(57)【要約】【課題】配線スペースが少なくかつ熱環境の悪い場所においても、既存の冷却装置を用いて効率よく冷却が行え、しかも、電磁ノイズを除去することによって電力ケーブルの細径化を図り、省スペース、複雑配線、部品点数削減、組み付け工数削減を実現する。【解決手段】電力ケーブル２１は、ハウジング２２に収納されている。ハウジング２２と電動機４（ａ）の中間には冷却装置６が設置されている。冷却装置６は、ハウジング２２と接する箇所において冷却溝２３を形成している。ハウジング２２は、この冷却溝２３を塞ぐ形で冷却装置６と接合されており、蓋の役目を果たしている。このように冷却装置６とハウジング２２によって形成された冷却路２４の内部には、ラジエータ７から冷却水が供給される。供給された冷却水は、電動機４（ａ）とハウジング２２内の電力ケーブル２１の熱をともに奪うことができる。【選択図】        図３
2004148984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と電力供給源とを電気的に接続する電力ケーブルと、
電動機を冷却する冷却装置と、
冷却装置に冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、
電力ケーブルと冷却装置とが近接する箇所において、電力ケーブルを収納するハウジングと、から構成され、
冷却装置は、ハウジングと接する箇所において冷却溝を形成するとともに、
ハウジングの一部は冷却溝の蓋を構成し、
この冷却溝と蓋を接合することによって冷却路を構成し、
冷却流体供給手段からの冷却流体を冷却路に供給することによって、
電動機とハウジング内に収納された電力ケーブルとを共通して冷却することを特徴とする電力ケーブルの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力ケーブルの冷却装置において、
前記ハウジングは、その一部が電力ケーブルの外周面に密着して形成されており、
電力ケーブルとハウジング間の接触面積を大きく確保することによって冷却効率を高めることを特徴とする電力ケーブルの冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力ケーブルの冷却装置において、
前記ハウジングと電力ケーブルとの間の空間に熱伝導性物質を充填することによって冷却効率を高めることを特徴とする電力ケーブルの冷却装置。
【請求項４】
電動機と電力供給源とを電気的に接続する電力ケーブルと、
電動機を冷却する冷却装置と、
冷却装置に冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、
電力ケーブルと電動機とが近接する箇所において、電力ケーブルを収納するハウジングと、から構成され、
前記ハウジングは電動機に取り付けられ、
冷却流体供給手段からの冷却流体をハウジング内部に分岐供給することによって、
電動機とハウジング内に収納された電力ケーブルとを共通して冷却することを特徴とする電力ケーブルの冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力ケーブルの冷却装置において、
前記ハウジング内部を連通し、電力ケーブルを収納してハウジングの外部に導出する中空の電線管を備えることを特徴とする電力ケーブルの冷却装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力ケーブルの冷却装置において、
前記ハウジングは、導電性材料からなり、電力ケーブルから発生する電磁ノイズを除去する構造を備えることを特徴とする電力ケーブルの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力ケーブルの冷却装置に関し、特に、冷却装置を備えた電動機における電力ケーブルの冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブルに電流を流すと、電気抵抗によって発熱し、単位時間当たりの発熱量は電力ケーブルを流れる電流に比例して大きくなる。このため、高電圧大電流の流れる電力ケーブルは発熱し易く、許容電流密度が低下し、電流容量が小さくなるため、電力ケーブルを冷却する必要がある。
【０００３】
従来の技術として、冷却管をケーブルの両脇に配し、その冷却管に冷却水を流すことで電力ケーブルの熱を奪い電力ケーブルを冷却する装置が提案されている。例えば、送電により発熱した電線を冷却する電線冷却装置において、前記電線に接触するように添わせて配設した冷媒用導管と、前記冷媒用導管中に冷媒を供給する冷媒供給装置と、から成ることを特徴とする電線冷却装置（特許文献１参照）や、布設された電力ケーブルに沿って近設された冷却管に冷媒を循環することによって前記電力ケーブルを冷却する冷却装置（特許文献２参照）がある。
