JPH06144021A - ホイールインモータの冷却装置 - Google Patents
ホイールインモータの冷却装置Info
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- JPH06144021A JPH06144021A JP29427192A JP29427192A JPH06144021A JP H06144021 A JPH06144021 A JP H06144021A JP 29427192 A JP29427192 A JP 29427192A JP 29427192 A JP29427192 A JP 29427192A JP H06144021 A JPH06144021 A JP H06144021A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- motor
- cooling device
- coil
- thermoelectric element
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- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリ電力によらずにモータを冷却するこ
とのできるホイールインモータの冷却装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 車軸２、この車軸２の円盤部２ａの円周端に
配された永久磁石３、車輪４、車輪４の内周に配された
コイル５を有するホイールインモータ１と、このホイー
ルインモータに向けて送風する電動ファン９と、この電
動ファン９に電流を供給する熱電素子１３とからなる。
熱電素子１３は、車輪４の外周面に接触して固定され、
車輪４の熱を受けると起電力を発生する。電動ファン９
は、この熱電素子１３にて発生する起電力を受けて回転
し、ホイールインモータ１を冷却する。
とのできるホイールインモータの冷却装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 車軸２、この車軸２の円盤部２ａの円周端に
配された永久磁石３、車輪４、車輪４の内周に配された
コイル５を有するホイールインモータ１と、このホイー
ルインモータに向けて送風する電動ファン９と、この電
動ファン９に電流を供給する熱電素子１３とからなる。
熱電素子１３は、車輪４の外周面に接触して固定され、
車輪４の熱を受けると起電力を発生する。電動ファン９
は、この熱電素子１３にて発生する起電力を受けて回転
し、ホイールインモータ１を冷却する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷却装置に関し、特
に、ホイールインモータタイプの電気自動車駆動源用モ
ータの冷却装置に関する。
に、ホイールインモータタイプの電気自動車駆動源用モ
ータの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に示すように、電気自動車駆動源用
モータ１００を各車輪毎に設けたものがある。このモー
タ１００は、車体側に固定された車軸１０１に巻かれた
コイル１０２に電流をかけて磁界を発生させると、この
磁界がタイヤ１０３側に設けられた永久磁石１０４に影
響してタイヤ１０３が回転するものである。
モータ１００を各車輪毎に設けたものがある。このモー
タ１００は、車体側に固定された車軸１０１に巻かれた
コイル１０２に電流をかけて磁界を発生させると、この
磁界がタイヤ１０３側に設けられた永久磁石１０４に影
響してタイヤ１０３が回転するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のモータ１０
０から発生する熱が増大すると、モータ１００内のコイ
ル巻線が断線してしまう等の問題があり、モータ１００
の耐久性寿命が低下してしまうので、モータ１００を冷
却する必要がある。また、車両駆動源用のモータ１００
を高出力化しようとすると、高出力化によって熱が一層
発生することとなり、このモータ１００を冷却する冷却
装置が必要となる。
０から発生する熱が増大すると、モータ１００内のコイ
ル巻線が断線してしまう等の問題があり、モータ１００
