(57)【要約】【課題】装置全体を複雑化させないで装置を冷却することができる水素ガスを用いた冷却装置を提供する。【解決手段】本発明に係る水素ガスを用いた冷却装置１では、ケーブル線４０は、その外周に外部と遮断する保護シース４１ａを有すると共に、内部に電力供給線４２１を収容する導電部４２及び水素ガスが流通可能な流体流通部４１を有し、導電部４２と流体流通部４１との間には、相互の水素ガスの流通を遮断するシールド４２ａが設けられ、ケーシング３０１には、ケーブル線４０を接続して電力供給線４２１をケーシング３０１内に導入することにより電気的な接続を可能とするケーブル導入口３１ａが設けられると共に、内部の水素ガスを外部へ排出する水素ガス排出口３１ｂが設けられ、ケーブル導入口３１ａに接続されたケーブル線４０を介してケーシング３０１内に水素ガスを導入する。【選択図】図２
2017221062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを用いた冷却装置であって、
電力供給源と、
前記電力供給源から電力の供給を受けて電動機モータを制御するインバータと、
前記電動機モータを収容する密閉式のモータケーシングと、
前記インバータを収容する密閉式のインバータケーシングと、
前記電力供給源と、前記電動機モータと、前記インバータとの間を直列に接続する電力供給ケーブルとを備え、
前記電力供給ケーブルは、その外周に外部と遮断する保護部材を有すると共に、内部に電力供給線を収容する導電部及び水素ガスが流通可能な流体流通部を有し、
前記導電部と前記流体流通部との間には、相互の水素ガスの流通を遮断する遮断部が設けられ、
前記モータケーシングには、前記電力供給ケーブルを接続して前記電力供給線を前記モータケーシング内に導入することにより電気的な接続を可能とするケーブル導入口が設けられると共に、内部の水素ガスを外部へ排出する水素ガス排出口が設けられ、
前記ケーブル導入口に接続された前記電力供給ケーブルを介して前記モータケーシング内に水素ガスを導入することを特徴とする水素ガスを用いた冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスを用いた冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両には、動力系の電気部品を冷却するため、冷却液循環システムが搭載される。この種の冷却液循環システムは、ラジエータ、インバータ及び電動モータ等の動力機器、ポンプを順に循環する冷却水循環経路を備え、ラジエータで冷却された冷却水で発熱を起こすインバータなどのモータ制御回路部及び電動モータ等を冷却する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６２３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の冷却液循環システムでは、冷却のために冷却水の専用流路を張り巡らせる必要があり、冷却システムを含めた装置全体が複雑になる場合があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却システムを含めた装置全体を複雑化させないで装置を冷却することができる水素ガスを用いた冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係る水素ガスを用いた冷却装置は、電力供給源と、前記電力供給源から電力の供給を受けて電動機モータを制御するインバータと、前記電動機モータを収容する密閉式のモータケーシングと、前記インバータを収容する密閉式のインバータケーシングと、前記電力供給源と、前記電動機モータと、前記インバータとの間を直列に接続する電力供給ケーブルとを備え、前記電力供給ケーブルは、その外周に外部と遮断する保護部材を有すると共に、内部に電力供給線を収容する導電部及び水素ガスが流通可能な流体流通部を有し、前記導電部と前記流体流通部との間には、相互の水素ガスの流通を遮断する遮断部が設けられ、前記モータケーシングには、前記電力供給ケーブルを接続して前記電力供給線を前記モータケーシング内に導入することにより電気的な接続を可能とするケーブル導入口が設けられると共に、内部の水素ガスを外部へ排出する水素ガス排出口が設けられ、前記ケーブル導入口に接続された前記電力供給ケーブルを介して前記モータケーシング内に水素ガスを導入する。
【０００７】
