(57)【要約】【課題】  モータを効率的に冷却可能なインホイールモータを提供する。【解決手段】  ホイールディスク１０は、モータ６０の一方の端面側に位置するハブ２０にネジ１によって締結される。ハブ２０のホイールディスク１０と反対側には、ハウジング３０が配置される。ハウジング３０は、モータ６０を収納する。モータ６０は、ステータコア６１、ステータコイル６２およびロータ６３を含む。ホイールディスク１０は、貫通孔１１を有し、ハブ２０は、貫通孔２１を有する。貫通孔２１は、貫通孔１１に対向する。貫通孔１１は、モータ６０のホイールディスク１０への投影部１０Ｄに設けられる。電動輪１００を搭載した自動車が走行するとホイールディスク１０の外側が負圧になり、矢印２，３で示す方向に流れる空気流が生じる。【選択図】        図１
2005059684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの一方の端面側に組付けられたホイールと、
前記モータの前記ホイールへの投影部または前記投影部近傍に設けられ、前記ホイールの表裏を貫通する貫通孔とを備えるインホイールモータ。
【請求項２】
前記貫通孔は、ハブと前記ホイールとの締結部を除く部分に設けられる、請求項１に記載のインホイールモータ。
【請求項３】
前記貫通孔は、放射状に配置された複数の孔からなる、請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ。
【請求項４】
前記貫通孔は、
前記ホイールの前記モータ側の一主面に設けられた第１の開口端と、
前記ホイールの前記モータ側と反対側の一主面に設けられた第２の開口端とを含み、
前記第１および第２の開口端は、前記ホイールの中心から同じ半径位置に設けられ、
前記第１の開口端は、前記ホイールの回転方向において前記第２の開口端よりも前側に設けられる、請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ。
【請求項５】
モータと、
前記モータの一方の端面側に組付けられたホイールと、
前記モータの前記ホイールへの投影部または前記投影部近傍に設けられ、前記ホイールの表裏を貫通する第１の貫通孔と、
前記モータと前記ホイールとの間に配置された略円形のハブと、
前記第１の貫通孔に対向して設けられ、前記ハブの表裏を貫通する第２の貫通孔と、
前記ハブの前記モータ側の一主面に設けられた空気流生成部材とを備え、
前記空気流生成部材は、前記ホイールの回転方向において前記第２の貫通孔の前記モータ側の開口端よりも後側に位置する、インホイールモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インホイールモータに関し、特に、モータを効率的に冷却可能なインホイールモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインホイールモータは、モータと、ポンプと、ケースと、ホイールディスクとを備える。ケースは、モータ室とポンプ室とからなる。モータは、ケースのモータ室に収納され、ポンプは、ケースのポンプ室に収納される。
【０００３】
モータおよびポンプを収納したケースは、ホイールディスクに対向して配置される。そして、ホイールディスクに対向するケースの表面には冷却用フィンが設けられる。この冷却用フィンは、ケースの内部で発生した熱を放熱する。また、ポンプは、オイル溜に溜められたオイルを循環してモータのステータコイルを冷却する（特許文献１）。
【０００４】
このように、従来のインホイールモータにおいては、モータのケースに設けられた冷却用フィンおよび循環オイルによってモータを冷却する。
【０００５】
また、従来の別のインホイールモータは、中空のナックルと、中空のハブと、モータとを備える。モータは、ハブの外周側に配置される。そして、ナックルおよびハブの内部に連通路を形成し、連通路に大気を流入することによりインホイールモータを冷却する（特許文献２）。
