JPH0613902U - ホイールモータの冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて簡単な構成でモータ性能の低下を防止
する。 【構成】 ステータフレーム１４の外側にはステータフ
レームに回転可能に支持されたロータフレーム１１を配
置されている。ロータフレームには磁石１３が備えられ
ステータフレームには鉄心１５及びコイル１６が備えら
れている。ロータフレームはホイールカバー２０によっ
て閉塞されて、密閉空間が形成される。ステータフレー
ムにはヒートパイプ２１を介して冷却フィン体２２が取
り付けられている。ホイールカバーには貫通孔が形成さ
れており、冷却フィン体はこの貫通孔に面している。ス
テータフレームの熱はヒートパイプを介して冷却フィン
体に伝わり孔部から外部に放出される。従って、密閉空
間内の温度上昇を防止してモータ性能の低下を防止でき
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電気自動車等においてホイールを直接駆動するホイールモータに関し 、特に、ホイールモータの冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、電気自動車又は搬送台車等ではホイール駆動機構としてホイール内部に モータを組み込んでホイールを直接駆動（ダイレクトドライブ＝ＤＤ）するよう にした所謂ホイールモータが知られている。

【０００３】 ここで、図３を参照して、従来のホイールモータについて概説する。

【０００４】 ロータフレーム１１は大径部１１ａ及び小径部１１ｂによって構成され、大径 部１１ａには径方向に突出ししかも大径部１１ａを取り巻くようにしてタイヤ取 り付け部１１ｃが取り付けられている。そして、このタイヤ取り付け部１１ｃに 沿ってタイヤ１２が保持されている。大径部１１ａの内周面に沿ってリング状も しくは複数のセグメントから成るロータマグネット１３が配置されており、この ロータマグネット１３には所定の間隔で交互に異なる磁極が形成されている。こ のようにして、ロータフレーム１１及びロータマグネットによってロータ部が構 成される。

【０００５】 ロータフレーム１１内にはステータフレーム１４が配置されており、このステ ータフレーム１４は円板部１４ａと円板部１４ａの中心部から延びる軸部材１４ ｂとによって構成されている。円板部１４ａの外周面に沿って所定の間隔で複数 のステータ鉄心１５が配設され、このステータ鉄心１５にはコイル１６が巻回さ れている（ステータフレーム１４、ステータ鉄心１５、及びコイル１６によって ステータ部が構成されることになる）。軸部材１４ｂは小径部１１ｂの内周面に 配設された軸受け１７を介して小径部１１ｂに保持されており、軸部材１４ｂに はモータ支持シャフト１８が連結されている。そして、モータ支持シャフト１８ を囲むようにして小径部１１ｂの一端（左端）にはブレーキ１９が支持されてい る。また、ロータフレーム１１の開口端（右端）はホイールカバー２０によって 閉塞されている。

【０００６】 上述のホイールモータではモータとして所謂ＤＣブラシレスモータが用いられ ており、コイル１６への通電によってロータフレーム１１が軸部材１４ｂを回転 中心軸として回転駆動することになる。この結果、タイヤ１２が回転して、例え ば、電気自動車が走行することになる。電気自動車を停止する際には、コイル１ ６への通電を絶つとともにブレーキ１９によってモータ支持シャフト１８を挟持 する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述のホイールモータではロータフレーム１１及びホイールカバー ２０によって形成される空間はほぼ密封状態にあり（以下この空間を密封空間と 呼ぶ）、このため、コイルからの発熱によってステータフレームの温度が上昇し て密封空間密封空間内の温度が高くなるという問題点がある。特に、モータとし てＤＣブラシレスモータのように永久磁石を備えるモータでは密封空間内の温度 変化（特に、高温度への変化）によって磁石特性が劣化してしまうという問題点 がある。例えば、図４に示すように温度変化によって減磁現象が生じ、この結果 、モータの性能が著しく低下してしまう。

【０００８】 一方、モータとして直流機又は誘導機を用いた場合でも、電機子コイル又は二 次側導体からの発熱によって密閉空間温度が上昇して定格トルクが抑制されるば かりでなくピークトルクが制限されることになり、いずれにしてもモータ性能が 著しく低下してしまう。

【０００９】 このような不具合を防止するためには冷却装置によって密閉空間内の温度を調 節することが有効であるが、ロータフレームの近傍にはブレーキが配置されてい るため、冷却装置の取り付けは極めて困難である。

【００１０】 本考案の目的は極めて簡単な構成でモータ性能の低下を防止することのできる ホイールモータを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、ステータ部と、該ステータ部に外側に配置されて前記ステー タ部に回転可能に支持されたロータ部と、該ロータ部に連結されて前記ロータ部 とともに密閉空間を形成するホイールカバーとを有し、前記密閉空間に前記ステ ータ部が位置付けられたホイールモータにおいて、前記ステータ部にその一端が 取り付けられたヒートパイプと、該ヒートパイプの他端に取り付けられた放熱板 部とを有し、前記ホイールカバーには前記密閉空間と外部とを連通する孔部が形 成されており、前記放熱板部は前記孔部に面していることを特徴とするホイール モータの冷却構造が得られる。

