JP2017171252A - インホイールモータユニットの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ユニットケースのケース内空間に配置された構成要素を冷却する際、モータと減速機とインバータモジュールの冷却を効率良く行うこと。
【解決手段】インホイールモータユニット１に、減速ギア機構６の回転するホイール駆動軸ギア６６により掻き揚げられた潤滑油を、モータジェネレータ５のモータ軸５１内に導入し、循環する潤滑油により内部循環潤滑油冷却経路を形成する。このインホイールモータユニット１の冷却構造において、モータジェネレータ５とインバータモジュール７の周りに、内部循環する空気の流れによる内部循環空気冷却経路を形成する。内部循環空気冷却経路を、モータジェネレータ５の回転によって空気の流れを発生させ、ユニットケース１０の内面に沿って空気が流れる経路とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ユニットケース内にモータと減速機とインバータモジュールを有するインホイールモータユニットの冷却構造に関する。

グリース封入型の軸受は回転使用限界が比較的低く、電動モータの高回転域での使用が制限される。そこで、モータのロータ軸の一端に連結される動力伝達装置を有する車両用の電動駆動ユニットに用いるモータのロータ軸受を、動力伝達装置のケーシング内の潤滑油で潤滑する電動モータのロータ軸受潤滑構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１９００４２号公報

潤滑油により電動モータのロータ発熱を冷却するとき、ロータからの熱を奪って潤滑油が加温される。しかしながら、先行技術の電動モータのロータ軸受潤滑構造にあっては、加温された潤滑油を冷却することが考慮されていない。よって、潤滑油の温度が上昇してしまうと、電動モータのロータ発熱を効率よく冷却できず、電動モータの大出力化が厳しくなる、という問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ユニットケースのケース内空間に配置された構成要素を冷却する際、モータと減速機とインバータモジュールの冷却を効率良く行うインホイールモータユニットの冷却構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインホイールモータユニットの冷却構造は、ユニットケース内にモータと減速機とインバータモジュールを有する。
このインホイールモータユニットの冷却構造において、内部循環潤滑油冷却経路に加え、モータとインバータモジュールの周りに、内部循環する空気の流れによる内部循環空気冷却経路を形成する。
内部循環空気冷却経路を、モータの回転によって空気の流れを発生させ、ユニットケースの内面に沿って空気が流れる経路とする。

この結果、ユニットケースのケース内空間に配置された構成要素を冷却する際、モータと減速機とインバータモジュールの冷却を効率良く行うことができる。

第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットがストラット式サスペンションにより車体に懸架されているインホイールモータ駆動装置を示す斜視図である。 第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットの外観を示す斜視図である。 第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットにおいてストラット及びホイールが取り付けられた概略構造を示す一部破断斜視図である。 第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットの内部構造を示す展開断面図である。 第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットにおいてモータジェネレータ・インバータ放熱プレート・減速ギア機構・ストラット・ホイールハブの車軸方向の位置関係による配置構成を示す斜視図である。 第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットにおいてモータジェネレータ・減速ギア機構・ストラット・タイロッド連結部・ブレーキキャリパの車軸直交方向の位置関係及び円周方向の位置関係による配置構成を示す車軸方向視図である。 ドライブシャフトにより左右前輪を駆動する電気自動車のストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニットに置き換え可能であることを示すインホイールモータユニットの置換作用説明図である。 第１実施例の冷却構造においてインホイールモータユニットの内部を循環する内部循環潤滑油冷却経路を示す潤滑油冷却作用説明図である。 第１実施例の冷却構造においてインホイールモータユニットの内部を循環する内部循環空気冷却経路を示す空気冷却作用説明図である。 第１実施例の冷却構造においてインホイールモータユニットのユニットケースのケース表面を流れる走行風（外気）によりユニットケースを冷却する作用を示す走行風冷却作用説明図である。

以下、本発明のインホイールモータユニットの冷却構造を実現する最良の形態を、図面に示す第１実施例に基づいて説明する。

第１実施例

まず、構成を説明する。
第１実施例の冷却構造を備えるインホイールモータユニットは、前輪駆動によるインホイールモータ車において、ストラット式サスペンションにより車体に懸架される左右前輪（駆動輪、転舵輪）のそれぞれに適用した例である。以下、第１実施例の構成を、「全体装置構成」、「インホイールモータユニットの内部詳細構成」、「各構成要素の配置レイアウト構成」、「インホイールモータユニットの冷却構造」に分けて説明する。

［全体装置構成］
図１は、第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットがストラット式サスペンションにより車体に懸架されている状態を示す。図２は、ストラットが取り付けられたインホイールモータユニットの外観を示す。図３は、ストラット及びタイヤホイールが取り付けられたインホイールモータユニットの概略構造を示す。以下、図１〜図３に基づいて、第１実施例の冷却構造が適用されたインホイールモータユニットを搭載するインホイールモータ駆動装置の全体装置構成を説明する。

インホイールモータ駆動装置Ａは、図１に示すように、インホイールモータユニット１と、タイヤホイール２と、ストラット式サスペンション３と、車体４と、を備えている。

前記インホイールモータユニット１は、図１に示すように、タイヤホイール２の内側空間部分に一部分を挿入した状態で配設されるユニットケース１０を有する。ユニットケース１０は、図２に示すように、モータケース１１と、モータカバー１２と、減速ギアケース１３と、減速ギアカバー１４と、を有して構成される。

モータケース１１のケース外面には、図１及び図２に示すように、ナックルアーム１５と、ブレーキキャリパ固定アーム１６と、トランスバースリンク支持アーム１７と、がケースと一体に突出して形成される。モータケース１１とモータカバー１２によるケース内空間には、図３に示すように、モータジェネレータ５が配置される。

ナックルアーム１５は、ナックル本体を兼用するモータケース１１のうち、車軸方向にてタイヤホイール２側の後面位置に車両後方に向けて突出して設けられる。ナックルアーム１５のアーム先端部には、図２に示すように、ステアリング機構のタイロッド８６が連結されるタイロッド連結穴１５ａを有する。

ブレーキキャリパ固定アーム１６は、ナックル本体を兼用するモータケース１１のうち、車軸方向にてナックルアーム１５よりタイヤホイール２側に隣接する位置に、車軸直交方向にて車両上方と車両前方に向けて２方向に突出して設けられる。ブレーキキャリパ固定アーム１６の２方向に突出するアーム先端部には、図２に示すように、ブレーキキャリパ９３（図６参照）を固定するパキャリパ固定穴１６ａ，１６ｂを有する。

トランスバースリンク支持アーム１７は、ナックル本体を兼用するモータケース１１のうち、車軸方向にてタイヤホイール２側の下面位置に車両下方に向けて突出して設けられる。トランスバースリンク支持アーム１７のアーム先端部には、図２に示すように、トランスバースリンク３３のユニット側支持部となるリンク支持ボール１７ａが固定される。

