JPH0542892A - 電動車両用パワーユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電動車両用パワーユニットにおける
発熱源の冷却を効率よく行うことを目的とする。 【構成】 伝動ケースと、前記伝動ケースに並設された
モーターハウジングと、このモーターハウジング内に装
着された電動モーターと、前記電動モーターの駆動軸に
設けられ、その半径方向に沿って送風する冷却ファン
と、前記モーターハウジングの周壁に、前記冷却ファン
の側部に対向して形成された排気口とを備えていること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用パワーユニット
に係わり、特に、電動モーターを駆動源とするパワーユ
ニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両例えば自動二輪車用のパワー
ユニットとして、車体の下部後方に揺動自在に連結され
た伝動ケースと、この伝動ケースの後部に回転自在に装
着された駆動輪と、前記伝動ケースに並設された駆動源
と、前記伝動ケース内に配設されて駆動源の回転を駆動
輪へ伝達する動力伝達機構とを備えた構成となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したパ
ワーユニットにおいて、動力源として電動モーターを用
いた場合、この電動モーターのコイル部分や電子回路を
含むドライバー部分からの発熱があるため、これらの冷
却を考慮する必要がある。

【０００４】本発明はこのような従来において残されて
いる課題を解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を有
効に解決し得る電動車両用パワーユニットを提供するも
ので、その請求項１記載の電動車両用パワーユニット
は、車体に揺動自在に装着した伝動ケースと、この伝動
ケースに回転自在に装着された駆動輪と、前記伝動ケー
スに並設されたモーターハウジングと、このモーターハ
ウジング内に装着された電動モーターと、前記伝動ケー
ス内に配設されるとともに、前記電動モーターの駆動軸
の回転を前記駆動輪へ伝達する動力伝達機構とを備えた
電動車両用パワーユニットであって、前記電動モーター
の駆動軸に、その半径方向に沿って送風する冷却ファン
を設けるとともに、前記モーターハウジングの周壁に、
前記冷却ファンの側部に対向する排気口を形成してなる
ことを特徴とする。

【０００６】また、本発明の請求項２記載の電動車両用
パワーユニットは、請求項１記載の電動車両用パワーユ
ニットにおいて、前記冷却ファンの回転中心側には、前
記駆動軸の長さ方向に沿って送風を行う補助冷却ファン
が一体に設けられているとともに、前記モーターハウジ
ングには、前記補助冷却ファンに対して前記駆動軸の長
さ方向において対向する補助排気口が形成されているこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の請求項１記載の電動車両用パワーユニ
ットによれば、電動モーターが回転させられると、その
駆動軸に取り付けられている冷却ファンも同様に回転さ
れ、この冷却ファンによってモーターハウジング内の空
気がモーターハウジングの周壁に形成されている排気口
から排出される。

【０００８】これによってモーターハウジング内、すな
わち、電動モーターの冷却が行われる。

【０００９】また、請求項２記載の電動車両用パワーユ
ニットによれば、電動モーターが回転させられると、そ
の駆動軸に設けられた冷却ファンおよび補助冷却ファン
が回転させられ、外周部に位置させられている冷却ファ
ンにより、電動モーターの外周部に位置するコイル等の
近傍の空気がモーターハウジングの外周部に形成されて
いる排気口から排出され、かつ、駆動軸近傍の空気が、
内側に位置させられている補助冷却ファンにより軸方向
に吸引されるとともに、モーターハウジングの補助排気
口から排出されて、モーターハウジング内の冷却が行わ
れる。

【００１０】さらに、請求項３記載の電動車両用パワー
ユニットによれば、モーターハウジングから排出された
空気が排風通路を経て外部へ導かれる。

【００１１】そして、前記排風通路はカバーとパッキン
グとの既存の構成部材によって形成される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１な
いし図４を参照して説明する。図１中、符号１は本発明
に係わるパワーユニットＰを備えた電動車両としての自
動二輪車を示す。

【００１３】この自動二輪車１の車体フレームＦは、略
上下方向に沿って配設された前部フレームＦ１と、この
前部フレームＦ１の下端部から後方へ向けて延設された
中央フレームＦ２と、この中央フレームＦ２の後端部か
ら斜め後方上方へ向けて延設された後部フレームＦ３と
によって構成されており、その全体が合成樹脂からなる
ボディカバーＢによって覆われている。

【００１４】このボディカバーＢは、前記前部フレーム
Ｆ１を覆って設けられたレッグシールドＢ１と、中央フ
レームＦ２の上方を覆って設けられたステップフロアー
Ｂ２と、前記後部フレームＦ３の前方、両側部および後
方を連続して覆う後部カバーＢ３と、前記中央フレーム
Ｆ２の下方を覆って設けられたアンダーカバーＢ４とに
よって構成されている。

