(57)【要約】【課題】車両の駆動および回生制動に用いる電動機に設けた冷却装置の冷却性能の向上を図る。【解決手段】電動機１，２の外殻である電動機ケース９のうち周方向の一部には冷却空間１６を設ける。冷却空間１６を設けた部分以外の周方向部分には、蓄熱部材１７を配設する。コイル１３の発熱によりコイル１３を巻回した固定子８の温度が上昇すると、冷却空間１６および蓄熱部材１７が固定子８を冷却する。【選択図】図２
2006197785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の外殻を構成する電動機ケースに、電動機を冷却する電動機冷却手段を設けた電動機の冷却装置において、
前記電動機ケースには、比熱が大きい材料からなる蓄冷部材を設け、
該蓄冷部材と、前記電動機の発熱部分と、前記電動機冷却手段との間で熱が移動するよう構成したことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記電動機ケースに、冷媒が流れる冷却空間を設けて前記電動機冷却手段としたことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動機の冷却装置において、前記電動機ケースを略円筒形状に形成し、この電動機ケースの周方向の一部には前記蓄冷部材を設け、
この電動機ケースの周方向他の部分には、該蓄冷部材に近接させて前記冷却空間を設けたことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項４】
車体の底面に前記電動機を取り付けた請求項３に記載の電動機の冷却装置において、
前記電動機ケースの下部に前記蓄冷部材を配設したことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電動機の冷却装置において、
前記冷却空間内に、前記蓄冷部材からなる壁を設けて冷却通路を形成するとともに、
該冷却通路を連続した１本の通路にして、前記電動機ケースに周方向または軸方向に往復させるよう配設したことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項６】
請求項３に記載の電動機の冷却装置において、前記の電動機ケースには前記蓄冷部材からなる壁を具えた連続した一本の冷却通路を、螺旋状に周方向に周回させて配設したことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電動機の冷却装置において、
前記電動機ケース外周に空冷フィンを複数設けて前記電動機冷却手段としたことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動機の冷却装置において、
車体の凹部に前記電動機を取り付けた姿勢で、前記蓄冷部材を該車体近傍に配置したことを特徴とする電動機の冷却装置。
【請求項９】
請求項２,７,８のいずれか１項に記載の電動機の冷却装置において、
前記電動機ケースには空間を設け、該空間を比熱が大きい流動体を封入して前記蓄冷部材を構成し、
該空間には、前記流動体を詰め替えるための栓を設けたことを特徴とする電動機の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機モータや発電機など電動機に冷媒を循環させて冷却する装置につき、この冷却性能を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車の駆動系に用いられる電動機は、発熱量が大きく、冷却装置を設ける必要がある。電動機の冷却装置の発明としては従来、例えば特許文献１に記載のようなものが知られている。特許文献１に記載のモータの冷却構造は、モータの外周に取り付けた円筒形状の電動機ケース（モータハウジング）内部に、冷却水を流すための冷却空間（冷却水通路）を設け、この冷却空間（冷却水通路）に冷却水を流すことによってモータ内部のステータを冷却するものである。冷却水路はハウジング内側に設けた内壁とハウジング外側に設けた外壁との隙間に形成される。このモータの横断面を図１１に示す。冷却空間Ａはモータ径方向に隙間を具え、図１１の左方にあるモータ左側部と、図１１の下方にあるモータ下部と、図１１で右方にあるモータ右側部と周方向にわたり広く分布する。冷却空間を図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線で断面とし、矢の方向からみた展開図を図１２に示す。このように、展開した冷却空間は矩形であり、１の隅角部には冷却水入口Ｂを、他の隅角部には冷却水出口Ｃを具える。