減速ギアケース１３のケース上面には、図１〜図３に示すように、ストラット取り付け凹部１８が一体に形成される。減速ギアケース１３と減速ギアカバー１４によるケース内空間には、減速ギア機構６（図４参照）が配置される。

ストラット取り付け凹部１８は、モータケース１１の隣接位置に固定された減速ギアケース１３のうち、ケース上部の平面位置にストラット３１の下端部を埋め込み状態で取り付けるように、車両下方に向かって凹ませた円筒状凹部に形成される。

前記タイヤホイール２は、図３に示すように、インホイールモータユニット１の出力軸であるホイール駆動軸２１の端部位置に固定され、外周部に図外のタイヤが装着される。つまり、減速ギア機構６からのホイール駆動軸２１の端部には、ホイールハブ２２がハブナット２３により固定され、ブレーキロータ８７と共にハブボルト２４による共締めにて固定される。

前記ストラット式サスペンション３は、車両上下方向に作用する力を支えるショックアブソーバをストラット３１（支柱）として用い、インホイールモータユニット１を含むバネ下部材を車体６に懸架する形式のサスペンションである。このストラット式サスペンション３は、図１に示すように、ストラット３１と、コイルスプリング３２と、トランスバースリンク３３と、を有する。

ストラット３１は、車両上下方向に作用する力を支えつつストローク動作により減衰力を発生するサスペンション部材である。ストラット３１の下端部分は、ナックル本体を兼用する減速ギアケース１３のケース上面位置に埋め込み状態で取り付けられる。ストラット３１の上端部分は、ゴム製インシュレータによるアッパーマウントを介してホイールハウス車体メンバ４１（車体４）に弾性支持される。なお、ストラット３１の減速ギアケース１３に対する取り付けは、例えば、ストラット３１の下端部をストラット取り付け凹部１８にネジ込み固定した後、緩み止めのロックナットにより締め付け固定することで行われる。

コイルスプリング３２は、ショックアブソーバ中心軸に対してスプリング中心軸をオフセット状態とし、ストラット３１の上部外周位置に配置され、車両上下方向に作用する力を支えつつ伸縮動作によりバネ力を発生するサスペンション部材である。コイルスプリング３２の下端部分は、ストラット３１に固定された下端側バネ受けプレート３４に支持される。コイルスプリング３２の上端部分は、上端側バネ受けプレート３５及びゴム製インシュレータによるアッパーマウントを介してホイールハウスメンバ４１（車体４）に弾性支持される。

トランスバースリンク３３は、インホイールモータユニット１を含むバネ下部材をフロントサスペンションメンバ４２（車体４）に揺動可能に支持すると共に、車幅方向及び車両前後方向に作用する力を支えるサスペンション部材である。トランスバースリンク３３のユニットケース１０側は、トランスバースリンク支持アーム１７に設けられたリンク支持ボール１７ａに対し球面支持される。トランスバースリンク３３のフロントサスペンションメンバ４２（車体４）側は、車体支持軸上にて車両前後方向に離れた位置に設けられた支持ピン３３ａ，３３ｂに対し、ゴムブッシュを介して２点で結合支持される。

ここで、第１実施例のように、ストラット式サスペンション３を左右前輪に使用する場合、ストラット３１及びコイルスプリング３２の車体支持点P1と、トランスバースリンク３３のユニットケース支持点P2とを通る軸を仮想キングピン軸線KLとする。つまり、ステアリング操作がなされると、仮想キングピン軸線KLを回転中心軸として、インホイールモータユニット１及びタイヤホイール２が転舵する。

［インホイールモータユニットの内部詳細構成］
図４は、第１実施例のインホイールモータユニットの冷却構造においてインホイールモータユニットの内部構造を示す。以下、図４に基づいて、インホイールモータユニットの内部詳細構成を説明する。

インホイールモータユニット１は、図４に示すように、ユニットケース１０のケース内部に、モータジェネレータ５（モータ）と、減速ギア機構６（減速機）と、インバータモジュール７と、を備えている。

前記モータジェネレータ５は、モータ軸５１と、ロータ５２と、ステータ５３と、ステータコイル５４と、を有して構成される。

モータ軸５１は、中心軸位置に軸心油路５５が貫通状態で形成される。モータ軸５１のタイヤホイール２側の一端部は、モータケース１１に対し第１ベアリング８１を介して回転可能に支持される。モータ軸５１のタイヤホイール２側の一端部には、第１ベアリング８１とスプラッシュガード８８の間の位置に、ロータ回転角度を検出するレゾルバ８９が設けられる。モータ軸６の減速ギア機構６側の他端部は、減速ギアケース１３に対し第２ベアリング８２を介して回転可能に支持される。

ロータ５２は、モータ軸５１に固定され、図外の永久磁石を埋設した積層鋼板により構成される。ロータ５２の減速ギア機構６側の端面には、第１空気循環翼５６が径方向に複数枚設けられ、ロータ５２のタイヤホイール２側の端面には、第２空気循環翼５７が径方向に複数枚設けられる。第１空気循環翼５６は、インバータ放熱プレート７１を翼ケーシングとし、ターボチャージャに用いられるような遠心軸流翼形状とされる。

ステータ５３は、ユニットケース１の内面に固定されると共にロータ５２に対しエアギャップ５８ｂを介して配置され、打ち抜き積層鋼板によるステータティースのそれぞれにステータコイル５４を巻き付けることで構成される。ステータコイル５４は、Ｕ相コイル線・Ｖ相コイル線・Ｗ相コイル線などを有し、これらのコイル線がインバータモジュール７に対して接続される。

前記減速ギア機構６は、ギア軸として、モータ軸５１と、アイドラー軸６０と、ホイール駆動軸２１と、を有する。ギア列として、第１減速ギア列６１（第１減速機）と、第２減速ギア列６２（第２減速機）と、を有して構成される。

モータ軸５１とアイドラー軸６０とホイール駆動軸２１は、互いに平行で高さの異なるギア軸である。アイドラー軸６０は、減速ギアケース１３の隔壁部１３ａに設けた第３ベアリング８３と、減速ギアカバー１４に設けた第４ベアリング８４と、によって両端支持される。ホイール駆動軸２１は、減速ギアカバー１４に設けた第５ベアリング８５と、ホイールハブ２２側に設けられたハブベアリング２５と、によって両端支持される。ハブベアリング２５は、モータケース１１に固定されるハブケース２６をアウターレースとし、ホイールハブ２２をインナーレースとするベアリングである。ここで、図４に示す展開断面図においては、モータ軸５１＞アイドラー軸６０＞ホイール駆動軸２１という高さ関係を持つ記載となっているが、実際の高さ関係は、アイドラー軸６０＞モータ軸５１＞ホイール駆動軸２１という関係になっている（図６参照）。

