JP6703813B2 - 冷却装置、およびモータ - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置、およびモータに関する。

例えば、特許文献１には、モータを冷却する冷却装置が記載されている。特許文献１の冷却装置では、液冷媒がケーシングの熱を奪って蒸発し、ケーシングを介してモータを冷却する。

特開平９−２３６１４号公報

上記のような冷却装置では、蒸発し気体となった液冷媒を再び液体に戻すために凝縮器が必要となる。冷却する発熱対象の温度が高温となるほど、蒸発する液冷媒の量が多くなるため、大型の凝縮器が必要となる。これにより、冷却装置全体が大型化する問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上できる構造を有する冷却装置、およびそのような冷却装置を備えたモータを提供することを目的の一つとする。

本発明の冷却装置の一つの態様は、発熱体を冷却する冷却装置であって、第１冷却媒体によって発熱体を冷却する冷却室と、第１冷却媒体の熱を外部に放出する放熱室と、冷却室と放熱室とを接続する第１接続路および第２接続路と、を備える。放熱室の少なくとも一部は、冷却室よりも鉛直方向上側に位置し、第１接続路と放熱室とが接続される箇所は、鉛直方向において、第１接続路と冷却室とが接続される箇所と同じ位置、または第１接続路と冷却室とが接続される箇所よりも上側に位置し、冷却室内の第１冷却媒体の一部が気化した場合に、気化した第１冷却媒体の少なくとも一部が第１接続路内に移動し、冷却室の第１冷却媒体が第１接続路を介して放熱室へと流れ放熱室の第１冷却媒体が第２接続路を介して冷却室へと流れる循環が生じる。

本発明の冷却装置の一つの態様は、発熱体を冷却する冷却装置であって、第１冷却媒体によって発熱体を冷却する冷却室と、第１冷却媒体の熱を外部に放出する放熱室と、冷却室と放熱室とを接続する第１接続路および第２接続路と、を備え、放熱室の少なくとも一部は、冷却室よりも鉛直方向上側に位置し、第１接続路と放熱室とが接続される箇所は、鉛直方向において、第１接続路と冷却室とが接続される箇所と同じ位置、または第１接続路と冷却室とが接続される箇所よりも上側に位置し、冷却室内の第１冷却媒体が気化した場合、気化した第１冷却媒体の少なくとも一部は、第１接続路内、第２接続路内、および放熱室内のいずれかにおいて凝縮する。

本発明のモータの一つの態様は、上記冷却装置を備える。

本発明の一つの態様によれば、大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上できる構造を有する冷却装置、およびそのような冷却装置を備えるモータが提供される。

図１は、本実施形態の冷却装置を示す模式図である。 図２は、本実施形態の冷却装置を示す模式図である。 図３は、本実施形態の冷却装置を示す模式図である。 図４は、本実施形態の他の一例である冷却装置を示す模式図である。 図５は、本実施形態のモータを示す断面図である。 図６は、本実施形態のモータの部分を示す斜視図である。 図７は、本実施形態の上側インシュレータを示す斜視図である。 図８は、本実施形態のモータの部分を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る冷却装置およびモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向とする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であって、図５における中心軸Ｊが延びる方向とする。Ｘ軸方向は、図１においては左右方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

＜冷却装置＞
図１から図３は、本実施形態の冷却装置１０を示す模式図である。図１に示すように、冷却装置１０は、発熱体ＨＥを冷却する。発熱体ＨＥは、例えば、モータのコイル等である。冷却装置１０は、冷却室１１と、放熱室１２と、第１接続路１３および第２接続路１４と、弾性部１５と、を備える。

冷却室１１内、放熱室１２内、第１接続路１３内、および第２接続路１４内には、第１冷却媒体ＣＭ１が充填される。第１冷却媒体ＣＭ１は、例えば、フッ素系の不活性液体である。第１冷却媒体ＣＭ１は、例えば、絶縁性を有する。第１冷却媒体ＣＭ１の種類は、発熱体ＨＥの最高発熱温度に応じて選択できる。

なお、本明細書において、ある空間内に第１冷却媒体ＣＭ１が充填される、とは、ある空間内が第１冷却媒体ＣＭ１のみで満たされる場合に限られず、ある空間内に第１冷却媒体ＣＭ１以外の物質が収容される場合も含む。

冷却室１１は、壁部１１ａに囲まれて構成される。冷却室１１は、第１冷却媒体ＣＭ１によって発熱体ＨＥを冷却する。本実施形態において発熱体ＨＥは、冷却室１１内に収容される。

放熱室１２は、壁部１２ａに囲まれて構成される。放熱室１２は、第１冷却媒体ＣＭ１の熱を外部に放出する。放熱室１２の壁部１２ａには、吸熱部１６が取り付けられる。図１の例において吸熱部１６は、例えば、放熱室１２の鉛直方向上側に取り付けられる。

吸熱部１６は、例えば、冷却装置１０が取り付けられる機器に備えられた部分である。吸熱部１６は、放熱室１２内の第１冷却媒体ＣＭ１から熱を吸収する。吸熱部１６の構成は、放熱室１２内の第１冷却媒体ＣＭ１から熱を吸収できるならば、特に限定されない。吸熱部１６は、例えば、熱伝導率が比較的大きい部材で構成されたヒートシンクであってもよいし、放熱室１２に送風するファンであってもよいし、冷却媒体が流れる流路を有する部材であってもよい。

本実施形態において放熱室１２は、例えば、吸熱部１６に第１冷却媒体ＣＭ１の熱を放出する。放熱室１２の少なくとも一部は、冷却室１１よりも鉛直方向上側に位置する。本実施形態においては、例えば、放熱室１２の全体が、冷却室１１よりも鉛直方向上側に位置する。

第１接続路１３および第２接続路１４は、冷却室１１と放熱室１２とを接続する。本実施形態において第１接続路１３および第２接続路１４は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる。第１接続路１３の鉛直方向下側の端部、および第２接続路１４の鉛直方向下側の端部は、冷却室１１の鉛直方向上側の端部に接続される。すなわち、第１接続路１３および第２接続路１４は、冷却室１１の鉛直方向上側の端部に接続される。第１接続路１３の鉛直方向上側の端部、および第２接続路１４の鉛直方向上側の端部は、放熱室１２の鉛直方向下側の端部に接続される。

第１接続路１３と放熱室１２とが接続される箇所Ｐ１２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、第１接続路１３と冷却室１１とが接続される箇所Ｐ１１よりも鉛直方向上側に位置する。本実施形態において箇所Ｐ１２は、例えば、放熱室１２の水平方向一方側（＋Ｘ側）の端部に位置する。本実施形態において箇所Ｐ１１は、例えば、冷却室１１の水平方向一方側の端部近傍に位置する。

第２接続路１４と放熱室１２とが接続される箇所Ｐ２２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、第２接続路１４と冷却室１１とが接続される箇所Ｐ２１よりも鉛直方向上側に位置する。本実施形態において箇所Ｐ２２は、例えば、放熱室１２の水平方向他方側（−Ｘ側）の端部に位置する。本実施形態において箇所Ｐ２１は、例えば、冷却室１１の水平方向他方側の端部近傍に位置する。

第１接続路１３の延びる方向（Ｚ軸方向）と直交する断面（ＸＹ断面）形状は、特に限定されず、例えば、円形状である。第２接続路１４の延びる方向（Ｚ軸方向）と直交する断面（ＸＹ断面）形状は、特に限定されず、例えば、円形状である。

第１接続路１３が延びる方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）における第１接続路１３の寸法および第２接続路１４が延びる方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）における第２接続路１４の寸法は、気化した第１冷却媒体ＣＭ１の少なくとも一部が第１接続路１３内あるいは第２接続路１４内に滞留する大きさである。本実施形態において第１接続路１３が延びる方向と直交する方向における第１接続路１３の寸法とは、第１接続路１３の内径Ｄ１である。本実施形態において第２接続路１４が延びる方向と直交する方向における第２接続路１４の寸法とは、第２接続路１４の内径Ｄ２である。

具体的には、第１接続路１３の内径Ｄ１および第２接続路１４の内径Ｄ２は、例えば、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度の範囲が好ましい。内径Ｄ１および内径Ｄ２をこのような大きさにすることで、気化した第１冷却媒体ＣＭ１である気泡ＣＭ１ｇが第１接続路１３内および第２接続路１４内に滞留させやすい。

弾性部１５は、第１冷却媒体ＣＭ１に接触する。弾性部１５は、弾性体製である。弾性部１５の材質は、弾性体であるならば特に限定されない。弾性部１５の材質は、例えば、ゴムである。本実施形態において弾性部１５は、例えば、冷却室１１を構成する壁部１１ａの一部である。

