インホイールモータ冷却構造
【課題】インホイールモータを効率良く冷却することが可能なインホイールモータ冷却構造を提供する。
【解決手段】冷却構造１００に、ハウジング２０の内部に充填されるフルードをフルード溜まり５０に搬送する搬送ポンプ１１０と、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をブレーキディスク６１に受け渡すヒートパイプ１２０と、を具備し、ヒートパイプ１２０に、基端部がフルード溜まり５０に隣接するとともに先端部がハブ４１の外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプ１２１と、一端部が主パイプ１２１の先端部から所定長さだけ主パイプ１２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がブレーキディスク６１に当接し、内周面には毛細管が形成されず、他端部からハブ４１の回転軸までの距離が一端部からハブ４１の回転軸までの距離以下となる副パイプ１２２と、を備えた。
【解決手段】冷却構造１００に、ハウジング２０の内部に充填されるフルードをフルード溜まり５０に搬送する搬送ポンプ１１０と、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をブレーキディスク６１に受け渡すヒートパイプ１２０と、を具備し、ヒートパイプ１２０に、基端部がフルード溜まり５０に隣接するとともに先端部がハブ４１の外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプ１２１と、一端部が主パイプ１２１の先端部から所定長さだけ主パイプ１２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がブレーキディスク６１に当接し、内周面には毛細管が形成されず、他端部からハブ４１の回転軸までの距離が一端部からハブ４１の回転軸までの距離以下となる副パイプ１２２と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータを冷却する技術に関する。
より詳細には、インホイールモータを冷却するために、インホイールモータが回転駆動する車輪に設けられるディスクブレーキのディスクを放熱体として利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪のホイールのリムに囲まれた空間に配置されたインホイールモータの駆動力により車輪を駆動する自動車は知られている。このようなインホイールモータを駆動源とする自動車は、近年の環境問題への意識の高まりに伴い、自動車（のエンジン）から排出される二酸化炭素を削減する手段の一つとして注目されている。
【０００３】
インホイールモータを駆動源とする自動車の更なる普及を促進するためには、従来のエンジンを駆動源とする自動車と同等あるいはそれ以上の走行性能（走行速度、加速性能）が要求され、ひいてはインホイールモータの更なる高出力化が要求される。
しかし、インホイールモータの高出力化はインホイールモータの駆動時の発熱の増大を伴うため、インホイールモータにおいて発生する熱を効率良く逃がす、すなわちインホイールモータを効率良く冷却する技術が必要となる。
【０００４】
インホイールモータを冷却する技術としては、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の技術が知られている。
【０００５】
特許文献１に記載の車両用ホイール駆動装置は、ステータコイルとハウジングとをヒートパイプを用いて電気的に絶縁しつつ接続することにより、ステータコイルの熱をヒートパイプを通じてハウジングに伝達し、ハウジングから外気に熱を逃がす。
【０００６】
特許文献２に記載のモータは、ステータにオイルを供給するためにハウジングに形成された油路にヒートパイプの一端を挿入し、当該ヒートパイプの他端をハウジングの外部に配置するとともにヒートパイプの他端に一体的に放熱フィンを形成することにより、ステータコイルの熱をオイルおよびヒートパイプ（放熱フィン）を通じて外気に逃がす。
【０００７】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載の技術は以下の問題を有する。
すなわち、インホイールモータは車輪のホイールのリムに囲まれた空間に配置されるため、ハウジングはインホイールモータと車輪のホイールのリムとの隙間にある外気と接触することとなるが、インホイールモータの高出力化によりインホイールモータが大型化するとインホイールモータと車輪のホイールのリムとの隙間が狭くなり、当該隙間の通気性が悪化し、当該隙間に存在する外気が滞留し易くなる。
そうすると、インホイールモータと車輪のホイールのリムとの隙間に存在する外気の温度が上昇し、ハウジングと当該外気との間の熱伝導が阻害される。
このように、インホイールモータの高出力化が進むと、特許文献１および特許文献２に記載の技術ではインホイールモータを効率良く冷却することが困難となる。
【０００８】
特許文献３に記載のインホイールモータ構造は、インホイールモータに熱伝達部材および熱伝達部材を移動させる油圧シリンダを設け、当該油圧シリンダが作動して熱伝達部材を車輪のホイールに設けられたディスクブレーキのディスクに当接させることにより、熱伝達部材を通じてインホイールモータの熱を当該ディスクに伝達し、当該ディスクから外気に逃がす。
【０００９】
しかし、特許文献３に記載のインホイールモータ構造は、熱伝達部材とディスクとの間の熱伝導を効率良く行うために熱伝達部材とディスクとの当接面積を十分に確保するとともに熱伝達部材とディスクとを密着させることを要するが、ディスクは車輪のホイールに固定され、車両の走行時には車輪と一体的に回転する部材であるため、車両の走行時に熱伝達部材とディスクブレーキのディスクとが密着しているとこれらの当接面において摩擦熱が発生してしまう。
そのため、走行中には熱伝達部材をディスクブレーキのディスクから離間しなければならず、走行中に発生するインホイールモータの熱をディスクブレーキのディスクから外気に逃がすことが出来ない。
また、車両が停止した直後はそれまでディスクブレーキが制動するために発生した摩擦熱によりディスクブレーキのディスクの温度が上昇しており、熱伝達部材とディスクブレーキのディスクとを当接させると却ってディスクブレーキの制動による摩擦熱がインホイールモータに向かって伝達される（熱が逆流する）ので、ディスクブレーキのディスクの温度が十分に低下してから熱伝達部材とディスクブレーキのディスクとを当接させなければならない。
【特許文献１】特開２００６−２８２１５８号公報
【特許文献２】特開２００８−７２８８１号公報
【特許文献３】特開２００６−２１１７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、インホイールモータを効率良く冷却することが可能なインホイールモータ冷却構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、
基端部が前記フルード溜まりに隣接し、先端部が前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部が前記主パイプの先端部から所定長さだけ前記主パイプの基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部が前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる副パイプと、
を備えるものである。
【００１３】
請求項２においては、
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、中央部が前記フルード溜まりに隣接し、一対の端部がそれぞれ前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部がそれぞれ前記主パイプの一対の端部から所定長さだけ前記主パイプの中央部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がそれぞれ前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる一対の副パイプと、
を備えるものである。
【００１４】
請求項３においては、
前記ブレーキディスクに固定され、前記副パイプから受け取った熱を前記ブレーキディスクに受け渡す二次ヒートパイプを具備するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、インホイールモータを効率良く冷却することが可能である、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、図１を用いて冷却構造１００が適用されるインホイールモータ１について説明する。
【００１７】
インホイールモータ１は車輪（不図示）を回転駆動するものであり、モータ本体１０、ハウジング２０および減速機構３０を備える。
【００１８】
本実施形態のインホイールモータ１は自動車の車輪を回転駆動するものであるが、本発明に係るインホイールモータはこれに限定されない。
すなわち、本発明に係るインホイールモータは、自動二輪車、電動アシスト機能付き自転車等、種々の車両に設けられた車輪を回転駆動する用途に適用可能である。
【００１９】
本発明に係るインホイールモータは全体が車輪のホイールのリムに囲まれる空間に収容されるモータに限定されない。
すなわち、一部が車輪のホイールのリムに囲まれる空間に収容され、残りの部分が車輪のホイールのリムに囲まれる空間からはみ出ているモータもインホイールモータに含まれる。
【００２０】
モータ本体１０は本発明に係るモータ本体の実施の一形態であり、駆動力を発生するものである。
モータ本体１０は回転軸１１、ロータ１２およびステータ１３を有する。
【００２１】
回転軸１１は略円柱形状の部材であり、後述するロータ１２が回転する際の中心軸となるものである。
【００２２】
ロータ１２はインホイールモータ１が駆動力を発生する際に回転する部材である。本実施形態のロータ１２は永久磁石からなる界磁（磁界を発生させるもの）であり、略円筒形状を成す。
ロータ１２は回転軸１１の中途部に固定され、ロータ１２および回転軸１１が一体的に回転する。
【００２３】
ステータ１３はインホイールモータ１が駆動力を発生する際に固定されている（回転しない）部材である。本実施形態のステータ１３は通電可能なコイルからなる電機子（界磁と相互作用してトルク（駆動力）を得るための磁界を発生するもの）であり、略円筒形状を成す。
【００２４】
本実施形態のインホイールモータ１はロータ１２を界磁とするとともにステータ１３を電機子とするモータ（回転界磁形のモータ）であるが、本発明に係るインホイールモータ冷却構造の適用対象たるモータはこれに限定されず、ロータを電機子とするとともにステータを界磁とするモータ（回転電機子形のモータ）でも良い。
また、本実施形態のインホイールモータ１はロータ１２の外周面がステータ１３の内周面に対向する（ロータ１２がステータ１３の内側に配置される）モータ、すなわちインナーロータ型のモータであるが、本発明に係るインホイールモータ冷却構造の適用対象たるモータはこれに限定されず、ロータの内周面がステータの外周面に対向する（ロータ１２がステータ１３の外側に配置される）モータ、すなわちアウターロータ型のモータでも良い。
【００２５】
ハウジング２０は本発明に係るハウジングの実施の一形態である。ハウジング２０はインホイールモータ１の主たる構造体を成す部材であり、モータ本体１０および減速機構３０を収容する。
ハウジング２０はケース２１およびキャップ２２を有する。
本実施形態では、非磁性体の一例であるアルミニウム合金を射出成形することによりケース２１およびキャップ２２が成形される。
【００２６】
ケース２１は一端部が大きく開口した部材であり、ケース２１の内部にはモータ本体１０および減速機構３０が収容される。モータ本体１０のうち、回転軸１１の一端部は軸受けを介してケース２１に回転可能に軸支され、ステータ１３の一端部はケース２１に固定される。
【００２７】
キャップ２２はケース２１の一端部を閉塞する部材である。モータ本体１０のうち、回転軸１１の他端部は軸受けを介してキャップ２２に回転可能に軸支され、ステータ１３の他端部はキャップ２２に固定される。