【００１５】前記前部フレームＦ１にはヘッドパイプ２
が固着されており、このヘッドパイプ２には、フロント
フォーク３が回動自在に装着され、このフロントフォー
ク３の上端部にはステアリングハンドル４が装着され、
また、前記フロントフォーク３の下端部にはクッション
ユニット５を介して前輪６が回転自在に装着されてい
る。

【００１６】また、前記中央フレームＦ２の後部には、
前記パワーユニットＰがピボット７を介して上下方向に
揺動自在に取り付けられており、このパワーユニットＰ
の揺動端部には後輪８が回転自在に装着され、また、前
記パワーユニットＰの後端部上面と、前記後部フレーム
Ｆ３との間には、リヤクッションユニット９が介装され
ている。

【００１７】さらに、前記中央フレームＦ２の後部で、
前記ピボット７の下方には、スタンド１０が設けられ、
格納状態において前記パワーユニットＰの前部下方を覆
って、その内部に収納された後述する電動モーター１１
の保護部材として機能するようになっている。

【００１８】前記後部カバーＢ３の上部にはシート１２
が設けられ、このシート１２と前記後部カバーＢ３とに
よって形成される空間部にはヘルメット等を収納するた
めの収納ボックス（図示略）が設けられる。

【００１９】前記中央フレームＦ２には、前記電動モー
ター１１の駆動用電源としてのバッテリーを収納するバ
ッテリーボックス１３が設けられ、また、前記ヘッドパ
イプ２の前方には電動モーター１１の駆動を制御するコ
ントローラー１４と前記バッテリーを充電するための充
電器１５が設けられている。

【００２０】次いで、図２ないし図４に基づき前記パワ
ーユニットＰについて詳細に説明する。

【００２１】このパワーユニットＰは、前端に前記ピボ
ット６が左右方向に貫通させられる伝動ケース１６を備
えており、その前部に設けられた電動モーター１１と後
部に設けられた減速機１７とが、伝動ケース１６内に配
設されたベルト式無段変速機１８を介して接続されてい
る。

【００２２】前記電動モーター１１が収納されるモータ
ーハウジング１９は、前記伝動ケース１６の前部側方へ
向けて延設された円筒状の周壁１９ａと、この周壁１９
ａの外端開口部を覆って設けられた蓋体１９ｂと、前記
伝動ケース１６との隔壁１９ｃとによって形成されてい
る。

【００２３】そして、前記電動モーター１１の駆動軸２
０は、前記蓋体１９ｂおよび前記隔壁１９ｃに装着され
たボールベアリング２１・２２によって回転自在に支持
されているとともに、その伝動ケース１６側の端部は、
この伝動ケース１６内に突設させられ、かつ、前記一対
のボールベアリング２１・２２の間に位置する部分には
ローター２３が固着され、さらに、このローター２３と
前記隔壁１９ｃとの間で、前記隔壁１９ｃと対向する位
置には、冷却ファン２４が設けられている。

【００２４】また、前記蓋体１９ｂの外方側には多数の
冷却フィン２５が、前記駆動軸２０の半径方向に沿って
放射状に設けられており、これらの冷却フィン２５を取
り囲むようにして複数の電界効果トランジスタ２６が設
けられている。

【００２５】さらに、前記冷却フィン２５は、図２およ
び図３に示すように、吸気ダクト２７によって覆われて
おり、この吸気ダクト２７の吸気口２７ａは、図３に示
すように、前記パワーユニットＰの下方へ向けて開口さ
れている。

【００２６】一方、前記冷却ファン２４は、図２に示す
ように、外周部側に設けられたラジアルファン２４ａと
内周部側に設けられたアキシャルファン２４ｂ（補助冷
却ファン）とによって構成されており、前者のラジアル
ファン２４ａは、前記モーターハウジング１９の内周面
に装着されたステーター２８の近傍の空気を吸引して、
前記駆動軸２０の半径方向に排出するようになっている
とともに、後者のアキシャルファン２４ｂは、前記ロー
ター２３の近傍の空気を吸引して、前記駆動軸２０の軸
方向に排出するようになっている。

【００２７】そして、前記モーターハウジング１９の周
壁１９ａの、前記パワーユニットＰの後方側に位置する
半周部分には、図２および図４に示すように、前記駆動
軸２０の回転方向に間隔をおいて複数の第１排気口２９
（排気口）が形成されており、ラジアルファン２４ａか
らの排気を前記伝動ケース１６のベルト式無段変速機１
８が収納された変速機室Ｍへ導くようになっている。

