JP7029754B2 - Coolant and cooling device - Google Patents

Coolant and cooling device Download PDF

Info

Publication number
JP7029754B2
JP7029754B2 JP2018532186A JP2018532186A JP7029754B2 JP 7029754 B2 JP7029754 B2 JP 7029754B2 JP 2018532186 A JP2018532186 A JP 2018532186A JP 2018532186 A JP2018532186 A JP 2018532186A JP 7029754 B2 JP7029754 B2 JP 7029754B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coolant
cooling
cooling device
flow path
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018532186A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2018168683A1 (en
Inventor
博司 山口
晴彦 山崎
達夫 川口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAKURA SEIYUSHO CO. LTD.
Doshisha
Original Assignee
SAKURA SEIYUSHO CO. LTD.
Doshisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAKURA SEIYUSHO CO. LTD., Doshisha filed Critical SAKURA SEIYUSHO CO. LTD.
Publication of JPWO2018168683A1 publication Critical patent/JPWO2018168683A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7029754B2 publication Critical patent/JP7029754B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
    • C10M105/08—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
    • C10M105/32—Esters
    • C10M105/38—Esters of polyhydroxy compounds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D9/00—Devices not associated with refrigerating machinery and not covered by groups F25D1/00 - F25D7/00; Combinations of devices covered by two or more of the groups F25D1/00 - F25D7/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

本発明は、冷却材および冷却装置に関する。 The present invention relates to a coolant and a cooling device.

従来から、車両に搭載された原動機（例えば、エンジン）を冷却するための冷却材として、エチレングリコールを主成分とする不凍液が用いられている（例えば、特許文献１参照）。冷却材として要求される性能として、－３０℃以下の凝固点を有することが挙げられる。エチレングリコールを主成分とする不凍液は、この性能を有する。 Conventionally, an antifreeze solution containing ethylene glycol as a main component has been used as a cooling material for cooling a prime mover (for example, an engine) mounted on a vehicle (see, for example, Patent Document 1). The performance required as a coolant includes having a freezing point of −30 ° C. or lower. An antifreeze solution containing ethylene glycol as a main component has this performance.

特開平１１－１７９７５６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-179756

しかしながら、従来の冷却材、すなわちエチレングリコールを主成分とする不凍液は、毒性が強く、人体へ悪影響を及ぼすおそれがある。 However, conventional cooling materials, that is, antifreeze containing ethylene glycol as a main component, are highly toxic and may have an adverse effect on the human body.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、人体への悪影響を軽減することが可能な冷却材および冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a coolant and a cooling device capable of reducing an adverse effect on the human body.

上記課題を解決するために、本発明に係る冷却材は、
車両に搭載された原動機を冷却するための冷却材であって、
エチレングリコールを含むことなく、
凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステルを主成分とすることを特徴とする。In order to solve the above problems, the coolant according to the present invention is
It is a coolant for cooling the prime mover mounted on the vehicle.
Without containing ethylene glycol
It is characterized by containing a polyol ester, which is a lubricating oil having a freezing point of −70 ° C. or lower, as a main component.

上記冷却材において、
前記ポリオールエステルには、磁気機能性材料が分散されており、
前記磁気機能性材料は、平均粒径が１０μｍ以下であり、かつ常温域での温度上昇に伴い磁化が減少する感温特性を有することが好ましい。In the above coolant
A magnetically functional material is dispersed in the polyol ester.
It is preferable that the magnetically functional material has an average particle size of 10 μm or less and has a temperature-sensitive property in which magnetization decreases as the temperature rises in the normal temperature range.

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る冷却装置は、
車両に搭載された原動機を冷却するための冷却装置であって、
エチレングリコールを含むことなく、凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステルを含む冷却材と、
前記冷却材を循環させる冷却材用流路と、
前記冷却材用流路内の前記冷却材を流動させるポンプと、
を備え、
前記ポンプは、歯車によって前記冷却材を流動させるギアポンプであることを特徴とする。In order to solve the above problems, the cooling device according to the embodiment of the present invention is
It is a cooling device for cooling the prime mover mounted on the vehicle.
A coolant containing a polyol ester, which is a lubricating oil with a freezing point of -70 ° C or lower, without containing ethylene glycol.
The coolant flow path that circulates the coolant and the coolant flow path.
A pump for flowing the coolant in the coolant flow path,
Equipped with
The pump is characterized by being a gear pump in which the coolant is flowed by gears.

