WO2019039211A1 - モータ装置、およびモータ駆動型移動体 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a motor device and a motor driven mobile body. More specifically, the present invention relates to a motor device provided with a cooling mechanism, and a motor driven mobile body.
- the motor rotates by supplying power to the coil, but many motors generate heat when rotating, and there is a problem that the amount of heat generation is large particularly at high speed rotation.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-11685 discloses a configuration in which air is forced to flow around a coil from a central axis of an in-wheel motor to cool the motor.
- Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-0911978 discloses a configuration in which a refrigerant is supplied to a rotor shaft center of a motor to cool a rotor core of the motor.
- air or refrigerant which is a coolant
- air or refrigerant which is a coolant
- the coolant is not set to penetrate the rotation shaft of the motor, and the coolant supplied from one of the rotation shafts of the motor is configured to be discharged around the motor by returning in the same direction.
- the cooling effect may be reduced, and the heat generation of the motor may not be sufficiently suppressed.
- the present disclosure has been made in view of, for example, the above-described problems, and provides a motor device and a motor-driven movable body capable of enhancing the cooling effect and effectively suppressing the heat generation of the motor. With the goal.
- the first aspect of the present disclosure is A hollow shaft, and A motor unit that rotates about the rotation axis; A coolant circulation pipe connected to both ends of the rotary shaft and forming a closed loop-shaped coolant circulation path together with the hollow portion of the rotary shaft; A coolant flow control unit that controls the flow of coolant in the coolant circulation pipe;
- the motor device has
- a second aspect of the present disclosure is: A hollow shaft, and A motor unit that rotates about the rotation axis; A motor drive type tire in which the motor unit is mounted at a central portion; A coolant circulation pipe connected to both ends of the rotary shaft and forming a closed loop-shaped coolant circulation path together with the hollow portion of the rotary shaft; A coolant flow control unit that controls the flow of coolant in the coolant circulation pipe; In a motor-driven mobile body.
- a system is a logical set composition of a plurality of devices, and the device of each composition is not limited to what exists in the same case.
- a motor device and a motor drive type moving body that realize efficient cooling of the motor are realized.
- a hollow shaft of a rotating shaft, a motor unit rotating around the rotating shaft, and both ends of the rotating shaft are connected to form a closed loop coolant circulation path together with the hollow portion of the rotating shaft.
- a coolant flow control unit for controlling the flow of the coolant in the coolant circulation pipe.
- the motor device has a rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the motor and a temperature sensor for detecting the temperature of the motor, and the coolant flow control unit inputs detection information of the rotational speed sensor and the temperature sensor Control is performed to accelerate the flow of coolant in the coolant circulation pipe according to the increase in rotational speed and temperature.
- FIG. 1 is a view for explaining one configuration example of a motor device of the present disclosure.
- FIG. 1 shows (a) front view and (b) side view of the motor device of the present disclosure.
- the motor device of the present disclosure includes a motor 10, a coolant circulation pipe 20, and a coolant flow control unit 30.
- the motor 10 is, for example, an in-wheel motor mounted at the center of a wheel of a mobile body such as a bicycle.
- the motor device of the present disclosure is not limited to the in-wheel motor, and can be applied to various motors such as motors for rotating media such as CDs, BDs and hard disks.
- the motor 10 rotates in a predetermined direction as shown in the side view of FIG.
- the coolant circulation pipe 20 is set to penetrate the central axis of the motor 10.
- the coolant circulation pipe 20 has a closed loop shape which penetrates the central axis of rotation of the motor 10 and surrounds the outer peripheral portion of the motor 10, and has a structure in which the coolant circulates in the pipe.
- a coolant composed of liquid or gas is enclosed inside the coolant circulation pipe 20 inside the coolant circulation pipe 20, a coolant composed of liquid or gas is enclosed.
- the control of the coolant flow control unit 30 controls the flow rate and the flow direction of the coolant enclosed in the coolant circulation pipe 20.
- the coolant flow control unit 30 has, for example, a fan or pump configuration, and controls the moving speed and moving direction of the coolant enclosed in the coolant circulation pipe 20.
- the example shown in the front view of FIG. 1A shows a state in which the coolant enclosed in the coolant circulation pipe 20 is set to rotate right at a predetermined speed under the control of the coolant flow control unit 30. It is. The flow velocity and the flow direction of the coolant can be changed by the control of the coolant flow control unit 30.
- the coolant flow control unit 30 performs control to increase the flow velocity of the coolant when, for example, the rotational speed of the motor 10 increases and the calorific value increases. Further, the coolant flow control unit 30 controls the flow direction of the coolant so that the coolant flows from the high temperature to the low temperature based on the temperature detection information of the left side and the right side of the motor 10, for example. I do. Specific examples of these flow control will be described later.
- the motor 10 shown in FIG. 2 is an example of the structure of an in-wheel motor set at, for example, the center of a bicycle wheel.
- the motor 10 has a motor base 11 which is a non-rotating mounting plate, and a motor rotating portion 12 which rotates.
- the motor rotation part 12 rotates integrally with the wheel of a bicycle, for example. Electric power is supplied to the coil 15 of the motor rotation unit 12 through the motor base 11, and the motor rotation unit 12 rotates.
- the cylindrical rotation shaft 14 of the motor rotation portion 12 has a hollow structure, and the coolant circulation pipe 20 is connected to both ends of the hollow portion at both ends of the cylindrical rotation shaft 14. That is, the hollow portion of the cylindrical rotary shaft 14 and the coolant circulation pipe 20 connected to the hollow portion form a coolant circulation path having a closed loop shape.
- a bearing 13 is disposed around the hollow portion of the cylindrical rotation shaft 14. With this configuration, the motor rotation unit 12 can rotate around the center position of the cylindrical rotation shaft 14 as the rotation center.
- the main heat generating portion of the motor 10 is a coil 15 to which power is supplied.
- the hollow portion of the cylindrical rotary shaft 14 and the coolant circulation pipe 20 connected to the hollow portion form a coolant circulation path of a closed loop, but the cylindrical rotary shaft 14 of the motor rotating portion 12
- the coolant circulation pipe 20 having a closed loop shape may be penetrated to form a closed loop coolant circulation path consisting only of the coolant circulation pipe 20.
- FIG. 3 is a view showing an example of a motor driven mobile body in which the motor device of the present disclosure is attached to the electric bicycle 50.
- a motor 10 is mounted at the center of a front wheel of the electric bicycle 50, and the front wheel is rotated by the rotation of the motor 10.
- a hollow portion is set at the central portion of the motor 10, and a coolant circulation pipe 20 further extending in the handle direction is connected to the hollow portion.
- This connection configuration forms a coolant circuit having a closed loop shape.
- a coolant flow control unit 30 is mounted at the upper center of the coolant circulation pipe 20. Electric power is supplied to the motor 10 and the coolant flow control unit 30 from the battery 51.
- the coolant in the coolant circulation pipe 20 circulates in the pipe and the cylindrical rotary shaft 14 hollow portion of the motor 10 under the control of the coolant flow control unit 30.
- the coolant stores heat inside the motor 10 when passing through the inside of the motor 10 and radiates heat when passing through the outer peripheral portion of the motor 10.
