JP2015119528A - ホイール駆動機構の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でホイールの内部に設けられた電動モータを適切に冷却する。【解決手段】車両用駆動輪１のホイール２の内部に設けられた電動モータ１０によりホイール２を回転駆動するホイール駆動機構において、電動モータ１０の外周に配設され、少なくとも１つの開口部２１が形成された略円筒状のケーシング２０と、開口部２１を覆うとともに電動モータ１０の温度上昇に応じて開口部２１を開放する蓋部材３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールを駆動する機構を冷却する装置に関し、特に、車両用駆動輪のホイール内部に設けられるとともに同ホイールを回転駆動する電動モータ（インホイールモータ）を冷却する装置に関するものである。

近年、車両用駆動輪のホイールの内部に設けられるインホイールモータが開発されている。このインホイールモータを搭載した車両では、ドライブシャフトや差動ギヤといった動力伝達系の構成を省略することができ、車体側の省スペース化を図ることができる。
一方で、インホイールモータは高負荷出力時や連続稼働時などに発熱するため、インホイールモータを冷却する技術が開発されている。

例えば、特許文献１には、インホイールモータが発生する熱をホイール壁面を通して受け、この熱を受けると起電力を発生する熱電素子と、この熱電素子により発生された起電力でインホイールモータに向けて送風する冷却送風機とを備えた冷却装置が示されている。この冷却装置では、ホイール壁面と外気との温度差に応じて熱電素子が起電力を発生し、この起電力でインホイールモータに対して軸方向に並設された電動の冷却送風機を作動させている。これにより、ホイール壁面の熱量に応じた起電力で冷却送風機を作動させてインホイールモータを冷却することができるとしている。

特開平０６−１４４０２１号公報

しかしながら、インホイールモータの周辺は、ホイールはもちろんのことブレーキ装置やサスペンション装置といったさまざまなものが設けられるため、スペースの確保が困難であり、レイアウトの制約が厳しい。このため、特許文献１に示される技術のように、インホイールモータに対して軸方向に冷却送風機が並設されるものでは、レイアウトの制約に対応することが困難となるおそれがある。さらに、インホイールモータの他に冷却送風機を設けることで、コストが上昇してしまうおそれがある。

また、特許文献１に示される技術のように、インホイールモータの発熱を受けたホイール壁面と外気との温度差を利用するものでは、インホイールモータの連続稼働時やブレーキ装置の輻射熱発生時といったインホイールモータ或いはホイールの周辺温度が上昇する際に、温度差が小さくなり、インホイールモータを十分に冷却することができないおそれがある。

本発明の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成でホイールの内部に設けられた電動モータを適切に冷却することができるようにした、ホイール駆動機構の冷却装置を提供することである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。

（１）上記の目的を達成するために、本発明のホイール駆動機構の冷却装置は、車両用駆動輪のホイールの内部に設けられた電動モータにより前記ホイールを回転駆動するホイール駆動機構において、前記電動モータの外周に配設され、少なくとも１つの開口部が形成された略円筒状のケーシングと、前記開口部を覆うとともに前記電動モータの温度上昇に応じて前記開口部を開放する蓋部材と、を備えたことを特徴としている。すなわち、前記蓋部材は、前記電動モータの温度に応じて前記開口部を開閉する。

（２）前記開口部の周縁の一部とそれに対応する前記蓋部材の周縁の一部とが結合された結合部と、前記結合部に配設され、前記電動モータの温度上昇に応じて体積が膨張する熱感応部材と、を備え、前記熱感応部材の体積が膨張することにより前記蓋部材が前記開口部を開放することが好ましい。
（３）前記熱感応部材にはアルミニウム材を用い、前記蓋部材及び前記ケーシングには前記アルミニウム材よりも熱膨張率の低い鋼材を用いることが好ましい。
（４）また、前記蓋部材がバイメタルで構成されていてもよい。
（５）前記蓋部材が前記開口部を覆う状態では、前記ケーシングの外周に円筒面が形成されることが好ましい。

（６）前記電動モータのステータと前記ケーシングとが一体的に接合され、前記蓋部材は、基端部が前記開口部の周縁における前記ホイールの回転方向下流側の下流縁部に結合され、先端部が前記電動モータの温度上昇に応じて前記開口部の周縁における前記ホイールの回転方向上流側の上流縁部から離隔することが好ましい。すなわち、前記蓋部材は、前記基端部よりも前記先端部が前記ホイールの回転方向上流側に配設されることが好ましい。
（７）前記開口部が、前記ケーシングの外周方向に沿って複数設けられ、前記蓋部材が、前記開口部のそれぞれに対応して複数設けられることが好ましい。

