JP2022028977A - 車両用電動機の冷却構造および車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ダクトにより車両用電動機を効率良く冷却して、車両用電動機の電力消費率の更なる向上を図ることができる車両用電動機の冷却構造および該冷却ダクトを効率良く製造する製造方法を供する。【解決手段】冷媒を案内して車両用電動機(30)に噴射して冷却する冷却ダクト(70)は、同冷却ダクト(70)の円弧状分配管部(72)が、車両用電動機(30)のステータコイル(33c)に隣接し、ステータコイル(33c)の側面に噴射口(72j)を向けて配設される車両用電動機の冷却構造である。また、金属製の直線状円筒パイプ(70A)を、一端部を除き円弧状に曲げ加工し、プレス成形し、圧接して取付ステー部を形成し、円弧状部に噴射口を複数穿孔し、直線状端部に導入口を穿孔する冷却ダクト(70)の製造方法である。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載され車両の駆動輪を回転させる車両用電動機の冷却構造に関する。

車両用電動機に使用されているコイルには大電流が流れるので、発生する熱量が大きい。
発熱量が大きいと、電動機の電力消費率が大きくなるとともに、電動機に悪影響を与えるので、車両用電動機は冷却することが要求される。

そこで、強制ファンを設けて冷却風を電動機に送風して冷却する例（例えば、特許文献１参照）や電動機を収納するケースからの放熱を利用して冷却する例（例えば、特許文献２参照）がある。

特開２００６－５０８０９号公報 特開２０１３－１２９３３８号公報

特許文献１では、駆動モータおよび動力伝達機構を収容する伝動ケースに、強制ファンにより外気を冷却気として導入する吸気口と排出する排気口とを備え、吸気口と排気口とが駆動モータのステータとロータとの間隙を介して連通するように構成して、このステータとロータとの間隙を外気が流れることにより駆動モータを冷却する。

また、特許文献２では、ケース本体とカバーを接合して電動モータおよびコントローラを収容する収容室を形成し、後輪に近いケース本体の接合部から後輪から離れたカバーの接合部への熱の伝達を促進する伝熱特性に優れたシール部材などの伝熱促進部を備えており、伝熱促進部およびカバーからの放熱により収容室内の温度を下げて電動モータを冷却するものである。

特許文献１に開示されたモータ冷却構造は、導入された外気が駆動モータのステータとロータとの間隙を通過してモータを冷却するものであり、発熱源であるステータに直接外気を吹き付けてはいないことにより、モータの冷却効率は必ずしも良くない。

特許文献２は、伝熱促進部およびカバーからの放熱を利用しているので、電動モータを冷却風等により積極的に冷却するものに比べ、電動モータの冷却効率は劣る。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、車両用電動機のアウタステータに冷媒を噴射する冷却ダクトにより車両用電動機を効率良く冷却して、車両用電動機の電力消費率の更なる向上を図ることができる車両用電動機の冷却構造を供する点にある。
また、車両用電動機を冷却する冷却ダクトを効率良く製造する車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトの製造方法を供する点にある。

上記目的を達成するために、本発明は、
車両の駆動輪を回転させる車両用電動機の冷却構造において、
前記車両用電動機は、ステータコイルとロータとが径方向に配置されたラジアルギャップ型の電動機であり、
冷媒を案内して前記車両用電動機に噴射して冷却する冷却ダクトを備え、
前記冷却ダクトは、下流側に円弧状に湾曲した円弧状分配管部を有し、
前記円弧状分配管部は、同円弧状分配管部の湾曲する円弧の中心軸の一方の軸方向に向け開口した噴射口を複数有し、
前記円弧状分配管部は、前記車両用電動機の前記ステータコイルに隣接し、同ステータコイルの側面に前記噴射口を向けて配設されることを特徴とする車両用電動機の冷却構造を提供する。

この構成によれば、冷却ダクトの円弧状に湾曲した円弧状分配管部は、同円弧状分配管部の湾曲する円弧の中心軸の一方の軸方向に向け開口した噴射口を複数有しており、その円弧状分配管部は、車両用電動機のステータコイルに隣接し、ステータコイルの側面に前記噴射口を向けて配設されるので、車両用電動機のアウタステータに隣接する円弧状分配管部の複数の噴射口から隣接する車両用電動機のアウタステータに直接冷媒が噴射されて、発熱して熱源となるステータコイルが効率良く冷却され、車両用電動機の電力消費率の更なる向上を図ることができる。

本発明の好適な実施形態では、
前記冷却ダクトは、前記円弧状分配管部の前記中心軸を前記車両用電動機の電動機出力軸に一致させて配設される。

この構成によれば、円弧状分配管部の中心軸を車両用電動機の電動機出力軸に一致させて冷却ダクトが配設されるので、車両用電動機に対して冷却ダクトをスペース効率良くコンパクトに組付けることができる。

本発明の好適な実施形態では、
前記冷却ダクトは、金属製パイプであり、
前記円弧状分配管部の円弧の中心軸の軸方向に扁平に成形されて断面が扁平矩形をなす。

この構成によれば、円弧状分配管部は、金属製パイプであり、円弧状分配管部の円弧の中心軸の軸方向に扁平に成形されて断面が扁平矩形をなすので、円弧状分配管部を車両用電動機に隣接して電動機出力軸の軸方向に幅を抑えてコンパクトに配設することができる。
また、円弧状分配管部は、金属製パイプであり、プレス加工により軸方向に扁平に成形することが容易であり、生産性向上によるコスト低減を図ることができる。

