JP5462641B2 - In-wheel motor - Google Patents

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Description

本発明は、インホイールモータに関し、特に、効率的な冷却構造を有するインホイールモータに関する。   The present invention relates to an in-wheel motor, and more particularly to an in-wheel motor having an efficient cooling structure.

車両の駆動装置としてのインホイールモータが従来から知られている。インホイールモータの少なくとも一部はホイール内に配置されるため、ホイール内に配置されたインホイールモータの冷却を十分に行うことが難しい。例えば、インホイールモータの冷却構造について特許文献1等に開示されている。   An in-wheel motor as a driving device for a vehicle is conventionally known. Since at least a part of the in-wheel motor is disposed in the wheel, it is difficult to sufficiently cool the in-wheel motor disposed in the wheel. For example, Patent Document 1 discloses a cooling structure for an in-wheel motor.

インホイールモータ100は、図10の構成図に示すように、モータ102、減速機104、シャフト106、ハブ108、ブレーキディスク110、ブレーキキャリパ112、冷媒ポンプ114及び冷媒配管116を含んで構成される。モータ102は、ステータ10、ロータ12、モータシャフト14及びベアリング16を含んで構成され、ステータ10のコイルに電流を流すことにより界磁を発生させ、これに伴ってロータ12に固定されたモータシャフト14を回転させる。モータシャフト14は、ベアリング16によって回転自在に配置されている。モータシャフト14は、減速機104を介して、シャフト106に接続される。シャフト106にはハブ108が取り付けられ、ハブ108にはホイール120がボルト等で固定される。ホイール120にタイヤ(図示しない)が取り付けられる。これにより、モータシャフト14,減速機104、シャフト106及びハブ108を介して、モータ102の回転力はホイール120及びタイヤに駆動力として伝達される。また、ハブ108にはブレーキディスク110が固定される。ブレーキキャリパ112によってブレーキディスク110を挟み込むことによってハブ108の回転が制限され、これに伴ってホイール120及びタイヤの回転が制動される。   The in-wheel motor 100 includes a motor 102, a speed reducer 104, a shaft 106, a hub 108, a brake disc 110, a brake caliper 112, a refrigerant pump 114, and a refrigerant pipe 116, as shown in the configuration diagram of FIG. . The motor 102 includes a stator 10, a rotor 12, a motor shaft 14, and a bearing 16, and generates a magnetic field by passing a current through a coil of the stator 10, and accordingly, the motor shaft fixed to the rotor 12. 14 is rotated. The motor shaft 14 is rotatably arranged by a bearing 16. The motor shaft 14 is connected to the shaft 106 via the speed reducer 104. A hub 108 is attached to the shaft 106, and a wheel 120 is fixed to the hub 108 with a bolt or the like. A tire (not shown) is attached to the wheel 120. Thereby, the rotational force of the motor 102 is transmitted as a driving force to the wheel 120 and the tire via the motor shaft 14, the speed reducer 104, the shaft 106, and the hub 108. A brake disc 110 is fixed to the hub 108. By sandwiching the brake disc 110 by the brake caliper 112, the rotation of the hub 108 is limited, and accordingly, the rotation of the wheel 120 and the tire is braked.

ここで、インホイールモータ100には、冷媒ポンプ114と冷媒配管116が設けられる。冷媒ポンプ114は、モータ102のケーシング内に溜まった冷媒(潤滑兼冷却用オイル等)を加圧吐出させ、冷媒配管116に流し込む。冷媒配管116は、モータ102のケーシング、ベアリング16、減速機104に配設され、冷媒配管116を流れる冷媒によってインホイールモータ100の各部が冷却される。冷却に使用された冷媒はモータ102のケーシング内に再度戻される。   Here, the in-wheel motor 100 is provided with a refrigerant pump 114 and a refrigerant pipe 116. The refrigerant pump 114 pressurizes and discharges the refrigerant (such as lubricating and cooling oil) accumulated in the casing of the motor 102 and flows it into the refrigerant pipe 116. The refrigerant pipe 116 is disposed in the casing of the motor 102, the bearing 16, and the speed reducer 104, and each part of the in-wheel motor 100 is cooled by the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 116. The refrigerant used for cooling is returned again into the casing of the motor 102.

また、インホイールモータ100は、車両が進行することに伴って生ずる冷却風に曝されることによっても冷却される。ただし、インホイールモータ100の一部はホイール120内に挿入された状態で配置されているため、ホイール120内には冷却風が入り込み難く、冷却能力は小さい。   The in-wheel motor 100 is also cooled by being exposed to cooling air generated as the vehicle travels. However, since a part of the in-wheel motor 100 is disposed in a state of being inserted into the wheel 120, it is difficult for cooling air to enter the wheel 120 and the cooling capacity is small.

また、図11の構成図に示すように、冷媒の温度をより低く保つために、インホイールモータ200の冷媒配管116に熱交換器118を設けた構成にすることによって、冷却風による冷媒に対する冷却効率を高める構造も考えられている。   In addition, as shown in the configuration diagram of FIG. 11, in order to keep the temperature of the refrigerant lower, the refrigerant pipe 116 of the in-wheel motor 200 is provided with a heat exchanger 118, thereby cooling the refrigerant with cooling air. Structures that increase efficiency are also being considered.

