JP2008213777A

JP2008213777A - インホイールモータ

Info

Publication number: JP2008213777A
Application number: JP2007057494A
Authority: JP
Inventors: Toru Kamiya; 徹神谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: JP4755617B2

Abstract

【課題】モータのステータや軸受けを積極的に冷却し、ブレーキディスクからの放熱によるモータハウジングの温度上昇を防止し、ブレーキディスクを積極的に冷却し、オイル室を冷却することで潤滑油を冷却するインホイールモータを提供する。
【解決手段】インホイールモータ１１の冷却構造６１は、ブレーキディスク４３に面したインホイールモータのモータハウジング１３に形成され、且つモータのステータ１４に沿っている冷却風通風路６３と、冷却風通風路６３に連通し、且つ車両中央へ向いている車輪の内側８１より突出している空気取入れ口６２と、冷却風をブレーキディスク又は／及びオイル室に当てるように導く冷却風出口を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に用いたインホイールモータに関するものである。

インホイールモータには、モータの冷却を媒体の循環で行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、インホイールモータ構造には、モータの温度が高いときに、ブレーキのディスクロータに直接熱を伝えることでモータの温度を調節するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００６−３０４５４３公報（第９頁、図１）特開２００６−２１１７６４公報（第１０頁、図２）

次に、特許文献１を簡単に説明する。
図１０は、従来の技術（特許文献１）の説明図であり、従来のインホイールモータの冷却構造２０１は、車両にインホイールモータを取付ける取付ブラケット２０２にフイン２０３及び油路２０４を形成して、オイルポンプ２０５でオイル（冷却媒体）を送ることで、インホイールモータの冷却効率を向上させている。

図１１は、従来の技術（特許文献２）の説明図であり、従来のインホイールモータ構造２２１は、車体にモータのステータ２２２を固定し、ステータ２２２の温度が高くなると、シリンダシステム２２３で熱伝達部材２２４をディスクブレーキのディスクロータ２２５に接触させることで、ステータ２２２側の熱をディスクロータ２２５側に伝え、放熱する。

しかし、特許文献１のインホイールモータの冷却構造２０１では、冷却媒体（オイル）を送るための装置（オイルポンプ２０５）を専用に設ける必要があるという問題がある。
また、ロータ２０６、ステータ２０７を冷却し難いという問題がある。

特許文献２のインホイールモータ構造２２１では、ディスクロータ２２５の回転が停止したときのみに限定されるという問題がある。
また、ディスクロータ２２５の温度が高いときは、ディスクロータ２２５側に熱を伝えることができないという問題がある。
逆に、ディスクロータ２２５の温度が高いときに、ディスクロータ２２５の放熱でロータ２０６、ステータ２０７が加熱されるという問題がある。

本発明は、モータのステータやロータを積極的に冷却し、軸受けを積極的に冷却し、ブレーキディスクからの放熱によるモータハウジングの温度上昇を防止し、冷却風通風路内の放熱量を増加させ、ブレーキディスクを積極的に冷却し、モータハウジングに形成したオイル室を積極的に冷却することで潤滑油を冷却するインホイールモータを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、車輪及びブレーキディスクを支持している車軸に駆動力を伝えるとともに、車輪内に一部若しくは全てが位置されて、冷却構造を有するインホイールモータにおいて、冷却構造は、ブレーキディスクに面したインホイールモータのモータハウジングに形成され、且つモータのステータに沿っている冷却風通風路と、冷却風通風路に連通し、且つ車両中央へ向いている車輪の内側より突出している空気取入れ口と、を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、冷却構造は、冷却風通風路内のモータハウジングに形成された通風路内フィンを備えていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、冷却構造は、冷却風通風路を通り抜けた冷却風をブレーキディスク又は／及び、モータハウジングに形成したオイル室に当てるように導く冷却風出口を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、冷却構造は、ブレーキディスクに面したインホイールモータのモータハウジングに形成され、且つモータのステータに沿っている冷却風通風路と、冷却風通風路に連通し、且つ車両中央へ向いている車輪の内側より突出している空気取入れ口と、を備えているので、車輪から出ている空気取入れ口から走行風を自然に取入れて、車輪の奥に位置し且つ、ブレーキディスクに面したモータハウジングに沿って走行風を導くことができる。その結果、モータハウジング内のステータに沿って、つまり、ステータの半径と略同じ半径で走行風が流れてモータハウジングを冷却する。従って、モータのステータやロータを積極的に冷却することができるという利点がある。

また、モータハウジング内のステータに沿って、つまり、ステータの半径と略同じ半径で走行風が流れてモータハウジングを冷却するので、温度の下がったモータハウジングに軸受けの熱が伝わる。従って、軸受けを積極的に冷却することができるという利点がある。