の耐久性寿命が低下してしまうので、モータ１００を冷
却する必要がある。また、車両駆動源用のモータ１００
を高出力化しようとすると、高出力化によって熱が一層
発生することとなり、このモータ１００を冷却する冷却
装置が必要となる。
【０００４】しかしながら、このモータを冷却する方法
は、走行中の走行風のみに頼っているため冷却能力が不
安定である。他には、電動ファンによる強制空冷により
モータ１００を冷却することが考えられるが、電気自動
車では航続距離を確保するために、バッテリ電力を節約
するのが不可欠であり、電動ファンにバッテリ電力を供
給するのは好ましくなく、各モータ１００に対して電動
ファンを設けることはできない。
は、走行中の走行風のみに頼っているため冷却能力が不
安定である。他には、電動ファンによる強制空冷により
モータ１００を冷却することが考えられるが、電気自動
車では航続距離を確保するために、バッテリ電力を節約
するのが不可欠であり、電動ファンにバッテリ電力を供
給するのは好ましくなく、各モータ１００に対して電動
ファンを設けることはできない。
【０００５】そこで、本発明は、バッテリ電力によらず
に各モータを冷却することのできる冷却装置を提供する
ことを目的とする。
に各モータを冷却することのできる冷却装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電気自動車の駆動源用モータが車輪内に
設けられたホイールインモータの冷却装置であって、前
記車輪を形成する壁面に接触して設けられ、前記ホイー
ルインモータが発生する熱を車輪の壁面を通して受け、
この熱を受けると起電力を発生する熱電素子と、この熱
電素子の発生する起電力により回転し、前記ホイールイ
ンモータに向けて送風する冷却用送風機と、を備えたホ
イールインモータの冷却装置を採用するものである。
成するために、電気自動車の駆動源用モータが車輪内に
設けられたホイールインモータの冷却装置であって、前
記車輪を形成する壁面に接触して設けられ、前記ホイー
ルインモータが発生する熱を車輪の壁面を通して受け、
この熱を受けると起電力を発生する熱電素子と、この熱
電素子の発生する起電力により回転し、前記ホイールイ
ンモータに向けて送風する冷却用送風機と、を備えたホ
イールインモータの冷却装置を採用するものである。
【０００７】
【作用】上記構成よりなる本発明のホイールインモータ
の冷却装置によれば、ホイールインモータから発生し車
輪を形成する壁面に伝わった熱を熱電素子が受けて起電
力を発生する。
の冷却装置によれば、ホイールインモータから発生し車
輪を形成する壁面に伝わった熱を熱電素子が受けて起電
力を発生する。
【０００８】この起電力を受け、冷却用送風機がホイー
ルインモータに向けて送風するので、車輪の壁面が冷や
される。熱電素子は、車輪からの熱を受けて起電力を発
生するので、車輪に熱が発生した時に、その熱量に応じ
て起電力が発生する。この起電力に応じて冷却用送風機
が回転してホイールインモータに送風される。
ルインモータに向けて送風するので、車輪の壁面が冷や
される。熱電素子は、車輪からの熱を受けて起電力を発
生するので、車輪に熱が発生した時に、その熱量に応じ
て起電力が発生する。この起電力に応じて冷却用送風機
が回転してホイールインモータに送風される。
【０００９】
【実施例】本発明のホイールインモータの冷却装置の一
実施例について図１〜図５と共に説明する。
実施例について図１〜図５と共に説明する。
【００１０】図１は、本発明の第１実施例を示すホイー
ルインモータ及び冷却装置の断面図を示す。図２は、図
１のＡ視図である。図３は、熱電素子を示す図である。
図４は、集電ブラシを示す図である。図５は、電動ファ
ン駆動配線を示す図である。
ルインモータ及び冷却装置の断面図を示す。図２は、図
１のＡ視図である。図３は、熱電素子を示す図である。
図４は、集電ブラシを示す図である。図５は、電動ファ
ン駆動配線を示す図である。
【００１１】本発明のホイールインモータ及び冷却装置
は、図１に示すように、主に、車軸２、車輪４を有する
ホイールインモータ１と、電動ファン９と、この電動フ
ァン９に電流を供給する熱電素子とからなる。
は、図１に示すように、主に、車軸２、車輪４を有する
