JP2010178567A - モールドモータ及び電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドモータの放熱効率を向上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】モールドモータ７において、ステータ５１は、円柱端面５１Ａのうち第１モータケース５２から露出する領域に形成された複数の第１フィン部１００Ａを有する。各第１フィン部１００Ａは、円柱端面５１Ａの平面視において、電動二輪車１の前後方向に沿って延びる。
【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂によってモールドされた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、電動車両などの駆動源として、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、樹脂によってモールドされた円柱状のステータと、ステータの内側に配置されるロータとを備える。このようなモールドモータを電動車輌の駆動源として用いる場合、円柱状のステータは、後輪の内側において縦置きされるので、ステータの軸心と後輪軸とは略一致する。従って、ステータの一対の円柱端面は、後輪軸に対して略垂直に配置される。なお、一対の円柱端面とは、円柱状のステータの外周面両端に設けられる面である。

ここで、モールドモータの放熱効率を向上させることを目的として、ステータの表面にフィンを形成することによって、ステータの表面積を大きくする手法が提案されている（特許文献１参照）。

特開平８−９８４４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の手法では、モールドモータが電動車輌に取り付けられた状態を考慮して溝が形成されていないため、モールドモータ周辺における空気の流れを有効に利用することができなかった。従って、モールドモータの放熱効率を向上させるにも余地があった。

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、モールドモータの放熱効率を向上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、電動車輌の駆動源として用いられるモールドモータであって、複数のティースをモールドする樹脂モールド部を有する円柱状のステータと、ステータの内部で回転するロータと、円柱状のステータの円柱端面上に設けられるモータケースとを備え、樹脂モールド部は、円柱端面のうちモータケースから露出する領域に形成された複数の第１フィン部を有し、複数の第１フィン部それぞれは、電動車輌の前後方向に沿って延び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、複数の第１フィン部は、電動車輌の走行中において走行風が流れる方向に沿って形成されている。従って、各第１フィン部に沿って走行風を円柱端面上において止めることなく流すことができる。その結果、ステータの内部で発生する熱を、ステータの外部に効率的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、モータケースは、円柱端面上において、電動車輌の前後方向に沿って延びており、複数の第１フィン部それぞれは、円柱端面の平面視において、モータケースの外形に沿っていてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、モータケースの外形は、円柱端面の平面視において、電動車輌の後方に向かうほど上下方向に広がっていてもよい。

本発明の特徴に係るモールドモータにおいて、前記樹脂モールド部は、円柱状の前記ステータの外周面に形成された複数の第２フィン部を有し、複数の第２フィン部それぞれは、電動車輌の前後方向に沿って延びていてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両は、駆動輪と、駆動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、複数のティースをモールドする樹脂モールド部を有する円柱状のステータと、ステータの内部で回転するロータと、円柱状のステータの円柱端面上に設けられるモータケースとを備え、樹脂モールド部は、円柱端面のうちモータケースから露出する領域に形成された複数のフィン部を有し、複数のフィン部それぞれは、電動車輌の前後方向に沿って延びることを要旨とする。

本発明の特徴に係る電動車両において、駆動輪及びモールドモータを支持するスイングアームと、駆動輪が路面から受ける衝撃を緩和するサスペンションと、サスペンションを支持し、モールドモータの前方においてスイングアームに取り付けられるサスペンションケースとを備え、サスペンションケースとスイングアームとの間には、空隙が設けられ、空隙は、モールドモータの前方に位置していてもよい。

本発明によれば、モールドモータの放熱効率を向上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ができる。

本発明の第１実施形態に係る電動二輪車１の右側面図である。 図１に示したＡ方向からの矢視図である。 本発明の第１実施形態に係るモールドモータ７を斜め上方から見た斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るモールドモータ７を反出力側から見た平面図である。 本発明の第１実施形態に係るモールドモータ７を上方から見た上面図である。 図４のＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の第１実施形態に係るモールドモータ７の表面における走行風の流れを示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係るモールドモータ７の構成を示す電動二輪車１の右側面図である。 本発明の実施形態に係るモールドモータ７の構成を示す電動二輪車１の右側面図である。 本発明の実施形態に係るモールドモータ７の表面における走行風の流れを示す模式図である。

