(57)【要約】【課題】  インホイールモータを冷却する冷却装置の、構成を簡略にし且つ冷却効果を高めること。【解決手段】  車両用ホイール駆動装置２０は、インホイールモータ３０とインホイールモータを冷却する冷却装置８０Ａ，８０Ｂとを、ホイールのリム内に組込んだものである。インホイールモータは、モータハウジング３１と、モータハウジングの内部に固定した環状のステータ３２と、ステータに回転可能に配置したロータ３４とからなる。冷却装置は、ステータのコイル部３３・・・とモータハウジングとの間を、ヒートパイプからなる伝熱体８２・・・によって、電気的に絶縁しつつ接続した構成である。【選択図】      図３
2006282158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータハウジングと、このモータハウジングの内部に固定した環状のステータと、このステータに回転可能に配置したロータとでインホイールモータを構成し、このインホイールモータを冷却する冷却装置を設け、これらのインホイールモータ及び冷却装置をホイールのリム内に組込んだ車両用ホイール駆動装置において、前記冷却装置は、前記ステータのコイル部と前記モータハウジングとの間を、伝熱体によって電気的に絶縁しつつ接続した構成であることを特徴とした車両用ホイール駆動装置。
【請求項２】
前記伝熱体は、ヒートパイプからなることを特徴とした請求項１記載の車両用ホイール駆動装置。
【請求項３】
前記コイル部は熱伝導性を有するパイプ接続部を備え、このパイプ接続部に前記ヒートパイプの一端を、熱伝導性並びに電気絶縁性を有している電気絶縁材にて接続することで、コイル部にヒートパイプの一端を接続するように構成したことを特徴とする請求項２記載の車両用ホイール駆動装置。
【請求項４】
前記伝熱体は、熱伝導性並びに電気絶縁性を有している弾性体からなり、この弾性体は、前記コイル部に接するように前記モータハウジングの内壁に設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用ホイール駆動装置。
【請求項５】
前記モータハウジングは、外面に放熱フィンを備えていることを特徴とした請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用ホイール駆動装置。
【請求項６】
前記コイル部は、前記伝熱体をなす絶縁放熱樹脂でモールドしたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用ホイール駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイール（車輪）におけるリムの内側に電動モータ、いわゆるインホイールモータを配置した車両用ホイール駆動装置において、インホイールモータを冷却装置で冷却するようにした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両において、動力源からホイールへの動力伝達系統を簡略化するとともに伝達効率を高めるために、ホイールにおけるリムの内側に駆動源であるインホイールモータを配置する技術の開発が、進められている。ホイールを駆動するインホイールモータはコイルの発熱量が大きいので、冷却する技術の開発も進められている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−１６９９８５号公報
【０００３】
特許文献１に示す従来の車両用ホイール駆動装置を、次の図９に基づいて説明する。
図９は従来の車両用ホイール駆動装置（従来技術）の概要図である。従来の車両用ホイール駆動装置は、ホイール内に組込まれたインホイールモータにオイルポンプを設け、このオイルポンプからインホイールモータの内部に冷却用オイルを強制的に循環させることにより、インホイールモータを冷却させるというものである。
【０００４】
具体的には、従来の車両用ホイール駆動装置の冷却装置は、インホイールモータに設けたオイルポンプと、このオイルポンプを電気的に制御するオイルポンプモータ制御装置２００とからなる。
オイルポンプモータ制御装置２００は、車速センサ２０１で検出した車速と、アクセル操作量センサ２０２で検出したアクセル操作量と、車輪駆動用モータコイル温度センサ２０３で検出したインホイールモータ（車輪駆動用モータ）のコイルの温度と、油温センサ２０４で検出したモータ内の油温との、各センサ信号を受けて、オイルポンプモータ２０５を制御するものである。
【０００５】
この結果、オイルポンプモータ２０５からホイールモータの内部に循環させる冷却用オイルの循環量を制御して、ホイールモータのコイルを冷却することができる。
なお、オイルポンプモータ制御装置２００は、各センサ２０１〜２０４のセンサ信号に基づいて冷却用オイルの循環量を算出するオイル循環量算出手段１１１と、このオイル循環量算出手段１１１の信号に基づいてオイルポンプモータ２０５を制御するオイルポンプ出力制御手段１１２とを、備える。
【０００６】
しかしながら、上記従来の車両用ホイール駆動装置は、インホイールモータに設けたオイルポンプと、このオイルポンプを電気的に制御するオイルポンプモータ制御装置２００とによって、インホイールモータを冷却する冷却装置を構成するものであるから、冷却装置が複雑で大掛かりな装置にならざるをえず、改良の余地がある。
【０００７】
また、インホイールモータのコイル部が発する熱を十分に放散するには、コイル部の放熱面積を増大させることが好ましい。そのためには、コイル部の幅（モータ軸の軸方向の寸法）及び厚み（軸直角方向の寸法）を大きく設定すればよい。