本発明にかかるホイール駆動機構の冷却装置によれば、電動モータが発熱したときには、この温度上昇に応じて蓋部材が開口部を開放するため、ケーシングの内周側と外周側とで空気を入れ換える（換気する）ことができ、ケーシングの内周側に設けられた電動モータをケーシングの外周側の空気（外気）で冷却することができる。このとき、ホイールが回転していれば、この回転にともなう空気の流れによって換気が促進され、電動モータの冷却効率を向上させることができる。一方、電動モータの温度が上昇していないときには、開口部が蓋部材に覆われ（閉鎖され）、電動モータは冷却されない。よって、低温時におけるホイール駆動機構のエネルギーロスを抑制することができる。これらより、ホイールの内部に設けられた電動モータを適切に冷却することができる。
また、電動モータを適切に冷却するために、蓋部材によって開閉される開口部が形成された略円筒状のケーシングを電動モータの外周に設けるだけでよいため、簡素な構成とすることができる。これにより、レイアウトの制約に対する対応自由度を向上させることができ、また、コストの上昇を抑制することができる。
このようにして、簡素な構成でホイールの内部に設けられた電動モータを適切に冷却することができる。

本発明の第一実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置の全体を模式的に示す断面図である。 本発明の第一実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置からケーシングを取り出して示す側面図である。 図２の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第一実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置において、電動モータ（ＩＷＭ）の温度が上昇したときのケーシングの一部を拡大して示す斜視図である。この図４は、図３に対応する箇所を示している。 図２の領域Ａを示す拡大図である。 本発明の第二実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置の要部を拡大して示す要部拡大側面図である。この図６は、図５に対応する箇所を示している。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
本発明にかかるホイール駆動機構の冷却装置は、車両用駆動輪（以下、単に「駆動輪」という）のホイールの内部に設けられた電動モータ（「インホイールモータ」，「ホイールモータ」，「ハブモータ」などとも称される。以下、「ＩＷＭ」と略称する）により同ホイールを回転駆動するホイール駆動機構を冷却する装置である。この装置は、特にＩＷＭを冷却することで、ホイール駆動機構を冷却する。

ＩＷＭが装備される車両としては、自動車，鉄道車両，自転車といった種々のものが挙げられるが、本実施形態では自動車を例示して説明する。
以下の説明では、駆動輪の軸に近い側を内周側とし、その逆側を外周側とし、車幅方向において車両中心側を内側とし、その逆側を外側とし、前進走行時の駆動輪の回転方向を基準に上流及び下流を定める。

〔第一実施形態〕
［１．構成］
はじめに、本実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置の前提となる駆動輪の構成を説明する。

［１−１．駆動輪］
図１に示すように、駆動輪１は、その軸芯Ｃを中心に回転運動し、ホイール２及びこのホイール２の外周に装着されるタイヤ３を有する。
ホイール２は、外周に円筒面をなすように配設されるリム２ａと、リム２ａよりも内周側に設けられるディスク２ｂとを有する。このディスク２ｂは、リム２ａに結合されており、ホイール２の車幅方向外側の壁部をなしている。このため、リム２ａの内周側であってディスク２ｂの車幅方向内側、即ち、ホイール２の内部には、空間が形成されたものといえる。

ディスク２ｂの中心部は、後述するＩＷＭ１０の出力軸１１に結合され固定されている。このため、駆動輪１はＩＷＭ１０の出力回転により駆動される。
また、ホイール２のディスク２ｂとＩＷＭ１０との間には、ブレーキ機構４が介装されている。ブレーキ機構４は、ホイール２と一体に回転するロータ４ａとこのロータ４ａの回転を制動するキャリパ４ｂとを有する。このため、キャリパ４ｂによってロータ４ａの回転が制動されると、ブレーキ機構４によってホイール２（駆動輪１）が制動される。

なお、キャリパ４ｂは、図示しない車体側の構造に接続されている。図１には、ブレーキ機構４のロータ４ａがディスク２ｂの中心部と出力軸１１との間に介装されたものを例示している。
上記したホイール２の内部には、ＩＷＭ１０と、その外周に配設されたケーシング２０とが収容されている。
以下、ＩＷＭ１０，ケーシング２０の順に各構成を説明する。

