JP2011027246A - 電気自動車用変速機の暖機装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関を搭載しない電気自動車において、変速機に用いられるオイルを早期に暖める。
【解決手段】電気モータ１で変速機２を介して車輪３を駆動する電気自動車１０に用いられ、前記変速機２から出たオイルが、前記電気モータ１に設けた冷却用油路１１に供給され、その冷却用油路１１を出たオイルは蓄熱タンク３０を経て前記変速機２に戻されるようになっており、オイルは、前記冷却用油路１１を通過する際に前記電気モータ１を冷却し、そのオイルは、前記蓄熱タンク３０内で放熱してその熱がその蓄熱タンク３０に設けた潜熱蓄熱材に蓄熱され、冷間時には、前記潜熱蓄熱材からオイルに対して熱が伝達されて、その熱でオイルが暖められる変速機の暖機装置とした。電気モータの排熱を利用して、蓄熱タンク３０内の潜熱蓄熱材に熱を蓄積するので、その潜熱蓄熱材により、冷間時には変速機２のオイルを早期に暖めることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動機（電気モータ）によって駆動される電気自動車の変速機において用いられるオイルの暖機装置に関するものである。

電動機（電気モータ）によって駆動される電気自動車の変速機（減速機）には、ギヤ等によって構成される動力伝達機構の潤滑及び冷却等を行うために、潤滑油等のオイルが内部に入れられている。

この種のオイルは、電動機を稼働させないで長期に駐車した状態、あるいは、稼働させてすぐの状態（以下、冷間状態又は冷間時という）では低温であり、比較的粘度が高くなっている。また、そのオイルは、電動機を一定時間稼働させた後は高温になり、粘度が低下する。

このため、前記冷間状態では、オイルの粘度が高く、内部のギヤ等の運動抵抗が大きい状態である。運動抵抗が大きいと、動力伝達機構の摩擦損失を増大させ、燃費の悪化とともに航続距離を減少させてしまう。また、特に、冬季及び寒冷地では、オイルの粘度が高い状態になりがちであるから、上記の燃費の悪化、航続距離の減少の問題は顕著である。

なお、特許文献１には、エンジンを搭載した自動車において、トルクコンバータと歯車変速機とを組み合わせた自動変速機内で、潤滑・作動油として用いられるＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）を、エンジン冷却水との熱交換によって加熱することにより、エンジンの稼働後、早期に粘度を下げるＡＴＦウォーマの技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２９９７６７号公報

上記特許文献１の構成では、エンジンが暖まるのを待ってから、そのエンジンの排熱を利用して、自動変速機内のオイル（前記ＡＴＦ）が暖められる。このため、冷間時に、自動変速機を即時に暖機することができないという問題があった。

さらに、電気自動車では、内燃機関（エンジン）を搭載しないため、変速機を暖機するに際し、エンジンの排熱を利用できないという問題がある。

そこで、この発明は、内燃機関（エンジン）を搭載しない電気自動車において、冷間時に、変速機に用いられるオイルを早期に暖めることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、電気モータで変速機を介して車輪を駆動する電気自動車に用いられ、前記変速機から出たオイルが、前記電気モータに設けた冷却用油路に供給され、その冷却用油路を出たオイルは蓄熱タンクを経て前記変速機に戻されるようになっており、前記電気モータが熱をもった際に、オイルは、前記冷却用油路を通過する際に前記電気モータを冷却し、そのオイルは、前記蓄熱タンク内で放熱してその熱がその蓄熱タンクに設けた潜熱蓄熱材に蓄熱され、その蓄熱により、冷間時には、前記潜熱蓄熱材からオイルに対して熱が伝達されて、その熱でオイルが暖められることを特徴とする変速機の暖機装置の構成を採用した。

