CN109728682B - 马达装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在不设置用于散热的外部装置的情况下能够高效地进行定子线圈的冷却的轮内马达。本发明所涉及的轮内马达是车辆的轮内马达，具备：定子，具有在铁心上卷绕线圈的线圈卷绕部；以及转子，具有一对罩部、形成磁轭的圆筒部、以与线圈卷绕部面对的方式配置于圆筒部的磁铁，设置成借助罩部与圆筒部覆盖定子的周围，定子经由能够旋转地支承转子的轴与车体侧部件连结，转子与车轮侧部件连结，所述轮内马达的特征在于，具备：罩翅片，立设于罩部的内壁；定子翅片，立设于定子的与罩部的内壁对置的面；以及空气循环翅片，配备于罩部或者圆筒部的内壁，在转子内的空间区域产生空气流。

Description

马达装置

技术领域

本发明涉及组装于车轮的轮内马达。

背景技术

以往，开发出了借助组装于车轮的轮内马达而行驶的车辆。在轮内马达的形式中，已知有内转子类型和外转子类型。内转子类型构成为将卷绕有线圈的定子配置于外侧，将设置有永磁铁的转子收纳于定子的内侧。另一方面，外转子类型与其相反，构成为将设置有永磁铁的转子配置于外侧，将卷绕有线圈的定子收纳于转子的内侧。

在内转子类型的轮内马达中，由线圈产生的热经由马达外壳释放，但是在外转子类型的轮内马达中，由于卷绕有线圈的定子配置于转子的内侧，所以由线圈产生的热容易蓄积于内部。特别是，在不需要减速机的直接驱动方式的外转子类型的轮内马达中，需要高转矩，因此线圈的发热量较多，要求将积存于定子的热良好地释放的技术。

在专利文献1中，提出了提高外转子类型的轮内马达的散热的技术。专利文献1所提出的轮内马达通过在转子与定子与之间的空隙部中填充冷却油而使马达内部的热分布均匀。另外，在轮内马达的外部，设置有收纳冷却油的储存罐，储存罐与空隙部利用管道连结。该储存罐向大气敞开，即使轮内马达内的冷却油由于温度变化而发生体积变化，也能够接收或者供给该体积变化量的冷却油。

此外，专利文献2中为外转子类型的轮内马达，其中，在覆盖转子芯的外周的壳体的与轮对置的外表面上立设放射状地延伸的翅片，在轮的内周面与壳体的外周面之间形成有将轮内马达的车辆侧空间与外侧空间相连的流路。由此，使壳体作为散热体发挥作用，同时，借助离心风扇的作用，产生轮的外部的空气经由壳体的外周面穿过轮的空气流，借助该空气流，向翅片之间不断地导入新的外部空气，从而提高翅片所带来的散热效果。

专利文献1：日本特开2005－333706号公报。

专利文献2：日本特开2014―177167号公报。

【发明要解决的课题】

但是，在专利文献1所提出的技术中，在轮内马达的外部需要储存罐、以及将轮内马达与储存罐连结的管道这些特别的装置。因此，产生另外设置配置外部装置的空间的需要。因此，车轮周围的设计自由度降低。另外，由于设置了外部装置，所以需要重新采取对策，使得冷却油不会从外部装置泄漏。

在专利文献2所提出的技术中，壳体与定子相互分离地设置，因此，发热的线圈的热不能充分地传递至设置于壳体的翅片，不能充分发挥翅片作为散热体的作用。另外，不一定在轮的内周面与壳体外周面之间总是确保设置翅片的程度的空间，与专利文献1同样，存在使车轮周围的设计自由度降低的可能。

发明内容

本发明是鉴于前述情况而做出的，其目的在于提供一种能够在不设置用于散热的外部装置的情况下、高效地进行线圈卷绕部的冷却的轮内马达。

【用于解决课题的方案】

为了实现前述目的，本发明的轮内马达是车辆的轮内马达，具备：定子，具有在铁心上卷绕线圈的线圈卷绕部；以及转子，具有一对罩部、形成磁轭的圆筒部、在前述圆筒部上以与前述线圈卷绕部彼此面对的方式配置的磁铁，设置成借助前述罩部与前述圆筒部覆盖前述定子的周围，前述定子经由能够旋转地支承前述转子的轴与车体侧部件连结，前述转子与车轮侧部件连结，所述轮内马达的特征在于，具备：罩翅片，立设于前述罩部的内壁；定子翅片，立设于前述定子的与前述罩部的内壁对置的面；以及空气循环翅片，配备在前述罩部或者前述圆筒部的内壁上，在前述转子内的空间区域产生空气流。

