JP2011011685A - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 強制的に流通させた流体により発熱部を冷却する装置において、異物の発熱部への侵入を防止する。
【解決手段】 強制的に流通させた空気により、インホイールモータ1のインナーステータ4の隣り合う巻線部同士の間隔部およびアウターロータ7とインナーステータ4間(発熱部)の冷却を行うものにおいて、空気出口である孔14aに、常時はこの孔14aを閉じ、空間部15、17から外部への空気の排出のみを許容して孔14aを開く逆止弁としてのリードバルブ18を設けるようにした。
【選択図】 図2
【解決手段】 強制的に流通させた空気により、インホイールモータ1のインナーステータ4の隣り合う巻線部同士の間隔部およびアウターロータ7とインナーステータ4間(発熱部)の冷却を行うものにおいて、空気出口である孔14aに、常時はこの孔14aを閉じ、空間部15、17から外部への空気の排出のみを許容して孔14aを開く逆止弁としてのリードバルブ18を設けるようにした。
【選択図】 図2
Description
本発明は、発熱部を強制的に流通させた流体によって冷却する装置に関し、特に、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物の侵入を防止した冷却装置に関する。
近年、ケーシング内に形成された空間部に送風機などにより強制的に流通させた空気により、この空間部に配設された発熱部を冷却する冷却装置が考えられている。
特願2007−321432号
この種の冷却装置では、発熱部を大気に曝して自然換気で冷却を行う方式と比べて、冷却効果に優れているが、ケーシングに空気出口が開口されているため、送風機の停止時、すなわち、空気を空間部から外部に排出しないときには、外気に開放されている空気出口を通じて、空間部に逆流する外気と共に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物が侵入し易く、これら異物が発熱部などに悪影響を与えてしまうため、発熱部などの故障が生じ易いという欠点がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、強制的に流通させた流体により発熱部を冷却する装置において、逆止弁を付加した簡単な構成により、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物が侵入するのを防止して、発熱部などの故障の発生を防止した冷却装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、強制的に流通させた流体により発熱部を冷却する装置において、逆止弁を付加した簡単な構成により、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物が侵入するのを防止して、発熱部などの故障の発生を防止した冷却装置を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するため、請求項1に係る発明の冷却装置は、ケーシング内に形成された空間部に強制的に流通させた流体により該空間部に配設された発熱部を冷却する冷却装置において、前記ケーシングに形成されて外気に開放される流体出口に、常時は該流体出口を閉じ、前記空間部から外部への流体の排出のみを許容して当該流体出口を開く逆止弁を設けたことを特徴とする。
請求項2に係る発明の冷却装置は、前記逆止弁は、舌状片部を備えたバネ性を有する板部材からなるリードバルブであって、流体が空間部から外部へ排出されないときに前記舌状片部が流体出口を塞いで閉じ、排出されるときに流体圧力により該舌状片部が外方に撓んで流体出口を開くことを特徴とする。
請求項3に係る発明の冷却装置は、前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口それぞれに個別に配設されるべく、複数個設けられて、該ケーシングにそれぞれ取り付けられてなることを特徴とする。
請求項4に係る発明の冷却装置は、前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口に一括して配設されるべく、単一のバルブ本体に複数の舌状片部が一括して設けられて、該バルブ本体が該ケーシングに取り付けられてなることを特徴とする。
請求項5に係る発明の冷却装置は、前記冷却装置は、タイヤが保持されてなるホイールに固定取付されてなる電動車両のインホイールモータの冷却装置であって、前記ホイールに前記空間部を形成するケーシングが形成されることを特徴とする。
請求項1に係る発明の冷却装置によれば、逆流する外気と共に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物が空間部に侵入し難く、空間部に配設された発熱部に悪影響が与えられることがなく、故障が生じ難い。
請求項2に係る発明の冷却装置によれば、逆止弁として、簡単な構成のリードバルブを採用でき、冷却装置そのものを簡単に構成できる。
請求項3及び4に係る発明の冷却装置によれば、リードバルブとして、種々のタイプのものを使用できる。
