JPH11318055A - 回転電機の冷却制御装置及び冷却制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転電機内の熱を効率的にハウジング等に伝
達し外部に放熱し冷却効率を向上可能な回転電機の冷却
制御装置及び制御方法を提供する。 【解決手段】 ＥＣＵ３２が冷却オイル２２の吐出量を
制御する吐出ポンプ２４を駆動し、ステータ１６に接触
した冷却オイル滴下口２６ａからステータ１６に直接冷
却オイル２２を供給し、コイルおよびステータ１６内に
存在する空気層を排除すると共に、冷却オイル２２がコ
イルおよびステータ１６内を通過する過程で、発生した
熱をステータ１６外部に効率的に伝達し放熱を行う。ま
た、回転電機１０内の冷却オイル２２の量を所定量以下
に制御することで冷却オイル２２とロータ２０との継続
的な接触を排除し、新たな発熱源を形成することを防止
しつつ、冷却オイル２２により放熱を効率的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の冷却制
御装置及び冷却制御方法、特に、冷却媒体を用いて回転
電機内部の冷却を効率よく行うことができる回転電機の
冷却制御装置及び冷却制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から動力源として利用されているモ
ータにおいて、供給される電力を効率よく利用し高出力
の駆動力を得るためには、モータ駆動時の発熱部分、例
えばステータのコイル部分の冷却を効率よく行うことが
必要となる。同様に、電力発生源として利用されている
発電器の場合も、運動エネルギを電気エネルギに効率よ
く変換するためには、発熱部分の冷却を効率よく行うこ
とが必要とされる。従来、モータや発電器等の回転電機
の冷却は、回転電機のハウジング温度や発熱部品の温度
を直接検出して、所定温度以上に発熱した場合に冷却フ
ァン等によって強制冷却している。例えば、実開平７−
１６５７７号公報に開示される装置では、ステータコイ
ルの温度を検出して冷却制御を行っている。また、回転
電機のハウジングに冷却フィンやウォータージャケット
を装着して回転電機内部の熱を回転電機の外部に放出し
冷却効果を向上させる構造のものもある。

【０００３】ところで、回転電機は、環状のステータの
内部に回転自在なロータが収納された構造になっている
ので、回転電機内部に空気層が多く存在している。ま
た、ステータは薄い鋼板を複数枚重ねた積層構造を呈し
ているためステータ自体も多くの空気層を有している。
この空気層は、断熱作用を有するので、回転電機のハウ
ジングに冷却フィンやウォータージャケットを装着する
場合でも回転電機内部の熱を十分に外部に伝達すること
ができず、冷却することはできない。そのため、回転電
機内部の空気層を排除することを目的に絶縁オイルを充
填した構造のものが提案されている。このように、回転
電機内の空気層を排除すれば、回転電機内の熱伝導率を
向上し冷却フィンやウォータージャケットによる放熱冷
却効果を向上させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転電
機内に絶縁オイルを満たした状態でロータを高速で回転
させると、絶縁オイルの粘性によりロータとの間で摩擦
が生じ、ロータ部分で摩擦熱が発生してしまい、新たな
発熱源を形成してしまうという問題が生じる。

【０００５】また、冷却ファン等によって強制冷却を行
う場合、回転電機の温度上昇を検出して冷却を行うの
で、冷却タイミングが遅れ、回転電機の能力に制限を与
えてしまうという問題がある。例えば、回転電機を電気
自動車等の駆動モータとして使用する場合、モータの温
度が上昇した時点でモータ出力が制限されてしまうの
で、突然、運転者の意志に追従した駆動力を発生できな
くなるという問題がある。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、新たな発熱源を形成すること
なく回転電機内の熱を効率的にハウジング等に伝達し外
部に放熱し冷却効率を向上可能な回転電機の冷却制御装
置及び制御方法を提供することにある。

【０００７】また、他の目的は、最適なタイミングで冷
却を行い電気自動車等の運転者に違和感を与えないよう
に回転電機の制御が可能な回転電機の冷却制御装置及び
制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、第１の発明は、複数のスロットとティース
が内周面に交互に形成されコイルが装着された環状のス
テータと、前記ステータの内周部に配置され回転自在な
ロータとを含む回転電機の冷却制御装置において、前記
ステータの外周面より内周面に向けて冷却媒体を供給す
る媒体供給部と、前記ステータ内部から冷却媒体を回収
し一時的に保管する媒体保管部と、前記媒体供給部とス
テータと媒体保管部との間で冷却媒体を循環させ、ステ
ータ内の冷却媒体を所定量以下に制御する制御部と、を
含むことを特徴とする。

