(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータとを有する電気モータと、
前記ロータに連結されるコンプレッサと、
前記ステータを冷却する冷却機構と、
前記コンプレッサと前記冷却機構との間に配置されたラジエータと、
を備え、
前記コンプレッサにより、冷却媒体は前記冷却機構の中を流れ、
前記ラジエータは、前記ステータの発熱により暖められた前記冷却媒体を冷却する、
ハイブリッド化システム。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド化システムおいて、
前記冷却媒体は大気中の空気である、
ハイブリッド化システム。
【請求項３】
請求項１に記載のハイブリッド化システムおいて、
前記ロータに連結されるタービン、
を更に備えるハイブリッド化システム。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド化システムおいて、
前記ロータに連結されるガス燃焼型エンジン、
を更に備え、
前記ガス燃焼型エンジンが排出する排ガスは前記タービンに導入される、
ハイブリッド化システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイブリッド化システムおいて、
ブロアと、
前記ブロアと前記車室の中を接続する通路と、
前記コンプレッサと車室の中を接続する冷却媒体通路と、
を更に備え、
前記冷却機構は前記通路と前記冷却媒体通路とに介設され、
前記通路と前記冷却媒体通路は切り換えられて用いられる、
ハイブリッド化システム。
【請求項６】
請求項５に記載のハイブリッド化システムおいて、
前記ステータの発熱により暖められた前記冷却媒体は、前記ブロアにより前記車室の中に導入される、
ハイブリッド化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド化システムに関し、特に電気モータを備えたシステムの構成をハイブリッド化するハイブリッド化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、システムは、省スペースで利用されるように作成・製作される。このようなシステムとしては、例えば、自動車に利用される。自動車に利用されるシステムの構成の一つとしては、電気モータが例示される。電気モータを備えたシステムは、省スペース化を実現するために必要最低限の構成で利用される。このため、電気モータを備えたシステムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができるハイブリッド化システムが望まれる。
【０００３】
また、電気モータのステータは発熱する。このため、システムの構成をハイブリッド化することによって省スペースで電気モータのステータを冷却することができるハイブリッド化システムが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、電気モータを備えたシステムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができるハイブリッド化システムを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、電気モータを備えたシステムの構成をハイブリッド化することによって省スペースで電気モータのステータを冷却することができるハイブリッド化システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】
本発明のハイブリッド化システムは、電気モータ（１）と、コンプレッサ（２）と、冷却機構（３）とを備えている。電気モータ（１）は、ロータ（９）とステータ（８）とを有する。このコンプレッサ（２）は、ロータ（９）に連結されている。冷却機構（３）は、ステータ（８）を冷却する。コンプレッサ（２）により、冷却媒体（２０）は冷却機構（３）の中を流れる。このように、本発明のハイブリッド化システムは、コンプレッサ（２）と電気モータ（１）の間のハイブリッド化が実現され、システムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができる。また、本発明のハイブリッド化システムは、システムの構成をハイブリッド化することによって省スペースで電気モータ（１）のステータ（８）を冷却することができる。
【０００８】
本発明のハイブリッド化システムは、ラジエータ（４）を更に備えている。ラジエータ（４）は、コンプレッサ（２）と冷却機構（３）との間に配置されている。このラジエータ（４）は、ステータ（８）の発熱により暖められた冷却媒体（２０）を冷却する。ここで、冷却媒体（２０）は大気中の空気である。このように、コンプレッサ（２）が圧縮するための空気の温度が高くならないように、即ち、圧縮効率が最も高い温度点でコンプレッサ（２）が作動するように、暖められた冷却媒体（２０）をラジエータ（４）により冷却させることが好ましい。
【０００９】
本発明のハイブリッド化システムは、タービン（５）を更に備えている。このタービン（５）は、ロータ（９）に連結されている。本発明のハイブリッド化システムは、ガス燃焼型エンジン（６）を更に備えている。このロータ（９）に連結されている。ガス燃焼型エンジン（６）が排出する排ガス（２１）はタービン（５）に導入される。タービン（５）は、ガス燃焼型エンジン（６）が排出する排ガス（２１）により駆動し、その排ガス（２１）を、排気路（１８）を介して排出することによって、電気モータ（１）の駆動を補助する。このように、本発明のハイブリッド化システムは、タービン（５）と電気モータ（１）の間のハイブリッド化、ガス燃焼型エンジン（６）と電気モータ（１）の間のハイブリッド化が実現され、システムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができる。