第１減速ギア列６１は、モータ軸５１を車両内側の減速ギアカバー１４の近くまで延ばした端部位置に形成されたモータ軸ギア６３と、モータ軸ギア６３に噛み合い、アイドラー軸６０に一体形成された第１アイドラー軸ギア６４と、によって構成される。アイドラー軸６０の中心軸位置には、軸心油路チューブ６７が設けられる。軸心油路チューブ６７の隔壁部１３ａ側の端部位置には、第３ベアリング８３からの潤滑油を流入する開口部が形成される。軸心油路チューブ６７の減速ギアカバー１４側の端部位置には、屈曲可能な連結チューブ９０の一端が接続され、連結チューブ９０の他端がモータ軸５１の軸心油路５５に接続される。
なお、第１アイドラー軸ギア６４の端面には、パーキングレンジ位置の選択により図外のパーキングポールが動作し、パーキングポールとの噛み合いによりアイドラー軸６０をユニットケース１０に静止固定するパーキングギア９１が設けられている。

第２減速ギア列６２は、アイドラー軸６０に一体形成された第２アイドラー軸ギア６５と、第２アイドラー軸ギア６５に噛み合い、ホイール駆動軸２１の端部位置に一体形成されたホイール駆動軸ギア６６と、によって構成される。ホイール駆動軸ギア６６は、減速ギアカバー１４側のピンベアリング９２と、ホイール駆動軸ギア６６を挟んで反対側の第５ベアリング８５と、によって両端支持可能とされている。ピンベアリング９２は、減速ギアケース１４側に固定されたケース部材９２ａと、支持ピン９２ｂと、を有して構成される。ケース部材９２ａは、円柱突起とピン穴を有し、ホイール駆動軸ギア６６は、円柱突起に対応する位置に円柱凹部を有し、ピン穴に対応する回転中心軸位置にピン穴を有する。そして、ケース部材９２ａとホイール駆動軸ギア６６に有する両ピン穴を貫通して支持ピン９２ｂが設けられる。このピンベアリング９２は、通常時は大きな隙間を持っており、ベアリングとして作用しない。しかし、ホイルナット２３の緩みやハブベアリング２５の異常や第５ベアリング８５（ローラベアリング）の異常が発生すると、隙間が埋められてベアリングとして作用する。

前記インバータモジュール７は、モータジェネレータ５の側面位置に内蔵配置され、耐熱性が高い半導体素子を用いたインバータ回路などからなるモジュールである。このインバータモジュール７は、ステータコイル５４と接続され、インバータ放熱プレート７１に対して環状に複数個配列することで構成される。なお、インバータモジュール７は、モータジェネレータ５の力行時、図外のバッテリからの直流を、モータジェネレータ５を回転駆動させる多相交流に変換する。また、モータジェネレータ５の回生時、モータジェネレータ５により発電された多相交流を、図外のバッテリに充電するための直流に変換する。

インバータ放熱プレート７１は、モータケース１１に対しネジ止め固定されていて、モータジェネレータ５の減速ギア機構６側の隣接位置に、モータ端面に覆うように配置される（図５参照）。

［各構成要素の配置レイアウト構成］
図５は、モータジェネレータ・インバータ放熱プレート・減速ギア機構・ストラット・ホイールハブの車軸方向の位置関係による配置構成を示す。図６は、モータジェネレータ・減速ギア機構・ストラット・タイロッド連結部・ブレーキキャリパの車軸直交方向の位置関係及び円周方向の位置関係による配置構成を示す。以下、図５及び図６に基づいて、各構成要素の配置レイアウト構成を説明する。

前記減速ギア機構６は、第１減速ギア列６１と第２減速ギア列６２により構成されている。第１減速ギア列６１は、図５に示すように、モータ軸５１を車両内側方向に延ばすことで車軸方向にてモータジェネレータ５から離れた車両内側の位置に配置される。一方、第２減速ギア列６２は、図５に示すように、車軸方向にて第１減速ギア列６１よりも車両外側の位置に配置される。

そして、第１減速ギア列６１による第１減速比と第２減速ギア列６２による第２減速比を異ならせている。第１減速ギア列６１は、図５及び図６に示すように、モータ軸ギア６３の噛み合い径を小さく、第１アイドラー軸ギア６４の噛み合い径を大きくすることで、第１減速比を大きく設定している。第２減速ギア列６２は、第２アイドラー軸ギア６５の噛み合い径と、ホイール駆動軸ギア６６の噛み合い径の差を小さく抑えることにより、第２減速比を第１減速比より小さく設定している。

また、モータ軸５１とアイドラー軸６０とホイール駆動軸２１は、図６に示すように、アイドラー軸６０＞モータ軸５１＞ホイール駆動軸２１という高さ関係に設定している。つまり、タイヤホイール２の中心軸CLの位置にホイール駆動軸２１を配置したとき、ホイール駆動軸２１よりモータ軸５１を高い位置に配置し、モータ軸５１よりアイドラー軸６０を高い位置に配置している。

前記減速ギア機構６を、第１減速ギア列６１と第２減速ギア列６２に分けないときの車軸方向の位置関係は、下記の通りである。
モータジェネレータ５と減速ギア機構６とストラット３１の車軸方向の位置関係は、図５に示すように、モータジェネレータ５を、車軸方向にてストラット３１の取り付け位置よりも車両外側に配置している。減速ギア機構６を、車軸方向にてストラット３１の取り付け位置に対してモータジェネレータ５と反対側の車両内側に配置している。

前記減速ギア機構６を、第１減速ギア列６１と第２減速ギア列６２に分けたときの車軸方向の位置関係は、下記の通りである。
モータジェネレータ５と第１減速ギア列６１とストラット３１の車軸方向の位置関係は、図５に示すように、第１減速ギア列６１を、車軸方向にてストラット３１を挟んでモータジェネレータ５とは反対側の領域に配置している。第２減速ギア列６２とストラット３１の車軸方向の位置関係は、図５に示すように、第２減速ギア列６２を、ストラット３１の下側領域に配置している。つまり、車軸方向にて第２減速ギア列６２と符合する位置にストラット３１を配置しているので、図５及び図６に示すように、ストラット３１の下端部を、ユニットケース１０の内部まで埋め込み状態にて配置するスペースが確保される。

前記減速ギア機構６を構成するモータ軸ギア６３と第１アイドラー軸ギア６４と第２アイドラー軸ギア６５とホイール駆動軸ギア６６の車軸直交方向の位置関係は、下記の通りである。
第１減速ギア列６１による第１減速比を大きく、第２減速ギア列６２による第２減速比を第１減速比より小さくしている。このため、図６に示すように、タイヤホイール２の中心軸CLの位置に配置されるホイール駆動軸２１に設けられるホイール駆動軸ギア６６の径が小さく抑えられる。よって、モータ軸ギア６３と第１アイドラー軸ギア６４と第２アイドラー軸ギア６５とホイール駆動軸ギア６６により占有する高さが、モータジェネレータの全高MHの範囲内にほぼ収まる配置になる。この結果、ユニットケース１０の底面高さ位置BLが、トランスバースリンク３３のユニットケース支持点P2から離れた高さ位置になる。