［１−２．ＩＷＭ（インホイールモータ）］
ＩＷＭ１０は、駆動輪１を回転駆動させる動力源であり、図示省略するバッテリからの給電により作動する。
このＩＷＭ１０は、ロータとステータとのギャップ（間隙）について、このギャップが径方向に形成される方式（ラジアルギャップ方式）のものと軸方向に形成される方式（アキシャルギャップ方式）のものとに分類することができ、また、出力軸とホイールとの関係について、これらが直結されたダイレクトドライブ方式（モータ出力回転数＝ホイール回転数）のものと出力軸とホイールとの間に減速機構が介装されたギヤリダクション方式（モータ出力回転数＞ホイール回転数）のものとに分類することができる。ＩＷＭ１０としては、これらのさまざまな公知の電動モータを適用することができる。ラジアルギャップ方式の電動モータを用いる場合には、ステータに対するロータの配設箇所で類別されるアウタロータタイプ及びインナロータタイプの何れを適用してもよい。

ここでは、ＩＷＭ１０として、アキシャルギャップ方式であってダイレクトドライブ方式の電動モータを用いたものを例示して説明する。
ＩＷＭ１０は、駆動輪１の軸芯Ｃと同心に配置される出力軸１１及びハウジング１２を有する。出力軸１１は、ハウジング１２の中心部にベアリングを介して回転可能に軸支されている。
出力軸１１は、車幅方向外側端部１１ａがハウジング１２から突出するように設けられている。この車幅方向外側端部１１ａには、上記したブレーキ機構４及びホイール２が結合されている。

なお、図１には、出力軸１１が中空に形成されたものを例示している。この場合、出力軸１１の中空部にベアリング等を介して車体側の支持軸（図示略）を配設することで、ＩＷＭ１０及び駆動輪１を回転可能に支持することができる。これに替えて又は加えて、ハウジング１２が車体側の構造に結合され、ＩＷＭ１０及び駆動輪１が支持されてもよい。一方、出力軸１１が中実に形成されてもよい。この場合、中実の出力軸１１やハウジング１２を車体側の構造に結合することで、ＩＷＭ１０及び駆動輪１を支持することができる。

ハウジング１２は、回転駆動力を発生させるロータ１５及びステータ１６（ここではステータの一方にのみ符号を付す）を収容するハウジング本体部１３と、このハウジング本体部１３の車幅方向端部のそれぞれから全周にわたって径方向に突設された突起部１４とを有する。この突起部１４は軸方向に並設されており、突起部１４に挟まれた空間（以下、「凹部」という）１４ａが形成されている。

ハウジング本体部１３は、中空の閉空間を有する円柱形状に形成されている。この中空の閉空間には、ロータ１５及びステータ１６が収容されている。つまり、ハウジング本体部１３は、内部に収容されたロータ１５及びステータ１６を埃や水などの侵入から防いで保護する筐体である。なお、ハウジング本体部１３における中空の閉空間は、ハウジング本体部１３がなす円柱形状よりもその厚みに対応する分だけ小さな円柱形状をなしている。

以下、ハウジング本体部１３の内部に収容されるロータ１５及びステータ１６を説明し、その後、ハウジング本体部１３の外周に設けられた突起部１４を説明する。
ロータ１５は、ステータ１６に対して回転するものである。これらのロータ１５及びステータ１６は、何れも軸芯Ｃと同心に配置されている。

ロータ１５は、中心部１５ａが出力軸１１に固定され、外周部１５ｂの車幅方向外側及び内側のそれぞれに複数の永久磁石（何れも図示省略する）が円環状に固設されている。かかる永久磁石は、周方向に隣り合うどうしが異極となるように磁化されており、例えば扇形状に形成されている。このロータ１５の外周部１５ｂは、間隔をおいて車幅方向（軸方向）両側に設けられたステータ１６に挟まれている。

ステータ１６は、ハウジング本体部１３の外周部１３ａに固定されており、磁心にコイルが巻回された複数のコイルモジュールが円環状に配設されたものである。各コイルモジュールは、例えば扇状に形成されている。なお、ステータ１６は、後述するケーシング２０に対してハウジング１２を介して一体的に接合されている。
ステータ１６の各コイルモジュールに電流が供給されると、ステータ１６の各コイルモジュールとロータ１５の永久磁石との磁力（引力或いは斥力）によって、ステータ１６に対してロータ１５が回転し、出力軸１１から回転駆動力が出力される。このとき、ステータ１６を電流が流れることにより、各コイルモジュールが発熱する。例えば、ＩＷＭ１０の高負荷出力時或いは連続稼働時には、ステータ１６の各コイルモジュールに多量の電流或いは長期間にわたって電流が供給され、ＩＷＭ１０の発熱量が多くなる。