【０００４】
さらに、電力ケーブルを冷却ジャケットで被うことによって電力ケーブルを冷却する装置として、例えば、電力ケーブル接続部を冷却する電力ケーブル接続部冷却装置において、前記電力ケーブル接続部の表面の凹凸に倣って変形する柔  軟性を有する冷却ジャケットが該電力ケーブル接続部の表面に着脱自在に被せられ、前記冷却ジャケットの外面を保護する分割型の保護ケースが前記電力ケーブル接続部に装着されていることを特徴とする電力ケーブル接続部冷却装置（特許文献３参照）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３２１０５５号公報  （第２−３頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−０９２６７４号公報  （第１図）
【特許文献３】
特開平９−４６８８２号公報  （第２−３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術のような電力ケーブルの冷却装置では、冷却管又は冷却ジャケットを電力ケーブルの周囲に配置しなければならず、狭いスペースに電力ケーブルを配線することが不可能であるという問題点がある。また、複雑な配線を行った場合には、電力ケーブルと冷却管又は冷却ジャケットとの密着を保つことが困難であるという不都合も生じる。
【０００７】
さらに、電力ケーブルから発生する電磁ノイズは、電力ケーブルにシールドを施すことにより低減しているため、電力ケーブルの細径化ができず、省スペース及び複雑配線がより困難になるという問題点がある。
【０００８】
またさらに、別途冷却管又は冷却ジャケットのための冷却塔が必要なため、設置スペースが拡大すると共に、部品点数、組み付け工数が増大するという問題点がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、配線スペースが少なくかつ熱環境の悪い場所においても、効率よく冷却が行えることで電力ケーブルの細径化が可能となり、しかも、電磁ノイズを除去することによって、省スペース、複雑配線を実現することにある。さらに、電動機の冷却に使用している冷却装置を電力ケーブルの冷却にも使用することによって、部品点数、組み付け工数を削減することができる電力ケーブルの冷却装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明に係る電力ケーブルの冷却装置は、電動機と電力供給源とを電気的に接続する電力ケーブルと、電動機を冷却する冷却装置と、冷却装置に冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、電力ケーブルと冷却装置とが近接する箇所において、電力ケーブルを収納するハウジングと、から構成され、冷却装置は、ハウジングと接する箇所において冷却溝を形成するとともに、ハウジングの一部は冷却溝の蓋を構成し、この冷却溝と蓋を接合することによって冷却路を構成し、冷却流体供給手段からの冷却流体を冷却路に供給することによって、電動機とハウジング内に収納された電力ケーブルとを共通して冷却することを特徴とする。
【００１１】
また本発明の一態様において、前記ハウジングは、その一部が電力ケーブルの外周面に密着して形成されており、電力ケーブルとハウジング間の接触面積を大きく確保することによって冷却効率を高めることを特徴とする。
【００１２】
さらにまた本発明の一態様において、前記ハウジングと電力ケーブルとの間の空間に熱伝導性物質を充填することによって冷却効率を高めることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る電力ケーブルの冷却装置は、電動機と電力供給源とを電気的に接続する電力ケーブルと、電動機を冷却する冷却装置と、冷却装置に冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、電力ケーブルと電動機とが近接する箇所において、電力ケーブルを収納するハウジングと、から構成され、前記ハウジングは電動機に取り付けられ、冷却流体供給手段からの冷却流体をハウジング内部に分岐供給することによって、電動機とハウジング内に収納された電力ケーブルとを共通して冷却することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の一態様において、冷却流体供給手段からの冷却流体を内部に分岐供給される前記ハウジングは、ハウジング内部を連通し、電力ケーブルを収納してハウジングの外部に導出する中空の電線管を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた本発明の一態様において、前記ハウジングは、導電性材料からなり、電力ケーブルから発生する電磁ノイズを除去する構造を備えることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