- the heat storage and the heat radiation are continuously performed, and the inside of the motor 10 can be prevented from having a high temperature.
- FIG. 4 shows another example of use of the motor device, which is an example of a motor-driven movable body in which the motor device of the present disclosure is attached to the electric kick board 60.
- the motor 10 is mounted at the center of the front wheel of the electric kick board 60, and the rotation of the motor 10 causes the front wheel to rotate.
- a hollow portion is set at the central portion of the motor 10, and a coolant circulation pipe 20 further extending in the handle direction is connected to the hollow portion.
- This connection configuration forms a coolant circuit having a closed loop shape.
- a coolant flow control unit 30 is mounted at the upper center of the coolant circulation pipe 20. Electric power is supplied to the motor 10 and the coolant flow control unit 30 from the battery 61.
- the coolant in the coolant circulation pipe 20 circulates in the pipe and the cylindrical rotary shaft 14 hollow portion of the motor 10 under the control of the coolant flow control unit 30.
- the coolant stores heat inside the motor 10 when passing through the inside of the motor 10 and radiates heat when passing through the outer peripheral portion of the motor 10.
- the heat storage and the heat radiation are continuously performed, and the inside of the motor 10 can be prevented from having a high temperature.
- the motor apparatus of this indication is not restricted to these mobile bodies.
- the present invention is applicable to various motors such as motors for rotating media such as CDs, BDs and hard disks.
- FIG. 5 is a diagram showing an example of the flow control configuration of the coolant in the motor device of the present disclosure.
- the motor 110 has a hollow portion around a central axis, and the coolant circulation pipe 120 is connected to the hollow portion.
- This connection configuration forms a coolant circuit having a closed loop shape. That is, the coolant circulation path has a closed loop shape constituted by the hollow portion of the rotation central axis of the motor 110 and the coolant circulation pipe 120 having a shape surrounding the outer periphery of the motor 110.
- a coolant flow control unit 130 is mounted on the coolant circulation pipe 120 to control the flow of the coolant inside the coolant circulation pipe 120.
- the coolant flow control unit 130 has a controller 131 and a coolant driving unit 132.
- the controller 131 controls the coolant driving unit 132 to change the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120.
- the coolant driving unit 132 has, for example, a fan or pump configuration, and has a configuration capable of changing the moving speed and the moving direction of the coolant enclosed in the coolant circulation pipe 120.
- the motor device of the present embodiment further includes a rotational speed sensor 140 that detects the rotational speed of the motor 110.
- the rotational speed sensor 140 detects the rotational speed of the motor 110, and inputs detection information to the controller 131 of the coolant flow control unit 130.
- the controller 131 controls the output to the coolant drive unit 132 according to the rotational speed of the motor 110 input from the rotational speed sensor 140 to change the flow rate of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120.
- the rotation speed of the motor 110 when the rotation speed of the motor 110 is increased, the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is increased, and when the rotation speed of the motor 110 is slow, the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is set. Control to decrease.
- the rotation speed of the motor 110 is increased, the amount of heat generation of the motor 110 is increased, and in order to reduce this heat generation, control is performed to increase the amount of passage of coolant per unit time to the inside of the motor 110 to enhance the cooling effect. .
- FIG. 6 A specific example of flow rate control of the coolant by the controller 131 of the coolant flow control unit 130 is shown in FIG.
- the graph shown in FIG. 6 is a graph showing the rotational speed of the motor on the horizontal axis and the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 on the vertical axis.
- the controller 131 of the coolant flow control unit 130 performs the flow rate control of the coolant according to the rotation speed of the motor 110. By this control, the cooling effect according to the heat generation level of the motor 110 can be realized.
- the basic configuration of the motor device shown in FIG. 7 is the same as that shown in FIG. 5.
- the motor 110 has a hollow portion around the central axis, and the coolant circulation pipe 120 is connected to this hollow portion.
- This connection configuration forms a coolant circuit having a closed loop shape. That is, the coolant circulation path has a closed loop shape constituted by the hollow portion of the rotation central axis of the motor 110 and the coolant circulation pipe 120 having a shape surrounding the outer periphery of the motor 110.
- a coolant flow control unit 130 is mounted on the coolant circulation pipe 120 to control the flow of the coolant inside the coolant circulation pipe 120.
- the coolant flow control unit 130 has a controller 131 and a coolant driving unit 132.
- the controller 131 controls the coolant driving unit 132 to change the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120.
- the embodiment shown in FIG. 7 has a temperature sensor 150 that detects the temperature of the motor 110.
- the temperature sensor 150 detects the temperature of the motor 110, and inputs the detected information to the controller 131 of the coolant flow control unit 130.
- the controller 131 controls the output to the coolant driving unit 132 according to the temperature of the motor 110 input from the temperature sensor 150 to change the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120.
- the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is increased, and when the temperature of the motor 110 is low, the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is decreased.
- the temperature of the motor 110 is high, it indicates that the heat generation amount of the motor 110 is increased, and in order to reduce this heat generation, control is performed to increase the amount of passage of coolant per unit time to the inside of the motor 110 to enhance the cooling effect. To do.
- FIG. 8 A specific example of the flow velocity control of the coolant by the controller 131 of the coolant flow control unit 130 is shown in FIG.
- the graph shown in FIG. 8 is a graph showing the temperature of the motor on the horizontal axis and the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 on the vertical axis.
- the controller 131 of the coolant flow control unit 130 controls the flow velocity of the coolant according to the temperature of the motor 110. By this control, the cooling effect according to the heat generation level of the motor 110 can be realized.
- the basic configuration of the motor device shown in FIG. 9 is the same as that shown in FIGS. 5 and 7.
- the motor 110 has a hollow portion around the central axis, and the coolant circulation pipe 120 is connected to this hollow portion. There is.
- This connection configuration forms a coolant circuit having a closed loop shape. That is, the coolant circulation path has a closed loop shape constituted by the hollow portion of the rotation central axis of the motor 110 and the coolant circulation pipe 120 having a shape surrounding the outer periphery of the motor 110.
- a coolant flow control unit 130 is mounted on the coolant circulation pipe 120 to control the flow of the coolant inside the coolant circulation pipe 120.
- the coolant flow control unit 130 has a controller 131 and a coolant driving unit 132.
- the controller 131 controls the coolant driving unit 132 to change the flow direction of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120.
- the embodiment shown in FIG. 9 has temperature sensors L and 150L for detecting the temperature on the left (L) side of the motor 110, and temperature sensors R and 150R for detecting the temperature on the right (R) side of the motor 110.
- the two temperature sensors L and 150L and the temperature sensors R and 150R individually detect the temperatures on the left (L) side and the right (R) side of the motor 110, respectively.
- the two pieces of temperature information are input to the controller 131 of the coolant flow control unit 130.
- the controller 131 controls the output to the coolant driving unit 132 according to the temperature on the left (L) side and the right (R) side of the motor 110 input from the two temperature sensors L and 150L and the temperature sensors R and 150R. Then, the direction of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is changed.
- the direction of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is changed from the left (L) side of the motor 110 R) Set to flow to the side.