次に、本実施形態の冷却装置１０による発熱体ＨＥの冷却方法について説明する。本実施形態の冷却装置１０は、３つの冷却フェーズ、すなわち第１冷却フェーズＰＨ１、第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３を有する。本実施形態の冷却装置１０においては、発熱体ＨＥの温度に応じて、３つの冷却フェーズが適宜切り替えられ、発熱体ＨＥを効率よく冷却することができる。３つの冷却フェーズは、発熱体ＨＥの温度が高くなるのに従って、第１冷却フェーズＰＨ１、第２冷却フェーズＰＨ２、第３冷却フェーズＰＨ３の順で切り換えられる。

図１においては、第１冷却フェーズＰＨ１における冷却装置１０を示している。図１に示すように、第１冷却フェーズＰＨ１は、冷却室１１内において生じる第１冷却媒体ＣＭ１の対流ＣＦによって、発熱体ＨＥを冷却するフェーズである。発熱体ＨＥの温度が上昇すると、発熱体ＨＥの周囲に位置する第１冷却媒体ＣＭ１の温度が上昇する。これにより、温度が上昇した第１冷却媒体ＣＭ１が冷却室１１内において上昇し、対流ＣＦが生じる。すなわち、本実施形態においては、第１冷却媒体ＣＭ１の温度が上昇した場合に、冷却室１１内において、第１冷却媒体ＣＭ１の対流ＣＦが生じる。

対流ＣＦが生じると、対流ＣＦによって冷却室１１内における第１冷却媒体ＣＭ１が攪拌される。これにより、発熱体ＨＥの周囲に位置する第１冷却媒体ＣＭ１を冷却室１１内で循環させることができ、発熱体ＨＥを冷却できる。第１冷却フェーズＰＨ１においては、発熱体ＨＥの温度は、第１冷却媒体ＣＭ１の沸点よりも小さい。

ここで、本実施形態において冷却室１１と放熱室１２とは、第１接続路１３と第２接続路１４とのみで接続される。そのため、自然状態では、冷却室１１内の第１冷却媒体ＣＭ１と放熱室１２内の第１冷却媒体ＣＭ１との間で第１冷却媒体ＣＭ１の循環は生じにくい。

なお、本明細書において、自然状態、とは、第１冷却媒体ＣＭ１が気化していない状態、および第１冷却媒体ＣＭ１が気化しても後述する気泡ＣＭ１ｇが第１接続路１３または第２接続路１４に滞留しない状態を含む。本明細書において、自然状態とは、第１冷却フェーズＰＨ１および第２冷却フェーズＰＨ２を含む。すなわち、第１冷却フェーズＰＨ１および第２冷却フェーズＰＨ２においては、冷却室１１と放熱室１２との間で、後述する第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１は生じにくい。

冷却室１１と放熱室１２との間で第１冷却媒体ＣＭ１の循環が生じにくい場合、冷却室１１と放熱室１２との間で熱交換が行われにくい。冷却室１１内の第１冷却媒体ＣＭ１は、発熱体ＨＥを冷却するため、温度が比較的高くなりやすい。一方、放熱室１２内の第１冷却媒体ＣＭ１は、熱を外部に放出するため、温度が比較的低くなりやすい。したがって、自然状態においては、放熱室１２内の第１冷却媒体ＣＭ１の温度は、比較的低く保たれる。

また、冷却室１１と放熱室１２との間で第１冷却媒体ＣＭ１の循環が生じていない場合、冷却室１１と放熱室１２とを接続する第１接続路１３および第２接続路１４においても、第１冷却媒体ＣＭ１の温度が比較的低く保たれる。

第１冷却フェーズＰＨ１では発熱体ＨＥを十分に冷却できず、発熱体ＨＥの温度が第１冷却媒体ＣＭ１の沸点以上となった場合、冷却フェーズは、第１冷却フェーズＰＨ１から第２冷却フェーズＰＨ２に移行する。

図２においては、第２冷却フェーズＰＨ２における冷却装置１０を示している。図２に示すように、第２冷却フェーズＰＨ２は、第１冷却媒体ＣＭ１の対流ＣＦと、第１冷却媒体ＣＭ１の気化と、によって発熱体ＨＥを冷却するフェーズである。

第２冷却フェーズＰＨ２においては、発熱体ＨＥの温度が第１冷却媒体ＣＭ１の沸点以上となることで、発熱体ＨＥの周囲の第１冷却媒体ＣＭ１が気化し、第１冷却媒体ＣＭ１の気体からなる気泡ＣＭ１ｇが生じる。そのため、第１冷却媒体ＣＭ１が気化する際の潜熱によって、発熱体ＨＥの熱が吸熱され、発熱体ＨＥが冷却される。

このように第２冷却フェーズＰＨ２においては、対流ＣＦに加えて、第１冷却媒体ＣＭ１の気化によっても発熱体ＨＥが冷却される。そのため、第２冷却フェーズＰＨ２における発熱体ＨＥを冷却する効果は、第１冷却フェーズＰＨ１における発熱体ＨＥを冷却する効果よりも大きい。

第２冷却フェーズＰＨ２において生じた気泡ＣＭ１ｇは、鉛直方向上側（＋Ｚ側）に上昇し、例えば、第１接続路１３内に移動する。上述したように第２冷却フェーズＰＨ２においては、冷却室１１と放熱室１２との間で後述する第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１が生じにくいため、第１接続路１３内における第１冷却媒体ＣＭ１の温度は比較的低く保たれている。これにより、第１接続路１３内において移動した気泡ＣＭ１ｇは、凝縮し、再び液体へと戻る。

図２の例では、気泡ＣＭ１ｇは第１接続路１３のみに移動しているが、これに限られない。第２冷却フェーズＰＨ２において、気泡ＣＭ１ｇは、第２接続路１４に移動してもよいし、第１接続路１３または第２接続路１４を介して放熱室１２に移動してもよい。第２接続路１４内および放熱室１２内においても、第１冷却媒体ＣＭ１の温度は比較的低く保たれているため、第２接続路１４内および放熱室１２内に移動した気泡ＣＭ１ｇは、凝縮し、再び液体へと戻る。すなわち、冷却室１１内の第１冷却媒体ＣＭ１が気化した場合、気化した第１冷却媒体ＣＭ１の少なくとも一部は、第１接続路１３内、第２接続路１４内、および放熱室１２内のいずれかにおいて凝縮する。

第２冷却フェーズＰＨ２によって発熱体ＨＥが冷却され、発熱体ＨＥの温度が、第１冷却媒体ＣＭ１の沸点よりも小さくなった場合、冷却フェーズは、第２冷却フェーズＰＨ２から第１冷却フェーズＰＨ１へと戻る。

一方、第２冷却フェーズＰＨ２では発熱体ＨＥを十分に冷却できず、発熱体ＨＥの温度の上昇とともに、気化する第１冷却媒体ＣＭ１の量がある程度増加すると、冷却フェーズは、第２冷却フェーズＰＨ２から第３冷却フェーズＰＨ３に移行する。

図３においては、第３冷却フェーズＰＨ３における冷却装置１０を示している。図３に示すように、第３冷却フェーズＰＨ３は、第１冷却媒体ＣＭ１の気化と、冷却室１１と放熱室１２との間で生じる第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１と、によって発熱体ＨＥを冷却するフェーズである。

発熱体ＨＥの温度がさらに上昇すると、気化する第１冷却媒体ＣＭ１の量が増加し、気泡ＣＭ１ｇの量が増加する。ここで、第１接続路１３の内径Ｄ１および第２接続路１４の内径Ｄ２は、気化した第１冷却媒体ＣＭ１である気泡ＣＭ１ｇを第１接続路１３内および第２接続路１４内に滞留させやすい構成となっている。そのため、気泡ＣＭ１ｇの量が増加すると、第１接続路１３内において気泡ＣＭ１ｇが滞留する。これにより、第１接続路１３内における気泡ＣＭ１ｇが滞留する部分の鉛直方向（Ｚ軸方向）長さの分だけ、第１接続路１３と冷却室１１との接続される箇所Ｐ１１と、第２接続路１４と冷却室１１との接続される箇所Ｐ２１との間に圧力差が生じる。すなわち、箇所Ｐ１１における圧力が、箇所Ｐ２１における圧力よりも小さくなる。