上記課題を解決するために、本発明の他の実施形態に係る冷却装置は、
車両に搭載された原動機を冷却するための冷却装置であって、
エチレングリコールを含むことなく、凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステルを含み、平均粒径が１０μｍ以下であり、かつ常温域での温度上昇に伴い磁化が減少する感温特性を有する磁気機能性材料が分散されている冷却材と、
前記冷却材を循環させる冷却材用流路と、
前記冷却材用流路に設けられ、前記冷却材を冷却させる冷却部と、
前記冷却部内の第１領域および前記第１領域に隣接した前記冷却部外の第２領域において、磁場を発生させる磁場発生部と、を備えることを特徴とする。In order to solve the above problems, the cooling device according to another embodiment of the present invention is provided.
It is a cooling device for cooling the prime mover mounted on the vehicle.
It does not contain ethylene glycol, contains a polyol ester that is a lubricating oil with a freezing point of -70 ° C or lower, has an average particle size of 10 μm or less, and has a temperature-sensitive characteristic in which magnetization decreases as the temperature rises in the normal temperature range. Cooling material in which magnetic functional materials are dispersed, and
The coolant flow path that circulates the coolant and the coolant flow path.
A cooling unit provided in the coolant flow path to cool the coolant, and
It is characterized by comprising a magnetic field generating portion for generating a magnetic field in a first region in the cooling portion and a second region outside the cooling portion adjacent to the first region.

上記冷却装置は、
前記冷却材用流路内の前記冷却材を流動させるポンプをさらに備え、
前記ポンプは、歯車によって前記冷却材を流動させるギアポンプであるよう構成できる。The above cooling device
A pump for flowing the coolant in the coolant flow path is further provided.
The pump can be configured to be a gear pump in which the coolant is flowed by gears.

上記冷却装置は、
前記冷却材用流路内の前記冷却材を流動させるポンプを備えないよう構成できる。The above cooling device
It can be configured not to include a pump for flowing the coolant in the coolant flow path.

上記冷却装置において、
前記原動機は、前記モータおよび前記モータを駆動するインバータからなり、
前記冷却部は、前記インバータに隣接して設けられ、
前記磁場発生部は、前記第２領域である前記インバータ内において磁場を発生させる
構成にすることができる。In the above cooling device
The prime mover comprises the motor and an inverter that drives the motor.
The cooling unit is provided adjacent to the inverter and is provided adjacent to the inverter.
The magnetic field generating unit can be configured to generate a magnetic field in the inverter which is the second region.

本発明によれば、人体への悪影響を軽減することが可能な冷却材および冷却装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a coolant and a cooling device capable of reducing an adverse effect on the human body.

第１実施形態に係るエンジン用冷却装置を示す図である。It is a figure which shows the cooling device for an engine which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るモータ用冷却装置を示す図である。It is a figure which shows the cooling device for a motor which concerns on 1st Embodiment. （Ａ）は流路における磁気駆動効果を説明するための図である。（Ｂ）は（Ａ）の流路における磁場および磁化の分布図である。(A) is a figure for demonstrating the magnetic drive effect in a flow path. (B) is a distribution diagram of a magnetic field and magnetization in the flow path of (A). 第２実施形態に係るエンジン用冷却装置を示す図である。It is a figure which shows the cooling device for an engine which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係るモータ用冷却装置を示す図である。It is a figure which shows the cooling device for a motor which concerns on 2nd Embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る冷却材および冷却装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the coolant and the cooling device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

［第１実施形態］
（冷却材）
本実施形態に係る冷却材は、自動車等の車両に搭載された原動機（例えば、エンジンまたはモータ）を冷却するためのものである。本実施形態に係る冷却材は、エチレングリコールを含むことなく、凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステル（ＰＯＥ）を主成分として含む（例えば、６０体積％以上含む）不凍液である。このようなポリオールエステルとして、例えば、ネオペンチルグリコールジエステルを用いることができる。[First Embodiment]
(Coolant)
The coolant according to the present embodiment is for cooling a prime mover (for example, an engine or a motor) mounted on a vehicle such as an automobile. The cooling material according to the present embodiment is an antifreeze solution containing a polyol ester (POE), which is a lubricating oil having a freezing point of −70 ° C. or lower, as a main component (for example, containing 60% by volume or more) without containing ethylene glycol. As such a polyol ester, for example, neopentyl glycol diester can be used.

本実施形態のポリオールエステルは、上記のとおり凝固点が－７０℃以下であるため、冷却材として要求される性能（－３０℃以下の凝固点を有すること）を充足する。また、ポリオールエステルは、エチレングリコールと同程度の粘度にすることができるが、エチレングリコールとは異なり、毒性が弱く、人体へ悪影響を及ぼすおそれはほとんどない。さらに、ポリオールエステルは、エチレングリコールよりも、潤滑性、耐熱性、低温流動性、難燃性、生分解性に優れている。 Since the polyol ester of the present embodiment has a freezing point of −70 ° C. or lower as described above, it satisfies the performance required as a coolant (having a freezing point of −30 ° C. or lower). Further, the polyol ester can have a viscosity similar to that of ethylene glycol, but unlike ethylene glycol, it has a weak toxicity and there is almost no possibility of adversely affecting the human body. Further, the polyol ester is superior to ethylene glycol in lubricity, heat resistance, low temperature fluidity, flame retardancy and biodegradability.

