(57)【要約】【課題】  モータがダイナミックダンパとして作用するインホイールモータにおいて、モータの冷却性能と防水性能とを同時に向上させる。【解決手段】  インホイールモータ３のステータ３Ｓを、緩衝機構１０を介して、ナックル５に対して弾性支持し、ロータ３Ｒとホイール２とを、フレキシブルカップリング２０により結合した構成のインホイールモータシステムにおいて、上記モータ３の外側に、冷却液Ｌが収納され、空気室３０ａ内の圧力を大気圧になるように設定されたリザーバタンク３０を配置するとともに、このリザーバタンク３０と上記モータ３のロータ３Ｒとステータ３Ｓとの間の空隙部とをブリーザパイプ３１により連結し、上記空隙部に冷却液Ｌを充填するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪部に設けられた中空形状のダイレクトドライブモータのステータ側が、車輌の足回り部品に対して、粘弾性要素を介して支持されたインホイールモータシステムにおいて、上記モータのロータとステータとの間の空隙部に冷却液を充填したことを特徴とするインホイールモータシステム。
【請求項２】
上記モータの外側に冷却液が収納されたリザーバタンクを配置し、このリザーバタンクと上記空隙部とをパイプにより連結したことを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトドライブホイールを粘弾性要素を介して足回り部品に取付けて成るインホイールモータに関するもので、特に、その冷却方法及び防水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータによって駆動される車輌において、駆動用のモータを弾性体及び／または減衰機構を介して、ナックルなどの車輌バネ下部に支持することにより、上記ダイナミックダンパとして作用させ、インホイールモータ搭載車輌の接地性及び乗り心地性を改良する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
一般に、足回りにバネ等のサスペンション機構を備えた車輌においては、一般に、ホイールやナックル部、サスペンションアームといったバネ下に相当する部品の質量、いわゆるバネ下質量が大きい程、凹凸路を走行した場合、バネ下部分は上下方向に大きく振動し、このため、ロードホールディング性が悪化することから、上記のように、質量の大きいモータをダイナミックダンパとして上下方向の振動抑制に適応すれば、車輌の接地性能を大幅に改善することができる。
【０００３】
インホイールモータをダイナミックダンパとして使用するためには、例えば、モータをスプリングとダンパーを介して車輌の搭載するが、このとき、モータを駆動させるステータ部分には回転反力が作用するので、ステータ部の周り止めとモータの上下方向案内を同時に実現するため、上記スプリングとダンパーに加えてリニアガイドを加える必要がある。
また、モータはホイール内でダイナミックダンパとして作用するため、ホイール軸とモータ軸との間には相対的な変位が生じる。この変位を吸収し、モータの回転をスムースにホイールに伝達するため、リニアガイドを直角に組合わせたクロスガイドを複数用いてオルダムカップリングを形成し、これによって偏芯を吸収しながら動力伝達を実現する。
図６は、その一構成例を示す図で、中空形状のダイレクトドライブモータ３のステータ３Ｓを支持するステータ側ケース３ａを、リニアガイド１１を介して互いに車輌の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車輌の上下方向に作動するバネ１２及びダンパー１３により結合された２枚のプレート１４，１５を備えた緩衝機構１０を介してナックル５に対して弾性支持するとともに、ロータ３Ｒを支持するロータ側ケース３ｂとホイール２とを、モータのロータ側ケース３ｂに取付けられた中空円盤状のプレート２１と、このプレート２１とホイール２間を結合する、表裏で作動方向が直交する複数個のクロスガイド２２とを備えたフレキシブルカップリング２０により結合する。
これにより、上記モータ３を車輌の足回り部品であるナックル５に対して弾性支持するとともに、トルクをホイール２へ効率よく伝達させ、かつ、上下方向のみに揺動させることができるので、車輌のタイヤ接地荷重変動を低減して、車輌のロードホールディング性を向上させることが可能となる。
【特許文献１】国際公開第０２／８３４４６号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−０９０６９６号公報