一方、ホイールのリムの内側には、インホイールモータ等の駆動装置やブレーキ装置が、ホイールの輪幅方向（車軸の軸方向）に並列に配置されている。このため、インホイールモータの寸法を、輪幅方向に大きく設定するには限界がある。従って、コイル部における外周面の放熱面積を大きくできない。これを補うためには、大掛かりな冷却装置を設ける必要があり、更なる改良が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、インホイールモータを冷却する冷却装置の、構成を簡略にし且つ冷却効果を高める技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、モータハウジングと、このモータハウジングの内部に固定した環状のステータと、このステータに回転可能に配置したロータとでインホイールモータを構成し、このインホイールモータを冷却する冷却装置を設け、これらのインホイールモータ及び冷却装置をホイールのリム内に組込んだ車両用ホイール駆動装置において、冷却装置が、ステータのコイル部とモータハウジングとの間を、伝熱体によって電気的に絶縁しつつ接続した構成であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、伝熱体をヒートパイプによって構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２において、コイル部に熱伝導性を有するパイプ接続部を備え、このパイプ接続部にヒートパイプの一端を、熱伝導性並びに電気絶縁性を有している電気絶縁材にて接続することで、コイル部にヒートパイプの一端を接続するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１において、伝熱体を、熱伝導性並びに電気絶縁性を有している弾性体によって構成し、この弾性体を、コイル部に接するようにモータハウジングの内壁に設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４において、モータハウジングの外面に放熱フィンを備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明では、コイル部は、伝熱体をなす絶縁放熱樹脂でモールドしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、コイル部とモータハウジングとの間を、伝熱体によって電気的に絶縁しつつ接続したので、コイル部で発生した熱を、コイル部から伝熱体にてモータハウジングに速やかに逃がし、モータハウジングから外気に放散することができる。従って、インホイールモータの放熱性を、より高めることができる。
このように、簡単な構成の冷却装置によって、コイル部とモータハウジングとの間の電気絶縁性を確保しつつ、インホイールモータの冷却効果を、より高めることができる。
【００１６】
さらには、コイル部の側部とモータハウジングの側壁との間を、伝熱体で接続することによって、コイル部の側部から側壁に放熱することができる。この結果、コイル部の側部からの放熱性を高めることができる。
従って、コイル部の外周面からの放熱性を高めるために、コイル部の幅（モータ軸の軸方向の寸法）を大きくする必要はない。この結果、インホイールモータの小型化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、伝熱体をヒートパイプによって構成したので、コイル部で発生した熱を、より効率良く速やかに外気に放散することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、コイル部に熱伝導性を有するパイプ接続部を備え、このパイプ接続部にヒートパイプの一端を、熱伝導性並びに電気絶縁性を有している電気絶縁材にて接続したので、コイル部に対してヒートパイプの一端を、より簡単に接続することができる。しかも、コイル部とヒートパイプとの間の電気絶縁性を十分に確保しつつ、コイル部からヒートパイプに十分に熱を逃がすことができる。
【００１９】
請求項４に係る発明では、伝熱体を、熱伝導性並びに電気絶縁性を有している弾性体によって構成し、この弾性体を、コイル部に接するようにモータハウジングの内壁に設けることによって、コイル部とモータハウジングとの間を、弾性体によって直接に接続することができる。
従って、ヒートパイプのような比較的長い部材を採用した場合に比べて、コイル部からモータハウジングまでの距離が小さくてすむ。この結果、モータハウジングのうち、モータ軸の軸方向の寸法を小さくする、いわゆる薄型にすることができる。従って、インホイールモータの小型化を図ることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明では、モータハウジングの外面に放熱フィンを備えることによって、放熱面積を増大させることができる。この結果、コイル部からモータハウジングに伝わった熱を、より一層効率良く速やかに外気に放散することができる。
【００２１】
請求項６に係る発明では、コイル部は、絶縁放熱樹脂でモールドした構成なので、絶縁放熱樹脂によってコイル部のモータハウジングに接触する面積を大きくすることができる。すなわち、モータハウジングに接触するステータの面積を大きくすることができ、冷却装置の冷却効果を高めることができる。
【００２２】
また、コイル部は、絶縁放熱樹脂でモールドした構成なので、絶縁放熱樹脂でコイル部をモータハウジングに接触するようにモールド（成形）することで、部品の数を少なくすることができ、結果的に、冷却装置の構成の簡略化を図ることができる。
【００２３】
さらに、コイル部は、絶縁放熱樹脂でモールドした構成なので、絶縁放熱樹脂でコイル部をモータハウジングに接触するようにモールド（成形）することで、絶縁放熱樹脂によって防音することができるとともに、防振することができる。
【００２４】
その上、コイル部は、絶縁放熱樹脂でモールドしたので、コイル部を構成する巻線間にも絶縁放熱樹脂が充填され、巻線間の熱伝導性を向上させることができる。