したがって、本実施形態に係る冷却材によれば、エチレングリコールを含まないため、人体への悪影響を軽減することができる。しかも、本実施形態に係る冷却材は、ポリオールエステルを主成分とするため、省エネルギー化や冷却材としての長寿命化を実現することができる。 Therefore, according to the cooling material according to the present embodiment, since ethylene glycol is not contained, the adverse effect on the human body can be reduced. Moreover, since the coolant according to the present embodiment contains a polyol ester as a main component, it is possible to realize energy saving and a long life as a coolant.

（エンジン用冷却装置）
次に、本実施形態に係る冷却装置として、自動車等の車両に搭載されたエンジンを冷却するためのエンジン用冷却装置について説明する。(Cooling device for engine)
Next, as a cooling device according to the present embodiment, an engine cooling device for cooling an engine mounted on a vehicle such as an automobile will be described.

図１に、本実施形態に係るエンジン用冷却装置１Ａを示す。エンジン用冷却装置１Ａは、エンジン２を冷却するために本実施形態に係る冷却材を使用する。エンジン用冷却装置１Ａは、冷却材を循環させる環状の冷却材用流路３と、冷却材用流路３内の冷却材を流動させるポンプ４と、冷却材を冷却させるラジエータ５（本発明の「冷却部」に相当）と、冷却材の温度に応じて流路を切り替えるバルブ６と、を備える。 FIG. 1 shows an engine cooling device 1A according to the present embodiment. The engine cooling device 1A uses the coolant according to the present embodiment to cool the engine 2. The engine cooling device 1A includes an annular coolant flow path 3 for circulating the coolant, a pump 4 for flowing the coolant in the coolant flow path 3, and a radiator 5 for cooling the coolant (in the present invention). It includes a "cooling unit") and a valve 6 that switches the flow path according to the temperature of the coolant.

ポンプ４と、バルブ６と、冷却材用流路３の大部分（バルブ６の右側の部分）は、エンジン２内に設けられている。ラジエータ５と、冷却材用流路３の一部（バルブ６とラジエータ５とを接続する部分）は、エンジン２外に設けられている。 The pump 4, the valve 6, and most of the coolant flow path 3 (the right portion of the valve 6) are provided in the engine 2. A part of the radiator 5 and the cooling material flow path 3 (a portion connecting the valve 6 and the radiator 5) is provided outside the engine 2.

バルブ６は、冷却材の温度を検出する温度検出手段を備える。バルブ６は、冷却材の温度が予め設定された所定の温度よりも高い場合、冷却材がエンジン２の内外を通過するように経路を切り替える一方、冷却材の温度が予め設定された所定の温度よりも低い場合、冷却材がエンジン２内のみを循環するように経路を切り替える。 The valve 6 includes a temperature detecting means for detecting the temperature of the coolant. The valve 6 switches the path so that the coolant passes through the inside and outside of the engine 2 when the coolant temperature is higher than the preset predetermined temperature, while the coolant temperature is preset to the predetermined temperature. If it is lower than, the route is switched so that the coolant circulates only in the engine 2.

ポンプ４は、歯車によって冷却材を流動させるギアポンプである。冷却材がエチレングリコールを主成分とする不凍液の場合、エチレングリコールの潤滑性が低いことから、ギアポンプでエチレングリコールを流動させることはできないため、一般にターボポンプが用いられる。これに対して、本実施形態に係るエンジン用冷却装置１Ａは、エチレングリコールを含むことなく、ポリオールエステルを主成分とする不凍液を使用するため、ポンプ４としてギアポンプを用いることができる。 The pump 4 is a gear pump in which the coolant is flowed by gears. When the cooling material is an antifreeze solution containing ethylene glycol as a main component, a turbo pump is generally used because ethylene glycol cannot be flowed by a gear pump because the lubricity of ethylene glycol is low. On the other hand, since the engine cooling device 1A according to the present embodiment uses an antifreeze liquid containing a polyol ester as a main component without containing ethylene glycol, a gear pump can be used as the pump 4.

ギアポンプはターボポンプよりも小型であるため、本実施形態に係るエンジン用冷却装置１Ａによれば、エチレングリコールからなる冷却材を使用する従来のエンジン用冷却装置に比べて、装置全体の小型化が可能になる。 Since the gear pump is smaller than the turbo pump, according to the engine cooling device 1A according to the present embodiment, the size of the entire device can be reduced as compared with the conventional engine cooling device using a cooling material made of ethylene glycol. It will be possible.

