JP2006050765A - モータ冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両走行風にさらされるハウジングの剥離点において、熱伝達率が低下することによる、モータ全体の冷却効率の低下を防止することができるモータ冷却構造を提供する。
【解決手段】車幅方向に回転軸を有する、ホイール１を介してタイヤ２を駆動するためのモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジング３と、前記ハウジング３に配置されモータの熱を空気に排出するフィン４とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン４を、前記ハウジング３の、車両走行風Ｗのよどみ点５を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に配置することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車幅方向に回転軸を有する、タイヤおよびホイールを駆動するためのモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジングと、前記ハウジングに配置されモータの熱を空気に排出するフィンとを具えるモータ冷却構造に関するものである。

電気自動車の駆動方式の一つとして、それぞれホイール中にモータを挿入するインホイールドライブ方式が提案されている。このインホイールドライブ方式は車室内の有効利用空間を拡大することができるとともに、各輪を独立して駆動させることができるので、従来の自動車と異なる運転感覚が得られるという特徴がある。
このようなドライブシステム方式を実現するにはモータの小型化が必要であるが、モータの体積を小さくすると損失により発生する熱を放熱する面積も減るため、温度の上昇が顕著となり、モータの冷却効率を高めることが大きな課題となる。

一般にモータを冷却する方式としては、水冷方式および空冷方式等があるが、水冷方式では高い冷却効率が期待できるもののバネ下に取り付けられたモータに水を循環するための循環装置や配管部品が必須の構成要件となり、特に配管についてはサスペンションのバネ下部分の振動にも耐えうるものとしなければならないという問題が生じる。
一方、空冷方式では走行による風を利用できるため、水冷方式に比して、新たに冷却部品を追加する必要がなくコスト的には有効に構成できるという利点がある。
空冷方式において放熱面積を増やすためには、モータのハウジングの外周面にフィンを設けることが一般的であるが、ハウジングにフィンを設ける形態は、例えば特許文献１に記載されているように、フィンをモータの回転軸を中心とする円環状としたものが多い。
特開平１１−８９１６５号公報

ところがこのようなフィンの形態の自動車への適用を考えた場合、車両走行風は車両の前方向から後方向に一方向に流れることが多いため、その風がハウジングに当たって速度がゼロとなる点、つまりよどみ点からモータの回転軸を中心としておよそ直角をなす位置を境に、風の流れ方が変化し剥離などを生じる。このような剥離を生じる点の熱伝達率は、その前後に比べて低くなることが知られている。（伝熱工学資料 第４版 Ｐ．６１ 図７ ［日本機会学会］）このことから車両走行風による空冷では、これまでのように回転軸に対称に、円環状あるいは放射状に、フィンを設けても熱伝達率が周方向に一様にならず、放熱しにくい点ができてしまい、モータ全体としての冷却効率が低下するという問題があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決することであり、前述したような車両走行風にさらされるハウジングの剥離点において、熱伝達率が低下することによる、モータ全体の冷却効率の低下を防止することができるモータ冷却構造を提供することにある。

請求項１に係るモータ冷却構造は、車幅方向に回転軸を有する、ホイールを介してタイヤを駆動するためのモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジングと、前記ハウジングに配置されモータの熱を空気に排出するフィンとを具えるモータ冷却構造において、
前記フィンを、前記ハウジングの、車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に配置することを特徴とする。
ここでよどみ点とは、車両走行風がハウジングに当った場合に、空気の流れがせき止められてその速度がゼロとなる、ハウジングの前方のいずれかの点を言うものとする。つまり車両走行風が車両前後方向と平行な一様流れであれば、よどみ点はハウジングの前方端となる。

また、請求項６に係るモータ冷却構造は、車幅方向に回転軸を有する、ホイールを介してタイヤを駆動するためのモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジングと、前記ハウジングに配置されモータの熱を空気に排出するフィンとを具えるモータ冷却構造において、
前記フィンを、前記ハウジングの周方向に延在させるとともに、当該フィンを貫通して車幅方向に延在する一以上の通風路を、前記ハウジングの、車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置よりも、車両前方側に設けてなることを特徴とする。