突起部１４は、次に説明するケーシング２０を配設するために形成されている。すなわち、突起部１４は、ケーシング２０をハウジング１２に結合するためのものである。
なお、図１には、ハウジング本体部１３と突起部１４とが一体に形成されたものを例示するが、これらのそれぞれが別体に形成されて結合されていてもよい。また、ハウジング本体部１３についても、任意の箇所で分割された部材どうしを結合する構造としてもよい。

［１−３．ケーシング］
ケーシング２０は、略円筒状に形成され、ＩＷＭ１０の外周に配設されている。具体的には、ケーシング２０は、環状に形成されるとともに径方向断面が軸心Ｃを上方としたＵ字型（例えば上部では逆Ｕ字型）に形成されている。このケーシング２０の内周端部とＩＷＭ１０の外周端部（即ちハウジング１２における突起部１４の外周端部）とが結合されている。なお、ケーシング２０とＩＷＭ１０との結合には、溶接やボルト締結といった公知の結合手段を用いることができる。

図１〜図３に示すように、ケーシング２０には、ホイール２の回転方向（図２及び図３には二重矢印で示す）に沿って複数の開口部２１（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。なお、ホイール２の回転方向は、ケーシング２０の外周が延在する方向（外周方向）と同方向である。
このケーシング２０には、開口部２１のそれぞれに対応して複数設けられた蓋部材３０（一箇所にのみ符号を付す）と、各蓋部材３０によって開口部２１を開閉させる熱感応部材４０（一箇所にのみ符号を付す，図１では図示省略する）とが備えられている。ここでは、１つの開口部２１に対して１つの蓋部材３０が設けられている。

図２には、十二個の開口部２１が周方向に等間隔に形成されたものを例示するが、開口部２１の形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、例えば１つでもよい。また、開口部２１どうしの間隔は等間隔でなくてもよい。この場合、蓋部材３０及び熱感応部材４０の形成個数や形成箇所は開口部２１に対応したものとなる。
以下、開口部２１，蓋部材３０，熱感応部材４０の順に説明する。

［１−３−１．開口部］
開口部２１が閉鎖された状態（蓋部材３０に覆われた状態）では、ケーシング２０の外周側と内周側との連通が遮断される。このため、開口部２１とＩＷＭ１０におけるハウジング１２の径方向端部に形成された凹所１４ａ（図１参照）とによって閉空間が形成される。

一方、図４に示すように、開口部２１が開放された状態では、開口部２１は、ケーシング２０の外周側と内周側とを連通させる。このため、開口部２１は、ハウジング１２の径方向端部における凹所１４ａ（何れも図１参照）に外気（ケーシング２０の外周側の空気）を導入する導入口と捉えることができ、また、凹所１４ａの空気をケーシング２０の外部に排出する排出口と捉えることができる。つまり、開口部２１は、凹所１４ａの空気を入れ換える換気口と捉えることができる。

［１−３−２．蓋部材］
蓋部材３０は、弾性変形可能に構成されている。言い換えれば、蓋部材３０は、所定の形状に復元可能な可撓性を有する。なお、蓋部材３０は、少なくとも基端部３０ａが弾性変形可能に構成されていればよい。
図２〜図４に示すように、蓋部材３０の基端部３０ａは、開口部２１の周縁２２におけるホイール２の回転方向下流側の下流縁部２２ａに結合されている。つまり、蓋部材３０は、基端部３０ａよりも先端部３０ｂがホイール２の回転方向上流側に配設される。

蓋部材３０とケーシング２０との結合箇所（以下、「結合部」という）５０には、詳細を後述する熱感応部材４０が配設されている。なお、蓋部材３０の基端部３０ａ以外の部分は、ケーシング２０と結合されていない。
ここでは、蓋部材３０がケーシング２０に対して一体に結合されている。

蓋部材３０は、詳細を後述する熱感応部材４０からの外力が作用しなければ、所定の形状をなして開口部２１を覆う（閉鎖する）状態となる。かかる状態のときには、図２及び図３に示すように、ケーシング２０の外周が円筒面をなす形状に形成されている。言い換えれば、蓋部材３０が開口部２１を覆う状態では、ケーシング２０の外周に滑らかな円筒面が形成される。

