(57)【要約】【課題】標高の高いところを走行しても放電の生じないモータ内圧に調整しモータの絶縁劣化を防止する。【解決手段】移動体搭載モータ装置３００は、モータが設置されたモータ室１４内を加圧する加圧機構が、移動体を駆動する駆動手段であるエンジン２０によって回転駆動され、モータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機３０を有し、圧縮機３０からの圧縮空気は、エンジン２０駆動時にはほぼ常時配管７２を介してモータ室１４内に送られる。【選択図】図４
2008295255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、
前記加圧機構は、移動体を駆動する駆動手段によって回転駆動され、モータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機を有することを特徴とする移動体搭載モータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体搭載モータ装置において、
前記駆動手段が、エンジンであり、
前記圧縮機は、前記エンジンの排気により回転駆動されモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機であることを特徴とする移動体搭載モータ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の移動体搭載モータ装置において、
前記駆動手段が、エンジンであり、
前記圧縮機は、前記エンジンの出力軸により回転駆動されモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機であることを特徴とする移動体搭載モータ装置。
【請求項４】
モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、
前記加圧機構は、前記モータによって回転駆動されモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機を有することを特徴とする移動体搭載モータ装置。
【請求項５】
モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、
前記加圧機構は、専用モータにより駆動され圧縮空気を生成する圧縮機を有することを特徴とする移動体搭載モータ装置。
【請求項６】
モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、
前記加圧機構は、走行風を利用してラム圧により圧縮空気を生成する圧縮機を有することを特徴とする移動体搭載モータ装置。
【請求項７】
モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、
前記加圧機構は、前記移動体の制動力を駆動力に変換しモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機を有することを特徴とする移動体搭載モータ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の移動体搭載モータ装置を搭載した移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体搭載モータ装置およびこれを搭載した移動体、特に大気圧より低い条件におけるモータ放電に起因するモータの絶縁劣化を防止した移動体搭載モータ装置およびこれを搭載した移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンによる駆動や回生により発電を行う発電機と、バッテリからの電力により作動し駆動輪を駆動するモータとを有するハイブリッド電気自動車やこのハイブリッド自動車を含む電気自動車において、一般に、搭載されるモータには絶縁処理がなされている。
【０００３】
しかしながら、上述したハイブリッド電気自動車や電気自動車において、駆動しているモータは一般的なモータに比べ高電圧、例えば５００Ｖであるため、上記ハイブリッド電気自動車や電気自動車が、例えば標高の高いところ（例えば４０００ｍを超える高所）を走行する場合、モータ付近の圧力が低下し、その結果、空気中で電子的に放電が生じ易くなり、モータに施された絶縁処理膜が劣化し、絶縁不良になるおそれがある。また、インバータ駆動のモータでは、過渡的には電圧分担が均一にならず、インバータに最も近い第一コイルに電圧が集中してしまい、放電し易くなるおそれがある。
【０００４】
なお、従来、電気自動車において、ホイールモータの内圧が外気圧より低くなることによる水や塵の進入を防止する装置が提案されている。例えば、特許文献１には、防水を目的として、モータの冠水を検知する冠水検知手段を有し、前記冠水検知手段の出力に応じてモータ内部を加圧するシステムが提案され、特許文献２には、車両に搭載されている空気タンクより圧縮空気をホイールモータ内に供給し、ホイールモータ内圧を外気圧より０．０２ＭＰａ以上高くすることが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５３７２４号公報
【特許文献２】特開平４−１８５５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、冠水時におけるモータ内部の加圧、また、ホイールモータ内圧を外気圧より０．０２ＭＰａ以上高くしたとしても、標高の高いところを走行する場合に、ホイールモータ内圧が、１気圧（０．１ＭＰａ）以下になる場合もあり、かかる場合には、やはり放電が生じ、モータの絶縁処理膜が劣化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、標高の高いところを走行しても放電の生じないモータ内圧に調整しモータの絶縁劣化を防止した移動体搭載モータ装置およびこれを搭載した移動体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の移動体搭載モータ装置およびこれを搭載した移動体は以下の特徴を有する。
【０００９】