さらに、冷却構造は、ブレーキディスクに面したインホイールモータのモータハウジングに形成されているので、ブレーキディスクからの放熱で加熱されたモータハウジング、つまり、加熱される冷却風通風路は冷却風通風路を流れる空気層によって熱をモータハウジングに伝え難くする。従って、ブレーキディスクからの放熱によるモータハウジングの温度上昇を防止することができる。

請求項２に係る発明では、冷却構造は、冷却風通風路内のモータハウジングに形成された通風路内フィンを備えているので、冷却風通風路内のモータハウジング側の放熱面積は大きくなり、冷却風通風路内の放熱量を増加させることができるという利点がある。

請求項３に係る発明では、冷却構造は、冷却風通風路を通り抜けた冷却風をブレーキディスク又は／及び、モータハウジングに形成したオイル室に当てるように導く冷却風出口を備えているので、ブレーキディスクを積極的に冷却することができるという利点がある。同時に、モータハウジングに形成したオイル室を積極的に冷却することで潤滑油を冷却することができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明のインホイールモータの断面図である。
図２は、本発明のインホイールモータを右後輪に採用したときの外側状態を示す斜視図である。
図３は、図２の３部詳細図である。
図４は、本発明のインホイールモータを右後輪に採用したときの内側状態を示す斜視図である。
図５は、図４の５部詳細図である。

インホイールモータ１１は、車輪１２に配置され、モータハウジング１３と、モータハウジング１３内に配置しているステータ１４及びロータ１５と、ロータ１５に取付けた主モータ出力軸１６と、主モータ出力軸１６を支持する第１軸受け（転がり軸受け）１７と、主モータ出力軸１６に含まれる第１歯車（ピニオン）２１と、第１歯車（ピニオン）２１に噛合っている第２歯車（カウンターギア）２２と、第２歯車（カウンターギア）２２を含む従モータ出力軸２３と、を備えている。

また、インホイールモータ１１は、従モータ出力軸２３に嵌合しているハブ２４と、ハブ２４とともに従モータ出力軸２３を支持している第２軸受け（転がり軸受け）２５と、を備え、モータハウジング１３が車両１８の内側（矢印ａ１の方向）に設けている懸架装置２６に取付けられている。
懸架装置２６のサスアーム取付ブラケット２７は、モータハウジング１３の下部２８に形成しているボス３１にボルト３２で取付けられていて、ロアアームやトレーリングアームを取付けるブラケットである。

従モータ出力軸２３は、主モータ出力軸１６に対して、下方に偏芯して配置され、一端に第２歯車（カウンターギア）２２が形成され、カウンターギア２２に一体に従モータ出力軸本体３７が形成され、従モータ出力軸本体３７にハブ２４を嵌合している。

また、従モータ出力軸２３は、車軸４１でもあり、車軸４１には、ハブ２４を介して油圧ブレーキ装置４２のブレーキディスク４３が取付けられている。ブレーキディスク４３は、インホイールモータ１１の外側４４に配置されている。
「インホイールモータ１１の外側４４」とは、車両１８の外側（矢印ａ２の方向）に向いている部位である。

なお、油圧ブレーキ装置４２は、ブレーキディスク４３を油圧で挟むことで、車輪１２を制動する。ブレーキディスク４３を連続して押圧すると、ブレーキディスク４３は発熱し、ブレーキディスク４３の温度は上昇する。

モータハウジング１３は、ステータ１４及びロータ１５等を収納し、且つ、主モータ出力軸１６を支持している主収納室４７と、主収納室４７に一体に車両１８の外側（矢印ａ２の方向）に形成し、従モータ出力軸２３を支持している副収納室４８と、からなる。

第２歯車（カウンターギア）２２は、主収納室４７に向いている内端面５１に彫込んだオイル掻き上げ部５２と、第２軸受け２５に向いている外端面に形成したオイル供給くぼみ部５３と、を備えている。

オイル掻き上げ部５２は、第１軸受け１７に向いている断面円弧状のくぼみで、オイル掻き部５５を周８等配に形成したもので、副収納室４８の下部のオイル溜まり部５６内の潤滑油を第１軸受け１７に供給する。第２軸受け２５にはオイル供給くぼみ部５３で供給する。Ｚｍは潤滑油の容量の上限位置であり、上限位置Ｚｍまでオイルが供給されている。

インホイールモータ１１はさらに、車輪１２のホイール５７のディスク５８近傍、つまり車輪１２内の奥５９に風を導いている冷却構造６１を有する。
冷却構造６１は、車輪１２のホイール５７から横（Ｘ軸方向）に出している空気取入れ口６２と、空気取入れ口６２とは反対側で、ホイール５７のディスク５８に面している冷却風通風路６３と、インホイールモータ１１の上部６５に配置した冷却風出口６６（図３参照）と、を備えている。