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。なお、各図面では、車輌前方を方向Ｆ、車輌後方を方向Ｒ、車輌前後方向を方向ＦＲとする。

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

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、サスペンションケース５、リヤサスペンション６及びモールドモータ７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、モールドモータ７の略中心に設けられるモータシャフト５０（図３参照）に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。サスペンションケース５は、スイングアーム４の後端部とモールドモータ７とに取り付けられる。リヤサスペンション６は、サスペンションケース５と車体フレーム（不図示）とに支持されており、後輪３が路面から受けた衝撃を緩和するとともに、変化する路面に後輪３を追従させる。

モールドモータ７は、スイングアーム４に固定される。モールドモータ７の駆動力は、モールドモータ７の略中心に設けられるモータシャフト５０（図３参照）を介して、後輪３に伝達される。モールドモータ７の構成については後述する。

ここで、図２は、図１に示したＡ方向からの矢視図である。図２に示すように、スイングアーム４とサスペンションケース５との間には、空隙Ｔが設けられることに留意すべきである。空隙Ｔは、モールドモータ７の前方Ｆに位置する。従って、電動二輪車１の走行中、モールドモータ７には、スイングアーム４とサスペンションケース５との空隙Ｔから流入する走行風が当たる。

（モールドモータの構成）
以下において、第１実施形態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。なお、以下において、「出力側」とは、モールドモータ７のうちモータシャフト５０が後輪３に接続される側であり、「反出力側」とは、モールドモータ７のうち出力側の反対側である。

図３は、モールドモータ７を斜め上方から見た斜視図である。図４は、モールドモータ７を反出力側から見た平面図である。図５は、モールドモータ７を上方から見た上面図である。

図３乃至図５に示すように、モールドモータ７は、モータシャフト５０、ステータ５１、第１モータケース５２、第２モータケース５３及び端子ボックス５４を備える。

モータシャフト５０は、平面視において、モールドモータ７の略中央に設けられる。モータシャフト５０は、第２モータケース５３に挿通され、ステータ５１から突き出ている。モータシャフト５０は、ステータ５１の内部に設けられるロータ（図６参照）とともに回転する。モータシャフト５０が軸心Ｓを中心として回転することによって、後輪３は駆動する。

ステータ５１は、モータシャフト５０を中心とする円柱状に形成される。ステータ５１は、軸心Ｓに対して垂直に設けられる一対の円柱端面を有する。ただし、図４では、ステータ５１の反出力側、すなわち、モータシャフト５０の反対側に設けられる円柱端面５１Ａのみを図示していることに留意すべきである。一対の円柱端面は、外周面５１Ｂの両端部に設けられる。円柱端面５１Ａと外周面５１Ｂとは、後述する樹脂モールド部５１ｄ（図６参照）によって形成される。ステータ５１の内部構造については後述する。

第１モータケース５２は、ステータ５１の円柱端面５１Ａ上に設けられる。第１モータケース５２は、後述するギヤシャフト５６の一端部を支持する。第１モータケース５２は、第２モータケース５３にネジ留めされる。本実施形態では、第１モータケース５２は、図４に示すように、円柱端面５１Ａの平面視において、電動二輪車１の前方Ｆに向かって徐々に広がる扇状に形成されている。

第２モータケース５３は、ステータ５１の出力側に設けられる。第２モータケース５３には、モータシャフト５０が挿通される。第２モータケース５３は、スイングアーム４に取り付けられるので、第１モータケース５２よりも大きな強度を有することが好ましい。

端子ボックス５４は、バッテリに接続されるケーブルＰ端を格納する。バッテリは、通常、シート下に配置される。本実施形態では、端子ボックス５４は、第１モータケース５２及び第２モータケース５３の前方Ｆに設けられている。