【００２８】
減速機構３０はモータ本体１０が発生した駆動力を減速して車輪（不図示）に伝達するものである。
減速機構３０はギヤ３１および出力軸３２を有する。
【００２９】
ギヤ３１は回転軸１１の一端部に固定される平歯車であり、ギヤ３１の外周面には歯３１ａ・３１ａ・・・が形成される。
【００３０】
出力軸３２はモータ本体１０が発生する駆動力をインホイールモータ１の外部に出力する部材であり、軸受けを介してケース２１に回転可能に軸支される。
出力軸３２は胴体部３２ａ、フランジ部３２ｂおよび円筒部３２ｃを有し、これらが連なった形状を成す。
胴体部３２ａは出力軸３２のうちハウジング２０の外部に突出する部分を成す略円柱形状の部材である。
フランジ部３２ｂは胴体部３２ａの基端部に延設される略円盤形状の部材である。
円筒部３２ｃはフランジ部３２ｂに延設される略円筒形状の部材である。より詳細には、円筒部３２ｃの一端部がフランジ部３２ｂの外縁部に沿って延設される。
円筒部３２ｃの外周面には、歯３２ｄ・３２ｄ・・・が形成される。円筒部３２ｃの歯３２ｄ・３２ｄ・・・はギヤ３１の歯３１ａ・３１ａ・・・に噛合する。
出力軸３２には、フランジ部３２ｂにおいて胴体部３２ａの基端部が延設される盤面の反対側の盤面の中央部と胴体部３２ａの外周面の先端部とを連通する搬送孔３２ｅが形成される。
【００３１】
ステータ１３を構成するコイルに通電すると、回転軸１１、ロータ１２およびギヤ３１を合わせたものが回転し、駆動力が発生する。
回転軸１１、ロータ１２およびギヤ３１を合わせたものが回転することにより、ギヤ３１に噛合する出力軸３２が回転する。ギヤ３１の歯３１ａ・３１ａ・・・の数は円筒部３２ｃの歯３２ｄ・３２ｄ・・・の数よりも少ないので、出力軸３２は回転軸１１よりも少ない回転数で回転する。
【００３２】
ハウジング２０の内部空間（モータ本体１０および減速機構３０とハウジング２０との隙間）にはフルードが充填される。フルードはインホイールモータ１の内部の冷却およびインホイールモータ１を構成する各部材の潤滑を目的とする液体である。
本実施形態のフルードは潤滑油からなるが本発明に係るフルードはこれに限定されず、インホイールモータの内部に充填可能かつ熱の受け渡しが可能な液体であれば本発明に係るフルードとして用いることが可能である。
【００３３】
以下では、図１を用いてハブ機構４０について説明する。
ハブ機構４０は車輪（不図示）をインホイールモータ１のハウジング２０に回転可能に支持するものである。
ハブ機構４０はハブ４１、ハブ支持部材４２、ボール４３・４３・・・およびシールリング４４を具備する。
【００３４】
ハブ４１はハブ機構４０のうち、車輪（不図示）に固定される部材である。
ハブ４１は本発明に係るハブの実施の一形態である。ハブ４１は円盤部４１ａおよび円筒部４１ｂを有する。
【００３５】
円盤部４１ａはハブ４１の主たる構造体を成す略円盤形状の部材である。円盤部４１ａの中心部には貫通孔が形成される。円盤部４１ａに形成された貫通孔に出力軸３２の胴体部３２ａの先端部を嵌装することにより、円盤部４１ａは出力軸３２の胴体部３２ａに相対回転不能に固定される。
また、車輪（不図示）のホイールはボルト締結により円盤部４１ａ、ひいてはハブ４１に固定される。
【００３６】
円筒部４１ｂは略円筒形状の部材であり、円盤部４１ａに固定される。円筒部４１ｂが円盤部４１ａに固定されたとき、円筒部４１ｂの軸線と円盤部４１ａの軸線とは一直線となる。円筒部４１ｂの内周面には全周にわたって周方向に延びたリング状の突起が形成される。
【００３７】
ハブ支持部材４２はハブ４１をインホイールモータ１のハウジング２０に回転可能に支持する部材である。
ハブ支持部材４２は円筒部４２ａおよびフランジ部４２ｂを有し、これらが連なった形状を成す。
【００３８】
円筒部４２ａは略円筒形状の部材であり円筒部４２ａの内周面には全周にわたって周方向に延びたリング状の窪みが形成される。
円筒部４２ａには、円筒部４２ａの一端部と他端部とを連通する戻り孔４２ｃが形成される。
【００３９】
フランジ部４２ｂは中央に孔が形成された略円盤形状の部材である。フランジ部４２ｂの内縁部に沿って円筒部４２ａの一端が延設される。フランジ部４２ｂはハウジング２０のケース２１に固定される。フランジ部４２ｂがハウジング２０のケース２１に固定されたとき、出力軸３２の胴体部３２ａは円筒部４２ａを貫通する。また、出力軸３２の胴体部３２ａの中途部は軸受けを介して円筒部４２ａに回転可能に軸支される。
【００４０】
ボール４３・４３・・・は球状の部材である。ボール４３・４３・・・はハブ４１の円筒部４１ｂの内周面とハブ支持部材４２のフランジ部４２ｂの外周面との隙間に配置され、ハブ４１の円筒部４１ｂの内周面およびハブ支持部材４２のフランジ部４２ｂの外周面に当接しつつ転動可能である。
また、ボール４３・４３・・・がハブ４１の円筒部４１ｂの内周面に形成された突起およびハブ支持部材４２のフランジ部４２ｂの外周面に形成された窪みに係合することにより、ハブ４１がハブ支持部材４２から脱落することが防止される（ハブ４１の軸線方向へ移動が規制される）。
このように、ハブ４１はハブ支持部材４２およびボール４３・４３・・・を介してハウジング２０のケース２１に回転可能に支持される。
【００４１】
シールリング４４はリング状の部材であり、ハブ４１の円盤部４１ａの盤面とハブ支持部材４２の円筒部４２ａの端面との隙間に介装される。シールリング４４はハブ４１の円盤部４１ａの盤面およびハブ支持部材４２の円筒部４２ａの端面に液密的かつ摺動可能に当接する。
【００４２】
インホイールモータ１のステータ１３を構成するコイルに通電すると出力軸３２が回転し、出力軸３２の胴体部３２ａに固定されたハブ４１およびハブ４１（円盤部４１ａ）に固定される車輪（不図示）もまた回転する。
以上の如く、インホイールモータ１はハブ４１（円盤部４１ａ）に固定される車輪（不図示）を回転駆動する。
【００４３】
以下では、図１を用いてフルード溜まり５０について説明する。
フルード溜まり５０は本発明に係るフルード溜まりの実施の一形態であり、ハウジング２０とハブ４１との回転支持部に形成される。
本実施形態のフルード溜まり５０は、ハブ４１の円盤部４１ａの盤面、シールリング４４、ハブ支持部材４２の円筒部４２ａの端面、出力軸３２の胴体部３２ａをハブ支持部材４２の円筒部４２ａに軸支する軸受け、および出力軸３２の胴体部３２ａの外周面に囲まれる空間として形成される。
【００４４】
胴体部３２ａにおける外周面の先端部側に設けられた搬送孔３２ｅの開口部および円筒部４２ａにおけるハブ４１側の端部に設けられた戻り孔４２ｃの開口部は、フルード溜まり５０に臨む位置に形成される。
従って、フルード溜まり５０は、搬送孔３２ｅおよび戻り孔４２ｃを介してハウジング２０の内部（空間）と連通している。
【００４５】
以下では、図１を用いてディスクブレーキ６０について説明する。
ディスクブレーキ６０はインホイールモータ１により回転駆動される車輪（不図示）を制動するものである。
ディスクブレーキ６０はブレーキディスク６１、ブレーキキャリパ６２およびブレーキパッド６３・６３を備える。
【００４６】
ブレーキディスク６１は本発明に係るブレーキディスクの実施の一形態であり、中央に孔が形成された略円盤形状の部材である。ブレーキディスク６１の内縁部はハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に固定される。従って、ブレーキディスク６１はハブ４１、ひいては車輪（不図示）と一体的に回転する。
【００４７】
ブレーキキャリパ６２はブレーキパッド６３・６３を進退可能に支持する部材である。
本実施形態のブレーキキャリパ６２には一対の油圧シリンダが設けられ、当該一対の油圧シリンダのシリンダロッドの先端部にそれぞれブレーキパッド６３・６３が固定される。
本実施形態のブレーキキャリパ６２は図示せぬ固定部材を介してハウジング２０のケース２１に固定される。
【００４８】
ブレーキパッド６３・６３はブレーキディスク６１の盤面に当接することによりブレーキディスク６１との間で摩擦力、ひいては制動力を発生する部材である。
ブレーキパッド６３・６３はブレーキキャリパ６２に設けられた油圧シリンダが作動することによりブレーキディスク６１の盤面に押し付けられる。
【００４９】
以下では、図１を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第一実施形態である冷却構造１００について説明する。
冷却構造１００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造１００は搬送ポンプ１１０およびヒートパイプ１２０・１２０・・・を具備する。
【００５０】
搬送ポンプ１１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）をフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ１１０は胴体部１１１および回転部１１２を備える。
【００５１】
胴体部１１１はケース２１に固定される部材であり、回転部１１２は胴体部１１１に相対回転可能に軸支される部材である。回転部１１２は出力軸３２に形成された搬送孔３２ｅのフランジ部３２ｂ側の開口部に相対回転不能に嵌装される。
【００５２】
インホイールモータ１のステータ１３を構成するコイルに通電することによりインホイールモータ１が駆動力を発生すると、搬送ポンプ１１０の回転部１１２が出力軸３２と一体的に回転する。
搬送ポンプ１１０は、回転部１１２が胴体部１１１に対して相対的に回転することにより、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）を胴体部１１１の内部に吸引するとともに吸引したフルードを回転部１１２の先端部から吐出する。
回転部１１２の先端部から吐出されたフルードは搬送孔３２ｅを経てフルード溜まり５０に搬送される。フルード溜まり５０に搬送されたフルードは戻り孔４２ｃを経てハウジング２０の内部に戻される。
【００５３】
本実施形態では搬送ポンプ１１０はインホイールモータ１が発生する駆動力により作動する（フルードをフルード溜まり５０に搬送する）が、本発明はこれに限定されない。
例えば、搬送ポンプがインホイールモータから独立して電動で作動する電動ポンプでも良い。
【００５４】
ヒートパイプ１２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ１２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ１２０は主パイプ１２１および副パイプ１２２を備える。
【００５５】
主パイプ１２１は本発明に係る主パイプの実施の一形態である。
主パイプ１２１は熱伝導率が高い材料（例えば、銅、銅合金、鉄、ステンレス鋼等）からなり、両端が閉塞された筒状の部材である。主パイプ１２１の内周面には毛細管が形成される。
本発明に係る主パイプの内周面に形成される毛細管は、主パイプの内周面に沿って金網（ｍｅｓｈ）あるいは細い金属線（ｆｉｎｅ ｗｉｒｅ）を配置することにより形成されても良く、主パイプの内周面に主パイプの長手方向に延びた複数の細い溝（ｇｒｏｏｖｅｓ）を穿設することにより形成しても良い。
【００５６】
図１に示す如く、主パイプ１２１の基端部はフルード溜まり５０に隣接する位置に配置され、主パイプ１２１の先端部はハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に配置される。
本実施形態では、複数のヒートパイプ１２０・１２０・・・が出力軸３２の軸線方向から見て放射状に配置される。
【００５７】
副パイプ１２２は本発明に係る副パイプの実施の一形態である。
副パイプ１２２の一端部は主パイプ１２１の先端部から所定長さ（本実施形態では、図１に示す長さＬ）だけ主パイプ１２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、副パイプ１２２の他端部はブレーキディスク６１に当接する。
ここで、「副パイプ１２２の一端部が主パイプ１２１に連通接続される」とは、副パイプ１２２の一端部が主パイプ１２１に接続され、かつ副パイプ１２２の内部空間と主パイプ１２１の内部空間とが連通することを指す。
【００５８】
副パイプ１２２の内周面は主パイプ１２１と異なり、毛細管が形成されない。従って、副パイプ１２２の内周面は主パイプ１２１の内周面に比べて滑らかである。