【０００９】ここで、回転電機とは、電力供給によって
ロータが回転するモータと、ロータの回転により電力を
発生する発電器とを含む。また、冷却媒体とは、例えば
絶縁性を有する冷却オイルである。また、ステータ内の
冷却媒体を所定量以下に制御するとは、ステータ内に供
給された冷却媒体がロータの回転を妨げない量、望まし
くはロータと継続的に冷却媒体が接触しない量に制御す
ることを意味する。

【００１０】この構成によれば、発熱源であるコイルお
よびステータに冷却媒体を直接供給可能であり、ステー
タ部分の空気層を排除して、冷却媒体がコイルおよびス
テータを通過する過程で、発生した熱をステータ外部に
効率的に伝達することができる。また、冷却媒体の量を
所定量以下に制御することで冷却媒体とロータとの継続
的な接触を排除できるので、新たな発熱源を形成するこ
となく効率的に回転電機内で熱伝達を行い放熱を行うこ
とができる。

【００１１】上記のような目的を達成するために、第２
の発明は、第１の発明において、さらに、ステータから
突出したコイルエンド部分に冷却媒体を噴霧する補助媒
体供給部を有することを特徴とする。

【００１２】ここで、コイルエンド部分とは、ステータ
のティースを跨いで隣接するスロットにコイルが渡る際
にステータから突出する部分である。

【００１３】この構成によれば、発熱源であるコイルに
直接冷却媒体を供給できるので、コイルから効率的な吸
熱を行うことが可能で、効率的な冷却を行うことができ
る。

【００１４】上記のような目的を達成するために、第３
の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記
制御部は、回転電機の駆動制御状態に応じて媒体循環量
を決定することを特徴とする。

【００１５】通常、回転電機の発熱は、当該回転電機の
駆動より遅れて発生する。従って、上記構成によれば、
回転電機の駆動に対して発熱前に冷却媒体の循環量を決
定し冷却準備を行うため余裕をもって効率的な冷却が行
えると共に、発熱の抑制を行うことができる。

【００１６】上記のような目的を達成するために、第４
の発明は、複数のスロットとティースが内周面に交互に
形成され、コイルが装着されたた環状のステータと、前
記ステータの内周部に配置され回転自在なロータとを含
む回転電機の冷却制御方法において、回転電機の駆動制
御状態に応じて冷却媒体をステータの外周面より内周面
に向けて供給するステップと、前記ステータ内に供給さ
れた冷却媒体量を検出する検出ステップと、前記検出結
果に基づいて前記ステータ内に供給された冷却媒体を所
定量以下に維持するように冷却媒体を回収する媒体回収
ステップと、を含むことを特徴とする。

【００１７】この構成によれば、発熱源であるコイルお
よびステータに冷却媒体を直接供給可能であり、ステー
タ部分の空気層を排除して、冷却媒体がコイルおよびス
テータを通過する過程で、発生した熱をステータ外部に
効率的に伝達することができる。また、冷却媒体の量を
所定量以下に制御することで冷却媒体とロータとの継続
的な接触を排除できるので、新たな発熱源を形成するこ
となく効率的に回転電機内で熱伝達を行い放熱を行うこ
とができる。

【００１８】上記のような目的を達成するために、第５
の発明は、複数のスロットとティースが内周面に交互に
形成されコイルが装着された環状のステータと、前記ス
テータの内周部に配置され回転自在なロータとを含む電
気自動車用回転電機の冷却制御装置において、前記ステ
ータの外周面より内周面に向けて冷却媒体を供給する媒
体供給部と、前記ステータ内部から冷却媒体を回収し一
時的に保管する媒体保管部と、前記回転電機の制御状態
を検出し、その検出結果に基づいて前記媒体供給部とス
テータと媒体保管部との間で冷却媒体を循環させると共
に、ステータ内の冷却媒体を所定量以下に制御する制御
部と、を含むことを特徴とする。

