(57)【要約】【課題】車両停止直後においてインホイールモータを冷却することができ、簡単な構造で冷却性能の優れた車両のインホイールモータ用ホイール構造を提供する。【解決手段】車輪２のホイール５の内部空間６に走行駆動用のインホイールモータ１０を備えた車両のインホイールモータ用ホイール構造であって、ホイール５と同軸上に回転可能に支持され、ホイール５とともに回転して当該ホイール５の内部空間６に外気を取り込むファン２０と、ファン２０に設置したファン側磁石２５と、ホイール５に設置したホイール側磁石２６と、を備え、ファン側磁石２５とホイール側磁石２６との磁力によって車両の走行時にホイール５の回転とともにファン２０を回転させる一方、ホイール５の回転停止時にはファン２０の回転が許容され、ファン２０が慣性によって回転し続けて外気を継続して内部空間６に取り込む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のホイールの内部空間に走行駆動用のモータを備えた車両のインホイールモータ用ホイール構造であって、
前記ホイールと同軸に回転可能に支持され、前記ホイールとともに回転して前記内部空間に外気を取り込むファンと、
前記車両の走行時に前記ホイールの回転とともに前記ファンを回転させる一方、前記ホイールの回転停止時に前記ファンの回転を許容するファン回転機構部と、
を備えたことを特徴とする車両のインホイールモータ用ホイール構造。
【請求項２】
前記ファン回転機構部は、前記ファン及び前記ホイールの一方に配置された磁石と、他方に当該磁石に近接して配置された磁性体または磁石とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両のインホイールモータ用ホイール構造。
【請求項３】
前記ファン回転機構部は、前記ファンと前記ホイールとの間に設けられたワンウェイクラッチであって、前記車両の前進走行時に前記ホイールの回転に伴い前記ファンを回転させ、前記車両の停止時に前記ホイールに対して前記ファンの前進方向側の回転を許容することを特徴とする請求項１に記載の車両のインホイールモータ用ホイール構造。
【請求項４】
前記ファンは、前記車両の前進走行によって回転した際に、車幅方向内側から前記内部空間に外気を取り込んで車幅方向外側に向けて排出させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両のインホイールモータ用ホイール構造。
【請求項５】
前記ファンは、前記ホイールの車幅方向外側端部に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両のインホイールモータ用ホイール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のインホイールモータの冷却技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホイール内に設置したモータによって車輪を駆動するインホイールモータを採用した車両が開発されている。
例えば、特許文献１に記載された車両では、ホイールの内部にモータ（インホイールモータ）を収納しており、更にホイールキャップにホイールの外部と内部とを連通する連通孔を設けている。また、ホイールキャップにフィンを設けており、車輪とともに回転したフィンによって外気をホイールの内部に取り込んでモータを冷却する。
【０００３】
一方、特許文献２には、車輪のホイールにフィンを設けた車両が開示されている。特許文献２では、車輪とともに回転したフィンによって外気をホイールの内部に取り込むことで、ホイールの内部を通過する空気によって、ブレーキディスクを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９２１８４号公報
【特許文献２】特開昭５９−１４３７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２においては、車両走行中では外気をホイール内に取り込めるものの、車両停止時にはホイールが回転しないため、外気をホイール内に取り込めない。したがって、車両停止直後においてモータが未だ高温である場合に、モータを冷却できないといった問題点がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、車両停止直後においてインホイールモータを冷却することができ、簡単な構造で冷却性能の優れた車両のインホイールモータ用ホイール構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、車輪のホイールの内部空間に走行駆動用のモータを備えた車両のインホイールモータ用ホイール構造であって、前記ホイールと同軸に回転可能に支持され、前記ホイールとともに回転して前記内部空間に外気を取り込むファンと、前記車両の走行時に前記ホイールの回転とともに前記ファンを回転させる一方、前記ホイールの回転停止時に前記ファンの回転を許容するファン回転機構部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