この構成によれば、通常は、電気モータの排熱を利用して、オイルを通じて蓄熱タンク内の潜熱蓄熱材に熱を蓄積し、冷間時には、潜熱蓄熱材からの熱によって、変速機のオイルが比較的早く温度上昇する。このため、冷間時においても早期にオイル粘度が小さくなり、その結果、変速機の伝達効率が向上し、電気自動車の１充電あたりの航続距離を延ばすことができる。なお、この変速機としては、電気モータで駆動される電気自動車では、通常は減速機が採用される。

暖機装置の具体的構成としては、例えば、以下の構成を採用することができる。すなわち、前記変速機から第一油路が引き出されて、その第一油路に、前記電気モータに設けた冷却用油路に通じる第二油路と、前記蓄熱タンクから引き出された第四油路とに接続されて、前記第一油路と前記第二油路と前記第四油路との間に流量を調整する調整弁が設けられ、前記変速機から出たオイルがその変速機から引き出された第五油路を通じて、前記電気モータの冷却用油路から出たオイルがその冷却用油路に接続された第三油路を通じて、それぞれ前記蓄熱タンクに戻される構成を採用することができる。

なお、オイルと潜熱蓄熱材との相互間の熱の伝達については、両者の間で熱の伝達を可能とする周知の手法を採用することができる。例えば、前記蓄熱タンクが熱交換器を備えることで、その熱交換器を介して、オイルと前記潜熱蓄熱材との間で相互に熱が伝達可能となっている構成とすることができる。
その熱交換器としては、例えば、潜熱蓄熱材の中にオイル流通用の配管が通されて、その配管内を通過する途中で、オイルから潜熱蓄熱材へ、潜熱蓄熱材からオイルへの熱の伝達が行われるようにしたものが考えられる。

また、その蓄熱タンク及び熱交換器を構成する素材を、アルミニウム又は銅とした構成を採用することができる。素材がアルミニウム又は銅であれば熱伝導性が高いので、オイルから潜熱蓄熱材へ、潜熱蓄熱材からオイルへの熱の伝達の際のロスを低減することができる。
なお、熱伝導性が比較的高い素材であれば、アルミニウム、銅以外の他の素材を用いてもよい。さらに、熱効率を高めるためには、前記蓄熱タンクを断熱材で覆うことが望ましい。

前記潜熱蓄熱材として採用可能な素材としては、例えば、酢酸ナトリウム３水和物、チオ硫酸ナトリウム５水和物、水酸化バリウム８水和物、硝酸リチウム3水和物、塩化カルシウム６水和物、硫酸ナトリウム１０水和物が挙げられる。これらの中から選択される単一の素材を潜熱蓄熱材として採用してもよいし、複数の素材を選択してそのそれぞれを潜熱蓄熱材として採用してもよい。

これらの潜熱蓄熱材は、その融点を下回る外気温の環境下においても固相状態へ移行せずに液相状態を維持し得る性質、すなわち、いわゆる過冷却状態を維持し得る性質を有するものであることが望ましい。

このとき、潜熱蓄熱材は、過冷却状態で何らかの刺激を受けることによって、その潜熱蓄熱材の一部が発核し、その発核をきっかけとして液相状態から固相状態への相変化を開始する。このため、潜熱蓄熱材にトリガーを設けて、そのトリガーによる潜熱蓄熱材への刺激の付与を制御することで、潜熱の放熱の開始、すなわち、過冷却状態の解除を制御することができる。
前記潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除する手段としてのトリガーは、潜熱蓄熱材に少なくとも１個設けられていれば足りるが、これを複数個設けることもできる。

このトリガーとしては、例えば、回路に設けられた圧電素子が通電により変形することで前記潜熱蓄熱材を押圧してその押圧により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものとすることができる。
また、他の構成からなるトリガーとしては、前記潜熱蓄熱材内への超音波発振により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものとすることができる。さらに、他の構成からなるトリガーとしては、熱電素子が通電により温度変化することで前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものとすることができる。このほかにも、潜熱蓄熱材に対して電圧を印加することによって、その潜熱蓄熱材の発核を誘発させることもできる。