ホイールインモータ１と、電動ファン９と、この電動フ
ァン９に電流を供給する熱電素子とからなる。
【００１２】ホイールインモータ１は、永久磁石３とコ
イル５を有する電気自動車駆動用モータを車輪４内に内
設しているものである。図１に示すように、車体フレー
ム２０に固定された円筒状の車軸２には、円盤状の円盤
部２ａが一体に形成されている。この円盤部２ａの円周
端には永久磁石３を配する。
イル５を有する電気自動車駆動用モータを車輪４内に内
設しているものである。図１に示すように、車体フレー
ム２０に固定された円筒状の車軸２には、円盤状の円盤
部２ａが一体に形成されている。この円盤部２ａの円周
端には永久磁石３を配する。
【００１３】円盤部２ａが一体に形成された車軸２と間
隔をおいて、その外周に車輪４を設ける。この車輪４
は、ベアリング６、７を介して車軸２に対して回転可能
に設けられている。円盤部２ａ側に設けられた永久磁石
３の外周側に位置する車輪４の内周面には、コイル５を
設ける。図示しないバッテリからの電力をリード線２１
を介して供給されると、コイル５は磁界を発生し、永久
磁石３の反発力もしくは吸引力を受けて回転する方向に
力が働く。
隔をおいて、その外周に車輪４を設ける。この車輪４
は、ベアリング６、７を介して車軸２に対して回転可能
に設けられている。円盤部２ａ側に設けられた永久磁石
３の外周側に位置する車輪４の内周面には、コイル５を
設ける。図示しないバッテリからの電力をリード線２１
を介して供給されると、コイル５は磁界を発生し、永久
磁石３の反発力もしくは吸引力を受けて回転する方向に
力が働く。
【００１４】車輪４の内周に設けられたコイル５に電力
を供給するため、車軸２は、図４に示す集電ブラシ８を
設けてある。集電ブラシ８は、車軸２の外周に導電体か
らなるリング状の電極リング８ａ、８ｂを、絶縁体から
なる絶縁部２５を介して固定する。電極リング８ａには
リード線２１からの電流が流れ、電極リング８ｂにはリ
ード線２２からの電流が流れる。車輪４には、コイル５
に電流を流入させるため、この車輪４が回転しても電極
リング８ａ、８ｂに当接する電極２４ａ、２４ｂを設け
る。
を供給するため、車軸２は、図４に示す集電ブラシ８を
設けてある。集電ブラシ８は、車軸２の外周に導電体か
らなるリング状の電極リング８ａ、８ｂを、絶縁体から
なる絶縁部２５を介して固定する。電極リング８ａには
リード線２１からの電流が流れ、電極リング８ｂにはリ
ード線２２からの電流が流れる。車輪４には、コイル５
に電流を流入させるため、この車輪４が回転しても電極
リング８ａ、８ｂに当接する電極２４ａ、２４ｂを設け
る。
【００１５】電動ファン９は、車軸２に対してベアリン
グ１０を介して回転可能に取り付けられており、電動フ
ァンモータ用コイル１１は車軸２に固定され、永久磁石
１２は電動ファン９の内周側に設けられている。この電
動ファンモータ用コイル１１に電力が供給されれば、こ
のコイル１１に磁界が発生して、車輪４と同様に永久磁
石１２と反発もしくは吸引して回転方向の力がかかり、
電動ファン９が回転する。
グ１０を介して回転可能に取り付けられており、電動フ
ァンモータ用コイル１１は車軸２に固定され、永久磁石
１２は電動ファン９の内周側に設けられている。この電
動ファンモータ用コイル１１に電力が供給されれば、こ
のコイル１１に磁界が発生して、車輪４と同様に永久磁
石１２と反発もしくは吸引して回転方向の力がかかり、
電動ファン９が回転する。
【００１６】次に、熱電素子群１３の取り付け構造と作
動について説明する。図３に示すように、熱電素子群１
３は、複数のＮ型半導体によって構成されたＮ型熱電素
子１３ａと、Ｐ型半導体によって構成されたＰ型熱電素
子１３ｂとを導電性の電極板１４、１５を介して交互に
直列に配置する。この熱電素子群１３の電極板１４に熱
を加えて、電極板１５と温度差を与えると、ゼーベック
効果によって、その温度差に応じて図示矢印２３の如く
電流が生じ、起電力を発生する。
動について説明する。図３に示すように、熱電素子群１
３は、複数のＮ型半導体によって構成されたＮ型熱電素
子１３ａと、Ｐ型半導体によって構成されたＰ型熱電素
子１３ｂとを導電性の電極板１４、１５を介して交互に
直列に配置する。この熱電素子群１３の電極板１４に熱