さらに、図12の構成図に示すように、インホイールモータ300のケーシング外部に冷却風をホイール120内に導く通風ダクト122を設ける構成も考えられている。   Furthermore, as shown in the configuration diagram of FIG. 12, a configuration in which a ventilation duct 122 that guides cooling air into the wheel 120 is provided outside the casing of the in-wheel motor 300 is also considered.

特開2006−304543号公報JP 2006-304543 A

しかしながら、上記のようなインホイールモータ100,200,300において、冷媒によりモータ内部を冷却した熱すべてを大気に放出することは難しい。外部に熱交換器118を設けた場合でも、車両の進行に伴って発生する冷却風を有効に利用することは難しく、モータ102の出力をより大きくするためには熱交換器118も大型化する必要がある。   However, in the in-wheel motors 100, 200, and 300 as described above, it is difficult to release all the heat that has cooled the interior of the motor with the refrigerant. Even when the heat exchanger 118 is provided outside, it is difficult to effectively use the cooling air generated as the vehicle travels, and the heat exchanger 118 is also enlarged in order to increase the output of the motor 102. There is a need.

また、通風ダクト122を設けた場合であっても、冷却風の導入口に向いている側のモータ102のケーシング壁は冷却されるものの、通風ダクト122の内圧が高まるために冷却風はホイール120内には入り難く、導入口の反対側のケーシング壁やホイール120内は冷却され難く、冷却風を有効に利用できていない。   Even when the ventilation duct 122 is provided, the casing wall of the motor 102 on the side facing the cooling air introduction port is cooled, but the internal pressure of the ventilation duct 122 is increased, so that the cooling air is supplied to the wheel 120. The inside of the casing wall and the wheel 120 on the opposite side of the inlet is difficult to cool, and the cooling air cannot be used effectively.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、冷却効率を高めたインホイールモータを提供することにある。   This invention is made | formed in view of the above problems, and is providing the in-wheel motor which improved the cooling efficiency.

本発明の1つの態様は、内部にロータ及びステータを収納した円筒形のモータハウジングと、前記モータハウジングの外方から前記モータハウジングの周面に向けて外気を取り込む通風口と、前記モータハウジングの周面を前記モータハウジングの軸方向に向けて前記通風口から取り込まれた外気を流す冷却風通路と、前記冷却風通路の前記通風口とは反対側に配置された排気口と、を備えるインホイールモータである。   One aspect of the present invention includes a cylindrical motor housing in which a rotor and a stator are housed, a ventilation port for taking in outside air from the outside of the motor housing toward the peripheral surface of the motor housing, and the motor housing. An inflow comprising a cooling air passage for flowing outside air taken in from the ventilation port with a circumferential surface directed in an axial direction of the motor housing, and an exhaust port disposed on the opposite side of the cooling air passage to the ventilation port. It is a wheel motor.

ここで、前記通風口の総開口面積に対する前記排気口の総開口面積の面積比は5%以下であることが好適である。   Here, it is preferable that the area ratio of the total opening area of the exhaust port to the total opening area of the ventilation port is 5% or less.

また、前記冷却風通路は、複数の仕切り壁によって、複数の通路に分割されていることが好適である。 Moreover, the cooling air passage path by a plurality of partition walls, it is preferable that it is divided into a plurality of passages.

また、前記仕切り壁は、モータシャフトに対して放射状又は前記冷却風通路を流れる冷却風の方向に交差する方向に配置されていることが好適である。   Further, it is preferable that the partition wall is arranged in a direction that intersects the direction of the cooling air flowing radially through the cooling air passage with respect to the motor shaft.

また、前記仕切り壁は、前記モータシャフトの軸方向に対して10°以上20°以下の捻れ角θを有して配置されていることが好適である。   Moreover, it is preferable that the partition wall is arranged with a twist angle θ of 10 ° or more and 20 ° or less with respect to the axial direction of the motor shaft.

本発明によれば、インホイールモータの冷却効率を向上させることができる。   According to the present invention, the cooling efficiency of the in-wheel motor can be improved.

本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す構造図である。1 is a structural diagram showing a configuration of an in-wheel motor in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the in-wheel motor in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における通風口及び排気口の面積比と流量増加率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the area ratio of a ventilation port and an exhaust port, and a flow rate increase rate in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における仕切り壁の配置の一例を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show an example of arrangement | positioning of the partition wall in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における仕切り壁の配置の別例を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show another example of arrangement | positioning of the partition wall in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における仕切り壁の配置の別例を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show another example of arrangement | positioning of the partition wall in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す構造図である。1 is a structural diagram showing a configuration of an in-wheel motor in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す拡大構造図である。It is an enlarged structure figure showing composition of an in-wheel motor in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the in-wheel motor in embodiment of this invention. 従来のインホイールモータの構成を示す構造図である。It is structural drawing which shows the structure of the conventional in-wheel motor. 従来のインホイールモータの構成を示す構造図である。It is structural drawing which shows the structure of the conventional in-wheel motor. 従来のインホイールモータの構成を示す構造図である。It is structural drawing which shows the structure of the conventional in-wheel motor.

