JP2011011685A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 強制的に流通させた流体により発熱部を冷却する装置において、異物の発熱部への侵入を防止する。
【解決手段】 強制的に流通させた空気により、インホイールモータ１のインナーステータ４の隣り合う巻線部同士の間隔部およびアウターロータ７とインナーステータ４間（発熱部）の冷却を行うものにおいて、空気出口である孔１４ａに、常時はこの孔１４ａを閉じ、空間部１５、１７から外部への空気の排出のみを許容して孔１４ａを開く逆止弁としてのリードバルブ１８を設けるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発熱部を強制的に流通させた流体によって冷却する装置に関し、特に、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物の侵入を防止した冷却装置に関する。

近年、ケーシング内に形成された空間部に送風機などにより強制的に流通させた空気により、この空間部に配設された発熱部を冷却する冷却装置が考えられている。
特願２００７−３２１４３２号

この種の冷却装置では、発熱部を大気に曝して自然換気で冷却を行う方式と比べて、冷却効果に優れているが、ケーシングに空気出口が開口されているため、送風機の停止時、すなわち、空気を空間部から外部に排出しないときには、外気に開放されている空気出口を通じて、空間部に逆流する外気と共に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物が侵入し易く、これら異物が発熱部などに悪影響を与えてしまうため、発熱部などの故障が生じ易いという欠点がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、強制的に流通させた流体により発熱部を冷却する装置において、逆止弁を付加した簡単な構成により、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物が侵入するのを防止して、発熱部などの故障の発生を防止した冷却装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、請求項１に係る発明の冷却装置は、ケーシング内に形成された空間部に強制的に流通させた流体により該空間部に配設された発熱部を冷却する冷却装置において、前記ケーシングに形成されて外気に開放される流体出口に、常時は該流体出口を閉じ、前記空間部から外部への流体の排出のみを許容して当該流体出口を開く逆止弁を設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明の冷却装置は、前記逆止弁は、舌状片部を備えたバネ性を有する板部材からなるリードバルブであって、流体が空間部から外部へ排出されないときに前記舌状片部が流体出口を塞いで閉じ、排出されるときに流体圧力により該舌状片部が外方に撓んで流体出口を開くことを特徴とする。

請求項３に係る発明の冷却装置は、前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口それぞれに個別に配設されるべく、複数個設けられて、該ケーシングにそれぞれ取り付けられてなることを特徴とする。

請求項４に係る発明の冷却装置は、前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口に一括して配設されるべく、単一のバルブ本体に複数の舌状片部が一括して設けられて、該バルブ本体が該ケーシングに取り付けられてなることを特徴とする。

請求項５に係る発明の冷却装置は、前記冷却装置は、タイヤが保持されてなるホイールに固定取付されてなる電動車両のインホイールモータの冷却装置であって、前記ホイールに前記空間部を形成するケーシングが形成されることを特徴とする。

請求項１に係る発明の冷却装置によれば、逆流する外気と共に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物が空間部に侵入し難く、空間部に配設された発熱部に悪影響が与えられることがなく、故障が生じ難い。

請求項２に係る発明の冷却装置によれば、逆止弁として、簡単な構成のリードバルブを採用でき、冷却装置そのものを簡単に構成できる。

請求項３及び４に係る発明の冷却装置によれば、リードバルブとして、種々のタイプのものを使用できる。

請求項５に係る発明の冷却装置によれば、例えば、ゴルフカートや工事用車両、農業用車両などに用いられ、特に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物がホイールに掛かり易いインホイールモータの冷却装置において、これらの異物の侵入防止効果をより発揮する。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
本発明に係る冷却装置は、図１に示すように、ケーシングＡ内に形成された空間部Ｂに強制的に流通させた流体Ｃにより該空間部Ｂに配設された発熱部Ｄを冷却する冷却装置において、前記ケーシングＡに形成されて外気に開放される流体出口Ｅに、常時は該流体出口Ｅを閉じ、前記空間部Ｂから外部への流体の排出のみを許容して当該流体出口Ｅを開く逆止弁Ｆを設けて構成されており、具体的には、次のように構成されている。