前記モータジェネレータ５とタイロッド連結部９６との車軸直交方向の位置関係は、下記の通りである。
モータジェネレータ５は、図６に示すように、車軸直交方向にてホイール駆動軸２１を挟んでナックルアーム１５のタイロッド連結部９６とは反対側の軸対称領域に配置される。つまり、タイロッド連結部９６は、モータジェネレータ５とは車両前後方向に離れて形成される空スペース領域に配置される。

前記モータジェネレータ５とタイロッド連結部９６とブレーキキャリパ９３との円周方向の位置関係は、下記の通りである。
ブレーキキャリパ９３は、図６に示すように、ホイール駆動軸２１を中心とする円周方向にてナックルアーム１５のタイロッド連結部９６とモータジェネレータ５との間の円周領域に配置される。つまり、ブレーキキャリパ９３は、タイロッド連結部９６とモータジェネレータ５との間に円周方向に形成される空スペース領域に配置される。

［インホイールモータユニットの冷却構造］
以下、図４及び図６に基づいて、インホイールモータユニット１の冷却構造について説明する。

インホイールモータユニット１の冷却構造は、図４に示すように、走行中、走行風（外気）により温度上昇が抑えられるユニットケース１０の内部に、内部循環潤滑油冷却経路と、内部循環空気冷却経路と、を備える構造としている。

内部循環冷却系を構成する２つの内部循環潤滑油冷却経路と内部循環空気冷却経路は、アルミ合金材などの伝熱性が高い金属材で形成した隔壁１３ａを介して２つの経路に分離される。この隔壁１３ａは、モータジェネレータ５を配置するドライ室５８と、減速ギア機構６を配置するウェット室６８とに画成する壁である。隔壁１３ａには、ドライ空間５８とウェット空間６８との間で熱交換する熱交換面積を確保するリブ１３ｂがドライ空間５８に向かって突設されている。
つまり、内部循環冷却系の内部循環潤滑油冷却経路は、内部循環する潤滑油によって減速ギア機構６及び第１ベアリング８１〜第５ベアリング８５を冷却する。内部循環冷却系の内部循環空気冷却経路は、内部循環する空気によってモータジェネレータ５とインバータモジュール７を冷却すると共に、内部循環潤滑油冷却経路を循環する潤滑油の温度上昇を抑える。

前記内部循環潤滑油冷却経路について説明する。減速ギア機構６が配置される空間は、モータジェネレータ５とインバータモジュール７が配置されるドライ空間５８とは隔壁１３ａにより画成されたウェット空間６８とされる。そして、モータケース１１には、第１ベアリング８１とハブベアリング２５を連通する斜め径方向の第１潤滑油路９４と、ハブベアリング２５と第５ベアリング８５を連通する車軸方向の第２潤滑油路９５とが形成される。

内部循環潤滑油冷却経路は、減速機ケース１３の底部に溜められた潤滑油を、回転するホイール駆動軸ギア６６により掻き揚げる。そして、掻き揚げた潤滑油を、アイドラー軸６０に設けられた軸心油路チューブ６７から潤滑必要部位を通過して強制循環させる経路が形成される。即ち、掻き揚げられた潤滑油を、第３ベアリング８３の外部に設けたケース切欠部１３ｃ→軸心油路チューブ６７→連結チューブ９０→軸心油路５５→第１ベアリング８１→第１潤滑油路９４→第２潤滑油路９５→第５ベアリング８５へと至らせる経路構成である。

前記内部循環空気冷却経路について説明する。モータジェネレータ５が配置される空間は、減速ギア機構６が配置されるウェット空間６８とは隔壁１３ａにより画成されたドライ空間５８とされる。そして、ドライ空間５８には、モータジェネレータ５のモータ軸５１及びロータ５２の回転によって空気の流れを発生させる第１空気循環翼５６と第２空気循環翼５７が設けられる。

内部循環空気冷却経路は、モータジェネレータ５とインバータモジュール７の周りに、モータジェネレータ５の回転によって空気の流れを発生させ、ユニットケース１０の内面に沿って内部循環する空気の流れにより形成される空気冷却経路である。

インバータモジュール７は、ロータ５２の端面を覆うように配置されるインバータ放熱プレート７１に固定され、第１空気循環翼５６の吸入側であって、第１空気循環翼５６に隣接する空間５８ａの位置に配置される。インバータ放熱プレート７１は、インバータモジュール７を固定する面を平面とし、その反対面が、ロータ５２の端面に設けられた第１空気循環翼５６にとって翼ケーシングとなる形状にされる。

第１空気循環翼５６と第２空気循環翼５７は、モータジェネレータ５の回転によって空気の流れを発生させる翼である。第１空気循環翼５６は、ロータ５２の減速機側端面位置に設けられ、インバータモジュール７及びインバータ放熱プレート７１が配置される空間５８ａに戻された空気を吸い込むための翼である。第２空気循環翼５７は、ロータ５２のタイヤホイール側端面位置に設けられ、モータジェネレータ５のエアギャップ５８ｂなどを通過する空気を、ロータ５２の回転によって空間５８ｃへ吐出するための翼である。

内部循環空気冷却経路は、ロータ５２とステータ５３のエアギャップ５８ｂ、ユニットケース１０の内面に沿って形成される空間５８ａ，５８ｃ，５８ｄ（図４）や空間５８ｅ（図３）、及び、ロータ内スリットやステータ隙間などを空気通路とする。なお、ユニットケース１０は、外気に露出した状態であり、走行中に生じる走行風（外気温度）との熱交換によってケース温度の上昇が抑えられる。

次に、作用を説明する。
第１実施例の作用を、「インホイールモータユニットの置換作用」、「インホイールモータユニットの冷却作用」、「インホイールモータユニットの冷却構造の特徴作用」に分けて説明する。

［インホイールモータユニットの置換作用］
以下、図７に基づいて、ドライブシャフトにより左右前輪を駆動する電気自動車のストラット式フロントサスペンションをそのまま用い、そのステアリングナックル部分に、第１実施例のインホイールモータユニット１を取り付ける置換作用を説明する。