本発明の実施の形態におけるインホイールモータ400は、図1の構造図に示すように、モータ102、減速機104、シャフト106、ハブ108、ブレーキディスク110、ブレーキキャリパ112、冷媒ポンプ114、冷媒配管116及び通風ダクト124を含んで構成される。また、インホイールモータ400において、モータ102、減速機104及び冷媒ポンプ114は、ハウジング126に格納される。なお、図1の構成図は、インホイールモータ400の断面を模式的に示したものである。   The in-wheel motor 400 in the embodiment of the present invention includes a motor 102, a speed reducer 104, a shaft 106, a hub 108, a brake disc 110, a brake caliper 112, a refrigerant pump 114, and refrigerant piping as shown in the structural diagram of FIG. 116 and the ventilation duct 124 are comprised. In the in-wheel motor 400, the motor 102, the speed reducer 104, and the refrigerant pump 114 are stored in the housing 126. In addition, the block diagram of FIG. 1 shows the cross section of the in-wheel motor 400 typically.

モータ102は、従来技術と同様に、ステータ10、ロータ12、モータシャフト14及びベアリング16を含んで構成される。ステータ10は、ステータコイル及びステータコアを含んで構成され、ステータコイルに電流を流すことによってハウジング126内に界磁を発生させる。例えば、モータ102が三相モータである場合、ステータ10からはU相、V相及びW相の3相の磁界が発生する。ロータ12は、ステータ10によって周囲を囲まれるように配置され、ステータ10によって形成された界磁の影響によりロータ12に回転力が発生する。ロータ12は、ベアリング16によって回転可能に設けられたモータシャフト14に固定されており、ロータ12に発生した回転力によってモータシャフト14も回転させられる。モータシャフト14の回転は、減速機104に伝達される。   The motor 102 includes the stator 10, the rotor 12, the motor shaft 14, and the bearing 16 as in the prior art. The stator 10 includes a stator coil and a stator core, and generates a magnetic field in the housing 126 by passing a current through the stator coil. For example, when the motor 102 is a three-phase motor, a three-phase magnetic field of U phase, V phase, and W phase is generated from the stator 10. The rotor 12 is disposed so as to be surrounded by the stator 10, and a rotational force is generated in the rotor 12 due to the influence of a field formed by the stator 10. The rotor 12 is fixed to a motor shaft 14 that is rotatably provided by a bearing 16, and the motor shaft 14 is also rotated by the rotational force generated in the rotor 12. The rotation of the motor shaft 14 is transmitted to the speed reducer 104.

減速機104は、プラネタリギヤ、サンギヤ、ピニオンギヤ、リングギヤ及びプラネタリキャリア(図示しない)を含む。サンギヤ軸は、回転自在に支持され、モータ102のモータシャフト14に連結される。サンギヤは、サンギヤ軸に連結される。ピニオンギヤは、サンギヤと噛合い、回転自在に支持される。リングギヤは、ハウジング126に固定される。プラネタリキャリアは、ピニオンギヤに連結され、シャフト106にスプライン嵌合される。また、プラネタリキャリアは、回転自在に支持される。   The reduction gear 104 includes a planetary gear, a sun gear, a pinion gear, a ring gear, and a planetary carrier (not shown). The sun gear shaft is rotatably supported and is connected to the motor shaft 14 of the motor 102. The sun gear is coupled to the sun gear shaft. The pinion gear meshes with the sun gear and is rotatably supported. The ring gear is fixed to the housing 126. The planetary carrier is connected to the pinion gear and is splined to the shaft 106. The planetary carrier is supported rotatably.

ロータ12が回転すると、モータシャフト14も回転する。モータシャフト14の回転は、サンギヤ軸を介してプラネタリギヤへ伝達される。プラネタリギヤは、サンギヤ軸から受けた回転をサンギヤおよびピニオンギヤによって変速(減速)してプラネタリキャリアへ伝達する。プラネタリキャリアは、プラネタリギヤに伝達された回転をシャフト106に伝達する。   When the rotor 12 rotates, the motor shaft 14 also rotates. The rotation of the motor shaft 14 is transmitted to the planetary gear through the sun gear shaft. The planetary gear changes the speed (deceleration) of the rotation received from the sun gear shaft by the sun gear and the pinion gear and transmits it to the planetary carrier. The planetary carrier transmits the rotation transmitted to the planetary gear to the shaft 106.

シャフト106の先端部にはハブ108が固定される。さらに、ハブ108にはホイール120がボルト等により固定される。そして、ホイール120の外周部にタイヤ(図示しない)が取り付けられる。これにより、モータ102のモータシャフト14の回転力が、減速機104、シャフト106、ハブ108を介して、ホイール120及びタイヤに伝達される。   A hub 108 is fixed to the distal end portion of the shaft 106. Further, the wheel 120 is fixed to the hub 108 by bolts or the like. A tire (not shown) is attached to the outer periphery of the wheel 120. Thereby, the rotational force of the motor shaft 14 of the motor 102 is transmitted to the wheel 120 and the tire via the speed reducer 104, the shaft 106, and the hub 108.

