JP2005199828A - Cooling device for in-wheel motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cool an in-wheel motor in simple constitution. <P>SOLUTION: Part of an under cover 14 of a car body is protruded upward to form an open duct 18 for cooling on the under side. The duct 18 is formed from a middle position in the forward-backward direction of the under cover 14 to become gradually higher toward the rearward side. The duct 18 is bent toward side ends, and a side end part of the under cover 14 facing the in-wheel motor 16 is set as an outlet 22. Air going through the duct 18 is thus hit to the in-wheel motor 16 to cool the in-wheel motor 16. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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.

特開平5−104960号公報JP-A-5-104960

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 cooling device 10 according to a first embodiment as viewed from below, and FIG. 2 is a side view of the cooling device 10 (indicated by an arrow A in FIG. 1). The left side of FIGS. 1 and 2 is the front of the vehicle.

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 cooling device 10 according to the first embodiment attempts to apply air flowing below the under cover 14 of the vehicle body 12 (air flow relatively generated by the advance of the vehicle) to the in-wheel motor 16 by providing the duct 18. Is.

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 duct 18 is formed as a groove whose lower side is opened by making the under cover 14 convex upward. When the lower side of the duct is covered with a plate or the like and formed as a closed flow path, the amount of air entering the duct depends on the size and shape of the duct inlet, but the lower side is opened as in this embodiment. When the groove is formed, such a restriction is eliminated, and the flow rate is increased and the cooling capacity is increased as compared with the case where the channel is closed. In addition, the manufacturing is easier than in the case of a closed flow path, and the manufacturing cost can be reduced accordingly. In this example, the under cover 14 covers an intermediate portion from the front edge to the rear edge of the vehicle body 12 and does not cover the entire region from the front edge to the rear edge.

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 duct 18 is started from a position ahead of the center of rotation of the rear tire 26 (for example, about 50 cm to 70 cm before the rotation axis). As shown in FIG. 2, the depth (height) gradually increases from the inlet portion 20 toward the rear. As a result, air can flow smoothly down the duct 18 along the inner wall surface of the duct 18. In addition, the height of the entrance portion 20 is not changed suddenly at a certain position, but the height change rate is gradually increased, that is, formed into a curved surface. Is preferred.

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 duct 18 is bent sideways as it goes rearward and reaches the outlet 22. The outlet 22 is formed at a position facing the in-wheel motor 16 on the side of the under cover 14. At this time, it is preferable to make the width Din of the inlet portion 20 wider than the width Dout of the outlet 22 so that air can be collected from a wider area. As shown in FIG. 2, in this example, the ceiling of the duct 18 is a flat surface, but this is only an example, and the ceiling may be a curved surface or a pointed shape.

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 front end 14e of the undercover 14 to the inlet portion 20 is preferably formed as a substantially flat rectifying surface. By doing so, air separation on the lower surface of the undercover 14 is suppressed, and more air flows in the duct 18.

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 duct 18 as described above, the air flowing under the under cover 14 flows along the duct 18 by the advance of the vehicle body 12 and hits the in-wheel motor 16, so that the in-wheel motor 16 is air-cooled.

<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 cooling device 10a according to Embodiment 2 as viewed from below, FIG. 4 is a side view of the cooling device 10a (indicated by an arrow C in FIG. 3), and FIG. It is the front view (arrow D of FIG. 3) which looked at the cooling device 10a from the front. Note that the left side of FIGS. 3 and 4 is the front of the vehicle.

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 cooling device 10a according to the second embodiment, the hood 24 is further provided in addition to the duct 18 of the first embodiment, so that the air flowing down along the duct 18 flows between the under cover 14 and the tire 26 from the outlet 22. In addition to restraining escape to the rear through the gap between them, the air flowing between the under cover 14 and the tire 26 from the front is applied to the in-wheel motor 16.

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 hood 24 is preferably fixed to a so-called unsprung portion (suspension (not shown) or in-wheel motor 16). The hood 24 may be installed on the vehicle body 12 side. However, since the in-wheel motor 16 moves relative to the vehicle body 12, the in-wheel motor 16 is more reliably installed in the unsprung portion. Can cover the back. A material having elasticity such as rubber may be used for at least a part of the hood 24. By doing so, even when the hood 24 and another member come into contact with each other due to the relative movement between the vehicle body 12 and the unsprung portion, the contact portion is prevented from being damaged.

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 hood 24 extends to a portion inside the side edge of the under cover 14 and enters the inside of the duct 18. By doing so, air leakage from the outlet 22 of the duct 18 to the rear is reduced. The hood 24 is bent along the rear wall of the duct 18.

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 hood 24 is made to enter the inside of the duct 18. By doing so, the height of the hood 24 can be gained compared to the case where the vehicle does not enter, and more air hits the in-wheel motor 16 along the hood 24.

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 hood 24 and the lower end of the in-wheel motor 16 are substantially at the same height. By doing so, air hits the area below the in-wheel motor 16. Note that the lower end of the hood 24 may be extended to a position further below the lower end of the in-wheel motor 16.

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 hood 24 as described above, more air comes into contact with the in-wheel motor 16, and the in-wheel motor 16 is further cooled.