【００５９】
本実施形態では、副パイプ１２２の長手方向が出力軸３２の軸線方向に対して平行である。すなわち、副パイプ１２２の他端部からハブ４１の回転軸（本実施形態の場合、出力軸３２の軸線）までの距離は、副パイプ１２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じである。
【００６０】
互いに連通する主パイプ１２１および副パイプ１２２の内部空間には少量の作動液が真空封入される。
本発明に係るヒートパイプに真空封入される作動液の具体例としては、水、アルコール等が挙げられる。
主パイプ１２１の内部空間のうち、主パイプ１２１の先端部に対応する部分（主パイプ１２１および副パイプ１２２が接続されている部分よりも主パイプ１２１の先端部寄りとなる部分）は、「作動液溜まり」としての機能を果たす。
【００６１】
以下では、図１を用いて冷却構造１００によるインホイールモータ１の冷却について説明する。
【００６２】
インホイールモータ１が車輪を回転駆動しているとき、インホイールモータ１は熱を発生しているので、フルードはインホイールモータ１が発生する熱を受け取り、フルードの温度は徐々に上昇する。
インホイールモータ１が車輪を回転駆動しているとき、すなわちインホイールモータ１が適用される自動車が走行しているとき、搬送ポンプ１１０はハウジング２０の内部に充填されるフルードをフルード溜まり５０に搬送する。従って、フルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度はインホイールモータ１が発生する熱により上昇している。
【００６３】
一方、インホイールモータ１が適用される自動車が走行しているとき、ブレーキディスク６１は車輪（不図示）と一体的に回転することにより常に新鮮な外気に接触するため、外気に熱を奪われて冷却される。その結果、ブレーキディスク６１の温度は比較的低温（外気とほぼ同じ温度）に維持される。
その結果、インホイールモータ１が適用される自動車が走行しているときには、フルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度がブレーキディスク６１の温度よりも高い状況が起こり得る。
【００６４】
フルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度がブレーキディスク６１の温度よりも高いとき、主パイプ１２１の基端部、すなわちフルード溜まり５０に隣接する部分がフルード溜まり５０に滞留するフルードから熱を受け取り、さらに主パイプ１２１の基端部の内周面に接触している「液化した作動液」が主パイプ１２１の基端部から熱を受け取って気化する。
【００６５】
主パイプ１２１の基端部から熱を受け取ることにより気化した作動液は、主パイプ１２１の内部空間を経て移動し、副パイプ１２２の内部空間に到達する。
副パイプ１２２の内部空間に到達した「気化した作動液」は、副パイプ１２２の内周面に接触し、副パイプ１２２に熱を受け渡して液化する。
【００６６】
副パイプ１２２に熱を受け渡して液化した作動液は、車輪およびハブ４１の回転に起因する遠心力により、副パイプ１２２の内周面を伝って移動し、主パイプ１２１の内部空間のうち主パイプ１２１の先端部に対応する部分、すなわち作動液溜まりとして機能する部分に到達する。
主パイプ１２１の内部空間のうち作動液溜まりとして機能する部分に到達した「液化した作動液」は、毛細管現象により遠心力に抗して主パイプ１２１の内周面を伝って移動し、主パイプ１２１の内部空間のうち基端部に対応する部分に到達する。
主パイプ１２１の内部空間のうち主パイプ１２１の基端部に対応する部分に到達した「液化した作動液」は、主パイプ１２１の基端部から熱を受け取って気化する。
【００６７】
以上の如き熱サイクルを繰り返すことにより、インホイールモータ１が発生した熱は、フルードおよびヒートパイプ１２０を経てブレーキディスク６１に受け渡され、ブレーキディスク６１を放熱体としてブレーキディスク６１から外気に逃がされる。
ブレーキディスク６１はその性質上、もともと優れた放熱性を有する部材であるため、冷却構造１００はインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００６８】
ディスクブレーキ６０が作動しているとき、すなわち走行中の自動車が減速しているとき、ブレーキディスク６１とブレーキパッド６３・６３との間で摩擦熱が発生し、ブレーキディスク６１の温度が上昇する。また、自動車がディスクブレーキ６０の制動により停止した後もしばらくは（ブレーキディスク６１の冷却が進むまでは）ブレーキディスク６１の温度が高い状態となる。
その結果、走行中の自動車が減速しているときおよび自動車が停止してからしばらくの間は、ブレーキディスク６１の温度がフルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度よりも高い状況が起こり得る。
【００６９】
ブレーキディスク６１の温度がフルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度よりも高いとき、副パイプ１２２がブレーキディスク６１から熱を受け取ることにより副パイプ１２２の温度が上昇する。
しかし、副パイプ１２２の内周面には毛細管が形成されていないので、副パイプ１２２の内周面に「液化した作動液」が供給されず、副パイプ１２２から作動液への熱の受け渡しは起こらない。
従って、ブレーキディスク６１の熱がヒートパイプ１２０およびフルードを介してインホイールモータ１に受け渡される（熱が逆流する）ことはない。
【００７０】
以上の如く、冷却構造１００は、
駆動力を発生するモータ本体１０およびモータ本体１０を収容するハウジング２０を備えるとともにハウジング２０に回転可能に支持されるハブ４１に固定される車輪を回転駆動するインホイールモータ１を冷却するものであって、
ハウジング２０の内部に充填されるフルードをハウジング２０とハブ４１との回転支持部に形成されたフルード溜まり５０に搬送する搬送ポンプ１１０と、
ハブ４１に固定され、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すヒートパイプ１２０と、
を具備し、
ヒートパイプ１２０は、
基端部がフルード溜まり５０に隣接し、先端部がハブ４１の外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプ１２１と、
一端部が主パイプ１２１の先端部から所定長さ（本実施形態では、長さＬ）だけ主パイプ１２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がブレーキディスク６１に当接し、内周面には毛細管が形成されず、他端部からハブ４１の回転軸までの距離が一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じとなる副パイプ１２２と、
を備える。
このように構成することにより、もともと放熱性に優れるブレーキディスク６１を放熱体として利用することが可能であり、ひいてはインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００７１】
本実施形態では、主パイプ１２１の基端部がフルード溜まり５０に隣接する位置に配置され、主パイプ１２１の基端部の外周面がフルード溜まり５０に滞留するフルードに接触することによりフルードから熱を受け取るが、本発明はこれに限定されない。
すなわち、主パイプ１２１の一端部がフルード溜まり５０に滞留するフルードに接触しなくても、主パイプ１２１の一端部とフルード溜まり５０との間に熱伝導性が高い部材が介装されている場合には、フルード溜まり５０に滞留するフルードから当該部材を介して主パイプ１２１の一端部に熱を受け渡すことが可能である。
従って、「主パイプの基端部がフルード溜まりに隣接する位置に配置される」とは、主パイプの基端部がフルード溜まりに滞留するフルードに接触可能な位置に配置される場合のみならず、主パイプの基端部がフルード溜まりに滞留するフルードに接触しないが主パイプの基端部とフルード溜まりに滞留するフルードとの間で熱の受け渡しが可能な位置に配置される場合をも含む。
【００７２】
主パイプの内部空間のうち、主パイプの先端部に対応する部分、すなわち主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さ（所定の長さ）は、「作動液溜まり」としての機能を果たすことが可能か否かに基づいて設定されることが望ましい。
すなわち、主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さが過大である場合には液化した作動液を毛細管により主パイプの基端部に移動させる距離が大きくなるため、作動液をヒートパイプの内部空間で効率良く循環させる（効率良く熱を移動させる）上で不利になり、主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さが過小である場合には液化した作動液が副パイプの内部空間に逆流し易くなるので、熱の逆流を招来する恐れがある。
従って、主パイプの内部空間のうち、主パイプの先端部に対応する部分、すなわち主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さは、上記問題点を勘案した上で適切な長さに設定されることが望ましい。
【００７３】
以下では、図２を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第二実施形態である冷却構造２００について説明する。
冷却構造２００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造２００は搬送ポンプ２１０およびヒートパイプ２２０・２２０・・・を具備する。
【００７４】
搬送ポンプ２１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）をフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ２１０は胴体部２１１および回転部２１２を備える。
なお、本実施形態の搬送ポンプ２１０の基本的な構成は図１に示す搬送ポンプ１１０の構成と略同じであることから、搬送ポンプ２１０の詳細な説明を省略する。
【００７５】
ヒートパイプ２２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ２２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ２２０は主パイプ２２１および一対の副パイプ２２２・２２２を備える。
【００７６】
主パイプ２２１は本発明に係る主パイプの実施の一形態である。
主パイプ２２１は熱伝導率が高い材料からなり、両端が閉塞された筒状の部材である。主パイプ２２１の内周面には毛細管が形成される。
【００７７】
図２に示す如く、主パイプ２２１の中央部はフルード溜まり５０に隣接する位置に配置され、主パイプ２２１の一対の端部はそれぞれハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に配置される。
【００７８】
一対の副パイプ２２２・２２２はいずれも本発明に係る副パイプの実施の一形態である。
一対の副パイプ２２２・２２２の一端部はそれぞれ主パイプ２２１の一対の端部から所定長さ（本実施形態では、図２に示す長さＬ）だけ主パイプ２２１の中央部寄りとなる位置に連通接続され、一対の副パイプ２２２・２２２の他端部はそれぞれブレーキディスク６１に当接する。
【００７９】
一対の副パイプ２２２・２２２の内周面は主パイプ２２１と異なり、毛細管が形成されない。従って、一対の副パイプ２２２・２２２の内周面はいずれも主パイプ２２１の内周面に比べて滑らかである。
【００８０】
本実施形態では、一対の副パイプ２２２・２２２の長手方向がいずれも出力軸３２の軸線方向に対して平行である。すなわち、一対の副パイプ１２２の他端部からハブ４１の回転軸（本実施形態の場合、出力軸３２の軸線）までの距離は、いずれも一対の副パイプ２２２・２２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じである。
【００８１】