これにより、第２接続路１４内の第１冷却媒体ＣＭ１が重力によって鉛直方向下側に位置する冷却室１１に移動する。第２接続路１４内の第１冷却媒体ＣＭ１が冷却室１１内に移動すると、冷却室１１内の第１冷却媒体ＣＭ１の一部が第１接続路１３に押し出され、第１接続路１３を介して放熱室１２に移動する。第１接続路１３からの第１冷却媒体ＣＭ１の流入、および第２接続路１４からの第１冷却媒体ＣＭ１の流出に伴って、放熱室１２内における第１冷却媒体ＣＭ１の一部が第２接続路１４に押し出され、第２接続路１４を介して冷却室１１に移動する。これにより、冷却室１１と放熱室１２との間で、第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１が生じる。

以上のように、第３冷却フェーズＰＨ３においては、冷却室１１内における第１冷却媒体ＣＭ１の一部が気化した場合に、気化した第１冷却媒体ＣＭ１（気泡ＣＭ１ｇ）の少なくとも一部が第１接続路１３内に移動する。そして、第３冷却フェーズＰＨ３においては、冷却室１１の第１冷却媒体ＣＭ１が第１接続路１３を介して放熱室１２へと流れ放熱室１２の第１冷却媒体ＣＭ１が第２接続路１４を介して冷却室１１へと流れる循環ＣＹ１が生じる。

第１冷却フェーズＰＨ１および第２冷却フェーズＰＨ２において放熱室１２内における第１冷却媒体ＣＭ１の温度は比較的低く保たれているため、放熱室１２内における第１冷却媒体ＣＭ１が循環ＣＹ１によって冷却室１１内に移動することで、発熱体ＨＥをより冷却することができる。

このように第３冷却フェーズＰＨ３においては、第１冷却媒体ＣＭ１の気化に加えて、第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１によっても発熱体ＨＥが冷却される。そのため、第３冷却フェーズＰＨ３における発熱体ＨＥを冷却する効果は、第２冷却フェーズＰＨ２における発熱体ＨＥを冷却する効果よりも大きい。また、第３冷却フェーズＰＨ３において、圧力差によって生じる第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１の流速は、第１冷却媒体ＣＭ１の対流ＣＦの流速よりも速くなる。その結果、発熱体ＨＥを冷却する効果が向上する。

なお、第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１が生じる場合、比較的温度が高い冷却室１１内の第１冷却媒体ＣＭ１が放熱室１２に流入する。しかし、放熱室１２は第１冷却媒体ＣＭ１の熱を外部に放出するため、冷却室１１から流入した比較的温度が高い第１冷却媒体ＣＭ１は、放熱室１２において冷却され、比較的温度が低い第１冷却媒体ＣＭ１となって、再び冷却室１１へと流入される。

第３冷却フェーズＰＨ３において、第１接続路１３内に滞留した気泡ＣＭ１ｇは、第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１によって液体である第１冷却媒体ＣＭ１とともに放熱室１２に移動し、凝縮される。

以上のように、本実施形態においては、冷却フェーズが、発熱体ＨＥの温度に応じて、自動的に第１冷却フェーズＰＨ１から第３冷却フェーズＰＨ３までの間で変化する。これにより、発熱体ＨＥの温度に応じて適切な冷却フェーズを実行することが可能であり、発熱体ＨＥを効率的に冷却することができる。

第１冷却媒体ＣＭ１の種類は、例えば、冷却装置１０による冷却フェーズが、上述した第１冷却フェーズＰＨ１から第３冷却フェーズＰＨ３の間で変化可能に選択することが好ましい。具体的には、第１冷却媒体ＣＭ１として、発熱体ＨＥの熱によって気化可能な物質を選択することが好ましい。すなわち、第１冷却媒体ＣＭ１の沸点は、発熱体ＨＥの最高温度よりも小さいことが好ましい。これにより、発熱体ＨＥの温度が第１冷却媒体ＣＭ１の沸点よりも大きい場合に、第１冷却媒体ＣＭ１が気化し、第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３が実行される。したがって、発熱体ＨＥをより冷却しやすい。

本実施形態によれば、上述したように第１冷却媒体ＣＭ１の気化と、循環ＣＹ１と、によって発熱体ＨＥを効果的に冷却できる。そのため、冷却装置１０の冷却効率を向上できる。また、例えば、第１冷却媒体ＣＭ１の気化のみで発熱体ＨＥを冷却する場合に比べて、気化する第１冷却媒体ＣＭ１の量を少なくできる。これにより、気泡ＣＭ１ｇを凝縮するために大型の凝縮器を設ける必要がなく、冷却装置１０が大型化することを抑制できる。

また、例えば、ポンプ等の第１冷却媒体ＣＭ１に駆動力を与える機器を設けることで、冷却室１１と放熱室１２との間で第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１を生じさせる方法も考えられるが、この場合には、ポンプ等の分だけ冷却装置が大型化する。

これに対して本実施形態によれば、気泡ＣＭ１ｇを利用して、第１冷却媒体ＣＭ１に働く重力を駆動力とすることで、第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１を生じさせることができる。その結果、第１冷却媒体ＣＭ１において、循環ＣＹ１の流速は、対流ＣＦの流速よりも速くなる。したがって、本実施形態によれば、冷却装置１０の冷却効率を向上することができる。

以上により、本実施形態によれば、大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上できる構造を有する冷却装置１０が得られる。

また、本実施形態によれば、生じた気泡ＣＭ１ｇは、第１冷却媒体ＣＭ１の温度が比較的低く保たれる第１接続路１３内、第２接続路１４内、および放熱室１２内のいずれかにおいて凝縮される。そのため、大きさに関わらず凝縮器を設ける必要がなく、冷却装置１０が大型化することをより抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１接続路１３の内径Ｄ１が、第１接続路１３内に気泡ＣＭ１ｇが滞留する大きさであるため、冷却フェーズが第２冷却フェーズＰＨ２から第３冷却フェーズＰＨ３に移行しやすい。これにより、発熱体ＨＥをより冷却しやすく、冷却装置１０の冷却効率をより向上できる。また、第１接続路１３の内径Ｄ１が、気泡ＣＭ１ｇが滞留する程度に小さい場合、自然状態においては、放熱室１２の第１冷却媒体ＣＭ１が第１接続路１３または第２接続路１４によって移動しにくく、冷却室１１と放熱室１２との間に第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１がより生じにくい。したがって、自然状態において、冷却室１１と放熱室１２との間に熱交換が生じることをより抑制できる。その結果、放熱室１２内の第１冷却媒体ＣＭ１の温度を比較的低い温度に保ちやすい。

また、本実施形態によれば、放熱室１２の全体は、冷却室１１よりも鉛直方向上側に位置する。そのため、第３冷却フェーズＰＨ３において、圧力差による第１冷却媒体ＣＭ１の重力を利用して、冷却室１１と放熱室１２との間に第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１を生じさせやすい。

また、本実施形態によれば、第１接続路１３は、冷却室１１の鉛直方向上側の端部に接続される。そのため、第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３において、気泡ＣＭ１ｇが第１接続路１３に移動しやすい。これにより、気泡ＣＭ１ｇを第１接続路１３内または放熱室１２において凝縮させやすい。また、第３冷却フェーズＰＨ３においては、第１接続路１３内に気泡ＣＭ１ｇを滞留させて、第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１を生じさせやすくできる。

また、本実施形態によれば、発熱体ＨＥは、冷却室１１内に収容される。そのため、第１冷却媒体ＣＭ１が発熱体ＨＥに直接的に接触する。したがって、第１冷却媒体ＣＭ１によって発熱体ＨＥをより冷却しやすく、冷却装置１０の冷却効率をより向上できる。

また、例えば、第１冷却媒体ＣＭ１の一部が気化すると、冷却室１１、放熱室１２、第１接続路１３および第２接続路１４に充填された第１冷却媒体ＣＭ１の体積が大きくなる。そのため、冷却室１１内、放熱室１２内、第１接続路１３内および第２接続路１４内において、圧力が上昇し、第１冷却媒体ＣＭ１の沸点が上昇する虞がある。これにより、発熱体ＨＥの温度が比較的大きくなった場合であっても、冷却フェーズが第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３に移行しなくなる虞がある。したがって、発熱体ＨＥを適切に冷却できない虞があった。

これに対して本実施形態によれば、弾性部１５が設けられる。そのため、第１冷却媒体ＣＭ１が気化して気泡ＣＭ１ｇが生じた場合に、弾性部１５が変形して、冷却室１１内、放熱室１２内、第１接続路１３内および第２接続路１４内において圧力が上昇することを抑制できる。これにより、第１冷却媒体ＣＭ１の沸点が上昇することを抑制でき、発熱体ＨＥを適切に冷却しやすい。