また、コイル部は、絶縁放熱樹脂でモールドしたので、コイル部の表面の段差が無くなり、モータハウジングと接触する側面の形成が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る車両用ホイール駆動装置を備えたホイールの断面図である。図２は図１の２矢視図であり、車両用ホイール駆動装置を備えたホイールを車幅方向外側から見た構成を示す。
【００２６】
図１及び図２に示すように、車両用ホイール１０は図示せぬサスペンションを介して又は直接に車体に懸架された車輪であり、車両用ホイール駆動装置２０を備える。このホイール１０は、円筒状のリム１１と、リム１１に取付けたタイヤ１２と、リム１１の内周面に一体に形成した中空円盤状のディスク１３と、ディスク１３の中心に一体に形成したハブ１４とからなる。ディスク１３及びハブ１４は、リム１１の車幅方向外寄りの位置（図１において右側）に配置したものである。さらにハブ１４は、ハブ１４の回転中心Ｗｃ（すなわち、ホイール１０の回転中心Ｗｃ）上に貫通した通気孔１４ａを備える。
【００２７】
車両用ホイール駆動装置２０は、ホイール１０のリム１１内（径内方）に、ホイール１０を駆動する動力源であるインホイールモータ３０、インホイールモータ３０の動力をホイール１０のハブ１４に伝達するギヤ機構５０、及び、ホイール１０を制動するディスクブレーキ７０を組込んだ構成である。
【００２８】
ホイール１０の回転中心Ｗｃに対し、インホイールモータ３０のモータ軸３６の回転中心Ｍｃは、一定距離Ｄｉだけ偏心している。図２に示すように、ホイール１０を車幅方向外側から見たときに、ホイール１０の回転中心Ｗｃに対し、モータ軸３６の回転中心Ｍｃは前上方又は後上方に有る。
【００２９】
図３は本発明に係る車両用ホイール駆動装置の断面図であり、図１に対応して表した。
図３に示すように、インホイールモータ３０は、モータハウジング３１と、モータハウジング３１の内部に固定した環状のステータ３２と、ステータ３２に取付けた複数のコイル部３３・・・と、ステータ３２の内部に回転可能に配置したロータ３４と、ロータ３４の外周面に取付けた複数の永久磁石３５・・・と、ロータ３４の中心に取付けたモータ軸３６と、レゾルバ３７とからなる、３相ブラシレスモータである。
【００３０】
モータハウジング３１は、図示せぬ車体に取付けてホイール１０（図１参照）を支持する、固定側のホイール支持部の役割を兼ねる部材であって、互いに仕切り壁４１を介して隣接したモータ収納室４２及びギヤ収納室４３を有する。
モータ収納室４２は、ギヤ収納室４３とは反対側を開口しその開口をリッド４４にて塞いだ空間であって、ステータ３２、コイル部３３・・・、ロータ３４、永久磁石３５・・・、モータ軸３６及びレゾルバ３７を収納することができる。モータ収納室４２において、モータハウジング３１は、軸受４５を介してモータ軸３６を回転可能に且つ軸方向への移動を規制して支承することができる。
【００３１】
なお、本発明においては、モータ収納室４２を塞ぐためにモータハウジング３１にボルト等で取り外し可能に取付けたリッド４４も、モータハウジング３１の一部であると、考えることにする。モータハウジング３１及びリッド４４は、熱伝導性を有する材料からなる。
【００３２】
モータ軸３６は、モータ収納室４２（モータハウジング３１の中）からギヤ収納室４３内へ先端部を突出するとともに、この先端部に形成されたピニオン５１を備える。つまり、モータ軸３６は、仕切り壁４１に開けられた貫通孔４１ａを通して、モータ収納室４２からギヤ収納室４３内へ延びる。
コイル部３３・・・は、それぞれ鉄心３３ａとコイルボビン３３ｂと巻線（コイル）３３ｃとからなる電気子である。
レゾルバ３７は、磁極位置検出と速度検出と回転位置検出とを行うことができるセンサである。
【００３３】
一方、ギヤ収納室４３は、モータ収納室４２とは反対側を開口し、ギヤ機構５０を収納するとともに潤滑油Ｌｕを溜める空間である。ギヤ機構５０は、上記ピニオン５１と、このピニオン５１に噛み合わせた内歯ギヤ５２とからなる。
内歯ギヤ５２は、ホイール１０の回転中心Ｗｃ上に配置した部材であって、回転中心Ｗｃ上の筒状のボス部５３、内歯５４を有する環状のギヤ部５５、及び、ボス部５３とギヤ部５５とを繋ぐ円盤状のディスク５６を一体に形成した一体成形品である。
【００３４】
ギヤ収納室４３において、モータハウジング３１は、軸受５７を介して内歯ギヤ５２の外周面５５ａ、すなわち、ギヤ部５５の外周面５５ａを回転可能に且つ軸方向への移動を規制して支承することができる。軸受５７は、モータハウジング３１にボルト止めされた押さえ部材５８により、抜け止めされることになる。
【００３５】
内歯ギヤ５２のボス部５３は、ギヤ収納室４３から車幅方向外側（図３において右側）へ先端部を突出するとともに、この先端部の外周面に中空円盤状のホイール取付盤６１をスプラインにて結合するとともに、ナット６２にて抜け止めした構成である。従って、ホイール取付盤６１は、ボス部５３に相対的な回転運動並びに軸方向への移動を規制して、取り付けられる。
【００３６】
図１及び図３に示すように、ホイール取付盤６１は、車幅方向外側（図１及び図３において右側）の面にブレーキディスク７１及びホイール１０のハブ１４をこの順に重ねて、複数のボルト６３・・・並びにナット６４・・・によって取付けるようにした。このようにして、内歯ギヤ５２にブレーキディスク７１及びホイール１０のハブ１４を取付けることができる。
【００３７】
図１に示すように、中空円盤状のブレーキディスク７１と、モータハウジング３１に取付けたキャリパ７２との、組合せ構造は、ディスクブレーキ７０をなす。ディスクブレーキ７０は、液圧式又は空圧式のブレーキ機構である。
【００３８】