請求項5に係る発明の冷却装置によれば、例えば、ゴルフカートや工事用車両、農業用車両などに用いられ、特に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物がホイールに掛かり易いインホイールモータの冷却装置において、これらの異物の侵入防止効果をより発揮する。
以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
本発明に係る冷却装置は、図1に示すように、ケーシングA内に形成された空間部Bに強制的に流通させた流体Cにより該空間部Bに配設された発熱部Dを冷却する冷却装置において、前記ケーシングAに形成されて外気に開放される流体出口Eに、常時は該流体出口Eを閉じ、前記空間部Bから外部への流体の排出のみを許容して当該流体出口Eを開く逆止弁Fを設けて構成されており、具体的には、次のように構成されている。
本発明に係る冷却装置は、図1に示すように、ケーシングA内に形成された空間部Bに強制的に流通させた流体Cにより該空間部Bに配設された発熱部Dを冷却する冷却装置において、前記ケーシングAに形成されて外気に開放される流体出口Eに、常時は該流体出口Eを閉じ、前記空間部Bから外部への流体の排出のみを許容して当該流体出口Eを開く逆止弁Fを設けて構成されており、具体的には、次のように構成されている。
図2は、本発明に係る冷却装置の一例としての、電動車両のインホイールモータの冷却装置の実施形態を示している。すなわち、このインホイールモータ1は、例えば、ゴルフ場で使用されるゴルフカートなどの電気自動車の車体(図示せず)側に固定され、コイル2と鉄心3を有するインナーステータ4と、該インナーステータ4周りを回転自由となるように車体側に軸支され、永久磁石5と鉄心としてのロータヨーク6を有するアウターロータ7とを備えたモータユニットを、タイヤ8を保持したホイール9に取り付けたものである。
そして、インナーステータ4のコイル2に通電してこれを励磁すれば、インナーステータ4周りをアウターロータ7が回転し、ホイール9を介してタイヤ8が回転して走行する。
また、図示しない送風機を起動すると、図2の矢印となる空気流通方向となり、空気がセンターシャフト10内部に供給され、ここから、ハブ11の孔11a、該ハブ11とインナーステータ4との間およびステータ固定板12,13の孔12a,13a、ホイール9の外蓋14とインナーステータ4との間の空間部15、ホイール9の内蓋16とインナーステータ4との間の空間部17へと至る。
空間部17へと至った空気は、インナーステータ4の隣り合う巻線部同士の間隔部およびアウターロータ7とインナーステータ4間(発熱部)に導入され、これらを流通して冷却し、空間部15に至る。そして、この空間部15に至った空気は、外蓋14の孔14aから外部に排出される。
ここで、外蓋14の孔14aは、空気出口であって、本発明の流体出口に相当するものであり、これについて詳述すると、外蓋14の外周端部には、内端が空間部15、17と連通し、外端が外部(ホイール9の軸方向の外端面に対向して、外側方向)に開放される孔14aが周方向に間隔をもって複数個、貫通形成されている。
そして、各孔14aには、常時はこの孔14aを閉じ、空間部15、17から外部への空気の排出のみを許容して該孔14aを開く逆止弁としてのリードバルブ18が設けられている。
この場合、リードバルブ18は、図3に示すように、一端に舌状片部18aを、他端に取付片部18bをそれぞれ備えた略楕円形状に形成されており、バネ性を有する樹脂材或いはステンレス鋼等の金属材などからなる板部材から構成されている。かかるリードバルブ18は、それぞれ外蓋14の外面部に、その取付片部18bがネジ19などにより締結され、その舌状片部18aが、孔14aの外端位置に配置される。
かかるリードバルブ18は、空気が空間部15、17から外部へ排出されないときに、すなわち、送風機の起動を停止して、上述のような冷却を行わないときに、図3(B)の実線で示すように、その舌状片部18aが孔14aを塞いで閉じ、空気が排出されるときに、すなわち、送風機を起動して、上述のような冷却を行うときに、図3(B)の点線で示すように、空気圧力により舌状片部18aが外方に変形して撓んで孔14aを開くようになっている。
なお、ホイール9の外蓋14及び内蓋16が、本発明のケーシングに相当し、これら外蓋14及び内蓋16により形成される空間部15、17が、本発明の空間部に相当する。
かかる構成によれば、発熱部を冷却した空気が排出される外蓋14の孔14aに、常時は閉じ、空気が排出されるときのみに開くリードバルブ18を取り付けるようにしたから、空気の排出を妨げずに、送風機の起動を停止して冷却を行わないときに、逆流する外気と共に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物がホイール9の空間部15、17に侵入し難くなり、かかる空間部15、17におけるインナーステータ4の隣り合う巻線部同士の間隔部およびアウターロータ7とインナーステータ4間(発熱部)などに悪影響が与えられることがなく、故障が生じ難くなる。