請求項１に係るモータ冷却構造によれば、フィンを、ハウジングと空気との間の熱伝達率が小さくなる位置、つまりは、前記ハウジングに当たる車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に配置することにより、当該位置の放熱面積を増加させて熱伝達率を高めることができ、これにより、モータ全体の冷却効率を高めることができる。

請求項６に係るモータ冷却構造によれば、ハウジングの車両前方側にあたって熱せられた空気を、前記通風路により車幅方向に主に誘導することにより、ハウジングと空気との熱伝達率が小さくなる位置、つまりは、前記ハウジングに当たる車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に、ハウジングの車両前方側にあたって熱せられた空気が到達することを抑制することができ、これにより、当該位置におけるハウジングと空気との温度差を高めて、当該位置でのフィンおよびハウジングから空気へと伝わる熱量を高めることができ、モータ全体の冷却効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るモータ冷却構造の一実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に図示しない回転軸を有する、ホイール１を介してタイヤ２を駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつ円筒状のハウジング３と、前記ハウジング３に配置されモータの熱を空気に排出するフィン４とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン４を、前記ハウジング３に当たる車両走行風Ｗのよどみ点５を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に跨って、ハウジング３の半径方向外方に突出するように配置することを特徴とする。（請求項１に相当）

なお、ここでは車両走行風Ｗの流れる方向は、車両前後方向に一致するものとして図示しているため、よどみ点５は、円筒状のハウジング３の車両前方端に車幅方向に延びる直線状に分布することになる。これに従い、フィン４は、ハウジング３の上下端に配置される。もちろん、車両走行風Ｗが車両前後方向と一致しないで、よどみ点５が上述した位置とずれる場合には、フィン４もそのずれた後のよどみ点を基準としたモータの回転軸を中心に直角をなす位置に配置することが必要であることは言うまでもない。

ホイール２はアクスル部材６に回転自在に支持されて、当該アクスル部材６は、その上端をアッパーアーム７を介して図示しない車体に連結され、下端をロアアーム８を介して図示しない車体に連結されるとともに、ショックアブソーバ９およびスプリング１０を介して車体に連結されて、いわゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンションを構成している。
前記ハウジング３の出力側は、アクスル部材６に連結され、図示しないモータの出力軸はホイール１に、ここでは同軸に連結される。

以下に、フィン４の機能について説明する。車両が走行すると、車両前方から後方に流れる車両走行風Ｗがハウジング３の前方端に当たり、その流れは一旦せき止められて、よどみ点５を形成し、その後、車両走行風Ｗは、そのよどみ点５を境目にしてハウジングの上下方向に分岐しながらハウジング３の外周側の円筒面に沿って、その通風断面積を減じながら、車両後方へと流れる。車両走行風Ｗが、ハウジング３の前記円筒面のモータの回転軸を中心に直角をなす位置を通過すると、その通風断面積は増加に転じて、その位置を境目に剥離が生じて、車両走行風の流れは乱流となる。このため、ハウジングの空気に対する熱伝達率は、図２に示すように、車両前方から、前記直角をなす位置に至るまでは減少し、その位置を越えてからは、逆に増加に転じる。熱抵抗はこの逆の傾向を示す。

そこで、図１に示した、請求項１に相当する構成のように、フィン４を、ハウジング３と空気との間の熱伝達率が小さくなる位置、つまりは、前記ハウジングに当たる車両走行風のよどみ点５を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に配置することにより、当該位置の放熱面積を増加させて熱伝達率を高めることができ、これにより、モータ全体の冷却効率を高めることができる。

ここで、前記フィン４を、車両走行風Ｗの流線に対して平行に延在させている。（請求項２に相当）
これによれば、車両走行風Ｗがハウジング３の円筒面に沿って流れる場合に、フィン４によってその流れが乱れることを抑制することができ、ハウジング３の前記直角をなす位置よりも車両後方側に、車両走行風Ｗが流れ込むことをより容易にして、当該直角をなす位置よりも車両後方側のハウジングの放熱量を高めて、モータ全体の冷却効率を高めることができる。

