JP7156892B2 - Motor structure - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、例えば電気モータを駆動源とする車両に関し、特にモータの構造に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle using, for example, an electric motor as a drive source, and more particularly to the structure of the motor.

電動車両のコンパクト化のために、駆動源である電気モータをインホイールモータとする構成が有効である。インホイールモータの発熱を、ヒートパイプを介して外部に放熱する構成が提案されている（特許文献１等参照）。 In order to make an electric vehicle compact, it is effective to use an in-wheel motor as the electric motor, which is the drive source. A configuration has been proposed in which the heat generated by the in-wheel motor is radiated to the outside via a heat pipe (see Patent Document 1, etc.).

特許第５１６９２８０号Patent No. 5169280

インホイールモータの構成をよりコンパクトにするために、モータと電力制御部（ＰＣＵ）とを一体化する構成がある。ＰＣＵをモータと一体化する際には、インホイールモータは車輪内部に収められる構造となるため、回路保護の観点からモータの内部にＰＣＵを設けるのが望ましい。このような構成ではモータのみならずＰＣＵからの熱も放熱する必要があるため、上述した従来技術では、その分ヒートパイプを太くしなければならない。しかし従来技術では、ヒートパイプは車輪の軸を通して設けられており、太さにも限度がある。 In order to make the configuration of the in-wheel motor more compact, there is a configuration in which the motor and the power control unit (PCU) are integrated. When the PCU is integrated with the motor, the in-wheel motor has a structure that is housed inside the wheel. Therefore, from the viewpoint of circuit protection, it is desirable to provide the PCU inside the motor. In such a configuration, it is necessary to dissipate heat not only from the motor but also from the PCU. However, in the conventional technology, the heat pipe is provided through the axle of the wheel, and there is a limit to the thickness.

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、電力制御部を内蔵したモータを効率よく冷却できるモータの構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motor structure capable of efficiently cooling a motor incorporating a power control unit.

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、本発明の一側面によれば、モータ（１１）の構造であって、
ステータ（２４）と、
前記ステータ（２４）からの磁力によって回転するロータ（２３）と、
前記ロータ（２３）に連結された、前記モータのケース（２１，２９）と、
前記ケース（２１，２９）の内側に配置された、前記ステータ（２４）を駆動するための電力制御部（１０）と、を有し、
前記電力制御部（１０）は前記ステータ（２４）に対して固定された熱伝導部材（２６）に取り付けられ、
前記ケース（２１，２９）は、前記ロータ（２３）とともに回転するシャフト（１１２）が通る一対の側面を有し、
前記ケース（２１，２９）の前記一対の側面には、前記熱伝導部材（２６）に対向する内側の表面と、その裏側である外側の表面とに冷却用のフィン（１１１）を設け、
前記熱伝導部材（２６）の一方の面に前記電力制御部（１０）が取り付けられ、前記熱伝導部材（２６）の他方の面に前記ロータ（２３）の回転位置を検出するためのホールセンサを設けたホール素子基板（２７）が取り付けられる
ことを特徴とするモータの構造が提供される。In order to achieve the above objects, the present invention has the following configurations. That is, according to one aspect of the present invention, a structure of a motor (11), comprising:
a stator (24);
a rotor (23) rotated by the magnetic force from the stator (24);
a motor case (21, 29) connected to the rotor (23);
a power control unit (10) for driving the stator (24) disposed inside the case (21, 29);
said power control (10) being mounted on a heat conducting member (26) fixed relative to said stator (24);
The cases (21, 29)have apair of side surfaces through which a shaft (112) thatrotates together with the rotor (23) passes,
The pair of side surfaces of the case (21, 29) are provided with cooling fins (111) on the innersurface facing the heat conducting member (26) and the outer surface on the back side thereof ,
The electric power control unit (10) is attached to one surface of the heat conduction member (26), and a Hall sensor for detecting the rotational position of the rotor (23) is mounted on the other surface of the heat conduction member (26). A motor structure is provided characterized in that a Hall element substrate (27) provided with is mounted.

本発明によれば、電力制御部を内蔵したモータを効率よく冷却できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor which incorporated the electric power control part can be cooled efficiently.

（ａ）実施形態の二輪車の外観およびを示す図である。（ｂ）モータの駆動制御回路のブロック図である。(a) It is a figure which shows the external appearance of the two-wheeled vehicle of embodiment. 3B is a block diagram of a motor drive control circuit; FIG.（ａ）実施形態のインホイールモータの分解斜視図である。（ｂ）実施形態のインホイールモータの断面図である。(a) It is an exploded perspective view of an in-wheel motor of an embodiment. (b) It is sectional drawing of the in-wheel motor of embodiment.実施形態のインホイールモータにおける回路基板の配置を示した図である。It is the figure which showed the arrangement|positioning of the circuit board in the in-wheel motor of embodiment.実施形態のインホイールモータの駆動時の冷却原理を示す図である。It is a figure which shows the cooling principle at the time of the drive of the in-wheel motor of embodiment.