互いに連通する主パイプ２２１および一対の副パイプ２２２・２２２の内部空間には少量の作動液が真空封入される。
主パイプ２２１の内部空間のうち、主パイプ２２１の一対の端部に対応する部分（主パイプ２２１および副パイプ２２２が接続されている部分を挟んで主パイプ２２１の中央部の反対側となる部分）は、「作動液溜まり」としての機能を果たす。
【００８２】
図２に示すヒートパイプ２２０は、ちょうど図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０の基端部を連通接続し、二つのヒートパイプ１２０・１２０の連通接続された部分を中央部としたものに相当する。
すなわち、図２に示すヒートパイプ２２０と図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０との相違は「主パイプの基端部がフルード溜まりに隣接する部分において他の主パイプの基端部と連通接続されているか否か」である。
そして、「主パイプの基端部がフルード溜まりに隣接する部分において他の主パイプの基端部と連通接続されているか否か」はインホイールモータの冷却効果に関して差異はない。
これは、図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０の基端部は同一のフルード溜まり５０に滞留するフルードとの間で熱の受け渡しを行うことから、二つのヒートパイプ１２０・１２０の温度は略同じ温度となり、仮に二つのヒートパイプ１２０・１２０の基端部を連通接続しても二つのヒートパイプ１２０・１２０の一方から他方に大量の作動液が移動することはないことによる。
【００８３】
従って、図２に示すヒートパイプ２２０は、図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０と同様に、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すことが可能である。
【００８４】
以上の如く、冷却構造２００は、
駆動力を発生するモータ本体１０およびモータ本体１０を収容するハウジング２０を備えるとともにハウジング２０に回転可能に支持されるハブ４１に固定される車輪を回転駆動するインホイールモータ１を冷却するものであって、
ハウジング２０の内部に充填されるフルードをハウジング２０とハブ４１との回転支持部に形成されたフルード溜まり５０に搬送する搬送ポンプ２１０と、
ハブ４１に固定され、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すヒートパイプ２２０と、
を具備し、
ヒートパイプ２２０は、
中央部がフルード溜まり５０に隣接し、一対の端部がそれぞれハブ４１の外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプ２２１と、
一端部がそれぞれ主パイプ２２１の一対の端部から所定長さだけ主パイプ２２１の中央部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がそれぞれブレーキディスク６１に当接し、内周面には毛細管が形成されず、他端部からハブ４１の回転軸までの距離が一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じとなる一対の副パイプ２２２・２２２と、
を備える。
このように構成することにより、もともと放熱性に優れるブレーキディスク６１を放熱体として利用することが可能であり、ひいてはインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００８５】
以下では、図３を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第三実施形態である冷却構造３００について説明する。
冷却構造３００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造３００は搬送ポンプ３１０およびヒートパイプ３２０・３２０・・・を具備する。
ここで、図３に示す如く、冷却構造３００が適用されるインホイールモータ１により回転駆動されるハブ４１とブレークディスク６１との位置関係は図１に示すものとは異なり、ブレーキディスク６１の外縁部がハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に固定される。
【００８６】
搬送ポンプ３１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）をフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ３１０は胴体部３１１および回転部３１２を備える。
なお、本実施形態の搬送ポンプ３１０の基本的な構成は図１に示す搬送ポンプ１１０の構成と略同じであることから、搬送ポンプ３１０の詳細な説明を省略する。
【００８７】
ヒートパイプ３２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ３２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ３２０は主パイプ３２１および副パイプ３２２を備える。
【００８８】
主パイプ３２１は本発明に係る主パイプの実施の一形態である。
本実施形態の主パイプ３２１の構成は図１に示す主パイプ１２１の構成と略同じであることから、主パイプ３２１の詳細な説明を省略する。
【００８９】
副パイプ３２２は本発明に係る副パイプの実施の一形態である。
副パイプ３２２の一端部は主パイプ３２１の先端部から所定長さ（本実施形態では、図３に示す長さＬ）だけ主パイプ３２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、副パイプ３２２の他端部はブレーキディスク６１に当接する。
【００９０】
副パイプ３２２の内周面は主パイプ３２１と異なり、毛細管が形成されない。従って、副パイプ３２２の内周面は主パイプ３２１の内周面に比べて滑らかである。
【００９１】
本実施形態では、副パイプ３２２は中途部で屈曲しつつブレーキディスク６１の外縁部から内縁部に向かって延びた形で配置され、副パイプ３２２の他端部はブレーキディスク６１の内縁部に配置される。
すなわち、副パイプ３２２の他端部からハブ４１の回転軸（本実施形態の場合、出力軸３２の軸線）までの距離は、副パイプ３２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離よりも短い。
【００９２】
互いに連通する主パイプ３２１および副パイプ３２２の内部空間には少量の作動液が真空封入される。
主パイプ３２１の内部空間のうち、主パイプ３２１の先端部に対応する部分（主パイプ３２１および副パイプ３２２が接続されている部分よりも主パイプ３２１の先端部寄りとなる部分）は、「作動液溜まり」としての機能を果たす。
【００９３】
以上の如く、冷却構造３００は、副パイプ３２２の他端部からハブ４１の回転軸までの距離を副パイプ３２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離よりも短くすることにより、図１に示す如き「副パイプ１２２の他端部からハブ４１の回転軸までの距離が副パイプ１２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じである」場合に比べて、副パイプ３２２の内周面に接触して液化した作動液を遠心力の作用により、更に速やかに主パイプ３２１の内部空間のうち「作動液溜まり」としての機能を果たす部分に移動させることが可能である。
従って、ヒートパイプ３２０の内部空間における作動液の循環を促進することが可能であり、ひいてはインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００９４】
また、冷却構造３００をブレーキディスク６１の外縁部がハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に固定される構成に適用した場合、副パイプ３２２の長手方向がブレーキディスク６１の半径方向に延びた状態で副パイプ３２２をブレーキディスク６１に当接させることが可能である。
従って、副パイプ３２２からブレーキディスク６１に受け渡される熱をブレーキディスク６１の広範囲に分散させることが可能であり、放熱性能が向上する。
【００９５】
以下では、図４を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第四実施形態である冷却構造４００について説明する。
冷却構造４００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造４００は搬送ポンプ４１０、ヒートパイプ４２０・４２０・・・および二次ヒートパイプ４３０・４３０・・・を具備する。
【００９６】
搬送ポンプ４１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルードをフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ４１０は胴体部４１１および回転部４１２を備える。
なお、本実施形態の搬送ポンプ４１０の基本的な構成は図１に示す搬送ポンプ１１０の構成と略同じであることから、搬送ポンプ４１０の詳細な説明を省略する。
【００９７】
ヒートパイプ４２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ４２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ４２０は主パイプ４２１および副パイプ４２２を備える。
なお、本実施形態のヒートパイプ４２０の基本的な構成は図１に示すヒートパイプ１２０の構成と略同じであることから、ヒートパイプ４２０の詳細な説明を省略する。
【００９８】
二次ヒートパイプ４３０は本発明に係る二次ヒートパイプの実施の一形態であり、ヒートパイプ４２０の副パイプ４２２から受け取った熱をブレーキディスク６１に受け渡すものである。
二次ヒートパイプ４３０はブレーキディスク６１に固定される。二次ヒートパイプ４３０は中途部で屈曲しており、中途部から基端部までの部分が副パイプ４２２に当接し、中途部から先端部までの部分がブレーキディスク６１の内縁部から外縁部に向かって延びている。
【００９９】
このように、冷却構造４００は、二次ヒートパイプ４３０を具備することにより、フルードからヒートパイプ４２０に受け渡された熱をブレーキディスク６１の広範囲に分散させることが可能であり、放熱性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第一実施形態を示す断面図。
【図２】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第二実施形態を示す断面図。
【図３】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第三実施形態を示す断面図。
【図４】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第四実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ モータ本体
２０ ハウジング
４１ ハブ
５０ フルード溜まり
６１ ブレーキディスク
１００ 冷却構造（インホイールモータ冷却構造の第一実施形態）
１１０ 搬送ポンプ
１２０ ヒートパイプ
１２１ 主パイプ
１２２ 副パイプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータを冷却する技術に関する。
より詳細には、インホイールモータを冷却するために、インホイールモータが回転駆動する車輪に設けられるディスクブレーキのディスクを放熱体として利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪のホイールのリムに囲まれた空間に配置されたインホイールモータの駆動力により車輪を駆動する自動車は知られている。このようなインホイールモータを駆動源とする自動車は、近年の環境問題への意識の高まりに伴い、自動車（のエンジン）から排出される二酸化炭素を削減する手段の一つとして注目されている。
【０００３】