かかる構成によれば、インバータを覆うインバータケーシング及びモータを覆うモータケーシングに接続された電力供給ケーブル内の隙間（流体流通部）を通して水素をインバータ及びモータに供給し、冷却を行うので、既存の電力供給ケーブルをそのまま冷媒通路（言い換えれば、水素ガスの流通通路）として活用することができる。このため、モータやインバータを冷却するための冷却水を循環させるような新たな流路等を設ける必要がない。その結果、本発明に係る水素ガスを用いた冷却装置では、装置を複雑化することなくモータやインバータを冷却することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷却システムを含めた装置全体を複雑化させないで装置を冷却することができる水素ガスを用いた冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の構成を説明するための図である。
【図２】インバータ又はモータ内に供給される水素の流れを示す説明図である。
【図３】ケーブル線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態における冷却装置の構成を説明するための図である。図２は、インバータ又はモータ内に供給される水素の流れを示す説明図である。図３は、ケーブル線の断面図である。
【００１２】
図１に示すように、冷却装置１は、水素供給装置１０と、電力供給源８０と、インバータ２０と、モータ３０と、ケーブル線４０と、オイルポンプ６０と、油圧ユニット７０とを備える。なお、インバータ２０は、図２に示すように、密閉式のケーシング２０１（インバータケーシング）によって覆われ、モータ３０は、密閉式のケーシング３０１（モータケーシング）によって覆われている。また、各要素の動作の制御は図示しない制御装置によって制御される。
【００１３】
電力供給源８０（例えばバッテリ等）は、電力をインバータ２０に出力する。インバータ２０は、電力供給源８０からの出力を交流に変換してモータ３０へ出力する。なお、モータ３０の回転軸上にはオイルポンプ６０が設けられており、このオイルポンプ６０は、モータ３０により駆動され、油圧ユニット７０（例えばプレス用油圧ユニット等）に供給する油圧の基となるオイルを流通させる。
【００１４】
インバータ２０には、その上流側に水素供給装置１０がケーブル線４０を介して接続されている。ケーブル線４０は、水素供給装置１０とインバータ２０との間、インバータ２０とモータ３０との間、モータ３０の出口側（下流側）に配設されている。水素供給装置１０から供給される水素は、ケーブル線４０内の隙間を通り、インバータ２０に供給される。
【００１５】
詳細には、ケーシング２０１（インバータケーシング）に設けられたケーブル導入口２１ａ及び水素ガス排出口２１ｂ、及び、ケーシング３０１（モータケーシング）に設けられたケーブル導入口３１ａ及び水素ガス排出口３１ｂを介して、以下のように水素が流通する。まず、水素供給装置１０（図１参照）から供給される水素は、図２に示すように、ケーシング２０１のケーブル導入口２１ａからインバータ２０内に流入する。インバータ２０内に流入した水素は、ケーシング２０１の水素ガス排出口２１ｂとケーシング３０１のケーブル導入口３１ａとを連通接続したケーブル線４０を介して、水素ガス排出口２１ｂからケーブル導入口３１ａへ流れ、モータ３０内に流入する。モータ３０内に流入した水素は、ケーシング３０１の出口側に設けられた水素ガス排出口３１ｂからモータ３０外に排出される。モータ３０外に排出された水素は、例えば水素バーナ５０等に送られて消費される。水素バーナ５０による水素ガスの燃焼熱を利用するシステムにモータ、インバータを含む駆動装置を組み合わせれば、バーナまで水素ガスが供給される途中の過程で発熱するモータやインバータをついでに水素ガスで冷却でき、燃焼ガスとしての水素ガスを有効に利用することができる。なお、ケーブル線４０内の電力供給線４２１（図３参照）は、ケーブル導入口３１ａを通じてケーシング３０１内に導入されることにより、モータ３０とインバータ２０とが電気的に接続される。同様に、ケーブル導入口２１ａを通じてケーシング２０１内に、電力供給線４２１（図３参照）が導入されることにより、電力供給源８０とインバータ２０とが電気的に接続される。なお、図２では、ケーブル導入口２１ａに接続されるケーブル線（インバータ２０と水素供給装置１０との間に配設されるケーブル線）、及び、水素ガス排出口３１ｂに接続されるケーブル線（モータ３０の下流側に接続されるケーブル線）の図示を省略している。
【００１６】
