JP2009278728A - モータの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、モータの冷却構造に関し、伝熱体の突出部が腐食環境下に置かれる状況でも、その突出部が腐食し或いは破損するのを防止することにある。
【解決手段】モータコイルの発する熱を受熱し、モータ外に突出した突出部からモータ外部へ放熱する伝熱体を設ける。この伝熱体を熱伝導性の比較的高い材料（例えば銅）により構成する。また、伝熱体の突出部を覆うキャップを設ける。このキャップを耐腐食性の比較的高い材料（例えばアルミニウム）により構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータの冷却構造に係り、特に、モータコイルの発する熱を受熱し、モータ外に突出した突出部からモータ外部へ放熱する伝熱体を備えるモータの冷却構造に関する。

従来、モータを冷却する冷却構造が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。この冷却構造は、モータのコイルとモータケースとの間を接続する伝熱体であるヒートパイプを備えている。かかる冷却構造においては、モータコイルで発せられた熱がヒートパイプを介してモータケースに取り付けられた放熱フィンに伝達される。このため、モータで発せられた熱をモータ外部へ放熱することができ、モータを効率よく冷却することが可能となる。
特開２００６−２８２１５８号公報 特開２００６−２４８２７３号公報

ところで、ヒートパイプの材料には熱伝導性の比較的高い銅が用いられることが一般的であるが、銅は耐腐食性や強度，耐久性に劣る性質を有する。このため、ヒートパイプの放熱側がモータ外に突出する冷却構造では、モータが車両のインホイルモータとして用いられて車両の床下やアクスル部などの腐食環境下に置かれると、その突出部が腐食や破損を生じ易くなる可能性がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、モータ外に突出した突出部を有するヒートパイプの腐食や破損を防ぐことが可能なモータの冷却構造を提供することを目的とする。

上記の目的は、モータコイルの発する熱を受熱し、モータ外に突出した突出部からモータ外部へ放熱する伝熱体を備えるモータの冷却構造であって、前記伝熱体の前記突出部を覆うキャップを備えるモータの冷却構造により達成される。

この態様の発明において、モータコイルの発する熱を受熱しモータ外部へ放熱する伝熱体は、モータ外に突出した放熱のための突出部を有している。そして、この突出部は、キャップにより覆われている。このため、本発明によれば、伝熱体の突出部が腐食し或いは破損するのを防止することが可能となる。

尚、上記したモータの冷却構造において、前記伝熱体は、熱伝導性の比較的高い材料により構成され、前記キャップは、耐腐食性の比較的高い材料により構成されることとすればよい。

この態様の発明によれば、伝熱体の一部である突出部のみが耐腐食性の比較的高いキャップにより覆われるので、伝熱体の他の部位での受熱性を高く維持することができる。従って、本発明によれば、伝熱体の受熱性を損なうことなく、その腐食や破損を防ぐことができる。

この場合、前記伝熱体は、銅により構成され、前記キャップは、アルミニウムにより構成されることとしてもよい。

ところで、上記したモータの冷却構造において、前記伝熱体は、ヒートパイプからなることとすればよい。

また、上記したモータの冷却構造において、前記ヒートパイプは、内部にモータケース内を循環する冷却液体が流れる伝熱体であることとすればよい。

この態様の発明によれば、ヒートパイプ内部にモータケース内を循環する冷却液体が流れるので、ヒートパイプによる熱交換効率を向上させることができる。

また、上記したモータの冷却構造において、前記ヒートパイプは、側面にモータコイルが接触する伝熱体であることとすればよい。

この態様の発明によれば、モータコイルとヒートパイプとの受熱面積が大きくなるので、受熱効率を向上させることができる。

更に、上記したモータの冷却構造において、前記突出部に前記キャップを介して接触する放熱フィンを備えることとすればよい。

この態様の発明によれば、ヒートパイプの放熱側の放熱面積が大きくなるので、放熱効率を向上させることができる。

本発明によれば、伝熱体の突出部が腐食し或いは破損するのを防止することができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例であるモータの冷却構造を備える車両ホイールの断面図を示す。また、図２は、本実施例のモータの冷却構造の要部断面図を示す。本実施例のモータ１０は、例えば、車輪を駆動させる駆動力を発生する装置であり、車両ホイール１２に内蔵されるインホイルモータである。