本発明の好適な実施形態では、
前記冷却ダクトは、端部に薄板状に成形された取付ステー部を有する。

この構成によれば、冷却ダクトは、端部に薄板状に成形された取付ステー部を有するので、冷却ダクトの端部をプレス加工により圧接する簡単な加工成形により、冷却ダクトの端部を閉塞すると同時に、円弧状分配管部を取り付けるための取付ステー部を形成することができ、生産性向上によるコスト低減を図ることができる。

本発明の好適な実施形態では、
前記冷却ダクトは、前記円弧状分配管部の上流側に同円弧状分配管部の湾曲する円弧の接線方向に延長した冷媒導入管部を有し、
前記冷媒導入管部の側面に冷媒供給パイプが接続される。

この構成によれば、冷却ダクトは、円弧状分配管部の上流側に同円弧状分配管部の湾曲する円弧の接線方向に延長した冷媒導入管部を有し、冷媒導入管部の側面に冷媒供給パイプが接続されるので、冷却ダクトの複数の噴射口を有する円弧状分配管部は、車両用電動機のアウタステータに隣接して対向し、アウタステータに対向しない冷媒導入管部に冷媒供給パイプがアウタステータに干渉せずに接続でき、冷却ダクトをアウタステータに近づけてコンパクトに配置することができる。
また、冷媒を導入するのに、円弧の外周に接線方向の折り曲げ箇所の少ない冷却ダクトとすることができ、生産性をより高めることができる。

本発明の好適な実施形態では、
圧縮空気を暖気と冷気とに分離してそれぞれ排出するボルテックスチューブを有し、
前記ボルテックスチューブの分離した冷気が前記冷却ダクトに供給される。

この構成によれば、圧縮空気を暖気と冷気とに分離してそれぞれ排出するボルテックスチューブを有し、ボルテックスチューブの分離した冷気が冷却ダクトに供給されるので、ボルテックスチューブから排出される冷気が、冷却ダクトに供給され、冷却ダクトの円弧状分配管部の噴射口から車両用電動機のアウタステータに直接噴射され、車両用電動機を効率良く冷却して車両用電動機の電力消費率の向上を図ることができる。

本発明の好適な実施形態では、
前記車両用電動機の動力を回転数に応じて前記駆動輪に伝達する発進クラッチが前記車両用電動機の電動機出力軸と同軸に設けられ、
前記冷却ダクトの前記円弧状分配管部は、前記アウタステータと前記発進クラッチとの間に配置される。

この構成によれば、車両用電動機の電動機出力軸と同軸に設けられた発進クラッチと車両用電動機のアウタステータとの間に、冷却ダクトの扁平に成形された円弧状分配管部が配置されるので、車両用電動機と冷却ダクトと発進クラッチが軸方向幅を抑えてコンパクトに配置され、動力伝達系の大型化を防止することができる。

別の本発明は、
冷媒を案内して車両用電動機のアウタステータに噴射して冷却する車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトの製造方法において、
金属製の直線状円筒パイプを、一端部を除き円弧状に曲げ加工して直線状端部と円弧状部とからなる円弧状円筒パイプとし、
前記円弧状円筒パイプを円弧状円筒パイプの円弧の中心軸の軸方向に圧縮して扁平にプレス成形して扁平矩形の断面形状を有する直線状端部と円弧状部とからなる円弧状扁平筒パイプとし、
前記円弧状扁平筒パイプの両端部を圧接して閉塞して薄板状の取付ステー部を形成して閉塞円弧状扁平筒パイプとし、
前記閉塞円弧状扁平筒パイプの円弧状部に、円弧の中心軸の一方の軸方向に向けて開口した噴射口を複数穿孔して円弧状分配管部とし、
前記円弧状扁平筒パイプの直線状端部に導入口を穿孔して冷媒導入管部とすることと、
から冷却ダクトを製造することを特徴とする車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトの製造方法を提供する。

この構成によれば、１本の金属製の直線状円筒パイプに、曲げ加工、プレス加工、穿孔加工を順次行うことにより、車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトが製造されるので、冷却ダクトが効率良く製造され、生産性向上によるコスト低減を図ることができる。

本発明は、冷却ダクトの円弧状に湾曲した円弧状分配管部は、同円弧状分配管部の湾曲する円弧の中心軸の一方の軸方向に向け開口した噴射口を複数有しており、その円弧状分配管部は、車両用電動機のステータコイルに隣接し、ステータコイルの側面に前記噴射口を向けて配設されるので、車両用電動機のステータコイルに隣接する円弧状分配管部の複数の噴射口から隣接する車両用電動機のステータコイルに直接冷媒が噴射されて、発熱して熱源となるステータコイルが効率良く冷却され、車両用電動機の電力消費率の更なる向上を図ることができる。

