JP4816884B2 - Motor cooling device and cooling method. - Google Patents

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Description

本発明は、モータの冷却装置および冷却方法に関する。   The present invention relates to a motor cooling device and a cooling method.

電気自動車の駆動方式の1つとして、タイヤホイールの中にモータを挿入したインホイールドライブ方式が提案されており、このインホイールドライブ方式は車室内の有効利用空間が拡大することや各輪独立駆動による従来の自動車と異なる運転感覚が得られるという特徴がある。   As an electric vehicle drive system, an in-wheel drive system in which a motor is inserted into a tire wheel has been proposed. This in-wheel drive system expands the effective use space in the vehicle interior and independently drives each wheel. It has the feature that the driving sensation different from the conventional car can be obtained.

このようなドライブシステムを実現するにはモータの小型化が必須であるが、モータ体積を小さくすると損失により発生する熱を放熱する面積も減るため、温度の上昇が顕著になり、ひいては、モータの冷却が大きな問題となる。   In order to realize such a drive system, it is essential to reduce the size of the motor. However, if the motor volume is reduced, the area that dissipates the heat generated by the loss also decreases, so the temperature rises significantly. Cooling is a big problem.

そのモータの冷却には液冷方式や空冷方式等が知られるが、液冷方式では高い冷却効率が期待できるが、タイヤホイールに取り付けられたモータに冷媒液を循環するためのポンプなどの循環装置や配管部品が必要となり、この場合、一般的にはフロントグリル近傍に冷媒液の熱交換器を設けて、この熱交換器とモータとを長い配管で繋ぐことになり、冷却システム全体が大型化してしまう。   Liquid cooling method and air cooling method are known for cooling the motor, but high cooling efficiency can be expected with the liquid cooling method, but a circulating device such as a pump for circulating refrigerant liquid to the motor attached to the tire wheel In this case, a refrigerant liquid heat exchanger is generally installed in the vicinity of the front grille, and this heat exchanger and the motor are connected by a long pipe, which increases the size of the entire cooling system. End up.

一方、密閉型電動圧縮機で、モータハウジングの外壁に給湯用の水を流通させるチューブを巻き付け、吸入冷媒をモータハウジング内に流通させるようにしたものがあり、この場合、冷媒を循環させるためのポンプを一体に組み付けてある(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−12352号公報(第3頁、第2図)
On the other hand, there is a hermetic type electric compressor in which a tube for circulating hot water is wound around the outer wall of the motor housing so that the sucked refrigerant is circulated in the motor housing. In this case, the refrigerant is circulated. The pump is assembled integrally (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-12352 A (page 3, FIG. 2)

しかしながら、かかる従来の密閉型電動圧縮機では冷媒を循環させるポンプを一体に組み付けた場合にも、その冷媒を冷却するための給湯用チューブ内の水は外部動力で循環させる必要があり、この場合にあっても冷却システムが大型化してしまうとともに、前記冷媒の循環は一体に組付けたとはいえ、やはりポンプが必要となり、その電動圧縮機をモータに適用した場合にもモータの大型化が余儀なくされる。   However, in such a conventional hermetic electric compressor, even when a pump for circulating the refrigerant is assembled integrally, the water in the hot water supply tube for cooling the refrigerant needs to be circulated by external power. In this case, the cooling system becomes larger, and the circulation of the refrigerant is integrated, but a pump is still necessary, and the motor must be enlarged even when the electric compressor is applied to the motor. Is done.

そこで、本発明は冷媒を自己循環させて冷却システムの小型化を達成できるとともに、冷媒の循環効率を高められて冷却効果を向上できるモータの冷却装置および冷却方法を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides a motor cooling device and a cooling method capable of reducing the size of the cooling system by self-circulating the refrigerant and improving the cooling effect by improving the circulation efficiency of the refrigerant.

本発明のモータの冷却装置は、回転軸と、この回転軸に結合されたロータと、このロータの外周を囲繞するステータと、を備えたモータにおいて、モータの発熱部に設けられて所定温度で液相から気相に変化する冷媒を流通させる冷却流路と、前記冷却流路よりも鉛直上方に配置されてその冷却流路に前記冷媒を逆流阻止しつつ供給するリザーバタンクと、前記冷却流路から排出される冷媒を前記リザーバタンクに戻す冷媒戻し流路に配置され、前記冷却流路で気相化した冷媒を液相化する排熱機構と、前記冷却流路から前記リザーバタンクに至る冷媒戻し流路に、前記冷却流路の排出圧を更に加圧する加圧手段と、を有し、前記加圧手段を前記排熱機構より上流側に設けたことを最も主要な特徴とする。 A motor cooling device according to the present invention includes a rotating shaft, a rotor coupled to the rotating shaft, and a stator that surrounds the outer periphery of the rotor. A cooling flow path for circulating a refrigerant that changes from a liquid phase to a gas phase; a reservoir tank that is disposed vertically above the cooling flow path and supplies the cooling flow to the cooling flow path while preventing the reverse flow; and the cooling flow An exhaust heat mechanism that is arranged in a refrigerant return flow path for returning the refrigerant discharged from the passage to the reservoir tank and liquefies the refrigerant vaporized in the cooling flow path, and reaches the reservoir tank from the cooling flow path The main feature of the present invention is that the refrigerant return channel further includes a pressurizing unit that further pressurizes the discharge pressure of the cooling channel, and the pressurizing unit is provided on the upstream side of the exhaust heat mechanism .

また、本発明のモータの冷却方法は、モータの発熱部に設けた冷却流路に所定温度で液相から気相に変化する冷媒を流通させてその発熱部を冷却し、前記冷却流路から排出される気相化した冷媒を排熱機構で液相化してリザーバタンクに戻すとともに、該リザーバタンクを前記冷却流路よりも鉛直上方に配置することにより冷媒を自己循環させる一方、前記排熱機構より上流側に設けた加圧手段で前記冷却流路の排出圧を更に加圧して、前記排熱機構で液相化した冷媒をリザーバタンクに押し出す圧力をより高めることを特徴とする。 In the motor cooling method of the present invention, a refrigerant that changes from a liquid phase to a gas phase at a predetermined temperature is circulated through a cooling flow path provided in a heat generating part of the motor to cool the heat generating part, and The discharged vaporized refrigerant is converted into a liquid phase by an exhaust heat mechanism and returned to the reservoir tank, and the reservoir tank is disposed vertically above the cooling flow path to allow the refrigerant to self-circulate, while the exhaust heat The discharge pressure of the cooling flow path is further increased by a pressurizing means provided on the upstream side of the mechanism, and the pressure for pushing out the liquid phase refrigerant by the exhaust heat mechanism is further increased.

本発明のモータの冷却装置および冷却方法によれば、鉛直上方に配置したリザーバタンクから冷媒が重力によって冷却流路に供給され、この冷却流路を通過する間に液相の冷媒はモータ内部の発熱部で気相化し、この気相化した冷媒でステータやロータを効率良く冷却することができる。   According to the motor cooling device and the cooling method of the present invention, the refrigerant is supplied to the cooling flow path by gravity from the reservoir tank arranged vertically above, and the liquid-phase refrigerant passes through the cooling flow path within the motor. A gas phase is generated in the heat generating portion, and the stator and the rotor can be efficiently cooled with the vaporized refrigerant.

また、前記冷却流路で気相化した冷媒を前記リザーバタンクに戻す際に、冷媒戻し流路に配置した排熱機構によって液相化されるようになっており、このとき、排熱機構で液相化された冷媒は、前記冷却流路で気相化されて膨張した冷媒圧によって押し出されるため、その液相化した冷媒をリザーバタンクに圧送して戻すことができる。   Further, when the refrigerant vaporized in the cooling flow path is returned to the reservoir tank, it is made into a liquid phase by a heat exhaust mechanism arranged in the refrigerant return flow path. Since the liquid phase refrigerant is pushed out by the refrigerant pressure that has been vaporized and expanded in the cooling flow path, the liquid phase refrigerant can be pumped back to the reservoir tank.

従って、鉛直上方に配置した前記リザーバタンクから冷媒を自重で冷却流路に供給できることと相俟って、冷媒を自己循環させることが可能となり、冷媒の循環経路にポンプ等の冷媒移動装置を設ける必要が無くなるため冷却装置のコンパクト化および軽量化を図ることができる。   Accordingly, in combination with the fact that the refrigerant can be supplied to the cooling flow path by its own weight from the reservoir tank disposed vertically above, the refrigerant can be circulated by itself, and a refrigerant moving device such as a pump is provided in the refrigerant circulation path. Since it is not necessary, the cooling device can be made compact and light.

また、前記冷媒戻し流路に、排熱機構より上流側に加圧手段を設けて前記冷却流路の排出圧を更に加圧するようにしたので、前記排熱機構によって液相化した冷媒をより大きな圧力でリザーバタンクに押し戻すことができるため、冷媒の循環効率をより高めることができ、ひいてはモータの冷却効率を高めることができる。 In addition, since the refrigerant return flow path is provided with a pressurizing means upstream of the exhaust heat mechanism to further increase the discharge pressure of the cooling flow path, the refrigerant that has become liquid phase by the exhaust heat mechanism Since the pressure can be pushed back to the reservoir tank with a large pressure, the circulation efficiency of the refrigerant can be further increased, and as a result, the cooling efficiency of the motor can be increased.

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1〜図6は本発明にかかるモータの冷却装置の第1実施形態を示し、図1は本発明が適用されるモータの取付状態を示すサスペンション装置の斜視図であり、図2は冷却装置を組み付けたモータの断面図、図3は冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図、図4は図2中A−A線に沿った断面図である。   1 to 6 show a first embodiment of a motor cooling device according to the present invention, FIG. 1 is a perspective view of a suspension device showing a motor mounting state to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cooling device. FIG. 3 is an overall configuration diagram showing a refrigerant circulation path of the cooling device, and FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG.

また、図5はモータインバータの拡大斜視図、図6は図5中B−B線に沿った拡大断面図である。   5 is an enlarged perspective view of the motor inverter, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line BB in FIG.

本発明の冷却装置20が適用されるモータ1は、例えば図1に示すようにインホイールドライブ方式の電気自動車に適用され、モータ1をタイヤホイールWの裏側に形成される中心凹部Wh内に挿入した状態で車体側に取り付け、該モータ1の回転軸でタイヤホイールWを直接駆動するようになっている。   The motor 1 to which the cooling device 20 of the present invention is applied is applied to, for example, an in-wheel drive type electric vehicle as shown in FIG. 1, and the motor 1 is inserted into a central recess Wh formed on the back side of the tire wheel W. In this state, the tire wheel W is directly driven by the rotating shaft of the motor 1.