ホイール120は、ハブ108からモータ102又は減速機104の外周の少なくとも一部を覆うようなカップ型形状を有する。ホイール120は、ディスク部120aとリム部120bとから構成される。リム部120bの外縁にタイヤ(図示せず)が取り付けられる。   The wheel 120 has a cup shape that covers at least part of the outer periphery of the motor 102 or the speed reducer 104 from the hub 108. The wheel 120 includes a disc part 120a and a rim part 120b. A tire (not shown) is attached to the outer edge of the rim portion 120b.

なお、ハウジング126は、モータ102のモータシャフト14の軸方向に沿った略円筒形に形成される。   The housing 126 is formed in a substantially cylindrical shape along the axial direction of the motor shaft 14 of the motor 102.

ブレーキディスク110は、ハブ108の外周から突出するようにハブ108に固定されたドーナツ板状の部材である。ブレーキディスク110の外周端には、ブレーキディスク110の外周端を挟み込むようにブレーキキャリパ112が配置される。ブレーキキャリパ112によってブレーキディスク110の外周端を挟み込むことによって、ホイール120及びタイヤの回転を制動することができる。   The brake disc 110 is a donut plate-like member fixed to the hub 108 so as to protrude from the outer periphery of the hub 108. A brake caliper 112 is disposed at the outer peripheral end of the brake disc 110 so as to sandwich the outer peripheral end of the brake disc 110. By sandwiching the outer peripheral end of the brake disc 110 by the brake caliper 112, the rotation of the wheel 120 and the tire can be braked.

また、インホイールモータ400には冷却構造が設けられる。冷却構造の1つとして、冷媒による冷却系統が設けられている。冷媒ポンプ114は、モータ102を収納するハウジング126の底部に溜まった冷媒(潤滑兼冷却用オイル等)に圧力を加えて冷媒配管116へ送り込む。冷媒は、冷媒配管116を通って、モータ102のベアリング16及び減速機104等へ供給され、インホイールモータ400の各部を冷却し、モータ102の底部に戻される。なお、図1に、冷媒の流れを黒矢印で示している。   The in-wheel motor 400 is provided with a cooling structure. As one of the cooling structures, a cooling system using a refrigerant is provided. The refrigerant pump 114 applies pressure to the refrigerant (such as lubricating and cooling oil) accumulated at the bottom of the housing 126 that houses the motor 102 and sends the refrigerant into the refrigerant pipe 116. The refrigerant is supplied to the bearing 16 of the motor 102 and the speed reducer 104 through the refrigerant pipe 116, cools each part of the in-wheel motor 400, and returns to the bottom part of the motor 102. In FIG. 1, the flow of the refrigerant is indicated by black arrows.

また、インホイールモータ400にはさらに冷却風による冷却系統も設けられる。図2は、インホイールモータ400の外観構造を示す斜視図である。図2では、冷却風による冷却系統を明確に示すために、インホイールモータ400の一部(図中、右上部分)を切り取ってハウジング126が露出した内部構造を示すように記載している。なお、図1に、冷却風の流れを白抜きの矢印で示している。   The in-wheel motor 400 is further provided with a cooling system using cooling air. FIG. 2 is a perspective view showing an external structure of the in-wheel motor 400. In FIG. 2, in order to clearly show a cooling system using cooling air, a part (upper right part in the drawing) of the in-wheel motor 400 is cut out to show an internal structure in which the housing 126 is exposed. In FIG. 1, the flow of the cooling air is indicated by white arrows.

インホイールモータ400の冷却風による冷却系統は通風ダクト124を有する。通風ダクト124は、通風口124a及び冷却風通路124bを含んで構成される。通風口124aは、インホイールモータ400が取り付けられる車両の進行方向、すなわちハウジング126の半径方向に向けて配置され、車両の進行に伴って発生する冷却風を外部から冷却風通路124bに取り込む。冷却風通路124bは、モータ102及び減速機104を収納するハウジング126の周面との間の隙間として、ハウジング126の外面を取り囲むように外部壁124cを設けることによって形成される。すなわち、冷却風通路124bは、外部壁124cの内部の空間、又は、外部壁124cの内面とハウジング126の外面との間の空間として形成される。冷却風通路124bは、通風口124aに繋げられる。また、冷却風通路124bは、減速機104近傍においてハブ108又はブレーキディスク110に向けて開放されている。また、ホイール120に冷却風を通すための空気穴120cを設けてもよい。   The cooling system using the cooling air of the in-wheel motor 400 has a ventilation duct 124. The ventilation duct 124 includes a ventilation opening 124a and a cooling air passage 124b. The ventilation opening 124a is arranged in the traveling direction of the vehicle to which the in-wheel motor 400 is attached, that is, in the radial direction of the housing 126, and takes in cooling air generated as the vehicle travels from the outside into the cooling air passage 124b. The cooling air passage 124 b is formed by providing an external wall 124 c so as to surround the outer surface of the housing 126 as a gap between the peripheral surface of the housing 126 that houses the motor 102 and the speed reducer 104. That is, the cooling air passage 124 b is formed as a space inside the outer wall 124 c or a space between the inner surface of the outer wall 124 c and the outer surface of the housing 126. The cooling air passage 124b is connected to the ventilation opening 124a. Further, the cooling air passage 124 b is opened toward the hub 108 or the brake disc 110 in the vicinity of the speed reducer 104. Further, an air hole 120c for passing cooling air through the wheel 120 may be provided.