図１に示すように、車両用ホイール駆動装置２０において、インホイールモータ３０で発生した動力は、モータ軸３６からピニオン５１→内歯ギヤ５２→ホイール取付盤６１の経路でハブ１４に伝わることで、ホイール１０に伝わる。このようにして、インホイールモータ３０でホイール１０を駆動することができる。
【００３９】
図１及び図３に示すように、車両用ホイール駆動装置２０によれば、ホイール１０を取付けた内歯ギヤ５２の外周面５５ａを、モータハウジング３１で回転可能に支承することによって、モータハウジング３１にてホイール１０を支承することができる。このため、モータハウジング３１はホイール１０を支持する、固定側のホイール支持部の役割を兼ねることができる。
【００４０】
内歯ギヤ５２のうち、回転中心Ｗｃから離れている外周面５５ａをホイール支持部３１で支承したことによって、ホイール１０の回転中心Ｗｃから離れた位置でホイール１０を支持することができる。従って、固定側のモータハウジング３１（ホイール支持部）によりホイール１０を、より安定して支持することができるとともに、支持剛性を高めることができる。
【００４１】
ところで、図３に示すように、車両用ホイール駆動装置２０はインホイールモータ３０を冷却する３個の冷却装置（第１冷却装置８０Ａ、第２冷却装置８０Ｂ及び第３冷却装置９０）を設けたことを特徴とする。図１及び図３に示すように、これら３個の冷却装置８０Ａ，８０Ｂ，９０は、ホイール１０のリム１１内に組込まれた構成である。
先ず、第１冷却装置８０Ａについて詳述する。
【００４２】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１冷却装置の構成図であり、（ａ）に第１冷却装置８０Ａの分解構造を示し、（ｂ）に（ａ）のｂ−ｂ線断面構造を示す。図５は本発明に係る第１冷却装置の要部断面図であり、図３に対応させて表した。
【００４３】
図３〜図５に示すように、第１冷却装置８０Ａは、コイル部３３・・・とリッド４４との間を、伝熱体としての複数のヒートパイプ８２・・・によって電気的に絶縁しつつ接続した構成である。
【００４４】
ヒートパイプ（heat pipe）８２は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅などのパイプの内側にガラス繊維や網状の細い銅線等で造ったウイック材（wick）を張る又はみぞ（groove）を設け、内部を減圧にし、フレオン、アンモニア、水等の熱媒体の蒸気の移動と蒸発潜熱の授受によって熱移動を行うようにした伝熱体、つまり伝熱促進手段である。
【００４５】
より具体的には、第１冷却装置８０Ａは、パイプ接続部８１と複数のヒートパイプ８２・・・とからなる。
パイプ接続部８１は、熱伝導性を有する材料、例えば熱伝導性が優れている銅板からなる中空円盤状の伝熱板であって、コイル部３３・・・のうち、リッド４４に臨む側に備えた構成である。より具体的には、コイル部３３・・・は、コイル３３ｃに弾性体８４を介してパイプ接続部８１を備える。なお、コイルボビン３３ｂとパイプ接続部８１との間には、一定の隙間を有する。
【００４６】
弾性体８４は、熱伝導性並びに電気絶縁性を有するとともに、柔軟性、弾力性並びに粘着性を有するシート状の弾性部材、例えばゲル状シートからなる。このような弾性部材の一例として、株式会社ジェルテックの「λＧＥＬ（ラムダゲル）」（登録商標）が知られている。
【００４７】
コイルボビン３３ｂに巻かれた状態のコイル３３ｃの外周面と、パイプ接続部８１の板面との、両方にシート状の弾性体８４の両面を密着させることによって、コイル３３ｃの熱をパイプ接続部８１に速やかに且つ効率良く伝えることができる。
コイル３３ｃの外周面に弾性体８４を介してパイプ接続部８１を貼り付けるだけで、コイル部３３・・・にパイプ接続部８１を容易に接続することができる。しかも、弾性体８４は柔軟性及び弾力性を有しているので、コイル部３３・・・に対するパイプ接続部８１の組付け精度を十分に吸収できるとともに、接続部分に衝撃等の過大な外力が作用した場合であっても、良好な接続状態を維持し易い。
【００４８】
例えば、図３に示すように、リッド４４は裏面に有する嵌合凸部を環状のステータ３２内に嵌合することで、モータハウジング３１に対する位置が決まっている。リッド４４にヒートパイプ８２・・・でパイプ接続部８１を接続し、このパイプ接続部８１にコイル部３３・・・をボルト等で固定した場合には、モータハウジング３１に歪みが生じたときに、コイル部３３・・・に過大な外力が作用し得る。
これに対して、本実施の形態では弾性体８４を用いたので、コイル部３３・・・に過大な外力が作用する心配はない。
【００４９】
複数のヒートパイプ８２・・・は、一端８２ａ・・・をパイプ接続部８１に接続し、他端８２ｂ・・・をリッド４４に接続したものである。
パイプ接続部８１に対するヒートパイプ８２・・・の、より好ましい接続構造は、次の通りである。この接続構造は、図５に示すようにパイプ接続部８１のうち、リッド４４に臨む面８１ａに一定のピッチで複数の凹部８１ｂ・・・を形成し、これらの凹部８１ｂ・・・にヒートパイプ８２・・・の一端８２ａ・・・を挿入し、凹部８１ｂ・・・に充填された電気絶縁材８３・・・にてヒートパイプ８２・・・の一端８２ａ・・・を埋設する構成である。
【００５０】
電気絶縁材８３・・・は、例えば、熱伝導性並びに電気絶縁性が優れている酸化マグネシウム（マグネシアとも言う。ＭｇＯ）の粉末からなり、例えばバインダーによって固着することができる。凹部８１ｂ・・・に充填された粉末状の電気絶縁材８３・・・によって、パイプ接続部８１にヒートパイプ８２・・・を接続する構成なので、接続が容易である。しかも、接続部分に衝撃等の過大な外力が作用した場合であっても、良好な接続状態を維持し易い。
【００５１】