以下、本発明の実施の形態１による電力ケーブルの冷却装置を図１〜４に基づいて説明する。この実施の形態１では、ハイブリッド自動車に装備する場合の電力ケーブルの冷却装置を例示している。
【００１７】
図１は、ハイブリッド自動車の全体構成例を示す図である。一般に、ガソリンエンジンのみで駆動する自動車のエネルギー効率は、出力が大きな領域で最高効率を得られるが、アイドリングや低速走行時には、エネルギー効率が極端に低下する。ハイブリッド自動車は、ガソリンエンジンと電動機という特性の異なる２種類の動力源を備え、状況に応じて駆動源を最適に組み合わせて走行し、トータルの燃費向上を図っている。図１はこのようなハイブリッド自動車のうち、一般的なＦＦ車の構成を示している。フロント側にエンジン１、インバータ２、コンバータ３、ハイブリッド用トランスミッションアッセンブリー４等を搭載している。また、リア側にはハイブリッド用バッテリー５等が搭載されている。ここで、図示しないが、ハイブリッド用トランスミッションアッセンブリー４には、電動機、ジェネレーター、動力分割機構、減速機が含まれており、従来のガソリンエンジンのみで駆動する自動車に比べ、フロント側に収納しなければならない機器が増大している。
【００１８】
上述の機器をフロント側スペースに収納するために、ハイブリッド自動車では、図２に例示すような冷却構造が採られている。特に、熱源となる電動機４（ａ）や発電機４（ｂ）には、冷却装置６が設けられている。冷却装置６には、ラジエータ７からポンプ８を駆動源として冷却水が供給され、この冷却水が電動機４（ａ）や発電機４（ｂ）の熱を奪って循環している。
【００１９】
ここで、近年の需要者の趣向や安全性の確保、環境への配慮等から、コンパクトな外形と広い室内空間、良好な乗降性、燃費の向上等が求められており、駆動設備のさらなるコンパクト化が求められるようになっている。この駆動設備のさらなるコンパクト化を実施するには、これまで冷却の必要がなかった電力ケーブルを電動機４（ａ）や発電機４（ｂ）、排気管（図示せず）等の熱源近傍に複雑配線する必要が発生した。さらに、電力ケーブルから発生する電磁ノイズを除去しつつ、細径化を図ることも要求されている。
【００２０】
しかし、前述の冷却装置６では、複雑配線された電力ケーブルを十分に冷却することはできない。また、従来の技術で説明した新たな冷却機構を設けることは、搭載する機器や部品点数を増加させ、コンパクト化の要求に反することになる。
【００２１】
以上の要求から、本発明の実施の態様１は、これまで冷却の必要がなかった電力ケーブルについて、複雑配線、細径化、電磁ノイズ除去を可能としつつ、効率良い冷却装置を提供するものである。以下、実施の態様１について、図３を用いて詳説する。
【００２２】
図３は、本発明に係る電力ケーブルの冷却装置の実施例を示す図である。電動機４（ａ）と電力供給源（図示せず）とを電気的に接続する電力ケーブル２１は、ハウジング２２に収納されている。ハウジング２２と電動機４（ａ）の中間には冷却装置６が設置されている。冷却装置６は、ハウジング２２と接する箇所において冷却溝２３を形成している。ハウジング２２は、この冷却溝２３を塞ぐ形で冷却装置６と接合されており、蓋の役目を果たしている。このように冷却装置６とハウジング２２によって形成された冷却路２４の内部には、ラジエータ７から冷却水が供給される。供給された冷却水は、電動機４（ａ）とハウジング２２内の電力ケーブル２１の熱をともに奪うことができる。つまり、実施の態様１によれば、既存の電動機４（ａ）の冷却装置６を流用して電力ケーブル２１を冷却することができるため、新たな冷却装置を増設する必要がない。
【００２３】
電力ケーブル２１を収納するハウジング２２は、例えば、図４に示されている形状をとることが好ましい。図４に示されているハウジング２２の形状は、冷却路２４の蓋を構成しているハウジング面２２（ｂ）の内側と電力ケーブル２１の外周面が密着するように形成されている。このような形状とすることにより、電力ケーブル２１とハウジング２２間の接触面積を大きく確保することができ、電力ケーブル２１の冷却効率を高めることができる。
【００２４】
また、前記ハウジング２２は、電力ケーブル２１との間の空間に熱伝導性物質を充填することによって冷却効率を高めることが可能である。熱伝導性物質としては、例えば、シリコーンゴムやシリコーングリス、グラファイト等が考えられるが、熱伝導性の高い物質であればどの様なものであっても良い。
【００２５】