インホイールモータ400において、外部壁124cにも冷媒が循環するための冷媒配管116の一部を構成する冷媒通路124dが設けられる。すなわち、外部壁124cには、図2に示すように、外周壁124e及び内周壁124fが設けられ、その間の空間である冷媒通路124dに冷媒ポンプ114から供給された冷媒の少なくとも一部が通される。そして、冷媒通路124dを通った冷媒の少なくとも一部がモータ102のベアリング16及び減速機104等へ供給され、インホイールモータ400の各部を冷却する。   In the in-wheel motor 400, the outer wall 124c is also provided with a refrigerant passage 124d constituting a part of the refrigerant pipe 116 for circulating the refrigerant. That is, as shown in FIG. 2, the outer wall 124c is provided with an outer peripheral wall 124e and an inner peripheral wall 124f, and at least a part of the refrigerant supplied from the refrigerant pump 114 is passed through the refrigerant passage 124d that is a space therebetween. The Then, at least part of the refrigerant that has passed through the refrigerant passage 124d is supplied to the bearing 16 of the motor 102, the speed reducer 104, and the like, thereby cooling each part of the in-wheel motor 400.

さらに、モータシャフト14の軸に対して通風口124aの反対側の外部壁124cに排気口124gを設けることが好適である。この場合、通風口124aは車両の進行方向に向けて配置されるので、排気口124gは車両の進行の反対方向に向けて設けられることになる。また、ハブ108又はブレーキディスク110に向けて開放されている冷却風通路124bの開口部付近に排気口124hを設けることも好適である。排気口124hも通風口124aの反対側の外部壁124cに設けることが好適である。なお、排気口124g及び124hは少なくとも一方を設ければよい。   Furthermore, it is preferable to provide an exhaust port 124g on the outer wall 124c opposite to the ventilation port 124a with respect to the axis of the motor shaft 14. In this case, since the ventilation opening 124a is disposed toward the traveling direction of the vehicle, the exhaust opening 124g is provided toward the opposite direction of the traveling of the vehicle. It is also preferable to provide an exhaust port 124h in the vicinity of the opening of the cooling air passage 124b opened toward the hub 108 or the brake disc 110. The exhaust port 124h is also preferably provided on the outer wall 124c on the opposite side of the ventilation port 124a. Note that at least one of the exhaust ports 124g and 124h may be provided.

これにより、通風口124aから取り込まれた冷却風を排気口124g又は排気口124hから排気することができ、通風ダクト124の内圧を適度に保つことができる。したがって、通風口124aからの冷却風の取り込みをより効果的に行うことが可能となる。また、排気口124g及び124hを冷却風の下流側に設けることによって、水や泥等がインホイールモータ400内に入り難くすることができる。   Thereby, the cooling air taken in from the ventilation port 124a can be exhausted from the exhaust port 124g or the exhaust port 124h, and the internal pressure of the ventilation duct 124 can be kept moderate. Therefore, it becomes possible to more effectively take in the cooling air from the ventilation port 124a. Further, by providing the exhaust ports 124g and 124h on the downstream side of the cooling air, it is possible to make it difficult for water, mud and the like to enter the in-wheel motor 400.

特に、排気口124g及び排気口124hの総開口面積は、通風口124aの総開口面積の5%以下とすることが好適である。   In particular, the total opening area of the exhaust port 124g and the exhaust port 124h is preferably 5% or less of the total opening area of the ventilation port 124a.

図3に、通風口124aの総開口面積に対する排気口124g及び排気口124hの総開口面積の面積比と、通風口124aから流入する冷却風の流量増加率との関係を示す。面積比が0の場合(すなわち、排気口124g及び排気口124hを設けない場合)に比べて、面積比を5%以下とした場合に流量が10%以上の増加を示した。一方、排気口124g又は排気口124hを設けた効果がないわけではないが、面積比を5%より大きくした場合には流量の増加は10%未満となった。   FIG. 3 shows the relationship between the area ratio of the total opening area of the exhaust port 124g and the exhaust port 124h to the total opening area of the ventilation port 124a and the rate of increase in the flow rate of the cooling air flowing from the ventilation port 124a. Compared with the case where the area ratio was 0 (that is, when the exhaust port 124g and the exhaust port 124h were not provided), the flow rate increased by 10% or more when the area ratio was 5% or less. On the other hand, although the effect of providing the exhaust port 124g or the exhaust port 124h is not without, when the area ratio is larger than 5%, the increase in the flow rate is less than 10%.