［第一実施形態］
●鞍乗型車両の構成
図１（ａ）に、本実施形態に係る鞍乗型車両である動力付き二輪車１の外観の一例を示す。二輪車１は駆動源としてインホイールモータ（以下、単にモータと呼ぶこともある。）１１を有しており、インホイールモータ１１をハブとしてその周りにタイヤ１２が装着されている。インホイールモータ１１は、そのシャフト１１２でスイングアーム１３に軸支され、減速機構や伝達機構を介することなく駆動輪を直に回転させることができる。インホイールモータ１１の両側の側面には冷却用のフィン１１１が設けられており、回転によりその表面に空気の流れを生じ、内部から伝播した熱を効率的に放熱する。インホイールモータ１１には、電力制御部（または電力制御回路、ＰＣＵ）１０（図１（ｂ）参照）から電源が供給され、その回転数は、ハンドルのグリップ部に設けたアクセルを運転者が操作することで制御される。[First embodiment]
●Structure of Straddle-Type Vehicle FIG. 1A shows an example of the appearance of a powered two-wheeled vehicle 1 that is a straddle-type vehicle according to the present embodiment. The two-wheeled vehicle 1 has an in-wheel motor (hereinafter simply referred to as a motor) 11 as a drive source, and a tire 12 is mounted around the in-wheel motor 11 as a hub. The in-wheel motor 11 is pivotally supported by theswing arm 13 with itsshaft 112, and can directly rotate the driving wheels without using a speed reduction mechanism or a transmission mechanism.Cooling fins 111 are provided on both side surfaces of the in-wheel motor 11. Rotation causes an air flow on the surface of the in-wheel motor 11 to efficiently dissipate the heat propagated from the inside. Power is supplied to the in-wheel motor 11 from a power control unit (or power control circuit, PCU) 10 (see FIG. 1(b)), and the number of rotations of the in-wheel motor 11 is determined by the driver pressing the accelerator provided on the grip of the steering wheel. controlled by manipulation.

図１（ｂ）に、インホイールモータ１１の駆動制御のための制御回路のブロック図を示す。本実施形態のインホイールモータ１１は、構造的にはアウターロータ型の表面磁石同期モータ（ＳＰＭＳＭ）であり、ＰＣＵ１０を含めてブラシレス直流モータと呼ぶこともある。インホイールモータ１１は、ＰＣＵ１０から供給される三相の交流電源により駆動される。この交流電源の各相は正弦波であってもよいし矩形波であってもよい。ＰＣＵ１０は低圧電源（例えば１２Ｖ電源）１０４により駆動され、コントローラ１０１とインバータ１０２とを含む。コントローラ１０１には、モータ１０３からの、ロータの回転位置を検出するためのホールセンサの出力信号（ホールセンサ信号）が入力される。なおモータ１０３は、インホイールモータ１１からＰＣＵを除外した部分を指す。コントローラ１０１は、入力されたホールセンサ信号に基づいて、インバータ１０２に対して高圧電源（ＨＶバッテリ）１０５からの電流に対するスイッチング等の制御を行うための制御信号を入力する。コントローラ１０１はさらに、アクセル開度を示す信号に応じてインバータ１０２の出力周波数を制御するために、インバータ１０２への制御信号のタイミングを調整する。さらに、周波数のみならず電流を制御できるように構成してもよい。 FIG. 1(b) shows a block diagram of a control circuit for drive control of the in-wheel motor 11. As shown in FIG. The in-wheel motor 11 of the present embodiment is structurally an outer rotor type surface magnet synchronous motor (SPMSM), and is sometimes called a brushless DC motor including the PCU 10 . The in-wheel motor 11 is driven by a three-phase AC power supplied from the PCU 10 . Each phase of this AC power supply may be a sine wave or a square wave. The PCU 10 is driven by a low voltage power supply (eg, 12V power supply) 104 and includes acontroller 101 and aninverter 102 . Thecontroller 101 receives a Hall sensor output signal (a Hall sensor signal) for detecting the rotational position of the rotor from themotor 103 . Note that themotor 103 refers to a portion of the in-wheel motor 11 excluding the PCU. Thecontroller 101 inputs a control signal to theinverter 102 for controlling switching of the current from the high voltage power supply (HV battery) 105 based on the input Hall sensor signal.Controller 101 further adjusts the timing of the control signal to inverter 102 in order to control the output frequency ofinverter 102 in accordance with the signal indicating the degree of accelerator opening. Furthermore, the configuration may be such that not only the frequency but also the current can be controlled.