［１−３−３．熱感応部材］
ところで、ＩＷＭ１０（図１参照）が発熱したときには、ＩＷＭ１０のハウジング１２（図１参照）を通じて熱が伝達され、ケーシング２０，蓋部材３０及び熱感応部材４０の温度も上昇する。つまり、ケーシング２０，蓋部材３０及び熱感応部材４０のそれぞれは、ＩＷＭ１０の温度上昇に応じて自身の温度も上昇する。本実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置は、このような温度変化を利用して、開口部２１を開閉している。かかる開閉の動力源といえる熱感応部材４０について、以下に説明する。

熱感応部材４０には、ケーシング２０及び蓋部材３０よりも熱膨張率の高い材料を用いている。例えば、熱感応部材４０にはアルミニウム材を用い、ケーシング２０及び蓋部材３０には鋼材を用いることができる。
熱感応部材４０は、上記したように蓋部材３０の基端部３０ａとケーシング２０とが結合される結合部５０に配設されている。詳細には、結合部５０に凹設された凹部２９に熱感応部材４０が収容されている。図３及び図４には、熱感応部材４０は軸状（円柱状）に形成されたものを例示する。

図５に示すように、凹部２９は、ホイール２の回転方向下流側に設けられた本体部２９ａと、ホイール２の回転方向上流側に設けられた絞り部２９ｂとを有する。本体部２９ａは、熱感応部材４０に対応する形状に凹設された部分であり、熱感応部材４０を収容する部分である。絞り部２９ｂは、本体部２９ａからホイール２の回転方向上流側に向かうに連れて開口部２１の周縁２２と蓋部材３０との距離が小さくなる（絞られる）ように形成された部分である。

厳密にいえば、熱感応部材４０は温度に応じて体積が変化するため、凹部２９の本体部２９ａは、所定温度における熱感応部材４０の外径に対応する形状に凹設されている。ここでいう所定温度としては、ＩＷＭ１０がオーバヒート状態（過熱状態）やオーバークール状態（冷態）となる温度であるときに熱感応部材４０がとりうる温度に対して所定のマージン分だけ安全側（高温側又は低温側）の温度を用いることができる。

熱感応部材４０は、ケーシング２０に設けられた凹部２９の本体部２９ａに、軸方向に沿って嵌挿されることで配設することができる。また、凹部２９の絞り部２９ｂと蓋部材３０との距離が熱感応部材４０の外周（外形）よりも大きくなるように、蓋部材３０の先端部３０ｂ（図４など参照）を変位させて（例えば持ち上げて）開口部２１を大きく開放し、蓋部材３０と開口部２１の周縁２２との間から配設することも可能である。
なお、図示省略するが、熱感応部材４０には、凹部２９から脱落しないように、適宜の抜け止め加工が施されている。かかる抜け止め加工としては、熱感応部材４０の軸方向両端部に頭部を設けることや、抜け止めンピンを追加することなどが挙げられる。

ＩＷＭ１０（図１参照）が発熱したときには、ＩＷＭ１０の温度上昇に応じて熱感応部材４０の温度が上昇し、熱感応部材４０の体積が膨張する。このとき、ケーシング２０及び蓋部材３０と熱感応部材４０との熱膨張率の差により、図４と図５の二点鎖線とに示すように、熱感応部材４０が蓋部材３０の基端部３０ａを押し上げ、これにともなって、蓋部材３０の先端部３０ｂ（図２〜図４参照）が、開口部２１の周縁２２におけるホイール２の回転方向上流側の上流縁部２２ｂから離隔され、開口部２１が開放される。

［２．作用及び効果］
本発明の第一実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置は、上述のように構成されるため、以下のような作用及び効果を得ることができる。
まず、本実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置の作用を説明する。
ＩＷＭ１０の温度は、始動初期や極寒冷地における作動時などには低温である。このとき、図２，図３及び図５に示すように、熱感応部材４０は、所定温度以下であり凹部２９に収容される。このため、蓋部材３０は、熱感応部材４０に押し上げられることがなく、開口部２１を覆う状態（閉鎖する状態）となる。

一方、ＩＷＭ１０は、高負荷出力時や連続稼働時などには発熱量が多量となり、温度が上昇する。この熱は、ハウジング１２を通じてケーシング２０，蓋部材３０及び熱感応部材４０に伝達される。そして、熱感応部材４０をはじめケーシング２０及び蓋部材３０の体積が膨張する。このとき、ケーシング２０及び蓋部材３０と熱感応部材４０との熱膨張率の差により、図４に示すように、熱感応部材４０により蓋部材３０の基端部３０ａが押し上げられ、蓋部材３０が弾性変形する（撓む）ことにより開口部２１が開放される。
開口部２１が開放された状態では、蓋部材３０の基端部３０ａから先端部３０ｂに向かうに連れて開口部２１の周縁２２から離隔する。