このように、コイル部３３・・・に熱伝導性を有するパイプ接続部８１を備え、このパイプ接続部８１にヒートパイプ８２・・・の一端８２ａ・・・を、熱伝導性並びに電気絶縁性を有している電気絶縁材８３にて接続したので、コイル部３３・・・に対してヒートパイプ８２・・・の一端８２ａ・・・を、より簡単に接続することができる。しかも、コイル部３３・・・とヒートパイプ８２・・・との間の電気絶縁性を十分に確保しつつ、コイル部３３・・・からヒートパイプ８２・・・に十分に熱を逃がすことができる。
【００５２】
図４に示すようにリッド４４は、熱伝導性を有する材料、例えば熱伝導性が優れている銅板からなる伝熱板であって、外面４４ａに一定ピッチで複数の放熱フィン４４ｄ・・・を備える。より具体的には、リッド４４における平坦な外面４４ａは、縁部４４ｂを除く全面にわたって、水平な複数の溝４４ｃ・・・を有することによって、これらの溝４４ｃ・・・間に凸条が形成される。これらの凸条が放熱フィン４４ｄ・・・である。
【００５３】
モータハウジング３１の一部であるリッド４４の外面４４ａに放熱フィン４４ｄ・・・を備えることによって、放熱面積を増大させることができる。この結果、コイル部３３・・・からモータハウジング３１に伝わった熱を、より一層効率良く速やかに外気に放散することができる。
【００５４】
リッド４４に対するヒートパイプ８２・・・の、より好ましい接続構造は、次の通りである。この接続構造は、図４及び図５に示すようにリッド４４に複数の接合部４４ｅ・・・を形成し、これらの接合部４４ｅ・・・にヒートパイプ８２・・・の他端８２ｂ・・・を密接させる構成である。接合部４４ｅ・・・は、貫通孔又はパイプ接続部８１に臨む凹部からなる。例えば、接合部４４ｅ・・・が貫通孔からなる場合には、これらの貫通孔にヒートパイプ８２・・・の他端８２ｂ・・・を、ほぼ隙間無く嵌合することになる。
【００５５】
以上の説明から明らかなように、第１冷却装置８０Ａによれば、アウタステータ３２のコイル部３３・・・とモータハウジング３１（リッド４４を含む）との間を、伝熱体８２・・・によって電気的に絶縁しつつ接続したので、コイル部３３・・・で発生した熱を、コイル部３３・・・から伝熱体８２・・・にてモータハウジング３１に速やかに逃がし、モータハウジング３１から外気に放散することができる。従って、インホイールモータ３０の放熱性を、より高めることができる。
このように、簡単な構成の第１冷却装置８０Ａによって、コイル部３３・・・とモータハウジング３１との間の電気絶縁性を確保しつつ、インホイールモータ３０の冷却効果を、より高めることができる。
【００５６】
さらには、図３に示すように、小型の第１冷却装置８０Ａであるから、モータ収納室４２（モータハウジング３１の中）の空きスペースに容易に配置することができる。従って、ホイール１０のリム１１内における狭いスペースに対して、第１冷却装置８０Ａを備えた車両用ホイール駆動装置２０を容易に組込むことができる。
【００５７】
さらには、伝熱体８２・・・をヒートパイプによって構成したので、コイル部３３・・・で発生した熱を、より効率良く速やかに外気に放散することができる。
【００５８】
さらには、図３に示すように、コイル部３３・・・の側部とリッド４４（すなわち、モータハウジング３１の側壁）との間を、伝熱体８４で接続することによって、コイル部３３・・・の側部からリッド４４に放熱することができる。この結果、コイル部３３・・・の側部からの放熱性を高めることができる。
従って、コイル部３３・・・の外周面３３ｄからの放熱性を高めるために、コイル部３３・・・の幅（モータ軸の軸方向の寸法）、特に鉄心３３ａの幅Ｃｗを大きくする必要はない。つまり、外周面３３ｄの放熱面積を増大させる必要はない。この結果、インホイールモータ３０の小型化を図ることができる。
【００５９】
図３に示すように、第２冷却装置８０Ｂは、ステータ３２のコイル部３３・・・とモータハウジング３１の仕切り壁４１との間を、伝熱体としての複数のヒートパイプ８２・・・によって、電気的に絶縁しつつ接続した構成であることを特徴とする。
【００６０】
第２冷却装置８０Ｂの基本的な構成は、上記第１冷却装置８０Ａと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。すなわち、第２冷却装置８０Ｂは、コイル部３３・・・のうち仕切り壁４１に臨む側に備えたパイプ接続部８１と、パイプ接続部８１に一端を接続するとともに他端を仕切り壁４１に接続した複数のヒートパイプ８２・・・とからなる。ヒートパイプ８２・・・の他端８２ｂ・・・は、仕切り壁４１に形成された有底孔からなる接合部４１ｂ・・・に密接するように嵌合した構成である。
このような第２冷却装置８０Ｂによれば、上記第１冷却装置８０Ａと同様の作用、効果を奏する。
【００６１】
図３に示すように、第３冷却装置９０は、ホイール１０の回転中心Ｗｃ上で、仕切り壁４１のうちギヤ収納室４３側に取付けたものである。より具体的には、第３冷却装置９０は、有底筒状の伝熱体収納部９１と、伝熱体収納部９１に収納した伝熱体としての複数のヒートパイプ９２・・・と、伝熱体収納部９１の開口を覆うキャップ９３とからなる。
【００６２】
伝熱体収納部９１は熱伝導性を有する材料、例えば熱伝導性が優れている銅材からなる伝熱部材であって、ホイール１０の回転中心Ｗｃ上に配置したものである。このような伝熱体収納部９１は、底部を仕切り壁４１に密接して取り外し可能に取付けるとともに、内歯ギヤ５２のボス部５３内を貫通して開口をハブ１４（図１参照）側を開放したものである。
【００６３】
複数のヒートパイプ９２・・・は、略Ｕ字状を呈し、その端部を伝熱体収納部９１の底に接合するとともに、屈曲部分を伝熱体収納部９１の開口付近まで延ばしたものである。なお、これらのヒートパイプ９２・・・は、上記第１冷却装置８０Ａにおけるヒートパイプ８２・・・と基本構成が同じであり、説明を省略する。
キャップ９３は、伝熱体収納部９１の開口に嵌合にて取付けた略カップ状の部材であり、複数の通気孔９３ａ・・・を有する。
【００６４】