【特許文献１】特開２００４−２６０８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来のような冷却構造にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり電機モータをハイブリッド車両に搭載する場合等、レイアウト上の制約からモータ外周部分の形状変更や縮小を余儀なくされることがある。この場合、外周方向にわたり広く分布するよう冷却水路を配設することが不可能になる。
また、図１１に示すように、モータ上方にフロアトンネルが近接配置されている場合には、レイアウト上の制約から冷却水入口と冷却水出口とをモータ上部に取り付けることができない。したがって、冷却空間をモータ上部に配設することができず、冷却性能の向上を図ることができない。
【０００４】
また、モータの軸長が長い場合や、モータの径が大きい場合には、図１２に示す矩形の冷却空間で、矢で示すように冷却水の流量が大きい部分と、破線楕円で示すように冷却水が殆ど流れずによどんで滞留する部分とが生じ、冷却効率が悪化する。あるいは図１２に示すような出入口Ｂ，Ｃの配設箇所に代えて、図１３に示すような配設箇所に出入口Ｂ，Ｃを変更したとしても、依然として冷却水がよどむ部分が生じてしまう。
【０００５】
さらにまた、冷却水の設計流量は、モータの発熱が最大となる条件に合わせて常時一定流量になるよう設定されているのに対し、通常の走行シーンにおいてモータの発熱が最大となることは多くない。このため、通常の走行では必要以上に多くの冷却水をモータに供給していることとなり、燃費が悪化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した周方向に広く冷却空間を配設することができないという問題や、冷却効率が悪化するという問題や、燃費が悪化するという問題を悉く解消して、効果的にモータを冷却することができる冷却装置を提案することを目的とする。
【０００７】
この目的のため本発明による回転電機の冷却装置は、請求項１に記載のごとく、
電動機の外殻を構成する電動機ケースに、電動機を冷却する電動機冷却手段を設けた電動機の冷却装置において、
前記電動機ケースには、比熱が大きい材料からなる蓄冷部材を設け、
該蓄冷部材と、前記電動機の発熱部分と、前記電動機冷却手段との間で熱が移動するよう構成したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
かかる本発明の冷却装置によれば、蓄冷部材を配設することにより、コイルの発熱量が過渡的に増大しても、蓄冷部材が熱を吸収して冷却効率の悪化を回避することができる。
また、コイルなど発熱部分からの発熱量が増大すると、蓄冷部材が熱を吸収するため、冷媒の設計流量をモータの発熱が最大となる条件に合わせる必要がなくなり、冷却水を供給するポンプの出力を省力化して燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の実施例になる冷却装置を具えた電動機を、冷却通路の配置とともに示す全体構成図である。
ハイブリッド車両や電機自動車のおいて力行運転および回生運転するために用いられる２つの電動機１，２と、これら電動機１，２に電力を供給するインバータ３とを、１系統の冷却通路を構成する冷却水路４で直列に接続する。冷媒にはオイルより冷却能力の高い冷却水（不凍液）を用いる。さらに冷却水路４上には、冷却水を循環させるためのポンプ５と、冷却水を放熱させるためのラジエータ６を挿置する。これにより、冷却水が電動機１，２とインバータ３とを順次冷却する。
【００１０】