図２は、本発明に係る冷却装置の一例としての、電動車両のインホイールモータの冷却装置の実施形態を示している。すなわち、このインホイールモータ１は、例えば、ゴルフ場で使用されるゴルフカートなどの電気自動車の車体（図示せず）側に固定され、コイル２と鉄心３を有するインナーステータ４と、該インナーステータ４周りを回転自由となるように車体側に軸支され、永久磁石５と鉄心としてのロータヨーク６を有するアウターロータ７とを備えたモータユニットを、タイヤ８を保持したホイール９に取り付けたものである。

そして、インナーステータ４のコイル２に通電してこれを励磁すれば、インナーステータ４周りをアウターロータ７が回転し、ホイール９を介してタイヤ８が回転して走行する。

また、図示しない送風機を起動すると、図２の矢印となる空気流通方向となり、空気がセンターシャフト１０内部に供給され、ここから、ハブ１１の孔１１ａ、該ハブ１１とインナーステータ４との間およびステータ固定板１２，１３の孔１２ａ，１３ａ、ホイール９の外蓋１４とインナーステータ４との間の空間部１５、ホイール９の内蓋１６とインナーステータ４との間の空間部１７へと至る。

空間部１７へと至った空気は、インナーステータ４の隣り合う巻線部同士の間隔部およびアウターロータ７とインナーステータ４間（発熱部）に導入され、これらを流通して冷却し、空間部１５に至る。そして、この空間部１５に至った空気は、外蓋１４の孔１４ａから外部に排出される。

ここで、外蓋１４の孔１４ａは、空気出口であって、本発明の流体出口に相当するものであり、これについて詳述すると、外蓋１４の外周端部には、内端が空間部１５、１７と連通し、外端が外部（ホイール９の軸方向の外端面に対向して、外側方向）に開放される孔１４ａが周方向に間隔をもって複数個、貫通形成されている。

そして、各孔１４ａには、常時はこの孔１４ａを閉じ、空間部１５、１７から外部への空気の排出のみを許容して該孔１４ａを開く逆止弁としてのリードバルブ１８が設けられている。

この場合、リードバルブ１８は、図３に示すように、一端に舌状片部１８ａを、他端に取付片部１８ｂをそれぞれ備えた略楕円形状に形成されており、バネ性を有する樹脂材或いはステンレス鋼等の金属材などからなる板部材から構成されている。かかるリードバルブ１８は、それぞれ外蓋１４の外面部に、その取付片部１８ｂがネジ１９などにより締結され、その舌状片部１８ａが、孔１４ａの外端位置に配置される。

かかるリードバルブ１８は、空気が空間部１５、１７から外部へ排出されないときに、すなわち、送風機の起動を停止して、上述のような冷却を行わないときに、図３（Ｂ）の実線で示すように、その舌状片部１８ａが孔１４ａを塞いで閉じ、空気が排出されるときに、すなわち、送風機を起動して、上述のような冷却を行うときに、図３（Ｂ）の点線で示すように、空気圧力により舌状片部１８ａが外方に変形して撓んで孔１４ａを開くようになっている。

なお、ホイール９の外蓋１４及び内蓋１６が、本発明のケーシングに相当し、これら外蓋１４及び内蓋１６により形成される空間部１５、１７が、本発明の空間部に相当する。

かかる構成によれば、発熱部を冷却した空気が排出される外蓋１４の孔１４ａに、常時は閉じ、空気が排出されるときのみに開くリードバルブ１８を取り付けるようにしたから、空気の排出を妨げずに、送風機の起動を停止して冷却を行わないときに、逆流する外気と共に泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物がホイール９の空間部１５、１７に侵入し難くなり、かかる空間部１５、１７におけるインナーステータ４の隣り合う巻線部同士の間隔部およびアウターロータ７とインナーステータ４間（発熱部）などに悪影響が与えられることがなく、故障が生じ難くなる。