【００１９】ここで、前記回転電機の制御状態とは、電
気自動車を燃費優先で走行させる通常モードと車両加速
を優先させる加速モード等を含む制御状態である。

【００２０】この構成によれば、発熱源であるコイルお
よびステータに回転電機の制御状態に適した量の冷却媒
体を直接供給可能であり、ステータ部分の空気層を排除
して、冷却媒体がコイルおよびステータを通過する過程
で、発生した熱をステータ外部に効率的に伝達すること
ができる。また、冷却媒体の量を所定量以下に制御する
ことで冷却媒体とロータとの継続的な接触を排除できる
ので、新たな発熱源を形成することなく効率的に回転電
機内で熱伝達を行い放熱を行うことができる。この結
果、回転電機の制御に対応した余裕をもった放熱を行う
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。

【００２２】図１（ａ），（ｂ）は本実施形態の冷却制
御装置を適用した回転電機の概念を説明する概略構成図
であり、図１（ａ）は回転電機１０を含む冷却制御装置
１２の全体図であり、回転電機１０は軸直交断面図で示
されている。また、図１（ｂ）は回転電機１０の軸方向
断面拡大図である。回転電機１０は、円筒形のハウジン
グ１４の内部に、複数のスロット１６ａと複数のティー
ス１６ｂが内周面に交互に形成された環状のステータ１
６と、中心に出力軸（回転電機１０がモータとして機能
する場合）または入力軸（回転電機１０が発電器として
機能する場合）として機能するシャフト１８を有するロ
ータ２０と、を含んでいる。前記ステータ１６及びロー
タ２０はプレス加工等によって所定の形状に加工された
板状の電磁鋼板が複数重ね合わせて形成されている。前
記ステータ１６のティース１６ｂには、磁界を発生する
コイル（不図示）が巻回され、ロータ２０のスロット
（不図示）にはマグネット（不図示）が挿入されてい
る。なお、図１（ａ）において、ステータ１６のスロッ
ト１６ａとティース１６ｂは、一部のみを図示してい
る。また、本実施形態では、回転電機１０を電気自動車
の駆動源（モータ）として利用する場合を例に取って、
冷却制御装置の動作及び制御等を説明する。

【００２３】本実施形態の特徴的事項は、冷却制御装置
１２が回転電機１０に供給する冷却媒体をステータ１６
を含む循環経路内を循環させると共に、ステータ１６内
の冷却媒体を所定量以下に制御しながらステータ１６及
びその周辺の熱を冷却媒体で吸熱すると共に、回転電機
１０のハウジング１４から放熱させるところである。ま
た、他の特徴的事項は、冷却媒体の循環制御を回転電機
の駆動制御状態に応じて行うところである。

【００２４】図１（ａ）に示すように、冷却制御装置１
２は、冷却媒体として例えば、絶縁性の冷却オイル２２
を吐出する吐出ポンプ２４を含む媒体供給部２６と、回
転電機１０（ステータ１６）から冷却オイル２２を吸引
回収する吸引ポンプ２８を含み回収した冷却オイル２２
を一時的に保管する媒体保管部３０とを含み、前記媒体
供給部２６と回転電機１０（ステータ１６）と媒体保管
部３０とで、冷却オイル循環系を形成している。また、
冷却制御装置１２は、回転電機１０の負荷（モータ電流
値）や回転電機１０の温度（内部温度や表面温度）、冷
却オイル２２の温度、冷却オイル２２の油面レベル等の
他、電気自動車の場合、アクセルペダルの踏み込み量、
車速、運転モード選択等回転電機１０の駆動制御状態を
示す制御量等の各種データが入力され、前記データに基
づいて、前記吐出ポンプ２４や吸引ポンプ２８を動作状
態を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）
３２を含んでいる。冷却制御装置１２は、前記ＥＣＵ３
２の制御信号によって、前記吐出ポンプ２４及び吸引ポ
ンプ２８が動作し、前記冷却オイル循環系の循環量を決
定すると共に、ステータ１６内の冷却オイル２２の量が
所定量以下になるように監視制御している。この時、前
記所定量とは、図１（ａ）に示すように、ステータ１６
内に供給された冷却オイル２２がロータ２０の回転を妨
げない油面レベル、望ましくはロータ２０と継続的に冷
却オイル２２が接触しない量に制御することを意味して
いる。ロータ２０と冷却オイル２２が継続的に接触しな
いように油面レベルを制御することにより、冷却オイル
２２の粘性がロータ２０に対する摩擦抵抗になることを
防止し、提供する冷却オイル２２が新たな発熱源になる
ことを防止することができる。