前記タイヤホイールWは、アッパリンクL1,ロアリンクL2およびショックアブソーバSaを備えたダブルウイッシュボーン方式のサスペンション装置Sによって車体に支持されているが、特にサスペンション装置Sはこのダブルウイッシュボーン方式に限定するものではない。   The tire wheel W is supported on the vehicle body by a double wishbone suspension device S including an upper link L1, a lower link L2 and a shock absorber Sa. In particular, the suspension device S is limited to this double wishbone method. It is not a thing.

前記モータ1は、図2,図4に示すように回転軸2と、この回転軸2に結合したロータ3と、このロータ3の外周を囲繞するステータ4と、を備え、これら回転軸2、ロータ3、ステータ4はハウジング5内に収納される。   As shown in FIGS. 2 and 4, the motor 1 includes a rotating shaft 2, a rotor 3 coupled to the rotating shaft 2, and a stator 4 surrounding the outer periphery of the rotor 3. The rotor 3 and the stator 4 are accommodated in the housing 5.

回転軸2はロータ3と一体となって、両端部がハウジング5の両端のエンドプレート5e1,5e2に軸受6を介して回転自在に支持されるとともに、ロータ3の周縁部内方には回転軸2の軸方向に沿って周方向に等間隔をもって複数(本実施形態では4個)のロータ磁石7が配置される。   The rotating shaft 2 is integrated with the rotor 3, and both end portions are rotatably supported by end plates 5 e 1, 5 e 2 at both ends of the housing 5 via bearings 6. A plurality (four in this embodiment) of rotor magnets 7 are arranged at equal intervals in the circumferential direction along the axial direction.

ステータ4はハウジング5の内周に固定され、そのステータ4の内周には周方向に等間隔をもって複数(本実施形態では6本)のステータ凸極部4Sが突設され、それぞれのステータ凸極部4Sにはコイル8が巻回されている。   The stator 4 is fixed to the inner periphery of the housing 5, and a plurality (six in this embodiment) of stator convex pole portions 4 </ b> S are provided on the inner periphery of the stator 4 at equal intervals in the circumferential direction. A coil 8 is wound around the pole portion 4S.

また、前記モータ1には図2に示すようにハウジング5の外側に、直流電力を交流電力に変換するモータインバータ10が設けられる。   Further, the motor 1 is provided with a motor inverter 10 for converting DC power into AC power outside the housing 5 as shown in FIG.

前記モータインバータ10は、図5に示すように6面11a〜11fからなる直方体状の本体部分11を備え、この本体部分11の上面11cにインバータ制御用のサイリスタ素子などの複数の電子素子12が設置されることにより構成される。   As shown in FIG. 5, the motor inverter 10 includes a rectangular parallelepiped main body portion 11 having six surfaces 11a to 11f, and a plurality of electronic elements 12 such as thyristor elements for inverter control are provided on an upper surface 11c of the main body portion 11. Configured by being installed.

前記モータ1は冷却装置20によって冷却されるようになっており、この冷却装置20は、図2,4に示すようにモータ1のコイル8や図外のバスバー等の銅損による発熱部に設けられて所定温度で液相から気相に変化する冷媒を流通させる冷却流路21と、前記冷却流路21よりも鉛直上方に配置されてその冷却流路21に前記冷媒を逆流阻止しつつ供給するリザーバタンク22と、前記冷却流路21から排出される冷媒を前記リザーバタンク22に戻す冷媒戻し流路23に配置され、前記冷却流路21で気相化した冷媒を液相化する排熱機構としてのコンデンサ24と、前記冷却流路21から前記リザーバタンク22に至る冷媒戻し流路23に、前記冷却流路21の排出圧を更に加圧する加圧手段としてのモータインバータ10と、を設けてある。   The motor 1 is cooled by a cooling device 20, and this cooling device 20 is provided in a heat generating part due to copper loss such as a coil 8 of the motor 1 or a bus bar outside the figure as shown in FIGS. And a cooling flow path 21 through which a refrigerant that changes from a liquid phase to a gas phase at a predetermined temperature is circulated, and is arranged vertically above the cooling flow path 21 and supplied to the cooling flow path 21 while preventing backflow of the refrigerant. The exhaust tank is disposed in the reservoir tank 22 that performs the cooling, and is disposed in the refrigerant return channel 23 that returns the refrigerant discharged from the cooling channel 21 to the reservoir tank 22. A condenser 24 as a mechanism and a motor inverter 10 as pressurizing means for further pressurizing the discharge pressure of the cooling channel 21 are provided in the refrigerant return channel 23 extending from the cooling channel 21 to the reservoir tank 22. And Aru.

前記モータインバータ10は、図5,図6に示すように前記リザーバタンク22から冷媒を逆止弁29を介して逆流阻止しつつ導入するインバータ冷却流路13を形成してあり、該インバータ冷却流路13の冷媒排出口13outを、前記冷却流路21から前記リザーバタンク22に至る冷媒戻し流路23に連通してある。   As shown in FIGS. 5 and 6, the motor inverter 10 is formed with an inverter cooling flow path 13 for introducing the refrigerant from the reservoir tank 22 through the check valve 29 while preventing the reverse flow. The refrigerant outlet 13out of the passage 13 is communicated with a refrigerant return passage 23 extending from the cooling passage 21 to the reservoir tank 22.

特に、本実施形態では前記インバータ冷却流路13の冷媒排出口13outを、冷媒戻し流路23の前記コンデンサ24よりも上流側に連通するようにしている。   In particular, in the present embodiment, the refrigerant outlet 13out of the inverter cooling flow path 13 communicates with the refrigerant return flow path 23 upstream of the capacitor 24.

即ち、前記冷却流路21は、図2に示すようにステータ4の外周部分に回転軸2の軸方向に沿って形成される複数のステータ内通路21a〜21fによって構成され、それぞれのステータ内通路21a〜21fは、図4に示すように各ステータ凸極部4Sの突設部位に対応して周方向に略等間隔に6箇所形成される。   That is, the cooling flow path 21 is constituted by a plurality of stator internal passages 21a to 21f formed along the axial direction of the rotary shaft 2 in the outer peripheral portion of the stator 4 as shown in FIG. As shown in FIG. 4, 21 a to 21 f are formed at approximately equal intervals in the circumferential direction corresponding to the projecting portions of the stator salient pole portions 4 </ b> S.

前記複数のステータ内通路21a〜21fは、図4に示すようにステータ内通路21aをステータ4の最上部位に配置して、残りのステータ内通路21b〜21fを反時計回りに順に等間隔に配置してあり、従って、ステータ内通路21dがステータ4の最下部位に配置されることになる。   As shown in FIG. 4, the plurality of stator inner passages 21 a to 21 f are arranged with the stator inner passage 21 a at the uppermost portion of the stator 4, and the remaining stator inner passages 21 b to 21 f are sequentially arranged at equal intervals counterclockwise. Therefore, the stator inner passage 21d is arranged at the lowermost portion of the stator 4.

ステータ内通路21a〜21fは、図2に示すようにそれらの冷媒導入側(図中右側)が、ハウジング5の一方のエンドプレート5e1内部に形成した第1環状通路5aによって連通されるとともに、冷媒排出側(図中左側)がハウジング5の他方のエンドプレート5e2内部に形成した第2環状通路5bによって連通される。   As shown in FIG. 2, the stator inner passages 21 a to 21 f are communicated at their refrigerant introduction side (right side in the figure) by a first annular passage 5 a formed inside one end plate 5 e 1 of the housing 5. The discharge side (left side in the figure) is communicated by a second annular passage 5b formed inside the other end plate 5e2 of the housing 5.

そして、前記冷却流路21よりも鉛直上方に配置した前記リザーバタンク22は上端に大気開放口22aが形成されて、該リザーバタンク22の下部側面に一端側25aが接続される第1導入流路25が設けられ、該第1導入流路25の他端側25bが逆止弁26を介して前記第1環状通路5aに接続される。   The reservoir tank 22 disposed vertically above the cooling flow path 21 has an air release port 22a formed at the upper end, and a first introduction flow path in which one end side 25a is connected to the lower side surface of the reservoir tank 22. 25, and the other end side 25b of the first introduction flow path 25 is connected to the first annular passage 5a via a check valve 26.

また、前記第2環状通路5bは、前記冷媒戻し流路23の一端側23aに接続されるとともに、該冷媒戻し流路23の他端側23bが前記コンデンサ24を経由した後に前記リザーバタンク22の上部側面に接続される。   The second annular passage 5b is connected to one end side 23a of the refrigerant return flow path 23, and the other end side 23b of the refrigerant return flow path 23 passes through the capacitor 24 before the reservoir tank 22 Connected to the upper side.

コンデンサ24の下流側には逆止弁27が設けられ、冷媒がリザーバタンク22側からコンデンサ24に流入するのを阻止している。   A check valve 27 is provided downstream of the condenser 24 to prevent refrigerant from flowing into the condenser 24 from the reservoir tank 22 side.

尚、前記コンデンサ24は図中1本の直管にフィンを設けた状態で開示してあるが、必ずしも1本の直管である必要はなく、複数の直管若しくは蛇行する管であってもよい。   The capacitor 24 is disclosed in the state where fins are provided in one straight pipe in the figure, but it is not necessarily one straight pipe, and may be a plurality of straight pipes or meandering pipes. Good.

前記リザーバタンク22は、モータ1から分離して上方に配置されるが、本実施形態では図1に示すようにモータ1がインホイールドライブ方式として構成された際に、前記リザーバタンク22を車体後部両側の骨格部材となるリアサイドメンバに取り付けておくことができる。   The reservoir tank 22 is disposed above and separated from the motor 1, but in this embodiment, when the motor 1 is configured as an in-wheel drive system as shown in FIG. It can attach to the rear side member used as the skeleton member of both sides.

前記リザーバタンク22には、その底部に一端側28aが接続される第2導入流路28が設けられ、この第2導入流路28の他端側28aが逆止弁29を介して前記インバータ冷却流路13の冷媒導入管13aに接続される。   The reservoir tank 22 is provided with a second introduction flow path 28 having one end side 28 a connected to the bottom thereof, and the other end side 28 a of the second introduction flow path 28 is cooled by the inverter via a check valve 29. It is connected to the refrigerant introduction pipe 13 a of the flow path 13.