- the temperature on the right (R) side of the motor 110 becomes higher than the left (L) side
- the direction of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is changed from the right (R) side to the left (L) side of the motor 110 Setting.
- FIG. 10 Specific control examples of the flow direction of the coolant are shown in FIG. 10 and FIG. FIG. 10 is an example of control of the flow direction of the coolant when the temperature on the right (R) side of the motor 110 is higher than that on the left (L) side.
- the controller 131 of the coolant flow control unit 130 sets the direction of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 in the clockwise direction of flowing from the right (R) side to the left (L) side of the motor 110. Take control.
- FIG. 11 is an opposite setting of FIG. 10, and is an example of control of the flow direction of the coolant when the temperature on the left (L) side of the motor 110 is higher than that on the right (R) side.
- the controller 131 of the coolant flow control unit 130 sets the direction of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 in a counterclockwise direction of flowing from the left (L) side to the right (R) side of the motor 110. Take control.
- the basic configuration of the motor device shown in FIG. 12 is the same as that shown in FIGS. 5, 7, etc.
- the motor 110 has a hollow portion around the central axis, and the coolant circulation pipe 120 is connected to this hollow portion. ing.
- This connection configuration forms a coolant circuit having a closed loop shape. That is, the coolant circulation path has a closed loop shape constituted by the hollow portion of the rotation central axis of the motor 110 and the coolant circulation pipe 120 having a shape surrounding the outer periphery of the motor 110.
- a coolant flow control unit 130 is mounted on the coolant circulation pipe 120 to control the flow of the coolant inside the coolant circulation pipe 120.
- the coolant flow control unit 130 has a controller 131 and a coolant driving unit 132.
- the controller 131 controls the coolant driving unit 132 to change the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120.
- a propeller 170 is mounted on the controller 131, and the output to the coolant driving unit 132 is controlled according to the rotational speed of the propeller 170 to control the flow velocity of coolant flowing in the coolant circulation pipe 120. Change.
- the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is increased when the rotation speed of the propeller 170 is increased, and the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 is increased when the rotation speed of the propeller 170 is decreased. Control to decrease.
- the propeller 170 is attached to the front of a mobile such as a bicycle, and rotates at high speed as the traveling speed of the mobile such as a bicycle increases.
- the traveling speed of a moving object such as a bicycle is in proportion to the rotational speed of the motor 110, and the rotational speed of the propeller 170 is proportional to the rotational speed of the motor 110.
- the traveling speed of a moving object such as a bicycle is increased, and as a result, the rotational speed of the propeller 170 is increased.
- the flow velocity of the coolant flowing in the coolant circulation pipe 120 can be increased, and the cooling effect can be enhanced.
- the embodiment shown in FIG. 12 is configured to generate a cooling effect according to the amount of heat generation of the motor 110 without setting a special sensor in the motor 110.
- FIG. 13 illustrates the following three different types of motor devices of the present disclosure.
- A Standard type
- b Pipe extension type
- c Radiator (radiator) setting type
- the standard type is the motor device already described with reference to FIG. 1 and the following, and the motor 10 is provided with the coolant circulation pipe 20 penetrating the inside of the motor 10, and the coolant circulation pipe 20 is cooled
- a coolant flow control unit 30 for controlling the flow of coolant inside the material circulation pipe 20 is mounted.
- the pipe extension type has the motor 10, the coolant circulation pipe 20, the coolant flow control unit 30, and these configurations as in the (a) standard type, but the coolant circulation pipe 20 has a length (a ) It is set longer than the standard type.
- the radiator (radiator) setting type also includes the motor 10, the coolant circulation pipe 20, the coolant flow control unit 30, and the configuration of the coolant circulation pipe 20 as in the standard type (a). It is the structure which set the thermal radiation part (radiator) 21 in the part.
- the coolant circulation pipe 20 has a heat radiating portion (radiator) 21 in which a flow path of the coolant is branched into a plurality of flow paths in a part thereof.
- the heat radiating portion (radiator) 21 By setting the heat radiating portion (radiator) 21 to a part of the coolant circulation pipe 20, the heat accumulated in the coolant can be easily released through the heat radiating portion (radiator) 21, and the cooling effect can be improved. It is possible to enhance.
- a rotary shaft with a hollow structure A motor unit that rotates about the rotation axis; A coolant circulation pipe connected to both ends of the rotary shaft and forming a closed loop-shaped coolant circulation path together with the hollow portion of the rotary shaft; A coolant flow control unit that controls the flow of coolant in the coolant circulation pipe; A motor device having
- the motor device further includes: It has a rotational speed sensor that detects the rotational speed of the motor unit, The coolant flow control unit The motor apparatus according to (1), wherein information detected by the rotational speed sensor is input, and control is performed to accelerate the flow of the coolant in the coolant circulation pipe according to an increase in the rotational speed of the motor unit.
- the motor device further includes: It has a temperature sensor that detects the temperature of the motor unit,
- the coolant flow control unit The motor apparatus according to (1) or (2), wherein the detection information of the temperature sensor is input, and control is performed to accelerate the flow of the coolant in the coolant circulation pipe according to an increase in the temperature of the motor unit.
- the motor device further includes: It has a plurality of temperature sensors that detect temperatures at different positions of the motor unit, The coolant flow control unit The detection information of the plurality of temperature sensors is input, and the flow direction of the coolant in the coolant circulation pipe is controlled so that the coolant flows from the high temperature position side to the low temperature position side in the motor unit (1
- the motor device according to any one of (1) to (3).
- the motor device further includes: It has a propeller that rotates in accordance with the movement of a moving body equipped with the motor unit,
- the coolant flow control unit The motor apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the rotational speed information of the propeller is input, and control is performed to accelerate the flow of the coolant in the coolant circulation pipe according to an increase in the rotational speed of the propeller. .
- a rotary shaft with a hollow structure A motor unit that rotates about the rotation axis; A motor drive type tire in which the motor unit is mounted at a central portion; A coolant circulation pipe connected to both ends of the rotary shaft and forming a closed loop-shaped coolant circulation path together with the hollow portion of the rotary shaft; A coolant flow control unit that controls the flow of coolant in the coolant circulation pipe;
- Motor-driven mobile body having:
- the motor driven mobile body further includes: It has a rotational speed sensor that detects the rotational speed of the motor unit, The coolant flow control unit The motor driven movable body according to (8), wherein the detection information of the rotational speed sensor is input, and control is performed to accelerate the flow of the coolant in the coolant circulation pipe according to an increase in the rotational speed of the motor unit.
- the motor driven mobile body further includes: It has a temperature sensor that detects the temperature of the motor unit, The coolant flow control unit The motor driven movement according to (8) or (9), wherein the detection information of the temperature sensor is input, and control is performed to accelerate the flow of the coolant in the coolant circulation pipe according to an increase in the temperature of the motor unit. body.
- the motor driven mobile body further includes: It has a plurality of temperature sensors that detect temperatures at different positions of the motor unit, The coolant flow control unit The detection information of the plurality of temperature sensors is input, and the flow direction of the coolant in the coolant circulation pipe is controlled so that the coolant flows from the high temperature position side to the low temperature position side in the motor unit (8 The motor-driven movable body according to any one of the above.