インバータ１０２は、コントローラ１０１からの制御信号に応じて、高圧電源１０５を三相交流Ｕ，Ｖ，Ｗに変換してモータ１０３へと入力する。モータ１０３は、入力された電源の周波数に同期して駆動される。またモータ１０３には温度センサとホールセンサとを備えており、温度センサで検知した温度を示す温度信号と、ホールセンサで検知した磁界を示すホールセンサ信号がコントローラ１０１へと入力される。ホールセンサ信号は、ロータ表面に、Ｓ極とＮ極とが交互になるよう張り付けられた永久磁石の磁界を検知することで、ロータの電気的な回転位置を検知する。Inverter 102 converts high-voltage power supply 105 into three-phase alternating currents U, V, and W according to a control signal fromcontroller 101 , and inputs the three-phase alternating currents U, V, W tomotor 103 . Themotor 103 is driven in synchronization with the frequency of the input power supply. Themotor 103 has a temperature sensor and a Hall sensor, and a temperature signal indicating the temperature detected by the temperature sensor and a Hall sensor signal indicating the magnetic field detected by the Hall sensor are input to thecontroller 101 . Hall sensor signals detect the electrical rotational position of the rotor by detecting the magnetic field of permanent magnets attached to the surface of the rotor so that the S and N poles alternate.

ここで、本実施形態においては、ＰＣＵ１０は、後述するようにインホイールモータ１１の内部に組み込まれている。このように構成されるインホイールモータ１１を用いて、二輪車１の駆動輪を回転させ、二輪車１を運転者の意図通りに走行させることができる。 Here, in this embodiment, the PCU 10 is incorporated inside the in-wheel motor 11 as will be described later. Using the in-wheel motor 11 configured in this manner, the drive wheels of the two-wheeled vehicle 1 can be rotated and the two-wheeled vehicle 1 can be driven as intended by the driver.

●インホイールモータの構成
図２（ａ）はインホイールモータ１１の分解斜視図である。インホイールモータ１１の主要構成部品は、金属等で形成されたホイールケース２１とホイールケース２９とにより構成される筐体の内部に収められる。ホイールケース２１は、その回転軸部分にシャフト１１２を通す穴が設けられており、周縁部が張り出した円盤形状を持つ。またその外側および内側の表面には、放熱用のフィン１１１が設けられている。フィン１１１は、本例では、互いに並列な複数の細長い張り出しであり、ホイールケース２１と一体に成形されている。その高さや本数は、インホイールモータ１１の内部で生じる熱を放出するために、その発熱量に応じて決定してよい。ホイールケース２９は、ホイールケース２１と同様の構成であるが、本例では外周部に設けた周縁部の張り出しがない。しかしホイールケース２１と同様の構成としてもよい。ホイールケース２１とホイールケース２９とは、例えばボルトなどで互いに固定されてインホイールモータ１１のケースを構成し、ベアリング２２，２８を介してシャフト１１２に取り付けられる。このため、ホイールケース２１，２９は、スイングアーム１３に固定されて回転しないシャフト１１２に対して回転でき、その外周にタイヤ１２が取り付けられて、駆動輪のハブともなる。●Configuration of In-wheel Motor FIG. 2(a) is an exploded perspective view of the in-wheel motor 11. FIG. The main components of the in-wheel motor 11 are housed inside a housing composed of awheel case 21 and awheel case 29 made of metal or the like. Thewheel case 21 is provided with a hole through which theshaft 112 is passed in its rotating shaft portion, and has a disc shape with a protruding peripheral portion. Further,fins 111 for heat dissipation are provided on the outer and inner surfaces thereof. Thefins 111 , in this example, are a plurality of elongated overhangs parallel to each other and integrally formed with thewheel case 21 . In order to release the heat generated inside the in-wheel motor 11, the height and the number thereof may be determined according to the amount of heat generated. Thewheel case 29 has the same configuration as thewheel case 21, but in this example, there is no overhanging peripheral portion provided on the outer peripheral portion. However, the same configuration as thewheel case 21 may be used. Thewheel case 21 and thewheel case 29 are fixed to each other, for example, by bolts or the like to constitute a case of the in-wheel motor 11 , and are attached to theshaft 112 viabearings 22 and 28 . For this reason, thewheel cases 21 and 29 are fixed to theswing arm 13 and can rotate with respect to theshaft 112 which does not rotate, and the tire 12 is attached to the outer periphery thereof, which also serves as the hub of the driving wheel.