さらに、他の構成からなるトリガーとしては、アクチュエータが動作することで前記潜熱蓄熱材を押圧してその押圧により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものとすることができる。なお、そのアクチュエータは、電気式、空圧式あるいは油圧式の動作手段により進退するロッドを備え、そのロッドにより前記潜熱蓄熱材を押圧するものとすることができる。

これらのトリガーによる前記過冷却状態の解除の行うか否かの制御は、前記電気自動車が備えるコントローラで行われ、その制御は、前記電気モータに設けたセンサから得られるその電気モータの温度に関する情報、前記変速機に設けたセンサから得られるその変速機内のオイルの温度に関する情報、前記電気自動車に設けたセンサから得られる外気温に関する情報、の中から選択される単一の又は複数の情報に基づいて行われる構成とすることができる。

また、そのコントローラの機能に基づく、トリガーによる前記過冷却状態の解除の行うか否かの制御は、冷間時に前記電気自動車の電源を入れた際に自動的に行われる構成とすることができる。
さらに、その構成において、冷間時に前記電気自動車の電源を入れた際に、前記トリガーによる前記過冷却状態の解除を作動させないことを選択する手段を備えている構成とすることもできる。すなわち、トリガーによる前記過冷却状態の解除が、冷間時に前記電気自動車の電源を入れた際に自動的に行われる状態と、行われない状態とを切替え可能な手段を備えたものである。

これらの各構成において、前記潜熱蓄熱材はその内部又は外部にセンサを備え、そのセンサは、前記潜熱蓄熱材に対する光の透過率を検出することにより、その潜熱蓄熱材の蓄熱状態を感知する機能を有し、前記コントローラは、その感知した蓄熱状態の情報に基づいて、前記トリガーによる前記過冷却状態の解除の行うか否かの制御を行うことができる構成とすることができる。例えば、潜熱蓄熱材に蓄熱が完了していれば（あるいは一定の蓄熱量があれば）、トリガーを作動させる指令を送り、蓄熱がなされていない状態であれば（あるいは一定以下の蓄熱量であれば）、トリガーを作動させる指示を行わないようにすることができる。

また、前記コントローラは、前記潜熱蓄熱材が完全に液相状態に復元していない場合には、電気自動車の電源を落とすことができないように規制する手段を有する構成とすることができる。このようにすれば、次に電気自動車の電源を入れる際に、潜熱蓄熱材による暖機の効果を必ず期待できる状態を確保できる。

この発明は、電気モータの排熱を利用して、オイルを通じて蓄熱タンク内の潜熱蓄熱材に熱を蓄積し、冷間時には、潜熱蓄熱材からの熱によって、変速機のオイルが比較的早く温度上昇するようにしたので、冷間時においても早期にオイル粘度が小さくなり、その結果、変速機の伝達効率が向上し、電気自動車の１充電あたりの航続距離を延ばすことができる。

一実施形態の全体図 同実施形態の構成を示す説明図 （ａ）〜（ｄ）は、各実施形態の蓄熱タンクとトリガーの概略図

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、図１に示すように、電気モータ１で変速機（減速機）２を介して車輪３を駆動する電気自動車１０に用いられる変速機２の暖機装置である。変速機２の内部には、ギヤ等によって構成される動力伝達機構の潤滑及び冷却等を行うためのオイル（潤滑油）が入れられている。

以下、変速機２の暖機装置の構成を中心に説明すると、図２に示すように、前記変速機２から第一油路１２が引き出されて、その第一油路１２を通じて前記変速機２内へオイルが出入り可能である。第一油路１２の端部には調整弁１４が設けられ、その調整弁１４から第二油路１５が伸びている。