なお、フィン４の形状は、図１に示した形状に限定されるものではなく、図３に示すように、前記ハウジング３の回転軸線方向の端面上に、円筒面から連続する形態にて車幅方向内側に突出するように形成することもできる。（請求項３に相当）
これによれば、フィン４により加熱された車両走行風Ｗを、ハウジング３から直ちに離れさせることができるため、よりモータ全体の冷却効率を高めることができる。
図３に示したモータ冷却構造は、図１に示したものに比して、フィンの形状のみが異なるものであり、その他の構成は同じであるため説明は割愛する。

ここで好ましくは、図１あるいは図３に示したモータ冷却構造において、フィン４を、このフィン４を設置することによる放熱面積の増加率が、モータの最大トルクを発生可能な回転数の限界である基底回転数相当の車速がモータの冷却に最も厳しいと思われるので、モータの基底回転数相当の車速における前記ハウジング表面の周方向の熱伝達率分布の平均値と最低値の比率以上の大きさとなるように形成する。（請求項４に相当）
これによれば、ハウジング３の周方向の熱伝達率の分布の偏差を小さくすることができ、モータの周方向の温度分布を平均化して、モータのステータを構成するコイル等への熱ストレスの局所集中を防ぐことができる。

例えば、ハウジング３の周方向の熱伝達率の分布が、図２に示すようなものであった場合には、周方向の平均の熱伝達率が３９［Ｗ／ｍ^２Ｋ］であるのに対し、車両走行風Ｗの剥離点たる、よどみ点５から直角をなす位置の熱伝達率は１４［Ｗ／ｍ^２Ｋ］であるため、前記直角をなす位置の近傍において、３９／１４＝２．８倍に相当する放熱面積をフィンを設けることにより確保できれば、ハウジングの周方向の熱伝達率および熱抵抗の周方向の分布は均一化され、モータの周方向の温度分布が平均化されて、モータのステータを構成するコイル等への熱ストレスの局所集中を防ぐことができる。

図４は本発明に係るモータ冷却構造の他の実施形態を示す、略式断面図である。
図１に示したモータ冷却構造において、前記モータ内のステータ１１を構成する複数のコイル１２のいずれかを、前記フィン４の内周側に位置させるよう、フィン４の周方向位置と、コイル１２の中心の周方向位置とを一致させている。（請求項５に相当）
これによれば、熱伝達率が低い領域に配置されたモータ内のコイル１２の熱ストレスを、前記フィン４の放熱効果により、効果的に低減して、コイル１２の被覆の劣化を防止することができる。

なお、図１に示したモータ冷却構造においては、フィン４を、車両走行風Ｗのよどみ点５を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に配置しているが、元来円環状の冷却フィンを有するハウジングに適用することも可能であり、この場合は、当該位置において、円環状または放射状の冷却フィンの外周面に連結する形態にてフィン４を追加して設ければよい。（後述する図１０〜１１参照）もちろん、図２に示したモータ冷却構造を、元来円環状または放射状の冷却フィンを有するハウジングに、合わせて適用することも可能である。

図５は本発明に係るモータ冷却構造の他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に回転軸を有する、図示しないホイールを介してタイヤを駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジング２１と、前記ハウジング２１に配置されモータの熱を空気に排出するフィン２２とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン２２を、前記ハウジング２１の周方向に延在させるとともに、当該フィン２２を貫通して車幅方向に延在する一以上（ここでは六本）の円弧溝状（フィン２２を貫通する部分は円筒状）の通風路２３を、前記ハウジング２１の、車両走行風のよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置よりも、車両前方側に設けてなることを特徴とする。（請求項６に相当）