インホイールモータを駆動源とする自動車の更なる普及を促進するためには、従来のエンジンを駆動源とする自動車と同等あるいはそれ以上の走行性能（走行速度、加速性能）が要求され、ひいてはインホイールモータの更なる高出力化が要求される。
しかし、インホイールモータの高出力化はインホイールモータの駆動時の発熱の増大を伴うため、インホイールモータにおいて発生する熱を効率良く逃がす、すなわちインホイールモータを効率良く冷却する技術が必要となる。
【０００４】
インホイールモータを冷却する技術としては、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の技術が知られている。
【０００５】
特許文献１に記載の車両用ホイール駆動装置は、ステータコイルとハウジングとをヒートパイプを用いて電気的に絶縁しつつ接続することにより、ステータコイルの熱をヒートパイプを通じてハウジングに伝達し、ハウジングから外気に熱を逃がす。
【０００６】
特許文献２に記載のモータは、ステータにオイルを供給するためにハウジングに形成された油路にヒートパイプの一端を挿入し、当該ヒートパイプの他端をハウジングの外部に配置するとともにヒートパイプの他端に一体的に放熱フィンを形成することにより、ステータコイルの熱をオイルおよびヒートパイプ（放熱フィン）を通じて外気に逃がす。
【０００７】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載の技術は以下の問題を有する。
すなわち、インホイールモータは車輪のホイールのリムに囲まれた空間に配置されるため、ハウジングはインホイールモータと車輪のホイールのリムとの隙間にある外気と接触することとなるが、インホイールモータの高出力化によりインホイールモータが大型化するとインホイールモータと車輪のホイールのリムとの隙間が狭くなり、当該隙間の通気性が悪化し、当該隙間に存在する外気が滞留し易くなる。
そうすると、インホイールモータと車輪のホイールのリムとの隙間に存在する外気の温度が上昇し、ハウジングと当該外気との間の熱伝導が阻害される。
このように、インホイールモータの高出力化が進むと、特許文献１および特許文献２に記載の技術ではインホイールモータを効率良く冷却することが困難となる。
【０００８】
特許文献３に記載のインホイールモータ構造は、インホイールモータに熱伝達部材および熱伝達部材を移動させる油圧シリンダを設け、当該油圧シリンダが作動して熱伝達部材を車輪のホイールに設けられたディスクブレーキのディスクに当接させることにより、熱伝達部材を通じてインホイールモータの熱を当該ディスクに伝達し、当該ディスクから外気に逃がす。
【０００９】
しかし、特許文献３に記載のインホイールモータ構造は、熱伝達部材とディスクとの間の熱伝導を効率良く行うために熱伝達部材とディスクとの当接面積を十分に確保するとともに熱伝達部材とディスクとを密着させることを要するが、ディスクは車輪のホイールに固定され、車両の走行時には車輪と一体的に回転する部材であるため、車両の走行時に熱伝達部材とディスクブレーキのディスクとが密着しているとこれらの当接面において摩擦熱が発生してしまう。
そのため、走行中には熱伝達部材をディスクブレーキのディスクから離間しなければならず、走行中に発生するインホイールモータの熱をディスクブレーキのディスクから外気に逃がすことが出来ない。
また、車両が停止した直後はそれまでディスクブレーキが制動するために発生した摩擦熱によりディスクブレーキのディスクの温度が上昇しており、熱伝達部材とディスクブレーキのディスクとを当接させると却ってディスクブレーキの制動による摩擦熱がインホイールモータに向かって伝達される（熱が逆流する）ので、ディスクブレーキのディスクの温度が十分に低下してから熱伝達部材とディスクブレーキのディスクとを当接させなければならない。
【特許文献１】特開２００６−２８２１５８号公報
【特許文献２】特開２００８−７２８８１号公報
【特許文献３】特開２００６−２１１７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、インホイールモータを効率良く冷却することが可能なインホイールモータ冷却構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、
基端部が前記フルード溜まりに隣接し、先端部が前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部が前記主パイプの先端部から所定長さだけ前記主パイプの基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部が前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる副パイプと、
を備えるものである。
【００１３】
請求項２においては、
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、中央部が前記フルード溜まりに隣接し、一対の端部がそれぞれ前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部がそれぞれ前記主パイプの一対の端部から所定長さだけ前記主パイプの中央部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がそれぞれ前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる一対の副パイプと、
を備えるものである。
【００１４】
請求項３においては、
前記ブレーキディスクに固定され、前記副パイプから受け取った熱を前記ブレーキディスクに受け渡す二次ヒートパイプを具備するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、インホイールモータを効率良く冷却することが可能である、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、図１を用いて冷却構造１００が適用されるインホイールモータ１について説明する。
【００１７】
インホイールモータ１は車輪（不図示）を回転駆動するものであり、モータ本体１０、ハウジング２０および減速機構３０を備える。
【００１８】
本実施形態のインホイールモータ１は自動車の車輪を回転駆動するものであるが、本発明に係るインホイールモータはこれに限定されない。
すなわち、本発明に係るインホイールモータは、自動二輪車、電動アシスト機能付き自転車等、種々の車両に設けられた車輪を回転駆動する用途に適用可能である。
【００１９】
本発明に係るインホイールモータは全体が車輪のホイールのリムに囲まれる空間に収容されるモータに限定されない。
すなわち、一部が車輪のホイールのリムに囲まれる空間に収容され、残りの部分が車輪のホイールのリムに囲まれる空間からはみ出ているモータもインホイールモータに含まれる。
【００２０】
モータ本体１０は本発明に係るモータ本体の実施の一形態であり、駆動力を発生するものである。
モータ本体１０は回転軸１１、ロータ１２およびステータ１３を有する。
【００２１】
回転軸１１は略円柱形状の部材であり、後述するロータ１２が回転する際の中心軸となるものである。
【００２２】
ロータ１２はインホイールモータ１が駆動力を発生する際に回転する部材である。本実施形態のロータ１２は永久磁石からなる界磁（磁界を発生させるもの）であり、略円筒形状を成す。
ロータ１２は回転軸１１の中途部に固定され、ロータ１２および回転軸１１が一体的に回転する。
【００２３】
ステータ１３はインホイールモータ１が駆動力を発生する際に固定されている（回転しない）部材である。本実施形態のステータ１３は通電可能なコイルからなる電機子（界磁と相互作用してトルク（駆動力）を得るための磁界を発生するもの）であり、略円筒形状を成す。
【００２４】
本実施形態のインホイールモータ１はロータ１２を界磁とするとともにステータ１３を電機子とするモータ（回転界磁形のモータ）であるが、本発明に係るインホイールモータ冷却構造の適用対象たるモータはこれに限定されず、ロータを電機子とするとともにステータを界磁とするモータ（回転電機子形のモータ）でも良い。
また、本実施形態のインホイールモータ１はロータ１２の外周面がステータ１３の内周面に対向する（ロータ１２がステータ１３の内側に配置される）モータ、すなわちインナーロータ型のモータであるが、本発明に係るインホイールモータ冷却構造の適用対象たるモータはこれに限定されず、ロータの内周面がステータの外周面に対向する（ロータ１２がステータ１３の外側に配置される）モータ、すなわちアウターロータ型のモータでも良い。
【００２５】
ハウジング２０は本発明に係るハウジングの実施の一形態である。ハウジング２０はインホイールモータ１の主たる構造体を成す部材であり、モータ本体１０および減速機構３０を収容する。
ハウジング２０はケース２１およびキャップ２２を有する。
本実施形態では、非磁性体の一例であるアルミニウム合金を射出成形することによりケース２１およびキャップ２２が成形される。
【００２６】
ケース２１は一端部が大きく開口した部材であり、ケース２１の内部にはモータ本体１０および減速機構３０が収容される。モータ本体１０のうち、回転軸１１の一端部は軸受けを介してケース２１に回転可能に軸支され、ステータ１３の一端部はケース２１に固定される。
【００２７】
キャップ２２はケース２１の一端部を閉塞する部材である。モータ本体１０のうち、回転軸１１の他端部は軸受けを介してキャップ２２に回転可能に軸支され、ステータ１３の他端部はキャップ２２に固定される。
【００２８】
減速機構３０はモータ本体１０が発生した駆動力を減速して車輪（不図示）に伝達するものである。
減速機構３０はギヤ３１および出力軸３２を有する。
【００２９】
ギヤ３１は回転軸１１の一端部に固定される平歯車であり、ギヤ３１の外周面には歯３１ａ・３１ａ・・・が形成される。
【００３０】
出力軸３２はモータ本体１０が発生する駆動力をインホイールモータ１の外部に出力する部材であり、軸受けを介してケース２１に回転可能に軸支される。
出力軸３２は胴体部３２ａ、フランジ部３２ｂおよび円筒部３２ｃを有し、これらが連なった形状を成す。
胴体部３２ａは出力軸３２のうちハウジング２０の外部に突出する部分を成す略円柱形状の部材である。
フランジ部３２ｂは胴体部３２ａの基端部に延設される略円盤形状の部材である。
円筒部３２ｃはフランジ部３２ｂに延設される略円筒形状の部材である。より詳細には、円筒部３２ｃの一端部がフランジ部３２ｂの外縁部に沿って延設される。
円筒部３２ｃの外周面には、歯３２ｄ・３２ｄ・・・が形成される。円筒部３２ｃの歯３２ｄ・３２ｄ・・・はギヤ３１の歯３１ａ・３１ａ・・・に噛合する。
出力軸３２には、フランジ部３２ｂにおいて胴体部３２ａの基端部が延設される盤面の反対側の盤面の中央部と胴体部３２ａの外周面の先端部とを連通する搬送孔３２ｅが形成される。
【００３１】
ステータ１３を構成するコイルに通電すると、回転軸１１、ロータ１２およびギヤ３１を合わせたものが回転し、駆動力が発生する。
回転軸１１、ロータ１２およびギヤ３１を合わせたものが回転することにより、ギヤ３１に噛合する出力軸３２が回転する。ギヤ３１の歯３１ａ・３１ａ・・・の数は円筒部３２ｃの歯３２ｄ・３２ｄ・・・の数よりも少ないので、出力軸３２は回転軸１１よりも少ない回転数で回転する。
【００３２】
ハウジング２０の内部空間（モータ本体１０および減速機構３０とハウジング２０との隙間）にはフルードが充填される。フルードはインホイールモータ１の内部の冷却およびインホイールモータ１を構成する各部材の潤滑を目的とする液体である。
本実施形態のフルードは潤滑油からなるが本発明に係るフルードはこれに限定されず、インホイールモータの内部に充填可能かつ熱の受け渡しが可能な液体であれば本発明に係るフルードとして用いることが可能である。
【００３３】
以下では、図１を用いてハブ機構４０について説明する。
ハブ機構４０は車輪（不図示）をインホイールモータ１のハウジング２０に回転可能に支持するものである。
ハブ機構４０はハブ４１、ハブ支持部材４２、ボール４３・４３・・・およびシールリング４４を具備する。
【００３４】
ハブ４１はハブ機構４０のうち、車輪（不図示）に固定される部材である。
ハブ４１は本発明に係るハブの実施の一形態である。ハブ４１は円盤部４１ａおよび円筒部４１ｂを有する。
【００３５】