また、例えば、冷却フェーズが第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３に移行するならば、第１冷却媒体ＣＭ１の沸点は高い方が好ましい。冷却フェーズが第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３に移行した際の冷却室１１内の温度が高くなることで外部との温度差が大きくなり、冷却効率が上昇するためである。

本実施形態によれば、圧力変動を吸収する弾性部１５を設けて弾性部１５による圧力吸収幅を調整することで、冷却フェーズが第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３に移行可能な範囲で、第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３における圧力を大きくできる。そのため、第２冷却フェーズＰＨ２および第３冷却フェーズＰＨ３における冷却効率をより向上できる。

また、本実施形態によれば、弾性部１５は、冷却室１１を構成する壁部１１ａの一部である。そのため、気泡ＣＭ１ｇが生じる冷却室１１内において圧力が上昇することをより抑制でき、冷却室１１内の第１冷却媒体ＣＭ１の沸点が上昇することをより抑制できる。

また、本実施形態によれば、冷却フェーズとして、第１冷却媒体ＣＭ１の対流ＣＦが生じる第１冷却フェーズＰＨ１が設けられる。そのため、発熱体ＨＥの温度が比較的低く、第１冷却媒体ＣＭ１が気化しない場合であっても、第１冷却媒体ＣＭ１の対流ＣＦによって発熱体ＨＥを冷却することができる。

なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。以下の説明においては、上記説明と同一の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。

本実施形態においては、冷却装置１０で発熱体ＨＥを冷却する際に、例えば、冷却フェーズが第１冷却フェーズＰＨ１と第２冷却フェーズＰＨ２との間のみで変化する構成であってもよい。この場合、第２冷却フェーズＰＨ２において、冷却室１１内における第１冷却媒体ＣＭ１が気化することで、発熱体ＨＥの温度が第１冷却媒体ＣＭ１の沸点よりも小さくなる。これにより、冷却フェーズは、第１冷却フェーズＰＨ１と第２冷却フェーズＰＨ２との間で交互に切り換えられ、発熱体ＨＥを温度に応じて適切に冷却しやすい。

また、本実施形態においては、第１接続路１３と放熱室１２とが接続される箇所Ｐ１２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、第１接続路１３と冷却室１１とが接続される箇所Ｐ１１と同じ位置であってもよい。この場合においても、冷却フェーズが第２冷却フェーズＰＨ２から第３冷却フェーズＰＨ３に移行する際の圧力差は、第１接続路１３の内径Ｄ１の分だけ生じる。

また、本実施形態においては、発熱体ＨＥが冷却室１１の外部に位置した状態で、発熱体ＨＥを冷却してもよい。この場合、例えば、発熱体ＨＥが冷却室１１の壁部１１ａに取り付けられ、壁部１１ａを介して第１冷却媒体ＣＭ１によって発熱体ＨＥを冷却する。

また、本実施形態において弾性部１５は、気泡ＣＭ１ｇが生じた際に弾性変形すれば、構成は特に限定されない。本実施形態において弾性部１５は、放熱室１２の壁部１２ａの一部であってもよいし、第１接続路１３および第２接続路１４を構成する壁部の一部であってもよい。

また、本実施形態において弾性部１５は、弾性体製の球体等であってもよい。この場合、弾性部１５は、冷却室１１内、放熱室１２内、第１接続路１３内、または第２接続路１４内に位置する。また、本実施形態において弾性部１５は、空気等の気体であってもよい。

また、上記説明においては、第３冷却フェーズＰＨ３に移行する際に、気泡ＣＭ１ｇが第１接続路１３内のみに滞留する場合を示したが、これに限られない。本実施形態において気泡ＣＭ１ｇは、第１接続路１３および第２接続路１４のいずれにも移動可能であり、冷却フェーズが第２冷却フェーズＰＨ２から第３冷却フェーズＰＨ３に移行する際において、第１接続路１３内と第２接続路１４内との両方に気泡ＣＭ１ｇが滞留していてもよい。この場合、気泡ＣＭ１ｇがより多く滞留した側の接続路と冷却室１１との接続箇所の圧力が小さくなり、その圧力差によって冷却フェーズが第３冷却フェーズＰＨ３へと移行する。例えば、第２接続路１４内に滞留する気泡ＣＭ１ｇの量が、第１接続路１３内に滞留する気泡ＣＭ１ｇの量よりも多い場合、図３に示す第１冷却媒体ＣＭ１の循環ＣＹ１とは逆向きの循環が生じる。

また、本実施形態においては、図４に示す構成を採用してもよい。図４は、本実施形態の他の一例である冷却装置１１０を示す模式図である。図４においては、第３冷却フェーズＰＨ３における冷却装置１１０を示している。図４に示すように、冷却装置１１０は、冷却室１１１と、放熱室１１２と、第１接続路１１３および第２接続路１１４と、弾性部１１５と、を備える。

冷却室１１１と放熱室１１２とは、水平方向（Ｘ軸方向）に沿って並ぶ。冷却室１１１と放熱室１１２とは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる。鉛直方向において、冷却室１１１における鉛直方向下側端部の位置と、放熱室１１２における鉛直方向下側端部の位置とは、例えば、同じである。放熱室１１２における鉛直方向上側端部の位置は、冷却室１１１における鉛直方向上側端部の位置よりも鉛直方向上側に位置する。すなわち、この構成においては、放熱室１１２の一部が、冷却室１１１よりも鉛直方向上側に位置する。

放熱室１１２には、吸熱部１１６が取り付けられる。吸熱部１１６は、放熱室１１２の水平方向（Ｘ軸方向）の冷却室１１１と逆側（−Ｘ側）に位置する点を除いて、図１〜図３に示す吸熱部１１６と同様である。

第１接続路１１３は、第１直線部１１３ａと、第２直線部１１３ｂと、を有する。第１直線部１１３ａは、冷却室１１１の鉛直方向上側の端部から鉛直方向上側に直線状に延びる。第２直線部１１３ｂは、第１直線部１１３ａの鉛直方向上側の端部から放熱室１１２側（−Ｘ側）に向かって水平方向（Ｘ軸方向）に直線状に延びる。第２直線部１１３ｂの放熱室１１２側の端部は、放熱室１１２の冷却室１１１側（＋Ｘ側）の端部における鉛直方向上側の端部に接続される。この構成において第１接続路１３の全体は、冷却室１１１よりも鉛直方向上側に位置する。

第２接続路１１４は、水平方向（Ｘ軸方向）に延びる。第２接続路１１４は、冷却室１１１の鉛直方向下側の端部と、放熱室１１２の鉛直方向下側の端部とに接続される。鉛直方向において、第２接続路１１４における鉛直方向下側端部の位置は、例えば、冷却室１１１における鉛直方向下側端部の位置、および放熱室１１２における鉛直方向下側端部の位置と同じである。

この構成において第２接続路１１４は、冷却室１１１よりも鉛直方向上側に位置する部分を有していない。言い換えると、この構成において第２接続路１１４の全体は、冷却室１１１の鉛直方向上側の端部よりも鉛直方向下側に位置する。

弾性部１１５は、放熱室１１２の壁部の一部である。弾性部１１５は、放熱室１１２の鉛直方向下側の端部に位置する壁部に設けられる。

冷却装置１１０のその他の構成は、図１から図３に示す冷却装置１０の構成と同様である。

この構成においても、第１接続路１１３に気泡ＣＭ１ｇが滞留することで、冷却室１１１と放熱室１１２との間に圧力差が生じ、循環ＣＹ２が生じる。したがって、この構成においても、大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上できる構造を有する冷却装置１１０が得られる。

なお、この構成において圧力差は、第１接続路１１３の第１直線部１１３ａに滞留している気泡ＣＭ１ｇの鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さによって決まる。また、この構成においては、気泡ＣＭ１ｇは第１接続路１１３のみに移動する。

＜モータ＞
次に、本実施形態の冷却装置をモータに搭載した例について説明する。図５は、本実施形態のモータ１を示す断面図である。図６および図８は、本実施形態のモータ１の部分を示す斜視図である。図７は、本実施形態の上側インシュレータ２３３を示す斜視図である。図６においては、第１接続路部材２３５を二点鎖線で示している。

なお、以下の説明においては、中心軸Ｊの延びる方向（Ｘ軸方向）を前後方向とする。ある対象に対してＸ軸方向の正の側（＋Ｘ側）を「前側」と呼ぶ場合があり、ある対象に対してＸ軸方向の負の側（−Ｘ側）を「後側」と呼ぶ場合がある。なお、前後方向、前側および後側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。