根据该结构，由定子的线圈产生的驱动热被传递至定子翅片，并且也被传递至设置于与定子翅片对置的位置的罩翅片。而且，借助空气循环翅片，蓄积于转子内部的热被扩散。根据该作用，由线圈产生的驱动热容易通过转子向外部释放。

本发明的一方案的轮内马达的特征在于，前述空气循环翅片沿着朝向前述轴的轴中心的方向立设。

本发明的一方案的轮内马达的特征在于，前述空气循环翅片在前述轴的轴向中，配置于前述罩翅片与前述定子翅片之间。

根据这些结构，促进转子内的空气的循环，能够实现转子内空间区域中的温度的均匀化。

本发明的一方案的轮内马达的特征在于，前述罩部包括彼此面对的一对侧板部、将前述圆筒部与前述一对侧板部相连的一对倾斜板部，前述空气循环翅片设置于前述倾斜板部的内壁。

根据该结构，能够将具备该散热机构的轮内马达紧凑地形成。

本发明的一方案的轮内马达的特征在于，前述罩翅片的大小大于前述定子翅片的大小。

本发明的一方案的轮内马达的特征在于，前述罩翅片与前述定子翅片分别立设有多个，相邻的前述罩翅片的间距宽度大于相邻的前述定子翅片的间距宽度。

根据该结构，进一步促进从定子翅片向罩翅片的热传递。

【发明的效果】

如以上说明那样，根据本发明，特别是在外转子转子类型的轮内马达中，容易将由线圈产生的驱动热通过转子向外部释放。

附图说明

图1是从车辆前后方向观察组装有轮内马达的车轮的概略结构图。

图2是从车辆前后方向观察本发明的一实施方式所涉及的轮内马达的内部构造的概略结构图。

图3是从车辆宽度方向观察本发明的一实施方式所涉及的轮内马达的外观的概略结构图。

图4是从车辆宽度方向观察本发明的一实施方式所涉及的轮内马达的内部构造的概略结构图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式所涉及的轮内马达进行说明。图1是从车辆前后方向观察并概略地表示组装有轮内马达1的车轮W的内部构造图。在图1所示的轮内马达1中省略了后述的散热机构的记载。使用图2～图3对散热机构进行说明。

轮内马达1具备转子10、定子50、轴60。转子10由形成磁轭的圆筒部11、彼此面对的罩部12、13构成主体。罩部12、13由彼此面对的侧板部12a、13a以及从侧板部12a、13a的高度方向两端（径向两端）朝向宽度方向内侧的倾斜板部12b、13b构成。侧板部12a、13a与倾斜板部12b、13b分别一体形成，倾斜板部12b、13b的开口端部与圆筒部11的端部分别结合而形成转子10。在圆筒部11的内周面11a上，在宽度方向中央处沿着周向交替地磁化成N极与S极的磁铁16（永磁铁）以环状的方式配设。转子10借助设置于彼此面对的侧板部12a、13a的轴承17、18（未图示）能够旋转地被枢轴支承于轴60，该轴60贯通于定子50。此外，宽度方向是指轮内马达1的旋转轴中心线所朝向的方向，与轮内马达1组装于车轮W时的车轮宽度方向相同。此外，高度方向是指与轮内马达1的旋转轴中心线所朝向的方向垂直的马达的径向，与轮内马达1组装于车轮W时的车轮高度方向相同。

定子50与轴60结合，轴60经由轴承17、18将转子10枢轴支承为能够旋转。设置于轴60的宽度方向中央的铁心部52呈与轴60为同轴状的圆柱形状，在形成于外周侧的多个槽53上卷绕有线圈54。

将卷绕线圈54的铁心部52的外周侧整体称作线圈卷绕部55。线圈卷绕部55以隔着规定长的气隙与转子10的磁铁16彼此面对的方式配置成环状。轴60与铁心部52既可以一体形成，也可以将分体部件结合而构成。