を加えて、電極板１５と温度差を与えると、ゼーベック
効果によって、その温度差に応じて図示矢印２３の如く
電流が生じ、起電力を発生する。
【００１７】この熱電素子群１３を、図２に示すように
円周状に設け、図１に示すように、車輪４の外周壁面４
ａに接触させて固定する。なお、本実施例では、多くの
電流、起電力を発生させるため、熱電素子１３ａ、１３
ｂからなる並びを並列に設けてある。
円周状に設け、図１に示すように、車輪４の外周壁面４
ａに接触させて固定する。なお、本実施例では、多くの
電流、起電力を発生させるため、熱電素子１３ａ、１３
ｂからなる並びを並列に設けてある。
【００１８】次に、本発明のホイールインモータ１の作
動と、冷却装置の作動について説明する。コイル５に
は、リード線２１、２２を介して交流電源を供給する。
図４の集電ブラシ８の詳細図に示すように、コイル５の
一端に供給する電極２４ａは、常時、リード線２２から
電源を供給し、コイル５の他端に供給する電極２４ｂ
は、常時、リード線２１から電源を供給する。コイル５
には、交流電源を供給しているので、コイル５には、交
流電流が供給される。
動と、冷却装置の作動について説明する。コイル５に
は、リード線２１、２２を介して交流電源を供給する。
図４の集電ブラシ８の詳細図に示すように、コイル５の
一端に供給する電極２４ａは、常時、リード線２２から
電源を供給し、コイル５の他端に供給する電極２４ｂ
は、常時、リード線２１から電源を供給する。コイル５
には、交流電源を供給しているので、コイル５には、交
流電流が供給される。
【００１９】この交流電流を受けて、コイル５では磁界
が反転しながら発生し、この磁界により車軸２に設けら
れた永久磁石３の反発力もしくは吸引力を受けながら回
転する方向に力が発生する。この回転する力により、車
輪４はベアリング６、７を介して車軸２に対して回転す
る。
が反転しながら発生し、この磁界により車軸２に設けら
れた永久磁石３の反発力もしくは吸引力を受けながら回
転する方向に力が発生する。この回転する力により、車
輪４はベアリング６、７を介して車軸２に対して回転す
る。
【００２０】モータとして働くコイル５にて熱が発生す
ると、この熱が車輪４に伝熱する。この熱は、車輪４の
外周壁面４ａに固定された熱電素子群１３の電極板１４
に伝熱する。電極板１４に熱が付加されると、外気にさ
らされている他方の電極板１５との間に温度差ができ
る。電極板１４、１５間で温度差が生じると、図３に示
す如く、熱電素子間に電流が流れて起電力が発生する。
この電流は、図２に示すように、一方向に流れる直流電
流となり、図５に示す端子２６、２７に電流が流れる。
電流が流れる時には、常時、端子２６は正極となり、端
子２７は負極となる。
ると、この熱が車輪４に伝熱する。この熱は、車輪４の
外周壁面４ａに固定された熱電素子群１３の電極板１４
に伝熱する。電極板１４に熱が付加されると、外気にさ
らされている他方の電極板１５との間に温度差ができ
る。電極板１４、１５間で温度差が生じると、図３に示
す如く、熱電素子間に電流が流れて起電力が発生する。
この電流は、図２に示すように、一方向に流れる直流電
流となり、図５に示す端子２６、２７に電流が流れる。
電流が流れる時には、常時、端子２６は正極となり、端
子２７は負極となる。
【００２１】車両走行中、車輪４が回転している時に
は、熱電素子群１３も回転して熱電素子群よりリード線
にて接続された端子２６、２７も回転する。端子２６、
２７が回転すると、この端子２６、２７と接触するよう
に設けられた集電ブラシ１６内の端子１６ａと端子１６
ｂの電位の正負が交互に切り変わる。端子２６、２７に
接続されたリード線２８、２９を介して、コイル１１に
交流電流を付加する。この交流電流によりコイル１１で
は、Ｎ、Ｓの磁界が交互に発生し、電動ファン９の内周
面に設けられた永久磁石１２との吸引力もしくは反発力
が生じて電動ファン９が回転する。
は、熱電素子群１３も回転して熱電素子群よりリード線
にて接続された端子２６、２７も回転する。端子２６、
２７が回転すると、この端子２６、２７と接触するよう
に設けられた集電ブラシ１６内の端子１６ａと端子１６
ｂの電位の正負が交互に切り変わる。端子２６、２７に
接続されたリード線２８、２９を介して、コイル１１に
