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公開番号2025178672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-09
出願番号2024085420
出願日2024-05-27
発明の名称機電一体型駆動装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02K 9/19 20060101AFI20251202BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータの冷却を効率よく行い、モータ回転数および出力トルクの範囲を拡大できる機電一体型駆動装置を提供する。
【解決手段】インバータ(4)は、外部で冷却された第1冷媒(40)を通流する熱交換部(41)を備え、モータ(200)は、第2冷媒(10)を貯えるモータ側貯留部(20)からの第2冷媒(10)を熱交換部(41)を介して冷却する熱交換通路(21)を有し、ギヤ側貯留部(30)の第2冷媒(10)をギヤユニット(301)に供給するギヤ側通路(31)を有し、熱交換通路(21)は、第2冷媒(10)を、コイル(211)側に供給するコイル側通路(23)、または、磁石(221)側に供給する磁石側通路(22)の内、どちらか1方、または、その両方と接続され、熱交換通路(21)の流路断面積(S1)は、コイル側通路(23)の流路断面積(S2)および磁石側通路(22)の流路断面積(S3)よりも大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータを収納するモータ収納部と、
前記モータを駆動する電力を供給するインバータと、
前記モータの出力トルクを伝達するギヤユニットを収納するギヤ収納部とが一体に保持された機電一体型駆動装置において、
前記インバータは、外部で冷却された第１冷媒を通流する熱交換部によって冷却され、
前記モータ収納部は、
第２冷媒を貯えるモータ側貯留部と、
前記モータ側貯留部から分岐されるとともに、前記第２冷媒を前記熱交換部を介して冷却する熱交換通路とを有し、
前記ギヤ収納部は、
前記モータ側貯留部からオーバーフロした前記第２冷媒を貯えるギヤ側貯留部と、
前記ギヤ側貯留部の前記第２冷媒を前記ギヤユニットに供給するギヤ側通路とを有し、
前記熱交換通路は、
前記モータのコイル側に前記第２冷媒を供給するコイル側通路、または、前記モータの磁石側に前記第２冷媒を供給する磁石側通路の内、どちらか１方、または、その両方と接続され、
前記熱交換通路の流路断面積は、前記コイル側通路の流路断面積および前記磁石側通路の流路断面積よりも大きく形成されている機電一体型駆動装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記ギヤ収納部は、前記ギヤ側通路から前記ギヤユニットに供給された前記第２冷媒を前記モータ側貯留部に戻す返還部を有し、
前記熱交換通路は、前記コイル側通路および前記磁石側通路の両方に接続され、
前記コイル側通路と前記磁石側通路との分岐を行う分岐部と、
前記分岐部の分流比を制御する分岐制御部と、
前記熱交換通路の出口側に設置され、前記コイル側通路および前記磁石側通路への前記第２冷媒の循環を行うポンプと、
前記ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を制御するポンプ制御部とを備え、
前記分岐制御部および前記ポンプ制御部は、前記モータのコイル温度および磁石温度に応じて、前記コイル側通路と前記磁石側通路に流れる前記第２冷媒の分流比および前記ポンプの吐出流量を制御する請求項１に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項３】
前記モータのコイル閾値温度Ｔｃ、前記モータの磁石閾値温度Ｔｍ、前記モータのコイル温度Ｔ１、前記モータの磁石温度Ｔ２とすると、
Ｔ１≦Ｔｃ、Ｔ２≦Ｔｍの場合、
前記ポンプ制御部は、前記ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を前記ポンプにより決定される最低吐出流量に前記ポンプを制御し、
前記分岐制御部は、前記コイル側通路へ前記第２冷媒を全量流すよう前記分岐部を制御する請求項２に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項４】
前記モータのコイル閾値温度Ｔｃ、前記モータの磁石閾値温度Ｔｍ、前記モータのコイル温度Ｔ１、前記モータの磁石温度Ｔ２とすると、
Ｔ１≧Ｔｃ、Ｔ２≦Ｔｍの場合、
前記ポンプ制御部は、前記コイル温度Ｔ１の増加に伴って前記ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を増加するように制御し、
前記分岐制御部は、前記コイル側通路へ前記第２冷媒を全量流すよう前記分岐部を制御する請求項２に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項５】