【００２８】また、前記モーターハウジング１９の隔壁
１９ｃには、図２に示すように、前記アキシャルファン
２４ｂに対向する第２排気口３０（補助排気口）が、図
４に示すように、前記駆動軸２０の回転方向に間隔をお
いて複数形成されており、前記アキシャルファン２４ｂ
からの排気を前記変速機室Ｍへ導くようになっている。

【００２９】さらに、前記伝動ケース１６を構成し、前
記ベルト式無段変速機１８を覆って設けられた変速機カ
バー３１には、前記変速機室Ｍの内部と外部とを連通す
る排気ダクト３２が形成されている。

【００３０】一方、前記変速機カバー３１の合わせ面に
は、この変速機カバー３１によって挟持されるパッキン
Ｓが配設され、このパッキンＳによって前記変速機室Ｍ
がパワーユニットＰの幅方向に２分割されている。

【００３１】そして、前記パッキンＳの略中央部には、
開口部Ｏが形成されており、前記変速機カバー３１の内
面には、前記パッキンＳの開口部Ｏの内周縁部を取り囲
むように略環状のリブＴが突設されている。

【００３２】このリブＴは、図４に示すように、前記開
口部Ｏと排気ダクト３２とを連通して、排風通路Ｕを形
成するようになっている。

【００３３】さらに本実施例においては、前記ローター
２３の冷却ファン２４側の端部には、図２に示すよう
に、補助ファン３３が設けられており、前記ローター２
３内の空気を前記冷却ファン２４を構成するアキシャル
ファン２４ｂへ向けて導くようになっている。

【００３４】次いで、このように構成された本実施例の
作用について説明する。

【００３５】電動モーター１１の始動に伴って、その駆
動軸２０の回転がベルト式無段変速機１８を介して減速
機１７へ伝達され、さらに、この減速機１７によって駆
動輪である後輪８へ伝達されて、自動二輪車１の走行が
行われる。

【００３６】そして、このように電動モーター１１の始
動によって、電界効果トランジスタ２６を含む回路部分
や電動モーター１１自体から発熱が生じる。

【００３７】しかしながら、本実施例においては、これ
らの熱が、電動モーター１１に設けられている冷却ファ
ン２４の作用により、パワーユニットＰの外部へ排出さ
れてこれらの発熱源の温度上昇が抑制される。

【００３８】すなわち、前記駆動軸２０の回転により、
前記冷却ファン２４および補助ファン３３が同時に回転
させられ、前者の冷却ファン２４を構成するラジアルフ
ァン２４ａによって、前記電動モーター１１のステータ
ー２８内に滞留する加熱空気が駆動軸２０の軸方向に吸
引されるとともに、図２に矢印イで示すように、駆動軸
２０の半径方向に導かれ、モーターハウジング１９の周
壁１９ａに形成されている第１排気口２９から変速機室
Ｍへ排出される。

【００３９】また、ローター２３内に滞留する加熱空気
は、このローター２３の端部に設けられている補助ファ
ン３３によって吸引されたのちに、前記冷却ファン２４
を構成するアキシャルファン２４ｂによって吸引され、
このアキシャルファン２４ｂによって、図２に矢印ロで
示すように、駆動軸２０の軸方向に導かれて、前記隔壁
１９ｃに形成されている第２排気口３０から変速機室Ｍ
へ排出される。

【００４０】このようにして変速機室Ｍへ排出された加
熱空気は、パッキンＳに形成されている開口部Ｏから排
風通路Ｕを経て、変速機カバー３１に形成されている排
気ダクト３２からパワーユニットＰの外部へ排出され
る。

【００４１】一方、このような加熱空気の排出作用に伴
い、電動モーター１１内の圧力が負圧となり、これによ
って、モーターハウジング１９に連通する吸気ダクト２
７から温度の低い外気が導入されて、前記電動モーター
１１内へ導かれる。

【００４２】これによって、電動モーター１１内の加熱
空気が連続して排出されるとともに、低温の外気が連続
的に電動モーター１１内に導入されることとなり、前述
した発熱源の温度上昇が良好に抑制される。

【００４３】また、電動モーター１１から排出された加
熱空気は、前記排風通路Ｕによって排気ダクト３２へ導
かれることから、円滑な排気が行なわれる。

【００４４】しかも、前記排風通路Ｕは、既存の変速機
カバー３１とパッキンＳとによって形成されているか
ら、変速機カバー３１に若干の変更を加えるのみで新た
な構成を付加することなく形成される。