第二油路１５は、前記電気モータ１に設けた冷却用油路１１の一端に通じており、さらに、その冷却用油路１１の他端から第三油路１６が引き出されている。

第三油路１６は蓄熱タンク３０に至り、その蓄熱タンク３０から引き出された第四油路１７は、前記調整弁１４に接続されている。なお、第四油路１７の途中には、ポンプ１３が設けられている。ポンプ１３を動作させると、その第四油路１７とそれに接続された各油路１６，１１，１５，１２内でオイルを圧送することができる。

調整弁１４としては、前記第四油路１７から前記第一油路１２と前記第二油路１５へ流れるオイルの量を調整するために三方弁が採用されている。

前記ポンプ１３を作動させると、オイルは前記第四油路１７を通って、前記第一油路１２と前記第二油路１５に流れ、前記電気モータ１および前記変速機２を潤滑、冷却する。前記電気モータ１及び前記変速機２から出たオイルは、第三油路１６および第五油路１８を通して蓄熱タンク３０に戻される。

なお、冷却用油路１１は、電気モータ１が熱をもった際に、それを冷却し得る位置に配管されていれば、その位置、形状は自由である。
例えば、電気モータ１のハウジングの内面に沿って冷却用油路１１を配管してもよいし、ハウジングの外面に沿って冷却用油路１１を配管してもよい。また、ハウジングを構成する部材に冷却用油路１１を一体に埋め込んで形成してもよい。

また、冷却用油路１１は、その途中で複数の油路に分岐する構成とすることもできる。その分岐した各油路を、電気モータ１の外周のより広範囲に分散して流れるように配置すれば、冷却の効果がさらに高まる。分岐した各油路はその末端で合流した後、前記第三油路１６に続く構成とすることができる。

蓄熱タンク３０は熱交換器を備え、その熱交換器は、タンク本体３０ｂ内部の潜熱蓄熱材（図示せず）を貫通するように、あるいは、それと接するように又は近接して配置されたオイルの配管等で構成される。その熱交換器を介して、第三油路１６からタンク本体３０ｂ内の配管に流入したオイルと、前記潜熱蓄熱材との間で相互に熱が伝達可能となっている。

潜熱蓄熱材は、蓄熱機能を有する素材で構成され、液相〜固相間の相変化を利用し、その相変化により、潜熱を放出・吸収する機能を有するものである。
また、図１及び図２に示すトリガー（発核起動器）２０の作用により、その相変化（液相から固相への相変化）を起動させて過冷却状態を解除することができる。すなわち、所望の時期に潜熱を放出させることができる。

この実施形態では、前述のように、潜熱蓄熱材はタンク本体３０ｂ内に充填され、そのタンク本体３０ｂ内に配置された配管内を通るオイルとの間で熱交換が可能となって、前記熱交換器を構成している。
なお、他の実施形態の熱交換器としては、潜熱蓄熱材は、蓄熱機能を有する素材が充填された１つの又は複数の容器で構成され、その容器が、蓄熱タンク３０内のオイルの配管内に介在して、容器を隔ててオイルと潜熱蓄熱材との間の熱交換を可能とした構成でもよい。

このような蓄熱機能を有する素材としては、例えば、酢酸ナトリウム３水和物、チオ硫酸ナトリウム５水和物、水酸化バリウム８水和物、硝酸リチウム3水和物、塩化カルシウム６水和物、硫酸ナトリウム１０水和物などが挙げられる。

熱交換器を構成する部材（前記オイルの配管や、潜熱蓄熱材の容器）や、タンク本体３０ｂ等の素材は、アルミニウム又は銅で構成され、その熱伝導性が高められている。また、さらに、熱伝導性を高めるため、蓄熱タンク３０の外周は断熱材３０ａで覆われている。この断熱材３０ａは、図示するようにタンク本体３０ｂの内面に沿って設けてもよいし、あるいは、タンク本体３０ｂの外面に沿って設けてもよい。