前記モータのコイル閾値温度Ｔｃ、前記モータの磁石閾値温度Ｔｍ、前記モータのコイル温度Ｔ１、前記モータの磁石温度Ｔ２とすると、
Ｔ１≦Ｔｃ、Ｔ２≧Ｔｍの場合、
前記磁石温度Ｔ２の増加に伴って、前記コイル側通路の前記第２冷媒の流量を一定量に保ち、かつ、前記磁石側通路の前記第２冷媒の流量を増加するように、
前記ポンプ制御部および前記分岐制御部により前記ポンプおよび前記分岐部を制御する請求項２に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項６】
前記モータのコイル閾値温度Ｔｃ、前記モータの磁石閾値温度Ｔｍ、前記モータのコイル温度Ｔ１、前記モータの磁石温度Ｔ２とすると、
Ｔ１≧Ｔｃ、Ｔ２≧Ｔｍの場合、
前記コイル温度Ｔ１の増加に伴って、前記コイル側通路の前記第２冷媒の流量を増加し、かつ、前記磁石温度Ｔ２の増加に伴って、前記磁石側通路の前記第２冷媒の流量を増加するように、
前記ポンプ制御部および前記分岐制御部により前記ポンプおよび前記分岐部を制御する請求項２に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項７】
前記熱交換通路は、前記コイル側通路に接続され、
前記ギヤ側通路は、前記磁石側通路に接続され、
前記熱交換通路の出口側に設置され、前記コイル側通路への前記第２冷媒の循環を行う第１ポンプと、
前記第１ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を制御する第１ポンプ制御部と、
前記ギヤ側貯留部に設置され、前記ギヤ側通路を介して前記磁石側通路への前記第２冷媒の循環を行う第２ポンプと、
前記第２ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を制御する第２ポンプ制御部とを備え、
前記第１ポンプ制御部および前記第２ポンプ制御部は、前記モータのコイル温度および磁石温度に応じて、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプの吐出流量を制御する請求項１に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項８】
前記モータのコイル閾値温度Ｔｃ、前記モータの磁石閾値温度Ｔｍ、前記モータのコイル温度Ｔ１、前記モータの磁石温度Ｔ２とすると、
前記第１ポンプ制御部は、
Ｔ１＜Ｔｃの場合、
前記第１ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を、前記第１ポンプにより決定される最低吐出流量とし、
Ｔ１≧Ｔｃの場合、
前記第１ポンプの前記第２冷媒の吐出流量が、前記コイル温度Ｔ１の増加に伴って増加するように制御する請求項７に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項９】
前記モータのコイル閾値温度Ｔｃ、前記モータの磁石閾値温度Ｔｍ、前記モータのコイル温度Ｔ１、前記モータの磁石温度Ｔ２とすると、
前記第２ポンプ制御部は、
Ｔ２＜Ｔｍの場合、
前記第２ポンプの前記第２冷媒の吐出流量が、前記第２ポンプにより決定される最低吐出流量とし、
Ｔ２≧Ｔｍの場合、
前記第２ポンプの前記第２冷媒の吐出流量が、前記磁石温度Ｔ２の増加に伴って増加するように制御する請求項７に記載の機電一体型駆動装置。
【請求項１０】
前記熱交換通路は、前記磁石側通路に接続され、
前記ギヤ側通路は、前記コイル側通路に接続され、
前記熱交換通路の出口側に設置され、前記磁石側通路への前記第２冷媒の循環を行う第１ポンプと、
前記第１ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を制御する第１ポンプ制御部と、
前記ギヤ側貯留部に設置され、前記ギヤ側通路を介して前記コイル側通路への前記第２冷媒の循環を行う第２ポンプと、
前記第２ポンプの前記第２冷媒の吐出流量を制御する第２ポンプ制御部とを備え、
前記第１ポンプ制御部および前記第２ポンプ制御部は、前記モータのコイル温度および磁石温度に応じて、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプの吐出流量を制御する請求項１に記載の機電一体型駆動装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、機電一体型駆動装置に関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の機電一体型駆動装置は、インバータに搭載された冷却器を用いて、モータ内を循環するオイルとインバータに通流する冷却水を熱交換させることで、駆動装置と別体のオイルクーラを削減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－５４１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の機電一体型駆動装置は、モータ内のオイル貯留部または、オイルの循環路をインバータ冷却器により筐体を介して冷却していた。また、冷却されたオイルはギヤの潤滑と冷却、およびモータの冷却の両方に使用される循環路によって構成されている。上記冷却通路の構成では、発熱量の少ないギヤの冷却と発熱量の大きいモータの冷却とに対して、同様の温度に冷却したオイルを使用している。このような場合、モータの冷却に使用するオイルのみを重点的に冷却する場合に対して、モータの耐熱温度を満たすために、モータ回転数および出力トルクの範囲が狭くなるという問題点があった。