ホイールケース２１の周縁部の張り出しの内側に沿って、ロータ２３が連結或いは固定される。ロータ２３は、例えば１６個あるいは３２個といった複数の永久磁石を、極性を交互に反転させつつ配置して構成されている。これは一般的なアウターロータ型のモータと同様である。一方シャフト１１２には、回路ケース２６が固定される。回路ケース２６は、シャフト１１２を中心とする、例えば金属製の円盤形状の部材である。回路ケース２６のホイールケース２９に対向する面の一部には、好ましくは回路ケース２６と一体的に形成された放熱用のフィンが設けられている。また同じ面の一部には、ホールセンサを設けたホール素子基板２７が取り付けられる。また回路ケース２６のホール素子基板２７と反対側の面には、ＰＣＵ１０を設けたＰＣＵ基板２５が取り付けられる。ＰＣＵ基板２５とホール素子基板２７とは、回路ケース２６に穿った通し穴を通して必要な信号線及び電力線で繋げられている。回路ケース２６のＰＣＵ基板２５側の面には、本例ではフィンが設けられていないが、設けてもよい。 Arotor 23 is connected or fixed along the inside of the overhang of the peripheral portion of thewheel case 21 . Therotor 23 is configured by arranging a plurality of permanent magnets, such as 16 or 32, with their polarities alternately reversed. This is the same as a general outer rotor type motor. On the other hand, thecircuit case 26 is fixed to theshaft 112 . Thecircuit case 26 is, for example, a disk-shaped member made of metal centered on theshaft 112 . A portion of the surface of thecircuit case 26 facing thewheel case 29 is preferably provided with fins for heat dissipation that are integrally formed with thecircuit case 26 . AHall element substrate 27 provided with a Hall sensor is attached to a part of the same surface. APCU board 25 on which thePCU 10 is provided is attached to the surface of thecircuit case 26 opposite to theHall element board 27 . ThePCU board 25 and theHall element board 27 are connected by necessary signal lines and power lines through through holes drilled in thecircuit case 26 . Fins are not provided on the surface of thecircuit case 26 on thePCU board 25 side in this example, but they may be provided.

回路ケース２６には、その周囲を取り巻くようにステータ２４が取り付けられる。すなわち、ステータ２４は、回路ケース２６を介してシャフト１１２に対して固定されている。ステータ２４にはインバータ１０２からからの三相交流電源ＵＶＷにそれぞれ接続された巻き線が含まれる。ステータ２４はシャフト１１２に固定されており、その外側のロータ２３が回転する。 Astator 24 is attached to thecircuit case 26 so as to surround it. That is,stator 24 is fixed toshaft 112 viacircuit case 26 .Stator 24 includes windings each connected to a three-phase AC power source UVW frominverter 102 . Thestator 24 is fixed to theshaft 112 and therotor 23 outside it rotates.

図２（ｂ）は、インホイールモータ１１の回転軸に平行な断面を示す断面図である。シャフト１１２を軸として、ホイールケース２１，２９により構成された筐体内に、ロータ２３、ステータ２４、基板ケース２６等が収容されている。ここで、基板ケース２６は金属等の熱伝導性の高い熱伝導部材であり、基板類を取り付ける部材であるとともに、放熱板としても機能する。そのためＰＣＵ基板２５は、そこに取り付けた発熱する部品が、直接、あるいは高い熱伝導率を持つ熱伝導素材を介して基板ケース２６に接するように、基板ケース２６に取り付けられてよい。さらにステータ２４も基板ケース２６に接触し、その熱が基板ケース２６に伝播する。このような構成の結果、ステータ２４やＰＣＵ基板２５の熱は基板ケース２６に伝達しやすい。また基板ケース２６のフィンが設けられた側の面がホイールケース２９に対向しており、ホイールケース２９の回転によって、基板ケース２６とホイールケース２９との間の空間内に空気の流れを生じる。この空気流が、基板ケース２６のフィンに接してそれを効果的に冷却する。逆にホール素子基板２７は、基板ケース２６に取り付けられるものの、基板ケース２６からの熱がホール素子に伝播しにくいように取り付けられることが望ましい。 FIG. 2B is a cross-sectional view showing a cross section parallel to the rotating shaft of the in-wheel motor 11. As shown in FIG. Arotor 23 , astator 24 , asubstrate case 26 and the like are accommodated in a housing constituted by thewheel cases 21 and 29 with theshaft 112 as an axis. Here, thesubstrate case 26 is a heat conductive member such as metal having high thermal conductivity, and functions as a member for mounting substrates and also as a heat sink. Therefore, thePCU board 25 may be attached to theboard case 26 so that the heat-generating components attached thereon are in contact with theboard case 26 either directly or via a heat-conducting material having a high thermal conductivity. Furthermore, thestator 24 is also in contact with theboard case 26 and the heat is propagated to theboard case 26 . As a result of such a configuration, heat from thestator 24 and thePCU board 25 is easily transferred to theboard case 26 . The surface of thesubstrate case 26 on which the fins are provided faces thewheel case 29 , and the rotation of thewheel case 29 causes an air flow in the space between thesubstrate case 26 and thewheel case 29 . This airflow contacts and effectively cools the fins of thesubstrate case 26 . Conversely, although theHall element substrate 27 is attached to thesubstrate case 26, it is desirable that it be attached so that the heat from thesubstrate case 26 is less likely to propagate to the Hall elements.