円盤部４１ａはハブ４１の主たる構造体を成す略円盤形状の部材である。円盤部４１ａの中心部には貫通孔が形成される。円盤部４１ａに形成された貫通孔に出力軸３２の胴体部３２ａの先端部を嵌装することにより、円盤部４１ａは出力軸３２の胴体部３２ａに相対回転不能に固定される。
また、車輪（不図示）のホイールはボルト締結により円盤部４１ａ、ひいてはハブ４１に固定される。
【００３６】
円筒部４１ｂは略円筒形状の部材であり、円盤部４１ａに固定される。円筒部４１ｂが円盤部４１ａに固定されたとき、円筒部４１ｂの軸線と円盤部４１ａの軸線とは一直線となる。円筒部４１ｂの内周面には全周にわたって周方向に延びたリング状の突起が形成される。
【００３７】
ハブ支持部材４２はハブ４１をインホイールモータ１のハウジング２０に回転可能に支持する部材である。
ハブ支持部材４２は円筒部４２ａおよびフランジ部４２ｂを有し、これらが連なった形状を成す。
【００３８】
円筒部４２ａは略円筒形状の部材であり円筒部４２ａの内周面には全周にわたって周方向に延びたリング状の窪みが形成される。
円筒部４２ａには、円筒部４２ａの一端部と他端部とを連通する戻り孔４２ｃが形成される。
【００３９】
フランジ部４２ｂは中央に孔が形成された略円盤形状の部材である。フランジ部４２ｂの内縁部に沿って円筒部４２ａの一端が延設される。フランジ部４２ｂはハウジング２０のケース２１に固定される。フランジ部４２ｂがハウジング２０のケース２１に固定されたとき、出力軸３２の胴体部３２ａは円筒部４２ａを貫通する。また、出力軸３２の胴体部３２ａの中途部は軸受けを介して円筒部４２ａに回転可能に軸支される。
【００４０】
ボール４３・４３・・・は球状の部材である。ボール４３・４３・・・はハブ４１の円筒部４１ｂの内周面とハブ支持部材４２のフランジ部４２ｂの外周面との隙間に配置され、ハブ４１の円筒部４１ｂの内周面およびハブ支持部材４２のフランジ部４２ｂの外周面に当接しつつ転動可能である。
また、ボール４３・４３・・・がハブ４１の円筒部４１ｂの内周面に形成された突起およびハブ支持部材４２のフランジ部４２ｂの外周面に形成された窪みに係合することにより、ハブ４１がハブ支持部材４２から脱落することが防止される（ハブ４１の軸線方向へ移動が規制される）。
このように、ハブ４１はハブ支持部材４２およびボール４３・４３・・・を介してハウジング２０のケース２１に回転可能に支持される。
【００４１】
シールリング４４はリング状の部材であり、ハブ４１の円盤部４１ａの盤面とハブ支持部材４２の円筒部４２ａの端面との隙間に介装される。シールリング４４はハブ４１の円盤部４１ａの盤面およびハブ支持部材４２の円筒部４２ａの端面に液密的かつ摺動可能に当接する。
【００４２】
インホイールモータ１のステータ１３を構成するコイルに通電すると出力軸３２が回転し、出力軸３２の胴体部３２ａに固定されたハブ４１およびハブ４１（円盤部４１ａ）に固定される車輪（不図示）もまた回転する。
以上の如く、インホイールモータ１はハブ４１（円盤部４１ａ）に固定される車輪（不図示）を回転駆動する。
【００４３】
以下では、図１を用いてフルード溜まり５０について説明する。
フルード溜まり５０は本発明に係るフルード溜まりの実施の一形態であり、ハウジング２０とハブ４１との回転支持部に形成される。
本実施形態のフルード溜まり５０は、ハブ４１の円盤部４１ａの盤面、シールリング４４、ハブ支持部材４２の円筒部４２ａの端面、出力軸３２の胴体部３２ａをハブ支持部材４２の円筒部４２ａに軸支する軸受け、および出力軸３２の胴体部３２ａの外周面に囲まれる空間として形成される。
【００４４】
胴体部３２ａにおける外周面の先端部側に設けられた搬送孔３２ｅの開口部および円筒部４２ａにおけるハブ４１側の端部に設けられた戻り孔４２ｃの開口部は、フルード溜まり５０に臨む位置に形成される。
従って、フルード溜まり５０は、搬送孔３２ｅおよび戻り孔４２ｃを介してハウジング２０の内部（空間）と連通している。
【００４５】
以下では、図１を用いてディスクブレーキ６０について説明する。
ディスクブレーキ６０はインホイールモータ１により回転駆動される車輪（不図示）を制動するものである。
ディスクブレーキ６０はブレーキディスク６１、ブレーキキャリパ６２およびブレーキパッド６３・６３を備える。
【００４６】
ブレーキディスク６１は本発明に係るブレーキディスクの実施の一形態であり、中央に孔が形成された略円盤形状の部材である。ブレーキディスク６１の内縁部はハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に固定される。従って、ブレーキディスク６１はハブ４１、ひいては車輪（不図示）と一体的に回転する。
【００４７】
ブレーキキャリパ６２はブレーキパッド６３・６３を進退可能に支持する部材である。
本実施形態のブレーキキャリパ６２には一対の油圧シリンダが設けられ、当該一対の油圧シリンダのシリンダロッドの先端部にそれぞれブレーキパッド６３・６３が固定される。
本実施形態のブレーキキャリパ６２は図示せぬ固定部材を介してハウジング２０のケース２１に固定される。
【００４８】
ブレーキパッド６３・６３はブレーキディスク６１の盤面に当接することによりブレーキディスク６１との間で摩擦力、ひいては制動力を発生する部材である。
ブレーキパッド６３・６３はブレーキキャリパ６２に設けられた油圧シリンダが作動することによりブレーキディスク６１の盤面に押し付けられる。
【００４９】
以下では、図１を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第一実施形態である冷却構造１００について説明する。
冷却構造１００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造１００は搬送ポンプ１１０およびヒートパイプ１２０・１２０・・・を具備する。
【００５０】
搬送ポンプ１１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）をフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ１１０は胴体部１１１および回転部１１２を備える。
【００５１】
胴体部１１１はケース２１に固定される部材であり、回転部１１２は胴体部１１１に相対回転可能に軸支される部材である。回転部１１２は出力軸３２に形成された搬送孔３２ｅのフランジ部３２ｂ側の開口部に相対回転不能に嵌装される。
【００５２】
インホイールモータ１のステータ１３を構成するコイルに通電することによりインホイールモータ１が駆動力を発生すると、搬送ポンプ１１０の回転部１１２が出力軸３２と一体的に回転する。
搬送ポンプ１１０は、回転部１１２が胴体部１１１に対して相対的に回転することにより、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）を胴体部１１１の内部に吸引するとともに吸引したフルードを回転部１１２の先端部から吐出する。
回転部１１２の先端部から吐出されたフルードは搬送孔３２ｅを経てフルード溜まり５０に搬送される。フルード溜まり５０に搬送されたフルードは戻り孔４２ｃを経てハウジング２０の内部に戻される。
【００５３】
本実施形態では搬送ポンプ１１０はインホイールモータ１が発生する駆動力により作動する（フルードをフルード溜まり５０に搬送する）が、本発明はこれに限定されない。
例えば、搬送ポンプがインホイールモータから独立して電動で作動する電動ポンプでも良い。
【００５４】
ヒートパイプ１２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ１２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ１２０は主パイプ１２１および副パイプ１２２を備える。
【００５５】
主パイプ１２１は本発明に係る主パイプの実施の一形態である。
主パイプ１２１は熱伝導率が高い材料（例えば、銅、銅合金、鉄、ステンレス鋼等）からなり、両端が閉塞された筒状の部材である。主パイプ１２１の内周面には毛細管が形成される。
本発明に係る主パイプの内周面に形成される毛細管は、主パイプの内周面に沿って金網（ｍｅｓｈ）あるいは細い金属線（ｆｉｎｅ ｗｉｒｅ）を配置することにより形成されても良く、主パイプの内周面に主パイプの長手方向に延びた複数の細い溝（ｇｒｏｏｖｅｓ）を穿設することにより形成しても良い。
【００５６】
図１に示す如く、主パイプ１２１の基端部はフルード溜まり５０に隣接する位置に配置され、主パイプ１２１の先端部はハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に配置される。
本実施形態では、複数のヒートパイプ１２０・１２０・・・が出力軸３２の軸線方向から見て放射状に配置される。
【００５７】
副パイプ１２２は本発明に係る副パイプの実施の一形態である。
副パイプ１２２の一端部は主パイプ１２１の先端部から所定長さ（本実施形態では、図１に示す長さＬ）だけ主パイプ１２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、副パイプ１２２の他端部はブレーキディスク６１に当接する。
ここで、「副パイプ１２２の一端部が主パイプ１２１に連通接続される」とは、副パイプ１２２の一端部が主パイプ１２１に接続され、かつ副パイプ１２２の内部空間と主パイプ１２１の内部空間とが連通することを指す。
【００５８】
副パイプ１２２の内周面は主パイプ１２１と異なり、毛細管が形成されない。従って、副パイプ１２２の内周面は主パイプ１２１の内周面に比べて滑らかである。
【００５９】
本実施形態では、副パイプ１２２の長手方向が出力軸３２の軸線方向に対して平行である。すなわち、副パイプ１２２の他端部からハブ４１の回転軸（本実施形態の場合、出力軸３２の軸線）までの距離は、副パイプ１２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じである。
【００６０】
互いに連通する主パイプ１２１および副パイプ１２２の内部空間には少量の作動液が真空封入される。
本発明に係るヒートパイプに真空封入される作動液の具体例としては、水、アルコール等が挙げられる。
主パイプ１２１の内部空間のうち、主パイプ１２１の先端部に対応する部分（主パイプ１２１および副パイプ１２２が接続されている部分よりも主パイプ１２１の先端部寄りとなる部分）は、「作動液溜まり」としての機能を果たす。
【００６１】
以下では、図１を用いて冷却構造１００によるインホイールモータ１の冷却について説明する。
【００６２】
インホイールモータ１が車輪を回転駆動しているとき、インホイールモータ１は熱を発生しているので、フルードはインホイールモータ１が発生する熱を受け取り、フルードの温度は徐々に上昇する。
インホイールモータ１が車輪を回転駆動しているとき、すなわちインホイールモータ１が適用される自動車が走行しているとき、搬送ポンプ１１０はハウジング２０の内部に充填されるフルードをフルード溜まり５０に搬送する。従って、フルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度はインホイールモータ１が発生する熱により上昇している。
【００６３】
一方、インホイールモータ１が適用される自動車が走行しているとき、ブレーキディスク６１は車輪（不図示）と一体的に回転することにより常に新鮮な外気に接触するため、外気に熱を奪われて冷却される。その結果、ブレーキディスク６１の温度は比較的低温（外気とほぼ同じ温度）に維持される。
その結果、インホイールモータ１が適用される自動車が走行しているときには、フルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度がブレーキディスク６１の温度よりも高い状況が起こり得る。
【００６４】
フルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度がブレーキディスク６１の温度よりも高いとき、主パイプ１２１の基端部、すなわちフルード溜まり５０に隣接する部分がフルード溜まり５０に滞留するフルードから熱を受け取り、さらに主パイプ１２１の基端部の内周面に接触している「液化した作動液」が主パイプ１２１の基端部から熱を受け取って気化する。
【００６５】
主パイプ１２１の基端部から熱を受け取ることにより気化した作動液は、主パイプ１２１の内部空間を経て移動し、副パイプ１２２の内部空間に到達する。