特に、ゴルフカートや工事用車両、農業用車両などに用いられるインホイールモータでは、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物のある環境条件に悪い場所で用いられるため、車両の走行中にこれら異物がホイールに掛かり易いものの、これら異物がホイールにおける空間部に侵入し難く、故障が生じ難くなるため、より一層効果的である。
なお、本実施形態において、リードバルブ18を複数個用意して、周方向に複数形成された孔14aに対応して、外蓋14の外面部に周方向に個別に取り付けるようにした小型のリードバルブ18を採用したが、リードバルブの取付箇所が高速回転するモータの場合には、リードバルブとして、単一のリング状のバルブ本体に複数の舌状片部が一括して設けられた大型なものを採用し、このバルブ本体をモータ中心軸に嵌装して取り付け、空気出口に一括して配設されるようにしても良い。
上記実施形態においては、本発明を、アウターロータ式のインホイールモータ1の冷却装置に適用したが、その他、全てのモータの冷却装置に適用しても、その他の発熱部の冷却装置に適用しても良く、また、冷却用の空気が流通する空気通路部は実施形態で示したものには限らず、その他の構成であっても良く、この場合、空気出口が形成される部位や部材などが実施形態のものとは変わるが、同様にして、空気出口にリードバルブなどの逆止弁を設ければ良い。さらに、冷却用流体は空気に限らず、他の気体であっても良いし、液体であっても良い。
強制的に流通させた空気などの流体により発熱部を冷却する装置において、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物の影響による発熱部などの故障の発生を低減できるため、環境条件の悪い場所で使用されるゴルフカートや工事用車両、農業用車両などのインホイールモータの冷却装置に有利となる。
A ケーシング
B 空間部
C 流体
D 発熱部
E 流体出口
F 逆止弁
1 インホイールモータ
4 インナーステータ
7 アウターロータ
9 ホイール
10 センターシャフト
14 外蓋
14a 孔
15 空間部
16 内蓋
17 空間部
18 リードバルブ
B 空間部
C 流体
D 発熱部
E 流体出口
F 逆止弁
1 インホイールモータ
4 インナーステータ
7 アウターロータ
9 ホイール
10 センターシャフト
14 外蓋
14a 孔
15 空間部
16 内蓋
17 空間部
18 リードバルブ
Claims (5)
- ケーシング内に形成された空間部に強制的に流通させた流体により該空間部に配設された発熱部を冷却する冷却装置において、
前記ケーシングに形成されて外気に開放される流体出口に、常時は該流体出口を閉じ、前記空間部から外部への流体の排出のみを許容して当該流体出口を開く逆止弁を設けたことを特徴とする冷却装置。 - 前記逆止弁は、舌状片部を備えたバネ性を有する板部材からなるリードバルブであって、流体が空間部から外部へ排出されないときに前記舌状片部が流体出口を塞いで閉じ、排出されるときに流体圧力により該舌状片部が外方に撓んで流体出口を開くことを特徴とする請求項1記載の冷却装置。
- 前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口それぞれに個別に配設されるべく、複数個設けられて、該ケーシングにそれぞれ取り付けられてなることを特徴とする請求項2記載の冷却装置。
- 前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口に一括して配設されるべく、単一のバルブ本体に複数の舌状片部が一括して設けられて、該バルブ本体が該ケーシングに取り付けられてなることを特徴とする請求項2記載の冷却装置。
- 前記冷却装置は、タイヤが保持されてなるホイールに固定取付されてなる電動車両のインホイールモータの冷却装置であって、前記ホイールに前記空間部を形成するケーシングが形成されることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1つに記載の冷却装置。
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DE102011081660B4 (de) * | 2011-07-07 | 2014-01-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Antriebssystem mit Lüftung |
US9139080B2 (en) | 2012-09-10 | 2015-09-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | In-wheel actuator and in-wheel assembly comprising the same |
JP2021045988A (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 株式会社日立製作所 | ホイール内電動装置 |
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2009
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