JP2005199828A - Cooling device for in-wheel motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホイールの内側に設けられる車両駆動用のインホイールモータの冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for an in-wheel motor for driving a vehicle provided inside a wheel.
ホイール内に設けられない車両駆動用のモータは、通常、ケーシング等に設けたウォータジャケットに冷却水を通流することで冷却される。ところが、インホイールモータの場合は、車体本体に対して相対的に動く所謂バネ下部分に設けられており、本体側から冷却水を供給する配管を構築するのは、信頼性等の点で困難となる。そこで、特許文献1では、電動ファンを設けてインホイールモータを冷却するようにしている。 A motor for driving a vehicle that is not provided in a wheel is usually cooled by flowing cooling water through a water jacket provided in a casing or the like. However, in the case of an in-wheel motor, it is provided in a so-called unsprung part that moves relative to the body of the vehicle body, and it is difficult to construct a pipe for supplying cooling water from the body side in terms of reliability and the like. It becomes. Therefore, in Patent Document 1, an electric fan is provided to cool the in-wheel motor.
しかしながら、上記電動ファンによる冷却方式では、電動ファンを設けるスペース自体を確保するのが難しいという問題があった。また電動ファンを設ける分、部品点数が増大して組み付けの手間が増えたり、エネルギ消費が増大するという問題もあった。 However, the cooling method using the electric fan has a problem that it is difficult to secure a space for providing the electric fan. In addition, since the electric fan is provided, the number of parts increases, so that the labor for assembly increases and the energy consumption increases.
本発明にかかるインホイールモータの冷却装置は、車体のアンダーカバーの一部を上方に凸にすることで形成された下側の開放された冷却用ダクトであって、当該凸形状がアンダーカバーの前後方向の中途位置から始まり、後方に行くにしたがって当該凸形状の高さが漸増し、側端に向けて曲げられ、かつインホイールモータに対向するアンダーカバーの側端部を出口とするように形成される。 A cooling device for an in-wheel motor according to the present invention is a cooling duct opened on the lower side formed by projecting a part of an under cover of a vehicle body upward, and the convex shape of the under cover is Starting from a midway position in the front-rear direction, the height of the convex shape gradually increases toward the rear, bent toward the side end, and the side end of the under cover facing the in-wheel motor is used as the outlet It is formed.
また、上記本発明にかかるインホイールモータの冷却装置では、アンダーカバーの前端から前記凸形状の開始位置までの間が、略平坦な整流面として形成されるのが好適である。 In the in-wheel motor cooling device according to the present invention, it is preferable that a portion from the front end of the undercover to the convex start position is formed as a substantially flat rectifying surface.
また、上記本発明にかかるインホイールモータの冷却装置では、さらに、インホイールモータの後方から車体内側方向に伸びる冷却用フードを備えるのが好適である。 In the cooling apparatus for an in-wheel motor according to the present invention, it is preferable to further include a cooling hood extending from the rear of the in-wheel motor toward the inside of the vehicle body.
また、上記本発明にかかるインホイールモータの冷却装置では、さらに、前記冷却用フードは、インホイールモータ側に固定され、その車体内方側の上端が前記冷却用ダクト内に進入するように設けられるのが好適である。 In the in-wheel motor cooling device according to the present invention, the cooling hood is further fixed to the in-wheel motor side, and an upper end on the vehicle body inner side enters into the cooling duct. It is preferred that
また、上記本発明にかかるインホイールモータの冷却装置では、さらに、アンダーカバーの下面には、上記冷却用ダクトの後縁に沿ってスポイラが立設されるのが好適である。 In the in-wheel motor cooling device according to the present invention, it is preferable that a spoiler is further provided on the lower surface of the under cover along the rear edge of the cooling duct.
また、上記本発明にかかるインホイールモータの冷却装置では、ホイールに、その前進回転によってホイール内側からスポーク間を通ってホイール外側に空気を流す翼を設けるのが好適である。 In the in-wheel motor cooling device according to the present invention, it is preferable that the wheel is provided with blades that allow air to flow from the inner side of the wheel to the outer side of the wheel by forward rotation.