【特許文献１】特開平５−３３８４４６号公報
【特許文献２】特許第２５５４６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された冷却方法では、冷却用フィンは、モータおよびポンプを収納するケースの内部で発生した熱を放熱するため、モータの冷却が不足するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示された冷却方法では、冷却ファンが必要であり、モータのコイルを冷却することが困難であるという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータを効率的に冷却可能なインホイールモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、インホイールモータは、モータと、ホイールと、貫通孔とを備える。ホイールは、モータの一方の端面側に組付けられる。貫通孔は、モータのホイールへの投影部または投影部近傍に設けられ、ホイールの表裏を貫通する。
【００１０】
好ましくは、貫通孔は、ハブとホイールとの締結部を除く部分に設けられる。
【００１１】
好ましくは、貫通孔は、放射状に配置された複数の孔からなる。
【００１２】
好ましくは、貫通孔は、第１および第２の開口端を含む。第１の開口端は、ホイールのモータ側の一主面に設けられる。第２の開口端は、ホイールのモータ側と反対側の一主面に設けられる。そして、第１および第２の開口端は、前記ホイールの中心から同じ半径位置に設けられる。第１の開口端は、ホイールの回転方向において第２の開口端よりも前側に設けられる。
【００１３】
また、この発明によれば、インホイールモータは、モータと、ホイールと、第１および第２の貫通孔と、ハブと、空気流生成部材とを備える。ホイールは、モータの一方の端面側に組付けられる。第１の貫通孔は、モータのホイールへの投影部または投影部近傍に設けられ、ホイールの表裏を貫通する。ハブは、モータとホイールとの間に配置され、略円形である。第２の貫通孔は、第１の貫通孔に対向して設けられ、ハブの表裏を貫通する。空気流生成部材は、ハブのモータ側の一主面に設けられる。そして、空気流生成部材は、ホイールの回転方向において第２の貫通孔のモータ側の開口端よりも後側に位置する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によるインホイールモータにおいては、ホイールがモータの一方の端面側に組み付けられる。そして、ホイールの表裏を貫通する貫通孔がモータのホイールへの投影部または投影部近傍に設けられる。そして、インホイールモータを含む電動輪が搭載された自動車が走行すると、自動車のボディ側面の空気が押しのけられ、モータが配置されたホイールの内部から貫通孔を通ってホイールの外側へ流れる空気流が生じる。
【００１５】
したがって、この発明によれば、モータを効率的に冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態によるインホイールモータを備えた電動輪の概略断面図である。図１を参照して、電動輪１００は、ホイールディスク１０と、ハブ２０と、ハウジング３０と、ブレーキロータ４０と、ブレーキキャリパ５０と、モータ６０と、ベアリング７１〜７６と、プラネタリギア８０と、シャフト１１０と、オイルポンプ１２０と、タイヤ１３０と、オイル通路１５０とを備える。
【００１８】
ホイールディスク１０は、略カップ型形状を有し、ディスク部１０Ａとリム部１０Ｂとからなる。そして、ホイールディスク１０は、ハブ２０、ハウジング３０、ブレーキロータ４０、ブレーキキャリパ５０、モータ６０、ベアリング７１〜７６、プラネタリギア８０、シャフト１１０、オイルポンプ１２０およびオイル通路１５０を収納するようにしてもよい。
【００１９】