- the motor driven mobile body further includes: It has a propeller that rotates in accordance with the movement of a moving body equipped with the motor unit,
- the coolant flow control unit The motor drive according to any one of (8) to (11), wherein the rotational speed information of the propeller is input, and control of accelerating the flow of the coolant in the coolant circulation pipe according to an increase in the rotational speed of the propeller Type moving body.
- a system is a logical set configuration of a plurality of devices, and the devices of each configuration are not limited to those in the same housing.
- a motor device and a motor drive type moving body that realize efficient cooling of the motor are realized.
- a hollow shaft of a rotating shaft, a motor unit rotating around the rotating shaft, and both ends of the rotating shaft are connected to form a closed loop coolant circulation path together with the hollow portion of the rotating shaft.
- a coolant flow control unit for controlling the flow of the coolant in the coolant circulation pipe.
- the motor device has a rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the motor and a temperature sensor for detecting the temperature of the motor, and the coolant flow control unit inputs detection information of the rotational speed sensor and the temperature sensor Control is performed to accelerate the flow of coolant in the coolant circulation pipe according to the increase in rotational speed and temperature.
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Abstract
モータの効率的な冷却を実現するモータ装置やモータ駆動型移動体を提供する。中空構造とされた回転軸と、回転軸を中心に回転するモータ部と、回転軸の両端に接続され、回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部を有する。モータ装置は、モータの回転速度を検出する回転速度センサや、モータの温度を検出する温度センサを有し、冷却材流れ制御部は、回転速度センサや温度センサの検出情報を入力し、モータの回転速度の上昇や温度上昇に応じて冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う。
Description
本開示は、モータ装置、およびモータ駆動型移動体に関する。さらに詳細には、冷却機構を備えたモータ装置、およびモータ駆動型移動体に関する。
モータは、コイルに電力を供給することで回転するが、多くのモータは回転時に発熱し、特に高速回転時には発熱量が大きくなるという問題がある。
モータを冷却する構成については、従来から様々な提案がなされている。
例えば特許文献1(特開2011-11685号公報)は、インホイールモータの中心軸からコイル周りに強制的に空気を流通させてモータの冷却を行う構成を開示している。
例えば特許文献1(特開2011-11685号公報)は、インホイールモータの中心軸からコイル周りに強制的に空気を流通させてモータの冷却を行う構成を開示している。
また、特許文献2(特開2015-091198号公報)は、モータのロータ軸心に冷媒を供給してモータのロータコアを冷却する構成を開示している。
しかし、これらの従来技術において開示している構成は、いずれも冷却材である空気や冷媒をモータの回転軸の片方から供給し、同じ方向に排出する構成となっている。
すなわち、冷却材は、モータの回転軸を貫通する設定ではなく、モータの回転軸の片方から供給された冷却材が、モータ内を回って同じ方向に戻って排出する構成となっている。
すなわち、冷却材は、モータの回転軸を貫通する設定ではなく、モータの回転軸の片方から供給された冷却材が、モータ内を回って同じ方向に戻って排出する構成となっている。
このような構成では、冷却効果が低減してしまい、モータの発熱を十分、抑制することができなくなる可能性がある。
本開示は、例えば上述の問題点に鑑みてなされたものであり、冷却効果を高め、モータの発熱を効果的に抑制することを可能としたモータ装置、およびモータ駆動型移動体を提供することを目的とする。
本開示の第1の側面は、
中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ装置にある。
中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ装置にある。
さらに、本開示の第2の側面は、
中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記モータ部を中心部に装着したモータ駆動型タイヤと、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ駆動型移動体にある。
中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記モータ部を中心部に装着したモータ駆動型タイヤと、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ駆動型移動体にある。
本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。
本開示の一実施例の構成によれば、モータの効率的な冷却を実現するモータ装置やモータ駆動型移動体が実現される。
具体的には、例えば、中空構造とされた回転軸と、回転軸を中心に回転するモータ部と、回転軸の両端に接続され、回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部を有する。モータ装置は、モータの回転速度を検出する回転速度センサや、モータの温度を検出する温度センサを有し、冷却材流れ制御部は、回転速度センサや温度センサの検出情報を入力し、モータの回転速度の上昇や温度上昇に応じて冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う。
本構成により、モータの効率的な冷却を実現するモータ装置やモータ駆動型移動体が実現される。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
具体的には、例えば、中空構造とされた回転軸と、回転軸を中心に回転するモータ部と、回転軸の両端に接続され、回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部を有する。モータ装置は、モータの回転速度を検出する回転速度センサや、モータの温度を検出する温度センサを有し、冷却材流れ制御部は、回転速度センサや温度センサの検出情報を入力し、モータの回転速度の上昇や温度上昇に応じて冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う。
本構成により、モータの効率的な冷却を実現するモータ装置やモータ駆動型移動体が実現される。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
以下、図面を参照しながら本開示に係るモータ装置、およびモータ駆動型移動体の詳細について説明する。説明は、以下の項目に従って行う。
1.本開示のモータ装置の一構成例について
2.モータ装置の冷却材循環パイプ内の冷却材流れを制御する複数の実施例について
3.その他の実施例について
4.本開示の構成のまとめ
1.本開示のモータ装置の一構成例について
2.モータ装置の冷却材循環パイプ内の冷却材流れを制御する複数の実施例について
3.その他の実施例について
4.本開示の構成のまとめ
[1.本開示のモータ装置の一構成例について]
まず、本開示のモータ装置の一構成例について説明する。
図1は、本開示のモータ装置の一構成例について説明する図である。
図1には、本開示のモータ装置の(a)正面図と、(b)側面図を示している。
まず、本開示のモータ装置の一構成例について説明する。
図1は、本開示のモータ装置の一構成例について説明する図である。
図1には、本開示のモータ装置の(a)正面図と、(b)側面図を示している。
図1に示すように、本開示のモータ装置は、モータ10、冷却材循環パイプ20、冷却材流れ制御部30を有する。
モータ10は、例えば自転車等の移動体の車輪の中心部に備え付けられるインホイールモータである。
ただし、本開示のモータ装置はインホイールモータに限らず、その他の例えばCDやBDやハードディスク等のメディアの回転用モータ等、様々なモータに適用可能である。
モータ10は、図1(b)側面図に示すように、所定方向に回転する。
モータ10は、例えば自転車等の移動体の車輪の中心部に備え付けられるインホイールモータである。
ただし、本開示のモータ装置はインホイールモータに限らず、その他の例えばCDやBDやハードディスク等のメディアの回転用モータ等、様々なモータに適用可能である。