第３冷却装置９０によれば、インホイールモータ３０やギヤ機構５０から仕切り壁４１に伝わった熱を、仕切り壁４１から伝熱体収納部９１を介して伝熱体８２・・・に速やかに逃がし、伝熱体８２・・・から外気に放散することができる。従って、インホイールモータ３０やギヤ機構５０の放熱性を、より高めることができる。
【００６５】
さらには、図１に示すように、ギヤ収納室４３のうち、ホイール１０の回転中心Ｗｃ部分の空きスペースを有効活用して第３冷却装置９０を配置したので、第３冷却装置９０を配置するための余分なスペースを設ける必要はない。このため、車両用ホイール駆動装置２０が大型化することはない。従って、ホイール１０のリム１１内における狭いスペースに対して、第３冷却装置９０を備えた車両用ホイール駆動装置２０を容易に組込むことができる。
【００６６】
ところで、図３に示すように、ギヤ収納室４３に溜まった潤滑油Ｌｕに、ギヤ部５５の下部及び軸受５７の下部が浸っているので、内歯ギヤ５２が回転することにより、潤滑油Ｌｕでギヤ機構５０や軸受５７を潤滑するとともに冷却することができる。
ギヤ機構５０や軸受５７を潤滑した後の潤滑油Ｌｕの一部は、内歯ギヤ５２に掻き上げられて飛散し、モータ軸３６の先端から連通孔３６ａに入る。連通孔３６ａ内の潤滑油Ｌｕは、モータ軸３６の回転に伴う遠心力により、吐出孔３６ｂからモータ収納室４２へ飛散する。飛散した潤滑油Ｌｕは、モータ収納室４２に収納されているインホイールモータ３０の各部材に接触して冷却した後に、モータ収納室４２の底部に溜まる。底部に溜まった潤滑油Ｌｕは、側部流出孔４１ｂを通ってギヤ収納室４３に戻る。
【００６７】
このように、ギヤ収納室４３内の潤滑油Ｌｕにより、ギヤ機構５０を潤滑しつつ冷却するとともに、ギヤ収納室４３からモータ収納室４２に導入した潤滑油Ｌｕによって、インホイールモータ３０をも冷却することができる。つまり、ギヤ収納室４３内の潤滑油Ｌｕを、ギヤ機構５０の冷却とインホイールモータ３０の冷却とに、共用することができる。
【００６８】
さらには、インホイールモータ３０を、冷却装置８０Ａ，８０Ｂ，９０で空冷するとともに潤滑油Ｌｕによっても冷却するので、インホイールモータ３０をより一層効率良く冷却することができ、冷却性能が高まる。しかも、ギヤ機構５０により、ギヤ収納室４３からモータハウジング３１の中へ潤滑油Ｌｕを導入することができる。従って、ポンプ等の別部材からなる潤滑油供給装置を設けることなく、インホイールモータ３０をも効率良く冷却することができる。
【００６９】
次に、冷却装置の変形例について図６に基づき説明する。なお、上記第１冷却装置８０Ａ（図５参照）と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図６は本発明に係る冷却装置（変形例）の要部断面図であり、図５に示す構成の変形を示す。
【００７０】
図６に示すように、変形例の冷却装置８０Ｃは、コイルボビン３３ｂに巻かれたコイル３３ｃの表面と、リッド４４の裏面４４ｆとの間を、弾性体８４だけで直接に接続したことを特徴とする。つまり、上記第１冷却装置８０Ａ（図５参照）に対し、パイプ接続部８１、ヒートパイプ８２・・・及び電気絶縁材８３・・・を廃止した構成である。
変形例の冷却装置８０Ｃにおいては、弾性体８４が伝熱体の役割を果たす。この弾性体８４を、コイル部３３に接するようにリッド４４の裏面４４ｆ（すなわち、図３に示すモータハウジング３１の内壁の一部）に設けた。
【００７１】
このように変形例の冷却装置８０Ｃによれば、伝熱体として上記弾性体８４を採用し、弾性体８４を、コイル部３３に接するようにリッド４４の裏面４４ｆに設けたので、ヒートパイプ８２・・・のような比較的長い部材を採用した場合に比べて、コイル部３３からリッド４４までの距離が小さくてすむ。
この結果、モータハウジング３１のうち、モータ軸３６の軸方向の寸法を小さくする、いわゆる薄型にすることができる。従って、インホイールモータ３０の小型化を図ることができる。
【００７２】
上記第２冷却装置８０Ｂ（図５参照）についても、同様に変形例の冷却装置８０Ｃと置換することができる。
【００７３】
本発明の実施の形態において、インホイールモータ３０は、環状のステータ３２（アウタステータ）の内部にロータ３４（インナロータ）を回転可能に配置した、インナロータ形式の他に、アウタロータの内部にインナステータを配置した、アウタロータ形式であってもよい。
また、第１・第２冷却装置８０Ａ，８０Ｂにおけるヒートパイプ８２・・・の一端８２ａ・・・は、パイプ接続部８１の凹部８１ｂ・・・に対して埋設する構成に限定されるものではなく、例えば、凹部８１ｂ・・・に密接するように嵌合した構成であってもよい。
【００７４】
また、３個の冷却装置８０Ａ，８０Ｂ，９０は、モータハウジング３１（リッド４４を含む）のうち、比較的表面積が大きい仕切り壁４１やリッド４４に設けた構成である。表面積が大きいと、放熱性が高まるからである。しかし、仕切り壁４１やリッド４４に設けた構成に限定されるものではなく、モータハウジング３１（リッド４４を含む）に設けた構成であればよい。
【００７５】
また、インホイールモータ３０の冷却構造は、冷却装置８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，９０による空冷であればよく、潤滑油Ｌｕの循環による冷却を併用することについては任意である。
【００７６】
次に別の実施の形態を説明する。
図７は、別の実施の形態の車両用ホイール駆動装置を説明する断面図であり、図３に対応する図である。
図８は、図７の８矢視図であり、ステータ３２Ｃ並びに冷却装置１０２以外を省いて示す。上記図１〜図３に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
【００７７】
別の実施の形態の車両用ホイール駆動装置１０１は、インホイールモータ３０Ｃを冷却する冷却装置１０２を備えたことを特徴とする。