【特許文献３】特開２００４−０９０６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなインホイールモータ３は、発熱部分であるコイルを備えたステータ３Ｓが大気に直接さらされているので冷却効率は比較的高いが、それでも、水冷でなく空冷で使用する場合には、低速・高負荷の運転時にはあまりモータの冷却が期待できず、モータ温度がかなり上昇する恐れがある。特に、上記インホイールモータ３では、モータの回転軸となるシール付ベアリング３ｊが大径化するので、ベアリング３ｊの作動速度が大きくなり過ぎるという問題がある。
具体的には、インホイールモータ３は屋外で使用されるため、ベアリング部分に防水処理を施す必要があるが、上述したようにベアリング３ｊの作動速度が大きいため、シールの面圧を高くすると発熱が大きくなるという問題がある。また、モータ３が駆動するとモータ３自身が発熱するので、モータ内部の空気も暖められて内圧が上昇し、シール部分から空気が漏れ出ることもある。しかし、車輌が停止しモータ３が冷え、モータ３内の空気が冷えると内圧が減少するので、シール部分に水が付着していた場合には、モータ３内に空気とともに上記水が吸引される恐れがある。この水がモータ３内部の永久磁石等に触れると上記永久磁石に錆びが発生しやすくなるので、可能な限りインホイールモータ３の防水性を高める必要がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、モータがダイナミックダンパとして作用するインホイールモータシステムにおいて、モータの冷却性能と防水性能とを同時に向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、車輪部に設けられた中空形状のダイレクトドライブモータのステータ側が、車輌の足回り部品に対して、粘弾性要素を介して支持されたインホイールモータシステムにおいて、上記モータのロータとステータとの間の空隙部に冷却液を充填したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記モータの外側に冷却液が収納されたリザーバタンクを配置し、このリザーバタンクと上記空隙部とをパイプにより連結したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車輪部に設けられた中空形状のダイレクトドライブモータのステータ側が、車輌の足回り部品に対して、粘弾性要素を介して支持されたインホイールモータシステムにおいて、上記モータのロータとステータとの間の空隙部に冷却液を充填させて上記モータ全体を冷却するようにしたので、冷却性能が向上するとともに、モータ内部が冷却液で満たされているので、外部からの水の浸入がなく、防水性も向上する。
このとき、上記モータの外側に冷却液が収納されたリザーバタンクを配置して、このリザーバタンクと上記空隙部とをパイプにより連結する構成とすれば、温度上昇によって冷却液が膨張した場合でも、空気室を大気圧にしておけば、モータ内外での圧力差が発生せず、また、膨張した分の冷却液はリザーバタンクに収納されるので、冷却液が外部に洩れることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本実施の形態１に係るインホイールモータシステムの構成を示す図で、同図において、１はタイヤ、２はリム２ａとホイールディスク２ｂとから成るホイール、３は半径方向に対して内側に設けられたステータ側ケース３ａに固定されたモータステータ（以下、ステータという）３Ｓと、半径方向に対して外側に設けられ、シール付ベアリング３ｊを介して上記ステータ側ケース３ａに対して回転可能に接合されたロータ側ケース３ｂに固定されたモータロータ（以下、ロータという）３Ｒとを備えたアウターロータ型のインホイールモータ、４はホイール２とその回転軸において連結されたハブ部、５はサスペンションアーム６に連結された、車輌の足回り部品であるナックル、７はショックアブゾーバ等から成るサスペンション部材、８は上記ハブ部４に装着されたブレーキディスクから成る制動装置である。
また、１０はリニアガイド１１を介して互いに車輌の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車輌の上下方向に作動するバネ１２及びダンパー１３により結合された２枚のプレート１４，１５を備え、モータのステータ側ケース３ａを上記ナックル５に弾性支持するための緩衝機構、２０はモータのロータ側ケース３ｂに取付けられた中空円盤状のプレート２１とホイール２間を結合する、表裏で作動方向が直交する複数個のクロスガイド２２とを備えたフレキシブルカップリングである。
【０００９】
本例では、図１及び図２に示すように、上記インホイールモータ３の外側（例えば、車体内部）に冷却液Ｌが収納されたリザーバタンク３０を配置するとともに、このリザーバタンク３０と上記モータ３のロータ３Ｒとステータ３Ｓとの間の空隙部とをブリーザパイプ３１により連結し、上記空隙部に冷却液Ｌを充填するようにしている。このとき、リザーバタンク３０の空気室３０ａ内の圧力を大気圧になるように設定する。このような構成にすることにより、インホイールモータ３全体を効率よく冷却することができる。