モータ10は、図1(b)側面図に示すように、所定方向に回転する。
冷却材循環パイプ20は、モータ10の中心軸を貫通するように設定される。
冷却材循環パイプ20は、モータ10の回転中心軸を貫通し、モータ10の外周部を囲む閉ループ形状を有する構成であり、パイプ内部を冷却材が循環する構成を有している。
冷却材循環パイプ20の内部には、液体、または気体によって構成される冷却材が封入されている。
冷却材循環パイプ20は、モータ10の回転中心軸を貫通し、モータ10の外周部を囲む閉ループ形状を有する構成であり、パイプ内部を冷却材が循環する構成を有している。
冷却材循環パイプ20の内部には、液体、または気体によって構成される冷却材が封入されている。
冷却材循環パイプ20の内部に封入された冷却材は、冷却材流れ制御部30の制御により、流速や、流れ方向が制御される。
冷却材流れ制御部30は、例えばファン、あるいはポンプ構成を有し、冷却材循環パイプ20の内部に封入された冷却材の移動速度や、移動方向を制御する。
冷却材流れ制御部30は、例えばファン、あるいはポンプ構成を有し、冷却材循環パイプ20の内部に封入された冷却材の移動速度や、移動方向を制御する。
図1(a)正面図に示す例は、冷却材循環パイプ20の内部に封入された冷却材が、冷却材流れ制御部30の制御によって、所定速度で右回転させる設定とした状態を示す図である。
この冷却材の流速や、流れ方向は、冷却材流れ制御部30の制御によって変更することができる。
この冷却材の流速や、流れ方向は、冷却材流れ制御部30の制御によって変更することができる。
冷却材流れ制御部30は、例えば、モータ10の回転速度が増加し、発熱量が多くなった場合、冷却材の流速を高速にする制御を行う。
また、冷却材流れ制御部30は、例えば、モータ10の左側と右側の温度検出情報に基づいて、温度の高い方から低い方に冷却材が流れるように、冷却材の流れ方向を変更する制御を行う。
これらの流れ制御の具体例については後述する。
また、冷却材流れ制御部30は、例えば、モータ10の左側と右側の温度検出情報に基づいて、温度の高い方から低い方に冷却材が流れるように、冷却材の流れ方向を変更する制御を行う。
これらの流れ制御の具体例については後述する。
次に、図2を参照してモータ10の内部構造の一例について説明する。
図2に示すモータ10は、例えば自転車の車輪中央に設定されるインホイールモータの構造の一例である。
図2に示すモータ10は、例えば自転車の車輪中央に設定されるインホイールモータの構造の一例である。
図2に示すように、モータ10は、回転しない取り付け板であるモータベース11と、回転するモータ回転部12を有する。モータ回転部12は、例えば自転車の車輪と一体となって回転する。モータ回転部12のコイル15にモータベース11を介して電力が供給され、モータ回転部12が回転する。
モータ回転部12の円筒型回転軸14は中空構造を有し、円筒型回転軸14の両端中空部の両端に冷却材循環パイプ20が接続されている。
すなわち、円筒型回転軸14の中空部と、この中空部に連結する冷却材循環パイプ20により、閉ループ形状を持つ冷却材循環路を形成している。
円筒型回転軸14の中空部回りにはベアリング13が配置され。この構成により、モータ回転部12は、円筒型回転軸14の中心位置を回転中心として回転することができる。
なお、モータ10の主な発熱部は、電力の供給されるコイル15である。
上記構成では、円筒型回転軸14の中空部と、中空部に連結する冷却材循環パイプ20によって閉ループの冷却材循環路を形成しているが、モータ回転部12の円筒型回転軸14に、閉ループ形状を持つ冷却材循環パイプ20を貫通させて、冷却材循環パイプ20のみからなる閉ループ型冷却材循環路を形成する構成としてもよい。
すなわち、円筒型回転軸14の中空部と、この中空部に連結する冷却材循環パイプ20により、閉ループ形状を持つ冷却材循環路を形成している。
円筒型回転軸14の中空部回りにはベアリング13が配置され。この構成により、モータ回転部12は、円筒型回転軸14の中心位置を回転中心として回転することができる。
なお、モータ10の主な発熱部は、電力の供給されるコイル15である。
上記構成では、円筒型回転軸14の中空部と、中空部に連結する冷却材循環パイプ20によって閉ループの冷却材循環路を形成しているが、モータ回転部12の円筒型回転軸14に、閉ループ形状を持つ冷却材循環パイプ20を貫通させて、冷却材循環パイプ20のみからなる閉ループ型冷却材循環路を形成する構成としてもよい。
次に、図3以下を参照して本開示のモータ装置の具体的な使用例について説明する。
図3は、電動自転車50に本開示のモータ装置を取り付けたモータ駆動型移動体の一例を示す図である。
電動自転車50の前輪中央にモータ10が装着され、モータ10の回転によって前輪が回転する。
図3は、電動自転車50に本開示のモータ装置を取り付けたモータ駆動型移動体の一例を示す図である。
電動自転車50の前輪中央にモータ10が装着され、モータ10の回転によって前輪が回転する。
モータ10の中心部には中空部が設定され、この中空部には、さらにハンドル方向に延びる冷却材循環パイプ20が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
冷却材循環パイプ20の上部中央には冷却材流れ制御部30が装着されている。
なお、モータ10と、冷却材流れ制御部30には、バッテリ51から電力が供給される。
冷却材循環パイプ20の上部中央には冷却材流れ制御部30が装着されている。
なお、モータ10と、冷却材流れ制御部30には、バッテリ51から電力が供給される。
モータ10の回転時には、冷却材流れ制御部30の制御により、冷却材循環パイプ20内部の冷却材がパイプ内とモータ10の円筒型回転軸14中空部を循環する。
冷却材は、モータ10内部を通過するときにモータ10内部の熱を蓄熱し、モータ10の外周部を通過する際に放熱する。
冷却材が、冷却材循環パイプ20を循環することで、この蓄熱、放熱が継続して実行され、モータ10内部が高温になることを防止することができる。
冷却材は、モータ10内部を通過するときにモータ10内部の熱を蓄熱し、モータ10の外周部を通過する際に放熱する。
冷却材が、冷却材循環パイプ20を循環することで、この蓄熱、放熱が継続して実行され、モータ10内部が高温になることを防止することができる。
図4は、モータ装置のもう一つの使用例であり、電動キックボード60に本開示のモータ装置を取り付けたモータ駆動型移動体の例である。
電動キックボード60の前輪中央にモータ10が装着され、モータ10の回転によって前輪が回転する。
電動キックボード60の前輪中央にモータ10が装着され、モータ10の回転によって前輪が回転する。
モータ10の中心部には中空部が設定され、この中空部には、さらにハンドル方向に延びる冷却材循環パイプ20が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
冷却材循環パイプ20の上部中央には冷却材流れ制御部30が装着されている。
なお、モータ10と、冷却材流れ制御部30には、バッテリ61から電力が供給される。
冷却材循環パイプ20の上部中央には冷却材流れ制御部30が装着されている。
なお、モータ10と、冷却材流れ制御部30には、バッテリ61から電力が供給される。
モータ10の回転時には、冷却材流れ制御部30の制御により、冷却材循環パイプ20内部の冷却材がパイプ内とモータ10の円筒型回転軸14中空部を循環する。
冷却材は、モータ10内部を通過するときにモータ10内部の熱を蓄熱し、モータ10の外周部を通過する際に放熱する。
冷却材が、冷却材循環パイプ20を循環することで、この蓄熱、放熱が継続して実行され、モータ10内部が高温になることを防止することができる。
冷却材は、モータ10内部を通過するときにモータ10内部の熱を蓄熱し、モータ10の外周部を通過する際に放熱する。
冷却材が、冷却材循環パイプ20を循環することで、この蓄熱、放熱が継続して実行され、モータ10内部が高温になることを防止することができる。
図3、図4を参照して自転車やキックボード等の移動体のタイヤにモータ10を取り付けた例を説明したが、前述したように、本開示のモータ装置は、これらの移動体に限らず、その他の例えばCDやBDやハードディスク等のメディアの回転用モータ等、様々なモータに適用可能である。
[2.モータ装置の冷却材循環パイプ内の冷却材流れを制御する複数の実施例について]
次に、本開示のモータ装置の冷却材循環パイプ内の冷却材流れを制御する複数の実施例について説明する。
次に、本開示のモータ装置の冷却材循環パイプ内の冷却材流れを制御する複数の実施例について説明する。
図5は、本開示のモータ装置における冷却材の流れ制御構成の一実施例を示す図である。
モータ110は、中心軸周りに中空部を有し、この中空部に冷却材循環パイプ120が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
モータ110は、中心軸周りに中空部を有し、この中空部に冷却材循環パイプ120が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
図5に示すように、冷却材流れ制御部130は、コントローラ131、冷却材駆動部132を有する。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
冷却材駆動部132は、例えばファン、あるいはポンプ構成を有し、冷却材循環パイプ120の内部に封入された冷却材の移動速度や、移動方向を変更することが可能な構成を持つ。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
冷却材駆動部132は、例えばファン、あるいはポンプ構成を有し、冷却材循環パイプ120の内部に封入された冷却材の移動速度や、移動方向を変更することが可能な構成を持つ。
図5に示すように、本実施例のモータ装置は、さらに、モータ110の回転速度を検出する回転速度センサ140を有する。
回転速度センサ140は、モータ110の回転速度を検出し、検出情報を冷却材流れ制御部130のコントローラ131に入力する。
回転速度センサ140は、モータ110の回転速度を検出し、検出情報を冷却材流れ制御部130のコントローラ131に入力する。
コントローラ131は、回転速度センサ140から入力するモータ110の回転速度に応じて、冷却材駆動部132に対する出力を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
具体的には、モータ110の回転速度が速くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を高め、モータ110の回転速度が遅い場合は冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を低下させる制御を行う。