これにより、車両の走行時にホイールに支持されているファンが回転することで外気がホイールの内部空間に取り込まれるので、ホイールの内部空間に備えられたモータを簡単な構造で冷却することができる。一方、車両停止時にファンの回転が許容されるので、車両走行時にホイールとともに回転していたファンが、車両停止直後においても慣性によって回転し続けることができる。したがって、車両走行を停止してホイールの回転が停止した直後においても、ホイールの内部空間に外気を取り込んでモータを冷却することが可能となる。
【０００８】
好ましくは、前記ファン回転機構部は、前記ファン及び前記ホイールの一方に配置された磁石と、他方に当該磁石に近接して配置された磁性体または磁石とにより構成されるとよい。
これにより、ファン及びホイールの一方に配置された磁石と他方に配置された磁性体あるいは磁石とが磁力によって引き合うまたは反発することで、ホイールの回転に伴ってファンを回転させることができるとともに、車両停止直後においてファンが慣性により回転し続けることが可能となる。したがって、ファン回転機構部を簡単な構成で実現させることができる。
【０００９】
好ましくは、前記ファン回転機構部は、前記ファンと前記ホイールとの間に設けられたワンウェイクラッチであって、前記車両の前進走行時に前記ホイールの回転に伴い前記ファンを回転させ、前記車両の停止時に前記ホイールに対して前記ファンの前進方向側の回転を許容するとよい。
これにより、ワンウェイクラッチによって、車両の前進走行時にホイールの回転に伴ってファンを回転させることができる一方、車両の停止時にはホイールに対してファンの前進方向側の回転が許容されるのでファンの慣性による回転が許容される。したがって、ファン回転機構部を簡単な構成で実現させることができる。
【００１０】
好ましくは、前記ファンは、前記車両の前進走行によって回転した際に、車幅方向内側から前記内部空間に外気を取り込んで車幅方向外側に向けて排出させるとよい。
これにより、車両の前進走行時に、車幅方向内側から車幅方向外側に向けてホイールの内部空間を外気が通過するので、ホイール内へ外気を取り込む際に、ホイールの車幅方向外側から外気とともに小石等がホイール内へ入り込むことを抑制することができる。したがって、車両の対向車や並走車によって跳ね上げられた小石等がホイール内へ入り込むことを抑制することができ、ホイール内のモータを保護することができる。
【００１１】
好ましくは、前記ファンは、前記ホイールの車幅方向外側端部に配置されているとよい。
これにより、車両走行中に車輪の車幅方向外側を流れる空気によってファンを効率よく回転させ、外気をホイール内に効率よく取り込むことができる。したがって、車両走行中におけるインホイールモータの冷却性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両のインホイールモータ用ホイール構造によれば、車両の走行時にホイールとともにファンが回転することで外気がホイールの内部空間に取り込まれる一方、車両停止直後においても、ファンが回転し続けてホイールの内部空間に外気を取り込み、簡単な構造でモータの冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態のインホイールモータ用ホイール構造を採用した車両の車輪部分の概略構造図である。
【図２】第１の実施形態に係る車輪の縦断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る車幅方向外側から視た車輪の正面図である。
【図４】第２の実施形態に係る車幅方向外側から視た車輪の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のインホイールモータ用ホイール構造を採用した車輪部分の概略構造図である。図２は、第１の実施形態に係る車輪の縦断面図である。図３は、第１の実施形態に係る車幅方向外側から視た車輪の正面図である。