冷却装置１０２は、インホイールモータ３０Ｃが備えるステータ３２Ｃのコイル部３３Ｃ・・・とモータハウジング３１Ｃとの間に配置した伝熱体１０４を備える。また、モータハウジング３１Ｃの周壁部１０５の内周面１０６に配置した水冷手段１０７と、モータハウジング３１Ｃの外壁部１０８に形成したホイール内放熱フィン１０９と、モータハウジング３１Ｃのモータカバー（リッド）１１１に形成したホイール外放熱フィン１１２と、を備え、ステータ３２Ｃを冷却する。
【００７８】
ステータ３２Ｃは、コイル部３３Ｃ・・・を１８個用いたもので、１８個のコイル部３３Ｃ・・・を環状に配置して絶縁放熱樹脂１１４で一体的に接続するとともに環状に成形したものである。１１６はステータ３２Ｃを固定するステータホルダーを示す。
【００７９】
ステータ３２Ｃは、具体的には、鉄心３３ａにコイルボビン３３ｂを介して巻線１１７を所定の巻き数だけ巻くことで、コイル部３３Ｃとし、コイル部３３Ｃを１８個、ピッチ角θ、外径Ｄ、内径ｄで絶縁放熱樹脂１１４を用いて、例えば、射出成形機で成形した。その際、ピッチ角θに位置するピッチ隙間Ｓ、つまり、コイル部３３Ｃとコイル部３３Ｃの間（ピッチ隙間Ｓ）に絶縁放熱樹脂１１４を充填し（ピッチ充填部１１８）、ステータ３２Ｃの厚さをＴ（図７参照）で成形した。同時に、ピッチ充填部１１８に連ねて巻線樹脂充填部１２１を、巻線１１７間の隙間に絶縁放熱樹脂１１４を充填するとともに巻いた巻線１１７を覆うことで成形した。
【００８０】
ここで、伝熱体１０４を主体にした場合の構成を説明する。
伝熱体１０４は、絶縁放熱樹脂１１４である。具体的には、巻いた巻線１１７を覆う巻線樹脂充填部１２１と、巻線樹脂充填部１２１に連なるとともに、コイル部３３Ｃとコイル部３３Ｃの間であるピッチ隙間Ｓに絶縁放熱樹脂１１４を充填して成形したピッチ充填部１１８と、ピッチ充填部１１８並びに巻線樹脂充填部１２１に連なる第１側面放熱部１２５と、第１側面放熱部１２５に対向し且つピッチ充填部１１８並びに巻線樹脂充填部１２１に連なるた第２側面放熱部１２６と、からなる。第１側面放熱部１２５から第２側面放熱部１２６までの距離がステータ３２Ｃの厚さＴである。
【００８１】
また、伝熱体１０４は、広義には、第１側面放熱部１２５に密着させ且つモータハウジング３１Ｃのモータカバー（リッド）１１１に密着させた第１絶縁放熱ゲルシート１２７と、第２側面放熱部１２６に密着させ且つモータハウジング３１Ｃの外壁部１０８に密着させた第２絶縁放熱ゲルシート１２８と、を備える。
【００８２】
第１・第２側面放熱部１２５，１２６の外径はＤ１はであり、第１・第２側面放熱部１２５，１２６の内径はｄである。
第１側面放熱部１２５の表面積Ａ１は、Ａ１＝π（Ｄ１２−ｄ２）／４である。
第２側面放熱部１２６の表面積Ａ２は、Ａ２＝Ａ１である。
【００８３】
絶縁放熱樹脂１１４は、例えば、昭和高分子株式会社の商品名で、ＥＶＣ−１００Ｍ、ＥＶＣ−２００Ｍ、ＥＶＣ−４００Ｗ、ＲＮＣ−９７０ＢＫの何れかである。なお、成形条件（例えば、射出成形の成形条件）は、任意である。
【００８４】
第１絶縁放熱ゲルシート１２７は、弾性体８４（図３参照）と同様であり、熱伝導性並びに電気絶縁性を有するとともに、柔軟性、弾力性並びに粘着性を有し、モータハウジング３１Ｃのホイール外放熱フィン１１２側への熱伝達を行う。
第１絶縁放熱ゲルシート１２７の表面積をＡｇ１とし、表面積Ａｇ１がモータハウジング３１Ｃに接触する。表面積Ａｇ１は、Ａｇ１＞Ａ１に設定する。
第１絶縁放熱ゲルシート１２７の材質は、一例として、株式会社ジェルテックの「λＧＥＬ（ラムダゲル）」（登録商標）を挙げることができる。
【００８５】
第２絶縁放熱ゲルシート１２８は、第１絶縁放熱ゲルシート１２７と同様であり、ホイール内放熱フィン１０９側への熱伝達を行う。
なお、第２絶縁放熱ゲルシート１２８の表面積をＡｇ２とし、表面積Ａｇ２がモータハウジング３１Ｃに接触する。表面積Ａｇ２は、Ａｇ２＞Ａ２に設定する。
【００８６】
ホイール内放熱フィン１０９は、モータ軸３６の回転中心Ｍｃから半径方向の外方に向け順に第１〜第４フィンを半径ｒｕ、ピッチＰｕ、厚さｔｕ、中心角α（図８参照）、高さＨｕで成形したフィンである。
【００８７】
ホイール外放熱フィン１１２は、回転中心Ｍｃから半径方向の外方に向け順に第１〜第６フィンを、直径ｄｓ、ピッチＰｓ、厚さｔｓ、高さＨｓで成形したフィンである。
【００８８】
水冷手段１０７は、モータハウジング３１Ｃの周壁部１０５の内周面１０６に彫込んだ冷却水路１３１と、冷却水路１３１に沿って形成した溝部１３２，１３２と、溝部１３２，１３２に嵌めたオーリング１３３，１３３と、冷却水路１３１の蓋を兼ねるステータホルダー１１６と、冷却水路１３１に冷却水１３４を循環させる温度調節手段（図に示していない）と、を備え、ステータホルダー１１６でステータ３２Ｃを保持するのに伴いステータホルダー１１６に接触させた鉄心３３ａ・・・を水冷するとともに、潤滑油Ｌｕ（図３参照）を水冷する。
【００８９】
次に別の実施の形態の車両用ホイール駆動装置１０１の作用を説明する。
ステータ３２Ｃのコイル部３３Ｃ・・・の温度が上昇すると、絶縁放熱樹脂１１４によって第１側面放熱部１２５並びに第２側面放熱部１２６に熱が伝わり、第１側面放熱部１２５から第１絶縁放熱ゲルシート１２７によってホイール外放熱フィン１１２に熱が伝わり、ホイール外放熱フィン１１２が大気に放熱する。同様に、第２側面放熱部１２６から第２絶縁放熱ゲルシート１２８によってホイール内放熱フィン１０９に熱が伝わり、ホイール内放熱フィン１０９が大気に放熱する。その結果、ステータ３２Ｃの温度上昇を抑制することができる。
【００９０】
また、複数のコイル部３３Ｃ・・・を環状に配置して絶縁放熱樹脂１１４で一体的に接続するとともに環状に成形することで、リング状の第１側面放熱部１２５並びに第２側面放熱部１２６を成形した。その結果、第１側面放熱部１２５の表面積Ａ１を第１絶縁放熱ゲルシート１２７を介してモータハウジング３１Ｃに接触させることができ、モータハウジング３１Ｃに接触させるステータ３２Ｃの放熱面積を大きくすることができる。従って、冷却装置１０２の冷却効果を高めることができる。