ここで、図３乃至図５に示すように、ステータ５１は、複数の第１フィン部１００Ａと複数の第２フィン部１００Ｂとを有する。

複数の第１フィン部１００Ａは、円柱端面５１Ａのうち第１モータケース５２から露出する領域に形成される。複数の第１フィン部１００Ａは、円柱端面５１Ａから突出するように形成されており、電動二輪車１の前後方向ＦＲに沿って延びる。従って、２つの第１フィン部１００Ａの間には、空気が流入する空気流入口Ｐ_１と、空気が流れる空気流路Ｐ_２と、空気が流出する空気流出口Ｐ_３とが形成される。空気流入口Ｐ_１は、軸心Ｓよりも前方Ｆに設けられ、空気流出口Ｐ_３は、軸心Ｓよりも後方Ｒに設けられる。また、複数の第１フィン部１００Ａそれぞれは、図４に示すように、円柱端面５１Ａの平面視において、第１モータケース５２の外形に沿うように形成される。

複数の第２フィン部１００Ｂは、ステータ５１の外周面５１Ｂから突出するように形成される。複数の第２フィン部１００Ｂは、軸心Ｓを中心とする円周上に沿って形成される。従って、複数の第２フィン部１００Ｂは、図５に示すように、外周面５１Ｂの平面視において、電動二輪車１の前後方向ＦＲに沿って延びる。そのため、２つの第２フィン部１００Ｂの間には、図示しないが、空気が流入する空気流入口と、空気が流れる空気流路と、空気が流出する空気流出口とが形成される。空気流入口は、軸心Ｓよりも前方Ｆに設けられ、空気流出口は、軸心Ｓよりも後方Ｒに設けられる。

（モールドモータの内部構造）
以下において、モールドモータ７の内部構造について、図面を参照しながら説明する。図６は、図４のＢ−Ｂ線における断面図である。

図６に示すように、ステータ５１は、複数のティース５１ａ、絶縁部材５１ｂ、コイル５１ｃ及び樹脂モールド部５１ｄを有する。複数のティース５１ａは、軸心Ｓを中心とする円上に配列される。絶縁部材５１ｂは、各ティース５１ａの外周を覆う。コイル５１ｃは、各絶縁部材５１ｂに複数回巻かれる。樹脂モールド部５１ｄは、複数のティース５１ａ、絶縁部材５１ｂ及びコイル５１ｃを一体的にモールドするとともに、ステータ５１の円柱端面５１Ａ及び外周面５１Ｂを形成する。

モールドモータ７は、ステータ５１の内側に形成される空間において、ロータ５５、ギヤシャフト５６及びギヤ５７を備える。

ロータ５５は、軸心Ｓを中心として、複数のティース５１ａの内側を回転する。ロータ５５の回転は、ロータ５５の中心に挿通されるギヤシャフト５６に伝達される。

ギヤ５７は、ギヤシャフト５６を介して伝達されるロータ５５の回転を、所定の減速比で減速してモータシャフト５０に伝達する。

ここで、図６に示すように、ステータ５１の円柱端面５１Ａには、複数の第１フィン部１００Ａが突出するように形成される。また、ステータ５１の外周面５１Ｂには、複数の第２フィン部１００Ｂが突出するように形成される。複数の第１フィン部１００Ａ及び複数の第２フィン部１００Ｂは、樹脂モールド部５１ｄに形成される。

（作用及び効果）
第１実施形態に係るモールドモータ７において、ステータ５１は、円柱端面５１Ａのうち第１モータケース５２から露出する領域に形成された複数の第１フィン部１００Ａを有する。各第１フィン部１００Ａは、円柱端面５１Ａの平面視において、電動二輪車１の前後方向ＦＲに沿って延びる。