インバータ冷却流路13は、前記モータインバータ10の本体部分11内に形成されるが、直方体状に形成された本体部分11の長手方向の一端面11aに前記冷媒導入管13aが設けられるとともに、この本体部分11の長手方向の他端面11bに冷媒排出管13bが設けられ、該冷媒排出管13bの先端が前記冷媒排出口13outとなっている。   The inverter cooling flow path 13 is formed in the main body part 11 of the motor inverter 10, and the refrigerant introduction pipe 13a is provided on one end surface 11a in the longitudinal direction of the main body part 11 formed in a rectangular parallelepiped shape. A refrigerant discharge pipe 13b is provided on the other end surface 11b in the longitudinal direction of the main body portion 11, and a tip of the refrigerant discharge pipe 13b serves as the refrigerant discharge port 13out.

そして、前記インバータ冷却流路13は、図6に示すように本体部分11の上下面11c,11eおよび左右側面11d,11fで囲まれた断面矩形状の通路で形成される。   As shown in FIG. 6, the inverter cooling flow path 13 is formed by a passage having a rectangular cross section surrounded by upper and lower surfaces 11c and 11e and left and right side surfaces 11d and 11f of the main body portion 11.

このとき、前記インバータ冷却流路13は、多孔質材としてのポーラス材30で形成してある。   At this time, the inverter cooling flow path 13 is formed of a porous material 30 as a porous material.

従って、本実施形態の冷却装置20では、リザーバタンク22内の冷媒の流れは、図3に示すように第1導入流路25(流れF1)から逆止弁26を介して第1環状通路5aに導入され、この第1環状通路5aに導入された冷媒は各ステータ内通路21a〜21fに分配されてステータ4内を流通(流れF2)する。   Therefore, in the cooling device 20 of the present embodiment, the refrigerant flow in the reservoir tank 22 flows from the first introduction passage 25 (flow F1) through the check valve 26 to the first annular passage 5a as shown in FIG. The refrigerant introduced into the first annular passage 5a is distributed to the stator inner passages 21a to 21f and flows through the stator 4 (flow F2).

そして、前記ステータ内通路21a〜21fを通過した冷媒は、第2環状通路5bで合流した後に冷媒戻し流路23に排出(流れF3)され、この冷媒戻し流路23の途中に設けたコンデンサ24および逆止弁27を通過(流れF4)した後、リザーバタンク22に戻される。   Then, the refrigerant that has passed through the stator inner passages 21a to 21f joins in the second annular passage 5b, and is then discharged (flow F3) to the refrigerant return passage 23. The condenser 24 provided in the middle of the refrigerant return passage 23 After passing through the check valve 27 (flow F4), it is returned to the reservoir tank 22.

また、前記リザーバタンク22内の冷媒は、第2導入流路28(流れF5)から逆止弁29を介してモータインバータ10のインバータ冷却流路13に導入され、このインバータ冷却流路13を流通(流れF6)した後に、冷媒排出口13outから前記冷媒戻し流路23の上流部分に流入(流れF7)される。   Further, the refrigerant in the reservoir tank 22 is introduced from the second introduction flow path 28 (flow F5) to the inverter cooling flow path 13 of the motor inverter 10 through the check valve 29 and flows through the inverter cooling flow path 13. After (flow F6), the refrigerant flows into the upstream portion of the refrigerant return passage 23 from the refrigerant discharge port 13out (flow F7).

そして、このように構成された冷却装置20を用いたモータ1の冷却方法では、モータ1の発熱部に設けた冷却流路21(21a〜21f)に所定温度で液相から気相に変化する冷媒を流通させてその発熱部を冷却し、前記冷却流路21から排出される気相化した冷媒を排熱機構であるコンデンサ24で液相化してリザーバタンク22に戻すとともに、該リザーバタンク22を前記冷却流路21よりも鉛直上方に配置することにより冷媒を自己循環させる一方、前記冷却流路21の排出圧を更に加圧して、前記コンデンサ24で液相化した冷媒をリザーバタンク22に押し出す圧力をより高めるようにする。   And in the cooling method of the motor 1 using the cooling device 20 comprised in this way, it changes from a liquid phase to a gaseous phase at the predetermined temperature in the cooling flow path 21 (21a-21f) provided in the heat generating part of the motor 1. The refrigerant is circulated to cool the heat generating portion, and the vaporized refrigerant discharged from the cooling flow path 21 is liquefied by the condenser 24 which is a heat exhaust mechanism and returned to the reservoir tank 22. Is disposed vertically above the cooling flow path 21 to allow the refrigerant to self-circulate, while the discharge pressure of the cooling flow path 21 is further increased, and the liquid phase refrigerant in the condenser 24 is supplied to the reservoir tank 22. Increase the pressure to push out.

以上の構成により本実施形態の冷却装置20およびその冷却方法によれば、鉛直上方位置に配置したリザーバタンク22内の液相状態の冷媒は、重力によって第1導入流路25から逆止弁26を介して第1環状通路5aおよびステータ内通路21a〜21fに供給され、ステータ内通路21a〜21fを通過する間に液相の冷媒はモータ1の発熱部で気化して膨張し、その気相状態となった冷媒で前記発熱部を効率良く冷却することができる。   With the above configuration, according to the cooling device 20 and the cooling method of the present embodiment, the refrigerant in the liquid phase state in the reservoir tank 22 arranged in the vertically upper position is fed from the first introduction flow path 25 to the check valve 26 by gravity. Is supplied to the first annular passage 5a and the stator inner passages 21a to 21f, and the liquid phase refrigerant is vaporized and expanded in the heat generating portion of the motor 1 while passing through the stator inner passages 21a to 21f, and the gas phase The heat generating part can be efficiently cooled with the refrigerant in the state.

このとき、液相から気相へと状態変化した場合、膨張圧により流路内の圧力は液相状態に比べて大きくなるが、前記逆止弁26により気相化した冷媒が第1環状通路5a方向に逆流するのが阻止される。   At this time, when the state changes from the liquid phase to the gas phase, the pressure in the flow path becomes larger than that in the liquid phase due to the expansion pressure, but the refrigerant gasified by the check valve 26 becomes the first annular passage. Backflow in the 5a direction is prevented.

従って、ステータ内通路21a〜21fで気相となった冷媒は、前記逆止弁26によって第1導入流路25に逆流するのが防止されつつ、第2還流通路5bを経て冷媒戻し流路23に排出される。   Therefore, the refrigerant that has become a gas phase in the stator inner passages 21 a to 21 f is prevented from flowing back to the first introduction passage 25 by the check valve 26, and the refrigerant return passage 23 through the second recirculation passage 5 b. To be discharged.

すると、この排出された気相状態の冷媒は、冷媒戻し流路23の途中に設けたコンデンサ24で冷却されて液相化され、液相化状態の冷媒はコンデンサ24の下流側に設けた逆止弁27で逆流が阻止されつつ、コンデンサ24の上流側の気相状態にある冷媒の膨張圧により下流側に押し出される。   Then, the discharged refrigerant in the gas phase state is cooled and liquefied by the condenser 24 provided in the middle of the refrigerant return passage 23, and the refrigerant in the liquid phase state is reversely provided on the downstream side of the condenser 24. While the backflow is blocked by the stop valve 27, it is pushed downstream by the expansion pressure of the refrigerant in the gas phase state upstream of the condenser 24.

このため、コンデンサ24で液相化した冷媒はリザーバタンク22に順次圧送されて戻されるため、前述したようにリザーバタンク22から冷媒が自重でステータ内通路21a〜21fに供給されることと相俟って、冷媒を冷却装置20内で自己循環させることができるようになる。   For this reason, since the refrigerant liquidified by the condenser 24 is sequentially pumped back to the reservoir tank 22 and returned, the refrigerant is supplied from the reservoir tank 22 by its own weight to the stator passages 21a to 21f as described above. Thus, the refrigerant can be self-circulated in the cooling device 20.

従って、冷媒の循環経路にポンプ等の冷媒移動装置を用いる必要が無くなり、冷却装置20のコンパクト化を図ることができるとともに、ステータ内通路21a〜21fで冷媒が気化した際の気化熱をモータ1の発熱部の冷却に利用して冷却効率を向上できるとともに、ステータ内通路21a〜21f内の冷媒量を液相の状態で冷却する場合に比較して大幅に削減でき、冷却装置20全体の重量を減少することができる。   Therefore, it is not necessary to use a refrigerant moving device such as a pump in the refrigerant circulation path, the cooling device 20 can be made compact, and the heat of vaporization when the refrigerant is vaporized in the stator inner passages 21a to 21f can be reduced. The cooling efficiency can be improved by using the cooling of the heat generating part of the heater, and the amount of refrigerant in the stator passages 21a to 21f can be greatly reduced as compared with the case of cooling in the liquid phase state, and the weight of the entire cooling device 20 Can be reduced.

また、モータ1のコンパクト化および軽量化を達成できることにより、インホイールドライブ方式とした場合のタイヤホイールWへの組み込みを容易とし、かつ、冷却装置20の冷却効率が高まることによりモータ1の温度上昇を抑制して、高負荷状態での運転状態をより長時間維持することができる。   In addition, since the motor 1 can be made compact and lightweight, it can be easily incorporated into the tire wheel W in the case of the in-wheel drive system, and the cooling efficiency of the cooling device 20 is increased, thereby increasing the temperature of the motor 1. And the operation state in the high load state can be maintained for a longer time.

ところで、前記ステータ内通路21a〜21f内で液相状態の冷媒が気相化したときの膨張圧が十分でない場合は、コンデンサ24で液相化した冷媒戻し流路23内の冷媒をリザーバタンク22に押し出すための圧力が不足するため、冷媒が循環経路内で滞ってしまう。   By the way, when the expansion pressure when the liquid phase refrigerant is vaporized in the stator internal passages 21 a to 21 f is not sufficient, the refrigerant in the refrigerant return passage 23 liquefied by the capacitor 24 is transferred to the reservoir tank 22. Since the pressure for pushing out is insufficient, the refrigerant stagnates in the circulation path.

このため、ステータ内通路21a〜21fには、第1導入流路25から液相状態の冷媒が十分に供給されなくなり、その結果、ステータ内通路21a〜21f内の温度が設計許容範囲を超えて温度上昇される、いわゆるドライアウト現象が起こってしまう。   Therefore, the liquid passage state refrigerant is not sufficiently supplied from the first introduction passage 25 to the stator passages 21a to 21f, and as a result, the temperature in the stator passages 21a to 21f exceeds the allowable design range. A so-called dry-out phenomenon occurs in which the temperature is increased.