ホイールディスク１０は、ディスク部１０Ａをネジ１によってハブ２０に締結することによりハブ２０と連結される。ハブ２０は、シャフト１１０に固定される。ホイールディスク１０は、貫通孔１１を有し、ハブ２０は、貫通孔２１を有する。貫通孔２１は、貫通孔１１に対向して設けられる。貫通孔１１は、ホイールディスク１０の表裏を貫通する。また、貫通孔２１は、ハブ２０の表裏を貫通する。
【００２０】
ブレーキロータ４０は、内周端がハブ２０に固定され、外周端がブレーキキャリパ５０内を通過するように配置される。ブレーキキャリパ５０は、ブレーキピストン５１と、ブレーキパッド５２，５３とを含む。ブレーキパッド５２，５３は、ブレーキロータ４０の外周端を挟み込む。開口部５０Ａからブレーキオイルが供給されると、ブレーキピストン５１は、紙面右側へ移動し、ブレーキパッド５２を紙面右側へ押す。ブレーキパッド５２がブレーキピストン５１によって紙面右側へ移動すると、それに応答してブレーキパッド５３が紙面左側へ移動する。これにより、ブレーキパッド５２，５３は、ブレーキロータ４０の外周端を挟み込み、電動輪１００にブレーキがかけられる。
【００２１】
ハブ２０の紙面左側には、ハウジング３０が配置される。そして、ハウジング３０は、モータ６０を収納する。モータ６０は、ステータコア６１と、ステータコイル６２と、ロータ６３とを含む。ステータコア６１は、ハウジング３０に固定される。ステータコイル６２は、ステータコア６１に巻回される。モータ６０が三相モータである場合、ステータコイル６２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなる。ステータコア６１およびステータコイル６２の内周側には、ロータ６３が配置される。
【００２２】
プラネタリギア８０は、サンギア軸８１と、サンギア８２と、ピニオンギア８３と、プラネタリキャリア８４と、リングギア８５と、ピン８６とを含む。サンギア軸８１は、モータ６０のロータ６３と連結される。そして、サンギア軸８１は、ベアリング７３，７４により回転自在に支持される。サンギア８２は、サンギア軸８１に連結される。
【００２３】
ピニオンギア８３は、サンギア８２と噛合い、ピン８６の外周に配設されたベアリング７６により回転自在に支持される。プラネタリキャリア８４は、ピニオンギア８３およびシャフト１１０に連結される。そして、プラネタリキャリア８４は、ベアリング７５により回転自在に支持される。リングギア８５は、ケースに固定される。ピン８６は、ベアリング７６を介してピニオンギア８３に連結される。
【００２４】
シャフト１１０は、ベアリング７１，７２によって回転自在に支持される。そして、シャフト１１０は、オイル通路１１１を内蔵する。オイル通路１１１は、一方端がオイルポンプ１２０に連結され、他方端が閉じている。そして、オイル通路１１１は、複数のオイル孔１１２を有する。
【００２５】
オイルポンプ１２０は、シャフト１１０の一方端に設けられる。オイル通路１２１は、プラネタリギア８０のピン８６の内部に設けられる。オイル通路１５０は、一方端がオイルポンプ１２０に連結され、他方端がオイル溜１４０に挿入される。
【００２６】
オイルポンプ１２０は、オイル溜１４０に溜まったオイルをオイル通路１５０を介して汲み上げ、その汲み上げたオイルをオイル通路１１１に供給する。
【００２７】
そうすると、オイル通路１１１に供給されたオイルは、シャフト１１０の回転により生じた遠心力によって複数のオイル孔１１２から吐出され、ステータコア６１、ステータコイル６２、ベアリング７１〜７６およびオイル通路１２１に供給される。そして、オイル通路１２１は、オイルをプラネタリギア８０に供給する。
【００２８】
これにより、ベアリング７１〜７６およびプラネタリギア８０は潤滑され、ステータコア６１およびステータコイル６２は冷却される。
【００２９】
その後、オイルは、重力落下によりオイル溜１４０に戻る。
【００３０】