すなわち、従来はコイルを備えたステータ３Ｓと永久磁石から成るロータ３Ｒとは、ベアリング３ｊのみで接触しているため、ステータ３Ｓで発生する熱の大部分は、ロータ３Ｒ側には伝わりにくいことから、上記ステータ側ケース３ａだけで冷却するしかなかったが、本例のように、ロータ３Ｒとステータ３Ｓとの間の空隙部を冷却液Ｌで満たしておけば、ステータ３Ｓで発生する熱は上記冷却液Ｌを介してロータ３Ｒ側にも伝達される。更に、上記ロータ３Ｒはモータ３の稼動時には常に回転しているため、上記冷却液Ｌはロータ３Ｒの回転に伴って回転方向に循環するので、モータ内部の熱分布が均一になる。つまり、ステータ３Ｓで発生する熱は、ステータ側ケース３ａで空冷されると同時に、冷却液Ｌを介してロータ３Ｒに伝達されるので、モータ３全体を効率よく、かつ、均一に冷却することができる。
また、モータ内部が水以外の液体で満たされて入るので、外部からの水の侵入がなく、防水性能も向上する。
なお、上記冷却液Ｌとしては、例えば、油などの、磁石、コイル、ベアリング等のモータ３を構成する部品との反応性が乏しく、かつ、熱伝導率が高く、潤滑性の高いものを用いることが好ましい。
【００１０】
ところで、冷却液Ｌの温度が上昇すると、空気と同様に、上記冷却液Ｌも膨張するが、本例では、上記冷却液Ｌが収納されているロータ３Ｒとステータ３Ｓとの間の空隙部と、空気室３０ａ内の圧力が大気圧に設定されたリザーバタンク３０とをブリーザパイプ３１により連結してあるので、上記膨張した分の冷却液Ｌは上記ブリーザパイプ３１を通ってリザーバタンク３０内に収納される。したがって、冷却液Ｌに体積変化が生じた場合でも、モータ内外の圧力差が発生せず、上記冷却液Ｌが外部に漏れ出ることがない。
また、万が一、上記冷却液Ｌが外部に漏れ出ることがあったとしても、上記リザーバタンク３０から冷却液Ｌを補充することができるので、ロータ３Ｒとステータ３Ｓとの間の空隙部を常に冷却液Ｌで満たすことができる。
【００１１】
このように、本最良の形態によれば、インホイールモータ３のステータ３Ｓを支持するステータ側ケース３ａを、緩衝機構１０を介してナックル５に対して弾性支持し、ロータ３Ｒを支持するロータ側ケース３ｂとホイール２とを、複数のクロスガイド２２を備えフレキシブルカップリング２０により結合した構成のインホイールモータシステムにおいて、上記モータ３の外側に、冷却液Ｌが収納され、空気室３０ａ内の圧力を大気圧になるように設定されたリザーバタンク３０を配置するとともに、このリザーバタンク３０と上記モータ３のロータ３Ｒとステータ３Ｓとの間の空隙部とをブリーザパイプ３１により連結し、上記空隙部に冷却液Ｌを充填するようにしたので、インホイールモータ３全体を効率よく冷却することができるとともに、冷却液Ｌに体積変化が生じた場合でも、上記冷却液Ｌが外部に漏れ出ることを防止することができる。
また、モータ３のロータ３Ｒとステータ３Ｓとの間の空隙部が冷却液Ｌで満たされて入るので、冷却性能に加えて、防水性能についても向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
このように、本発明によれば、インホイールモータのと防水性能とを同時に向上させることができるので、インホイールモータシステムの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の最良の形態に係るインホイールモータシステムの構成を示す縦断面図である。
【図２】本最良の形態に係るモータの冷却方法を示す図である。
【図３】従来のインホイールモータシステムの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  タイヤ、２  ホイール、２ａ  リム、２ｂ  ホイールディスク、
３  インホイールモータ、３Ｒ  モータロータ、３Ｓ  モータステータ、
３ａ  ステータ側ケース、３ｂ  ロータ側ケース、３ｊ  シール付ベアリング、
４  ハブ部、５  ナックル、６  サスペンションアーム、７  サスペンション部材、
８  制動装置、１０  緩衝機構、１１  リニアガイド、１２  バネ、１３  ダンパー、
１４，１５  プレート、２０  フレキシブルカップリング、
２１  中空円盤状のプレート、２２  クロスガイド、３０  リザーバタンク、
３０ａ  空気室、３１  ブリーザパイプ、Ｌ  冷却液。
【図１】
2005333706.tif 000003
【図２】
2005333706.tif 000004
【図３】
2005333706.tif 000005