（１）モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、前記加圧機構は、移動体を駆動する駆動手段によって回転駆動され、モータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機を有する移動体搭載モータ装置である。
【００１０】
移動体を駆動する駆動手段を用いて、モータ室内を加圧する加圧機構の圧縮機を駆動させるため、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費を抑制することができる。また、移動体に既に備えられた駆動手段を用いるため、移動体搭載モータ装置の構成を簡素化することができる。
【００１１】
（２）上記（１）に記載の移動体搭載モータ装置において、前記駆動手段が、エンジンであり、前記圧縮機は、前記エンジンの排気により回転駆動されモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機である移動体搭載モータ装置である。
【００１２】
エンジンの排気により圧縮機を駆動させるため、上記同様、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費を抑制することができ、また移動体に既に備えられたエンジンを用いるため、移動体搭載モータ装置の構成を簡素化することができる。
【００１３】
（３）上記（１）に記載の移動体搭載モータ装置において、前記駆動手段が、エンジンであり、前記圧縮機は、前記エンジンの出力軸により回転駆動されモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機である移動体搭載モータ装置である。
【００１４】
エンジンの出力軸により圧縮機を駆動させるため、上記同様、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費を抑制することができ、また移動体に既に備えられたエンジンを用いるため、移動体搭載モータ装置の構成を簡素化することができる。
【００１５】
（４）モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、前記加圧機構は、前記モータによって回転駆動されモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機を有する移動体搭載モータ装置である。
【００１６】
モータ自体により圧縮機を駆動させるため、上記同様、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費を抑制することができる。また移動体搭載モータ装置の構成がコンパクトで、移動体に搭載の際も嵩張らないため、移動体の車種を選ばず汎用性に富む。
【００１７】
（５）モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、前記加圧機構は、専用モータにより駆動され圧縮空気を生成する圧縮機を有する移動体搭載モータ装置である。
【００１８】
専用モータにより圧縮機が駆動されるため、例えばモータ室内圧が下がり、放電し易い状態になったときだけ、加圧制御することが可能であり、エネルギー損失を抑えることができる。
【００１９】
（６）モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、前記加圧機構は、走行風を利用してラム圧により圧縮空気を生成する圧縮機を有する移動体搭載モータ装置である。
【００２０】
モータにおける放電は、例えば標高の高い付近で（例えば４０００ｍ）高速走行をしている際に発生し易い。したがって、高速走行している際に移動体の前面にかかる風圧、すなわちラム圧を用いて圧縮空気を生成する加圧機構を用いれば、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費は極力抑制され、また移動体搭載モータ装置の構成がコンパクトで、移動体に搭載の際も嵩張らないので、移動体の車種を選ばず汎用性に富む。
【００２１】
（７）モータが設置されたモータ室内を加圧する加圧機構を備えた移動体搭載モータ装置であって、前記加圧機構は、前記移動体の制動力を駆動力に変換しモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機を有する移動体搭載モータ装置である。
【００２２】
制動力を利用してモータ室内を加圧するため、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費を抑制することができる。
【００２３】
（８）上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の移動体搭載モータ装置を搭載した移動体である。
【００２４】
モータの絶縁劣化が抑制され、耐久性に優れたモータを搭載した移動体を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、モータの絶縁劣化を防止し、耐久性に優れた移動体搭載モータ装置とその移動体搭載モータ装置を搭載する移動体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２７】
本実施の形態におけるハイブリッド電気自動車や電気自動車の構造の一例を図１に示す。図１に示すように、ハイブリッド電気自動車や電気自動車の車体１００には、複数の走行用車輪１０と、各走行用車輪１０をそれぞれ回転駆動させるモータが組み付けられている複数のモータ室１４と、この複数のモータ室１４内のモータに電力を供給する発電機１８と、発電機１８を駆動させるエンジン２０と、発電機１８からの交流電力の周波数を変更して各モータ室１４内のモータへ供給するインバータ１６とが設けられている。さらに、モータ室１４内のモータの軸の一部にブレーキ付減速機１２が接続され、モータの軸の回転はブレーキ付減速機１２によって減速されて走行用車輪１０へ伝達される。
【００２８】
ハイブリッド電気自動車や電気自動車などの移動体に搭載される本実施の形態の移動体搭載モータ装置について、図２から図９を用いて以下に説明する。