（モータ用冷却装置）
次に、本実施形態に係る冷却装置として、電気自動車等の車両に搭載されたモータおよびモータ駆動用のインバータを冷却するためのモータ用冷却装置について説明する。(Cooling device for motor)
Next, as a cooling device according to the present embodiment, a motor cooling device for cooling a motor mounted on a vehicle such as an electric vehicle and an inverter for driving the motor will be described.

図２に、本実施形態に係るモータ用冷却装置１１Ａを示す。モータ用冷却装置１１Ａは、モータ１２ａおよびインバータ１２ｂを冷却するために本実施形態に係る冷却材を使用する。モータ用冷却装置１１Ａは、冷却材を循環させる環状の冷却材用流路１３と、冷却材用流路１３内の冷却材を流動させるポンプ１４と、冷却材を冷却させるラジエータ１５（本発明の「冷却部」に相当）と、を備える。 FIG. 2 shows a motor cooling device 11A according to the present embodiment. The motor cooling device 11A uses the cooling material according to the present embodiment to cool the motor 12a and the inverter 12b. The motor cooling device 11A includes an annular cooling material flow path 13 for circulating the cooling material, a pump 14 for flowing the cooling material in the cooling material flow path 13, and a radiator 15 for cooling the cooling material (in the present invention). Corresponds to the "cooling unit").

モータ用冷却装置１１Ａは、上記のエンジン用冷却装置１Ａと同様に、ポンプ１４としてギアポンプを用いている。したがって、本実施形態に係るモータ用冷却装置１１Ａによれば、エチレングリコールからなる冷却材を使用する従来のエンジン用冷却装置に比べて、装置全体の小型化が可能になる。 The motor cooling device 11A uses a gear pump as the pump 14 as in the engine cooling device 1A described above. Therefore, according to the motor cooling device 11A according to the present embodiment, the entire device can be downsized as compared with the conventional engine cooling device using a cooling material made of ethylene glycol.

［第２実施形態］
（冷却材）
本実施形態に係る冷却材は、自動車等の車両に搭載された原動機（例えば、エンジンまたはモータ）を冷却するためのものである。本実施形態に係る冷却材は、エチレングリコールを含むことなく、凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステルを主成分とする（例えば、６０体積％以上含む）不凍液である点において、第１実施形態と共通している。[Second Embodiment]
(Coolant)
The coolant according to the present embodiment is for cooling a prime mover (for example, an engine or a motor) mounted on a vehicle such as an automobile. The cooling material according to the present embodiment is an antifreeze liquid containing a polyol ester as a main component (for example, containing 60% by volume or more), which is a lubricating oil having a freezing point of −70 ° C. or lower, without containing ethylene glycol. It is common with one embodiment.

したがって、本実施形態に係る冷却材によれば、エチレングリコールを含まないため、人体への悪影響を軽減することができる。しかも、本実施形態に係る冷却材は、ポリオールエステルを主成分とするため、省エネルギー化や冷却材としての長寿命化を実現することができる。 Therefore, according to the cooling material according to the present embodiment, since ethylene glycol is not contained, the adverse effect on the human body can be reduced. Moreover, since the coolant according to the present embodiment contains a polyol ester as a main component, it is possible to realize energy saving and a long life as a coolant.

一方、本実施形態に係る冷却材は、ポリオールエステルに磁気機能性材料が分散されている点において、第１実施形態と相違している。本実施形態の磁気機能性材料は、平均粒径が１０μｍ以下であり、かつ常温域（例えば、５℃～３５℃）での温度上昇に伴い磁化が減少する感温特性を有する磁性粒子（例えば、マンガン亜鉛フェライト）である。なお、磁気機能性材料は、上記磁性粒子を母液（例えば、水）中に分散させた磁性流体でもよい。 On the other hand, the coolant according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the magnetically functional material is dispersed in the polyol ester. The magnetically functional material of the present embodiment has a magnetic particle having an average particle size of 10 μm or less and having a temperature-sensitive property in which magnetization decreases as the temperature rises in the normal temperature range (for example, 5 ° C to 35 ° C) (for example). , Manganese-zinc ferrite). The magnetically functional material may be a magnetic fluid in which the magnetic particles are dispersed in a mother liquor (for example, water).

