JP2011228547A

JP2011228547A - リアクトルの冷却構造

Info

Publication number: JP2011228547A
Application number: JP2010098201A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ono; 博史大野; Koji Okamoto; 好司岡本
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: JP5353806B2

Abstract

【課題】リアクトルの周囲における冷却液の貯留量および流量を適切に制御できる、リアクトルの冷却構造を提供する。
【解決手段】リアクトル４０はキャッチタンク３０内に収容される。可動部材２０ａはオイル５０をキャッチタンク３０に流入させる。キャッチタンク３０の排出口３０ｂには開閉部材３１が設けられる。開閉部材３１は、キャッチタンク３０内に貯留されたオイル５０の圧力が所定の閾値未満である場合には閉じ（閉位置３１ａ）、オイル５０の圧力が所定の閾値を超える場合に開く（開位置３１ｂまたは中間位置）ように構成される。
【選択図】図１

Description

この発明はリアクトルの冷却構造に関し、とくにキャッチタンクにリアクトルを収容する構成のものに関する。

ハイブリッド車両の電圧コンバータ等にはリアクトルが用いられる。リアクトルは様々な位置に設けることが可能であるが、たとえば冷却を考慮して、冷却液となるオイルの循環経路中に配置される。特許文献１にはこのような構成の例が記載される。特許文献１の段落［００９９］、図１０および図１１に記載される構成では、リアクトルＬ１はオイル室２１６に収容されている。オイルは、オイル通路２１０からオイル室２１６に流れ込み、オイル抜き孔２１４から排出される。

特開２００８−２１８７３２号公報

しかしながら、従来の技術ではリアクトルの周囲における冷却液の貯留量および流量を適切に制御できないという問題があった。
たとえば特許文献１の構成では、オイル室に流入したオイルはただちにオイル抜き孔から流出してしまう。このため、流入するオイルが少ない状態（低速走行時等）ではリアクトルの周囲にほとんどオイルが存在せず、熱交換の効率が低下する。
また逆に、常にリアクトルの周囲を冷却液で満たした構成、たとえばオイルのプールにリアクトルを沈める構成とすると、冷却液の循環が適度に行われないため、熱交換の効率が低下する。これはとくにリアクトルの発熱量が大きい状態（高速走行時等）において問題となる。

この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、リアクトルの周囲における冷却液の貯留量および流量を適切に制御できるリアクトルの冷却構造を提供することを目的とする。

この発明に係るリアクトルの冷却構造は、冷却液を用いてリアクトルを冷却する、リアクトルの冷却構造であって、冷却構造は、リアクトルを収容するとともに冷却液を貯留するキャッチタンクと、冷却液をキャッチタンクに流入させる可動部材とを備え、キャッチタンクは冷却液を排出する排出口を有し、排出口には所定の開閉条件に応じて開閉する開閉部材が設けられる。

この冷却構造では、所定の開閉条件に応じて開閉部材が開閉するので、ある条件のときには排出口を閉じて冷却液の貯留量を適正に保ち、別の条件のときには排出口を開いて冷却液の流量を適正に保つ。

所定の開閉条件は冷却液が開閉部材に及ぼす力に関する条件であり、開閉部材は力が所定の閾値を超える場合には開き、力が所定の閾値未満である場合には閉じてもよい。
所定の開閉条件はキャッチタンクに貯留された冷却液の量に関する条件であり、開閉部材は量が所定の閾値を超える場合には開き、量が所定の閾値未満である場合には閉じてもよい。

この発明に係るリアクトルの冷却構造によれば、冷却液の排出口に設けられた開閉部材が所定の開閉条件に応じて開閉するので、リアクトルの周囲における冷却液の貯留量および流量を適切に制御することができる。

この発明に係るリアクトルの冷却構造を概略的に示す図である。図１の冷却構造の動作を説明する図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明に係るリアクトルの冷却構造を概略的に示す図である。このリアクトルの冷却構造は、オイルを冷却液として用いてリアクトルを冷却するものである。リアクトルの冷却構造はケース１０を備え、ケース１０の内部をオイル５０が循環する。すなわち、ケース１０はオイル５０が循環する領域を画定する。

リアクトルの冷却構造はトランスアクスル２０およびキャッチタンク３０を備える。トランスアクスル２０およびキャッチタンク３０はケース１０に収容されている。また、キャッチタンク３０は、コア４０ａおよびコイル４０ｂを含むリアクトル４０を収容する。
なお、図示しないが、リアクトル４０は電気回路の一部を構成するものである。この電気回路は、たとえばリアクトル４０の他にモータジェネレータ等を含み、ハイブリッド車両に用いられる。

トランスアクスル２０は可動部材２０ａを含む。可動部材２０ａはたとえばモータジェネレータのロータであり、その回転によってオイル５０を流動させ、キャッチタンク３０に流入させる。たとえば図１に示すように、可動部材２０ａが矢印Ａの方向に回転すると、その周囲のオイル５０が矢印Ｂに示すように跳ね上げられ、矢印Ｃに示すように導かれてキャッチタンク３０の流入口３０ａに達し、流入口３０ａからキャッチタンク３０に流入する。キャッチタンク３０は、このようにして流入したオイルを内部に貯留する。

キャッチタンク３０は、キャッチタンク３０に貯留されたオイル５０を外部に排出する排出口３０ｂを有する。排出口３０ｂはたとえば図１のようにキャッチタンク３０の壁面に設けられるが、底面またはその他の位置に設けられてもよい。
排出口３０ｂには開閉部材３１が設けられる。開閉部材３１は開閉可能であり、すなわち排出口３０ｂを封止する閉位置３１ａと、排出口３０ｂを開通させる開位置３１ｂとの間で変位可能である。開閉部材３１は周知の開閉部材によって構成することができ、たとえば排出口３０ｂを塞ぐために十分な面積および形状を有する板部材と、板部材を閉位置３１ａに向けて付勢するバネ等の付勢部材とを用いて構成することができる。