また、本別の発明は、金属製の直線状円筒パイプを、一端部を除き円弧状に曲げ加工して直線状端部と円弧状部とからなる円弧状円筒パイプとし、同円弧状円筒パイプを円弧状円筒パイプの円弧の中心軸の軸方向に圧縮して扁平にプレス成形して扁平矩形の断面形状を有する直線状端部と円弧状部とからなる円弧状扁平筒パイプとし、同円弧状扁平筒パイプの両端部を圧接して閉塞して薄板状の取付ステー部を形成して閉塞円弧状扁平筒パイプ(70D)とし、閉塞円弧状扁平筒パイプの円弧状部に、円弧の中心軸の一方の軸方向に向けて開口した噴射口を複数穿孔して円弧状分配管部とし、閉塞円弧状扁平筒パイプの直線状端部に導入口を穿孔して冷媒導入管部とすることで、１本の金属製の直線状円筒パイプに、曲げ加工、プレス加工、穿孔加工を順次行うことにより、車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトが製造されるので、冷却ダクトが効率良く製造され、生産性向上によるコスト低減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る電動二輪車の全体側面図である。 同電動二輪車の要部側面図である。 同要部縦断面である。 同要部斜視図である。 断面で示した電動圧縮機とボルテックスチューブを示す平面図である。 ボルテックスチューブの縦断面図である。 冷却ダクトの斜視図である。 車両用電動機に対する冷却ダクトの分解斜視図である。 冷却ダクトの製造工程を示す説明図である。

以下、本発明に係る一実施形態について図１ないし図８に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係る鞍乗型車両である電動二輪車１の側面図である。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る電動二輪車１の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を，ＲＲは後方を、ＬＨは左方を，ＲＨは右方を示すものとする。

図１に示されるように、電動二輪車１の車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から下方に延びるダウンフレーム４と、ダウンフレーム４の下端部から左右車幅方向に分岐しながら若干下方に下がってから車両後方に延びる左右一対のロアフレーム５，５と、ロアフレーム５，５の後端部から斜め後ろ上がりに延びるシートレール６，６とからなる。

ヘッドパイプ３に回転可能に軸支されるステアリング軸７の上端にハンドル８が設けられ、ステアリング軸７の下端部に連結される左右一対のフロントフォーク９，９が前下がりに延び、フロントフォーク９，９の下端部に前輪10が回転自在に軸支される。
一方、ロアフレーム５，５の後部における屈曲して斜め上方に延びる傾斜部にピボットプレート11，11が固着され、左右のピボットプレート11，11間に架設されたピボット軸12に、スイングケース20が前端を軸支されて上下に揺動自在に設けられている。

スイングケース20は、前後方向に長尺のケースであり、スイングケース20の後部に後輪15が後車軸16を軸支されて回転可能に設けられている。
スイングケース20の後端のブラケット20ｂとスイングケース20の上方の後部フレームであるシートレール６の後部のブラケット６ｂとの間にリヤクッション13が介装されている。
左右のロアフレーム５，５に支持されてバッテリ14が搭載される。

車体フレーム２は、車体カバー18で覆われる。
車体カバー18のシートレール６を覆うセンタカバー部18ｃの上にはシート19が設けられる。
また、左右のロアフレーム５，５の上にステップ部18ｓ，18ｓが設けられ、ステップ部18ｓ，18ｓの間に搭載されたバッテリ14を上方からバッテリカバー部18ｂが覆う。

ピボット軸12に軸支された前部から車幅方向の左側を後方に延びるスイングケース20は、前後に長尺の鉛直面をなす側壁20Ａと同側壁20Ａの周縁で屈曲して左方に延びる外周壁20Ｂとで概形が形成されており、外周壁20Ｂの左端開口面が同一鉛直面をなす合せ面20Ｂｆであり、外周壁20Ｂの内側の左方に開放した空間を左側からケースカバー21が覆う。

図３を参照して、スイングケース20の外周壁20Ｂの合せ面20Ｂにケースカバー21の合せ面を合わせて、スイングケース20の左側をケースカバー21が覆うことで内部に形成される内空間の後部に車両を走行させる車両用電動機30が配設される。

車両用電動機30は、ステータコイルとロータとが径方向に配置されたラジアルギャップ型の交流電動機であり、電動機出力軸31にインナロータ32が一体に設けられ、インナロータ32の外周に環状のアウタステータ33が覆っている。
電動機出力軸31は左右車幅方向に指向しており、インナロータ32を囲うアウタステータ33は、スイングケース20に固定されている。
アウタステータ33のステータ鉄心にステータコイル33ｃが巻回されている。
インナロータ32およびアウタステータ33は電動機ケース34内に収容されている。

電動機出力軸31は、円筒状をなし、内部を貫通するクラッチ出力軸40にベアリングを介して相対回転自在に軸支されている。
クラッチ出力軸40は、スイングケース20にベアリング40ａを介して軸支されるとともに、左端がケースカバー21にベアリング40ｂを介して軸支されている。
クラッチ出力軸40の左端部と電動機出力軸31の左端部との間に発進クラッチ35が設けられている。

発進クラッチ35は、遠心クラッチであり、電動機出力軸31の左端部にクラッチインナ36が取り付けられ、クラッチ出力軸40の左端部にクラッチアウタ37が取り付けられ、電動機出力軸31が所定回転数を超えると、クラッチインナ36のクラッチシュー36ａがばね36ｓに抗して揺動してクラッチアウタ37の内周面に接してクラッチアウタ37を一体に回転させ、クラッチ出力軸40に動力を伝達する。

スイングケース20の側壁20Ａの後部右側面には、減速機カバー22により覆われ、内部に減速歯車機構41が収納される減速機室41ｃが形成される。
クラッチ出力軸40は、ベアリング40ａを右方に貫通して減速機室41ｃ内に突出している。
減速歯車機構41は、クラッチ出力軸40と後部の後輪15を支持する後車軸16との間に、中間軸42を介した２段減速機構として構成されている。

中間軸42に嵌着された中間大径ギヤ42ｂがクラッチ出力軸40に形成された小径ギヤ40ｓと噛合している。
中間軸42に形成された中間小径ギヤ42ｓは、後車軸16の減速機室41ｃ内の後車軸大径ギヤ16ｂと噛合している。