磁気機能性材料は、磁場を印加すると磁化を持った物質としてふるまう。例えば、図３に示すように、磁石を用いて左右対称な磁場Ｈを印加すると、磁気機能性材料は、磁場Ｈに応じた磁化Ｍをもつ。ここで、磁場Ｈの一方側の領域（図３の左側の領域）を冷却部で冷却すると、本実施形態の磁気機能性材料は感温特性を有するため、磁気機能性材料の磁化Ｍは、冷却された磁場Ｈの一方側の領域において、他方側の領域（図３の右側の領域）よりも大きくなる。その結果、一方側の領域における磁気体積力Ｆ１は、他方側の領域における磁気体積力Ｆ２よりも大きくなり、図３の左側から右側に向かう駆動力（磁気駆動効果）が発生する。 Magnetically functional materials behave as magnetized substances when a magnetic field is applied. For example, as shown in FIG. 3, when a symmetrical magnetic field H is applied using a magnet, the magnetically functional material has a magnetization M corresponding to the magnetic field H. Here, when one region of the magnetic field H (the region on the left side of FIG. 3) is cooled by the cooling unit, the magnetic functional material of the present embodiment has a temperature-sensitive characteristic, so that the magnetization M of the magnetic functional material is changed. In the region on one side of the cooled magnetic field H, it becomes larger than the region on the other side (the region on the right side in FIG. 3). As a result, the magnetic body force F1 in the region on one side becomes larger than the magnetic body force F2 in the region on the other side, and a driving force (magnetic driving effect) from the left side to the right side in FIG. 3 is generated.

したがって、本実施形態に係る冷却材によれば、感温特性を有する磁気機能性材料を含むため、磁気駆動効果を利用して冷却材の流動性を向上させることができる。 Therefore, since the coolant according to the present embodiment contains a magnetically functional material having a temperature-sensitive characteristic, the fluidity of the coolant can be improved by utilizing the magnetic driving effect.

（エンジン用冷却装置）
次に、本実施形態に係る冷却装置として、自動車等の車両に搭載されたエンジンを冷却するためのエンジン用冷却装置について説明する。(Cooling device for engine)
Next, as a cooling device according to the present embodiment, an engine cooling device for cooling an engine mounted on a vehicle such as an automobile will be described.

図４に、本実施形態に係るエンジン用冷却装置１Ｂを示す。エンジン用冷却装置１Ｂは、第２実施形態に係る冷却材を使用する。エンジン用冷却装置１Ｂは、第１実施形態に係るエンジン用冷却装置１Ａに、磁石７（本発明の「磁場発生部」に相当）を追加したものである。 FIG. 4 shows the engine cooling device 1B according to the present embodiment. The engine cooling device 1B uses the coolant according to the second embodiment. The engine cooling device 1B is an engine cooling device 1A according to the first embodiment to which a magnet 7 (corresponding to the “magnetic field generating portion” of the present invention) is added.

磁石７は、例えば図３に示すように、一対の永久磁石を異極並列配置したものを使用することができる。磁石７は、ラジエータ５内の第１領域および当該第１領域に隣接したラジエータ５外の第２領域において、磁場を発生させるように設けられている。 As the magnet 7, for example, as shown in FIG. 3, a pair of permanent magnets arranged in parallel with different poles can be used. The magnet 7 is provided so as to generate a magnetic field in a first region inside the radiator 5 and a second region outside the radiator 5 adjacent to the first region.

具体的には、磁石７は、ラジエータ５と、ラジエータ５とポンプ４とを接続する冷却材用流路３（図４では、ラジエータ５とバルブ６とを接続する冷却材用流路３）と、に磁場を発生させるように、両者の上側および／または下側に設けられている。このように磁石７を設けることで、磁気機能性材料の磁化Ｍは、ラジエータ５内の領域において、ラジエータ５外の冷却材用流路３内の領域よりも大きくなる。その結果、ラジエータ５内の領域における磁気体積力は、ラジエータ５外の冷却材用流路３内の領域における磁気体積力よりも大きくなり、ラジエータ５からポンプ４に向かう駆動力（磁気駆動効果）が発生する。 Specifically, the magnet 7 includes a radiator 5 and a cooling material flow path 3 connecting the radiator 5 and the pump 4 (in FIG. 4, a cooling material flow path 3 connecting the radiator 5 and the valve 6). , Are provided above and / or below both so as to generate a magnetic field. By providing the magnet 7 in this way, the magnetization M of the magnetically functional material becomes larger in the region inside the radiator 5 than in the region inside the cooling material flow path 3 outside the radiator 5. As a result, the magnetic body force in the region inside the radiator 5 becomes larger than the magnetic body force in the region inside the cooling material flow path 3 outside the radiator 5, and the driving force toward the pump 4 from the radiator 5 (magnetic drive effect). Occurs.