また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｘ軸方向）を単に「軸方向」と呼ぶ場合があり、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ場合があり、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ場合がある。

図５に示すように、本実施形態のモータ１は、冷却装置２１０と、ロータ２２０と、ステータ２３０と、ハウジング２４０と、第１蓋部材２５０と、第２蓋部材２５１と、第１接続パイプ２６０と、第２接続パイプ２６１と、冷却ジャケット（吸熱部）２１６と、を備える。

冷却装置２１０は、複数の冷却室２１１と、放熱室２１２と、第１接続路２１３および第２接続路２１４と、弾性部２１５と、を有する。本実施形態において冷却室２１１は、第１冷却室（冷却室）２１１ａと、第２冷却室（冷却室）２１１ｂと、を含む。

冷却室２１１と、放熱室２１２と、第１接続路２１３および第２接続路２１４とには、図１から図３に示す冷却装置１０と同様に、第１冷却媒体ＣＭ１が充填される。本実施形態において第１冷却媒体ＣＭ１は、例えば、絶縁性を有する。

本実施形態において、冷却室２１１と、第１接続路２１３と、第２接続路２１４と、弾性部２１５とは、ステータ２３０に設けられる。本実施形態において放熱室２１２は、ハウジング２４０に設けられる。冷却装置２１０の各部の詳細は、ステータ２３０およびハウジング２４０の構成とともに後述する。

ロータ２２０は、シャフト２２１と、ロータコア２２２と、ロータマグネット２２３と、を有する。シャフト２２１は、一方向（Ｘ軸方向）に延びる中心軸Ｊを中心とする。シャフト２２１は、図示しないベアリングによって、中心軸Ｊの軸周りに回転可能に支持される。

ロータコア２２２は、シャフト２２１を軸周りに囲んで、シャフト２２１に固定される。ロータマグネット２２３は、ロータコア２２２における中心軸Ｊの軸周りに沿った外側面に固定される。ロータコア２２２およびロータマグネット２２３は、シャフト２２１と一体となって回転する。

ステータ２３０は、ロータ２２０の径方向外側に位置する。ステータ２３０は、ロータ２２０を中心軸Ｊの軸周りに囲む。ステータ２３０は、ステータコア２３１と、複数のコイル２３２と、上側インシュレータ（インシュレータ）２３３と、下側インシュレータ（インシュレータ）２３４と、を有する。

ステータコア２３１は、コアバック部２３１ａと、ティース部２３１ｂと、を有する。コアバック部２３１ａの形状は、例えば、シャフト２２１と同心の円筒状である。ティース部２３１ｂは、コアバック部２３１ａの内側面からシャフト２２１に向かって延びる。ティース部２３１ｂは、複数設けられ、コアバック部２３１ａの内側面の周方向に均等な間隔で配置される。

コイル２３２は、導電線が巻き回されて構成される。コイル２３２は、上側インシュレータ２３３または下側インシュレータ２３４を介して、各ティース部２３１ｂに巻き回される。上側インシュレータ２３３および下側インシュレータ２３４は、各ティース部２３１ｂに装着される。コイル２３２は、ステータコア２３１を励磁する。

本実施形態において上側インシュレータ２３３は、例えば、ティース部２３１ｂのうちシャフト２２１よりも鉛直方向上側に位置するティース部２３１ｂごとに装着される。上側インシュレータ２３３は、インシュレータ本体２３７と、インシュレータ本体２３７に取り付けられる第１接続路部材２３５および第２接続路部材２３６と、を有する。第１接続路部材２３５は、インシュレータ本体２３７の水平方向の＋Ｘ側端部に取り付けられる。第２接続路部材２３６は、インシュレータ本体２３７の水平方向の−Ｘ側端部に取り付けられる。第１接続路部材２３５と第２接続路部材２３６とは、例えば、インシュレータ本体２３７と別部材である。

インシュレータ本体２３７は、第１冷却室２１１ａと、インシュレータ本体２３７の水平方向の＋Ｘ側に位置する収容凹部２３７ａと、インシュレータ本体２３７の水平方向の−Ｘ側に位置する収容凹部２３７ｂと、インシュレータ本体２３７の水平方向の＋Ｘ側に位置するリブ部２３７ｃと、インシュレータ本体２３７の水平方向の−Ｘ側に位置するリブ部２３７ｄと、を有する。すなわち、上側インシュレータ２３３は、第１冷却室２１１ａと、収容凹部２３７ａと、収容凹部２３７ｂと、リブ部２３７ｃと、リブ部２３７ｄと、を有する。

収容凹部２３７ａおよびリブ部２３７ｃと、収容凹部２３７ｂおよびリブ部２３７ｄとは、軸方向（Ｘ軸方向）に反転している点を除いて同様である。

第１冷却室２１１ａは、図１から図３を用いて上記説明した冷却室１１と同様の機能を有する。図示は省略するが、本実施形態において第１冷却室２１１ａは、例えば、ティース部２３１ｂの軸方向両側および周方向両側を囲む環状である。本実施形態において中心軸Ｊよりも鉛直方向上側に位置するコイル２３２は、第１冷却室２１１ａに収容される。すなわち、本実施形態において第１冷却室２１１ａによって冷却される発熱体ＨＥは、コイル２３２である。

第１冷却室２１１ａは、装着壁部２３３ａと、内側壁部２３３ｂと、外側壁部２３３ｃと、蓋部２３３ｄと、を有する。本実施形態において装着壁部２３３ａ、内側壁部２３３ｂ、外側壁部２３３ｃ、および蓋部２３３ｄは、ステータコア２３１の軸方向（Ｘ軸方向）の両端側にそれぞれ設けられる。

なお、以下の説明においては、ステータコア２３１の軸方向の両端側に位置するインシュレータの各部を基準として、軸方向におけるステータコア２３１側を単に「軸方向内側」と呼ぶ場合があり、軸方向におけるステータコア２３１と逆側を単に「軸方向外側」と呼ぶ場合がある。

装着壁部２３３ａは、ティース部２３１ｂに接触して装着される部分である。装着壁部２３３ａは、ステータコア２３１とコイル２３２との軸方向（Ｘ軸方向）の間に位置する。すなわち、上側インシュレータ２３３の少なくとも一部は、ステータコア２３１とコイル２３２との間に位置する。

内側壁部２３３ｂは、装着壁部２３３ａの径方向内側（鉛直方向下側）の端部から軸方向外側に延びる。図６に示すように、本実施形態において内側壁部２３３ｂは、例えば、装着壁部２３３ａ、外側壁部２３３ｃ、および蓋部２３３ｄと別部材である。

内側壁部２３３ｂには、弾性部２１５が設けられる。弾性部２１５は、図１から図３を用いて上記説明した弾性部１５と同様の機能を有する。本実施形態において弾性部２１５は、内側壁部２３３ｂを径方向に貫通する取付孔２３３ｆに位置する。弾性部２１５は、取付孔２３３ｆを塞ぐ。本実施形態において弾性部２１５は、例えば、内側壁部２３３ｂの軸方向外側の端部に位置する。弾性部２１５は、例えば、径方向内側に凸となる形状である。

図５に示すように、外側壁部２３３ｃは、装着壁部２３３ａの径方向外側の端部から軸方向外側に延びる。図６および図７に示すように、外側壁部２３３ｃは、外側壁部２３３ｃを径方向（鉛直方向）に貫通する孔である接続孔２３３ｅを有する。蓋部２３３ｄは、内側壁部２３３ｂの軸方向外側の端部と、外側壁部２３３ｃの軸方向外側の端部と、を接続する。蓋部２３３ｄは、コイル２３２の軸方向外側を覆う。

収容凹部２３７ａは、インシュレータ本体２３７の軸方向外側（＋Ｘ側）から軸方向内側（−Ｘ側）に窪む。収容凹部２３７ａは、第１冷却室２１１ａの径方向外側（鉛直方向上側，＋Ｚ側）に位置する。収容凹部２３７ａの径方向内側（鉛直方向下側，−Ｚ側）の壁部は、例えば、第１冷却室２１１ａの外側壁部２３３ｃである。

収容凹部２３７ａは、底部２３７ｅを有する。底部２３７ｅは、収容凹部２３７ａの軸方向内側の壁部である。底部２３７ｅは、底部２３７ｅを軸方向に貫通する孔である第１接続孔２３７ｆを有する。第１接続孔２３７ｆは、リブ部２３７ｃの径方向外側（鉛直方向上側，＋Ｚ側）に位置する。第１接続孔２３７ｆは、放熱室２１２と接続される。

