特開 2024-157627 冷却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157627

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】冷却システム

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/06 20060101AFI20241031BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

B60K11/06

B60K1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023072075

(22)【出願日】2023-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 彰洋

【テーマコード（参考）】

3D038

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D038AA05

3D038AB01

3D235AA01

3D235BB45

3D235CC13

3D235HH07

(57)【要約】

【課題】圧力損失を低減することができ、冷却性能を向上させることができる技術を提供する。
【解決手段】冷却システムは、ブロワと、コンバータを収容するコンバータケースと、コンバータケースの一外面を覆うように配置され、ブロワに接続された上流端と外部に開放された下流端との間で、ブロワからの冷却風を一外面に沿って案内する金属ダクトと、を備えている。金属ダクトは、上流端からコンバータケースまで延びる区間において、コンバータケースから離れる向きが径方向外側となるように湾曲している。金属ダクトの下流端は、コンバータケースから離れるにつれて、上流端側に傾斜している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却システムであって、
ブロワと、
コンバータを収容するコンバータケースと、
前記コンバータケースの一外面を覆うように配置され、前記ブロワに接続された上流端と外部に開放された下流端との間で、前記ブロワからの冷却風を前記一外面に沿って案内する金属ダクトと、
を備え、
前記金属ダクトは、前記上流端から前記コンバータケースまで延びる区間において、前記コンバータケースから離れる向きが径方向外側となるように湾曲しており、
前記金属ダクトの前記下流端は、前記コンバータケースから離れるにつれて、前記上流端側に傾斜している、
冷却システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、冷却システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、ブロワと、コンバータを収容するコンバータケースと、コンバータケースの一外面を覆うように配置され、ブロワに接続された上流端と外部に開放された下流端との間で、ブロワからの冷却風を一外面に沿って案内する金属ダクトと、を備える冷却システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－５９２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

冷却システムにおいて、金属ダクトが、上流端からコンバータケースまで延びる区間において、コンバータケースから離れる向きが径方向外側となるように湾曲している場合がある。この冷却システムでは、当該湾曲している部分において、径方向外側を流れる冷却風の流速が、径方向内側を流れる冷却風の流速よりも速くなる。この場合、コンバータケースの一外面上においても、コンバータケースから離れている側を流れる冷却風の流速が、コンバータケースに近い側を流れる冷却風の流速よりも速くなる。即ち、コンバータケースから離れている側を流れる冷却風の流速とコンバータケースに近い側を流れる冷却風の流速との間に速度差が生じる。速度差が生じると、金属ダクトの下流端近傍において、流速の速い冷却風が金属ダクト内に戻るいわゆる対流が発生する。対流が発生することによって、冷却システムの圧力損失が大きくなってしまう。

【0005】

本明細書では、冷却システムの圧力損失を低減することができ、冷却システムの冷却性能を向上させることができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本技術の第１の態様では、冷却システムは、ブロワと、コンバータを収容するコンバータケースと、前記コンバータケースの一外面を覆うように配置され、前記ブロワに接続された上流端と外部に開放された下流端との間で、前記ブロワからの冷却風を前記一外面に沿って案内する金属ダクトと、を備え、前記金属ダクトは、前記上流端から前記コンバータケースまで延びる区間において、前記コンバータケースから離れる向きが径方向外側となるように湾曲しており、前記金属ダクトの前記下流端は、前記コンバータケースから離れるにつれて、前記上流端側に傾斜している。

【0007】

上記の構成によると、金属ダクトの下流端がコンバータケースから離れるにつれて上流端側に傾斜していることによって、コンバータケースから離れている側を流れる冷却風の流速と、コンバータケースに近い側を流れる冷却風の流速と、の速度差を小さくすることができる。このため、金属ダクトの下流端近傍で対流が発生することを抑制することができる。従って、冷却システムの圧力損失を低減することができ、冷却システムの冷却性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】冷却システム２の斜視図。

【図2】排気ダクト１４の下流端を左から見た左面図。

【図3】排気ダクト１４の湾曲部における冷却風の流速の概略を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（実施例）
図１に示すように、冷却システム２は、吸気ダクト１０と、ブロワ１２と、排気ダクト１４と、ＤＣ－ＤＣコンバータ（図示省略）を収容するコンバータケース１６と、を備えている。冷却システム２は、電池で駆動モータを回転させる電気自動車、燃料電池で発電した電力で駆動モータを回転させる燃料電池車、駆動モータと内燃機関の両者を備えているハイブリッド自動車等の電動車に搭載される。以下では、理解しやすくするために、排気ダクト１４の延在方向を「前後方向」とし、それを基準に「左右方向」及び「上下方向」を図１に示すように定義する。なお、ここで定義する各方向は、冷却システム２の製造時や使用時における姿勢を限定するものではない。

【0010】

吸気ダクト１０の上流端は外部に開放されており、吸気ダクト１０の下流端はブロワ１２に接続されている。ブロワ１２は、吸気ダクト１０を介して冷却風を吸引し、冷却風を排気ダクト１４に送り出す。

【0011】

排気ダクト１４は、金属ダクトである。排気ダクト１４は、前後方向に延びている。排気ダクト１４の上流端（即ち後端）はブロワ１２に接続されており、排気ダクト１４の下流端（即ち前端）は外部に開放されている。排気ダクト１４の一部は、コンバータケース１６の上面１６Ａを覆うように配置されている。排気ダクト１４は、その上流端と下流端との間で、ブロワ１２からの冷却風をコンバータケース１６の上面１６Ａに沿って案内する。