図２は本発明の第一実施例になる電動機１，２の固定子８側を軸直角方向に切断して示す横断面図である。また図３は電動機１，２を図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線で断面とし、矢の方向から見て示す展開縦断面図であり、図４は電動機１，２を図２中のＩＶ−ＩＶ線で断面とし、矢の方向から見て示す展開図である。また図５は、電動機１，２と斜め外方からみた斜視図である。
電動機１，２は、回転子７と固定子８と電動機ケース９から構成され、図示しないブラケットを介して車体底面を区画するトンネル形状のフロアトンネル１０に収まるよう取り付けられる。電動機１，２の軸中心には、出入力シャフト１１が延在し、この出入力シャフト１１の全周には回転子７を同軸一体に結合する。出入力シャフト１１は、力行運転時には駆動トルクを出力し、回生運転時にはトルク入力される。
鋼板を円筒形状に積層した回転子７の軸中心には、回転方向の力を出入力するためのシャフト１１を一体に結合する。回転子７の内部には図示しない永久磁石を配設する。回転子７の外周面には、鋼板を中空円筒形状に積層した固定子８の内周面を対向させる。固定子８の内周面には、複数のティース１２，１２・・・を軸中心へ向けて立設する。これによりティース１２は周方向等間隔に櫛歯状に配列し、各ティース１２，１２・・にはコイル１３を巻回する。
【００１１】
中空円筒形状の固定子８の外周面には、電動機ケース９を取り付ける。電動機１，２のフレームを構成する電動機ケース９は両端を開口とした略円筒形状である。このうち一端を閉塞する円盤形状のケースカバー１４の中心には出入力シャフト１１を貫通させるとともに、ケースカバー１４が軸受を介して出入力シャフト１１の一端側を回転自在に枢支する。また、電動機ケース９他端の開口箇所には円盤形状のケースカバー１５を取り付け、電機モータ１、２内部を閉塞する。ケースカバー１５の中心には出入力シャフト１１を貫通させるとともに、ケースカバー１５が軸受を介して出入力シャフト１１の他端側を回転自在に枢支する。
【００１２】
さらに電動機ケース９内には、電動機１，２の径方向に隙間を設け、この隙間を周方向および軸方向の両端１４，１５にわたり分布させて冷却空間１６とする。
展開した冷却空間１６は、図４に示すように矩形になる。矩形の一隅には冷却水が流入するための冷却水入口１６ｉを接続する。また他の隅には冷却水が流出するための冷却水出口１６oを接続する。これら出入口１６i，１６oには冷却水路４を接続する。これにより冷却空間１６は冷却水を貯めることができる。
【００１３】
なお、図２に示すように、フロアトンネル１０と出入口１６i，１６oが干渉しないよう、出口１６iと入口１６oを周方向に離間して配置する。例えば入口１６iを電動機ケース９の径方向一側部に、出口１６oを他側部に配置する。そして、これら出入口１６i，１６o間には、例えば電動機ケース９の径方向両側部および下部の周方向略３／４周にわたって冷却空間16を配設する。図５に示すように蓄冷部材１７は軸方向の両端１４，１５にわたり分布する。
【００１４】
残りの上部略１／４周には、蓄冷部材１７を配設する。蓄冷部材１７は、図５に示すように軸方向の両端１４，１５にわたり分布する。蓄冷部材１７には、ポリビニルアルコールなど比熱が大きい材料を用いる。この実施例では、電動機ケース９内に径方向の隙間を設け、この隙間を周方向および軸方向に分布させた空間にポリビニルアルコールを封入して蓄冷部材１７を構成する。
【００１５】
次にこの実施例の冷却装置の機能について説明する。
電動機１，２の出入力シャフト１１に結合した７が回転すると、コイル１３が発熱し、回転子７および固定子８の温度が上昇する。そこで、ポンプ５を作動させて、電動機１，２の冷却空間16に冷却水を流すと、冷却空間１６が、固定子８から熱を吸収し、電動機１，２の温度を全体的に降下させる。
同時に、比熱が大きい材料からなる蓄冷部材１７が固定子８から熱を吸収し、回転子７および固定子８の温度を全体的に降下させる。また図２に示すように、冷却空間１６の周方向縁と蓄冷部材１７の周方向縁が近傍に配設されることから、冷却空間１６が上記吸熱した蓄冷部材１７から熱を吸収する。
【００１６】
次にこの実施例の冷却装置の効果について説明する。