図７に示すように、底部２３７ｅは、底部２３７ｅを軸方向に貫通する孔である第２接続孔２３７ｇを有する。第２接続孔２３７ｇは、放熱室２１２と接続される。第２接続孔２３７ｇには、後述する第２接続路２１８が接続される。

リブ部２３７ｃは、底部２３７ｅから軸方向外側（＋Ｘ側）に突出する。リブ部２３７ｃは、外側壁部２３３ｃと接続される。リブ部２３７ｃにおける底部２３７ｅとの接続箇所の径方向外側（鉛直方向上側，＋Ｚ側）の端部は、第１接続孔２３７ｆの内縁における径方向内側（鉛直方向下側，−Ｚ側）の端部に位置する。リブ部２３７ｃにおける外側壁部２３３ｃとの接続箇所の軸方向外側の端部は、接続孔２３３ｅの内縁の軸方向内側（−Ｘ側）の端部に位置する。

図６に示すように、第１接続路部材２３５は、収容凹部２３７ａに収容される。第１接続路部材２３５は、収容凹部２３７ａ内に固定される。第１接続路部材２３５は、リブ部２３７ｃと対向する。第１接続路部材２３５とリブ部２３７ｃとの間には、第１接続路２１３が設けられる。すなわち、第１接続路部材２３５とリブ部２３７ｃとによって、第１接続路２１３が構成される。第１接続路２１３は、図１から図３を用いて上記説明した第１接続路１３と同様の機能を有する。

本実施形態において第１接続路２１３は、第１接続路部材２３５におけるリブ部２３７ｃと対向する面と、リブ部２３７ｃにおける第１接続路部材２３５と対向する面と、によって構成される。すなわち、第１接続路部材２３５は、第１接続路２１３の少なくとも一部を有する。

第１接続路２１３は、外側壁部２３３ｃの接続孔２３３ｅを介して第１冷却室２１１ａと接続される。第１接続路２１３は、第１接続孔２３７ｆを介して放熱室２１２と接続される。

本実施形態において第１接続路２１３の全体は、第１冷却室２１１ａよりも鉛直方向上側に位置する。第１接続路２１３は、第１直線部２１３ａと、円弧部２１３ｂと、第２直線部２１３ｃと、を有する。第１直線部２１３ａは、第１冷却室２１１ａから径方向外側（鉛直方向上側）に延びる。

円弧部２１３ｂは、第１直線部２１３ａの径方向外側（鉛直方向上側，＋Ｚ側）の端部に接続される。円弧部２１３ｂは、径方向外側（鉛直方向上側）に向かうに従って軸方向内側（−Ｘ側）に位置する円弧状である。第２直線部２１３ｃは、円弧部２１３ｂの軸方向内側の端部に接続される。第２直線部２１３ｃは、放熱室２１２まで軸方向（Ｘ軸方向）に延びる。

図５に示すように、第２接続路部材２３６は、収容凹部２３７ｂに収容される。第２接続路部材２３６は、収容凹部２３７ｂ内に固定される。第２接続路部材２３６とリブ部２３７ｄとの間には、第２接続路２１４が設けられる。第２接続路２１４は、図１から図３を用いて上記説明した第２接続路１４と同様の機能を有する。

本実施形態において第２接続路２１４は、第２接続路部材２３６におけるリブ部２３７ｄと対向する面と、リブ部２３７ｄにおける第２接続路部材２３６と対向する面と、によって構成される。すなわち、第２接続路部材２３６は、第２接続路２１４の少なくとも一部を有する。第２接続路２１４のその他の点は、軸方向に反転している点を除いて、第１接続路２１３と同様である。

本実施形態において下側インシュレータ２３４は、例えば、ティース部２３１ｂのうちシャフト２２１よりも鉛直方向下側に位置するティース部２３１ｂに装着される。下側インシュレータ２３４は、第２冷却室２１１ｂを有する。第２冷却室２１１ｂは、第１冷却室２１１ａよりも鉛直方向下側に位置する。

図示は省略するが、第２冷却室２１１ｂは、ティース部２３１ｂの軸方向両側および周方向両側を囲む環状である。本実施形態において中心軸Ｊよりも鉛直方向下側に位置するコイル２３２は、第２冷却室２１１ｂに収容される。すなわち、本実施形態において第２冷却室２１１ｂによって冷却される発熱体ＨＥは、コイル２３２である。

第２冷却室２１１ｂは、装着壁部２３４ａと、内側壁部２３４ｂと、外側壁部２３４ｃと、蓋部２３４ｄと、を有する。本実施形態において装着壁部２３４ａ、内側壁部２３４ｂ、外側壁部２３４ｃ、および蓋部２３４ｄは、ステータコア２３１の軸方向（Ｘ軸方向）の両端側にそれぞれ設けられる。

図８に示すように、装着壁部２３４ａは、第１冷却室２１１ａの装着壁部２３３ａと同様である。内側壁部２３４ｂは、第１冷却室２１１ａの内側壁部２３３ｂと同様である。外側壁部２３４ｃは、第１冷却室２１１ａの外側壁部２３３ｃと異なり、接続孔２３３ｅを有していない。外側壁部２３４ｃのその他の点は、第１冷却室２１１ａの外側壁部２３３ｃと同様である。

蓋部２３４ｄは、蓋部２３４ｄを軸方向（Ｘ軸方向）に貫通する接続孔２３４ｅを有する。ステータコア２３１の前側（＋Ｘ側）に位置する接続孔２３４ｅには、第１接続パイプ２６０が接続される。図５に示すように、ステータコア２３１の後側（−Ｘ側）に位置する接続孔２３４ｅには、第２接続パイプ２６１が接続される。蓋部２３４ｄのその他の点は、第１冷却室２１１ａの蓋部２３３ｄと同様である。

ハウジング２４０は、ステータコア２３１を周方向に囲む筒状である。ハウジング２４０は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。ハウジング２４０の内周面には、ステータコア２３１が嵌め合わされる。ハウジング２４０は、例えば、金属製である。

ハウジング２４０は、放熱室２１２を有する。放熱室２１２は、図１から図３を用いて上記説明した放熱室１２と同様の機能を有する。本実施形態において放熱室２１２の全体は、例えば、第１冷却室２１１ａよりも鉛直方向上側に位置する。放熱室２１２は、例えば、ハウジング２４０の軸方向（Ｘ軸方向）の全体に延びる。放熱室２１２は、例えば、上側インシュレータ２３３ごとに設けられる。

第１蓋部材２５０は、ステータ２３０の前側（＋Ｘ側）に取り付けられる。第１蓋部材２５０は、ステータ２３０の前側を覆う。第１蓋部材２５０は、円環底部２５０ａと、内側筒部２５０ｂと、外側筒部２５０ｃと、円環蓋部２５０ｄと、を有する。

円環底部２５０ａは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。円環底部２５０ａは、上側インシュレータ２３３における前側（＋Ｘ側）の蓋部２３３ｄと、下側インシュレータ２３４における前側の蓋部２３４ｄとに、接触する。図８に示すように、円環底部２５０ａは、円環底部２５０ａを軸方向（Ｘ軸方向）に貫通する挿入孔２５０ｅを有する。挿入孔２５０ｅは、接続孔２３４ｅと軸方向（Ｘ軸方向）に対向する。

内側筒部２５０ｂは、例えば、円環底部２５０ａの径方向内側の内縁から前側（＋Ｘ側）に延びる円筒状である。外側筒部２５０ｃは、例えば、円環底部２５０ａの径方向外側の外縁から前側に延びる円筒状である。図５に示すように、円環蓋部２５０ｄは、内側筒部２５０ｂの前側の端部と、外側筒部２５０ｃの前側の端部と、に接続される。円環蓋部２５０ｄは、円環底部２５０ａの前側を覆う。

第１蓋部材２５０の内部、すなわち、円環底部２５０ａと内側筒部２５０ｂと外側筒部２５０ｃと円環蓋部２５０ｄとで囲まれた空間である第１接続空間２５２には、第１接続パイプ２６０が収容される。

第２蓋部材２５１は、ステータ２３０の後側（−Ｘ側）に取り付けられる。第２蓋部材２５１は、ステータ２３０の後側を覆う。第２蓋部材２５１は、軸方向（Ｘ軸方向）に反転している点を除いて、第１蓋部材２５０と同様である。第２蓋部材２５１の内部の空間である第２接続空間２５３には、第２接続パイプ２６１が収容される。