本実施例において、モータ１０は、モータ回転軸の外周に取り付け固定されたロータ１４と、ロータ１４の外周側に配設されるステータ１６と、を備えている。このモータ回転軸は、車両ホイール１２の回転軸に減速機を介して接続されている。ロータ１４及びステータ１６は、モータケース１８内に収容されている。モータケース１８には、外側（図１における左側）から円盤状のモータケースカバー２０がボルト締結されている。モータケース１８及びモータケースカバー２０は、金属製（例えばアルミニウム製）の部材である。モータ１０のモータ回転軸は、モータケース１８及びモータケースカバー２０に支持軸受を介して回転可能に支持されている。

ステータ１６は、内部にロータ１４を収容可能に円筒状に形成されており、その内壁とロータ１４の外壁とが径方向に所定距離離間するように配置されている。ステータ１６は、円筒外壁に設けられた突出部においてモータケース１８に取り付け固定されている。ステータ１６は、ステータコアと、そのステータコアに巻回されるコイル２２と、を有している。コイル２２は、エナメル被覆線により構成され、或いは、樹脂により樹脂モールドされてステータコアに固定支持されている。このコイル２２への通電が制御ユニットにより制御されることにより、ロータとステータ１６との間に電磁力が発生してロータが回転駆動される。

また、モータ１２には、モータ１２を冷却する冷却装置３０が取り付けられている。冷却装置３０は、伝熱体であるヒートパイプ３２を備えている。ヒートパイプ３２は、パイプ状に形成されており、モータ回転軸に対して平行に延びている。ヒートパイプ３２は、モータケース１８内においてモータ１０のステータ１６の外周側に配設されており、コイル２２に隣接して配置されている。ヒートパイプ３２は、その側面がコイル２２に接触している。尚、ヒートパイプ３２は、ステータ外周側に複数本設けられることとしてもよい。

ヒートパイプ３２は、熱伝導性が比較的高い一方、耐腐食性、強度、及び耐久性が比較的劣る材料である例えば銅により構成されている。上記したモータケースカバー２０には、所定の大きさの貫通孔２０ａが形成されている。ヒートパイプ３２の先端（図１及び図２において左側）は、モータケースカバー２０の貫通孔２０ａを貫通してモータ１０の外に突出している。すなわち、ヒートパイプ３２は、その一部がコイル２２に接触するようにモータケース２０内に収容されるものであるが、貫通孔２０ａからモータ外に突出する突出部３２ａを有している。

ヒートパイプ３２の内部には、モータケース１８内を循環する冷却液体（オイル）が流れている。すなわち、リザーバから汲み上げられた冷却液体は、ヒートパイプ３２内を含むモータケース１８内を循環して再びリザーバに戻されるが、その流通の過程においてモータ１０で発生する熱を奪って伝達する役割を有している。

ヒートパイプ３２の突出部３２ａの外周側には、筒状のキャップ３４が設けられている。キャップ３４は、突出部３２ａ全体を覆っており、モータケースカバー２０に取り付け固定されている。ヒートパイプ３２は、拡管されてキャップ３４内に固定されている。すなわち、ヒートパイプ３２の突出部３２は、キャップ３４により二重構造とされている。キャップ３４は、ヒートパイプ３２の材料（例えば銅）に比べて耐腐食性、強度、及び耐久性が高い材料である例えばアルミニウムにより構成されている。キャップ３４は、モータケース１８やモータケースカバー２０と同様の金属により形成されている。

ヒートパイプ３２の突出部３２ａには、放熱フィン３６が接触している。放熱フィン３６は、軸方向に並んだ複数の板からなるものであり、キャップ３４の外周に取り付けられている。すなわち、放熱フィン３６は、キャップ３４を介して突出部３２ａに接触している。放熱フィン３６は、ヒートパイプ３２からの放熱を促進する機能を有している。尚、放熱フィン３６は、モータケースカバー２０に接触していてもよい。

上記した冷却装置３０において、ヒートパイプ３２は、モータケース１８内でモータ１０のコイル２２の発する熱を受熱し、その熱をモータケース１８外の突出部３２側に伝達する。そして、突出部３２から放熱フィン３６へ伝熱して、放熱フィン３６から外気へ放熱させる。従って、かかる冷却装置３０によれば、モータケース１８内でモータ１０の発した熱をヒートパイプ３２を用いてモータケース１８外の放熱フィン３６を介して外気へ放出することで熱交換を実施して、モータ１０を冷却することが可能となっている。

尚、ヒートパイプ３２の内部には、循環する冷却液体が流れる。このため、ヒートパイプ３２による熱交換が効率的に行われる。従って、本実施例の冷却装置３０によれば、ヒートパイプ３２による熱交換効率を向上させることができる。

また、ヒートパイプ３２は、その側面においてコイル２２に接触している。このため、ヒートパイプ３２のモータ１０側からの受熱面積が大きく確保される。従って、本実施例の冷却装置３０によれば、ヒートパイプ３２による受熱効率を向上させることができる。