特に、ゴルフカートや工事用車両、農業用車両などに用いられるインホイールモータでは、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物のある環境条件に悪い場所で用いられるため、車両の走行中にこれら異物がホイールに掛かり易いものの、これら異物がホイールにおける空間部に侵入し難く、故障が生じ難くなるため、より一層効果的である。

なお、本実施形態において、リードバルブ１８を複数個用意して、周方向に複数形成された孔１４ａに対応して、外蓋１４の外面部に周方向に個別に取り付けるようにした小型のリードバルブ１８を採用したが、リードバルブの取付箇所が高速回転するモータの場合には、リードバルブとして、単一のリング状のバルブ本体に複数の舌状片部が一括して設けられた大型なものを採用し、このバルブ本体をモータ中心軸に嵌装して取り付け、空気出口に一括して配設されるようにしても良い。

上記実施形態においては、本発明を、アウターロータ式のインホイールモータ１の冷却装置に適用したが、その他、全てのモータの冷却装置に適用しても、その他の発熱部の冷却装置に適用しても良く、また、冷却用の空気が流通する空気通路部は実施形態で示したものには限らず、その他の構成であっても良く、この場合、空気出口が形成される部位や部材などが実施形態のものとは変わるが、同様にして、空気出口にリードバルブなどの逆止弁を設ければ良い。さらに、冷却用流体は空気に限らず、他の気体であっても良いし、液体であっても良い。

強制的に流通させた空気などの流体により発熱部を冷却する装置において、泥水、埃、粉塵、鉄粉などの異物の影響による発熱部などの故障の発生を低減できるため、環境条件の悪い場所で使用されるゴルフカートや工事用車両、農業用車両などのインホイールモータの冷却装置に有利となる。

図１は、本発明に係る冷却装置を示す概略図である。 図２は、本発明に係る冷却装置の一例としての、電動車両のインホイールモータの冷却装置の一実施形態を示す側面断面図である。 図３は、図２におけるリードバルブの拡大図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

Ａ ケーシング
Ｂ 空間部
Ｃ 流体
Ｄ 発熱部
Ｅ 流体出口
Ｆ 逆止弁
１ インホイールモータ
４ インナーステータ
７ アウターロータ
９ ホイール
１０ センターシャフト
１４ 外蓋
１４ａ 孔
１５ 空間部
１６ 内蓋
１７ 空間部
１８ リードバルブ

Claims (5)

1. ケーシング内に形成された空間部に強制的に流通させた流体により該空間部に配設された発熱部を冷却する冷却装置において、
   前記ケーシングに形成されて外気に開放される流体出口に、常時は該流体出口を閉じ、前記空間部から外部への流体の排出のみを許容して当該流体出口を開く逆止弁を設けたことを特徴とする冷却装置。
2. 前記逆止弁は、舌状片部を備えたバネ性を有する板部材からなるリードバルブであって、流体が空間部から外部へ排出されないときに前記舌状片部が流体出口を塞いで閉じ、排出されるときに流体圧力により該舌状片部が外方に撓んで流体出口を開くことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
3. 前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口それぞれに個別に配設されるべく、複数個設けられて、該ケーシングにそれぞれ取り付けられてなることを特徴とする請求項２記載の冷却装置。
4. 前記リードバルブは、前記ケーシングに複数形成された流体出口に一括して配設されるべく、単一のバルブ本体に複数の舌状片部が一括して設けられて、該バルブ本体が該ケーシングに取り付けられてなることを特徴とする請求項２記載の冷却装置。
5. 前記冷却装置は、タイヤが保持されてなるホイールに固定取付されてなる電動車両のインホイールモータの冷却装置であって、前記ホイールに前記空間部を形成するケーシングが形成されることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の冷却装置。

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