【００１０】
本発明のハイブリッド化システムは、ブロア（７）と、通路（Ｒ２、Ｒ６）と、冷却媒体通路（Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）とを更に備えている。通路（Ｒ２、Ｒ６）は、ブロア（７）と車室の中を接続する。冷却媒体通路（Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）は、コンプレッサ（２）と車室の中を接続する。冷却機構（３）は、通路（Ｒ２）と冷却媒体通路（Ｒ２）とに介設されている。ここで、上述のラジエータ（４）は、冷却媒体通路（Ｒ３）に介設されている。通路（Ｒ２、Ｒ６）と冷却媒体通路（Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）は、通路切換器（１２）によって切り換えられて用いられる。通路切換器（１２）によって冷却媒体通路（Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）から通路（Ｒ２、Ｒ６）に切り換えられているとき、ステータ（８）の発熱により暖められた冷却媒体（２０）は、ブロア（７）により車室の中に導入される。このように、本発明のハイブリッド化システムは、ブロア（７）と電気モータ（１）の間のハイブリッド化が実現され、システムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができる。また、本発明のハイブリッド化システムは、システムの構成をハイブリッド化することによって電気モータ（１）のステータ（８）を冷却しながら、ステータ（８）の発熱により暖められた冷却媒体（２０）を車室に導入する。これにより、車室を暖房する（暖める）ことができる。
【００１１】
電気モータ（１）は、燃料電池により駆動されることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明によるハイブリッド化システムの実施の形態を以下に説明する。図１は、本発明のハイブリッド化システムの構成を示すブロック図である。本発明のハイブリッド化システムは、例えば、自動車に利用される。本発明のハイブリッド化システム（又は、システムと称する）は、電気モータ１、コンプレッサ２、冷却機構３、ラジエータ４、タービン５、ガス燃焼型エンジン６、ブロア７、管１１、通路切換器１２、調整弁１３、吸入管１４、吸入管１９を備えている。システム（電気モータ１、コンプレッサ２、冷却機構３、ラジエータ４、タービン５、ガス燃焼型エンジン６、ブロア７、管１１、通路切換器１２、調整弁１３、吸入管１４、吸入管１９）は、省スペースで自動車に利用されるように作成・製作される。
【００１３】
電気モータ１は、燃料電池により駆動されることが好ましい。燃料電池としては、高分子燃料電池が例示される。電気モータ１は、静止型の固定子であるステータ８と、回転する回転子であるロータ９とを備えている。このロータ９は、ステータ８と共に同心的に設けられている。コンプレッサ２は、ロータ９の回転軸である出力軸１６に連結されている。
【００１４】
ステータ８は、渦電流、ヒステリシス損により発熱する。発熱したステータ８は、冷却機構３により冷却される。冷却機構３としては、ステータ８を貫通しロータ９の回転軸方向に伸びる貫通孔が例示され、貫通孔の形状としては、冷却媒体２０によりステータ８を冷却することが可能なものであればよく、例示された形状に限定されない。
【００１５】
管１１は、経路Ｒ２を介して通路切換器１２に接続されている。経路Ｒ２上には、冷却機構３が設けられている。通路切換器１２は、経路Ｒ３を介して調整弁１３に接続されている。経路Ｒ３上には、ラジエータ４が設けられている。ラジエータ４は、水のような液体を蓄える水タンク、冷却風を送るためのファンを有する。ラジエータ４の水タンク、ファンは、ステータ８の発熱により暖められた冷却媒体２０を冷却するものである。調整弁１３は、経路Ｒ４を介してコンプレッサ２に接続されている。このように、冷却機構３とコンプレッサ２との間には、冷却媒体２０が流れる冷却媒体通路（経路Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）が形成され、冷却媒体通路中には、ラジエータ４が配置される。調整弁１３は、経路Ｒ５を介して吸入管１４に接続されている。コンプレッサ２は、経路Ｒ６を介してガス燃焼型エンジン６に接続されている。
【００１６】
冷却媒体２０は大気中の空気である。ロータ９が回転したとき、コンプレッサ２は、冷却機構３の中の冷却媒体２０を吸引する。このとき、大気中の空気（冷却媒体２０）が管１１から吸い込まれる。管１１から吸い込まれた空気（冷却媒体２０）は、冷却機構３の中を流れる。ステータ８は、冷却機構３の中を流れる空気（冷却媒体２０）によって冷却される。冷却機構３の中を流れる空気（冷却媒体２０）は、ステータ８の発熱により暖められる。ステータ８の発熱により暖められた空気（冷却媒体２０）は、通路切換器１２を介してラジエータ４の中を流れる。
【００１７】
ラジエータ４は、ステータ８の発熱により暖められた空気（冷却媒体２０）を冷却する。ここで、コンプレッサ２が圧縮するための空気の温度が高くならないように、即ち、圧縮効率が最も高い温度点でコンプレッサ２が作動するように、暖められた空気（冷却媒体２０）をラジエータ４により冷却させる。
【００１８】