以下、開口部２１を開放する作用の詳細について、図５の二点鎖線を参照して説明する。
ＩＷＭ１０の温度が上昇すると、熱感応部材４０の体積が膨張する。このとき、熱感応部材４０の体積膨張よりも小さいながら、ケーシング２０及び蓋部材３０も微小に体積膨張する。これらの体積膨張により、熱感応部材４０と蓋部材３０の基端部３０ａとが押し合うとともに、熱感応部材４０と凹部２９とが押し合う。よって、蓋部材３０の基端部３０ａが、熱感応部材４０によって押し上げられ、弾性変形する。このとき、熱感応部材４０の押し上げ対象となる蓋部材３０の基端部３０ａにおいては、ホイール２の回転方向上流側よりも下流側の方が剛であるため、熱感応部材４０の蓋部材３０への押し上げ力がホイール２の回転方向下流側から上流側（剛な部分から柔な部分）へ逃げるように移行し、熱感応部材４０が微小に回転する。

なお、蓋部材３０の剛性や内周面の形状，凹部２９の形状などによっては、熱感応部材４０が回転することなく、蓋部材３０が押し上げられることもありうる。
熱感応部材４０をはじめとしたケーシング２０及び蓋部材３０の各体積は、温度に対して略比例的な対応関係を有するため、開口部２１の開放度合いはＩＷＭ１０の温度に応じたものとなる。

このように、本実施形態のホイール駆動機構の冷却装置は、熱感応部材４０とケーシング２０及び蓋部材３０との熱膨張率の差を利用することで、ＩＷＭ１０の温度に応じて、電力や制御を要することなく開口部２１の開放度合を変化させている。
開口部２１が開放されると、ケーシング２０の外周側と内周側とが連通され、開口部２１の閉鎖時に形成される開口部２１及び凹部１４ａの閉空間の空気が排出されるとともに、開口部２１を通じてケーシング２０の外周側の空気（外気）が凹部１４ａに導入される。つまり、凹部１４ａで温められた空気が換気される。

このときホイール２が回転していれば、この回転にともなう空気の流れは、基端部３０ａから先端部３０ｂに向かうに連れて開口部２１の周縁２２から離隔している蓋部材３０に案内され、開口部２１に効率よく導入される。開口部２１から導入された空気は、ハウジング１２に当たり、凹部１４ａの空気を排出する。すなわち、凹部１４ａ内で蓄熱した空気を排出し、加熱されたハウジング１２を冷却することができる。

次に、本実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置の効果を説明する。
ＩＷＭ１０の温度上昇に応じて開口部２１を覆っていた蓋部材３０が開口部２１を開放するため、ケーシング２０の内周側と外周側とで空気を入れ換える（換気する）ことができ、ケーシング２０の内周側に設けられたＩＷＭ１０を外気で冷却することができる。このとき、ホイール２が回転していれば、この回転にともなう空気の流れによって換気が促進され、ＩＷＭ１０の冷却効率を向上させることができる。

一方、ＩＷＭ１０の温度が上昇していないときには、開口部２１が蓋部材３０に覆われ、ＩＷＭ１０は冷却されない。このとき、例えばホイール２が回転していれば、この回転にともなう空気の乱れや空気抵抗を抑制することができる。また、ＩＷＭ１０が冷却されなければ、ホイール駆動機構の冷却も抑制される。そのため、ホイール駆動機構の作動にともなって、機構各部の潤滑油が温度上昇して粘性が低下するので、潤滑部分の抵抗も抑えることができる。これらより、低温時におけるホイール駆動機構のエネルギーロスを抑制することができる。
このように、ＩＷＭ１０の温度に応じて、蓋部材３０が開口部２１を開閉するため、ＩＷＭ１０を適切に冷却することができる。

また、ＩＷＭ１０を冷却するために、蓋部材３０によって開閉される開口部２１が形成された略円筒状のケーシング２０をＩＷＭ１０の外周に設けるだけでよいため、簡素な構成とすることができる。これにより、レイアウトの制約に対する対応自由度を向上させることができ、また、コストの上昇を抑制することができる。延いては、ホイール駆動機構の冷却装置を軽量化に寄与し、耐久性の向上にも寄与しうる。