まず、ストラット式サスペンションのメリットとしては、下記の点が挙げられる。
(A) ストラット式以外の独立懸架サスペンション（ダブルウィッシュボーン式など）では、キャンバー方向の位置決めのためのアッパーアームが必要となり、その空間が犠牲になる。しかし、ストラット式では、ショックアブソーバがその役割をするので、車室空間を大きく取れる。この利点は、レイアウト空間に余裕がないＦＦ車において、特に重要である。
(B) 車体側の支持点（ピボット点）の間隔が大きいため、強度的に有利であり、アライメントの製造誤差が比較的小さい。
(C) 構造が簡単で部品点数が少ないため、コスト、重量の点で有利である。
そして、上記のようなメリットを持つことにより、現在、乗用車のフロントサスペンションとして、最も多く採用されているのがストラット式フロントサスペンションである。

一方、インホイールモータ車においては、サスペンションと別個にインホイールモータユニットの開発を行い、インホイールモータユニットのユニットケース内に内蔵されるモータと減速機の配置を決めている。そして、インホイールモータユニットのユニットケース形状が決まると、それに合わせてインホイールモータユニット専用のサスペンションを新たに開発するという手法が一般的に採られている。このようにインホイールモータユニットとサスペンションを分けた開発手法を採っているため、インホイールモータユニットとサスペンションを組み合わせたときに新たな課題を生み、インホイールモータ車の実車化を遅らせる原因の一つになっている。

これに対し、本発明者は、まず、ドライブシャフトにより左右前輪を駆動する電気自動車（実車）のストラット式フロントサスペンションに注目した。そして、タイヤホイールの内側空間を注視したとき、図７に示すように、ステアリングナックルやドライブシャフトのブーツが、タイヤホイールの内側空間スペースを占有していることを知見した。

そこで、タイヤホイールの内側空間を占有しているステアリングナックルやドライブシャフトのブーツによる空間スペースに、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニットに置き換えることが可能かどうかを検討した。この検討の結果、現行の空間スペースは予想以上のスペース容積を持ち、インホイールモータユニットを置き換えて搭載することが可能であるとの結論を得た。そして、インホイールモータユニットに置き換える際に克服すべき様々な課題を解決した上で、インホイールモータ駆動装置Ａを完成するに至った。

即ち、インホイールモータ駆動装置Ａは、図７に示すように、既存のストラット式フロントサスペンションをそのまま用いながら、タイヤホイール２の内側空間スペースにインホイールモータユニット１を配置したものである。

このように、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニット１に置き換えることを可能としたため、上記(A)〜(C)によるストラット式サスペンションのメリットを全て享有することができる。そして、ストラット式フロントサスペンションを備えた既存の車両に対し、少なくともレイアウト設計を変更することなく、インホイールモータ車に移行することが可能であるため、インホイールモータ車の実車化を促進することができる。

［インホイールモータユニットの冷却作用］
インホイールモータユニット１は、走行中、走行風により温度上昇が抑えられるユニットケース１０の内部に、積極的な冷却が必要なモータジェネレータ５と、減速ギア機構６と、インバータモジュール７と、を有する。以下、インホイールモータユニット１の冷却作用を、図８〜図１０に基づいて説明する。

内部循環する潤滑油による潤滑油冷却作用を、図８に基づいて説明する。
モータジェネレータ５やタイヤホイール２が回転状態であると、減速機ケース１３の底部に溜められた潤滑油が、回転するホイール駆動軸ギア６６により掻き揚げられる（図８の矢印Ｂ）。この掻き揚げられた潤滑油は、第２減速ギア列６２を構成する第２アイドラー軸ギア６５とホイール駆動軸ギア６６の噛み合いで油溜まりを形成する。そして、油溜まり部分に存在する第３ベアリング８３の外部に設けたケース切欠部１３ｃを経過した後、アイドラー軸６０に設けられた軸心油路チューブ６７に対して一端部に形成された開口から流入する（図８の矢印Ｃ）。

一端部の開口から流入した潤滑油は軸心油路チューブ６７に押し込まれ、軸心油路チューブ６７を通って他端部まで移動する（図８の矢印Ｄ）。軸心油路チューブ６７の他端部まで移動した潤滑油は、図６に示すように、アイドラー軸６０がモータ軸５１より高いという位置関係により、連結チューブ９０を落下移動し、軸心油路５５に流入する（図８の矢印Ｅ）。モータ軸５１の軸心油路５５に流入した潤滑油は軸心油路５５を第１ベアリング８１に向かって移動する（図８の矢印Ｆ）。

軸心油路５５を移動した潤滑油は、第１ベアリング８１を経過した後、モータ軸５１に設けた穴５１ａを通り、図６に示すように、モータ軸５１がホイール駆動軸２１より高いという位置関係により、第１潤滑油路９４を落下移動する（図８の矢印Ｇ）。第１潤滑油路９４を落下移動した潤滑油は、第２潤滑油路９５の一端部に流入した後、第２潤滑油路９５の他端部へと移動する（図８の矢印Ｈ）。第２潤滑油路９５の他端部へと移動した潤滑油は、減速機ケース１３の油溜まりに落下する（図８の矢印Ｉ）。以上の流れが繰り返されることで、潤滑油が減速ギア機構６及びモータ軸５１の軸心油路５５を流れ、流れる潤滑油が内部循環する経路が形成される。

この内部循環する潤滑油の流れにより、第１減速ギア列６１を構成するモータ軸ギア６３と第１アイドラー軸ギア６４、第２減速ギア列６２を構成する第２アイドラー軸ギア６５とホイール駆動軸ギア６６が潤滑状態で冷却される。同時に、内部循環する潤滑油の流れや径方向への分岐流れにより、第１ベアリング８１と第２ベアリング８２と第３ベアリング８３と第４ベアリング８４が潤滑状態で冷却される。そして、第５ベアリング８５については、ピンベアリング９２の支持ピン９２ｂの軸心に設けられた油路とホイール駆動軸２１に設けられた径方向の孔を介し、ホイール駆動軸ギア６６により掻き揚げられた潤滑油の飛沫が供給される。なお、ハブベアリング２５は、従来と同様に、内部に封入されているグリースによって潤滑される。

内部循環する空気による空気冷却作用を、図９に基づいて説明する。
モータジェネレータ５が回転状態であると、ロータ５２に伴って第１空気循環翼５６が回転することで空間５８ａに空気流れを発生し、空間５８ａの空気を吸い込む。そして、第１空気循環翼５６により吸い込まれた空気は、モータジェネレータ５のエアギャップ５８ｂやロータ内スリットやステータ内隙間に沿って移動する（図９の矢印Ｊ）。

ロータ内スリットなどを通過した空気は、第２空気循環翼５７によって空間５８ｃへ吐出し、空間５８ｃを高圧空気室にする。そして、高圧空気室状態の空間５８ｃの空気は、ドライ室５８のケース内面に沿って形成される各部に圧送される（図９の矢印Ｋ）。空間５８ｃから圧送された空気は、空間５８ｄ，５８ｅなどを通り（図９の矢印Ｌ）、その後、空間５８ａへ戻される（図９の矢印Ｍ）。以上の流れが繰り返されることで、モータジェネレータ５及びインバータモジュール７の周りに空気が流れ、流れる空気が内部循環する経路が形成される。