図１に示すように、本実施形態のインホイールモータ用ホイール構造を採用した車両１の車輪２は、サスペンション装置３よって車両１の図示しない車体に懸架されている。
【００１５】
サスペンション装置３は、例えばストラット３ａとロアアーム３ｂとナックル３ｃを有する所謂ストラット式サスペンションである。
車輪２には、タイヤ４を支持するホイール５の内部空間６に、車両走行駆動用のインホイールモータ１０が収納されている。インホイールモータ１０は、アウターロータータイプの電気モータである。
【００１６】
また、ホイール５の内部空間６には、ブレーキロータ１１が備えられている。
図２に示すように、インホイールモータ１０は、ロータ１２及びステータ１３を有している。
ロータ１２は、円筒状に形成され、永久磁石が埋め込まれている。ロータ１２は、円板状のロータブラケット１４を介してホイール５に固定されている。
【００１７】
ステータ１３は円筒状に形成されており、ロータ１２の内周面とステータ１３の外周面が近接して配置されている。ステータ１３には電磁石が配置されている。
ステータ１３は、ステータブラケット１５を介してサスペンション装置３のナックル３ｃに固定されている。
ブレーキロータ１１は、ステータ１３の内部に配置されている。
【００１８】
ブレーキロータ１１は、円板状であって、ステータブラケット１５の中心部のボス部１５ａに回転可能に支持されるとともにロータブラケット１４に固定されている。
ブレーキロータ１１の外周部を挟むブレーキパッド１６ａを備えたブレーキキャリパ１６は、ステータブラケット１５に固定されている。
図２、３に示すように、ロータブラケット１４は、ホイール５のディスク部５ａに設けられた穴１７の位置に合わせて、複数の通気穴１８が開いている。穴１７及び通気穴１８は、例えばホイール５の中心軸の周りを同心円状に互いに所定角度の間隔をおいて配置されている。また、ステータブラケット１５は、ボス部１５ａから例えば９０度ずつ間隔をおいて径方向外方に延びた複数の棒状の板部材によって形成されている。即ち、ロータブラケット１４及びステータブラケット１５は、ホイール５の内部空間６を軸方向に空気が通過可能な構造になっている。
【００１９】
更に、本実施形態のホイール５の内部には、ホイール５のディスク部５ａの車幅方向外側に沿って、ファン２０が設けられている。ファン２０は、ホイール５の車幅方向外側端部に配置されている。
ファン２０の中心部の軸部２０ａは、ベアリング２１を介してホイール５の中心軸部５ｂと同軸に回転可能に支持されている。ファン２０は、軸部２０ａから径方向外方に延びる例えば４枚の羽根部２０ｂを備えて構成されている。図２中の二点鎖線の矢印に示すように、羽根部２０ｂは、車輪２を前進方向側に回転させた際に、ホイール５の内部空間６に車幅方向内側から外気を取り込んで、車幅方向外側に排出させるような空気の流れを発生させる形状になっている。
【００２０】
ファン２０の各羽根部２０ｂの径方向外側端部には、永久磁石であるファン側磁石２５（ファン回転機構部）が夫々配置されている。ファン側磁石２５は、円筒状であって、羽根部２０ｂにホイール５の軸線と平行に配置されたシャフト２０ｃの周囲を回転可能に支持されている。
また、ホイール５のリム部５ｃの車幅方向外側端部には、ファン２０の羽根部２０ｂの外側端部に近接して永久磁石であるホイール側磁石２６（ファン回転機構部）が配置されている。ホイール側磁石２６は、円筒状であって、ホイール５のリム部５ｃに設けられホイール５の軸線と平行に配置されたシャフト５ｄに回転可能に支持されている。ホイール側磁石２６は、ホイール５の軸線に対して同心円状に所定間隔をおいて複数個配置されている。
【００２１】
ファン側磁石２５とホイール側磁石２６とは、互いにわずかに離間して配置されている。ファン側磁石２５とホイール側磁石２６とは、磁力によって互いに引き合うまたは反発して、ホイール５が回転した際にファン２０が回転する。
以上のような構造によって、本実施形態のインホイールモータ１０を備えた車輪２では、ホイール５に支持され、ホイール５とともに回転して当該ホイール５の内部空間６に外気を取り込むファン２０を備えている。これにより、車両１の走行時にホイール５に支持されているファン２０が回転することで外気がホイール５の内部空間６を通過するので、ホイール５内のインホイールモータ１０を簡単な構造で冷却することができる。
【００２２】