【００４５】図５および図６は本発明の第２実施例を示
すもので、前記第１実施例において示した冷却ファン２
４の構造ならびに加熱空気の排出構造構造に若干の変更
を加えたものである。

【００４６】以下に、その詳細について説明する。な
お、以下の説明中、第１実施例と共通する部分について
は同一符号を用いて説明を簡略化する。

【００４７】本実施例に示すパワーユニットＰは、電動
モーター１１のローター２３近傍の空気を吸引し駆動軸
２０の半径方向へ向けて排出する冷却ファン３４を前記
駆動軸２０に設け、また、モーターハウジング１９の周
壁１９ａの、前記伝動ケース１６の上部および前部に位
置する部分（図６参照）に複数の排気口３５を形成し、
かつ、伝動ケース１６に、前記各排気口３５に連通し前
記伝動ケース１６の側部へ開口する排気ダクト３６を形
成した構成となっている。

【００４８】このような構成とすることによって、発熱
源の加熱空気を変速機室Ｍを経ず最短距離でパワーユニ
ットＰの外部へ導くことができ、排気効率すなわち冷却
効率が高められる。

【００４９】さらに、図７ないし図１１は本発明の第３
実施例を示すもので、以下にその詳細を説明する。ま
た、本実施例においても、前記第１実施例と共通する部
分については同一符号を用いて説明を簡略化する。

【００５０】本実施例に示すパワーユニットＰに用いら
れた冷却ファン３７は、図７に示すように、駆動軸２０
の中心側に吸気部３７ａを有し、回転半径方向に排気部
３７ｂを有する構成となっている。

【００５１】さらに詳述すれば、前記冷却ファン３７
は、複数のブレード３８が放射状に形成されたファン本
体３９（図９参照）と、このファン本体３９を覆って設
けられファン本体３９と前記ブレード３８との間に排気
通路４０を形成するカバー４１とによって構成されてい
る。

【００５２】なお、ファン本体３９とカバー４１とを鋳
物で一体に構成することも可能である。

【００５３】また、モーターハウジング１９は長さ方向
に２分割されており、変速機室Ｍ側のハウジングは前記
変速機室Ｍを形成する側壁と一体化され、モーターハウ
ジング１９を構成する部分の周壁１９ａには、前記変速
機室Ｍ内に開口する排気口４２が、前記冷却ファン３７
の排気部３７ｂに対向して形成され、変速機室Ｍを覆う
変速機カバー３１には、第１実施例と同様にパワーユニ
ットＰの下方へ開口する排気ダクト４３が形成されてい
るとともに、他のハウジングには、前記電動モーター１
１のステーター２８が固定されている。

【００５４】このようにモーターハウジング１９を２分
割するのは、モーターハウジング１９を形成する際の鋳
造用の金型の深さ寸法を小さくして、生産コストの低減
を図ると同時に、モーターハウジング１９の一部を変速
機室Ｍを形成する側壁と一体化して軽量化と小型化を図
るための処置である。

【００５５】一方、前記モーターハウジング１９に連通
する吸気ダクト４４は、図８に示すように、前記パワー
ユニットＰの上方に、このパワーユニットＰの側部に開
口するように形成されている。

【００５６】さらに本実施例においては、前記駆動軸２
０の支持部分に変更が加えられている。

【００５７】すなわち、ベルト式無段変速機１８側にお
いて前記駆動軸２０を支持するボールベアリング２２
は、そのアウターレース２２ａが、伝動ケース１６に圧
入により固定されており、また、インナーレース２２ｂ
が、駆動軸２０に遊嵌されているとともに、前記ベルト
式無段変速機１８を構成するドライブプーリー４５の中
心部分に介装されたカラー４６、および、前記ドライブ
プーリー４５とインナーレース２２ｂとの間に介装され
たカラー４７を介して、前記駆動軸２０の一端部に螺着
されたナット４８と駆動軸２０の一端側に形成された段
部４９との間に挟持された構成となっている。

【００５８】これによって、駆動軸２０の出力側の端部
がカラー４６やカラー４７によって補強されて耐久性の
向上が図られる。

【００５９】一方、他方のボールベアリング２１は、そ
のアウターレース２１ａがモーターハウジング１９に遊
嵌されており、図１１に示すように、このモーターハウ
ジング１９との間に介装された皿バネ５０によって前記
一方のボールベアリング２２側へ向けて押圧されること
により、駆動軸２０の他端側に形成された段部５１へ当
接させられている。