轮内马达1在结合于定子50的轴60处，连结于车辆侧部件100。例如，轴60延伸设置至比转子10靠车宽度方向外侧的位置，在其尖端设置有车辆侧部件100。此外，与车辆侧部件100的安装可以经由连结件（未图示）进行。车辆侧部件100经由悬架装置（未图示）连结于车体。

轮胎300经由沿转子10的高度方向立设的轮辋200装配于轮内马达1。轮辋部200借助焊接等向转子10连接。此外，在图1中，轮辋部200从罩部10沿车辆的高度方向立设，但也可以焊接于圆筒部11而与转子10连接。另外，轮辋部200也可以与罩部或者圆筒部11一体地形成。在此情况下，转子10本身包含作为车轮侧部件的功能。

接着，对用于对轮内马达1的内部进行散热的散热机构进行说明。本实施方式的轮内马达1是外转子类型的轮内马达。因此，由于线圈卷绕部55配置于转子10的内侧，所以由线圈54产生的热容易蓄积在内部。另外，由于是不需要减速机的直接驱动方式，所以需要产生高转矩，线圈54的发热量较多。因此，在本实施方式的轮内马达1中设置有将由线圈54产生的热向轮内马达1的外部释放的散热机构。以下，对关于散热机构的实施方式进行说明。

图2至图4是表示一实施方式所涉及的设置有散热机构的轮内马达1的内部以及外部的构造的图，图2是从车辆前后方向观察的轮内马达1内部的概略图，图3是从车宽度方向观察的轮内马达1的外观图，图4是从车宽度方向观察的定子50的构造。

在罩部12、13的内壁上设置有罩翅片30。根据图2的实施例，罩翅片30遍及罩部12、13的侧板部12a、13a以及倾斜板部12b、13b，从各自的内壁沿车轮W的宽度方向，即与轮内马达1的旋转轴方向平行地朝向内侧等间隔地立设。图2中的罩部12、13的侧板部12a与倾斜板部12b以及侧板部13a与倾斜板部13b分别一体形成，将各部件与圆筒部11组合而构成转子10。

因此，预先在各侧板部12a、13a以及倾斜板部12b、13b上形成罩翅片30，其后与圆筒部11组合，从而能够制造在内壁上具有罩翅片30的转子10。此外，罩部12、13也可以由铝制造。铝与其它金属相比，加工性优良 ，并且具有良好的热传导性，因此为了进一步提高散热效果，也可以使罩翅片30的大小比后述的定子翅片31大。

在定子50上设置有定子翅片31。定子翅片31从定子50的铁心部52的表面沿着车轮W的宽度方向，即与轮内马达1的旋转轴方向平行地以与罩翅片30对置的方式立设。在制造定子50的铁心部52时，能够将定子翅片31与铁心部52一体地形成。

根据图2以及图4的实施例，在定子50的铁心部52的表面整体上均匀地配置有定子翅片31。根据定子50的功能，铁心部52通常使用铁来制造，因此从定子的加工性考虑，将定子翅片31做成复杂的形状有困难。因此，为了扩大定子翅片31所带来的散热效果，能够缩小定子翅片31的间距宽度，扩大定子翅片31整体的表面积。具体而言，能够将定子翅片31的间距宽度设成比罩翅片30的间距宽度小。

在罩部12、13的倾斜板部12b、13b的内壁上，朝向车轮W的高度方向，即轮内马达1的径向内侧立设有空气循环翅片32。空气循环翅片32既可以在制作罩部12、13时与罩一体地形成，也可以在形成了罩部12、13后安装于罩部12、13。此外，根据图2的实施例，空气循环翅片32在罩翅片30的尖端与定子翅片31的尖端之间，以朝向轮内马达1的径向内侧，即朝向轴60的轴中心的方式立设。

另外，根据图2，空气循环翅片32立设于倾斜板部12b、13b的内壁，但并非限定于该配置。例如，在转子10不具有倾斜板部12b、13b而具有转子10的侧板部12a、13a与圆筒部11直接连结的大致圆柱形状的情况下，空气循环翅片32也可以立设于圆筒部11的内周面11a。此外，具有大致长条形状的空气循环翅片32在图2中配置成轮内马达1的径向（放射方向）与空气循环翅片32的面平行，但也可以是，空气循环翅片32的面相对于该径向倾斜地立设，该长条也可以如扇风机的翼那样具有螺旋形状。