この内部循環する空気の流れにより、モータジェネレータ５（特に、発熱部であるモータ軸５１やステータコイル５４）及びインバータモジュール７（インバータ放熱プレート７１を含む）から熱を奪って冷却する。加えて、内部循環する空気の流れと、リブ１３ｂを有する隔壁１３ａや他に存在する複数の隔壁との間で熱交換され、空気温度よりも潤滑油温度が高いとき、隔壁１３ａから熱を奪うことで、ウェット室６８内の潤滑油の温度上昇が抑えられる。また、その逆に、空気温度が潤滑油温度よりも高いときには、ドライ室５８内の空気の温度上昇が抑えられる。

次に、ユニットケース１０の走行風冷却作用を、図１０に基づいて説明する。
走行中、図１０の矢印Ｎに示すように、タイヤの内側に形成されるタイヤハウス空間内に走行風が導入される。この走行風は、ユニットケース１０の内部を循環する空気の流速に比べて高い流速であり、ユニットケース１０の外側表面に沿って流れる。よって、内部循環する潤滑油及び空気からの熱によって温度上昇するユニットケース１０から熱を奪う。そして、ユニットケース１０の温度上昇が抑えられると、内部循環する潤滑油及び空気からユニットケース１０が熱を奪い、結果的に、潤滑油温度及び空気温度が上昇するのが抑えられる。特に、ユニットケース１０の場合には、空気冷却系のケース表面積が潤滑油冷却系のケース表面積よりも広いため、走行速度が低速域では、内部循環する空気温度が上昇するのを抑える効果が高くなる。その結果、隔壁１３ａを通して内部循環する潤滑油温度の上昇も抑えられることになる。また、走行速度が高速域では、ホイール外側の流速が強くなり、逆に走行風による冷却が主に潤滑油を冷却するため、空気温度を潤滑油で冷却することになる。

つまり、ユニットケース１０内にて内部循環する潤滑油及び空気の温度が上昇すると、潤滑油による冷却効果も空気による冷却効果が低下してしまう。よって、長時間の走行であっても、内部循環する潤滑油及び空気による冷却効果を維持するには、潤滑油及び空気そのものの温度上昇を抑える必要がある。

これに対し、ユニットケース１０は外気に露出して配置されるし、所定時間の走行状態では、低速域では、潤滑油温度＞空気温度＞外気温度という温度関係になる。このため、走行中には、走行風とユニットケース１０との間での熱交換により、ユニットケース１０のケース表面からケース熱が外気に放熱される。この外気放熱によりユニットケース１０の温度上昇が抑えられることで、内部循環する潤滑油及び空気からユニットケース１０が熱を奪い、潤滑油及び空気の温度上昇を抑える。一方、高速域では、走行風が減速ギア機構６側に強く流れるので、内部循環する空気が潤滑油により冷却される。

［インホイールモータユニットの冷却構造の特徴作用］
第１実施例では、内部循環潤滑油冷却経路が形成されたインホイールモータユニット１の冷却構造において、モータジェネレータ５とインバータモジュール７の周りに、内部循環する空気の流れによる内部循環空気冷却経路を形成する。内部循環空気冷却経路を、モータジェネレータ５の回転によって空気の流れを発生させ、ユニットケース１０の内面に沿って空気が流れる経路とする。

即ち、ユニットケース１０のケース内空間にモータジェネレータ５と減速ギア機構６とインバータモジュール７を配置するとき、これらの発熱する構成要素をうまく冷却する必要がある。そして、減速ギア機構６の潤滑油冷却系を有するとき、潤滑油冷却系に組み合わせる冷却系としては、水冷系と空冷系が考えられる。しかし、水冷系は、シールした水路構造が必要であり、大型化や複雑化を招くと共に、サスペンション内に水路を配管することが難しい。これに対し、空冷系は、モータなどがドライ室に配置されることで、特に大型化や複雑化を招くことがない。よって、潤滑油冷却系に組み合わせる冷却系としては、水冷系よりも空冷系がより有効である点に着目した。

上記着目点にしたがって、積極的な内部循環冷却系として、内部循環潤滑油冷却系と内部循環空気冷却系の２系統を持つ構成とした。よって、一方の内部循環潤滑油冷却経路により、減速ギア機構６が効率良く冷却される。そして、他方の内部循環空気冷却経路は、モータジェネレータ５の回転によって空気の流れを発生させ、ユニットケース１０の内面に沿って空気が流れる経路である。このため、温度上昇が抑えられた空気が、モータジェネレータ５とインバータモジュール７の周りを循環する空気流れが形成される。この内部循環空気冷却経路により、モータジェネレータ５やインバータモジュール７が効率良く冷却される。特に、モータジェネレータ５のモータ軸５１の冷却に関しては、軸内部を流れる潤滑油による潤滑油冷却と、モータ軸５１の外周を流れる空気による空気冷却と、による内外冷却作用により効率良く冷却されることになる。

第１実施例では、内部循環潤滑油冷却経路と内部循環空気冷却経路を、金属材で形成した隔壁１３ａを介して２つの冷却経路に分離する。
即ち、内部循環潤滑油冷却経路を循環する潤滑油と内部循環空気冷却経路を循環する空気との間に温度差が発生した場合、隔壁１３ａを介して空気と潤滑油の間で温度差を小さくするように熱交換される。
従って、２つの冷却経路を隔壁１３ａにより分離したことで、空気と潤滑油の間で温度差が発生したとき、空気温度と潤滑油温度の均一化が図られる。

第１実施例では、隔壁１３ａは、ユニットケース１０に設けられ、モータジェネレータ５を配置するドライ室５８と、減速ギア機構６を配置するウェット室６８とに画成する壁である。隔壁１３ａに、ドライ室５８に向かって突出するリブ１３ｂを形成する。
即ち、隔壁１３ａを介して空気と潤滑油の間で熱交換する際、表面積が広いほど熱交換効率が高くなる。
従って、２つの冷却経路を分離する隔壁１３ａにリブ１３ｂを形成したことで、空気と潤滑油の間で温度差が発生したとき、空気温度と潤滑油温度の均一化がさらに向上する。

