JP2010074905A - モールドモータ及び電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】防塵性及び防水性を維持しながら放熱性の向上を可能とするモールドモータ及び電動車両を提供する。
【解決手段】本実施形態に係るモールドモータ７は、第１カバー２０とステータ１０との間に挟まれる弾性部材６０を備える。弾性部材６０は、コイル１１Ｂよりもステータ１０の径方向内側に設けられる。
【選択図】図５

Description

本発明は、樹脂によってモールドされる複数のティースを含むステータを備えるモールドモータ及び当該モールドモータを備える電動車両に関する。

従来、電動車両や洗濯機などの駆動原として、モールドモータが広く用いられている。

モールドモータは、円環状のステータと、ステータの内側に形成される空間に設けられる回転子とを備える。ステータは、樹脂材料によってモールドされた複数のティースを含む。回転子は、ステータの軸心を中心として回転する。

このようなステータと回転子は、一般的に、防塵性及び防水性を担保することを目的として、ケース内に収容されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２２３８６６号公報

しかしながら、ステータがケース内に収容されている場合、モールドモータの放熱性が低いという問題があった。具体的には、ステータの巻線された各コイルから発生される熱がケース内部に停滞するため、各コイルが蓄熱される。その結果、温度保護を設けている場合はモータの動作時間が短くなったり、また、コイルの抵抗値が増大することによる銅損の増加でモータの特性が悪化してしまうという問題がある。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、防塵性及び防水性を維持しながら放熱性の向上を可能とするモールドモータ及び電動車両を提供することを目的とする。

本発明の特徴に係るモールドモータは、樹脂によってモールドされる複数のティースを含む円環状のステータと、ステータの内側に形成される内側空間に設けられ、ステータの軸心を中心として回転する回転子と、内側空間を覆うカバーと、カバーとステータとの間に挟まれる弾性部材とを備えるモールドモータであって、複数のティースそれぞれには、コイルが巻かれており、弾性部材は、コイルよりもステータの径方向内側に設けられることを要旨とする。

本発明の特徴に係るモールドモータによれば、弾性部材がコイルよりもステータの径方向内側でカバーとステータの間に挟まれることによって、カバーとステータとの間に空間を設けることができる、或いはステータの少なくとも一部をカバーから露出させることが出来るので、モールドモータの放熱性を向上することができる。また、弾性部材によって、内側空間の防塵性及び防水性を維持することができる。さらに、コイルは弾性部材よりも外側に設けられるため、熱が内側空間に停滞することを抑制することによって、コイルから発生される熱を効率的に外部に放出することができる。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、ステータは、弾性部材が係止される溝部を有していてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、カバーは、内側空間に向かって突出する円環状の突出部を有し、弾性部材は、突出部とステータの内壁との間に挟まれていてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両は、回転駆動自在な車輪と、車輪を駆動させるモールドモータとを備える電動車両であって、モールドモータは、樹脂によってモールドされる複数のティースを含む円環状のステータと、ステータの内側に形成される内側空間に設けられ、ステータの軸心を中心として回転する回転子と、内側空間を覆うカバーと、カバーとステータとの間に挟まれる弾性部材とを備え、複数のティースそれぞれには、コイルが巻かれており、弾性部材は、コイルよりもステータの径方向内側に設けられることを要旨とする。

本発明によれば、防塵性及び防水性を維持しながら放熱性の向上を可能とするモールドモータ及び電動車両を提供できる。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（電動車両の概略構成）
以下において、本発明に係るモールドモータを適用した電動車両について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電動車両である電動二輪車１の外観図である。

図１に示すように、電動二輪車１は、車体フレームが下方に配設された、いわゆるアンダーボーン型の電動二輪車である。電動二輪車１は、前輪２、後輪３、スイングアーム４、シート５、筐体６、モールドモータ７及び動力伝達部８を備える。

前輪２は、フロントフォークによって回転自在に支持される。後輪３は、スイングアーム４によって回転自在に支持される。スイングアーム４は、車体フレームに揺動可能に取り付けられる。

ライダーが着座するシート５下には、筐体６が配けられる。筐体６の内部には、本実施形態に係るモールドモータ７が収容される。モールドモータ７によって発生される駆動力は、動力伝達部８を介して後輪３に伝達される。従って、後輪３は、モールドモータ７によって回転駆動自在である。

（モールドモータの全体構成）
以下において、本実施形態に係るモールドモータの全体構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係るモールドモータ７の分解図である。図３は、本実施形態に係るモールドモータ７の出力側の平面図である。図４は、本実施形態に係るモールドモータ７の反出力側の平面図である。なお、出力側とは、後述する出力軸４０が動力伝達部８に接続される側であり、反出力側とは、モールドモータ７を挟んで出力側の反対側である。