このように、通風ダクト124の構成要素である外部壁124cに形成された冷媒通路124dに冷媒を循環させることによって、通風ダクト124に取り込まれた冷却風によって冷媒が冷却され、より高い冷却効率でインホイールモータ400を冷却することができる。特に、排気口124g又は排気口124hを設けることによって、通風口124aから取り込まれる冷却風の流量を増すことができ、さらに高い冷却効率でインホイールモータ400を冷却することができる。   In this way, by circulating the refrigerant through the refrigerant passage 124d formed in the outer wall 124c, which is a component of the ventilation duct 124, the refrigerant is cooled by the cooling air taken into the ventilation duct 124, with higher cooling efficiency. The in-wheel motor 400 can be cooled. In particular, by providing the exhaust port 124g or the exhaust port 124h, the flow rate of the cooling air taken from the ventilation port 124a can be increased, and the in-wheel motor 400 can be cooled with higher cooling efficiency.

また、ハウジング126と冷却風通路124bとの位置を決め、機械的な強度を増すために、図2の斜視図に示すように、外部壁124cに冷却風通路124bをモータシャフト14から放射状に間仕切りする仕切り壁124iを設けてもよい。このように、冷却風通路124bを間仕切りする仕切り壁124iを設けることによって、冷却風通路124bの機械的な強度を高めることができると共に、冷却フィンとして冷却風による冷媒の冷却効率をより高めることができる。   Further, in order to determine the positions of the housing 126 and the cooling air passage 124b and increase the mechanical strength, as shown in the perspective view of FIG. 2, the cooling air passage 124b is radially partitioned from the motor shaft 14 on the outer wall 124c. A partition wall 124i may be provided. As described above, by providing the partition wall 124i that partitions the cooling air passage 124b, the mechanical strength of the cooling air passage 124b can be increased, and the cooling efficiency of the refrigerant by the cooling air can be further increased as cooling fins. it can.

図4は、仕切り壁124iの配置について示す平面図及び内部構成図である。図4(a)は、インホイールモータ400を上部からみた平面図であり、図4(b)は、インホイールモータ400の内部に設けられた通風ダクト124の構造を簡略に示す側面図である。なお、図4では、冷却風の流れを黒矢印で示している。図4に示すように、この例では、仕切り壁124iは、モータシャフト14(及びシャフト106)の軸方向に沿って平行に配置される。   FIG. 4 is a plan view and an internal configuration diagram showing the arrangement of the partition walls 124i. FIG. 4A is a plan view of the in-wheel motor 400 as viewed from above, and FIG. 4B is a side view schematically showing the structure of the ventilation duct 124 provided inside the in-wheel motor 400. . In FIG. 4, the flow of the cooling air is indicated by black arrows. As shown in FIG. 4, in this example, the partition wall 124 i is arranged in parallel along the axial direction of the motor shaft 14 (and the shaft 106).

図5は、仕切り壁124iの別例の配置について示す平面図及び内部構成図である。図5(a)は、インホイールモータ400を上部からみた平面図であり、図5(b)は、インホイールモータ400の内部に設けられた通風ダクト124の構造を簡略に示す側面図である。なお、図5では、冷却風の流れを黒矢印で示している。図5に示すように、この例では、仕切り壁124iは、通風ダクト124内における冷却風の流れに沿うようにモータシャフト14(及びシャフト106)の軸方向に対して捻れた状態に配置される。このとき、捻れの角度θをモータシャフト14(及びシャフト106)の軸方向に対して10°以上20°以下とすることが好適である。特に、捻れの角度θを約15°とすることが好適である。   FIG. 5 is a plan view and an internal configuration diagram showing an arrangement of another example of the partition wall 124i. FIG. 5A is a plan view of the in-wheel motor 400 as viewed from above, and FIG. 5B is a side view schematically showing the structure of the ventilation duct 124 provided inside the in-wheel motor 400. . In FIG. 5, the flow of the cooling air is indicated by black arrows. As shown in FIG. 5, in this example, the partition wall 124 i is arranged in a state twisted with respect to the axial direction of the motor shaft 14 (and the shaft 106) so as to follow the flow of cooling air in the ventilation duct 124. . At this time, it is preferable that the twist angle θ is 10 ° or more and 20 ° or less with respect to the axial direction of the motor shaft 14 (and the shaft 106). In particular, the twist angle θ is preferably about 15 °.

さらに、仕切り壁124iの内部に冷媒通路124dを設けてもよい。冷却フィンとして機能する仕切り壁124i内に冷媒を通すことによって、冷却風による冷媒の冷却効率をより高めることができる。   Furthermore, a refrigerant passage 124d may be provided inside the partition wall 124i. By passing the refrigerant through the partition walls 124i functioning as cooling fins, the cooling efficiency of the refrigerant by the cooling air can be further increased.