図４にその様子を示す。図４は、図２（ｂ）の断面のうち、基板ケース２６とホイールケース２９とについて、シャフト１１２から上部を示す。ホイールケース２９が回転することで、ホイールケース２９に沿って外周側へと向かう空気流が生じ、その空気流はホイールケース２１の外縁に当たって基板ケース２６側の空間へと向かう。その空気流は基板ケース２６によりシャフト１１２側へと向けられ、シャフト１１２を挟んだ反対側でも生じている空気流と衝突して、図４に示す矢印のような渦上の対流を引き起こす。この空気の流れにより、ＰＣＵ基板２５やホール素子基板２７、ステータ２４等で生じて基板ケース２６に伝達された熱は、さらにホイールケース２９へと伝播される。そして、ホイールケース２９の外側表面に設けたフィンから効果的に放熱される。ホイールケース２１についても同様にこのような効果が生じ、内部で生じた熱をインホイールモータ１１の外部へと効果的に放散できる。 The situation is shown in FIG. 4 shows theboard case 26 and thewheel case 29 from theshaft 112 in the cross section of FIG. 2(b). As thewheel case 29 rotates, an air flow is generated along thewheel case 29 toward the outer peripheral side. The airflow is directed toward theshaft 112 side by thesubstrate case 26 and collides with the airflow also generated on the opposite side of theshaft 112 to cause vortex convection as shown by arrows in FIG. Due to this air flow, the heat generated by thePCU board 25 , theHall element board 27 , thestator 24 and the like and transferred to theboard case 26 is further transferred to thewheel case 29 . Heat is effectively radiated from the fins provided on the outer surface of thewheel case 29 . Thewheel case 21 also has such an effect, and the heat generated inside can be effectively dissipated to the outside of the in-wheel motor 11 .

図３（ａ）～図３（ｃ）に、基板ケース２６に対するＰＣＵ基板２５およびホール素子基板２７の取り付けの詳細を示す。図３（ａ）は基板ケース２６のＰＣＵ基板２５側を、図３（ｂ）はその反対のホール素子基板２７側を、図３（ｃ）は断面を示す。ＰＣＵ基板２５とホール素子基板２７はそれぞれ、基板ケース２６の対向する面の、互いに重ならない位置に取り付けられる。ＰＣＵ基板２５は、その上に設けたインバータ１０２のＦＥＴ等のパワー素子２５１が、基板ケース２６に直に接するように取り付けられる。これにより、パワー素子２５１からの熱が効率的に基板ケース２６に伝播される。またホール素子基板２７上のホール素子２７１は、ロータ２３の回転位置を検知するために、ロータ側の端部に設けられている。基板ケース２６はその外周部をステータ２４３により囲まれるように構成され、その中心部でシャフト１１２と結合されている。シャフト１１２は両端が開いた中空に形成されており、ホイールケース内部の、ＰＣＵ基板２５が取り付けられた面の側に通じる穴４１，４２が設けられている。二輪車１の本体に搭載された電源から導かれてシャフト１１２の端部から中空のシャフト内へと挿通された電源ケーブルやその他の制御信号などのケーブル（あるいはハーネス）４０は、穴４１，４２を介してＰＣＵ基板２５へと導かれ、所定の端子に接続される。ＰＣＵ基板２５とホール素子基板２７とを接続するケーブルは、基板ケース２６の開口４３を通して配線される。このように、ＰＣＵ基板２５とホール素子基板２７は、基板ケース２６の互いに反対の面に取り付けられる。 3(a) to 3(c) show the details of mounting thePCU board 25 andHall element board 27 to theboard case 26. FIG. 3(a) shows the side of thePCU board 25 of theboard case 26, FIG. 3(b) shows the oppositeHall element board 27 side, and FIG. 3(c) shows a cross section. ThePCU board 25 and theHall element board 27 are mounted on the facing surfaces of theboard case 26 at positions that do not overlap each other. ThePCU board 25 is attached so that thepower elements 251 such as FETs of theinverter 102 provided thereon are in direct contact with theboard case 26 . Thereby, heat from thepower element 251 is efficiently propagated to thesubstrate case 26 . AHall element 271 on theHall element substrate 27 is provided at the end on the rotor side in order to detect the rotational position of therotor 23 . Thesubstrate case 26 is configured such that its outer peripheral portion is surrounded by the stator 243 and is coupled to theshaft 112 at its central portion. Theshaft 112 is hollow with open ends, and is provided withholes 41 and 42 leading to the side of the wheel case on which thePCU board 25 is mounted. A cable (or harness) 40 such as a power cable and other control signals guided from a power source mounted on the main body of the motorcycle 1 and inserted from the end of theshaft 112 into the hollow shaft passes through theholes 41 and 42 . It is led to thePCU board 25 via thePCU board 25 and connected to a predetermined terminal. A cable connecting thePCU board 25 and theHall element board 27 is routed through theopening 43 of theboard case 26 . In this manner, thePCU board 25 and theHall element board 27 are mounted on opposite surfaces of theboard case 26 .