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照して説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<実施形態1> 図1は、本実施形態1にかかる冷却装置10を下方から見た平面図、また図2は、同冷却装置10の側面図(図1の矢視A)である。なお、図1および図2の左方が車両の前方である。
First Embodiment FIG. 1 is a plan view of a
実施形態1にかかる冷却装置10は、ダクト18を設けることで、車体12のアンダーカバー14の下方を流れる空気(車両の前進によって相対的に生じる空気流)をインホイールモータ16に当てようとするものである。
The
ダクト18は、アンダーカバー14を上方に凸にすることで、下側が開放された溝として形成される。ダクトの下側をプレート等で覆い、閉じた流路として形成すると、ダクトに進入する空気量がダクト入口の大きさや形状等に依存することになるが、本実施形態のように下側を開放した溝として形成すると、そのような制約が無くなり、閉じた流路とする場合に比べて流量が増大し、冷却能力が高くなる。また、閉じた流路とする場合に比べると製造が容易になり、その分、製造コストを低く抑えることができるというメリットもある。なお、この例では、アンダーカバー14は、車体12の前縁から後縁までの中間部分を被覆しており、前縁から後縁までの全域を被覆するものではない。
The
また、ダクト18は、リアのタイヤ26の回転中心より前方の位置(例えば回転軸より50cm〜70cm程度手前)から開始される。そして、図2に示すように、その深さ(高さ)は、入口部分20から後方にいくにしたがって徐々に増大するようになっている。これにより、空気がダクト18の内壁面に沿ってスムーズにダクト18内を流下することができるようになる。また、入口部分20においても、ある位置を境に高さを急に高さが変化するのではなく、高さの変化率が徐々に増大するように、すなわち曲面状となるように形成するのが好適である。
The
そしてダクト18は、図1に示すように、後方にいくにしたがって側方に曲げられ、出口22に至る。出口22は、アンダーカバー14の側方のインホイールモータ16に対向する位置に形成される。このとき、より広い領域から空気を集められるよう、入口部分20の幅Dinを出口22の幅Doutより広くしておくのが好適である。なお、図2に示すように、この例では、ダクト18の天井は平面であるが、これはあくまで一例であって、天井を曲面あるいは尖った形状としてもよい。
As shown in FIG. 1, the
なお、アンダーカバー14の前端14eから入口部分20までの間の領域Sは、略平坦な整流面として形成するのが好適である。こうすることで、アンダーカバー14の下面における空気の剥離が抑制され、より多くの空気がダクト18内を流れるようになる。
Note that the region S from the
以上のようなダクト18を設けることで、車体12の前進によってアンダーカバー14の下方を流れる空気がダクト18に沿って流れてインホイールモータ16に当たるようになり、インホイールモータ16が空冷される。
By providing the
<実施形態2> 図3は、本実施形態2にかかる冷却装置10aを下方から見た平面図、図4は、同冷却装置10aの側面図(図3の矢視C)、また図5は、同冷却装置10aを前方から見た正面図(図3の矢視D)である。なお、図3および図4の左方が車両の前方である。
<Embodiment 2> FIG. 3 is a plan view of a
本実施形態2にかかる冷却装置10aは、上記実施形態1のダクト18に加えて、さらにフード24を設けることで、ダクト18に沿って流下する空気が出口22からアンダーカバー14とタイヤ26との間の間隙を通って後方に逃げるのを抑制するとともに、前方からアンダーカバー14とタイヤ26との間を流下してきた空気をインホイールモータ16に当てようとするものである。
In the
フード24は、好適には、所謂バネ下部分(サスペンション(図示せず)あるいはインホイールモータ16)に固定される。このフード24は、車体12側に設置しても良いが、インホイールモータ16は車体12に対して相対的に動くことになるから、バネ下部分に設置した方がより確実にインホイールモータ16の背面を覆うことができる。なお、フード24の少なくとも一部に、ゴム等の弾性を有する素材を用いても良い。こうすることで、車体12とバネ下部分との相対的な運動によってフード24と他の部材とが接触した場合にも、接触した部分の破損が抑制される。
The
そして、図3に示すように、この例では、フード24は、アンダーカバー14の側縁より内側の部分まで伸び、ダクト18の内部に進入している。こうすることで、ダクト18の出口22から後方への空気の漏れを少なくしている。なお、フード24は、ダクト18の後壁に沿って曲げられている。
As shown in FIG. 3, in this example, the