この変速機２の暖機装置の作用を説明する。

前記ポンプ１３や前記調整弁１４、及び、前記トリガー２０の動作は、電気自動車１０が備えるコントローラ１９で行われる。
また、トリガー２０による前記過冷却状態の解除の行うか否かの制御、及び、ポンプ１３や調整弁１４を動作させるかどうかの制御は、ライン１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆを通じて得られる情報、すなわち、電気モータ１に設けたセンサから得られるその電気モータ１の温度に関する情報、前記変速機２に設けたセンサから得られるその変速機２内のオイルの温度に関する情報、前記電気自動車１０に設けたセンサから得られる外気温に関する情報に基づいて、自動的に行われるように設定されている。

電気自動車１０が走行して、電気モータ１が熱をもった際に、ポンプ１３を動作させて各油路１２，１５，１１，１６，１７内にオイルが圧送されると、そのオイルは、前記冷却用油路１１を通過する際に前記電気モータ１を冷却する。その後、オイルは、蓄熱タンク３０内で放熱してその熱が潜熱蓄熱材に蓄熱される。ポンプ１３の動作は、コントローラ１９を通じて自動的に行われる。

すなわち、電気モータ１の加熱と、それに伴うオイルの温度上昇に伴って潜熱蓄熱材が昇温される。そして、潜熱蓄熱材の温度が融点Ｔｍに達すると、その潜熱蓄熱材が融解を開始する。逆に、潜熱蓄熱材は、融解に要する潜熱（融解熱）をオイルから吸熱する。
このとき、潜熱蓄熱材が完全に液相に移行するまでは、その潜熱蓄熱材は温度が融点Ｔｍで一定である。また、潜熱蓄熱材が完全に液相へ移行すると、その状態で、潜熱蓄熱材の融解熱相当の熱がその潜熱蓄熱材に蓄えられていることになる。

なお、コントローラ１９は、電気自動車１０の電源を落とす際に、潜熱蓄熱材が完全に液相状態に復元していない場合には、その電源を落とすことができないように規制する手段を有しているので、電気自動車１０の電源が落ちた際には、常に、潜熱蓄熱材は、完全に液相状態に移行した状態である。すなわち、常温下では、過冷却状態である。

なお、この電源を落とす際の規制は、潜熱蓄熱材の内部又は外部に備えたセンサからの情報に基づいている。
すなわち、潜熱蓄熱材に設けられたセンサ、及び前記コントローラ１９は、そのセンサによって潜熱蓄熱材に対する光の透過率を検出することにより、固相における光の透過率と、液相における光の透過率の差異に基づき、その透過率の値でもって、潜熱蓄熱材の蓄熱状態を感知する機能を有する。センサからの情報により、コントローラ１９は、電気自動車１０の電源を落とすことを規制するのである。

一方、冷間状態において、電気自動車１０の電源を入れると、コントローラ１９の機能により、ポンプ１３及び調整弁１４が自動的に作動して、各油路１７，１６，１１，１５，１２内に変速機２から取り出されたオイルが圧送されるように制御される。そのオイルは、やがて、蓄熱タンク３０を経て、変速機２に戻される。

この制御に際し、冷間状態であるかどうかの判断は、ライン１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆを通じて得られる情報、すなわち、電気モータ１に設けたセンサから得られるその電気モータ１の温度に関する情報、前記変速機２に設けたセンサから得られるその変速機２内のオイルの温度に関する情報、前記電気自動車１０に設けたセンサから得られる外気温に関する情報に基づいて、自動的に行われるように設定されている。

例えば、電気モータ１の温度、及び、変速機２内のオイルの温度がそれぞれ一定値以下であれば、冷間状態であると判断する機能を備えさせることができる。これは、電気モータ１の温度、変速機２内のオイルの温度のいずれか一方のみで判断してもよい。また、前記一定値は、外気温に基づいて、その都度変更させてもよい。この一定値の変更も、外気温の情報に基づいて、コントローラ１９が自動的に行う機能を有している。