図６は、モータハウジングに形成した冷却構造とオイル室の関係を説明する図である。
図７は、モータハウジングのオイル室の斜視図である。
図８は、図６の８−８線断面図である。図１〜図５を併用して説明する。

モータハウジング１３は、既に述べた第２歯車（カウンターギア）２２を覆っている副収納室４８の上部６８に、さらに油循環入口７１が形成され、油循環入口７１に連ね連通しているオイル室７２がステータ１４を収納している主収納室４７のハウジング外側壁７５の上部に形成され、オイル室７２の底に戻り流路７３が形成されて副収納室４８の下部のオイル溜まり部５６に連通している。

オイル室７２は、ブレーキディスク４３に面したハウジング外側壁７５に形成され、副収納室４８内に飛散した潤滑油を矢印ａ３のように導いて、流速を遅くして潤滑油を冷却しているが、冷却構造６１でより確実に冷却している。

冷却構造６１は、言い換えると、モータハウジング１３の下部２８に配置している空気取入れ口６２と、空気取入れ口６２に接続してモータハウジング１３（インホイールモータ１１）の上部６５に達している冷却風通風路６３と、冷却風通風路６３に接続している冷却風出口６６と、を備えている。

冷却風通風路６３は、モータハウジング１３の下部２８に取付けた第１通風路７７と、第１通風路７７に接続している第２通風路７８と、からなる。
空気取入れ口６２は、第１通風路７７の一端に形成され、図１の車輪１２の内側８１から距離Ｘ１だけ出して、車両１８の前方（矢印ａ４の方向）へ向け、車両１８の底を流れる走行風Ａを自然に取入れる。
「自然に取入れる」とは、過給器などの装置を使用しないで、空気を取入れること。

空気取入れ口６２は、言い換えると、ハウジング外側壁７５の反対側である車両１８の内側（矢印ａ１の方向）へ面しているハウジング内側壁８２側で、且つ、モータハウジング１３の下方に配置されている。

第１通風路７７は、モータハウジング１３のハウジング内側壁８２側（車両１８中央側）から流入する走行風Ａをモータハウジング１３の下方を通して、モータハウジング１３のハウジング外側壁７５側（車両１８の外側）に導き、出口接続口８４（図９も参照）に接続している第２通風路７８へ送る。

第２通風路７８は、第１通風路７７の出口接続口８４に入口短管端８６が接続され、入口短管端８６に連ねて樋状の通路ハウジング部８７が形成され、且つ、通路ハウジング部８７が主収納室４７のハウジング外側壁７５の外面９１（図９参照）に取付けられ、通路ハウジング部８７に冷却風出口６６がオイル室７２の壁９２（図７参照）に、且つ、油循環入口７１の近傍に形成されている。
また、第２通風路７８は、ステータ１４及びロータ１５の平均半径ｒｍと略同じ半径ｒａで形成され、ステータ１４及びロータ１５に沿っている。

冷却風出口６６は、詳しくは、通路ハウジング部８７の第１壁部９４に開口部９５を形成し、開口部９５に連なるように、ハウジング外側壁７５の外面９１であり且つ油循環入口７１近傍に整流壁９６を形成したものである。整流壁９６は、冷却風出口６６から吹き出る風の向きをブレーキディスク４３に向ける（矢印ａ５の方向）角度に設定されている。

図９（ａ）、（ｂ）は、インホイールモータが備える冷却構造の詳細図であり、（ａ）は第２通風路７８の分解図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
第２通風路７８は、流路でもあり、流路をハウジング外側壁７５の外面９１と樋状の通路ハウジング部８７とで形成されている。
通路ハウジング部８７は、詳しくは、断面Ｕ字状で、ハウジング外側壁７５の外面９１に略平行な第１壁部９４と、第１壁部９４に連なっている第２壁部９７、第３壁部９８と、からなり、外面にフイン１０１を、主モータ出力軸１６を中心とする放射状に形成している。

また、第２通風路７８は、内面に通風路内フイン１０２を備えている。通風路内フイン１０２は、ハウジング外側壁７５の外面９１に一体に形成されたものである。

次に、本発明のインホイールモータの作用を説明する。
図４に示した車両１８の後輪１０４にインホイールモータ１１を採用した場合で、右後輪１０５を一例に説明する。なお、インホイールモータ１１は、車両１８の中心線Ｃを対称基準にほぼ対称である。

図１〜図５のようにインホイールモータ１１は、車両１８の前方へ向けて空気取入れ口６２を開口させているとともに、車輪１２の内側８１の面から所定距離Ｘ１だけ空気取入れ口６２を出しているので、車両１８の底を走行風Ａが流れると、空気取入れ口６２から走行風Ａを自然な状態で矢印ｂ１のように取入れることができる。