後車軸16は、スイングケース20と減速機カバー22にベアリング16ａ，16ｃを介して軸支され、同後車軸16の減速機カバー22より右方に突出した部分に後輪15のホイール15ｗが嵌着される。
したがって、クラッチ出力軸40の回転は、減速歯車機構41の小径ギヤ40ｓと中間大径ギヤ42ｂの噛合および中間小径ギヤ42ｓと後車軸大径ギヤ16ｂの噛合を介して２段減速されて後車軸16に伝達されて後輪15が回転される。

本電動二輪車１は、図２および図３を参照して、スイングケース20の左右のハンガブラケット20ｈ，20ｈが前方に突出する左右に幅広の前部に、車両用電動機30等を制御するＰＣＵ（Power Control Unit）17が搭載されている。

そして、本電動二輪車１は、車両用電動機30を冷却する冷却構造を備えている。
本冷却構造は、空気を圧縮する圧縮機50と、圧縮機50から供給された圧縮空気を暖気と冷気とに分離してそれぞれ排出する直筒状をなすボルテックスチューブ60と、ボルテックスチューブ60から排出された冷気を車両用電動機30の電動機ケース34内に導入する冷却ダクト70とから構成されている。
図２ないし図４に示されるように、冷却構造をなす圧縮機50とボルテックスチューブ60と冷却ダクト70は、車両用電動機30の周辺に配設される。

図５を参照して、圧縮機50は、インペラ51を回転させて遠心力により圧縮空気を送り出すターボ形遠心式の圧縮機であり、インペラ51の回転軸52が圧縮機用電動機55の駆動回転軸となっている電動圧縮機50である。

電動圧縮機50の圧縮機ケース53は、円筒状を内側に形成された仕切り壁53ｓによりインペラ51を収容する圧縮機側空間と圧縮機用電動機55を収容する電動機側空間に仕切られ、回転軸52が仕切り壁53ｓにベアリング52ａを介して軸支されて貫通している。

圧縮機ケース53の圧縮機側空間は、圧縮機ケースカバー54により覆われる。
圧縮機ケースカバー54は、回転軸52の端部が臨む円筒状の吸入筒部54ｉを有する。
圧縮機ケース53の下方に膨出した渦巻き状の排出筒部53ｅを有する。
圧縮機ケース53の電動機側空間は、電動機カバー56により塞がれ、同電動機カバー56に回転軸52の端部がベアリング52ｂを介して軸支されている。

圧縮機用電動機55の駆動により回転軸52を介して圧縮機50のインペラ51が回転されると、吸入筒部54ｉより外気が圧縮機側空間の中央に吸入され、回転するインペラ51により遠心方向に押しやられて圧縮された空気が排出筒部53ｅより排出される。

図２および図４に示されるように、電動圧縮機50は、回転軸52を左右車幅方向に指向させてスイングケース20の上の前後方向の中央に搭載される。
電動圧縮機50の圧縮機ケース53の下方に膨出した渦巻き状の排出筒部53ｅは、後方に向けて開口している。

電動圧縮機50の排出筒部53ｅに、ボルテックスチューブ60の圧縮空気の導入接続管64が接続されて、ボルテックスチューブ60に圧縮空気が導入される。
図６を参照して、ボルテックスチューブ60は、直筒状をしたチューブ本体61を有している。

チューブ本体61は、チューブ中心軸Ｌｃを同軸とする長尺に延びる暖気側チューブ部61ａと拡径した短尺の冷気側チューブ部61ｂとからなる。
冷気側チューブ部61ｂは側壁にチューブ中心軸Ｌｃに垂直な方向に導入筒部61bjが突出形成されている。
冷気側チューブ部61ｂの導入筒部61bjには、導入接続管64が接続される。

したがって、圧縮機50の排出筒部53ｅとボルテックスチューブ60の導入筒部61bjが、導入接続管64により接続されて連通することで、圧縮機50により圧縮された空気がボルテックスチューブ60の冷気側チューブ部61ｂ内に導入される。

ボルテックスチューブ60の冷気側チューブ部61ｂ内には、ノズル62が嵌装されて、ノズル62の外周に旋回室61ｃが形成され、ノズル62の内周面の内側は排出筒部53ｅの開口端面に向けて冷気排出口62ｈを開口している。
圧縮機50から導入される圧縮空気は、旋回室61ｃに入り、ノズル62により旋回室61ｃの周壁に向け、接線方向に噴出し、渦流が形成されている。
噴出した圧縮空気は、渦流となって旋回室61ｃに連通する暖気側チューブ部61ａ内に入る。

暖気側チューブ部61ａの端部には制御バルブ63が嵌装されている。
また、暖気側チューブ部61ａの端部には暖気排気管65が外嵌されており、暖気排気管65の開口端が暖気排出口65ｈとなっている。

旋回室61ｃから噴出した圧縮空気は、暖気側チューブ部61ａ内を筒内面に沿って渦流となって制御バルブ63に向けて移動する。
この空気の渦流が制御バルブ63に達すると、その流れの一部は制御バルブ63と暖気側チューブ部61ａの内周面との間を通って、暖気排気管65の暖気排出口65ｈから外部に暖気として排出される。

一方、制御バルブ63により流れを阻止された残りの空気は、暖気側チューブ部61ａのチューブ中心軸Ｌｃに押し戻されてチューブ中心軸Ｌｃに沿って旋回し渦流となってノズル62に向かいノズル62の内側を通過して冷気排出口62ｈから吐出される。