モータ110の回転速度が速くなると、モータ110の発熱量が高まり、この発熱を低下させるために、モータ110内部に対する冷却材の単位時間通過量を増加させて冷却効果を高める制御を行うものである。
モータ110の回転速度が速くなると、モータ110の発熱量が高まり、この発熱を低下させるために、モータ110内部に対する冷却材の単位時間通過量を増加させて冷却効果を高める制御を行うものである。
冷却材流れ制御部130のコントローラ131による冷却材の流速制御の具体例を図6に示す。
図6に示すグラフは、横軸にモータの回転速度、縦軸に冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を示したグラフである。
図6に示すグラフは、横軸にモータの回転速度、縦軸に冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を示したグラフである。
図6に示すように、モータ110の回転速度が速くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を高める。
一方、モータ110の回転速度が遅くなると、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を低下させる。
一方、モータ110の回転速度が遅くなると、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を低下させる。
このように、冷却材流れ制御部130のコントローラ131は、モータ110の回転速度に応じた冷却材の流速制御を行う。この制御により、モータ110の発熱レベルに応じた冷却効果を実現させることができる。
次に、図7を参照して、モータ110の温度を検出する温度センサを利用したモータ装置の実施例について説明する。
図7に示すモータ装置は、基本構成は図5に示すと同様であり、モータ110は、中心軸周りに中空部を有し、この中空部に冷却材循環パイプ120が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
図7に示すモータ装置は、基本構成は図5に示すと同様であり、モータ110は、中心軸周りに中空部を有し、この中空部に冷却材循環パイプ120が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
図7に示すように、冷却材流れ制御部130は、コントローラ131、冷却材駆動部132を有する。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
図7に示す実施例は、モータ110の温度を検出する温度センサ150を有する。
温度センサ150は、モータ110の温度を検出し、検出情報を冷却材流れ制御部130のコントローラ131に入力する。
温度センサ150は、モータ110の温度を検出し、検出情報を冷却材流れ制御部130のコントローラ131に入力する。
コントローラ131は、温度センサ150から入力するモータ110の温度に応じて、冷却材駆動部132に対する出力を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
具体的には、モータ110の温度が高くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を高め、モータ110の温度が低い場合は冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を低下させる制御を行う。
モータ110の温度が高い場合は、モータ110の発熱量が高まっていることを示し、この発熱を低下させるために、モータ110内部に対する冷却材の単位時間通過量を増加させて冷却効果を高める制御を行うものである。
モータ110の温度が高い場合は、モータ110の発熱量が高まっていることを示し、この発熱を低下させるために、モータ110内部に対する冷却材の単位時間通過量を増加させて冷却効果を高める制御を行うものである。
冷却材流れ制御部130のコントローラ131による冷却材の流速制御の具体例を図8に示す。
図8に示すグラフは、横軸にモータの温度、縦軸に冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を示したグラフである。
図8に示すグラフは、横軸にモータの温度、縦軸に冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を示したグラフである。
図8に示すように、モータ110の温度が高くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を高める。
一方、モータ110の温度が低くなると、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を低下させる。
一方、モータ110の温度が低くなると、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を低下させる。
このように、冷却材流れ制御部130のコントローラ131は、モータ110の温度に応じた冷却材の流速制御を行う。この制御により、モータ110の発熱レベルに応じた冷却効果を実現させることができる。
さらに、図9以下を参照して、モータ110の異なる複数位置の温度を検出する複数の温度センサを利用して、冷却材の流れ方向を変更する制御を行うモータ装置の実施例について説明する。
図9に示すモータ装置も、基本構成は図5、図7に示すと同様であり、モータ110は、中心軸周りに中空部を有し、この中空部に冷却材循環パイプ120が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
図9に示すように、冷却材流れ制御部130は、コントローラ131、冷却材駆動部132を有する。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流れ方向を変化させる。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流れ方向を変化させる。
図9に示す実施例は、モータ110の左(L)側の温度を検出する温度センサL,150Lと、モータ110の右(R)側の温度を検出する温度センサR,150Rを有する。
これら2つの温度センサL,150L,温度センサR,150Rは、モータ110の左(L)側と、右(R)側の温度をそれぞれ個別に検出する。
この2か所の温度情報は、冷却材流れ制御部130のコントローラ131に入力される。
これら2つの温度センサL,150L,温度センサR,150Rは、モータ110の左(L)側と、右(R)側の温度をそれぞれ個別に検出する。
この2か所の温度情報は、冷却材流れ制御部130のコントローラ131に入力される。
コントローラ131は、2つの温度センサL,150L,温度センサR,150Rから入力するモータ110の左(L)側と、右(R)側の温度に応じて、冷却材駆動部132に対する出力を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を変化させる。
具体的には、モータ110の左(L)側の温度が、右(R)側より高くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を、モータ110の左(L)側から右(R)側に流れる設定とする。
一方、モータ110の右(R)側の温度が、左(L)側より高くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を、モータ110の右(R)側から左(L)側に流れる設定とする。
このような設定とすることで、より温度の高い領域に温度の低い冷却材が供給され、冷却効率を高めることが可能となる。
一方、モータ110の右(R)側の温度が、左(L)側より高くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を、モータ110の右(R)側から左(L)側に流れる設定とする。
このような設定とすることで、より温度の高い領域に温度の低い冷却材が供給され、冷却効率を高めることが可能となる。
具体的な冷却材の流れ方向の制御例を図10、図11に示す。
図10は、モータ110の右(R)側の温度が、左(L)側より高い場合の冷却材の流れ方向の制御例である。
この場合、冷却材流れ制御部130のコントローラ131は、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を、モータ110の右(R)側から左(L)側に流れる右回りの設定とする制御を行う。
図10は、モータ110の右(R)側の温度が、左(L)側より高い場合の冷却材の流れ方向の制御例である。
この場合、冷却材流れ制御部130のコントローラ131は、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を、モータ110の右(R)側から左(L)側に流れる右回りの設定とする制御を行う。
図11は、図10の逆の設定であり、モータ110の左(L)側の温度が、右(R)側より高い場合の冷却材の流れ方向の制御例である。
この場合、冷却材流れ制御部130のコントローラ131は、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を、モータ110の左(L)側から右(R)側に流れる左回りの設定とする制御を行う。
この場合、冷却材流れ制御部130のコントローラ131は、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の方向を、モータ110の左(L)側から右(R)側に流れる左回りの設定とする制御を行う。
さらに、モータ110にセンサを設定することなく、例えばモータを装着した自転車等の移動体の速度に応じて冷却材の流速を制御する例について図12を参照して説明する。
図12に示すモータ装置も、基本構成は図5、図7等に示すと同様であり、モータ110は、中心軸周りに中空部を有し、この中空部に冷却材循環パイプ120が連結されている。この連結構成により閉ループ形状を持つ冷却材循環路が構成される。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
すなわち、冷却材循環路は、モータ110の回転中心軸の中空部と、モータ110の外周部を囲む形状を持つ冷却材循環パイプ120によって構成される閉ループ形状を有する。
また、冷却材循環パイプ120には、冷却材循環パイプ120内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部130が装着されている。