また、図4および図5に示すように、この例では、フード24の上端部分をダクト18の内部に進入させている。こうすることで、進入させない場合に比べてフード24の高さを稼ぐことができ、より多くの空気がフード24に沿ってインホイールモータ16に当たるようになる。
As shown in FIGS. 4 and 5, in this example, the upper end portion of the
さらに、図4および図5に示すように、この例では、フード24の下端とインホイールモータ16の下端とは、ほぼ同じ高さ位置となっている。こうすることで、インホイールモータ16の下方領域まで空気が当たるようになる。なお、フード24の下端を、インホイールモータ16の下端よりさらに下方となる位置まで伸ばしてもよい。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, in this example, the lower end of the
以上のようなフード24を設けることで、より多くの空気がインホイールモータ16に当たるようになり、インホイールモータ16がより一層冷却される。
By providing the
<実施形態3> 図6は、本実施形態3にかかる冷却装置10bを下方から見た平面図、図7は、同冷却装置10bの側面図(図6の矢視E)、また図8は、同冷却装置10bを前方から見た正面図(図6の矢視F)である。なお、図6および図7の左方が車両の前方である。
<Third Embodiment> FIG. 6 is a plan view of a
本実施形態3にかかる冷却装置10bは、上記実施形態1のダクト18に加えて、さらにスポイラ28を設けることで、ダクト18に沿って流下する空気がダクト18の後縁から後方に逃げるのを抑制し、冷却能力をさらに向上しようとするものである。
In the
そのため、スポイラ28は、ダクト18の後縁に沿って立設するのが好適である。また、スポイラ28の高さは、図7に示すように、後方にいくにしたがって徐々に高くなるようにしてもよいし、一定の高さとしてもよい。また、図8に示すように、出口22では、スポイラ28の下端とインホイールモータ16の下端とを、ほぼ同じ高さ位置となるようにするのが好適である。
Therefore, it is preferable that the
なお、図6〜図8の例では、スポイラ28をアンダーカバー14とは別の部材としているが、アンダーカバー14自体(冷却装置10c)を図9に示すように形成すれば、本実施形態3にかかるスポイラ28とほぼ同様の効果を得ることもできる。
6 to 8, the
以上のようなスポイラ28を設けることで、より多くの空気がインホイールモータ16に当たるようになり、ひいてはインホイールモータ16がより一層冷却される。なお、本実施形態3にかかるスポイラ28は、実施形態2で示したフード24とともに用いてもよい。
By providing the
<実施形態4> 図10は、本実施形態4にかかる冷却装置10dに設けられるホイール30(タイヤ26)を車体12の外側からみた側面図、また図11は、ホイール30を設けたことにより形成される空気の流れを模式的に示す説明図(平面図)である。なお、図11の下方が車両の前方である。
<Embodiment 4> FIG. 10 is a side view of a wheel 30 (tire 26) provided in a
ホイール30は、複数本(この例では4本)のスポーク32を備えている。そして、このスポーク32は、ホイール30の回転によって、内側から外側に空気を排出するファンとして機能するように翼型の形状および断面を有している。こうすることで、図11に示すように、より多くの空気が、アンダーカバー14の下方および側方からホイール30の内側を通って、すなわちインホイールモータ16の側面に沿って流れるようになり、インホイールモータ16がより一層冷却されるようになる。なお、この例では、スポーク32を翼型形状としたが、これに替えて、フレームの内壁面に翼部材を設けるようにしてもよい。
The
以上のようなホイール30を設けることで、より多くの空気がインホイールモータ16に当たるようになり、ひいてはインホイールモータ16がより一層冷却される。なお、本実施形態4にかかるホイール30は、実施形態1にかかるダクト18や、実施形態2にかかるフード24、実施形態3にかかるスポイラ28とともに用いると更に効果的である。
By providing the
10,10a,10b,10c,10d 冷却装置、12 車体、14 アンダーカバー、14e 前端、16 インホイールモータ、18 ダクト、20 入口部分、22 出口、24 フード、26 タイヤ、28 スポイラ、30 ホイール、32 スポーク。 10, 10a, 10b, 10c, 10d Cooling device, 12 body, 14 under cover, 14e front end, 16 in-wheel motor, 18 duct, 20 inlet portion, 22 outlet, 24 hood, 26 tire, 28 spoiler, 30 wheel, 32 spoke.
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