図６は、通常の走行状態（シーン）におけるこの実施例の電動機１，２の発熱量と温度とを示すタイムチャートであり、比較のため、図１１〜１３に示す従来例の電動機温度を付す。
電動機１，２の発熱が過渡的に増大すると、（図６中、２箇所）細線で示す従来の冷却装置を具えた電動機温度は急激に上昇し、制限温度Tuに達する。したがって従来例では過渡的に発熱量が大きくなる走行状態を長時間許容することができない。
これに対し、同じ発熱量のもとでは、太線で示す本発明の冷却装置を具えた電動機温度は穏やかに上昇し、また制限温度Tuに達することがない。蓄冷部材17が回転子７および固定子８から熱を吸収するためである。したがって、本発明の冷却装置を具えることにより従来例よりも電動機の冷却性能を改善することができ、過渡的に発熱量が大きくなる走行状態を長時間許容して、車両の過渡的な動力性能が向上する。
【００１７】
なお、過渡的に発熱量が大きくなる走行状態の終了後は、蓄冷部材17を含めた電動機１，２の温度が緩やかに下降し、従来の電動機温度と一致する。
【００１８】
また本発明の冷却装置を具えることで、従来例よりも電動機発熱量の上限値を緩和することができる。
図７は、この実施例の電動機１，２が制限温度に達するシーンにおける発熱量と温度とを示すタイムチャートであり、比較のため、上記図６中に太線で示した通常の走行状態（シーン）における電動機発熱量および電動機温度を付す。
つまり、電動機温度が一点鎖線のように制限温度Tuまで上昇することを許容すると、電動機発熱量を一点鎖線のように従来例よりも大きくすることが可能になる。したがって、数秒から数分までの電動機の最大出力トルクを増大させることが可能になり、牽引重量が大きい状態で連続的に登坂路を上るといった、最も冷却能力を必要とする走行状態にも好適に対応して、走行性能が向上する。
【００１９】
次に本発明の他の実施例について説明する。この実施例では、基本構成については上述した第一実施例と同様とし、蓄冷部材の周方向位置を変更するものである。上述した第一実施例と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略し、異なる部分については新たに符号を付して説明する。
図８は電動機21の固定子８側を軸直角方向に切断して示す横断面図である。電動機ケース９の径方向下部には、上述の蓄冷部材１７と同じ形状の蓄冷部材２７を、周方向略１／４周にわたって配設する。フロアトンネル１０と出入口２６i，２６oが干渉しないよう、電動機ケース９の径方向両側部には、冷却水入口２６ｉと冷却水出口２６oをそれぞれ配置する。展開した形状が矩形となる冷却空間２６の隅角部には、出口２６iと入口２６oを接続する。例えば電動機ケース９の径方向両側部および上部の周方向略３／４周にわたって冷却空間16を配設する。
つまり、この電動機21は、電動機１，２を、上下逆にして、フロアパネル10下方に取り付けたものであり、これらは実質的には同様の構成である。
【００２０】
次にこの実施例の冷却装置の機能および効果について説明する。
蓄冷部材２７は車両底面下に位置することから、走行中は走行風に晒され、蓄冷部材が冷却水のみならず走行風によってさらに冷却される。
したがって、過渡的な電動機発熱量の上限値を第一実施例より許容して高出力駆動が可能となり、過渡的に発熱量が大きくなる走行状態をより長時間実現することができ、車両の過渡的な動力性能がより向上する。
なお、図示はしなかったが、ケースカバー１４，１５の下部にも蓄冷部材を配置することにより、車両の過渡的な動力性をより向上させることができること勿論である。
【００２１】
次に本発明の別の実施例について説明する。この実施例では、基本構成については上述した各実施例と同様としつつ、蓄冷部材の形状および配置に工夫を加えたものである。上述した各実施例と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略し、異なる部分については新たに符号を付して説明する。
図９は電動機ケース９に設けた冷却空間の展開図である。この実施例では、蓄冷部材からなる壁を冷却空間１６，２６内に設けて、冷却空間１６，２６内に冷却水が流れる連続した１本の冷却水路を形成する。
【００２２】