したがって、暖気側チューブ部61ａ内に、筒内面に沿って制御バルブ63に向かって移動する渦流と、チューブ中心軸Ｌｃに沿って逆方向にノズル62に向かって移動する渦流とが形成される。

暖気側チューブ部61ａ内におけるチューブ中心軸Ｌｃに沿う内側の渦流と暖気側チューブ部61ａの筒内面に沿う外側の渦流の内外２つの空気の渦流は、同じ方向に同じ角速度で回転して、互いに反対方向に移動するので、２つの渦流の間の境界では、激しい乱流が生じ、内側の渦流から外側の渦流に熱が移り、外側を流れる渦流の空気が暖気（図６において一点鎖線矢印で示す）となって暖気排出口65ｈから排出され、内側を流れる渦流の空気が冷気（図６において破線矢印で示す）となって冷気排出口62ｈから吐出される。

このように、ボルテックスチューブ60は、冷気側チューブ部61ｂの導入筒部61bjに導入された圧縮空気が、旋回室61ｃと制御バルブ63との間の暖気側チューブ部61ａ内における上記作用により、暖気と冷気に分離して互いに反対方向に排出されるように構成されている。

このボルテックスチューブ60は、暖気排出口65ｈを上方に、冷気排出口62ｈを下方に向けて鉛直方向に指向させて、前記電動圧縮機50の後方に隣接して配置され、前方に向いた導入接続管64が電動圧縮機50の後方に向いた排出筒部53ｅとが導入接続管64により互いに接続される。

ボルテックスチューブ60の下方に向いた冷気排出口62ｈには、冷却ダクト70に取り付けられた冷気供給パイプ75が接続されて、ボルテックスチューブ60の冷気排出口62ｈから吐出される冷気が冷気供給パイプ75を介して冷却ダクト70に供給される。

図７を参照して、冷却ダクト70は、上流側の直線状をした冷気導入管部（冷媒導入管部）71とその下流側の円弧状をした円弧状分配管部72とからなり、同円弧状分配管部72の湾曲する円弧の接線方向に延長して直線状の冷気導入管部71が形成されていて、冷気導入管部71の側面に冷気供給パイプ75が接続される。

図７を参照して、冷却ダクト70は、金属製パイプであり、円弧状分配管部72の円弧の中心軸Ｃの軸方向に圧縮して扁平にプレス成形して断面が扁平矩形をなす。
扁平に成形された円弧状分配管部72の一方の側面には、湾曲する円弧の中心軸Ｃの一方の軸方向に向け開口した噴射口72ｊを同一円弧上に複数有する。

図３を参照して、冷却ダクト70の円弧状分配管部72は、円弧の中心軸Ｃを車両用の前記車両用電動機30の電動機出力軸31の中心軸に一致させて、車両用電動機30のアウタステータ33と発進クラッチ35との間にあってアウタステータ33に隣接して対向し、アウタステータ33の側面に前記噴射口72ｊを向けて配設される。

図７および図８に示されるように、扁平矩形の断面形状を有する冷却ダクト70は、冷気導入管部71の端部に平板上に圧接された取付ステー部71ｘが形成され、円弧状分配管部72には、湾曲する円弧の外周中央部に平板状の取付ステー部72ｙが突設されるとともに、端部に平板状に圧接された取付ステー部72ｚが形成されている。
冷却ダクト70の取付ステー部71ｘ，72ｙ，72ｚには、それぞれ取付孔71xh，72yh，72zhが設けられている。

かかる冷却ダクト70の噴射口72ｊが形成される側面と同じ冷気導入管部71の側面に導入口71ｈが穿孔され、図７に示されるように、導入口70ｈに冷気供給パイプ75が接続される。
図７を参照して、冷気供給パイプ75は、冷却ダクト70との接続部から中心軸Ｃの軸方向に突出した後に、ほぼ直角に屈曲して上方に延びている。

図８に示されるように、スイングケース20の側壁20Ａの後部内面から車両用電動機30のアウタステータ33の外周面に沿って３本の取付支柱20ｘ，20ｙ，20ｚが左方に突出形成されている。
各取付支柱20ｘ，20ｙ，20ｚにはボルト雌ねじ孔20xh，20yh，20zhが形成されている。
取付支柱20ｘ，20ｙ，20ｚに、それぞれ冷却ダクト70の取付ステー部71ｘ，72ｙ，72ｚの取付孔71xh，72yh，72zhを対応させて、ボルト73を各取付孔71xh，72yh，72zhに貫通させ、各ボルト雌ねじ孔20xh，20yh，20zhに螺合して締結することで、スイングケース20の側壁20Ａに冷却ダクト70が取り付けられる。

こうして取り付けられた冷却ダクト70は、図８を参照して、円弧状分配管部72が車両用電動機30のアウタステータ33に対向し、円弧状分配管部72の右側面に開口した噴射口72ｊがアウタステータ33の側面に向けて配設される。

冷却ダクト70の冷気導入管部71は、円弧状分配管部72から前方斜め上向きに延設されており、同冷気導入管部71の右側面に冷気供給パイプ75が接続されて上方に延びている。
冷気供給パイプ75の上端がボルテックスチューブ60の冷気側チューブ部61ｂに接続され、冷気排出口62ｈから吐出する冷気を冷気供給パイプ75が冷却ダクト70に供給する。