このように、各第１フィン部１００Ａは、電動二輪車１の走行中において走行風が流れる方向に沿って形成されている。そのため、図４に示すように、２つの第１フィン部１００Ａの間には、空気が流入する空気流入口Ｐ_１と、空気が流れる空気流路Ｐ_２と、空気が流出する空気流出口Ｐ_３とが形成される。従って、図７に示すように、円柱端面５１上において、走行風を各第１フィン部１００Ａに沿って流すことができるので、各第１フィン部１００Ａによる効率的な冷却を図ることができる。その結果、ステータ５１の内部で発生する熱を、ステータ５１の外部に効率的に放出することができる。

また、円柱端面５１Ａは、ステータ５１の反出力側、すなわち、モータシャフト５０の反対側に設けられる面である。ここで、第１モータケース５２の強度は、スイングアーム４に取り付けられる第２モータケース５３の強度よりも小さくてよいので、第１モータケース５２を第２モータケース５３よりも小型化することができる。そのため、第１モータケース５２がステータ５１のモータシャフト５０の反出力側の円柱端面を覆う面積は、第２モータケース５３がステータ５１のモータシャフト５０側の円柱端面を覆う面積よりも小さくなり、円柱端面５１Ａの露出面積は、モータシャフト５０側の円柱端面の露出面積よりも広くなる。従って、より広い領域に各第１フィン部１００Ａを形成することができるので、モータシャフト５０側の円柱端面に形成される場合よりも効率的な冷却を図ることができる。

また、第１フィン部１００Ａがステータ５１の反出力側の円柱端面５１Ａに形成されているので、後輪３やスイングアーム４などが取り付けられるステータ５１の出力側（モータシャフト５０側）の円柱端面に形成される場合に比べて、ステータ内部で発生する熱をステータの外部に放熱するための空気流を、後輪３やスイングアーム４などにより妨げられることなく流すことができる。従って、第１フィン部１００Ａがモータシャフト５０側の円柱端面に形成される場合よりも効率的な冷却を図ることができる。

また、第１実施形態に係る各第１フィン部１００Ａは、円柱端面５１Ａの平面視において、第１モータケース５２の外形に沿うように形成される。従って、第１モータケース５２の外形に沿って、走行風を滑らかに流すことができるので、モールドモータ７の放熱性をさらに向上させることができる。

また、第１実施形態に係るモールドモータ７において、ステータ５１は、外周面５１Ｂに形成される複数の第２フィン部１００Ｂを有する。複数の第２フィン部１００Ｂは、外周面５１Ｂの平面視において、電動二輪車１の前後方向ＦＲに沿って延びる。

このように、各第２フィン部１００Ｂは、電動二輪車１の走行中において走行風が流れる方向に沿って形成されている。従って、モールドモータ７の放熱性をさらに向上させることができる。

また、第１実施形態に係る電動二輪車１において、スイングアーム４とサスペンションケース５との間には、空隙が設けられている。当該空隙は、モールドモータ７の前方Ｆに位置する。従って、電動二輪車１の走行中、モールドモータ７には、スイングアーム４とサスペンションケース５との間の空隙を流れる走行風が当たる。その結果、モールドモータ７の放熱性の低下を抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るモールドモータ７について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。

図８は、第２実施形態に係るモールドモータ７の構成を示す電動二輪車１の右側面図である。

第１モータケース５２は、図８に示すように、円柱端面５１Ａの平面視において、電動二輪車１の後方Ｒに向かって徐々に広がる扇状に形成されている。

複数の第１フィン部１００Ａそれぞれは、図８に示すように、円柱端面５１Ａの平面視において、第１モータケース５２の外形に沿うように形成される。すなわち、第１モータケース５２より上方に設けられる第１フィン部１００Ａは、後方Ｒに向かって徐々に上方に曲がっており、第１モータケース５２より下方に設けられる第１フィン部１００Ａは、後方Ｒに向かって徐々に下方に曲がっている。

（作用及び効果）
第２実施形態に係るモールドモータ７において、第１モータケース５２の外形は、円柱端面５１Ａの平面視において、電動二輪車１の後方Ｒに向かうほど上下方向に広がっている。第１フィン部１００Ａは、円柱端面５１Ａの平面視において、第１モータケース５２の外形に沿うように形成される。