また、ＩＷＭ１０の温度上昇に応じて熱感応部材４０の体積が膨張することにより蓋部材３０が開口部２１を開放するため、開口部２１の開放に制御を要せず、電力を消費することがない。よって、簡素な構成とすることができる。
この熱感応部材４０は、ＩＷＭ１０の温度と開口部２１の開放度合いとが対応するように、蓋部材３０によって開口部２１を開放させるため、ＩＷＭ１０を確実に冷却することができる。

蓋部材３０が開口部２１を覆う状態、即ち、ＩＷＭ１０の温度が上昇していないときには、ケーシング２０の外周に円筒面が形成されるため、ホイール２が回転しているときの空気の乱れや空気抵抗を更に抑制することができる。これにより、エネルギーロスを更に抑制することができる。

ＩＷＭ１０のステータ１６とケーシング２０とが一体的に接合されるため、ホイール２が回転するのに対しケーシング２０は回転しない。このような構造のもとで、蓋部材３０は、基端部３０ａよりも先端部３０ｂがホイール２の回転方向上流側に配設されるため、ホイール２が回転しているときに、この回転にともなう空気の流れを効率よく開口部２１に導入することができ、ＩＷＭ１０の冷却効率を向上させることができる。
ＩＷＭ１０にアキシャルギャップ方式のものを用いているため、ラジアルギャップ方式のものに比較して、小型化に有利であり、レイアウトへの対応自由度を更に向上させることができる。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置は、第一実施形態に対して蓋部材の構成が異なる。なお、ここで説明する点を除いては第一実施形態と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を付し、各部の説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置は、蓋部材６０がバイメタルで構成されている。バイメタルとは、熱膨張率が異なる二枚の金属部材を例えば圧延法によって一枚の板状に貼り合わせたものである。
この蓋部材６０は、外周側の第一メタル部材６１と内周側の第二メタル部材６２とを有する。

第一メタル部材６１には、第二メタル部材６２よりも熱膨張率が低い部材が用いられている。第一メタル部材６１としては、インバーなどの熱膨張率が低い金属部材であれば種々のものを採用することができる。また、第二メタル部材６２としては、ニッケルクロム鉄合金，ニッケルマンガン鉄合金，マンガン銅鉄合金などの熱膨張率の高い金属部材であれば種々のものを採用することができる。

ここでは、蓋部材６０の基端部６０ａから先端部（図示略）の全体にわたって二つのメタル部材６１，６２が設けられている。ただし、図６に二点鎖線で示すように、蓋部材６０の基端部６０ａにだけ二つのメタル部材６１，６２が設けられてもよい。
なお、図６には、蓋部材６０が結合される結合部５０に凹部２９が設けられたものを示すが、この凹部２９は省略してもよい。

この蓋部材６０は、温度が上昇するに連れて、外周側の第一メタル部材６１よりも内周側の第二メタル部材６２の方が大きく膨張し、基端部６０ａを支点に外周側へ向けて変形する。この変形量と蓋部材６０（メタル部材６１，６２）の温度とは一対一の対応関係を有する。
敷衍して言えば、蓋部材６０は、上述した第一実施形態の蓋部材３０と同様に、温度と開口部２１の開放度合いとが比例的な対応関係を有するものといえる。延いては、ＩＷＭ１０の温度と蓋部材６０による開口部２１の開放度合いとも対応するものといえる。

第二実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置は、上述のように構成されるため、第一実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置による効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
蓋部材６０がバイメタルで構成されているため、第一実施形態にかかるホイール駆動機構の冷却装置のように、熱感応部材４０を要することなく、ＩＷＭ１０の温度上昇に応じて開口部２１を開放することができる。このため、更に簡素な構成とすることができる。延いては、コストの低減や耐久性の向上に寄与しうる。

また、蓋部材６０の第一メタル部材６１と第二メタル部材６２との熱膨張率の差を利用することで、ＩＷＭ１０の温度に応じて、電力や制御を要することなく開口部２１の開放度合を変化させることができる。
蓋部材６０の基端部６０ａにだけ二つのメタル部材６１，６２が設けられれば、材料コストを抑制することも可能となる。また、凹部２９の形成を省略すれば、形成コストを抑制することも可能となる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した第一実施形態及び第二実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、開口部２１が矩形状に形成されたものを例示したが、開口部２１の形状としては、円柱形状やスリット状などの種々の形状のものを採用することができる。例えば、開口部２１が開放されたときの空気の流れを考慮して開口部２１の形状を設計してもよい。具体的には、開口部２１を通してケーシング２０の外周側の空気が導入される点に着目すれば、導入される空気の流通方向に沿うように径方向に対して傾斜する軸心或いは辺を有する形状を採用してもよい。この場合、ケーシング２０の内周側への外気の導入効率が向上し、ＩＷＭ１０の冷却効果を向上させることができる。