したがって、本実施形態に係るエンジン用冷却装置１Ｂによれば、磁気駆動効果を利用して冷却材の流動性を向上させることができるため、ポンプ４として第１実施形態よりもさらに小さいギアポンプを使用することができる。また、要求される流動性によっては、ポンプ４を省略して、ポンプ４を備えていないエンジン用冷却装置を実現することもできる。 Therefore, according to the engine cooling device 1B according to the present embodiment, since the fluidity of the coolant can be improved by utilizing the magnetic drive effect, a gear pump smaller than that of the first embodiment is used as the pump 4. can do. Further, depending on the required fluidity, it is possible to omit the pump 4 and realize an engine cooling device without the pump 4.

（モータ用冷却装置）
次に、本実施形態に係る冷却装置として、電気自動車等の車両に搭載されたモータおよびモータ駆動用のインバータを冷却するためのモータ用冷却装置について説明する。(Cooling device for motor)
Next, as a cooling device according to the present embodiment, a motor cooling device for cooling a motor mounted on a vehicle such as an electric vehicle and an inverter for driving the motor will be described.

図５に、本実施形態に係るモータ用冷却装置１１Ｂを示す。モータ用冷却装置１１Ｂは、第２実施形態に係る冷却材を使用する。モータ用冷却装置１１Ｂは、第１実施形態に係るモータ用冷却装置１１Ａのラジエータ１５の位置をインバータ１２ｂの上流側近傍に変更し、磁石１７（本発明の「磁場発生部」に相当）を追加したものである。 FIG. 5 shows a motor cooling device 11B according to the present embodiment. The motor cooling device 11B uses the coolant according to the second embodiment. The motor cooling device 11B changes the position of the radiator 15 of the motor cooling device 11A according to the first embodiment to the vicinity of the upstream side of the inverter 12b, and adds a magnet 17 (corresponding to the "magnetic field generator" of the present invention). It was done.

冷却材の流れ方向に沿ってラジエータ１５、インバータ１２ｂの順に配置することで、ラジエータ１５内の冷却材は冷却される一方、インバータ１２ｂ内の冷却材はインバータ１２ｂの熱により加熱される。これにより不均一な温度分布が発生する。 By arranging the radiator 15 and the inverter 12b in this order along the flow direction of the cooling material, the cooling material in the radiator 15 is cooled, while the cooling material in the inverter 12b is heated by the heat of the inverter 12b. This causes a non-uniform temperature distribution.

磁石１７は、例えば図３に示すように、一対の永久磁石を異極並列配置したものを使用することができる。磁石１７は、ラジエータ１５内の第１領域および当該第１領域に隣接したインバータ１２ｂ内の第２領域において磁場を発生させるように、両者の上側および／または下側に設けられている。 As the magnet 17, for example, as shown in FIG. 3, a pair of permanent magnets arranged in parallel with different poles can be used. The magnet 17 is provided on the upper side and / or the lower side of both so as to generate a magnetic field in the first region in the radiator 15 and the second region in the inverter 12b adjacent to the first region.

このように磁石１７を設けることで、磁気機能性材料の磁化Ｍは、ラジエータ１５内の領域において、インバータ１２ｂ内の領域よりも大きくなる。その結果、ラジエータ１５内の領域における磁気体積力は、インバータ１２ｂ内の領域における磁気体積力よりも大きくなり、ラジエータ１５からインバータ１２ｂに向かう駆動力（磁気駆動効果）が発生する。 By providing the magnet 17 in this way, the magnetization M of the magnetically functional material becomes larger in the region in the radiator 15 than in the region in the inverter 12b. As a result, the magnetic body force in the region inside the radiator 15 becomes larger than the magnetic body force in the region inside the inverter 12b, and a driving force (magnetic drive effect) from the radiator 15 toward the inverter 12b is generated.

したがって、本実施形態に係るモータ用冷却装置１１Ｂによれば、磁気駆動効果を利用して冷却材の流動性を向上させることができるため、ポンプ１４として第１実施形態よりもさらに小さいギアポンプを使用することができる。また、要求される流動性によっては、ポンプ１４を省略して、ポンプを備えていないモータ用冷却装置を実現することもできる。 Therefore, according to the motor cooling device 11B according to the present embodiment, since the fluidity of the coolant can be improved by utilizing the magnetic drive effect, a gear pump smaller than that of the first embodiment is used as the pump 14. can do. Further, depending on the required fluidity, the pump 14 can be omitted to realize a motor cooling device without a pump.

以上、本発明に係る冷却材および冷却装置の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。 Although the embodiments of the coolant and the cooling device according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to each of the above embodiments.