【0012】

排気ダクト１４は、上側プレート２０と、下側プレート２２と、を備えている。上側プレート２０は、排気ダクト１４の上流端から下流端まで延びている。上側プレート２０は、上壁３０と、右壁３２と、左壁３４と、上側プレート２０の左右両側に設けられている側縁３６と、を備えている。上側プレート２０の上壁３０は、第１区間Ｓ１に設けられている湾曲部３０Ａと、第２区間Ｓ２に設けられている平坦部３０Ｂと、を有している。第１区間Ｓ１は、排気ダクト１４の上流端からコンバータケース１６の後端までの区間である。第２区間Ｓ２は、コンバータケース１６の後端から前端までの区間である。第２区間Ｓ２において、排気ダクト１４は、コンバータケース１６の上面１６Ａを覆っている。右壁３２の後端、及び、左壁３４の後端は、上方に向かうにつれて後方側に傾斜している。即ち、排気ダクト１４の下流端は、コンバータケース１６から離れるにつれて、上流端側に傾斜している。図２に示すように、右壁３２の後端、及び、左壁３４の後端の傾斜角度αは約１０°である。

【0013】

図１の下側プレート２２は、排気ダクト１４の上流端からコンバータケース１６の後端までの第１区間Ｓ１で上側プレート２０に対向している。下側プレート２２は、上側プレート２０の側縁３６に対応する形状を有する側縁４０を有している。下側プレート２２の側縁４０が上側プレート２０の側縁３６に接合されることによって、下側プレート２２が上側プレート２０に固定される。図３に示すように、下側プレート２２が上側プレート２０に固定されている状態において、下側プレート２２は、コンバータケース１６から離れる向きが径方向外側となるように湾曲する第１排気流路５０を画定する底壁４２を有している。即ち、第１区間Ｓ１（図１参照）には、第１排気流路５０が設けられている。また、第２区間Ｓ２（図１参照）には、上側プレート２０の平坦部３０Ｂとコンバータケース１６の上面１６Ａによって画定される第２排気流路５２が設けられている。ブロワ１２から排気ダクト１４に流入する冷却風は、第１排気流路５０、第２排気流路５２を順番に通過する。即ち、排気ダクト１４は、ブロワ１２に接続された上流端と外部に開放された下流端との間で、ブロワ１２からの冷却風をコンバータケース１６の上面１６Ａに沿って案内する。

【0014】

図１に示すように、コンバータケース１６の上面１６Ａには、前後方向に延びる複数個の放熱フィン６０が設けられている。複数個の放熱フィン６０は左右方向に並んで配置されている。複数個の放熱フィン６０は、上側プレート２０の内側に配置されている。第２区間Ｓ２において、ブロワ１２からの冷却風はコンバータケース１６の上面１６Ａに沿って流れる。コンバータケース１６の上面１６Ａに沿って流れる冷却風が放熱フィン６０に接触することによって、コンバータケース１６に収容されるコンバータが冷却される。

【0015】

（本実施例の効果）
上述のように、冷却システム２は、ブロワ１２と、コンバータを収容するコンバータケース１６と、コンバータケース１６の上面１６Ａ（「一外面」の一例）を覆うように配置され、ブロワ１２に接続された上流端と外部に開放された下流端との間で、ブロワ１２からの冷却風を上面１６Ａに沿って案内する排気ダクト１４（「金属ダクト」の一例）と、を備えている。排気ダクト１４は、上流端からコンバータケース１６まで延びる第１区間Ｓ１において、コンバータケース１６から離れる向きが径方向外側となるように湾曲している。排気ダクト１４の下流端は、コンバータケース１６から離れるにつれて、上流端側に傾斜している。

【0016】

冷却システム２では、第１排気流路５０において、径方向外側を流れる冷却風の流速Ｖ１が、径方向内側を流れる冷却風の流速Ｖ２よりも速くなる。この場合、コンバータケース１６の上面１６Ａ上においても、コンバータケース１６から離れている側を流れる冷却風の流速Ｖ１が、コンバータケース１６に近い側を流れる冷却風の流速Ｖ２よりも速くなり得る。上記の構成によると、排気ダクト１４の下流端がコンバータケース１６から離れるにつれて上流端側に傾斜していることによって、コンバータケース１６から離れている側（即ち上側）を流れる冷却風の流速Ｖ１と、コンバータケース１６に近い側（即ち下側）を流れる冷却風の流速Ｖ２と、の速度差を小さくすることができる。このため、排気ダクト１４の下流端近傍で対流が発生することを抑制することができる。従って、冷却システム２の圧力損失を低減することができ、冷却システム２の冷却性能を向上させることができる。

【符号の説明】

【0017】

２：冷却システム、１０：吸気ダクト、１２：ブロワ、１４：排気ダクト、１６：コンバータケース、２０：上側プレート、２２：下側プレート、３０：上壁、３０Ａ：湾曲部、３０Ｂ：平坦部、３２：右壁、３４：左壁、３６：側縁、４０：底壁、５０：第１排気流路、５２：第２排気流路、６０：放熱フィン、Ｓ１：第１区間、Ｓ２：第２区間

【図1】

【図2】

【図3】