交流電流を付加する。この交流電流によりコイル１１で
は、Ｎ、Ｓの磁界が交互に発生し、電動ファン９の内周
面に設けられた永久磁石１２との吸引力もしくは反発力
が生じて電動ファン９が回転する。
【００２２】このように、熱電素子１３にて熱を受けて
電動ファン９を回転する構成としたので、コイル５にて
熱が発生したとき等、車輪４が熱い状況にある時には、
電動ファン９を回すことができので、停車時においても
他の電源に頼ることなく効果的な冷却ができる。
電動ファン９を回転する構成としたので、コイル５にて
熱が発生したとき等、車輪４が熱い状況にある時には、
電動ファン９を回すことができので、停車時においても
他の電源に頼ることなく効果的な冷却ができる。
【００２３】また、車軸２にベアリング１０を介してフ
ァンを設け、モータと一体構造となるよう構成されてい
るため、コンパクトで高効率な冷却を行うことができ
る。上記の第１実施例では、熱電素子１３にて発生した
直流電流を集電ブラシ１３にて集電する際に、交流電流
として、この交流電流により電流ファン９を回転させる
構成としたが、図６、図７に示すように、熱電素子１３
にて発生した直流電流を、直流電流のまま直流ファン３
０にて駆動する構成としても良い。回転する車輪４側に
設けられた熱電素子１３の直流電流を、固定された車軸
２側に伝えるため、図４の集電ブラシ８と同様にして、
図７の如く、電源を伝える。この直流電流を直流ファン
３０に伝えるのも同様に行えば良い。
ァンを設け、モータと一体構造となるよう構成されてい
るため、コンパクトで高効率な冷却を行うことができ
る。上記の第１実施例では、熱電素子１３にて発生した
直流電流を集電ブラシ１３にて集電する際に、交流電流
として、この交流電流により電流ファン９を回転させる
構成としたが、図６、図７に示すように、熱電素子１３
にて発生した直流電流を、直流電流のまま直流ファン３
０にて駆動する構成としても良い。回転する車輪４側に
設けられた熱電素子１３の直流電流を、固定された車軸
２側に伝えるため、図４の集電ブラシ８と同様にして、
図７の如く、電源を伝える。この直流電流を直流ファン
３０に伝えるのも同様に行えば良い。
【００２４】従来の図２に示すホイールインモータ１０
０では、走行中の走行風のみによって冷却しているにも
係わらず、発熱部であるコイル１０２が車輪内部の車軸
１０１に収納された構造となっているために、冷却効率
が悪い。特に、この構成においては、高負荷走行後の停
止時に冷却不足となる。しかしながら、本発明の如く、
発熱部であるコイル５を外気に接触する車輪４側の内部
に設けることにより、冷却効率を高めることができる。
また、この車輪４を電動ファン９により冷却すること
で、従来と比べて充分な冷却を行うことができる。
０では、走行中の走行風のみによって冷却しているにも
係わらず、発熱部であるコイル１０２が車輪内部の車軸
１０１に収納された構造となっているために、冷却効率
が悪い。特に、この構成においては、高負荷走行後の停
止時に冷却不足となる。しかしながら、本発明の如く、
発熱部であるコイル５を外気に接触する車輪４側の内部
に設けることにより、冷却効率を高めることができる。
また、この車輪４を電動ファン９により冷却すること
で、従来と比べて充分な冷却を行うことができる。
【００２５】なお、上記の実施例では、電動ファン９に
軸流ファンを用いる構成としたが、これに限らず、シロ
ッコファン等の他のファンを用いても良い。また、上記
の実施例では、熱電素子１３を車輪４の外周壁面に配す
る構成としたが、車輪４の内周壁面に配する構成として
も良い。
軸流ファンを用いる構成としたが、これに限らず、シロ
ッコファン等の他のファンを用いても良い。また、上記
の実施例では、熱電素子１３を車輪４の外周壁面に配す
る構成としたが、車輪４の内周壁面に配する構成として
も良い。
【００２６】また、上記の実施例では、永久磁石３を車
軸２側に設け、コイル５を車輪側に設ける構成とした
が、従来の図８に示す構造においても、車輪１０５の外
周壁面に上記の実施例の如く熱電素子１３を固定し、こ
の熱電素子１３の起電力を受けてファンを回転させる構
成としても良い。
軸２側に設け、コイル５を車輪側に設ける構成とした
が、従来の図８に示す構造においても、車輪１０５の外
周壁面に上記の実施例の如く熱電素子１３を固定し、こ