例えば、磁石７、１７の構成、配置、数は適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では、永久磁石を用いているが、電磁石を用いてもよい。また、上記実施形態では、１個の磁石７、１７を用いているが、２個以上の磁石７、１７を用いてもよい。 For example, the configuration, arrangement, and number of magnets 7 and 17 can be appropriately changed. For example, in the above embodiment, a permanent magnet is used, but an electromagnet may be used. Further, in the above embodiment, one magnet 7 and 17 is used, but two or more magnets 7 and 17 may be used.

また、本発明に係る冷却材は、車両に搭載された原動機を冷却するための冷却材であって、エチレングリコールを含むことなく、凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステルを主成分とするものであれば、適宜構成を変更することができる。 Further, the cooling material according to the present invention is a cooling material for cooling a prime mover mounted on a vehicle, and is mainly composed of a polyol ester which is a lubricating oil having a freezing point of −70 ° C. or lower without containing ethylene glycol. If so, the configuration can be changed as appropriate.

上記第１実施形態に係る冷却材を使用する冷却装置は、冷却材用流路と、ギアポンプと、を備えるのであれば、適宜構成を変更することができる。上記第２実施形態に係る冷却材を使用する冷却装置は、冷却材用流路と、冷却材を冷却させる冷却部と、磁場発生部と、を備えるのであれば、適宜構成を変更することができる。 If the coolant using the coolant according to the first embodiment includes a coolant flow path and a gear pump, the configuration can be appropriately changed. If the coolant using the coolant according to the second embodiment includes a coolant flow path, a coolant for cooling the coolant, and a magnetic field generating unit, the configuration may be appropriately changed. can.

１Ａ、１Ｂ エンジン用冷却装置
２ エンジン
３ 冷却材用流路
４ ポンプ
５ ラジエータ
６ バルブ
７ 磁石
１１Ａ、１１Ｂ モータ用冷却装置
１２ａ モータ
１２ｂ インバータ
１３ 冷却材用流路
１４ ポンプ
１５ ラジエータ
１７ 磁石1A, 1B Engine cooling device 2 Engine 3 Cooling material flow path 4 Pump 5 Radiator 6 Valve 7 Magnet 11A, 11B Motor cooling device 12a Motor 12b Inverter 13 Cooling material flow path 14 Pump 15 Radiator 17 Magnet

Claims (5)

車両に搭載された原動機を冷却するための冷却材であって、
エチレングリコールを含むことなく、
凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステルを主成分とし、
前記ポリオールエステルには、磁気機能性材料が分散されており、
前記磁気機能性材料は、平均粒径が１０μｍ以下であり、かつ常温域での温度上昇に伴い磁化が減少する感温特性を有する
ことを特徴とする冷却材。 It is a coolant for cooling the prime mover mounted on the vehicle.
Without containing ethylene glycol
The main component is a polyol ester, which is a lubricating oil with a freezing point of -70 ° C or lower.
A magnetically functional material is dispersed in the polyol ester.
The magnetically functional material has an average particle size of 10 μm or less, and has a temperature-sensitive property in which magnetization decreases as the temperature rises in the normal temperature range.
A coolant characterized by that. 車両に搭載された原動機を冷却するための冷却装置であって、
エチレングリコールを含むことなく、凝固点が－７０℃以下の潤滑油であるポリオールエステルを含み、平均粒径が１０μｍ以下であり、かつ常温域での温度上昇に伴い磁化が減少する感温特性を有する磁気機能性材料が分散されている冷却材と、
前記冷却材を循環させる冷却材用流路と、
前記冷却材用流路に設けられ、前記冷却材を冷却させる冷却部と、
前記冷却部内の第１領域および前記第１領域に隣接した前記冷却部外の第２領域において、磁場を発生させる磁場発生部と、を備える
ことを特徴とする冷却装置。 It is a cooling device for cooling the prime mover mounted on the vehicle.
It does not contain ethylene glycol, contains a polyol ester that is a lubricating oil with a freezing point of -70 ° C or lower, has an average particle size of 10 μm or less, and has a temperature-sensitive characteristic in which magnetization decreases as the temperature rises in the normal temperature range. Cooling material in which magnetic functional materials are dispersed, and
The coolant flow path that circulates the coolant and the coolant flow path.
A cooling unit provided in the coolant flow path to cool the coolant, and
A cooling device comprising: a magnetic field generating unit for generating a magnetic field in a first region in the cooling unit and a second region outside the cooling unit adjacent to the first region. 前記冷却材用流路内の前記冷却材を流動させるポンプをさらに備え、
前記ポンプは、歯車によって前記冷却材を流動させるギアポンプである
ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。 A pump for flowing the coolant in the coolant flow path is further provided.
The cooling device according to claim 2 , wherein the pump is a gear pump in which the coolant is flowed by gears. 前記冷却材用流路内の前記冷却材を流動させるポンプを備えない
ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 2 , further comprising no pump for flowing the coolant in the coolant flow path. 前記原動機は、前記モータおよび前記モータを駆動するインバータからなり、
前記冷却部は、前記インバータに隣接して設けられ、
前記磁場発生部は、前記第２領域である前記インバータ内において磁場を発生させる
ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。 The prime mover comprises the motor and an inverter that drives the motor.
The cooling unit is provided adjacent to the inverter and is provided adjacent to the inverter.
The cooling device according to claim 2 , wherein the magnetic field generating unit generates a magnetic field in the inverter which is the second region.
JP2018532186A 2017-03-13 2018-03-09 Coolant and cooling device Active JP7029754B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017047616 2017-03-13
JP2017047616 2017-03-13
PCT/JP2018/009187 WO2018168683A1 (en) 2017-03-13 2018-03-09 Coolant and cooling device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018168683A1 JPWO2018168683A1 (en) 2020-01-09
JP7029754B2 true JP7029754B2 (en) 2022-03-04