【００２５】ところで、回転電機１０において、主な発
熱源となるところは、電流が流れるステータ１６のコイ
ル部分である。そこで、本実施形態では、図１（ｂ）に
示すように、前記媒体供給部２６の冷却オイル滴下口２
６ａを直接ステータ１６の外周面に接続して、冷却オイ
ル２２をステータ１６内部に直接浸透させることによっ
て、発熱体であるコイル部分を直接冷却している。前述
したように、ステータ１６は、プレス加工等によって形
成された板状の電磁鋼板１６ｃを複数枚積層して構成さ
れているため、各電磁鋼板１６ｃ間には１／１００ｍｍ
程度の隙間３４が形成される。この隙間３４に冷却オイ
ル２２が浸透しながらコイル部分の冷却を行う。各電磁
鋼板１６ｃの隙間３４に浸入した冷却オイル２２は、電
磁鋼板１６ｃに沿って周方向に順次浸透しながらコイル
等の冷却を行い、図１（ａ）の場合、ステータ１６の下
端部Ａに溜まる。また、電磁鋼板１６ｃを複数枚積層し
たステータ１６の外周面は僅かに凹凸が形成され、当該
ステータ１６の外周面とハウジング１４の内周面との間
にも隙間が形成される。従って、図２において、冷却オ
イル滴下口２６ａの左右方向にも冷却オイル２２は浸透
し、ステータ１６全体に冷却オイル２２を供給可能とな
る。なお、図１、図２等では、冷却オイル滴下口２６ａ
を一カ所しか示していないが、効率的な冷却を行うため
には、ステータ１６の外周面に沿って、複数設けること
が望ましい。

【００２６】ステータ１６の各電磁鋼板１６ｃ間の隙間
３４やステータ１６とハウジング１４との隙間が冷却オ
イル２２で満たされることにより、隙間により形成され
ていた空気層が排除され、コイル部分で発生した熱はス
テータ１６を介してハウジング１４に伝達されるので放
熱効果は促進される。なお、ハウジング１４の外周面に
放熱フィンやウォータージャケット等を配置すれば、冷
却オイル２２による冷却効果はさらに促進される。

【００２７】前述したように、回転電機１０内部に供給
された冷却オイル２２とロータ２０が継続的に接触する
と、ロータ２０の回転効率を低下させるばかりでなく、
ロータ２０と冷却オイル２２との間で摩擦が発生し、冷
却オイル２２及びロータ２０が新たな発熱源になってし
まう。そのため、ＥＣＵ３２は、回転電機１０（ステー
タ１６）内部、特に図１（ａ），（ｂ）の下端部Ａに溜
まった冷却オイル２２の油面レベルを常に監視し、下端
部Ａに溜まった冷却オイル２２がロータ２０に接触しな
いように、吸引ポンプ２８を駆動し、冷却オイル２２を
回転電機１０内部から吸引している。吸引された冷却オ
イル２２は媒体保管部３０に一時的に保管され、必要に
応じて当該媒体保管部３０で収熱した冷却オイル２２を
空冷や水冷等の手段を用いて強制冷却した、吐出ポンプ
２４の動作によって再度、冷却動作のためにステータ１
６に供給される。

【００２８】このように、発熱源であるコイル部分およ
びステータ１６に冷却オイル２２を直接供給可能であ
り、コイル部分およびステータ１６を冷却オイル２２が
通過する過程で、発生した熱を吸収すると共に、ステー
タ１６を構成する電磁鋼板１６ｃ間やステータ１６とハ
ウジング１４間に形成された空気層を冷却オイル２２が
排除するため、ステータ１６を介してハウジング１４に
効率的に熱を伝達し、当該ハウジング１４外部に効率的
に放熱を行うことができる。また、冷却オイル２２の量
を所定量以下になるように制御することで、冷却オイル
２２とロータ２０とが継続的に接触することを防止する
ことができるので、冷却オイル２２とロータ２０との摩
擦が、新たな発熱源を形成することがなく、放熱効率を
向上することができる。なお、図１（ｂ）において、ハ
ウジング１４や冷却オイル滴下口２６ａの接続部部分に
は、Ｏリング等のシール部材１４ａが配置され、冷却オ
イル２２が接続部から漏れることを防止している。

【００２９】次に、本実施形態の冷却制御装置１２を電
気自動車の駆動源となるモータに適用した場合のＥＣＵ
３２の制御手順を図３のフローチャート及び図４、図５
タイミング説明図を用いて説明する。