図12に示すように、冷却材流れ制御部130は、コントローラ131、冷却材駆動部132を有する。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
コントローラ131は、冷却材駆動部132を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
図12に示す実施例は、コントローラ131にプロペラ170が装着され、プロペラ170の回転速度に応じて、冷却材駆動部132に対する出力を制御して、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を変化させる。
具体的には、プロペラ170の回転速度が高くなると冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を高め、プロペラ170の回転速度が低下すると、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速を低下させる制御を行う。
プロペラ170は、自転車等の移動体の前面に装着され、自転車等の移動体の走行速度が速くなるにつれて高速回転することになる。
自転車等の移動体の走行速度と、モータ110の回転速度とは比例関係にあり、プロペラ170の回転速度は、モータ110の回転速度に比例する。
自転車等の移動体の走行速度と、モータ110の回転速度とは比例関係にあり、プロペラ170の回転速度は、モータ110の回転速度に比例する。
すなわち、モータ110の回転速度が上がり、モータ110の発熱量が上昇すると、自転車等の移動体の走行速度が速くなり、その結果、プロペラ170の回転速度が上がる。
この結果として、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速が高まり、冷却効果を高めることができる。
この結果として、冷却材循環パイプ120内を流れる冷却材の流速が高まり、冷却効果を高めることができる。
図12に示す実施例は、モータ110に特別なセンサを設定することなく、モータ110の発熱量に応じた冷却効果を発生させる構成である。
なお、図5~図12を参照してモータ装置の複数の実施例について説明したが、これらの各実施例は個別の実施例構成に限らず、複数の実施例の構成を組み合わせた構成とすることも可能である。
[3.その他の実施例について]
さらに、図13を参照して、本開示のモータ装置のその他の実施例について説明する。
さらに、図13を参照して、本開示のモータ装置のその他の実施例について説明する。
図13には、本開示のモータ装置の以下の3つの異なるタイプを示している。
(a)標準タイプ
(b)パイプ延伸タイプ
(c)放熱部(ラジエータ)設定タイプ
(a)標準タイプ
(b)パイプ延伸タイプ
(c)放熱部(ラジエータ)設定タイプ
(a)標準タイプは、すでに図1以下を参照して説明したモータ装置であり、モータ10に、モータ10の内部を貫通する冷却材循環パイプ20が設けられ、冷却材循環パイプ20に、冷却材循環パイプ20内部の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部30が装着された構成である。
(b)パイプ延伸タイプは、(a)標準タイプと同様、モータ10、冷却材循環パイプ20、冷却材流れ制御部30、これらの構成を有するが、冷却材循環パイプ20の長さが(a)標準タイプより長い設定となっている。
このように、冷却材循環パイプ20の長さを延長することで、冷却材循環パイプ20内部の冷却材がパイプを介して外気と接触する時間が長くなり、冷却材に蓄積された熱を放出しやすくなり、冷却効果を高めることが可能となる。
このように、冷却材循環パイプ20の長さを延長することで、冷却材循環パイプ20内部の冷却材がパイプを介して外気と接触する時間が長くなり、冷却材に蓄積された熱を放出しやすくなり、冷却効果を高めることが可能となる。
(c)放熱部(ラジエータ)設定タイプも、(a)標準タイプと同様、モータ10、冷却材循環パイプ20、冷却材流れ制御部30、これらの構成を有するが、冷却材循環パイプ20の一部に放熱部(ラジエータ)21を設定した構成である。
冷却材循環パイプ20は、その一部に冷却材の流路を複数の流路に分岐した放熱部(ラジエータ)21を有する。
冷却材循環パイプ20は、その一部に冷却材の流路を複数の流路に分岐した放熱部(ラジエータ)21を有する。
このように、冷却材循環パイプ20の一部に放熱部(ラジエータ)21を設定することで、冷却材に蓄積された熱が放熱部(ラジエータ)21を介して放出しやすくなり、冷却効果を高めることが可能となる。
[4.本開示の構成のまとめ]
以上、特定の実施例を参照しながら、本開示の実施例について詳解してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本開示の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
以上、特定の実施例を参照しながら、本開示の実施例について詳解してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本開示の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
なお、本明細書において開示した技術は、以下のような構成をとることができる。
(1) 中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ装置。
(1) 中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ装置。
(2) 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記回転速度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(1)に記載のモータ装置。
前記モータ部の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記回転速度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(1)に記載のモータ装置。
(3) 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部の温度を検出する温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の温度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(1)または(2)に記載のモータ装置。
前記モータ部の温度を検出する温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の温度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(1)または(2)に記載のモータ装置。
(4) 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部の異なる位置の温度を検出する複数の温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記複数の温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部における高温度位置側から低温度位置側に冷却材が流れるように、前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れ方向を制御する(1)~(3)いずれかに記載のモータ装置。
前記モータ部の異なる位置の温度を検出する複数の温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記複数の温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部における高温度位置側から低温度位置側に冷却材が流れるように、前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れ方向を制御する(1)~(3)いずれかに記載のモータ装置。
(5) 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部を装着した移動体の移動に従って回転するプロペラを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記プロペラの回転速度情報を入力し、前記プロペラの回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(1)~(4)いずれかに記載のモータ装置。
前記モータ部を装着した移動体の移動に従って回転するプロペラを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記プロペラの回転速度情報を入力し、前記プロペラの回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(1)~(4)いずれかに記載のモータ装置。
(6) 前記冷却材循環パイプは、冷却材の流路を複数の流路に分岐した放熱部を有する(1)~(5)いずれかに記載のモータ装置。
(7) 前記モータ部は、移動体の車輪を駆動するインホイールモータである(1)~(6)いずれかに記載のモータ装置。
(8) 中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記モータ部を中心部に装着したモータ駆動型タイヤと、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ駆動型移動体。
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記モータ部を中心部に装着したモータ駆動型タイヤと、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ駆動型移動体。
(9) 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記回転速度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(8)に記載のモータ駆動型移動体。
前記モータ部の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記回転速度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(8)に記載のモータ駆動型移動体。