倾斜板部12b、13b在实施例中是平面，但也可以是具有圆弧状的曲面。在任何情况下，均期望空气循环翅片32配置成位于罩翅片30的尖端与定子翅片31的尖端之间的位置。

在罩部12、13的外壁上设置有罩散热翅片33。图3是从车辆宽度方向观察设置有罩散热翅片的轮内马达1的图。

根据图3的实施例，罩散热翅片33在罩部12、13的侧板部12a、13a以及倾斜板部12b、13b的外壁上，沿着车轮的旋转方向等间隔地分别设置于4个部位。在各部位处，存在多个（在图3中为5列）罩散热翅片33，各自以相互地大致平行于车轮的切线方向的方式排列。此外，与罩翅片30同样，预先将罩散热翅片33形成于各侧板部12a、13a以及倾斜板部12b、13b，其后与圆筒部11组合，从而能够制造在外壁上具有罩散热翅片33的转子10。此外，罩散热翅片33也可以由铝制造。

接着，对该散热机构的结构进行说明。经由马达控制单元（未图示），在线圈54中通电，则转子10旋转。图2中用箭头示出的旋转方向表示车辆前进时的转子10的旋转方向。借助该转子10的旋转，罩部12、13以马达轴为中心转动。伴随着罩部12、13的转动而转动的空气循环翅片32能够强制地使轮内马达1内部的空气对流。

由于向线圈54的通电而发热的线圈54的热传递至铁心部52，进而，向设置于铁心部52的定子翅片31传导。覆盖定子翅片31的周围的空气借助空气循环翅片32而对流，传递至定子翅片31的热向轮内马达1内部的空间扩散。带有扩散了的热的空气与立设于罩部12、13的罩翅片30接触，因此，扩散了的热向罩翅片30传导。并且，传导至罩翅片30的热通过罩部12、13进而通过设置于罩部的外壁的罩散热翅片33向外部释放。

此外，能够将罩散热翅片33设置成，当罩散热翅片33借助车轮的旋转移动到车轮的上端时，罩散热翅片33的长度方向（平行方向）为向右下稍微倾斜，当罩散热翅片33移动至车轮的下端时，该长度方向为向右上稍微倾斜。由此，从车辆的行进方向进入的空气容易穿过罩散热翅片之间，因此能够进一步提高散热效果。

根据以上说明的具备第1实施方式的冷却机构的轮内马达1，起到以下的作用效果。

1．借助转子10的旋转，设置于罩部12、13的内表面的空气循环翅片32使轮内马达1内的空气循环。由此，由线圈卷绕部55产生的热能够通过定子翅片31向转子内的空间区域扩散，经由罩翅片30向外部释放热。

2．空气循环翅片32沿着朝向轴60的轴的方向，并且在旋转轴方向中配置于罩翅片30与定子翅片31之间，因此能够高效地进行转子内的空气的循环。

3．空气循环翅片32设置于由铝构成的罩部12、13的倾斜板部12b、13b，因此，能够容易地加工高效地引发转子内的空气的循环的形状的翅片。

4．通过进一步扩大罩翅片30的表面积，进一步缩小相邻的定子翅片的间距宽度，能够促进从定子翅片31向罩翅片30的热传导。

5．借助设置于罩部12、13的外壁的罩散热翅片33，能够将传递至罩部12、13的热高效地向外部释放。

前述实施方式的轮内马达1是一个例子，可以在不改变外转子型式的构造的范围内适当地变更。例如，在前述实施方式中，转子10构成为借助一对罩部12、13与圆筒部11包围定子50，但也可以是罩部12与圆筒部11的一部分、罩部13与圆筒部11的一部分分别一体地形成，组合这些部件而构成转子10。

如图2所示，磁铁16配置于圆筒部11的内周面11a，但不限于该结构，磁铁16也可以埋设于圆筒部11内部。

附图标记说明

1 轮内马达

10 转子

11 圆筒部

12、13 罩部

12a、13a 侧板部

12b、13b 倾斜板部

16 磁铁

17、18 轴承

30 罩翅片

31 定子翅片

32 空气循环翅片

33 罩散热翅片

50 定子

54 线圈

55 线圈卷绕部

60 轴

100 车辆侧部件

200 轮辋部

300 轮胎。

Claims (33)