このように本実施形態では、水素供給装置１０から供給される水素は、ケーブル線４０内の隙間を介して、ケーシング２０１、３０１に設けられたケーブル導入口２１ａ、２１ｂからインバータ２０及びモータ３０に導入される。つまり、既存のケーブル線４０の隙間を通じて水素が行き渡り、冷却が行われるので、冷却水を循環させる新たな配管等を追加で設ける必要がない。なお、既存の部材（インバータ２０、モータ３０、ケーブル線４０）では、絶縁性を確保するために十分な耐水性を有しており、また、水素は分子量が小さいため、各部材内部の隙間を容易に通過することができる。このため、既存の部材に新たな機能を追加することなく水素を流通させて各部材を冷却することができる。
【００１７】
また本実施形態では、ケーブル線４０の発熱体（銅線）を、ケーブル線４０内を通る水素にて直接冷却することができるため、冷却効率を向上させることができる。
【００１８】
また、図２に示すように、内圧をモニターする内圧計９０を設けることで、漏れ異常検知機能を追加することができる。水素の漏れを検知する場合、空気との比重の違いから、従来の空気で漏れ検知を行うよりその検知能力を高めることができる。なお、図２では、インバータ２０のみに内圧計９０を設けているが、図示の例に限定されず、モータ３０のみに設けても良く、またモータ３０及びインバータ２０の両方に設けても良い。
【００１９】
本実施形態において、モータ３０及びインバータ２０に接続されるケーブル線４０は、その外周に外部と遮断可能な保護シース４１ａ（図３参照）を有し、内部は複数の領域で区分されている。該複数の領域は、図３に示すように、中央側に位置して複数の電力供給線４２１を収容する導電部４２と、該導電部４２の外周側に位置する水素ガスが流通可能な流体流通部４１とを有する。この導電部４２と流体流通部４１とは、互いの領域に水素ガスが流通しないように（すなわち、水素ガスの流通が遮断可能な）シールド４２ａ（遮断部）を介して区分されている。水素供給装置１０から供給される水素は、ケーブル線４０内の流体流通部４１を通り、ケーブル線４０が接続されるケーブル導入口２１ａ、３１ａを介して、インバータ２０又はモータ３０内に供給される。
【００２０】
以上説明した本実施形態に係る水素ガスを用いた冷却装置１は、電力供給源８０と、電力供給源８０の電力を交流電力に変換してモータ３０に供給するインバータ２０と、モータ３０を収容する密閉式のケーシング３０１と、インバータ２０を収容する密閉式のケーシング２０１と、電力供給源８０と、モータ３０と、インバータ２０との間を直列に接続するケーブル線４０とを備え、ケーブル線４０は、その外周に外部と遮断する保護シース４１ａを有すると共に、内部に電力供給線４２１を収容する導電部４２及び水素ガスが流通可能な流体流通部４１を有し、導電部４２と流体流通部４１とは、相互の水素ガスの流通を遮断するシールド４２ａを介して区分され、ケーブル線４０のモータ３０側は、モータ３０のケーシング３０１に設けられたケーブル導入口３１ａに接続されると共に、電力供給線４２１がケーブル導入口３１ａを通じてケーシング３０１内に導入されることにより電気的に接続されており、ケーシング３０１に設けられた水素ガス排出口３１ｂを介して外部へ水素ガスが排出される。しかしながら、本実施形態に係る水素ガスを用いた冷却装置としてはこのような構成に限定されるわけではなく、例えば、図１に示した構成に加え、燃料電池を含む構成としても良い。この場合の水素ガスを用いた冷却装置の構成として、例えば、水素供給装置から供給される水素を、ケーブル線の内部を通してモータ及び燃料電池（図示略）に供給し、該モータ及び燃料電池から排出される水素（水素オフガスを含む）を、バーナ等で消費する構成とすることが挙げられる。
【００２１】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１：冷却装置
１０：水素供給装置
２０：インバータ
２１ａ：ケーブル導入口
２１ｂ：水素ガス排出口
３０：モータ（電動機モータ）
３１ａ：ケーブル導入口
３１ｂ：水素ガス排出口
４０：ケーブル線（電力供給ケーブル）
４１：隙間（流体流通部）
４１ａ：保護シース（保護部材）
４２：導電部
４２ａ：シールド（遮断部）
６０：オイルポンプ
７０：油圧ユニット
８０：電力供給源
２０１：ケーシング（インバータケーシング）
３０１：ケーシング（モータケーシング）
４２１：電力供給線
【図１】
2017221062.tif 000003
【図２】
2017221062.tif 000004
【図３】
2017221062.tif 000005