の熱電素子１３の起電力を受けてファンを回転させる構
成としても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のホイール
インモータの冷却装置によれば、ホイールインモータか
ら発生し車輪を形成する壁面に伝わった熱を熱電素子が
受けて起電力を発生する。
インモータの冷却装置によれば、ホイールインモータか
ら発生し車輪を形成する壁面に伝わった熱を熱電素子が
受けて起電力を発生する。
【００２８】この起電力により、冷却用送風機がホイー
ルインモータに向けて送風するので、車輪の壁面が冷や
される。熱電素子は、車輪からの熱を受けて起電力を発
生するので、車輪に熱が発生した時に、その熱量に応じ
て起電力が発生する。
ルインモータに向けて送風するので、車輪の壁面が冷や
される。熱電素子は、車輪からの熱を受けて起電力を発
生するので、車輪に熱が発生した時に、その熱量に応じ
て起電力が発生する。
【００２９】従って、本発明のホイールインモータの冷
却装置によれば、バッテリ電力によらずにモータを冷却
する事ができる。
却装置によれば、バッテリ電力によらずにモータを冷却
する事ができる。
【図１】本発明のホイールインモータの冷却装置の一実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ視図である。
【図３】熱電素子群を示す図である。
【図４】集電ブラシを示す図である。
【図５】電動ファンの駆動部を示す図である。
【図６】本発明のホイールインモータの冷却装置の第２
実施例を示す断面図である。
実施例を示す断面図である。
【図７】集電ブラシを示す図である。
【図８】従来のホイールインモータを示す図である。
１ ホイールインモータ ２ 車軸 ３ 永久磁石 ４ 車輪 ５ コイル ６、７ ベアリング ８ 集電ブラシ ９ 電動ファン １１ コイル １２ 永久磁石 １３ 熱電素子 １６ 集電ブラシ
Claims (1)
- 【請求項１】 電気自動車の駆動源用モータが車輪内に
設けられたホイールインモータの冷却装置であって、 前記車輪を形成する壁面に接触して設けられ、前記ホイ
ールインモータが発生する熱を車輪の壁面を通して受
け、この熱を受けると起電力を発生する熱電素子と、 この熱電素子の発生する起電力により回転し、前記ホイ
ールインモータに向けて送風する冷却用送風機と、 を備えたホイールインモータの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29427192A JPH06144021A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | ホイールインモータの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29427192A JPH06144021A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | ホイールインモータの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06144021A true JPH06144021A (ja) | 1994-05-24 |
Family
ID=17805555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29427192A Withdrawn JPH06144021A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | ホイールインモータの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06144021A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006074919A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Central Japan Railway Co | 熱発電システム |
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