備える冷却装置。
【請求項２】
前記冷媒流通路の一端から他端に向かって冷媒が流通するように前記壁部の端面に設けられる冷媒流通装置を備える請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷媒流通装置が、ファン装置からなる請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記壁部は、その内面上に突出した放熱フィンを有する請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記壁部は、角筒状である請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記発熱部品が前記冷媒流通路を囲むように、前記壁部の外面上に配されている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１】
一端から他端に向かって貫通した孔からなり冷媒を流通させる冷媒流通路と、この冷媒流通路を取り囲むと共に熱伝導性を有する筒状の壁部と、を有する放熱シンクと、
前記壁部の外面上に固定される発熱部品と、を備える冷却装置。
【請求項２】
前記冷媒流通路の一端から他端に向かって冷媒が流通するように前記壁部の端面に設けられる冷媒流通装置を備える請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷媒流通装置が、ファン装置からなる請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記壁部は、その内面上に突出した放熱フィンを有する請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記壁部は、角筒状である請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記発熱部品が前記冷媒流通路を囲むように、前記壁部の外面上に配されている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６２３０６（Ｐ２０１３−６２３０６Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８４３７（Ｐ２０１１−１９８４３７）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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