[发明专利]机器冷却用基础油、混合该基础油而成的机器冷却油、通过该冷却油冷却的机器以及使用该冷却油的机器冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器冷却用基础油、混合该基础油而成的机器冷却油、通过该冷却油冷却的机器以及用该冷却油的机器冷却方法。

背景技术

由于电动汽车或混合动力车的高性能化，马达的功率密度上升，发热量也在增加。因此，不仅谋求提高线圈或磁铁等的耐热性，而且在马达的高效率化导致的发热量的减少等，马达设计上也需要各种研究。

作为马达的冷却法，大体分有气冷、水冷以及油冷3种方式。其中，气冷方式在无需特别准备冷却介质方面优异，但难以确保大的冷却容量。水冷方式由于水的导热率高，因此冷却性优异，但其具有导电性，不能直接冷却马达线圈，需要布满冷却管，因此具有冷却装置变大的问题。

相对于这些冷却方式，油冷方式由于使用的油冷却效率优异，同时导电性也低，因此可以直接冷却，可进行紧凑的设计。因此，在同时需要旋转部件的润滑时，通过同一包装化，也可以将马达冷却油作为兼用油使用。例如，在混合动力车中，使变速机油循环来同时进行马达的冷却的装置被实用化。又，在电动汽车的车轮驱动马达中，使润滑油循环、兼具行星齿轮的润滑和马达线圈冷却的设计上也做了研究。

作为如此同时进行变速机等的润滑和马达冷却的兼用油，例如提出有在低粘度的矿物油或合成油中混合(A)含有烃基的二硫代磷酸锌、(B)三芳基磷酸酯以及(C)三芳基硫代磷酸酯中的至少任意一个而成的润滑油组合物(参照专利文献1)。又，使用了尿素加成值在4质量％以下、40℃时的运动粘度在25mm²/s以下、粘度指数为100以上的润滑油基础油的导热系数在720W/m²·℃以上的润滑油组合物(参照专利文献2)，或使用了以基础油总量为基准含有10质量％以上、100质量％以下的酯系合成油的、40℃时的运动粘度不足15mm²/s、粘度指数120以上、15℃时的密度在0.85g/cm³以上的润滑油基础油的导热系数在780W/m²·℃以上的润滑油组合物(参照专利文献3)也被作为同样的兼用油提出。上述各文献中，记载了被提出的润滑油组合物，其电绝缘性、冷却性以及润滑性优异，适宜用于电动汽车或混合动力车等的安装电动马达的车。

现有技术

专利文献

专利文献1：WO2002/097017号公报

专利文献2：日本专利特开2009-161604号公报

专利文献3：日本专利特开2009-242547号公报

发明内容

然而，专利文献1中，关于润滑油组合物的冷却性只触及到使其达到低粘度的情况，关于冷却性能却没有任何公开。又，实施例中作为基础油记载的新戊二醇2-乙基己酸二酯或烷基苯的热传导低，不能说冷却性好。又，专利文献2中，说明书段落(0020)中记载了“作为尿素加成物...使热传导性恶化的成分...以充分的精度并且可靠地被捕集”。即，虽然提及尿素加成物成分是使热传导性恶化的成分，但从实际的热传导性方面来看正相反，认为“石蜡主链长的成分热传导差”的见解是错误的。所以，能否说专利文献2中公开了冷却性优异的润滑油组合物还留有疑问。又，在专利文献3中具体公开的酯化合物是壬二酸二-2-乙基己酯、新戊二醇-2-乙基己酸二酯、油酸-2-乙基己酯，但是热传导低，并不理想。

因此，本发明的目的在于提供电绝缘性、热传导性优异的机器冷却用基础油、混合该基础油而成的机器冷却油、通过该冷却油冷却的机器以及用该冷却油进行的机器冷却方法。

作为表示由流体引起的冷却性的尺度，有“导热系数(每单位面积、单位温度、单位时间的传热量)”，该值越大，冷却性越好。只是，导热系数不是物性值，是随着流速或材质等的条件而变化的值，因此在提高该值这样的设计上进行研究。

另一方面，要以流体方面的研究使热传导系数增大，关系到努塞尔数、雷诺兹数以及普朗特数，因此作为流体的物性值，运动粘度、导热率、比热容以及密度会影响到冷却性。具体地，运动粘度越小，导热率、比热容以及密度越大，作为流体的冷却性越优异。因此，以前一直研究着通过流体(润滑油等)的低粘度化来提高冷却性能。然而，润滑油的情况，若进行低粘度化，则冷却性能虽会提高，但不能确保充分的油膜厚度，导致润滑不良。因此，必要最低限度的临界粘度取决于变速机等的润滑部分的条件。因此，即便是相同的运动粘度，导热率、比热容以及密度越大的润滑油，其冷却性能越优异。例如，温度均一的板的强制对流引起的导热系数，是导热率的3分之2次方、比热的3分之1次方、密度的3分之1次方的比例，因此导热率的影响是最大的。