ラジエータ４により冷却された空気（冷却媒体２０）は、コンプレッサ２に吸引される。コンプレッサ２は、ラジエータ４により冷却された空気（冷却媒体２０）を圧縮して経路Ｒ６を介してガス燃焼型エンジン６に排出する。ここで、更に、圧縮効率が最も高い温度点でコンプレッサ２が作動するように、コンプレッサ２は、ロータ９が回転したときに吸入管１４から調整弁１３を介して大気中の空気を吸引し、ラジエータ４により冷却された空気（冷却媒体２０）の温度を吸入管１４からの空気の温度により調整して、温度が調整された空気（冷却媒体２０）を圧縮して経路Ｒ６を介してガス燃焼型エンジン６に排出する。
【００１９】
管１１は、例えば、車体１０の車室に設けられる。この場合、冷却媒体通路（経路Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）は、コンプレッサ２と車室の中を接続し、冷却機構３、ラジエータ４は冷却媒体通路（経路Ｒ２、Ｒ３）に介設されている。車体１０の車室の空気は、管１１から吸い込まれた空気（冷却媒体２０）に対応する。
【００２０】
このように、本発明のハイブリッド化システムは、コンプレッサ２と電気モータ１の間のハイブリッド化が実現され、電気モータ１を備えたシステムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができる。また、本発明のハイブリッド化システムは、電気モータ１を備えたシステムの構成をハイブリッド化することによって省スペースで電気モータ１のステータ８を冷却することができる。車体１０の車室が冷房されている場合、車体１０の車室からの冷房された空気（冷却媒体２０）が冷却機構３の中を流れることによって、本発明のハイブリッド化システムは、冷却機構３によって、ステータ８を更に効率よく冷却することができる。
【００２１】
タービン５は、経路Ｒ１を介してガス燃焼型エンジン６に接続されている。タービン５は、ロータ９の回転軸である入力軸１７に連結されている。ガス燃焼型エンジン６は、入力軸１７に連結されている。タービン５としては、マイクロガスタービンが例示され、ガス燃焼型エンジン６が排出する排ガス２１は、タービン５に導入される。タービン５は、ガス燃焼型エンジン６が排出する排ガス２１により駆動し、その排ガス２１を、排気路１８を介して排出することによって、電気モータ１の駆動を補助する。
【００２２】
このように、本発明のハイブリッド化システムは、タービン５と電気モータ１の間のハイブリッド化、ガス燃焼型エンジン６と電気モータ１の間のハイブリッド化が実現され、電気モータ１を備えたシステムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができる。
【００２３】
通路切換器１２は、経路Ｒ６を介して吸入管１９に接続されている。経路Ｒ６上には、ブロア７が設けられている。冷却機構３とブロア７との間には、ステータ８の発熱により暖められた空気（冷却媒体２０）が流れる通路（経路Ｒ２、Ｒ６）が形成されている。管１１が車体１０の車室に設けられる場合、この通路（経路Ｒ２、Ｒ６）は、ブロア７と車室の中を接続し、冷却機構３は通路に介設されている。この通路（経路Ｒ２、Ｒ６）と冷却媒体通路（経路Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）は、通路切換器１２によって切り換えられて用いられる。
【００２４】
ブロア７は、出力軸１６に連結することが可能である。ロータ９が回転し、通路切換器１２によって冷却媒体通路（経路Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）から通路（経路Ｒ２、Ｒ６）に切り換えられているとき、ブロア７は、大気中の空気（冷却媒体２０）を吸引する。このとき、大気中の空気（冷却媒体２０）が吸入管１９から吸い込まれる。吸入管１９から吸い込まれた空気（冷却媒体２０）は、冷却機構３の中を流れる。ステータ８は、冷却機構３の中を流れる空気（冷却媒体２０）によって冷却される。冷却機構３の中を流れる空気（冷却媒体２０）は、ステータ８の発熱により暖められる。ステータ８の発熱により暖められた空気（冷却媒体２０）は、管１１を介して車体１０の車室に導入される。
【００２５】
このように、本発明のハイブリッド化システムは、ブロア７と電気モータ１の間のハイブリッド化が実現され、電気モータ１を備えたシステムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができる。また、本発明のハイブリッド化システムは、電気モータ１を備えたシステムの構成をハイブリッド化することによって電気モータ１のステータ８を冷却しながら、ステータ８の発熱により暖められた空気（冷却媒体２０）を車体１０の車室に導入する。これにより、車体１０の車室を暖房する（暖める）ことができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のハイブリッド化システムは、電気モータ１を備えたシステムの構成をハイブリッド化することによってシステムを簡素にすることができる。
【００２７】
本発明のハイブリッド化システムは、電気モータ１を備えたシステムの構成をハイブリッド化することによって省スペースで電気モータ１のステータを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のハイブリッド化システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    電気モータ
２    コンプレッサ
３    冷却機構
４    ラジエータ
５    タービン
６    ガス燃焼型エンジン
７    ブロア
８    ステータ
９    ロータ
１０    車体
１１    管
１２    通路切換器
１３    調整弁
１４    吸入管
１６    出力軸
１７    入力軸
１８    排気路
１９    吸入管
２０    冷却媒体
２１    排ガス
【図１】
0004131638.tif 000002