<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 cooling device 10b according to a third embodiment as viewed from below, FIG. 7 is a side view of the cooling device 10b (arrow E in FIG. 6), and FIG. FIG. 7 is a front view of the cooling device 10b as viewed from the front (an arrow F in FIG. 6). 6 and 7 is the front of the vehicle.

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 cooling device 10b according to the third embodiment, in addition to the duct 18 of the first embodiment, the spoiler 28 is further provided so that the air flowing down along the duct 18 escapes backward from the rear edge of the duct 18. It is intended to suppress and further improve the cooling capacity.

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 spoiler 28 is erected along the rear edge of the duct 18. Moreover, as shown in FIG. 7, the height of the spoiler 28 may be gradually increased toward the rear, or may be a constant height. Further, as shown in FIG. 8, it is preferable that the lower end of the spoiler 28 and the lower end of the in-wheel motor 16 are at substantially the same height position at the outlet 22.

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 spoiler 28 is a member different from the under cover 14. However, if the under cover 14 itself (cooling device 10 c) is formed as shown in FIG. 9, Embodiment 3 It is also possible to obtain substantially the same effect as that of the spoiler 28.

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 spoiler 28 as described above, more air comes into contact with the in-wheel motor 16, and the in-wheel motor 16 is further cooled. The spoiler 28 according to the third embodiment may be used together with the hood 24 shown in the second embodiment.

<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 cooling device 10d according to Embodiment 4 as viewed from the outside of the vehicle body 12, and FIG. It is explanatory drawing (plan view) which shows typically the flow of air to be performed. Note that the lower side of FIG. 11 is the front of the vehicle.

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 wheel 30 includes a plurality of (four in this example) spokes 32. The spoke 32 has an airfoil shape and a cross section so as to function as a fan for discharging air from the inside to the outside by the rotation of the wheel 30. By doing so, as shown in FIG. 11, more air flows from the lower side and the side of the under cover 14 through the inside of the wheel 30, that is, along the side surface of the in-wheel motor 16. The in-wheel motor 16 is further cooled. In this example, the spoke 32 has an airfoil shape, but a wing member may be provided on the inner wall surface of the frame instead.

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 wheel 30 as described above, more air comes into contact with the in-wheel motor 16, and thus the in-wheel motor 16 is further cooled. The wheel 30 according to the fourth embodiment is more effective when used with the duct 18 according to the first embodiment, the hood 24 according to the second embodiment, and the spoiler 28 according to the third embodiment.

本発明の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the cooling device concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す側面図である(図1の矢視A)。It is a side view which shows an example of the cooling device concerning embodiment of this invention (arrow A of FIG. 1). 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the cooling device concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す側面図である(図3の矢視C)。It is a side view which shows an example of the cooling device concerning another embodiment of this invention (arrow C of FIG. 3). 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す正面図である(図3の矢視D)。It is a front view which shows an example of the cooling device concerning another embodiment of this invention (arrow D of FIG. 3). 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the cooling device concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す側面図である(図6の矢視E)。It is a side view which shows an example of the cooling device concerning another embodiment of this invention (arrow E of FIG. 6). 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す正面図である(図6の矢視F)。It is a front view which shows an example of the cooling device concerning another embodiment of this invention (arrow F of FIG. 6). 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the cooling device concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置に含まれるホイールの一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the wheel contained in the cooling device concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態にかかる冷却装置に含まれるホイールを設けたことにより生じる空気の流れを模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the flow of the air produced by providing the wheel contained in the cooling device concerning another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

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.

Claims (6)

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冷却用ダクトを有するインホイールモータの冷却装置。   A lower cooling duct formed by projecting a part of the undercover of the vehicle body upward, the convex shape starting from a midway position in the front-rear direction of the undercover and going backward Therefore, the height of the convex shape gradually increases, is bent toward the side end, and is an in-wheel motor having a cooling duct formed so that the side end portion of the under cover facing the in-wheel motor is an outlet. Cooling system. 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ことを特徴とする請求項1に記載のインホイールモータの冷却装置。   The cooling apparatus for an in-wheel motor according to claim 1, wherein a portion between the front end of the undercover and the start position of the convex shape is formed as a substantially flat rectifying surface. 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ことを特徴とする請求項1または2に記載のインホイールモータの冷却装置。   The cooling device for an in-wheel motor according to claim 1, further comprising a cooling hood extending from the rear of the in-wheel motor toward the inside of the vehicle body. 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ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一つに記載のインホイールモータの冷却装置。   Further, the cooling hood is fixed to the in-wheel motor side, and the upper end on the vehicle body inner side is provided so as to enter the cooling duct. The cooling apparatus of the in-wheel motor as described in one. さらに、アンダーカバーの下面には、前記冷却用ダクトの後縁に沿ってスポイラが立設されることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載のインホイールモータの冷却装置。   The in-wheel motor cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein a spoiler is provided on a lower surface of the under cover along a rear edge of the cooling duct. . 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ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一つに記載のインホイールモータの冷却装置。   The cooling device for an in-wheel motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the wheel is provided with blades for flowing air to the outside of the wheel through the spokes from the inside of the wheel by forward rotation thereof.
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