開閉部材３１は、所定の開閉条件に応じて開閉するよう構成される。
たとえば、開閉部材３１は、キャッチタンク３０内に貯留されたオイル５０が開閉部材３１に及ぼす圧力に応じて開閉する。この場合、オイル５０の圧力が所定の閾値未満である場合には閉じ（閉位置３１ａ）、オイル５０の圧力が所定の閾値を超える場合に開く（開位置３１ｂまたは中間位置）ように構成される。また、開閉条件の基準として、開閉部材３１の単位面積当たりの圧力でなく、オイル５０が開閉部材３１全体に及ぼす力を用いてもよい。
開閉部材３１が開いている場合には、キャッチタンク３０内のオイル５０は、排出口３０ｂを介して、矢印Ｄに示すように排出される。

図２は、実施の形態１に係るリアクトルの冷却構造の動作を説明する図である。
図２（ａ）は、キャッチタンク３０にオイル５０が流入しない状態、または流入量が比較的小さい状態を示す。このような状態は、可動部材２０ａが停止している状態または比較的低速で運動している状態であり、たとえば車両の場合には低速で走行している状態に相当する。キャッチタンク３０内のオイル５０が開閉部材３１に及ぼす圧力は比較的小さく、開閉部材３１は閉位置３１ａにある。この状態では排出口３０ｂは閉じられており、オイル５０は排出されない。したがって、キャッチタンク３０内のオイル５０の貯留量はある限度以下に減少することがなく、リアクトル４０を効率良く冷却できる量に保たれる。

図２（ｂ）は、キャッチタンク３０へのオイル５０の流入量が比較的大きい状態を示す。このような状態は、可動部材２０ａが比較的高速で運動している状態であり、たとえば車両の場合には高速で走行している状態に相当する。キャッチタンク３０内のオイル５０が開閉部材３１に及ぼす圧力は比較的大きく、開閉部材３１はこの圧力によって開位置３１ｂに維持される。この状態では排出口３０ｂは開かれており、オイル５０は排出口３０ｂからキャッチタンク３０の外部へと排出される。したがって、キャッチタンク３０内のオイル５０の流量を比較的大きくして循環効率を上げ、リアクトル４０を効率良く冷却することができる。なお、この状態では開閉部材３１は必ずしも特定の開位置３１ｂにある必要はなく、オイル５０を排出できる程度に排出口３０ｂを開く位置であれば良い。

以上のように、実施の形態１に係るリアクトルの冷却構造によれば、開閉部材３１が圧力に応じて開閉するので、キャッチタンク３０へのオイル５０の流入量が小さいときには排出口３０ｂを閉じてオイル５０の貯留量を適正に保ち、リアクトル４０から周囲のオイル５０に放熱させて熱を成立させることができる。また、キャッチタンク３０へのオイル５０の流入量が大きいときには排出口３０ｂを開いてオイル５０の流量を適正に保ち、リアクトル４０の周囲により低温のオイル５０を循環させて熱を成立させることができる。

上述の実施の形態１では、開閉部材３１の開閉条件の基準として圧力を用いたが、他の基準を用いてもよい。たとえば、キャッチタンク３０内のオイル５０の量に応じて開閉部材３１が開閉する構成としてもよい。この場合、キャッチタンク３０内のオイル５０の体積または重量が所定の閾値未満である場合には閉じ（閉位置３１ａ）、オイル５０の体積または重量が所定の閾値を超える場合に開く（開位置３１ｂまたは中間位置）ように構成される。

また、実施の形態１では可動部材２０ａはモータジェネレータのロータであるが、これは他の部材であってもよい。たとえばモータジェネレータ自体であってもよく、モータジェネレータの作動に応じて運動する他の部材（ギヤ等）であってもよく、または、オイル５０を流動させる作用を有するものであればどのような部材または構造であってもよい。とくに、オイル５０を流動させる目的のみをもって設けられる部材に限らず、その動作の結果としてオイル５０をキャッチタンク３０に流入させる部材であれば良い。

１０ケース、２０トランスアクスル（２０ａ可動部材）、３０キャッチタンク（３０ａ流入口、３０ｂ排出口）、３１開閉部材（３１ａ閉位置、３１ｂ開位置）、４０リアクトル、５０オイル（冷却液）。

Claims

冷却液を用いてリアクトルを冷却する、リアクトルの冷却構造であって、
前記冷却構造は、
前記リアクトルを収容するとともに前記冷却液を貯留するキャッチタンクと、
前記冷却液を前記キャッチタンクに流入させる可動部材と
を備え、
前記キャッチタンクは前記冷却液を排出する排出口を有し、前記排出口には所定の開閉条件に応じて開閉する開閉部材が設けられる
リアクトルの冷却構造。
前記所定の開閉条件は前記冷却液が前記開閉部材に及ぼす力に関する条件であり、前記開閉部材は前記力が所定の閾値を超える場合には開き、前記力が前記所定の閾値未満である場合には閉じる、請求項１に記載のリアクトルの冷却構造。
前記所定の開閉条件は前記キャッチタンクに貯留された前記冷却液の量に関する条件であり、前記開閉部材は前記量が所定の閾値を超える場合には開き、前記量が前記所定の閾値未満である場合には閉じる、請求項１に記載のリアクトルの冷却構造。