このように、オイルポンプ１２０は、オイルを循環させ、ステータコア６１およびステータコイル６２を冷却するとともにベアリング７１〜７６およびプラネタリギア８０を潤滑する。
【００３１】
タイヤ１３０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂの外縁に固定される。
【００３２】
スイッチング回路（図示せず）によりステータコイル６２に交流電流が供給されると、ロータ６３が回転し、モータ６０は、所定のトルクを出力する。そして、モータ６０の出力トルクは、サンギア軸８１を介してプラネタリギア８０へ伝達される。プラネタリギア８０は、サンギア軸８１から受けた出力トルクをサンギア８２およびピニオンギア８３によって変更、つまり、変速してプラネタリキャリア８４へ出力する。プラネタリキャリア８４は、プラネタリギア８０の出力トルクをシャフト１１０に伝達し、シャフト１１０は、所定の回転数でハブ２０およびホイールディスク１０を回転する。これにより、電動輪１００は、所定の回転数で回転する。
【００３３】
図２は、図１に示すホイールディスク１０およびハブ２０の斜視図である。図２を参照して、ホイールディスク１０は、貫通孔１１〜１５と、ネジ穴１６Ａ〜１６Ｅとを有する。ハブ２０は、略円形形状からなり、貫通孔２１〜２５と、ネジ穴２６Ａ〜２６Ｅとを有する。ハブ２０の突出部２０Ａは、ホイールディスク１０の開口部１０Ｃに嵌合する。
【００３４】
ネジ穴２６Ａ〜２６Ｅは、それぞれ、ネジ穴１６Ａ〜１６Ｅに対応して設けられる。また、貫通孔２１〜２５は、それぞれ、貫通孔１１〜１５に対応して設けられる。貫通孔１１〜１５および２１〜２５は、放射状に配置される。
【００３５】
ハブ２０の突出部２０Ａがホイールディスク１０の開口部１０Ｃに嵌合することにより、ネジ穴２６Ａ〜２６Ｅは、それぞれ、ネジ穴１６Ａ〜１６Ｅに対向し、貫通孔２１〜２５は、それぞれ、貫通孔１１〜１５に対向する。そして、ネジ穴１６Ａ，２６Ａ；１６Ｂ，２６Ｂ；１６Ｃ，２６Ｃ；１６Ｄ，２６Ｄ；１６Ｅ，２６Ｅがネジによって連結されることによりホイールディスク１０は、ハブ２０に締結される。
【００３６】
したがって、貫通孔１１〜１５，２１〜２５は、ホイールディスク１０とハブ２０との締結部を除く部分に設けられる。
【００３７】
再び、図１を参照して、電動輪１００が自動車に搭載され、所定の回転数で回転すると、自動車は走行する。そして、自動車のボディ側面は、自動車が空気を押しのけることにより負圧になる。すなわち、ホイールディスク１０の紙面右側が負圧になる。そうすると、矢印２，３によって示すように、ホイールディスク１０の内部から貫通孔１１，２１を介してホイールディスク１０の外部へ向かう空気流が生じる。その結果、モータ６０が空気流によって冷却される。
【００３８】
このように、この発明においては、電動輪１００を搭載した自動車が走行することによってホイールディスク１０の外側が負圧になることを利用してホイールディスク１０の内部から外部へ流れる空気流を生じさせる貫通孔１１をホイールディスク１０に設けたことを特徴とする。
【００３９】
この特徴によって、ホイールディスク１０の内部に設置されたモータ６０を冷却できる。特に、自動車が走行することによって生じる空気流によってモータ６０を冷却するので、モータ６０の冷却効率を高くできる。また、冷却用ファンを設ける必要がなく、コストを低減できる。
【００４０】
貫通孔１１（貫通孔１２〜１５を含む）は、モータ６０をホイールディスク１０へ投影した投影部１０Ｄに設けられる。このように、貫通孔１１（貫通孔１２〜１５を含む）を投影部１０Ｄに設けることによって、ホイールディスク１０の内部から外部へ空気流が生じる際に、空気流をモータ６０の近傍に生じさせることができる。その結果、モータ６０を効率的に冷却できる。
【００４１】
なお、この発明においては、貫通孔１１（貫通孔１２〜１５を含む）は、投影部１０Ｄに限らず、投影部１０Ｄの近傍に設けられてもよい。つまり、貫通孔１１（貫通孔１２〜１５を含む）は、自動車が走行した際に空気流がモータ６０の近傍を通ってホイールディスク１０の外側へ流れる位置に設けられればよい。