従って、前記ドライアウト現象の発生を防止するためには、コンデンサ23やその下流側の冷媒戻し流路23内に存在する液相の冷媒を積極的にリザーバタンク22に戻してやる必要がある。   Therefore, in order to prevent the occurrence of the dry-out phenomenon, it is necessary to positively return the liquid-phase refrigerant present in the condenser 23 and the refrigerant return passage 23 downstream thereof to the reservoir tank 22.

つまり、冷媒戻し流路23内の液相冷媒をリザーバタンク22に戻すことにより、ステータ内通路21a〜21f内の圧力が低下するため逆止弁26を開弁することができ、これにより第1導入流路25から液相の冷媒がステータ内通路21a〜21fに供給されるため、前記ドライアウト現象を防止できる。   That is, by returning the liquid-phase refrigerant in the refrigerant return passage 23 to the reservoir tank 22, the pressure in the stator inner passages 21a to 21f is reduced, so that the check valve 26 can be opened. Since the liquid-phase refrigerant is supplied from the introduction flow path 25 to the stator inner passages 21a to 21f, the dry-out phenomenon can be prevented.

ここで、前記逆止弁26の開閉状態を検討すると、図3に示すようにその逆止弁26の上流位置S1の圧力Pinは、
Pin=Pt+ρi・g・Hi …(1) となる。
Here, considering the open / closed state of the check valve 26, as shown in FIG. 3, the pressure Pin at the upstream position S1 of the check valve 26 is:
Pin = Pt + ρi · g · Hi (1)

ここで、Ptはリザーバタンク22内の冷媒液面に加わる圧力、ρiは上流位置S1での液相冷媒の密度、gは重力加速度、Hiは上流位置S1からリザーバタンク22の冷媒液面までの高さである。   Here, Pt is the pressure applied to the refrigerant level in the reservoir tank 22, ρi is the density of the liquid phase refrigerant at the upstream position S1, g is the gravitational acceleration, and Hi is from the upstream position S1 to the refrigerant level in the reservoir tank 22. It is height.

一方、逆止弁26の下流位置S2での圧力Poutは、
Pout=Pt+ΔPls+ρo・g・Ho…(2)となる。
On the other hand, the pressure Pout at the downstream position S2 of the check valve 26 is
Pout = Pt + ΔPls + ρo · g · Ho (2)

ここで、ρoは冷媒戻し流路23のコンデンサ24下流部での液相冷媒の密度、Hoは下流位置S2から冷媒戻し流路23がリザーバタンク22に接続する位置までの高さ、ΔPlsは流路内の抵抗圧力である。   Here, ρo is the density of the liquid-phase refrigerant in the downstream portion of the condenser 24 in the refrigerant return channel 23, Ho is the height from the downstream position S2 to the position where the refrigerant return channel 23 is connected to the reservoir tank 22, and ΔPls is the flow Resistance pressure in the road.

従って、前記逆止弁26は、この抵抗を無視することにすればPin≧Pout、即ち、ρi・g・Hi≧ΔPls+ρo・g・Hoであれば逆止弁26は開弁し、Pin<Poutであれば閉弁することになる。   Accordingly, if the check valve 26 ignores this resistance, Pin ≧ Pout, that is, if ρi · g · Hi ≧ ΔPls + ρo · g · Ho, the check valve 26 opens and Pin <Pout If so, it will be closed.

ここで、冷媒を水とし、上流位置S1における水温および冷媒戻し流路23の下流側の水温を50℃と仮定し、Hiを0.5m、Hoを0.6mとすれば、
ρi・g・Hi=988×9.8×0.5=4.84kPa(kN/m2
ρo・g・Ho=988×9.8×0.6=5.81kPa(kN/m2)となる。
Here, assuming that the coolant is water, the water temperature at the upstream position S1 and the water temperature downstream of the coolant return passage 23 are 50 ° C., and Hi is 0.5 m and Ho is 0.6 m,
ρi, g, Hi = 988 x 9.8 x 0.5 = 4.84 kPa (kN / m 2 )
ρo · g · Ho = 988 × 9.8 × 0.6 = 5.81 kPa (kN / m 2 ).

このとき、Ptを標準大気圧(101.3kPa)とすると、
Pt+ρo・g・Ho=107.1kPa であり、水の飽和圧力が107.1kPaに対する飽和温度は約101.3℃である。実験結果によると飽和温度は約102℃であり、水の飽和蒸気表によると飽和温度102℃に対する飽和圧力は109.6kPaである。
At this time, if Pt is standard atmospheric pressure (101.3kPa),
Pt + ρo · g · Ho = 107.1 kPa, and the saturation temperature for a water saturation pressure of 107.1 kPa is about 101.3 ° C. According to the experimental results, the saturation temperature is about 102 ° C., and according to the saturated steam table of water, the saturation pressure for the saturation temperature of 102 ° C. is 109.6 kPa.

これらの結果により、
ΔPls=109.6−107.1=2.5kPaとなり、ΔPlsはρo・g・Hoと同じオーダ値となる。
These results
ΔPls = 109.6−107.1 = 2.5 kPa, and ΔPls has the same order value as ρo · g · Ho.

従って、本実施形態のようにコンデンサ24からリザーバタンク22に戻る冷媒戻し流路23内の液相冷媒を、外部の熱源を利用してリザーバタンク22に送り込めば、Pin≧Poutが達成でき、ドライアウト時でも逆止弁26が開くことになる。   Therefore, if the liquid-phase refrigerant in the refrigerant return passage 23 returning from the capacitor 24 to the reservoir tank 22 is sent to the reservoir tank 22 using an external heat source as in the present embodiment, Pin ≧ Pout can be achieved. The check valve 26 opens even during dryout.

このため、本実施形態ではモータインバータ10を利用して、このモータインバータ10に形成したインバータ冷却流路13に、リザーバタンク22から第2導入流路28を介して液相状態の冷媒を供給して、前記インバータ冷却流路13内で気相化した冷媒の圧力を用いて冷媒戻し流路23内の液相冷媒を強制的にリザーバタンク22に戻すようにしている。   For this reason, in the present embodiment, the motor inverter 10 is used to supply liquid phase refrigerant from the reservoir tank 22 to the inverter cooling flow path 13 formed in the motor inverter 10 via the second introduction flow path 28. Thus, the liquid-phase refrigerant in the refrigerant return channel 23 is forcibly returned to the reservoir tank 22 using the pressure of the refrigerant vaporized in the inverter cooling channel 13.

即ち、前記第2導入流路28から逆止弁29を介してインバータ冷却流路13に導入された液相の冷媒には、図5,図6に示すように本体部分11の上面11cに配置した電子素子12の発熱が伝達されることにより気相化されて膨張し、その膨張圧が冷媒排出管13bから排出されて冷媒排出口13outが連通する冷媒戻し流路23の上流側に供給される。   That is, the liquid-phase refrigerant introduced from the second introduction passage 28 into the inverter cooling passage 13 through the check valve 29 is disposed on the upper surface 11c of the main body portion 11 as shown in FIGS. The generated heat of the electronic element 12 is transferred to a gas phase and expanded, and the expansion pressure is discharged from the refrigerant discharge pipe 13b and supplied to the upstream side of the refrigerant return flow path 23 through which the refrigerant discharge port 13out communicates. The

すると、冷媒戻し流路23のコンデンサ24よりも上流側は、インバータ内通路21a〜21fの圧力に加えて前記インバータ冷却流路13内の圧力が作用するため、コンデンサ24の上流側により大きな圧力を発生させて、その大きな圧力で冷媒戻し流路23内の液相冷媒を強制的にリザーバタンク22に戻すことができる。   Then, on the upstream side of the condenser 24 in the refrigerant return passage 23, the pressure in the inverter cooling passage 13 acts in addition to the pressure in the inverter passages 21 a to 21 f, so that a larger pressure is applied on the upstream side of the capacitor 24. The liquid-phase refrigerant in the refrigerant return passage 23 can be forcibly returned to the reservoir tank 22 with the large pressure.

従って、冷媒の循環効率をより高めて前記ドライアウト現象を防止でき、ひいてはモータ1の冷却効率を高めることができるとともに、インバータ冷却流路13に冷媒を流通させることによりモータインバータ10の冷却をも行うことができる。   Therefore, the circulation efficiency of the refrigerant can be further increased to prevent the dry-out phenomenon, and thus the cooling efficiency of the motor 1 can be increased. In addition, the cooling of the motor inverter 10 can be performed by circulating the refrigerant through the inverter cooling flow path 13. It can be carried out.

また、加圧手段として前記モータインバータ10を用いたので、このモータインバータ10は既存の部品であって新たに加圧手段を設ける必要がないためコストの大幅な上昇を抑えることができる。   Further, since the motor inverter 10 is used as the pressurizing means, the motor inverter 10 is an existing part, and it is not necessary to newly provide the pressurizing means, so that a significant increase in cost can be suppressed.

更に、本実施形態では前記インバータ冷却流路13を、多孔質材としてのポーラス材30で形成してあるので、インバータ冷却流路13内の伝熱面積が増大するため、電子素子12で発熱する熱量をそのポーラス材30を通過する冷媒に伝達し易くなる。   Furthermore, in the present embodiment, the inverter cooling flow path 13 is formed of a porous material 30 as a porous material, so that the heat transfer area in the inverter cooling flow path 13 is increased, and thus the electronic element 12 generates heat. The amount of heat is easily transferred to the refrigerant passing through the porous material 30.

更にまた、前記ポーラス材30を通過する冷媒の流通抵抗が大きくなるため、インバータ冷却流路13内の圧力は前記ステータ内通路21a〜21f内の圧力よりも高くなり、より大きな圧力を発生させることが可能となり、冷媒戻し流路23のコンデンサ24よりも上流側の圧力をより大きくして、冷媒戻し流路23内の液相冷媒をより確実にリザーバタンク22に戻すことができる。   Furthermore, since the flow resistance of the refrigerant passing through the porous material 30 is increased, the pressure in the inverter cooling flow path 13 is higher than the pressure in the stator internal passages 21a to 21f, and a larger pressure is generated. Thus, the pressure on the upstream side of the condenser 24 in the refrigerant return passage 23 can be increased, and the liquid phase refrigerant in the refrigerant return passage 23 can be returned to the reservoir tank 22 more reliably.

図7〜図9は本発明の第2実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図7は冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図、図8はモータインバータの拡大斜視図、図9は図8中C−C線に沿った拡大断面図である。   7 to 9 show a second embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. FIG. 8 is an enlarged perspective view of the motor inverter, and FIG. 9 is an enlarged sectional view taken along the line CC in FIG.