図6は、仕切り壁124iの別例の配置について示す平面図及び内部構成図である。図6(a)は、インホイールモータ400を上部からみた平面図であり、図6(b)は、インホイールモータ400の内部に設けられた通風ダクト124の構造を簡略に示す側面図である。なお、図6では、冷却風の流れを黒矢印で示している。図4及び図5の例では、仕切り壁124iをモータシャフト14(及びシャフト106)から放射状に配置したが、この例では、通風ダクト124内における冷却風の流れに対して交差する方向に沿って仕切り壁124iを配置する。通風口124aから取り入れられた冷却風は車両の進行方向に沿って流れようとするので、車両の進行方向に対して交差する方向に沿って仕切り壁124iを配置することになる。このとき、通風ダクト124内における冷却風の流れに対して略垂直な方向に沿って仕切り壁124iを配置することがより好ましい。   FIG. 6 is a plan view and an internal configuration diagram showing an arrangement of another example of the partition wall 124i. FIG. 6A is a plan view of the in-wheel motor 400 as viewed from above, and FIG. 6B is a side view schematically showing the structure of the ventilation duct 124 provided inside the in-wheel motor 400. . In FIG. 6, the flow of the cooling air is indicated by black arrows. In the example of FIGS. 4 and 5, the partition wall 124 i is arranged radially from the motor shaft 14 (and the shaft 106). However, in this example, the partition wall 124 i extends along the direction intersecting the flow of the cooling air in the ventilation duct 124. A partition wall 124i is disposed. Since the cooling air taken in from the ventilation opening 124a tends to flow along the traveling direction of the vehicle, the partition wall 124i is disposed along the direction intersecting the traveling direction of the vehicle. At this time, it is more preferable to arrange the partition wall 124 i along a direction substantially perpendicular to the flow of the cooling air in the ventilation duct 124.

さらに、この例では、仕切り壁124iは、通風ダクト124内における冷却風の流れに沿うようにモータシャフト14(及びシャフト106)の軸方向に対して捻れた状態に配置することが好適である。この場合も、捻れの角度θをモータシャフト14(及びシャフト106)の軸方向に対して10°以上20°以下とすることが好適である。特に、捻れの角度θを約15°とすることが好適である。   Furthermore, in this example, it is preferable that the partition wall 124i is arranged in a state twisted with respect to the axial direction of the motor shaft 14 (and the shaft 106) so as to follow the flow of cooling air in the ventilation duct 124. Also in this case, it is preferable that the twist angle θ is 10 ° or more and 20 ° or less with respect to the axial direction of the motor shaft 14 (and the shaft 106). In particular, the twist angle θ is preferably about 15 °.

以上のように、仕切り壁124iを配置することによって、通風ダクト124内に冷却風をより効率的に流すことができ、インホイールモータ400の冷却効率を高めることができる。特に、仕切り壁124iを捻れた状態となるように角度θを付けて配置することによって、通風ダクト124内の冷却風の流動抵抗を低減できると共に、冷媒との熱交換のための適切な風の流れの形成及び金属の伝熱を利用した冷却の効率を向上させることができる。   As described above, by arranging the partition wall 124i, the cooling air can flow more efficiently in the ventilation duct 124, and the cooling efficiency of the in-wheel motor 400 can be increased. In particular, by arranging the partition wall 124i at an angle θ so as to be twisted, the flow resistance of the cooling air in the ventilation duct 124 can be reduced, and an appropriate air flow for heat exchange with the refrigerant can be reduced. The efficiency of cooling utilizing flow formation and metal heat transfer can be improved.

さらに、仕切り壁124iの内部に冷媒通路124dを設けてもよい。冷却フィンとして機能する仕切り壁124i内に冷媒を通すことによって、冷却風による冷媒の冷却効率をより高めることができる。   Furthermore, a refrigerant passage 124d may be provided inside the partition wall 124i. By passing the refrigerant through the partition walls 124i functioning as cooling fins, the cooling efficiency of the refrigerant by the cooling air can be further increased.

また、図7の構造図に示すように、冷却風通路124bを構成する外部壁124cのハウジング126に近い側に冷媒通路124dを設けたインホイールモータ402としてもよい。これにより、冷媒通路124dを通過する際の冷媒によるハウジング126の冷却がより効率的に行われるという利点がある。   Further, as shown in the structural diagram of FIG. 7, an in-wheel motor 402 may be provided in which a refrigerant passage 124d is provided on a side closer to the housing 126 of the outer wall 124c constituting the cooling air passage 124b. Accordingly, there is an advantage that the housing 126 is cooled more efficiently by the refrigerant when passing through the refrigerant passage 124d.

また、図8の拡大構造図に示すように、上記インホイールモータ400,402において冷媒通路124d内を複数の通路に間仕切りするための冷媒通路仕切り壁124jを設けてもよい。これにより、冷媒通路124dの機械的な強度を増すことができると共に、冷媒による冷却効率を高めることができる。   Further, as shown in the enlarged structural diagram of FIG. 8, in the in-wheel motors 400 and 402, a refrigerant passage partition wall 124j for partitioning the refrigerant passage 124d into a plurality of passages may be provided. Thereby, the mechanical strength of the refrigerant passage 124d can be increased, and the cooling efficiency by the refrigerant can be increased.