【００４２】
図３は、図１に示すＡ方向から見たホイールディスク１０の平面図である。図３を参照して、貫通孔１１〜１５は、モータ６０のホイールディスク１０への投影部１０Ｄのうち、ホイールディスク１０とハブ２０との締結部（ネジ穴１６Ａ〜１６Ｅの部分）を除く領域１７に設けられる。
【００４３】
図４は、他のハブを用いた場合のホイールディスクおよびハブの斜視図である。図４を参照して、ホイールディスク１０は、ネジ穴１８Ａ〜１８Ｄと、貫通孔３１〜３４とを有する。ハブ２００は、略十字形状からなり、ネジ穴２０１Ａ〜２０１Ｄを有する。ネジ穴２０１Ａ〜２０１Ｄは、それぞれ、ホイールディスク１０のネジ穴１８Ａ〜１８Ｄに対応して設けられる。貫通孔３１〜３４は、それぞれ、ハブ２００の空間部２０５〜２０８に対応して設けられる。
【００４４】
ハブ２００の突出部２００Ａをホイールディスク１０の開口部１０Ｃに嵌合させることにより、ネジ穴２０１Ａ〜２０１Ｄは、それぞれ、ネジ穴１８Ａ〜１８Ｄに対向し、貫通孔３１〜３４は、それぞれ、空間部２０５〜２０８に接する。そして、ネジ穴１８Ａ，２０１Ａ；１８Ｂ，２０１Ｂ；１８Ｃ，２０１Ｃ；１８Ｄ，２０１Ｄがネジによって連結されることによりホイールディスク１０は、ハブ２００に締結される。
【００４５】
したがって、貫通孔３１〜３４は、ホイールディスク１０とハブ２００との締結部を除く部分に設けられる。そして、ハブが十字形のときは、ホイールディスク１０の貫通孔３１〜３４は、それぞれ、ハブ２００の空間部２０５〜２０８に接するので、自動車が走行するときに生じる空気流は、ホイールディスク１０の内部から空間部２０５〜２０８および貫通孔３１〜３４を通ってホイールディスク１０の外側へ流れる。これにより、モータ６０は、効率的に冷却される。
【００４６】
次に、ホイールディスク１０およびハブ２０に形成される貫通孔の他の例について説明する。図５は、貫通孔およびネジ穴の平面図である。図５を参照して、ネジ穴１６Ｃとネジ穴１６Ｄとの間に貫通孔４１が形成されている。ホイールディスク１０は、矢印４の方向に回転する。ネジ穴１６Ｃ，１６Ｄおよび貫通孔４１は、ホイールディスク１０の中心から同じ半径位置に形成される。
【００４７】
図６は、図５に示す線ＶＩ−ＶＩ間の断面図である。図６を参照して、ハブ２０は、貫通孔４５を有する。貫通孔４５は、貫通孔４１に対向して設けられる。貫通孔４１は、開口端４１Ａ，４１Ｂを有し、貫通孔４５は、開口端４５Ａ，４５Ｂを有する。
【００４８】
開口端４１Ａは、ホイールディスク１０のモータ６０側の一主面１０Ｅに設けられ、開口端４１Ｂは、ホイールディスク１０のモータ６０側と反対側の一主面１０Ｆに設けられる。
【００４９】
開口端４５Ａは、ハブ２０のモータ側の一主面２０Ｂに設けられ、開口端４５Ｂは、ハブ２０のモータ側と反対側の一主面２０Ｃに設けられる。
【００５０】
開口端４１Ａは、ホイールディスク１０の回転方向（矢印４で示される方向）において開口端４１Ｂよりも前側に位置する。また、開口端４５Ａは、ホイールディスク１０の回転方向において開口端４５Ｂよりも前側に位置する。つまり、貫通孔４１，４５は、ホイールディスク１０の回転方向に対して斜めに形成される。
【００５１】
この発明においては、好ましくは、図２に示す貫通孔１１〜１５および図４に示す貫通孔３１〜３４を貫通孔４１で形成し、図２に示す貫通孔２１〜２５を貫通孔４５で形成する。
【００５２】
自動車に搭載された電動輪１００が回転して自動車が走行すると、矢印５で示すようにハウジング３０側からホイールディスク１０の外側へ流れる空気流が生じる。貫通孔４１，４５は、ホイールディスク１０の回転方向に対して斜めに形成されているので、空気流は、大きな空気流となる。その結果、モータ６０の冷却効率をさらに高くできる。
【００５３】