図２および図４を参照して、スイングケース20の上側周壁20Ｂｕｕの上に搭載される電動圧縮機50の圧縮機ケース53の下方に膨出した渦巻き状の排出筒部53ｅに、鉛直方向に指向したボルテックスチューブ60の下側の冷気側チューブ部61ｂが導入接続管64を介して接続されるので、下側の冷気側チューブ部61ｂがスイングケース20の上側周壁20Ｂｕｕの高さ位置にあって、ケースカバー21の上壁を貫通している。

したがって、図２および図４に示されるように、ボルテックスチューブ60の冷気側チューブ部61ｂより上側の暖気側チューブ部61ａは、スイングケース20およびケースカバー21よりも上方に突出して外部に露出している。
図２および図３に示されるように、ボルテックスチューブ60の情報に突出する暖気側チューブ部61ａは、スイングケース20の後端のブラケット20ｂと車体フレーム２のシートレール６の後部のブラケット６ｂとの間に介装されるリヤクッション13の前方に位置している。

また、図２に示されるように、スイングケース20に搭載される電動圧縮機50は、スイングケース20の上側周壁20Ｂｕの上に搭載され、後輪15の後車軸16とスイングケース20の前端を軸支するピボット軸12とスイングケース20の後部の後輪15の後車軸16とを含む平面Ｐよりも上側に配置される。

スイングケースを備えた内燃機関により走行する自動二輪車では、スイングケース20の上側周壁20Ｂｕの上にはエアクリーナが搭載されていたが、電動二輪車では、エアクリーナは不要となり、エアクリーナのあったスイングケース20の上側周壁20Ｂｕの上の空きスペースを利用して電動圧縮機50を配置することができる。
そして、電動圧縮機50は、スイングケース20の上側周壁20Ｂｕの上に搭載されるので、泥はねや雨などの水の浸入を避けることができる。

以上の本発明に係る車両用電動機の冷却構造の第１の実施形態では、以下に記す効果を奏する。
図４を参照して、電動圧縮機50において圧縮機用電動機55の駆動でインペラ51が回転することにより圧縮された空気が、排出筒部53ｅから導入接続管64を介してボルテックスチューブ60の冷気側チューブ部61ｂの導入筒部61bjに導入されると、暖気と冷気に分離して、冷気が下方に向いた冷気排出口62ｈから冷気供給パイプ75を介して冷却ダクト70に供給され、一方、暖気は、上方に延びた暖気側チューブ部61ａの暖気排出口65ｈから外部に排出される。

図３および図４に示されるように、冷却ダクト70に供給された冷気は、円弧状分配管部72に充填されて、円弧状分配管部72の噴射口72ｊから車両用電動機30のアウタステータ33の側面に向けて噴射されるので、最も発熱の大きいステータコイル33ｃに向かって直接冷気が噴射されることになり、車両用電動機30を効率良く効果的に冷却して、車両用電動機30の電力消費率を益々向上させることができる。

図２ないし図４に示されるように、車両用電動機30の周辺に、電動圧縮機50と直筒状をしたボルテックスチューブ60と冷却ダクト70とが車両用電動機30の周辺に配設されて、車両用電動機30の周辺に集約してコンパクトに冷却構造を構成でき、小型化を図るとともに、組立性も良好である。

図３に示されるように、車両用電動機30の動力を減速して駆動輪である後輪15に伝達する減速歯車機構41を有するので、車両用電動機に必要な動力を抑えて小型化を図ることができる。

図２，図３および図７に示されるように、冷却ダクト70の下流側に形成された円弧状分配管部72は、円弧状分配管部72の円弧の中心軸Ｃの一方の軸方向に向けて開口した噴射口72ｊを複数有し、該円弧状分配管部72が、中心軸Ｃを車両用電動機30の電動機出力軸31に一致させて、車両用電動機30のアウタステータ33に隣接し、アウタステータ33の側面に噴射口72ｊを向けて配設されるので、環状に配置されたアウタステータ33のステータコイル33ｃに向けて複数の噴射口72ｊから冷気が噴射されるため、最も発熱の大きいステータコイル33ｃに向かって直接冷気が噴射されることになり、車両用電動機30を効率良く効果的に冷却して、車両用電動機30の電力消費率を益々向上させることができる。

以上、詳細に説明した本発明に係る車両用電動機の冷却構造の一実施の形態では、以下に記す効果を奏する。
図３，図７および図８に示されるように、冷却ダクト70の円弧状に湾曲した円弧状分配管部72は、同円弧状分配管部72の湾曲する円弧の中心軸の一方の軸方向に向け開口した噴射口72ｊを複数有しており、その円弧状分配管部72は、車両用電動機30のアウタステータ33のステータコイル33ｃに隣接し、ステータコイル33ｃの側面に噴射口72ｊを向けて配設されるので、車両用電動機30のアウタステータ33に隣接する円弧状分配管部72の複数の噴射口72ｊから隣接する車両用電動機30のアウタステータ33に直接冷気が噴射されて、発熱して熱源となるアウタステータ33のステータコイル33ｃが効率良く冷却され、車両用電動機の電力消費率の更なる向上を図ることができる。

図７および図８に示されるように、冷却ダクト70は、円弧状分配管部72の湾曲した円弧の中心軸Ｃを車両用電動機30の電動機出力軸31に一致させて配設されるので、車両用電動機30に対して冷却ダクト70をスペース効率良くコンパクトに組付けることができる。