図２に示すように、モールドモータ７は、ステータ１０、第１カバー２０、回転子３０、出力軸４０及び第２カバー５０を備える。

ステータ１０は、図３に示すように、ステータ本体部１１とステータカバー部１２とを有する。ステータ本体部１１は、軸心Ｓを中心とする円環状に形成される。ステータ本体部１１の内側には、円柱状の内側空間Ｐが形成される。ステータ本体部１１の上面には、軸心Ｓを中心とする円環状の溝部１０Ａが形成されている。ステータ本体部１１は、軸心Ｓを中心とする円上に配列された複数のティース１１Ａと、各ティース１１Ａに巻かれたコイル１１Ｂとを樹脂でモールドすることによって形成される（図５参照）。ステータカバー部１２は、内側空間Ｐの一端部側を覆う。

第１カバー２０は、内側空間Ｐの他端部側を覆う。第１カバー２０は、出力軸４０が挿通される開口部２０Ａを有する。第１カバー２０は、第２カバーにネジ止めされる。

回転子３０は、内側空間Ｐに設けられる。回転子３０は、軸心Ｓを中心として回転する。回転子３０は、内部に挿通される出力軸４０に固定される。

出力軸４０は、回転子３０に挿通される。出力軸４０は、回転子３０とともに軸心Ｓを中心として回転する。図示しないが、出力軸４０は、動力伝達部８に接続される。

第２カバー５０は、ステータ１０を挟んで第１カバー２０の反対側に設けられる。第２カバー５０は、出力軸４０が挿通される開口部５０Ａを有する。

弾性部材６０は、軸心Ｓを中心とする円環状に形成される。弾性部材６０は、溝部１０Ａに係止される。弾性部材６０は、溝部１０Ａに円環状のゴム部材を挿入することによって、或いは溝部１０Ａに液体ガスケットを注入することによって形成される。弾性部材６０は、ステータ１０と第１カバー２０との間に挟まれる。これによって、ステータ１０と第１カバー２０との間から水分や塵芥が内部空間Ｐへ浸入することが抑制される。なお、図２に示すように、弾性部材６０の半径はＬ１である。

ここで、ステータ１０の一部は露出され、外気（筐体６内の空気）に曝される。具体的には、図２乃至図４に示すように、ステータ１０の外周部が露出されている。

（モールドモータの詳細構成）
以下において、本実施形態に係るモールドモータの詳細構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、図３及び図４のＡ−Ａ線における断面図である。図６は、図３及び図４のＢ−Ｂ線における断面図である。

図５及び図６に示すように、ステータ本体部１１は、軸心Ｓを中心とする円上に配列された複数のティース１１Ａと、各ティースに巻かれたコイル１１Ｂとモールド部１１Ｃとを有する。

ティース１１Ａは、磁性材（例えば、電磁鋼板やパウダーメタル）によって形成される。ティース１１Ａは、軸心Ｓに略直交する径方向に沿って延びる。ティース１１Ａの一端部は、内側空間Ｐに露出されており、回転子３０と対向する。なお、ティース１１Ａの表面は、絶縁性部材によって覆われている。

コイル１１Ｂは、ティース１１Ａに複数回巻き付けられている。コイル１１Ｂに通電することによって、ティース１１Ａと対向する回転子３０に回転力（駆動力）が発生する。この際、コイル１１Ｂは発熱する。

モールド部１１Ｃは、各ティース１１Ａ及び各コイル１１Ｂをモールドする。モールド部１１Ｃは、熱硬化性樹脂などの絶縁性を有する樹脂材料によって形成される。なお、本実施形態では、ステータカバー部１２は、モールド部１１Ｃと同一の材料によって、モールド部１１Ｃと一体的に形成されている。

ここで、径方向において、弾性部材６０の半径Ｌ１は、軸心Ｓとコイル１１Ｂとの間隔Ｌ２よりも小さい。すなわち、弾性部材６０は、コイル１１Ｂよりもステータ１０の径方向内側に設けられる。

図７は、軸心Ｓと略直交する平面上におけるステータ１０、複数のコイル１１Ｂ及び弾性部材６０の投影図である。図７に示すように、各コイル１１Ｂと弾性部材６０とは重ならない。各コイル１１Ｂは、弾性部材６０よりも外側に設けられる。

（作用及び効果）
本実施形態に係るモールドモータ７は、第１カバー２０とステータ１０との間に挟まれる弾性部材６０を備える。弾性部材６０は、コイル１１Ｂよりもステータ１０の径方向内側に設けられる。

従って、弾性部材６０がコイル１１Ｂよりもステータ１０の径方向内側で第１カバー２０とステータ１０の間に挟まれることによって、第１カバー２０とステータ１０との間に空間を設けることができる、或いはステータ１０の少なくとも一部を第１カバー２０から露出させることが出来るので、モールドモータ７の放熱性を向上することができる。また、弾性部材によって、内側空間の防塵性及び防水性を維持することができる。さらに、コイルは弾性部材よりも外側に設けられるため、熱が内側空間に停滞することを抑制することによって、コイルから発生される熱を効率的に外部に放出することができる。