このような構成によってＰＣＵ基板２５とホール素子基板２７との間の配線を簡単化でき、インホイールモータ１１の構成をコンパクト化できる。さらに、インホイールモータ１１内部への配線を中空のシャフト１１２を通して実現したことも、インホイールモータ１１のコンパクト化に寄与する。またＰＣＵ基板２５とホール素子基板２７とは互いに重複しない位置に設けられているため、ＰＣＵ基板２５の、特にインバータ１０２により生じる熱によるホール素子回路２７への影響を低減できる。 With such a configuration, the wiring between thePCU board 25 and theHall element board 27 can be simplified, and the configuration of the in-wheel motor 11 can be made compact. Furthermore, the fact that the wiring inside the in-wheel motor 11 is routed through thehollow shaft 112 also contributes to the compactness of the in-wheel motor 11 . In addition, since thePCU board 25 and theHall element board 27 are provided at positions that do not overlap each other, the influence of the heat generated by thePCU board 25, especially theinverter 102, on theHall element circuit 27 can be reduced.

なお本実施形態では、ケースに設けたフィンは一定の方向に並列に配置されているが、これに限らない。たとえば、シャフトを中心とした放射状等に配列されてもよい。また直線的な形状のみならず、曲線的な形状であってもよい。また放熱の効率のみならず、風切り音等を考慮して形状を決定してもよい。 In this embodiment, the fins provided on the case are arranged in parallel in a fixed direction, but the present invention is not limited to this. For example, they may be arranged radially around the shaft. Moreover, not only a linear shape but also a curved shape may be used. Further, the shape may be determined in consideration of not only heat radiation efficiency but also wind noise and the like.

なお本実施形態ではインホイールモータ１１を動力として用いる車両を二輪車としたが、三輪車や四輪車であってもよい。また駆動輪は後輪に限らず前輪としてもよいし、車両が備える全ての車輪としてもよい。また二輪車であっても前後に車輪を備えているものに限らず、車椅子など進行方向に対して左右に並列な車輪を備えた車両であってもよい。その場合には両輪が駆動輪となり、インホイールモータ１１により駆動される。またこのような二輪車や四輪車の場合には、インホイールモータ１１はコントローラ１０１による制御で逆回転（すなわち後退）できるよう構成されていてもよい。さらに車両の駆動輪に限らず、対象を回転させるための動力源として本実施形態に係るインホイールモータ１１を用いてもよい。さらに車両の駆動輪としてインホイールモータ１１を用いる場合には、走行風を効率的に駆動輪のハブ部分に導くような部材を車両に取り付けてもよい。 In this embodiment, the vehicle using the in-wheel motor 11 as power is a two-wheeled vehicle, but it may be a three-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle. Also, the driving wheels are not limited to the rear wheels, but may be the front wheels, or may be all the wheels of the vehicle. The two-wheeled vehicle is not limited to having front and rear wheels, and may be a vehicle such as a wheelchair having wheels parallel to the left and right with respect to the direction of travel. In that case, both wheels become drive wheels and are driven by the in-wheel motor 11 . Further, in the case of such a two-wheeled vehicle or four-wheeled vehicle, the in-wheel motor 11 may be configured to rotate in reverse (that is, move backward) under the control of thecontroller 101 . Furthermore, the in-wheel motor 11 according to the present embodiment may be used as a power source for rotating an object other than the driving wheels of the vehicle. Furthermore, when the in-wheel motor 11 is used as the drive wheels of the vehicle, a member may be attached to the vehicle to efficiently guide the running wind to the hub portions of the drive wheels.