【００６０】さらに、これら一対のボールベアリング２
１・２２の外側には、図１０に示すように、インナーレ
ース２１ｂ（２２ｂ）とアウターレース２１ａ（２２
ａ）との間を閉塞する弾性体からなるカバー５２が、前
記インナーレース２１ｂ（２２ｂ）に固定されかつアウ
ターレース２１ａ（２２ａ）に摺動自在に当接させられ
た状態で介装されており、これによって、ボールベアリ
ング２１・２２への異物の侵入が防止されている。

【００６１】また、各ボールベアリング２１・２２が嵌
合された部分の伝動ケース１６には、これらのボールベ
アリング２１・２２を覆うようにしてリップ５３が一体
に形成され、前記カバー５２とともに、各ボールベアリ
ング２１・２２への異物の侵入をさらに困難なものとし
ている。

【００６２】このように構成された本実施例のパワーユ
ニットＰにおいても、冷却ファン３７の作用により、温
度の低い外気が、吸気ダクト４３から吸引されて発熱源
へ導かれ、発熱源との熱交換を行ったのちに周壁１９ａ
の排気口４２から変速機室Ｍおよび排気ダクト４３を経
てパワーユニットＰの外部へ排出されることにより、発
熱源の温度上昇が抑制される。

【００６３】なお、前記各実施例において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、適用する車両の
種類や設計要求等に基づき種々変更可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の電動車両用パワーユニットによれば、電動モータ
ーのローターやステーター、あるいは、電子回路を含む
ドライバー等から発生する熱を駆動軸の半径方向に排出
して、これらの温度上昇を効率よく抑制することができ
る。

【００６５】また、請求項２記載の電動車両用パワーユ
ニットによれば、電動モーターの外周部の加熱空気と中
心側の加熱空気とを、個別に吸入しかつ別個の経路によ
って排出することにより、加熱空気の排出効果高めて、
冷却効率をさらに向上させることができる。

【００６６】さらに、請求項３記載の電動車両用パワー
ユニットによれば、電動モーターから排出される加熱空
気を排風通路により導いて、円滑な排気が可能となる。

【００６７】しかも、この排風通路を形成するに際し
て、既存のカバーとパッキンとを用いるものであるか
ら、新たな構成部材を付加することなく形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された電動車両としての自動二輪
車を示す側面図。

【図２】本発明の第１実施例を示す要部の横断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う矢視図。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。

【図５】本発明の第２実施例を示す要部の横断面図。

【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う矢視図。

【図７】本発明の第３実施例を示す要部の横断面図。

【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿う矢視図。

【図９】本発明の第３実施例に用いられた冷却ファンの
ファン本体を示す正面図。

【図１０】本発明の第３実施例に用いられた駆動軸支持
用のボールベアリングの構造を示す要部の縦断面図。

【図１１】本発明の第３実施例に用いられた駆動軸支持
用のボールベアリングの構造を示す要部の縦断面図。

【符号の説明】

Ｐ パワーユニット Ｓ パッキン Ｏ 開口部 Ｔ リブ Ｕ 排風通路 １ 自動二輪車（電動車両） １１ 電動モーター １６ 伝動ケース １９ モーターハウジング １９ａ 周壁 １９ｃ 隔壁 ２０ 駆動軸 ２４ 冷却ファン ２７ 急着ダクト ２９ 第１排気口（排気口） ３０ 第２排気口（補助排気口） ３１ 変速機カバー ３２ 排気ダクト ３３ 補助ファン（補助冷却ファン） ３７ 冷却ファン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に揺動自在に装着した伝動ケース
   と、この伝動ケースに回転自在に装着された駆動輪と、
   前記伝動ケースに並設されたモーターハウジングと、こ
   のモーターハウジング内に装着された電動モーターと、
   前記伝動ケース内に配設されるとともに、前記電動モー
   ターの駆動軸の回転を前記駆動輪へ伝達する動力伝達機
   構とを備えた電動車両用パワーユニットであって、前記
   電動モーターの駆動軸に、その半径方向に沿って送風す
   る冷却ファンを設けるとともに、前記モーターハウジン
   グの周壁に、前記冷却ファンに対向する排気口を形成し
   てなることを特徴とする電動車両用パワーユニット。
2. 【請求項２】 前記冷却ファンの回転中心側には、前記
   駆動軸の長さ方向に沿って送風を行う補助冷却ファンが
   一体に設けられているとともに、前記モーターハウジン
   グには、前記補助冷却ファンに対して前記駆動軸の長さ
   方向において対向する補助排気口が形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の電動車両用パワーユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 前記伝動ケース内には、伝動ケースを構
   成するカバーとこのカバーによって挟持されるパッキン
   とによって排風通路が形成されていることを特徴とする
   請求項１記載の電動車両用パワーユニット。