従って、図８に示すように、第１モータケース５２の外形に沿って、走行風を滑らかに流すことができるので、モールドモータ７の放熱性をさらに向上させることができる。また、第１モータケース５２は、後方Ｒに向かって広がるように形成されているので、前方Ｆに向かって広がるように形成されている場合に比べて、走行風を滑らかに流すことができる。

（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、第１フィン部１００Ａは、円柱端面５１Ａの平面視において、第１モータケース５２の外形に沿うこととしたが、第１フィン部１００Ａは、第１モータケース５２の外形に沿っていなくてもよい。具体的には、図９に示すように、第１フィン部１００Ａは、車輌前後方向ＦＲに沿って形成されていればよい。この場合であっても、図１０に示すように、各第１フィン部１００Ａの間において走行風を直線的に流すことができる。

また、第１フィン部１００Ａは、ステータ５１のうちモータシャフト５０と反対側の円柱端面５１Ａに形成されることとしたが、モータシャフト５０側の円柱端面に形成されていてもよい。

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。

１…電動二輪車、２…前輪、３…後輪、４…スイングアーム、５…サスペンションケース、６…リヤサスペンション、７…モールドモータ、５０…モータシャフト、５１…ステータ、５１Ａ…円柱端面、５１Ｂ…外周面、５１ａ…ティース、５１ｂ…絶縁部材、５１ｃ…コイル、５１ｄ…樹脂モールド部、５２…第１モータケース、５３…第２モータケース、５４…端子ボックス、５５…ロータ、５６…ギヤシャフト、５７…ギヤ、１００Ａ…第１フィン部、１００Ｂ…第２フィン部、Ｐ…ケーブル、Ｓ…軸心

Claims (6)

1. 電動車輌の駆動源として用いられるモールドモータであって、
   複数のティースをモールドする樹脂モールド部を有する円柱状のステータと、
   前記ステータの内部で回転するロータと、
   円柱状の前記ステータの円柱端面上に設けられるモータケースと
   を備え、
   前記樹脂モールド部は、前記円柱端面のうち前記モータケースから露出する領域に形成された複数の第１フィン部を有し、
   前記複数の第１フィン部それぞれは、前記電動車輌の前後方向に沿って延びる
   ことを特徴とするモールドモータ。
2. 前記モータケースは、前記円柱端面上において、前記電動車輌の前後方向に沿って延びており、
   前記複数の第１フィン部それぞれは、前記円柱端面の平面視において、前記モータケースの外形に沿う
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールドモータ。
3. 前記モータケースの外形は、前記円柱端面の平面視において、前記電動車輌の後方に向かうほど上下方向に広がっている
   ことを特徴とする請求項２に記載のモールドモータ。
4. 前記樹脂モールド部は、円柱状の前記ステータの外周面に形成された複数の第２フィン部を有し、
   前記複数の第２フィン部それぞれは、前記電動車輌の前後方向に沿って延びる
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のモールドモータ。
5. 駆動輪と、
   前記駆動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、
   複数のティースをモールドする樹脂モールド部を有する円柱状のステータと、
   前記ステータの内部で回転するロータと、
   円柱状の前記ステータの円柱端面上に設けられるモータケースと
   を備え、
   前記樹脂モールド部は、前記円柱端面のうち前記モータケースから露出する領域に形成された複数のフィン部を有し、
   前記複数のフィン部それぞれは、前記電動車輌の前後方向に沿って延びる
   ことを特徴とする電動車両。
6. 前記駆動輪及び前記モールドモータを支持するスイングアームと、
   前記駆動輪が路面から受ける衝撃を緩和するサスペンションと、
   前記サスペンションを支持し、前記モールドモータの前方において前記スイングアームに取り付けられるサスペンションケースと
   を備え、
   前記サスペンションケースと前記スイングアームとの間には、空隙が設けられ、
   前記空隙は、前記モールドモータの前方に位置する
   ことを特徴とする請求項５に記載の電動車両。

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