●実施形態のまとめ
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
（１）本実施形態に係る第一の発明によれば、モータ（１１）の構造であって、
ステータ（２４）と、
前記ステータ（２４）からの磁力によって回転するロータ（２３）と、
前記ロータ（２３）に連結された、前記モータのケース（２１，２９）と、
前記ケース（２１，２９）の内側に配置された、前記ステータ（２４）を駆動するための電力制御部（１０）と、を有し、
前記ケース（２１，２９）に冷却用のフィン（１１１）を設けたことを特徴とするモータの構造が提供される。●Summary of Embodiments The above-described embodiments are summarized as follows.
(1) According to the first aspect of the present invention, the structure of the motor (11) is
a stator (24);
a rotor (23) rotated by the magnetic force from the stator (24);
a motor case (21, 29) connected to the rotor (23);
a power control unit (10) for driving the stator (24) disposed inside the case (21, 29);
A motor structure is provided, characterized in that the case (21, 29) is provided with cooling fins (111).

それにより、ケースはロータの回転とともに回転し、空気の流れを起こしやすくなるため、モータの冷却効率をより一層向上させることができる。
（２）本実施形態に係る第二の発明によれば、（１）のモータ（１１）の構造であって、
前記電力制御部（１０）は前記ステータ（２４）に対して固定された熱伝導部材（２６）に取り付けられ、
前記ケース（２１，２９）には、前記ロータ（２３）とともに回転する軸が通る側面と、前記熱伝導部材（２６）に対向する内側の面とに前記フィン（１１１）が設けられたことを特徴とするモータの構造が提供される。As a result, the case rotates with the rotation of the rotor, making it easier for the air to flow, so that the cooling efficiency of the motor can be further improved.
(2) According to the second aspect of the present invention, the structure of the motor (11) of (1) is
said power control (10) being mounted on a heat conducting member (26) fixed relative to said stator (24);
The case (21, 29) is provided with the fins (111) on the side surface through which the shaft rotating together with the rotor (23) passes and the inner surface facing the heat conducting member (26). A featured motor structure is provided.

それにより、ケースの内部にも冷却用のフィンを設け、さらに冷却効果を向上させることができる。
（３）本実施形態に係る第三の発明によれば、（２）のモータ（１１）の構造であって、
前記熱伝導部材（２６）には、前記ケース（２１，２９）の内側の面と対向する面に冷却用のフィン（１１１）を設けたこと特徴とするモータの構造が提供される。As a result, cooling fins are provided inside the case, and the cooling effect can be further improved.
(3) According to the third aspect of the present invention, the structure of the motor (11) of (2),
A motor structure is provided in which the heat conducting member (26) is provided with cooling fins (111) on the surface facing the inner surface of the case (21, 29).

それにより、熱伝導部材にも冷却用のフィンを設けることによって、さらに冷却効果を向上させることができる。
（４）本実施形態に係る第三の発明によれば、（１）乃至（３）のいずれかのモータ（１０）の構造であって、
前記ステータ（２４）に対して固定され、前記ロータ（２３）と共に回転する前記ケース（２１，２９）の軸となる、前記ケース（２１，２９）に対して回動可能な中空のシャフト（１１２）を更に有し、
前記電力制御部（１０）に接続されるハーネスが、前記シャフト（１１２）内を挿通して前記ケース（２１，２９）の内部へと配線されることを特徴とするモータの構造が提供される。Accordingly, the cooling effect can be further improved by providing cooling fins on the heat conducting member as well.
(4) According to the third aspect of the present invention, the structure of the motor (10) according to any one of (1) to (3),
a hollow shaft (112) fixed to the stator (24) and rotatable with respect to the case (21,29), which pivots the case (21,29) rotating with the rotor (23); ), and
A motor structure is provided in which a harness connected to the power control unit (10) is inserted through the shaft (112) and wired to the inside of the case (21, 29). .

それにより、モータ内部における配線効率を向上させることができ、モータを小型化することが可能になる。
（５）本実施形態に係る第三の発明によれば、（１）乃至（４）のいずれかの構造を持つモータ（１１）の前記ケース（２１，２９）の外周にタイヤ（１２）を取り付けた駆動輪を有することを特徴とする車両が提供される。As a result, the wiring efficiency inside the motor can be improved, and the size of the motor can be reduced.
(5) According to the third aspect of the present embodiment, the tire (12) is mounted on the outer periphery of the case (21, 29) of the motor (11) having any one of the structures (1) to (4). A vehicle is provided characterized by having attached drive wheels.