第１実施例では、減速機は、モータ軸５１とアイドラー軸６０とホイール駆動軸２１を有し、第１減速ギア列６１と第２減速ギア列６２による２段減速による減速ギア機構６である。内部循環潤滑油冷却経路のうち、第２減速ギア列６２の回転するホイール駆動軸ギア６６により掻き揚げられた潤滑油を導入する軸心油路チューブ６７を、アイドラー軸６０に設ける。アイドラー軸６０を、モータ軸５１とホイール駆動軸２１よりも車両上方位置に配置する。
即ち、ホイール駆動軸ギア６６により掻き揚げられた潤滑油を導入する軸心油路チューブ６７が設けられるアイドラー軸６０を、モータ軸５１とホイール駆動軸２１よりも車両上方位置に配置している。このため、モータ軸５１側やホイール駆動軸２１側に潤滑油を流すとき、アイドラー軸６０から潤滑油を落下させるだけで、オイルポンプを用いることなく、内部循環潤滑油冷却経路が形成されることになる。
従って、オイルポンプを用いることなく、ユニットケース１０の内部で内部循環する潤滑油の円滑な流れが確保され、減速ギア機構６やモータ軸５１の内部を流れる内部循環潤滑油冷却経路により効率良く潤滑油冷却が行われる。

第１実施例では、モータジェネレータ５を構成するロータ５２の減速機側端面位置に、ロータ５２の回転によって空気の流れを発生させる第１空気循環翼５６を固定する。インバータモジュール７を、第１空気循環翼５６の吸入側であって、第１空気循環翼５６に隣接する空間５８ａの位置に配置する。
即ち、インバータモジュール７が配置される空間５８ａは、第１空気循環翼５６にとって吸入位置であるため、第１空気循環翼５６が回転駆動するとき、空間５８ａ内の空気を吸い込むことで流速が速い空気流になる。そして、この流速が速い空気流が、インバータモジュール７の周りを流れる。
従って、流速が速い空気流を発生させることで、インバータモジュール７の冷却能力が高められる。この結果、インバータモジュール７と共にインバータモジュール７の関連回路を空間５８ａ内に配置した場合、局所的な温度上昇を分散させることができる。

第１実施例では、インバータモジュール７は、インバータ放熱プレート７１に固定される。インバータ放熱プレート７１は、インバータモジュール７を固定する面の反対面を、ロータ５２の端面に固定された第１空気循環翼５６にとって翼ケーシングとなる形状にする。
例えば、第１空気循環翼５６が翼ケーシングを持たないと、第１空気循環翼５６が回転駆動しても吸込み空気量が少ないというように、ファン効率が低くなる。一方、翼ケーシングとして、新たに翼ケーシング部材を追加すると、部品点数増やスペース増を招く。
これに対し、インバータ放熱プレート７１を第１空気循環翼５６の翼ケーシングとして利用することで、部品点数増やスペース増を招くことなく、ファン効率が向上される。

第１実施例では、モータジェネレータ５を構成するロータ５２のタイヤホイール側端面位置の空間５８ｃに、モータジェネレータ５のエアギャップ５８ｂを通過する空気を、ロータ５２の回転によって吐出する第２空気循環翼５７を設ける。
即ち、第２空気循環翼５７が配置される空間５８ｃは、第２空気循環翼５７からの吐出空気を一時的に留める空間であるため、空間５８ｃに吐出空気が押し込まれて高圧空気室となる。よって、モータジェネレータ５のエアギャップ５８ｂを通過する空気を、第２空気循環翼５７を経由し、高圧空気室となった空間５８ｃから各部に向かって空気を圧送することができる。
従って、ユニットケース１０の内部で循環する空気の円滑な流れが確保され、モータジェネレータ５やインバータモジュール７の周りを流れる内部循環空気冷却経路により効率良く空気冷却が行われる。

次に、効果を説明する。
第１実施例のインホイールモータユニット１の冷却構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) タイヤホイール２の内側空間部分に配設されるユニットケース１０のケース内空間に、モータ（モータジェネレータ５）と減速機（減速ギア機構６）とインバータモジュール７を配置するインホイールモータユニット１を備える。
減速機（減速ギア機構６）の回転するギア（ホイール駆動軸ギア６６）により掻き揚げられた潤滑油を、モータ（モータジェネレータ５）のモータ軸５１内に導入し、循環する潤滑油により内部循環潤滑油冷却経路を形成する。
このインホイールモータユニット１の冷却構造において、モータ（モータジェネレータ５）とインバータモジュール７の周りに、内部循環する空気の流れによる内部循環空気冷却経路を形成する。
内部循環空気冷却経路を、モータ（モータジェネレータ５）の回転によって空気の流れを発生させ、ユニットケース１０の内面に沿って空気が流れる経路とする（図４）。
このため、ユニットケース１０のケース内空間に配置された構成要素を冷却する際、モータ（モータジェネレータ５）と減速機（減速ギア機構６）とインバータモジュール７の冷却を効率良く行うことができる。

(2) 内部循環潤滑油冷却経路と内部循環空気冷却経路を、金属材で形成した隔壁１３ａを介して２つの冷却経路に分離する（図４）。
このため、(1)の効果に加え、空気と潤滑油の間で温度差が発生したとき、空気温度と潤滑油温度の均一化を図ることができる。

(3) 隔壁１３ａは、ユニットケース１０に設けられ、モータ（モータジェネレータ５）を配置するドライ室５８と、減速機（減速ギア機構６）を配置するウェット室６８とに画成する壁である。
隔壁１３ａに、ドライ室５８に向かって突出するリブ１３ｂを形成する（図４）。
このため、(2)の効果に加え、空気と潤滑油の間で温度差が発生したとき、空気温度と潤滑油温度の均一化のさらなる向上を図ることができる。

(4) 減速機は、モータ軸５１とアイドラー軸６０とホイール駆動軸２１を有し、第１減速ギア列６１と第２減速ギア列６２による２段減速による減速ギア機構６であり、
内部循環潤滑油冷却経路のうち、第２減速ギア列６２の回転するギア（ホイール駆動軸ギア６６）により掻き揚げられた潤滑油を導入する軸心油路（軸心油路チューブ６７）を、アイドラー軸６０に設け、
アイドラー軸６０を、モータ軸５１とホイール駆動軸２１よりも車両上方位置に配置する（図６）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、オイルポンプを用いることなく、速機減速ギア機構６やモータ軸５１の内部を流れる内部循環潤滑油冷却経路により効率良く潤滑油冷却を行うことができる。

(5) モータ（モータジェネレータ５）を構成するロータ５２の減速機側端面位置に、ロータ５２の回転によって空気の流れを発生させる空気循環翼（第１空気循環翼５６）を固定する。
インバータモジュール７を、空気循環翼（第１空気循環翼５６）の吸入側であって、空気循環翼（第１空気循環翼５６）に隣接する空間５８ａの位置に配置する（図４）。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、インバータモジュール７が配置される空間５８ａにて流速が速い空気流を発生させることで、インバータモジュール７の冷却能力を高めることができる。

(6) インバータモジュール７は、インバータ放熱プレート７１に固定される。
インバータ放熱プレート７１は、インバータモジュール７を固定する面の反対面を、ロータ５２の端面に固定された空気循環翼（第１空気循環翼５６）にとって翼ケーシングとなる形状にする（図４）。
このため、(5)の効果に加え、インバータ放熱プレート７１を空気循環翼（第１空気循環翼５６）の翼ケーシングとして利用することで、部品点数増やスペース増を招くことなく、ファン効率を向上することができる。