すなわち、冷却空間１６（２６）には、上述の蓄冷部材１７（２７）と異なる形状の蓄冷壁３７をモータ１，２の軸方向に複数平行に設け、蓄冷壁３７の一端３７aを冷却空間１６（２６）の縁部に接着し、他端３７ｂを冷却空間１６（２６）の縁部から離間させて隙間を設ける。この配列を、互い違いに繰り返して入口16i、26iと出口16o，26oとを結ぶ１本の冷却水路３６を形成する。かくして、冷却水路３６をモータ１，２の軸方向に沿って往復するような形状で配設する。
【００２３】
次にこの実施例の冷却装置の機能および効果について説明する。
この実施例では、冷却水路３６を連続した１本の通路にして冷却空間16（２６）内を往復するよう張り巡らせたため、冷却水が冷却空間１６（２６）の隅々まで行き渡る。したがって、図１２および図１３の従来例で示すような冷却水の滞留が生じず、冷却効率を改善することができる。
なお、冷却水路３６の往復方向と、蓄冷壁３７の延在方向は、電動機１，２の軸方向または周方向いずれであってもよい。
【００２４】
図９に示すように冷却水路３６を冷却空間16（２６）で往復するよう張り巡らせた実施例の他、冷却水路を電動機ケース９の全周で螺旋状に周回するよう配設するものであってもよい。この場合、電動機ケース９の内部で蓄冷壁４７を周方向に螺旋状に周回するよう配設することで、隣り合う蓄冷壁４７間で１本の冷却水路４６を形成する。冷却水路４６の両端には冷却水の入口４６ｉと冷却水の出口４６ｏをそれぞれ設ける。螺旋状の冷却水路４６を、電動機１，２の周方向に展開すると図１０に示すようなものとなる。
この実施例においても、冷却水路４６を連続した１本の通路にして電動機ケース９内を螺旋状に周回するよう張り巡らせたため、冷却水が電動機ケース９の全周に行き渡る。したがって、図１２および図１３の従来例で示すような冷却水の滞留が生じず、冷却効率を改善することができる。
【００２５】
次に本発明の他の実施例について説明する。この実施例では、冷却空間16,26や冷却水路36,46の代わりに空冷フィンを設けた空冷の電動機とする。図１４は、この空冷電動機51を軸直角方向に切断して示す横断面図である。また、図１５は、この空冷電動機51を、軸を含む面で断面して示す縦断面図である。前述した電動機１，２と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略し、異なる部分については新たに符号を付して説明する。
電動機ケース59は空冷電動機51の外殻を構成する。この電動機ケース59の外周面には複数の空冷フィン53を周方向等間隔に立設する。空冷フィン53は外界へ向けて径方向に突出し、軸方向方向に延在する。ただし、この電動機ケース59をフロアトンネル10下方に取り付けた姿勢における電動機ケース59上部には、空冷フィンを設けない。理由は、フロアトンネル10は車体の凹部を形成し走行風の流れが悪いところ、電動機ケース59上部がフロアトンネル10に内在するレイアウト構成では、走行風による空冷の効果が少ないためである。その代わり、電動機ケース59上部には、蓄冷部材57を配置する。
【００２６】
蓄冷部材57としては、エチレングリコール水溶液などの液体を用い、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリマー材料に含浸させて、電動機ケース59に設けた凹部59oに収納する。凹部59oには蓋59fを設け、蓄冷部材57を密封する。図１４，１５に示すように、蓄冷部材57はフロアパネル10と平行に位置し、空冷電動機51とフロアパネル10との隙間空間をなるべく大きく利用する。
【００２７】
次に本発明の他の実施例について説明する。この実施例では、電動機ケースの全外周に亘り空冷フィンを設ける。図１６は、この空冷電動機61の固定子８側を軸直角方向に切断して示す横断面図である。前述した空冷電動機51と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略し、異なる部分については新たに符号を付して説明する。電動機ケース69は空冷電動機61の外殻を構成する。この電動機ケース69の外周面には全周に複数の空冷フィン53を周方向等間隔に立設する。そして、この電動機ケース69をフロアトンネル10下方に取り付けた姿勢における電動機ケース69上部には、前述した図２に示す蓄冷部材17を配置する。なお、この実施例の固定子およびコイルは、前述した固定子７およびコイル13と同一であるため、図を省略する。