図６および図８に示すように、第１接続パイプ２６０は、冷却室接続部２６０ａと、円弧状部２６０ｂと、放熱室接続部２６０ｃと、を有する。冷却室接続部２６０ａは、軸方向（Ｘ軸方向）に延びる。冷却室接続部２６０ａの後側（−Ｘ側）の端部は、挿入孔２５０ｅに挿入される。冷却室接続部２６０ａの内部は、第２冷却室２１１ｂと接続される。

図８に示すように、円弧状部２６０ｂは、冷却室接続部２６０ａの前側（＋Ｘ側）の端部に接続される。円弧状部２６０ｂは、鉛直方向下側から鉛直方向上側に向かって、第１接続空間２５２内を周方向に沿って延びる。

図５に示すように、放熱室接続部２６０ｃは、円弧状部２６０ｂにおける鉛直方向上側の端部に接続される。放熱室接続部２６０ｃは、軸方向（Ｘ軸方向）に延びる。放熱室接続部２６０ｃの後側（−Ｘ側）の端部は、放熱室２１２に接続される。

第２接続パイプ２６１は、軸方向（Ｘ軸方向）に反転している点を除いて、第１接続パイプ２６０と同様である。

第１接続パイプ２６０の内部は、第１冷却媒体ＣＭ１が充填される第１接続路２１７である。第１接続路２１７は、第２冷却室２１１ｂと放熱室２１２とに接続される。第２接続パイプ２６１の内部は、第１冷却媒体ＣＭ１が充填される第２接続路２１８である。第２接続路２１８は、第２冷却室２１１ｂと放熱室２１２とに接続される。すなわち、第２冷却室２１１ｂに接続される第１接続路２１７および第２接続路２１８は、第１冷却室２１１ａが接続される放熱室２１２に接続される。第２接続路２１８は、例えば、第２接続孔２３７ｇ（図７参照）を介して、放熱室２１２と接続される。

第１接続路２１７は、第２冷却室２１１ｂと放熱室２１２との関係において、図１から図３を用いて上記説明した第１接続路１３と同様に機能する。第２接続路２１８は、第２冷却室２１１ｂと放熱室２１２との関係において、図１から図３を用いて上記説明した第２接続路１４と同様に機能する。すなわち、本実施形態において冷却装置２１０は、第１接続路２１７および第２接続路２１８を有する。

冷却ジャケット２１６は、ステータ２３０、第１蓋部材２５０、および第２蓋部材２５１の径方向外側を囲む円筒状である。冷却ジャケット２１６は、冷却流路２１６ａを有する。冷却流路２１６ａには、第２冷却媒体ＣＭ２が収容される。すなわち、冷却ジャケット２１６には、第２冷却媒体ＣＭ２が収容される。第２冷却媒体ＣＭ２は、放熱室２１２内の第１冷却媒体ＣＭ１から熱を吸収する。すなわち、冷却ジャケット２１６は、冷却流路２１６ａ内の第２冷却媒体ＣＭ２によって、放熱室２１２内の第１冷却媒体ＣＭ１から熱を吸収する。

第２冷却媒体ＣＭ２としては、放熱室２１２内の熱を吸収できるならば、特に限定されない。第２冷却媒体ＣＭ２は、例えば、第１冷却媒体ＣＭ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２冷却媒体ＣＭ２は、例えば、水である。

冷却流路２１６ａは、放熱室２１２の鉛直方向上側に位置する。冷却流路２１６ａの前側（＋Ｘ側）の端部には、入力ポート２１６ｂが接続される。冷却流路２１６ａの後側（−Ｘ側）の端部には、出力ポート２１６ｃが接続される。

冷却流路２１６ａには、入力ポート２１６ｂから第２冷却媒体ＣＭ２が流入される。冷却流路２１６ａ内に流入された第２冷却媒体ＣＭ２は、出力ポート２１６ｃから流出される。これにより、冷却流路２１６ａ内には、第２冷却媒体ＣＭ２が循環する。

本実施形態によれば、モータ１は図１から図３に示す冷却装置１０と同様の冷却構造を有する冷却装置２１０を備えるため、モータ１が大型化することを抑制しつつ、モータ１を効率よく冷却できる。本実施形態においては、発熱体ＨＥがコイル２３２であるため、コイル２３２を効率よく冷却できる。

また、本実施形態によれば、第１冷却媒体ＣＭ１は絶縁性を有し、コイル２３２は冷却室２１１内に収容される。そのため、第１冷却媒体ＣＭ１内にコイル２３２を浸した状態で、コイル２３２を冷却できる。これにより、コイル２３２をより冷却することができる。

また、モータの冷却においては、モータにおいて発熱するコイルがモータの内部に位置するため、コイルの熱をモータの外部に放熱することが困難であった。そのため、冷却媒体が気化する潜熱を利用してコイルを冷却し、気化した冷却媒体を別途設けられた凝縮器で液化する冷却方法を採用していた。したがって、モータが大型化する問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、冷却室２１１と放熱室２１２との間で第１冷却媒体ＣＭ１に循環が生じることで、コイル２３２の熱を、ステータコア２３１の径方向外側に位置する放熱室２１２からモータ１の外部へと放出できる。そのため、凝縮器を設ける必要がなく、モータ１が大型化することを抑制しつつ、コイル２３２を効率よく冷却できる。このように、本実施形態の冷却装置２１０は、モータ１に用いた際に、特に効果が大きい。

また、例えば、コイル２３２ごとに放熱室２１２をステータコア２３１の径方向外側に配置する場合、中心軸Ｊよりも鉛直方向下側に位置するコイル２３２の放熱室２１２は、コイル２３２が収容される冷却室２１１よりも鉛直方向下側に位置する。そのため、第１冷却媒体ＣＭ１の重力を、循環ＣＹ１を生じさせる駆動力として利用することができず、第３冷却フェーズＰＨ３が実行されない。したがって、中心軸Ｊよりも鉛直方向下側に位置するコイル２３２を効率よく冷却できない場合があった。

これに対して、本実施形態によれば、第１冷却室２１１ａよりも鉛直方向下側に位置する第２冷却室２１１ｂと、第１冷却室２１１ａが接続される放熱室２１２と、を接続する第１接続路２１７および第２接続路２１８が設けられる。そのため、中心軸Ｊよりも鉛直方向下側に位置するコイル２３２を冷却する第２冷却室２１１ｂに、第２冷却室２１１ｂよりも鉛直方向上側に位置する放熱室２１２を接続することができる。したがって、本実施形態によれば、中心軸Ｊよりも鉛直方向下側に位置するコイル２３２を、第３冷却フェーズＰＨ３を用いて効率よく冷却することができる。

また、本実施形態によれば、上側インシュレータ２３３および下側インシュレータ２３４が冷却室２１１を有する。そのため、コイル２３２を冷却室２１１内に収容しやすい。

また、本実施形態によれば、第１接続路２１３の少なくとも一部を有する第１接続路部材２３５および第２接続路２１４の少なくとも一部を有する第２接続路部材２３６は、インシュレータ本体２３７と別部材である。そのため、第１接続路部材２３５および第２接続路部材２３６のみを交換することで、第１接続路２１３の寸法および第２接続路２１４の寸法を変更することができる。したがって、本実施形態によれば、第１接続路２１３の寸法および第２接続路２１４の寸法を変更することが容易である。

また、本実施形態によれば、吸熱部として冷却ジャケット２１６が設けられるため、放熱室２１２内における第１冷却媒体ＣＭ１の温度を比較的低温に保つことができる。これにより、発熱体ＨＥであるコイル２３２をより冷却しやすい。

また、例えば、本実施形態のモータ１において弾性部２１５を放熱室２１２に設けた場合、弾性部２１５の変形するスペースを確保する必要があるため、モータ１が例えば径方向に大型化する虞がある。

これに対して、本実施形態によれば、弾性部２１５が冷却室２１１に設けられるため、上側インシュレータ２３３および下側インシュレータ２３４の径方向内側の空間を弾性部２１５が変形するスペースとして利用することができる。これにより、モータ１が径方向に大型化することを抑制しつつ、弾性部２１５を設けることができる。

なお、本実施形態のモータ１においては、以下の構成を採用することもできる。

本実施形態においては、冷却室２１１のそれぞれに、第１接続路２１３および第２接続路２１４と、第１接続路２１７および第２接続路２１８とが接続されてもよい。この場合、例えば、各コイル２３２が装着されるティース部２３１ｂの径方向外側に、それぞれ放熱室２１２が設けられる。この構成によれば、モータ１を鉛直方向に反転させて用いる場合であっても、すべてのコイル２３２を効率よく冷却することができる。