図３および図８に示されるように、円弧状分配管部72は、金属製パイプであり、円弧状分配管部72の円弧の中心軸Ｃの軸方向に扁平に成形されて断面が扁平矩形をなすので、円弧状分配管部72を車両用電動機30に隣接して電動機出力軸31の軸方向に幅を抑えてコンパクトに配設することができる。
また、円弧状分配管部72は、金属製パイプであり、プレス加工により軸方向に扁平に成形することが容易であり、生産性向上によるコスト低減を図ることができる。

図７に示されるように、冷却ダクト70は、端部に薄板状に成形された取付ステー部71ｘ，71ｚを有するので、冷却ダクト70の端部をプレス加工により圧接する簡単な加工成形により、冷却ダクト70の端部を閉塞すると同時に、円弧状分配管部72を取り付けるための取付ステー部71ｘ，71ｚを形成することができ、生産性向上によるコスト低減を図ることができる。

図３に示さるように、冷却ダクト70は、円弧状分配管部72の上流側に同円弧状分配管部72の湾曲する円弧の接線方向に延長した冷気導入管部71を有し、冷気導入管部71の側面に冷気供給パイプ（冷媒供給パイプ）75が接続されるので、冷却ダクト70の複数の噴射口72ｊを有する円弧状分配管部72は、車両用電動機30のアウタステータ33に隣接して対向し、アウタステータ33に対向しない冷気導入管部71に冷気供給パイプ75がアウタステータ33に干渉せずに接続でき、冷却ダクト70をアウタステータ33に近づけてコンパクトに配置することができる。
また、冷気を導入するのに、円弧の外周に接線方向の折り曲げ箇所の少ない冷却ダクト70とすることができ、生産性をより高めることができる。

図３に示さるように、圧縮空気を暖気と冷気とに分離してそれぞれ排出するボルテックスチューブ60を有し、ボルテックスチューブ60の分離した冷気が冷却ダクト70に供給されるので、ボルテックスチューブ60から排出される冷気が、冷却ダクト70に供給され、冷却ダクト70の円弧状分配管部72の噴射口72ｊから車両用電動機30のアウタステータ33に直接噴射され、車両用電動機30を効率良く冷却して車両用電動機30の電力消費率の向上を図ることができる。

図３に示さるように、車両用電動機30の電動機出力軸31と同軸に設けられた発進クラッチ35と車両用電動機30のアウタステータ33との間に、冷却ダクト70の扁平に成形された円弧状分配管部72が配置されるので、車両用電動機30と冷却ダクト70と発進クラッチ35が軸方向幅を抑えてコンパクトに配置され、動力伝達系の大型化を防止することができる。

次に、車両用電動機30のアウタステータ33に対向し、アウタステータ33に冷気を噴射して冷却する冷却ダクト70の製造方法を、図９に基づいて説明する。
所定の長さ、所定の内外径の金属製の直線状円筒パイプ70Ａを加工成形して冷却ダクト70を製造する（図９（１）参照）。
該直線状円筒パイプ70Ａを、一端部を除き円弧状に曲げ加工して直線状端部70Ｂａと円弧状部70Ｂｂとからなる円弧状円筒パイプ70Ｂを成形する（図９（２）参照）。

次に、該円弧状円筒パイプ70Ｂを円弧状円筒パイプ70Ｂの円弧の中心軸Ｃの軸方向に圧縮して扁平にプレス成形して扁平矩形の断面形状を有する直線状端部70Ｃａと円弧状部70Ｃｂとからなる円弧状扁平筒パイプ70Ｃを成形する（図９（３）参照）。

次に、該円弧状扁平筒パイプ70Ｃの両端部を圧接して閉塞して薄板状の取付ステー部70Ｄｘ，70Ｄｚを形成した閉塞円弧状扁平筒パイプ70Ｄを製造する（図９（４）参照）。
また、該閉塞円弧状扁平筒パイプ70Ｄの円弧状部70Ｄｂの外周縁にブラケットを溶接して取付ステー部70Ｅｙを形成した閉塞円弧状扁平筒パイプ70Ｅを製造する（図９（５）参照）。

次に、該円弧状扁平筒パイプ70Ｅの円弧状部70Ｅｂに、円弧の中心軸の一方の軸方向に向けて開口した噴射口72ｊをドリルで複数穿孔して円弧状分配管部72とする（図９（６）参照）。
この穿孔工程で、円弧状扁平筒パイプ70Ｅの噴射口72ｊが形成される側面と同じ直線状端部70Ｅａの側面に導入口70ｈを穿孔して冷気導入管部71とする（図９（６）参照）。
また、取付ステー部70ｘ，70Ｅｙ，70Ｄｚに取付孔71xh，72yh，72zhを穿孔して取付ステー部71ｘ，72ｙ，72ｚとする（図９（６）参照）。

こうして冷却ダクト70が製造される。
なお、冷却ダクト70の冷気導入管部71の導入口70ｈに、図７に示される冷気供給パイプ75が接続される。

以上のように、１本の金属製の直線状円筒パイプに、曲げ加工、プレス加工、穿孔加工を順次行うことにより、車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトが製造されるので、冷却ダクトが効率良く製造され、生産性向上によるコスト低減を図ることができる。

以上、本発明に係る一実施の形態に係る車両用電動機の冷却構造および冷却ダクトの製造方法について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。