【００２８】
次に本発明の他の実施例について説明する。この実施例では、電動機ケースに蓄冷部材を交換するための2本のプラグを設ける。図１７は、この空冷電動機71の固定子８側を軸直角方向に切断して示す横断面図である。前述した空冷電動機51と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略し、異なる部分については新たに符号を付して説明する。電動機ケース79は空冷電動機71の外殻を構成する。この電動機ケース79をフロアトンネル10下方に取り付けた姿勢における電動機ケース79上部には、空冷フィン53を立設しないが、電動機ケース79上部以外の外周面には複数の空冷フィン53を周方向等間隔に立設する。電動機ケース79上部には、フロアパネル10と平行に凹部79oを配設して、凹部79o内に蓄冷部材77を充填する。蓄冷部材77としては例えばエチレングリコール水溶液などの液体とし、前述した蓄冷部材57と、基本的には同じ機能を具える。凹部79oには蓋79ｆを設け、蓄冷部材77を密封する。
【００２９】
さらに、凹部79oの一部、少なくと２箇所、を電動機ケース79周方向に沿って側部に拡張する。この拡張は、電動機ケース79をフロアトンネル10下方に取り付けた姿勢において、電動機ケース79とフロアトンネル10との隙間の端部に至るまで、つまり、後述の詰め替え作業を行う作業者が作業可能な位置まで、凹部79oの拡張部79kを拡張する。
拡張部79kには、蓄冷部材を詰めるための入口プラグ72と、古くなった蓄冷部材を排出するための出口プラグ73とを夫々接続する。これらプラグ72,73は通常は閉塞しておき、蓄冷部材を凹部79oに密封しておく。蓄冷部材が劣化し所要の蓄冷効果を果たさなくなると、詰め替え作業を行う。なお、この実施例の固定子およびコイルは、前述した固定子７およびコイル13と同一であるため、図を省略する。
【００３０】
次に、これら実施例の冷却装置の機能および効果について説明する。
車体の底面の一部をなすフロアトンネル１０が、車両前後方向に延在する車両においては、走行風が空冷フィン53と平行に流れるため、電動機ケース59，69,79の下部を効率よく冷却することができる。
【００３１】
さらに、空冷電動機51,61,71の出力が中ぐらいの状態における熱の流れにつき、空冷電動機61を代表して図１６左半分に、矢で示すと、固定子８で発生した熱は、電動機ケース69へ移動し、電動機ケース69の外周面や、空冷フィン53から外界へ放出される。また、電動機ケース69に設けた蓄冷部材17へ移動した熱は、蓄冷部材17から電動機ケース69を伝って電動機ケース69下部の空冷フィンで外界へ放出される。
特に、車両走行中にあっては、走行風が電動機ケース69下部の空冷フィン53、53・・・から多くの熱を奪熱する。ここでいう電動機出力が中ぐらいの状態とは、図６下段や、図７下段に実線で示す電動機発熱量が平らな一定量の状態であって、連続的に表れ、一定速走行時の電動機発熱量を発熱する。
【００３２】
これに対し、空冷電動機51,61,71の出力が過渡的に大きくなる状態における熱の流れにつき、空冷電動機61を代表して図１６右半分に、矢で示すと、固定子８で発生した熱は、電動機ケース69へ移動し、電動機ケース69の外周面や、空冷フィン53から外界へ放出される。また、電動機発熱量が過渡的に増大するため、空冷フィン53で放出しきれなかった熱は、電動機ケース69を伝って電動機ケース69上部の蓄冷部材17に吸熱される。ここでいう電動機出力が過渡的に大きくなる状態とは、図６下段や、図７下段に表れた電動機発熱量が一時的にピークとなる状態であって、過渡的に現れ、加速走行時の電動機発熱量を発熱する。
【００３３】
この後、電動機51,61,71は再び中ぐらいの出力で運転し、熱の流れが図１６左半分になると、蓄例部材17は放熱し、その温度が低下する。
【００３４】