なお、ハウジング２２には、熱伝達率が高くかつ導電性を有する材質を採用することが望ましい。熱伝達率の高い材質であれば、電力ケーブル２１を効率よく冷却することが可能となるからである。また、導電性材料であれば、ハウジング２２をアース接続することによって、電力ケーブル２１との間で静電結合を生じさせ、電力ケーブル２１から発生する電磁ノイズを除去することができるからである。このように最適な材質の選択によって、冷却効率向上を図るとともに、電力ケーブル２１の細径化を図ることが可能となる。具体的な材質としては、アルミニウムやアルミニウム合金、鉄などが考えられるが、熱伝達率が高くかつ導電性を有する材質であればどの様なものであっても良い。また、コスト面の問題等から、ハウジングの蓋部２２（ｂ）にアルミニウム、その他のカバー部分２２（ａ）に鉄を採用することなども可能である。もちろん、上記以外の材質又は異なる材質の組み合わせであっても何ら問題ない。
【００２６】
実施の形態２
上記実施の形態１では、電力ケーブル２１を収納するハウジング２２を設け、このハウジング２２と冷却装置６で冷却路２４を構成し、電動機４（ａ）と電力ケーブル２１とを共通して冷却することを可能にした。また、ハウジング２２について、最適な形状や材質を選択することによって、冷却効率の向上、電力ケーブル２１の細径化を図ることが可能であることについて述べた。次に、実施の形態２による電力ケーブルの冷却装置を図５に基づいて説明する。
【００２７】
実施の形態２では、上記ハウジング２２を直接電動機４（ａ）に取り付ける構成とする。取り付けられたハウジング２２は、それ自体で冷却路２４を形成している。電力ケーブル２１は、この冷却路２４内を導通している。冷却路２４には、冷却装置６から冷却水が供給されており、供給された冷却水は、電動機４（ａ）と電力ケーブル２１の熱をともに奪うことができる。つまり、実施の態様２によれば、既存の電動機４（ａ）の冷却装置６から分岐供給された冷却水を流用して電力ケーブル２１を冷却することができるため、新たな冷却装置を増設する必要がない。
【００２８】
なお、実施の形態２におけるハウジング２２は、例えば、図６に示されている構成をとることができる。図６に例示されるハウジング２２は、ハウジング２２内部を連通し、電力ケーブル２１を収納してハウジング２２の外部に導出するための、電線管２５を備えたことを特徴としたものである。この電線管２５は、電力ケーブル２１に直接冷却水が接触することを防ぎ、電力ケーブルの細径化、長寿命化を図ることができる。また、これまでハイブリッド自動車の場合を例として、冷却液体が水の場合について述べてきたが、水以外の冷却液体、例えば油を用いた場合などには、電力ケーブル２１を保護する上で電線管２５を採用することが好ましい。
【００２９】
電線管２５の材質については、熱伝達率が高い材質を採用することが望ましい。これは、前述したハウジング２２の場合と同様、熱伝達率の高い材質であれば、電力ケーブル２１を効率よく冷却することが可能となるからである。
【００３０】
なお、本発明は、ハイブリッド自動車に装備される電力ケーブルに限るものではなく、電動機等の駆動源に対して電力を供給するために使用されるあらゆる電力ケーブルに適用することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、配線スペースが少なくかつ熱環境の悪い場所においても、電力ケーブルを効率よく冷却することができ、しかも、電磁ノイズを除去することによって電力ケーブルの細径化を図り、省スペース、複雑配線を実現することができる。さらに、電動機の冷却に使用している冷却装置を電力ケーブルの冷却にも使用することによって、部品点数、組み付け工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド自動車の全体構成例を示す図である。
【図２】ハイブリッド自動車における電動機冷却構造の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る電力ケーブルの冷却装置の実施例を示す図である。
【図４】本発明に係るハウジングの実施例を示す図である。
【図５】本発明に係る電力ケーブルの冷却装置の実施例を示す図である。
【図６】本発明に係るハウジングの実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  エンジン、２  インバータ、３  コンバータ、４  ハイブリッド用トランスミッションアッセンブリー、４（ａ）  電動機、４（ｂ）  発電機、５  ハイブリッド用バッテリー、６  冷却装置、７  ラジエータ、８  ポンプ、２１  電力ケーブル、２２  ハウジング、２２（ａ）  ハウジングカバー部分、２２（ｂ）  ハウジング蓋部、２３  冷却溝、２４  冷却路、２５  電線管。
【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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