このように、冷間状態での電気自動車１０の電源を入れて、各油路１７，１６，１１，１５，１２内にオイルが圧送されるとき、コントローラ１９は、自動的にトリガー２０を作動させる。すなわち、トリガー２０による潜熱蓄熱材の過冷却状態の解除の行うか否かの制御は、冷間時に電気自動車１０の電源を入れた際に自動的に行われるように設定されているのである。
これにより、蓄熱タンク３０において、潜熱蓄熱材からオイルに対して熱が伝達されて、その熱でオイルが暖められる。

このとき、仮に、潜熱蓄熱材が過冷却状態になっていなければ、トリガー２０は動作しないように設定されている。潜熱蓄熱材が過冷却状態に復元されていなければ、トリガー２０を仮に起動させたとしても、相変化は発生しないからである。
また、潜熱蓄熱材が過冷却状態になっているかどうかの判断は、前述の潜熱蓄熱材のセンサから得られる蓄熱状態の情報に基づいて行われる。また、冷間状態であるかどうかの判断は、前述のポンプ１３及び調整弁１４の制御の場合と同様である。

なお、変速機２のオイルに対する暖機が不要な状況が発生する可能性も踏まえ、前記コントローラ１９は、冷間時において電気自動車１０の電源を入れた際に、トリガー２０による過冷却状態の解除を作動させないことを選択する手段を備えていてもよい。

また、潜熱蓄熱材を過冷却状態に復元するのに要する熱量を確保するために、前記コントローラ１９の機能に基づき、前記調整弁１４にて油量を絞ることで、電気モータ１の発熱を促進させることもできる。さらに、短時間の運転で復元が完了しないと想定される場合に、トリガー２０が起動しないように選択する手段が、前記コントローラ１９に設けられていてもよい。

潜熱蓄熱材の過冷却状態の解除により、その潜熱蓄熱材は凝固を開始する。このとき、潜熱蓄熱材は、凝固に伴い生じる潜熱（凝固熱）をオイルに放熱する。その潜熱蓄熱材からの放熱により、オイルの温度が上昇し、そのオイルの粘度は低下していく。このため、電気モータ１の温度に関係なく変速機２の暖機が成され、変速機の伝達効率の向上が早期に可能である。
このとき、潜熱蓄熱材が完全に固相に移行するまでは、潜熱蓄熱材の温度は凝固点Ｔｍで一定である。また、潜熱蓄熱材が完全に固相へ移行すると、その状態で、潜熱蓄熱材の潜熱としての蓄熱は消費されたこととなる。

以下、トリガー２０の構成について説明する。

潜熱蓄熱材の過冷却を解除する機能を有するトリガー２０は、潜熱蓄熱材の中に少なくとも一つあることが望ましい。また、このトリガー２０を複数個配置することで、過冷却状態の解除を早め、短時間で放熱機能を発揮させることができる。

前記トリガー２０としては、過冷却状態の潜熱蓄熱材に何らかの刺激を与えることによって、その潜熱蓄熱材を発核させる機能を有する種々の手段を採用し得るが、例えば、図３（ａ）に示すように、回路２１ａに設けた熱電素子２１ｂが通電により温度変化することで、その温度変化が潜熱蓄熱材に伝達されてその潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものである構成を採用することができる。

熱電素子２１ｂは、蓄熱タンク３０に設けた孔３０ｃを通じて、その蓄熱タンク３０内に入り込み、さらに潜熱蓄熱材に直接又は間接に接していることで、その温度変化を潜熱蓄熱材に伝達することができる。

また、その熱電素子２１ｂに代えて、圧電素子を採用することもできる。回路に設けた
圧電素子が通電により変形することで、その変形で潜熱蓄熱材を押圧してその押圧により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものである。