請求項６に相当する構成によれば、ハウジング２１の車両前方側にあたって熱せられた空気を、前記通風路２３により車幅方向に主に誘導することにより、ハウジング２１と空気との熱伝達率が小さくなる位置、つまりは、前記ハウジング２１に当たる車両走行風Ｗのよどみ点２４（ここでは車両走行風Ｗの流れる方向は車両前後方向と一致しているため、よどみ点はハウジング２１の前方端となる。）を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置（ここでは車両走行風Ｗの流れる方向は車両前後方向に一致しているため、この位置はハウジング２１の上下端となる。）に、ハウジング２１の車両前方側にあたって熱せられた空気が到達することを抑制することができ、これにより、当該直角をなす位置におけるハウジング２１と空気との温度差を高めて、当該直角をなす位置でのフィン２２およびハウジング２１から空気へと伝わる熱量を高めることができ、モータ全体の冷却効率を高めることができる。

図６は本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に回転軸を有する、図示しないホイールを介してタイヤを駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジング２１と、前記ハウジング２１に配置されモータの熱を空気に排出するフィン２２とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン２２を、前記ハウジング２１の周方向に延在させるとともに、当該フィン２２を貫通して車幅方向に延在する一以上（ここでは二本）の円弧溝状の通風路２３を、前記ハウジング２１の、車両走行風Ｗのよどみ点２４（ここでは車両走行風Ｗは車両前後方向と一致しているため、よどみ点はハウジング２１の前方端となる。）を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置（ここでは車両走行風Ｗは車両前後方向に一致しているため、この位置はハウジング２１の上下端となる。）よりも、車両前方側に設け、（請求項６に相当）ハウジング２１の車両走行風Ｗのよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置の車両前方側に隣接して位置する前記通風路２３の車両後方側に隣接させて、衝立２５を車幅方向および車両前後方向に平行に設ける。（請求項７に相当）

請求項７に相当する構成によれば、衝立２５が通風路２３とともに、ハウジング２１の車両前方側にあたって熱せられた空気を、車幅方向に主に誘導することにより、ハウジング２１と空気との熱伝達率が小さくなる位置、つまりは、前記ハウジング２１に当たる車両走行風Ｗのよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に、ハウジング２１の車両前方側にあたって熱せられた空気が到達することを抑制することができる。これによっても、当該位置におけるハウジング２１と空気との温度差を高めて、当該位置でのフィン２２およびハウジング２１から空気へと伝わる熱量を高めることができ、モータ全体の冷却効率をさらに高めることができる。

図７は本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に回転軸を有する、図示しないホイールを介してタイヤを駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジング２１と、前記ハウジング２１に配置されモータの熱を空気に排出するフィン２２とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン２２を、前記ハウジング２１の周方向に延在させるとともに、当該フィン２２を貫通して車幅方向に延在する一以上（ここでは四本）の通風路２３を、前記ハウジング２１の、車両走行風Ｗのよどみ点２４（ここでは車両走行風Ｗは車両前後方向と一致しているため、よどみ点はハウジング２１の前方端となる。）を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置（ここでは車両走行風Ｗは車両前後方向に一致しているため、この位置はハウジング２１の上下端となる。）よりも、車両前方側に設ける。（請求項６に相当）

さらに、前記通風路２３を、複数ここでは五枚の平板状の衝立２５を車幅方向および車両前後方向に平行に設けるとともに、当該複数の衝立２５の車両走行風のよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置（ここでは車両走行風Ｗは車両前後方向に一致しているため、この位置はハウジング２１の上下端となる。）に隣接して位置する一対の衝立２５の間に位置する前記フィンを切り欠いて構成する。（請求項８に相当）

請求項８に相当する構成によれば、衝立２５により構成される通風路２３により、ハウジング２１の車両前方側にあたって熱せられた空気を、車幅方向に主に誘導することにより、ハウジング２１と空気との熱伝達率が小さくなる位置、つまりは、前記ハウジング２１に当たる車両走行風Ｗのよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に、ハウジング２１の車両前方側にあたって熱せられた空気が到達することを抑制することができる。これによっても、当該位置におけるハウジング２１と空気との温度差を高めて、当該位置でのフィン２２およびハウジング２１から空気へと伝わる熱量を高めることができ、モータ全体の冷却効率をさらに高めることができる。