副パイプ１２２の内部空間に到達した「気化した作動液」は、副パイプ１２２の内周面に接触し、副パイプ１２２に熱を受け渡して液化する。
【００６６】
副パイプ１２２に熱を受け渡して液化した作動液は、車輪およびハブ４１の回転に起因する遠心力により、副パイプ１２２の内周面を伝って移動し、主パイプ１２１の内部空間のうち主パイプ１２１の先端部に対応する部分、すなわち作動液溜まりとして機能する部分に到達する。
主パイプ１２１の内部空間のうち作動液溜まりとして機能する部分に到達した「液化した作動液」は、毛細管現象により遠心力に抗して主パイプ１２１の内周面を伝って移動し、主パイプ１２１の内部空間のうち基端部に対応する部分に到達する。
主パイプ１２１の内部空間のうち主パイプ１２１の基端部に対応する部分に到達した「液化した作動液」は、主パイプ１２１の基端部から熱を受け取って気化する。
【００６７】
以上の如き熱サイクルを繰り返すことにより、インホイールモータ１が発生した熱は、フルードおよびヒートパイプ１２０を経てブレーキディスク６１に受け渡され、ブレーキディスク６１を放熱体としてブレーキディスク６１から外気に逃がされる。
ブレーキディスク６１はその性質上、もともと優れた放熱性を有する部材であるため、冷却構造１００はインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００６８】
ディスクブレーキ６０が作動しているとき、すなわち走行中の自動車が減速しているとき、ブレーキディスク６１とブレーキパッド６３・６３との間で摩擦熱が発生し、ブレーキディスク６１の温度が上昇する。また、自動車がディスクブレーキ６０の制動により停止した後もしばらくは（ブレーキディスク６１の冷却が進むまでは）ブレーキディスク６１の温度が高い状態となる。
その結果、走行中の自動車が減速しているときおよび自動車が停止してからしばらくの間は、ブレーキディスク６１の温度がフルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度よりも高い状況が起こり得る。
【００６９】
ブレーキディスク６１の温度がフルード溜まり５０に搬送されるフルードの温度よりも高いとき、副パイプ１２２がブレーキディスク６１から熱を受け取ることにより副パイプ１２２の温度が上昇する。
しかし、副パイプ１２２の内周面には毛細管が形成されていないので、副パイプ１２２の内周面に「液化した作動液」が供給されず、副パイプ１２２から作動液への熱の受け渡しは起こらない。
従って、ブレーキディスク６１の熱がヒートパイプ１２０およびフルードを介してインホイールモータ１に受け渡される（熱が逆流する）ことはない。
【００７０】
以上の如く、冷却構造１００は、
駆動力を発生するモータ本体１０およびモータ本体１０を収容するハウジング２０を備えるとともにハウジング２０に回転可能に支持されるハブ４１に固定される車輪を回転駆動するインホイールモータ１を冷却するものであって、
ハウジング２０の内部に充填されるフルードをハウジング２０とハブ４１との回転支持部に形成されたフルード溜まり５０に搬送する搬送ポンプ１１０と、
ハブ４１に固定され、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すヒートパイプ１２０と、
を具備し、
ヒートパイプ１２０は、
基端部がフルード溜まり５０に隣接し、先端部がハブ４１の外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプ１２１と、
一端部が主パイプ１２１の先端部から所定長さ（本実施形態では、長さＬ）だけ主パイプ１２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がブレーキディスク６１に当接し、内周面には毛細管が形成されず、他端部からハブ４１の回転軸までの距離が一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じとなる副パイプ１２２と、
を備える。
このように構成することにより、もともと放熱性に優れるブレーキディスク６１を放熱体として利用することが可能であり、ひいてはインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００７１】
本実施形態では、主パイプ１２１の基端部がフルード溜まり５０に隣接する位置に配置され、主パイプ１２１の基端部の外周面がフルード溜まり５０に滞留するフルードに接触することによりフルードから熱を受け取るが、本発明はこれに限定されない。
すなわち、主パイプ１２１の一端部がフルード溜まり５０に滞留するフルードに接触しなくても、主パイプ１２１の一端部とフルード溜まり５０との間に熱伝導性が高い部材が介装されている場合には、フルード溜まり５０に滞留するフルードから当該部材を介して主パイプ１２１の一端部に熱を受け渡すことが可能である。
従って、「主パイプの基端部がフルード溜まりに隣接する位置に配置される」とは、主パイプの基端部がフルード溜まりに滞留するフルードに接触可能な位置に配置される場合のみならず、主パイプの基端部がフルード溜まりに滞留するフルードに接触しないが主パイプの基端部とフルード溜まりに滞留するフルードとの間で熱の受け渡しが可能な位置に配置される場合をも含む。
【００７２】
主パイプの内部空間のうち、主パイプの先端部に対応する部分、すなわち主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さ（所定の長さ）は、「作動液溜まり」としての機能を果たすことが可能か否かに基づいて設定されることが望ましい。
すなわち、主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さが過大である場合には液化した作動液を毛細管により主パイプの基端部に移動させる距離が大きくなるため、作動液をヒートパイプの内部空間で効率良く循環させる（効率良く熱を移動させる）上で不利になり、主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さが過小である場合には液化した作動液が副パイプの内部空間に逆流し易くなるので、熱の逆流を招来する恐れがある。
従って、主パイプの内部空間のうち、主パイプの先端部に対応する部分、すなわち主パイプおよび副パイプが接続されている部分よりも主パイプの先端部寄りとなる部分の長さは、上記問題点を勘案した上で適切な長さに設定されることが望ましい。
【００７３】
以下では、図２を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第二実施形態である冷却構造２００について説明する。
冷却構造２００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造２００は搬送ポンプ２１０およびヒートパイプ２２０・２２０・・・を具備する。
【００７４】
搬送ポンプ２１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）をフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ２１０は胴体部２１１および回転部２１２を備える。
なお、本実施形態の搬送ポンプ２１０の基本的な構成は図１に示す搬送ポンプ１１０の構成と略同じであることから、搬送ポンプ２１０の詳細な説明を省略する。
【００７５】
ヒートパイプ２２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ２２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ２２０は主パイプ２２１および一対の副パイプ２２２・２２２を備える。
【００７６】
主パイプ２２１は本発明に係る主パイプの実施の一形態である。
主パイプ２２１は熱伝導率が高い材料からなり、両端が閉塞された筒状の部材である。主パイプ２２１の内周面には毛細管が形成される。
【００７７】
図２に示す如く、主パイプ２２１の中央部はフルード溜まり５０に隣接する位置に配置され、主パイプ２２１の一対の端部はそれぞれハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に配置される。
【００７８】
一対の副パイプ２２２・２２２はいずれも本発明に係る副パイプの実施の一形態である。
一対の副パイプ２２２・２２２の一端部はそれぞれ主パイプ２２１の一対の端部から所定長さ（本実施形態では、図２に示す長さＬ）だけ主パイプ２２１の中央部寄りとなる位置に連通接続され、一対の副パイプ２２２・２２２の他端部はそれぞれブレーキディスク６１に当接する。
【００７９】
一対の副パイプ２２２・２２２の内周面は主パイプ２２１と異なり、毛細管が形成されない。従って、一対の副パイプ２２２・２２２の内周面はいずれも主パイプ２２１の内周面に比べて滑らかである。
【００８０】
本実施形態では、一対の副パイプ２２２・２２２の長手方向がいずれも出力軸３２の軸線方向に対して平行である。すなわち、一対の副パイプ１２２の他端部からハブ４１の回転軸（本実施形態の場合、出力軸３２の軸線）までの距離は、いずれも一対の副パイプ２２２・２２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じである。
【００８１】
互いに連通する主パイプ２２１および一対の副パイプ２２２・２２２の内部空間には少量の作動液が真空封入される。
主パイプ２２１の内部空間のうち、主パイプ２２１の一対の端部に対応する部分（主パイプ２２１および副パイプ２２２が接続されている部分を挟んで主パイプ２２１の中央部の反対側となる部分）は、「作動液溜まり」としての機能を果たす。
【００８２】
図２に示すヒートパイプ２２０は、ちょうど図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０の基端部を連通接続し、二つのヒートパイプ１２０・１２０の連通接続された部分を中央部としたものに相当する。
すなわち、図２に示すヒートパイプ２２０と図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０との相違は「主パイプの基端部がフルード溜まりに隣接する部分において他の主パイプの基端部と連通接続されているか否か」である。
そして、「主パイプの基端部がフルード溜まりに隣接する部分において他の主パイプの基端部と連通接続されているか否か」はインホイールモータの冷却効果に関して差異はない。
これは、図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０の基端部は同一のフルード溜まり５０に滞留するフルードとの間で熱の受け渡しを行うことから、二つのヒートパイプ１２０・１２０の温度は略同じ温度となり、仮に二つのヒートパイプ１２０・１２０の基端部を連通接続しても二つのヒートパイプ１２０・１２０の一方から他方に大量の作動液が移動することはないことによる。
【００８３】
従って、図２に示すヒートパイプ２２０は、図１に示す二つのヒートパイプ１２０・１２０と同様に、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すことが可能である。
【００８４】
以上の如く、冷却構造２００は、
駆動力を発生するモータ本体１０およびモータ本体１０を収容するハウジング２０を備えるとともにハウジング２０に回転可能に支持されるハブ４１に固定される車輪を回転駆動するインホイールモータ１を冷却するものであって、
ハウジング２０の内部に充填されるフルードをハウジング２０とハブ４１との回転支持部に形成されたフルード溜まり５０に搬送する搬送ポンプ２１０と、
ハブ４１に固定され、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すヒートパイプ２２０と、
を具備し、
ヒートパイプ２２０は、
中央部がフルード溜まり５０に隣接し、一対の端部がそれぞれハブ４１の外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプ２２１と、