(10) 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部の温度を検出する温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の温度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(8)または(9)に記載のモータ駆動型移動体。
前記モータ部の温度を検出する温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の温度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(8)または(9)に記載のモータ駆動型移動体。
(11) 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部の異なる位置の温度を検出する複数の温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記複数の温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部における高温度位置側から低温度位置側に冷却材が流れるように、前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れ方向を制御する(8)~(10)いずれかに記載のモータ駆動型移動体。
前記モータ部の異なる位置の温度を検出する複数の温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記複数の温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部における高温度位置側から低温度位置側に冷却材が流れるように、前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れ方向を制御する(8)~(10)いずれかに記載のモータ駆動型移動体。
(12) 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部を装着した移動体の移動に従って回転するプロペラを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記プロペラの回転速度情報を入力し、前記プロペラの回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(8)~(11)いずれかに記載のモータ駆動型移動体。
前記モータ部を装着した移動体の移動に従って回転するプロペラを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記プロペラの回転速度情報を入力し、前記プロペラの回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う(8)~(11)いずれかに記載のモータ駆動型移動体。
(13)前記冷却材循環パイプは、冷却材の流路を複数の流路に分岐した放熱部を有する(8)~(12)いずれかに記載のモータ駆動型移動体。
(14) 前記モータ部は、移動体の車輪を駆動するインホイールモータである(8)~(13)いずれかに記載のモータ駆動型移動体。
なお、明細書に記載された各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。また、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。
上述したように、本開示の一実施例の構成によれば、モータの効率的な冷却を実現するモータ装置やモータ駆動型移動体が実現される。
具体的には、例えば、中空構造とされた回転軸と、回転軸を中心に回転するモータ部と、回転軸の両端に接続され、回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部を有する。モータ装置は、モータの回転速度を検出する回転速度センサや、モータの温度を検出する温度センサを有し、冷却材流れ制御部は、回転速度センサや温度センサの検出情報を入力し、モータの回転速度の上昇や温度上昇に応じて冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う。
本構成により、モータの効率的な冷却を実現するモータ装置やモータ駆動型移動体が実現される。
具体的には、例えば、中空構造とされた回転軸と、回転軸を中心に回転するモータ部と、回転軸の両端に接続され、回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部を有する。モータ装置は、モータの回転速度を検出する回転速度センサや、モータの温度を検出する温度センサを有し、冷却材流れ制御部は、回転速度センサや温度センサの検出情報を入力し、モータの回転速度の上昇や温度上昇に応じて冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う。
本構成により、モータの効率的な冷却を実現するモータ装置やモータ駆動型移動体が実現される。
10 モータ
11 モータベース
12 モータ回転部
13 ベアリング
14 円筒型回転軸
15 コイル
20 冷却材循環パイプ
21 放熱部(ラジエータ)
30 冷却材流れ制御部
50 電動自転車
51 バッテリ
60 電動キックボード
61 バッテリ
110 モータ
120 冷却材循環パイプ
130 冷却材流れ制御部
131 コントローラ
132 冷却材駆動部
140 回転速度センサ
150 温度センサ
170 プロペラ
11 モータベース
12 モータ回転部
13 ベアリング
14 円筒型回転軸
15 コイル
20 冷却材循環パイプ
21 放熱部(ラジエータ)
30 冷却材流れ制御部
50 電動自転車
51 バッテリ
60 電動キックボード
61 バッテリ
110 モータ
120 冷却材循環パイプ
130 冷却材流れ制御部
131 コントローラ
132 冷却材駆動部
140 回転速度センサ
150 温度センサ
170 プロペラ
Claims (14)
- 中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ装置。 - 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記回転速度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う請求項1に記載のモータ装置。 - 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部の温度を検出する温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の温度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う請求項1に記載のモータ装置。 - 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部の異なる位置の温度を検出する複数の温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記複数の温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部における高温度位置側から低温度位置側に冷却材が流れるように、前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れ方向を制御する請求項1に記載のモータ装置。 - 前記モータ装置は、さらに、
前記モータ部を装着した移動体の移動に従って回転するプロペラを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記プロペラの回転速度情報を入力し、前記プロペラの回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う請求項1に記載のモータ装置。 - 前記冷却材循環パイプは、冷却材の流路を複数の流路に分岐した放熱部を有する請求項1に記載のモータ装置。
- 前記モータ部は、移動体の車輪を駆動するインホイールモータである請求項1に記載のモータ装置。
- 中空構造とされた回転軸と、
前記回転軸を中心に回転するモータ部と、
前記モータ部を中心部に装着したモータ駆動型タイヤと、
前記回転軸の両端に接続され、前記回転軸の中空部とともに閉ループ形状の冷却材循環路を構成する冷却材循環パイプと、
前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御部と、
を有するモータ駆動型移動体。 - 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記回転速度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う請求項8に記載のモータ駆動型移動体。 - 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部の温度を検出する温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部の温度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う請求項8に記載のモータ駆動型移動体。 - 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部の異なる位置の温度を検出する複数の温度センサを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記複数の温度センサの検出情報を入力し、前記モータ部における高温度位置側から低温度位置側に冷却材が流れるように、前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れ方向を制御する請求項8に記載のモータ駆動型移動体。 - 前記モータ駆動型移動体は、さらに、
前記モータ部を装着した移動体の移動に従って回転するプロペラを有し、
前記冷却材流れ制御部は、
前記プロペラの回転速度情報を入力し、前記プロペラの回転速度の上昇に応じて前記冷却材循環パイプ内の冷却材の流れを速める制御を行う請求項8に記載のモータ駆動型移動体。 - 前記冷却材循環パイプは、冷却材の流路を複数の流路に分岐した放熱部を有する請求項8に記載のモータ駆動型移動体。
- 前記モータ部は、移動体の車輪を駆動するインホイールモータである請求項8に記載のモータ駆動型移動体。
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