なお、図５、６、７に示したモータ冷却構造においてはいずれも、通風路２３を、車両走行風Ｗのよどみ点２４（ここでは車両走行風Ｗは車両前後方向と一致しているため、よどみ点はハウジング２１の前方端となる。）を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置（ここでは車両走行風Ｗは車両前後方向に一致しているため、この位置はハウジング２１の上下端となる。：以降直角をなす位置と言う。）よりも、所定の角度だけ車両前方側に設けている。

これによれば、ハウジングの前記直角をなす位置より車両前方側に位置して、かつ、前記直角をなす位置に隣接して位置する通風路の後方に位置するハウジングの円筒面の周方向長さＬを、車両走行風Ｗを当該円筒面によりその通風断面積を減少させながら流すにあたって十分なものとし、車両走行風Ｗを、直角をなす位置より前では通風断面積を減少させながら流し、直角をなす位置よりも車両後方側にて車両走行風Ｗをその通風断面積を増加させながら流すことができる。このように、一旦通風断面積を減少させた後、通風断面積を増加させるように車両走行風を流すことにより、直角をなす位置よりも車両後方側における乱流を促進して、直角をなす位置よりも車両後方側における冷却効率を高めることができる。（［００１３］参照）

図８は本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に回転軸を有する、図示しないホイールを介してタイヤを駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジング２１と、前記ハウジング２１に配置されモータの熱を空気に排出するフィン２２とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン２２を、前記ハウジング２１の周方向に延在させるとともに、当該フィン２２を貫通して車幅方向に延在する一以上（ここでは三本）の円弧溝状（貫通部分では円筒状）の通風路２３を、前記ハウジング２１の、車両走行風のよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置よりも、車両前方側に設ける。（請求項６に相当）

さらに、前記通風路２３の周方向の配設位置Ｃ２３を、前記モータのステータ２６を構成するコイル２７を巻装したティース２８の周方向の配設位置Ｃ２８に対してずらすことを特徴とする。（請求項９に相当）
ここで、通風路２３の配設ピッチ角θ２３をティース２８の配設ピッチ角θ２８と同一とし、ずらす角度θ３８は、当該配設ピッチ角θ２３、θ２８の１／２とすることが好ましい。

請求項９に相当する構成によれば、ステータ２６のコイル２７の通電により熱せられたティース２８から、ハウジング２１およびフィン２２を介して大気に放熱するまでの伝熱経路に熱伝導率が低い空気層である通風路２３が介在することを回避することができ、ティース２８からハウジング２１およびフィン２２を介しての大気への放熱の効率を高めて、モータの冷却効率を高めることができる。
なお、通風路２３およびティース２８の配設ピッチ角θ２３、θ２８を上記の寸法関係とすることで、それぞれの伝熱経路から通風路２３を均等に遠ざけることができる。

図９は本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に回転軸を有する、図示しないホイールを介してタイヤを駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジング２１と、前記ハウジング２１に配置されモータの熱を空気に排出するフィン２２とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン２２を、前記ハウジング２１の周方向に延在させるとともに、当該フィン２２を貫通して車幅方向に延在する一以上（ここでは三本）の円弧溝状（フィン２２を貫通する部分は円筒状）の通風路２３を、前記ハウジング２１の、車両走行風のよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置よりも、車両前方側に設け、（請求項６に相当）
ブレーキロータ２９の内部に冷却風路３０を備えるベンチレーテッドディスクブレーキ３１を前記モータの車幅方向内側に設けるとともに、当該冷却風路３０の吸気口３２を前記通風路２３に連通させることを特徴とする、（請求項１０に相当）

請求項１０に相当する構成によれば、ベンチレーテッドディスクブレーキ３１のブレーキロータ２９が回転することにより、冷却風路３０の吸気口３２が、通風路２３内の空気を吸い込むため、ハウジング２１の車両前方側にて熱せられた空気をより速やかに、車幅方向に誘導して、前記ハウジング２１に当たる車両走行風Ｗのよどみ点２４を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に、ハウジング２１の車両前方側にあたって熱せられた空気が到達することを抑制する効果をより高めることができる。