一端部がそれぞれ主パイプ２２１の一対の端部から所定長さだけ主パイプ２２１の中央部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がそれぞれブレーキディスク６１に当接し、内周面には毛細管が形成されず、他端部からハブ４１の回転軸までの距離が一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じとなる一対の副パイプ２２２・２２２と、
を備える。
このように構成することにより、もともと放熱性に優れるブレーキディスク６１を放熱体として利用することが可能であり、ひいてはインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００８５】
以下では、図３を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第三実施形態である冷却構造３００について説明する。
冷却構造３００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造３００は搬送ポンプ３１０およびヒートパイプ３２０・３２０・・・を具備する。
ここで、図３に示す如く、冷却構造３００が適用されるインホイールモータ１により回転駆動されるハブ４１とブレークディスク６１との位置関係は図１に示すものとは異なり、ブレーキディスク６１の外縁部がハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に固定される。
【００８６】
搬送ポンプ３１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルード（不図示）をフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ３１０は胴体部３１１および回転部３１２を備える。
なお、本実施形態の搬送ポンプ３１０の基本的な構成は図１に示す搬送ポンプ１１０の構成と略同じであることから、搬送ポンプ３１０の詳細な説明を省略する。
【００８７】
ヒートパイプ３２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ３２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ３２０は主パイプ３２１および副パイプ３２２を備える。
【００８８】
主パイプ３２１は本発明に係る主パイプの実施の一形態である。
本実施形態の主パイプ３２１の構成は図１に示す主パイプ１２１の構成と略同じであることから、主パイプ３２１の詳細な説明を省略する。
【００８９】
副パイプ３２２は本発明に係る副パイプの実施の一形態である。
副パイプ３２２の一端部は主パイプ３２１の先端部から所定長さ（本実施形態では、図３に示す長さＬ）だけ主パイプ３２１の基端部寄りとなる位置に連通接続され、副パイプ３２２の他端部はブレーキディスク６１に当接する。
【００９０】
副パイプ３２２の内周面は主パイプ３２１と異なり、毛細管が形成されない。従って、副パイプ３２２の内周面は主パイプ３２１の内周面に比べて滑らかである。
【００９１】
本実施形態では、副パイプ３２２は中途部で屈曲しつつブレーキディスク６１の外縁部から内縁部に向かって延びた形で配置され、副パイプ３２２の他端部はブレーキディスク６１の内縁部に配置される。
すなわち、副パイプ３２２の他端部からハブ４１の回転軸（本実施形態の場合、出力軸３２の軸線）までの距離は、副パイプ３２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離よりも短い。
【００９２】
互いに連通する主パイプ３２１および副パイプ３２２の内部空間には少量の作動液が真空封入される。
主パイプ３２１の内部空間のうち、主パイプ３２１の先端部に対応する部分（主パイプ３２１および副パイプ３２２が接続されている部分よりも主パイプ３２１の先端部寄りとなる部分）は、「作動液溜まり」としての機能を果たす。
【００９３】
以上の如く、冷却構造３００は、副パイプ３２２の他端部からハブ４１の回転軸までの距離を副パイプ３２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離よりも短くすることにより、図１に示す如き「副パイプ１２２の他端部からハブ４１の回転軸までの距離が副パイプ１２２の一端部からハブ４１の回転軸までの距離と同じである」場合に比べて、副パイプ３２２の内周面に接触して液化した作動液を遠心力の作用により、更に速やかに主パイプ３２１の内部空間のうち「作動液溜まり」としての機能を果たす部分に移動させることが可能である。
従って、ヒートパイプ３２０の内部空間における作動液の循環を促進することが可能であり、ひいてはインホイールモータ１を効率良く冷却することが可能である。
【００９４】
また、冷却構造３００をブレーキディスク６１の外縁部がハブ４１の円盤部４１ａの外縁部に固定される構成に適用した場合、副パイプ３２２の長手方向がブレーキディスク６１の半径方向に延びた状態で副パイプ３２２をブレーキディスク６１に当接させることが可能である。
従って、副パイプ３２２からブレーキディスク６１に受け渡される熱をブレーキディスク６１の広範囲に分散させることが可能であり、放熱性能が向上する。
【００９５】
以下では、図４を用いて本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第四実施形態である冷却構造４００について説明する。
冷却構造４００はインホイールモータ１を冷却するものである。冷却構造４００は搬送ポンプ４１０、ヒートパイプ４２０・４２０・・・および二次ヒートパイプ４３０・４３０・・・を具備する。
【００９６】
搬送ポンプ４１０は本発明に係る搬送ポンプの実施の一形態であり、ハウジング２０の内部に充填されるフルードをフルード溜まり５０に搬送するものである。
本実施形態の搬送ポンプ４１０は胴体部４１１および回転部４１２を備える。
なお、本実施形態の搬送ポンプ４１０の基本的な構成は図１に示す搬送ポンプ１１０の構成と略同じであることから、搬送ポンプ４１０の詳細な説明を省略する。
【００９７】
ヒートパイプ４２０は本発明に係るヒートパイプの実施の一形態であり、フルード溜まり５０に搬送されたフルードから受け取った熱をハブ４１に固定されるブレーキディスク６１に受け渡すものである。ヒートパイプ４２０はハブ４１の円盤部４１ａに固定される。
ヒートパイプ４２０は主パイプ４２１および副パイプ４２２を備える。
なお、本実施形態のヒートパイプ４２０の基本的な構成は図１に示すヒートパイプ１２０の構成と略同じであることから、ヒートパイプ４２０の詳細な説明を省略する。
【００９８】
二次ヒートパイプ４３０は本発明に係る二次ヒートパイプの実施の一形態であり、ヒートパイプ４２０の副パイプ４２２から受け取った熱をブレーキディスク６１に受け渡すものである。
二次ヒートパイプ４３０はブレーキディスク６１に固定される。二次ヒートパイプ４３０は中途部で屈曲しており、中途部から基端部までの部分が副パイプ４２２に当接し、中途部から先端部までの部分がブレーキディスク６１の内縁部から外縁部に向かって延びている。
【００９９】
このように、冷却構造４００は、二次ヒートパイプ４３０を具備することにより、フルードからヒートパイプ４２０に受け渡された熱をブレーキディスク６１の広範囲に分散させることが可能であり、放熱性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第一実施形態を示す断面図。
【図２】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第二実施形態を示す断面図。
【図３】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第三実施形態を示す断面図。
【図４】本発明に係るインホイールモータ冷却構造の第四実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ モータ本体
２０ ハウジング
４１ ハブ
５０ フルード溜まり
６１ ブレーキディスク
１００ 冷却構造（インホイールモータ冷却構造の第一実施形態）
１１０ 搬送ポンプ
１２０ ヒートパイプ
１２１ 主パイプ
１２２ 副パイプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、
基端部が前記フルード溜まりに隣接し、先端部が前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部が前記主パイプの先端部から所定長さだけ前記主パイプの基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部が前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる副パイプと、
を備えるインホイールモータ冷却構造。
【請求項２】
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、
中央部が前記フルード溜まりに隣接し、一対の端部がそれぞれ前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部がそれぞれ前記主パイプの一対の端部から所定長さだけ前記主パイプの中央部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がそれぞれ前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる一対の副パイプと、
を備えるインホイールモータ冷却構造。
【請求項３】
前記ブレーキディスクに固定され、前記副パイプから受け取った熱を前記ブレーキディスクに受け渡す二次ヒートパイプを具備する請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ冷却構造。
【請求項１】
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、
基端部が前記フルード溜まりに隣接し、先端部が前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部が前記主パイプの先端部から所定長さだけ前記主パイプの基端部寄りとなる位置に連通接続され、他端部が前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる副パイプと、
を備えるインホイールモータ冷却構造。
【請求項２】
駆動力を発生するモータ本体および前記モータ本体を収容するハウジングを備えるとともに前記ハウジングに回転可能に支持されるハブに固定される車輪を回転駆動するインホイールモータを冷却するインホイールモータ冷却構造であって、
前記ハウジングの内部に充填されるフルードを前記ハウジングと前記ハブとの回転支持部に形成されたフルード溜まりに搬送する搬送ポンプと、
前記ハブに固定され、前記フルード溜まりに搬送されたフルードから受け取った熱を前記ハブに固定されるブレーキディスクに受け渡すヒートパイプと、
を具備し、
前記ヒートパイプは、
中央部が前記フルード溜まりに隣接し、一対の端部がそれぞれ前記ハブの外縁部に配置され、内周面には毛細管が形成される主パイプと、
一端部がそれぞれ前記主パイプの一対の端部から所定長さだけ前記主パイプの中央部寄りとなる位置に連通接続され、他端部がそれぞれ前記ブレーキディスクに当接し、内周面には毛細管が形成されず、前記他端部から前記ハブの回転軸までの距離が前記一端部から前記ハブの回転軸までの距離以下となる一対の副パイプと、
を備えるインホイールモータ冷却構造。
【請求項３】
前記ブレーキディスクに固定され、前記副パイプから受け取った熱を前記ブレーキディスクに受け渡す二次ヒートパイプを具備する請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ冷却構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１１１３６２（Ｐ２０１０−１１１３６２Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８８０３０（Ｐ２００８−２８８０３０）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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