したがって、その実態構成を図には示さなかったが蓄冷部材57,17,77を具えず空冷フィン53のみを具えた従来の空冷電動機にあっては、その電動機温度を図６上段に細線で示すと、発熱量が過渡的に大きくなる高出力時は、従来の空冷電動機では、制限温度Tuに直ぐに達してしまうという問題があった。この結果、例えば車両が平坦路を加速走行後に、登坂路を一定速走行し、再び平坦路で加速走行するといった高出力で連続して走行することができないという問題があった。
【００３５】
しかし、本実施例の空冷電動機51,61,71にあっては、その電動機温度を図６上段に太線で示して比較すると、出力が過渡的に大きくなっても電動機51,61,71で発生した熱が蓄冷部材57,17,77に向かうため、電動機51,61,71は制限温度Tuに直ぐに達せず、従来の空冷電動機よりも電動機温度の最大値を下げることができる。この結果、発熱量が過渡的に大きくなる高出力状態の持続時間を長くすることが可能となり、高出力で連続して走行することができるようになる。  したがって、この実施例においても図６に示すように通常の運転では、制限温度Tuに達することがない。
【００３６】
あるいは、図７上段に太線で示すように、電動機51,61,71は制限温度Tuに直ぐに達しないことから、図７に一点鎖線で示すように、電動機発熱量のピークが大きくなることを許容して、過渡的な最大出力を大きくすることが可能となり、車両の過渡的な動力性能を向上することができる。
【００３７】
このように、上記各実施例では、 電動機1,2,21,51,61,71の外殻を構成する電動機ケース9,59,69,79に、電動機1,2,21,51,61,71を冷却する電動機冷却手段を設けるとともに、電動機ケース9,59,69,79には、比熱が大きい材料からなる蓄冷部材17,27,37,47,57,77を設け、蓄冷部材17,27,37,47,57,77と、電動機の発熱部分である固定子８およびコイル13と、電動機冷却手段との間で熱が移動するよう構成したことから、
電動機1,2,21,51,61,71の出力が過渡的に大きくなって固定子８およびコイル13の発熱量が過渡的に増大する場合には、蓄冷部材17,27,37,47,57,77が熱を吸収し、コイルの発熱量が過渡的に増大しても、冷却効率の悪化を回避することができる。
また、図６に示すように、従来例よりも電動機温度の最大値を下げることができるため、冷媒の設計流量をモータの発熱が最大となる条件に合わせる必要がなくなり、冷却水を供給するポンプの出力を省力化して燃費を向上させることができる。
【００３８】
ここでいう電動機冷却手段とは、例えば図２，８に示すように、電動機ケース９に冷媒が流れる冷却空間１６，２６を設け、図１に示す回路を用いて該冷却空間１６，２６に冷媒を流す構成をいう。
したがって、レイアウトの都合上、電動機ケースの外周方向全周に亘り分布するよう冷却水路を配設することが不可能な場合でも、冷却性能の悪化を回避することができる。そして、図６に示すように電動機温度が急上昇して制限温度Tuに達することを抑制し、車両の過渡的な動力性能を向上させることができる。
さらにまた、ポンプ５の設計流量を、モータの発熱が最大となる条件よりも低い実用域に合わせて設定することが可能となり、ポンプ５の消費エネルギーを低減して、燃費が向上する。
【００３９】
具体的には、電動機ケース９を略円筒形状に形成し、この電動機ケース９の周方向の一部には、蓄冷部材１７または２７を設け、この電動機ケースの周方向他の部分には、蓄冷部材１７，２７に近接させて冷却空間１６を設けて、コイル１３の発熱量が増大するシーンでは蓄冷部材１７，２７が冷却空間１６と相俟って、熱を吸収する。なお、蓄冷部材はこの実施例のように一個所に配置してもよい他、複数箇所に分割配置してもよいこと勿論である。
【００４０】
また、上記他の実施例では、電動機ケース９の下部に蓄冷部材２７を配設したことから、走行風によって蓄冷部材２７をさらに冷却することが可能となり、車両の過渡的な動力性能をより向上させることができる。
【００４１】
また、上記別の実施例では、電動機ケース９に蓄冷壁３７，４７によって形成された冷却水路３６，４６を設けるとともに、冷却通路３６，４６を連続した１本の通路にして、前記電動機ケースに往復状（図９）または螺旋状（図１０）に張り巡らせるよう配設したことから、冷却水が滞留することなく電動機ケース９の全周に行き渡り、冷却効果を向上させることができる。