【００１２】

【作用】

本考案ではステータ部からの熱はヒートパイプ及び放熱板を介してホイールカ バーに形成された孔部が外部に放出されるから、密閉空間内の温度上昇を防止し てモータ性能の低下を防ぐことができる。さらに、ヒートパイプ及び放熱板を密 閉空間内に配設するだけで済むから、モータ自体が大型化することなくしかも冷 却構造を簡単とすることができる。

【００１３】

【実施例】

以下本考案について実施例によって説明する。

【００１４】 図１を参照して、ここでは図３に示すホイールモータと同一の構成要素につい ては同一の参照番号を付して説明を省略する。

【００１５】 ステータフレーム１４の円板部１４ａには円板部１４ａの中心を中心とする円 周に沿って所定の間隔で複数の孔部が形成されており、各孔部にはヒートパイプ ２１の一端が挿入され支持されている。そして、ヒートパイプ２１の他端には冷 却フィン体２２が取り付けられている。

【００１６】 図２を参照して、冷却フィン体２２は板体２２ａとこの板体２２ａに一体に取 り付けられた複数の冷却フィン２２ｂとから構成され、各冷却フィン２２ｂは予 め定められた間隔をおいて配置されている。そして、これら冷却フィン２２ｂに よって実線矢印で示すように通気路が形成される。

【００１７】 再び図１を参照して、ホイールカバー２０には複数の貫通孔（通気孔）２０ａ が形成されており、これら貫通孔２０ａは冷却フィン体２２に面している。そし て、この貫通孔２０ａによって上記の密閉空間は外気と連通することになる。

【００１８】 上述のようにホイルモータを駆動した際にはコイル１６の発熱によってステー タフレーム１４が熱せられるが、ステータフレーム１４にはヒートパイプ２１が 配設されているので、ステータフレーム１４の熱はヒートパイプ２１によって冷 却フィン体２２の方向へ移送される。そして、冷却フィン体２２から熱が放散さ れることになる（つまり、冷却フィン体２２は放熱板部として用いられることに なる）。上述のように冷却フィン体２２はホイールカバー２０に形成された貫通 孔２０ａに面しているから、冷却フィン体２２から放散された熱は直ちにこの貫 通孔２０ａから外部に放出されることになる。この結果、密閉空間内の温度の上 昇は抑えられることになる。つまり、密閉空間は冷却されることになる。なお、 冷却フィン体２２は複数の冷却フィン２２ｂを備えているから伝熱面積が大きく 、その結果、外部空気との熱交換効率を高くすることができる。

【００１９】 上述の実施例ではモータの一例としてＤＣブラシレスモータを上げたが、直流 モータ又は誘導モータを用いた際に同様にしてステータ部にヒートパイプを配設 してこのヒートパイプに冷却フィン体を連結するようにすればよい。

【００２０】 上述のようにしてホイールモータ自体が大型化することなく簡単な構成で密閉 空間を実質的に冷却することができ、その結果、温度上昇によるモータ性能の低 下を防止することができる。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案ではステータフレームにヒートパイプを取り付ける とともにこのヒートパイプに放熱板を連結してしかもこの放熱板をホイールカバ ーに形成された孔部に面するようにしたから、ステータフレーム、ステータ鉄心 及びコイルで構成されるステータ部に発生する熱をヒートパイプ及び放熱板を介 して孔部から外部に容易に放出することができる。従って、密閉空間内の温度上 昇を防止してモータ性能の低下を防ぐことができる。さらに、本発明では密閉空 間内にヒートパイプ及び放熱板を配設しているだけであるのでモータ自体が大型 化することなくしかも簡単な構成でモータの冷却を行うことができるという効果 がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるホイールモータの一実施例を概略
的に示す断面図である。

【図２】図１に示す冷却フィン体の構造を説明するため
の斜視図である。

【図３】従来のホイールモータの一例を概略的に示す斜
視図である。

【図４】永久磁石における温度と減磁率との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１１ ロータフレーム １２ タイヤ １３ ロータマグネット １４ ステータフレーム １５ ステータ鉄心 １６ コイル １７ 軸受け １８ モータ支持シャフト １９ ブレーキ ２０ ホイールカバー ２１ ヒートパイプ ２２ 冷却フィン体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ部と、該ステータ部に外側に配
   置されて前記ステータ部に回転可能に支持されたロータ
   部と、該ロータ部に連結されて前記ロータ部とともに密
   閉空間を形成するホイールカバーとを有し、前記密閉空
   間に前記ステータ部が位置付けられたホイールモータに
   おいて、前記ステータ部にその一端が取り付けられたヒ
   ートパイプと、該ヒートパイプの他端に取り付けられた
   放熱板部とを有し、前記ホイールカバーには前記密閉空
   間と外部とを連通する孔部が形成されており、前記放熱
   板部は前記孔部に面していることを特徴とするホイール
   モータの冷却構造。