【００３０】前述したように、ＥＣＵ３２は、回転電機
１０の内部や表面の温度、冷却オイル２２の温度等を検
出して、吐出ポンプ２４の駆動を制御し冷却オイル２２
の吐出量を制御し、回転電機１０の温度が所定温度以上
になることを防止している。この制御は、フィードバッ
ク的制御であるため、例えば、電気自動車で俊敏な加速
を行おうとする場合、運転者が加速しようとしてアクセ
ルペダルを踏み込みコイル部分が発熱しても冷却動作
は、発熱後遅れて行われることになるため、車両の加速
中または繰り返し加速中に回転電機１０に加熱による出
力制限（リミッタ動作）が発生する。すなわち、運転者
は突然の出力制限に違和感を感じることになってしま
う。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ３２は、電気自動
車が加速を行うことを検出した場合には、回転電機１０
の発熱が始まる前に冷却オイル２２の循環量を多くして
冷却準備を行い、冷却応答性の遅れを最小限にして、発
熱による回転電機１０の出力制限が行われないように制
御する。

【００３１】図３のフローチャートにおいて、ＥＣＵ３
２は電気自動車の運転者が運転モードを選択を行うか否
かの判断を行う（Ｓ１００）。運転モードは、車両が周
囲の環境や走行状態を検出して、車両側で加減速の応答
性やタイミングを制御するモードである。もし、運転者
が運転モードを選択した場合、選択したモードが加速モ
ードか通常モードかの判断を行う（Ｓ１０１）。加速モ
ードは、加速性重視のモードで加速勾配が急で回転電機
１０の急激な高出力を必要とする制御である。また、通
常モードとは、燃費を重視したモードで、加速勾配が緩
やかで急激な高出力を必要としない制御である。運転者
が加速モードを選択した場合、回転電機１０の高発熱が
予想されるので、ＥＣＵ３２はアクセル踏み込み量に比
例した冷却オイルの増減を吐出ポンプ２４の制御により
行い（Ｓ１０２）、回転電機１０の発熱を積極的に抑制
し、回転電機１０が加熱による出力制限を起こさないよ
うにする。その後、ＥＣＵ３２は（Ｓ１００）に戻り、
運転モードの変更等が行われるか否かを監視する。

【００３２】一方、（Ｓ１００）で運転者が運転モード
を選択しない場合、ＥＣＵ３２は、運転者が運転モード
の自動選択を希望するか否かの検出を行う（Ｓ１０
３）。運転者が自動選択を望む場合、ＥＣＵ３２はアク
セルペダルの踏み込み履歴に基づいて、運転者が加速モ
ード的運転を行っているか、通常モード的運転を行って
いるかの判断を行う（Ｓ１０４）。この判断は、図４上
段に示すように、所定の運転時間Ｔにおけるアクセルペ
ダルの踏み込み量の立ち上がり角度が所定設定角度Ｘ°
以上の場合がｎ回以上（例えば、３分間に１０回以上）
ある場合（α1°、α2°、・・・≧Ｘ°）、運転者は加
速モード的運転を行っていると判断して、ＥＣＵ３２は
（Ｓ１０２）に進み、アクセル踏み込み量に比例した冷
却オイルの増減を行う。また、運転者が（Ｓ１０３）に
おいて、運転モードの自動判断を希望しない場合、つま
り、車両側の自動制御を希望しない場合、ＥＣＵ３２
は、吐出ポンプ２４の動作を必要以上に行うことを控え
て、最低限の回転電機１０の冷却を行うように回転電機
１０に流れる電流量に比例した冷却オイル２２の増減を
行う（Ｓ１０５）。その後、ＥＣＵ３２は（Ｓ１００）
に戻り、運転モードの変更等が行われるか否かを監視す
る。

【００３３】また、（Ｓ１０４）において、図４下段に
示すように、所定の運転時間Ｔにおけるアクセルペダル
の踏み込み量の立ち上がり角度が所定設定角度Ｘ°より
小さい場合がｎ回以上（例えば、３分間に１０回以上）
ある場合（β1°、β2°、・・・＜Ｘ°）、運転者は燃
費を重視して吐出ポンプ２４の動作を必要以上に行うこ
とを控えた通常モード的運転を行っていると判断して、
ＥＣＵ３２は（Ｓ１０５）に進み、回転電機１０に流れ
る電流量に比例した冷却オイル２２の増減を行う。さら
に、（Ｓ１０１）において、運転者が通常モードを選択
した場合もＥＣＵ３２は（Ｓ１０５）に進み、回転電機
１０に流れる電流量に比例した冷却オイル２２の増減を
行う。