本実施形態の冷却装置20Aは、基本的に第1実施形態の冷却装置20と同様の構成となり、モータインバータ10を利用して加圧手段を構成し、このモータインバータ10に形成したインバータ冷却流路13に、リザーバタンク22から第2導入流路28を介して液相状態の冷媒を供給して、前記インバータ冷却流路13内で気相化した冷媒の圧力を用いて冷媒戻し流路23内の上流側の圧力を高めるようにしている。   The cooling device 20A according to the present embodiment basically has the same configuration as the cooling device 20 according to the first embodiment. The motor inverter 10 is used to form a pressurizing unit, and an inverter cooling flow formed in the motor inverter 10 is used. A refrigerant in a liquid phase state is supplied to the passage 13 from the reservoir tank 22 through the second introduction passage 28, and the refrigerant return passage 23 is used by using the pressure of the refrigerant vaporized in the inverter cooling passage 13. The pressure on the upstream side is increased.

ここで、本実施形態では前記モータインバータ10内に、前記インバータ冷却流路13に近接して冷媒を流通させる2つの第1・第2副冷却流路14,15を設けている。   Here, in the present embodiment, two first and second sub-cooling passages 14 and 15 are provided in the motor inverter 10 to circulate the refrigerant in the vicinity of the inverter cooling passage 13.

即ち、前記モータインバータ10は、図8に示すように第1実施形態と同様に6面11a〜11fからなる直方体状の本体部分11の上面11cに、インバータ制御用の電子素子12が複数設置されており、前記第1・第2副冷却流路14,15は、図9に示すように前記インバータ冷却流路13の両側にそれぞれ隔壁16a,16bで仕切られた状態で配置される。   That is, as shown in FIG. 8, the motor inverter 10 is provided with a plurality of inverter control electronic elements 12 on an upper surface 11c of a rectangular parallelepiped body portion 11 having six surfaces 11a to 11f as in the first embodiment. The first and second sub cooling channels 14 and 15 are arranged on both sides of the inverter cooling channel 13 in a state of being partitioned by partition walls 16a and 16b, respectively, as shown in FIG.

また、前記第1・第2副冷却流路14,15にあってもインバータ冷却流路13と同様に断面矩形状の通路として形成されるが、それら副冷却流路14,15は中空状に形成される。   The first and second sub-cooling channels 14 and 15 are formed as a rectangular cross-section like the inverter cooling channel 13, but the sub-cooling channels 14 and 15 are hollow. It is formed.

そして、前記インバータ冷却流路13は、図7に示すように第1実施形態と同様に冷媒導入管13aに第2導入流路28を接続してあるとともに、冷媒排出管13b先端の冷媒排出口13outを冷媒戻し流路23のコンデンサ24よりも上流側に連通させてあり、本実施形態にあっても前記インバータ冷却流路13をポーラス材30で形成してある。   As shown in FIG. 7, the inverter cooling passage 13 has a second introduction passage 28 connected to the refrigerant introduction tube 13a as in the first embodiment, and a refrigerant discharge port at the tip of the refrigerant discharge tube 13b. 13out is communicated to the upstream side of the condenser 24 in the refrigerant return passage 23, and the inverter cooling passage 13 is formed of the porous material 30 even in the present embodiment.

前記第1副冷却流路14は、インバータ冷却流路13の冷媒排出管13bが配置される側(図8中左側)に冷媒導入管14aを設けてあるとともに、インバータ冷却流路13の冷媒導入管13aが配置される側(図8中右側)に冷媒排出管14bを設けてあり、また、前記第2副冷却流路15は、インバータ冷却流路13の冷媒導入管13aが配置される側(図8中右側)に冷媒導入管15aを設けてあるとともに、インバータ冷却流路13の冷媒排出管13bが配置される側(図8中左側)に冷媒排出管15bを設けてある。   The first sub-cooling flow path 14 is provided with a refrigerant introduction pipe 14a on the side where the refrigerant discharge pipe 13b of the inverter cooling flow path 13 is disposed (left side in FIG. 8), and the refrigerant introduction of the inverter cooling flow path 13 is performed. A refrigerant discharge pipe 14b is provided on the side where the pipe 13a is arranged (right side in FIG. 8), and the second sub cooling channel 15 is the side where the refrigerant introduction pipe 13a of the inverter cooling channel 13 is arranged. A refrigerant introduction pipe 15a is provided on the right side in FIG. 8 and a refrigerant discharge pipe 15b is provided on the side (left side in FIG. 8) where the refrigerant discharge pipe 13b of the inverter cooling flow path 13 is disposed.

そして、前記第1副冷却流路14の冷媒排出管14bと前記第2副冷却流路15の冷媒導入管15aとを、図7に示すように互いに連通してある。   The refrigerant discharge pipe 14b of the first sub cooling channel 14 and the refrigerant introduction pipe 15a of the second sub cooling channel 15 are communicated with each other as shown in FIG.

一方、前記冷媒戻し流路23の逆止弁27よりも下流側を途中で分断し、その分断した上流側戻し流路23cを第1副冷却流路14の前記冷媒導入管14aに接続するとともに、分断した下流側戻し流路23dを第2副冷却流路15の前記冷媒排出管15bに接続してある。   On the other hand, the downstream side of the refrigerant return channel 23 from the check valve 27 is divided in the middle, and the divided upstream return channel 23 c is connected to the refrigerant introduction pipe 14 a of the first sub-cooling channel 14. The divided downstream return flow path 23 d is connected to the refrigerant discharge pipe 15 b of the second sub cooling flow path 15.

以上の構成により本実施形態のモータの冷却装置20Aによれば、第1実施形態と同様に第2導入流路28からモータインバータ10のインバータ冷却流路13に冷媒を導入して、このインバータ冷却流路13のポーラス材30で発生した高圧冷媒を冷媒戻し流路23の上流側に供給することにより、冷媒の循環効率を高めてステータ内通路21a〜21fのドライアウト現象を防止できるようになっているが、この場合、インバータ冷却流路13内で高圧蒸気が発生するようにそのインバータ冷却流路13の径やその前後の冷媒導入・排出管13a,13bの径などを調節する必要がある。   According to the motor cooling device 20A of the present embodiment having the above configuration, the refrigerant is introduced into the inverter cooling passage 13 of the motor inverter 10 from the second introduction passage 28 as in the first embodiment, and this inverter cooling is performed. By supplying the high-pressure refrigerant generated in the porous material 30 of the flow path 13 to the upstream side of the refrigerant return flow path 23, the circulation efficiency of the refrigerant can be improved and the dry-out phenomenon of the stator internal passages 21a to 21f can be prevented. However, in this case, it is necessary to adjust the diameter of the inverter cooling flow path 13 and the diameters of the refrigerant introduction / discharge pipes 13a and 13b before and after the inverter cooling flow path 13 so that high-pressure steam is generated in the inverter cooling flow path 13. .

ところが、前記インバータ冷却流路13で冷媒が気相化される条件では、複数の電子素子12の除熱性能が得られない場合があるが、本実施形態では前記モータインバータ10内に、前記インバータ冷却流路13に近接して冷媒を流通させる2つの第1・第2副冷却流路14,15を設けて、一方の第1副冷却流路14に冷媒戻し流路23からリザーバタンク22に戻す液相の冷媒を導入して流通させた後、その冷媒を他方の第2副冷却流路15に導入して流通させた後に前記リザーバタンク22に戻すようにしてある。   However, under the condition that the refrigerant is vaporized in the inverter cooling flow path 13, the heat removal performance of the plurality of electronic elements 12 may not be obtained. In the present embodiment, the inverter is included in the motor inverter 10. Two first and second sub-cooling channels 14 and 15 for circulating the refrigerant are provided in the vicinity of the cooling channel 13, and one of the first sub-cooling channels 14 is connected to the reservoir tank 22 from the refrigerant return channel 23. After the liquid phase refrigerant to be returned is introduced and circulated, the refrigerant is introduced into the other second sub-cooling flow path 15 and circulated, and then returned to the reservoir tank 22.

従って、このようにリザーバタンク22に戻す液相冷媒を第1・第2副冷却流路14,15に流通させることにより、モータインバータ10を冷却することができるため、ポーラス材30で形成したインバータ冷却流路13を、専ら冷媒の気相化が促進されるように構成しつつ、前記第1・第2副冷却流路14,15を流通する液相冷媒により電子素子12の除熱性能を確保することができる。   Therefore, since the motor inverter 10 can be cooled by circulating the liquid-phase refrigerant returned to the reservoir tank 22 through the first and second sub-cooling channels 14 and 15 in this way, the inverter formed of the porous material 30 While the cooling flow path 13 is exclusively configured to promote the vaporization of the refrigerant, the heat removal performance of the electronic element 12 is improved by the liquid-phase refrigerant flowing through the first and second sub cooling flow paths 14 and 15. Can be secured.

このため、モータ1の発熱部のドライアウトを避けることができるとともに、モータインバータ10の電子素子12の冷却もより広範囲な除熱性能を確保し、更に、車両の坂道走行や加速時等に車両に作用する重力以外の力が加わった場合にもドライアウトを防止できる。   For this reason, it is possible to avoid the dry-out of the heat generating part of the motor 1, and the cooling of the electronic element 12 of the motor inverter 10 ensures a wider range of heat removal performance. Dry-out can be prevented even when force other than gravity acting on is applied.

図10は本発明の第3実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図10は冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図である。   FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention, in which the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. 10 shows a refrigerant circulation path of the cooling device. FIG.

本実施形態の冷却装置20Bは、基本的に第1実施形態の冷却装置20と同様の構成となり、冷却流路21を、図4に示したようにステータ4の外周部分に回転軸2の軸方向に沿って形成した複数のステータ内通路21a〜21fによって構成してあり、第1導入流路25から導入される冷媒をそれぞれのステータ内通路21a〜21fを流通させた後、冷媒戻し流路23へと排出するようになっている。   The cooling device 20B of the present embodiment basically has the same configuration as the cooling device 20 of the first embodiment, and the cooling flow path 21 is arranged on the outer periphery of the stator 4 as shown in FIG. A plurality of in-stator passages 21a to 21f formed along the direction, and the refrigerant introduced from the first introduction passage 25 is circulated through the respective in-stator passages 21a to 21f, and then the refrigerant return passage. 23 is discharged.

尚、モータインバータ10は、第2実施形態と同様にインバータ冷却流路13以外に第1・第2副冷却流路14,15を設けて、冷媒戻し流路23からリザーバタンク22に戻す液相の冷媒を第1・第2副冷却流路14,15に流通させるようになっている。   As in the second embodiment, the motor inverter 10 is provided with first and second sub-cooling channels 14 and 15 in addition to the inverter cooling channel 13, and returns to the reservoir tank 22 from the refrigerant return channel 23. The refrigerant is circulated through the first and second sub-cooling channels 14 and 15.