Family

ID=63523071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018532186A Active JP7029754B2 (en) 2017-03-13 2018-03-09 Coolant and cooling device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7029754B2 (en)
WO (1) WO2018168683A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024112563A1 (en) * 2022-11-22 2024-05-30 Raytheon Company Two-phase liquid-cooled alternating current (ac) rotating electrical machine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7176493B2 (en) * 2019-08-26 2022-11-22 トヨタ自動車株式会社 Coolant composition and cooling system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005253167A (en) 2004-03-03 2005-09-15 Hitachi Ltd Vehicle driving unit and electric four-wheel drive vehicle using it
JP2011042244A (en) 2009-08-20 2011-03-03 Toyota Motor Corp In-wheel motor
JP2011063734A (en) 2009-09-18 2011-03-31 Jx Nippon Oil & Energy Corp Electric motor oil composition
JP2012086827A (en) 2010-09-24 2012-05-10 Aisin Aw Co Ltd Vehicle drive device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5615099A (en) * 1979-07-17 1981-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat exchanger
JPS6241568A (en) * 1985-08-14 1987-02-23 日本電気株式会社 Heat pump using magnetic fluid
JP2584013B2 (en) * 1988-10-24 1997-02-19 松下電器産業株式会社 Heat transfer device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005253167A (en) 2004-03-03 2005-09-15 Hitachi Ltd Vehicle driving unit and electric four-wheel drive vehicle using it
JP2011042244A (en) 2009-08-20 2011-03-03 Toyota Motor Corp In-wheel motor
JP2011063734A (en) 2009-09-18 2011-03-31 Jx Nippon Oil & Energy Corp Electric motor oil composition
JP2012086827A (en) 2010-09-24 2012-05-10 Aisin Aw Co Ltd Vehicle drive device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024112563A1 (en) * 2022-11-22 2024-05-30 Raytheon Company Two-phase liquid-cooled alternating current (ac) rotating electrical machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018168683A1 (en) 2020-01-09
WO2018168683A1 (en) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7029754B2 (en) Coolant and cooling device
CN108206610B (en) Driving motor cooled by heat exchange with coolant and eco-friendly vehicle using the same
JP4682716B2 (en) Motor cooling device
JP6172945B2 (en) MAGNETIC FLUID DRIVE DEVICE, HEAT TRANSPORT DEVICE AND POWER GENERATION DEVICE USING THE SAME
JP2011147253A (en) Motor and vehicle with the same
CN101728896A (en) Arrangement for cooling of an electrical machine
JP7125607B2 (en) Magnetic field applying device
JP6474217B2 (en) Magnetic fluid power generator
US20190214878A1 (en) Cooling unit of drive motor
US10615666B2 (en) Internal closed loop cooling
JP2004254437A (en) Cooling device employing magnetic fluid
JP5838911B2 (en) Cooling system
US11458831B2 (en) Cooling system
JP6113439B2 (en) MAGNETIC FLUID DRIVE DEVICE, HEAT TRANSPORT DEVICE AND POWER GENERATION DEVICE USING THE SAME
JP2022099413A (en) Magnetic fluid drive device
JP2019127115A (en) Cooling device of hybrid vehicle
JP2020038026A (en) Magnetic refrigeration device
JP2018111422A (en) Cooling system for electric vehicle
JP2014136524A (en) On-vehicle unit cooling device
JP6825997B2 (en) Motor generator
Djentoe et al. Comparative investigation on potential application of hybrid nanofluids for Brushless Direct Current (BLDC) motor cooling system
JP6120320B2 (en) Fluid drive device for cooling circulation of heat source using magnetic fluid
JP2021191152A (en) Vehicular cooler
JP6484441B2 (en) solenoid valve
Hilgers Retarders

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7029754

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150