更に、ファン２０はホイール５に回転可能に支持され、車両１の走行時にホイール５の回転とともにファン２０が回転するので、車両１の走行時にファン２０が回転してインホイールモータ１０を冷却することができる一方、車両停止時にファン２０の回転が許容されるので、車両停止直後においてファン２０が慣性によって回転し続けることができる。これにより、車両停止直後において、インホイールモータ１０が高温であったとしても、ファン２０が継続して回転することで、ホイール５の内部空間６に外気を取り込んでモータを冷却し続けることが可能となる。これにより、インホイールモータ１０の冷却性能を向上させることができる。
【００２３】
また、ファン２０にファン側磁石２５が設けられ、ホイール５にホイール側磁石２６が設けられており、ファン側磁石２５とホイール側磁石２６とが近接して配置されているので、ファン側磁石２５及びホイール側磁石２６の磁力によって互いに引き合うことで、ホイール５の回転に伴ってファン２０を回転させることができる。また、ファン側磁石２５とホイール側磁石２６とは離間して配置されているので、ホイール５に対してファン２０を回転させることができる。したがって、車両停止直後においてファン２０が慣性により回転し続けることが可能となる。このように、ファン側磁石２５及びホイール側磁石２６によって、車両１の走行時にホイール５の回転とともにファン２０を回転させる一方、ホイール５の回転停止時にファン２０の回転を許容するファン回転機構部を簡単な構成で実現させることができる。
【００２４】
また、車両１の前進走行時に、車幅方向内側から車幅方向外側に向けて外気がホイール５の内部空間６を通過するので、ホイール５の車幅方向外側から外気とともに小石等がホイール５内へ入り込むことを抑制することができる。したがって、車両１の前進走行時にホイール５内に外気を取り込む際に、簡単な構造で、ホイール５内のインホイールモータ１０を保護することができる。
【００２５】
また、ファン２０は、ホイール５の車幅方向外側端部に配置されているので、車両走行中に車輪２の車幅方向外側を流れる空気によってファン２０を効率よく回転させ、外気をホイール５内に効率よく取り込むことができる。したがって、車両走行中におけるインホイールモータ１０の冷却性能を向上させることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではない。
【００２６】
例えば、上記第１の実施形態では、ファン２０の羽根部２０ｂにファン側磁石２５を、ホイール５にホイール側磁石２６を備えているが、いずれか一方を磁石とし、他方を鉄等の磁性体にしてもよい。
また、ホイール５側に設けるホイール側磁石２６あるいは磁性体については、ホイール５の回転によって羽根部２０ｂが回転するように、形状、個数や配置方法等を適宜設定してもよい。ファン側磁石２５についても、形状や配置方法等を適宜設定してもよい。
【００２７】
また、例えば図４に示す第２の実施形態のように、上記第１の実施形態におけるファン２０とホイール５との間に、ベアリング２１の代わりに、あるいはベアリング２１とともに、ワンウェイクラッチ３０を備えるとよい。ワンウェイクラッチ３０は、ホイール５に対してファン２０が車両１の前進方向側と逆方向に回転することを規制し、ホイール５に対して前進方向側に回転することを許容する。
【００２８】
したがって、車両前進時には、ホイール５とともにファン２０が回転し、車両停止直後ではホイール５の回転は停止するものの、ファン２０が慣性によって前進方向側に回転し続けることが可能となる。これにより、上記第１の実施形態と同様に、車両停止直後でもファン２０が継続して回転することでインホイールモータ１０に空気を導いて冷却することができる。また、このようなワンウェイクラッチ３０を備えることでファン側磁石２５及びホイール側磁石２６が不要となり、ホイール５等の車輪２の構造をより簡単なものにすることができる。
【００２９】
また、インホイールモータ１０やファン２０等の詳細な形状についても、適宜変更することができる。
本発明は、インホイールモータを備えた車両の車輪に対して広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両
２  車輪
５  ホイール
１０  インホイールモータ（モータ）
２０  ファン
２５  ファン側磁石（ファン回転機構部）
２６  ホイール側磁石（ファン回転機構部）
３０  ワンウェイクラッチ（ファン回転機構部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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