さらに、他の構成からなるトリガー２０として、例えば、図３（ｂ）に示すように、アクチュエータ２２ｂを採用することができる。
この例では、電気式のアクチュエータ２２ｂが採用されており、回路２２ａから供給される電力で、ソレノイドを介してロッド２２ｃを潜熱蓄熱材に向かって突出させることができる。ロッド２２ｃが突出すれば、そのロッド２２ｃは、孔３０ｃを閉じる蓋２２ｄを介して間接的に潜熱蓄熱材を押圧し、その前記潜熱蓄熱材を発核させる。この発核により、前記過冷却状態を解除することができる。

なお、このアクチュエータ２２ｂとして、空圧式あるいは油圧式の動作手段により進退するロッド２２ｃを備えたものを採用してもよい。

さらに、他の構成として、例えば、図３（ｃ）に示すように、回路２３ａに設けられた対の電極２３ｂ、２３ｂを、孔３０ｃを通じて潜熱蓄熱材内に差し入れ、その電圧の印加により、潜熱蓄熱材を発核させ過冷却状態を解除するようにした構成を採用してもよい。
また、その電圧の印加に代えて、トリガー２０により潜熱蓄熱材内への超音波発振を行い、その超音波発振により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するようにした構成を採用してもよい。

さらに、他の構成として、例えば、図３（ｄ）に示すように、回路２４ａに設けられたバイメタル２４ｂを孔３０ｃを通じて潜熱蓄熱材内に差し入れ、そのバイメタル２４ｂの変形により、潜熱蓄熱材を発核させ過冷却状態を解除するようにした構成を採用してもよい。バイメタル２４ｂは、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせたものであり、温度の変化によって湾曲する性質を有することから、回路２４ａからの通電による加熱でバイメタル２４ｂが変形することで、潜熱蓄熱材を押圧することができる。

１ 電気モータ
２ 変速機（減速機）
３ 車輪
４ 車軸
１０ 電気自動車
１１ 冷却用油路
１２ 第一油路
１３ ポンプ
１４ 調整弁
１５ 第二油路
１６ 第三油路
１７ 第四油路
１８ 第五油路
１９ コントローラ
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ ライン
２０ トリガー
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ 回路
２１ｂ 熱電素子
２２ｂ アクチュエータ
２２ｃ ロッド
２２ｄ 蓋
２３ｂ 電極
２４ｂ バイメタル
３０ 蓄熱タンク
３０ａ 断熱材
３０ｂ タンク本体
３０ｃ 孔

Claims (17)