(7) モータ（モータジェネレータ５）を構成するロータ５２の減速機側端面位置に設けた空気循環翼を、第１空気循環翼５６という。
このとき、モータ（モータジェネレータ５）を構成するロータ５２のタイヤホイール側端面位置の空間５８ｃに、モータ（モータジェネレータ５）のエアギャップ５８ｂを通過する空気を、ロータ５２の回転によって吐出する第２空気循環翼５７を設ける（図４）。
このため、(5)又は(6)の効果に加え、第２空気循環翼５７が配置される空間５８ｃが高圧空気室となることで、モータ（モータジェネレータ５）やインバータモジュール７の周りを流れる内部循環空気冷却経路により効率良く空気冷却を行うことができる。

以上、本発明のインホイールモータユニットの冷却構造を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

第１実施例では、減速ギア機構６として、第１減速ギア列６１と第２減速ギア列６２による２段減速機とする例を示した。しかし、減速ギア機構としては、１段減速機や３段減速機以上としても良い。また、減速ギア列ではなく、遊星歯車を用いたり、減速ギア列と遊星歯車の組み合わせを用いたりしても良い。そして、減速機を配置したウェット室（油室）に連通するエアブリーザ室を、従来のトランスミッションのように設けても良い。このとき、ウェット室から外部に引き渡すホースを設け、水没時にも水が浸入しない高さ位置にエアブリーザ室を配置しても良い。

第１実施例では、空気循環翼として、第１空気循環翼５６と第２空気循環翼５７を用いる例を示した。しかし、空気循環翼としては、モータ回転によって空気の流れを発生させることができる翼であれば、例えば、１つの空気循環翼を設けるような例としても良い。そして、モータを配置したドライ室（空気室）には、ウェット室と同様に、低圧となる空間（空間５８ａ）に連通するエアブリーザ室を設けても良い。このとき、ドライ室から外部に引き渡すホースを設け、水没時にも水が浸入しない高さ位置にエアブリーザ室を配置しても良い。

第１実施例では、インホイールモータユニット１を搭載したインホイールモータ駆動装置Ａを、既存のストラット式フロントサスペンションを流用した置き換えにより構成する例を示した。しかし、インホイールモータユニットを搭載したインホイールモータユニットの冷却構造は、ストラット式以外の様々な形式のサスペンションと組み合わせるものであっても良い。

第１実施例では、本発明のインホイールモータユニットの冷却構造を、電気自動車の左右前輪に適用する例を示した。しかし、本発明の冷却構造は、電気自動車の左右後輪に設けたインホイールモータユニットに対しても適用することができるし、電気自動車の全輪に設けたインホイールモータユニットに対しても適用することができる。

１ インホイールモータユニット
１０ ユニットケース
１３ 減速ギアケース
１３ａ 隔壁
１３ｂ リブ
２ タイヤホイール
２１ ホイール駆動軸
３ ストラット式サスペンション
４ 車体
５ モータジェネレータ（モータ）
５１ モータ軸
５５ 軸心油路
５６ 第１空気循環翼（空気循環翼）
５７ 第２空気循環翼
５８ ドライ室
５８ａ 空間
５８ｂ エアギャップ
５８ｃ 空間
６ 減速ギア機構（減速機）
６０ アイドラー軸
６１ 第１減速ギア列
６２ 第２減速ギア列
６６ ホイール駆動軸ギア（ギア）
６７ 軸心油路チューブ（軸心油路）
６８ ウェット室
７ インバータモジュール
７１ インバータ放熱プレート

Claims (7)

1. タイヤホイールの内側空間部分に配設されるユニットケースのケース内空間に、モータと減速機とインバータモジュールを配置するインホイールモータユニットを備え、
   前記減速機の回転するギアにより掻き揚げられた潤滑油を、前記モータのモータ軸内に導入し、循環する潤滑油により内部循環潤滑油冷却経路を形成するインホイールモータユニットの冷却構造において、
   前記モータと前記インバータモジュールの周りに、内部循環する空気の流れによる内部循環空気冷却経路を形成し、
   前記内部循環空気冷却経路を、前記モータの回転によって空気の流れを発生させ、前記ユニットケースの内面に沿って空気が流れる経路とする
   ことを特徴とするインホイールモータユニットの冷却構造。
2. 請求項１に記載されたインホイールモータユニットの冷却構造において、
   前記内部循環潤滑油冷却経路と前記内部循環空気冷却経路を、金属材で形成した隔壁を介して２つの冷却経路に分離する
   ことを特徴とするインホイールモータユニットの冷却構造。
3. 請求項２に記載されたインホイールモータユニットの冷却構造において、
   前記隔壁は、前記ユニットケースに設けられ、前記モータを配置するドライ室と、前記減速機を配置するウェット室とに画成する壁であり、
   前記隔壁に、前記ドライ室に向かって突出するリブを形成する
   ことを特徴とするインホイールモータユニットの冷却構造。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載されたインホイールモータユニットの冷却構造において、
   前記減速機は、モータ軸とアイドラー軸とホイール駆動軸を有し、第１減速ギア列と第２減速ギア列による２段減速による減速ギア機構であり、
   前記内部循環潤滑油冷却経路のうち、前記第２減速ギア列の回転するギアにより掻き揚げられた潤滑油を導入する軸心油路を、前記アイドラー軸に設け、
   前記アイドラー軸を、前記モータ軸と前記ホイール駆動軸よりも車両上方位置に配置する
   ことを特徴とするインホイールモータユニットの冷却構造。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載されたインホイールモータユニットの冷却構造において、
   前記モータを構成するロータの減速機側端面位置に、前記ロータの回転によって空気の流れを発生させる空気循環翼を固定し、
   前記インバータモジュールを、前記空気循環翼の吸入側であって、前記空気循環翼に隣接する空間の位置に配置する
   ことを特徴とするインホイールモータユニットの冷却構造。
6. 請求項５に記載されたインホイールモータユニットの冷却構造において、
   前記インバータモジュールは、インバータ放熱プレートに固定され、
   前記インバータ放熱プレートは、前記インバータモジュールを固定する面の反対面を、前記ロータの端面に固定された前記空気循環翼にとって翼ケーシングとなる形状にする
   ことを特徴とするインホイールモータユニットの冷却構造。
7. 請求項５又は請求項６に記載されたインホイールモータユニットの冷却構造において、
   前記モータを構成するロータの減速機側端面位置に設けた空気循環翼を、第１空気循環翼というとき、
   前記モータを構成するロータのタイヤホイール側端面位置の空間に、前記モータのエアギャップを通過する空気を、前記ロータの回転によって吐出する第２空気循環翼を設ける
   ことを特徴とするインホイールモータユニットの冷却構造。