また、本実施形態では、弾性部材６０を係止する溝部１０Ａは、ステータ１０に形成される。このような溝部１０Ａは、溝部１０Ａに対応する突部を有する金型内に樹脂材料を流し込むことによって形成することができる。従って、２枚の金型を用いて第１カバー２０を形成した後に、第１カバー２０に溝部を形成する場合に比べて、生産性を向上することができる。

（実施形態の変形例）
以下において、本実施形態の変形例に係るモールドモータの構成について、図面を参照しながら説明する。図８は、本変形例に係るモールドモータ７の断面図である。

図８に示すように、第１カバー２０は、内側空間Ｐに向かって突出する突出部２０Ｂを有する。突出部２０Ｂは、軸心Ｓを中心とする円環状に形成される。

また、本変形例では、溝部１０Ａは、ステータ１０の内側空間Ｐを形成する内壁に設けられている。従って、弾性部材６０は、内側空間Ｐ内に設けられる。弾性部材６０は、ステータ１０の内壁と突出部２０Ｂとの間に挟まれる。

このように、弾性部材６０は内側空間Ｐ内に設けられるため、ステータ１０からの放熱性をより向上させることができる。また、第１カバー２０や弾性部材６０の形状を小さくすることができるため、モールドモータ７の製造コストを減少することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態では、ステータ１０は、ステータカバー部１２を有することとしたが、ステータ１０は、ステータカバー部１２を有していなくてもよい。この場合、第２カバー５０が内側空間Ｐを覆う形状を有していればよい。

また、上記実施形態では、溝部１０Ａは、ステータ１０に形成されることとしたが、溝部１０Ａは、第１カバー２０に形成されていてもよい。特に、突出部２０Ｂのうちステータ１０の内壁と対向する面に溝部１０Ａが形成される場合には、弾性部材６０の溝部１０Ａへの取付け性を向上することができる。

また、上記実施形態では、弾性部材６０は、第１カバー２０とステータ１０の間に設けられることとしたが、弾性部材６０は、第２カバー５０とステータ１０の間に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、モールドモータ７を電動二輪車１に適用する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、モールドモータ７は、送風機や洗濯機などに適用することができる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る電動二輪車１の外観図である。 本発明の実施形態に係るモールドモータ７の分解図である。 本発明の実施形態に係るモールドモータ７の出力側の平面図である。 本発明の実施形態に係るモールドモータ７の反出力側の平面図である。 図３及び図４のＡ−Ａ線における断面図である。 図３及び図４のＢ−Ｂ線における断面図である。 軸心Ｓと略直交する平面上における投影図である。 本発明の実施形態に係るモールドモータ７の断面図である。

符号の説明

１…電動二輪車、２…前輪、３…後輪、４…スイングアーム、５…シート、６…筐体、７…モールドモータ、８…動力伝達部、１０…ステータ、１０Ａ…溝部、１１…ステータ本体部、１１Ａ…ティース、１１Ｂ…コイル、１１Ｃ…モールド部、１２…ステータカバー部、２０…第１カバー、２０Ａ…開口部、２０Ｂ…突出部、３０…回転子、４０…出力軸、５０…第２カバー、５０Ａ…開口部、６０…弾性部材

Claims (4)

1. 樹脂によってモールドされる複数のティースを含む円環状のステータと、
   前記ステータの内側に形成される内側空間に設けられ、前記ステータの軸心を中心として回転する回転子と、
   前記内側空間を覆うカバーと、
   前記カバーと前記ステータとの間に挟まれる弾性部材と
   を備えるモールドモータであって、
   前記複数のティースそれぞれには、コイルが巻かれており、
   前記弾性部材は、前記コイルよりも前記ステータの径方向内側に設けられる
   ことを特徴とするモールドモータ。
2. 前記ステータは、前記弾性部材が係止される溝部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールドモータ。
3. 前記カバーは、前記内側空間に向かって突出する円環状の突出部を有し、
   前記弾性部材は、前記突出部と前記ステータの内壁との間に挟まれる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモールドモータ。
4. 回転駆動自在な車輪と、
   前記車輪を駆動させるモールドモータと
   を備える電動車両であって、
   前記モールドモータは、
   樹脂によってモールドされる複数のティースを含む円環状のステータと、
   前記ステータの内側に形成される内側空間に設けられ、前記ステータの軸心を中心として回転する回転子と、
   前記内側空間を覆うカバーと、
   前記カバーと前記ステータとの間に挟まれる弾性部材と
   を備え、
   前記複数のティースそれぞれには、コイルが巻かれており、
   前記弾性部材は、前記コイルよりも前記ステータの径方向内側に設けられる
   ことを特徴とする電動車両。

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