この発明においては、ハブ２０の一主面２０Ｂにフィン１６０を設けてもよい。フィン１６０は、ホイールディスク１０の回転方向に対して開口端４５Ａよりも後側に設けられる。そして、フィン１６０は、電動輪１００を搭載した自動車の走行により、ハウジング３０側から空間部２７に流入した空気を貫通孔４５に導く。すなわち、フィン１６０は、空間部２７に流入した空気が貫通孔４５よりも後側へ流れるのを阻止し、貫通孔４５および貫通孔４１を通ってホイールディスク１０の外側へ流れる空気流を生成する。
【００５４】
これにより、モータ６０から熱を奪った空気が再びハウジング３０側に流れ、ホイールディスク１０の内部で滞留するのを防止できる。すなわち、モータ６０から熱を奪った空気をホイールディスク１０の外側へ確実に導いてモータ６０の冷却効率を高くできる。
【００５５】
フィン１６０は、好ましくは、弾性部材からなる。電動輪１００を搭載した自動車がカーブを走行し、電動輪１００が傾くとハウジング３０がフィン１６０に接触する。この場合、フィン１６０を弾性部材以外の材料で作製すると、フィン１６０が損傷する虞がある。したがって、電動輪１００が傾いてハウジング３０がフィン１６０に接触してもフィン１６０が損傷するのを防止するためにフィン１６０を弾性部材で作製することにしたものである。
【００５６】
なお、ホイールディスク１０、貫通孔１１〜１５，２１〜２５，３１〜３４，４１，４５、ハブ２０，２００、モータ６０およびフィン１６０は、この発明による「インホイールモータ」を構成する。
【００５７】
また、フィン１６０は、「空気流生成部材」を構成する。
【００５８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
この発明は、冷却効率の良いインホイールモータに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の実施の形態によるインホイールモータを備えた電動輪の概略断面図である。
【図２】図１に示すホイールディスクおよびハブの斜視図である。
【図３】図１に示すＡ方向から見たホイールディスクの平面図である。
【図４】他のハブを用いた場合のホイールディスクおよびハブの斜視図である。
【図５】貫通孔およびネジ穴の平面図である。
【図６】図５に示す線ＶＩ−ＶＩ間の断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ネジ、２〜５  矢印、１０  ホイールディスク、１０Ａ  ディスク部、１０Ｂ  リム部、１０Ｃ，５０Ａ  開口部、１０Ｄ  投影部、１０Ｅ，１０Ｆ，２０Ｂ，２０Ｃ  一主面、１１〜１５，２１〜２５，３１〜３４，４１，４５  貫通孔、１６Ａ〜１６Ｅ，１８Ａ〜１８Ｄ，２６Ａ〜２６Ｅ，２０１Ａ〜２０１Ｄ  ネジ穴、１７  領域、２０，２００  ハブ、２０Ａ  突出部、２７，２０５〜２０８  空間部、３０  ハウジング、４０  ブレーキロータ、４１Ａ，４１Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ  開口端、５０  ブレーキキャリパ、５１  ブレーキピストン、５２，５３  ブレーキパッド、６０  モータ、６１  ステータコア、６２  ステータコイル、６３  ロータ、７１〜７６  ベアリング、８０  プラネタリギア、８１  サンギア軸、８２  サンギア、８３  ピニオンギア、８４  プラネタリキャリア、  ８５  リングギア、８６  ピン、１００  電動輪、１１０  シャフト、１１１，１２１，１５０  オイル通路、１１２  オイル孔、１２０  オイルポンプ、１３０  タイヤ、１４０  オイル溜、１６０  フィン。
【図１】
2005059684.tif 000003
【図２】
2005059684.tif 000004
【図３】
2005059684.tif 000005
【図４】
2005059684.tif 000006
【図５】
2005059684.tif 000007
【図６】
2005059684.tif 000008