そして、本実施形態では前記複数のステータ内通路21a〜21fの冷媒通過量を、リザーバタンク22の液面からの高さ(水頭)に応じてそれぞれ略等しくする冷媒通過量均等手段31を設けている。   And in this embodiment, the refrigerant | coolant passage amount equalization means 31 which makes each refrigerant | coolant passage amount of these stator internal passages 21a-21f substantially equal according to the height (water head) from the liquid level of the reservoir tank 22 is provided. Yes.

即ち、前記ステータ内通路21a〜21fの径Da〜Dfが等しい場合には、リザーバタンク22の液面からの位置水頭の影響により、その液面からの高さ(水頭)が高い程冷媒が流れ易くなるため、それぞれのステータ内通路21a〜21fの上下位置によってドライアウト状況に差が生ずることになる。   That is, when the diameters Da to Df of the stator inner passages 21a to 21f are equal, the refrigerant flows as the height from the liquid surface (water head) increases due to the influence of the position water head from the liquid surface of the reservoir tank 22. Since it becomes easy, a difference arises in a dryout situation by the up-and-down position of each passage 21a-21f in stator.

このため、本実施形態では前記ステータ内通路21a〜21fの径Da〜Dfを、前記リザーバタンク22の液面からの高さ(水頭)が高くなる程小さくすることによって前記冷媒通過量均等手段31を構成してある。   For this reason, in this embodiment, the diameters Da to Df of the stator inner passages 21a to 21f are made smaller as the height (water head) from the liquid surface of the reservoir tank 22 becomes higher, thereby making the refrigerant passage amount equalizing means 31. Is configured.

前記ステータ内通路21a〜21fは、図4に示したようにステータ内通路21aがステータ4の最上部位に配置され、かつ、ステータ内通路21dがステータ4の最下部位に配置されるとともに、それらステータ内通路21a,21d間の上部にステータ内通路21b,21fが配置され、かつ、ステータ内通路21a,21d間の下部にステータ内通路21c,21eが配置されている。   As shown in FIG. 4, the stator inner passages 21a to 21f are arranged such that the stator inner passage 21a is disposed at the uppermost portion of the stator 4 and the stator inner passage 21d is disposed at the lowermost portion of the stator 4. Stator internal passages 21b and 21f are arranged in the upper part between the stator internal passages 21a and 21d, and stator internal passages 21c and 21e are arranged in the lower part between the stator internal passages 21a and 21d.

従って、前記ステータ内通路21a〜21fを、それぞれの径Da〜Dfが、
Da>(Db=Df)>(Dc=De)>Ddの関係となるように形成してある。
Therefore, the diameters Da to Df of the stator inner passages 21a to 21f are
Da> (Db = Df)> (Dc = De)> Dd.

以上の構成により本実施形態の冷却装置10Bによれば、ステータ内通路21a〜21fの径Da〜Dfをリザーバタンク22の液面からの高さ(水頭)が高くなる程小さくしたので、それぞれのステータ内通路21a〜21fを流通する冷媒の通過量を略等しくすることができる。   With the above configuration, according to the cooling device 10B of the present embodiment, the diameters Da to Df of the stator inner passages 21a to 21f are reduced as the height (water head) from the liquid level of the reservoir tank 22 is increased. The passage amount of the refrigerant flowing through the stator inner passages 21a to 21f can be made substantially equal.

従って、前記複数のステータ内通路21a〜21fの除熱状態を略均等にすることができるため、それぞれのドライアウト状況に差が生ずるのを防止し、ひいては、ドライアウト現象を除去するための制御を行い易くなる。   Therefore, since the heat removal states of the plurality of stator inner passages 21a to 21f can be made substantially uniform, it is possible to prevent a difference in the respective dry-out situations, and thus control for removing the dry-out phenomenon. It becomes easy to do.

尚、本実施形態ではステータ内通路21a〜21fの径Da〜Dfを変化させることにより、それぞれの冷媒通過量を略等しくしたが、それぞれのステータ内通路21a〜21fに前述の関係を満たすオリフィスを設けることによっても目的を達成することができる。   In the present embodiment, the diameters Da to Df of the stator inner passages 21a to 21f are changed to make the respective refrigerant passage amounts substantially equal. However, orifices satisfying the above-described relationship are provided in the respective stator inner passages 21a to 21f. The purpose can also be achieved by providing.

図11,図12は本発明の第4実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図11は冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図、図12はインバータ冷却流路の排出側の切換えバルブの切換え状態を(a),(b)に順を追って示す説明図である。   11 and 12 show a fourth embodiment of the present invention, in which the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. 11 is a refrigerant circulation of the cooling device. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the switching state of the switching valve on the discharge side of the inverter cooling flow path in order of (a) and (b).

本実施形態の冷却装置20Cは、図11に示すように基本的に第1実施形態の冷却装置20と同様の構成となり、モータインバータ10を利用して加圧手段を構成してあり、また、第2実施形態と同様に前記モータインバータ10は、インバータ冷却流路13以外に、冷媒戻し流路23からリザーバタンク22に戻す液相の冷媒を流通させる第1・第2副冷却流路14,15を設けてある。   The cooling device 20C of the present embodiment basically has the same configuration as the cooling device 20 of the first embodiment as shown in FIG. 11, and configures a pressurizing means using the motor inverter 10, Similar to the second embodiment, the motor inverter 10 includes, in addition to the inverter cooling flow path 13, first and second sub-cooling flow paths 14 through which liquid phase refrigerant returning from the refrigerant return flow path 23 to the reservoir tank 22 circulates. 15 is provided.

そして、本実施形態では前記インバータ冷却流路13の冷媒排出口13outを、前記冷却流路21内の冷媒温度が所定値よりも高い場合に、前記冷媒戻し流路23のコンデンサ24よりも下流側に連通するようにしている。   In this embodiment, the refrigerant outlet 13out of the inverter cooling passage 13 is located downstream of the condenser 24 in the refrigerant return passage 23 when the refrigerant temperature in the cooling passage 21 is higher than a predetermined value. To communicate with.

即ち、本実施形態では前記インバータ冷却流路13の冷媒排出管13bを主排出管13cと副排出管13dの2経路に分岐し、主排出管13cの先端に設けた冷媒排出口13outを、第1実施形態と同様に冷媒戻し流路23のコンデンサ24よりも上流側に連通してある。   That is, in the present embodiment, the refrigerant discharge pipe 13b of the inverter cooling flow path 13 is branched into two paths of a main discharge pipe 13c and a sub discharge pipe 13d, and the refrigerant discharge port 13out provided at the tip of the main discharge pipe 13c is changed to the first. As in the first embodiment, the refrigerant return channel 23 communicates with the upstream side of the condenser 24.

また、前記冷媒戻し流路23のコンデンサ24よりも下流側に、前記副排出管13dに接続する分岐流路23eを設け、この分岐流路23eと前記主排出管13cとを交差させて、その交差部分に、図12(a)に示す主排出管13cの連通状態と、図12(b)に示す分岐流路23eと副排出管13dとの連通状態と、をアクチュエータ32により切り換える切換えバルブ33を設けてある。   Further, a branch flow path 23e connected to the sub discharge pipe 13d is provided on the downstream side of the condenser 24 in the refrigerant return flow path 23. The branch flow path 23e and the main discharge pipe 13c are crossed, and A switching valve 33 that switches between the communication state of the main discharge pipe 13c shown in FIG. 12A and the communication state of the branch flow path 23e and the sub discharge pipe 13d shown in FIG. Is provided.

一方、冷却流路21(ステータ内通路21a)に温度センサ34を設置し、この温度センサ34の検出信号をコントローラ35に出力して前記切換えバルブ33の切換えタイミングを演算し、その結果を前記アクチュエータ32に出力して切換えバルブ33を切換え制御するようになっている。   On the other hand, a temperature sensor 34 is installed in the cooling flow path 21 (passage 21a in the stator), a detection signal from the temperature sensor 34 is output to the controller 35, the switching timing of the switching valve 33 is calculated, and the result is calculated as the actuator. The switching valve 33 is controlled to be switched.

即ち、前記切換えバルブ33は、図12(a)に示すように主排出管13cの連通状態では前記分岐流路23eを遮断し、図12(b)に示すように分岐流路23eと副排出管13dとの連通状態では主排出管13cを遮断する構造となっている。   That is, the switching valve 33 shuts off the branch flow path 23e when the main discharge pipe 13c is in communication as shown in FIG. 12A, and the branch flow path 23e and the auxiliary discharge as shown in FIG. 12B. The main discharge pipe 13c is cut off in a communication state with the pipe 13d.

尚、主排出管13cの連通状態では、前記各実施形態と同様にその主排出管13cの先端が冷媒排出口13outとなって、その冷媒排出口13outが冷媒戻し流路23のコンデンサ24よりも上流側に連通するとともに、分岐流路23eと副排出管13dとの連通状態では、その副排出管13dの先端が冷媒排出口13outとなって、その冷媒排出口13outが前記分岐流路23eに連通する。   In the communication state of the main discharge pipe 13c, the tip of the main discharge pipe 13c serves as the refrigerant discharge port 13out, and the refrigerant discharge port 13out is more than the capacitor 24 in the refrigerant return flow path 23, as in the above embodiments. While communicating with the upstream side, and in a communication state between the branch flow path 23e and the sub discharge pipe 13d, the tip of the sub discharge pipe 13d becomes the refrigerant discharge port 13out, and the refrigerant discharge port 13out is connected to the branch flow path 23e. Communicate.

そして、前記温度センサ34の検出温度Tが予め設定した値Tdよりも低いとき(T<Td)は、前記切換えバルブ33は図12(a)に示す状態となり、前記検出温度Tが予め設定した値Tdよりも高いとき(T≧Td)は、前記切換えバルブ33は図12(b)に示す状態となる。   When the detected temperature T of the temperature sensor 34 is lower than a preset value Td (T <Td), the switching valve 33 is in the state shown in FIG. 12A, and the detected temperature T is preset. When the value is higher than the value Td (T ≧ Td), the switching valve 33 is in the state shown in FIG.