以上述べた構成は、ハウジングの車幅方向において車両走行風が一様であることを前提にしているが、実際は、タイヤおよびホイールの影響により、ハウジングの車幅方向外側と内側とでは車両走行風の方向および速度は異なる。つまり、図１０に示すように、ハウジングの車幅方向内側には、車速とほぼ同じ速度で車両前後方向に流れる車両走行風Ｗ１があたるが、ハウジングの車幅方向外側とくにはホイールの内周側に位置する部分では、車両走行風Ｗ２はホイールおよびタイヤの影響によりその風速は減じ、かつ風向も車両前後方向とは異なることになる。

そこで、以下に示す実施例では、図１および２に示した請求項１を含む構成を基本として、ハウジングの車幅方向外側に別個の付加フィンを新たに設けている。
なお、以下に示す実施例および特許請求の範囲の請求項１１〜１５は全て請求項１を基本としているが、ハウジングの車幅方向外側に冷却性能の異なる別個のフィンを設ける構成は、請求項１に相当する構成から独立させて、それのみをモータの冷却構造に適用することも可能である。

図１０は本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に図示しない回転軸を有する、ホイール４１を介してタイヤ４２を駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつ円筒状のハウジング４３と、前記ハウジング４３に配置されモータの熱を空気に排出するフィン４４とを具えるモータ冷却構造において、
前記フィン４４を、前記ハウジング４３に当たる車両走行風Ｗのよどみ点４５を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に跨って、ハウジング４３の半径方向外方に突出するように配置している。（請求項１に相当）なお、フィン４４は、ハウジング４３にあらかじめ円環状に設けられた冷却フィン４６の外周上に付加する形態にて設けられている。

なお、ここでは車幅方向内側の車両走行風Ｗ１の流れる方向は、車両前後方向に一致するものとして図示しているため、よどみ点４５は、ハウジング４３のフィン４４の車両前方端に車幅方向に延びる直線状に分布することになる。これに従い、フィン４４は、ハウジング４３の冷却フィン４５の上下端に配置される。もちろん、車両走行風Ｗが車両前後方向と一致しないで、よどみ点４５が上述した位置とずれる場合には、フィン４４もそれに合わせた位置とすることが必要であることは言うまでもない。
さらに、前記ハウジング４３上の前記フィン４４の車幅方向外側に、前記フィン４４とは別個の付加フィン４７を設けている。（請求項１１に相当）

請求項１１に相当する構成によれば、図１０に示すように、付加フィン４７の形状を、車幅方向外側における車両走行風Ｗ２にさらされた状況において最適な冷却性能を発揮する、フィン４４とは形状の異なる別個のものとすることができ、これにより、ハウジング４３全体としてのモータの冷却効率を高めることができる。
ここでは、付加フィン４７は、扇形状のフィン部分４８を周方向に放射状に並べるとともに、ハウジング４３の中心軸線方向に並べて形成されている。

ここで、ホイール４１はアクスル部材４８に回転自在に支持されて、当該アクスル部材４８は、その上端をアッパーアーム４９を介して図示しない車体に連結され、下端をロアアーム５０を介して図示しない車体に連結されるとともに、ショックアブソーバ５１およびスプリング５２を介して車体に連結されて、いわゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンションを構成している。
さらに、前記ハウジング４３の出力側は、アクスル部材４８に連結され、図示しないモータの出力軸はホイール４１に、ここでは同軸に連結される。

図１１は本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に図示しない回転軸を有する、ホイール４１を介してタイヤ４２を駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつ円筒状のハウジング４３と、前記ハウジング４３に配置されモータの熱を空気に排出するフィン４４とを具えるモータ冷却構造において、
フィン４４を、ハウジング４３に当たる車両走行風Ｗのよどみ点４５を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に跨って、ハウジング４３の半径方向外方に突出するように配置している。（請求項１に相当）