ところで、冷却装置３０において、ヒートパイプ３２は、モータ１０具体的にはモータケースカバー２０から軸方向に突出する突出部３２ａを有している。かかる突出部３２ａは、ヒートパイプ３２の本体側と同様に、熱伝導性の比較的高いが、耐腐食性、強度、及び耐久性が比較的劣る例えば銅などの材料により構成されている。このため、仮に突出部３２ａがそのままの状態で外気に晒されていると、その突出部３２ａが腐食し易くなり、飛び石などにより破損し易くなる。

これに対して、本実施例において、ヒートパイプ３２の突出部３２ａ全体は、キャップ３４により覆われている。キャップ３４は、ヒートパイプ３２の一部である放熱側の突出部３２ａのみを覆っている。キャップ３４は、ヒートパイプ３２の材料に比べて耐腐食性、強度、及び耐久性が高い例えばアルミニウムなどの材料により構成されている。尚、キャップ３４は、アルミニウム以外にも、銅よりも耐腐食性、強度、及び耐久性が高い鉄により構成されていてもよい。

かかる構造において、ヒートパイプ３２の突出部３２ａは、直接外気に晒されることはなく、耐腐食性、強度、及び耐久性を有するキャップ３４により保護される。このため、その突出部３２ａが腐食するのを防止することができ、その突出部３２ａが破損するのを防止することができる。

また、かかる構造において、キャップ３４は、モータ１０のコイル２２に隣接する受熱側を覆うものではなく、ヒートパイプ３２の一部である放熱側の突出部３２ａのみを覆うものである。この場合、ヒートパイプ３２は、キャップ３４により覆われた部位ではなく、熱伝導性の比較的高い部位においてモータ１０のコイル２２の発する熱を直接に或いは冷却液体を介して受熱することができる。このため、キャップ３４の存在に起因してヒートパイプ３２の受熱性が損なわれることは回避される。

従って、本実施例の冷却装置３０の構造によれば、ヒートパイプ３２の受熱性を損なうことなく、キャップ３４によりそのヒートパイプ３２が腐食し或いは破損するのを防止することが可能となっている。

尚、本実施例において、ヒートパイプ３２の放熱側には、キャップ３４を介して複数の板状からなる放熱フィン３６が接触している。かかる放熱フィン３６によれば、ヒートパイプ３２の放熱側の放熱面積が大きく確保される。従って、本実施例の冷却装置３０によれば、放熱効率を向上させることが可能である。

ところで、上記の実施例においては、モータ１０のコイル２２が特許請求の範囲に記載した「モータコイル」に、ヒートパイプ３２が特許請求の範囲に記載した「伝熱体」に、それぞれ相当している。

尚、上記の実施例においては、ヒートパイプ３２の放熱側である突出部３２ａを覆うキャップ３４と放熱フィン３６とをそれぞれ別体で構成したが、一体的に構成することとしてもよい。また同様に、キャップ３４とモータケースカバー２０とをそれぞれ別体で構成したが、一体的に構成することとしてもよい。

本発明の一実施例であるモータの冷却構造を備える車両ホイールの断面図である。 本実施例のモータの冷却構造の要部断面図である。

符号の説明

１０ モータ
１４ ステータ
１６ モータケース
１８ モータケースカバー
２０ コイル
３０ 冷却装置
３２ ヒートパイプ
３２ａ 突出部
３４ キャップ
３６ 放熱フィン

Claims (7)

1. モータコイルの発する熱を受熱し、モータ外に突出した突出部からモータ外部へ放熱する伝熱体を備えるモータの冷却構造であって、
   前記伝熱体の前記突出部を覆うキャップを備えることを特徴とするモータの冷却構造。
2. 前記伝熱体は、熱伝導性の比較的高い材料により構成され、
   前記キャップは、耐腐食性の比較的高い材料により構成されることを特徴とする請求項１記載のモータの冷却構造。
3. 前記伝熱体は、銅により構成され、
   前記キャップは、アルミニウムにより構成されることを特徴とする請求項２記載のモータの冷却構造。
4. 前記伝熱体は、ヒートパイプからなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のモータの冷却構造。
5. 前記ヒートパイプは、内部にモータケース内を循環する冷却液体が流れる伝熱体であることを特徴とする請求項４記載のモータの冷却構造。
6. 前記ヒートパイプは、側面にモータコイルが接触する伝熱体であることを特徴とする請求項４又は５記載のモータの冷却構造。
7. 前記突出部に前記キャップを介して接触する放熱フィンを備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載のモータの冷却構造。

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