【００９１】
同様に、第２側面放熱部１２６を成形したので、第２側面放熱部１２６の表面積Ａ２を第２絶縁放熱ゲルシート１２８を介してモータハウジング３１Ｃに接触させることができ、モータハウジング３１Ｃに接触させるステータ３２Ｃの放熱面積を大きくすることができる。従って、冷却装置１０２の冷却効果を高めることができる。
【００９２】
このように、別の実施の形態の車両用ホイール駆動装置１０１では、複数のコイル部３３Ｃ（鉄心３３ａと巻線１１７とコイルボビン３３ｂとからなる。）・・・を環状に配列して絶縁放熱樹脂１１４で一体的に接続するとともに環状に成形することで、巻いた巻線１１７を絶縁放熱樹脂１１４で覆うとともに、環状のステータ３２Ｃを成形し、ステータ３２Ｃのリング状の第１側面放熱部１２５を第１絶縁放熱ゲルシート１２７を介してモータハウジング３１Ｃに接触させ、第１側面放熱部１２５に対向する第２側面放熱部１２６を第２絶縁放熱ゲルシート１２８を介してモータハウジング３１Ｃに接触させたので、モータハウジング３１Ｃに接触するステータ３２Ｃの面積を大きくすることができ、冷却装置１０２の冷却効果を高めることができる。
【００９３】
また、別の実施の形態の車両用ホイール駆動装置１０１では、複数のコイル部３３Ｃ（鉄心３３ａと巻線１１７とコイルボビン３３ｂとからなる。）・・・を環状に配列して絶縁放熱樹脂１１４で一体的に接続するとともに環状に成形することで、巻いた巻線１１７を絶縁放熱樹脂１１４で覆うとともに、環状のステータ３２Ｃを形成し、ステータ３２Ｃのリング状の第１側面放熱部１２５を第１絶縁放熱ゲルシート１２７を介してモータハウジング３１Ｃに接触させ、第１側面放熱部１２５に対向する第２側面放熱部１２６を第２絶縁放熱ゲルシート１２８を介してモータハウジング３１Ｃに接触させたので、モータハウジング３１Ｃとステータ３２Ｃとの間に介在させる部品の数を少なくすることができ、結果的に、冷却装置１０２の構成の簡略化を図ることができる。
【００９４】
ステータ３２Ｃが備える絶縁放熱樹脂１１４製の第１・第２側面放熱部１２５，１２６をそれぞれ第１・第２絶縁放熱ゲルシート１２７，１２８を介してモータハウジング３１Ｃに接触させるので、絶縁放熱樹脂１１４によって防音することができるとともに、防振することができる。
【００９５】
別の実施の形態の車両用ホイール駆動装置１０１では、コイル部３３Ｃは、伝熱体１０４をなす絶縁放熱樹脂１１４でモールド（成形）したので、コイル部３３Ｃを構成する巻線１１７間にも絶縁放熱樹脂１１４が充填され、巻線１１７間の熱伝導性を向上させることができる。
【００９６】
コイル部３３Ｃは、絶縁放熱樹脂１１４でモールド（成形）したので、コイル部３３Ｃの表面の段差が無くなり、モータハウジング３１Ｃと接触する側面（第１側面放熱部１２５、第２側面放熱部１２６）の形成が容易になる。
【００９７】
車両用ホイール駆動装置１０１では、冷却装置１０２の水冷手段１０７が備えるステータホルダー１１６に鉄心３３ａ・・・を接触させたので、鉄心３３ａ・・・を冷却水１３４で冷却することができ、結果的に、コイル部３３Ｃ・・・を冷却することができる。従って、冷却装置１０２の冷却効果を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の車両用ホイール駆動装置２０は、ホイール１０におけるリム１１の内側に、動力源としてのインホイールモータ３０を配置することによって、動力源からホイール１０への動力伝達系統を簡略化することができるので、電気自動車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る車両用ホイール駆動装置を備えたホイールの断面図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】本発明に係る車両用ホイール駆動装置の断面図である。
【図４】本発明に係る第１冷却装置の構成図である。
【図５】本発明に係る第１冷却装置の要部断面図である。
【図６】本発明に係る冷却装置（変形例）の要部断面図である。
【図７】別の実施の形態の車両用ホイール駆動装置を説明する断面図
【図８】図７の８矢視図
【図９】従来の車両用ホイール駆動装置（従来技術）の概要図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０…ホイール、１１…リム、２０，１０１…車両用ホイール駆動装置、３０，３０Ｃ…インホイールモータ、３１，３１Ｃ…モータハウジング、３２，３２Ｃ…ステータ、３３，３３Ｃ…コイル部、３４…ロータ、４４ｄ…放熱フィン、８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，１０２…冷却装置、８１…パイプ接続部、８２…伝熱体（ヒートパイプ）、８２ａ…ヒートパイプの一端、８２ｂ…ヒートパイプの他端、８３…電気絶縁材、８４…伝熱体、１０４…伝熱体、１０９…放熱フィン（ホイール内放熱フィン）、１１２…放熱フィン（ホイール外放熱フィン）、１１４…絶縁放熱樹脂、１１７…巻線、１２５…第１側面放熱部、１２６…第２側面放熱部。
【図１】
2006282158.tif 000003
【図２】
2006282158.tif 000004
【図３】
2006282158.tif 000005
【図４】
2006282158.tif 000006
【図５】
2006282158.tif 000007
【図６】
2006282158.tif 000008
【図７】
2006282158.tif 000009
【図８】
2006282158.tif 000010
【図９】
2006282158.tif 000011