【００２９】
図２に示すように、本実施の形態の移動体搭載モータ装置２００は、密閉構造のモータ室１４のモータ４０に、図１の走行用車輪１０を駆動させる車軸４８が貫通されて設けられ、車軸４８にはロータ４６が固定され、一方ロータ４６に対峙するように、ステータ４２とコイル４４とが形成されている。ここで、モータ室１４の密閉シールについては、例えば、モータ４０のロータ４６やモータ４０の車軸４８と軸受けとの隙間にオイルシールがされている。オイルシールは、合成ゴム、金属環、スプリングの３つの部分で構成されている。
【００３０】
さらに、本実施の形態の移動体搭載モータ装置２００は、モータ室１４の室内圧を検出する圧力検出部５０と、圧力検出部５０からの出力に応じて加圧機構７０を動作制御する制御部６０と、制御部６０の出力に応じて圧縮空気を生成する加圧機構７０とを有する。ここで、圧力検出部５０は、例えば圧力センサを用いることができる。
【００３１】
さらに、図２に示すように、加圧機構７０とモータ室１４とは、配管７２によって連結されている。なお、配管７２に、制御部６０の出力に応じて開閉する圧力弁を設けてもよい。また、図２に示すように、モータ室１４には、室内圧が異常になった際に、内圧を開放可能な安全弁８２が設けられている。なお、本実施の形態では、モータ室１４に安全弁を設けたが配管７２に設けてもよい。
【００３２】
次に、本実施の形態の移動体搭載モータ装置２００の動作の一例を図３を用いて説明する。制御部６０は、入力された圧力検出部５０によって測定された測定圧力Ｐが設定モータ室内圧より低い場合には（Ｓ１１０）、制御部６０は、加圧機構７０を駆動させてモータ室１４内に圧縮空気を供給する（Ｓ１１２）。次いで、制御部６０は、入力された圧力検出部５０によって測定された測定圧力Ｐが設定モータ室内圧以上になった場合には（Ｓ１１４）、加圧機構７０の駆動を停止させる。これにより、モータ室１４内を放電が生じないモータ室内圧に保つことができる。
【００３３】
一方、仮にモータ室１４の室内圧がモータ室のシール強度より高い圧力になったことを、圧力検出部５０が検出した場合には、図２に示す安全弁８２を開けて、モータ室１４の内部気体の一部を外部に放出させる。安全弁８２の開動作については制御部６０に送信され、所定室内圧になった後、安全弁８２は閉じられる。これにより、モータ室内圧を、放電の生じない適正な室内圧に調整することができる。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図４に示すように、本実施の形態の移動体搭載モータ装置３００では、モータが設置されたモータ室１４内を加圧する加圧機構が、移動体を駆動する駆動手段であるエンジン２０によって回転駆動され、モータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機３０を有し、圧縮機３０からの圧縮空気は、エンジン２０駆動時にはほぼ常時配管７２を介してモータ室１４内に送られる。
【００３５】
上記圧縮機３０は、例えばターボチャージャーやタービンを用いることができ、エンジンからの排気ガスを用いて駆動され圧縮空気を生成している。したがって、エンジン２０の排気により圧縮機３０を駆動させるため、移動体搭載モータ装置３００のエネルギー消費を抑制することができ、また移動体に既に備えられたエンジン２０を用いるため、移動体搭載モータ装置３００の構成を簡素化することができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図５に示すように、本実施の形態の移動体搭載モータ装置３１０では、モータが設置されたモータ室１４内を加圧する加圧機構が、移動体を駆動する駆動手段であるエンジン２０の出力軸２２により回転駆動される圧縮機３２を有し、さらに圧縮機３２は、モータ室１４に内蔵されモータ室加圧用圧縮空気を生成して直接モータ室１４内に供給している。ここで、圧縮機３２からの圧縮空気は、エンジン２０駆動時にはほぼ常時モータ室１４内に送られる。
【００３７】
上記圧縮機３２は、例えばターボチャージャーやタービンを用いることができ、さらに圧縮機３２がモータ室１４に内蔵されているため、第１の実施の形態のように供給のための配管７２は不要となり、構成が簡略化されコスト低減にもなる。また、エンジン２０の出力軸２２により圧縮機３２を駆動させるため、移動体搭載モータ装置３１０のエネルギー消費を抑制することができ、また移動体に既に備えられたエンジン２０を用いるため、移動体搭載モータ装置３１０の構成を簡素化することができる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
図６に示すように、本実施の形態の移動体搭載モータ装置３２０では、モータが設置されたモータ室１４内を加圧する加圧機構が、バッテリ３８の電力供給により駆動される専用モータ３６によって駆動され圧縮空気を生成する圧縮機３４を有し、圧縮機３４からの圧縮空気は、配管７２を介してモータ室１４内に送られる。ここで、バッテリ３８は、制御部６０（図２）により制御され、モータ室１４内の内部圧力に応じ、制御部６０からの駆動信号により専用モータ３６に電力供給を行ってもよい。
【００３９】
高地などの気圧の低い場所では、移動体のエンジンの効率が悪くなる場合があり、このような状況で、例えばハイブリッド車では走行モードがモータ走行モードになり、エンジンが停止される場合がある。このようにエンジン停止時には圧縮空気を生成するため、専用モータ３６を用いて動力を発生させ、圧縮機３４により圧縮空気を生成させることが望ましい。また、専用モータ３６により圧縮機３４が駆動されるため、例えばモータ室１４内圧が下がり、放電し易い状態になったときだけ、選択的に加圧制御することが可能であり、エネルギー損失を抑えることもできる。
【００４０】
（第４の実施の形態）
図７に示すように、本実施の形態の移動体搭載モータ装置３３０では、モータが設置されたモータ室１４内を加圧する加圧機構が、モータの出力軸である車軸４８によって回転駆動される圧縮機５２を有し、さらに圧縮機５２は、モータ室１４に内蔵されモータ室加圧用圧縮空気を生成して直接モータ室１４内に供給している。
【００４１】