設定温度Tdは、実験等により求められた冷却流路21内の飽和温度Tsat以上(Td≧Tsat)であり、かつ、モータ1の耐熱許容温度をTmとした場合に、Td=α・Td (α<1)とする。例えば、α=0.8とすると、T≧Tdである場合に冷却流路21がドライアウト状態であり、かつ、モータ1温度が危険温度範囲となってしまう。   The set temperature Td is equal to or higher than the saturation temperature Tsat in the cooling flow path 21 obtained by experiments or the like (Td ≧ Tsat), and when the allowable temperature limit of the motor 1 is Tm, Td = α · Td ( α <1). For example, when α = 0.8, when T ≧ Td, the cooling flow path 21 is in a dry-out state, and the motor 1 temperature is in a dangerous temperature range.

以上の構成により本実施形態の冷却装置10Cによれば、T<Tdの場合は危険温度範囲以下であると判断し、前記切換えバルブ33を図12(a)の状態として主排出管13cを連通状態にすることにより、第2実施形態の冷却装置10Aと同様の構成となり、その作用効果は第2実施形態と同様となる。   With the above configuration, according to the cooling device 10C of the present embodiment, when T <Td, it is determined that the temperature is below the dangerous temperature range, and the main discharge pipe 13c is communicated with the switching valve 33 in the state of FIG. By setting the state, the configuration is the same as that of the cooling device 10A of the second embodiment, and the operational effects thereof are the same as those of the second embodiment.

一方、T≧Tdの場合は危険温度範囲内であると判断し、切換えバルブ33を図12(b)の状態として分岐流路23eと副排出管13dとを連通状態とする。   On the other hand, when T ≧ Td, it is determined that the temperature is within the dangerous temperature range, and the switching valve 33 is set in the state shown in FIG. 12B, so that the branch flow path 23e and the sub discharge pipe 13d are in communication.

すると、インバータ冷却流路13で発生した気相の高圧冷媒が分岐流路23eから上流側戻し流路23cに供給されて、冷媒戻し流路23内の液相冷媒をリザーバタンク22に押し出す。   Then, the high-pressure refrigerant in the gas phase generated in the inverter cooling flow path 13 is supplied from the branch flow path 23 e to the upstream return flow path 23 c and pushes the liquid-phase refrigerant in the refrigerant return flow path 23 to the reservoir tank 22.

この場合、インバータ冷却流路13の高圧冷媒は冷媒戻し流路23のコンデンサ24下流側に供給されるので、コンデンサ24の流通抵抗を受けることなく、より低い圧力で戻し流路23内の液相冷媒をリザーバタンク22に送り出すことができる。   In this case, since the high-pressure refrigerant in the inverter cooling flow path 13 is supplied to the downstream side of the condenser 24 in the refrigerant return flow path 23, the liquid phase in the return flow path 23 at a lower pressure without receiving the flow resistance of the capacitor 24. The refrigerant can be sent to the reservoir tank 22.

即ち、前記分岐流路23eが冷媒戻し流路23から分岐する位置から冷媒戻し流路23eがリザーバタンク22に接続する位置までの高さHdを、逆止弁26の下流位置S2から冷媒戻し流路23がリザーバタンク22に接続する位置までの高さHo(図3参照)よりも低く設定した場合、ρo・g・(Ho−Hd)分の位置水頭が減ることになるため、前記コンデンサ24の流通抵抗が無くなることと相俟って、更に低い圧力でリザーバタンク22に戻る冷媒戻し流路23内の液相冷媒を押し出すことができる。   That is, the height Hd from the position where the branch flow path 23e branches from the refrigerant return flow path 23 to the position where the refrigerant return flow path 23e connects to the reservoir tank 22 is expressed as the refrigerant return flow from the downstream position S2 of the check valve 26. When the path 23 is set lower than the height Ho (see FIG. 3) up to the position where it connects to the reservoir tank 22, the position head for ρo · g · (Ho−Hd) is reduced. In combination with the disappearance of the flow resistance, the liquid-phase refrigerant in the refrigerant return channel 23 returning to the reservoir tank 22 can be pushed out at a lower pressure.

尚、本実施形態では前記分岐流路23eを上流側戻し流路23cから分岐した場合を開示したが、これに限ることなく下流側戻し流路23dから分岐流路23eを分岐しても同様の作用効果を奏することができる。   In the present embodiment, the case where the branch flow path 23e is branched from the upstream return flow path 23c has been disclosed. However, the present invention is not limited to this, and the same may be true even if the branch flow path 23e is branched from the downstream return flow path 23d. An effect can be produced.

また、本実施形態は第2実施形態の冷却装置10A、つまり、モータインバータ10に第1・第2副冷却流路14,15を設けて、それら副冷却流路14,15に冷媒戻し流路23の上流側戻し流路23cと下流側戻し流路23dを接続した冷却装置10Aに適用した場合を開示したが、モータインバータ10に第1・第2副冷却流路14,15を設けない第1実施形態にあっても適用することができる。   Further, in this embodiment, the cooling device 10A of the second embodiment, that is, the motor inverter 10 is provided with the first and second sub cooling channels 14 and 15, and the refrigerant return channel is provided in the sub cooling channels 14 and 15. 23, a case where the present invention is applied to the cooling device 10A in which the upstream return flow path 23c and the downstream return flow path 23d are connected is disclosed, but the first and second sub cooling flow paths 14 and 15 are not provided in the motor inverter 10. Even one embodiment can be applied.

図13,図14は本発明の第5実施形態を示し、前記第4実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図13は冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図、図14はインバータ冷却流路への冷媒導入流路を開閉する開閉バルブの切換え状態を(a),(b)に順を追って示す説明図である。   FIGS. 13 and 14 show a fifth embodiment of the present invention, in which the same components as in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. FIG. 14 is an explanatory diagram showing the switching state of the open / close valve for opening and closing the refrigerant introduction flow path to the inverter cooling flow path in order of (a) and (b).

本実施形態の冷却装置20Dは、図13に示すように基本的に第4実施形態の冷却装置20Cと同様の構成となり、インバータ冷却流路13の冷媒排出管13bを主排出管13cと副排出管13dの2経路に分岐し、そして、主排出管13cと冷媒戻し流路23の分岐流路23eとの交差部分に設けた切換えバルブ33を、冷却流路21に設けた温度センサ34、コントローラ35およびアクチュエータ32を介して切り換えるようになっている。   As shown in FIG. 13, the cooling device 20D of the present embodiment basically has the same configuration as the cooling device 20C of the fourth embodiment, and the refrigerant discharge pipe 13b of the inverter cooling flow path 13 is connected to the main discharge pipe 13c and the sub discharge. The temperature sensor 34 provided in the cooling flow path 21 is provided with a switching valve 33 which branches into two paths of the pipe 13d and is provided at the intersection of the main discharge pipe 13c and the branch flow path 23e of the refrigerant return flow path 23. 35 and the actuator 32 are used for switching.

ところで、リザーバタンク22内の冷媒を第2導入流路28を介してインバータ冷却流路13内に導入するようになっているが、その際、インバータ冷却流路13内に多量の液相冷媒が存在する場合に、インバータ冷却流路13内で気相化した冷媒が直ちに液相状態に戻ってしまうサブクール現象が起こってしまう恐れがある。   By the way, the refrigerant in the reservoir tank 22 is introduced into the inverter cooling flow path 13 via the second introduction flow path 28. At that time, a large amount of liquid-phase refrigerant is generated in the inverter cooling flow path 13. When present, there is a possibility that a subcool phenomenon occurs in which the refrigerant vaporized in the inverter cooling flow path 13 immediately returns to the liquid phase state.

そこで、本実施形態では図13に示すように、リザーバタンク22からインバータ冷却流路13に導入する冷媒量を、そのインバータ冷却流路13内の温度が低い場合に減少させる一方、インバータ冷却流路13内の温度が高い場合に増大させる冷媒量制御手段としての開閉バルブ36を設けている。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, the amount of refrigerant introduced from the reservoir tank 22 to the inverter cooling flow path 13 is reduced when the temperature in the inverter cooling flow path 13 is low, while the inverter cooling flow path is reduced. An open / close valve 36 is provided as a refrigerant amount control means for increasing when the temperature in 13 is high.

即ち、前記開閉バルブ36は、リザーバタンク22の冷媒をインバータ冷却流路13に導入する第2導入流路28の逆止弁29よりも上流側に設けられ、前記アクチュエータ32によって開閉切換えするようになっている。   That is, the opening / closing valve 36 is provided on the upstream side of the check valve 29 of the second introduction passage 28 for introducing the refrigerant in the reservoir tank 22 into the inverter cooling passage 13, and is opened and closed by the actuator 32. It has become.

前記開閉バルブ36の切換え制御は、インバータ冷却流路13内に設置した温度センサ37の検出信号をコントローラ35に入力して切換えタイミングを演算し、その結果を前記アクチュエータ32に出力することにより行われる。   The switching control of the opening / closing valve 36 is performed by inputting a detection signal of a temperature sensor 37 installed in the inverter cooling flow path 13 to the controller 35, calculating a switching timing, and outputting the result to the actuator 32. .

つまり、インバータ冷却流路13内の温度T1が予め決められた値Td1よりも低い(T1<Td1)とき、切換えバルブ36は図14(a)に示すように閉弁して第2導入流路28を遮断する一方、前記温度T1が前記値Td1よりも高い(T1≧Td1)とき、切換えバルブ36は図14(b)に示すように開弁して第2導入流路28を連通し、インバータ冷却流路13内に液相冷媒を導入可能状態とする。   That is, when the temperature T1 in the inverter cooling flow path 13 is lower than the predetermined value Td1 (T1 <Td1), the switching valve 36 is closed as shown in FIG. On the other hand, when the temperature T1 is higher than the value Td1 (T1 ≧ Td1), the switching valve 36 is opened as shown in FIG. A liquid phase refrigerant can be introduced into the inverter cooling flow path 13.

このとき、前記Td1は実験等で予め決定されるインバータ冷却流路13内の飽和温度Tsat1以上(Td1≧Tsat1)である。   At this time, the Td1 is equal to or higher than the saturation temperature Tsat1 in the inverter cooling flow path 13 determined in advance by experiments or the like (Td1 ≧ Tsat1).

以上の構成により本実施形態の冷却装置10Dによれば、インバータ冷却流路13内の温度が低い場合に開閉バルブ36を閉弁して、インバータ冷却流路13に導入する冷媒量を減少させる一方、インバータ冷却流路13内の温度が高い場合に開閉バルブ36を開弁して、インバータ冷却流路13に導入する冷媒量を増大させることにより、インバータ冷却流路13内で冷媒を確実に気相化させて冷媒圧力を高めることができるため、そのインバータ冷却流路13でのドライアウト現象を防止することができる。   With the above configuration, according to the cooling device 10D of the present embodiment, when the temperature in the inverter cooling flow path 13 is low, the open / close valve 36 is closed to reduce the amount of refrigerant introduced into the inverter cooling flow path 13. When the temperature in the inverter cooling flow path 13 is high, the open / close valve 36 is opened to increase the amount of refrigerant introduced into the inverter cooling flow path 13, thereby ensuring that the refrigerant is evacuated in the inverter cooling flow path 13. Since the refrigerant pressure can be increased by being phased, the dry-out phenomenon in the inverter cooling flow path 13 can be prevented.