【０００５】
本開示は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、モータの冷却を効率よく行い、モータ回転数および出力トルクの範囲を拡大できる機電一体型駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の機電一体型駆動装置は、
モータを収納するモータ収納部と、
前記モータを駆動する電力を供給するインバータと、
前記モータの出力トルクを伝達するギヤユニットを収納するギヤ収納部とが一体に保持された機電一体型駆動装置において、
前記インバータは、外部で冷却された第１冷媒を通流する熱交換部によって冷却され、
前記モータ収納部は、
第２冷媒を貯えるモータ側貯留部と、
前記モータ側貯留部から分岐されるとともに、前記第２冷媒を前記熱交換部を介して冷却する熱交換通路とを有し、
前記ギヤ収納部は、
前記モータ側貯留部からオーバーフロした前記第２冷媒を貯えるギヤ側貯留部と、
前記ギヤ側貯留部の前記第２冷媒を前記ギヤユニットに供給するギヤ側通路とを有し、
前記熱交換通路は、
前記モータのコイル側に前記第２冷媒を供給するコイル側通路、または、前記モータの磁石側に前記第２冷媒を供給する磁石側通路の内、どちらか１方、または、その両方と接続され、
前記熱交換通路の流路断面積は、前記コイル側通路の流路断面積および前記磁石側通路の流路断面積よりも大きく形成されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の機電一体型駆動装置によれば、
モータの冷却を効率よく行い、モータ回転数および出力トルクの範囲を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１による機電一体型駆動装置の構成を示す断面図である。
図１に示した機電一体型駆動装置のＡ－Ａ線断面を示す断面図である。
図１に示した機電一体型駆動装置のＢ－Ｂ線断面を示す断面図である。
図１に示した機電一体型駆動装置の部分拡大断面図である。
図１に示した機電一体型駆動装置の第１冷媒および第２冷媒の冷却順序と冷却対象との関係を示すブロック図である。
図１に示した機電一体型駆動装置の各ポンプと各バルブとの制御の関係を示す図である。
図１に示した機電一体型駆動装置の動作範囲とヒートラン試験の試験ポイントとの関係を示した図である。
実施の形態２による機電一体型駆動装置の構成を示す断面図である。
図８に示した機電一体型駆動装置の第１冷媒および第２冷媒の冷却順序と冷却対象との関係を示すブロック図である。
実施の形態３による機電一体型駆動装置の構成を示す断面図である。
図１０に示した機電一体型駆動装置の第１冷媒および第２冷媒の冷却順序と冷却対象との関係を示すブロック図である。
実施の形態４による機電一体型駆動装置の構成を示す断面図である。
図１２に示した機電一体型駆動装置の第１冷媒および第２冷媒の冷却順序と冷却対象との関係を示すブロック図である。
図１２に示した機電一体型駆動装置の各ポンプと各バルブとの制御の関係を示す図である。
各実施の形態の各制御部のハードウエアの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による機電一体型駆動装置の構成を示す断面図である。図２は、図１に示した機電一体型駆動装置のＡ－Ａ線断面を示す断面図である。図３は、図１に示した機電一体型駆動装置のＢ－Ｂ線断面を示す断面図である。図４は、図１に示した機電一体型駆動装置の部分拡大断面図である。図５は、図１に示した機電一体型駆動装置の第１冷媒および第２冷媒の冷却順序と冷却対象との関係を示すブロック図である。
【００１０】
図６は、図１に示した機電一体型駆動装置の各ポンプと各バルブとの制御の関係を示す図である。図７は、図１に示した機電一体型駆動装置の動作範囲とヒートラン試験の試験ポイントとの関係を示した図である。なお、各図において、点線矢印が後述する第１冷媒４０の流れを示し、実線矢印が後述する第２冷媒１０の流れを示している。また、このことは、他の実施の形態においても同様であるためその説明は適宜省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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