なお、フィン４４は、ハウジング４３にあらかじめ円環状に設けられた冷却フィン４６の外周上に付加する形態にて設けられている。
さらに、ハウジング４３上のフィン４４の車幅方向外側に、フィン４４とは別個の付加フィン４７を設け、（請求項１１に相当）付加フィン４７をホイール４１の内周側に位置させ、（請求項１２に相当）付加フィン４７により車幅方向に延在する付加通風路５３を形成する。（請求項１３に相当）
サスペンション部分の構成は図１０に示したものと同一であるため説明は割愛する。

請求項１２に相当する構成によれば、付加フィン４７の形状を、特に車両走行風が入り込みにくいホイールの内周側において高い放熱性能を発揮するものとすることができ、これもハウジング４３全体としての冷却性能を高めることができる。
請求項１３に相当する構成は、前述したホイールの内周側において高い放熱性能を発揮し得る形状の具体例であるが、これによれば、車両走行風の入り込みにくいホイール４１の内周側に、付加通風路５３により車幅方向内側から外側に向けて車両走行風を誘導することができるので、ホイール４１の内周側の空間の空気の入れ替わりを促進して、ホイール４１の内周側における冷却性能を高めることができる。

図１２は本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
このモータ冷却構造は、車幅方向に図示しない回転軸を有する、ホイール４１を介してタイヤ４２を駆動するための図示しないモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつ円筒状のハウジング４３と、前記ハウジング４３に配置されモータの熱を空気に排出するフィン４４とを具えるモータ冷却構造において、
フィン４４を、ハウジング４３に当たる車両走行風Ｗのよどみ点４５を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に跨って、ハウジング４３の半径方向外方に突出するように配置している。（請求項１に相当）なお、フィン４４は、ハウジング４３にあらかじめ円環状に設けられた冷却フィン４６の外周上に付加する形態にて設けられている。

さらに、ハウジング４３上のフィン４４の車幅方向外側に、フィン４４とは別個の付加フィン４７を設け、（請求項１１に相当）付加フィン４７をホイール４１の内周側に位置させ、（請求項１２に相当）付加フィン４７の車幅方向の設置間隔を、フィン４４の車幅方向の設置間隔よりも狭くし、（請求項１４に相当）付加フィン４７の高さを、フィン４４の高さよりも低い構造としている。（請求項１５に相当）ここでフィン４４の高さとは、あらかじめ設けられた円環状の冷却フィン４６を含めた高さを言うものとする。
ここでも、サスペンション部分の構成は図１０に示したものと同一であるため説明は割愛する。

請求項１４に相当する構成によれば、付加フィン４７の単位面積あたりの放熱面積を、フィン４４の単位面積あたりの放熱面積より大きくすることができ、車両走行風が入り込みにくい車幅方向外側とくにはホイール４１の内周側において、ハウジング４３の冷却性能を高めることができる。
請求項１５に相当する構成によれば、ホイール４１の内周面と、付加フィン４７とにより構成される、ホイールの内周側の空間の開口面積をなるべく大きくすることができ、これによっても、車両走行風をホイールの内周側に誘導しやすくして、ハウジング４３の冷却性能を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。

本発明のモータ冷却構造は、自動車に搭載される各種のモータに用いて好適なものであって、より高い冷却性能を得ることができるものである。

本発明に係るモータ冷却構造の一実施形態を示す、略式斜視図である。 従来のモータ冷却構造のハウジングのよどみ点からの角度を変化させた場合の熱伝達率をしめすグラフである。 本発明に係るモータ冷却構造の他の実施形態を示す、略式斜視図である。 本発明に係るモータ冷却構造の他の実施形態を示す略式断面図である。 本発明に係るモータ冷却構造の他の実施形態を示す略式斜視図である。 本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す略式斜視図である。 本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す略式斜視図である。 本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す略式断面図である。 本発明に係るモータ冷却構造の他の実施形態を示す模式断面図である。 本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す模式斜視図である。 本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す模式斜視図である。 本発明に係るモータ冷却構造のさらに他の実施形態を示す模式斜視図である。