上記圧縮機５２は、例えばターボチャージャーやタービンを用いることができ、さらに圧縮機５２がモータ室１４に内蔵されているため、第１の実施の形態のように供給のための配管７２は不要となり、構成が簡略化されコスト低減にもなる。また、第３の実施の形態において説明した高所においてエンジンが停止した場合でも、圧縮空気を生成できモータ室１４内の内部圧力を上昇させることができる。さらに、モータに高電圧が印加されて放電が生じる場合には、通常モータは高回転時であり、この高回転時にモータの出力軸と同軸で回転駆動される圧縮機５２より圧縮空気がモータ室１４内に供給されれば、効率よく放電を抑制することができる。また、モータ自体により圧縮機５２を駆動させるため、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費を抑制することができ、また移動体搭載モータ装置の構成がコンパクトで、移動体に搭載の際も嵩張らないため、移動体の車種を選ばず汎用性に富む。
【００４２】
（第５の実施の形態）
図８に示すように、本実施の形態の移動体搭載モータ装置３４０では、モータが設置されたモータ室１４内を加圧する加圧機構が、走行風を利用してラム圧により圧縮空気を生成する圧縮機５４を有し、圧縮機５４からの圧縮空気は、エンジン２０駆動時にはほぼ常時配管７２を介してモータ室１４内に送られる。ここで、ラム圧とは、移動体の前面にかかる風圧であり、圧縮機５４の走行風入口の大きさと配管７２への導入口となる走行風出口の大きさとを適宜調整することにより、圧縮度の異なる圧縮空気を生成させることができる。
【００４３】
上記構成によれば、特別な外気圧縮機構を設けることなく、コスト削減になる。さらに、例えばハイブリッド車では、走行とモータ回転数には比例関係があり、放電が生じるモータ高回転時は車速も十分に出ており、ラム圧も十分に得ることができる。したがって、高速走行している際に移動体の前面にかかる風圧、すなわちラム圧を用いて圧縮空気を生成する加圧機構を用いれば、移動体搭載モータ装置のエネルギー消費は極力抑制され、また移動体搭載モータ装置の構成がコンパクトで、移動体に搭載の際も嵩張らないので、移動体の車種を選ばず汎用性に富む。
【００４４】
（第６の実施の形態）
図９に示すように、本実施の形態の移動体搭載モータ装置３５０では、モータが設置されたモータ室１４内を加圧する加圧機構が、移動体の制動力を駆動力に変換しモータ室加圧用圧縮空気を生成する圧縮機６４を有し、さらに詳細に説明すると、車輪１０の車軸に圧縮機６４を設け、回生エネルギーを用いて圧縮機６４を駆動させ、圧縮機６４により生成された圧縮空気を圧力容器６２に保持させ、必要に応じて圧力容器６２より圧縮空気をモータ室１４内に供給する。ここで、圧力容器６２には、電磁弁（図示せず）が設けられており、制御部６０（図２）からの制御信号により開閉させ、モータ室１４内の内部圧力に応じて圧縮空気を供給している。
【００４５】
制動力を利用してモータ室内を加圧するため、移動体搭載モータ装置３５０のエネルギー消費を抑制することができる。また、移動体、エンジン又はモータ停止時でも圧縮空気をモータ室１４内に供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の移動体搭載モータ装置は、ハイブリッド電気自動車や電気自動車に搭載されるモータに有効であるが、高電圧で低圧環境下で使用されるモータの用途にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の移動体搭載モータ装置が搭載される移動体の概略構成の一例を説明する構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の移動体搭載モータ装置の概略構成を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態の移動体搭載モータ装置の加圧制御の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態の移動体搭載モータ装置の概略構成の一例を説明する構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の移動体搭載モータ装置の概略構成の一例を説明する構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の移動体搭載モータ装置の概略構成の一例を説明する構成図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の移動体搭載モータ装置の概略構成の一例を説明する構成図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態の移動体搭載モータ装置の概略構成の一例を説明する構成図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態の移動体搭載モータ装置の概略構成の一例を説明する構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  走行用車輪、１２  ブレーキ付減速機、１４  モータ室、１６  インバータ、１８  発電機、２０  エンジン、４０  モータ、４２  ステータ、４４  コイル、４６  ロータ、４８  車軸、５０  圧力検出部、６０  制御部、７０  加圧機構、７２  配管、８２  安全弁、１００  車体、２００，３００，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０  移動体搭載モータ装置。
【図１】
2008295255.tif 000003
【図２】
2008295255.tif 000004
【図３】
2008295255.tif 000005
【図４】
2008295255.tif 000006
【図５】
2008295255.tif 000007
【図６】
2008295255.tif 000008
【図７】
2008295255.tif 000009
【図８】
2008295255.tif 000010
【図９】
2008295255.tif 000011