また、蓋部材３０が開口部２１の周縁２２におけるホイール２の回転方向下流側の下流縁部２２ａに結合されたものを説明したが、少なくとも、開口部２１の周縁２２の一部とそれに対応する蓋部材３０の周縁２２の一部とが結合されていればよい。
また、開口部２１は少なくとも１つ設けられていればよい。さらに、１つの開口部２１に対して１つの蓋部材３０が設けられたものに限らず、１つの蓋部材が複数の開口部を覆う構成としてもよいし、逆に、複数の蓋部材が１つの開口部を覆う構成としてもよい。
また、蓋部材３０における外周側の形状は種々の形状とすることができ、蓋部材３０が開口部２１を覆う状態におけるケーシング２０の外周には、円筒面に限らず種々の形状が形成されうる。

上述の第一実施形態では、熱感応部材４０が軸状（円柱状）に形成されたものを例示したが、熱感応部材４０の形状に例えば球状や矩形状といった種々の形状を採用することもできる。この場合、凹部２９は、熱感応部材４０に対応する形状に凹設される。
上述の第二実施形態では、蓋部材６０がバイメタルで構成され、第一実施形態の熱感応部材４０を省略することができる点を説明したが、蓋部材６０がバイメタルで構成されるとともに熱感応部材４０が設けられていてもよい。この場合、蓋部材６０による開口部２１の開閉を更に確実にすることができる。

１ 駆動輪（車両用駆動輪）
２ ホイール
２ａ リム
２ｂ ディスク
３ タイヤ
４ ブレーキ機構
４ａ ロータ
４ｂ キャリパ
１０ ＩＷＭ（インホイールモータ，電動モータ）
１１ 出力軸
１１ａ 車幅方向外側端部
１２ ハウジング
１３ ハウジング本体部
１３ａ 外周部
１４ 突起部
１４ａ 凹所
１５ ロータ
１５ａ 中心部
１５ｂ 外周部
１６ ステータ
２０ ケーシング
２１ 開口部
２２ 周縁
２２ａ 下流縁部
２２ｂ 上流縁部
２９ 凹部
２９ａ 本体部
２９ｂ 絞り部
３０ 蓋部材
３０ａ 基端部
３０ｂ 先端部
４０ 熱感応部材
５０ 結合部
６０ 蓋部材（バイメタル）
６０ａ 基端部
６１ 第一メタル部材
６２ 第二メタル部材
Ｃ 軸芯

Claims (7)

1. 車両用駆動輪のホイールの内部に設けられた電動モータにより前記ホイールを回転駆動するホイール駆動機構において、
   前記電動モータの外周に配設され、少なくとも１つの開口部が形成された略円筒状のケーシングと、
   前記開口部を覆うとともに前記電動モータの温度上昇に応じて前記開口部を開放する蓋部材と、を備えた
   ことを特徴とする、ホイール駆動機構の冷却装置。
2. 前記開口部の周縁の一部とそれに対応する前記蓋部材の周縁の一部とが結合された結合部と、
   前記結合部に配設され、前記電動モータの温度上昇に応じて体積が膨張する熱感応部材と、を備え、
   前記熱感応部材の体積が膨張することにより前記蓋部材が前記開口部を開放する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のホイール駆動機構の冷却装置。
3. 前記熱感応部材にはアルミニウム材を用い、
   前記蓋部材及び前記ケーシングには前記アルミニウム材よりも熱膨張率の低い鋼材を用いる
   ことを特徴とする、請求項２に記載のホイール駆動機構の冷却装置。
4. 前記蓋部材がバイメタルで構成された
   ことを特徴とする、請求項１に記載のホイール駆動機構の冷却装置。
5. 前記蓋部材が前記開口部を覆う状態では、前記ケーシングの外周に円筒面が形成されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のホイール駆動機構の冷却装置。
6. 前記電動モータのステータと前記ケーシングとが一体的に接合され、
   前記蓋部材は、基端部が前記開口部の周縁における前記ホイールの回転方向下流側の下流縁部に結合され、先端部が前記電動モータの温度上昇に応じて前記開口部の周縁における前記ホイールの回転方向上流側の上流縁部から離隔する
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のホイール駆動機構の冷却装置。
7. 前記開口部が、前記ケーシングの外周方向に沿って複数設けられ、
   前記蓋部材が、前記開口部のそれぞれに対応して複数設けられた
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のホイール駆動機構の冷却装置。

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