また、本実施形態において冷却室２１１は、例えば、１つのみ設けられてもよい。この場合、すべてのコイル２３２が１つの冷却室２１１内に収容されてもよい。

なお、本実施形態の冷却装置が適用される機器は、特に限定されず、モータ以外の機器に搭載されてもよい。

また、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１…モータ、１０，１１０，２１０…冷却装置、１１，１１１，２１１…冷却室、１１ａ…壁部、１２，１１２，２１２…放熱室、１３，１１３，２１３，２１７…第１接続路、１４，１１４，２１４，２１８…第２接続路、１５，１１５，２１５…弾性部、１６，１１６…吸熱部、２１１ａ…第１冷却室（冷却室）、２１１ｂ…第２冷却室（冷却室）、２１６…冷却ジャケット（吸熱部）、２２０…ロータ、２２１…シャフト、２３０…ステータ、２３１…ステータコア、２３２…コイル、２３３…上側インシュレータ（インシュレータ）、２３４…下側インシュレータ（インシュレータ）、２３５…第１接続路部材、２３６…第２接続路部材、２３７…インシュレータ本体、ＣＦ…対流、ＣＭ１…第１冷却媒体、ＣＭ２…第２冷却媒体、ＣＹ１，ＣＹ２…循環、ＨＥ…発熱体、Ｊ…中心軸

Claims (16)

1. 発熱体を冷却する冷却装置であって、
   第１冷却媒体によって前記発熱体を冷却する冷却室と、
   前記第１冷却媒体の熱を外部に放出する放熱室と、
   前記冷却室と前記放熱室とを接続する第１接続路および第２接続路と、
   を備え、
   前記放熱室の少なくとも一部は、前記冷却室よりも鉛直方向上側に位置し、
   前記第１接続路と前記放熱室とが接続される箇所は、鉛直方向において、前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所と同じ位置、または前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所よりも上側に位置し、
   前記冷却室内の前記第１冷却媒体の一部が気化した場合に、気化した前記第１冷却媒体の少なくとも一部が前記第１接続路内に移動し、前記冷却室の前記第１冷却媒体が前記第１接続路を介して前記放熱室へと流れ前記放熱室の前記第１冷却媒体が前記第２接続路を介して前記冷却室へと流れる循環が生じ、
   前記第１接続路が延びる方向と直交する方向における前記第１接続路の寸法、および前記第２接続路が延びる方向と直交する方向における前記第２接続路の寸法は、気化した前記第１冷却媒体の少なくとも一部が前記第１接続路内あるいは前記第２接続路内に滞留する大きさである、冷却装置。
2. 発熱体を冷却する冷却装置であって、
   第１冷却媒体によって前記発熱体を冷却する冷却室と、
   前記第１冷却媒体の熱を外部に放出する放熱室と、
   前記冷却室と前記放熱室とを接続する第１接続路および第２接続路と、
   を備え、
   前記放熱室の少なくとも一部は、前記冷却室よりも鉛直方向上側に位置し、
   前記第１接続路と前記放熱室とが接続される箇所は、鉛直方向において、前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所と同じ位置、または前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所よりも上側に位置し、
   前記冷却室内の前記第１冷却媒体の一部が気化した場合、気化した前記第１冷却媒体の少なくとも一部は、前記第１接続路内、前記第２接続路内、および前記放熱室内のいずれかにおいて凝縮し、
   前記第１接続路が延びる方向と直交する方向における前記第１接続路の寸法、および前記第２接続路が延びる方向と直交する方向における前記第２接続路の寸法は、気化した前記第１冷却媒体の少なくとも一部が前記第１接続路内あるいは前記第２接続路内に滞留する大きさである、冷却装置。
3. 前記冷却室内の前記第１冷却媒体の一部が気化することで、前記発熱体の温度が前記第１冷却媒体の沸点よりも小さくなる、請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記放熱室の全体は、前記冷却室よりも鉛直方向上側に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載の冷却装置。
5. 前記第１接続路は、前記冷却室の鉛直方向上側の端部に接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却装置。
6. 前記発熱体は、前記冷却室内に収容される、請求項１から５のいずれか一項に記載の冷却装置。
7. 前記第１冷却媒体に接触する弾性体製の弾性部をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の冷却装置。
8. 前記弾性部は、前記冷却室を構成する壁部の一部である、請求項７に記載の冷却装置。
9. 前記第１冷却媒体の温度が上昇した場合に、前記冷却室内において、前記第１冷却媒体の対流が生じる、請求項１から８のいずれか一項に記載の冷却装置。
10. 前記第１冷却媒体の沸点は、前記発熱体の最高温度よりも小さい、請求項１から９のいずれか一項に記載の冷却装置。
11. 発熱体を冷却する冷却装置を備えるモータであって、
    前記冷却装置は、
    第１冷却媒体によって前記発熱体を冷却する冷却室と、
    前記第１冷却媒体の熱を外部に放出する放熱室と、
    前記冷却室と前記放熱室とを接続する第１接続路および第２接続路と、
    を備え、
    前記放熱室の少なくとも一部は、前記冷却室よりも鉛直方向上側に位置し、
    前記第１接続路と前記放熱室とが接続される箇所は、鉛直方向において、前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所と同じ位置、または前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所よりも上側に位置し、
    前記冷却室内の前記第１冷却媒体の一部が気化した場合に、気化した前記第１冷却媒体の少なくとも一部が前記第１接続路内に移動し、前記冷却室の前記第１冷却媒体が前記第１接続路を介して前記放熱室へと流れ前記放熱室の前記第１冷却媒体が前記第２接続路を介して前記冷却室へと流れる循環が生じ、
    前記モータは、
    一方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、
    前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
    を備え、
    前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアを励磁するコイルと、を有し、
    前記発熱体は、前記コイルであり、
    前記冷却装置は、複数の前記冷却室を有し、
    前記ステータは、複数の前記コイルを有し、
    前記冷却室は、第１冷却室と、前記第１冷却室よりも鉛直方向下側に位置する第２冷却室と、を含み、
    前記第２冷却室に接続される前記第１接続路および前記第２接続路は、前記第１冷却室が接続される前記放熱室に接続される、モータ。
12. 前記第１冷却媒体は、絶縁性を有し、
    前記コイルは、前記冷却室内に収容される、請求項１１に記載のモータ。
13. 発熱体を冷却する冷却装置を備えるモータであって、
    前記冷却装置は、
    第１冷却媒体によって前記発熱体を冷却する冷却室と、
    前記第１冷却媒体の熱を外部に放出する放熱室と、
    前記冷却室と前記放熱室とを接続する第１接続路および第２接続路と、
    を備え、
    前記放熱室の少なくとも一部は、前記冷却室よりも鉛直方向上側に位置し、
    前記第１接続路と前記放熱室とが接続される箇所は、鉛直方向において、前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所と同じ位置、または前記第１接続路と前記冷却室とが接続される箇所よりも上側に位置し、
    前記冷却室内の前記第１冷却媒体の一部が気化した場合に、気化した前記第１冷却媒体の少なくとも一部が前記第１接続路内に移動し、前記冷却室の前記第１冷却媒体が前記第１接続路を介して前記放熱室へと流れ前記放熱室の前記第１冷却媒体が前記第２接続路を介して前記冷却室へと流れる循環が生じ、
    前記モータは、
    一方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、
    前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
    を備え、
    前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアを励磁するコイルと、を有し、
    前記発熱体は、前記コイルであり、
    前記ステータは、少なくとも一部が前記ステータコアと前記コイルとの間に位置するインシュレータを有し、
    前記インシュレータは、前記冷却室を有する、モータ。
14. 前記インシュレータは、インシュレータ本体と、前記インシュレータ本体に取り付けられ、前記第１接続路の少なくとも一部を有する第１接続路部材と、前記インシュレータ本体に取り付けられ、前記第２接続路の少なくとも一部を有する第２接続路部材と、を有し、
    前記第１接続路部材と前記第２接続路部材とは、前記インシュレータ本体と別部材である、請求項１３に記載のモータ。
15. 第２冷却媒体が収容され、前記放熱室内の前記第１冷却媒体から熱を吸収する吸熱部を備える、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のモータ。
16. 前記第１接続路が延びる方向と直交する方向における前記第１接続路の寸法、および前記第２接続路が延びる方向と直交する方向における前記第２接続路の寸法は、気化した前記第１冷却媒体の少なくとも一部が前記第１接続路内あるいは前記第２接続路内に滞留する大きさである、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のモータ。

Images