1.一种轮内马达，是车辆的轮内马达，

具备：

定子，具有在铁心上卷绕线圈的线圈卷绕部；以及

转子，具有一对罩部、形成磁轭的圆筒部、以与前述线圈卷绕部彼此面对的方式配置于前述圆筒部的磁铁，前述转子设置成借助前述罩部与前述圆筒部覆盖前述定子的周围，

前述定子经由轴与车体侧部件连结，所述轴以前述转子能够旋转的方式支承前述转子，前述转子与车轮侧部件连结，

所述轮内马达的特征在于，具备：

罩翅片，立设于前述罩部的内壁；

定子翅片，立设于前述定子的与前述罩部的内壁对置的面；以及

空气循环翅片，配置于前述罩部或者前述圆筒部的内壁，在前述转子内的空间区域产生空气流，

前述空气循环翅片在前述轴的轴向上配置在前述罩翅片与前述定子翅片之间。

2.根据权利要求1所述的轮内马达，其特征在于，

前述空气循环翅片沿着朝向前述轴的轴中心的方向立设。

3.根据权利要求1或2所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩部包括彼此面对的一对侧板部、将前述圆筒部与前述侧板部相连的一对倾斜板部，前述空气循环翅片设置于前述倾斜板部的内壁。

4.根据权利要求1或2所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩翅片的大小大于前述定子翅片的大小。

5.根据权利要求3所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩翅片的大小大于前述定子翅片的大小。

6.根据权利要求1或2所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩翅片与前述定子翅片分别立设有多个，相邻的前述罩翅片的间距宽度大于相邻的前述定子翅片的间距宽度。

7.根据权利要求3所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩翅片与前述定子翅片分别立设有多个，相邻的前述罩翅片的间距宽度大于相邻的前述定子翅片的间距宽度。

8.根据权利要求4所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩翅片与前述定子翅片分别立设有多个，相邻的前述罩翅片的间距宽度大于相邻的前述定子翅片的间距宽度。

9.根据权利要求5所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩翅片与前述定子翅片分别立设有多个，相邻的前述罩翅片的间距宽度大于相邻的前述定子翅片的间距宽度。

10.根据权利要求1或2所述的轮内马达，其特征在于，

具备立设于前述罩部的外壁的罩散热翅片。

11.根据权利要求3所述的轮内马达，其特征在于，

具备立设于前述罩部的外壁的罩散热翅片。

12.根据权利要求4所述的轮内马达，其特征在于，

具备立设于前述罩部的外壁的罩散热翅片。

13.根据权利要求5所述的轮内马达，其特征在于，

具备立设于前述罩部的外壁的罩散热翅片。

14.根据权利要求6所述的轮内马达，其特征在于，

具备立设于前述罩部的外壁的罩散热翅片。

15.根据权利要求7所述的轮内马达，其特征在于，

具备立设于前述罩部的外壁的罩散热翅片。

16.根据权利要求8所述的轮内马达，其特征在于，

具备立设于前述罩部的外壁的罩散热翅片。

17.根据权利要求9所述的轮内马达，其特征在于，

前述罩翅片与前述定子翅片分别立设有多个，相邻的前述罩翅片的间距宽度大于相邻的前述定子翅片的间距宽度。

18.根据权利要求1或2所述的轮内马达，其特征在于，

具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

19.根据权利要求3所述的轮内马达，其特征在于，

具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

20.根据权利要求4所述的轮内马达，其特征在于，

具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

21.根据权利要求5所述的轮内马达，其特征在于，

具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

22.根据权利要求6所述的轮内马达，其特征在于，

具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

23.根据权利要求7所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

24.根据权利要求8所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

25.根据权利要求9所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

26.根据权利要求10所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

27.根据权利要求11所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

28.根据权利要求12所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

29.根据权利要求13所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

30.根据权利要求14所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

31.根据权利要求15所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

32.根据权利要求16所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。

33.根据权利要求17所述的轮内马达，其特征在于，具有与前述转子一起旋转的被旋转部件。