１…電動二輪車、２…車体フレーム、３…ヘッドパイプ、４…ダウンフレーム、５…ロアフレーム、６…シートレール、７…ステアリング軸、８…ハンドル、９…フロントフォーク、
10…前輪、11…ピボットプレート、12…ピボット軸、13…リヤクッション、14…バッテリ、15…後輪、16…後車軸、17…ＰＣＵ（Power Control Unit）、18…車体カバー、19…シート、
20…スイングケース、21…ケースカバー、22…減速機カバー、
30…車両用電動機、31…電動機出力軸、32…インナロータ、33…アウタステータ、33ｃ…ステータコイル、34…電動機ケース、35…発進クラッチ、36…クラッチインナ、37…クラッチアウタ、38…、39…、
40…クラッチ出力軸、41…減速歯車機構、42…中間軸、
50…圧縮機（電動圧縮機）、51…インペラ、52…回転軸、53…圧縮機ケース、53ｅ…排出筒部、54…圧縮機ケースカバー、54ｉ…吸入筒部、55…圧縮機用電動機、56…電動機カバー、
60…ボルテックスチューブ、61…チューブ本体、61ａ…暖気側チューブ部、61ｂ…冷気側チューブ部、61bj…導入筒部、62…ノズル、62ｈ…冷気排出口、63…制御バルブ、64…導入接続管、65…暖気排気管、65ｈ…暖気排出口、
70…冷却ダクト、71…冷気導入管部（冷媒導入管部）、71ｘ…取付ステー部、72…円弧状分配管部、72ｊ…噴射口、72ｙ，72ｚ…取付ステー部、73…ボルト、75…冷気供給パイプ（冷媒供給パイプ）、
70Ａ…直線状円筒パイプ、70Ｂ…円弧状円筒パイプ、70Ｃ…円弧状扁平筒パイプ、70Ｄ…閉塞円弧状扁平筒パイプ。

Claims (8)

1. 車両の駆動輪(15)を回転させる車両用電動機(30)の冷却構造において、
   前記車両用電動機(30)は、ステータコイルとロータとが径方向に配置されたラジアルギャップ型の電動機であり、
   冷媒を案内して前記車両用電動機(30)に噴射して冷却する冷却ダクト(70)を備え、
   前記冷却ダクト(70)は、下流側に円弧状に湾曲した円弧状分配管部(72)を有し、
   前記円弧状分配管部(72)は、同円弧状分配管部(72)の湾曲する円弧の中心軸(C)の一方の軸方向に向け開口した噴射口(72j)を複数有し、
   前記円弧状分配管部(72)は、前記車両用電動機(30)の前記ステータコイル(33c)に隣接し、同ステータコイル(33c)の側面に前記噴射口(72j)を向けて配設されることを特徴とする車両用電動機の冷却構造。
2. 前記冷却ダクト(70)は、前記円弧状分配管部(72)の前記中心軸(C)を前記車両用電動機(30)の電動機出力軸(31)に一致させて配設されることを特徴とする請求項１記載の車両用電動機の冷却構造。
3. 前記冷却ダクト(70)は、金属製パイプであり、
   前記円弧状分配管部(72)の円弧の中心軸(C)の軸方向に扁平に成形されて断面が扁平矩形をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電動機の冷却構造。
4. 前記冷却ダクト(70)は、端部に薄板状に成形された取付ステー部(71x,72y,72z)を有することを特徴とする請求項３に記載の車両用電動機の冷却構造。
5. 前記冷却ダクト(70)は、前記円弧状分配管部(72)の上流側に同円弧状分配管部(72)の湾曲する円弧の接線方向に延長した冷媒導入管部(71)を有し、
   前記冷媒導入管部(71)の側面に冷媒供給パイプ(75)が接続されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用電動機の冷却構造。
6. 圧縮空気を暖気と冷気とに分離してそれぞれ排出するボルテックスチューブ(60)を有し、
   前記ボルテックスチューブ(60)の分離した冷気が前記冷却ダクト(70)に供給されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用電動機の冷却構造。
7. 前記車両用電動機(30)の動力を回転数に応じて前記駆動輪(15)に伝達する発進クラッチ(35)が前記車両用電動機(30)の電動機出力軸(31)と同軸に設けられ、
   前記冷却ダクト(70)の前記円弧状分配管部(72)は、前記アウタステータ(33)と前記発進クラッチ(35)との間に配置されることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用電動機の冷却構造。
8. 冷媒を案内して車両用電動機(30)のアウタステータ(33)に噴射して冷却する車両用電動機の冷却構造の冷却ダクト(70)の製造方法において、
   金属製の直線状円筒パイプ(70A)を、一端部を除き円弧状に曲げ加工して直線状端部(70Ba)と円弧状部(70Bb)とからなる円弧状円筒パイプ(70B)とし、
   前記円弧状円筒パイプ(70B)を円弧状円筒パイプ(70B)の円弧の中心軸(C)の軸方向に圧縮して扁平にプレス成形して扁平矩形の断面形状を有する直線状端部(70Ca)と円弧状部(70Cb)とからなる円弧状扁平筒パイプ(70C)とし、
   前記円弧状扁平筒パイプ(70C)の両端部を圧接して閉塞して薄板状の取付ステー部(70Dx,70Dz)を形成して閉塞円弧状扁平筒パイプ(70D)とし、
   前記閉塞円弧状扁平筒パイプ(70D)の円弧状部に、同円弧状部の円弧の中心軸の一方の軸方向に向けて開口した噴射口を複数穿孔して円弧状分配管部(72)とし、
   前記閉塞円弧状扁平筒パイプ(70D)の直線状端部に導入口を穿孔して冷媒導入管部(71)とすること、
   により冷却ダクト(70)を製造することを特徴とする車両用電動機の冷却構造の冷却ダクトの製造方法。

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