また、蓄熱壁３７，４７を冷却水によって効果的に冷却することが可能になり、車両の過渡的な動力性能をより向上させることができる。
【００４２】
電動機冷却手段は、上記の冷媒を用いる構成の他、空冷フィン53を設けて空冷としてもよい。
【００４３】
さらに上記他の実施例では、図14,16,17に示すように車体底面の凹部をなすフロアトンネル10内に空冷電動機51,61,71を取り付けた姿勢で、蓄冷部材57,17,77をフロアトンネル10近傍に配置したことから、走行風が小さいフロアトンネル10と電動機ケース59,69,79上部との隙間を有益に利用しつつ、走行風が大きい電動機ケース59,69,79下部で電動機の発熱を効率よく放熱することができる。
【００４４】
また、上記他の実施例では、図17に示すように電動機ケース79には凹部79oと蓋59fで囲まれた空間を設け、この空間をエチレングリコールなど比熱が大きい流動体で充填することにより蓄冷部材77を構成し、この空間には、この流動体を詰め替えるための入口プラグ72と、排出するための出口プラグ73とを設けたことから、蓄冷部材77が所望の吸熱効果を果たさず劣化した場合には、容易に蓄冷部材77の交換をすることができる。特に、蓄冷部材77をフロアトンネル10内に配置する実施例にあっては、交換作業の効率を大きく向上させることができる。
【００４５】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例になる冷却装置を具えた電動機を、冷却通路の配置とともに示す全体構成図である。
【図２】同実施例の冷却装置を軸直角方向に切断して示す横断面図である。
【図３】同実施例の冷却装置を図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線で断面とし、矢の方向から見て示す展開縦断面図である。
【図４】同実施例の冷却装置を図２中のＩＶ−ＩＶ線で断面とし、矢の方向から見て示す展開図である。
【図５】同実施例の冷却装置について通常の走行状態における発熱量と温度とを示すタイムチャートである。
【図６】同実施例の冷却装置を具えた電動機を、斜め外方からみた斜視図である。
【図７】同実施例の電動機が制限温度に達する走行状態における発熱量と温度とを示すタイムチャートである。
【図８】他の実施例になる冷却装置を軸直角方向に切断して示す横断面図である。
【図９】別の実施例になる冷却装置の展開図である。
【図１０】別の実施例になる冷却装置の展開図である。
【図１１】従来例の冷却装置を具えた電動機を、軸直角方向に切断して示す横断面図である。
【図１２】同従来例の冷却装置を図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線で断面とし、矢の方向から見て示す展開図である。
【図１３】従来例の冷却装置を図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線で断面とし、矢の方向から見て示す展開図である。
【図１４】他の実施例になる冷却装置を軸直角方向に切断して示す横断面図である。
【図１５】同実施例の冷却装置を軸を含む面で切断して示す縦断面図である。
【図１６】他の実施例になる冷却装置を軸直角方向に切断して示す横断面図である。
【図１７】他の実施例になる冷却装置を軸直角方向に切断して示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，２，２１  水冷電動機
７  回転子
８  固定子
９  電動機ケース
１３  コイル
１６，２６  冷却空間
１７，２７  蓄冷部材
３６，４６  冷却水路
３７，４７  蓄冷壁
５１，６１，７１  空冷電動機
５７，７７  蓄冷部材
７２  詰め替え用入口プラグ
７３  詰め替え用出口プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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