【００３４】このように、ＥＣＵ３２は、急加速等、回
転電機１０の急激な発熱が予想される場合、当該回転電
機１０の駆動に対して発熱前に冷却オイル２２の循環量
を決定し冷却準備を行うため余裕をもって効率的な冷却
が行えると共に、発熱の抑制を行うことができる。ま
た、急加速等が行われない場合には、吐出ポンプ２４の
動作を必要以上に行うことを控えた燃費重視の制御を行
うことができる。

【００３５】なお、前述のような効果的な冷却を行うた
めに、前記ＥＣＵ３２は、吐出ポン２４の制御と共に、
吸引ポンプ２８の制御も行っている。つまり、ＥＣＵ３
２は、回転電機１０内の冷却オイル２２の液面が所定値
以下に維持されていること、及びロータ２０のトルク変
動が所定値以内であることを確認することにより、冷却
オイル２２がロータ２０の回転を妨げていないか否かの
監視を行っている。ロータ２０と継続的に冷却オイル２
２が接触しないように回転電機１０内の冷却オイル量を
管理することで、冷却オイル２２とロータ２０との摩擦
が新たな発熱源を形成することを防止できる。従って、
冷却オイル２２がロータ２０の回転を妨げる可能性が生
じる程度に回転電機１０内に供給された場合には、吸引
ポンプ２８により冷却オイル２２を強制的かつ急速に吸
引する。これにより、前述のような新たな発熱源が形成
されることを防止できる。また、吸引ポンプ２８の吸引
量を適度に調整すれば、突出ポンプ２４からの冷却オイ
ル２２の供給も増量可能で冷却オイル２２の循環量を増
量できるので、冷却能力を向上しつつ最適な環境で回転
電機１０の出力を向上することができる。なお、冷却オ
イル２２の液面の異常上昇やトルク変動の異常が認めら
れない場合には、ＥＣＵ３２は吸引ポンプ２８の動作の
停止または間欠運転等の通常吸引を行い、吸引ポンプ２
８の運転に伴う燃費の低下を防止する。

【００３６】図５（ａ）には、図３のフローチャートに
おける加速モード時と通常モード時の冷却オイルの供給
曲線が示され、図５（ｂ）には回転電機の温度の変化が
示されている。前述したように、加速モード時は、アク
セルペダルの踏み込み量に比例して冷却オイルの供給量
を増加し、通常モード時には、モータの電流量に比例し
て冷却オイルの供給量を増加させる。また、図５（ｂ）
に示すように、加速モード時には、発熱前に冷却オイル
の増量供給が開始されるため、回転電機の温度上昇は抑
制される。つまり、回転電機の温度制限に対して余裕を
持つことが可能で、運転者の俊敏な加速要求に対応し、
回転電機の出力をアップすることが可能になる。

【００３７】図６には、より効率的に回転電機１０内の
冷却を行うために、ステータ１６から突出したコイル部
材のコイルエンド部分３６に冷却オイル２２を直接噴霧
する補助媒体供給部２６ｂを有する冷却制御装置の構成
を示している。図１に示す構成では、冷却オイル２２は
ステータ１６を構成する電磁鋼板に沿って提供されるた
めステータ１６から突出したコイル部材のコイルエンド
部分３６には十分に冷却オイル２２を提供することがで
きないが、図６の構成では、十分にコイルエンド部分３
６に冷却オイル２２を提供できると共に、供給された冷
却オイル２２は、ロータ２０には直接かからないので、
ロータ２０の回転を妨げることはない。このように、補
助媒体供給部２６ｂを設けることによって、より効率的
に回転電機１０の冷却を行うことができる。なお、この
場合、冷却オイル滴下口２６ａと補助媒体供給部２６ｂ
とから供給する冷却オイル２２の総量と、ステータ１６
の下端部Ａに溜まる冷却オイル２２の総量とを吐出ポン
プ２４と吸引ポンプ２８の駆動量を制御してバランスを
取る必要がある。