それにより、ケースが車両の走行とともに回転し、空気の流れを起こしやすくなるため、冷却効率をより一層向上させることができる。 As a result, the case rotates as the vehicle travels, making it easier for the air to flow, so that the cooling efficiency can be further improved.

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (5)

Translated fromJapanese

モータ（１１）の構造であって、
ステータ（２４）と、
前記ステータ（２４）からの磁力によって回転するロータ（２３）と、
前記ロータ（２３）に連結された、前記モータのケース（２１，２９）と、
前記ケース（２１，２９）の内側に配置された、前記ステータ（２４）を駆動するための電力制御部（１０）と、を有し、
前記電力制御部（１０）は前記ステータ（２４）に対して固定された熱伝導部材（２６）に取り付けられ、
前記ケース（２１，２９）は、前記ロータ（２３）とともに回転するシャフト（１１２）が通る一対の側面を有し、
前記ケース（２１，２９）の前記一対の側面には、前記熱伝導部材（２６）に対向する内側の表面と、その裏側である外側の表面とに冷却用のフィン（１１１）を設け、
前記熱伝導部材（２６）の一方の面に前記電力制御部（１０）が取り付けられ、前記熱伝導部材（２６）の他方の面に前記ロータ（２３）の回転位置を検出するためのホールセンサを設けたホール素子基板（２７）が取り付けられる
ことを特徴とするモータの構造。A structure of a motor (11),
a stator (24);
a rotor (23) rotated by the magnetic force from the stator (24);
a motor case (21, 29) connected to the rotor (23);
a power control unit (10) for driving the stator (24) disposed inside the case (21, 29);
said power control (10) being mounted on a heat conducting member (26) fixed relative to said stator (24);
The cases (21, 29)have apair of side surfaces through which a shaft (112) thatrotates together with the rotor (23) passes,
The pair of side surfaces of the case (21, 29) are provided with cooling fins (111) on the innersurface facing the heat conducting member (26) and the outer surface on the back side thereof ,
The electric power control unit (10) is attached to one surface of the heat conduction member (26), and a Hall sensor for detecting the rotational position of the rotor (23) is mounted on the other surface of the heat conduction member (26). A structure of a motor characterized in that a Hall element substrate (27) provided with is mounted. 請求項１に記載のモータ（１１）の構造であって、
前記熱伝導部材（２６）は、前記シャフト（１１２）の長手方向について前記ケース（２１，２９）の中央から偏位した位置で前記ステータ（２４）に対して固定され、
前記熱伝導部材（２６）の前記他方の面には前記ホール素子基板（２７）が取り付けられるとともにフィンが設けられる
ことを特徴とするモータの構造。A structure of a motor (11) according to claim 1, comprising:
The heat conducting member (26) is fixed to the stator (24) at a position offset from the center of the cases (21, 29) in the longitudinal direction of the shaft (112),
A structure of a motor, wherein the Hall element substrate (27) is attached to the other surface of the heat conducting member (26) and a fin is provided. 請求項２に記載のモータ（１１）の構造であって、
前記熱伝導部材（２６）には、前記ケース（２１，２９）の内側の表面と対向する面に冷却用のフィン（１１１）を設けたこと特徴とするモータの構造。A structure of a motor (11) according to claim 2, comprising:
A structure of a motor, wherein cooling fins (111) are provided on the surface of the heat conducting member (26) facing the innersurfaces of the cases (21, 29). 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ（１１）の構造であって、
前記シャフト（１１２）は、前記ステータ（２４）に対して固定され、前記ロータ（２３）と共に回転する前記ケース（２１，２９）の軸となる、前記ケース（２１，２９）に対して回動可能な中空のシャフトであり、
前記電力制御部（１０）に接続されるハーネスが、前記シャフト（１１２）内を挿通して前記ケース（２１，２９）の内部へと配線されることを特徴とするモータの構造。A structure of a motor (11) according to any one of claims 1 to 3,
The shaft (112) is fixed to the stator (24) and pivots relative to the cases (21, 29) which are pivots of the cases (21, 29) rotating with the rotor (23). possible hollow shaft,
A motor structure characterized in that a harness connected to the power control unit (10) is inserted through the shaft (112) and wired to the inside of the case (21, 29). 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の構造を持つモータ（１１）の前記ケース（２１，２９）の外周にタイヤ（１２）を取り付けた駆動輪を有することを特徴とする車両。 A vehicle comprising drive wheels having tires (12) attached to the outer periphery of the case (21, 29) of the motor (11) having the structure according to any one of claims 1 to 4.

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