符号の説明

１ ホイール
２ タイヤ
３ ハウジング
４ フィン
５ よどみ点
６ アクスル部材
７ アッパーアーム
８ ロアアーム
９ ショックアブソーバ
１０ スプリング
１１ ティース
１２ コイル
１３ ロータ
２１ ハウジング
２２ フィン
２３ 通風路
２４ よどみ点
２５ 衝立
２６ ステータ
２７ コイル
２８ ティース
２９ ブレーキロータ
３０ 冷却風路
３１ ベンチレーテッドディスクブレーキ
４１ ホイール
４２ タイヤ
４３ ハウジング
４４ フィン
４５ よどみ点
４６ 冷却フィン
４７ 付加フィン
４８ アクスル部材
４９ アッパーアーム
５０ ロアアーム
５１ ショックアブソーバ
５２ スプリング

Claims (15)

1. 車幅方向に回転軸を有する、ホイールを介してタイヤを駆動するためのモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジングと、前記ハウジングに配置されモータの熱を空気に排出するフィンとを具えるモータ冷却構造において、
   前記フィンを、前記ハウジングの、車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に配置することを特徴とするモータ冷却構造。
2. 前記フィンを、車両走行風の流線に対して平行に延在させてなることを特徴とする請求項１に記載のモータ冷却構造。
   
3. 前記フィンを、前記ハウジングの回転軸線方向の端面上に、車幅方向内側に突出するように形成してなることを特徴とする請求項１に記載のモータ冷却構造。
4. 前記フィンは、このフィンを設置することによる放熱面積の増加率が、モータの基底回転数相当の車速における前記ハウジング表面の周方向の熱伝達率分布の平均値と最低値の比率以上の大きさとなるように形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ冷却構造。
5. 前記モータ内のステータを構成する複数のコイルのいずれかを、前記フィンの内周側に位置させてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモータ冷却構造。
6. 車幅方向に回転軸を有する、ホイールを介してタイヤを駆動するためのモータと、前記モータを内包しモータの熱を吸収する機能をもつハウジングと、前記ハウジングに配置されモータの熱を空気に排出するフィンとを具えるモータ冷却構造において、
   前記フィンを、前記ハウジングの周方向に延在させるとともに、当該フィンを貫通して車幅方向に延在する一以上の通風路を、前記ハウジングの、車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置よりも、車両前方側に設けてなることを特徴とするモータ冷却構造。
7. 前記ハウジングの車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置の車両前方側に隣接して位置する前記通風路の車両後方側に隣接させて、衝立を車幅方向および車両前後方向に平行に設けてなることを特徴とする請求項６に記載のモータ冷却構造。
8. 前記通風路を、複数の衝立を車幅方向および車両前後方向に平行に設けるとともに、当該複数の衝立の車両走行風のよどみ点を基準として前記モータの回転軸を中心に直角をなす位置に隣接して位置する一対の衝立の間に位置する前記フィンを切り欠いて構成することを特徴とする請求項６に記載のモータ冷却構造。
9. 前記通風路の周方向の配設位置を、前記モータのステータを構成するティースの周方向の配設位置に対してずらすことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のモータ冷却構造。
10. ブレーキロータの内部に冷却風路を備えるベンチレーテッドディスクブレーキを前記モータの車幅方向内側に設けるとともに、当該冷却風路の吸気口を前記通風路に連通させることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のモータ冷却構造。
11. 前記ハウジング上の前記フィンの車幅方向外側に、前記フィンとは別個の付加フィンを設けることを特徴とする請求項１に記載のモータ冷却構造。
12. 前記付加フィンを前記ホイールの内周側に位置させることを特徴とする請求項１１に記載のモータ冷却構造。
13. 前記付加フィンにより車幅方向に延在する付加通風路を形成することを特徴とする請求項１１もしくは１２に記載のモータ冷却構造。
14. 前記付加フィンの車幅方向の設置間隔を、前記フィンの車幅方向の設置間隔よりも狭くしてなることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のモータ冷却構造。
15. 前記付加フィンの高さを、前記フィンの高さよりも低い構造とすることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のモータ冷却構造。

Images