1. 電気モータ（１）で変速機（２）を介して車輪（３）を駆動する電気自動車（１０）に用いられ、前記変速機（２）から出たオイルが、前記電気モータ（１）に設けた冷却用油路（１１）に供給され、その冷却用油路（１１）を出たオイルは蓄熱タンク（３０）を経て前記変速機（２）に戻されるようになっており、
   前記電気モータ（１）が熱をもった際に、オイルは、前記冷却用油路（１１）を通過する際に前記電気モータ（１）を冷却し、そのオイルは、前記蓄熱タンク（３０）内で放熱してその熱がその蓄熱タンク（３０）に設けた潜熱蓄熱材に蓄熱され、その蓄熱により、冷間時には、前記潜熱蓄熱材からオイルに対して熱が伝達されて、その熱でオイルが暖められることを特徴とする変速機の暖機装置。
2. 前記変速機（２）から第一油路（１２）が引き出されて、その第一油路（１２）に、前記電気モータ（１）に設けた冷却用油路（１１）に通じる第二油路（１５）と、前記蓄熱タンク（３０）から引き出された第四油路（１７）とに接続されて、前記第一油路（１２）と前記第二油路（１５）と前記第四油路（１７）との間に流量を調整する調整弁（１４）が設けられ、前記変速機（２）から出たオイルがその変速機（２）から引き出された第五油路（１８）を通じて、前記電気モータ（１）の冷却用油路（１１）から出たオイルがその冷却用油路（１１）に接続された第三油路（１６）を通じて、それぞれ前記蓄熱タンク（３０）に戻されることを特徴とする変速機の暖機装置。
3. 前記蓄熱タンク（３０）は熱交換器を備え、その熱交換器を介して、オイルと前記潜熱蓄熱材との間で相互に熱が伝達可能となっていることを特徴とする請求項1又は２に記載の変速機の暖機装置。
4. 前記蓄熱タンク（３０）及び前記熱交換器を構成する素材を、アルミニウム又は銅としたことを特徴とする請求項３に記載の変速機の暖機装置。
5. 前記蓄熱タンク（３０）を断熱材（３０ａ）で覆ったことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の変速機の暖機装置。
6. 前記潜熱蓄熱材が、酢酸ナトリウム３水和物、チオ硫酸ナトリウム５水和物、水酸化バリウム８水和物、硝酸リチウム3水和物、塩化カルシウム６水和物、硫酸ナトリウム１０水和物の中から選択される単一の又は複数の素材を用いていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の変速機の暖機装置。
7. 前記潜熱蓄熱材に、その潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除する機能を有するトリガー（２０）を１個又は複数個設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の変速機の暖機装置。
8. 前記トリガー（２０）は、圧電素子が通電により変形することで前記潜熱蓄熱材を押圧してその押圧により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものであることを特徴とする請求項７に記載の変速機の暖機装置。
9. 前記トリガー（２０）は、前記潜熱蓄熱材内への超音波発振により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものであることを特徴とする請求項７に記載の変速機の暖機装置。
10. 前記トリガー（２０）は、熱電素子（２１ｂ）が通電により温度変化することで前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものであることを特徴とする請求項７に記載の変速機の暖機装置。
11. 前記トリガー（２０）は、アクチュエータ（２２ｂ）が動作することで前記潜熱蓄熱材を押圧してその押圧により前記潜熱蓄熱材を発核させ、その発核により、前記過冷却状態を解除するものであることを特徴とする請求項７に記載の変速機の暖機装置。
12. 前記アクチュエータ（２２ｂ）は、電気式、空圧式あるいは油圧式の動作手段により進退するロッド（２２ｃ）を備え、そのロッド（２２ｃ）により前記潜熱蓄熱材を押圧するものであることを特徴とする請求項１１に記載の変速機の暖機装置。
13. 前記トリガー（２０）による前記過冷却状態の解除の行うか否かの制御は、前記電気自動車（１０）が備えるコントローラ（１９）で行われ、その制御は、前記電気モータ（１）に設けたセンサから得られるその電気モータ（１）の温度に関する情報、前記変速機（２）に設けたセンサから得られるその変速機（２）内のオイルの温度に関する情報、前記電気自動車（１０）に設けたセンサから得られる外気温に関する情報、の中から選択される単一の又は複数の情報に基づいて行われることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか一つに記載の変速機の暖機装置。
14. 前記トリガー（２０）による前記過冷却状態の解除の行うか否かの制御は、冷間時に前記電気自動車（１０）の電源を入れた際に行われることを特徴とする請求項１３に記載の変速機の暖機装置。
15. 前記コントローラ（１９）は、冷間時に前記電気自動車（１０）の電源を入れた際に、前記トリガー（２０）による前記過冷却状態の解除を作動させないことを選択する手段を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の変速機の暖機装置。
16. 前記潜熱蓄熱材はその内部又は外部にセンサを備え、そのセンサは、前記潜熱蓄熱材に対する光の透過率を検出することにより、その潜熱蓄熱材の蓄熱状態を感知する機能を有し、前記コントローラ（１９）は、その感知した蓄熱状態の情報に基づいて、前記トリガー（２０）による前記過冷却状態の解除の行うか否かの制御を行うことを特徴とする請求項1３乃至１５のいずれか一つに記載の変速機の暖機装置。
17. 前記コントローラ（１９）は、前記潜熱蓄熱材が完全に液相状態に復元していない場合には、前記電気自動車（１０）の電源を落とすことができないように規制する手段を有することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか一つに記載の変速機の暖機装置。

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