【００３８】なお、本実施形態においては、図１（ａ）
に示すように、吐出ポンプ２４と吸引ポンプ２８とを設
けた例を説明したが、冷却オイル２２の自重による自然
流出が可能な場合には、吸引ポンプ２８を省略してもよ
い。また、本実施形態では、回転電機１０をモータとし
て利用した場合を説明したが、発電器として利用する場
合も同様にステータ１６及びコイル部分の放熱を行っ
て、効率的なエネルギー変換を行うことができる。ま
た、本実施形態では回転電機１０を電気自動車に適用し
た例を示したが、電気自動車以外の工作機械や各種装置
に回転電機を適用する場合でも同様の効果を得ることが
できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、発熱源であるコイルお
よびステータに冷却媒体を直接供給可能であり、コイル
およびステータを冷却媒体が通過する過程で、発生した
熱をステータ外部に効率的に伝達することができる。ま
た、冷却媒体の量を所定量以下に制御することで冷却媒
体とロータとの継続的な接触を排除できるので、新たな
発熱源を形成することなく効率的に回転電機内で熱伝達
を行い放熱を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る冷却制御装置の構成
を説明する断面図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る冷却制御装置の冷却
オイル滴下口周辺を説明する拡大断面図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る冷却制御装置を電気
自動車に適用した場合の制御を説明するフローチャート
である。

【図４】 図３に示すフローチャートにおいて、アクセ
ルペダルの踏み込み量に応じてモードを選択する例を説
明する説明図である。

【図５】 図３に示すフローチャートにおいて、電気自
動車の制御モードに基づく冷却オイル量と回転電機の温
度を説明する説明図である。

【図６】 本発明の実施形態に係る冷却制御装置の他の
構成を説明する断面図である。

【符号の説明】

１０ 回転電機、１２ 冷却制御装置、１４ ハウジン
グ、１６ ステータ、１８ シャフト、２０ ロータ、
２２ 冷却オイル、２４ 吐出ポンプ、２６媒体供給
部、２６ａ 冷却オイル滴下口、２８ 吸引ポンプ、３
０ 媒体保管部、３２ ＥＣＵ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロットとティースが内周面に交
   互に形成されコイルが装着された環状のステータと、前
   記ステータの内周部に配置され回転自在なロータとを含
   む回転電機の冷却制御装置において、 前記ステータの外周面より内周面に向けて冷却媒体を供
   給する媒体供給部と、 前記ステータ内部から冷却媒体を回収し一時的に保管す
   る媒体保管部と、 前記媒体供給部とステータと媒体保管部との間で冷却媒
   体を循環させ、ステータ内の冷却媒体を所定量以下に制
   御する制御部と、 を含むことを特徴とする回転電機の冷却制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 さらに、ステータから突出したコイルエンド部分に冷却
   媒体を噴霧する補助媒体供給部を有することを特徴とす
   る回転電機の冷却制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の装置にお
   いて、 前記制御部は、回転電機の駆動制御状態に応じて媒体循
   環量を決定することを特徴とする回転電機の冷却制御装
   置。
4. 【請求項４】 複数のスロットとティースが内周面に交
   互に形成され、コイルが装着されたた環状のステータ
   と、前記ステータの内周部に配置され回転自在なロータ
   とを含む回転電機の冷却制御方法において、 回転電機の駆動制御状態に応じて冷却媒体をステータの
   外周面より内周面に向けて供給するステップと、 前記ステータ内に供給された冷却媒体量を検出する検出
   ステップと、 前記検出結果に基づいて前記ステータ内に供給された冷
   却媒体を所定量以下に維持するように冷却媒体を回収す
   る媒体回収ステップと、 を含むことを特徴とする回転電機の冷却制御方法。
5. 【請求項５】 複数のスロットとティースが内周面に交
   互に形成されコイルが装着された環状のステータと、前
   記ステータの内周部に配置され回転自在なロータとを含
   む電気自動車用回転電機の冷却制御装置において、 前記ステータの外周面より内周面に向けて冷却媒体を供
   給する媒体供給部と、 前記ステータ内部から冷却媒体を回収し一時的に保管す
   る媒体保管部と、 前記回転電機の制御状態を検出し、その検出結果に基づ
   いて前記媒体供給部とステータと媒体保管部との間で冷
   却媒体を循環させると共に、ステータ内の冷却媒体を所
   定量以下に制御する制御部と、 を含むことを特徴とする電気自動車用回転電機の冷却制
   御装置。