第１通風路７７は、空気取入れ口６２から取入れた走行風Ａをインホイールモータ１１の下部を経由させて第２通風路７８に導き、第２通風路７８は、走行風Ａをモータハウジング１３のハウジング外側壁７５に沿って導くので、車輪１２の奥５９に走行風Ａを導くことができ、走行風Ａの流入し難い車輪１２の奥５９に位置するインホイールモータ１１の外側４４を積極的に冷却することができる。

また、第２通風路７８は、ステータ１４及びロータ１５の位置する主収納室４７のハウジング外側壁７５の外面９１に配置され、且つ、ステータ１４及びロータ１５の平均半径ｒｍと略同じ半径ｒａで形成され、ステータ１４及びロータ１５に沿っているので、ステータ１４及びロータ１５の位置するハウジング外側壁７５を冷却することができる。その結果、温度の下がったハウジング外側壁７５にステータ１４の熱やロータ１５の熱が矢印ｂ２（図８参照）のように伝わるので、ステータ１４やロータ１５を積極的に冷却することができるという利点がある。

さらに、温度の下がったハウジング外側壁７５に第１軸受け（転がり軸受け）１７の熱が矢印ｂ３（図８参照）のように伝わるので、第１軸受け１７を積極的に冷却することができるという利点がある。

第２通風路７８は、ハウジング外側壁７５に形成されていることで、ブレーキディスク４３とハウジング外側壁７５との間に介在して、ブレーキディスク４３からの熱を遮蔽している。すなわち、ブレーキディスク４３による制動を多用した場合に、ブレーキディスク４３は発熱して、矢印ｂ４（図１参照）のように放熱するが、第２通風路７８は、導いた走行風Ａによってブレーキディスク４３からの熱をハウジング外側壁７５の内面に伝達し難くする。従って、ブレーキディスク４３からの放熱によるモータハウジング１３の温度上昇を防止することができる。

第２通風路７８では、ハウジング外側壁７５に形成した通風路内フイン１０２を備えているので、冷却風通風路６３内のモータハウジング１３側の放熱面積は大きくなり、冷却風通風路６３内の放熱量を増加させることができる。

第２通風路７８に連なる冷却風出口６６は、第２通風路７８に達した走行風Ａを外方（図３、図９の矢印ａ５の方向）に滑らかに導いて排出する。その際、オイル室７２の壁９２に沿って走行風Ａを流した後、外方に出た走行風Ａを矢印ａ５のようにブレーキディスク４３に向け、且つ、ブレーキディスク４３に当てる。その結果、ブレーキディスク４３又は／及びモータハウジング１３に形成したオイル室７２を積極的に冷却することができる。

尚、本発明のインホイールモータは、実施の形態では自動車及び後輪に採用したが、自動車以外にも採用可能であり、後輪以外にも採用可能である。

本発明のインホイールモータは、車両に好適である。

本発明のインホイールモータの断面図である。本発明のインホイールモータを右後輪に採用したときの外側状態を示す斜視図である。図２の３部詳細図である。本発明のインホイールモータを右後輪に採用したときの内側状態を示す斜視図である。図４の５部詳細図である。モータハウジングに形成した冷却構造とオイル室の関係を説明する図である。モータハウジングのオイル室の斜視図である。図６の８−８線断面図である。インホイールモータが備える冷却構造の詳細図である。従来の技術（特許文献１）の説明図である。従来の技術（特許文献２）の説明図である。

符号の説明

１１…インホイールモータ、１２…車輪、１３…モータハウジング、１４…ステータ、４１…車軸、４３…ブレーキディスク、６１…冷却構造、６２…空気取入れ口、６３…冷却風通風路、６６…冷却風出口、７２…オイル室、８１…車輪の内側、１０２…通風路内フィン。

Claims

車輪及びブレーキディスクを支持している車軸に駆動力を伝えるとともに、前記車輪内に一部若しくは全てが位置されて、冷却構造を有するインホイールモータにおいて、
前記冷却構造は、前記ブレーキディスクに面したインホイールモータのモータハウジングに形成され、且つモータのステータに沿っている冷却風通風路と、該冷却風通風路に連通し、且つ車両中央へ向いている前記車輪の内側より突出している空気取入れ口と、を備えていることを特徴とするインホイールモータ。
前記冷却構造は、前記冷却風通風路内の前記モータハウジングに形成された通風路内フィンを備えていることを特徴とする請求項１記載のインホイールモータ。
前記冷却構造は、前記冷却風通風路を通り抜けた冷却風を前記ブレーキディスク又は／及び、前記モータハウジングに形成したオイル室に当てるように導く冷却風出口を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のインホイールモータ。