勿論、本実施形態の冷却装置10Dは、モータインバータ10に第1・第2副冷却流路14,15を設けない第1実施形態の冷却装置10にあっても適用することができる。   Of course, the cooling device 10D of the present embodiment can also be applied to the cooling device 10 of the first embodiment in which the first and second sub cooling channels 14 and 15 are not provided in the motor inverter 10.

ところで、本発明のモータの冷却装置は第1〜第5実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができ、例えば、モータ1はインホイールドライブ方式の電気自動車に限ることなく、通常のモータにあっても本発明を適用することができる。   The motor cooling device of the present invention has been described by taking the first to fifth embodiments as examples. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments are employed without departing from the gist of the present invention. For example, the motor 1 is not limited to an in-wheel drive type electric vehicle, and the present invention can be applied to a normal motor.

本発明の冷却装置が適用されるモータの取付状態を示すサスペンション装置の斜視図。The perspective view of the suspension apparatus which shows the attachment state of the motor with which the cooling device of this invention is applied. 本発明の第1実施形態における冷却装置を組み付けたモータの断面図。Sectional drawing of the motor which assembled | attached the cooling device in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the refrigerant | coolant circulation path | route of the cooling device in 1st Embodiment of this invention. 図2中A−A線に沿った断面図。Sectional drawing along the AA line in FIG. 本発明の第1実施形態におけるモータインバータの拡大斜視図。The expansion perspective view of the motor inverter in a 1st embodiment of the present invention. 図5中B−B線に沿った拡大断面図。The expanded sectional view along the BB line in FIG. 本発明の第2実施形態における冷却装置を組み付けたモータの断面図。Sectional drawing of the motor which assembled | attached the cooling device in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるモータインバータの拡大斜視図。The expansion perspective view of the motor inverter in a 2nd embodiment of the present invention. 図8中C−C線に沿った拡大断面図。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view taken along line CC in FIG. 8. 本発明の第3実施形態における冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the refrigerant | coolant circulation path | route of the cooling device in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態における冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the refrigerant | coolant circulation path | route of the cooling device in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態におけるインバータ冷却流路の排出側の切換えバルブの切換え状態を(a),(b)に順を追って示す説明図。Explanatory drawing which shows the switching state of the switching valve of the discharge | emission side of the inverter cooling flow path in 4th Embodiment of this invention later on to (a), (b) in order. 本発明の第5実施形態における冷却装置の冷媒循環経路を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the refrigerant | coolant circulation path of the cooling device in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態におけるインバータ冷却流路への冷媒導入流路を開閉する開閉バルブの切換え状態を(a),(b)に順を追って示す説明図。Explanatory drawing which shows the switching state of the on-off valve which opens and closes the refrigerant | coolant introduction flow path to the inverter cooling flow path in 5th Embodiment of this invention later on to (a), (b).

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ
2 回転軸
3 ロータ
4 ステータ
10 モータインバータ(加圧手段)
12 電子素子
13 インバータ冷却流路
13out 冷媒排出口
14 第1副冷却流路
15 第2副冷却流路
20,20A,20B,20C,20D 冷却装置
21 冷却流路
21a〜21f ステータ内通路(冷却流路)
22 リザーバタンク
23 冷媒戻し流路
24 コンデンサ(排熱機構)
30 ポーラス材
31 冷媒通過量均等手段
36 開閉バルブ(冷媒量制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Rotating shaft 3 Rotor 4 Stator 10 Motor inverter (pressurizing means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Electronic element 13 Inverter cooling flow path 13out Refrigerant discharge port 14 1st subcooling flow path 15 2nd subcooling flow path 20, 20A, 20B, 20C, 20D Cooling device 21 Cooling flow path 21a-21f Stator internal path (cooling flow) Road)
22 Reservoir tank 23 Refrigerant return flow path 24 Condenser (exhaust heat mechanism)
30 Porous material 31 Refrigerant passage amount equalizing means 36 Open / close valve (refrigerant amount control means)

Claims (9)

回転軸と、この回転軸に結合されたロータと、このロータの外周を囲繞するステータと、を備えたモータにおいて、
モータの発熱部に設けられて所定温度で液相から気相に変化する冷媒を流通させる冷却流路と、
前記冷却流路よりも鉛直上方に配置されてその冷却流路に前記冷媒を逆流阻止しつつ供給するリザーバタンクと、
前記冷却流路から排出される冷媒を前記リザーバタンクに戻す冷媒戻し流路に配置され、前記冷却流路で気相化した冷媒を液相化する排熱機構と、
前記冷却流路から前記リザーバタンクに至る冷媒戻し流路に、前記冷却流路の排出圧を更に加圧する加圧手段と、を有し、
前記加圧手段を前記排熱機構より上流側に設けたことを特徴とするモータの冷却装置。
In a motor comprising a rotating shaft, a rotor coupled to the rotating shaft, and a stator surrounding the outer periphery of the rotor,
A cooling flow path that is provided in the heat generating part of the motor and circulates a refrigerant that changes from a liquid phase to a gas phase at a predetermined temperature;
A reservoir tank that is arranged vertically above the cooling flow path and supplies the cooling flow path while preventing the refrigerant from flowing back;
An exhaust heat mechanism that is disposed in a refrigerant return channel that returns the refrigerant discharged from the cooling channel to the reservoir tank, and that converts the refrigerant gasified in the cooling channel into a liquid phase;
A pressure return means for further pressurizing the discharge pressure of the cooling flow path in the refrigerant return flow path from the cooling flow path to the reservoir tank ;
A motor cooling apparatus, wherein the pressurizing means is provided upstream of the exhaust heat mechanism .
加圧手段は、前記リザーバタンクから冷媒を逆流阻止しつつ導入するインバータ冷却流路を形成したモータインバータであり、そのインバータ冷却流路の冷媒排出口を、前記冷却流路から前記リザーバタンクに至る冷媒戻し流路に連通したことを特徴とする請求項1に記載のモータの冷却装置。   The pressurizing means is a motor inverter formed with an inverter cooling flow path for introducing the refrigerant from the reservoir tank while preventing the reverse flow, and the refrigerant discharge port of the inverter cooling flow path extends from the cooling flow path to the reservoir tank. The motor cooling device according to claim 1, wherein the motor cooling device communicates with the refrigerant return flow path. インバータ冷却流路の冷媒排出口を、前記冷媒戻し流路の前記排熱機構よりも上流側に連通したことを特徴とする請求項2に記載のモータの冷却装置。   The motor cooling device according to claim 2, wherein a refrigerant discharge port of the inverter cooling flow path is communicated with an upstream side of the heat exhaust mechanism of the refrigerant return flow path. インバータ冷却流路を多孔質材で形成したことを特徴とする請求項2または3に記載のモータの冷却装置。   4. The motor cooling device according to claim 2, wherein the inverter cooling flow path is formed of a porous material. モータインバータ内には、前記インバータ冷却流路に近接して冷媒を流通させる副冷却流路を設けたことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載のモータの冷却装置。   The motor cooling device according to any one of claims 2 to 4, wherein a sub-cooling flow path for circulating a refrigerant is provided in the motor inverter in the vicinity of the inverter cooling flow path. モータの発熱部に設けた前記冷却流路をモータの周方向に適宜間隔をおいて複数本形成し、それら複数の冷却流路の冷媒通過量を、前記リザーバタンクの液面からの高さに応じてそれぞれ略等しくする冷媒通過量均等手段を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のモータの冷却装置。   A plurality of the cooling channels provided in the heat generating portion of the motor are formed at appropriate intervals in the circumferential direction of the motor, and the refrigerant passage amount of the plurality of cooling channels is set to a height from the liquid level of the reservoir tank. 6. The motor cooling device according to claim 1, further comprising a refrigerant passage amount equalizing unit that makes each substantially equal. 前記インバータ冷却流路の冷媒排出口を、前記冷却流路内の冷媒温度が所定値よりも高い場合に、前記冷媒戻し流路の前記排熱機構よりも下流側に連通することを特徴とする請求項2〜6のいずれか1つに記載のモータの冷却装置。   The refrigerant discharge port of the inverter cooling channel communicates with the downstream side of the exhaust heat mechanism of the refrigerant return channel when the refrigerant temperature in the cooling channel is higher than a predetermined value. The motor cooling device according to any one of claims 2 to 6. リザーバタンクからインバータ冷却流路に導入する冷媒量を、そのインバータ冷却流路内の温度が低い場合に減少させる一方、インバータ冷却流路内の温度が高い場合に増大させる冷媒量制御手段を設けたことを特徴とする請求項2〜7のいずれか1つに記載のモータの冷却装置。   There is provided a refrigerant amount control means for reducing the amount of refrigerant introduced from the reservoir tank into the inverter cooling channel when the temperature in the inverter cooling channel is low, and increasing when the temperature in the inverter cooling channel is high. The motor cooling device according to any one of claims 2 to 7, wherein モータの発熱部に設けた冷却流路に所定温度で液相から気相に変化する冷媒を流通させてその発熱部を冷却し、前記冷却流路から排出される気相化した冷媒を排熱機構で液相化してリザーバタンクに戻すとともに、該リザーバタンクを前記冷却流路よりも鉛直上方に配置することにより冷媒を自己循環させる一方、前記排熱機構より上流側に設けた加圧手段で前記冷却流路の排出圧を更に加圧して、前記排熱機構で液相化した冷媒をリザーバタンクに押し出す圧力をより高めることを特徴とするモータの冷却方法。 A refrigerant changing from a liquid phase to a gas phase at a predetermined temperature is circulated through a cooling flow path provided in a heat generating part of the motor to cool the heat generating part, and the vaporized refrigerant discharged from the cooling flow path is exhausted. The liquid phase is returned to the reservoir tank by the mechanism, and the reservoir tank is arranged vertically above the cooling flow path to circulate the refrigerant by itself, while the pressurizing means provided on the upstream side of the exhaust heat mechanism. A method for cooling a motor, wherein the discharge pressure of the cooling channel is further increased to further increase the pressure for pushing out the refrigerant liquidified by the exhaust heat mechanism to a reservoir tank.
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