また、図9の斜視図に示すように、通風ダクト124の下部を冷媒用タンク124kとしたインホイールモータ404として構成してもよい。すなわち、通風ダクト124の一部を冷却風通路124bとは独立した空間として形成し、その空間を冷媒用タンク124kとして使用する。すなわち、形成した空間とモータ102のハウジング126とを冷媒用の通路で繋ぎ、インホイールモータ404の各部を循環してハウジング126に戻された冷媒が、ハウジング126から冷媒用タンク124kへ収納され、そこから冷媒ポンプ114によって再びインホイールモータ404の各部へ供給される構造とする。これにより、冷媒と空気との分離を行うことができ、冷媒の循環をより円滑に行うことができる。   Moreover, as shown in the perspective view of FIG. 9, you may comprise as the in-wheel motor 404 which made the lower part of the ventilation duct 124 the refrigerant | coolant tank 124k. That is, a part of the ventilation duct 124 is formed as a space independent of the cooling air passage 124b, and this space is used as the refrigerant tank 124k. That is, the formed space and the housing 126 of the motor 102 are connected by a refrigerant passage, and the refrigerant circulated through each part of the in-wheel motor 404 and returned to the housing 126 is stored from the housing 126 into the refrigerant tank 124k. From there, the refrigerant pump 114 is supplied to each part of the in-wheel motor 404 again. Thereby, a refrigerant | coolant and air can be isolate | separated and the circulation of a refrigerant | coolant can be performed more smoothly.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせてもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may combine the characteristic part of each embodiment mentioned above suitably.

10 ステータ、12 ロータ、14 モータシャフト、16 ベアリング、100,200,300,400,402,404 インホイールモータ、102 モータ、104 減速機、106 シャフト、108 ハブ、110 ブレーキディスク、112 ブレーキキャリパ、114 冷媒ポンプ、116 冷媒配管、118 熱交換器、120 ホイール、120a ディスク部、120b リム部、120c 空気穴、122 通風ダクト、124 通風ダクト、124a 通風口、124b 冷却風通路、124c 外部壁、124d 冷媒通路、124e 外周壁、124f 内周壁、124g,124h排気口、124i 仕切り壁、124j 冷媒通路仕切り壁、124k 冷媒用タンク、126 ハウジング。   10 Stator, 12 Rotor, 14 Motor shaft, 16 Bearing, 100, 200, 300, 400, 402, 404 In-wheel motor, 102 Motor, 104 Reducer, 106 Shaft, 108 Hub, 110 Brake disc, 112 Brake caliper, 114 Refrigerant pump, 116 Refrigerant piping, 118 Heat exchanger, 120 Wheel, 120a Disc part, 120b Rim part, 120c Air hole, 122 Ventilation duct, 124 Ventilation duct, 124a Ventilation opening, 124b Cooling air passage, 124c External wall, 124d Refrigerant Passage, 124e outer peripheral wall, 124f inner peripheral wall, 124g, 124h exhaust port, 124i partition wall, 124j refrigerant passage partition wall, 124k refrigerant tank, 126 housing.

Claims (4)

内部にロータ及びステータを収納した円筒形のモータハウジングと、
前記モータハウジングの外方から前記モータハウジングの周面に向けて外気を取り込む通風口と、
前記モータハウジングの周面を前記モータハウジングの軸方向に向けて前記通風口から取り込まれた外気を流す冷却風通路と、
前記冷却風通路の前記通風口とは反対側に配置された排気口と、
を備え
前記通風口の総開口面積に対する前記排気口の総開口面積の面積比は5%以下であるインホイールモータ。
A cylindrical motor housing containing a rotor and a stator inside;
A ventilation port for taking outside air from the outside of the motor housing toward the peripheral surface of the motor housing;
A cooling air passage for flowing the outside air taken in from the ventilation port with the peripheral surface of the motor housing facing the axial direction of the motor housing;
An exhaust port disposed on the opposite side of the cooling air passage from the ventilation port;
Equipped with a,
An in-wheel motor in which an area ratio of a total opening area of the exhaust port to a total opening area of the ventilation port is 5% or less .
請求項1に記載のインホイールモータであって、
前記冷却風通路は、複数の仕切り壁によって、複数の通路に分割されていることを特徴とするインホイールモータ。
The in-wheel motor according to claim 1 ,
The cooling air passing path, in-wheel motors, wherein a by a plurality of partition walls, is divided into a plurality of passages.
請求項に記載のインホイールモータであって、
前記仕切り壁は、モータシャフトに対して放射状又は前記冷却風通路を流れる冷却風の方向に交差する方向に配置されていることを特徴とするインホイールモータ。
The in-wheel motor according to claim 2 ,
The in-wheel motor is characterized in that the partition wall is arranged in a direction that intersects the direction of the cooling air flowing radially through the cooling air passage with respect to the motor shaft.
請求項に記載のインホイールモータであって、
前記仕切り壁は、前記モータシャフトの軸方向に対して10°以上20°以下の捻れ角θを有して配置されていることを特徴とするインホイールモータ。
The in-wheel motor according to claim 3 ,
The in-wheel motor, wherein the partition wall is disposed with a twist angle θ of 10 ° or more and 20 ° or less with respect to an axial direction of the motor shaft.
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